JP6666057B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のリアフロアパネルの下方に貯留部材と動力伝達部材と後輪駆動装置とを備える車両構造に関する。特に、車両の後面衝突時、後輪駆動装置の変位によって動力伝達部材を介して貯留部材が損傷することを抑制できる車両構造に関する。

車両の後部の構造として、特許文献１の車体後部構造や特許文献２の車両後部構造が知られている。

特許文献１の車体後部構造は、リアフロアパネルの下面に、左右一対のリアサイドメンバと、前後に並列し、左右一対のリアサイドメンバ間に亘って掛け渡されるＮｏ．４クロスメンバ及びＮｏ．５クロスメンバと、Ｎｏ．４クロスメンバとＮｏ．５クロスメンバ間に亘って掛け渡される左右一対の縦メンバと、前後に並列し、左右一対の縦メンバ間に亘って掛け渡される支持部材及び補助メンバとが固定されている。このリアフロアパネルの下方には、車両の前方から後方に順次、プロペラシャフト（動力伝達部材）と差動装置（後輪駆動装置）とが配置されている。差動装置は、その前端部がプロペラシャフトの後端部に連結され、中間部分が支持部材に固定され、後端部分が補助メンバに固定されている。リアフロアパネルとプロペラシャフトとの間には、燃料タンク（貯留部材）が設けられている。リアフロアパネルにおける後方側のスペアタイヤパンの下面は水平である。

特許文献２の車両後部構造は、リアフロアパネルと、リアフロアパネルの車幅方向の両サイドに設けられ、車両の前後方向に延びる一対のリアサイドメンバとを備える。リアサイドメンバの上部には、リアサイドメンバに車両の後方からの荷重が加わった際にリアサイドメンバを下方に凸となるように屈曲させる起点となる第１脆弱部が設けられ、リアサイドメンバ下部の第１脆弱部よりも前方には、上記荷重が加わった際にリアサイドメンバを上方に凸となるように屈曲させる起点となる第２脆弱部が設けられている。そうして、後方からの荷重を吸収している。

特開２０１５−１７４６４２号公報 特開２０１４−８８３５号公報

特許文献１の車体後部構造では、後面衝突時、差動装置の変位によってプロペラシャフトを介して燃料タンクが損傷する虞がある。リアフロアパネルの後方側（スペアタイヤパン）の下面が水平であるため、車両後方から前方への荷重により、差動装置の後端部が固定される補助メンバが前方下方に変位する虞がある。補助メンバが前方下方へ変位すれば、リアフロアパネルの後方側が前方へ変位してリアフロアパネルが車両下方に凸となるように変形する。このとき、差動装置の後端部が下方に回動し、差動装置の前端部が上方に回動すると、差動装置の前端部に連結されるプロペラシャフトの後端部がその上方の燃料タンクに近付くように上方へ回動する。そうして、プロペラシャフトが燃料タンクに衝突することで、燃料タンクが損傷する。

特許文献２の車両後部構造では、リアサイドメンバに脆弱部を設けて後面衝突時にリアサイドメンバを屈曲させることで後方からの荷重を吸収している。しかし、脆弱部によりリアサイドメンバの剛性が低下する。

本発明の目的の一つは、車両の後面衝突時、リアフロアパネルの下方における後輪駆動装置の変位によって動力伝達部材を介して貯留部材が損傷することを抑制できる車両構造を提供することにある。

（１）本発明の一態様に係る車両構造は、
車両の後方の下面を形成するリアフロアパネルと、
前記リアフロアパネルの下方に配置され、動力源により駆動される動力伝達部材と、
前記動力伝達部材の後端に連結され、前記動力伝達部材の駆動力で後輪を回転させる後輪駆動装置と、
前記後輪駆動装置の後部が固定され、前記リアフロアパネルの下面の左右両側に車両の前後方向に延びる一対のリアサイドメンバ間を橋渡すリアクロスメンバと、
前記リアクロスメンバからその後方に延び、前記リアフロアパネルの下面に取り付けられる前後ブラケットと、
前記リアフロアパネルと前記動力伝達部材との間に配置され、前記動力源を駆動させるエネルギー源を貯留する貯留部材と、
前記後輪駆動装置をその前記後部よりも前方を支持して前記リアフロアパネルの下面に固定する取付部材とを備える車両構造であって、
前記前後ブラケットは、水平方向に対して車両後方側に向かって下方に下がる傾斜部を有する。

（２）上記車両構造の一形態として、
前記後輪駆動装置と前記取付部材との固定点と前記リアクロスメンバと前記前後ブラケットとの固定点とを結ぶ仮想直線と、前記傾斜部の傾斜方向に沿った仮想直線とのなす角が１８０°未満であることが挙げられる。

上記（１）の車両構造は、後面衝突時、後輪駆動装置の変位によって動力伝達部材を介して貯留部材が損傷することを抑制できる。リアクロスメンバからその後方に設けた前後ブラケットが傾斜部を有することで、車両の後方から前方への荷重がリアクロスメンバに対して傾斜部の傾斜方向に沿って作用するため、リアクロスメンバを車両の前方上方側に変位させ易い。それにより、取付部材を回動中心として後輪駆動装置の後部を上方に前部を下方に回動させて、動力伝達部材の後端部を貯留部材から離れるように下方に回動させ易い。そのため、動力伝達部材の貯留部材への衝突を抑制できる。それにより、脆弱部を設けなくてもよく、剛性の低下を抑制できる。

上記（２）の車両構造は、後面衝突時、後輪駆動装置の変位によって動力伝達部材を介して貯留部材が損傷することをより一層抑制し易い。リアクロスメンバを車両の前方上方側により一層変位させ易いため、後輪駆動装置の後部と前部とを所定の方向に回動させて動力伝達部材の後端部を貯留部材から離間させ易いからである。

実施形態１に係る車両構造の概略を示す後面図である。 図１の（ＩＩ）−（ＩＩ）切断線で切断した車両構造の概略を示す部分縦断面図である。 実施形態１に係る車両構造における後面衝突時の変形状態の概略を示す部分縦断面図である。

本発明の車両構造の実施形態１を、図１〜図３を参照しつつ以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。図中の「ＦＲ」は車両の前方、「ＲＲ」は後方、「ＬＨ」は左側、「ＲＨ」は右側、「ＵＰ」は上方、「ＬＷＲ」は下方を示す。

《実施形態１》
〔車両構造〕
実施形態１に係る車両構造１は、車両の後方の下面を形成するリアフロアパネル２の下方において、車両の前方から後方に順次配置される動力伝達部材３、後輪駆動装置４、リアクロスメンバ５（本例では後方側のリアクロスメンバ５ｒ）、及び前後ブラケット６を備える（図１）。動力伝達部材３は、動力源（図示略）により駆動される。後輪駆動装置４は、動力伝達部材３の駆動力で後輪１１を回転させる。後方側のリアクロスメンバ５ｒは、後輪駆動装置４の後部が固定され、左右一対のリアサイドメンバ１２間を橋渡す。前後ブラケット６は、後方側のリアクロスメンバ５ｒからその後方に延びてリアフロアパネル２を補強する。この車両構造１は、更に、リアフロアパネル２と動力伝達部材３との間に配置され、動力源を駆動させるエネルギー源を貯留する貯留部材７と、後輪駆動装置４をその後部よりも前方（後述するアーム部４１）を支持してリアフロアパネル２の下面に固定する取付部材８とを備える。この車両構造１の特徴の一つは、前後ブラケット６が特定の方向に傾斜する傾斜部６１を有する点にある（図２）。以下、各構成を詳細に説明する。

［リアフロアパネル］
リアフロアパネル２は、車両の後方の下面を形成する（図１，図２）。リアフロアパネル２は、例えば、所定の形状に成形した鋼板などで構成される。リアフロアパネル２は、車両の前方（図２紙面左側）から後方（図２紙面右側）に向かって、前方エリア２１と、前方エリア２１よりも高い位置に設けられる中間エリア２２と、中間エリア２２よりも低い位置に設けられる後方エリア２３とを有する。前方エリア２１は、例えば、乗員の足元スペースを構成する。中間エリア２２は、例えば、リアシート（図示略）が設置される。後方エリア２３は、例えば、スペアタイヤや工具など（いずれも図示略）の収納スペースを構成する。

［動力伝達部材］
動力伝達部材３は、動力源（図示略）により駆動される。動力源は、例えば、エンジン、及びモータの少なくとも一方が挙げられ、車両の前方側に設けられる。動力伝達部材３は、例えば、プロペラシャフトが挙げられ、動力源の回転力を後輪駆動装置４に伝達する。動力伝達部材３は、車幅方向の中央に動力源から車両後方側の後輪駆動装置４まで車両の前後方向に沿って設けられている（図１）。

［後輪駆動装置］
後輪駆動装置４は、動力伝達部材３の駆動力で車両の後輪１１を回転させる（図１）。後輪駆動装置４は、例えば、ディファレンシャルギアが挙げられる。この後輪駆動装置４は、車幅方向に延びるドライブシャフト（図示略）が接続され、このドライブシャフトを介して後輪１１を回転させる。

後輪駆動装置４の前部は、自在継手１４を介して動力伝達部材３の後端部と連結され、後輪駆動装置４の後部は、後述するリアクロスメンバ５（後方側のリアクロスメンバ５ｒ）に固定されている。後輪駆動装置４の後部よりも前方（中間部分）には、車幅方向に沿って左右両側に延びる左右一対のアーム部４１が固定されている。

左右一対のアーム部４１の先端は、取付部材８を介してリアフロアパネル２に固定されている。本例の各アーム部４１の先端は、図示は簡略化しているが、ボルト１８が挿通される内筒と、内筒の外周を所定の間隔を開けて囲む外筒と、内筒と外筒との間に介在されるゴムなどの緩衝材とを有する。内筒の軸は、車両の前後方向に沿っている。

［リアクロスメンバ］
リアクロスメンバ５は、リアフロアパネル２を補強する。リアクロスメンバ５は、車幅方向に延びる長尺状の部材であり、本例では板材で構成されている。リアクロスメンバ５の形状（断面形状）は、ハット形状である。本例のリアクロスメンバ５の数は２つであり、後輪駆動装置４を挟んで車両の前後に並列する前方側のリアクロスメンバ５ｆと後方側のリアクロスメンバ５ｒとを有する。

両リアクロスメンバ５ｆ，５ｒは、左右一対のリアサイドメンバ１２間を橋渡すように固定されている。左右一対のリアサイドメンバ１２は、リアフロアパネル２の下面の左右両側に車両の前後方向に延びてリアフロアパネル２を補強するもので、本例ではリアフロアパネル２の前方エリア２１から後方エリア２３の後端にまで亘って設けられている。

前方側のリアクロスメンバ５ｆは、後輪駆動装置４の前方上方のリアフロアパネル２（中間エリア２２）の下面に固定されている。この前方側のリアクロスメンバ５ｆには、後述する貯留部材７の後端部と左右一対の前後ブレース１５の前端部とが固定される。この前方側のリアクロスメンバ５ｆは、サスペンション（図示略）を支持するサスペンションメンバとして機能することもできる。

後方側のリアクロスメンバ５ｒは、後輪駆動装置４の後部上方のリアフロアパネル２（後方エリア２３）の下面に固定されている。この後方側のリアクロスメンバ５ｒには、後輪駆動装置４の後部の他に、左右一対の前後ブレース１５の後端部と前後ブラケット６の前端部が固定される。

［前後ブラケット］
前後ブラケット６は、リアフロアパネル２（後方エリア２３）を補強する。前後ブラケット６は、後方側のリアクロスメンバ５ｒから車両の前後方向に延びる長尺状の部材であり、本例では板材で構成されている。前後ブラケット６の形状（断面形状）は、ハット形状である。前後ブラケット６の数は、本例では単数であるが、複数としてもよい。前後ブラケット６の車幅方向に沿った配置箇所は、車幅方向の中央である（図１）。前後ブラケット６の前端部は、後方側のリアクロスメンバ５ｒに固定されている。前後ブラケット６の後端部は、リアフロアパネル２（後方エリア２３）の後端、及び車両の後方下端のリアバンパ１３に固定されている。

なお、前後ブラケット６の数が２つ以上でかつ偶数の場合、車幅方向に沿った前後ブラケットの配置箇所は、互いの前後ブラケット同士の間隔と、最も車外側に位置する左右２つの前後ブラケットと左右一対のリアサイドメンバ１２との間の間隔の全てが均等となる位置が挙げられる。前後ブラケットの数が３つ以上でかつ奇数の場合、１本の前後ブラケットを車幅方向の中央に配置しつつ、互いの前後ブラケット同士の間隔と、最も車外側に位置する左右２つの前後ブラケットと左右一対のリアサイドメンバ１２との間の間隔の全てが均等となる位置が挙げられる。

（傾斜部）
前後ブラケット６は、水平方向に対して車両の後方側に向かって下方に下がる傾斜部６１を有する。図２では、説明の便宜上、水平線αを一点鎖線で示している。傾斜部６１を備えることで、詳しくは後述の「後面衝突時の挙動」の欄で説明するが、後面衝突（以下、単に後突という）時、後方側のリアクロスメンバ５ｒを前方上方に変位させ易いため、後輪駆動装置４の後部と前部とを所定の方向に回動させ易くて、動力伝達部材３の貯留部材７への衝突を抑制し易い（図３）。

傾斜部６１の傾斜角度θ１は、例えば、３°以上が好ましく、更に、４°以上が好ましく、特に４．５°以上が好ましい。そうすれば、後突時、後方側のリアクロスメンバ５ｒを前方上方に変位させ易い。傾斜部６１の傾斜角度θ１は、傾斜部６１の傾斜方向に沿った仮想直線Ｌ１と水平線αとのなす角である。図２では、仮想直線Ｌ１を二点鎖線で示しており、下図に傾斜部６１の傾斜角度θ１を仮想的に示している。傾斜部６１の傾斜角度θ１は、例えば、１０°以下が好ましく、更に、９°以下が好ましく、特に８°以下が好ましい。そうすれば、傾斜角度θ１が過度に大き過ぎない。即ち、前後ブラケット６と後方側のリアクロスメンバ５ｒとの固定箇所を車両の上方に過度に上げ過ぎたり、前後ブラケット６の後端部を下方に過度に下げ過ぎたりしない。そのため、車室内が狭くなることを抑制できる上に、車両の後方の下端と地面との間の間隔が狭くなることなく車両の後方の下端と地面との間の間隔を保てる。

［貯留部材］
貯留部材７は、動力源を駆動させるエネルギー源を貯留する。図２，図３では、説明の便宜上、貯留部材７はその外形を示している。貯留部材７及びエネルギー源は、動力源に応じて適宜選択できる。動力源がエンジンの場合、エネルギー源はガソリンなどの燃料が挙げられ、貯留部材７は燃料を貯留する燃料タンクが挙げられる。動力源がモータの場合、エネルギー源は電気や水素が挙げられ、貯留部材７は電気を貯留するバッテリーや水素を貯留する水素タンクが挙げられる。貯留部材７の配置箇所は、リアフロアパネル２（中間エリア２２）と動力伝達部材３との間である。貯留部材７の前端部は、前方エリア２１及び前方エリア２１の下面のクロスメンバ（図示略）の少なくとも一方に固定され、貯留部材７の後端部は、前方側のリアクロスメンバ５ｆに固定されている。

［取付部材］
取付部材８は、後輪駆動装置４を支持してリアフロアパネル２の下面に固定する。取付部材８における後輪駆動装置４の支持箇所は、後輪駆動装置４の中間部分が挙げられる。それにより、後突時に後輪駆動装置４の後部と前部とを回動させられる。取付部材８の数は本例では２つであり、２つの取付部材８はそれぞれ後輪駆動装置４の左右両側に配置されている。

各取付部材８は、本例では各前後ブレース１５の下面に固定されて、各前後ブレース１５から車両の下方に向かって延びるように形成されている。なお、各取付部材８は、リアフロアパネル２の下面に直接固定されて、リアフロアパネル２の下面から下方に延びるように形成されていてもよい。各取付部材８と各前後ブレース１５とは一連に成形された一体物で構成してもよい。各前後ブレース１５は、リアフロアパネル２を補強するもので、後輪駆動装置４の左右両側に配置されて両リアクロスメンバ５ｆ，５ｒ間を橋渡すように固定されている。各前後ブレース１５は、車両の前後方向に延びる長尺状の部材であり、本例では板材で構成されている。各前後ブレース１５の形状（断面形状）は、ハット形状である。即ち、各取付部材８は前後ブレース１５を介して後輪駆動装置４をリアフロアパネル２の下面に固定する。

各取付部材８の先端（下端）には、後輪駆動装置４のアーム部４１が固定される。各取付部材８の先端は、アーム部４１の先端を車両の前後方向から挟む一対の挟持部８１を有する。一対の挟持部８１には、貫通孔（図示略）が形成されている。各取付部材８とアーム部４１との固定は、一対の挟持部８１でアーム部４１の先端を挟んだ状態で、ボルト１８を一対の挟持部８１の貫通孔とアーム部４１の内筒とを挿通させてナット１９で締め付けることで行える。

各取付部材８におけるアーム部４１との固定箇所（固定点Ａ）の高さ（上下方向に沿った位置）は、詳しくは後述するが、例えば、本例のように後方側のリアクロスメンバ５ｒと前後ブラケット６との固定箇所（固定点Ｂ）の高さ（位置）よりも低いことが好ましい。そうすれば、後突時、後方側のリアクロスメンバ５ｒを前方上方に変位させ易い。

［仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２との関係］
車両構造１は、図２の下図に仮想的に示すように、「仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２とのなす角θ２が１８０°未満」を満たすことが好ましい。そうすれば、後突時、後方側のリアクロスメンバ５ｒを前方上方に変位させ易い。仮想直線Ｌ１とは、上述したように傾斜部６１の傾斜方向に沿った直線をいう。仮想直線Ｌ２とは、後輪駆動装置４と取付部材８との固定点Ａと、後方側のリアクロスメンバ５ｒと前後ブラケット６との固定点Ｂとを結ぶ直線をいう。仮想直線Ｌ２は、仮想直線Ｌ１の延長線よりも車両の下方側に位置することが好ましい。仮想直線Ｌ２は、例えば、仮想直線Ｌ１の延長線と水平線αとの間に位置することが好ましく、更に、水平線αと平行であることが好ましく、特に、水平線αよりも下方に位置することが好ましい。即ち、上記固定点Ａの高さ（位置）は、仮想直線Ｌ１の延長線よりも低い位置にあることが好ましい。上記固定点Ａの高さ（位置）は、仮想直線Ｌ１の延長線と水平線αとの間に位置することが好ましく、更に、上記固定点Ｂの高さ（位置）と同じ高さ（位置）にあることが好ましく、特に、上記固定点Ｂの高さ（位置）よりも低い（水平線αよりも低い位置にある）ことが好ましい。上記なす角θ２は、傾斜角度θ１にもよるが、例えば、１７５°以下が好ましく、更に、１７０°以下が好ましく１６５°以下が好ましい。

［後面衝突時の挙動］
主に図３（適宜図２）を参照して、実施形態１に係る車両構造１の後突時の挙動を説明する。図３では、後突前の車両構造１を点線で示しており（必要に応じて図２を参照）、後突後の車両構造１を実線で示している。

後突時のリアバンパ１３に対して車両の後方から前方に向かって作用する荷重は、前後ブラケット６を介して前後ブラケット６の前端部と後方側のリアクロスメンバ５ｒとの固定箇所（固定点Ｂ）に伝わる。この荷重は、上記固定点Ｂに対して傾斜部６１の傾斜方向に沿って作用するため、上記固定点Ｂには車両の前方に向かって斜め上方向の荷重が作用する。このとき、実線で示すように、後方側のリアクロスメンバ５ｒが車両の前方上方側に変位し、リアフロアパネル２（後方エリア２３）の後端が前方へ変位して、リアフロアパネル２（後方エリア２３）が車両の上方に凸となるように変形する。後方側のリアクロスメンバ５ｒが前方上方に変位すると、後輪駆動装置４の後部が上方に回動し、前部が下方に回動する。このとき、後輪駆動装置４のアーム部４１と取付部材８との固定箇所（固定点Ａ）を回動中心とすることができる。後方側のリアクロスメンバ５ｒよりも前方の部材の変位が、後方側のリアクロスメンバ５ｒにより抑制され易く、特に両リアクロスメンバ５ｆ，５ｒ間を橋渡す前後ブレース１５により抑制されやすいため、取付部材８の変位を抑制し易いからである。後輪駆動装置４の前部が下方へ回動することで、後輪駆動装置４の前部に連結される動力伝達部材３の後端部が下方へ回動する。即ち、動力伝達部材３が後述の貯留部材７から離れる方向に移動する。そうして、動力伝達部材３の貯留部材７への衝突が抑制される。そのため、動力伝達部材３によって貯留部材７が損傷することを抑制できる。

〔作用効果〕
実施形態１に係る車両構造１は、後面衝突時、後輪駆動装置４の回動に伴う動力伝達部材３の貯留部材７への衝突を抑制できるため、貯留部材７の損傷を抑制できる。前後ブラケット６が傾斜部６１を有することで、後面衝突時に上記固定点Ｂを車両の前方上方側に変位させ易いため、上記固定点Ａを回動中心として後輪駆動装置４の後部と前部とを所定の方向に回動させて動力伝達部材３を貯留部材７から離間させ易いからである。それにより、脆弱部を設けなくてもよく、剛性の低下を抑制できる。

本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両構造
２ リアフロアパネル
２１ 前方エリア
２２ 中間エリア
２３ 後方エリア
３ 動力伝達部材
４ 後輪駆動装置
４１ アーム部
５ リアクロスメンバ
５ｆ 前方側のリアクロスメンバ
５ｒ 後方側のリアクロスメンバ
６ 前後ブラケット
６１ 傾斜部
７ 貯留部材
８ 取付部材
８１ 挟持部
１１ 後輪
１２ リアサイドメンバ
１３ リアバンパ
１４ 自在継手
１５ 前後ブレース
１８ ボルト
１９ ナット

Claims (1)

1. 車両の後方の下面を形成するリアフロアパネルと、
   前記リアフロアパネルの下方に配置され、動力源により駆動される動力伝達部材と、
   前記動力伝達部材の後端に連結され、前記動力伝達部材の駆動力で後輪を回転させる後輪駆動装置と、
   前記後輪駆動装置の後部が固定され、前記リアフロアパネルの下面の左右両側に車両の前後方向に延びる一対のリアサイドメンバ間を橋渡すリアクロスメンバと、
   前記リアクロスメンバからその後方に延び、前記リアフロアパネルの下面に取り付けられる前後ブラケットと、
   前記リアフロアパネルと前記動力伝達部材との間に配置され、前記動力源を駆動させるエネルギー源を貯留する貯留部材と、
   前記後輪駆動装置をその前記後部よりも前方を支持して前記リアフロアパネルの下面に固定する取付部材とを備える車両構造であって、
   前記前後ブラケットは、
   前記リアクロスメンバに固定される前端部と、
   水平方向に対して車両後方側に向かって下方に下がる傾斜部とを有し、
   前記傾斜部は、車両の後面衝突時の車両前方側に向かって作用する荷重を前記前後ブラケットの前記前端部に対して車両の前方上方側へ作用させるように構成されている、
   車両構造。

Images