JP2018039312A - 車両の後部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を向上させることができる車両の後部車体構造を提供する。【解決手段】リヤサイドフレーム２は、前側フレーム２０と、前側フレーム２０の車体後方側に配置されると共に前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度が低く設定された後側フレーム３０とを備え、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とが重ね合わせられて形成され、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１に他の車体部材５が接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の後部車体構造に関し、特にリヤサイドフレームを備えた車両の後部車体構造に関する。

自動車等の車両では、車体後部において車幅方向に延びるリヤバンパレインと車体前後方向に延びるリヤサイドフレームとの間にクラッシュカンを介装させ、後面衝突（後突）時に車体後方から衝撃荷重が作用するときに、クラッシュカンを折り畳むように潰れ変形させてエネルギを吸収させるようにしたものが知られている。

また、リヤサイドフレームを用いて後突時におけるエネルギ吸収性能を向上させるものが知られており、例えば特許文献１には、リヤサイドフレームにも適用し得る金属製中空柱状部材の稜線に稜線方向とのなす角度が２０度〜７０度の範囲となるように線分状の凹部を形成し、柱状部材の軸方向に衝撃荷重が作用するときに蛇腹状に座屈させてエネルギ吸収性能を向上させるものが開示されている。

特開２０１１−０５６９９７号公報

近年、自動車等の車両では、後突時における車室内の乗員の安全性を向上させるために、後突時におけるエネルギ吸収性能をさらに向上させることが求められており、後突時に車体後方から衝撃荷重が作用するときにエネルギ吸収量をさらに高めることが求められている。

そこで、本発明は、リヤサイドフレームを備えた車両において、後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を向上させることができる車両の後部車体構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、車体後部において車体前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレームを備えた車両の後部車体構造であって、前記リヤサイドフレームは、前側フレームと、前記前側フレームの車体後方側に配置されると共に前記前側フレームより軸方向の圧縮に対する強度が低く設定された後側フレームとを備え、前記前側フレームの後端部と前記後側フレーム部材の前端部とが重ね合わせられて形成され、前記前側フレームの後端部と前記後側フレームの前端部との重ね合わせ部に他の車体部材が接続されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記他の車体部材は、車幅方向に延び、前記左右一対のリヤサイドフレームにそれぞれ設けられた前記重ね合わせ部に接続されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記他の車体部材は、車幅方向に延び、前記左右一対のリヤサイドフレーム間に架設されるクロスメンバを含むことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記リヤサイドフレームは、前記前側フレームの後端部の内部に前記後側フレームの前端部が挿入された状態で前記前側フレームの後端部と前記後側フレームの前端部とが重ね合わせられて形成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記後側フレームは、前記前側フレームより板厚が薄い鋼板を用いて形成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５の何れか１項に記載の発明において、前記後側フレームは、前記前側フレームより引張強度が低い鋼板を用いて形成されていることを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明によれば、リヤサイドフレームは、前側フレームと、前側フレームの車体後方側に配置されると共に前側フレームより軸方向の圧縮に対する強度が低く設定された後側フレームとを備え、前側フレームの後端部と後側フレームの前端部とが重ね合わせられて形成される。

これにより、リヤサイドフレームは、前側フレームと後側フレームとよって分割され、前側フレームとの重ね合わせ部を除く後側フレーム、後側フレームとの重ね合わせ部を除く前側フレーム、及び前側フレームと後側フレームとの重ね合わせ部の順に軸方向の圧縮に対する強度が高くなるように形成されるので、後突時に、車室から離れた後側フレームの潰れ変形後に前側フレームを潰れ変形させることができ、リヤサイドフレームが折れることを抑制して車室内の乗員の安全性を高めることができる。

また、前側フレームの後端部と後側フレームの前端部との重ね合わせ部に他の車体部材が接続されることにより、他の車体部材は、軸方向の圧縮に対する強度が高く設定された前側フレームと後側フレームとの重ね合わせ部に接続されるので、他の車体部材が重ね合わせ部と異なる位置でリヤサイドフレームに接続される場合に比して、前側フレームと後側フレームとの重ね合わせ部を除く前側フレーム及び後側フレームの潰れ変形を阻害することなく、重ね合わせ部を除く前側フレーム及び後側フレームを潰れ変形させることができ、後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、他の車体部材は、車幅方向に延び、左右一対のリヤサイドフレームにそれぞれ設けられた重ね合わせ部に接続されることにより、左右のリヤサイドフレームを用いて後突時におけるエネルギを吸収させることができ、前記効果を有効に得ることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、他の車体部材は、車幅方向に延び、左右一対のリヤサイドフレーム間に架設されるクロスメンバを含むことにより、リヤサイドフレーム間にクロスメンバが架設される場合に、前記効果を具体的に実現することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、リヤサイドフレームは、前側フレームの後端部の内部に後側フレームの前端部が挿入された状態で前側フレームの後端部と後側フレームの前端部とが重ね合わせられて形成されることにより、前側フレームの後端部と後側フレームの前端部との重ね合わせ部を該重ね合わせ部を除く前側フレーム及び後側フレームより軸方向の圧縮に対する強度を高くすることができ、前記効果を有効に得ることができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、後側フレームは、前側フレームより板厚が薄い鋼板を用いて形成されることにより、前側フレームと後側フレームを形成する鋼板を変えることで、比較的容易に前記効果を得ることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、後側フレームは、前側フレームより引張強度が低い鋼板を用いて形成されることにより、軸方向の圧縮に対する強度と相関を有する引張強度の異なる鋼板を用い、前側フレームと後側フレームを形成する鋼板を変えることで、比較的容易に前記効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の底面図である。 本発明の第１実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の側面図である。 図１に示す車体の要部を示す斜視図である。 図３におけるＹ４−Ｙ４線に沿った車体の断面図である。 リヤサイドフレームの下面図及び側面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の底面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の側面図である。 リヤサブフレームの斜視図である。 図７のＡ部を示す車体の斜視図である。 リヤサイドフレームとリヤサブフレームとを接続するフレーム接続部を示す車体の断面図である。 リヤサイドフレームとリヤサブフレームとを接続するフレーム接続部の変形例を示す車体の断面図である。 リヤサブフレームとバッテリフレームとを接続するフレーム接続部を示す車体の断面図である。 バッテリフレームとフロントフロアフレームとを接続するフレーム接続部を示す車体の断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の底面図、図２は、本発明の第１実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の側面図、図３は、図１に示す車体の要部を示す斜視図、図４は、図３におけるＹ４−Ｙ４線に沿った車体の断面図である。

図１から図４に示すように、本発明の第１実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体１は、車体後部に、車体前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレーム２と、左右一対のリヤサイドフレーム２に架設されたリヤフロアパネル３と、リヤフロアパネル３の下面側において車幅方向に延びると共に車体前後方向に離間して左右一対のリヤサイドフレーム２間にそれぞれ架設されたＮｏ．４クロスメンバ４及びＮｏ．５クロスメンバ５とが配設されている。

Ｎｏ．４クロスメンバ４は、左右のリヤサイドフレーム２の車体前方側どうしを連結するように設けられている。Ｎｏ．５クロスメンバ５は、左右のリヤサイドフレーム２の車体前後方向中央側どうしを連結するように設けられ、リヤフロアパネル３に設けられた下方に窪むスペアタイヤ収納部３ａの下面側に配置されている。

リヤサイドフレーム２は、断面略コ字状に形成されてリヤフロアパネル３の下面側に取り付けられ、リヤフロアパネル３と協働して車体前後方向に延びる閉断面を構成している。Ｎｏ．４クロスメンバ４及びＮｏ．５クロスメンバ５はそれぞれ、断面略ハット状に形成されてリヤフロアパネル３の下面側に取り付けられ、リヤフロアパネル３と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。

左右のリヤサイドフレーム２の後端部はそれぞれ、車体後部において車幅方向に延びるリヤバンパ（不図示）内に設けられたリヤバンパレイン６の両端部にそれぞれ装着されたクラッシュカン７に取り付けられている。クラッシュカン７は、後突時に車体後方から衝撃荷重が作用するときに折り畳むように潰れ変形してエネルギを吸収するようになっている。

クラッシュカン７の前端部には車体前後方向と略直交する方向に延びる第１プレート部材８が溶接等によって固着され、リヤサイドフレーム２の後端部には車体前後方向と略直交する方向に延びる第２プレート部材９が溶接等によって固着されている。

第１及び第２プレート部材８，９はそれぞれ、略矩形状に形成されると共にその周縁部に４つのボルト挿通穴が形成されている。第１及び第２プレート部材８，９は、４つのボルト挿通穴に挿通されるボルトとナットとを用いて締結され、これにより、クラッシュカン７とリヤサイドフレーム２とが結合され、リヤバンパレイン６とリヤサイドフレーム２との間にクラッシュカン７が介装されている。

リヤサイドフレーム２の前端部は、車体後方側から車体前方側に向かうにつれて車幅方向外方側且つ車体下方側に傾斜するキックアップフレーム１０の後端部に重ね合わせて接続され、キックアップフレーム１０の前端部は、車体前後方向に延びるフロントフロアフレーム１１の後端部に重ね合わせて接続されている。

左右のキックアップフレーム１０には、リヤフロアパネル３より車体前方側に設けられて車体後方側から車体前方側に向かうにつれて車体下方側に傾斜するセンタフロアパネル１３が架設され、左右のフロントフロアフレーム１１には、センタフロアパネル１３より車体前方側に設けられたフロントフロアパネル１４が架設されている。車体１では、フロントフロアパネル１４上に車室が設けられている。

キックアップフレーム１０は、断面略ハット状に形成されてセンタフロアパネル１３の下面側に取り付けられ、センタフロアパネル１３と協働して車体前後方向に延びる閉断面を構成している。フロントフロアフレーム１１は、断面略ハット状に形成されてフロントフロアパネル１４の下面側に取り付けられ、フロントフロアパネル１４と協働して車体前後方向に延びる閉断面を構成している。

フロントフロアパネル１４の下面側にはまた、車幅方向に延びる共に車体前後方向に離間して左右のフロントフロアフレーム１１間にそれぞれ架設された複数のクロスメンバ１５が取り付けられている。

図１に示すように、Ｎｏ．４クロスメンバ４の車体前方側に左右のフロントフロアフレーム１１間にＮｏ．３クロスメンバ１５が架設されている。Ｎｏ．３クロスメンバ１５は、断面略ハット状に形成されてフロントフロアパネル１４の下面側に取り付けられ、フロントフロアパネル１４と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。左右のフロントフロアフレーム１１間に架設された他のクロスメンバについても、Ｎｏ．３クロスメンバ１５と同様に形成されている。

次に、本実施形態に係る車体１のリヤサイドフレーム２について説明する。
図３及び図４に示すように、リヤサイドフレーム２は、下面部２ａと、下面部２ａの両側において下面部２ａから略直交する方向に延びる両側の側面部２ｂとを備えて断面略コ字状に形成されている。リヤサイドフレーム２はまた、両側の側面部２ｂにそれぞれリヤサイドフレーム２の外側に延びる両側のフランジ部２ｃが設けられ、両側のフランジ部２ｃがリヤフロアパネル３に取り付けられている。

本実施形態では、リヤサイドフレーム２は、車体前方側に配置される前側フレーム２０と、前側フレーム２０の車体後方側に配置される後側フレーム３０とによって車体前後方向に分割して構成され、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とが重ね合わせて接合されて形成されている。

前側フレーム２０と後側フレーム３０とはそれぞれ、下面部２１，３１と、下面部２１，３１の両側において下面部２１，３１から略直交する方向に延びる両側の側面部２２，３２とを備えて断面略コ字状に形成されている。また、前側フレーム２０と後側フレーム３０とには、両側の側面部２２，３２にそれぞれリヤサイドフレーム２の外側に延びる両側のフランジ部２３，３３が設けられ、両側のフランジ部２３，３３がリヤフロアパネル３に取り付けられている。

前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とは、図４に示すように、前側フレーム２０の後端部の内部に後側フレーム３０の前端部が挿入された状態で重ね合わせられ、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１が溶接等によって結合されて取り付けられている。

本実施形態では、後側フレーム３０は、例えば後側フレーム３０を板厚１．４ｍｍの鋼板を用いてプレス成形すると共に前側フレーム２０を板厚１．６ｍｍの鋼板を用いてプレス成形するなど、前側フレーム２０より板厚が薄い鋼板を用いて形成され、前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度が低く設定されている。これにより、リヤサイドフレーム２では、重ね合わせ部４１を除く後側フレーム３０、重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０、重ね合わせ部４１の順に軸方向の圧縮に対する強度が高く設定されている。

リヤサイドフレーム２にはまた、図３に示すように、両側の側面部２ｂにそれぞれ、リヤサイドフレーム２の内方側への変形を促進する第１変形促進部としての凹部４３が設けられ、凹部４３は、リヤサイドフレーム２の側面部２ｂに沿ってリヤサイドフレーム２の軸方向に略直交する方向にリヤサイドフレーム２の下面部側から反下面部側に向かって延びると共にリヤサイドフレーム２の内方側に窪むように設けられている。

図５は、リヤサイドフレームの下面図及び側面図であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ、リヤサイドフレームの下面図及び側面図である。図５（ａ）に示すように、リヤサイドフレーム２の両側の側面部２ｂにそれぞれ設けられる凹部４３は、リヤサイドフレーム２の軸方向に同位置に配置され、リヤサイドフレーム２の軸方向に略一定間隔で複数設けられている。

凹部４３は、図５（ｂ）に示すように、リヤサイドフレーム２の側面部２ｂにおける下面部側から反下面部側である車体上方側に向かうにつれて先細り状に形成されている。凹部４３は、断面略半円状に形成され、凹部４３の深さ及び開口幅がリヤサイドフレーム２の下面部側から反下面部側に向かうにつれて小さく形成されている。なお、凹部４３は、断面略矩形状などの他の形状に形成することも可能である。

リヤサイドフレーム２にはまた、下面部２ａに、リヤサイドフレーム２の外方側への変形を促進する第２変形促進部としての開口部４５が設けられている。開口部４５は、円形状に形成され、リヤサイドフレーム２の下面部２ａにおける車幅方向中央側にリヤサイドフレーム２の軸方向に略一定間隔で複数設けられている。なお、開口部４５は、長穴形状などの他の形状に形成することも可能である。

図５（ａ）に示すように、凹部４３と開口部４５とは、リヤサイドフレーム２の軸方向に互い違いに配置され、リヤサイドフレーム２の軸方向においてリヤサイドフレーム２の側面部２ｂに設けられた隣接する２つの凹部４３の略中間位置にリヤサイドフレーム２の下面部２ａに設けられた開口部４５が配置されている。

本実施形態では、リヤサイドフレーム２は、前側フレーム２０と後側フレーム３０とによって分割して構成されており、凹部４３は、前側フレーム２０及び後側フレーム３０の側面部２２，３２に設けられ、開口部４５は、前側フレーム２０及び後側フレーム３０の下面部２１，３１に設けられている。

リヤサイドフレーム２には、凹部４３と開口部４５とがリヤサイドフレーム２の軸方向に交互に配置されるので、後突時に車体後方からの衝撃荷重が作用するときに、凹部４３によってリヤサイドフレーム２の内方側への変形を促進させると共に開口部４５によってリヤサイドフレーム２の外方側への変形を促進させて、リヤサイドフレーム２、特にリヤサイドフレーム２の側面部２ｂを軸方向に順次蛇腹状に折り畳むように潰れ変形させることができ、後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を高めることができる。

前述したように、リヤサイドフレーム２間には、Ｎｏ．５クロスメンバ５が架設されており、Ｎｏ．５クロスメンバ５は、図３及び図４に示すように、リヤサイドフレーム２における前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１に接続されている。左右のリヤサイドフレーム２は同様に形成され、Ｎｏ．５クロスメンバ５は、一方のリヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１と他方のリヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１とに両端部がそれぞれ接続されている。

Ｎｏ．５クロスメンバ５は、図３に示すように、下面部５ａと、下面部５ａの両側において下面部５ａから略直交する方向に延びる両側の側面部５ｂと、両側の側面部５ｂからそれぞれ外側に延びる両側のフランジ部５ｃとを備えて断面略ハット状に形成され、両側のフランジ部５ｃがリヤフロアパネル３の下面側に取り付けられている。

Ｎｏ．５クロスメンバ５はまた、軸方向の両端部にそれぞれ、下面部５ａから軸方向に延びるフランジ部５ｄと、両側の側面部５ｂからそれぞれ略直交する方向に延びる外側に延びる両側のフランジ部５ｅとを備えている。

Ｎｏ．５クロスメンバ５のフランジ部５ｄは、リヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１においてリヤサイドフレーム２の下面部２ａに溶接等によって結合されて取り付けられ、Ｎｏ．５クロスメンバ５の両側のフランジ部５ｅはそれぞれ、リヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１においてリヤサイドフレーム２の車幅方向内方側の側面部２ｂに溶接等によって結合されて取り付けられている。

このようにして構成される車体１に、車体後方から衝撃荷重が作用する場合、クラッシュカン７の潰れ変形後にリヤサイドフレーム２に荷重が入力されると、リヤサイドフレーム２は、Ｎｏ．５クロスメンバ５が接続された前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１が潰れ変形する前に、重ね合わせ部４１を除く後側フレーム３０と重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０とが順に潰れ変形してエネルギを吸収する。

また、リヤサイドフレーム２が潰れ変形する際には、リヤサイドフレーム２の内方側への変形を促進する第１変形促進部としての凹部４３とリヤサイドフレーム２の外方側への変形を促進する第２変形促進部としての開口部４５とがリヤサイドフレーム２の軸方向に交互に配置されているので、後突時にリヤサイドフレーム２を軸方向に順次蛇腹状に折り畳むように潰れ変形してエネルギを吸収する。

本実施形態では、後側フレーム３０は、前側フレーム２０より板厚が薄い鋼板を用いて形成することで軸方向の圧縮に対する強度が低く設定されているが、例えば後側フレーム３０を引張強度５９０ＭＰａ以上の５９０ＭＰａ級高張力鋼板を用いて形成すると共に前側フレーム２０を引張強度７８０ＭＰａ以上の７８０ＭＰａ級高張力鋼板を用いてプレス成形するなど、軸方向の圧縮に対する強度と相関を有する引張強度の異なる鋼板を用い、前側フレーム２０より引張強度が低い鋼板を用いて形成して前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度を低く設定するようにしてもよく、また前側フレーム２０より板厚が薄く引張強度が低い鋼板を用いて形成して前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度を低く設定するようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る車両の後部車体構造では、リヤサイドフレーム２は、前側フレーム２０と、前側フレーム２０の車体後方側に配置されると共に前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度が低く設定された後側フレーム３０とを備え、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とが重ね合わせられて形成される。

これにより、リヤサイドフレーム２は、前側フレーム２０と後側フレーム３０とよって分割され、前側フレーム２０との重ね合わせ部４１を除く後側フレーム３０、後側フレーム３０との重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０、及び前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１の順に軸方向の圧縮に対する強度が高くなるように形成されるので、後突時に、車室から離れた後側フレーム３０の潰れ変形後に前側フレーム２０を潰れ変形させることができ、リヤサイドフレーム２が折れることを抑制してエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を高めることができる。

また、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１に他の車体部材であるＮｏ．５クロスメンバ５が接続されることにより、Ｎｏ．５クロスメンバ５は、軸方向の圧縮に対する強度が高く設定された前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１に接続されるので、Ｎｏ．５クロスメンバ５が重ね合わせ部４１と異なる位置でリヤサイドフレーム２に接続される場合に比して、前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０及び後側フレーム３０の潰れ変形を阻害することなく、重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０及び後側フレーム３０を潰れ変形させることができ、後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を向上させることができる。

また、Ｎｏ．５クロスメンバ５は、車幅方向に延び、左右一対のリヤサイドフレーム２にそれぞれ設けられた重ね合わせ部４１に接続されることにより、左右のリヤサイドフレーム２を用いて後突時におけるエネルギを吸収させることができ、前記効果を有効に得ることができる。

図６は、本発明の第２実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の底面図、図７は、本発明の第２実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体の側面図である。なお、図６では、駆動源としての駆動モータを省略して示している。本発明の第２実施形態に係る車両の後部車体構造を適用した車体５１は、第１実施形態に係る車体１において、リヤサイドフレーム２の下方にリヤサブフレームが配設されたものであり、車体１と同様に構成については同一符号を付して説明を省略する。

図６及び図７に示すように、車体５１についても、車体後部に、左右一対のリヤサイドフレーム２と、左右一対のリヤサイドフレーム２に架設されたリヤフロアパネル３と、リヤフロアパネル３の下面側において車体前後方向に離間して左右一対のリヤサイドフレーム２間にそれぞれ架設されたＮｏ．４クロスメンバ４及びＮｏ．５クロスメンバ５とが配設されている。

リヤサイドフレーム２は、車体前方側に配置される前側フレーム２０と、前側フレーム２０の車体後方側に配置される後側フレーム３０とによって車体前後方向に分割して構成され、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とが重ね合わせて結合されて形成されている。

前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とは、前側フレーム２０の後端部の内部に後側フレーム３０の前端部が挿入された状態で重ね合わせられ、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１が溶接等によって結合されて接続されている。

本実施形態においても、後側フレーム３０は、前側フレーム２０より板厚が薄い鋼板を用いて形成され、前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度が低く設定されている。これにより、リヤサイドフレーム２では、重ね合わせ部４１を除く後側フレーム３０、重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０、重ね合わせ部４１の順に軸方向の圧縮に対する強度が高く設定されている。

なお、車体５１のリヤサイドフレーム２には、車体１のリヤサイドフレーム２における両側の側面部２ｂにそれぞれ設けられたリヤサイドフレーム２の内方側への変形を促進する第１変形促進部としての凹部４３や、車体１のリヤサイドフレーム２における下面部２ａに設けられたリヤサイドフレーム２の外方側への変形を促進する第２変形促進部としての開口部４５が設けられていない。

また、リヤサイドフレーム２には、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１にＮｏ．５クロスメンバ５が接続され、Ｎｏ．５クロスメンバ５は、一方のリヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１と他方のリヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１とに両端部がそれぞれ接続されている。

本実施形態では、車体５１は、電気自動車等の車体であり、図６及び図７に示すように、車体後部に、駆動源としての駆動モータ６１を支持するリヤサブフレーム７０が配設され、リヤサブフレーム７０より車体前方側に駆動モータ６１に供給する電力を貯蔵するバッテリ６２を支持するバッテリフレーム１００が配設されている。

図８は、リヤサブフレームの斜視図である。図６から図８に示すように、リヤサブフレーム７０は、左右のリヤサイドフレーム２の下方に配設されて左右のリヤサイドフレーム２に沿って車体前後方向に延び、リヤサイドフレーム２に沿って車体前後方向に略水平方向に延びる上側水平フレーム７１と、上側水平フレーム７１の前端部から下方に略垂直方向に延びる垂直フレーム７４と、垂直フレーム７４の下端部に接続されて車体前方側に略水平方向に延びる下側水平フレーム７５とを備えている。

上側水平フレーム７１は、左右のリヤサイドフレーム２に沿ってそれぞれ車体前後方向に延びる左右の上側フレーム部７２と、車幅方向に延びて左右の上側フレーム部７２の車体前後方向中央側どうしを接続するように左右の上側フレーム部７２間に架設される上側クロス部７３とを備えている。

上側水平フレーム７１と垂直フレーム７４との間には、上側水平フレーム７１の前端部、具体的には上側フレーム部７２の前端部より車体後方側と垂直フレーム７４の上端部より車体下方側とを接続する架橋部８０が設けられ、架橋部８０は、上側フレーム部７２に、上側クロス部７３が接続される部分と車体前後方向において略同じ位置に接続されている。架橋部８０は、板状部材によって形成され車体前方側に向かうにつれて車体下方側に傾斜するように設けられている。

下側水平フレーム７５は、左右の垂直フレーム７４の下端部に接続されて車幅方向に延びる下側リヤクロス部７６と、下側リヤクロス部７６から車体前方側に延びる２つの下側フレーム部７７と、下側フレーム部７７の車幅方向両側と下側フレーム部７７とをそれぞれ接続する傾斜フレーム部７８と、２つの下側フレーム部７７の前端部に接続されて車幅方向に延びる下側フロントクロス部７９とを備えている。

リヤサブフレーム７０では、上側水平フレーム７１、垂直フレーム７４、下側水平フレーム７５がそれぞれ、金属材料を用いて板厚が等しい閉断面に構成され、架橋部８０は、金属材料を用いて板状に形成され、上側水平フレーム７１、垂直フレーム７４、下側水平フレーム７５及び架橋部８０が接合されて形成されている。なお、架橋部８０は、閉断面に構成するようにしてもよい。

図９は、図７のＡ部を示す車体の斜視図であり、図９では、リヤサイドフレーム２に架設されるリヤフロアパネル３を省略して示している。図９に示すように、車体５１においても、クラッシュカン７の前端部に車体前後方向と略直交する方向に延びる第１プレート部材８が溶接等によって固着され、リヤサイドフレーム２の後端部に車体前後方向と略直交する方向に延びる第２プレート部材５２が溶接等によって固着されている。

第１プレート部材８は、略矩形状に形成されると共にその周縁部に４つのボルト挿通穴が形成されている。一方、第２プレート部材５２は、第１プレート部材８の略半分の大きさで略矩形状に形成され、リヤサイドフレーム２に固着される部分の両側に２つのボルト挿通穴が形成されている。

車体５１ではまた、リヤサブフレーム７０の後端部に車体前後方向と略直交する方向に延びる第３プレート部材５３が溶接等によって固着されている。第３プレート部材５３は、第１プレート部材８の略半分の大きさで略矩形状に形成され、リヤサブフレーム７０に固着される部分の両側に２つのボルト挿通穴が形成されている。

第２プレート部材５２と第３プレート部材５３とは、上下に配置された状態で第１プレート部材８に当接され、第１プレート部材８と第２プレート部材５２とが、ボルト挿通穴に挿通されるボルトＢ１とナットとを用いて締結され、第１プレート部材８と第３プレート部材５３とが、ボルト挿通穴に挿通されるボルトＢ２とナットとを用いて締結されている。

これにより、クラッシュカン７とリヤサイドフレーム２とが結合されると共にクラッシュカン７とリヤサブフレーム７０とが結合され、リヤサイドフレーム２の後端部とリヤサブフレーム７０の後端部とがプレート部材８，５２，５３を介して連結されている。

図１０は、リヤサイドフレームとリヤサブフレームとを接続するフレーム接続部を示す車体の断面図であり、図１０では、図７におけるＹ１０−Ｙ１０線に沿った車体の断面を示している。図７に示すように、車体５１では、リヤサイドフレーム２の後端部とリヤサブフレーム７０の後端部とが連結されると共に、リヤサイドフレーム２の後端部より車体前方側とリヤサブフレーム７０の後端部より車体前方側とを接続するフレーム接続部、本実施形態では３つのフレーム接続部５４，５５，５６が設けられている。

図１０に示すように、リヤサイドフレーム２とリヤサブフレーム７０とを接続するフレーム接続部５４では、リヤサイドフレーム２には、下面部２ａにボルト挿通穴２ｄが形成されると共にボルト挿通穴２ｄに対応して下面部２ａの上面側にナットＮ３が溶接等によって固着されている。

一方、リヤサブフレーム７０の上側水平フレーム７１、具体的には上側フレーム部７２は、上面部８１ａと両側の側面部８１ｂとを備えて断面略コ字状に形成された第１フレーム部材８１と、下面部８２ａと両側の側面部８２ｂとを備えて断面略コ字状に形成された第２フレーム部材８２とから形成され、第１フレーム部材８１の両側の側面部８１ｂと第２フレーム部材８２の両側の側面部８２ｂとがそれぞれ溶接等によって結合されて閉断面に構成されている。

上側フレーム部７２は、第１フレーム部材８１の上面部８１ａによって上面部が形成され、第２フレーム部材８２の下面部８２ａによって下面部が形成され、第１フレーム部材８１の両側の側面部８１ｂ及び第２フレーム部材８２の両側の側面部８２ｂによって両側の側面部が形成され、断面略矩形状に形成されている。

上側フレーム部７２には、略円筒状に形成されてボルトが挿通される筒状部材８３が溶接等によって固着されている。筒状部材８３は、一端側に設けられた基部８３ａと、他端側に設けられて基部８３ａより外径及び内径が小さく形成された先端部８３ｂとを備え、基部８３ａと先端部８３ｂとの間に段差部８３ｃが設けられている。

上側フレーム部７２には、上面部８１ａに筒状部材８３の先端部８３ｂが挿通される略円形状の開口部８１ｃが形成されると共に下面部８２ａにボルト挿通穴８２ｃが形成されている。筒状部材８３は、上側フレーム部７２に対して、基部８３ａが上側フレーム部７２内に配置されると共に先端部８３ｂが開口部８１ｃから突出した状態で、段差部８３ｃが上面部８１ａに溶接等によって固着されている。

そして、図１０に示すように、筒状部材８３の先端部８３ｂがリヤサイドフレーム２の下面部２ａに当接された状態で、ボルトＢ３を、上側フレーム部７２の下方側からナットＮ３に螺合させ、リヤサイドフレーム２とリヤサブフレーム７０とが接続されている。

フレーム接続部５５，５６についても、フレーム接続部５４と同様に形成され、３つのフレーム接続部５４，５５，５６は、図７に示すように、車体前後方向に略一定間隔で配置されている。フレーム接続部５４、５５、５６は、上側フレーム部７２の車体前方側、車体前後方向中央側、車体後方側をそれぞれリヤサイドフレーム２と接続するように設けられ、フレーム接続部５４は、リヤサイドフレーム２の重ね合わせ部４１においてリヤサイドフレーム２とリヤサブフレーム７０とを接続するように設けられている。

図１１は、リヤサイドフレームとリヤサブフレームとを接続するフレーム接続部の変形例を示す車体の断面図である。図１１に示すフレーム接続部５４´では、リヤサイドフレーム２の下面部２ａに下方側に突出した突出部２ａ´が設けられ、突出部２ａ´にボルト挿通穴２ｄが形成されると共にボルト挿通穴２ｄに対応してナットＮ３が溶接されている。

一方、リヤサブフレーム７０の上側フレーム部７２には、上面部８１ａにボルト挿通穴８１ｃ´が形成されると共に下面部８２ａにボルト挿通穴８２ｃが形成され、略円筒状に形成されてボルトが挿通される筒状部材８３´が上側フレーム部７２の上面部８１ａに固着されている。

そして、図１１に示すように、リヤサイドフレーム２の下面部２ａに設けられた突出部２ａ´がリヤサブフレーム７０に当接された状態で、ボルトＢ３を、上側フレーム部７２の下方側からナットＮ３に螺合させ、リヤサイドフレーム２とリヤサブフレーム７０とが接続される。

このように、リヤサイドフレーム２の下面部２ａの一部を下方側に突出させてリヤサブフレーム７０と当接させた状態でボルトとナットとを締結させ、リヤサイドフレーム２の後端部より車体前方側とリヤサブフレーム７０の後端部より車体前方側とを接続することも可能である。

図１２は、リヤサブフレームとバッテリフレームとを接続するフレーム接続部を示す車体の断面図であり、図６におけるＹ１２−Ｙ１２線に沿った車体の断面図である。図１２に示すように、リヤサブフレーム７０の下側水平フレーム７５、具体的には下側フレーム部７７についても、上面部９１ａと両側の側面部９１ｂとを備えて断面略コ字状に形成された第１フレーム部材９１と、下面部９２ａと両側の側面部９２ｂとを備えて断面略コ字状に形成された第２フレーム部材９２とから形成され、第１フレーム部材９１の両側の側面部９１ｂと第２フレーム部材９２の両側の側面部９２ｂとがそれぞれ溶接等によって結合されて閉断面に構成されている。

下側フレーム部７７は、第１フレーム部材９１の上面部９１ａによって上面部が形成され、第２フレーム部材９２の下面部９２ａによって下面部が形成され、第１フレーム部材９１の両側の側面部９１ｂ及び第２フレーム部材９２の両側の側面部９２ｂによって両側の側面部が形成され、断面略矩形状に形成されている。

図６に示すように、バッテリフレーム１００は、車体前方側に配置されて車幅方向に延びる前方フレーム（不図示）と、車体後方側に配置されて車幅方向に延びる後方フレーム１００ａと、前方フレームの車幅方向両側と後方フレーム１００ａの車幅方向両側とをそれぞれ接続して車体前後方向に延びる両側の側方フレーム１００ｂとを備えている。

前方フレーム、後方フレーム１００ａ及び両側の側方フレーム１００ｂはそれぞれ、図１２に示すように、上面部１０１ａと、上面部１０１ａの両側において上面部１０１ａから略直交する方向に延びる両側の側面部１０１ｂと、両側の側面部１０１ｂからそれぞれ外側に延びる両側のフランジ部１０１ｃとを備えて断面略ハット状に形成された第１フレーム部材１０１と、平板状に形成された第２フレーム部材１０２とから形成され、第１フレーム部材１０１の両側のフランジ部１０１ｃを第２フレーム部材１０２に重ね合わせて溶接等によって結合して閉断面に構成されている。

リヤサブフレーム７０とバッテリフレーム１００とを接続するフレーム接続部５７では、バッテリフレーム１００、具体的には後方フレーム１００ａには、第１フレーム部材１０１のフランジ部１０１ｃにボルト挿通穴１０１ｄが形成されると共にボルト挿通穴１０１ｄに対応してフランジ部１０１ｃの上面側にナットＮ４が溶接等によって固着され、第２フレーム部材１０２にボルト挿通穴１０２ａが形成されている。

一方、リヤサブフレーム７０の下側水平フレーム７５、具体的には下側フレーム部７７には、上面部９１ａにボルト挿通穴９１ｃが形成されると共に下面部９２ａにボルト挿通穴９２ｃが形成され、略円筒状に形成されてボルトが挿通される筒状部材１０３が下側フレーム部７７の上面部９１ａに固着されている。

そして、図１２に示すように、バッテリフレーム１００の第２フレーム部材１０２がリヤサブフレーム７０の下側フレーム部７７に当接された状態で、ボルトＢ４を、下側フレーム部７７の下方側からナットＮ４に螺合させ、リヤサブフレーム７０とバッテリフレーム１００とが接続されている。リヤサブフレーム７０の他方の下側フレーム部７７についても同様に、バッテリフレーム１００の車体後方側に接続されている。

図１３は、バッテリフレームとフロントフロアフレームとを接続するフレーム接続部を示す車体の断面図であり、図６におけるＹ１３−Ｙ１３線に沿った車体の断面図である。バッテリフレーム１００、具体的には側方フレーム１００ｂは、フロントフロアフレーム１１の下方に沿って配置され、フロントフロアフレーム１１に接続されている。

図１３に示すように、フロントフロアフレーム１１は、下面部１１ａと、下面部１１ａの両側において下面部１１ａから略直交する方向に延びる両側の側面部１１ｂと、両側の側面部１１ｂからそれぞれ外側に延びる両側のフランジ部１１ｃとを備えて断面略ハット状に形成され、両側のフランジ部１１ｃがフロントフロアパネル１４の下面側に結合されて取り付けられている。

バッテリフレーム１００とフロントフロアフレーム１１とを接続するフレーム接続部５８では、フロントフロアフレーム１１には、下面部１１ａにボルト挿通穴１１ｄが形成されると共にボルト挿通穴１１ｄに対応して下面部１１ａの上面側にナットＮ５が溶接等によって固着されている。

一方、バッテリフレーム１００、具体的には側方フレーム１００ｂには、第１フレーム部材１０１の上面部１０１ａにボルト挿通穴１０１ｅが形成されると共に第２フレーム部材１０２にボルト挿通穴１０２ｂが形成され、略円筒状に形成されてボルトが挿通される筒状部材１１３が第１フレーム部材１０１の上面部１０１ａに固着されている。

そして、図１３に示すように、フロントフロアフレーム１１の下面部１１ａにバッテリフレーム１００の第１フレーム部材１０１の上面部１０１ａが当接された状態で、ボルトＢ５を、バッテリフレーム１００の下方側からナットＮ５に螺合させ、バッテリフレーム１００とフロントフロアフレーム１１とが接続されている。

本実施形態では、バッテリフレーム１００、具体的には側方フレーム１００ｂとフロントフロアフレーム１１とを接続する複数のフレーム接続部５８が車体前後方向に離間して設けられている。なお、バッテリフレーム１００の前方フレームは、例えば車体前方側に配設されたフロントサブフレームを介してフロントサイドフレームなどの車体部材に接続されている。

このようにして構成される車体５１においても、車体後方から衝撃荷重が作用する場合、クラッシュカン７の潰れ変形後にリヤサイドフレーム２に荷重が入力されると、リヤサイドフレーム２は、Ｎｏ．５クロスメンバ５及びリヤサブフレーム７０が接続された前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１が潰れ変形する前に、重ね合わせ部４１を除く後側フレーム３０と重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０の順に潰れ変形してエネルギを吸収する。

車体５１ではまた、クラッシュカン７の潰れ変形後にリヤサブフレーム７０にも荷重が入力され、リヤサブフレーム７０に荷重が入力されると、リヤサブフレーム７０が潰れ変形してエネルギを吸収する。

このように、本実施形態に係る車両の後部車体構造についても、リヤサイドフレーム２は、前側フレーム２０と、前側フレーム２０の車体後方側に配置されると共に前側フレーム２０より軸方向の圧縮に対する強度が低く設定された後側フレーム３０とを備え、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部とが重ね合わせられて形成される。

これにより、リヤサイドフレーム２は、前側フレーム２０と後側フレーム３０とよって分割され、前側フレーム２０との重ね合わせ部４１を除く後側フレーム３０、後側フレーム３０との重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０、及び前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１の順に軸方向の圧縮に対する強度が高くなるように形成されるので、後突時に、車室から離れた後側フレーム３０の潰れ変形後に前側フレーム２０を潰れ変形させることができ、リヤサイドフレーム２が折れることを抑制して車室内の乗員の安全性を高めることができる。

また、前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１にＮｏ．５クロスメンバ５及びリヤサブフレーム７０が接続されることにより、Ｎｏ．５クロスメンバ５及びリヤサブフレーム７０は、軸方向の圧縮に対する強度が高く設定された前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１に接続されるので、Ｎｏ．５クロスメンバ５及びリヤサブフレーム７０が重ね合わせ部４１と異なる位置でリヤサイドフレーム２に接続される場合に比して、前側フレーム２０と後側フレーム３０との重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０及び後側フレーム３０の潰れ変形を阻害することなく、重ね合わせ部４１を除く前側フレーム２０及び後側フレーム３０を潰れ変形させることができ、後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を向上させることができる。

本実施形態では、リヤサイドフレーム２における前側フレーム２０の後端部と後側フレーム３０の前端部との重ね合わせ部４１にＮｏ．５クロスメンバ５及びリヤサブフレーム７０が接続されているが、リヤサブフレーム７０のみを接続するようにしてもよく、また他の車体部材を接続するようにしてもよい。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、リヤサイドフレームを備えた車両の後部車体構造において、後突時におけるエネルギ吸収量を高めて車室内の乗員の安全性を向上させることが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１，５１ 車体
２ リヤサイドフレーム
３ リヤフロアパネル
４ Ｎｏ．４クロスメンバ
５ Ｎｏ．５クロスメンバ
２０ 前側フレーム
３０ 後側フレーム
４１ 重ね合わせ部
７０ リヤサブフレーム

Claims (6)

1. 車体後部において車体前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレームを備えた車両の後部車体構造であって、
   前記リヤサイドフレームは、前側フレームと、前記前側フレームの車体後方側に配置されると共に前記前側フレームより軸方向の圧縮に対する強度が低く設定された後側フレームとを備え、前記前側フレームの後端部と前記後側フレームの前端部とが重ね合わせられて形成され、
   前記前側フレームの後端部と前記後側フレームの前端部との重ね合わせ部に他の車体部材が接続されている、
   ことを特徴とする車両の後部車体構造。
2. 前記他の車体部材は、車幅方向に延び、前記左右一対のリヤサイドフレームにそれぞれ設けられた前記重ね合わせ部に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の後部車体構造。
3. 前記他の車体部材は、車幅方向に延び、前記左右一対のリヤサイドフレーム間に架設されるクロスメンバを含む、
   ことを特徴する請求項１又は請求項２に記載の車両の後部車体構造。
4. 前記リヤサイドフレームは、前記前側フレームの後端部の内部に前記後側フレームの前端部が挿入された状態で前記前側フレームの後端部と前記後側フレームの前端部とが重ね合わせられて形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両の後部車体構造。
5. 前記後側フレームは、前記前側フレームより板厚が薄い鋼板を用いて形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両の後部車体構造。
6. 前記後側フレームは、前記前側フレームより引張強度が低い鋼板を用いて形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の車両の後部車体構造。

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