JP4479682B2 - 車両後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両後部構造に関する。

自動車の後部に変化部を設けて該変化部に大きな剛性差を持たせると共に、リヤフロアサイドメンバの下側にビードを設け、自動車が後部から入力エネルギを受けた場合にリヤフロアサイドメンバを下向きに変化させる構成が開示されている（特許文献１参照）。
特開平６−１９９２４９号公報

しかしながら、上記した従来例のように、リヤフロアサイドメンバに脆弱なビードを設けた構成では、該リヤフロアサイドメンバの剛性が全体的に低下するため、後面衝突時に車両後部の変形の影響が、リヤフロアサイドメンバの前部にまで及ぶ可能性がある。

本発明は、上記事実を考慮して、リヤフロアサイドメンバにおける後面衝突時の座屈位置を適切にコントロールできるようにして、衝突エネルギの吸収性をより高めることを目的とする。

請求項１の発明は、車両の後部の左右において夫々車両前後方向に延設されたリヤフロアサイドメンバと、該リヤフロアサイドメンバの底部において、後端から車両前方側の所定位置までの範囲に設けられ、前記車両が後面衝突された際に前記範囲内の前記底部の座屈を抑制する補強部と、前記リヤフロアサイドメンバの前記底部の後端から下方へ延設された第１下部フランジと、前記リヤフロアサイドメンバの後側に固定され、前記第１下部フランジの後側に重なると共に少なくとも車両前後方向の曲げ剛性について補強された下部荷重伝達部を有する中間プレートと、該中間プレートの後側に固定されると共にリヤバンパリインフォースの前側に固定され、前記中間プレートの前記下部荷重伝達部の後側に重なる第２下部フランジを有するリヤバンパアームと、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の車両後部構造では、リヤフロアサイドメンバの底部において、後端から車両前方側の所定位置までの範囲に補強部が設けられているので、車両後方から荷重が入力されても、該底部は変形し難く、該底部にはより多くの荷重が伝達される。補強部は、底部の後端から車両前方側の所定位置までの範囲に設けられているので、底部に伝達された高荷重が、補強部の前端の車両前方側近傍に作用することで、リヤフロアサイドメンバは、該車両前方側近傍位置において下方へ向けて座屈する。このため、補強部の前後長を調節することで、リヤフロアサイドメンバにおける後面衝突時の座屈位置を適切にコントロールすることができ、高荷重でリヤフロアサイドメンバを座屈させることで衝突エネルギの吸収性をより高めることができる。

また車両の後面衝突時にバンパリインフォースに入力された荷重が、バンパアームを介して中間プレートに伝達され、更に該中間プレートからリヤフロアサイドメンバに伝達される。中間プレートの下部荷重伝達部は、少なくとも車両前後方向の曲げ剛性について補強されているので、リヤフロアサイドメンバの変形初期には、該リヤフロアサイドメンバの上部稜線よりも下部稜線、即ち底部により多くの荷重を伝達することができる。そして、該底部に高荷重を作用させることで、リヤフロアサイドメンバを、底部における補強部の車両前方側近傍において座屈させることができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車両後部構造によれば、リヤフロアサイドメンバにおける後面衝突時の座屈位置を適切にコントロールでき、衝突エネルギの吸収性をより高めることができると共に、リヤフロアサイドメンバを、底部における補強部の車両前方側近傍において座屈させることができる、という優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係る車両後部構造Ｓは、リヤフロアサイドメンバ１０と、補強部の一例たる補強部材１２と、中間プレート１４と、リヤバンパアーム１６とを有している。

図２において、リヤフロアサイドメンバ１０は、車両の後部の左右において夫々車両前後方向に延設された強度部材であって、例えば断面逆ハット形に構成され、上部稜線１０Ａから車幅方向両側に夫々延びるフランジ部１０Ｂにおいてリヤフロアパネル３４（図６）の下面に接合されている。リヤフロアサイドメンバ１０における左右の下部稜線１０Ｇ間には、底部１０Ｊが形成されている。リヤフロアサイドメンバ１０の後端には、車両後方視で該後端から左方向に延びる左フランジ１０Ｃと、同じく右方向に延びる右フランジ１０Ｄと、同じく下方へ延びる第１下部フランジ１０Ｅとが夫々延設されている。

左フランジ１０Ｃ及び右フランジ１０Ｄには、中間プレート１４及びリヤバンパアーム１６をリヤフロアサイドメンバ１０に固定するためのボルト１８を通す貫通孔１０Ｈが形成され、左フランジ１０Ｃ及び右フランジ１０Ｄの車両前方面における貫通孔１０Ｈに対応する位置には、ナット２０が例えば溶接されている。

また第１下部フランジ１０Ｅには、同様に中間プレート１４及びリヤバンパアーム１６をリヤフロアサイドメンバ１０に固定するためのボルト２２を通す貫通孔１０Ｆが形成され、該第１下部フランジ１０Ｅの車両前方面における貫通孔１０Ｆに対応する位置には、ナット２４が例えば溶接されている。なお第１下部フランジ１０Ｅの曲げ剛性を高めるために、該第１下部フランジ１０Ｅの車両前方面とリヤフロアサイドメンバ１０の底面との間に、例えばリブを設けてもよい（図示せず）。

図２において、補強部材１２は、リヤフロアサイドメンバ１０の底部１０Ｊにおいて、後端から車両前方側の所定位置までの範囲に設けられ、車両が後面衝突された際に範囲内の底部１０Ｊの座屈を抑制する部材である。具体的には、補強部材１２は、例えばリヤフロアサイドメンバ１０の内のり寸法に対応して断面コ字状に形成された部材であって、底部１０Ｊの後端から車両前方側の所定位置までの範囲に重ねて接合されている。ここで、所定位置とは、車両の後面衝突時に座屈が生じる座屈位置１０Ｋの車両後方側近傍であり、該所定位置に補強部材１２の前端１２Ａが位置している。

中間プレート１４は、リヤフロアサイドメンバの後側に固定される板状部材であって、リヤフロアサイドメンバ１０の第１下部フランジ１０Ｅの後側に重なる下部荷重伝達部１４Ｅを有している。この下部荷重伝達部１４Ｅは、少なくとも車両前後方向の曲げ剛性について補強されている。

具体的には、下部荷重伝達部１４Ｅは、例えば下方に向かって幅が漸減する台形に形成され、その両端縁から車両後方に向かって夫々フランジ１４Ａが延設されている。該フランジ１４Ａにより、下部荷重伝達部１４Ｅにおける車両前後方向の曲げ剛性が高められている。図１に示されるように、車両後部構造Ｓにおいて、フランジ１４Ａは、中間プレート１４の下端から上方に延び、底部１０Ｊを越えてリヤフロアサイドメンバ１０の左フランジ１０Ｃと右フランジ１０Ｄに夫々重なる位置まで延設されている。

また中間プレート１４の上部は、リヤフロアサイドメンバ１０における左フランジ１０Ｃの左端縁から右フランジ１０Ｄの右端縁までの幅と同等の幅寸法に形成され、該上部には、左フランジ１０Ｃ及び右フランジ１０Ｄに夫々形成された貫通孔１０Ｈに対応する２つの貫通孔１４Ｈが形成されている。下部荷重伝達部１４Ｅには、第１下部フランジ１０Ｅの貫通孔１０Ｆに対応する貫通孔１４Ｆが形成されている。

なお、図３に示されるように、中間プレート１４の板厚が比較的薄い場合には、フランジ１４Ａの下端同士を連結するフランジ１４Ｂを追加で設けてもよい。また、下部荷重伝達部１４Ｅの曲げ剛性を高める手段は、フランジ１４Ａ，１４Ｂに限られるものではなく、図４に示されるように、車両上下方向に延びる複数本のビード１４Ｃを下部荷重伝達部１４Ｅに形成することで曲げ剛性を高めるようにしてもよい。更に下部荷重伝達部１４Ｅの形状を、下方に向かって幅が漸減する台形としたが、下部荷重伝達部１４Ｅの形状はこれに限られるものではない。

リヤバンパアーム１６は、中間プレート１４の後側に固定されると共にリヤバンパリインフォース２６の前側に固定され、中間プレート１４の下部荷重伝達部１４Ｅの後側に重なる第２下部フランジ１６Ｅを有する部材であって、車両後方面１６Ａが閉じ、車両前方が開口した箱形状に形成されている。

リヤバンパアーム１６の前端には、車両後方視で該前端から左方向に延びる左フランジ１６Ｃと、同じく右方向に延びる右フランジ１６Ｄと、同じく下方へ延びる第２下部フランジ１６Ｅと、同じく上方に延びる上フランジ１６Ｂとが延設されている。

左フランジ１６Ｃには、リヤフロアサイドメンバ１０における左フランジ１０Ｃの貫通孔１０Ｈと、中間プレート１４における車両後方視で左側の貫通孔１４Ｈとに夫々対応する貫通孔１６Ｈが形成されている。また右フランジ１６Ｄには、リヤフロアサイドメンバ１０における右フランジ１０Ｄの貫通孔１０Ｈと、中間プレート１４における車両後方視で右側の貫通孔１４Ｈとに夫々対応する貫通孔１６Ｈが形成されている。

リヤバンパアーム１６の車両後方面１６Ａには、例えば車両上下方向に２つの貫通孔１６Ｇが形成されており、リヤバンパリインフォース２６から車両前方に突出して設けられたボルト３０（図８）を該貫通孔１６Ｇに通し、車両後方面１６Ａの裏面側からナット（図示せず）により締結することで、リヤバンパアーム１６とリヤバンパリインフォース２６とが互いに固定されるようになっている。

図５において、リヤバンパリインフォース２６は、リヤバンパカバー３２内に配置されると共に車幅方向に延設された強度部材であり、車両後方面に牽引又は固縛用のフック２８が設けられている。フック２８は、例えばリヤバンパリインフォース２６内に設けられたナット４２に対して締結されている。フック２８の高さ位置は、例えば補強部材１２の高さ位置と同等である。

上記したリヤバンパアーム１６及び中間プレート１４は、図１に示されるように、ボルト１８，２２とナット２０，２４（図２）によりリヤフロアサイドメンバ１０に組み付けられている。また、左右のリヤフロアサイドメンバ１０の上には、リヤフロアパネル３４が接合されており、左右のリヤフロアサイドメンバ１０に挟まれたリヤフロアパネル３４の中央には、図５に示されるように、例えば前側凹部３４Ａと後側凹部３４Ｂが形成されている。前側凹部３４Ａには例えば燃料タンク３６が取り付けられ、後側凹部３４Ｂには例えばスペアタイヤ３８が収納されている。

図６，図７に示されるように、リヤフロアサイドメンバ１０の底部１０Ｊにおける座屈位置１０Ｋは、該座屈位置１０Ｋでの座屈によりリヤフロアパネル３４の後側凹部３４Ｂを上方に持ち上げて、スペアタイヤ３８の前部を上方に持ち上げるように回転させることができるように定められる。底部１０Ｊの座屈は、補強部材１２による補強が終端する該補強部材１２の前端１２Ａの車両前方側近傍で生じるので、補強部材１２の前後長を調節することで、座屈位置１０Ｋの位置を適切にコントロールすることが可能である。

なお、リヤフロアサイドメンバ１０には、ビード等の脆弱部（図示せず）が設けられておらず、これによりリヤフロアサイドメンバ１０が、後面衝突時において早期に変形しないようになっている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず、図６，図７において、車両が後面衝突された場合の作用について説明する。衝突体４０が、車両後部構造Ｓを有する車両の後部に比較的高速度で衝突すると、リヤバンパカバー３２を介してリヤバンパリインフォース２６に対して後方からの荷重が入力される。この荷重は、リヤバンパアーム１６及び中間プレート１４を介してリヤフロアサイドメンバ１０に伝達され、主に該リヤフロアサイドメンバ１０に対する軸圧縮力となる。

このとき、図２に示されるように、中間プレート１４の上部はフランジ１４Ａにより補強されていないため比較的変形し易いのに対し、フランジ１４Ａにより補強された下部荷重伝達部１４Ｅは比較的変形し難く、変形初期においてはリヤフロアサイドメンバ１０の上部稜線１０Ａよりも下部稜線１０Ｇ、即ち底部１０Ｊにより多くの荷重が伝達される。

なお、車両後部構造Ｓでは、第２下部フランジ１６Ｅ、下部荷重伝達部１４Ｅ及び第１下部フランジ１０Ｅが車両前後方向に重なっているため、リヤフロアサイドメンバ１０、中間プレート１４及びリヤバンパアーム１６の締結部に下向きの曲げモーメントが作用しても、該曲げモーメントによる曲げ変形を抑制することができる。この曲げ変形を抑制することで、リヤフロアサイドメンバ１０に作用する軸圧縮力を増加させることが可能である。

図６において、リヤフロアサイドメンバ１０の底部１０Ｊの後端から車両前方側の所定位置までの範囲には、補強部材１２が設けられているので、該底部１０Ｊにより高荷重が伝達されても、該所定範囲内の底部１０Ｊは変形し難く、該高荷重は補強部材１２の前端１２Ａの車両前方側近傍に作用する。該車両前方側近傍位置は、底部１０Ｊにおける補強部位と非補強部位との境界であるため、応力が集中し易く、これによってリヤフロアサイドメンバ１０が該車両前方側近傍位置において下方へ向けて座屈する。この車両前方側近傍位置が座屈位置１０Ｋである。上部稜線１０Ａは、下部稜線１０Ｇが座屈した後に座屈する。

図７において、リヤフロアサイドメンバ１０の座屈が進行すると、座屈位置１０Ｋ付近が上方に凸に変形して行き、該リヤフロアサイドメンバ１０上に接合されたリヤフロアパネル３４がこれに追随するため、スペアタイヤ３８が収納されている後側凹部３４Ｂが上方に持ち上げられる。これによって、スペアタイヤ３８を、その前部を上方に持ち上げるように矢印Ｕ方向に回転させて、燃料タンク３６や後部座席（図示せず）から離間させることができる。またスペアタイヤ３８をこのように移動させることで、該スペアタイヤ３８の車両前方への移動を抑制することが可能である。

座屈位置１０Ｋについては、スペアタイヤ３８をこのように移動させることができる位置に設定することが望ましく、これは補強部材１２の前後長を調節することで適切にコントロールすることが可能である。またリヤフロアサイドメンバ１０には、ビード等の脆弱部が設けられていないので、リヤフロアサイドメンバ１０を高荷重下で座屈させることができ、衝突エネルギの吸収性が高い。なお、車両が比較的低速度で後面衝突された場合には、該衝突の影響がリヤフロアサイドメンバ１０の前部まで及ぶことがなく、修理費を抑制することが可能である。

次に、フック２８を用いて牽引や固縛を行う場合の作用について説明する。図８において、フック２８に牽引又は固縛による荷重Ｆが例えば斜め下方に作用すると、リヤフロアサイドメンバ１０が車両後方に引張り荷重を受けると共に、下方への荷重成分により、リヤフロアサイドメンバ１０、中間プレート１４及びリヤバンパアーム１６の締結部に下向きの曲げモーメントが作用する。

しかしながら、車両後部構造Ｓでは、また中間プレート１４の下部荷重伝達部１４Ｅがフランジ１４Ａにより補強されているので、車両前後方向の曲げ剛性が高く、上記曲げモーメントによる曲げ変形を抑制して、歪を低減させることが可能である。またリヤフロアサイドメンバ１０には、ビード等の脆弱部が設けられていないので、牽引荷重Ｆによるリヤフロアサイドメンバ１０の変形を抑制することが可能である。

なお上記実施形態では、補強部の一例として補強部材１２を挙げたが、これに限られず、リヤフロアサイドメンバ１０の底部１０Ｊが部分的に補強されていればよい。従って、例えばリヤフロアサイドメンバ１０の底部１０Ｊを部分的に肉厚に構成してもよい。

車両左後方から見た車両後部構造の要部を示す拡大斜視図である。 車両後部構造の要部を示す拡大分解斜視図である。 車両後部構造において、中間プレートの下部荷重伝達部の下縁に補強用のフランジが追加された例を示す拡大分解斜視図である。 車両後部構造において、中間プレートの下部荷重伝達部に補強用のビードが形成された例を示す拡大分解斜視図である。 通常使用時における車両後部構造の断面図である。 車両が後面衝突され、リヤフロアサイドメンバが座屈位置で座屈し始めた状態を示す断面図である。 図６の状態に続いて、更に座屈が進行し、スペアタイヤの前部が上方に持ち上げられるように回転して、燃料タンクから離間した状態を示す断面図である。 フックに対して、牽引荷重が作用している状態を示す拡大部分断面図である。

符号の説明

１０ リヤフロアサイドメンバ
１０Ｅ 第１下部フランジ
１０Ｊ 底部
１２ 補強部材（補強部）
１４ 中間プレート
１４Ｅ 下部荷重伝達部
１６ リヤバンパアーム
１６Ｅ 第２下部フランジ
２６ リヤバンパリインフォース
Ｓ 車両後部構造

Claims (1)

1. 車両の後部の左右において夫々車両前後方向に延設されたリヤフロアサイドメンバと、
   該リヤフロアサイドメンバの底部において、後端から車両前方側の所定位置までの範囲に設けられ、前記車両が後面衝突された際に前記範囲内の前記底部の座屈を抑制する補強部と、
   前記リヤフロアサイドメンバの前記底部の後端から下方へ延設された第１下部フランジと、
   前記リヤフロアサイドメンバの後側に固定され、前記第１下部フランジの後側に重なると共に少なくとも車両前後方向の曲げ剛性について補強された下部荷重伝達部を有する中間プレートと、
   該中間プレートの後側に固定されると共にリヤバンパリインフォースの前側に固定され、前記中間プレートの前記下部荷重伝達部の後側に重なる第２下部フランジを有するリヤバンパアームと、
   を有することを特徴とする車両後部構造。

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