JP2013067201A

JP2013067201A - 車体構造

Info

Publication number: JP2013067201A
Application number: JP2011205372A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kurokawa; 博幸黒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-04-18

Abstract

【課題】車体の剛性を向上させるようにする。
【解決手段】ホイールハウス部１４を構成するアウタパネル１８とインナパネル１６との接合部３０に、ホイール４４と対向する側が開放側となる膨出形状に形成されたビード部４０と、アウタパネル１８に車体上下方向に延在するように設けられ、一端部２０Ｂがビード部４０に接合されたピラーリインフォースメント２０と、車体前後方向から見てピラーリインフォースメント２０と交差するようにインナパネル１６に沿って設けられ、一端部３８Ｂがビード部４０に接合されたホイールハウスリインフォースメント３８と、を有する車体構造１０とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体構造に関する。

ホイールハウス部から立ち上がる第１縦ブレース及び第２縦ブレースと、これらを結合する横ブレースとをアウタ側に配設してサイドメンバを構成し、インナ部材を介して左右のサイドメンバを結合した自動車のリアボディ構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−６８０１７号公報

しかしながら、車両には、車体骨格部材として、サイドメンバ以外に、ロッカやピラーリインフォースメント等が存在しており、車体の剛性を向上させるためには、これら各部材が適切に連結されることが望ましい。このように、車体の剛性を向上させるための構成には、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、車体の剛性を向上させることができる車体構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体構造は、ホイールハウス部を構成するアウタパネルとインナパネルとの接合部に、ホイールと対向する側が開放側となる膨出形状に形成されたビード部と、前記アウタパネルに車体上下方向に延在するように設けられ、一端部が前記ビード部に接合されたピラーリインフォースメントと、車体前後方向から見て前記ピラーリインフォースメントと交差するように前記インナパネルに沿って設けられ、一端部が前記ビード部に接合されたホイールハウスリインフォースメントと、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ホイールハウス部を構成するアウタパネルとインナパネルとの接合部に、ホイールと対向する側が開放側となる膨出形状のビード部が形成されている。したがって、このビード部により、ホイールハウス部の剛性を向上させることができる。

そして、そのビード部には、車体上下方向に延在するようにアウタパネルに設けられたピラーリインフォースメントの一端部と、車体前後方向から見てピラーリインフォースメントと交差するようにインナパネルに沿って設けられたホイールハウスリインフォースメントの一端部がそれぞれ連結されている。したがって、そのビード部を車体骨格部材として活用することができ、車体の剛性を向上させることができる。

また、請求項２に記載の車体構造は、請求項１に記載の車体構造であって、前記ピラーリインフォースメントと前記ホイールハウスリインフォースメントとは、車体前後方向において同一位置に設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ピラーリインフォースメントとホイールハウスリインフォースメントとが、車体前後方向において同一位置に設けられているので、ピラーリインフォースメントからビード部を介してホイールハウスリインフォースメントまで一直線上に連結することができる。したがって、車体の剛性を更に向上させることができる。

また、請求項３に記載の車体構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体構造であって、前記ホイールハウスリインフォースメントから前記ビード部の内壁面側へ入り込むように延設され、前記内壁面に接合される張出部を有することを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、ホイールハウスリインフォースメントから延設された張出部が、ビード部の内壁面側に入り込んで、その内壁面に接合されている。したがって、ホイールハウスリインフォースメントとビード部との結合強度を向上させることができ、車体の剛性を更に向上させることができる。

また、請求項４に記載の車体構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体構造であって、車体下部に車体前後方向に延在するように設けられ、前記ホイールハウスリインフォースメントの他端部が接合されたサイドメンバを有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、車体骨格部材であるサイドメンバに、ホイールハウスリインフォースメントの他端部が接合されている。したがって、車体の剛性を更に向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、車体の剛性を向上させることができる車体構造を提供することができる。

本実施形態に係る車体構造を示す一部破断概略側面図である。本実施形態に係る車体構造を示す概略断面図である。本実施形態に係る車体構造を示す概略底面図である。本実施形態に係る車体構造の要部を示す概略斜視図である。本実施形態に係る車体構造の要部を示す概略分解斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、各図において適宜記す矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。また、本実施形態に係る車体構造１０は、車両１２のフロント側及びリア側のホイールハウス部に適用可能であるが、ここではリア左側のホイールハウス部１４を例に採って説明する。

図１〜図５で示すように、ホイールハウス部１４は、インナパネル１６とアウタパネル１８とを含んで構成されている。すなわち、インナパネル１６は、ホイールハウス部１４の車幅方向内側の内壁を構成するようになっており、アウタパネル１８は、ホイールハウス部１４の車幅方向外側の外壁を構成するようになっている。なお、アウタパネル１８は、車体上方側へ延設されている。

インナパネル１６は、上端部を含む外周縁部１６Ｄが車幅方向から見て円弧状に形成されており、アウタパネル１８の下端部は、車幅方向から見て円弧状をなすホイールアーチ４２を形成するようになっている。そして、図２、図４、図５で示すように、アウタパネル１８の車幅方向外側を向く外壁面１８Ａには、車体上下方向に延在するリアピラーリインフォースメント２０が接合されている。

車体構造１０を構成するリアピラーリインフォースメント２０は、断面ハット形状に形成された車体骨格部材であり、そのフランジ部２０Ａが、アウタパネル１８の外壁面１８Ａにスポット溶接によって接合されている。なお、このリアピラーリインフォースメント２０の下端部（一端部）２０Ｂは、後述するホイールハウスリインフォースメント３８の上端部（一端部）３８Ｂと、後述する膨出部４０を介して対向するようになっている。

また、図２、図３、図５で示すように、車両１２の後方下部には、車体前後方向に延在する車体骨格部材である断面略「Ｕ」字状のリアサイドメンバ２２が左右一対で配設されている。このリアサイドメンバ２２の車幅方向内側には、その車幅方向内側へ延在するフランジ部２２Ａが一体に形成されている。そして、このリアサイドメンバ２２の車幅方向外側には、車体上方向に延在するフランジ部２２Ｂが一体に形成されている。

また、図３で示すように、このリアサイドメンバ２２の車体後方側端部には、それぞれ車幅方向内側及び外側へ延在するフランジ部２２Ｃが一体に形成されている。そして、このフランジ部２２Ｃは、車両１２の後壁を構成するリアパネル２３にスポット溶接によって接合されている。

また、図２、図４、図５で示すように、リアサイドメンバ２２のフランジ部２２Ｂの外壁面には、インナパネル１６の車幅方向内側を向く内壁面１６Ｂの下部が溶接によって接合されている。そして、図３でも示すように、左右一対のインナパネル１６の間には、平板状のリアフロアパネル２４が設けられており、そのリアフロアパネル２４の左右両側が、左右一対のリアサイドメンバ２２によって車体下方側から支持されている。

すなわち、リアサイドメンバ２２のフランジ部２２Ａ（インナパネル１６の車体後方側では車幅方向外側に延在するフランジ部２２Ａも形成されている）が、リアフロアパネル２４の下面にスポット溶接によって接合されている。そして、リアフロアパネル２４の周縁部２４Ａは、車体上方向へ起立されており、その周縁部２４Ａの外壁面が、リアサイドメンバ２２のフランジ部２２Ｂの内壁面に溶接によって接合されている。

また、左右一対のリアサイドメンバ２２間には、車幅方向に延在する車体骨格部材である断面略「Ｕ」字状のリアフロアクロスメンバ２６が架設されている。図５で示すように、このリアフロアクロスメンバ２６の左右両側には、それぞれ車体前後方向へ延在するフランジ部２６Ａが一体に形成されており、そのフランジ部２６Ａが、リアサイドメンバ２２の車幅方向内側を向く内壁面にスポット溶接によって接合されている（図１参照）。

そして、リアフロアクロスメンバ２６の左右両側には、車幅方向外側へ延在する底壁部２６Ｃが一体に形成されており、その底壁部２６Ｃが、リアサイドメンバ２２の下面に溶接によって接合されている。また、リアフロアクロスメンバ２６の上端部には、それぞれ車体前後方向へ延在するフランジ部２６Ｂが一体に形成されており、そのフランジ部２６Ｂが、リアフロアパネル２４の下面にスポット溶接によって接合されている。

更に、リアフロアクロスメンバ２６とリアフロアパネル２４を介して車体上下方向で対向する位置には、補強部材としてのガセット２８が設けられている。このガセット２８は車体前後方向から見て、略直角三角形状に形成されており、その周縁部にはフランジ部２８Ａが一体に形成されている。

そして、車幅方向外側を向くフランジ部２８Ａが、インナパネル１６の内壁面１６Ｂにスポット溶接によって接合され、車体下方側を向くフランジ部２８Ａが、リアフロアパネル２４の上面にスポット溶接によって接合されている。なお、図１で示すように、リアピラーリインフォースメント２０、リアフロアクロスメンバ２６、及びガセット２８は、車体前後方向において（車幅方向から見た側面視で）、同一位置に設けられている。

また、図１〜図５で示すように、車幅方向から見た側面視で円弧状に形成された、インナパネル１６の外周縁部１６Ｄの径方向内側には、車幅方向内側へ向けて屈曲された凸部１６Ｃが形成されており、その凸部１６Ｃと車幅方向で対向するアウタパネル１８の一部には、車幅方向外側へ向けて屈曲された凸部１８Ｃが形成されている。

そして、インナパネル１６の外周縁部１６Ｄが、凸部１８Ｃよりも車体上方側のアウタパネル１８の車幅方向内側を向く内壁面１８Ｂに溶接によって接合されている。これにより、凸部１６Ｃと凸部１８Ｃとの間に一定の凸断面とされた空洞部Ｓが形成される構成である。

つまり、インナパネル１６（外周縁部１６Ｄ）とアウタパネル１８とが接合される接合部３０は、車幅方向から見た側面視で円弧状に形成され、その接合部３０の径方向内側、即ちホイール４４（図３において仮想線で示す）の踏面（トレッド）に対向する側に、その径方向外側に向かって膨出するビード部としての膨出部４０が一定の凸断面で形成されている。

なお、この車体構造１０を構成する膨出部４０は、接合部３０全体に亘って（図１で示す車幅方向から見た側面視で、上記円弧状に沿う全周に亘って）形成されている。また、この膨出部４０は、後述するように、上下方向の溝深さ（空洞部Ｓの大きさであり、凸断面の面積）が大きければ大きいほど、ホイールハウス部１４の剛性を向上させることができるので好ましい。

また、図１、図３で示すように、ホイールハウス部１４の車体前方側には、閉断面構造のロッカインナパネル３２が配設されており、そのロッカインナパネル３２の車幅方向外側を向く外壁面３２Ａには、車体前後方向に延在する断面略「Ｕ」字状のロッカリインフォースメント３４の内壁面３４Ａが接合されている。そして、このロッカインナパネル３２とロッカリインフォースメント３４とを含んで車体骨格部材であるロッカが構成されている。

また、接合部３０の車体前方側である前下部３０Ａ側は、そのロッカインナパネル３２の外壁面３２Ａとロッカリインフォースメント３４の内壁面３４Ａとの間に入り込んだ状態で、それら外壁面３２Ａ及び内壁面３４Ａと溶接によって接合されている。そして、接合部３０の車体後方側である後下部３０Ｂ側は、リアサイドメンバ２２に支持されたリアフロアパネル２４の周縁部２４Ａに溶接によって接合されている（リアフロアパネル２４を介してリアサイドメンバ２２に連結されている）。

なお、ロッカリインフォースメント３４及びリアフロアパネル２４と、リアピラーリインフォースメント２０の車幅方向外側には、車両１２の左右両側壁を構成するサイドアウタパネル３６が配設されており、このサイドアウタパネル３６は、リアパネル２３に接合されている。

また、図１〜図５で示すように、リアピラーリインフォースメント２０、リアフロアクロスメンバ２６、及びガセット２８と車体前後方向において（車幅方向から見た側面視で）、同一となる位置（ホイールハウス部１４の車体前後方向略中央部であり、リアピラーリインフォースメント２０の直下）に、インナパネル１６の車幅方向外側を向く外壁面１６Ａからアウタパネル１８の車幅方向内側を向く内壁面１８Ｂに亘って（沿って）、ホイールハウスリインフォースメント３８が、車体前後方向から見てリアピラーリインフォースメント２０と交差するように接合されている。

この車体構造１０を構成するホイールハウスリインフォースメント３８は、断面ハット形状に形成されており、そのフランジ部３８Ａがインナパネル１６の外壁面１６Ａ及びアウタパネル１８の内壁面１８Ｂにスポット溶接によって接合されている（図３参照）。なお、このホイールハウスリインフォースメント３８の下端部（他端部）３８Ｃにおけるフランジ部３８Ａは、リアサイドメンバ２２の車幅方向外側を向く外壁面２２Ｄにスポット溶接によって接合されている。

一方、ホイールハウスリインフォースメント３８の車幅方向外側へ向かって湾曲された上端部３８Ｂにおけるフランジ部３８Ａは、膨出部４０（空洞部Ｓ）の（ホイール４４と対向する）開放側を越えて、アウタパネル１８の内壁面１８Ｂにスポット溶接によって接合されている。つまり、ホイールハウスリインフォースメント３８の一部が、膨出部４０（空洞部Ｓ）の開放側における一部分を閉塞する構成になっている。これにより、膨出部４０の断面変形を抑制できる構成である。

また、膨出部４０（空洞部Ｓ）の開放側における一部分を閉塞しているホイールハウスリインフォースメント３８のフランジ部３８Ａには、膨出部４０内へ向かって（車体上方側へ向かって）延在する左右一対の平板状の張出部３９が一体に形成されている。張出部３９の上端部には、それぞれ膨出部４０の延在方向に沿って（上記円弧状に沿って）互いに反対方向に張り出すフランジ部３９Ａが一体に形成されており、そのフランジ部３９Ａが、膨出部４０の天面（凸部１６Ｃ、１８Ｃの上部内壁面）４０Ａにスポット溶接によって接合されている。

これにより、ホイールハウスリインフォースメント３８と膨出部４０との結合強度を向上でき、膨出部４０の断面変形を更に抑制できる構成である。なお、後述するように、車両１２の走行中、膨出部４０によって形成された空洞部Ｓ内を空気が流れるようになっている。したがって、この張出部３９は、その空洞部Ｓ内を流れる空気流を遮蔽することがないように構成されている。

詳細には、図２で示すように、張出部３９の車幅方向両側部とインナパネル１６（凸部１６Ｃ）の外壁面１６Ａ及びアウタパネル１８（凸部１８Ｃ）の内壁面１８Ｂとの間には、それぞれ空気を流すための隙間Ｃが形成されるようになっている。なお、図示しないが、この張出部３９には、空気を流し易くするために、複数の貫通孔（図示省略）等を形成してもよい。

以上のような構成の車体構造１０において、次にその作用について説明する。上記したように、ホイールハウス部１４のインナパネル１６とアウタパネル１８との接合部３０の径方向内側、即ちホイール４４の踏面（トレッド）と対向する側には、各凸部１６Ｃ、１８Ｃにより、その径方向外側へ膨出する膨出部４０が形成されている。

したがって、その膨出部４０を車体骨格部材としてのビード部とすることができ、インナパネル１６とアウタパネル１８とを含んで構成されたホイールハウス部１４の剛性を向上させる（補強する）ことができる。

また、上記したように、ロッカインナパネル３２とロッカリインフォースメント３４とを備えたロッカと、リアサイドメンバ２２と、リアピラーリインフォースメント２０とが、膨出部４０及びホイールハウスリインフォースメント３８を介して、互いに連結されるようになっている。

詳細には、接合部３０の前下部３０Ａ側は、ロッカインナパネル３２とロッカリインフォースメント３４との間に入り込んだ状態で接合され、接合部３０の後下部３０Ｂ側は、リアサイドメンバ２２に支持されたリアフロアパネル２４に接合されている。すなわち、この後下部３０Ｂ側は、リアフロアパネル２４を介してリアサイドメンバ２２に連結されている。

そして、車体上下方向に延在するホイールハウスリインフォースメント３８は、インナパネル１６の外壁面１６Ａに接合されるとともに、その下端部３８Ｃは、リアサイドメンバ２２の外壁面２２Ｄに接合され、その上端部３８Ｂは、膨出部４０（空洞部Ｓ）の開放側を越えて、アウタパネル１８の内壁面１８Ｂに接合されている。

そして更に、このホイールハウスリインフォースメント３８と車体前後方向から見て交差するように、詳しくは車体前後方向において（車幅方向から見た側面視で）同一位置になるように（ホイールハウス部１４の車体前後方向略中央部に）、車体上下方向に延在するリアピラーリインフォースメント２０が、アウタパネル１８の外壁面１８Ａに接合されている。

つまり、ホイールハウスリインフォースメント３８の上端部３８Ｂは、膨出部４０を介してリアピラーリインフォースメント２０の下端部２０Ｂに連結されており、車幅方向から見た側面視で、リアピラーリインフォースメント２０から膨出部４０を介してホイールハウスリインフォースメント３８まで一直線上に連結されている。

したがって、車両１２の走行中において、膨出部４０（凸部１６Ｃ、１８Ｃ）の断面変形を抑制することができるとともに、リアピラーリインフォースメント２０とホイールハウスリインフォースメント３８と膨出部４０（凸部１６Ｃ、１８Ｃ）との接合部分における結合強度及び剛性を向上させることができる。

しかも、ホイールハウスリインフォースメント３８には、膨出部４０内に入り込んで、その天面４０Ａに接合される張出部３９が形成されている。よって、膨出部４０（凸部１６Ｃ、１８Ｃ）の断面変形を更に抑制することができるとともに、リアピラーリインフォースメント２０とホイールハウスリインフォースメント３８と膨出部４０（凸部１６Ｃ、１８Ｃ）との接合部分における結合強度及び剛性を更に向上させることができる。

つまり、リアピラーリインフォースメント２０とホイールハウスリインフォースメント３８と膨出部４０とを有する本実施形態に係る車体構造１０によれば、車両１２の走行中において、ホイールハウス部１４の変形を抑制することができるとともに、車体の剛性（図示の場合は車体の後部域の剛性）を大幅に向上させることができる。

そして、これにより、車両１２の走行時にホイール４４などから受ける外力や車体骨格振動などによって誘発される騒音の発生も抑制することができ、操縦安定性を大幅に向上させることができる。なお、膨出部４０における空洞部Ｓの大きさ（凸断面の面積）が大きければ大きいほど、その効果を高めることができる。

また、車両１２の走行中において、ホイール４４の回転によって発生するホイール（タイヤ）外周部における空気の流れが、ホイールアーチ４２から直接車体外側へ吸い出されることにより乱流になり、空気抵抗が増加する現象が起きることがある。

しかし、本実施形態に係る車体構造１０では、図１で示すように、膨出部４０によって形成された空洞部Ｓ（隙間Ｃ）を通って車体前方側から車体後方側へ空気を流すことができるため、即ち膨出部４０によりホイールハウス部１４内の空気を案内して（整流して）リアフロアパネル２４の車体下方側へ流すことができるため、車両１２において、走行中の空気抵抗を減少させることができ、車両１２における空力性能を向上させることができる。

また、本実施形態に係る車体構造１０は、新たに部品点数を増加させる必要がなく、既存部品の形状変更で対応することができる。そのため、製造コストが安価で済み、上記のような性能向上を簡便に得ることができるメリットがある。

以上、本実施形態に係る車体構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、車両１２において、空力性能を更に向上させたい場合には、張出部３９を形成しない構成等にしてもよい。

１０車体構造
１４ホイールハウス部
１６インナパネル
１８アウタパネル
２０リアピラーリインフォースメント
２２リアサイドメンバ
３０接合部
３８ホイールハウスリインフォースメント
４０膨出部（ビード部）
４４ホイール

Claims

ホイールハウス部を構成するアウタパネルとインナパネルとの接合部に、ホイールと対向する側が開放側となる膨出形状に形成されたビード部と、
前記アウタパネルに車体上下方向に延在するように設けられ、一端部が前記ビード部に接合されたピラーリインフォースメントと、
車体前後方向から見て前記ピラーリインフォースメントと交差するように前記インナパネルに沿って設けられ、一端部が前記ビード部に接合されたホイールハウスリインフォースメントと、
を有することを特徴とする車体構造。
前記ピラーリインフォースメントと前記ホイールハウスリインフォースメントとは、車体前後方向において同一位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
前記ホイールハウスリインフォースメントから前記ビード部の内壁面側へ入り込むように延設され、前記内壁面に接合される張出部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体構造。
車体下部に車体前後方向に延在するように設けられ、前記ホイールハウスリインフォースメントの他端部が接合されたサイドメンバを有することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体構造。