JP2011111025A - 車体後部の下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両後方からの荷重が加えられる場合に、スペアタイヤハウスの車両前方への変形及びスペアタイヤの車両前方への移動を防ぐとともに、スペアタイヤの後部の跳ね上げを促進する。
【解決手段】スペアタイヤハウス３の車両前方に配設され、サイドフレーム４を連結するリヤクロスメンバ５と、タイヤハウス３下面の車幅方向中央で、車両前後方向に延在するフック補強部材６とを備え、フック補強部材６の前端部がリヤクロスメンバ５に連結され、その後端部がリヤフロア２の後端部まで延在し、リヤクロスメンバ５から延びるサイドフレーム４は、前後方向でフレーム前部１１とフレーム後部１２とに分割され、フック補強部材６は、前後方向で補強部材前部２１と補強部材後部２２とに分割され、フレーム前部１１はフレーム後部１２よりも高い剛性を、補強部材後部２２は補強部材前部２１よりも高い剛性を有し、２つの分割位置１０，２０が前後方向で一致している。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に、車体後部のリヤフロアに形成されるスペアタイヤハウスを備える車両の車体後部の下部構造に関する。

一般的な車両では、車体後部のリヤフロアにスペアタイヤを収納するためのスペアタイヤハウスが設けられている。このような構造の車両において、車両後方からの荷重が加えられた場合、スペアタイヤが車両前方へ向かって移動することに伴って、スペアタイヤハウスが変形し、かつ車両前方に移動することがある。特に、スペアタイヤハウスの車両前方には燃料タンクが配置されているので、変形したスペアタイヤハウスが燃料タンクに接触するおそれがあり、好ましくない。

このような場合に、スペアタイヤハウスとバックパネルとの間に十分なスペースを確保することによって、スペアタイヤハウス周辺で荷重を吸収する対策が考えられる。また、スペアタイヤハウスの車両前方に燃料タンクが配置される場合には、スペアタイヤハウスと燃料タンクとの間の距離を十分に確保することによって、スペアタイヤハウス周辺で荷重を吸収する対策が考えられる。
一方、スペアタイヤハウス及び燃料タンク以外の部品を配置するスペースも確保する必要があり、かつ車体部品のレイアウトには制限が多いため、スペアタイヤハウス後方の空間、スペアタイヤハウス及び燃料タンクの間の距離などを十分に確保できないことが多い。また、スペアタイヤハウス後方の空間、スペアタイヤハウス及び燃料タンクの間の距離などを十分に確保しようとすると、車体が大型化するという問題があり、このことは、特に小型車の場合に問題となる。

さらに、スペアタイヤハウスの前側上方には後部座席が配置されており、車両後方からの荷重が加えられる場合、スペアタイヤが前側上方に移動することがある。このとき、スペアタイヤの前端が後部座席に接触するという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１に開示された構造では、変形したスペアタイヤハウスが燃料タンクと接触するのを避けるため、スペアタイヤの前側を燃料タンクの配設位置よりも上方に持ち上げて、スペアタイヤを傾斜させた状態でスペアタイヤハウスに収納している。

また、特許文献２に開示された構造では、変形したスペアタイヤハウスが燃料タンクと接触するのを避け、かつスペアタイヤの前端が後部座席と接触するのを防止するために、スペアタイヤの後側を燃料タンクの配設位置よりも上方に持ち上げて、スペアタイヤを傾斜させた状態でスペアタイヤハウスに収納しているとともに、スペアタイヤハウスの下面の車幅方向中央位置で、車両前後方向に延在する牽引フック用のフック補強部材を設けており、車両後方から荷重が掛かった場合に、スペアタイヤハウスの変形を抑えるようにしている。
さらに、特許文献３に開示された構造では、スペアタイヤがスペアタイヤハウスに前倒しの状態で傾斜配置され、車両後方からの荷重により、スペアタイヤの後部がスペアタイヤの前部を中心に跳ね上げられ、車両前方へ向かって縦方向に回動する構成とし、スペアタイヤの前端による前方の構造物への荷重を低減している。

特開平９−２３３６号公報 特開２００６−８８７４０号公報 特開２００９−１７９１８１号公報

しかしながら、上述した特許文献１のように、スペアタイヤの前側を燃料タンクの配設位置よりも上方に持ち上げて、スペアタイヤを傾斜させた状態でスペアタイヤハウスに収納する構造のみでは、車両後方からの荷重が加えられた場合に、スペアタイヤが前側上方に向かって移動し易くなってしまう。そのため、依然としてスペアタイヤの前端が後部座席に接触するおそれがあった。
また、上述した特許文献２のように、スペアタイヤハウスの下面に車両前後方向へ延在するフック補強部材を設ける構造では、スペアタイヤハウスの変形移動を十分に抑えることができないという問題があった。
さらに、上述した特許文献３のように、スペアタイヤの後側を上方に持ち上げて、スペアタイヤの前側を下り傾斜させた状態でスペアタイヤハウスに収納する構造では、十分な縦方向の回動のために傾斜を大きくするとラゲッジスペースの上下方向が狭くなるという問題があり、スペアタイヤの後部の跳ね上げを促進することが難しいという問題があった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両後方からの荷重が加えられる場合に、スペアタイヤハウスの車両前方への変形及びスペアタイヤの車両前方への移動を防ぐとともに、スペアタイヤの後部の跳ね上げを促進することが可能な車体後部の下部構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車体後部のリヤフロアに形成されるスペアタイヤハウスと、該スペアタイヤハウスの車両前方に配設され、左右両側のサイドフレームを連結するリヤクロスメンバと、前記スペアタイヤハウスの下面の車幅方向中央に配設され、車両前後方向に延在する牽引フック用のフック補強部材とを備え、該フック補強部材の前端部が前記リヤクロスメンバに連結されているとともに、前記フック補強部材の後端部が前記リヤフロアの後端部まで延在している車体後部の下部構造において、前記リヤクロスメンバから車両後方の前記サイドフレームは、車両前後方向でフレーム前部とフレーム後部とに分割され、前記フック補強部材は、車両前後方向で補強部材前部と補強部材後部とに分割されており、前記リヤクロスメンバから車両後方の前記サイドフレームのうち、前記フレーム前部は前記フレーム後部よりも高い剛性を有し、前記フック補強部材のうち、前記補強部材後部は前記補強部材前部よりも高い剛性を有し、前記フレーム前部及び前記フレーム後部の分割位置と前記補強部材前部及び前記補強部材後部の分割位置とが前後方向で一致している。

また、本発明において、前記フレーム前部は、スプリングプレート補強部材を取付けることにより剛性が高められ、前記補強部材後部は、上方側よりも下方側の閉断面積を大きくし、かつ前記牽引フックを取付けることにより剛性が高められている。

さらに、本発明において、前記リヤフロアには、車幅方向に延在するビードが設けられ、該ビードの位置と、前記フレーム前部及び前記フレーム後部の分割位置と、前記補強部材前部及び前記補強部材後部の分割位置とが一致している。

そして、本発明において、前記補強部材後部の閉断面積は、車両後方に向かって大きくなり、前記補強部材後部の最大閉断面積部分に形成された略水平面部には、前記牽引フックが取付けられている。

上述の如く、本発明に係る車体後部の下部構造は、車体後部のリヤフロアに形成されるスペアタイヤハウスと、該スペアタイヤハウスの車両前方に配設され、左右両側のサイドフレームを連結するリヤクロスメンバと、前記スペアタイヤハウスの下面の車幅方向中央に配設され、車両前後方向に延在する牽引フック用のフック補強部材とを備え、該フック補強部材の前端部が前記リヤクロスメンバに連結されているとともに、前記フック補強部材の後端部が前記リヤフロアの後端部まで延在しているものであって、前記リヤクロスメンバから車両後方の前記サイドフレームは、車両前後方向でフレーム前部とフレーム後部とに分割され、前記フック補強部材は、車両前後方向で補強部材前部と補強部材後部とに分割されており、前記リヤクロスメンバから車両後方の前記サイドフレームのうち、前記フレーム前部は前記フレーム後部よりも高い剛性を有し、前記フック補強部材のうち、前記補強部材後部は前記補強部材前部よりも高い剛性を有し、前記フレーム前部及び前記フレーム後部の分割位置と前記補強部材前部及び前記補強部材後部の分割位置とが前後方向で一致しているので、車両後方からの荷重が車体後部に掛かるとき、サイドフレームの変形は剛性の小さいフレーム後部から進む一方、フック補強部材の補強部材後部が荷重を受けて車両前方へ移動を始め、バンパーメンバが車両前方に移動し、補強部材前部へ荷重が伝わることになる。

補強部材前部へ伝わった荷重はリヤクロスメンバに伝わり、更なる荷重によってリヤクロスメンバが受けきれずに変形する場合、補強部材前部は、リヤクロスメンバとの連結部を中心として変形するとともに、補強部材後部は、剛性が高く変形しながらもその形を保って後端が上方に移動することになるので、リヤフロア及びフック補強部材は谷形変形（Ｖ字変形）を起こすことになる。また、サイドフレームのフレーム後部の剛性が小さいことから、フック補強部材の谷形折れを促進する荷重が掛かりやすく、谷形変形を起こしやすくなる。すなわち、ある程度の変形が進んだ後、サイドフレームは、剛性変化点であるフレーム前部及びフレーム後部の分割位置を中心に折れ変形を起こすが、この場合、リヤフロア及びフック補強部材の折れ変形と同じ方向に変形しやすくなる。その際、サイドフレームがフレーム前部及びフレーム後部の分割位置を中心にあらかじめ若干下向きに湾曲して形成され、あるいは、当該分割位置の上側に凹みやビードが形成されていれば、サイドフレームの谷形変形を誘導することができる。
したがって、本発明の車体後部の下部構造によれば、スペアタイヤハウスに前倒しの状態で傾斜配置されたスペアタイヤの後部が前部を中心に跳ね上げられ、車両前方へ向かって縦方向に回動することを促進することができるとともに、車両後方からの荷重を確実に吸収することができる。

また、本発明において、前記フレーム前部は、スプリングプレート補強部材を取付けることにより剛性が高められ、前記補強部材後部は、上方側よりも下方側の閉断面積を大きくし、かつ前記牽引フックを取付けることにより剛性が高められているので、上記効果をより確実に発揮することができる。なお、前記フレーム前部の剛性向上のため、スプリングプレート補強部材を取付ける代わりに、フレーム前部の板圧増加や断面増加などの方法を行ってもよい。

さらに、本発明において、前記リヤフロアには、車幅方向に延在するビードが設けられ、該ビードの位置と、前記フレーム前部及び前記フレーム後部の分割位置と、前記補強部材前部及び前記補強部材後部の分割位置とが一致しているので、フック補強部材の前後部の分割位置を基点に谷形折れが起こるとき、ビードによりリヤフロアが谷形折れしやすくなり、車幅方向で確実に谷形折れが起こる。したがって、リヤフロアからスペアタイヤブラケットへの変形荷重が効率よく伝達されることになり、スペアタイヤの後端部を十分に跳ね上げることができる。

そして、本発明において、前記補強部材後部の閉断面積は、車両後方に向かって大きくなり、前記補強部材後部の最大閉断面積部分に形成された略水平面部には、前記牽引フックが取付けられているので、車両後方からの荷重に伴って生じるリヤフロア及びフック補強部材の谷形折れをより確実に、早く起こすことができる。また、牽引フックの取付剛性を確保できるとともに、牽引フックによって補強部材後部の剛性を補強することができる。その結果、上記効果をより確実に発揮でき、スムーズな谷形変形を起こし、スペアタイヤの後端部の跳ね上げを確実に起こすことができる。

本発明の実施形態に係る下部構造が適用される車両の車体後部を示す斜視図である。 本発明の実施形態の下部構造が適用された車体後部において、スペアタイヤハウス周辺の構成部材の配置関係を前側斜め下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態の下部構造が適用された車体後部において、スペアタイヤハウス周辺の構成部材の配置関係を示す側面図である。 本発明の実施形態の下部構造が適用された車体後部において、スペアタイヤハウス周辺の構成部材の配置関係を示す断面図である。 本発明の実施形態の下部構造が適用された車体後部において、スペアタイヤハウス周辺の構成部材の配置関係を後側斜め下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態の下部構造が適用された車体後部を示すものであって、（ａ）は車両後方からの荷重が車体後部に掛かる前の状態の側面図、（ｂ）は掛かった状態の側面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図６は本発明の実施形態に係る車体後部の下部構造を示すものである。

本発明の実施形態に係る車両の車体後部１の下部には、図１〜図５に示すように、リヤフロア２が設けられており、該リヤフロア２の中央部には、横置き配置のスペアタイヤＳＴ（図６参照）を収納するための収納凹部たるスペアタイヤハウス３が形成されている。このスペアタイヤハウス３の車両前方位置には、車両前後方向に沿って延在している左右両側のサイドフレーム４を連結するリヤクロスメンバ５が配設されており、該リヤクロスメンバ５は、車幅方向に沿って延在している。また、スペアタイヤハウス３の下面の車幅方向中央には、車両前後方向に沿って延在する牽引フック用のフック補強部材６が配設されている。このフック補強部材６の前端部は、リヤクロスメンバ５に連結されているとともに、フック補強部材６の後端部は、リヤフロア２の後端部まで延在している。
したがって、本実施形態の車体後部１の下部構造は、スペアタイヤハウス３、サイドフレーム４、リヤクロスメンバ５及びフック補強部材６を備えている。なお、スペアタイヤハウス３の車両前方位置のリヤフロア２上には、後部座席７が配設されている。

また、スペアタイヤハウス３の車両後方には、バックパネル８及びリヤバンパーメンバ９が配設されている。このリヤバンパーメンバ９は、左右両側のバンパー取付部９ａを介して車体後部１に取付けられており、サイドフレーム４の後端部とバンパー取付部９ａとは、車両前後方向に沿ってほぼ一直線に配置されている。
さらに、スペアタイヤハウス３内には、スペアタイヤＳＴの中心部を取付けるためのスペアタイヤブラケット３ａが上方へ突出して設けられており、収納されたスペアタイヤＳＴは、後部が前部より上方に位置するような前倒された状態で傾斜配置されている。

本実施形態の車体後部１の下部構造において、リヤクロスメンバ５から車両後方のサイドフレーム４は、車両前後方向の分割位置１０でフレーム前部１１とフレーム後部１２とに分割され、また、フック補強部材６も、車両前後方向の分割位置２０で補強部材前部２１と補強部材後部２２とに分割されており、車両後方からの荷重が車体後部１に掛かるとき、サイドフレーム４がフレーム前部１１とフレーム後部１２との分割位置１０で下方の凸形状に折れる変形（谷形折れ、Ｖ字折れ）を生じるとともに、リヤフロア２及びフック補強部材６が補強部材前部２１と補強部材後部２２との分割位置２０で下方の凸形状に折れる谷形変形を生じるように構成されている。
なお、サイドフレーム４がフレーム前部１１及びフレーム後部１２の分割位置１０を中心にあらかじめ若干下向きに湾曲して形成されていたり、あるいは、当該分割位置１０の上側に凹み部分やビード部分が形成されていれば、サイドフレーム４の谷形変形を誘導することが可能となる。

このため、リヤクロスメンバ５から車両後方のサイドフレーム４のうち、フレーム前部１１は、スプリングプレート補強部材１３を取付けることによって剛性が高められており、フレーム後部１２よりも高い剛性を有している。ここで、サイドフレーム４の前部の剛性向上のために、スプリングプレート補強部材１３の取付けに代わり、フレーム前部１１の板圧増加や断面増加などを行う方法も考えられる。
また、フック補強部材６は、断面ハット形状に形成され、リヤフロア２の下面に取付けられた状態では、リヤフロア２と相俟って閉断面形状を有している。しかも、フック補強部材６のうち、補強部材後部２２は、上方側よりも下方側の閉断面積が大きく、かつ、この閉断面積は、車両後方に向かって大きくなっており、補強部材後部２２の最大閉断面積部分には、略水平面部２２ａが形成されている。この略水平面部２２ａには、前端部を溶接により固着した牽引フック２３が取付けられ、該牽引フック２３の後端部は、補強部材後部２２から車両後方へ向かって斜め下方に突出させた状態で配置されている。このような構成によって、補強部材後部２２は、剛性が高められており、補強部材前部２１よりも高い剛性を有している。
さらに、フレーム前部１１及びフレーム後部１２の分割位置１０と、補強部材前部２１及び補強部材後部２２の分割位置２０とは、車両前後方向で一致するように配置されている。

一方、リヤフロア２の両側部は、左右両側に配置されたサイドフレーム４にそれぞれ連結されている。また、リヤフロア２には、車幅方向に沿って延在する突条部たるビード３１が設けられている。このビード３１の位置と、サイドフレーム４のフレーム前部１１及びフレーム後部１２の分割位置１０と、フック補強部材６の補強部材前部２１及び補強部材後部２２の分割位置２０とは、車両前後方向で一致するように配置されている。

本発明の実施形態に係る車体後部１の下部構造が適用された車両において、図６（ａ）に示す状態は、車両後方から車両前方へ向かって荷重Ｆが車体後部１のリヤバンパーメンバ９に入力される前の状態である。
そして、図６（ｂ）に示すように、車両後方から車両前方へ向かって荷重Ｆが車体後部１のリヤバンパーメンバ９よりバックパネル８及びリヤフロア２に入力された場合、当該荷重Ｆはバンパー取付部９ａを経てサイドフレーム４、スペアタイヤハウス３及びフック補強部材６の後部に伝わる。これに伴い、サイドフレーム４は、分割位置１０のフレーム前部１１の後端及びフレーム後部１２の前端が下がり、下方へ向かう凸形状の谷形に折れる変形が生じる。それと共に、スペアタイヤハウス３が変形しながら、リヤフロア２及びフック補強部材６が、ビード３１の配設位置及び補強部材前部２１と補強部材後部２２との分割位置２０で、下方へ向かう凸形状の谷形に折れる変形が生じることになる。
これらサイドフレーム４と、リヤフロア２及びフック補強部材６とが同方向に折れ変形する際には抵抗力が発生するから、車両後方から車体後部に掛かった荷重Ｆが吸収されることになる。また、荷重Ｆによってスペアタイヤハウス３が変形すると、前倒しに傾斜配置されたスペアタイヤＳＴの後部が前部を中心に上方へ跳ね上げられて、車両前方へ向かって縦方向に大きく回動することになる。

このように、本発明の実施形態に係る車体後部１の下部構造においては、リヤクロスメンバ５から車両後方のサイドフレーム４が、車両前後方向でフレーム前部１１とフレーム後部１２とに分割され、フック補強部材６は、車両前後方向で補強部材前部２１と補強部材後部２２とに分割されており、車両後方からの荷重Ｆが車体後部１に掛かるとき、サイドフレーム４が、フレーム前部１１と前記フレーム後部１２との分割位置１０で下方の凸形状に折れる谷形変形（Ｖ字変形）を生じるとともに、リヤフロア２及びフック補強部材６が、ビード３１の配設位置及び補強部材前部２１と補強部材後部２２との分割位置２０で下方の凸形状に折れる谷形変形（Ｖ字変形）を生じるようになっている。
したがって、サイドフレーム４とリヤフロア２及びフック補強部材６とが同方向に折れることになり、折れ変形中に抵抗力が発生するため、車両後方から車体後部１に掛かった荷重Ｆを確実に吸収することができる。また、谷形変形（Ｖ字変形）によりスペアタイヤＳＴの挙動を制御して、スペアタイヤＳＴの後部が前部を中心に上方へ跳ね上げるのを促進することができる。
これにより、リヤクロスメンバ５、サイドフレーム４、スペアタイヤハウス３などの車両前方への移動を効果的に阻止することが可能となり、スペアタイヤハウス３などの車両前方に位置する燃料タンクなどへの接触を軽減することができる。

また、本実施形態の下部構造では、リヤクロスメンバ５から車両後方のサイドフレーム４のうち、フレーム前部１１はフレーム後部１２よりも高い剛性を有し、フック補強部材６のうち、補強部材後部２２は補強部材前部２１よりも高い剛性を有し、フレーム前部１１及びフレーム後部１２の分割位置１０と補強部材前部２１及び補強部材後部２２の分割位置２０とが前後方向で一致しているため、車両後方からの荷重Ｆが車体後部１に掛かるとき、サイドフレーム４の変形はリヤバンパーメンバ９のバンパー取付部９ａを介して剛性の小さいフレーム後部１２から進む一方、補強部材後部２２が荷重Ｆを受けて車両前方へ移動を始め、リヤバンパーメンバ９が車両前方に移動し、補強部材前部２１へ荷重Ｆが伝わることになる。この際、補強部材前部２１へ伝わった荷重Ｆはリヤクロスメンバ５に伝わり、更なる荷重によってリヤクロスメンバ５が受けきれずに変形すると、補強部材前部２１は、リヤクロスメンバ５との連結部を中心として変形するが、補強部材後部２２は、剛性が高く変形しながらもその形を保って後端が上方に移動することになり、リヤフロア２及びフック補強部材６は谷形変形を起こし、車両後方からの荷重Ｆをより効果的に吸収することができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

１ 車体後部
２ リヤフロア
３ スペアタイヤハウス
４ サイドフレーム
５ リヤクロスメンバ
６ フック補強部材
７ 後部座席
８ バックパネル
９ リヤバンパーメンバ
１０ 分割位置
１１ フレーム前部
１２ フレーム後部
１３ スプリングプレート補強部材
２０ 分割位置
２１ 補強部材前部
２２ 補強部材後部
２２ａ 略水平面部
２３ 牽引フック
３１ ビード
Ｆ 車両後方からの荷重
ＳＴ スペアタイヤ

Claims (4)

1. 車体後部のリヤフロアに形成されるスペアタイヤハウスと、該スペアタイヤハウスの車両前方に配設され、左右両側のサイドフレームを連結するリヤクロスメンバと、前記スペアタイヤハウスの下面の車幅方向中央に配設され、車両前後方向に延在する牽引フック用のフック補強部材とを備え、該フック補強部材の前端部が前記リヤクロスメンバに連結されているとともに、前記フック補強部材の後端部が前記リヤフロアの後端部まで延在している車体後部の下部構造において、
   前記リヤクロスメンバから車両後方の前記サイドフレームは、車両前後方向でフレーム前部とフレーム後部とに分割され、前記フック補強部材は、車両前後方向で補強部材前部と補強部材後部とに分割されており、
   前記リヤクロスメンバから車両後方の前記サイドフレームのうち、前記フレーム前部は前記フレーム後部よりも高い剛性を有し、前記フック補強部材のうち、前記補強部材後部は前記補強部材前部よりも高い剛性を有し、前記フレーム前部及び前記フレーム後部の分割位置と前記補強部材前部及び前記補強部材後部の分割位置とが前後方向で一致していることを特徴とする車体後部の下部構造。
2. 前記フレーム前部は、スプリングプレート補強部材を取付けることにより剛性が高められ、前記補強部材後部は、上方側よりも下方側の閉断面積を大きくし、かつ前記牽引フックを取付けることにより剛性が高められていることを特徴とする請求項１に記載の車体後部の下部構造。
3. 前記リヤフロアには、車幅方向に延在するビードが設けられ、該ビードの位置と、前記フレーム前部及び前記フレーム後部の分割位置と、前記補強部材前部及び前記補強部材後部の分割位置とが一致していることを特徴とする請求項１または２に記載の車体後部の下部構造。
4. 前記補強部材後部の閉断面積は、車両後方に向かって大きくなり、前記補強部材後部の最大閉断面積部分に形成された略水平面部には、前記牽引フックが取付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体後部の下部構造。