JP2010241176A - 車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】後突時に発生する大荷重入力に対して荷重を分散して伝達することを可能にするとともに、隙間が発生しない荷重伝達経路を構築してエネルギー吸収効率の向上を図ることを可能にする。
【解決手段】左右のリヤフレーム１５，１６の前部１５ａ，１６ａにトーションビーム１７を揺動自在に設け、フロントフロア１８の後方にて左右のリヤフレーム１５，１６にスペアタイヤ４７を収納するスペアタイヤパン１９を設ける車体後部構造１０において、フロントフロア１８の下部に車体前後方向に延ばしたフロアフレーム３１，３２を付設し、スペアタイヤパン１９の底４９に車体前後方向に延ばしたセンタフレーム３５，３６を設け、これらのフロアフレーム３１，３２の後端とセンタフレーム３５，３６の前端とを組付け式の補強バー４３，４４にて結合し、リヤフレーム１５，１６の下方に、後突時に後突荷重を車体前方に伝達する荷重伝達経路を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、スペアタイヤを収納するスペアタイヤパンが設けられ、このスペアタイヤパンの下部前方にトーションビームが設けられた車体後部構造に関する。

車体後部構造として、車両の後突時に衝突エネルギーの伝達を配慮したものが知られている。
この種の車体後部構造は、衝突ストロークを十分に確保し、衝突エネルギーを車体フレームに分散できるように、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、車両の後突時にスペアタイヤ及びリヤセンタフレームをエネルギー吸収部材として機能させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の車体後部構造は、車体の左右両側に設けられ略前後に延びる一対のリヤフレーム（リヤサイドメンバ）と、これらのリヤフレームの後端を連結する後端部材と、この後端部材の前方に配置されるとともに、一対のリヤフレームに架設された後部クロスメンバと、後部クロスメンバと後端部材とに架設され、下面が前上がりに傾斜するリヤセンタフレームとを備え、スペアタイヤを車体のフロアパネルの下方に配置するとともに、スペアタイヤをリヤセンタフレームの下面に当接して配置したものである。

しかし、特許文献１の車体後部構造では、スペアタイヤを車体のフロアパネルの下方に配置するとともに、スペアタイヤをリヤセンタフレームの下面に当接して配置することで、車両の後突時の衝突エネルギーを向上できるものの、車体の曲げ剛性および車体のねじれ剛性との両立を図ることはできない。

また、特許文献１の車体後部構造において、例えば、トーションビーム式のサスペンションを採用する場合には、トーションビームで荷重伝達経路に隙間（空走部分）が発生し、後突荷重のエネルギー吸収効率を向上することができない。さらに、燃料タンクが車体の中央部分に配置され、燃料タンクに燃料を供給する燃料供給パイプがトーションビームを通過する場合には、燃料供給パイプを効果的に保護したいものである。

特開２００２−３６２４２６公報

本発明は、後突時に発生する大荷重入力に対して荷重を分散して伝達するとともに、隙間が発生しない荷重伝達経路を構築してエネルギー吸収効率の向上を図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。
また、車体の曲げ剛性およびねじれ剛性との両立を図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。
さらに、燃料供給パイプがトーションビームを通過する場合にも、燃料供給パイプを効果的に保護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、車体前後方向に左右のサイドシルを延ばし、これらのサイドシルの後端からそれぞれ左右のリヤフレームを延ばし、左右のリヤフレームの前部にトーションビームを揺動自在に設け、左右のサイドシルにフロアトンネルを有するフロントフロアを設け、このフロントフロアの後方にて左右のリヤフレームにスペアタイヤを収納するスペアタイヤパンを設ける車体後部構造において、フロントフロアの下部に車体前後方向に延ばしたフロアフレームを付設し、スペアタイヤパンに車体前後方向に延ばしたセンタフレームを設け、これらのフロアフレームの後端とセンタフレームの前端とを組付け式の補強バーにて結合し、リヤフレームの下方に、後突時に後突荷重を車体前方に伝達する荷重伝達経路を形成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、センタフレームの後端は、車体幅方向に延ばした後部クロスメンバに結合したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、センタフレームは、スペアタイヤパンの底の上面に配置したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、補強バーが、閉断面構造にて高強度に構成されることを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、車体後部構造は、車体前後方向に左右のサイドシルを延ばし、これらのサイドシルの後端からそれぞれ左右のリヤフレームを延ばし、左右のリヤフレームの前部にトーションビームを揺動自在に設け、左右のサイドシルにフロアトンネルを有するフロントフロアを設け、このフロントフロアの後方にて左右のリヤフレームにスペアタイヤを収納するスペアタイヤパンを設けたものである。
さらに、フロントフロアの下部に車体前後方向に延ばしたフロアフレームを付設し、スペアタイヤパンに車体前後方向に延ばしたセンタフレームを設け、これらのフロアフレームの後端とセンタフレームの前端とを組付け式の補強バーにて結合した。これにより、リヤフレームの下方に、後突時に後突荷重を車体前方に伝達する荷重伝達経路を形成する。
すなわち、センタフレーム、補強バー、及びフロアフレームで構成される荷重伝達経路に隙間（空走部分）がないので、早いタイミングで荷重伝達ができる。この結果、後突時に発生する後突荷重のエネルギー吸収効率を向上することができる。
また、トーションビームを荷重伝達経路に利用していないので、トーションビームの耐荷重や断面形状の影響を受けることがない。従って、安定して荷重伝達が可能となる。
さらに、前後の構造部材であるフロアフレームの後端とセンタフレームの前端とを補強バーにて結合したので、車体の曲げ剛性を向上させることができる。例えば、補強バーを、車体に対して（フロアフレーム若しくはセンタフレームに対して）斜めに配置することで、車体のねじれ剛性も向上することができる。

請求項２に係る発明では、センタフレームの後端は、車体幅方向に延ばした後部クロスメンバに結合したので、オフセット衝突時に、非衝突側へも荷重を分散することができる。この結果、オフセット衝突時の荷重伝達効率を向上させることができる。

請求項３に係る発明では、センタフレームは、スペアタイヤパンの底の上面に配置したので、後突時の相手車両の車高が高い場合にも、スペアタイヤパンとセンタフレームとのはがれを防止することができる。後突時の相手車両の車高が高い場合、及び大荷重入力時にも、確実な荷重伝達とエネルギー吸収効率の向上とを実現することができる。

請求項４に係る発明では、補強バーが、閉断面構造にて高強度に構成されたので、オフセット衝突時に、スペアタイヤパンやセンタフレームから補強バーにオフセット荷重が入力されたとしても、容易に座屈することがない。例えば、補強バーの上部に燃料を供給する燃料パイプが位置する場合であっても、燃料パイプを保護しつつ、センタフレームからフロアフレームに後突荷重を効率よく荷重を伝達することができる。

図１は本発明に係る車体後部構造の車体下方から見た斜視図である。 図１に示された車体後部構造の底面図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 図２の５−５線断面図である。 図２の６−６線断面図である。 図１に示された車体後部構造の作用説明図である。

本発明の実施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。

図１〜図６に示されるように、車体後部構造１０は、車体前後方向に延ばした左右のサイドシル１３，１４と、これらのサイドシル１３，１４の後端から車体後方へ延出した左右のリヤフレーム１５，１６と、これらのリヤフレーム１５，１６の前部１５ａ，１６ａに揺動自在に支持するトーションビーム１７と、左右のサイドシル１３，１４で支持されるフロントフロア１８と、左右のリヤフレーム１５，１６で支持されるスペアタイヤパン１９と、左右のサイドシル１３，１４に渡されフロントフロア１８を支持するセンタクロスメンバ２１と、左右のリヤフレーム１５，１６の前部に渡されフロントフロア１８の後部及びスペアタイヤパン１９の前部を支持するミドルクロスメンバ２２と、左右のリヤフレーム１５，１６に渡されスペアタイヤパン１９の後部を支持する後部クロスメンバ２３と、左右のリヤフレーム１５，１６にエクステンション２５，２６を介して接合されたリヤバンパビーム２７と、フロントフロア１８の下部にてセンタクロスメンバ２１とミドルクロスメンバ２２とに車体前後方向に渡された左右のフロアフレーム３１，３２と、スペアタイヤパン１９の凹部４８の前壁（下面前方）５１に、車幅方向に設けられたセンタフレームエンド３３と、このセンタフレームエンド３３から延ばされるとともに、スペアタイヤパン１９の底４９の上面４９ａにて車体前後方向に設けられた左右のセンタフレーム３５，３６と、ミドルクロスメンバ２２から下方に突出させた左右の前部支持部材３７，３８と、センタフレーム３５，３６、スペアタイヤパン１９及びセンタフレームエンド３３から突出させた左右の後部支持部材４１，４２と、左右のフロアフレーム３１，３２と左右のセンタフレーム３５，３６とをそれぞれ接続する左右の補強バー（ブレース）４３，４４と、センタクロスメンバ２１の前方にてフロントフロア１８の下方に配置された燃料タンク４５と、この燃料タンク４５に接続され、燃料タンク４５に燃料を供給する燃料供給パイプ４６と、スペアタイヤパン１９の凹部４８に収納されるスペアタイヤ４７とからなる。

センタフレーム３５，３６、補強バー４３，４４及びフロアフレーム３１，３２は、荷重伝達部材である。
左右のサイドシル１３，１４は、車体前後方向に直線的に配置される。
左右のリヤフレーム１５，１６は、前部１５ａ，１６ａが車体内方に湾曲形成されるとともに、車体上方に湾曲形成される。また、後部１５ｂ，１６ｂが直線的に形成される。

トーションビーム１７は、リヤサスペンション（不図示）の構成部品であり、平面視で略Ｈ型に形成される。トーションビーム１７の中央部１７ａは、上方に突出させて湾曲させたラウンド形状である。
フロントフロア１８は、車体中心に且つ車体前後方向にフロアトンネル５２が形成される。

スペアタイヤパン１９は、車体下方に向けて凹状に形成した部材であり、先に述べたように、センタフレーム３５，３６がスペアタイヤパン１９の底４９の上面４９ａに配置され、センタフレームエンド３３はスペアタイヤパン１９の前壁５１に配置される。
センタフレーム３５，３６の後端３５ａ，３６ａは、車体幅方向に延ばした後部クロスメンバ２３に結合される。

左の前部支持部材３７は、ミドルクロスメンバ２２に設けられたステーブラケット５３と、ミドルクロスメンバ２２に設けられたブレースブラケット５４と、これらのブラケットで支持されるカラーナット５５とからなる。右の前部支持部材３８は、左の前部支持部材３７に同一構造である。

左右の後部支持部材４１，４２は、センタフレーム３５，３６、スペアタイヤパン１９及びセンタフレームエンド３３に支持されるカラーナットである。
左の補強バー４３は、前端に前スペーサ５７が設けられ、後端に後スペーサ５８が設けられる。右の補強バー４４は、左の補強バー４３に略同一構造である。

左右の補強バー４３，４４の前端は、左右の前部支持部材３７，３８にボルト６１，６２で締結され、左右の補強バー４３，４４の後端は、左右の後部支持部材４１，４２にボルト６３，６４で締結される。

また、左右の補強バー４３，４４は、前方を開口させたハの字状に斜めに配置される。補強バー４３，４４は、閉断面構造にて高強度に構成される。左右の補強バー４３，４４は、トーションビーム１７から所定の隙間が設けられて配置される。
燃料供給パイプ４６は、車体後方からリヤトーションビーム１７を横切って燃料タンク４５に接続される。

図７（ａ）に示されるように、車体１１の後方から矢印ｂ１の如く後突荷重が入力されると、図７（ｂ）に示されたように、矢印ｂ２の如くスペアタイヤパン１９及びセンタフレーム３５，３６に伝達され、スペアタイヤパン１９及びセンタフレーム３５，３６は変形することで後突荷重の一部を吸収する。次に、スペアタイヤ４７で矢印ｂ３の如くミドルクロスメンバ２２を変形させて後突荷重をさらに吸収する。

さらに、後突荷重は、補強バー４３，４４を経由して矢印ｂ４の如くフロントフロア１８及びフロアフレーム３１，３２に伝達され、フロントフロア１８及びフロアフレーム３１，３２から矢印ｂ５の如くセンタクロスメンバ２１に伝達される。

車体後部構造１０は、車体前後方向に左右のサイドシル１３，１４を延ばし、これらのサイドシル１３，１４の後端からそれぞれ左右のリヤフレーム１５，１６を延ばし、左右のリヤフレーム１５，１６の前部１５ａ，１６ａにトーションビーム１７を揺動自在に設け、左右のサイドシル１３，１４にフロアトンネル５２を有するフロントフロア１８を設け、このフロントフロア１８の後方にて左右のリヤフレーム１５，１６にスペアタイヤ４７を収納するスペアタイヤパン１９を設けたものである。

さらに、フロントフロア１８の下部に車体前後方向に延ばしたフロアフレーム３１，３２を付設し、スペアタイヤパン１９の底４９に車体前後方向に延ばしたセンタフレーム３５，３６を設け、これらのフロアフレーム３１，３２の後端とセンタフレーム３５，３６の前端とを組付け式の補強バー４３，４４にて結合した。これにより、リヤフレーム１５，１６の下方に、後突時に後突荷重を車体前方に伝達する荷重伝達経路を形成する。

すなわち、センタフレーム３５，３６、補強バー４３，４４、及びフロアフレーム３１，３２で構成される荷重伝達経路に隙間（空走部分）がないので、早いタイミングで荷重伝達ができる。この結果、後突時に発生する後突荷重のエネルギー吸収効率を向上することができる。

また、トーションビーム１７を荷重伝達経路に利用していないので、トーションビーム１７の耐荷重や断面形状の影響を受けることがない。従って、安定して荷重伝達が可能となる。

さらに、前後の構造部材であるフロアフレーム３１，３２の後端とセンタフレーム３５，３６の前端とを補強バー４３，４４にて結合したので、車体１１の曲げ剛性を向上させることができる。例えば、補強バー４３，４４を、車体１１に対して（フロアフレーム３１，３２若しくはセンタフレーム３５，３６に対して）斜めに配置することで、車体１１のねじれ剛性も向上することができる。

図１に示されたように、矢印ａ１の如くオフセット衝突が発生した場合でも、後突荷重は、矢印ａ２の如く後部クロスメンバ２３を経由してセンタフレーム３５，３６に矢印ａ３の如く伝達され、矢印ａ４の如く補強バー４３，４４に伝達され、矢印ａ５の如くフロアフレーム３１，３２に伝達される。

すなわち、センタフレーム３５，３６の後端３５ａ，３６ａは、車体幅方向に延ばした後部クロスメンバ２３に結合したので、オフセット衝突時に、非衝突側へも荷重を分散することができる。この結果、オフセット衝突時の荷重伝達効率を向上させることができる。

センタフレーム３５，３６は、スペアタイヤパン１９の底４９の上面４９ａに配置したので、後突時の相手車両の車高が高い場合にも、スペアタイヤパン１９とセンタフレーム３５，３６とのはがれを防止することができる。後突時の相手車両の車高が高い場合、及び大荷重入力時にも、確実な荷重伝達とエネルギー吸収効率の向上とを実現することができる。

補強バー４３，４４は、閉断面構造にて高強度に構成されたので、オフセット衝突時に、スペアタイヤパン１９やセンタフレーム３５，３６から補強バー４３，４４にオフセット荷重が入力されたとしても、容易に座屈することがない。例えば、補強バー４３，４４の上部に燃料を供給する燃料パイプが位置する場合であっても、燃料パイプを保護しつつ、センタフレーム３５，３６からフロアフレーム３１，３２に後突荷重を効率よく荷重を伝達することができる。

左右のフロアフレーム３１，３２と左右のセンタフレーム３５，３６とをそれぞれ接続する左右の補強バー（ブレース）４３，４４が設けられたので、燃料供給パイプ４６がトーションビーム１７を通過する場合にも、燃料供給パイプ４６を効果的に保護できる。

尚、本発明に係る車体後部構造１０は、図１に示すように、左右の補強バー４３，４４は、前方を開口させたハの字状に斜めに配置されたが、これに限るものではなく、左右の補強バーは、後方を開口させたハの字状に斜め配置された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。

１０…車体後部構造、１３，１４…左右のサイドシル、１５，１６…左右のリヤフレーム、１５ａ，１６ａ…前部、１７…トーションビーム、１８…フロントフロア、１９…スペアタイヤパン、２３…後部クロスメンバ、３１，３２…フロアフレーム、３５，３６…センタフレーム、３５ａ，３６ａ…後端、４３，４４…補強バー、４７…スペアタイヤ、４９…底、４９ａ…上面。

Claims (4)

1. 車体前後方向に左右のサイドシルを延ばし、これらのサイドシルの後端からそれぞれ左右のリヤフレームを延ばし、左右のリヤフレームの前部にトーションビームを揺動自在に設け、左右のサイドシルにフロアトンネルを有するフロントフロアを設け、このフロントフロアの後方にて左右のリヤフレームにスペアタイヤを収納するスペアタイヤパンを設ける車体後部構造において、
   前記フロントフロアの下部に車体前後方向に延ばしたフロアフレームを付設し、前記スペアタイヤパンに車体前後方向に延ばしたセンタフレームを設け、
   これらの前記フロアフレームの後端とセンタフレームの前端とを組付け式の補強バーにて結合し、
   前記リヤフレームの下方に、後突時に後突荷重を車体前方に伝達する荷重伝達経路を形成したことを特徴とする車体後部構造。
2. 前記センタフレームの後端は、車体幅方向に延ばした後部クロスメンバに結合したことを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。
3. 前記センタフレームは、前記スペアタイヤパンの底の上面に配置したことを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。
4. 前記補強バーは、閉断面構造にて高強度に構成されることを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。

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