JP2009255663A - 自動車の車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を複雑化することなく、車体重量の大きい増加を招くことなく、自車後部への後突車両の進入量を低減すること。
【解決手段】リアクロスメンバ３６に、スペアタイヤ収納部４６に収納されるスペアタイヤ１００と車体前後方向に向かい合うスペアタイヤ対向部分（垂下部３６Ａ）を設け、後突時にスペアタイヤ収納部４６に収納されたスペアタイヤ１００がパンクしてスペアタイヤ１００の金属ホイール１０２部分がリアクロスメンバ３６に当接する構成とする。更に、リアクロスメンバ３６とミドルフロアクロスメンバ３８とをサブリアフレーム５４によって接続して衝突荷重の伝達路とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車体後部構造に関し、特に、車体後部構造の後面衝突（後突）対策に関する。

自動車の車体後部構造は、一般的に、車体後部に配置されて車体前後方向に延在し、左右のリアフレームを有する。左右のリアフレームは、リアフロアパネルを取り付けられ、車体前後方向中間部をリアクロスメンバによって互いに連結され、後端部をリアエンドクロスメンバ、リアバンパ骨格部材あるいはリアパネルによって互いに連結され、前端部をミドルフロアクロスメンバによって互いに連結されている。そして、この左右のリアフレームは、前端部をロッカメンバ、サイドシルと云われる車体前後方向に延在する車体前側の左右の側部骨格部材に接続され、後突時の衝突荷重を車体前部へ伝達し、車体後部の変形を抑制する。

このような車体後部構造において、後突時の衝突荷重の車体前部への伝達経路を分散し、車体後部の変形抑制効果の向上を図ったものとして、後輪の支持を行うミドルフロアクロスメンバとをブレースと云われる補助メンバによって連結したものがある（例えば、特許文献１）。

また、車体後部に設けられたスペアタイヤ収納部にスペアタイヤが横倒し状態で収納される自動車において、スペアタイヤ収納部におけるスペアタイヤの配置姿勢、固定具の配置等を工夫し、スペアタイヤに後突の衝突荷重が作用すると、スペアタイヤが起き上がるように回転して車載機器との干渉を避けるようにしたものがある（例えば、特許文献２）。

また、リアシート後部にガス燃料タンクを搭載する自動車として、左右のリアフレーム間に四角枠状のサポートフレームを取り付け、サポートフレーム上にガス燃料タンクを取り付けた自動車が知られている（例えば、特許文献３）。
特開２００６−２３２０３０号公報 特開２００７−２７６６０５号公報 特開２００５−２０６０４１号公報

リアサスペンションメンバとミドルフロアクロスメンバとを補助メンバによって連結したものは、後突時の衝突荷重の車体前部への伝達が、リアフレームより車体前側の側部骨格部材へ向かう経路と、リアサスペンションメンバより補助メンバを介してミドルフロアクロスメンバへ向かう経路とに分散して行われるが、後突の衝突荷重を、リアサスペンションメンバより車体後方に配置された機関排気系のマフラ（消音器）より受ける構造になっている。

しかし、マフラは、多くの場合、潰れ易い構造のものであるため、車体後端からリアサスペンションメンバまでは潰れ易く、後突車両の車体前部が自車後部に大きく進入する虞がある。

自車後部への後突車両の進入量が少ない車体構造であることが好ましく、特に、リアシート後部にガス燃料タンクやバッテリなどを搭載した自動車では、自車後部への後突車両の進入量を低減したい。

本発明が解決しようとする課題は、構造を複雑化することなく、車体重量の大きい増加を招くことなく、自車後部への後突車両の進入量を低減することである。

本発明による自動車の車体後部構造は、車体後部に配置されて車体前後方向に延在する左右のリアフレームと、車体幅方向に延在して前記左右のリアフレームの車体前後方向中間部を互いに連結するリアクロスメンバと、車体幅方向に延在して前記左右のリアフレームの前端部を互いに連結し、フロントフロアの後端を接続されるミドルフロアクロスメンバと、車体前後方向に延在して前記リアクロスメンバと前記ミドルフロアクロスメンバとを互いに連結するサブリアフレームとを有し、前記リアクロスメンバより車体後方位置にスペアタイヤを横倒し状態で収納するスペアタイヤ収納部が設置され、前記リアクロスメンバは前記スペアタイヤ収納部に収納されるスペアタイヤと車体前後方向に向かい合うスペアタイヤ対向部分を含んでいる。

本発明による自動車の車体後部構造は、好ましくは、更に、前記リアクロスメンバの前記スペアタイヤ対向部分に、衝突荷重によって塑性変形する衝撃荷重吸収メンバが装着されている。

本発明による自動車の車体後部構造は、前記リアクロスメンバの上部が車載機器の配置部になっている自動車への適用が、特に、有用である。

本発明による自動車の車体後部構造によれば、後突時にスペアタイヤ収納部に収納されたスペアタイヤがパンクしてスペアタイヤの金属ホイール部分がリアクロスメンバに当接し、後突時の衝突荷重が、スペアタイヤ、リアクロスメンバ、サブリアフレーム、ミドルフロアクロスメンバを伝わって車体前方に伝わる。このように、スペアタイヤを利用して後突時の衝突荷重を車体前方へ伝えることが行われる。

これにより、後突時の衝突荷重の車体前部への伝達が、リアフレームより車体前方へ向かう経路と、スペアタイヤよりリアクロスメンバ、サブリアフレーム、ミドルフロアクロスメンバを介して車体前方へ向かう経路とに分散して行われる。

スペアタイヤの金属ホイール部分は、マフラ（消音器）より潰れ難い耐圧縮強度を有するものであるから、スペアタイヤの金属ホイール部分の存在により、自車後部への後突車両の進入量を低減することができる。

以下に、本発明による車体後部構造を燃料電池自動車に適用した一つの実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。

これらの図において、１０は左右の後輪を示している。左右の後輪１０は、各々、リアサスペンションアーム１２、ラテラルロッド１４、スタビライザ１６、サスペンションスプリング１８、ダンパ２０等による周知のサスペンション機構によって車体より懸架されている。

車体後部には、車体後部の骨格部材として、車体後部に配置されて車体前後方向に互いに平行に延在する左右のリアフレーム３０が設けられている。

左右のリアフレーム３０の後端部は、車体幅方向に延在するリアパネル３２によって互いに連結されている。

左右のリアフレーム３０の車体前後方向中間部には第１、第２のリアクロスメンバ３４、３６が設けられている。第１、第２のリアクロスメンバ３４、３６は、各々、車体幅方向に延在し、左右のリアフレーム３０の車体前後方向中間部を互いに連結する。換言すると、第１、第２のリアクロスメンバ３４、３６は、各々、左右の端部を溶接等によって左右のリアフレーム３０に接合されている。なお、第２のリアクロスメンバ３６は第１のリアクロスメンバ３４より車体前側にある。

左右のリアフレーム３０の前端部にはミドルフロアクロスメンバ３８が設けられている。ミドルフロアクロスメンバ３８は、車体幅方向に延在し、左右のリアフレーム３０の車前端部を互いに連結する。換言すると、ミドルフロアクロスメンバ３８は、左右の端部を溶接等によって左右のリアフレーム３０に接合されている。

ミドルフロアクロスメンバ３８には、フロントフロアパネル４０、車体前後方向に延在する左右のサイドシル（ロッカメンバ）４２の後端部が接続されている。

左右のリアフレーム３０上にはリアフロアパネル４４が取り付けられている。左右のリアフレーム３０の車体前後方向中間部から後端部に至る中間部・後端部３０Ａは、前端部３０Ｂより高い位置、換言すると、フロントフロアパネル４０より高い位置にある。第１、第２のリアクロスメンバ３４、３６は、この高い位置にある中間部・後端部３０Ａに設けられている。

第２のリアクロスメンバ３６より車体後方のリアフロアパネル４４の下方位置には、スペアタイヤ１００を横倒し状態で収納するスペアタイヤ収納部４６が設置されている。スペアタイヤ収納部４６は、第２のリアクロスメンバ３６の後面にヒンジ４８によって上下方向に開閉可能に設けられ、ロック部５０によって閉位置に保たれるスペアタイヤ保持枠体５２を有し、スペアタイヤ保持枠体５２とリアフロアパネル４４の下底面に形成された傾斜突部４４Ａとでスペアタイヤ１００を上下に挟み込むようにしてスペアタイヤ１００を所定姿勢で収納保持する。

本実施形態では、スペアタイヤ収納部４６は、リアフレーム３０の中間部・後端部３０Ａの下方位置において、車体前側が車体後側より下位になる横倒し前下がり傾斜姿勢で、スペアタイヤ１００を収納保持する。

なお、スペアタイヤ１００は、金属ホイール１０２と、金属ホイール１０２の外周部に装着されたゴムタイヤ１０４とを有する一般的なスペアタイヤである。

ここで、重要なことは、第２のリアクロスメンバ３６は、車幅方向中央部にリアフレーム３０の中間部・後端部３０Ａより下方に垂下した垂下部３６Ａを有し、当該垂下部３６Ａが、スペアタイヤ収納部４６に収納されているスペアタイヤ１００と車体前後方向に向かい合うスペアタイヤ対向部分をなしていることである。

第２のリアクロスメンバ３６の垂下部３６Ａによるスペアタイヤ対向部分には、衝突荷重によって塑性変形する衝撃荷重吸収メンバ５６が取り付けられている。衝撃荷重吸収メンバ５６は、溝形断面形状のもので、上端部は第１のリアクロスメンバ３４に接合され、上端部が下端部より車体後方に位置する傾斜後面５６Ａを有する。この傾斜後面５６Ａの傾斜角は、後突によって衝撃荷重吸収メンバ５６が塑性変形（圧壊）した時に、スペアタイヤ１００を捕捉してスペアタイヤ１００の姿勢を制御するに適した角度に設定されている。

そして、車体前後方向に延在して第２のリアクロスメンバ３６とミドルフロアクロスメンバ３８とを互いに連結するサブリアフレーム５４が設けられていることである。つまり、第２のリアクロスメンバ３６がサブリアフレーム５４によって車体前側のミドルフロアクロスメンバ３８に剛固に接続されている。本実施形態では、サブリアフレーム５４は、垂下部３６Ａの左右両側に一本ずつ設けられている。

サブリアフレーム５４上には、車載機器として、燃料電池ユニット筐体６０、水素タンク６２が搭載されている。また、第２のリアクロスメンバ３６の上部位置には、車載機器配置部として、タンクベース６４が取り付けられており、タンクベース６４上に、車載機器として、もう一つの水素タンク６６が取り付けられている。なお、当該部分に配置される車載機器としては、内燃機関車（エンジン車）では燃料タンク、ハイブリット車では電源ユニット等がある。

図５に示されているように、車体後部に、車両（後突車両）２００が衝突すると、スペアタイヤ収納部４６に収納されているスペアタイヤ１００がパンクしてスペアタイヤ１００の金属ホイール１０４部分が第２のリアクロスメンバ３６の垂下部（スペアタイヤ対向部分）３６Ａに当接し、垂下部３６Ａを車体前方へ押す。

これにより、後突時の衝突荷重が、スペアタイヤ１００、第２のリアクロスメンバ３６、サブリアフレーム５４を伝わってミドルフロアクロスメンバ３８に伝わり、これより更にフロントフロアパネル４０によって車体前方に伝わる。このように、スペアタイヤ１００を利用して後突時の衝突荷重を車体前方へ伝えることが行われる。

これにより、後突時の衝突荷重の車体前部への伝達が、リアフレーム３０よりサイドシル４２等によって車体前方へ向かう経路と、スペアタイヤ１００より第２のリアクロスメンバ３６、サブリアフレーム５４、ミドルフロアクロスメンバ３８を介して車体前方へ向かう経路とに分散して行われる。これにより、これら車体後部の構成メンバの変形が軽減される。

スペアタイヤ１００の金属ホイール１０２部分は、マフラ（消音器）より潰れ難い耐圧縮強度を有するものであるから、スペアタイヤ１００の金属ホイール１０２部分の存在により、自車後部への後突車両２００の進入量を十分低減することができる。

衝撃荷重吸収メンバ５６は、後突によって塑性変形（圧壊）し、傾斜後面５６Ａの適正傾斜角設定によってスペアタイヤ１００を捕捉し、スペアタイヤ１００の姿勢を、第２のリアクロスメンバ３６への衝撃荷重の伝達に適した角度に設定される。これにより、後突時のスペアタイヤ１００による第２のリアクロスメンバ３６への衝撃荷重の伝達が良好に行われる。

また、衝撃荷重吸収メンバ５６は、後突によって塑性変形（圧壊）することにより、衝撃荷重を吸収する。

このようなことから、スペアタイヤ収納部４６に収納されているスペアタイヤ１００を有効に利用して、構造を複雑化することなく、車体重量の大きい増加を招くことなく、自車後部への後突車両の進入量を十分低減することができる。

本発明による車体後部構造を燃料電池自動車に適用した一つの実施形態を示す車体後部の断面図である。 本発明による車体後部構造を燃料電池自動車に適用した一つの実施形態を示す車体後部の底面図である。 本発明による車体後部構造を燃料電池自動車に適用した一つの実施形態を示す車体後部の要部の背面図である。 本発明による車体後部構造を燃料電池自動車に適用した一つの実施形態を示す車体後部の斜視図である。 本実施形態の車体後部構造の後突状態例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 後輪
１８ サスペンションスプリング
３０ リアフレーム
３２ リアパネル
３４ 第１のリアクロスメンバ
３６ 第２のリアクロスメンバ
３６Ａ 垂下部（スペアタイヤ対向部分）
３８ ミドルフロアクロスメンバ
４０ フロントフロアパネル
４２ サイドシル
４４ リアフロアパネル
４６ スペアタイヤ収納部
５４ サブリアフレーム
５６ 衝撃荷重吸収メンバ
６０ 燃料電池ユニット筐体
６２、６６ 水素タンク
１００ スペアタイヤ

Claims (3)

1. 車体後部に配置されて車体前後方向に延在する左右のリアフレームと、
   車体幅方向に延在して前記左右のリアフレームの車体前後方向中間部を互いに連結するリアクロスメンバと、
   車体幅方向に延在して前記左右のリアフレームの前端部を互いに連結し、フロントフロアの後端を接続されるミドルフロアクロスメンバと、
   車体前後方向に延在して前記リアクロスメンバと前記ミドルフロアクロスメンバとを互いに連結するサブリアフレームとを有し、
   前記リアクロスメンバより車体後方位置にスペアタイヤを横倒し状態で収納するスペアタイヤ収納部が設置され、
   前記リアクロスメンバは前記スペアタイヤ収納部に収納されるスペアタイヤと車体前後方向に向かい合うスペアタイヤ対向部分を含んでいる自動車の車体後部構造。
2. 前記リアクロスメンバの前記スペアタイヤ対向部分に、衝突荷重によって塑性変形する衝撃荷重吸収メンバが装着されている請求項１に記載の自動車の車体後部構造。
3. 前記リアクロスメンバの上部が車載機器の配置部になっている請求項１または２に記載の自動車の車体後部構造。

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