JP2015171825A - 車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】後面衝突時に車体後部の変形を制御することで、格納したスペアタイヤを横置き姿勢から直立状態に姿勢変化させることが可能な車体後部構造の提供を図る。【解決手段】後面衝突入力Ｆにより、リアサイドメンバ３は山折れを誘起する後側易屈曲部１２と谷折れを誘起する前側易屈曲部１１を起点として、側面略Ｚ字状に屈曲が制御され、スペアタイヤパン２の底壁２ａも谷折れ点Ｐを起点に谷折れ変形する。これにより、スペアタイヤＴをその後端を持ち上げてほぼ直立状態にまで回動起立させることができ、同時にその下側部をスペアタイヤパン２の前壁２ｂと変形した底壁２ａの前部とで挟持して直立姿勢を維持可能とする。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の車体後部構造、とりわけ、リアフロアパネルのスペアタイヤパン周りの構造に関する。

リアフロアパネルにスペアタイヤパンを凹設して、ここにスペアタイヤを横置きに格納固定した車両では、例えば、特許文献１，２に示されているように、車両の後面衝突による車体後部の圧潰変形に伴うスペアタイヤの前方移動を回避するようにした技術が知られている。

特開２０００−１１８５号公報 特開２００６−２０５８１０号公報

上述の特許文献１または特許文献２の開示技術は、何れも車体後部のスペアタイヤ格納部周りを上，下方向に変形させることで、スペアタイヤを車体の下方へ回転誘導させ、あるいはスペアタイヤを燃料タンクの上方へ回転誘導させえようとするものである。

ところが、何れも車体後部の側面くの字状の変形によりスペアタイヤを回転誘導させるため、スペアタイヤを横置きの姿勢から大きく立ち上がるように姿勢変化させることは難しい。

このため、スペアタイヤが車体後部に半ば横置き状態に剛体物として残存して、車体後部の圧潰変形による衝突エネルギー吸収機能に影響することは否めない。

そこで、本発明は車両の後面衝突時に、車体後部の変形を制御することで格納したスペアタイヤを横置き姿勢から直立状態に姿勢変化させることが可能な車体後部構造を提供するものである。

本発明の車体後部構造は、スペアタイヤを格納固定するスペアタイヤパンを凹設したリアフロアパネルと、該リアフロアパネルの下面にその車幅方向両側縁に沿って車体前後方向に延在配置したリアサイドメンバと、を備えた構造を基本構成としている。

そして、前記リアサイドメンバは、前記スペアタイヤパンに対応した領域の前，後部に、軸方向に作用する後面衝突入力に対してメンバの谷折れを誘起する前側易屈曲部と、メンバの山折れを誘起する後側易屈曲部と、を備えている。

一方、前記スペアタイヤパンには、その底壁に前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を起点とする谷折れに追従した変形を誘起する谷折れ点を設定してある。

これにより、車両の後面衝突時に、前記リアサイドメンバの前側易屈曲部と後側易屈曲部とを起点とする側面略Ｚ字状の屈曲変形と、前記スペアタイヤパン底壁の谷折れ点を起点とする谷折れ変形とにより、前記スペアタイヤをその後端を持ち上げて回動起立させて
、下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持可能としたことを主要な特徴としている。

本発明によれば、車両の後面衝突によりリアサイドメンバに軸方向に衝突入力が作用すると、該リアサイドメンバは前側易屈曲部と後側易屈曲部とを起点として、側面略Ｚ字状に屈曲が制御されて変形する。

このリアサイドメンバの側面略Ｚ字状の屈曲変形に伴って、スペアタイヤパンの底壁が谷折れ点を起点として谷折れ変形する。

これにより、スペアタイヤパンに格納固定したスペアタイヤを、その後端を持ち上げてほぼ直立状態にまで回動起立させることが可能となり、同時に該スペアタイヤの下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持して直立姿勢を維持可能とする。

この結果、車体後部の圧潰変形過程で、スペアタイヤが回転挙動不足で横置き姿勢に近い姿勢のまま残存することがなく、変形ストロークを拡大してエネルギー吸収効果を高められると共に、スペアタイヤの車両前方へ向けての後退移動量を小さく抑制できる。

本発明に係る車体後部構造の第１実施形態を示す平面説明図。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図。 後面衝突時におけるリアサイドメンバの変形過程とスペアタイヤの回転挙動とを（Ａ）〜（Ｄ）にて示す断面説明図。 本発明の第２実施形態を示す図２と同様の断面説明図。 本発明の第３実施形態を示す斜視説明図。 本発明の第４実施形態を示す斜視説明図。 本発明の第５実施形態を示す図２と同様の断面説明図。 本発明の第６実施形態の要部を示す断面説明図。 本発明の第７実施形態の常態時と変形時とを（Ａ），（Ｂ）にて示す断面説明図。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１，図２に示す第１実施形態の車体後部構造は、リアフロアパネル１の略後半部中央にスペアタイヤパン２を下方に向けて凹設してある。

このリアフロアパネル１の下面には、車幅方向両側縁に沿ってリアサイドメンバ３を車体前後方向に延在配置してある。

リアサイドメンバ３は、リアフロアパネル１の側縁に接合したリアホイールハウス４の配設部分から車体後方に向けて直状に延び、後端にはバンパーステイ５を結合して該バンパーステイ５を介してリアバンパー６を装着している。図示する例では、リアバンパー６として便宜的にバンパーレインフォースのみを示している。

リアサイドメンバ３の前端部分は、リアホイールハウス４の前端部を回り込んで下方に傾斜し、フロアサイド骨格部材であるサイドシル７の内側面に突き合わせて接合してある。

また、リアサイドメンバ３の前端は、左右のサイドシル７に跨って接合したクロスメンバ８の後面に突き合わせて接合してあり、スペアタイヤパン２の前側近傍位置には、左右のリアサイドメンバ３，３間に跨ってクロスメンバ９を接合配置してある。

このリアサイドメンバ３は、逆ハット形断面に形成してあって、リアフロアパネル１の下面に接合することによって矩形閉断面の骨格を構成している。

スペアタイヤパン２の底壁２ａの中央部には、スペアタイヤＴの固定座１０を突設してあり、該固定座１０にスペアタイヤＴをボルト固定して、スペアタイヤパン２内に横置き姿勢で格納固定してある。

本実施形態では、図２に示すようにスペアタイヤパン２の底壁２ａを前壁２ｂとの連設隅部から全体的に後ろ上がりに傾斜した傾斜面として形成し、スペアタイヤＴをやや前傾姿勢で格納するようにしている。

ここで、上述のリアサイドメンバ３は、スペアタイヤパン２に対応した領域の前，後部に、軸方向に作用する後面衝突入力Ｆに対してメンバの谷折れを誘起する前側易屈曲部１１と、メンバの山折れを誘起する後側易屈曲部１２と、を備えている。

図示する例では、前側易屈曲部１１としてリアサイドメンバ３の上面側に車幅方向に凹設した折れ誘発ビード１１Ａを、および後側易屈曲部１２としてリアサイドメンバ３の下面側に車幅方向に凹設した折れ誘発ビード１２Ａを形成して、それぞれ脆弱部を構成している。

一方、スペアタイヤパン２には、その底壁２ａに前記リアサイドメンバ３の前側易屈曲部１１を起点とする谷折れに追従した変形を誘起する谷折れ点Ｐを設定している。

この谷折れ点Ｐは、図１に破線で示すように折り目線を車幅方向に刻設して構成してもよいが、本実施形態では図示するように補剛部として適宜の幅の補強ビード１３を所要位置から後側部に亘って膨出成形して、その前側形成止端を谷折れ点Ｐとして設定している。

図示する例では、補強ビード１３を固定座１０に近接した中央部に１条設定しているが、複数条であってもよい。

これにより、車両の後面衝突時に、リアサイドメンバ３に軸方向に衝突入力Ｆが作用した際に、リアサイドメンバ３の前側易屈曲部１１と後側易屈曲部１２とを起点とする側面略Ｚ字状の屈曲変形と、スペアタイヤパン２の底壁２ａの谷折れ点Ｐを起点とする谷折れ変形とにより、スペアタイヤＴをその後端を持ち上げて回動起立させて、下側部をスペアタイヤパン２の前壁２ｂと変形した底壁２ａの前部とで挟持可能としている（図３参照）。

ここで、本実施形態にあっては、上述のリアサイドメンバ３の後側易屈曲部１２を、スペアタイヤパン２に格納固定したスペアタイヤＴの後端近傍位置に設定してある。

これにより、後側易屈曲部１２を起点とする山折れ変形に追従して変形するスペアタイヤパン２の底壁２ａの後側部により、上述のように回動起立したスペアタイヤＴの上端部を押え込み可能としている。

また、リアサイドメンバ３の前側易屈曲部１１は、リアフロアパネル２およびリアサイ
ドメンバ３の車幅方向側縁に沿って接合配置した剛体のリアホイールハウス４の後端に近接した位置に設定してある。

そして、スペアタイヤパン２の底壁２ａの谷折れ点Ｐを、スペアタイヤＴの固定点、即ち、前記固定座１０よりも前方の位置に設定してある。

図３は車両の後面衝突時におけるリアサイドメンバ３の後側易屈曲部１２と前側易屈曲部１１とを起点とする後端部の変形過程とスペアタイヤＴの回転挙動とを示している。

車両の後面衝突により、図３（Ａ）に示すようにリアサイドメンバ３の後端にリアバンパー６およびバンパーステイ５を介して軸方向に衝突入力Ｆが作用すると、その衝突初期に後側易屈曲部１２を中心として矢印ａに示すように下向きの曲げモーメントが発生する。

これにより、リアサイドメンバ３の後端部が後側易屈曲部１２を起点として下向きに曲げ変形して、図３（Ｂ）に示すように山折れが誘起される。

このように、リアサイドメンバ３の後端部が山折れ変形すると、衝突荷重Ｆの入力方向が斜め上向きに変更され、前側易屈曲部１１を中心として矢印ｂに示すように上向きの曲げモーメントが発生する。

これにより、図３（Ｃ）に示すようにリアサイドメンバ３の前側易屈曲部１１を起点に後側部分に谷折れが誘起される。これに伴って、スペアタイヤパン２の底壁２ａが谷折れ点Ｐを起点として谷折れ変形して、スペアタイヤＴの後端を持ち上げて前方に向けて回動起立させる。

そして、後側易屈曲部１２と前側易屈曲部１１を起点とする前記山折れと谷折れとが進行することにより、図３（Ｄ）に示すようにリアサイドメンバ３が側面略Ｚ字状に屈曲が制御されて変形する。

これにより、スペアタイヤパン２に格納固定したスペアタイヤＴをほぼ直立状態にまで回動起立させ、同時に該スペアタイヤＴの下側部をスペアタイヤパン２の前壁２ｂと変形した底壁２ａの前部とで挟持して直立姿勢を維持可能とする。

この結果、車体後部の圧潰変形過程で、スペアタイヤＴが回動挙動不足で横置きに近い姿勢のまま残存することがなく、変形ストロークを拡大してエネルギー吸収効率を高めることができる。

また、車体後部の圧潰変形に伴うスペアタイヤＴの車両前方へ向けての後退移動量を小さく抑制することができる。

従って、後面衝突時における車体後部の圧潰変形量の確保、あるいはスペアタイヤの前方移動量を考慮して車体後部のオーバーハング量を大きくする必要がなく、車体の小型化と軽量化に寄与することができる。

ここで、本実施形態にあっては、上述のようにリアサイドメンバ３の後側易屈曲部１２は、スペアタイヤＴの後端近傍にほぼ対応した位置に設定してある。

これにより、上述のように車両の後面衝突時にリアサイドメンバ３が側面略Ｚ字状に屈曲変形して、スペアタイヤＴがほぼ直立状態に回動起立した際に、後側易屈曲部１２を起
点とする山折れ変形に追従してスペアタイヤパン２の底壁２ａの後側部が山折れ変形して、この変形した底壁２ａの後側部で回動起立したスペアタイヤＴの上端部を押え込み可能とすることができる。

この結果、上述のスペアタイヤＴのほぼ直立姿勢の維持を確実に行わせることができる。

一方、リアサイドメンバ３の前側易屈曲部１１は、リアフロアパネル１の側部に剛体部として存在するリアホイールハウス４の後端に近接した位置に設定してある。

この結果、車両の後面衝突時にリアサイドメンバ３を前側易屈曲部１１を起点に設定通りに谷折れ変形させて、上述のスペアタイヤＴのほぼ直立状態への回動起立を行わせるための側面略Ｚ字状の屈曲変形を確実に行わせることができる。

しかも、前側易屈曲部１１および後側易屈曲部１２は、何れもリアサイドメンバ３の所要位置における上面側あるいは下面側に、車幅方向に凹設した折れ誘発ビード１１Ａ，１２Ａ等の脆弱部を設けて設定している。

この結果、簡単な構成により折れ点の位置および折れる方向を一定にさせて、側面略Ｚ字状の屈曲変形を安定して行わせることができる。

また、スペアタイヤパン２の底壁２ａの谷折れ点Ｐは、スペアタイヤＴの固定点である固定座１０よりも前方の位置に設定してある。

これにより、スペアタイヤＴの前端を支点として全体的に後ろ上がりに持ち上がる挙動がスムーズに行われて、該スペアタイヤＴの回動起立を速やかに行わせることができる。

特に、この谷折れ点Ｐを底壁２ａの所要位置から後側部に亘って膨出成形した補強ビード１３等の補剛部の前側形成止端で設定することにより、谷折れ変形を確実に行わせることができると共に、スペアタイヤＴの回動起立時の支持剛性が得られて、ほぼ直立姿勢の回動起立を促すことができる。

そして、スペアタイヤパン２の底壁２ａは、全体的に所要の角度で後ろ上がりに傾斜する傾斜面として形成してあるため、上述のスペアタイヤＴの後ろ上がりの回動挙動をより行わせ易くすることができる。

図４は本発明の第２実施形態を示すものである。

本実施形態にあっては、リアサイドメンバ３を、メンバ本体３Ａと、該メンバ本体３Ａの後端に接続したエクステンションメンバ３Ｂと、の２部材で構成している。

これらメンバ本体３Ａおよびエクステンションメンバ３Ｂは、前記第１実施形態と同様に金属板により逆ハット形断面にプレス成形したものの他、アルミ材等の軽量金属により矩形閉断面に押出成形したものを用いることができる。

そして、前記エクステンションメンバ３Ｂを、メンバ本体３Ａよりも低剛性金属で構成することにより、それらの接続部分を前側易屈曲部１１として構成している。

なお、本実施形態では後側易屈曲部１２は、前記第１実施形態と同様に折れ誘発ビード１２Ａで構成している。

この第２実施形態のように、メンバ本体３Ａとエクステンションメンバ３Ｂとに強度差を持たせることによっても、車両の後面衝突時における後側易屈曲部１２を起点とする山折れに続いて、これらメンバ本体３Ａとエクステンションメンバ３Ｂとの接続（接合）点を折れ点として谷折れを誘発して、側面略Ｚ字状の屈曲変形を安定して行わせることができる。

図５，図６は、本発明の第３実施形態および第４実施形態を示すものである。

これらの実施形態では、リアサイドメンバ３として、アルミ材等の軽量金属により矩形閉断面に押出成形したものを用いている。

図５に示す第３実施形態にあっては、リアサイドメンバ３の後側易屈曲部１２をほぼ境にして、後端部を後ろ斜め下方に傾斜して形成してある。

このように、後側易屈曲部１２から後側の部分を後傾させることによって、車両の後面衝突時における後側易屈曲部１２を起点とした山折れ変形がスムーズに行われ、前側易屈曲部１１に上向きの曲げモーメントを直ちに発生させて、側面略Ｚ字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。

図６に示す第４実施形態にあっては、リアサイドメンバ３の後側易屈曲部１２をほぼ境にして、後端部の断面寸法を後方に至るにしたがって下側に大きくなるようにしている。

この第４実施形態のようにリアサイドメンバ３の後端側の断面中心が下方にずれることと、後側易屈曲部１２の形成部分に断面積の変化点が重なることによって、車両の後面衝突時に後側易屈曲部１２に下向きの曲げモーメントを発生し易く、この場合も同様に側面略Ｚ字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。

これら図５，図６に示す第３，第４実施形態では、何れもリアサイドメンバ３として矩形閉断面の押出材を用いているが、後端部分の傾斜成形あるいは断面積の下側への徐変増大は、押出材の２次加工により容易に得ることができる。

図７は、本発明の第５実施形態を示すものである。

本実施形態にあっては、リアサイドメンバ３の後端部下面における後側易屈曲部１２の設定位置近傍と、前述のバンパーステイ５の下側部とに、後ろ斜め下方に傾斜して跨るガセットメンバ１４を接合配置してある。

このガセットメンバ１４の配設のため、バンパーステイ５はその断面中心がリアサイドメンバ３の後端の断面中心よりも下方にずれるように上下方向寸法を拡大してある。

従って、この第５実施形態にあっても後側易屈曲部１２の近傍位置と、バンパーステイ５の下側部とに跨るガセットメンバ１４の付設により、前記第３，第４実施形態と同様に車両の後面衝突時に後側易屈曲部１２に下向きの曲げモーメントを発生し易く、側面略Ｚ字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。

図８は、本発明の第６実施形態を示すものである。

本実施形態にあっては、リアサイドメンバ３の後端に接続固定したバンパーステイ５に上下方向に剛性分布を付与してあり、上半部５Ａに対して下半部５Ｂを低剛性としてある
。

この剛性分布の付与は、バンパーステイ５の板厚調整や材質調整等によって容易に設定することができる。

従って、この第６実施形態の構成によれば、車両の後面衝突時に軸方向入力によってバンパーステイ５の低剛性の下半部５Ｂが座屈して該バンパーステイ５の下向きの屈曲変形が先行する。

これにより、リアサイドメンバ３の後側易屈曲部１２を起点とする後端部分の山折れ変形を誘発し易くなって、この場合も、側面略Ｚ字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。

図９は、本発明の第７実施形態を示すものである。

本実施形態にあっては、スペアタイヤパン２の底壁２ａを、固定座１０よりも後方の所要位置から後側部分を前側部分よりも一段高く有段成形して段差部を後側の谷折れ点Ｐａとして設定している。

そして、スペアタイヤＴをこの段差部上とスペアタイヤパン２の前壁２ｂの近傍位置とに跨って前下がり状態に格納固定してある。

従って、この第７実施形態の構成によれば、車両の後面衝突時にリアサイドメンバ３の後端部が、後側易屈曲部１２を起点に山折れ変形すると、これに伴ってスペアタイヤパン２の底壁２ａが後側の谷折れ点Ｐａを起点に山折れ変形する。これと併せて、スペアタイヤＴが前傾角度を大きくして格納固定されていることとが相俟って、該スペアタイヤＴの回動起立をよりスムーズに行わせることができる。

この結果、スペアタイヤＴのほぼ直立姿勢への回転挙動と、その挟持固定挙動とをよりスムーズに、かつ、安定的に行わせることができる。

１…リアフロアパネル
２…スペアタイヤパン
２ａ…底壁
２ｂ…前壁
３…リアサイドメンバ
３Ａ…メンバ本体
３Ｂ…エクステンションメンバ
４…リアホイールハウス
５…バンパーステイ（リアバンパーステイ）
１０…固定座（固定点）
１１…前側易屈曲部
１１Ａ…折れ誘発ビード（脆弱部）
１２…後側易屈曲部
１２Ａ…折れ誘発ビード（脆弱部）
１３…補強ビード（補剛部）
１４…ガセットメンバ
Ｔ…スペアタイヤ
Ｐ…スペアタイヤパン底壁の谷折れ点
Ｐａ…スペアタイヤパン底壁の後側の谷折れ点
Ｆ…後面衝突入力

Claims (14)

1. スペアタイヤを格納固定するスペアタイヤパンを凹設したリアフロアパネルと、該リアフロアパネルの下面にその車幅方向両側縁に沿って車体前後方向に延在配置したリアサイドメンバと、を備え、
   前記リアサイドメンバは、前記スペアタイヤパンに対応した領域の前，後部に、軸方向に作用する後面衝突入力に対してメンバの谷折れを誘起する前側易屈曲部と、メンバの山折れを誘起する後側易屈曲部と、を備えている一方、
   前記スペアタイヤパンには、その底壁に前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を起点とする谷折れに追従した変形を誘起する谷折れ点を設定し、
   車両の後面衝突時に、前記リアサイドメンバの前側易屈曲部と後側易屈曲部とを起点とする側面略Ｚ字状の屈曲変形と、前記スペアタイヤパン底壁の谷折れ点を起点とする谷折れ変形とにより、前記スペアタイヤをその後端を持ち上げて回動起立させて、下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持可能としたことを特徴とする車体後部構造。
2. 前記リアサイドメンバの後側易屈曲部を、前記スペアタイヤの後端近傍にほぼ対応した位置に設定して、該後側易屈曲部を起点とする山折れ変形に追従して変形するスペアタイヤパン底壁の後側部により、前記回動起立したスペアタイヤの上端部を押え込み可能としたことを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
3. 前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を、前記リアフロアパネルおよびリアサイドメンバの車幅方向側縁に沿って接合配置したリアホイールハウスの後端に近接した位置に設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体後部構造。
4. 前記スペアタイヤパンの底壁の谷折れ点を、前記スペアタイヤの固定点よりも前方の位置に設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の車体後部構造。
5. 前記スペアタイヤパンの底壁を、所要の角度で後ろ上がりに傾斜する傾斜面としたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の車体後部構造。
6. 前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を、該リアサイドメンバの上部に脆弱部を設けて構成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の車体後部構造。
7. 前記リアサイドメンバを、メンバ本体と、該メンバ本体の後端に接続したエクステンションメンバとで構成し、該エクステンションメンバを前記メンバ本体よりも低剛性として、これらメンバ本体とエクステンションメンバとの接続部を前記後側易屈曲部としたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の車体後部構造。
8. 前記リアサイドメンバの後側易屈曲部を、該リアサイドメンバの下部に脆弱部を設けて構成したことを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の車体後部構造。
9. 前記リアサイドメンバは、前記後側易屈曲部をほぼ境にして、後端部を後ろ斜め下方に傾斜して形成したことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の車体後部構造。
10. 前記リアサイドメンバは、前記後側易屈曲部をほぼ境にして、後端部の断面寸法を後方に至るにしたがって下側に大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の車体後部構造。
11. 前記リアサイドメンバは、その後端部下面で前記後側易屈曲部の設定位置近傍と、該リ
    アサイドメンバの後端に接続固定したリアバンパーステイの下側部とに後ろ斜め下方に傾斜して跨るガセットメンバを備えていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の車体後部構造。
12. 前記リアサイドメンバは、その後端にリアバンパーステイを接続固定してあり、該リアバンパーステイは、その下半部を上半部よりも低剛性としたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の車体後部構造。
13. 前記スペアタイヤパンの底壁に、所要位置から後側部に亘って補剛部を形成して、該補剛部の前側形成止端を前記谷折れ点としたことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１つに記載の車体後部構造。
14. 前記スペアタイヤパンの底壁を、所要位置から後側部分を前側部分よりも一段高く有段成形して段差部を後側の谷折れ点として設定し、前記スペアタイヤをこの段差部とスペアタイヤパンの前壁近傍位置とに跨って前下がり状態に格納固定したことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１つに記載の車体後部構造。

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