JP5453817B2 - タンク搭載車体後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、タンク搭載車体後部構造に関し、詳細には、タンクの保護技術に関する。

従来技術としては、例えば特許文献１等に開示されるように、リヤサイドメンバに燃料タンクが設けられ、その燃料タンクの後側部位に第１座屈誘起部を設けると共に、前側部位に第２座屈誘起部を設け、リヤサイドメンバ後端の断面中心線を第１座屈誘起部の断面中心線よりも下側に位置させ、車両後方からの入力荷重によってリヤサイドメンバが前記第１座屈誘起部と第２座屈誘起部から折れ曲がって燃料タンクを包み込むようにして保護する構造が開示されている。

特開平８−１７５４２１号公報

特許文献１に記載の技術では、燃料タンクの前後に座屈誘起部を設けて、燃料タンクを潰さないようにするために、燃料タンクを包み込むようリヤサイドメンバを折り曲げるモードとしている。

しかしながら、燃料タンクの保護のため、リヤサイドメンバの折れモードにより吸収できるエネルギー量は限られており、より多くのエネルギー吸収を得ようとすると、車体骨格への補強が必要となりコスト及び重量アップになる。

特に、特許文献１における燃料タンクは、樹脂性や薄板でできた金属性等の燃料タンクであるため、燃料タンクの保護のためには、リヤサイドメンバの第１、第２座屈誘起部を折り曲げることが可能な範囲が少なく、リヤサイドメンバの折れモードにより吸収できるエネルギー量は限られている。

また、リヤサイドメンバ内で相対的に強度の弱い屈曲部（キックアップ部）がサスペンションメンバといったサスペンション部品で補強されて容易に折り曲げることができないので、折れモードにより本来エネルギー吸収ができる部位でのエネルギー吸収量を多く取れないため、他の車体骨格部位をレインフォース等で補強し、重量及びコストがかかるという問題があった。

そこで本発明は、上記した実状に鑑みて提案されたものであり、車両後部全体でエネルギーを吸収してタンクの保護を図り、従来補強に使用していた補強部材を無くして重量及びコスト低減を実現し得るタンク搭載車体後部構造を提供することを目的とする。

本発明は、一対のリヤサイドメンバの下方に、タンクを支持するタンクフレームが設けられたタンク搭載車体後部構造である。このタンク搭載車体後部構造では、リヤサイドメンバにタンクフレームの前部を固定すると共に、そのタンクフレームの後端部を直接、又は、間接的にリヤサイドメンバに固定している。

また、このタンク搭載車体後部構造では、リヤサイドメンバ及びタンクフレームの少なくとも一方の後端部に、車両前方へ向かう入力荷重が生じ、その入力荷重により、車両上方が凸となる方向へリヤサイドメンバが折り曲げられる場合に、タンクフレームの前部を、リヤサイドメンバと共に車両上方へ押し上げるメンバー折曲げ促進手段を設けている。メンバー折曲げ促進補助手段は、前記タンクフレームの後部に一端を固定し、各リヤサイドメンバ後端部に他端を固定した車幅方向に延在する連結部材からなり、その連結部材を車両前方下方に傾斜させ、且つ、前記タンクフレームの後部に固定される該連結部材の一端を前記タンクの重心位置よりも車両下方位置とした。

本発明のタンク搭載車体後部構造によれば、車両後方から車両前方に向けてリヤサイドメンバ及びタンクフレームの少なくとも一方の後端部に入力荷重が加わると、車両上方が凸となる方向へリヤサイドメンバが折れ曲がる。そして、このタンク搭載車体後部構造では、メンバー折曲げ促進手段により、リヤサイドメンバに固定されたタンクフレームの前部が該リヤサイドメンバと共に車両上方へ押し上げられるため、リヤサイドメンバの曲がりが大きくなり、車両後部の潰れ量を増加することができる。これにより、車両後部全体での入力荷重のエネルギーの吸収量が増加してタンクの潰れを防止する。したがって、本発明によれば、タンクを保護することができ、且つ従来補強に使用していた補強部材を無くして重量及びコストを低減させることができる。また、本発明によれば、メンバー折曲げ促進補助手段である連結部材により、後側ガスタンク及び後側タンクフレームを車両前方上方へ押し上げることができる。また、最もスペースが空いている部分に連結部材を設けているので、空きスペースを有効活用できると共にリヤサイドメンバの折れを促進して衝突エネルギー吸収量を増やすことができる。

図１は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造の底面図である。 図２は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造の側面図である。 図３は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ初期段階の図である。 図４は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期前期段階の図である。 図５は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期後期段階の図である。 図６は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ後期段階の図である。 図７は第２実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ初期段階の図である。 図８は第２実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期前期段階の図である。 図９は第２実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期後期段階の図である。 図１０は第２実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ後期段階の図である。 図１１は第３実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ初期段階の図である。 図１２は第３実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期前期段階の図である。 図１３は第３実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期後期段階の図である。 図１４は第３実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ後期段階の図である。 図１５は第４実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ初期段階の図である。 図１６は第４実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期前期段階の図である。 図１７は第４実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期後期段階の図である。 図１８は第４実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ後期段階の図である。 図１９は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造におけるスライド機構部の一例を示す要部拡大斜視図である。 図２０は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ初期段階の図である。 図２１は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期前期段階の図である。 図２２は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ中期後期段階の図である。 図２３は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作の一連の動作図のうち潰れ後期段階の図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「第１実施形態」
図１は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造の底面図、図２は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造の側面図、図３から図６は第１実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作を示す一連の動作図である。なお、図１及び図２中、矢印ＦＲは車両前方を表し、矢印ＲＲは車両後方を表すものとする。

この車両のリヤフロア部１は、金属パネル等で作られた車室の床面部分を形成するリヤフロアパネル２と、車両後端部に車幅方向に延在して設けられたリヤパネル６と、により構成されている。車体骨格部は、フロントフロア部４から車両後方へ延在し車幅方向左右に配置された一対のリヤサイドメンバ３、３と、左右のリヤサイドメンバ３、３の前端部を接合する車幅方向に延在されたシートクロスメンバ５と、このシートクロスメンバ５の後方に所定距離を置いて配置された前側クロスメンバ７と、後側クロスメンバ８とを主たる構成としている。

リヤサイドメンバ３は、フロントフロア部４から屈曲部であるキックアップ部３ａに向かって図２の側面視で車両後方上方へと上り勾配で傾斜されており、該キックアップ部３ａより後方は略水平とされている。このリヤサイドメンバ３は、車両上方側が開放された断面略コ字形状に形成された車両骨格部材をなす。

シートクロスメンバ５は、左右のリヤサイドメンバ３、３の前端部に車幅方向に向けて設けられ、これらリヤサイドメンバ３、３間を結合させている。

前側クロスメンバ７は、キックアップ部３ａよリやや車両後方に設けられ、左右のリヤサイドメンバ３、３間を車幅方向に延在して固定している。この前側クロスメンバ７は、リヤサイドメンバ３と同様、車両上方側が開放された断面略コ字形状に形成された車両骨格部材をなしている。

後側クロスメンバ８は、前側クロスメンバ７の車両後方に設けられ、左右のリヤサイドメンバ３、３間を車幅方向に延在して固定している。この後側クロスメンバ８は、前側クロスメンバ７と同様、車両上方側が開放された断面略コ字形状に形成された車両骨格部材をなしている。

前記リヤサイドメンバ３、３には、後輪を車体に懸架するリヤサスペンション１４が取り付けられている。リヤサスペンション１４は、トレーリングアーム１６と、トーションビーム１７と、サスペンションスプリング１８と、ショックアブソーバー１９とで構成された、いわゆるトーションビーム式のサスペンションとされている。

トレーリングアーム１６は、左右のリヤサイドメンバ３、３のキックアップ部３ａより車両前方の該リヤサイドメンバ３に接合締結されたトレーリングアームブラケット１５に対して、その前端部を略車両幅方向軸中心周りに回転自由な締結方法で支持されている。

トーションビーム１７は、左右のトレーリングアーム１６、１６を連結するように車幅方向に延設して配置されている。なお、トーションビーム１７は、車両のロール挙動を制御する役割を持ち、さまざまな断面形状で実施することが可能である。例えば、その一例としては、車両下側が開放されくの字断面を持つものが挙げられる。

サスペンションスプリング１８は、車体側取付け点を前側クロスメンバ７とリヤサイドメンバ３の接合締結点とし、リヤサスペンション側取付け点をトーションビーム１７より車両後方で且つトレーリングアーム１６及びトーションビーム１７を接合する皿状台座３０として、車両上下方向に延設されている。このサスペンションスプリング１８は、円筒形状をなすバネとされ、車両振動を減衰させる。

ショックアブソーバー１９は、後側クロスメンバ８とリヤサイドメンバ３の接合締結点とトレーリングアーム１６の後端部１６ａとに亘って取り付けられている。

そして、前記各骨格部材からなる車体後部には、タンクフレームに搭載されたタンクであるガスタンクが、車幅方向に向けて車体下部に吊り下げ固定されている。ガスタンクは、リヤサスペンション１４を挟んで車両前後にそれぞれ配置される前側ガスタンク９と後側ガスタンク１０の２つのタンクとされている。かかるガスタンクは、例えば燃料電池自動車の場合、水素ガスを充填した水素ガスタンクとされる。

なお、前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０は、非常に高圧で充填される気体水素等からの内圧に耐えうるように、ライナーと呼ばれる両端部がドーム状の円筒のアルミなどで出来た金属容器にカーボンファイバーと呼ばれる炭素繊維を何重にも巻きつけた構造とされている。そのため、この前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０は、金属製の車体部品よりも強度が強い。

前側ガスタンク９は、シートクロスメンバ５と前側クロスメンバ７と左右のリヤサイドメンバ３、３の間に収まるように設けられ、その長手方向を車幅方向に向けて配置されている。かかる前側ガスタンク９は、多角形の閉断面をもつ骨格部材で枠組みされた前側タンクフレーム１１を介して車体下部に吊り下げ固定されている。前側タンクフレーム１１は、車両前側取付け点を左右のリヤサイドメンバ３の前端部下面に締結させ、車両後側取付け点をキックアップ部３ａより車両前方で該リヤサイドメンバ３とリヤフロアパネル２に接合されたタンク取り付けブラケット１３に締結させている。

同様に、後側ガスタンク１０は、前側クロスメンバ７と後側クロスメンバ８と左右のリヤサイドメンバ３、３の間に収まるように設けられ、その長手方向を車幅方向に向けて配置されている。かかる後側ガスタンク１０は、多角形の閉断面をもつ骨格部材で枠組みされた後側タンクフレーム１２を介して車体下部に吊り下げ固定されている。後側タンクフレーム１２は、車両前側取付け点を前側クロスメンバ７の下面に締結させ、車両後側取付け点を後側クロスメンバ８の下面に締結させている。これにより、後側タンクフレーム１１の前側取り付け点は、リヤサイドメンバ３のキックアップ部３ａの近傍部となる。

なお、前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０を支持する前側及び後側タンクフレーム１１、１２と車体との取り付け方法は、さまざまな方法が考えられるが、一例としてボルト及びナットを用いた締結方法が挙げられる。

また、後側ガスタンク１０とトーションビーム１７との相対位置は、トーションビーム１７が後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２より車両前方下方位置とされている。逆の見方をすると、トーションビーム１７の上端部１７ａと後側ガスタンク１０の車両上下方向での重心位置Ｇは、後側ガスタンク１０の方がトーションビーム１７よりも相対的に高い位置に設定されている。トーションビーム１７は、前述の通りリヤサスペンションの一部をなすものであり車両走行に伴って上下方向に移動することから、上方に上がった位置でも後側ガスタンク１０の重心位置Ｇが該トーションビーム１７よりも上方へ位置する様に設定されている。つまり、リヤサスペンション１４のバウンド・リバウンド時においても、後側ガスタンク１０の重心位置Ｇとトーションビーム１７の相対位置関係が変わらない様になっている。

次に、リヤサイドメンバ３の強度分布について説明する。前述の通り、前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０は、高圧水素を充填するために十分な強度を有していることから、車体骨格の圧壊及び曲げ強度よりも高い強度を持つ。さらに、前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０を車体へ締結する前側タンクフレーム１１及び後側タンクフレーム１２についても重量物である前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０を支えるための強度が必要であること及び車両衝突時にも車体へ締結し続ける必要があることから、前側ガスタンク９及び後側ガスタンク１０と同様、車体骨格の圧壊及び曲げ強度よりも高い強度を持つ。

さらには、前述の車体骨格への接合搭載位置と複数のガスタンク９、１０の搭載位置からキックアップ部３ａより車両前方側は、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１が締結されるために相対的に強度強固部となっている。逆に、キックアップ部３ａは、相対的に強度脆弱部となる。また、キックアップ部３ａより車両後方側、すなわち後側タンクフレーム１２の前側締結点が取り付けられる前側クロスメンバ７と後側クロスメンバ８間には、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２が取り付けられるため、相対的に強度強固部となる。そして、後側クロスメンバ８より車両後方側は、相対的に強度脆弱部となる。

そして、この車体後部構造では、リヤサイドメンバ後端部３ｂ及び後側タンクフレーム１２の後端部に車両前方へ向かう入力荷重Ｆが生じた時に、その入力荷重Ｆにより前記リヤサイドメンバ３が、前記屈曲部であるキックアップ部３ａから車両前方上方へくの字状に折り曲げられると共に、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１を前記リヤサイドメンバ３と共に車両上方へ押し上げるメンバー折曲げ促進手段を備えている。

第１実施形態のメンバー折曲げ促進手段は、後側ガスタンク１０の車両前方に設けられたトーションビーム式のリヤサスペンション１４を構成するトーションビーム１７からなり、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２より車両前方の位置に配置したトーションビーム１７に、前記入力荷重Ｆにより後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２を衝突させて、これらをリヤサイドメンバ３と共に後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２を車両前方上方へ押し上げる。このメンバー折曲げ促進手段に関しては、次の車体後部潰れ動作説明の中で詳述する。

例えば、図３に示すように、車両後方から車両前方に向けて後面衝突車両２０に衝突された場合、左右のリヤサイドメンバ後端部３ｂ及び後側タンクフレーム１２の後端部に車両前方向への入力荷重Ｆが入力される。車体後部構造は、本入力荷重Ｆによりリヤサイドメンバ３の後方部、後側タンクフレーム１２の後側取り付け点よりも後方が車両前方側へ軸圧潰変形する。

また、後側タンクフレーム１２は、リヤサイドメンバ３のキックアップ部３ａの後部よりも低い位置に延設されるとともに、後側タンクフレーム１２の後端部がリヤサイドメンバ３の後部に固定され且つ後側ガスタンク１０へ後面衝突車両２０から車両前方向へ入力荷重Ｆが入力されるので、図３に示すように側面視でキックアップ部３ａを中心に時計回りのモーメントＭ１が発生する。これにより、左右のリヤサイドメンバ３の後部は、図４に示すように略への字状に折れ曲がり、車両上方向へ変形する。

このとき、前側クロスメンバ７及び後側クロスメンバ８間に配置されている後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、剛性が高いことから入力荷重Ｆによって潰れずにリヤサイドメンバ３が略への字形状に屈曲する形で車両前方側へ変位する。

更に変形が進むと、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、図５に示すように、車両前方側へ変位してトーションビーム１７の車両後方に向けた傾斜面３１と衝突する。このとき、トレーリングアーム１６とトレーリングアームブラケット１５は強度が他の車体部品よりも強く、車両後方側へ反力を発生させるため、前述のトーションビーム１７の面の角度と後側タンクフレーム１２の角度の関係により、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２の前部は、車両上方へ変位しようとする。

前記トーションビーム１７の後側に形成される傾斜面３１に作用した力のうち、その傾斜面３１に沿った方向の分力相当は車両上側への力となる。その車両上側への力は、後側タンクフレーム１２の前側取り付け点からリヤサイドメンバ３のキックアップ部３ａ付近への上方荷重となる。よって、後側タンクフレーム１２を伝わって前側クロスメンバ７に車両上方へ荷重が入力されるので、該前側クロスメンバ７と結合されているリヤサイドメンバ３のキックアップ部３ａが車両上方向へ変位する共に、後側タンクフレーム１２の後端部に引っ張られたリヤサイドメンバ３の後端部が車両下方向へ変位するので、該リヤサイドメンバ３が略への字状に折れ曲がる。

そして、この状態から更に変形が進み、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、図６に示すように、車両前方へ変位して前側ガスタンク９と前側タンクフレーム１１の車両後方側と干渉する。すると、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１は、車両前方側に変位し始め、シートクロスメンバ５の車両後方側と干渉し、当該シートクロスメンバ５を経由して図示しない車両フロア下に設けられたサイドメンバに対して入力荷重を伝達する。

このように、第１実施形態のタンク搭載車体後部構造では、後面衝突車両２０に衝突された際に、リヤサイドメンバ３を略への字状に折り曲げるための荷重として後側タンクフレーム１２の前側取り付け点から車両上方への荷重を伝達させるのを促進するために、後側タンクフレーム１２の前側取り付け点を車両上方へ押し上げるトーションビーム１７を設けることで、リヤサイドメンバ３を略への字状に曲げる量を増やし、衝突エネルギー吸収量を増やすことができる。これにより、今まで衝突エネルギー吸収部材として追加していたレインフォース等の補強部材を使用する必要が無くなるため、重量及びコストを低下することが可能となる。

第１実施形態によれば、リヤサイドメンバ３の屈曲部であるキックアップ部３ａを他の部位よりも剛性を低くした脆弱部とし、リヤサイドメンバ後端部に車両前方へ向かう入力荷重が生じた時にリヤサイドメンバ３がキックアップ部３ａから車両前方上方へくの字状に折曲げられると共にそのリヤサイドメンバ３と共に車両前方上方へ押し上げるメンバー折曲げ促進手段を設けているので、車両後部全体でエネルギー吸収することが可能となり、衝突性能を向上させることができる。

また、第１実施形態によれば、リヤサスペンション１４を構成するトーションビーム１７をメンバー折曲げ促進手段としたので、これまでのトーションビーム１７を使用でき、専用部品を使用しないためコストアップにならない。

また、第１実施形態によれば、リヤサイドメンバ３の脆弱部よりもガスタンク及びタンクフレームの剛性を高くしたので、脆弱部よりリヤサイドメンバ３をくの字状に折り曲げ易くなり、エネルギー吸収量を増加させることができる。

また、第１実施形態によれば、入力荷重Ｆによって前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１に、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２を衝突させるので、リアサイドメンバ３の前端部の折れを促進し、衝突エネルギー吸収量を増やすことができる。

「第２実施形態」
図７から図１０は第２実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作を示す一連の動作図である。

第２実施形態のタンク搭載車体後部構造は、第１実施形態とほぼ同一構造であるが、これに加えてリヤサイドメンバ３の折り曲げを更に促進させるメンバー折曲げ促進補助手段を設けている。

メンバー折曲げ促進補助手段は、後側タンクフレーム１２の車両後側取り付け点に一端３２ａを固定し、各リヤサイドメンバ後端部３ｂに他端３２ｂを固定した車幅方向に延在する連結部材３２とし、その連結部材３２を車両前方下方に傾斜させ、且つ、後側タンクフレーム１２の車両後側取り付け点に固定される該連結部材３２の一端３２ａを前記ガスタンクの重心位置Ｇよりも車両下方位置とした構成としている。なお、連結部材３２の傾斜角度は、車両上方軸に対して略４５度をなす角度とするのが好ましい。

第２実施形態のタンク搭載車体後部構造では、図７の潰れ初期段階において、前記連結部材３２に対し、前記入力荷重Ｆからの力がその傾斜に沿った方向、即ち車両上方軸に対して略４５度方向の力として作用する。この連結部材３２に作用する力は、後側タンクフレーム１２の後側取り付け点（連結部材３２の一端３２ａ）を回転中心としたモーメントとしてリヤサイドメンバ３に入力される。そのため、リヤサイドメンバ３は、図８に示すように、キックアップ部３ａから折れ曲がれると共に、前記モーメントにより後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２をリヤサイドメンバ３と共に車両上方側に変位せしめられる。

その後、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、図９に示すように、トーションビーム１７に衝突してリヤサイドメンバ３と共に車両上方へ更に折り曲がって車両上方へ持ち上がる。そして最終的には、図１０に示すように、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１と接触する。

第２実施形態によれば、メンバー折曲げ促進補助手段である連結部材３２により、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２を車両前方上方へ押し上げることができる。また、第２実施形態では、最もスペースが空いている部分に連結部材３２を設けているので、空きスペースを有効活用できると共にリヤサイドメンバ３の折れを促進して衝突エネルギー吸収量を増やすことができる。

「第３実施形態」
図１１から図１４は第３実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作を示す一連の動作図である。

第３実施形態のタンク搭載車体後部構造は、第１実施形態とほぼ同一構造であるが、これに加えてリヤサイドメンバ３の折り曲げを更に促進させるメンバー折曲げ促進補助手段を設けている。

メンバー折曲げ促進補助手段は、入力荷重Ｆにより後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２が衝突する、車両前方上方へ向かう傾斜面２１ａを車両後側に持つ駆動機構部２１とし、その駆動機構部２１をトーションビーム１７と後側ガスタンク１０との間に設け、且つ、後側ガスタンク１０の重心位置Ｇより車両下方位置とした構成としている。

駆動ユニット２１は、図示しない後輪を駆動させる役割を持つものであり、さまざまな形態で実施することが可能であるが、一例としては車両前方部に搭載されるトランスミッションとプロペラシャフトで前後方向に連結されているディファレンシャルギアボックスや、駆動モーターユニットのケース等が挙げられる。本実施形態では、駆動モーターユニットのケースとする。

駆動ユニット２１は、通常サスペンション部品の一部として形成され、サスペンションメンバ等にマウントされる。また、駆動ユニット２１の上端部２１ｂと後側ガスタンク１０の上下方向の重心位置Ｇは、該後側ガスタンク１０の方が相対的に高い位置となるようにする。また、駆動ユニット２１の上端部２１ｂとトーションビーム１７の上端部１７ａは、該トーションビーム１７の上端部１７ａの方が相対的に高い位置となるようにする。

第３実施形態のタンク搭載車体後部構造では、図１１の潰れ初期段階において、駆動ユニット２１の傾斜面２１ａに後側ガスタンク１０若しくは後側タンクフレーム１２が衝突し、キックアップ部３ａから折れ曲がるリヤサイドメンバ３と共に後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２が図１２に示すように車両前方上方へ押し上げられる。この駆動ユニット２１に後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２を衝突させることで、前記リヤサイドメンバ３を略への字状に折り曲げるための荷重を発生させることが可能となり、より一層、リヤサイドメンバ３の折り曲げを促進させることができる。

後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、その後、図１３に示すようにトーションビーム１７に衝突して更に車両上方へ押し上げられ、最終的には図１４に示すように、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１に接触する。

第３実施形態によれば、メンバー折曲げ促進補助手段である駆動ユニット２１に後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２を衝突させてこれらを車両前方上方へ押し上げることができる。また、第３実施形態では、元の位置にあるトーションビーム１７の位置を移動させることなく、該トーションビーム１７と後側ガスタンク１０との間に既存の駆動ユニット２１を設けているので、専用部品を使用することなく駆動ユニット２１を利用してリヤサイドメンバ３の折れを促進させることができ、衝突エネルギー吸収量をより一層増やすことができる。

また、第３実施形態によれば、駆動ユニット２１よりもトーションビーム１７を車両上方位置に配置させたので、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２が駆動ユニット２１によって車両前方上方へ押し上げられた後、トーションビーム１７に再度乗り上げてさらに車両前方上方へと押し上げられる。

「第４実施形態」
図１５から図１８は第４実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作を示す一連の動作図である。

第４実施形態のタンク搭載車体後部構造は、第１実施形態とほぼ同一構造であるが、前側ガスタンク９の前側タンクフレーム１１の車体への車両後側取付け点と、後側ガスタンク１０の後側タンクフレーム１２の車体への車両前側取付け点を共通取付け点とし、その共通取付け点を屈曲部であるキックアップ部３ａに設けている。

具体的には、図１５に示すように、前側タンクフレーム１１の車両後方支持部と後側タンクフレーム１２の車両前側支持部をサイドメンバ３が折れ曲がるキックアップ部３ａ付近の前側クロスメンバ７に、車両前後方向で同一位置に取り付けている。さらに、前側クロスメンバ７には、後面衝突時に前記同一取付け部を回転軸として前側クロスメンバ７が捩れるように図示を省略するノッチ等による低剛性部を設けている。

第４実施形態のタンク搭載車体後部構造では、車両後方からの入力荷重Ｆによって後側タンクフレーム１２に作用した荷重が、図１５及び図１６に示すように前記共通取付け点である前側クロスメンバ７に作用して該前側クロスメンバ７を捩り、脆弱部であるキックアップ部３ａを中心としてリヤサイドメンバ３を略への字状に折り曲げる。その後、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、図１７に示すように、トーションビーム１７に衝突してリヤサイドメンバ３と共に車両上方へ更に折り曲がって車両上方へ持ち上がる。そして最終的には、図１８に示すように、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１と接触する。

第４実施形態によれば、前側タンクフレーム１１と後側タンクフレーム１２の共通取付け点を回転軸としてリヤサイドメンバ３が折れ曲がるので、反モーメントが発生せず、より少ない力でキックアップ部３ａよりリヤサイドメンバ３を折り曲げることが可能となる。

また、第４実施形態によれば、前側タンクフレーム１１の後側支持部と後側タンクフレーム１２の前側支持部を共通取付け点としているので、タンク搭載に必要な車両前後方向のスペースを最小化しつつ、リヤサイドメンバ３の折れを促進し、衝突エネルギー吸収量を増やすことができる。

「第５実施形態」
図１９は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造におけるスライド機構部の一例を示す要部拡大斜視図、図２０から図２３は第５実施形態のタンク搭載車体後部構造における車体後部潰れ動作を示す一連の動作図である。

第５実施形態のタンク搭載車体後部構造は、第４実施形態とほぼ同一構造であるが、前側タンクフレーム１１の車両後方支持部と後側タンクフレーム１２の車両前方支持部を共通取付け点とした部位を、前記入力荷重Ｆによって車両上方へ移動させるスライド機構部３３を設けている。

スライド機構部３３は、図１９に示すように、例えば前側クロスメンバ７にスライド孔３４を形成し、そのスライド孔３４に支持シャフト３５を挿入して該支持シャフト３５を車両上下方向のみにスライドするようにする。前記前側タンクフレーム１１の後側支持部１１Ａと後側タンクフレーム１２の前側支持部１２Ａを、前記支持シャフト３５に支持させる。

なお、第４実施形態で設けた前側クロスメンバ７に形成したノッチ等による低剛性部は、第５実施形態では形成してない。

第５実施形態のタンク搭載車体後部構造では、図２０に示すように車両後方から車両前方に向けて入力荷重Ｆが入ると、後側タンクフレーム１２に作用する力で前側支持部１２Ａと連結された支持シャフト３５が、前記スライド孔３４に沿って車両上方へスライドする。これにより、リヤサイドメンバ３は、図２１に示すように前記支持シャフト３５に押されてキックアップ部３ａを中心として略への字形状に折れ曲がる。

その後、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、図２２に示すように、トーションビーム１７に衝突してリヤサイドメンバ３と共に車両上方へ更に折り曲がって車両上方へ持ち上がる。そして最終的には、図２３に示すように、後側ガスタンク１０及び後側タンクフレーム１２は、前側ガスタンク９及び前側タンクフレーム１１と接触する。

第５実施形態によれば、前側タンクフレーム１１の後側支持部１１Ａと後側タンクフレーム１２の前側支持部１２Ａの共通取付け点の部位をスライド機構３３によって車両上方へ移動させるので、リヤサイドメンバ３をキックアップ部３ａから容易に折り曲げることができる。また、第５実施形態によれば、反モーメントが発生せず、より少ない力でキックアップ部３ａよりリヤサイドメンバ３を折り曲げることが可能となる。

また、第５実施形態によれば、前側タンクフレーム１１の後側支持部１１Ａと後側タンクフレーム１２の前側支持部１２Ａを共通取付け点としているので、タンク搭載に必要な車両前後方向のスペースを最小化しつつ、リヤサイドメンバ３の折れを促進し、衝突エネルギー吸収量を増やすことができる。

本発明は、リヤサイドメンバに燃料タンクを搭載するタンク搭載車体後部構造に利用することができる。

３…リヤサイドメンバ
３ａ…キックアップ部（屈曲部）
７…前側クロスメンバ
８…後側クロスメンバ
９…前側ガスタンク（ガスタンク）
１０…後側ガスタンク（ガスタンク）
１１…前側タンクフレーム（タンクフレーム）
１２…後側タンクフレーム（タンクフレーム）
１４…リヤサスペンション
１６…トレーリングアーム
１７…トーションビーム（メンバー折曲げ促進手段）
１８…サスペンションスプリング
１９…ショックアブソーバー
２０…後面衝突車両
２１…駆動ユニット（駆動機構部）
２１ａ…駆動ユニットの傾斜面
３１…トーションビームの傾斜面
３２…連結部材（メンバー折曲げ促進補助手段）
３３…スライド機構部（メンバー折曲げ促進補助手段）

Claims (8)

1. 車両前後方向に延在し車幅方向左右に配置された一対のリヤサイドメンバと、前記リヤサイドメンバの下方で、タンクを支持するタンクフレームとを有するタンク搭載車体後部構造において、
   前記タンクフレームの前部を前記リヤサイドメンバに固定すると共に、前記タンクフレームの後部を直接、又は、間接的に前記リヤサイドメンバに固定し、
   前記リヤサイドメンバは、屈曲部を有し、その屈曲部は、他の部位よりも剛性が低い脆弱部とし、前記タンクフレームの前部は、前記屈曲部の近傍に固定しており、
   前記リヤサイドメンバ及びタンクフレームの少なくとも一方の後端部に、車両前方へ向かう入力荷重が生じ、その入力荷重により、車両上方が凸となる方向へ前記リヤサイドメンバが折り曲げられる場合に、前記タンクフレームの前部を、前記リヤサイドメンバと共に車両上方へ押し上げるメンバー折曲げ促進手段と、前記入力荷重を受けて前記リヤサイドメンバの折り曲げを更に促進させるメンバー折曲げ促進補助手段とを備え、
   前記メンバー折曲げ促進補助手段は、前記タンクフレームの後部に一端を固定し、前記各リヤサイドメンバ後端部に他端を固定した車幅方向に延在する連結部材からなり、その連結部材を車両前方下方に傾斜させ、且つ、前記タンクフレームの後部に固定される該連結部材の一端を前記タンクの重心位置よりも車両下方位置とした
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
2. 車両前後方向に延在し車幅方向左右に配置された一対のリヤサイドメンバと、前記リヤサイドメンバの下方で、タンクを支持するタンクフレームとを有するタンク搭載車体後部構造において、
   前記タンクフレームの前部を前記リヤサイドメンバに固定すると共に、前記タンクフレームの後部を直接、又は、間接的に前記リヤサイドメンバに固定し、
   前記リヤサイドメンバは、屈曲部を有し、その屈曲部は、他の部位よりも剛性が低い脆弱部とし、前記タンクフレームの前部は、前記屈曲部の近傍に固定しており、
   前記リヤサイドメンバ及びタンクフレームの少なくとも一方の後端部に、車両前方へ向かう入力荷重が生じ、その入力荷重により、車両上方が凸となる方向へ前記リヤサイドメンバが折り曲げられる場合に、前記タンクフレームの前部を、前記リヤサイドメンバと共に車両上方へ押し上げるメンバー折曲げ促進手段と、前記入力荷重を受けて前記リヤサイドメンバの折り曲げを更に促進させるメンバー折曲げ促進補助手段とを備え、
   前記メンバー折曲げ促進補助手段は、前記入力荷重により前記タンク又は前記タンクフレームが衝突する、車両前方上方へ向かう傾斜面を車両後側に持つ駆動機構部からなり、この駆動機構部をトーションビームと前記タンクフレームとの間に設け、且つ、前記タンクの重心位置より車両下方位置とした
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のタンク搭載車体後部構造であって、
   前記メンバー折曲げ促進手段は、前記タンクの車両前方に設けられたトーションビーム式のリヤサスペンションを構成するトーションビームからなり、このトーションビームを前記タンクフレームより車両前方の位置に配置し、前記入力荷重により前記タンクフレームを前記トーションビームに衝突させて、前記タンクフレームをリヤサイドメンバと共に車両上方へ押し上げる
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
4. 請求項２に記載のタンク搭載車体後部構造であって、
   前記駆動機構部よりも前記トーションビームを車両上方位置に配置させた
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載のタンク搭載車体後部構造であって、
   前記リヤサスペンションの車両前方に別の前側タンクフレームを設け、その前側タンクフレームによって別の前側タンクを車体下部に固定し、前記入力荷重によって、前側タンクフレームに前記リヤサスペンションの後側のタンクフレームを衝突させる
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
6. 請求項５に記載のタンク搭載車体後部構造であって、
   前記前側タンクフレームの車体への車両後側取り付け点と、前記リヤサスペンションの後側のタンクフレームの車体への車両前側取り付け点を共通取り付け点とし、その共通取り付け点を前記屈曲部に設けた
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
7. 請求項６に記載のタンク搭載車体後部構造であって、
   前記共通取り付け点を前記入力荷重によって車両上方へ移動させるスライド機構部を有した
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。
8. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載のタンク搭載車体後部構造であって、
   前記脆弱部よりも前記タンク及びタンクフレームの剛性を高くした
   ことを特徴とするタンク搭載車体後部構造。

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