JPWO2016133120A1 - 車体後部構造 - Google Patents

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Abstract

車体重量を軽量化するとともに好適な耐後突性能を実現することが可能な車体後部構造を提供する。車体後部構造(1)は、左右一対のフレーム(2)と、車体前後方向から見て上に凸形状を呈するフロアトンネル(31)と、フロアトンネル(31)よりも高い高床部(43)と、を有するフロアパネル(3)と、高床部(43)の下側において左右一対のフレーム(2)に接続されており、平面視で車体前側に頂点(50x)を有するV字形状を呈するリアクロスメンバ(50)と、フロアトンネル(31)とリアクロスメンバ(50)の頂点(50x)とを接続するトンネル接続部(60)と、を備え、フロアトンネル(31)の頂面(31a)、トンネル接続部(60)の底面(61)及びクロスメンバ(50)の頂点(50x)における底面(50a)が、車体側方から見て略直線状に配置されている。

Description

本発明は、車体後部構造に関する。
従来、車体の耐後突性能を向上させる構造として、特許文献1には、左右のリヤサイドフレームに接続される本体部と、本体部の車幅方向中央から前方に延びる前方延伸部と、を有するリヤクロスメンバを備え、前方延伸部がフロアパネルのトンネル部内に延びてフロアクロスメンバに接続されている後部車体構造が記載されている。
特許第5375181号公報
特許文献1に記載された後部車体構造は、リヤクロスメンバの前方延伸部がトンネル部内を通ってフロアクロスメンバに接続されているので、前方延伸部が長くなり、車体重量が増加してしまうという問題があった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車体重量を軽量化するとともに好適な耐後突性能を実現することが可能な車体後部構造を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明の車体後部構造は、車体前後方向に延びる左右一対のフレームと、前記左右一対のフレーム間に設けられており、車体前後方向に延設されて車体前後方向から見て上に凸形状を呈するフロアトンネルと、前記フロアトンネルの車体後方に形成されて前記フロアトンネルよりも高い高床部と、を有するフロアパネルと、前記高床部の下側において前記左右一対のフレームに接続されており、平面視で車体前側に頂点を有するV字形状を呈するクロスメンバと、前記フロアトンネルと前記クロスメンバの前記頂点とを接続するトンネル接続部と、を備え、前記フロアトンネルの頂面、前記トンネル接続部の底面及び前記クロスメンバの前記頂点における底面が、車体側方から見て略直線状に配置されていることを特徴とする。
本発明において、略直線状に配置されているとは、隣接する面が一直線状に配置されている場合に加え、隣接する面が端部同士を重ねるように配置されており、略一直線状となっている場合も含む。隣接する面が略直線状に配置されることで、一の面に沿う方向に入力された荷重が、隣接する他の面に沿う方向に伝達される。
かかる構成によると、フロアトンネルの頂面、トンネル接続部の底面及びクロスメンバの頂点における底面が車体側方から見て略直線状に配置されているので、比較的短いトンネル接続部によって衝突荷重の分力をクロスメンバからフロアトンネルへ伝達することができる。したがって、車体重量を軽量化するとともに好適な耐後突性能を実現することができる。
また、平面視でV字形状を呈するクロスメンバの頂点とフロアトンネルとがトンネル接続部によって接続されているので、後突時のフレームの横倒れを防止するとともに、前後方向にも後突荷重を分担することができる。
また、トンネル接続部がフロアトンネル内には設けられていないので、エギゾーストパイプ、フューエルパイプ、四輪駆動車の場合におけるプロペラシャフトをフロアトンネル内に配置する等、フロアトンネル内の空間を有効活用することが可能となる。
また、路面入力やエンジン入力によるフロアパネルの振動をトンネル接続部を介してクロスメンバへ分散することができるので、車両の乗り心地を向上することができる。
前記トンネル接続部は、車体前後方向から見て前記フロアパネルとの間に閉断面を構成することが望ましい。
かかる構成によると、トンネル接続部の剛性を高めて底面の前後方向への変位すなわち面外変形を防止し、後突荷重をフロアトンネルへ好適に伝達することができる。
前記クロスメンバは、前記頂点側から端部側へ延設される溝部を有することが望ましい。
かかる構成によると、稜線を増やしてリアクロスメンバを介した荷重(後突荷重、フロアパネルからトンネル接続部を介した荷重)伝達を促進することができる。
前記クロスメンバにおける前記トンネル接続部の近傍に、ロアアームが取り付けられていることが望ましい。
かかる構成によると、車体旋回時の主入力である横力荷重を、クロスメンバの軸力を用いたフレームの曲げ変形に加えて、トンネル接続部を介してフロアパネルへ分散させることができるので、クロスメンバを軽量化することができる。
前記フレームは、曲がり部を備え、前記クロスメンバの端部は、前記曲がり部に接続されていることが望ましい。
かかる構成によると、フレームの曲がり部がクロスメンバによって補強されて剛性を高められているので、フレーム20の曲がり部よりも後部から前部への荷重伝達を促進することができる。
前記フロアパネルは、前記高床部に形成されて車体前後方向から見て下に凸形状を呈するフロア凹部を備えており、前記フロア凹部の下側において車体左右方向の中央部に設けられたスチフナを備え、前記スチフナは、前記クロスメンバと接続されていることが望ましい。
かかる構成によると、例えば車体を牽引する際にスチフナに荷重が加わる場合に当該荷重をクロスメンバに分散させることができるので、スチフナを軽量化することができる。
前記クロスメンバは、前記頂点側から端部側へ延設される切欠部を有する本体部材と、前記頂点側から端部側へ延設される溝部を有し、前記切欠部に取り付けられる溝構成部材と、を備え、前記トンネル接続部のフランジ部と前記溝構成部材のフランジ部とが、前記本体部材を挟んで接合されていることが望ましい。
かかる構成によると、溝構成部材とトンネル接続部とが本体部材を挟んだ状態で重ねて接合されているので、後突荷重の伝達を促進することができる。
前記フロアトンネルの前記頂面の左右両端部に形成される左右一対の稜線と、前記トンネル接続部の前記底面の左右両端部に形成される左右一対の稜線とが、左右においてそれぞれ連続していることが望ましい。
かかる構成によると、後突荷重をトンネル接続部からフロアトンネルへ好適に伝達することができる。
前記クロスメンバの前部に形成される左右一対の稜線と、前記トンネル接続部の前記底面の左右両端部に形成される左右一対の稜線とが、左右においてそれぞれ連続していることが望ましい。
かかる構成によると、後突荷重をクロスメンバからトンネル接続部へ好適に伝達することができる。
本発明によると、車体重量を軽量化するとともに好適な耐後突性能を実現することができる。
本発明の実施形態に係る車体後部構造を示す底面図である。 本発明の実施形態に係る車体後部構造を示す斜視図である。 図1のIII−III線矢視端面図である。 図1のIV−IV線矢視端面図である。 図1のV−V線矢視端面図である。 図1のVI−VI線矢視端面図である。 図1のVII−VII線矢視端面図である。 図1のVIII部拡大図である。
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図中に矢印で示される「前後」は、車体車両前後方向を示し、「上下」は、車体上下方向を示し、「左右」は、運転席から見た左右方向(車体幅方向)を示している。
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る車体後部構造1は、左右一対のフレーム2と、左右一対のフレーム2間に設けられたフロアパネル3と、リアクロスメンバ50と、トンネル接続部60と、後スチフナ70と、を備える。
<フレーム>
左右一対のフレーム2は、それぞれ前後方向に延設されている。フレーム2は、正面視で閉断面を構成する金属製の部材である。フレーム2は、前部のフロアフレーム10と、後部のリアフレーム20と、を溶接等によって接合することによって構成されている。
<リアフレーム>
図3及び図4に示すように、リアフレーム20は、上面を構成するリアフレーム上部21と、底面及び左右の側面を構成するリアフレーム下部22と、を後記するリアフロアパネル40を挟んだ状態で溶接等によって接合することで構成されている。リアフレーム20の外側には、ホイールハウスが形成されており、ホイールハウス内には、車輪が配置されている。リアフレーム20におけるリアクロスメンバ50が接続される部位、本実施形態では、曲がり部20aにおけるリアフレーム下部22の底面は、後記するフロアトンネル31の頂面31a及びトンネル接続部60の底面61と略同じ高さとなっている。曲がり部20aに関しては、後で説明する。
<フロアパネル>
図1及び図2に示すように、フロアパネル3は、左右一対のフレーム2間に設けられて車体の床面を構成する金属製の平板状部材である。フロアパネル3は、前部のフロントフロアパネル30と、後部のリアフロアパネル40と、を溶接等によって接合することで構成されている。
<フロントフロアパネル>
フロントフロアパネル30の左右両端部は、それぞれ、フロアフレーム10に溶接等によって接合されている。フロントフロアパネル30は、フロアトンネル31を備える。
≪フロアトンネル≫
フロアトンネル31は、フロントフロアパネル30の左右方向中央部において、前後方向に延設されている。フロアトンネル31は、頂面31a及び左右一対の側面31bによって構成されており、正面視で(すなわち車体前後方向から見て)上に凸形状を呈する。フロアトンネル31の左右一対の側面31bと頂面31aとの間には、それぞれ稜線31mが形成されている。フロアトンネル31の後端部は、フロントフロアパネル30の後端部において開放されている。
<リアフロアパネル>
リアフロアパネル40の左右両端部は、それぞれ、リアフレーム20に溶接等によって接合されている。リアフロアパネル40は、前側から順に、接合部41と、段部42と、高床部43と、フロア凹部44と、を備える。
接合部41は、リアフロアパネル40の前端部であり、フロントフロアパネル30の後端部の下面に重ねられて溶接等によって接合されている。段部42は、接合部41の後方に形成されており、接合部41よりも若干高くなっている。これら接合部41及び段部42は、フロアトンネル31に応じて左右に分割されている。
高床部43は、段部42の後方に形成されており、フロアトンネル31の頂面31aよりも高くなっている。フロア凹部44は、高床部43の段部42から後方に離れた部位に形成されている。フロア凹部44は、側面44a及び底面44bによって構成されており、正面視で下に凸形状を呈する。フロア凹部44の底面44bは、フロントフロアパネル30のフロアトンネル3以外の部位と略同じ高さに形成されている。フロア凹部44は、例えばスペアタイヤ、充電池等の収容部として利用される。
<リアクロスメンバ>
リアクロスメンバ50は、高床部43の下側において左右一対のフレーム2(本実施形態では、左右一対のリアフレーム20)に架設されており、平面視で車体前側に頂点50xを有するV字形状を呈する金属製の部材である。換言すると、リアクロスメンバ50は、中央の頂点50xが最も前方に位置し、頂点50xから左右の端部に向かうにつれて後方となるように延設されている。リアクロスメンバ50の左右の端部は、それぞれ左右一対のリアフレーム20に接続されている。リアクロスメンバ50は、底面50aと、左右一対の溝部50bと、前側面50cと、フランジ部50d,50eと、を備える。
図1、図2及び図5に示すように、底面50aは、高床部43と下方に離間して対向する部位である。左右一対の溝部50bは、底面50aの頂点50x側から端部側に向けて延設されており、側面視で上に凸形状を呈する。溝部50bは、頂点50x側から端部側に向かうにつれて後方となるように延設されている。溝部50bの前後側面と底面50aとの間には、それぞれ稜線50p,50q(図5参照)が形成されており、溝部50bの前後側面と頂面との間には、それぞれ稜線50r,50s(図5参照)が形成されている。前側面50cは、底面50aの前端部から上側へ向けて延設されている。底面50aと前側面50cとの間には、稜線50nが形成されている。
フランジ部50dは、前側面部50cの前端部から延設されており、リアフロアパネル40の高床部43の下面に溶接等によって接合されている。フランジ部50eは、底面50aの後端部から延設されており、リアフロアパネル40のフロア凹部44の側面(前側面)44aに溶接等によって接合されている。
本実施形態において、リアクロスメンバ50は、中央部材51と、左右一対の端部材52と、左右一対の溝構成部材53と、を溶接等によって接合することによって構成されている。
中央部材51は、V字形状の頂点50xを有する本体部材であり、前後方向中央部において、頂点50x側から端部側へ向けて延設される左右一対の切欠部51a(図5参照)を有する。
左右一対の端部材52は、中央部材51の左右両端部に接合される部材であり、溝部50bの一部を構成する溝部52bを有する。左右一対の溝構成部材53は、左右一対の切欠部51aに取り付けられる部材であり、溝部50bの他部を構成する溝部53bと、溝部53bの外側端部を除く周縁部から延設されたフランジ部53cと、を有する。溝部52b及び溝部53bが接続されることによって、溝部50bが構成されている。
図5に示すように、リアクロスメンバ50におけるトンネル接続部60(図1参照)の近傍には、ロアアーム103が取り付けられている。詳細には、中央部材51と溝構成部材53のフランジ部53cとの接合部位に、車輪のサスペンションのシャフト101がボルトBによって締結固定されている。ボルトBは、中央部材51及び溝構成部材のフランジ部53cにそれぞれ形成された孔部に挿通されており、フランジ部53cの上面に固着されたナットNに螺合されることによって、シャフト101を前記接合部位に締結する締結部材である。ロアアーム103は、ブッシュ102を介してシャフト101に固定されている。なお、図5以外の図面では、シャフト101、ブッシュ102、ロアアーム103、ボルトB及びナットNは省略されている。
また、図3及び図4に示すように、リアフレーム20は、後方から前方に向かうにつれて下側へ曲がる曲がり部20aを有する。リアクロスメンバ50の左右方向端部は、曲がり部20a、より詳細には、曲がり部20aの後端部に接続されている。
また、リアクロスメンバ50の左右両端部には、それぞれスプリング取付部111が溶接等によって接合されている。スプリング取付部111は、車輪のサスペンションのスプリングが取り付けられる金属製の部材である。
<トンネル接続部>
図1及び図2に示すように、トンネル接続部60は、フロアトンネル31の頂面31aとリアクロスメンバ50の頂点50xにおける底面50aとを接続する金属製の部材である。トンネル接続部60は、底面61と、底面61の左右両端部から上側へ延設される左右一対の側面62と、左右一対の側面62の上端部からそれぞれ延設されてリアフロアパネル40の高床部43の下面に溶接等によって接合される左右一対のフランジ部63と、を一体に備える。
本実施形態において、底面61の後端部は、左右に延びる形状を呈するフランジ部64となっており、左右一対の側面62は、底面61の形状に応じて平面視でL字形状を呈している。すなわち、底面61と左右一対の側面62との間には、それぞれ前後方向に延びる稜線60mと左右方向に延びる稜線60nとが、平面視でL字形状となるように形成されている。稜線60mは、フロアトンネル31の稜線31mと連続しており、稜線60nは、リアクロスメンバ50の稜線50nと連続している。
図6に示すように、トンネル接続部60は、正面視でリアフロアパネル40の高床部43との間に閉断面を構成している。
図7に示すように、フロアトンネル31の頂面31a、トンネル接続部60の底面部61及びリアクロスメンバ50の頂点50xにおける底面50aは、側面視で(すなわち車体側方から見て)略直線状に配置されている。
また、図8に示すように、トンネル接続部60のフランジ部64と溝構成部材63のフランジ部53bとが、中央部材51を挟んで溶接等によって接合されている。ここで、図8における符号Pは、スポット溶接の溶接点の例を示している。
<後スチフナ>
図1及び図2に示すように、後スチフナ70は、フロア凹部44の底面44bの下側において車体左右方向の中央部に設けられた金属製の部材である。図7に示すように、後スチフナ70は、前後方向に延設されている。後スチフナ70の前端部は、フロア凹部44の前側面に溶接等によって接合されており、後スチフナ70の後端部は、フロア凹部44の後端部すなわちフロアパネル3の後端部に溶接等によって接合されている。後スチフナ70の後端部には、車体を後方に牽引する際に用いられる車体側牽引フック131が取り付けられている。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る車体後部構造1において、車体の後部からの衝突すなわち後突時には、衝突荷重F1が、左右一対のリアフレーム20に入力される。衝突荷重F1は、リアフレーム20の曲がり部20a(図3参照)において、リアクロスメンバ50の端部から頂点50xへ向かう荷重F2と、リアフレーム20からフレーム10へ向かう荷重F3と、ガセット121からサイドシル122へ向かう荷重F3と、に分力される。リアクロスメンバ50の左右一対の端部から頂点50Xへ向かう荷重F2は、合成された荷重F5となり、トンネル接続部60を介してフロアトンネル31に伝達される。
本発明の実施形態に係る車体後部構造1は、フロアトンネル31の頂面31a、トンネル接続部60の底面61及びリアクロスメンバ50の頂点50xにおける底面50aが車体側方から見て略直線状に配置されているので、比較的短いトンネル接続部60によって衝突荷重の分力をリアクロスメンバ50からフロアトンネル31へ伝達することができる。したがって、車体重量を軽量化するとともに好適な耐後突性能を実現することができる。
また、車体後部構造1は、平面視でV字形状を呈するリアクロスメンバ50の頂点50xとフロアトンネル31とがトンネル接続部60によって接続されているので、後突時のリアフレーム20の横倒れを防止するとともに、前後方向にも後突荷重を分担することができる。
また、車体後部構造1は、トンネル接続部60がフロアトンネル31内には設けられていないので、エギゾーストパイプ、フューエルパイプ、四輪駆動車の場合におけるプロペラシャフトをフロアトンネル31内に配置する等、フロアトンネル31内の空間を有効活用することが可能となる。
また、車体後部構造1は、路面入力やエンジン入力によるフロアパネル3の振動をトンネル接続部60を介してリアクロスメンバ50へ分散することができるので、車両の乗り心地を向上することができる。
また、車体後部構造1は、トンネル接続部60が正面視でフロアパネル3の高床部43との間に閉断面を構成するので、トンネル接続部60の剛性を高めて底面61の前後方向への変位すなわち面外変形を防止し、後突荷重をフロアトンネル31へ好適に伝達することができる。
また、車体後部構造1は、リアクロスメンバ50に溝部50bが設けられているので、稜線を増やしてリアクロスメンバ50を介した荷重(後突荷重、フロアパネル30からトンネル接続部60を介した荷重)伝達を促進することができる。
また、図8に示すように、車体後部構造1において、車体旋回時には、主入力である横力荷重F11が、ロアアーム113(図5参照)に入力される。
横力荷重F11は、ロアアーム113の取付部位からリアクロスメンバ50の横方向へ向かう荷重F12と、トンネル接続部60へ向かう荷重F13と、に分力される。
また、荷重F13は、フロアトンネル31の頂面31aを伝達する荷重F14と、フロアパネル30の横方向へ向かう荷重F15と、に分力される。
車体後部構造1は、車体旋回時の主入力である横力荷重F11を、リアクロスメンバ50の軸力を用いたリアフレーム30の曲げ変形に加えて、トンネル接続部60を介してフロントフロアパネル30へ分散させることができるので、リアクロスメンバ50を軽量化することができる。
また、車体後部構造1は、リアフレーム20の曲がり部20aがリアクロスメンバ50によって補強されて剛性を高められているので、リアフレーム20からフロアフレーム30への荷重伝達を促進することができる。
また、車体後部構造1は、例えば車体を牽引する際に後スチフナ70に荷重が加わる場合に当該荷重をリアクロスメンバ50に分散させることができるので、後スチフナ70を軽量化することができる。
また、車体後部構造1は、溝構成部材53とトンネル接続部60とが中央部材51を挟んだ状態で重ねて接合されているので、後突荷重の伝達を促進することができる。
また、車体後部構造1は、トンネル接続部60の稜線60mとフロアトンネル31の稜線31mとが左右においてそれぞれ連続しているので、後突荷重をトンネル接続部60からフロアトンネル31へ好適に伝達することができる。
また、車体後部構造1は、リアクロスメンバ50の稜線50nとトンネル接続部60の稜線60nとが左右においてそれぞれ連続しているので、後突荷重をリアクロスメンバ50からトンネル接続部60へ好適に伝達することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、リアクロスメンバ50は、5つの部材に分割されずに一体成形されていてもよく、リアクロスメンバ50とトンネル接続部60とが一体成形されていてもよい。
1 車体後部構造
2 フレーム
3 フロアパネル
10 フロアフレーム
20 リアフレーム
30 フロントフロアパネル
31 フロアトンネル
31a 頂面
31m 稜線
40 リアフロアパネル
41 接合部
42 段部
43 高床部
44 フロア凹部
50 リアクロスメンバ(クロスメンバ)
50a 溝部
50b フランジ部
50n 稜線
50p,50q,50r,50s 稜線
51 中央部(本体部)
51a 切欠部
51b,51c フランジ部
53 溝構成部材
53b フランジ部
60 トンネル接続部
61 底面
63 フランジ部
60m,60n 稜線
70 後スチフナ(スチフナ)
103 ロアアーム

Claims (9)

  1. 車体前後方向に延びる左右一対のフレームと、
    前記左右一対のフレーム間に設けられており、車体前後方向に延設されて車体前後方向から見て上に凸形状を呈するフロアトンネルと、前記フロアトンネルの車体後方に形成されて前記フロアトンネルよりも高い高床部と、を有するフロアパネルと、
    前記高床部の下側において前記左右一対のフレームに接続されており、平面視で車体前側に頂点を有するV字形状を呈するクロスメンバと、
    前記フロアトンネルと前記クロスメンバの前記頂点とを接続するトンネル接続部と、
    を備え、
    前記フロアトンネルの頂面、前記トンネル接続部の底面及び前記クロスメンバの前記頂点における底面が、車体側方から見て略直線状に配置されている
    ことを特徴とする車体後部構造。
  2. 前記トンネル接続部は、車体前後方向から見て前記フロアパネルとの間に閉断面を構成する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車体後部構造。
  3. 前記クロスメンバは、前記頂点側から端部側へ延設される溝部を有する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車体後部構造。
  4. 前記クロスメンバにおける前記トンネル接続部の近傍に、ロアアームが取り付けられている
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車体後部構造。
  5. 前記フレームは、曲がり部を備え、
    前記クロスメンバの端部は、前記曲がり部に接続されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車体後部構造。
  6. 前記フロアパネルは、前記高床部に形成されて車体前後方向から見て下に凸形状を呈するフロア凹部を備えており、
    前記フロア凹部の下側において車体左右方向の中央部に設けられたスチフナを備え、
    前記スチフナは、前記クロスメンバと接続されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車体後部構造。
  7. 前記クロスメンバは、
    前記頂点側から端部側へ延設される切欠部を有する本体部材と、
    前記頂点側から端部側へ延設される溝部を有し、前記切欠部に取り付けられる溝構成部材と、
    を備え、
    前記トンネル接続部のフランジ部と前記溝構成部材のフランジ部とが、前記本体部材を挟んで接合されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の車体後部構造。
  8. 前記フロアトンネルの前記頂面の左右両端部に形成される左右一対の稜線と、前記トンネル接続部の前記底面の左右両端部に形成される左右一対の稜線とが、左右においてそれぞれ連続している
    ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の車体後部構造。
  9. 前記クロスメンバの前部に形成される左右一対の稜線と、前記トンネル接続部の前記底面の左右両端部に形成される左右一対の稜線とが、左右においてそれぞれ連続している
    ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の車体後部構造。
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