JP5838603B2

JP5838603B2 - 車体後部構造

Info

Publication number: JP5838603B2
Application number: JP2011130485A
Authority: JP
Inventors: 旭飯田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: JP2013001123A

Description

本発明は、車体後部構造に関する。

車体後部構造においては、リヤピラーの下端部をホイルハウス上部まで延設する構造があり、例えば、リヤピラーアウタレインフォース（ルーフサイドアウタリインフォース）がリヤドアオープニング沿いに前傾配置されている構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構造では、車両走行時におけるホイルハウスの上端部の車体前後方向への振動がリヤピラーアウタレインフォースによって受け止められる。

特開２００８−０１８７５０公報

しかしながら、車両走行時にルーフサイドインナパネルとリヤピラーアウタレインフォースとの間に車体前後方向のせん断力が作用してリヤピラーアウタレインフォースの断面形状が所定量変形してしまうと、振動低減効果が十分に得られない。このため、ＮＶ性能（ノイズ・アンド・バイブレーション性能。振動及び振動音を抑制する性能）を向上させる点で改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、ＮＶ性能を向上させることができる車体後部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の車体後部構造は、車体側壁部の車室内側を構成するルーフサイドインナパネルと、前記ルーフサイドインナパネルに上端部が接合され、前記ルーフサイドインナパネルよりも車両幅方向外側へ突出した外側カバー部を備えたホイルハウスと、前記ルーフサイドインナパネルの車両幅方向外側に配置されて下端部が前記ホイルハウスの前記外側カバー部に接合され、車体上方へ向けて車体前方側に傾斜し、上端部がリヤサイドドア開口部の上縁側の後端部に至ると共に、車両幅方向内側に開放された開断面形状に形成されて前記ルーフサイドインナパネルとで閉断面を形成し、前記ルーフサイドインナパネルの一般部に対する前壁部の内角側の傾斜角度を車体上方側でより小さくなるように徐変させかつ当該傾斜角度が上端部で０°に近付けられているルーフサイドアウタリインフォースと、を有する。

請求項１に記載する本発明の車体後部構造によれば、ルーフサイドアウタリインフォースは下端部がホイルハウスの外側カバー部に接合されると共にルーフサイドインナパネルと閉断面を形成し、車体上方へ向けて車体前方側に傾斜している。このため、ホイルハウスの上端部が車体前後方向に振動した場合、当該振動の分力を前記閉断面の構造部にて軸力で受けることができるので、ホイルハウスの上端部の振動が低減される。

また、ルーフサイドインナパネルの一般部に対するルーフサイドアウタリインフォースの前壁部の内角側の傾斜角度は、車体上方側でより小さくなるように徐変されている。このため、ホイルハウスの上端部と共にルーフサイドインナパネルが車体前後方向に振動してルーフサイドアウタリインフォースとルーフサイドインナパネルとの間にせん断力が作用しても、ルーフサイドアウタリインフォースの変形が抑えられ、振動低減効果が得られる。

また、この車体後部構造によれば、ルーフサイドアウタリインフォースは、その上端部がリヤサイドドア開口部の上縁側の後端部に至ると共に、ルーフサイドインナパネルの一般部に対する前壁部の内角側の傾斜角度が上端部（車体上方側の端部）で０°に近付けられているので、ルーフサイドアウタリインフォースの変形が効果的に抑えられる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車体後部構造によれば、ＮＶ性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る車体後部構造を車両幅方向外側から見た状態で示す側面図である。本発明の一実施形態に係る車体後部構造を車両幅方向内側から見た状態で示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る車体後部構造を示す断面図である。図３（Ａ）は、図１の３Ａ−３Ａ線に沿った拡大断面図であり、図３（Ｂ）は、図１の３Ｂ−３Ｂ線に沿った拡大断面図であり、図３（Ｃ）は、図１の３Ｃ−３Ｃ線に沿った拡大断面図である。車体後部が振動した状態を説明するための模式図である。せん断力が作用した場合の変形状態を説明するための水平断面図である。図５（Ａ）は、本実施形態に係る車体後部構造を示し、図５（Ｂ）は、対比構造を示す。

（実施形態の構成）
本発明の一実施形態に係る車体後部構造について図１〜図５を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車体前方側を示しており、矢印ＵＰは車体上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図１には、本発明の一実施形態に係る車体後部構造を適用した車体後部１０が車両幅方向外側から見た状態の側面図にて示され、図２には、車体後部１０が車両幅方向内側から見た状態の斜視図にて示されている。なお、図１及び図２では、図示を省略するが、車体後部１０における車両幅方向最外側には、サイドメンバアウタパネル３０（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）が配置されている。また、本実施形態で車体後部構造が適用される車両は、トーションビーム式サスペンションが適用された自動車（例えば、ハッチバック又はワゴン）とされ、以下に説明するような車体骨格の振動抑制構造を備えている。

図１に示されるように、車体後部１０には、車体側壁部の車室内側を構成するルーフサイドインナパネル１８が配置されている。ルーフサイドインナパネル１８は、略車体前後方向及び略車体上下方向を含む面を面方向として配置された縦壁状の側壁部１８Ａを備えている。側壁部１８Ａには、リヤホイルハウス１２のホイルハウスアウタ２０の上端部（後述するフランジ部２０Ａの一部）が接合されている。図中では、ルーフサイドインナパネル１８の側壁部１８Ａとホイルハウスアウタ２０との接合部を符号１９で示している。

図１及び図２に示されるリヤホイルハウス１２は、図示しないタイヤの上方側を覆う部材であり、その車両幅方向内側の構成部であるホイルハウスインナ１６と、その車両幅方向外側の構成部であるホイルハウスアウタ２０とが接合されて構成されている。図１に示されるホイルハウスアウタ２０は、１枚の鋼板から形成されたプレス成形品であり、縦壁状のフランジ部２０Ａ、及び車両側面視で略円弧形状の外側カバー部２０Ｂを備えている。フランジ部２０Ａは、略車体前後方向及び略車体上下方向を含む面を面方向として配置されている。これに対して、外側カバー部２０Ｂは、ルーフサイドインナパネル１８及びフランジ部２０Ａよりも車両幅方向外側へ突出し、タイヤ外面に沿うように形成されており、車両幅方向に沿って切断した状態の縦断面形状は略円弧形状とされている。

図２に示されるように、ホイルハウスインナ１６は、ホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａに対して車両幅方向内側へ膨出しており、車両側面視で略円弧形状の内側カバー部１６Ａ、及び車両側面視で略半円状の縦壁部１６Ｂを備えている。なお、内側カバー部１６Ａは、車両幅方向に沿って切断した状態の縦断面形状が略円弧形状とされている。

ホイルハウスインナ１６の下端部には、リヤサイドメンバ２６が接合されている。リヤサイドメンバ２６は、ホイルハウスインナ１６の車体下方側で車体前後方向を長手方向として配置されており、リヤサイドメンバ２６の車体前方側ではロッカインナ２８が連続して形成されている。また、リヤサイドメンバ２６には、ホイルハウスインナ１６の前下端部の近傍位置にリヤサスペンション取付部３２が連結されている。このリヤサスペンション取付部３２には図示しないリヤサスペンションが取り付けられる。

図１に示されるように、リヤホイルハウス１２の車体上方側には、リヤピラー１４が設けられている。リヤピラー１４は、ルーフサイドインナパネル１８の一部と、ルーフサイドアウタリインフォース２２とを含んで構成されている。ルーフサイドアウタリインフォース２２は、車両側面視で車体上方へ向けて車体前方側に傾斜（換言すれば、リヤサイドドア開口部４０の後端側に設けられたリヤドアオープニングに沿って前傾）している。ルーフサイドアウタリインフォース２２の上側部分はルーフサイドインナパネル１８の側壁部１８Ａの車両幅方向外側に配置され、ルーフサイドアウタリインフォース２２の下側部分はホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａを含む上部の車両幅方向外側に配置されている。

ルーフサイドアウタリインフォース２２は、長手方向に直交する断面形状が車両幅方向内側に開放された略ハット形状（開断面形状）に形成されている。すなわち、ルーフサイドアウタリインフォース２２は、車両幅方向外側に突出した突出部２２Ｘと、この突出部２２Ｘの車両幅方向内側の基端部から互いに離反する方向に延設された前後一対のフランジ部（前側フランジ部２２Ｃ及び後側フランジ部２２Ｅ）と、を備えている。また、突出部２２Ｘは、ルーフサイドインナパネル１８の側壁部１８Ａ及びホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａと車両幅方向に間隔を開けて略平行に配設される外壁部２２Ａと、外壁部２２Ａの前後端から車両幅方向内側へ延設された前後一対の立壁部（前壁部２２Ｂ及び後壁部２２Ｄ）と、を備えている。

ルーフサイドアウタリインフォース２２の前側フランジ部２２Ｃ及び後側フランジ部２２Ｅは、ルーフサイドインナパネル１８の側壁部１８Ａ並びにホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａ及び外側カバー部２０Ｂにそれぞれスポット溶接等で接合されている。なお、ルーフサイドアウタリインフォース２２においてホイルハウスアウタ２０の外側カバー部２０Ｂに接合される部位は、ルーフサイドアウタリインフォース２２の下端部となっている。

図３（Ａ）には、図１の３Ａ−３Ａ線に沿って切断した状態の拡大断面図が示され、図３（Ｂ）には、図１の３Ｂ−３Ｂ線に沿って切断した状態の拡大断面図が示されている。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）のアッパボデー構造に示されるように、ルーフサイドアウタリインフォース２２は、ルーフサイドインナパネル１８とで閉断面３４を形成している。ルーフサイドインナパネル１８の一般部（図中では符号１８Ａが付された部位）に対するルーフサイドアウタリインフォース２２の前壁部２２Ｂの内角側の傾斜角度θ_１は、４５°以下とされ、車体上方側でより小さくなるように徐変（徐々に変化）されている。また、傾斜角度θ_１は、ルーフサイドインナパネル１８における車体上方側の端部で０°に近付けられている。そして、図１に示されるように、ルーフサイドアウタリインフォース２２の上端部では、前側フランジ部２２Ｃ、前壁部２２Ｂ、及び後側フランジ部２２Ｅが同一平面上に配置されてルーフサイドインナパネル１８の一般部に重ね合わせられている（換言すれば、θ_１＝０°として把握することもできる。）。

また、図３（Ｃ）には、図１の３Ｃ−３Ｃ線に沿って切断した状態の拡大断面図が示されている。図３（Ｃ）のアンダーボデー構造に示されるように、ルーフサイドアウタリインフォース２２は、ホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａとで閉断面３６を形成している。ホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａの一般部に対するルーフサイドアウタリインフォース２２の前壁部２２Ｂの内角側の傾斜角度θ_２は、４５°以上に設定されている。

図２に示されるように、ホイルハウスアウタ２０の車両幅方向内側には、ルーフサイドアウタリインフォース２２（図１、図３（Ｃ）参照）の裏側に、断面略ハット形状とされたインナガセット２４（「ルーフサイドインナリインフォース」ともいう。）が配置されている。インナガセット２４は、ホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａ、及びホイルハウスインナ１６にスポット溶接等で接合されており、インナガセット２４、ホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａ、及びホイルハウスインナ１６によって閉断面３８（図３（Ｃ）参照）が形成されている。

図３（Ｃ）に示されるように、インナガセット２４とルーフサイドアウタリインフォース２２とがホイルハウスアウタ２０のフランジ部２０Ａを挟んで対向配置されると共にθ_２≧４５°とされることで、操縦安定性に寄与するボデー剛性が確保される。

（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係る車体後部構造が適用された自動車が凹凸した路面を走行し、例えば、図４に示されるように、リヤサスペンション取付部３２に上向きの荷重Ｆが入力されると、リヤサスペンション取付部３２は車体上方側（矢印Ａ方向）へ移動しようとする。これにより、リヤサイドメンバ２６の後端は車体下方側（矢印Ｂ方向）へ移動しようとし、ルーフサイドアウタリインフォース２２の下端はリヤホイルハウス１２の上端部と共に車体後方側（矢印Ｃ方向）へ移動しようとする。

図１にて説明すると、リヤサスペンション取付部３２からの上下入力（矢印Ａ、ａ方向）に対して、リヤサイドメンバ２６が車両幅方向の軸回りに回転移動して上下曲げ変形すると、リヤサイドメンバ２６の後端が上下（矢印Ｘ方向）にピッチングする。このとき、リヤサイドメンバ２６に繋がっている円弧状の外側カバー部２０Ｂはリヤサイドメンバ２６のピッチングに伴って外側カバー部２０Ｂの略円弧中心周りに回転しようとする。すなわち、外側カバー部２０Ｂの上端部には略車体前後方向（矢印Ｄ方向）の振動が作用する。そして、リヤサイドメンバ２６のピッチングが抑制されないと、センタフロアでの発音が大きくなる。

しかしながら、本実施形態の車体後部構造では、ホイルハウスアウタ２０の外側カバー部２０Ｂに下端部が接合されたルーフサイドアウタリインフォース２２がルーフサイドインナパネル１８と閉断面３４（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）を形成すると共に、車体上方へ向けて車体前方側に傾斜している。このため、リヤホイルハウス１２の上端部が車体前後方向に振動した場合、当該振動の分力を閉断面３４（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）の構造部にて軸力で受けることができるので、リヤホイルハウス１２の外側カバー部２０Ｂの上端部の振動が低減される。

一方、図１に示されるリヤサイドメンバ２６のピッチング時にはリヤホイルハウス１２の上端部と一体となってルーフサイドインナパネル１８が車体前後方向に移動しようとする。これに対して、ルーフサイドアウタリインフォース２２は元の位置に留まろうとするので、ルーフサイドインナパネル１８とルーフサイドアウタリインフォース２２との間に車体前後方向のせん断力が作用する。

このようなせん断力に対する対策として、本実施形態の車体後部構造では、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、ルーフサイドインナパネル１８の一般部に対するルーフサイドアウタリインフォース２２の前壁部２２Ｂの内角側の傾斜角度θ_１は、車体上方側でより小さくなるように徐変されている。また、本実施形態では、傾斜角度θ_１は、ルーフサイドアウタリインフォース２２における車体上方側の端部で０°に近付けられている。このため、ルーフサイドアウタリインフォース２２とルーフサイドインナパネル１８との間に車体前後方向のせん断力が作用しても、ルーフサイドアウタリインフォース２２の変形が効果的に抑えられ、振動低減効果が得られる。

ここで、対比構造と比較しながら補足説明する。図５には、前記せん断力が作用した場合の変形状態を説明するための水平断面図が示されている。図５（Ａ）は、本実施形態に係る車体後部構造を示し、図５（Ｂ）は、ルーフサイドインナパネル１８の一般部に対するルーフサイドアウタリインフォース１２２の前壁部１２２Ｂの内角側の傾斜角度が一律に９０°に近い角度で設定された対比構造を示す。また、実線は変形前の状態を示し、二点鎖線は車両幅方向にせん断しようとするせん断力が作用した後の変形状態を示す。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、両者の構造を比較すると、稜線を形成する角部の角度変化が対比構造（図５（Ｂ）の円で囲んだ部位参照）に比べて本実施形態に係る車体後部構造（図５（Ａ）参照）のほうが小さいこと（換言すれば剛性が向上したこと）が分かる。なお、前記対比構造及び本実施形態に係る車体後部構造について音圧感度（発音）を比較したところ、本実施形態に係る車体後部構造のほうが前記対比構造よりも音圧感度を低減できることが確認できた。

以上説明したように、本実施形態に係る車体後部構造によれば、ＮＶ性能を向上させることができ、車内音（ロードノイズ）を低減することができる。

また、本実施形態では、図１及び図２に示されるように、アンダーボデー骨格構造（リヤホイルハウス１２及びそれに連結される周囲部等の構造）としては従来構造を適用できるので、アンダーボデー骨格構造に要求される品質（操縦安定性のための剛性等）を損なうこともない。また、アッパボデー骨格構造としては、図５に示されるように、閉断面３４の構造部が前記対比構造に比べて小型化されるので、車体を軽量化することもできる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、図１等に示されるルーフサイドアウタリインフォース２２は、長手方向に直交する断面形状が車両幅方向内側に開放された略ハット形状に形成されているが、ルーフサイドアウタリインフォースは、車両幅方向内側に開放された他の開断面形状（例えば、Ｖ字形状の両端に接合用フランジが形成されたような形状）に形成されていてもよい。また、ルーフサイドアウタリインフォースとルーフサイドインナパネルとで閉断面の形状は、略三角形状であってもよい。

また、上記実施形態では、傾斜角度θ１は、ルーフサイドアウタリインフォース２２における車体上方側の端部で０°に近付けられており、このような構成が最も好ましいが、本発明の実施形態ではない参考例として、ルーフサイドアウタリインフォースは、ルーフサイドインナパネルの一般部に対する前壁部の内角側の傾斜角度が車体上方側の端部で例えば、１０°（０°以外の小さな角度）に近付けられているような構成であってもよい。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

１２リヤホイルハウス
１８ルーフサイドインナパネル
２０Ｂ外側カバー部
２２ルーフサイドアウタリインフォース
２２Ｂ前壁部
３４閉断面
４０リヤサイドドア開口部
θ１傾斜角度

Claims

車体側壁部の車室内側を構成するルーフサイドインナパネルと、
前記ルーフサイドインナパネルに上端部が接合され、前記ルーフサイドインナパネルよりも車両幅方向外側へ突出した外側カバー部を備えたホイルハウスと、
前記ルーフサイドインナパネルの車両幅方向外側に配置されて下端部が前記ホイルハウスの前記外側カバー部に接合され、車体上方へ向けて車体前方側に傾斜し、上端部がリヤサイドドア開口部の上縁側の後端部に至ると共に、車両幅方向内側に開放された開断面形状に形成されて前記ルーフサイドインナパネルとで閉断面を形成し、前記ルーフサイドインナパネルの一般部に対する前壁部の内角側の傾斜角度を車体上方側でより小さくなるように徐変させかつ当該傾斜角度が上端部で０°に近付けられているルーフサイドアウタリインフォースと、
を有する車体後部構造。