JP2019142250A

JP2019142250A - 車体構造

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Publication number: JP2019142250A
Application number: JP2018025395A
Authority: JP
Inventors: 春樹中村; Haruki Nakamura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2038-02-15
Also published as: JP6950561B2; EP3527465B1; CN110155174A; EP3527465A1; CN110155174B

Abstract

【課題】車体構造において、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する一対のサイドメンバの耐衝撃性を向上させることである。【解決手段】車体構造２０は、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する左傾斜部５４を有する左側フロアメンバ５０と、右傾斜部５６を有する右側フロアメンバ５２とを備える。さらに、左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４と、右側フロアメンバ５２の右傾斜部５６との間を接続するブレース部６０を備える。【選択図】図１Ｂ

Description

本開示は、車体構造に係り、特に、車体の左右両側に設けられ車両前後方向に延びる一対のサイドメンバの耐衝突性の向上を図る車体構造に関する。

車両の床面側の骨格を形作るアンダーボデーには、耐衝撃性等のために、車両幅方向の両側に設けられ車両前後方向に延びる一対のサイドメンバが設けられる。一対のサイドメンバは、上面視において車両前後方向に沿ってほぼ真直ぐに延びるが、例えば、電池搭載空間を広げるために、一対のサイドメンバの間隔を車両幅方向に広げることが行われる。

例えば、特許文献１には、電気自動車の車体の左右両側に設けられ車両前後方向に延びる一対のサイドメンバの間隔は、車両前方側から車両後方側に向かって車両幅方向に広がり、その幅広い領域にバッテリパックが配置される構造が述べられている。

特開２０１４−１２５２４号公報

車両が前突、側突等の衝撃を受けると、車体の左右両側に設けられ車両前後方向に延びる一対のサイドメンバが変形し、場合によっては、車室空間が大幅に狭くなることが生じ得る。特に、一対のサイドメンバの間隔を車両幅方向に広げると、上面視でサイドメンバが車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜して曲がった形状となり、衝撃を受けると曲りの変極点で折れ曲がることが生じ得る。そこで、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する一対のサイドメンバの耐衝撃性を向上させる車体構造が要望される。

本開示に係る車体構造は、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する左側フロアメンバ及び右側フロアメンバと、左側フロアメンバの傾斜部である左傾斜部、及び、右側フロアメンバの傾斜部である右傾斜部の間を接続するブレース部と、を備える。

上記構成によれば、一対のフロアメンバが衝撃を受けた場合に折れ曲がりやすい一対の傾斜部の間をブレース部で接続し、衝撃に対してフロアメンバが単体で対応するのではなく、ブレース部と一対のフロアメンバの全体で対応する。これにより、車体の耐衝撃性が向上する。

本開示に係る車体構造において、ブレース部は、左傾斜部及び右傾斜部にそれぞれ固定された左右端部が中央部よりも車両後方側に向かって傾斜している第１ブレース部材と、第１ブレース部材よりも車両後方側に設けられ、左右端部が左傾斜部及び右傾斜部にそれぞれ固定された第２ブレース部材と、第１ブレース部材の左端部と第２ブレース部材の右端部との間を結び、且つ、第１ブレース部材の右端部と第２ブレース部材の左端部を結ぶ交叉形状の第３ブレース部材と、を含むことが好ましい。

上記構成によれば、ブレース部は、三つのブレース部材が互いに組み合わされるので、三角形や多角形の複数のトラス形状が形成され、三つの棒材が互いに独立して左傾斜部と右傾斜部とを接続する場合に比較し、車体の耐衝撃性が向上する。

本開示に係る車体構造において、左傾斜部に左第１固定部及び左第１固定部よりも車両後方側の左第２固定部が設けられており、右傾斜部に右第１固定部及び右第１固定部よりも車両後方側の右第２固定部が設けられており、ブレース部において、第１ブレース部材は、左第１固定部及び右第１固定部に固定されており、第２ブレース部材は、左第２固定部及び右第２固定部に固定されており、第３ブレース部材は、左第１固定部及び右第２固定部に固定された第１斜めブレース部材、及び、左第２固定部及び右第１固定部に固定された第２斜めブレース部材を含んで構成されることが好ましい。

上記構成によれば、第１ブレース部材、第２ブレース部材、第１斜めブレース部材、第２ブレース部材の延びる方向をそれぞれ異ならせることができ、衝撃方向について幅広い範囲で対応が可能になる。例えば、同じ構造のブレース部で、前突と側突に対する耐衝撃性を向上させることができる。

本開示に係る車体構造によれば、車両幅方向において左側フロアメンバと右側フロアメンバとの間に配置され、且つ、フロアパネルについて車両上方側に張り出し車両前後方向に延びるトンネル部と、トンネル部において、車両幅方向の両縁部の車両下方側にそれぞれ設けられている左右一対のトンネルリインフォースメントと、を備え、第１ブレース部材、第２ブレース部材、及び、第３ブレース部材は、左右一対のトンネルリインフォースメントのそれぞれに固定されていることが好ましい。

上記構成によれば、ブレース部は、左傾斜部と右傾斜部に固定されると共に、トンネルリインフォースメントにも固定される。これにより、三角形や多角形の複数のトラス形状の各頂点がそれぞれ固定されるので、車体の耐衝撃性が一層向上する。

上記構成の車体構造によれば、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する一対のサイドメンバの耐衝撃性を向上させることができる。

実施の形態に係る車体構造が適用される車両について大容量のバッテリの配置位置を示す図である。図１Ａの車両をＩＢ方向から見た底面図である。図１ＢにおけるＩＩ部の詳細図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面図である。実施の形態に係る車体構造について、前突を受けた場合の状態を示す図である。図４において、ブレース部の作用効果を示す図である。実施の形態に係る車体構造について、側突を受けた場合の状態を示す図である。図６において、ブレース部の作用効果を示す図である。比較例として、ブレース部を備えない車体構造が前突を受けた場合の損傷についてシミュレーションを行った結果を示す図である。図８と同一条件で、実施の形態に係る車体構造が前突を受けた場合の損傷についてシミュレーションを行った結果を示す図である。図１Ｂに対応する図で、傾斜部を有さないフロアメンバを備える従来技術にブレース部を設けた場合の車体構造の底面図の例である。従来技術の車体構造が前突を受けて前輪がフロアメンバを直撃した場合の損傷についてシミュレーションを行った結果を示す図である。図１１に対応する図で、傾斜部を有するフロアメンバを備える車体構造にブレース部を取り去った場合において、前突を受けて前輪がフロアメンバを直撃した場合の損傷についてシミュレーションを行った結果を示す図である。

以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、車両はフロント側と車室側とリア側とを有する３ボックス型とし、フロント側にフロントサイドメンバ、リア側にリアサイドメンバ、その間の車室側にフロアメンバを有する。これは説明のための例示である。上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する左側フロアメンバ及び右側フロアメンバを備えていれば、３ボックス型以外の車両であっても適用が可能である。以下では、車両は左ハンドルを備えているものとし、前突については、車両の左前側にオフセットしたオフセット衝突の衝撃を受けるものとし、側突については車両左側に衝撃を受けるものとするが、これは説明のための例示である。右ハンドルを備える車両であっても同様に適用が可能である。

以下に述べる形状、材質等は、説明のための例示であって、車体構造の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１Ａは、車両１０の側面図である。以下の各図において、車両前後方向、車両上下方向、車両幅方向を適宜示す。車両前後方向については、ＦＲと示す方向が車両前方側の方向で、反対方向が車両後方側の方向である。車両上下方向については、ＵＰと示す方向が路面６に対して上側の車両上方側であり、反対方向が路面６に向かう車両下方側である。車両幅方向については、車両１０の車室１１内の利用者８が車両１０の後方側から前方側を見たときに、車両１０の右側が、右側の方向で、車両１０の左側が左側の方向である。

図１Ａは、車両１０の左側面図に相当し、車両１０の左前輪１２と左後輪１４とが示される。大容量のバッテリ１６は、車室１１の床下に配置される。

図１Ｂは、図１Ａの車両１０をＩＢ方向から見た車体構造２０の底面図である。ＩＢ方向は、車両下方側から車両上方側を見る方向である。ここで車体構造２０とは、車両１０のボデーに関する構造のうち、アンダーボデーに関する構造である。

車体構造２０における各要素は、車両前後方向に沿った中心線Ｃ−Ｃ’に対して左右対称に配置される。Ｃ側が車両前方側で、Ｃ’側が車両後方側である。車両幅方向について車両左側と車両右側の相違を問わずに示す場合には、中心線Ｃ−Ｃ’線から車両１０の外側に向かう方向を、車両外側と呼び、中心線Ｃ−Ｃ’に向かう方向を車両内側と呼ぶ。車両１０が前突として中心線Ｃ−Ｃ’から車両外側にオフセットしたオフセット衝突を受け、あるいは、側突を受けた場合は、中心線Ｃ−Ｃ’の右側または左側の説明のみで済む。以下では、車両１０は左ハンドルを備え、左ハンドル側にオフセット衝突の衝撃または側突の衝撃を受ける場合について述べる。

車体構造２０は、車両前後方向について、車両前方側の下部構造であるフロント側構造２２、車室１１の下部構造である車室側構造２４、及び、車両後方側の下部構造であるリア側構造２６に大別される。以下では、車体構造２０のうちで、特に車室側構造２４について述べる。

フロアパネル２８は、車室１１の床面を構成するパネル部材である。車体構造２０においては、最も車両上方側に配置される部材である。車体構造２０における各要素は、フロアパネル２８よりも車両下方側に配置される。

左ロッカ３０と右ロッカ３２は、車両１０のドアの下方側において車両前後方向に沿って延び、閉鎖断面で中空部を囲む形状（図３参照）を有し、車両１０における剛性確保部材である。フロアパネル２８の左端部は左ロッカ３０に固定され、フロアパネル２８の右端部は右ロッカ３２に固定される。ここで固定とは、固定して接続することを意味する。固定手段としては、溶接が用いられ、固定箇所によっては、ボルトとナット、ボルトとねじ穴を用いたねじ締結が用いられる。以下で述べる「固定」についても同様である。

左ロッカ３０及び右ロッカ３２に対して車両内側にそれぞれ配置されて車両前後方向に延びる部材は、サイドメンバと呼ばれる。サイドメンバのうち、フロント側構造２２における部分は、左フロントサイドメンバ３４及び右フロントサイドメンバ３６である。サイドメンバのうち、リア側構造２６における部分は、左リアサイドメンバ３８及び右リアサイドメンバ４０である。サイドメンバのうち、車室側構造２４における部分は、左側フロアサイドメンバ５０及び右側フロアサイドメンバ５２である。以下では、左側フロアサイドメンバ５０を、左側フロアメンバ５０と呼び、右側フロアサイドメンバ５２を右側フロアメンバ５２と呼ぶ。

左側フロアメンバ５０は、前端部が左フロントサイドメンバ３４に固定されており、後端部が左リアサイドメンバ３８に固定される。左側フロアメンバ５０は、上面視において車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する左傾斜部５４を有する。同様に、右側フロアメンバ５２は、前端部が右フロントサイドメンバ３６に固定されており、後端部が右リアサイドメンバ４０に固定される。右側フロアメンバ５２は、上面視において車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する右傾斜部５６を有する。左傾斜部５４と右傾斜部５６によって、左側フロアメンバ５０と右側フロアメンバ５２の間隔は、前端部側から車室１１側に向かって幅方向に広がる。この広がった領域を利用して、従来よりも幅方向の寸法が大きい大容量のバッテリ１６が配置される。なお、車体構造２０は、中心線Ｃ−Ｃ’に対して左右対称であるので、「上面視」について、図１Ｂの紙面の上方側であるＩＢ方向から見ても、車両上方側から見ても、車両左側、車両右側、車両外側、車両内側の意味は同じである。以下では、特に断らない限り、ＩＢ方向から見た底面図を用る。

左傾斜部５４を有する左側フロアメンバ５０と右傾斜部５６を有する右側フロアメンバ５２の間隔を車両幅方向に広げると、上面視で左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２は、車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜して曲がった形状となる。車両１０がオフセット衝突や側突の衝撃を受けると、曲りの変極点で折れ曲がることが生じ得る。ブレース部６０は、左傾斜部５４と右傾斜部５６の間を接続して左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２の耐衝撃性を向上させるために設けられる補強部材である。

なお、バッテリ１６の支持方法は、フロアパネル２８、左側フロアメンバ５０、右側フロアメンバ５２、場合によっては、左ロッカ３０、右ロッカ３２等を用いて行われるが、バッテリ１６の外形等の仕様により適宜変更される。

図２は、図１ＢにおけるＩＩ部の拡大図である。ブレース部６０は、第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６を組み合わせた複合部材である。

第１ブレース部材６２は、ブレース部６０のうちで最も車両前方側に配置される部材である。第１ブレース部材６２は、中心線Ｃ−Ｃ’側の中央部材７０、中央部材７０と一体で車両左側に延びる左部材７２、及び、中央部材７０と一体で車両右側に延びる右部材７４を含む。中央部材７０は、中心線Ｃ−Ｃ’に対し、ほぼ垂直で、車両幅方向に平行に延びる。左部材７２は、中心線Ｃ−Ｃ’に対し、中央部材７０から車両左側へ車両後方側に向かって傾斜して延びる。右部材７４は、中心線Ｃ−Ｃ’に対し、中央部材７０から車両右側へ車両後方側に向かって傾斜して延びる。

第２ブレース部材６４は、ブレース部６０のうちで最も車両後方側に配置される部材である。第２ブレース部材６４は、中心線Ｃ−Ｃ’に対し、ほぼ垂直で、車両幅方向に平行に延びる。第１ブレース部材６２と異なり、中央部材、左部材、右部材の区別がない。

第３ブレース部材６６は、第１斜めブレース部材７６、及び、第１斜めブレース部材７６と一体の第２斜めブレース部材７８を含む。第１斜めブレース部材７６と第２斜めブレース部材７８は、共に、中心線Ｃ−Ｃ’に対し傾斜した部材であるが、傾斜の方向が互いに異なり、中心線Ｃ−Ｃ’付近で交差して一体となる交叉部材である。

左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２は曲り部分を有して衝撃を受けた場合に折れ曲がりやすい。上記構成によれば、左傾斜部５４と右傾斜部５６の間を、ブレース部６０で接続する。これによって、衝撃に対して左側フロアメンバ５０と右側フロアメンバ５２がそれぞれ単体で対応するのではなく、ブレース部６０で接続されて一体化された左側フロアメンバ５０と右側フロアメンバ５２の全体で対応するので、車体の耐衝撃性が向上する。

第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６は、いずれも、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２と固定される。以下に、これらの固定関係を述べる。

左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４に、左第１固定部８０及び左第１固定部８０よりも車両後方側の左第２固定部８２が設けられる。左第１固定部８０は、左フロントサイドメンバ３４と左側フロアメンバ５０とが互いに固定されて接続される左側フロアメンバ５０の前端部またはその近傍に設けられる。左傾斜部５４と右傾斜部５６の車両外側への傾斜が終わって、左側フロアメンバ５０と右側フロアメンバ５２の間隔が一定になった位置を左傾斜部５４の後端部８１とすると、左第２固定部８２は、左傾斜部５４の後端部８１よりも車両前方側に設けられる。図２の例では、左傾斜部５４の後端部８１と、左第１固定部８０とのほぼ中間位置に左第２固定部８２が設けられる。

同様に、右側フロアメンバ５２の右傾斜部５６に、右第１固定部８４及び右第１固定部８４よりも車両後方側の右第２固定部８６が設けられる。右第１固定部８４は、右フロントサイドメンバ３６と右側フロアメンバ５２とが互いに固定されて接続される右側フロアメンバ５２の前端部またはその近傍に設けられる。左傾斜部５４と右傾斜部５６の車両外側への傾斜が終わって、左側フロアメンバ５０と右側フロアメンバ５２の間隔が一定になった位置を右傾斜部５６の後端部８５とすると、右第２固定部８６は、右傾斜部５６の後端部８５よりも車両前方側に設けられる。図２の例では、右傾斜部５６の後端部８５と、右第１固定部８４とのほぼ中間位置に右第２固定部８６が設けられる。

第１ブレース部材６２は、左部材７２の先端部である左端部が左第１固定部８０に固定され、右部材７４の先端部である右端部が右第１固定部８４に固定される。これにより、第１ブレース部材６２の中央部の部材である中央部材７０は、左第１固定部８０及び右第１固定部８４のいずれよりも車両前方側に張り出して配置される。

第２ブレース部材６４は、車両幅方向に延びる左端部が左第２固定部８２に固定され、右端部が右第２固定部８６に固定される。図１Ａに示すように、大容量のバッテリ１６は、第２ブレース部材６４に近接して、車両後方側に配置される。

第３ブレース部材６６の第１斜めブレース部材７６は、左端部が左第１固定部８０に固定され、右端部が右第２固定部８６に固定される。これにより、第１斜めブレース部材７６は、左側フロアメンバ５０の前端部の近傍と、右側フロアメンバ５２の右傾斜部５６のほぼ中間位置とを結んで斜行する方向に延びる。第２斜めブレース部材７８は、左端部が左第２固定部８２に固定され、右端部が右第１固定部８４に固定される。これにより、第２斜めブレース部材７８は、左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４のほぼ中間位置と、右側フロアメンバ５２の前端部の近傍とを結んで斜行する方向に延びる。

上記のように、ブレース部６０は、第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６が互いに組み合わされて構成されるので、左傾斜部５４、右傾斜部５６との間で、三角形や多角形の複数のトラス形状が形成される。これによって、例えば、三つの棒材が互いに独立して左傾斜部５４と右傾斜部５６とを接続する場合に比較し、車体の耐衝撃性が向上する。

第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６が、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２と固定されるだけでは、ブレース部６０は、中心線Ｃ−Ｃ’付近でフロアパネル２８から浮いた状態である。ブレース部６０を中心線Ｃ−Ｃ’付近でフロアパネル２８と固定するために、フロアパネル２８と一体化しているトンネル部９０におけるトンネル左リインフォースメント９２とトンネル右リインフォースメント９４とが用いられる。

図３を用いて、トンネル部９０、トンネル左リインフォースメント９２、トンネル右リインフォースメント９４と、フロアパネル２８、左ロッカ３０、右ロッカ３２、左側フロアメンバ５０、右側フロアメンバ５２、及び、ブレース部６０の関係を示す。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面図である。図３に図１Ａで述べたＩＢ方向を示す。

トンネル部９０は、車両幅方向において左側フロアメンバ５０と右側フロアメンバ５２の間に配置され、且つ、フロアパネル２８について車両上方側に張り出し車両前後方向に延びる構造体である。トンネル部９０の張出部分には、車両１０の駆動軸、バッテリ１６等に関する電力線と信号線等が配置される。

トンネル左リインフォースメント９２及びトンネル右リインフォースメント９４は、トンネル部９０において、車両幅方向の両縁部の車両下方側にそれぞれ設けられる。トンネル左リインフォースメント９２及びトンネル右リインフォースメント９４は、断面が山高帽に似たハット型と呼ばれる形状を有し、鍔付開口を有する筒型の部材である。ハット型の鍔部は、フロアパネル２８に固定される。ブレース部６０は、ハット型の頂面の平坦部に固定される。

図３には、左側フロアメンバ５０、右側フロアメンバ５２、左ロッカ３０、右ロッカ３２、及び、ブレース部６０について、それぞれの断面形状が示される。左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２の断面は、トンネル左リインフォースメント９２、トンネル右リインフォースメント９４と同様に、断面が山高帽に似たハット型と呼ばれる形状である。ハット型の鍔部は、フロアパネル２８に固定される。ブレース部６０は、ハット型の頂面の平坦部に固定される。左ロッカ３０及び右ロッカ３２は、閉鎖断面で中空部を取り囲む形状を有する。ブレース部６０も、閉鎖断面で中空部を取り囲む形状を有する。ハット型断面形状、閉鎖断面で中空部を取り囲む形状を有するこれらの部材は、車体構造２０における衝撃等に対する剛性確保に寄与する。

図３に戻り、ブレース部６０は、トンネル左リインフォースメント９２と、固定部１００，１０２，１０４，１０６で固定され、トンネル右リインフォースメント９４と、固定部１１０，１１２，１１４，１１６で固定される。

第１ブレース部材６２は、トンネル左リインフォースメント９２と固定部１００で固定され、トンネル右リインフォースメント９４と固定部１１０で固定される。固定部１００は、第１ブレース部材６２における中央部材７０と左部材７２との境界付近をトンネル左リインフォースメント９２に固定する。同様に、固定部１１０は、第１ブレース部材６２における中央部材７０と右部材７４との境界付近をトンネル右リインフォースメント９４に固定する。第２ブレース部材６４は、トンネル左リインフォースメント９２と固定部１０６で固定され、トンネル右リインフォースメント９４と固定部１１６で固定される。

第３ブレース部材６６は、トンネル左リインフォースメント９２と固定部１０２，１０４で固定され、トンネル右リインフォースメント９４と固定部１１２，１１４で固定される。固定部１０２は、第３ブレース部材６６の第１斜めブレース部材７６をトンネル左リインフォースメント９２に固定する。固定部１０４は、第３ブレース部材６６の第２斜めブレース部材７８をトンネル左リインフォースメント９２に固定する。固定部１１２は、第３ブレース部材６６の第２斜めブレース部材７８をトンネル右リインフォースメント９４に固定する。固定部１１４は、第３ブレース部材６６の第１斜めブレース部材７６をトンネル右リインフォースメント９４に固定する。

このように、ブレース部６０は、左傾斜部５４と右傾斜部５６に固定されると共に、トンネル左リインフォースメント９２及びトンネル右リインフォースメント９４にも固定される。これにより、三角形や多角形の複数のトラス形状の各頂点がそれぞれ固定されるので、車体の耐衝撃性が一層向上する。図２では、例として、斜線を付して、１つのトラス形状１２０を示す。

上記構成の作用効果について、図４から図９を用いてさらに詳細に説明する。図４と図５は、車両１０が前突としてオフセット衝突の衝撃を受けた場合の作用効果を示す図であり、図６と図７は、車両１０が側突の衝撃をうけた場合の作用効果を示す図であり、図８と図９は、シミュレーションによる評価結果を示す図である。

図４は、車両１０が前突として、車両左側にオフセットした衝撃力Ｆ０を受けた場合を示す図である。左側フロアメンバ５０は、左傾斜部５４を有して曲り形状となっているので、曲り形状の変曲点のうち、車両前方側の変曲点の近傍の位置で衝撃力は２方向に分かれ、これによって左側フロアメンバ５０は車両内側方向の曲げ入力を受ける。左側フロアメンバ５０が受ける曲げ入力に対し、図２で示した多角形のトラス形状１２０を含め、左側フロアメンバ５０と、トンネル左リインフォースメント９２と、ブレース部６０とで形成される三角形のトラス形状１２２，１２４，１２６が受け止める。これによって、左側フロアメンバ５０の変形を抑制し、耐衝撃性が向上する。

図５は、車両１０がオフセット衝突によって受けた衝撃力Ｆ０が、ブレース部６０の第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６に分散されることを示す図である。衝撃力Ｆ０は、第１ブレース部材６２の中央部材７０と右部材７４を経由する衝撃力伝達経路と、第２ブレース部材６４を経由する衝撃力伝達経路と、第３ブレース部材６６の第１斜めブレース部材７６を経由する衝撃力伝達経路に分散される。分散された衝撃力は、トンネル左リインフォースメント９２にＦ２として伝達され、トンネル右リインフォースメント９４にＦ３として伝達され、右側フロアメンバ５２にＦ４として伝達される。

図４は、左側フロアメンバ５０を主としてブレース部６０の三角形や多角形の複数のトラス形状が曲げ入力を受け止める。これに対し、図５では、ブレース部６０を経由することで、トンネル左リインフォースメント９２、トンネル右リインフォースメント９４、右側フロアメンバ５２の剛性も左側フロアメンバ５０の変形を抑制するのに寄与する。

また、上記のように、衝撃力Ｆ０は複数の衝撃力伝達経路に分散されるので、それぞれの衝撃力伝達経路が受ける衝撃力の大きさはＦ０よりも小さい。すなわち、ブレース部６０を構成する第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、第３ブレース部材６６がそれぞれ分担する衝撃力はＦ０より小さくなる。したがって、第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６の断面形状を小型にできる。

図６は、車両１０が側突による衝撃力Ｆ１を受けた場合を示す図である。左側フロアメンバ５０は、左傾斜部５４を有して曲り形状となっているので、曲り形状の変曲点のうち、車両後方側の変曲点の近傍の位置で衝撃力は２方向に分かれる。これによって左側フロアメンバ５０は図４のオフセット衝突の場合とは異なる方向の曲げ入力を受ける。左側フロアメンバ５０が受ける曲げ入力に対し、図２で示した多角形のトラス形状１２０を含め、左側フロアメンバ５０と、トンネル左リインフォースメント９２と、ブレース部６０とで形成される三角形のトラス形状１２２，１２４，１２６が受け止める。これによって、左側フロアメンバ５０の変形を抑制し、耐衝撃性が向上する。

図７は、車両１０が側突によって受けた衝撃力Ｆ１が、ブレース部６０の第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、第３ブレース部材６６に分散されることを示す図である。衝撃力Ｆ１は、第１ブレース部材６２の左部材７２と中央部材７０を経由する衝撃力伝達経路と、第２ブレース部材６４を経由する衝撃力伝達経路と、第３ブレース部材６６の第２斜めブレース部材７８を経由する衝撃力伝達経路に分散される。分散された衝撃力は、トンネル左リインフォースメント９２にＦ２として伝達され、トンネル右リインフォースメント９４にＦ３として伝達され、右側フロアメンバ５２にＦ４として伝達される。

オフセット衝突の図５の場合と同様に、図７では、ブレース部６０を経由することで、トンネル左リインフォースメント９２、トンネル右リインフォースメント９４、右側フロアメンバ５２の剛性も左側フロアメンバ５０の変形を抑制するのに寄与する。

また、上記のように、衝撃力Ｆ１は複数の衝撃力伝達経路に分散されるので、それぞれの衝撃力伝達経路が受ける衝撃力の大きさはＦ１よりも小さい。すなわち、ブレース部６０を構成する第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、第３ブレース部材６６がそれぞれ分担する衝撃力はＦ１より小さくなる。したがって、側突の衝撃を受ける観点からも、第１ブレース部材６２、第２ブレース部材６４、及び、第３ブレース部材６６の断面形状を小型にできる。

上記作用効果をシミュレーションによって確認した結果を図８と図９に示す。これらの図は、車両１０が前突としてオフセット衝突の衝撃を受けた場合について、左側フロアメンバ５０とフロアパネル２８の変形の分布をシミュレーションで求めた図である。これらの図において、大きな変形または損傷を受けた部分を黒塗して示す。

図８は、比較例として、ブレース部６０を備えない車体構造についてのシミュレーション結果を示す図である。車両１０がオフセット衝突の衝撃を受けると、車両１０の前部構造の左側が損傷を受け、左前輪１２が車両後方側に移動し、車体構造に一部乗り上げる。シミュレーションの結果によると、左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４の曲りの変曲点のうち、車両後方側の変曲点において、損傷１３０が発生している。また、フロアパネル２８については、トンネル部９０の縁部と左側フロアメンバ５０との間の領域の広い部分に損傷１３２が発生している。

図９は、ブレース部６０を備える車体構造２０についてのシミュレーション結果を示す図である。車両１０がオフセット衝突の衝撃を受けると、車両１０の前部構造の左側が損傷を受け、左前輪１２が車両後方側に移動し、車体構造に一部乗り上げる。この部分については、図８の結果とほぼ同じである。図８と異なるのは、フロアパネル２８に発生する損傷１３４が格段に少ないことである。図９に示す部分より車両後方側では損傷がほとんど発生せず、図示しないが、左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４の曲りの変曲点における損傷も生じていない。このように、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する左傾斜部５４を有する左側フロアメンバ５０を含む車体構造２０において、ブレース部６０を備えることで、左側フロアメンバ５０やフロアパネル２８等に対する耐衝撃性が向上する。

上記では、上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２を含む車体構造２０について述べた。車両１０が前突としてオフセット衝突による衝撃を受け、例えば、左前輪１２が左側フロアメンバ５０を直撃するような場合、左前輪１２は、ブレース部６０が配置される位置の近傍を直撃することがシミュレーションで確認された。これを考えると、上面視において、傾斜部を有さずに、車両前後方向に平行して真直ぐ延びるサイドメンバを備える従来技術の車体構造においても、ブレース部６０を設けることの作用効果が期待できる。

図１０は、図１Ｂに対応する図で、従来技術にブレース部６０を追加した場合の車体構造１９を示す図である。車体構造１９は、上面視において、左サイドメンバ１４０と右サイドメンバ１４２は傾斜部を有せず、車室側構造２４の全体を通して車両前後方向に対しほぼ平行に延びる。ブレース部６０は、車室側構造２４において、バッテリ１５の配置領域よりも車両前方側に設けられ、左サイドメンバ１４０と右サイドメンバ１４２の間を接続する。

図１１は、ブレース部６０を設ける前の従来技術の車体構造を有する車両１０が前突としてオフセット衝突による衝撃を受けて、左前輪１２が左サイドメンバ１４０を直撃した場合の損傷について、シミュレーションを行った結果である。図１２は、図１Ａの車体構造２０からブレース部６０を取り去って、車両１０が前突としてオフセット衝突による衝撃を受けて、左前輪１２が左側フロアメンバ５０を直撃した場合の損傷について、シミュレーションを行った結果である。これらの図において、大きな変形または損傷を受けた部分を黒塗して示す。

図１１と図１２において、左前輪１２が直撃した箇所の周囲の損傷の程度を比較すると、図１１の損傷１５０の発生位置と、図１２の損傷１５２の発生位置は、ほぼ同じ位置である。ブレース部６０を備える車体構造２０における図９のシミュレーション結果と合わせると、図１０に示す車体構造１９においても、ブレース部６０の作用効果として、車体構造が期待できる。

６路面、８利用者、１０車両、１１車室、１２左前輪、１４左後輪、１５，１６バッテリ、１９，２０車体構造、２２フロント側構造、２４車室側構造、２６リア側構造、２８フロアパネル、３０左ロッカ、３２右ロッカ、３４左フロントサイドメンバ、３６右フロントサイドメンバ、３８左リアサイドメンバ、４０右リアサイドメンバ、５０左側フロア（サイド）メンバ、５２右側フロア（サイド）メンバ、５４左傾斜部、５６右傾斜部、６０ブレース部、６２第１ブレース部材、６４第２ブレース部材、６６第３ブレース部材、７０中央部材（中央部）、
７２左部材、７４右部材、７６第１斜めブレース部材、７８第２斜めブレース部材、８０，８２，８４，８６，１００，１０２，１０４，１０６，１１０，１１２，１１４，１１６固定部、８１，８５後端部、９０トンネル部、９２トンネル左リインフォースメント、９４トンネル右リインフォースメント、１２０，１２２，１２４，１２６トラス形状、１３０，１３２，１３４，１５０，１５２損傷、１４０左サイドメンバ、１４２右サイドメンバ。

Claims

上面視で車両前方側から車両後方側に向かって車両外側に傾斜する傾斜部を有する左側フロアメンバ及び右側フロアメンバと、
前記左側フロアメンバの前記傾斜部である左傾斜部、及び、前記右側フロアメンバの前記傾斜部である右傾斜部の間を接続するブレース部と、
を備える、車体構造。
前記ブレース部は、
前記左傾斜部及び前記右傾斜部にそれぞれ固定された左右端部が中央部よりも車両後方側に向かって傾斜している第１ブレース部材と、
前記第１ブレース部材よりも車両後方側に設けられ、左右端部が前記左傾斜部及び前記右傾斜部にそれぞれ固定された第２ブレース部材と、
前記第１ブレース部材の左端部と前記第２ブレース部材の右端部との間を結び、且つ、前記第１ブレース部材の右端部と前記第２ブレース部材の左端部を結ぶ交叉形状の第３ブレース部材と、
を含む、請求項１に記載の車体構造。
前記左傾斜部に左第１固定部及び前記左第１固定部よりも車両後方側の左第２固定部が設けられており、
前記右傾斜部に右第１固定部及び前記右第１固定部よりも車両後方側の右第２固定部が設けられており、
前記ブレース部において、
前記第１ブレース部材は、前記左第１固定部及び前記右第１固定部に固定されており、
前記第２ブレース部材は、前記左第２固定部及び前記右第２固定部に固定されており、
前記第３ブレース部材は、前記左第１固定部及び前記右第２固定部に固定された第１斜めブレース部材、及び、前記左第２固定部及び前記右第１固定部に固定された第２斜めブレース部材を含んで構成される、請求項２に記載の車体構造。
車両幅方向において前記左側フロアメンバ及び前記右側フロアメンバの間に配置され、且つ、フロアパネルについて車両上方側に張り出し車両前後方向に延びるトンネル部と、
前記トンネル部において、車両幅方向の両縁部の車両下方側にそれぞれ設けられている左右一対のトンネルリインフォースメントと、
を備え、
前記第１ブレース部材、前記第２ブレース部材、及び、前記第３ブレース部材は、前記左右一対のトンネルリインフォースメントのそれぞれに固定されている、請求項２または３に記載の車体構造。