JP2020083230A - 車両後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リアサスペンションタワーの上面の車両幅方向外側端部から上方に立ち上がるインナパネルが車両幅方向内側へ倒れ込み変形することを効果的に抑制できる、車両後部構造の提供。【解決手段】補強部材４０が、リアサスペンションタワー２０の上面２４とインナパネル３０の車両幅方向内側面３４とに接合されており、車両上下方向と直交する断面視でインナパネル３０と閉断面となる閉断面部４４を形成する。そのため、補強部材４０にてリアサスペンションタワー２０に対するインナパネル３０の変形を効果的に抑制できる。よって、インナパネル３０の車両幅方向内側への倒れ込み変形を効果的に抑制できる。【選択図】 図５

Description

本発明は、リアサスペンションタワー周りのボデー剛性を上げるための補強部材を有する、車両後部構造に関する。

車両の操縦安定性を向上させるには、骨格を固めてボデー剛性を向上させることが効果的である。しかし、ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）やハッチバック系の車両はアッパーバックやＶブレースが無く、操舵時にリアのバックドア開口の変形が大きくなるため、タイヤからの入力を直接受けるリアサスペンションタワーの周りを固めてボデー剛性を上げたり、リアピラー（クォータピラー）と周辺部品との間のつなぎ目を固めてボデー剛性を上げる対策が必要となる。

サスペンションタワーの周りを固めてボデー剛性を上げる技術として、特許文献１（特開２０１５−０３３８６９号公報）に開示される技術がある。
特許文献１は、リアサスペンションタワーではなくフロントサスペンションタワーに関する技術ではあるが、サスペンションタワーの上面と該上面の車両幅方向外側端部から上方に立ち上がるアッパメンバとに接合される板状の補強部材（ガセット）を設け、アッパメンバの車両幅方向内側への倒れ込み変形を抑制する技術を開示している。

しかし、補強部材がサスペンションタワーの上面とアッパメンバの車両幅方向内側面とに沿う形状となっており、車両上下方向と直交する断面視で補強部材がアッパメンバと閉断面となる構造を形成していない。そのため、上記特許文献１開示の補強部材をリアサスペンションタワーに適用しても、すなわち、リアサスペンションタワーの上面と該上面の車両幅方向外側端部から上方に立ち上がるボデーのインナパネルとに上記特許文献１開示の補強部材を接合しても、インナパネルの車両幅方向内側への倒れ込み変形を効果的に抑制することが困難である。

特開２０１５−０３３８６９号公報

本発明の目的は、リアサスペンションタワーの上面の車両幅方向外側端部から上方に立ち上がるインナパネルが車両幅方向内側へ倒れ込み変形することを効果的に抑制できる、車両後部構造を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） リアサスペンションタワーと、
前記リアサスペンションタワーの上面の車両幅方向の外側端部から車両上方に立ち上がるインナパネルと、
前記リアサスペンションタワーの上面と前記インナパネルの車両幅方向内側面とに接合されており、車両上下方向と直交する断面視で前記インナパネルと閉断面となる閉断面部を形成する補強部材と、
を有する車両後部構造。

上記（１）の車両後部構造によれば、つぎの効果を得ることができる。
補強部材が、リアサスペンションタワーの上面とインナパネルの車両幅方向内側面とに接合されており、車両上下方向と直交する断面視でインナパネルと閉断面となる閉断面部を形成するため、補強部材がインナパネルと閉断面部を形成していない場合に比べて、補強部材にてリアサスペンションタワーに対するインナパネルの変形を効果的に抑制できる。よって、インナパネルの車両幅方向内側への倒れ込み変形を効果的に抑制できる。

本発明実施例の車両後部構造を有するボデーの概略背面図である。 本発明実施例の車両後部構造を車両幅方向内側かつ車両後側から見たときの斜視図である。 本発明実施例の車両後部構造における、補強部材の拡大分解斜視図である。 図２のＡ視拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 本発明実施例の車両後部構造を車両幅方向内側かつ車両前側から見たときの斜視図である。 図６のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明実施例の車両後部構造を説明する。なお、図中、ＦＲは前方（車両前方）を示し、ＵＰは上方（車両上方）を示し、ＯＵＴは車両幅方向外側を示す。

本発明実施例の車両後部構造１０は、特に限定されるものではないが、たとえば、図１に示すようなＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）やハッチバック系の車両に設けられる。すなわち、アッパーバックやＶブレースが設けられておらず、リアのバックドア開口１００が操舵時に比較的容易に変形するおそれのある車両に設けられる。

本発明実施例の車両後部構造１０は、図２に示すように、リアサスペンションタワー２０と、車両ボデーのインナパネル３０と、補強部材４０と、を有する。リアサスペンションタワー２０、インナパネル３０および補強部材４０は、それぞれ、板金製でありプレス成形品である。

リアサスペンションタワー（リアサスペンションタワーパネルといってもよい）２０は、ホイールハウスインナ５２に接合されている。ホイールハウスインナ５２は、車両幅方向内側に膨出する略半円筒形状の円筒形状部５２ａを有しており、リアサスペンションタワー２０は円筒形状部５２ａの上端部に接合されている。リアサスペンションタワー２０は、円筒形状部５２ａに上方から被せられており円筒形状部５２ａの内側スペースを上方から塞いでいる。

リアサスペンションタワー２０には、その平面視における中央部に開口部２１が形成されており、開口部２１の周囲には、リアサスペンションのアブソーバに設けられる複数のボルト（全て図示略）が挿入されるボルト孔２２が、周方向に等間隔に複数（図示例では３個）形成されている。アブソーバに設けられるボルトをボルト孔２２に挿入し、図示略のナットを螺合させることで、アブソーバの上端部はリアサスペンションタワー２０に締結固定される。

リアサスペンションタワー２０とホイールハウスインナ５２の車両幅方向外側には、ホイールハウスアウタ５４が配設されている。ホイールハウスインナ５２とホイールハウスアウタ５４とでリアホイールハウス５６を構成している。

インナパネル３０は、車両側部の少なくとも一部を構成している。インナパネル３０は、車両前後方向および車両上下方向に延びて設けられている。なお、インナパネル３０は、たとえばルーフサイドインナ（パネル）である。インナパネル３０には、車両のリアピラー（クォータピラー）を形成する部位に、窓部となる開口３３が形成されており、開口３３の縁のフランジ３３ａで車両外板であり意匠部材であるサイメンアウタ６４と接合されている。

図７に示すように、サスペンションタワー２０部位における断面視では、インナパネル３０は、サスペンションタワー２０の車両幅方向外側端部に設けられるサスタワーフランジ２３とホイールハウスアウタ５４の車両幅方向内側端部に設けられるホイールハウスアウタフランジ５４ａとに挟まれる位置にある下側挟持部３１で、両フランジ２３，５４ａと接合されている。なお、図示例では、下側挟持部３１と両フランジ２３，５４ａとの接合箇所（溶接部）を符号Ｗで示している。下側挟持部３１と両フランジ２３，５４ａとの接合は、スポット溶接ではなく、車両幅方向外側からの片側アクセスによるレーザ溶接にて行われる。なお、レーザ溶接は、たとえばＬＳＷ（ｌａｓｅｒ ｓｃｒｅｗ ｗｅｌｄｉｎｇ）である。

図７に示すように、インナパネル３０は、下側挟持部３１から上方に延びている。そのため、インナパネル３０は、リアサスペンションタワー２０の上面２４に対しては、該上面２４の車両幅方向外側端部から上方に立ち上がって設けられている。インナパネル３０は、下側挟持部３１より上方位置にある上部３２で、車両幅方向内側に開放する断面ハット形状の環状アウタ５８と接合されている。インナパネル３０と環状アウタ５８とでルーフサイドレール６０となる閉断面を構成している。

インナパネル３０の車両幅方向外側には、ルーフサイドアウタ６２が配設されている。ルーフサイドアウタ６２は、上端部６２ａで環状アウタ５８に接合されており、図示はしないが下端部でホイールハウスアウタ５４に接合されている。ルーフサイドアウタ６２の車両幅方向外側には、車両の外板であり意匠部材であるサイメンアウタ６４が配設されている。

補強部材４０は、図３、図４、図６に示すように、板金製でありガセットである。補強部材４０は、インナパネル３０がリアサスペンションタワー２０に対して車両幅方向内側へ倒れ込み変形することを抑制してボデー剛性を高めるために設けられる。補強部材４０は、リアサスペンションタワー２０上に設けられる。補強部材４０は、前側補強部材４１と、後側補強部材４２と、を有する。

前側補強部材４１は、複数部品構成であってもよいが、部品点数削減のために一部品構成とされていることが望ましい。前側補強部材４１は、幅方向内側部４１ａと、前壁部４１ｂと、車体側フランジ部４１ｃと、リアフランジ部４１ｄと、を有する。

幅方向内側部４１ａは、インナパネル３０と対向する位置でインナパネル３０より車両幅方向内側に間隔をおいて設けられる壁部である。幅方向内側部４１ａは、上下方向に延びる上部４１ａ１と、該上部４１ａ１の下端部から車両幅方向内側かつ下方に延びる下側傾斜部４１ａ２と、を有する。下側傾斜部４１ａ２の下端部は、切欠きなどが形成されておらずリアサスペンションタワー２０の上面２４に達していることが望ましい。しかし、下側傾斜部４１ａ２の下端部がリアサスペンションタワー２０のボルト孔２２を上方から覆う場合には、前側補強部材４１が図示略のアブソーバ上端部とリアサスペンションタワー２０との締結作業を阻害しないように、ボルト孔２２を覆わない位置まで切り欠かれた切欠き４１ａ３が形成されていてもよい。

前壁部４１ｂは、図６に示すように、幅方向内側部４１ａの車両前側端部から車両幅方向外側に延びるとともに下方に延びる壁部である。前壁部４１ｂは、平板状または略平板状とされている。

車体側フランジ部４１ｃは、幅方向内側部４１ａの上端部および前壁部４１ｂの上端部に接続されておりインナパネル３０の車両幅方向内側面３４に接合される上部フランジ部４１ｃ１と、前壁部４１ｂの車両幅方向外側端部に接続されておりインナパネル３０の車両幅方向内側面３４に接合される側部フランジ部４１ｃ２と、前側部４１ｂの下端部に接合されておりリアサスペンションタワー２０の上面２４に接合される下部フランジ部４１ｃ３と、を有する。車体側フランジ部４１ｃが、上部フランジ部４１ｃ１、側部フランジ部４１ｃ２および下部フランジ部４１ｃ３を有するため、前側補強部材４１とインナパネル３０およびリアサスペンションタワー２０との接合を強固にすることができる。

リアフランジ部４１ｄは、幅方向内側部４１ａの車両後側端部に接続されており後側補強部材４２と接合される。

後側補強部材４２は、複数部品構成であってもよいが、部品点数削減のために一部品構成とされていることが望ましい。後側補強部材４２の板厚は、前側補強部材４１の板厚と同じであってもよいが、補強部材４０による補強効果を高めるために前側補強部材４１の板厚より大とされていることが望ましい。なお、たとえば、前側補強部材４１の板厚は１．０ｍｍであり、後側補強部材４２の板厚は１．２ｍｍである。

後側補強部材４２は、図２〜図４に示すように、幅方向内側部４２ａと、後壁部４２ｂと、車体側フランジ部４２ｃと、フロントフランジ部４２ｄと、を有する。

後側補強部材４２の幅方向内側部４２ａは、インナパネル３０と対向する位置でインナパネル３０より車両幅方向内側に間隔をおいて設けられる壁部である。幅方向内側部４２ａは、上下方向に延びる上部４２ａ１と、該上部４２ａ１の下端部から車両幅方向内側かつ下方に延びる下側傾斜部４２ａ２と、下側傾斜部４２ａ２の下端部からリアサスペンションタワー２０の上面２４に沿って車両幅方向内側に延びる下部４２ａ３と、を有する。下部４２ａ３は、リアサスペンションタワー２０の上面２４に接合されている。なお、下側傾斜部４２ａ２の下端部および下部４２ａ３は、リアサスペンションタワー２０のボルト孔２２を上方から覆わない位置にある。

後側補強部材４２の後壁部４２ｂは、幅方向内側部４２ａの車両後側端部から車両幅方向外側に延びるとともに下方に延びる壁部である。後壁部４２ｂは、平板状または略平板状とされている。後壁部４２ｂは、リアサスペンションタワー２０よりも車両後側にあり、下端部がリアサスペンションタワー２０よりも下方位置にある。そして、後壁部４２ｂの少なくとも下端部は、ホイールハウスインナ５２の円筒形状部５２ａの車両後側面５２ｂに接合されている。

後側補強部材４２の車体側フランジ部４２ｃは、幅方向内側部４２ａの上端部および後側部４２ｂの上端部に接続されておりインナパネル３０の車両幅方向内側面３４に接合される上部フランジ部４２ｃ１と、後壁部４２ｂの車両幅方向外側端部に接続されておりインナパネル３０の車両幅方向内側面３４に接合される側部フランジ部４２ｃ２と、を有する。

後側補強部材４２が、幅方向内側部４２ａの下部４２ａ３でリアサスペンションタワー２０の上面２４に接合され、後側部４２ｂの少なくとも下端部でホイールハウスインナ５２の円筒形状部５２ａの車両後側面５２ｂに接合され、車体側フランジ部４２ｃの上部フランジ部４２ｃ１および側部フランジ部４２ｃ２でインナパネル３０の車両幅方向内側面３４に接合されるため、後側補強部材４２と、インナパネル３０、ホイールハウスインナ５２およびリアサスペンションタワー２０との接合を強固にすることができる。

フロントフランジ部４２ｄは、幅方向内側部４２ａの車両前側端部に接続されており前側補強部材４１のリアフランジ部４１ｄと接合される。

前側補強部材４１のリアフランジ部４１ｄと後側補強部材４２のフロントフランジ部４２ｄの間には、補強部材４０を貫通する貫通孔４３が形成されている。貫通孔４３は、図７に示すインナパネル３０と環状アウタ５８の下端部５８ａとを接合する際の、作業孔となる部分である。ただし、この作業孔が不要の場合には、貫通孔４３は不要である。

前側補強部材４１と後側補強部材４２が上記構成を有するため、切欠き４１ａ３および貫通孔４３を除く部分では、図５に示すように、車両上下方向と直交する断面視で補強部材４０はインナパネル３０と閉断面となる閉断面部４４を形成している。

つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
（Ａ）補強部材４０が、リアサスペンションタワー２０の上面２４とインナパネル３０の車両幅方向内側面３４とに接合されており、車両上下方向と直交する断面視でインナパネル３０と閉断面となる閉断面部４４を形成するため、補強部材４０がインナパネル３０と閉断面部４４を形成していない場合に比べて、補強部材４０にてリアサスペンションタワー２０に対するインナパネル３０の変形を効果的に抑制できる。よって、インナパネル３０の車両幅方向内側への倒れ込み変形を効果的に抑制でき、リアサスペンションタワー２０からの突き上げ荷重がかかった場合であってもインナパネル３０の変形を効果的に抑制できる。

（Ｂ）補強部材４０が板材で構成されており、補強部材４０が互いに接合される前側補強部材４１と後側補強部材４２の２分割構造となっているため、補強部材４０が一部品構成（一枚構成）である場合に比べて、補強部材４０をプレス成形する際のプレス成形性の制約を受けにくくなり、補強部材４０の形状自由度を高めることができる。よって、インナパネル３０と形成される閉断面部４４の大型化を図ることができ、補強部材４０によるインナパネル３０の倒れ込み変形をさらに効果的に抑制できる。

（Ｃ）補強部材４０の後側補強部材４２が、リアサスペンションタワー２０の上面２４とインナパネル３０の車両幅方向内側面３４だけでなく、ホイールハウスインナ５２の円筒形状部５２ａの車両後側面５２ｂにも接合されているため、（ａ）後側補強部材４２の接合面積が増加し接合強度を高めることができる。また、（ｂ）インナパネル３０の車両幅方向内側への倒れ込み変形を、後側補強部材４２と円筒形状部５２ａの車両後側面５２ｂとの接合部におけるせん断力で受けることができる。
したがって、補強部材４０によるインナパネル３０の倒れ込み変形を、さらに効果的に抑制できる。

（Ｄ）上記（Ｃ）の効果を得られるため、インナパネル３０の倒れ込み変形抑制への寄与率は、前側補強部材４１よりも後側補強部材４２の方が大きいと考えられる。そこで、本発明実施例では後側補強部材４２のみ板厚を増加させて前側補強部材４１よりも板厚を大にしている。そのため、後側補強部材４２だけでなく前側補強部材４１の板厚も増加させる場合に比べて、補強部材４０を設けることによる重量増加を抑制できる。よって、補強部材４０の質量の最適化を図りつつ、補強部材４０によりインナパネル３０の倒れ込み変形を抑制できる。

（Ｅ）リアサスペンションタワー２０のサスタワーフランジ２３と、インナパネル３０の下側挟持部３１と、ホイールハウスアウタ５４のホイールハウスアウタフランジ５４ａとの溶接部Ｗが、車両幅方向外側からレーザ溶接にて接合されるため、スポット溶接にて接合される場合と異なり、車両幅方向の片側（車両幅方向外側のみ）からのアクセスで溶接できる。よって、補強部材４０が溶接部Ｗを車両幅方向内側から覆う位置に設けられていても、補強部材４０に溶接作業用の孔を設ける必要はなく、溶接作業用の孔を設けることによる補強部材４０自体の剛性低下を抑制できる。

ここで、下記の表は、補強部材（ガセット）４０の有無による、Ｋｔ値とリアねじり共振値（Ｒｒねじり共振）をそれぞれ測定したものである。なお、Ｋｔ値は、ボデーのねじり剛性を示すものであり（Ｋｔ値×１０^６Ｎ・ｍ／ｒａｄ）、Ｋｔ値が大きい程ねじり剛性が高まることを示す。また、リアねじり共振値は、周波数が高くなるにつれて振動し難くなり物としては固くなる（変形し難くなる）ので、リアねじり共振値が大きい方が剛性が高まることを示す。

上記の表１より、補強部材４０を追加することにより、Ｋｔ値が１．８５から２．００になっており、０．１５増加している。また、リアねじり共振値も３８．６Ｈｚから４７．７Ｈｚになっており、９．１増加している。よって、補強部材４０により、Ｋｔ値、リアねじり共振値のいずれも増加しているため、補強部材４０によりリアサスペンションタワー２０周りのボデー剛性を高めることができ操縦安定性が向上することが分かった。

１０ 車両後部構造
１００ バックドア開口
２０ リアサスペンションタワー
２１ 開口部
２２ ボルト孔
２３ サスタワーフランジ
２４ リアサスペンションタワーの上面
３０ インナパネル
３１ 下側挟持部
３４ インナパネルの車両幅方向内側面
４０ 補強部材
４１ 前側補強部材
４１ａ 前側補強部材の幅方向内側部
４１ａ３ 切欠き
４１ｂ 前壁部
４１ｃ 前側補強部材の車体側フランジ部
４１ｄ リアフランジ部
４２ 後側補強部材
４２ａ 後側補強部材の幅方向内側部
４２ｂ 後壁部
４２ｃ 後側補強部材の車体側フランジ部
４２ｄ フロントフランジ部
４３ 貫通孔
４４ 閉断面部
５２ ホイールハウスインナ
５２ａ 円筒形状部
５２ｂ 円筒形状部の車両後側面
５４ ホイールハウスアウタ
５４ａ ホイールハウスアウタフランジ
５６ リアホイールハウス
５８ 環状アウタ
６０ ルーフサイドレール
６２ ルーフサイドアウタ
６２ａ ルーフサイドアウタの上端部
６４ サイメンアウタ

Claims (1)

1. リアサスペンションタワーと、
   前記リアサスペンションタワーの上面の車両幅方向の外側端部から車両上方に立ち上がるインナパネルと、
   前記リアサスペンションタワーの上面と前記インナパネルの車両幅方向内側面とに接合されており、車両上下方向と直交する断面視で前記インナパネルと閉断面となる閉断面部を形成する補強部材と、
   を有する車両後部構造。

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