JP2012171384A - 車体後部のフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドシルとリヤフレームとの結合部の強度・剛性を高めることができる車体後部のフレーム構造を提供する。
【解決手段】リヤフレーム１３の前部１３ｆが前側に向かうほど外側に傾斜して形成され、このリヤフレーム１３の前部にサイドシル４の後部４ｒが接合され、サイドシル４が、側方に向かって開放されたインサイドシル５を備え、インサイドシル５の後部の底壁１４で繋がる上下の稜線１５，１５が、後方に向かうにつれて車幅方向外側から内側に連続的に傾斜する内傾斜部２１を備え、インサイドシル５の後部開口縁がインサイドシル５の前部に沿って形成された直線部２４と、この直線部２４に連続し車幅方向外側に凸となる第１湾曲部２５と、これに連なり車幅方向内側に凸となる第２湾曲部２６とを備え、直線部２４から第１湾曲部２５、第２湾曲部２６までの部位が側方から蓋部材２８で閉塞される。
【選択図】図２

Description

この発明は、車体後部のフレーム構造に関する。

車体後部のフレーム構造としては、サイドシルとリヤフレームとを共に断面コの字状に形成すると共にこれらサイドシルとリヤフレーム開口縁側を車体側方に向け、サイドシルの後端部リヤフレームの前端部を嵌合して溶接により接合し、接合部分にジャッキアップブラケットを接合したものがある（特許文献１参照）。
また、サイドシルインナの後部にリヤサイドメンバの底面とリヤフロアとを結合する縦壁部を形成すると共に縦壁部の後端に連結面を形成したものがある（特許文献２参照）。

特許第３４５４３７６号公報 特許第３６７４５７１号公報

しかしながら、前者にあってはサイドシルの後端部が内側に湾曲してリヤフレームに接続されるため、車両前後面衝突の際にサイドシルの後端部の湾曲している部分が曲げ変形の起点となるという課題がある。
また、後者にあっては、サイドシルとリヤフレームとが連続した断面形状となっておらず、結合するにあたりフロアパネルを用いているため、結合部分に必要な強度を与えるためには、フロアパネルでは十分な板厚が確保できないという課題がある。

そこで、この発明は、サイドシルとリヤフレームとの結合部の強度・剛性を高めることができる車体後部のフレーム構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、車体後部に車体前後方向に沿って配置される一対のリヤフレーム（例えば、実施形態におけるリヤフレーム１３）の前部（例えば、実施形態における前部１３ｆ）が前側に向かうほど外側に傾斜して形成され、このリヤフレームの前部にサイドシル（例えば、実施形態におけるサイドシル４）の後部（例えば、実施形態における後部４ｒ）が接合される車体後部構造において、前記サイドシルが、側方に向かって開放されたハット型断面形状のインサイドシル（例えば、実施形態におけるインサイドシル５）を備え、前記インサイドシルの後部の底壁（例えば、実施形態における底壁１４）で繋がる上下の稜線（例えば、実施形態における稜線１５）が、後方に向かうにつれて車幅方向外側から車幅方向内側に連続的に傾斜する内傾斜部（例えば、実施形態における内傾斜部２１）を備え、前記インサイドシルの後部の開口縁が前記インサイドシルの前部に沿って形成された直線部（例えば、実施形態における直線部２４）と、この直線部に連続して前記内傾斜部に対向する位置に設けられ車幅方向外側に凸となるように湾曲する第１湾曲部（例えば、実施形態における第１湾曲部２５）と、この第１湾曲部に連続して車幅方向内側に凸となるように湾曲し、前記リヤフレームの前部の外傾斜部（例えば、実施形態における外傾斜部２７）に繋がる第２湾曲部（例えば、実施形態における第２湾曲部２６）とを備え、前記直線部から前記第１湾曲部、前記第２湾曲部までの部位が側方から蓋部材（例えば、実施形態における蓋部材２８）で閉塞されていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記直線部と前記第１湾曲部及び前記第２湾曲部とにより前記インサイドシルの後部は、前記底壁から側方に膨出した形状に形成され、前記インサイドシルの下面に、車体側壁を構成するアウタパネル（例えば、実施形態におけるアウタパネル７）結合用の基準穴（例えば、実施形態における基準穴４２）を有するブラケット（例えば、実施形態におけるアウタパネル組付用ブラケット４０）が、前記稜線に沿った閉断面（例えば、実施形態における閉断面Ｈ）を形成するように接合されることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記インサイドシルの前記稜線は上下に対称形状であることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記蓋部材の上端部（例えば、実施形態における上端部３０）は車体側壁を構成するアウタパネルと接合してドアシール用フランジ部（例えば、実施形態におけるドアシール用フランジ部４７）を形成することを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記ブラケットは前記インサイドシルの前記底壁と下壁（例えば、実施形態における下壁２３）の下面に渡って接合されることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、リヤフレームからサイドシルに渡り閉断面を連続させることができると共にサイドシルの後部が外側に張り出すように形成され、かつこの外側に張り出した部分が蓋部材で閉塞されるため、車両後面衝突時において後部から作用する荷重をリヤフレームからサイドシルに連続する強度的に有利な閉断面で受けることができ、かつ外側に張り出した湾曲部分がサイドシルとリヤフレームとの接続部分の車幅方向内側への折れ曲がりに対抗し折れ曲がりの起点となるのを防止し、リヤフレームとサイドシルとの結合部の強度・剛性を高めることができる。
また、蓋部材により閉断面形状の崩れを抑制できるため車両後面衝突時における高い反力を発生させることができる。よって、リヤフレームからサイドシルに渡る部分でのエネルギー吸収効果を高めることができるため、その分だけ板厚を薄くすることが可能となる等車体軽量化を図ることができる。
更に、蓋部材により閉断面形状の崩れを抑制できるため、リヤフレームからサイドシルに至る部分での曲げ剛性が高まり乗心地性能を向上できる。
請求項２に記載した発明によれば、ブラケットによりインサイドシルの稜線に沿った閉断面が形成されることで、車両後面衝突時における入力荷重をリヤフレームからサイドシルへ伝達することができる。
請求項３に記載した発明によれば、インサイドシルの強度・剛性を高めることができる。
請求項４に記載した発明によれば、蓋部材の上端を、車体側壁を構成するアウタパネルのドア取付開口部（例えば、実施形態におけるリヤサイドドア開口部３３）の周縁位置まで延ばすことにより、車体デザインに影響を与えることなく、ドアシール用フランジ部を形成することができる。つまり、蓋部材を設けないでインサイドシルに沿うようにアウタパネルを接合した場合には、アウタパネルに設定するドアシール用フランジ部の位置をインサイドシルの位置まで下げざるを得ず、車体外観に制約を与えてしまうのである。逆に、デザインを優先した場合にはリヤフレームとインサイドシルの結合部の剛性を上げることが困難になる。つまり、十分な剛性を確保するためには、車体の重量増加を招いてしまうのである。
請求項５に記載した発明によれば、インサイドシルの下側の稜線をブラケットにより覆うようにして途切れることなく連続させることができる。

この発明の実施形態の車体フロアの下面図である。 上記実施形態のインサイドシルとリヤフレームの接続部の平面図である。 上記実施形態のインサイドシルとリヤフレームの接続部の斜視図である。 上記実施形態のサイドシルとリヤフレームの側面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図ある。 上記実施形態の車室内側から視た斜視図である。 上記実施形態の車体フロアを右下左側を視た斜視図である。 図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図ある。 図７のＣ−Ｃ線で切断して後方を視た斜視図である。 ジャッキアップ用部材を示す斜視図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に下面図として示すように、車体フロアは車体前部のフロントフロア１と、このフロントフロア１に接続される車体後部のリヤフロア２とを備えている。フロントフロア１の車幅方向中央部にはフロアトンネル部３が上側に膨出形成されている。フロントフロア１の両側部には車体骨格部材であるサイドシル４，４が取り付けられている。サイドシル４はインサイドシル５とスティフナ６とで閉断面構造に構成され、その外側にアウタパネル７が接合されている。
ここで、図１において、フロントフロア１の右側はインサイドシル５を示し、フロントフロア１の左側はインサイドシル５及び後述するスティフナ６を外側から覆う車体側壁を構成するアウタパネル７を示している。

フロントフロア１の前端部には上側に立ち上がる図示しないダッシュボードロアパネルが接合され、フロントフロア１とダッシュボードロアパネルとの接続部分の裏側にダッシュボードクロスメンバ８が接合されている。フロアトンネル部３の両側であってフロントフロア１の裏面には、車体前後方向に沿って、フロントフロア１との間に閉断面構造部を形成するハット型断面形状のトンネルフレーム９，９が接合されている。また、フロアトンネル部３の裏側には車幅方向に沿って、トンネルフレーム９，９に跨るようにトンネル補強部材１０，１１が前後に取り付けられている。
フロントフロア１の後端部のリヤフロア２との接合部分は後方が高くなっていて、この接合部分の裏側に車幅方向に渡って閉断面構造部を形成するミドルクロスメンバ１２が接合されている。

リヤフロア２の裏面には、車体前後方向に沿って閉断面構造部のリヤフレーム１３が左右に配置されている。リヤフレーム１３，１３はサイドシル４，４の配置間隔よりも狭い配置間隔で、サイドシル４，４よりも高い位置に設けられている。リヤフレーム１３は、前部１３ｆが前側に向かうほど外側に傾斜し（図１〜図３参照）、かつ下側に傾斜して（図４参照）形成され、このリヤフレーム１３の前部１３ｆにサイドシル４の後部４ｒが接合されて、サイドシル４からリヤフレーム１３に渡り閉断面が連続するようになっている。

図５、図６に示すように、リヤフレーム１３は、アッパ部材１６とロア部材１７をフランジ接合して閉断面構造に形成されている。具体的にはリヤフロア２の後部に位置するスペアタイヤパン１８（図１参照）の手前までは、図５に示すように接合フランジ部１９，１９を、車室外側上部と車室内側の上下方向中央部に配置し、それよりも後方では図６に示すように、接合フランジ部１９，１９を車室外側も車室内側も上下方向中央部に設定している。

図２〜図４、図７に示すようにサイドシル４は、側方に向かって開放されたハット型断面形状のインサイドシル５を備えている。インサイドシル５の底壁１４は上下の対称形状の稜線１５，１５を縦方向に繋ぐもので、車幅方向の内側に底壁１４が位置している。
サイドシル４のインサイドシル５の上下の稜線１５，１５は後方に向かうにつれて車幅方向外側から車幅方向内側に連続的に傾斜する内傾斜部２１を備えている。つまり、インサイドシル５は後方に真っ直ぐに延びる一般部２０の後部４ｒで、底壁１４が車幅方向内側に傾斜すると共に斜め上側にも折れ曲がる内傾斜部２１となっている。

このように上側に屈曲すると共に内側に傾斜するインサイドシル５が、前側に向かうほど外側に傾斜し、かつ下側に傾斜するリヤフレーム１３の前部１３ｆに連続するように接合されている。つまり、リヤフレーム１３の前部１３ｆの車室内側の壁はインサイドシル５の底壁１４の上下の稜線１５である内傾斜部２１に直線的に連なるように傾斜している。リヤフレーム１３の前部１３ｆの後方には、内部閉断面を閉塞するバルクヘッドＢＨが２枚設けられている。図４中Ｃはフロアトンネル部３の上部に取り付けられたコンソールボックスを示す。

また、インサイドシル５の後部４ｒの開口縁、つまり上壁２２と下壁２３との側縁は、底壁１４が内傾斜部２１となっているのに対してインサイドシル５の一般部２０の後方に直線的に延びる直線部２４と、この直線部２４に連続して内傾斜部２１に対向する位置に設けられ車幅方向外側に凸となるように湾曲する第１湾曲部２５と、この第１湾曲部２５に連続して車幅方向内側に凸となるように湾曲し、リヤフレーム１３の前部１３ｆの車室外側の壁である外傾斜部２７に繋がる第２湾曲部２６とを備えている。
したがって、直線部２４と第１湾曲部２５及び第２湾曲部２６とにより、インサイドシル５の後部４ｒは、内傾斜部２１に対向する位置が図２に示すように、底壁１４から側方に膨出した形状に形成されることとなる。

インサイドシル５の直線部２４から第１湾曲部２５、第２湾曲部２６に至る部分に、インサイドシル５の開口縁を閉塞する蓋部材２８が、インサイドシル５の上壁２２と下壁２３に設けられたフランジ部３５に接合されている。
蓋部材２８の下端部２９は、インサイドシル５が後方に立ち上がる部分では、立ち上がる下壁２３とは異なりそのまま直線的に後方に延びて終端し、蓋部材２８の上端部３０はインサイドシル５が後方に立ち上がる部分では、立ち上がる上壁２２よりも上側が斜め上後方に更に立ち上がるように形成されている。これら蓋部材２８の下端部２９と上端部３０は、図４で鎖線で示すアウタパネル７のホイルアーチ部３１の前縁３２とリヤサイドドア開口部３３の後縁３４に対して側面から見て整合している。
したがって、蓋部材２８の上端部３０はアウタパネル７の裏面に接合されてドアシール用フランジ部４７を形成している。
図７において、５０はリヤフレーム１３，１３を連結しリヤフロア２上に接合されるリヤクロスメンバを示す。

図８に示すように、インサイドシル５の後方に向かって立ち上がる部分の下壁２３の下面には一部底壁１４に跨るようにして、アウタパネル組付用ブラケット４０が接合されている。アウタパネル組付用ブラケット４０はインサイドシル５に接合される周縁フランジ部３９を備え、前後方向の中央部が膨出していて、インサイドシル５の下側の稜線１５を覆うように下壁２３と底壁１４に周縁フランジ部３９が接合され、インサイドシル５の下側の稜線１５に沿った閉断面Ｈを形成するようになっている。このアウタパネル組付用ブラケット４０は前側に牽引用のフック係止穴４１を備え、フック係止穴４１の前側にアウタパネル７を取り付ける際の結合用の基準穴４２を備え、これらフック係止穴４１及び基準穴４２の周囲は膨出形成されている。

アウタパネル組付用ブラケット４０に一部重なり、このアウタパネル組付用ブラケット４０の後方には、インサイドシル５の下壁２３にフランジ接合されるブラケット４０’が接続され、このブラケット４０’に一部重なり周縁フランジ部４３を備えたサブフレーム組付用ブラケット４４がリヤフレーム１３の前部１３ｆに跨るようにして接合されている。このサブフレーム組付用ブラケット４４にはスタッドボルト４５が下方に突出している。サブフレーム組付用ブラケット４４も、スタッドボルト４５の周囲が膨出していて、インサイドシル５の下側の稜線１５を覆うようにしてインサイドシル５の下壁２３と底壁１４及びリヤフレーム１３の下壁と底壁に周縁フランジ部４３が接合されている。サブフレームは図示はしないが、後輪及びサスペンション部品を小組して一体化したユニット部品である。

図９、図１０に示すように、インサイドシル５の上下に設けたフランジ部３５には、蓋部材２８の上端部３０の下方と下端部２９の近傍が接合されている。蓋部材２８の外側にはハット型断面形状のスティフナ３６が上下のフランジ部３７，３７で蓋部材２８に接合されている。上側のフランジ部３７はインサイドシル５の上壁２２のフランジ部３５の下側で接合され、下側のフランジ部３７はインサイドシル５の下壁２３のフランジ部３５の接合位置に接合されている。

そして、スティフナ３６の下側のフランジ部３７に重合するように、アウタパネル７の下部フランジ３８が接合され、アウタパネル７の上部フランジ４６は蓋部材２８の上端部３０の上縁に接合され、上部フランジ４６と蓋部材の上端部３０の上縁がリヤサイドドア開口部３３を形成し、このリヤサイドドア開口部３３の外側面がドアシール用フランジ部４７を形成している。

インサイドシル５の下壁２３の下面にアウタパネル組付用ブラケット４０が取り付けられ、更にインサイドシル５の下壁２３の下面からリヤフレーム１３の下面に渡る部位にサブフレーム組付用ブラケット４４が取り付けられているため、インサイドシル５は、下壁２３とアウタパネル組付用ブラケット４０及びサブフレーム組付用ブラケット４４との間に、下部の稜線１５に沿った閉断面Ｈを形成することとなる。インサイドシル５の上部の稜線１５にはブラケット４８を介してリヤフロア２が接合されている。図１０において５１はホイルハウスインナを示す。

図１１に示すように、蓋部材２８の前側には蓋部材２８と同様にインサイドシル５を閉塞する位置に上下に長い板状のジャッキアップ用部材４９が挟み込まれて接合されている。このジャッキアップ用部材４９の配置位置は、インサイドシル５の上下のフランジ部３５、３５とスティフナ３６の上下のフランジ部３７，３７とアウタパネル７の上部フランジ４６，下部フランジ３８は各々互いに重合されるため、ジャッキアップ用部材４９に作用する上向きの荷重を、インサイドシル５とスティフナ３６とアウタパネル７とで確実に受けることができる。

上記実施形態によれば、リヤフレーム１３の後端部からサイドシル４に渡り閉断面を連続させることができると共にサイドシル４の後部４ｒが第１湾曲部２５と第２湾曲部２６により外側に張り出すように形成され、かつこの外側に張り出した部分が蓋部材２８で閉塞されるため、車両後面衝突時において車体後部に作用する荷重をリヤフレーム１３からサイドシル４に連続する強度的に有利な閉断面で受けることができる。つまり、リヤフレーム１３から前側に伝達される荷重は、車室内側ではリヤフレーム１３の前部１３ｆの車室内側の壁からインサイドシル５の内傾斜部２１にスムーズに伝達され、車室外側ではリヤフレーム１３の外傾斜部２７から蓋部材２８によって断面形状の崩れが阻止された第１湾曲部２５、第２湾曲部２６を経て、インサイドシル５の直線部２４、即ちサイドシル４に伝達される。

また、第１湾曲部２５と第２湾曲部２６により外側に張り出した湾曲部分がサイドシル４とリヤフレーム１３との接続部分の車幅方向内側への折れ曲がりに対抗し折れ曲がりの起点を無くすことで、リヤフレーム１３とサイドシル４との結合部の強度・剛性を高めることができる。

そして、蓋部材２８によりインサイドシル５の閉断面形状の崩れを抑制できるため車両後面衝突時における高い反力を発生させることができ、リヤフレーム１３からサイドシル４に渡る部分でのエネルギー吸収効果を高めることができ、その結果、車体軽量化を図ることができる。
更に、蓋部材２８により閉断面形状の崩れを抑制できるため、リヤフレーム１３からサイドシル４に至る部分での曲げ剛性が高まり乗心地性能を向上できる。

インサイドシル５の直線部２４と第１湾曲部２５及び第２湾曲部２６とによりインサイドシル５の後部は、底壁１４から側方に膨出した形状に形成され、インサイドシル５の下壁２３の下面に、車体側壁を構成するアウタパネル７を結合する際に使用されるアウタパネル結合用の基準穴４２を有するアウタパネル組付用ブラケット４０が、稜線１５に沿った閉断面を形成するように接合されるため、サイドシル４とアウタパネル組付用ブラケット４０によりインサイドシル５の下側の稜線１５に沿った閉断面が形成される。
よって、車両後面衝突時における入力荷重をこの閉断面に沿った部分においても図８に矢印で示すようにリヤフレーム１３からサイドシル４へ伝達することができる。

アウタパネル組付用ブラケット４０はインサイドシル５の底壁１４と下壁２３の下面に渡って接合されるため、インサイドシル５の下側の稜線１５をアウタパネル組付用ブラケット４０により覆うようにして途切れることなく連続させることができる。

ここで、インサイドシル５の稜線１５は上側と下側で対称形状であるためインサイドシル５の強度・剛性を高めることができる。
蓋部材２８の上端部３０は車体側壁を構成するアウタパネル７と接合してドアシール用フランジ部４７を形成するため、蓋部材２８の上端部３０を、車体側壁を構成するアウタパネル７のリヤサイドドア開口部３３の周縁位置まで延ばすことにより、車体デザインに影響を与えることなく、ドアシール用フランジ部４７を形成することができる。つまり、蓋部材２８を設けないでインサイドシル５に沿うようにアウタパネル７を接合した場合には、アウタパネル７に設定するドアシール用フランジ部４７の位置をインサイドシル５の位置まで下げざるを得ず、車体外観に制約を与えてしまうのである。逆に、デザインを優先した場合には、リヤフレーム１３とインサイドシル５の結合部の剛性を上げることが困難になる。つまり、十分な剛性を確保するためには、車体の重量増加を招いてしまうのである。

１３ リヤフレーム
１３ｆ 前部
４ サイドシル
４ｒ 後部
５ インサイドシル
１４ 底壁
１５ 稜線
２１ 内傾斜部
２４ 直線部
２５ 第１湾曲部
２７ 外傾斜部
２６ 第２湾曲部
２８ 蓋部材
７ アウタパネル
４２ 基準穴
４０ アウタパネル組付用ブラケット（ブラケット）
Ｈ 閉断面
３０ 上端部
４７ ドアシール用フランジ部
２３ 下壁
３３ リヤサイドドア開口部

Claims (5)

1. 車体後部に車体前後方向に沿って配置される一対のリヤフレームの前部が前側に向かうほど外側に傾斜して形成され、このリヤフレームの前部にサイドシルの後部が接合される車体後部構造において、前記サイドシルが、側方に向かって開放されたハット型断面形状のインサイドシルを備え、前記インサイドシルの後部の底壁で繋がる上下の稜線が、後方に向かうにつれて車幅方向外側から車幅方向内側に連続的に傾斜する内傾斜部を備え、前記インサイドシルの後部の開口縁が前記インサイドシルの前部に沿って形成された直線部と、この直線部に連続して前記内傾斜部に対向する位置に設けられ車幅方向外側に凸となるように湾曲する第１湾曲部と、この第１湾曲部に連続して車幅方向内側に凸となるように湾曲し、前記リヤフレームの前部の外傾斜部に繋がる第２湾曲部とを備え、前記直線部から前記第１湾曲部、前記第２湾曲部までの部位が側方から蓋部材で閉塞されていることを特徴とする車体後部のフレーム構造。
2. 前記直線部と前記第１湾曲部及び前記第２湾曲部とにより前記インサイドシルの後部は、前記底壁から側方に膨出した形状に形成され、前記インサイドシルの下面に、車体側壁を構成するアウタパネル結合用の基準穴を有するブラケットが、前記稜線に沿った閉断面を形成するように接合されることを特徴とする請求項１記載の車体後部のフレーム構造。
3. 前記インサイドシルの前記稜線は上下に対称形状であることを特徴とする請求項２記載の車体後部のフレーム構造。
4. 前記蓋部材の上端部は車体側壁を構成するアウタパネルと接合してドアシール用フランジ部を形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車体後部のフレーム構造。
5. 前記ブラケットは前記インサイドシルの前記底壁と下壁の下面に渡って接合されることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の車体後部のフレーム構造。

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