JP2014136436A - Automotive vehicle body structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のフロアの後方にリヤパネルを介してリヤバンパービームを接続した繊維強化樹脂製の自動車の車体構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body structure of an automobile made of fiber reinforced resin, in which a rear bumper beam is connected to the rear of an automobile floor via a rear panel.
自動車のキャビンを繊維強化樹脂で一体成形し、そのキャビンの前部に前面衝突の衝突荷重で塑性変形してエネルギー吸収する金属製の前部フレームを設けるとともに、そのキャビンの後部に後面衝突の衝突荷重で塑性変形してエネルギー吸収する金属製の後部フレームを設けたものが、下記特許文献1により公知である。 The automobile cabin is integrally molded with fiber reinforced resin, and a metal front frame that absorbs energy by plastic deformation due to the collision load of frontal collision is provided at the front of the cabin, and collision of rear collision occurs at the rear of the cabin. Patent Document 1 listed below discloses a metal rear frame that absorbs energy by plastic deformation under load.
ところで、上記特許文献1に記載されたものは、自動車のキャビンを繊維強化樹脂で一体成形したことにより軽量化が可能になるが、衝突荷重を金属製の前部フレームや金属製の後部フレームで吸収しようとすると、それらの金属製フレームの前後長さを充分に確保することが必要となり、金属製フレームの重量が増加してキャビンを軽量化した利点を充分に活かせなくなる問題があった。 By the way, although what was described in the said patent document 1 can reduce in weight by integrally forming the cabin of a motor vehicle with fiber reinforced resin, a collision load is made with a metal front frame or a metal rear frame. In order to absorb, there is a problem that it is necessary to sufficiently secure the front and rear lengths of the metal frames, and there is a problem that the advantages of reducing the weight of the cabin due to the increase in the weight of the metal frames cannot be fully utilized.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、軽量でありながら、後面衝突する他車両のバンパービームの位置が自車のバンパービームの位置から上下にずれていても衝撃吸収性能を発揮し得る高いロバスト性を有する自動車の車体構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is lightweight, but exhibits shock absorbing performance even when the bumper beam position of another vehicle that collides rearward is shifted vertically from the position of the bumper beam of the own vehicle. An object of the present invention is to provide an automobile body structure having high robustness.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、繊維強化樹脂製のフロアの後方に接続された繊維強化樹脂製のリヤパネルは少なくとも下壁と、前記下壁の車幅方向両側縁から起立する左右の側壁と、前記下壁の後縁から起立する後壁とを備え、前記左右の側壁の上端に車幅方向外側に折り曲げられて後下方に傾斜する側壁フランジを設け、ルーフサイドレールの後端に接続された繊維強化樹脂製のハット状断面部材を前記側壁フランジの上面に結合して中空閉断面のアッパーメンバを構成し、前記アッパーメンバの後端を前記後壁の上端から後方に延びる後壁フランジに接続し、前記後壁にリヤバンパービームを接続したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the rear panel made of fiber reinforced resin connected to the rear of the floor made of fiber reinforced resin has at least a lower wall and a vehicle width of the lower wall. Left and right side walls rising from both side edges in the direction and a rear wall rising from the rear edge of the lower wall, and provided with side wall flanges that are bent outward in the vehicle width direction and inclined rearward and downward at the upper ends of the left and right side walls. A hat-shaped cross-section member made of fiber reinforced resin connected to the rear end of the roof side rail is joined to the upper surface of the side wall flange to form a hollow closed cross-section upper member, and the rear end of the upper member is the rear wall An automobile body structure is proposed in which a rear bumper beam is connected to a rear wall flange extending rearward from the upper end of the rear wall.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記アッパーメンバの前端を、前記フロアの後壁部の上端を介して前記ルーフサイドレールの後端に接続したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the invention described in claim 2, in addition to the structure of claim 1, the front end of the upper member is connected to the rear end of the roof side rail via the upper end of the rear wall portion of the floor. A vehicle body structure characterized by this is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記リヤパネルの側壁および後壁の接続部に金属製のナット部材を固定し、前記ナット部材に前記リヤバンパービームを締結したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of claim 1 or claim 2, a metal nut member is fixed to the connection portion of the side wall and the rear wall of the rear panel, and the nut member is fixed to the nut member. A vehicle body structure is proposed in which the rear bumper beam is fastened.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項3の構成に加えて、後方に開放するW字状断面を有する前記リヤバンパービームの前端の上下一対の底壁を前記ナット部材にボルトで締結したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect, a pair of upper and lower bottom walls at the front end of the rear bumper beam having a W-shaped cross section that opens rearward are bolted to the nut member. A vehicle body structure characterized by having been fastened at is proposed.
また請求項5に記載された発明によれば、請求項3または請求項4の構成に加えて、前記リヤパネルの後壁の車幅方向両端部から前方に向けて膨出する一対の膨出部に前記ナット部材を設け、前記リヤバンパービームの車幅方向両端部にインサートしたカラーを前記ナット部材に締結したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third or fourth aspect, the pair of bulging portions that bulge forward from both ends in the vehicle width direction of the rear wall of the rear panel. A vehicle body structure for an automobile is proposed in which the nut member is provided on the rear bumper beam and collars inserted at both ends in the vehicle width direction of the rear bumper beam are fastened to the nut member.
また請求項6に記載された発明によれば、請求項1〜請求項5の何れか1項の構成に加えて、前記側壁フランジおよび前記後壁フランジは一体に連続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth aspects, the side wall flange and the rear wall flange are integrally continuous. A vehicle body structure is proposed.
また請求項7に記載された発明によれば、請求項1〜請求項6の何れか1項の構成に加えて、前記フロアの後壁部に固定された左右一対の金属製のリヤフレームと、繊維強化樹脂で直線状の中空閉断面に構成されて前記左右一対のリヤフレームから後方に延びる左右一対の衝撃吸収部材と、前記左右一対の衝撃吸収部材の後端に車幅方向両端を接続された閉断面のクロスメンバとを備えることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the invention described in claim 7, in addition to the structure of any one of claims 1 to 6, a pair of left and right metal rear frames fixed to the rear wall portion of the floor, A pair of left and right shock absorbing members which are configured by a fiber-reinforced resin in a straight hollow closed cross section and extend rearward from the pair of left and right rear frames, and both ends in the vehicle width direction are connected to the rear ends of the pair of left and right shock absorbing members A vehicle body structure for an automobile is provided, which is provided with a cross member having a closed cross section.
また請求項8に記載された発明によれば、請求項7の構成に加えて、前記衝撃吸収部材は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、前記連続繊維強化樹脂層の積層数は前記衝撃吸収部材の前部から後部に向かって減少することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the invention described in claim 8, in addition to the structure of claim 7, the shock absorbing member includes a plurality of continuous fiber reinforced resin layers stacked, and the number of the continuous fiber reinforced resin layers stacked is A vehicle body structure is proposed in which the impact absorbing member decreases from the front to the rear.
また請求項9に記載された発明によれば、請求項8の構成に加えて、前記衝撃吸収部材の後端における前記連続繊維強化樹脂層の積層数は、その前方に隣接する部分の積層数よりも大きいことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the eighth aspect, the number of the continuous fiber reinforced resin layers laminated at the rear end of the shock absorbing member is equal to the number of the layers adjacent to the front thereof. A vehicle body structure characterized by being larger than is proposed.
また請求項10に記載された発明によれば、請求項7〜請求項9の何れか1項の構成に加えて、前記衝撃吸収部材の前部に形成した小断面積部を前記リヤフレームに形成した凹部に嵌合して固定したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項11に記載された発明によれば、請求項7〜請求項10の何れか1項の構成に加えて、前記クロスメンバは、前記リヤパネルの下壁および後壁に上壁および前壁を有する繊維強化樹脂製のL字状断面部材とを結合して閉断面部を構成し、前記閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材を配置して構成されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項12に記載された発明によれば、繊維強化樹脂製のフロアの後方に接続された繊維強化樹脂製のリヤパネルは少なくとも下壁と、前記下壁の車幅方向両側縁から起立する左右の側壁と、前記下壁の後縁から起立する後壁とを備え、ルーフサイドレールの後端と前記後壁とを繊維強化樹脂製の中空閉断面のアッパーメンバで接続し、前記アッパーメンバの後端にリヤバンパービームの車幅方向両端を接続したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
尚、実施の形態のクラッシュレール35は本発明の衝撃吸収部材に対応し、実施の形態の第2リヤパネル40は本発明のリヤパネルに対応し、実施の形態のリヤエンドクロスメンバ42は本発明のクロスメンバに対応する。
The
請求項1の構成によれば、繊維強化樹脂製のフロアの後方に接続された繊維強化樹脂製のリヤパネルは少なくとも下壁と、下壁の車幅方向両側縁から起立する左右の側壁と、下壁の後縁から起立する後壁とを備え、左右の側壁の上端に車幅方向外側に折り曲げられて後下方に傾斜する側壁フランジを設け、ルーフサイドレールの後端に接続された繊維強化樹脂製のハット状断面部材を側壁フランジの上面に結合して中空閉断面のアッパーメンバを構成し、アッパーメンバの後端を後壁の上端から後方に延びる後壁フランジに接続し、後壁にリヤバンパービームを接続したので、車体後部を繊維強化樹脂製として軽量化を図りながら衝撃吸収性能を高めることができるだけでなく、後面衝突する他車両のフロントバンパービームの位置が自車のリヤバンパービームの位置より高い場合でも、衝突荷重によるリヤパネルの後壁の前方への倒れをアッパーメンバで抑制し、リヤバンパービームによる衝撃吸収効果を高めることができる。しかもリヤバンパービームの位置を高くする必要がないため、車体後部のデザインの自由度が向上する。 According to the configuration of the first aspect, the fiber reinforced resin rear panel connected to the rear of the fiber reinforced resin floor has at least a lower wall, left and right side walls standing from both side edges in the vehicle width direction, and a lower wall. A fiber reinforced resin having a rear wall standing up from the rear edge of the wall, and provided with a side wall flange that is bent outward in the vehicle width direction and inclined rearward and downward at the upper ends of the left and right side walls, and connected to the rear end of the roof side rail An upper member having a hollow closed cross section is formed by joining a hat-shaped cross-section member made of a metal to the upper surface of the side wall flange, the rear end of the upper member is connected to a rear wall flange extending rearward from the upper end of the rear wall, and the rear wall is connected to the rear wall. Since the bumper beam is connected, the rear part of the vehicle body is made of fiber reinforced resin, so that it can not only improve the shock absorption performance while reducing the weight, but also the position of the front bumper beam of other vehicles that collide rearward Even if higher than the position of the Ya bumper beam, the inclination of the front of the rear wall of the rear panel by the collision load is suppressed by the upper member, it is possible to enhance the impact absorption effect by the rear bumper beam. Moreover, since it is not necessary to increase the position of the rear bumper beam, the degree of freedom in designing the rear part of the vehicle body is improved.
また請求項2の構成によれば、アッパーメンバの前端を、フロアの後壁部の上端を介してルーフサイドレールの後端に接続したので、リヤパネルの後壁の剛性をフロアの後壁部により高め、後面衝突の衝突荷重によるリヤパネルの後壁の前方への倒れを防止することができる。 According to the second aspect of the invention, since the front end of the upper member is connected to the rear end of the roof side rail via the upper end of the rear wall portion of the floor, the rigidity of the rear wall of the rear panel is increased by the rear wall portion of the floor. It is possible to prevent the rear panel from falling forward due to the collision load of the rear collision.
また請求項3の構成によれば、リヤパネルの側壁および後壁の接続部に金属製のナット部材を固定し、ナット部材にリヤバンパービームを締結したので、リヤバンパービームを容易かつ強固に固定することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the metal nut member is fixed to the connecting portion between the side wall and the rear wall of the rear panel and the rear bumper beam is fastened to the nut member, the rear bumper beam is easily and firmly fixed. be able to.
また請求項4の構成によれば、後方に開放するW字状断面を有するリヤバンパービームの前端の上下一対の底壁をナット部材にボルトで締結したので、後面衝突の衝突荷重によりW字状断面のリヤバンパービームを上下に開くように変形させることで、リヤバンパービームが上方あるいは下方に倒れて衝撃吸収効果が発揮されなくなるのを防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the pair of upper and lower bottom walls at the front end of the rear bumper beam having a W-shaped cross section that opens rearward is fastened to the nut member by bolts. By deforming the rear bumper beam of the cross section so as to open up and down, it is possible to prevent the rear bumper beam from falling down or up and losing the impact absorbing effect.
また請求項5の構成によれば、リヤパネルの後壁の車幅方向両端部から前方に向けて膨出する一対の膨出部にナット部材を設け、リヤバンパービームの車幅方向両端部にインサートしたカラーをナット部材に締結したので、膨出部の後面にカラーを配置するスペースを確保してリヤバンパービームの断面積を車幅方向に一定にすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the nut member is provided on the pair of bulging portions that bulge forward from the vehicle width direction both ends of the rear wall of the rear panel, and the rear bumper beam is inserted at both the vehicle width direction both ends. Since the collar is fastened to the nut member, it is possible to secure a space for arranging the collar on the rear surface of the bulging portion and make the cross-sectional area of the rear bumper beam constant in the vehicle width direction.
また請求項6の構成によれば、側壁フランジおよび後壁フランジは一体に連続するので、後面衝突の衝突荷重により後壁が前方に倒れるのを効果的に阻止することができる。 Further, according to the configuration of the sixth aspect, since the side wall flange and the rear wall flange are integrally continuous, it is possible to effectively prevent the rear wall from falling forward due to the collision load of the rear surface collision.
また請求項7の構成によれば、フロアの後壁部に固定された左右一対の金属製のリヤフレームと、繊維強化樹脂で直線状の中空閉断面に構成されて左右一対のリヤフレームから後方に延びる左右一対の衝撃吸収部材と、左右一対の衝撃吸収部材の後端に車幅方向両端を接続された閉断面のクロスメンバとを備えるので、クロスメンバにオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重は閉断面で高強度のクロスメンバを介して左右一対の衝撃吸収部材に確実に伝達される。このとき、左右一対の衝撃吸収部材の前端は金属製で高強度のリヤフレームに接続されているため、前記衝突荷重をリヤフレームで支持することで左右一対の衝撃吸収部材を確実に圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。しかも衝撃吸収部材が繊維強化樹脂製であるので、金属製の衝撃吸収部材に比べて軽量であるだけでなく、金属製の衝撃吸収部材に比べて単位長さ当りの衝撃吸収量が増加することで、衝撃吸収部材の前後長を短縮して更なる軽量化を達成することができる。 According to the configuration of claim 7, the pair of left and right metal rear frames fixed to the rear wall portion of the floor, and the straight hollow closed cross section made of fiber reinforced resin, and rearward of the pair of left and right rear frames. A pair of left and right shock absorbing members extending in the direction of the vehicle, and a cross member having a closed cross-section with both ends in the vehicle width direction connected to the rear ends of the pair of left and right shock absorbing members. Sometimes, the collision load is reliably transmitted to the pair of left and right shock absorbing members via a high-strength cross member with a closed cross section. At this time, since the front ends of the pair of left and right shock absorbing members are made of metal and connected to a high-strength rear frame, the pair of left and right shock absorbing members are reliably crushed by supporting the collision load with the rear frame. The impact absorbing effect can be enhanced. Moreover, since the shock absorbing member is made of fiber reinforced resin, it is not only lighter than a metal shock absorbing member, but also increases the amount of shock absorption per unit length compared to a metal shock absorbing member. Thus, further reduction in weight can be achieved by shortening the longitudinal length of the shock absorbing member.
また請求項8の構成によれば、衝撃吸収部材は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、連続繊維強化樹脂層の積層数は衝撃吸収部材の前部から後部に向かって減少するので、後面衝突の衝突荷重が入力したときに衝撃吸収部材を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。 According to the configuration of claim 8, the shock absorbing member includes a plurality of continuous fiber reinforced resin layers stacked, and the number of continuous fiber reinforced resin layers stacked decreases from the front to the rear of the shock absorbing member. When the impact load of the rear impact is input, the impact absorbing member can be sequentially crushed from the rear end side to enhance the impact absorbing effect.
また請求項9の構成によれば、衝撃吸収部材の後端における連続繊維強化樹脂層の積層数は、その前方に隣接する部分の積層数よりも大きいので、衝撃吸収部材とクロスメンバとの結合強度を高めることができ、クロスメンバに後面衝突の衝突荷重が入力したときに衝撃吸収部材の傾きを防止しながら、衝撃吸収部材を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the number of continuous fiber reinforced resin layers laminated at the rear end of the shock absorbing member is larger than the number of laminated portions adjacent to the front thereof, the coupling between the shock absorbing member and the cross member The strength can be increased, and the impact absorbing member can be crushed from the rear end side in order to prevent the impact absorbing member from tilting when a rear collision collision load is input to the cross member, thereby enhancing the impact absorbing effect. .
また請求項10の構成によれば、衝撃吸収部材の前部に形成した小断面積部をリヤフレームに形成した凹部に嵌合して固定したので、後面衝突の衝突荷重が入力したときに衝撃吸収部材の傾きを防止しながら、衝撃吸収部材を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。 According to the structure of the tenth aspect, since the small cross-sectional area portion formed at the front portion of the shock absorbing member is fitted and fixed to the concave portion formed at the rear frame, the impact is applied when the collision load of the rear collision is input. While preventing the inclination of the absorbing member, the impact absorbing member can be crushed sequentially from the rear end side to enhance the impact absorbing effect.
また請求項11の構成によれば、クロスメンバは、リヤパネルの下壁および後壁に上壁および前壁を有する繊維強化樹脂製のL字状断面部材とを結合して閉断面部を構成し、閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材を配置して構成されるので、リヤパネルを薄肉にして軽量化を図りながら高強度のクロスメンバを得ることができるだけでなく、リヤパネルの後壁が湾曲形状であっても、その湾曲形状に沿うクロスメンバを容易に得ることができる。
Further, according to the structure of
また請求項12の構成によれば、繊維強化樹脂製のフロアの後方に接続された繊維強化樹脂製のリヤパネルは少なくとも下壁と、下壁の車幅方向両側縁から起立する左右の側壁と、下壁の後縁から起立する後壁とを備え、ルーフサイドレールの後端と後壁とを繊維強化樹脂製の中空閉断面のアッパーメンバで接続し、アッパーメンバの後端にリヤバンパービームの車幅方向両端を接続したので、車体後部を繊維強化樹脂製として軽量化を図りながら衝撃吸収性能を高めることができるだけでなく、後面衝突する他車両のフロントバンパービームの位置が自車のリヤバンパービームの位置より高い場合でも、衝突荷重によるリヤパネルの後壁の前方への倒れをアッパーメンバで抑制し、リヤバンパービームによる衝撃吸収効果を高めることができる。しかもリヤバンパービームの位置を高くする必要がないため、車体後部のデザインの自由度が向上する。
According to the structure of
以下、図1〜図7に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。尚、本明細書において、前後方向、左右方向(車幅方向)および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present specification, the front-rear direction, the left-right direction (vehicle width direction), and the up-down direction are defined with reference to an occupant seated in the driver's seat.
図1および図2に示すように、自動車の車体フレームはCFRP(カーボンファイバー強化樹脂)製のフロア11を備える。フロア11はフロアパネル部12と、フロアパネル部12の前端から起立する前壁部13と、フロアパネル部12の後端から起立する後壁部14と、フロアパネル部12の左右両側縁に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドシル部15,15と、左右のサイドシル部15,15の前端から前壁部13の左右両側縁に沿って延びる左右一対のフロントピラーロア部16,16と、左右のサイドシル部15,15の後端から後壁部14の左右両側縁に沿って延びる左右一対のリヤピラー部17,17と、左右のリヤピラー部17,17の上端間を車幅方向に接続するクロスメンバ部18とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the body frame of an automobile includes a
前壁部13の前面にはアルミニウム合金製の左右一対のダンパーハウジング19,19が固定され、ダンパーハウジング19,19と一体に左右一対のフロントサイドフレーム20,20が形成される。フロントサイドフレーム20,20の前端から左右一対のCFRP製のクラッシュレール21,21が前方に延びており、左右のクラッシュレール21,21の前端部の車幅方向内側にCFRP製の矩形枠状のフロントバルクヘッド22が支持される。左右のクラッシュレール21,21の前端部の車幅方向外側に左右一対のCFRP製のバンパービームエクステンション23,23が接続され、左右のバンパービームエクステンション23,23の前端間に車幅方向に延びるCFRP製のフロントバンパービーム24が接続される。左右のクラッシュレール21,21、フロントバルクヘッド22、左右のバンパービームエクステンション23,23およびフロントバンパービーム24に囲まれた空間に前後に開放したCFRP製の箱状のシュラウド25が支持される。
A pair of left and
左右のフロントピラーロア部16,16の上端から前方に延びる左右一対のCFRP製のアッパーメンバ26,26がダンパーハウジング19,19の車幅方向外面に接続され、アッパーメンバ26,26の前端から前方かつ車幅方向内側に延びる左右一対のCFRP製のロアメンバ27,27の前端がフロントバルクヘッド22に接続される。
A pair of left and right CFRP
フロア11のフロアパネル部12は、その車幅方向中央部を前後方向に延びて前壁部13および後壁部14を接続するフロアトンネル28を一体に備えるとともに、フロアトンネル28の前後方向中間部と左右のサイドシル部15,15の前後方向中間部とが車幅方向に延びるCFRP製のクロスメンバ29で接続される。また左右のサイドシル部15,15の前後方向中間部間から左右一対のセンターピラー30,30が立設され、左右のセンターピラー30,30の上端間が車幅方向に延びるルーフアーチ31で接続される。
The
左右のセンターピラー30,30およびルーフアーチ31は、正面視で逆U字状を成すようにCFRPで一体成形される。左右のフロントピラーロア部16,16の上端と左右のリヤピラー部17,17の上端とが、CFRPで一体成形されて前後方向に延びるフロントピラー32,32およびルーフサイドレール33,33で接続される。
The left and
フロア11の後壁部14の後面にアルミニウム合金製の左右一対のリヤフレーム34,34が接続される。左右のリヤフレーム34,34の下端から左右一対のCFRP製のクラッシュレール35,35が後方に延びており、左右のクラッシュレール35,35の後端間に車幅方向に延びるCFRP製のリヤエンドクロスメンバ42が接続され、その後面にCFRP製のリヤバンパービーム36が固定される。左右のリヤフレーム34,34の上端と左右のリヤピラー部17,17の上端との間に左右一対のCFRP製の連結部材37,37が配置されるとともに、リヤピラー部17,17の上端から左右一対のCFRP製のアッパーメンバ38,38が後下方に延びてリヤバンパービーム36の車幅方向両端部に接続される。
A pair of left and right rear frames 34, 34 made of aluminum alloy are connected to the rear surface of the
左右のリヤフレーム34,34の下端間がフロアパネル部12の後端から後方に延びるCFRP製の第1リヤパネル39により接続されるとともに、第1リヤパネル39の後端から後方に延びるCFRP製の第2リヤパネル40が左右のアッパーメンバ38,38の下面およびリヤバンパービーム36の前面に接続される。
The lower ends of the left and right rear frames 34, 34 are connected by a first CFRP
次に、図2〜図7に基づいて車体後部の構造を詳細に説明する。 Next, the structure of the rear part of the vehicle body will be described in detail with reference to FIGS.
図2から明らかなように、アルミニウム合金製のリヤフレーム34は前後方向および上下方向に延びる板状の側壁部34aと、側壁部34aの下端から車幅方向内向きに折り曲げられた底壁部34bとを備える。側壁部34aの中央には車幅方向内向きに窪むダンパーハウジング34cが一体に形成される。
As is apparent from FIG. 2, the
リヤフレーム34の側壁部34aの前縁は複数本のボルト51…で後壁部14の後面に締結される。リヤフレーム34の底壁部34bはボックス断面に形成されており、その上面に第1リヤパネル39の左右両側縁が複数本のボルト52…で締結される。
The front edge of the
図3〜図5から明らかなように、クラッシュレール35はCFRPを複数層に積層した四角断面の直線状中空断面の部材であり、その積層数は前端側から後端側に向かって18層→14層→12層→10層と次第に減少し、後端部だけが局部的に10層から12層に増加している。クラッシュレール35の前端は断面積が縮小した小断面積部35aを構成しており、その小断面積部35aがリヤフレーム34のボックス断面に形成された底壁部34bの後端に開口する凹部34d(図4参照)に後方から嵌合して固定される。
As is apparent from FIGS. 3 to 5, the
左右一対のクラッシュレール35,35は前端側に対して後端側が相互に接近するように傾斜して配置されており、平面視で各クラッシュレール35の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線L(図3参照)は、クラッシュレール35の後端の断面を通過する。
The pair of left and right crash rails 35, 35 are arranged so as to be inclined so that the rear end side approaches the front end side, and are pulled rearward from the inner end in the vehicle width direction of the front end of each
第1リヤパネル39は、上下のCFRP製のパネル間に波板状のコア材を挟持して構成されるが、第2リヤパネル40は1枚のCFRP製のパネルで構成され、水平方向に延びてクラッシュレール35,35の下面が接続される下壁40aと、下壁40aの左右両側縁から起立する一対の側壁40b,40bと、下壁40aの後縁から起立して左右の側壁部40b,40bの後端間を接続する後壁40cとを備える。
The first
図2から明らかなように、後部リヤフロア40の側壁40bの上端は車幅方向外側に折り曲げられて側壁フランジ40dを構成しており、CFRP製のハット状断面部材41の下端の一対の内側フランジ41aおよび外側フランジ41bを側壁フランジ40dの上面に結合することで、側壁フランジ40dおよびハット状断面部材41により中空閉断面のアッパーメンバ38が構成される。このとき、ハット状断面部材41の後端の後側フランジ41cは、第2リヤパネル40の後壁フランジ40eの車幅方向外端の上面に接続される。そして前上方から後下方に延びるアッパーメンバ38の前端は、フロア11の後壁部14の上端、つまりクロスメンバ29の車幅方向両端部を挟んでルーフサイドレール33の後端に接続される。
As is apparent from FIG. 2, the upper end of the
図4および図6から明らかなように、後部リヤフロア40の後壁40cの上端は後方に折り曲げられて後壁フランジ40eを構成しており、後壁フランジ40eの車幅方向両端部は左右の側壁フランジ40d,40dの後端に連続している。リヤバンパービーム36の前面に沿って車幅方向に延びるリヤエンドクロスメンバ42は、CFRP製のL字状断面部材53と後部リヤフロア40とを結合して構成される。
As apparent from FIGS. 4 and 6, the upper end of the
即ち、L字状断面部材53は前壁53aおよび上壁53bを有するL字状断面に形成され、前壁53aの下端から前方に延びる前壁フランジ53cがリヤパネル40の下壁40aの上面に接続され、かつ上壁53bの後端から上方に延びる上壁フランジ53dがリヤパネル40の後壁40cの前面に接続される。そしてL字状断面部材53およびリヤパネル40間に形成された中空断面部内に、波板状のコア材54が配置される。
That is, the L-shaped
このとき、コア材54の上端はリヤパネル40の後壁40cおよびL字状断面部材53の上壁フランジ53d間に挟持される。またクラッシュレール35の後端に設けたフランジ35bがリヤエンドクロスメンバ42の前面、つまりL字状断面部材53の前壁53aの前面に接続される。
At this time, the upper end of the
またクラッシュレール35、L字状断面部材53および第2リヤパネル40は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備えるが、それらの積層数のうちで第2リヤパネル40の積層数が最も小さく設定される。
The
図4、図6および図7から明らかなように、CFRP製のリヤバンパービーム36は、上壁55a、下壁55bおよび底壁55cを有して後方に向けて開放する一対のU字状断面部55,55を備える。U字状断面部55の内部には、鉛直方向に延びて上壁55a、下壁55bおよび底壁55cを接続する複数の縦リブ55d…が形成されるとともに、車幅方向両端部は端壁55e,55e(図2参照)で閉塞される。U字状断面部55の車幅方向両端部の前面にボス55f,55f(図7参照)が突設されており、その内部に金属製のカラー56,56がインサートされる。
As apparent from FIGS. 4, 6 and 7, the CFRP
またリヤパネル40の後壁40cの車幅方向両端部には、前方に膨出する一対の膨出部40f,40f(図3および図4参照)が形成されており、リヤエンドクロスメンバ42は一対の膨出部40f,40f間を接続するように固定される。膨出部40fが側壁40bに接続する部分に、上下2個の金属製のナット部材57,57がインサートされる。リヤバンパービーム36の上下のU字状断面部55,55の底壁55c,55cと、ボス55f,55fにインサートしたカラー56,56と、膨出部40fとを後から前に貫通する上下2本のボルト58,58を上下2個のナット部材57,57に螺合することで、バンパービーム36の車幅方向端部がリヤエンドクロスメンバ42の後面に固定される。
A pair of bulging
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
自動車のCFRP製のフロア11の後部に左右一対の金属製のリヤフレーム34,34を固定し、リヤフレーム34,34からCFRP製の直線状かつ中空閉断面の左右一対のクラッシュレール35,35を後方に延出し、クラッシュレール35,35の後端にCFRPで閉断面に構成したリヤエンドクロスメンバ42を固定し、リヤエンドクロスメンバ42の後面にCFRP製のリヤバンパービーム36を固定したので、図3に示すように、リヤバンパービーム36にオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重は閉断面で高強度のリヤエンドクロスメンバ42を介して左右一対のクラッシュレール35,35に確実に伝達される。このとき、クラッシュレール35,35の前端は金属製で高強度のリヤフレーム34,34に接続されているため、前記衝突荷重をリヤフレーム34,34で支持することでクラッシュレール35,35を確実に圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。しかもクラッシュレール35,35はCFRP製であるので、金属製のクラッシュレールに比べて軽量であるだけでなく、金属製のクラッシュレールに比べて単位長さ当りの衝撃吸収量が増加することで、クラッシュレール35,35の前後長を短縮して更なる軽量化を達成することができる。
A pair of left and right metal rear frames 34, 34 are fixed to the rear part of the
またクラッシュレール35,35は前端部に対して後端部が車幅方向内側に偏倚しており、クラッシュレール35,35の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線Lは平面視で後端の断面を通るので(図3参照)、左右一対のクラッシュレール35,35の後端間の距離が小さくなり、車幅方向一方に偏倚したオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、車幅方向他方のクラッシュレール35に衝突荷重が伝達され易くして衝撃吸収効果を高めることができる。
The rear end of the crash rails 35, 35 is biased inward in the vehicle width direction with respect to the front end, and the straight line L drawn rearward from the inner end in the vehicle width direction of the front end of the crash rails 35, 35 is a plan view. Since the cross section of the rear end (see FIG. 3), the distance between the rear ends of the pair of left and right crash rails 35, 35 is reduced, and when the collision load of the offset rear side collision biased to one side in the vehicle width direction is input, A collision load can be easily transmitted to the
特に、クラッシュレール35は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、連続繊維強化樹脂層の積層数はクラッシュレール35の前部から後部に向かって減少するので(図5参照)、後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール35を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。このとき、クラッシュレール35の後端における連続繊維強化樹脂層の積層数(12層)は、その前方に隣接する部分の積層数(10層)よりも大きいので、クラッシュレール35の後端をリヤエンドクロスメンバ42に強固に結合し、リヤエンドクロスメンバ42に後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール35の傾きを防止しながら、クラッシュレール35を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。
In particular, the
更に、クラッシュレール35の前部に形成した小断面積部35aをリヤフレーム34に形成した凹部34dに嵌合して固定したので(図4参照)、後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール35の前端部の傾きを防止しながら、クラッシュレール35を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。
Further, since the small
またクラッシュレール35,35、L字状断面部材53および第2リヤパネル40は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備えるので、車体後部を軽量化しながら後面衝突時の衝撃吸収性能を最大限に確保することができるだけでなく、後部フロアパネル40の後壁40cにリヤエンドクロスメンバ42を介してリヤバンパービーム36を固定したので、リヤバンパービーム36に入力した後面衝突の衝突荷重をリヤエンドクロスメンバ42に直接伝達し、そこから左右のクラッシュレール35,35および第2リヤパネル40に分散することができる。
In addition, the crash rails 35, 35, the L-shaped
しかもリヤエンドクロスメンバ42は、下壁40aおよび後壁40cを有するCFRP製の第2リヤパネル40と、上壁53bおよび前壁53aを有するCFRP製のL字状断面部材53とを結合して閉断面部を構成し、閉断面部の内部にCFRP製の波板よりなるコア材54を配置して構成されるので、第2リヤパネル40を薄肉にして軽量化を図りながら高強度のリヤエンドクロスメンバ42を得ることができるだけでなく、第2リヤパネル40の後壁40cが湾曲形状であっても、その湾曲形状に沿うリヤエンドクロスメンバ42を容易に得ることができる。
In addition, the rear
またクラッシュレール35、L字状断面部材53および第2リヤパネル40は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、それらの積層数のうちで第2リヤパネル40の積層数が最も小さいので、繊維強化樹脂で車体後部を軽量化しながら後面衝突時の衝撃吸収性能を最大限に確保することができる。
In addition, the
また他車のリヤバンパービームが自車のリヤバンパービーム36の上部後面衝突すると、リヤバンパービーム36が固定された第2リヤパネル40の後壁40cが前方に倒れてしまい、クラッシュレール35,35の圧壊による衝撃吸収効果が充分に発揮されなくなる可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、第2リヤパネル40の左右の側壁40b,40bの上端を車幅方向外側に折り曲げた側壁フランジ40d,40dの上面にハット状断面部材41,41を結合して中空閉断面のアッパーメンバ38,38を構成し、左右のルーフサイドレール33,33の後端から後下方に延びるアッパーメンバ38,38の後端を第2リヤパネル40の後壁40cの上端から後方に延びる後壁フランジ40eに接続し、後壁40cにリヤバンパービーム36を接続したので、衝突荷重による第2リヤパネル40の後壁40cの前方への倒れをアッパーメンバ38,38で抑制し、リヤバンパービーム36による衝撃吸収効果を高めることができる。しかも第2リヤパネル40の後壁40cの前方への倒れを防止するためにリヤバンパービーム36の位置を高くする必要がないため、車体後部のデザインの自由度が向上する。
Further, when the rear bumper beam of the other vehicle collides with the upper rear surface of the
特に、アッパーメンバ38,38の前端を、フロア11の後壁部14の上端を介してルーフサイドレール33,33の後端に接続したので、第2リヤパネル40の後壁40cの剛性をフロア11の後壁部14により高め、後面衝突の衝突荷重による第2リヤパネル40の後壁40cの前方への倒れを一層確実に防止することができる。このとき、第2リヤパネル40の側壁フランジ40d,40dおよび後壁フランジ40eは一体に連続するので、後壁40cの剛性を増加させて後面衝突の衝突荷重による後壁40cの倒れ防止効果を一層高めることができる。
In particular, since the front ends of the
また第2リヤパネル40の側壁40b,40bおよび後壁40cの接続部に金属製のナット部材57…を固定し、ナット部材57…にリヤバンパービーム36を締結したので、リヤバンパービーム36を容易かつ強固に固定することができる。その際に、後方に開放するW字状断面を有するリヤバンパービーム36の前端の上下一対の底壁55c,55cをナット部材57…にボルト58…で締結したので、後面衝突の衝突荷重によりW字状断面のリヤバンパービーム36が上下に開くように変形することで、リヤバンパービーム36が上方あるいは下方に倒れて衝撃吸収効果が発揮されなくなるのを防止することができる。
Further, since the
更に、第2リヤパネル40の後壁40cの車幅方向両端部から前方に向けて膨出する一対の膨出部40f,40fの前面にナット部材57…を設け、リヤバンパービーム36の車幅方向両端部の前面のボス55f…にインサートしたカラー56…をナット部材57…に締結したので、膨出部40f,40fの後面にカラー56…を配置するスペースを確保してリヤバンパービーム36の断面積を車幅方向に一定にすることができる。
Further,
次に、図8に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1の実施の形態では、第2リヤパネル40の後壁40cの前面にリヤエンドクロスメンバ42が固定されているが、第2の実施の形態では、第2リヤパネル40の後壁40cの後面にリヤエンドクロスメンバ42が固定される。即ち、第2リヤパネル40の後壁40cの後面に前方に向いて開放するハット状断面部材59の上部フランジ59aおよび下部フランジ59bを接続して閉断面部を構成し、その内部に波板よりなるコア材54を配置することで、リヤエンドクロスメンバ42が構成される。リヤバンパービーム36は、リヤエンドクロスメンバ42のハット状断面部材59の後面に接着やリベット等の手段で固定される。
In the first embodiment, the rear
この第2の実施の形態によれば、クラッシュレール35,35を予め結合した第2リヤパネル40に対してリヤエンドクロスメンバ42を後付けすることが可能になるため、車体後部に対するリヤエンドクロスメンバ42およびリヤバンパービーム36の組み付けが容易になる。
According to the second embodiment, the rear
次に、図9および図10に基づいて本発明の第3の実施の形態を説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG. 9 and FIG.
第1の実施の形態のアッパーメンバ38の下端は、第2リヤパネル40の後壁40cの上端の高さで終わっているが,第3の実施の形態のアッパーメンバ38は第2リヤパネル40の後下方に傾斜する側壁40bの上縁から後縁に沿うようにへ字状に屈曲し、その下端は第2リヤパネル40の下壁40aに達している。
The lower end of the
即ち、第2リヤパネル40の側壁40bの車幅方向内面の上縁および後縁に沿って、車幅方向外側に開放するハット状断面部材60の上部フランジ60aおよび下部フランジ60bを接続することで、閉断面を有するヘ字状のアッパーメンバ38を構成する。ヘ字状に屈曲するアッパーメンバ38の下部は第2リヤパネル40の後壁40cの膨出部40fの前面に接続されるため、アッパーメンバ38と第2リヤパネル40の後壁40cとが更に強固に一体化され、後面衝突の衝突荷重が入力したときに第2リヤパネル40の後壁40cの前方への倒れを一層確実に防止することができる。
That is, by connecting the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では各部材をCFRP(カーボンファイバー強化樹脂)で構成しているが、グラスファイバー強化樹脂やアラミドファイバー強化樹脂等の他種の繊維強化樹脂であっても良い。 For example, in the embodiment, each member is made of CFRP (carbon fiber reinforced resin), but may be another type of fiber reinforced resin such as glass fiber reinforced resin or aramid fiber reinforced resin.
11 フロア
14 後壁部
33 ルーフサイドレール
34 リヤフレーム
34d 凹部
35 クラッシュレール(衝撃吸収部材)
35a 小断面積部
36 リヤバンパービーム
38 アッパーメンバ
40 第2リヤパネル(リヤパネル)
40a 下壁
40b 側壁
40c 後壁
40d 側壁フランジ
40e 後壁フランジ
40f 膨出部
41 ハット状断面部材
42 リヤエンドクロスメンバ(クロスメンバ)
53 L字状断面部材
53a 前壁
53b 上壁
54 コア材
55c 底壁
56 カラー
57 ナット部材
58 ボルト
11
35a Small
40a
53 L-shaped
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