特開 2023-68736 自動車のバッテリーケース保護構造及びフロアクロスメンバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023068736

(43)【公開日】2023-05-18

(54)【発明の名称】自動車のバッテリーケース保護構造及びフロアクロスメンバ

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20230511BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 G

B60K1/04 Z

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021180008

(22)【出願日】2021-11-04

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127845

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 壽彦

(72)【発明者】

【氏名】樋貝 和彦

(72)【発明者】

【氏名】塩崎 毅

【テーマコード（参考）】

3D203

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D203AA02

3D203AA31

3D203AA33

3D203BB06

3D203BB08

3D203BB12

3D203BB22

3D203CA02

3D203CA07

3D203CA25

3D203CA52

3D203CA53

3D203CA69

3D203CB04

3D203CB19

3D203DB05

3D235AA02

3D235BB03

3D235BB07

3D235BB18

3D235CC15

3D235DD35

3D235EE63

3D235FF07

3D235FF09

3D235FF12

3D235HH26

3D235HH44

(57)【要約】

【課題】側面衝突時のバッテリーケースの変形を抑制し、軽量化が可能で、キャビン容積を低下させたり車両設計の自由度を低下させたりすることなく、制振性にも優れる自動車のバッテリーケース保護構造及びフロアクロスメンバを提供する。
【解決手段】本発明に係る自動車のバッテリーケース保護構造１は、フロア３と、バッテリーケース５と、一対のサイドシル７と、バッテリーケース５の上方を車幅方向に横切ってバッテリーケース５よりも車幅方向両側に突出するようにフロア３の上面に設けられるフロアクロスメンバ９とを備え、フロアクロスメンバ９は、天板部１３ａ、縦壁部１３ｂ及びフランジ部１３ｃを有するハット断面部材１３と、ハット断面部材１３の少なくとも縦壁部１３ｂの内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂１５と、樹脂１５を覆うように配設されて樹脂１５と接着された補強板１７とを備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車を構成する車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、
該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、
前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、
前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバとを備えて構成された自動車の車体構造において前記バッテリーケースを保護するバッテリーケース保護構造であって、
前記フロアクロスメンバは、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、該ハット断面部材の少なくとも前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された補強板とを備えてなることを特徴とする自動車のバッテリーケース保護構造。

【請求項2】

前記樹脂は、前記フロアクロスメンバにおける前記バッテリーケースより車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とする請求項１記載の自動車のバッテリーケース保護構造。

【請求項3】

前記樹脂は、前記フロアクロスメンバにおける前記バッテリーケースの上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とする請求項１記載の自動車のバッテリーケース保護構造。

【請求項4】

前記樹脂は、前記フロアクロスメンバの全長に亘って配設され、その厚みが、前記バッテリーケースの上方に位置する範囲は一定であり、その他の範囲は車幅方向の外方に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする請求項１記載の自動車のバッテリーケース保護構造。

【請求項5】

前記樹脂の厚みが0.1～5mm、前記補強板の厚みが0.15～1mmであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自動車のバッテリーケース保護構造。

【請求項6】

自動車の車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、
該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、
前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、を有する自動車の車体構造に取り付けられ、前記車体への取付状態において、前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバであって、
天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、該ハット断面部材の少なくとも前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された補強板とを備えてなることを特徴とするフロアクロスメンバ。

【請求項7】

前記樹脂は、取付状態において前記バッテリーケースより車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とする請求項６記載のフロアクロスメンバ。

【請求項8】

前記樹脂は、取付状態において前記バッテリーケースの上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とする請求項６記載のフロアクロスメンバ。

【請求項9】

前記樹脂は、長手方向の全長に亘って配設され、その厚みが、取付状態において前記バッテリーケースの上方に位置する範囲は一定であり、その他の範囲は車幅方向の外方に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする請求項６記載のフロアクロスメンバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車のバッテリーケースを保護するバッテリーケース保護構造及び、該バッテリーケース保護構造に用いられるフロアクロスメンバに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の骨格部品の一つであるフロアクロスメンバは、自動車のフロア（フロアパネル）上において車体幅方向に延在することで車体の剛性や強度を向上させる機能を有するものである。図１２に内燃機関車（ICE）におけるフロアクロスメンバ周辺の構造を示す。なお、図１２は車体幅方向の図中左半分を図示したものである。
内燃機関車(ICE)のフロア３の中央部には、フロア下に設けられる排気系や動力伝達機構を通すため、上方向に凸となるように形成されたフロアトンネル２１が、車体前後方向に延びるように設けられている。
フロアトンネル２１が設けられたフロア３の場合、フロアクロスメンバ２３は、図１２に示すように、一端がフロアトンネル２１に接合され、他端はサイドシル７（図１２はサイドシル７を構成するサイドシルインナ７ａのみ図示）に接合される。

【0003】

一方、電気自動車の場合は排気系やチェンジ機構が設けられないので、上述したフロアトンネル２１を設ける必要がない。そこで最近は、大容量バッテリーの搭載及びキャビン内空間の確保のため、フロアトンネル２１を設けず、フロア３をフラットに設計することが多くなっている。
上記のようにフロアトンネルを有さないフロアの場合、フロアクロスメンバは、フロア下に搭載されるバッテリーケースの上方を車体幅方向に横切って、左右のサイドシルをつなぐように設けられる。このようにすることで、側面衝突の際にフロアクロスメンバがバッテリーケースの変形を低減し、バッテリーケースの内部に格納されたバッテリーの損傷を防止する。

【0004】

上記のようにフロアクロスメンバは、自動車の側面衝突時の衝突荷重からバッテリーケースを保護する機能を有するので、高レベルな強度が求められる部品である。そこでフロアクロスメンバの剛性を向上させるため、厚肉化やHP1.5GPを超える超ハイテン化が進んでいるが、それに伴う重量アップや製造コストが課題となっている。そこで下記のように車両構造変更に関わる多くの技術が存在している。

【0005】

例えば特許文献１では、「車両のフロアパネルと、前記フロアパネルの下方に車幅方向に互いに離間して配置され車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、前記フロアパネルの上方に前記車幅方向に延びて配置されるフロアクロスメンバと、を備えた車体のフロア構造であって、前記一対のサイドメンバの間において、前記フロアクロスメンバの下部には前記サイドメンバの外側の下部より上方に位置する凹部を有し、前記フロアパネルは前記凹部に沿って形成され、前記一対のサイドメンバに着脱可能に連結される強度部材を備えたことを特徴とする車体のフロア構造」が開示されている。
上記技術は、フロアクロスメンバの下部に、上側に凹む凹部が設けられていることにより、フロアパネル下のスペースを増加させて電池ユニットの搭載スペースを確保できる、としている。また、エンジン車においては、上記強度部材（ブレース）によって一対のサイドメンバを連結することで、側面衝突に対する強度を確保できる、としている。

【0006】

また、特許文献２には、「車両のフロアと、前記フロア下に搭載されたバッテリパックと、前記バッテリパック上方を横切るように車両左右方向に延びて前記フロアに設けられたクロスメンバと、を備え、前記クロスメンバは、右半分および左半分のそれぞれに中央に向けて高くなる傾斜部を有する、車両の下部車体構造」が開示されている。
特許文献２においては、側面衝突時、傾斜部が衝突荷重を中央部に伝えて中央部を押し上げ、クロスメンバが上方に向けて屈曲するので、バッテリパックがある下方への変形が抑止され、バッテリパックへの衝突荷重の入力が抑制される、としている。

【0007】

また、特許文献３には、「車両のフロアパネルの車両幅方向の両外側にそれぞれ配設され、車両前後方向に沿って延在された一対のロッカと、車両幅方向を長手方向として配置されると共に長手方向の両端部が前記一対のロッカにそれぞれ固定され、車両前後方向に離間して配置された複数のクロスメンバと、を備え、車両前後方向に隣り合うクロスメンバの離間距離は、前記車両の側面衝突時に入力された入力荷重に対する前記ロッカの曲げ反力が前記入力荷重以上となるように設定されている車両側部構造」が開示されている。
特許文献３においては、車両の側面衝突時において必要なサイドシル（ロッカ）の曲げ反力Ｎを確保することができ、例えばポール衝突の際に、ポールの車両幅方向の内側への侵入を抑制することができる、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１８－１６１９３４号公報

【特許文献2】特開２０１９－１５１２９４号公報

【特許文献3】特開２０１９－３１２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述した特許文献１の技術は、側面衝突に対して一定の効果をもたらす一方で、部品点数の増加によって重量やコストが増加し、車体製造が複雑化する。
また、特許文献２の技術は、バッテリーケースの変形が抑えられるが、フロアクロスメンバが上方（車両内部方向）に向かって凸となるように屈曲しているため、キャビン容積が小さくなり設計自由度が著しく低下する。
また、特許文献３の技術は、車両の側面衝突時において必要なサイドシルの曲げ反力を確保することができるが、フロアクロスメンバの設置位置が限定される。フロアクロスメンバはシートレールの固定にも使用されるので、フロアクロスメンバの設置位置が限定されると車両設計の自由度が大幅に低下する。

【0010】

上述のように、側面衝突時に発生するサイドシルからの大荷重がバッテリーケースに入力することを防ぐ機能向上の技術開示は多くあるが、大幅な重量アップや製造コストアップを伴ったり、車両設計の自由度を低下させたりするという問題があった。

【0011】

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、側面衝突時のバッテリーケースの変形を抑制するとともに、軽量化が可能であり、制振性にも優れ、キャビン容積を低下させたり車両設計の自由度を低下させたりすることなく、自動車のバッテリーケース保護構造及び該バッテリーケース保護構造に用いられるフロアクロスメンバを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

（１）本発明に係る自動車のバッテリーケース保護構造は、自動車を構成する車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバとを備えて構成された自動車の車体構造において前記バッテリーケースを保護するバッテリーケース保護構造であって、前記フロアクロスメンバは、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、該ハット断面部材の少なくとも前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された補強板とを備えてなることを特徴とするものである。

【0013】

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂は、前記フロアクロスメンバにおける前記バッテリーケースより車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。

【0014】

（３）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂は、前記フロアクロスメンバにおける前記バッテリーケースの上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。

【0015】

（４）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂は、前記フロアクロスメンバの全長に亘って配設され、その厚みが、前記バッテリーケースの上方に位置する範囲は一定であり、その他の範囲は車幅方向の外方に向かって漸次薄くなっていることを特徴とするものである。

【0016】

（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記樹脂の厚みが0.1～5mm、前記補強板の厚みが0.15～1mmであることを特徴とするものである。

【0017】

（６）本発明に係るフロアクロスメンバは、自動車の車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、を有する自動車の車体構造に取り付けられ、前記車体への取付状態において、前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバであって、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、該ハット断面部材の少なくとも前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された補強板とを備えてなることを特徴とするものである。

【0018】

（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記樹脂は、取付状態において前記バッテリーケースより車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。

【0019】

（８）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記樹脂は、取付状態において前記バッテリーケースの上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。

【0020】

（９）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記樹脂は、長手方向の全長に亘って配設され、その厚みが、取付状態において前記バッテリーケースの上方に位置する範囲は一定であり、その他の範囲は車幅方向の外方に向かって漸次薄くなっていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0021】

本発明においては、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、ハット断面部材の少なくとも縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、樹脂を覆うように配設されて樹脂と接着された補強板とを備えてなるフロアクロスメンバを備えたことにより、フロアクロスメンバの剛性が向上して側面衝突時のバッテリーケースの変形を抑制できると共に、フロアクロスメンバの軽量化及び制振性の向上も可能となる。
また、フロアクロスメンバの設置位置を限定するものではないので、車両設計の自由度を低下させることがない。さらに、従来のフロアクロスメンバの形状を大きく変える必要もないのでキャビン容積が小さくなることもない。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施の形態に係るバッテリーケース保護構造を説明する図であり、図１（ａ）は分解斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図2】図１に示すバッテリーケース保護構造において、フロアクロスメンバの長手方向における樹脂の貼付（塗布）範囲を説明する図である。

【図3】図１のフロアクロスメンバの比較例として、従来のフロアクロスメンバの断面を示す図である。

【図4】図１のフロアクロスメンバの縦壁部の面剛性を評価するためのモデル（発明モデル）と、図３の従来のフロアクロスメンバの縦壁部の面剛性を評価するためのモデル（従来モデル）を説明する図である。

【図5】図４の従来モデルと発明モデルの面剛性を評価した結果を示すグラフである。

【図6】側面衝突時におけるフロアクロスメンバの変形状態を説明する図である。

【図7】フロアクロスメンバの長手方向における樹脂の貼付（塗布）範囲の他の態様を説明する図である（その１）。

【図8】フロアクロスメンバの長手方向における樹脂の貼付（塗布）範囲の他の態様を説明する図である（その２）。

【図9】フロアクロスメンバの周方向における樹脂の貼付（塗布）範囲の他の態様を説明する図である。

【図10】実施例１に係る試験体の周方向における樹脂の塗布（貼付）範囲を示す図であり、図９（ａ）、図９（ｂ）は発明例、図９（ｃ）は比較例である。

【図11】実施例１に係る発明例１及び比較例１の衝突試験時の荷重－ストローク曲線を示す図である。

【図12】内燃機関車(ICE)のフロアにおけるフロアクロスメンバの周辺の構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の一実施の形態に係る自動車のバッテリーケース保護構造１（以下、単に「バッテリーケース保護構造１」という）について図１、図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態のバッテリーケース保護構造１を示す模式図である。図中の矢印FRの向きが車体の前方、矢印UPの向きが車体の上方を示している。図２は図１のバッテリーケース保護構造１の垂直断面における車幅方向の一部を示す模式図である。

【0024】

バッテリーケース保護構造１は、図１に示すように、電気自動車のフロア３と、フロア３の下に搭載されるバッテリーケース５と、フロア３の車体幅方向の両端部に設けられる一対のサイドシル７（図１はサイドシル７を構成するサイドシルインナ７ａの一部のみ図示）と、車幅方向に延びるようにフロア３の上面に設けられるフロアクロスメンバ９とを備えて構成された電気自動車の車体下部構造において、側面衝突による荷重からバッテリーケース５を保護するものである。
以下、各構成を詳細に説明する。

【0025】

＜フロア＞
フロア３は、電気自動車を構成する車体の床部分の少なくとも一部を構成する部材（パネル）である。フロア３は、内燃機関車(ICE)のフロアにあるようなフロアトンネル２１（図１２参照）が設けられていないので、バッテリーケース５の空間及びキャビン空間が確保しやすい形状となっている。

【0026】

＜バッテリーケース＞
バッテリーケース５は、電気自動車のバッテリーを格納するものであり、バッテリーを格納する有底枠体からなるバッテリーケースロア５ａと、バッテリーケースロア５ａを覆う蓋であるバッテリーケースアッパ５ｂと、バッテリーケースロア５ａの内部に車体幅方向に延びるように設けられたバッテリーケースクロス５ｃによって構成されている。
バッテリーケースクロス５ｃは、バッテリーケース５自体の剛性を向上させる補剛部材であり、側面衝突時のバッテリーケース５の変形を抑制する。

【0027】

＜サイドシル＞
サイドシル７は、車体前後方向に延びるように配置されてフロア３の車幅方向の両外側にそれぞれ接合されている。サイドシル７は、車体の内側に配置されるサイドシルインナ７ａと、車体の外側に配置されるサイドシルアウタ７ｂによって構成されている（図２参照）。
サイドシルインナ７ａの下部には、図２に示すように、断面Ｌ字状の固定部品１１の水平部が接合されており、固定部品１１の垂直部はバッテリーケース５の側壁部５ｄ（具体的にはバッテリーケースロア５ａの側壁部）に接合されている。上記のように、バッテリーケース５は固定部品１１を介してサイドシル７に固定されている。

【0028】

＜フロアクロスメンバ＞
フロアクロスメンバ９は、図１（ｂ）に示すように、ハット断面形状の部品である。また、フロアクロスメンバ９は、図２に示すように、フロア３の上面にバッテリーケース５の上方を車幅方向に横切るように設けられ、その両端部がバッテリーケース５の側壁部５ｄよりも車幅方向両側に突出して、サイドシルインナ７ａに接合されている。

【0029】

上記のように、フロアクロスメンバ９がバッテリーケース５の上方において、バッテリーケース５よりも車幅方向両側に突出して設けられていることにより、側面衝突時の荷重はバッテリーケース５より先にフロアクロスメンバ９に入力され、バッテリーケース５に入力する荷重が低減する。

【0030】

フロアクロスメンバ９は、図１（ｂ）に示すように、ハット断面部材１３と、ハット断面部材１３の内面に貼付又は塗布された樹脂１５と、樹脂１５を覆うように設けられた補強板１７とを備えている。

【0031】

ハット断面部材１３は、天板部１３ａ、縦壁部１３ｂ及びフランジ部１３ｃを有するハット断面形状の金属製（例えば鋼板製）の部材である。ハット断面部材１３のフランジ部１３ｃがフロア３の上面に接合されている、また、縦壁部１３ｂの車幅方向両端部に形成された縦壁フランジ部１３ｄがサイドシルインナ７ａに接合されている。ハット断面部材１３の素材としては、強度及び剛性を高めるため、例えば980MPa以上の高強度ハイテン材が用いられる。

【0032】

ハット断面部材１３の縦壁部１３ｂの内面には、樹脂１５が所定の接着強度で貼付又は塗布されている。樹脂１５は、予め成形されたもの（射出成形樹脂部品）をハット断面部材１３に貼付してもよいし、成形前の樹脂をハット断面部材１３に塗布して焼付することによって形成してもよい。

【0033】

樹脂１５の厚みの下限は、樹脂１５を塗布して形成する場合には均一に塗布可能な0.1mm程度、フィルム状の樹脂１５を貼付する場合には20μm程度となる。
また、樹脂１５の厚みの上限は、コストの観点から5mm程度とするのが好ましい。

【0034】

さらに、樹脂１５を覆うように補強板１７が設けられている。補強板１７は、ハット断面部材１３の縦壁部１３ｂより樹脂１５が剥離するのを防止し、後述するように樹脂と協働して縦壁部１３ｂの面剛性を向上して、フロアクロスメンバ９の剛性を向上するものであり、ハット断面部材１３の縦壁部１３ｂにスポット溶接によって固定されている。また、補強板１７と樹脂１５は所定の強度で接着されている。
本実施の形態における縦壁部１３ｂの面剛性向上の効果は、後述するように補強板１７の素材の引張強度に大きく依存しないため、ハット断面部材１３の素材よりも引張強度は低くてもよく、製造コスト低減の観点から、引張強度270MPa級～590MPa級でよい。また、補強板１７は、樹脂１５のハット断面部材１３の縦壁部１３ｂから剥離するのを防止すればよいので、補強板１７の板厚はハット断面部材１３の素材の板厚よりも薄肉でよく、軽量化及び製造コスト低減の観点から、板厚0.15～1mmの鋼板がよい。
引張強度270MPa級～590MPa級としたのは、270MPa級が通常使用される鋼板において最も引張強度が低く、590MPa級を越えるとコストが大きく上昇するためである。この範囲の中では、特にJIS規格SPCC等の普通鋼と呼ばれる安価な一般的な冷間圧延鋼板のグレードである270MPa級（いわゆる、軟鋼）がコスト面から好ましい。また、板厚0.15～1mmとしたのは、0.15mm未満では製造コストが上昇し、1mmを超えると軽量化効果が低下するためである。

【0035】

従来の一般的なフロアクロスメンバ２３は、図３に示すように、金属製のハット断面部材１３のみで構成されていたが、この場合、強度及び剛性を高めるには、ハット断面部材１３の板厚を厚くする必要があり、重量が増加していた。

【0036】

この点、ハット断面部材１３に樹脂１５と補強板１７を設けた本実施の形態のフロアクロスメンバ９は、樹脂１５と補強板１７を設けた部分の見かけの板厚が厚くなっているが、金属よりも低密度の樹脂１５を用いているので、従来のようにハット断面部材１３自体の板厚を厚くする場合と比べて重量が増加しにくい。

【0037】

そして、金属製のハット断面部材１３と補強板１７で樹脂を挟んだサンドイッチ構造としたことにより、縦壁部１３ｂの面剛性を向上させることができる。ここで、縦壁部の面剛性とは、縦壁部の端部より縦壁部の面内方向に荷重が入力し、座屈変形が開始する前の剛性（曲げ剛性）である。この点について、図４、図５に基づいて説明する。

【0038】

図４に、従来のフロアクロスメンバ２３（図３参照）の縦壁部１３ｂの面剛性を評価するためのモデルとして、鋼板（ハット断面部材１３）のみから構成された従来モデルと、本実施の形態のフロアクロスメンバ９（図１（ｂ）参照）の縦壁部１３ｂの面剛性を評価するためのモデルとして、サンドイッチ構造（３層の積層構造）とした発明モデルを示す。図４において図１、図３と対応する部分には同一の符号を付す。

【0039】

従来モデルのように鋼板のみから構成される場合の面剛性は、一般的に材料のヤング率Eと、断面2次モーメントIとの積EIで与えられる。
これに対し、発明モデルのようにサンドイッチ構造となっている場合の面剛性EIは、下記式（１）を用いて求めることができる。

【0040】

【数1】

【0041】

上記式（１）において、Lは積層材の幅、iは材料、nは層の数、E_iは材料iのヤング率、h_iはi=1の材料から材料iの層までの厚み、λはi=1の材料の表面から積層材の中立面までの距離である。

【0042】

図４の従来モデルと発明モデルを略同一の重量とした場合の面剛性EIの違いを比較したのでその結果を図５に示す。
図５は、従来モデルのハット断面部材１３の厚みを1.2t（総厚み1.2t）とし、本発明モデルのハット断面部材１３の厚みを0.6t、樹脂１５の厚みを1.5ｔ、補強板１７の厚みを0.3t（総厚み2.4t）とし、それぞれの面剛性EIを式（１）を用いて算出したものである。図５における両モデルの重量比は、従来モデルの重量を基準（1.00）としたとき、発明モデルは0.97であった。
図５に示されるように、発明モデルの面剛性（1.65×10^-7GPa・m⁴）は従来モデル（0.31×10^-7GPa・m⁴）の5.3倍に向上した。このように、発明モデルのハット断面部材１３（金属製）の板厚を従来モデルよりも薄くして、金属よりも低密度でヤング率の低い樹脂１５に置き換えて、補強板１７とのサンドイッチ構造の総厚みを従来モデルの板厚よりも厚くすることにより、発明モデルは、従来モデルと同程度の重量でも面剛性を著しく上昇させることができる。

【0043】

次に、樹脂１５及び補強板１７をハット断面部材１３の縦壁部１３ｂに設けた理由について、図６を用いて説明する。
図６は、車体の側面がポール１９に衝突した場合のフロアクロスメンバ９の変形の様子を模式的に示した平面図である。図６（ａ）は衝突前の状態、図６（ｂ）は衝突後の状態を示している。図６（ａ）に示す位置にポール１９があるとき、図６（ｂ）の黒矢印の方向に車体が移動して車体の左側面がポール１９に衝突すると、ポール１９と衝突した部分の両側のフロアクロスメンバ９の変形は、衝突した部分に向かって屈曲する折れモードとなることが多い。

【0044】

図６（ｂ）のような折れモードの変形時には、天板部１３ａが面内変形となるのに対し、縦壁部１３ｂは面外変形となるので、縦壁部１３ｂは天板部１３ａより変形しやすい。したがって、縦壁部１３ｂに樹脂１５及び補強板１７を設けて縦壁部１３ｂの面剛性を高めることにより、フロアクロスメンバ９の折れモードに対する耐力が向上するので効果的である。

【0045】

なお、ハット断面部材１３と樹脂１５と補強板１７とが一体となって荷重を受けることで面剛性が効果的に向上するので、ハット断面部材と樹脂、及び、樹脂と補強板は所定の強度で接着されている必要がある。この点について具体例をあげて説明する。

【0046】

例えば、ハット断面部材１３の板厚を1.0mm、樹脂１５の厚みを1.0mm、補強板１７（鉄製）の板厚を0.6mmとした場合、ハット断面部材１３と樹脂１５、樹脂１５と補強板１７とがそれぞれ接着されていれば、面剛性EIは271.5GPa・mm⁴となる（鉄のヤング率を206GPa、樹脂のヤング率を2GPaとした）。ここで、樹脂１５と補強板１７が接着されていない場合には、接着されているハット断面部材１３と樹脂１５の面剛性EIは19.3GPa・mm⁴、補強板１７単体の面剛性EIは3.7GPa・mm⁴であるので、合計しても23GPa・mm⁴となり、全体としての面剛性が著しく低下する。
したがって、ハット断面部材１３と樹脂１５と補強板１７が一体で荷重を受けられるよう、ハット断面部材１３と樹脂１５が十分な強度で接着され、かつ、樹脂１５と補強板１７が十分な強度で接着されていることが重要である。

【0047】

接着強度としては、例えば5MPa以上が好ましい。接着強度が5MPa以上あれば、図６のような折れモードの変形において、90°程度までの曲げ変形であれば、鋼板から接着剤が剥離しない。
なお、フロアクロスメンバ９の端部に関しては、衝突の初期に軸圧壊して蛇腹状に座屈変形する場合があり（図６（ｂ）参照）、曲げ変形よりも変形量が大きくなる。変形の初期に樹脂１５が剥離すると、次の（蛇腹）変形時の耐力が低下するため、軸圧壊のように大きな変形が想定される部位は接着強度を10MPa以上とするのがより好ましい。
また、図６のように２つのフロアクロスメンバ９の間にポール１９が衝突するような場合は、フロアクロスメンバ９の変形が折れモードとなるが、１つのフロアクロスメンバ９の軸方向にポール１９が衝突する場合には、フロアクロスメンバ９の変形量は図６（ｂ）の場合よりもさらに大きくなる。そのような場合にも接着強度を10MPa以上としておけば、樹脂の剥離を防止できる。

【0048】

なお、本発明はフロアクロスメンバ９の長手方向における樹脂１５の貼付（又は塗布）範囲を限定するものではないので、長手方向の全長に亘って樹脂１５を設けてもよいし、フロアクロスメンバ９の剛性を向上させたい範囲にのみ樹脂１５を設けてもよい。したがって、例えば図２のように、フロアクロスメンバ９におけるバッテリーケース５より車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで樹脂１５を貼付（又は塗布）するようにしてもよい。
図２の例は、サイドシル７のみで衝突エネルギーを吸収するように設計した場合を想定し、フロアクロスメンバ９の折れ（曲げ変形）や座屈変形の発生しやすい範囲（図６（ｂ）参照）の縦壁部１３ｂの面剛性を向上させるようにしたものである。この例は樹脂１５の使用量が必要最小限であるので、部品を軽量化して製造コストを抑えることができる。

【0049】

また、他の態様としては、図７に示すようにフロアクロスメンバ９におけるバッテリーケース５の上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで樹脂を配設するようにしてもよい。ここで、「バッテリーケース５の上方」とは、少なくともバッテリーケース５におけるバッテリーを格納する部分の上方を含んでいればよい。したがって、図７の例のようにバッテリーケース５の一方の側壁部５ｄ（具体的にはバッテリーケースロア５ａの側壁部）から他方の側壁部（図示なし）までの間の部分の上方に位置する範囲に樹脂１５を設ければよい。

【0050】

図７の例は、フロアクロスメンバ９の端部のみ縦壁部１３ｂの面剛性が低いので、当該部分のみ曲げ変形や座屈変形が生じやすくなっている。これにより、側面衝突時にサイドシル７とともにフロアクロスメンバ９の端部も変形するので、衝突エネルギー吸収能力が向上する。
また、バッテリーケース５から外側に突出する部分を除く大部分に樹脂１５を配置するので、樹脂１５を長手方向の全長に亘って配置した場合と同等のバッテリーケース変形抑止効果及び軽量化効果を得ることができる。

【0051】

図２、図７の例は樹脂１５を一定の厚みで設けたものであったが、樹脂１５の厚みは必ずしも一定でなくてもよく、部分的に変化してもよい。例えば、図８に示すようにフロアクロスメンバ９の全長に亘って樹脂１５を配設する場合に、バッテリーケース５の側壁部５ｄから外方に突出する部分において、樹脂１５の厚みが車幅方向の外方に向かって漸次薄くなるようにしてもよい。

【0052】

このようにすると、フロアクロスメンバ９におけるバッテリーケース５から突出した部分は、外方に向かって縦壁部１３ｂの面剛性が低くなるので、フロアクロスメンバ９に荷重が入力した際に、面剛性が低い端部側から変形が始まる。このようにバッテリーケース５から離れた部分から変形が始まるように制御できるので、バッテリーケース５の変形抑止効果は図７の例より向上する。

【0053】

なお、上記はハット断面部材１３の縦壁部１３ｂにのみ樹脂１５及び補強板１７を設けたものであったが（図１（ｂ）参照）、本発明においては少なくとも縦壁部１３ｂに樹脂１５及び補強板１７が設けられていればよいので、図９に示すように、縦壁部１３ｂと天板部１３ａに樹脂１５及び補強板１７が設けられたものであってもよい。

【0054】

＜樹脂厚の決定方法＞
前述したように、本発明はフロアクロスメンバ９の樹脂１５の厚みを限定するものではないが、樹脂１５が薄すぎると縦壁部１３ｂの面剛性向上の効果が低くなり、厚すぎると軽量化の効果が低くなる場合がある。よって、両者のバランスを考慮して樹脂厚を決定するのが好ましい。以下に、そのような樹脂厚の決定方法の一例について説明する。

【0055】

まず、検討のベースとなるようなハット断面部材１３を用意し、重量と、縦壁部１３ｂの面剛性を求める。
ここでは、板厚1.6mmの鋼板製のハット断面部材１３を用意し、重量（フロアの重量を含む）と縦壁部１３ｂにおける面剛性を求めた（下記表１の≪ベース≫参照）。

【0056】

次に、本実施の形態に係るフロアクロスメンバ９を構成するハット断面部材１３として、上記ベースとなるハット断面部材１３の板厚よりも板厚が薄いものを用意する。
ここでは、板厚0.8mm≪No.1≫、1.0mm≪No.2≫、1.2mm≪No.3≫の3種類のハット断面部材１３を用意した。補強板１７は、板厚0.4mmの鋼板製のものを用いることした（≪No.1≫～≪No.3≫で共通）。

【0057】

上記≪No.1≫～≪No.3≫のハット断面部材１３と補強板１７を用いて図９のようなフロアクロスメンバ９を構成する場合に、縦壁部１３ｂの面剛性が≪ベース≫の面剛性と同程度になるように調整したときの樹脂厚を求めた（Ａ）。
また、フロアクロスメンバ９の重量が≪ベース≫の重量と同程度になるように調整したときの樹脂厚を求めた（Ｂ）。その結果を表１に示す。
なお。表１の重量にはフロアの重量（0.9kg共通）も含まれている。また、面剛性は縦壁部におけるものとする。

【0058】

【表1】

【0059】

表１に示す≪No.1≫～≪No.3≫のＡは、ハット断面部材１３の板厚を≪ベース≫よりも薄くして、鋼板よりもヤング率の低い樹脂１５を設け、補強板１７とのサンドイッチ構造の総厚みを≪ベース≫の板厚よりも厚くして≪ベース≫の面剛性（70GPa・mm⁴）と同程度の面剛性を確保しつつ、鋼板よりも低密度の樹脂を用いることによる軽量化の効果を最大化したものである。その軽量化率は、≪No.1≫で21％、≪No.2≫で12％、≪No.3≫で4％となっている。

【0060】

一方、≪No.1≫～≪No.3≫のＢは、≪ベース≫の重量（3.59kg）と同程度の重量となるまで樹脂厚を厚くし、Ａよりもサンドイッチ構造の総厚みを厚くして、面剛性向上の効果を最大化したものである。その面剛性向上率は、≪No.1≫で1599％、≪No.2≫で796％、≪No.3≫で171％となっている。

【0061】

表１の結果に基づき、≪ベース≫よりも面剛性を低下させずに最大限軽量化できるＡの場合の樹脂厚を下限値とし、≪ベース≫よりも重量を増加させずに最大限面剛性を向上できるＢの場合の樹脂厚を上限値として、樹脂厚を決定する。したがって、≪No.1≫（ハット断面部材の板厚hc=0.8mm、補強板の板厚hp=0.4mm）の場合は、0.45mm～4.0mmの範囲内で樹脂厚を設定すればよい。同様に、≪No.2≫（ハット断面部材の板厚hc=1.0mm、補強板の板厚hp=0.4mm）の場合は、0.25mm～2.5mmの範囲内、≪No.3≫（ハット断面部材の板厚hc=1.2mm、補強板の板厚hp=0.4mm）の場合は、0.02mm～0.8mmの範囲内で樹脂厚を設定すればよい。
上記のようにすることで、軽量化と面剛性（曲げ剛性）向上のバランスを考慮して樹脂１５の厚みを決定することができる。

【0062】

以上のように、本実施の形態によれば、ハット断面部材１３の少なくとも縦壁部１３ｂの内面に貼付又は塗布された樹脂１５と、樹脂１５を覆うように配設されて接着された補強板１７とを備えてなるフロアクロスメンバ９を備えたことにより、フロアクロスメンバ９の剛性が向上して側面衝突時のバッテリーケース５の変形が従来よりも抑制されると共にフロアクロスメンバ９の軽量化も可能である。
また、フロアクロスメンバ９の設置位置を限定するものではないので、車両設計の自由度を低下させることもなく、キャビン容積を低下させるものでもない。
なお、本実施の形態は、制振性も向上させることができる。この点については、後述の実施例で具体的に説明する。

【0063】

上記の実施の形態ではフロアクロスメンバ９のハット断面部材１３の内面に樹脂１５及び補強板１７が設けられた例を用いて説明したが、本発明はこれに限らず、ハット断面部材１３の外面に樹脂１５及び補強板１７が設けられたものでもよい。また、ハット断面部材の内面及び外面にそれぞれ樹脂１５及び補強板１７が設けられたものでもよい。

【0064】

さらに、上記は自動車のバッテリーケース保護構造としての実施の形態を説明したものであったが、本発明はバッテリーケース保護構造の一部品であるフロアクロスメンバの構成に特徴を有するものである。
したがって、本願にはフロアクロスメンバ単体としての発明も含まれている。フロアクロスメンバの実施の形態については、上記説明と同様であるので説明を省略する。

【実施例0065】

本発明の作用効果を評価する具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
本実施例においては、フロアクロスメンバに相当するハット断面形状の部品と、フロアパネルに相当する平板とからなる筒状の試験体（長さ200mm）を用意し、衝突特性を評価する衝突試験と、振動特性を評価する打撃振動試験を行った。

【0066】

上記試験体には、発明例として、図１０（ａ）のようにハット断面部材１３の天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けたものや、図１０（ｂ）のようにハット断面部材１３の縦壁部１３ｂのみに樹脂１５と補強板１７を設けたものを用意した。
また、比較例として、図３のようにハット断面部材１３のみから構成されるものや、図１０（ｃ）のようにハット断面部材１３の天板部１３ａのみに樹脂１５と補強板１７を設けたものを用いた。
試験体におけるハット断面部材１３に鋼板を用い、平板には、いずれも板厚1.0mmの440MPaの鋼板を用いた。
なお、図１０において、図１や図９と対応する部分には同一の符号を付す。

【0067】

衝突試験では、試験体の軸方向（長手方向）に試験速度8.9m/sの打撃パンチで荷重を入力し、試験体を200mmから180mmまで20mm軸方向に変形させた。その際、試験体の支持部に生じる荷重と打撃パンチのストローク（軸圧壊変形量）を計測して荷重－ストローク曲線を取得し、該荷重－ストローク曲線の最大荷重（kN）を試験体の衝突に対する耐力（衝突耐力と称す）とした。衝突耐力の最大値は、軸圧壊変形の開始直後の弾性変形を経て塑性変形に転じる際の荷重を示すものであり、この値が高いほど衝突時の変形が生じにくく、衝突特性が良好であると言える。

【0068】

打撃振動試験では、吊り下げた試験体の天板部１３ａのエッジ付近に加速度センサーを取り付け、インパクトハンマで試験体の縦壁部１３ｂを打撃加振し、インパクトハンマから得られる加振力と試験体で計測した加速度をFFTアナライザに取り込み、Accelerance(m/s²/N)の周波数応答関数を算出した。ここで、周波数応答関数は、５回の打撃試験結果の平均化処理により求めた。

【0069】

試験体である発明例及び比較例の詳細（ハット断面部材と補強板の鋼板の引張強度と板厚、及び樹脂厚）と上記試験の結果を表２～表６に示す。また、衝突試験において得られる荷重－ストローク曲線の一例として、発明例１と比較例１の荷重－ストローク曲線を図１１に示す。本実施例の試験結果について、５つの観点で評価したので、以下、具体的に説明する。
なお、各表において、「断面方向の樹脂・補強板の貼付け位置」に記載の「全周」とは、図１０（ａ）のようにハット断面部材１３の天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けたことを示す。
また、各表の「面剛性」は、前述した計算式に基づいて算出した。

【0070】

＜面剛性および衝突耐力の向上を目的とした発明例の評価＞
下記表２の実験結果に基づき、本発明における面剛性および衝突耐力を向上させる効果について評価した。

【0071】

【表2】

【0072】

比較例１は、図３のようにハット断面部材１３のみから構成される例であり、発明例１～３は、ハット断面部材１３の長手方向全長に亘って、天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けた例である。
表２に示すように発明例１～３はいずれの場合も比較例１より面剛性が向上している。

【0073】

衝突特性を示す衝突耐力は、衝突試験によって得られた荷重－ストローク曲線（図１１参照）の最大荷重に相当するものであり、比較例１で310kN、発明例１で600kNであった。発明例１は重量が比較例１より増加しているものの、衝突耐力は比較例１にくらべて1.9倍以上となり、大幅に向上した。
比較例１と同程度の重量となるように調整した発明例２、３に関しても、比較例１より衝突耐力が向上した。

【0074】

また、振動特性を示す「制振性」は、打撃振動試験によって得られた周波数200HzにおけるAcceleranceの値であり、発明例１～３のいずれの場合も、比較例１と比べて振動を大幅に抑制した。

【0075】

上述のように発明例１～３は、比較例１と同程度の重量で、面剛性、衝突耐力、制振性を向上できることが示された。

【0076】

＜軽量化を目的とした発明例の評価＞
下記表３の実験結果に基づき、本発明における軽量化の効果について評価した。

【0077】

【表3】

【0078】

表３の発明例４～６は、前述した比較例１と同等以上の面剛性、衝突耐力、制振性を維持しつつ、軽量化を実現するように調整した例である。発明例４～６は発明例１～３と同様に、ハット断面部材１３の長手方向全長に亘って、天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けている（図１０（ａ）参照）。
発明例４～６の例はいずれも面剛性と衝突耐力は比較例１と同等以上であり、それぞれ、比較例１に対して10％、12％、21％の軽量化を実現している。また、制振性は発明例４～６のいずれの場合も大幅に向上した。

【0079】

上述のように発明例４～６は、比較例１と同等以上の面剛性、衝突耐力および制振性を確保しつつ、軽量化が可能であることが示された。

【0080】

＜面剛性および衝突耐力の向上と軽量化の両方を目的とした発明例の評価＞
下記表４の実験結果に基づき、本発明における面剛性・衝突耐力の向上と軽量化の両方を実現する効果について評価した。

【0081】

【表4】

【0082】

表４の発明例７～９は、前述した比較例１よりも面剛性、衝突耐力が向上し、かつ、軽量化も実現するように調整した例である。発明例７～９は発明例１～６と同様に、ハット断面部材１３の長手方向全長に亘って、天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けている（図１０（ａ）参照）。

【0083】

発明例７は、比較例１よりも3％軽量化（-0.09kg）しつつ、衝突耐力を11％（+35kN）向上させた。
発明例８は、比較例１よりも7％軽量化（-0.27kg）しつつ、衝突耐力を6.4％（+20kN）向上させた。
発明例９は、発明例の中で最も樹脂厚が薄い例であるが、この場合においても4％（-0.13kg）軽量化しつつ、衝突耐力を3％（+10kN）向上させた。
また、制振性は発明例７～９のいずれの場合も大幅に向上した。

【0084】

上述のように発明例７～９は、比較例１よりも軽量化しつつ、面剛性および衝突耐力を向上できることが示された。

【0085】

＜接着の有無及び接着強度の影響評価＞
実施の形態で説明したように、本発明における面剛性向上の効果を適切に発揮するためには、ハット断面部材１３と樹脂１５及び樹脂１５と補強板１７とをそれぞれ接着して、当該部分が一体となって荷重を受けるようにする必要がある。また、軸圧壊に対して接着の一部が剥離して衝突耐力が低下しないよう、例えば10MPa以上の十分な接着強度で接着するのが好ましい。

【0086】

そこで、下記表５の実験結果に基づき、接着の有無によって面剛性および衝突耐力がどの程度影響を受けるかについて評価した。

【0087】

【表5】

【0088】

表５における比較例１を除く４例は、いずれも比較例１と同じ引張強度の鋼板製のハット断面部材１３を用いたものであり、接着強度以外はすべて同様に構成されている。
接着強度が10MPa以上である発明例１０、１１は、比較例１と比べて、どちらも面剛性が向上し、衝突耐力も6.4％（+20kN）向上した。また、制振性も大きく向上し、振動を大幅に抑制した。

【0089】

また、比較例２は、接着強度が0MPa、即ち、ハット断面部材１３と樹脂１５、樹脂１５と補強板１７がどちらも接着されていないので、面剛性は式（１）から算出されるものではなく、ハット断面部材１３、樹脂１５、補強板１７の各面剛性EIの合計値となる。その結果、比較例３の面剛性は比較例１よりも45％低下し、衝突耐力も比較例１より6.5％（-20kN）低下した。また、制振性は比較例１と同じであり、改善が見られなかった。

【0090】

以上より、ハット断面部材１３と樹脂１５、及び、樹脂１５と補強板１７を接着することの有効性が示された。

【0091】

＜樹脂の貼付（塗布）範囲の評価＞
下記表６の実験結果に基づき、ハット断面部材１３に対して樹脂１５と補強板１７の貼付する位置（範囲）を変えた場合について評価した。

【0092】

【表6】

【0093】

表６における比較例１を除く４例は、いずれも比較例１と同じ引張強度の鋼板製のハット断面部材１３を用いたものであり、樹脂１５・補強板１７の貼付け位置以外はすべて同様に構成されている。
発明例８（表４と同じ）は、ハット断面部材１３の長手方向「全長」に亘って、「縦壁部１３ｂと天板部１３ａ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ａ）参照）、その実験結果は前述したとおり、比較例１よりも7％軽量化（-0.27kg）しつつ、衝突耐力を6.4％（+20kN）向上させた。制振性も大幅に向上した。

【0094】

発明例１２は、ハット断面部材１３の長手方向「全長」に亘って、「縦壁部１３ｂのみ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ｂ）参照）、比較例１よりも9％軽量化（-0.32kg）した。発明例８と比較しても、天板部１３ａに樹脂１５と補強板１７を設けていない分、軽量化の効果は大きい。衝突耐力は発明例８と比較すると若干低下するものの、比較例１より向上している。制振性も大幅に向上した。

【0095】

比較例３は、ハット断面部材１３の長手方向「全長」に亘って、「天板部１３ａのみ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ｃ）参照）、比較例１よりも10％軽量化（-0.37kg）した。これはハット断面部材１３には縦壁部１３ｂが２面あるのに対して天板部１３ａは１面しかないので、より重量が低減したからと思われる。制振性も比較例１より向上した。
一方、衝突耐力向上の効果は、発明例８、発明例１２よりも小さかった。本実施例の衝突試験は試験体の軸方向に荷重を入力するものであったので、比較例４と発明例８、１２の衝突耐力の差はわずかであったが、図６のような折れモードの変形の場合には、変形に対する耐力の差がさらに顕著となることが期待できる。なお、縦壁部１３ｂに樹脂１５、補強板１７を設けることで折れモードの変形に効果的であることについては後述する実施例２で説明する。

【0096】

発明例１３は、ハット断面部材１３の先端部から長手方向に「40％」の範囲のみに、「縦壁部１３ｂと天板部１３ａ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ａ）参照）、比較例１よりも20％軽量化（-0.72kg）しつつ、衝突耐力を6％（+20kN）向上させた。制振性も大幅に向上した。

【0097】

上述したように、ハット断面部材１３の断面方向においては、少なくとも縦壁部１３ｂを含む範囲に樹脂１５、補強板１７を設けることで効果的に面剛性および衝突耐力を向上できる。また、ハット断面部材１３の長手方向においては、必ずしも全長に亘って設ける必要はなく、長手方向の一部に樹脂１５、補強板１７を設けた場合にも一定の効果が得られることが示された。

【実施例0098】

本実施例では、図６のポール側突を模擬したＣＡＥ解析を行い、フロアクロスメンバ９及びバッテリーケース５における変形の有無を確認した。ＣＡＥ計算では、図６の２つのフロアクロスメンバ９の長さを1400mmとし、ポール１９を模擬した円柱を２つのフロアクロスメンバ９の中間のサイドシル７に速度8.9m/s（＝32km／h）で衝突させ、200kNの荷重がサイドシル７に入力するようにした。
フロアクロスメンバ９の構成を変更しながら、上記ＣＡＥ計算を行ったので、各計算におけるフロアクロスメンバ９の構成と、その計算結果を表７に示す。
表７において、「部品長手方向の樹脂・補強板貼付け位置」の「サイドシル側」は、図２の態様を示している。また、「バッテリーケース上部」は図７の態様、「全長※シル側を薄ゲージ化」は図８の態様を示している。

【0099】

【表7】

【0100】

比較例ａは、従来例と同様のハット断面部材１３のみから構成されるフロアクロスメンバ９の例である（図３参照）。
また、発明例Ａ～Ｆ及び比較例ｂは、ハット断面部材１３に樹脂１５、補強板１７を設けた例であり、樹脂１５、補強板１７の貼付け位置を除く構成はすべて同じとした。接着強度はすべて11MPaとした。

【0101】

フロアクロスメンバ９とバッテリーケース５の変形有無の評価は、変形がない場合を〇とし、変形がある場合には、比較例ａ（従来例）と同等である場合を×、比較例ａよりも変形の程度が小さい場合を△とした。また△は、変形の程度を（小、中）で判定した。

【0102】

比較例ａ（従来例）は、表７に示すように、フロアクロスメンバ９に先端座屈と大きな折れ（曲げ変形）が発生し、バッテリーケース５も大きく変形した。

【0103】

これに対し、発明例Ａ～Ｃはフロアクロスメンバ９、バッテリーケース５共に変形がなく、良好な結果が得られた。

【0104】

発明例Ｄは、フロアクロスメンバ９におけるポール衝突側の先端部に極軽微な座屈変形が見られたものの、曲げ折れ等の大きな変形はなく、バッテリーケース５の変形はなかった。
同様に、発明例Ａ′及び発明例Ｅも、フロアクロスメンバ９におけるポール衝突側の先端部に極軽微な座屈変形が見られたものの、曲げ折れ等の大きな変形はなく、バッテリーケース５の変形はなかった。

【0105】

実施例Ｆは、フロアクロスメンバ９におけるポール衝突側の先端部に軽微な座屈変形が見られたものの、曲げ折れ等の大きな変形はなく、バッテリーケース５の変形はなかった。

【0106】

比較例ｂは、フロアクロスメンバ９に先端座屈と折れ（曲げ変形）が発生し、バッテリーケース５にも軽度の変形が見られた。

【0107】

以上のように、比較例ａ、ｂにはバッテリーケース５の変形が見られたのに対し、発明例Ａ～Ｆにはバッテリーケース５の変形が見られなかった。これにより本発明よれば従来例と同等以下の重量でバッテリーケースを保護する効果を向上できることが検証できた。