JP5032853B2 - 車体後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体後部構造に関する。

従来、車体後部構造としては、平面視で略Ｙ字状の補強構造を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで参照する図１１（ａ）は、従来の車体後部構造を車体の底面側から見た様子を模式的に示す底面図、（ｂ）は、従来の車体後部構造を車体の側面側から見た様子を模式的に示す側面図である。
この補強構造は、図１１（ａ）に示すように、サポート部材１０９と、一対の圧縮緊張バー１０１（タンクロアフレーム）とで略Ｙ字が形成されている。サポート部材１０９は、車体Ｂの幅方向の略中央に配置されて、車体Ｂの前後方向に延びている。このサポート部材１０９は、その後端がクロスサポート部材１０６（リアフロアエンドクロスメンバ）に接続されるとともに、その前端がレシービングブラケット１１０に接続されている。ちなみに、クロスサポート部材１０６は、リアフレーム１０２の後端側に接続されている。
圧縮緊張バー１０１は、それぞれの後端が車体Ｂの中央寄りでレシービングブラケット１１０に接続されるとともに、サイドシル１０５まで略Ｖ字状に延びたそれらの先端がサイドシル１０５と接続されている。

このような車体後部構造は、車体Ｂの後側に配置されたクロスサポート部材１０６から車体Ｂの左右両側に配置されたサイドシル１０５までが、サポート部材１０９、レシービングブラケット１１０、および圧縮緊張バー１０１を介して補強された構造となっている。
米国特許第６８３４９１０号明細書

しかしながら、この車体後部構造では、図１１（ｂ）に示すように、サポート部材１０９が、クロスサポート部材１０６からレシービングブラケット１１０に向かって下り勾配となるように配置されていた。このため、後面衝突時にクロスサポート部材１０６に対して荷重が入力されると、荷重は、クロスサポート部材１０６からサポート部材１０９を介してレシービングブラケット１１０に効率よく伝達されない恐れがあった。したがって、このような従来の車体後部構造は、入力された荷重をレシービングブラケット１１０から圧縮緊張バー１０１を介してサイドシル１０５まで効率よく分散させることが難しいという問題があった。

そこで、このような問題を解消するために、サポート部材１０９が、水平となるようにクロスサポート部材１０６と、レシービングブラケット１１０とに接続された車体後部構造が考えられる。そして、この車体後部構造では、後面衝突時にクロスサポート部材１０６側から入力された荷重が水平となったサポート部材１０９を介して圧縮緊張バー１０１側に伝達される。

しかしながら、この車体後部構造では、後面衝突時の大きな荷重で圧縮緊張バー１０１が変形する際に、中空部材（管状部材）からなる一般的な圧縮緊張バー１０１が示す変位−荷重特性は、変位とともに増大する荷重が最大値を迎えた後に急激に低下するものとなる。その結果、この車体後部構造は、後面衝突時に入力された大きな荷重を充分に負担することができない。

また、従来の車体後部構造では、サポート部材１０９、レシービングブラケット１１０、圧縮緊張バー１０１等の補強部材の前後の構造と、これらの補強部材自体の強度とのバランスがとれていないと、後面衝突時に車体後部構造の後側から順番に変形していくことができない。その結果、この車体後部構造は、これらの補強部材に潰れ残りが発生して、後面衝突時に充分なエネルギ吸収能力を発揮することができない。

また、この車体後部構造では、前記したような構造と強度とのバランスがとれていないと、車体後部構造の強度やエネルギ吸収能力を向上させるために、各補強部材の強度を高めなければならない。具体的には、これらの補強部材を形成する材料の厚さや、補強部材の断面積を高めたり、これらの補強部材に高強度の材料を適用する必要がある。その結果、この車体後部構造では、その重量が増加したり、製造コストが増加するという問題が生じる。

そこで、本発明の課題は、後面衝突時に大きな荷重が入力されてもその荷重を負担することができるとともに、優れたエネルギ吸収能力を有しており、しかも、軽量化、および製造コストの低減を図ることができる車体後部構造を提供することにある。

前記課題を解決した本発明の車体後部構造は、車体の後部の両側に配置され、前方のサイドシルより上方にオフセットするリアフレームと、前記各リアフレームに渡し掛けられて接続されるリアフロアクロスメンバと、前記各リアフレームの後端に渡し掛けられるリアフロアエンドクロスメンバと前記リアフロアクロスメンバとの間で前後方向に延びて接続されるとともにリアフロアパネルの後部に凹設されたスペアタイヤ収納用のスペアパンに配置されるスペアパンフレームと、を備え、このリアフレームおよび燃料タンクよりも下方に配置されるタンクロアフレームが前記リアフロアクロスメンバの中央から前方に向けて略Ｖ字状に開き、前記サイドシルに接続して車体の左右に一対で配置され、前記スペアパンフレームおよび前記タンクロアフレームの両方が前記リアフロアクロスメンバを介し水平に配置された車体後部構造であって、前記リアフレームは、前記タンクロアフレームと比較して、変位Ｓに対する荷重Ｆの比（Ｆ／Ｓ）が大きくなるような変位−荷重特性を有し、かつその最大曲げ強度は、前記タンクロアフレームの最大曲げ強度より大きい変位で発生し、前記タンクロアフレームは、その最大曲げ強度に達した後に急激に荷重が低下しないように断面変形が抑制され、燃料タンクから離れる方向に曲げ変形するように設定されていることを特徴とする。

このような車体後部構造においては、タンクロアフレームは、その断面変形（断面形状の変形）が抑制されているので、タンクロアフレームの変位−荷重特性は、変位するにともなって増加していく荷重が最大値を迎えた後であっても、荷重が急激に低下せずに、変位が増加しながらも所定の荷重が維持される。
そして、車体後部構造の全体としての変位−荷重特性は、リアフレームが示す荷重の最大値に、タンクロアフレームが維持する前記荷重を加えたものを荷重の最大値として示すこととなる。
したがって、この車体後部構造は、従来の補強部材を備える車体後部構造と比較して、後面衝突時に大きな荷重が入力されてもその荷重を負担することができる。

また、この車体後部構造では、タンクロアフレームが所定の荷重を維持しながら変位（変形）していくので、リアフレーム等の他のフレームにおける強度を高めなくても求められる車体後部構造の全体としての強度を発揮することができる。その結果、この車体後部構造は、他のフレームを形成する材料の厚さや、その断面積を高めたり、これらに高強度の材料を適用する必要もない。
したがって、この車体後部構造は、その軽量化、および製造コストの低減を図ることができる。

また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームが中空部材で形成されており、前記断面変形の抑制は、前記タンクロアフレームの側壁の板厚を、上下壁の板厚よりも厚くして行うことが望ましい。
この車体後部構造によれば、簡単な構造でタンクロアフレームの断面変形を抑制することができる。

また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームが中空部材で形成されており、前記断面変形の抑制は、前記タンクロアフレームの内部側に、リブ、板、および充填材の少なくともいずれかを設けて行ってもよい。
また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームは、燃料タンクから離れる方向に曲げ変形するように設定されており、例えば、燃料タンク側が凹となる形状を有するように構成することができる。この車体後部構造によれば、前記タンクロアフレームが燃料タンクにより確実に干渉を起こさない方向に曲げ変形させることができる。
また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームは、曲げ変形するきっかけを燃料タンク側に有していてもよい。
また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームは、その中立軸が燃料タンク側に凹となるように変曲点が設定されていてもよい。
また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームは、その断面形状、および前記タンクロアフレームを形成する板の厚さが長手方向に一定であって、その延びる方向を変位させるように外形を形成することで変曲点が設定されていてもよい。
また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームは、このタンクロアフレームを形成する板の厚さの分布、およびこのタンクロアフレームを形成する板の材料の強度を長手方向に変化させることで変曲点が設定されていてもよい。
また、このような車体後部構造においては、前記タンクロアフレームは、長手方向に沿って延びるリブを有するとともに、このリブの配置によって変曲点が設定されていてもよい。

本発明の車体後部構造によれば、後面衝突時に大きな荷重が入力されてもその荷重を負担することができるとともに、優れたエネルギ吸収能力を有しており、しかも、軽量化、および製造コストの低減を図ることができる。

次に、本発明の実施形態に係る車体後部構造について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ここで参照する図１（ａ）は、実施形態に係る車体後部構造を含む車体構造を模式的に示す底面図、（ｂ）は、実施形態に係る車体後部構造を模式的に示す側面図である。図２は、実施形態に係る車体後部構造の変位−荷重特性を示すグラフであり、縦軸は荷重（Ｎ）を表し、横軸は変位（ｍ）を表している。図３（ａ）は、実施形態に係る車体後部構造に使用されるタンクロアフレームの断面図、（ｂ）から（ｈ）は、タンクロアフレームの変形例を示す断面図である。
なお、図３（ａ）から（ｈ）に示す断面は、タンクロアフレームの中立軸に直交する断面を表している。また、以下の説明において、上下左右の方向については、通常の状態で接地している車両（自動車）の上下左右の方向を基準とする。

図１（ａ）に示すように、実施形態に係る車体後部構造Ｓは、燃料タンクＴの下方に配置されることとなる一対のタンクロアフレーム１を備えており、この車体後部構造Ｓにおいては、これらのタンクロアフレーム１が、後記するような変位−荷重特性（図２）を示すことを特徴とする。
ここでは、まず実施形態に係る車体後部構造Ｓを含む全体的な車体構造について説明する。

この車体構造において、車体後部構造Ｓは、車体Ｂの後側の左右両側で前後方向に延びるリアフレーム２と、このリアフレーム２から車体Ｂの前方に向かって延びる一対のサイドシル５と、左右のサイドシル５の間で車体Ｂの前後方向に延びる一対のフロントフロアフレーム７ａと、フロントフロアフレーム７ａの間で車体Ｂの前後方向に延びるトンネルフレーム７ｂとを備えている。

また、この車体後部構造Ｓは、バンパビーム８の前方で車幅方向に延びて、リアフレーム２の各後端に接続されたリアフロアエンドクロスメンバ６と、このリアフロアエンドクロスメンバ６の前方で車幅方向に延びて、各リアフレーム２に接続されるリアフロアクロスメンバ１０と、フロントフロアフレーム７ａの後端側で車幅方向に延びて、フロントフロアフレーム７ａおよび各サイドシル５に接続されるミドルフロアクロスメンバ３とをさらに備えている。ちなみに、図示しないリアフロアパネルは、このミドルフロアクロスメンバ３から車体Ｂの後方（リアフロアエンドクロスメンバ６側）に向かって延設されている。

そして、この車体後部構造Ｓは、リアフロアエンドクロスメンバ６とリアフロアクロスメンバ１０との間で前後方向に延びて、リアフロアエンドクロスメンバ６、およびリアフロアクロスメンバ１０に接続される一対のスペアパンフレーム９を備えている。各スペアパンフレーム９は、前記したリアフロアパネルの後部に凹設された、スペアタイヤ収納用のスペアパン（図示省略）の両側に位置するようにそれぞれ配置されることとなる。このスペアパンフレーム９は、図１（ｂ）に示すように、リアフロアエンドクロスメンバ６側からリアフロアクロスメンバ１０側に掛けて略水平となるように配置されている。ちなみに、本実施形態でのリアフレーム２、リアフロアエンドクロスメンバ６、スペアパンフレーム９、およびリアフロアクロスメンバ１０は、上面が開放したチャンネル状の部材で形成されている。

次に、前記したタンクロアフレーム１について詳細に説明する。
図１（ａ）に示すように、タンクロアフレーム１は、それぞれの後端側がリアフロアクロスメンバ１０の車幅方向の略中央に接続されている。そして、タンクロアフレーム１のそれぞれは、リアフロアクロスメンバ１０側から車体Ｂの両側に向かって略Ｖ字状に延びるとともに、それぞれの前端側が各サイドシル５に接続されている。具体的には、タンクロアフレーム１の先端側は、ミドルフロアクロスメンバ３が接続される各サイドシル５部分の近傍に接続されている。つまり、本実施形態でのタンクロアフレーム１とリアフレーム２とは、車体Ｂの左右に一対で配置されている。

このようなタンクロアフレーム１は、図１（ｂ）に示すように、リアフレーム２および燃料タンクＴよりも下方に配置されて、リアフロアクロスメンバ１０側からミドルフロアクロスメンバ３側に向かって略水平に延びることとなる。このタンクロアフレーム１の水平高さは、スペアパンフレーム９の水平高さと略同じに設定されることが望ましい。ちなみに、本実施形態での車体後部構造Ｓでは、図１（ａ）に示すように、触媒コンバータ１１、チャンバ１２、およびサイレンサ１３を繋ぐ排気管Ｅが、ミドルフロアクロスメンバ３の下方を通り、タンクロアフレーム１の上方を通るように配置されている。なお、符号１４は、吸気系のキャニスタである。

このようなタンクロアフレーム１は、リアフレーム２よりも強度が低く設定されている。具体的には、タンクロアフレーム１、およびリアフレーム２のそれぞれに、その長手方向に沿って所定の荷重が入力された際に、リアフレーム２の曲げ変位（以下、単に「変位」という）は、タンクロアフレーム１の変位と比較して小さくなるように設定されている。つまり、リアフレーム２は、図２に示すように、タンクロアフレーム１よりも大きな変位−荷重特性を有するように設定されている。言い換えれば、リアフレーム２は、タンクロアフレーム１よりも変位Ｓに対する荷重Ｆの比（Ｆ／Ｓ）が大きくなるように設定されている。

また、図２に示すように、本実施形態でのタンクロアフレーム１の変位−荷重特性と、従来、補強部材として一般に使用される中空部材（図２中、「従来の補強部材」と記す）の変位−荷重特性とを比較すると、従来のものは、変位とともに増大する荷重が最大値を迎えた後に急激に低下する。これに対して、実施形態でのタンクロアフレーム１の変位−荷重特性は、荷重が最大値を迎えた後であっても、荷重が急激に低下せずに、変位が増加しながらも所定の荷重が維持される。言い換えれば、このようなタンクロアフレーム１の変位−荷重特性は、このタンクロアフレーム１の断面変形が抑制されていることを示している。

このような断面変形を抑制することができるタンクロアフレーム１としては、例えば、図３（ａ）に示すように、タンクロアフレーム１の側壁１ａの板厚を、上壁１ｂの板厚、および下壁１ｃの板厚よりも厚くしたものが挙げられる。ちなみに、図３（ａ）に示す断面形状は、前記したように、タンクロアフレーム１の中立軸に直交する断面を表している。つまり、このタンクロアフレーム１は、その長手方向に沿うように荷重Ｆ（図２参照）が入力されて変位Ｓ（図２参照）が生じる際に、図３（ａ）に示す断面形状の局部的な変形が抑制される。

なお、本実施形態でのタンクロアフレーム１は、図３（ａ）に示すものに限定されず、図３（ｂ）から（ｅ）に示すように、その中空部に中壁１ｄ、および横壁１ｅを備えたものであってもよい。これらの中壁１ｄ、および横壁１ｅは、タンクロアフレーム１の長手方向に沿って延びることとなる。
図３（ｂ）に示すタンクロアフレーム１は、対向する側壁１ａ同士の間で上壁１ｂと下壁１ｃとの間を繋ぐように中壁１ｄが形成されたものである。
図３（ｃ）に示すタンクロアフレーム１は、図３（ｂ）に示すタンクロアフレーム１における中壁１ｄを２枚に変更したものである。
図３（ｄ）に示すタンクロアフレーム１は、図３（ｂ）に示すタンクロアフレーム１において、対向する側壁１ａ同士の間を繋ぐ横壁１ｅがさらに形成されたものである。
図３（ｅ）に示すタンクロアフレーム１は、図３（ｃ）に示すタンクロアフレーム１において、対向する側壁１ａ同士の間を繋ぐ横壁１ｅがさらに形成されたものである。
なお、ここでの側壁１ａ、上壁１ｂ、下壁１ｃ、中壁１ｄ、および横壁１ｅは、その板厚が、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となるように形成されている。そして、断面形状は、タンクロアフレーム１の長手方向に一定（同じ形状）となっている。
ちなみに、中壁１ｄ、および横壁１ｅを備えたタンクロアフレーム１では、荷重が入力された際の断面変形が、より確実に抑制される。その結果、このタンクロアフレーム１は、最大曲げ強度に達した後に荷重が急激に低下しない。

また、タンクロアフレーム１は、図３（ｆ）から（ｈ）に示すように、その中空部にリブ１ｆを備えたものであってもよい。このリブ１ｆは、タンクロアフレーム１の長手方向に沿って延びることとなる。
図３（ｆ）に示すタンクロアフレーム１は、側壁１ａのそれぞれに１つずつリブ１ｆが形成されたものである。
図３（ｇ）に示すタンクロアフレーム１は、側壁１ａのそれぞれに２つのリブ１ｆが並ぶように形成されたものである。
図３（ｈ）に示すタンクロアフレーム１は、上壁１ｂおよび下壁１ｃのそれぞれに２つのリブ１ｆが並ぶように形成されたものである。
ちなみに、リブ１ｆを備えたタンクロアフレーム１でも、図３（ａ）から（ｅ）に示すタンクロアフレーム１と同様に、断面変形が抑制されることで、最大曲げ強度に達した後に荷重が急激に低下しない。また、リブ１ｆを備えたタンクロアフレーム１は、図３（ａ）から（ｅ）に示すタンクロアフレーム１と比較して軽量化を図ることができる。

また、本実施形態に係るタンクロアフレーム１は、図示しないが、中空部材（管状部材）の中空部に充填材を配置したものであってもよい。この充填材としては、例えば、金属、樹脂等からなるものが挙げられる。充填材の材形としては、特に制限はないが、ブロック体、板状体、柱状体、発泡体、粉粒体等であってもよい。ちなみに、板状体が充填材として使用される場合には、バルクヘッド（ＢＨＤ）として中空部に配置されてもよい。
このようなタンクロアフレーム１は、充填材が配置される一部の区間で断面変形を抑制することができる。
なお、充填材が配置される好ましい位置としては、断面形状の局部的な変形が生じ易い箇所が挙げられる。具体的には、例えば、タンクロアフレーム１の端部１５（図１（ｂ）参照）、中央部１６（図１（ｂ）参照）、変曲点１７（図４（ｂ）等参照）等が挙げられる。また、図示しないが、タンクロアフレーム１が２部材以上を結合して形成されたものである場合には、その結合部が挙げられる。

次に、本実施形態に係る車体後部構造Ｓの作用効果について説明する。
図１（ｂ）に示すように、この車体後部構造Ｓでは、後面衝突時の荷重Ｆがバンパビーム８に入力されると、荷重Ｆは、リアフレーム２からサイドシル５側に伝達されるとともに、リアフロアエンドクロスメンバ６、スペアパンフレーム９、リアフロアクロスメンバ１０、およびタンクロアフレーム１を介して、サイドシル５側に伝達される。つまり、荷重Ｆは、リアフレーム２方向と、スペアパンフレーム９方向とに分散される。この際、スペアパンフレーム９は、従来の車体後部構造（例えば、特許文献１参照）のサポート部材１０９（図１１（ｂ）参照）と異なって、水平となるように配置されているので、スペアパンフレーム９方向への荷重Ｆの分散成分は、スペアパンフレーム９を介してタンクロアフレーム１に効率よく伝達される。その結果、車体後部構造Ｓでは、荷重Ｆの分散が効果的に行われる。

そして、図１（ｂ）に示すように、この車体後部構造Ｓでは、荷重Ｆの分散成分がタンクロアフレーム１の長手方向に沿うように入力されると、タンクロアフレーム１を上方向（燃料タンクＴに向かう方向）または下方向（燃料タンクＴから離れる方向）に変位させようとする荷重Ｆaが生じる。
このときタンクロアフレーム１は、前記したように、断面変形が抑制されているので、図２に示すように、その変位−荷重特性は、荷重が最大値を迎えた後であっても、荷重が急激に低下せずに、変位が増加しながらも所定の荷重が維持される。

したがって、車体後部構造Ｓの全体としての変位−荷重特性は、図２に示すように、実施形態のタンクロアフレーム１の変位−荷重特性と、リアフレーム２の変位−荷重特性とを組み合わせたものとなる（図２中、「実施形態の車体後部構造」と記す）。つまり、車体後部構造Ｓの全体としての変位−荷重特性は、リアフレーム２が示す荷重の最大値Ｌ１に、タンクロアフレーム１が荷重の最大値を迎えた後に維持する所定の荷重Ｌ２を加えたものを荷重の最大値Ｌ３として示すこととなる。

これに対して、従来、補強部材として一般に使用される中空部材（図２中、「従来の補強部材」と記す）の変位−荷重特性は、変位とともに増大する荷重が最大値を迎えた後に急激に低下する。その結果、この従来の補強部材を備えた車体後部構造の変位−荷重特性（図２中、「従来の車体後部構造」と記す）は、リアフレーム２の荷重の最大値Ｌ１に近い最大値Ｌ１´を示すこととなる。
そして、本実施形態に係る車体後部構造Ｓの全体としての変位−荷重特性と、従来の車体後部構造における全体としての変位−荷重特性とを比較すると、本実施形態に係る車体後部構造Ｓは、従来の車体後部構造よりも、荷重の最大値が（Ｌ３−Ｌ１´）ぶん大きくなる。
したがって、本実施形態に係る車体後部構造Ｓは、従来の補強部材を備える車体後部構造と比較して、後面衝突時に大きな荷重が入力されてもその荷重を負担することができる。

また、本実施形態に係る車体後部構造Ｓでは、タンクロアフレーム１が所定の荷重を維持しながら変位（変形）していくので、リアフレーム２、サイドシル５、リアフロアエンドクロスメンバ６、リアフロアクロスメンバ１０、ミドルフロアクロスメンバ３、スペアパンフレーム９等の他のフレームにおける強度を高めなくても求められる車体後部構造Ｓ全体としての強度を発揮することができる。その結果、この車体後部構造Ｓは、他のフレームを形成する材料の厚さや、その断面積を高めたり、これらに高強度の材料を適用する必要もない。
したがって、本実施形態に係る車体後部構造Ｓは、その軽量化、および製造コストの低減を図ることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
以下に適宜図面を参照しながら説明する他の実施形態において、前記実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

前記実施形態では、直線状に延びるタンクロアフレーム１を有する車体後部構造Ｓについて説明したが、本発明はこのタンクロアフレーム１を使用するものに限定されない。ここで参照する図４（ａ）は、他の実施形態に係る車体後部構造を模式的に示す側面図、（ｂ）および（ｃ）は、他の実施形態に係る車体後部構造を構成するタンクロアフレームを模式的に示す側面図である。図５（ａ）および（ｂ）は、他の実施形態に係る車体後部構造を構成するタンクロアフレームを模式的に示す側面図である。

図４（ａ）に示す車体後部構造Ｓは、後面衝突時にタンクロアフレーム１が燃料タンクＴに対して干渉しない方向に曲げ変形するように設定されている。言い換えると、タンクロアフレーム１は、燃料タンクＴから離れる方向に曲げ変形するように設定されている。
さらに具体的にいうと、タンクロアフレーム１は、燃料タンクＴ側が凹となる形状を有している。そして、このようなタンクロアフレーム１は、図４（ｂ）に示すように、その中立軸１８が燃料タンクＴ（図４（ａ）参照）側で、つまり上側で凹となるように、その長手方向に２箇所の変曲点１７を有している。

また、前記実施形態でのタンクロアフレーム１は、側壁１ａ、上壁１ｂ、および下壁１ｃ（図３（ａ）等参照）の板厚、および断面形状が、その長手方向に一定となるように形成されている。このようなタンクロアフレーム１は、その延びる方向を変位させるように外形を形成することで変曲点１７を形成することができる。

このようなタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、前記実施形態と同様の効果を奏するとともに、後面衝突時にタンクロアフレーム１が、曲げ変形する際に、燃料タンクＴに対する干渉を、より確実に回避することができる。

また、この車体後部構造Ｓでは、タンクロアフレーム１が燃料タンクＴ側で凹となっているので、より容量の大きい燃料タンクＴを車両に搭載することができる。

また、この車体後部構造Ｓでは、図４（ｂ）に示すタンクロアフレーム１が、前記実施形態に係るタンクロアフレーム１（図１（ｂ）等参照）を、例えばプレス加工して形成することができるので、燃料タンクＴへの干渉を回避することができる車体後部構造Ｓを容易に製造することができる。

また、図４（ｂ）に示すタンクロアフレーム１は、その長手方向に屈曲することで変曲点１７が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図４（ｃ）に示すように、その長手方向に所定の曲率で湾曲することで変曲点１７が形成されたものであってもよい。

また、図４（ｂ）に示すタンクロアフレーム１は、その長手方向に２箇所の変曲点１７を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５（ａ）に示すように、その長手方向に屈曲することで変曲点１７が一箇所に形成されたものであってもよく、図５（ｂ）に示すように、その長手方向に所定の曲率で湾曲することで変曲点１７が一箇所に形成されたものであってもよい。また、このような変曲点１７は、その長手方向に沿って３箇所以上形成されるものであってもよい。

また、前記実施形態に係る車体後部構造Ｓは、後面衝突時にタンクロアフレーム１が燃料タンクＴに干渉を起こさない方向に曲げ変形するように、曲げ変形するきっかけを有するものであってもよい。ここで参照する図６（ａ）から（ｄ）は、曲げ変形するきっかけを有するタンクロアフレームの斜視図である。

図６（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、その上壁１ｂと側壁１ａとがなす２箇所の角部に一組の窪み４ａ（または切り欠き）が形成されている。この一組の窪み４ａ同士は、タンクロアフレーム１の幅方向に向き合うように形成されている。この窪み４ａは、前記した「曲げ変形するきっかけ」に相当する。つまり、図６（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、後面衝突時に曲げ変形する際に、この窪み４ａを起点として変形することによって、燃料タンクＴに干渉を起こさない方向、つまり、燃料タンクＴから離れる方向に曲げ変形することとなる。

この車体後部構造Ｓでは、図６（ａ）に示すタンクロアフレーム１が、前記実施形態に係るタンクロアフレーム１（図１（ｂ）等参照）に、例えばプレス加工、切削加工等を施して形成することができるので、燃料タンクＴへの干渉を回避することができる車体後部構造Ｓを容易に製造することができる。

また、図６（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、一組の窪み４ａを有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図６（ｂ）に示すように、上壁１ｂに１つのビード４ｂが形成されたものであってもよい。このビード４ｂは、前記した「曲げ変形するきっかけ」に相当する。

また、図６（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、「曲げ変形するきっかけ」として、一組の窪み４ａを有し、図６（ｂ）に示すタンクロアフレーム１は、「曲げ変形するきっかけ」として、１つのビード４ｂを有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図６（ｃ）に示すように、その長手方向に二組の窪み４ａを有するものであってもよく、図６（ｄ）に示すように、その長手方向に２つのビード４ｂを有するものであってもよい。また、このような窪み４ａ、およびビード４ｂは、その長手方向に沿って３組以上、または３つ以上有するものであってもよい。

また、前記実施形態では、タンクロアフレーム１における上壁１ｂおよび下壁１ｃの板厚が、その長手方向に一定であるが、本発明はそれに限定されるものではない。ここで参照する図７（ａ）は、タンクロアフレームの上壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。

図７（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、その上壁１ｂの板厚が、その中央部近傍で薄く、その両端側に向かうにつれてその板厚が徐々に厚くなっている。その一方で、下壁１ｃの板厚は、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となっている。ちなみに、ここでの下壁１ｃの板厚は、上壁１ｂの中央部近傍における板厚と略同じ程度に設定されている。

このような図７（ａ）に示すタンクロアフレーム１の上壁１ｂの曲げ強度は、図７（ｂ）に示すように、上壁１ｂの中央部近傍で小さく、その両端側に向かうにつれてその曲げ強度が徐々に大きくなっている。その一方で、下壁１ｃの曲げ強度は、図７（ｃ）に示すように、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となっている。その結果、図７（ａ）に示すように、このタンクロアフレーム１の中立軸１８は、上壁１ｂ側に凹となるとともに、上壁１ｂの中央部近傍で板厚が最も薄い位置に対応して変曲点１７が形成される。つまり、このタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、後面衝突時にタンクロアフレーム１が曲げ変形する際に、燃料タンクＴから離れる方向に変形することとなる。

したがって、図７（ａ）に示すタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、前記実施形態と同様の効果を奏するとともに、後面衝突時にタンクロアフレーム１が曲げ変形する際に、燃料タンクＴに対する干渉を回避することができる。

また、図７（ａ）に示すタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、図４（ａ）に示した、下方に突出するタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓと比較して、車両の最低地上高さの確保が、より容易となる。

また、図７（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、上壁１ｂの中央部近傍でその曲げ強度が小さく、その両端側に向かうにつれてその曲げ強度が徐々に大きくなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。ここで参照する図８（ａ）は、タンクロアフレームの上壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。

図８（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、上壁１ｂの板厚が、その中程で長手方向に一定の厚さとなっており、その中程から両端側に向かうにつれて板厚が徐々に厚くなっている。その一方で、図８（ａ）に示すタンクロアフレーム１における下壁１ｃの板厚は、長手方向に一定となっている。ちなみに、ここでの下壁１ｃの板厚は、上壁１ｂの中程における板厚と略同じ程度に設定されている。

このような図８（ａ）に示すタンクロアフレーム１の上壁１ｂの曲げ強度は、図８（ｂ）に示すように、上壁１ｂの中程で小さく、中程から両端側に向かうにつれてその曲げ強度が徐々に大きくなっている。その一方で、下壁１ｃの曲げ強度は、図８（ｃ）に示すように、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となっている。その結果、図８（ａ）に示すように、このタンクロアフレーム１の中立軸１８は、上壁１ｂ側に凹となるとともに、上壁１ｂの中程から板厚が厚くなり始める境目に対応する２箇所の位置に変曲点１７が形成されることとなる。つまり、このタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、後面衝突時にタンクロアフレーム１が曲げ変形する際に、燃料タンクＴから離れる方向に変形することとなる。

また、図７（ａ）および図８（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、上壁１ｂの板厚を変化させているが、本発明は下壁１ｃの板厚を変化させるものであってもよい。ここで参照する図９（ａ）は、タンクロアフレームの下壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。

図９（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、その下壁１ｃの板厚が、その中央部近傍で厚く、その両端側に向かうにつれてその板厚が徐々に薄くなっている。その一方で、上壁１ｂの板厚は、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となっている。

このような図９（ａ）に示すタンクロアフレーム１の上壁１ｂの曲げ強度は、図９（ｂ）に示すように、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となっている。その一方で、下壁１ｃの曲げ強度は、図９（ｃ）に示すように、下壁１ｃの中央部近傍で大きく、その両端側に向かうにつれてその曲げ強度が徐々に小さくなっている。その結果、図９（ａ）に示すように、このタンクロアフレーム１の中立軸１８は、上壁１ｂ側に凹となるとともに、下壁１ｃの中央部近傍で板厚が最も厚い位置に対応して変曲点１７が形成される。つまり、このタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、後面衝突時にタンクロアフレーム１が曲げ変形する際に、燃料タンクＴから離れる方向に変形することとなる。

また、図９（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、下壁１ｃの中央部近傍でその曲げ強度が大きく、その両端側に向かうにつれてその曲げ強度が徐々に小さくなっているが、本発明はこれに限定されるものではない。ここで参照する図１０（ａ）は、タンクロアフレームの下壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。

図１０（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、下壁１ｃの板厚がその中程で長手方向に一定の厚さとなっており、その中程から両端側に向かうにつれて板厚が徐々に薄くなっている。その一方で、図１０（ａ）に示すタンクロアフレーム１における上壁１ｂの板厚は、長手方向に一定となっている。

このような図１０（ａ）に示すタンクロアフレーム１の上壁１ｂの曲げ強度は、図１０（ｂ）に示すように、タンクロアフレーム１の長手方向に一定となっている。その一方で、下壁１ｃの曲げ強度は、下壁１ｃの中程で大きく、中程から両端側に向かうにつれてその曲げ強度が徐々に小さくなっている。その結果、図１０（ａ）に示すように、このタンクロアフレーム１の中立軸１８は、上壁１ｂ側に凹となるとともに、下壁１ｃの中程から板厚が薄くなり始める境目に対応する２箇所の位置に変曲点１７が形成されることとなる。つまり、このタンクロアフレーム１を備える車体後部構造Ｓでは、後面衝突時にタンクロアフレーム１が曲げ変形する際に、燃料タンクＴから離れる方向に変形することとなる。

また、図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）、および図１０（ａ）に示すタンクロアフレーム１は、上壁１ｂまたは下壁１ｃの板厚の分布を変えることで、タンクロアフレーム１の中立軸１８に変曲点１７を形成しているが、本発明はこれに限定されることなく、上壁１ｂおよび下壁１ｃの板厚の分布を変えることで、タンクロアフレーム１の中立軸１８に変曲点１７を形成するものであってもよい。
また、タンクロアフレーム１の材質を長手方向に変えて配置することで、長手方向に強度の異なる部分を形成して中立軸１８に変曲点１７を設けるものであってもよい。また、上壁１ｂまたは下壁１ｃの少なくともいずれかに、リブを部分的に形成し、またはリブの高さや幅を変化させることで、タンクロアフレーム１の中立軸１８に変曲点１７を形成するものであってもよい。ちなみに、このリブは、タンクロアフレーム１の長手方向に沿って延びるように形成されたものが望ましい。

（ａ）は、実施形態に係る車体後部構造を含む車体構造を模式的に示す底面図、（ｂ）は、実施形態に係る車体後部構造を模式的に示す側面図である。 実施形態に係る車体後部構造の変位−荷重特性を示すグラフであり、縦軸は荷重（Ｎ）を表し、横軸は変位（ｍ）を表している。 （ａ）は、実施形態に係る車体後部構造に使用されるタンクロアフレームの断面図、（ｂ）から（ｅ）は、タンクロアフレームの変形例を示す断面図である。 （ａ）は、他の実施形態に係る車体後部構造を模式的に示す側面図、（ｂ）および（ｃ）は、他の実施形態に係る車体後部構造を構成するタンクロアフレームを模式的に示す側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、他の実施形態に係る車体後部構造を構成するタンクロアフレームを模式的に示す側面図である。 （ａ）から（ｄ）は、変曲するきっかけを有するタンクロアフレームの斜視図である。 （ａ）は、タンクロアフレームの上壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。 （ａ）は、タンクロアフレームの上壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。 （ａ）は、タンクロアフレームの下壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。 （ａ）は、タンクロアフレームの下壁の長手方向における板厚を変化させた様子を示す断面図、（ｂ）は、上壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、下壁の長さ方向に対する曲げ強度の変化を示すグラフであり、（ｂ）および（ｃ）の縦軸は、曲げ強度（Ｎ／ｍ^２）を表し、横軸は、（ａ）に示すタンクロアフレームの長さ（ｍ）を表している。 （ａ）は、従来の車体後部構造を車体の底面側から見た様子を模式的に示す底面図、（ｂ）は、従来の車体後部構造を車体の側面側から見た様子を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１ タンクロアフレーム
１ａ 側壁
１ｂ 上壁
１ｃ 下壁
１ｄ 中壁
１ｅ 横壁
１ｆ リブ
１５ 端部
１６ 中央部
１７ 変曲点
１８ 中立軸
Ｂ 車体
Ｓ 車体後部構造
Ｔ 燃料タンク

Claims (9)

1. 車体の後部の両側に配置され、前方のサイドシルより上方にオフセットするリアフレームと、
   前記各リアフレームに渡し掛けられて接続されるリアフロアクロスメンバと、
   前記各リアフレームの後端に渡し掛けられるリアフロアエンドクロスメンバと前記リアフロアクロスメンバとの間で前後方向に延びて接続されるとともにリアフロアパネルの後部に凹設されたスペアタイヤ収納用のスペアパンに配置されるスペアパンフレームと、
   を備え、
   このリアフレームおよび燃料タンクよりも下方に配置されるタンクロアフレームが前記リアフロアクロスメンバの中央から前方に向けて略Ｖ字状に開き、前記サイドシルに接続して車体の左右に一対で配置され、
   前記スペアパンフレームおよび前記タンクロアフレームの両方が前記リアフロアクロスメンバを介し水平に配置された車体後部構造であって、
   前記リアフレームは、前記タンクロアフレームと比較して、変位Ｓに対する荷重Ｆの比（Ｆ／Ｓ）が大きくなるような変位−荷重特性を有し、かつその最大曲げ強度は、前記タンクロアフレームの最大曲げ強度より大きい変位で発生し、前記タンクロアフレームは、その最大曲げ強度に達した後に急激に荷重が低下しないように断面変形が抑制され、燃料タンクから離れる方向に曲げ変形するように設定されていることを特徴とする車体後部構造。
2. 前記タンクロアフレームが中空部材で形成されており、前記断面変形の抑制は、前記タンクロアフレームの側壁の板厚を、上下壁の板厚よりも厚くして行ったことを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
3. 前記タンクロアフレームが中空部材で形成されており、前記断面変形の抑制は、前記タンクロアフレームの内部側に、リブ、板、および充填材の少なくともいずれかを配置して行ったことを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
4. 前記タンクロアフレームは、燃料タンク側が凹となる形状を有することを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
5. 前記タンクロアフレームは、曲げ変形するきっかけを燃料タンク側に有することを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
6. 前記タンクロアフレームは、その中立軸が燃料タンク側に凹となるように変曲点が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
7. 前記タンクロアフレームは、その断面形状、および前記タンクロアフレームを形成する板の厚さが長手方向に一定であって、その延びる方向を変位させるように外形を形成することで変曲点が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の車体後部構造。
8. 前記タンクロアフレームは、このタンクロアフレームを形成する板の厚さの分布、およびこのタンクロアフレームを形成する板の材料の強度を長手方向に変化させることで変曲点が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の車体後部構造。
9. 前記タンクロアフレームは、長手方向に沿って延びるリブを有するとともに、このリブの配置によって変曲点が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の車体後部構造。

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