(57)【要約】【課題】  屈曲部への曲げモーメントによる入力を軽減することで補強部位を少なくして車体軽量化を図ることができ、周辺部品の配置自由度を高めることができる車体フレーム構造を提供する。【解決手段】  屈曲部１１を備えたリヤサイドフレーム５の後端がリヤエンドパネル８に結合される車体フレーム構造において、リヤサイドフレーム５の後端部７であって、該一後端側から見て前記屈曲部１１が屈曲する方向とは反対側のリヤフロア４上壁に、リヤサイドフレーム５の後端側への衝撃入力があった際にリヤサイドフレーム５の後端側の変形を抑制するガセット１８を設けると共に、該ガセット１８の配置位置に対応するリヤサイドフレーム５の断面内に隔壁２５を設けた。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲部を備えたフレーム部材の一端が他部材に結合される車体フレーム構造において、フレーム部材の一端側であって、該一端側から見て前記屈曲部が屈曲する方向とは反対側の壁部に、フレーム部材の一端側への衝撃入力があった際にフレーム部材の一端側の変形を抑制する変形抑制部材を設けると共に、該フレーム部材の変形抑制部材の配置位置に対応するフレーム部材の断面内に隔壁を設けたことを特徴とする車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変形モードを制御して屈曲部への入力荷重を低減できる車体フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体フレームの中には入力荷重に対してこれを座屈方向で受けるものがある。車体フレームを曲げ方向で変形させる曲げモードと座屈方向で変形させる座屈モードとを比較すると座屈モードの方がエネルギーを効果的に吸収できるからである。
例えば、車体後部開口部にバックドアを備えたワゴン型車両において、車体後部の両側部に前後方向に亘ってリヤフロアとの間に閉断面構造部を形成するリヤサイドフレームが設けられ、このリヤサイドフレームはリヤバンパからの入力荷重に対して座屈方向に入力荷重を受けるようになっている。このようなリヤサイドフレームは後端部が車体後壁を構成するリヤエンドパネルに連結され、このリヤエンドパネルとリヤサイドフレームの後端との間にこれらに跨るようにしてガセットを取り付けたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記リヤフロアはミドルフロアやフロントフロアよりも高い位置にあり、かつリヤサスペンションの配置スペースを確保するために、前記リヤサイドフレームには前側から後側に高くするように屈曲部を形成する必要がある。つまり、リヤサイドフレームはその性質上前後に直線的な形状とすることができないのである。
ところが、このようにリヤサイドフレームに屈曲部を形成すると、リヤサイドフレームの後端部に作用する荷重を、前記屈曲部の位置で前記屈曲部に沿う方向の成分とこれに交差する方向の成分とに分けた場合に、前記屈曲部に交差する方向の成分が比較的大きくなる。
【０００４】
したがって、リヤサイドフレームの後端部を座屈変形させてエネルギー吸収特性上有利な座屈モードでエネルギー吸収しようとすると、前記屈曲部に交差する方向の成分による曲げ変形が生じないように、この部分を補強する必要があり車体重量の増加を招くという問題がある。
【０００５】
また、前記リヤサイドフレームの前端部と後端部との高さ方向の差分（キックアップ量）を少なくすれば、前記屈曲部に交差する方向の成分を小さくできるが、このようにするとリヤフロアの配置やリヤサスペンションの配置に制約が生ずるという問題がある。
そこで、この発明は屈曲部への曲げモーメントによる入力を軽減することで補強部位を少なくして車体軽量化を図ることができ、周辺部品の配置自由度を高めることができる車体フレーム構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、屈曲部（例えば、実施形態における屈曲部１１）を備えたフレーム部材（例えば、実施形態におけるリヤサイドフレーム５）の一端が他部材（例えば、実施形態におけるリヤエンドパネル８）に結合される車体フレーム構造において、フレーム部材の一端側（例えば、実施形態における後端部７）であって、該一端側から見て前記屈曲部が屈曲する方向とは反対側の壁部（例えば、実施形態におけるリヤフロア４）に、フレーム部材の一端側への衝撃入力があった際にフレーム部材の一端側の変形を抑制する変形抑制部材（例えば、実施形態におけるガセット１８）を設けると共に、該フレーム部材の変形抑制部材の配置位置に対応するフレーム部材の断面内に隔壁（例えば、実施形態における隔壁２５）を設けたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成することで、フレーム部材の一端に入力荷重が作用すると、この入力荷重は変形抑制部材の取り付けられている側の壁部の座屈を阻止するが、これとは反対側の壁部を座屈変形させる。これにより隔壁の近傍にこの部位を前記屈曲部が屈曲する側と反対側、つまり前記変形抑制部材が取り付けられている壁部に向かって押し上げるモーメントが発生し、このモーメントにより前記隔壁からフレーム部材の他端側に向かって伝達される座屈荷重の向きが前記屈曲部に沿う方向に変化し、この屈曲部にモーメントが発生するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、フレーム部材に作用する入力荷重が屈曲部にモーメントとして作用するのを確実に抑制できるため、モーメントを抑えるための補強が必要なくなり車体重量を低減できる効果がある。
【０００９】
また、前記屈曲部に作用するモーメントを小さくできるため、フレーム部材の屈曲部の屈曲の度合いを周辺部材に応じて大きく設定できる。したがって、フレーム部材が取り付けられる周辺部材などの配置位置や形状などに与える制約が小さくなり設計の自由度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ワゴン型車両１の車体後部の後部開口部２にはバックドア３が開閉可能に支持されている。車体後部の両側部には前後方向に亘ってリヤフロア（壁部）４との間に閉断面構造部を形成するハット型断面形状のリヤサイドフレーム（フレーム部材）５，５が設けられている。
図２、図３に示すようにリヤサイドフレーム５，５は前側に対して後側が後方上部に傾斜した傾斜部６を介して有段成形された部材で、後端部（一端側）７は略水平に形成されてリヤエンドパネル（他部材）８に支持されるようなっている。つまり、このリヤサイドフレーム５，５は前端部９と傾斜部６、後端部７と傾斜部６との間に各々屈曲部１０，１１を備え、前端部９と後端部７との間には段差であるキックアップ量Ｈを設定してある。
【００１１】
各リヤサイドフレーム５の前端部９にはその外側壁に閉断面構造に形成されたサイドシル２４が接合されていて、各リヤサイドフレーム５の前端部９間にはクロスメンバ１２が接続されている。また、リヤサイドフレーム５の後端部７間にはリヤクロスメンバ１３が接合されている。尚、リヤクロスメンバ１３とリヤサイドフレーム５，５との接合部分の下部にはベース部材１４が取り付けられている。ここで、リヤクロスメンバ１３には上方に延びるブラケット１５を介して閉断面構造のリヤクォーターロアレール１６が接合されている。
【００１２】
そして、リヤエンドパネル８と、リヤサイドフレーム５の後端部７を上から覆うリヤフロア４上面との間にこれらに跨るようにしてガセット（変形抑制部材）１８が取り付けられている。つまり、リヤサイドフレーム５の後端部７から見て後側の屈曲部１１が屈曲する方向（下側）とは反対側（上側）のリヤフロア４の上面にガセット１８が取り付けられている。
ガセット１８は前記リヤエンドパネル８とリヤサイドフレーム５を閉塞するリヤフロア４との間に跨る斜壁部１９と、斜壁部１９の両側に設けた三角形状の側壁部２０とを備えていて、前記斜壁部１９の上縁と前記側壁部２０の後縁には前記リヤエンドパネル８の内壁面に接合される周縁フランジ部２１が形成されている。また、斜壁部１９の下縁には下縁フランジ部２２が形成され、この下縁フランジ部２２は前記リヤサイドフレーム５を上方から覆うようにして接合されたリヤフロア４に接合されるようになっている。ここで前記リヤフロア４は前記リヤサイドフレーム５の上縁フランジ部５ａ、サイドシル２４の上壁２４ａ、リヤクロスメンバ１３の上縁フランジ部１３ａに接合されて、図示しないフロントフロアに連続形成されている。尚、ガセット１８の側壁部２０には軽量化のための三角形の開口部２３が形成されている。
【００１３】
そして、前記各リヤサイドフレーム５の断面内には前記ガセット１８の斜壁部１９の下縁フランジ部２２を取り付ける部位に、閉断面部を閉塞するようにして隔壁２５が取り付けられている。具体的には隔壁２５には側縁に側縁フランジ部２６が形成され、この側縁フランジ部２６がリヤサイドフレーム５に溶接接合されている。
【００１４】
次に、図４〜図８に基づいてこの発明の実施形態の作用を説明する。図４は前記リヤサイドフレーム５の構造を単純化した斜視図であり、リヤフロア４はリヤサイドフレーム５の上部を覆い閉断面構造部を形成する部材として部分的に示している、尚、同図において図２、図３の主要構成部分と同一部分には同一符号を付している。また、図５〜図８においては、リヤサイドフレーム５の後端をＡ位置、隔壁２５の取付部位をＢ位置、後部の屈曲部１１をＣ位置とする。
【００１５】
先ず、図５に示すように車両後面から各リヤサイドフレーム５の後端に入力荷重Ｆが作用すると、ガセット１８はリヤサイドフレーム５の座屈変形を阻害する部材として機能するため、リヤサイドフレーム５は図６に示すように後端部７の下壁部２７が座屈変形を始める。
Ａ位置から始まったリヤサイドフレーム５の下壁部２７の座屈変形が隔壁２５によりＢ位置で進行を止めると、リヤサイドフレーム５の後端が下側が斜め奥側へと傾斜しているため、前記入力荷重によりＢ位置の隔壁２５の前後に上向きのモーメントＭが生ずる。
【００１６】
図７に示すように、前記モーメントＭの影響を受けながら、Ｂ位置から更に上壁部であるリヤフロア４と下壁部２７においてＣ位置に向かって座屈が進行すると、前記モーメントにＭによりＢ位置が上側に変位するため、前記座屈が進行しているリヤフロア４，下壁部２７の後部側が立ち上がり、荷重が作用する方向が前記リヤサイドフレーム５の傾斜部６に沿う方向に変化する。したがって、本来ならば図８において右側から左側に向いていた座屈変形の方向が、右上から左下に向かって斜めに進行することとなる。
【００１７】
図９に示すように、従来であればリヤサイドフレーム５の後端部７に前側に水平方向に向かって作用する入力荷重Ｆを、後部の屈曲部１１の位置で前記屈曲部１１に沿う方向、つまり傾斜部６に沿う方向の成分Ｆ１と、これに交差する方向の成分Ｆ２とに分けた場合に、前記屈曲部１１に交差する方向の成分Ｆ２が比較的大きくなるため、この屈曲部１１に作用する左回りのモーメントに対抗するだけの余分な補強を必要としていた。
【００１８】
しかしながら、この実施形態では、図１０に示すように、屈曲部１１に作用する入力荷重Ｆの向きを前記傾斜部６に沿う方向に変化させることができるため、この入力荷重Ｆの傾斜部６に交差する方向の成分Ｆ２を最小限に抑えることができ、その結果、屈曲部１１に作用する左回りのモーメントを最小限に抑え、これに対抗するための補強が殆ど必要なくなる。
【００１９】
したがって、車体後部から作用する入力荷重に対して、前記キックアップ量Ｈに係わらず、各リヤサイドフレーム５の後端部７をエネルギー吸収特性上有利な座屈モードでエネルギー吸収できる。したがって、前記屈曲部１１の屈曲方向に沿う方向に対して交差する方向の成分による曲げ変形を最小限に抑えることができるため、この部分を補強する必要がなくなり車体軽量化を図ることができる。
【００２０】
また、キックアップ量Ｈに係わらず座屈モードでエネルギー吸収できるため、キックアップ量Ｈにより段差形状が決定されるリヤフロア４の配置や、リヤサスペンションの配置に制約が少なくなり設定の自由度を向上することができる。
【００２１】
次に、図１１に基づいてこの発明の第２実施形態を説明する。尚、前述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。ここで、図１１は図２を下側から見た部分下面図である。
図１１に示すようにリヤサイドフレーム５は前述したように前端部９と後端部７との間に上下方向の段差となるキックアップ量（図示せず）が設定されているが、車幅方向に対しても前記リヤクロスメンバ１３の取付部においてオフセットしている。
【００２２】
つまり、後方斜め上側に変位しているリヤサイドフレーム５の傾斜部６は、更に車体内側に向かっても傾斜しており、前記傾斜部６を介してリヤサイドフレーム５は車体内側に有段成形されオフセット量Ｏが設定されている。このオフセット量Ｏは主として図示しないホイールハウス及びサスペンションを配置するためのものである。
【００２３】
したがって、前述したガセット１８と同様の構成の他のガセット１８’を前記リヤサイドフレーム５の後端部７の内側壁７ａに取り付けると共に、前述した実施形態と同様の隔壁２５’をガセット１８’の取付部位に設けることで、車体後部から作用する入力荷重に対して、リヤサイドフレーム５の後端部７の屈曲部１１に作用する車室内側へのモーメントを小さくして、前記入力荷重を屈曲部１１の屈曲方向に沿う方向に作用させるようにして、エネルギー吸収特性上有利な座屈モードで受けることができる。よって、この実施形態の場合も、モーメントに対抗するための余分な補強が必要なくなり、車体軽量化を図ることができる。また、前記モーメントを気にする必要なくオフセット量Ｏを設定できるため、ホイールハウスやサスペンションの設定の自由度を高められる。
【００２４】
そして、この第２実施形態では、前述した第１実施形態の構造に前記他のガセット１８’を取り付けることで、前記第１実施形態の隔壁２５を供用部品として用いることができる。このように構成した場合には、側面から見た場合でも平面から見た場合でも、前記入力荷重に対して屈曲部１１に発生するモーメントを小さくしてエネルギー吸収特性上有利な座屈モードでのエネルギー吸収を行える車体フレーム構造とすることができ、周辺部品の配置自由度を向上させつつ車体軽量化を図ることができる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、フレーム部材としてリヤサイドフレームを例にして説明したが、屈曲部を有する部材であれば、フロントサイドフレームや、それ以外の部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第１実施形態の車両の斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態の要部斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態の要部の部分側面図である。
【図４】この発明の第１実施形態の要部の部分斜視図である。
【図５】この発明の第１実施形態の変形状況を示す説明図である。
【図６】この発明の第１実施形態の変形状況を示す説明図である。
【図７】この発明の第１実施形態の変形状況を示す説明図である。
【図８】この発明の第１実施形態の変形状況を示す説明図である。
【図９】リヤサイドフレームの入力荷重作用状態の比較例を示す説明図である。
【図１０】この発明の第１実施形態のリヤサイドフレームの入力荷重作用状態を示す説明図である。
【図１１】この発明の第２実施形態の部分下面図である。
【符号の説明】
【００２６】
４  リヤフロア（壁部）
５  リヤサイドフレーム（フレーム部材）
７  後端部（一端側）
８  リヤエンドパネル（他部材）
１１  屈曲部
１８  ガセット（変形抑制部材）
２５  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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