JP4370509B2

JP4370509B2 - 車両のロールバー構造

Info

Publication number: JP4370509B2
Application number: JP2003427833A
Authority: JP
Inventors: 建次郎三木; 隆胡木; ゆかり藤井; 雅孝益田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: JP2005186689A

Description

本発明は、車両のロールバー構造に係り、特に、開放型屋根と、車体の側面を構成する一対のサイドパネルと、これらのサイドパネルの下部に連結され車幅方向に延びる車体補強フレームとを備えた車両のロールバー構造に関する。

近年、開放型屋根を備えた所謂オープンカーには、その転倒時に乗員の頭部を保護するための車両上方に延びるロールバーが設けられるようになっている。
このようなロールバーにおいてより高い強度を得るために、車両上方に延びるロールバーを車幅方向に延びる補強部材と結合させることが知られている。
また、このようなロールバーにおいてより高い強度を得るために、幌支持用ブラケットを介してサイドパネルにロールバーを取り付けることが知られている（特許文献１参照）。

特開平１１−３２１３３４号公報

このようにサイドパネルに取付けられたロールバーは、側面衝突時等にその側突荷重をも受け止めて乗員を保護することが出来るものである。しかしながら、従来の車両のロールバー構造において、ロールバーはサイドパネルに対し１箇所で取り付けられているので、サイドパネルからの側突荷重がロールバーへ十分に伝達されず、ロールバーが十分に側突荷重を受け止められないという問題があった。このとき、特に、乗員の頭部や肩部が十分に保護されない恐れがある。

本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、サイドパネルからの側突荷重を分散させてロールバーに伝達させて側突荷重を有効に受け止めることが出来る車両のロールバー構造を提供することを目的とする。

本発明によれば、
開放型屋根と、車体の側面を構成するサイドパネルと、このサイドパネルの下部に連結され車幅方向に延びる車体補強フレームとを備えた車両のロールバー構造であって、
上下方向に延びるロールバーと、
このロールバーに連結され車幅方向に延びるクロスバーと、
上記サイドパネルに設けられ上記開放型屋根を回動自在に支持するとともにこれらのロールバーおよびクロスバーが連結されるリンクブラケットと、
このリンクブラケットより下方且つ上記車体補強フレームより上方で上記ロールバーを上記サイドパネルに連結する連結部材と、
を有することを特徴とする車両のロールバー構造が提供される。
このように構成された本発明においては、ロールバー及びクロスバーがサイドパネルに連結され、連結部材がロールバーをサイドパネルに連結しているので、サイドパネルへの側突荷重がこれらの２つの連結部を介して分散してロールバー及びクロスバーへ伝達される。
また、連結部材が、ロールバー及びクロスバーがリンクブラケットを介してサイドパネルに連結される位置より下方で且つ車体補強フレームより上方でロールバーをサイドパネルに連結しているので、クロスメンバより上方でクロスメンバが受け止めきれない側突荷重が、連結部材を介してロールバーで受け止められ、さらに、このロールバーへ加わった荷重がクロスバーでも受け止められる。その結果、他車両の側突時等に乗員の頭部や肩部などがより確実に保護される。

また、本発明において、好ましくは、車両は、ロールバーの車両後方に設けられ開放型屋根を格納する格納部と、車体補強フレームの車両後方で且つ格納部の下方に設けられた燃料タンクとを備えている。
このように構成された本発明においては、車体補強フレームが、幌格納部と燃料タンクを配置する空間を確保するために閉断面積が比較的小さくされても、側突荷重が、第１連結部材及び第２連結部材を介してロールバー及びクロスバーに分散されて伝達されるので、乗員がより確実に保護される。

また、本発明において、好ましくは、サイドパネルには、開放型屋根を車両に組付ける際に開放型屋根を仮置きするための仮置きボルトが取り付けられ、連結部材は、この仮置きボルトを用いてサイドパネルに結合される。
このように構成された本発明においては、連結部材が仮置きボルトを用いてサイドパネルに結合されるので、連結部材をサイドパネルに固定するための部材を別途設ける必要がなくなり、部品点数を削減することが出来る。

また、本発明において、好ましくは、ロールバーは、その下端部が車体補強フレームに結合されている。
このように構成された本発明においては、車体補強フレームに加わった側突荷重がロールバーに分散され、また、ロールバーに加わった力が車体補強フレームに分散される。

本発明によれば、サイドパネルからの側突荷重を分散させてロールバーに伝達させて側突荷重を有効に受け止めることが出来る。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態による車両のロールバー構造を備えた車両の後方部分を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態による車両のロールバー構造を備えた車両の後方部分を左側から見た側面図である。

図１に示すように、車両１は、車室の床を構成するフロアパネル２と、このフロアパネル２から車両上方に突出し前後方向に延びるフロアトンネル４と、これらのフロアパネル２及びフロアトンネル４の後端部において斜め上方に後方に傾斜して延びるキックアップパネル６と、このキックアップパネル６の上端部から車両後方に延び荷室の床を構成するリアフロアパネル８と、リアフロアパネル８の後端部で上下方向に延びるリアパネル１０と、車両の両側面を構成する上下方向に延びる一対のサイドパネル１２とを備えている。
車両１は、さらに、車体補強フレームとして、フロアパネル２の左右両端側でそれぞれ車体前後方向に延びる一対のサイドシル１４と、フロアトンネル４に形成され前後方向に延びるバックボーンフレーム１６と、このバックボーンフレーム１６の後端部が接続され左右両側のサイドパネル１２間を車幅方向に延びる矩形状の閉断面構造のクロスメンバ１８と、を備えている。

フロアパネル２には、フロアトンネル４の左右両側においてそれぞれ車幅方向に延びる前側シートブラケット２０と、後側シートブラケット２２とが形成され、これらのシートブラケット２０、２２にシート２４（左側シートのみ図示）が取り付けられている。
一対のサイドパネル１２には、それぞれ、開放型屋根である幌２８又はリトラクタブルハードトップ（図示せず）を回動自在に支持するリンクブラケット３０が固定されている。

図２に示すように、このリンクブラケット３０には、幌２８を開閉するためのメインリンク３２と、サブリンク３４が回動自在に取り付けられており、図２では、幌２８及び各リンク３２，３４は、幌格納部３６に格納されている。この幌格納部３６の下方で且つキックアップパネル６及びクロスメンバ１８の後方には、燃料タンク３８が設けられている。このように、幌格納部３６と燃料タンク３８を配置する空間を確保するために、クロスメンバ１８は前後方向の幅が狭くされた閉断面積が比較的小さい矩形状の閉断面構造となっている。

図１及び図２に示すように、車体１は、さらに、シート２４の背後にロールバー装置４０を備えている。このロールバー装置４０は、車両上下方向に延びる一対のロールバー４２と、一対のサイドパネル１２の間で車幅方向に延びるクロスバー４４と、これらのロールバー４２及びクロスバー４４とリンクブラケット３０とを連結する上方連結部材４６と、ロールバー４２とサイドパネル１２とを連結する下方連結部材４８と、ロールバー４２及びクロスバー４４に跨るように固定されたベルトアンカー取付部材５０とを備えている。

次に、図１乃至図４によりこのロールバー装置４０の構造をより具体的に説明する。図３は、本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバー及びクロスバーを示す要部拡大斜視図であり、図４は、本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバー及びクロスバーを示す要部拡大正面図である。
先ず、図１及び図２に示すように、ロールバー４２は、１本の丸パイプをＵ字状に形成したものであり、逆Ｕ字状に上下方向に延びるように配置され、その一部がクロスバー４４より上方に突出している。このロールバー４２は、Ｕ字状に大きく曲げられた上方部分４２ａと、その上方部分の左右でそれぞれ上下方向に延びる車幅方向外方側のロールバー外方部４２ｂ及び車幅方向内方側のロールバー内方部４２ｃとを有する。

図１乃至図４に示すように、ロールバー外方部４２ｂは、それぞれクロスバー４４を貫通し、クロスバー４４の下方で車両前方に向けて斜め下方に延び、その下端部がほぼ三角形状のフランジ５２を介して３本のボルト５４でクロスメンバ１８に固定されている。また、図３及び図４に示すように、ロールバー内方部４２ｃは、その下端部がクロスバー４４の下壁部から大きく突出しない程度にクロスバー４４を貫通している。
クロスバー４４を、このようにロールバー外方部４２ｂがクロスバー４４の下方で車両前方に向けて斜め下方に延び且つロールバー内方部４２ｃがクロスバー４４の下方に大きく突出しないように設けることにより、荷室及び幌格納部３６の空間を確保している。

次に、図３、図５及び図６によりこのロールバー構造のクロスバーの構成について具体的に説明する。図５は、図３のV-V線に沿って見た断面図であり、図６は、本発明の実施形態によるロールバー構造のクロスバーを構成する２つの部材を分解して示す分解斜視図であり、図１と同じ方向から見ている。
先ず、図３、図５及び図６に示すように、クロスバー４４は、車体前方側に配置される前方側クロスバー部材５６と、車体後方側に配置される後方側クロスバー部材５８とで構成され、これらの部材により矩形状の閉断面が形成される。

前方側クロスバー部材５６は、コの字状に形成され、上壁部５６ａ、下壁部５６ｂ及びそれらの間の縦壁部５６ｃとを有する。前方側クロスバー部材５６の車幅方向両端部には、上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂに、それぞれ、後方に開口する一対の凹部６６が形成され、縦壁部５６ｃに、それらの凹部６６と同じ車幅方向位置にボルト通し孔６８が上下に２つ形成されている。

また、前方側クロスバー部材５６の上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂには、凹部６６より車幅方向内側に一対の孔部７０が形成され、これらの孔部７０は、ロールバー内方部４２ｃが上下方向に貫通するようになっている。
さらに、前方側クロスバー部材５６の上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂは、それぞれ後端部にフランジ部７２を有し、これらのフランジ部７２は、孔部７０及び凹部６６が形成された面に対し上壁部５６ａでは上方に一段高く、下壁部５６ｂでは下方に一段低くなるように段差が付けられている。

次に、図３、図５及び図６に示すように、後方側クロスバー部材５８は、上壁部５８ａ、下壁部５８ｂ及びそれらの間の縦壁部５８ｃとを有する。後方側クロスバー部材５８の上壁部５８ａ及び下壁部５８ｂは、それぞれ、車幅方向両端部で前方に向って延びるロールバー支持部８０と、このロールバー支持部８０より車幅方向内方で後方に延びるフランジ部８２とを有する。これらのロールバー支持部８０及びフランジ部８２は、後述する切り欠き部８８を介して車幅方向に離間するように形成されている。

後方側クロスバー部材５８のロールバー支持部８０には、前方側クロスバー部材５６に向う一対の凹部８４が形成されている。
図３に示すように、これらの凹部８４は、前方側クロスバー部材５６の一対の凹部６６と共に開口部８６を形成し、この開口部８６をロールバー外方部４２ｂが上下方向に延びるように配置されるようになっている。また、図３及び図５に示すように、後方側クロスバー部材５８のフランジ部８２は、前方側クロスバー部材５６のフランジ部７２と重ね合わされるように形成されている。

また、図６に示すように、後方側クロスバー部材５８の縦壁部５８ｃのロールバー支持部８０とフランジ部８２との間には、それぞれ上方又は下方に向いたＲ形状に切り取られた切り欠き部８８が形成されている。
これらの切り欠き部８８は、互いに車幅方向にずれた位置に形成され、これらの切り欠き部８８の車幅方向位置に対応して、上壁部５８ａのロールバー支持部８０が下壁部５８ｂのロールバー支持部８０よりも車幅方向に短く、上壁部５８ａのフランジ部８２が下壁部５８ｂのフランジ部８２よりも車幅方向に長く形成されている。また、縦壁部５８ｃの上方及び下方に向いた切り欠き部８８の近傍の領域には、２本のビード９０が、切り欠き部８８の幅より十分長く車幅方向に延びるように形成されている。
さらに、縦壁部５８ｃの車幅方向両端部には、上壁部５８ａ及び下壁部５８ｂの凹部８４と同じ車幅方向位置にボルト通し孔９２が上下に２つ形成されている。

次に、図７により、前方側クロスバー部材５６及び後方側クロスバー部材５８とロールバー４２との組付け方法について説明する。図７は、本発明の実施形態によるロールバー構造の各クロスバー部材とロールバーとの組付方法の概要を示す斜視図である。
図７に示すように、先ず、ロールバー内方部４２ｃを、矢印Ａで示すように、前方側クロスバー部材５６の孔部７０に上方から挿入して貫通させる。その際、ロールバー外方部４２ｂは前方側クロスバー部材５６の凹部６６に対向する位置とする。

次に、矢印Ｂで示すように、ロールバー４２を、孔部７０を貫通しているロールバー内方部４２ｃを中心に回転させて、ロールバー外方部４２ｂを前方側クロスバー部材５６の凹部６６に当接させる。この際、後述するロールバー外方部４２ｂに設けられたスペーサ部材９４の端部の位置が前方側クロスバー部材５６の縦壁部５６ｃのボルト通し孔６８の位置と一致するように上下方向の位置を調節する。

次に、矢印Ｃで示すように、後方側クロスバー部材５８を前方側クロスバー部材５６の開口部５６ｄに対向する位置に組み付けて、図３及び図５に示すように、２つのクロスバー部材５６、５８のそれぞれのフランジ部７２，８２が重なり合い且つロールバー外方部４２ｂが２つのクロスバー部材５６、５８のそれぞれの凹部６６，８４により形成された開口部８６内に配置されるようにする。このとき、図５に示すように、前方側クロスバー部材５６のフランジ部７２の段差部７２ａにより、後方側クロスバー部材５８の前後方向の位置決めを行う。

次に、図３及び図５により、前方側クロスバー部材５６と後方側クロスバー部材５８との結合構造について説明する。
図３及び図５に示すように、互いに組付けられた前方側クロスバー部材５６と後方側クロスバー部材５８とは、それぞれのフランジ部７２，８２同士、及び、前方側クロスバー部材５６の上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂのそれぞれの両端部と、後方側クロスバー部材５８の上壁部５８ａ及び下壁部５６ｂのそれぞれの両端部（ロールバー支持部８０）同士が、図３中Ｄで示すように複数箇所でスポット溶接されて互いに結合される。

次に、図４、図８乃至図１０により、クロスバー４４とロールバー４２との結合構造について説明する。図８は、本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバー及びクロスバーとサイドパネルとの連結部を示す要部拡大斜視図であり、図９は、図８のIX-IX線に沿って見た断面図であり、図１０は、図８のX-X線に沿って見た断面図である。
先ず、図４に示すように、ロールバーの内方部４２ｃと前方側クロスバー部材５６の上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂとは、孔部７０の外周縁に沿って図４中Ｅで示すように溶接され、また、ロールバーの外方部４２ｂと前方側及び後方側クロスバー部材のそれぞれの上壁部５６ａ、５８ａ及び下壁部５６ｂ、５８ｂとは、各クロスバー部材５６、５８の凹部６６，８４により形成された開口部８６の外周縁に沿って図４中Ｆで示すように溶接され、ロールバー４２とクロスバー４４とが互いに結合される。

さらに、図８乃至図１０に示すように、ロールバー外方部４２ｂとクロスバー４４とは、締結部材９６、９８により結合される。先ず、図９及び図１０に示すように、ロールバー４２のロールバー外方部４２ｂには、上下方向に離間し前後方向に延びる２つの中空円筒状のスペーサ部材９４が、ロールバー４２ｂの前部及び後部に設けられた孔に圧入されるとともに溶接固定されている（図７参照）。これらのスペーサ部材９４は、クロスバー４４の閉断面内を前後方向に延び、その両端部が、クロスバー４４の前壁部（前方側クロスバー部材の縦壁部５６ｃ）と、クロスバー４４の後壁部（後方側クロスバー部材の縦壁部５８ｃ）とに当接している。

さらに、これらのスペーサ部材９４は、それぞれ締結部材即ちボルト９６及びナット９８により、クロスバー４４と締結されている。具体的には、各ボルト９６が、車体前方側から順に、後述する上方連結部材４６の一端部４６ａ、後述するベルトアンカー取付部材５０の固定部１１２ａ、前方側クロスバー部材の縦壁部５６ｃ、スペーサ部材９４、後方側クロスバー部材の縦壁部５８ｃ及びリンクブラケット３０の一端部をそれぞれ貫通し、ナット９８により締結されている。

次に、図８乃至図１０により、ロールバー及びクロスバーとリンクブラケットとの連結構造について説明する。
先ず、図８及び図１０に示すように、リンクブラケット３０は、互いに溶接された主に３つの部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、即ち、サイドパネル１２の内方側面に溶接により固定される部材３０ａ、車両後方側に設けられロールバー外方部４２ｂまで延びる部材３０ｂ、車両前方側に設けられた部材３０ｃで構成されている。また、これらの部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃには、メインリンク３２及びサブリンク３４（図２参照）を回動自在に支持する２つの軸部材（サブリンク用の軸部材３０ｄのみを示す）が取り付けられている。
このリンクブラケット３０は、ロールバー４２及びクロスバー４４に対し、車両前方側では、上方連結部材４６を介して連結され、車両後方側では、部材３０ｂが締結部材９６、９８により直接締結されている。

上方連結部材４６は、くの字状に折り曲げられた平板であり、その一端部４６ａがロールバー４２及びクロスバー４４に結合され、その他端部４６ｂが、リンクブラケット３０に結合される。上方連結部材４６には、ビード４６ｃが車幅方向に形成され、その剛性が高められている。上方連結部材の一端部４６ａは、上述した締結部材９６、９８によりロールバー４２とクロスバー４４とに締結されている。上方連結部材の他端部４６ｂは、ボルト１００及びナット１０２によりリンクブラケットの部材３０ｃに締結されている（図８参照）。

次に、図８乃至図１２により、ベルトアンカー取付部材５０について説明する。図１１は、本発明の実施形態によるロールバー構造のベルトアンカー取付部材及びベルトアンカーを示す要部拡大斜視図であり、図１２は、本発明の実施形態によるロールバー構造のベルトアンカー取付部材を示す要部拡大斜視図である。
先ず、図８に示すように、ロールバー４２及びクロスバー４４には、ベルトアンカー取付部材５０が設けられ、図１１に示すように、このベルトアンカー取付部材５０には、シートベルト１０４を支持するベルトアンカー１０６が固定されている。

次に、図１２に示すように、このベルトアンカー取付部材５０は、一枚の鋼板が折り曲げられて形成されたものであり、ベルトアンカー１０６が取り付けられる上面部１１０と、この上面部１１０から前方に折り曲げられて下方に延びる前面部１１２と、上面部１１０から後方に折り曲げられて下方に延びる後面部１１４と、上面部１１０、前面部１１２及び後面部１１４のそれぞれから側方に折り曲げられて互いに重なる第１乃至第３側面部１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃとを有する。第１乃至第３側面部１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃは、互いに溶接されてベルトアンカー取付部材５０の剛性が高められている。上面部１１０には、ベルトアンカー１０６を取付けるための取付け孔１１８が形成されている。

ベルトアンカー取付部材５０は、その前面部１１２の下方部分に、クロスバー４４の前壁部５６ｃと平行に延びるように形成された下方固定部１１２ａ（第１固定部）を有する。この下方固定部１１２ａには、上述した前方側クロスバー部材５６のボルト通し孔６８に対応した位置にボルト通し孔１２０が形成されている。
次に、図８乃至図１０に示すように、ベルトアンカー取付部材５０の下方固定部１１２ａは、上方連結部材４６の一端部４６ａと前方側クロスバー部材５６の縦壁部５６ｃとの間に挟まれるように配置され、上述したように、締結部材９６、９８によりロールバー４２とクロスバー４４とが結合されると共に、このベルトアンカー取付部材５０も、その下方固定部１１２ａによりロールバー４２及びクロスバー４４に結合される。

図１２に示すように、ベルトアンカー取付部材５０は、その前面部１１２の上方部分に、ロールバー４２ｂの前方側面に沿って延びるように形成された第１上方固定部１１２ｂ（第２固定部）を有し、さらに上面部１１０に、ロールバー４０の円周方向の外形に沿って延びる第２上方固定部１１０ａ（第２固定部）を有する。これらの第１及び第２上方固定部１１２ｂ、１１０ａがロールバー４２に溶接される。

次に、図１３乃至図１５により、下方連結部材４８によるロールバー４２とサイドパネル１２との連結構造について説明する。図１３は、本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバーとサイドパネルとの連結部を示す要部拡大斜視図であり、図１４は、本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバーと下方連結部材との接続部材を示す要部拡大斜視図であり、図１５は、図１３のXV-XV線に沿って見た断面図である。

先ず、図１３に示すように、下方連結部材４８は、上方連結部材４６の下方で、ロールバー４２とサイドパネル１２との間で車幅方向に延び、ロールバー４２とサイドパネル１２とを連結している。
この下方連結部材４８は、一本の丸パイプからなり、その両端部４８ａ、４８ｂがそれぞれプレスされ平面状に形成されている。下方連結部材４８の平面状の一端部４８ａは、後述するようにロールバー４２に固定された接続部材１２０を介してロールバー４２に結合され、平面状の他端部４８ｂは、サイドパネル１２と平行に延びるように曲げられ、車幅方向に延びるボルト１２２によりサイドパネル１２に結合されている。

次に、図１４及び図１５に示すように、ロールバー外方部４２ｂの前方側には、ほぼ円形の孔部１２８が形成され、この孔部１２８の近傍に孔部１２８を跨ぐように接続部材１２０が取付けられている。この接続部材１２０は、コの字状に形成され、下方連結部材４８の一端部４８ａが取り付けられる取付部１２４と、この取付部１２４の上下方向の両端部の左右両側からそれぞれロールバー４２に向って延びる４つのフランジ部１２６とを有し、取付部１２４及びフランジ部１２６とにより、ロールバー４２の一部を前方側を跨ぐように形成されている。４つのフランジ部１２６は、この接続部材１２０が跨いでいるロールバー部分の軸線に対しほぼ垂直に延び、それぞれ、その先端部１２６ａがロールバー４２ｂの円周方向の外形に沿うように形成され、これらの先端部１２６ａがロールバー４２ｂに溶接されて、接続部材１２０がロールバー４２に固定されている。

次に、図１４及び図１５に示すように、接続部材１２０の取付部１２４は平面状に形成され、この取付部１２４は、この接続部材１２０が跨いでいるロールバー部分の軸線と平行に延びると共に車幅方向に延びている。この取付部１２４には、上述したロールバーの孔部１２８に対応したそのほぼ中央に孔部１３０が形成され、この孔部１３０の裏面側にナット１３４が溶接され（ウェルドナット）、このウェルドナット１３４の一部は、ロールバーの孔部１２８に収まっている。

次に、図１５に示すように、接続部材１２０の取付部１２４には、下方連結部材４８の平面状に形成された一端部４８ａが重ね合わされ、この重ね合わされた下方連結部材の一端部４８ａには、接続部材の孔部１３０及びウェルドナット１３４に対応した位置に孔部１４０が形成されている。この孔部１４０は、ボルト１３２の軸１３２ａに対し車幅方向に隙間が出来るように車幅方向に延びている。この下方連結部材の一端部４８ａに形成された孔部１４０と、接続部材１２０の孔部１３０とを、前後方向に延びるボルト１３２が貫通し、このボルト１３２と接続部材１２０に固定されたウェルドナット１３４とにより、下方連結部材４８と接続部材１２０及びロールバー４２とが締結されている。

なお、本実施形態において、前方側クロスバー部材５６を後方側に配置し、後方側クロスバー部材５８を前方側に配置しても良い。また、ロールバーのロールバー内方部４２ｃをその下方のクロスメンバ１８まで延びるように形成して、その下端部をクロスメンバ１８に固定するようにしても良い。また、ロールバー外方部４２ｂの下端部がクロスバー４４より下方にあまり突出しないようにしても良い。また、ロールバー４２の下端部を、フロアパネル２まで延びるように形成し、フロアパネル２又はその周辺の車体補強部材に固定するようにしても良い。

また、下方連結部材４８とロールバー４２との接続部材１２０をロールバーの後方側に配置し、ロールバーの後方側にその接続部材１２０のウェルドナット１３４が収まる孔部を設けて、上述したようにロールバー４２とサイドパネル１２とを連結しても良い。
さらに、図１６に変形例を示すように、板状に形成された下方連結部材１４８を設けるようにしても良い。ここで、サイドパネル１２には、車両の製造時にリンクブラケット３０を仮置きしてその位置決め等を行うための仮置きボルト１４２が設けられており、下方連結部材の他端部１４８ｂをこの仮置きボルト１４２を利用して、ナット１４４によりサイドパネル１２に固定するようにしても良い。

次に、本実施形態の作用を説明する。
先ず、ロールバー内方部４２ｃが、クロスバー４４の上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂに形成された孔部７０を通ってクロスバー４４を上下方向に貫通すると共に貫通した孔部７０の外周縁に沿ってクロスバーの上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂと溶接により結合されている。従って、車両横転時に、ロールバーの上方部分４２ａが路面から車両前後方向の力を受け、図１１の矢印Ｆ_Mで示すような曲げ力がロールバーに加わり、この曲げ力によりロールバー４２とクロスバー５６との結合部分にロールバー４２とクロスバー４４とを互いに剥離させるような力が働いても、そのような力を、上下方向に離間した上壁部５６ａ及び下壁部５６ｂの両方で受け止めることが出来る。

特に、ロールバーが貫通する孔部７０をクロスバー４４を構成する一方の部材即ち前方側クロスバー部材５６のみに形成し、ロールバー４２に加わる曲げ力が単一の部材で受け止められる。その結果、ロールバー構造４０の耐力が向上する。また、ロールバー４２をクロスバー４４に固定するために別部材を設ける必要がないので、部品点数の削減が図られる。

さらに、ロールバー外方部４２ｂが、各クロスバー部材５６、５８の互いに対向した凹部６６、８４により形成されたクロスバー４４の上部及び下部の開口部８６に配置されてクロスバー４４を上下方向に貫通しているので、クロスバー４４を２つの部材５６、５８で構成した場合でも、ロールバー４２に加わる上述したような曲げ力が、クロスバー４４の上下方向に離間した上壁部５６ａ、５８ａ及び下壁部５６ｂ、５８ｂの両方で受け止められる。
また、ロールバー外方部４２ｂが各クロスバー部材５６、５８の互いに対向した凹部６６、８４に配置されるようになっているので、ロールバー４２がその下方に曲げられた部分を有していても、ロールバー４２とクロスバー４４とを互いに強固に結合することが出来る。

さらに、一方のクロスバー部材５６の凹部６６にロールバー外方部４２ｂを配置した後に他方のクロスバー部材５８を組付けるので、ロールバー４２がその下方に曲げられた部分を有していても、クロスバー４４を上下方向に貫通させることが出来る。
このように、クロスバー４４を前方側クロスバー部材５６と後方側クロスバー部材５８とに分割し、さらにロールバー４２を上述したように組み付けるので、ロールバー外方部４２ｂを車両前方に向けて斜め下方に延びるように曲げている場合でも、ロールバー４２とクロスバー４４とを容易に組付けることが出来る。

次に、ロールバー４２に固定されたスペーサ部材９４が、クロスバー４４の閉断面内を前後方向に延び、その両端部がクロスバーの前壁部５６ｃと縦壁部５８ｃとに当接するようになっているので、ロールバー４２とクロスバー４４との前後方向の位置決めが確実に行われる。また、上述したロールバー４２に加わる曲げ力が、クロスバーの上部５６ａ、５８ａ及び下部５６ｂ、５８ｂに加え、さらにこのスペーサ部材９４で受け止められるので、ロールバー４２が路面から受ける力に対するロールバー構造４０の耐力がより向上する。

また、円筒部材からなるスペーサ部材９４とクロスバーの前壁部５６ｃ及び後壁部５８ｃとを貫通する締結部材９６、９８により、ロールバー４２及びスペーサ部材９４とクロスバー４４とが共に締結されているので、ロールバー４２とクロスバー４４とがより確実に結合される。そして、万一、締結部材９６、９８やクロスバー４４の上部及び下部のロールバー４２との溶接（図４中Ｅ、Ｆ）が何らかの力で緩んだとしても、スペーサ部材９４の両端部がクロスバーの前壁部５６ｃと縦壁部５８ｃとに当接しているので、ロールバー４２が路面から受ける力がクロスバー４４で受け止められ、ロールバー構造４０の耐力を効果的に確保することが出来る。
さらに、スペーサ部材９４は、上下方向に離間して複数設けられているので、上述した曲げの力に対するロールバー構造４０の耐力がより向上する。

次に、後方側クロスバー部材５８は、前方側クロスバー部材５６のコの字状に開口した開口部５６ｄに対向して設けられ、互いに重ね合わされる各クロスバー部材５６、５８のフランジ部７２、８２の両者が車両後方に向けて延びるように形成されているので、それらの重ね合わされたフランジ部７２、８２を上下方向から溶接する際に、溶接治具を後方側から挿入することにより溶接が容易に行われると共に量産性が向上する。
また、各クロスバー部材の上壁部５６ａ、５８ａ及び下壁部５６ｂ、５８ｂの両端部同士は、クロスバー４４の車幅方向の側面からスポット溶接の治具を挿入して溶接することが出来る。

また、各クロスバー部材５６、５８のフランジ部７２、８２はいずれも車両後方に向けて延びると共にそれらのフランジ部７２、８２同士が溶接されているので、図１１に示すように、上述したロールバー４２に加わる曲げ力Ｆ_Mにより、クロスバー４４にせん断力Ｆ_Sが加わっても、溶接面が、そのようなせん断力が加わるクロスバー４４の上下面と同じ面内にあることになり、このようなせん断力Ｆ_Sに対して各クロスバー部材５６、５８が互いに強固に結合される。その結果、ロールバー４２に加わる上述した車両前後方向の曲げ力に対するクロスバー４４の強度が高められる。さらに、クロスバー４４の強度が高められることにより、各クロスバー部材５６、５８の互いに対向した凹部６６、８４に配置されるロールバー外方部４２ｂとクロスバー４４とがより強固に結合され、ロールバー構造４０の耐力が高められる。

次に、後方側クロスバー部材５８のロールバー支持部８０とフランジ部８２とは、車幅方向に離間して形成されているので、ロールバー支持部８０とフランジ部８２とを縦壁部５８ｃに対し互いに逆方向に折り曲げるための金型同士の干渉が防止される。
また、後方側クロスバー部材５８の縦壁部５８ｃには、ロールバー支持部８０とフランジ部８２との間の部分に、それぞれ上方又は下方に向いた切り欠き部８８が形成されているので、ロールバー支持部８０とフランジ部８２との間の縦壁部５８ｃの部分が、ロールバー支持部８０の折り曲げ加工やフランジ部８２の折り曲げ加工に伴ってひきずられて変形してしまう所謂折り癖が防止される。

ここで、このような切り欠き部８８には、その形状に起因して応力集中が生じることが懸念されるが、この切り欠き部をＲ形状に形成することで応力集中がなるべく生じないようにしている。また、上方及び下方に向いたそれぞれの切り欠き部８８が互いに車幅方向にずれた位置に形成され、上下方向に並ばないようにされているので、応力集中による強度低下が小さく抑えられる。
さらに、後方側クロスバー部材の縦壁部５８ｃには、これらの上方及び下方に向いた切り欠き部８８の近傍の領域に、切り欠き部８８の幅より十分長く車幅方向に延びるビード９０が形成されているので、切り欠き部８８による応力集中による強度低下が効果的に補われる。

次に、クロスバー４４が、ロールバー４２と共に上方連結部材４６に結合され、この上方連結部材４６が、サイドパネル１２に固定されたリンクブラケット３０に連結されているので、車両の横転時にロールバー４２が路面から受ける力がサイドパネル１２とクロスバー４４とに分散される。
また、側面衝突時等にサイドパネル１２が車体側方から受ける荷重（側突荷重）が、ロールバー４２とクロスバー４４に分散される。その結果、ロールバー４２に加わる力や側突荷重に対するロールバー構造４０の耐力がより向上する。
さらに、リンクブラケット３０によって支持される幌２８やリトラクタブルハードトップの重量によりリンクブラケット３０が内方に倒れ込む力が、ロールバー４２とクロスバー４４とで受け止められるので、リンクブラケット３０の内方への倒れ込みが防止される。

特に、ロールバー４２と上方連結部材４６とは、それらを貫通する締結部材９６、９８により結合されているので、ロールバー４２と上方連結部材４６とが互いに直接的に力を伝達し合い、互いの荷重伝達能力が向上する。同様に、クロスバー４４が、ロールバー４２及び上方連結部材４６と、それらを貫通する締結部材９６、９８により結合されているので、それらが互いに直接的に力を伝達し合い、クロスバー４４、ロールバー４２及び上方連結部材４６の互いの荷重伝達能力が向上する。

また、ロールバー４２、クロスバー４４及び上方連結部材４６を締結する締結部材９６、９８が、上下方向に離間して複数設けられているので、クロスバー４４、ロールバー４２及び上方連結部材４６の互いの荷重伝達能力がより確実に向上する。特に、幌やリトラクタブルハードトップの開閉時に、それらの重量によりリンクブラケット３０が内方に倒れ込む力が、ロールバー４２及びクロスバー４４に確実に分散される。

次に、上方連結部材４６により、ロールバー４２及びクロスバー４４とサイドパネル１２に固定されたリンクブラケット３０とが連結され、下方連結部材４８により、ロールバー４２とサイドパネル１２とが連結されているので、サイドパネル１２への側突荷重がこれらの２つの連結部材４６、４８を介して分散してロールバー４２及びクロスバー４４へ伝達される。
また、下方連結部材４８が、この上方連結部材４６より下方で且つ車体補強フレームであるクロスメンバ１８より上方に設けられているので、クロスメンバ１８より上方でサイドパネル１２に加わるような、クロスメンバ１８が受け止めきれない側突荷重が、下方連結部材４８を介してロールバー４２で受け止められ、さらに、このロールバー４２へ加わった荷重がクロスバー４４でも受け止められる。その結果、他車両の側突時等に乗員の頭部や肩部などがより確実に保護される。

さらに、上方連結部材４６及び下方連結部材４８は、車幅方向左右両側のサイドパネル１２に設けられ、クロスバー４４は、車幅方向左右両側の上方連結部材４６を互いに連結するように設けられているので、上方連結部材４６及び下方連結部材４８に加わった側突荷重が、クロスバー４４を介して車幅方向反対側のロールバー４２に伝達されると共に上方連結部材４６及び下方連結部材４８を介して反対側のサイドパネル１２にも伝達される。その結果、車両の車幅方向左右間で互いに入力荷重が分散され、側突荷重に対するロールバー構造４０の耐力がより向上する。また、車体剛性が向上する。

特に、車体補強部材であるクロスメンバ１８は、幌格納部３６と燃料タンク３８を配置する空間を確保するために前後方向の幅が狭くされた閉断面積が比較的小さいものとなっているが、側突荷重が、上方連結部材４６及び下方連結部材４８を介してロールバー４２及びクロスバー４４に分散されて伝達されるので、乗員がより確実に保護される。

また、ロールバー４２のロールバー外方部４２ｂの下端部がクロスメンバ１８に結合されているので、クロスメンバ１８に加わった側突荷重がロールバー４２に分散され、また、ロールバー４２に加わった力がクロスメンバ４４に分散される。その結果、側突荷重に対するロールバー構造４０の耐力がより向上する。

また、サイドパネル１２には、リンクブラケット３０を仮置きするための仮置きボルト１４２が設けられているので、この仮置きボルト１４２を利用して下方連結部材４８（１４８）をサイドパネル１２に固定することが出来る。その結果、下方連結部材４８（１４８）をサイドパネル１２に固定するための部材を別途設ける必要がなくなり、部品点数を削減することが出来る。

次に、下方連結部材の一端部４８ａには、ボルト１３２に対し車幅方向に隙間が出来る大きさに形成された孔部１４０が設けられ、この孔部１４０をボルト１３２が前後方向に貫通して、下方連結部材４８とロールバー４２に固定された接続部材１２０とが締結されるようになっているので、ロールバー４２を車体下部のクロスメンバ１８に組付ける際の取付け誤差により、サイドパネル１２とロールバー４２との間の車幅方向の相対距離に誤差が生じても、そのようなロールバー４２の車幅方向の組付け誤差を吸収しつつ、サイドパネル１２とロールバー４２とを連結する車幅方向に延びる下方連結部材４８を設けることが出来る。

特に、構造上、下方連結部材４８のサイドパネル１２への固定を、車幅方向に延びるボルト１２２により行わなければならない場合等、ロールバー４２の車体への組付け誤差を下方連結部材４８とサイドパネル１２との固定部で吸収することが出来ない場合にも、ロールバー４２の車体への組付け誤差を吸収しつつ確実に下方連結部材を設けることが出来る。

また、接続部材１２０のナット１３４の一部がロールバーの孔部１２８の半径方向内方に位置するようにされているので、下方連結部材４８に側突荷重が加わった場合にロールバー４２の孔部１２８とナット１３４が当接して、側突荷重が下方連結部材４８を介してロールバー４２に確実に伝達される。また、下方連結部材４８は閉断面を有するので、その剛性が高まり、側突荷重が確実にロールバー４２に伝達される。
さらに、接続部材１２０は、孔部１２８が設けられたロールバーの一部を跨ぐようにロールバー４２に固定されているので、ロールバー４２に形成した孔部１２８によるロールバー４２の軸線方向の強度低下が補われる。

ここで、接続部材１２０のフランジ部１２６がロールバー４２ｂの軸線にほぼ垂直に延びると共にそのフランジ部１２６の先端部１２６ａのみがロールバー４２ｂに固定されているので、接続部材１２０は、下方連結部材４８から伝達される側突荷重に対して強度的に比較的弱くロールバー４２に固定されることとなる。従って、比較的大きな側突荷重が加わったときには、接続部材１２０とロールバー４２との固定が外れて、接続部材１２０に固定されたナット１３４がロールバーの孔部１２８と確実に当接するようになるので、下方連結部材４８から伝達される側突荷重がロールバー４２に確実に伝達される。

次に、ベルトアンカー取付部材５０は、サイドパネル１２に連結されたロールバー４２及びクロスバー４４に跨るように取り付けられているので、ベルトアンカー取付部材５０及びこのベルトアンカー取付部材５０に設けられたベルトアンカー１０６が、ロールバー４２及びクロスバー４４に対して前方へ変位しにくくなる。さらに、ロールバー４２及びクロスバー４４がサイドパネル１２に連結されているので、図１１の矢印Ｆ_Fで示すようなベルトアンカー１０６をを前方に引張る力がシートベルト１０４から加わっても、そのような力が、サイドパネル１２、ロールバー４２及びクロスバー４４で受け止められ、ベルトアンカー１０６が前方に変位することを防止することが出来る。

また、ベルトアンカー取付部材５０の下方固定部１１２ａがクロスバーの前部５６ｃに固定され、その上方でベルトアンカー取付部材５０の上方固定部１１２ｂ、１１０ａがロールバー４２ｂに固定されているので、車両横転時に、図１１の矢印Ｆ_Mで示すような曲げ力がロールバーに加わっても、上方固定部１１２ｂ、１１０ａに加わるロールバーの曲げ力が、下方固定部１１２ａが固定されたクロスバー４４で受け止められる。特に、下方固定部１１２ａがクロスバーの前部５６ｃに固定されているので、ロールバー４２が前方に曲げられる場合には、ベルトアンカー取付部材５０がロールバー４２を突っ張るように支持し、ロールバー４２が後方に曲げられる場合には、ベルトアンカー取付部材５０がロールバー４２を引張り戻すように支持する。その結果、ロールバー４２の前後方向の曲げ力に対する耐力が向上する。

特に、ベルトアンカー取付部材５０の下方固定部１１２ａは、クロスバー４４と共にロールバー４２にも固定されているので、ロールバー４２に加わる曲げ力は、ベルトアンカー取付部材５０により上下方向に離れた位置で受け止められ、ロールバー４２の前後方向の曲げ力に対する耐力がさらに向上する。
また、ベルトアンカー取付部材５０の下方固定部１１２ａが、ロールバー４２の前方側で上方連結部材４６とクロスバー４４とに挟まれて上方連結部材４６にも固定されているので、ロールバー４２の前後方向の曲げ力に対する耐力がさらに向上する。

本発明の実施形態による車両のロールバー構造を備えた車両の後方部分を示す斜視図である。本発明の実施形態による車両のロールバー構造を備えた車両の後方部分を左側から見た側面図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバー及びクロスバーを示す要部拡大斜視図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバー及びクロスバーを示す要部拡大正面図である。図３のV-V線に沿って見た断面図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のクロスバーを構成する２つの部材を分解して示す分解斜視図である。本発明の実施形態によるロールバー構造の各クロスバー部材とロールバーとの組付方法の概要を示す斜視図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバー及びクロスバーとサイドパネルとの連結部を示す要部拡大斜視図である。図８のIX-IX線に沿って見た断面図である。図８のX-X線に沿って見た断面図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のベルトアンカー取付部材及びベルトアンカーを示す要部拡大斜視図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のベルトアンカー取付部材を示す要部拡大斜視図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバーとサイドパネルとの連結部を示す要部拡大斜視図である。本発明の実施形態によるロールバー構造のロールバーと下方連結部材との接続部材を示す要部拡大斜視図である。図１３のXV-XV線に沿って見た断面図である。本発明の実施形態の変形例によるロールバー構造のロールバーとサイドパネルとの連結部を示す要部拡大斜視図である。

符号の説明

１車両
１２サイドパネル
１８クロスメンバ
２８幌
３０リンクブラケット
３６幌格納部
３８燃料タンク
４０ロールバー構造
４２ロールバー
４４クロスバー
４６上方連結部材
４８下方連結部材
５０ベルトアンカー取付部材
５６前方側クロスバー部材
５８後方側クロスバー部材
６６凹部（前方側クロスバー部材）
７０孔部（前方側クロスバー部材）
７２フランジ部（前方側クロスバー部材）
８０ロールバー支持部
８２フランジ部（後方側クロスバー部材）
８４凹部（後方側クロスバー部材）
８６開口部
８８切り欠き部
９０ビード
９４スペーサ部材
９６、９８締結部材
１０６ベルトアンカー
１１０上面部（ベルトアンカー取付部材）
１１２前面部（ベルトアンカー取付部材）
１２０接続部材
１２４取付部（接続部材）
１２６フランジ部（接続部材）
１２８孔部（ロールバー）
１３２ボルト
１３４ウェルドナット
１４０孔部（下方連結部材）
１４２仮置きボルト
１４８下方連結部材

Claims

開放型屋根と、車体の側面を構成するサイドパネルと、このサイドパネルの下部に連結され車幅方向に延びる車体補強フレームとを備えた車両のロールバー構造であって、
上下方向に延びるロールバーと、
このロールバーに連結され車幅方向に延びるクロスバーと、
上記サイドパネルに設けられ上記開放型屋根を回動自在に支持するとともにこれらのロールバーおよびクロスバーが連結されるリンクブラケットと、
このリンクブラケットより下方且つ上記車体補強フレームより上方で上記ロールバーを上記サイドパネルに連結する連結部材と、
を有することを特徴とする車両のロールバー構造。
上記車両は、上記ロールバーの車両後方に設けられ上記開放型屋根を格納する格納部と、上記車体補強フレームの車両後方で且つ上記格納部の下方に設けられた燃料タンクとを備えている、
請求項１記載の車両のロールバー構造。
上記サイドパネルには、上記開放型屋根を上記車両に組付ける際に上記開放型屋根を仮置きするための仮置きボルトが取り付けられ、上記連結部材は、この仮置きボルトを用いて上記サイドパネルに結合される、
請求項１又は請求項２に記載の車両のロールバー構造。
上記ロールバーは、その下端部が上記車体補強フレームに結合されている、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両のロールバー構造。