JP2009012676A

JP2009012676A - 車体後部構造

Info

Publication number: JP2009012676A
Application number: JP2007178411A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Yasuhara; 重人安原; Yasuhisa Egawa; 泰久江川; Hiroshi Matsuura; 裕志松浦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: JP5009068B2

Abstract

【課題】後面衝突時における衝突荷重を車体後部で効率良く分散支持することのできる車体後部構造を提供する。
【解決手段】車体略前後方向に延出する左右のリヤフレーム２の後端部にリヤバンパのバンパビーム３０を結合する。両端部がリヤフレーム２の長手方向の中央側領域に結合され、頂部がバンパビーム３０側に向けて突出する弧状フレーム２０を設ける。この弧状フレーム２０とバンパビーム３０の間に衝撃吸収材３１を配置する。バンパビーム３０に入力された後面衝突荷重は左右のリヤフレーム２に直接伝達されるとともに、衝撃吸収材３１を介して弧状フレーム２０の頂部から両端に向かう経路を通してリヤフレーム２の中央側領域に伝達される。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両の後面衝突時における衝撃吸収性能を高めた車体後部構造に関するものである。

車両の後部には、車体略前後方向に延出する一対のリヤフレームが設けられ、この各リヤフレームの前端部が車体側部のサイドシルに結合されるとともに、後端部がリヤバンパのバンパビームに結合されている。
この種の構造を備える車両においては、後面衝突時に、バンパビームに入力された衝突荷重を左右のリヤフレームを介してサイドシルに伝達するとともに、入力荷重が大きい場合には、リヤフレームが長手方向に略沿って圧壊してその間に衝突エネルギーを吸収する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３３８４１９号公報

しかし、この従来の車体後部構造においては、左右のリヤフレームが車体のほぼ前後方向に沿って直線的に延出しているため、荷重入力点が車幅方向の中心領域からずれた後面オフセット衝突があると、衝突側のリヤフレームと非衝突側のリヤフレームで荷重分担が大きく異なる状況（例えば、衝突側のリヤフレーム７０％、非衝突側のリヤフレーム３０％。）が起こり得る。
よって、このような従来の車体後部構造においては、後面オフセット衝突時に、衝突側のリヤフレームに大きな荷重が偏って作用するものと考えられるため、その大荷重を支持し得るようにリヤフレームを補強する必要が生じ、その結果、車体後部のフレーム重量が増加することが懸念される。

また、上記の従来の車体後部構造においは、リヤバンパのバンパビームに入力される衝突荷重を、左右のリヤフレームに後端の連結部を通して伝達するようになっているため、比較的軽衝突であってもバンパビームに入力される衝突加重が両リヤフレームの後端の連結部に大きな応力として作用する。このため、リヤフレームの後端の連結部の応力増加を抑制するために、その連結部を大掛かりに補強しなければならない。

そこで、この発明は、後面衝突時における衝突荷重を車体後部で効率良く分散支持することのできる車体後部構造を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、車体略前後方向に延出する左右一対のリヤフレーム（例えば、後述の実施形態におけるリヤフレーム２）と、車幅方向に略沿って延出し、前記一対のリヤフレームの後端部に結合されるリヤバンパのバンパビーム（例えば、後述の実施形態におけるバンパビーム３０）と、両端部が前記各リヤフレームの長手方向の中央側領域に結合されるとともに、頂部が前記バンパビーム側に向けて突出する弧状フレーム（例えば、後述の実施形態における弧状フレーム２０）と、この弧状フレームと前記バンパビームとの間に配置される衝撃吸収材（例えば、後述の実施形態における衝撃吸収材３１）と、を備えて成ることを特徴とする。
これにより、後面オフセット衝突時にリヤバンパに衝突荷重が入力されると、その衝突荷重は、衝突側のリヤフレームの後端部に入力されるとともに、衝撃吸収材を介して弧状フレームの頂部に入力される。そして、弧状フレームの頂部に入力された荷重は、弧状フレームの両端部を通して左右のリヤフレームにほぼ均等に入力される。また、後面オフセット衝突に限らず、後面衝突時には、バンパビームに入力された荷重が衝撃吸収材によって衝撃を吸収されつつ、弧状フレームによって分散支持されるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車体後部構造において、前記弧状フレームが、車体後方側に向かって肉厚が漸次薄くなるように形成されていることを特徴とする。
これにより、大きな衝突荷重がバンパビームと衝撃吸収材を通して弧状フレームに入力されると、弧状フレームは肉厚の薄い車体後方側から前方側に向かって順次に圧壊するようになる。

請求項１に記載の発明によれば、リヤバンパのバンパビームに入力された衝突荷重をリヤフレームの後端部と弧状フレームの頂部で支持することができるため、後面オフセット衝突時の衝突荷重を左右のリヤフレームに可及的均等に分散支持させることができ、しかも、バンパビームと弧状フレームの間に衝撃吸収材が介装されていることから、軽衝突時にリヤフレーム後端の連結部に作用する応力を効果的に軽減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、大きな衝突荷重の入力時に、弧状フレームを車体後方側から前方側に向かって順次圧壊させることができるため、衝突エネルギーを弧状フレームによって確実にかつ効率良く吸収することが可能になる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、特別に断らない限り、「前」「後」」や「上」「下」は車両についての前後と上下を意味するものとする。また、図中矢印Ｆは、車両の前方を示し、矢印Ｕは車両の上方を示すものとする。
図１は、この発明にかかる車体後部構造を採用した車両１を前方斜め上方から見た斜視図であり、図２は、パネル材を取り去った車体後部の骨格部の平面図、図３，図４は、同車両１の図１のＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面に夫々対応する断面図、図５は、同車両１を後方斜め下方から見た斜視図である。

車両１は、車体後部の下面に左右一対のリヤフレーム２，２が車体前後方向に略沿って配置され、両リヤフレーム２，２の前端部が、車体左右のサイドシル３，３と、そのサイドシル３，３の後端部同士を連結するミドルクロスメンバ４とに結合されている。また、両リヤフレーム２，２の略中間部にはリヤクロスメンバ５が架設され、両リヤフレーム２，２の後端部には、車幅方向に略沿って延出するリヤバンパのバンパビーム３０が結合されている。また、左右両側のリヤフレーム２，２とリヤクロスメンバ５の上面には、トランクルームの下方でスペアタイヤ７（図３，図４参照）を脱着可能に支持するスペアタイヤパン８が接合されている。また、スペアタイヤパン８の後端部には、車体の後部壁を成すリヤパネル６が結合されている。

スペアタイヤパン８は、その略中央部に下方に略円形状に窪むタイヤ収納部９が設けられ、そのタイヤ収納部９内にスペアタイヤ７（図３，図４参照）が収容されるようになっている。そして、タイヤ収納部９の底壁は、その中心部の近傍に、スペアタイヤ７をボルト固定するためのスペアタイヤアンカーナット１０が設置されるとともに、そのスペアタイヤアンカーナット１０の設置部の近傍領域を頂部として中央が上方に隆起する略円錐部１１が設けられている。

スペアタイヤパン８の略円錐部１１には、上面側に膨出する複数条、具体的には、５条の弧状ビード１２ａ〜１２ｅがほぼ等ピッチで形成されている。この各弧状ビード１２ａ〜１２ｅは、スペアタイヤアンカーナット１０の設置部の近傍を中心とする円弧形状を描くように連続し、かつ、円弧の頂部が車体後方側に向くように形成されている。したがって、略円錐部１１のうちの車体後部寄りの領域には、図３に示すように、複数の弧状ビード１２ａ〜１２ｅによる連続した波形断面が車体前後方向に略沿って形成されている。

また、スペアタイヤパン８には、各弧状ビード１２ａ〜１２ｅの円弧の両端部とリヤクロスメンバ５の近傍を連結する直線ビード１３ａ〜１３ｅが車体前後方向に沿って形成されている。各直線ビード１３ａ〜１３ｅは弧状ビード１２ａ〜１２ｅと同様にスペアタイヤパン８の上面側に膨出し、対応する弧状ビード１２ａ〜１２ｅと断面が連続するように形成されている。

ところで、スペアタイヤパン８を支持する左右の各リヤフレーム２は、図１，図２に示すように、後端部がバンパビーム３０に接合される第１フレーム１４と、前端部がサイドシル３に接合され、後端部に第１フレーム１４の前端部が接合される第２フレーム１５とから成り、両者の基本断面（車幅方向で切った断面）が上方に開口するハット形断面、つまり、上方に開口するコ字断面の両縁にフランジ部が設けられた形状とされている。ただし、第１フレーム１４の前端寄りの一部は、図５に示すように、スペアタイヤパン８のタイヤ収納部９側に臨む側壁が車幅方向内側に徐々に倒されて断面略Ｌ状の異形断面部１６となっている。

また、リヤパネル６の車幅方向の中央部と、左右のリヤフレーム２，２のうちの第１フレーム１４の前端寄りの領域とは、平面視が略円弧状の弧状フレーム２０によって結合されている。
弧状フレーム２０は、図３，図４に示すように、長手方向と直交する断面が略Ｌ字状に形成され、円弧の頂部に相当する部分がリヤパネル６との間で箱形の閉断面を成すように同パネル６に接合されるとともに、円弧の両側の自由端に相当する部分が夫々左右のリヤフレーム２の第２フレーム１５の後端部に達する位置まで延出している。
また、弧状フレーム２０は、プレス成形された複数のパネル材によって構成され、最も車体後方側に位置される円弧の頂部を中心とする後部パネル２０ａの両側前端部に中間パネル２０ｂが接合され、さらに各中間パネル２０ｂの前端部に前部パネル２０ｃが接合されている。これらのパネル２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、後部パネル２０ａの肉厚が最も薄く形成され、後部パネル２０ａ、中間パネル２０ｂ、前部パネル２０ｃの順で肉厚が段階的に厚くなっている。

また、左右のリヤフレーム２，２の上面には前述のようにスペアタイヤパン８が接合されるが、スペアタイヤパン８の側縁部のうちの、両リヤフレーム２，２の第１フレーム１４の前縁部に対応する部位は、図４に示すように、異形断面部１６の上面形状に沿うように車体側方に向かって斜め上方に傾斜している。そして、このスペアタイヤパン８の側縁部は、断面略Ｌ字状の弧状フレーム２０の端縁と第１フレーム１４の異形断面部１６によって挟み込まれ、その状態において弧状フレーム２０と第１フレーム１４とが相互に結合されている。これにより、弧状フレーム２０と第１フレーム１４によって形成される箱形の閉断面の対角同士がスペアタイヤパン８の側縁部で補強されるとともに、スペアタイヤパン８の側縁部が弧状フレーム２０と第１フレーム１４によって強固に支持されるようになる。

ところで、リヤパネル６のうちの弧状フレーム２０との接合部と、バンパビーム３０との間には衝撃吸収材３１が介装されている。この衝撃吸収材３１としては、例えば、変形可能な金属材料や樹脂材料、或いは、油圧減衰力を用いる機器等を採用することができる。この衝撃吸収材３１は、バンパビーム３０に入力される衝撃を吸収するとともに、バンパビーム３０に入力された荷重を弧状フレーム２０の頂部に伝達する。

以上の構成において、図２に示すように、バンパビーム３０のほぼ中央部に後面衝突荷重Ｐが入力されると、その後面衝突荷重Ｐは、左右のリヤフレーム２，２の後端部に直接入力されてサイドシル３，３に伝達されるとともに、中央の衝撃吸収材３１を介して弧状フレーム２０の頂部から両端部に向かう荷重伝達経路を通してもサイドシル３，３に伝達されるようになる。この間、衝撃吸収材３１は入力衝撃を吸入しつつ、荷重を弧状フレーム２０に伝達する。

後面衝突が軽衝突である場合には、衝突エネルギーはほぼリヤバンパと衝撃吸収材３１のみによって吸収されるが、大きな衝突荷重が入力された場合には、左右のリヤフレーム２，２と弧状フレーム２０が圧壊し、その間に衝突エネルギーを吸収する。特に、弧状フレーム２０は、車体後部側から前部側に向かって段階的に肉厚に形成されているため、中折れすることなく車体後部側から前部側に向かって順次圧壊する。
また、このとき衝突エネルギーの吸収は、リヤフレーム２，２と弧状フレーム２０だけでなく、これらに接合されるスペアタイヤパン８においても行われる。以下、スペアタイヤパン８におけるエネルギー吸収について説明する。

図６は、車両の後面衝突時におけるスペアタイヤパン８の変形の様子を示すものである。なお、同図中１８は、スペアタイヤパン８の前部側下方でリヤクロスメンバ５とミドルクロスメンバ４の間に配置された燃料タンクである。
バンパビーム３０に衝突荷重が入力されて、左右のリヤフレーム２，２と弧状フレーム２０が車体後方側から圧壊を開始すると、図６に示すように、スペアタイヤパン８上の各弧状ビード１２ａ〜１２ｅが円弧の頂部部分を中心として潰れ変形するようになる。
このとき、各弧状ビード１２ａ〜１２ｅは、両端部が直線ビード１３ａ〜１３ｅを介してリヤクロスメンバ５に剛的に支持されているため、衝突荷重Ｐがスペアタイヤパン８上の広い領域に分散されることなく、弧状ビード１２ａ〜１２ｅの円弧の頂部付近に集中するようになる。したがって、スペアタイヤパン８は、これにより弧状ビード１２ａ〜１２ｅの円弧の頂部付近が蛇腹状に変形するとともに、弧状ビード１２ａ〜１２ｅの全体が次第に圧壊するようになり、この変形の行程の間に衝突エネルギーを効率良く吸収するようになる。

ここで、衝突位置が車幅方向の左右の一方に偏る後面オフセット衝突の場合には、通常、衝突側のリヤフレーム２に衝突荷重が偏って入力されるようになるが、この車体後部構造を採用した車両１においては、衝突荷重が、バンパビーム３０から衝突側のリヤフレーム２と、車幅方向中央の弧状フレーム２０の頂部とに入力され、弧状フレーム２０の頂部に入力された荷重は両側の端部を通して左右両側のリヤフレーム２，２の中間位置へと伝達される。したがって、後面オフセット衝突の場合にも、左右のリヤフレーム２，２に荷重支持を可及的に均等に分担させることができるとともに、スペアタイヤパン８に入力される荷重を弧状ビード１２ａ〜１２ｅの頂部付近に確実に作用させることができる。

また、この車体後部構造を採用した車両１においては、断面略Ｌ字状の弧状フレーム２０の端縁が、リヤフレーム２の第１フレーム１４のうちの、断面略Ｌ字状の異形断面部１６にスペアタイヤパン８の縁部を挟み込んだ状態で接合され、弧状フレーム２０の端縁と異形断面部１６とで閉断面構造が形成されているため、リヤフレーム２と弧状フレーム２０に入力される衝突加重をスペアタイヤパン８にせん断方向の応力として伝達することができる。したがって、左右のリヤフレーム２，２の偏った圧壊をスペアタイヤパン８に作用するせん断応力によって規制することができることから、後面オフセット衝突時にも、スペアタイヤパン８上の複数の弧状ビード１２ａ〜１２ｅを、頂部付近を中心として確実に圧壊させることができる。

さらに、この車体後部構造を採用した車両１においては、バンパビーム３０と弧状フレーム２０の頂部付近との間に衝撃吸収材３１が介装されているため、後面衝突時、特に、軽衝突時にバンパビーム３０とリヤフレーム２との結合部に作用する応力を効果的に軽減することができる。したがって、この構造を採用した場合には、バンパビーム３０とリヤフレーム２の結合部を大掛かりに補強する必要がなくなり、車両の軽量化やリヤフレーム後端回りの構造の簡素化を図るうえで有利となる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態を示すものであり、車体後部側の骨格部を前方斜め上方から見た斜視図。同実施形態を示すパネル材を取り去った車体後部の骨格部の平面図同実施形態を示す図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図。同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。同実施形態を示すものであり、車体後部側の骨格部を後方斜め下方から見た斜視図。同実施形態を示すものであり、後面衝時における図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図。

符号の説明

２…リヤフレーム
２０…弧状フレーム
３０…バンパビーム
３１…衝撃吸収材

Claims

車体略前後方向に延出する左右一対のリヤフレームと、
車幅方向に略沿って延出し、前記一対のリヤフレームの後端部に結合されるリヤバンパのバンパビームと、
両端部が前記各リヤフレームの長手方向の中央側領域に結合されるとともに、頂部が前記バンパビーム側に向けて突出する弧状フレームと、
この弧状フレームと前記バンパビームとの間に配置される衝撃吸収材と、
を備えて成ることを特徴とする車体後部構造。
前記弧状フレームが、車体後方側に向かって肉厚が漸次薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。