JP5627708B2 - 車体側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体側部の上方でルーフサイドレール（レール部材）が車体前後方向に延出され、レール部材にルーフレール（アーチ部材）の端部が設けられ、アーチ部材にルーフパネルが支持された車体側部構造に関する。

この種の車体側部構造は、特開２００３−１１８６３４号公報に開示されているように知られている。この車体側部構造は、レール部材の内壁となるレールインナ（インナパネル）の一部の部位にレールアウタ（ピラーリインフォースメント）が車体外側から重ね合わされることによりレール部材（レールインナおよびピラーリインフォースメント）が閉断面に形成され、閉断面のレール部材にアーチ部材が車幅方向を向いて交差するように設けられている。アーチ部材の上方にはルーフパネルが設けられ、ルーフパネルでアーチ部材が覆われている。

アーチ部材は、アーチロアおよびアーチアッパで閉断面に形成されている。閉断面のアーチ部材が閉断面のレール部材にスポット溶接で結合されている。このように、閉断面のレール部材に閉断面のアーチ部材をスポット溶接で結合することで、車体側部構造の剛性を確保する。

特許文献１に開示されている車体側部構造は、レールインナの一部の部位にレールアウタが車体外側から重ね合わされるため、レールインナの一部の部位と他の部位との境界にレールインナおよびレールアウタの境界部が形成される。よって、レールインナやレールアウタの上方にルーフパネルを設ける際に、ルーフパネルのフランジが境界部を跨いでレールインナおよびレールアウタの両部材に溶接で結合される。

しかし、レールインナおよびレールアウタの成形公差や組立公差の影響により、インナパネルやピラーリインフォースメントを境界部において精度よく組み付けることは難しい。このため、インナパネルおよびピラーリインフォースメントの両部材に境界部を跨いでルーフパネルのフランジを溶接する際に、ルーフパネルを精度よく位置決めすることは難しいとされていた。

さらに、特許文献１に開示されている車体側部構造によれば、閉断面のレール部材に閉断面のアーチ部材を重ね合わせ、この重ね合わせた部位にルーフパネルを重ね合わせ、この部位をスポット溶接で結合することが考えられる。この場合、レールインナ、レールアウタ、アーチアッパおよびルーフパネルを四枚重ねた状態でスポット溶接することや、レールインナ、アーチロア、アーチアッパおよびルーフパネルを四枚重ねた状態でスポット溶接することが考えられる。しかし、複数の板材をスポット溶接する際に、複数の板材の結合を確保するためには、板材を三枚に抑えることが好ましい。

特開２００３−１１８６３４号公報

本発明は、剛性を確保し、さらにルーフパネルを精度よく位置決め可能で、加えてレール部材、アーチ部材およびルーフパネルの結合強度を確保可能な車体側部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明によれば、車体側部構造であって、車体側部の上方において車体前後方向に延びるレール部材と、前記レール部材に端部が設けられて車幅方向に延びるアーチ部材と、前記アーチ部材に支持されたルーフパネルと、を具備しており、前記レール部材は、車体前後方向に延びるとともに車幅方向外側に設けられたレールアウタと、前記レールアウタより車幅方向中央側に配置されて前記レールアウタとともに車体前後方向に延びる閉断面を形成するレールインナと、前記レールアウタに一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びるアウタ延長部と、前記レールインナに一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びることにより、車幅方向中央側の端部が前記アウタ延長部の車幅方向中央側の端部より車幅方向中央側に向けて延出し、前記アウタ延長部とともに閉断面を形成するインナ延長部と、を備えており、前記アーチ部材は、上方側に設けられて車幅方向外側の端部が前記アウタ延長部に載置可能なアーチアッパと、前記アーチアッパの下方側に設けられて車幅方向外側の端部が前記インナ延長部に載置可能で、かつ前記アーチアッパとともに車幅方向に延びる閉断面を形成するアーチロアと、を備え、前記ルーフパネルは、パネル本体から車体前方側に向けて張り出したルーフフランジを有し、前記アーチアッパは、前記ルーフフランジに重なり合うように前記アーチアッパのアッパ本体から張り出し、前記ルーフフランジより車体前方側に突出するアッパ突出部を有するアッパフランジを有し、前記アーチロアは、前記アッパフランジに重なり合うように前記アーチロアのロア本体から張り出したロアフランジを有し、前記アウタ延長部は、前記アッパフランジに重なり合うように前記アウタ延長部の延長部本体から張り出し、車幅方向中央側の端部に重なるアウタ突出部を有するアウタフランジを有し、前記インナ延長部は、前記ロアフランジに重なり合うように前記インナ延長部の延長部本体から張り出し、前記アウタ突出部に重なるインナ突出部を有するインナフランジを有し、前記アッパフランジ、前記アウタフランジおよび前記インナフランジは、前記アッパ突出部、前記アウタ突出部および前記インナ突出部がスポット溶接された第１スポット溶接部を有する車体側部構造が提供される。

請求項２に係る発明では、好ましくは、前記ルーフフランジは、前記アウタ突出部、前記アッパ突出部および前記インナ突出部に対応する部位に、前記アウタ突出部、前記アッパ突出部および前記インナ突出部を回避するルーフ凹部を有している。

請求項３に係る発明では、好ましくは、前記第１スポット溶接部より車幅方向中央側において、前記ルーフフランジ、前記アッパフランジおよび前記ロアフランジがスポット溶接されたルーフ側スポット溶接部が位置しており、前記ロアフランジは、前記ルーフ側スポット溶接部より車幅方向中央側にロアフランジ凹部を有し、前記インナ延長部は、車幅方向中央側の端部が前記ロアフランジ凹部の位置まで延出され、前記ロアフランジ凹部において、前記ルーフフランジ、前記アッパフランジおよび前記インナフランジがスポット溶接された第２スポット溶接部が位置している。

請求項４に係る発明では、好ましくは、前記アーチロアより車幅方向外側で、かつ前記アウタ延長部より車幅方向中央側において、前記ルーフフランジ、前記アッパフランジおよび前記インナフランジがスポット溶接された第３スポット溶接部が位置しており、前記アーチアッパより車幅方向外側において、前記ルーフフランジ、前記アウタフランジおよび前記インナフランジがスポット溶接された第４スポット溶接部が位置している。

請求項５に係る発明では、好ましくは、前記レール部材は、前記レールアウタおよびレールインナ間に設けられた補強用のレールパッチと、前記レールパッチに一体に設けられ、前記アウタ延長部および前記インナ延長部で形成された閉断面内に延出されたパッチ延長部とを備えている。

請求項１に係る発明では、レールアウタにアウタ延長部を一体に備えるとともに、レールインナにインナ延長部を一体に備え、アウタ延長部およびインナ延長部で閉断面を形成した。アーチ部材をアーチアッパおよびアーチロアで閉断面に形成した。アーチアッパをアウタ延長部に載置可能とし、アーチロアをインナ延長部に載置可能とした。これにより、閉断面に形成したアウタ延長部およびインナ延長部に、閉断面に形成したアーチ部材を設けることが可能になり、車体側部構造の剛性を確保することができる。

ここで、レール部材およびアーチ部材は略直交するように設けられている。このため、レール部材およびアーチ部材が交差部で連結された場合、交差部に応力が集中して交差部の剛性を確保することが難しい。そこで、請求項１では、レールアウタにアウタ延長部を一体に備えるとともに、レールインナにインナ延長部を一体に備えるようにした。そして、アウタ延長部にアーチアッパを設け、インナ延長部にアーチロアを設けるようにした。よって、レール部材およびアーチ部材の連結部を交差部から離すことができるので、交差部の剛性を高めることができる。これにより、例えば、車体前方から作用した荷重をレール部材および交差部を経てアーチ部材に好適に伝えることができる。

車体側部構造は、アーチ部材の上方にルーフパネルが設けられることにより、ルーフパネルでアーチ部材が覆われている。このアーチ部材の上方にルーフパネルを設ける際に、ルーフパネルのフランジがレール部材のレールアウタに溶接で結合される。レールアウタはレールインナに沿って略同じ長さに延出されているので、レールアウタをルーフパネルのフランジ全域に亘って延出することが可能である。

よって、ルーフパネルのフランジをレールアウタに設ける際に、ルーフパネルのフランジがレールアウタおよびレールインナの境界を跨がないようにできる。これにより、ルーフパネルのフランジを所望の位置に精度よく溶接できるので、ルーフパネルを所定位置に精度よく位置決めすることができる。

また、請求項１に係る発明では、アッパフランジにアッパ突出部を有し、このアッパ突出部をルーフフランジより車体前方側に突出させた。さらに、アウタフランジにアウタ突出部を有し、アウタ突出部をアッパ突出部に重ね合わせ可能とした。加えて、インナフランジにインナ突出部を形成し、このインナ突出部をアウタ突出部に重ね合わせ可能とした。よって、アッパ突出部、アウタ突出部およびインナ突出部の三枚の突出部をルーフフランジより車体前方側に突出させることができる。三枚の突出部をスポット溶接することで第１スポット溶接部を備えるようにした。

ここで、車体側部構造を組み立てる際に、アーチ部材にルーフパネルを一体に組み付けてルーフユニットとし、さらに、レールアウタおよびレールインナを一体に組み付けてレール部材とし、ルーフユニットおよびレール部材を後工程で組み付ける工程が考えられる。この場合でも、三枚の突出部をルーフフランジより車体前方側に突出させることで、ルーフフランジを除いた三枚の突出部のみをスポット溶接して第１スポット溶接部とすることができる。

このように、第１スポット溶接部をアッパ突出部、アウタ突出部およびインナ突出部の三枚の突出部とすることで、三枚の突出部をスポット溶接で強固に結合することができる。これにより、アウタ延長部およびインナ延長部にアーチアッパ（すなわち、アーチ部材）を強固に結合することができるので、車体側部構造の剛性（結合強度）を一層良好に確保することができる。

請求項２に係る発明では、ルーフフランジのうち、アウタ突出部、アッパ突出部およびインナ突出部に対応する部位にルーフ凹部を有し、このルーフ凹部でアウタ突出部、アッパ突出部およびインナ突出部を回避するようにした。よって、アウタ突出部、アッパ突出部およびインナ突出部を小さく抑えることができる。これにより、アウタ突出部、アッパ突出部およびインナ突出部によるフロントウインドガラス側への突出量を抑えて車体側部構造のデザイン性を高めることができる。

さらに、アウタ突出部、アッパ突出部およびインナ突出部の三枚の突出部をルーフフランジより車体前方側に突出させることで、ルーフ凹部の凹み量を小さく抑えることができる。これにより、ルーフ凹部に応力集中が作用することを好適に抑えることができ、ルーフ凹部が変形の起点になることを避けることができる。

請求項３に係る発明では、第１スポット溶接部より車幅方向中央側において、ルーフフランジ、アッパフランジおよびロアフランジの三枚がスポット溶接されたルーフ側スポット溶接部を備えた。よって、車体側部構造を組み立てる際に、アーチ部材にルーフパネルを一体に組み付けてルーフユニットとした状態で、ルーフフランジ、アッパフランジおよびロアフランジの三枚をスポット溶接してルーフ側スポット溶接部とすることができる。これにより、ルーフユニットの結合強度を十分に確保することができる。

さらに、ロアフランジにロアフランジ凹部を有し、ロアフランジ凹部をルーフ側スポット溶接部より車幅方向中央側に配置した。インナ延長部のうち車幅方向中央側の端部をロアフランジ凹部まで延ばした。ロアフランジ凹部において、ルーフフランジ、アッパフランジおよびインナフランジの三枚をスポット溶接することで、ルーフ側スポット溶接部の近傍に第２スポット溶接部を備えるようにした。よって、インナ延長部をアーチロアに対して略水平方向に連続させた状態に保持することができる。これにより、レール部材およびアーチ部材の連結部を閉断面に確保することができるので、レール部材およびアーチ部材の連結部の剛性を十分に確保することができる。

請求項４に係る発明では、アーチロアより車幅方向外側で、かつアウタ延長部より車幅方向中央側にルーフフランジ、アッパフランジおよびインナフランジの三枚がスポット溶接された第３スポット溶接部を備えた。この第３スポット溶接部は第１スポット溶接部より車幅方向中央側に位置する。さらに、アーチアッパより車幅方向外側にルーフフランジ、アウタフランジおよびインナフランジの三枚がスポット溶接された第４スポット溶接部を備えた。この第４スポット溶接部は第１スポット溶接部より車幅方向外側に位置する。よって、第１スポット溶接部の両側に第３スポット溶接部および第４スポット溶接部を設けることができる。

ここで、第１スポット溶接部はルーフフランジを溶接しない部位である。よって、第１スポット溶接部の両側に第３、第４のスポット溶接部を設けることにより、第１スポット溶接部の両側でルーフフランジを結合することができる。このように、第１スポット溶接部の両側でルーフフランジを結合することで、ルーフフランジの結合強度を確保することができる。

ルーフ側スポット溶接部の両側に第２スポット溶接部および第３スポット溶接部を設けることができる。ルーフ側スポット溶接部において、ルーフフランジ、アッパフランジおよびロアフランジがスポット溶接されている。さらに、第２、第３のスポット溶接部において、ルーフフランジ、アッパフランジおよびインナフランジがスポット溶接されている。よって、ルーフ側スポット溶接部および第２、第３のスポット溶接部において、ロアフランジおよびインナフランジが強固に結合されている。

一方、第１スポット溶接部において、アッパ突出部（アッパフランジ）およびアウタ突出部（アウタフランジ）がスポット溶接されている。これにより、レール部材およびアーチ部材が好適に結合されている。また、ルーフ側スポット溶接部および第２、第３のスポット溶接部は、第１スポット溶接部より車幅方向中央側に所定間隔だけ離れて設けられている。

このように、ルーフ側スポット溶接部および第２、第３のスポット溶接部を第１スポット溶接部から車体幅方向中央側に離間することで、レール部材およびアーチ部材の連結部に作用する応力を好適に分散することができる。これにより、レール部材およびアーチ部材の連結部の剛性を十分に確保することができる。

請求項５に係る発明では、レールアウタおよびレールインナ間に補強用のレールパッチを設けた。さらに、レールパッチにパッチ延長部を一体に設け、アウタ延長部およびインナ延長部で形成された閉断面内にパッチ延長部を延出させた。これにより、レールパッチおよびパッチ延長部でレール部材の剛性を高めることができるので、車体側部構造の剛性を一層良好に確保することができる。

本発明に係る車体側部構造を示す斜視図である。 図１の領域２の拡大図である。 図２の車体側部構造からルーフパネルを分解した状態を示す斜視図である。 図２の車体側部構造をレール部材およびアーチ部材に分解した状態を示した斜視図である。 図２の車体側部構造を分解した状態で示す斜視図である。 図４に示したレール部材の分解斜視図である。 図４に示したアーチ部材の分解斜視図である。 図１の矢印８方向に見た図である。 図２の領域９の拡大図である。 図９の１０−１０線に沿う断面図である。 本発明に係る車体側部構造を組み立てる工程を示す図である。 図９の１２−１２線に沿う断面図である。 図９の１３−１３線に沿う断面図である。 図９の１４−１４線に沿う断面図である。 図９の１５−１５線に沿う断面図である。 図９の１６−１６線に沿う断面図である。 図９の１７−１７線に沿う断面図である。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。図面中、矢印「Ｆｒ」は前、「Ｒｒ」は後、「Ｌ」は左、「Ｒ」は右方向を示している。

図１に示すように、車体側部構造１０は、車体側部の下方で車体前後方向に延びるサイドシル１１と、サイドシル１１の前端部から上方に立ち上げられたフロントピラー１２と、サイドシル１１の車体前後方向の途中の部位から上方に立ち上げられたセンタピラー１３と、フロントピラー１２およびセンタピラー１３の各上端部１３ａに支持されて車体側部の上方に設けられたレール部材１５と、レール部材１５やセンタピラー１３などを車体外側から覆うサイドパネル１６と、レール部材１５に端部が設けられて車幅方向に延出されたアーチ部材１８と、アーチ部材１８に支持されたルーフパネル２０とを備えている。

図２及び図３に示すように、ルーフパネル２０は、アーチ部材１８を上方から覆うパネル本体２１と、パネル本体２１の前端部２１ａから車体前方側に向けて張り出された前ルーフフランジ（ルーフフランジ）２２と、パネル本体２１の側部２１ｂから車幅方向外側に向けて張り出された側方ルーフフランジ２３とを備えている。

前ルーフフランジ２２は、パネル本体２１の前端部２１ａから車体前方側に向けて張り出された張出片である。この前ルーフフランジ２２は、アーチ部材１８に沿って車幅方向に延出され、アーチ部材１８にスポット溶接で接合されている。

前ルーフフランジ２２にはレール部材１５（具体的には、レールアウタ３２、レールインナ３６）の近傍部位２２ａにルーフ凹部２４が形成されている。ルーフ凹部２４は、前ルーフフランジ２２の前縁２２ｂから車体後方に凹んだ部位で、凹み幅Ｗ１、凹み深さ（凹み量）Ｄ１に形成されている。このルーフ凹部２４は、後述するアウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６に対応する部位に、アウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６を回避するように形成されている。

側方ルーフフランジ２３は、パネル本体２１の側部２１ｂから車幅方向外側に向けて張り出された張出片である。この側方ルーフフランジ２３は、レール部材１５に沿って車体前後方向に延出され、レール部材１５にスポット溶接で結合されている。

図１に示すように、レール部材１５は、フロントピラー１２の上端部１２ａおよびセンタピラー１３の上端部１３ａに支持されて車体側部の上方に設けられている。レール部材１５は、図４に示すように、車体前後方向に延びるとともに車幅方向外側に設けられたアウタ部材３１と、アウタ部材３１より車幅方向中央側に配置されたインナ部材３５と、アウタ部材３１およびインナ部材３５間に介在されたパッチ部材４１（図６も参照）とを備えている。

図５及び図６に示すように、アウタ部材３１は、車体前後方向に延びるとともに車幅方向外側に設けられたレールアウタ３２と、レールアウタ３２に一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びるアウタ延長部３３とを有する。

アウタ延長部３３は、レールアウタ３２に一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びることにより、車幅方向中央側の端部３３ａがアーチ部材１８（アーチアッパ６２）の車幅方向外側の端部（アーチ部材１８の端部）６２ａに重なり合うように形成されている。

このアウタ延長部３３は、レールアウタ３２から車幅方向中央側に向けて延びる延長部本体４５と、延長部本体４５の前端部４５ａから車体前方に向けて張り出された前アウタフランジ（アウタフランジ）４６と、延長部本体４５の後端部４５ｂから車体後方に向けて張り出された後アウタフランジ４８とを有する。

前アウタフランジ４６は、アーチアッパ６２の前アッパフランジ（アッパフランジ）６４に下方から重なり合うように車幅方向に延出され、車幅方向中央側の端部４６ａにアウタ突出部４７を有する。アウタ突出部４７は、突出高さＬ１に形成されることで、後述するアッパ突出部６５の下面に重なるように形成されている。後アウタフランジ４８は、車幅方向中央側の端部４８ａに形成されたアウタ取付孔４９を有する。

レール部材１５のインナ部材３５は、レールアウタ３２より車幅方向中央側に配置されてレールアウタ３２とともに車体前後方向に延びるレールインナ３６と、レールインナ３６に一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びるインナ延長部３７とを有する。レールアウタ３２およびレールインナ３６は略同じ長さに形成され、レールアウタ３２およびレールインナ３６で車体前後方向に延びる閉断面が形成されている。

インナ延長部３７は、レールインナ３６に一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びることにより、車幅方向中央側の端部３７ａがアーチ部材１８（アーチロア７２）の車幅方向外側の端部（アーチ部材１８の端部）７２ａに重なり合うように形成されている。

インナ延長部３７の車幅方向中央側の端部３７ａは、アウタ延長部３３の車幅方向中央側の端部３３ａより車幅方向中央側に向けて延出している。アウタ延長部３３をインナ延長部３７に重ね合わせることで、アウタ延長部３３およびインナ延長部３７で閉断面が形成されている。

インナ延長部３７は、レールインナ３６から車幅方向中央側に向けて延びる延長部本体５４と、延長部本体５４の前端部５４ａから車体前方に向けて張り出された前インナフランジ（インナフランジ）５５と、延長部本体５４の後端部５４ｂから車体後方に向けて張り出された後インナフランジ５７とを有する。

前インナフランジ５５は、アーチロア７２の前ロアフランジ（ロアフランジ）７４に下方から重なり合うように車幅方向に延出されることで、車幅方向中央側の端部５５ａがロアフランジ凹部７５（後述する）に配置されている。この前インナフランジ５５は、車幅方向中央５５ｂにアウタ突出部４７の下面に重なるインナ突出部５６を有する。インナ突出部５６は突出高さＬ１に形成されている。後インナフランジ５７は、車幅方向中央５７ａに形成された第１インナ取付孔５８と、車幅方向中央５７ａ側の端部５７ｂに形成された第２インナ取付孔５９を有する。

パッチ部材４１は、レールアウタ３２およびレールインナ３６間に設けられた補強用のレールパッチ４２と、レールパッチ４２に一体に設けられたパッチ延長部４３とを有する。

レールパッチ４２は、レールアウタ３２およびレールインナ３６で形成された閉断面内において車体前後方向に延びるように配置されている。この状態で、レールパッチ４２の複数の接合部４２ａがレールアウタ３２の内面にスポット溶接で結合されている。レールアウタ３２の内面にレールパッチ４２をスポット溶接で結合することでレールアウタ３２を補強することができる。

パッチ延長部４３は、レールパッチ４２に一体に設けられてアウタ延長部３３およびインナ延長部３７で形成された閉断面内に延出されている。この状態で、パッチ延長部４３の複数の接合部４３ａがアウタ延長部３３の内面にスポット溶接で結合されている。アウタ延長部３３の内面にパッチ延長部４３をスポット溶接で結合することでアウタ延長部３３を補強することができる。

このように、レールパッチ４２でレールアウタ３２を補強するとともに、パッチ延長部４３でアウタ延長部３３を補強することで、レール部材の剛性を高めることができる。よって、車体側部構造の剛性を良好に確保することができる。

図５及び図７に示すように、アーチ部材１８は、アウタ延長部３３の車幅方向中央側の端部３３ａに連結可能なアーチアッパ６２と、インナ延長部３７の車幅方向中央側の端部３７ａに連結可能なアーチロア７２とを備えている。

アーチアッパ６２は、アーチロア７２の上方側に設けられて車幅方向外側の端部６２ａがアウタ延長部３３の上面に上方から載置可能な梁部材である。このアーチアッパ６２は、車幅方向に延出されたアッパ本体６３と、アッパ本体６３の前端部６３ａから車体前方に向けて張り出された前アッパフランジ６４と、アッパ本体６３の後端部６３ｂから車体後方に向けて張り出された後アッパフランジ６６とを有する。

前アッパフランジ６４は、前ルーフフランジ２２に下方から重なり合うように車幅方向に延出され、車幅方向外側の端部６４ａに車体前方側に突出するアッパ突出部６５を有する。

アッパ突出部６５は、前アッパフランジ６４の前縁６４ｂから車体前方に突出した部位で、突出高さＬ１に形成されている。このアッパ突出部６５は、車幅方向においてルーフ凹部２４に対応する部位に形成されている。よって、アッパ突出部６５は、ルーフ凹部２４の底部２４ａより車体前方側に突出されている。

後アッパフランジ６６は、車幅方向外側の端部６６ａに形成された第１アッパ取付孔６７と、第１アッパ取付孔６７より車幅中央側に形成された第２アッパ取付孔６８を有する。

アーチロア７２は、アーチアッパ６２の下方側に設けられて車幅方向外側の端部７２ａが、インナ延長部３７のうち車幅方向中央側の端部３７ａの上面に上方から載置可能な梁部材である。アーチロア７２にアーチアッパ６２を重ね合わせることで、アーチアッパ６２およびアーチロア７２で車幅方向に延びる閉断面が形成されている。

このアーチロア７２は、車体幅方向に延出されたロア本体７３と、ロア本体７３の前端部７３ａから車体前方に向けて張り出された前ロアフランジ７４と、ロア本体７３の後端部７３ｂから車体後方に向けて張り出された後ロアフランジ７６とを有する。

前ロアフランジ７４は、前アッパフランジ６４に下方から重なり合うように車幅方向に延出され、ルーフ側スポット溶接部９２（後述する）より車幅方向中央側にロアフランジ凹部７５を有している。後ロアフランジ７６は、車幅方向外側の端部７６ａに形成されたロア取付孔７７を有する。

図４及び図５に示すように、インナ延長部３７にアウタ延長部３３を重ね合わせた状態で、アーチロア７２にアーチアッパ６２を重ね合わせる。アウタ延長部３３のうち車幅方向中央側の端部３３ａにアーチアッパ６２のうち車幅方向外側の端部６２ａを上方から重ね合わせる。同時に、インナ延長部３７のうち車幅方向中央側の端部３７ａにアーチロア７２のうち車幅方向外側の端部７２ａを上方から重ね合わせる。

この状態で、後インナフランジ５７の第１インナ取付孔５８、後アウタフランジ４８のアウタ取付孔４９、および後アッパフランジ６６の第１アッパ取付孔６７にボルト８１を差し込み、第１アッパ取付孔６７から突出したねじ部８１ａがナット８２にねじ結合される。このナット８２は、後アッパフランジ６６の表面において第１アッパ取付孔６７に同軸上に溶接されている。

さらに、後インナフランジ５７の第２インナ取付孔５９、後ロアフランジ７６のロア取付孔７７、および後アッパフランジ６６の第２アッパ取付孔６８にボルト８１を差し込み、第２アッパ取付孔６８から突出したねじ部８１ａがナット８２にねじ結合される。このナット８２は、後アッパフランジ６６の表面において第２アッパ取付孔６８に同軸上に溶接されている。

図２及び図３に示すように、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前ロアフランジ７４がスポット溶接で結合される。前アウタフランジ４６および前インナフランジ５５がスポット溶接で結合されている。

次に、図８〜図１７に基づいて、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４、前ロアフランジ７４、前アウタフランジ４６および前インナフランジ５５をスポット溶接する例について詳しく説明する。

図８及び図９に示すように、車体側部構造１０は、第１スポット溶接部９１と、第１スポット溶接部９１より車体中心側に設けられたルーフ側スポット溶接部９２と、ルーフ側スポット溶接部９２より車体中心側に設けられた第２スポット溶接部９３とを備えている。さらに、車体側部構造１０は、第１スポット溶接部９１およびルーフ側スポット溶接部９２間に設けられた第３スポット溶接部９４と、第１スポット溶接部９１より車体外側に設けられた第４スポット溶接部９５と、第４スポット溶接部９５より車体外側に設けられたサイド側溶接部９６を備えている。

図５及び図９に示すように、前アッパフランジ６４は前ルーフフランジ２２より車体前方側に突出するアッパ突出部６５を有する。前アウタフランジ４６はアッパ突出部６５の下面に重なるアウタ突出部４７を有する。さらに、前インナフランジ５５はアウタ突出部４７の下面に重なるインナ突出部５６を有する。

従って、アッパ突出部６５、アウタ突出部４７およびインナ突出部５６の三枚の突出部を前ルーフフランジ２２より車体前方側に突出させることができる。図１０に示すように、アッパ突出部６５、アウタ突出部４７およびインナ突出部５６の三枚の突出部がスポット溶接されることにより第１スポット溶接部９１が形成される。

車体側部構造１０の組立工程として、例えば、図１１に示すように、アーチ部材１８にルーフパネル２０を一体に組み付けてルーフユニット１０２とし、レール部材１５およびサイドパネル１６を一体に組み付けてレールユニット１０３とする。ルーフユニット１０２やレールユニット１０３を組み付けた後工程で、ルーフユニット１０２およびレールユニット１０３を組み付ける工程が考えられる。この場合でも、三枚の突出部６５，４７，５６を前ルーフフランジ２２より車体前方側に突出させることで、前ルーフフランジ２２を除いた三枚の突出部６５，４７，５６のみをスポット溶接して第１スポット溶接部９１（図２及び図９）とすることができる。

通常、複数の板材をスポット溶接する際に、複数の板材の結合を確保するためには、板材を三枚に抑えることが好ましい。よって、図１０に示すように、第１スポット溶接部９１をアッパ突出部６５、アウタ突出部４７およびインナ突出部５６の三枚とすることで、アッパ突出部６５、アウタ突出部４７およびインナ突出部５６をスポット溶接で強固に結合できる。このように、アウタ延長部３３およびインナ延長部３７にアーチアッパ６２（すなわち、アーチ部材１８）を強固に結合することで、車体側部構造１０の剛性を良好に確保することができる。

図９に示すように、前ルーフフランジ２２のうち、アウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６に対応するレール部材１５の近傍部位２２ａにルーフ凹部２４を有する。このルーフ凹部２４でアウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６を回避するようにした。よって、アウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６の突出高さＬ１を小さく抑えることができる。これにより、フロントウインドガラス側への突出量を抑えて車体側部構造１０のデザイン性を高めることができる。

さらに、アウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６を前ルーフフランジ２２より車体前方側に突出させることで、ルーフ凹部２４の凹み深さＤ１を小さく抑えることができる。換言すれば、アウタ突出部４７、アッパ突出部６５およびインナ突出部５６を突出させることで、ルーフ凹部２４の凹み深さＤ１を小さく抑えてもスポット溶接代を十分に確保できる。

このように、ルーフ凹部２４の凹み深さＤ１を小さく抑えることで、ルーフ凹部２４に応力集中が作用することを好適に抑えることができる。これにより、ルーフ凹部２４が変形の起点になることを避けることができ、車体側部構造１０の剛性を良好に確保することができる。

図３及び図９に示すように、第１スポット溶接部９１より車幅方向中央側において、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前ロアフランジ７４（車幅方向外側の端部７４ａ）の三枚がスポット溶接されたルーフ側スポット溶接部９２が位置している。よって、図１２に示すように、アーチ部材１８にルーフパネル２０を一体的に組み付けてルーフユニット１０２とした状態で、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前ロアフランジ７４の三枚をスポット溶接してルーフ側スポット溶接部９２とすることができる。

このように、三枚のフランジをスポット溶接することで、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前ロアフランジ７４を強固に結合できる。これにより、ルーフユニット１０２の結合強度を十分に確保することができる。

前インナフランジ５５は、前ロアフランジ７４（車幅方向外側の端部７４ａ）に対応する部位に下方に膨出する膨出部５５ｃを有する。よって、前インナフランジ５５がルーフ側スポット溶接部９２に干渉することを膨出部５５ｃで回避することができる。

図３及び図９に示すように、前ロアフランジ７４はロアフランジ凹部７５を有する。このロアフランジ凹部７５はルーフ側スポット溶接部９２より車幅方向中央側に位置している。前インナフランジ５５のうち車幅方向中央側の端部５５ａはロアフランジ凹部７５まで延びている。

図１３に示すように、ロアフランジ凹部７５において、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前インナフランジ５５をスポット溶接することで、ルーフ側スポット溶接部９２の近傍に第２スポット溶接部９３が位置する。このように、三枚のフランジをスポット溶接することで、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前インナフランジ５５を強固に結合できる。

ルーフ側スポット溶接部９２において前アッパフランジ６４および前ロアフランジ７４（車幅方向外側の端部７４ａ）がスポット溶接されている。さらに、第２スポット溶接部９３において前アッパフランジ６４および前インナフランジ５５がスポット溶接されている。よって、ルーフ側スポット溶接部９２の近傍に第２スポット溶接部９３が位置することで、前インナフランジ５５（インナ延長部３７）を前ロアフランジ７４（アーチロア７２）に対して略水平方向に連続させた状態に保持できる。これにより、図１４に示すように、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９を閉断面に保つことができる。このように、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９を閉断面に保つことで連結部１９の剛性を十分に確保することができる。

車体側部構造１０の組立工程として、アーチ部材１８にルーフパネル２０を一体に組み付けてルーフユニット１０２とし、レール部材１５およびサイドパネル１６を一体に組み付けてレールユニット１０３とする。

つぎに、ルーフユニット１０２やレールユニット１０３を組み付けた後工程で、ルーフユニット１０２およびレールユニット１０３を組み付ける。

この際に、アウタ延長部３３の車幅方向中央側の端部３３ａにアーチアッパ６２の車幅方向外側の端部６２ａを上方から載置する。同様に、インナ延長部３７の車幅方向中央側の端部３７ａにアーチロア７２の車幅方向外側の端部７２ａを上方から載置する。よって、ルーフユニット１０２やレールユニット１０３を組み付けた後工程で、ルーフユニット１０２およびレールユニット１０３を簡単に組み付けることができる。

図５及び図９に示すように、アーチロア７２より車幅方向外側で、かつアウタ延長部３３より車幅方向中央側に第３スポット溶接部９４が備えられている。第３スポット溶接部９４は、図１５に示すように、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前インナフランジ５５の三枚がスポット溶接された部位である。このように、三枚のフランジをスポット溶接することで、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前インナフランジ５５を強固に結合できる。この第３スポット溶接部９４は第１スポット溶接部９１より車幅方向中央側に位置する。

第４スポット溶接部９５は、アーチアッパ６２より車幅方向外側に位置している。第４スポット溶接部９５は、図１６に示すように、前ルーフフランジ２２、前アウタフランジ４６および前インナフランジ５５の三枚がスポット溶接された部位である。このように、三枚のフランジをスポット溶接することで、前ルーフフランジ２２、前アウタフランジ４６および前インナフランジ５５を強固に結合できる。

この第４スポット溶接部９５は、図９に示すように、第１スポット溶接部９１より車幅方向外側に位置する。よって、第１スポット溶接部９１の両側に第３スポット溶接部９４および第４スポット溶接部９５を設けることができる。第１スポット溶接部９１は前ルーフフランジ２２を溶接しない部位である。よって、第１スポット溶接部９１の両側に第３、第４のスポット溶接部９４，９５を設けることにより、第１スポット溶接部９１の両側で前ルーフフランジ２２を結合することができる。このように、第１スポット溶接部９１の両側で前ルーフフランジ２２を結合することで、前ルーフフランジ２２の結合強度を確保することができる。

ルーフ側スポット溶接部９２の両側に第２スポット溶接部９３および第３スポット溶接部９４が備えられている。ルーフ側スポット溶接部９２において、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前ロアフランジ７４の三枚がスポット溶接されている。

さらに、第２、第３のスポット溶接部９３，９４において、前ルーフフランジ２２、前アッパフランジ６４および前インナフランジ５５の三枚がスポット溶接されている。よって、ルーフ側スポット溶接部９２および第２、第３のスポット溶接部９３，９４において、前ロアフランジ７４および前インナフランジ５５が強固に結合されている。前ロアフランジ７４および前インナフランジ５５が強固に結合されることで、アーチロア７２およびインナ延長部３７が強固に結合される。

第１スポット溶接部９１において、アッパ突出部６５およびアウタ突出部４７がスポット溶接されることで、前アッパフランジ６４および前アウタフランジ４６が強固に結合されている。前アッパフランジ６４および前アウタフランジ４６が強固に結合されることで、アーチアッパ６２およびアウタ延長部３３が強固に結合されている。

このように、アーチロア７２およびインナ延長部３７が強固に結合され、かつアーチアッパ６２およびアウタ延長部３３が強固に結合されることで、レール部材１５およびアーチ部材１８が好適に結合されている。

さらに、ルーフ側スポット溶接部９２および第２、第３のスポット溶接部９３，９４は、第１スポット溶接部９１より車幅方向中央側に所定間隔だけ離れて設けられている。このように、溶接部９２〜９４を第１スポット溶接部９１から車体幅方向中央側に離間することで、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９に作用する応力を溶接部９２〜９４や第１スポット溶接部９１に好適に分散させることができる。これにより、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９の剛性を十分に確保することができる。

すなわち、図３及び図９に示すように、第１スポット溶接部９１でアッパ突出部６５およびアウタ突出部４７を結合することで、第１スポット溶接部９１でアーチアッパ６２およびアウタ延長部３３が結合される。さらに、溶接部９２〜９４で前ロアフランジ７４（車幅方向外側の端部７４ａ）および前インナフランジ５５（車幅方向中央側の端部５５ａ）を結合することで、溶接部９２〜９４でアーチロア７２およびインナ延長部３７が結合される。

よって、アーチアッパ６２およびアウタ延長部３３の第１スポット溶接部９１と、アーチロア７２およびインナ延長部３７の溶接部９２〜９４を離間させることができる。これにより、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９に作用する応力を溶接部９２〜９４や第１スポット溶接部９１に好適に分散させることができる。したがって、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９の剛性を十分に確保することができる。

図９に示すように、第４スポット溶接部９５より車幅方向外側で、かつレールインナ３６（図６）より車幅方向中央側にサイド側溶接部９６が設けられている。サイド側溶接部９６は、図１７に示すように、前ルーフフランジ２２、サイドパネル１６のサイドフランジ１６ａおよび前インナフランジ５５の接合部５５ｄ（すなわち、三枚）がスポット溶接された部位である。

このように、三枚をスポット溶接することで、前ルーフフランジ２２、サイドパネル１６のサイドフランジ１６ａおよび前インナフランジ５５の接合部５５ｄを強固に結合できる。サイドパネル１６のサイドフランジ１６ａは、レールインナ３６の接合部３６ａに結合されている。

以上説明したように、本発明の車体側部構造１０によれば、図３に示すように、レールアウタ３２にアウタ延長部３３を一体的に設けるとともに、レールインナ３６にインナ延長部３７を一体的に設け、アウタ延長部３３およびインナ延長部３７で閉断面を形成した。さらに、図７に示すように、アーチ部材１８をアーチアッパ６２およびアーチロア７２で閉断面に形成した。図４に示すように、アーチアッパ６２をアウタ延長部３３の上面に載置可能とし、アーチロア７２をインナ延長部３７の上面に載置可能とした。

これにより、閉断面に形成したアウタ延長部３３およびインナ延長部３７に、閉断面に形成したアーチ部材１８を設けることが可能になり、車体側部構造１０の剛性を確保することができる。

レール部材１５およびアーチ部材１８は略直交するように設けられている。このため、レール部材１５およびアーチ部材１８が交差部２６（図４）で連結された場合、交差部２６に応力が集中して交差部２６の剛性を確保することが難しい。

そこで、車体側部構造１０において、レールアウタ３２にアウタ延長部３３を一体に備えるとともに、レールインナ３６にインナ延長部３７を一体に備えるようにした。そして、アウタ延長部３３にアーチアッパ６２を設け、インナ延長部３７にアーチロア７２を設けるようにした。よって、レール部材１５およびアーチ部材１８の連結部１９を交差部２６から離すことができるので、交差部２６の剛性を高めることができる。これにより、例えば、車体前方から作用した荷重Ｆ（図４）をレール部材１５および交差部２６を経てアーチ部材１８に好適に伝えることができる。

車体側部構造１０は、図２に示すように、アーチ部材１８の上方にルーフパネル２０が設けられることにより、ルーフパネル２０でアーチ部材１８が覆われている。このアーチ部材１８の上方にルーフパネル２０を設ける際に、ルーフパネル２０の側方ルーフフランジ２３や前ルーフフランジ２２の端部２２ｃがレール部材１５のレールアウタ３２やサイドパネル１６（サイドフランジ１６ａ）に溶接で結合される。

図４に示すように、レールアウタ３２にアウタ延長部３３が一体に設けられている。よって、レールアウタ３２の組立公差を小さく抑えることが可能である。組立公差を小さく抑えたレールアウタ３２に、図２に示すように、ルーフパネル２０の側方ルーフフランジ２３や前ルーフフランジ２２の端部２２ｃが溶接される。これにより、側方ルーフフランジ２３や前ルーフフランジ２２の端部２２ｃを所望の位置に精度よく溶接できるので、ルーフパネル２０を所定位置に精度よく位置決めできる。

加えて、図３に示すように、レールアウタ３２はレールインナ３６に沿って略同じ長さに延出されている。よって、レールアウタ３２をルーフパネル２０の側方ルーフフランジ２３および前ルーフフランジ２２の端部２２ｃ（フランジ全域）に亘って延出することが可能である。

これにより、ルーフパネル２０の側方ルーフフランジ２３および前ルーフフランジ２２の端部２２ｃをレールアウタ３２に設ける際に、側方ルーフフランジ２３および前ルーフフランジ２２の端部２２ｃがレールアウタ３２およびレールインナ３６の境界を跨がないようにできる。したがって、側方ルーフフランジ２３および前ルーフフランジ２２の端部２２ｃ（すなわち、ルーフパネル２０）を所望の位置に精度よく溶接できるので、ルーフパネル２０を所定位置に精度よく位置決めすることができる。

本発明による車体側部構造は、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。例えば、実施例では、ルーフパネル２０の前ルーフフランジ２２にルーフ凹部２４を設けて第１スポット溶接部９１の溶接代を確保する例について説明したが、これに限定するものではない。すなわち、前ルーフフランジ２２にルーフ凹部２４を設けないで、アッパ突出部６５、アウタ突出部４７およびインナ突出部５６の突出量を調整して第１スポット溶接部９１の溶接代を確保することも可能である。前ルーフフランジ２２にルーフ凹部２４を設けないようにすることで、ルーフ凹部２４を設けた場合より一層好適に応力集中を抑えることができる。

さらに、実施例で示した車体側部構造１０、レール部材１５、サイドパネル１６、アーチ部材１８、ルーフパネル２０、パネル本体２１、前ルーフフランジ２２、ルーフ凹部２４、レールアウタ３２、アウタ延長部３３、レールインナ３６、インナ延長部３７、パッチ部材４１、レールパッチ４２、パッチ延長部４３、アウタ延長部の延長部本体４５、前アウタフランジ４６、アウタ突出部４７、インナ延長部の延長部本体５４、前インナフランジ５５、インナ突出部５６、アーチアッパ６２、アッパ本体６３、前アッパフランジ６４、アッパ突出部６５、アーチロア７２、ロア本体７３、前ロアフランジ７４およびロアフランジ凹部７５などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、車体側部にレール部材が設けられ、レール部材にアーチ部材が設けられ、アーチ部材にルーフパネルが支持された車体側部構造を備えた自動車への適用に好適である。

１０…車体側部構造、１５…レール部材、１６…サイドパネル、１８…アーチ部材、２０…ルーフパネル、２１…パネル本体、２２…前ルーフフランジ（ルーフフランジ）、２４…ルーフ凹部、３２…レールアウタ、３３…アウタ延長部、３３ａ…アウタ延長部の車幅方向中央側の端部、３６…レールインナ、３７…インナ延長部、３７ａ…インナ延長部の車幅方向中央側の端部、４１…パッチ部材、４２…レールパッチ、４３…パッチ延長部、４５…アウタ延長部の延長部本体、４６…前アウタフランジ（アウタフランジ）、４６ａ…前アウタフランジの車幅方向中央側の端部、４７…アウタ突出部、５４…インナ延長部の延長部本体、５５…前インナフランジ（インナフランジ）、５６…インナ突出部、６２…アーチアッパ、６２ａ…アーチアッパの車幅方向外側の端部（アーチ部材の端部）、６３…アッパ本体、６４…前アッパフランジ（アッパフランジ）、６５…アッパ突出部、７２…アーチロア、７２ａ…アーチロアの車幅方向外側の端部（アーチ部材１８の端部）、７３…ロア本体、７４…前ロアフランジ（ロアフランジ）、７５…ロアフランジ凹部、９１…第１スポット溶接部、９２…ルーフ側スポット溶接部、９３…第２スポット溶接部、９４…第３スポット溶接部、９５…第４スポット溶接部。

Claims (5)

1. 車体側部構造であって、
   車体側部の上方において車体前後方向に延びるレール部材と、
   前記レール部材に端部が設けられて車幅方向に延びるアーチ部材と、
   前記アーチ部材に支持されたルーフパネルと、
   を具備しており、
   前記レール部材は、
   車体前後方向に延びるとともに車幅方向外側に設けられたレールアウタと、
   前記レールアウタより車幅方向中央側に配置されて前記レールアウタとともに車体前後方向に延びる閉断面を形成するレールインナと、
   前記レールアウタに一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びるアウタ延長部と、
   前記レールインナに一体に設けられて車幅方向中央側に向けて延びることにより、車幅方向中央側の端部が前記アウタ延長部の車幅方向中央側の端部より車幅方向中央側に向けて延出し、前記アウタ延長部とともに閉断面を形成するインナ延長部と、を備えており、
   前記アーチ部材は、
   上方側に設けられて車幅方向外側の端部が前記アウタ延長部に載置可能なアーチアッパと、
   前記アーチアッパの下方側に設けられて車幅方向外側の端部が前記インナ延長部に載置可能で、かつ前記アーチアッパとともに車幅方向に延びる閉断面を形成するアーチロアと、を備え、
   前記ルーフパネルは、パネル本体から車体前方側に向けて張り出したルーフフランジを有し、
   前記アーチアッパは、前記ルーフフランジに重なり合うように前記アーチアッパのアッパ本体から張り出し、前記ルーフフランジより車体前方側に突出するアッパ突出部を有するアッパフランジを有し、
   前記アーチロアは、前記アッパフランジに重なり合うように前記アーチロアのロア本体から張り出したロアフランジを有し、
   前記アウタ延長部は、前記アッパフランジに重なり合うように前記アウタ延長部の延長部本体から張り出し、車幅方向中央側の端部に重なるアウタ突出部を有するアウタフランジを有し、
   前記インナ延長部は、前記ロアフランジに重なり合うように前記インナ延長部の延長部本体から張り出し、前記アウタ突出部に重なるインナ突出部を有するインナフランジを有し、
   前記アッパフランジ、前記アウタフランジおよび前記インナフランジは、前記アッパ突出部、前記アウタ突出部および前記インナ突出部がスポット溶接された第１スポット溶接部を有していることを特徴とする車体側部構造。
2. 前記ルーフフランジは、前記アウタ突出部、前記アッパ突出部および前記インナ突出部に対応する部位に、前記アウタ突出部、前記アッパ突出部および前記インナ突出部を回避するルーフ凹部を有する、請求項１に記載の車体側部構造。
3. 前記第１スポット溶接部より車幅方向中央側において、前記ルーフフランジ、前記アッパフランジおよび前記ロアフランジがスポット溶接されたルーフ側スポット溶接部が位置しており、
   前記ロアフランジは、前記ルーフ側スポット溶接部より車幅方向中央側にロアフランジ凹部を有し、
   前記インナ延長部は、車幅方向中央側の端部が前記ロアフランジ凹部の位置まで延出し、
   前記ロアフランジ凹部において、前記ルーフフランジ、前記アッパフランジおよび前記インナフランジがスポット溶接された第２スポット溶接部が位置している、請求項１又は２に記載の車体側部構造。
4. 前記アーチロアより車幅方向外側で、かつ前記アウタ延長部より車幅方向中央側において、前記ルーフフランジ、前記アッパフランジおよび前記インナフランジがスポット溶接された第３スポット溶接部が位置しており、
   前記アーチアッパより車幅方向外側において、前記ルーフフランジ、前記アウタフランジおよび前記インナフランジがスポット溶接された第４スポット溶接部が位置している、請求項３に記載の車体側部構造。
5. 前記レール部材は、
   前記レールアウタおよびレールインナ間に設けられた補強用レールパッチと、
   前記レールパッチに一体に設けられ、前記アウタ延長部および前記インナ延長部で形成された閉断面内に延出するパッチ延長部と、
   を備えている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車体側部構造。

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