JP2018086869A - 車両の中央部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両側面衝突による衝突荷重がセンタピラーを介して加わったときのルーフサイドレールの車室内側への変形を抑制することを目的とする。【解決手段】本発明に係る車両の中央部構造におけるルーフサイドレール２０は筒状に形成されて、そのルーフサイドレール２０の内部には、ルーフリインフォース４３，４５の延長線上の位置に第１の補強部材５０が収納されており、第１の補強部材５０は、ルーフサイドレール２０に沿って延びる主補強壁部５２と、ルーフサイドレール２０を横断する横断壁部５４とを備えており、第１の補強部材５０の横断壁部５４は、センタピラー３０ｃの上部を介して加わる側面衝突荷重を受けられる位置に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の左右両側で車両前後方向に延びるルーフサイドレールと、車幅方向に延び、前記左右の前記ルーフサイドレール間に掛け渡されるルーフリインフォースと、左右の前記ルーフサイドレールの途中位置を支持する左右の支柱状のセンタピラーとを備える車両の中央部構造に関する。

近年、車両の側面衝突対策としてセンタピラーの強度を高めることが一般的に行われている。しかし、センタピラーの強度が向上すると、前記センタピラーの上部、及び下部を支える車両ボディの梁部（ルーフサイドレール、ロッカーパネル）に入力される衝突荷重が大きくなる。このため、特許文献１に記載された技術では、図７の縦断面図に示すように、センタピラーの上部が連結されているルーフサイドレール１０２に補強部材１０３を設け、ルーフサイドレール１０２の強度向上を図っている。

特開２００７−３１３９６３号公報

前記ルーフサイドレール１０２は、レールアウタパネル１０２ｓとレールインナパネル１０２ｅとから筒状に形成されており、補強部材１０３が筒状部分の内部空間を左右に仕切るように設けられている。即ち、補強部材１０３はルーフサイドレール１０２に沿って延びる方向に設けられている。このため、補強部材１０３はルーフサイドレール１０２の潰れに対する補強効果はさほど大きくない。したがって、センタピラーの上部から突荷重Ｆがルーフサイドレール１０２に入力するとルーフサイドレール１０２が潰れて変形し、ルーフサイドレール１０２の車室内への進入量が大きくなるおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、車両側面衝突による衝突荷重がセンタピラーを介して加わったときのルーフサイドレールの車室内側への変形を抑制することである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、車両の左右両側で車両前後方向に延びるルーフサイドレールと、車幅方向に延び、前記左右の前記ルーフサイドレール間に掛け渡されるルーフリインフォースと、左右の前記ルーフサイドレールの途中位置を支持する左右の支柱状のセンタピラーとを備える車両の中央部構造であって、前記ルーフサイドレールは筒状に形成されて、そのルーフサイドレールの内部には、前記ルーフリインフォースの延長線上の位置に第１の補強部材が収納されており、前記第１の補強部材は、前記ルーフサイドレールに沿って延びる主補強壁部と、前記ルーフサイドレール内を横断する横断壁部とを備えており、前記第１の補強部材の横断壁部は、前記センタピラーの上部を介して加わる側面衝突荷重を受けられる位置に配置されている。

本発明によると、第１の補強部材はルーフサイドレール内でルーフリインフォースの延長線上の位置に収納されており、前記第１の補強部材の横断壁部がセンタピラーを介して加わる衝突荷重を受けられる位置に配置されている。即ち、センタピラーを介して加わる衝突荷重を第１の補強部材の横断壁部で受けられるため、ルーフサイドレールが潰れ難くなる。このため、センタピラーを介して加わった衝突荷重は、第１の補強部材の横断壁部から左右方向（車幅方向）に延びるルーフリインフォースに伝達される。即ち、前記衝突荷重をセンタピラー、ルーフサイドレール、及びルーフリインフォースで効果的に受けられるようになり、ルーフサイドレールの車室内側への変形を抑制できる。

請求項２の発明によると、ルーフサイドレール間に掛け渡されるルーフリインフォースには、車幅方向に延びる複数本の縦壁部が形成されており、第１の補強部材の横断壁部は、前記ルーフリインフォースの縦壁部の延長線上の位置に配置されている。このため、ルーフサイドレール（第１の補強部材）とルーフリインフォース間の衝突荷重の伝達効率が向上する。

請求項３の発明によると、第１の補強部材の横断壁部は、主補強壁部の車両前後方向における両端部に設けられており、前記第１の補強部材の車両前後方向における長さ寸法が前記ルーフリインフォースの車両前後方向における幅寸法に等しく設定されている。

請求項４の発明によると、第１の補強部材は、センタピラーの上部に連結されている。このため、センタピラーの上部から第１の補強部材の横断壁部への衝突荷重の伝達効率が高くなる。

請求項５の発明によると、左右の前記ルーフサイドレールとルーフリインフォースの前面とに囲まれた範囲には屋根開口部が形成されており、前記センタピラーの上部は前記ルーフリインフォースの車両前後方向における中央よりも前側位置で左右の前記ルーフサイドレールと連結されている。

請求項６の発明によると、センタピラーの上部とルーフサイドレールとが重なる位置には、前記ルーフサイドレールの内側にそのルーフサイドレールを補強する第２の補強部材が設けられており、前記第２の補強部材の後端部が前記第１の補強部材の前端部と共に前記センタピラーの上部に連結されている。

本発明によると、車両側面衝突による衝撃荷重がセンタピラーを介して加わったときのルーフサイドレールの車室内側への変形を抑制できる。

本発明の実施形態１に係る中央部構造を備える車両ボディを左前方から見た斜視図である。 図１のII矢視拡大図である。 図２のIII矢視平面図である。 図２のIV-IV矢視平断面である。 図２のV-V矢視縦断面図である。 図２のVI-VI矢視縦断面図である。 従来のルーフサイドレール及びセンタピラーの上部の縦断面図である。

［実施形態１］
以下、図１から図６に基づいて本発明の実施形態１に係る車両の中央部構造について説明する。ここで、図中の前後左右及び上下は、車両の前後左右及び上下に対応している。

＜車両のボディ１０の概要ついて＞
本実施形態に係る車両のボディ１０（以下、車両ボディ１０という）は、図１に示すように、セダンタイプの乗用車のボディである。なお、図１は、車両ボディ１０を左前方から見た斜視図であり、右側部分は省略されている。車両ボディ１０における車室床部の左右両側には車両前後方向に延びる筒状のロッカー１２が設けられている。そして、車両ボディ１０のロッカー１２の前端部、中央部、及び後端部にそれぞれフロントピラー３０ｆ、センタピラー３０ｃ、及びリヤピラー３０ｂが立設されている。また、車両ボディ１０の屋根部分には、左右両側の位置に車両前後方向に延びるルーフサイドレール２０が設けられている。そして、左右のルーフサイドレール２０の前端部、中央部、及び後端部がそれぞれフロントピラー３０ｆ、センタピラー３０ｃ、及びリヤピラー３０ｂにより支持されている。

左右のルーフサイドレール２０間には、車幅方向に延びる前部ルーフリインフォース４０ｆ、中央部ルーフリインフォース４０ｃ、及び後部ルーフリインフォース４０ｂがそれぞれ掛け渡されている。そして、左右のルーフサイドレール２０と、前部ルーフリインフォース４０ｆと、中央部ルーフリインフォース４０ｃとに囲まれた範囲がサンルーフ用の屋根開口部１４となっている。また、左右のルーフサイドレール２０と、中央部ルーフリインフォース４０ｃと、後部ルーフリインフォース４０ｂとによりルーフパネル４９（図１〜４で省略、図５参照）が支持されている。

＜車両の中央部構造の概要について＞
センタピラー３０ｃの上部は、図１から図３に示すように、中央部ルーフリインフォース４０ｃよりも前側の位置で前記ルーフサイドレール２０に連結されている。即ち、図３に示すように、センタピラー３０ｃの後部と中央部ルーフリインフォース４０ｃの前半部とが車両前後方向において同位置となるように、センタピラー３０ｃと中央部ルーフリインフォース４０ｃとが位置決めされている。以下、ルーフサイドレール２０、中央部ルーフリインフォース４０ｃ、及びセンタピラー３０ｃの上部等について個々に説明することで、車両の中央部構造の詳細について説明する。

＜ルーフサイドレール２０について＞
ルーフサイドレール２０は、図５、図６に示すように、断面略台形状に成形されたレールアウタパネル２２と、断面略偏平Ｚ字形に成形されたレールインナパネル２４とを備えている。そして、レールアウタパネル２２の上部フランジ部２２ｕに対して下方からレールインナパネル２４の上部フランジ部２４ｕが接合されている。また、レールアウタパネル２２の下部フランジ部２２ｄとレールインナパネル２４の下部フランジ部２４ｄが重ねられた状態で接合されている。これにより、ルーフサイドレール２０は車両前後方向に延びる筒状に成形される。ここで、レールアウタパネル２２を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、1.8mmに設定されている。また、レールインナパネル２４を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、1.0mmに設定されている。

ルーフサイドレール２０の内側には、図２〜図４に示すように、中央部ルーフリインフォース４０ｃの延長線上の位置に第１の補強部材５０が設けられている。第１の補強部材５０は、ルーフサイドレール２０のレールインナパネル２４に沿って配置される平板状の主補強壁部５２を備えている。また、主補強壁部５２の長手方向（前後方向）両側には、その主補強壁部５２に対してほぼ直角に折り曲げられてルーフサイドレール２０内の空間を横断する横断壁部５４が設けられている。さらに、横断壁部５４の先端部はほぼ直角に折り曲げられてルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２に沿うフランジ部５６が設けられている。そして、第１の補強部材５０のフランジ部５６がレールアウタパネル２２に溶接等により固定されている。ここで、第１の補強部材５０を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、1.2mmに設定されている。

ルーフサイドレール２０の内側には、図２〜図４、及び図６に示すように、センタピラー３０ｃの上部３０ｕが重なる位置に第２の補強部材６０が設けられている。第２の補強部材６０はルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２に沿って配置されるパネルで平板状に形成されている。第２の補強部材６０は、後端部６３が、図２等に示すように、第１の補強部材５０の前側のフランジ部５６と重なるように位置決めされている。ここで、第２の補強部材６０を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、1.2mmに設定されている。

＜中央部ルーフリインフォース４０ｃについて＞
中央部ルーフリインフォース４０ｃは、図５に示すように、上側に設けられた帯板状のルーフ支持部４１と、下側に設けられた帯板状のルーフリインフォース本体部４３とを備えている。そして、上下に設けられたルーフ支持部４１とルーフリインフォース本体部４３との車幅方向（左右）における両端部がそれぞれ帯板状のマウンチンブラケット４５によってルーフサイドレール２０（レールインナパネル２４）に連結されている。

マウンチンブラケット４５は、図５に示すように、帯板を側面略階段形状に成形したものであり、上端部分（車幅方向内側）と下端部分（車幅方向外側）とにフランジ部４５ｕ，４５ｄが形成されている。そして、マウンチンブラケット４５の高さ方向中央部に設けられた水平部４５ｓにボルト穴４５ｈが幅方向に二個形成されている。また、マウンチンブラケット４５は、図４等に示すように、断面波板状に形成されており、車幅方向（左右方向）に延びる一対の突条部分４５１と、それらの突条部分４５１の間に配置される溝部分４５３とを備えている。そして、マウンチンブラケット４５の突条部分４５１と溝部分４５３との境界位置、及び突条部分４５１の幅方向外側には縦壁部４５５が形成されている。ここで、マウンチンブラケット４５を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、2.3mmに設定されている。

マウンチンブラケット４５は、図４に示すように、前端側の縦壁部４５５と後端側の縦壁部４５５とがルーフサイドレール２０の第１の補強部材５０における前後の横断壁部５４と車両前後方向において同位置となるように位置決めされている。そして、この状態で、マウンチンブラケット４５は、図５に示すように、下側に設けられたフランジ部４５ｄがルーフサイドレール２０のレールインナパネル２４に溶接等により固定されている。即ち、ルーフサイドレール２０の第１の補強部材５０の前後の横断壁部５４は、マウンチンブラケット４５における前端側の縦壁部４５５と後端側の縦壁部４５５との延長線上の位置に配置されている。マウンチンブラケット４５の水平部４５ｓには、図５に示すように、ルーフリインフォース本体部４３のフランジ部４３ｆがボルト＆ナット機構４７によって連結されている。

ルーフリインフォース本体部４３は、図４に示すように、マウンチンブラケット４５とほぼ等しい幅寸法で形成されている。また、ルーフリインフォース本体部４３は、マウンチンブラケット４５と同様に断面波板状に形成されており、車幅方向（左右方向）に延びる一対の突条部分４３１と、それらの突条部分４３１の間に配置される溝部分４３３とを備えている。そして、ルーフリインフォース本体部４３の突条部分４３１と溝部分４３３との境界位置、及び突条部分４３１の幅方向外側には縦壁部４３５が形成されている。ここで、ルーフリインフォース本体部４３の各々の縦壁部４３５間の寸法は、マウンチンブラケット４５の各々の縦壁部４５５間の寸法と等しい値に設定されている。また、ルーフリインフォース本体部４３を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、2.3mmに設定されている。

マウンチンブラケット４５の上側のフランジ部４５ｕには、図５に示すように、帯板状のルーフ支持部４１のフランジ部４１ｆが溶接等により固定されている。そして、ルーフ支持部４１によって車両のルーフパネル４９が支持されている。ルーフパネル４９の車幅方向両側にはフランジ部４９ｆが形成されており、図５に示すように、前記フランジ部４９ｆがルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２の上部フランジ部２２ｕに溶接等により固定されている。なお、ルーフ支持部４１を構成する鋼板の板厚寸法は、例えば、1.0mmに設定されている。

＜センタピラー３０ｃについて＞
センタピラー３０ｃは、図６等に示すように、ピラーアウタパネル３２と、ピラーインナパネル３４とから筒状に形成されている。そして、ピラーアウタパネル３２が車両の意匠を構成するサイメンアウタパネル３９によって覆われている。ここで、図１から図４では、サイメンアウタパネル３９は省略されている。センタピラー３０ｃの上部３０ｕでは、図２に示すように、ピラーアウタパネル３２は略Ｔ字形に形成されている。ピラーアウタパネル３２の略Ｔ字形に形成されている部分（以下、略Ｔ字部分という）の後部が中央部ルーフリインフォース４０ｃの前半部と車両前後方向において重なるように（車両前後方向において同位置となるように）位置決めされている。そして、ピラーアウタパネル３２の略Ｔ字部分がルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２の側面に連結されている。

即ち、ピラーアウタパネル３２の略Ｔ字部分の後部は、図２〜図４に示すように、ルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２と、第２の補強部材６０の後端部６３と、第１の補強部材５０の前側のフランジ部５６とに重ねられた状態で、溶接等により固定されている。また、ピラーアウタパネル３２の略Ｔ字部分の前部及び中央部は、ルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２と、第２の補強部材６０とに重ねられて溶接等により固定される。また、ピラーインナパネル３４の上部は、図６に示すように、ルーフサイドレール２０のレールアウタパネル２２とレールインナパネル２４のフランジ部２２ｄ，２４ｄ間に挟まれ、さらに上方に延びてレールインナパネル２４に溶接等により固定されている。

＜本実施形態に係る車両の中央部構造の働きについて＞
車両が側面衝突されてセンタピラー３０ｃに対して衝突荷重Ｆが加わると、衝突荷重Ｆは、図２等に示すように、センタピラー３０ｃ（ピラーアウタパネル３２）の略Ｔ字部分（上部）からルーフサイドレール２０に加わるようになる。ピラーアウタパネル３２からルーフサイドレール２０に加わった衝突荷重Ｆは、ルーフサイドレール２０内の第２の補強部材６０と第１の補強部材５０の横断壁部５４とで受けられる。特に、第１の補強部材５０の横断壁部５４は、ルーフサイドレール２０内の空間を横断して設けられているため、衝突荷重Ｆを効果的に受けることができ、ルーフサイドレール２０が潰れ難くなる。

さらに、第１の補強部材５０の前後の横断壁部５４は、図４に示すように、マウンチンブラケット４５とルーフリインフォース本体部４３における前端側の縦壁部４５５，４３５と後端側の縦壁部４５５，４３５との延長線上の位置に配置されている。このため、第１の補強部材５０の横断壁部５４（特に前側の横断壁部５４）に加わった衝突荷重Ｆは効果的にマウンチンブラケット４５、ルーフリインフォース本体部４３の縦壁部４５５，４３５に伝達されるようになる。即ち、衝突荷重Ｆをセンタピラー３０ｃ、ルーフサイドレール２０、及び中央部ルーフリインフォース４０ｃで効果的に受けられるようになり、ルーフサイドレール２０の車室内側への変形を抑制できる。

＜本実施形態に係る車両の中央部構造の長所について＞
本実施形態に係る車両の中央部構造によると、第１の補強部材５０はルーフサイドレール２０内で中央部ルーフリインフォース４０ｃの延長線上の位置に収納されており、第１の補強部材５０の横断壁部５４がセンタピラー３０ｃを介して加わる衝突荷重Ｆを受けられる位置に配置されている。即ち、センタピラー３０ｃを介して加わる衝突荷重Ｆを第１の補強部材５０の横断壁部５４で受けられるため、ルーフサイドレール２０が潰れ難くなる。このため、センタピラー３０ｃを介して加わった衝突荷重Ｆは、第１の補強部材５０の横断壁部５４から左右方向（車幅方向）に延びる中央部ルーフリインフォース４０ｃに伝達される。即ち、衝突荷重Ｆをセンタピラー３０ｃ、ルーフサイドレール２０、及び中央部ルーフリインフォース４０ｃで効果的に受けられるようになり、ルーフサイドレール２０の車室内側への変形を抑制できる。

また、第１の補強部材５０の横断壁部５４は、中央部ルーフリインフォース４０ｃの縦壁部４５５，４３５の延長線上に配置されているため、ルーフサイドレール２０（第１の補強部材５０）と中央部ルーフリインフォース４０ｃ間の衝突荷重Ｆの伝達効率が向上する。また、第１の補強部材５０のフランジ部５６がセンタピラー３０ｃの略Ｔ字部分に固定されているため、センタピラー３０ｃの上部から第１の補強部材５０の横断壁部５４への衝突荷重Ｆの伝達効率が高くなる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、第１の補強部材５０の車両前後方向における長さ寸法を中央部ルーフリインフォース４０ｃの幅寸法とほぼ等しくし、第１の補強部材５０の前後の横断壁部５４を中央部ルーフリインフォース４０ｃの前端と後端の縦壁部４５５，４３５の延長線上に配置する例を示した。しかし、第１の補強部材５０の長さ寸法を中央部ルーフリインフォース４０ｃの幅寸法よりも小さくし、第１の補強部材５０の前後の横断壁部５４を中央部ルーフリインフォース４０ｃの前端と次の縦壁部４５５，４３５の延長線上に配置することも可能である。また、中央部ルーフリインフォース４０ｃの縦壁部４５５，４３５の本数に合わせて、第１の補強部材５０の横断壁部５４の数を設定することも可能である。

また、本実施形態では、センタピラー３０ｃの上部を中央部ルーフリインフォース４０ｃよりも前側でルーフサイドレール２０に連結する例を示した。しかし、センタピラー３０ｃの上部を中央部ルーフリインフォース４０ｃと車両前後方向において同位置でルーフサイドレール２０に連結することも可能である。また、本実施形態では、第１の補強部材５０を門型に形成する例を示したが、第１の補強部材５０を箱形に形成し、箱の端面を横断壁部５４として使用することも可能である。

１０・・・・車両ボディ
１４・・・・屋根開口部
２０・・・・ルーフサイドレール
３０ｃ・・・センタピラー
４０ｃ・・・中央部ルーフリインフォース（ルーフリインフォース）
４１・・・・ルーフ支持部（ルーフリインフォース）
４３・・・・ルーフリインフォース本体部（ルーフリインフォース）
４５・・・・マウンチンブラケット（ルーフリインフォース）
５０・・・・第１の補強部材
５２・・・・主補強壁部
５４・・・・横断壁部
６０・・・・第２の補強部材
６３・・・・後端部
４５５，４３５・・縦壁部
Ｆ・・・・・衝突荷重（側面衝突荷重）

Claims (6)

1. 車両の左右両側で車両前後方向に延びるルーフサイドレールと、車幅方向に延び、左右の前記ルーフサイドレール間に掛け渡されるルーフリインフォースと、左右の前記ルーフサイドレールの途中位置を支持する左右の支柱状のセンタピラーとを備える車両の中央部構造であって、
   前記ルーフサイドレールは筒状に形成されて、そのルーフサイドレールの内部には、前記ルーフリインフォースの延長線上の位置に第１の補強部材が収納されており、
   前記第１の補強部材は、前記ルーフサイドレールに沿って延びる主補強壁部と、前記ルーフサイドレール内を横断する横断壁部とを備えており、
   前記第１の補強部材の横断壁部は、前記センタピラーの上部を介して加わる側面衝突荷重を受けられる位置に配置されている車両の中央部構造。
2. 請求項１に記載された車両の中央部構造であって、
   前記ルーフサイドレール間に掛け渡される前記ルーフリインフォースには、車幅方向に延びる複数本の縦壁部が形成されており、
   前記第１の補強部材の横断壁部は、前記ルーフリインフォースの縦壁部の延長線上の位置に配置されている車両の中央部構造。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された車両の中央部構造であって、
   前記第１の補強部材の横断壁部は、前記主補強壁部の車両前後方向における両端部に設けられており、
   前記第１の補強部材の車両前後方向における長さ寸法が前記ルーフリインフォースの車両前後方向における幅寸法に等しく設定されている車両の中央部構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載された車両の中央部構造であって、
   前記第１の補強部材は、前記センタピラーの上部に連結されている車両の中央部構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載された車両の中央部構造であって、
   左右の前記ルーフサイドレールとルーフリインフォースの前面とに囲まれた範囲には屋根開口部が形成されており、
   前記センタピラーの上部は前記ルーフリインフォースの車両前後方向における中央よりも前側位置で左右の前記ルーフサイドレールと連結されている車両の中央部構造。
6. 請求項５に記載された車両の中央部構造であって、
   前記センタピラーの上部と前記ルーフサイドレールとが重なる位置には、前記ルーフサイドレールの内側にそのルーフサイドレールを補強する第２の補強部材が設けられており、
   前記第２の補強部材の後端部が前記第１の補強部材の前端部と共に前記センタピラーの上部に連結されている車両の中央部構造。
   

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