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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-217889(P2019-217889A)
(43)【公開日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】車両の後部車体構造
(51)【国際特許分類】
   B62D 25/20 20060101AFI20191129BHJP
【FI】
   B62D25/20 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2018-116144(P2018-116144)
(22)【出願日】2018年6月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121603
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 元昭
(74)【代理人】
【識別番号】100141656
【弁理士】
【氏名又は名称】大田 英司
(74)【代理人】
【識別番号】100182888
【弁理士】
【氏名又は名称】西村 弘
(74)【代理人】
【識別番号】100196357
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 吉章
(74)【代理人】
【識別番号】100067747
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 良昭
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 肇
(72)【発明者】
【氏名】石津 宏明
(72)【発明者】
【氏名】益田 晃義
(72)【発明者】
【氏名】平井 駿介
(72)【発明者】
【氏名】佐野 雄基
(72)【発明者】
【氏名】納富 将史
(72)【発明者】
【氏名】福田 巧
(72)【発明者】
【氏名】新原 英満
(72)【発明者】
【氏名】粟根 正浩
(72)【発明者】
【氏名】白石 秀宗
(72)【発明者】
【氏名】西田 靖彦
(72)【発明者】
【氏名】吉田 孝徳
(72)【発明者】
【氏名】山田 健
【テーマコード(参考)】
3D203
【Fターム(参考)】
3D203AA02
3D203BB06
3D203BB07
3D203BB09
3D203BB12
3D203BB24
3D203BB25
3D203BC10
3D203CA26
3D203CA29
3D203CA36
3D203CA57
3D203CB04
3D203CB19
3D203CB24
3D203DA08
3D203DA73
3D203DA87
(57)【要約】
【課題】リヤサイドフレームやクロスメンバに要求される性能を補償しつつ、後輪からフロアパネルに伝達される振動を低減すること。
【解決手段】車体後部の両サイドで車両前後方向に延びる左右一対のフレーム部材6と、左右一対のフレーム部材6を車幅方向に橋渡しする後側リヤクロスメンバ13と、を備え、フレーム部材6と後側リヤクロスメンバ13との取付部において、これらフレーム部材6と後側リヤクロスメンバ13との剛性差を生じさせる剛性差生成手段20を設けた。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体後部の両サイドで車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレームと、左右一対のリヤサイドフレームを車幅方向に連結するフロアパネルと、該フロアパネルの下面に接続されるとともに左右一対のリヤサイドフレームを車幅方向に橋渡しするクロスメンバと、を備えた車両の後部車体構造であって、
上記リヤサイドフレームと上記クロスメンバとの取付け部において、これらリヤサイドフレームとクロスメンバとの剛性差を生じさせる剛性差生成手段を設けた
車両の後部車体構造。
【請求項2】
上記剛性差生成手段は、上記リヤサイドフレームと上記クロスメンバとの取付部において、上記クロスメンバを上記リヤサイドフレームと比して剛性を相対的に低下させる構成とした
請求項1に記載の車両の後部車体構造。
【請求項3】
上記クロスメンバは、該クロスメンバの下面、前面および後面の夫々を構成する下壁部と前壁部と後壁部面と、上記フロアパネルに接合する接合部と、を備え、
上記下壁部と上記前後各側の壁部とは、夫々車幅方向に延びる稜線を介して連続して形成されており、
上記クロスメンバの上記リヤサイドフレームとの取付部周辺において、上記稜線を残しつつ、上記接合部を形成せずに上記フロアパネルに対して離間する凹部が形成された
請求項2に記載の車両の後部車体構造。
【請求項4】
上記クロスメンバの上記リヤサイドフレームへの取付部には、上記リヤサイドフレームの車幅方向内面に接合される車幅内面接合部を備え、
上記車幅内面接合部は、上記クロスメンバの上記下壁部を隔てて車両前後方向の各側に形成され、
上記凹部は、その車幅方向外端が上記車幅内面接合部に至るまで車幅方向に沿って形成された
請求項3に記載の車両の後部車体構造。
【請求項5】
上記リヤサイドフレームに対する上記クロスメンバの動剛性比を0.3以上に設定した
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車両の後部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、車体後部の両サイドで車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレームと、一対のリヤサイドフレームを車幅方向に橋渡しするクロスメンバと、を備えた車両の後部車体構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両の後部車体構造として、車体後部フロアを構成するリヤフロアパネルと、該リヤフロアパネルの両サイドに、車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレームと、リヤフロアパネルを跨ぐように左右一対のリヤサイドフレーム間に橋渡しするクロスメンバと、を備え、さらにリヤサイドフレーム又はその周辺に、後輪用のサスペンションに備えたダンパを支持するダンパ支持部が設けられた構成が従来より知られている。
【0003】
このような構成においては、車両走行時に後輪用のサスペンションの特にダンパから入力された車両走行時の振動が左右一対のリヤサイドフレームからクロスメンバに伝達され、クロスメンバからリヤフロアパネルに伝達されることでリヤフロアパネルが振動してNVH性能に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【0004】
ところで、車外から伝達される振動を低減するためには、互いに接続される2つの車両用部材間の接続部において、それら部材間での振動伝達を食い止めることが効果的とされている。例えば下記特許文献1においては、2つの車両用部材を、振動低減部材(30)を介して接続する構成が開示されている。
【0005】
しかしながら、このような構成においては、2つの車両用部材間に、振動低減部材(30)を追加する必要があり、部品点数の増加に繋がり、また、粘弾性の高い振動低減部材(30)が介在することを前提としているため、振動低減以外に要求される性能を補償する必要がある。
【0006】
例えば、上述したように、2つの車両用部材のうち、一方にリヤサイドフレームを適用するとともに、他方にクロスメンバを適用した構成、すなわち、クロスメンバを振動低減部材(30)を介してリヤサイドフレームに接合した構成においては、クロスメンバとリヤサイドフレームとの間の剛性低下が懸念される。具体的には、車両の後面衝突時にリヤサイドフレームからクロスメンバへの荷重伝達効率や、クロスメンバとリヤサイドフレームとの接合強度など、リヤサイドフレームやクロスメンバに関する振動低減以外に要求される性能を補償できるかについて懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2013−23049号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、リヤサイドフレームやクロスメンバに要求される性能を補償しつつ、後輪からリヤフロアパネルに伝達される振動を低減することができる車両の後部車体構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明は、車体後部の両サイドで車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレームと、左右一対のリヤサイドフレームを車幅方向に連結するフロアパネルと、該フロアパネルの下面に接続されるとともに左右一対のリヤサイドフレームを車幅方向に橋渡しするクロスメンバと、を備えた車両の後部車体構造であって、上記リヤサイドフレームと上記クロスメンバとの取付け部において、これらリヤサイドフレームとクロスメンバとの剛性差を生じさせる剛性差生成手段を設けたものである。
【0010】
上記構成によれば、後輪からリヤサイドフレームを介してクロスメンバに入力され、該クロスメンバからフロアパネルに伝達される振動を、リヤサイドフレームからクロスメンバへ入力前に遮断することができる。
【0011】
この発明の態様として、上記剛性差生成手段は、上記リヤサイドフレームと上記クロスメンバとの取付部において、上記クロスメンバを上記リヤサイドフレームと比して剛性を相対的に低下させる構成としたものである。
【0012】
上記構成によれば、車体重量の軽量化を図りながら、振動低減効果を得ることができる。
【0013】
この発明の態様として、上記クロスメンバは、該クロスメンバの下面、前面および後面の夫々を構成する下壁部と前壁部と後壁部面と、上記フロアパネルに接合する接合部と、を備え、上記下壁部と上記前後各側の壁部とは、夫々車幅方向に延びる稜線を介して連続して形成されており、上記クロスメンバの上記リヤサイドフレームとの取付部周辺において、上記稜線を残しつつ、上記接合部を形成せずに上記フロアパネルに対して離間する凹部が形成されたものである。
【0014】
上記構成によれば、クロスメンバとして要求される剛性を確保しつつ、リヤサイドフレームからクロスメンバへ振動入力前にその振動を遮断することができる。
【0015】
この発明の態様として、上記クロスメンバの上記リヤサイドフレームへの取付部には、上記リヤサイドフレームの車幅方向内面に接合される車幅内面接合部を備え、上記車幅内面接合部は、上記クロスメンバの上記下壁部を隔てて車両前後方向の各側に形成され、上記凹部は、その車幅方向外端が上記車幅内面接合部に至るまで車幅方向に沿って形成されたものである。
【0016】
上記構成によれば、上記クロスメンバの上記リヤサイドフレームとの取付部周辺において、上記リヤサイドフレームに対して相対的に剛性を低下させつつ、上記クロスメンバの上記リヤサイドフレームへの接合強度を確保することができる。
【0017】
この発明の態様として、上記リヤサイドフレームに対する上記クロスメンバの動剛性比を0.3以上に設定したものである。
【0018】
上記構成によれば、クロスメンバの剛性を確保しつつ、振動遮断効果を高めることができる。
【発明の効果】
【0019】
この発明によれば、リヤサイドフレームやクロスメンバに要求される性能を補償しつつ、後輪からフロアパネルに伝達される振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本実施形態の後部車体構造の上方から視た斜視図。
図2】本実施形態の後部車体構造の底面図。
図3図2中のA−A線拡大断面図。
図4】クロスメンバ取付部材を介して配設されるダンパ取付部材から後側クロスメンバまでの振動伝達経路を3自由度系のマス・バネモデルによってモデル化したモデル図。
図5】振動伝達部材に対する振動被伝達部材の動剛性比と動的弾性エネルギー比との関係図。
図6】振動伝達部材と振動被伝達部材との剛性差の大小に応じた、これら2部材の振動エネルギーの伝達の様子を示す模式図。
図7】後側クロスメンバとリヤサイドフレームとの取付部分を、車両後方から視た斜視図。
図8図2中のB−B線要部断面図(a)、後側クロスメンバの背面図(b)。
図9】後側クロスメンバの後側右斜め上方から視た斜視図(a)、後側クロスメンバの平面図(b)。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図中、矢印Fは車両前方を示し、矢印Rは車両右方を示し、矢印Lは車両左方を示し、矢印Uは車両上方を示し、矢印outは車幅方向外側を示し、矢印inは車幅方向内側を示すものとする。
【0022】
図1図3は、本発明の実施形態の後部車体構造を示し、まず、本実施形態の後部車体構造の前提構造について主に図1図3を用いて説明する。
【0023】
図1図2に示すように自動車の車体においては、車室の床面を形成するフロアパネル1(図2参照)を設け、このフロアパネル1の両サイドには、サイドシルインナ2aとサイドシルアウタ(図示省略)とを備えて車両前後方向に延びる閉断面2sが構成される車体強度部材としてのサイドシル2を接合固定している。
【0024】
上述のフロアパネル1の後部には、上方に立ち上がるキックアップ部3を介して車体後部フロアを構成するリヤフロアパネル4を一体的に連設しており、該リヤフロアパネル4の両サイドには、車両前後方向に延びるリヤサイドフレーム6(以下、「フレーム部材6」と称する)が設けられている。
【0025】
リヤフロアパネル4の前部4F(以下、「リヤフロア前部4F」と称する)には、下方に燃料タンク5が配置されている(図2参照)。この燃料タンク5は図示しないインシュレータで保護されている。
【0026】
図1図2に示すように、リヤフロアパネル4の後部4R(以下、「リヤフロア後部4R」と称する)には、その車幅方向中間部に下方に窪むスペアタイヤパン又は他の部品を兼ねる凹部4aが一体形成されている。
【0027】
上述したフレーム部材6は、キックアップ部3からリヤフロアパネル4の後端まで内部に車両前後方向に延びる閉断面6sが形成された車体側部剛性部材として構成しており、前端がサイドシル2の後部に接続されている。
【0028】
図1図2に示すように、フレーム部材6は、車両前後方向全体に渡って上方へ凸の断面ハット形状のフレーム部材アッパ61(図1図8(a)参照)と、下方へ凸の断面ハット形状のフレーム部材ロア62(図2図8(a)参照)等を備えている。これらフレーム部材アッパ61とフレーム部材ロア62とは、夫々の車幅方向内端に接合フランジ部61a,62aが形成されており(図1図3図8(a)参照)、これら接合フランジ部61a,62aによってリヤフロアパネル4の車幅方向外側端部4bを挟み込んだ状態で溶接にて3重接合されている(図3図8(a)参照)。
【0029】
図2に示すように、フレーム部材6の車幅方向外側には、リヤホイールハウス7が設けられている。リヤホイールハウス7は、不図示のリヤホイールハウスアウタとリヤホイールハウスインナ7aとを接合して構成されている。
【0030】
また図1図2に示すように、リヤフロア前部4Fとリヤフロア後部4Rとの境界部においてリヤフロアパネル4の上下両部には、リヤクロスメンバアッパ11(図1参照)とリヤクロスメンバロア12(図2参照)とをスポット溶接等により夫々接合固定している。これら両者11,12は何れも車幅方向に延びて両サイドのフレーム部材6を車幅方向に連結するリヤクロスメンバ(いわゆるNo.4クロスメンバ)であって、リヤクロスメンバアッパ11とリヤフロアパネル4との間、並びにリヤクロスメンバロア12とリヤフロアパネル4との間には、上下方向にオーバーラップする閉断面11s,12sが形成されている。
【0031】
さらに図2に示すように、リヤフロア後部4Rには、リヤフロア後部4Rの凹部4aを横切るように車幅方向に延びて両サイドのフレーム部材6を車幅方向に連結する後側リヤクロスメンバ13(いわゆるNo.4.5クロスメンバ)をリヤフロア後部4Rの下面側から接合固定している。これら後側リヤクロスメンバ13とリヤフロアパネル4との間には車幅方向に延びる閉断面13sが形成されている。
【0032】
本実施形態の後部車体構造の前提構造として、上述したフレーム部材6の構成を中心に引き続き図1図3を用いて詳述する。
【0033】
図2に示すように、本実施形態のフレーム部材6は、その車両前後方向の中間位置、詳しくは、リヤクロスメンバロア12と後側リヤクロスメンバ13との間の位置には、フレーム部材6の下面の車幅方向中央を上方に窪ませた窪み部15が形成されている。
【0034】
この窪み部15は、フレーム部材6の下面の車幅方向中央部に上下方向に向けて開口する開口部15aを備えており(図3参照)、その開口部15aから不図示のリヤサスペンションに備えたダンパD(同図参照)を挿入して固定するダンパ支持部(15)として形成されている。
【0035】
すなわち、図2に示すように、本実施形態のダンパ支持部(15)は、フレーム部材6に窪み部15を設けることによって構成されており、さらに、フレーム部材6の車両前後方向の該窪み部15に相当する位置P(窪み部相当位置P)は、他の部位と比較して車幅方向外側に幅広となる幅広部6Aを形成している(図2図3参照)。
【0036】
これにより図3に示すように、フレーム部材6の車両前後方向に延びる閉断面6s(図8(a)参照)は、該フレーム部材6の車両前後方向の窪み部相当位置Pにて窪み部15に挿入固定されたダンパDに対して車幅方向内側の閉断面6sa(車幅内側閉断面6sa)と、車幅方向外側の閉断面6sb(車幅外側閉断面6sb)とで二股状に形成される。
【0037】
また図2に示すように、フレーム部材6は複数の構成部材を車両前後方向に接続して一体に構成されている。例えば、フレーム部材6の車両前後方向の窪み部相当位置Pにおいてはダンパ取付部材6m(リヤサスペンション取付部材)によって構成されている。
【0038】
図3に示すように、ダンパ取付部材6mは、その車両前後方向の窪み部相当位置Pの上方に位置するダンパ取付けアッパ部材61mと、該ダンパ取付けアッパ部材61mの下方に位置するダンパ取付けロア部材62m(図2図3参照)と、窪み部15の凹底にてダンパDを取り付ける天板部材65と、車幅方向外側面を構成するアウタパネル66(図1図3参照)と、ダンパ取付けアッパ部材61mの上部を覆うように備えた補強パネル30とで構成されている(同図参照)。
【0039】
また図2に示すように、フレーム部材6の車両前後方向における、後側クロスメンバ13との取付部分は、後側クロスメンバ取付部材6n(以下、「クロスメンバ取付部材6n」と称する)によって構成されている。
【0040】
図1図2に示すように、クロスメンバ取付部材6nは、該クロスメンバ取付部材6nの上部に位置するクロスメンバ取付アッパ部材61n(同図参照)と、該の下方に位置するクロスメンバ取付ロア部材62n(図2参照)とで一体に構成され、図2に示すように、上述したダンパ取付部材6mと車両前後方向に連続して配設されている。
【0041】
ところで、上述した車体後部構造においては、後輪用のリヤサスペンションに備えたダンパDは、後輪から走行荷重を受けて上下動することにより振動発生源となり、左右一対の該ダンパDからフレーム部材6のダンパ取付部材6mに入力された車両走行時の振動が、クロスメンバ取付部材6nを介して後側クロスメンバ13に伝達され、さらに該後側クロスメンバ13からリヤフロア後部4Rに伝達されることによってリヤフロアパネル4が振動し、NVH性能に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【0042】
これに対して発明者らは、振動発生源から車体側への振動伝達経路において、互いに取り付けられ、上流側に位置する上流側部材(振動伝達部材)と、下流側に位置する下流側部材(振動被伝達部材)との間に剛性差(バネ定数差)をもたせることで、上流側部材から下流側部材への振動伝達時の反射量を高めることができることに着目し、さらにこれにより、これら2部材間の振動抑制効果を高めて結果的に振動発生源から車体側へ伝達される振動を低減するうえで有効であることに着目した。
【0043】
以下では、互いに取り付けられた2部材間に剛性差をもたせることで、これら2部材間での振動伝達を食い止めるという上述した技術思想について、フレーム部材6と後側クロスメンバ13との取付部分に適用し、フレーム部材6のダンパ取付部材6m(振動伝達部材)からクロスメンバ取付部材6n(介在部材)を介して後側クロスメンバ13(振動被伝達部材)へと外力(振動)が入力される場合を例に採り、図4図6(a)(b)を用いて説明する。
【0044】
上述したフレーム部材6のダンパ取付部材6m、クロスメンバ取付部材6nおよび後側クロスメンバ13は、振動伝達経路の上流側から下流側へ連続してこの順に配設されており、図4は、これら3部材に基づいて、3自由度系のマス・バネモデルによってモデル化したものであって、この3自由度系のマス・バネモデルにおいて、ダンパ取付部材6mに対して外力Fが入力される様子を示すモデル図である。
【0045】
図4中のm1,k1は、夫々ダンパ取付部材6mの剛性、弾性を示し、同様に、m3,k3は、夫々後側クロスメンバ13の剛性、弾性を示す。
なお、図4中の介在部材は便宜上、フレーム部材6のクロスメンバ取付部材6nの剛性、弾性の各要素をまとめて示したものである。すなわち、クロスメンバ取付部材6nとしての介在部材は、便宜上、ダンパ取付部材6mと後側クロスメンバ13との各バネ要素(k1,k3)を単に連結する部材として見なすことで、図4は実質的に、ダンパ取付部材6mと後側クロスメンバ13とをモデル化した2自由度系のマス・バネモデルとしても捉えることができる。
【0046】
図5は、ダンパ取付部材6mに対する後側クロスメンバ13の各動剛性の比率を示す動剛性比(m3の動剛性/m1の動剛性)を横軸するとともに、ダンパ取付部材6mに対する後側クロスメンバ13の各動的弾性エネルギーの比率を示す動的弾性エネルギー比(m3動的弾性エネルギー/m1動的弾性エネルギー)を縦軸として、これらの関係を示すものである。
【0047】
なお、ダンパ取付部材6mおよび後側クロスメンバ13の各動的弾性エネルギーは、夫々ダンパ取付部材6mがダンパDから受け取る振動エネルギー、後側クロスメンバ13がダンパ取付部材6mから受け取る振動エネルギーを示す。
【0048】
要するに図5は、図4中の3時自由度系のマス・バネモデルにおいて、ダンパDから外力Fが入力時に、ダンパ取付部材6mからクロスメンバ取付部材6nを介して後側クロスメンバ13へ伝達される振動エネルギーが、ダンパ取付部材6mと後側クロスメンバ13との剛性差(バネ定数差)に応じてどのように変化するかを示すグラフである。
【0049】
図5のグラフ中の波形Lに示すとおり、動剛性比が所定の値(例えば、1)のときに動的弾性エネルギー比がピーク値を示し、動剛性比が所定の値に対して大きく又は小さくすればする程、動的弾性エネルギー比が小さくなる2次関数的な特性となった。
【0050】
この波形Lから明らかなとおり、ダンパ取付部材6mと後側クロスメンバ13との剛性差を所定の値に対して大きく又は小さくすればする程、振動の跳ね返り量(反射量)が大きくなり、ダンパ取付部材6mからクロスメンバ取付部材6nを介して後側クロスメンバ13へ伝達される動的弾性エネルギーの低減効果を高めるうえで有効であるといえる。
【0051】
詳述すると図5中の波形Lから明らかなとおり、振動被伝達部材の一部に局所的に外力が加わる場合において、振動伝達部材と振動被伝達部材との剛性差が小さい場合には(すなわち、図5中の動剛性比が1に近い程)、図6(a)に示すように、振動被伝達部材が反射する振動エネルギーの反射量は小さくなる。すなわち、振動伝達部材から振動被伝達部材への振動エネルギーの伝達量(受け取り量)は大きくなる。これに対して、振動伝達部材と振動被伝達部材との剛性差が大きい場合には(すなわち、図5中の動剛性比が1から遠い程)、図6(b)に示すように、振動被伝達部材における振動エネルギーの反射量は大きくなる。すなわち、振動伝達部材から振動被伝達部材への振動エネルギーの伝達量は小さくなる。
なお、本実施形態において、上述した「反射」とは、振動伝達部材から振動被伝達部材への入力方向に対して逆方向に振動エネルギーを跳ね返す場合に限らず、逆方向以外の異なる方向(例えば、フレーム部材6の後方側)へ逃がす場合も含むものとする。
【0052】
上述したように、振動伝達部材と振動被伝達部材との剛性差をもたせるにあたって、これら2部材のうち、少なくとも一方の部材の剛性(バネ定数)を変更することが考えられる。
【0053】
例えば、後側クロスメンバ13と比して相対的に剛性を高めるために、現状(上述した前提構造)のフレーム部材6に対してさらに補強パネルを備えたり、厚肉化したりする等して頑強に構成することが考えられるが、その場合には、車体後部の高重量化が懸念される。
【0054】
その一方で後側クロスメンバ13と比して相対的に剛性を低くするために、現状(上述した前提構造)のフレーム部材6に対して低剛性化して構成することも考えられるが、その場合には、フレーム部材6が車両の後面衝突時に衝突荷重のサイドシル2(車両前方)へのロードパスとしての機能を果たすことが困難になることが懸念される。
【0055】
このため、本実施形態においては、振動被伝達部材としての後側クロスメンバ13をフレーム部材6(ダンパ取付部材6m)と比して相対的に低剛性化したものであり、特に、後側クロスメンバ13の中でもフレーム部材6(クロスメンバ取付部材6n)に取り付けられる取付け部分周辺について低剛性化させることで両部材間に剛性差をもたせる構成を採用したものである。
【0056】
以下では、上述した前提構造としての後側クロスメンバ13のクロスメンバ取付部材6nへの取付け部分周辺に対して、上述した技術思想を具現化した構造として、ダンパ取付部材6mの剛性に対して相対的に低下させた低剛性部20を設けた具体的構造について主に図7図8(a)(b)図9(a)(b)を用いて説明する。
【0057】
まず、後側クロスメンバ13は、車幅方向に延びるクロスメンバ本体部13Aと、該クロスメンバ本体部13Aの両サイドに延設されたフレーム部材取付部13Bとで一体に構成される。
【0058】
クロスメンバ本体部13Aは、該後側クロスメンバ13の下面を構成する下壁部131と、該下壁部131の前後各縁から上方に(リヤフロア後部4Rに向けて)延びる縦壁状の前壁部132(図9(a)(b))および後壁部133(同図参照)と、これら前壁部132および後壁部133の上端から車両前後方向へ相離反する方向(前後各側)へ延びて、リヤフロア後部4Rの下面に接合されるフランジ部134とで一体に形成されている。下壁部131と前後各壁部132,133とは、夫々車幅方向に沿って延びる稜線135を介して連続して接合されている。下壁部131と前後各壁部132,133との間の各稜線135は、後側クロスメンバ13の成形時に該後側クロスメンバ13の形成部材としての不図示の鋼板を車幅方向に沿って曲げた曲げ部(コーナー部)に相当する。
【0059】
フレーム部材取付部13Bは、フレーム部材6(クロスメンバ取付部材6n)の平坦な座面状の下面に取り付けるフランジ状に形成しており、該フレーム部材取付部13Bの少なくとも車幅方向内側部分は、車両前後方向へ延出する脚部連結部136が形成されている。
【0060】
フレーム部材取付部13Bは、脚部連結部136の車幅方向内端から上方へ延びる前後一対の脚部137が形成されている。
【0061】
図7図8(a)に示すように、この前後一対の脚部137は、共にフレーム部材ロア62(クロスメンバ取付ロア部材62n)の車幅方向内側の壁面62i(車幅内壁部62i)に沿って上方に延出し、その上部には、車幅方向内側へ延びるフランジ部137aが屈曲形成されている。この脚部137に備えたフランジ部137aは、フレーム部材ロア62における、リヤフロアパネル4の車幅方向外側端部4bと接続する接合フランジ部62aの下面に接続される(同図参照)。
【0062】
すなわち、前後一対の脚部137は、クロスメンバ本体部13Aに対して車両前後方向の両サイドに互いに連続せずに間隔を隔てて独立して設けられている。
【0063】
クロスメンバ本体部13Aの車幅方向外側に相当するフレーム部材取付部13Bの周辺には、車両前後方向の各側に凹部21を形成することによって低剛性部20を構成している。
【0064】
低剛性部20は、クロスメンバ本体部13Aのフレーム部材取付部13Bの周辺において、前後各側のフランジ部134を形成せず、且つ、前後各側の壁部132,133の一部(当例では、上側略半分の部分)を形成せずに、下壁部131との間の車幅方向に沿って延びる稜線135を残しつつ、凹状の前壁部132Sおよび後壁部133Sを夫々形成している。
【0065】
前後各側の凹状の壁部132S,133Sは、クロスメンバ本体部13Aの車幅方向中央部分に対して段差部132a,133aを介して段付状(切欠き状)に形成しており、該段差部132a,133aから脚部137にかけて車幅方向に沿って連続して形成している。
【0066】
ところで、リヤフロア後部4Rの中央部には、スペアタイヤパン等に対応する上記の凹部4aが下方へ向けて膨出形成されており(図1図2参照)、クロスメンバ本体部13Aは、図7図8(a)に示すように、左右両サイドに位置する低剛性部20よりも車幅方向中央部分については、前後各側のフランジ部134によってリヤフロア後部4Rの下面に接合している。
【0067】
一方、低剛性部20は、上述したように、リヤフロア後部4Rの下面に接続するフランジ部134を形成せずに、該リヤフロア後部4Rに対して下方に離間して形成している(同図参照)。
【0068】
この低剛性部20を備えた構成により、上記フレーム部材6(ダンパ取付部材6m)に対する後側クロスメンバ13の動剛性比を、所定の値(当例では1)よりも低い値に設定しつつも、車両前後各側の凹状の壁部132S,133Sと下壁部131との間に稜線135を残すことで0.3以上となるように設定している。
【0069】
図1図3に示すように、上述した本実施形態の後部車体構造は、車体後部の両サイドで車両前後方向に延びる左右一対のフレーム部材6(リヤサイドフレーム)と、左右一対のフレーム部材6を車幅方向に連結するリヤフロアパネル4(フロアパネル)と(図2参照)、該リヤフロアパネル4の下面に接続されるとともに左右一対のフレーム部材6を車幅方向に橋渡しする後側リヤクロスメンバ13(クロスメンバ)と、を備えた車両の後部車体構造であって、フレーム部材6と後側リヤクロスメンバ13との取付部において、これらフレーム部材6と後側リヤクロスメンバ13との剛性差を生じさせる低剛性部20(剛性差生成手段)を設けたものである(図2図7図8(a)(b)、図9(a)(b)参照)。
【0070】
上記構成によれば、後輪からフレーム部材6を介して後側リヤクロスメンバ13に入力され、該後側リヤクロスメンバ13からリヤフロアパネル4(すなわち荷室側)に伝達される振動を、フレーム部材6から後側リヤクロスメンバ13に入力前に遮断することができる。
【0071】
この発明の態様として、低剛性部20(剛性差生成手段)は、フレーム部材6と後側リヤクロスメンバ13との取付部において、後側リヤクロスメンバ13をフレーム部材6と比して剛性を相対的に低下させる構成としたものである(同図参照)。
【0072】
上記構成によれば、フレーム部材6と後側リヤクロスメンバ13の剛性差を生じさせるにあたり、後側リヤクロスメンバ13をフレーム部材6と比して剛性を相対的に低下させることで、例えば、フレーム部材6を肉厚に形成したり、別途補強部材を設けたりする等して高剛性化する場合と比して、車体重量の軽量化を図りつつ振動低減効果を得ることができる。
【0073】
この発明の態様として、後側リヤクロスメンバ13は、該後側リヤクロスメンバ13の下面、前面、後面を夫々構成する下壁部131と前壁部132と後壁部133と、リヤフロアパネル4に接合するフランジ部134(接合部)と、を備え、下壁部131と前後各側の壁部132,133とは、夫々車幅方向に延びる稜線135を介して連続して形成されており、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺において、稜線135を残しつつ、フランジ部134を形成せずに、該リヤフロアパネル4に対して離間する凹部21が形成されたものである(同図参照)。
【0074】
上記構成によれば、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺について、前後各側の壁部132s,133sを、リヤフロアパネル4の下面とのフランジ部134を形成せずに、該下面に対して下方に離間して形成することで、フレーム部材6(ダンパ取付部材6m)と比して相対的に剛性を低下させることができ、フレーム部材6から後側リヤクロスメンバ13への振動低減効果を得ることができる。
【0075】
さらに、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺において、リヤフロアパネル4の下面に対して離間して形成するにあたり、稜線135を残すことで、後側リヤクロスメンバ13として必要な剛性を確保しつつ、後側リヤクロスメンバ13の剛性を低下させることができる。
【0076】
さらに、後側リヤクロスメンバ13は、リヤフロアパネル4の中央部において下方に膨出形成した凹部4aを車幅方向に跨ぐように該リヤフロアパネル4の下方に配設されている。このような後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺について、リヤフロアパネル4の下面に接合するフランジ部134を形成せずに、前後各側の凹状の壁部132S,133Sを該リヤフロアパネル4の下面に対して下方に離間して形成することで、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺の上端部を、リヤフロアパネル4における、凹部4aと、該凹部4aの底面視外周側に位置する平坦部4c(図7参照)との境界部分を跨ぐように複雑な形状に形成する必要がないため、後側リヤクロスメンバ13の成形性を高めることができる。
【0077】
この発明の態様として、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6への取付部には、フレーム部材6の車幅方向内側の壁面62i(車幅方向内面)に接合される脚部137(車幅内面接合部)を備え、該脚部137は、後側リヤクロスメンバ13の下壁部131を隔てた前後両サイドにのみ形成され、凹部21は、その車幅方向外端が脚部137に至るまで車幅方向に沿って形成されたものである(図7図8(a)参照)。
【0078】
上記構成によれば、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺において、凹部21を、その車幅方向外端が脚部137に至るまで車幅方向に沿って形成するとともに、脚部137を下壁部131を隔てた前後両サイドにのみ形成することで、例えば、一対の脚部137を前後方向に連続して一体に形成した構成と比して剛性を低下させることができ、結果的にフレーム部材6(ダンパ取付部材6m)に対して相対的な剛性を低下させることができる。
【0079】
一方、脚部137を、フレーム部材6の車幅方向内側の壁面62i(車幅方向内面)に接合することで、凹部21を、その車幅方向外端が脚部137に至るまで形成する等しても、例えばフレーム部材6に対する接合強度を確保できる等、後側リヤクロスメンバ13として必要な剛性を確保することができる。
【0080】
この発明の態様として、フレーム部材6に対する後側リヤクロスメンバ13の動剛性比を1より小さく且つ0.3以上に設定したものである(図5参照)。
【0081】
上記構成によれば、フレーム部材6(ダンパ取付部材6m)に対する後側リヤクロスメンバ13の各動剛性の比率を示す動剛性比が1より小さい値に設定することで、後側リヤクロスメンバ13をフレーム部材6と比して剛性を低下させることができ、結果的に両部材6,13の剛性差を大きくすることができる。
【0082】
よって、フレーム部材6の剛性を相対的に高める場合のように車体が高重量化することがなく、後側リヤクロスメンバ13のフレーム部材6との取付部周辺において、フレーム部材6(クロスメンバ取付部材6n)から後側リヤクロスメンバ13へ伝達しようとする振動の遮断効果を高めることができる。一方、動剛性比を0.3以上に設定することで、後側リヤクロスメンバ13として必要な剛性を確保することができる。
【0083】
その他にも本実施形態においては、フレーム部材6は、サスペンションに備えたダンパDを支持するダンパ取付部材6mと、該ダンパ取付部材6mから後方に延び、後側リヤクロスメンバ13に対して接続されるクロスメンバ取付部材6nとを備えたものであり、動剛性比を導出するに当たって、フレーム部材6の中でも後側リヤクロスメンバ13に直接接続されるクロスメンバ取付部材6nに対する後側リヤクロスメンバ13の動剛性比を採用するのではなく、クロスメンバ取付部材6nよりも振動伝達経路の上流側に位置し、振動発生源により近いダンパ取付部材6mに対する後側リヤクロスメンバ13の動剛性比を採用することで、フレーム部材6から後側リヤクロスメンバ13への振動伝達を阻止するうえで好適な動剛性比を導出することができる。
【0084】
さらに、ダンパ取付部材6m、クロスメンバ取付部材6nおよび後側リヤクロスメンバ13に沿った振動伝達経路を図4に示すように3自由度系のマス・バネモデルとしてモデル化するにあたり、クロスメンバ取付部材6nは、便宜上、ダンパ取付部材6mと後側クロスメンバ13との各バネ要素(k1,k3)を単に連結する介在部材として捉え、実質的に2自由度系のマス・バネモデルとしてモデル化することによって、図4に示すように、動的弾性エネルギー比のピーク値を把握し易い2次関数的なグラフ波形を得ることができ、動剛性比を適切に設定し易くなる。
【0085】
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く様々な実施形態で形成することができる。
上述した実施形態においては、フレーム部材6と後側クロスメンバ13との取付部において両部材6,13間に剛性差をもたせるにあたり、後側クロスメンバ13の剛性を相対的に低くする構成を採用したが、これに限らず、例えば、フレーム部材6の剛性が相対的に高くなるように該フレーム部材6を、前提構造における構成と比してさらに高剛性化してもよい。
その場合、フレーム部材6が必要以上に高剛性化して高重量化することを抑えるために、動剛性比を3以下に設定することが好ましい(図5参照)。
【符号の説明】
【0086】
4…リヤフロアパネル(フロアパネル)
6…リヤサイドフレーム
13…後側リヤクロスメンバ(クロスメンバ)
20…低剛性部(剛性差生成手段)
21…凹部
62i…フレーム部材6の車幅方向内側の壁面(車幅方向内面)
131…下壁部
132S…凹状の前壁部
133S…凹状の後壁部
134…フランジ部(接合部)
135…稜線
137…脚部(車幅内面接合部)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9