JP4479473B2 - 自動車車体の後部構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車車体の後部構造、特に左右のリヤフロアサイドメンバとリヤサスペンションタワーとの結合部周辺の構造に関する。

図４に示すように、従来、自動車の車体後部のリヤサスペンションタワー１Ａは、リヤホイールハウス２内にこれと一体に形成され、タワー下端部が車室のフロアパネル３の側縁下面に沿って車体前後方向に延びるリヤフロアサイドメンバ４の外側部に結合されている。また、リヤサスペンションタワー１Ａは車体後部の左右両側位置に左右対称に設けられ、左右のリヤサスペンションタワー１Ａと対応する位置には、フロアパネル３の下面に沿って車幅方向に延びるクロスメンバ５が左右のリヤフロアサイドメンバ４間に架設されている（図４では片側のリヤサスペンションタワー１Ａの周辺構造のみを示す）。

ところで、リヤサスペンションタワー１Ａのタワー頂部にはリヤサスペンションのショックアブソーバー９０の上端が連結され、タワー頂部には、車両の急旋回時や悪路走行時等に、ショックアブソーバー９０から左右方向の横荷重（矢印Ｘ）が作用する。タワー頂部に横荷重Ｘが作用すると、リヤサスペンションタワー１Ａは全体的に、下端部のリヤフロアサイドメンバ４との結合部を支点に車幅方向車内側または車外側へ倒れ変形する。この場合、図５に示すように、例えば左右のリヤサスペンションタワー１Ａが矢印Ｘ’方向に倒れると、フロアパネル３、左右のリヤフロアサイドメンバ４およびクロスメンバ５からなるロワボデーＬＢに対して、両リヤサスペンションタワー１Ａ上方側の車体のアッパボデーＵＢが、リヤサスペンションタワー１Ａの倒れ方向と同方向（矢印Ｙ）に倒れこみ、車体のねじれが発生する。尚、図５ではねじれの態様を説明するため、ねじれ変形を誇張して図示した。このように、横荷重に対するリヤサスペンションタワー１Ａの剛性が車体のねじれに対し大きく影響することとなり、特に車高の高いワンボックス車等ではこの傾向が大きい。

そこで、横荷重に対するリヤサスペンションタワーの剛性を強化する従来構造として、下記特許文献１に開示されたように、車室のフロア上に、リヤサスペンションタワーを支えるガセットを設けて、リヤサスペンションタワーの倒れ変形を抑えることが行われている。これでは、ガセットにより車室フロアの横幅が制約されて狭くなるので、サードシートを備えたワンボックス車等には不向きである。

また車室フロアの横幅を制約しない従来の補強構造として下記特許文献２に開示されたものがある。これは図６に示すように、リヤサスペンションタワー１Ｂの下端に、リヤフロアサイドメンバ４よりも下方へ張り出す延長部１５が形成され、一方、フロアパネル３の下面に沿って車幅方向に延びるクロスメンバ５Ａの端部には、リヤフロアサイドメンバ４よりも下方へ張り出すように拡径した補強部５１が形成され、リヤサスペンションタワー１Ｂの延長部１５と大径状のクロスメンバ５Ａの補強部５１の端縁とが結合されて、リヤサスペンションタワー１Ｂの横荷重に対する剛性を強化するようにしている。

しかしながら、特許文献２の従来構造では、クロスメンバ５Ａが大型になり、車体重量や生産コストが大幅に増加して不経済である。特に強度を向上するために補強部５１の板厚を厚くしなければならない場合、クロスメンバ５Ａ全体の板厚を上げなければならず、より重量およびコストが増加する。

また、下方へ延長したリヤサスペンションタワー１Ｂの延長部１５の縦面と、クロスメンバ５Ａの補強部５１端縁のフランジとが車幅方向に重合結合されているので、両者の結合部が上記横荷重に対して剥離方向となって、リヤサスペンションタワー１Ｂの横荷重に対する剛性が充分とはいえない。
実開昭６２−１３７８５号公報 実開平５−１３９３４２号公報

そこで本発明は上記事情に鑑み、重量面およびコスト面が経済的で、車室フロアの横幅を制約することなく効率よくかつ確実にリヤサスペンションタワーの横荷重に対する剛性を強化でき、もって車体のねじれに対するねじれ剛性の高い自動車車体の後部構造を実現することを課題としてなされたものである。

本発明は、前後方向に延びる左右のリヤフロアサイドメンバと、これらリヤフロアサイドメンバの外側部にそれぞれ接合された左右のリヤサスペンションタワーと、これら左右のリヤサスペンションタワーと対応する位置で上記左右のリヤフロアサイドメンバ間を車幅方向に架けわたすクロスメンバとを備えた自動車車体の後部構造において、上記リヤサスペンションタワーの下端を上記リヤフロアサイドメンバよりも下方へ延在せしめて延在端には車内方向へ屈曲する水平部を設け、上記クロスメンバと上記サスペンションタワーの延在端とを、一端を上記クロスメンバの下面に重ね合わせて結合し、該結合部から車幅方向外方かつ下方へ傾斜状に延設して他端を上記延在端の水平部の下面に重ね合わせて結合した、板体からなるブレースにより連結せしめる（請求項１）。リヤサスペンションタワーのタワー頂部に横荷重が作用すると、リヤサスペンションタワーはリヤフロアサイドメンバとの結合部を支点に倒れ変形しようとし、下端の延在端はタワー頂部の移動に対して反対方向に移動しようとするが、ブレースにより延在端の移動が規制されるので、リヤサスペンションタワー全体の倒れ変形が抑制される。また、ブレースによりクロスメンバとリヤサスペンションタワーの延在端とを連結するようにしたので、従来構造のようにクロスメンバを大型化しなくてすみ、重量面およびコスト面で経済的である。

更に、ブレースとリヤサスペンションタワーの延在端の水平部との結合部、およびブレースとクロスメンバの下面との結合部は共に横荷重に対して剪断方向の結合構造となり、両結合部の横荷重に対する結合強度が高く、リヤサスペンションタワーの倒れ変形に対する剛性が向上する。

上記ブレースの一端と上記クロスメンバの下面との結合、および上記ブレースの他端と上記延在端の水平部との結合をそれぞれボルト結合せしめる（請求項２）。車両の製造工程において、車体のルーフ部、サイド部、ホイールハウス部およびリヤサスペンションタワー等からなるアッパボデー、および車室フロア、リヤフロアサイドメンバ、クロスメンバ等からなるロワボデーとをそれぞれ個別に組付けておき、後でアッパボデーとロワボデーとを結合することがなされ、ブレースのようにアッパボデーとロワボデーとに跨がる部材を溶接結合するのには作業手間がかかるが、ブレースをボルト結合するようにしたのでブレースの取付作業性が良好である。

図１ないし図３に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明を適用した実施形態の要部を示すもので図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図であり、図２は本実施形態の要部を車体床下から見た平面図、図３は車体後部の床下まわりを斜め下方から見た斜視図である。図３に示すように、車体後部の床下まわりは、左右両側位置にリヤホイールハウス２，２が形成してあり、左右のリヤホイールハウス２，２間には、車室のフロアパネル３の下面の左右の両側縁に沿って車体前後方向に延びる左右一対のリヤフロアサイドメンバ４，４が設けてあり、左右のリヤフロアサイドメンバ４，４間にはフロアパネル３の下面に沿って車幅方向に延びる複数のクロスメンバンバ５，５，５が架設してある。尚、左右のリヤフロアサイドメンバ４，４は、左右のリヤホイールハウス２，２を避けるように両リヤホイールハウス２，２と対向する位置では両リヤフロアサイドメンバ４，４間の間隔が狭く配設してあるが、リヤホイールハウス２の後方位置では、車室フロアの後端下面に設けた燃料タンク７を避けるように車外方向へ向かってＺ字状に屈曲変位して両メンバ４，４間の間隔が拡大してある。

左右のリヤホイールハウス２，２まわりの構造は左右対称で、以下に一方のホイールハウス２まわりの構造を中心に説明する。図１に示すように、リヤホイールハウス２は、上端部を車体外方へ湾曲せしめた縦壁状のインナパネル２１と、該インナパネル２１の上縁と車体の外側面をなすクォータパネル８の下縁との間を架けわたすアウタパネル２２とからなり、インナパネル２１の下端部がリヤフロアサイドメンバ４の外側部に結合してある。

リヤフロアサイドメンバ４は、車体外方へ向けて開口する断面ほぼコ字形をなし、上壁部とその端縁から上方へ屈曲せしめた上縁フランジとを、フロアパネル３の側縁部の下面および該側縁部から上方へ屈曲するフロアフランジに重ね合わせて接合してある。インナパネル２１との結合は、リヤフロアサイドメンバ４の下壁部の端縁に設けた下縁フランジをインナパネル２１の下縁の車内側に重ね合わせて溶接し、上記上縁フランジを上記フロアパネル３の側縁フランジと一体にインナパネル２１の下端部中間位置に重ね合わせて溶接してある。リヤフロアサイドメンバ４はリヤホイールハウス２のインナパネル２１とで閉断面をなす。

左右のリヤフロアサイドメンバ４間に架設したクロスメンバ５は断面ほぼ逆ハット型で、一対の上縁フランジをフロアパネル３の下面に重ね合わせて溶接してフロアパネル３とで閉断面をなす。クロスメンバ５の端末は、側縁フランジがリヤフロアサイドメンバ４の縦壁部の車体内方面に重ね合わせて溶接してあり、下縁フランジがリヤフロアサイドメンバ４の下壁部の下面に重ね合わせて溶接してある。

リヤサスペンションタワー１は、リヤホイールハウス２の内部後方位置に形成してあり、インナパネル２１の内面に沿ってタワーブラケット１０を重ね合わせた２重構造としてある。タワーブラケット１０は金属板で構成してあり、上端部は下方かつ車体外方へ開放する略半円筒状をなし、上面部がインナパネル２１の上端部と一体に図略のショックアブソーバーの上端を連結してこれを支えるようにしてある。

タワーブラケット１０の中間部はインナパネル２１の下端部に重ね合わせてあり、インナパネル２１の下端部と一体にリヤフロアサイドメンバ４の上縁フランジおよび下縁フランジに結合してある。タワーブラケット１０の下端には、リヤフロアサイドメンバ４よりも下方へ延出する縦壁状の延在端１１が形成してある。また、延在端１１の下縁には、その全長にわたって、車体内方へ向けてほぼ直角に屈曲せしめた水平部１２が形成してある。

そして、タワーブラケット１０の延在端１１の下端と、クロスメンバ５とをブレース６により連結してある。ブレース６は車幅方向に沿ってクロスメンバ５の端部下面とリヤサスペンションタワー１の延在端１１の下端とを架けわたす板体で平坦な金属板を曲げ成形したものである。ブレース６の一端６１は幅寸法がクロスメンバ５下面の前後の幅寸法に合わせてあり、長手方向に複数のボルト貫通孔を備えた水平な取付部が形成してある。ブレース６は、その一端６１から他端６２にかけて緩やかな斜め下向きの傾斜姿勢をなし、かつ一端６１から他端６２にかけて漸次幅寸法が拡大してある。他端６２はその幅寸法がリヤサスペンションタワー１の延在端１１下端の水平部１２の前後の幅寸法に合わせてあり、他端６２には複数のボルト貫通孔が設けてあり、他端６２は水平部１２と対向する水平な取付部としてある。また、ブレース６は長手方向に沿う両側の側縁に沿って下方へ屈曲するフランジを形成して剛性が補強してある。

ブレース６は、一端６１をクロスメンバ５端部下面に重ね合わせて上記各ボルト貫通孔を貫通する複数のボルトＢをクロスメンバ５の端部下面に設けたウェルドナットを有するネジ孔に結合するとともに、一端６１から車外側かつ下方へ向けて傾斜姿勢をなし、他端６２をリヤサスペンションタワー１の延在端１１の水平部１２に下方より重ね合わせて、一端６１と同様に複数のボルトＢで結合してある。

車両の急旋回時や悪路走行時に、リヤサスペンションタワー１のタワー上端部に車幅方向の横荷重が作用すると、リヤサスペンションタワー１はリヤフロアサイドメンバ４との結合部を支点に横方向に倒れ変形しようとし、上記結合部よりも下位の延在端１１がタワー上端部の移動方向とは逆方向に移動しようとする。本実施形態によれば、リヤサスペンションタワー１の延在端１１の下端をブレース６によりクロスメンバ５に連結したので、ブレース６が支えとなって上記延在端１１の移動を防ぐことができる。これによりリヤサスペンションタワー１の全体の横方向の倒れ変形を抑制することができ、もって倒れ変形に対するリヤサスペンションタワー１の剛性を強化することができる。更に、リヤサスペンションタワー１の倒れ変形に対する剛性を強化したことにより、車体のアッパボデの横倒れを抑制して車体のねじれに対するねじれ剛性の高い車体後部構造となる。

また、ブレース６は、一端６１とクロスメンバ５との結合部、および他端６２とリヤサスペンションタワー１の延在端１１との結合部をそれぞれ、延在端１１の移動（横荷重）に対して剪断方向に結合せしめたので、結合力が高く、リヤサスペンションタワー１の倒れ変形に対する剛性をより強化することができる。

ブレース６は、車体の床下に設けたので車室フロア上の横幅を制約することがなく、構造簡素かつ小型の金属板体で構成したので、重量面およびコスト面で経済的である。

ブレース６は、車体の製造工程において、車体のアッパボデーとロワボデーとを結合した後に、クロスメンバ５とリヤサスペンションタワー１の延在端１１とを連結するように取付けられるが、一端６１とクロスメンバ５との結合部、および他端６２とリヤサスペンションタワー１の延在端１１との結合部をそれぞれボルトＢにより結合構造としたので、取付け作業性が良好である。しかし、これに限らず、両結合部の結合強度を強化する観点から、取付け作業には若干手間がかかるが、両結合部を溶接してもよい。

本発明を適用した車体後部構造の要部を示すもので図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 上記車体後部構造の要部を車体床下から見た平面図である。 上記車体後部構造を床下まわりを斜め下方から見た斜視図である。 図１に対応する、従来の車体後部構造の要部断面図である。 車体のねじれの態様を示す説明図である。 図４に対応する、従来の他の車体後部構造の要部断面図である。

符号の説明

１ リヤサスペンションタワー
１０ タワーブラケット
１１ 延在端
１２ 水平部
２ リヤホイールハウス
３ フロアパネル
４ リヤフロアサイドメンバ
５ クロスメンバ
６ ブレース
６１ 一端
６２ 他端
Ｂ ボルト部材

Claims (2)

1. 前後方向に延びる左右のリヤフロアサイドメンバと、これらリヤフロアサイドメンバの外側部にそれぞれ接合された左右のリヤサスペンションタワーと、これら左右のリヤサスペンションタワーと対応する位置で上記左右のリヤフロアサイドメンバ間を車幅方向に架けわたすクロスメンバとを備えた自動車車体の後部構造において、
   上記リヤサスペンションタワーの下端を上記リヤフロアサイドメンバよりも下方へ延在せしめて延在端には車内方向へ屈曲する水平部を設け、
   上記クロスメンバと上記サスペンションタワーの延在端とを、一端を上記クロスメンバの下面に重ね合わせて結合し、該結合部から車幅方向外方かつ下方へ傾斜状に延設して他端を上記延在端の水平部の下面に重ね合わせて結合した、板体からなるブレースにより連結せしめたことを特徴とする自動車車体の後部構造。
2. 上記ブレースの一端と上記クロスメンバの下面との結合、および上記ブレースの他端と上記延在端の水平部との結合をそれぞれボルト結合してなる請求項１に記載の自動車車体の後部構造。

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