JP2022093766A - 車両下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の後面衝突時における、燃料タンクの脆弱部への衝突荷重の集中を抑制可能とする。【解決手段】燃料タンク１０の後方部分には脆弱部であるブリーザポート１２が形成される。リアサスペンションメンバ２０には、車幅方向に延設される前方部材であるフロントクロス２１が設けられ、フロントクロス２１の前端には突出部であるリアデフマウントブラケット２５が形成される。ブリーザポート１２及びリアデフマウントブラケット２５は、車両前後方向に対向するように設けられる。燃料タンク１０及びリアサスペンションメンバ２０の間には、ブリーザポート１２及びリアデフマウントブラケット２５とは車幅方向位置が外された位置に、スペーサ６０が設けられる。燃料タンク１０とスペーサ６０との車両前後方向の離隔距離Ｄ１と、リアサスペンションメンバ２０とスペーサ６０との車両前後方向の離隔距離Ｄ２との和は、ブリーザポート１２とリアデフマウントブラケット２５との車両前後方向の離隔距離Ｄ３よりも短い。【選択図】図５

Description

本明細書では、リアサスペンションメンバの前方に燃料タンクが配置された、車両下部構造が開示される。

車両のフロアパネル下には種々の部品が取り付けられる。例えば特許文献１では、車両下部の後方部分に、後輪のサスペンション機構の骨格部材となるリアサスペンションメンバが設けられる。さらにリアサスペンションメンバの前方に燃料タンクが設けられる。

また、車両の骨格部材として、フロアパネルに沿って、車幅方向両端に一対のリアサイドメンバが車両前後方向に延設される。この一対のリアサイドメンバにリアサスペンションメンバが吊り下げ支持される。また燃料タンクは例えば特許文献１に開示されるように、タンクバンドと呼ばれる固定用バンドを介して、車両の骨格部材に固定される。

特開２００９－３５１６６号公報

ところで、車両の後面衝突（以下適宜、後突と記載する）時に、車両後方の障害物（バリア）からの衝撃荷重は、主に骨格部材であるリアサイドメンバが受ける。リアサイドメンバは前方に座屈変形しながら衝撃を吸収する。これに伴ってリアサイドメンバに吊り下げられたリアサスペンションメンバも前方に移動させられる。

一般的に、リアサスペンションの前方に配置された燃料タンクの壁部材は、このような衝突荷重に十分に耐えられるように設計されている。しかしながら、壁部材の開口にブリーザポート等のポート部材が溶着される場合には、例えば溶着箇所が壁部材と比較して肉薄になったり、または壁部材と異なる材料、例えばより溶着に適した材料で溶着部が構成される等の理由で、当該溶着箇所が脆弱部となる。

例えばリアサスペンションメンバの前端面に、前方に突出するような形状の突出部が設けられ、また、燃料タンクの後方に脆弱部が設けられ、さらに、リアサスペンションメンバの突出部と燃料タンクの脆弱部とが車両前後方向に対向配置されるようなレイアウトが採られる場合がある。このような場合、車両の後突時に、リアサスペンションメンバの突出部が他の面同士の衝突に先駆けて燃料タンクの脆弱部に衝突し、脆弱部に衝突荷重が集中するおそれがある。

そこで本明細書では、車両の後面衝突時における、燃料タンクの脆弱部への衝突荷重の集中を抑制可能な、車両下部構造が開示される。

本明細書では、燃料タンクと、燃料タンクの後方に配置されるリアサスペンションメンバとを備える、車両下部構造が開示される。燃料タンクの後方部分には脆弱部が形成される。リアサスペンションメンバには、車幅方向に延設される前方部材であるフロントクロスが設けられ、フロントクロスの前端には突出部が形成される。燃料タンクの脆弱部及びリアサスペンションメンバの突出部は、車両前後方向に対向するように設けられる。燃料タンク及びリアサスペンションメンバの間には、脆弱部及び突出部とは車幅方向位置が外された位置に、スペーサが設けられる。燃料タンクとスペーサとの車両前後方向の離隔距離と、リアサスペンションメンバとスペーサとの車両前後方向の離隔距離との和は、脆弱部と突出部との車両前後方向の離隔距離よりも短い。

上記構成によれば、車両後突時に、リアサスペンションメンバの突出部が燃料タンクの脆弱部に衝突する前に、リアサスペンションメンバがスペーサを介して燃料タンクに衝突可能となり、燃料タンクの脆弱部への衝突荷重の集中が抑制可能となる。

本明細書で開示される車両下部構造によれば、車両の後面衝突時における、燃料タンクの脆弱部への衝突荷重の集中を抑制可能となる。

車両下部を例示する斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面を例示する図である。 タンクバンド、スペーサ、及びスペーサブラケットを例示する分解斜視図である。 タンクバンドにスペーサ及びスペーサブラケットを取り付けた例を示す斜視図である。 燃料タンクの後方部分とリアサスペンションメンバの前方部分を含む平面図である。 車両後突時の様子を例示する平面図である。

以下、図１～図６を参照して、本実施形態に係る車両下部構造が説明される。図１～図６において、車両前後方向が記号ＦＲで表される軸で示され、車両幅方向が記号ＲＷまたは記号ＬＨで表される軸で示され、鉛直方向が記号ＵＰで表される軸で示される。前後方向軸ＦＲは車両前方を正方向とする。幅方向軸ＲＷは右方向を正方向とする。またもう一つの幅方向軸ＬＨ（図１参照）は左方向を正方向とする。また高さ軸ＵＰは上方向を正方向とする。これら３軸は互いに直交する。

＜車両下部概要＞
図１には、本実施形態に係る車両下部構造が設けられた、車両下部の斜視図が例示される。なお、車両上方のフロア部分やドアパネル等の図示は省略される。さらに車両左側の後輪は図示が省略される。図１に例示されるように、この車両下部構造では、燃料タンク１０及びリアサスペンションメンバ２０が設けられる。燃料タンク１０の後方にリアサスペンションメンバ２０が配置される。

車幅方向両端に、一対の骨格部材が車両前後方向に延設される。車両後方部分において、この一対の骨格部材として、リアサイドメンバ４０，４０が設けられる。リアサイドメンバ４０，４０は例えば車両の後端まで延設され、車両の後突時には障害物（バリア）からの衝突荷重を受ける。さらに一対のリアサイドメンバ４０，４０の前端から、骨格部材である一対のロッカ４１，４１が接続され、車両前方に延設される。

これらリアサイドメンバ４０，４０及びロッカ４１，４１には、車幅方向に延設される骨格部材であるサイドメンバが取り付けられる。具体的には、一対のリアサイドメンバ４０，４０間を繋ぐようにしてリアクロスメンバ４３が車幅方向に延設される。また、一対のロッカ４１，４１間を繋ぐようにしてセンタクロスメンバ４２が車幅方向に延設される。

図２には図１のＡ－Ａ断面が例示される。このＡ－Ａ断面は、タンクバンド５０Ａと車幅方向位置が等しいＵＰ－ＦＲ断面である。リアクロスメンバ４３は上方が開放されたハット形状であって、その底壁にタンクバンド５０Ａ（，５０Ｂ）の後端部５５が締結固定される。またセンタクロスメンバ４２は破線で示されるフロアパネル４５と閉断面を形成し、その底壁にタンクバンド５０Ａ（，５０Ｂ）の前端部５１が締結固定される。

図１に戻り、一対のリアサイドメンバ４０，４０にはリアサスペンションメンバ２０が吊り下げ支持される。リアサスペンションメンバ２０は、後輪のサスペンション機構が取り付けられる補強部材であって、リアデフユニット３０、トレーリングアーム３１、ロワアーム３２等のサスペンション部材が取り付けられる。

例えばリアサスペンションメンバ２０は井形構造であって、車両前後方向に延設され車幅方向に配列されるサイドレール２３，２３と、車幅方向に延設され車両前後方向に配列されるフロントクロス２１及びリアクロス２２を備える。

図２に例示されるように、リアサスペンションメンバ２０の前方部材であるフロントクロス２１は、その長手方向に垂直なＵＰ－ＦＲ断面が角筒形状となっている。また後述される図５のように、フロントクロス２１の前端には、リアデフユニット３０（図１参照）を支持するリアデフマウントブラケット２５が溶接等により取り付けられる。リアデフマウントブラケット２５は、断面角筒形状のフロントクロス２１の前壁２１Ａよりも車両前方に突出する突出部となっている。図５に例示されるように、突出部であるリアデフマウントブラケット２５は、燃料タンク１０の脆弱部であるブリーザポート１２と車両前後方向で対向配置される。

図１を参照して、リアサスペンションメンバ２０の前方（車両前後方向前方）には、燃料タンク１０が設けられる。燃料タンク１０は、例えば樹脂材料をブロー成形することで形成される樹脂タンクから構成される。燃料タンク１０は例えば多面体の立体形状であって、周辺部材との干渉を避けるような形状に成形される。

燃料タンク１０の壁部材は、車両の衝突時に、衝突荷重に十分に耐えられるような構造及び材料から構成される。燃料タンク１０に取り付けられるポート類は、燃料タンク１０のポート用開口（図示せず）に溶着される。ポート類は、例えば燃料タンク１０の壁部材とは材料の組成が異なり、また壁部材よりも肉薄となる部分を含むことから、脆弱部となる。

例えば図５を参照して、燃料タンク１０の上面の後方部分に、ブリーザポート１２が設けられる。ブリーザポート１２は、燃料タンク１０の給油時において、タンク内の空気をタンク外に追い出す空気抜きのために設けられる。このブリーザポート１２が燃料タンク１０の脆弱部となる。

図５に例示されているように、脆弱部であるブリーザポート１２は、リアサスペンションメンバ２０の突出部であるリアデフマウントブラケット２５と車両前後方向に対向している。つまり、ブリーザポート１２とリアデフマウントブラケット２５は、車幅方向位置及び車両高さ位置が、少なくともその一部において同一位置となっている。

図１に例示されるように、燃料タンク１０は、一対のタンクバンド５０Ａ，５０Ｂに支持される。図２には、タンクバンド５０Ａの側面図が例示される。なおタンクバンド５０Ｂについては、タンクバンド５０Ａと同様の構造を備えることから、以下では説明が省略される。

タンクバンド５０Ａは、側面視で下に凸の形状をしており、その陥没部分に燃料タンク１０が配置される。タンクバンド５０Ａは例えば金属材料から構成される。図３を参照して、タンクバンド５０Ａは、車両前方から後方に沿って、前端部５１、前方傾斜部５２、支持部５３，後方傾斜部５４，及び後端部５５を備える。

前端部５１は、その厚さ方向に締結孔５６Ａが穿孔される。図２に例示されるように、前端部５１はセンタクロスメンバ４２の底壁に、ボルト５８、ナット５９により締結固定される。前方傾斜部５２は、前端部５１の後端に接続され車両後方かつ下方に延設される。さらに支持部５３は、前方傾斜部５２の後端に接続され車両後方に延設される。この支持部５３の上面は、燃料タンク１０の底面が配置される支持面となる。

後方傾斜部５４は、支持部５３の後端に接続され車両後方かつ上方に延設される。さらに後端部５５は、後方傾斜部５４の後端に接続され車両後方に延設される。後端部５５には、厚さ方向に締結孔５６Ｂ（図３参照）が穿孔される。図２に例示されるように、後端部５５は、リアクロスメンバ４３の底壁に、ボルト５８、ナット５９により締結固定される。

図３を参照して、タンクバンド５０Ａの上面には、弾性体シート５７が設けられる。弾性体シート５７は樹脂製の燃料タンク１０と金属製のタンクバンド５０Ａとの接触を抑制するための緩衝部材であって、例えばゴム等の樹脂材料から構成される。

弾性体シート５７は、燃料タンク１０の主要な支持面を構成する支持部５３のみならず、前方傾斜部５２及び後方傾斜部５４に亘ってこれら各部の上面に配置（例えば貼着）される。弾性体シート５７の幅、つまりタンクバンド５０Ａの長手方向に直交する短手方向の長さは、タンクバンド５０Ａの幅と等しくてよい。

図５を参照して、タンクバンド５０Ａ（及びタンクバンド５０Ｂ）は、フロントクロス２１の突出部であるリアデフマウントブラケット２５及び燃料タンク１０の脆弱部であるブリーザポート１２とは、車幅方向位置が外された位置に設けられる。また後述されるように、タンクバンド５０Ａには、スペーサ６０が取り付けられる。つまり、スペーサ６０は、ブリーザポート１２（脆弱部）及びリアデフマウントブラケット２５（突出部）とは、車幅方向位置が外された位置に設けられる。

また後述されるように、車両後突時において、リアデフマウントブラケット２５とブリーザポート１２とが衝突する前に、スペーサ６０、リアサスペンションメンバ２０、及び燃料タンク１０の３者を衝突させ、リアデフマウントブラケット２５とブリーザポート１２との衝突を抑制させる。ここで仮にスペーサ６０がリアデフマウントブラケット２５及びブリーザポート１２から過度に車幅方向に離隔されると、スペーサ６０、リアサスペンションメンバ２０、及び燃料タンク１０の３者が衝突しても、リアデフマウントブラケット２５とブリーザポート１２との衝突を抑制する効果が低下するおそれがある。このため、リアデフマウントブラケット２５と、スペーサ６０が取り付けられるタンクバンド５０Ａとは、ある程度車幅方向で近接した位置に配置される。例えばタンクバンド５０Ａとリアデフマウントブラケット２５とは、車幅方向で５ｃｍ以上２０ｃｍ以下の範囲で離隔される。

スペーサ６０は、車両後突時の緩衝部材として、燃料タンク１０とリアサスペンションメンバ２０との間に設けられる。スペーサ６０は樹脂材料から構成され、例えば燃料タンク１０の主材料である高密度ポリエチレンから構成される。

図２から図４を参照して、スペーサ６０は、タンクバンド５０Ａに取り付けられる。このような、燃料タンク１０を支持するための既存の部材を、スペーサ６０の固定にも用いることで、スペーサ６０の固定手段を新規に設ける必要がなくなり、部品点数の増加が抑制される。なお、タンクバンド５０Ｂにも、タンクバンド５０Ａと同様の取付構造にて、スペーサ６０が取り付けられてよい。

スペーサ６０は、タンクバンド５０Ａの、燃料タンク１０とは干渉しない位置に取り付けられる。具体的には、スペーサ６０は、タンクバンド５０Ａの後方傾斜部５４に設けられる。さらに詳細には、リアサスペンションメンバ２０の前方部分である、フロントクロス２１の前壁２１Ａと車両前後方向で対向し、かつ、燃料タンク１０の後端面１１にも車両前後方向で対向するように、スペーサ６０の高さ位置が定められる。このような配置とすることで、車両の後突時に、リアサスペンションメンバ２０が車両前方に移動させられた際には、スペーサ６０がリアサスペンションメンバ２０と燃料タンク１０との間に挟まれる。

図３を参照して、スペーサ６０は、多面体の立体構造であって、燃料タンク１０の後端面１１と対向する前面６２と、タンクバンド５０Ａの後方傾斜部５４に対向し当接する当接面６１が設けられる。図２を参照して、後方傾斜部５４の上面に当接面６１が当接されたときに、スペーサ６０の前面６２は燃料タンク１０の後端面１１と平行となるように、スペーサ６０の形状が定められる。

当接面６１の幅、すなわち車幅方向長さは、後方傾斜部５４の幅（車幅方向長さ）と等しくてよい。さらに当接面６１の車幅方向両側には、締結面６３，６３が設けられる。当接面６１と締結面６３とは、例えば当接面６１よりも締結面６３が車両前方に凹むような段差構造となっている。この締結面６３に、締結孔６４が設けられる。例えば締結孔６４は図４に例示されるボルト６５が螺入される雌ネジであってよく、例えばインサートナットが樹脂材料に挿入されるインサート成形により、スペーサ６０の締結孔６４が形成される。

スペーサ６０は、スペーサブラケット７０を介して、タンクバンド５０Ａの後方傾斜部５４に固定される。スペーサブラケット７０は、本体部７２及び一対のフランジ７３，７３を備える。フランジ７３，７３は、本体部７２の車幅方向両端に設けられる。フランジ７３，７３には、厚さ方向に貫通される締結孔７４が穿孔される。スペーサブラケット７０は、例えば板金から構成される。

スペーサブラケット７０は、スペーサ６０の当接面６１及び締結面６３に対応する寸法となっている。例えば本体部７２の車幅方向長さは当接面６１の同長さに等しい。また、フランジ７３の車幅方向長さは締結面６３の車幅方向長さに等しい。

図３、図４を参照して、スペーサ６０の取り付けに当たり、タンクバンド５０Ａの後方傾斜部５４を挟んでスペーサ６０とスペーサブラケット７０とが配置される。スペーサ６０を適切な高さ位置、つまり、図２で例示されるような、フロントクロス２１の前壁２１Ａとも、燃料タンク１０の後端面１１とも車両前後方向で対向する位置に、スペーサ６０を配置できるように、タンクバンド５０Ａの後方傾斜部５４には、目印となる印字やガイド線などが施されていてもよい。

さらに後方傾斜部５４の上面にスペーサ６０の当接面６１が当接され、またスペーサブラケット７０の当接面７１が後方傾斜部５４の下面に当接された状態で、スペーサ６０の締結孔６４とスペーサブラケット７０の締結孔７４とが軸合わせされる。この状態で締結孔６４，７４にボルト６５が螺入される。

この螺入により、タンクバンド５０Ａの弾性体シート５７がその厚さ方向に圧縮され、これに対する弾性力が働くことで、スペーサ６０の、後方傾斜部５４に対する位置ずれが抑制される。また螺入時の締め付けトルクによっては、板金部材から構成されるスペーサブラケット７０が撓められ、それによってスペーサブラケット７０に例えば板バネのような弾性力が働き、これによってもスペーサ６０の位置ずれが抑制される。

また、スペーサ６０が弾性体シート５７を介して金属部材であるタンクバンド５０Ａに取り付けられることで、スペーサ６０とタンクバンド５０Ａとの直接接触が避けられる。これにより、車両振動に起因する両部材の擦れ合いによる異音の発生が抑制される。

図５を参照して、スペーサ６０の車両前後方向長さＬ１は、リアデフマウントブラケット２５とブリーザポート１２との車両前後方向の離隔距離Ｄ３を勘案して定められる。ここで、離隔距離Ｄ３は、ブリーザポート１２の溶着端である円周状の端縁と、リアデフマウントブラケット２５の前端面とを、車両前後方向に沿った線で結んだ直線のうち、最短の直線の長さを指す。

図５には、離隔距離Ｄ３に加えて、燃料タンク１０とスペーサ６０との車両前後方向の離隔距離Ｄ１と、スペーサ６０とフロントクロス２１との離隔距離Ｄ２とが示されている。離隔距離Ｄ１は、スペーサ６０の前面６２と、これに車両前後方向で対向する燃料タンク１０の後端面１１との、車両前後方向に沿った離隔距離を示す。前面６２及び後端面１１の少なくとも一方が凹凸形状である場合には、前面６２及び後端面１１を車両前後方向に沿った線で結んだ直線のうち、最短の直線の長さが離隔距離Ｄ１となる。

また離隔距離Ｄ２は、スペーサ６０の後端縁６６と、これに車両前後方向で対向するフロントクロス２１の前壁２１Ａの前面との、車両前後方向に沿った離隔距離を示す。後端縁６６及び前壁２１Ａの前面の少なくとも一方が凹凸形状である場合には、後端縁６６及び前壁２１Ａの前面を車両前後方向に沿った線で結んだ直線のうち、最短の直線の長さが離隔距離Ｄ２となる。

またスペーサ６０の車両前後方向長さＬ１は、スペーサ６０の前面６２と後端縁６６との離隔距離を示す。前面６２と後端縁６６の少なくとも一方が凹凸形状である場合には、前面６２と後端縁６６を車両前後方向に沿った線で結んだ直線のうち、最長の直線の長さが車両前後方向長さＬ１となる。

これらの離隔距離を参照して、離隔距離Ｄ１及び離隔距離Ｄ２との和が、離隔距離Ｄ３よりも短くなるように、つまりＤ１＋Ｄ２＜Ｄ３となるように、スペーサ６０の車両前後長さＬ１が定められる。

上記の様な寸法設定とすることで、例えば図６に例示されるように、車両の後突時にリアサスペンションメンバ２０が車両前方に押し出された際、フロントクロス２１がスペーサ６０に衝突する。さらにこれによりスペーサ６０が前に押し出されて、燃料タンク１０に衝突する。このフロントクロス２１とスペーサ６０との衝突、及び、スペーサ６０と燃料タンク１０との衝突は、フロントクロス２１の突出部であるリアデフマウントブラケット２５が、燃料タンク１０の脆弱部であるブリーザポート１２に衝突する前に発生する。

さらに図６の状態において、燃料タンク１０はスペーサ６０を介してリアサスペンションメンバ２０により車両前方に押し出される。これにより、リアデフマウントブラケット２５とブリーザポート１２とが離隔された状態が維持される。その結果、リアデフマウントブラケット２５とブリーザポート１２との接触が抑制される。

１０ 燃料タンク、１１ 燃料タンクの後端面、１２ ブリーザポート（脆弱部）、２０ リアサスペンションメンバ、２１ フロントクロス、２１Ａ フロントクロスの前壁、２５ リアデフマウントブラケット（突出部）、３０ リアデフユニット、４０ リアサイドメンバ、４１ ロッカ、４２ センタクロスメンバ、４３ リアクロスメンバ、５０Ａ，５０Ｂ タンクバンド、６０ スペーサ、７０ スペーサブラケット。

Claims (1)

1. 燃料タンクと、
   前記燃料タンクの後方に配置されるリアサスペンションメンバと、
   を備える、車両下部構造であって、
   前記燃料タンクの後方部分には脆弱部が形成され、
   前記リアサスペンションメンバには、車幅方向に延設される前方部材であるフロントクロスが設けられ、前記フロントクロスの前端には突出部が形成され、
   前記燃料タンクの前記脆弱部及び前記リアサスペンションメンバの前記突出部は、車両前後方向に対向するように設けられ、
   前記燃料タンク及び前記リアサスペンションメンバの間には、前記脆弱部及び前記突出部とは車幅方向位置が外された位置に、スペーサが設けられ、
   前記燃料タンクと前記スペーサとの車両前後方向の離隔距離と、前記リアサスペンションメンバと前記スペーサとの車両前後方向の離隔距離との和は、前記脆弱部と前記突出部との車両前後方向の離隔距離よりも短い、
   車両下部構造。

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