JP7192009B2 - 車体後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体後部構造に関するものである。

従来、車両の後方であってフロアパネルの近傍に種々の車載部品が搭載された車体後部構造が知られている。これらの車両では、車載部品を保護しつつ、後突時における衝撃エネルギーを吸収して乗員の安全性を高めるための技術が種々提案されている。

例えば特許文献１には、サイドシルの後方に配置されるトーションビームと、下方に突出するフロアパンと、フロアパンの下面に沿って前後方向に延びるリヤセンタフレーム（衝撃吸収部材）と、を有する車体後部構造が開示されている。リヤセンタフレームは、トーションビームの後方に配置されている。特許文献１に記載の技術によれば、後突初期には、凹凸状に形成されたリヤセンタフレームの後部が潰れることで衝撃エネルギーが吸収される。後突後期には、リヤセンタフレームがトーションビームに当接することによって衝撃エネルギーが吸収される。よって、短いストロークで衝撃エネルギーを吸収し、乗員の安全性を確保できるとされている。

特開２００９－６７３７６号公報

ところで、水素ガス等のガス燃料を燃料として走行する車両が知られている。これらの車両では、フロアパネルを上方に隆起させ、燃料タンクをこの隆起した部分に配置する場合がある。この場合、燃料タンクの下方にはフロアパネルの開口が形成される。このため、前後方向において燃料タンクと対応する部分において、衝撃吸収部材をフロアパネルの下面に沿わせることができない。これにより、トーションビーム等の荷重を受ける部材と衝撃吸収部材との間の間隔が大きくなるので、後突時に衝撃吸収部材が空走状態となり、車体が大きく変形するおそれがあった。さらに、荷重を受ける部材と衝撃吸収部材との間隔が大きいので、後突時の移動に伴って衝撃吸収部材の後退角度が変化することにより、衝撃吸収部材がトーションビームに当接しなくなるおそれがあった。
したがって、特許文献１に記載の従来技術にあっては、フロアパネルの下方に燃料タンクを配置する車両に適用した場合であっても、衝撃エネルギーを確実に吸収して乗員の安全性を向上する点において改善の余地があった。

そこで、本発明は、フロアパネルの下方に燃料タンクを配置する車両に適用した場合であっても、衝撃エネルギーを確実に吸収して乗員の安全性を向上できる車体後部構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る車体後部構造（例えば、実施形態における車体後部構造１）は、フロアパネル（例えば、実施形態におけるフロアパネル２）と、前記フロアパネルよりも車体の上下方向における下方に設けられるサブフレーム（例えば、実施形態におけるサブフレーム３）と、前記サブフレームよりも前記車体の前後方向における後方に設けられ、前記前後方向に沿って延びる衝撃吸収部材（例えば、実施形態における衝撃吸収部材４）と、前記フロアパネルの下面（例えば、実施形態における下面１３ａ）に前記衝撃吸収部材を着脱可能に取り付けるブラケット（例えば、実施形態におけるブラケット５）と、を備え、前記フロアパネルは、前記衝撃吸収部材が取り付けられる前記下面を有するフロアパン（例えば、実施形態におけるフロアパン１３）を有し、前記衝撃吸収部材は、前記フロアパンの前記下面に沿う第一延在部（例えば、実施形態における第一延在部４７）と、前記第一延在部と一体形成され、前記フロアパンよりも前記前後方向の前方に延在する第二延在部（例えば、実施形態における第二延在部４８）と、を有し、前記衝撃吸収部材の前端部（例えば、実施形態における前端部３８）は、前記上下方向において前記サブフレームと同じ高さとなるように配置されるとともに、前記前後方向において前記サブフレームとの間に間隔（例えば、実施形態における間隔Ｓ）をあけて配置されることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明に係る車体後部構造は、前記フロアパネルは、前記フロアパネルが上方に隆起するように湾曲形成されることにより下方に開口する凹部（例えば、実施形態における凹部１２）を有し、前記衝撃吸収部材は、前記凹部の開口後縁（例えば、実施形態における開口後縁１４ａ）を跨ぐように前記前後方向に延びることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明に係る車体後部構造は、前記フロアパネルは、前記フロアパネルが上方に隆起するように湾曲形成されることにより下方に開口する凹部（例えば、実施形態における凹部１２）を有し、前記ブラケットは、前記凹部の開口後縁（例えば、実施形態における開口後縁１４ａ）を跨ぐＬ字状又はＵ字状に形成され、前記サブフレームは、前記衝撃吸収部材の前記前端部と対向する被当接面（例えば、実施形態における被当接面２２）を有することを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係る車体後部構造は、前記ブラケットは、締結部材が締結されるナット部（例えば、実施形態におけるナット部４１）を有し、前記衝撃吸収部材は、前記ブラケットとの間に配置されるスペーサ（例えば、実施形態におけるスペーサ４３）を介して前記ブラケットと接続されることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明に係る車体後部構造は、前記フロアパネルは、前記フロアパネルが上方に隆起するように湾曲形成されることにより下方に開口する凹部（例えば、実施形態における凹部１２）を有し、前記フロアパネルの前記凹部に燃料タンク（例えば、実施形態における燃料タンク１６）が配置されていることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明に係る車体後部構造は、前記サブフレームは、前記燃料タンクよりも下方において車体フレーム（例えば、実施形態における車体フレーム１０）に固定されることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明に係る車体後部構造は、前記衝撃吸収部材は、中空のパイプ状に形成された本体部（例えば、実施形態における本体部３０）と、前記本体部の内部に設けられ、前記衝撃吸収部材の長手方向に沿って延びる補強部（例えば、実施形態における補強部３１）と、を有することを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明に係る車体後部構造は、前記衝撃吸収部材の前部には脆弱部（例えば、実施形態における脆弱部３３）が設けられていることを特徴としている。

また、請求項９に記載の発明に係る車体後部構造は、前記衝撃吸収部材は、前記本体部の上面に設けられたボルト締結孔（例えば、実施形態におけるボルト締結孔３４）と、前記本体部の下面に設けられたボルト挿入孔（例えば、実施形態におけるボルト挿入孔３５）と、を有することを特徴としている。

また、請求項１０に記載の発明に係る車体後部構造は、前記サブフレームの後端部には、前記衝撃吸収部材の前記前端部と対向するとともに前記前後方向を面直方向とする被当接面（例えば、実施形態における被当接面２２）が設けられ、前記被当接面は、前記上下方向から見て、前記車体の車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜し、前記被当接面と対向する前記衝撃吸収部材の前記前端部は、前記上下方向から見て、前記被当接面と平行となるように傾斜していることを特徴としている。

また、請求項１１に記載の発明に係る車体後部構造は、前記衝撃吸収部材は、前記車体の車幅方向に並んで左右一対設けられていることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の車体後部構造によれば、衝撃吸収部材は、ブラケットを介してフロアパネル後部に位置するフロアパンの下面に着脱可能に取り付けられる。衝撃吸収部材は、フロアパネル（フロアパン）に沿う第一延在部と、フロアパンよりも前方に延びる第二延在部と、を有する。これにより、衝撃吸収部材の前端部をフロアパンよりも前方に配置することができる。よって、例えばフロアパネルの下方に燃料タンク等を配置する場合であっても適用できる。すなわち、フロアパンの前方において衝撃吸収部材をフロアパネルに沿わせることができない場合であっても、前後方向の所望の位置まで前方に向けて衝撃吸収部材を延出させることができる。
衝撃吸収部材より前方には、サブフレームが配置される。衝撃吸収部材の前端部は、上下方向においてサブフレームと同じ高さとなるように配置されるとともに、前後方向においてサブフレームとの間に間隔をあけて配置される。これにより、フロアパネルが下面に開口を有する場合であっても、衝撃吸収部材をフロアパネルに沿わせて配置する従来技術と比較して、サブフレームと衝撃吸収部材の前端部とを近づけた状態で配置できる。よって、後突時に衝撃吸収部材が空走状態となることを抑制し、後突時の衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。
衝撃吸収部材をサブフレームに当接させる構成としたので、後突時に衝撃吸収部材とサブフレームとの高さ位置がずれることを抑制できる。すなわち、サスペンションとの関係により車体に対して上下方向に変位し易いトーションビームに衝撃吸収部材を当接させる従来技術と比較して、サブフレームは車体に固定されているので、同じく車体に取り付けられた衝撃吸収部材とサブフレームとの相対位置のずれが生じにくい。これにより、後突時に衝撃吸収部材とサブフレームとを確実に当接させることができる。よって、衝撃吸収部材により安定的に後突時の衝撃エネルギーを吸収できる。
したがって、フロアパネルの下方に燃料タンクを配置する車両に適用した場合であっても、衝撃エネルギーを確実に吸収して乗員の安全性を向上できる車体後部構造を提供できる。

本発明の請求項２に記載の車体後部構造によれば、フロアパネルは凹部及び開口を有し、衝撃吸収部材は、凹部の開口後縁を跨ぐように前後方向に延びる。これにより、サブフレームや燃料タンクをフロアパネルの凹部の下方に配置した後に、下方から衝撃吸収部材を取り付けることができる。サブフレームの後に衝撃吸収部材を取り付けるので、サブフレームに合わせて所望の位置に衝撃吸収部材を配置し、衝撃吸収部材の前端部をサブフレームに近接させることができる。よって、後突時にサブフレームと衝撃吸収部材とを確実に当接させ、衝撃吸収部材により衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。

本発明の請求項３に記載の車体後部構造によれば、ブラケットは、フロアパネルの凹部の開口後縁を跨ぐＬ字状又はＵ字状に形成される。これにより、衝撃吸収部材を取り付ける際に、ブラケットの傾き等を調整し易い。よって、フロアパネルに対する衝撃吸収部材の取り付け角度や姿勢を容易に調整できる。サブフレームは、衝撃吸収部材の前端部と対向する位置に被当接面を有する。これにより、後突時において、安定的に衝撃吸収部材をサブフレームに当接させることができる。また、Ｌ字状又はＵ字状のブラケットを用いて衝撃吸収部材が取り付けられるので、サブフレームの被当接面と衝撃吸収部材の前端部とが対向するように衝撃吸収部材を取り付けることができる。よって、衝撃吸収部材からの荷重をサブフレームに効果的に伝達し、後突時の衝撃エネルギーを吸収できる。

本発明の請求項４に記載の車体後部構造によれば、ブラケットはナット部を有し、衝撃吸収部材及びブラケットの間にはスペーサが配置される。スペーサの個数や大きさ等を変更することにより、特に衝撃吸収部材の上下方向に沿う高さ位置を容易に調整できる。よって、ブラケットだけでなくスペーサによっても衝撃吸収部材の位置を調整可能となり、車体の下方から容易に衝撃吸収部材を取り付けることができる。

本発明の請求項５に記載の車体後部構造によれば、フロアパネルは、下方に開口する凹部を有し、フロアパネルの凹部に燃料タンクが配置されている。フロアパネルに凹部が設けられることにより、フロアパネルの下方（凹部の内側）に燃料タンクを収容できる。また、凹部は下方に開口するので、車体の下方から燃料タンクを配置できる。よって、製造時の作業性を向上できる。さらに、この燃料タンクの下方にサブフレームや衝撃吸収部材を配置できるので、サブフレーム及び衝撃吸収部材により後突時の衝撃エネルギーを吸収できる。よって、特に上方に隆起した凹部を有するフロアパネルに燃料タンクが配置される構成の車両において好適な車体後部構造とすることができる。

本発明の請求項６に記載の車体後部構造によれば、サブフレームは、燃料タンクよりも下方において車体フレームに固定される。サブフレームは車体フレームに固定されるので、フロアパネルを介して同じく車体フレームに取り付けられた衝撃吸収部材とサブフレームとの位置ずれを抑制できる。よって、後突時に衝撃吸収部材とサブフレームとを確実に当接させ、衝撃エネルギーを吸収できる。

本発明の請求項７に記載の車体後部構造によれば、衝撃吸収部材は、パイプ状の本体部と、本体部の内部に設けられる補強部と、を有する。補強部は、衝撃吸収部材（本体部）の長手方向に沿って延びている。衝撃吸収部材をこのように構成することにより、例えばアルミニウム合金等の金属を押出成形することにより容易に衝撃吸収部材を製造することができる。また、本体部は中空のパイプ状に形成されるので、衝撃吸収部材を軽量化できる。補強部は長手方向に沿って延びるので、補強部を設けることにより後突時の荷重に対する衝撃吸収部材の剛性を高めることができる。よって、後突時の衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。特に本体部の内部を仕切るように壁状の補強部を設けた場合には、製造性の向上及び耐衝撃性の向上を両立した好適な構成とすることができる。

本発明の請求項８に記載の車体後部構造によれば、衝撃吸収部材の前部には脆弱部が設けられている。これにより、衝撃吸収部材の後部と比較して前部が脆弱となる。よって、後突時には、衝撃吸収部材の前部が圧壊することにより衝撃エネルギーを吸収できる。また、フロアパネルと接続される衝撃吸収部材の後部の変形が抑制されることにより、車体後部の変形を抑制できる。よって、衝撃吸収部材の後部は、衝撃吸収部材がサブフレームに当接するまで形状を維持できるので、衝撃吸収部材の後部に伝達された衝撃エネルギーを効果的にサブフレームへ伝達できる。したがって、衝撃吸収部材及びサブフレームにより、後突時の衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。

本発明の請求項９に記載の車体後部構造によれば、衝撃吸収部材は、ボルト締結孔と、ボルト挿入孔と、を有する。ボルト締結孔は衝撃吸収部材の上面に設けられるので、ボルト締結孔により衝撃吸収部材をブラケットに締結できる。ボルト挿入孔は衝撃吸収部材の下面に設けられるので、例えば車体の下方から衝撃吸収部材を取り付ける際に、ボルト挿入孔にボルトを挿入して上面のボルト締結孔にアクセスできる。これにより、衝撃吸収部材の取り付け作業性を向上できる。また、後突時には、下面のボルト挿入孔が脆弱部として機能することにより、衝撃吸収部材がボルト挿入孔を起点として下方に凸となるように屈曲する。これにより、衝撃吸収部材が変形した場合であっても、衝撃吸収部材より上方に設けられた燃料タンクと衝撃吸収部材とが干渉しない。よって、燃料タンクを衝撃から保護できる。

本発明の請求項１０に記載の車体後部構造によれば、サブフレームは後端部に被当接面を有する。被当接面は、車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜している。被当接面と対向する衝撃吸収部材の前端部は、上下方向から見て、被当接面と平行となるように傾斜している。これにより、衝撃吸収部材の前端部とサブフレームの被当接面とが面接触するので、衝撃吸収部材に入力された衝撃エネルギーを安定的にサブフレームに伝達させることができる。被当接面及び衝撃吸収部材の前端部は、上下方向から見て傾斜しているので、衝撃吸収部材からサブフレームに伝達される荷重が、前後方向及び車幅方向に分配される。これにより、衝撃吸収部材に入力された荷重を車体フレーム全体に亘って分散できる。よって、衝撃エネルギーを効果的に吸収し、車体後部の変形を抑制できる。

本発明の請求項１１に記載の車体後部構造によれば、衝撃吸収部材は、車幅方向に並んで左右一対設けられている。これにより、後突時の衝撃エネルギーが左右の衝撃吸収部材及びサブフレームにより均一に分散して伝達される。また、後突時に左右で傾きが生じることを抑制できる。よって、車体後部の変形を効果的に抑制できる。

実施形態に係る車体後部構造の斜視図。 実施形態に係る車体後部構造を下方から見た斜視図。 実施形態に係る衝撃吸収部材の拡大下面図。 実施形態に係る衝撃吸収部材の後部の側面図。 実施形態に係る衝撃吸収部材の前部の側面図。 実施形態に係る衝撃吸収部材の取り付け方法を説明する分解斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明において、前後、左右及び上下の向きは、車体後部構造１を有する車両（不図示）の前後、左右及び上下方向と一致する。また、左右方向を車幅方向という場合がある。図中の矢印ＦＲは車体前方を指し、矢印ＵＰは車体上方を指し、矢印ＬＨは車体左方を指している。

（車体後部構造）
図１は、実施形態に係る実施形態に係る車体後部構造１を下後方から見た斜視図である。図２は、実施形態に係る車体後部構造１を下方から見た斜視図である。図３は、実施形態に係る衝撃吸収部材４の拡大下面図である。
図１に示すように、車体後部構造１は、自動車等の車両（不図示）の後部に設けられている。車両は、例えば天然ガスや水素ガス等のガス燃料を燃料として走行する天然ガス車両や、燃料ガスによって発電された電力を用いて走行する燃料電池車両等である。本実施形態の車体後部構造１は、ガス燃料が充填された燃料タンク１６をフロア下に搭載した車両において、前後方向に沿う衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための後部構造である。

本実施形態の車体後部構造１は、例えば乗員が乗り込む車室と、車室より後方に位置する荷室（いずれも不図示）と、が連続するタイプの車両（例えばワンボックスカー等）に適用される。換言すれば、車室と荷室の区別がなく、フロア後部の剛性がフロアのみによって担保される車両に適用される。車体後部構造１は、車体フレーム１０と、フロアパネル２と、サブフレーム３と、ブラケット５と、衝撃吸収部材４と、を備える。

（車体フレーム）
車体フレーム１０は、車体の骨組みを構成する部材である。車体フレーム１０は、サイドシル８と、クロスメンバ９と、を有する。
サイドシル８は、車幅方向に離間して左右一対設けられている。一対のサイドシル８は、それぞれ車両の前後方向に沿って延びている。クロスメンバ９は、一対のサイドシル８の間で車幅方向に沿って延びている。クロスメンバ９は、前後方向において互いに離間して複数設けられている。本実施形態において、クロスメンバ９は、詳しくは後述するフロアパネル２の凹部１２に対して前方及び後方にそれぞれ設けられている。

（フロアパネル）
フロアパネル２は、車体の下部に設けられ、車室の床面を構成している。フロアパネル２は、左右一対のサイドシル８の間に設けられている。フロアパネル２の車幅方向の両端部は、それぞれサイドシル８に固定されている。フロアパネル２は、クロスメンバ９より上方に設けられている。

フロアパネル２は、凹部１２と、フロアパン１３と、を有する。
凹部１２は、フロアパネル２を構成するパネル部材が上方に隆起するように湾曲形成されることにより、下方から見て上方へ窪むように形成されている。凹部１２は、下方に開口するように形成されている。換言すれば、フロアパネル２の下面は、開口１４を有する。凹部１２は、前後方向において車室と荷室との間の位置に設けられている。凹部１２は、車幅方向から見た側面視において、上壁１２ａと、前壁１２ｂと、後壁１２ｃと、を有する矩形状に形成されている。フロアパネル２の下方であって凹部１２の内側には、燃料タンク１６が収容されている。

フロアパン１３は、フロアパネル２の後部を構成している。フロアパン１３は、凹部１２よりも後方に設けられている。フロアパン１３は、凹部１２を有するフロアパネル２の前部と比較して下方に膨出するように形成されている。換言すれば、フロアパン１３の下面１３ａは、凹部１２の開口１４（開口面）よりも下方に位置している。フロアパン１３の下面１３ａは、水平方向とほぼ平行な平面状に形成されている。

なお、以下の説明において、凹部１２の開口１４の後縁部分を開口後縁１４ａという場合がある。開口後縁１４ａは、前後方向において凹部１２の後壁１２ｃと対応する箇所に位置している。

（サブフレーム）
図１及び図２に示すように、サブフレーム３は、フロアパネル２及び燃料タンク１６よりも下方に設けられている。サブフレーム３は、上下方向から見て、フロアパネル２の開口１４と対応する位置に設けられている。サブフレーム３は、フロアパネル２の開口１４を下方から覆っている。サブフレーム３は、一対のアーム１７と、前側ビーム１８と、後側ビーム１９と、被当接面２２と、を有する。一対のアーム１７、前側ビーム１８、後側ビーム１９及び被当接面２２は、一体形成されている。

図２に示すように、アーム１７は、左右に一対設けられている。アーム１７は、前後方向に沿って延びている。一対のアーム１７は、前端部及び後端部よりも前後方向の中央部が車幅方向の内側に位置するように緩やかに湾曲している。一対のアーム１７の前端部及び後端部は、車体フレーム１０にそれぞれ固定されている。本実施形態において、各アーム１７の前端部及び後端部は、不図示の連結ブラケットを介してサイドシル８にそれぞれ取り付けられている。これによりサブフレーム３が車体フレーム１０に固定される。

前側ビーム１８は、一対のアーム１７の間に設けられている。前側ビーム１８は、車幅方向に沿って延びている。前側ビーム１８の左右両端部は、一対のアーム１７にそれぞれ接続されている。前側ビーム１８は、長手方向と直交する断面視において、上方に開口１４するＵ字状に形成されている。なお、前側ビーム１８は、例えば閉断面を有する枠状に形成されてもよい。

後側ビーム１９は、一対のアーム１７の間に設けられている。後側ビーム１９は、前側ビーム１８よりも後方に離間して設けられている。後側ビーム１９は、車幅方向に沿って延びている。後側ビーム１９の左右両端部は、一対のアーム１７にそれぞれ接続されている。後側ビーム１９は、上下方向を厚み方向とする板状に形成されている。上下方向から見て、後側ビーム１９の前辺は、車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて後方から前方へ位置するように傾斜している。よって、後側ビーム１９は、車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて前後方向に沿う幅寸法が増大している。

被当接面２２（図１も参照）は、後側ビーム１９の後端部に接続されている。被当接面２２は、前後方向を面直方向とする板状に形成されている。被当接面２２は、例えば後側ビーム１９の後端部を垂直方向に折り曲げることにより形成されている。被当接面２２は、後側ビーム１９の後辺において長手方向の全体に亘って設けられている。被当接面２２は、上下方向から見て、車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜した部分を有する（図３も参照）。具体的に、本実施形態において、被当接面２２は、第一傾斜面２４と、第二傾斜面２５と、を有する。

第一傾斜面２４は、被当接面２２のうち車幅方向の中央部よりも左方に設けられている。第一傾斜面２４は、車幅方向の内側（中央部）から外側（左方）へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜している。
第二傾斜面２５は、被当接面２２のうち車幅方向の中央部よりも右方に設けられている。第二傾斜面２５は、車幅方向の内側（中央部）から外側（右方）へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜している。
被当接面２２のうち第一傾斜面２４と第二傾斜面２５との間には、車幅方向とほぼ平行な面が設けられている。なお、第一傾斜面２４の車幅方向内側端部と第二傾斜面２５の車幅方向内側端部とが連続して設けられていてもよい。

（ブラケット）
図４は、実施形態に係る衝撃吸収部材４の後部の側面図である。
図４に示すように、ブラケット５は、フロアパネル２の下面に設けられている。ブラケット５は、フロアパネル２（フロアパン１３）の下面１３ａに衝撃吸収部材４を着脱可能に取り付けている。ブラケット５は、凹部１２の開口後縁１４ａ（図２参照）を跨ぐＬ字状又はＵ字状に形成されている。本実施形態において、ブラケット５は、前部ブラケット５ａ及び後部ブラケット５ｂを有する。

前部ブラケット５ａは、凹部１２の開口後縁１４ａを跨ぐように形成されている。前部ブラケット５ａは、フロアパン１３の前部に沿って上下方向に延びる垂直部５１と、垂直部５１の下端部から後方に向かって延びる水平部５２と、によりＬ字状に形成されている。前部ブラケット５ａの上端部は、フロアパネル２又はフロアパン１３に接続されている。前部ブラケット５ａの水平部５２には、ボルト等の締結部材を締結可能なナット部４１が設けられている。

後部ブラケット５ｂは、前部ブラケット５ａより後方に設けられている。後部ブラケット５ｂは、フロアパン１３の下面１３ａに設けられている。後部ブラケット５ｂは、フロアパン１３の下面１３ａに接続される一対のフランジ５３と、一対のフランジ５３から下方に凸となるように接続される膨出部５４と、によりＵ字状に形成されている。膨出部５４には、ボルト等の締結部材を締結可能なナット部４１が設けられている。

（衝撃吸収部材）
図２及び図３に示すように、衝撃吸収部材４は、複数のブラケット５（前部ブラケット５ａ及び後部ブラケット５ｂ）を介してフロアパン１３の下面１３ａに取り付けられている。衝撃吸収部材４は、前後方向においてサブフレーム３よりも後方に設けられている。衝撃吸収部材４は、車幅方向に並んで左右一対設けられている。一対の衝撃吸収部材４は左右対称に形成されているため、以下の説明では左の衝撃吸収部材４について詳細に説明し、右の衝撃吸収部材４について重複する部分の説明を省略する場合がある。

衝撃吸収部材４は、フロアパネル２における凹部１２の開口後縁１４ａを跨ぐようにして前後方向に沿って延びている。開口後縁１４ａより後方に位置する衝撃吸収部材４の後部は、第一延在部４７とされている。第一延在部４７は、フロアパン１３の下面１３ａに沿って設けられている。開口後縁１４ａより前方に位置する衝撃吸収部材４の前部は、第二延在部４８とされている。第二延在部４８は、フロアパン１３よりも前方に突出した状態で前後方向に沿って延びている。第一延在部４７及び第二延在部４８は一体形成されている。よって、フロアパネル２（フロアパン１３）に衝撃吸収部材４が取り付けられた状態で、衝撃吸収部材４の前端部３８は開口後縁１４ａよりも前方に位置する。

図３に示すように、衝撃吸収部材４は、本体部３０と、補強部３１と、を有する。
本体部３０は、中空のパイプ状に形成されている。本体部３０は、前後方向に沿って延びている。本体部３０は、長手方向（前後方向）と直交する断面視において、上下方向に対して車幅方向が長い長方形枠状に形成されている。

補強部３１は、本体部３０の内部に設けられている。補強部３１は、本体部３０の長手方向に沿って延びている。本実施形態において、補強部３１は、本体部３０の上面と下面とを接続するとともに本体部３０の内部の空間を左右に分割する１枚の仕切壁である（図６も参照）。本体部３０及び補強部３１は、例えばアルミニウム合金等の金属材料を押出成形することにより一体形成される。

図３に示すように、衝撃吸収部材４の本体部３０の上面には、複数（本実施形態では４個）のボルト締結孔３４が設けられている。ボルト締結孔３４は、本体部３０の上面を上下方向に貫通している。ボルト締結孔３４にボルトを挿入することにより、ブラケット５（図４参照）に衝撃吸収部材４が締結固定される。衝撃吸収部材４の本体部３０の下面には、複数（本実施形態では４個）のボルト挿入孔３５が設けられている。ボルト挿入孔３５は、本体部３０の下面を上下方向に貫通している。ボルト挿入孔３５は、上下方向から見て、上面に形成されたボルト締結孔３４と重なる位置に設けられている。ボルト挿入孔３５の大きさは、ボルト締結孔３４の大きさと同等以上となっている。

図５は、実施形態に係る衝撃吸収部材４の前部の側面図である。
図５に示すように、衝撃吸収部材４の本体部３０の側面には、脆弱部３３が設けられている。脆弱部３３は、衝撃吸収部材４の前部に設けられている。脆弱部３３は、本体部３０の側面を左右方向に貫通する孔である。車幅方向から見て、脆弱部３３（孔）は、上下方向に長い長方形状に形成されるとともに、前後方向に並んで複数（本実施形態では３個）設けられている。脆弱部３３は、本体部３０における左右両側の側面にそれぞれ設けられている。

図６は、実施形態に係る衝撃吸収部材４の取り付け方法を説明する分解斜視図である。
図６に示すように、衝撃吸収部材４とブラケット５（図４参照）との間には、スペーサ４３が設けられる。換言すれば、衝撃吸収部材４は、ブラケット５との間に配置されるスペーサ４３を介してブラケット５と接続される。スペーサ４３は、フロアパネル２に対する衝撃吸収部材４の上下方向に沿う高さ位置を調整可能にしている。

図１及び図３に示すように、ブラケット５を介してフロアパネル２に衝撃吸収部材４が取り付けられた状態（衝撃吸収部材４の取り付け状態）において、衝撃吸収部材４の前端部３８は、上下方向においてサブフレーム３と同じ高さとなるように配置される。衝撃吸収部材４の取り付け状態において、衝撃吸収部材４の前端部３８は、サブフレーム３の被当接面２２と対向している。衝撃吸収部材４の取り付け状態において、衝撃吸収部材４の前端部３８は、前後方向においてサブフレーム３の被当接面２２との間に間隔Ｓをあけて配置される。

さらに、衝撃吸収部材４の取り付け状態において、衝撃吸収部材４の前端部３８は、上下方向から見て、被当接面２２と平行となるように傾斜している。具体的に、左の衝撃吸収部材４の前端部３８は、サブフレーム３の第一傾斜面２４と平行となるように、車幅方向の内側（中央部）から外側（左方）へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜している。図３に示すように、右の衝撃吸収部材４の前端部３８は、サブフレーム３の第二傾斜面２５と平行となるように、車幅方向の内側（中央部）から外側（右方）へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜している。

（車体後部構造の取り付け手順）
次に、上述の車体後部構造１を構成するサブフレーム３、ブラケット５、衝撃吸収部材４の取り付け手順について説明する。
サブフレーム３、ブラケット５、衝撃吸収部材４が取り付けられる前の状態において、フロアパネル２及び車体フレーム１０は車体に固定されている。
車体後部構造１の取り付け手順では、まず、フロアパネル２の凹部１２に燃料タンク１６を配置して固定する。次に、下方から開口１４を覆うようにフロアパネル２の下面にサブフレーム３をボルト等で締結して取り付ける。最後に、下方からスペーサ４３を介してブラケット５に衝撃吸収部材４をボルト４２等により締結して取り付ける。このとき、衝撃吸収部材４とサブフレーム３との間に所定の隙間Ｓを有し、かつサブフレーム３と高さが同等となるように調整しながら衝撃吸収部材４を取り付ける。具体的に、スペーサ４３の厚みや個数等を変えることにより、衝撃吸収部材４の上下方向に沿う高さ位置を調整する。また、ブラケット５の角度等を変えることにより、衝撃吸収部材４の取り付け角度や姿勢を調整する。
これにより、車体後部構造１における各部品を車体に取り付ける。

（車体後部構造における衝撃エネルギーの吸収方法）
次に、上述の車体後部構造１において、車体後部構造１を有する車両の後方から衝撃荷重が入力された場合（後突時）に衝撃エネルギーを吸収する方法について説明する。
まず、衝撃吸収部材４に荷重が入力された直後（後突初期）には、衝撃吸収部材４はサブフレーム３に対して非接触である。その後、衝撃吸収部材４に入力される荷重が増加するにつれて、衝撃吸収部材４が前方に移動し、衝撃吸収部材４がサブフレーム３の被当接面２２に当接する。この状態でさらに荷重が増加すると（後突中期）、脆弱部３３を有する衝撃吸収部材４の前部が圧壊されつつ衝撃エネルギーがサブフレーム３に伝達される。これにより後突中期において衝撃エネルギーが吸収される。
さらにサブフレーム３に荷重が入力されると（後突後期）、サブフレーム３の前端部の潰れ易い領域で衝撃エネルギーが吸収される。このとき、衝撃吸収部材４の後部は剛性が高く維持されているので、衝撃吸収部材４からサブフレーム３へ確実に荷重を伝達させ、衝撃エネルギーが吸収される。

（作用、効果）
次に、上述の車体後部構造１の作用、効果について説明する。
本実施形態の車体後部構造１によれば、衝撃吸収部材４は、ブラケット５を介してフロアパネル２後部に位置するフロアパン１３の下面１３ａに着脱可能に取り付けられる。衝撃吸収部材４は、フロアパネル２（フロアパン１３）に沿う第一延在部４７と、フロアパン１３よりも前方に延びる第二延在部４８と、を有する。これにより、衝撃吸収部材４の前端部３８をフロアパン１３よりも前方に配置することができる。よって、例えばフロアパネル２の下方に燃料タンク１６等を配置する場合であっても適用できる。すなわち、フロアパン１３の前方において衝撃吸収部材４をフロアパネル２に沿わせることができない場合であっても、前後方向の所望の位置まで前方に向けて衝撃吸収部材４を延出させることができる。

衝撃吸収部材４より前方には、サブフレーム３が配置される。衝撃吸収部材４の前端部３８は、上下方向においてサブフレーム３と同じ高さとなるように配置されるとともに、前後方向においてサブフレーム３との間に間隔Ｓをあけて配置される。これにより、フロアパネル２が下面に開口１４を有する場合であっても、衝撃吸収部材４をフロアパネル２に沿わせて配置する従来技術と比較して、サブフレーム３と衝撃吸収部材４の前端部３８とを近づけた状態で配置できる。よって、後突時に衝撃吸収部材４が空走状態となることを抑制し、後突時の衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。

衝撃吸収部材４をサブフレーム３に当接させる構成としたので、後突時に衝撃吸収部材４とサブフレーム３との高さ位置がずれることを抑制できる。すなわち、サスペンションとの関係により車体に対して上下方向に変位し易いトーションビームに衝撃吸収部材４を当接させる従来技術と比較して、サブフレーム３は車体に固定されているので、同じく車体に取り付けられた衝撃吸収部材４とサブフレーム３との相対位置のずれが生じにくい。これにより、後突時に衝撃吸収部材４とサブフレーム３とを確実に当接させることができる。よって、衝撃吸収部材４により安定的に後突時の衝撃エネルギーを吸収できる。
したがって、フロアパネル２の下方に燃料タンク１６を配置する車両に適用した場合であっても、衝撃エネルギーを確実に吸収して乗員の安全性を向上できる車体後部構造１を提供できる。

フロアパネル２は凹部１２及び開口１４を有し、衝撃吸収部材４は、凹部１２の開口後縁１４ａを跨ぐように前後方向に延びる。これにより、サブフレーム３や燃料タンク１６をフロアパネル２の凹部１２の下方に配置した後に、下方から衝撃吸収部材４を取り付けることができる。サブフレーム３の後に衝撃吸収部材４を取り付けるので、サブフレーム３に合わせて所望の位置に衝撃吸収部材４を配置し、衝撃吸収部材４の前端部３８をサブフレーム３に近接させることができる。よって、後突時にサブフレーム３と衝撃吸収部材４とを確実に当接させ、衝撃吸収部材４により衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。

ブラケット５は、フロアパネル２の凹部１２の開口後縁１４ａを跨ぐＬ字状又はＵ字状に形成される。これにより、衝撃吸収部材４を取り付ける際に、ブラケット５の傾き等を調整し易い。よって、フロアパネル２に対する衝撃吸収部材４の取り付け角度や姿勢を容易に調整できる。サブフレーム３は、衝撃吸収部材４の前端部３８と対向する位置に被当接面２２を有する。これにより、後突時において、安定的に衝撃吸収部材４をサブフレーム３に当接させることができる。また、Ｌ字状又はＵ字状のブラケット５を用いて衝撃吸収部材４が取り付けられるので、サブフレーム３の被当接面２２と衝撃吸収部材４の前端部３８とが対向するように衝撃吸収部材４を取り付けることができる。よって、衝撃吸収部材４からの荷重をサブフレーム３に効果的に伝達し、後突時の衝撃エネルギーを吸収できる。

ブラケット５はナット部４１を有し、衝撃吸収部材４及びブラケット５の間にはスペーサ４３が配置される。スペーサ４３の個数や大きさ等を変更することにより、特に衝撃吸収部材４の上下方向に沿う高さ位置を容易に調整できる。よって、ブラケット５だけでなくスペーサ４３によっても衝撃吸収部材４の位置を調整可能となり、車体の下方から容易に衝撃吸収部材４を取り付けることができる。

フロアパネル２は、下方に開口する凹部１２を有し、フロアパネル２の凹部１２に燃料タンク１６が配置されている。フロアパネル２に凹部１２が設けられることにより、フロアパネル２の下方（凹部１２の内側）に燃料タンク１６を収容できる。また、凹部１２は下方に開口するので、車体の下方から燃料タンク１６を配置できる。よって、製造時の作業性を向上できる。さらに、この燃料タンク１６の下方にサブフレーム３や衝撃吸収部材４を配置できるので、サブフレーム３及び衝撃吸収部材４により後突時の衝撃エネルギーを吸収できる。よって、特に上方に隆起した凹部１２を有するフロアパネル２に燃料タンク１６が配置される構成の車両において好適な車体後部構造１とすることができる。

サブフレーム３は、燃料タンク１６よりも下方において車体フレーム１０に固定される。サブフレーム３は車体フレーム１０に固定されるので、フロアパネル２を介して同じく車体フレーム１０に取り付けられた衝撃吸収部材４とサブフレーム３との位置ずれを抑制できる。よって、後突時に衝撃吸収部材４とサブフレーム３とを確実に当接させ、衝撃エネルギーを吸収できる。

衝撃吸収部材４は、パイプ状の本体部３０と、本体部３０の内部に設けられる補強部３１と、を有する。補強部３１は、衝撃吸収部材４（本体部３０）の長手方向に沿って延びている。衝撃吸収部材４をこのように構成することにより、例えばアルミニウム合金等の金属を押出成形することにより容易に衝撃吸収部材４を製造することができる。また、本体部３０は中空のパイプ状に形成されるので、衝撃吸収部材４を軽量化できる。補強部３１は長手方向に沿って延びるので、補強部３１を設けることにより後突時の荷重に対する衝撃吸収部材４の剛性を高めることができる。よって、後突時の衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。特に本体部３０の内部を仕切るように壁状の補強部３１を設けた場合には、製造性の向上及び耐衝撃性の向上を両立した好適な構成とすることができる。

衝撃吸収部材４の前部には脆弱部３３が設けられている。これにより、衝撃吸収部材４の後部と比較して前部が脆弱となる。よって、後突時には、衝撃吸収部材４の前部が圧壊することにより衝撃エネルギーを吸収できる。また、フロアパネル２と接続される衝撃吸収部材４の後部の変形が抑制されることにより、車体後部の変形を抑制できる。よって、衝撃吸収部材４の後部は、衝撃吸収部材４がサブフレーム３に当接するまで形状を維持できるので、衝撃吸収部材４の後部に伝達された衝撃エネルギーを効果的にサブフレーム３へ伝達できる。したがって、衝撃吸収部材４及びサブフレーム３により、後突時の衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。

衝撃吸収部材４は、ボルト締結孔３４と、ボルト挿入孔３５と、を有する。ボルト締結孔３４は衝撃吸収部材４の上面に設けられるので、ボルト締結孔３４により衝撃吸収部材４をブラケット５に締結できる。ボルト挿入孔３５は衝撃吸収部材４の下面に設けられるので、例えば車体の下方から衝撃吸収部材４を取り付ける際に、ボルト挿入孔３５にボルトを挿入して上面のボルト締結孔３４にアクセスできる。これにより、衝撃吸収部材４の取り付け作業性を向上できる。また、後突時には、下面のボルト挿入孔３５が脆弱部として機能することにより、衝撃吸収部材４がボルト挿入孔３５を起点として下方に凸となるように屈曲する。これにより、衝撃吸収部材４が変形した場合であっても、衝撃吸収部材４より上方に設けられた燃料タンク１６と衝撃吸収部材４とが干渉しない。よって、燃料タンク１６を衝撃から保護できる。

サブフレーム３は後端部に被当接面２２を有する。被当接面２２は、車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜している。被当接面２２と対向する衝撃吸収部材４の前端部３８は、上下方向から見て、被当接面２２と平行となるように傾斜している。これにより、衝撃吸収部材４の前端部３８とサブフレーム３の被当接面２２とが面接触するので、衝撃吸収部材４に入力された衝撃エネルギーを安定的にサブフレーム３に伝達させることができる。被当接面２２及び衝撃吸収部材４の前端部３８は、上下方向から見て傾斜しているので、衝撃吸収部材４からサブフレーム３に伝達される荷重が、前後方向及び車幅方向に分配される。これにより、衝撃吸収部材４に入力された荷重を車体フレーム１０全体に亘って分散できる。よって、衝撃エネルギーを効果的に吸収し、車体後部の変形を抑制できる。

衝撃吸収部材４は、車幅方向に並んで左右一対設けられている。これにより、後突時の衝撃エネルギーが左右の衝撃吸収部材４及びサブフレーム３により均一に分散して伝達される。また、後突時に左右で傾きが生じることを抑制できる。よって、車体後部の変形を効果的に抑制できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態において、開口後縁１４ａを跨ぐ前部ブラケット５ａがＬ字状に形成されたが、これに限られない。前部ブラケット５ａは、開口後縁１４ａを跨ぐようにＵ字状に形成されてもよい。

上述の実施形態において、被当接面２２は、後側ビーム１９の後端部を垂直方向に折り曲げることにより形成されたが、これに限られない。例えば後側ビーム１９の後端部に板状の部材を接合することにより被当接面２２を形成してもよい。
スペーサ４３を設けることなく衝撃吸収部材４が適切な高さ位置に配置される場合には、スペーサ４３を省略してもよい。

サブフレーム３は、車体フレーム１０に対して固定されていればよく、一対のアーム１７がサイドシル８に取り付けられる構成に限定されない。サブフレーム３のアーム１７は、クロスメンバ９に接続されていてもよい。
衝撃吸収部材４の断面形状や脆弱部３３の孔の形状は上述した実施形態の形状に限定されない。脆弱部３３として、孔の代わりにスリットや切欠き、荷重の伝達方向と直交する方向に延びるビード、凹凸等を設けてもよい。
衝撃吸収部材４の補強部３１として、仕切壁の代わりに長手方向に沿うビードを設けてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１ 車体後部構造
２ フロアパネル
３ サブフレーム
４ 衝撃吸収部材
５ ブラケット
１０ 車体フレーム
１２ 凹部
１３ フロアパン
１３ａ （フロアパンの）下面
１４ａ 開口後縁
１６ 燃料タンク
２２ 被当接面
３０ 本体部
３１ 補強部
３３ 脆弱部
３４ ボルト締結孔
３５ ボルト挿入孔
３７ （衝撃吸収部材の）前端部
４１ ナット部
４３ スペーサ
４７ 第一延在部
４８ 第二延在部
Ｓ 間隔

Claims (11)

1. フロアパネルと、
   前記フロアパネルよりも車体の上下方向における下方に設けられるサブフレームと、
   前記サブフレームよりも前記車体の前後方向における後方に設けられ、前記前後方向に沿って延びる衝撃吸収部材と、
   前記フロアパネルの下面に前記衝撃吸収部材を着脱可能に取り付けるブラケットと、
   を備え、
   前記フロアパネルは、前記衝撃吸収部材が取り付けられる前記下面を有するフロアパンを有し、
   前記衝撃吸収部材は、
   前記フロアパンの前記下面に沿う第一延在部と、
   前記第一延在部と一体形成され、前記フロアパンよりも前記前後方向の前方に延在する第二延在部と、
   を有し、
   前記衝撃吸収部材の前端部は、前記上下方向において前記サブフレームと同じ高さとなるように配置されるとともに、前記前後方向において前記サブフレームとの間に間隔をあけて配置されることを特徴とする車体後部構造。
2. 前記フロアパネルは、前記フロアパネルが上方に隆起するように湾曲形成されることにより下方に開口する凹部を有し、
   前記衝撃吸収部材は、前記凹部の開口後縁を跨ぐように前記前後方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
3. 前記フロアパネルは、前記フロアパネルが上方に隆起するように湾曲形成されることにより下方に開口する凹部を有し、
   前記ブラケットは、前記凹部の開口後縁を跨ぐＬ字状又はＵ字状に形成され、
   前記サブフレームは、前記衝撃吸収部材の前記前端部と対向する被当接面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。
4. 前記ブラケットは、締結部材が締結されるナット部を有し、
   前記衝撃吸収部材は、前記ブラケットとの間に配置されるスペーサを介して前記ブラケットと接続されることを特徴とする請求項３に記載の車体後部構造。
5. 前記フロアパネルは、前記フロアパネルが上方に隆起するように湾曲形成されることにより下方に開口する凹部を有し、
   前記フロアパネルの前記凹部に燃料タンクが配置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。
6. 前記サブフレームは、前記燃料タンクよりも下方において車体フレームに固定されることを特徴とする請求項５に記載の車体後部構造。
7. 前記衝撃吸収部材は、
   中空のパイプ状に形成された本体部と、
   前記本体部の内部に設けられ、前記衝撃吸収部材の長手方向に沿って延びる補強部と、
   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。
8. 前記衝撃吸収部材の前部には脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の車体後部構造。
9. 前記衝撃吸収部材は、
   前記本体部の上面に設けられたボルト締結孔と、
   前記本体部の下面に設けられたボルト挿入孔と、
   を有することを特徴とする請求項７に記載の車体後部構造。
10. 前記サブフレームの後端部には、前記衝撃吸収部材の前記前端部と対向するとともに前記前後方向を面直方向とする被当接面が設けられ、
    前記被当接面は、前記上下方向から見て、前記車体の車幅方向の内側から外側へ向かうにつれて前方から後方へ位置するように傾斜し、
    前記被当接面と対向する前記衝撃吸収部材の前記前端部は、前記上下方向から見て、前記被当接面と平行となるように傾斜し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。
11. 前記衝撃吸収部材は、前記車体の車幅方向に並んで左右一対設けら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。

Images