JP2010013053A - 車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】後面衝突時にリヤフレームの折れ曲がりを防止し、ガセットやリヤフレームを衝突物の高さに係わらず安定的に座屈させて衝撃吸収を図ることを可能にする。
【解決手段】車体前後方向に延ばされた左右のリヤフレーム１２，１２と、これらの左右のリヤフレーム１２，１２の後端にエクステンション１３，１３を介して取付けられたリヤバンパビーム１４を備えた車体後部構造において、左右のリヤフレーム１２，１２に、後部に前部よりも強度を低下させ後面衝突時に座屈を許容する低強度部２９，２９が形成され、これらの低強度部２９，２９の下方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセット２４，２４が設けられ、エクステンション１３，１３の下方に左右のガセット２４，２４の後端同士を連結するクロスメンバ１５が設けられた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車体前後方向に延ばされたリヤフレームの後端廻りの車体後部構造に関するものである。

この種の車体後部構造は、車体に後面衝突を受けたときに、車室内を保護するとともに衝突荷重を吸収して車体にかかる衝撃を和らげるように、適宜設計がなされるものであった。

このような車体後部構造として、リヤフレームとエクステンションとの接合部分にガセットを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−６９７３６公報

しかし、車体後部構造では、リヤフレームの下面と、リヤフレームの下面よりも下方に延ばされたエクステンションの延長部との間を補強する側面視略三角形のガセットを設けたので、側面視略三角形のガセットの強度が高すぎ、後面衝突時にリヤフレームの折れ曲がり現象が発生し、衝突荷重を十分に吸収することができないという課題があった。
また、車体後部構造では、例えば、衝突車両と自車とでバンパビームの高さが異なる場合には、衝突時に衝撃の吸収をすることができなかった。

本発明は、後面衝突時にリヤフレームの折れ曲がりを防止し、ガセットやリヤフレームを安定的に座屈させて衝撃吸収を図ることができるとともに、衝突物の高さに係わらず安定的に衝撃吸収をすることができる車体後部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体前後方向に延ばされた左右のリヤフレームを備えた車体後部構造において、左右のリヤフレームに、後部に前部よりも強度を低下させ後面衝突時に座屈を許容する低強度部が形成され、これらの低強度部の上方又は下方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセットが設けられたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の内容に加えて、左右のガセットに、後端同士を連結するクロスメンバが設けられたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、左右のリヤフレームが、後端にエクステンションを介して取付けられるリヤバンパビームを備え、エクステンションの下方に、左右のガセットの後端同士を連結するクロスメンバが設けられたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ガセットが、階段状に断面を拡大する折れ線近傍に設けられるとともに、車両前後方向と直交する向きに設けられた成形しわ取り用のビードを備えたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、ガセットの前記リヤフレームへの接合部に、リヤフレームから離間する空間凸部を形成したことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、クロスメンバが、背面から見たときに上方に向けて突出した弓状に形成されたことを特徴とする。

請求項１〜請求項３に係る発明では、車体後部構造が、車体前後方向に延ばされた左右のリヤフレームを備える。
左右のリヤフレームに、後部に前部よりも強度を低下させ後面衝突時に座屈を許容する低強度部が形成され、これらの低強度部の下方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセットが設けられたので、後面衝突時に、衝突荷重が入力される高さに係わらずガセットを階段形状の凹部分を起点として座屈させるとともに、リヤフレームの低強度部の折れ曲がりを防止することができる。さらに、後面衝突時に、ガセットとともにリヤフレームの低強度部も合わせて座屈させることができる。すなわち、ガセット及び低強度部で構成されるフレーム全体が潰れモードとなる。従って、衝突荷重が入力される高さに係わらず安定的に衝突エネルギーを吸収することができる。

また、請求項２〜請求項３に係る発明では、左右のガセットに、後端同士を連結するクロスメンバが設けられたので、衝突物が自車のリヤフレーム及びバンパビームより低い場合でも、クロスメンバで受けることができる。

請求項４に係る発明では、階段状に断面を拡大する折れ線近傍に設けられるとともに、車体前後方向と直交する向きに設けられた成形しわ取り用のビードを備えたので、階段状部分の成形時のしわ取りをすることができるとともに、後面衝突時には成形しわ取り用のビードはガセットの潰れを促進することができる。この結果、衝突吸収作用の安定化を図ることができる。

請求項５に係る発明では、ガセットのリヤフレームへの接合部に、リヤフレームから離間する空間凸部を形成したので、ガセット及びリヤフレームをより座屈させやすくすることができる。この結果、衝撃吸収作用の安定化を図ることができる。

請求項６に係る発明では、クロスメンバが、背面から見たときに上方に向けて突出した弓状に形成されたので、衝突物が自車のリヤバンパビームより低い場合に、高さの違いの適合範囲を拡げることができる。

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、図面は符号の向きに見るものとする。また、図中Ｆｒは車体前方、Ｒｒは車体後方、Ｌは車体左側、Ｒは車体右側を示す。
図１は本発明に係る車体後部構造の斜視図であり、図２は本発明に係る車体後部構造のリヤフレームの斜視図であり、図３は図２に示された車体後部構造のリヤフレームの側面図であり、図４は図３の４−４線断面図である。

図１に示されるように、車体後部構造は、車体前後方向に延ばされた左右のリヤフレーム１２，１２と、これらの左右のリヤフレーム１２，１２の後端にそれぞれ取付けられたエクステンション１３，１３と、これらのエクステンション１３，１３の後端に渡されたリヤバンパビーム１４と、左右のリヤフレーム１２，１２の後端下部に渡されたクロスメンバ１５とから構成される。

図２〜図４に示されたように、リヤフレーム（左のリヤフレーム）１２は、車体前方に設けられる前部フレーム２１及び後部フレーム２２に分割構成されたフレーム本体２３と、このフレーム本体２３の後方下部に接合されたガセット（左のガセット）２４とからなる。

前部フレーム２１は、断面視略Ｕ字形のフレームであり、後部フレーム２２は、断面視略Ｕ字形のフレームであり、略Ｕ字形深さが一定に形成されるとともに、前部フレーム２１の後端と略同一の深さに形成され、後端にエクステンション１３が取付けられる後端フランジ２５，２５（一方の２５は不図示）を備える。

すなわち、フレーム本体２３は、前部が高強度に形成される高強度部２８が設けられ、後部が、前部よりも強度を低下させ後面衝突時に座屈を許容する低強度部２９が形成される。

ガセット２４は、低強度部２９の下方に設けられる断面視略Ｕ字形の部材であって、後方へ向け階段状に略Ｕ字断面を拡大させた形状を有する部材であり、内外の側面部４１，４２（４１は図４参照）と、これらの内外の側面部４１，４２を繋ぐ底面部４３とからなる。

また、ガセット２４は、リヤフレーム１２の低強度部２９を補強するとともに、後方から荷重が作用した（衝突が生じた）場合に、リヤフレーム１２の低強度部２９の折れ曲がりを防止し、ガセット２４とともにリヤフレーム１２の低強度部２９も合わせて座屈を促進して衝撃を吸収する役目をなす。

外の側面部４２は、略Ｕ字断面の開口４４近傍にリヤフレーム１２に接合する接合部４５が形成され、後端に後部フレーム２２の後端フランジ２５，２５に接続するとともに、クロスメンバ１５を接続するガセット側フランジ４７が形成される。

接合部４５は、複数の溶接部４８と、これらの溶接部４８の間に外方に膨出させた（リヤフレーム１２から離間する）空間凸部（膨出部）４９が形成される。すなわち、空間凸部４９は、後面衝突が発生した場合に、ガセット２４及びリヤフレーム１２をより座屈させやすくする役目をなす。

内の側面部４１は、外の側面部４２と同様に、複数の溶接部（不図示）及び複数の空間凸部を備えた接合部と、ガセット側フランジ４６（図４参照）とを備える。

底面部４３は、階段状に形成された面が連続する部分であり、凹状に曲げられた第１の凹折れ線部５１と、この第１の凹折れ線部５１の後方に凸状に曲げられた第１の凸折れ線部５４と、この第１の凸折れ線部５４の後方に凹状に曲げられた第２の凹折れ線部５２と、この第２の凹折れ線部５２から後方に凸状に曲げられた第２の凸折れ線部５５と、この第２の凸折れ線部５５の後方に凹状に曲げられた第３の凹折れ線部５３と、第２の凹折れ線部（折れ線）５２近傍に形成され、車両前後方向と直交する向きに設けられた成形時にしわ取りをする第１〜第４ビード６１〜６４と、クロスメンバ１５が取付けられる下部フランジ６６とが形成される。
なお、第１〜第３の凹折れ線部５１〜５３及び第１・第２の凸折れ線部５４，５５は、階段状を形成する折れ線である。

第１・第２ビード６１，６２は、第２の凹折れ線部（折れ線）５２の前方に且つ内外の側面部４１，４２まで延長されて形成され、階段状部分の成形時のしわ取りをする成形しわ取り用のビードであり、後面衝突時にビード６１，６２は、ガセット２４の潰れのトリガを与える（きっかけを与える）役目もなす。

第２・第３ビード６３，６４は、第２の凹折れ線部（折れ線）５２の後方に形成され、第１・第２ビードと同様に、階段状部分の成形時のしわ取りをする成形しわ取り用のビードであり、後面衝突時にビード６３，６４はガセット２４の潰れのトリガを与える（きっかけを与える）役目もなす。

クロスメンバ１５は、背面から見たときに上方に向けて突出した弓状に形成されるとともに、平面視で後方に凸に形成される。
クロスメンバ１５が、背面から見たときに上方に向けて突出した弓状に形成されることで、直線状に形成された場合に比べ、クロスメンバ１５で車体を保護できる高さ範囲をより広くカバーすることができる。
また、クロスメンバ１５が、平面視で後方に凸に形成されることで、直線状に形成された場合に比べ、衝突時のエネルギーを効率よくガセット２４に伝達することができる。

図５（ａ）〜（ｃ）は図１に示された車体後部構造に作用する荷重を示す説明図である。
（ａ）において、車体後部構造では、ガセット２４の底面が階段状に形成されている。従って、リヤバンパビーム１４に矢印ａ１の如く回転モーメントが加わった場合には、ガセット２４の底面部４３は伸び方向に作用して回転モーメントを吸収することができる。また、リヤバンパビーム１４に矢印ａ２の如く回転モーメントが加わった場合には、ガセット２４の底面部４３は縮み方向に作用して回転モーメントを吸収することができる。

すなわち、リヤフレーム１２が折れ曲がってエネルギーの吸収ができない折れモードになることはなく、リヤフレーム１２が潰れモードになり、エネルギーの安定した吸収をすることができる。

（ｂ）において、リヤバンパビーム１４に車体後方から矢印ａ３の如く荷重が作用する場合には、エクステンション１３を介してリヤフレーム１２及びガセット２４に荷重が作用する。ガセット２４の底面部４３が、階段状に形成されているので、リヤフレーム１２が折れ曲がってエネルギーの吸収ができない折れモードになることはなく、リヤフレーム１２が潰れてエネルギーの吸収ができる潰れモードに安定して移行させることができる。

（ｃ）において、リヤバンパビーム１４の下方に車体後方から矢印ａ４の如く荷重が作用する場合には、リヤバンパビーム１４の下方にクロスメンバ１５があるので、クロスメンバ１５を介してガセット２４で後方からの荷重を吸収することができる。この場合にも、リヤフレーム１２が折れ曲がってエネルギーの吸収ができない折れモードになることはなく、リヤフレーム１２が潰れてエネルギーの吸収ができる潰れモードに安定して移行させることができる。

図６（ａ）〜（ｃ）は図１に示された車体後部構造に荷重が作用する場合のリヤフレームの変形の一例を示す説明図である。
（ａ）において、車体後方から荷重が矢印ｂ１の如く作用する前の車体後部構造が示される。

（ｂ）において、車体後方から荷重が矢印ｂ２の如く作用すると、ガセット２４の凹折れ線部５１〜５３及び凸折れ線部５４，５５で応力集中が起こり、これらの凹折れ線部５１〜５３及び凸折れ線部５４，５５に潰れが発生する。

（ｃ）において、さらに、荷重が矢印ｂ３の如く作用すると、凹折れ線部５１〜５３及び凸折れ線部５４，５５での潰れが促進される。

図１〜図３に示されたように、車体後部構造が、車体前後方向に延ばされた左右のリヤフレーム１２，１２と、これらの左右のリヤフレーム１２，１２の後端にエクステンション１３，１３を介して取付けられたリヤバンパビーム１４を備える。

左右のリヤフレーム１２，１２に、後部に前部よりも強度を低下させ後面衝突時に座屈を許容する低強度部２９，２９が形成され、これらの低強度部２９，２９の下方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセット２４，２４が設けられたので、後面衝突時に、衝突荷重が入力される高さに係わらず、ガセット２４，２４を階段形状の凹部分（凹折れ線部５１〜５３部分）を起点として座屈させるとともに、リヤフレーム１２，１２の低強度部２９，２９の折れ曲がりを防止することができる。さらに、後面衝突時に、ガセット２４，２４とともにリヤフレーム１２，１２の低強度部２９，２９も合わせて座屈させることができる。すなわち、ガセット２４，２４及び低強度部２９，２９で構成されるフレーム全体が潰れモードとなる。従って、衝突荷重が入力される高さに係わらず安定的に衝突エネルギーを吸収することができる。

また、エクステンション１３，１３の下方に左右のガセット２４，２４の後端同士を連結するクロスメンバ１５が設けられたので、衝突物が車両のリヤバンパビームが自車のリヤバンパビーム１４より低い場合でも、クロスメンバ１５で受けることができる。

図２に示されたように、ガセット２４は、階段状に断面を拡大する第２の凹折れ線部（折れ線）５２近傍に設けられるとともに、衝突方向と直交する向きに設けられた成形しわ取り用のビード６１〜６４を備えたので、階段状部分の成形時のしわ取りをすることができるとともに、後面衝突時には成形しわ取り用のビード６１〜６４は、ガセット２４の潰れのきっかけとすることができる。

ガセット２４のリヤフレーム１２への接合部４５に、リヤフレーム１２から離間する空間凸部４９を形成したので、ガセット２４及びリヤフレーム１２をより座屈させやすくすることができる。この結果、衝撃吸収作用の安定化を図ることができる。

クロスメンバ１５が、背面から見たときに上方に向けて突出した弓状に形成されたので、衝突物が自車のリヤバンパビーム１４より低い場合に、高さの違いの適合範囲を拡げることができる。

また、クロスメンバ１５が、平面視で後方に向けて凸に形成されたので、後突荷重に対して衝突時のエネルギーを効率よくガセット２４に伝達することができる。

尚、本発明に係る車体後部構造は、図４に示すように、階段状に第１〜第３の凹折れ線部５１〜５３及び第１・第２の凸折れ線部５４，５５が設けられたが、階段状の段数は任意である。

本発明に係る車体後部構造は、図４に示すように、第２の凹折れ線部（折れ線）５２の近傍に第１〜第４ビード６１〜６４が設けられたが、これに限るものではなく、他の折れ線の近傍に設けることを妨げるものではない。

本発明に係る車体後部構造は、図３に示すように、左右のリヤフレーム１２，１２の低強度部２９，２９の下方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセット２４，２４が設けられたが、これに限るものではなく、左右のリヤフレームの低強度部の上方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセットが設けられるものであってもよい。

本発明に係る車体後部構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

本発明に係る車体後部構造の斜視図である。 本発明に係る車体後部構造のリヤフレームの斜視図である。 図２に示された車体後部構造のリヤフレームの側面図である。 図３の４−４線断面図である。 図１に示された車体後部構造に作用する荷重を示す説明図である。 図１に示された車体後部構造に荷重が作用する場合のリヤフレームの変形を示す説明図である。

符号の説明

１２…リヤフレーム、１３…エクステンション、１４…リヤバンパビーム、１５…クロスメンバ、２４…ガセット、４５…接合部、４８…溶接部、４９…空間凸部、５１〜５３…折れ線（第１〜第３の凹折れ線部）、５４，５５…折れ線（第１・第２の凸折れ線部）、６１〜６４…成形しわ取り用のビード（第１〜第４ビード）。

Claims (6)

1. 車体前後方向に延ばされた左右のリヤフレームを備えた車体後部構造において、
   前記左右のリヤフレームに、後部に前部よりも強度を低下させ後面衝突時に座屈を許容する低強度部が形成され、これらの低強度部の上方又は下方に後方へ向け階段状に断面を拡大する左右のガセットが設けられたことを特徴とする車体後部構造。
2. 前記左右のガセットは、後端同士を連結するクロスメンバが設けられたことを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。
3. 前記左右のリヤフレームは、後端にエクステンションを介して取付けられるリヤバンパビームを備え、
   前記エクステンションの下方に、前記左右のガセットの後端同士を連結するクロスメンバが設けられたことを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。
4. 前記ガセットは、階段状に断面を拡大する折れ線近傍に設けられるとともに、車両前後方向と直交する向きに設けられた成形しわ取り用のビードを備えたこと特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車体後部構造。
5. 前記ガセットの前記リヤフレームへの接合部に、前記リヤフレームから離間する空間凸部を形成したこと特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の車体後部構造。
6. 前記クロスメンバは、背面から見たときに上方に向けて突出した弓状に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の車体後部構造。

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