JP5417878B2 - 自動車車体の後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車車体の後部構造に関し、詳細には、後部衝撃吸収技術に関する。

特許文献１には、車両後方に延在して左右に配置されたリヤサイドメンバに複数個のビード部を形成し、車両後部からの衝撃荷重がリヤサイドメンバの後端に入力された時に、これらビード部を圧縮破壊させてリヤサイドメンバを座屈させることにより衝撃エネルギーを吸収するようにした技術が開示されている。

実公平７−７２６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車両後部に対して車幅方向の何れか片側にずれて衝撃荷重が入力されたいわゆるオフセット衝突時に、片方のリヤサイドメンバのみで衝撃荷重を受ける。そのため、特許文献１に記載の技術では、リヤサイドメンバが座屈せずに内側あるいは外側に倒れてしまい、衝撃エネルギーを十分に吸収することができない。特に、車両のキャビン後部からリヤサイドメンバ後端までの長さが短い、いわゆるショートオーバーハング型の車両の場合、後部衝撃エネルギーを充分に吸収することは困難となる。

そこで、本発明は、オフセット衝突時でも車両後部からの入力荷重でリヤサイドメンバが内側あるいは外側に倒れることなく、且つその衝撃エネルギーを充分に吸収することのできる自動車車体の後部構造を提供することを目的とする。

本発明の自動車車体の後部構造では、左右に配置される第１リヤサイドメンバと第２リヤサイドメンバを車幅方向に連結させるリヤクロスメンバを車両後方に設けている。そして、第１リヤサイドメンバと第２リヤサイドメンバ間であってこれらリヤサイドメンバと略平行にリヤセンターメンバを、前記リヤクロスメンバに連結させ、そのリヤセンターメンバに脆弱部を設ける。また、リヤセンターメンバの後端を、第１及び第２リヤサイドメンバの後端よりも車両後方に突出させた構造とする。また、脆弱部は、車両後側に配置されて入力荷重により最初に潰れる第１脆弱部と、前記第１脆弱部よりも前側に配置されてこの第１脆弱部の後から潰れる第２脆弱部とを有している。第２脆弱部は、リヤセンターメンバの前記リヤクロスメンバとの結合部分に設けられ、該リヤクロスメンバとの結合部に近づくに従ってその断面が減少する断面減少部として形成し、断面減少部は、車両後方から前記結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部とする。

本発明の自動車車体の後部構造によれば、第１リヤサイドメンバと第２リヤサイドメンバの間にリヤセンターメンバをこれらリヤサイドメンバと略平行に設け且つリヤセンターメンバの後端を第１及び第２リヤサイドメンバの後端よりも車両後方に突出させ、そのリヤセンターメンバを、リヤクロスメンバに連結させた構造としているため、オフセット衝突時でも何れか一方のリヤサイドメンバとリヤセンターメンバに入力荷重が加わることになる。そのため、必ずリヤセンターメンバに入力荷重が加わり、一方のリヤサイドメンバのみで入力荷重を受けることがなく、リヤサイドメンバが車幅方向内側又は外側に曲がって衝撃エネルギーを吸収できない不都合を無くすことができる。また、本発明によれば、リヤセンターメンバに入力荷重で潰れる脆弱部を設けているので、この脆弱部を起点としてリヤセンターメンバが潰れることで車両後部に入力された衝撃エネルギーを充分に吸収することができる。また、本発明によれば、入力荷重により最初に潰れる第１脆弱部と、この第１脆弱部の後から潰れる第２脆弱部と、で脆弱部を構成したので、段階的に衝撃エネルギーを吸収することができると共に、確実にリヤセンターメンバを潰すことができる。また、本発明によれば、第２脆弱部をリヤクロスメンバとの結合部に近づくに従ってその断面が減少する断面減少部としたので、第２脆弱部を効率良く潰すことができる。また、本発明によれば、断面減少部を車両後方から結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部としたので、入力荷重によりリヤフロアパネルを車両上方へ押し上げるように潰れ、スペアタイヤ及びキャニスタを車両前方下方へ押しやり燃料タンクが潰れることを回避することができる。

図１は本実施形態の自動車車体の後部構造を示す斜視図である。 図２は図１の後部構造の底面図である。 図３は図１の後部構造の側面図である。 図４は車両後部に入力荷重が作用したときの図である。 図５はリヤセンターメンバの斜視図である。 図６はリヤセンターメンバの側面図である。 図７は図６の各線位置の断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「自動車車体の後部構造の構造説明」
図１は本実施形態の自動車車体の後部構造を示す斜視図、図２は図１の後部構造の底面図、図３は図１の後部構造の側面図、図４は車両後部に入力荷重が作用したときの図、図５はリヤセンターメンバの斜視図、図６はリヤセンターメンバの側面図、図７は図６の各線位置の断面図である。

図２において、軸Ｘは車両前後方向を表し、軸Ｙは車幅方向を表し、矢印ＦＲは車両前方を表し、矢印ＲＲは車両後方を表す。図３において、軸Ｚは車両高さ方向を表す。

本実施形態の自動車車体の後部構造は、図１から図３に示すように、第１リヤサイドメンバ１及び第２リヤサイドメンバ２と、第１リヤクロスメンバ３と、本発明のリヤクロスメンバに相当する第２リヤクロスメンバ４と、リヤセンターメンバ５と、から構成されている。

第１リヤサイドメンバ１及び第２リヤサイドメンバ２は、車両後部の主骨格を構成し、車両後方に延在して設けられると共に車幅方向に所定間隔を置いて左右に配置されている。これら第１リヤサイドメンバ１及び第２リヤサイドメンバ２の車両後端には、入力荷重を受けると潰れて衝撃エネルギーを吸収するエクステンションメンバー６、７がそれぞれ設けられている。

第１リヤクロスメンバ３は、車体後部の剛性を高めるために、第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２間にその長手方向を車幅方向に向けて設けられている。第１リヤクロスメンバ３のその長手方向の各端部を第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２に連結させることで、車体後部の剛性が高まる。

第２リヤクロスメンバ４は、第１リヤクロスメンバ３の車両後方に設けられ、該第１リヤクロスメンバ３と同様、第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２間を連結するように設けられている。この第２リヤクロスメンバ４が、本発明のリヤクロスメンバに相当する。この第２リヤクロスメンバ４は、第１リヤクロスメンバ３と平行に配置されることで、車体後部を平面視略井形形状としている。この第２リヤクロスメンバ４の下面４ａには、スペアタイヤ８を保持するためのスペアタイヤ保持部材９が設けられている。スペアタイヤ８は、このスペアタイヤ保持部材９と、スペアタイヤハンガー（図示せず）とにより、上下から保持される。

リヤセンターメンバ５は、第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２間であって、これらメンバ１，２と略平行に前記第２リヤクロスメンバ４の後方に連結されている。リヤセンターメンバ５は、図５から図７に示すように、第１メンバ部材１０と第２メンバ部材１１とから構成され、これらが結合されて内部空間をその一部に有する閉断面構造とされている。そして、このリヤセンターメンバ５には、車両後方からの入力荷重によって潰れる脆弱部（第１脆弱部と第２脆弱部）が形成されている。

第１メンバ部材１０は、例えば平板金属をプレス加工することによって平面視略長方形状に車両下方へ凹ませて形成した凹形状とされた突出部１２と、この突出部１２の外周縁に形成されるフランジ部１３と、を有している。この突出部１２には、底面１２ａから車両上方へ向かって凸となるビード部１４が設けられている。かかるビード部１４は、車両後方からの入力荷重で潰れるきっかけとなる（起点となる）第１脆弱部として機能し、その凸形状を車幅方向へ向けて形成している。

また、前記突出部１２の内側壁面１２ｂには、同じく第１脆弱部として機能するビード部１５が形成されている。このビード部１５は、前記底面１２ａに形成されたビード部１４が形成される位置よりも更に車両前方位置に形成され、フランジ部１３の一部に掛けて底面１２ａへ向かう縦方向に長いＶ状のビード部１５として形成されている。このビード部１５は、車幅方向両側の内側壁面１２ｂのそれぞれに形成されている。

また、この第１メンバ部材１０には、第２リヤクロスメンバ４との結合部分に第２脆弱部が設けられている。第２脆弱部は、車両後方から第２リヤクロスメンバ４との結合部に近づくに従ってその断面が減少する断面減少部１６として形成されている。断面減少部１６は、車両後方から前記結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部とされている。図６の線Ａ−Ａ位置の断面を図７（Ａ）に示し、同じく線Ｂ−Ｂ位置の断面を図７（Ｂ）に示し、線Ｃ−Ｃ位置の断面を図７（Ｃ）に示す。これら図７で示すように、第１メンバ部材１０の先端側は、第２リヤクロスメンバ４との結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部としての断面減少部１６となっている。

第１メンバ部材１０と第２リヤクロスメンバ４との結合部分は、前記第１メンバ部材１０の連結側のフランジ部１３とされている。このフランジ部１３は、第２リヤクロスメンバ４に対して溶接されることで固定されている。

第２メンバ部材１１は、第１メンバ部材１０の約１／３或いは１／２程度の大きさとされ、該第１メンバ部材１０の車両後方に設けられている。かかる第２メンバ部材１１は、平板金属を所定形状にプレス加工して形成されており、前記第１メンバ部材１０のフランジ部１３に重ねて溶接されることにより一体化されている。

この第２メンバ部材１１と第１メンバ部材１０には、スペアタイヤハンガーの一端を掛けるためのフック（図示せず）の貫通孔１７、１８が形成されている。第１メンバ部材１０に形成された貫通孔１８は、第２メンバ部材１１に形成された貫通孔１７よりも大きな孔として形成されている。この大きな貫通孔１８が形成されることで、この部位の剛性が弱くなり、該貫通孔１８が入力荷重により潰れる際の促進部となる。

「車両後部潰れ動作説明」
上述のように構成された自動車車体の後部構造において、図４に示すように、車両後方から衝突対象物１９が車両前方に向けて入力荷重Ｆで全衝突した場合、第１リヤサイドメンバ１及び第２リヤサイドメンバ２に設けられたエクステンションメンバー６、７と、これらの間に設けられたリヤセンターメンバ５のそれぞれに入力荷重Ｆが入力される。全衝突は、第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２とリヤセンターメンバ５の全てに衝突対象物１９が衝突するものとする。エクステンションメンバー６、７は、その入力荷重Ｆによって潰れる。また、リヤセンターメンバ５は、入力荷重Ｆの入力により最初に第１脆弱部である２ヶ所のビード部１４、１５が潰れの起点となり圧壊（座屈）し始める。

そして、このビード部１４及びビード部１５の圧壊がきっかけとなり、第２メンバ部材１１が設けられた後端部位が潰れて行く。その後、第２脆弱部となる断面減少部１６が潰れる。この断面減少部１６は、第２リヤクロスメンバ４との結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部とされているため、リヤフロアパネル２０を車両上方へ押し上げるように潰れる。そのため、スペアタイヤ８の後部は車両上方に持ち上げられ、スペアタイヤ保持部材９と当接する箇所を支点として、相対的に、スペアタイヤ８の前部は車両下方へと引き下げられる。これにより、スペアタイヤ８がその前方上部に設けられたキャニスタ２１に干渉してこれを車両前方へと押し出すことを回避できる。これにより、スペアタイヤ８及びキャニスタ２１が、これらの前方に配置された燃料タンク２２を押し潰すことを防止することができる。

このように、第１脆弱部と第２脆弱部が潰れのきっかけとなってリヤセンターメンバ５が潰れることにより、前記衝突対象物１９による衝撃エネルギーが、このリヤセンターメンバ５によって吸収される。このリヤセンターメンバ５が潰れてエネルギー吸収されて弱まった入力荷重Ｆは、第２リヤクロスメンバ４を介してその両端に設けられた第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２に伝達される。入力荷重Ｆは、第１リヤクロスメンバ３で連結された第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２の高剛性部位によって減衰させられる。

オフセット衝突の場合は、第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２の間にこれらメンバと平行にリヤセンターメンバ５を設けたので、何れか一方のリヤサイドメンバ１、２とリヤセンターメンバ５に入力荷重Ｆが作用することになる。そのため、一方のリヤサイドメンバ１、２のみで入力荷重Ｆを受けることができないため、リヤサイドメンバ１、２が車幅方向内側に曲がって衝撃エネルギーを吸収できない不都合を無くすことができる。

以上のように、本実施形態によれば、第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２の間にこれらリヤサイドメンバと略平行にリヤセンターメンバ５を設けたので、オフセット衝突であっても何れか一方のリヤサイドメンバ１、２とリヤセンターメンバ５に入力荷重が作用するので、衝撃エネルギーを効率良く吸収することができる。

また、本実施形態によれば、リヤセンターメンバ５に車両後方からの入力荷重Ｆで潰れる脆弱部を設けたので、車両後方から荷重が入力された際には、この脆弱部をきっかけとしてリヤセンターメンバ５が潰れて衝撃エネルギーを充分に吸収できる。

また、本実施形態によれば、リヤセンターメンバ５が潰れてから入力荷重Ｆを第２リヤクロスメンバ４を介して左右の第１リヤサイドメンバ１と第２リヤサイドメンバ２に伝達する構造となっているため、前記リヤセンターメンバ５でエネルギー吸収されて小さくなった入力荷重Ｆを両リヤサイドメンバ１、２に伝達できる。

また、本実施形態によれば、入力荷重Ｆにより最初に潰れる第１脆弱部と、この第１脆弱部の後から潰れる第２脆弱部と、で脆弱部を構成したので、段階的に衝撃エネルギーを吸収することができると共に、確実にリヤセンターメンバ５を潰すことができる。

また、本実施形態によれば、第１脆弱部をリヤセンターメンバ５の一部に形成した２ヶ所のビード部１４、１５としたので、簡単な構造で脆弱部を形成することができる。

また、本実施形態によれば、第２脆弱部を第２リヤクロスメンバ４との結合部に近づくに従ってその断面が減少する断面減少部１６としたので、第２脆弱部を効率良く潰すことができる。

また、本実施形態によれば、断面減少部１６を車両後方から結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部としたので、入力荷重Ｆによりリヤフロアパネル２０を車両上方へ押し上げるように潰れ、スペアタイヤ８及びキャニスタ２１を車両前方下方へ押しやり燃料タンク２２が潰れることを回避することができる。

また、本実施形態によれば、リヤセンターメンバ５は脆弱部が潰れてリヤフロアパネル２０を車両上方へ押し上げるので、車両下面に設けられたキャニスタ２１や燃料タンク２２などの部品を衝突時に保護することができる。

以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されることはない。

例えば、リヤセンターメンバ５に設けた断面減少部１６の前端部を、第２リヤクロスメンバ４の上面ではなく下面４ａに固定するようにしてもよい。このようにすることで、リヤセンターメンバ５の潰れによる衝撃エネルギーの吸収量を大きくすることができる。

本発明は、自動車車体の後部構造に利用することができる。

１…第１リヤサイドメンバ
２…第２リヤサイドメンバ
３…第１リヤクロスメンバ
４…第２リヤクロスメンバ
５…リヤセンターメンバ
６、７…エクステンションメンバー
８…スペアタイヤ
１０…第１メンバ部材（リヤセンターメンバ）
１１…第２メンバ部材（リヤセンターメンバ）
１４…ビード部（第１脆弱部）
１５…ビード部（第１脆弱部）
１６…断面減少部（第２脆弱部）
２０…リヤフロアパネル
２１…キャニスタ
２２…燃料タンク

Claims (3)

1. 車両後方に延在して左右に配置される第１リヤサイドメンバ及び第２リヤサイドメンバと、
   車両後方に設けられて、前記第１リヤサイドメンバと前記第２リヤサイドメンバを車幅方向に連結させるリヤクロスメンバと、
   車両後方からの入力荷重で潰れる脆弱部を有し、前記第１リヤサイドメンバと前記第２リヤサイドメンバ間であってこれらリヤサイドメンバと略平行に前記リヤクロスメンバに対して結合され且つ後端が第１及び第２リヤサイドメンバの後端よりも車両後方に突出したリヤセンターメンバと、を備え、
   前記脆弱部は、車両後側に配置されて入力荷重により最初に潰れる第１脆弱部と、前記第１脆弱部よりも前側に配置されてこの第１脆弱部の後から潰れる第２脆弱部と、からなり、
   前記第２脆弱部は、前記リヤセンターメンバの前記リヤクロスメンバとの結合部分に設けられ、該リヤクロスメンバとの結合部に近づくに従ってその断面が減少する断面減少部として形成され、
   前記断面減少部は、車両後方から前記結合部分に向けて車両上方へ傾斜する傾斜部とされている
   ことを特徴とする自動車車体の後部構造。
2. 請求項１に記載の自動車車体の後部構造であって、
   前記第１脆弱部は、前記リヤセンターメンバの一部に形成したビード部からなる
   ことを特徴とする自動車車体の後部構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の自動車車体の後部構造であって、
   前記リヤセンターメンバは、車両後方から荷重が入力された際には、前記脆弱部が潰れてリヤフロアパネルを車両上方へ押し上げる
   ことを特徴とする自動車車体の後部構造。

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