JP2009184496A - 自動車の後部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前後に段差を有するフロアパネルを備えた自動車において、車体後部の剛性を高めるとともに、衝突性能を向上させる。
【解決手段】自動車１の後部車体構造において、フロントフロアパネル２の上面または下面に接合され、前後方向に延在するフロアフレーム１１，１２と、前記リアフロアパネル（３）の下方に設けられ、前記フロアフレームの後部近傍から後方に略水平に延在する補強フレーム１８．１９とを備え、車体後方からの入力荷重を補強フレームによりフロントフロアパネル側へ分散可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体後方からの衝突に対する衝突性能の向上等を実現する自動車の後部車体構造に関する。

乗用車においては、車体後方からの衝突（後突）に対する衝突性能の向上や走行時の車体の変形防止などのために、部材形状の適正化や補強部材の使用等により車体後部の剛性を高める技術が存在する。

この種の技術として、例えば、フロントフロアパネルの後端に車幅方向に配置されたミドルクロスメンバと、このミドルクロスメンバの両端部より後方に延設された左右一対のリアサイドメンバと、リアサイドメンバの後部において車幅方向に差し渡されたリアセンタクロスメンバと、前側左右両端がリアサイドメンバに取り付けられるとともに、後側左右両端がリアセンタクロスメンバに取り付けられたサスペンションメンバとを備え、上記サスペンションメンバの前側取付部近傍とミドルクロスメンバの両端からやや内側に離れた位置とを連結する左右一対のステイを設けるとともに、上記ミドルクロスメンバには、フロントフロアパネルの下面に前後方向に沿って配される左右一対のフロアセンタサイドメンバの後端部を接続し、この接続部に上記ステイを連結した自動車の車体構造が知られている（特許文献１参照）。

特許第３５２８６４４号公報

ところで、乗用車では、キャビンレイアウトや重量配分等の都合上、リアフロアパネルがフロントフロアパネルよりも上方に位置し、当該リアフロアパネルの下方に燃料タンクやマフラ等が設置される場合がある。そして、このような前後に段差のあるリアフロアパネルを備えた車体構造では、後突による入力荷重はリアフロアパネル側からフロントフロアパネル側へと効率的に伝達され難いという課題がある。

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来技術では、補強部材として設置される略平板状をなすステイは、ミドルクロスメンバに接合されたフロアセンタサイドメンバの延長部分から後上方に向けてサスペンションメンバまで延設されたものであるため、その配置構成上、サスペンションメンバの取付剛性は高められるとしても、後突による入力荷重をリアフロアパネル側からフロントフロアパネル側へと伝達する機能については多くを期待できなかった。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、前後に段差を有するフロアに対する車体後方からの入力荷重を補強フレームにより分散することで、車体の剛性を高めるとともに、衝突性能を向上させることを実現した自動車の後部車体構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、リアフロアパネルがフロントフロアパネルよりも上方に位置した自動車（１）の後部車体構造であって、前記フロントフロアパネル（２）の上面または下面に接合され、前後方向に延在するフロアフレーム（１１，１２）と、前記リアフロアパネル（３）の下方に設けられ、前記フロアフレームの後部近傍から後方に略水平に延在する補強フレーム（１８．１９）とを備えた構成とする。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記フロアフレームの後部と前記補強フレームの前部とを連結する連結部材（３１，３２）を更に備えた構成とすることができる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記連結部材は、コ字状部を有し、当該コ字状部に前記フロアフレームの後部と前記補強フレームの前部との少なくとも一方を収容した状態で前記フロアフレームおよび前記補強フレームに固着される構成とすることができる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記連結部材は、前記フロアフレームの後部と前記補強フレームの前部に対し、下方からボルト（５１，５２）により締結される構成とすることができる。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記連結部材は、前記補強フレームの前部に対し、前記コ字状部を構成する一対の壁部と前記補強フレームとを略水平に貫通するボルトにより締結される構成とすることができる。

上記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記フロントフロアパネルと前記リアフロアパネルとの段差部を構成するミドルクロスメンバ（４）を更に備え、前記補強フレームの前部が前記ミドルクロスメンバに固定された構成とすることができる。

上記第１の発明によれば、前後に段差を有するフロアパネルに対する車体後方からの入力荷重を補強フレームにより分散することで、車体の剛性を高めるとともに、衝突性能を向上させることができる。また、第２の発明によれば、補強フレームとフロントフロアパネルとを連結することで、車体の剛性をより高めるとともに、車体後方からの入力荷重をフロントフロアパネル側により効率的に分散することができる。また、第３の発明によれば、連結部位において高い剛性を確保することができる。また、第４の発明によれば、フロアフレームおよび補強フレームに対する連結部材の締結作業が容易となる。また、第５の発明によれば、連結部材とフロアフレームまたは補強フレームとを締結するボルトが自動車の最低地上高に影響を及ぼすことを回避することができる。また、第６の発明によれば、フロントフロアパネルおよびリアフロアパネルの結合が強化されることで、フロアパネル全体の剛性を高めるとともに、車体後方からの入力荷重を効率的に分散することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。説明にあたり、方向を示す用語「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」等については、特に断り書きのない限り自動車の車体を基準とした方向を示すものとする。

図１は本発明の第１実施形態に係る自動車の後部を示す側面図であり、図２は第１実施形態に係る自動車の後部を示す下面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態の自動車１は、セダン型４ドア乗用車であり、フロントフロアパネル２と、このフロントフロアパネル２よりも上方に位置するリアフロアパネル３と、これらフロントフロアパネル２とリアフロアパネル３との段差部を構成するミドルクロスメンバ４とにより、その後部床面が構成される。

フロントフロアパネル２の下面には、前後方向に延在する左右一対のフロアフレーム１１，１２が補強部材として接合されている。このフロアフレーム１１，１２は、略コ字状の断面を有する部材であり、フロントフロアパネル２下面の前端からミドルクロスメンバ４の下面にかけて全体が閉断面を形成する態様で設置されている。

リアフロアパネル３の下部には、左右一対のリアサイドメンバ１５，１６と、リヤクロスメンバ１７とがスポット溶接によってそれぞれ接合されている。また、リアフロアパネル３の下方には、左右一対の補強フレーム１８，１９が概ね前後方向に延設されている。リアフロアパネル３の下方において、リアサイドメンバ１５，１６と、ミドルクロスメンバ４と、リヤクロスメンバ１７とによって画成される空間には、図示しない燃料タンクやマフラ等が設置される。

リアサイドメンバ１５，１６は、その前端が、車体の左右のドアの下方において前後方向に延在する左右のサイドシル２１，２２の後端に接合されており、また、その前部および中間部には、ミドルクロスメンバ４およびリヤクロスメンバ１６の左右端がそれぞれ結合されている。リヤクロスメンバ１７には、車体後部から延設された左右一対の縦フレーム２３，２４の前端が接合されている。

補強フレーム１８，１９は、角形鋼管からなり、その前部がミドルクロスメンバ４に締結され、その後部がリヤクロスメンバ１６の中間部下端に設置された略コ字断面形状のブラケット２５に締結される。補強フレーム１８，１９は、それぞれの前端がフロアフレーム１１，１２（またはフロントフロアパネル２）の後部近傍に位置し、そこから後方に略水平に延設されている。底面視において、補強フレーム１８，１９は、中央部が略Ｖ字形状を呈しており、その前部１８ａ，１９ａが前後方向に屈曲している。

また、補強フレーム１８，１９の前部とフロアフレーム１１，１２の後部とは、それらの下側に配置された連結部材３１，３２により相互に連結されている。この連結部材３１，３２は、上方または下方に開いた略コ字断面形状を有する金属製の板材からなる。

図３は第１実施形態に係る後部車体構造の概略断面図である。ここで、図３（Ａ）は図２中のI−I拡大断面図であり、図３（Ｂ）は図２中のII−II拡大断面図であり、図３（Ｃ）は図２中のIII−III拡大断面図である。

図３（Ａ）に示すように、ミドルクロスメンバ４の前側には、左右方向（図３（Ａ）では紙面垂直方向）に延在するミドルクロスメンバスチフナ４１が設けられている。ミドルクロスメンバスチフナ４１は、ミドルクロスメンバ４の前面４ａと所定間隔をおいて対向する前面４１ａを有しており、その前後端がミドルクロスメンバ４の前後端にそれぞれ接合されることで、ミドルクロスメンバ４とともに閉断面を形成する態様で設置されている。

ミドルクロスメンバ４とミドルクロスメンバスチフナ４１との間隙には、比較的長い円筒状のナット４２が設置されている。ナット４２は、その軸心に形成されたねじ孔４２ａを有しており、図３（Ｂ）に示すように、ブラケット４３の凸状部４３ａとミドルクロスメンバ４の凹状部４ｂとで上下端を挟み込まれるように固定されている。ブラケット４３は、その左右端および上下端がミドルクロスメンバ４に接合されている。また、補強フレーム１８の内部には、ボルト締結時の補強フレーム１８の変形を防止するためのカラー４４が設置されている。カラー４４は、その軸心に形成された貫通孔４４ａを有している。

図３（Ａ），（Ｃ）に示すように、フロントフロアパネル２とフロアフレーム１１との間には、比較的短いナット４５が設置されている。ナット４５は、その軸心に形成されたねじ孔４５ａを有しており、ブラケット４６とフロアフレーム１１とで上下端を挟み込まれるように固定されている。

補強フレーム１８は、ボルト５１によりミドルクロスメンバ４と締結され、その前部１８ａがフロアフレーム１１の後部の傾斜面１１ａに対峙するように配置されている。ボルト５１は、車体の下方から連結部材３１の後部開口３１ａ、補強フレーム１８の上下壁４７，４８の開口４７ａ，４８ａ、カラー４４の貫通孔４４ａおよびミドルクロスメンバ４の開口４ｃを貫通してミドルクロスメンバ４上のナット４２のねじ孔４２ａと螺合する。また、連結部材３１はボルト５２によりフロアフレーム１１と締結される。ボルト５２は、車体の下方から連結部材３１の前部開口３１ｂおよびフロアフレーム１１の開口１１ｂを貫通してナット４５のねじ孔４５ａと螺合する。

このような構成により、車室外の補強フレーム１８をミドルクロスメンバ４に固定することが可能となる。また、補強フレーム１８の前部とフロアフレーム１１の後部とが、連結部材３１によって連結された状態となるため、後突による入力荷重を補強フレーム１８を介してリアフロアパネル３からフロントフロアパネル２へ効率的に伝達して、荷重を分散させることができる。さらに、補強フレーム１８および連結部材３１の締結を車両の下方から行うことができるので、締結の作業が容易となる。

また、図３（Ｂ）に示すように、連結部材３１は、その左右壁５３，５４が補強フレーム１８の左右壁５５，５６に外面およびフロアフレーム１１の左右壁５７，５８の外面と接触した状態で固定される。これにより、連結部材３１がフロアフレーム１１および補強フレーム１８の一部を収容した状態となり、それらの連結部位において高い剛性を確保することができる。

図４は第２実施形態に係る後部車体構造の概略断面図である。ここで、図４（Ａ）は図３（Ａ）のI−I拡大断面図に対応する図であり、図４（Ｂ）は図３（Ｃ）のIII−III拡大断面図に対応する図である。図２中のII−II断面については、図３（Ｂ）と同様である。第２実施形態では、以下で特に言及しない限り、図４における各構成要素のうち第１実施形態と同様の構成要素については、図３と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態は、連結部材３１とフロアフレーム１１との締結の態様が第１実施形態の場合とは異なる。即ち、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、連結部材３１は略水平方向に差し込まれるボルト５２によりフロアフレーム１１と締結される。フロアフレーム１１の左右壁５７，５８の間には、ボルト締結時のフロアフレーム１１の変形を防止するために、軸心を左右方向に向けたカラー６１が設置されている。また、連結部材３１の左右壁５３，５４は、それぞれフロアフレーム１１の左右壁５７，５８と重なるように上方に延設されている。ボルト５２は、連結部材３１の左右壁５３，５４に設けられた開口５３ａ，５４ａ、フロアフレーム１１の左右壁５７，５８に設けられた開口５７ａ，５８ａおよびカラー６１の貫通孔６１ａを貫通してナット４５と螺合する。

このように、連結部材３１とフロアフレーム１１とは、連結部材３１がフロアフレーム１１の後部を収容した状態で、両者を貫通するボルト５２により互いに締結されるため、当該締結部において高い剛性を確保することができる。また、ボルト５２が左右方向に差し込まれるため、ボルト５２が自動車の最低地上高に影響を及ぼすことを回避することができる。

図５は第３実施形態に係る後部車体構造の概略断面図である。ここで、図５（Ａ）は図３（Ａ）のI−I拡大断面図に対応する図であり、図５（Ｂ）は図３（Ｂ）のII−II拡大断面図に対応する図である。図２中のIII−III断面については、図４（Ｂ）と同様である。第３実施形態では、以下で特に言及しない限り、図５における各構成要素のうち第２実施形態と同様の構成要素については、図４と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第３実施形態は、連結部材３１と補強フレーム１８との締結の態様が第２実施形態の場合とは異なる。即ち、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、連結部材３１は略水平方向に差し込まれるボルト５１により補強フレーム１８と締結される。補強フレーム１８の左右壁５７，５８の間には、ボルト締結時の補強フレーム１８の変形を防止するために、軸心を左右方向に向けたカラー４４が設置されている。また、連結部材３１の左右壁５３，５４は、それぞれ補強フレーム１８の左右壁５７，５８と重なるように上方に延設され、それらの外側にはブラケット７１，７２が設置されている。ボルト５１は、ブラケット７１，７２、連結部材３１の左右壁５３，５４、フロアフレーム１１の左右壁５７，５８およびカラー６１を貫通してナット４２と螺合する。

このように、連結部材３１と補強フレーム１８とは、連結部材３１が補強フレーム１８の前部を収容した状態で、両者を貫通するボルト５１により互いに締結されるため、当該締結部において高い剛性を確保することができる。また、ボルト５１が左右方向に差し込まれるため、ボルト５１が自動車の最低地上高に影響を及ぼすことを回避することができる。

図６は第４実施形態に係る後部車体構造の概略断面図である。ここで、図５（Ａ）は図３（Ａ）のI−I拡大断面図に対応する図であり、図５（Ｂ）は図３（Ｂ）のIII−III拡大断面図に対応する図である。図２中のII−II断面については、図３（Ｂ）と同様である。第４実施形態では、以下で特に言及しない限り、図６における各構成要素のうち第１実施形態と同様の構成要素については、図３と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第４実施形態は、フロアフレーム１１がフロントフロアパネル２の上面に接合される（車室内に設けられる）点において第１実施形態の場合とは異なる。図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、フロントフロアパネル２とフロアフレーム１１との間には、ナット４５が設置されている。ナット４５は、その軸心に形成されたねじ孔４５ａを有しており、ブラケット４６とフロントフロアパネル２とで上下端を挟み込まれるように固定されている。

連結部材３１はボルト５２によりフロントフロアパネル２と締結される。ボルト５２は、車体の下方から連結部材３１の前部開口３１ｂおよびフロントフロアパネル２の開口２ａを貫通してナット４５のねじ孔４５ａと螺合する。

本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、補強フレームの後部の固定は、リヤクロスメンバ１６に取り付けられる構成に限らず、種々の態様によりリアフロアパネル３に対して直接または間接的に取り付けることによって実現することができる。

第１実施形態に係る自動車の後部を示す側面図 第１実施形態に係る自動車の後部を示す下面図 第１実施形態に係る後部車体構造の概略断面図 第２実施形態に係る後部車体構造の概略断面図 第３実施形態に係る後部車体構造の概略断面図 第４実施形態に係る後部車体構造の概略断面図

符号の説明

１ 自動車
２ フロントフロアパネル
３ リアフロアパネル
４ ミドルクロスメンバ
１１，１２ フロアフレーム
１５，１６ リアサイドメンバ
１７ リヤクロスメンバ
１８，１９ 補強フレーム
２１，２２ サイドシル
３１，３２ 連結部材
４１ ミドルクロスメンバスチフナ
５１，５２ ボルト

Claims (6)

1. リアフロアパネルがフロントフロアパネルよりも上方に位置した自動車の後部車体構造であって、
   前記フロントフロアパネルの上面または下面に接合され、前後方向に延在するフロアフレームと、
   前記リアフロアパネルの下方に設けられ、前記フロアフレームの後部近傍から後方に略水平に延在する補強フレームと
   を備えたことを特徴とする自動車の後部車体構造。
2. 前記フロアフレームの後部と前記補強フレームの前部とを連結する連結部材を更に備えたことを特徴とする、請求項１に記載の自動車の後部車体構造。
3. 前記連結部材は、コ字状部を有し、当該コ字状部に前記フロアフレームの後部と前記補強フレームの前部との少なくとも一方を収容した状態で前記フロアフレームおよび前記補強フレームに固着されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の後部車体構造。
4. 前記連結部材は、前記フロアフレームの後部と前記補強フレームの前部に対し、下方からボルトにより締結されることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の自動車の後部車体構造。
5. 前記連結部材は、前記補強フレームの前部に対し、前記コ字状部を構成する一対の壁部と前記補強フレームとを略水平に貫通するボルトにより締結されることを特徴とする、請求項３に記載の自動車の後部車体構造。
6. 前記フロントフロアパネルと前記リアフロアパネルとの段差部を構成するミドルクロスメンバを更に備え、
   前記補強フレームの前部が前記ミドルクロスメンバに固定されたことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の自動車の後部車体構造。

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