JP7264204B1 - Automotive battery case protection structure and floor cross member - Google Patents

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Abstract

【課題】側面衝突時のバッテリーケースの変形を抑制し、軽量化が可能で、キャビン容積を低下させたり車両設計の自由度を低下させたりすることなく、制振性にも優れる自動車のバッテリーケース保護構造及びフロアクロスメンバを提供する。【解決手段】本発明に係る自動車のバッテリーケース保護構造１は、フロア３と、バッテリーケース５と、一対のサイドシル７と、バッテリーケース５の上方を車幅方向に横切ってバッテリーケース５よりも車幅方向両側に突出するようにフロア３の上面に設けられるフロアクロスメンバ９とを備え、フロアクロスメンバ９は、天板部１３ａ、縦壁部１３ｂ及びフランジ部１３ｃを有するハット断面部材１３と、ハット断面部材１３の少なくとも縦壁部１３ｂの内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂１５と、樹脂１５を覆うように配設されて樹脂１５と接着された補強板１７とを備えてなることを特徴とする。【選択図】 図１An automotive battery case that suppresses deformation of the battery case in the event of a side collision, enables weight reduction, does not reduce the cabin volume, does not reduce the flexibility of vehicle design, and has excellent damping properties. Provide protective structures and floor cross members. A vehicle battery case protection structure (1) according to the present invention includes a floor (3), a battery case (5), a pair of side sills (7), and a vehicle body that extends above the battery case (5) in the vehicle width direction. A floor cross member 9 provided on the upper surface of the floor 3 so as to protrude on both sides in the width direction. It comprises a resin 15 stuck or applied to at least the inner surface and/or the outer surface of the vertical wall portion 13b of the hat section member 13, and a reinforcing plate 17 disposed so as to cover the resin 15 and adhered to the resin 15. It is characterized by [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、自動車のバッテリーケースを保護するバッテリーケース保護構造及び、該バッテリーケース保護構造に用いられるフロアクロスメンバに関する。 The present invention relates to a battery case protection structure for protecting a battery case of an automobile and a floor cross member used in the battery case protection structure.

自動車の骨格部品の一つであるフロアクロスメンバは、自動車のフロア（フロアパネル）上において車体幅方向に延在することで車体の剛性や強度を向上させる機能を有するものである。図１２に内燃機関車（ICE）におけるフロアクロスメンバ周辺の構造を示す。なお、図１２は車体幅方向の図中左半分を図示したものである。
内燃機関車(ICE)のフロア３の中央部には、フロア下に設けられる排気系や動力伝達機構を通すため、上方向に凸となるように形成されたフロアトンネル２１が、車体前後方向に延びるように設けられている。
フロアトンネル２１が設けられたフロア３の場合、フロアクロスメンバ２３は、図１２に示すように、一端がフロアトンネル２１に接合され、他端はサイドシル７（図１２はサイドシル７を構成するサイドシルインナ７ａのみ図示）に接合される。 A floor cross member, which is one of the frame parts of an automobile, has a function of improving the rigidity and strength of the automobile body by extending in the width direction of the automobile body on the floor (floor panel) of the automobile. Fig. 12 shows the structure around the floor cross member in an internal combustion engine (ICE). Note that FIG. 12 illustrates the left half of the figure in the width direction of the vehicle body.
At the center of the floor 3 of the internal combustion locomotive (ICE), there is a floor tunnel 21 that projects upwards in order to pass the exhaust system and power transmission mechanism installed under the floor. It is set to extend.
In the case of the floor 3 provided with the floor tunnel 21, as shown in FIG. 12, the floor cross member 23 has one end joined to the floor tunnel 21 and the other end connected to the side sill 7 (FIG. 7a is shown).

一方、電気自動車の場合は排気系やチェンジ機構が設けられないので、上述したフロアトンネル２１を設ける必要がない。そこで最近は、大容量バッテリーの搭載及びキャビン内空間の確保のため、フロアトンネル２１を設けず、フロア３をフラットに設計することが多くなっている。
上記のようにフロアトンネルを有さないフロアの場合、フロアクロスメンバは、フロア下に搭載されるバッテリーケースの上方を車体幅方向に横切って、左右のサイドシルをつなぐように設けられる。このようにすることで、側面衝突の際にフロアクロスメンバがバッテリーケースの変形を低減し、バッテリーケースの内部に格納されたバッテリーの損傷を防止する。 On the other hand, since an electric vehicle does not have an exhaust system or a change mechanism, there is no need to provide the floor tunnel 21 described above. Therefore, recently, the floor 3 is often designed to be flat without providing the floor tunnel 21 in order to install a large-capacity battery and secure the space in the cabin.
In the case of a floor that does not have a floor tunnel as described above, the floor cross member is provided so as to cross over the battery case mounted under the floor in the width direction of the vehicle body and connect the left and right side sills. By doing so, the floor cross member reduces deformation of the battery case in the event of a side collision, and prevents damage to the battery stored inside the battery case.

上記のようにフロアクロスメンバは、自動車の側面衝突時の衝突荷重からバッテリーケースを保護する機能を有するので、高レベルな強度が求められる部品である。そこでフロアクロスメンバの剛性を向上させるため、厚肉化やHP1.5GPを超える超ハイテン化が進んでいるが、それに伴う重量アップや製造コストが課題となっている。そこで下記のように車両構造変更に関わる多くの技術が存在している。 As described above, the floor cross member has the function of protecting the battery case from the impact load in the event of a side collision of the automobile, so it is a component that requires a high level of strength. Therefore, in order to improve the rigidity of the floor cross member, thickening and ultra-high tensile strength exceeding HP 1.5GP are progressing, but the weight increase and manufacturing cost associated with this are issues. Therefore, there are many technologies related to vehicle structure modification as described below.

例えば特許文献１では、「車両のフロアパネルと、前記フロアパネルの下方に車幅方向に互いに離間して配置され車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、前記フロアパネルの上方に前記車幅方向に延びて配置されるフロアクロスメンバと、を備えた車体のフロア構造であって、前記一対のサイドメンバの間において、前記フロアクロスメンバの下部には前記サイドメンバの外側の下部より上方に位置する凹部を有し、前記フロアパネルは前記凹部に沿って形成され、前記一対のサイドメンバに着脱可能に連結される強度部材を備えたことを特徴とする車体のフロア構造」が開示されている。
上記技術は、フロアクロスメンバの下部に、上側に凹む凹部が設けられていることにより、フロアパネル下のスペースを増加させて電池ユニットの搭載スペースを確保できる、としている。また、エンジン車においては、上記強度部材（ブレース）によって一対のサイドメンバを連結することで、側面衝突に対する強度を確保できる、としている。 For example, in Patent Document 1, "a floor panel of a vehicle, a pair of side members arranged spaced apart from each other in the vehicle width direction below the floor panel and extending in the vehicle front-rear direction, and above the floor panel in the vehicle width direction. and a floor cross member arranged to extend from the side member, wherein the lower part of the floor cross member is positioned above the outer lower part of the side member between the pair of side members. A floor structure of a vehicle body, characterized in that the floor panel has a recess formed along the recess and is provided with a reinforcing member that is detachably connected to the pair of side members. .
According to the above technique, a concave portion that is recessed upward is provided in the lower portion of the floor cross member, thereby increasing the space under the floor panel and securing the mounting space for the battery unit. Further, in the engine vehicle, the strength against side collision can be ensured by connecting the pair of side members with the reinforcing member (brace).

また、特許文献２には、「車両のフロアと、前記フロア下に搭載されたバッテリパックと、前記バッテリパック上方を横切るように車両左右方向に延びて前記フロアに設けられたクロスメンバと、を備え、前記クロスメンバは、右半分および左半分のそれぞれに中央に向けて高くなる傾斜部を有する、車両の下部車体構造」が開示されている。
特許文献２においては、側面衝突時、傾斜部が衝突荷重を中央部に伝えて中央部を押し上げ、クロスメンバが上方に向けて屈曲するので、バッテリパックがある下方への変形が抑止され、バッテリパックへの衝突荷重の入力が抑制される、としている。 Further, Patent Document 2 describes, "A floor of a vehicle, a battery pack mounted under the floor, and a cross member provided on the floor so as to extend in the left-right direction of the vehicle so as to traverse above the battery pack. and the cross member has sloping portions on each of the right and left halves that rise toward the center.
In Patent Document 2, in the event of a side collision, the inclined portion transmits the collision load to the central portion and pushes up the central portion, bending the cross member upward. It is said that the input of collision load to the pack is suppressed.

また、特許文献３には、「車両のフロアパネルの車両幅方向の両外側にそれぞれ配設され、車両前後方向に沿って延在された一対のロッカと、車両幅方向を長手方向として配置されると共に長手方向の両端部が前記一対のロッカにそれぞれ固定され、車両前後方向に離間して配置された複数のクロスメンバと、を備え、車両前後方向に隣り合うクロスメンバの離間距離は、前記車両の側面衝突時に入力された入力荷重に対する前記ロッカの曲げ反力が前記入力荷重以上となるように設定されている車両側部構造」が開示されている。
特許文献３においては、車両の側面衝突時において必要なサイドシル（ロッカ）の曲げ反力Ｎを確保することができ、例えばポール衝突の際に、ポールの車両幅方向の内側への侵入を抑制することができる、としている。 Further, Patent Document 3 describes "a pair of rockers, which are arranged on both outer sides of a vehicle floor panel in the vehicle width direction and extend along the vehicle front-rear direction, and which are arranged with the vehicle width direction as the longitudinal direction. and a plurality of cross members each fixed to the pair of rockers at both ends in the longitudinal direction and spaced apart in the longitudinal direction of the vehicle. A vehicle side portion structure is disclosed in which the bending reaction force of the rocker against an input load applied at the time of a side collision of the vehicle is set to be greater than or equal to the input load.
In Patent Document 3, the necessary bending reaction force N of the side sill (rocker) can be secured in the event of a side collision of the vehicle, and, for example, in the event of a pole collision, the intrusion of the pole toward the inside in the vehicle width direction is suppressed. It is possible.

特開２０１８－１６１９３４号公報JP 2018-161934 A 特開２０１９－１５１２９４号公報JP 2019-151294 A 特開２０１９－３１２１９号公報JP 2019-31219 A

上述した特許文献１の技術は、側面衝突に対して一定の効果をもたらす一方で、部品点数の増加によって重量やコストが増加し、車体製造が複雑化する。
また、特許文献２の技術は、バッテリーケースの変形が抑えられるが、フロアクロスメンバが上方（車両内部方向）に向かって凸となるように屈曲しているため、キャビン容積が小さくなり設計自由度が著しく低下する。
また、特許文献３の技術は、車両の側面衝突時において必要なサイドシルの曲げ反力を確保することができるが、フロアクロスメンバの設置位置が限定される。フロアクロスメンバはシートレールの固定にも使用されるので、フロアクロスメンバの設置位置が限定されると車両設計の自由度が大幅に低下する。 Although the technique of Patent Document 1 described above has a certain effect against side collisions, the increase in the number of parts increases the weight and cost, and complicates the manufacturing of the vehicle body.
In addition, although the technology of Patent Document 2 suppresses deformation of the battery case, the floor cross member is bent upward (toward the inside of the vehicle) so as to project upward, reducing the cabin volume and increasing the degree of freedom in design. decreases significantly.
Further, the technique of Patent Document 3 can secure the necessary bending reaction force of the side sills in the event of a side collision of the vehicle, but the installation position of the floor cross member is limited. Since the floor cross member is also used to fix the seat rails, if the installation position of the floor cross member is limited, the degree of freedom in vehicle design is greatly reduced.

上述のように、側面衝突時に発生するサイドシルからの大荷重がバッテリーケースに入力することを防ぐ機能向上の技術開示は多くあるが、大幅な重量アップや製造コストアップを伴ったり、車両設計の自由度を低下させたりするという問題があった。 As mentioned above, there are many technical disclosures for improving the function to prevent the large load from the side sills generated in the event of a side collision from entering the battery case. There was a problem of lowering the degree.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、側面衝突時のバッテリーケースの変形を抑制するとともに、軽量化が可能であり、制振性にも優れ、キャビン容積を低下させたり車両設計の自由度を低下させたりすることなく、自動車のバッテリーケース保護構造及び該バッテリーケース保護構造に用いられるフロアクロスメンバを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and suppresses the deformation of the battery case in the event of a side collision, enables weight reduction, has excellent damping properties, and reduces the cabin volume. To provide a battery case protection structure for an automobile and a floor cross member used in the battery case protection structure without lowering the degree of freedom in vehicle design.

（１）本発明に係る自動車のバッテリーケース保護構造は、自動車を構成する車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバとを備えて構成された自動車の車体構造において前記バッテリーケースを保護するバッテリーケース保護構造であって、前記フロアクロスメンバは、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、該ハット断面部材の少なくとも前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された補強板とを備えてなることを特徴とするものである。 (1) A battery case protection structure for an automobile according to the present invention comprises a floor that constitutes at least a part of a floor portion of a vehicle body that constitutes an automobile, a battery case that is mounted under the floor and stores a battery, and the floor. a pair of side sills provided at both ends in the width direction of the vehicle body and extending in the front-rear direction of the vehicle body; A battery case protection structure for protecting the battery case in a body structure of an automobile comprising a floor cross member provided on an upper surface of a floor and having both ends in contact with side surfaces of the pair of side sills, the floor cross member comprising: The cross member includes a hat cross-sectional member having a top plate portion, a vertical wall portion, and a flange portion, a resin attached or applied to at least the inner surface and/or the outer surface of the vertical wall portion of the hat cross-sectional member, and covering the resin. and a reinforcing plate adhered to the resin.

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂は、前記フロアクロスメンバにおける前記バッテリーケースより車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。 (2) In addition, in the above-mentioned (1), the resin is disposed with a constant thickness only in a range of the floor cross member that protrudes from the battery case in the vehicle width direction. It is something to do.

（３）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂は、前記フロアクロスメンバにおける前記バッテリーケースの上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。 (3) In addition, in the above-described (1), the resin is disposed with a constant thickness only in the area of the floor cross member located above the battery case. is.

（４）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂は、前記フロアクロスメンバの全長に亘って配設され、その厚みが、前記バッテリーケースの上方に位置する範囲は一定であり、その他の範囲は車幅方向の外方に向かって漸次薄くなっていることを特徴とするものである。 (4) In addition, in the above-mentioned (1), the resin is disposed over the entire length of the floor cross member, and the thickness of the resin is constant in the range above the battery case, Other areas are characterized by being gradually thinner outward in the vehicle width direction.

（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記樹脂の厚みが0.1～5mm、前記補強板の厚みが0.15～1mmであることを特徴とするものである。 (5) In addition, in any one of (1) to (4) above, the thickness of the resin is 0.1 to 5 mm, and the thickness of the reinforcing plate is 0.15 to 1 mm. .

（６）本発明に係るフロアクロスメンバは、自動車の車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、を有する自動車の車体構造に取り付けられ、前記車体への取付状態において、前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバであって、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、該ハット断面部材の少なくとも前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された補強板とを備えてなることを特徴とするものである。 (6) A floor cross member according to the present invention comprises a floor that constitutes at least a part of a floor portion of a vehicle body of an automobile, a battery case that is mounted under the floor and stores a battery, and a floor extending in the width direction of the vehicle body. and a pair of side sills provided at both ends and extending in the longitudinal direction of the vehicle body. A floor cross member provided on the upper surface of the floor so as to protrude on both sides in the vehicle width direction from the case and having both ends in contact with the side surfaces of the pair of side sills, the floor cross member comprising a top plate portion, a vertical wall portion, and a flange portion. a hat cross-section member having a cross-section member, a resin attached or applied to at least the inner surface and/or the outer surface of the vertical wall portion of the hat cross-section member, and a reinforcing plate disposed so as to cover the resin and adhered to the resin. It is characterized by comprising

（７）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記樹脂は、取付状態において前記バッテリーケースより車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。 (7) Also, in the battery described in (6) above, the resin is disposed with a constant thickness only in a range that projects in the vehicle width direction from the battery case in the mounted state. is.

（８）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記樹脂は、取付状態において前記バッテリーケースの上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで配設されていることを特徴とするものである。 (8) Also, in the battery described in (6) above, the resin is disposed with a constant thickness only in a range located above the battery case in the attached state. .

（９）また、上記（６）に記載のものにおいて、前記樹脂は、長手方向の全長に亘って配設され、その厚みが、取付状態において前記バッテリーケースの上方に位置する範囲は一定であり、その他の範囲は車幅方向の外方に向かって漸次薄くなっていることを特徴とするものである。 (9) In addition, in the device described in (6) above, the resin is arranged over the entire length in the longitudinal direction, and the thickness of the resin is constant in the range above the battery case in the attached state. , and other areas are characterized by being gradually thinner outward in the vehicle width direction.

本発明においては、天板部、縦壁部及びフランジ部を有するハット断面部材と、ハット断面部材の少なくとも縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、樹脂を覆うように配設されて樹脂と接着された補強板とを備えてなるフロアクロスメンバを備えたことにより、フロアクロスメンバの剛性が向上して側面衝突時のバッテリーケースの変形を抑制できると共に、フロアクロスメンバの軽量化及び制振性の向上も可能となる。
また、フロアクロスメンバの設置位置を限定するものではないので、車両設計の自由度を低下させることがない。さらに、従来のフロアクロスメンバの形状を大きく変える必要もないのでキャビン容積が小さくなることもない。 In the present invention, a hat cross-sectional member having a top plate portion, a vertical wall portion and a flange portion, a resin attached or applied to at least the inner surface and / or the outer surface of the vertical wall portion of the hat cross-sectional member, and so as to cover the resin By providing the floor cross member provided with the reinforcing plate bonded with the resin, the rigidity of the floor cross member is improved, and the deformation of the battery case in the event of a side collision can be suppressed, and the floor cross member is also provided with the reinforcing plate. It is also possible to reduce the weight and improve the damping performance.
In addition, since the installation position of the floor cross member is not limited, the flexibility of vehicle design is not reduced. Furthermore, since there is no need to change the shape of the conventional floor cross member significantly, the cabin volume is not reduced.

本発明の一実施の形態に係るバッテリーケース保護構造を説明する図であり、図１（ａ）は分解斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。1(a) is an exploded perspective view and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1(a). FIG. 図１に示すバッテリーケース保護構造において、フロアクロスメンバの長手方向における樹脂の貼付（塗布）範囲を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a resin pasting (applying) range in the longitudinal direction of a floor cross member in the battery case protection structure shown in FIG. 1; 図１のフロアクロスメンバの比較例として、従来のフロアクロスメンバの断面を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional floor cross member as a comparative example of the floor cross member of FIG. 1; 図１のフロアクロスメンバの縦壁部の面剛性を評価するためのモデル（発明モデル）と、図３の従来のフロアクロスメンバの縦壁部の面剛性を評価するためのモデル（従来モデル）を説明する図である。A model (invention model) for evaluating the surface rigidity of the vertical wall portion of the floor cross member shown in FIG. 1 and a model (conventional model) for evaluating the surface rigidity of the vertical wall portion of the conventional floor cross member shown in FIG. It is a figure explaining. 図４の従来モデルと発明モデルの面剛性を評価した結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing results of evaluating the surface stiffness of the conventional model and the invention model shown in FIG. 4. FIG. 側面衝突時におけるフロアクロスメンバの変形状態を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the deformation state of the floor cross member at the time of side collision; フロアクロスメンバの長手方向における樹脂の貼付（塗布）範囲の他の態様を説明する図である（その１）。FIG. 10 is a diagram illustrating another aspect of a resin pasting (applying) range in the longitudinal direction of the floor cross member (No. 1); フロアクロスメンバの長手方向における樹脂の貼付（塗布）範囲の他の態様を説明する図である（その２）。FIG. 10 is a diagram illustrating another aspect of a resin pasting (applying) range in the longitudinal direction of the floor cross member (No. 2); フロアクロスメンバの周方向における樹脂の貼付（塗布）範囲の他の態様を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another aspect of a resin pasting (applying) range in the circumferential direction of the floor cross member; 実施例１に係る試験体の周方向における樹脂の塗布（貼付）範囲を示す図であり、図９（ａ）、図９（ｂ）は発明例、図９（ｃ）は比較例である。9(a) and 9(b) are invention examples, and FIG. 9(c) is a comparative example. FIG. 実施例１に係る発明例１及び比較例１の衝突試験時の荷重－ストローク曲線を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing load-stroke curves during a collision test of Invention Example 1 and Comparative Example 1 according to Example 1; 内燃機関車(ICE)のフロアにおけるフロアクロスメンバの周辺の構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration around a floor cross member on the floor of an internal combustion engine (ICE);

本発明の一実施の形態に係る自動車のバッテリーケース保護構造１（以下、単に「バッテリーケース保護構造１」という）について図１、図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態のバッテリーケース保護構造１を示す模式図である。図中の矢印FRの向きが車体の前方、矢印UPの向きが車体の上方を示している。図２は図１のバッテリーケース保護構造１の垂直断面における車幅方向の一部を示す模式図である。 An automobile battery case protection structure 1 (hereinafter simply referred to as "battery case protection structure 1") according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a battery case protective structure 1 of this embodiment. The direction of the arrow FR in the drawing indicates the front of the vehicle body, and the direction of the arrow UP indicates the upper direction of the vehicle body. FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of the vehicle width direction in a vertical cross section of the battery case protection structure 1 of FIG.

バッテリーケース保護構造１は、図１に示すように、電気自動車のフロア３と、フロア３の下に搭載されるバッテリーケース５と、フロア３の車体幅方向の両端部に設けられる一対のサイドシル７（図１はサイドシル７を構成するサイドシルインナ７ａの一部のみ図示）と、車幅方向に延びるようにフロア３の上面に設けられるフロアクロスメンバ９とを備えて構成された電気自動車の車体下部構造において、側面衝突による荷重からバッテリーケース５を保護するものである。
以下、各構成を詳細に説明する。 As shown in FIG. 1, the battery case protection structure 1 includes a floor 3 of an electric vehicle, a battery case 5 mounted under the floor 3, and a pair of side sills 7 provided at both ends of the floor 3 in the vehicle width direction. (Fig. 1 shows only a part of a side sill inner 7a constituting the side sill 7) and a floor cross member 9 provided on the upper surface of the floor 3 so as to extend in the vehicle width direction. Structurally, it protects the battery case 5 from the load caused by a side collision.
Each configuration will be described in detail below.

＜フロア＞
フロア３は、電気自動車を構成する車体の床部分の少なくとも一部を構成する部材（パネル）である。フロア３は、内燃機関車(ICE)のフロアにあるようなフロアトンネル２１（図１２参照）が設けられていないので、バッテリーケース５の空間及びキャビン空間が確保しやすい形状となっている。 <floor>
The floor 3 is a member (panel) that constitutes at least a part of the floor portion of the vehicle body that constitutes the electric vehicle. Since the floor 3 is not provided with a floor tunnel 21 (see FIG. 12) like the floor of an internal combustion engine (ICE), it has a shape that facilitates securing a space for the battery case 5 and a cabin space.

＜バッテリーケース＞
バッテリーケース５は、電気自動車のバッテリーを格納するものであり、バッテリーを格納する有底枠体からなるバッテリーケースロア５ａと、バッテリーケースロア５ａを覆う蓋であるバッテリーケースアッパ５ｂと、バッテリーケースロア５ａの内部に車体幅方向に延びるように設けられたバッテリーケースクロス５ｃによって構成されている。
バッテリーケースクロス５ｃは、バッテリーケース５自体の剛性を向上させる補剛部材であり、側面衝突時のバッテリーケース５の変形を抑制する。 <Battery case>
The battery case 5 stores the battery of the electric vehicle, and includes a battery case lower 5a composed of a bottomed frame for storing the battery, a battery case upper 5b serving as a lid covering the battery case lower 5a, and a battery case lower. A battery case cloth 5c is provided inside the battery case 5a so as to extend in the width direction of the vehicle body.
The battery case cloth 5c is a stiffening member that improves the rigidity of the battery case 5 itself, and suppresses deformation of the battery case 5 during a side collision.

＜サイドシル＞
サイドシル７は、車体前後方向に延びるように配置されてフロア３の車幅方向の両外側にそれぞれ接合されている。サイドシル７は、車体の内側に配置されるサイドシルインナ７ａと、車体の外側に配置されるサイドシルアウタ７ｂによって構成されている（図２参照）。
サイドシルインナ７ａの下部には、図２に示すように、断面Ｌ字状の固定部品１１の水平部が接合されており、固定部品１１の垂直部はバッテリーケース５の側壁部５ｄ（具体的にはバッテリーケースロア５ａの側壁部）に接合されている。上記のように、バッテリーケース５は固定部品１１を介してサイドシル７に固定されている。 <Side sill>
The side sills 7 are arranged so as to extend in the longitudinal direction of the vehicle body and are joined to both outer sides of the floor 3 in the vehicle width direction. The side sill 7 is composed of a side sill inner 7a arranged inside the vehicle body and a side sill outer 7b arranged outside the vehicle body (see FIG. 2).
As shown in FIG. 2, a horizontal portion of a fixing component 11 having an L-shaped cross section is joined to the lower portion of the side sill inner 7a. is joined to the side wall portion of the lower battery case 5a. As described above, the battery case 5 is fixed to the side sill 7 via the fixing parts 11 .

＜フロアクロスメンバ＞
フロアクロスメンバ９は、図１（ｂ）に示すように、ハット断面形状の部品である。また、フロアクロスメンバ９は、図２に示すように、フロア３の上面にバッテリーケース５の上方を車幅方向に横切るように設けられ、その両端部がバッテリーケース５の側壁部５ｄよりも車幅方向両側に突出して、サイドシルインナ７ａに接合されている。 <Floor cross member>
The floor cross member 9 is a hat-shaped cross-sectional part, as shown in FIG. 1(b). Further, as shown in FIG. 2, the floor cross member 9 is provided on the upper surface of the floor 3 so as to cross the upper side of the battery case 5 in the vehicle width direction. It protrudes on both sides in the width direction and is joined to the side sill inner 7a.

上記のように、フロアクロスメンバ９がバッテリーケース５の上方において、バッテリーケース５よりも車幅方向両側に突出して設けられていることにより、側面衝突時の荷重はバッテリーケース５より先にフロアクロスメンバ９に入力され、バッテリーケース５に入力する荷重が低減する。 As described above, since the floor cross member 9 is provided above the battery case 5 so as to protrude to both sides in the vehicle width direction, the load in the event of a side collision is transferred to the floor cross before the battery case 5. The load input to the member 9 and input to the battery case 5 is reduced.

フロアクロスメンバ９は、図１（ｂ）に示すように、ハット断面部材１３と、ハット断面部材１３の内面に貼付又は塗布された樹脂１５と、樹脂１５を覆うように設けられた補強板１７とを備えている。 As shown in FIG. 1(b), the floor cross member 9 includes a hat section member 13, a resin 15 attached or applied to the inner surface of the hat section member 13, and a reinforcing plate 17 provided so as to cover the resin 15. and

ハット断面部材１３は、天板部１３ａ、縦壁部１３ｂ及びフランジ部１３ｃを有するハット断面形状の金属製（例えば鋼板製）の部材である。ハット断面部材１３のフランジ部１３ｃがフロア３の上面に接合されている、また、縦壁部１３ｂの車幅方向両端部に形成された縦壁フランジ部１３ｄがサイドシルインナ７ａに接合されている。ハット断面部材１３の素材としては、強度及び剛性を高めるため、例えば980MPa以上の高強度ハイテン材が用いられる。 The hat cross-sectional member 13 is a hat cross-sectional metal (eg, steel plate) member having a top plate portion 13a, a vertical wall portion 13b, and a flange portion 13c. The flange portion 13c of the hat section member 13 is joined to the upper surface of the floor 3, and the vertical wall flange portions 13d formed at both ends of the vertical wall portion 13b in the vehicle width direction are joined to the side sill inner 7a. As a material for the hat cross-section member 13, a high-strength high-tensile material of, for example, 980 MPa or more is used in order to increase strength and rigidity.

ハット断面部材１３の縦壁部１３ｂの内面には、樹脂１５が所定の接着強度で貼付又は塗布されている。樹脂１５は、予め成形されたもの（射出成形樹脂部品）をハット断面部材１３に貼付してもよいし、成形前の樹脂をハット断面部材１３に塗布して焼付することによって形成してもよい。 A resin 15 is attached or applied to the inner surface of the vertical wall portion 13b of the hat section member 13 with a predetermined adhesive strength. The resin 15 may be a pre-molded part (injection-molded resin part) that is attached to the hat cross-section member 13, or may be formed by applying a pre-molded resin to the hat cross-section member 13 and baking the resin. .

樹脂１５の厚みの下限は、樹脂１５を塗布して形成する場合には均一に塗布可能な0.1mm程度、フィルム状の樹脂１５を貼付する場合には20μm程度となる。
また、樹脂１５の厚みの上限は、コストの観点から5mm程度とするのが好ましい。 The lower limit of the thickness of the resin 15 is about 0.1 mm, which enables uniform coating when the resin 15 is applied, and about 20 μm when the film-like resin 15 is attached.
Also, the upper limit of the thickness of the resin 15 is preferably about 5 mm from the viewpoint of cost.

さらに、樹脂１５を覆うように補強板１７が設けられている。補強板１７は、ハット断面部材１３の縦壁部１３ｂより樹脂１５が剥離するのを防止し、後述するように樹脂と協働して縦壁部１３ｂの面剛性を向上して、フロアクロスメンバ９の剛性を向上するものであり、ハット断面部材１３の縦壁部１３ｂにスポット溶接によって固定されている。また、補強板１７と樹脂１５は所定の強度で接着されている。
本実施の形態における縦壁部１３ｂの面剛性向上の効果は、後述するように補強板１７の素材の引張強度に大きく依存しないため、ハット断面部材１３の素材よりも引張強度は低くてもよく、製造コスト低減の観点から、引張強度270MPa級～590MPa級でよい。また、補強板１７は、樹脂１５のハット断面部材１３の縦壁部１３ｂから剥離するのを防止すればよいので、補強板１７の板厚はハット断面部材１３の素材の板厚よりも薄肉でよく、軽量化及び製造コスト低減の観点から、板厚0.15～1mmの鋼板がよい。
引張強度270MPa級～590MPa級としたのは、270MPa級が通常使用される鋼板において最も引張強度が低く、590MPa級を越えるとコストが大きく上昇するためである。この範囲の中では、特にJIS規格SPCC等の普通鋼と呼ばれる安価な一般的な冷間圧延鋼板のグレードである270MPa級（いわゆる、軟鋼）がコスト面から好ましい。また、板厚0.15～1mmとしたのは、0.15mm未満では製造コストが上昇し、1mmを超えると軽量化効果が低下するためである。 Furthermore, a reinforcing plate 17 is provided so as to cover the resin 15 . The reinforcing plate 17 prevents the peeling of the resin 15 from the vertical wall portion 13b of the hat cross-section member 13, and cooperates with the resin to improve the surface rigidity of the vertical wall portion 13b as will be described later. 9, and is fixed to the vertical wall portion 13b of the hat section member 13 by spot welding. Further, the reinforcing plate 17 and the resin 15 are adhered with a predetermined strength.
Since the effect of improving the surface rigidity of the vertical wall portion 13b in the present embodiment does not greatly depend on the tensile strength of the material of the reinforcing plate 17 as will be described later, the tensile strength may be lower than that of the material of the hat section member 13. , from the viewpoint of manufacturing cost reduction, a tensile strength of 270 MPa class to 590 MPa class is sufficient. Further, since the reinforcing plate 17 only needs to prevent the resin 15 from peeling off from the vertical wall portion 13b of the hat cross-section member 13, the thickness of the reinforcing plate 17 is thinner than the thickness of the material of the hat cross-section member 13. A steel plate with a thickness of 0.15 to 1 mm is often preferable from the viewpoint of weight reduction and manufacturing cost reduction.
The tensile strength of the 270 MPa class to 590 MPa class is selected because the 270 MPa class has the lowest tensile strength among the steel sheets normally used, and if the 590 MPa class is exceeded, the cost increases significantly. Within this range, 270 MPa grade (so-called mild steel), which is a grade of inexpensive general cold-rolled steel plate called ordinary steel such as JIS standard SPCC, is particularly preferable from the viewpoint of cost. The reason why the plate thickness is set to 0.15 to 1 mm is that if the thickness is less than 0.15 mm, the manufacturing cost rises, and if it exceeds 1 mm, the effect of weight reduction decreases.

従来の一般的なフロアクロスメンバ２３は、図３に示すように、金属製のハット断面部材１３のみで構成されていたが、この場合、強度及び剛性を高めるには、ハット断面部材１３の板厚を厚くする必要があり、重量が増加していた。 As shown in FIG. 3, a conventional general floor cross member 23 is composed only of a hat section member 13 made of metal. It had to be thicker, which added weight.

この点、ハット断面部材１３に樹脂１５と補強板１７を設けた本実施の形態のフロアクロスメンバ９は、樹脂１５と補強板１７を設けた部分の見かけの板厚が厚くなっているが、金属よりも低密度の樹脂１５を用いているので、従来のようにハット断面部材１３自体の板厚を厚くする場合と比べて重量が増加しにくい。 In this regard, in the floor cross member 9 of the present embodiment, in which the hat section member 13 is provided with the resin 15 and the reinforcing plate 17, the apparent thickness of the portion provided with the resin 15 and the reinforcing plate 17 is increased. Since the resin 15 having a density lower than that of metal is used, the weight is less likely to increase as compared with the conventional case where the plate thickness of the hat cross-section member 13 itself is increased.

そして、金属製のハット断面部材１３と補強板１７で樹脂を挟んだサンドイッチ構造としたことにより、縦壁部１３ｂの面剛性を向上させることができる。ここで、縦壁部の面剛性とは、縦壁部の端部より縦壁部の面内方向に荷重が入力し、座屈変形が開始する前の剛性（曲げ剛性）である。この点について、図４、図５に基づいて説明する。 By adopting a sandwich structure in which resin is sandwiched between the metal hat cross-section member 13 and the reinforcing plate 17, the surface rigidity of the vertical wall portion 13b can be improved. Here, the surface rigidity of the vertical wall portion is the rigidity (bending rigidity) before buckling deformation starts when a load is input from the end portion of the vertical wall portion in the in-plane direction of the vertical wall portion. This point will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

図４に、従来のフロアクロスメンバ２３（図３参照）の縦壁部１３ｂの面剛性を評価するためのモデルとして、鋼板（ハット断面部材１３）のみから構成された従来モデルと、本実施の形態のフロアクロスメンバ９（図１（ｂ）参照）の縦壁部１３ｂの面剛性を評価するためのモデルとして、サンドイッチ構造（３層の積層構造）とした発明モデルを示す。図４において図１、図３と対応する部分には同一の符号を付す。 FIG. 4 shows, as a model for evaluating the surface rigidity of the vertical wall portion 13b of the conventional floor cross member 23 (see FIG. 3), a conventional model composed only of a steel plate (hat cross-section member 13) and a model of the present embodiment. As a model for evaluating the surface rigidity of the vertical wall portion 13b of the floor cross member 9 (see FIG. 1(b)), an invention model having a sandwich structure (three-layer laminated structure) is shown. In FIG. 4, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals.

従来モデルのように鋼板のみから構成される場合の面剛性は、一般的に材料のヤング率Eと、断面2次モーメントIとの積EIで与えられる。
これに対し、発明モデルのようにサンドイッチ構造となっている場合の面剛性EIは、下記式（１）を用いて求めることができる。 The surface stiffness of a conventional model consisting of only steel plates is generally given by the product EI of the material's Young's modulus E and the geometrical moment of inertia I.
On the other hand, the surface rigidity EI in the case of a sandwich structure like the invention model can be obtained using the following formula (1).

Figure 0007264204000002
Figure 0007264204000002

上記式（１）において、Lは積層材の幅、iは材料、nは層の数、Eiは材料iのヤング率、hiはi=1の材料から材料iの層までの厚み、λはi=1の材料の表面から積層材の中立面までの距離である。 In the above formula (1), L is the width of the laminated material, i is the material, n is the number of layers, E i is the Young's modulus of material i, hi is the thickness from the material of i = 1 to the layer of material i, λ is the distance from the surface of the i=1 material to the midplane of the laminate.

図４の従来モデルと発明モデルを略同一の重量とした場合の面剛性EIの違いを比較したのでその結果を図５に示す。
図５は、従来モデルのハット断面部材１３の厚みを1.2t（総厚み1.2t）とし、本発明モデルのハット断面部材１３の厚みを0.6t、樹脂１５の厚みを1.5ｔ、補強板１７の厚みを0.3t（総厚み2.4t）とし、それぞれの面剛性EIを式（１）を用いて算出したものである。図５における両モデルの重量比は、従来モデルの重量を基準（1.00）としたとき、発明モデルは0.97であった。
図５に示されるように、発明モデルの面剛性（1.65×10-7GPa・m4）は従来モデル（0.31×10-7GPa・m4）の5.3倍に向上した。このように、発明モデルのハット断面部材１３（金属製）の板厚を従来モデルよりも薄くして、金属よりも低密度でヤング率の低い樹脂１５に置き換えて、補強板１７とのサンドイッチ構造の総厚みを従来モデルの板厚よりも厚くすることにより、発明モデルは、従来モデルと同程度の重量でも面剛性を著しく上昇させることができる。 FIG. 5 shows the results of comparing the difference in surface stiffness EI when the weight of the conventional model and the invention model shown in FIG. 4 is substantially the same.
In FIG. 5, the thickness of the hat section member 13 of the conventional model is 1.2t (total thickness of 1.2t), the thickness of the hat section member 13 of the model of the present invention is 0.6t, the thickness of the resin 15 is 1.5t, and the thickness of the reinforcing plate 17 is 1.5t. With a thickness of 0.3t (total thickness of 2.4t), each surface stiffness EI was calculated using the formula (1). The weight ratio of the two models in FIG. 5 was 0.97 for the invention model when the weight of the conventional model was taken as the standard (1.00).
As shown in FIG. 5, the surface rigidity of the invention model (1.65×10 −7 GPa·m 4 ) is 5.3 times higher than that of the conventional model (0.31×10 −7 GPa·m 4 ). In this way, the plate thickness of the hat cross-section member 13 (made of metal) of the invention model is made thinner than that of the conventional model, and the resin 15, which has a lower density and a lower Young's modulus than metal, is used to form a sandwich structure with the reinforcing plate 17. By making the total thickness of the plate thicker than that of the conventional model, the invention model can significantly increase the surface rigidity even if the weight is about the same as that of the conventional model.

次に、樹脂１５及び補強板１７をハット断面部材１３の縦壁部１３ｂに設けた理由について、図６を用いて説明する。
図６は、車体の側面がポール１９に衝突した場合のフロアクロスメンバ９の変形の様子を模式的に示した平面図である。図６（ａ）は衝突前の状態、図６（ｂ）は衝突後の状態を示している。図６（ａ）に示す位置にポール１９があるとき、図６（ｂ）の黒矢印の方向に車体が移動して車体の左側面がポール１９に衝突すると、ポール１９と衝突した部分の両側のフロアクロスメンバ９の変形は、衝突した部分に向かって屈曲する折れモードとなることが多い。 Next, the reason why the resin 15 and the reinforcing plate 17 are provided on the vertical wall portion 13b of the hat section member 13 will be described with reference to FIG.
6 is a plan view schematically showing how the floor cross member 9 deforms when the side of the vehicle body collides with the pole 19. FIG. FIG. 6(a) shows the state before the collision, and FIG. 6(b) shows the state after the collision. When the pole 19 is in the position shown in FIG. 6(a), when the vehicle body moves in the direction of the black arrow in FIG. The deformation of the floor cross member 9 is often in a bending mode in which it bends toward the colliding portion.

図６（ｂ）のような折れモードの変形時には、天板部１３ａが面内変形となるのに対し、縦壁部１３ｂは面外変形となるので、縦壁部１３ｂは天板部１３ａより変形しやすい。したがって、縦壁部１３ｂに樹脂１５及び補強板１７を設けて縦壁部１３ｂの面剛性を高めることにより、フロアクロスメンバ９の折れモードに対する耐力が向上するので効果的である。 At the time of deformation in the folding mode as shown in FIG. 6B, the top plate portion 13a undergoes in-plane deformation, whereas the vertical wall portion 13b undergoes out-of-plane deformation. Easy to deform. Therefore, by providing the vertical wall portion 13b with the resin 15 and the reinforcing plate 17 to increase the surface rigidity of the vertical wall portion 13b, the resistance to the bending mode of the floor cross member 9 is effectively improved.

なお、ハット断面部材１３と樹脂１５と補強板１７とが一体となって荷重を受けることで面剛性が効果的に向上するので、ハット断面部材と樹脂、及び、樹脂と補強板は所定の強度で接着されている必要がある。この点について具体例をあげて説明する。 In addition, since the hat section member 13, the resin 15, and the reinforcing plate 17 are united to receive the load, the surface rigidity is effectively improved. must be glued together. This point will be described with a specific example.

例えば、ハット断面部材１３の板厚を1.0mm、樹脂１５の厚みを1.0mm、補強板１７（鉄製）の板厚を0.6mmとした場合、ハット断面部材１３と樹脂１５、樹脂１５と補強板１７とがそれぞれ接着されていれば、面剛性EIは271.5GPa・mm4となる（鉄のヤング率を206GPa、樹脂のヤング率を2GPaとした）。ここで、樹脂１５と補強板１７が接着されていない場合には、接着されているハット断面部材１３と樹脂１５の面剛性EIは19.3GPa・mm4、補強板１７単体の面剛性EIは3.7GPa・mm4であるので、合計しても23GPa・mm4となり、全体としての面剛性が著しく低下する。
したがって、ハット断面部材１３と樹脂１５と補強板１７が一体で荷重を受けられるよう、ハット断面部材１３と樹脂１５が十分な強度で接着され、かつ、樹脂１５と補強板１７が十分な強度で接着されていることが重要である。 For example, if the thickness of the hat section member 13 is 1.0 mm, the thickness of the resin 15 is 1.0 mm, and the thickness of the reinforcing plate 17 (made of iron) is 0.6 mm, the hat section member 13 and the resin 15, and the resin 15 and the reinforcing plate 17 are adhered to each other, the surface rigidity EI is 271.5 GPa·mm 4 (Young's modulus of iron is 206 GPa, and Young's modulus of resin is 2 GPa). Here, when the resin 15 and the reinforcing plate 17 are not bonded, the surface rigidity EI of the bonded hat section member 13 and the resin 15 is 19.3 GPa·mm 4 , and the surface rigidity EI of the reinforcing plate 17 alone is 3.7. Since it is GPa·mm 4 , the total is 23 GPa·mm 4 , and the surface rigidity as a whole is remarkably lowered.
Therefore, the hat cross-section member 13 and the resin 15 are bonded with sufficient strength so that the hat cross-section member 13, the resin 15 and the reinforcing plate 17 can receive the load together, and the resin 15 and the reinforcing plate 17 are bonded with sufficient strength. It is important that they are glued together.

接着強度としては、例えば5MPa以上が好ましい。接着強度が5MPa以上あれば、図６のような折れモードの変形において、90°程度までの曲げ変形であれば、鋼板から接着剤が剥離しない。
なお、フロアクロスメンバ９の端部に関しては、衝突の初期に軸圧壊して蛇腹状に座屈変形する場合があり（図６（ｂ）参照）、曲げ変形よりも変形量が大きくなる。変形の初期に樹脂１５が剥離すると、次の（蛇腹）変形時の耐力が低下するため、軸圧壊のように大きな変形が想定される部位は接着強度を10MPa以上とするのがより好ましい。
また、図６のように２つのフロアクロスメンバ９の間にポール１９が衝突するような場合は、フロアクロスメンバ９の変形が折れモードとなるが、１つのフロアクロスメンバ９の軸方向にポール１９が衝突する場合には、フロアクロスメンバ９の変形量は図６（ｂ）の場合よりもさらに大きくなる。そのような場合にも接着強度を10MPa以上としておけば、樹脂の剥離を防止できる。 The adhesive strength is preferably 5 MPa or more, for example. If the adhesive strength is 5 MPa or more, the adhesive will not separate from the steel plate if the bending deformation is up to about 90° in the bending mode deformation as shown in FIG.
Note that the end of the floor cross member 9 may be axially crushed at the initial stage of the collision and undergo bellows-like buckling deformation (see FIG. 6B), and the amount of deformation is greater than the bending deformation. If the resin 15 is peeled off at the initial stage of deformation, the yield strength at the time of subsequent (bellows) deformation is reduced. Therefore, it is more preferable to set the adhesive strength to 10 MPa or more for portions where large deformation such as axial crushing is expected.
Also, when the pole 19 collides between two floor cross members 9 as shown in FIG. 19 collides, the amount of deformation of the floor cross member 9 becomes even greater than in the case of FIG. 6(b). Even in such a case, if the adhesive strength is set to 10 MPa or more, peeling of the resin can be prevented.

なお、本発明はフロアクロスメンバ９の長手方向における樹脂１５の貼付（又は塗布）範囲を限定するものではないので、長手方向の全長に亘って樹脂１５を設けてもよいし、フロアクロスメンバ９の剛性を向上させたい範囲にのみ樹脂１５を設けてもよい。したがって、例えば図２のように、フロアクロスメンバ９におけるバッテリーケース５より車幅方向に突出する範囲にのみ一定の厚みで樹脂１５を貼付（又は塗布）するようにしてもよい。
図２の例は、サイドシル７のみで衝突エネルギーを吸収するように設計した場合を想定し、フロアクロスメンバ９の折れ（曲げ変形）や座屈変形の発生しやすい範囲（図６（ｂ）参照）の縦壁部１３ｂの面剛性を向上させるようにしたものである。この例は樹脂１５の使用量が必要最小限であるので、部品を軽量化して製造コストを抑えることができる。 The present invention does not limit the range of application (or application) of the resin 15 in the longitudinal direction of the floor cross member 9 . The resin 15 may be provided only in the range in which the rigidity of is desired to be improved. Therefore, for example, as shown in FIG. 2, the resin 15 may be attached (or applied) with a constant thickness only to the area of the floor cross member 9 that protrudes from the battery case 5 in the vehicle width direction.
The example in FIG. 2 is based on the assumption that the side sill 7 alone is designed to absorb the impact energy. ) to improve the surface rigidity of the vertical wall portion 13b. In this example, the amount of the resin 15 used is the minimum required, so the weight of the parts can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed.

また、他の態様としては、図７に示すようにフロアクロスメンバ９におけるバッテリーケース５の上方に位置する範囲にのみ一定の厚みで樹脂を配設するようにしてもよい。ここで、「バッテリーケース５の上方」とは、少なくともバッテリーケース５におけるバッテリーを格納する部分の上方を含んでいればよい。したがって、図７の例のようにバッテリーケース５の一方の側壁部５ｄ（具体的にはバッテリーケースロア５ａの側壁部）から他方の側壁部（図示なし）までの間の部分の上方に位置する範囲に樹脂１５を設ければよい。 Alternatively, as shown in FIG. 7, the resin may be provided with a constant thickness only in the area of the floor cross member 9 located above the battery case 5 . Here, "above the battery case 5" should include at least above the portion of the battery case 5 that stores the battery. Therefore, as in the example of FIG. 7, it is located above the portion between one side wall portion 5d of the battery case 5 (specifically, the side wall portion of the lower battery case 5a) and the other side wall portion (not shown). The resin 15 may be provided in the range.

図７の例は、フロアクロスメンバ９の端部のみ縦壁部１３ｂの面剛性が低いので、当該部分のみ曲げ変形や座屈変形が生じやすくなっている。これにより、側面衝突時にサイドシル７とともにフロアクロスメンバ９の端部も変形するので、衝突エネルギー吸収能力が向上する。
また、バッテリーケース５から外側に突出する部分を除く大部分に樹脂１５を配置するので、樹脂１５を長手方向の全長に亘って配置した場合と同等のバッテリーケース変形抑止効果及び軽量化効果を得ることができる。 In the example of FIG. 7, since the surface rigidity of the vertical wall portion 13b is low only at the end portion of the floor cross member 9, bending deformation and buckling deformation are likely to occur only at that portion. As a result, the end portion of the floor cross member 9 is deformed together with the side sill 7 in the event of a side collision, thereby improving the collision energy absorption capability.
In addition, since the resin 15 is disposed on most of the battery case 5 except for the portion protruding outward from the battery case 5, the effect of suppressing deformation of the battery case and the effect of weight reduction equivalent to those obtained when the resin 15 is disposed over the entire length in the longitudinal direction can be obtained. be able to.

図２、図７の例は樹脂１５を一定の厚みで設けたものであったが、樹脂１５の厚みは必ずしも一定でなくてもよく、部分的に変化してもよい。例えば、図８に示すようにフロアクロスメンバ９の全長に亘って樹脂１５を配設する場合に、バッテリーケース５の側壁部５ｄから外方に突出する部分において、樹脂１５の厚みが車幅方向の外方に向かって漸次薄くなるようにしてもよい。 In the examples of FIGS. 2 and 7, the resin 15 is provided with a constant thickness, but the thickness of the resin 15 may not necessarily be constant and may vary partially. For example, when the resin 15 is arranged over the entire length of the floor cross member 9 as shown in FIG. You may make it become thin gradually toward the outer side of .

このようにすると、フロアクロスメンバ９におけるバッテリーケース５から突出した部分は、外方に向かって縦壁部１３ｂの面剛性が低くなるので、フロアクロスメンバ９に荷重が入力した際に、面剛性が低い端部側から変形が始まる。このようにバッテリーケース５から離れた部分から変形が始まるように制御できるので、バッテリーケース５の変形抑止効果は図７の例より向上する。 With this arrangement, the surface rigidity of the vertical wall portion 13b of the portion of the floor cross member 9 protruding from the battery case 5 decreases toward the outside. Deformation starts from the end side with low . Since the deformation can be controlled so as to start from the portion apart from the battery case 5 in this way, the effect of suppressing the deformation of the battery case 5 is improved as compared with the example of FIG.

なお、上記はハット断面部材１３の縦壁部１３ｂにのみ樹脂１５及び補強板１７を設けたものであったが（図１（ｂ）参照）、本発明においては少なくとも縦壁部１３ｂに樹脂１５及び補強板１７が設けられていればよいので、図９に示すように、縦壁部１３ｂと天板部１３ａに樹脂１５及び補強板１７が設けられたものであってもよい。 In the above description, the resin 15 and the reinforcing plate 17 are provided only on the vertical wall portion 13b of the hat section member 13 (see FIG. 1(b)). and the reinforcing plate 17 may be provided. Therefore, as shown in FIG. 9, the resin 15 and the reinforcing plate 17 may be provided on the vertical wall portion 13b and the top plate portion 13a.

＜樹脂厚の決定方法＞
前述したように、本発明はフロアクロスメンバ９の樹脂１５の厚みを限定するものではないが、樹脂１５が薄すぎると縦壁部１３ｂの面剛性向上の効果が低くなり、厚すぎると軽量化の効果が低くなる場合がある。よって、両者のバランスを考慮して樹脂厚を決定するのが好ましい。以下に、そのような樹脂厚の決定方法の一例について説明する。 <Method for determining resin thickness>
As described above, the present invention does not limit the thickness of the resin 15 of the floor cross member 9, but if the resin 15 is too thin, the effect of improving the surface rigidity of the vertical wall portion 13b will be reduced, and if it is too thick, the weight will be reduced. may be less effective. Therefore, it is preferable to determine the resin thickness in consideration of the balance between the two. An example of such a resin thickness determination method will be described below.

まず、検討のベースとなるようなハット断面部材１３を用意し、重量と、縦壁部１３ｂの面剛性を求める。
ここでは、板厚1.6mmの鋼板製のハット断面部材１３を用意し、重量（フロアの重量を含む）と縦壁部１３ｂにおける面剛性を求めた（下記表１の≪ベース≫参照）。 First, a hat cross-section member 13 is prepared as a basis for examination, and the weight and surface rigidity of the vertical wall portion 13b are obtained.
Here, a hat cross-sectional member 13 made of steel plate having a thickness of 1.6 mm was prepared, and the weight (including the weight of the floor) and surface rigidity of the vertical wall portion 13b were determined (see <<base>> in Table 1 below).

次に、本実施の形態に係るフロアクロスメンバ９を構成するハット断面部材１３として、上記ベースとなるハット断面部材１３の板厚よりも板厚が薄いものを用意する。
ここでは、板厚0.8mm≪No.1≫、1.0mm≪No.2≫、1.2mm≪No.3≫の3種類のハット断面部材１３を用意した。補強板１７は、板厚0.4mmの鋼板製のものを用いることした（≪No.1≫～≪No.3≫で共通）。 Next, as the hat cross-section member 13 constituting the floor cross member 9 according to the present embodiment, a hat cross-section member 13 having a thickness smaller than that of the hat cross-section member 13 serving as the base is prepared.
Here, three types of hat cross-sectional members 13 with plate thicknesses of 0.8 mm <<No.1>>, 1.0 mm <<No.2>>, and 1.2 mm <<No.3>> were prepared. The reinforcing plate 17 is made of a steel plate having a thickness of 0.4 mm (same for <<No.1>> to <<No.3>>).

上記≪No.1≫～≪No.3≫のハット断面部材１３と補強板１７を用いて図９のようなフロアクロスメンバ９を構成する場合に、縦壁部１３ｂの面剛性が≪ベース≫の面剛性と同程度になるように調整したときの樹脂厚を求めた（Ａ）。
また、フロアクロスメンバ９の重量が≪ベース≫の重量と同程度になるように調整したときの樹脂厚を求めた（Ｂ）。その結果を表１に示す。
なお。表１の重量にはフロアの重量（0.9kg共通）も含まれている。また、面剛性は縦壁部におけるものとする。 When constructing the floor cross member 9 as shown in FIG. The resin thickness was obtained when the surface rigidity was adjusted to be approximately the same as the surface rigidity of (A).
Also, the resin thickness was obtained when the weight of the floor cross member 9 was adjusted to be approximately the same as the weight of the <<base>> (B). Table 1 shows the results.
note that. The weight in Table 1 includes the weight of the floor (0.9kg common). Also, the surface rigidity is assumed to be that of the vertical wall portion.

Figure 0007264204000003
Figure 0007264204000003

表１に示す≪No.1≫～≪No.3≫のＡは、ハット断面部材１３の板厚を≪ベース≫よりも薄くして、鋼板よりもヤング率の低い樹脂１５を設け、補強板１７とのサンドイッチ構造の総厚みを≪ベース≫の板厚よりも厚くして≪ベース≫の面剛性（70GPa・mm4）と同程度の面剛性を確保しつつ、鋼板よりも低密度の樹脂を用いることによる軽量化の効果を最大化したものである。その軽量化率は、≪No.1≫で21％、≪No.2≫で12％、≪No.3≫で4％となっている。 A of <<No.1>> to <<No.3>> shown in Table 1 makes the plate thickness of the hat cross-section member 13 thinner than the <<base>>, provides a resin 15 having a lower Young's modulus than the steel plate, and provides a reinforcing plate. The total thickness of the sandwich structure with 17 is thicker than the plate thickness of the <<base>> to ensure the same level of surface rigidity as the <<base>> surface rigidity (70GPa・mm 4 ), while using a resin with a lower density than the steel plate. It maximizes the effect of weight reduction by using The weight reduction rate is 21% for <<No.1>>, 12% for <<No.2>>, and 4% for <<No.3>>.

一方、≪No.1≫～≪No.3≫のＢは、≪ベース≫の重量（3.59kg）と同程度の重量となるまで樹脂厚を厚くし、Ａよりもサンドイッチ構造の総厚みを厚くして、面剛性向上の効果を最大化したものである。その面剛性向上率は、≪No.1≫で1599％、≪No.2≫で796％、≪No.3≫で171％となっている。 On the other hand, for ≪No.1≫ to ≪No.3≫ B, the resin thickness is thickened until it reaches the same weight as the ≪base≫ (3.59 kg), and the total thickness of the sandwich structure is thicker than A. By doing so, the effect of improving the surface rigidity is maximized. The surface rigidity improvement rate is 1599% for <<No.1>>, 796% for <<No.2>>, and 171% for <<No.3>>.

表１の結果に基づき、≪ベース≫よりも面剛性を低下させずに最大限軽量化できるＡの場合の樹脂厚を下限値とし、≪ベース≫よりも重量を増加させずに最大限面剛性を向上できるＢの場合の樹脂厚を上限値として、樹脂厚を決定する。したがって、≪No.1≫（ハット断面部材の板厚hc=0.8mm、補強板の板厚hp=0.4mm）の場合は、0.45mm～4.0mmの範囲内で樹脂厚を設定すればよい。同様に、≪No.2≫（ハット断面部材の板厚hc=1.0mm、補強板の板厚hp=0.4mm）の場合は、0.25mm～2.5mmの範囲内、≪No.3≫（ハット断面部材の板厚hc=1.2mm、補強板の板厚hp=0.4mm）の場合は、0.02mm～0.8mmの範囲内で樹脂厚を設定すればよい。
上記のようにすることで、軽量化と面剛性（曲げ剛性）向上のバランスを考慮して樹脂１５の厚みを決定することができる。 Based on the results in Table 1, the lower limit is the resin thickness in the case of A, which allows the maximum weight reduction without lowering the surface rigidity than the <<base>>, and the maximum surface rigidity without increasing the weight over the <<base>>. The resin thickness is determined with the upper limit of the resin thickness in the case of B that can improve the . Therefore, in the case of <<No. 1>> (thickness hc of the hat section member = 0.8 mm, thickness of the reinforcing plate hp = 0.4 mm), the resin thickness should be set within the range of 0.45 mm to 4.0 mm. Similarly, in the case of <<No.2>> (hat cross section member thickness hc=1.0mm, reinforcing plate thickness hp=0.4mm), within the range of 0.25mm to 2.5mm, <<No.3>> (hat If the thickness of the cross section member hc=1.2mm and the thickness of the reinforcing plate hp=0.4mm), the resin thickness should be set within the range of 0.02mm to 0.8mm.
By doing so, the thickness of the resin 15 can be determined in consideration of the balance between weight reduction and improvement in surface rigidity (flexural rigidity).

以上のように、本実施の形態によれば、ハット断面部材１３の少なくとも縦壁部１３ｂの内面に貼付又は塗布された樹脂１５と、樹脂１５を覆うように配設されて接着された補強板１７とを備えてなるフロアクロスメンバ９を備えたことにより、フロアクロスメンバ９の剛性が向上して側面衝突時のバッテリーケース５の変形が従来よりも抑制されると共にフロアクロスメンバ９の軽量化も可能である。
また、フロアクロスメンバ９の設置位置を限定するものではないので、車両設計の自由度を低下させることもなく、キャビン容積を低下させるものでもない。
なお、本実施の形態は、制振性も向上させることができる。この点については、後述の実施例で具体的に説明する。 As described above, according to the present embodiment, the resin 15 attached or applied to at least the inner surface of the vertical wall portion 13b of the hat cross-section member 13 and the reinforcing plate disposed and adhered so as to cover the resin 15 17, the rigidity of the floor cross member 9 is improved, the deformation of the battery case 5 in the event of a side collision is suppressed more than before, and the weight of the floor cross member 9 is reduced. is also possible.
Further, since the installation position of the floor cross member 9 is not limited, the degree of freedom in vehicle design is not reduced, and the cabin volume is not reduced.
It should be noted that this embodiment can also improve damping properties. This point will be specifically described in the examples below.

上記の実施の形態ではフロアクロスメンバ９のハット断面部材１３の内面に樹脂１５及び補強板１７が設けられた例を用いて説明したが、本発明はこれに限らず、ハット断面部材１３の外面に樹脂１５及び補強板１７が設けられたものでもよい。また、ハット断面部材の内面及び外面にそれぞれ樹脂１５及び補強板１７が設けられたものでもよい。 In the above embodiment, the resin 15 and the reinforcing plate 17 are provided on the inner surface of the hat section member 13 of the floor cross member 9, but the present invention is not limited to this. The resin 15 and the reinforcing plate 17 may be provided on the substrate. Further, the inner surface and the outer surface of the hat section member may be provided with the resin 15 and the reinforcing plate 17, respectively.

さらに、上記は自動車のバッテリーケース保護構造としての実施の形態を説明したものであったが、本発明はバッテリーケース保護構造の一部品であるフロアクロスメンバの構成に特徴を有するものである。
したがって、本願にはフロアクロスメンバ単体としての発明も含まれている。フロアクロスメンバの実施の形態については、上記説明と同様であるので説明を省略する。 Furthermore, although the above description has been given of an embodiment of the battery case protection structure for an automobile, the present invention is characterized by the configuration of the floor cross member, which is a part of the battery case protection structure.
Therefore, the present application also includes the invention as a single floor cross member. Since the embodiment of the floor cross member is the same as the above description, the description is omitted.

本発明の作用効果を評価する具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
本実施例においては、フロアクロスメンバに相当するハット断面形状の部品と、フロアパネルに相当する平板とからなる筒状の試験体（長さ200mm）を用意し、衝突特性を評価する衝突試験と、振動特性を評価する打撃振動試験を行った。 Specific experiments were conducted to evaluate the effects of the present invention, and the results will be described below.
In this example, a cylindrical specimen (200 mm in length) consisting of a hat-shaped cross-sectional part corresponding to the floor cross member and a flat plate corresponding to the floor panel was prepared, and a collision test was performed to evaluate the collision characteristics. , an impact vibration test was conducted to evaluate the vibration characteristics.

上記試験体には、発明例として、図１０（ａ）のようにハット断面部材１３の天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けたものや、図１０（ｂ）のようにハット断面部材１３の縦壁部１３ｂのみに樹脂１５と補強板１７を設けたものを用意した。
また、比較例として、図３のようにハット断面部材１３のみから構成されるものや、図１０（ｃ）のようにハット断面部材１３の天板部１３ａのみに樹脂１５と補強板１７を設けたものを用いた。
試験体におけるハット断面部材１３に鋼板を用い、平板には、いずれも板厚1.0mmの440MPaの鋼板を用いた。
なお、図１０において、図１や図９と対応する部分には同一の符号を付す。 As an example of the invention, the above-mentioned specimens have resin 15 and reinforcing plate 17 provided on top plate portion 13a and vertical wall portion 13b of hat cross-section member 13 as shown in FIG. As shown in FIG. 1, a hat cross-section member 13 having only the vertical wall portion 13b provided with the resin 15 and the reinforcing plate 17 was prepared.
Also, as a comparative example, as shown in FIG. I used something else.
A steel plate was used for the hat section member 13 of the test body, and a steel plate having a thickness of 1.0 mm and a pressure of 440 MPa was used for each of the flat plates.
In FIG. 10, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 9 are denoted by the same reference numerals.

衝突試験では、試験体の軸方向（長手方向）に試験速度8.9m/sの打撃パンチで荷重を入力し、試験体を200mmから180mmまで20mm軸方向に変形させた。その際、試験体の支持部に生じる荷重と打撃パンチのストローク（軸圧壊変形量）を計測して荷重－ストローク曲線を取得し、該荷重－ストローク曲線の最大荷重（kN）を試験体の衝突に対する耐力（衝突耐力と称す）とした。衝突耐力の最大値は、軸圧壊変形の開始直後の弾性変形を経て塑性変形に転じる際の荷重を示すものであり、この値が高いほど衝突時の変形が生じにくく、衝突特性が良好であると言える。 In the impact test, a load was input in the axial direction (longitudinal direction) of the test piece by an impact punch at a test speed of 8.9m/s, and the test piece was deformed 20mm in the axial direction from 200mm to 180mm. At that time, the load generated on the supporting part of the specimen and the stroke of the impact punch (amount of axial crushing deformation) are measured to obtain a load-stroke curve, and the maximum load (kN) of the load-stroke curve is used as the impact of the specimen. (referred to as collision resistance). The maximum value of crash resistance indicates the load at which the load changes from elastic deformation immediately after the start of axial crushing deformation to plastic deformation. I can say.

打撃振動試験では、吊り下げた試験体の天板部１３ａのエッジ付近に加速度センサーを取り付け、インパクトハンマで試験体の縦壁部１３ｂを打撃加振し、インパクトハンマから得られる加振力と試験体で計測した加速度をFFTアナライザに取り込み、Accelerance(m/s2/N)の周波数応答関数を算出した。ここで、周波数応答関数は、５回の打撃試験結果の平均化処理により求めた。 In the impact vibration test, an acceleration sensor is attached near the edge of the top plate portion 13a of the suspended test body, the vertical wall portion 13b of the test body is hit and vibrated with an impact hammer, and the excitation force obtained from the impact hammer and the test Acceleration (m/s 2 /N) frequency response function was calculated by inputting the acceleration measured by the body into the FFT analyzer. Here, the frequency response function was obtained by averaging the results of five impact tests.

試験体である発明例及び比較例の詳細（ハット断面部材と補強板の鋼板の引張強度と板厚、及び樹脂厚）と上記試験の結果を表２～表６に示す。また、衝突試験において得られる荷重－ストローク曲線の一例として、発明例１と比較例１の荷重－ストローク曲線を図１１に示す。本実施例の試験結果について、５つの観点で評価したので、以下、具体的に説明する。
なお、各表において、「断面方向の樹脂・補強板の貼付け位置」に記載の「全周」とは、図１０（ａ）のようにハット断面部材１３の天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けたことを示す。
また、各表の「面剛性」は、前述した計算式に基づいて算出した。 Tables 2 to 6 show the details of the invention examples and comparative examples (the tensile strength and plate thickness of the hat cross-section member and the reinforcing plate, and the resin thickness of the steel plate of the hat section member and the resin thickness) and the results of the above tests. FIG. 11 shows the load-stroke curves of Invention Example 1 and Comparative Example 1 as an example of the load-stroke curves obtained in the collision test. The test results of this example were evaluated from five points of view, which will be described in detail below.
In each table, the "whole circumference" described in the "bonding position of the resin/reinforcement plate in the cross-sectional direction" refers to the top plate portion 13a and the vertical wall portion 13b of the hat cross-section member 13 as shown in FIG. 10(a). shows that the resin 15 and the reinforcing plate 17 are provided.
In addition, the "face stiffness" in each table was calculated based on the formula described above.

＜面剛性および衝突耐力の向上を目的とした発明例の評価＞
下記表２の実験結果に基づき、本発明における面剛性および衝突耐力を向上させる効果について評価した。 <Evaluation of Invention Examples for Improving Surface Rigidity and Collision Resistance>
Based on the experimental results shown in Table 2 below, the effect of improving the surface rigidity and impact resistance of the present invention was evaluated.

Figure 0007264204000004
Figure 0007264204000004

比較例１は、図３のようにハット断面部材１３のみから構成される例であり、発明例１～３は、ハット断面部材１３の長手方向全長に亘って、天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けた例である。
表２に示すように発明例１～３はいずれの場合も比較例１より面剛性が向上している。 Comparative Example 1 is an example composed only of the hat cross-section member 13 as shown in FIG. This is an example in which a resin 15 and a reinforcing plate 17 are provided on 13b.
As shown in Table 2, the surface rigidity of Inventive Examples 1 to 3 is higher than that of Comparative Example 1 in all cases.

衝突特性を示す衝突耐力は、衝突試験によって得られた荷重－ストローク曲線（図１１参照）の最大荷重に相当するものであり、比較例１で310kN、発明例１で600kNであった。発明例１は重量が比較例１より増加しているものの、衝突耐力は比較例１にくらべて1.9倍以上となり、大幅に向上した。
比較例１と同程度の重量となるように調整した発明例２、３に関しても、比較例１より衝突耐力が向上した。 The crash strength, which indicates crash characteristics, corresponds to the maximum load in the load-stroke curve (see FIG. 11) obtained by the crash test, and was 310 kN for Comparative Example 1 and 600 kN for Invention Example 1. Although the weight of Invention Example 1 is greater than that of Comparative Example 1, the crash resistance is 1.9 times or more that of Comparative Example 1, which is a significant improvement.
In invention examples 2 and 3, which were adjusted to have a weight similar to that of comparative example 1, the impact resistance was improved as compared to comparative example 1.

また、振動特性を示す「制振性」は、打撃振動試験によって得られた周波数200HzにおけるAcceleranceの値であり、発明例１～３のいずれの場合も、比較例１と比べて振動を大幅に抑制した。 In addition, "vibration damping", which indicates vibration characteristics, is the value of acceleration at a frequency of 200 Hz obtained by an impact vibration test. Suppressed.

上述のように発明例１～３は、比較例１と同程度の重量で、面剛性、衝突耐力、制振性を向上できることが示された。 As described above, it was shown that invention examples 1 to 3 can improve the surface rigidity, impact strength, and damping performance with a weight comparable to that of comparative example 1.

＜軽量化を目的とした発明例の評価＞
下記表３の実験結果に基づき、本発明における軽量化の効果について評価した。 <Evaluation of Invention Examples for Weight Reduction>
Based on the experimental results shown in Table 3 below, the effect of weight reduction in the present invention was evaluated.

Figure 0007264204000005
Figure 0007264204000005

表３の発明例４～６は、前述した比較例１と同等以上の面剛性、衝突耐力、制振性を維持しつつ、軽量化を実現するように調整した例である。発明例４～６は発明例１～３と同様に、ハット断面部材１３の長手方向全長に亘って、天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けている（図１０（ａ）参照）。
発明例４～６の例はいずれも面剛性と衝突耐力は比較例１と同等以上であり、それぞれ、比較例１に対して10％、12％、21％の軽量化を実現している。また、制振性は発明例４～６のいずれの場合も大幅に向上した。 Inventive Examples 4 to 6 in Table 3 are examples in which weight reduction is achieved while maintaining surface rigidity, impact strength, and damping performance equal to or higher than those of Comparative Example 1 described above. In invention examples 4 to 6, similar to invention examples 1 to 3, resin 15 and reinforcing plate 17 are provided on top plate portion 13a and vertical wall portion 13b over the entire length in the longitudinal direction of hat cross-section member 13 (FIG. 10). (a)).
Inventive Examples 4 to 6 all have surface rigidity and impact strength equal to or higher than those of Comparative Example 1, and achieve weight reductions of 10%, 12%, and 21%, respectively, compared to Comparative Example 1. In addition, the damping property was greatly improved in all cases of Inventive Examples 4 to 6.

上述のように発明例４～６は、比較例１と同等以上の面剛性、衝突耐力および制振性を確保しつつ、軽量化が可能であることが示された。 As described above, it was shown that invention examples 4 to 6 are capable of weight reduction while ensuring surface rigidity, crash resistance and vibration damping properties equal to or higher than those of comparative example 1.

＜面剛性および衝突耐力の向上と軽量化の両方を目的とした発明例の評価＞
下記表４の実験結果に基づき、本発明における面剛性・衝突耐力の向上と軽量化の両方を実現する効果について評価した。 <Evaluation of Invention Examples Aimed at Both Improvement of Surface Rigidity and Impact Resistance and Weight Reduction>
Based on the experimental results shown in Table 4 below, the effect of realizing both improvement in surface rigidity/impact resistance and weight reduction in the present invention was evaluated.

Figure 0007264204000006
Figure 0007264204000006

表４の発明例７～９は、前述した比較例１よりも面剛性、衝突耐力が向上し、かつ、軽量化も実現するように調整した例である。発明例７～９は発明例１～６と同様に、ハット断面部材１３の長手方向全長に亘って、天板部１３ａと縦壁部１３ｂに樹脂１５と補強板１７を設けている（図１０（ａ）参照）。 Inventive Examples 7 to 9 in Table 4 are examples in which surface rigidity and impact resistance are improved as compared with Comparative Example 1 described above, and adjustments are made so as to realize weight reduction. In invention examples 7 to 9, similar to invention examples 1 to 6, resin 15 and reinforcing plate 17 are provided on top plate portion 13a and vertical wall portion 13b over the entire length in the longitudinal direction of hat cross-section member 13 (FIG. 10). (a)).

発明例７は、比較例１よりも3％軽量化（-0.09kg）しつつ、衝突耐力を11％（+35kN）向上させた。
発明例８は、比較例１よりも7％軽量化（-0.27kg）しつつ、衝突耐力を6.4％（+20kN）向上させた。
発明例９は、発明例の中で最も樹脂厚が薄い例であるが、この場合においても4％（-0.13kg）軽量化しつつ、衝突耐力を3％（+10kN）向上させた。
また、制振性は発明例７～９のいずれの場合も大幅に向上した。 Inventive Example 7 was 3% lighter (-0.09 kg) than Comparative Example 1, while improving crash resistance by 11% (+35 kN).
Inventive Example 8 was 7% lighter (-0.27 kg) than Comparative Example 1, while improving crash strength by 6.4% (+20 kN).
Inventive example 9 is an example with the thinnest resin thickness among the inventive examples, and even in this case, the weight was reduced by 4% (-0.13 kg), while the crash resistance was improved by 3% (+10 kN).
In addition, the damping property was greatly improved in all cases of Inventive Examples 7 to 9.

上述のように発明例７～９は、比較例１よりも軽量化しつつ、面剛性および衝突耐力を向上できることが示された。 As described above, invention examples 7 to 9 were shown to be lighter than comparative example 1 and to improve surface rigidity and crash resistance.

＜接着の有無及び接着強度の影響評価＞
実施の形態で説明したように、本発明における面剛性向上の効果を適切に発揮するためには、ハット断面部材１３と樹脂１５及び樹脂１５と補強板１７とをそれぞれ接着して、当該部分が一体となって荷重を受けるようにする必要がある。また、軸圧壊に対して接着の一部が剥離して衝突耐力が低下しないよう、例えば10MPa以上の十分な接着強度で接着するのが好ましい。 <Evaluation of presence or absence of adhesion and influence of adhesion strength>
As described in the embodiment, in order to properly exhibit the effect of improving the surface rigidity in the present invention, the hat cross-section member 13 and the resin 15 and the resin 15 and the reinforcing plate 17 are adhered to each other so that the portion concerned is It is necessary to be able to receive the load as one unit. In addition, it is preferable to bond with a sufficient bonding strength of, for example, 10 MPa or more so that a part of the bonding does not delaminate due to axial crushing and the impact strength does not decrease.

そこで、下記表５の実験結果に基づき、接着の有無によって面剛性および衝突耐力がどの程度影響を受けるかについて評価した。 Therefore, based on the experimental results shown in Table 5 below, an evaluation was made as to how much surface rigidity and impact strength are affected by the presence or absence of adhesion.

Figure 0007264204000007
Figure 0007264204000007

表５における比較例１を除く４例は、いずれも比較例１と同じ引張強度の鋼板製のハット断面部材１３を用いたものであり、接着強度以外はすべて同様に構成されている。
接着強度が10MPa以上である発明例１０、１１は、比較例１と比べて、どちらも面剛性が向上し、衝突耐力も6.4％（+20kN）向上した。また、制振性も大きく向上し、振動を大幅に抑制した。 The four examples in Table 5, except for Comparative Example 1, all use the steel plate hat cross-sectional member 13 having the same tensile strength as Comparative Example 1, and are constructed in the same manner except for the adhesive strength.
Inventive Examples 10 and 11, in which the adhesive strength is 10 MPa or more, compared with Comparative Example 1, the surface rigidity is improved, and the impact strength is also improved by 6.4% (+20 kN). In addition, damping performance has been greatly improved, and vibration has been greatly suppressed.

また、比較例２は、接着強度が0MPa、即ち、ハット断面部材１３と樹脂１５、樹脂１５と補強板１７がどちらも接着されていないので、面剛性は式（１）から算出されるものではなく、ハット断面部材１３、樹脂１５、補強板１７の各面剛性EIの合計値となる。その結果、比較例３の面剛性は比較例１よりも45％低下し、衝突耐力も比較例１より6.5％（-20kN）低下した。また、制振性は比較例１と同じであり、改善が見られなかった。 In Comparative Example 2, the adhesive strength is 0 MPa, that is, neither the hat cross-section member 13 and the resin 15 nor the resin 15 and the reinforcing plate 17 are bonded, so the surface rigidity cannot be calculated from the formula (1). Instead, it is the total value of the surface stiffness EI of the hat section member 13, the resin 15, and the reinforcing plate 17. As a result, the surface rigidity of Comparative Example 3 was lower than that of Comparative Example 1 by 45%, and the impact resistance was also lower than that of Comparative Example 1 by 6.5% (-20 kN). Moreover, the damping property was the same as that of Comparative Example 1, and no improvement was observed.

以上より、ハット断面部材１３と樹脂１５、及び、樹脂１５と補強板１７を接着することの有効性が示された。 From the above, the effectiveness of bonding the hat cross-section member 13 and the resin 15 and bonding the resin 15 and the reinforcing plate 17 was demonstrated.

＜樹脂の貼付（塗布）範囲の評価＞
下記表６の実験結果に基づき、ハット断面部材１３に対して樹脂１５と補強板１７の貼付する位置（範囲）を変えた場合について評価した。 <Evaluation of resin sticking (coating) range>
Based on the experimental results shown in Table 6 below, evaluation was made on the case where the position (range) where the resin 15 and the reinforcing plate 17 were adhered to the hat section member 13 was changed.

Figure 0007264204000008
Figure 0007264204000008

表６における比較例１を除く４例は、いずれも比較例１と同じ引張強度の鋼板製のハット断面部材１３を用いたものであり、樹脂１５・補強板１７の貼付け位置以外はすべて同様に構成されている。
発明例８（表４と同じ）は、ハット断面部材１３の長手方向「全長」に亘って、「縦壁部１３ｂと天板部１３ａ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ａ）参照）、その実験結果は前述したとおり、比較例１よりも7％軽量化（-0.27kg）しつつ、衝突耐力を6.4％（+20kN）向上させた。制振性も大幅に向上した。 The four examples in Table 6, except for Comparative Example 1, all use the steel plate hat cross-section member 13 having the same tensile strength as Comparative Example 1, and are all the same except for the affixing positions of the resin 15 and the reinforcing plate 17. It is configured.
In invention example 8 (same as Table 4), resin 15 and reinforcing plate 17 are attached to "vertical wall portion 13b and top plate portion 13a" over the "full length" of hat cross-section member 13 in the longitudinal direction ( (See FIG. 10(a)). As described above, the experimental result was that the weight was reduced by 7% (-0.27 kg) compared to Comparative Example 1, while the crash strength was improved by 6.4% (+20 kN). Vibration damping is also greatly improved.

発明例１２は、ハット断面部材１３の長手方向「全長」に亘って、「縦壁部１３ｂのみ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ｂ）参照）、比較例１よりも9％軽量化（-0.32kg）した。発明例８と比較しても、天板部１３ａに樹脂１５と補強板１７を設けていない分、軽量化の効果は大きい。衝突耐力は発明例８と比較すると若干低下するものの、比較例１より向上している。制振性も大幅に向上した。 In Invention Example 12, a resin 15 and a reinforcing plate 17 are attached "only to the vertical wall portion 13b" over the "full length" of the hat cross-section member 13 in the longitudinal direction (see FIG. 10(b)), which is a comparative example. 9% lighter than 1 (-0.32kg). Compared with Example 8 of the invention, the effect of reducing the weight is great because the resin 15 and the reinforcing plate 17 are not provided on the top plate portion 13a. Although the crash resistance is slightly lower than that of Invention Example 8, it is better than that of Comparative Example 1. Vibration damping is also greatly improved.

比較例３は、ハット断面部材１３の長手方向「全長」に亘って、「天板部１３ａのみ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ｃ）参照）、比較例１よりも10％軽量化（-0.37kg）した。これはハット断面部材１３には縦壁部１３ｂが２面あるのに対して天板部１３ａは１面しかないので、より重量が低減したからと思われる。制振性も比較例１より向上した。
一方、衝突耐力向上の効果は、発明例８、発明例１２よりも小さかった。本実施例の衝突試験は試験体の軸方向に荷重を入力するものであったので、比較例４と発明例８、１２の衝突耐力の差はわずかであったが、図６のような折れモードの変形の場合には、変形に対する耐力の差がさらに顕著となることが期待できる。なお、縦壁部１３ｂに樹脂１５、補強板１７を設けることで折れモードの変形に効果的であることについては後述する実施例２で説明する。 In Comparative Example 3, a resin 15 and a reinforcing plate 17 are attached to "only the top plate portion 13a" over the "full length" of the hat cross-section member 13 (see FIG. 10(c)). 10% lighter than 1 (-0.37kg). This is probably because the hat section member 13 has two vertical wall portions 13b but only one top plate portion 13a, thereby further reducing the weight. The damping property was also improved compared to Comparative Example 1.
On the other hand, the effect of improving crash resistance was smaller than that of Invention Examples 8 and 12. In the collision test of this example, the load was input in the axial direction of the specimen. In the case of modal deformation, it can be expected that the difference in yield strength against deformation will become even more pronounced. It should be noted that the fact that the provision of the resin 15 and the reinforcing plate 17 on the vertical wall portion 13b is effective for deformation in the bending mode will be described in a second embodiment described later.

発明例１３は、ハット断面部材１３の先端部から長手方向に「40％」の範囲のみに、「縦壁部１３ｂと天板部１３ａ」に樹脂１５、補強板１７を貼付けたものであり（図１０（ａ）参照）、比較例１よりも20％軽量化（-0.72kg）しつつ、衝突耐力を6％（+20kN）向上させた。制振性も大幅に向上した。 In invention example 13, resin 15 and reinforcing plate 17 are pasted on "vertical wall portion 13b and top plate portion 13a" only in the range of "40%" in the longitudinal direction from the tip of hat cross-section member 13 ( (See FIG. 10(a)), while being 20% lighter than Comparative Example 1 (-0.72 kg), the crash strength was improved by 6% (+20 kN). Vibration damping is also greatly improved.

上述したように、ハット断面部材１３の断面方向においては、少なくとも縦壁部１３ｂを含む範囲に樹脂１５、補強板１７を設けることで効果的に面剛性および衝突耐力を向上できる。また、ハット断面部材１３の長手方向においては、必ずしも全長に亘って設ける必要はなく、長手方向の一部に樹脂１５、補強板１７を設けた場合にも一定の効果が得られることが示された。 As described above, in the cross-sectional direction of the hat cross-section member 13, by providing the resin 15 and the reinforcing plate 17 in a range including at least the vertical wall portion 13b, the surface rigidity and impact resistance can be effectively improved. In addition, it is shown that the hat section member 13 does not necessarily have to be provided over the entire length in the longitudinal direction, and a certain effect can be obtained even when the resin 15 and the reinforcing plate 17 are provided in a part of the longitudinal direction. rice field.

本実施例では、図６のポール側突を模擬したＣＡＥ解析を行い、フロアクロスメンバ９及びバッテリーケース５における変形の有無を確認した。ＣＡＥ計算では、図６の２つのフロアクロスメンバ９の長さを1400mmとし、ポール１９を模擬した円柱を２つのフロアクロスメンバ９の中間のサイドシル７に速度8.9m/s（＝32km／h）で衝突させ、200kNの荷重がサイドシル７に入力するようにした。
フロアクロスメンバ９の構成を変更しながら、上記ＣＡＥ計算を行ったので、各計算におけるフロアクロスメンバ９の構成と、その計算結果を表７に示す。
表７において、「部品長手方向の樹脂・補強板貼付け位置」の「サイドシル側」は、図２の態様を示している。また、「バッテリーケース上部」は図７の態様、「全長※シル側を薄ゲージ化」は図８の態様を示している。 In this embodiment, a CAE analysis simulating the side impact of the pole shown in FIG. In the CAE calculation, the length of the two floor crossmembers 9 in FIG. , and a load of 200 kN was input to the side sill 7.
Since the above CAE calculation was performed while changing the configuration of the floor cross member 9, Table 7 shows the configuration of the floor cross member 9 and the calculation results in each calculation.
In Table 7, "side sill side" of "resin/reinforcement plate pasting position in part longitudinal direction" indicates the mode in FIG. In addition, "battery case upper part" shows the aspect of FIG. 7, and "full length * sill side thin gauge" shows the aspect of FIG.

Figure 0007264204000009
Figure 0007264204000009

比較例ａは、従来例と同様のハット断面部材１３のみから構成されるフロアクロスメンバ９の例である（図３参照）。
また、発明例Ａ～Ｆ及び比較例ｂは、ハット断面部材１３に樹脂１５、補強板１７を設けた例であり、樹脂１５、補強板１７の貼付け位置を除く構成はすべて同じとした。接着強度はすべて11MPaとした。 Comparative example a is an example of a floor cross member 9 composed only of a hat cross-section member 13 similar to the conventional example (see FIG. 3).
Inventive Examples A to F and Comparative Example b are examples in which the resin 15 and the reinforcing plate 17 are provided on the hat cross-sectional member 13, and all configurations except for the bonding positions of the resin 15 and the reinforcing plate 17 are the same. All adhesive strengths were set to 11 MPa.

フロアクロスメンバ９とバッテリーケース５の変形有無の評価は、変形がない場合を〇とし、変形がある場合には、比較例ａ（従来例）と同等である場合を×、比較例ａよりも変形の程度が小さい場合を△とした。また△は、変形の程度を（小、中）で判定した。 In the evaluation of the presence or absence of deformation of the floor cross member 9 and the battery case 5, if there is no deformation, ◯ is given, and if there is deformation, x is given if it is the same as Comparative Example a (conventional example). The case where the degree of deformation was small was rated as Δ. Also, △ indicates the degree of deformation (small, medium).

比較例ａ（従来例）は、表７に示すように、フロアクロスメンバ９に先端座屈と大きな折れ（曲げ変形）が発生し、バッテリーケース５も大きく変形した。 In Comparative Example a (conventional example), as shown in Table 7, the floor cross member 9 was buckled at the tip and a large break (bending deformation) occurred, and the battery case 5 was also greatly deformed.

これに対し、発明例Ａ～Ｃはフロアクロスメンバ９、バッテリーケース５共に変形がなく、良好な結果が得られた。 On the other hand, in Examples A to C, neither the floor cross member 9 nor the battery case 5 was deformed, and good results were obtained.

発明例Ｄは、フロアクロスメンバ９におけるポール衝突側の先端部に極軽微な座屈変形が見られたものの、曲げ折れ等の大きな変形はなく、バッテリーケース５の変形はなかった。
同様に、発明例Ａ′及び発明例Ｅも、フロアクロスメンバ９におけるポール衝突側の先端部に極軽微な座屈変形が見られたものの、曲げ折れ等の大きな変形はなく、バッテリーケース５の変形はなかった。 In Example D, although very slight buckling deformation was observed at the tip of the floor cross member 9 on the pole collision side, there was no large deformation such as bending, and the battery case 5 was not deformed.
Similarly, in invention examples A' and invention examples E, although very slight buckling deformation was observed at the tip of the floor cross member 9 on the pole impact side, there was no large deformation such as bending. There was no deformation.

実施例Ｆは、フロアクロスメンバ９におけるポール衝突側の先端部に軽微な座屈変形が見られたものの、曲げ折れ等の大きな変形はなく、バッテリーケース５の変形はなかった。 In Example F, slight buckling deformation was observed at the tip of the floor cross member 9 on the pole collision side, but there was no large deformation such as bending, and the battery case 5 was not deformed.

比較例ｂは、フロアクロスメンバ９に先端座屈と折れ（曲げ変形）が発生し、バッテリーケース５にも軽度の変形が見られた。 In Comparative Example b, buckling and breaking (bending deformation) occurred at the front end of the floor cross member 9, and slight deformation was observed in the battery case 5 as well.

以上のように、比較例ａ、ｂにはバッテリーケース５の変形が見られたのに対し、発明例Ａ～Ｆにはバッテリーケース５の変形が見られなかった。これにより本発明よれば従来例と同等以下の重量でバッテリーケースを保護する効果を向上できることが検証できた。 As described above, deformation of the battery case 5 was observed in Comparative Examples a and b, whereas deformation of the battery case 5 was not observed in Invention Examples AF. As a result, it was verified that the present invention can improve the effect of protecting the battery case with a weight equal to or less than that of the conventional example.

１ 自動車のバッテリーケース保護構造
３ フロア
５ バッテリーケース
５ａ バッテリーケースロア
５ｂ バッテリーケースアッパ
５ｃ バッテリーケースクロス
５ｄ 側壁部
７ サイドシル
７ａ サイドシルインナ
７ｂ サイドシルアウタ
９ フロアクロスメンバ
１１ 固定部品
１３ ハット断面部材
１３ａ 天板部
１３ｂ 縦壁部
１３ｃ フランジ部
１３ｄ 縦壁フランジ部
１５ 樹脂
１７ 補強板
１９ ポール
２１ フロアトンネル
２３ フロアクロスメンバ（従来例） 1 Automotive Battery Case Protective Structure 3 Floor 5 Battery Case 5a Battery Case Lower 5b Battery Case Upper 5c Battery Case Cloth 5d Side Wall Part 7 Side Sill 7a Side Sill Inner 7b Side Sill Outer 9 Floor Cross Member 11 Fixing Part 13 Hat Sectional Member 13a Top Plate 13b vertical wall portion 13c flange portion 13d vertical wall flange portion 15 resin 17 reinforcing plate 19 pole 21 floor tunnel 23 floor cross member (conventional example)

Claims (1)

自動車の車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアと、
該フロア下に搭載されてバッテリーを格納するバッテリーケースと、
前記フロアの車体幅方向の両端部に設けられて車体前後方向に延在する一対のサイドシルと、を有する自動車の車体構造に取り付けられ、前記車体への取付状態において、前記バッテリーケースの上方を車幅方向に横切って前記バッテリーケースよりも車幅方向両側に突出するように前記フロアの上面に設けられると共に両端部が前記一対のサイドシルの側面に当接するフロアクロスメンバの製造方法であって、
前記フロアクロスメンバは、天板部、縦壁部及びフランジ部を有する金属製のハット断面部材と、該ハット断面部材の前記縦壁部の内面及び／又は外面に貼付又は塗布された樹脂と、該樹脂を覆うように配設されて該樹脂と接着された金属製の補強板とのサンドイッチ構造を備え、
必要な面剛性を有するベースとなる金属製のハット断面部材のベース板厚、ベース面剛性及びベース重量を設定し、
板厚が前記ベース板厚より薄く、面剛性が前記ベース面剛性よりも低下させない場合の樹脂厚を下限値として求め、
重量がベース重量より増加せずに最大限面剛性を向上できる場合の樹脂厚を上限値として求め、
前記下限値と上限値の間で樹脂厚を設定することを特徴とするフロアクロスメンバの製造方法。 a floor that constitutes at least a part of the floor portion of the vehicle body of the automobile;
a battery case mounted under the floor for storing the battery;
A pair of side sills provided at both ends of the floor in the width direction of the vehicle body and extending in the longitudinal direction of the vehicle body. A method for manufacturing a floor cross member that is provided on the upper surface of the floor so as to extend across the width direction and protrude to both sides in the vehicle width direction beyond the battery case, and that has both end portions in contact with the side surfaces of the pair of side sills,
The floor cross member includes a metal hat cross-section member having a top plate portion, a vertical wall portion, and a flange portion; A sandwich structure of a metal reinforcing plate arranged to cover the resin and adhered to the resin,
Set the base plate thickness, base surface rigidity and base weight of the metal hat cross-section member that will be the base with the required surface rigidity,
Obtaining the resin thickness as a lower limit when the plate thickness is thinner than the base plate thickness and the surface rigidity is not reduced below the base surface rigidity,
Determine the resin thickness as the upper limit when the maximum surface rigidity can be improved without increasing the weight from the base weight,
A method of manufacturing a floor cross member, wherein the resin thickness is set between the lower limit value and the upper limit value.
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