JP7054652B2 - 車体リヤフロア構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車体リヤフロア構造に関する。
例えば、特許文献1には、車幅方向に沿った両側にそれぞれ配置された左右一対のリヤホイルハウスインナと、左右一対のリヤホイルハウスインナの間に車幅方向に沿って設けられたリヤフロアパネルとを備えた車体後部構造が開示されている。
特許文献1に開示された車体後部構造では、リヤフロアパネルの下側に配置され、車幅方向に沿って延びるリヤクロスメンバが設けられている。
特開2017-94772号公報
ところで、特許文献1に開示された車体後部構造では、リヤクロスメンバが下方に向かって断面凸となる略ハット形断面形状を呈している。例えば、金属製の薄板をプレス成形することによってリヤクロスメンバを略ハット形断面形状に一体成形した場合、入力荷重に対するリヤクロスメンバの剛性・強度は、車両前後方向の壁面でそれぞれ同じ(均一)になっている。
この場合、特許文献1に開示された車体後部構造では、リヤクロスメンバに入力される荷重の大小に対応してリヤクロスメンバの板厚(肉厚)を部分的に変更することが困難である。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、リヤクロスメンバに対して入力される荷重に対応して肉厚を変更することが可能な車体リヤフロア構造を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、車体後部に配置されるフロアパネルと、前記フロアパネルに載置され、車幅方向に沿って延在するリヤクロスメンバと、を備え、前記リヤクロスメンバは、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロントと、車両後方に配置されるクロスメンバリヤとを有し、前記リヤクロスメンバは、前記クロスメンバフロントと前記クロスメンバリヤとが一体的に結合して構成されており、前記クロスメンバフロントの軸直方向の断面における肉厚(TF)と、前記クロスメンバリヤの軸直方向の断面における肉厚(TR)とが異なっていることを特徴とする。
また、本発明は、車体後部に配置されるフロアパネルと、前記フロアパネルに載置され、車幅方向に沿って延在するリヤクロスメンバと、を備え、前記リヤクロスメンバは、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロントと、車両後方に配置されるクロスメンバリヤとを有し、前記リヤクロスメンバは、前記クロスメンバフロントと前記クロスメンバリヤとが一体的に結合して構成されており、前記クロスメンバフロントは、車幅方向に沿った左右両側にそれぞれコーナー部が一体的に設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明は、車体後部に配置されるフロアパネルと、前記フロアパネルに載置され、車幅方向に沿って延在するリヤクロスメンバと、を備え、前記リヤクロスメンバは、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロントと、車両後方に配置されるクロスメンバリヤとを有し、前記リヤクロスメンバは、前記クロスメンバフロントと前記クロスメンバリヤとが一体的に結合して構成されており、前記クロスメンバフロントは、軽金属で形成されていることを特徴とする。
本発明では、リヤクロスメンバに対して入力される荷重に対応して肉厚を変更することが可能な車体リヤフロア構造を得ることができる。
本実施形態に係る車体リヤフロア構造が適用された車両の車体後部を示す斜視図である。 図1に示すリヤクロスメンバの斜視図である。 図2のIII-III線に沿ったリヤクロスメンバの端面図である。 図2に示すリヤクロスメンバの分解斜視図である。 図2に対応し、本出願人が案出した比較例に係る車体リヤフロア構造が適用された車両の車体後部の斜視図である。 図3に対応し、図5のVI-VI線に沿った縦断面図 図4に対応し、図6に示す車体後部の分解斜視図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向(左右方向)、「上下」は、車両上下方向(鉛直上下方向)を、それぞれ示している。
図1に示されるように、本実施形態に係る車体リヤフロア構造が適用された車両の車体後部10は、左右一対のホイルハウスインナ12、12と、リヤフロアパネル(フロアパネル)14と、リヤクロスメンバ16とを備えて構成されている。
各ホイルハウスインナ12は、車幅方向に沿った車体後部の両側にそれぞれ配置され、図示しない左右後輪の上部を車幅方向内側から覆うように設けられている。リヤフロアパネル14は、車体後部に配置され、ホイルハウスインナ12の下部に接続されて車幅方向内側に延在している。リヤフロアパネル14において、リヤクロスメンバ16よりも車両前方に位置する部位は、図示しないリヤシートの設置用スペースとなっている。
リヤクロスメンバ16は、リヤフロアパネル14の上面に載置され、車幅方向に沿って延在している。また、リヤクロスメンバ16は、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロント18と、車両後方に配置されるクロスメンバリヤ20とを有する(図3、図4参照)。
すなわち、リヤクロスメンバ16は、予めそれぞれ別途に製造されたクロスメンバフロント18とクロスメンバリヤ20とが車両前後方向で一体的に結合して構成されている(図2参照)。なお、クロスメンバフロント18とクロスメンバリヤ20との結合手段は、例えば、図示しないボルト及びナットによる締結や、溶接装置による接合等が含まれる。
図3に示されるように、前側に位置するクロスメンバフロント18の軸直方向の断面における肉厚(TF)と、後側に位置するクロスメンバリヤ20の軸直方向の断面における肉厚(TR)とは、異なっている(TF≠TR)。すなわち、クロスメンバフロント18の軸直方向の断面における最大肉厚(TF)は、クロスメンバリヤ20の軸直方向の断面における最大肉厚(TR)よりも大きくなっている(TF>TR)。
クロスメンバフロント18は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の軽金属によって、図示しない金型を用いた鋳造成形で形成されている。
クロスメンバフロント18は、軸直方向の断面視において、上方に位置する上端部18aと、下方に位置する下端部18bと、鉛直上下方向において上端部18aと下端部18bとの間に位置する中間部18cとを有する。上端部18aの端縁には、車両後方側(クロスメンバリヤ20側)に向かって屈曲する屈曲部18dが設けられている。
クロスメンバフロント18の上端部18aの肉厚(T1)は、上端部18aと下端部18bとの間に位置する中間部18cの肉厚(T0)よりも大きくなっている(T1>T0)。換言すると、クロスメンバフロント18は、その軸直方向の断面において、中間部18cの肉厚(T0)が最も薄く、上端部18a及び下端部18bの肉厚(T1、T2)を中間部18cの肉厚(T0)よりも厚くしている。
また、クロスメンバフロント18の下端部18bの肉厚(T2)は、上端部18aと下端部18bとの間に位置する中間部18cの肉厚(T0)よりも大きくなっている(T2>T0)。
クロスメンバリヤ20は、例えば、鉄等の薄板によって、プレス成形で形成されている。クロスメンバリヤ20は、軸直方向の断面視において、略上下方向に沿って延在する縦壁20aと、縦壁20aの上端から車両前方に向かって屈曲する上部屈曲部20bと、縦壁20aの下端から車両後方に向かって屈曲する下部屈曲部20cとを有する。縦壁20a、上部屈曲部20b、及び、下部屈曲部20cの肉厚は、それぞれ略一定に形成されている。
図3に示されるように、クロスメンバフロント18の屈曲部18dと、クロスメンバリヤ20の上部屈曲部20bとは、図示しない結合手段を介して上下方向で強固に結合されている。
また、後記する図7の比較例において、クロスメンバ本体108の車両前方側には、周辺要素部106に示されるような周辺部品が存在する(例えば、チャイルドアンカスティフナ)。本実施形態では、周辺要素部106とクロスメンバフロント18を部位22のように一体化することで(図2、図4参照)、部品点数を削減して製造コストを低減することができる。さらに、クロスメンバフロント18を鋳物化することで、部位22等のように部位により必要に応じた板厚設定とすることができる。
さらに、クロスメンバフロント18の車幅方向に沿った左右両端部には、それぞれコーナー部24、24が一体的に設けられている(図2、図4参照)。クロスメンバリヤ20の車幅方向に沿った両端部には、平面視して略円弧状に湾曲するガセット部材26、26が連結されている。
さらにまた、リヤクロスメンバ16の左右両端部の車両後方部位には、それぞれ周辺部材28が連結されている(図2、図4参照)。この周辺部材28は、前側の第1ガセット28aと、後側の第2ガセット28bとから構成されている。
本実施形態に係る車体リヤフロア構造が適用された車両の車体後部10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
図5は、本出願人が案出した比較例に係る車体リヤフロア構造が適用された車両の車体後部の斜視図、図6は、図5のVI-VI線に沿った縦断面図、図7は、図6に示す車体後部の分解斜視図である。なお、比較例において、本実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
比較例に係る車体後部100では、リヤクロスメンバ102が分割構成されることがなく、一定の肉厚を有する薄板をプレス成形によって略断面ハット形状に一体的に構成されている点で本実施形態と相違している(図3と図6とを比較参照)。また、比較例では、左右両側のコーナー部104、104及び周辺要素部106、106がクロスメンバ本体108と別体に構成されている点で本実施形態と相違している。
本件発明者は、例えば、有限要素法(FEM)を用いてクロスメンバ本体108(図6参照)の部品内部での荷重入力に対する寄与度を分析した結果、以下のことがわかった。すなわち、クロスメンバ本体108の部品内部における荷重入力に対する寄与度は、前壁108aと後壁108bとの間で同じではなく、前壁108aに対して高く、後壁108bに対して低くなっている。このため、前壁108aに対する荷重入力を高くした方が荷重伝達効率は上がり、軽量化に有効であることがわかった。このような知見に基づいて、本件発明者は、リヤクロスメンバ102に入力されるべき荷重の大小に対応して、リヤクロスメンバ102の板厚(肉厚)を部分的に変更することができないかどうかを鋭意研究した。
そこで、本件発明者は、本実施形態で示されるように、リヤクロスメンバ16を、大きな荷重を入力すべき車両前方側のクロスメンバフロント18と、小さな荷重を入力すべき車両後方側のクロスメンバリヤ20とをそれぞれ分割構成することで、前記課題を解決することができることがわかった(図4参照)。これにより、本実施形態では、リヤクロスメンバ16に対して入力される荷重に対応して肉厚を変更することが可能な車体リヤフロア構造を得ることができる。また、車両前方側のクロスメンバフロント18と、車両後方側のクロスメンバリヤ20とを分割構成することで、製造コストを抑制しつつ、リヤクロスメンバ16全体の剛性・強度を向上させることができる。
また、本実施形態では、図3に示されるように、クロスメンバフロント18の軸直方向の断面における肉厚(TF)と、クロスメンバリヤ20の軸直方向の断面における肉厚(TR)とが異なっている。すなわち、本実施形態では、比較的に大きな荷重を入力すべきクロスメンバフロント18の肉厚(TF)を、比較的に小さな荷重を入力すべきクロスメンバリヤ20の肉厚(TR)よりも厚く形成している(TF>TR)。これにより、本実施形態では、リヤクロスメンバ16に対して入力される荷重に対応して肉厚を変更することが可能な車体リヤフロア構造を得ることができる。また、リヤクロスメンバ16に入力される荷重の大小に対応して肉厚を変更することで、リヤクロスメンバ16全体の剛性・強度を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、図3に示されるように、クロスメンバフロント18の上端部18aの肉厚(T1)が、上端部18aと下端部18bとの間に位置する中間部18cの肉厚(T0)よりも大きくしている(T1>T0)。これにより、本実施形態では、クロスメンバフロント18の上端部18a及び中間部18cに入力される荷重を均一化して、クロスメンバフロント18の剛性・強度を向上させることができる。また、中間部18cの肉厚が上端部18aの肉厚より小さい分だけリヤクロスメンバ16全体の軽量化を達成することができる。
さらにまた、本実施形態では、図3に示されるように、クロスメンバフロント18の下端部18bの肉厚(T2)が、上端部18aと下端部18bとの間に位置する中間部18cの肉厚(T0)よりも大きくしている(T2>T0)。これにより、本実施形態では、クロスメンバフロント18の下端部18b及び中間部18cに入力される荷重を均一化して、クロスメンバフロント18の剛性・強度を向上させることができる。また、中間部18cの肉厚が下端部18bの肉厚より小さい分だけリヤクロスメンバ16全体の軽量化を達成することができる。
さらにまた、本実施形態では、一対のコーナー部24、24、及び、部位22、22がリヤクロスメンバ16に対して一体的に設けられている(図2参照)。これにより、本実施形態では、比較例(図7参照)と比較して、リヤクロスメンバ16の剛性・強度を向上させると共に、組付工数や部品点数を削減して製造コストを低減することができる。
さらにまた、本実施形態では、クロスメンバフロント18が、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の軽金属で形成されている。これにより、本実施形態では、クロスメンバフロント18を鉄材料で形成した場合と比較して軽量化を達成することができる。換言すると、本実施形態では、軽金属製のクロスメンバフロント18と、鉄製のクロスメンバリヤ20とすることで、鉄と軽金属とを適材適所に配置することができる。
10 車体後部
14 リヤフロアパネル(フロアパネル)
16 リヤクロスメンバ
18 クロスメンバフロント
18a 上端部
18b 下端部
18c 中間部
20 クロスメンバリヤ
24 コーナー部
TF、TR、T1、T2、T0 肉厚

Claims (5)

  1. 車体後部に配置されるフロアパネルと、
    前記フロアパネルに載置され、車幅方向に沿って延在するリヤクロスメンバと、
    を備え、
    前記リヤクロスメンバは、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロントと、車両後方に配置されるクロスメンバリヤとを有し、
    前記リヤクロスメンバは、前記クロスメンバフロントと前記クロスメンバリヤとが一体的に結合して構成されており、
    前記クロスメンバフロントの軸直方向の断面における肉厚(TF)と、前記クロスメンバリヤの軸直方向の断面における肉厚(TR)とが異なっていることを特徴とする車体リヤフロア構造。
  2. 請求項1記載の車体リヤフロア構造において、
    前記クロスメンバフロントの上端部の肉厚(T1)は、前記上端部と下端部との間に位置する中間部の肉厚(T0)よりも大きい(T1>T0)ことを特徴とする車体リヤフロア構造。
  3. 請求項1又は請求項2記載の車体リヤフロア構造において、
    前記クロスメンバフロントの下端部の肉厚(T2)は、上端部と前記下端部との間に位置する中間部の肉厚(T0)よりも大きい(T2>T0)ことを特徴とする車体リヤフロア構造。
  4. 車体後部に配置されるフロアパネルと、
    前記フロアパネルに載置され、車幅方向に沿って延在するリヤクロスメンバと、
    を備え、
    前記リヤクロスメンバは、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロントと、車両後方に配置されるクロスメンバリヤとを有し、
    前記リヤクロスメンバは、前記クロスメンバフロントと前記クロスメンバリヤとが一体的に結合して構成されており、
    前記クロスメンバフロントは、車幅方向に沿った左右両側にそれぞれコーナー部が一体的に設けられていることを特徴とする車体リヤフロア構造。
  5. 車体後部に配置されるフロアパネルと、
    前記フロアパネルに載置され、車幅方向に沿って延在するリヤクロスメンバと、
    を備え、
    前記リヤクロスメンバは、予め分割して形成され、車両前方に配置されるクロスメンバフロントと、車両後方に配置されるクロスメンバリヤとを有し、
    前記リヤクロスメンバは、前記クロスメンバフロントと前記クロスメンバリヤとが一体的に結合して構成されており、
    前記クロスメンバフロントは、軽金属で形成されていることを特徴とする車体リヤフロア構造。
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