JP2018075940A - 車両下部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを抑制することができると共にフロアパネルの車両下方側に電力供給部を配置するスペースを広く確保することができる車両下部構造を得る。【解決手段】サイドメンバ28の変曲部48間に車両幅方向に沿って配置されたクロス部材32によって、一方のサイドメンバ28が車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方のサイドメンバ28から他方のサイドメンバ28に荷重を伝達することが可能となっている。このため、車両10にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重が入力された一方のサイドメンバ28からクロス部材32を介して当該衝突荷重が他方のサイドメンバ28に伝達されると共に当該他方のサイドメンバ28によって当該衝撃荷重が支持される。【選択図】図1

Description

本発明は、車両下部構造に関する。
下記特許文献1には、車両の前部車体構造に関する発明が開示されている。この車両の前部車体構造は、車両前後方向に延びる一対のフロントサイドフレームと、フロントサイドフレームの車両後方側の端部と連続しかつフロアパネルの車両下方側に配置されて車両前後方向に延びる一対のフロアフレームとを備えている。つまり、フロントサイドフレームとフロントフレームとで車両前後方向に延びる車体骨格の一部が構成されている。また、フロアフレームの長手方向中央部からは、フロアパネルに設けられたトンネル部に向かってフロアサブフレームが延びている。そして、フロアサブフレームの車両後方側の端部は、トンネル部を跨いで配置されたレインフォースメントで連結されている。このため、下記特許文献1に記載された先行技術では、正突等による衝突荷重に対する車体の剛性を向上させることができる。
特開2010−179898号公報
しかしながら、上記先行技術では、フロントサイドフレームが車両前後方向に直線的に延びているのに対し、フロアフレームがフロントサイドフレームの車両後方側の端部から車両幅方向外側に広がるように延びている。このため、車両にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、フロントサイドフレームとフロアフレームとの接続部に応力が集中し、その結果、車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって折れ変形することが考えられる。つまり、上記先行技術は、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを抑制するという点においては改善の余地がある。
また、上記先行技術を電気自動車の車体に適用する場合には、パワーユニットに電力を供給するバッテリ等の電力供給部を配置するスペースを、フロアパネルの車両下方側に広く確保できることが好ましい。しかし、上記先行技術では、フロアパネルの車両下方側には、フロアサブフレーム及びレインフォースメントが配置されており、電力供給部を配置するスペースを広く確保するという点においても改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを抑制することができると共にフロアパネルの車両下方側に電力供給部を配置するスペースを広く確保することができる車両下部構造を得ることが目的である。
請求項1に記載の本発明に係る車両下部構造は、モノコック構造の車体におけるフロア部の一部を構成するフロアパネルと、前記車体の車両前後方向に延びる骨格の一部を構成し、車両上下方向から見て車両前後方向に直線的に延在するサイドメンバフロントと、前記フロアパネルの車両下方側で当該フロアパネルに接合されていると共に車両上下方向から見てサイドメンバフロントから車両幅方向外側に拡がるように延びる変曲部が設けられたサイドメンバリアと、を備えた左右一対のサイドメンバと、前記フロアパネルの車両下方側における前記サイドメンバ間に配置されていると共に車両に搭載されたパワーユニットに電力を供給可能な電力供給部と、前記変曲部間に車両幅方向に沿って配置され、一方の前記サイドメンバが車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方から他方の前記サイドメンバに荷重を伝達可能なクロス部と、を有している。
請求項1に記載の本発明によれば、モノコック構造の車体におけるフロア部の一部がフロアパネルで構成されていると共に、当該車体の車両前後方向に延びる骨格の一部がサイドメンバフロント及びサイドメンバリアを備えた左右一対のサイドメンバで構成されている。また、サイドメンバリアは、フロアパネルの車両下方側で当該フロアパネルに接合されていると共に、フロアパネルの車両下方側におけるサイドメンバ間には、電力供給部が配置されている。そして、電力供給部によって車両に搭載されたパワーユニットに電力を供給することが可能となっている。
ここで、本発明では、サイドメンバリアに、車両上下方向から見てサイドメンバフロントから車両幅方向外側に拡がるように延びる変曲部が設けられている。このため、サイドメンバリアがサイドメンバフロントからそのまま車両後方側に直線的に延びるような構成と比し、フロアパネルの車両下方側におけるサイドメンバ間のスペース、すなわち電力供給部が配置されるスペースを大きくすることができる。
ところで、サイドメンバは、車両上下方向から見て、サイドメンバフロントの部分は車両前後方向に直線的に延在しているものの、その変曲部が設けられた箇所においては、上述したように車両幅方向外側に向かって曲がっている。なお、ここでいう「直線的」には、サイドメンバフロントが車両幅方向に僅かに傾いて延在している状態も含まれる。このため、車両にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、サイドメンバが変曲部において車両幅方向内側に凸となって変形することが考えられる。
ここで、本発明では、サイドメンバの変曲部間に車両幅方向に沿って配置されたクロス部によって、一方のサイドメンバが車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方のサイドメンバから他方のサイドメンバに荷重を伝達することが可能となっている。このため、車両にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重が入力された一方のサイドメンバからクロス部を介して当該衝突荷重が他方のサイドメンバに伝達されると共に当該他方のサイドメンバによって当該衝撃荷重が支持される。
請求項2に記載の本発明に係る車両下部構造は、請求項1に記載の発明において、前記サイドメンバの車両幅方向外側でかつ車両幅方向から見て車両後方側の縦壁部が前記クロス部の車両後方側の縦壁部と重なる位置に配置され、前記フロアパネルの車両幅方向外側の周縁部に沿って車両前後方向に延在するロッカと当該サイドメンバとに接合されているトルクボックスをさらに有している。
請求項2に記載の本発明によれば、サイドメンバの車両幅方向外側にトルクボックスが配置されており、当該トルクボックスは、フロアパネルの車両幅方向外側の周縁部に沿って車両前後方向に延在するロッカと当該サイドメンバとに接合されている。このため、オフセット衝突等によってサイドメンバに入力された衝突荷重がトルクボックスを介してロッカに分散される。
ところで、車両のオフセット衝突時には、衝突荷重によって移動された前輪がロッカの車両前方側の部分と衝突することが考えられる。そして、この場合には、トルクボックスに当該トルクボックスとロッカとの接合部における車両前方側の部分を支点としかつ車両上下方向を軸とするモーメントが発生し、当該モーメントがサイドメンバに曲げモーメントとして作用することが考えられる。
ここで、本発明では、車両幅方向から見て、トルクボックスの車両後方側の縦壁部がクロス部の車両後方側の縦壁部と重なる位置に配置されている。なお、ここでいう「重なる位置」には、トルクボックスの縦壁部とクロス部の縦壁部とが完全に重なっている位置のみでなく、これらが車両前後方向にずれて一部が重なっている位置や交差して一部が重なっている位置も含まれる。このため、上記衝突荷重によって移動された前輪によってトルクボックスに発生したモーメントは、トルクボックスの縦壁部がサイドメンバを介してクロス部の縦壁部に支持されることで相殺される。
請求項3に記載の本発明に係る車両下部構造は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記クロス部の車両下方側を構成する下側壁部は、車両幅方向から見て前記サイドメンバの車両下方側の部分を構成する下壁部と重なるように配置され、又は、当該下壁部と連結されていると共に、前記下壁部から前記下側壁部に前記荷重を伝達可能とされている。
請求項3に記載の本発明によれば、クロス部の車両下方側を構成する下側壁部が、車両幅方向から見てサイドメンバの車両下方側の部分を構成する下壁部と重なるように配置され、又は、当該下壁部と連結されている。そして、一方のサイドメンバが車両幅方向内側に向かって変形したときに当該サイドメンバの下壁部からクロス部の下側壁部に荷重を伝達可能とされている。このため、車両にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されたときに、サイドメンバの下壁部がクロス部の下側壁部で支持され、その結果、サイドメンバに車両前後方向を軸とするモーメントが発生するのを抑制することができる。
請求項4に記載の本発明に係る車両下部構造は、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の発明において、前記電力供給部の外殻を構成する電池ケースの内側に前記クロス部としての補強部が配置されており、前記補強部は、前記電池ケースよりも前記荷重に対して変形しにくいように構成されている。
請求項4に記載の本発明によれば、電力供給部の外殻を構成する電池ケースの内側において、サイドメンバの変曲部間に車両幅方向に沿って補強部が配置されている。そして、補強部は、一方のサイドメンバが車両幅方向内側に向かって変形したときに入力される荷重に対して電池ケースよりも変形しにくいように構成されている。なお、ここでいう「変形しにくい」とは、補強部及び電池ケースのそれぞれに対して同じ大きさの車両幅方向内側への荷重を入力したときに、補強部の車両幅方向外側の端部の初期位置からの変位量(変形ストローク)が、電池ケースの車両幅方向外側の部分の初期位置からの変位量よりも小さいことを意味している。
このため、一方のサイドメンバが車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方のサイドメンバから他方のサイドメンバへの荷重の伝達経路が補強部によって構成され、当該荷重を当該他方のサイドメンバで支持することができる。
請求項5に記載の本発明に係る車両下部構造は、請求項4に記載の発明において、前記電池ケースは、前記サイドメンバの車両下方側の部分を構成する下壁部に締結部材で固定されている。
請求項5に記載の本発明によれば、電池ケースがサイドメンバの車両下方側の部分を構成する下壁部に締結部材で固定されるため、当該電池ケースをサイドメンバの側壁部等に固定する場合と比し、固定作業が容易となる。ところで、オフセット衝突等による衝突荷重でサイドメンバが変形するときには、サイドメンバの側壁部に圧縮荷重又は引張荷重がかかることで締結部材の締結箇所に応力が集中することが考えられる。この点、本発明では、上述したように電池ケースがサイドメンバの下壁部に固定されるため、締結部材の締結箇所に応力が集中するのを抑制することができる。
請求項6に記載の本発明に係る車両下部構造は、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の発明において、前記クロス部は、車両上下方向から見て一方の前記サイドメンバにおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点と他方の前記サイドメンバおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点とを結ぶ直線上に配置されている。
請求項6に記載の本発明によれば、一方のサイドメンバが車両上下方向から見てサイドメンバフロントとサイドメンバリアとの変曲点を境に車両幅方向外側に曲がっている。また、他方のサイドメンバは車両上下方向から見てサイドメンバフロントとサイドメンバリアとの変曲点を境に車両幅方向外側に曲がっている。このため、クロス部が設けられていない場合には、一方側又は他方側のサイドメンバにオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、衝突荷重が入力されたサイドメンバは変曲点を起点として折れ変形する。
ここで、本発明では、車両上下方向から見て変曲点同士を結ぶ直線上にクロス部が配置されている。このため、一方側又は他方側のサイドメンバにオフセット衝突等による衝突荷重が入力されたときに当該衝突荷重が入力されたサイドメンバを、その変形の起点となる箇所で支持することができる。
請求項7に記載の本発明に係る車両下部構造は、モノコック構造の車体におけるフロア部の一部を構成するフロアパネルと、前記車体の車両前後方向に延びる骨格の一部を構成し、車両上下方向から見て車両前後方向に直線的に延在するサイドメンバフロントと、前記フロアパネルの車両下方側で当該フロアパネルに接合されていると共に車両上下方向から見てサイドメンバフロントから車両幅方向外側に拡がるように延びる変曲部が設けられたサイドメンバリアと、を備えた左右一対のサイドメンバと、前記フロアパネルの車両下方側における前記サイドメンバ間に配置されていると共に車両に搭載されたパワーユニットに電力を供給可能な電力供給部と、前記変曲部間において車両上下方向から見て一方の前記サイドメンバにおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点と他方の前記サイドメンバおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点とを結ぶ直線上に配置され、前記サイドメンバ同士を連結するクロス部と、を有している。
請求項7に記載の本発明によれば、請求項1に記載の発明と基本的に同様の構成とされ、同様の作用を奏する。加えて、本発明では、クロス部が、変曲部間において車両上下方向から見て一方のサイドメンバの変曲点と他方のサイドメンバの変曲点とを結ぶ直線上に配置されていると共に、当該サイドメンバ同士を連結している。このため、車両にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重が入力された一方のサイドメンバの変形の起点となる箇所からクロス部を介して当該衝突荷重が他方のサイドメンバに直接伝達されると共に当該他方のサイドメンバによって当該衝撃荷重が支持される。
以上説明したように、請求項1に記載の本発明に係る車両下部構造は、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを抑制することができると共にフロアパネルの車両下方側に電力供給部を配置するスペースを広く確保することができるという優れた効果を有する。
請求項2に記載の本発明に係る車両下部構造は、オフセット衝突等による衝突荷重の入力時において、当該衝突荷重によって移動された前輪が車両前後方向に延びる車体骨格に及ぼす影響を抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項3に記載の本発明に係る車両下部構造は、オフセット衝突等による衝突荷重の入力時において、車両前後方向に延びる車体骨格を安定した状態で支持することができるという優れた効果を有する。
請求項4に記載の本発明に係る車両下部構造は、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを車体側に部材を追加することなく抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項5に記載の本発明に係る車両下部構造は、電力供給部の固定作業の効率を高めることができると共に、車体にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されたときに当該電力供給部が車体から離脱するのを抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項6に記載の本発明に係る車両下部構造は、オフセット衝突等による衝突荷重の入力初期において当該衝突荷重を支持することができるという優れた効果を有する。
請求項7に記載の本発明に係る車両下部構造は、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを抑制することができると共にフロアパネルの車両下方側に電力供給部を配置するスペースを広く確保することができるという優れた効果を有する。
第1実施形態に係る車両下部構造が適用された車両における車体の要部の構成を示す車両下方側から見た拡大底面図(図6の二点鎖線で囲った部分の拡大図)である。 第1実施形態に係る車両下部構造が適用された車両における車体の要部の構成を模式的に示す車両下方外側から見た斜視図(図1の2方向矢視図)である。 第1実施形態に係る車両下部構造が適用された車両における車体の要部の構成を示す車両前方側から見た断面図(図1の3−3線に沿って切断した状態を示す断面図)である。 第1実施形態に係る車両下部構造が適用された車両における衝突荷重入力前のサイドメンバの状態及び衝突荷重入力後のサイドメンバの状態を示す車両下方側から見た底面図である。 第1実施形態に係る車両下部構造が適用された車両のフロア部の構成を示す車両幅方向外側から見た断面図(図6の5−5線に沿って切断した状態を示す断面図)である。 第1実施形態に係る車両下部構造が適用された車両のフロア部の構成を示す車両下方側から見た底面図(図5の6方向矢視図)である。 第2実施形態に係る車両下部構造が適用された車両のフロア部の構成を示す車両下方側から見た底面図(図6に相当する底面図)である。 第2実施形態に係る車両下部構造が適用された車両に搭載されたバッテリパックの構成を示す車両前方側から見た拡大断面図(図7の8−8線に沿って切断した状態を示す断面図)である。 第2実施形態に係る車両下部構造が適用された車両に搭載されたバッテリパックの構成を示しており、(A)は車両前方側から見た断面図(図7の9A−9A線に沿って切断した状態を示す断面図)であり、(B)は車両幅方向外側から見た側面図(図9(A)の9B方向矢視図)である。
<第1実施形態>
以下、図1〜図6を用いて、本発明に係る車両下部構造の第1実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印LHは車両幅方向左側を示している。
まず、図5及び図6を用いて、本実施形態に係る車両下部構造が適用された「車両10」の概略構成について説明する。なお、本実施形態では、車両10は、基本的に左右対称の構成とされているため、以下では、車両10の車両幅方向左側の部分の構成について主に説明し、車両幅方向右側の部分の構成については、適宜説明を省略することとする。
車両10は、「車体12」、車両10に搭載された図示しないモータ等の「パワーユニット」及び車体12に取り付けられた後述する電力供給部としての「バッテリパック54」を含んで構成されている。パワーユニットは、バッテリパック54から電力の供給を受けて駆動されるようになっており、当該パワーユニットで発生した駆動力によって車両10が走行するようになっている。
車体12は、モノコック構造とされており、当該車体12の車両下方側の「フロア部14」の一部を構成すると共に、車両上下方向から見て車両前後方向及び車両幅方向に延在する「フロアパネル16」を備えている。このフロアパネル16は、鋼板がプレス加工されて形成されており、その車両前方側の部分を主に構成するフロントパネル部16A(以下、Fパネル部16Aと称する)と、その車両前後方向中央部を構成するセンターパネル部16B(以下、Cパネル部16Bと称する)と、その車両後方側の部分を構成するリアパネル部16C(以下、Rパネル部16Cと称する)とを含んで構成されている。
詳しくは、Fパネル部16Aは、車両幅方向から見た断面視で車両前方下側に凸となるように湾曲又は屈曲しかつ車両幅方向に延びる板状とされている。このFパネル部16Aの車両上方側に部分には、図2に示されるように、当該Fパネル部16Aから車両上方側に延びると共に車両幅方向に延在するダッシュパネル18の車両下方側の部分が溶接等による図示しない接合部で接合されている。また、Fパネル部16Aの車両幅方向外側の部分は、ダッシュパネル18における前輪用のホイールハウスを構成している部分と溶接等による図示しない接合部で接合されて当該ホイールハウスの一部を構成している。つまり、Fパネル部16Aは、車体12のダッシュパネル18と一体的に設けられており、当該ダッシュパネル18の一部としても機能していると捉えることもできる。
Cパネル部16Bは、車両前後方向及び車両幅方向に延びる一様に延びる板状とされていると共に、図1にも示されるように、複数のビード部20が形成されることで補強されている。一方、Rパネル部16Cには、車両上方側に凸となって膨出された膨出部16C1が形成されており、当該膨出部16C1の車両幅方向の寸法は、Rパネル部16Cの車両幅方向の寸法の6割〜7割程度の長さに設定されている。そして、詳しくは後述するが、この膨出部16C1の内側には、バッテリパック54の一部が格納されている。
また、フロアパネル16の車両幅方向外側には、当該フロアパネル16の車両幅方向外側の周縁部に沿って左右一対の鋼製の「ロッカ22」が配置されている。このロッカ22は、車両前後方向に延在すると共に、その車両幅方向外側の部分を構成するロッカアウタ24と、その車両幅方向内側の部分を構成するロッカインナ26とを含んで構成されている。
詳しくは、ロッカアウタ24は、図3にも示されるように、車両前後方向から見た断面形状が、車両幅方向内側が開放されたハット状に構成されている。一方、ロッカインナ26は、基本的には車両上下方向に延びる軸に対してロッカアウタ24と対称な構成とされており、車両前後方向から見た断面形状が、車両幅方向外側が開放されたハット状に構成されている。そして、ロッカアウタ24のフランジ部24Aとロッカインナ26のフランジ部26Aとが、溶接等による図示しない接合部で接合されることで、車両前後方向から見た断面形状が略六角形状の閉断面となる閉断面構造が構成されている。なお、フロアパネル16は、その車両幅方向外側の端部16Dが、ロッカインナ26の車両幅方向内側の部分を構成する側壁部26Bに、溶接等による図示しない接合部で接合されている。
ここで、本実施形態では、車体12の車両前後方向に延びる骨格の一部を構成する左右一対の「サイドメンバ28」の構成に第1の特徴がある。また、ロッカ22とサイドメンバ28との間に介在している「トルクボックス30」の構成に第2の特徴がある。さらに、サイドメンバ28同士がクロス部としての「クロス部材32」で連結されている点に第3の特徴がある。以下、本実施形態の要部を構成するサイドメンバ28、トルクボックス30及びクロス部材32の構成について詳細に説明していくこととする。
まず、主に図1〜図3を用いてサイドメンバ28の構成について説明する。このサイドメンバ28は、車両前方側からこの順に配置されたサイドメンバ前部34、キック部36、連結部38及びフロアサイド部40を含み、一例として、鋼材で構成されている。
サイドメンバ前部34は、サイドメンバ28の車両前方側の部分を構成していると共に、車両前後方向に直線的に延在している。また、サイドメンバ前部34は、その車両幅方向外側の部分を構成する前部アウタ42と、その車両幅方向内側の部分を構成する前部インナ44とで、その車両前後方向から見た断面形状が矩形状の閉断面となる閉断面構造とされている。なお、サイドメンバ前部34の車両前方側の端部には、図示しないクラッシュボックスやバンパリインフォースメントが取り付けられている。
キック部36は、図5にも示されるように、車両幅方向から見て、サイドメンバ前部34の車両後方側の部分から車両後方下側に延びていると共に、ダッシュパネル18及びフロアパネル16の車両下方側において、これらの部材に沿って設けられている。このキック部36は、基本的には、その延在方向から見た断面形状が、Fパネル部16A側が開放されたハット状に構成されている。そして、キック部36のフランジ部36Aが、フロアパネル16の車両下方側の面に溶接等による図示しない接合部で接合されることで、当該キック部36と当該フロアパネル16とで閉断面構造が構成されている。
より詳しくは、キック部36は、その車両前方側の部分を構成する前側部36B、その延在方向中央部を構成する中央部36C及びその車両後方側の部分を構成する後側部36Dを含んで構成されている。前側部36Bは、ダッシュパネル18及びFパネル部16Aに跨って配置されており、当該前側部36Bからは車両後方側に向けて中央部36Cが延びている。
中央部36Cは、Fパネル部16A及びCパネル部16Bに跨って配置されており、キック部36の延在方向から見た断面形状が一様とされていると共に、車両上下方向から見て車両前後方向に直線的に延在している。そして、中央部36Cからは、車両後方側に向けて後側部36Dが延びている。
後側部36Dは、Cパネル部16Bに沿って配置されており、キック部36の延在方向から見た断面形状が一様とされていると共に、車両上下方向から見て、中央部36Cから車両後方外側に直線的に延在している。つまり、上記構成のキック部36は、車両上下方向から見て、全体的には車両幅方向内側に凸となるように屈曲している。そして、中央部36Cの延在方向に延びる中心線L1と後側部36Dの延在方向に延びる中心線L2の交点が、キック部36、ひいてはサイドメンバ28の「変曲点PA」となっている。
一方、フロアサイド部40は、Fパネル部16Aの車両下方側において、ロッカ22と車両幅方向に所定の間隔をあけられた状態で車両前後方向に直線的に延在している。このフロアサイド部40は、車両前後方向から見た断面形状が、フロアパネル16側が開放されたハット状に構成されていると共に、そのフランジ部40Aがフロアパネル16の車両下方側の面に溶接等による図示しない接合部で接合されている。これにより、フロアサイド部40とフロアパネル16とで車両前後方向から見た断面形状が矩形状の閉断面となる閉断面構造が構成されている。そして、フロアサイド部40の車両前方側の端部は、キック部36の車両後方側の端部と連結部38によって連結されている。
連結部38は、その延在方向から見た断面形状が、当該延在方向に沿って一様でかつフロアパネル16側が開放されたハット状に構成されていると共に、その車両前方側の部分を構成する前側部38Aと、その車両後方側の部分を構成する後側部38Bとを含んで構成されている。
前側部38Aは、キック部36の後側部36Dの延在方向に沿って延びており、その車両前方側の端部が、当該後側部36Dの車両後方側の端部に車両下方側から重ねられた状態で配置されている。一方、後側部38Bは、フロアサイド部40の延在方向に沿って延びており、その車両後方側の端部が、当該フロアサイド部40の車両前方側の端部に車両下方側から重ねられた状態で配置されている。そして、連結部38のフランジ部38Cが、フロアパネル16の車両下方側の面に溶接等による図示しない接合部で接合されることで、当該連結部38と当該フロアパネル16とで閉断面構造が構成されている。なお、連結部38は、キック部36及びフロアサイド部40にもフロアパネル16と同様に接合されている。
また、上記構成の連結部38は、車両上下方向から見て、全体的には車両幅方向外側に凸なるように屈曲している。そして、前側部38Aの延在方向に延びる中心線L3と後側部38Bの延在方向に延びる中心線L3との交点が連結部38、ひいてはサイドメンバ28の変曲点PBとなっている。
上記のように構成されたサイドメンバ28は、車両上下方向から見て、サイドメンバ前部34、キック部36の前側部36B及び中央部36Cを含んで構成された部分が車両前後方向に直線的に延在している。なお、以下では、この部分を「サイドメンバフロント46」と称することとする。また、サイドメンバフロント46は、車両10の構成等に応じて車両幅方向に僅かに傾いて延在するような構成もとり得る。
また、車両上下方向から見て、キック部36の後側部36D及び連結部38の前側部38Aを含んで構成された部分は、サイドメンバフロント46から車両幅方向外側に拡がるように延びている。なお、以下では、変曲点PA、PBを含むこの部分を「変曲部48」と称することとする。さらに、以下では、サイドメンバ28における変曲部48及びフロアサイド部40を含むサイドメンバフロント46よりも車両後方側の部分を、「サイドメンバリア50」と称することとする。そして、図5及び図6に示されるように、サイドメンバ28には、バッテリパック54が取り付けられている。
バッテリパック54は、その外殻を構成する電池ケースとしてのアルミ製の「バッテリケース56」及びバッテリケース56の内側に配置されたバッテリモジュール58を含んで構成されている(バッテリモジュール58は、後述する第2実施形態の説明に用いる図8に図示されているので、そちらを参照されたい。)。
バッテリケース56は、バッテリモジュール58を車両上方側から覆うカバー部60と、当該バッテリモジュール58を車両下方側から支持しているベース部62とを備えている。カバー部60は、サイドメンバ28間に納まるように構成されていると共に、その車両上方側の部分を構成する上壁部60Aと、その車両幅方向外側の部分を構成すると共に板厚方向を車両幅方向とされた一対の側壁部60Bとを含んで構成されている。
また、カバー部60の車両前方側の前部60Cは、車両上下方向の寸法が基本的に一定とされて構成されており、当該前部60Cの車両前後方向の寸法は、カバー部60全体の車両前後方向の寸法の6割程度に設定されている。一方、カバー部60の車両後方側の後部60Dは、上壁部60Aの車両後方側にフロアパネル16の膨出部16C1よりも一回り小さい形状で設けられた膨出部60D1を備えており、車両上下方向の寸法が前部60Cの車両上下方向の寸法よりも長く設定されている。つまり、カバー部60は、車両幅方向から見て車両後方側が高くなっている階段状に構成されている。また、カバー部60を車両上下方向から見ると、前部60Cにおける車両前方側の部分、すなわち変曲部48間に配置されている部分は、当該変曲部48の形状に対応して、車両後方側に向かうに従って拡幅されている。
一方、ベース部62は、車両上下方向から見てカバー部60よりも一回り大きくかつカバー部60の板厚よりも板厚が厚く設定された板状に構成されている。そして、ベース部62の車両上方側にカバー部60が載置された状態で、当該ベース部62に図示しない締結部材等でカバー部60が取り付けられている。
後述する第2実施形態の説明に用いる図8も用いて説明すると、ベース部62の車両幅方向外側の縁部62A(図8中では縁部88A)には、当該縁部62Aに沿って複数の挿通部64が所定の間隔で設けられている。一方、サイドメンバ28の車両下方側の部分を構成する「下壁部28A」、より具体的には下壁部28Aにおけるサイドメンバリア50側の部分の車両上方側の面には、挿通部64に対応するウエルドナット等の複数の被締結部66が設けられている。そして、これらの挿通部64に車両下方側からボルト等の締結部材68が挿通されて被締結部66に締結されることで、バッテリケース56は車体12に固定されている。なお、ベース部62と下壁部28Aとの間には、カラー70が配置されている。
また、バッテリモジュール58は、バッテリケース56の内側において、車両前後方向に複数連なって配設されていると共に、前部60Cの内側では1段で、後部60Dの内側では車両上下方向に3段で配置されている。なお、バッテリパック54が車体12に取り付けられている状態において、カバー部60の膨出部60D1及び当該膨出部60D1の内側に配置された3段目のバッテリモジュール58は、Rパネル部16Cの膨出部16C1の内側に配置されている。また、バッテリパック54は、フロアパネル16に対して所定の間隔があけられた状態で配置されている。
トルクボックス30は、図1及び図2に示されるように、その車両後方側の部分を構成する底壁部30A、その車両前方側を構成する前壁部30B、その車両後方側の部分を構成する縦壁部としての「後壁部30C」を含んで構成されている。
底壁部30Aは、車両上下方向から見て、略矩形状でかつ板厚方向を車両上下方向とされた板状とされていると共に、Fパネル部16A及びCパネル部16Bと重なるように配置されている。また、底壁部30Aには、その車両幅方向内側の周縁部から車両幅方向内側に延びる内側フランジ部30A1が延出されている。そして、内側フランジ部30A1は、図3にも示されるように、下壁部28Aにおけるサイドメンバフロント46側の部分の車両下方側の面に溶接等による図示しない接合部で接合されている。
また、底壁部30Aには、車両下方内側から車両上方外側に向かう傾斜部が設けられていると共に、当該傾斜部の車両幅方向外側の周縁部からは、車両幅方向外側に延びる外側フランジ部30A2が延出されている。そして、外側フランジ部30A2は、ロッカインナ26の車両下方側の部分を構成する下壁部26Cに溶接等による図示しない接合部で接合されている。
前壁部30Bは、底壁部30Aの車両前方側の周縁部から車両上方側に延出されていると共に、板厚方向を車両前後方向とされた板状に構成されている。また、前壁部30Bの車両上方側の周縁部からは、車両前方側に延びる前側フランジ部30B1が延出されており、当該前側フランジ部30B1は、Fパネル部16Aに溶接等による図示しない接合部で接合されている。
後壁部30Cは、底壁部30Aの車両後方側の周縁部から車両前方側に延出されていると共に、板厚方向を車両前後方向とされた板状に構成されている。また、後壁部30Cの車両上方側の周縁部からは、車両後方側に延びる後側フランジ部30C1が延出されており、当該後側フランジ部30C1は、Cパネル部16Bに溶接等による図示しない接合部で接合されている。そして、上記のように構成されたトルクボックス30は、フロアパネル16、サイドメンバ28及びロッカ22と共に閉空間を形成している。
クロス部材32は、フロアパネル16の車両下方側において変曲部48間に車両幅方向に沿って配置されている。このクロス部材32は、「下側壁部32A」、前側壁部32B、縦壁部としての「後側壁部32C」及び一対のフランジ部32Dを含んで、車両幅方向から見た断面形状が、車両上方側が開放されたハット状に構成されている。
下側壁部32Aは、クロス部材32の車両下方側の部分を構成していると共に、板厚方向を車両上下方向とされて車両幅方向に延在する矩形の板状とされている。この下側壁部32Aの車両前方側の周縁部からは、車両上方側にクロス部材32の車両前方側の部分を構成する前側壁部32Bが延出されており、当該前側壁部32Bは、板厚方向を車両前後方向とされて車両幅方向に延在する矩形の板状とされている。
また、下側壁部32Aの車両後方側の周縁部からは、車両上方側にクロス部材32の車両後方側の部分を構成する後側壁部32Cが延出されており、当該後側壁部32Cは、板厚方向を車両前後方向とされて車両幅方向に延在する矩形の板状とされている。なお、上述したトルクボックス30は、その後壁部30Cが車両幅方向から見て後側壁部32Cと重なる位置に配置されている。具体的には、トルクボックス30の後壁部30Cとクロス部材32の後側壁部32Cとは、車両幅方向から見て、完全に重なって配置されていてもよいし、車両前後方向にずれて一部が重なって配置されていてもよいし、交差して一部が重なって配置されていてもよい。そして、前側壁部32Bの車両上方側の周縁部からは車両前方側に、後側壁部32Cの車両上方側の周縁部からは車両後方側に、それぞれフランジ部32Dが延出されており、当該フランジ部32Dは、フロアパネル16に溶接等による図示しない接合部で接合されている。
さらに、下側壁部32Aの車両幅方向外側の周縁部からは車両幅方向外側に、前側壁部32Bの車両幅方向外側の周縁部からは車両前方側に、後側壁部32Cの車両幅方向外側の周縁部からは車両後方側に、それぞれ外側フランジ部32Eが延出されている。そして、外側フランジ部32Eは、キック部36に溶接等による図示しない接合部で接合されている。
上記のように構成されたクロス部材32は、車両上下方向から見て、その下側壁部32A、前側壁部32B及び後側壁部32Cで構成された部分(以下、膨出部32Fと称する)の車両幅方向に延びる中心線が、上述した変曲点PA同士を結ぶ直線L5と重なるように配置されている。なお、クロス部材32は、必ずしも膨出部32Fの中心線と直線L5とが完全に一致するように配置される必要はなく、当該膨出部32Fの一部と直線L5とが重なるように配置されていればよい。
また、クロス部材32によって上記のように変曲部48同士が連結されていることで、一方のサイドメンバ28が車両幅方向内側に向かって変形したときに、当該一方のサイドメンバ28から他方のサイドメンバ28に荷重を伝達することが可能となっている。
さらに、クロス部材32は、フロアパネル16と車両幅方向から見た断面形状が矩形状の閉断面となる閉断面構造を構成していると共に、当該フロアパネル16及びサイドメンバ28とで閉空間を形成している。
(本実施形態の作用及び効果)
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
本実施形態では、モノコック構造の車体12におけるフロア部14の一部がフロアパネル16で構成されている。また、車体12の車両前後方向に延びる骨格の一部がサイドメンバフロント46及びサイドメンバリア50を備えた左右一対のサイドメンバ28で構成されている。さらに、サイドメンバリア50は、フロアパネル16の車両下方側でフロアパネル16に接合されていると共に、フロアパネル16の車両下方側におけるサイドメンバ28間には、バッテリパック54が配置されている。そして、バッテリパック54によって車両10に搭載されたパワーユニットに電力を供給することが可能となっている。
ここで、本実施形態では、サイドメンバリア50に、車両上下方向から見てサイドメンバフロント46から車両幅方向外側に拡がるように延びる変曲部48が設けられている。このため、サイドメンバリア50がサイドメンバフロント46からそのまま車両後方側に直線的に延びるような構成と比し、フロアパネル16の車両下方側におけるサイドメンバ28間のスペース、すなわちバッテリパック54が配置されるスペースを大きくすることができる。
ところで、サイドメンバ28は、車両上下方向から見て、サイドメンバフロント46の部分は車両前後方向に直線的に延在しているものの、その変曲部48が設けられた箇所において上述したように車両幅方向外側に向かって曲がっている。このため、車両10にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、衝突初期には、当該衝突荷重によって、衝突後期には、車両10における車両後方側の部分の慣性移動によって、変曲部48に応力が集中し易くなる。その結果、図4に二点鎖線で示されるように、サイドメンバ28が変曲部48において車両幅方向内側に凸となって変形することが考えられる。
ここで、本実施形態では、サイドメンバ28の変曲部48間に車両幅方向に沿って配置されたクロス部材32によって、一方のサイドメンバ28が車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方のサイドメンバ28から他方のサイドメンバ28に荷重を伝達することが可能となっている。このため、車両10にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重が入力された一方のサイドメンバ28からクロス部材32を介して当該衝突荷重が他方のサイドメンバ28に伝達されると共に当該他方のサイドメンバ28によって当該衝撃荷重が支持される。したがって、本実施形態では、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを抑制することができると共にフロアパネル16の車両下方側にバッテリパック54を配置するスペースを広く確保することができる。
また、本実施形態では、サイドメンバ28の車両幅方向外側にトルクボックス30が配置されており、トルクボックス30は、フロアパネル16の車両幅方向外側の周縁部に沿って車両前後方向に延在するロッカ22とサイドメンバ28とに接合されている。このため、オフセット衝突等によってサイドメンバ28に入力された衝突荷重がトルクボックス30を介してロッカ22に分散される。
ところで、車両10のオフセット衝突時には、衝突荷重によって移動された前輪がロッカ22の車両前方側の部分と衝突することが考えられる。そして、この場合には、トルクボックス30に当該トルクボックス30とロッカ22との接合部における車両前方側の部分を支点としかつ車両上下方向を軸とするモーメントが発生し、当該モーメントがサイドメンバ28に曲げモーメントとして作用することが考えられる。
ここで、本実施形態では、車両幅方向から見て、トルクボックス30の車両後方側の後壁部30Cがクロス部材32の車両後方側の後側壁部32Cと重なる位置に配置されている。このため、上記衝突荷重によって移動された前輪によってトルクボックス30に発生したモーメントは、トルクボックス30の後壁部30Cがサイドメンバ28を介してクロス部材32の後側壁部32Cに支持されることで相殺される。したがって、本実施形態では、オフセット衝突等による衝突荷重の入力時において、当該衝突荷重によって移動された前輪が車両前後方向に延びる車体骨格に及ぼす影響を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、クロス部材32の車両下方側を構成する下側壁部32Aが、車両幅方向から見てサイドメンバ28の車両下方側の部分を構成する下壁部28Aと連結されている。これにより、一方のサイドメンバ28が車両幅方向内側に向かって変形したときに当該サイドメンバ28の下壁部28Aからクロス部材32の下側壁部32Aに荷重を伝達可能とされている。このため、車両10にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されたときに、サイドメンバ28の下壁部28Aがクロス部材32の下側壁部32Aで支持され、その結果、サイドメンバ28に車両前後方向を軸とするモーメントが発生するのを抑制することができる。したがって、本実施形態では、オフセット衝突等による衝突荷重の入力時において、車両前後方向に延びる車体骨格を安定した状態で支持することができる。
加えて、本実施形態では、バッテリケース56がサイドメンバ28の車両下方側の部分を構成する下壁部28Aに締結部材68で固定されるため、バッテリケース56をサイドメンバ28の側壁部等に固定する場合と比し、固定作業が容易となる。ところで、オフセット衝突等による衝突荷重でサイドメンバ28が変形するときには、サイドメンバ28の側壁部に圧縮荷重又は引張荷重がかかることで締結部材68の締結箇所に応力が集中することが考えられる。この点、本実施形態では、上述したようにバッテリケース56がサイドメンバ28の下壁部28Aに固定されるため、締結部材68の締結箇所に応力が集中するのを抑制することができる。したがって、本実施形態では、バッテリパック54の固定作業の効率を高めることができると共に、車体12にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されたときにバッテリパック54が車体12から離脱するのを抑制することができる。
ところで、本実施形態では、サイドメンバ28が車両上下方向から見てサイドメンバフロント46とサイドメンバリア50との変曲点PAを境に車両幅方向外側に曲がっている。このため、クロス部材32が設けられていない場合には、サイドメンバ28にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、衝突荷重が入力されたサイドメンバ28は変曲点PAを起点として折れ変形する。
ここで、本実施形態では、車両上下方向から見て変曲点PA同士を結ぶ直線L5上にクロス部材32が配置されている。このため、サイドメンバ28にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されたときに当該衝突荷重が入力されたサイドメンバ28を、その変形の起点となる箇所で支持することができる。したがって、本実施形態では、オフセット衝突等による衝突荷重の入力初期において当該衝突荷重を支持することができる。
<第2実施形態>
以下、図7〜図9を用いて、本発明に係る車両下部構造の第2実施形態について説明する。なお、上述した第1実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る車両下部構造では、クロス部材32の代わりに、「バッテリパック80」の「バッテリケース82」の内側に「補強部84」が設けられている点に特徴がある。本実施形態では、バッテリケース82が、バッテリケース56よりも車両前方側に延長されており、変曲点PA間にも配置されるようになっている。そして、バッテリケース82の車両前方側の端部の内側には、補強部84が配置されている。
補強部84は、鋼材で車両幅方向に延びる角筒状に構成されていると共に、クロス部材32と同様に変曲点PA同士を結ぶ直線L5と重なるように配置されている。この補強部84は、その車両下方側の部分を構成する「下側壁部84A」が、車両幅方向から見て、サイドメンバ28の下壁部28Aと重なるように配置されている。また、補強部84は、車両幅方向から見て、その車両後方側の部分を構成する「後側壁部84B」がトルクボックス30の車両後方側の後壁部30Cと重なる位置に配置されている。
さらに、補強部84は、バッテリケース82のカバー部86よりもバッテリケース82側への荷重に対して変形しにくいように構成されている。これは、補強部84及びカバー部86のそれぞれに対して同じ大きさの車両幅方向内側への荷重を入力したときに、補強部84の車両幅方向外側の端部の初期位置からの変位量(変形ストローク)が、カバー部86の側壁部86Aの初期位置からの変位量よりも小さいことを意味している。
また、本実施形態では、バッテリケース82を構成するベース部88の縁部88Aの車両幅方向内側の周縁部に沿って縦断面が矩形状の側面骨格部88Bが設けられている。さらに、ベース部88の車両下方側の面には、側面骨格部88B同士を連結し、かつベース部88の一般部88Cよりも板厚が厚くされた底面骨格部88Dが車両前後方向に所定の間隔で設けられている。
加えて、本実施形態では、直線L5の延長線上にバッテリケース82を固定するための締結部材68による締結部90が追加されている。なお、締結部90で締結されている箇所には、カラー70は配置されていない。また、バッテリケース56を固定するための締結部材68による締結部のうち変曲点PBと近接している一対の締結部92が、当該変曲点PBを車両前後方向に挟むように配置されている。
このような構成によれば、基本的に上述した第1実施形態と同様の作用並びに効果を奏することができる。また、本実施形態では、一方のサイドメンバ28が車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方のサイドメンバ28から他方のサイドメンバ28への荷重の伝達経路が補強部84によって構成され、当該荷重を当該他方のサイドメンバ28で支持することができる。したがって、本実施形態では、オフセット衝突等による衝突荷重で車両前後方向に延びる車体骨格が車両幅方向内側に凸となって変形することを車体12側に部材を追加することなく抑制することができる。
ところで、図4に示されるように、サイドメンバ28にオフセット衝突等による衝突荷重が入力されると、衝突荷重が入力されたサイドメンバ28は変曲点PBを起点として車両幅方向外側に凸となるように折れ変形することが考えられる。ここで、本実施形態では、側面骨格部88B、底面骨格部88Dでバッテリケース82が補強されていると共に、締結部92が変曲点PBを挟むように配置されている。このため、衝突荷重が入力されたサイドメンバ28が変曲点PBを起点として車両幅方向外側に凸となるように折れ変形することを抑制することができる。
<上記実施形態の補足説明>
(1) 上述した第1実施形態では、クロス部材32を車体12に接合させたが、当該クロス部材32を車体12に締結部材で固定する構成としてもよい。このような構成によれば、クロス部材32を設けることによる車体12の変更箇所を低減することができる。なお、クロス部材32の位置も上述した位置に限らず、変曲部48間であれば車体12の構成に応じて適宜変更することが可能である。
(2) また、上述した第1実施形態では、サイドメンバ28は変曲部48が設けられている箇所で屈曲されている構成とされていたが、車体12の構成に応じて変曲部48が設けられている箇所で湾曲されている構成としてもよい。
(3) 上述した第2実施形態では、バッテリケース82と補強部84とが別体とされていたが、バッテリケース82と補強部84とを一体で構成してもよい。さらに、補強部84の材質も車体12の構成に応じて、アルミ製としてもよいし、炭素繊維強化樹脂製としてもよい。
(4) また、上述した第2実施形態では、締結部90を設けることで変曲部48間においてバッテリケース82、ひいては補強部84をサイドメンバ28に対して位置決めしていたが、締結部90を設けない構成としてもよい。このような構成とすることで、バッテリケース82とサイドメンバ28との組み付け精度を緩和することができる。
(5) 上述した実施形態では、バッテリパックが搭載された車両10に上述した実施形態に係る車両下部構造を適用していたが、燃料電池スタックを搭載した車両に上述した実施形態に係る車両下部構造を適用してもよい。
10 車両
12 車体
14 フロア部
16 フロアパネル
22 ロッカ
28 サイドメンバ
28A 下壁部
30 トルクボックス
30C 後壁部(トルクボックスの車両後方側の縦壁部)
32 クロス部材(クロス部)
32A 下側壁部
32C 後側壁部(クロス部の車両後方側の縦壁部)
46 サイドメンバフロント
48 変曲部
50 サイドメンバリア
54 バッテリパック(電力供給部)
56 バッテリケース(電池ケース)
80 バッテリパック(電力供給部)
82 バッテリケース(電池ケース)
84 補強部(クロス部)
84A 下側壁部
84B 後側壁部84B(クロス部の車両後方側の縦壁部)
PA 変曲点

Claims (7)

  1. モノコック構造の車体におけるフロア部の一部を構成するフロアパネルと、
    前記車体の車両前後方向に延びる骨格の一部を構成し、車両上下方向から見て車両前後方向に直線的に延在するサイドメンバフロントと、前記フロアパネルの車両下方側で当該フロアパネルに接合されていると共に車両上下方向から見てサイドメンバフロントから車両幅方向外側に拡がるように延びる変曲部が設けられたサイドメンバリアと、を備えた左右一対のサイドメンバと、
    前記フロアパネルの車両下方側における前記サイドメンバ間に配置されていると共に車両に搭載されたパワーユニットに電力を供給可能な電力供給部と、
    前記変曲部間に車両幅方向に沿って配置され、一方の前記サイドメンバが車両幅方向内側に向かって変形したときに当該一方から他方の前記サイドメンバに荷重を伝達可能なクロス部と、
    を有する車両下部構造。
  2. 前記サイドメンバの車両幅方向外側でかつ車両幅方向から見て車両後方側の縦壁部が前記クロス部の車両後方側の縦壁部と重なる位置に配置され、前記フロアパネルの車両幅方向外側の周縁部に沿って車両前後方向に延在するロッカと当該サイドメンバとに接合されているトルクボックスをさらに有する、
    請求項1に記載の車両下部構造。
  3. 前記クロス部の車両下方側を構成する下側壁部は、車両幅方向から見て前記サイドメンバの車両下方側の部分を構成する下壁部と重なるように配置され、又は、当該下壁部と連結されていると共に、
    前記下壁部から前記下側壁部に前記荷重を伝達可能とされている、
    請求項1又は請求項2に記載の車両下部構造。
  4. 前記電力供給部の外殻を構成する電池ケースの内側に前記クロス部としての補強部が配置されており、
    前記補強部は、前記電池ケースよりも前記荷重に対して変形しにくいように構成されている、
    請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両下部構造。
  5. 前記電池ケースは、前記サイドメンバの車両下方側の部分を構成する下壁部に締結部材で固定されている、
    請求項4に記載の車両下部構造。
  6. 前記クロス部は、車両上下方向から見て一方の前記サイドメンバにおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点と他方の前記サイドメンバおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点とを結ぶ直線上に配置されている、
    請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の車両下部構造。
  7. モノコック構造の車体におけるフロア部の一部を構成するフロアパネルと、
    前記車体の車両前後方向に延びる骨格の一部を構成し、車両上下方向から見て車両前後方向に直線的に延在するサイドメンバフロントと、前記フロアパネルの車両下方側で当該フロアパネルに接合されていると共に車両上下方向から見てサイドメンバフロントから車両幅方向外側に拡がるように延びる変曲部が設けられたサイドメンバリアと、を備えた左右一対のサイドメンバと、
    前記フロアパネルの車両下方側における前記サイドメンバ間に配置されていると共に車両に搭載されたパワーユニットに電力を供給可能な電力供給部と、
    前記変曲部間において車両上下方向から見て一方の前記サイドメンバにおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点と他方の前記サイドメンバおける前記サイドメンバフロントと前記サイドメンバリアとの変曲点とを結ぶ直線上に配置され、前記サイドメンバ同士を連結するクロス部と、
    を有する車両下部構造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200055552A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 현대자동차주식회사 차량용 하중흡수구조
JP2021059176A (ja) * 2019-10-04 2021-04-15 マツダ株式会社 車両の下部車体構造

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6681912B2 (ja) * 2015-03-17 2020-04-15 オートテック・エンジニアリング・ソシエダッド・リミターダAutotech Engineering, S.L. 自動車のロッカ及びそのようなロッカを備える自動車
JP6555235B2 (ja) * 2016-11-30 2019-08-07 トヨタ自動車株式会社 車体下部構造
JP7359527B2 (ja) * 2017-05-31 2023-10-11 トヨタ自動車株式会社 電池搭載構造
US10494034B2 (en) * 2017-09-25 2019-12-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle frame assembly
KR102440612B1 (ko) * 2017-12-15 2022-09-05 현대자동차 주식회사 측방 차체 보강구조
JP6988590B2 (ja) * 2018-03-09 2022-01-05 トヨタ自動車株式会社 車両後部構造
JP7047479B2 (ja) * 2018-03-09 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
JP7006390B2 (ja) * 2018-03-09 2022-01-24 トヨタ自動車株式会社 車両の下部車体構造
JP7052628B2 (ja) * 2018-08-07 2022-04-12 トヨタ自動車株式会社 車両前部構造
FR3088031B1 (fr) * 2018-11-07 2021-01-15 Renault Sas Dispositif de protection d'une batterie d'alimentation de puissance d'un vehicule
DE102018132258A1 (de) * 2018-12-14 2020-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeicher-Bodengruppe für einen Kraftwagenrohbau
JP7185847B2 (ja) * 2019-02-22 2022-12-08 スズキ株式会社 車両下部構造
CN110435774B (zh) * 2019-07-25 2021-04-09 中国第一汽车股份有限公司 一种电动汽车前地板结构
KR20210023227A (ko) 2019-08-22 2021-03-04 현대자동차주식회사 차체 하부 구조 및 제조방법
JP7316513B2 (ja) * 2019-09-11 2023-07-28 マツダ株式会社 車両の車体構造
DE102019127942A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Karosserie für einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen
CN112793668B (zh) * 2021-01-29 2022-07-01 云度新能源汽车股份有限公司 一种电动车下车体车架及其电动车

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055163A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Toyota Auto Body Co Ltd 車体構造
US20130113238A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 GM Global Technology Operations LLC Longitudinal frame for the chassis structure of a motor vehicle
DE102012019922A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Batterieanordnung in einem Fahrzeug

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3614124A (en) * 1969-07-28 1971-10-19 Smith Corp A O Vehicle frame unit
JP3132261B2 (ja) * 1993-09-20 2001-02-05 日産自動車株式会社 車体フロア構造
JP3114484B2 (ja) 1994-03-14 2000-12-04 日産自動車株式会社 電気自動車のバッテリフレーム取付構造
US5915727A (en) * 1996-05-31 1999-06-29 Dana Corporation Mounting structure for vehicle frame assembly
JP4306783B2 (ja) 2007-12-14 2009-08-05 三菱自動車工業株式会社 電気自動車のバッテリユニット取付構造
JP5326620B2 (ja) 2009-02-09 2013-10-30 マツダ株式会社 車両の前部車体構造
JP5369866B2 (ja) 2009-04-24 2013-12-18 日産自動車株式会社 バッテリ搭載構造
JP5549334B2 (ja) * 2010-04-07 2014-07-16 日産自動車株式会社 電動車両の車体後部構造
JP5403290B2 (ja) 2011-03-31 2014-01-29 三菱自動車工業株式会社 電気自動車のバッテリ搭載構造
CN103118928B (zh) * 2011-09-01 2014-12-31 丰田自动车株式会社 车身构造
JP5807476B2 (ja) 2011-09-22 2015-11-10 日産自動車株式会社 電気自動車のバッテリパック車体支持構造
WO2013073464A1 (ja) 2011-11-14 2013-05-23 本田技研工業株式会社 バッテリの車載構造
US8602454B1 (en) * 2012-09-10 2013-12-10 Ford Global Technologies, Llc Crash load management in automotive vehicles using closed loop structures
JP6015619B2 (ja) 2013-10-04 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 車体フレーム及び車両床下構造
CN104340282B (zh) * 2014-10-23 2017-09-12 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车电池保护结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055163A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Toyota Auto Body Co Ltd 車体構造
US20130113238A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 GM Global Technology Operations LLC Longitudinal frame for the chassis structure of a motor vehicle
DE102012019922A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Batterieanordnung in einem Fahrzeug

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200055552A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 현대자동차주식회사 차량용 하중흡수구조
KR102564024B1 (ko) * 2018-11-13 2023-08-07 현대자동차주식회사 차량용 하중흡수구조
JP2021059176A (ja) * 2019-10-04 2021-04-15 マツダ株式会社 車両の下部車体構造

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