バンパーステイ取付構造および荷重伝達部材
【課題】バンパーリインフォースメントからバンパーステイに入力された荷重が、荷重伝達部材を介してリヤサイドメンバの後端部の下部側に集中的に伝達されるようにして所望の荷重伝達状態が得られるようにする。
【解決手段】荷重伝達部材１２に車両後方側へ突き出す箱形状の突出部６０が設けられ、バンパーステイ１４の開口内に挿入されているため、荷重伝達部材１２そのものの剛性が高くなるとともに車両の後面衝突時に突出部６０も変形させられるようになり、荷重伝達部材１２を介して大きな荷重が確実にリヤサイドメンバ１６に伝達される。また、荷重伝達部材１２の突出部６０の側壁６２は断面Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているため、側壁６２が連続して存在する下部側の剛性が特に高められ、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようなり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【解決手段】荷重伝達部材１２に車両後方側へ突き出す箱形状の突出部６０が設けられ、バンパーステイ１４の開口内に挿入されているため、荷重伝達部材１２そのものの剛性が高くなるとともに車両の後面衝突時に突出部６０も変形させられるようになり、荷重伝達部材１２を介して大きな荷重が確実にリヤサイドメンバ１６に伝達される。また、荷重伝達部材１２の突出部６０の側壁６２は断面Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているため、側壁６２が連続して存在する下部側の剛性が特に高められ、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようなり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンパーステイ取付構造に係り、特に、バンパーリインフォースメントからバンパーステイに入力される荷重をリヤサイドメンバの後端部の下部側に適切に伝達できる取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 車両の前後方向に沿って配設され、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより軸方向へ変形させられて衝撃を吸収するリヤサイドメンバと、(b) 有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部にバンパーリインフォースメントが取り付けられるとともに、その底部と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁からそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ、および車両下方側の下部側壁から下方へ延び出す下フランジが設けられているバンパーステイと、(c) 前記リヤサイドメンバの前記後端部と前記バンパーステイとの間に配設されるとともに、そのバンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジとそのリヤサイドメンバの後端部との間で挟圧される平坦な被挟圧部を備えており、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメントからそのバンパーステイに入力される荷重をその被挟圧部を介してそのリヤサイドメンバに伝達する荷重伝達部材と、を有するバンパーステイ取付構造が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の取付構造はその一例で、底部と、その底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が略Ｕ字形状を成しているリヤサイドメンバに取り付ける場合で、(a) そのリヤサイドメンバの後端部には、前記一対の側壁からそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ、および前記底部から下方へ延び出す下フランジが設けられており、(b) 前記荷重伝達部材の前記被挟圧部は、前記バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと前記リヤサイドメンバの後端部に設けられた前記一対の横フランジおよび前記下フランジとの間で挟圧されるようになっている。また、荷重伝達部材として、図６に示すように下部の剛性を高めるために一対のフランジ１０２、１０４が設けられた中間プレート１００が採用されており、３つの取付穴１０６を介してバンパーステイと共に上記リヤサイドメンバの一対の横フランジおよび下フランジにボルト等により一体的に固定されるようになっている。このようにすれば、リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重が伝達されるようになり、リヤサイドメンバを所定の変形態様で変形させながら、その変形により所定の衝撃吸収作用が得られることが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のバンパーステイ取付構造においては、荷重伝達部材として平坦な中間プレートが用いられていたため、フランジによって下部側の剛性が高められるものの、リヤサイドメンバに対する所望の荷重伝達状態を確実に得る上で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バンパーリインフォースメントからバンパーステイに入力された荷重が、荷重伝達部材を介してリヤサイドメンバの後端部の下部側に集中的に伝達されるようにして所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 車両の前後方向に沿って配設され、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより軸方向へ変形させられて衝撃を吸収するリヤサイドメンバと、(b) 有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部にバンパーリインフォースメントが取り付けられるとともに、その底部と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁からそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ、および車両下方側の下部側壁から下方へ延び出す下フランジが設けられているバンパーステイと、(c) 前記リヤサイドメンバの前記後端部と前記バンパーステイとの間に配設されるとともに、そのバンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジとそのリヤサイドメンバのその後端部との間で挟圧される平坦な被挟圧部を備えており、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメントからそのバンパーステイに入力される荷重をその被挟圧部を介してそのリヤサイドメンバに伝達する荷重伝達部材と、を有し、(d) 前記リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重を集中的に伝達するバンパーステイ取付構造において、(e) 前記荷重伝達部材には、前記バンパーステイの前記開口内に挿入されるように車両後方側へ突出させられた箱形状の突出部が前記被挟圧部の内周側に設けられているとともに、(f) その突出部の側壁は、車両前後方向に対して直角な断面が略Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しており、その側壁の前端縁にはその側壁から外側へ延び出すフランジが前記被挟圧部として設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のバンパーステイ取付構造において、前記突出部は、前記バンパーステイの底部と略平行な先端面を備えているとともに、それ等の底部と先端面との間には所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期にはそのバンパーステイが比較的低荷重でその底部側から変形させられ、その後にそのバンパーステイと共にその突出部が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第１発明または第２発明のバンパーステイ取付構造において、(a) 前記リヤサイドメンバは、底部と、その底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が略Ｕ字形状を成しているもので、(b) そのリヤサイドメンバの前記後端部には、前記一対の側壁からそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ、および前記底部から下方へ延び出す下フランジが設けられており、(c) 前記荷重伝達部材の前記フランジは、前記バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと前記リヤサイドメンバの前記後端部に設けられた前記一対の横フランジおよび前記下フランジとの間で挟圧されることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのバンパーステイ取付構造に用いられる荷重伝達部材である。
【発明の効果】
【００１１】
このようなバンパーステイ取付構造においては、荷重伝達部材に車両後方側へ突き出す箱形状の突出部が設けられてバンパーステイの開口内に挿入されるようになっているため、荷重印加方向（車両前後方向）において荷重伝達部材そのものの剛性が高くなるとともに、車両の後面衝突時にバンパーステイが変形させられる際に突出部も変形させられるため、その変形抵抗によって伝達荷重が高められる。これにより、車両の後面衝突時に荷重伝達部材を介して大きな荷重が確実にリヤサイドメンバに伝達されるようになり、そのリヤサイドメンバの変形による衝撃吸収作用が適切に得られるようになる。しかも、上記荷重伝達部材の突出部の側壁は断面Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているため、側壁が連続して存在する下部側の剛性が特に高められ、リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重を集中的に伝達することが可能で、リヤサイドメンバに対する所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００１２】
第２発明では、突出部の先端面とバンパーステイの底部との間に所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期にはそのバンパーステイが比較的低荷重で底部側から変形させられ、その後にバンパーステイと共に突出部が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる。このため、低速衝突時等の低荷重入力に対してはバンパーステイの変形で適切に衝撃が吸収される一方、高速衝突時等の高荷重入力に対しては、バンパーステイおよび突出部の変形抵抗でリヤサイドメンバに対して高荷重が適切に伝達されるようになり、それ等のバンパーステイ、突出部、およびリヤサイドメンバの変形によって衝撃が適切に吸収される。
【００１３】
第３発明は、断面Ｕ字形状を成しているリヤサイドメンバが用いられる場合で、そのリヤサイドメンバの後端部には一対の横フランジおよび下フランジが設けられており、荷重伝達部材のフランジ（被挟圧部）は、前記バンパーステイの一対の横フランジおよび下フランジと上記リヤサイドメンバの後端部に設けられた一対の横フランジおよび下フランジとの間で挟圧されて一体的に固定される。このようにリヤサイドメンバに一対の横フランジおよび下フランジが設けられ、それ等のフランジに荷重伝達部材を介してバンパーステイが固定されることにより、リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようになり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００１４】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのバンパーステイ取付構造に用いられる荷重伝達部材で、実質的に第１発明〜第３発明と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例であるバンパーステイ取付構造の分解斜視図である。
【図２】図１のバンパーステイ取付構造の組付状態の側面図である。
【図３】図１の荷重伝達部材を単独で示す斜視図である。
【図４】本発明のバンパーステイ取付構造および比較例の荷重−変位特性をＦＥＭ（Finite Element Method;有限要素法）解析で調べる際の各部の寸法や荷重印加速度等の解析条件を具体的に説明する図である。
【図５】図４の解析条件でＦＥＭ解析を行って得られた荷重−変位特性の一例を示す図である。
【図６】従来の荷重伝達部材の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のバンパーステイ取付構造は、車両後側に取り付けられるバンパーのバンパーステイをリヤサイドメンバの後端部に取り付けるためのもので、一般に車両の左右両側に一対設けられ、その両方の取付構造に適用することが望ましいが、左右の取付構造の何れか一方のみに適用するだけでも差し支えない。
【００１７】
車両の前後方向に沿って配設されるリヤサイドメンバは、車両の後面衝突時に荷重伝達部材から後端部の下部側に集中的に荷重が伝達されることにより、例えば中間部分が車両上方側へ突き出すように座屈してくの字状（Ｌ字状）に折り曲げられることによって衝撃を吸収するように構成され、第３発明のように底部と、該底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が、すなわち車両の前後方向と直角な断面が、略Ｕ字形状を成すものが好適に用いられるが、四角形の閉じた筒状のリヤサイドメンバなど種々の態様が可能である。Ｕ字形状は、必ずしも底部側が円弧等の湾曲形状である必要はなく、略平坦な底部に対して両側の側壁が略直角に上方へ延びる角形状であっても良い。荷重伝達部材の突出部の側壁に関するＵ字形状についても同様である。
【００１８】
有底箱形状のバンパーステイについても、車両の後面衝突時にバンパーリインフォースメントから荷重が伝達されることにより、例えばそのバンパーリインフォースメントが固定される底部側から蛇腹状に圧壊或いは座屈させられることによって衝撃を吸収するように構成される。このバンパーステイの開口周縁部に設けられる一対の横フランジおよび下フランジは、開口周縁部の周方向において連続して設けられても良いが、開口周縁部の周方向において互いに分離して設けることもできる。第３発明においてリヤサイドメンバの後端部に設けられる一対の横フランジおよび下フランジや、突出部の側壁の前端縁から外側へ延び出すように設けられるフランジについても同様である。これ等のフランジは、例えば鋼板等の金属板材に曲げ加工、絞り加工等が施されることにより側壁等に連続して一体に設けられるが、別体に構成して溶接等により側壁等に一体的に固設したものでも良い。
【００１９】
荷重伝達部材に設けられる突出部は、その側壁が例えば有底箱形状のバンパーステイの一対の左右側壁および下部側壁の内面に密着させられるように構成されるが、それ等の内面との間に隙間（空間）が設けられても良い。突出部の側壁がバンパーステイの内面に密着させられる場合、荷重伝達部材およびバンパーステイが互いに補強されて変形が抑制されるため、より大きな荷重をリヤサイドメンバに伝達できるようになる。上記突出部は、例えば鋼板等の金属板材を曲げ加工して箱形状としたものでも良いが、平坦な金属板材に対して絞り加工等を施すことにより、被挟圧部として機能するフランジの内側を滑らかに膨出させて一体成形したものでも良い。
【００２０】
第２発明では、突出部の先端面とバンパーステイの底部との間に所定の空間が設けられるが、第１発明の実施に際しては先端面がバンパーステイの底部に達するような突出部を設けることも可能である。第２発明の所定の空間、すなわち突出部の先端面とバンパーステイの底部との間の寸法は、所望の荷重−変位（圧縮ストローク）特性が得られるように適宜定められる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるバンパーステイ取付構造１０の分解斜視図で、図２はそのバンパーステイ取付構造１０の組付状態の側面図、図３はバンパーステイ取付構造１０の荷重伝達部材１２を単独で示す斜視図である。このバンパーステイ取付構造１０は、車両後側に取り付けられるバンパーのバンパーステイ１４をリヤサイドメンバ１６の後端部に取り付けるためのもので、車両左側の取付構造に関するものであるが、車両右側の取付構造も同様に構成される。
【００２２】
リヤサイドメンバ１６は、車両の前後方向に沿って配設される長手状の部材で、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより、軸方向へ変形（例えば蛇腹状に圧壊乃至は座屈等）させられて衝撃を吸収するものであり、底部１８と、その底部１８の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁２０ａ、２０ｂとを備えており、車両前後方向と直角な断面が角形のＵ字形状を成している。また、車両後方側の後端部には、上記一対の側壁２０ａ、２０ｂからそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ２２ａ、２２ｂが設けられているとともに、上記底部１８から下方へ延び出す下フランジ２４が設けられている。そして、それ等のフランジ２２ａ、２２ｂ、２４には、それぞれボルト２６ａ、２６ｂ、２８が挿通させられる貫通穴が設けられているとともに、その貫通穴の裏側（車両前側）にはナット部材３０ａ、３０ｂ、３２が溶接等により一体的に固設されており、前記バンパーステイ１４がそれ等のボルト２６ａ、２６ｂ、２８によってフランジフランジ２２ａ、２２ｂ、２４に一体的に固定されるようになっている。
【００２３】
上記リヤサイドメンバ１６は、鋼板等の金属板材を曲げ加工したもので、平坦な底部１８に対して略直角に上方へ折り曲げられることによって一対の側壁２０ａ、２０ｂが設けられている。フランジ２２ａ、２２ｂ、２４も曲げ加工によって形成されており、側壁２０ａ、２０ｂや底部１８に連続して一体に設けられている。リヤサイドメンバ１６にはまた、一対の側壁２０ａ、２０ｂの上端縁にそれぞれ車両幅方向の外側へ略水平に延び出すように折り曲げられたフランジ３４ａ、３４ｂが一体に設けられているとともに、底部１８の内側には、後端部から所定の長さ寸法に亘って補強部材３６が溶接等により一体的に固設されている。この補強部材３６は必要に応じて適宜設けられる。
【００２４】
バンパーステイ１４は四角形の有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部３８にバンパーリインフォースメント４０が取り付けられるとともに、その底部３８と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁４２ａ、４２ｂからそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ４４ａ、４４ｂ、および車両下方側の下部側壁４６から下方へ延び出す下フランジ４８が設けられている。底部３８は、車両前後方向に対して略直角になる姿勢で設けられているとともに、上下に離間して一対のボルト５０ａ、５０ｂが車両後方側へ突き出すように溶接等により一体的に固設されており、それ等のボルト５０ａ、５０ｂにそれぞれナット部材５２ａ、５２ｂが螺合されることにより、バンパーリインフォースメント４０が底部３８の外側面に密着する状態で一体的に固設される。このバンパーリインフォースメント４０には、図示しないアブソーバがクリップ等で取り付けられる。
【００２５】
上記バンパーステイ１４は、鋼板等の金属板材を曲げ加工したもので、車両前後方向に延びる４つの稜線部分がそれぞれアーク溶接やスポット溶接等により一体的に固定されることによって有底箱形状とされている。フランジ４４ａ、４４ｂ、４８も曲げ加工によって形成されており、左右側壁４２ａ、４２ｂや下部側壁４６に連続して一体に設けられている。そして、それ等のフランジ４４ａ、４４ｂ、４８には、それぞれ前記ボルト２６ａ、２６ｂ、２８が挿通させられる貫通穴が設けられており、それ等のボルト２６ａ、２６ｂ、２８によって前記リヤサイドメンバ１６の後端部に一体的に固定されるようになっている。このバンパーステイ１４も、車両の後面衝突時にバンパーリインフォースメント４０から荷重が加えられることにより、軸方向に変形（蛇腹状に圧壊乃至は座屈等）させられて衝撃を吸収する機能を備えている。
【００２６】
上記バンパーステイ１４とリヤサイドメンバ１６の後端部との間には荷重伝達部材１２が配設される。荷重伝達部材１２は、鋼板等の金属板材に絞り加工等が施されることにより車両後方側へ滑らかに膨出させられた箱形状の突出部６０を備えている。この突出部６０は、前記バンパーステイ１４の開口内に挿入されるとともに、その突出部６０の側壁６２がバンパーステイ１４の一対の左右側壁４２ａ、４２ｂおよび下部側壁４６の内面に密着させられるように、そのバンパーステイ１４の箱形状に対応した断面形状で設けられている。すなわち、突出部６０の側壁６２は、車両前後方向に対して直角な断面が略Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているとともに、図３の斜視図から明らかなように、バンパーステイ１４の左右側壁４２ａ、４２ｂの内面に密着させられる左右密着側壁部６２ａ、６２ｂ、およびおよび下部側壁４６の内面に密着させられる下部密着側壁部６２ｃを備えている。このように側壁６２がバンパーステイ１４の内面に密着させられると、荷重伝達部材１２およびバンパーステイ１４が互いに補強されて変形が抑制されるため、より大きな荷重をリヤサイドメンバ１６に対して伝達できるようになる。
【００２７】
また、上記荷重伝達部材１２の側壁６２の周囲には、その側壁６２から外側へ連続して延び出す平坦な一繋がりのフランジ６４が突出部６０と一体に設けられている。フランジ６４は被挟圧部として機能するもので、バンパーステイ１４が３本のボルト２６ａ、２６ｂ、および２８によってリヤサイドメンバ１６の後端部に固定される際に、そのバンパーステイ１４の一対の横フランジ４４ａ、４４ｂ、および下フランジ４８とリヤサイドメンバ１６の後端部に設けられた一対の横フランジ２２ａ、２２ｂ、および下フランジ２４との間で挟圧される。これにより、荷重伝達部材１２がバンパーステイ１４とリヤサイドメンバ１６との間に一体的に配設され、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメント４０からバンパーステイ１４に入力される荷重が、フランジ６４を介してリヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に集中的に伝達されるようになり、リヤサイドメンバ１６は、例えば中間部分が車両上方側へ突き出すように座屈してくの字状（Ｌ字状）に折り曲げられるとともに、その変形で所定の衝撃吸収作用が得られる。フランジ６４には、ボルト２６ａ、２６ｂ、２８が挿通させられる３つの貫通穴６６ａ、６６ｂ、６８が設けられている。
【００２８】
上記荷重伝達部材１２は、バンパーステイ１４をリヤサイドメンバ１６に固定する際に、それ等の間に挟み込むようにして配設しても良いが、バンパーステイ１４のフランジ４４ａ、４４ｂ、４８、或いはリヤサイドメンバ１６のフランジ２２ａ、２２ｂ、２４に、予めスポット溶接やアーク溶接等により一体的に固設しておくこともできる。本実施例ではバンパーステイ１４に予め溶接固定される。
【００２９】
上記荷重伝達部材１２はまた、突出部６０の先端にバンパーステイ１４の底部３８と略平行な先端面７０を備えているとともに、それ等の底部３８と先端面７０との間には所定の空間が設けられている。したがって、車両の後面衝突時の初期にはバンパーステイ１４が比較的低荷重で底部３８側から変形させられ、その後にバンパーステイ１４と共に突出部６０が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる。上記所定の空間、すなわち突出部６０の先端面７０とバンパーステイ１４の底部３８との間の寸法は、所望の荷重−変位（圧縮ストローク）特性が得られるように適宜定められる。なお、先端面７０には、重量軽減のために抜き穴７２が設けられている。
【００３０】
このような本実施例のバンパーステイ取付構造１０においては、荷重伝達部材１２に車両後方側へ突き出す箱形状の突出部６０が設けられてバンパーステイ１４の開口内に挿入されるようになっているため、荷重印加方向（車両前後方向）において荷重伝達部材１２そのものの剛性が高くなるとともに、車両の後面衝突時にバンパーステイ１４が変形させられる際に突出部６０も変形させられるため、その変形抵抗によって伝達荷重が高められる。これにより、車両の後面衝突時に荷重伝達部材１２を介して大きな荷重が確実にリヤサイドメンバ１６に伝達されるようになり、そのリヤサイドメンバ１６の変形による衝撃吸収作用が適切に得られるようになる。しかも、上記荷重伝達部材１２の突出部６０の側壁６２は断面Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているため、側壁６２が連続して存在する下部側の剛性が特に高められ、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようなり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００３１】
また、本実施例では、突出部６０の先端面７０とバンパーステイ１４の底部３８との間に所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期にはそのバンパーステイ１４が比較的低荷重で底部３８側から変形させられ、その後にバンパーステイ１４と共に突出部６０が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる。このため、低速衝突時等の低荷重入力に対してはバンパーステイ１４の変形で適切に衝撃が吸収される一方、高速衝突時等の高荷重入力に対しては、バンパーステイ１４および突出部６０の変形抵抗でリヤサイドメンバ１６に対して高荷重が適切に伝達されるようになり、それ等のバンパーステイ１４、突出部６０、およびリヤサイドメンバ１６の変形によって衝撃が適切に吸収される。
【００３２】
また、本実施例では、断面Ｕ字形状を成しているリヤサイドメンバ１６の後端部に一対の横フランジ２２ａ、２２ｂ、および下フランジ２４が設けられており、それ等のフランジ２２ａ、２２ｂ、２４に荷重伝達部材１２を介してバンパーステイ１４が固定されることにより、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側すなわち比較的剛性が高い底部１８に対して荷重が集中的に伝達されるようになり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００３３】
因に、本実施例のバンパーステイ取付構造１０、および荷重伝達部材１２の代わりに図６の中間プレート１００を用いた比較例について、図４示す解析条件でＦＥＭ解析を行って荷重−変位（圧縮ストローク）特性を調べたところ、図５に示す結果が得られた。図４の解析条件では、前記リヤサイドメンバ１６の代わりに位置固定のベース８０に荷重伝達部材１２およびバンパーステイ１４を固定して８８ｋｍ／ｈの衝突速度で垂直に衝撃荷重を加えた場合を想定し、ベース固定面から２０ｍｍの荷重測定面におけるバンパーステイ１４部分に作用する荷重を、上側と下側とに分けて調べた。荷重伝達部材１２および中間プレート１００は何れも高張力鋼板（ＳＣＧＡ４４０−４５相当）で、板厚は１．８ｍｍである。
【００３４】
図５の解析結果から明らかなように、実線で示す下側荷重については本実施例（太い実線）の方が比較例（細い実線）よりも全体的に高荷重で、特に変位が１００ｍｍ付近以後では本実施例が比較例に比較して大幅に荷重が高くなっている。これは、変位が１００ｍｍ付近で荷重伝達部材１２の突出部６０の潰れが開始したためと考えられる。また、本実施例および比較例共に、変位が１４０ｍｍ付近から下側荷重が一段と上昇しているが、これはバンパーリインフォースメント４０が潰れ始めたためと考えられる。一方、破線で示す上側荷重については、本実施例（太い破線）と比較例（細い破線）との差は下側荷重の場合程大きくないが、変位が１００ｍｍ付近以後では本実施例が比較例に比較して高荷重となる。これも、突出部６０の存在によるものと考えられる。このように、本実施例では特に下側荷重が比較例に比較して高くなり、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようになって所望の荷重伝達状態が確実に得られるようになる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０：バンパーステイ取付構造 １２：荷重伝達部材 １４：バンパーステイ １６：リヤサイドメンバ ４０：バンパーリインフォースメント ６０：突出部 ６２：側壁 ６４：フランジ（被挟圧部） ７０：先端面
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンパーステイ取付構造に係り、特に、バンパーリインフォースメントからバンパーステイに入力される荷重をリヤサイドメンバの後端部の下部側に適切に伝達できる取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 車両の前後方向に沿って配設され、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより軸方向へ変形させられて衝撃を吸収するリヤサイドメンバと、(b) 有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部にバンパーリインフォースメントが取り付けられるとともに、その底部と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁からそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ、および車両下方側の下部側壁から下方へ延び出す下フランジが設けられているバンパーステイと、(c) 前記リヤサイドメンバの前記後端部と前記バンパーステイとの間に配設されるとともに、そのバンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジとそのリヤサイドメンバの後端部との間で挟圧される平坦な被挟圧部を備えており、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメントからそのバンパーステイに入力される荷重をその被挟圧部を介してそのリヤサイドメンバに伝達する荷重伝達部材と、を有するバンパーステイ取付構造が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の取付構造はその一例で、底部と、その底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が略Ｕ字形状を成しているリヤサイドメンバに取り付ける場合で、(a) そのリヤサイドメンバの後端部には、前記一対の側壁からそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ、および前記底部から下方へ延び出す下フランジが設けられており、(b) 前記荷重伝達部材の前記被挟圧部は、前記バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと前記リヤサイドメンバの後端部に設けられた前記一対の横フランジおよび前記下フランジとの間で挟圧されるようになっている。また、荷重伝達部材として、図６に示すように下部の剛性を高めるために一対のフランジ１０２、１０４が設けられた中間プレート１００が採用されており、３つの取付穴１０６を介してバンパーステイと共に上記リヤサイドメンバの一対の横フランジおよび下フランジにボルト等により一体的に固定されるようになっている。このようにすれば、リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重が伝達されるようになり、リヤサイドメンバを所定の変形態様で変形させながら、その変形により所定の衝撃吸収作用が得られることが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のバンパーステイ取付構造においては、荷重伝達部材として平坦な中間プレートが用いられていたため、フランジによって下部側の剛性が高められるものの、リヤサイドメンバに対する所望の荷重伝達状態を確実に得る上で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バンパーリインフォースメントからバンパーステイに入力された荷重が、荷重伝達部材を介してリヤサイドメンバの後端部の下部側に集中的に伝達されるようにして所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 車両の前後方向に沿って配設され、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより軸方向へ変形させられて衝撃を吸収するリヤサイドメンバと、(b) 有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部にバンパーリインフォースメントが取り付けられるとともに、その底部と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁からそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ、および車両下方側の下部側壁から下方へ延び出す下フランジが設けられているバンパーステイと、(c) 前記リヤサイドメンバの前記後端部と前記バンパーステイとの間に配設されるとともに、そのバンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジとそのリヤサイドメンバのその後端部との間で挟圧される平坦な被挟圧部を備えており、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメントからそのバンパーステイに入力される荷重をその被挟圧部を介してそのリヤサイドメンバに伝達する荷重伝達部材と、を有し、(d) 前記リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重を集中的に伝達するバンパーステイ取付構造において、(e) 前記荷重伝達部材には、前記バンパーステイの前記開口内に挿入されるように車両後方側へ突出させられた箱形状の突出部が前記被挟圧部の内周側に設けられているとともに、(f) その突出部の側壁は、車両前後方向に対して直角な断面が略Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しており、その側壁の前端縁にはその側壁から外側へ延び出すフランジが前記被挟圧部として設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のバンパーステイ取付構造において、前記突出部は、前記バンパーステイの底部と略平行な先端面を備えているとともに、それ等の底部と先端面との間には所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期にはそのバンパーステイが比較的低荷重でその底部側から変形させられ、その後にそのバンパーステイと共にその突出部が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第１発明または第２発明のバンパーステイ取付構造において、(a) 前記リヤサイドメンバは、底部と、その底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が略Ｕ字形状を成しているもので、(b) そのリヤサイドメンバの前記後端部には、前記一対の側壁からそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ、および前記底部から下方へ延び出す下フランジが設けられており、(c) 前記荷重伝達部材の前記フランジは、前記バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと前記リヤサイドメンバの前記後端部に設けられた前記一対の横フランジおよび前記下フランジとの間で挟圧されることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのバンパーステイ取付構造に用いられる荷重伝達部材である。
【発明の効果】
【００１１】
このようなバンパーステイ取付構造においては、荷重伝達部材に車両後方側へ突き出す箱形状の突出部が設けられてバンパーステイの開口内に挿入されるようになっているため、荷重印加方向（車両前後方向）において荷重伝達部材そのものの剛性が高くなるとともに、車両の後面衝突時にバンパーステイが変形させられる際に突出部も変形させられるため、その変形抵抗によって伝達荷重が高められる。これにより、車両の後面衝突時に荷重伝達部材を介して大きな荷重が確実にリヤサイドメンバに伝達されるようになり、そのリヤサイドメンバの変形による衝撃吸収作用が適切に得られるようになる。しかも、上記荷重伝達部材の突出部の側壁は断面Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているため、側壁が連続して存在する下部側の剛性が特に高められ、リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重を集中的に伝達することが可能で、リヤサイドメンバに対する所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００１２】
第２発明では、突出部の先端面とバンパーステイの底部との間に所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期にはそのバンパーステイが比較的低荷重で底部側から変形させられ、その後にバンパーステイと共に突出部が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる。このため、低速衝突時等の低荷重入力に対してはバンパーステイの変形で適切に衝撃が吸収される一方、高速衝突時等の高荷重入力に対しては、バンパーステイおよび突出部の変形抵抗でリヤサイドメンバに対して高荷重が適切に伝達されるようになり、それ等のバンパーステイ、突出部、およびリヤサイドメンバの変形によって衝撃が適切に吸収される。
【００１３】
第３発明は、断面Ｕ字形状を成しているリヤサイドメンバが用いられる場合で、そのリヤサイドメンバの後端部には一対の横フランジおよび下フランジが設けられており、荷重伝達部材のフランジ（被挟圧部）は、前記バンパーステイの一対の横フランジおよび下フランジと上記リヤサイドメンバの後端部に設けられた一対の横フランジおよび下フランジとの間で挟圧されて一体的に固定される。このようにリヤサイドメンバに一対の横フランジおよび下フランジが設けられ、それ等のフランジに荷重伝達部材を介してバンパーステイが固定されることにより、リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようになり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００１４】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのバンパーステイ取付構造に用いられる荷重伝達部材で、実質的に第１発明〜第３発明と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例であるバンパーステイ取付構造の分解斜視図である。
【図２】図１のバンパーステイ取付構造の組付状態の側面図である。
【図３】図１の荷重伝達部材を単独で示す斜視図である。
【図４】本発明のバンパーステイ取付構造および比較例の荷重−変位特性をＦＥＭ（Finite Element Method;有限要素法）解析で調べる際の各部の寸法や荷重印加速度等の解析条件を具体的に説明する図である。
【図５】図４の解析条件でＦＥＭ解析を行って得られた荷重−変位特性の一例を示す図である。
【図６】従来の荷重伝達部材の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のバンパーステイ取付構造は、車両後側に取り付けられるバンパーのバンパーステイをリヤサイドメンバの後端部に取り付けるためのもので、一般に車両の左右両側に一対設けられ、その両方の取付構造に適用することが望ましいが、左右の取付構造の何れか一方のみに適用するだけでも差し支えない。
【００１７】
車両の前後方向に沿って配設されるリヤサイドメンバは、車両の後面衝突時に荷重伝達部材から後端部の下部側に集中的に荷重が伝達されることにより、例えば中間部分が車両上方側へ突き出すように座屈してくの字状（Ｌ字状）に折り曲げられることによって衝撃を吸収するように構成され、第３発明のように底部と、該底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が、すなわち車両の前後方向と直角な断面が、略Ｕ字形状を成すものが好適に用いられるが、四角形の閉じた筒状のリヤサイドメンバなど種々の態様が可能である。Ｕ字形状は、必ずしも底部側が円弧等の湾曲形状である必要はなく、略平坦な底部に対して両側の側壁が略直角に上方へ延びる角形状であっても良い。荷重伝達部材の突出部の側壁に関するＵ字形状についても同様である。
【００１８】
有底箱形状のバンパーステイについても、車両の後面衝突時にバンパーリインフォースメントから荷重が伝達されることにより、例えばそのバンパーリインフォースメントが固定される底部側から蛇腹状に圧壊或いは座屈させられることによって衝撃を吸収するように構成される。このバンパーステイの開口周縁部に設けられる一対の横フランジおよび下フランジは、開口周縁部の周方向において連続して設けられても良いが、開口周縁部の周方向において互いに分離して設けることもできる。第３発明においてリヤサイドメンバの後端部に設けられる一対の横フランジおよび下フランジや、突出部の側壁の前端縁から外側へ延び出すように設けられるフランジについても同様である。これ等のフランジは、例えば鋼板等の金属板材に曲げ加工、絞り加工等が施されることにより側壁等に連続して一体に設けられるが、別体に構成して溶接等により側壁等に一体的に固設したものでも良い。
【００１９】
荷重伝達部材に設けられる突出部は、その側壁が例えば有底箱形状のバンパーステイの一対の左右側壁および下部側壁の内面に密着させられるように構成されるが、それ等の内面との間に隙間（空間）が設けられても良い。突出部の側壁がバンパーステイの内面に密着させられる場合、荷重伝達部材およびバンパーステイが互いに補強されて変形が抑制されるため、より大きな荷重をリヤサイドメンバに伝達できるようになる。上記突出部は、例えば鋼板等の金属板材を曲げ加工して箱形状としたものでも良いが、平坦な金属板材に対して絞り加工等を施すことにより、被挟圧部として機能するフランジの内側を滑らかに膨出させて一体成形したものでも良い。
【００２０】
第２発明では、突出部の先端面とバンパーステイの底部との間に所定の空間が設けられるが、第１発明の実施に際しては先端面がバンパーステイの底部に達するような突出部を設けることも可能である。第２発明の所定の空間、すなわち突出部の先端面とバンパーステイの底部との間の寸法は、所望の荷重−変位（圧縮ストローク）特性が得られるように適宜定められる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるバンパーステイ取付構造１０の分解斜視図で、図２はそのバンパーステイ取付構造１０の組付状態の側面図、図３はバンパーステイ取付構造１０の荷重伝達部材１２を単独で示す斜視図である。このバンパーステイ取付構造１０は、車両後側に取り付けられるバンパーのバンパーステイ１４をリヤサイドメンバ１６の後端部に取り付けるためのもので、車両左側の取付構造に関するものであるが、車両右側の取付構造も同様に構成される。
【００２２】
リヤサイドメンバ１６は、車両の前後方向に沿って配設される長手状の部材で、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより、軸方向へ変形（例えば蛇腹状に圧壊乃至は座屈等）させられて衝撃を吸収するものであり、底部１８と、その底部１８の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁２０ａ、２０ｂとを備えており、車両前後方向と直角な断面が角形のＵ字形状を成している。また、車両後方側の後端部には、上記一対の側壁２０ａ、２０ｂからそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ２２ａ、２２ｂが設けられているとともに、上記底部１８から下方へ延び出す下フランジ２４が設けられている。そして、それ等のフランジ２２ａ、２２ｂ、２４には、それぞれボルト２６ａ、２６ｂ、２８が挿通させられる貫通穴が設けられているとともに、その貫通穴の裏側（車両前側）にはナット部材３０ａ、３０ｂ、３２が溶接等により一体的に固設されており、前記バンパーステイ１４がそれ等のボルト２６ａ、２６ｂ、２８によってフランジフランジ２２ａ、２２ｂ、２４に一体的に固定されるようになっている。
【００２３】
上記リヤサイドメンバ１６は、鋼板等の金属板材を曲げ加工したもので、平坦な底部１８に対して略直角に上方へ折り曲げられることによって一対の側壁２０ａ、２０ｂが設けられている。フランジ２２ａ、２２ｂ、２４も曲げ加工によって形成されており、側壁２０ａ、２０ｂや底部１８に連続して一体に設けられている。リヤサイドメンバ１６にはまた、一対の側壁２０ａ、２０ｂの上端縁にそれぞれ車両幅方向の外側へ略水平に延び出すように折り曲げられたフランジ３４ａ、３４ｂが一体に設けられているとともに、底部１８の内側には、後端部から所定の長さ寸法に亘って補強部材３６が溶接等により一体的に固設されている。この補強部材３６は必要に応じて適宜設けられる。
【００２４】
バンパーステイ１４は四角形の有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部３８にバンパーリインフォースメント４０が取り付けられるとともに、その底部３８と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁４２ａ、４２ｂからそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ４４ａ、４４ｂ、および車両下方側の下部側壁４６から下方へ延び出す下フランジ４８が設けられている。底部３８は、車両前後方向に対して略直角になる姿勢で設けられているとともに、上下に離間して一対のボルト５０ａ、５０ｂが車両後方側へ突き出すように溶接等により一体的に固設されており、それ等のボルト５０ａ、５０ｂにそれぞれナット部材５２ａ、５２ｂが螺合されることにより、バンパーリインフォースメント４０が底部３８の外側面に密着する状態で一体的に固設される。このバンパーリインフォースメント４０には、図示しないアブソーバがクリップ等で取り付けられる。
【００２５】
上記バンパーステイ１４は、鋼板等の金属板材を曲げ加工したもので、車両前後方向に延びる４つの稜線部分がそれぞれアーク溶接やスポット溶接等により一体的に固定されることによって有底箱形状とされている。フランジ４４ａ、４４ｂ、４８も曲げ加工によって形成されており、左右側壁４２ａ、４２ｂや下部側壁４６に連続して一体に設けられている。そして、それ等のフランジ４４ａ、４４ｂ、４８には、それぞれ前記ボルト２６ａ、２６ｂ、２８が挿通させられる貫通穴が設けられており、それ等のボルト２６ａ、２６ｂ、２８によって前記リヤサイドメンバ１６の後端部に一体的に固定されるようになっている。このバンパーステイ１４も、車両の後面衝突時にバンパーリインフォースメント４０から荷重が加えられることにより、軸方向に変形（蛇腹状に圧壊乃至は座屈等）させられて衝撃を吸収する機能を備えている。
【００２６】
上記バンパーステイ１４とリヤサイドメンバ１６の後端部との間には荷重伝達部材１２が配設される。荷重伝達部材１２は、鋼板等の金属板材に絞り加工等が施されることにより車両後方側へ滑らかに膨出させられた箱形状の突出部６０を備えている。この突出部６０は、前記バンパーステイ１４の開口内に挿入されるとともに、その突出部６０の側壁６２がバンパーステイ１４の一対の左右側壁４２ａ、４２ｂおよび下部側壁４６の内面に密着させられるように、そのバンパーステイ１４の箱形状に対応した断面形状で設けられている。すなわち、突出部６０の側壁６２は、車両前後方向に対して直角な断面が略Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているとともに、図３の斜視図から明らかなように、バンパーステイ１４の左右側壁４２ａ、４２ｂの内面に密着させられる左右密着側壁部６２ａ、６２ｂ、およびおよび下部側壁４６の内面に密着させられる下部密着側壁部６２ｃを備えている。このように側壁６２がバンパーステイ１４の内面に密着させられると、荷重伝達部材１２およびバンパーステイ１４が互いに補強されて変形が抑制されるため、より大きな荷重をリヤサイドメンバ１６に対して伝達できるようになる。
【００２７】
また、上記荷重伝達部材１２の側壁６２の周囲には、その側壁６２から外側へ連続して延び出す平坦な一繋がりのフランジ６４が突出部６０と一体に設けられている。フランジ６４は被挟圧部として機能するもので、バンパーステイ１４が３本のボルト２６ａ、２６ｂ、および２８によってリヤサイドメンバ１６の後端部に固定される際に、そのバンパーステイ１４の一対の横フランジ４４ａ、４４ｂ、および下フランジ４８とリヤサイドメンバ１６の後端部に設けられた一対の横フランジ２２ａ、２２ｂ、および下フランジ２４との間で挟圧される。これにより、荷重伝達部材１２がバンパーステイ１４とリヤサイドメンバ１６との間に一体的に配設され、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメント４０からバンパーステイ１４に入力される荷重が、フランジ６４を介してリヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に集中的に伝達されるようになり、リヤサイドメンバ１６は、例えば中間部分が車両上方側へ突き出すように座屈してくの字状（Ｌ字状）に折り曲げられるとともに、その変形で所定の衝撃吸収作用が得られる。フランジ６４には、ボルト２６ａ、２６ｂ、２８が挿通させられる３つの貫通穴６６ａ、６６ｂ、６８が設けられている。
【００２８】
上記荷重伝達部材１２は、バンパーステイ１４をリヤサイドメンバ１６に固定する際に、それ等の間に挟み込むようにして配設しても良いが、バンパーステイ１４のフランジ４４ａ、４４ｂ、４８、或いはリヤサイドメンバ１６のフランジ２２ａ、２２ｂ、２４に、予めスポット溶接やアーク溶接等により一体的に固設しておくこともできる。本実施例ではバンパーステイ１４に予め溶接固定される。
【００２９】
上記荷重伝達部材１２はまた、突出部６０の先端にバンパーステイ１４の底部３８と略平行な先端面７０を備えているとともに、それ等の底部３８と先端面７０との間には所定の空間が設けられている。したがって、車両の後面衝突時の初期にはバンパーステイ１４が比較的低荷重で底部３８側から変形させられ、その後にバンパーステイ１４と共に突出部６０が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる。上記所定の空間、すなわち突出部６０の先端面７０とバンパーステイ１４の底部３８との間の寸法は、所望の荷重−変位（圧縮ストローク）特性が得られるように適宜定められる。なお、先端面７０には、重量軽減のために抜き穴７２が設けられている。
【００３０】
このような本実施例のバンパーステイ取付構造１０においては、荷重伝達部材１２に車両後方側へ突き出す箱形状の突出部６０が設けられてバンパーステイ１４の開口内に挿入されるようになっているため、荷重印加方向（車両前後方向）において荷重伝達部材１２そのものの剛性が高くなるとともに、車両の後面衝突時にバンパーステイ１４が変形させられる際に突出部６０も変形させられるため、その変形抵抗によって伝達荷重が高められる。これにより、車両の後面衝突時に荷重伝達部材１２を介して大きな荷重が確実にリヤサイドメンバ１６に伝達されるようになり、そのリヤサイドメンバ１６の変形による衝撃吸収作用が適切に得られるようになる。しかも、上記荷重伝達部材１２の突出部６０の側壁６２は断面Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しているため、側壁６２が連続して存在する下部側の剛性が特に高められ、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようなり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００３１】
また、本実施例では、突出部６０の先端面７０とバンパーステイ１４の底部３８との間に所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期にはそのバンパーステイ１４が比較的低荷重で底部３８側から変形させられ、その後にバンパーステイ１４と共に突出部６０が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる。このため、低速衝突時等の低荷重入力に対してはバンパーステイ１４の変形で適切に衝撃が吸収される一方、高速衝突時等の高荷重入力に対しては、バンパーステイ１４および突出部６０の変形抵抗でリヤサイドメンバ１６に対して高荷重が適切に伝達されるようになり、それ等のバンパーステイ１４、突出部６０、およびリヤサイドメンバ１６の変形によって衝撃が適切に吸収される。
【００３２】
また、本実施例では、断面Ｕ字形状を成しているリヤサイドメンバ１６の後端部に一対の横フランジ２２ａ、２２ｂ、および下フランジ２４が設けられており、それ等のフランジ２２ａ、２２ｂ、２４に荷重伝達部材１２を介してバンパーステイ１４が固定されることにより、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側すなわち比較的剛性が高い底部１８に対して荷重が集中的に伝達されるようになり、所望の荷重伝達状態が一層確実に得られるようになる。
【００３３】
因に、本実施例のバンパーステイ取付構造１０、および荷重伝達部材１２の代わりに図６の中間プレート１００を用いた比較例について、図４示す解析条件でＦＥＭ解析を行って荷重−変位（圧縮ストローク）特性を調べたところ、図５に示す結果が得られた。図４の解析条件では、前記リヤサイドメンバ１６の代わりに位置固定のベース８０に荷重伝達部材１２およびバンパーステイ１４を固定して８８ｋｍ／ｈの衝突速度で垂直に衝撃荷重を加えた場合を想定し、ベース固定面から２０ｍｍの荷重測定面におけるバンパーステイ１４部分に作用する荷重を、上側と下側とに分けて調べた。荷重伝達部材１２および中間プレート１００は何れも高張力鋼板（ＳＣＧＡ４４０−４５相当）で、板厚は１．８ｍｍである。
【００３４】
図５の解析結果から明らかなように、実線で示す下側荷重については本実施例（太い実線）の方が比較例（細い実線）よりも全体的に高荷重で、特に変位が１００ｍｍ付近以後では本実施例が比較例に比較して大幅に荷重が高くなっている。これは、変位が１００ｍｍ付近で荷重伝達部材１２の突出部６０の潰れが開始したためと考えられる。また、本実施例および比較例共に、変位が１４０ｍｍ付近から下側荷重が一段と上昇しているが、これはバンパーリインフォースメント４０が潰れ始めたためと考えられる。一方、破線で示す上側荷重については、本実施例（太い破線）と比較例（細い破線）との差は下側荷重の場合程大きくないが、変位が１００ｍｍ付近以後では本実施例が比較例に比較して高荷重となる。これも、突出部６０の存在によるものと考えられる。このように、本実施例では特に下側荷重が比較例に比較して高くなり、リヤサイドメンバ１６の後端部の下部側に荷重が集中的に伝達されるようになって所望の荷重伝達状態が確実に得られるようになる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０：バンパーステイ取付構造 １２：荷重伝達部材 １４：バンパーステイ １６：リヤサイドメンバ ４０：バンパーリインフォースメント ６０：突出部 ６２：側壁 ６４：フランジ（被挟圧部） ７０：先端面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に沿って配設され、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより軸方向へ変形させられて衝撃を吸収するリヤサイドメンバと、
有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部にバンパーリインフォースメントが取り付けられるとともに、該底部と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁からそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ、および車両下方側の下部側壁から下方へ延び出す下フランジが設けられているバンパーステイと、
前記リヤサイドメンバの前記後端部と前記バンパーステイとの間に配設されるとともに、該バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと該リヤサイドメンバの該後端部との間で挟圧される平坦な被挟圧部を備えており、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメントから該バンパーステイに入力される荷重を該被挟圧部を介して該リヤサイドメンバに伝達する荷重伝達部材と、
を有し、前記リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重を集中的に伝達するバンパーステイ取付構造において、
前記荷重伝達部材には、前記バンパーステイの前記開口内に挿入されるように車両後方側へ突出させられた箱形状の突出部が前記被挟圧部の内周側に設けられているとともに、
該突出部の側壁は、車両前後方向に対して直角な断面が略Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しており、該側壁の前端縁には該側壁から外側へ延び出すフランジが前記被挟圧部として設けられている
ことを特徴とするバンパーステイ取付構造。
【請求項２】
前記突出部は、前記バンパーステイの底部と略平行な先端面を備えているとともに、該底部と該先端面との間には所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期には該バンパーステイが比較的低荷重で該底部側から変形させられ、その後に該バンパーステイと共に該突出部が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる
ことを特徴とする請求項１に記載のバンパーステイ取付構造。
【請求項３】
前記リヤサイドメンバは、底部と、該底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が略Ｕ字形状を成しているもので、
該リヤサイドメンバの前記後端部には、前記一対の側壁からそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ、および前記底部から下方へ延び出す下フランジが設けられており、
前記荷重伝達部材の前記フランジは、前記バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと前記リヤサイドメンバの前記後端部に設けられた前記一対の横フランジおよび前記下フランジとの間で挟圧される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバンパーステイ取付構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のバンパーステイ取付構造に用いられる荷重伝達部材。
【請求項１】
車両の前後方向に沿って配設され、車両の後面衝突時に後端部に荷重が加えられることにより軸方向へ変形させられて衝撃を吸収するリヤサイドメンバと、
有底箱形状を成しており、車両後方側に位置する底部にバンパーリインフォースメントが取り付けられるとともに、該底部と反対の車両前側に設けられた開口の周縁部には、車両幅方向の両側に位置する一対の左右側壁からそれぞれ左右の外側へ延び出す一対の横フランジ、および車両下方側の下部側壁から下方へ延び出す下フランジが設けられているバンパーステイと、
前記リヤサイドメンバの前記後端部と前記バンパーステイとの間に配設されるとともに、該バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと該リヤサイドメンバの該後端部との間で挟圧される平坦な被挟圧部を備えており、車両の後面衝突時に前記バンパーリインフォースメントから該バンパーステイに入力される荷重を該被挟圧部を介して該リヤサイドメンバに伝達する荷重伝達部材と、
を有し、前記リヤサイドメンバの後端部の下部側に荷重を集中的に伝達するバンパーステイ取付構造において、
前記荷重伝達部材には、前記バンパーステイの前記開口内に挿入されるように車両後方側へ突出させられた箱形状の突出部が前記被挟圧部の内周側に設けられているとともに、
該突出部の側壁は、車両前後方向に対して直角な断面が略Ｕ字形状を成していて車両上方側が開口しており、該側壁の前端縁には該側壁から外側へ延び出すフランジが前記被挟圧部として設けられている
ことを特徴とするバンパーステイ取付構造。
【請求項２】
前記突出部は、前記バンパーステイの底部と略平行な先端面を備えているとともに、該底部と該先端面との間には所定の空間が設けられており、車両の後面衝突時の初期には該バンパーステイが比較的低荷重で該底部側から変形させられ、その後に該バンパーステイと共に該突出部が変形させられるようになると伝達荷重が増大させられる
ことを特徴とする請求項１に記載のバンパーステイ取付構造。
【請求項３】
前記リヤサイドメンバは、底部と、該底部の両側部からそれぞれ上方へ延びる一対の側壁とを有して断面が略Ｕ字形状を成しているもので、
該リヤサイドメンバの前記後端部には、前記一対の側壁からそれぞれ車両の左右方向の外側へ延び出す一対の横フランジ、および前記底部から下方へ延び出す下フランジが設けられており、
前記荷重伝達部材の前記フランジは、前記バンパーステイの前記一対の横フランジおよび前記下フランジと前記リヤサイドメンバの前記後端部に設けられた前記一対の横フランジおよび前記下フランジとの間で挟圧される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバンパーステイ取付構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のバンパーステイ取付構造に用いられる荷重伝達部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２４１００（Ｐ２０１２−２２４１００Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０４７１（Ｐ２０１１−９０４７１）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００２４１４９６）豊田鉄工株式会社 (104)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１５７０８３）トヨタ自動車東日本株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００２４１４９６）豊田鉄工株式会社 (104)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１５７０８３）トヨタ自動車東日本株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
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