(57)【要約】【課題】  後面衝突時の荷重が車体側に入力する際に、エネルギー吸収波形のコントロールや共振周波数を補正できて、乗員への衝撃を効率良く低減することができる車体後部構造の提供を図る。【解決手段】  リアバンパーレインフォース１からバンパーステイ３を介してリアパネル４に至る間にエネルギー吸収コントロール手段１０を設け、このエネルギー吸収コントロール手段１０によって後面衝突時のエネルギー吸収波形をフラットにする機能および共振周波数を補正する機能を発揮させることにより、後面衝突により乗員に与える衝撃を効率良く緩和することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体後端部に車幅方向に延在して配置され、後面衝突荷重を受ける車幅方向部材と、
この車幅方向部材と該車幅方向部材を支持する車体側支持部材との間に介在し、衝突エネルギーの吸収機能を備えたエネルギー吸収部材と、を備えた車体後部構造において、
車幅方向部材からエネルギー吸収部材を介して車体側支持部材に至る間に、エネルギー吸収波形をフラットにする機能または共振周波数を補正する機能の少なくとも一方の機能を発揮するエネルギー吸収コントロール手段を設けたことを特徴とする車体後部構造。
【請求項２】
エネルギー吸収部材は、車幅方向部材の両端部に１対設けたことを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。
【請求項３】
エネルギー吸収コントロール手段は、エネルギー吸収部材の後端部に形成され、車体前後方向に対して車幅方向に略直角に湾曲して車幅方向部材に連結される湾曲部であることを特徴とする請求項１または２に記載の車体後部構造。
【請求項４】
エネルギー吸収コントロール手段は、エネルギー吸収部材の湾曲部を車幅方向部材に対して車幅方向に相対移動させる相対移動許容手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の車体後部構造。
【請求項５】
相対移動許容手段は、車幅方向部材に対するエネルギー吸収部材の初期の相対位置を保持し、衝突荷重の入力によって相対移動を許容するストッパー手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の車体後部構造。
【請求項６】
湾曲部は、相互に異なる方向に湾曲させて複数設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の車体後部構造。
【請求項７】
複数の湾曲部は、それらの上下面において連結部材を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項６に記載の車体後部構造。
【請求項８】
連結部材は、１つまたは複数のスリットを備えていることを特徴とする請求項７に記載の車体後部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車体後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両では後面衝突時に、その衝突によるエネルギーを効果的に吸収して乗員を保護する対策が採られ、一般的には後面衝突時の車両前後方向の衝突荷重は、車体の前後方向に延在するメンバを軸圧壊させることで衝突エネルギーを吸収させるようになっている。
【０００３】
しかし、前記前後方向メンバの軸圧壊によるエネルギー吸収以外に、車体構造を工夫して更なる衝突エネルギーを吸収するようになっており、たとえば、シャシフレーム付き自動車で、そのリアフロア本体の車幅方向中央部に車体前後方向に断面凹状の補強部を形成し、この補強部の上方を断面凸条の補強板で塞ぐとともに、この補強板の後部を補強板本体で塞いで補強フレームを形成し、この補強フレームで衝突エネルギーを吸収させるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−５０９５２号公報（第４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の車体後部構造では、補強フレームの単なる変形により後面衝突時のエネルギーを吸収させるもので、乗員への衝撃の大きさに関係する衝突時のエネルギー吸収波形や共振周波数をコントロールするものでは無く、衝突時の衝撃をより効果的に緩和させるものでは無かった。
【０００５】
そこで、本発明は後面衝突時の荷重が車体側に入力する際に、エネルギー吸収波形のコントロールや共振周波数を補正できて、乗員への衝撃を効率良く低減することができる車体後部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】
本発明の車体後部構造は、後面衝突荷重を受ける車幅方向部材と、この車幅方向部材を車体側支持部材に支持するエネルギー吸収部材とを備えており、車幅方向部材からエネルギー吸収部材を介して車体側支持部材に至る間に、エネルギー吸収波形をフラットにする機能または共振周波数を補正する機能の少なくとも一方の機能を発揮するエネルギー吸収コントロール手段を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、後面衝突時に車幅方向部材に入力した衝突エネルギーをエネルギー吸収部材で吸収しつつ衝突荷重が車体側支持部材に伝達されるが、このとき、衝突荷重が車幅方向部材からエネルギー吸収部材を介して車体側支持部材に至る間に、エネルギー吸収コントロール手段によりエネルギー吸収波形をフラットにしたり、共振周波数を補正したりすることができるため、後面衝突により乗員に与える衝撃を効率良く緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図７は本発明の車体後部構造の第１実施形態を示し、図１はリアバンパー部分を透視して示す自動車の後方斜視図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿った車体後部の断面図、図３は図１中Ｂ−Ｂ線に沿った車体後部の断面図、図４はリアバンパーレインフォースの車体側への取付け部分を示す車体左側の分解斜視図、図５はバンパーステイとブラケットの結合部分を示す図４中Ｃ−Ｃ線に対応した拡大断面図、図６はローラとレールとの組付け部分を示す図４中Ｄ−Ｄ線に対応した拡大断面図、図７はローラとレールとの組付け部分を示す図４中Ｅ−Ｅ線に対応した拡大断面図、図８は本発明の第１実施形態の作用を示す説明図、図９は本発明の第１実施形態のエネルギー吸収特性図である。
【００１０】
この第１実施形態の車体後部構造は、図１に示す自動車Ｍの車体後部に適用され、この自動車Ｍの車体後端部には車幅方向部材としてのリアバンパーレインフォース１が車幅方向に延在して取り付けられており、後面衝突時にはこのリアバンパーレインフォース１に衝突荷重が入力される。
【００１１】
前記リアバンパーレインフォース１は、図２，図３に示すようにリアバンパーフェイシャ２によって外装されており、このリアバンパーレインフォース１の車幅方向両端部は、エネルギー吸収部材としてのバンパーステイ３を介して車体後部のパネルの一部を構成する車体側支持部材としてのリアパネル４に結合して支持される。
【００１２】
そして、後面衝突時にはリアバンパーレインフォース１から前記バンパーステイ３に荷重入力され、主にこのバンパーステイ３が変形することにより衝突エネルギーが吸収される。
【００１３】
尚、図３に示すようにリアパネル４の車体内方にトランクルーム５が配置され、このトランクルーム５の上側を開閉するトランクリッド６の後方中央部下端がリアバンパーフェイシャ２の上側縁部との間で密閉される。
【００１４】
ここで、本実施形態ではリアバンパーレインフォース１からバンパーステイ３を介してリアパネル４に至る間にエネルギー吸収コントロール手段１０を設け、このエネルギー吸収コントロール手段１０によって後面衝突時のエネルギー吸収波形をフラットにする機能または共振周波数を補正する機能の少なくとも一方の機能を発揮させるようにしている。
【００１５】
前記バンパーステイ３は、図２に示すようにリアバンパーレインフォース１の車幅方向両端部に１対配置され、このリアバンパーレインフォース１をリアパネル４に安定的に支持させるようにしている。
【００１６】
バンパーステイ３は、断面矩形状の閉断面構造とした中空体で形成され、図４に示すようにこのバンパーステイ３の車体後方端部には、車体前後方向に対して車幅方向外方に略直角に湾曲する湾曲部１１を形成し、この湾曲部１１によって前記エネルギー吸収コントロール手段１０の１つを構成している。
【００１７】
また、前記バンパーステイ３の車体前方端部は、前記リアパネル４に固設したブラケット１２に結合してあり、このブラケット１２はバンパーステイ３に整合して断面矩形状に形成され、その先端部に縮径して形成した嵌合部１２ａの外側にバンパーステイ３を嵌合して、図５に示すように溶接Ｗにより両者を一体に結合してある。
【００１８】
そして、バンパーステイ３の湾曲部１１がリアバンパーレインフォース１の後面１ａに連結されるが、この連結部分にバンパーステイ３をリアバンパーレインフォース１に対して車幅方向に相対移動させる相対移動許容手段としてのスライダー１３を設けてあり、このスライダー１３によってもう一つのエネルギー吸収コントロール手段１０を構成してある。
【００１９】
スライダー１３は、図４に示すようにレール１４とこのレール１４に沿って転動するローラ１５とによって構成され、レール１４は上下２列で形成されてリアバンパーレインフォース１の後面１ａにボルト１６を介して結合してある。
【００２０】
一方、ローラ１５は、前記レール１４の各列に対して２個づつ、計４個が設けられ、それぞれ１枚のスライドプレート１５ａに支持脚１５ｂを介して取り付けてあり、このスライドプレート１５ａはバンパーステイ３の湾曲部１１の前面１１ａにボルト１６ａを介して結合してある。
【００２１】
レール１４は、図６に示すように断面が、縦壁１４ａと、この縦壁１４ａから水平に延設した上、下壁１４ｂと、これら上、下壁１４ｂの先端部から対向方向に突出する係止部１４ｃと、によってチャンネル状に形成され、前記ローラ１５を、両係止部１４ｃ間の開口部からレール１４内に支持脚１５ｂの先端部と共に挿入して、縦壁１４ａ面に沿って転動するようになっている。
【００２２】
前記ローラ１５を回転自在に支持脚１５ｂに支持するローラピン１５ｃは支持脚１５ｂから更に突出して、その突出部分１５ｄが前記係止部１４ｃに係止して、ローラ１５を抜止めするようになっている。
【００２３】
また、図７に示すように前記レール１４には、ローラ１５の初期位置、つまり、リアバンパーレインフォース１に対するバンパーステイ３の初期の相対位置を保持し、衝突荷重の入力によって相対移動を許容するストッパー手段としての突起部１４ｄを設けてある。
【００２４】
つまり、前記突起部１４ｄは、ローラ１５の転動面となるレール１４の縦壁１４ａに、このローラ１５の外周に両側から接触するように１対を突設してあり、後面衝突等の大きな衝撃力が入力した場合に初めてローラ１５が前記突起部１４ｄを乗り越えて、レール１４とローラ１５との相対移動、つまりリアバンパーレインフォース１とバンパーステイ３との相対移動が許容されるようになっている。
【００２５】
以上の構成によりこの第１実施形態の車体後部構造によれば、後面衝突時の衝突荷重はリアバンパーフェイシャ２からリアバンパーレインフォース１に入力され、このリアバンパーレインフォース１に入力された衝突荷重は、このリアバンパーレインフォース１およびバンパーステイ３を変形しつつ車体側の構造部材であるリアパネル４に伝達されることになり、このとき、リアバンパーレインフォース１およびバンパーステイ３の変形により衝突エネルギーが吸収される。
【００２６】
また、リアバンパーレインフォース１およびバンパーステイ３が変形される際、両者間にエネルギー吸収コントロール手段１０としてのスライダー１３を設けてあるため、これらリアバンパーレインフォース１とバンパーステイ３とは相対移動しつつ変形することになり、この相対移動によって衝突初期に発生する衝撃を効率良く抑えることができる。
【００２７】
つまり、前記スライダー１３によって後面衝突時にリアバンパーレインフォース１とバンパーステイ３とが相対移動することにより、衝突時のエネルギー吸収波形をフラットにコントロールできるようになり、また、このエネルギー吸収波形のコントロールとともに共振周波数の補正も同時に行うことができることになる。
【００２８】
つまり、衝突時のエネルギー吸収波形をフラットにすることは、衝突加速度の変動を無くすことであり、乗員への衝突時の衝撃を効率良く緩和できるとともに、共振周波数が補正されることにより、乗員に与える衝撃力を効率良く緩和することができる。
【００２９】
また、バンパーステイ３に湾曲部１１を形成したことにより、衝突物Ｍとの後面衝突時にはこの湾曲部１１が滑らかに変形して行くため、図８の（Ａ）に示す状態から（Ｂ）に示すように前記湾曲部１１の対向壁面がリアバンパーレインフォース１の背面に接するように倒れながら徐々に曲げ変形が進行し、衝突接触面積ＳＡが図９（Ｃ）のＬａからＬｂへと拡大して、この接触面積ＳＡの増加方向に荷重が分散されて軸方向に荷重が集中するのを回避することができる。この結果、衝突時の衝撃力は初期から極大値を持たずに低く抑えて図９のａ線に示すように、ｂ線に示す従来のストレート形状のステイ構造に比較して継続的にフラットな衝撃波形の特性となる。
【００３０】
また、バンパーステイ３の変形時には湾曲部分１１が前述のようにリアバンパーレインフォース１との接触面積を増大しつつ変形するため、衝突対象物とのラップ率が小さい衝突形態であっても衝突エネルギーを十分に吸収することができる。
【００３１】
更に、衝突対象物と斜め衝突した場合にあっても、前記湾曲部１１がその曲率中心の滑らかな移動を伴って変形することにより、安定した衝突性能を得ることができる。このとき、前記スライダー１３によるレール１４とローラ１５との相対移動が、湾曲部１１の滑らかな変形を促進することができる。
【００３２】
更にまた、前記スライダー１３は、斜め衝突等の衝突方向が一定でなくても相対移動の許容部分が最適な条件にコントロールできるため、ロードリミッターなどの強度な荷重のコントロールを必要とすることなく、乗員への衝撃負担を軽減できるとともに、衝突エネルギーも効率良く吸収することができる。
【００３３】
このように、本実施形態の車体後部構造ではエネルギー吸収コントロール手段１０として、バンパーステイ３に湾曲部１１を形成し、かつ、レール１４およびローラ１５からなるスライダー１３を設けることにより、車体重量の大幅な増加を抑制しつつ後面衝突性能の著しい向上を図ることができる。
【００３４】
図１０，図１１は本発明の第２実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０は車体後部の断面平面図、図１１はリアバンパーレインフォースの車体側への取付け部分を示す車体左側の分解斜視図である。
【００３５】
この第２実施形態の車体後部構造は、図１０，図１１に示すようにリアバンパーレインフォース１の両端部でそれぞれ２本のバンパーステイ３Ａ，３Ｂを設け、これらバンパーステイ３Ａ，３Ｂを車幅方向に並設して、車幅方向外方に配置したバンパーステイ３Ａには、第１実施形態と同様に車幅方向外方に湾曲する湾曲部１１Ａを形成するとともに、車幅方向内方に配置したバンパーステイ３Ｂには車幅方向内方に湾曲する湾曲部１１Ｂを形成してある。
【００３６】
また、前記バンパーステイ３Ａ，３Ｂはブラケット１２Ａを介してリアパネル４に連結されるが、このブラケット１２Ａにはバンパーステイ３Ａ，３Ｂをそれぞれ個別に嵌合する嵌合部１２ｂ，１２ｃを形成してあり、これら嵌合部１２ｂ，１２ｃにバンパーステイ３Ａ，３Ｂの車体後方端部を嵌合して、第１実施形態と同様に溶接により結合してある。
【００３７】
前記湾曲部１１Ａ，１１Ｂとリアバンパーレインフォース１との間には、それぞれ第１実施形態と同様にレール１４Ａ，１４Ｂおよびローラ１５Ａ，１５Ｂからなるスライダー１３Ａ，１３Ｂが設けられる。
【００３８】
そして、前記湾曲部１１Ａ，１１Ｂおよび前記スライダー１３Ａ，１３Ｂはそれぞれエネルギー吸収コントロール手段１０Ａを構成する。
【００３９】
従って、この第２実施形態によれば、湾曲部１１Ａ，１１Ｂおよびスライダー１３Ａ，１３Ｂを設けたことにより、第１実施形態と同様に後面衝突時にエネルギー吸収波形をフラットにする機能および共振周波数を補正する機能を発揮して同様の作用効果を奏するのは勿論のこと、特に本実施形態では、湾曲部１１Ａ，１１Ｂを複数設けたので、後面衝突時にバンパーステイ３Ａ，３Ｂとリアバンパーレインフォース１との接触面積を増大することができるため、衝突安全性能の更なる向上を図ることができる。
【００４０】
また、前記複数の湾曲部１１Ａ，１１Ｂは相互に異なる方向に湾曲させたので、衝突角度に対する性能をより高めることができ、あらゆる衝突形態に対して共振補正とエネルギー吸収波形のフラット化のコントロールをより効率的に行うことができる。
【００４１】
更に、バンパーステイ３Ａ，３Ｂは略同様の形状の部材を対称に隣接配置したので、それぞれのバンパーステイ３Ａ，３Ｂが変形する際にそれぞれが互いに干渉しつつ変形するので、反力や変形モードの安定化を図ることができる。
【００４２】
図１２〜図１４は本発明の第３実施形態を示し、前記第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１２は車体後部の断面平面図、図１３はリアバンパーレインフォースの車体側への取付け部分を示す車体左側の分解斜視図、図１４は図１３中Ｆ−Ｆ線に沿った拡大断面図である。
【００４３】
この第３実施形態の車体後部構造は、図１２，図１３に示すように車幅方向に並設したバンパーステイ３Ａ，３Ｂにそれぞれ形成した湾曲部１１Ａ，１１Ｂを、それらの上下面において連結部材としてのテンションプレート２０を介して互いに連結している。
【００４４】
テンションプレート２０はバンパーステイ３Ａ，３Ｂの上下両面にそれぞれ配置され、図１４に示すようにテンションプレート２０の側縁部をバンパーステイ３Ａ，３Ｂの上下両面に重ねて溶接Ｗにより結合してある。
【００４５】
また、前記テンションプレート２０には、双方の湾曲部１１Ａ，１１Ｂの対向方向に延びる複数のスリット２１を形成してある。
【００４６】
従って、この第３実施形態によれば、湾曲部１１Ａ，１１Ｂを複数設けたことにより第２実施形態と同様の作用効果を奏するのは勿論のこと、それぞれの湾曲部１１Ａ，１１Ｂをテンションプレート２０を介して互いに連結したので、後面衝突時にそれぞれの湾曲部１１Ａ，１１Ｂが変形する場合に、その変形により発生する力をテンションプレート２０の引張り力で受けて、湾曲部１１Ａ，１１Ｂに作用する変形荷重をコントロールすることができる。
【００４７】
このため、湾曲部１１Ａ，１１Ｂの変形により達成されるエネルギー吸収波形のフラット化や共振周波数の補正をより精度良く行わせることができ、ひいては乗員に作用する衝撃力を緩和する効果を更に高めることができる。
【００４８】
また、前記テンションプレート２０にスリット２１を形成したことにより、このスリット２１の大きさや個数を適宜調節しておくことにより、前記エネルギー吸収波形のフラット化や共振周波数の補正の精度を更に高めることができる。
【００４９】
ところで、本発明の車体後部構造は前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態におけるリアバンパー部分を透視して示す自動車の後方斜視図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿った車体後部の断面図である。
【図３】図１中Ｂ−Ｂ線に沿った車体後部の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるリアバンパーレインフォースの車体側への取付け部分を示す車体左側の分解斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるバンパーステイとブラケットの結合部分を示す図４中Ｃ−Ｃ線に対応した拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるローラとレールとの組付け部分を示す図４中Ｄ−Ｄ線に対応した拡大断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態におけるローラとレールとの組付け部分を示す図４中Ｅ−Ｅ線に対応した拡大断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の作用を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態のエネルギー吸収特性図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における車体後部の断面平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるリアバンパーレインフォースの車体側への取付け部分を示す車体左側の分解斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における車体後部の断面平面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態におけるリアバンパーレインフォースの車体側への取付け部分を示す車体左側の分解斜視図である。
【図１４】図１３中Ｆ−Ｆ線に沿った拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  リアバンパーレインフォース（車幅方向部材）
３  バンパーステイ（エネルギー吸収部材）
４  リアパネル（車体側支持部材）
１０，１０Ａ  エネルギー吸収コントロール手段
１１，１１Ａ，１１Ｂ  湾曲部
１３  スライダー（相対移動許容手段）
１４，１４Ａ，１４Ｂ  レール
１４ｄ  突起部（ストッパー手段）
１５，１５Ａ，１５Ｂ  ローラ
２０  テンションプレート（連結部材）
２１  スリット
【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】
2005262949.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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