JP6889419B2

JP6889419B2 - 車両の下部車体構造

Info

Publication number: JP6889419B2
Application number: JP2019504447A
Authority: JP
Inventors: 大和松田; 伸之中山; 修二村岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2038-02-21
Also published as: EP3578444A4; WO2018163815A1; CN110352157B; JPWO2018163815A1; US20200031399A1; EP3578444A1; US11077881B2; CN110352157A

Description

本開示は、車両の下部車体構造に関する。

車両を駆動する駆動源としてのモータと、モータに供給する電力を貯蔵するバッテリとを備えた電気自動車等の車両では、大型で重量が大きいバッテリを搭載する場合、車室の床面を形成するフロアパネルの下方において、フロアパネルの下面側に車幅方向に離間して配設される左右一対のサイドフレーム間にバッテリに配設するようにしたものが知られている。

例えば特許文献１には、フロアパネルの下方にサイドフレーム間にバッテリが配設された車両において、フロアパネルの下方に配設されたバッテリを支持するバッテリフレームと、バッテリフレームの車幅方向外方側に配設されたエネルギ吸収部材とを備え、バッテリフレームとエネルギ吸収部材との対向面を平行に形成するようにしたものが開示されている。

特許第５８７０９９２号公報

近年、車両の安全性の向上を図るため、フロアパネルの下方にサイドフレーム間にバッテリが配設される電気自動車等の車両では、電柱などとの側面衝突（ポール側突）時にサイドシルに車幅方向外方側から衝突荷重が作用したときにバッテリの破損などを抑制してバッテリの保護性能をさらに向上させることが求められている。

そこで、本開示は、フロアパネルの下方にバッテリが配設された車両において、側面衝突時におけるバッテリの保護性能を向上させることができる車両の下部車体構造を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る車両の下部車体構造は、車室の床面を形成するフロアパネルと、前記フロアパネルの下面側に車幅方向に離間して配設されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、前記フロアパネルの下方において前記左右一対のサイドフレーム間に配設されるバッテリと、前記フロアパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されると共に前記左右一対のサイドフレームより車幅方向外方側に配置されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、前記フロアパネルの上面側に前記左右一対のサイドシル間に車幅方向に延びるように配設されるクロスメンバと、前記フロアパネルの下面側に前記クロスメンバと車体前後方向にオーバーラップする位置に前記サイドフレームと前記サイドシルとの間に車幅方向に延びるように配設されると共に前記サイドフレームと前記サイドシルとに結合されて車幅方向外方側から入力される衝撃荷重を吸収する衝撃吸収部材と、前記クロスメンバに車幅方向における前記左右一対のサイドフレームに対応する部分間に亘って車幅方向に延びるように配設される補強部材と、を備え、前記一対のサイドフレームは、車両前後方向に延び、前記フロアパネルに接合されて閉断面状に形成され、前記補強部材は、車幅方向一方側の端部が一方の前記サイドフレームの底面の車幅方向中間部位とオーバーラップする位置から、他方側の端部が他方の前記サイドフレームの底面の車幅方向中間部位とオーバーラップする位置に亘って配設されている。

実施形態に係る車両の下部車体構造を斜め上方側から見た斜視図である。実施形態に係る車両の下部車体構造を上方側から見た上面図である。実施形態に係る車両の下部車体構造を下方側から見た下面図である。実施形態に係る車両の下部車体構造を、バッテリ及びバッテリフレームを取り除いた状態で下方側から示す下面図である。図２におけるＶ−Ｖ線断面での下部車体構造を示す断面図である。図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面での下部車体構造を示す断面図である。図２におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面での下部車体構造を示す断面図である。実施形態に係る車両の下部車体構造の一部構成を拡大して示す拡大図である。クロスメンバに配設される補強部材を示す図である。図８におけるＸ−Ｘ線断面での下部車体構造の一部構成を示す断面図である。クロスメンバに設けられる別の配管配策部を示す図である。図３におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面での下部車体構造の一部構成を示す断面図である。衝撃吸収部材を示す斜視図である。

以下、実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

なお、図面中において、「Ｕｐ」は車体上方側、「Ｌｏ」は車体下方側、「Ｆｒ」は車体前方側、「Ｒｅ」は車体後方側、「Ｌｅ」は車体左側、「Ｒｉ」は車体右側、「Ｉｎ」は車内側、「Ｏｕｔ」は車外側、をそれぞれ示す。

図１は、実施形態に係る車両の下部車体構造を斜め上方側から見た斜視図、図２は、車両の下部車体構造を上方側から見た上面図、図３は、車両の下部車体構造を下方側から見た下面図、図４は、両の下部車体構造を、バッテリ及びバッテリフレームを取り除いた状態で下方側から示す下面図、図５は、図２におけるＶ−Ｖ線断面での下部車体構造を示す断面図、図６は、図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面での下部車体構造を示す断面図、図７は、図２におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面での下部車体構造を示す断面図、図８は、車両の下部車体構造の一部構成を拡大して示す拡大図である。

実施形態に係る車両の下部車体構造を適用した車体１は、車両を駆動する駆動源としてのモータと、モータに供給する電力を貯蔵するバッテリとを備えた電気自動車等の車体であり、図１から図８に示すように、車体下部に、車室の床面を形成するフロアパネル２と、フロアパネル２の車幅方向両端部にそれぞれ結合されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシル３と、フロアパネル２の上面側において左右一対のサイドシル３間に架設されて車幅方向に延びる複数のクロスメンバ、具体的には第１クロスメンバ４及び第２クロスメンバ５とを備えている。

フロアパネル２には、車幅方向中央側に車体前後方向に延びると共に車体上方側に膨出するフロアトンネル部１０が形成されている。フロアトンネル部１０は、第１クロスメンバ４によって車体前後方向に分断され、第１クロスメンバ４の車体前方側に配置される前側トンネル部１１と第１クロスメンバ４の車体後方側に配置される後側トンネル部１２とを備えている。

前側トンネル部１１は、上面部１１ａと両側の側面部１１ｂと両側の第１フランジ部１１ｃとを備えて断面略ハット状に形成され、両側の第１フランジ部１１ｃがフロアパネル２に溶接等によって接合されている。前側トンネル部１１の後端部には、上面部１１ａから車体後方側に延びる第２フランジ部１１ｄと両側の側面部１１ｂからそれぞれ車幅方向外方側に延びる両側の第３フランジ部１１ｅとが設けられ、第２フランジ部１１ｄと両側の第３フランジ部１１ｅとが第１クロスメンバ４の車体前方側に溶接等によって接合されている。

後側トンネル部１２もまた、上面部１２ａと両側の側面部１２ｂと両側の第１フランジ部１２ｃとを備えて断面略ハット状に形成され、両側の第１フランジ部１２ｃがフロアパネル２に溶接等によって接合されている。後側トンネル部１２の前端部には、上面部１２ａから車体前方側に延びる第２フランジ部１２ｄと両側の側面部１２ｂからそれぞれ車幅方向外方側に延びる両側の第３フランジ部１２ｅとが設けられ、第２フランジ部１２ｄと両側の第３フランジ部１２ｅとが第１クロスメンバ４の車体後方側に溶接等によって接合されている。

左右のサイドシル３はそれぞれ、図５及び図６に示すように、サイドシル３の車体内側を構成するサイドシルインナ２１と、サイドシル３の車体外側を構成するサイドシルアウタ２２と、サイドシルインナ２１とサイドシルアウタ２２との間に配設されるサイドシルレイン２３とを備えている。なお、図１から図４では、サイドシル３のサイドシルインナ２１のみが示されている。

サイドシルインナ２１は、車体上下方向に延びる縦面部２１ａと縦面部２１ａの上端部及び下端部から車外側に略水平方向に延びる上面部２１ｂ及び下面部２１ｃとを備えて車内側に膨出するように断面略ハット状に形成され、サイドシルレイン２３及びサイドシルアウタ２２は、車外側に膨出するように断面略ハット状に形成されている。サイドシルインナ２１とサイドシルレイン２３とサイドシルアウタ２２とが車体上下方向の両端部においてそれぞれ重ね合わせて溶接等によって接合され、サイドシル３が閉断面状に形成されている。

第１クロスメンバ４及び第２クロスメンバ５は、フロアトンネル部１０と交差するようにフロアパネル２の上面側に溶接等によって接合されている。第１クロスメンバ４及び第２クロスメンバ５は、車体前後方向に離間して配置され、第１クロスメンバ４は、第２クロスメンバ５の車体前方側に配置されている。

本実施形態では、第１クロスメンバ４は、車幅方向に分断されることなく左右のサイドシル３間に亘って車幅方向に延びている。第１クロスメンバ４は、図７に示すように、上面部４ａと、上面部４ａの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部４ｂ及び後面部４ｃと、前面部４ｂ及び後面部４ｃの下端部からそれぞれ車体前方側及び車体後方側に延びる前側フランジ部４ｄ及び後側フランジ部４ｅとを備えて断面略ハット状に形成され、前側フランジ部４ｄ及び後側フランジ部４ｅがフロアパネル２に溶接等によって接合されている。

第１クロスメンバ４は、車幅方向の両端部がそれぞれサイドシル３に溶接等によって接合され、車幅方向中央側における車体前方側及び車体後方側にそれぞれ前側トンネル部１１の後端部及び後側トンネル部１２の前端部が結合されている。図２に示すように、前側トンネル部１１の第２フランジ部１１ｄ及び両側の第３フランジ部１１ｅがそれぞれ第１クロスメンバ４の車体前方側の上面部４ａ及び前面部４ｂに沿って上面部４ａ及び前面部４ｂに接合され、後側トンネル部１２の第２フランジ部１２ｄ及び両側の第３フランジ部１２ｅがそれぞれ第１クロスメンバ４の車体後方側の上面部４ａ及び後面部４ｃに沿って上面部４ａ及び後面部４ｃに接合されている。

第１クロスメンバ４にはまた、車幅方向外方側から衝撃荷重が作用したときに衝撃荷重に対して第１クロスメンバ４の他の部分に比して脆弱なクロスメンバ側脆弱部４ｆが車幅方向の両側に備えられている。クロスメンバ側脆弱部４ｆは、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃにそれぞれ設けられた凹部４ｆによって形成され、凹部４ｆは、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃに沿って車体上下方向に延びると共に第１クロスメンバ４の内方側に断面円弧状に窪むように設けられている。すなわち、クロスメンバ側脆弱部４ｆは、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃに設けられてそれぞれ上下方向に延びるとともにクロスメンバ断面の内側に窪むように形成された凹部４ｆである。

第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃにそれぞれ設けられた凹部４ｆは、車幅方向に同位置に配置され、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃにはそれぞれ、車幅方向両側にそれぞれ車幅方向に離間して２つの凹部４ｆが設けられている。第１クロスメンバ４の凹部４ｆは、図６に示すように、後述するサイドフレーム４０より車幅方向外方側に位置するように設けられる。

図９は、クロスメンバに配設される補強部材を示す図であり、図９では、第１クロスメンバを二点鎖線で示している。図９に示すように、第１クロスメンバ４には、補強部材、具体的には第１補強部材３１及び第２補強部材３２が配設され、第１補強部材３１及び第２補強部材３２は、第１クロスメンバ４の軸方向である車幅方向に延び、第１クロスメンバ４に比して車幅方向の長さが短く形成されている。

図７に示すように、第１補強部材３１は、第１クロスメンバ４の上面部４ａと略平行に配置される上面部３１ａと、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃに略沿って配置されて上面部３１ａの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部３１ｂ及び後面部３１ｃとを備えて断面略コ字状に形成されている。第１補強部材３１の上面部３１ａには、車体前後方向中央側に車体下方側に断面略三角状に窪むビード部３１ｄが形成されている。

第２補強部材３２は、第１補強部材３１の車体下方側に配置され、第１クロスメンバ４の上面部４ａと略平行に配置される上面部３２ａと、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃと離間して略平行に配置されて上面部３２ａの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部３２ｂ及び後面部３２ｃと、前面部３２ｂ及び後面部３２ｃの下端部からそれぞれ車体前方側及び車体後方側に延びる前側フランジ部３２ｄ及び後側フランジ部３２ｅとを備えて断面略ハット状に形成されている。第２補強部材３２は、前側フランジ部３２ｄ及び後側フランジ部３２ｅがそれぞれ第１クロスメンバ４の前側フランジ部４ｄ及び後側フランジ部４ｅと共にフロアパネル２に接合されている。

第１補強部材３１と第２補強部材３２とは、第１クロスメンバ４の内部に車幅方向に同位置に設けられ、第１補強部材３１と第２補強部材３２の車幅方向両端部にそれぞれ、図９に示すように、第１補強部材３１と第２補強部材３２とを連結する連結部材３３が設けられている。

連結部材３３は、第１クロスメンバ４の内部を車幅方向に仕切るように第１クロスメンバ４の軸方向である車幅方向と略直交する方向に延びる仕切面部３３ａと、仕切面部３３ａの上端部から車幅方向内方側に延びる第１フランジ部３３ｂと、仕切面部３３ａの車体前後方向の両端部における車体上方側から車幅方向内方側に延びる両側の第２フランジ部３３ｃと、仕切面部３３ａの車体前後方向の両端部における車体下方側から車幅方向内方側に延びる両側の第３フランジ部３３ｄとを備えている。

そして、第１フランジ部３３ｂが第１補強部材３１の上面部３１ａに溶接等によって接合され、両側の第２フランジ部３３ｃがそれぞれ第１補強部材３１の前面部３１ｂ及び後面部３１ｃに溶接等によって接合され、両側の第３フランジ部３３ｄがそれぞれ第２補強部材３２の前面部３２ｂ及び後面部３２ｃに溶接等によって接合されている。第１補強部材３１と第２補強部材３２とは、連結部材３３によって車幅方向の両端部が連結され、車幅方向において左右のサイドフレーム４０に対応する部分間に亘って、すなわち車幅方向において一方のサイドフレーム４０とオーバーラップする位置から他方のサイドフレーム４０とオーバーラップする位置に亘って配設されている。

図１０は、図８におけるＸ−Ｘ線断面での下部車体構造の一部構成を示す断面図である。図１０に示すように、第１クロスメンバ４はまた、フロアトンネル部１０を前側トンネル部１１と後側トンネル部１２とに分断する部分であるフロアトンネル部１０との結合部に、フロアトンネル部１０の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管６を配策する配管配策部を備えている。

第１クロスメンバ４には、配管配策部として、前面部４ｂ及び後面部４ｃにそれぞれ略矩形状の開口部４ｇが形成されている。図１０では、第１クロスメンバ４の後面部４ｃに形成された開口部４ｇが示されているが、第１クロスメンバ４の前面部４ｂにも後面部４ｃと同様に略矩形状の開口部４ｇが形成されている。

第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃに形成された開口部４ｇは、前側トンネル部１１内と後側トンネル部１２内とを車体前後方向を連通するように設けられ、ケーブル用配管やブレーキ配管用などの配管６が前側トンネル部１１内、第１クロスメンバ４内及び後側トンネル部１２内を通じて車体前後方向に配置されるように形成されている。

第１クロスメンバ４に配管配策部として開口部４ｇが形成される場合、第１クロスメンバ４の開口部４ｇに対向する位置に第１補強部材３１や第２補強部材３２が配置される場合、第１補強部材３１や第２補強部材３２についても第１クロスメンバ４の開口部４ｇに対応して配管配策部として略矩形状の開口部が形成され得る。なお、配管配策部として略矩形状の開口部に代えて円形などの他の形状の開口部を形成するようにしてもよい。

図１１は、クロスメンバに設けられる別の配管配策部を示す図である。図１１に示すように、第１クロスメンバ４に設けられる配管配策部として、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃにそれぞれ、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃのそれぞれの下端部から上方側に略矩形状に窪む凹部４ｇ_１を形成することも可能である。

かかる場合においても、第１クロスメンバ４の前面部４ｂ及び後面部４ｃにそれぞれ形成される凹部４ｇ_１は、前側トンネル部１１内と後側トンネル部１２内とを車体前後方向を連通するように設けられ、ケーブル用配管やブレーキ配管用などの配管６が前側トンネル部１１内、第１クロスメンバ４内及び後側トンネル部１２内を通じて車体前後方向に配置されるように形成される。

第１クロスメンバ４に配管配策部として凹部４ｇ_１が形成される場合についても、第１クロスメンバ４の凹部４ｇ_１に対向する位置に第１補強部材３１や第２補強部材３２が配置される場合、第１補強部材３１や第２補強部材３２についても第１クロスメンバ４の凹部４ｇ_１に対応して配管配策部として略矩形状の凹部が形成され得る。なお、配管配策部として略矩形状の凹部に代えて半円形などの他の形状の凹部を形成するようにしてもよい。

第２クロスメンバ５についても、図１及び図２に示すように、上面部５ａと、上面部５ａの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部５ｂ及び後面部５ｃと、前面部５ｂ及び後面部５ｃの下端部からそれぞれ車体前方側及び車体後方側に延びる前側フランジ部５ｄ及び後側フランジ部５ｅとを備えて断面略ハット状に形成され、前側フランジ部５ｄ及び後側フランジ部５ｅがフロアパネル２に溶接等によって接合されている。

第２クロスメンバ５は、フロアトンネル部１０によって車幅方向に分断され、車幅方向に分断された第２クロスメンバ５はそれぞれ、車幅方向外方側の端部がサイドシル３に溶接等によって接合され、車幅方向内方側の端部がフロアトンネル部１０、具体的には後側トンネル部１２に溶接等によって接合されている。

また、車幅方向に分断された第２クロスメンバ５はそれぞれ、第２クロスメンバ５の上面部５ａにおける第２クロスメンバ５の車幅方向外方側及び車幅方向内方側にそれぞれシートレール（不図示）を取り付けるためのシートレール取付部材７、８が配設されている。

シートレール取付部材７は、車幅方向外方側に配設され、第２クロスメンバ５に接合されると共にサイドシル３に接合されている。シートレール取付部材８は、車幅方向内方側に配設され、第２クロスメンバ５に接合されると共にフロアトンネル部１０、具体的には後側トンネル部１２に接合されている。

車体１では、第１クロスメンバ４及び第２クロスメンバ５は、フロアパネル２の下方に配設されるバッテリ９と車体前後方向にオーバーラップして配置されている。

車体１はまた、図３及び図４に示すように、車体下部に、フロアパネル２の下面側に車幅方向に離間して配設されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム４０と、フロアパネル２の下方において左右一対のサイドフレーム４０間に配設されるバッテリ９と、バッテリ９を支持するバッテリフレーム５０とを備えている。

サイドフレーム４０は、車幅方向におけるフロアトンネル部１０とサイドシル３との間に配置されている。サイドフレーム４０は、図６に示すように、下面部４０ａと、下面部４０ａの車幅方向両端部から上方側に延びる両側の側面部４０ｂと、両側の側面部４０ｂからそれぞれ外側に延びる両側のフランジ部４０ｃとを備えて断面略ハット状に形成され、両側のフランジ部４０ｃがフロアパネル２の下面側に溶接等によって接合されて閉断面状に形成されている。

バッテリ９は、第１クロスメンバ４より車体前方側から第２クロスメンバ５より車体後方側まで車体前後方向に延び、バッテリトレイ６０の上面側に取り付けられている。バッテリトレイ６０は、図６に示すように、バッテリ９が取り付けられる基部６１と、基部６１の周縁部から上方側に延びる縦壁部６２と、該縦壁部６２の上端部から外側に延びるフランジ部６３とを備え、フランジ部６３がバッテリフレーム５０に取り付けられている。

バッテリフレーム５０は、図３に示すように、車体前方側に配置されて車幅方向に延びる前方フレーム５１と、車体後方側に配置されて車幅方向に延びる後方フレーム５２と、前方フレーム５１の車幅方向両側と後方フレーム５２の車幅方向両側とをそれぞれ接続して車体前後方向に延びる両側の側方フレーム５３とを備え、両側の側方フレーム５３がそれぞれ、左右のサイドフレーム４０の車体下方側に配置されてサイドフレーム４０に取り付けられている。

図１２は、図３におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った車体の断面図である。前方フレーム５１、後方フレーム５２及び両側の側方フレーム５３はそれぞれ、図１２に示すように、バッテリフレーム５０の車体上側を構成するアッパフレーム５５と、バッテリフレーム５０の車体下側を構成するロアフレーム５６とから構成されている。

アッパフレーム５５は、車体上下方向と略直交する方向に延びる上面部５５ａと車内側に配置されて車体上下方向に延びる内面部５５ｂとを備えて断面略Ｌ字状に形成されると共に、上面部５５ａ及び内面部５５ｂからそれぞれ略垂直方向及び略水平方向に延びるフランジ部５５ｃ、５５ｄを備えている。

一方、ロアフレーム５６は、車体上下方向と略直交する方向に延びる下面部５６ａと車外側に配置されて車体上下方向に延びる外面部５６ｂとを備えて断面略Ｌ字状に形成されると共に、下面部５６ａ及び外面部５６ｂからそれぞれ略水平方向及び略垂直方向に延びるフランジ部５６ｃ、５６ｄを備えている。

バッテリフレーム５０は、アッパフレーム５５のフランジ部５５ｃ、５５ｄとロアフレーム５６のフランジ部５６ｄ、５６ｃとを共に重ね合わせて溶接等によって接合することにより、略垂直方向に延びるフランジ部５０ａと略水平方向に延びるフランジ部５０ｂとを備えて閉断面状に形成されている。

バッテリフレーム５０にはまた、アッパフレーム５５の上面部５５ａの車幅方向内方側に車体下方側に窪む段部５５ｅが形成されている。バッテリフレーム５０の段部５５ｅにはバッテリトレイ６０のフランジ部６３が取り付けられ、バッテリフレーム５０にバッテリ９が支持されている。

バッテリフレーム５０、具体的には側方フレーム５３は、サイドフレーム４０に略沿って配置され、サイドフレーム４０に接続されている。図１２に示すように、バッテリフレーム５０とサイドフレーム４０とを接続するフレーム接続部５８では、サイドフレーム４０には、下面部４０ａにボルト挿通穴４０ｄが形成されると共にボルト挿通穴４０ｄに対応して下面部４０ａの上面側にナットＮが溶接等によって固着されている。

一方、バッテリフレーム５０、具体的には側方フレーム５３には、アッパフレーム５５の上面部５５ａにボルト挿通穴５５ｆが形成されると共にロアフレーム５６の下面部５６ａにボルト挿通穴５６ｅが形成され、円筒状に形成されてボルトが挿通される筒状部材５７がアッパフレーム５５の上面部５５ａの下面側に溶接等によって固着されている。

そして、サイドフレーム４０の下面部４０ａの下方にバッテリフレーム５０のアッパフレーム５５の上面部５５ａが配置された状態で、ボルトＢをバッテリフレーム５０の下方側からナットＮに螺合させ、バッテリフレーム５０とサイドフレーム４０とが接続されている。フレーム接続部５８は、側方フレーム５３の車体前後方向に複数設けられ、車体１では、車体前後方向において第１クロスメンバ４より車体前方側、第１及び第２クロスメンバ４、５間、及び第２クロスメンバ５より車体後方側に設けられている。

車体１はまた、図３及び図４に示すように、車体下部に、フロアパネル２の下面側にサイドフレーム４０とサイドシル３との間に車幅方向に延びるように複数の衝撃吸収部材７０、８０が配設されている。衝撃吸収部材７０、８０は、側面衝突時に車幅方向外方側から入力される衝撃荷重を吸収するものであり、サイドフレーム４０とサイドシル３とに結合されている。

車体１では、車体前後方向に離間して第１衝撃吸収部材７０と第２衝撃吸収部材８０とが配設され、第１衝撃吸収部材７０は、第２衝撃吸収部材８０の車体前方側に配置されている。第１衝撃吸収部材７０は、第１クロスメンバ４と車体前後方向にオーバーラップする位置に配設され、第２衝撃吸収部材８０は、第２クロスメンバ５と車体前後方向にオーバーラップする位置に配設されている。第１衝撃吸収部材７０と第２衝撃吸収部材８０とは、車体１の車幅方向両側にそれぞれ配設されている。

図１３は、衝撃吸収部材を示す斜視図であり、車体左側に配設される第１衝撃吸収部材を示している。図１３に示すように、第１衝撃吸収部材７０は、車体前後方向に離間して略平行に配置されて車体前後方向と略直交する方向に延びる両側の側面部７１、７２と、両側の側面部７１、７２の車体下方側の端部を連結して車体前後方向に延びる底面部７３とを備えて断面略コ字状に形成されている。

両側の側面部７１及び７２は、略同一形状に形成され、車幅方向外方側の端部がサイドシル３、具体的にはサイドシルインナ２１の縦面部２１ａに応じて形成され、車幅方向内方側の端部がサイドフレーム４０の側面部４０ｂに応じて形成され、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に略台形状に形成されている。

車体前方側に配置される側面部７１には、車幅方向外方側の端部に設けられて車体前方側に延びる外側フランジ部７１ａと、車幅方向内方側の端部に設けられて車体前方側に延びる内側フランジ部７１ｂと、車体上方側の端部に設けられて車体前方側に延びる上側フランジ部７１ｃとが備えられている。

車体後方側に配置される側面部７２にも、車幅方向外方側の端部に設けられて車体後方側に延びる外側フランジ部７２ａと、車幅方向内方側の端部に設けられて車体後方側に延びる内側フランジ部７２ｂと、車体上方側の端部に設けられて車体後方側に延びる上側フランジ部７２ｃとが備えられている。

また、底面部７３には、車幅方向外方側の端部に設けられて車幅方向外方側に延びる外側フランジ部７３ａと、車幅方向内方側の端部に設けられて車幅方向内方側に延びる内側フランジ部７３ｂとが備えられている。

第１衝撃吸収部材７０は、両側の側面部７１、７２が車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成されると共に両側の側面部７１、７２の車体下方側の端部が底面部７３によって連結され、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成されている。

第１衝撃吸収部材７０にはまた、車幅方向外方側から衝撃荷重が作用したときに車幅方向外方側から入力される衝撃荷重に対して第１衝撃吸収部材７０の他の部分に比して脆弱な衝撃吸収部材側脆弱部７１ｄ、７２ｄが両側の側面部７１、７２に備えられている。

衝撃吸収部材側脆弱部７１ｄ、７２ｄは、両側の側面部７１、７２（すなわち、図４における第１衝撃吸収部材７０の前面部（Ｆｒ側の部分）及び後面部（Ｒｅ側の部分）にそれぞれ相当する側面部７１、７２）にそれぞれ設けられた凹部７１ｄ、７２ｄによって形成され、凹部７１ｄ、７２ｄはそれぞれ、側面部７１、７２に沿って車体上下方向に延びると共に第１衝撃吸収部材７０の内方側に断面略台形状に窪むように設けられている。すなわち、衝撃吸収部材側脆弱部７１ｄ、７２ｄは、第１衝撃吸収部材７０の前面部（具体的には、前面部に相当する側面部７１）及び後面部（具体的には、後面部に相当する側面部７２）に設けられてそれぞれ上下方向に延びるとともに衝撃吸収部材断面の内側に窪むように形成された凹部７１ｄ、７２ｄである。

両側の側面部７１、７２にそれぞれ設けられた凹部７１ｄ、７２ｄは、車幅方向に同位置に設けられると共に、図６に示すように、好ましくは第１衝撃吸収部材７０がサイドシル３とサイドフレーム４０との間に配設されたときに第１クロスメンバ４に設けられたクロスメンバ側脆弱部４ｆとしての凹部４ｆと車幅方向にオーバーラップする位置に設けられる。

第１衝撃吸収部材７０は、両側の側面部７１、７２に設けられた上側フランジ部７１ｃ、７２ｃがフロアパネル２の下面側に溶接等によって接合され、両側の側面部７１、７２に設けられた外側フランジ部７１ａ、７２ａ及び底面部７３に設けられた外側フランジ部７３ａがサイドシル３に溶接等によって接合され、両側の側面部７１、７２に設けられた内側フランジ部７１ｂ、７２ｂ及び底面部７３に設けられた内側フランジ部７３ｂがサイドフレーム４０に溶接等によって接合され、フロアパネル２、サイドシル３及びサイドフレーム４０に接合されている。

具体的には、両側の側面部７１、７２に設けられた外側フランジ部７１ａ、７２ａがサイドシルインナ２１の縦面部２１ａに接合され、底面部７３に設けられた外側フランジ部７３ａがサイドシルインナ２１の下面部２１ｃに接合され、両側の側面部７１、７２に設けられた内側フランジ部７１ｂ、７２ｂがサイドフレーム４０の側面部４０ｂに接合され、底面部７３に設けられた内側フランジ部７３ｂがサイドフレーム４０の下面部４０ａに接合される。

第２衝撃吸収部材８０は、両側の側面部に衝撃吸収部材側脆弱部としての凹部が設けられていないことを除き、第１衝撃吸収部材７０と同様に形成されている。第２衝撃吸収部材８０は、第２クロスメンバ５と車体前後方向にオーバーラップする位置に配設され、フロアパネル２の下面側にサイドシル３とサイドフレーム４０との間に配設されてフロアパネル２、サイドシル３及びサイドフレーム４０に接合されている。

なお、バッテリフレーム５０は、図５に示すように、衝撃吸収部材７０、８０とサイドフレーム４０とが結合される部分に対応してフランジ部５０ａが切り欠かれ、衝撃吸収部材７０、８０と干渉しないように形成されている。

このようにして構成される車体１に、側面衝突（ポール側突）時にサイドシル３に車幅方向外方側から衝撃荷重が作用する場合、サイドシル３に入力される衝撃荷重が第１衝撃吸収部材７０及び第１クロスメンバ４に伝達され、サイドフレーム４０より車外側に配置される第１衝撃吸収部材７０及び第１クロスメンバ４によって衝撃荷重を吸収する。

また、車幅方向における左右のサイドフレーム４０に対応する部分間に亘って第１クロスメンバ４に補強部材３１、３２が配設されているので、第１クロスメンバ４が車幅方向におけるサイドフレーム４０間において変形することを抑制する。

さらに、第１衝撃吸収部材７０と第１クロスメンバ４とは車体前後方向にオーバーラップする位置に配設されているので、サイドシル３に衝撃荷重が作用したときに、第１衝撃吸収部材７０及び第１クロスメンバ４によって車幅方向におけるサイドフレーム４０間の車体１の変形を有効に抑制する。

本実施形態では、第２クロスメンバ５は、フロアトンネル部１０によって車幅方向に分断して設けられているが、車幅方向に分断されることなくフロアトンネル部１０を分断して左右のサイドシル３間に車幅方向に延びる第１クロスメンバ４と同様に形成するようにしてもよい。

かかる場合には、第２クロスメンバ５には、第１クロスメンバ４と同様に第１補強部材３１及び第２補強部材３２が配設されると共に第１補強部材３１と第２補強部材３２とを連結する連結部材３３が配設される。

また、第２衝撃吸収部材８０は、両側の側面部に衝撃吸収部材側脆弱部としての凹部が設けられた第１衝撃吸収部材７０と同様に形成され、第２衝撃吸収部材８０に設けられた衝撃吸収部材側脆弱部は、好ましくは第２クロスメンバ５に設けられたクロスメンバ側脆弱部と車幅方向にオーバーラップする位置に設けられる。

本実施形態ではまた、第１クロスメンバ４に車幅方向における左右のサイドフレーム４０に対応する部分間に亘って２つの補強部材３１、３２が配設されているが、第１クロスメンバ４に２つの補強部材３１、３２の一方のみを配設するようにすることも可能である。

このように、本実施形態に係る車両の下部車体構造は、フロアパネル２の下方にサイドフレーム４０間にバッテリ９が配設され、サイドフレーム４０より車幅方向外方側に配置される左右のサイドシル３と、フロアパネル２の上面側にサイドシル３間に配設されるクロスメンバ４と、フロアパネル２の下面側にクロスメンバ４と車体前後方向にオーバーラップする位置にサイドフレーム４０とサイドシル３との間に配設される衝撃吸収部材７０と、クロスメンバ４に車幅方向における左右のサイドフレーム４０に対応する部分間に亘って配設される補強部材３１、３２を備えている。

これにより、電柱などとの側面衝突（ポール側突）時にサイドシル３に衝撃荷重が作用したときに、衝撃吸収部材７０によってサイドシル３から衝撃吸収部材７０に入力される衝撃荷重を吸収してバッテリ９を保護することができる。また、補強部材３１、３２によって車幅方向におけるサイドフレーム４０間のクロスメンバ４の剛性を高めることができ、サイドシル３からクロスメンバ４に入力される衝撃荷重を反対側の車体各部に伝達し、クロスメンバ４が車幅方向におけるサイドフレーム４０間において変形することを抑制してバッテリ９を保護することができる。さらに、衝撃吸収部材７０とクロスメンバ４とは車体前後方向にオーバーラップする位置に配設されるので、サイドシル３に衝撃荷重が作用したときに、衝撃吸収部材７０及びクロスメンバ４によって車幅方向におけるサイドフレーム４０間の車体の変形を有効に抑制してバッテリ９を保護することができる。従って、フロアパネルの下方にバッテリが配設された車両において、側面衝突時におけるバッテリの保護性能を向上させることができる。

また、衝撃吸収部材７０は、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成される。これにより、側面衝突時にサイドシル３に衝撃荷重が作用したときにサイドシル３から入力される衝撃荷重を衝撃吸収部材７０において車幅方向外方側から車幅方向内方側に分散してサイドフレーム４０に伝達することができる。

また、衝撃吸収部材７０は、衝撃吸収部材側脆弱部７１ｄ、７２ｄを備え、クロスメンバ４は、車幅方向においてサイドフレーム４０より車幅方向外方側にクロスメンバ側脆弱部４ｆを備える。これにより、サイドシル３から衝撃吸収部材７０及びクロスメンバ４にそれぞれ衝撃荷重が入力される際に衝撃吸収部材側脆弱部７１ｄ、７２ｄ及びクロスメンバ側脆弱部４ｆをそれぞれ起点として衝撃吸収部材７０及びクロスメンバ４が潰れ変形して衝突エネルギを吸収することができる。

また、衝撃吸収部材側脆弱部７１ｄ、７２ｄとクロスメンバ側脆弱部４ｆとは、車幅方向においてオーバーラップする位置に設けられる。これにより、衝撃吸収部材７０及びクロスメンバ４を車幅方向の同じ位置において潰れ変形させることができ、衝突エネルギをより有効に吸収することができる。

また、バッテリ９と車体前後方向にオーバーラップして配置される複数のクロスメンバ４、５を備え、複数のクロスメンバ４、５と車体前後方向にオーバーラップする位置にサイドフレーム４０とサイドシル３との間に車幅方向に延びるように複数の衝撃吸収部材７０、８０が配設されることにより、バッテリ９の保護性能をより有効に向上させることができる。

本実施形態では、サイドシル３内に補強部材が備えられていないが、クロスメンバ４、５とサイドシル３との結合部においてサイドシル３内に、クロスメンバ４、５と車体前後方向にオーバーラップする位置にサイドシル３内を仕切る補強部材を配設することも可能である。

本開示は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

［本開示のまとめ］
本開示の一態様に係る車両の下部車体構造は、車室の床面を形成するフロアパネルと、前記フロアパネルの下面側に車幅方向に離間して配設されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、前記フロアパネルの下方において前記左右一対のサイドフレーム間に配設されるバッテリと、前記フロアパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されると共に前記左右一対のサイドフレームより車幅方向外方側に配置されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、前記フロアパネルの上面側に前記左右一対のサイドシル間に車幅方向に延びるように配設されるクロスメンバと、前記フロアパネルの下面側に前記クロスメンバと車体前後方向にオーバーラップする位置に前記サイドフレームと前記サイドシルとの間に車幅方向に延びるように配設されると共に前記サイドフレームと前記サイドシルとに結合されて車幅方向外方側から入力される衝撃荷重を吸収する衝撃吸収部材と、前記クロスメンバに車幅方向における前記左右一対のサイドフレームに対応する部分間に亘って車幅方向に延びるように配設される補強部材と、を備え、前記一対のサイドフレームは、車両前後方向に延び、前記フロアパネルに接合されて閉断面状に形成され、前記補強部材は、車幅方向一方側の端部が一方の前記サイドフレームの底面の車幅方向中間部位とオーバーラップする位置から、他方側の端部が他方の前記サイドフレームの底面の車幅方向中間部位とオーバーラップする位置に亘って配設されている。

上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、電柱などとの側面衝突（ポール側突）時にサイドシルに衝撃荷重が作用したときに、衝撃吸収部材によってサイドシルから衝撃吸収部材に入力される衝撃荷重を吸収してバッテリを保護することができる。

また、上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、補強部材によって車幅方向におけるサイドフレーム間のクロスメンバの剛性を高めることができ、サイドシルからクロスメンバに入力される衝撃荷重を反対側の車体各部に伝達し、クロスメンバが車幅方向におけるサイドフレーム間において変形することを抑制してバッテリを保護することができる。

さらに、上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、衝撃吸収部材とクロスメンバとは車体前後方向にオーバーラップする位置に配設されるので、サイドシルに衝撃荷重が作用したときに、衝撃吸収部材及びクロスメンバによって車幅方向におけるサイドフレーム間の車体の変形を有効に抑制してバッテリを保護することができる。従って、フロアパネルの下方にバッテリが配設された車両において、側面衝突時におけるバッテリの保護性能を向上させることができる。

本開示の別態様に係る車両の下部車体構造は、上記態様であって、前記補強部材は、前記クロスメンバの内部に設けられると共に、前記クロスメンバよりも車幅方向に短く形成され、車幅方向に延びる上面部と、該上面部からそれぞれ下方に延びる前面部および後面部とを有しており、前記補強部材の車幅方向両端部には、前記クロスメンバの内部を車幅方向に仕切るように前記補強部材の前記前面部および前記後面部にそれぞれ連結された連結部材が設けられている。
また、本開示の別態様に係る車両の下部車体構造は、上記態様であって、前記衝撃吸収部材は、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成されている。

上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、衝撃吸収部材は、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成されることにより、側面衝突時にサイドシルに衝撃荷重が作用したときにサイドシルから入力される衝撃荷重を衝撃吸収部材において車幅方向外方側から車幅方向内方側に分散してサイドフレームに伝達することができ、前記効果を有効に得ることができる。

本開示の別態様に係る車両の下部車体構造は、上記態様であって、前記衝撃吸収部材は、車幅方向外方側から入力される衝撃荷重に対して脆弱な衝撃吸収部材側脆弱部を備え、前記クロスメンバは、車幅方向において前記サイドフレームより車幅方向外方側に車幅方向外方側から入力される衝撃荷重に対して脆弱なクロスメンバ側脆弱部を備えている。

上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、衝撃吸収部材は、衝撃吸収部材側脆弱部を備え、クロスメンバは、車幅方向においてサイドフレームより車幅方向外方側にクロスメンバ側脆弱部を備えることにより、サイドシルから衝撃吸収部材及びクロスメンバにそれぞれ衝撃荷重が入力される際に衝撃吸収部材側脆弱部及びクロスメンバ側脆弱部をそれぞれ起点として衝撃吸収部材及びクロスメンバが潰れ変形して衝突エネルギを吸収することができる。

本開示の別態様に係る車両の下部車体構造は、上記態様であって、前記衝撃吸収部材側脆弱部と前記クロスメンバ側脆弱部とは、車幅方向においてオーバーラップする位置に設けられている。

上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、衝撃吸収部材側脆弱部とクロスメンバ側脆弱部とは、車幅方向においてオーバーラップする位置に設けられることにより、衝撃吸収部材及びクロスメンバを車幅方向の同じ位置において潰れ変形させることができ、衝突エネルギをより有効に吸収することができる。
本開示の別態様に係る車両の下部車体構造は、上記態様であって、前記衝撃吸収部材側脆弱部は、前記衝撃吸収部材の前面部及び後面部に設けられてそれぞれ上下方向に延びるとともに衝撃吸収部材断面の内側に窪むように形成された凹部であり、前記クロスメンバ側脆弱部は、前記クロスメンバの前面部及び後面部に設けられてそれぞれ上下方向に延びるとともにクロスメンバ断面の内側に窪むように形成された凹部である。この車両の下部車体構造では、衝撃吸収部材側脆弱部およびクロスメンバ側脆弱部を凹部によって構成することが可能である。

本開示の別態様に係る車両の下部車体構造は、上記態様であって、前記クロスメンバは、前記上面側において複数配設されており、前記複数のクロスメンバは、互いに前記バッテリと車体前後方向にオーバーラップして配置されると共に車体前後方向に離間して配置されており、前記衝撃吸収部材は、前記複数のクロスメンバと車体前後方向にオーバーラップする位置に複数配設されている。

上記態様に係る車両の下部車体構造はでは、バッテリと車体前後方向にオーバーラップして配置される複数のクロスメンバを備え、複数のクロスメンバと車体前後方向にオーバーラップする位置にサイドフレームとサイドシルとの間に車幅方向に延びるように複数の衝撃吸収部材が配設されることにより、バッテリの保護性能をより有効に向上させることができる。

以上の各態様に係る車両の下部車体構造では、フロアパネルの下方にバッテリが配設された車両において、側面衝突時におけるバッテリの保護性能を向上させることができる。

Claims

車両の下部車体構造において、
車室の床面を形成するフロアパネルと、
前記フロアパネルの下面側に車幅方向に離間して配設されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームと、
前記フロアパネルの下方において前記左右一対のサイドフレーム間に配設されるバッテリと、
前記フロアパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されると共に前記左右一対のサイドフレームより車幅方向外方側に配置されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、
前記フロアパネルの上面側に前記左右一対のサイドシル間に車幅方向に延びるように配設されるクロスメンバと、
前記フロアパネルの下面側に前記クロスメンバと車体前後方向にオーバーラップする位置に前記サイドフレームと前記サイドシルとの間に車幅方向に延びるように配設されると共に前記サイドフレームと前記サイドシルとに結合されて車幅方向外方側から入力される衝撃荷重を吸収する衝撃吸収部材と、
前記クロスメンバに車幅方向における前記左右一対のサイドフレームに対応する部分間に亘って車幅方向に延びるように配設される補強部材と、
を備え、
前記一対のサイドフレームは、車両前後方向に延び、前記フロアパネルに接合されて閉断面状に形成され、
前記補強部材は、車幅方向一方側の端部が一方の前記サイドフレームの底面の車幅方向中間部位とオーバーラップする位置から、他方側の端部が他方の前記サイドフレームの底面の車幅方向中間部位とオーバーラップする位置に亘って配設されている、
車両の下部車体構造。
請求項１に記載の車両の下部車体構造であって、
前記補強部材は、前記クロスメンバの内部に設けられると共に、前記クロスメンバよりも車幅方向に短く形成され、車幅方向に延びる上面部と、該上面部からそれぞれ下方に延びる前面部および後面部とを有しており、
前記補強部材の車幅方向両端部には、前記クロスメンバの内部を車幅方向に仕切るように前記補強部材の前記前面部および前記後面部にそれぞれ連結された連結部材が設けられている、
車両の下部車体構造。
請求項１又は請求項２に記載の車両の下部車体構造であって、
前記衝撃吸収部材は、車幅方向外方側から入力される衝撃荷重に対して脆弱な衝撃吸収部材側脆弱部を備え、
前記クロスメンバは、車幅方向において前記サイドフレームより車幅方向外方側に車幅方向外方側から入力される衝撃荷重に対して脆弱なクロスメンバ側脆弱部を備えている、
車両の下部車体構造。
請求項３に記載の車両の下部車体構造であって、
前記衝撃吸収部材側脆弱部と前記クロスメンバ側脆弱部とは、車幅方向においてオーバーラップする位置に設けられている、
車両の下部車体構造。
請求項４に記載の車両の下部車体構造であって、
前記衝撃吸収部材側脆弱部は、前記衝撃吸収部材の前面部及び後面部に設けられてそれぞれ上下方向に延びるとともに衝撃吸収部材断面の内側に窪むように形成された凹部であり、
前記クロスメンバ側脆弱部は、前記クロスメンバの前面部及び後面部に設けられてそれぞれ上下方向に延びるとともにクロスメンバ断面の内側に窪むように形成された凹部である
車両の下部車体構造。
請求項１から請求項５の何れかに記載の車両の下部車体構造であって、
前記クロスメンバは、前記上面側において複数配設されており、
前記複数のクロスメンバは、互いに前記バッテリと車体前後方向にオーバーラップして配置されると共に車体前後方向に離間して配置されており、
前記衝撃吸収部材は、前記複数のクロスメンバと車体前後方向にオーバーラップする位置に複数配設されている、
車両の下部車体構造。