車両の車体構造
【課題】 衝突荷重を分散し、車体の変形を低減する。
【解決手段】 アーム回転軸４８によって車体に回転可能に支持されたリヤサスペンション４４のサスペンションアーム４４Ａの後部下方には、ショックアブソーバ５４の前方側端部５４Ａが軸５６によって回転可能に軸支されている。ショックアブソーバ５４は車体前後方向に対して後方が上方へ傾斜した状態で取付けられており、後方側端部５４Ｂはリヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａに取付けらている。また、リヤバンパリインフォースメント１２とリヤサイドメンバ１８との間に取付けられているバンパアーム１４の前後方向中間部には圧縮変形する脆弱部４０が形成されている。
【解決手段】 アーム回転軸４８によって車体に回転可能に支持されたリヤサスペンション４４のサスペンションアーム４４Ａの後部下方には、ショックアブソーバ５４の前方側端部５４Ａが軸５６によって回転可能に軸支されている。ショックアブソーバ５４は車体前後方向に対して後方が上方へ傾斜した状態で取付けられており、後方側端部５４Ｂはリヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａに取付けらている。また、リヤバンパリインフォースメント１２とリヤサイドメンバ１８との間に取付けられているバンパアーム１４の前後方向中間部には圧縮変形する脆弱部４０が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体前後方向に沿って延びるサイドメンバを有する自動車等の車両の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体前後方向に沿って延びるサイドメンバを有する自動車等の車両の車体構造においては、リヤサイドメンバ（リヤサイドフレームともいう）の湾曲部とスペアタイヤパンとをリインフォースメントによって連結した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の車両の車体構造では、リヤバンパリインフォースメントからリヤサイドメンバに入力される車両後突時の荷重の一部をリインフォースメントによってスペアタイヤパンへ分散している。
【特許文献１】実公平６−２８３８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の車両の車体構造では、車両後突時にリインフォースメントを介してスペアタイヤパンへ伝達された荷重がスペアタイヤパンに集中することによって、スペアタイヤパンが変形することが考えられる。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる車両の車体構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明における車両の車体構造は、車体前後方向に沿って延びるサイドメンバと、車体前後方向内側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたサスペンションアームと、前記サイドメンバの車体前後方向外方に設けられたバンパリインフォースメントと、車体前後方向内側下部から車体前後方向外側上部に向かって傾斜して配置され、下方側端部が前記サスペンションアームの車体前後方向外側に連結されると共に上方側端部が前記バンパリインフォースメントに連結された連結部材と、前記連結部材の上方側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
バンパリインフォースメントに車体前後方向外側から衝突荷重が作用し、衝撃吸収手段が圧縮変形して衝突エネルギを吸収する。また、バンパリインフォースメントからサイドメンバに荷重が伝達される際に、荷重の一部が連結部材に伝達される。この結果、バンパリインフォースメントに連結された連結部材の上方側端部が車体前後方内側へ移動し、連結部材が連結されたサスペンションアームが、車体前後方向内側を中心に下方へ回転しようとする。このため、路面からの反力によって、バンパリインフォースメントが上方へ押し上げられ、サイドメンバは水平方向から車体前後方向外側部が上方へ移動し傾斜する。即ち、サイドメンバに車体前後方向へ作用する衝突荷重が、車体を上方へ浮かせる荷重と、サイドメンバの軸方向に作用する荷重とに分散吸収される。この結果、サイドメンバの軸方向に作用する荷重が低減されサイドメンバの変形を防止する。
【０００７】
なお、車体前後方向の２つの部位について、車体前後方向中央に近い部位を車体前後方向内側（内方）と記載し、車体前後方向中央から遠い部位を車体前後方向外側（外方）と記載する。
【０００８】
請求項２記載の本発明における車両の車体構造は、車体前後方向に沿って延びるリヤサイドメンバと、車体前部側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたリヤサスペンションアームと、前記リヤサイドメンバの後方に設けられたリヤバンパリインフォースメントと、車体前方下部から車体後方上部に向かって傾斜して配置され、前部が前記リヤサスペンションアームの後部側に連結されると共に後部が前記リヤバンパリインフォースメントに連結された連結部材と、前記連結部材の後方上側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
リヤバンパリインフォースメントに車体後方から衝突荷重が作用し、衝撃吸収手段が圧縮変形して衝突エネルギを吸収する。また、リヤバンパリインフォースメントからリヤサイドメンバに荷重が伝達される際に、荷重の一部が連結部材に伝達される。この結果、リヤバンパリインフォースメントに連結された連結部材の後部が車体前方へ移動し、連結部材の前部が連結されたリヤサスペンションアームが、車体前部側を中心に下方に回転しようとする。このため、路面からの反力によって、リヤバンパリインフォースメントが上方へ押し上げられ、リヤサイドメンバは水平方向から後部が上方へ移動し傾斜する。即ち、リヤサイドメンバに車体後方から車体前方へ向って作用する衝突荷重が、車体を上方へ浮かせる荷重と、リヤサイドメンバの軸方向に作用する荷重とに分散吸収される。この結果、リヤサイドメンバの軸方向に作用する荷重が低減されリヤサイドメンバの変形を防止する。
【００１０】
請求項３記載の本発明は請求項１、２の何れか１項に記載の車両の車体構造において、前記連結部材がショックアブソーバであることを特徴とする。
【００１１】
請求項１、２の何れか１項に記載の内容に加えて、ショックアブソーバの軸方向に作用する荷重の運動エネルギーをショックアブソーバの減衰力によって熱エネルギーに変換する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本発明における車両の車体構造は、上記の構成とすることで、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる。
【００１３】
請求項２記載の本発明における車両の車体構造は、上記の構成とすることで、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる。
【００１４】
請求項３記載の本発明は請求項１、２の何れか１項に記載の車両の車体構造において、連結部材がショックアブソーバであるため、ショックアブソーバによって荷重の運動エネルギーを吸収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明における車両の車体構造の第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００１６】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１７】
図１に示される如く、自動車の車体１０における後端下部に車幅方向に沿ってリヤバンパのリヤバンパリインフォースメント１２が取付けられており、リヤバンパリインフォースメント１２の車幅方向から見た断面形状は矩形枠形が上下２段に一体的に連結された形状とされている。なお、リヤバンパリインフォースメント１２以外のバンパカバー等のバンパ部品は図示を省略している。
【００１８】
図４に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の車幅方向両端部の車体前方側には、衝撃吸収手段としての左右一対のバンパアーム１４が取付けられている。これらのバンパアーム１４は、バックパネル１６を挟んでリヤサイドメンバ１８の後端部に取付けられており、バンパアーム１４は、リヤバンパリインフォースメント１２とリヤサイドメンバ１８との間に取付けられている。
【００１９】
なお、リヤサイドメンバ１８の後部１８Ａは、車体前後方向に沿って略水平に配設されており、リヤサイドメンバ１８の車体後方側の延長線上にリヤリヤバンパリインフォースメント１２が取付けられている。
【００２０】
図５に示される如く、リヤサイドメンバ１８は、リヤサイドメンバ１８の下部を構成するリヤサイドメンバアンダ１９と、リヤサイドメンバ１８の上部を構成するリヤサイドメンバアッパ２１とで構成されている。リヤサイドメンバアンダ１９の車体前後方向から見た断面形状は、開口部を車体上方へ向けたコ字状とされており、車幅方向内側側壁部１９Ａの上端部には車幅方向内側へ屈曲されたフランジ１９Ｂが形成されている。一方、リヤサイドメンバアッパ２１の車体前後方向から見た断面は、略水平とされた基部２１Ａの車幅方向外側端部に上方へ向って屈曲したフランジ２１Ｂを備えたＬ字状とされている。
【００２１】
リヤサイドメンバアッパ２１のフランジ２１Ｂの車幅方向外側面にはリヤサイドメンバアンダ１９の車幅方向外側側壁部１９Ｃの上端部１９Ｄが溶着されており、リヤサイドメンバアッパ２１における基部２１Ａの車幅方向内側端部２１Ｃの下面には、リヤサイドメンバアンダ１９のフランジ１９Ｂが溶着されている。従って、リヤサイドメンバ１８は車体前後方向に沿って延びるリヤサイドメンバ閉断面２３を備えている。
【００２２】
図６に示される如く、バンパアーム１４は、上壁部１４Ａ、下壁部１４Ｂ、左右の側壁部１４Ｃ及び後壁部１４Ｈを備えた箱形状となっている。また、左右の側壁部１４Ｃの前端には、互いに離間する方向へ向ってフランジ１４Ｄが形成されている。これらのフランジ１４Ｄの上下には図示を省略した貫通孔が形成されている。
【００２３】
また、バックパネル１６におけるバンパアーム１４のフランジ１４Ｄとバックパネル１６には、それぞれ車体後方側からボルト３４が貫通され、これらのボルト３４は、バックパネル１６の前面に固定されたナット３６に螺合して、バンパアーム１４のフランジ１４Ｄとバックパネル１６とが固定されている。
【００２４】
また、バンパアーム１４の上壁部１４Ａの前端には、車体上方へ向ってフランジ１４Ｅが形成されており、このフランジ１４Ｅはバックパネル１６の後面１６Ａに当接している。なお、図示を省略したがバンパアーム１４の下壁部１４Ｂの前端には、車体下方へ向ってフランジが形成されており、このフランジもバックパネル１６の後面１６Ａに当接している。
【００２５】
従って、バンパアーム１４は、ボルト３４とナット３６を外すことによって取外し可能に締結されている。
【００２６】
バンパアーム１４の上壁部１４Ａの車幅方向両端部には車体下方へ向かってフランジ１４Ｆが形成されており、これらのフランジ１４Ｆは、両側壁部１４Ｃの上端縁部の外側面に溶着されている。また、バンパアーム１４の下壁部１４Ｂの車幅方向両端部には車体上方へ向かってフランジ１４Ｇが形成されており、これらのフランジ１４Ｇは、両側壁部１４Ｃの下端縁部の外側面に溶着されている。
【００２７】
バンパアーム１４の前後方向中間部には、脆弱部４０が形成されている。脆弱部４０はバンパアーム１４の上壁部１４Ａの車幅方向両端部から、左右の側壁部１４Ｃを通り下壁部１４Ｂの車幅方向両端部に達している。具体的には、この脆弱部４０は上壁部１４Ａ、下壁部１４Ｂの両側部及び左右の側壁部１４Ｃに形成した凹屈曲部により構成されている。
【００２８】
また、脆弱部４０の平面視形状（車体上下方向から見た形状）は三角形状の凹部であって、バンパアーム１４の内側に向って凹陥している。また、脆弱部４０の前後方向の幅Ｗは、上方から下方へ向って連続的に広くなっている。
【００２９】
従って、バンパアーム１４に車体前後方向から所定値以上の圧縮荷重が作用した場合には、バンパアーム１４が図１に示す通常状態から、図２に示される如く、脆弱部４０を起点にして軸圧縮変形するようになっている。
【００３０】
図１に示される如く、リヤサイドメンバ１８の下方には、トーションビーム式のリヤサスペンション４４が取付けられており、リヤサスペンション４４はリヤタイヤ４６を支持している。また、リヤサスペンション４４のサスペンションアーム４４Ａは、車幅方向に沿って延びるアーム回転軸４８を中心に上下方向（図１の矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向）へ回転可能に車体１０のリヤサスペンション取付部、例えば、リヤサイドメンバ１８に固定したサブフレーム（図示省略）に取付けられている。
【００３１】
なお、アーム回転軸４８は、サスペンションアーム４４Ａに固定されたサスペンションブシュ４９を貫通しており、サスペンションブシュ４９は、外筒４９Ａと内筒４９Ｂとの間にゴム材４９Ｃを充填した構成となっている。
【００３２】
サスペンションアーム４４Ａの後部には、アブソーバブラケット５０が固定されており、アブソーバブラケット５０の後端下部５０Ａには、連結部材としてのショックアブソーバ５４の前方側端部５４Ａが、車幅方向に沿って配設された軸５６によって回転可能に軸支されている。
【００３３】
リヤサスペンション４４の回転中心となるアーム回転軸４８の地上高Ｈ１は、ショックアブソーバ５４のサスペンション側回転中心となる軸５６の地上高Ｈ２以上となっている。また、ショックアブソーバ５４は車体前後方向に対して前方が下方で後方が上方となった傾斜状態で取付けられており、ショックアブソーバ５４の前方下側への延長線より、高い位置にアーム回転軸４８が設けらている。
【００３４】
なお、ショックアブソーバ５４は、シリンダ５４Ｃとロッド５４Ｄとが軸方向（伸縮方向）へ相対移動することで、内部の流体抵抗等により軸方向の振動を吸収するようになっている。
【００３５】
図３に示される如く、ショックアブソーバ５４の後方側端部５４Ｂは、サスペンションブシュ５８を介してリヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａに取付けらている。
【００３６】
図１、４、６に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａは、リヤバンパリインフォースメント１２を車体後方下側から凹陥して形成されており、サスペンションブシュ５８の両端部５８Ｃを接合する取付面１２Ｂは、ショックアブソーバ５４の軸線方向に沿った傾斜面となっている。
【００３７】
図３に示される如く、サスペンションブシュ５８は、外筒５８Ａと内筒５８Ｂとの間にゴム材を充填した構成となっており、軸方向を車幅方向にして取付けられている。また、内筒５８Ｂの両端部５８Ｃは板状とされ、両端部５８Ｃと取付部１２Ａにはそれぞれボルト６０が車体後方側から貫通されている。
【００３８】
図１に示される如く、ボルト６０は取付部１２Ａにおける取付面１２Ｂの裏面に取付けたナット６１に螺合しており、サスペンションブシュ５８の両端部５８Ｃは、ボルト６０とナット６１とによってリヤバンパリインフォースメント１２の取付面１２Ｂに締結されている。
【００３９】
図３に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａの上部には、ボルト２８が車体後方側から貫通されている。図６に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａの貫通孔に車体後方側から貫通されたボルト２８は、バンパアーム１４の後壁部１４Ｈの前面に固定されたナット３０に螺合しており、リヤバンパリインフォースメント１２は、左右一対のバンパアーム１４にボルト２８とナット３０とによって取外し可能に締結されている。
【００４０】
図４に示される如く、サスペンションアーム４４Ａのアブソーバブラケット５０の車体前方側近傍には、皿形状のスプリングシート６４が固定されている。また、スプリングシート６４の上方のリヤサイドメンバ１８にはスプリング受部６６が取付けられており、スプリング受部６６とスプリングシート６４の底部６４Ａとの間には、スプリング６８が支持されている。
【００４１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４２】
本実施形態では、車両後突時の初期にリヤバンパリインフォースメント１２に車体後方から車体前方へ向う荷重（図１の矢印Ｆ１）が作用すると、バンパアーム１４を介して荷重Ｆ１の一部（図１の矢印Ｆ２）がリヤサイドメンバ１８に伝達されると共に、荷重Ｆ１の他の一部（図１の矢印Ｆ３）がショックアブソーバ５４を介してリヤサスペンション４４のサスペンションアーム４４Ａに固定されたアブソーバブラケット５０に伝達される。
【００４３】
また、車両後突時の初期にリヤバンパリインフォースメント１２からバンパアーム１４に所定値以上の圧縮荷重が作用すると、バンパアーム１４が図１に示す通常状態から脆弱部４０を起点にして図２に示される如く軸圧縮変形して、衝突エネルギの一部を吸収する。
【００４４】
この結果、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａに連結されたショックアブソーバ５４の後方側端部５４Ｂが車体前方（図２の矢印Ｃ方向）へ移動する。この時、ショックアブソーバ５４の前方側端部５４Ａが連結されたサスペンションアーム４４Ａが、前方のアーム回転軸４８を中心に下方向（図２の矢印Ｂ方向）に回転しようとする。このため、リヤタイヤ４６が受ける路面Ｓからの反力Ｆ４によって、リヤバンパリインフォースメント１２が上方（図２の矢印Ｄ方向）へ押し上げられることによって衝突エネルギの他の一部を吸収する。
【００４５】
従って、リヤサイドメンバ１８は図１に示す水平方向から図２に示すように後部が上方へ移動し、前後方向に対して傾斜する。即ち、図２に示される如く、リヤサイドメンバ１８に対して車体後方から車体前方へ向って作用する荷重Ｆ２が、車体を上方へ浮かせる荷重Ｆ５と、リヤサイドメンバ１８の軸方向に沿って車体斜め前側下方へ向って作用する荷重Ｆ６とに分散される。
【００４６】
よって、車両後突時にリヤサイドメンバ１８に作用する軸方向の荷重Ｆ６を低減でき、リヤサイドメンバ１８の変形を防止できる。この結果、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる。また、圧縮変形したバンパアーム１４のみの交換で修理可能となるため、修理に要する費用を低減できる。
【００４７】
また、本実施形態では、図２に示される如く、バンパアーム１４が圧縮変形した後、ショックアブソーバ５４が軸方向の圧縮を開始する。この結果、ショックアブソーバ５４によって荷重Ｆ３の運動エネルギーをショックアブソーバ５４の減衰力（液体の流通抵抗）によって熱エネルギーに変換し、吸収できる。
【００４８】
また、本実施形態では、連結部材としてショックアブソーバ５４を使用するため、別途連結部材を設ける必要が無い。
【００４９】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、衝撃吸収手段を脆弱部４０を形成したバンパアーム１４としたが、バンパアーム１４に代えて、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａとリヤサイドメンバ１８との間となるリヤバンパリインフォースメント１２の部位等に脆弱部を形成し衝撃吸収手段としても良い。また、脆弱部４０の前後方向の幅Ｗは、上方から下方へ向って一定としても良い。更に、脆弱部４０は、平面視で三角形状の凹部に限定されず、切欠部、薄肉部等の他の構成としても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、連結部材としてショックアブソーバ５４を使用したが、連結部材はショックアブソーバ５４に限定されず、軸方向に伸縮しない棒材でも良い。
【００５１】
また、本発明における車両の車体構造が適用可能なリヤサスペンションは、トーションビーム式のリヤサスペンション４４に限定されない。このため、本発明における車両の車体構造は、図７に示される第２実施形態のようにフルトレーリングアーム７０Ａを有するフルトレーリングアーム式サスペンション７０、図８に示される第３実施形態のようにセミトレーリングアーム７２Ａを有するセミトレーリングアーム式サスペンション７２、図９に示される第４実施形態のようにトレーリングアーム７４Ａとウィシュボーンアーム７４Ｂとを有するトレーリングウィシュボーン式サスペンション７４、図１０に示される第５実施形態のようにロアアーム７６Ａとストラット式ショックアブソーバ（図示省略）とを有するストラット式サスペンション７６、図１１に示される第６実施形態のようにアッパアーム７８Ａとロアアーム７８Ｂとを有するダブルウィッシュボーン式サスペンション７８、図１２に示される第７実施形態のように複数のリンク８０Ａを有するマルチリンク式サスペンション８０であっても良い。
【００５２】
また、本発明における車両の車体構造は、フロントバンパリインフォースメント、フロントタイヤ、フロントサスペンション、フロントサイドメンバを有する車体前部の車体構造にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造の車両後突状態を示す図１に対応する側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体後方から見た正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体斜め後方内側から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体斜め前方外側から見た斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 車体
１２ リヤバンパリインフォースメント
１４ バンパアーム（衝撃吸収手段）
１６ バックパネル
１８ リヤサイドメンバ
２３ リヤサイドメンバ閉断面
４０ 脆弱部
４４ リヤサスペンション
４４Ａ サスペンションアーム
４６ リヤタイヤ
４８ アーム回転軸
５４ ショックアブソーバ（連結部材）
５６ 軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体前後方向に沿って延びるサイドメンバを有する自動車等の車両の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体前後方向に沿って延びるサイドメンバを有する自動車等の車両の車体構造においては、リヤサイドメンバ（リヤサイドフレームともいう）の湾曲部とスペアタイヤパンとをリインフォースメントによって連結した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の車両の車体構造では、リヤバンパリインフォースメントからリヤサイドメンバに入力される車両後突時の荷重の一部をリインフォースメントによってスペアタイヤパンへ分散している。
【特許文献１】実公平６−２８３８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の車両の車体構造では、車両後突時にリインフォースメントを介してスペアタイヤパンへ伝達された荷重がスペアタイヤパンに集中することによって、スペアタイヤパンが変形することが考えられる。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる車両の車体構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明における車両の車体構造は、車体前後方向に沿って延びるサイドメンバと、車体前後方向内側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたサスペンションアームと、前記サイドメンバの車体前後方向外方に設けられたバンパリインフォースメントと、車体前後方向内側下部から車体前後方向外側上部に向かって傾斜して配置され、下方側端部が前記サスペンションアームの車体前後方向外側に連結されると共に上方側端部が前記バンパリインフォースメントに連結された連結部材と、前記連結部材の上方側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
バンパリインフォースメントに車体前後方向外側から衝突荷重が作用し、衝撃吸収手段が圧縮変形して衝突エネルギを吸収する。また、バンパリインフォースメントからサイドメンバに荷重が伝達される際に、荷重の一部が連結部材に伝達される。この結果、バンパリインフォースメントに連結された連結部材の上方側端部が車体前後方内側へ移動し、連結部材が連結されたサスペンションアームが、車体前後方向内側を中心に下方へ回転しようとする。このため、路面からの反力によって、バンパリインフォースメントが上方へ押し上げられ、サイドメンバは水平方向から車体前後方向外側部が上方へ移動し傾斜する。即ち、サイドメンバに車体前後方向へ作用する衝突荷重が、車体を上方へ浮かせる荷重と、サイドメンバの軸方向に作用する荷重とに分散吸収される。この結果、サイドメンバの軸方向に作用する荷重が低減されサイドメンバの変形を防止する。
【０００７】
なお、車体前後方向の２つの部位について、車体前後方向中央に近い部位を車体前後方向内側（内方）と記載し、車体前後方向中央から遠い部位を車体前後方向外側（外方）と記載する。
【０００８】
請求項２記載の本発明における車両の車体構造は、車体前後方向に沿って延びるリヤサイドメンバと、車体前部側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたリヤサスペンションアームと、前記リヤサイドメンバの後方に設けられたリヤバンパリインフォースメントと、車体前方下部から車体後方上部に向かって傾斜して配置され、前部が前記リヤサスペンションアームの後部側に連結されると共に後部が前記リヤバンパリインフォースメントに連結された連結部材と、前記連結部材の後方上側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
リヤバンパリインフォースメントに車体後方から衝突荷重が作用し、衝撃吸収手段が圧縮変形して衝突エネルギを吸収する。また、リヤバンパリインフォースメントからリヤサイドメンバに荷重が伝達される際に、荷重の一部が連結部材に伝達される。この結果、リヤバンパリインフォースメントに連結された連結部材の後部が車体前方へ移動し、連結部材の前部が連結されたリヤサスペンションアームが、車体前部側を中心に下方に回転しようとする。このため、路面からの反力によって、リヤバンパリインフォースメントが上方へ押し上げられ、リヤサイドメンバは水平方向から後部が上方へ移動し傾斜する。即ち、リヤサイドメンバに車体後方から車体前方へ向って作用する衝突荷重が、車体を上方へ浮かせる荷重と、リヤサイドメンバの軸方向に作用する荷重とに分散吸収される。この結果、リヤサイドメンバの軸方向に作用する荷重が低減されリヤサイドメンバの変形を防止する。
【００１０】
請求項３記載の本発明は請求項１、２の何れか１項に記載の車両の車体構造において、前記連結部材がショックアブソーバであることを特徴とする。
【００１１】
請求項１、２の何れか１項に記載の内容に加えて、ショックアブソーバの軸方向に作用する荷重の運動エネルギーをショックアブソーバの減衰力によって熱エネルギーに変換する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本発明における車両の車体構造は、上記の構成とすることで、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる。
【００１３】
請求項２記載の本発明における車両の車体構造は、上記の構成とすることで、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる。
【００１４】
請求項３記載の本発明は請求項１、２の何れか１項に記載の車両の車体構造において、連結部材がショックアブソーバであるため、ショックアブソーバによって荷重の運動エネルギーを吸収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明における車両の車体構造の第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００１６】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１７】
図１に示される如く、自動車の車体１０における後端下部に車幅方向に沿ってリヤバンパのリヤバンパリインフォースメント１２が取付けられており、リヤバンパリインフォースメント１２の車幅方向から見た断面形状は矩形枠形が上下２段に一体的に連結された形状とされている。なお、リヤバンパリインフォースメント１２以外のバンパカバー等のバンパ部品は図示を省略している。
【００１８】
図４に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の車幅方向両端部の車体前方側には、衝撃吸収手段としての左右一対のバンパアーム１４が取付けられている。これらのバンパアーム１４は、バックパネル１６を挟んでリヤサイドメンバ１８の後端部に取付けられており、バンパアーム１４は、リヤバンパリインフォースメント１２とリヤサイドメンバ１８との間に取付けられている。
【００１９】
なお、リヤサイドメンバ１８の後部１８Ａは、車体前後方向に沿って略水平に配設されており、リヤサイドメンバ１８の車体後方側の延長線上にリヤリヤバンパリインフォースメント１２が取付けられている。
【００２０】
図５に示される如く、リヤサイドメンバ１８は、リヤサイドメンバ１８の下部を構成するリヤサイドメンバアンダ１９と、リヤサイドメンバ１８の上部を構成するリヤサイドメンバアッパ２１とで構成されている。リヤサイドメンバアンダ１９の車体前後方向から見た断面形状は、開口部を車体上方へ向けたコ字状とされており、車幅方向内側側壁部１９Ａの上端部には車幅方向内側へ屈曲されたフランジ１９Ｂが形成されている。一方、リヤサイドメンバアッパ２１の車体前後方向から見た断面は、略水平とされた基部２１Ａの車幅方向外側端部に上方へ向って屈曲したフランジ２１Ｂを備えたＬ字状とされている。
【００２１】
リヤサイドメンバアッパ２１のフランジ２１Ｂの車幅方向外側面にはリヤサイドメンバアンダ１９の車幅方向外側側壁部１９Ｃの上端部１９Ｄが溶着されており、リヤサイドメンバアッパ２１における基部２１Ａの車幅方向内側端部２１Ｃの下面には、リヤサイドメンバアンダ１９のフランジ１９Ｂが溶着されている。従って、リヤサイドメンバ１８は車体前後方向に沿って延びるリヤサイドメンバ閉断面２３を備えている。
【００２２】
図６に示される如く、バンパアーム１４は、上壁部１４Ａ、下壁部１４Ｂ、左右の側壁部１４Ｃ及び後壁部１４Ｈを備えた箱形状となっている。また、左右の側壁部１４Ｃの前端には、互いに離間する方向へ向ってフランジ１４Ｄが形成されている。これらのフランジ１４Ｄの上下には図示を省略した貫通孔が形成されている。
【００２３】
また、バックパネル１６におけるバンパアーム１４のフランジ１４Ｄとバックパネル１６には、それぞれ車体後方側からボルト３４が貫通され、これらのボルト３４は、バックパネル１６の前面に固定されたナット３６に螺合して、バンパアーム１４のフランジ１４Ｄとバックパネル１６とが固定されている。
【００２４】
また、バンパアーム１４の上壁部１４Ａの前端には、車体上方へ向ってフランジ１４Ｅが形成されており、このフランジ１４Ｅはバックパネル１６の後面１６Ａに当接している。なお、図示を省略したがバンパアーム１４の下壁部１４Ｂの前端には、車体下方へ向ってフランジが形成されており、このフランジもバックパネル１６の後面１６Ａに当接している。
【００２５】
従って、バンパアーム１４は、ボルト３４とナット３６を外すことによって取外し可能に締結されている。
【００２６】
バンパアーム１４の上壁部１４Ａの車幅方向両端部には車体下方へ向かってフランジ１４Ｆが形成されており、これらのフランジ１４Ｆは、両側壁部１４Ｃの上端縁部の外側面に溶着されている。また、バンパアーム１４の下壁部１４Ｂの車幅方向両端部には車体上方へ向かってフランジ１４Ｇが形成されており、これらのフランジ１４Ｇは、両側壁部１４Ｃの下端縁部の外側面に溶着されている。
【００２７】
バンパアーム１４の前後方向中間部には、脆弱部４０が形成されている。脆弱部４０はバンパアーム１４の上壁部１４Ａの車幅方向両端部から、左右の側壁部１４Ｃを通り下壁部１４Ｂの車幅方向両端部に達している。具体的には、この脆弱部４０は上壁部１４Ａ、下壁部１４Ｂの両側部及び左右の側壁部１４Ｃに形成した凹屈曲部により構成されている。
【００２８】
また、脆弱部４０の平面視形状（車体上下方向から見た形状）は三角形状の凹部であって、バンパアーム１４の内側に向って凹陥している。また、脆弱部４０の前後方向の幅Ｗは、上方から下方へ向って連続的に広くなっている。
【００２９】
従って、バンパアーム１４に車体前後方向から所定値以上の圧縮荷重が作用した場合には、バンパアーム１４が図１に示す通常状態から、図２に示される如く、脆弱部４０を起点にして軸圧縮変形するようになっている。
【００３０】
図１に示される如く、リヤサイドメンバ１８の下方には、トーションビーム式のリヤサスペンション４４が取付けられており、リヤサスペンション４４はリヤタイヤ４６を支持している。また、リヤサスペンション４４のサスペンションアーム４４Ａは、車幅方向に沿って延びるアーム回転軸４８を中心に上下方向（図１の矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向）へ回転可能に車体１０のリヤサスペンション取付部、例えば、リヤサイドメンバ１８に固定したサブフレーム（図示省略）に取付けられている。
【００３１】
なお、アーム回転軸４８は、サスペンションアーム４４Ａに固定されたサスペンションブシュ４９を貫通しており、サスペンションブシュ４９は、外筒４９Ａと内筒４９Ｂとの間にゴム材４９Ｃを充填した構成となっている。
【００３２】
サスペンションアーム４４Ａの後部には、アブソーバブラケット５０が固定されており、アブソーバブラケット５０の後端下部５０Ａには、連結部材としてのショックアブソーバ５４の前方側端部５４Ａが、車幅方向に沿って配設された軸５６によって回転可能に軸支されている。
【００３３】
リヤサスペンション４４の回転中心となるアーム回転軸４８の地上高Ｈ１は、ショックアブソーバ５４のサスペンション側回転中心となる軸５６の地上高Ｈ２以上となっている。また、ショックアブソーバ５４は車体前後方向に対して前方が下方で後方が上方となった傾斜状態で取付けられており、ショックアブソーバ５４の前方下側への延長線より、高い位置にアーム回転軸４８が設けらている。
【００３４】
なお、ショックアブソーバ５４は、シリンダ５４Ｃとロッド５４Ｄとが軸方向（伸縮方向）へ相対移動することで、内部の流体抵抗等により軸方向の振動を吸収するようになっている。
【００３５】
図３に示される如く、ショックアブソーバ５４の後方側端部５４Ｂは、サスペンションブシュ５８を介してリヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａに取付けらている。
【００３６】
図１、４、６に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａは、リヤバンパリインフォースメント１２を車体後方下側から凹陥して形成されており、サスペンションブシュ５８の両端部５８Ｃを接合する取付面１２Ｂは、ショックアブソーバ５４の軸線方向に沿った傾斜面となっている。
【００３７】
図３に示される如く、サスペンションブシュ５８は、外筒５８Ａと内筒５８Ｂとの間にゴム材を充填した構成となっており、軸方向を車幅方向にして取付けられている。また、内筒５８Ｂの両端部５８Ｃは板状とされ、両端部５８Ｃと取付部１２Ａにはそれぞれボルト６０が車体後方側から貫通されている。
【００３８】
図１に示される如く、ボルト６０は取付部１２Ａにおける取付面１２Ｂの裏面に取付けたナット６１に螺合しており、サスペンションブシュ５８の両端部５８Ｃは、ボルト６０とナット６１とによってリヤバンパリインフォースメント１２の取付面１２Ｂに締結されている。
【００３９】
図３に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａの上部には、ボルト２８が車体後方側から貫通されている。図６に示される如く、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａの貫通孔に車体後方側から貫通されたボルト２８は、バンパアーム１４の後壁部１４Ｈの前面に固定されたナット３０に螺合しており、リヤバンパリインフォースメント１２は、左右一対のバンパアーム１４にボルト２８とナット３０とによって取外し可能に締結されている。
【００４０】
図４に示される如く、サスペンションアーム４４Ａのアブソーバブラケット５０の車体前方側近傍には、皿形状のスプリングシート６４が固定されている。また、スプリングシート６４の上方のリヤサイドメンバ１８にはスプリング受部６６が取付けられており、スプリング受部６６とスプリングシート６４の底部６４Ａとの間には、スプリング６８が支持されている。
【００４１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４２】
本実施形態では、車両後突時の初期にリヤバンパリインフォースメント１２に車体後方から車体前方へ向う荷重（図１の矢印Ｆ１）が作用すると、バンパアーム１４を介して荷重Ｆ１の一部（図１の矢印Ｆ２）がリヤサイドメンバ１８に伝達されると共に、荷重Ｆ１の他の一部（図１の矢印Ｆ３）がショックアブソーバ５４を介してリヤサスペンション４４のサスペンションアーム４４Ａに固定されたアブソーバブラケット５０に伝達される。
【００４３】
また、車両後突時の初期にリヤバンパリインフォースメント１２からバンパアーム１４に所定値以上の圧縮荷重が作用すると、バンパアーム１４が図１に示す通常状態から脆弱部４０を起点にして図２に示される如く軸圧縮変形して、衝突エネルギの一部を吸収する。
【００４４】
この結果、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａに連結されたショックアブソーバ５４の後方側端部５４Ｂが車体前方（図２の矢印Ｃ方向）へ移動する。この時、ショックアブソーバ５４の前方側端部５４Ａが連結されたサスペンションアーム４４Ａが、前方のアーム回転軸４８を中心に下方向（図２の矢印Ｂ方向）に回転しようとする。このため、リヤタイヤ４６が受ける路面Ｓからの反力Ｆ４によって、リヤバンパリインフォースメント１２が上方（図２の矢印Ｄ方向）へ押し上げられることによって衝突エネルギの他の一部を吸収する。
【００４５】
従って、リヤサイドメンバ１８は図１に示す水平方向から図２に示すように後部が上方へ移動し、前後方向に対して傾斜する。即ち、図２に示される如く、リヤサイドメンバ１８に対して車体後方から車体前方へ向って作用する荷重Ｆ２が、車体を上方へ浮かせる荷重Ｆ５と、リヤサイドメンバ１８の軸方向に沿って車体斜め前側下方へ向って作用する荷重Ｆ６とに分散される。
【００４６】
よって、車両後突時にリヤサイドメンバ１８に作用する軸方向の荷重Ｆ６を低減でき、リヤサイドメンバ１８の変形を防止できる。この結果、衝突荷重を分散し、車体の変形を低減できる。また、圧縮変形したバンパアーム１４のみの交換で修理可能となるため、修理に要する費用を低減できる。
【００４７】
また、本実施形態では、図２に示される如く、バンパアーム１４が圧縮変形した後、ショックアブソーバ５４が軸方向の圧縮を開始する。この結果、ショックアブソーバ５４によって荷重Ｆ３の運動エネルギーをショックアブソーバ５４の減衰力（液体の流通抵抗）によって熱エネルギーに変換し、吸収できる。
【００４８】
また、本実施形態では、連結部材としてショックアブソーバ５４を使用するため、別途連結部材を設ける必要が無い。
【００４９】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、衝撃吸収手段を脆弱部４０を形成したバンパアーム１４としたが、バンパアーム１４に代えて、リヤバンパリインフォースメント１２の取付部１２Ａとリヤサイドメンバ１８との間となるリヤバンパリインフォースメント１２の部位等に脆弱部を形成し衝撃吸収手段としても良い。また、脆弱部４０の前後方向の幅Ｗは、上方から下方へ向って一定としても良い。更に、脆弱部４０は、平面視で三角形状の凹部に限定されず、切欠部、薄肉部等の他の構成としても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、連結部材としてショックアブソーバ５４を使用したが、連結部材はショックアブソーバ５４に限定されず、軸方向に伸縮しない棒材でも良い。
【００５１】
また、本発明における車両の車体構造が適用可能なリヤサスペンションは、トーションビーム式のリヤサスペンション４４に限定されない。このため、本発明における車両の車体構造は、図７に示される第２実施形態のようにフルトレーリングアーム７０Ａを有するフルトレーリングアーム式サスペンション７０、図８に示される第３実施形態のようにセミトレーリングアーム７２Ａを有するセミトレーリングアーム式サスペンション７２、図９に示される第４実施形態のようにトレーリングアーム７４Ａとウィシュボーンアーム７４Ｂとを有するトレーリングウィシュボーン式サスペンション７４、図１０に示される第５実施形態のようにロアアーム７６Ａとストラット式ショックアブソーバ（図示省略）とを有するストラット式サスペンション７６、図１１に示される第６実施形態のようにアッパアーム７８Ａとロアアーム７８Ｂとを有するダブルウィッシュボーン式サスペンション７８、図１２に示される第７実施形態のように複数のリンク８０Ａを有するマルチリンク式サスペンション８０であっても良い。
【００５２】
また、本発明における車両の車体構造は、フロントバンパリインフォースメント、フロントタイヤ、フロントサスペンション、フロントサイドメンバを有する車体前部の車体構造にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造の車両後突状態を示す図１に対応する側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体後方から見た正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体斜め後方内側から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体斜め前方外側から見た斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る車両の車体構造を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る車両の車体構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 車体
１２ リヤバンパリインフォースメント
１４ バンパアーム（衝撃吸収手段）
１６ バックパネル
１８ リヤサイドメンバ
２３ リヤサイドメンバ閉断面
４０ 脆弱部
４４ リヤサスペンション
４４Ａ サスペンションアーム
４６ リヤタイヤ
４８ アーム回転軸
５４ ショックアブソーバ（連結部材）
５６ 軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に沿って延びるサイドメンバと、
車体前後方向内側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたサスペンションアームと、
前記サイドメンバの車体前後方向外方に設けられたバンパリインフォースメントと、
車体前後方向内側下部から車体前後方向外側上部に向かって傾斜して配置され、下方側端部が前記サスペンションアームの車体前後方向外側に連結されると共に上方側端部が前記バンパリインフォースメントに連結された連結部材と、
前記連結部材の上方側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、
を有することを特徴とする車両の車体構造。
【請求項２】
車体前後方向に沿って延びるリヤサイドメンバと、
車体前部側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたリヤサスペンションアームと、
前記リヤサイドメンバの後方に設けられたリヤバンパリインフォースメントと、
車体前方下部から車体後方上部に向かって傾斜して配置され、前部が前記リヤサスペンションアームの後部側に連結されると共に後部が前記リヤバンパリインフォースメントに連結された連結部材と、
前記連結部材の後方上側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、
を有することを特徴とする車両の車体構造。
【請求項３】
前記連結部材がショックアブソーバであることを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載の車両の車体構造。
【請求項１】
車体前後方向に沿って延びるサイドメンバと、
車体前後方向内側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたサスペンションアームと、
前記サイドメンバの車体前後方向外方に設けられたバンパリインフォースメントと、
車体前後方向内側下部から車体前後方向外側上部に向かって傾斜して配置され、下方側端部が前記サスペンションアームの車体前後方向外側に連結されると共に上方側端部が前記バンパリインフォースメントに連結された連結部材と、
前記連結部材の上方側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、
を有することを特徴とする車両の車体構造。
【請求項２】
車体前後方向に沿って延びるリヤサイドメンバと、
車体前部側の回転中心に上下方向に回転可能に支持されたリヤサスペンションアームと、
前記リヤサイドメンバの後方に設けられたリヤバンパリインフォースメントと、
車体前方下部から車体後方上部に向かって傾斜して配置され、前部が前記リヤサスペンションアームの後部側に連結されると共に後部が前記リヤバンパリインフォースメントに連結された連結部材と、
前記連結部材の後方上側連結部と前記サイドメンバとの間に取付けられ、所定値以上の圧縮荷重により圧縮変形する衝撃吸収手段と、
を有することを特徴とする車両の車体構造。
【請求項３】
前記連結部材がショックアブソーバであることを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載の車両の車体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−８８９９９（Ｐ２００６−８８９９９Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８０６４８（Ｐ２００４−２８０６４８）
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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