JP2015151118A - 車両後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リヤフロアパネルに凹設されたスペアタイヤ収納部内に低電圧バッテリ及びインバータを組み込んでも、ラッケージ空間を阻害することなく、リヤフロアパネルの耐久性能の低下を防ぐと共に、リヤフロアパネルの共振振動に起因する室内の騒音を低減させる。
【解決手段】低電圧バッテリ３が取り付けられるバッテリ取付用リーンフォースメント５と、インバータが取り付けられるインバータ取付用ブラケット６とを有し、インバータ取付用ブラケット６は、スペアタイヤ収納部２の縦壁部２ｂとの間に空間を有すると共に、インバータが取り付けられる取付部位６ａを挟んで一方側に第１の固定部位６ｂ、他方側に第２の固定部位６ｃがそれぞれ設けられ、取付部位６ａを位置基準にして、第１の固定部位６ａはリヤフロアパネル１に固定され、第２の固定部位６ｂはスペアタイヤ収納部２の底部２ａに固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リヤフロアパネルに、スペアタイヤを収納するためのスペアタイヤ収納部が凹設された車両後部構造に関する。

従来から、乗用自動車等の車両では、ユーザによる車両へのオプション的な電装品等の低電圧機器を車内に配置するにあたり、予めエンジンコンパートメント内やフロアパネル上に配置されているバッテリ（以下、本明細書中において「既存バッテリ」と称する。）とは別に、新たに低電圧バッテリをフロアパネル上の何れかの位置に配置する場合がある。この場合、低電圧バッテリは直流電圧なので、交流電圧で機能する低電圧機器に電力を供給するには、低電圧バッテリの直流電圧を交流電圧に変換して低電圧機器で使用可能とするインバータも配置しなければならない。

特に、エンジンとモータの異なる２つの動力機構を備え、車両の形態がＳＵＶ（スポーツユーティリティービークル）やミニバンであるハイブリッド車両の場合、モータ駆動用バッテリ等の既存バッテリはフロントフロアパネル上やセンターフロアパネル上に配置されていることから、低電圧バッテリをこの２箇所のフロアパネル上に配置することが難しくなるので、当該低電圧バッテリはリヤフロアパネル上に配置されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。また、インバータは、既存バッテリや低電圧バッテリ等のバッテリ群の配置状態に応じて、リヤフロアパネル上に配置され（例えば、特許文献１参照。）、或いは車室内におけるフロントシートの座部下とフロントフロアパネルとの間に確保されたスペースに配置されている。

なお、本明細書中においては、フロントフロアパネルとはダッシュパネル下端からリヤシート足元までのフロアパネル部分を意味し、センターフロアパネルとはリヤシート下のフロアパネル部分を意味し、リヤフロアパネルとはリヤシート後方のフロアパネル部分を意味するものとする。

特開２００４−１４８８５２号公報 特開２０１３−１６９８４９号公報 国際公開第２０１１／１４８７２５号

しかしながら、インバータ及びバッテリの何れもがリヤフロアパネル上に配置された車両の電気機器固定構造（特許文献１）では、インバータが後部フロア（リヤフロアパネル）のフロア後部に形成された凹部内に固定されている第１のブラケット上に搭載され、また、バッテリが第１のブラケットの上部に固定され且つ左右のホイールハウスに固定された第２のブラケット上に搭載されている構造なので、後部フロアの剛性を高くすることはできるが、当該後部フロアの共振振動による応力集中を回避することが困難であった。また、インバータ上にバッテリを積層させる構造なので、車両の後部における車室内のラッケージ空間を阻害する難点があった。さらに、第１のブラケットを凹部上にねじ締結で固定させ、第２のブラケットを第１のブラケット及び左右のホイールハウスにねじ締結で固定させているので、ねじ締結精度の低下による部品組付精度の低下を招く虞があった。

また、ホイールハウスに固定される側面及びリヤフロアパネルに固定される底面を有しているバッテリトレーにバッテリが収容される車両後部構造（特許文献２）では、リヤフロアパネル上の一方のホイールハウス横にバッテリが配置されるので、車両の後部における車室内のラッケージ空間を阻害し、且つ車両の後部における左右対称の剛性を確保できない難点があった。

また、リヤフロアパネルには、車両下方に凹んで形成されたスペアタイヤハウスが設けられ、このスペアタイヤハウス内の底部に充電器が単に取り付けられた車両後部の充電用部品取付構造（特許文献３）では、後部フロアの共振振動による応力集中を回避することが困難であった。

また、インバータが車室内におけるフロントシートの座部下とフロントフロアパネルとの間に確保されたスペースに配置されている場合には、サラウンドシステム等の音響関係の電装品を車室内に配置することが困難になる難点があり、また、そのスペースに配置されたインバータが車室内において見えてしまうので、見栄えをよくするためにインバータが見えないようにする見栄えカバーを設けなければならなくなる難点があり、さらに、家等における停電などの非常時に電源として使用できるように交流１００Ｖのコンセントが車両の後部に設けられている場合には、このコンセントと、フロントシートの座部下に配置されたインバータとを電気的に接続するためのワイヤハーネスが長くなることで配線作業が煩雑になり、製造コストが上昇する難点があった。

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、リヤフロアパネルに凹設されたスペアタイヤ収納部内に低電圧バッテリ及びインバータを組み込んでも、車両の後部における車室内のラッケージ空間を阻害することなく、スペアタイヤ収納部が凹設されたリヤフロアパネルの耐久性能の低下を防ぐと共に、当該スペアタイヤ収納部が凹設されたリヤフロアパネルの共振振動に起因する室内の騒音を低減させることができる車両後部構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成する本発明の第１の態様である車両後部構造は、リヤフロアパネルに車両下方に向かって凹設され、スペアタイヤが載置される底部と、当該底部から立設された縦壁部とが一体に形成されているスペアタイヤ収納部内に、低電圧機器へ電力を供給する低電圧バッテリと低電圧バッテリの直流電圧を交流電圧に変換して低電圧機器で使用可能とするインバータとが配置された車両後部構造であって、低電圧バッテリが取り付けられるバッテリ取付用リーンフォースメントと、インバータが取り付けられるインバータ取付用ブラケットとを有しているものである。なお、本明細書において、「凹設」とは、凹んだ状態に設けることを意味する。また、「立設」とは、立った状態で設けることを意味する。
インバータ取付用ブラケットは、スペアタイヤ収納部の縦壁部との間に空間を有すると共に、インバータが取り付けられる取付部位を挟んで一方側に第１の固定部位、他方側に第２の固定部位がそれぞれ設けられ、取付部位を位置基準にして、第１の固定部位は車両前後方向の前方向に位置することになるリヤフロアパネルに固定され、第２の固定部位は車両前後方向の後方向に位置することになるスペアタイヤ収納部の底部に固定されているものである。
バッテリ取付用リーンフォースメントは、長尺形状に形成され、スペアタイヤ収納部の底部にその長手方向が車両車幅方向に沿って配置されると共にインバータ取付用ブラケットに対して車両前後方向の後方向に配置されるように、底部に固定されているものである。

このような第１の態様である車両後部構造によれば、インバータ取付用ブラケットは第１の固定部位及び第２の固定部位が車両前後方向に沿うように配置され、バッテリ取付用リーンフォースメントは車両車幅方向に沿って配置されていることから、スペアタイヤ収納部の車両前後方向及び車両車幅方向の剛性を強化することができるので、スペアタイヤ収納部内に重量物である低電圧バッテリ及びインバータを搭載しても、スペアタイヤ収納部の車両上下方向の変位を抑制してスペアタイヤ収納部が凹設されたリヤフロアパネルの耐久性能を向上させることができ、さらに、インバータ取付用ブラケットがスペアタイヤ収納部の縦壁部との間に空間を有することから、取り付けられるインバータと共にダイナミックダンパを構成することになるので、このダイナミックダンパによりスペアタイヤ収納部が凹設されたリヤフロアパネルの共振周波数を制御することで当該リヤフロアパネルの共振振動に起因する応力集中を回避することができ、且つ室内の騒音を低減させることができる。

本発明の第２の態様は第１の態様である車両後部構造において、インバータ取付用ブラケットは、取付部位の第２の固定部位への延設側におけるインバータが取り付けられる範囲から外れた位置において、スペアタイヤ収納部の縦壁部及び底部に空間を保った状態で沿うように略くの字に折曲され、第２の固定部位が底部の車両車幅方向及び車両前後方向それぞれにおける実質的に中央位置に固定されているものである。なお、本明細書において、「延設」とは、一方向に延びるように設けることを意味する。

このような第２の態様である車両後部構造によれば、このインバータ取付用ブラケットの略くの字に折曲された部位でもダイナミックダンパの弾性機能を持たせることができるので、当該ダイナミックダンパの制振機能を高めることができ、さらに、インバータ取付用ブラケットの第２の固定部位をスペアタイヤ収納部の底部の車両車幅方向及び車両前後方向それぞれにおける実質的に中央位置に固定させているので、スペアタイヤ収納部の車両上下方向の変位を効果的に抑制することができる。

本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様である車両後部構造において、スペアタイヤ収納部の車両前後方向の前方向に位置するリヤフロアパネルにクロスメンバが設けられている場合には、第１の固定部位は当該クロスメンバに固定されているものである。

このような第３の態様である車両後部構造によれば、リヤフロアパネルの剛性がクロスメンバの剛性より劣っている場合に有効で、スペアタイヤ収納部の車両上下方向の変位を補強部材であるクロスメンバで抑制することができる。

本発明の第４の態様は第１の態様乃至第３の態様のうち何れか１つの態様である車両後部構造において、スペアタイヤ収納部は、リヤフロアパネルの車両車幅方向の実質的に中央部分に凹設されているものである。

このような第４の態様である車両後部構造によれば、スペアタイヤ収納部内に低電圧バッテリとインバータとを配置しても、当該スペアタイヤ収納部は、リヤフロアパネルの車両車幅方向の実質的に中央部分に凹設されているので、車両の後部における左右対称の剛性を確保することができる。

本発明の車両後部構造によれば、リヤフロアパネルに凹設されたスペアタイヤ収納部内に低電圧バッテリ及びインバータを組み込んでも、車両の後部における車室内のラッケージ空間を阻害することなく、スペアタイヤ収納部が凹設されたリヤフロアパネルの耐久性能の低下を防ぐと共に、当該スペアタイヤ収納部が凹設されたリヤフロアパネルの共振振動に起因する応力集中を回避することができ、且つ室内の騒音を低減させることができるようになる。

本発明の車両後部構造における好ましい実施の形態を示す図で、（Ａ）はリヤフロアパネルのスペアタイヤ収納部内に低電圧バッテリ及びインバータが組み込まれた状態の上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。 本発明の車両後部構造が適用されるフロアパネル全体を示す上面図である。 図１（Ａ）に示された本発明の車両後部構造の分解斜視図である。 （Ａ）はリヤフロアパネルの特定の共振周波数に対する振動レベルの波形を示すグラフ、（Ｂ）はインバータが取り付けられたインバータ取付用ブラケットのリヤフロアパネルの共振振動を制振させる設定周波数に対する振動レベルの波形を示すグラフ、（Ｃ）はリヤフロアパネルの共振振動をインバータが取り付けられたインバータ取付用ブラケットで制振させたときの振動レベルの波形を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、リヤフロアパネルのスペアタイヤ収納部内に低電圧バッテリ及びインバータが組み込まれた状態のそれぞれ異なる実施形態を示す上面図である。 リヤフロアパネルのスペアタイヤ収納部の振動による変形前後の状態を示す説明図で、（Ａ）は図１の車両後部構造におけるスペアタイヤ収納部、（Ｂ）は図５（Ａ）の車両後部構造におけるスペアタイヤ収納部、（Ｃ）は図５（Ｂ）の車両後部構造におけるスペアタイヤ収納部、（Ｄ）は図５（Ｃ）の車両後部構造におけるスペアタイヤ収納部である。 （Ａ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ断面の部分斜視図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ断面の部分斜視図である。 リヤフロアパネルのスペアタイヤ収納部における当該スペアタイヤ収納部、バッテリ取付用リーンフォースメント及びインバータ取付用ブラケットの振動による変形前後の状態を示す説明図で、（Ａ）は図７（Ａ）に対応する図、（Ｂ）は図７（Ｂ）に対応する図である。 リヤフロアパネルのスペアタイヤ収納部を下面視した状態を示す下面図である。 図９に示すスペアタイヤ収納部における振動による変形状態を示す応力コンター図で、（Ａ）は図１（Ａ）に対応する図、（Ｂ）は図５（Ａ）に対応する図、（Ｃ）は図５（Ｂ）に対応する図、（Ｄ）は図５（Ｃ）に対応する図である。 図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）から導き出された寿命比を示すグラフである。

以下、本発明の車両後部構造を実施するための形態例について、図面を参照して説明する。なお、この発明を実施するための形態で使用する各図中において矢印で方向を示してあるが、これは運転席に着座した乗員から見た方向を示している。矢印ＵＰは車両上方向、矢印Ｆｒは車両前方向、矢印ＲＨは車両右方向、矢印ＬＨは車両左方向をそれぞれ示している。

本発明の車両後部構造は図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３に示すように、リヤフロアパネル１に車両下方に向かって凹設され、スペアタイヤ（図示せず。）が載置される底部２ａと、当該底部２ａから立設された縦壁部２ｂとが一体に形成されているスペアタイヤ収納部２内に、低電圧機器へ電力を供給する低電圧バッテリ３と低電圧バッテリ３の直流電圧を交流電圧に変換して低電圧機器で使用可能とするインバータ４とが配置されている。また、低電圧バッテリ３が取り付けられるバッテリ取付用リーンフォースメント５と、インバータ４が取り付けられるインバータ取付用ブラケット６とを有している。なお、図１（Ａ）ではインバータ４の記載を省略し、図１（Ｂ）においては低電圧バッテリ３及びインバータ４の記載を省略している。

スペアタイヤ収納部２は、底部２ａと縦壁部２ｂとによって、車両前後方向の前側、車両車幅方向の両側及び車両上下方向の下側から囲まれた空間を有し、縦壁部２ｂの上面から水平方向にフランジ部２ｃが外側に向かって延設されている。このように形成されたスペアタイヤ収納部２は、車両前後方向の前側に位置する第１リヤクロスメンバ７と、車両前後方向の後側に位置する第２リヤクロスメンバ８と、車両車幅方向の両側に位置する右左のサイドメンバ９Ａ、９Ｂとが囲うようにスポット溶接等によって接合されている。これら第１リヤクロスメンバ７、第２リヤクロスメンバ８及び右左のサイドメンバ９Ａ、９Ｂは、リヤフロアパネル１の補強材である。

インバータ取付用ブラケット６は、スペアタイヤ収納部２の縦壁部２ｂとの間に空間を有すると共に、インバータ４が取り付けられる取付部位６ａを挟んで一方側に第１の固定部位６ｂ、他方側に第２の固定部位６ｃがそれぞれ設けられている。そして、このインバータ取付用ブラケット６は、取付部位６ａを位置基準にして、第１の固定部位６ｂは車両前後方向の前方向に位置することになるリヤフロアパネル１のフランジ部２ｃにねじ等の螺合部材による螺合締結で固定され、第２の固定部位６ｃは車両前後方向の後方向に位置することになるスペアタイヤ収納部２の底部２ａにねじ等の螺合部材による螺合締結で固定されている。

このような構造のインバータ取付用ブラケット６にインバータ４を取り付けるには、ねじ等の螺合部材による螺合締結やゴム等の弾性部材バンドによる固定手段が用いられる。

バッテリ取付用リーンフォースメント５は、長尺形状に形成されている。このように形成されたバッテリ取付用リーンフォースメント５は、スペアタイヤ収納部２の底部２ａにその長手方向が車両車幅方向に沿って配置されると共にインバータ取付用ブラケット６に対して車両前後方向の後方向に配置されるように、底部２ａに固定されている。即ち、インバータ取付用ブラケット６が車両前後方向に沿って配置され、バッテリ取付用リーンフォースメント５が車両車幅方向に沿って配置されていることになる。この場合、バッテリ取付用リーンフォースメント５に取り付けられている低電圧バッテリ３は、スペアタイヤ収納部２の車両前後方向の後側に２面ある縦壁面２ｂのうち何れか一方の縦壁面２ｂに沿うように配置され、インバータ４は、スペアタイヤ収納部２の車両前後方向の前側に位置する縦壁面２ｂに沿うように配置されることになる。

このような構造のバッテリ取付用リーンフォースメント５を使用して低電圧バッテリをスペアタイヤ収納部２内に配置するには、バッテリ取付用リーンフォースメント５上にねじ等の螺合部材による螺合締結で固定され低電圧バッテリ３を搭載するバッテリトレイ１１と、バッテリトレイ１１に搭載された低電圧バッテリ３をバッテリ取付用リーンフォースメント５及びリヤフロアパネル１にそれぞれねじ等の螺合部材による螺合締結で固定するバッテリ締結用バンド１２とを使用する。なお、バッテリ取付用リーンフォースメント５を使用して低電圧バッテリ３をスペアタイヤ収納部２内に配置する配置方法は、これに限らず、バッテリ取付用リーンフォースメント５を使用して低電圧バッテリ３をスペアタイヤ収納部２内に配置することができれば、どのような配置方法でもよい。

このように構成された本発明の車両後部構造では、スペアタイヤ収納部２の車両前後方向の剛性を高めるように、インバータ取付用ブラケット６は第１の固定部位６ｂ及び第２の固定部位６ｃが車両前後方向に沿うように配置され、スペアタイヤ収納部２の車両車幅方向の剛性を高めるように、バッテリ取付用リーンフォースメント５が車両車幅方向に沿って配置されているので、スペアタイヤ収納部２の車両前後方向及び車両車幅方向の剛性を強化することができる。したがって、スペアタイヤ収納部２内に重量物である低電圧バッテリ３及びインバータ４を搭載しても、スペアタイヤ収納部２の車両上下方向の変位を抑制してスペアタイヤ収納部２が凹設されたリヤフロアパネル１の耐久性能を向上させることができる。

さらに、インバータ取付用ブラケット６は、スペアタイヤ収納部２の縦壁部２ｂとの間に空間を有するので、取り付けられるインバータ４と共にダイナミックダンパを構成することになる。したがって、このダイナミックダンパによりスペアタイヤ収納部２が凹設されたリヤフロアパネル１の共振周波数を制御することができる。即ち、スペアタイヤ収納部２が設けられたリヤフロアパネル１の振動レベルは、図４（Ａ）に示すように、当該リヤフロアパネル１の波形ＷＰ１が着目周波数域Ｚで上向きのピークＰ１（図４（Ｃ）参照。）の共振周波数が形成される波形なので、ダイナミックダンパの波形ＷＰ２で形成される設定周波数を図４（Ｂ）に示すようなリヤフロアパネル１の共振周波数に近い周波数になるように、ダイナミックダンパを構成するインバータ４及びインバータ取付用ブラケット６の質量、インバータ取付用ブラケット６のばね定数もしくは減衰係数等を調整する。

このようにダイナミックダンパの特性を設定すると、図４（Ｃ）に示すように、リヤフロアパネル１の振動レベルの波形には、共振周波数で下向きのピークＰ２が着目周波数域Ｚ内で形成されると共に、当該共振周波数を挟んで低周波数側と高周波数側とに略均等で比較的小さな上向きのピークを有する共振波形が形成される。この２つの共振波形は、共振振動に起因する弊害を除去可能な目標振動レベルＰより低いレベルにすることができる。これにより、ダイナミックダンパの設定周波数に基づき、リヤフロアパネル１の共振振動を効果的に低減できる。

即ち、ダイナミックダンパによりスペアタイヤ収納部２が凹設されたリヤフロアパネル１の共振周波数を制御することで、当該リヤフロアパネルの共振振動に起因する弊害である応力集中を回避することができ、且つ室内の騒音を低減させることができる。

また、本発明の車両後部構造では、インバータ４はインバータ取付用ブラケット６でスペアタイヤ収納部２内に固定され、バッテリ３はバッテリ取付用リーンフォースメント５でスペアタイヤ収納部２内に固定されていることから、螺合締結精度が低下することはないので、部品組付精度が低下することはない。

また、本発明の車両後部構造では、リヤフロアパネル１のスペアタイヤ収納部２内にインバータ４を配置することができることから、車両の後部に設けられている交流１００Ｖのコンセントと当該インバータ４とを電気的に接続するためのワイヤーハーネスが短くなり配線作業が簡素化されるので、製造コストの上昇を抑えることができる。

また、本発明の車両後部構造では、リヤフロアパネル１のスペアタイヤ収納部２内に低電圧バッテリ３及びインバータ４が格納される構造なので、車両の後部における車室内のラッケージ空間を阻害してしまうことはない。

また、本発明の車両後部構造においては、インバータ取付用ブラケット６は、取付部位６ａの第２の固定部位６ｃへの延設側におけるインバータ６が取り付けられる範囲から外れた位置において、スペアタイヤ収納部２の縦壁部２ｂ及び底部２ａに沿うように略くの字に折曲され、第２の固定部位６ｃが底部２ａの車両車幅方向及び車両前後方向それぞれにおける実質的に中央位置に固定されていてもよい。

このような構造にすることで、このインバータ取付用ブラケット６の略くの字に折曲された部位でもダイナミックダンパの弾性機能を持たせることができるので、当該ダイナミックダンパの制振機能を高めることができる。さらに、インバータ取付用ブラケット６の第２の固定部位６ｃをスペアタイヤ収納部２の底部２ａの車両車幅方向及び車両前後方向それぞれにおける実質的に中央位置に固定させているので、スペアタイヤ収納部２の車両上下方向の変位を効果的に抑制することができる。

また、本発明の車両後部構造においては、スペアタイヤ収納部２の車両前後方向の前方向に位置するリヤフロアパネル１に第１クロスメンバ７が設けられている場合には、第１の固定部位６ｂは当該クロスメンバ７に固定されていてもよい。

このような構造にするのは、リヤフロアパネル１のフランジ部２ｃの剛性が第１クロスメンバ７の剛性より劣っている場合に有効で、スペアタイヤ収納部２の車両上下方向の変位を補強部材である第１クロスメンバ７で抑制することができる。

また、本発明の車両後部構造においては、スペアタイヤ収納部２は、リヤフロアパネル１の車両車幅方向の実質的に中央部分に凹設されているとよい。

このような構造にすることで、スペアタイヤ収納部２内に低電圧バッテリ３とインバータ４とを配置しても、当該スペアタイヤ収納部２は、リヤフロアパネル１の車両車幅方向の実質的に中央部分に凹設されているので、車両の後部における左右対称の剛性を確保することができる。

次に本発明の車両後部構造による低電圧バッテリとインバータとの配置構造が最適であることについて、いくつかの低電圧バッテリとインバータとの配置例と比較しながら説明する。この比較するための構造解析は、ＦＥＭ（有限要素法）による汎用解析プログラムをインストールしたパーソナルコンピュータを使用した。

本発明の車両後部構造と比較対象となる低電圧バッテリとインバータとの配置例を図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した。この図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すリヤフロアパネルは本発明の車両後部構造と同一なので、構成部材は本発明の車両後部構造と同一参照番号を付してある。また、バッテリ及びバッテリ取付用リーンフォースメントも同一なので、本発明の車両後部構造と同一参照番号を付してある。また、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においては、バッテリ３はバッテリ取付用リーンフォースメント５を使用して本発明の車両後部構造と同様の取付手段でスペアタイヤ収納部２内に配置されている。

図５（Ａ）に示す比較対象である第１の車両後部構造は、インバータ４が取り付けられるインバータ取付用ブラケット６１は、バッテリ取付用リーンフォースメント５に対して車両前後方向の前方向に配置され、且つインバータ４が取り付けられる取付部位６１ａを位置基準にして、第１の固定部位６１ｂがスペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両前後方向の前方向の箇所に固定され、第２の固定部位６１ｃがスペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両前後方向の後方向の箇所に固定されている。この場合、インバータ４は、スペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両前後方向の前方向の位置に配置されることになる。

図５（Ｂ）に示す比較対象である第２の車両後部構造は、インバータ４が取り付けられるインバータ取付用ブラケット６２は、バッテリ取付用リーンフォースメント５に対して車両前後方向の前方向に配置され、且つインバータ４が取り付けられる取付部位６２ａを位置基準にして、第１の固定部位６２ｂがスペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両車幅方向の右方向の箇所に固定され、第２の固定部位６２ｃがスペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両車幅方向の左方向の箇所に固定されている。この場合、インバータ４は、スペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両車幅方向の右方向の位置に配置されることになる。

図５（Ｃ）に示す比較対象である第３の車両後部構造は、インバータ４が取り付けられるインバータ取付用ブラケット６３は、バッテリ取付用リーンフォースメント５に対して車両前後方向の前方向に配置され、且つインバータ４が取り付けられる取付部位６３ａを位置基準にして、第１の固定部位６３ｂが車両車幅方向の右方向に位置することになる右サイドメンバ９Ａに固定され、第２の固定部位６３ｃがスペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両車幅方向のほぼ中心位置の箇所に固定されている。この場合、インバータ４は、スペアタイヤ収納部２の底部２ａにおける車両車幅方向の右方向の位置に配置されることになる。

まず、本発明の車両後部構造の図１（Ａ）に示す線Ｌ１位置における断面変形と、第１の車両後部構造の図５（Ａ）に示す線Ｌ２位置における断面変形と、第２の車両後部構造の図５（Ｂ）に示す線Ｌ３位置における断面変形と、第３の車両後部構造の図５（Ｃ）に示す線Ｌ４位置における断面変形とを比較した。即ち、スペアタイヤ収納部２の車両車幅方向における剛性を比較した。具体的には、タイヤからの突き上げ荷重を予め定められた値に設定し、その突き上げ荷重によりスペアタイヤ収納部２の底部２ａが基準値から車両上方向に変位した量を検出した。

解析結果は、第１の車両後部構造では図６（Ｂ）に示すように変位Ｍ２が２．８ｍｍ、第２の車両後部構造では図６（Ｃ）に示すように変位Ｍ３が２．８ｍｍ、第３の車両後部構造では図６（Ｄ）に示すように変位Ｍ４が２．６ｍｍであるのに対して、本発明の車両後部構造では図６（Ａ）に示すように変位Ｍ１が２．３ｍｍであった。したがって、本発明の車両後部構造は、第１の車両後部構造、第２の車両後部構造及び第３の車両後部構造より、スペアタイヤ収納部２の車両車幅方向における剛性が向上したことが確認できた。なお、図６中において、点線が変形前、実線が変形後である。

次に、本発明の車両後部構造の図７（Ｂ）に示す断面変形と、第１の車両後部構造の図７（Ａ）に示す断面変形とを比較した。即ち、スペアタイヤ収納部２の車両前後方向における剛性を比較した。具体的には、タイヤからの突き上げ荷重を予め定められた値に設定し、その突き上げ荷重によりスペアタイヤ収納部２の底部２ａが基準値から車両上方向に変位した量を検出した。なお、図７（Ａ）に示した断面箇所は図５（Ａ）に示す断面Ｂ−Ｂ’の位置で、図７（Ｂ）に示した断面箇所は図１（Ａ）に示す断面Ａ−Ａ’の位置である。

解析結果は、第１の車両後部構造である図８（Ａ）に示す変位Ｄ１が、本発明の車両後部構造である図８（Ｂ）に示す変位Ｄ２より大きくなった。したがって、本発明の車両後部構造は第１の車両後部構造より、スペアタイヤ収納部２の車両車幅方向における剛性が向上したことが確認できた。なお、図８中において、点線が変形前、実線が変形後である。また、第２の車両後部構造及び第３の車両後部構造は、インバータ取付用ブラケット６２、６３の取付方向がスペアタイヤ収納部２の剛性を高める方向に配置されていないのは明らかであるので、比較対象にはしていない。

次に、図９に示すスペアタイヤ収納部２の底部２ａの範囲Ａｒにおける応力解析を行った。この応力解析は、タイヤからの突き上げ荷重を予め定められた値に設定し、その突き上げ荷重によりスペアタイヤ収納部２の底部２ａの範囲Ａｒに発生する応力を検出した。なお、範囲Ａｒは低電圧バッテリ３がスペアタイヤ収納部２内に搭載される箇所である。また、応力が発生した箇所は図１０に示すように、複数の点による塗り潰し部分である。

解析結果は、本発明の車両後部構造は図１０（Ａ）に示すように応力の発生範囲は、図１０（Ｂ）に示す第１の車両後部構造の応力の発生範囲、図１０（Ｃ）に示す第２の車両後部構造の応力の発生範囲及び図１０（Ｄ）に示す第３の車両後部構造の応力の発生範囲より明らかに少ないことが確認できた。したがって、本発明の車両後部構造は、第１の車両後部構造、第２の車両後部構造及び第３の車両後部構造よりスペアタイヤ収納部２の底部２ａの範囲Ａｒに発生する応力を低減させることができるので、図１１に示すように、リヤフロアパネル１の寿命を向上させることがわかった。

このように上述したような３種類の構造解析からわかるように、本発明の車両後部構造は、リヤフロアパネル１に凹設されたスペアタイヤ収納部２内に低電圧バッテリ３及びインバータ４を組み込んでも、車両の後部における車室内のラッケージ空間を阻害することなく、スペアタイヤ収納部２が凹設されたリヤフロアパネル１の耐久性能の低下を防ぐと共に、当該スペアタイヤ収納部２が凹設されたリヤフロアパネル１の共振振動に起因する応力集中を回避することができ、且つ室内の騒音を低減させることができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１……リヤフロアパネル
２……スペアタイヤ収納部
２ａ……底部
２ｂ……縦壁部
３……低電圧バッテリ
４……インバータ
５……バッテリ取付用リーンフォースメント
６……インバータ取付用ブラケット
６ａ……取付部位
６ｂ……第１の固定部位
６ｃ……第２の固定部位
７……第１クロスメンバ

Claims (4)

1. リヤフロアパネルに車両下方に向かって凹設され、スペアタイヤが載置される底部と当該底部から立設された縦壁部とが一体に形成されているスペアタイヤ収納部内に、低電圧機器へ電力を供給する低電圧バッテリと、前記低電圧バッテリの直流電圧を交流電圧に変換して前記低電圧機器で使用可能とするインバータとが配置された車両後部構造であって、
   前記低電圧バッテリが取り付けられるバッテリ取付用リーンフォースメントと、前記インバータが取り付けられるインバータ取付用ブラケットとを有し、
   前記インバータ取付用ブラケットは、前記スペアタイヤ収納部の前記縦壁部との間に空間を有すると共に、前記インバータが取り付けられる取付部位を挟んで一方側に第１の固定部位、他方側に第２の固定部位がそれぞれ設けられ、前記取付部位を位置基準にして、前記第１の固定部位は車両前後方向の前方向に位置することになる前記リヤフロアパネルに固定され、前記第２の固定部位は車両前後方向の後方向に位置することになる前記スペアタイヤ収納部の前記底部に固定され、
   前記バッテリ取付用リーンフォースメントは、長尺形状に形成され、前記スペアタイヤ収納部の前記底部にその長手方向が車両車幅方向に沿って配置されると共に前記インバータ取付用ブラケットに対して車両前後方向の後方向に配置されるように、前記底部に固定されていることを特徴とする車両後部構造。
2. 前記インバータ取付用ブラケットは、前記取付部位の前記第２の固定部位への延設側における前記インバータが取り付けられる範囲から外れた位置において、前記スペアタイヤ収納部の前記縦壁部及び前記底部に空間を保った状態で沿うように略くの字に折曲され、前記第２の固定部位が前記底部の車両車幅方向及び車両前後方向それぞれにおける実質的に中央位置に固定されていることを特徴とする請求項１記載の車両後部構造。
3. 前記スペアタイヤ収納部の車両前後方向の前方向に位置する前記リヤフロアパネルにクロスメンバが設けられている場合には、前記第１の固定部位は当該クロスメンバに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両後部構造。
4. 前記スペアタイヤ収納部は、前記リヤフロアパネルの車両車幅方向の実質的に中央部分に凹設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の車両後部構造。

Images