JP5435347B2 - 車体後部の下部構造 - Google Patents

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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、車体と比較してスペアタイヤが硬いため、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とともに、スペアタイヤの中心をスペアタイヤハウスに取付けるためのスペアタイヤブラケットの車両後方側に脆弱部を設けており、車両後方から荷重が掛かった場合に、この脆弱部を起点としてスペアタイヤブラケットを変形させることによって、スペアタイヤの前側がさらに持ち上げられ、スペアタイヤが回転してさらに傾斜するようにしている。
特開平10−316050号公報 特開2007−276605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、スペアタイヤを取付けるスペアタイヤブラケットに脆弱部を設ける構造では、この脆弱部を起点として、スペアタイヤが車両走行中に振動し易くなっている。そのため、このスペアタイヤの振動によって騒音が発生し、さらに疲労亀裂によってスペアタイヤブラケット自体が損傷し易くなる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、車両走行中におけるスペアタイヤの振動の発生を防止し、かつ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、スペアタイヤの前側上方への移動を防ぐ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、車両後方からの荷重が車体後部に掛かるとき、前記サイドフレームが、前記フレーム前部と前記フレーム後部との分割位置で上方の凸形状に折れもしくは下方の凸形状に折れる変形を生じるとともに、前記リヤフロア及び前記フック補強部材が、前記補強部材前部と前記補強部材後部との分割位置で下方の凸形状に折れもしくは上方の凸形状に折れる変形を生じるように構成されている。
また、本発明において、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。
さらに、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。
そして、本発明において、前記リヤフロアの両側部は、左右両側の前記サイドフレームにそれぞれ連結されている。
また、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。
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、前記スペアタイヤハウスの部分の前記ビードは下方に突出する凸形状に形成され、その他の部分の前記ビードは上方に突出する凸形状に形成されている。
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、車両後方からの荷重が車体後部に掛かるとき、前記サイドフレームが、前記フレーム前部と前記フレーム後部との分割位置で上方の凸形状に折れもしくは下方の凸形状に折れる変形を生じるとともに、前記リヤフロア及び前記フック補強部材が、前記補強部材前部と前記補強部材後部との分割位置で下方の凸形状に折れもしくは上方の凸形状に折れる変形を生じるように構成されているので、サイドフレームとリヤフロア及びフック補強部材とが逆方向に折れることによって、同じ方向に折れる場合よりも折れ変形中の抵抗力が大きくなり、車両後方から車体後部に掛かった荷重を確実に吸収することができる。ここで、下方の凸形状に折れは、谷形折れ(V字折れ)ともいい、上方の凸形状に折れは、山形折れともいう。
しかも、本発明の下部構造によれば、車両後方からの荷重吸収中の変形を車両前方へ真っ直ぐにコントロールできる。すなわち、谷形折れ(V字折れ)は車体後部が上方に持ち上がる傾向にあり、山形折れは車体後部が下方に下がる傾向にあるので、混合折れによって変形方向を車両前方へ安定させ、設計通りの変形をさせることで、車両後方からの荷重の吸収を効果的に行うことができる。
また、本発明において、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。この際、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を起こし、車両後方からの荷重を確実に吸収することができる。
さらに、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。
また、本発明において、前記リヤフロアの両側部は、左右両側の前記サイドフレームにそれぞれ連結されているので、フック補強部材に連結されているリヤフロアのスペアタイヤハウスの部分が谷形折れする一方、サイドフレームに連結しているリヤフロアの左右両端部が山形折れすることになる。したがって、リヤフロアは、左右両側で上方の凸形状に折れ、車幅方向中央で下方の凸形状に折れる異なる方向の変形が起こり、その境界付近では複雑な皺ができた変形となるので、車両後方からの荷重の吸収効率を向上させることができる。
さらに、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促進できる。
また、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、前記スペアタイヤハウスの部分の前記ビードは下方に突出する凸形状に形成され、その他の部分の前記ビードは上方に突出する凸形状に形成されているので、リヤフロアの左右両端部は山形折れを確実に起こし、フック補強部材周辺は谷形折れを確実に起こすことになり、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変形をより一層促進できる。しかも、山形折れと谷形折れに挟まれたリヤフロアのパネル部分の変形は両方の変形が混ざっているため、車両後方からの荷重吸収性向上をより一層図ることができる。
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において、車両後方からの荷重が車体後部に掛かった状態を示すものであって、(a)はその初期状態の側面図、(b)はその最終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。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で上方の凸形状に折れる変形(山形折れ)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変形(谷形折れ)を生じるように構成されている。
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。
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。しかも、スペアタイヤハウス3の部分の中央ビード部31aは、下方に突出する凸形状に形成され、その他の部分の側方ビード部31bは、上方に突出する凸形状に形成されており、サイドフレーム4及びフック補強部材6の設置箇所に対応して、リヤフロア2が逆方向へ折れ変形を生じるように構成されている。
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の後部に伝わる。すると、サイドフレーム4は、フレーム前部11とフレーム後部12との分割位置10で、フレーム前部11の後端及びフレーム後部12の前端がやや持ち上がり、上方へ向かう凸形状の山形に折れる変形が生じることになる。
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が更に車体後部1のバックパネル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の前端が大きく持ち上がり、上方へ向かう鋭角の山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とが逆方向に折れ変形する際には大きな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跳ね上げられて、車両前方へ向かって縦方向に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で上方の凸形状に折れる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とが逆方向に折れることになり、同じ方向に折れる場合よりも折れ変形中の抵抗力が大きくなり、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。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の損傷を防止でき、車両後方からの荷重Fによる燃料漏れ規制法規に対応することができるとともに、スペアタイヤSTの挙動を制御して、スペアタイヤSTが後部座席7に接触するのを防止することができる。
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。
例えば、既述の実施形態では、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とフレーム後部12との分割位置10で上方の凸形状に折れる変形(山形折れ)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変形(谷形折れ)を生じるように構成されているが、前後方向の剛性の高さなどを変えることによって、サイドフレーム4が分割位置10で谷形折れを生じ、リヤフロア2及びフック補強部材6が分割位置20で山形折れを生じるように構成されていても、同様の効果を奏する。
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 (6)

  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、
    車両後方からの荷重が車体後部に掛かるとき、前記サイドフレームが、前記フレーム前部と前記フレーム後部との分割位置で上方の凸形状に折れもしくは下方の凸形状に折れる変形を生じるとともに、前記リヤフロア及び前記フック補強部材が、前記補強部材前部と前記補強部材後部との分割位置で下方の凸形状に折れもしくは上方の凸形状に折れる変形を生じるように構成されていることを特徴とする車体後部の下部構造。
  2. 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請求項1に記載の車体後部の下部構造。
  3. 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2に記載の車体後部の下部構造。
  4. 前記リヤフロアの両側部は、左右両側の前記サイドフレームにそれぞれ連結さ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。
  5. 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2〜4のいずれかに記載の車体後部の下部構造。
  6. 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、前記スペアタイヤハウスの部分の前記ビードは下方に突出する凸形状に形成され、その他の部分の前記ビードは上方に突出する凸形状に形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の車体後部の下部構造。
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