JP6187427B2 - 車両の後部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の側部車体構造に関し、特に左右１対のリヤサイドフレームにリヤエンドパネルを介して連結された左右１対の連結部材に架着された車幅方向に延びるバンパレインを備えた車両の後部車体構造に関する。

従来より、左右１対のリヤサイドフレームが設けられ、これら１対のリヤサイドフレームの後端部に衝突エネルギを吸収可能な左右１対のクラッシュカンを介して車幅方向に延びるバンパレインフォースメント（以下、バンパレインと省略する）を連結した構造が知られている（例えば、特許文献１）。
これにより、車両の後突時、リヤバンパを補強するバンパレインから伝達された衝突荷重によりクラッシュカンが軸方向に潰れ変形されることにより衝突エネルギを吸収している。このクラッシュカンの潰れ変形に加え、リヤサイドフレームの圧縮変形や折れ変形によって衝突エネルギを更に吸収し、車室に作用する衝撃を緩和している。

特開２００９−２２７０６９号公報

ところで、衝突時における車体後部の衝突エネルギ吸収性能をより一層向上することが求められている。これは、クラッシュカンの全長を長くすることや、クラッシュカンの板厚を厚くすることで可能になるが、その場合、車体の重量が大きくなるという新たな問題が生じる虞がある。また、より一層安定的に衝突エネルギ吸収性能を得ることも求められている。

本発明の目的は、衝突時における車体後部の衝突エネルギ吸収性能を向上することができる車両の後部車体構造等を提供することである。

請求項１の車両の後部車体構造は、前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記１対のリヤサイドフレームの後端部に配設されたリヤエンドパネルと、前記１対のリヤサイドフレームに前記リヤエンドパネルを介して連結された左右１対の連結部材と、前記１対の連結部材に架着された車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の後部車体構造において、前記１対の連結部材の下端側部分に脆弱部を形成して１対の連結部材の下端側部分の剛性を上端側部分の剛性よりも低く形成し、前記脆弱部は、前記１対の連結部材の前後方向中央部よりも後側に形成されると共に、車体後方から前記バンパレインフォースメントに対して衝突荷重が作用したとき、前記バンパレインフォースメントの車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けた回転を促進して、バンパレインフォースメントの後端面を前記リヤエンドパネルに面接触させるように構成されたことを特徴としている。

この車両の後部車体構造では、１対の連結部材の下端側部分の剛性を上端側部分の剛性よりも低く形成したため、バンパレインフォースメントに衝突荷重が作用した場合、バンパレインフォースメントが車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けて大きく曲げ変形されることにより衝突エネルギを吸収できる。また、バンパレインフォースメントが車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けて９０度以上回転でき、バンパレインフォースメントの後端面をリヤエンドパネルに面接触させることができるため、衝突荷重をリヤエンドパネルを介して広範囲に分散することができ、安定した衝突エネルギ吸収性能を得ることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記連結部材が下端部に左右１対の角部を有し、前記脆弱部は、前記連結部材の下端部の左右１対の角部を夫々切り欠いた穴部からなることを特徴としている。
これにより、簡単な構成で連結部材を車幅方向に延びる回転軸回りに回転変形させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記連結部材が略十字状の車幅方向縦断面を有するクラッシュカンによって形成されたことを特徴としている。
これにより、略十字状の車幅方向縦断面を有するクラッシュカンの衝突エネルギ吸収性能を一層向上することができる。

本発明の車両の後部車体構造によれば、衝突時における車体後部の衝突エネルギ吸収性能を向上することができる。

実施例１に係る車両の左側から視た車体後部の斜視図である。 側面図である。 左側下方から視た斜視図である。 分解斜視図である。 クラッシュカンの平面図である。 側面図である。 後突時のクラッシュカンの変形状態の説明図であって、（ａ）は衝突前状態、（ｂ）は衝突中期状態、（ｃ）は衝突後期状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。また、図中、矢印Ｆ方向を、前方とし、矢印Ｌ方向を、左方とし、矢印Ｕ方向を、上方として説明する。

以下、本発明の実施例１について図１〜図７に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、車両Ｖは、前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレーム１と、これら１対のリヤサイドフレーム１の後端部に配設されたリヤエンドパネル２と、１対のリヤサイドフレーム１にリヤエンドパネル２を介して連結された左右１対のクラッシュカン３（連結部材）と、これら１対のクラッシュカン３に架着された車幅方向に延びるバンパレインフォースメント（以下、バンパレインと省略する）４等を備えている。

まず、車両Ｖの前提構造について説明する。
車両Ｖの車体後部には、リフトゲート（図示略）によって開閉される開口部５が形成されている。この開口部５内には車体後部の荷室空間が形成され、リフトゲートの開閉により外部から荷室空間内にアクセス可能に構成されている。開口部５は、ルーフパネル６と、このルーフパネル６を支持する左右１対の閉断面状のリヤピラー７と、リヤクロスメンバ１１とによって略方形状に形成されている。リヤピラー７の側部には、サイドアウタパネル８が連結されている。

荷室空間内には荷室空間の底部を形成するリヤフロアパネル９が配設されている。
リヤフロアパネル９の側部はホイールハウスインナ１０に即して切り欠かれ、ホイールハウスインナ１０の下端部に連結されている。このリヤフロアパネル９には、スペアタイヤ（図示略）を収納可能な凹部９ａが形成されている。

次に、左右１対のリヤサイドフレーム１及びリヤエンドパネル２について説明する。
図２〜図４に示すように、リヤフロアパネル９の車幅方向外側端部寄り部分の下面側に、前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレーム１が配設されている。
これら１対のリヤサイドフレーム１は、高張力鋼板で形成され、リヤフロアパネル９と協働して前後方向に延びる閉断面を構成している。

１対のリヤサイドフレーム１の途中部には、後突時、積極的に後半部を上方に折れ変形（曲げ変形）させて衝突エネルギを吸収可能な衝突エネルギ吸収機構（図示略）が設けられている。これら１対のリヤサイドフレーム１の後端部にはリヤエンドパネル２が結合されている。

リヤエンドパネル２の上半部とリヤエンドメンバ１２とが協働してリヤサイドフレーム１の上側を車幅方向に延びる閉断面を構成している。
リヤエンドメンバ１２の上端フランジ部がリヤエンドパネル２の上端フランジ部に接合され、リヤエンドメンバ１２の下端フランジ部がリヤエンドパネル２の中段部前面に接合されている。また、リヤエンドパネル２の下端部前面がリヤサイドフレーム１の後端部上端に接合されている。

次に、左右１対のクラッシュカン３について説明する。
図２〜図４に示すように、左右１対のクラッシュカン３は、左右１対のリヤサイドフレーム１の後端部に同軸状に配置されるようにリヤエンドパネル２を介して夫々連結されている。これら１対のクラッシュカン３は、後突時にバンパレイン４の上下方向中間部分から作用する衝突荷重により前後方向に軸圧縮変形して潰れることで衝突エネルギを吸収し、所期のエネルギ吸収性能を達成し得るサイズ、鋼材で夫々構成されている。
尚、１対のクラッシュカン３は、左右対称の構造であるため、以下、左側のクラッシュカン３について主に説明する。

クラッシュカン３は、アウタパネル３ａの頂壁部分と底壁部分とがインナパネル３ｂの頂壁部分と底壁部分とに夫々接合され、前後方向に延びる閉断面を構成している。
クラッシュカン３の前端部は、平板状のセットプレート１３に溶接により接合され、このセットプレート１３が複数のボルト１４によってリヤエンドパネル２に設けられた取付部に締結固定されている。クラッシュカン３の後端部には、バンバレイン４のインナパネル４ａが接合されている。

図５，図６に示すように、クラッシュカン３は、上下左右の各頂面部分に設けた前後方向に延びる４つの突出部３ｓ〜３ｖによって軸心直交断面が略十字状に形成されている。
突出部３ｓの上端部と突出部３ｔの下端部は、それ以外の部分に比べて後方に張り出してバンバレイン４のインナパネル４ａの取付部を形成している。
突出部３ｕと突出部３ｖの後端近傍部分には、鉛直方向に凹状に延びる溝部３ｘが夫々形成されている。これにより、後突時、クラッシュカン３の軸方向の潰れ変形（座屈変形）を促進することができ、衝突エネルギ吸収性能を高めている。

図２，図３，図５，図６に示すように、突出部３ｔの後端側下端部の左右両角部には、左右１対の第１穴部３ｙ（脆弱部）と、これら第１穴部３ｙよりも前方に配設された左右１対の第２穴部３ｚ（脆弱部）が形成されている。１対の第１穴部３ｙは、側面視にて突出部３ｕと突出部３ｖの溝部３ｘの直下方に位置するように夫々配設されている。
これにより、突出部３ｓの剛性よりも突出部３ｔの剛性を弱くすることができ、後突時、バンパレイン４に衝突荷重が作用した際に、クラッシュカン３の後端部を車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けて９０度以上大きく回転変形させることができる。また、第１穴部３ｙの前後方向位置と溝部３ｘの前後方向位置を揃えたため、クラッシュカン３の回転変形を促進することができる。

図２〜図４に示すように、バンバレイン４は、縦断面略ハット状のインナパネル４ａと、平板状のアウタパネル４ｂとが協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。このバンバレイン４には、アウタパネル４ｂの外側を覆うバンパフェイシャ１５が装着されている。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に基づき、障害物Ｂによる後突時のクラッシュカン３の変形挙動について実験モデルを用いて説明する。説明の便宜上、車両Ｖのバンパフェイシャを省略している。また、セットプレート１３を間に介した当接、面接触について、単に当接、面接触と表現する。
図７（ａ）に示すように、バンパレイン４の後方に設置された障害物Ｂが所定速度で前進してアウタパネル４ｂに衝突する。衝突初期、衝突荷重はクラッシュカン３の上半部よりも下半部に多く作用し、溝部３ｘや第１穴部３ｙを含めてクラッシュカン３の下半部を前後方向に潰れ変形させながら車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向かう回転変形を開始する。

図７（ｂ）に示すように、衝突中期には、下半部の潰れ変形によりクラッシュカン３が回転変形するため、アウタパネル４ｂが初期位置に対して略９０度回転した略水平状態に変化している。このとき、クラッシュカン３によって吸収されない衝突荷重は、クラッシュカン３を通過する経路とアウタパネル４ｂのエッジ部からの経路とからリヤサイドフレーム１に伝達され、リヤサイドフレーム１の圧縮変形と折れ変形が共に開始される。

図７（ｃ）に示すように、衝突後期には、クラッシュカン３が更に回転変形するため、アウタパネル４ｂが初期位置に対して略１８０度回転した略鉛直状態に変化している。
これにより、クラッシュカン３の回転変形を利用して大きな衝突荷重を吸収することができる。また、アウタパネル４ｂとリヤエンドパネル２が当接しても、面接触状態になるため、衝突荷重をリヤエンドパネル２を介して広範囲に分散することができる。
しかも、リヤサイドフレーム１は、衝突エネルギ吸収機構の作動により途中部から後半部が上方に折れ変形されるため、車室に対する衝突荷重の影響を最小限に抑えることができる。

次に、上記車両Ｖの後部車体構造の作用・効果について説明する。
車両Ｖの後部車体構造によれば、１対のクラッシュカン３の下端側部分の剛性を上端側部分の剛性よりも低く形成したため、バンパレイン４に衝突荷重が作用した場合、バンパレイン４が車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けて大きく曲げ変形されることにより衝突エネルギを吸収できる。また、バンパレイン４が車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けて９０度以上回転でき、バンパレイン４のアウタパネル４ｂをリヤエンドパネル２に面接触させることができるため、衝突荷重をリヤエンドパネル２を介して広範囲に分散することができ、安定した衝突エネルギ吸収性能を得ることができる。

１対のクラッシュカン３の下端側部分に第１，第２穴部３ｙ，３ｚを形成したため、簡単な構成でクラッシュカン３を車幅方向に延びる回転軸回りに回転変形させることができる。

第１，第２穴部３ｙ，３ｚは、車体後方からバンパレイン４に対して衝突荷重が作用したとき、バンパレイン４の車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けた回転を促進して、バンパレイン４のアウタパネル４ｂをリヤエンドパネル２に面接触させるように構成されたため、バンパレイン４のアウタパネル４ｂをリヤエンドパネル２に確実に面接触させることができ、衝突荷重をリヤエンドパネル２を介して広範囲に分散することができる。

連結部材が略十字状の車幅方向縦断面を有するクラッシュカン３によって形成され、第１，第２穴部３ｙ，３ｚがクラッシュカン３の前後方向中央部よりも後側に形成されたため、略十字状の車幅方向縦断面を有するクラッシュカン３の衝突エネルギ吸収性能を一層向上することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、脆弱部をクラッシュカンの突出部の角部に設けた４つの第１，第２穴部で構成した例を説明したが、少なくとも下端側部分の剛性を上端側部分の剛性よりも低くできれば良く、単一の穴部でも良く、要求仕様に応じて穴部の個数を任意に設定できる。また、穴部に代えて切欠き部やビード部であっても良い。
更に、クラッシュカンを上下の分割体で構成し、上部分割体と下部分割体の材質や板厚に差を設けることで、下端側部分の剛性を上端側部分の剛性よりも低くすることも可能である。

２〕前記実施形態においては、連結部材を鉛直縦断面が略十字状のクラッシュカンで構成した例を説明したが、鉛直断面矩形状のクラッシュカンで構成しても同様の効果を奏することができる。また、連結部材に軽衝突時の軸圧縮変形機能が必要ない場合、クラッシュカンに代えてバンパステーを用いることも可能である。

３〕前記実施形態においては、アウタパネルが初期位置に対して略１８０度回転してリヤエンドパネルに面接触した例を説明したが、少なくとも１２０度以上回転することで衝突エネルギ吸収性能を期待できる面接触領域を確保することができる。好ましくは、１６０度以上の回転変形である。

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

Ｖ 車両
１ リヤサイドフレーム
２ リヤエンドパネル
３ クラッシュカン
３ｙ 第１穴部
３ｚ 第２穴部
４ バンパレイン
４ｂ アウタパネル

Claims (3)

1. 前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記１対のリヤサイドフレームの後端部に配設されたリヤエンドパネルと、前記１対のリヤサイドフレームに前記リヤエンドパネルを介して連結された左右１対の連結部材と、前記１対の連結部材に架着された車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の後部車体構造において、
   前記１対の連結部材の下端側部分に脆弱部を形成して１対の連結部材の下端側部分の剛性を上端側部分の剛性よりも低く形成し、
   前記脆弱部は、前記１対の連結部材の前後方向中央部よりも後側に形成されると共に、車体後方から前記バンパレインフォースメントに対して衝突荷重が作用したとき、前記バンパレインフォースメントの車幅方向に延びる回転軸回りに前側下方に向けた回転を促進して、バンパレインフォースメントの後端面を前記リヤエンドパネルに面接触させるように構成されたことを特徴とする車両の後部車体構造。
2. 前記連結部材が下端部に左右１対の角部を有し、
   前記脆弱部は、前記連結部材の下端部の左右１対の角部を夫々切り欠いた穴部からな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. 前記連結部材が略十字状の車幅方向縦断面を有するクラッシュカンによって形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の後部車体構造。