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技術 車両後部の衝撃吸収構造

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 新保智行五月女功
出願日 2016年1月26日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2016-012552
公開日 2017年8月3日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-132314
状態 特許登録済
技術分野 車両用車体構造
主要キーワード 側方フランジ 後方フランジ 前方フランジ 変形初期 変形部材 ロアバックパネル 衝突エネルギ 衝撃吸収構造
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

車両後部での衝突に起因する衝突エネルギクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおけるリアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる車両後部の衝撃吸収構造を提供する。

解決手段

車両後部の衝撃吸収構造は、リアフロアパネル10の下面11に固定されているとともに、車両後方からの衝突エネルギによって折れ曲がり促進部を起点として上凸変形するリアサイドメンバ20と、リアフロアパネル10の後端及びリアサイドメンバ20の後端に当接しているロアバックパネル30と、ロアバックパネル30を挟んでリアサイドメンバ20の後端部20Rの車両後方側に位置するクラッシュボックス40と、リアフロアパネル10を挟んでリアサイドメンバ20の後端部20Rに結合されているフランジ53を有し、リアフロアパネル10及びロアバックパネル30と閉断面構造を構成している補強部材50とを備える。

概要

背景

特許文献1には、車両前後方向に延びているリアサイドメンバ後端部にクラッシュボックスが配置されている車両後部の衝撃吸収構造の一例が記載されている。そして、特許文献1に記載されているリアサイドメンバには、同リアサイドメンバの折れ曲がる方向を制御する折れ曲がり促進部が形成されている。

このような衝撃吸収構造を有する車両後部で衝突が発生し、衝突エネルギがクラッシュボックスに入力されると、クラッシュボックスが車両前後方向に圧縮変形することにより衝突エネルギが吸収される。そして、クラッシュボックスの圧縮変形によって吸収しきれない衝突エネルギはクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力される。すると、リアサイドメンバが、折れ曲がり促進部を起点として折れ曲がる態様で変形することで、当該衝突エネルギがリアサイドメンバによって吸収される。

概要

車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおけるリアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる車両後部の衝撃吸収構造を提供する。車両後部の衝撃吸収構造は、リアフロアパネル10の下面11に固定されているとともに、車両後方からの衝突エネルギによって折れ曲がり促進部を起点として上凸変形するリアサイドメンバ20と、リアフロアパネル10の後端及びリアサイドメンバ20の後端に当接しているロアバックパネル30と、ロアバックパネル30を挟んでリアサイドメンバ20の後端部20Rの車両後方側に位置するクラッシュボックス40と、リアフロアパネル10を挟んでリアサイドメンバ20の後端部20Rに結合されているフランジ53を有し、リアフロアパネル10及びロアバックパネル30と閉断面構造を構成している補強部材50とを備える。

目的

本発明の目的は、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおける上記リアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる車両後部の衝撃吸収構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両後部での衝突に起因する衝突エネルギを吸収する車両後部の衝撃吸収構造であって、車両後部を車両上方側の部分と車両下方側の部分とに仕切っているフロアパネルと、車両前後方向に延びていて前記フロアパネルの下面に固定されているとともに、他の部位よりも変形しやすい折れ曲がり促進部を有しており、車両後方から衝突エネルギが入力されたときに同折れ曲がり促進部を起点として車両上方に凸となる態様で変形すリアサイドメンバと、前記フロアパネルの後端及び前記リアサイドメンバの後端に当接していて車両後部を車両前方側の部分と車両後方側の部分とに仕切っているロアバックパネルと、前記ロアバックパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部の車両後方側に位置し、上端が前記フロアパネルよりも上方に位置するように、前記ロアバックパネルの車両後方側の面に結合されているクラッシュボックスと、周縁部に設けられたフランジが、前記フロアパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部に結合されているとともに、前記ロアバックパネルに結合されており、前記フロアパネル及び前記ロアバックパネルと閉断面構造を構成している補強部材と、を備える車両後部の衝撃吸収構造。

技術分野

0001

本発明は、車両後部の衝撃吸収構造に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、車両前後方向に延びているリアサイドメンバ後端部にクラッシュボックスが配置されている車両後部の衝撃吸収構造の一例が記載されている。そして、特許文献1に記載されているリアサイドメンバには、同リアサイドメンバの折れ曲がる方向を制御する折れ曲がり促進部が形成されている。

0003

このような衝撃吸収構造を有する車両後部で衝突が発生し、衝突エネルギがクラッシュボックスに入力されると、クラッシュボックスが車両前後方向に圧縮変形することにより衝突エネルギが吸収される。そして、クラッシュボックスの圧縮変形によって吸収しきれない衝突エネルギはクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力される。すると、リアサイドメンバが、折れ曲がり促進部を起点として折れ曲がる態様で変形することで、当該衝突エネルギがリアサイドメンバによって吸収される。

先行技術

0004

特開2015−71327号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上記のような衝撃吸収構造において、リアサイドメンバの変形初期では、同リアサイドメンバへの衝突エネルギの入力量に対する同リアサイドメンバの変形量の増大比率が比較的小さい。しかし、リアサイドメンバへの衝突エネルギの入力量がある程度大きくなると、上記リアサイドメンバの変形量の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバによって吸収できるエネルギ量が低下してしまう。そのため、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギを効果的に吸収するためには、上記リアサイドメンバの変形量の増大比率を極力小さくすることが望ましい。

0006

本発明の目的は、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおける上記リアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる車両後部の衝撃吸収構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するための車両後部の衝撃吸収構造は、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギを吸収する構造である。この車両後部の衝撃吸収構造は、車両後部を車両上方側の部分と車両下方側の部分とに仕切っているフロアパネルと、車両前後方向に延びていて前記フロアパネルの下面に固定されているとともに、他の部位よりも変形しやすい折れ曲がり促進部を有しており、車両後方から衝突エネルギが入力されたときに同折れ曲がり促進部を起点として車両上方に凸となる態様で変形するリアサイドメンバと、前記フロアパネルの後端及び前記リアサイドメンバの後端に当接していて車両後部を車両前方側の部分と車両後方側の部分とに仕切っているロアバックパネルと、前記ロアバックパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部の車両後方側に位置し、上端が前記フロアパネルよりも上方に位置するように、前記ロアバックパネルの車両後方側の面に結合されているクラッシュボックスと、周縁部に設けられたフランジが、前記フロアパネルを挟んで前記リアサイドメンバの後端部に結合されているとともに、前記ロアバックパネルに結合されており、前記フロアパネル及び前記ロアバックパネルと閉断面構造を構成している補強部材と、を備える。

0008

上記構成によれば、車両後部での衝突に起因した衝突エネルギが、クラッシュボックス及びロアバックパネルを介してリアサイドメンバに入力され、リアサイドメンバが、折れ曲がり促進部を起点として上方に凸となるように変形(以下、「上凸変形」ともいう。)し始めると、フロアパネルとクラッシュボックスとの間に掛け渡されている補強部材に圧縮荷重が作用する。補強部材の周縁部に設けられたフランジはフロアパネル及びロアバックパネルに結合されており、補強部材は、フロアパネル及びロアバックパネルと閉断面構造を構成しているため、剛性が高い。そのため、こうした圧縮荷重が作用しても補強部材は変形しにくく、ロアバックパネルとフロアパネルとのなす角度が変わるような変形は抑制される。さらに、クラッシュボックスの上端はフロアパネルよりも上方に位置しているため、クラッシュボックスを介して入力される衝突エネルギの一部は、フロアパネル及びリアサイドメンバの上方に位置する補強部材を介し、上凸変形しようとするリアサイドメンバを下方に押し付ける方向に作用する。したがって、車両後部での衝突に起因した衝突エネルギが、クラッシュボックス及びロアバックパネルを介してリアサイドメンバに入力され、リアサイドメンバが上凸変形したときのリアサイドメンバの変形量が抑制される。すなわち、リアサイドメンバへの衝突エネルギの入力量に対する同リアサイドメンバの変形量の増大比率が小さくなる。

0009

したがって、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックスを介してリアサイドメンバに入力されたときにおける上記リアサイドメンバの変形量の増大比率をより小さくすることができる。その結果、上記リアサイドメンバの変形量の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバによって吸収できるエネルギ量が低下する事象が生じにくくなる。

図面の簡単な説明

0010

車両後部の衝撃吸収構造の一実施形態の一部を模式的に示す斜視図。
同車両後部の衝撃吸収構造を模式的に示す断面図。
同車両後部の衝撃吸収構造において、衝突エネルギの入力によってリアサイドメンバが上凸変形している様子を模式的に示す断面図。

実施例

0011

以下、車両後部の衝撃吸収構造の一実施形態を図1図3に従って説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態の車両後部の衝撃吸収構造は、車両後部を車両上方側の部分と車両下方側の部分とに仕切っているリアフロアパネル10と、車両前後方向に延びていてリアフロアパネル10の下面11に固定されているリアサイドメンバ20とを備えている。リアフロアパネル10の後端及びリアサイドメンバ20の後端は、車両後部を車両前方側の部分と車両後方側の部分とに仕切っているロアバックパネル30に結合されている。

0012

また、図1及び図2に示すように、ロアバックパネル30を挟んでリアサイドメンバ20の後端部20Rの車両後方側には、クラッシュボックス40が設けられている。このクラッシュボックス40は、車両前後方向に圧縮変形する変形部材41と、変形部材41の前端に固定されている補強厚板42とを有している。そして、クラッシュボックス40の補強厚板42が、ロアバックパネル30の後面31に結合されている。なお、本実施形態では、クラッシュボックス40の補強厚板42の上端は、リアフロアパネル10の上面12よりも車両上方に位置しているとともに、補強厚板42及び変形部材41の下端は、リアサイドメンバ20よりも車両下方に位置している。

0013

図1に示すように、リアサイドメンバ20は、車両前後方向に延伸する底壁21と、底壁21の車両幅方向における両端から車両上方に延出する一対の側壁22とを有している。一対の側壁22の上端にはフランジ221が設けられている。そして、これらフランジ221がリアフロアパネル10に結合されている。

0014

なお、図2二点鎖線で示すように、車両前後方向においてリアサイドメンバ20の中途位置には、他の部位よりも変形しやすい折れ曲がり促進部20Aが設けられている。例えば、折れ曲がり促進部20Aは、他の部位よりも肉薄とすることで形成することができる。これにより、図3に示すように、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックス40を通じてリアサイドメンバ20に入力されると、リアサイドメンバ20は、折れ曲がり促進部20Aを起点として車両上方に凸となるように折れ曲がるようになっている。なお、本明細書では、このようなリアサイドメンバ20の変形を「上凸変形」というものとする。

0015

また、図1及び図2に示すように、リアフロアパネル10上には、同リアフロアパネル10を介してリアサイドメンバ20の後端部20Rに結合されている補強部材50が設けられている。この補強部材50は、板材を加工することで形成されている。補強部材50は、車両後側ほど車両上方に位置するように形成された上面部51と、上面部51の車両幅方向両端から下方に延出する一対の側面部52とを有している。上面部51の前端はリアフロアパネル10に当接する一方で、上面部51の後端はリアフロアパネル10よりも車両上方に位置している。そして、上面部51の後端よりも車両上方に、クラッシュボックス40の補強厚板42の上端が位置している。一対の側面部52の下端は、リアフロアパネル10の上面12に当接している。

0016

また、補強部材50の周縁部には、フランジ53が設けられている。フランジ53は、上面部51の前端から車両前方に延出する前方フランジ531と、一対の側面部52の下端に接続されている一対の側方フランジ532と、上面部51の後端に接続されている後方フランジ533とを有している。前方フランジ531は、リアサイドメンバ20の折れ曲がり促進部20Aよりも少しだけ車両後方に位置している。

0017

このような補強部材50において、前方フランジ531及び一対の側方フランジ532は、リアフロアパネル10に面接触している。そして、前方フランジ531は、リアフロアパネル10に溶接などによって結合されている。また、一対の側方フランジ532のうち、車両幅方向内側に位置する側方フランジ532は、リアサイドメンバ20の一対のフランジ221のうち車両幅方向内側に位置するフランジ221の直上に位置しており、同フランジ221と共に溶接によってリアフロアパネル10に結合されている。また、車両幅方向外側に位置する側方フランジ532は、リアサイドメンバ20の一対のフランジ221のうち車両幅方向外側に位置するフランジ221の直上に位置しており、同フランジ221と共に溶接によってリアフロアパネル10に結合されている。また、後方フランジ533は、ロアバックパネル30の前面32に面接触しており、ロアバックパネル30に溶接によって結合されている。なお、図1における「×」の部位は、溶接部位に相当する。

0018

このように補強部材50のフランジ53は、リアフロアパネル10やロアバックパネル30に面接触している。また、補強部材50の上面部51における前端以外の部分は、リアフロアパネル10から車両上方に離間している。すなわち、補強部材50と、リアフロアパネル10と、ロアバックパネル30とによって閉断面構造が構成されている。

0019

次に、図3を参照し、車両後部での衝突に起因する衝突エネルギがクラッシュボックス40に入力された際の作用について説明する。
図3に示すように、衝突エネルギがクラッシュボックス40に入力されると、クラッシュボックス40の変形部材41が車両前後方向に圧縮変形する。このとき、クラッシュボックス40では吸収しきれない衝突エネルギが、ロアバックパネル30を介してリアサイドメンバ20に入力される。すると、リアサイドメンバ20では、折れ曲がり促進部20Aを起点とした上凸変形が生じる。なお、このようなリアサイドメンバ20の上凸変形は、リアサイドメンバ20とリアフロアパネル10とによって形成されている閉断面が崩れる、いわゆる断面崩壊という現象に起因して生じる。

0020

このようにリアサイドメンバ20が上凸変形し始めると、リアフロアパネル10とクラッシュボックス40との間に掛け渡されている補強部材50に圧縮荷重が作用する。リアフロアパネル10及びロアバックパネル30と共に閉断面構造を構成している補強部材50の剛性は高いため、圧縮荷重が作用しても補強部材50は変形しにくく、図3に示すように、リアフロアパネル10とロアバックパネル30とのなす角度θが変わるような変形が抑制される。

0021

また、本実施形態では、クラッシュボックス40の上端がリアフロアパネル10の上面12よりも車両上方に位置しているため、補強部材50にも衝突エネルギがクラッシュボックス40及びロアバックパネル30を介して入力される。そして、このように補強部材50に入力される衝突エネルギは、上凸変形しようとするリアサイドメンバ20に対し、図3に矢印で示すように、リアサイドメンバ20を車両下方に押し付ける方向に作用する。そのため、リアサイドメンバ20が上凸変形しにくくなり、すなわち上記断面崩壊が生じにくくなる。つまり、リアサイドメンバ20への衝突エネルギの入力量に対するリアサイドメンバ20の変形量の増大比率が小さくなる。

0022

以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
リアサイドメンバ20への衝突エネルギの入力量がある程度大きくなると、上記の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバ20によって吸収できる衝突エネルギの量が少なくなる。しかし、本実施形態では、リアサイドメンバ20に衝突エネルギが入力されるようになってからの上記の増大比率をより小さくすることができる。そのため、上記の増大比率が急激に大きくなり、リアサイドメンバ20によって吸収できるエネルギ量が低下してしまう事象を生じにくくすることができる。そして、このような事象が生じない範囲でリアサイドメンバ20の変形量が増大しているときには、リアサイドメンバ20の変形によって衝突エネルギを吸収することができる。そのため、リアサイドメンバ20では、より大きな衝突エネルギを吸収することができる。

0023

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・補強部材50は、リアフロアパネル10及びロアバックパネル30と共に閉断面構造を構成することができるのであれば、任意の形状であってもよい。例えば、補強部材50は、上面部51がリアフロアパネル10の上面12と平行となるような形状であってもよい。この場合、補強部材50は、上面部51の前端と前方フランジ531とを繋ぐ接続部を有することとなる。

0024

・クラッシュボックス40の上端は、リアフロアパネル10の上面12よりも車両上方に位置するのであれば、補強部材50の後端と同一の車両上下方向位置に位置するようにしてもよいし、補強部材50の後端よりも車両下方に位置するようにしてもよい。こうした構成であっても、上記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

0025

・補強部材50の前方フランジ531が、リアサイドメンバ20の折れ曲がり促進部20Aと車両前後方向で同一位置に位置していてもよい。
・補強部材50とリアフロアパネル10とロアバックパネル30とに囲まれた空間内に、例えばスポンジなどのような緩衝部材を設けてもよい。

0026

10…リアフロアパネル、11…下面、20…リアサイドメンバ、20A…折れ曲がり促進部、20R…後端部、30…ロアバックパネル、40…クラッシュボックス、50…補強部材、53…フランジ。

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