(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
車両幅方向両側に配置され、車両前後方向に延びる左右両側のサイドシルと、該左右両側のサイドシル間に配置されるフロアパネルと、該フロアパネルの車両上方に配置され、車両幅方向に延びるクロスメンバと、フロアパネルの車両下方に配置されるバッテリとを備え、
前記フロアパネルは、車両上方へ膨出するバッテリ収納部を有し、該バッテリ収納部は、前記バッテリの上面と対向して位置する中央側平面部と、前記バッテリの側面の車両外側に位置する立壁部とから構成され、
前記フロアパネルは、前記立壁部の下端から車両幅方向外側に延びる外側平面部を介して、前記サイドシルに接合されている車両下部構造において、
前記クロスメンバは、別体である上側メンバと下側メンバとで構成され、
前記下側メンバは、外側端部が前記サイドシルに接合され、下側端部が前記外側平面部に接合され、
前記上側メンバは、外側端部が前記下側メンバの外側端部よりも車両幅方向内側に位置し、前記立壁部よりも車両幅方向外側の位置で、前記下側メンバの上部に接合されているとともに、前記立壁部よりも車両幅方向内側の位置で、前記中央側平面部に接合され、
前記下側メンバは、断面U字状を有し、前記フロアパネルと一緒になって閉断面を形成し、前記下側メンバは、前記上側メンバよりも車両幅方向の剛性が低く設定され、前記上側メンバは、断面U字状を有し、前記上側メンバと前記下側メンバとを仕切る境界面は、前記下側メンバの閉断面を形成している上面で構成されていることを特徴とする車両下部構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した従来の車両下部構造では、側突時に生じるサイドシルからの衝撃荷重がクロスメンバの上側及び下側の両方に同時に伝わってしまうので、十分な荷重分散ができず、クロスメンバに予期せぬ折れなどが発生するおそれがあった。そのため、バルク構造による側突時の衝撃荷重吸収には改善する余地があり、バッテリを保護する構造としては不十分であった。
【0005】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、側突時にサイドシルから伝わる衝撃荷重を最初にクロスメンバの下側で吸収し、その後、クロスメンバの上側及びフロアパネルへ荷重分散することにより、バッテリを側突時の衝撃荷重から保護することが可能な車両下部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車両幅方向両側に配置され、車両前後方向に延びる左右両側のサイドシルと、該左右両側のサイドシル間に配置されるフロアパネルと、該フロアパネルの車両上方に配置され、車両幅方向に延びるクロスメンバと、フロアパネルの車両下方に配置されるバッテリとを備え、前記フロアパネルは、車両上方へ膨出するバッテリ収納部を有し、該バッテリ収納部は、前記バッテリの上面と対向して位置する中央側平面部と、前記バッテリの側面の車両外側に位置する立壁部とから構成され、前記フロアパネルは、前記立壁部の下端から車両幅方向外側に延びる外側平面部を介して、前記サイドシルに接合されている車両下部構造において、前記クロスメンバは、別体である上側メンバと下側メンバとで構成され、前記下側メンバは、外側端部が前記サイドシルに接合され、下側端部が前記外側平面部に接合され、前記上側メンバは、外側端部が前記下側メンバの外側端部よりも車両幅方向内側に位置し、前記立壁部よりも車両幅方向外側の位置で、前記下側メンバの上部に接合されているとともに、前記立壁部よりも車両幅方向内側の位置で、前記中央側平面部に接合され
、前記下側メンバは、断面U字状を有し、前記フロアパネルと一緒になって閉断面を形成し、前記下側メンバは、前記上側メンバよりも車両幅方向の剛性が低く設定され、前記上側メンバは、断面U字状を有し、前記上側メンバと前記下側メンバとを仕切る境界面は、前記下側メンバの閉断面を形成している上面で構成されている。
【発明の効果】
【0007】
上述の如く、本発明に係る車両下部構造は、車両幅方向両側に配置され、車両前後方向に延びる左右両側のサイドシルと、該左右両側のサイドシル間に配置されるフロアパネルと、該フロアパネルの車両上方に配置され、車両幅方向に延びるクロスメンバと、フロアパネルの車両下方に配置されるバッテリとを備え、前記フロアパネルは、車両上方へ膨出するバッテリ収納部を有し、該バッテリ収納部は、前記バッテリの上面と対向して位置する中央側平面部と、前記バッテリの側面の車両外側に位置する立壁部とから構成され、前記フロアパネルは、前記立壁部の下端から車両幅方向外側に延びる外側平面部を介して、前記サイドシルに接合されており、前記クロスメンバは、別体である上側メンバと下側メンバとで構成され、前記下側メンバは、外側端部が前記サイドシルに接合され、下側端部が前記外側平面部に接合され、前記上側メンバは、外側端部が前記下側メンバの外側端部よりも車両幅方向内側に位置し、前記立壁部よりも車両幅方向外側の位置で、前記下側メンバの上部に接合されているとともに、前記立壁部よりも車両幅方向内側の位置で、前記中央側平面部に接合され
、前記下側メンバは、断面U字状を有し、前記フロアパネルと一緒になって閉断面を形成し、前記下側メンバは、前記上側メンバよりも車両幅方向の剛性が低く設定され、前記上側メンバは、断面U字状を有し、前記上側メンバと前記下側メンバとを仕切る境界面は、前記下側メンバの閉断面を形成している上面で構成されている。
したがって、本発明の車両下部構造においては、側突時にサイドシルから伝わる衝撃荷重が最初にクロスメンバの下側で吸収され、その後、クロスメンバの上側及びフロアパネルなどへ円滑に荷重分散されることになるので、バッテリ収納部に配置されたバッテリを側突時の衝撃荷重から効果的に保護することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
なお、図において、矢印Fr方向は車両前方を示し、矢印O方向は車両外側を示し、矢印U方向は車両上方を示している。また、矢印X方向は車両幅方向を示し、矢印Y方向は車両前後方向を示している。
【0010】
[第1実施形態]
図1〜
図8は本発明の第1実施形態に係る車両下部構造を示すものである。本発明の第1実施形態に係る車両下部構造は、
図1〜
図8に示すように、主として、車両幅方向両側に配置され、車両前後方向に延びる左右両側のサイドシル1と、これら左右両側のサイドシル1間に配置され、車両幅方向及び車両前後方向に展開するフロアパネル2と、該フロアパネル2の車両上方に配置され、車両幅方向に延びる第1クロスメンバ(クロスメンバに相当する)3と、フロアパネル2の車両下方に配置されるバッテリ4とを備えている。サイドシル1は、
図3及び
図4に示すように、縦置きの断面ハット型を有するサイドシルインナパネル11の上下端部11a,11bとサイドシルアウタパネル12の上下端部12a,12bとを互いに重ね合わせて接合することにより、閉断面形状に形成されている。
【0011】
本実施形態のフロアパネル2は、
図3〜
図5に示すように、バッテリ4の上部を収納することが可能な大きさで車両上方へ膨出するバッテリ収納部21を有しており、このバッテリ収納部21は、収納されたバッテリ4の上面4aと対向して位置する略水平の中央側平面部21Aと、該中央側平面部21Aの左右両側から車両下方へ向かって緩やかに傾斜しながら、バッテリ4の側面4bの車両外側に位置する立壁部21Bとから構成されている。また、フロアパネル2は、立壁部21Bの下端から車両幅方向外側に延びる外側平面部22を有しており、該外側平面部22を介して、サイドシル1のサイドシルインナパネル11に接合されている。
さらに、フロアパネル2において、バッテリ収納部21の中央側平面部21Aの中央部分には、車両上方へ更に膨出したフロアトンネル23が車両前後方向に延びて形成されている。そして、フロアトンネル23の下方には、当該フロアトンネル23を補強するためのフロアトンネルブレース24が設けられている。なお、バッテリ4は、バッテリ収納部21の内部に配置された状態で、フロアパネル2に取付けられるバッテリマウントブラケット41及びバッテリ懸架ブラケット42により、フロアパネル2の車両下側に固定保持されるようになっている。
【0012】
本実施形態の第1クロスメンバ3は、
図1〜
図8に示すように、バッテリ収納部21の車両前後方向の中間部分の同一位置において、フロアトンネル23を間に挟んで左右両側にそれぞれ配置されており、第1クロスメンバ3の車両内側端は、フロアパネル2を介してフロアトンネルブレース24に接合されている。このフロアトンネルブレース24は、荷重分散部材としての役割を有していることから、ポール衝突のような局所的衝突時に、衝撃荷重を受けた箇所とは逆方向の対岸箇所まで、衝撃荷重がフロアトンネルブレース24を介して分散されるようになっている。
第1クロスメンバ3は、別体である上側メンバ31と下側メンバ32とで構成されている。下側メンバ32は、外側端部32aがサイドシル1のサイドシルインナパネル11に接合されているとともに、下端フランジ部32bが外側平面部22に接合されている。また、上側メンバ31は、外側端部31aが下側メンバ32の外側端部32aよりも車両幅方向内側に位置し、立壁部21Bよりも車両幅方向外側の位置で、下側メンバ32の上部に接合されて車両上下方向に積み重ねられている。しかも、上側メンバ31は、立壁部21Bよりも車両幅方向内側の位置で、下端フランジ部31bが中央側平面部21Aに接合されているとともに、内側端部31cがフロアパネル2を介してフロアトンネルブレース24に接合されている。なお、本実施形態の上側メンバ31は、下端フランジ部31bが立壁部21Bにも接合されている。
【0013】
そのため、上側メンバ31及び下側メンバ32は、
図5〜
図8に示すように、ほぼ水平方向に配置される上面31A,32Aと、該上面31A,32Aの前後部から下方へ延び、対向して配置される側面31B,32Bとから形成され、開口部側を下向きに配置した断面U字状を有している。上側メンバ31は、車両幅方向外側寄りの側面31Bの下部を下側メンバ32の側面32Bの上部に車両上方から重ね合わせて溶接などで接合することにより、下側メンバ32に積み重ねられるように構成されている。そのため、上側メンバ31において、車両幅方向外側寄りの側面31Bの下部には、下端フランジ部31bが設けられていない。なお、上側メンバ31及び下側メンバ32の下端フランジ部31b,32bは、対向する側面31B,32Bの下端から車両前方及び車両後方へ向かってほぼ直角に折り曲げることにより、それぞれ形成されている。
【0014】
本実施形態の下側メンバ32は、
図7及び
図8に示すように、フロアパネル2の外側平面部22に接合された状態で、該外側平面部22と一緒になって四方が囲まれた閉断面Sを形成している。しかも、上側メンバ31と下側メンバ32とを仕切る境界面は、下側メンバ32の閉断面Sを形成している上面32Aで構成されている。また、下側メンバ32は、上側メンバ31よりも車両幅方向の剛性が低く設定されている。このため、側突時にサイドシル1から第1クロスメンバ3の下側メンバ32に伝わった衝撃荷重により、下側メンバ32が途中で2つ折れなどの単純折れの座屈を引き起こすことなく蛇腹折れ(複数本の折れ)を生じ、衝撃吸収部材としての役割を発揮できるように構成されている。
【0015】
下側メンバ32の車両幅方向の剛性を低くする手段としては、下側メンバ32に脆弱部を形成したり、下側メンバ32を上側メンバ31と比べて薄い板厚で形成したり、下側メンバ32を上側メンバ31と比べて剛性の低い材料を用いて形成したりする手段がある。このうち、脆弱部としては、
図6に示すように、上側メンバ31と下側メンバ32に渡って(もしくは、上側メンバ31のみ、下側メンバ32のみでも良い)形成されるビード33,34で構成されているものがある。これらビード33,34は、側突荷重の入力方向と直交する方向で、上側メンバ31及び下側メンバ32の上面31A,32Aと側面31B,32Bに連続して形成されており、車両幅方向で同一の位置となるように配置されている。また、上側メンバ31及び下側メンバ32の上面31A,32Aには、複数本のビード35,36が車両幅方向に間隔を空けて形成されている。しかも、下側メンバ32のビード34,36の少なくとも1つは、上側メンバ31の外側端部31aよりも、車両幅方向外側に位置している。
この構造により、側突時の衝撃荷重を受けた第1クロスメンバ3の下側メンバ32が、途中で単純折れを起こして、衝撃荷重の吸収能力が著しく低下することを防ぎ、蛇腹状に折れることで衝撃荷重の吸収能力が高められるようになっている。
【0016】
また、本実施形態の下側メンバ32の上面32Aは、
図3及び
図4に示すように、サイドシル1を構成するサイドシルインナパネル11と車両側方視で重なる高さに位置している。これにより、側突時に加わるサイドシル1からの衝撃荷重を第1クロスメンバ3の下側メンバ32の全体で受けることが可能となり、衝撃荷重の吸収が効率良く行われるような構造になっている。
さらに、下側メンバ32の内側端部32cは、フロアパネル2のバッテリ収納部21の立壁部21Bと所定の距離Lだけ離間して配置されている。すなわち、下側メンバ32の内側端部32cは、バッテリ収納部21の立壁部21Bに対して車両外側に配置されている。そのため、側突時の衝撃荷重を吸収する役割を有する第1クロスメンバ3の下側メンバ32が側突によって車両内側方向へ変位しても、下側メンバ32がバッテリ収納部21内のバッテリ4に衝突することは回避され、衝撃荷重が第1クロスメンバ3の上部に分散されるようになっている。
【0017】
そして、本実施形態の上側メンバ31は、
図3〜
図5に示すように、フロアパネル2を介して左右両側のバッテリマウントブラケット41と接合されており、これらバッテリマウントブラケット41は、高剛性体の部材であって、フロアパネル2に強固に固定されている。これにより、側突時において第1クロスメンバ3が衝撃荷重を受けた場合に、上側メンバ31の車両内側方向への変位が抑えられることになり、第1クロスメンバ3がバッテリ収納部21内のバッテリ4に衝突するという事態を防げる構造になっている。
また、上側メンバ31の上部には、
図1〜
図5、
図7及び
図8に示すように、左右一対のインサイドシートブラケット5及びアウトサイドシートブラケット6が車両幅方向に間隔を空けて取付けられている。その理由として、上側メンバ31は高い剛性を有しており、図示しないシートを取付けるために用いられるインサイドシートブラケット5及びアウトサイドシートブラケット6を上側メンバ31に設けるような構造にしても、問題が生じないからである。
【0018】
なお、本実施形態のバッテリ保護構造では、
図1〜
図5に示すように、車両前後方向に延びる高剛性のサイドメンバ7が車両の左右両側に配置されている。これらサイドメンバ7は、車両幅方向において、バッテリ収納部21とサイドシル1との間に位置しており、第1クロスメンバ3の下側メンバ32の下部とフロアパネル2を介して接合されている。
【0019】
このように、本発明の第1実施形態に係る車両下部構造では、車両幅方向両側に配置され、車両前後方向に延びる左右両側のサイドシル1と、左右両側のサイドシル1間に配置されるフロアパネル2と、フロアパネル2の車両上方に配置され、車両幅方向に延びる第1クロスメンバ3と、フロアパネル2の車両下方に配置されるバッテリ4とを備えている。フロアパネル2は、車両上方へ膨出するバッテリ収納部21を有し、バッテリ収納部21は、バッテリ4の上面4aと対向して位置する中央側平面部21Aと、バッテリ4の側面4bの車両外側に位置する立壁部21Bとから構成されており、フロアパネル2は、立壁部21Bの下端から車両幅方向外側に延びる外側平面部22を介して、サイドシル1に接合されている。また、第1クロスメンバ3は、別体である上側メンバ31と下側メンバ32とで構成され、下側メンバ32は、外側端部32aがサイドシル1に接合され、下側端部32bが外側平面部22に接合されている。そして、上側メンバ31は、外側端部31aが下側メンバ32の外側端部32aよりも車両幅方向内側に位置し、立壁部21Bよりも車両幅方向外側の位置で、下側メンバ32の上部に接合されているとともに、立壁部21Bよりも車両幅方向内側の位置で、中央側平面部21Aに接合されている。
したがって、本実施形態の車両下部構造によれば、側突時にサイドシル1から伝わる衝撃荷重が最初に第1クロスメンバ3の下側メンバ32で吸収され、その後、第1クロスメンバ3の上側メンバ31及びフロアパネル2などへ円滑に荷重分散されるので、バッテリ収納部21内のバッテリ4に対して周辺部材が衝突するのを低減でき、側突時の衝撃荷重からバッテリ4を効果的に保護することができる。
【0020】
また、第1実施形態の車両下部構造においては、第1クロスメンバ3の下側メンバ32が断面U字状を有し、フロアパネル2と一緒になって閉断面Sを形成し、下側メンバ32は、第1クロスメンバ3の上側メンバ31よりも車両幅方向の剛性が低く設定されている。しかも、上側メンバ31は断面U字状を有し、上側メンバ31と下側メンバ32とを仕切る境界面は、下側メンバの閉断面Sを形成している上面32Aで構成されている。
したがって、本実施形態の車両下部構造によれば、側突時にサイドシル1から第1クロスメンバ3の下側メンバ32に伝わった衝撃荷重で下側メンバ32が蛇腹折れを生じて衝撃荷重を吸収することになるので、下側メンバ32が途中で単純折れ(2つ折れ)の座屈を引き起こすことなく、衝撃吸収部材としての役割を下側メンバ32に発揮させることができる。これにより、側突時の衝撃荷重に対するバッテリ4の保護効果を更に高めることができる。
【0021】
そして、第1実施形態の車両下部構造においては、下側メンバ32が第1クロスメンバ3の上側メンバ31よりも車両幅方向の剛性を低く設定する手段として、下側メンバ32がビード34,36などの脆弱部を有し、あるいは、下側メンバ32が上側メンバ31と比べて薄い板厚で形成されている。
したがって、本実施形態の車両下部構造によれば、側突時に第1クロスメンバ3の蛇腹折れが促進され、衝撃荷重の吸収能力が更に高められることになるので、側突時の衝撃荷重に対するバッテリ4の保護効果をより一層高めることができる。
【0022】
さらに、第1実施形態の車両下部構造においては、第1クロスメンバ3の下側メンバ32の上面32Aが、サイドシル1を構成するサイドシルインナパネル11と車両側方視で重なる高さに位置している。
したがって、本実施形態の車両下部構造によれば、側突時にサイドシル1から伝わる衝撃荷重が第1クロスメンバ3の下側メンバ32の全体で受けることが可能になるので、効率良く衝撃荷重を吸収でき、側突時の衝撃荷重に対するバッテリ4の保護効果を更に高めることができる。
【0023】
そして、第1実施形態の車両下部構造においては、第1クロスメンバ3の下側メンバ32の内側端部32cが、バッテリ収納部21の立壁部21Bと離間して配置されているので、側突による下側メンバ32の車両幅方向内側への変位によって下側メンバ32がバッテリ4に衝突することを回避できるとともに、側突時の衝撃荷重を上側メンバ31に円滑に分散させることができる。
【0024】
また、第1実施形態の車両下部構造においては、第1クロスメンバ3の上側メンバ31が、フロアパネル2を介してバッテリマウントブラケット41と接合されているので、上側メンバ31の車両内側方向に高剛性体のバッテリマウントブラケット41が強固に固定された状態で存在することになり、側突時の衝撃荷重によって上側メンバ31が車両内側方向へ変位することを防止でき、第1クロスメンバ3がバッテリ4に衝突することを防ぐことができる。
【0025】
[第2実施形態]
図1、
図2、
図9及び
図10は本発明の第2実施形態に係る車両下部構造を示すものである。なお、上述した第1実施形態で説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複した説明は省略する。
第2実施形態に係る車両下部構造では、
図1、
図2、
図9及び
図10に示すように、第2クロスメンバ8が第1クロスメンバ3の車両前方側に設けられている。この第2クロスメンバ8は、第1クロスメンバ3とほぼ同様の構造を有し、車両幅方向に延びている。しかも、第2クロスメンバ8は、バッテリ収納部21の車両前後方向の中間部分前側部分の同一位置において、フロアトンネル23を間に挟んで左右両側にそれぞれ配置されており、第2クロスメンバ8の車両内側端は、フロアパネル2を介してフロアトンネルブレース24に接合されている。
また、本実施形態の第2クロスメンバ8は、第1クロスメンバ3と同様、別体である上側メンバ81と下側メンバ82とで構成されており、これら上側メンバ81及び下側メンバ82は、断面U字状を有している。下側メンバ82は、外側端部82aがサイドシル1のサイドシルインナパネル11に接合されているとともに、下端フランジ部が外側平面部22に接合されている。そして、上側メンバ81は、外側端部81aが下側メンバ82の外側端部82aよりも車両幅方向内側に位置し、立壁部21Bよりも車両幅方向外側の位置で、下側メンバ82の上部に接合されて車両上下方向に積み重ねられている。しかも、上側メンバ81は、立壁部21Bよりも車両幅方向内側の位置で、下端フランジ部が中央側平面部21Aに接合されているとともに、内側端部がフロアトンネルブレース24に接合されている。
【0026】
さらに、本実施形態の第2クロスメンバ8における下側メンバ82は、上側メンバ81よりも車両幅方向の剛性が低く設定されている。このため、側突時にサイドシル1から第2クロスメンバ8の下側メンバ82に伝わった衝撃荷重により、下側メンバ82が第1クロスメンバ3の下側メンバ32と同様、途中で単純折れの座屈を引き起こすことなく蛇腹折れを生じ、衝撃吸収部材としての役割を発揮できるように構成されている。
下側メンバ82の車両幅方向の剛性を低くする手段としては、下側メンバ82に脆弱部が形成されている。脆弱部としては、
図9及び
図10に示すように、楕円形状や円形状など多種多様な形状の貫通孔83が下側メンバ82に複数個設けられている。これら貫通孔83は、剛性を低くする効果に加えて、図示しないダクトやハーネスを通すためにも用いられている。このため、貫通孔83は、下側メンバ82の両側側面に設けられている場合や、上側メンバ81にも設けられている場合がある。
【0027】
このように、本発明の第2実施形態に係る車両下部構造では、車両幅方向に延びる第2クロスメンバ8が第1クロスメンバ3の車両前方側に設けられ、第2クロスメンバ8は、第1クロスメンバ3とほぼ同様、別体である上側メンバ81と下側メンバ82とで構成され、下側メンバ82には貫通孔83が設けられているので、側突時にサイドシル1から第2クロスメンバ8の下側メンバ82に伝わった衝撃荷重で下側メンバ82が蛇腹折れを生じて衝撃荷重を吸収でき、第1クロスメンバ3と相俟って側突時の衝撃荷重に対する衝撃吸収能力を向上させ、バッテリ4の保護効果を更に高めることができる。その他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0028】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、既述の実施の形態における車両下部構造では、第1クロスメンバ3の下側メンバ32の車両幅方向の剛性を低くする手段としての脆弱部がビード33,34,35,36で構成されているが、脆弱部は、第2クロスメンバ8と同様、多種多様な形状の貫通孔83を設けることによって構成されていても良い。