JP4956268B2 - 車体後部構造 - Google Patents

Description

この発明は、リヤシートの後方で車室内とトランクルームを上下に仕切るリヤパーセルシェルフを備えた車体後部構造に関するものである。

トランクルームを備えたセダン型車両においては、リヤシートの後部に車室内とトランクルームを仕切るリヤパーセルシェルフが配置されている。リヤパーセルシェルフは、前端側に車幅方向に延出するパーセルフレームを備え、そのパーセルフレームの両端部が車両左右のリヤホイールハウスの上方に支持されている。

このようなセダン型車両の車体後部構造として、パーセルフレームを左右のリヤホイールハウスの頂部よりも前方側に配置し、パーセルフレームの両端部を補強部材を介してフロア下のクロスメンバに結合したものが案出されている（例えば、特許文献１参照。）。この車体後部構造においては、パーセルフレームとクロスメンバが左右の補強部材と共に環状骨格フレームを構成し、パーセルフレームと各リヤホイールハウスとは別の補強部材によって結合されている。
特開２００６−１６８４３４号公報

しかし、この従来の車体後部構造においては、パーセルフレームとクロスメンバと左右の補強部材によって構成される環状骨格フレームがリヤホイールハウスの頂部よりも前方側に配置されているため、リヤサスペンションから入力される荷重を環状骨格フレームによってダイレクトに支持することができず、リヤサスペンションの支持剛性を高めるためには補強部材をさらに追加しなければならない。

そこでこの発明は、大幅な重量増加を招くことなく、リヤサスペンションの支持剛性を高められるようにして、ボディ剛性の向上と軽量化の両立を図ることのできる車体後部構造を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、車体前後方向に略沿って延出する一対のリヤフレーム（例えば、後述の実施形態におけるリヤフレーム２Ａ，２Ｂ）と、車幅方向に沿って延出して前記両リヤフレームを連結するリヤクロスメンバ（例えば、後述の実施形態におけるリヤクロスメンバ４）と、左右の各後輪の上半部を覆い、頂部の近傍にリヤサスペンション（例えば、後述の実施形態におけるリヤサスペンション１１）のダンパ支持部（例えば、後述の実施形態におけるダンパ支持部１６）が配置される一対のリヤホイールハウス（例えば、後述の実施形態におけるリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂ）と、リヤパーセルシェルフ（例えば、後述の実施形態におけるリヤパーセルシェルフ７）の骨格を成すとともに、前記リヤホイールハウスの上方側で車幅方向に沿って延出するパーセルフレーム（例えば、後述の実施形態におけるパーセルフレーム８）と、を備えた車体後部構造において、前記リヤクロスメンバとパーセルフレームの両端部間を連結する一対の補強フレーム（例えば、後述の実施形態におけるホイールハウスフレーム１８）を、前記各リヤホイールハウスのダンパ支持部の車幅方向の真横位置の側壁に沿って配置し、前記ダンパ支持部を含む複数のリヤサスペンション取付点（例えば、後述の実施形態におけるアーム支持部１５，ダンパ支持部１６，スプリング支持部１７）に沿う環状骨格フレームを前記パーセルフレーム、補強フレーム、リヤクロスメンバによって構成し、前記各補強フレームの上端部を前記パーセルフレームの端縁に略Ｔ字状に突き当てて結合するとともに、車体側部の車体パネルに結合されて閉断面を形成しこの車体パネルとともに前記各ダンパ支持部の上方周囲を覆う補強部材（例えば、後述の実施形態におけるダンパベースカバー９）を設け、この補強部材を前記各ダンパ支持部の上部に結合するとともに、前記パーセルフレームの端縁と前記補強フレームの上縁部とに結合し、前記各リヤフレームと前記リヤクロスメンバの少なくとも接合部の近傍を上方側に開口する略コ字状断面に形成するとともに、前記各補強フレームの下端を、前記リヤフレームの略コ字状断面内に挿入して前記リヤフレームの車外側壁に結合し、このリヤフレームの略コ字状断面内の車内側壁側の残余の領域と、隣接する前記リヤクロスメンバの略コ字状断面内に、前記補強フレームの下部の断面とほぼ連続する断面を形成するように内部補強部材（例えば、後述の実施形態における第１，第２，第３バルクヘッド２０，２２，２３）を接合したことを特徴とする。
これにより、パーセルフレーム、補強フレーム、リヤクロスメンバによって構成される環状骨格フレームによって車体後部の横断面が補強されるとともに、リヤサスペンションからの入力荷重が、車体捩れ方向の剛性の高い環状骨格フレームによって直接的に支持されるようになる。
また、パーセルフレームの端縁と補強フレームの結合部はリヤホイールハウスの上方側において補強部材によって補強される。
また、補強フレームの下部とリヤフレームおよびリヤクロスメンバは、これらの断面の内部と内部補強部材による連続した断面によって剛的に結合されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、パーセルフレーム、補強フレーム、リヤクロスメンバによって構成される環状骨格フレームにより、リヤサスペンションの複数の取付点の入力荷重を車体前後方向と直交する一平面内において直接的に支持することができるため、大幅な重量増加を招くことなく、リヤサスペンションの支持剛性を効率良く高めることが可能になる。したがって、この発明によれば、ボディ剛性の向上と軽量化の両立を図ることができる。

さらに、請求項１に記載の発明によれば、リヤホイールハウスの上方側においてパーセルフレームと補強フレームの結合部を補強部材と車体パネルとによる閉断面で補強することができるため、車室側への張り出しを抑制しつつ、パーセルフレームと補強部材の結合部剛性の向上を図ることができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、補強フレームの下端をリヤフレームの略コ字状断面内の車外側壁に結合し、リヤフレームの略コ字状断面内の車内側壁側の残余の領域と、隣接するリヤクロスメンバの略コ字状断面内に内部補強部材を接合することにより、補強フレームの下部とリヤフレーム、リヤクロスメンバとを内部補強部材による連続した断面で結合することができるため、車室側への張り出しを抑制しつつ、補強フレーム、リヤフレーム、リヤクロスメンバの三者を剛的に結合することができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては特別に断らない限り、「上」「下」と「前」「後」は、前進方向に向いた車両１についての上下と前後を意味するものとする。また、図中矢印Ｆは、車両１の前方を示し、矢印Ｕは、車両１の上方を示すものとする。

図１は、この発明にかかる車体後部構造を採用したセダン型の車両１を前後に切断し、その切断した車両１の後部を前方斜め上方から見た図であり、図２，図３は、図１のＡ矢視図とＢ矢視図である。なお、これらの図においては、スペアタイヤパン等のフロアパネルが省略されている。

図１〜図３に示すように、車両１の後部下方の左右両側には車体前後方向に略沿う一対のリヤフレーム２Ａ，２Ｂが配置され、この両リヤフレーム２Ａ，２Ｂの前端部同士と略中間部同士がミドルクロスメンバ３とリヤクロスメンバ４によって相互に結合されるとともに、両リヤフレーム２Ａ，２Ｂの前縁部が夫々車体側部の強度部材であるサイドシル５Ａ，５Ｂに結合されている。そして、車体後部の左右両側には、左右の後輪（図示せず）の外周上半部を覆う略円弧状のリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂが設けられ、このリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂの下縁が対応するリヤフレーム２Ａ，２Ｂに夫々結合されている。

また、図示しないリヤシートの後方側位置には、車室内とトランクルーム内をほぼ上下に仕切るリヤパーセルシェルフ７が設けられている。このリヤパーセルシャルフ７は、前端部側に、矩形断面が車幅方向に沿って延出するパーセルフレーム８が設けられ、このパーセルフレーム８の両端部が後述するダンパベースカバー９（補強部材）を介してリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂに支持されるとともに、車体の内側の側壁を成すサイドパネルインナ１０に連結されている。

また、この車両１のリヤサスペンション１１には、図１に示すように、独立したダンパ１２とスプリング１３を別位置で支持するダブルウィシュボーン式のサスペンションが用いられている。左右の各リヤサスペンション１１は、ロアアーム１４の先端部がリヤクロスメンバ４の車幅方向内側寄りのアーム支持部１５に揺動可能に支持され、ダンパ１２の上端部がリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂの頂部のダンパ支持部１６に取り付けられるとともに、スプリング１３の上端部がリヤフレーム２Ａ，２Ｂの下面のスプリング支持部１７に取り付けられている。スプリング支持部１７は、リヤフレーム２Ａ，２Ｂのうちのリヤクロスメンバ４との結合部の近傍に設けられている。

左右のリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂのダンパ支持部１６の真横位置の側面には、鉛直方向上下に延出する断面略コ字状のホイールハウスフレーム１８（補強フレーム）が夫々接合され、そのホイールハウスフレーム１８の上下端が、パーセルフレーム８とリヤクロスメンバ４の各端部に結合されている。パーセルフレーム８とリヤクロスメンバ４は、こうして両側の端部同士がホイールハウスフレーム１８，１８によって結合されることにより、ホイールハウスフレーム１８，１８とともに環状骨格フレームを構成している。そして、パーセルフレーム８はリヤクロスメンバ４の直上位置に配置され、環状骨格フレーム全体は車体前後方向と直交する一平面内に配置されている。

各ホイールハウスフレーム１８の上端部は、図２に示すように、パーセルフレーム８の端縁の下面に略Ｔ字状に突き当てられ、パーセルフレーム８の端縁に結合されている。そして、ホイールハウスフレーム１８よりも車幅方向外側に突出するパーセルフレーム８の端縁の下方にはリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂとの間に空間部が形成されるが、この空間部には、リヤホイールハウス６Ａ，６Ｂの頂部のダンパ支持部１６（図１参照。）の上方を覆う前記のダンパベースカバー９（補強部材）が配置されている。

このダンパベースカバー９は、図４の断面図に示すように断面略コ字状に形成され、コ字形状の開口側がサイドパネルインナ１０に結合されてダンパ支持部１６の上方側周囲を覆い、サイドパネルインナ１０とともに矩形状の閉断面を形成している。そして、このダンパベースカバー９の下端部はダンパ支持部１６の周囲に結合され、上端部はパーセルフレーム８の端縁に結合されている。また、ダンパベースカバー９の車幅方向内側の側面は、リヤホイールハウス６Ａ，６Ｂから上方に突出するホイールハウスフレーム１８の上縁部に結合されている。したがって、サイドインナパネル１０とともに閉断面を形成するダンパベースカバー９は、ダンパ支持部１６の周囲を補強するとともに、パーセルフレーム８とホイールハウスフレーム１８の結合部を補強することになる。
なお、図４中３１は、ダンパ１２の調整ナット３２を操作するためにダンパベースカバー９の側壁に形成された作業孔である。

また、図３に示すように、リヤフレーム２Ａ，２Ｂとリヤクロスメンバ４は上方側に開口する略コ字状断面に形成され、開口縁に設けられたフランジ２ａ，４ａ部分にフロアパネル３０（図６参照。）が接合されるようになっており、リヤクロスメンバ４の端部はリヤフレーム２Ａ，２Ｂの車内側壁２ｂに突き当てた状態で接合されている。そして、リヤフレーム２Ａ，２Ｂの略コ状断面のうちの、リヤクロスメンバ４が接合される部位には、ホイールハウスフレーム１８の下端が挿入され、その状態において車外側壁２ｃにホイールハウスフレーム１８の下端が結合されている。この部位におけるリヤフレーム２Ａ，２Ｂの略コ字状断面はホイールハウスフレーム１８の下端の外形に比較して幅広く形成され、略コ字状断面内の残余の領域には、図５の断面図にも示すように、断面略コ字状の第１バルクヘッド２０（内部補強部材）が収容され、その第１バルクヘッド２０が残余の領域の車内側壁２ｂに結合されている。この実施形態の場合、第１バルクヘッド２０はボルト２１によってホイールハウスフレーム１８の下端に一体に結合されている。

また、リヤクロスメンバ４の略コ字状断面の底部には、図６の断面図にも示すように、下方に開口する略コ字状断面がリヤフレーム２Ａ，２Ｂの車内側壁２ｂから車幅方向内側へと延出する第２バルクヘッド２２（内部補強部材）が結合されている。この第２バルクヘッド２２の端部は平板状の第３バルクヘッド２３（内部補強部材）によって閉塞され、その第３バルクヘッド２３の周縁部がリヤクロスメンバ４の略コ字状断面の内面に結合されている。以上の第１，第２，第３バルクヘッド２０，２２，２３は、リヤフレーム２Ａ，２Ｂとリヤクロスメンバ４に接合されることにより、ホイールハウスフレーム１８の下端からリヤクロスメンバ４にかけて連続する断面を構成するようになっている。

以上のように、この車両１の車体後部構造においては、パーセルフレーム８とリヤクロスメンバ４の端部同士をホイールハウスフレーム１８，１８で結合して成る環状骨格フレームがリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂの側部に配置され、リヤサスペンション１１の取付点であるアーム支持部１５とダンパ支持部１６とスプリング支持部１７がその環状骨格フレームに沿って設けられているため、環状骨格フレームによって車体の捩り剛性を高めることができるとともに、リヤサスペンション１１からの入力荷重を環状骨格フレームで直接的に受け止め、リヤサスペンション１１の性能を最大限に発揮することができる。つまり、アーム支持部１５、ダンパ支持部１６、スプリング支持部１７から夫々入力される荷重を環状骨格フレームによって一平面内で剛的に支持することができるため、旋回走行時等における各支持点１５，１６，１７（取付点）での荷重入力のタイミングのばらつきを無くし、それによってサスペンションの追従性能を高めることができる。
したがって、この車体後部構造を採用した場合には、大量の補強部材を追加することなく、リヤサスペンション１１の支持剛性を効率良く高めることができるため、ボディの剛性向上と軽量化を両立させることが可能である。

また、この車体後部構造においては、左右のリヤフレーム２Ａ，２Ｂの略中間位置が、リヤフレーム２Ａ，２Ｂから上方に立ち上がって構成される環状骨格フレームによって支持されるため、後面衝突時に、リヤフレーム２Ａ，２Ｂによってより大きな荷重を受け止めることができる。
即ち、環状骨格フレームがない場合には、図７（Ａ）に示すようにリヤフレーム２Ａ，２Ｂの後部に入力される荷重Ｆが大きな曲げモーメントＭとしてリヤフレーム２Ａ，２Ｂにそのまま作用するが、環状骨格フレームを持つこの実施形態の車体後部構造においては、図７（Ｂ）に示すようにホイールハウスフレーム１８がリヤフレーム２Ａ，２Ｂの略中間位置において荷重を分散支持し、リヤフレーム２Ａ，２Ｂに作用する曲げモーメントｍをより小さくすることができる。

また、この車体後部構造では、ホイールハウスフレーム１８の上端部をパーセルフレーム８の端縁に略Ｔ字状に突き当て、ホイールハウスフレーム１８に対して車外方向に突出するパーセルフレーム８の端縁とリヤホイールハウス６Ａ，６Ｂの間の空間部にダンパベースカバー９を配置し、そのダンパベースカバー９をパーセルフレーム８の端縁とホイールハウスフレーム１８の上縁部に結合するようにしているため、車室側への張り出しを抑制しつつ、パーセルフレーム８とホイールハウスフレーム１８を剛的に結合することができる。

さらに、この車体後部構造においては、ホイールハウスフレーム１８の下端をリヤフレーム２Ａ，２Ｂの略コ字状断面内に結合し、その略コ字状断面内の残余の領域に断面コ字状の第１バルクヘッド２０を結合するとともに、リヤフレーム２Ａ，２Ｂの車内側壁２ｂを挟んで第１バルクヘッド２０の断面と連続するように、リヤクロスメンバ４の略コ字状断面内に第２バルクヘッド２２と第３バルクヘッド２３を結合するようにしているため、リヤフレーム２Ａ，２Ｂとリヤクロスメンバ４の内部において、連続した断面によってホイールハウスフレーム１８、リヤフレーム２Ａ，２Ｂ、リヤクロスメンバ４の三者を剛的に結合することができる。したがって、この部位においても、車室側への張り出しを抑制しつつ、結合部剛性を高めることができる。

この実施形態の車体後部構造においは、以上のように環状骨格フレームの車内側への張り出し量を充分に抑えることができるため、パーセルフレーム８の下方に開口部を確保して所謂トランクスルー構造とする場合に、開口部幅を充分に大きく確保できるという利点がある。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態を示すものであり、前後に切断した車体骨格部を斜め後方側に向かって見た図。 同実施形態を示す図１のＡ矢視図。 同実施形態を示す図１のＢ矢視図。 同実施形態を示す図２のＣ−Ｃ断面に対応する断面図。 同実施形態を示す図３のＤ−Ｄ断面に対応する断面図。 同実施形態を示す図３のＥ−Ｅ断面に対応する断面図。 比較例のリヤフレームの荷重伝達のイメージを示す模式図（Ａ）と、同実施形態のリヤフレームの荷重伝達のイメージを示す模式図（Ｂ）を併せて記載した図。

符号の説明

２Ａ，２Ｂ…リヤフレーム
４…リヤクロスメンバ
６Ａ，６Ｂ…リヤホイールハウス
７…リヤパーセルシェルフ
８…パーセルフレーム
９…ダンパベースカバー（補強部材）
１１…リヤサスペンション
１５…アーム支持部（リヤサスペンション取付点）
１６…ダンパ支持部（リヤサスペンション取付点）
１７…スプリング支持部（リヤサスペンション取付点）
１８…ホイールハウスフレーム（補強フレーム）
２０…第１バルクヘッド（内部補強部材）
２２…第２バルクヘッド（内部補強部材）
２３…第３バルクヘッド（内部補強部材）

Claims (1)

1. 車体前後方向に略沿って延出する一対のリヤフレームと、
   車幅方向に沿って延出して前記両リヤフレームを連結するリヤクロスメンバと、
   左右の各後輪の上半部を覆い、頂部の近傍にリヤサスペンションのダンパ支持部が配置される一対のリヤホイールハウスと、
   リヤパーセルシェルフの骨格を成すとともに、前記リヤホイールハウスの上方側で車幅方向に沿って延出するパーセルフレームと、
   を備えた車体後部構造において、
   前記リヤクロスメンバとパーセルフレームの両端部間を連結する一対の補強フレームを、前記各リヤホイールハウスのダンパ支持部の車幅方向の真横位置の側壁に沿って配置し、
   前記ダンパ支持部を含む複数のリヤサスペンション取付点に沿う環状骨格フレームを前記パーセルフレーム、補強フレーム、リヤクロスメンバによって構成し、
   前記各補強フレームの上端部を前記パーセルフレームの端縁に略Ｔ字状に突き当てて結合するとともに、
   車体側部の車体パネルに結合されて閉断面を形成しこの車体パネルとともに前記各ダンパ支持部の上方周囲を覆う補強部材を設け、
   この補強部材を前記各ダンパ支持部の上部に結合するとともに、前記パーセルフレームの端縁と前記補強フレームの上縁部とに結合し、
   前記各リヤフレームと前記リヤクロスメンバの少なくとも接合部の近傍を上方側に開口する略コ字状断面に形成するとともに、
   前記各補強フレームの下端を、前記リヤフレームの略コ字状断面内に挿入して前記リヤフレームの車外側壁に結合し、
   このリヤフレームの略コ字状断面内の車内側壁側の残余の領域と、隣接する前記リヤクロスメンバの略コ字状断面内に、前記補強フレームの下部の断面とほぼ連続する断面を形成するように内部補強部材を接合したことを特徴とする車体後部構造。

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