JP2008279797A - 車体後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リヤフレームの断面の大型化を招くことなく、後面衝突時のエネルギー吸収性能を高めることのできる車体後部構造を提供する。
【解決手段】スペアタイヤパン８に、スペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を頂部として中央が上方に隆起する略円錐部１１を形成する。略円錐部１１に、スペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を中心として円弧状に連続し、かつ円弧の頂部が車体後方側に向く複数の弧状ビード１２ａ〜１２ｅを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の後面衝突時のエネルギー吸収性能を高めた車体後部構造に関するものである。

車両の後部には、車体略前後方向に延出する一対のリヤフレームが設けられ、このリヤフレームによって車体剛性の確保と後面衝突時のエネルギー吸収を担うようになっている。すなわち、リヤフレームは車体後部の骨格部材として機能するとともに、後面衝突時には長手方向に圧壊して衝突エネルギーを効率的に吸収する。

ところで、車体左右のリヤフレームにはスペアタイヤパンの両側縁が支持され、スペアタイヤパンにはスペアタイヤが脱着可能に取り付けられるようになっている。そして、この種の車両の車体後部構造として、スペアタイヤパンに略円形状のビードを一体に形成し、そのビードによってスペアタイヤパン自体の剛性を高めたものが知られている（特許文献１参照）。
特開平８−８０８７７号公報

しかし、この従来の車体後部構造においては、スペアタイヤパンに円形状のビードを設けているために、スペアタイヤパン自体の剛性は高まるものの、後面衝突時のエネルギー吸収を想定したものでなく、後面衝突時に後方から荷重が入力されたときに、スペアタイヤパンが不規則に中折れし、衝突エネルギーを効率良く吸収することができない。このため、衝突エネルギーは専ら左右のリヤフレームの圧壊によって吸収することになり、大きなエネルギーを吸収するためにはリヤフレームの断面を大型化せざるを得なくなる。したがって、上記の従来の車体後部構造においては、リヤフレームの断面の大型化によってトランクルームや車室内のスペースが圧迫され、トランクルームや車室内のスペースの拡大を図ることが難しくなる。

そこで、この発明は、リヤフレームの断面の大型化を招くことなく、後面衝突時のエネルギー吸収性能を高めることのできる車体後部構造を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、車体略前後方向に延出する一対のリヤフレーム（例えば、後述の実施形態におけるリヤフレーム２）にスペアタイヤパン（例えば、後述の実施形態におけるスペアタイヤパン８）が支持された車体後部構造であって、前記スペアタイヤパンに、スペアタイヤアンカーナット（例えば、後述の実施形態におけるスペアタイヤアンカーナット１０）の設置部の近傍を頂部として中央が上方に隆起する略円錐部（例えば、後述の実施形態における略円錐部１１）を形成し、前記略円錐部に、前記スペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を中心として円弧状に連続し、かつ円弧の頂部が車体後方側に向く弧状ビード（例えば、後述の実施形態における弧状ビード１２ａ〜１２ｅ）を設けたことを特徴とする。
これにより、後面衝突によって車体後方から衝突荷重が入力されると、リヤフレームが長手方向に圧壊するとともに、スペアタイヤパンの弧状ビードが円弧の頂部部分を中心として潰れ、さらに、最終的にはスペアタイヤパンの略円錐部がスペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を中心として上方に屈曲するようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車体後部構造において、前記スペアタイヤパンの前記弧状ビードよりも車体前方側に、前記スペアタイヤパンを支持するクロスメンバ（例えば、後述の実施形態におけるリヤクロスメンバ５）を設け、前記スペアタイヤパンに、前記弧状ビードの円弧端部と前記クロスメンバの近傍を連結する直線ビード（例えば、後述の実施形態における直線ビード１３ａ〜１３ｅ）を、車体前後に延出させて設けたことを特徴とする。
これにより、後面衝突時には、弧状ビードの円弧の端部が直線ビードを介してクロスメンバによって強固に支持されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、後面衝突時には、スペアタイヤパンの弧状ビードが円弧の頂部部分を中心として潰れ変形するとともに、略円錐部がスペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を中心として上方に屈曲するため、リヤフレームの断面の大型化を招くことなく、衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。そして、この発明においては、最終的にスペアタイヤパンが屈曲変形する際に、略円錐部がスペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を中心として上方に屈曲するため、スペアタイヤパンの変形に伴う潰れかすがタイヤパンの変形代部分に溜まらなくなり、その結果、スペアタイヤパンの潰れ代が大きく確保され、衝突エネルギーの吸収性能が向上する。したがって、トランクルームや車室内のスペースを圧迫することなく、後面衝突時における車体後部でのエネルギー吸収性能を充分に高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、後面衝突時に、弧状ビードの円弧の端部が直線ビードを介してクロスメンバに強固に支持されるため、弧状ビードを円弧の頂部部分を中心として効率良く潰れ変形させることができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、特別に断らない限り、「前」「後」」や「上」「下」は車両についての前後と上下を意味するものとする。また、図中矢印Ｆは、車両の前方を示し、矢印Ｕは車両の上方を示すものとする。
図１は、この発明にかかる車体後部構造を採用した車両１を前方斜め上方から見た斜視図であり、図２，図３は、同車両１の図１のＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面に夫々対応する断面図である。

車両１は、車体後部の下面に左右一対のリヤフレーム２，２が車体前後方向に略沿って配置され、両リヤフレーム２，２の前端部が、車体左右のサイドシル３，３と、そのサイドシル３，３の後端部同士を連結するミドルクロスメンバ４とに結合されている。また、両リヤフレーム２，２の略中間部にはリヤクロスメンバ５が架設され、両リヤフレーム２，２の後端部には、車体の後部壁を成すリヤパネル６が結合されている。リヤパネル６の車外側には、リヤバンパーのバンパービーム（図示せず）が配置されている。また、左右両側のリヤフレーム２，２とリヤクロスメンバ５の上面には、トランクルームの下方でスペアタイヤ７（図２，図３参照）を脱着可能に支持するスペアタイヤパン８が接合されている。

スペアタイヤパン８は、その略中央部に下方に略円形状に窪むタイヤ収納部９が設けられ、そのタイヤ収納部９内にスペアタイヤ７（図２，図３参照）が収容されるようになっている。そして、タイヤ収納部９の底壁は、その中心部の近傍に、スペアタイヤ７をボルト固定するためのスペアタイヤアンカーナット１０が設置されるとともに、そのスペアタイヤアンカーナット１０の設置部の近傍領域を頂部として中央が上方に隆起する略円錐部１１が設けられている。

スペアタイヤパン８の略円錐部１１には、上面側に膨出する複数条、具体的には、５条の弧状ビード１２ａ〜１２ｅがほぼ等ピッチで形成されている。この各弧状ビード１２ａ〜１２ｅは、スペアタイヤアンカーナット１０の設置部の近傍を中心として円弧形状を描くように連続し、かつ、円弧の頂部が車体後方側に向くように形成されている。したがって、略円錐部１１のうちの車体後部寄りの領域には、図２に示すように、複数の弧状ビード１２ａ〜１２ｅによる連続した波形断面が車体前後方向に略沿って形成されている。

また、スペアタイヤパン８には、各弧状ビード１２ａ〜１２ｅの円弧の両端部とリヤクロスメンバ５の近傍を連結する直線ビード１３ａ〜１３ｅが車体前後方向に沿って形成されている。各直線ビード１３ａ〜１３ｅは弧状ビード１２ａ〜１２ｅと同様にスペアタイヤパン８の上面側に膨出し、対応する弧状ビード１２ａ〜１２ｅと断面が連続するように形成されている。

ところで、スペアタイヤパン８を支持する左右の各リヤフレーム２は、図１に示すように、後端部がリヤパネル６に接合される第１フレーム１４と、前端部がサイドシル３に接合され、後端部に第１フレーム１４の前端部が接合される第２フレーム１５とから成り、両者の基本断面（車幅方向で切った断面）が上方に開口するハット形断面、つまり、上方に開口するコ字断面の両縁にフランジ部が設けられた形状とされている。ただし、第１フレーム１４の前端寄りの一部は、図３に示すように、スペアタイヤパン８のタイヤ収納部９側に臨む側壁が車幅方向内側に徐々に倒されて断面略Ｌ状の異形断面部１６となっている。

また、リヤパネル６の車幅方向の中央部と、左右のリヤフレーム２，２のうちの第１フレーム１４の前端寄りの領域とは、平面視が略円弧状の弧状フレーム２０によって結合されている。弧状フレーム２０は、図２，図３に示すように、長手方向と直交する断面が略Ｌ字状に形成され、円弧の頂部に相当する部分がスペアタイヤパン８の後縁部とリヤパネル６とに重合状態で接合されるとともに、円弧の両側の自由端に相当する部分が夫々左右のリヤフレーム２の第２フレーム１５の後端部に達する位置まで延出している。弧状フレーム２０の円弧の頂部に相当する部分は、図２に示すように、スペアタイヤパン８の後縁部とともに箱形の閉断面を形成している。

また、左右のリヤフレーム２，２の上面には前述のようにスペアタイヤパン８が接合されるが、スペアタイヤパン８の側縁部のうちの、両リヤフレーム２，２の第１フレーム１４の前縁部に対応する部位は、図３に示すように、異形断面部１６の上面形状に沿うように車体側方に向かって斜めに上方に傾斜している。そして、このスペアタイヤパン８の側縁部は、断面略Ｌ字状の弧状フレーム２０の端縁と第１フレーム１４の異形断面部１６によって挟み込まれ、その状態において弧状フレーム２０と第１フレーム１４とが相互に結合されている。これにより、弧状フレーム２０と第１フレーム１４によって形成される箱形の閉断面の対角同士がスペアタイヤパン８の側縁部で補強されるとともに、スペアタイヤパン８の側縁部が弧状フレーム２０と第１フレーム１４によって強固に支持されるようになる。

図４〜図６は、車両の後面衝突時におけるスペアタイヤパン８の変形の様子を順次示すものである。なお、これらの図中１８は、スペアタイヤパン８の前部側下方でリヤクロスメンバ５とミドルクロスメンバ４の間に配置された燃料タンクである。

図４は、スペアタイヤパン８が変形を開始する前の状態を示しており、この状態からリヤパネル６に後面衝突荷重Ｆが入力されると、その後面衝突荷重Ｆは、左右のリヤフレーム２の後端部に直接的に入力されてサイドシル３に伝達されるとともに、弧状フレーム２０の頂部から両端に向かう荷重伝達経路を通してもサイドシル３に伝達されるようになる。これにより、左右のリヤフレーム２，２が長手方向に圧壊を開始するとともに、図５に示すようにスペアタイヤパン８上の弧状ビード１２ａ〜１２ｅが円弧の頂部部分を中心として潰れ変形するようになる。

このとき、各弧状ビード１２ａ〜１２ｅは、両端部が直線ビード１３ａ〜１３ｅを介してリヤクロスメンバ５に剛的に支持されているため、衝突荷重Ｆがスペアタイヤパン８上の広い領域に分散されることなく、弧状ビード１２ａ〜１２ｅの円弧の頂部付近に集中するようになる。したがって、スペアタイヤパン８は、これにより弧状ビード１２ａ〜１２ｅの円弧の頂部付近が蛇腹状に変形するとともに、弧状ビード１２ａ〜１２ｅの全体が次第に圧壊するようになり、この変形の行程の間に衝突エネルギーを効率良く吸収するようになる。
したがって、この車体後部構造を採用した車両１においては、リヤフレーム２，２の断面の大型化を招くことなく、後面衝突荷重を車体後部領域において充分に吸収することができ、その結果、トランクルームや車室内へのリヤフレーム２，２の張り出し量を抑制することが可能になる。

また、上記の状態からさらに後面衝突荷重Ｆが加わると、最終的には、図６に示すようにスペアタイヤパン８が略円錐部１１の頂部付近をさらに上方に押し上げるようにして中折れ変形し、その中折れ変形の間にも衝突エネルギーを効率良く吸収する。そして、このスペアタイヤパン８の中折れ変形は、略円錐部１１の頂部付近をさらに上方に押し上げる中折れ変形であるため、スペアタイヤパン８の潰れかすがタイヤパン８の変形代部分に溜まらず、その分、スペアタイヤパン８の潰れ代を大きく確保することができる。すなわち、図６中に鎖線で示すようにスペアタイヤパン８が下方側に中折れ変形した場合には、変形部の間に潰れかすａが入り込んでスペアタイヤパン８のさらなる変形を阻み、その結果、衝突荷重による車体変形がリヤクロスメンバ５よりも前方側に進行するようになるが、この車体後部構造においては、スペアタイヤパン８を上方側に確実に中折れさせることで、潰れかすａによるスペアタイヤパン８の変形阻害を抑制することができる。

また、この実施形態の車両１の場合、リヤパネル６の車幅方向の略中間部と左右のリヤフレーム２，２の長手方向の略中間部を結合する弧状フレーム２０が設けられているため、後面オフセット衝突の場合にも、左右のリヤフレーム２，２に荷重の支持を可及的に均等に分担させることができる。そして、衝突荷重が左右のリヤフレーム２，２に大きく偏ることなく支持されるため、スペアタイヤパン８に入力される荷重も弧状ビード１２ａ〜１２ｅの頂部付近に確実に作用するようになる。したがって、弧状ビード１２ａ〜１２ｅを頂部付近を中心として確実に圧壊させることができる。

さらに、この実施形態の場合、閉断面を成して接合される弧状フレーム２０の端縁と左右のリヤフレーム２（第１フレーム１４）とに、スペアタイヤパン８の両側縁部が挟み込まれて接合されているため、リヤフレーム２や弧状フレーム２０に入力される衝突荷重を、スペアタイヤパン８の弧状ビード１２ａ〜１２ｅの頂部付近に確実に、かつ安定的に作用させることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態を示すものであり、車体後部側の骨格部を前方斜め上方から見た斜視図。 同実施形態を示す図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図。 同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。 同実施形態を示すものであり、後面衝突初期における図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。 同実施形態を示すものであり、後面衝突中期における図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。 同実施形態を示すものであり、後面衝突後期における図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。

符号の説明

２…リヤフレーム
５…リヤクロスメンバ（クロスメンバ）
６…リヤパネル
８…スペアタイヤパン
１０…スペアタイヤアンカーナット
１１…略円錐部
１２ａ〜１２ｅ…弧状ビード
１３ａ〜１３ｅ…直線ビード

Claims (2)

1. 車体略前後方向に延出する一対のリヤフレームにスペアタイヤパンが支持された車体後部構造であって、
   前記スペアタイヤパンに、スペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を頂部として中央が上方に隆起する略円錐部を形成し、
   前記略円錐部に、前記スペアタイヤアンカーナットの設置部の近傍を中心として円弧状に連続し、かつ円弧の頂部が車体後方側に向く弧状ビードを設けたことを特徴とする車体後部構造。
2. 前記スペアタイヤパンの前記弧状ビードよりも車体前方側に、前記スペアタイヤパンを支持するクロスメンバを設け、
   前記スペアタイヤパンに、前記弧状ビードの円弧端部と前記クロスメンバの近傍を連結する直線ビードを、車体前後に延出させて設けたことを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。

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