JP7014116B2

JP7014116B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP7014116B2
Application number: JP2018180470A
Authority: JP
Inventors: 健山田; 幸治松下; 秀典松岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2038-09-26
Also published as: EP3628545A1; CN110949296B; US20200094760A1; CN110949296A; JP2020050095A; EP3628545B1; US11142153B2

Description

この発明は、車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造に関する。

一般に、車両前部のフロントバンパ、または、車両後部のリヤバンパは、バンパレインフォースメントおよびクラッシュカンのみにより衝撃荷重を吸収できる程度の軽衝突であれば、車体の変形をなくすよう構成されており、当該軽衝突時には、上記バンパレインフォースメントとクラッシュカンのみの交換で対応することができるように構成されている。

一方、ＳＵＶ（スポーツユーティリティビークル）のように車高が比較的高い車両の場合、衝突時においてはバンパの下部に荷重が集中することになる。この場合、バンパレインフォースメントとクラッシュカンとが、車体側サイドフレーム（フロントサイドフレームまたはリヤサイドフレーム参照）への接続部を中心として下方へ回動変位する挙動が発生する可能性がある。
このような挙動を抑制するためには、バンパレインフォースメントと車体側サイドフレーム、あるいは、車体のエンド部との結合を強固にすることで、対応が可能となる。

しかしながら、斯る強固な結合構造を採用した場合、軽衝突時にも車体側に影響が及ぶので、バンパレインフォースメントとクラッシュカンのみの交換では対応できず、リペアビリティ（ｒｅｐａｉｒａｂｉｌｉｔｙ、修理性、修復性の意）の観点で改善の余地があった。

ところで、特許文献１にはリヤバンパビームと、リヤサイドフレーム後端のセットプレートとの間に、斜め後方に延びるガセットを設けた車体後部構造が開示されている。
上記ガセットは、車両後突時にリヤバンパビームからの荷重をリヤサイドフレームに伝達するもので、該特許文献１に開示された従来構造を、ＳＵＶのような車高が高い車両に採用した場合、上記ガセットはクラッシュカンの全高と同等寸法の上下高さを有しているため、バンパ下部に荷重が集中した時、リヤバンパビームとクラッシュカンとが上記ガセットを伴って下方へ回動変位する挙動が発生することになる。

特許第５８８３７２０号公報

そこで、この発明は、車高が比較的高い車両において、バンパレインフォースメントとクラッシュカンの下方に衝突荷重が入力した際、これらの下方への回動挙動を防止しつつ、軽衝突時のリペアビリティを確保することができる車体構造の提供を目的とする。

この発明による車体構造は、車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造であって、上記クラッシュカンはセットプレートを介して車体側サイドフレームに固定され、上記クラッシュカンまたは上記セットプレートの車幅方向内側から、当該クラッシュカンとの間に車幅方向に空間を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメントに連結されるブレースを設け、上記ブレースは上記バンパレインフォースメントの下面に接合固定され、上記ブレースは、上記バンパレインフォースメントの車体に近接する側の面に接合固定される上下方向面部を備えたものである。
上記構成によれば、バンパレインフォースメントとクラッシュカンとの下方に衝突荷重が入力した際に、これらの下方への回動挙動を上記ブレースにて防止することができる。

また、ブレースとクラッシュカンとの間には車幅方向の空間が形成されていると共に、ブレースは単一のものであるから、軽衝突時に車体側まで影響が及ぶことがなく、軽衝突時のリペアビリティを確保することができる。

要するに、バンパレインフォースメントとクラッシュカンの下方に衝突荷重が入力した際のこれらの下方への回動挙動の防止と、軽衝突時のリペアビリティ確保との両立を図ることができる。

しかも、上記ブレースは、上記バンパレインフォースメントの車体に近接する側の面に接合固定される上下方向面部を備えたものであり、このように、ブレースによるバンパレインフォースメントの支持は、上記下面に加えて、上下方向面部でも支持できるので、広い支持面を確保することができる。

また、上記バンパレインフォースメントは、一般に車両平面視でその車幅方向中央が車両外方（フロントバンパレインフォースメントの場合は車両前方、リヤバンパレインフォースメントの場合は車両後方）へ突出する湾曲形状に形成されており、当該バンパレインフォースメントの車幅方向中央部に衝突荷重が入力すると、該バンパレインフォースメントは、その車幅方向端部が車両外方へ撓む弓形状に変形しようとするが、上記上下方向面部にて、このような弓形状の変形を抑制することができる。

この発明による車体構造は、また、車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造であって、上記クラッシュカンはセットプレートを介して車体側サイドフレームに固定され、上記クラッシュカンまたは上記セットプレートの車幅方向内側から、当該クラッシュカンとの間に車幅方向に空間を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメントに連結されるブレースを設け、上記ブレースは上記バンパレインフォースメントの下面に接合固定され、上記ブレースは、その基端部が上記クラッシュカンの上下方向の断面中心よりも下方において上記セットプレートに連結されたものである。
上記構成によれば、バンパレインフォースメントとクラッシュカンとの下方に衝突荷重が入力した際に、これらの下方への回動挙動を上記ブレースにて防止することができる。

しかも、上述の下方へ回動しようとするバンパレインフォースメントを、基端部がクラッシュカンの上下方向の断面中心よりも下方においてセットプレートに連結された上記ブレースにて突っ張ることで、バンパレインフォースメントおよびクラッシュカンの下方への回動挙動を、より一層防止することができる。

この発明によれば、車高が比較的高い車両において、バンパレインフォースメントとクラッシュカンの下方に衝突荷重が入力した際、これら下方への回動挙動を防止しつつ、軽衝突時のリペアビリティを確保することができる効果がある。

本発明の車体構造を示す平面図図１の要部底面図クラッシュカン、バンパレインフォースメントおよびブレースを示す斜視図図３の要部拡大斜視図クラッシュカン、バンパレインフォースメントおよびブレースを、車幅方向外側前上から見た状態で示す斜視図ブレースの斜視図

車高が比較的高い車両において、バンパレインフォースメントとクラッシュカンの下方に衝突荷重が入力した際、これらの下方への回動挙動を防止しつつ、軽衝突時のリペアビリティを確保するという目的を、車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造であって、上記クラッシュカンはセットプレートを介して車体側サイドフレームに固定され、上記クラッシュカンまたは上記セットプレートの車幅方向内側から、当該クラッシュカンとの間に車幅方向に空間を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメントに連結されるブレースを設け、上記ブレースは上記バンパレインフォースメントの下面に接合固定され、上記ブレースは、上記バンパレインフォースメントの車体に近接する側の面に接合固定される上下方向面部を備えるという構成にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車体構造を示し、図１は当該車体構造を示す平面図、図２は図１の要部底面図、図３はクラッシュカン、バンパレインフォースメントおよびブレースを示す斜視図、図４は図３の要部拡大斜視図、図５はクラッシュカン、バンパレインフォースメントおよびブレースを、車幅方向外側前上から見た状態で示す斜視図、図６はブレースの斜視図である。

本発明の車体構造は、前部車体構造および後部車体構造の何れにも適用できるが、以下の実施例においては、後部車体構造に適用した場合について説明する。
図１において、車室の床面を形成するフロアパネル１を設け、該フロアパネル１の車幅方向中央部にはトンネル部２を形成すると共に、上記フロアパネル１の車幅方向左右両サイドには、サイドシルを連結している。

このサイドシルは、サイドシルインナ３とサイドシルアウタ（図示せず）とを接合固定して、車両の前後方向に延びるサイドシル閉断面を形成した車体強度部材である。
上述のフロアパネル１の後端には、該後端から上方に立上がった後に後方に延びるキックアップ部を設け、このキックアップ部には、左右一対のサイドシル間および後述するリヤサイドフレームの前端部相互間を車幅方向に延びて連結するクロスメンバ４（いわゆるＮｏ．３クロスメンバ）を設けている。

上記フロアパネル１の後端には、キックアップ部を介して後方に延びるリヤシートパン５を一体または一体的に連設している。このリヤシートパン５の上部にはリヤシートが搭載され、リヤシートパン５の下部には燃料タンクが配設される。

上記リヤシートパン５のさらに後方には、荷室の底面を形成するリヤフロアパン６が設けられ、該リヤフロアパン６の車幅方向中央部には下方に窪む凹部６ａが一体形成されている。この凹部６ａは、スペアタイヤパンまたは物品格納凹部を兼ねるものである。

図１に示すように、リヤシートパン５およびリヤフロアパン６の車幅方向両サイドには、車体側サイドフレームとしてのリヤサイドフレーム７が設けられている。
このリヤサイドフレーム７はリヤサイドフレームアッパとリヤサイドフレームロア８とを接合固定して、車両の前後方向に延びるリヤサイド閉断面を有する車体強度部材である。

また、上述のリヤサイドフレーム７はその前後方向中間に位置して他部に対して車幅方向に幅広に形成された中間部７Ａと、この中間部７Ａから前方に向けて下側に傾斜するよう形成された前部７Ｆと、中間部７Ａから後方に向けて略水平に延びるよう形成された後部７Ｒと、を有する。

図１に示すように、リヤシートパン５とリヤフロアパン６との前後方向の境界部には、左右一対のリヤサイドフレーム７，７間を車幅方向に連結する後部クロスメンバ９（いわゆるＮｏ．４クロスメンバ）を設けている。

ここで、上述のリヤシートパン５およびリヤフロアパン６は、リヤフロアパネル１０を形成するもので、上述の後部クロスメンバ９とリヤフロアパネル１０との間には、車幅方向に延びる閉断面が形成されている。

上記リヤサイドフレーム７の車幅方向に幅広の中間部７Ａには、リヤサスペンションのダンパ支持するダンパ支持部材１２が設けられている。このダンパ支持部材１２は天板部を有する略楕円形状の筒部材にて形成されており、当該ダンパ支持部材１２は下方に開放した中空部を有すると共に、リヤサイドフレームロア８よりも上方へ突出する***形状に形成されている。

図２に底面図で示すように、上述のダンパ支持部材１２の直後部において、左右一対のリヤサイドフレーム７、詳しくは、左右一対のリヤサイドフレームロア８，８を車幅方向に連結する後端部クロスメンバ１３（いわゆるＮｏ．４．５クロスメンバ）を設け、この後端部クロスメンバ１３と凹部６ａ下面を含むリヤフロアパン６下面との間には、車幅方向に延びる閉断面を形成している。

図１に示すように、上述の後端部クロスメンバ１３と対応するリヤサイドフレームロア８には、リヤサスペンションのサブフレーム１４をリヤサイドフレーム７に固定する固定部材１５が設けられている。
上記サブフレーム１４はリヤサイドフレーム７の下方に設けられるもので、該サブフレーム１４は、車幅方向に延びるフロントクロスメンバ１４Ｆと、車幅方向に延びるリヤクロスメンバ１４Ｒと、前後の各クロスメンバ１４Ｆ，１４Ｒの車幅方向端部を連結すべく車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ１４Ｓ，１４Ｓとを一体的に組合せて構成したものである。

ここで、図１、図２に示すように、上述のリヤサイドフレームロア８は、底壁８ａと、該底壁８ａの車幅方向内端から上方に立上がる縦壁８ｂと、上記底壁８ａの車幅方向外端から上方に立上がる縦壁８ｃと、これらの各縦壁８ｂ，８ｃの上端から車幅方向に延びるフランジ部８ｄ，８ｅと、を一体形成したものである。
なお、図１、図２において、１６はリヤサイドフレーム７よりも車幅方向の外側に位置するフロアサイドパネルである。

図１、図２に示すように、この実施例の車体構造（後部車体構造）は、車体のエンド部としてのリヤエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカン２０，２０と、これら左右一対のクラッシュカン２０，２０の先端部間である後端部相互間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメント２１とを備えている。

図１、図２に示すように、リヤサイドフレーム７における後部７Ｒの後端にセットプレート２２を取付ける一方、クラッシュカン２０の基端部としての前端部にも別のセットプレート２３を取付けて、これら両セットプレート２２，２３を複数のボルト、ナット等の締結部材を用いて締結固定することで、リヤサイドフレーム７の後端にセットプレート２２，２３を介してクラッシュカン２０を固定したものである。換言すれば、上記クラッシュカン２０はセットプレート２３，２２を介して車体側サイドフレームであるリヤサイドフレーム７に固定されたものである。

図３、図４、図５に示すように、上記クラッシュカン２０は中空十文字閉断面２４を有する形状のものが採用されているが、この形状のクラッシュカン２０に代えて、一般的な箱形状のクラッシュカンを採用してもよい。

図４に示すように、上記バンパレインフォースメント２１は、バンパレイン本体２５と、このバンパレイン本体２５の後方開口を閉塞するクロージングプレート２６とを接合固定して、車幅方向に延びる閉断面２７を形成したものである。

図４にバンパレイン本体２５の断面形成を示すように、バンパレイン本体２５は、前壁２５ａと、この前壁２５ａの上端から後方に延びる上壁２５ｂと、上壁２５ｂの後端から上方に延びる上部後壁２５ｃと、上部後壁２５ｃの上端から車両前方に向けて折返された折返し部２５ｄと、上記前壁２５ａの下端から後方に延びる下壁２５ｅと、下壁２５ｅの後端から下方に延びる下部後壁２５ｆと、下部後壁２５ｆの下端から車両前方に向けて折返された折返し部２５ｇと、を一体形成して、断面略ハット形状に形成したものである。
上記クロージングプレート２６は、バンパレイン本体２５の上部後壁２５ｃおよび下部後壁２５ｆに、スポット溶接手段にて接合固定されたものである。

図１～図５に示すように、上記クラッシュカン２０または上記セットプレート２３の車幅方向内側、この実施例では、セットプレート２３の車幅方向内側から、上記クラッシュカン２０との間に車幅方向に空間２９を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメント２１、詳しくは、バンパレイン本体２５に連結されるブレース３０を設け、該ブレース３０をバンパレインフォースメントを構成するバンパレイン本体２５の下面に接合固定したものである。

これにより、バンパレインフォースメント２１とクラッシュカン２０との下方に衝突荷重が入力した際に、これらの下方への回動挙動を上記ブレース３０にて防止し、また、ブレース３０とクラッシュカン２０との間には車幅方向の空間２９（この実施例では、平面視で直角三角形状の空間２９）が形成され、かつ、ブレース３０は単一のものであるから、軽衝突時に車体側まで影響が及ぶことを抑制し、軽衝突時のリペアビリティ（修理性、修復性）を確保すべく構成したものである。

図１～図５に示すように、上記ブレース３０の基部（前端部）はセットプレート２３におけるクラッシュカン２０よりも車幅方向内側の面に固定されており、該ブレース３０が斜め方向に延びて、当該ブレース３０の先端部（後端部）は基部に対してさらに車幅方向内側に位置するよう配設され、該先端部（後端部）がバンパレイン本体２５の下面に固定されたものである。

図４、図５、図６に示すように、上記ブレース３０はバンパレインフォースメント２１のバンパレイン本体２５における車体に近接する側の面、つまり前壁２５ａに接合固定される上下方向面部３１を備えている。

上述の上下方向面部３１は、図６に示すように、ブレース３０先端側に位置して相対的に上下方向の高さが低い第１面部３１ａと、ブレース３０基端側に位置して相対的に上下方向の高さが高い第２面部３１ｂとを有しており、上記第１面部３１ａの上端部が、バンパレイン本体２５の下壁２５ｅに線溶接される第１接合部３１ｃに設定され、第２面部３１ｂの先端部（つまり後端部）が、バンパレイン本体２５の前壁２５ａに線溶接される第２接合部３１ｄに設定されており、これら両接合部３１ｃ，３１ｄがバンパレイン本体２５の下面（下壁２５ｅ）と前面（前壁２５ａ）とに固定されている。

これにより、ブレース３０によるバンパレインフォースメント２１の支持は、第１接合部３１ｃによる下面の支持に加えて、上下方向面部３１の第２接合部３１ｄによる前面の支持も可能となるので、広い支持面を確保することができ、また、バンパレインフォースメント２１は、一般に車両平面視でその車幅方向中央が車両外方（リヤバンパレインフォースメントの場合は車両後方）へ突出するような湾曲形状に形成されており、バンパレインフォースメント２１の車幅方向中央部に衝突荷重が入力した場合、当該バンパレインフォースメント２１は、図２に仮想線αで示すように、その車幅方向端部が車両外方（車両後方）へ撓む弓形状に変形しようとするが、上記上下方向面部３１にて、このような弓形状の変形を抑制すべく構成したものである。

図４、図５、図６に示すように、上記ブレース３０は上下方向面部３１の下端から車幅方向外方に延びる略水平面部３２を一体形成しており、断面Ｌ字状に構成されている。
さらに、図４に示すように、上記ブレース３０は、その基端部としての前端部が、上記クラッシュカン２０の上下方向の断面中心２０ＣＥよりも下方において上記セットプレート２３に連結されている。

バンパレインフォースメント２１の下方に後突荷重が集中した時、下方へ回動しようとするバンパレインフォースメント２１を、基端部がクラッシュカン２０の上下方向の断面中心２０ＣＥよりも下方において上記セットプレート２３に連結された上述のブレース３０にて突っ張ることで、バンパレインフォースメント２１およびクラッシュカン２０の下方への回動挙動を防止すべく構成したものである。

加えて、図３で示したように、左右一対のクラッシュカン２０，２０と、バンパレインフォースメント２１と、セットプレート２３と、ブレース３０とは、一体的にアセンブリされた組付け部品を構成しており、車体への取付け時には、左右一対のセットプレート２３，２３をリヤサイドフレーム７側のセットプレート２２，２２に対して取付けると、これら組付け部品を車体に取付けることができ、軽衝突時に当該組付け部品が変形または破損した際には、該組付け部品を交換することで、リペアビリティ（修理性、修復性）を確保するよう構成している。
なお、図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両後方を示し、矢印ＩＮは車幅方向の内方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向の外方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示す。

このように、上記実施例の車体構造は、車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカン２０，２０と、上記クラッシュカン２０，２０の先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメント２１とを備えた車体構造であって、上記クラッシュカン２０はセットプレート２３，２２を介して車体側サイドフレーム（リヤサイドフレーム７参照）に固定され、上記クラッシュカン２０または上記セットプレート２３の車幅方向内側から、当該クラッシュカン２０との間に車幅方向に空間２９を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメント２１に連結されるブレース３０を設け、上記ブレース３０は上記バンパレインフォースメント２１の下面に接合固定されたものである（図１、図２参照）。
この構成によれば、バンパレインフォースメント２１とクラッシュカン２０との下方に衝突荷重が入力した際に、これらの下方への回動挙動を上記ブレース３０にて防止することができる。

また、ブレース３０とクラッシュカン２０との間には車幅方向の空間２９が形成されていると共に、ブレース３０は単一のものであるから、軽衝突時に車体側まで影響が及ぶことがなく、軽衝突時のリペアビリティ（修理性、修復性）を確保することができる。
要するに、バンパレインフォースメント２１とクラッシュカン２０の下方に衝突荷重が入力した際のこれらの下方への回動挙動の防止と、軽衝突時のリペアビリティ確保との両立を図ることができる。

また、この発明の一実施形態においては、上記ブレース３０は、上記バンパレインフォースメント２１の車体に近接する側の面（この実施例では、前面）に接合固定される上下方向面部３１を備えたものである（図４参照）。
この構成によれば、ブレース３０によるバンパレインフォースメント２１の支持は、上記下面に加えて、上下方向面部３１でも支持できるので、広い支持面を確保することができる。

また、上記バンパレインフォースメント２１は、一般に車両平面視でその車幅方向中央が車両外方（フロントバンパレインフォースメントの場合は車両前方、リヤバンパレインフォースメントの場合は車両後方）へ突出する湾曲形状に形成されており、当該バンパレインフォースメント２１の車幅方向中央部に衝突荷重が入力すると、該バンパレインフォースメント２１は、その車幅方向端部が車両外方へ撓む弓形状に変形（図２の仮想線α参照）しようとするが、上記上下方向面部３１にて、このような弓形状の変形を抑制することができる。
さらに、この発明の一実施形態においては、上記ブレース３０は、その基端部が上記クラッシュカン２０の上下方向の断面中心２０ＣＥよりも下方において上記セットプレート２３に連結されたものである（図４参照）。

この構成によれば、上述の下方へ回動しようとするバンパレインフォースメント２１を、基端部がクラッシュカン２０の上下方向の断面中心２０ＣＥよりも下方においてセットプレート２３に連結された上記ブレース３０にて突っ張ることで、バンパレインフォースメント２１およびクラッシュカン２０の下方への回動挙動を、より一層防止することができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の車体側サイドフレームは、実施例のリヤサイドフレーム７に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものでない。
例えば、上記実施例においては、車体構造として後部車体構造を例示したが、
本発明の車体構造は前部車体構造にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造について有用である。

７…リヤサイドフレーム（車体側サイドフレーム）
２０…クラッシュカン
２０ＣＥ…断面中心
２２，２３…セットプレート
２９…空間
３０…ブレース
３１…上下方向面部

Claims

車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、
上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造であって、
上記クラッシュカンはセットプレートを介して車体側サイドフレームに固定され、
上記クラッシュカンまたは上記セットプレートの車幅方向内側から、当該クラッシュカンとの間に車幅方向に空間を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメントに連結されるブレースを設け、
上記ブレースは上記バンパレインフォースメントの下面に接合固定され、
上記ブレースは、上記バンパレインフォースメントの車体に近接する側の面に接合固定される上下方向面部を備えたことを特徴とする
車体構造。
車体のエンド部に設けられ、車幅方向に離間した左右一対のクラッシュカンと、
上記クラッシュカンの先端部間を車幅方向に延びて連結するバンパレインフォースメントとを備えた車体構造であって、
上記クラッシュカンはセットプレートを介して車体側サイドフレームに固定され、
上記クラッシュカンまたは上記セットプレートの車幅方向内側から、当該クラッシュカンとの間に車幅方向に空間を形成して斜め方向に延び、上記バンパレインフォースメントに連結されるブレースを設け、
上記ブレースは上記バンパレインフォースメントの下面に接合固定され、
上記ブレースは、その基端部が上記クラッシュカンの上下方向の断面中心よりも下方において上記セットプレートに連結されたことを特徴とする
車体構造。