JP2007091161A - 車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂製フロアパンを肉薄に設計したとしても樹脂製フロアパンに加わる荷重を支持できる車体後部構造を提供する。
【解決手段】 樹脂製フロアパン１３は、周囲壁１５の上端部を外方に折り返したフック形状の係止部１６が形成されている。他方、樹脂製フロアパン１３を設置するための開口１２の周囲には上方に延びる縦フランジＦが形成されており、この縦フランジＦに樹脂製フロアパン１３のフック状係止部１６が掛け止められる。縦フランジＦとフック状係止部１６との間には、例えば縦フランジＦに嵌着したシール部材２０が介装される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車に関し、より詳しくは車体後部構造に関するものである。

車両の後部の床面を構成するリアフロアパネルは永く鋼板から作られおり、今現在も鋼板製のリアフロアパネルが用いられている。リアフロアパネルには、一般的に、例えばスペアタイヤを収容する凹所つまりフロアパンが形成されている。

例えば特許文献１は、鋼板製リアフロアパネルのフロアパンを樹脂製にすることが開示されている。すなわち、フロアパンを造形上の自由度を備えた樹脂製を採用することにより、フロアパンの形状設計の自由度が向上し、例えば容積拡大も可能であるという利点がある。

従来から知られている樹脂製フロアパンは、これをリアフロアパネルの開口部に取り付けるのに、水平方向に延びるフランジが用いられている。すなわち、従来の樹脂製フロアパンはその周囲壁の上端から横方向外方に屈曲した形状の水平フランジを備え、この水平フランジを鋼鉄製のリアフロアパネルの開口周縁部の上に載置した状態で固定されている。
特開２００１−１３８９５７号公報

しかしながら、このように水平フランジを使った場合、リアフロアパネルの開口周縁と当接する水平フランジと周囲壁との境界部分に応力が集中し、当該境界部分に剪断力が作用してしまう傾向になる。フロアパンには典型的にはスペアタイヤが搭載されることから、この重量物に耐えることができるように、周囲壁と水平フランジとの境界部分を例えば肉厚にするなどの対策が必要となり、樹脂製フロアパンを軽量化したい場合の設計上の制約になってしまう。

本発明の目的は、樹脂製フロアパンを肉薄に設計したとしても樹脂製フロアパンに加わる荷重を支持することができる車体後部構造を提供することにある。

上記技術的課題は、本発明によれば、
金属製リアフロアパネルに形成した開口に樹脂製フロアパンを設けることにより、車両の後部の床面に上方に向けて開放した凹所を形成した車体後部構造において、
前記開口の周囲の少なくとも一部に形成された上方に延びる縦フランジと、
前記樹脂製フロアパンの周囲壁の上端部を外方に折り返した形状のフック状係止部とを有し、
該フック状係止部を前記縦フランジに掛け止めることにより前記樹脂製フロアパンが前記リアフロアパネルの開口に取り付けられていることを特徴とする車体後部構造を提供することにより達成される。

これによれば、樹脂製フロアパンはそのフック状係止部を縦フランジに掛け止めた状態で車体後部に取り付けられ、この樹脂製フロアパンによって車体後部の床面に上方に開放した凹所が形成される。この凹所は、従来と同様にサービス空間としてリアタイヤなどが収容されることになるが、このような重量物を樹脂製フロアパンに収めたとしても、樹脂製フロアパンがそのフック状の係止部を縦フランジに掛け止められているため、樹脂製フロアパンに加わる荷重を樹脂製フロアパンの周囲壁の引っ張り力によって支えることができるため、高い強度で支持することができる。したがって、樹脂製フロアパンを薄肉化することができ、これにより樹脂製フロアパンを軽量化することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、リアフロアパネルと協働して閉断面を構成する左右のリアサイドフレームの間に、樹脂製フロアパンを設置するための開口が設けられ、この開口の両側縁がリアサイドフレームに隣接した位置まで広がっており、リアサイドフレームにも縦フランジが形成されている。このリアサイドフレームの縦フランジは、リアサイドフレームの車幅方向内方側の側壁を上方に延長することにより作ることができる。この縦フランジは、樹脂製フロアパン設置用開口の側縁に沿って形成されたリアフロアパネルの縦フランジと好ましくは接合され、そして、このリアフロアパネルの縦フランジと一緒に樹脂製フロアパンの係止部を掛け止める構成が採用されている。これにより、樹脂製フロアパンは、左右のサイドフレームつまり車体強度部材によっても支えられることから、高い剛性の下で樹脂製フロアパンを支持することができるだけでなく、縦フランジを形成するために別途特別の部材を追加する必要もない。

本発明の好ましい実施の形態では、リアフロアパネルと協働して閉断面を構成する車幅方向に延びるクロスメンバを有し、このクロスメンバは左右のリアサイドフレームに接合され、そして、樹脂製フロアパン設置用開口の前端縁が上記クロスメンバに隣接した位置まで広がっている。そして、このクロスメンバにも縦フランジが形成されている。クロスメンバの縦フランジは、クロスメンバの後方側の側壁を上方に延長することにより作ることができる。この縦フランジは、樹脂製フロアパン設置用開口の前端縁に沿って形成されたリアフロアパネルの縦フランジと好ましくは接合され、そして、このリアフロアパネルの縦フランジと一緒に樹脂製フロアパンの係止部を掛け止める構成が採用されている。これにより、樹脂製フロアパンは、クロスメンバつまり車体強度部材によっても支えられることから、高い剛性の下で樹脂製フロアパンを支持することができるだけでなく、縦フランジを形成するために別途特別の部材を追加する必要もない。

本発明の好ましい実施の形態では、車体後端に配設されて車幅方向に延びる車体強度部材のリアエンドクロスメンバを有し、樹脂製フロアパン設置用開口の後端縁がリアエンドクロスメンバに隣接した位置まで広がっている。そして、このリアエンドクロスメンバにも縦フランジが形成されており、このリアエンドクロスメンバの縦フランジに樹脂製フロアパンの係止部が掛け止められる。これにより、樹脂製フロアパンは、リアエンドクロスメンバつまり車体強度部材によっても支えられることから、高い剛性の下で樹脂製フロアパンを支持することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、前記樹脂製フロアパンの周囲壁が前記フック状係止部から下方に垂直方向に垂下する形状を有し、例えばリアサイドフレームの縦フランジを備えた内方側の側壁が、下方に向かうに従って前記樹脂製フロアパンから遠のく方向に傾斜する形状を備えている。樹脂製フロアパンの周囲壁を垂直方向に垂下する形状に形作ることによりフロアパンの容量を大きく設定するのが容易となるが、このように容積を拡大したとしても、リアサイドフレームの内方側の側壁が傾斜した形状に作られているため、樹脂製フロアパンとリアサイドフレームとが摺接して異音を発生するのを防止できるだけでなく、垂直方向に延びる樹脂製フロアパンの周囲壁にはその延び方向に引っ張り力が主に作用することから周囲壁を薄肉に設計したとしても荷重を支持することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、前記縦フランジと前記フック状係止部との間にシール部材が介装される。このシール部材は、樹脂製フロアパンに例えばリアタイヤを収容したときに、この荷重によってフック状係止部がシール部材を押し付けるように作用し、この押し付け力によってシール部材の止水性を高めることができる。ちなみに、従来の水平フランジでは、その下にシール部材を敷いて止水が図られることになるが、樹脂製フロアパンにリアタイヤなどを収容することにより、その荷重で水平フランジの外端部が浮き上がる傾向になるためシール部材による止水性が阻害され易いという問題がある。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の実施例を詳しく説明する。

図１は、バックドアを備えたハッチバック形式の自動車を後方から見た図である。同図を参照して、自動車１は大きな後端開口２を有し、この後端開口２は、ルーフパネル３と、左右一対のリアピラー４と、リアエンドパネル５とで規定され、ルーフパネル３の後端にヒンジ止めされたバックドア（図示せず）によって開閉される。

図２は車体後部の床面を形成する金属製（典型的には鋼板）のリアフロアパネル１０を示し、リアフロアパネル１０の後端部には、共に車体前後方向に延びる左右のリアサイドフレーム１１、１１に近接した大きな開口１２が形成されている。リアフロアパネル１０の開口１２は、特に制限するものではないが、後端縁から後方に開放するように矩形に切り欠いた形状を有し、この矩形の開口１２に樹脂製フロアパン１３（図３）を設置することにより、車体後部の荷室空間の床面に上方に開放した凹所が形成され、この凹所は荷室のサービススペースとしてユーザの利用に委ねたり、スペアタイヤや工具などが収容される。

図３を参照して、リアフロアパネル１０の開口１２と実質的に相補的な外形輪郭を備えた樹脂製フロアパン１３は、底壁１４と、底壁１４の外周縁から上方に起立した周囲壁１５とを有し、これにより上方に開放した凹所１３ａが形成されている。

図４は図３のIV−IV線に沿った断面図であり、樹脂製フロアパン１３の上端部を縦断面したものである。この図４を参照して、樹脂製フロアパン１３は、周囲壁１５の上端部を外方に折り返したフック形状の係止部１６が形成されている。すなわち、周囲壁１５の上端から横方向外方に延びる受止壁１７と、この受止壁１７の外端から下方に垂下する外フランジ１８とを有し、この受止壁１７と外フランジ１８とでフック状の係止部１６が構成されている。

樹脂製フロアパン１３を車体後部の床面を構成するリアフロアパネル１０の開口１２に設置する方法を具体的に説明する前に、図４を参照して概要を説明すると、図４の参照符号Ｆは、開口１２の全周囲に形成された上方に延びる、好ましくは垂直方向に起立する縦フランジを示し、この縦フランジＦはその全周に亘って上端高さレベルが同一の平面内に位置するように設定され、この縦フランジＦに対して樹脂製フロアパン１３のフック状係止部１６が掛け止められる。このフック状係止部１６をフロアパン１３の一部に設け、他の部位は従来と同様に水平フランジを使って開口１２の周縁部に固定するようにしてもよいが、最も好ましくは、樹脂製フロアパン１３の全周に亘ってフック状の係止部１６を設けるのがよい。これに合わせて、開口１２の全周に亘って縦フランジＦを設けるのが好ましい。

このように、フック状の係止部１６と、車体側の起立した縦フランジＦとの組み合わせを使って樹脂製フロアパン１３を車両に組み付けることにより、樹脂製フロアパン１３の周囲壁１５の引っ張り力だけで樹脂製フロアパン１３に加わる荷重（例えばスペアタイヤの重量）を支持することができるため、高い強度でこれを支持することができ、この結果、樹脂製のフロアパン１３を薄肉化することにより軽量化することができる。また、縦フランジＦの頂部に、例えば断面逆Ｕ字形の弾性シール部材２０を嵌着すれば、樹脂製フロアパン１３のフック状の係止部１６に加わる荷重が弾性シール部材２０を圧縮する方向に作用することから止水を的確に行うことができる。

図２、図５、図６を参照して開口１２の周辺部分の構造を説明する。主に図２を参照して、リアフロアパネル１０の下面には、左右一対のリアサイドフレーム１１と、樹脂フロアパン設置用開口１２の前端に沿って車幅方向に延びるクロスメンバ２１とが接合され、クロスメンバ２１の左右両端が、各々、対応するリアサイドフレーム１１に接合されている。このリアサイドフレーム１１及びクロスメンバ２１は、共に、リアフロアパネル１０と協働して閉断面を構成する。

上述したように、樹脂フロアパン設置用開口１２はリアフロアパネル１０の後端縁から後方に開放して矩形に切り欠いた形状を有し、矩形の開口１２の前端縁及び左右の側縁には、リアフロアパネル１０の開口周縁部を上方に曲げ成形することによりフロア前端縦フランジ１０ａ及びフロア側縁縦フランジ、１０ｂが形成されている。

図２を参照して、リアフロアパネル１０の車幅方向各側部に、夫々、配設されるリアサイドフレーム１１は、車幅方向外方側の側壁１１ａの上端部が約９０度外方に折り曲げられて横フランジ１１afが形成され、この横フランジ１１afは、その上面がリアフロアパネル１０の下面に接合されている。他方、リアサイドフレーム１１の車幅方向内方側つまり樹脂フロアパン設置用開口１２側の側壁１１ｂは上方に延長されて第１の縦フランジ１１bfが形成され、この第１縦フランジ１１bfは、リアフロアパネル１０の開口側縁のフロア側縁縦フランジ１０ｂに接合され、これにより図４を参照して前述した縦フランジＦが構成されている。

これと実質的に同じ方法で、左右のリアサイドフレーム１１、１１間に亘って車幅方向に延びるクロスメンバ２１と、リアフロアパネル１０の開口前端縁のフロア前端縦フランジ１０ａとが接合されている。すなわち、クロスメンバ２１は、前方側の側壁２１ａの上端部が約９０度外方に折り曲げられて横フランジ２１afが形成され、この横フランジ２１afは、その上面がリアフロアパネル１０の下面に接合されている。他方、クロスメンバ２１の後方側のつまり樹脂フロアパン設置用開口１２側の側壁２１ｂは上方に延長されて第２縦フランジ２１bfが形成され、この縦フランジ２１bfは、リアフロアパネル１０の開口前端縁のフロア前端縦フランジ１０ａに接合され、これにより図４を参照して前述した縦フランジＦが構成されている。

樹脂フロアパン設置用開口１２の前端縁と側縁との間のコーナ部分Ｃ1では、リアサイドフレーム１１の第１縦フランジ１１bfと、クロスメンバ２１の第２縦フランジ２１bfとの間の連続性を保つために図５に図示の構成を採用してある。なお、この図５では、線図の錯綜を避けるためにリアフロアパネル１０を省いて図示してある。

図５は、上述した前端コーナ部分Ｃ1を車体後方側から斜め前方に見た図である。リアサイドフレーム１１の内方側の側壁１１ｂには、前述したように上方に延びる第１縦フランジ１１bfが形成されていることは前述の通りであるが、この第１縦フランジ１１bfは樹脂フロアパン設置用開口１２に実質的に対応する部分に限定され、樹脂フロアパン設置用開口１２よりも前方は車幅方向内方に延びる横フランジ１１bf’に変化し、この横フランジ１１bf’はリアフロアパネル１０の下面に接合される。すなわち、第１縦フランジ１１bfは、前端コーナ部分Ｃの遷移フランジ１１bf”を経て捻れながら、樹脂フロアパン設置用開口１２よりも前方に延びる横フランジ１１bf’に変化している。これにより、樹脂フロアパン設置用開口１２の前端部の左右の前端コーナ部分Ｃ1のおける縦フランジＦは、リアフロアパネル１０のフロア前端縦フランジ１０ａとフロア側縁縦フランジ１０ｂとが合流する部分が担うことができ、そして、これによりリアサイドフレーム１１の第１縦フランジ１１bfとクロスメンバ２１の第２縦フランジ２１bfとが連続され、前端コーナ部分Ｃ1における縦フランジＦの連続性を確立することができる。

なお、クロスメンバ２１の端をリアサイドフレーム１１に接合するのに、クロスメンバ２１の各端に接合部を設けて、この接合部をリアサイドフレーム１１に当接させてスポット溶接などにより接合されるが、特に、後方側の側壁２１ｂに連なる接合フランジ２１ｃは樹脂フロアパン設置用開口１２と干渉する位置に存在することになるため、この接合フランジ２１ｃは滑らかに湾曲しながらリアサイドフレーム１１に接近し且つ車体後方に延び、また、接合フランジ２１ｃの上下方向高さはリアサイドフレーム１１の第１縦フランジ１１bfと干渉しない高さ寸法に設定されている。

次に、樹脂フロアパン設置用開口１２の後端部を規定する各部材の構造を図６を参照して説明する。図６は、樹脂フロアパン設置用開口１２の前端に位置するコーナ部分Ｃ2を車体前方側から斜め後方に見た図である。図６を参照して、車体後端の下端部を車幅方向に延びるリアエンドパネル５は、リアエンドアウタ３０とリアエンドインナ３１とで基本的な閉断面構造が形成されており、また、リアエンドインナ３１には、車幅方向に延びるレインフォースメント３２が接合されて、リアエンドアウタ３０とリアエンドインナ３１とレインフォースメント３２とで閉断面が構成され、これにより車体後端のリアエンドクロスメンバが実質的に構成されている。

リアサイドフレーム１１の後端部は車幅方向内方側に拡大した形状を有し、そして、外方側の側壁１１ａ、内方側の側壁１１ｂ、底壁１１ｃの後端から屈曲して外方に延びる３つの接合フランジ１１ｄ〜１１ｆが上述したレインフォースメント３２に接合されている。３つの接合フランジ１１ｄ〜１１ｆのうち、リアサイドフレーム１１の内方側の側壁１１ｂに関連した接合フランジ１１ｆは車幅方向内方に延びており、この接合フランジ１１ｆは車幅方向内方側に向けて滑らかに湾曲しながらレインフォースメント３２に接近している。この接合フランジ１１ｆの上端縁は、リアフロアパネル１０のフロア側縁縦フランジ１０ｂと実質的に同じ高さレベルに設定されている。

リアエンドインナ３１は、樹脂フロアパン設置用開口１２に臨む部位を折り返すことにより第３縦フランジ３１ａが形成され、この第３縦フランジ３１ａはレインフォースメント３２の上端部に接合され、このレインフォースメント３２の上端部３２ａと協働して、図４を参照して前述した縦フランジＦの一部を構成している。

レインフォースメント３２には、後端コーナ部分Ｃ2に対応する部分に切欠き部３２ｂが形成され、これにより、後端コーナ部分Ｃ2での縦フランジＦの連続性が確保されている。すなわち、樹脂フロアパン設置用開口１２の後端部では、フロアパン設置用開口１２の両側にあってはリアサイドフレーム１１の第１縦フランジ１１ｂｆとリアフロアパネル１０のフロア側縁縦フランジ１０ｂとで縦フランジＦが形成され、フロアパン設置用開口１２の後端にあっては、レインフォースメント３２の上端部３２ａとリアエンドインナ３１の第３縦フランジ３１ａとで縦フランジＦが形成され、後端コーナ部分Ｃ2では、一部がリアフロアパネル１０のフロア側縁縦フランジ１０ｂ、レインフォースメント３２の上端部３２ａ、リアエンドインナ３１の第３縦フランジ３１ａの三者で縦フランジＦが構成されている。また、これにより樹脂フロアパン設置用開口１２の全周に亘って連続的に延びる縦フランジＦが形成されることになり、この縦フランジＦを使って、樹脂製フロアパン１３の全周に連続して形成されたフック状係止部１６を掛け止めることができる。

樹脂製フロアパン１３は、前述したフック状係止部１６を採用したことから、周囲壁１５を図４から理解できるように垂直方向に垂下する形状に形作ることができる。このように周囲壁１５を垂直方向に起立させることにより樹脂製フロアパン１３の容積を拡大できる。このように周囲壁１５を係止部１６から垂直方向に垂下する形状に形作ったときには、周囲壁１５に隣接して位置するリアサイドフレーム１１、クロスメンバ２１、レインフォースメント２１の対応する壁面を、縦フランジ１１bf、２１bf、３２ａから下方に延びるに従ってフロアパン１３の周囲壁１５から遠のく方向に傾斜させるのが好ましく（図４のθ、図５のθ1、θ2、図６のθ3）、これによりフロアパン１３の垂直方向に延びる周囲壁１５との擦接による異音の発生を防止することができる。

また、樹脂製フロアパン１３を設置する開口の各コーナ部分Ｃ1、Ｃ2が平面視したときに湾曲しているため、これに合わせて樹脂製フロアパン１３のコーナ部分を平面視で湾曲させることができ、この樹脂製フロアパン１３のコーナ部分のフック状係止部１６の応力集中を防止することができると共に樹脂成形も容易である。言い換えれば、樹脂製フロアパン１３のコーナ部分が角張っていたときには、フック状係止部１６も平面視したときに角張った形態となり、ここの応力が集中し易くなる。

実施例の自動車を後方から見た図である。 リアフロアパネルに形成された開口及びその周縁に形成された縦フランジを説明するための図である。 図２に図示の開口に設置される樹脂製フロアパンの斜視図である。 図３のIV−IV線に沿った縦断面図である。 樹脂製フロアパンを設置するための開口の前端コーナ部分の車体構造を示す図である。 樹脂製フロアパンを設置するための開口の後端コーナ部分の車体構造を示す図である。

符号の説明

１ 自動車
２ 後端開口
１０ リアフロアパネル
１０ａ リアフロアパネルの開口前端縁の縦フランジ
１０ｂ リアフロアパネルの開口側縁の縦フランジ
１１ リアサイドフレーム
１１ｂ リアサイドフレームの内方側の側壁
１１ｂｆ リアサイドフレームの内方側の縦フランジ
１２ 樹脂フロアパン設置用の開口
１３ 樹脂フロアパン
１５ 樹脂フロアパンの周囲壁
１６ 樹脂フロアパンのフック状の係止部
２０ シール部材
２１ クロスメンバ
２１ｂ クロスメンバの後方側の側壁
２１bf クロスメンバの側壁の縦フランジ
３１ リアエンドインナ
３１ａ リアエンドインナの縦フランジ
３２ レインフォースメント
３２ａ レインフォースメントの上端部（縦フランジ）
Ｆ 縦フランジ

Claims (6)

1. 金属製リアフロアパネルに形成した開口に樹脂製フロアパンを設けることにより、車両の後部の床面に上方に向けて開放した凹所を形成した車体後部構造において、
   前記開口の周囲の少なくとも一部に形成された上方に延びる縦フランジと、
   前記樹脂製フロアパンの周囲壁の上端部を外方に折り返した形状のフック状係止部とを有し、
   該フック状係止部を前記縦フランジに掛け止めることにより前記樹脂製フロアパンが前記リアフロアパネルの開口に取り付けられていることを特徴とする車体後部構造。
2. 前記リアフロアパネルの下面に接合され且つ車体前後方向に延び、該リアフロアパネルと協働して閉断面を構成する左右のリアサイドフレームからなる車体強度部材を更に有し、
   前記リアフロアパネルに形成した開口の両側縁が該左右の前記車体強度部材に隣接して配置され、
   該車体強度部材の車幅方向内方側の壁の上端部が上方に延びる縦フランジを有し、該車体強度部材の縦フランジが、前記リアフロアパネルの開口の前記縦フランジと一緒に前記樹脂製フロアパンのフック状係止部を受け止める、請求項１に記載の車体後部構造。
3. 前記リアフロアパネルの開口の前端縁に沿って車幅方向に延び、該リアフロアパネルと協働して閉断面を構成するクロスメンバからなる車体強度部材であって、左右両端が前記サイドフレームに接合された車体強度部材を更に有し、
   該車体強度部材の後方側の壁の一部が上方に延びる縦フランジを有し、該車体強度部材の縦フランジが、前記リアフロアパネルの開口の前記縦フランジと一緒に前記樹脂製フロアパンのフック状係止部を受け止める、請求項１に記載の車体後部構造。
4. 前記車体後端に配設され且つ車幅方向に延びるリアエンドクロスメンバからなる車体強度部材を更に有し、
   該車体強度部材が上方に延びる縦フランジを備えた壁を有し、該縦フランジによって前記樹脂製フロアパンのフック状係止部が受け止められる、請求項１に記載の車体後部構造。
5. 前記樹脂製フロアパンの周囲壁が前記フック状係止部から下方に垂直方向に垂下する形状を有し、
   前記車体強度部材の縦フランジを備えた壁が、下方に向かうに従って前記開口に設置した前記樹脂製フロアパンから遠のく方向に傾斜する形状を備えている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の車体後部構造。
6. 前記縦フランジと前記フック状係止部との間に配設されたシール部材を更に有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車体後部構造。

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