JP6206394B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関する。

下記特許文献１には、車両の後部車体構造が開示されている。簡単に説明すると、車室内壁面を形成するサイドパネルインナと、車体外壁面を形成するサイドパネルアウタとで車体後部の車体側壁が構成されている。また、サイドパネルインナの下部は、車両幅方向外側へ屈曲されてホイールアーチ部とされている。さらに、車両側面視で、ホイールアーチ部の中央部には車両上下方向に延びるリインフォースメントが配設されており、このリインフォースメントとサイドパネルインナの縦壁部及びホイールアーチ部とで閉断面が構成されている。また、リインフォースメントの高さ方向中間部には、車両背面視で車両幅方向外側が開放されたハット形状に形成された補強部材が、リインフォースメントのバルクヘッドとして設けられている。

一方、リアホイールハウスの車室外側面とサイドパネルインナの車室内側の面との間には、車両背面視で縦断面形状が逆Ｌ字状とされたサスダンパ支持メンバが架け渡されている。さらに、サスダンパ支持メンバの上面部とサイドアウタインナの縦壁部との間には、サスペンションハウジングガセットが斜めに架け渡されている。そして、リインフォースメントの非開放側の頂部が、サイドパネルインナの縦壁部を間に介して、サスペンションハウジングガセットの上端部に形成された接合フランジ部に三枚重ねでの状態でスポット溶接されている。

特開２０１０−１８０８７号公報

ところで、上記先行技術における三部材はいずれも鋼板であるが、近年、車両の軽量化の観点等から、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワーを用いることが検討されている。

しかしながら、鋼板製のホイールハウスとアルミダイキャスト製のリアサスペンションタワーとを直接接合した場合、耐久性が低下する（リアサスペンションタワーの寿命が短くなる）ことが考えられる。すなわち、車両走行時、アブソーバから車両上方側への突上げ力がリアサスペンションタワーに作用する。これにより、リアサスペンションタワーには車両幅方向内側への引張力が作用し、この引張力に起因してリアサスペンションタワーに変形が生じる。アルミニウム合金材は鉄材に比べて疲労強度が低いため、上記変形がリアサスペンションタワーに繰返し生じることにより、リアサスペンションタワーに金属疲労が蓄積されて、より早く破断に至ることが懸念される。

本発明は上記事実を考慮し、アルミダイキャスト製の第１の車体パネルと当該第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルとを接合する構成において、車両走行時の繰返し入力に対して第１の車体パネルの耐久性を向上させることができる車体構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車体構造は、アルミダイキャスト製とされた第１の車体パネルと、前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルと、前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成され、前記第１の車体パネルと第１接合部で接合されると共に前記第２の車体パネルと第２接合部で接合されることで第１の車体パネルと第２の車体パネルとの間に介在された第３の車体パネルと、前記第３の車体パネルにおける前記第１接合部と前記第２接合部との間に設けられ、前記第１の車体パネルに前記第２の車体パネルから離間する方向への荷重が作用したときに荷重作用方向へ弾性変形可能に構成された易変形部と、を有し、前記第１の車体パネルは、本体壁部と当該本体壁部の端部から屈曲された接合用のフランジとを含んで構成されていると共に、当該フランジが前記第３の車体パネルと前記第１接合部で接合されており、前記第３の車体パネルは、前記フランジに沿って形成されて当該フランジと前記第１接合部で接合される第１領域部と、当該第１領域部に隣接して配置されて前記第２の車体パネルと前記第２接合部で接合される第２領域部と、を備えていると共に、前記易変形部は、当該第１領域部と当該第２領域部との境界部分に設けられており、前記本体壁部は、車両幅方向外側から見た側面視で車両下方側が開放された逆Ｕ字状に形成されていると共に、前記フランジは、当該本体壁部の車両幅方向外側の端部外周に逆Ｕ字状に形成されており、前記第３の車体パネルの前記第１領域部は当該フランジに沿って逆Ｕ字状に形成されると共に、前記第２領域部は当該第１領域部の外側に逆Ｕ字状に形成されている。

請求項１記載の本発明によれば、第１の車体パネルはアルミダイキャスト製とされており、第２の車体パネル及び第３の車体パネルは第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料によって構成されている。さらに、第１の車体パネルと第２の車体パネルとの間に第３の車体パネルが介在され、第１の車体パネルは第１接合部で第３の車体パネルと接合され、第２の車体パネルは第２接合部で第３の車体パネルと接合されている。

ここで、本発明では、第３の車体パネルにおける第１接合部と第２接合部と間に易変形部が設けられている。このため、車両走行時に第１の車体パネルに第２の車体パネルから離間する方向への引張荷重が作用すると、易変形部が荷重作用方向へ弾性変形する。その結果、易変形部が弾性変形した分、アルミダイキャスト製の第１の車体パネルの変形が抑制される。つまり、疲労強度が低いアルミニウム合金材で第１の車体パネルが構成されていても、第１の車体パネルに替わって第３の車体パネルの易変形部が弾性変形することで、第１の車体パネルへの負荷が軽減され、これにより第１の車体パネルの変形が抑制される。

また、本発明によれば、第１の車体パネルの本体壁部に第２の車体パネルから離間する方向への荷重が作用すると、当該荷重によって接合用のフランジも荷重作用方向へ引っ張られる。このため、フランジと第１接合部で接合された第３の車体パネルが荷重作用方向へ引っ張られる。第３の車体パネルは第２接合部にて第２の車体パネルと接合されているため、上記荷重が作用すると、第３の車体パネルの易変形部が荷重作用方向へ弾性変形する。これにより、フランジへの入力が低減され、フランジの変形が抑制される。つまり、第１の車体パネルが本体壁部と当該本体壁部から屈曲されたフランジとを備えた構造である場合において、第１の車体パネルがフランジで第３の車体パネルと接合されている場合には、フランジが本体壁部に対して開くように変形し易いが、この開き変形を抑制することが可能となる。
さらに、本発明によれば、第３の車体パネルの第１領域部に第１の車体パネルのフランジが第１接合部で接合される。また、第３の車体パネルの第２領域部に第２の車体パネルが第２接合部で接合される。そして、本発明では、第３の車体パネルの第１領域部と第２領域部との境界部分に易変形部が設けられているため、第１領域部及び第２領域部に要求される「接合領域」としての機能（例えば、強度及び剛性等）が易変形部によって損なわれることはない。
また、本発明では、逆Ｕ字状に形成されたフランジはエクステンションパネルの第１領域部に接合され、エクステンションパネルの第１領域部の外側に形成された第２領域部が第２の車体パネルと接合される。

請求項２記載の本発明に係る車体構造は、請求項１に記載の発明において、前記易変形部は、前記第２の車体パネルに対して傾斜した段差部である。

請求項２記載の本発明によれば、易変形部は第２の車体パネルに対して傾斜した段差部であるため、段差部の高さ（長さ）や傾斜角度を調整することにより、第１の車体パネルの変形の吸収性能を調整することができる。

請求項３載の本発明に係る車体構造は、請求項２に記載の発明において、前記段差部の前記第２の車体パネルに対する傾斜角度は、０度より大きくかつ４５度以下の角度に設定されている。

請求項３記載の本発明によれば、段差部の第２の車体パネルに対する傾斜角度が０度より大きくかつ４５度以下の角度に設定されているため、段差部の傾斜角度は浅いといえる。このため、段差部の傾斜角度が深い場合に比べて、第３の車体パネルの弾性変形量を増加させることができる。

請求項４載の本発明に係る車体構造は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記易変形部は、当該第１領域部と当該第２領域部との境界部分の全周に亘って形成されている。

請求項４記載の本発明によれば、第１領域部と第２領域部との境界部分の全周に亘って易変形部が形成されているため、リアサスペンションタワーの本体部からフランジに伝達される引張力の全体を利用してエクステンションパネルの易変形部を弾性変形させることができる。

請求項５記載の本発明に係る車体構造は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記第１接合部の接合構造は機械的接合構造とされ、前記第２接合部の接合構造は冶金的接合構造とされている。

請求項５記載の本発明によれば、アルミダイキャスト製の第１の車体パネルとこれよりも疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルとは、機械的接合構造で接合されている。一方、第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルと第３の車体パネルとは、冶金的接合構造で接合されている。このように二枚の車体パネル同士を接合するにあたり、車体パネルの種類と組合せに応じてより好ましい接合構造を採ることができる。

請求項６記載の本発明に係る車体構造は、アルミダイキャスト製とされた第１の車体パネルと、前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルと、前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成され、前記第１の車体パネルと第１接合部で接合されると共に前記第２の車体パネルと第２接合部で接合されることで第１の車体パネルと第２の車体パネルとの間に介在された第３の車体パネルと、前記第２の車体パネルにおいて前記第２接合部が設定される部位に設けられ、前記第１の車体パネルに前記第２の車体パネルから離間する方向への荷重が作用したときに荷重作用方向へ弾性変形可能に構成された易変形部と、を有している。

請求項６記載の本発明によれば、第１の車体パネルはアルミダイキャスト製とされており、第２の車体パネル及び第３の車体パネルは第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料によって構成されている。さらに、第１の車体パネルと第２の車体パネルとの間に第３の車体パネルが介在され、第１の車体パネルは第１接合部で第３の車体パネルと接合され、第２の車体パネルは第２接合部で第３の車体パネルと接合されている。

ここで、本発明では、第２の車体パネルにおいて第２接合部が設定される部位に易変形部が設けられている。このため、車両走行時に第１の車体パネルに第２の車体パネルから離間する方向への荷重が作用すると、易変形部が荷重作用方向へ弾性変形する。その結果、易変形部が弾性変形した分、アルミダイキャスト製の第１の車体パネルの変形が抑制される。つまり、第１の車体パネルが疲労強度の低いアルミニウム合金材で構成されていても、第１の車体パネルに替わって第２の車体パネルに設定された易変形部が弾性変形することで、第１の車体パネルへの負荷が軽減され、これにより第１の車体パネルの変形が抑制される。

請求項７記載の本発明に係る車体構造は、請求項１〜請求６のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の車体パネルはリアサスペンションタワーとされ、前記第２の車体パネルはホイールハウスアウタとされ、前記第３の車体パネルは当該リアサスペンションタワーとは別体で構成されたエクステンションパネルとされている。

請求項７記載の本発明によれば、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワーとホイールハウスアウタとの間にリアサスペンションタワーとは別体のエクステンションパネルが介在される。そして、リアサスペンションタワーとエクステンションパネルとが第１接合部で接合されて、ホイールハウスアウタとリアサスペンションタワーとが第２接合部で接合される。従って、車両走行時にリアサスペンションタワーに車両上方側への突上げ力が作用すると、当該リアサスペンションタワーには車両幅方向内側への引張力が分力として作用する。このため、リアサスペンションタワーはホイールハウスアウタから離間する方向へ引っ張られるが、エクステンションパネルの易変形部が弾性変形することで、リアサスペンションタワーに加わる負荷が軽減される。その結果、リアサスペンションタワーの変形が抑制される。

以上説明したように、請求項１及び請求項６に係る車体構造は、アルミダイキャスト製の第１の車体パネルと当該第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルとを接合する構成において、車両走行時の繰返し入力に対して第１の車体パネルの耐久性を向上させることができるという優れた効果を有する。

また、請求項１記載の本発明に係る車体構造は、第１の車体パネルが接合用のフランジで第３の車体パネルと接合されている場合に、第１の車体パネルのフランジの変形を効果的に抑制して、第１の車体パネルの耐久性を向上させることができるという優れた効果を有する。
さらに、請求項１記載の本発明に係る車体構造は、第３の車体パネルと第１の車体パネル及び第２の車体パネルとの接合状態を良好に維持しつつ、第３の車体パネルに第１の車体パネルの変形吸収機能を付与することができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車体構造は、第１の車体パネルの変形の吸収性能を最適化することができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る車体構造は、第１の車体パネルの変形をより効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明に係る車体構造は、エクステンションパネルの易変形部を効率良く弾性変形させてリアサスペンションタワーの変形を効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項５記載の本発明に係る車体構造は、第１の車体パネルと第３の車体パネルとの接合及び第２の車体パネルと第３の車体パネルとの接合の最適化を図ることができるという優れた効果を有する。

請求項７に係る車体構造は、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワーと当該リアサスペンションタワーよりも疲労強度が高い金属材料によって構成されたホイールハウスアウタとを接合する構成において、車両走行時の繰返し入力に対してリアサスペンションタワーの耐久性を向上させることができるという優れた効果を有する。

本発明に係る車体構造が適用された第１実施形態の車両後部構造を車両幅方向内側から見て示す斜視図である。 図１に示される車両後部構造を車両幅方向内側から見て示す側面図である。 図１に示される車両後部構造を構成する主要なパネル類を分解して示した分解斜視図である。 図２に示される車両後部構造を４−４線に沿って切断した状態を示す図２の４−４線断面図（縦断面図）である。 図２に示される車両後部構造を５−５線に沿って切断した状態を示す図２の５−５線断面図（平断面図）である。 図３に示されるエクステンションパネルを単品で示す拡大斜視図である。 （Ａ）は図５のＸ線矢視部の拡大平断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される状態からリアサスペンションタワーに車両上方側への突上げ力が作用したときの変形モードを示す平断面図である。 （Ａ）は対比例に係る車両後部構造の平断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される状態からリアサスペンションタワーに車両上方側への突上げ力が作用したときの変形モードを示す平断面図である。 第２実施形態に係る車両後部構造を示す図７（Ａ）に対応する平断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１〜図８を用いて、本発明に係る車体構造が適用された第１実施形態の車両後部構造について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

＜全体構成＞
図１〜図３に示されるように、車両１０の後部１０Ａには、上端部が略Ｕ字状に開口されてリアホイールハウス１２の内板を構成するホイールハウスインナ１４と、当該ホイールハウスインナ１４の上端部に被嵌された状態で接合される第１の車体パネルとしてのリアサスペンションタワー１６と、ホイールハウスインナ１４の車両幅方向外側に配置されてリアホイールハウス１２の外板を構成する第２の車体パネルとしてのホイールハウスアウタ２０と、リアサスペンションタワー１６とホイールハウスアウタ２０との間に介在された第３の車体パネルとしてのエクステンションパネル２２と、が設けられている。以下、これらの部材を中心に説明する。

＜ホイールハウスインナ１４＞
ホイールハウスインナ１４は、鋼板製とされている。また、ホイールハウスインナ１４は、車両前方側から見て上下逆向きのＬ字形に形成されたホイールハウスインナ本体１４Ａと、当該ホイールハウスインナ本体１４Ａの上部側に一体に形成された平面視でＵ字状の支持部１４Ｂと、支持部１４Ｂの上端外周並びにホイールハウスインナ本体１４Ａの車両幅方向外側の端縁に一体に形成された上端フランジ部１４Ｃと、を含んで構成されている。

ホイールハウスインナ本体１４Ａは、車両前後方向及び車両幅方向に沿って延在する横壁部１４Ａ１と、この横壁部１４Ａ１の車両幅方向内側の端部から車両下方側へ屈曲垂下された縦壁部１４Ａ２と、によって構成されている。また、支持部１４Ｂは、車両幅方向内側に向けて膨らんだ略半円筒状に形成されている。さらに、上端フランジ部１４Ｃは、支持部１４Ｂの上端外周に沿って形成された第１フランジ部１４Ｃ１と、ホイールハウスインナ本体１４Ａの横壁部１４Ａ１の車両幅方向外側の端縁から立設された第２フランジ部１４Ｃ２と、によって構成されている。第１フランジ部１４Ｃ１と第２フランジ部１４Ｃ２とは連続して一体に形成されている。なお、上述したホイールハウスインナ本体１４Ａの縦壁部１４Ａ２の下部は、略車両前後方向に沿って配置された図示しない車両骨格部材（リアサイドメンバなど）に接合されている。

＜リアサスペンションタワー１６＞
リアサスペンションタワー１６は、アルミダイキャスト製とされている。

また、リアサスペンションタワー１６は、車両幅方向外側から見た側面視で車両下方側が開放された逆Ｕ字状に形成された本体壁部１６Ｘを備えている。詳細には、本体壁部１６Ｘは、平面視で車両幅方向外側が開放されたＵ字状に配置されかつ車両上下方向に沿って延在された縦壁部１６Ａと、この縦壁部１６Ａの上部を塞ぐ上面部１６Ｂと、によって構成されている。上面部１６Ｂの車両幅方向内側の領域は略円形状に車両上方側へ突出しており、その中心部には車両上下方向に貫通する開口部１８が形成されている。上面部１６Ｂにおける開口部１８の下方側には、リアサスペンションタワー１６の内側に配置される図示しないリアサスペンションのアブソーバの上端部が取り付けられている。

また、リアサスペンションタワー１６の本体壁部１６Ｘの車両幅方向外側の端部には、車両幅方向外側から見た側面視で逆Ｕ字状とされた接合用のフランジ１６Ｙが一体に形成されている。詳細には、接合用のフランジ１６Ｙは、車両前方側に配置されかつ車両上下方向に延在する前側の屈曲部１６Ｃと、車両後方側に配置されかつ車両上下方向に延在する後側の屈曲部１６Ｄと、車両上方側に配置されると共に車両前後方向に延在し前側の屈曲部１６Ｃと後側の屈曲部１６Ｄとを車両前後方向に連結する上側の屈曲部１６Ｅと、によって構成されている。

＜ホイールハウスアウタ２０＞
図１〜図５に示されるように、ホイールハウスインナ１４及びリアサスペンションタワー１６の車両幅方向外側には、側面視で略半円形状に形成されたホイールハウスアウタ２０が配設されている。ホイールハウスアウタ２０も、ホイールハウスインナ１４と同様に鋼板製とされている。また、ホイールハウスアウタ２０は、リアサスペンションタワー１６の車両幅方向外側に配置される中央部分２０Ａと、この中央部分２０Ａから車両前後方向の前側及び後側へそれぞれ円弧状に延設された前側部分２０Ｂ及び後側部分２０Ｃと、によって構成されている。ホイールハウスアウタ２０の車両上方側には略車両前後方向及び略車両上下方向に沿って延在されるルーフサイドインナ２４が配設されている。

また、図４及び図５に示されるように、ホイールハウスアウタ２０の中央部分２０Ａ及びルーフサイドインナ２４の車両幅方向外側には、平断面形状が略ハット形とされたルーフサイドアウタ２６が配設されている。より具体的には、図５に示されるように、ルーフサイドアウタ２６は、略車両上下方向及び略車両前後方向に沿って配置された外側壁部２６Ａと、外側壁部２６Ａの車両前後方向前端部から車両幅方向内側の斜め前方向へ延設された前側壁部２６Ｂと、外側壁部２６Ａの車両前後方向後端部から車両幅方向内側の斜め後方向へ延設された後側壁部２６Ｃと、を備えている。さらに、ルーフサイドアウタ２６は、前側壁部２６Ｂの車両幅方向内側端部から車両前方側に屈曲された前側フランジ部２６Ｄと、後側壁部２６Ｃの車両幅方向内側端部から車両後方側に屈曲された後側フランジ部２６Ｅと、を備えている。また、図４に示されるように、ルーフサイドアウタ２６は、車両幅方向内側に向かって上り勾配となるように斜めに配置されている。なお、ルーフサイドアウタ２６とルーフサイドインナ２４との間には、ルーフサイドレールアウタ２８が配設されている。上記構成のルーフサイドアウタ２６は、ルーフサイドアウタリインフォースメントとも呼ばれ、前述したルーフサイドインナ２４とで閉断面構造を構成し、車両外側の骨格部材として機能している。

＜エクステンションパネル２２＞
リアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅとホイールハウスアウタ２０の中央部分２０Ａとの間には、エクステンションパネル２２が介在されている。エクステンションパネル２２は、鋼板をプレス成形することにより形成されている。エクステンションパネル２２は、ホイールハウスアウタ２０の板厚よりも厚い板材で構成されている。本実施形態では、一例として、エクステンションパネル２２は、ホイールハウスアウタ２０の厚さよりも０．３〜０．５ｍｍ程度厚い板材で形成されているが、この厚さに限定されるものではなく、任意に変更することができる。

図１〜図６（特には図６）に示されるように、エクステンションパネル２２は、車両幅方向外側から見た側面視で上下逆向きの略Ｕ字状に形成されている。構造的には、エクステンションパネル２２は、車両前後方向に沿って延設された第１延設部２２Ａと、当該第１延設部２２Ａの前端部から車両下方側へ延設された第２延設部２２Ｂと、第１延設部２２Ａの後端部から車両下方側へ延設された第３延設部２２Ｃと、によって構成されている。

また、機能的には、エクステンションパネル２２は、上述したリアホイールハウスアウタ１６の屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅに接合される第１領域部としての内周部３０と、当該内周部３０の外側に配置されてホイールハウスアウタ２０が接合される第２領域部としての外周部３２と、を備えている。内周部３０の幅はリアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅのフランジ幅と同一に設定されている。一方、外周部３２の幅は内周部３０の幅の半分程度に設定されている。さらに、外周部３２の外縁は、内周部３０側へＬ字状に屈曲されている。なお、このＬ字状の部分を「外周フランジ部３４」と称すことにする。

上述したエクステンションパネル２２の内周部３０と外周部３２との間（エクステンションパネル２２における後述する第１接合部４０と第２接合部４２との間）には、易変形部としての段差部３６が内周部３０と外周部３２との境界部分の全周に亘って連続して一体に設けられている。すなわち、内周部３０と外周部３２とは段差部３６を介して接続されており、これにより内周部３０は外周部３２よりも段差分だけ車両幅方向内側にオフセットして（突出して）配置されている。また、段差部３６は、外周部３２に対する垂直壁として構成されているのではなく傾斜璧として構成されている。段差部３６のホイールハウスアウタ２０に対する傾斜角度θ（図７（Ａ）参照）は、０度より大きくかつ４５度以下の角度に設定されている。但し、傾斜角度θを、例えば、６０度等、４５度より大きくかつ９０度未満の傾斜角度に設定してもよい。この段差部３６が形成されたことにより、エクステンションパネル２２の内周部３０とホイールハウスアウタ２０との間に所定の隙間３８が形成されている。

以上説明したエクステンションパネル２２は一部品によって構成されている。すなわち、内周部３０、外周部３２、段差部３６及び外周フランジ部３４は、プレス成形時に一体に形成されている。

＜エクステンションパネル２２を用いたリアサスペンションタワー１６とホイールハウスアウタ２０との接合構造について＞
次に、図２、図４、図５及び図７（Ａ）を用いて、エクステンションパネル２２を用いたリアサスペンションタワー１６とホイールハウスアウタ２０との接合構造について詳細に説明する。

図２、図４、図５及び図７（Ａ）に示されるように、上述したアルミダイキャスト製のホイールハウスアウタ１６は、鋼板製のホイールハウスアウタ２０に鋼板製のエクステンションパネル２２を用いて接合されている。従って、ホイールハウスアウタ２０及びエクステンションパネル２２の疲労強度は、リアサスペンションタワー１６の疲労強度よりも高い。

詳細に説明すると、上述したようにリアサスペンションタワー１６は屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅを備えている。これらの屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅがエクステンションパネル２２の内周部３０に第１接合部４０で接合されている。第１接合部４０は機械的接合構造とされており、より具体的にはセルフピアスリベット（ＳＰＲ）４４が使用されている。一方、エクステンションパネル２２の外周部３２は、ホイールハウスアウタ２０に第２接合部４２で接合されている。第２接合部４２は冶金的接合構造とされており、より具体的にはスポット溶接４６が使用されている。

以下、更に各部ごとに具体的に説明する。図２、図５及び図７（Ａ）に示されるように、リアサスペンションタワー１６の前側の屈曲部１６Ｃは、エクステンションパネル２２の第２延設部２２Ｂに位置する内周部３０に二枚重ねの状態でセルフピアスリベット４４によって接合されている（第１接合部４０）。また、エクステンションパネル２２の第２延設部２２Ｂに位置する外周部３２は、ホイールハウスアウタ２０とルーフサイドアウタ２６の前側フランジ部２６Ｄに三枚重ねの状態でスポット溶接４６によって接合されている（第２接合部４２）。そして、セルフピアスリベット４４による第１接合部４０とスポット溶接４６による第２接合部４２との間に段差部３６が配置されている。

また、図２及び図５に示されるように、リアサスペンションタワー１６の後側の屈曲部１６Ｄは、エクステンションパネル２２の第３延設部２２Ｃに位置する内周部３０に二枚重ねの状態でセルフピアスリベット４４によって接合されている（第１接合部４０）。また、エクステンションパネル２２の第３延設部２２Ｃに位置する外周部３２は、ホイールハウスアウタ２０とスポット溶接４６によって接合されている（第２接合部４２）。より詳細には、第３延設部２２Ｃに位置する外周部３２の内側（車両前後方向前側）は、ホイールハウスアウタ２０に二枚重ねの状態でスポット溶接４６によって接合されている。一方、第３延設部２２Ｃに位置する外周部３２の外側（車両前後方向後側）は、ホイールハウスアウタ２０とルーフサイドアウタリア４８に三枚重ねの状態でスポット溶接４６によって接合されている。そして、セルフピアスリベット４４による第１接合部４０とスポット溶接４６による第２接合部４２との間に段差部３６が配置されている。

さらに、図２及び図４に示されるように、リアサスペンションタワー１６の中央側の屈曲部１６Ｅは、エクステンションパネル２２の第１延設部２２Ａに位置する内周部３０に二枚重ねの状態でセルフピアスリベット４４によって接合されている（第１接合部４０）。また、エクステンションパネル２２の第１延設部２２Ａに位置する外周部３２は、ホイールハウスアウタ２０とルーフサイドインナ２４に三枚重ねの状態でスポット溶接４６によって接合されている。そして、セルフピアスリベット４４による第１接合部４０とスポット溶接４６による第２接合部４２との間に段差部３６が配置されている。

なお、スポット溶接４６で接合するパネルの枚数は、上記に限らず、車種の仕様に応じて二枚から三枚へ変更され又は三枚から二枚へ変更される。

図５に示されるように、上記接合構造により、リアサスペンションタワー１６がエクステンションパネル２２を介してホイールハウスアウタ２０に接合された状態では、平断面視で、車両幅方向外側が開放された略Ｕ字状の開断面形状（図５では一部省略している）に形成されたリアサスペンションタワー１６と、平断面視で車両幅方向内側が開放された略ハット状の開断面形状に形成されたルーフサイドアウタ２６とが、エクステンションパネル２２及びホイールハウスアウタ２０を介して、手を合わせた形に形成されている。別の言い方をすると、エクステンションパネル２２を設けたことで、リアサスペンションタワー１６とルーフサイドアウタ２６とが、ホイールハウスアウタ２０を介して閉断面構造化されている。

次に、本実施形態に係る車両後部構造の作用並びに効果について説明する。
リアサスペンションタワー１６はアルミダイキャスト製とされており、ホイールハウスアウタ２０及びエクステンションパネル２２はリアサスペンションタワー１６よりも疲労強度が高い金属材料（この実施形態では鋼板）によって構成されている。さらに、リアサスペンションタワー１６とホイールハウスアウタ２０との間にエクステンションパネル２２が介在され、リアサスペンションタワー１６は第１接合部４０でエクステンションパネル２２と接合され、ホイールハウスアウタ２０は第２接合部４２でエクステンションパネル２２と接合されている。

ここで、本実施形態では、エクステンションパネル２２における第１接合部４０と第２接合部４２との間に易変形部としての段差部３６が設けられている。このため、車両走行時に図示しないリアサスペンションのショックアブソーバからリアサスペンションタワー１６へ車両上方側への突上げ力Ａ（図１及び図４参照）が入力された場合に、段差部３６が弾性変形することで、リアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅの変形が抑制される。

詳しく説明すると、例えば悪路を走行すると、リアサスペンションタワー１６には、図示しないショックアブソーバから車両上方側への突上げ力Ａ（図１及び図４参照）が繰返し入力される。この突上げ力Ａは、鉛直方向に対して車両幅方向内側へ所定角度傾いた方向へ入力される。このため、車両幅方向内側への引張力Ｂ（図１及び図４参照）が分力として発生し、これによりリアサスペンションタワー１６は車両幅方向内側へ引っ張られる。

図８（Ａ）には、対比例に係る車両後部構造の要部が拡大して示されている。この図に示されるように、対比例では、エクステンションパネル２２が設けられておらず、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃは、セルフピアスリベット４４によって第１接合部４０にてホイールハウスアウタ２０に直接接合されている。なお、図示はしないが、屈曲部１６Ｄ、１６Ｅも同様の挙動を示す。この点は、後述する図７を用いた本実施形態の説明でも同様である。このため、図８（Ｂ）に示されるように、リアサスペンションタワー１６に上記引張力Ｂが作用すると、屈曲部１６Ｃが縦壁部１６Ａに対して角度が開く方向へ大きく変形する。従って、屈曲部１６Ｃの特に根元付近には高い応力が発生することになる。ここで、リアサスペンションタワー１６はアルミダイキャスト製とされかつホイールハウスアウタ２０は鋼板製とされているため、リアサスペンションタワー１６の方がホイールハウスアウタ２０よりも疲労強度が低い。このため、このような変形が屈曲部１６Ｃに繰返し発生すると、リアサスペンションタワーに金属疲労が蓄積されて、予定よりも早く疲労強度に達し、リアサスペンションタワー１６の耐久性が低下する（リアサスペンションタワー１６の寿命が短くなる）ことが考えられる。

しかし、本実施形態では、図７（Ａ）に示されるように、段差部３６が形成されたエクステンションパネル２２を介してリアサスペンションタワー１６とホイールハウスアウタ２０とを接合したので、図７（Ｂ）に示されるように、リアサスペンションタワー１６に車両幅方向内側への引張力Ｂが作用すると、エクステンションパネル２２の段差部３６が弾性変形することで、リアサスペンションタワー１６自体は車両幅方向内側へ並進する。これにより、屈曲部１６Ｃの変形が抑制される。つまり、エクステンションパネル２２の屈曲部１６Ｃを変形させようとする荷重（エネルギ）が段差部３６を弾性変形させる荷重（エネルギ）として消費（吸収）され、その分、エクステンションパネル２２の屈曲部１６Ｃは変形せずに済む（変形量が抑制される）。その結果、本実施形態によれば、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６とリアサスペンションタワー１６よりも疲労強度が高い金属材料（鋼板）によって構成されたホイールハウスアウタ２０とを接合する構成において、車両走行時の繰返し入力に対してリアサスペンションタワー１６の耐久性を向上させることができる。

なお、リアサスペンションタワー１６のフランジ（屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ）の変形を抑制できるという効果は、リアサスペンションタワー１６に車両上方側への突上げ力Ａが入力された際に、ルーフサイドインナ２４及びルーフサイドアウタ２６から成る車両後部の車両幅方向外側の骨格部分の内倒れ（車両幅方向内側への変形）の発生を抑制することができるという効果に敷衍される。

また、本実施形態では、リアサスペンションタワー１６の本体壁部１６Ｘ（縦壁部１６Ａ、上面部１６Ｂ）にホイールハウスアウタ２０から離間する方向への荷重（引張力Ｂ）が作用すると、当該荷重によって接合用のフランジ１６Ｙ（屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ）も荷重作用方向へ引っ張られる。このため、フランジ１６Ｙと第１接合部４０で接合されたエクステンションパネル２２が荷重作用方向へ引っ張られる。エクステンションパネル２２は第２接合部４２にてホイールハウスアウタ２０と接合されているため、上記荷重が作用すると、エクステンションパネル２２の段差部３６が荷重作用方向へ弾性変形する。これにより、フランジ１６Ｙへの入力が低減され、フランジ１６Ｙの変形が抑制される。つまり、リアサスペンションタワー１６が本体壁部１６Ｘと当該本体壁部１６Ｘから屈曲されたフランジ１６Ｙとを備えた構造をしており、かつ当該フランジ１６Ｙでホイールハウスアウタ２０と接合されている場合には、フランジ１６Ｙが本体壁部１６Ｘに対して開くように変形し易いが、この開き変形を抑制することが可能となる。その結果、リアサスペンションタワー１６が接合用のフランジ１６Ｙでエクステンションパネル２２と接合されている場合にリアサスペンションタワー１６のフランジ１６Ｙの変形を効果的に抑制して、リアサスペンションタワー１６の耐久性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、エクステンションパネル２２における第１接合部４０と第２接合部４２との間に、ホイールハウスアウタ２０に対して傾斜した易変形部としての段差部３６を形成したので、段差部３６の高さ（長さ）や傾斜角度θ（図７（Ａ）参照）を調整することにより、リアサスペンションタワー１６の変形の吸収性能を調整することができる。その結果、本実施形態によれば、リアサスペンションタワー１６の変形の吸収性能を最適化することができる。

また、本実施形態では、段差部３６のホイールハウスアウタ２０に対する傾斜角度θ（図７（Ａ）参照）が０度より大きくかつ４５度以下の角度に設定されているため、段差部３６の傾斜角度θは浅いといえる。このため、段差部３６の傾斜角度θが深い場合に比べて、エクステンションパネル２２の弾性変形量を増加させることができる。その結果、本実施形態によれば、エクステンションパネル２２のフランジ１６Ｙ（屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ）の変形を効果的に抑制することができる。

さらに、本実施形態では、エクステンションパネル２２は、フランジ１６Ｙ（屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ）に沿って形成されて当該フランジ１６Ｙと第１接合部４０で接合される内周部３０と、当該内周部３０に隣接して配置されてホイールハウスアウタ２０と第２接合部４２で接合される外周部３２と、を備えており、易変形部としての段差部３６が、当該内周部３０と当該外周部３２との境界部分に設けられている。エクステンションパネル２２の内周部３０には、リアサスペンションタワー１６のフランジ１６Ｙが第１接合部４０で接合される。また、エクステンションパネル２２の外周部３２には、ホイールハウスアウタ２０が第２接合部４２で接合される。そして、本実施形態では、エクステンションパネル２２の内周部３０と外周部３２との境界部分に段差部３６が設けられているため、内周部３０及び外周部３２に要求される「接合領域」としての機能（例えば、強度及び剛性等）が易変形部である段差部３６によって損なわれることはない。その結果、本実施形態によれば、エクステンションパネル２２とリアサスペンションタワー１６及びホイールハウスアウタ２０との接合状態を良好に維持しつつ、エクステンションパネル２２にリアサスペンションタワー１６の変形吸収機能を付与することができる。

また、本実施形態では、逆Ｕ字状に形成されたフランジ１６Ｙ（屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ）はエクステンションパネル２２の内周部３０に接合され、エクステンションパネル２２の内周部３０の外側に形成された外周部３２がホイールハウスアウタ２０と接合される。そして、内周部３０と外周部３２との境界部分の全周に亘って易変形部である段差部３６が形成されている。このため、リアサスペンションタワー１６の本体部１６Ｘ（縦壁部１６Ａ、上面部１６Ｂ）からフランジ１６Ｙに伝達される引張力の全体を利用してエクステンションパネル２２の段差部３６を弾性変形させることができる。その結果、本実施形態によれば、エクステンションパネル２２の段差部２２を効率良く弾性変形させてリアサスペンションタワー１６の変形を効果的に抑制することができる。

さらに、本実施形態では、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６とこれよりも疲労強度が高い金属材料によって構成されたエクステンションパネル２２とは、機械的接合構造で接合されている。一方、リアサスペンションタワー１６よりも疲労強度が高い金属材料によって構成されたホイールハウスアウタ２０とエクステンションパネル２２とは、冶金的接合構造で接合されている。このように二枚の車体パネル同士を接合するにあたり、車体パネルの種類と組合せに応じてより好ましい接合構造を採ることができる。その結果、本実施形態によれば、リアサスペンションタワー１６とエクステンションパネル２２との接合及びホイールハウスアウタ２０とエクステンションパネル２２との接合の最適化を図ることができる。

また、本実施形態では、第１の車体パネルはリアサスペンションタワー１６とされ、第２の車体パネルはホイールハウスアウタ２０とされ、第３の車体パネルはリアサスペンションタワー１６とは別体で構成されたエクステンションパネル２２とされている。これにより、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６とホイールハウスアウタ２０との間にリアサスペンションタワー１６とは別体のエクステンションパネル２２が介在される。リアサスペンションタワー１６とエクステンションパネル２２とは第１接合部４０で接合され、ホイールハウスアウタ２０とリアサスペンションタワー１６とは第２接合部４２で接合される。従って、車両走行時にリアサスペンションタワー１６に車両上方側への突上げ力Ａが作用すると、リアサスペンションタワー１６には車両幅方向内側への引張力が分力として作用する。このため、リアサスペンションタワー１６はホイールハウスアウタ２０から離間する方向へ引っ張られるが、エクステンションパネル２２の易変形部である段差部３６が弾性変形することで、リアサスペンションタワー１６に加わる負荷が軽減される。その結果、リアサスペンションタワー１６の変形が抑制される。よって、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６とリアサスペンションタワー１６よりも疲労強度が高い金属材料によって構成されたホイールハウスアウタ２０とを接合する構成において、車両走行時の繰返し入力に対してリアサスペンションタワー１６の耐久性を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
次に、図９を用いて、本発明に係る車体構造が適用された第２実施形態の車両後部構造について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図９に示されるように、この第２実施形態では、第１実施形態で説明した段差部３６が形成されていない平板状のエクステンションパネル９０が用いられている。従って、エクステンションパネル９０の内周部９４と外周部９６は、同一平面上に配置されている。また、このエクステンションパネル９０も鋼板製とされている。さらに、エクステンションパネル９０の側面視での形状は、前述した第１実施形態のエクステンションパネル２２と同様に略Ｕ字状とされている。

一方、ホイールハウスアウタ２０には、車両幅方向内側へ突出された易変形部としてのビード９２が一体に形成されている。ビード９２の平断面形状はハット状とされており、頂壁部９２Ａと当該頂壁部９２Ａの車両前後方向両側に形成された一対の前側傾斜壁部９２Ｂ及び後側傾斜壁部９２Ｃと、によって構成されている。なお、ビード９２は、リアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅに対応して三箇所に設けられている。

リアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃは、エクステンションパネル９０の内周部９４に当接状態で配置され、第１実施形態と同様にセルフピアスリベット４４によって機械的に接合されている（第１接合部４０）。また、ホイールハウスアウタ２０に形成されたビード９２の頂壁部９２Ａはエクステンションパネル９０の外周部９６に当接状態で配置されて、スポット溶接４６によって冶金的に接合されている（第２接合部４２）。これにより、エクステンションパネル９０とホイールハウスアウタ２０の一般面との間には、ビード９２の高さ分だけ隙間９８が形成されている。なお、ビード９２の車両幅方向外側の開放部分は、ルーフサイドアウタ２６の前側フランジ部２６Ｄによって閉塞されている。

（作用並びに効果）
上記構成によれば、車両走行時にアルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６に車両上方側への突上げ力が作用すると、リアサスペンションタワー１６の縦壁部１６Ａ及び上面部１６Ｂに車両幅方向内側への引張力が作用する。

ここで、図９に示されるように、リアサスペンションタワー１６のフランジ１６Ｙ（図９では、前側の屈曲部１６Ｃ）はセルフピアスリベット４４によってエクステンションパネル９０の内周部９４に第１接合部４０で機械的に接合されている。一方、エクステンションパネル９０の外周部９６は、スポット溶接４６によってホイールハウスアウタ２０のビード９２の頂壁部９２Ａに第２接合部４２で冶金的に接合されている。このため、リアサスペンションタワー１６に車両幅方向内側への引張力が作用すると、エクステンションパネル９０がビード９２を支点として車両幅方向内側へ回転しようとする。エクステンションパネル９０が車両幅方向内側へ回転すると、それに伴ってエクステンションパネル９０の外周部９６によってビード９２が車両幅方向外側へ押し潰される。これにより、開断面形状のビード９２が更に開くように弾性変形される。その結果、ビード９２が弾性変形した分、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃの変形が抑制される。つまり、リアサスペンションタワー１６が疲労強度が低いアルミニウム合金材で構成されていても、リアサスペンションタワー１６に替わってホイールハウスアウタ２０に設定されたビード９２が弾性変形することで、リアサスペンションタワー１６への負荷が軽減され、これによりリアサスペンションタワー１６の変形が抑制される。

その結果、本実施形態によれば、アルミダイキャスト製のリアサスペンションタワー１６とリアサスペンションタワー１６よりも疲労強度が高い金属材料（鋼板）によって構成されたホイールハウスアウタ２０とを接合する構成において、車両走行時の繰返し入力に対してリアサスペンションタワー１６の耐久性を向上させることができる。

〔上述した実施形態の補足説明〕
上述した実施形態では、本発明に係る車体構造を車両１０の後部１０Ａに適用したが、これに限らず、車両の他の部位に適用してもよい。つまり、上述した実施形態では、第１の車体パネルをリアサスペンションタワー１６とし、第２の車体パネルをホイールハウスアウタ２０としたが、これに限らず、第１の車体パネルはアルミダイキャスト製の車体パネルであればよく、第２の車体パネルは当該第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料によって構成された車体パネルであればよい。

また、上述した実施形態では、第１の車体パネルとしてリアサスペンションタワー１６を例にして説明したが、これに限らず、リアサスペンションタワーに接合された補強用のガセット等のリインフォースメントを第１の車体パネルとしてもよい。

さらに、上述した本実施形態では、第２の車体パネル及び第３の車体パネルとして鋼板製のパネルを用いたが、これに限らず、第２の車体パネル及び第３の車体パネルはアルミダイキャスト製の第１の車体パネルよりも疲労強度が高い金属材料であればよい。

また、上述した本実施形態では、リアサスペンションタワー１６の屈曲部１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅとエクステンションパネル２２、９０との接合をセルフピアスリベット４４によって接合したが、これに限らず、他の機械的接合構造を適用してもよい。

さらに、上述した第１実施形態では易変形部として段差部３６を用い、第２実施形態では易変形部としてビード９２を用いたが、これに限らず、他の構成を用いてもよい。例えば、部分的に板厚を薄くしたり、スリット状の孔や部分的な開口部を形成する等の構成を採ってもよい。このことから、「易変形部」とは、面外方向への引張力を受けたときに弾性変形の起点となる部位を意味し、それを実現することが可能な構成であれば適用可能である。

また、上述した実施形態では、リアサスペンションタワー１６の板厚をホイールハウスアウタ２０の厚さの板厚よりも厚く設定したが、これに限らず、両者の板厚を同じにしてもよい。

１０ 車両
１６ リアサスペンションタワー（第１の車体パネル）
１６Ｘ 本体壁部
１６Ｙ フランジ
２０ ホイールハウスアウタ（第２の車体パネル）
２２ エクステンションパネル（第３の車体パネル）
３０ 内周部（第１領域部）
３２ 外周部（第２領域部）
３６ 段差部（易変形部）
４０ 第１接合部
４２ 第２接合部
９０ エクステンションパネル（第３の車体パネル）
９２ ビード（易変形部）
９４ 内周部（第１領域部）
９６ 外周部（第２領域部）

Claims (7)

1. アルミダイキャスト製とされた第１の車体パネルと、
   前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルと、
   前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成され、前記第１の車体パネルと第１接合部で接合されると共に前記第２の車体パネルと第２接合部で接合されることで第１の車体パネルと第２の車体パネルとの間に介在された第３の車体パネルと、
   前記第３の車体パネルにおける前記第１接合部と前記第２接合部との間に設けられ、前記第１の車体パネルに前記第２の車体パネルから離間する方向への荷重が作用したときに荷重作用方向へ弾性変形可能に構成された易変形部と、
   を有し、
   前記第１の車体パネルは、本体壁部と当該本体壁部の端部から屈曲された接合用のフランジとを含んで構成されていると共に、
   当該フランジが前記第３の車体パネルと前記第１接合部で接合されており、
   前記第３の車体パネルは、前記フランジに沿って形成されて当該フランジと前記第１接合部で接合される第１領域部と、当該第１領域部に隣接して配置されて前記第２の車体パネルと前記第２接合部で接合される第２領域部と、を備えていると共に、
   前記易変形部は、当該第１領域部と当該第２領域部との境界部分に設けられており、
   前記本体壁部は、車両幅方向外側から見た側面視で車両下方側が開放された逆Ｕ字状に形成されていると共に、前記フランジは、当該本体壁部の車両幅方向外側の端部外周に逆Ｕ字状に形成されており、
   前記第３の車体パネルの前記第１領域部は当該フランジに沿って逆Ｕ字状に形成されると共に、前記第２領域部は当該第１領域部の外側に逆Ｕ字状に形成されている、
   車体構造。
2. 前記易変形部は、前記第２の車体パネルに対して傾斜した段差部である、
   請求項１に記載の車体構造。
3. 前記段差部の前記第２の車体パネルに対する傾斜角度は、０度より大きくかつ４５度以下の角度に設定されている、
   請求項２に記載の車体構造。
4. 前記易変形部は、当該第１領域部と当該第２領域部との境界部分の全周に亘って形成されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車体構造。
5. 前記第１接合部の接合構造は機械的接合構造とされ、前記第２接合部の接合構造は冶金的接合構造とされている、
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載された車体構造。
6. アルミダイキャスト製とされた第１の車体パネルと、
   前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成された第２の車体パネルと、
   前記第１の車体パネルより疲労強度が高い金属材料によって構成され、前記第１の車体パネルと第１接合部で接合されると共に前記第２の車体パネルと第２接合部で接合されることで第１の車体パネルと第２の車体パネルとの間に介在された第３の車体パネルと、
   前記第２の車体パネルにおいて前記第２接合部が設定される部位に設けられ、前記第１の車体パネルに前記第２の車体パネルから離間する方向への荷重が作用したときに荷重作用方向へ弾性変形可能に構成された易変形部と、
   を有する車体構造。
7. 前記第１の車体パネルはリアサスペンションタワーとされ、前記第２の車体パネルはホイールハウスアウタとされ、前記第３の車体パネルは当該リアサスペンションタワーとは別体で構成されたエクステンションパネルとされている、
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車体構造。

Images