(57)【要約】【課題】車両後部において、バンパリインフォースメントにおけるクラッシュボックスと重複しない部位に衝突の荷重が入力された場合に、クラッシュボックスへの荷重伝達を効率的に行う。【解決手段】車両の後部の両サイドにはクラッシュボックス１６が設けられている。クラッシュボックス１６の後面には、車両の幅方向に延びるバンパリインフォースメント１８が接続されている。バンパリインフォースメント１８は、クラッシュボックス１６の後面の後壁１６ｂと重なる部位においてクラッシュボックス１６の側に突出する前面４２ｄを備える。また、後壁１６ｂの下端よりも下側において車両後方に突出する第１後面４２ｂを備える。これにより凹凸形状部が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後部の両サイドに設けられたクラッシュボックスと、
前記車両の幅方向に延び、両端付近が各サイドの前記クラッシュボックスの後面に接続されたバンパリインフォースメントと、
を備え、
前記バンパリインフォースメントは、前記クラッシュボックスの前記後面と重なる部位において当該クラッシュボックスの側に突出し、前記後面の下端よりも下側において車両後方に突出する凹凸形状部を含む、ことを特徴とする車両後部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンパリインフォースメントとクラッシュボックスを含む車両後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の後部には、通常、対象物との衝突に備えて、バンパリインフォースメント及びクラッシュボックスが設けられている。
【０００３】
図４には、一般的なバンパリインフォースメント３００の断面構造を示した。図中の座標系におけるＦ軸は車両前方向、Ｕ軸は上方向、Ｒ軸は搭乗者の右手方向を示している（他の図でも同様）。バンパリインフォースメント３００は、典型的には、鋼板などの２枚の金属板を折り曲げ加工し、組み合わせることで形成されている。具体的には、バンパリインフォースメント３００は、コの字型断面に形成された内側部材３０２と、同じくコの字型に形成された外側部材３０４とを嵌合し、溶接等により結合することで形成されている。これにより、バンパリインフォースメント３００は、断面の全周が部材で囲まれた閉じ断面を備えるため、比較的剛性が高められる。そして、例えば、車両中央側で衝突が起きた場合にも、サイド付近にまで荷重を伝達し、クラッシュボックスに荷重入力することが可能となっている。
【０００４】
車両では、例えば車高が高いような場合、クラッシュボックスとバンパリインフォースメントとの位置関係の調整が必要となることがある。下記特許文献１には、車両後部において、クラッシュボックスの後方に、クラッシュボックスに比べて上下方向に大きく形成されたバンパリインフォースメントを設ける態様が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２０８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の態様では、例えば、バンパリインフォースメントにおけるクラッシュボックスの下端よりも下側の部位で衝突が起きた場合、パンパリインフォースメントは、クラッシュボックスの下面に潜り込むように変形してしまうことが考えられる。この状況では、バンパリインフォースメントからクラッシュボックスへ、荷重伝達を効率的に行うことができない。
【０００７】
本発明の目的は、バンパリインフォースメントにおけるクラッシュボックスと重複しない部位に入力された衝突荷重を、効率的にクラッシュボックスに伝達することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる車両後部構造は、車両の後部の両サイドに設けられたクラッシュボックスと、前記車両の幅方向に延び、両端付近が各サイドの前記クラッシュボックスの後面に接続されたバンパリインフォースメントと、を備え、前記バンパリインフォースメントは、前記クラッシュボックスの前記後面と重なる部位において当該クラッシュボックスの側に突出し、前記後面の下端よりも下側において車両後方に突出する凹凸形状部を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クラッシュボックスの下端よりも下側にまでバンパリインフォースメントが延びている場合に、その部位に対する衝突が生じても、クラッシュボックスに対する衝突荷重の伝達が効率的に行われることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる車両後部構造の概略的な上面図である。
【図２】図１のＡＡ面における車両後部構造の概略的な端面図である。
【図３】図１のＢＢ面における車両後部構造の概略的な端面図である。
【図４】従来技術にかかるバンパリインフォースメントの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態を例示するものであり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。
【００１２】
図１は、実施形態にかかる車両後部構造１０の概略を示す上面図である。この車両では、車幅方向の両側に構造部材であるサイドメンバ１２が配置されている。ここで構造部材とは、車両の重量、加減速、衝突などに伴う荷重の伝達を主として担う部材をいうものとする。構造部材は、例えば鋼板などの金属板によって形成されており、その断面形状は典型的にはハット形断面形状あるいは角筒のように全周を部材で囲われた閉じ断面形状に形成されている。サイドメンバ１２は、車両後部においては、図示を省略した後輪１４との干渉を避けるように、後輪１４の内側を通って最後部付近にまで至っている。
【００１３】
サイドメンバ１２の後面には、クラッシュボックス１６が溶接などによって結合されている。クラッシュボックス１６は、通常、鋼板などの金属板を用いて形成されており、ある程度の荷重を受けた場合に塑性変形を起こす。これにより、クラッシュボックス１６は、車両後部における衝突（後突という場合がある）の際に衝突エネルギを吸収する。したがって、クラッシュボックス１６は衝突から車体本体（車体のうち衝撃保護部材を除いたものをいう）を保護するための車体保護部材と言うことができる。
【００１４】
クラッシュボックス１６の後面には、バンパリインフォースメント１８が配置されている。バンパリインフォースメント１８は、車体本体の後面を車幅方向に渡って衝突から保護する車体保護部材である。バンパリインフォースメント１８は、鋼板などの金属板を加工して、車幅方向に延びる形状に形成されている。バンパリインフォースメント１８の車幅方向の両端付近は、各サイドのクラッシュボックス１６の後面に溶接等によって結合されている。バンパリインフォースメント１８は、車幅方向に関してほぼ直線的な形状に形成されているが、車幅方向の両端付近は若干車両前方方向に曲がっている。
【００１５】
バンパリインフォースメント１８の両端付近では、サイドメンバ１２の延長線上に突出部材２０が取り付けられている。突出部材２０は、車両の後部のサイド付近における衝突時に車体本体を保護する車体保護部材である。突出部材２０は、鋼板などの金属板を加工して形成されており、バンパリインフォースメント１８に溶接等により固定されている。突出部材２０は、バンパリインフォースメント１８の両端付近が車両前方に曲がっていることを埋め合わせるように、車両後方に突出している。すなわち、突出部材２０は、バンパリインフォースメント１８の中心付近（ここはバンパリインフォースメント１８における最後部である）と同程度にまで、車両の後方に突出している。突出部材２０を設置したことにより、車両の中央側からサイド付近を含む範囲で、車両の幅方向に平行な対象物との後突が発生した場合に、バンパリインフォースメント１８と突出部材２０とがほぼ同時に対象物と接触する。このため、衝突荷重を速やかにクラッシュボックス１６に伝達させることが可能となっている。
【００１６】
後輪１４の付近には、両サイドメンバ１２を接続する構造部材であるクロスメンバ２２が設けられている。クロスメンバ２２は、車室の後部座席のバックシート（背もたれ）の下部付近に位置している。クロスメンバ２２の後部には、車室空間と床下の車外空間を隔てるリアフロアパン２４が溶接等により接続されている。リアフロアパン２４は、鋼板などの金属板をプレスして形成された部材であり、両サイドはサイドメンバ１２の上面に溶接等により取り付けられている。リアフロアパン２４は、サイドメンバ１２の上面の高さに位置する周辺部２４ａと、周辺部２４ａよりも一段低く形成されたスペアタイヤ搭載スペース２４ｂを備えている。スペアタイヤ搭載スペース２４ｂには、スペアタイヤ２６が搭載されている。スペアタイヤ２６は、ゴムでできた円環状のタイヤ２６ａと、その内側にあるホイール２６ｂとを備えている。スペアタイヤ２６は、ホイール２６ｂの中心に挿入された取付部材２８によって固定されている。
【００１７】
図１では、車両後部構造１０におけるバンパリインフォースメント１８の後方（これは車両自体の後方である）の中央に、衝突の対象物であるバリア１００が図示されている。バリア１００は、外周側にある比較的薄い突起１００ａと、中心側にある厚みをもった本体１００ｂとを備えている。図１に示した例では、バリア１００は、バンパリインフォースメント１８の後面の中央付近に、ある程度の速度で接近しており、間もなく後突が発生する状態にある。バリア１００との衝突に関しては、次に、図２を参照して後述する。なお、図１には、オフセット衝突（車両の中心からサイド側にずれた衝突）が生じた場合のバリア２００も二点鎖線で示している。バリア２００の衝突に関しては、図３を参照して後述する。
【００１８】
図２は、図１のＡＡ面における車両後部構造１０の概略的な端面図である。上述の通り、車両後部構造１０では、スペアタイヤ２６の図示は省略しており、リアフロアパン２４のスペアタイヤ搭載スペース２４ｂが図示されている。そして、リアフロアパン２４の後面には、車室空間と後方の車外空間とを隔てるロアバックパネル３２が設けられている。ロアバックパネル３２における下部３２ａは、一枚の金属板で形成されているが、上部３２ｂは２枚の金属板によって、下部３２ａよりも後方に膨らんでいる。
【００１９】
ロアバックパネル３２の下部３２ａの後方には、特段なにも設けられていない隙間空間を挟んで、バンパリインフォースメント１８が配置されている。バンパリインフォースメント１８は、２枚の金属板によって作られている。１枚は、コの字断面をもつ内側部材４０である。内側部材４０は、上下方向のほぼ垂直に配置された主面４０ｂと、主面４０ｂの上側及び下側において車両前方に向けて曲げられた上面４０ｃ及び下面４０ａとによってコの字に形成されている。この形状は、車幅方向にわたってほぼ一様である。
【００２０】
バンパリインフォースメント１８を構成するもう一枚の金属板は、略Ｍ字形状（ただしＭ字を時計回りに９０度回転させた方向に配置されている）に形成された外側部材４２である。具体的には、外側部材４２は、下面４２ａ、第１後面４２ｂ、第１中間面４２ｃ、前面４２ｄ、第２中間面４２ｅ、第２後面４２ｆ、及び上面４２ｇからなる。下面４２ａ、第１中間面４２ｃ、第２中間面４２ｅ及び上面４２ｇは、比較的水平に近い面である。第１後面４２ｂは、下面４２ａと第１中間面４２ｃとの間にあって、車両後方に突出したほぼ垂直に拡がる面である。前面４２ｄは、第１中間面４２ｃと第２中間面４２ｅとの間にあって、車両前方側に相対的に突出したほぼ垂直に拡がる面である。また、第２後面４２ｆは、第２中間面４２ｅと上面４２ｇとの間にあって、車両後方に突出したほぼ垂直に拡がる面である。
【００２１】
バンパリインフォースメント１８は、外側部材４２と内側部材４０とが重ねられて形成されている。具体的には、内側部材４０の下面４０ａと外側部材４２の下面４２ａとが重ねられて溶接等により結合され、内側部材４０の上面４０ｃと外側部材４２の上面４２ｇとが重ねられて溶接等により結合されている。また、内側部材４０の主面４０ｂの中央付近は、外側部材４２の前面４２ｄと溶接等により結合されている。これにより、バンパリインフォースメント１８は、車両前方側に内側部材４０が位置し、車両後方側に外側部材４２が位置した二重構造に形成される。この二重構造を断面で見た場合、第１後面４２ｂを含む閉じ断面形状と、第２後面４２ｆを含む閉じ断面形状の二つを備えており、図４に示したバンパリインフォースメント３００のように、コの字形状からなる内側部材３０２と外側部材３０４によって形成した場合（この場合には大きな一つの閉じ断面形状が形成されるにすぎない）に比べて、剛性が高められている。また、車両後方側からみた場合、バンパリインフォースメント１８は、外側部材４２の第１後面４２ｂと第２後面４２ｆが後方側に突出し、その間で前面４２ｄが車両前方側に凹むことで、全体として凹凸形状部が形成されている。
【００２２】
バンパリインフォースメント１８は、車幅方向の全長にわたって、同様の断面構造を有している。このため、凹凸形状部も車幅方向に長く延びている。なお、バンパリインフォースメント１８の内部（すなわち、内側部材４０と外側部材４２の間）には、フィン（例えば内側部材４０に取り付けられ、外側部材４２に向かう、あるいは外側部材４２と接触する板状の部材）を適当な間隔で設けるなど、補強部材を用いて両者の間に形成される空間の一部または全部を埋めることにより、強度を高めるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、図１に示したバリア１００が車両後方から追突する場合について説明する。バリア１００は、車両形状を模して作られており、車両側に飛び出た突起１００ａは、バリア１００における仮想的なバンパに相当する。このため、車両後部構造１０におけるバンパリインフォースメント１８とバリア１００の突起とは、典型的には同じ高さに位置して、突起１００ａがバンパリインフォースメント１８に全面的に衝突する。しかし、図２に示した態様では、車両後部構造１０の車高を高く設定しているため、突起１００ａは、バンパリインフォースメント１８の下半分程度に衝突しようとしている。
【００２４】
この状態で、突起１００ａがバンパリインフォースメント１８に衝突した場合、バンパリインフォースメント１８では、外側部材４２の第１後面４２ｂによる突出形状部分にのみ接触し、この部位に大きな荷重を与え、それに隣接した下面４２ａ及び第１中間面４２ｃにも大きな荷重が伝達される。このため、衝突部位では、弾性変形の範囲では荷重に抗しきれず、塑性変形を起こして潰れていくことになる。
【００２５】
他方で、荷重の一部は、バンパリインフォースメント１８全体に伝達されていく。まず、下面４２ａへの荷重は、下面４２ａが溶接された内側部材４０の下面４０ａに伝達される。また、第１中間面４２ｃへの荷重は、第１中間面４２ｃに隣接する前面４２ｄや、前面４２ｄが溶接された内側部材４０の主面４０ｂにも伝達される。これにより、内側部材４０においても、衝突部位の背後部分を中心に大きな荷重が作用する。ただし、外側部材４２と内側部材４０は、それぞれが一枚の金属板を折り曲げて形成されており、これらの荷重は、バンパリインフォースメント１８の上部にも伝達される他、車幅方向にも伝達されることになる。
【００２６】
バンパリインフォースメント１８は、二つの閉じ断面形状を備えた剛性の高い部材であるために、比較的塑性変形が起こりにくい。また、図２に示した面では、バンパリインフォースメント１８の背後には、隙間空間が拡がっている。したがって、衝突がある程度小規模（バリア１００の衝突速度が遅い場合、あるいはバリア１００の重量が小さい場合など）である場合はもちろん、衝突がある程度大規模な場合であっても、バンパリインフォースメント１８に生じる塑性変形が比較的小さくなる。そして、車両本体であるロアバックパネル３２にバンパリインフォースメント１８が接触する事態が回避される。
【００２７】
バンパリインフォースメント１８からは、図１に示した両サイドのクラッシュボックス１６にも荷重が伝達される。そして、クラッシュボックス１６では、塑性変形を起こすことで衝突エネルギを吸収する。また、一部の荷重は、構造部材であるサイドメンバ１２に伝達されることで、車両全体を前方に加速させることになる。これにより、車両本体の損傷が回避される。
【００２８】
続いて、図３を参照して、オフセット衝突の場合について説明する。図３は、図１のＢＢ面における車両後部構造１０の概略的な端面図である。
【００２９】
図３には、サイドメンバ１２が含まれている。サイドメンバ１２の後端には、フランジ（サイドメンバ１２の本体の周囲に拡がるつば）を備えたガゼット１２ａが溶接等により結合されている。クラッシュボックス１６は、このガゼット１２ａに溶接等により結合されている。具体的には、クラッシュボックス１６は、車両前面側に備えたフランジ１６ａを、ガゼット１２ａに溶接等により結合することで、サイドメンバ１２の後方に取り付けられる。また、クラッシュボックス１６の後部は、後壁１６ｂによって閉じられている。
【００３０】
クラッシュボックス１６の後部には、バンパリインフォースメント１８が取り付けられている。バンパリインフォースメント１８の形状は、図２を参照して上述した通りである。バンパリインフォースメント１８は、クラッシュボックスの後部に取り付けられている。具体的には、バンパリインフォースメント１８の内側部材４０の上面４０ｃが、クラッシュボックス１６の上面後端付近に溶接等により結合されている。また、クラッシュボックス１６の下面後端付近でも、バンパリインフォースメント１８は適宜溶接等により結合される。
【００３１】
バンパリインフォースメント１８は、図３に示すように、クラッシュボックス１６に比べて上下方向に長い。そして、バンパリインフォースメント１８の上端とクラッシュボックス１６の上端がほぼ一致した位置に取り付けられたことから、バンパリインフォースメント１８は、クラッシュボックス１６の下端よりも（図２の例では１．４倍ほど）下側にまで延びている。これは、上述の通り、車両後部構造１０においては、通常の車両に比べて車高を若干高くしていることに起因する。すなわち、車高に対応してサイドメンバ１２及びクラッシュボックス１６の位置が高くなる一方で、バンパリインフォースメント１８は他の車両との後突に対応できる高さに設けたためである。
【００３２】
図３に示した付近では、バンパリインフォースメント１８の後部には、突出部材２０が取り付けられている。突出部材２０は、バンパリインフォースメント１８の内側部材４０と同様に、断面がコの字に形成されている。具体的には、下面２０ａと、ほぼ垂直な主面２０ｂと、上面２０ｃを含んでいる。突出部材２０は、外側部材４２を後方から包み込むようにして、外側部材４２に嵌合されている。そして、突出部材の下面２０ａは、外側部材４２の下面４２ａに溶接され、突出部材２０の上面２０ｃは外側部材４２の上面４２ｇに溶接されて固定されている。
【００３３】
続いて、バリア２００が車両後部構造１０に後突する状況について説明する。バリア２００の形状は図２に示したバリア１００と同様である。このため、バリア２００におけるバンパを模した突起２００ａは、突出部材２０における下部付近、そして、バンパリインフォースメント１８における下部付近に衝突しようとしている。
【００３４】
図３に示した面では、衝突時には、最初にバリア２００は突出部材２０の主面２０ｂと接触し、荷重を伝達する。突出部材２０では、適宜塑性変形をして衝突エネルギを吸収するとともに、下面２０ａ及び上面２０ｃを通じて、荷重をバンパリインフォースメント１８に伝達する。突出部材２０における下部においてのみ生じたため、バンパリインフォースメント１８には、突出部材２０の下面２０ａを通じて外側部材４２の下面４２ａに大きな荷重が伝達される。さらに、突出部材２０が塑性変形して潰れた後には、バリア２００からの大きな荷重は、バンパリインフォースメント１８の外側部材の第１後面４２ｂに加わることになる。
【００３５】
バンパリインフォースメント１８では、第１後面４２ｂに荷重が加わった場合、その一部を第１中間面４２ｃに伝え、さらに第１中間面４２ｃから前面４２ｄを通じて、内側部材４０の主面４０ｂに伝達する。前面４２ｄが主面４０ｂと溶接されている位置は、クラッシュボックス１６の下端よりも上側である。すなわち、前面４２ｄは、クラッシュボックス１６と水平面でみて重複した位置関係にある（同じ水平面内にある）。したがって、
この荷重は、クラッシュボックス１６を前後方向に圧縮し、想定した形状に塑性変形するように作用する。
【００３６】
他方、第１後面４２ｂに入力された荷重の一部は、下面４２ａを通じてバンパリインフォースメント１８の下端付近にも入力される。この荷重は、バンパリインフォースメント１８を図３に示した面内で右回りに回転させるようなモーメントを与える。しかし、荷重の一部は、上述の通り、第１中間面４２ｃを通じてクラッシュボックス１６に伝達されており、下面４２ａを通じて伝達される荷重は比較的小さい。また、バンパリインフォースメント１８の下部が、外側部材４２の下面４２ａ、第１後面４２ｂ、第１中間面４２ｃ及び内側部材４０の主面４０ｂからなるコンパクトな閉じ断面に形成されていることから、バンパリインフォースメント１８がモーメントによって回転変形される量は小さい。したがって、バンパリインフォースメント１８の下端付近に入力された荷重は、クラッシュボックス１６の下端付近に伝達され、クラッシュボックス１６によって吸収されることになる。
【００３７】
これに対し、仮に、図４に示したバンパリインフォースメント３００を、バンパリインフォースメント１８に代えて採用した場合には、クラッシュボックス１６へ適切に荷重を伝達することが難しくなる。すなわち、バンパリインフォースメント３００は、バリア２００から入力される荷重によるモーメントに抗すことができず、クラッシュボックス１６の下端側に折り曲げられてしまう。
【００３８】
以上に示したように、本実施形態にかかる車両後部構造１０では、凹凸形状部を備えたバンパリインフォースメント１８を採用し、凹の部分をクラッシュボックス１６と水平面で重複した位置に配置したことで、後突に対する車両本体の保護性能を高めることができた。特に、車高が高く、クラッシュボックス１６の下端よりも下側にまでバンパリインフォースメント１８が延びた車両において、この延長部分にのみバリア２００が衝突した場合においても、荷重をクラッシュボックス１６に効率的に伝達することが可能となっている。
【００３９】
以上の説明では、バンパリインフォースメント１８では、外側部材４２における前面４２ｄを内側部材４０の主面４０ｂに溶接等により結合させるものとした。これにより、後突時に変形が生じても前面４２ｄは内側部材４０の主面４０ｂを滑ることなく、特定の位置に荷重を伝達し続けることが可能となる。しかし、外側部材４２に適当な強度があれば、両者を結合させない場合でも、また、両者を接触させず距離をおいた場合（前面４２ｄが車両前方に突出する量を若干小さくした場合）でも、同様の効果を得られる可能性がある。
【００４０】
また、以上の説明では、バンパリインフォースメント１８の車幅方向の端部付近において、その後方に突出部材２０を取り付けるものとした。突出部材２０は、車両のサイド付近の衝突荷重をなるべく早いタイミングでクラッシュボックス１６に伝達する上で効果がある。しかし、突出部材２０を取り付けない場合であっても、バンパリインフォースメント１８からクラッシュボックス１６には効率的に衝突荷重を伝達することが可能である。
【００４１】
さらに、以上の説明においては、クラッシュボックス１６の後部には後壁１６ｂを設けるものとした。しかし、後壁１６ｂを設けない場合であっても、バンパリインフォースメント１８の内側部材４０が後壁１６ｂと同様の役割を果たし、バンパリインフォースメント１８からの荷重をクラッシュボックス１６に効率的に伝達可能となる余地がある。
【符号の説明】
【００４２】
１０  車両後部構造、１２  サイドメンバ、１２ａ  ガゼット、１４  後輪、１６  クラッシュボックス、１６ａ  フランジ、１６ｂ  後壁、１８  バンパリインフォースメント、２０  突出部材、２０ａ  下面、２０ｂ  主面、２０ｃ  上面、２２  クロスメンバ、２４  リアフロアパン、２４ａ  周辺部、２４ｂ  スペアタイヤ搭載スペース、２６  スペアタイヤ、２６ａ  タイヤ、２６ｂ  ホイール、２８  取付部材、３２  ロアバックパネル、３２ａ  下部、３２ｂ  上部、４０  内側部材、４０ａ  下面、４０ｂ  主面、４０ｃ  上面、４２  外側部材、４２ａ  下面、４２ｂ  第１後面、４２ｃ  第１中間面、４２ｄ  前面、４２ｅ  第２中間面、４２ｆ  第２後面、４２ｇ  上面、１００  バリア、１００ａ  突起、１００ｂ  本体、２００  バリア、２００ａ  突起、３００  バンパリインフォースメント、３０２  内側部材、３０４  外側部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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