JP6842512B2 - 車体の後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の後部構造に関し、更に詳細には、車両後方の周辺情報を検出するセンサを取り付けられた車体の後部構造に関する。

自動車等の車両の自動運転や運転支援のために、レーダやライダ等の車両の周辺情報を検出するセンサが車体に取り付けられた車両が知られている。

このようなセンサの車体に対する取り付けは、取り付け部の剛性が高いバンパビームや閉断面構造の骨格部材に直接またはプレス加工品等によるブラケットを介してセンサが所定の向きを向くように取り付けられている（例えば、特許文献１、２）。

特開２０１６−９４１５１号公報 特許第６３４４４２４号公報

車両後方の周辺情報を検出するセンサは車体の後部に後向きに取り付けられる。このようなセンサは、検出方向がずれないように、取り付け部の剛性が高いバンパビームや閉断面構造の骨格部材に取り付けることでセンサに作用する車体を伝播する振動を抑制し、後部衝突や車体後部の地面との接触（接地）による荷重がセンサに作用することがなく、これら荷重によって車体に対するセンサの取付位置や取付角度が変化しないことが望まれる。

しかし、上記構造では、センサを取り付ける位置がバンパビームや閉断面構造の骨格部材に限定されてしまう問題があり、さらには衝突時にバンパビームや閉断面構造の骨格部材の変形とともに取り付けたセンサも移動してしまい検出方向がずれてしまう。

本発明が解決しようとする課題は、センサの取り付け位置が骨格部材に限定されることがなく、後部衝突や接地による荷重が車両後方の周辺情報を検出するセンサに作用し難く、車体に対するセンサの取付位置や取付角度が変化し難いようにすることである。

本発明の一つの実施形態による車体の後部構造は、車体の後部を構成するリヤパネル（２８）と、車体の後部の構造部材（１８）に取り付けられたバンパビーム（２０）と、前記リヤパネルに取り付けられたセンサ保持部材（４０）と、前記センサ保持部材に取り付けられ、車両後方の周辺情報を検出するセンサ（５２）とを有し、前記センサは、その全体が前記バンパビームの後端部よりも前方且つ前記バンパビームの下端部よりも下方に、且つデパーチャーアングル面（Ｄ）よりも上方に配置されている。

この構成によれば、センサをリヤパネルに取り付けることで、後部衝突や接地による荷重によって骨格部材が変形しても車両後方の周辺情報を検出するセンサは骨格部材と一緒に変形（移動）しないため、車体に対するセンサの取付位置や取付角度が変化し難くなる。

上記車体の後部構造において、好ましくは、前記センサ保持部材は、前記リヤパネルに結合された第１ブラケット（４２）と、前記第１ブラケット及び前記リヤパネルに結合され、前記センサを保持する第２ブラケット（４４）とを含む。

この構成によれば、第１ブラケット及び第２ブラケットがプレス成形品であっても、高い設計の自由度をもって第１ブラケット及び第２ブラケットの形状や板厚、材質を個別に設定することができるため、センサを支持するための強度剛性を軽量かつ安価に得ることができる。

上記車体の後部構造において、好ましくは、前記リヤパネルは、略垂直に延在する上部垂直部（２８Ａ）と、前記上部垂直部の下縁から下方に前後方向に傾斜して延出した傾斜部（２８Ｂ）と、前記傾斜部の下縁から下方に略垂直に延出した下部垂直部（２８Ｃ）とを含み、前記第１ブラケットは、板材をなし、主部（４２Ａ）と、前記主部の上縁より上方に延出し、前記傾斜部に結合される上部結合部（４２Ｂ）と、前記主部の下縁より下方に延出し、前記下部垂直部に結合される下部結合部（４２Ｃ）とを含み、前記第２ブラケットは、板材をなし、前記センサが取り付けられるセンサ取付部（４４Ａ）と、前記センサ取付部の上縁より上方に延出し、前記第１ブラケットの前記主部に結合される上部接合部（４４Ｂ）と、前記センサ取付部の側縁より前方に延出し、前記下部垂直部に接合される側部接合部（４４Ｃ）とを有する。

この構成によれば、薄い板材で構成したリヤパネルであっても、リヤパネルの上部垂直部と下部垂直部との間に設けられた（すなわち上下の垂直部との間に左右方向の曲げ稜線を備えた）取り付け剛性が高い傾斜部に第１ブラケットを結合できる。さらに、リヤパネルに対する第１ブラケット及び第２ブラケットの接合部を複数設けることでセンサの支持荷重を分散することができ、センサ取付部の強度剛性が高くなる。

上記車体の後部構造において、好ましくは、前記リヤパネルは、前記上部垂直部と前記傾斜部との境界線及び前記下部垂直部と傾斜部との境界線が、前記上部結合部及び前記下部結合部よりも車両外側において、車両外側のバンパビーム締結部に向かうほど車両上方にあるテールゲート開口断面部に収束している。

この構成によれば、上部垂直部と傾斜部との境界線及び下部垂直部と傾斜部との境界線が、車両後方視で円弧状にテールゲート開口断面部に向かって収束するため、センサ保持部材に入力する振動によってリヤパネルが境界線を軸として上下方向及び前後方向に折れ曲がることが抑制される。

上記車体の後部構造において、好ましくは、前記バンパビームに取り付けられたバンパフェース（２４）を有し、前記バンパフェースの、前記センサと前後方向で対応する位置に開口部（５８）が設けられ、前記センサの外周面と前記開口部の内周縁との間にシール部材（６０）が設けられている。

この構成によれば、バンパフェースの開口部を挿通して車両後方を臨むセンサの車外への露呈が、シール部材によって最小限にできるため、水、飛び石、塵埃から保護される。

上記車体の後部構造において、好ましくは、前記センサの取付角度を調整するための調節ねじ（５４、５６）が、前記開口部を挿通して車両後方からアクセス可能に設けられている。

この構成によれば、リヤバンパを取り外すことなくシール部材を取り外すだけでセンサの取付角度を調整することが可能になり、作業性が向上する。

上記車体の後部構造において、好ましくは、車体底部を前記センサ保持部材よりも前方から後方に向けて延在して前記バンパフェースの下端に至り、前記開口部の下縁を画定する後縁部（３４Ａ）を含むアンダカバー（３４）を有する。

この構成によれば、アンダカバーによって車体底部を車両の前方から後方に流れる空気が整流されて、センサの検出面付近の気流の速度が速くなり、検出面周辺で水や塵埃が滞留せずに車両より後方へ素早く飛ばされ易くなるので、検出面に水や塵埃が付着し難くなる。

上記車体の後部構造において、好ましくは、車体底部の前記センサ保持部材の前方に取り付けられた強度部材（３０）を有し、前記アンダカバーは前記強度部材の下方を覆う部分を含む。

この構成によれば、強度部材が車両下部に露出することによって空気の流れを阻害して空力特性が悪化することが抑制される。

本発明による車体の後部構造によれば、センサをリヤパネルに取り付けることで、後部衝突や車体後部の地面との接触による荷重によって骨格部材が変形しても車両後方の周辺情報を検出するセンサは骨格部材と一緒に変形（移動）しないため、車体に対するセンサの取付位置や取付角度が変化し難くなる。

本発明の一実施形態による車体の後部構造を備えた自動車を後方から見た斜視図 本実施形態による車体の後部構造の要部の斜視図 本実施形態による車体の後部構造の要部の背面図 本実施形態による車体の後部構造の要部を車両側方から見た縦断面図

以下に、本発明による車体の後部構造の一実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。

自動車は、後部構造として、図１に示されているように、後輪１０のタイヤハウスを構成する左右のリヤサイドアウタパネル１２と、リヤトランクリッド１４と、リヤバンパ１６とを有する。リヤバンパ１６は、車体後部の構造部材の一部をなすバンパブラケット１８（図４参照）によって左右のリヤサイドフレーム（不図示）の後端に取り付けられて左右方向に延在する略矩形断面形状のバンパビーム２０（図４参照）と、バンパビーム２０に取り付けられた上部バンパフェース２２及び下部バンパフェース２４とを含む。

自動車は、後部構造として、図２〜図４に示されているように、更に、トランク室２５の底部を構成するリヤフロアパネル２６と、リヤフロアパネル２６の後端に接合されて車体の後部を構成するリヤパネル２８と、リヤフロアパネル２６の左右方向の中央部に接合された強度部材３０と、リヤフロアパネル２６の下方を覆うように取り付けられて空気の流れ抵抗を低減する空力デバイスをなすメインアンダカバー３２及びサブアンダカバー３４とを有する。

サブアンダカバー３４は、メインアンダカバー３２の後部に連続すべく設けられ、デパーチャーアングル面Ｄに略沿うように、車体底部を後述のセンサ保持部材４０よりも前方から後方に向けて延在してバンパビーム２０及び下部バンパフェース２４の下方に至っている。これにより、サブアンダカバー３４は、強度部材３０の下方を覆う部分を含み、強度部材３０の下方を覆う。

強度部材３０は、車両後部かつ中央をジャッキアップするジャッキ保持部材であり、後述のセンサ５２を接地から保護する働きがある。強度部材はジャッキアップによる車両の持ち上げ荷重に耐える構造であればプレス成形された鋼板やパイプ部材を曲げ加工したものなど種々の構造から選択できる。強度部材３０は、外部に露呈していると、車体後部の空力特性を損ねる虞があるが、サブアンダカバー３４によって覆われていることにより、空力特性を損ねることがない。また、強度部材は車両後輪を懸架するサブフレーム構造や燃料流路（例えば、燃料タンクや燃料パイプなど）を接地から保護するために設けられたガードパイプであってもよい。

リヤパネル２８は、車両前後方向に対して略垂直に延在する上部垂直部２８Ａと、上部垂直部２８Ａの下縁から下方に前後方向に傾斜して延出した傾斜部２８Ｂと、傾斜部２８Ｂの下縁から下方に車両前後方向に対して略垂直に延出した下部垂直部２８Ｃとを含む。

リヤパネル２８の上部垂直部２８Ａと傾斜部２８Ｂとの境界線Ａ及び下部垂直部２８Ｃと傾斜部２８Ｂとの境界線Ｂは、傾斜部２８Ｂの左右方向略中央を境界線Ａ、Ｂの下端部として、車両外側の左右のバンパビーム締結部２９（バンパブラケット１８の取付部）に向かうほど車両上方にあるテールゲート開口断面部３１に向かって収束している。

上部垂直部２８Ａと傾斜部２８Ｂとの境界線（パネル折曲線）Ａ及び下部垂直部２８Ｃと傾斜部２８Ｂとの境界線（パネル折曲線）Ｂが、後述する第１ブラケット４２の上部結合部４２Ｂ及び下部結合部４２Ｃよりも車両外側において、車両後方視で円弧状にテールゲート開口断面部３１に向かって収束する（突き当たる）ため、センサ保持部材４０に入力する振動によってリヤパネル２８が境界線Ａ、Ｂを軸として上下方向及び前後方向に折れ曲がることが抑制される。また、境界線Ａ、Ｂがテールゲート開口断面部３１（剛性があって硬い部分）に収束するため、センサ保持部材４０に入力する振動や振動によってセンサ５２が上下振幅する荷重は、傾斜部２８Ｂを介してテールゲート開口断面部３１に伝達され、リヤパネル２８の境界線Ａ、Ｂが折れ曲がりに強くなる。

リヤパネル２８の後部の左右方向の中央部にはセンサ保持部材４０が取り付けられている。センサ保持部材４０は、板材（金属板）のプレス成形品による第１ブラケット４２及び第２ブラケット４４を含む。

第１ブラケット４２は、略垂直に延在する略矩形の主部４２Ａと、主部４２Ａの上縁より上方に延出し、リヤパネル２８の傾斜部２８Ｂに溶接等によって結合された左右の上部結合部４２Ｂと、主部４２Ａの下縁より下方に延出し、リヤパネル２８の下部垂直部２８Ｃに溶接等によって結合された左右の下部結合部４２Ｃとを含む。

第２ブラケット４４は、センサ５２が取り付けられるべく略垂直に延在する略矩形のセンサ取付部４４Ａと、センサ取付部４４Ａの上縁より上方に延出し、第１ブラケット４２の主部４２Ａにボルト・ナット４３によって結合された左右の上部接合部４４Ｂと、センサ取付部４４Ａの左右の各側縁より前方に延出し、ボルト・ナット４７によってリヤパネル２８の下部垂直部２８Ｃに接合された左右の側部接合部４４Ｃとを有する。第２ブラケット４４は、各側部接合部４４Ｃがセンサ取付部４４Ａの上縁近くにあることから、下側が自由端になっている。

センサ保持部材４０が第１ブラケット４２及び第２ブラケット４４の２部品により構成されていることにより、これらがプレス成形品で構成でき、設計の自由度が高く、センサマウント用ブラケットとして必要な形状や板厚、材質を個別に設定することで、センサを支持するための強度剛性を軽量かつ安価に得ることができる。

第２ブラケット４４のセンサ取付部４４Ａには支持軸４８によってセンサ支持ヨーク４６を前後方向の水平軸線周りに回動可能に支持した取付基板４５が複数のボルト・ナット４９によって固定されている。センサ支持ヨーク４６は支持軸５０によってセンサ５２を左右方向の水平軸線周りに回動可能に支持している。センサ５２は、レーダやライダ等の車両後方の周辺情報を検出するものであり、後面が耐水性を有する検出面（電波或いは光線の出射・入射面）５２Ａになっている。

センサ５２は、センサ保持部材４０により、その全体がバンパビーム２０の後端部よりも前方且つバンパビーム２０の下端部よりも下方に、且つデパーチャーアングル面Ｄよりも上方に配置されている。デパーチャーアングル面Ｄは、車両のリヤオーバハング内の車両最下部と、後輪１０の接地面の後側とを結ぶ接線角度である。

この配置により、後部衝突（たとえば軽衝突などの軽微な衝突）による荷重がバンパビーム２０に入力されても、センサ５２には荷重伝達しない。さらに、車両のリヤオーバハング内の車両最下部が地面と最初に接触するため、センサ５２が地面と接触して破損することがない。よって、車体に対するセンサ５２の取付位置や取付角度が変化し難くなる。このことにより、センサ５２による車両後方の周辺情報の検出が長期間に亘って初期設定通りに行われる。

第２ブラケット４４とセンサ支持ヨーク４６との間には、第２ブラケット４４に対するセンサ支持ヨーク４６の前後方向の水平軸線周りの回動によるセンサ５２の取付角度を調整する調節ねじ５４が設けられている。センサ支持ヨーク４６とセンサ５２との間には、センサ支持ヨーク４６に対するセンサ５２の左右方向の水平軸線周りの回動によるセンサ５２の取付角度を調整する調節ねじ５６が設けられている。調節ねじ５４及び５６は、各々、前後方向に中心軸線を有し、後端にねじ頭部を有する。これにより、調節ねじ５４及び５６の双方に後方からアクセスすることができ、調節ねじ５４及び５６を回す工具のアクセス方向は前後方向になる。

下部バンパフェース２４がセンサ５２に前後方向に対応する位置には略矩形の開口部（窓）５８が設けられている。開口部５８は、上縁及び左右の側縁を下部バンパフェース２４によって画定され、下縁をサブアンダカバー３４の後縁部３４Ａによって画定されている。換言すると、サブアンダカバー３４は開口部５８の下縁を画定する後縁部３４Ａを含む。

センサ５２の外周面と下部バンパフェース２４及びサブアンダカバー３４による開口部５８の内周縁（全周）との間には、当該両者間に延在するシール部材６０が設けられている。シール部材６０は下部バンパフェース２４とサブアンダカバー３４の少なくとも一方の内周縁近傍に固定され、センサ５２の外周面と当接する。

これにより、センサ５２の耐水性を有する検出面５２Ａのみが後方に向けて露呈し、センサ５２が、水、飛び石、塵埃から保護される。シール部材６０は、好ましくは弾性可能なゴムやスポンジ部材を介してセンサ５２と当接し、下部バンパフェース２４及びサブアンダカバー３４にボルト締結やクリップ固定や嵌め込みの嵌合によって固定されるため、下部バンパフェース２４やサブアンダカバー３４の車体への取付誤差がセンサ５２の車体への取付精度に影響することがない。

開口部５８の下縁がサブアンダカバー３４の後縁部３４Ａによって画定されていることにより、開口部５８の下縁が下部バンパフェース２４によって画定される場合に比して、センサ５２の検出面５２Ａをサブアンダカバー３４の車両底部側に近付けることができる。これにより、センサ５２が目立たない車両後端部かつ車体下部に配置できる。

さらに、車体底面且つバンパ下端近傍は、流れ抵抗が小さい空力デバイスであるサブアンダカバー３４に覆われ、車両の前方から後方に向かって流れる空気が整流されてバンパ上端側と比して流速が速いため、センサ５２の検出面５２Ａで水や塵埃が滞留せずに車両より後方へ素早く飛ばされ易くなり、センサ５２の検出面５２Ａが水や塵埃によって汚染され難くなる。

開口部５８は調節ねじ５４及び５６のねじ頭部が後方に向けて露呈する大きさを有しており、シール部材６０が取り外された状態では、調節ねじ５４及び５６のねじ頭部に後方からアクセスすることができる。これにより、リヤバンパ１６を取り外すことなくシール部材６０を取り外すだけで、センサ５２の取付角度を調節することが可能になり、作業性が向上する。

なお、調節ねじ５４及び５６は、第２ブラケット４４の取り付けのためのボルト・ナット４３、４７とは異なるヘクスローブ形状のねじ頭部を有するものであってよい。これにより、調節ねじ５４及び５６とボルト・ナット４３、４７とではドライバ工具が異なり、ボルト・ナット４３、４７による第２ブラケット４４の取付時に、調節ねじ５４、５６の誤った操作によってセンサ５２の取付角度が変化することが回避される。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。開口部５８は下部バンパフェース２４及びサブアンダカバー３４に跨るように形成されても、サブアンダカバー３４にのみ形成されてもよい。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０ ：後輪
１２ ：リヤサイドアウタパネル
１４ ：リヤトランクリッド
１６ ：リヤバンパ
１８ ：バンパブラケット（構造部材）
２０ ：バンパビーム
２２ ：上部バンパフェース
２４ ：下部バンパフェース
２５ ：トランク室
２６ ：リヤフロアパネル
２８ ：リヤパネル
２８Ａ ：上部垂直部
２８Ｂ ：傾斜部
２８Ｃ ：下部垂直部
２９ ：バンパビーム締結部
３０ ：強度部材
３１ ：テールゲート開口断面部
３２ ：メインアンダカバー
３４ ：サブアンダカバー
３４Ａ ：後縁部
４０ ：センサ保持部材
４２ ：第１ブラケット
４２Ａ ：主部
４２Ｂ ：上部結合部
４２Ｃ ：下部結合部
４３ ：ボルト・ナット
４４ ：第２ブラケット
４４Ａ ：センサ取付部
４４Ｂ ：上部接合部
４４Ｃ ：側部接合部
４５ ：取付基板
４６ ：センサ支持ヨーク
４７ ：ボルト・ナット
４８ ：支持軸
４９ ：ボルト・ナット
５０ ：支持軸
５２ ：センサ
５２Ａ ：検出面
５４ ：調節ねじ
５６ ：調節ねじ
５８ ：開口部
６０ ：シール部材
Ａ ：境界線
Ｂ ：境界線
Ｄ ：デパーチャーアングル面

Claims (8)

1. 車体の後部構造であって、
   車体の後部を構成するリヤパネルと、
   車体の後部の構造部材に取り付けられたバンパビームと、
   前記リヤパネルに取り付けられたセンサ保持部材と、
   前記センサ保持部材に取り付けられ、車両後方の周辺情報を検出するセンサとを有し、
   前記センサは、その全体が前記バンパビームの後端部よりも前方且つ前記バンパビームの下端部よりも下方に、且つデパーチャーアングル面よりも上方に配置されている車体の後部構造。
2. 前記センサ保持部材は、前記リヤパネルに結合された第１ブラケットと、前記第１ブラケット及び前記リヤパネルに結合され、前記センサを保持する第２ブラケットとを含む請求項１の車体の後部構造。
3. 前記リヤパネルは、略垂直に延在する上部垂直部と、前記上部垂直部の下縁から下方に前後方向に傾斜して延出した傾斜部と、前記傾斜部の下縁から下方に略垂直に延出した下部垂直部とを含み、
   前記第１ブラケットは、板材をなし、主部と、前記主部の上縁より上方に延出し、前記傾斜部に結合される上部結合部と、前記主部の下縁より下方に延出し、前記下部垂直部に結合される下部結合部とを含み、
   前記第２ブラケットは、板材をなし、前記センサが取り付けられるセンサ取付部と、前記センサ取付部の上縁より上方に延出し、前記第１ブラケットの前記主部に結合される上部接合部と、前記センサ取付部の側縁より前方に延出し、前記下部垂直部に接合される側部接合部とを有する請求項２に記載の車体の後部構造。
4. 前記リヤパネルは、前記上部垂直部と前記傾斜部との境界線及び前記下部垂直部と傾斜部との境界線が、前記上部結合部及び前記下部結合部よりも車両外側において、車両外側のバンパビーム締結部に向かうほど車両上方にあるテールゲート開口断面部に収束している請求項３に記載の車体の後部構造。
5. 前記バンパビームに取り付けられたバンパフェースを有し、前記バンパフェースの、前記センサと前後方向で対応する位置に開口部が設けられ、前記センサの外周面と前記開口部の内周縁との間にシール部材が設けられている請求項１から４の何れか一項に記載の車体の後部構造。
6. 前記センサの取付角度を調整するための調節ねじが、前記開口部を挿通して車両後方からアクセス可能に設けられている請求項５に記載の車体の後部構造。
7. 車体底部を前記センサ保持部材よりも前方から後方に向けて延在して前記バンパフェースの下端に至り、前記開口部の下縁を画定する後縁部を含むアンダカバーを有する請求項６に記載の車体の後部構造。
8. 車体底部の前記センサ保持部材の前方に取り付けられた強度部材を有し、
   前記アンダカバーは前記強度部材の下方を覆う部分を含む請求項７に記載の車体の後部構造。

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