JP2018069846A - 車両後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の剛性確保に寄与する。【解決手段】車両後部構造１０は、車両上部で車両前後方向に延び、レールアウタパネル２０とレールインナパネル３０により形成されるルーフサイドレール１２を備えている。また、車両後部においてルーフサイドレール１２の車両幅方向内側に形成され、車両幅方向に延びるアッパバックリインフォースメント４０が挿入される開口部１５と、アッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に直接結合される結合部（Ｗ１〜Ｗ５）を備えている。【選択図】図７

Description

本発明は、車両後部構造に関する。

下記特許文献１に記載された車両の車両後部構造では、車室とトランクとの境界部分に車両幅方向に延びるアッパバックフロント骨格部（クロスメンバ）が設けられている。このアッパバックフロント骨格部は、アッパバックパネルとアッパバックリインフォースメントとが結合されることで、車両幅方向に延びる閉断面を形成している。一方、アッパバックフロント骨格部の車両幅方向の端部には、サイメンアウタとルーフサイドインナの２枚のパネルによって、ルーフサイドレールから連続する閉断面空間が設けられている。そして、アッパバックフロント骨格部がフランジを介して閉断面空間を構成するルーフサイドインナに結合されている。すなわち、アッパバックフロント骨格部はルーフサイドレールから連続する閉断面の外部で結合されている。

特開２０１５−１９９３７６号公報

ここで、特許文献１の車両後部構造では、ねじれ変形を受けるルーフサイドレールと、反力部材であるアッパバックフロント骨格部とが、フランジのみで結合されている。そのため、フランジ付近に変形が生じることで、ルーフサイドレールとアッパバックフロント骨格部との間の荷重の伝達が上手くいかずに、ルーフサイドレールのねじれ変形を抑制できない可能性がある。すなわち、車体の剛性を確保するために、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車体の剛性確保に寄与する車両後部構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車両後部構造は、車両上部で車両前後方向に延びるレールアウタパネルと、前記レールアウタパネルの車両幅方向内側に配置され、前記レールアウタパネルとで閉断面のルーフサイドレールを形成するレールインナパネルと、車両後部において前記ルーフサイドレールの車両幅方向内側に形成され、車両幅方向に延びるアッパバックリインフォースメントが挿入される開口部と、前記アッパバックリインフォースメントが前記ルーフサイドレールに直接結合される結合部と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、レールアウタパネルとレールインナパネルにより車両前後方向に延びるルーフサイドレールを構成している。このルーフサイドレールの車両幅方向内側には開口部が設けられており、車両幅方向に延びるアッパバックリインフォースメントが挿入される。すなわち、アッパバックリインフォースメントはルーフサイドレールの閉断面の内部に挿入される。そして、アッパバックリインフォースメントがルーフサイドレールに挿入された状態で結合されることにより、ルーフサイドレールの閉断面とアッパバックリインフォースメントにより形成される閉断面同士が接続される。これにより、アッパバックリインフォースメントとルーフサイドレールとの荷重の伝達効率が向上し、車体のねじり剛性を確保することができる。

本発明に係る車両後部構造では、車体の剛性確保に寄与することができる。

本実施形態に係る車両後部構造の部分的な構成を車両上方から見た平面図である。 図１に示される構成を分解した分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った切断面を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った切断面を示す断面図である。 図４のＣ−Ｃ線に沿った切断面を示す断面図である。 本実施形態に係る車両後部構造であって、アッパバックリインフォースメントとレールインナパネルとの結合部の周辺の構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る車両後部構造であって、アッパバックリインフォースメントとレールアウタパネルとの結合部の周辺の構成を示す斜視図である。 比較例に係る車両後部構造の部分的な構成を車両上方から見た平面図である。 比較例に係る車両後部構造であって、アッパバックリインフォースメント及びパッチ周辺の構成を示す斜視図である。 図８のＤ−Ｄ線に沿った切断面を示す断面図である。 図８のＥ−Ｅ線に沿った切断面を示す断面図である。 図１１のＦ−Ｆ線に沿った切断面を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る車両後部構造１０について、図１〜図７に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＯＵＴは、車両の前方向（進行方向）、上方向、車両幅方向の外側をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。なお、本実施形態に係る車両後部構造１０は、基本的に左右対称（車両幅方向中心に対し対称）に構成されているので、図１〜図７では車両幅方向一方側（車両右方側）のみを図示しており、以下の説明においても主に車両幅方向一方側について説明する。

［構成］
（概要）
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る車両後部構造１０は、主としてレールアウタパネル２０、レールインナパネル３０、アッパバックリインフォースメント４０、及びアッパバックパネル５０から構成されている。また、車両後部の構成としては、上記に加えて、トルーフ６０、及びサイドアウタパネル７０を有している。以下、各部の構成について説明する。

レールアウタパネル２０は、後述するレールインナパネル３０とともに、ルーフサイドレール１２を構成するものである。このレールインナパネル３０は、車両上部で車両前後方向に延びる部材であって、板金がプレス成形されることにより板状に形成されている。図３（Ａ）に示されるように、レールアウタパネル２０は、車両後方から断面視した場合、ルーフサイドレール１２の上面、下面及び車両幅方向外側の壁面を構成する壁部２２と、壁部２２の下端から下方に延設された下方フランジ部２４と、から構成されている。そして、下方フランジ部２４は後述する壁部３２に対してスポット溶接により結合されている（図３（Ａ）の打点Ｗ１０参照）。

レールインナパネル３０は、レールアウタパネル２０とともに、ルーフサイドレール１２を構成するものである。このレールインナパネル３０は、車両上部でレールアウタパネル２０の車両幅方向内側に配置され、レールアウタパネル２０に沿って前後方向に延在している。また、レールインナパネル３０は、板金がプレス成形されることにより板状に形成されている。図３（Ａ）に示されるように、レールインナパネル３０は、車両後方から断面視した場合、ルーフサイドレール１２の車両幅方向内側の壁面を構成する壁部３２と、壁部３２の上端から車両幅方向内側に延設された側方フランジ部３４と、から構成されている。そして、側方フランジ部３４は後述する開口部１５よりも車両前方において、壁部２２に対してスポット溶接により結合されている（図４の打点Ｗ１２参照）。

以上、下方フランジ部２４と壁部３２とが結合され、壁部２２と側方フランジ部３４とが結合されることにより、レールアウタパネル２０とレールインナパネル３０による閉断面１４を有するルーフサイドレール１２が形成される。

アッパバックリインフォースメント４０は、後述するアッパバックパネル５０とともに車両幅方向から見た際に閉断面１８（図４参照）を有するクロスメンバ１６を構成するものである。図１及び図２に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０は、車両後部のトランク開口部の前方部分において、車両幅方向に延びる部材であって、板金がプレス成形されることにより板状に形成されている。アッパバックリインフォースメント４０は、車両幅方向から断面視した際に略アーチ状の断面を有する中央部４２と、中央部４２の車両前後方向の端部に中央部４２に沿って帯状に設けられたフランジ部４４Ａ、４４Ｂとから構成されている。図４に示されるように、このフランジ部４４Ａ、４４Ｂがアッパバックパネル５０に対してスポット溶接により結合されて（打点Ｗ１３参照）、クロスメンバ１６は形成される。なお、本実施形態のアッパバックリインフォースメント４０は、ルーフサイドレール１２に設けられた開口である開口部１５に挿入され、結合されているが詳細は後述する。

アッパバックパネル５０は、アッパバックリインフォースメント４０とともにクロスメンバ１６を構成するものである。図１及び図２に示されるように、アッパバックパネル５０は、アッパバックリインフォースメント４０に沿って車両幅方向に延びる板状部材である。

図１に示されるように、トルーフ６０は、車両後端部のトランク開口部の周りを構成し、トランク開口部の上側コーナー部から車両下方に延在するものである。図１及び図３（Ａ）に示されるように、本実施形態では、サイドアウタパネル７０を除くと、トルーフ６０が最上部に位置している。そして、トルーフ６０は、レールアウタパネル２０に対してスポット溶接により結合される（例えば、図４の打点Ｗ４、Ｗ５、Ｗ１１、及びＷ１４など）。

図１及び図３（Ａ）に示されるように、サイドアウタパネル７０は、レールアウタパネル２０及びレールインナパネル３０の車両幅方向外側に配設され、車両の外観意匠を構成するものである。車両後部においてサイドアウタパネル７０は、車両上方の端部に形成されたフランジ７２がトルーフ６０又はレールアウタパネル２０に対してスポット溶接により結合されている。

（要部）
次に、本実施形態に係る車両後部構造１０の要部について説明する。
レールアウタパネル２０とレールインナパネル３０から構成されるルーフサイドレール１２は、図５に示されるように、レールインナパネル３０の一部を欠いた部分により開口である開口部１５が形成されている。この開口部１５には、アッパバックリインフォースメント４０が挿入されている。そして、アッパバックリインフォースメント４０は、ルーフサイドレール１２に対して直接結合されている。

具体的には、図６に示されるように、レールインナパネル３０には、開口部１５の前端部分において、板金を車両幅方向内側に折り返したインナーフランジ部３６が形成されている。このインナーフランジ部３６は、アッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入された場合に、アッパバックリインフォースメント４０の中央部４２の前面が当接される部分となる。そして、インナーフランジ部３６と中央部４２の当接部分がスポット溶接により結合されている（打点Ｗ１参照）。

また、アッパバックリインフォースメント４０には、車両幅方向外側の端部において、板金を車両前方に向けて折り返したアウターフランジ部４６が形成されている。このアウターフランジ部４６は、レールインナパネル３０の壁部３２よりも車両幅方向外側に位置している。アッパバックリインフォースメント４０は、レールインナパネル３０の壁部３２、換言すると開口部１５よりも車両幅方向外側の部分がルーフサイドレール１２に挿入される部分となる。

図７は、図６の構成に加えてレールアウタパネル２０及びトルーフ６０を図示したものである。アッパバックリインフォースメント４０のアウターフランジ部４６は、アッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入された場合に、レールアウタパネル２０の壁部２２の側面に接する部分となる。そして、アウターフランジ部４６と中央部４２の当接部分がスポット溶接により結合される（打点Ｗ２参照）。また、アッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入された場合に、アッパバックリインフォースメント４０の中央部４２の上面から後面にかけての部分がレールアウタパネル２０の壁部２２の上面に当接される。さらに、アッパバックリインフォースメント４０のレールアウタパネル２０への当接領域の一部であって、レールアウタパネル２０の壁部２２の上面にはトルーフ６０が当接されている。そして、アッパバックリインフォースメント４０とレールアウタパネル２０とが重なる部分がスポット溶接により結合される（打点Ｗ３参照）。さらに、図４及び図７に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０とレールアウタパネル２０とトルーフ６０とが重なる部分がスポット溶接により結合される（打点Ｗ４、Ｗ５参照）。

以上、アッパバックリインフォースメント４０はルーフサイドレール１２に対してスポット溶接による結合部である打点Ｗ１（図６参照）及び打点Ｗ２〜Ｗ５（図７参照）を有している。

［作用効果］
次に、本実施形態の車両後部構造１０の作用及び効果について比較例を用いて説明する。

（比較例）
従来技術である比較例の車両後部構造１０Ａについて、図８〜図１２に基づいて説明する。比較例の車両後部構造１０Ａは、アッパバックリインフォースメント４０が中継部材であるパッチ８０やトルーフ６０を介してルーフサイドレール１２に結合されている例である。以下、本実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態と同じ構成については同一の符号を付すものとする。

本実施形態に係る車両後部構造１０Ａは、レールアウタパネル２０、レールインナパネル３０、アッパバックリインフォースメント４０、パッチ８０、アッパバックパネル５０、及びトルーフ６０から構成されている。

レールアウタパネル２０は、レールインナパネル３０とともに、ルーフサイドレール１２を構成している。そして、レールアウタパネル２０とレールインナパネル３０とはスポット溶接により結合されている（図１０（Ａ）のＷ１０、図１１（Ａ）のＷ１２参照）。下方フランジ部２４と壁部３２とが結合され、壁部２２と側方フランジ部３４とが結合されることにより、レールアウタパネル２０とレールインナパネル３０による閉断面１４を有するルーフサイドレール１２が形成される。

アッパバックリインフォースメント４０は、後述するパッチ８０及びアッパバックパネル５０とともに車両幅方向から見た際に閉断面１８（図１１（Ａ）参照）を有するクロスメンバ１６を構成するものである。図８に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０は、車両後部のトランク開口部の前方部分において、車両幅方向に延びる部材であって、板金がプレス成形されることにより板状に形成されている。また、図９に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０の車両幅方向外側には、中継部材であるパッチ８０がスポット溶接により結合されている（図９及び図１０（Ａ）の打点Ｗ２０参照）。このパッチ８０は車両幅方向内側が開口するドーム形状の本体部８２と、車両前後方向及び車両幅方向外側の端部に設けられたフランジ部８４と、を有している。このフランジ部８４がアッパバックパネル５０に対してスポット溶接により結合されている。

以上、アッパバックリインフォースメント４０とパッチ８０とが結合され、さらにアッパバックパネル５０に対して結合されることで、クロスメンバ１６は形成される。

比較例のトルーフ６０は、本実施形態と同様の形状を有しているが、アッパバックリインフォースメント４０との位置関係が相違している。すなわち、比較例のトルーフ６０は、図１０（Ａ）に示されるように、車両幅方向の内側端部がアッパバックリインフォースメント４０とパッチ８０とに挟まれた状態でスポット溶接により結合されている。

以上のように構成された車両後部構造１０Ａにおいては、ルーフサイドレール１２に対してクロスメンバ１６を構成するアッパバックリインフォースメント４０及びパッチ８０は挿入されない。また、アッパバックリインフォースメント４０やパッチ８０は、ルーフサイドレール１２に対して直接結合されていない。つまり比較例では、ルーフサイドレール１２の閉断面１４とアッパバックリインフォースメント４０により形成される閉断面１８同士が接続されていない。

なお、比較例では、アッパバックリインフォースメント４０とルーフサイドレール１２とは直接結合されていないが、以下、両者が近接する部分を「接続部」として説明する。また、本実施形態においては、アッパバックリインフォースメント４０の閉断面１８とルーフサイドレール１２の閉断面１４とが接続されている部分を「接続部」とする。

次に、本実施形態の車両後部構造１０と比較例の車両後部構造１０Ａについて、（１）車両幅方向の変形、（２）車両前後方向の変形、（３）部品数について比較する。

（１）車両幅方向の変形
走行中の車両において、リアタイヤ（図示せず）の上下動によりリアサスペンションタワー（図示せず）に上下方向の入力が発生すると、ルーフサイドレール１２は上下に変位する。ここで、車両幅方向における接続部の変形は次のとおりとなる。

まず、比較例の車両幅方向の断面について、図１０（Ａ）に静止状態を、図１０（Ｂ）にルーフサイドレール１２が上方に変位した際の状態を示す。図１０（Ｂ）に示されるように、ルーフサイドレール１２が上方に変位すると、閉断面１４の形状はほとんど変化しないものの、パッチ８０周辺において折れが発生する。具体的には、車両後方から断面視した場合、アッパバックリインフォースメント４０とパッチ８０とが結合する部分（直線Ｘ上）においてＶ字状の折れが発生し、パッチ８０とアッパバックパネル５０との近接部分（直線Ｙ上）において逆Ｖ字状の折れが発生する。比較例では、アッパバックリインフォースメント４０とルーフサイドレール１２とが直接結合されておらず、接続部において板金の厚さ方向である車両上下方向に折れが生じやすい。

これに対し、本実施形態の車両幅方向の断面について、図３（Ａ）に静止状態を、図３（Ｂ）にルーフサイドレール１２が上方に変位した際の状態を示す。図３（Ｂ）に示されるように、ルーフサイドレール１２が上方に変位すると、クロスメンバ１６の車両幅方向外側の部分が上方に変位する。ここで、本実施形態はアッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入されている上、両者が結合部（例えば、打点Ｗ３、Ｗ４など）において結合されている。そして、本実施形態では、ルーフサイドレール１２とクロスメンバ１６とが一体となって変位することから、比較例において生じる折れ変形は抑制される。すなわち、本実施形態ではリアサスペンションタワー（図示せず）に入力される荷重に対し、ルーフサイドレール１２の変位を小さくさせる、換言すると、車体の剛性（ねじり剛性）を確保することができるといえる。

（２）車両前後方向の変形
まず、比較例の車両前後方向の断面について、図１１（Ａ）に静止状態を、図１１（Ｂ）にルーフサイドレール１２が上方に変位した際の状態を示す。図１１（Ｂ）に示される断面においては、パッチ８０が車両前方に開口する開断面を有しており、比較例では、ルーフサイドレール１２が上方に変位すると、矢印Ｚに示されるように断面が開く。

これに対し、本実施形態の車両前後方向の断面については、図４に示されるように、ルーフサイドレール１２が上方に変位しても、閉断面１８の形状は変化しない。これは、本実施形態ではアッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入されており、ルーフサイドレール１２内においても閉断面１８が形成されているためである。本実施形態では、比較例において開断面とされていた部分を、閉断面化することで、ルーフサイドレール１２が上方に変位した場合における図１１（Ｂ）の矢印Ｚに示されるような開き変形を抑制することができる。これにより、接続部における応力の集中を軽減させることができ、ボデーの耐久性向上を図ることができる。

（３）部品数
接続部における、部品数を比較すると以下のとおりである。
すなわち、図１２に示されるように、比較例の接続部は、レールアウタパネル２０、レールインナパネル３０、アッパバックリインフォースメント４０、パッチ８０、及びトルーフ６０の５点で構成されている。

これに対し、本実施形態の接続部は、図５に示されるように、レールアウタパネル２０、レールインナパネル３０、アッパバックリインフォースメント４０、及びトルーフ６０の４点で構成されている。このように、比較例においてクロスメンバ１６を構成しているアッパバックリインフォースメント４０とパッチ８０を、本実施形態では、アッパバックリインフォースメント４０のみとすることにより部品数を削減することができる。つまり、本実施形態では、ルーフサイドレール１２とアッパバックリインフォースメント４０とを直接結合することで、質量が同等のまま部品数を削減することができる。

［総括］
本実施形態は、アッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入されている上、両者が結合部であるスポット溶接の打点（Ｗ１〜Ｗ５）において結合されていることを特徴としている。

具体的に、本実施形態では、アッパバックリインフォースメント４０とアッパバックパネル５０とが閉断面１８を構成している。したがって、アッパバックリインフォースメント４０がルーフサイドレール１２に挿入されることにより、ルーフサイドレール１２の閉断面１４の内部にアッパバックリインフォースメント４０により形成される閉断面１８が接続されている。

そして、図７に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０の上面とレールアウタパネル２０の上面とが結合部である打点Ｗ３、Ｗ４、及びＷ５において結合されている。

また、図７に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０の車両幅方向の端部はアウターフランジ部４６を介して、レールアウタパネル２０に結合されている（打点Ｗ２参照）。

また、図６に示されるように、アッパバックリインフォースメント４０の前面とレールインナパネル３０（インナーフランジ部３６）とが結合部である打点Ｗ１において結合されている。

以上、本実施形態では、閉断面１８を構成するアッパバックリインフォースメント４０とルーフサイドレール１２とが直接結合されることにより、アッパバックリインフォースメント４０とルーフサイドレール１２の荷重の伝達効率が向上し、車体のねじり剛性を確保することができる。また、上述のとおり、本実施形態によれば、接続部における応力の集中を軽減することにより、ボデーの耐久性向上を図ることができる。

以上の作用効果については比較例のみならず、先行技術としての特許文献１の車両後部構造との比較においても同様である。すなわち、特許文献１の車両後部構造では、クロスメンバ１６に相当する閉断面部がフランジを介して、ルーフサイドレールに結合されている。したがって、本実施形態に比べて、特許文献１の車両後部構造では、フランジ付近に変形が生じるため剛性を上げられず、また、フランジ部分に応力が集中するため耐久性向上は困難である。

なお、アッパバックリインフォースメント４０とルーフサイドレール１２との結合方法は上記の場合に限らない。例えば、閉断面を構成するアッパバックパネル５０とレールアウタパネル２０の下面とを直接結合してもよい。

また、本実施形態のクロスメンバ１６は、断面アーチ状のアッパバックリインフォースメント４０と板状のアッパバックパネル５０により閉断面１８を構成しているが、これに限らない。例えば、断面Ｌ字形状のパネルを相互に組み合わせて枠状の閉断面からなるクロスメンバ１６を構成してもよい。

また、本実施形態では、アッパバックリインフォースメント４０とルーフサイドレール１２とがフランジ（インナーフランジ部３６、アウターフランジ部４６）を介して結合されていたが、この限りではない。例えば、ルーフサイドレール１２の内面にアッパバックリインフォースメント４０の端部を当接させ、当該当接部分をレーザー溶接により結合させることができる。アッパバックリインフォースメント４０の側面部分についても開口部１５への当接部分をレーザー溶接により結合させることができる。この場合、レーザー溶接による溶接部が本発明の結合部に相当する。

本実施形態における各部材間の結合方法はスポット溶接によるものとして説明したが、これに限らず、溶接ナットやＬＳＷ（ｌａｓｅｒ ｓｃｒｅｗ ｗｅｌｄｉｎｇ）のように、部材の片側から結合を行える方法を採用してもよい。

以上、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ 車両後部構造
１２ ルーフサイドレール
１４ 閉断面
１５ 開口部
２０ レールアウタパネル
３０ レールインナパネル
４０ アッパバックリインフォースメント
Ｗ１ 打点（結合部）
Ｗ２ 打点（結合部）
Ｗ３ 打点（結合部）
Ｗ４ 打点（結合部）
Ｗ５ 打点（結合部）

Claims (1)

1. 車両上部で車両前後方向に延びるレールアウタパネルと、
   前記レールアウタパネルの車両幅方向内側に配置され、前記レールアウタパネルとで閉断面のルーフサイドレールを形成するレールインナパネルと、
   車両後部において前記ルーフサイドレールの車両幅方向内側に形成され、車両幅方向に延びるアッパバックリインフォースメントが挿入される開口部と、
   前記アッパバックリインフォースメントが前記ルーフサイドレールに直接結合される結合部と、
   を備える車両後部構造。