JP6572786B2

JP6572786B2 - 車両後部の衝撃吸収構造

Info

Publication number: JP6572786B2
Application number: JP2016012552A
Authority: JP
Inventors: 智行新保; 功五月女
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2019-09-11
Anticipated expiration: 2036-01-26
Also published as: JP2017132314A

Description

本発明は、車両後部の衝撃吸収構造に関する。

特許文献１には、車両前後方向に延びているリアサイドメンバの後端部にクラッシュボックスが配置されている車両後部の衝撃吸収構造の一例が記載されている。そして、特許文献１に記載されているリアサイドメンバには、同リアサイドメンバの折れ曲がる方向を制御する折れ曲がり促進部が形成されている。

このような衝撃吸収構造を有する車両後部で衝突が発生し、衝突エネルギがクラッシュボックスに入力されると、クラッシュボックスが車両前後方向に圧縮変形することにより衝突エネルギが吸収される。そして、クラッシュボックスの圧縮変形によって吸収しきれない衝突エネルギはクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力される。すると、リアサイドメンバが、折れ曲がり促進部を起点として折れ曲がる態様で変形することで、当該衝突エネルギがリアサイドメンバによって吸収される。

特開２０１５−７１３２７号公報

上記のような衝撃吸収構造において、リアサイドメンバの変形初期では、同リアサイドメンバへの衝突エネルギの入力量に対する同リアサイドメンバの変形量の増大比率が比較的小さい。しかし、リアサイドメンバへの衝突エネルギの入力量がある程度大きくなると、上記リアサイドメンバの変形量の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバによって吸収できるエネルギ量が低下してしまう。そのため、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギを効果的に吸収するためには、上記リアサイドメンバの変形量の増大比率を極力小さくすることが望ましい。

本発明の目的は、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおける上記リアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる車両後部の衝撃吸収構造を提供することにある。

上記課題を解決するための車両後部の衝撃吸収構造は、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギを吸収する構造である。この車両後部の衝撃吸収構造は、車両後部を車両上方側の部分と車両下方側の部分とに仕切っているフロアパネルと、車両前後方向に延びていて前記フロアパネルの下面に固定されているとともに、他の部位よりも変形しやすい折れ曲がり促進部を有しており、車両後方から衝突エネルギが入力されたときに同折れ曲がり促進部を起点として車両上方に凸となる態様で変形するリアサイドメンバと、前記フロアパネルの後端及び前記リアサイドメンバの後端に当接していて車両後部を車両前方側の部分と車両後方側の部分とに仕切っているロアバックパネルと、前記ロアバックパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部の車両後方側に位置し、上端が前記フロアパネルよりも上方に位置するように、前記ロアバックパネルの車両後方側の面に結合されているクラッシュボックスと、周縁部に設けられたフランジが、前記フロアパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部に結合されているとともに、前記ロアバックパネルに結合されており、前記フロアパネル及び前記ロアバックパネルと閉断面構造を構成している補強部材と、を備える。

上記構成によれば、車両後部での衝突に起因した衝突エネルギが、クラッシュボックス及びロアバックパネルを介してリアサイドメンバに入力され、リアサイドメンバが、折れ曲がり促進部を起点として上方に凸となるように変形（以下、「上凸変形」ともいう。）し始めると、フロアパネルとクラッシュボックスとの間に掛け渡されている補強部材に圧縮荷重が作用する。補強部材の周縁部に設けられたフランジはフロアパネル及びロアバックパネルに結合されており、補強部材は、フロアパネル及びロアバックパネルと閉断面構造を構成しているため、剛性が高い。そのため、こうした圧縮荷重が作用しても補強部材は変形しにくく、ロアバックパネルとフロアパネルとのなす角度が変わるような変形は抑制される。さらに、クラッシュボックスの上端はフロアパネルよりも上方に位置しているため、クラッシュボックスを介して入力される衝突エネルギの一部は、フロアパネル及びリアサイドメンバの上方に位置する補強部材を介し、上凸変形しようとするリアサイドメンバを下方に押し付ける方向に作用する。したがって、車両後部での衝突に起因した衝突エネルギが、クラッシュボックス及びロアバックパネルを介してリアサイドメンバに入力され、リアサイドメンバが上凸変形したときのリアサイドメンバの変形量が抑制される。すなわち、リアサイドメンバへの衝突エネルギの入力量に対する同リアサイドメンバの変形量の増大比率が小さくなる。

したがって、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおける上記リアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる。その結果、上記リアサイドメンバの変形量の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバによって吸収できるエネルギ量が低下する事象が生じにくくなる。

車両後部の衝撃吸収構造の一実施形態の一部を模式的に示す斜視図。同車両後部の衝撃吸収構造を模式的に示す断面図。同車両後部の衝撃吸収構造において、衝突エネルギの入力によってリアサイドメンバが上凸変形している様子を模式的に示す断面図。

以下、車両後部の衝撃吸収構造の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の車両後部の衝撃吸収構造は、車両後部を車両上方側の部分と車両下方側の部分とに仕切っているリアフロアパネル１０と、車両前後方向に延びていてリアフロアパネル１０の下面１１に固定されているリアサイドメンバ２０とを備えている。リアフロアパネル１０の後端及びリアサイドメンバ２０の後端は、車両後部を車両前方側の部分と車両後方側の部分とに仕切っているロアバックパネル３０に結合されている。

また、図１及び図２に示すように、ロアバックパネル３０を挟んでリアサイドメンバ２０の後端部２０Ｒの車両後方側には、クラッシュボックス４０が設けられている。このクラッシュボックス４０は、車両前後方向に圧縮変形する変形部材４１と、変形部材４１の前端に固定されている補強厚板４２とを有している。そして、クラッシュボックス４０の補強厚板４２が、ロアバックパネル３０の後面３１に結合されている。なお、本実施形態では、クラッシュボックス４０の補強厚板４２の上端は、リアフロアパネル１０の上面１２よりも車両上方に位置しているとともに、補強厚板４２及び変形部材４１の下端は、リアサイドメンバ２０よりも車両下方に位置している。

図１に示すように、リアサイドメンバ２０は、車両前後方向に延伸する底壁２１と、底壁２１の車両幅方向における両端から車両上方に延出する一対の側壁２２とを有している。一対の側壁２２の上端にはフランジ２２１が設けられている。そして、これらフランジ２２１がリアフロアパネル１０に結合されている。

なお、図２に二点鎖線で示すように、車両前後方向においてリアサイドメンバ２０の中途位置には、他の部位よりも変形しやすい折れ曲がり促進部２０Ａが設けられている。例えば、折れ曲がり促進部２０Ａは、他の部位よりも肉薄とすることで形成することができる。これにより、図３に示すように、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックス４０を通じてリアサイドメンバ２０に入力されると、リアサイドメンバ２０は、折れ曲がり促進部２０Ａを起点として車両上方に凸となるように折れ曲がるようになっている。なお、本明細書では、このようなリアサイドメンバ２０の変形を「上凸変形」というものとする。

また、図１及び図２に示すように、リアフロアパネル１０上には、同リアフロアパネル１０を介してリアサイドメンバ２０の後端部２０Ｒに結合されている補強部材５０が設けられている。この補強部材５０は、板材を加工することで形成されている。補強部材５０は、車両後側ほど車両上方に位置するように形成された上面部５１と、上面部５１の車両幅方向両端から下方に延出する一対の側面部５２とを有している。上面部５１の前端はリアフロアパネル１０に当接する一方で、上面部５１の後端はリアフロアパネル１０よりも車両上方に位置している。そして、上面部５１の後端よりも車両上方に、クラッシュボックス４０の補強厚板４２の上端が位置している。一対の側面部５２の下端は、リアフロアパネル１０の上面１２に当接している。

また、補強部材５０の周縁部には、フランジ５３が設けられている。フランジ５３は、上面部５１の前端から車両前方に延出する前方フランジ５３１と、一対の側面部５２の下端に接続されている一対の側方フランジ５３２と、上面部５１の後端に接続されている後方フランジ５３３とを有している。前方フランジ５３１は、リアサイドメンバ２０の折れ曲がり促進部２０Ａよりも少しだけ車両後方に位置している。

このような補強部材５０において、前方フランジ５３１及び一対の側方フランジ５３２は、リアフロアパネル１０に面接触している。そして、前方フランジ５３１は、リアフロアパネル１０に溶接などによって結合されている。また、一対の側方フランジ５３２のうち、車両幅方向内側に位置する側方フランジ５３２は、リアサイドメンバ２０の一対のフランジ２２１のうち車両幅方向内側に位置するフランジ２２１の直上に位置しており、同フランジ２２１と共に溶接によってリアフロアパネル１０に結合されている。また、車両幅方向外側に位置する側方フランジ５３２は、リアサイドメンバ２０の一対のフランジ２２１のうち車両幅方向外側に位置するフランジ２２１の直上に位置しており、同フランジ２２１と共に溶接によってリアフロアパネル１０に結合されている。また、後方フランジ５３３は、ロアバックパネル３０の前面３２に面接触しており、ロアバックパネル３０に溶接によって結合されている。なお、図１における「×」の部位は、溶接部位に相当する。

このように補強部材５０のフランジ５３は、リアフロアパネル１０やロアバックパネル３０に面接触している。また、補強部材５０の上面部５１における前端以外の部分は、リアフロアパネル１０から車両上方に離間している。すなわち、補強部材５０と、リアフロアパネル１０と、ロアバックパネル３０とによって閉断面構造が構成されている。

次に、図３を参照し、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックス４０に入力された際の作用について説明する。
図３に示すように、衝突エネルギがクラッシュボックス４０に入力されると、クラッシュボックス４０の変形部材４１が車両前後方向に圧縮変形する。このとき、クラッシュボックス４０では吸収しきれない衝突エネルギが、ロアバックパネル３０を介してリアサイドメンバ２０に入力される。すると、リアサイドメンバ２０では、折れ曲がり促進部２０Ａを起点とした上凸変形が生じる。なお、このようなリアサイドメンバ２０の上凸変形は、リアサイドメンバ２０とリアフロアパネル１０とによって形成されている閉断面が崩れる、いわゆる断面崩壊という現象に起因して生じる。

このようにリアサイドメンバ２０が上凸変形し始めると、リアフロアパネル１０とクラッシュボックス４０との間に掛け渡されている補強部材５０に圧縮荷重が作用する。リアフロアパネル１０及びロアバックパネル３０と共に閉断面構造を構成している補強部材５０の剛性は高いため、圧縮荷重が作用しても補強部材５０は変形しにくく、図３に示すように、リアフロアパネル１０とロアバックパネル３０とのなす角度θが変わるような変形が抑制される。

また、本実施形態では、クラッシュボックス４０の上端がリアフロアパネル１０の上面１２よりも車両上方に位置しているため、補強部材５０にも衝突エネルギがクラッシュボックス４０及びロアバックパネル３０を介して入力される。そして、このように補強部材５０に入力される衝突エネルギは、上凸変形しようとするリアサイドメンバ２０に対し、図３に矢印で示すように、リアサイドメンバ２０を車両下方に押し付ける方向に作用する。そのため、リアサイドメンバ２０が上凸変形しにくくなり、すなわち上記断面崩壊が生じにくくなる。つまり、リアサイドメンバ２０への衝突エネルギの入力量に対するリアサイドメンバ２０の変形量の増大比率が小さくなる。

以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
リアサイドメンバ２０への衝突エネルギの入力量がある程度大きくなると、上記の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバ２０によって吸収できる衝突エネルギの量が少なくなる。しかし、本実施形態では、リアサイドメンバ２０に衝突エネルギが入力されるようになってからの上記の増大比率をより小さくすることができる。そのため、上記の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバ２０によって吸収できるエネルギ量が低下してしまう事象を生じにくくすることができる。そして、このような事象が生じない範囲でリアサイドメンバ２０の変形量が増大しているときには、リアサイドメンバ２０の変形によって衝突エネルギを吸収することができる。そのため、リアサイドメンバ２０では、より大きな衝突エネルギを吸収することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・補強部材５０は、リアフロアパネル１０及びロアバックパネル３０と共に閉断面構造を構成することができるのであれば、任意の形状であってもよい。例えば、補強部材５０は、上面部５１がリアフロアパネル１０の上面１２と平行となるような形状であってもよい。この場合、補強部材５０は、上面部５１の前端と前方フランジ５３１とを繋ぐ接続部を有することとなる。

・クラッシュボックス４０の上端は、リアフロアパネル１０の上面１２よりも車両上方に位置するのであれば、補強部材５０の後端と同一の車両上下方向位置に位置するようにしてもよいし、補強部材５０の後端よりも車両下方に位置するようにしてもよい。こうした構成であっても、上記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

・補強部材５０の前方フランジ５３１が、リアサイドメンバ２０の折れ曲がり促進部２０Ａと車両前後方向で同一位置に位置していてもよい。
・補強部材５０とリアフロアパネル１０とロアバックパネル３０とに囲まれた空間内に、例えばスポンジなどのような緩衝部材を設けてもよい。

１０…リアフロアパネル、１１…下面、２０…リアサイドメンバ、２０Ａ…折れ曲がり促進部、２０Ｒ…後端部、３０…ロアバックパネル、４０…クラッシュボックス、５０…補強部材、５３…フランジ。

Claims

車両後部での衝突に起因する衝突エネルギを吸収する車両後部の衝撃吸収構造であって、
車両後部を車両上方側の部分と車両下方側の部分とに仕切っているフロアパネルと、
車両前後方向に延びていて前記フロアパネルの下面に固定されているとともに、他の部位よりも変形しやすい折れ曲がり促進部を有しており、車両後方から衝突エネルギが入力されたときに同折れ曲がり促進部を起点として車両上方に凸となる態様で変形するリアサイドメンバと、
前記フロアパネルの後端及び前記リアサイドメンバの後端に当接していて車両後部を車両前方側の部分と車両後方側の部分とに仕切っているロアバックパネルと、
前記ロアバックパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部の車両後方側に位置し、上端が前記フロアパネルよりも上方に位置するとともに下端が前記リアサイドメンバよりも下方に位置するように、前記ロアバックパネルの車両後方側の面に結合されているクラッシュボックスと、
上面部、及び前記上面部の車両幅方向両端から下方に延出する一対の側面部を有しているとともに前記上面部及び前記側面部の周縁部に設けられたフランジを有し、前記フランジが、前記フロアパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部に結合されているとともに前記ロアバックパネルに結合されており、前記フロアパネル及び前記ロアバックパネルと閉断面構造を構成している補強部材と、を備え、
前記補強部材の前記上面部の後端は、前記クラッシュボックスの上端よりも下方に位置している
車両後部の衝撃吸収構造。