JPWO2014112265A1 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

自動車の車体構造において、繊維強化樹脂製の車体後部に固定された左右一対の金属製のリヤフレーム（３４）と、繊維強化樹脂で直線状の中空断面に構成されて左右一対のリヤフレーム（３４）から後方に延びる左右一対の衝撃吸収部材（３５）と、左右一対の衝撃吸収部材（３５）の後端に車幅方向両端を接続された閉断面のクロスメンバ（４２）とを備えるので、クロスメンバ（４２）にオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重は閉断面で高強度のクロスメンバ（４２）を介して左右一対の衝撃吸収部材（３５）に確実に伝達される。このとき、左右一対の衝撃吸収部材（３５）の前端は金属製で高強度のリヤフレーム（３４）に接続されているため、前記衝突荷重をリヤフレーム（３４）で支持することで左右一対の衝撃吸収部材（３５）を確実に圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。

Description

本発明は、金属製のリヤフレームの後部に繊維強化樹脂製の衝撃吸収部材を介して繊維強化樹脂製のクロスメンバを接続した自動車の車体構造に関する。

自動車のキャビンを繊維強化樹脂で一体成形し、そのキャビンの前部に前面衝突の衝突荷重で塑性変形してエネルギー吸収する金属製の前部フレームを設けるとともに、そのキャビンの後部に後面衝突の衝突荷重で塑性変形してエネルギー吸収する金属製の後部フレームを設けたものが、下記特許文献１により公知である。

米国特許第７２６４３０４号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、自動車のキャビンを繊維強化樹脂で一体成形したことにより軽量化が可能になるが、衝突荷重を金属製の前部フレームや金属製の後部フレームで吸収しようとすると、それらの金属製フレームの前後長さを充分に確保することが必要となり、金属製フレームの重量が増加してキャビンを軽量化した利点を充分に活かせなくなる問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、軽量でありながら後面オフセット衝突時の衝撃吸収性能に優れた自動車の車体構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、繊維強化樹脂製の車体後部に固定された左右一対の金属製のリヤフレームと、繊維強化樹脂で直線状の中空閉断面に構成されて前記左右一対のリヤフレームから後方に延びる左右一対の衝撃吸収部材と、前記左右一対の衝撃吸収部材の後端に車幅方向両端を接続された閉断面のクロスメンバとを備えることを第１の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材は前部に対して後部が車幅方向内側に偏倚しており、前記衝撃吸収部材の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線は平面視で後端の断面を通ることを第２の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、前記連続繊維強化樹脂層の積層数は前記衝撃吸収部材の前部から後部に向かって減少することを第３の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第３の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材の後端における前記連続繊維強化樹脂層の積層数は、その前方に隣接する部分の積層数よりも大きいことを第４の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第３または第４の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材の前部に形成した小断面積部を前記リヤフレームに形成した凹部に嵌合して固定したことを第５の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第５の何れか１つの特徴に加えて、前記クロスメンバは、下壁および後壁を有する繊維強化樹脂製のリヤパネルと、上壁および前壁を有する繊維強化樹脂製のＬ字状断面部材とを結合して閉断面部を形成し、前記閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材を配置して構成され、前記クロスメンバの後面にリヤバンパービームを固定したことを第６の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第６の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材、前記Ｌ字状断面部材および前記リヤパネルは積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、それらの積層数のうちで前記リヤパネルの積層数が最も小さいことを第７の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１〜第５の何れか１つの特徴に加えて、前記クロスメンバは、後壁および後壁フランジを有する繊維強化樹脂製のリヤパネルの後面にコ字状断面部材を結合して閉断面部を形成し、前記閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材を配置して構成され、前記クロスメンバの後面にリヤバンパービームを固定したことを第８の特徴とする自動車の車体構造が提案される。

尚、実施の形態のクラッシュレール３５は本発明の衝撃吸収部材に対応し、実施の形態の第２リヤパネル４０は本発明のリヤパネルに対応し、実施の形態のリヤエンドクロスメンバ４２は本発明のクロスメンバに対応する。

本発明の第１の特徴によれば、自動車の車体後部が、繊維強化樹脂製の車体後部に固定された左右一対の金属製のリヤフレームと、繊維強化樹脂で直線状の中空閉断面に構成されて左右一対のリヤフレームから後方に延びる左右一対の衝撃吸収部材と、左右一対の衝撃吸収部材の後端に車幅方向両端を接続された閉断面のクロスメンバとを備えるので、クロスメンバにオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重は閉断面で高強度のクロスメンバを介して左右一対の衝撃吸収部材に確実に伝達される。このとき、左右一対の衝撃吸収部材の前端は金属製で高強度のリヤフレームに接続されているため、前記衝突荷重をリヤフレームで支持することで左右一対の衝撃吸収部材を確実に圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。しかも衝撃吸収部材が繊維強化樹脂製であるので、金属製の衝撃吸収部材に比べて軽量であるだけでなく、金属製の衝撃吸収部材に比べて単位長さ当りの衝撃吸収量が増加することで、衝撃吸収部材の前後長を短縮して更なる軽量化を達成することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、衝撃吸収部材は前部に対して後部が車幅方向内側に偏倚しており、衝撃吸収部材の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線は平面視で後端の断面を通るので、左右一対の衝撃吸収部材の後端間の距離が小さくなり、車幅方向一方に偏倚したオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、車幅方向他方の衝撃吸収部材に衝突荷重が伝達され易くして衝撃吸収効果を高めることができる。

また本発明の第３の特徴によれば、衝撃吸収部材は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、連続繊維強化樹脂層の積層数は衝撃吸収部材の前部から後部に向かって減少するので、後面衝突の衝突荷重が入力したときに衝撃吸収部材を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。

また本発明の第４の特徴によれば、衝撃吸収部材の後端における連続繊維強化樹脂層の積層数は、その前方に隣接する部分の積層数よりも大きいので、衝撃吸収部材とクロスメンバとの結合強度を高めることができ、クロスメンバに後面衝突の衝突荷重が入力したときに衝撃吸収部材の傾きを防止しながら、衝撃吸収部材を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。

また本発明の第５の特徴によれば、衝撃吸収部材の前部に形成した小断面積部をリヤフレームに形成した凹部に嵌合して固定したので、後面衝突の衝突荷重が入力したときに衝撃吸収部材の傾きを防止しながら、衝撃吸収部材を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。

また本発明の第６の特徴によれば、クロスメンバは、下壁および後壁を有する繊維強化樹脂製のリヤパネルと、上壁および前壁を有する繊維強化樹脂製のＬ字状断面部材とを結合して閉断面部を形成し、閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材を配置して構成され、クロスメンバの後面にリヤバンパービームを固定したので、リヤパネルを薄肉にして軽量化を図りながら高強度のクロスメンバを得ることができるだけでなく、リヤパネルの後壁が湾曲形状であっても、その湾曲形状に沿うクロスメンバを容易に得ることができる。

また本発明の第７の特徴によれば、衝撃吸収部材、Ｌ字状断面部材およびリヤパネルは積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、それらの積層数のうちでリヤパネルの積層数が最も小さいので、繊維強化樹脂で車体後部を軽量化しながら後面衝突時の衝撃吸収性能を最大限に確保することができる。

また本発明の第８の特徴によれば、クロスメンバは、後壁および後壁フランジを有する繊維強化樹脂製のリヤパネルの後面にコ字状断面部材を結合して閉断面部を形成し、閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材を配置して構成され、クロスメンバの後面にリヤバンパービームを固定したので、リヤパネルを薄肉にして軽量化を図りながら高強度のクロスメンバを得ることができるだけでなく、リヤパネルに対してクロスメンバを後付けすることが可能になってクロスメンバおよびリヤバンパービームの組付けが容易になる。

図１は自動車の車体の骨格の斜視図である。（第１の実施の形態） 図２は自動車の車体後部の骨格の斜視図である。（第１の実施の形態） 図３は図２の３方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図４は図３の４−４線断面図である。（第１の実施の形態） 図５はバンパービームエクステンションの斜視図である。（第１の実施の形態） 図６は図４の６部拡大図である。（第１の実施の形態） 図７は図３の７−７線断面図である。（第１の実施の形態） 図８は図６に対応する図である。（第２の実施の形態） 図９は図４に対応する図である。（第３の実施の形態） 図１０は図９の１０（Ａ）−１０（Ａ）線および１０（Ｂ）−１０（Ｂ）線断面図である。（第３の実施の形態）

３４ リヤフレーム
３４ｄ 凹部
３５ クラッシュレール（衝撃吸収部材）
３５ａ 小断面積部
３６ リヤバンパービーム
４０ 第２リヤパネル（リヤパネル）
４０ａ 下壁
４０ｃ 後壁
４０ｅ 後壁フランジ
４２ リヤエンドクロスメンバ（クロスメンバ）
５３ Ｌ字状断面部材
５３ａ 前壁
５３ｂ 上壁
５４ コア材
５９ コ字状断面部材

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

第１の実施の形態

先ず、図１〜図７に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。尚、本明細書において、前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。

図１および図２に示すように、自動車の車体フレームはＣＦＲＰ（カーボンファイバー強化樹脂）製のフロア１１を備える。フロア１１はフロアパネル部１２と、フロアパネル部１２の前端から起立する前壁部１３と、フロアパネル部１２の後端から起立する後壁部１４と、フロアパネル部１２の左右両側縁に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドシル部１５，１５と、左右のサイドシル部１５，１５の前端から前壁部１３の左右両側縁に沿って延びる左右一対のフロントピラーロア部１６，１６と、左右のサイドシル部１５，１５の後端から後壁部１４の左右両側縁に沿って延びる左右一対のリヤピラー部１７，１７と、左右のリヤピラー部１７，１７の上端間を車幅方向に接続するクロスメンバ部１８とを備える。

前壁部１３の前面にはアルミニウム合金製の左右一対のダンパーハウジング１９，１９が固定され、ダンパーハウジング１９，１９と一体に左右一対のフロントサイドフレーム２０，２０が形成される。フロントサイドフレーム２０，２０の前端から左右一対のＣＦＲＰ製のクラッシュレール２１，２１が前方に延びており、左右のクラッシュレール２１，２１の前端部の車幅方向内側にＣＦＲＰ製の矩形枠状のフロントバルクヘッド２２が支持される。左右のクラッシュレール２１，２１の前端部の車幅方向外側に左右一対のＣＦＲＰ製のバンパービームエクステンション２３，２３が接続され、左右のバンパービームエクステンション２３，２３の前端間に車幅方向に延びるＣＦＲＰ製のフロントバンパービーム２４が接続される。左右のクラッシュレール２１，２１、フロントバルクヘッド２２、左右のバンパービームエクステンション２３，２３およびフロントバンパービーム２４に囲まれた空間に前後に開放したＣＦＲＰ製の箱状のシュラウド２５が支持される。

左右のフロントピラーロア部１６，１６の上端から前方に延びる左右一対のＣＦＲＰ製のアッパーメンバ２６，２６がダンパーハウジング１９，１９の車幅方向外面に接続され、アッパーメンバ２６，２６の前端から前方かつ車幅方向内側に延びる左右一対のＣＦＲＰ製のロアメンバ２７，２７の前端がフロントバルクヘッド２２に接続される。

フロア１１のフロアパネル部１２は、その車幅方向中央部を前後方向に延びて前壁部１３および後壁部１４を接続するフロアトンネル２８を一体に備えるとともに、フロアトンネル２８の前後方向中間部と左右のサイドシル部１５，１５の前後方向中間部とが車幅方向に延びるＣＦＲＰ製のクロスメンバ２９で接続される。また左右のサイドシル部１５，１５の前後方向中間部間から左右一対のセンターピラー３０，３０が立設され、左右のセンターピラー３０，３０の上端間が車幅方向に延びるルーフアーチ３１で接続される。

左右のセンターピラー３０，３０およびルーフアーチ３１は、正面視で逆Ｕ字状を成すようにＣＦＲＰで一体成形される。左右のフロントピラーロア部１６，１６の上端と左右のリヤピラー部１７，１７の上端とが、ＣＦＲＰで一体成形されて前後方向に延びるフロントピラー３２，３２およびルーフサイドレール３３，３３で接続される。

フロア１１の後壁部１４の後面にアルミニウム合金製の左右一対のリヤフレーム３４，３４が接続される。左右のリヤフレーム３４，３４の下端から左右一対のＣＦＲＰ製のクラッシュレール３５，３５が後方に延びており、左右のクラッシュレール３５，３５の後端間に車幅方向に延びるＣＦＲＰ製のリヤエンドクロスメンバ４２が接続され、その後面にＣＦＲＰ製のリヤバンパービーム３６が固定される。左右のリヤフレーム３４，３４の上端と左右のリヤピラー部１７，１７の上端との間に左右一対のＣＦＲＰ製の連結部材３７，３７が配置されるとともに、リヤピラー部１７，１７の上端から左右一対のＣＦＲＰ製のアッパーメンバ３８，３８が後下方に延びてリヤバンパービーム３６の車幅方向両端部に接続される。

左右のリヤフレーム３４，３４の下端間がフロアパネル部１２の後端から後方に延びるＣＦＲＰ製の第１リヤパネル３９により接続されるとともに、第１リヤパネル３９の後端から後方に延びるＣＦＲＰ製の第２リヤパネル４０が左右のアッパーメンバ３８，３８の下面およびリヤバンパービーム３６の前面に接続される。

次に、図２〜図７に基づいて車体後部の構造を詳細に説明する。

図２から明らかなように、アルミニウム合金製のリヤフレーム３４は前後方向および上下方向に延びる板状の側壁部３４ａと、側壁部３４ａの下端から車幅方向内向きに折り曲げられた底壁部３４ｂとを備える。側壁部３４ａの中央には車幅方向内向きに窪むダンパーハウジング３４ｃが一体に形成される。

リヤフレーム３４の側壁部３４ａの前縁は複数本のボルト５１…で後壁部１４の後面に締結される。リヤフレーム３４の底壁部３４ｂはボックス断面に形成されており、その上面に第１リヤパネル３９の左右両側縁が複数本のボルト５２…で締結される。

図３〜図５から明らかなように、クラッシュレール３５はＣＦＲＰを複数層に積層した四角断面の直線状中空断面の部材であり、その積層数は前端側から後端側に向かって１８層→１４層→１２層→１０層と次第に減少し、後端部だけが局部的に１０層から１２層に増加している。クラッシュレール３５の前端は断面積が縮小した小断面積部３５ａを構成しており、その小断面積部３５ａがリヤフレーム３４のボックス断面に形成された底壁部３４ｂの後端に開口する凹部３４ｄ（図４参照）に後方から嵌合して固定される。

左右一対のクラッシュレール３５，３５は前端側に対して後端側が相互に接近するように傾斜して配置されており、平面視で各クラッシュレール３５の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線Ｌ（図３参照）は、クラッシュレール３５の後端の断面を通過する。

第１リヤパネル３９は、上下のＣＦＲＰ製のパネル間に波板状のコア材を挟持して構成されるが、第２リヤパネル４０は１枚のＣＦＲＰ製のパネルで構成され、水平方向に延びてクラッシュレール３５，３５の下面が接続される下壁４０ａと、下壁４０ａの左右両側縁から起立する一対の側壁４０ｂ，４０ｂと、下壁４０ａの後縁から起立して左右の側壁部４０ｂ，４０ｂの後端間を接続する後壁４０ｃとを備える。

図２から明らかなように、後部リヤフロア４０の側壁４０ｂの上端は車幅方向外側に折り曲げられて側壁フランジ４０ｄを構成しており、ＣＦＲＰ製のハット状断面部材４１の下端の一対の内側フランジ４１ａおよび外側フランジ４１ｂを側壁フランジ４０ｄの上面に結合することで、側壁フランジ４０ｄおよびハット状断面部材４１により中空閉断面のアッパーメンバ３８が構成される。このとき、ハット状断面部材４１の後端の後側フランジ４１ｃは、第２リヤパネル４０の後壁フランジ４０ｅの車幅方向外端の上面に接続される。そして前上方から後下方に延びるアッパーメンバ３８の前端は、フロア１１の後壁部１４の上端、つまりクロスメンバ２９の車幅方向両端部を挟んでルーフサイドレール３３の後端に接続される。

図４および図６から明らかなように、後部リヤフロア４０の後壁４０ｃの上端は後方に折り曲げられて後壁フランジ４０ｅを構成しており、後壁フランジ４０ｅの車幅方向両端部は左右の側壁フランジ４０ｄ，４０ｄの後端に連続している。リヤバンパービーム３６の前面に沿って車幅方向に延びるリヤエンドクロスメンバ４２は、ＣＦＲＰ製のＬ字状断面部材５３と後部リヤフロア４０とを結合して構成される。

即ち、Ｌ字状断面部材５３は前壁５３ａおよび上壁５３ｂを有するＬ字状断面に形成され、前壁５３ａの下端から前方に延びる前壁フランジ５３ｃがリヤパネル４０の下壁４０ａの上面に接続され、かつ上壁５３ｂの後端から上方に延びる上壁フランジ５３ｄがリヤパネル４０の後壁４０ｃの前面に接続される。そしてＬ字状断面部材５３およびリヤパネル４０間に形成された中空断面部内に、波板状のコア材５４が配置される。

このとき、コア材５４の上端はリヤパネル４０の後壁４０ｃおよびＬ字状断面部材５３の上壁フランジ５３ｄ間に挟持される。またクラッシュレール３５の後端に設けたフランジ３５ｂがリヤエンドクロスメンバ４２の前面、つまりＬ字状断面部材５３の前壁５３ａの前面に接続される。

またクラッシュレール３５、Ｌ字状断面部材５３および第２リヤパネル４０は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備えるが、それらの積層数のうちで第２リヤパネル４０の積層数が最も小さく設定される。

図４、図６および図７から明らかなように、ＣＦＲＰ製のリヤバンパービーム３６は、上壁５５ａ、下壁５５ｂおよび底壁５５ｃを有して後方に向けて開放する一対のＵ字状断面部５５，５５を備える。Ｕ字状断面部５５の内部には、鉛直方向に延びて上壁５５ａ、下壁５５ｂおよび底壁５５ｃを接続する複数の縦リブ５５ｄ…が形成されるとともに、車幅方向両端部は端壁５５ｅ，５５ｅ（図２参照）で閉塞される。Ｕ字状断面部５５の車幅方向両端部の前面にボス５５ｆ，５５ｆ（図７参照）が突設されており、その内部に金属製のカラー５６，５６がインサートされる。

またリヤパネル４０の後壁４０ｃの車幅方向両端部には、前方に膨出する一対の膨出部４０ｆ，４０ｆ（図３および図４参照）が形成されており、リヤエンドクロスメンバ４２は一対の膨出部４０ｆ，４０ｆ間を接続するように固定される。膨出部４０ｆが側壁４０ｂに接続する部分に、上下２個の金属製のナット部材５７，５７がインサートされる。リヤバンパービーム３６の上下のＵ字状断面部５５，５５の底壁５５ｃ，５５ｃと、ボス５５ｆ，５５ｆにインサートしたカラー５６，５６と、膨出部４０ｆとを後から前に貫通する上下２本のボルト５８，５８を上下２個のナット部材５７，５７に螺合することで、バンパービーム３６の車幅方向端部がリヤエンドクロスメンバ４２の後面に固定される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

自動車のＣＦＲＰ製のフロア１１の後部に左右一対の金属製のリヤフレーム３４，３４を固定し、リヤフレーム３４，３４からＣＦＲＰ製の直線状かつ中空閉断面の左右一対のクラッシュレール３５，３５を後方に延出し、クラッシュレール３５，３５の後端にＣＦＲＰで閉断面に構成したリヤエンドクロスメンバ４２を固定し、リヤエンドクロスメンバ４２の後面にＣＦＲＰ製のリヤバンパービーム３６を固定したので、図３に示すように、リヤバンパービーム３６にオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重は閉断面で高強度のリヤエンドクロスメンバ４２を介して左右一対のクラッシュレール３５，３５に確実に伝達される。このとき、クラッシュレール３５，３５の前端は金属製で高強度のリヤフレーム３４，３４に接続されているため、前記衝突荷重をリヤフレーム３４，３４で支持することでクラッシュレール３５，３５を確実に圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。しかもクラッシュレール３５，３５はＣＦＲＰ製であるので、金属製のクラッシュレールに比べて軽量であるだけでなく、金属製のクラッシュレールに比べて単位長さ当りの衝撃吸収量が増加することで、クラッシュレール３５，３５の前後長を短縮して更なる軽量化を達成することができる。

またクラッシュレール３５，３５は前端部に対して後端部が車幅方向内側に偏倚しており、クラッシュレール３５，３５の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線Ｌは平面視で後端の断面を通るので（図３参照）、左右一対のクラッシュレール３５，３５の後端間の距離が小さくなり、車幅方向一方に偏倚したオフセット後面衝突の衝突荷重が入力したときに、車幅方向他方のクラッシュレール３５に衝突荷重が伝達され易くして衝撃吸収効果を高めることができる。

特に、クラッシュレール３５は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、連続繊維強化樹脂層の積層数はクラッシュレール３５の前部から後部に向かって減少するので（図５参照）、後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール３５を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。このとき、クラッシュレール３５の後端における連続繊維強化樹脂層の積層数（１２層）は、その前方に隣接する部分の積層数（１０層）よりも大きいので、クラッシュレール３５の後端をリヤエンドクロスメンバ４２に強固に結合し、リヤエンドクロスメンバ４２に後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール３５の傾きを防止しながら、クラッシュレール３５を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。

更に、クラッシュレール３５の前部に形成した小断面積部３５ａをリヤフレーム３４に形成した凹部３４ｄに嵌合して固定したので（図４参照）、後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール３５の前端部の傾きを防止しながら、クラッシュレール３５を後端側から順次圧壊して衝撃吸収効果を高めることができる。

またクラッシュレール３５，３５、Ｌ字状断面部材５３および第２リヤパネル４０は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備えるので、車体後部を軽量化しながら後面衝突時の衝撃吸収性能を最大限に確保することができるだけでなく、後部フロアパネル４０の後壁４０ｃにリヤエンドクロスメンバ４２を介してリヤバンパービーム３６を固定したので、リヤバンパービーム３６に入力した後面衝突の衝突荷重をリヤエンドクロスメンバ４２に直接伝達し、そこから左右のクラッシュレール３５，３５および第２リヤパネル４０に分散することができる。

しかもリヤエンドクロスメンバ４２は、下壁４０ａおよび後壁４０ｃを有するＣＦＲＰ製の第２リヤパネル４０と、上壁５３ｂおよび前壁５３ａを有するＣＦＲＰ製のＬ字状断面部材５３とを結合して閉断面部を構成し、閉断面部の内部にＣＦＲＰ製の波板よりなるコア材５４を配置して構成されるので、第２リヤパネル４０を薄肉にして軽量化を図りながら高強度のリヤエンドクロスメンバ４２を得ることができるだけでなく、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃが湾曲形状であっても、その湾曲形状に沿うリヤエンドクロスメンバ４２を容易に得ることができる。

またクラッシュレール３５、Ｌ字状断面部材５３および第２リヤパネル４０は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、それらの積層数のうちで第２リヤパネル４０の積層数が最も小さいので、繊維強化樹脂で車体後部を軽量化しながら後面衝突時の衝撃吸収性能を最大限に確保することができる。

また他車のリヤバンパービームが自車のリヤバンパービーム３６の上部後面衝突すると、リヤバンパービーム３６が固定された第２リヤパネル４０の後壁４０ｃが前方に倒れてしまい、クラッシュレール３５，３５の圧壊による衝撃吸収効果が充分に発揮されなくなる可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、第２リヤパネル４０の左右の側壁４０ｂ，４０ｂの上端を車幅方向外側に折り曲げた側壁フランジ４０ｄ，４０ｄの上面にハット状断面部材４１，４１を結合して中空閉断面のアッパーメンバ３８，３８を構成し、左右のルーフサイドレール３３，３３の後端から後下方に延びるアッパーメンバ３８，３８の後端を第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの上端から後方に延びる後壁フランジ４０ｅに接続し、後壁４０ｃにリヤバンパービーム３６を接続したので、衝突荷重による第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの前方への倒れをアッパーメンバ３８，３８で抑制し、リヤバンパービーム３６による衝撃吸収効果を高めることができる。しかも第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの前方への倒れを防止するためにリヤバンパービーム３６の位置を高くする必要がないため、車体後部のデザインの自由度が向上する。

特に、アッパーメンバ３８，３８の前端を、フロア１１の後壁部１４の上端を介してルーフサイドレール３３，３３の後端に接続したので、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの剛性をフロア１１の後壁部１４により高め、後面衝突の衝突荷重による第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの前方への倒れを一層確実に防止することができる。このとき、第２リヤパネル４０の側壁フランジ４０ｄ，４０ｄおよび後壁フランジ４０ｅは一体に連続するので、後壁４０ｃの剛性を増加させて後面衝突の衝突荷重による後壁４０ｃの倒れ防止効果を一層高めることができる。

また第２リヤパネル４０の側壁４０ｂ，４０ｂおよび後壁４０ｃの接続部に金属製のナット部材５７…を固定し、ナット部材５７…にリヤバンパービーム３６を締結したので、リヤバンパービーム３６を容易かつ強固に固定することができる。その際に、後方に開放するＷ字状断面を有するリヤバンパービーム３６の前端の上下一対の底壁５５ｃ，５５ｃをナット部材５７…にボルト５８…で締結したので、後面衝突の衝突荷重によりＷ字状断面のリヤバンパービーム３６が上下に開くように変形することで、リヤバンパービーム３６が上方あるいは下方に倒れて衝撃吸収効果が発揮されなくなるのを防止することができる。

更に、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの車幅方向両端部から前方に向けて膨出する一対の膨出部４０ｆ，４０ｆの前面にナット部材５７…を設け、リヤバンパービーム３６の車幅方向両端部の前面のボス５５ｆ…にインサートしたカラー５６…をナット部材５７…に締結したので、膨出部４０ｆ，４０ｆの後面にカラー５６…を配置するスペースを確保してリヤバンパービーム３６の断面積を車幅方向に一定にすることができる。

第２の実施の形態

次に、図８に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの前面にリヤエンドクロスメンバ４２が固定されているが、第２の実施の形態では、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの後面にリヤエンドクロスメンバ４２が固定される。即ち、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの後面に前方に向いて開放するハット状断面部材５９の上部フランジ５９ａおよび下部フランジ５９ｂを接続して閉断面部を構成し、その内部に波板よりなるコア材５４を配置することで、リヤエンドクロスメンバ４２が構成される。リヤバンパービーム３６は、リヤエンドクロスメンバ４２のハット状断面部材５９の後面に接着やリベット等の手段で固定される。

この第２の実施の形態によれば、クラッシュレール３５，３５を予め結合した第２リヤパネル４０に対してリヤエンドクロスメンバ４２を後付けすることが可能になるため、車体後部に対するリヤエンドクロスメンバ４２およびリヤバンパービーム３６の組み付けが容易になる。

第３の実施の形態

次に、図９および図１０に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態のアッパーメンバ３８の下端は、第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの上端の高さで終わっているが，第３の実施の形態のアッパーメンバ３８は第２リヤパネル４０の後下方に傾斜する側壁４０ｂの上縁から後縁に沿うようにへ字状に屈曲し、その下端は第２リヤパネル４０の下壁４０ａに達している。

即ち、第２リヤパネル４０の側壁４０ｂの車幅方向内面の上縁および後縁に沿って、車幅方向外側に開放するハット状断面部材６０の上部フランジ６０ａおよび下部フランジ６０ｂを接続することで、閉断面を有するヘ字状のアッパーメンバ３８を構成する。ヘ字状に屈曲するアッパーメンバ３８の下部は第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの膨出部４０ｆの前面に接続されるため、アッパーメンバ３８と第２リヤパネル４０の後壁４０ｃとが更に強固に一体化され、後面衝突の衝突荷重が入力したときに第２リヤパネル４０の後壁４０ｃの前方への倒れを一層確実に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では各部材をＣＦＲＰ（カーボンファイバー強化樹脂）で構成しているが、グラスファイバー強化樹脂やアラミドファイバー強化樹脂等の他種の繊維強化樹脂であっても良い。

Claims (8)

1. 繊維強化樹脂製の車体後部に固定された左右一対の金属製のリヤフレーム（３４）と、繊維強化樹脂で直線状の中空閉断面に構成されて前記左右一対のリヤフレーム（３４）から後方に延びる左右一対の衝撃吸収部材（３５）と、前記左右一対の衝撃吸収部材（３５）の後端に車幅方向両端を接続された閉断面のクロスメンバ（４２）とを備えることを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記衝撃吸収部材（３５）は前部に対して後部が車幅方向内側に偏倚しており、前記衝撃吸収部材（３５）の前端の車幅方向内端から後方に引いた直線は平面視で後端の断面を通ることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記衝撃吸収部材（３５）は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、前記連続繊維強化樹脂層の積層数は前記衝撃吸収部材（３５）の前部から後部に向かって減少することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 前記衝撃吸収部材（３５）の後端における前記連続繊維強化樹脂層の積層数は、その前方に隣接する部分の積層数よりも大きいことを特徴とする、請求項３に記載の自動車の車体構造。
5. 前記衝撃吸収部材（３５）の前部に形成した小断面積部（３５ａ）を前記リヤフレーム（３４）に形成した凹部（３４ｄ）に嵌合して固定したことを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の自動車の車体構造。
6. 前記クロスメンバ（４２）は、下壁（４０ａ）および後壁（４０ｃ）を有する繊維強化樹脂製のリヤパネル（４０）と、上壁（５３ｂ）および前壁（５３ａ）を有する繊維強化樹脂製のＬ字状断面部材（５３）とを結合して閉断面部を形成し、前記閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材（５４）を配置して構成され、前記クロスメンバ（４２）の後面にリヤバンパービーム（３６）を固定したことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
7. 前記衝撃吸収部材（３５）、前記Ｌ字状断面部材（５３）および前記リヤパネル（４０）は積層された複数の連続繊維強化樹脂層を備え、それらの積層数のうちで前記リヤパネル（４０）の積層数が最も小さいことを特徴とする、請求項６に記載の自動車の車体構造。
8. 前記クロスメンバ（４２）は、後壁（４０ｃ）および後壁フランジ（４０ｅ）を有する繊維強化樹脂製のリヤパネル（４０）の後面にコ字状断面部材（５９）を結合して閉断面部を形成し、前記閉断面部の内部に繊維強化樹脂製の波板よりなるコア材（５４）を配置して構成され、前記クロスメンバ（４２）の後面にリヤバンパービーム（３６）を固定したことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車の車体構造。

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