JP2005067346A

JP2005067346A - 車体の後部構造

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Publication number: JP2005067346A
Application number: JP2003298576A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Fukushi; 芳記福士; Hiroshi Osato; 浩大里
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: JP4012131B2

Abstract

【課題】（１）車体後方から作用した衝突エネルギーの吸収性能をより高めること、（２）車体後方からの衝突エネルギーを、フレーム延長部からリヤサイドフレームに極めて効率良く伝達すること、（３）車体の強度及び剛性を十分に確保すること、（４）車体のコストダウンを図ること。
【解決手段】車体２０の後部構造は、車体後部で左右のリヤサイドフレーム３０を前後に延ばし、これらのリヤサイドフレームの後端に、リヤサイドフレームと概ね連続した外形を保ちつつ後方へ延びる低強度のフレーム延長部４０を一体的に設け、これらのフレーム延長部を車体後面のリヤエンドパネル６０よりも後方まで延ばし、左右のフレーム延長部の長手途中からその長手方向とは略直角方向に接合部材８０を延ばし、これらの接合部材にリヤエンドパネルを接合したものである。
【選択図】図３

Description

本発明は車体の後部構造に関し、特に、後方からの衝突エネルギーを吸収するようにした構造の改良技術に関するものである。

近年、自動車等の車両においては、前方から作用した衝突エネルギーを吸収する技術の他に、後方から作用した衝突エネルギーを吸収する技術に関しても、開発が進んでいる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平２００２−３３１９６２公報

特許文献１による従来の車体の後部構造の概要を図６で説明する。
図６（ａ），（ｂ）は従来の車体の後部構造の概要図であり、上記特許文献１の図１及び図２の要部再掲図である。（ａ）は従来の車体の後部の斜視図、（ｂ）は従来の車体の後部を左側方から見た断面構造図である。但し符合は振り直した。

従来の車体１００の後部構造は、車体後面を形成するリヤエンドパネル１０１を下方へ延ばして、左右のリヤサイドフレーム１０２，１０２の後端に接合し、その接合後端１０３，１０３間にリヤエンドクロスメンバ１０４を掛け渡し、さらに左右の接合後端１０３，１０３から後方へ衝撃吸収部材１０５，１０５を延ばしたというものである。
左右の衝撃吸収部材１０５，１０５は、リヤサイドフレーム１０２，１０２の後端にボルト止めにて取付ける脆弱部材であって、車体後方から作用した衝突エネルギーを吸収することができる。１０６はリヤバンパ、１０７は補強部材である。

ところで、車体１００の後方から作用した衝突エネルギーの吸収性能を高めるには、衝撃吸収部材１０５，１０５の長さをできるだけ大きくすることが好ましい。しかし、車両の設計上の制約があるので、リヤエンドパネル１０１から後方へ衝撃吸収部材１０５，１０５を大きく突き出すことには限界がある。

しかも、衝突エネルギーの吸収性能を高めた場合であっても、衝突エネルギーを衝撃吸収部材１０５，１０５からリヤサイドフレーム１０２，１０２へ効率良く伝えることが求められる。さらには、車体の強度及び剛性を確保する上で、リヤサイドフレーム１０２，１０２に対する、リヤエンドパネル１０１の接合強度及び接合剛性を確保することが求められる。

また、従来の車体１００の後部構造は、リヤサイドフレーム１０２，１０２の後端に、別部材からなる衝撃吸収部材１０５，１０５をボルト止めする構成であるから、部品数が多く構成が複雑なので、コストアップの要因となる。

本発明は、（１）車体後方から作用した衝突エネルギーの吸収性能をより高めること、（２）車体後方からの衝突エネルギーを、フレーム延長部からリヤサイドフレームに極めて効率良く伝達すること、（３）車体の強度及び剛性を十分に確保すること、（４）車体のコストダウンを図ることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体後部で左右のリヤサイドフレームを前後に延ばし、これらのリヤサイドフレームの後端に、リヤサイドフレームと概ね連続した外形を保ちつつ後方へ延びる低強度のフレーム延長部を一体的に設け、これらのフレーム延長部を車体後面のリヤエンドパネルよりも後方まで延ばし、左右のフレーム延長部の長手途中からその長手方向とは略直角方向に接合部材を延ばし、これらの接合部材にリヤエンドパネルを接合した、車体の後部構造である。

請求項１に係る発明では、リヤサイドフレームの後端から後方へ延びるフレーム延長部を、車体後面のリヤエンドパネルよりも後方まで延ばしたので、フレーム延長部をリヤエンドパネルの前後に連続して設けることができる。この結果、フレーム延長部の長さを、より大きく設定することができる。リヤサイドフレームよりも低強度の（脆弱な）フレーム延長部を前後に長くした分、車体後方から作用した衝突エネルギーの吸収性能を、より高めることができる。しかも、フレーム延長部がリヤエンドパネルから後方へ突出する大きさを抑制することができるので、車体の設計の自由度を増すことができる。

さらには、フレーム延長部を、リヤサイドフレームと概ね連続した外形を保ちつつ（すなわち、概ね連続した稜線を保ちつつ）後方へ延びるように、リヤサイドフレームの後端に一体的に設けたので、後方からの衝突エネルギーをフレーム延長部からリヤサイドフレームに極めて効率良く伝達することができる。

さらにまた、左右のフレーム延長部の長手途中からその長手方向とは略直角方向に接合部材を延ばし、これらの接合部材にリヤエンドパネルを接合したので、別部材からなる補強部材を設けることなく、リヤサイドフレーム並びにフレーム延長部に対するリヤエンドパネルの接合強度及び接合剛性を十分に確保することができる。従って、例えば車両の重心を通る前後方向の軸の回りに車体が捩られた場合であっても、車体の強度及び剛性を十分に確保することができる。

さらにまた、リヤサイドフレームの後端に、リヤサイドフレームよりも脆弱なフレーム延長部を一体に設けたので、部品数を低減させ構成を簡単にすることができる。このため、車体のコストダウンを図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側、ＣＬは車幅中心（車体中心）を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係る車両の後部の斜視図である。この車両１０は、車体後面１１に開口部１２を形成し、この開口部１２の上のルーフレール１３にテールゲート（図示せず）を上下スイング可能に取付けることで、開口部１２をテールゲートによって開閉するようにした、ハッチバックタイプ等の自動車である。１４はリヤピラー、１５はリヤバンパ、１６は後輪である。

図２は本発明に係る車体の後部の平面図である。車両１０における車体２０（車体フレーム２０）は、車体中央部で左右のサイドシル２１，２１を前後に延ばし、車体後部で左右のリヤサイドフレーム３０，３０を前後に延ばし、これらのリヤサイドフレーム３０，３０の後端３２，３２から後方へ左右のフレーム延長部４０，４０を延ばし、左右のリヤサイドフレーム３０，３０の前端部間及び後端部間にそれぞれクロスメンバ５１，５２を掛け渡したものである。

このようにして、左右のサイドシル２１，２１の後端から後方へ左右のリヤサイドフレーム３０，３０を延ばした。図２に示すように車体２０は、車幅中心線ＣＬに対して左右対称形である。以下、車体２０については主に左側の構成を説明し、右側の構成については左と同一構成なので、説明を省略する。

リヤサイドフレーム３０並びにフレーム延長部４０は、概ね上開放Ｕ字断面（言い換えると、上開放コの字状断面、上開放ハット状断面、角形樋状）を呈する。このリヤサイドフレーム３０は、開放した両端にフランジ３１，３１を有する、厚板鋼板（板厚ｔ１）のプレス成型品である。フレーム延長部４０は、開放した両端にフランジ４１，４１を有する、薄板鋼板（板厚ｔ２）のプレス成型品である。

ｔ１＞ｔ２である。また、リヤサイドフレーム３０とフレーム延長部４０との、接合部分の断面は、互いにほぼ同形状で且つ同寸法の部材である。従って、リヤサイドフレーム３０に対してフレーム延長部４０は低強度の（強度が小さい）部材、すなわち脆弱な部材である。
なお、リヤサイドフレーム３０に対してフレーム延長部４０を脆弱な部材とするには、上述のように板厚を変える構成の他に、例えば、リヤサイドフレーム３０の材質とフレーム延長部４０の材質とを変えることによって、各材質自体の強度を変えることでも、達成することができる。
リヤサイドフレーム３０は、車体後部に配置された燃料タンクや燃料パイプ等の各種部材を保護するために、高強度としたものである。

図３は本発明に係る車体の後部を左側から見た断面図であり、左のリヤサイドフレーム３０並びにフレーム延長部４０に対するリヤエンドパネル６０の関係を示すとともに、車体２０の上面にフロアパネル５３を張ったことを示す。
図４は本発明に係る車体の後部の分解図であり、左のリヤサイドフレーム３０並びにフレーム延長部４０に対するリヤエンドパネル６０の関係を示す。

図３及び図４に示すように、車体後面１１の一部を形成するリヤエンドパネル６０は、縦板状の鋼板のプレス成型品である。リヤエンドパネル６０の裏側（図の左側）の上端を、車幅方向に延びるコ字状断面の補強部材７０によって、補強したものである。このため、リヤエンドパネル６０の上端部６１は、断面視矩形状の閉断面を呈する。このようなリヤエンドパネル６０の上端部６１は、フレーム延長部４０よりも上位にある。

車体２０は、左のリヤサイドフレーム３０の後端３２に、後方へ延びる脆弱な左のフレーム延長部４０を一体的に設け、このフレーム延長部４０を車体後面１１を形成するリヤエンドパネル６０よりも後方まで延ばし、左のフレーム延長部４０の長手途中からその長手方向とは略直角方向に接合部材８０を延ばし、これらの接合部材８０にリヤエンドパネル６０を接合したことを特徴とする。

詳しく説明すると、フレーム延長部４０は、リヤサイドフレーム３０と概ね連続した外形を保ちつつ後方へ延びる。すなわち、リヤサイドフレーム３０の外形線（稜線）３３に対して、フレーム延長部４０の外形線（稜線）４２を、車体前後方向に概ね連続させつつ、フレーム延長部４０を後方へ延ばした。
リヤサイドフレーム３０の後端３２にフレーム延長部４０の前端４３を重ね合わせて、スポット溶接等で接合することによって、リヤサイドフレーム３０にフレーム延長部４０を一体的に設けることができる。

このようにして、リヤサイドフレーム３０の後端３２に、リヤサイドフレーム３０よりも脆弱なフレーム延長部４０を一体に設けたので、部品数を低減させ、構成を簡単にすることができる。このため、車体２０のコストダウンを図ることができる。

接合部材８０は、フレーム延長部４０の長手途中を前後に仕切る縦板状のバルクヘッド（仕切板）であって、リヤエンドパネル６０の上端部６１へ向かって略鉛直に延び、その先端部８１にリヤエンドパネル６０並びに補強部材７０を前後に重ね合わせて、スポット溶接等により一体的に接合したものである。
このような接合部材８０は、角形樋状断面を呈するフレーム延長部４０の溝４４内に嵌合し、底面並びに左右の側面をスポット溶接等により接合することで、フレーム延長部４０に一体的に取付けるようにした。

以上に説明した、リヤサイドフレーム３０とフレーム延長部４０とリヤエンドパネル６０との関係並びに接合構成は、左右同一である。

このような構成によって、左右のフレーム延長部４０，４０の長手途中に、リヤエンドパネル６０の左右両端部を一体的に堅固に接合することができる。このため、別部材からなる補強部材を設けることなく、リヤサイドフレーム３０，３０並びにフレーム延長部４０，４０に対するリヤエンドパネル６０の接合強度及び接合剛性を、十分に確保することができる。

リヤサイドフレーム３０の後端３２からフレーム延長部４０の後端４５までの距離、すなわち、フレーム延長部４０の全長はＬ１である。
リヤサイドフレーム３０の後端３２から接合部材８０までの距離、すなわち、リヤエンドパネル６０から前方へフレーム延長部４０の前端４３が延びる延出量はＬ２であり、フレーム延長部４０の全長Ｌ１より短い（Ｌ１＞Ｌ２）。フレーム延長部４０の前端４３を前方へ延ばした分だけ、リヤサイドフレーム３０の後端３２の位置を前方に設定した。
接合部材８０の取付け位置からフレーム延長部４０の後端４５までの距離、すなわち、リヤエンドパネル６０から後方へフレーム延長部４０が突出する突出量はＬ３である。Ｌ３はＬ３＝Ｌ１−Ｌ２の関係にある。

なお、図３に示すようにフレーム延長部４０は、リヤエンドパネル６０から後方へ突出した部分の上面を、想像線にて示す板材９１にて塞ぐことで、この部分を閉断面構造とすることができる。このようにして、フレーム延長部４０の後端４５に後方から作用する衝突エネルギーＥｎの吸収性能を、変えることができる。

次に、上記構成の車体２０の後部構造の作用を図２、図３及び図５に基づき説明する。
図２及び図３に示すように、左右のリヤサイドフレーム３０，３０の後端３２，３２から後方へ延びる左右のフレーム延長部４０，４０を、車体後面のリヤエンドパネル６０よりも後方まで延ばしたので、フレーム延長部４０，４０をリヤエンドパネル６０の前後に連続して設けることができる。この結果、フレーム延長部４０，４０の長さ（全長Ｌ１）を、より大きく設定することができる。

フレーム延長部４０，４０の後端４５，４５に後方から衝突エネルギーＥｎが作用することで、フレーム延長部４０，４０は全長Ｌ１にわたって潰れて塑性変形し、衝突エネルギーＥｎを吸収する。リヤサイドフレーム３０，３０よりも脆弱なフレーム延長部４０，４０を前後に長くした分（すなわち、延出量Ｌ２分）、車体２０の後方から作用した衝突エネルギーＥｎの吸収性能を、より高めることができる。

しかも、フレーム延長部４０，４０がリヤエンドパネル６０から後方へ突出する大きさＬ３を制御する（適宜設定する）ことができるので、車体２０の設計の自由度を増すことができる。

さらには、左右のフレーム延長部４０，４０を、左右のリヤサイドフレーム３０，３０と概ね連続した外形を保ちつつ（すなわち、概ね連続した稜線３３，４２を保ちつつ）後方へ延びるように、リヤサイドフレーム３０，３０の後端３２，３２に一体的に設けたので、後方からの衝突エネルギーＥｎをフレーム延長部４０，４０からリヤサイドフレーム３０，３０に極めて効率良く伝達することができる。

図５は本発明に係る車体の後部の作用図である。
左右のフレーム延長部４０，４０の長手途中からその長手方向とは略直角方向に接合部材８０，８０を延ばし、これらの接合部材８０，８０にリヤエンドパネル６０を接合したので、別部材からなる補強部材を設けることなく、リヤサイドフレーム３０，３０並びにフレーム延長部４０，４０に対するリヤエンドパネル６０の接合剛性を十分に確保することができる。

従って、例えば車両１０が悪路を走行時に車体２０に作用する捩り荷重や、ローリングモーメント（車両１０の重心を通る前後方向の軸の回りに働くモーメントＭ）等によって、車両１０の重心を通る前後方向の軸の回りに車体２０が捩られた場合であっても、車体２０の剛性を十分に確保することができる。

なお、本発明は実施の形態に示す左右のリヤサイドフレーム３０，３０、フレーム延長部４０，４０及び、リヤエンドパネル６０の形状、寸法、材質を任意に設定することができる。

本発明の車体の後部構造は、特に後方からの衝突エネルギーの吸収量、すなわち、後面衝突時のクラッシュストロークが、より必要な自動車に好適である。

本発明に係る車両の後部の斜視図である。本発明に係る車体の後部の平面図である。本発明に係る車体の後部を左側から見た断面図である。本発明に係る車体の後部の分解図である。本発明に係る車体の後部の作用図である。従来の車体の後部構造の概要図である。

符号の説明

１０…車両、２０…車体（車体フレーム）、３０…リヤサイドフレーム、３２…リヤサイドフレームの後端、４０…フレーム延長部、４５…フレーム延長部の後端、６０…リヤエンドパネル、８０…接合部材、Ｅｎ…衝突エネルギー。

Claims

車体後部で左右のリヤサイドフレームを前後に延ばし、これらのリヤサイドフレームの後端に、リヤサイドフレームと概ね連続した外形を保ちつつ後方へ延びる低強度のフレーム延長部を一体的に設け、これらのフレーム延長部を車体後面のリヤエンドパネルよりも後方まで延ばし、前記左右のフレーム延長部の長手途中からその長手方向とは略直角方向に接合部材を延ばし、これらの接合部材に前記リヤエンドパネルを接合した、車体の後部構造。