JP2008247139A - 自動車の車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体後部の各側部を構成する各サイドメンバがサスペンションアーム側から外力を与えられても、容易には左右に傾倒しないようにして自動車の操安性と耐久性を向上させるようにする。
【解決手段】サイドメンバ９が、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体２８と、このサイドメンバ本体２８の上端開口を閉じる蓋板２９とを備える。サイドメンバ９の長手方向の中途部９ｃを後上がり形状とし、中途部９ｃにサスペンションアーム３３の一端部３３ａを支持する支持ブラケット３５を結合する。支持ブラケット３５が、サスペンションアーム３３の一端部３３ａを挟む一対の縦壁３６，３７を備える。フロアパネル１６と支持ブラケット３５の縦壁３７とにそれぞれ結合される補強材４１を設ける。補強材４１に向けて蓋板２９の一部を延出させ、この蓋板２９の延出部２９ａ、支持ブラケット３５、および補強材４１を互いに結合させて閉断面構造部を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フロアパネルを支持するサイドメンバと、懸架装置のサスペンションアームを支持する支持ブラケットと、これらにそれぞれ結合される補強材とを備えた自動車の車体後部構造に関するものである。

上記自動車の車体後部構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車体の後部の各側部を構成して前後方向に延び、フロアパネルを支持するサイドメンバが設けられ、このサイドメンバに対し懸架装置により後車輪が懸架されている。上記サイドメンバは、その長手方向に沿った視線でみて、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体と、このサイドメンバ本体の上端開口を閉じてこのサイドメンバ本体に結合される蓋板とを備えている。上記サイドメンバの前部よりも後部が高く位置するようこのサイドメンバの長手方向の中途部が後上がり形状とされている。上記懸架装置を構成するサスペンションアームの一端部を支持する支持ブラケットが上記サイドメンバの中途部に結合されている。この場合、後上がり形状にしたサイドメンバの中途部に上記支持ブラケットを結合させることにより、この支持ブラケットが車体の最低地上高を狭めないこととされている。

特開２００３−２８５６５６号公報

ところで、自動車の走行時には、上記後車輪側から上記サスペンションアームと支持ブラケットとを介して上記サイドメンバの中途部に大きい外力が与えられる。ここで、上記したようにサイドメンバの中途部は後上がり形状とされている。このため、上記外力は、上記サイドメンバの前部を基準として上記中途部を左右に傾倒させるような大きいモーメントとして働くことがある。そして、仮に、上記のようにサイドメンバが左右に傾倒したとすると、自動車の操安性が阻害されると共に、その耐久性が低下する、という不都合を生じる。

そこで、上記不都合の発生を防止するため、上記左右サイドメンバの両中途部にクロスメンバを架設して上記各サイドメンバを補強することが考えられる。しかし、第１に、上記左右サイドメンバの間には燃料タンクが配置されることがあり、この場合には、この燃料タンクが障害となって上記クロスメンバは容易には設置できないことがある。また、第２に、上記クロスメンバは、十分の補強効果を発揮するものではあるが、大型で重量物であるため、このようなクロスメンバを設けると、車体の重量が過大になるおそれを生じる。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、車体後部の各側部を構成する各サイドメンバがサスペンションアーム側から外力を与えられても、容易には左右に傾倒しないようにして自動車の操安性と耐久性を向上させるようにすることである。

また、本発明の他の目的は、仮に、上記左右サイドメンバの間に燃料タンクが配置される場合でも、上記した自動車の操安性と耐久性の向上が達成されるようにし、かつ、このようにした場合でも、車体の重量が過大にならないようにすることである。

請求項１の発明は、車体２の後部の各側部を構成して前後方向に延び、フロアパネル１６を支持するサイドメンバ９を設け、このサイドメンバ９が、その長手方向に沿った視線でみて（図１）、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体２８と、このサイドメンバ本体２８の上端開口を閉じてこのサイドメンバ本体２８に結合される蓋板２９とを備え、上記サイドメンバ９の前部９ａよりも後部９ｂが高く位置するようこのサイドメンバ９の長手方向の中途部９ｃを後上がり形状とし、このサイドメンバ９の中途部９ｃにサスペンションアーム３３の一端部３３ａを支持する支持ブラケット３５を結合し、この支持ブラケット３５が、上記サスペンションアーム３３の一端部３３ａを車体２の幅方向で挟む一対の縦壁３６，３７を備えた自動車の車体後部構造において、
上記フロアパネル１６と上記支持ブラケット３５の縦壁３７とにそれぞれ結合される補強材４１を設け、
上記補強材４１に向けて上記蓋板２９の一部を延出させ、この蓋板２９の延出部２９ａ、支持ブラケット３５、および補強材４１を互いに結合させて閉断面構造部を形成したことを特徴とする自動車の車体後部構造である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、車体の後部の各側部を構成して前後方向に延び、フロアパネルを支持するサイドメンバを設け、このサイドメンバが、その長手方向に沿った視線でみて、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体と、このサイドメンバ本体の上端開口を閉じてこのサイドメンバ本体に結合される蓋板とを備え、上記サイドメンバの前部よりも後部が高く位置するようこのサイドメンバの長手方向の中途部を後上がり形状とし、このサイドメンバの中途部にサスペンションアームの一端部を支持する支持ブラケットを結合し、この支持ブラケットが、上記サスペンションアームの一端部を車体の幅方向で挟む一対の縦壁を備えた自動車の車体後部構造において、
上記フロアパネルと上記支持ブラケットの縦壁とにそれぞれ結合される補強材を設けている。

このため、上記補強材が車体の幅方向である左右に向かう外力を与えられたときには、ほぼ水平に延びる上記フロアパネルと補強材との間に生じる剪断応力が上記外力に強固に対抗して、この補強材は上記支持ブラケットと共に上記車体に強固に支持される。

よって、自動車の走行中に、上記サスペンションアーム側から上記支持ブラケットを介してサイドメンバの中途部に大きい外力が与えられようとしても、この外力は上記補強材により強固に支持される。このため、上記外力によりサイドメンバの前部を基準として上記中途部が左右に傾倒させられる、ということはより確実に防止される。この結果、自動車の操安性と耐久性とを向上させることができる。

また、上記補強材は上記フロアパネルと支持ブラケットとを結合するものであって、左右サイドメンバに架設されるクロスメンバではない。このため、仮に、上記左右サイドメンバの間に燃料タンクが配置されたとしても、この燃料タンクにかかわりなく上記補強材を設けることができる。よって、上記した燃料タンクの配置にかかわりなく、自動車の操安性と耐久性とを向上させることができる。

また、上記補強材は、上記クロスメンバに比べて軽量にすることができる。このため、上記のように自動車の操安性等を向上させた場合でも、車体の重量が過大になることは防止される。

また、上記補強材に向けて上記蓋板の一部を延出させ、この蓋板の延出部、支持ブラケット、および補強材を互いに結合させて閉断面構造部を形成している。

このため、上記サイドメンバの蓋板の一部である延出部と支持ブラケットとの利用による簡単な構成で、上記補強材の強度と剛性とがより向上させられる。よって、上記サイドメンバの中途部が左右に傾倒させられる、ということは、上記した補強材により、簡単な構成で更に確実に防止される。

本発明の自動車の車体後部構造に関し、車体後部の各側部を構成する各サイドメンバがサスペンションアーム側から外力を与えられても、容易には左右に傾倒しないようにして自動車の操安性と耐久性を向上させるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、車体の後部の各側部を構成して前後方向に延び、フロアパネルを支持するサイドメンバが設けられる。このサイドメンバは、その長手方向に沿った視線でみて、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体と、このサイドメンバ本体の上端開口を閉じてこのサイドメンバ本体に結合される蓋板とを備えている。上記サイドメンバの前部よりも後部が高く位置するようこのサイドメンバの長手方向の中途部が後上がり形状とされ、このサイドメンバの中途部にサスペンションアームの一端部を支持する支持ブラケットが結合されている。この支持ブラケットは、上記サスペンションアームの一端部を車体の幅方向で挟む一対の縦壁を備えている。上記フロアパネルと上記支持ブラケットの縦壁とにそれぞれ結合される補強材が設けられる。上記補強材に向けて上記蓋板の一部が延出し、この蓋板の延出部、支持ブラケット、および補強材が互いに結合されて閉断面構造部が形成されている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図において、符号１は自動車で、矢印Ｆｒは、この自動車１の進行方向の前方を示している。また、下記する左右とは、上記前方に向かっての自動車１の車体２の幅方向をいうものとする。

上記車体２の後部には後車輪３が懸架装置４により懸架され、上記車体２の後部は後車輪３により走行面５上に支持されている。上記車体２は、この車体２の下部を構成する車体フレーム７と、上記車体２の各側部を構成して上記車体フレーム７に支持される左、右側壁８と、これら側壁８の各上端縁部に架設される不図示のルーフパネルとを備えている。

上記車体フレーム７は、その左、右側部を構成して前後方向に延びる左、右サイドメンバ９と、それぞれ車体２の幅方向に延び、この車体２の後部における上記左、右サイドメンバ９の前端部同士、後端部同士、および前後方向の中途部同士にそれぞれ架設されて結合される前、後、中途部クロスメンバ１０〜１２と、前後方向に延び、上記前、中途部クロスメンバ１０，１２のそれぞれ長手方向の中央部同士に架設されて結合されるセンターメンバ１３とを備えている。

上記各サイドメンバ９は、上記側壁８の下端縁部に沿って延び、かつ、車体２の幅方向で、上記側壁８の下端縁部の内方側に隣接するよう配置され、この側壁８の下端縁部にスポット溶接Ｓ１により結合されている。

上記各メンバ９〜１３の各上面に対し、全体的にほぼ水平方向に延びるフロアパネル１６がスポット溶接Ｓ２により結合されて、支持されている。上記左、右側壁８、フロアパネル１６、およびルーフパネルで囲まれた空間が車体２内部の車室１７とされている。上記車体２の後部の側壁８にはリヤドア開口１８が形成され、このドア開口１８を開閉可能に閉じるリヤサイドドア１９が設けられている。上記側壁８、各メンバ９〜１３、およびフロアパネル１６はそれぞれ板金製とされている。

上記側壁８の下端縁部には前後方向に延びるロッカ２２が形成されている。このロッカ２２は、車体２の幅方向で互いに対面するアウタ、インナパネル２３，２４と、これら両パネル２３，２４の間に介設される補強パネル２５とを備えている。これら各パネル２３〜２５の各上、下端縁部はそれぞれ三枚重ねとされて、スポット溶接Ｓ３，Ｓ４されている。これにより、上記ロッカ２２は、その長手方向に沿った視線でみて（図１）、強度と剛性の高い閉断面構造とされている。

上記サイドメンバ９は、その長手方向に沿った視線でみて（図１）、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体２８と、このサイドメンバ本体２８の上端開口を閉じてこのサイドメンバ本体２８にスポット溶接Ｓ２，Ｓ５により取り付けられる蓋板２９とを備え、強度と剛性の高い閉断面構造とされている。また、上記サイドメンバ本体２８は、上記視線でみて（図１）、Ｕ字形状部３０と、このＵ字形状部３０の各上端縁部から一体的に延出し、上記のように、蓋板２９をスポット溶接Ｓ２，Ｓ５させる左、右外向きフランジ３１とを備えている。

上記自動車１の側面視（図２，４）で、上記車体２の後部のサイドメンバ９は、その前部９ａよりも後部９ｂが高く位置するようこうのサイドメンバ９の長手方向の中途部９ｃが後上がりの傾斜形状とされ、つまり、この中途部９ｃはキックアップ部とされている。前記中途部クロスメンバ１２は、上記左右サイドメンバ９の中途部９ｃの各後部同士に架設されている。

上記懸架装置４はトレーリングアームであるサスペンションアーム３３を備え、このサスペンションアーム３３の一端部（前端部）３３ａを支軸３４により支持する支持ブラケット３５が上記サイドメンバ９の中途部９ｃに結合されている。上記支持ブラケット３５は、上記サスペンションアーム３３の一端部３３ａを車体２の幅方向で挟む一対の外、内縦壁３６，３７と、ほぼ水平方向に延び、これら両縦壁３６，３７を互いに結合させる結合板３８とを備えている。

より具体的には、上記外縦壁３６は上記ロッカ２２のインナパネル２４にスポット溶接Ｓ６により結合され、上記内縦壁３７の上部は、上記サイドメンバ本体２８のＵ字形状部３０にスポット溶接Ｓ７により結合されている。また、上記結合板３８は、上記外縦壁３６の上端縁部と上記内縦壁３７の上下方向の中途部とを互いに結合させ、上記サイドメンバ本体２８の下面にスポット溶接Ｓ８により結合されている。

上記各サイドメンバ９と、フロアパネル１６と、支持ブラケット３５の内縦壁３７とにそれぞれスポット溶接Ｓ２，Ｓ７，Ｓ９〜Ｓ１１により結合される板金製の補強材４１が設けられている。この補強材４１は、前後方向で、上記前クロスメンバ１０と中途部クロスメンバ１２との間に配置されている。また、上記補強材４１は、上記サイドメンバ９の中途部９ｃよりも車体２の幅方向における内方側に配置され、このサイドメンバ９の中途部９ｃに隣接すると共に、上記支持ブラケット３５の前方近傍に配置されている。

上記補強材４１は、自動車１の平面視（図５）で、車体２の外側方（サイドメンバ９の中途部９ｃ側）に向かって開口するコの字形状の補強材本体４２と、上記補強材本体４２の上端縁に一体的に形成されて、上記サイドメンバ９の蓋板２９、外向きフランジ３１およびフロアパネル１６の三枚重ね部にスポット溶接Ｓ２により結合されると共に、上記フロアパネル１６にスポット溶接Ｓ９により結合される上外向きフランジ４３とを備えている。

また、上記補強材４１は、上記車体２の幅方向における上記補強材本体４２の前、後外側縁のうち、後外側縁に一体的に形成されて、上記サイドメンバ本体２８のＵ字形状部３０および支持ブラケット３５の内縦壁３７の上部の二枚重ね部にスポット溶接Ｓ７により結合される中途外向きフランジ４４と、上記補強材本体４２の前外側縁に一体的に形成されて、上記サイドメンバ本体２８のＵ字形状部３０にスポット溶接Ｓ１０により結合される他の中途外向きフランジ４５と、上記補強材本体４２の下端開口を閉じるようこの補強材本体４２に一体的に形成され、上記支持ブラケット３５の前方近傍の上記サイドメンバ本体２８のＵ字形状部３０の底板にスポット溶接Ｓ１１により結合される底板４６とを備えている。

上記補強材４１に向けて上記サイドメンバ９の蓋板２９の一部が延出させられている。このサイドメンバ９の延出部２９ａは、上記フロアパネル１６を介し上記補強材４１の補強材本体４２の上端開口を覆い、上記フロアパネル１６と補強材４１の上外向きフランジ４３との二枚重ね部にスポット溶接Ｓ９により結合されている。上記サイドメンバ９、支持ブラケット３５、補強材４１、および上記蓋板２９の延出部２９ａにより、強度と剛性が大きい箱形状の閉断面構造部（９，３５，４１，２９，２９ａ）が形成されている。

図１，２，４，５において、前記サイドドア１９は、車体２の幅方向で互いに対面して互いに結合される板金製のアウタ、インナパネル５１，５２と、これら両パネル５１，５２の間に配置され、上記インナパネル５２にブラケット５３により支持されるインパクトビーム５４とを備えている。上記ロッカ２２の補強パネル２５には板金製で箱形状の外力受け体５６が取り付けられ、この外力受け体５６は、上記補強パネル２５からアウタパネル２３の近傍部まで突出させられている。自動車１の側面視（図２，４）で、上記サイドメンバ９、ロッカ２２、補強材４１、インパクトビーム５４、および外力受け体５６のそれぞれ少なくとも各一部分が互いに重ねられている。

上記左右サイドメンバ９、前クロスメンバ１０、中途部クロスメンバ１２、センターメンバ１３、およびフロアパネル１６で囲まれた空間に燃料タンク５８が配置されている。自動車１の平面視（図３）で、この燃料タンク５８の外周縁部に形成された外向きフランジ５９が、上記前クロスメンバ１０、中途部クロスメンバ１２、センターメンバ１３、および上記補強材４１の底板４６に複数（４つ）の締結具６０により支持されている。

上記構成によれば、フロアパネル１６と上記支持ブラケット３５の縦壁３７とにそれぞれ結合される補強材４１を設けている。

このため、上記補強材４１が車体２の幅方向である左右に向かう外力を与えられたときには、ほぼ水平に延びる上記フロアパネル１６と補強材４１との間に生じる剪断応力が上記外力に強固に対抗して、この補強材４１は上記支持ブラケット３５と共に上記車体２に強固に支持される。

よって、自動車１の走行中に、上記サスペンションアーム３３側から上記支持ブラケット３５を介してサイドメンバ９の中途部９ｃに大きい外力が与えられようとしても、この外力は上記補強材４１により強固に支持される。このため、上記外力によりサイドメンバ９の前部９ａを基準として上記中途部９ｃが左右に傾倒させられる、ということはより確実に防止される。この結果、自動車１の操安性と耐久性とを向上させることができる。

また、上記補強材４１は上記フロアパネル１６と支持ブラケット３５とを結合するものであって、左右サイドメンバ９に架設されるクロスメンバではない。このため、仮に、上記左右サイドメンバ９の間に燃料タンク５８が配置されたとしても、この燃料タンク５８にかかわりなく上記補強材４１を設けることができる。よって、上記した燃料タンク５８の配置にかかわりなく、自動車１の操安性と耐久性とを向上させることができる。

また、上記補強材４１は、上記クロスメンバに比べて軽量にすることができる。このため、上記のように自動車１の操安性等を向上させた場合でも、車体２の重量が過大になることは防止される。

また、上記補強材４１に向けて上記蓋板２９の一部を延出させ、この蓋板２９の延出部２９ａ、支持ブラケット３５、および補強材４１を互いに結合させて閉断面構造部を形成している。

このため、上記サイドメンバ９の蓋板２９の一部である延出部２９ａと支持ブラケット３５との利用による簡単な構成で、上記補強材４１の強度と剛性とがより向上させられる。よって、上記サイドメンバ９の中途部９ｃが左右に傾倒させられる、ということは、上記した補強材４１により、簡単な構成で更に確実に防止される。

また、前記したように、サイドメンバ９の蓋板２９および外向きフランジ３１と、フロアパネル１６との三枚重ね部に上記補強材４１を結合（Ｓ２）している。また、上記蓋板２９の延出部２９ａとフロアパネル１６との二枚重ね部に上記補強材４１を結合（Ｓ９）している。

このため、上記補強材４１は、上記サイドメンバ９とフロアパネル１６との利用による簡単な構成で、これら９，１６と互いに効果的に補強し合うこととなる。よって、上記サイドメンバ９の中途部９ｃが左右に傾倒させられる、ということは、上記補強材４１により、簡単な構成で更に確実に防止される。

また、前記したように、サイドメンバ９のＵ字形状部３０と支持ブラケット３５の縦壁３７との二枚重ね部に上記補強材４１を結合（Ｓ７）している。

このため、上記補強材４１は、上記サイドメンバ９と支持ブラケット３５との利用による簡単な構成で、これら９，３５と互いに効果的に補強し合うこととなる。よって、上記サイドメンバ９の中途部９ｃが左右に傾倒させられる、ということは、上記補強材４１により、簡単な構成で更に確実に防止される。

また、前記したように、自動車１の側面視（図２，４）で、上記サイドメンバ９、ロッカ２２、補強材４１、インパクトビーム５４、および外力受け体５６のそれぞれ少なくとも各一部分が互いに重ねられている。

このため、自動車１の側突時に、上記サイドドア１９が車体２の幅方向の内側方へ向かって大きく変形しようとすることは、上記インパクトビーム５４に加え、補強材４１の利用や外力受け体５６によって防止される。よって、車室１７における乗員の保護がより確実かつ簡単な構成で達成される。

また、前記したように、補強材４１は上記燃料タンク５８を車体フレーム７に支持させる支持ブラケットとして利用されている。このため、上記燃料タンク５８の支持構成を簡単にできる。

なお、以上は図示の例によるが、上記フロアパネル１６と蓋板２９とは上下逆に重ね合わせることにより、上記サイドメンバ９にフロアパネル１６を直接支持させてもよい。また、上記フロアパネル１６は、上記サイドメンバ９のサイドメンバ本体２８の上端開口を閉じるよう形成してもよい。

図４のI−I線矢視断面図である。 自動車の後部側面図である。 自動車の部分平面図である。 図２の部分拡大図である。 図４で示したものの平面図である。 図１で示したものの斜視図である。

符号の説明

１ 自動車
２ 車体
３ 後車輪
４ 懸架装置
７ 車体フレーム
８ 側壁
９ サイドメンバ
９ａ 前部
９ｂ 後部
９ｃ 中途部
１６ フロアパネル
１７ 車室
１８ ドア開口
１９ サイドドア
２２ ロッカ
２８ サイドメンバ本体
２９ 蓋板
２９ａ 延出部
３３ サスペンションアーム
３３ａ 一端部
３５ 支持ブラケット
３６ 縦壁
３７ 縦壁
４１ 補強材
５１ アウタパネル
５２ インナパネル
５４ インパクトビーム
５６ 外力受け体
５８ 燃料タンク
５９ 外向きフランジ
６０ 締結具
Ｓ スポット溶接

Claims (1)

1. 車体の後部の各側部を構成して前後方向に延び、フロアパネルを支持するサイドメンバを設け、このサイドメンバが、その長手方向に沿った視線でみて、断面が倒立ハット形状のサイドメンバ本体と、このサイドメンバ本体の上端開口を閉じてこのサイドメンバ本体に結合される蓋板とを備え、上記サイドメンバの前部よりも後部が高く位置するようこのサイドメンバの長手方向の中途部を後上がり形状とし、このサイドメンバの中途部にサスペンションアームの一端部を支持する支持ブラケットを結合し、この支持ブラケットが、上記サスペンションアームの一端部を車体の幅方向で挟む一対の縦壁を備えた自動車の車体後部構造において、
   上記フロアパネルと上記支持ブラケットの縦壁とにそれぞれ結合される補強材を設け、
   上記補強材に向けて上記蓋板の一部を延出させ、この蓋板の延出部、支持ブラケット、および補強材を互いに結合させて閉断面構造部を形成したことを特徴とする自動車の車体後部構造。

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