JP2017226396A - 車体下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】最低地上高さを確保し、かつ、衝撃荷重を吸収できる車体下部構造を提供する。【解決手段】車体下部構造は、右サイドシル１４と、右フロアフレーム１７と、右クロスメンバ６８と、消音器とを備える。右フロアフレーム１７の車幅方向内側に燃料タンクが設けられている。右フロアフレーム１７および右サイドシル１４に右クロスメンバ６８が架け渡されて車幅方向へ延びている。また、右サイドシル１４、右フロアフレーム１７および右クロスメンバ６８で囲まれる領域に消音器が設けられている。右クロスメンバ６８は上方変形誘導部７７を有する。上方変形誘導部７７は、右サイドシル１４に入力した衝撃荷重Ｆ２で上方へ変形可能に形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、車体下部構造に関するものである。

車体下部構造として、フロアトンネルの両側からクロスメンバがサイドシルまで車幅方向外側へ向けて延ばされ、フロアトンネルの内部に梁部材が設けられたものが知られている。梁部材は、上部に下向きの凹みが形成されている。また、梁部座の下方に消音器（すなわち、車載部品）が配置されている。よって、サイドシルに入力する衝撃荷重で梁部材が下方に変形することにより、梁部材で消音器をフロアトンネルの下方へ押し下げることができる。これにより、フロアトンネルを好適に変形させて衝撃荷重を吸収できる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１５１１４６号公報

ここで、車体下部構造のなかには、消音器がサイドシル側に寄せて設けられるものがある。この場合、消音器はクロスメンバの下方に配置される。このため、クロスメンバの上部に、梁部材と同様に、凹みを形成することにより、クロスメンバで消音器をフロアトンネルの下方へ押し下げることが考えられる。
しかし、クロスメンバの上部に凹みを形成すると、クロスメンバの下部が下方に位置する。このため、消音器の最低地上高さを確保することが難しい。
また、消音器がクロスメンバの車体前後方向へずれた場合、クロスメンバを変形させても、消音器をクロスメンバで下方へ押し下げることが難しい。

そこで、この発明は、最低地上高さを確保し、かつ、衝撃荷重を吸収できる車体下部構造を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車室（例えば、実施形態の車室５１）の下方に設けられるフロアパネル（例えば、実施形態のフロアパネル１２）と、前記フロアパネルの車幅方向外側に設けられ、車体前後方向へ延びるサイドシル（例えば、実施形態の左右のサイドシル１３，１４，１０２）と、前記サイドシルの車幅方向内側に設けられ、車体前後方向へ延びるフロアフレーム（例えば、実施形態の左右のフロアフレーム１６，１７）と、前記フロアフレームの車幅方向内側に設けられるエネルギ源（例えば、実施形態の燃料タンク２１）と、前記フロアフレームおよび前記サイドシルに架け渡され、車幅方向へ延びるクロスメンバ（例えば、実施形態の左右のクロスメンバ６７，６８）と、前記サイドシル、前記フロアフレームおよび前記クロスメンバで囲まれる領域（例えば、実施形態の領域３３，３８）に設けられる車載部品（例えば、実施形態のキャニスタ２３、消音器２８）と、を備え、前記クロスメンバは、前記サイドシルに入力した衝撃荷重（例えば、実施形態の衝撃荷重Ｆ３，Ｆ８）で、上方へ変形可能な上方変形誘導部（例えば、実施形態の上方変形誘導部７７）を有することを特徴とする。

このように、サイドシル、フロアフレームおよびクロスメンバで囲まれる領域に車載部品を設け、クロスメンバに上方変形誘導部を形成した。また、上方変形誘導部を衝撃荷重で上方へ変形可能に形成した。よって、上方変形誘導部を上方へ向けて山折れ状態（逆Ｖ字状の折曲がり状態）に変形させることができる。クロスメンバでフロアフレームを上方へ持ち上げることができる。
これにより、フロアフレームに車載部品の上部を干渉させて、車載部品を下方へ落下させることができる。したがって、エネルギ源に影響を与えることなく、サイドシルを車幅方向内側に好適に変形させて、サイドシルに入力した衝撃荷重を吸収することができる。

また、サイドシル、フロアフレームおよびクロスメンバで囲まれる領域に車載部品が配置されている。これにより、車載部品を比較的高い位置に配置でき、車両の最低地上高さを確保できる。

請求項２に記載した発明は、前記サイドシルの内側壁（例えば、実施形態の右サイドシルの内側壁５３ｂ）、および前記サイドシルの下部（例えば、実施形態の右サイドシルの下部５３ａ）に前記クロスメンバが結合され、前記内側壁、前記下部、前記上方変形誘導部、前記フロアフレームの順に強度が高められていることを特徴とする。

これにより、サイドシルに入力した衝撃荷重で、まず、サイドシルの内側壁が凹状に凹む。つぎに、サイドシルの下部が車幅方向内側へ向けて上り勾配に変形する。よって、クロスメンバの上方変形誘導部が上方へ向けて山折れ状の変形を開始する。さらに、上方変形誘導部が上方へ向けて山折れ状態に変形することにより、フロアフレームが上方へ持ち上がるように変位する。
これにより、クロスメンバに車載部品の上部を干渉させて、車載部品を下方へ落下させることができる。

請求項３に記載した発明は、前記上方変形誘導部が上方へ変形した状態において、前記車載部品の干渉により前記フロアフレームに荷重（例えば、実施形態の荷重Ｆ４，Ｆ９）が入力した際に、前記荷重の下向き分力（例えば、実施形態の下向き分力Ｆ５，Ｆ１０）が、上向き分力（例えば、実施形態の上向き分力Ｆ７，Ｆ１２）より大きいことを特徴とする。

このように、フロアフレームに入力した荷重のうち、下向き分力を、上向き分力より大きくした。下向き分力により車載部品が下方へ押し下げられる。これにより、車載部品がフロアフレームに干渉した際に、車載部品を下方へ確実に押し下げることができる。

請求項４に記載した発明は、前記車載部品は消音器（例えば、実施形態の消音器２８）であり、前記消音器は、略楕円形に形成され、前記フロアフレーム側において上部曲面（例えば、実施形態の左上部曲面３５ａ）の半径が下部曲面（例えば、実施形態の左下部曲面３６ａ）の半径より大きいことを特徴とする。

ここで、サイドシルに衝撃荷重が入力した際に、フロアフレームが上方へ変位する。よって、消音器の上部がフロアフレームに干渉する。そこで、消音器の上部曲面の半径を下部曲面の半径より大きくした。よって、消音器がフロアフレームに干渉した際に、下向き分力を上向き分力より確実に大きくできる。これにより、車載部品を下方へ確実に押し下げることができる。

請求項５に記載した発明は、前記車載部品はキャニスタ（例えば、実施形態のキャニスタ２３）であることを特徴とする。

ここで、キャニスタは消音器と比べて車幅方向の幅寸法が大きな部材である。このため、サイドシルに入力した衝撃荷重でキャニスタが落下した際に、キャニスタが地面に接触する。よって、キャニスタがサイドシルとフロアフレームとの間に介在され、サイドシルの変形がキャニスタで抑えられる。このため、サイドシルに入力した衝撃荷重を吸収することが難しい。

そこで、サイドシルに衝撃荷重が入力した際に、フロアフレームを上方へ変位させるようにした。フロアフレームを上方へ変位させることにより、キャニスタが落下した際に、フロアフレームをキャニスタの上方へ変位させることができる。よって、キャニスタに影響されることなく、サイドシルを変形させることができる。これにより、サイドシルに入力した衝撃荷重を吸収することができる。

請求項６に記載した発明は、前記上方変形誘導部から前記サイドシルまでの第１距離（例えば、実施形態の第１距離Ｌ１）と、前記上方変形誘導部から前記フロアフレームまでの第２距離（例えば、実施形態の第２距離Ｌ２）と、前記フロアフレームの上方への変位量（例えば、実施形態の変位量Ｌ３，Ｌ４）との関係が、（第１距離）−（第２距離）≧（変位量）に設定されていることを特徴とする。

ここで、クロスメンバの上方変形誘導部を上方へ変形させた際に、フロアフレームを上方へ変位させる必要がある。このため、フロアフレームの位置を上方変形誘導部寄りに近づけることが好ましい。
そこで、（第１距離）−（第２距離）≧（変位量）と設定した。よって、上方変形誘導部を形成させた際に、フロアフレームを確実に上方へ変位させることができる。これにより、フロアフレームに車載部品の上部を干渉させて、車載部品を下方へ確実に落下させることができる。

請求項７に記載した発明は、前記上方変形誘導部は、車体前後方向において、前記車載部品側の部位（例えば、実施形態の第１部位７７ａ）が、反対側の部位（例えば、実施形態の第２部位７７ｂ）より強度が低いことを特徴とする。

よって、上方変形誘導部が変位する際に、特に、車載部品側の部位を上方へ向けて山折れ状態に容易に変形させることができる。よって、上方変形誘導部を変形させた際に、車載部品側のフロアフレームを確実に上方へ変位させることができる。これにより、車載部品を下方へ確実に落下させることができる。

請求項８に記載した発明は、前記車載部品は、前記サイドシルに取り付けられていることを特徴とする。

よって、上方変形誘導部を山折れ状態に変形させた状態において、車載部品を上方へ変位させないようにできる。よって、車載部品の上部をフロアフレームに確実に干渉させることができる。これにより、車載部品を下方へ確実に落下させることができる。

請求項９に記載した発明は、前記フロアフレームは、前記消音器に連結された排気管（例えば、実施形態の第１排気管２７）の上方に形成され、前記排気管を回避する凹部（例えば、実施形態の凹部５５ａ）と、前記凹部の後部側に位置し、一定断面に形成された後フレーム部（例えば、実施形態の第１後フレーム部６４）と、を有することを特徴とする。

このように、フロアフレームに凹部を設けて排気管を回避するようにした。よって、排気管（すなわち、消音器）を上方に配置できる。これにより、車両の最低地上高さを確保できる。
また、凹部の後部側に後フレーム部を設けた。後フレーム部は一定断面に形成されている。これにより、フロアフレームに入力した前突荷重をフロアフレームで支えることができる。

請求項１０に記載した発明は、前記フロアフレームは、前記エネルギ源の車幅方向に対向して配置され、前記エネルギ源の車体前方側および車体後方側より高さ寸法（例えば、実施形態の高さ寸法Ｈ１）が大きい中央フレーム部（例えば、実施形態の中央フレーム部６２）を有し、前記中央フレーム部は、車幅方向外側の外側壁（例えば、実施形態の中央外側壁６２ｃ）、車幅方向内側の内側壁（例えば、実施形態の中央内側壁６２ｂ）の少なくとも一方に、上下方向へ延びる縦ビード（例えば、実施形態の内側、外側の縦ビード６９，７０）を有することを特徴とする。

このように、フロアフレームに中央フレーム部を備え、中央フレーム部の上下方向の高さ寸法を大きくした。さらに、中央フレーム部に縦ビードを形成した。よって、中央フレーム部の剛性を高めることができる。これにより、車室のフロアの剛性を中央フレーム部で確保できる。

請求項１１に記載した発明は、前記上方変形誘導部が上方へ変形した状態において、前記車載部品が前記サイドシルと前記フロアフレームとの間に挟まれ、前記車載部品の干渉により前記サイドシルと前記フロアフレームにそれぞれ荷重（例えば、実施形態の荷重Ｆ４）が入力した際に、前記車載部品に加わる押下力（例えば、実施形態の押下力Ｆ１６）が、摩擦力（例えば、実施形態の摩擦力Ｆ１７）より大きいことを特徴とする。

このように、サイドシルとフロアフレームに入力した荷重のうち、車載部品に加わる押下力を摩擦力より大きくした。この押下力により車載部品が下方へ押し下げられる。これにより、車載部品がサイドシルとフロアフレームとの間に強く挟まれて、フロアフレームだけの下向き分力で落下しない場合でも、サイドシルの摩擦係数をも考慮して、車載部品を下方へ確実に押し下げることができる。

この発明によれば、クロスメンバに上方変形誘導部を形成した。この上方変形誘導部を上方へ変形させて車載部品を下方へ落下させるようにした。これにより、サイドシルを変形させて衝撃荷重を吸収できる。
また、サイドシル、フロアフレームおよびクロスメンバで囲まれる領域に車載部品を配置するようにした。これにより、車載部品を比較的高い位置に配置でき、車両の最低地上高さを確保できる。

本発明の第１実施形態における車体下部構造を示す底面図である。 本発明の第１実施形態における車体下部構造の右側部を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態における図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態における車体下部構造の左側部を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態における図２の右フロアフレームを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態における図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態における図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態における右サイドシルを衝撃荷重で変形させる例を説明する断面図である。 本発明の第１実施形態における右クロスメンバを変形させる例を説明する断面図である。 本発明の第１実施形態における消音器を下方へ押し下げる例を説明する断面図である。 本発明の第１実施形態におけるキャニスタを衝撃荷重で下方へ押し下げる例を説明する断面図である。 本発明の第１実施形態における左サイドシルを変形させて衝撃荷重を吸収する例を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態における消音器を下方へ押し下げる例を説明する断面図である。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図面において、矢印ＦＲは車両の前方、矢印ＵＰは車両の上方、矢印ＬＨは車両の左側方を指すものとする。
なお、実施形態の車体下部構造１０は、左側部と右側部とが略左右対称の構成であり、以下、左側部と右側部との各構成部に同じ符号を付し、左側部の各構成部について詳しく説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、車体下部構造１０は、フロアパネル１２と、フロアパネル１２の左側に設けられた左サイドシル１３と、フロアパネル１２の右側に設けられた右サイドシル１４と、左サイドシル１３の内側に設けられた左フロアフレーム１６と、右サイドシル１４の内側に設けられた右フロアフレーム１７とを備える。
また、車体下部構造１０は、左サイドシル１３および右サイドシル１４間に架け渡されたクロスメンバ１８と、燃料タンク２１と、排気ユニット２２と、キャニスタ２３とを備える。

燃料タンク２１は、フロアパネル１２の下方で、かつ、車幅方向中央の領域２５に設けられている。領域２５は、左フロアフレーム１６、右フロアフレーム１７およびクロスメンバ１８（具体的には、中央クロスメンバ６６）で囲まれている。すなわち、燃料タンク２１は、左フロアフレーム１６の車幅方向内側で、かつ、右フロアフレーム１７の車幅方向内側に設けられている。

図２示すように、排気ユニット２２は、エンジンの排気マニホールドから車体後方へ延びる第１排気管２７と、第１排気管２７に連通する消音器２８と、消音器２８から車体後方へ延びる第２排気管２９とを備える。排気ユニット２２は、消音器２８が右サイドシル１４に前連結部３１で取り付けられ、第２排気管２９が車体後部に後連結部で取り付けられている。
第１排気管２７は、右フロアフレーム１７の下方を経て消音器２８まで延びている。第２排気管２９は、消音器２８からクロスメンバ１８（具体的には、右クロスメンバ６８）の下方を経て車体後方へ延びている。

消音器２８は、フロアパネル１２の下方で、かつ、右サイドシル１４寄りの領域３３に設けられている。領域３３は、右サイドシル１４、右フロアフレーム１７およびクロスメンバ１８（具体的には、右クロスメンバ６８）で囲まれている。

図３に示すように、消音器２８は、略楕円形で、かつ、上部３５が下部３６に対して上方へ膨出された状態に形成されている。具体的には、消音器２８は、左上部曲面３５ａおよび右上部曲面３５ｂの半径が、左下部曲面３６ａおよび右下部曲面３６ｂの半径より大きく形成されている。
ここで、右フロアフレーム１７側に左上部曲面３５ａ、左下部曲面３６ａが位置する。すなわち、右フロアフレーム１７側に位置する左上部曲面３５ａの半径が左下部曲面３６ａの半径より大きく形成されている。
なお、左上部曲面３５ａの半径を左下部曲面３６ａの半径より大きく形成した理由については後で詳しく説明する。

図４に示すように、キャニスタ２３は、燃料タンク２１内の蒸気の放散を抑制するために使用される。キャニスタ２３は、フロアパネル１２の下方で、かつ、左サイドシル１３寄りの領域３８に設けられている。領域３８は、左サイドシル１３、左フロアフレーム１６およびクロスメンバ１８（具体的には、左クロスメンバ６７）で囲まれている。

図３に戻って、キャニスタ２３は、左サイドシル１３および左フロアフレーム１６に一対の取付ブラケット４１（図４も参照）を介して取り付けられている。具体的には、一対の取付ブラケット４１は、中央が上方へ膨出された膨出部４１ａと、膨出部４１ａの車幅方向外側に設けられた外端部４１ｂと、膨出部４１ａの車幅方向内側に設けられた内端部４１ｃとを有する。
一対の取付ブラケット４１の外端部４１ｂが、左サイドシル１３の下部１３ａにボルト４３、ナット４４で取り付けられている。また、一対の取付ブラケット４１の内端部４１ｃが、左フロアフレーム１６の底部１６ａにボルト４６、ナット４７で取り付けられている。

一対の取付ブラケット４１が上方へ膨出することにより、一対の取付ブラケット４１の下面が上方に凹むように形成されている。よって、一対の取付ブラケット４１の下方に空間４９が形成され、空間４９にキャニスタ２３が配置されている。空間４９に配置されたキャニスタ２３は、一対の取付ブラケット４１に取り付けられている。
この状態において、膨出部４１ａの右傾斜部４１ｄが左フロアフレーム１６側に位置する。右傾斜部４１ｄは、内端部４１ｃから車幅方向外側へ向けて上り勾配の傾斜状に形成されている。

フロアパネル１２は、車室５１の下方に設けられて床部を形成する板材である。
右サイドシル１４は、フロアパネル１２の車幅方向右外側に設けられて車体前後方向へ延びている。また、右サイドシル１４は、インナ部材５３とアウタ部材５４とで閉断面に形成されている。
左サイドシル１３は、右サイドシル１４と略左右対称の部材であり、以下、右サイドシル１４について説明して左サイドシル１３の詳しい説明を省略する。

右フロアフレーム１７は、右サイドシル１４の車幅方向右内側に設けられて車体前後方向へ延びている。右フロアフレーム１７は、底部５５と、内側壁５６と、外側壁５７と、内フランジ５８と、外フランジ５９とを有する。
底部５５、内側壁５６、外側壁５７、内フランジ５８および外フランジ５９で右サイドシル１４が断面略ハット状に形成されている。内フランジ５８および外フランジ５９がフロアパネル１２に結合されている。右フロアフレーム１７およびフロアパネル１２で閉断面が形成されている。
左フロアフレーム１６は、右フロアフレーム１７と略左右対称の部材であり、以下、右フロアフレーム１７について説明して左フロアフレーム１６の詳しい説明を省略する。

図５に示すように、右フロアフレーム１７は、中央フレーム部６２と、前フレーム部６３と、第１後フレーム部６４と、第２後フレーム部６５とを有する。中央フレーム部６２は、燃料タンク２１（図２参照）の車幅方向に対向して配置されている。この中央フレーム部６２は、前フレーム部６３、第１後フレーム部６４や第２後フレーム部６５に対して高さ寸法Ｈ１が大きく形成されている。

すなわち、中央フレーム部６２は、中央底部６２ａと、中央内側壁６２ｂと、中央外側壁６２ｃとを有する。中央底部６２ａは、右フロアフレーム１７の底部５５のうち中央フレーム部６２に対応する部位である。中央内側壁６２ｂは、右フロアフレーム１７の内側壁５６のうち中央フレーム部６２に対応する部位である。中央外側壁６２ｃは、右フロアフレーム１７の外側壁５７のうち中央フレーム部６２に対応する部位である。

中央内側壁６２ｂには複数の内側縦ビード６９が形成されている。内側縦ビード６９は、中央内側壁６２ｂの下端（すなわち、中央底部６２ａ）から中央内側壁６２ｂの上端まで縦方向に延びている。さらに、内側縦ビード６９は、中央内側壁６２ｂの上端へ向けて延びるにつれて、車幅方向内側へ大きく膨出するように傾斜状に形成されている。すなわち、内側縦ビード６９は、上下方向へ延びている。
また、中央外側壁６２ｃには複数の外側縦ビード７０（図３参照）が形成されている。外側縦ビード７０は、内側縦ビード６９と略左右対称に形成されている。よって、外側縦ビード７０の詳しい説明を省略する。

このように、中央フレーム部６２の高さ寸法Ｈ１が、前フレーム部６３、第１後フレーム部６４や第２後フレーム部６５に対して大きく形成されている。また、中央内側壁６２ｂに内側縦ビード６９が形成され、中央外側壁６２ｃに外側縦ビード７０が形成されている。よって、中央フレーム部６２の剛性が高められている。これにより、フロアパネル１２の剛性が中央フレーム部６２で確保されている。

中央フレーム部６２の前端部６２ｄから前フレーム部６３が車体前方へ向けて略水平に延ばされている。前フレーム部６３は、中央フレーム部６２と同様に、フロアパネル１２とともに閉断面に形成されている。
前フレーム部６３は前底部６３ａを有する。前底部６３ａは、右フロアフレーム１７の底部５５のうち前フレーム部６３に対応する部位である。
前底部６３ａは、前傾斜部６３ｂと、前水平部６３ｃとを有する。前傾斜部６３ｂは、車体前後方向の略中央６３ｄから車体後方へ向けて後部６３ｅまで上り勾配に延びている。前水平部６３ｃは、前傾斜部６３ｂの後端から中央底部６２ａの前端６２ｅまで車体後方へ向けて略水平に延びている。

中央フレーム部６２の後端部６２ｆから第１後フレーム部６４が車体後方へ向けてクロスメンバ１８まで下り勾配に延ばされている。第１後フレーム部６４は、中央フレーム部６２と同様に、フロアパネル１２とともに閉断面に形成されている。
第１後フレーム部６４は第１後底部６４ａを有する。第１後底部６４ａは、右フロアフレーム１７の底部５５のうち第１後フレーム部６４に対応する部位である。

第１後底部６４ａは、第１後傾斜部６４ｂと、第１後部６４ｃとを有する。第１後傾斜部６４ｂは、中央底部６２ａの後端部６２ｇから第１後部６４ｃ（すなわち、クロスメンバ１８）まで下り勾配に延びている。第１後部６４ｃは、第１後傾斜部６４ｂの後端６４ｄから車体後方へ向けて略水平に延びている。
第１後フレーム部６４は、フロアパネル１２から第１後底部６４ａまでの高さ寸法Ｈ２が略一定に形成されている。

第１後フレーム部６４の後端部６４ｅから第２後フレーム部６５が車体後方へ向けて略水平に延ばされている。第２後フレーム部６５は、中央フレーム部６２と同様に、フロアパネル１２とともに閉断面に形成されている。

ここで、右フロアフレーム１７は、底部５５に上方へ凹む凹部５５ａが形成されている。凹部５５ａの前傾斜部は、前フレーム部６３の前傾斜部６３ｂで傾斜状に形成されている。また、凹部５５ａの後傾斜部は、第１後フレーム部６４の第１後傾斜部６４ｂで傾斜状に形成されている。さらに、凹部５５ａの底部は、中央底部６２ａおよび前水平部６３ｃで略水平に形成されている。

右フロアフレーム１７の凹部５５ａが第１排気管２７の上方に形成されている。このように、第１排気管２７の上方に右フロアフレーム１７の凹部５５ａを形成することにより、第１排気管２７が右フロアフレームに干渉することを回避できる。よって、第１排気管２７が上方に配置される。
また、右サイドシル１４、右フロアフレーム１７および右クロスメンバ６８で囲まれた領域３３に消音器２８が配置されている。よって、第１排気管２７に連通する消音器２８が上方に配置される。

さらに、図４示すように、左サイドシル１３、左フロアフレーム１６およびクロスメンバ１８（具体的には、左クロスメンバ６７）で囲まれた領域３８にキャニスタ２３が配置されている。よって、キャニスタ２３が上方に配置される。
このように、消音器２８（図５参照）やキャニスタ２３が上方に配置されることにより、車両の最低地上高さが確保される。

図５に示すように、凹部５５ａの後部側（すなわち、中央底部６２ａの車体後方側）に第１後フレーム部６４が位置する。前述したように、第１後フレーム部６４は、フロアパネル１２から第１後底部６４ａまでの高さ寸法Ｈ２が略一定に形成されている。よって、第１後フレーム部６４およびフロアパネル１２の閉断面が略一定（すなわち、一定断面）に形成されている。
これにより、例えば、右フロアフレーム１７に車体前方側から衝撃荷重Ｆ１が入力した際に、入力した衝撃荷重Ｆ１右フロアフレーム１７で支えることができる。

図１に戻って、クロスメンバ１８は、中央クロスメンバ６６と、左クロスメンバ６７と、右クロスメンバ６８とを備える。中央クロスメンバ６６は、左フロアフレーム１６および右フロアフレーム１７に架け渡されて車幅方向へ延びている。中央クロスメンバ６６の上部がフロアパネル１２に結合されている。中央クロスメンバ６６およびフロアパネル１２で閉断面が形成されている。

図６、図７に示すように、右クロスメンバ６８は、右フロアフレーム１７および右サイドシル１４に架け渡されて車幅方向へ延びている。右クロスメンバ６８は、底部７１と、前壁７２と、後壁７３と、前フランジ７４と、後フランジ７５とを有する。前フランジ７４および後フランジ７５がフロアパネル１２に結合されることにより、右クロスメンバ６８およびフロアパネル１２で閉断面が形成されている。
底部７１は、外端部７１ａが右サイドシル１４（具体的には、インナ部材５３）の下部５３ａに結合されている。前壁７２および後壁７３の外端部は、インナ部材５３の内側壁５３ｂに結合されている。また、前フランジ７４および後フランジ７５の外端部は、インナ部材５３の内側壁５３ｂに結合されている。

底部７１は、車幅方向の略中央部が上方へ向けて膨出されている。よって、右クロスメンバ６８は、略中央部の高さ寸法Ｈ３が他の部位に比べて小さくなる。これにより、右クロスメンバ６８の略中央部に上方変形誘導部７７が形成されている。
すなわち、上方変形誘導部７７は、右クロスメンバ６８の底部５５が上方に向けて凹状に形成されている。よって、右サイドシル１４に衝撃荷重Ｆ２が車幅方向外側から入力した際に、衝撃荷重Ｆ２で上方変形誘導部７７が上方へ変形する。上方変形誘導部７７が上方へ変形することにより、右クロスメンバ６８が上方へ山折れ（逆Ｖ字状に折曲がり）変形する。

ところで、インナ部材５３の内側壁５３ｂ、インナ部材５３の下部５３ａ、上方変形誘導部７７、右フロアフレーム１７の各強度は次のように設定されている。すなわち、内側壁５３ｂ、下部５３ａ、上方変形誘導部７７、右フロアフレーム１７の順に強度が高くなるように設定されている。
換言すれば、内側壁５３ｂの強度より下部５３ａの強度が高く設定されている。また、下部５３ａの強度より上方変形誘導部７７の強度が高く設定されている。さらに、上方変形誘導部７７の強度より右フロアフレーム１７の強度が高く設定されている。

ここで、上方変形誘導部７７から右サイドシル１４の下フランジ１４ａまでの第１距離がＬ１である。また、上方変形誘導部７７から右フロアフレーム１７までの第２距離がＬ２である。さらに、右フロアフレーム１７の上方への変位量がＬ３である。
この状態において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の関係が、
Ｌ１−Ｌ２≧Ｌ３
に設定されている。

第１距離Ｌ１より第２距離Ｌ２が小さく抑えられることにより、右フロアフレーム１７が上方変形誘導部７７寄りに近づけられている。よって、上方変形誘導部７７の変形で右クロスメンバ６８が山折れ変形した際に、右フロアフレーム１７に相当する部位６８ａが上方へ変位する。これにより、右フロアフレーム１７の部位６８ａとともに、右フロアフレーム１７が上方へ変位する。

また、上方変形誘導部７７は、消音器２８側の第１部位７７ａと、消音器２８の反対側の第２部位７７ｂとを有する。第１部位７７ａは、第２部位７７ｂより上方に位置する。よって、フロアパネル１２から第１部位７７ａの下端までの距離寸法Ｈ５が、フロアパネル１２から第２部位７７ｂの下端までの距離寸法Ｈ６より小さくなる。これにより、第１部位７７ａの強度が、第２部位７７ｂの強度より低く設定されている。

よって、上方変形誘導部７７が上方へ変位する際に、特に、消音器２８側の第１部位７７ａを上方へ向けて山折れ状態に容易に変形させることができる。これにより、上方変形誘導部７７を変形させた際に、消音器２８側の右フロアフレーム１７を確実に上方へ変位させることができる。
なお、右フロアフレーム１７を上方へ変位させる理由については後で詳しく説明する。

図４に戻って、左クロスメンバ６７は、左フロアフレーム１６および左サイドシル１３に架け渡されている。左クロスメンバ６７は、右クロスメンバ６８と略左右対称の部材であり、左クロスメンバ６７の詳しい説明を省略する。

つぎに、右サイドシル１４に衝撃荷重Ｆ３が入力した際に、衝撃荷重Ｆ３を車体下部構造１０で吸収する例を図８〜図１０に基づいて説明する。
図８（ａ）に示すように、右サイドシル１４のアウタ部材５４に障害物９１が車幅方向側方から衝突する。アウタ部材５４に障害物９１から衝撃荷重Ｆ３が入力する。

図８（ｂ）に示すように、右サイドシル１４のアウタ部材５４が変形する。
ここで、右サイドシル１４（インナ部材５３）の内側壁５３ｂ、インナ部材５３の下部５３ａ、上方変形誘導部７７、右フロアフレーム１７の順に強度が高くなるように設定されている。
よって、右サイドシル１４のアウタ部材５４が変形した後、右サイドシル１４が矢印Ａの如く移動する。よって、インナ部材５３の内側壁５３ｂが右クロスメンバ６８やフロアパネル１２で凹状（具体的には、略Ｖ字状）に凹む。

図９（ａ）に示すように、インナ部材５３の下部５３ａが矢印Ｂの如く車幅方向内側へ向けて上り勾配に変形する。これにより、上方変形誘導部７７の下部７７ｃが上方へ向けて矢印Ｃの如く折れ曲がる。

図９（ｂ）に示すように、上方変形誘導部７７の下部７７ｃが上方に折れ曲がることにより、上方変形誘導部７７が上方への折れ曲を開始する。すなわち、右クロスメンバ６８が上方へ向けて山折れ変形（逆Ｖ字状の折曲がり変形）を開始する。

図１０（ａ）に示すように、右クロスメンバ６８が逆Ｖ字状に上向きに折れ曲がる。
ここで、図６に示すように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の関係が、Ｌ１−Ｌ２≧Ｌ３に設定されている。
よって、図１０（ａ）に示すように、右クロスメンバ６８が逆Ｖ字状に上向きに折れ曲がることにより、右フロアフレーム１７が矢印Ｄの如く変位量Ｌ３だけ上方へ持ち上げられる。

図１０（ｂ）に示すように、右サイドシル１４が矢印Ａの如く移動することにより、右サイドシル１４が消音器２８に干渉する。この状態において、消音器２８が右サイドシル１４とともに矢印Ａ方向へ移動して右フロアフレーム１７に干渉する。
ここで、右フロアフレーム１７が変位量Ｌ３だけ上方へ持ち上げられている。
また、消音器２８は右サイドシル１４に取り付けられている。右サイドシル１４は上方へ移動することなく水平方向へ矢印Ａの如く移動する。よって、消音器２８が上方へ変位することが抑えられる。

これにより、消音器２８の左上部曲面３５ａを右フロアフレーム１７（具体的には、右フロアフレーム１７の下部５５ｂ）に確実に干渉させることができる。左上部曲面３５ａが右フロアフレーム１７の下部５５ｂに干渉することにより、消音器２８の左上部曲面３５ａから右フロアフレーム１７の下部５５ｂに荷重Ｆ４が入力する。

また、消音器２８の左上部曲面３５ａの半径が、左下部曲面３６ａの半径より大きく形成されている。よって、消音器２８の左上部曲面３５ａから右フロアフレーム１７の下部５５ｂに荷重Ｆ４が入力することにより、荷重Ｆ４の下向き分力Ｆ５が上向き分力Ｆ７より確実に大きくなる。
ここで、下向き分力Ｆ５、上向き分力Ｆ７は、次式であらわされる。
Ｆ５＝Ｆ４×ｓｉｎα１
Ｆ６＝Ｆ４×ｃｏｓα１
Ｆ７＝μ１×Ｆ６
但し、α１：左上部曲面３５ａが右フロアフレーム１７の下部５５ｂに接触する接線に対して直交する直線（法線）と荷重Ｆ４との角度
μ１：左上部曲面３５ａおよび右フロアフレーム１７の下部５５ｂの摩擦係数

このように、下向き分力Ｆ５が上向き分力Ｆ７より大きくなる。よって、消音器２８が下向き分力Ｆ５により矢印Ｅの如く下方へ確実に押し下げられる。これにより、右サイドシル１４を右フロアフレーム１７まで車幅方向内側に変形させることができる。
したがって、燃料タンク２１に影響を与えることなく、右サイドシル１４を車幅方向内側に好適に変形させて、右サイドシル１４に入力した衝撃荷重Ｆ３を良好に吸収できる。

ついで、左サイドシル１３に衝撃荷重Ｆ８が入力した際に、衝撃荷重Ｆ８を車体下部構造１０で吸収する例を図１１、図１２に基づいて説明する。
図１１（ａ）に示すように、左サイドシル１３に障害物９２が車幅方向側方から衝突する。左サイドシル１３に障害物９２から衝撃荷重Ｆ８が入力する。

図１１（ｂ）に示すように、左サイドシル１３の外側壁１３ｂが変形する。
左サイドシル１３の外側壁１３ｂが変形した後、左サイドシル１３が車幅方向内側へ矢印Ｆの如く移動する。よって、右クロスメンバ６８と同様に、左クロスメンバ６７（図４参照）が上方へ向けて山折れ状（逆Ｖ字状）に変形する。これにより、左フロアフレーム１６が変位量Ｌ４だけ矢印Ｇの如く上方へ持ち上げられる。

また、左サイドシル１３が矢印Ｆの如く移動することにより、左サイドシル１３とともにキャニスタ２３が矢印Ｆ方向へ移動する。キャニスタ２３が移動することにより、取付ブラケット４１の右傾斜部４１ｄが左フロアフレーム１６の下部１６ｂに干渉する。
右傾斜部４１ｄは、内端部４１ｃから車幅方向外側へ向けて上り勾配の傾斜状に形成されている。よって、取付ブラケット４１の右傾斜部４１ｄから左フロアフレーム１６に荷重Ｆ９が入力することにより、荷重Ｆ９の下向き分力Ｆ１０が上向き分力Ｆ１２より確実に大きくなる。

ここで、下向き分力Ｆ１０、上向き分力Ｆ１２は、次式であらわされる。
Ｆ１０＝Ｆ９×ｓｉｎα２
Ｆ１１＝Ｆ９×ｃｏｓα２
Ｆ１２＝μ２×Ｆ１１
但し、α２：右傾斜部４１ｄが左フロアフレーム１６の下部１６ｂに接触する接線に対して直交する直線（法線）と荷重Ｆ９との角度
μ２：右傾斜部４１ｄおよび左フロアフレーム１６の下部１６ｂの摩擦係数
このように、下向き分力Ｆ１０を上向き分力Ｆ１２より大きくすることにより、キャニスタ２３（特に、取付ブラケット４１の内端部４１ｃ側）が下向き分力Ｆ１０により矢印Ｈの如く下方へ押し下げられる。

図１２（ａ）に示すように、キャニスタ２３および取付ブラケット４１は消音器２８（図３参照）と比べて車幅方向の幅寸法Ｗ１が大きな部材である。このため、左サイドシル１３に入力した衝撃荷重Ｆ８でキャニスタ２３が落下した際に、取付ブラケット４１の内端部４１ｃが地面９５に接触することが考えられる。
このため、キャニスタ２３の落下が抑えられ、キャニスタ２３の上部２３ａが左サイドシル１３と左フロアフレーム１６との間に介在される虞がある。よって、左サイドシル１３の変形がキャニスタ２３の上部２３ａで抑えられる。これにより、左サイドシル１３に入力した衝撃荷重Ｆ８を良好に吸収することが難しい。
そこで、左クロスメンバ６７（図４参照）を上方へ向けて逆Ｖ字状に変形させて、左フロアフレーム１６を変位量Ｌ４だけ上方へ持ち上げるようにした。

図１２（ｂ）に示すように、キャニスタ２３が落下して取付ブラケット４１の内端部４１ｃが地面９５に接触する。この状態において、キャニスタ２３の上部２３ａに対して、左フロアフレーム１６の底部１６ａが高さ寸法Ｈ７だけ上方に変位する。
よって、キャニスタ２３（特に、上部２３ａ）に影響されることなく、左サイドシル１３を左フロアフレーム１６まで車幅方向内側に変形させることができる。これにより、燃料タンク２１に影響を与えることなく、左サイドシル１３を車幅方向内側に好適に変形させることができる。したがって、左サイドシル１３に入力した衝撃荷重Ｆ８を良好に吸収できる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る車体下部構造１００について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一類似部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図１３に示すように、車体下部構造１００は、右サイドシル１０２と右フロアフレーム１７との間に車載部品（消音器２８）が強く挟まれたような状態を想定する場合である。この場合、右サイドシル１０２の内側壁１０３の摩擦係数も考慮する必要がある。

右サイドシル１０２の内側壁１０３は所定の摩擦係数μ３を有する。よって、右サイドシル１０２に入力した衝撃荷重により、上方変形誘導部７７（図９（ｂ）参照）が上方へ変形した状態において、右サイドシル１０２と右フロアフレーム１７との間に消音器２８が強く挟まれた状態となる。
消音器２８の左上部曲面３５ａから右フロアフレーム１７の下部５５ｂに荷重Ｆ４が入力するとともに、消音器２８の右側面２８ａから右サイドシル１０２の内側壁１０３に荷重Ｆ４が入力する。
右サイドシル１０２の内側壁１０３に荷重Ｆ４が入力することにより、荷重Ｆ４が下向き分力Ｆ１３、上向き分力Ｆ１５に分けられる。

下向き分力Ｆ１３、上向き分力Ｆ１５は、次式であらわされる。
Ｆ１３＝Ｆ４×ｓｉｎα３
Ｆ１４＝Ｆ４×ｃｏｓα３
Ｆ１５＝μ３×Ｆ１４
但し、α３：消音器２８の右側面２８ａが右サイドシル１０２の内側壁１０３に接触する接線に対して直交する直線（法線）と荷重Ｆ４との角度
なお、右サイドシル１０２は、右サイドシル１０２に衝撃荷重が入力する前に予め内側壁１０３が傾斜している場合や、衝撃荷重が入力した後に右サイドシル１０２に変形により内側壁１０３が傾斜する場合がある。
μ３：消音器２８の右側面２８ａおよび右サイドシル１０２の内側壁１０３の摩擦係数

ここで、消音器２８を下方へ押し下げる押下力Ｆ１６、消音器２８に作用する摩擦力Ｆ１７は次式であらわされる。
Ｆ１６＝Ｆ５×ｃｏｓα１＋Ｆ１３×ｃｏｓα３
Ｆ１７＝Ｆ７×ｃｏｓα１＋Ｆ１５×ｃｏｓα３
よって、押下力Ｆ１６を摩擦力Ｆ１７より大きく設定することにより、消音器２８を下方へ確実に押し下げることができる。これにより、第１実施形態と同様に、燃料タンク２１に影響を与えることなく、右サイドシル１０２を車幅方向内側に好適に変形させて、右サイドシル１０２に入力した衝撃荷重を良好に吸収できる。

また、キャニスタ２３の場合にも、消音器２８と同様に、押下力１６を摩擦力１７より大きく設定することにより、キャニスタ２３を下方へ確実に押し下げることができる。これにより、第１実施形態と同様に、燃料タンク２１に影響を与えることなく、右サイドシル１０２を車幅方向内側に好適に変形させて、右サイドシル１０２に入力した衝撃荷重を良好に吸収できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態では、中央フレーム部６２に内側縦ビード６９、外側縦ビード７０を形成した例について説明したが、これに限定しない。他の例として、中央フレーム部６２に内側縦ビード６９、外側縦ビード７０のいずれか一方を形成することも可能である。

また、前記実施形態では、エネルギ源として燃料タンク２１を例示したが、これに限定しない。例えば、バッテリ、燃料電池スタック（fuel cell stack）などをエネルギ源として用いることも可能である。

１０……車体下部構造
１２……フロアパネル
１３，１４…左右のサイドシル（サイドシル）
１６，１７…左右のフロアフレーム（フロアフレーム）
２１……燃料タンク（エネルギ源）
２３……キャニスタ（車載部品）
２７……第１排気管（排気管）
２８……消音器（車載部品）
３３，３８…領域
３５ａ…左上部曲面（上部曲面）
３６ａ…左下部曲面（下部曲面）
５１……車室
５３ｂ…右サイドシルの内側壁
５３ａ…右サイドシルの下部
５５ａ…凹部
６２……中央フレーム部
６２ｂ…中央内側壁（中央フレーム部の内側壁）
６２ｃ…中央外側壁（中央フレーム部の外側壁）
６４……第１後フレーム部（後フレーム部）
６７，６８…左右のクロスメンバ（クロスメンバ）
６９，７０…内側、外側の縦ビード（縦ビード）
７７……上方変形誘導部
７７ａ…第１部位（車載部品側の部位）
７７ｂ…第２部位（車載部品側の反対側の部位）
Ｆ２，Ｆ３，Ｆ８…衝撃荷重
Ｆ４，Ｆ９…荷重
Ｆ５，Ｆ１０，Ｆ１３…下向き分力
Ｆ７，Ｆ１２，Ｆ１５…上向き分力
Ｆ１６…押下力
Ｆ１７…摩擦力
Ｈ１……中央フレーム部の高さ寸法
Ｌ１……第１距離
Ｌ２……第２距離
Ｌ３，Ｌ４……変位量

Claims (11)

1. 車室の下方に設けられるフロアパネルと、
   前記フロアパネルの車幅方向外側に設けられ、車体前後方向へ延びるサイドシルと、
   前記サイドシルの車幅方向内側に設けられ、車体前後方向へ延びるフロアフレームと、
   前記フロアフレームの車幅方向内側に設けられるエネルギ源と、
   前記フロアフレームおよび前記サイドシルに架け渡され、車幅方向へ延びるクロスメンバと、
   前記サイドシル、前記フロアフレームおよび前記クロスメンバで囲まれる領域に設けられる車載部品と、を備え、
   前記クロスメンバは、前記サイドシルに入力した衝撃荷重で、上方へ変形可能な上方変形誘導部を有することを特徴とする車体下部構造。
2. 前記サイドシルの内側壁、および前記サイドシルの下部に前記クロスメンバが結合され、
   前記内側壁、前記下部、前記上方変形誘導部、前記フロアフレームの順に強度が高められていることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記上方変形誘導部が上方へ変形した状態において、前記車載部品の干渉により前記フロアフレームに荷重が入力した際に、
   前記荷重の下向き分力が、上向き分力より大きいことを特徴とする請求項２に記載の車体下部構造。
4. 前記車載部品は消音器であり、
   前記消音器は、略楕円形に形成され、前記フロアフレーム側において上部曲面の半径が下部曲面の半径より大きいことを特徴とする請求項３に記載の車体下部構造。
5. 前記車載部品はキャニスタであることを特徴とする請求項３に記載の車体下部構造。
6. 前記上方変形誘導部から前記サイドシルまでの第１距離と、
   前記上方変形誘導部から前記フロアフレームまでの第２距離と、
   前記フロアフレームの上方への変位量との関係が、
   （第１距離）−（第２距離）≧（変位量）
   に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の車体下部構造。
7. 前記上方変形誘導部は、
   車体前後方向において、前記車載部品側の部位が、反対側の部位より強度が低いことを特徴とする請求項６に記載の車体下部構造。
8. 前記車載部品は、前記サイドシルに取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の車体下部構造。
9. 前記フロアフレームは、
   前記消音器に連結された排気管の上方に形成され、前記排気管を回避する凹部と、
   前記凹部の後部側に位置し、一定断面に形成された後フレーム部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の車体下部構造。
10. 前記フロアフレームは、
    前記エネルギ源の車幅方向に対向して配置され、前記エネルギ源の車体前方側および車体後方側より高さ寸法が大きい中央フレーム部を有し、
    前記中央フレーム部は、車幅方向外側の外側壁、車幅方向内側の内側壁の少なくとも一方に、上下方向へ延びる縦ビードを有することを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
11. 前記上方変形誘導部が上方へ変形した状態において、前記車載部品が前記サイドシルと前記フロアフレームとの間に挟まれ、前記車載部品の干渉により前記サイドシルと前記フロアフレームにそれぞれ荷重が入力した際に、
    前記車載部品に加わる押下力が、摩擦力より大きいことを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。

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