車体後部構造

【課題】車両に後突が発生したときに、後突時の衝突エネルギーを車体全体に分散させて伝達することを可能にする。
【解決手段】サイドシル１３，１４の中間及び後端部を車幅方向にそれぞれ連結するセンタクロスメンバ２１及びミドルクロスメンバ２２と、サイドシル１３，１４の後端からそれぞれ後方へ延びる左右のリヤフレーム１５，１６と、左右のサイドシル１３，１４間に渡され車室の床を構成するフロアパネル１８と、左右のリヤフレーム１５，１６間にスペアタイヤパン１９とを有する車体後部構造１０において、ミドルクロスメンバ２２に沿ってトーションビーム１７を配置し、このトーションビーム１７の後方にスペアタイヤパン１９に沿って前後方向に延びるセンタフレーム３５，３６の前端を近接させ、トーションビーム１７の前方にセンタクロスメンバ２１へ連結するフロアフレーム（センタトンネル）４５の後端を近接させた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トーションビーム式のリヤサスペンションを有する車両に用いられる車体後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体後部構造として、車両の後突時に衝突エネルギーの伝達を配慮したものが知られている。
この種の車体後部構造は、衝突ストロークを十分に確保し、衝突エネルギーを車体フレームに分散できるように、適宜設計がなされるものであった。
このような、車体後部構造として、スペアタイヤの収納部分に補強フレーム（センタフレーム）を車体前後方向に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の車体後部構造は、一対のサイドシルの後端から車体前後方向にそれぞれ延ばしたリヤフレーム（リヤサイドメンバ）と、これらのリヤフレームの後端を連結する後連結部材と、この後連結部材の前方に配置されるとともに、一対のリヤフレームに架設された後部クロスメンバと、後部クロスメンバと後連結部材とに架設され、下面が前上がりに傾斜するリヤセンタフレームとを備え、スペアタイヤを車体のフロアパネルの下方に配置するとともに、スペアタイヤをリヤセンタフレームの下面に当接して配置したものである。
【０００４】
しかし、特許文献１の車体後部構造では、後面衝突時の入力荷重は、後連結部材から後部クロスメンバへ伝達され、リヤフレームからサイドシルへ伝達されるものの、左右のサイドシル間に設けられ、車室の床を構成するフロアパネルまで荷重を分散させて伝達することはできないという課題があった。
従って、後面衝突時の入力荷重が大きい場合にも耐えうるようにするには、リヤフレームやサイドシルの強度を高めなければならず、車体の軽量化を図ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６２４２６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、車両に後突が発生したときに、後突時の衝突エネルギーを車体全体に分散させて伝達することができるとともに、車体の変形を防止することができる車体後部構造を提供することを課題とする。
また、後面衝突時の入力荷重が大きい場合にも耐えうる車体後部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、フロアパネルの左右に前後に延在する左右のサイドシルと、これらのサイドシルの中間及び後端部を車幅方向にそれぞれ連結するセンタクロスメンバ及びミドルクロスメンバと、左右のサイドシルの後端からそれぞれ後方へ延びる左右のリヤフレームと、左右のサイドシル間に渡され車室の床を構成するフロアパネルと、左右のリヤフレーム間にスペアタイヤパンとを有する車体後部構造において、ミドルクロスメンバに沿ってトーションビームを配置し、このトーションビームの後方にスペアタイヤパンに沿って前後方向に延びるセンタフレームの前端を近接させ、トーションビームの前方にセンタクロスメンバへ連結するフロアフレームの後端を近接させたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、トーションビームが、少なくとも一方が開放された開断面であって、この開断面の開口部にトーションビームの強度を増加する断面つぶれ防止部材を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、フロアフレームの後端に第１の係合部材を有し、この第１の係合部材の後端に上方へ延びミドルクロスメンバへ連結する延長部を有し、この延長部はトーションビームの可動範囲すべてに対して係合できることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、センタフレームに、前端にトーションビームに係合する第２の係合部材を有し、トーションビームの可動範囲すべてに対して係合できることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、フロアパネルの左右に前後に延在する左右のサイドシルを設け、これらのサイドシルの中間及び後端部を車幅方向にそれぞれセンタクロスメンバ及びミドルクロスメンバで連結し、左右のサイドシルの後端からそれぞれ後方へ左右のリヤフレームを延ばし、左右のサイドシル間に、車室の床を構成するフロアパネルを渡し、左右のリヤフレーム間にスペアタイヤパンを配置する。
ミドルクロスメンバに沿ってトーションビームを配置し、このトーションビームの後方にスペアタイヤパンに沿って前後方向に延びるセンタフレームの前端を近接させ、トーションビームの前方にセンタクロスメンバへ連結するフロアフレームの後端を近接させ、後面衝突時の入力荷重を、左右のサイドシルだけではなくフロアフレームからセンタクロスメンバにも分散する。これにより、サイドシルを軽量化することができる。若しくは、後面衝突時の入力荷重が大きい場合のフロアパネルの変形を防止することができる。
さらに、トーションビームを挟み込んで荷重伝達することができる。従って、トーションビームの耐荷重を超えるような大荷重にも対応できる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、トーションビームが、少なくとも一方が開放された開断面であって、この開断面の開口部にトーションビームの強度を増加する断面つぶれ防止部材を有するので、開放された開口部を断面つぶれ防止部材で塞ぐことができる。これにより、トーションビームの強度を増加するとともに、衝撃で開口部が開いてしまうことを阻止することができる。この結果、荷重伝達効率の向上を図ることができる。
また、トーションビーム自体を強度向上することに伴う乗り心地の悪化や重量増加を最小限に止めることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、フロアフレームの後端に第１の係合部材を有し、この第１の係合部材の後端に上方へ延びミドルクロスメンバへ連結する延長部を有し、この延長部はトーションビームの可動範囲すべてに対して係合できるので、トーションビームが上下に移動した場合にも、フロアフレームからミドルクロスメンバへ荷重伝達が可能となる。この結果、さらなる荷重伝達効率の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、センタフレームの前端にトーションビームに係合する第２の係合部材を有し、トーションビームの可動範囲すべてに対して係合できるので、トーションビームの断面形状に関わらず、第２の係合部材がつぶれて係合する。この結果、トーションビームの断面形状に関わらず、センタフレームからトーションビームに荷重伝達をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る第１実施例の車体後部構造の底部から見た斜視図である。
【図２】図１に示された車体後部構造の要部を示す斜視図である。
【図３】図１に示された車体後部構造の底面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】図１に示された車体後部構造の要部断面図である。
【図７】図１に示された車体後部構造の作用を比較した比較検討図である。
【図８】図１に示された車体後部構造の作用説明図である。
【図９】本発明に係る第２実施例の車体後部構造の要部を示す斜視図である。
【図１０】図９の１０−１０線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図６に示されるように、車体後部構造１０は、車体前後方向に延ばした左右のサイドシル１３，１４と、これらのサイドシル１３，１４の後端から車体後方へ延出した左右のリヤフレーム１５，１６と、これらのリヤフレーム１５，１６の前部１５ａ，１６ａに揺動自在に支持するトーションビーム１７と、左右のサイドシル１３，１４で支持されるフロアパネル１８と、左右のリヤフレーム１５，１６で支持されるスペアタイヤパン１９と、左右のサイドシル１３，１４に渡されフロアパネル１８を支持するセンタクロスメンバ２１と、左右のリヤフレーム１５，１６の前部１５ａ，１６ａに渡されフロアパネル１８の後部及びスペアタイヤパン１９の前部を支持するミドルクロスメンバ２２と、左右のリヤフレーム１５，１６に渡されスペアタイヤパン１９の後部を支持する後部クロスメンバ２３と、左右のリヤフレーム１５，１６にエクステンション２５，２６を介して接合されたリヤバンパビーム２７と、フロアパネル１８の中央に形成され、センタクロスメンバ２１とミドルクロスメンバ２２とに車体前後方向に渡されたフロアフレーム（センタトンネル）４５と、ミドルクロスメンバ２２の後方から後部クロスメンバ２３に延ばされるとともに、スペアタイヤパン１９の底４９の上面４９ａにて車体前後方向に設けられた左右のセンタフレーム３５，３６と、スペアタイヤパン１９の凹部４８に収納されるスペアタイヤ４７とからなる。
【００１８】
センタフレーム３５，３６は、荷重伝達部材である。左右のサイドシル１３，１４は、車体前後方向に直線的に配置される。
左右のリヤフレーム１５，１６は、前部１５ａ，１６ａが車体内方に湾曲形成されるとともに、車体上方に湾曲形成される。また、後部１５ｂ，１６ｂが直線的に形成される。
【００１９】
トーションビーム１７は、リヤサスペンション（不図示）の構成部品であり、平面視で略Ｈ型に形成される。さらに、トーションビーム１７は、一方（前方）が開放された開断面であって、トーションビーム１７の中央部１７ａには、開断面の開口部１７ｂにトーションビーム１７の強度を増加する断面つぶれ防止部材３７を有する。
【００２０】
断面つぶれ防止部材３７は、トーションビーム１７の中央部１７ａのみに設けるようにしたので、トーションビーム１７の重量増加を最小限に止めることができる。
【００２１】
フロアパネル１８は、車体１１の前部にフロントフロア２８が形成され、車体１１の中央部分にセンタフロア２９が形成され、車体１１の後部にスペアタイヤパン１９が形成される。
【００２２】
フロントフロア２８は、車体中心に且つ車体前後方向にセンタトンネル４５が形成され、このセンタトンネル４５は、前端がセンタクロスメンバ２１に結合され、後端が後述する第１の係合部材４１，４２にそれぞれ結合される。さらに、フロントフロア２８は、トンネルスチフナ４６で補強される。
【００２３】
トンネルスチフナ４６は、スチフナ本体５１と、このスチフナ本体５１に設けられた左右の補強メンバ５２，５３とからなる。
【００２４】
スペアタイヤパン１９は、車体下方に向けて凹状に形成した部材であり、先に述べたように、センタフレーム３５，３６がスペアタイヤパン１９の底４９の上面４９ａに配置され、後述する第２の係合部材４３は、スペアタイヤパン１９の前壁１９ａに配置される。
【００２５】
フロアフレーム（センタトンネル）４５は、それぞれ後端に第１の係合部材４１，４２を有する。第１の係合部材４１，４２は、後端に上方へ延びミドルクロスメンバ２２へ連結する延長部４１ａ，４２ａを有する。
【００２６】
第１の係合部材４１，４２は、後述する第２の係合部材４３に対してトーションビーム１７を挟んで対向配置される。第１の係合部材４１，４２は、衝突荷重でつぶれてトーションビーム１７前方と係合する部材であって、前端がセンタトンネル４５及びトンネルスチフナ４６と結合する。後端形状は車両前後方向にトーションビーム１７が揺動しても適切な隙間を維持できる形状に設定される。車両上下方向に関してはトーションビーム１７が上下に揺動しても後突時に確実に当たるように延長された上下高さに設定されている。すなわち、延長部４１ａ，４２ａは所定の高さを有する。
【００２７】
さらに、第１の係合部材４１，４２の延長部４１ａ，４２ａの先端はミドルクロスメンバ２２の断面と結合されている。
【００２８】
センタフレーム３５，３６は、前方にトーションビーム１７に係合する第２の係合部材４３を備える。第２の係合部材４３は、フロアパネル１８の中央部分が構成されるスペアタイヤパン１９の前壁１９ａ（センタフロア２９の後壁）に設けられる。
センタフレーム３５，３６の後端３５ｂ，３６ｂは、車体幅方向に延ばした後部クロスメンバ２３に結合される。
【００２９】
すなわち、第２の係合部材４３は、センタフレーム３５，３６の前端３５ａ，３６ａ及びスペアタイヤパン１９の前壁１９ａを挟んで配置される。なお、前壁１９ａはセンタフロア２９の後壁でもある。
【００３０】
また、第２の係合部材４３は、衝突荷重でつぶれてトーションビーム１７の後方と係合する部材であって、車両前後方向にトーションビーム１７が揺動しても適切な隙間を維持できる形状に設定される。車両幅方向に関しては図１〜図３のようにセンタフレーム３５，３６間を結合する幅に設定される。また、車両上下方向に関してはトーションビーム１７が上下に揺動しても後突時に確実に当たるように上下高さが設定される。
【００３１】
車体後部構造１０では、フロアパネル１８の左右に前後に延在する左右のサイドシル１３，１４を設け、これらのサイドシル１３，１４の中間及び後端部を車幅方向にそれぞれセンタクロスメンバ２１及びミドルクロスメンバ２２で連結し、左右のサイドシル１３，１４の後端からそれぞれ後方へ左右のリヤフレーム１５，１６を延ばし、左右のサイドシル１３，１４間に、車室の床を構成するフロアパネル１８を渡し、左右のリヤフレーム１５，１６間にスペアタイヤパン１９を配置する。
【００３２】
ミドルクロスメンバ２２に沿ってトーションビーム１７を配置し、このトーションビーム１７の後方にスペアタイヤパン１９に沿って前後方向に延びるセンタフレーム３５，３６の前端３５ａ，３６ａを近接させ、トーションビーム１７の前方にセンタクロスメンバ２１へ連結するフロアフレーム（センタトンネル）４５の後端を近接させ、後面衝突時の入力荷重を、左右のサイドシル１３，１４だけではなくフロアフレーム（センタトンネル）４５からセンタクロスメンバ２１にも分散する。これにより、サイドシル１３，１４を軽量化することができる。若しくは、後面衝突時の入力荷重が大きい場合のフロアパネル１８の変形を防止することができる。
【００３３】
さらに、トーションビーム１７を挟み込んで荷重伝達することができる。従って、トーションビーム１７の耐荷重を超えるような大荷重にも対応可能となる。また、トーションビーム１７自体を強度向上することに伴う乗り心地悪化や重量増加を最小限に止めることができる。
【００３４】
フロアフレーム（センタトンネル）４５は、後端にそれぞれ第１の係合部材４１，４２を有し、この第１の係合部材４１，４２の後端に上方へ延びミドルクロスメンバ２２へ連結する延長部４１ａ，４２ａを有し、これらの延長部４１ａ，４２ａはトーションビーム１７の可動範囲すべてに対して係合できる。従って、トーションビーム１７が上下に移動した場合にも、フロアフレーム（センタトンネル）４５からミドルクロスメンバ２２へ荷重伝達が可能となる。この結果、さらなる荷重伝達効率の向上を図ることができる。
【００３５】
センタフレーム３５，３６は、前端にトーションビーム１７に係合する第２の係合部材４３を有し、トーションビーム１７の可動範囲すべてに対して係合できるので、トーションビーム１７の断面形状に関わらず、第２の係合部材がつぶれて係合する。この結果、トーションビーム１７の断面形状に関わらず、センタフレーム３５，３６からトーションビーム１７に荷重伝達をすることができる。
【００３６】
図７（ａ）には、実施例１の車体後部構造１０のトーションビーム１７の挙動が示され、図７（ｂ），（ｃ）には、比較例の車体後部構造１００のトーションビーム１０１の挙動が示される。
【００３７】
図７（ａ）において、実施例１の車体後部構造１０では、トーションビーム１７は、少なくとも一方が開放された開断面であって、この開断面の開口部１７ｂにトーションビーム１７の強度を増加する断面つぶれ防止部材３７を有する。従って、トーションビーム１７が矢印ａ１，ａ２の如く前方や上方に移動する場合にも、開口部１７ｂが開くことなく第１の係合部材４１，４２の延長部４１ａ，４２ａに当接させることができる。これにより、トーションビーム１７から第１の係合部材４１，４２に円滑に荷重伝達を行うことができる。
【００３８】
また、トーションビーム１７が第１の係合部材４１，４２の延長部４１ａ，４２ａの下方に矢印ａ３の如く移動した場合にも、開放された開口部１７ｂを断面つぶれ防止部材３７で塞いでいるので、開口部１７ｂが延長部４１ａ，４２ａに填り込むことを回避することができる。
【００３９】
図７（ｂ）において、比較例の車体後部構造１００では、トーションビーム１０１の開口部１０１ｂが開放のままであるので、トーションビーム１０１が矢印ｂ１の如く前方に移動した場合には、開口部１０１ｂが開いてしまい、円滑な荷重伝達を行うことはできない。
【００４０】
図７（ｃ）において、比較例の車体後部構造１００では、トーションビーム１０１が矢印ｃ１の如く下方に移動した場合には、開口部１０１ｂが第１の係合部材１０２に填り込むこともある。
【００４１】
すなわち、実施例１の車体後部構造１０では、トーションビーム１７が、少なくとも一方が開放された開断面であって、この開断面の開口部１７ｂにトーションビーム１７の強度を増加する断面つぶれ防止部材３７を有する。従って、開放された開口部１７ｂを断面つぶれ防止部材３７で塞ぐことができる。これにより、トーションビーム１７の強度を増加するとともに、衝撃で開口部１７ｂが開いてしまうことを阻止することができる。この結果、荷重伝達効率の向上を図ることができる。
【００４２】
また、開口部１７ｂにトーションビーム１７の強度を増加する断面つぶれ防止部材３７を有することで、強度が向上するのでジャッキアップポイント等を設定することができる。従って、従来の部品を廃止することにより軽量化することができる。
【００４３】
図８（ａ）に示されるように、第１の係合部材４１，４２（４２は図３参照）の高さをＨ１、第２の係合部材４３の高さをＨ２に設定する。
【００４４】
後突荷重がスペアタイヤ４７からスペアタイヤパン１９の前壁１９ａに、若しくはセンタフレーム３５，３６（３６は図３参照）からスペアタイヤパン１９の前壁１９ａに入力された場合にも、第２の係合部材４３は高さをＨ２に形成されているので、確実にトーションビーム１７からフロントフロア２８側の第１の係合部材４１，４２に荷重伝達され、センタトンネル４５（図４参照）及びトンネルスチフナ４６を介してセンタクロスメンバ２１に荷重伝達することができる。
【００４５】
図８（ｂ）に示されたように、車体１１の後方から矢印ｄ１の如く後突荷重が入力されると、スペアタイヤパン１９及びセンタフレーム３５，３６（３６は図３参照）に伝達されるとともに、スペアタイヤ４７に荷重が伝達される。スペアタイヤパン１９から第２の係合部材４３に矢印ｄ２の如く荷重が伝達されるとともに、センタフレーム３５，３６から第２の係合部材４３に矢印ｄ３の如く荷重が伝達される。
【００４６】
この荷重は、トーションビーム１７を介して第１の係合部材４１，４２（４２は図３参照）に矢印ｄ４の如く荷重が伝達され、第１の係合部材４１，４２からセンタトンネル４５（図４参照）及びトンネルスチフナ４６に矢印ｄ５の如く荷重が伝達され、センタトンネル４５及びトンネルスチフナ４６からセンタクロスメンバ２１に矢印ｄ６の如く荷重が伝達される。
【実施例２】
【００４７】
図９及び図１０に示されるように、第２実施例の車体後部構造６０では、第１の係合部材４１，４２に臨むトーションビーム１７の開口部１７ｂにおける当該部位に断面つぶれ防止部材６７，６７（一方不図示）を有する。
【００４８】
断面つぶれ防止部材６７は、開口部１７ｂからトーションビーム１７内にはめ込まれ、取付ねじ（若しくはクリップ）６８，６８で固定される。断面つぶれ防止部材６７は、複数のリブ６９が形成され内部は空洞化される。また、断面つぶれ防止部材６７は、樹脂にて形成されている。すなわち、断面つぶれ防止部材６７は、トーションビーム１７の断面内にはめ込まれた樹脂スぺーサである。
この結果、断面つぶれ防止部材６７の軽量化を図ることができる。
【００４９】
尚、本発明に係る車体後部構造１０は、図５に示すように、第２の係合部材４３は、フロアパネル１８の中央部分が構成されるスペアタイヤパン１９の前壁１９ａ（センタフロア２９の後壁）に設けられたが、これに限るものではなく、センタフレーム３５，３６の前端３５ａ，３６ａに設けられるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る車体後部構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…車体後部構造、１３，１４…左右のサイドシル、１５，１６…左右のリヤフレーム、１７…トーションビーム、１７ｂ…開口部、１８…フロアパネル、１９…スペアタイヤパン、２１…センタクロスメンバ、２２…ミドルクロスメンバ、３５，３６…センタフレーム、３７…断面つぶれ防止部材、４５…フロアフレーム（センタトンネル）。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネルの左右に前後に延在する左右のサイドシルと、
これらのサイドシルの中間及び後端部を車幅方向にそれぞれ連結するセンタクロスメンバ及びミドルクロスメンバと、
前記左右のサイドシルの後端からそれぞれ後方へ延びる左右のリヤフレームと、
左右のサイドシル間に渡され車室の床を構成するフロアパネルと、
左右のリヤフレーム間にスペアタイヤパンとを有する車体後部構造において、
前記ミドルクロスメンバに沿ってトーションビームを配置し、
このトーションビームの後方に前記スペアタイヤパンに沿って前後方向に延びるセンタフレームの前端を近接させ、
前記トーションビームの前方にセンタクロスメンバへ連結するフロアフレームの後端を近接させたことを特徴とする車体後部構造。
【請求項２】
前記トーションビームは、少なくとも一方が開放された開断面であって、この開断面の開口部にトーションビームの強度を増加する断面つぶれ防止部材を有することを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。
【請求項３】
前記フロアフレームは、後端に第１の係合部材を有し、この第１の係合部材の後端に上方へ延び前記ミドルクロスメンバへ連結する延長部を有し、この延長部は前記トーションビームの可動範囲すべてに対して係合できることを特徴とする請求項１記載の車体後部構造。
【請求項４】
前記センタフレームは、前方にトーションビームに係合する第２の係合部材を有し、前記トーションビームの可動範囲すべてに対して係合できることを特徴とする請求項３記載の車体後部構造。

【図１】