JP2015171825A - 車体後部構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】後面衝突時に車体後部の変形を制御することで、格納したスペアタイヤを横置き姿勢から直立状態に姿勢変化させることが可能な車体後部構造の提供を図る。【解決手段】後面衝突入力Fにより、リアサイドメンバ3は山折れを誘起する後側易屈曲部12と谷折れを誘起する前側易屈曲部11を起点として、側面略Z字状に屈曲が制御され、スペアタイヤパン2の底壁2aも谷折れ点Pを起点に谷折れ変形する。これにより、スペアタイヤTをその後端を持ち上げてほぼ直立状態にまで回動起立させることができ、同時にその下側部をスペアタイヤパン2の前壁2bと変形した底壁2aの前部とで挟持して直立姿勢を維持可能とする。【選択図】図3
Description
本発明は、自動車の車体後部構造、とりわけ、リアフロアパネルのスペアタイヤパン周りの構造に関する。
リアフロアパネルにスペアタイヤパンを凹設して、ここにスペアタイヤを横置きに格納固定した車両では、例えば、特許文献1,2に示されているように、車両の後面衝突による車体後部の圧潰変形に伴うスペアタイヤの前方移動を回避するようにした技術が知られている。
上述の特許文献1または特許文献2の開示技術は、何れも車体後部のスペアタイヤ格納部周りを上,下方向に変形させることで、スペアタイヤを車体の下方へ回転誘導させ、あるいはスペアタイヤを燃料タンクの上方へ回転誘導させえようとするものである。
ところが、何れも車体後部の側面くの字状の変形によりスペアタイヤを回転誘導させるため、スペアタイヤを横置きの姿勢から大きく立ち上がるように姿勢変化させることは難しい。
このため、スペアタイヤが車体後部に半ば横置き状態に剛体物として残存して、車体後部の圧潰変形による衝突エネルギー吸収機能に影響することは否めない。
そこで、本発明は車両の後面衝突時に、車体後部の変形を制御することで格納したスペアタイヤを横置き姿勢から直立状態に姿勢変化させることが可能な車体後部構造を提供するものである。
本発明の車体後部構造は、スペアタイヤを格納固定するスペアタイヤパンを凹設したリアフロアパネルと、該リアフロアパネルの下面にその車幅方向両側縁に沿って車体前後方向に延在配置したリアサイドメンバと、を備えた構造を基本構成としている。
そして、前記リアサイドメンバは、前記スペアタイヤパンに対応した領域の前,後部に、軸方向に作用する後面衝突入力に対してメンバの谷折れを誘起する前側易屈曲部と、メンバの山折れを誘起する後側易屈曲部と、を備えている。
一方、前記スペアタイヤパンには、その底壁に前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を起点とする谷折れに追従した変形を誘起する谷折れ点を設定してある。
これにより、車両の後面衝突時に、前記リアサイドメンバの前側易屈曲部と後側易屈曲部とを起点とする側面略Z字状の屈曲変形と、前記スペアタイヤパン底壁の谷折れ点を起点とする谷折れ変形とにより、前記スペアタイヤをその後端を持ち上げて回動起立させて
、下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持可能としたことを主要な特徴としている。
、下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持可能としたことを主要な特徴としている。
本発明によれば、車両の後面衝突によりリアサイドメンバに軸方向に衝突入力が作用すると、該リアサイドメンバは前側易屈曲部と後側易屈曲部とを起点として、側面略Z字状に屈曲が制御されて変形する。
このリアサイドメンバの側面略Z字状の屈曲変形に伴って、スペアタイヤパンの底壁が谷折れ点を起点として谷折れ変形する。
これにより、スペアタイヤパンに格納固定したスペアタイヤを、その後端を持ち上げてほぼ直立状態にまで回動起立させることが可能となり、同時に該スペアタイヤの下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持して直立姿勢を維持可能とする。
この結果、車体後部の圧潰変形過程で、スペアタイヤが回転挙動不足で横置き姿勢に近い姿勢のまま残存することがなく、変形ストロークを拡大してエネルギー吸収効果を高められると共に、スペアタイヤの車両前方へ向けての後退移動量を小さく抑制できる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
図1,図2に示す第1実施形態の車体後部構造は、リアフロアパネル1の略後半部中央にスペアタイヤパン2を下方に向けて凹設してある。
このリアフロアパネル1の下面には、車幅方向両側縁に沿ってリアサイドメンバ3を車体前後方向に延在配置してある。
リアサイドメンバ3は、リアフロアパネル1の側縁に接合したリアホイールハウス4の配設部分から車体後方に向けて直状に延び、後端にはバンパーステイ5を結合して該バンパーステイ5を介してリアバンパー6を装着している。図示する例では、リアバンパー6として便宜的にバンパーレインフォースのみを示している。
リアサイドメンバ3の前端部分は、リアホイールハウス4の前端部を回り込んで下方に傾斜し、フロアサイド骨格部材であるサイドシル7の内側面に突き合わせて接合してある。
また、リアサイドメンバ3の前端は、左右のサイドシル7に跨って接合したクロスメンバ8の後面に突き合わせて接合してあり、スペアタイヤパン2の前側近傍位置には、左右のリアサイドメンバ3,3間に跨ってクロスメンバ9を接合配置してある。
このリアサイドメンバ3は、逆ハット形断面に形成してあって、リアフロアパネル1の下面に接合することによって矩形閉断面の骨格を構成している。
スペアタイヤパン2の底壁2aの中央部には、スペアタイヤTの固定座10を突設してあり、該固定座10にスペアタイヤTをボルト固定して、スペアタイヤパン2内に横置き姿勢で格納固定してある。
本実施形態では、図2に示すようにスペアタイヤパン2の底壁2aを前壁2bとの連設隅部から全体的に後ろ上がりに傾斜した傾斜面として形成し、スペアタイヤTをやや前傾姿勢で格納するようにしている。
ここで、上述のリアサイドメンバ3は、スペアタイヤパン2に対応した領域の前,後部に、軸方向に作用する後面衝突入力Fに対してメンバの谷折れを誘起する前側易屈曲部11と、メンバの山折れを誘起する後側易屈曲部12と、を備えている。
図示する例では、前側易屈曲部11としてリアサイドメンバ3の上面側に車幅方向に凹設した折れ誘発ビード11Aを、および後側易屈曲部12としてリアサイドメンバ3の下面側に車幅方向に凹設した折れ誘発ビード12Aを形成して、それぞれ脆弱部を構成している。
一方、スペアタイヤパン2には、その底壁2aに前記リアサイドメンバ3の前側易屈曲部11を起点とする谷折れに追従した変形を誘起する谷折れ点Pを設定している。
この谷折れ点Pは、図1に破線で示すように折り目線を車幅方向に刻設して構成してもよいが、本実施形態では図示するように補剛部として適宜の幅の補強ビード13を所要位置から後側部に亘って膨出成形して、その前側形成止端を谷折れ点Pとして設定している。
図示する例では、補強ビード13を固定座10に近接した中央部に1条設定しているが、複数条であってもよい。
これにより、車両の後面衝突時に、リアサイドメンバ3に軸方向に衝突入力Fが作用した際に、リアサイドメンバ3の前側易屈曲部11と後側易屈曲部12とを起点とする側面略Z字状の屈曲変形と、スペアタイヤパン2の底壁2aの谷折れ点Pを起点とする谷折れ変形とにより、スペアタイヤTをその後端を持ち上げて回動起立させて、下側部をスペアタイヤパン2の前壁2bと変形した底壁2aの前部とで挟持可能としている(図3参照)。
ここで、本実施形態にあっては、上述のリアサイドメンバ3の後側易屈曲部12を、スペアタイヤパン2に格納固定したスペアタイヤTの後端近傍位置に設定してある。
これにより、後側易屈曲部12を起点とする山折れ変形に追従して変形するスペアタイヤパン2の底壁2aの後側部により、上述のように回動起立したスペアタイヤTの上端部を押え込み可能としている。
また、リアサイドメンバ3の前側易屈曲部11は、リアフロアパネル2およびリアサイ
ドメンバ3の車幅方向側縁に沿って接合配置した剛体のリアホイールハウス4の後端に近接した位置に設定してある。
ドメンバ3の車幅方向側縁に沿って接合配置した剛体のリアホイールハウス4の後端に近接した位置に設定してある。
そして、スペアタイヤパン2の底壁2aの谷折れ点Pを、スペアタイヤTの固定点、即ち、前記固定座10よりも前方の位置に設定してある。
図3は車両の後面衝突時におけるリアサイドメンバ3の後側易屈曲部12と前側易屈曲部11とを起点とする後端部の変形過程とスペアタイヤTの回転挙動とを示している。
車両の後面衝突により、図3(A)に示すようにリアサイドメンバ3の後端にリアバンパー6およびバンパーステイ5を介して軸方向に衝突入力Fが作用すると、その衝突初期に後側易屈曲部12を中心として矢印aに示すように下向きの曲げモーメントが発生する。
これにより、リアサイドメンバ3の後端部が後側易屈曲部12を起点として下向きに曲げ変形して、図3(B)に示すように山折れが誘起される。
このように、リアサイドメンバ3の後端部が山折れ変形すると、衝突荷重Fの入力方向が斜め上向きに変更され、前側易屈曲部11を中心として矢印bに示すように上向きの曲げモーメントが発生する。
これにより、図3(C)に示すようにリアサイドメンバ3の前側易屈曲部11を起点に後側部分に谷折れが誘起される。これに伴って、スペアタイヤパン2の底壁2aが谷折れ点Pを起点として谷折れ変形して、スペアタイヤTの後端を持ち上げて前方に向けて回動起立させる。
そして、後側易屈曲部12と前側易屈曲部11を起点とする前記山折れと谷折れとが進行することにより、図3(D)に示すようにリアサイドメンバ3が側面略Z字状に屈曲が制御されて変形する。
これにより、スペアタイヤパン2に格納固定したスペアタイヤTをほぼ直立状態にまで回動起立させ、同時に該スペアタイヤTの下側部をスペアタイヤパン2の前壁2bと変形した底壁2aの前部とで挟持して直立姿勢を維持可能とする。
この結果、車体後部の圧潰変形過程で、スペアタイヤTが回動挙動不足で横置きに近い姿勢のまま残存することがなく、変形ストロークを拡大してエネルギー吸収効率を高めることができる。
また、車体後部の圧潰変形に伴うスペアタイヤTの車両前方へ向けての後退移動量を小さく抑制することができる。
従って、後面衝突時における車体後部の圧潰変形量の確保、あるいはスペアタイヤの前方移動量を考慮して車体後部のオーバーハング量を大きくする必要がなく、車体の小型化と軽量化に寄与することができる。
ここで、本実施形態にあっては、上述のようにリアサイドメンバ3の後側易屈曲部12は、スペアタイヤTの後端近傍にほぼ対応した位置に設定してある。
これにより、上述のように車両の後面衝突時にリアサイドメンバ3が側面略Z字状に屈曲変形して、スペアタイヤTがほぼ直立状態に回動起立した際に、後側易屈曲部12を起
点とする山折れ変形に追従してスペアタイヤパン2の底壁2aの後側部が山折れ変形して、この変形した底壁2aの後側部で回動起立したスペアタイヤTの上端部を押え込み可能とすることができる。
点とする山折れ変形に追従してスペアタイヤパン2の底壁2aの後側部が山折れ変形して、この変形した底壁2aの後側部で回動起立したスペアタイヤTの上端部を押え込み可能とすることができる。
この結果、上述のスペアタイヤTのほぼ直立姿勢の維持を確実に行わせることができる。
一方、リアサイドメンバ3の前側易屈曲部11は、リアフロアパネル1の側部に剛体部として存在するリアホイールハウス4の後端に近接した位置に設定してある。
この結果、車両の後面衝突時にリアサイドメンバ3を前側易屈曲部11を起点に設定通りに谷折れ変形させて、上述のスペアタイヤTのほぼ直立状態への回動起立を行わせるための側面略Z字状の屈曲変形を確実に行わせることができる。
しかも、前側易屈曲部11および後側易屈曲部12は、何れもリアサイドメンバ3の所要位置における上面側あるいは下面側に、車幅方向に凹設した折れ誘発ビード11A,12A等の脆弱部を設けて設定している。
この結果、簡単な構成により折れ点の位置および折れる方向を一定にさせて、側面略Z字状の屈曲変形を安定して行わせることができる。
また、スペアタイヤパン2の底壁2aの谷折れ点Pは、スペアタイヤTの固定点である固定座10よりも前方の位置に設定してある。
これにより、スペアタイヤTの前端を支点として全体的に後ろ上がりに持ち上がる挙動がスムーズに行われて、該スペアタイヤTの回動起立を速やかに行わせることができる。
特に、この谷折れ点Pを底壁2aの所要位置から後側部に亘って膨出成形した補強ビード13等の補剛部の前側形成止端で設定することにより、谷折れ変形を確実に行わせることができると共に、スペアタイヤTの回動起立時の支持剛性が得られて、ほぼ直立姿勢の回動起立を促すことができる。
そして、スペアタイヤパン2の底壁2aは、全体的に所要の角度で後ろ上がりに傾斜する傾斜面として形成してあるため、上述のスペアタイヤTの後ろ上がりの回動挙動をより行わせ易くすることができる。
図4は本発明の第2実施形態を示すものである。
本実施形態にあっては、リアサイドメンバ3を、メンバ本体3Aと、該メンバ本体3Aの後端に接続したエクステンションメンバ3Bと、の2部材で構成している。
これらメンバ本体3Aおよびエクステンションメンバ3Bは、前記第1実施形態と同様に金属板により逆ハット形断面にプレス成形したものの他、アルミ材等の軽量金属により矩形閉断面に押出成形したものを用いることができる。
そして、前記エクステンションメンバ3Bを、メンバ本体3Aよりも低剛性金属で構成することにより、それらの接続部分を前側易屈曲部11として構成している。
なお、本実施形態では後側易屈曲部12は、前記第1実施形態と同様に折れ誘発ビード12Aで構成している。
この第2実施形態のように、メンバ本体3Aとエクステンションメンバ3Bとに強度差を持たせることによっても、車両の後面衝突時における後側易屈曲部12を起点とする山折れに続いて、これらメンバ本体3Aとエクステンションメンバ3Bとの接続(接合)点を折れ点として谷折れを誘発して、側面略Z字状の屈曲変形を安定して行わせることができる。
図5,図6は、本発明の第3実施形態および第4実施形態を示すものである。
これらの実施形態では、リアサイドメンバ3として、アルミ材等の軽量金属により矩形閉断面に押出成形したものを用いている。
図5に示す第3実施形態にあっては、リアサイドメンバ3の後側易屈曲部12をほぼ境にして、後端部を後ろ斜め下方に傾斜して形成してある。
このように、後側易屈曲部12から後側の部分を後傾させることによって、車両の後面衝突時における後側易屈曲部12を起点とした山折れ変形がスムーズに行われ、前側易屈曲部11に上向きの曲げモーメントを直ちに発生させて、側面略Z字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。
図6に示す第4実施形態にあっては、リアサイドメンバ3の後側易屈曲部12をほぼ境にして、後端部の断面寸法を後方に至るにしたがって下側に大きくなるようにしている。
この第4実施形態のようにリアサイドメンバ3の後端側の断面中心が下方にずれることと、後側易屈曲部12の形成部分に断面積の変化点が重なることによって、車両の後面衝突時に後側易屈曲部12に下向きの曲げモーメントを発生し易く、この場合も同様に側面略Z字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。
これら図5,図6に示す第3,第4実施形態では、何れもリアサイドメンバ3として矩形閉断面の押出材を用いているが、後端部分の傾斜成形あるいは断面積の下側への徐変増大は、押出材の2次加工により容易に得ることができる。
図7は、本発明の第5実施形態を示すものである。
本実施形態にあっては、リアサイドメンバ3の後端部下面における後側易屈曲部12の設定位置近傍と、前述のバンパーステイ5の下側部とに、後ろ斜め下方に傾斜して跨るガセットメンバ14を接合配置してある。
このガセットメンバ14の配設のため、バンパーステイ5はその断面中心がリアサイドメンバ3の後端の断面中心よりも下方にずれるように上下方向寸法を拡大してある。
従って、この第5実施形態にあっても後側易屈曲部12の近傍位置と、バンパーステイ5の下側部とに跨るガセットメンバ14の付設により、前記第3,第4実施形態と同様に車両の後面衝突時に後側易屈曲部12に下向きの曲げモーメントを発生し易く、側面略Z字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。
図8は、本発明の第6実施形態を示すものである。
本実施形態にあっては、リアサイドメンバ3の後端に接続固定したバンパーステイ5に上下方向に剛性分布を付与してあり、上半部5Aに対して下半部5Bを低剛性としてある
。
。
この剛性分布の付与は、バンパーステイ5の板厚調整や材質調整等によって容易に設定することができる。
従って、この第6実施形態の構成によれば、車両の後面衝突時に軸方向入力によってバンパーステイ5の低剛性の下半部5Bが座屈して該バンパーステイ5の下向きの屈曲変形が先行する。
これにより、リアサイドメンバ3の後側易屈曲部12を起点とする後端部分の山折れ変形を誘発し易くなって、この場合も、側面略Z字状の屈曲変形をスムーズに行わせることができる。
図9は、本発明の第7実施形態を示すものである。
本実施形態にあっては、スペアタイヤパン2の底壁2aを、固定座10よりも後方の所要位置から後側部分を前側部分よりも一段高く有段成形して段差部を後側の谷折れ点Paとして設定している。
そして、スペアタイヤTをこの段差部上とスペアタイヤパン2の前壁2bの近傍位置とに跨って前下がり状態に格納固定してある。
従って、この第7実施形態の構成によれば、車両の後面衝突時にリアサイドメンバ3の後端部が、後側易屈曲部12を起点に山折れ変形すると、これに伴ってスペアタイヤパン2の底壁2aが後側の谷折れ点Paを起点に山折れ変形する。これと併せて、スペアタイヤTが前傾角度を大きくして格納固定されていることとが相俟って、該スペアタイヤTの回動起立をよりスムーズに行わせることができる。
この結果、スペアタイヤTのほぼ直立姿勢への回転挙動と、その挟持固定挙動とをよりスムーズに、かつ、安定的に行わせることができる。
1…リアフロアパネル
2…スペアタイヤパン
2a…底壁
2b…前壁
3…リアサイドメンバ
3A…メンバ本体
3B…エクステンションメンバ
4…リアホイールハウス
5…バンパーステイ(リアバンパーステイ)
10…固定座(固定点)
11…前側易屈曲部
11A…折れ誘発ビード(脆弱部)
12…後側易屈曲部
12A…折れ誘発ビード(脆弱部)
13…補強ビード(補剛部)
14…ガセットメンバ
T…スペアタイヤ
P…スペアタイヤパン底壁の谷折れ点
Pa…スペアタイヤパン底壁の後側の谷折れ点
F…後面衝突入力
2…スペアタイヤパン
2a…底壁
2b…前壁
3…リアサイドメンバ
3A…メンバ本体
3B…エクステンションメンバ
4…リアホイールハウス
5…バンパーステイ(リアバンパーステイ)
10…固定座(固定点)
11…前側易屈曲部
11A…折れ誘発ビード(脆弱部)
12…後側易屈曲部
12A…折れ誘発ビード(脆弱部)
13…補強ビード(補剛部)
14…ガセットメンバ
T…スペアタイヤ
P…スペアタイヤパン底壁の谷折れ点
Pa…スペアタイヤパン底壁の後側の谷折れ点
F…後面衝突入力
Claims (14)
- スペアタイヤを格納固定するスペアタイヤパンを凹設したリアフロアパネルと、該リアフロアパネルの下面にその車幅方向両側縁に沿って車体前後方向に延在配置したリアサイドメンバと、を備え、
前記リアサイドメンバは、前記スペアタイヤパンに対応した領域の前,後部に、軸方向に作用する後面衝突入力に対してメンバの谷折れを誘起する前側易屈曲部と、メンバの山折れを誘起する後側易屈曲部と、を備えている一方、
前記スペアタイヤパンには、その底壁に前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を起点とする谷折れに追従した変形を誘起する谷折れ点を設定し、
車両の後面衝突時に、前記リアサイドメンバの前側易屈曲部と後側易屈曲部とを起点とする側面略Z字状の屈曲変形と、前記スペアタイヤパン底壁の谷折れ点を起点とする谷折れ変形とにより、前記スペアタイヤをその後端を持ち上げて回動起立させて、下側部をスペアタイヤパンの前壁と変形した底壁前部とで挟持可能としたことを特徴とする車体後部構造。 - 前記リアサイドメンバの後側易屈曲部を、前記スペアタイヤの後端近傍にほぼ対応した位置に設定して、該後側易屈曲部を起点とする山折れ変形に追従して変形するスペアタイヤパン底壁の後側部により、前記回動起立したスペアタイヤの上端部を押え込み可能としたことを特徴とする請求項1に記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を、前記リアフロアパネルおよびリアサイドメンバの車幅方向側縁に沿って接合配置したリアホイールハウスの後端に近接した位置に設定したことを特徴とする請求項1または2に記載の車体後部構造。
- 前記スペアタイヤパンの底壁の谷折れ点を、前記スペアタイヤの固定点よりも前方の位置に設定したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記スペアタイヤパンの底壁を、所要の角度で後ろ上がりに傾斜する傾斜面としたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバの前側易屈曲部を、該リアサイドメンバの上部に脆弱部を設けて構成したことを特徴とする請求項1〜5の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバを、メンバ本体と、該メンバ本体の後端に接続したエクステンションメンバとで構成し、該エクステンションメンバを前記メンバ本体よりも低剛性として、これらメンバ本体とエクステンションメンバとの接続部を前記後側易屈曲部としたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバの後側易屈曲部を、該リアサイドメンバの下部に脆弱部を設けて構成したことを特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバは、前記後側易屈曲部をほぼ境にして、後端部を後ろ斜め下方に傾斜して形成したことを特徴とする請求項1〜8の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバは、前記後側易屈曲部をほぼ境にして、後端部の断面寸法を後方に至るにしたがって下側に大きくなるように設定したことを特徴とする請求項1〜8の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記リアサイドメンバは、その後端部下面で前記後側易屈曲部の設定位置近傍と、該リ
アサイドメンバの後端に接続固定したリアバンパーステイの下側部とに後ろ斜め下方に傾斜して跨るガセットメンバを備えていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1つに記載の車体後部構造。 - 前記リアサイドメンバは、その後端にリアバンパーステイを接続固定してあり、該リアバンパーステイは、その下半部を上半部よりも低剛性としたことを特徴とする請求項1〜8の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記スペアタイヤパンの底壁に、所要位置から後側部に亘って補剛部を形成して、該補剛部の前側形成止端を前記谷折れ点としたことを特徴とする請求項1〜12の何れか1つに記載の車体後部構造。
- 前記スペアタイヤパンの底壁を、所要位置から後側部分を前側部分よりも一段高く有段成形して段差部を後側の谷折れ点として設定し、前記スペアタイヤをこの段差部とスペアタイヤパンの前壁近傍位置とに跨って前下がり状態に格納固定したことを特徴とする請求項1〜12の何れか1つに記載の車体後部構造。
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