JP5807519B2 - 自動車の後部車体構造 - Google Patents
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Description
なお、図16において、88は前側ロアアーム、89は後側ロアアームであり、また、図中、矢印Fは車両前方を示し、矢印Rは車両後方を示す。
すなわち、サイドメンバ部81の前後の車体取付部81a,81b間の距離が長く、かつ湾曲しているので、横力の入力に対して剛性を確保するために、該サイドメンバ部81の板厚を大きくする必要があり、重量が大となる。
また、後突時に、リヤサイドフレーム84後部が受けた後突荷重は、同図に矢印で示すように、リヤサイドフレーム84の前部に集中するので、リヤサイドフレーム84前方のサイドシル周辺の車体変形が増加する問題点があった。
さらに、前側車体取付部81aと前側ロアアーム88の支持部88aとの間の距離が長く、剛性的に不利であった。
加えて、上述の延長部材86でサイドメンバ部81の前部81cを車体クロスメンバ85に接続した分、サブフレーム80の剛性は幾分向上するが、該延長部材86の長さ分だけ変形しやすくなると共に、延長部材配置スペースが必要となるうえ、重量が増加する問題点があった。
さらに、図17に示す従来構造においては、前側ロアアーム88の支持部88aと前側アッパアーム(図示せず)の支持部とを前後方向の同一位置に配置し、正面視において、右上アッパアームと左下ロアアームとの間、および、左上アッパアームと右下ロアアームとの間で、タスキ掛け状に荷重を相殺すべく構成して、旋回時等において左右の後輪87,87が同じ側に倒れるような同相横力を相殺できるように構成している。
そこで、従来から自動車の後部車体構造には、同相横力および異相横力に対する剛性の確保と、面共振の抑制を図ることが要請されていた。
すなわち、前側車体取付部近傍にアッパアーム支持部とロアアーム支持部とが設けられており、各アーム支持部と前側車体取付部との車幅方向距離の短縮を図ることができるので、アーム支持部が車体に対して強固に取付けられ、アーム支持剛性と軽量高剛性化との両立を図ることができる。
また、両アーム支持部とクロスメンバ部とが平面視で前後方向に重なる位置に配置されるので、前後位置が異なるものと比較して、横力によるサイドメンバ部への車幅方向曲げモーメントを抑制することができ、好ましくないジオメトリ変化を防止することができる。
さらに、ロアアーム支持部はサイドメンバ部から下方に離間しているが、クロスメンバ部の側部における中央部隣接位置または中央部に取付けられており、横方向の荷重(横力)は中央部を介して反対側に伝えられるので、剛性を確保することができる。
さらにまた、クロスメンバ部の中央部は、アッパアーム支持部とロアアーム支持部との上下方向間における中央よりも下方に設定されており、アッパアーム支持部に対して作用する横力よりも大きい横力が作用する左右のロアアーム支持部とクロスメンバ部の中央部との上下距離短縮を図っているので、異相横力(左右輪が異なる側に倒れる時に入力される力)を、上述の中央部で水平方向に相殺することができる。
要するに、同相横力に対する剛性の確保のみならず、異相横力に対しても剛性を確保することができ、加えて、周波数300HZ前後の面共振をなくすことができるものである。
また、後側ロアアーム支持部の前後剛性も向上させることができる。
上記構成によれば、サイドメンバ部を、捻りに強いパイプ材(閉断面構造部材)で形成し、上記ロアアーム支持部をサイドメンバ部にも支持させたので、横力に対してさらに軽量高剛性化を図ることができる。
上記構成によれば、左右同相の横力に対し、アッパアームと反対側のロアアームの横力相殺量を増加することができ、また、両アーム支持部をサイドメンバ部下方に設ける構造に対して、両アーム支持部とサイドメンバ部や車体取付部との距離を短縮することで、軽量高剛性化を図ることができる。
図1は自動車の後部車体構造を示す底面図、図2は図1からリヤサブフレームおよびサスペンションアーム等を取外した状態の底面図、図3は図1のA‐A線矢視断面図である。
図2,図3において、センタフロアパネル1の後部には、リヤシートパン2と、前低後高状に傾斜して後方に延びるスラント部3と、を介してリヤフロア4(フロアパネル)を連設している。
上述のセンタフロアパネル1および図示しないフロントフロアパネルにはその車幅方向中央において車室内へ突出して、車両の前後方向に延びるトンネル部5を一体または一体的に形成すると共に、センタフロアパネル1およびフロントフロアパネルの車幅方向両端部には、サイドシル6を接合固定している。
上述のリヤシートパン2からスラント部3およびリヤフロア4にかけて、車両の前後方向に延びるリヤサイドフレーム7を設けている。
上述のリヤサイドフレーム7は車体強度部材であって、このリヤサイドフレーム7の前部は、キックアップ部(後述するクロスメンバ9が配置された部分に対応)においてサイドシル6と連結され、この連結部に対応して左右のリヤサイドフレーム7,7の前部相互間には、車幅方向に延びるクロスメンバ9(いわゆるNo.3クロスメンバ)を張架し、該クロスメンバ9と車体フロアパネルとの間には、車幅方向に延びる閉断面が形成されている。
また、上述のスラント部3の後部に対応するリヤサイドフレーム7の前後方向中間部には、左右のリヤサイドフレーム7,7間に掛け渡される車体クロスメンバ10(いわゆるNo.4クロスメンバ)を設けている。
つまり、上下の各閉断面11,12が、図3に示すように上下方向に重なり合うように形成されている。また、この車体クロスメンバロア10Lのリヤサイドフレーム7よりも車幅方向内側には、後述するサブフレーム21の前側車体取付部25(図1参照)の取付けポイント10Pが設けられている。
図2に示すように、上述のリヤシートパン2およびスラント部3の下部車外側には、一対のタンクバンド13,13を用いて、車両補機としての燃料タンク14が取付けられている。
また、図2に示すように、前後のクロスメンバ9,10間に対応して上述のリヤサイドフレームロア7Lには、トレーリングアーム取付部17を形成し、車体クロスメンバ10よりもさらに後方位置に対応して該リヤサイドフレームロア7Lには、後述するサスペンション用のスプリング27(図1参照)のバネ座18を設け、このバネ座18よりもさらに後方位置に対応して該リヤサイドフレームロア7Lには、後側車体取付部26(図1参照)の取付けポイント19を設けている。
さらに、図2に示すように、ホイールハウス8内にはリヤサスペンションのダンパ取付部20を設けている。
図2,図3で示した車体構造に対して、図1に底面図で示すようにリヤサブフレーム21(以下単に、サブフレームと略記する)を取付けるものである。
図4〜図9に示すように、リヤサスペンションを支持するサブフレーム21は、左右のサイドメンバ部22,22と、前側クロスメンバ部23と、後側クロスメンバ部24とを備え、平面視で左右略対称(図6参照)に形成されている。
そして、図1に示すように、左右のサイドメンバ部22,22の後部が、後側車体取付部26,26を介してそれぞれ左右のリヤサイドフレーム7(詳しくは、リヤサイドフレームロア7Lの取付けポイント19)に取付けられる一方、左右のサイドメンバ部22,22の前部が、前側車体取付部25,25を介して車体クロスメンバ10(No.4クロスメンバ)のリヤサイドフレーム7よりも車幅方向内側に取付けられている。詳しくは、前側車体取付部25,25を車体クロスメンバロア10Lの取付けポイント10P(図2参照)に取付けている。
これにより、リヤサイドフレーム7の後部が受けた後突荷重を、サイドメンバ部22を介して車体クロスメンバ10に伝達し、この車体クロスメンバ10からリヤサイドフレーム7以外のフロアパネル等の部材に荷重分散して、後突荷重の分散を図り、サブフレーム21の前進や、その前方に位置する車体の変形を抑制し、後突安全性の向上を図るように構成している。
また、上述の各サイドメンバ部22,22は、図1に示すように、その前方にサスペンション用のスプリング27(コイルスプリング)が配設できるように、サブフレーム21の後側車体取付部26から車幅方向内側前方に延びており、これにより、後突荷重の分散とサスペンション用スプリング27のレイアウトとの両立を図るように構成したものである。
上述のアッパアーム支持部28と、ロアアーム29と、前側クロスメンバ部23とは前後に重なる位置、この実施例では前後方向の略同一位置に配置されている。
また、図4,図7に示すように、上述の前側クロスメンバ部23は、左右の各サイドメンバ部22,22(特に、該サイドメンバ部22において前後方向に直線的に延びるその前部)からそれぞれ車幅方向内側下方に延びる左右の車幅方向側部23S,23Sと、これら左右の両車幅方向側部23S,23Sを車幅方向に水平に連結する中央部23Cとを有するパイプ材から形成された部位を有する。
さらに、ロアアーム支持部29よりも上方で、かつ上下方向中央(ラインL1参照)よりも下方に、上述の中央部23Cの位置が設定され、ロアアーム支持部29は上述の中央部23Cまたは該中央部23Cに隣接した車幅方向側部23Sの中央部23C隣接部位にブラケット31(詳しくは、ロアアーム支持ブラケット31)を介して連結されている。
また、上述のアッパアーム支持部28は、サイドメンバ部22における前側クロスメンバ部23の延長方向、詳しくは、車幅方向内側下方に延びる車幅方向側部23Sの延長方向と反対側の部位に連結されている。
つまり、サイドメンバ部22の前側車体取付部25の後方で、かつ車幅方向近傍には、サスペンションの前側アーム(図12に示す前側のアッパアーム32、前側のロアアーム33参照)を枢支する支持部28,29が設けられたものであり、サスペンションの前側アッパアーム32の支持部28を構成するブラケット30と、その下方において前側ロアアーム33の支持部29を構成するブラケット31とが、前後に重なる位置で車幅方向に延設されたものである。
上述のブラケット30をこのように構成することで、該ブラケット30の前後方向への倒れを阻止すると共に、横力に対する充分な接合強度を確保したものである。
上述のブラケット31は、図7に示すように、正面視で略三角形状に形成されており、図9に示すように、側面視で略四角形状に形成されており、前後の各パネル34,35に一体形成されたフランジ部34a,35aはサイドメンバ部22に前後方向に幅広く接合固定されている。
上述のブラケット31をこのように構成することで、該ブラケット31の前後方向への倒れを阻止すると共に、横力に対する充分な接合強度を確保したものである。
上述の後側クロスメンバ部24の左右両側部に相当する後方傾斜部位24Rおよび前方傾斜部位24Fは、後側ロアアーム支持部38,38から前後方向に分岐しており、この分岐した各傾斜部位24R,24Fの車幅方向両端部が上述のサイドメンバ部22に連結されており、該サイドメンバ部22と前方傾斜部位24Fと後方傾斜部位24Rとの三者により、トラス構造を形成しており、このトラス構造により、後側クロスメンバ部24それ自体、および、サブフレーム21を補強して、重量増加を抑えながら後側ロアアーム37の支持剛性を前後左右方向に補強すべく構成している。
この実施例では、図5に斜視図で示すように、上述のスティフナ41は中央部24Cのみならず、前方傾斜部位24Fおよび後方傾斜部位24Rの車幅方向中途位置まで分岐して延びており、このスティフナ41の延出構造により、部品点数の増加を招くことなく、前後の各傾斜部位24F,24Rの強度向上を図っている。
また、図1,図3に示すように、上述の後側ロアアーム37はスプリング27のバネ座を兼ねるように、リヤサイドフレームロア7L側のバネ座18(図2参照)と上下方向に対向する部分が、スプリング27に対応して膨出形成されている。
また、後突時には図11に矢印で示すように、リヤサイドフレーム7に後突荷重が入力するが、このリヤサイドフレーム7後部が受けた後突荷重を、サイドメンバ部22を介して車体クロスメンバ10に伝達して、荷重分散を図ることができる。
さらに、図11および図1からも明らかなように、トーイン(後輪48の前側がその後側に対して車幅方向内側となるトー角)を確保するために前側のアーム(アッパアーム32、ロアアーム33ともに)のアーム長は、後側ロアアーム37のアーム長よりも短く設定されている。
また、この実施例では前側のアッパアーム32と前側のロアアーム33とが平面視において車幅方向に略並行に延びており、横力を車幅方向に延びる前側クロスメンバ部23で受けるので、該前側クロスメンバ部23の前後曲げモーメントを抑制することができる。
次に、図12を参照して旋回時等において同相横力(左右の後輪48,48が同じ側に倒れる横力)が入力した場合について説明する。
左右の後輪48,48に同相の横力a,bが入力すると、左側ロアアーム33(図12は正面図であって図示の右側が車両左側に相当するので、左側ロアアーム33は図示右側のアーム33である)には引く力cが作用し、左側アッパアーム32には押す力dが作用し、右側ロアアーム33には押す力eが作用し、右側アッパアーム32には引く力fが作用する。
正面図で示す図12から明らかなように、車両の右側上部から左側下部にかけて各要素30,23S,23Cとブラケット31の下辺とが略直線状に連結されており、車両の左側上部から右側下部にかけて、各要素30,23S,23Cとブラケット31の下辺とが略直線状に連結されていて、これによりタスキ掛けに近似した構造となっているので、ブラケット30,31を備えた前側クロスメンバ部23には図12に矢印で示す力c´,d´,e´,f´が作用し、左側の引く力c´と右側の引く力f´とで荷重が打ち消され、右側の押す力e´と左側の押す力d´とで荷重が打ち消されて、同相横力が相殺できる。
なお、図12にタスキ掛けの理想的な構造を仮想線αで示す。
次に、図13を参照して、轍や凹凸路(凸凹道)を走行する時のように左右の後輪48,48に異相横力が入力した場合について説明する。
左右の後輪48,48に異相の横力g,hが入力すると、左側ロアアーム33と右側ロアアーム33とには、それぞれ引く力i,jが作用する。
正面図で示す図13から明らかなように、前側クロスメンバ部23の中央部23Cは、同図に距離L2で示すようにアッパアーム支持部28とロアアーム支持部29との間において、ロアアーム支持部29側に近い位置に配置しており、中央部23Cとロアアーム支持部29との上下方向オフセット量(距離L2)が小さく、また、前側車体取付部25とアッパアーム支持部28との上下方向距離L3、並びに直線距離L4を何れも小さくし、ブラケット30,31を備えた前側クロスメンバ部23の剛性を確保しているので、左右のアッパアーム32,32に入力される荷重よりも、その荷重が大きい左右のロアアーム33,33のそれぞれの引く力i,jが互に打ち消す方向に作用して、異相横力が相殺される。
なお、図中、矢印Fは車両の前方を示し、矢印Rは車両の後方を示す。
すなわち、前側車体取付部25近傍にアッパアーム支持部28とロアアーム支持部29とが設けられており、各アーム支持部28,29と前側車体取付部との車幅方向距離の短縮を図ることができるので、アーム支持部28,29が車体に対して強固に取付けられ、アーム支持剛性と軽量高剛性化との両立を図ることができる。
また、両アーム支持部28,29とクロスメンバ部23とが平面視(図6参照)で前後方向に重なる位置に配置されるので、前後位置が異なるものと比較して、横力によるサイドメンバ部22への車幅方向曲げモーメントを抑制することができ、好ましくないジオメトリ変化を防止することができる。
さらに、ロアアーム支持部29はサイドメンバ部22から下方に離間しているが、クロスメンバ部23の側部23Sにおける中央部23C隣接位置または中央部23Cに取付けられており、横方向の荷重(横力)は中央部23Cを介して反対側に伝えられるので、剛性を確保することができる。
しかも、クロスメンバ部23の中央部23Cは、アッパアーム支持部28とロアアーム支持部29との上下方向間における中央(図7の仮想ラインL1参照)よりも下方に設定されており、アッパアーム支持部28に対して作用する横力よりも大きい横力が作用する左右のロアアーム支持部29,29とクロスメンバ部23の中央部23Cとの上下距離L2(図13参照)短縮を図っているので、図13に示す異相横力(左右輪が異なる側に倒れる時に入力される力)を、上述の中央部23Cで水平方向に相殺することができる。
要するに、同相横力に対する剛性の確保のみならず、異相横力に対しても剛性を確保することができ、加えて、周波数300HZ前後の面共振をなくすことができるものである。
また、上記サイドメンバ部22は、パイプ材から形成されると共に、上記ロアアーム支持部29と連結されたものである(図4参照)。
さらに、上記アッパアーム支持部28は、上記サイドメンバ部22におけるクロスメンバ部23の延長方向と反対側の部位に連結されたものである(図4参照)。
加えて、上記サブフレーム21は、上記ロアアーム支持部29から後方向に離間した位置で後側ロアアーム37を支持する後側クロスメンバ部24を有し、該後側クロスメンバ部24の左右両側部は、後側ロアアーム支持部38から前後方向に分岐して上記サイドメンバ部22に連結されたものである(図4参照)。
また、後側ロアアーム支持部38の前後剛性も向上させることができる。
この実施例では、サイドメンバ部22および前側クロスメンバ部23に加えて、後側クロスメンバ部24もパイプ部材により構成したものである。
すなわち、後側クロスメンバ部24の中央部24Cの左右両端部に、該両端部から前方外側に傾斜して延びる前方傾斜部位24F,24Fを、同一のパイプ部材にて一体形成すると共に、これら両者24C,24Fと別体のパイプ部材にて後方傾斜部位24Rを形成し、前方傾斜部位24Fの前端部をサイドメンバ部22に連続溶接にて固定し、後方傾斜部位24Rの車幅方向内端部を前方傾斜部位24Fの基部、または中央部24Cの端部に連続溶接にて固定すると共に、該後方傾斜部位24Rの車幅方向外端部をサイドメンバ部22の後端部に連続溶接にて固定したものである。
また、上述の中央部24Cと、前方傾斜部位24Fと、後方傾斜部位24Rとが平面視でY字状に交わる部位には、これらを外面側から覆う断面略C字形状のブラケット51を設け、このブラケット51の車幅方向内端51aの周縁と中央部24Cとを連続溶接にて接合固定し、ブラケット51の車幅方向外端前部51bの周縁と前方傾斜部位24Fとを連続溶接にて接合固定し、さらに、ブラケット51の車幅方向外端後部51cの周縁と後方傾斜部位24Rとを連続溶接にて接合固定している。
上述のブラケット51は、図15に示すように、その下部から下方に延びる前後一対の後側ロアアーム支持片51d,51dを一体に備えたもので、前後一対の後側ロアアーム支持片51d,51d間に補強部材としてのスティフナ41を配置して、該スティフナ41と後側ロアアーム支持片51d,51dとを溶接固定すると共に、スティフナ41の取付片を含んで前後一対の後側ロアアーム支持片51d,51d間には、後側ロアアーム支持ピン52を横架して、この後側ロアアーム支持ピン52に図1で示した後側ロアアーム37のサブフレーム側枢支部を支持させるように構成している。
図14,図15で示した実施例においても、その他の構成、作用、効果については、先の実施例とほぼ同様であるから、図14,図15において、前図と同一の部分には、同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
この発明のリヤサブフレームは、実施例のサブフレーム21に対応し、
以下同様に、
車体取付部は、前側車体取付部25、後側車体取付部26に対応し、
クロスメンバ部は、前側クロスメンバ部23に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
22…サイドメンバ部
23…前側クロスメンバ部(クロスメンバ部)
23S…車幅方向側部
23C…中央部
24…後側クロスメンバ部
25…前側車体取付部(車体取付部)
26…後側車体取付部(車体取付部)
28…アッパアーム支持部
29…ロアアーム支持部
30,31…ブラケット
37…後側ロアアーム
38…後側ロアアーム支持部
Claims (3)
- 左右のサイドメンバ部と、クロスメンバ部とを有するリヤサブフレームを備えた自動車の後部車体構造であって、
上記サイドメンバ部は車体取付部を備え、
平面視で前側車体取付部近傍に、該前側車体取付部よりも上方のアッパアーム支持部と、
サイドメンバ部から下方に離間したロアアーム支持部とが設けられ、
これら両アーム支持部と上記クロスメンバ部とが前後に重なる位置に配置されており、
該クロスメンバ部は、上記左右サイドメンバ部からそれぞれ車幅方向内側下方に延びる左右の車幅方向側部と、
これら両車幅方向側部を連結する中央部を有するパイプ材から形成された部位を有し、
アッパアーム支持部とロアアーム支持部との上下方向間において、上下方向中央よりも上方で上記サイドメンバ部がアッパアーム支持部にブラケットを介して連結され、
上記ロアアーム支持部よりも上方で、かつ上下方向中央よりも下方に、上記中央部の位置が設定され、
上記ロアアーム支持部は、上記中央部または該中央部に隣接した車幅方向側部の中央部隣接部位にブラケットを介して連結され、
上記リヤサブフレームは、上記ロアアーム支持部から後方向に離間した位置で後側ロアアームを支持する後側クロスメンバ部を有し、
該後側クロスメンバ部の左右両側部は、後側ロアアーム支持部から前後方向に分岐して上記サイドメンバ部に連結されたことを特徴とする
自動車の後部車体構造。 - 上記サイドメンバ部は、パイプ材から形成されると共に、上記ロアアーム支持部と連結された
請求項1記載の自動車の後部車体構造。 - 上記アッパアーム支持部は、上記サイドメンバ部におけるクロスメンバ部の延長方向と反対側の部位に連結された
請求項1または2記載の自動車の後部車体構造。
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