WO2019198752A1 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

リヤフレームおよびサブフレームを備える自動車の車体構造において、左右一対のサイドシル（１１）の後端に前後方向に延びる左右一対のリヤフレーム（１２）の前端が接続され、リヤフレームは後方に向かって車幅方向内側に傾斜する傾斜部（１４）と、傾斜部の後端から後方に向かって略水平に延びる水平部（１５）とからなる。左右のリヤフレーム間に配置されるサブフレーム（１８）は、左右のリヤフレームの車幅方向内側に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム（１９）を備えると共に、リヤフレームは、車幅方向外向きに開口する略Ｕ字状断面のインナー部材（２５）と、インナー部材の開口部を閉塞するアウター部材（２６）とを接続して閉断面に構成され、リヤフレームの後端に衝突エネルギー吸収部材（１３，３４）が設けられる。これにより衝突エネルギー吸収部材の性能を最大限に発揮させて後面衝突時のエネルギー吸収効果を高められる。

Description

自動車の車体構造

　本発明は、左右一対のサイドシルの後端に前後方向に延びる左右一対のリヤフレームの前端が接続され、前記リヤフレームは後方に向かって車幅方向内側に傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の後端から後方に向かって略水平に延びる水平部とからなる自動車の車体構造に関する。

　自動車の車体後部に前後方向に配置される左右一対のリヤフレームはリヤフロアパネルの下面に接続されて閉断面を構成するため、一般的に上向きに開口するハット状断面を有している。

　それに対し、下記特許文献１には、リヤフレームの後部を車幅方向外向きに開放するＵ字状断面に構成し、それを車幅方向外向きに開放するサイドシルインナーの後部に車幅方向内側から嵌合させて接続することで、側面衝突時におけるサイドシルの回転をリヤフレームにより抑制するものが記載されている。

日本特許第３５１８３９７号公報

　しかしながら、上記従来のものは、サイドシルの後部とリヤフレームの前部とを所定距離にわたって重ね合わせる必要があるため重量が増加するだけでなく、後面衝突を受けた場合にリヤフレームの後部で衝突エネルギーを効率よく吸収できないため、左右のリヤフレーム間に搭載した物品を保護できない可能性がある。

　本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、リヤフレームおよびサブフレームを備える自動車の車体後部構造において、衝突エネルギー吸収部材の性能を最大限に発揮させて後面衝突時のエネルギー吸収効果を高めることを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴によれば、左右一対のサイドシルの後端に前後方向に延びる左右一対のリヤフレームの前端が接続され、前記リヤフレームは後方に向かって車幅方向内側に傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の後端から後方に向かって略水平に延びる水平部とからなる自動車の車体構造であって、前記左右のリヤフレーム間に配置されるサブフレームは、前記左右のリヤフレームの車幅方向内側に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドフレームを備えるとともに、前記リヤフレームは、車幅方向外向きに開口する略Ｕ字状断面のインナー部材と、前記インナー部材の開口部を閉塞するアウター部材とを接続して閉断面に構成され、前記リヤフレームの後端に衝突エネルギー吸収部材が設けられることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第２の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記衝突エネルギー吸収部材は、車体後部に設けられた環状のテールゲートフレームの下部よりも後方に突出することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第３の特徴によれば、前記第２の特徴に加えて、前記テールゲートフレームの下部前面を構成するリヤエンドパネルに、前記リヤフレームの後端と、リヤフロアパネルの上方隆起部の後端とが接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第４の特徴によれば、前記第２の特徴に加えて、前記サブフレームは高圧電気部品を搭載し、前記高圧電気部品は、前記左右のリヤフレームと、前記左右のリヤフレーム間を接続するクロスメンバと、前記テールゲートフレームの下部とに囲まれることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第５の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記衝突エネルギー吸収部材は、左右一対のエクステンションと、前記左右のエクステンションの間に配置されたＵ字状部材とからなり、前記左右のエクステンションおよび前記Ｕ字状部材は前記リヤフレームよりも低強度であることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第６の特徴によれば、前記第５の特徴に加えて、前記Ｕ字状部材の前端は、前記左右のリヤフレームの前記インナー部材の車幅方向内壁の後方に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第７の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記リヤフレームの傾斜部は、前記左右のリヤフレーム間を接続するクロスメンバと、Ｌ字状断面を有する補強部材と、リヤフロアパネルとに接続されて平面視で三角形状のボックス構造部を構成することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第８の特徴によれば、前記第７の特徴に加えて、前記補強部材の稜線は、前記リヤフレームの傾斜部および水平部の境の屈曲部と、前記クロスメンバの後部の稜線とを接続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第９に特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記リヤフレームのインナー部材の下縁は、前記傾斜部において下向きに延びる接合フランジで前記リヤフレームのアウター部材の下縁に接続され、前記水平部において車幅方向外向きに延びる接合フランジで前記リヤフレームのアウター部材の下縁に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第１０の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記リヤフレームのアウター部材は、前記傾斜部および前記水平部の境の屈曲部を中心に上下方向中間部に沿って前後方向に延びるビードを備えることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第１１の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記サイドシルの後部は車幅方向内向きに拡幅する第１拡幅部を備え、前記リヤフレームの傾斜部の前部は車幅方向外向きに拡幅する第２拡幅部を備え、前記第１拡幅部の後端と前記第２拡幅部の前端とは前後方向に直交する方向に突出する接合フランジで接続され、前記第１拡幅部の車幅方向内壁と前記傾斜部の車幅方向内壁とは平面視で直線状に連続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第１２の特徴によれば、前記第１１の特徴に加えて、前記リヤフレームはホットスタンプ材製であり、前記サイドシルはハイテン材製であることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第１３の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記リヤフレームの傾斜部は後方に向かって上側にも傾斜し、その上端の前記水平部との境の屈曲部がダンパーハウジングに接続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第１４の特徴によれば、前記第１３の特徴に加えて、前記ダンパーハウジングは連結ブラケットを介してリヤピラーに接続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　また本発明の第１５の特徴によれば、前記第１の特徴に加えて、前記左右のリヤフレームと前記左右のサイドシルとの接続部の前方において、フロアパネルの下方に搭載したバッテリボックスのクロスメンバと、前記フロアパネルのクロスメンバとが前記左右のサイドシル間に車幅方向に配置され、前記接続部の後方において、前記左右のリヤフレーム間がリヤフロアパネルのクロスメンバで接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

　なお、実施の形態のエクステンション１３は本発明の衝突エネルギー吸収部材に対応し、実施の形態のリヤクロスメンバ１６は本発明の左右のリヤフレーム間を接続するクロスメンバあるいはリヤフロアパネルのクロスメンバに対応し、実施の形態のＵ字状部材３４は本発明の衝突エネルギー吸収部材に対応し、実施の形態のバッテリボックスクロスメンバ４０は本発明のバッテリボックスのクロスメンバに対応し、実施の形態のフロアクロスメンバ４４は本発明のフロアパネルのクロスメンバに対応し、実施の形態の上部ガセット５３は本発明の連結ブラケットに対応する。

　本発明の第１の特徴によれば、自動車の車体は、左右一対のサイドシルの後端に前後方向に延びる左右一対のリヤフレームの前端が接続され、リヤフレームは後方に向かって車幅方向内側に傾斜する傾斜部と、傾斜部の後端から後方に向かって略水平に延びる水平部とからなる。

　左右のリヤフレーム間に配置されるサブフレームは、左右のリヤフレームの車幅方向内側に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドフレームを備えるとともに、リヤフレームは、車幅方向外向きに開口する略Ｕ字状断面のインナー部材と、インナー部材の開口部を閉塞するアウター部材とを接続して閉断面に構成され、リヤフレームの後端に衝突エネルギー吸収部材が設けられるので、リヤフレームの断面積にサブフレームのサイドフレームの断面積が付加されることで、後面衝突の衝撃からサブフレームの搭載部を確実に保護できるだけでなく、衝突エネルギー吸収部材の支持剛性を高めてエネルギー吸収量を増加させることができる。しかも衝突エネルギー吸収部材が潰れきった後は、リヤフレームの傾斜部が、サイドシルとの接続部を支点にして車幅方向内側に折れ曲がって衝突エネルギーを吸収し、その際に車幅方向外向きに開口する略Ｕ字状断面のインナー部材が大きな曲げ強度を発揮してエネルギー吸収量が増加する。そしてリヤフレームの前部を前方に延長してサイドシルの後部に接続する必要がないため、重量の増加を抑えて軽量化することができる。

　また本発明の第２の特徴によれば、衝突エネルギー吸収部材は、車体後部に設けられた環状のテールゲートフレームの下部よりも後方に突出するので、後面衝突の衝突荷重により先ず衝突エネルギー吸収部材が圧壊し、更にテールゲートフレームの下部が圧壊することで、衝突エネルギーの吸収量を増加させることができる。

　また本発明の第３の特徴によれば、テールゲートフレームの下部前面を構成するリヤエンドパネルに、リヤフレームの後端と、リヤフロアパネルの上方隆起部の後端とが接続されるので、リヤフロアパネルの上方隆起部の下方に後輪駆動用の電動モータ等の大型部品を搭載する空間を確保することができる。

　また本発明の第４の特徴によれば、サブフレームは高圧電気部品を搭載し、高圧電気部品は、左右のリヤフレームと、左右のリヤフレーム間を接続するクロスメンバと、テールゲートフレームの下部とに囲まれるので、サブフレームに搭載した高圧電気部品を後面衝突の衝撃から確実に保護することができる。

　また本発明の第５の特徴によれば、衝突エネルギー吸収部材は、左右一対のエクステンションと、左右のエクステンションの間に配置されたＵ字状部材とからなり、左右のエクステンションおよびＵ字状部材はリヤフレームよりも低強度であるので、左右のエクステンションに挟まれた空間を利用して配置したＵ字状部材との協働により、左右のエクステンションの長さを最小限に抑えながら、後面衝突の衝突エネルギーを効果的に吸収してサブフレームに搭載した高圧電気部品を確実に保護することができる。

　また本発明の第６の特徴によれば、Ｕ字状部材の前端は、左右のリヤフレームのインナー部材の車幅方向内壁の後方に接続されるので、Ｕ字状部材に入力した後面衝突の衝突荷重を車幅方向外向きに開口する略Ｕ字状断面のインナー部材の強度の高い上下の稜線に伝達することができる。

　また本発明の第７の特徴によれば、リヤフレームの傾斜部は、左右のリヤフレーム間を接続するクロスメンバと、Ｌ字状断面を有する補強部材と、リヤフロアパネルとに接続されて平面視で三角形状のボックス構造部を構成するので、後面衝突の衝突荷重を強度の高いボックス構造部を介してクロスメンバおよびリヤフロアパネルに分散することができる。特に平面視で三角形状のボックス構造部はリヤフロアパネルに広い面積で接続するので、リヤフロアパネルに対する荷重分散が効果的に行われる。

　また本発明の第８の特徴によれば、補強部材の稜線は、リヤフレームの傾斜部および水平部の境の屈曲部と、クロスメンバの後部の稜線とを接続するので、後面衝突の衝突荷重はリヤフレームの屈曲部に応力を集中させることなく、剛性の高い稜線を介してクロスメンバに伝達される。

　また本発明の第９の特徴によれば、リヤフレームのインナー部材の下縁は、傾斜部において下向きに延びる接合フランジでリヤフレームのアウター部材の下縁に接続され、水平部において車幅方向外向きに延びる接合フランジでリヤフレームのアウター部材の下縁に接続されるので、後面衝突の衝突荷重が入力したときに、水平部は車幅方向外向きに延びる接合フランジにより車幅方向の変形が抑制されるとともに、傾斜部は下向きに延びる接合フランジにより上下方向の変形が抑制される。

　また本発明の第１０の特徴によれば、リヤフレームのアウター部材は、傾斜部および水平部の境の屈曲部を中心に上下方向中間部に沿って前後方向に延びるビードを備えるので、重量の増加を最小限に抑えながらリヤフレームの強度を高めることができる。

　また本発明の第１１の特徴によれば、サイドシルの後部は車幅方向内向きに拡幅する第１拡幅部を備え、リヤフレームの傾斜部の前部は車幅方向外向きに拡幅する第２拡幅部を備え、第１拡幅部の後端と第２拡幅部の前端とは前後方向に直交する方向に突出する接合フランジで接続され、第１拡幅部の車幅方向内壁と傾斜部の車幅方向内壁とは平面視で直線状に連続するので、サイドシルおよびリヤフレームを軽量な接合フランジにより接続しながら、後面衝突の衝突荷重をリヤフレームからサイドシルに効率的に伝達して分散させることができる。

　また本発明の第１２の特徴によれば、リヤフレームはホットスタンプ材製であり、サイドシルはハイテン材製であるので、複雑な形状のリヤフレームを成形性の高いホットスタンプ材で容易に成形することができるだけでなく、後面衝突時に応力が集中するサイドシルをホットスタンプ材よりも強度が低くて延性の高いハイテン材で構成して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

　また本発明の第１３の特徴によれば、リヤフレームの傾斜部は後方に向かって上側にも傾斜し、その上端の水平部との境の屈曲部がダンパーハウジングに接続するので、ダンパーから入力する荷重をダンパーハウジングからリヤフレームの屈曲部に伝達して支持することができる。

　また本発明の第１４の特徴によれば、ダンパーハウジングは連結ブラケットを介してリヤピラーに接続するので、ダンパーから入力する荷重をダンパーハウジングから連結ブラケットを介してリヤピラーに伝達して更に確実に支持することができる。

　また本発明の第１５の特徴によれば、前記左右のリヤフレームと前記左右のサイドシルとの接続部の前方において、フロアパネルの下方に搭載したバッテリボックスのクロスメンバと、フロアパネルのクロスメンバとが左右のサイドシル間に車幅方向に配置され、接続部の後方において、左右のリヤフレーム間がリヤフロアパネルのクロスメンバで接続されるので、後面衝突の衝突荷重をリヤフロアパネルのクロスメンバ、フロアパネルのクロスメンバおよびバッテリボックスのクロスメンバで支持し、バッテリボックスに収納したバッテリを保護することができる。

図１は自動車の車体後部の左側面図である。（第１の実施の形態） 図２は図１の２方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図３は図２の３部拡大図である。（第１の実施の形態） 図４は図１の４方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図５は図１の５－５線断面図である。（第１の実施の形態） 図６は図３の６－６線断面図である。（第１の実施の形態） 図７は図３の７Ａ－７Ａ線および７Ｂ－７Ｂ線断面図である。（第１の実施の形態） 図８は図３の８－８線断面図である。（第１の実施の形態） 図９は図３の９方向矢視図である。（第１の実施の形態）

１１…サイドシル
１１ａ…第１拡幅部
１１ｂ…接合フランジ
１２…リヤフレーム
１２ａ…第２拡幅部
１２ｂ…接合フランジ
１３…エクステンション（衝突エネルギー吸収部材）
１４…傾斜部
１５…水平部
１６…リヤクロスメンバ（左右のリヤフレーム間を接続するクロスメンバあるいはリヤフロアパネルのクロスメンバ）
１６ａ…稜線
１７…補強部材
１７ｆ…稜線
１８…サブフレーム
１９…サイドフレーム
２５…インナー部材
２５ｂ…接合フランジ
２５ｃ…接合フランジ
２５ｅ…車幅方向内壁
２６…アウター部材
２６ｄ…ビード
２７…リヤフロアパネル
２７ａ…上方隆起部
２８…ボックス構造部
２９…屈曲部
３０…テールゲートフレーム
３２…リヤエンドパネル
３４…Ｕ字状部材（衝突エネルギー吸収部材）
３５…フロアパネル
３６…バッテリボックス
４０…バッテリボックスクロスメンバ（バッテリボックスのクロスメンバ）
４４…フロアクロスメンバ（フロアパネルのクロスメンバ）
４８…ダンパーハウジング
５３…上部ガセット（連結ブラケット）
５４…リヤピラー

　以下、図１～図９に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書における前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向は運転席に着座した乗員を基準として定義される。

第１の実施の形態

　図１および図２に示すように、電気自動車の車体側部に左右一対のサイドシル１１が前後方向に配置されており、左右のサイドシル１１の後端から左右一対のリヤフレーム１２が後方に延び、左右のリヤフレーム１２の後端に衝突エネルギー吸収部材である左右一対のエクステンション１３が接続される。リヤフレーム１２は前側の傾斜部１４と後側の水平部１５とからなり、傾斜部１４はサイドシル１１の後端から後方に向かって車幅方向内方かつ上方に向かって延び、水平部１５は傾斜部１４の後端から真っ直ぐ後方に延び、エクステンション１３は水平部１５の後端から真っ直ぐ後方に延びている。左右のリヤフレーム１２の傾斜部１４間が車幅方向に延びるリヤクロスメンバ１６で接続され、リヤクロスメンバ１６の後側と傾斜部１４の車幅方向内側とが平面視で三角形状の補強部材１７で接続されて補強される。リヤフレーム１２はホットスタンプ材製であり、サイドシル１１はハイテン材製である。

　左右のリヤフレーム１２間に、走行用の電動モータ等の高圧電気部品を支持する四角枠状のサブフレーム１８が搭載される。サブフレーム１８は、左右のリヤフレーム１２の車幅方向内側に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム１９と、左右のサイドフレーム１９の前端間を車幅方向に接続する前部クロスメンバ２０と、左右のサイドフレーム１９の後端間を車幅方向に接続する後部クロスメンバ２１と、前部クロスメンバ２０の車幅方向両端から前方かつ車幅方向外方に傾斜して延びる左右一対の取付腕部２２とを備え、左右の取付腕部２２が左右のリヤフレーム１２の傾斜部１４の下面に締結され、前部クロスメンバ２０の車幅方向両端部が左右の補強部材１７の下面に締結され、後部クロスメンバ２１の車幅方向両端部が左右のリヤフレーム１２の水平部１５の下面に締結される。

　図３および図８から明らかなように、サイドシル１１は、車幅方向外向きに開放するハット状断面のインナー部材２３と、車幅方向内向きに開放するハット状断面のアウター部材２４とを、それらの接合フランジ２３ａ，２４ａで接続して中空閉断面に構成される。サイドシル１１の後端部には、インナー部材２３を車幅方向内向きに斜めに膨出させた第１拡幅部１１ａ（図３参照）が形成される。

　一方、図３、図６および図７から明らかなように、リヤフレーム１２は車幅方向外向きに開放するハット状断面のインナー部材２５と、平板状断面のアウター部材２６とを接続して中空閉断面に構成される。リヤフレーム１２の上面側では、インナー部材２５の接合フランジ２５ａおよびアウター部材２６の接合フランジ２６ａは上下方向に延びているが（図７（Ａ），（Ｂ）参照）、リヤフレーム１２の傾斜部１４の下面側では、インナー部材２５の接合フランジ２５ｂおよびアウター部材２６の接合フランジ２６ｂが上下方向に延びているのに対し（図７（Ａ）参照）、リヤフレーム１２の水平部１５の下面側では、インナー部材２５の接合フランジ２５ｃおよびアウター部材２６の接合フランジ２６ｃが水平方向に延びている（図７（Ｂ）参照）。すなわち、リヤフレーム１２の下面側で、傾斜部１４の接合フランジ２５ｂ，２６ｂと、水平部１５の接合フランジ２５ｃ，２６ｃとでは、その方向が上下方向から水平方向に切り替わっている。そしてリヤフレーム１２の車幅方向内面および車幅方向外面には、その長手方向に沿う補強用のビード２５ｄ，２６ｄが形成される。

　図３および図６から明らかなように、リヤフレーム１２の傾斜部１４の前端部には、アウター部材２６を車幅方向外向きに膨出させた第２拡幅部１２ａ（図３参照）が形成される。そしてサイドシル１１の第１拡幅部１１ａとリヤフレーム１２の第２拡幅部１２ａとは、上下方向および車幅方向に突出する接合フランジ１１ｂ，１２ｂを突き合わせて接続される。この状態で、サイドシル１１の第１拡幅部１１ａおよびリヤフレーム１２の傾斜部１４の車幅方向内壁は、平面視で後方に向かって車幅方向内方に直線状に傾斜している（図３の太い鎖線参照）。

　図３および図７（Ｂ）から明らかなように、補強部材１７は三角形状の水平壁１７ａと、矩形状の鉛直壁１７ｂとを有して断面Ｌ字状に形成されており、水平壁１７ａの二つの辺に沿う接合フランジ１７ｃ，１７ｄがリヤフレーム１２の傾斜部１４の下面と、リヤクロスメンバ１６の下面とに接続され、鉛直壁１７ｂの接合フランジ１７ｅが左右のリヤフレーム１の上面間を接続するリヤフロアパネル２７の下面に接続される。その結果、リヤフレーム１２の傾斜部１４、リヤクロスメンバ１６、補強部材１７およびリヤフロアパネル２７間にボックス構造部２８（図７（Ａ）参照）が構成される。このとき、補強部材１７の稜線１７ｆは、リヤフレーム１２の傾斜部１４および水平部１５の境の屈曲部２９と、リヤクロスメンバ１６の後部の稜線１６ａとを接続する。

　図１および図４から明らかなように、車体後部にはハッチバックドアで開閉される枠状のテールゲートフレーム３０が設けられており、閉断面を有して車幅方向に延びるテールゲート下部３１の後端よりも、左右のエクステンション１３の後端は後方に突出している。左右のリヤフレーム１２の上面間を車幅方向に接続するリヤフロアパネル２７は、リヤフレーム１２の傾斜部１４に沿って上方に隆起する上方隆起部２７ａを備えており、上方隆起部２７ａの後端がテールゲート下部３１の前壁を構成するリヤエンドパネル３２に接続される。

　このようにして、高圧電気部品を支持するサブフレーム１８は、左右のリヤフレーム１２と、左右のリヤフレーム１２間を接続するリヤクロスメンバ１６と、テールゲート下部３１とによって前後左右を取り囲まれる。

　図３、図４および図９から明らかなように、リヤフレーム１２の後端にリヤエンドパネル３２を挟んで平板状のエンドプレート３３が固定されており、このエンドプレート３３の後面にエクステンション１３が接続される。左右のエクステンション１３間に配置される衝撃吸収部材であるＵ字状部材３４は、車幅方向に延びる衝撃吸収部３４ａと、衝撃吸収部３４ａの車幅方向両端部から前方に延びる左右一対の取付部３４ｂとを備えており、インナー部材２５の車幅方向内壁２５ｅの後方に位置するエンドプレート３３の車幅方向内内部から突出する左右一対のブラケット３３ａに、Ｕ字状部材３４の取付部３４ｂが固定される。Ｕ字状部材３４および左右のエクステンション１３はリヤフレーム１２よりも低強度の材料で構成されており、それらの後端はテールゲート下部３１の後端よりも後方に突出している。

　図２および図８に示すように、左右のサイドシル１１のインナー部材２３間を接続するフロアパネル３５の下方に、走行用の電動モータを駆動するためのバッテリボックス３６が搭載される。バッテリボックス３６は、内部に複数のバッテリモジュール３７を収納するケース３８と、ケース３８の上面開口部を閉塞するカバー３９と、ケース３８の底壁の上面に固定されて車幅方向に延びる複数のバッテリボックスクロスメンバ４０と、ケース３８の左右両側壁の外面に固定されて前後方向に延びる左右一対の縦フレーム４１と、縦フレーム３３から車幅方向外側に張り出す複数の取付ブラケット４２とを備え、取付ブラケット４２を下から上に貫通する複数本のボルト４３で左右のサイドシル１１のインナー部材２３の下面に取り付けられる。

　またバッテリボックス３６の上方のフロアパネル３５の上面には車幅方向に延びて左右のサイドシル１１のインナー部材２３間を接続する複数のフロアクロスメンバ４４が設けられ、またフロアパネル３５の下面には、左右のリヤフレーム１２間を車幅方向に接続するリヤクロスメンバ１６から前方に向かって延びる左右一対のフロアフレーム４５が設けられる。

　よって、左右のリヤフレーム１２と左右のサイドシル１１との接続部の前方では、左右のサイドシル１１間にバッテリボックスクロスメンバ４０およびフロアクロスメンバ４４が車幅方向に配置され、前記接続部の後方では、左右のリヤフレーム１２間が車幅方向に延びるリヤクロスメンバ１６で接続されることになる。

　図３～図５に示すように、リヤフレーム１２の車幅方向外縁から、前後２分割された前部ホイールハウスインナー４６および後部ホイールハウスインナー４７と、前部ホイールハウスインナー４６および後部ホイールハウスインナー４７間に挟まれて車幅方向内向きに膨出するダンパーハウジング４８とが起立する。ダンパーハウジング４８は、図示せぬサスペンションダンパーの車幅方向内面に対向する側壁部４９と、側壁部４９の天井壁を構成してサスペンションダンパーの上端を支持するダンパーベース５０とで構成される。前部ホイールハウスインナー４６、ダンパーハウジング４８および後部ホイールハウスインナー４７の車幅方向外縁にはホイールハウスアウター５１の車幅方向内縁が接続され、両者の間には下向きに開放して後輪を収納する空間が区画される。

　ホイールハウスアウター５１の一部は上方に延びてリヤピラーアウター５２を構成し、ダンパーベース５０の上面から起立する上部ガセット５３がリヤピラーアウター５２に接続されることで、中空閉断面のリヤピラー５４が構成される。ホイールハウスアウター５２およびリヤピラー５４の車幅方向外側はリヤサイドパネル５５で覆われる。リヤフレーム１２の屈曲部２９とダンパーベース５０の車幅方向内端部とが、側壁部４９の車幅方向内面に沿う下部ガセット５６で接続される。

　このように構成された後輪のホイールハウスは、前後方向視でダンパーハウジング４８の側壁部１９の上方側が車幅方向内側に傾斜するとともに（ラインＬ１参照）、側面視でサスペンションダンパー軸線の上方側が後方側に傾斜している（ラインＬ２参照）。

　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。

　車両が後面衝突されると、左右のリヤフレーム１２の後端から後方に突出するエクステンション１３およびＵ字状部材３４が圧壊し、続いて左右のリヤフレーム１２の後端よりも後方に位置するテールゲートフレーム３０のテールゲート下部３１が圧壊することで衝突エネルギーが吸収される。このときリヤフレーム１２よりも低強度のエクステンション１３およびＵ字状部材３４は、リヤフレーム１２の損傷を回避しながら優先的に圧壊してエネルギー吸収効果を発揮する。そして左右のエクステンション１３に挟まれた空間を利用してＵ字状部材３４を配置したことにより、エクステンション１３の長さを最小限に抑えながらエネルギー吸収効果を高めることができる。

　特に、Ｕ字状部材３４の左右の取付部３４ｂは、左右のリヤフレーム１２のインナー部材２５の車幅方向内壁２５ｅの後方に接続されるので、Ｕ字状部材３４に入力した後面衝突の衝突荷重を、取付部３４ｂからインナー部材２５の車幅方向内壁２５ｅの上下の稜線に効率的に伝達することができる。

　また左右のリヤフレーム１２間に配置されたサブフレーム１８には電動モータ等の高圧電気部品が搭載されているが、そのサブフレーム１８は左右のリヤフレーム１２と、左右のリヤフレーム１２間を接続するリヤクロスメンバ１６と、テールゲート下部３１とに囲まれるので、サブフレーム１８に搭載した高圧電気部品を後面衝突の衝撃から保護することができる。しかもサブフレーム１８の左右のサイドフレーム１９は、左右のリヤフレーム１２の車幅方向内側に平行に配置されるので、リヤフレーム１２の断面積にサブフレーム１８のサイドフレーム１９の断面積が付加されることで、後面衝突の衝撃からサブフレーム１８の搭載物を一層確実に保護できる。

　さらにリヤフレーム１２およびサブフレーム１９が互いの強度を高めあうので、リヤフレーム１２に対するエクステンション１３およびＵ字状部材３４の支持剛性を高め、後面衝突時にエクステンション１３およびＵ字状部材３４の倒れを防止しながら圧壊を促進してエネルギー吸収量を増加させることができる。

　またリヤフレーム１２は前後方向中央の屈曲部２９を境にして前側の傾斜部１４が後側の水平部１５に対して傾斜しているので、エクステンション１３およびＵ字状部材３４が潰れきった後に、リヤフレーム１２の傾斜部１４がサイドシル１１との接続部を支点にして車幅方向内側に折れ曲がって衝突エネルギーを吸収する。このときリヤフレーム１２のインナー部材２５は車幅方向外向きに開口するＵ字状断面を有するので、大きな曲げ強度を発揮してエネルギー吸収量が増加する。そしてサイドシル１１の後端およびリヤフレーム１２の前端は、接合フランジ１１ｂ，１２ｂどうしを突き合わせて接続されるので、リヤフレーム１２の前部を前方に延長してサイドシル１１の後部に重ね合わせて接続する必要がなくなり、重量の増加を抑えて軽量化することができる。

　またリヤフレーム１２の傾斜部１４は、左右のリヤフレーム１２間を接続するリヤクロスメンバ１６と、補強部材１７と、リヤフロアパネル２７とに接続されて平面視で三角形状のボックス構造部２８を構成するので、後面衝突の衝突荷重を強度の高いボックス構造部２８を介してクロスメンバ１６およびリヤフロアパネル２７に分散することができる。特にボックス構造部２８を構成する補強部材１７の三角形状の水平壁１７ａはリヤフロアパネル２７に広い面積で接続するので、リヤフロアパネル２７に対する荷重分散が効果的に行われる。

　しかも補強部材１７の稜線１７ｆは、リヤフレーム１２の傾斜部１４および水平部１５の境の屈曲部２９と、リヤクロスメンバ１６の後部の稜線１６ａとを接続するので、後面衝突の衝突荷重はリヤフレーム１２の屈曲部２９に応力を集中させることなく、剛性の高い稜線１７ｆ，１６ａを介してリヤクロスメンバ１６に伝達される。

　またリヤフレーム１２の傾斜部１４では、インナー部材２５およびアウター部材２６の下縁の接合フランジ２５ｂ，２６ｂが下向きに延びているため、後面衝突の衝突荷重が入力したときに、傾斜部１４は下向きに延びる接合フランジ２５ｂ，２６ｂにより上下方向の変形が効果的に抑制される（図７（Ａ）参照）。一方、リヤフレーム１２の水平部１５では、インナー部材２５およびアウター部材２６の下縁の接合フランジ２５ｃ，２６ｃが水平方向に延びているため、後面衝突の衝突荷重が入力したときに、水平部１５は水平方向に延びる接合フランジ２５ｃ，２６ｃにより車幅方向の変形が効果的に抑制される（図７（Ｂ）参照）。

　またリヤフレーム１２のインナー部材２５およびアウター部材２６の上下方向中間部には、屈曲部２９から傾斜部１４側および水平部１５側に向かって延びるビード２５ｄ，２６ｄが形成されるので、重量の増加を最小限に抑えながらリヤフレーム１２の強度を高めることができる。

　またサイドシル１１の後部の第１拡幅部１１ａとリヤフレーム１２の傾斜部１４の前部の第２拡幅部１２ａとを接合フランジ１１ｂ，１２ｂで接続した状態で、第１拡幅部１１ａの車幅方向内壁と傾斜部１４の車幅方向内壁とは平面視で直線状に連続するので（図３の鎖線Ｌ参照）、サイドシル１１およびリヤフレーム１２を軽量な接合フランジ１１ｂ，１２ｂにより接続しながら、後面衝突の衝突荷重をリヤフレーム１２からサイドシル１１に効率的に伝達して分散させることができる。

　特に、リヤフレーム１２は成形性の高いホットスタンプ材製であり、サイドシルは延性の高いハイテン材製であるので、複雑な形状のリヤフレーム１２を成形性の高いホットスタンプ材で容易に成形することができるだけでなく、後面衝突時に応力が集中するサイドシル１１を延性の高いハイテン材で構成して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

　そしてテールゲート下部３１の前面を構成するリヤエンドパネル３２に、リヤフレーム１２の後端と、リヤフロアパネル２７の上方隆起部２７ａの後端とが接続されるので、リヤフロアパネル２７の上方隆起部２７ａの下方に後輪駆動用の電動モータ等の大型部品を搭載する空間を確保することができる。

　またリヤフレーム１２は、後側の水平部１５と前側の傾斜部１４との境界の屈曲部２９においてダンパーハウジング４８に接続するので、ダンパーから入力する荷重をダンパーハウジング４８からリヤフレーム１２の屈曲部２９に伝達して支持することができる。このとき、ダンパーハウジング４８は上部ガセット５３を介してリヤピラー５４に接続するので、ダンパーから入力する荷重をダンパーハウジング４８から上部ガセット５３を介してリヤピラー５４に伝達して更に確実に支持することができる。

　また左右のリヤフレーム１２と左右のサイドシル１１との接続部の前方では、フロアパネル３５の下方に搭載したバッテリボックス３６の複数のバッテリボックスクロスメンバ４０と、フロアパネル３５の上面に設けた複数のフロアクロスメンバ４４とが左右のサイドシル１１間に車幅方向に配置され、接続部の後方では、左右のリヤフレーム１２間がリヤフロアパネル２７の下面に設けた車幅方向に延びるリヤクロスメンバ１６で接続されるので、後面衝突の衝突荷重をリヤクロスメンバ１６、フロアクロスメンバ４４およびバッテリボックスクロスメンバ４０で支持し、バッテリボックス３６に収納したバッテリモジュール３７を保護することができる。

　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、実施の形態では電気自動車を例示したが、本発明は電気自動車以外の自動車に対しても適用することができる。
 

Claims (15)

1. 　左右一対のサイドシル（１１）の後端に前後方向に延びる左右一対のリヤフレーム（１２）の前端が接続され、前記リヤフレーム（１２）は後方に向かって車幅方向内側に傾斜する傾斜部（１４）と、前記傾斜部（１４）の後端から後方に向かって略水平に延びる水平部（１５）とからなる自動車の車体構造であって、
   　前記左右のリヤフレーム（１２）間に配置されるサブフレーム（１８）は、前記左右のリヤフレーム（１２）の車幅方向内側に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム（１９）を備えるとともに、前記リヤフレーム（１２）は、車幅方向外向きに開口する略Ｕ字状断面のインナー部材（２５）と、前記インナー部材（２５）の開口部を閉塞するアウター部材（２６）とを接続して閉断面に構成され、前記リヤフレーム（１２）の後端に衝突エネルギー吸収部材（１３，３４）が設けられることを特徴とする自動車の車体構造。
2. 　前記衝突エネルギー吸収部材（１３，３４）は、車体後部に設けられた環状のテールゲートフレーム（３０）の下部よりも後方に突出す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. 　前記テールゲートフレーム（３０）の下部前面を構成するリヤエンドパネル（３２）に、前記リヤフレーム（１２）の後端と、リヤフロアパネル（２７）の上方隆起部（２７ａ）の後端とが接続されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 　前記サブフレーム（１８）は高圧電気部品を搭載し、前記高圧電気部品は、前記左右のリヤフレーム（１２）と、前記左右のリヤフレーム（１２）間を接続するクロスメンバ（１６）と、前記テールゲートフレーム（３０）の下部とに囲まれることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体構造。
5. 　前記衝突エネルギー吸収部材（１３，３４）は、左右一対のエクステンション（１３）と、前記左右のエクステンション（１３）の間に配置されたＵ字状部材（３４）とからなり、前記左右のエクステンション（１３）および前記Ｕ字状部材（３４）は前記リヤフレーム（１２）よりも低強度であ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。
6. 　前記Ｕ字状部材（３４）の前端は、前記左右のリヤフレーム（１２）の前記インナー部材（２５）の車幅方向内壁（２５ｅ）の後方に接続されることを特徴とする、請求項５に記載の自動車の車体構造。
7. 　前記リヤフレーム（１２）の傾斜部（１４）は、前記左右のリヤフレーム（１２）間を接続するクロスメンバ（１６）と、Ｌ字状断面を有する補強部材（１７）と、リヤフロアパネル（２７）とに接続されて平面視で三角形状のボックス構造部（２８）を構成す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。
8. 　前記補強部材（１７）の稜線（１７ｆ）は、前記リヤフレーム（１２）の傾斜部（１４）および水平部（１５）の境の屈曲部（２９）と、前記クロスメンバ（１６）の後部の稜線（１６ａ）とを接続することを特徴とする、請求項７に記載の自動車の車体構造。
9. 　前記リヤフレーム（１２）のインナー部材（２５）の下縁は、前記傾斜部（１４）において下向きに延びる接合フランジ（２５ｂ）で前記リヤフレーム（１２）のアウター部材（２６）の下縁に接続され、前記水平部（１５）において車幅方向外向きに延びる接合フランジ（２５ｃ）で前記リヤフレーム（１２）のアウター部材（２６）の下縁に接続され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。
10. 　前記リヤフレーム（１２）のアウター部材（２６）は、前記傾斜部（１４）および前記水平部（１５）の境の屈曲部（２９）を中心に上下方向中間部に沿って前後方向に延びるビード（２６ｄ）を備え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。
11. 　前記サイドシル（１１）の後部は車幅方向内向きに拡幅する第１拡幅部（１１ａ）を備え、前記リヤフレーム（１２）の傾斜部（１４）の前部は車幅方向外向きに拡幅する第２拡幅部（１２ａ）を備え、前記第１拡幅部（１１ａ）の後端と前記第２拡幅部（１２ａ）の前端とは前後方向に直交する方向に突出する接合フランジ（１１ｂ，１２ｂ）で接続され、前記第１拡幅部（１１ａ）の車幅方向内壁と前記傾斜部（１４）の車幅方向内壁とは平面視で直線状に連続す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。
12. 　前記リヤフレーム（１２）はホットスタンプ材製であり、前記サイドシル（１１）はハイテン材製であることを特徴とする、請求項１１に記載の自動車の車体構造。
13. 　前記リヤフレーム（１２）の傾斜部（１４）は後方に向かって上側にも傾斜し、その上端の前記水平部（１５）との境の屈曲部（２９）がダンパーハウジング（４８）に接続す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。
14. 　前記ダンパーハウジング（４８）は連結ブラケット（５３）を介してリヤピラー（５４）に接続することを特徴とする、請求項１３に記載の自動車の車体構造。
15. 　前記左右のリヤフレーム（１２）と前記左右のサイドシル（１１）との接続部の前方において、フロアパネル（３５）の下方に搭載したバッテリボックス（３６）のクロスメンバ（４０）と、前記フロアパネル（３５）のクロスメンバ（４４）とが前記左右のサイドシル（１１）間に車幅方向に配置され、前記接続部の後方において、前記左右のリヤフレーム（１２）間がリヤフロアパネル（２７）のクロスメンバ（１６）で接続され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。

Images