JP6631472B2

JP6631472B2 - 車両下部構造

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Publication number: JP6631472B2
Application number: JP2016217458A
Authority: JP
Inventors: 浩治佐伯
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: CN108058745B; CN108058745A; US10486515B2; US20180126835A1; JP2018075878A

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

特許文献１には、バッテリがセンタクロスメンバの車両上下方向の上側でかつリヤクロスメンバの車両前後方向の前側に設置され、リヤシートのシートフレームがバッテリの上部にブラケットを介して固定されたバッテリ搭載車両の構造が開示されている。

特開２０１１−１２６４３９号公報

車体に配設されたバッテリの周囲の一部に車体の骨格部材が設けられていない車両下部構造がある。この車両下部構造では、骨格部材が設けられていない場所において、衝突時に車体の変形が生じた場合に、変形した車体とバッテリとが接触してバッテリが変形する可能性がある。このように、車両下部構造においてバッテリの変形を抑制するには、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、バッテリの変形を抑制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に記載の発明に係る車両下部構造は、車両下部に車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在された一対のリヤサイドメンバと、前記一対のリヤサイドメンバが接合され車幅方向に延在された第１クロスメンバと、前記第１クロスメンバに対して車両前後方向の後側で前記一対のリヤサイドメンバに接合され車幅方向に延在された第２クロスメンバと、前記一対のリヤサイドメンバ、前記第１クロスメンバ及び前記第２クロスメンバで囲まれた収容部に収容され、車幅方向に見た場合に少なくとも一部が前記一対のリヤサイドメンバと重なり、車両前後方向に見た場合に車両上下方向の略中央に対する下側部分が前記第１クロスメンバと重なり、前記略中央に対する上側部分が前記第２クロスメンバと重なるバッテリと、を有する。

請求項１に記載の発明に係る車両下部構造では、車両上下方向に見た場合に、バッテリの車両前後方向の前側と後側に配置された第１クロスメンバ、第２クロスメンバと、バッテリの車幅方向の両外側に配置された一対のリヤサイドメンバとにより、バッテリが囲まれる。さらに、車幅方向に見た場合にバッテリの少なくとも一部が一対のリヤサイドメンバと重なり、車両前後方向に見た場合にバッテリの少なくとも一部が第１クロスメンバ及び第２クロスメンバと重なる。つまり、バッテリの周囲には、車両の骨格部材となる第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び一対のリヤサイドメンバが存在している。

ここで、車両の側面衝突時には、一方のリヤサイドメンバに入力された衝突荷重が、第１クロスメンバ及び第２クロスメンバの少なくとも一方を介して、他方のリヤサイドメンバに伝達される。また、車両の前面衝突時には、第１クロスメンバに入力された衝突荷重が、一対のリヤサイドメンバの少なくとも一方を介して、第２クロスメンバに伝達される。

さらに、車両の後面衝突時には、第２クロスメンバに入力された衝突荷重が、一対のリヤサイドメンバの少なくとも一方を介して、第１クロスメンバに伝達される。このように、車両の衝突時において、衝突荷重が第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、一対のリヤサイドメンバに分散して伝達されることで、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、一対のリヤサイドメンバの変形が抑制される。これにより、バッテリが収容部に収容されていない構成に比べて、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、一対のリヤサイドメンバとバッテリとが接触し難くなるので、バッテリの変形を抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両下部構造は、前記バッテリに対して車両上下方向の上側に配置された本体部と、該本体部の車両前後方向の前側に形成され前記第１クロスメンバに結合された第１結合部と、該本体部の車両前後方向の後側に形成され前記第２クロスメンバに結合された第２結合部とを備える補強メンバを有する。

請求項２に記載の発明に係る車両下部構造では、補強メンバが第１クロスメンバと第２クロスメンバとを接続している。これにより、車両の前面衝突時において、第１クロスメンバに入力された衝突荷重は、リヤサイドメンバに加えて、補強メンバを介して第２クロスメンバに伝達される。また、車両の後面衝突時において、第１クロスメンバに入力された衝突荷重は、リヤサイドメンバに加えて補強メンバを介して第２クロスメンバに伝達される。さらに、車両の側面衝突時において、一方側のリヤサイドメンバに入力された衝突荷重の一部は、第１クロスメンバ及び第２クロスメンバに加えて、補強メンバを介して他方側のリヤサイドメンバに伝達される。このように、補強メンバが衝突荷重の伝達経路の一部を構成することで、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び一対のリヤサイドメンバの変形が抑制されるので、バッテリの変形を抑制することができる。

請求項３に記載の発明に係る車両下部構造の前記補強メンバは、車幅方向に見た場合に前記本体部が前記第１結合部及び前記第２結合部に対して車両上下方向の上側に位置する形状とされている。

請求項３に記載の発明に係る車両下部構造では、車幅方向に見た場合に補強メンバの形状が車両上下方向の上側に向けて凸状となる。このため、補強メンバが直線状に形成された構成に比べて、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、一対のリヤサイドメンバ及び補強メンバにより囲まれる収容部の容積を増やすことができる。

請求項４に記載の発明に係る車両下部構造の前記補強メンバは、シートが設けられるシートフレームである。

請求項４に記載の発明に係る車両下部構造では、シートフレームをシートを設ける部材としてだけでなく補強メンバとしても用いる事で、部品点数を減らして車両を軽量化することができる。

請求項５に記載の発明に係る車両下部構造の前記収容部には、前記バッテリに対して車両上下方向の下側で車両前後方向に延在する底部と、該底部の車両前後方向の後端部から後側へ斜め上方に延びる傾斜部とを有するフロアパネルが設けられ、前記第２クロスメンバは、前記傾斜部に配設されている。

請求項５に記載の発明に係る車両下部構造では、フロアパネルの底部に対してリヤサイドメンバの一部がオフセット配置されている場合に、フロアパネルの傾斜部に第２クロスメンバを配設することで、リヤサイドメンバの高さと第２クロスメンバの高さとを揃えられる。これにより、第２クロスメンバについて、車幅方向の両端部を中央部に対して車両上下方向にオフセットさせた形状としなくて済む。つまり、第２クロスメンバを車幅方向に直線状に配置できるので、第２クロスメンバをオフセットさせた構成に比べて第２クロスメンバの大きさを小さくすることができ、車両を軽量化することができる。

請求項６に記載の発明に係る車両下部構造の前記車両下部には、リヤショックアブソーバが設けられたリヤサスペンションメンバと、前記一対のリヤサイドメンバが接合され車幅方向に延在され、前記リヤショックアブソーバから前記リヤサスペンションメンバを介して前記一対のリヤサイドメンバに入る入力を受ける第３クロスメンバと、が設けられ、前記第２クロスメンバは、前記第３クロスメンバよりも車両前後方向の前側に配置される。

請求項６に記載の発明に係る車両下部構造では、第２クロスメンバが第３クロスメンバよりも車両前後方向の前側に配置されている。言い換えると、第２クロスメンバは、第３クロスメンバとは別体で配置されている。ここで、第３クロスメンバは、リヤショックアブソーバからリヤサスペンションメンバを介してリヤサイドメンバに入る入力を受ける。これにより、第２クロスメンバと第３クロスメンバとが一体の構成に比べて、車両下部構造の変形を抑制することができる。

請求項１又は請求項２に係る発明によれば、バッテリの変形を抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、一対のリヤサイドメンバ及び補強メンバにより囲まれる収容部の容積を増やすことができる。

請求項４又は請求項５に係る発明によれば、車両を軽量化することができる。

請求項６に係る発明によれば、第２クロスメンバと第３クロスメンバとが一体の構成に比べて、車両下部構造の変形を抑制することができる。

第１実施形態に係る車両下部構造の平面図である。第１実施形態に係る車両下部構造の縦断面図（図１の２−２線断面図）である。第１実施形態に係る車両下部構造のバッテリを除いた状態を示す斜視図である。第１実施形態に係る車両下部構造を車両上下方向の下側から見た斜視図である。第１実施形態に係るバッテリ、第１クロスメンバ及び第２クロスメンバを車両前後方向に見た説明図である。第１実施形態に係る車両下部構造に荷重が作用した状態を示す説明図である。第２実施形態に係る車両下部構造の斜視図である。第２実施形態に係る車両下部構造の平面図である。第２実施形態に係る車両下部構造の縦断面図（図７の８−８線断面図）である。第２実施形態に係る車両下部構造に衝突荷重が作用した状態を示す説明図である。

[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係る車両下部構造について説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＲＲ、矢印ＵＰ、矢印Ｗは、車両の前方向（進行方向）、車両の後方向、上方向、車幅方向をそれぞれ示している。また、以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、進行方向を向いた場合の車幅方向の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１には、第１実施形態の車両１０の車両下部１２における車両前後方向の中央部から後部までの一部が示されている。車両１０は、後述する車両下部構造３０が適用され、一例として、エンジン及び電気モータを動力源とするハイブリット型の車両である。なお、車両１０の車幅方向中央の位置を表す線を中心線Ｍと称する。また、車両１０は、車体１４を有する。車体１４の後部であるリヤアンダボデー１６には、車両前後方向及び車幅方向に延在され車両下部１２を覆う板状のリヤフロアパネル１８が設けられている。

リヤフロアパネル１８は、一例として、鋼板をプレス加工することにより形成されている。リヤフロアパネル１８の車両上下方向の下側には、リヤサスペンションメンバ２２が設けられている。リヤサスペンションメンバ２２には、図示しない後輪からの振動を減衰させるリヤショックアブソーバ２３が設けられている。リヤサスペンションメンバ２２の車両上下方向の上側には、サスペンションクロスメンバ２４、２６が設けられている。

サスペンションクロスメンバ２４は、第３クロスメンバの一例であり、車幅方向を長手方向として延在されている。サスペンションクロスメンバ２４の車幅方向の両端部には、後述するリヤサイドメンバ３２、３４が接合されている。なお、本実施形態における各部材の接合方法としては、スポット溶接又はレーザ溶接が用いられているが、接合方法は、スポット溶接又はレーザ溶接には限らない。接合方法は、締結部材を用いた締結や、樹脂ボディーの場合は接着剤を用いた接着であってもよい。また、サスペンションクロスメンバ２４は、リヤショックアブソーバ２３からリヤサスペンションメンバ２２を介してリヤサイドメンバ３２、３４に入る入力を受ける構成とされている。

図２に示すように、サスペンションクロスメンバ２４の車両上下方向の上側には、後述するセンタフロアパネル３１が配置されている。サスペンションクロスメンバ２４は、車幅方向に見た場合の断面形状が車体上方側に開口したハット形状に形成されており、開口側に設けられた前後のフランジがセンタフロアパネル３１の下面に接合されている。つまり、サスペンションクロスメンバ２４は、車幅方向に見た場合に、センタフロアパネル３１とで閉断面を形成している。

図１に示すように、サスペンションクロスメンバ２６は、サスペンションクロスメンバ２４に対して車両前後方向の後側に配置され、車幅方向を長手方向として延在されている。サスペンションクロスメンバ２６の車幅方向の両端部は、後述するリヤサイドメンバ３２、３４に接合されている。サスペンションクロスメンバ２６の車両上下方向の上側には、リヤフロアパネル１８が配置されている。そして、サスペンションクロスメンバ２６は、車幅方向に見た場合に、リヤフロアパネル１８とで閉断面を形成している。

〔車両下部構造〕
次に、車両下部構造３０について説明する。

図１に示すように、車両下部構造３０は、一対のリヤサイドメンバの一例としてのリヤサイドメンバ３２、３４と、第１クロスメンバ３５と、第２クロスメンバ３６と、バッテリ４２とを有する。なお、車両下部構造３０には、リヤサスペンションメンバ２２、リヤショックアブソーバ２３及びサスペンションクロスメンバ２４が含まれる。

リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６は、車体１４の骨格部材を構成しており、車両上下方向に見た場合に略格子状に配設されている。リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６を含み、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６で囲まれた部位を収容部４０と称する。収容部４０における後述するバッテリ４２の下方には、フロアパネルの一例としてのセンタフロアパネル３１が設けられている。

＜センタフロアパネル＞
図３に示すように、センタフロアパネル３１は、車両前後方向及び車幅方向に延在している。また、図２に示すように、センタフロアパネル３１は、底部３１Ａと、傾斜部３１Ｂと、後部３１Ｃと、前部３１Ｄとを有する。底部３１Ａは、バッテリ４２に対して車両上下方向の下側で車両前後方向に延在されている。傾斜部３１Ｂは、底部３１Ａの車両前後方向の後端部から後側へ斜め上方に延びている。後部３１Ｃは、傾斜部３１Ｂの後端部（車両上下方向の上端部）から後側へ延在している。前部３１Ｄは、底部３１Ａの車両前後方向の前端部から前側へ延びている。なお、図示を省略するが、後部３１Ｃの後端部は、リヤフロアパネル１８（図１参照）の前端部と車両上下方向に重ね合わせられ接合されている。

傾斜部３１Ｂの車両上下方向の下部でかつ傾斜部３１Ｂの上面には、車幅方向に見た場合の断面形状が略Ｌ字状のブラケット５２が、車幅方向に間隔をあけて３箇所設けられている。ブラケット５２には、ウェルドナット５２Ａが設けられている。ウェルドナット５２Ａには、ボルト５４が締結される。

＜リヤサイドメンバ＞
図１に示すように、リヤサイドメンバ３２、３４は、車両下部１２において、車幅方向に間隔をあけて配設された骨格部材である。なお、リヤサイドメンバ３２、３４は、中心線Ｍに対して左右対称に配置されている。このため、リヤサイドメンバ３２について説明し、リヤサイドメンバ３４の説明を省略する。図２では、リヤサイドメンバ３２の上面３２Ｄが示されている。なお、リヤサイドメンバ３２の下面の図示は省略している。

図１に示すリヤサイドメンバ３２は、リヤアンダボデー１６の右側に配設されている。また、リヤサイドメンバ３２は、車両前後方向に延在されており、車両前後方向に見て略矩形状の閉断面形状をなしている。さらに、リヤサイドメンバ３２は、一例として、車両前後方向の中央部分を構成する中央部３２Ａと、中央部３２Ａに対して前側に形成された拡幅部３２Ｂと、中央部３２Ａに対して後側に形成された後部３２Ｃとを有する。拡幅部３２Ｂは、車幅方向の外側に向けて拡幅され中央部３２Ａに対して車幅方向の幅が広い部位である。後部３２Ｃには、図示しないリヤバンパリインフォースメントが締結されている。

図４に示すように、拡幅部３２Ｂの前端部には、一例として、縦フランジ３３Ａ及び横フランジ３３Ｂが形成されている。縦フランジ３３Ａは、拡幅部３２Ｂの車両上下方向に沿った縦壁から車幅方向の内側へ向けて張出されている。横フランジ３３Ｂは、拡幅部３２Ｂの下側の底壁から車両前後方向の前側へ向けて張出されている。また、拡幅部３２Ｂの右側部には、車幅方向の外側へ向けて張出された側部フランジ３３Ｃが形成されている。縦フランジ３３Ａ及び横フランジ３３Ｂは、後述する第１クロスメンバ３５の車両前後方向の後側部分に接合されている。

リヤサイドメンバ３２、３４に対して車幅方向の両外側には、車両前後方向に延在された一対のロッカ４６が配設されている。ロッカ４６は、ロッカインナパネル４６Ａと、図示しないロッカアウタパネルとで構成されている。

＜第１クロスメンバ＞
第１クロスメンバ３５は、車両下部１２において、車幅方向を長手方向とする長尺状に形成されている。言い換えると、第１クロスメンバ３５は、車幅方向に延在された骨格部材である。第１クロスメンバ３５の車幅方向の両端部は、ロッカインナパネル４６Ａに接合されている。

図２に示すように、第１クロスメンバ３５は、車両上下方向に分割されたクロスメンバアッパ３７及びクロスメンバロア３８を有する。そして、第１クロスメンバ３５は、車幅方向に見た場合に、車幅方向に直交する断面の形状が略六角形状に形成された閉断面とされている。

クロスメンバアッパ３７は、車幅方向に見た場合に車両上下方向の下側へ開口された断面略ハット状の本体部３７Ａと、本体部３７Ａから車両前後方向の前側に張出された前フランジ３７Ｂと、本体部３７Ａから後側に張出された後フランジ３７Ｃとを有する。本体部３７Ａには、車幅方向に間隔をあけて３つのウェルドナット５６が設けられている。ウェルドナット５６には、ボルト５８が締結される。

クロスメンバロア３８は、車幅方向に見た場合に車両上下方向の上側へ開口された断面略ハット状の本体部３８Ａと、本体部３８Ａから車両前後方向の前側に張出された前フランジ３８Ｂと、本体部３８Ａから後側に張出された後フランジ３８Ｃとを有する。

前フランジ３７Ｂと前フランジ３８Ｂ、後フランジ３７Ｃと後フランジ３８Ｃは、それぞれ車両上下方向に重ね合わされて接合されている。また、前フランジ３７Ｂには、フロントフロアパネル４８の後端部が車両上下方向に重ね合わされて接合されている。後フランジ３７Ｃには、センタフロアパネル３１の前部３１Ｄの前端部が車両上下方向に重ね合わされて接合されている。クロスメンバロア３８の本体部３８Ａには、車両前後方向の後側からリヤサイドメンバ３２の縦フランジ３３Ａ及び横フランジ３３Ｂ（図４参照）が接合されている。なお、本体部３８Ａの車両前後方向の前側には、車両前後方向に延在されたフロントサイドメンバ４１（図４参照）の後端部が接合されている。

＜第２クロスメンバ＞
図１に示すように、第２クロスメンバ３６は、車両下部１２において、車幅方向を長手方向とする長尺状に形成されている。言い換えると、第２クロスメンバ３６は、車幅方向に延在された骨格部材である。また、第２クロスメンバ３６は、車両下部１２における第１クロスメンバ３５に対して車両前後方向の後側に間隔をあけて配置されている。さらに、第２クロスメンバ３６は、サスペンションクロスメンバ２４の近傍でかつサスペンションクロスメンバ２４よりも車両前後方向の前側に配置されている。第２クロスメンバ３６の車幅方向の両端部は、リヤサイドメンバ３２、３４に接合されている。

図２に示すように、第２クロスメンバ３６は、車幅方向に見た場合に、車幅方向に直交する断面の形状が略Ｌ字形に形成されている。具体的には、第２クロスメンバ３６は、一例として、上壁３６Ａと、上フランジ３６Ｂと、縦壁３６Ｃと、下フランジ３６Ｄとを有する。上壁３６Ａは、車両前後方向に沿った板状に形成されている。上壁３６Ａの上面４３の高さは、リヤサイドメンバ３２における上面３２Ｄの後端の高さと揃えられている。上フランジ３６Ｂは、上壁３６Ａの後端から車両後方側へ張出されている。縦壁３６Ｃは、上壁３６Ａの前端から車両上下方向の下側へ板状に延びている。下フランジ３６Ｄは、縦壁３６Ｃの下端から車両前方側へ張出されている。

上フランジ３６Ｂは、センタフロアパネル３１の傾斜部３１Ｂの上端部に接合されている。下フランジ３６Ｄは、傾斜部３１Ｂの車両上下方向の中央部に接合されている。つまり、第２クロスメンバ３６は、傾斜部３１Ｂに配設されている。第２クロスメンバ３６は、車幅方向に見た場合に、センタフロアパネル３１と共に略三角形状の閉断面を形成している。

＜バッテリ＞
バッテリ４２は、車幅方向に長い略直方体状に形成されており、内部に電力を蓄えている。また、バッテリ４２は、センタフロアパネル３１の車両上下方向の上側で収容部４０に１つ収容されている。バッテリ４２の上側には、図示しないリヤシートが配設されている。バッテリ４２は、図示しないハーネスを介して車両１０の各部に接続されており、各部に電力を供給するようになっている。

図１に示すように、バッテリ４２の車両前後方向の寸法は、第１クロスメンバ３５と第２クロスメンバ３６との間の車両前後方向の寸法に対して短い設定とされている。バッテリ４２の車幅方向の寸法は、リヤサイドメンバ３２とリヤサイドメンバ３４との間の車幅方向の寸法に対して短い設定とされている。図２に示すように、バッテリ４２の車両上下方向の寸法は、一例として、第１クロスメンバ３５の車両上下方向の寸法に対して長くかつ第２クロスメンバ３６の車両上下方向の寸法に対して長い設定とされている。

バッテリ４２の前側面４２Ａには、車幅方向に見た場合の断面形状が略Ｌ字状の前側ブラケット６２が、車幅方向に間隔をあけて３つ固定されている。前側ブラケット６２は、ボルト５８がウェルドナット５６に締結されることにより、第１クロスメンバ３５に取付けられる。

バッテリ４２の後側面４２Ｂには、車幅方向に見た場合の断面形状が略Ｌ字状の後側ブラケット６４が、車幅方向に間隔をあけて３つ固定されている。後側ブラケット６４は、ボルト５４がウェルドナット５２Ａに締結されることにより、ブラケット５２に取付けられる。このように、バッテリ４２は、３本のボルト５４と３本のボルト５８とにより、収容部４０に固定されている。また、バッテリ４２は、車幅方向に見た場合に、車両上下方向の略中央に対して下側部分がリヤサイドメンバ３２、３４（図１参照）と重なっている。

図１に示すように、車両下部構造３０を車両上下方向に見た場合に、バッテリ４２の車両前後方向の前側と後側には、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６が配設されている。また、バッテリ４２の車幅方向の両外側には、リヤサイドメンバ３２、３４が配設されている。このように、バッテリ４２は、車両上下方向に見た場合に、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６及びリヤサイドメンバ３２、３４により囲まれている。

図５に示すように、バッテリ４２は、車両前後方向に見た場合に、車両上下方向の略中央に対して下側部分が第１クロスメンバ３５と重なり、略中央に対して上側部分が第２クロスメンバ３６と重なっている。なお、図５では、車両前後方向に見た場合にバッテリ４２と第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６とが重なる領域を網掛けで示している。この網掛け領域を領域Ｓと称する。

〔作用〕
次に、第１実施形態の車両下部構造３０の作用並びに効果について説明する。

図６には、車両下部構造３０のリヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６及びバッテリ４２を模式化した図が示されている。

車両１０の衝突時（前面衝突時、後面衝突時、側面衝突時）において、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６以外の他部材がバッテリ４２に向けて変形したとする。ここで、バッテリ４２は、収容部４０に収容されており、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６に囲まれている。このため、バッテリ４２に向けて変形した他部材は、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６の少なくとも１つと接触することになる。これにより、車両下部構造３０では、収容部４０にバッテリ４２が収容されていない構成に比べて、他部材とバッテリ４２との接触が抑制されるので、バッテリ４２の変形を抑制することができる。

車両下部構造３０では、後面衝突時に車両１０の車体後部に衝突荷重Ｆ１が入力されると、衝突荷重Ｆ１は、例えば、リヤサイドメンバ３２から第２クロスメンバ３６又は第１クロスメンバ３５に分散されて伝達される。なお、衝突荷重が伝達される状態を黒い矢印で示している。また、車両下部構造３０では、前面衝突時に車両１０の車体前部に衝突荷重Ｆ２が入力されると、衝突荷重Ｆ２は、例えば、リヤサイドメンバ３２及び第１クロスメンバ３５に分散されて伝達される。

さらに、車両下部構造３０では、側面衝突時に車両１０の車体側部（一例として左側部）に衝突荷重Ｆ３が入力されると、衝突荷重Ｆ３は、例えば、リヤサイドメンバ３４から第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６に分散されて伝達される。このように、車両下部構造３０では、各衝突時において、衝突荷重がリヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６に分散されて伝達される。このため、衝突荷重が収容部４０の一部に局所集中することが抑制される。つまり、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６、リヤサイドメンバ３２、３４の変形が抑制され、これらとバッテリ４２とが接触し難くなる。

以上説明したように、車両下部構造３０では、バッテリ４２が収容部４０に収容されていない構成に比べて、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６、リヤサイドメンバ３２、３４とバッテリ４２とが接触し難くなる。これにより、車両下部構造３０では、バッテリ４２の変形を抑制することができる。なお、車両下部構造３０では、衝突荷重が分散されて伝達されることにより、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６のそれぞれの衝突荷重に対する耐力が小さくてもよいので、これらを軽量化することができる。

図２に示すように、車両下部構造３０では、一例として、センタフロアパネル３１の底部３１Ａに対してリヤサイドメンバ３２の一部が車両上下方向の上側にオフセット配置されている。ここで、車両下部構造３０では、センタフロアパネル３１の傾斜部３１Ｂに第２クロスメンバ３６を配設することで、リヤサイドメンバ３２の上面３２Ｄの高さと第２クロスメンバ３６の上面４３の高さとが揃えられる。これにより、第２クロスメンバ３６について、車幅方向の両端部を中央部に対して車両上下方向の上側へオフセットさせた形状としなくて済む。つまり、第２クロスメンバ３６を車幅方向に直線状に配置できるので、第２クロスメンバ３６をオフセットさせた構成に比べて、第２クロスメンバ３６の大きさを小さくすることができ、車両を軽量化することができる。

図１に示す車両下部構造３０では、第２クロスメンバ３６がサスペンションクロスメンバ２４よりも車両前後方向の前側に配置されている。言い換えると、第２クロスメンバ３６は、サスペンションクロスメンバ２４とは別体で配置されている。ここで、車両１０の運転時において、サスペンションクロスメンバ２４は、リヤショックアブソーバ２３からリヤサスペンションメンバ２２を介してリヤサイドメンバ３２、３４に入る入力を受ける。これにより、第２クロスメンバ３６とサスペンションクロスメンバ２４とが一体の構成に比べて、車両下部構造３０の変形を抑制することができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る車両下部構造について説明する。なお、前述の第１実施形態に係る車両下部構造３０と同様の機能を有する部品及び部分については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を付してその説明を省略する。

図７及び図８には、第２実施形態の一例として、車両１０に適用された車両下部構造７０が示されている。車両下部構造７０は、リヤサイドメンバ３２、３４と、第１クロスメンバ３５と、第２クロスメンバ３６と、バッテリ４２と、シートフレーム７２とを有する。また、車両下部構造７０には、リヤサスペンションメンバ２２、リヤショックアブソーバ２３及びサスペンションクロスメンバ２４が含まれる。なお、図９に示すように、第１クロスメンバ３５における本体部３７Ａの車両前方側の傾斜部には、ウェルドナット８４が設けられている。また、第２クロスメンバ３６における上壁３６Ａには、ウェルドナット８６が設けられている。

＜シートフレーム＞
図８に示すシートフレーム７２は、収容部４０を補強する補強メンバの一例である。また、シートフレーム７２は、車両前後方向に長い部材であり、バッテリ４２に対して車両上下方向の上側に車幅方向に間隔をあけて４本配設されている。一例として、４本のシートフレーム７２のうち車幅方向の両外側の２本は、リヤサイドメンバ３２、３４上に配設されており、内側の２本は、バッテリ４２を車両前後方向に跨いで配設されている。４本のシートフレーム７２は同様の構成とされているため、内側のシートフレーム７２について説明し、両外側のシートフレーム７２の説明を省略する。

図９に示すように、シートフレーム７２は、車両上下方向を厚さ方向とする板状の部材で構成されており、本体部７２Ａと、第１結合部７２Ｂと、第２結合部７２Ｃとを備えている。また、シートフレーム７２は、第１クロスメンバ３５と第２クロスメンバ３６とを車両前後方向に接続している。シートフレーム７２の上側には、後述するシートレール７６を介してシート８２が設けられている。

本体部７２Ａは、車両上下方向に見た場合に略矩形状の外形を有する。また、本体部７２Ａは、バッテリ４２に対して車両上下方向の上側に配置され、車両前後方向に延在されている。本体部７２Ａの車両前後方向の長さは、バッテリ４２の車両前後方向の長さよりも長い。本体部７２Ａの下面には、車両前後方向に間隔をあけてウェルドナット７４が設けられている。本体部７２Ａの上面には、車両前後方向に延在するシートレール７６が載置されている。シートレール７６の下部は、ボルト７８がウェルドナット７４に締結されることにより、本体部７２Ａに固定されている。また、シートレール７６は、シート８２を車両前後方向に移動可能に支持している。

第１結合部７２Ｂは、本体部７２Ａに対して車両前後方向の前側に形成されている。具体的には、第１結合部７２Ｂは、傾斜壁７３Ａとフランジ７３Ｂとを有する。傾斜壁７３Ａは、本体部７２Ａの前端から前側が後側よりも車両上下方向の下側に位置するように斜め下側に延在されている。また、傾斜壁７３Ａの下部には、厚さ方向に貫通された図示しない貫通孔が形成されている。フランジ７３Ｂは、傾斜壁７３Ａの下端から前側へ張出されている。傾斜壁７３Ａは、ボルト８８を第１クロスメンバ３５に設けられたウェルドナット８４に締結することにより第１クロスメンバ３５に結合されている。言い換えると、第１結合部７２Ｂは、第１クロスメンバ３５に結合されている。

第２結合部７２Ｃは、本体部７２Ａの車両前後方向の後側に形成されている。具体的には、第２結合部７２Ｃは、傾斜壁７５Ａとフランジ７５Ｂとを有する。傾斜壁７５Ａは、本体部７２Ａの後端から後側が前側よりも車両上下方向の下側に位置するように斜め下側に延在されている。フランジ７５Ｂは、傾斜壁７５Ａの下端から後側へ張出されている。また、フランジ７５Ｂには、厚さ方向に貫通された図示しない貫通孔が形成されている。フランジ７５Ｂは、ボルト９２を第２クロスメンバ３６に設けられたウェルドナット８６に締結することにより第２クロスメンバ３６に結合されている。言い換えると、第２結合部７２Ｃは、第２クロスメンバ３６に結合されている。

ここで、シートフレーム７２は、車幅方向に見た場合に、本体部７２Ａが第１結合部７２Ｂ及び第２結合部７２Ｃよりも車両上下方向の上側に位置する形状とされている。言い換えると、シートフレーム７２は、長手方向の中央部が両端部よりも車両上下方向の上側に突出する形状とされている。そして、シートフレーム７２は、車幅方向に見た場合に、バッテリ４２の車両前後方向の前側、後側及び車両上下方向の上側を覆うように配置されている。つまり、シートフレーム７２は、センタフロアパネル３１、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６と共にバッテリ４２を囲んでいる。

〔作用〕
次に、第２実施形態の車両下部構造７０の作用並びに効果について説明する。

図１０には、車両下部構造７０のリヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６、バッテリ４２及びシートフレーム７２を模式化した図が示されている。

車両１０の衝突時（前面衝突時、後面衝突時、側面衝突時）において、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６以外の他部材がバッテリ４２に向けて変形したとする。ここで、バッテリ４２は、収容部４０に収容されており、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６及びシートフレーム７２に囲まれている。このため、バッテリ４２に向けて変形した他部材は、リヤサイドメンバ３２、３４、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６及びシートフレーム７２の少なくとも１つと接触することになる。これにより、車両下部構造７０では、収容部４０にバッテリ４２が収容されていない構成に比べて、他部材とバッテリ４２との接触が抑制されるので、バッテリ４２の変形を抑制することができる。

車両下部構造７０では、後面衝突時に車両１０の車体後部に衝突荷重Ｆ１が入力されると、衝突荷重Ｆ１は、例えば、リヤサイドメンバ３２から第２クロスメンバ３６又は第１クロスメンバ３５に分散されて伝達される。なお、衝突荷重が伝達される状態を黒い矢印で示している。第２クロスメンバ３６に伝達された衝突荷重の一部は、シートフレーム７２を介して第１クロスメンバ３５に伝達される。また、車両下部構造７０では、前面衝突時に車両１０の車体前部に衝突荷重Ｆ２が入力されると、衝突荷重Ｆ２は、例えば、リヤサイドメンバ３２又は第１クロスメンバ３５に分散されて伝達される。第１クロスメンバ３５に伝達された衝突荷重の一部は、シートフレーム７２を介して第２クロスメンバ３６に伝達される。

さらに、車両下部構造７０では、側面衝突時に車両１０の車体側部（一例として左側部）に衝突荷重Ｆ３が入力されると、衝突荷重Ｆ３は、リヤサイドメンバ３４から第１クロスメンバ３５又は第２クロスメンバ３６に分散され、リヤサイドメンバ３２へ伝達される。また、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６の一方に伝達された衝突荷重の一部は、シートフレーム７２を介して、第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６の他方に伝達される。このように、車両下部構造７０では、シートフレーム７２が衝突荷重の伝達経路の一部を構成することで、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６及びリヤサイドメンバ３２、３４の変形が抑制されるので、バッテリ４２の変形を抑制することができる。なお、図１０では、４本のシートフレーム７２のうち１本のシートフレーム７２に荷重が伝達された状態を示したが、実際は、残り３本のシートフレーム７２にも荷重が伝達されている。

さらに、図９に示すように、車両下部構造７０では、車幅方向に見た場合にシートフレーム７２の形状が車両上下方向の上側に向けて凸状となっている。このため、シートフレーム７２が車両前後方向に直線状に形成された構成に比べて、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６、リヤサイドメンバ３２、３４及びシートフレーム７２により囲まれる収容部４０の容積を増やすことができる。

加えて、車両下部構造７０では、シートフレーム７２が、シート８２を設ける部材としてだけでなく収容部４０を補強する補強メンバとしても用いられている。これにより、シートフレーム７２とは別体の補強メンバを設ける構成に比べて、部品点数を減らして車両１０を軽量化することができる。

＜変形例＞
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

車両下部構造３０、７０において、傾斜部３１Ｂに換えて底部３１Ａを車両後方側に延ばし、第２クロスメンバ３６を底部３１Ａに配設してもよい。

補強メンバは、シートフレーム７２に限らず、シートフレーム７２とは別体のメンバで構成されてもよい。例えば、シートフレーム７２とは別体で車両前後方向に沿って配置され、収容部４０を補強するバッテリメンバを用いてもよい。また、シートフレーム７２とバッテリメンバとを両方用いてもよい。

シートフレーム７２は、車幅方向に見た場合に本体部７２Ａが第１結合部７２Ｂ及び第２結合部７２Ｃと同じ高さに位置してもよく、あるいは、第１結合部７２Ｂ及び第２結合部７２Ｃに対して車両上下方向の下側に位置する形状とされていてもよい。また、シートフレーム７２の数は、４つに限らず、２つ、３つ、あるいは５つ以上であってもよい。さらに、シートフレーム７２は、シートレール７６と一体化されていてもよい。

バッテリ４２は、１つに限らず、２つ以上の複数のバッテリで構成されていてもよい。バッテリ４２に対する第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６の配置は、車両前後方向に見た場合に、車両上下方向の中央よりも下側に第１クロスメンバ３５が配置され、中央よりも上側に第２クロスメンバ３６が配置される構成に限らない。第１クロスメンバ３５の少なくとも一部と、第２クロスメンバ３６の少なくとも一部とが、車両前後方向に見て重なる配置であってもよい。また、バッテリ４２の上面が第１クロスメンバ３５及び第２クロスメンバ３６の上面よりも車両上下方向の下側に配置されていてもよい。さらに、バッテリ４２を車両前後方向及び車幅方向に見て、バッテリ４２の全体が、第１クロスメンバ３５、第２クロスメンバ３６、リヤサイドメンバ３２、３４と重なっていてもよい。

車両下部構造３０、７０において、第２クロスメンバ３６とサスペンションクロスメンバ２４とを両方有する構成に限らず、サスペンションクロスメンバ２４を除いて第２クロスメンバ３６のみを有する構成としてもよい。つまり、第２クロスメンバ３６が、リヤショックアブソーバ２３からリヤサスペンションメンバ２２を介してリヤサイドメンバ３２、３４に入る入力を受ける構成として、第２クロスメンバが第３クロスメンバの機能を兼ねる構成としてもよい。

以上、本発明の実施形態及び各変形例に係る車両下部構造について説明したが、これらの実施形態及び各変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０車両
１２車両下部
２２リヤサスペンションメンバ
２３リヤショックアブソーバ
２４サスペンションクロスメンバ（第３クロスメンバの一例）
３０車両下部構造
３１センタフロアパネル（フロアパネルの一例）
３１Ａ底部
３１Ｂ傾斜部
３２リヤサイドメンバ（一対のリヤサイドメンバの一例）
３４リヤサイドメンバ（一対のリヤサイドメンバの一例）
３５第１クロスメンバ
３６第２クロスメンバ
４０収容部
４２バッテリ
７２シートフレーム（補強メンバの一例）
７２Ａ本体部
７２Ｂ第１結合部
７２Ｃ第２結合部
８２シート

Claims

車両下部に車幅方向に間隔をあけて配置され車両前後方向に延在された一対のリヤサイドメンバと、
前記一対のリヤサイドメンバが接合され車幅方向に延在された第１クロスメンバと、
前記第１クロスメンバに対して車両前後方向の後側で前記一対のリヤサイドメンバに接合され車幅方向に延在された第２クロスメンバと、
前記一対のリヤサイドメンバ、前記第１クロスメンバ及び前記第２クロスメンバで囲まれた収容部に収容され、車幅方向に見た場合に少なくとも一部が前記一対のリヤサイドメンバと重なり、車両前後方向に見た場合に車両上下方向の略中央に対する下側部分が前記第１クロスメンバと重なり、前記略中央に対する上側部分が前記第２クロスメンバと重なるバッテリと、
を有する車両下部構造。
前記バッテリに対して車両上下方向の上側に配置された本体部と、該本体部の車両前後方向の前側に形成され前記第１クロスメンバに結合された第１結合部と、該本体部の車両前後方向の後側に形成され前記第２クロスメンバに結合された第２結合部とを備える補強メンバを有する請求項１に記載の車両下部構造。
前記補強メンバは、車幅方向に見た場合に前記本体部が前記第１結合部及び前記第２結合部に対して車両上下方向の上側に位置する形状とされている請求項２に記載の車両下部構造。
前記補強メンバは、シートが設けられるシートフレームである請求項２又は請求項３に記載の車両下部構造。
前記収容部には、前記バッテリに対して車両上下方向の下側で車両前後方向に延在する底部と、該底部の車両前後方向の後端部から後側へ斜め上方に延びる傾斜部とを有するフロアパネルが設けられ、
前記第２クロスメンバは、前記傾斜部に配設されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両下部構造。
前記車両下部には、
リヤショックアブソーバが設けられたリヤサスペンションメンバと、
前記一対のリヤサイドメンバが接合され車幅方向に延在され、前記リヤショックアブソーバから前記リヤサスペンションメンバを介して前記一対のリヤサイドメンバに入る入力を受ける第３クロスメンバと、
が設けられ、
前記第２クロスメンバは、前記第３クロスメンバよりも車両前後方向の前側に配置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両下部構造。