JP7284132B2 - 車両用ボデー - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、車両用ボデーに関する。

車両用ボデーでは、ボデー剛性を確保し、サスペンションからの振動を吸収することが要求される。特許文献１には、リアホイールハウスを補強した車両用ボデーが開示されている。また、関連する技術が特許文献２および３に記載されている。

特開２０１９－１９６１０４号公報 特開２０１８－７５８９４号公報 特開２０１６－８８１４３号公報

ホイールハウス近傍の補強では、ボデー剛性を十分に確保できない場合がある。本明細書は、ボデー剛性を高めることが可能な構造を備えた車両用ボデーを提供する。

本明細書が開示する車両用ボデーは、リア開口部を備える。車両用ボデーは、リア開口部の上縁に沿って車幅方向に延びるリアヘッダを備える。車両用ボデーは、リアヘッダの一端からリア開口部の側縁に沿って延びるリアピラーを備える。車両用ボデーは、リアピラーの下方に位置するリアホイールハウスを備える。車両用ボデーは、リアホイールハウスに設けられており、リアサスペンションが取り付けられるリアサスペンションタワーを備える。リアピラーは、リアヘッダの一端から車両後方へ向かって延びる第１部分を有する。リアピラーは、第１部分の後端から屈曲して車両下方に向かって延びる第２部分を有する。車両用ボデーは、リアサスペンションタワーとリアヘッダとを互いに連結する第１の骨格を備える。車両用ボデーは、リアピラーの第１部分の中間位置とリアホイールハウスとを互いに連結する第２の骨格を備える。

本明細書が開示する車両用ボデーでは、リアサスペンションタワーとリアヘッダとを第１の骨格によって互いに連結することができる。また、リアピラーの車両後方へ向かって延びる第１部分の中間位置を、第２の骨格で支えることができる。これにより、強固な骨格構造が形成できるため、車両用ボデーの剛性を高めることが可能となる。リアサスペンションからの入力を効果的に受け止めることができるため、振動を抑制することが可能となる。

リアピラーの第１部分と第２の骨格との連結部において、第１部分と第２の骨格とが略垂直に交差していてもよい。これにより、第２の骨格がリアピラーの第１部分を支える際に、第２の骨格に発生する曲げモーメントを抑制することができる。強固な骨格構造を形成することが可能となる。

リアピラーは、その長手方向に沿って第１閉空間を形成する内側シート材と外側シート材とを有していてもよい。内側シート材と外側シート材とは、第１閉空間の幅方向の両側において互いに溶接されていてもよい。第２の骨格は、第１閉空間の幅方向の中間位置で、内側シート材に溶接されていてもよい。第１閉空間の幅方向の端部に第２の骨格が溶接されている場合に比して、幅方向の中間位置に第２の骨格が溶接されている場合の方が、リアピラーに与えられる回転モーメントを小さくすることができる。強固な骨格構造を形成することが可能となる。

車両用ボデーは、リアピラーとリアホイールハウスとの間を広がるリアサイドパネルをさらに備えていてもよい。第２の骨格は、リアサイドパネルに溶接されて第２閉空間を形成するシート材を有していてもよい。リアピラーと第２の骨格との連結部において、第２の骨格内に形成される第２閉空間は、リアピラーの内側シート材を介して、リアピラー内に形成される第１閉空間に対向していてもよい。第２閉空間によって第１閉空間を支持することが可能となる。点で支持する場合に比して、支持部の面積を大きくすることができるため、荷重を分散することができる。強固な骨格構造を形成することが可能となる。

車両用ボデーは、リアサイドドア開口部を備えていてもよい。車両用ボデーは、リアサイドドア開口部の後端縁よりも車両後方であって、第１の骨格よりも車両前方の位置に配置されている、ウインドウガラス開口部を備えていてもよい。このような位置関係を有することで、リアサスペンションタワーとリアヘッダとを連結するように第１の骨格を配置することが可能となる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

ボデー１の斜視図である。 図１の平面IIでカットした車体の断面図である。 連結部ＣＮの部分拡大図である。 図３のIV-IV線における断面図である。 比較例のボデー１００の斜視図である。 比較例の断面図である。

（ボデー１の構造）
図１に、車両のボデー１の斜視図を示す。図１の座標系の「Ｆｒｏｎｔ」は、車両前方方向を示している。「Ｕｐ」は、車両上方向を示している。「Ｌｅｆｔ」は、車両の後方から前方をみたときの「左」を示している。以後の図でも、座標系の意味は同じである。

フロアパネル５０の下方に、バッテリユニット４０が配置されている。バッテリユニット４０は、電力制御ユニット（不図示）を介してモータ（不図示）に接続されており、モータへ電力を供給する。

図２は、図１の平面IIでボデー１をカットした断面図である。図２はボデー１の右側側部における後部構造を示している。なお、本実施形態のボデー１は左右対称形状のため、以後、ボデー１の右側側部についてのみ説明する。図２に示すように、ボデー１は、リアホイールハウスインナ１１、リアサスペンションタワー１２、サイドシル１３、リアエンドパネル１４、リアサイドパネル１５、リアピラー１６、ウインドウガラス開口部１７、リアヘッダ１８、ルーフサイドレール１９、第１の骨格２１、第２の骨格２２、バックドア開口部ＯＰ１を備える。

バックドア開口部ＯＰ１は、リアヘッダ１８、左右のリアピラー１６、およびリアエンドパネル１４で囲われた開口である。バックドア開口部ＯＰ１は、不図示のバックドアにより開閉可能に覆われる。

リアヘッダ１８は、バックドア開口部ＯＰ１の上縁に沿って車幅方向に延びている。リアヘッダ１８は、ルーフサイドレール１９を車幅方向に連結している部材である。

リアピラー１６は、リアヘッダ１８の車幅方向の端部から、バックドア開口部ＯＰ１の側縁に沿って延びる部材である。リアピラー１６は、Ｄピラーとも呼ばれる。これは、図１に示すように、車両前方から順番にＡピラー３１、Ｂピラー３２、Ｃピラー３３、Ｄピラー（リアピラー１６）、と４本のピラーが並んでいるためである。これらのピラーは、車両のルーフを支えるとともに、ボデー１全体の強度を確保する。

図２に示すように、リアピラー１６は、第１部分Ａ１と、第２部分Ａ２とを備えている。第１部分Ａ１は、リアヘッダ１８の端部から車両後方へ向かって延びている部分である。第２部分Ａ２は、第１部分Ａ１の後端部Ａ１Ｅから屈曲して車両下方に向かって延びる部分である。

リアピラー１６の第２部分Ａ２の下端部は、リアエンドパネル１４に接続している。リアエンドパネル１４は、左右のリアピラー１６を車幅方向に連結する部材である。

リアピラー１６の下方には、リアホイールハウスインナ１１が配置されている。リアホイールハウスインナ１１は、車両の後輪を覆う部材であり、リアサイドパネル１５に対して車幅方向内側へ突出した略ドーム状に形成されている。リアホイールハウスインナ１１には、リアサスペンションが取り付けられるリアサスペンションタワー１２が配置されている。リアサスペンションタワー１２は、不図示のリアサスペンションダンパの上端を支持する支持部である。具体的には、リアサスペンションタワー１２が備える挿通孔に、リアサスペンションダンパの上端部が挿入されているとともに、締結固定されている。

リアピラー１６とリアホイールハウスインナ１１との間には、リアサイドパネル１５が広がっている。リアサイドパネル１５は、ボデー１の側面を構成するパネル部材である。リアサイドパネル１５は、ルーフサイドインナパネルとも呼ばれる。リアサイドパネル１５の下部とリアホイールハウスインナ１１とによって、不図示の後輪を覆うリアホイールハウスが形成されている。リアサイドドア開口部ＯＰ２の下側には、サイドシル１３が配置されている。リアサイドパネル１５の車両前方の端部は、サイドシル１３の車両後端に接続されている。

ウインドウガラス開口部１７は、リアサイドパネル１５に略三角形状に開口した開口部である。ウインドウガラス開口部１７は、不図示のリアクオーターガラスが装着される部位である。ウインドウガラス開口部１７は、リアサイドドア開口部ＯＰ２の後端縁ＲＥよりも車両後方であって、第１の骨格２１よりも車両前方の位置に配置されている。このような位置関係により、リアサスペンションタワー１２とリアヘッダ１８とを連結するように、第１の骨格２１を配置することが可能となる。

第１の骨格２１および第２の骨格２２は、断面が両ハット形状をしたシート材（例：鋼板）をリアサイドパネル１５に溶接することで形成されている。第１の骨格２１および第２の骨格２２は、リアサイドパネル１５とシート材とによって、車幅方向内側へ突出した閉断面を有している。第１の骨格２１および第２の骨格２２は、リインフォースメントとも呼ばれる。

第１の骨格２１は、リアサスペンションタワー１２とリアヘッダ１８とを互いに連結する部材である。第１の骨格２１は、各種の連結部を介して、リアサスペンションタワー１２やリアヘッダ１８に接続していてもよい。リアサスペンションタワー１２の連結部の例としては、リアホイールハウスインナ１１に溶接ビードにより形成された補強部や、補強のためにリアホイールハウスインナ１１に溶接された鋼板が挙げられる。リアヘッダ１８の連結部の例としては、リアヘッダ１８の端部とリアピラー１６とを接続するコーナ部材が挙げられる。

第２の骨格２２は、リアピラー１６の第１部分Ａ１の連結部ＣＮと、リアホイールハウスインナ１１と、を互いに連結する部材である。連結部ＣＮは、第１部分Ａ１の車両前後方向における中間位置である。本実施例では、連結部ＣＮは、リアヘッダ１８と第１部分Ａ１の後端部Ａ１Ｅとの略中点の位置である。連結部ＣＮにおいて、第１部分Ａ１と第２の骨格２２とは、略垂直に交差している。第２の骨格２２は、各種の連結部を介して、リアピラー１６やリアホイールハウスインナ１１に接続していてもよい。

（第２の骨格２２およびリアピラー１６の連結構造）
図３に、リアピラー１６の第１部分Ａ１と第２の骨格２２との連結部ＣＮの拡大図を示す。図３では、立体感を出すために、上方から光を当てたときに影になる部分をグレーで示している。図４に、図３のIV-IV線における断面図を示す。図４に示すように、ボデー１の右側側部は、リアサイドパネル１５、第２の骨格２２、内側シート材１６Ａ、外側シート材１６Ｂ、トルーフ２３、サイメンアウタ２４、リアホイールハウスインナ１１、リアホイールハウスアウタ２５、を備えている。

内側シート材１６Ａおよび外側シート材１６Ｂは、リアピラー１６を形成するための部材である。本実施例では、内側シート材１６Ａおよび外側シート材１６Ｂは、断面が両ハット形状をした鋼板である。内側シート材１６Ａと外側シート材１６Ｂとは、第１閉空間ＣＳ１の幅方向の両側に位置している領域Ｒ１およびＲ２において互いに溶接されている。具体的には、第１閉空間ＣＳ１の幅方向の両側には、内側シート材１６Ａおよび外側シート材１６Ｂのフランジが突出している。そして、フランジ同士が溶接されている。これにより、図３の長手方向ＬＤに沿って、第１閉空間ＣＳ１を備えたリアピラー１６が形成されている。

第２の骨格２２は、断面が両ハット形状をしたシート材（例：鋼板）をリアサイドパネル１５に溶接することで形成されている。具体的には、第２の骨格２２の幅方向の両側に配置されているフランジが、リアサイドパネル１５の車両内側の表面に溶接されている。第２の骨格２２とリアサイドパネル１５によって、第２閉空間ＣＳ２が形成されている。

図４に示すように、第２の骨格２２の上端部は、領域Ｒ３において内側シート材１６Ａに溶接されている。領域Ｒ３は、第１閉空間ＣＳ１の幅方向の中間位置である。具体的には、領域Ｒ３は、領域Ｒ１およびＲ２の間に位置している領域である。領域Ｒ３は、領域Ｒ１とＲ２の中点である必要はない。これにより、連結部ＣＮにおいて、第２の骨格２２内に形成される第２閉空間ＣＳ２は、リアピラー１６の内側シート材１６Ａを介して、リアピラー１６内に形成される第１閉空間ＣＳ１に対向している。具体的には、内側シート材１６Ａの上方側には第１閉空間ＣＳ１が配置されており、内側シート材１６Ａの下方側には第２閉空間ＣＳ２が配置されている。

第２の骨格２２の下端部は、領域Ｒ４においてリアホイールハウスインナ１１に溶接されている。外側シート材１６Ｂの車両上方には、トルーフ２３が配置されている。トルーフ２３は、バックドア開口部ＯＰ１の周縁に設けられた溝であり、雨どいとして機能する。リアサイドパネル１５および外側シート材１６Ｂの車両外側には、サイメンアウタ２４が配置されている。サイメンアウタ２４は、車体外側壁部を構成する部材であり、サイドアウタパネルとも呼ばれる。リアサイドパネル１５の下方には、リアホイールハウスアウタ２５が配置されている。リアホイールハウスアウタ２５は、車両の後輪を覆う部材であり、リアサイドパネル１５に対して車幅方向外側へ突出した略ドーム状に形成されている。

（効果）
本明細書が開示するボデー１では、リアサスペンションタワー１２とリアヘッダ１８とを第１の骨格２１によって互いに連結することができる。また、リアピラー１６の第１部分Ａ１の中間位置を、第２の骨格２２で支えることができる。これにより、強固な骨格構造が形成できるため、ボデー１の剛性を高めることが可能となる。リアサスペンションからの入力を効果的に受け止めることができるため、振動を抑制することが可能となる。

図５に、比較例のボデー１００の斜視図を示す。ボデー１００は、ＳＵＶと呼ばれる車種の典型的なボデーを示している。ボデー１００では、リアヘッダ１１８が、車両後端部の近傍に配置されている。これにより、フロア平面に対するリアピラー１１６の角度が大きい（すなわち、リアピラー１１６が立っている）デザインである。一方、本明細書が開示するボデー１（図１）は、ボデー１００に比して、リアヘッダ１８が車両前方側に配置されている。これにより、フロア平面に対するリアピラー１６の角度が小さい（すなわち、リアピラー１６が寝ている）デザインである。このようなデザインでは、比較例のリアピラー１１６に比して、リアピラー１６の長さが長くなるため、ボデー剛性が低下するおそれがある。しかしボデー１は、前述した第１の骨格２１および第２の骨格２２を備えているため、リアピラー１６が寝ているデザインにおいても、ボデー剛性を維持することが可能となる。

連結部ＣＮにおいて、リアピラー１６の第１部分Ａ１と第２の骨格２２とは、略垂直に交差している。これにより、第２の骨格２２が第１部分Ａ１を支える際に、第２の骨格２２に発生する曲げモーメントを抑制することができる。ピラーは一般的に、曲げ応力よりも圧縮応力の方が耐性が高いため、強固な骨格構造を形成することが可能となる。

図６に、比較例を示す。図６は、図４と同一断面における断面図である。図６の比較例では、第２の骨格１２２の上端部が、リアピラー１６の幅方向の端部である領域Ｒ１に溶接されている。すなわち、リアピラー１６から突出しているフランジに、第２の骨格１２２の上端部が溶接されている。このような構造では、領域Ｒ１を支点として、矢印Ｙ１の向きの回転モーメントが発生してしまう。一方、本明細書が開示するボデー１（図４）では、第２の骨格２２の上端部は、リアピラー１６の幅方向の中間位置である領域Ｒ３に溶接されている。これにより、比較例の構造に比して、回転中心の近傍を支持することができる。回転中心と作用線との距離を小さくできるため、回転モーメントを抑制することが可能となる。よって、強固な骨格構造を形成することが可能となる。

図６の比較例では、第１閉空間ＣＳ１を有するリアピラー１６を、領域Ｒ１に配置されているフランジによって支持している。これは、点による支持である。一方、本明細書が開示するボデー１（図４）では、第１閉空間ＣＳ１を有するリアピラー１６を、第２閉空間ＣＳ２によって支持している。これは、面による支持である。比較例のように点で支持する場合に比して、支持部の面積を大きくすることができるため、第２の骨格２２にかかる荷重を分散することができる。よって、強固な骨格構造を形成することが可能となる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

（変形例）
リアピラー１６の第１部分Ａ１の形状は、直線に限られず、緩やかな曲線形状などであってもよい。リアヘッダ１８と後端部Ａ１Ｅの屈曲部とを接続する部分であって、屈曲部の曲率よりも小さな曲率を有する部分は、全て第１部分Ａ１とすることができる。

連結部ＣＮの位置は、リアヘッダ１８と第１部分Ａ１の後端部Ａ１Ｅとの間の位置であれば、何れの位置であってもよい。

リアサスペンションタワー１２によって支持されるサスペンション形式は、ストラット式、トーションビーム式、マルチリンク式など、何れの形式であってもよい。

バックドア開口部ＯＰ１は、リア開口部の一例である。

１：ボデー １１：リアホイールハウスインナ １２：リアサスペンションタワー １５：リアサイドパネル １６：リアピラー １６Ａ：内側シート材 １６Ｂ：外側シート材 １７：ウインドウガラス開口部 １８：リアヘッダ ２１：第１の骨格 ２２：第２の骨格 Ａ１：第１部分 Ａ２：第２部分 ＣＮ：連結部 ＯＰ１：バックドア開口部

Claims (4)

1. 車両用ボデーであって、
   リア開口部と、
   前記リア開口部の上縁に沿って車幅方向に延びるリアヘッダと、
   前記リアヘッダの一端から前記リア開口部の側縁に沿って延びるリアピラーと、
   前記リアピラーの下方に位置するリアホイールハウスと、
   前記リアホイールハウスに設けられており、リアサスペンションが取り付けられるリアサスペンションタワーと、
   を備え、
   前記リアピラーは、
   前記リアヘッダの前記一端から車両後方へ向かって延びる第１部分と、
   前記第１部分の後端から屈曲して車両下方に向かって延びる第２部分と、
   を有し、
   前記リアサスペンションタワーと前記リアヘッダとを互いに連結する第１の骨格と、
   前記リアピラーの前記第１部分の中間位置と前記リアホイールハウスとを互いに連結する第２の骨格と、
   を備え、
   前記リアピラーは、その長手方向に沿って第１閉空間を形成する内側シート材と外側シート材とを有し、
   前記内側シート材と前記外側シート材とは、前記第１閉空間の幅方向の両側において互いに溶接されており、
   前記第２の骨格は、前記第１閉空間の幅方向の中間位置で、前記内側シート材に溶接されている、
   車両用ボデー。
2. 前記リアピラーの前記第１部分と前記第２の骨格との連結部において、
   前記第１部分と前記第２の骨格とが略垂直に交差している、請求項１に記載の車両用ボデー。
3. 前記リアピラーと前記リアホイールハウスとの間を広がるリアサイドパネルをさらに備え、
   前記第２の骨格は、前記リアサイドパネルに溶接されて第２閉空間を形成するシート材を有し、
   前記リアピラーと前記第２の骨格との連結部において、前記第２の骨格内に形成される第２閉空間は、前記リアピラーの前記内側シート材を介して、前記リアピラー内に形成される前記第１閉空間に対向する、請求項１に記載の車両用ボデー。
4. リアサイドドア開口部と、
   前記リアサイドドア開口部の後端縁よりも車両後方であって、前記第１の骨格よりも車両前方の位置に配置されている、ウインドウガラス開口部と、
   をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用ボデー。

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