JP4479682B2 - 車両後部構造 - Google Patents

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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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