JP2014046876A

JP2014046876A - スペアタイヤ取付構造

Info

Publication number: JP2014046876A
Application number: JP2012193066A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Takeda; 知也武田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】フロアパネルの上下振動を低減させ、車室内のこもり音を低減させるスペアタイヤ取付構造を提供する。
【解決手段】車両のフロアパネル１にスペアタイヤ２の中心部５ａが固定部材６により固定されるスペアタイヤ取付構造において、固定部材６は、スペアタイヤ２とフロアパネル１との間に、車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部９を有する。スペアタイヤ２のロール共振周波数のみを低下させて、ロール共振周波数をバウンス共振周波数に近づけることができる。ロール共振は、スペアタイヤ２の中心部５ａを中心として対向するスペアタイヤ２の両端部２ａ，２ｂが車両上下方向において逆位相で振動するため、バウンス共振による両端部２ａ，２ｂの車両上下方向の振動を低減させ、フロアパネル１の上下振動を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両のフロアパネルにスペアタイヤを取り付ける構造に関するものである。

駆動力源に内燃機関を含む車両では、内燃機関が出力するトルクが繰り返し変動することに伴う振動や路面から入力される振動等により車両が共振し、車室内のこもり音となることが知られている。こもり音とされるのは、一般的には、エンジンがアイドリング回転数程度の低回転数で回転している際に車室内に生じる比較的周波数の低い帯域の音、いわゆるアイドルこもり音領域の音であり、乗り心地を損なう音と認識されている。アイドルこもり音領域の周波数には、車室共鳴の一因であるフロアパネルの共振周波数が存在し、フロアパネルの上下振動でフロアパネルが発音して、車室内のこもり音になりやすい。このようなフロアパネルの振動による車室内のこもり音を低減させる対策として、スペアタイヤ取付構造の一例が特許文献１に記載されている。

この特許文献１に記載されているスペアタイヤ取付構造は、バックドアを備えた自動車のリヤフロアパネルに、タイヤ中心部をキャリアねじにより固定するブラケットおよびその周囲にタイヤ部側面が載置されるクッションを配置している。また、リヤフロアパネルを補強するフロアリインフォースが設けられると共に、路面からの入力振動に対するボデーの曲げ共振周波数よりも低いリヤフロアパネルの共振周波数をスペアタイヤの取付け状態でボデーの曲げ共振周波数よりも高くするように、クッションのばね定数が設定されている。これにより、路面入力に応動したリヤフロアパネルの振動で車室の体積変化を小さくしてこもり音レベルを低減させることができる、とされている。

また、特許文献２に記載されているスペアタイヤ取付構造は、車両に搭載するスペアタイヤが設置される平板状のリヤフロアパネルと、スペアイヤのホイールの中心部と、該中心部よりも車体前方側及び車体後方側のホイールの周縁部をリヤフロアパネルに固定する固定手段とを備えている。車体前方側及び車体後方側のホイールの周縁部をリヤフロアパネルに固定することにより、リヤフロアパネルの車体前方側と車体後方側とが、車体上下方向に逆の位相で振動する振動モードが励起されて、車体前方側と車体後方側とで車両の体積変化を相殺し、リヤフロアパネルから生じる発音量を低減することができる、とされている。

特開２００３−３３５２７１号公報特開２００９−０１８７４４号公報

しかしながら、特許文献１ないし２に記載されたスペアタイヤ取付構造は、スペアタイヤのバウンス共振周波数（車両上下方向の共振周波数）が車室共鳴の一因であるフロアパネルの共振周波数に近接しているため、スペアタイヤがバウンス共振で振動するとフロアパネルの上下振動を増大させ、車室内のこもり音がさらに大きくなってしまうおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、フロアパネルの上下振動を低減させ、車室内のこもり音を低減させるスペアタイヤ取付構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両のフロアパネルにスペアタイヤの中心部が固定部材により固定されるスペアタイヤ取付構造において、前記固定部材は、前記スペアタイヤと前記フロアパネルとの間に、車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部を有することを特徴とするものである。

さらに、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記固定部材は、前記低剛性部を中心に車両の幅方向において回転可能であることを特徴とするスペアタイヤ取付構造である。

この発明によれば、固定部材は、スペアタイヤとフロアパネルとの間に、車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部を有している。車両前後方向における固定部材の剛性よりも車両幅方向における固定部材の剛性を低く構成することで、スペアタイヤのロール共振周波数のみを低下させて、ロール共振周波数をバウンス共振周波数に近づけることができる。ロール共振は、スペアタイヤの中心部を中心として対向するスペアタイヤの両端部が車両上下方向において逆位相で振動するため、バウンス共振による車両上下方向の振動を低減させ、フロアパネルの上下振動を抑制することができる。したがって、フロアパネルの上下振動を抑制させ、車室内のこもり音を低減させることができる。

この発明に係るスペアタイヤ取付構造のクランプボルトの一例を示す模式図である。この発明に係るスペアタイヤ取付構造のリアフロアパネルを示す斜視図である。この発明に係るスペアタイヤ取付構造のクランプボルトの一例を示す断面図である。（ａ）は従来のスペアタイヤのバウンス共振を示す模式図である。（ｂ）は従来のスペアタイヤのロール共振を示す模式図である。（ｃ）はこの発明に係るスペアタイヤのロール共振とバウンス共振とが組み合わされた共振を示す模式図である。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明のスペアタイヤ取付構造は、車室内のこもり音を低減させるために、スペアタイヤのロール共振を利用してフロアパネルの上下振動を抑制するように構成された取付構造であり、その車両は、内燃機関およびモータなどを動力源とした前輪駆動車や後輪駆動車あるいは四輪駆動車などであってよい。

車両（図示せず）の内側の車室には、車両前方側に乗員室（図示せず）および車両後方側に荷室（図示せず）が形成されている。また、車両後部の幅方向の両端部には、車両前後方向に延びた長方形状のリヤフロアサイドメンバー（図示せず）がそれぞれ配置されている。これらリアフロアサイドメンバーの車両幅方向の間には、図２に示すように、板状のリアフロアパネル１が配置されている。

このリアフロアパネル１は、図２および図３に示すように、スペアタイヤ２が収まるように、略半円形状の凹部３が車両下方向に窪むように形成されている。凹部３の底部は、平坦状に形成されており、その中央部には車両上方に突出する突出部４が形成されている。この突出部４は、その内部がナット４ａであり、後述する固定部材が挿入され嵌合されるように構成されている。なお、リアフロアパネルは、スペアタイヤが取り付けられるように構成されていればよく、平板状であってもよい。

スペアタイヤ２は、図３に示すように、車両の駆動力が伝達されるハブ（図示せず）に取り付けられる円状のディスク部５の側面がリアフロアパネル１の底部３と対向するように、リアフロアパネル１の凹部３に収納される。また、ディスク部５の中心部にはディスク部５を貫通する円形状のハブ孔５ａが設けられており、このハブ孔５ａが凹部３の突出部４に対向するように配置されている。このスペアタイヤ２のディスク部５の中心部５ａとリアフロアパネル１の凹部３の突出部４とは、固定部材６により固定されている。なお、スペアタイヤとリアフロアパネルとの間には、リアフロアパネルの静粛性を高めるために、制振シートや塗布型制振材等を配置してもよい。また、スペアタイヤとリアフロアパネルとは接触していてもよい。

この固定部材（クランプボルト）６は、具体的には図１に示すように、ディスク部５をリアフロアパネル１の底部方向に押し付けるヘッド部７と、ヘッド部７によりディスク部５を押し付けた状態でリアフロアパネル１の突出部４に固定される軸部８と、車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部９とによって構成されている。

ヘッド部７は、樹脂部材で形成されるとともに、ディスク部５のハブ孔５ａの内径よりも直径が大きい円板形状７ａに形成されている。また、ヘッド部７は、軸部８を中心として手で回転させやすいように、円板形状７ａの中心部が厚さ方向において略歯車形状７ｂに突出されている。なお、ヘッド部とディスク部との間には、ワッシャーを配置してもよい。

また、車両のリアフロアパネル１１の凹部３に配置され固定されているスペアタイヤ２のロール方向（言い換えると、車両幅方向）の共振周波数を低下させて、バウンス方向（言い換えると、車両上下方向）の共振周波数に近づけるために、クランプボルト６は、スペアタイヤ２とリアフロアパネル１１との車両上下方向の間に、車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部９を有している。クランプボルト６の軸部８は、ヘッド部７に連結している一方の軸部８ａとリアフロアパネル１の突出部４に固定される他方の軸部８ｂとによって構成されており、それら軸部８は車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部９により連結されている。この低剛性部９は、一方の軸部８ａと他方の軸部８ｂとを車両の幅方向において回転可能に連結している連結機構である。クランプボルト６によりリアフロアパネル１の凹部３とスペアタイヤ２の中心部とが固定された場合に、この連結機構は、スペアタイヤ２のディスク部５とフロアパネルの凹部３との車両上下方向の間にあり、車両のロール方向とクランプボルト６の回転方向とが一致するよう構成されている。また、ヘッド部７の縁部には、クランプボルト６の連結機構による回転方向、すなわちクランプボルト６が折れ曲がる方向を示す目印１０が設けられている。さらに、リアフロアパネル１には、図２に示すように、車両の幅方向を示す矢印１０Ａが付されており、前記目印１０を矢印１０Ａに合わせることにより、車両のローリングに伴うスペアタイヤ２の揺動を許容するようになっている。なお、固定部材の低剛性部は、スペアタイヤのロール方向の共振周波数を低下させて、バウンス方向の共振周波数に近づける構成であればよい。

次に、図４を用いて、この発明に係るスペアタイヤ取付構造の作用について説明する。内燃機関が出力するトルクが繰り返し変動することに伴う振動や路面から入力される振動等が伝達されたリアフロアパネル１が振動する場合、リアフロアパネル１に伝達された振動は、リアフロアパネル１に固定されているスペアタイヤ２に伝達される。なお、図４の符号Ａは、スペアタイヤが振動していない静止状態の位置を表している。

図４（ａ）に示すように、従来のクランプボルトのスペアタイヤ取付構造においてスペアタイヤ２のバウンス方向（車両上下方向）の振動が生じた場合、つまりバウンス共振は、スペアタイヤ２のハブ孔５ａを中心として対向するスペアタイヤ２の両端部２ａ，２ｂが、クランプボルト６の軸部８を中心に車両上下方向において同位相で振動する。

また、図４（ｂ）に示すように、従来のクランプボルトのスペアタイヤ取付構造においてスペアタイヤ２のロール方向（車両幅方向）の振動が生じた場合、つまりロール共振は、スペアタイヤ２のハブ孔５ａを中心として対向するスペアタイヤ２の両端部２ａ，２ｂが、クランプボルト６の軸部８を中心に車両上下方向において逆位相で振動する。

この発明に係るスペアタイヤ取付構造は、図４（ｃ）に示すように、車両前後方向よりも車両幅方向の剛性が低く設定されているクランプボルト６の軸部８の低剛性部９により、振動が伝達されるスペアタイヤ２のロール共振周波数とバウンス共振周波数とが近接しているため、リアフロアパネル１から伝達された振動によりスペアタイヤ２のロール方向の振動とスペアタイヤ２のバウンス方向の振動とが生じる。そのため、ロール共振により生じた逆位相の振動は、スペアタイヤ２のバウンス共振による車両上下方向の振動を低減させることができ、その結果、スペアタイヤ２に連結されたリアフロアパネル１の上下振動を抑制することができる。したがって、フロアパネルの上下振動を抑制させ、車室内のこもり音を低減させることができる。

なお、この発明に係るスペアタイヤ取付構造は、車室内のこもり音を低減させるために、スペアタイヤのロール共振を利用してバウンス共振による車両上下方向の振動を低減させ、フロアパネルの上下振動を抑制するように構成されたものであればよく、前述した構成に限らない。

１…フロアパネル、２…スペアタイヤ、２ａ，２ｂ…（スペアタイヤの）両端部、５…ディスク部、５ａ…（ディスク部の）中心部、６…固定部材（クランプボルト）、９…低剛性部（連結機構）。

Claims

車両のフロアパネルにスペアタイヤの中心部が固定部材により固定されるスペアタイヤ取付構造において、
前記固定部材は、前記スペアタイヤと前記フロアパネルとの間に、車両前後方向における剛性よりも車両幅方向における剛性が低い低剛性部を有することを特徴とするスペアタイヤ取付構造。
前記固定部材は、前記低剛性部を中心に車両の幅方向において回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のスペアタイヤ取付構造。