JP2019155965A

JP2019155965A - 車体構造

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Publication number: JP2019155965A
Application number: JP2018041077A
Authority: JP
Inventors: 智志葛西; Tomoshi Kasai; 晃裕山田; Akihiro Yamada; 一真乙黒; Kazuma Otoguro; 章西野; Akira Nishino
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: CN110239626A; EP3536530B1; US10639981B2; EP3536530A1; US20190275873A1; JP6984494B2

Abstract

【課題】車体構造の一対のフロアメンバにおいて、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について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、車室の床部のフロアパネルと、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及び右傾斜部５６を有する右側フロアメンバ５２とを含む。さらに、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２よりも車両下方側に設けられるバッテリ支持フレーム８０と、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２を介してバッテリ支持フレーム８０をフロアパネルに固定する締結部１２０等とを備える。バッテリ支持フレーム８０は、フロアパネルに対し締結部１２０等を介して、左傾斜部５４及び右傾斜部５６に締結されている。【選択図】図２

Description

本開示は、車体構造に係り、特に、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傾斜部を有するサイドメンバを備え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前後方向に延びる一対のサイドメンバの車両幅方向の幅は、車両前方側から車室側に向かって広がり、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。ここで、一対のサイドメンバの左右端部が取り付けられるバッテリクロスメンバによってバッテリパックの下面が支持される。バッテリクロスメンバは、金属薄板で車両幅方向に延びる部分と車両前後方向に延びる部分とが組み合わされて格子状に形成されている。

特開２０１４−１２５２４号公報

車両が前突等の衝撃を受けると、車体の左右両側に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。車両前後方向に延びるサイドメンバのうちで、傾斜部を有する部分はフロアサイドメンバである。フロアサイドメンバをフロアメンバと呼ぶと、一対のフロアメンバにおいて、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について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、車室の床部のフロアパネルと、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を有する左側フロアメンバ及び右傾斜部を有する右側フロアメンバと、左側フロアメンバ及び右側フロアメンバよりも車両下方側に設けられるバッテリ支持フレームと、左側フロアメンバ及び右側フロアメンバを介してバッテリ支持フレームをフロアパネルに固定する締結部と、を備え、バッテリ支持フレームは、フロアパネルに対し締結部を介して、左傾斜部及び右傾斜部に締結されている。

上記構成によれば、前突等の衝撃を受けると折れ曲がりやすい左傾斜部と右傾斜部がフロアパネルとバッテリ支持フレームとで挟み込んで締結部によって固定される。左傾斜部と右傾斜部とは、バッテリ支持フレームの剛性を介して互いに接続されるので、フロアメンバの傾斜部についての耐衝撃性が向上する。

本開示に係る車体構造において、左傾斜部は、車両前方側の傾斜左前方端、及び車両後方側の傾斜左後方端の間で車両外側に傾斜し、右傾斜部は、車両前方側の傾斜右前方端、及び車両後方側の傾斜右後方端の間で車両外側に傾斜しており、バッテリ支持フレームは、左傾斜部に対しては、傾斜左前方端、傾斜左前方端と傾斜左後方端の中間の傾斜左中間点、及び、傾斜左後方端で固定され、右傾斜部に対しては、傾斜右前方端、傾斜右前方端と傾斜右後方端の中間の傾斜右中間点、及び、傾斜右後方端で固定されていることが好ましい。

上記構成によれば、前突等の衝撃を受けると折れ曲がりやすい左傾斜部と右傾斜部のそれぞれにおける前方端、中間点、後方端の３点が、フロアパネルとバッテリ支持フレームとで挟み込んで締結部によって固定される。これによって、フロアメンバの傾斜部のほぼ全領域について耐衝撃性が向上する。

本開示に係る車体構造において、バッテリ支持フレームは、左端部が傾斜左前方端に固定され右端部が傾斜右前方端に固定された第一クロスメンバと、左端部が傾斜左中間点に固定され右端部が傾斜右中間点に固定された第二クロスメンバと、左端部が傾斜左後方端に固定され右端部が傾斜右後方端に固定された第三クロスメンバと、第一クロスメンバ、第二クロスメンバ、及び、第三クロスメンバと互いに固定され、且つ、車両前後方向に延びている複数のストレートメンバと、を含むことが好ましい。

上記構成によれば、３つのクロスメンバと複数のストレートメンバとは互いに固定されてトラス構造を形成する。トラス構造は、単なる棒材や板材に比べて曲げ剛性が高い。トラス構造のバッテリ支持フレームを用いることで、前突等の衝撃を受けると折れ曲がりやすい傾斜部の耐衝撃性が向上する。

本開示に係る車体構造において、左側フロアメンバ及び右側フロアメンバは、断面が両側鍔付溝を有するハット型で溝方向が車両前後方向に延びており、溝底部に締結用貫通穴を有し、且つ、両側鍔がフロアパネルに固定されている鍔付メンバ構造体であり、締結部は、断面が両側鍔付溝を有するハット型で溝方向が鍔付メンバ構造体の溝方向に直交する方向に延びており、且つ両側鍔が鍔付メンバ構造体の溝底部に固定されている鍔付保持体と、鍔付保持体の溝壁部と鍔付メンバ構造体の溝壁部とに囲まれた保持空間内に配置され、軸方向にめねじ部を有するチューブナットと、を含み、チューブナットは、上端部が鍔付保持体の溝底部に固定され、下端部が鍔付メンバ構造体の溝底部に固定されていることが好ましい。

上記構成によれば、チューブナット保持体の溝壁部と鍔付メンバ構造体の溝壁部に囲まれた保持空間内にチューブナットが配置されるので、外力等によってチューブナットが傾斜することを防止できる。この構造を有する締結部を用いることで、フロアパネルとバッテリ支持フレームの間にフロアメンバがしっかり固定され、耐衝撃性が向上する。

上記構成の車体構造によれば、一対のフロアメンバにおいて、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について耐衝撃性が向上する。

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の拡大図である。図２からバッテリ支持フレーム等を除いてフロアパネルを示す図である。図２のＩＶ−ＩＶ’線に沿った断面図である。締結部の斜視図である。実施の形態に係る車体構造について、前突を受けた場合についてシミュレーションを行い、前突を受けた初期段階の状態を示す図である。図６に引き続き、前突を受けた後の状態を示す図である。

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、車室領域、リア側に分けて、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、その間の車室領域にフロアメンバを有するものを述べるが、これは説明のための例示である。車体の上面視で、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、フロント側、車室領域、リア側と分けない車両であってもよい。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て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に向かう方向である車両下方側である。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、車両１０の床下のほぼ全領域に跨って配置される。

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。以下では、車両１０は左ハンドルを備え、車両左側にオフセット衝突等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、車両後方側の構造であるリア側構造２６に大別される。後述するサイドメンバの傾斜部は、車室側構造２４にあるので、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（図３参照）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、特に断らない限り、フロアパネル２８よりも車両下方側に配置される。図１Ｂにおいては、バッテリ支持フレーム８０、大容量のバッテリ１６等に隠されてフロアパネル２８はほとんど図示されない。

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、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、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することで、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。

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ので、車両上方側から見ても、ＩＢ側から見ても、車両外側と車両内側に関する配置関係、車両左側と車両右側に関する配置関係は同じである。したがって、車体構造２０において、上面視と底面視とは、同じである。

バッテリ支持フレーム８０は、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２よりも車両下方側に設けられ、フロアパネル２８の床下に配置される大容量のバッテリ１６を支持する部材である。

バッテリ支持フレーム８０は、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２を介してフロアパネル２８に複数の締結部によって固定される。複数の締結部を、黒丸を囲む白丸印で示す。図１Ｂでは、複数の締結部のうちの１つに、締結部１２０として符号を付した。換言すれば、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２は、フロアパネル２８とバッテリ支持フレーム８０によって挟まれて複数の締結部によって固定される。左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２は、バッテリ支持フレーム８０の剛性を介して互いに接続される。これにより、前突等の衝撃を受けると折れ曲がりやすい左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４及び右側フロアメンバ５２の右傾斜部５６についての耐衝撃性が向上する。

図２から図５を用いて、バッテリ支持フレーム８０と他の要素との関係について詳細に説明する。図２は、図１Ｂの拡大図である。図３は、図２からバッテリ支持フレーム８０を取り除き、大容量のバッテリ１６を二点鎖線で示して、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等を示す図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ’線に沿った断面図である。図５は、複数の締結部のうちの１つの締結部１２４に関する斜視図である。

左側フロアメンバ５０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する左傾斜部５４を有する。図５に示すように、左側フロアメンバ５０は、断面が両側鍔付溝７２を有するハット型で溝方向が車両前後方向に延びており、且つ、両側鍔７４，７６がフロアパネル２８に固定されている構造体である。この形式の構造体を鍔付メンバ構造体７０と呼ぶ。鍔付メンバ構造体７０の溝底部７３には、締結用の貫通穴７８が設けられる。貫通穴７８の詳細については図５における締結部１２４に関して後述する。左側フロアメンバ５０とフロアパネル２８との固定には溶接が用いられる。図２、図３には、左側フロアメンバ５０とフロアパネル２８との間の溶接箇所を黒丸で示す。

右側フロアメンバ５２も同様に、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。右側フロアメンバ５２も、断面が両側鍔付溝を有するハット型で溝方向が車両前後方向に延びており、且つ、両側鍔がフロアパネル２８に固定されている鍔付メンバ構造体７０である。

図２、図３に示すように、左側フロアメンバ５０には、６つの締結部が設けられる。そのうちの３つは、左傾斜部５４に設けられる。ここで、左傾斜部５４の傾斜部分における最も車両前方側を傾斜左前方端５８とし、最も車両後方側を傾斜左後方端６２とし、傾斜左前方端５８と傾斜左後方端６２の中間を傾斜左中間点６０と呼ぶ。左傾斜部５４には、傾斜左前方端５８における締結部１２０、傾斜左前方端５８と傾斜左後方端６２の中間の傾斜左中間点６０における締結部１２２、及び、傾斜左後方端６２における締結部１２４が設けられる。締結部には締結用ボルト１７０（図５参照）を用いるが、図２では締結用ボルト１７０が通された締結部１２０等を示し、図３では、締結用ボルト１７０が通される前の状態を用いて、傾斜左前方端５８等を示す。図２、図３では、締結用ボルト１７０を用いる固定を示すために、黒丸を囲む白丸印で、傾斜左前方端５８等と締結部１２０等とを示す。

同様に、右側フロアメンバ５２には、６つの締結部が設けられる。そのうちの３つは、右傾斜部５６に設けられる。右傾斜部５６には、傾斜右前方端６４における締結部１２６、傾斜右前方端６４と傾斜右後方端６８の中間の傾斜右中間点６６における締結部１２８、及び、傾斜右後方端６８における締結部１３０が設けられる。

図３の二点鎖線で示すように、大容量のバッテリ１６は、左側フロアメンバ５０の車両内側におけるフロアパネル２８との溶接箇所と、右側フロアメンバ５２の車両内側におけるフロアパネル２８との溶接箇所との間の領域のほとんどの部分に配置される。そのため、図２ではフロアパネル２８がほとんど図示されない。図３では、二点鎖線で示す大容量のバッテリ１６の一部を切断してフロアパネル２８を示す。

バッテリ支持フレーム８０は、車両幅方向に延びる複数のクロスメンバと、車両前後方向に延びる複数のストレートメンバとが交叉し、交叉箇所で互いに固定されたトラス構造部材である。複数のクロスメンバのうち３つは、左傾斜部５４と右傾斜部５６とを接続する。

最も車両前方側に配置される第一クロスメンバ８６は、左端部が傾斜左前方端５８に締結部１２０によって左傾斜部５４に固定され、右端部が傾斜右前方端６４に締結部１２６によって右傾斜部５６に固定される。

第一クロスメンバ８６の次に車両後方側に配置される第二クロスメンバ８８は、左端部が傾斜左中間点６０に締結部１２２によって左傾斜部５４に固定され、右端部が傾斜右中間点６６に締結部１２８によって右傾斜部５６に固定される。

第二クロスメンバ８８の次に車両後方側に配置される第三クロスメンバ９０は、左端部が傾斜左後方端６２に締結部１２４によって左傾斜部５４に固定され、右端部が傾斜右後方端６８に締結部１３０によって右傾斜部５６に固定される。

第一クロスメンバ８６、第二クロスメンバ８８、及び、第三クロスメンバ９０は、基本的に同じ構造であるので、図５を用いて第三クロスメンバ９０の構造を述べる。第三クロスメンバ９０は、断面が両側鍔付溝を有するハット型部材９２と、平板型部材９４の複合部材である。ハット型部材９２と平板型部材９４は、互いに溶接によって固定される。ハット型部材９２の端部で、締結部１２４に対応する部分は、締結部１２４の締結用ボルト１７０の頭部を受け止めるために車両上方側に窪ませた窪み部分９６が設けられる。窪み部分９６の深さは、ハット型部材９２の窪み部分９６の裏側で車両上方側となる裏上面と平板型部材９４とが当接するように設定される。窪み部分９６及びこれに当接する平板型部材９４の部分には、締結部１２４の締結用ボルト１７０のおねじ軸部を通す貫通穴９８が設けられる。

第三クロスメンバ９０よりもさらに車両後方側に６つのクロスメンバが配置されるが、これらは、左傾斜部５４または右傾斜部５６に固定されるものではないので、詳細な説明を省略する。

複数のストレートメンバは、車両左側に配置される第一ストレートメンバ１００、中心線Ｃ−Ｃ’線に沿って車両前後方向に延びて配置される第二ストレートメンバ１１０、及び車両右側に配置される第三ストレートメンバ１１２である。

第一ストレートメンバ１００、第二ストレートメンバ１１０、及び、第三ストレートメンバ１１２は、第一クロスメンバ８６、第二クロスメンバ８８、第三クロスメンバ９０を含む複数のクロスメンバと互いに直交して交叉し、溶接により互いに固定される。

第一ストレートメンバ１００、第二ストレートメンバ１１０、及び、第三ストレートメンバ１１２は、基本的に同じ構造であるので、図５を用いて第一ストレートメンバ１００の構造を述べる。第一ストレートメンバ１００は、断面が両側鍔付溝を有するハット型で、車両前後方向に延び、複数のクロスメンバと交叉する。図５では、第三クロスメンバ９０との交叉状態として、第一ストレートメンバ１００のハット型の頂面１０２が、第三クロスメンバ９０のハット型部材９２の頂面９３と当接することが示される。このように、第一ストレートメンバ１００は、ハット型の頂面１０２が各クロスメンバのそれぞれのハット型部材９２の頂面９３と当接しながら車両前後方向に延びる。第一ストレートメンバ１００は、隣接するクロスメンバを跨ぐ部位１０４では、ハット型の頂面１０２がクロスメンバの平板型部材９４と同じ高さ位置となるように車両上方側に曲る。図５の例では第三クロスメンバ９０の平板型部材９４の上面９５と同じ高さ位置となる。第二ストレートメンバ１１０、第三ストレートメンバ１１２も同様である。これにより、バッテリ支持フレーム８０を構成する複数のクロスメンバ及び複数のストレートメンバのそれぞれの車両上方側の面は、同じ平面上に揃い、凹凸がないので、大容量のバッテリ１６の支持に適したものとなる。

上記のように、左傾斜部５４と右傾斜部５６との間で、第一クロスメンバ８６、第二クロスメンバ８８、及び、第三クロスメンバ９０と、第一ストレートメンバ１００、第二ストレートメンバ１１０、及び、第三ストレートメンバ１１２とは互いに固定される。これによって、トラス構造が形成される。トラス構造は、単なる棒材や板材に比べて曲げ剛性が高い。トラス構造のバッテリ支持フレーム８０を用いることで、前突等の衝撃を受けると折れ曲がりやすい左傾斜部５４及び右傾斜部５６の耐衝撃性が向上する。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ’線に沿った断面図である。図４に、ＩＢ方向を示す。図４では、バッテリ支持フレーム８０の断面図として、第一ストレートメンバ１００、第二ストレートメンバ１１０、及び、第三ストレートメンバ１１２と、第三クロスメンバ９０とが示される。第三クロスメンバ９０は、車両左側で、左側フロアメンバ５０を介して締結部１２４によってフロアパネル２８に固定され、車両右側で、右側フロアメンバ５２を介して締結部１３０によってフロアパネル２８に固定される。左側アッパリインフォースメント５１と、右側アッパリインフォースメント５３は、フロアパネル２８と左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２との固定を補強する部材である。

締結部１２４と締結部１３０、及び、他の締結部１２０，１２２，１２６，１２８は、同じ構成であるので、締結部１２４の構成について図５を用いて説明する。締結部１２４は、鍔付保持体１４０、チューブナット１５０、カラー部１６０、ワッシャ１６４、及び、締結用ボルト１７０を含む。図５は、これらの要素を分解して示す分解斜視図である。

鍔付保持体１４０は、左側フロアメンバ５０である鍔付メンバ構造体７０と同様に、断面が両側鍔付溝１４２を有するハット型保持体であるが、溝方向が鍔付メンバ構造体７０の溝方向に直交する方向に延びていることが相違する。また、両側鍔１４４，１４６が鍔付メンバ構造体７０の溝底部７３に固定されているので、溝底部１４３が車両下方側を向くことも相違する。鍔付保持体１４０は、鍔付メンバ構造体７０の溝底部７３に設けられる締結用の貫通穴７８を覆うように、鍔付メンバ構造体７０の両側鍔付溝７２の中に配置される。鍔付保持体１４０を鍔付メンバ構造体７０の両側鍔付溝７２の中に配置すると、鍔付保持体１４０の溝壁部と鍔付メンバ構造体７０の溝壁部とに囲まれた保持空間１５８が形成され、保持空間１５８内に締結用の貫通穴７８がある。

チューブナット１５０は、チューブ状の長手部材の中心軸に沿ってめねじ部１５２が刻まれた部材である。チューブナット１５０は、保持空間１５８内において、締結用の貫通穴７８の真上にめねじ部１５２が来るように配置される。チューブナット１５０の上端部は、鍔付保持体１４０の溝底部１４３に固定され、下端部は鍔付メンバ構造体７０の溝底部７３に固定される。これにより、チューブナット１５０は、上端部が鍔付保持体１４０の溝底部１４３によって固定されて鍔付メンバ構造体７０の溝底部７３から立設する。また、チューブナット１５０は、保持空間１５８の四方壁を構成する鍔付保持体１４０の溝壁部と鍔付メンバ構造体７０の溝壁部とによって、軸方向に関する倒れが防止される。

図５では、チューブナット１５０は、下端部にフランジ部１５４が設けられ、めねじ部１５２は上端部まで貫通せずに上端部は平坦な頂面１５６を有する。これは例示であって、上端部は鍔付保持体１４０の溝底部１４３によって固定されるので、貫通しためねじ部１５２であっても構わない。下端部の溶接による固定面が十分広ければ、フランジ部１５４を省略して構わない。

カラー部１６０は、締結用ボルト１７０のおねじ軸部を通す中心穴１６２を有するパイプ状の部材である。カラー部１６０は、左側フロアメンバ５０と第三クロスメンバ９０とについて、車両上下方向に沿った所定の離間間隔を設け、大容量のバッテリ１６の収容空間を広げるために用いられる。図４を参照すると、カラー部１６０が設けられない場合には、フロアパネル２８と第三クロスメンバ９０との間隔が左側フロアメンバ５０の上下方向の高さで決まるため、大容量のバッテリ１６の収容空間が狭い。場合によっては、第一クロスメンバ８６、第二クロスメンバ８８、第三クロスメンバ９０が配置される左傾斜部５４と右傾斜部５６とで挟まれた空間に、大容量のバッテリ１６が全く配置できないことが生じ得る。車両１０の仕様上で許容できる範囲内の長さのカラー部１６０を用いることで、大容量のバッテリ１６の配置空間を広げることができる。

締結用ボルト１７０は、第三クロスメンバ９０の貫通穴９８、カラー部１６０の中心穴１６２、左側フロアメンバ５０における締結用の貫通穴７８を通り、チューブナット１５０のめねじ部１５２にねじ込まれるおねじ軸部を有する頭付ボルトである。これによって、第三クロスメンバ９０、第一ストレートメンバ１００を含むバッテリ支持フレーム８０と、フロアパネル２８とが、左側フロアメンバ５０及び右側フロアメンバ５２と締結固定される。ワッシャ１６４は、締結用ボルト１７０による締結において用いられる。

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６と図７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、車体構造２０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は、黒塗して示す。

図６は、オフセット衝突の衝撃を受けた初期段階の状態を示す図であり、図７は、図６に引き続き、オフセット衝突の衝撃を受けた後の状態を示す図である。いずれの図においても、大きな変形または損傷を受けた部分は、バッテリ支持フレーム８０よりも車両前方側に集中しており、バッテリ支持フレーム８０が設けられた部分には大きな変形または損傷がほとんど生じていない。

上記のように、複数のクロスメンバと複数のストレートメンバで構成されるバッテリ支持フレーム８０を、左側フロアメンバ５０の左傾斜部５４、及び右側フロアメンバ５２の右傾斜部５６の間に配置することで、耐衝撃性を向上させることができる。

６路面、８利用者、１０車両、１１車室、１２左前輪、１４左後輪、１６大容量のバッテリ、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、５１左側アッパリインフォースメント、５２右側フロア（サイド）メンバ、５３右側アッパリインフォースメント、５４左傾斜部、５６右傾斜部、５８傾斜左前方端、６０傾斜左中間点、６２傾斜左後方端、６４傾斜右前方端、６６傾斜右中間点、６８傾斜右後方端、７０鍔付メンバ構造体、７２，１４２両側鍔付溝、７３，１４３溝底部、７４，７６，１４４，１４６両側鍔、７８，９８貫通穴、８０バッテリ支持フレーム、８６第一クロスメンバ、８８第二クロスメンバ、９０第三クロスメンバ、９２ハット型部材、９３，１０２，１０３，１５６頂面、９４平板型部材、９５上面、９６窪み部分、１００第一ストレートメンバ、１０４部位、１１０第二ストレートメンバ、１１２第三ストレートメンバ、１２０，１２２，１２４，１２６，１２８，１３０締結部、１４０鍔付保持体、１５０チューブナット、１５２めねじ部、１５４フランジ部、１５８保持空間、１６０カラー部、１６２中心穴、１６４ワッシャ、１７０締結用ボルト。

Claims

車室の床部のフロアパネルと、
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を有する左側フロアメンバ及び右傾斜部を有する右側フロアメンバと、
前記左側フロアメンバ及び前記右側フロアメンバよりも車両下方側に設けられるバッテリ支持フレームと、
前記左側フロアメンバ及び前記右側フロアメンバを介して前記バッテリ支持フレームを前記フロアパネルに固定する締結部と、
を備え、
前記バッテリ支持フレームは、前記フロアパネルに対し前記締結部を介して、左傾斜部及び右傾斜部に締結されている、車体構造。
前記左傾斜部は、車両前方側の傾斜左前方端、及び車両後方側の傾斜左後方端の間で車両外側に傾斜し、前記右傾斜部は、車両前方側の傾斜右前方端、及び車両後方側の傾斜右後方端の間で車両外側に傾斜しており、
前記バッテリ支持フレームは、
前記左傾斜部に対しては、前記傾斜左前方端、前記傾斜左前方端と前記傾斜左後方端の中間の傾斜左中間点、及び、前記傾斜左後方端で固定され、
前記右傾斜部に対しては、前記傾斜右前方端、前記傾斜右前方端と前記傾斜右後方端の中間の傾斜右中間点、及び、前記傾斜右後方端で固定されている、請求項１に記載の車体構造。
前記バッテリ支持フレームは、
左端部が前記傾斜左前方端に固定され右端部が前記傾斜右前方端に固定された第一クロスメンバと、
左端部が前記傾斜左中間点に固定され右端部が前記傾斜右中間点に固定された第二クロスメンバと、
左端部が前記傾斜左後方端に固定され右端部が前記傾斜右後方端に固定された第三クロスメンバと、
前記第一クロスメンバ、前記第二クロスメンバ、及び、前記第三クロスメンバと互いに固定され、且つ、車両前後方向に延びている複数のストレートメンバと、
を含む、請求項２に記載の車体構造。
前記左側フロアメンバ及び前記右側フロアメンバは、断面が両側鍔付溝を有するハット型で溝方向が車両前後方向に延びており、溝底部に締結用貫通穴を有し、且つ、両側鍔が前記フロアパネルに固定されている鍔付メンバ構造体であり、
前記締結部は、
断面が両側鍔付溝を有する前記ハット型で溝方向が前記鍔付メンバ構造体の溝方向に直交する方向に延びており、且つ前記両側鍔が前記鍔付メンバ構造体の溝底部に固定されている鍔付保持体と、
前記鍔付保持体の溝壁部と前記鍔付メンバ構造体の溝壁部とに囲まれた保持空間内に配置され、軸方向にめねじ部を有するチューブナットと、
を含み、前記チューブナットは、上端部が前記鍔付保持体の溝底部に固定され、下端部が前記鍔付メンバ構造体の前記溝底部に固定されている、請求項１から３のいずれか１に記載の車体構造。