WO2012063393A1 - 自動車のフロア構造 - Google Patents

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floor
cross member
vehicle body
cross
frame
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俊幸 山口
正太郎 鮎澤
伸也 小林
山本 康一
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an automobile floor structure, and more particularly to an automobile floor structure in which a large battery unit is mounted at the bottom bottom of an electric vehicle or the like.
  • a car equipped with a large battery unit such as an electric car, has a floor structure with left and right side sills extending in the longitudinal direction of the car body, a front floor panel disposed between the left and right side sills, and a vehicle body width that is greater than the left and right side sills.
  • the left and right floor frames (side members) that extend in the vehicle longitudinal direction on the inside of the direction, and the upper side of the front floor panel (inside the vehicle compartment) extend in the vehicle body width direction, and both ends are joined to the left and right floor frames.
  • the battery unit is arranged in a plane between the left and right floor frames on the lower side of the front floor panel, that is, on the inner side in the vehicle width direction from the floor frame.
  • an outrigger is arranged between the side sill and the floor frame, and the energy of the side collision is absorbed by the crushing deformation of the outrigger (for example, Further, there is a technique in which a reinforcing member (brace) is joined to a floor frame to prevent the floor frame from falling down at the time of a side collision (for example, Patent Document 2).
  • a cross member that extends in the vehicle body width direction and is joined to the left and right side sills or the left and right floor frames is arranged in the arrangement portion of the front floor panel, and from the floor frame on one side of the side collision load Transmission of the collision load to the floor frame on the other side is performed by a cross member (for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
  • the thickness of the cross member must be increased or the cross-sectional dimension must be increased, which leads to an increase in the size and weight of the vehicle body.
  • an increase in the size of the cross member disposed on the vehicle interior side causes a narrower living space in the vehicle interior.
  • the problem to be solved by the present invention is that the collision load is efficiently and appropriately transmitted from the floor frame on one side to the floor frame on the other side of the side collision load, and the battery unit is sufficiently protected from damage.
  • the cross-section of the cross member arranged on the vehicle interior side is reduced, and the vehicle body is designed to be compact. The purpose is to increase the vehicle interior space and reduce the weight of the vehicle body.
  • the vehicle floor structure according to the present invention includes left and right side sills (10) extending in the longitudinal direction of the vehicle body, a front floor panel (12) disposed between the left and right side sills (10), and the front floor panel (12 ) And left and right floor frames (14) extending in the vehicle longitudinal direction from the left and right side sills (10), respectively,
  • the side collision load input to the floor frame (14) is divided into the upper first cross member (22) and the lower first cross member (24) in the vertical direction so that one floor has both. It is transmitted from the frame (14) to the other floor frame (14).
  • each load transmission burden of the upper first cross member (22) and the lower first cross member (24) is reduced, and the load transmission in the vehicle body width direction is performed efficiently and satisfactorily.
  • the upper first cross member (22) can be made smaller than the conventional one.
  • the upper first cross member (22) and the lower first cross member (24) are in the same position in the longitudinal direction of the vehicle body, and further, they are the same in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • a first outrigger (32) is disposed at a position between the side sill (10) and the floor frame (12), joined to the both and crushed by side collision energy.
  • the side collision energy is absorbed between the side sill (10) and the floor frame (14). This avoids deformation of the floor frame (14) due to a side collision. Further, the transmission of the side collision load from the side sill (10) to the floor frame (14), the upper first cross member (22), and the lower first cross member (24) via the first outrigger (32) is linear. And the floor frame (14) becomes more difficult to deform.
  • positioned between the left and right floor frames (14) is achieved.
  • the first outrigger (32) is joined to the side sill (10) and the floor frame (14), and the side sill is joined to the side sill (10). It coincides with the side wall height of (10), and coincides with the side wall height of the floor frame (14) at the junction with the floor frame (14).
  • the first outrigger (32) is on the side from the entire height direction of the side wall of the side sill (10) while receiving the reaction force over the entire height direction of the side wall of the floor frame (14).
  • the entire first outrigger (32) is effectively crushed and the collision energy between the side sill (10) and the floor frame (10) can be absorbed by the first outrigger (32).
  • the amount is improved. Thereby, deformation of the floor frame (14) is highly avoided.
  • the upper first cross member (22) has a strength of portions (22A, 22E) extending between the side sill (10) and the floor frame (14).
  • the strength of the portions (22B, 22C, 22D) extending inward in the vehicle body width direction is lower than that.
  • the upper first cross member (22) has a portion (22A, 22E) extending between the side sill (10) and the floor frame (14) so that the strength of the upper first cross member (22) is inward in the vehicle body width direction. Since the strength of the extended portions (22B, 22C, 22D) is lower, the portions (22A, 22E) extending between the side sill (10) and the floor frame (14) are crushed by the side collision load. Acts as an energy absorbing member (crush member). Thus, absorption of the side collision energy is performed between the side sill (10) and the floor frame (14), and deformation of the floor frame (14) due to the side collision is avoided.
  • the side collision load input to the upper first cross member (22) can be controlled.
  • the lower first cross members (24) are fixed to the lower bottom portions of the left and right floor frames (14), respectively, and left and right bracket members (hanging from the lower bottom portions).
  • 24E) and a cross member main body (25) which is joined to the lower ends of the left and right bracket members (24E) and extends between the left and right bracket members (24E) in the vehicle body width direction.
  • the strength and rigidity of the bracket member (24E), in particular, the strength in the height direction are increased, and the allowable transmission value of the side collision load by the lower first cross member (24) is increased.
  • the floor frame (14) includes a groove-shaped cross-sectional shape, and an upper portion of a collar nut member (28) for fastening the bolt of the bracket member (24E) is disposed inside the groove.
  • a support member (26) for supporting is joined.
  • the attachment strength of the collar nut member (28) to the floor frame (14) is increased, and the support member (26) also functions as a reinforcing member for the lower first cross member (24).
  • the strength of the floor frame (14) of the portion to which the one cross member (24) is connected increases, and it is strong against side collision.
  • the cross member body (25) is constituted by a joined body of a lower member (24A) and an upper member (24C) and has a closed cross-sectional shape.
  • the rigidity of the cross member main body (25) is increased, and the transmission allowable value of the side collision load by the lower first cross member (24) is increased.
  • the lower first cross member (22) is detachably fixed to the left and right floor frames (14), and the battery unit is attached to the lower first cross member (22). It is fixed.
  • the battery unit (50) can be attached / detached together with the lower first cross member (24) by attaching / detaching the lower first cross member (22) to / from the floor frame (14). ) Can be easily performed from below.
  • a lower side of the front floor panel (12) extends in the vehicle body width direction at a vehicle rearward position from the lower first cross member (24), and both ends thereof are A second cross member (34) that is joined to the left and right floor frames (12) and includes a groove-shaped cross section, and extends over the entire length of the second cross member (34), and extends in the groove-shaped cross section.
  • a nut support member (36) having a top surface (36A) parallel to the groove bottom (34A) at a predetermined distance above the groove bottom (34A) of the second cross member (34),
  • the nut support extends between the groove bottom (34A) of the second cross member (34) and the upper surface (36A) of the nut support member (36) and is arranged at a predetermined interval in the vehicle width direction.
  • a plurality of collar nut members (38) fixed to the upper surface portion (36A) of the nut member (36), and the battery by means of a mounting bolt (66) that is screw-engaged with the collar nut member (38).
  • a unit (50) is detachably fixed to the lower side of the front floor panel (12).
  • the nut support member (36) acts as a reinforcing member for the second cross member (34) together with the support of the collar nut member (38), it is necessary to protect the battery unit (50).
  • the cross section of the second cross member (34) can be reduced while ensuring the strength and rigidity.
  • the vehicle body can be reduced in size, the vehicle body weight can be reduced, and the support strength (50) of the battery unit is also increased by improving the support strength of the collar nut member (38).
  • the second cross member (34) extends between the left and right floor frames (14) in a straight line without any step difference.
  • the transmission of the side collision load between the left and right floor frames (14) by the second cross member (34) is favorably performed without generating a bending moment in the second cross member (34).
  • size reduction of the 2nd cross member (34) is attained.
  • the upper surface portion (36A) of the nut support member (36) is at the same height as the height of the cross-sectional center of the side sill (10) or its vicinity.
  • the second cross member (34) can accurately receive a side collision load by the upper surface portion (36A) of the nut support member (36) in a planar shape, and the side sill (10) can be tilted.
  • the side collision load is transmitted more efficiently and satisfactorily by the second cross member (34) without being generated.
  • the automobile floor structure according to the present invention preferably further has the side sill (10) and the floor frame (12) at the same position as seen in the longitudinal direction of the vehicle body and joined to the both.
  • a second outrigger (40) that is crushed by the side collision energy is arranged.
  • the second outrigger (40) is crushed by the side collision energy, so that the side collision energy is absorbed between the side sill (10) and the floor frame (14).
  • transmission of the side collision load from the side sill (10) to the floor frame (14) and the second cross member (34) via the second outrigger (40) is performed in a straight line, and the floor frame ( 14) becomes more difficult to deform. This also protects the battery unit (50) disposed between the left and right floor frames (14).
  • the second outrigger (40) is coincident with the side wall height of the side sill (10) at the junction with the side sill (10), and the floor frame (14) In the joint portion, the side wall height of the floor frame (14) coincides.
  • the second outrigger (40) is on the side from the entire height direction of the side wall of the side sill (10) while receiving the reaction force over the entire height direction of the side wall of the floor frame (14).
  • the second outrigger (40) is effectively crushed and the collision energy between the side sill (10) and the floor frame (10) can be absorbed by the second outrigger (40).
  • the amount is improved. This also highly avoids deformation of the floor frame (14).
  • the floor frame (14) is located at the same vehicle longitudinal direction position as the vehicle body longitudinal direction position of the second cross member (34).
  • a plate-like bulkhead member (42) extending along the groove-shaped cross section and closing the groove-shaped cross section is joined.
  • the bulkhead member (42) effectively improves the strength and rigidity of the floor frame (14) that transmits the side collision load to the second cross member (34), and the floor frame (14).
  • transmission of the side collision load to the second cross member (34) can be performed satisfactorily.
  • the battery unit (50) has a battery frame (54) at the bottom, and the battery frame (54) has the second cross member (34) at the tip.
  • the collar member (64) through which the mounting bolt (66) passes is joined.
  • the support strength of the battery unit (50) is improved by tightening the rigid screws.
  • the front floor panel (12) has a panel main surface portion (12A) and a center portion in the vehicle body width direction that protrudes upward from the panel main surface portion (12A).
  • the tunnel portion (12B) extending in the front-rear direction and the left and right sides of the tunnel portion (12B) on the front side of the vehicle body from the upper first cross member (22) are depressed below the panel main surface portion (12A).
  • the battery unit (50) is disposed behind the hollow portion (12C).
  • the recess (12C) can be secured regardless of the arrangement of the battery unit (50) under the floor, and the recess (12C) can be used as a footrest space for the front seat occupant seated on the front seat (FS).
  • the seating posture can be facilitated without excessively raising the arrangement height of the front seat (FS), that is, without reducing the ease of getting on and off.
  • the front floor panel (12) is disposed at a position where the left and right floor frames (14) are arranged at a rear portion of the vehicle body from the upper first cross member (22). (14) It has an inclination part (12F) which forms the bending ridgeline (a, b) extended in the same direction in the extending direction.
  • the floor frame (14) forms a polygonal box-shaped cross section including the bent ridge lines (a, b) in cooperation with the front floor panel (12). 14) The rigidity in the longitudinal direction of the vehicle body is improved.
  • the side collision load input to the floor frame is divided into the upper first cross member and the lower first cross member in the vertical direction so that both have the other than the other floor frame. Since it is transmitted to the floor frame, the load transmission load of each of the upper first cross member and the lower first cross member is reduced, and load transmission in the vehicle body width direction is performed efficiently and satisfactorily.
  • the upper first cross member can be made smaller than the conventional one, and the vehicle body can be downsized and the interior space of the passenger compartment can be expanded.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a partial enlarged cross-sectional view of a main part taken along line VIII-VIII in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • joining is joining by welding such as spot welding unless otherwise specified.
  • the “hat-shaped cross-sectional shape” is a cross-sectional shape including a groove-shaped cross-sectional shape portion and having flange pieces (welding allowance) extending outwardly on both side pieces of the groove-shaped cross-sectional shape portion.
  • the floor structure has left and right side sills 10 extending in parallel with each other in the longitudinal direction of the vehicle body, as shown in FIGS.
  • the side sill 10 has a closed cross-sectional shape by an inner member 10A and an outer member 10B (see FIGS. 8 and 9) made of a high-strength steel plate (high strength steel plate) having a hat-shaped cross-sectional shape.
  • a side sill extension member 11 that connects the side sill 10 and the left and right rear side frames 18 is joined to the rear end of the vehicle body of the side sill 10 (see FIG. 3).
  • the left and right edges of the front floor panel 12 disposed between the left and right side sills 10 are joined to the inner member 10A.
  • the floor frame 14 has a hat-shaped cross-sectional shape, is joined to the lower bottom surface (vehicle outer surface) of the front floor panel 12, and forms a closed cross-sectional shape in cooperation with the front floor panel 12.
  • the rear ends of the left and right front side frames 16 (see FIGS. 2 and 3) extending in the longitudinal direction of the vehicle body are joined to the vehicle body front ends of the left and right floor frames 14.
  • the vehicle body rear ends of the left and right side sills 10 and the left and right floor frames 14 are joined to the front ends of left and right rear side frames 18 (see FIG. 3) that extend in the vehicle body front-rear direction.
  • the floor frame 14, the front side frame 16, and the rear side frame 18 each form a skeleton of the vehicle body and form a main transmission path of the collision load in the longitudinal direction of the vehicle body, and are composed of high-tensile steel plates.
  • the floor frame 14 has a uniform hat-shaped cross-sectional shape over its entire length and extends in a straight line, so that the transmission of the collision load in the longitudinal direction of the vehicle body can be satisfactorily transmitted without generating a bending moment.
  • the floor frame 14 may be joined with a normal steel plate patch member in accordance with the raised height and depression depth of the front floor panel 12, and is closed in cross-section in cooperation with the front floor panel 12 over its entire length. It is possible to have a structure having a shape.
  • the front floor panel 12 is made of a pressed steel plate, has a substantially flat panel main surface portion 12A, a tunnel portion 12B that protrudes upward from the panel main surface portion 12A and extends in the vehicle body longitudinal direction in the vehicle width direction, and a tunnel Left and right depressions 12C that are located on the left and right sides of the front side of the vehicle body of the portion 12B and that are recessed below the panel main surface 12A, and both left and right edges (joint edge side with the inner member 10A) are directed toward the depression 12C with a predetermined lateral width And left and right inclined portions 12D inclined downward.
  • a plurality of beads 12E extending in the longitudinal direction of the vehicle body are press-formed on the panel main surface portion 12A.
  • an upside down pad-shaped upper tunnel member 20 is joined.
  • the left and right hollow portions 12C are respectively located on the front side of the vehicle body from an upper first cross member 22 described later, and each serves as a footrest space for a front seat occupant. In addition, if it sees on the basis of the floor height of the hollow part 12C, 12A of panel main surface parts will become a raised floor part.
  • the left and right inclined portions 12D are respectively located on the rear side of the vehicle body from an upper first cross member 22 described later, and the side surface on the inner side in the vehicle width direction of the inclined portion 12D is an inclined side surface 12F that is tilted in the vehicle width direction.
  • 2, 8, and 9 two bent ridge lines a each extending in the longitudinal direction of the vehicle body at the same position in the vehicle width direction as the position of the floor frame 14 in the vehicle width direction. , B are formed.
  • the floor frame 14 forms a polygonal box-shaped cross-sectional shape including the bent ridge lines a and b in cooperation with the front floor panel 12.
  • This box-shaped cross-sectional shape improves the rigidity (bending rigidity) of the floor frame 14 in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the transmission of the collision load in the longitudinal direction of the vehicle body can be performed satisfactorily without causing bending deformation in the floor frame 14 portion, resulting in a floor structure (vehicle body) that is resistant to front and rear collisions.
  • the upper first cross member 22 includes a right end member 22A, a right side member 22B, a tunnel center member 22C, a left side member 22D, and a left end member 22E.
  • the foremost portion of the panel main surface portion 12A extends in the vehicle body width direction, and the right end member 22A and the left end member 22E forming the left and right end portions are joined to the inner members 10A of the left and right side sills 10.
  • the right end member 22A and the left end member 22E each have a hat-shaped cross section as shown in FIGS. 9 and 10, and connect the inner member 10A of the side sill 10 and the floor frame 14 in the vehicle body width direction.
  • the front floor panel 12, the inner member 10A of the side sill 10, and the floor frame 14 are joined to form a closed sectional shape on the front floor panel 12.
  • the right member 22B extends on the panel main surface portion 12A in the vehicle body width direction between the right end member 22A and the right outer wall of the tunnel portion 12B, as well shown in FIGS. 1, 2, and 8.
  • the front floor panel 12, the right end member 22A, and the right outer wall of the tunnel portion 12B are joined to form a closed cross-sectional shape on the front floor panel 12.
  • the left side member 22D extends in the vehicle body width direction on the panel main surface portion 12A between the left end member 22E and the left outer wall of the tunnel portion 12B, as well shown in FIGS.
  • the front floor panel 12, the left end member 22E, and the left outer wall of the tunnel portion 12B are joined to form a closed cross-sectional shape on the front floor panel 12.
  • the center member 22C in the tunnel has a hat-shaped cross section as well shown in FIGS. 4 and 8, and is located in the tunnel portion 12B and between the right inner wall and the left inner wall of the tunnel portion 12B. It extends in the width direction and is joined to the inner wall of the tunnel portion 12B to form a closed cross-sectional shape at the lower bottom portion (inside the tunnel portion 12B) of the front floor panel 12.
  • the right end member 22A and the left end member 22E are configured to have lower strength and lower rigidity (weakness) than the right side member 22B, the tunnel center member 22C, and the left side member 22D.
  • the right end member 22A and the left end member 22E are crushed and deformed by a load. It is comprised as a collision energy absorption member (crush member).
  • the right member 22B, the tunnel center member 22C, and the left member 22D are set to have strength and rigidity that do not easily deform due to a side collision load.
  • each member constituting the upper first cross member 22 can be set according to the shape, thickness, material, etc. of each member constituting the upper first cross member 22 in a divided manner.
  • the right end member 22A and the left end member 22E may be made of ordinary steel plates
  • the right side member 22B, the tunnel center member 22C, and the left side member 22D may be made of high-tensile steel plates.
  • a lower first cross member 24 is provided which extends to the right and left ends and is joined to the left and right floor frames 14.
  • the lower first cross member 24 has a long rectangular lower member 24A formed with a bead 24B, and a long piece having bent piece portions 24D standing at both left and right ends.
  • a rectangular upper member 24C, left and right bracket members 24E having a predetermined height, and two cylindrical mounting bolt penetrating collar members 24F each having the same height as the bracket member 24E are welded to the left and right
  • the joined body of the lower member 24A and the upper member 24C constitutes a cross member body 25 having a closed cross-sectional shape that is joined to the lower ends of the left and right bracket members 24E and extends horizontally in the vehicle body width direction between the left and right bracket members 24E.
  • the bracket member 24E has a hollow cubic shape closed by joining the bent piece 24D and the stiffener 24G.
  • the bracket member 24E includes a collar member 24F inside and a lower first cross member from the lower bottom surface of the floor frame 14. 24 droop length is set.
  • the lower first cross member 24 is made of a high-strength steel plate for all of the stiffeners 24G except the lower member 24A, the upper member 24C, the bracket member 24E, and the collar member 24F in order to ensure strength and rigidity that are not easily deformed by a side collision load. It is configured. Further, the bracket member 24 has a hollow box shape in cooperation with the bent piece portion 24D, and the collar member 24F having the same height as the bracket member 24E is provided in the bracket member 24E. Thus, the strength and rigidity of the bracket member 24E, particularly the strength in the height direction (vertical direction) is high.
  • the vehicle body longitudinal direction position is the same as the vehicle body longitudinal direction position inside the groove of the left and right floor frames 14 and the lower first cross member 24 is disposed.
  • the nut support member 26 is joined.
  • the nut support member 26 has a groove shape having an upper surface portion 26A parallel to the groove bottom portion 14A of the floor frame 14, and has a welding allowance 26B bent at each side portion (all of the groove opening edge portions). It is welded to the bottom surface and both side surfaces inside the groove 14.
  • the upper end portions of two cylindrical nut members 28 are joined to the upper surface portion 26A of the nut support member 26.
  • the collar nut member 28 is for fastening the bolt of the bracket member 24E, and is fixed to the upper surface portion 26A through a through hole 26C (see FIGS. 9 and 12) formed in the upper surface portion 26A of the nut support member 26. Then, it hangs down from the upper surface portion 26 ⁇ / b> A into the nut support member 26, and the tip (lower end) is in contact with the groove bottom portion of the floor frame 14.
  • the collar nut member 28 is sandwiched between the nut support member 26 and the groove bottom portion of the lower frame 14, and is fixed to the floor frame 14 with high mounting strength.
  • There are two color nut members 28 corresponding to the number of collar members 24F, and they are spaced in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the nut support member 26 is a mounting mount for attaching the collar nut member 28 to the lower first cross member 24, and reinforcement that reinforces the floor frame 14 in the arrangement portion of the nut support member 26 against a side collision load. Also acts as a member.
  • the lower first cross member 24 has left and right floor frames attached to the left and right floor frames by a plurality of (four in total) mounting bolts 30 that pass through the collar member 24F from the lower member 24A side and are screw-engaged with the collar nut member 28. 14 is detachably attached to the lower bottom portion of the body. As a result, the left and right bracket members 24E are respectively fixed to the lower bottom portions of the left and right floor frames 14 and suspended from the lower bottom portions, and the cross member main body 25 is lowered from the lower bottom portions of the floor frame 14 by its own height dimension. Place horizontally horizontally below.
  • a height h (see FIG. 5) corresponding to the sum of the height dimension of the floor frame 14 and the height dimension of the bracket member 24E between the panel main surface portion 12A and the upper member 24C of the lower first cross member 24. 9) is provided.
  • FIGS. 3 and 4 show the positions in the vehicle front-rear direction between the left and right side sills 10 and the left and right floor frames 14, which are the same as the vehicle front-rear direction positions of the upper first cross member 22 and the lower first cross member 24.
  • left and right first outriggers 32 are disposed.
  • the upper first cross member 22, the lower first cross member 24, the left and right first outriggers 32, and the left and right nut support members 26 are all arranged at the same position in the longitudinal direction of the vehicle body. That is, they are aligned in a straight line in the vehicle body width direction.
  • the first outrigger 32 has a groove shape and has a welding allowance 32A that is bent at each side portion (all of the groove opening edges). 12 is joined to the inner member 10A of the side sill 10 and the side surface of the floor frame 14, and forms a box shape in cooperation with the front floor panel 12 to connect the side sill 10 and the floor frame 14 to each other in the vehicle width direction. ing. As shown in FIGS. 8 and 9, the first outrigger 32 matches the height of the side wall of the inner member 10 ⁇ / b> A at the joint with the inner member 10 ⁇ / b> A, and the side wall of the floor frame 14 at the joint with the floor frame 14. It matches the height.
  • the first outrigger 32 has a low strength, low rigidity, and is fragile as compared to the side sill 10 and the floor frame 14.
  • the first outrigger 32 is formed of a normal steel plate having a thin plate thickness and is crushed (plastic) by side collision energy. It acts as a collision energy absorbing member (crush member) that deforms.
  • a second cross member 34 is disposed below the front floor panel 12 at the rear of the vehicle body from the lower first cross member 24.
  • the second cross member 34 is made of a high-strength steel plate and has a hat-shaped cross-sectional shape.
  • the second cross member 34 extends between the left and right floor frames 14 in a straight line shape in the vehicle body width direction without any vertical difference, and is joined to the lower bottom surface of the front floor panel 12 to cooperate with the front floor panel 12 to have a closed cross section. Make up shape.
  • the second cross member 34 is further joined to the left and right floor frames 14 at the left and right ends without any step difference.
  • the height (vertical dimension) of the lower first cross member 24 is the height (vertical dimension) of the front floor panel 12. It means that the height of the floor frame 14 from the lower bottom surface of the front floor panel 12 and the height of the second cross member 34 are the same. Also, the fact that the second cross member 34 extends in a straight line with no vertical step means that the second cross member 34 is a flat surface (horizontal surface) of the panel main surface portion 12A, as well shown in FIG. ) Along the vehicle body width direction.
  • a nut support member 36 having a hat-shaped cross section is joined over the entire length thereof.
  • the nut support member 36 has an upper surface portion 36A that is separated from the groove bottom portion 34A of the second cross member 34 by a predetermined distance and parallel to the groove bottom portion 34A.
  • a collar nut member 38 disposed between the groove bottom portion 34A of the second cross member 34 and the upper surface portion 36A of the nut support member 36 is joined (fixed) to the upper surface portion 36A of the nut support member 36.
  • a plurality of collar nut members 38 are provided at predetermined intervals in the vehicle width direction.
  • the nut support member 36 functions as a reinforcing member for the second cross member 34 together with the support of the collar nut member 38.
  • the upper surface portion 36A of the nut support member 36 is preferably at the same height as the height of the center of the cross section of the side sill 10 or the vicinity thereof as a useful reinforcing member.
  • the vehicle body longitudinal direction position between the left and right side sills 10 and the left and right floor frames 14 is the same as the vehicle body longitudinal direction position of the second cross member 34.
  • left and right second outriggers 40 are disposed. That is, the second cross member 34 and the left and right second outriggers 40 are arranged in a straight line in the vehicle body width direction.
  • the second outrigger 40 has a groove shape and has a welding allowance 40A that is bent at each side (all of the groove opening edges) on the lower bottom surface of the front floor panel 12 and the side surfaces of the inner member 10A and the floor frame 14. It is joined and forms a box shape in cooperation with the front floor panel 12. As shown in FIGS. 13 and 14, the second outrigger 40 coincides with the height of the side wall of the inner member 10 ⁇ / b> A at the joint with the inner member 10 ⁇ / b> A in the same manner as the first outrigger 32. At the joint portion, it coincides with the side wall height of the floor frame 14.
  • the second outrigger 40 is configured to be weaker and less rigid than the side sill 10 and the floor frame 14.
  • the second outrigger 40 is configured by a plain steel plate having a small thickness. And acts as a collision energy absorbing member (crush member) that is crushed (plastically deformed) by side collision energy.
  • the vehicle body of the second outrigger 40 is strictly located at the same vehicle longitudinal direction position as the vehicle body longitudinal direction position of the second cross member 34.
  • Two flat left and right bulkhead members 42 are joined to the front-rear direction of the vehicle body in the front-rear direction of the front and rear side surface portions 40B.
  • the bulkhead member 42 is a substantially quadrilateral plate material, so as to block the groove-shaped section of the floor frame 14 in a direction transverse to the groove-shaped section of the floor frame 14 so as to divide the groove-shaped section of the floor frame 14 forward and backward.
  • each side is joined to the inner surface of the groove of the floor frame 14, the groove bottom surface and the lower bottom surface of the front floor panel 12 to close one groove-shaped cross section of the floor frame 14.
  • the bulkhead member 42 in this arrangement functions as a reinforcing member that reinforces the floor frame 14 against a side collision load.
  • a battery unit 50 is fixedly disposed as shown in FIGS.
  • the battery unit 50 is laid with a plurality of vertical frames 52 extending parallel to each other in the longitudinal direction of the vehicle body and without gaps in the longitudinal direction of the vehicle body, and each extending in the width direction of the vehicle body and joined to the adjacent vertical frames 52 at both ends.
  • the joint structure of the vertical frame 52 and the horizontal frame 54 is referred to as a battery frame, and the battery frame exists over the entire bottom of the square flat battery unit 50.
  • the vertical frame 52 and the horizontal frame 54 may each be constituted by hollow pillars made of aluminum by extrusion to reduce weight, and these may be joined to each other by MIG welding or the like.
  • the front portion of the battery unit 50 is disposed between the lower first cross member 24 and the front floor panel 12 having a height h interval, and the lower member 24A.
  • the lower first cross member 24 is detachably fixed to the lower first cross member 24 by a plurality of bolts 62 that are threadedly engaged with nut members 60 that pass through the lower first cross member 24 and are fixed to the vertical frame 52.
  • the upper first cross member 22 and the lower first cross member 24 connect the left and right floor frames 14 in the vehicle width direction with the battery unit 50 interposed therebetween.
  • the middle part of the battery unit 50 in the front-rear direction includes a horizontal frame 54 and a collar member 64 provided between the horizontal frame 54 and the upper cover member 58.
  • the collar member 64 is joined (fixed) to the battery frame, in this embodiment, the horizontal frame 54, and is in contact with the lower bottom surface of the second cross member 34 at the tip (upper end). Since the mounting bolt 66 passes through the collar member 64 and is screw-engaged with the nut member 38 supported by the nut support member 36, a rigid screw fastening is achieved. Thereby, the strength and reliability of the suspension support from the second cross member 34 of the battery unit 50 are improved.
  • the upper cover member 58 of the battery unit 50 has a groove 59 extending in the vehicle width direction at a portion corresponding to the second cross member 34.
  • a collar member 64 is provided at 59, and the second cross member 34 is received in the recessed groove 59 to avoid interference between the battery unit 50 and the second cross member 34.
  • the battery unit 50 is bolted to a bracket 68 in which a rear end portion of the vertical frame 52 is detachably fixed to the left and right floor frames 14 by bolts 67.
  • the bracket 68 supports the left and right sides of the rear end portion from the left and right floor frames 14.
  • another battery unit 80 is provided between the left and right rear side frames 18 at the rear of the vehicle body from the arrangement position of the battery unit 50.
  • the battery unit 80 is laid with a plurality of vertical frames 82 extending in parallel with each other in the longitudinal direction of the vehicle body and without gaps in the longitudinal direction of the vehicle body, and extends in the vehicle body width direction and is adjacent to both ends.
  • a horizontal frame 84 joined to the vertical frame 82, a plurality of battery main bodies 86 installed on the horizontal frame 84, and an upper cover member 88 that is attached to the upper portion of the vertical frame 82 and accommodates the battery main body 86 therein. It is comprised by.
  • An outer frame 90 is fixed to the vertical frame 82 located on the left and right sides.
  • the vertical frame 82 and the horizontal frame 84 may each be constituted by hollow pillars made of aluminum by extrusion to reduce weight, and these may be joined together by MIG welding or the like.
  • a rear cross member 92 is provided between the left and right rear side frames 18, extending in the vehicle body width direction and having left and right ends joined to the left and right rear side frames 18. .
  • Brackets 94 are attached to the left and right sides of the rear cross member 92. As shown in FIGS. 14 and 15, the bracket 94 is bolted to the outer frame 90 and supports the battery unit 80 in a detachable manner.
  • a battery control unit 74 is installed in the internal space of the upper tunnel member 20.
  • a front seat FS is disposed on the upper tunnel member 20.
  • a rear floor panel 48 is connected to the rear of the vehicle body of the front floor panel 12.
  • the rear seat RS is disposed on the raised portion 48 ⁇ / b> A of the rear floor panel 48.
  • the first outrigger 32 coincides with the side wall height of the inner member 10A at the joint portion with the inner member 10A, and coincides with the side wall height of the floor frame 14 at the joint portion with the floor frame 14, so that the entire height is increased.
  • the side collision load is received as a compression load.
  • the first outrigger 32 inputs a side collision load from the entire height direction of the side wall of the side sill 10 in a state where the reaction force is received over the entire height direction of the side wall of the floor frame 14.
  • the entire first outrigger 32 is effectively crushed. Thereby, the absorbable amount of collision energy between the side sill 10 and the floor frame 10 by the first outrigger 32 is improved. Thereby, deformation of the floor frame 14 is highly avoided.
  • the second outrigger 40 matches the side wall height of the inner member 10A at the joint portion with the inner member 10A, and matches the side wall height of the floor frame 14 at the joint portion with the floor frame 14. Receives side impact loads as compression loads throughout the height. That is, the second outrigger 40 also receives a side collision load from the entire height direction of the side wall of the side sill 10 in a state where the reaction force is received over the entire height direction of the side wall of the floor frame 14. The entire second outrigger 40 is effectively crushed. Thereby, the absorbable amount of collision energy between the side sill 10 and the floor frame 10 by the second outrigger 32 is also improved. Also by this, deformation of the floor frame 14 is highly avoided.
  • the side collision load input to the floor frame 14 after the second outrigger 40 is crushed is split up and down into the upper first cross member 22 and the lower first cross member 24, and both are separated from one floor frame 14. To the floor frame 14.
  • the upper first cross member 22 arranged in the vehicle interior can be made smaller than the conventional one, and the vehicle body can be downsized and the vehicle interior can be reduced.
  • the living space can be expanded.
  • the right end member 22A and the left end member 22E of the upper first cross member 22 have lower strength than the lower first cross member 24 and act as a collision energy absorbing member that is crushed by a side collision load.
  • the ratio of the side collision load input to the first cross member 22 and the side collision load input to the lower first cross member 24 can be set to an optimum specification.
  • the lower first cross member 24 has a cross member body with a closed cross-sectional shape and high rigidity, the collar member 24F is used to increase the rigidity of the bracket member 24E, and the bolt of the bracket member 24E.
  • the upper portion of the fastening collar nut member 28 is fixed to a nut support member 26 joined to the floor frame 14 and the mounting strength of the collar nut member 28 with respect to the floor frame 14 is strengthened.
  • the tolerance value is high. That is, the lower first cross member 24 is entirely robust and is not easily deformed by a side collision load. Thereby, the allowable transmission value of the side collision load by the lower first cross member 24 is increased, and the allowable input amount of the side collision load to the lower first cross member 24 can be increased.
  • the first outrigger 32 including after the first outrigger 32 is crushed is used.
  • the transmission of the side collision load from the side sill 10 to the floor frame 14, the upper first cross member 22, and the lower first cross member 24 is performed linearly and satisfactorily. This also makes it difficult for the floor frame 14 to deform.
  • the second cross member 34 extends in a straight line in the vehicle body width direction without vertical steps, and the left and right ends are joined to the left and right floor frames 14 without vertical steps, the left and right sides of the second cross member 34
  • the transmission of the side collision load between the floor frames 14 is also favorably performed without generating a bending moment in the second cross member 34. This reliably and highly avoids deformation of the floor frame 14 on the side collision load input side. This also prevents a collision load from acting on the battery unit 50 disposed between the left and right floor frames 14, and the battery unit 50 is reliably protected against a side collision.
  • the nut support member 36 acts as a reinforcing member for the second cross member 34 together with the support of the collar nut member 38, the second strength member is secured with sufficient strength and rigidity for protecting the battery unit 50.
  • the cross section of the cross member 34 can be reduced. Thereby, the miniaturization design of a vehicle body is attained, and a vehicle body weight can also be reduced. Further, since the support strength of the collar nut member 38 is improved, the support strength of the battery unit 50 is also increased.
  • the second cross member 34 does not cause the side sill 10 to fall down and the nut support member.
  • the side collision load can be received in a planar shape by the upper surface portion 36A of 36, and the side collision load can be received in a planar shape, and the transmission of the side collision load by the second cross member 34 can be performed efficiently and satisfactorily. Will come to be.
  • the provision of the bulkhead member 42 effectively improves the strength and rigidity of the floor frame 14 at the side collision load transmitting portion to the second cross member 34, and the entire cross section of the second cross member 34 is improved.
  • the side collision load can be transmitted well.
  • the battery unit 50 can be attached and detached by removing the lower first cross member 24 from the floor frame 14 by removing the mounting bolt 30, removing the mounting bolt 66, and removing the brat 68 from the floor frame 14 by removing the bolt 67.
  • the entire first cross member 24 can be carried out from below the front floor panel 12.
  • the battery unit 50 can be easily attached / detached and replaced from under the vehicle floor after the battery unit 50 is reliably protected against the side collision.
  • the front floor panel 12 has recesses 12C that are recessed below the panel main surface 12A on the left and right sides of the tunnel portion 12B on the front side of the vehicle body from the upper first cross member 22. Therefore, the recess 12C can be secured regardless of the arrangement of the battery unit 50 below the floor.
  • the recessed portion 12C becomes a footrest space for the front seat occupant seated on the front seat FS, and does not excessively increase the arrangement height of the front seat FS, that is, without deteriorating the ease of getting on and off. You can ease your posture.
  • the flat panel main surface portion 12A on which the second cross member 34 is arranged is secured in front of the rear seat RS regardless of the arrangement of the battery unit 50 below the floor, the rear seat occupant seated on the rear seat RS Good footrest space for can be secured.
  • the seating posture can be eased and the side collision load can be efficiently transmitted linearly by the second cross member 34.
  • the left and right bracket members 24E of the lower first cross member 24 are not necessarily required. If the height h is shortened by reducing the thickness of the battery unit 50, the lower first cross member 24 may be connected to the lower member 24A and the upper member. It may be constituted only by a polymer with 24C, that is, the cross member main body 25.

Abstract

【課題】側面衝突荷重の一方の側のフロアフレームより他方の側のフロアフレームへの衝突荷重の伝達が効率よく適切に行われ、バッテリユニットの損傷に対する保護が十分に行われるようにすること。 【解決手段】車体幅方向に延在して両端を左右のサイドシル10に接合された上部第1クロスメンバ22と、フロントフロアパネル12の下側で上部第1クロスメンバ22の下方位置を車体幅方向に延在して両端を左右のフロアフレーム14に接合され、上部第1クロスメンバ22とでバッテリユニット50を上下に挟む下部第1クロスメンバ24とを設ける。

Description

自動車のフロア構造
 本発明は、自動車のフロア構造に関し、特に、電気自動車等、フロア下底部に大型のバッテリユニットを搭載する自動車のフロア構造に関する。
 電気自動車のように大型のバッテリユニットを搭載する自動車は、フロア構造として、車体前後方向に延在する左右のサイドシルと、左右のサイドシル間に配置されたフロントフロアパネルと、左右のサイドシルより車体幅方向の内側を各々車体前後方向に延在する左右のフロアフレーム(サイドメンバ)と、フロントフロアパネルの上側(車室内側)を車体幅方向に延在して両端を左右のフロアフレームに接合されたクロスメンバとを設け、フロントフロアパネルの下側の左右のフロアフレーム間に、つまり、フロアフレームより車幅方向の内側にバッテリユニットを面状に配置される。
 このようなバッテリユニット配置の自動車では、側面衝突時のバッテリユニットの損傷に対する保護対策として、アウトリガをサイドシルとフロアフレーム間に配置し、側面衝突のエネルギをアウトリガの圧潰変形によって吸収するもの(例えば、特許文献1)、更には、フロアフレームに補強部材(ブレース)を接合し、側面衝突時のフロアフレームの内倒れ防止を図ったものがある(例えば、特許文献2)。
 また、フロントフロアパネルの配置部には、車体幅方向に延在して左右のサイドシルあるいは左右のフロアフレームに接合されるクロスメンバが配置されており、側面衝突荷重の一方の側のフロアフレームより他方の側のフロアフレームへの衝突荷重の伝達をクロスメンバによって行うよう構成されている(例えば、特許文献1、2、3)。
日本国特許庁 特許公報(B2) P2891072 日本国特許庁 特許公報(B2) P3132261 日本国特許庁 特許公報(B2) P3070353
 しかしながら、従来のものは、アウトリガが圧潰変形した後の側面衝突荷重の車幅方向の伝達が上部クロスメンバのみによって行われる。このため、側面衝突荷重の一方の側のフロアフレームより他方の側のフロアフレームへの衝突荷重の伝達が十分に行われず、クロスメンバの変形によってバッテリユニットの損傷に対する保護が十分に行われなくなる虞がある。
 また、従来のものは、バッテリユニットの保護のために、クロスメンバによる側部衝突の荷重伝達を十分に行うには、クロスメンバの強度、剛性を高める必要が生じる。このため、従来のものでは、クロスメンバの板厚を厚くしたり、断面寸法を大きくしたりなくてはならず、車体の大型化、重量増加を招くことになる。特に、車室内側に配置されるクロスメンバの大型化は、車室内の居住空間を狭くする原因になる。
 本発明が解決しようとする課題は、側面衝突荷重の一方の側のフロアフレームより他方の側のフロアフレームへの衝突荷重の伝達が効率よく適切に行われ、バッテリユニットの損傷に対する保護が十分に行われるようにするにし、更には、バッテリユニットの保護のための所要の強度、剛性を確保した上で、車室内側に配置されるクロスメンバの断面を小さくして、車体の小型化設計と車室内居住空間の拡大を可能とし、車体重量の軽減を図ることである。
 本発明による自動車のフロア構造は、車体前後方向に延在する左右のサイドシル(10)と、前記左右のサイドシル(10)間に配置されたフロントフロアパネル(12)と、前記フロントフロアパネル(12)の下側で前記左右のサイドシル(10)より車体幅方向の内側を各々車体前後方向に延在する左右のフロアフレーム(14)とを有し、前記フロントフロアパネル(12)の下側の前記左右のフロアフレーム(14)間にバッテリユニット(50)を配置される自動車のフロア構造であって、車体幅方向に延在して両端を前記左右のサイドシル(10)に接合された上部第1クロスメンバ(22)と、前記フロントフロアパネル(12)の下側で前記上部第1クロスメンバ(22)の下方位置を車体幅方向に延在して両端を前記左右のフロアフレーム(14)に固定され、前記上部第1クロスメンバ(22)とで前記バッテリユニット(50)を上下に挟む下部第1クロスメンバ(24)とを有する。
 この構成によれば、フロアフレーム(14)に入力された側部衝突荷重は、上部第1クロスメンバ(22)と下部第1クロスメンバ(24)とに上下に分流して双方をもって一方のフロアフレーム(14)より他方のフロアフレーム(14)へ伝わる。これにより、上部第1クロスメンバ(22)と下部第1クロスメンバ(24)の個々の荷重伝達負担が軽減され、車体幅方向の荷重伝達が効率よく良好に行われる。このことにより、上部第1クロスメンバ(22)を従来のものより小型化することが可能になる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記上部第1クロスメンバ(22)と前記下部第1クロスメンバ(24)とは車体前後方向に同じ位置にあり、更にこれらと車体前後方向に同じ位置に、前記サイドシル(10)と前記フロアフレーム(12)との間にあって当該両者に接合されて側部衝突エネルギにより圧潰する第1アウトリガ(32)が配置されている。
 この構成によれば、第1アウトリガ(32)が側部衝突エネルギによって圧潰することにより、側部衝突エネルギの吸収がサイドシル(10)とフロアフレーム(14)との間で行われる。これにより、側部衝突によってフロアフレーム(14)が変形することが免れる。更には、第1アウトリガ(32)を介したサイドシル(10)からフロアフレーム(14)、上部第1クロスメンバ(22)、下部第1クロスメンバ(24)への側部衝突荷重の伝達が直線的に良好に行われ、フロアフレーム(14)が、より一層変形し難くなる。これらのことにより、左右のフロアフレーム(14)間に配置されているバッテリユニット(50)の保護が図られる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記第1アウトリガ(32)は、前記サイドシル(10)と前記フロアフレーム(14)とに接合され、前記サイドシル(10)との接合部では当該サイドシル(10)の側壁高さに一致し、前記フロアフレーム(14)との接合部では当該フロアフレーム(14)の側壁高さに一致している。
 この構成によれば、第1アウトリガ(32)は、フロアフレーム(14)の側壁の高さ方向全域に亘って反力を受け止められる状態で、サイドシル(10)の側壁の高さ方向全域から側部衝突荷重を入力することになり、第1アウトリガ(32)の全体が有効に圧潰し、第1アウトリガ(32)によるサイドシル(10)とフロアフレーム(10)との間における衝突エネルギの吸収可能量が向上する。このことにより、フロアフレーム(14)の変形が高度に回避される。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、上部第1クロスメンバ(22)は、前記サイドシル(10)と前記フロアフレーム(14)との間に延在する部分(22A、22E)の強度が、それより車体幅方向内側に延在する部分(22B、22C、22D)の強度より低い。
 この構成によれば、上部第1クロスメンバ(22)は、サイドシル(10)とフロアフレーム(14)との間に延在する部分(22A、22E)の強度が、それより車体幅方向内側に延在する部分(22B、22C、22D)の強度より低いので、サイドシル(10)とフロアフレーム(14)との間に延在する部分(22A、22E)は、側部衝突荷重によって圧潰する衝突エネルギ吸収部材(クラシュ部材)として作用する。これより、側部衝突エネルギの吸収がサイドシル(10)とフロアフレーム(14)との間で行われ、側部衝突によってフロアフレーム(14)が変形することが免れる。更には、サイドシル(10)とフロアフレーム(14)との間に延在する部分(22A、22E)の低強度の度合いにより、上部第1クロスメンバ(22)に入力される側部衝突荷重と下部第1クロスメンバ(24)に入力される側部衝突荷重の比率をコントロールすることができる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記下部第1クロスメンバ(24)は、各々前記左右のフロアフレーム(14)の下底部に固定されて当該下底部より垂下した左右のブラケット部材(24E)と、前記左右のブラケット部材(24E)の下端に接合されて前記左右のブラケット部材(24E)間を車体幅方向に延在するクロスメンバ本体(25)とを有し、ブラケット部材(24E)は、中空箱形をなし、内部に取付ボルト(30)が貫通するカラー部材(24F)が固定配置されている。
 この構成によれば、ブラケット部材(24E)の強度、剛性、特に、高さ方向の強度が高くなり、下部第1クロスメンバ(24)による側部衝突荷重の伝達許容値が高くなる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記フロアフレーム(14)は溝形断面形状を含み、その溝内側に、前記ブラケット部材(24E)のボルト締結用のカラーナット部材(28)の上部を支持するサポート部材(26)が接合されている。
 この構成によれば、カラーナット部材(28)のフロアフレーム(14)に対する取付強度が高くなると共に、サポート部材(26)が下部第1クロスメンバ(24)の補強部材としても作用し、下部第1クロスメンバ(24)を連結される部分のフロアフレーム(14)の強度が増し、側部衝突に対して強いものになる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記クロスメンバ本体(25)は、ロワーメンバ(24A)とアッパメンバ(24C)との接合体により構成され、閉じ断面形状をなしている。
 この構成によれば、クロスメンバ本体(25)の剛性が高くなり、下部第1クロスメンバ(24)による側部衝突荷重の伝達許容値が高くなる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記下部第1クロスメンバ(22)は左右のフロアフレーム(14)に着脱可能に固定され、当該下部第1クロスメンバ(22)に前記バッテリユニットが固定されている。
 この構成によれば、下部第1クロスメンバ(22)のフロアフレーム(14)に対する取り付け、取り外しにより、バッテリユニット(50)の着脱交換を、下部第1クロスメンバ(24)ごとフロントフロアパネル(12)の下方より容易に行うことができる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、更に、前記下部第1クロスメンバ(24)より車体後方位置において前記フロントフロアパネル(12)の下側を車体幅方向に延在して両端を前記左右のフロアフレーム(12)に接合され、溝形断面部を含む形状の第2クロスメンバ(34)と、前記第2クロスメンバ(34)の全長に亘って延在して前記溝形断面部内に接合され、前記第2クロスメンバ(34)の溝底部(34A)より上方に所定距離だけ離れて溝底部(34A)と平行な上面部(36A)を有するナットサポート部材(36)と、前記第2クロスメンバ(34)の溝底部(34A)と前記ナットサポート部材(36)の前記上面部(36A)との間に延在し、車幅方向に所定間隔をおいて配置されて前記ナットサポート部材(36)の前記上面部(36A)に固定された複数個のカラーナット部材(38)とを有し、前記カラーナット部材(38)にねじ係合する取付ボルト(66)によって前記バッテリユニット(50)が前記フロントフロアパネル(12)の下側に着脱可能に固定されている。
 この構成によれば、ナットサポート部材(36)が、カラーナット部材(38)の支持と共に、第2クロスメンバ(34)の補強部材として作用するから、バッテリユニット(50)の保護のための所要の強度、剛性を確保した上で、第2クロスメンバ(34)の断面を小さくすることができる。これにより、車体の小型化設計が可能になり、車体重量を軽減でき、併せて、カラーナット部材(38)の支持強度が向上することにより、バッテリユニットの支持強度(50)も強くなる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記第2クロスメンバ(34)は前記左右のフロアフレーム(14)間を上下段差なく一直線状に延在している。
 この構成によれば、第2クロスメンバ(34)による左右のフロアフレーム(14)間の側部衝突荷重の伝達が、第2クロスメンバ(34)に曲げモーメントを生じることなく良好に行われる。これにより、第2クロスメンバ(34)の小型化が可能になる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記ナットサポート部材(36)の前記上面部(36A)は前記サイドシル(10)の断面中央あるいはその近傍の高さと同じ高さにある。
 この構成によれば、第2クロスメンバ(34)は、ナットサポート部材(36)の上面部(36A)によって側部衝突荷重を面状に的確に受けることができ、サイドシル(10)の倒れを生じることなく第2クロスメンバ(34)による側部衝突荷重の伝達がより効率よく良好に行われるようになる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、更に、前記第2クロスメンバと車体前後方向で見て同じ位置に、前記サイドシル(10)と前記フロアフレーム(12)との間にあって当該両者に接合して側部衝突エネルギにより圧潰する第2アウトリガ(40)が配置されている。
 この構成によれば、第2アウトリガ(40)が側部衝突エネルギによって圧潰することにより、側部衝突エネルギの吸収がサイドシル(10)とフロアフレーム(14)との間で行われる。これにより、側部衝突によってフロアフレーム(14)が変形することが免れ、左右のフロアフレーム(14)間に配置されているバッテリユニット(50)の保護が図られる。更には、第2アウトリガ(40)を介したサイドシル(10)からフロアフレーム(14)、第2クロスメンバ(34)への側部衝突荷重の伝達が直線的に良好に行われ、フロアフレーム(14)がより一層変形し難くなる。このことによっても左右のフロアフレーム(14)間に配置されているバッテリユニット(50)の保護が図られる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、第2アウトリガ(40)は、前記サイドシル(10)との接合部では当該サイドシル(10)の側壁高さに一致し、前記フロアフレーム(14)との接合部では当該前記フロアフレーム(14)の側壁高さに一致している。
 この構成によれば、第2アウトリガ(40)は、フロアフレーム(14)の側壁の高さ方向全域に亘って反力を受け止められる状態で、サイドシル(10)の側壁の高さ方向全域から側部衝突荷重を入力することになり、第2アウトリガ(40)の全体が有効に圧潰し、第2アウトリガ(40)によるサイドシル(10)とフロアフレーム(10)との間における衝突エネルギの吸収可能量が向上する。このことによっても、フロアフレーム(14)の変形が高度に回避される。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、更に、前記フロアフレーム(14)内に、前記第2クロスメンバ(34)の車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置に、当該フロアフレーム(14)の溝形断面を塞ぐように沿って延在して当該溝形断面を閉じる板状のバルクヘッドメンバ(42)が接合されている。
 この構成によれば、バルクヘッドメンバ(42)によって第2クロスメンバ(34)へ側部衝突荷重を伝達部位のフロアフレーム(14)の強度、剛性が効果的向上すると共に、フロアフレーム(14)より第2クロスメンバ(34)への側部衝突荷重の伝達が良好に行われるようになる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記バッテリユニット(50)は底部にバッテリフレーム(54)を有し、前記バッテリフレーム(54)には、先端にて前記第2クロスメンバ(34)と当接し、前記取付ボルト(66)が貫通するカラー部材(64)が接合している。
 この構成によれば、剛固なねじ締結によってバッテリユニット(50)の支持強度が向上する。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記フロントフロアパネル(12)は、パネル主面部(12A)と、前記パネル主面部(12A)より上方に隆起して車体幅方向の中央部を車体前後方向に延在するトンネル部(12B)と、前記上部第1クロスメンバ(22)より車体前側の前記トンネル部(12B)の左右両側にあって前記パネル主面部(12A)より下方に陥没した窪み部(12C)とを有し、前記窪み部(12C)より車体後方に前記バッテリユニット(50)を配置されている。
 この構成によれば、バッテリユニット(50)の床下配置に拘らず、窪み部(12C)を確保でき、窪み部(12C)が前部座席(FS)に着座した前席乗員の足置きスペースになり、前部座席(FS)の配置高さを過剰に上げることなく、つまり、乗り降りの容易性を悪くすることなく、着座姿勢を楽にできる。
 本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記フロントフロアパネル(12)は、前記上部第1クロスメンバ(22)より車体後方部において前記左右のフロアフレーム14)の配置位置に、当該フロアフレーム(14)の延在方向に同方向に延在する折曲稜線(a、b)を形成する傾斜部(12F)を有する。
 この構成によれば、フロアフレーム(14)は、フロントフロアパネル(12)と協働して折曲稜線(a、b)を含む多角形の箱形断面形状をなすことになり、フロアフレーム(14)の車体前後方向の剛性が向上する。
 本発明による自動車のフロア構造によれば、フロアフレームに入力された側部衝突荷重は、上部第1クロスメンバと下部第1クロスメンバとに上下に分流して双方をもって一方のフロアフレームより他方のフロアフレームへ伝わるから、上部第1クロスメンバと下部第1クロスメンバの個々の荷重伝達負担が軽減され、車体幅方向の荷重伝達が効率よく良好に行われる。これにより、上部第1クロスメンバを従来のものより小型化することが可能になり、車体の小型化設計と車室内居住空間の拡大が可能になる。
本発明による自動車のフロア構造の一つの実施形態を示す鳥瞰斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造の平面図。 本実施形態による自動車のフロア構造の底面図。 本実施形態による自動車のフロア構造を、フロントフロアパネルの側から見上げたバッテリユニット取外状態での斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造に用いられる下部第1クロスメンバの斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造に用いられる下部第1クロスメンバの分解斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造の中央断面図。 図2の線VIII-VIIIに沿った断面図。 図2の線VIII-VIIIに沿った要部の部分拡大断面図。 本実施形態による自動車のフロア構造の上部第1クロスメンバの部分拡大斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造のナットサポート部材・アウトリガ配置部分の拡大斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造のナットサポート部材・アウトリガ配置部分の拡大断面図。 図2の線XIII-XIIIに沿った断面図。 本実施形態による自動車のフロア構造の第2クロスメンバ部分を見上げた拡大斜視図。 本実施形態による自動車のフロア構造の車体後部側を見上げた拡大斜視図。
 以下に、本発明による自動車のフロア構造の一つの実施形態を、図1~図15を参照して説明する。なお、以下の説明において、「接合」は、特にことわりがない限り、スポット溶接等の溶接による接合である。また、「ハット形断面形状」は、溝形断面形状部を含み、溝形断面形状部の両側片に、外方に延出したフランジ片(溶接代)を有するものの横断面形状である。
 フロア構造は、図1~図3に示されているように、車体前後方向に互いに平行に延在する左右のサイドシル10を有する。サイドシル10は、ハット形断面形状をした高張力鋼板(高強度鋼板)製のインナメンバ10Aとアウタメンバ10B(図8、図9参照)とにより閉断面形状をしている。サイドシル10の車体後方端にはサイドシル10と左右のリアサイドフレーム18とを接続するサイドシルエクステンションメンバ11が接合されている(図3参照)。
 インナメンバ10Aには左右のサイドシル10間に配置されたフロントフロアパネル12の左右縁部が接合されている。
 フロントフロアパネル12の下側(車外床下)には左右のサイドシル10より車体幅方向の内側を各々サイドシル10と略平行に車体前後方向に延在する左右のフロアフレーム14が設けられている。フロアフレーム14は、ハット形断面形状をしており、フロントフロアパネル12の下底面(車外面)に接合され、フロントフロアパネル12と協働して閉断面形状を構成している。
 左右のフロアフレーム14の車体前方端には車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム16(図2、図3参照)の後端が接合されている。左右のサイドシル10と左右のフロアフレーム14の車体後方端は、ともに車体前後方向に延在する左右のリアサイドフレーム18(図3参照)の前端と接合されている。
 フロアフレーム14とフロントサイドフレーム16とリアサイドフレーム18は、各々、車体の骨格をなして衝突荷重の車体前後方向の主要な伝達路をなすものであり、高張力鋼板により構成されている。
 なお、フロアフレーム14は、全長に亘って一定のハット形断面形状をして一直線状に延在することにより、衝突荷重の車体前後方向の伝達を曲げモーメントを生じることなく良好に伝達する。しかも、フロアフレーム14は、フロントフロアパネル12の隆起高さ、陥没深さに応じて普通鋼板製のパッチ部材が接合されていてよく、全長に亘ってフロントフロアパネル12と協働して閉じ断面形状をなしている構造にすることが可能である。
 フロントフロアパネル12は、プレス鋼板製で、略平坦なパネル主面部12Aと、パネル主面部12Aより上方に隆起して車体幅方向の中央部を車体前後方向に延在するトンネル部12Bと、トンネル部12Bの車体前側の左右両側にあってパネル主面部12Aより下方に陥没した左右の窪み部12Cと、左右両縁部(インナメンバ10Aとの接合縁部側)に所定横幅をもって窪み部12Cに向けて下り勾配に傾斜した左右の傾斜部12Dとを有する。
 パネル主面部12Aには車体前後方向に延在するビード12Eが複数プレス成形されている。トンネル部12B上には、上下反転のバッド形状のアッパトンネルメンバ20が接合されている。
 左右の窪み部12Cは、各々、後述する上部第1クロスメンバ22より車体前側にあって、各々、前席乗員の足置きスペースになる。なお、窪み部12Cの床高さを基準に見れば、パネル主面部12Aは隆起床部になる。
 左右の傾斜部12Dは、各々、後述する上部第1クロスメンバ22より車体後方部にあり、当該傾斜部12Dの車幅方向内側の側面は、車幅方向に倒れた傾斜側面12Fになっていて、図2、図8、図9に示されているように、フロアフレーム14の車幅方向の配置位置と同じ車幅方向位置において、各々、車体前後方向に延在する二つの折曲稜線a、bを形成している。
 この構成により、フロアフレーム14は、フロントフロアパネル12と協働して折曲稜線a、bを含む多角形状の箱形断面形状をなしている。この箱形断面形状により、フロアフレーム14部分の車体前後方向の剛性(曲げ剛性)が向上する。これにより、衝突荷重の車体前後方向の伝達がフロアフレーム14部分において曲げ変形を生じることなく良好に行われるようになり、前突、後突に強いフロア構造(車体)になる。
 上部第1クロスメンバ22は、図1、図2、図8に示されているように、右端部材22Aと、右側部材22Bと、トンネル内中央部材22Cと、左側部材22Dと、左端部材22Eとを一直線状に接合したものにより構成され、パネル主面部12Aの最前部分を車体幅方向に延在し、左右の端部をなす右端部材22A、左端部材22Eを左右のサイドシル10のインナメンバ10Aに接合されている。
 右端部材22Aと左端部材22Eとは、図9、図10によく示されているように、各々、ハット形断面形状をして、サイドシル10のインナメンバ10Aとフロアフレーム14とを車体幅方向に接続する長さを有し、フロントフロアパネル12とサイドシル10のインナメンバ10Aとフロアフレーム14とに接合されてフロントフロアパネル12上において閉じ断面形状を構成している。
 右側部材22Bは、図1、図2、図8によく示されているように、パネル主面部12A上を右端部材22Aとトンネル部12Bの右外壁との間に車体幅方向に延在し、フロントフロアパネル12と右端部材22Aとトンネル部12Bの右外壁とに接合されてフロントフロアパネル12上において閉じ断面形状を構成している。左側部材22Dは、図1、図2、図8によく示されているように、パネル主面部12A上を左端部材22Eとトンネル部12Bの左外壁との間に車体幅方向に延在し、フロントフロアパネル12と左端部材22Eとトンネル部12Bの左外壁とに接合されてフロントフロアパネル12上において閉じ断面形状を構成している。
 トンネル内中央部材22Cは、図4、図8によく示されているように、ハット形断面形状をして、トンネル部12B内にあってトンネル部12Bの右内壁と左内壁との間に車体幅方向に延在してトンネル部12Bの内壁に接合されてフロントフロアパネル12の下底部(トンネル部12B内)において閉じ断面形状を構成している。
 右端部材22Aと左端部材22Eは、右側部材22B、トンネル内中央部材22C、左側部材22Dに比して低強度、低剛性(脆弱)に構成され、右端部材22Aと左端部材22Eは荷重によって圧潰変形する衝突エネルギ吸収部材(クラシュ部材)として構成されている。これに対し右側部材22B、トンネル内中央部材22C、左側部材22Dは、側部衝突荷重によって容易に変形しない強度、剛性の設定になっている。
 これらのことは、上部第1クロスメンバ22を分割構成する各部材の形状、板厚、材質等により設定することができる。たとえば、右端部材22A、左端部材22Eは、普通鋼板により構成し、右側部材22B、トンネル内中央部材22C、左側部材22Dは、高張力鋼板により構成すればよい。
 フロントフロアパネル12の下側(車外床下)には、図3、図4、図7、図8に示されているように、上部第1クロスメンバ22の下方位置(真下位置)を車体幅方向に延在して左右両端を左右のフロアフレーム14に接合された下部第1クロスメンバ24が設けられている。
 下部第1クロスメンバ24は、図5、図6によく示されているように、ビード24Bを形成された長尺矩形のロワーメンバ24Aと、左右両端に起立した折曲片部24Dを有する長尺矩形のアッパメンバ24Cと、所定の高さを有する左右のブラケット部材24Eと、各々ブラケット部材24Eと同等の高さを有する円筒状の2個の取付ボルト貫通用のカラー部材24Fを溶接された左右のステフナ24Gとの組立体により構成され、ブラケット部材24E内にカラー部材24Fを入れ込んだ状態で、ロワーメンバ24A上に、アッパメンバ24Cと、左右のブラケット部材24Eと、左右のステフナ24Gとを接合したものである。
 ロワーメンバ24Aとアッパメンバ24Cとの接合体により、左右のブラケット部材24Eの下端に接合されて左右のブラケット部材24E間を車体幅方向に水平に延在する閉じ断面形状のクロスメンバ本体25が構成される。ブラケット部材24Eは、折曲片部24Dとステフナ24Gとの接合により閉じられた中空の立方体形状をなしており、内部にカラー部材24Fを含んで、フロアフレーム14の下底面より下部第1クロスメンバ24の垂下長さを設定する。
 下部第1クロスメンバ24は、側部衝突荷重によって容易に変形しない強度、剛性を確保するために、ロワーメンバ24A、アッパメンバ24C、ブラケット部材24E、カラー部材24Fを除くステフナ24Gのすべてを高張力鋼板により構成されている。また、ブラケット部材24が折曲片部24Dと協働して中空箱形をなしていて、しかも、ブラケット部材24E内にブラケット部材24Eと同等の高さを有するカラー部材24Fが設けられていることにより、ブラケット部材24Eの強度、剛性、特に、高さ方向(上下方向)の強度が高い。
 左右のフロアフレーム14の溝内側であって、下部第1クロスメンバ24が配置される車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置には、図8、図9、図11、図12に示されているように、ナットサポート部材26が接合されている。ナットサポート部材26は、フロアフレーム14の溝底部14Aと平行な上面部26Aを有する溝形をしていて各辺部(溝開口縁部のすべて)に折曲形成された溶接代26Bをもってフロアフレーム14の溝内側の底面と両側面とに溶接されている。
 ナットサポート部材26の上面部26Aには円筒状の2個のカラーナット部材28の上端部が接合されている。カラーナット部材28は、ブラケット部材24Eのボルト締結用のものであり、ナットサポート部材26の上面部26Aに形成された貫通孔26C(図9、図12参照)を貫通して上面部26Aに固着され、上面部26Aよりナットサポート部材26内に垂下し、先端(下端)がフロアフレーム14の溝底部に当接している。これにより、カラーナット部材28は、ナットサポート部材26とロアフレーム14の溝底部とに挟まれ、高い取付強度をもってフロアフレーム14に固定される。なお、カラーナット部材28は、カラー部材24Fの個数に合わせて2個あり、車体前後方向に隔置されている。
 ナットサポート部材26は、カラーナット部材28を下部第1クロスメンバ24に取り付けるための取付マウントであると共に、ナットサポート部材26の配置部のフロアフレーム14を、側部衝突荷重に対して補強する補強部材としても作用する。
 下部第1クロスメンバ24は、ロワーメンバ24Aの側からカラー部材24Fを貫通してカラーナット部材28にねじ係合する複数個(合計4個)の取付ボルト30によって、左右両端部を左右のフロアフレーム14の下底部に着脱可能に取り付けられている。これにより、左右のブラケット部材24Eは、各々、左右のフロアフレーム14の下底部に固定されて当該下底部より垂下し、自身の高さ寸法分、クロスメンバ本体25をフロアフレーム14の下底部より下方に離して水平配置する。
 この取付構造により、パネル主面部12Aと下部第1クロスメンバ24のアッパメンバ24Cとの間に、フロアフレーム14の高さ寸法とブラケット部材24Eの高さ寸法との合計に相当する高さh(図9参照)の間隔が設けられる。
 左右のサイドシル10と左右のフロアフレーム14との間であって、上部第1クロスメンバ22及び下部第1クロスメンバ24の車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置には、図3、図4に示されているように、左右の第1アウトリガ32が配置されている。これにより、上部第1クロスメンバ22と下部第1クロスメンバ24と左右の第1アウトリガ32と左右のナットサポート部材26のすべてが、車体前後方向に同じ位置に配置されることになる。つまり、それらが車体幅方向に一直線上に整列する。
 第1アウトリガ32は、図11、図12によく示されているように、溝形をしていて各辺部(溝開口縁部のすべて)に折曲形成された溶接代32Aをもってフロントフロアパネル12の下底面とサイドシル10のインナメンバ10A及びフロアフレーム14の側面に接合され、フロントフロアパネル12と協働して箱形状を構成してサイドシル10とフロアフレーム14とを車幅方向に互いに接続している。第1アウトリガ32は、図8、図9によく示されているように、インナメンバ10Aとの接合部ではインナメンバ10Aの側壁高さに一致し、フロアフレーム14との接合部ではフロアフレーム14の側壁高さに一致している。
 第1アウトリガ32は、サイドシル10やフロアフレーム14に比して、低強度、低剛性で脆弱に構成されており、例えば、板厚が薄い普通鋼板により構成され、側部衝突エネルギによって圧潰(塑性変形)する衝突エネルギ吸収部材(クラシュ部材)として作用する。
 下部第1クロスメンバ24より車体後方位置のフロントフロアパネル12の下側には、図2~図4に示されているように、第2クロスメンバ34が配置されている。第2クロスメンバ34は、高張力鋼板製で、ハット形断面形状をしている。第2クロスメンバ34は、左右のフロアフレーム14間を車体幅方向に上下段差なく一直線状に延在し、フロントフロアパネル12の下底面に接合されてフロントフロアパネル12と協働して閉じ断面形状を構成している。第2クロスメンバ34は、更に左右両端を上下段差なく左右のフロアフレーム14に接合されている。
 ここで云う上下段差なくとは、図4、図13、図14によく示されているように、下部第1クロスメンバ24の背丈(上下方向寸法)がフロントフロアパネル12の背丈(上下方向寸法)に等しく、フロントフロアパネル12の下底面からのフロアフレーム14の高さと第2クロスメンバ34の高さとが同じことを意味する。また、第2クロスメンバ34が上下段差なく一直線状に延在していると云うことは、図13によく示されているように、第2クロスメンバ34がパネル主面部12Aの平坦面(水平面)に沿って車体幅方向に一直線に延在していることを意味する。
 第2クロスメンバ34の溝形断面部内には、図13、図14に示されているように、その全長に亘ってハット形断面形状のナットサポート部材36が接合されている。ナットサポート部材36は、第2クロスメンバ34の溝底部34Aより上方に所定距離だけ離れて溝底部34Aと平行な上面部36Aを有している。ナットサポート部材36の上面部36Aには第2クロスメンバ34の溝底部34Aとナットサポート部材36の上面部36Aとの間に配置されたカラーナット部材38が接合(固定)されている。カラーナット部材38は車幅方向に所定間隔をおいて複数個設けられている。
 ナットサポート部材36は、カラーナット部材38の支持と共に、第2クロスメンバ34の補強部材として作用する。なお、ナットサポート部材36の上面部36Aは、有用な補強部材として、サイドシル10の断面中央あるいはその近傍の高さと同じ高さにあることが好ましい。
 左右のサイドシル10と左右のフロアフレーム14との間であって、第2クロスメンバ34の車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置には、図2~図4、図14に示されているように、左右の第2アウトリガ40が配置されている。つまり、第2クロスメンバ34と左右の第2アウトリガ40とは、車体幅方向に一直線上に整列配置されている。
 第2アウトリガ40は、溝形をしていて各辺部(溝開口縁部のすべて)に折曲形成された溶接代40Aをもってフロントフロアパネル12の下底面とインナメンバ10A及びフロアフレーム14の側面に接合され、フロントフロアパネル12と協働して箱形状を構成している。第2アウトリガ40は、図13、図14によく示されているように、第1アウトリガ32と同様に、インナメンバ10Aとの接合部ではインナメンバ10Aの側壁高さに一致し、フロアフレーム14との接合部ではフロアフレーム14の側壁高さに一致している。
 第2アウトリガ40は、前述の第1アウトリガ32と同様に、サイドシル10やフロアフレーム14に比して、低強度、低剛性で脆弱に構成されており、例えば、板厚が薄い普通鋼板により構成され、側部衝突エネルギによって圧潰(塑性変形)する衝突エネルギ吸収部材(クラシュ部材)として作用する。
 左右のフロアフレーム14内には、図4、図14に示されているように、第2クロスメンバ34の車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置に、厳密には、第2アウトリガ40の車体前後の二つの側面部40Bの車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置に、左右二枚ずつ平板状のバルクヘッドメンバ42が接合されている。バルクヘッドメンバ42は、略四角形の板材で、フロアフレーム14の溝形断面部を前後に区切るようにフロアフレーム14の溝形断面部を横切る方向、つまりフロアフレーム14の溝形断面を塞ぐように沿って延在し、各辺をフロアフレーム14の溝内側面、溝底面とフロントフロアパネル12の下底面に接合されてフロアフレーム14の一つの溝形断面を閉じている。この配置のバルクヘッドメンバ42は、フロアフレーム14を側部衝突荷重に対して補強する補強部材として作用する。
 フロントフロアパネル12の下側の左右のフロアフレーム14間には、図3、図8に示されているように、バッテリユニット50が固定配置されている。バッテリユニット50は、各々車体前後方向に互いに平行に延在する複数の縦フレーム52と、車体前後方向に隙間なく敷き詰められ、各々車体幅方向延在して両端を隣接する縦フレーム52に接合された横フレーム54と、横フレーム54上に設置された複数の電池本体56と、縦フレーム52の上部に取り付けられて内部に電池本体56を収容する上部カバー部材58とにより構成されている。ここでは、縦フレーム52と横フレーム54との接合構造体をバッテリフレームと云い、当該バッテリフレームは四角扁平なバッテリユニット50の底部全体に存在する。
 縦フレーム52と横フレーム54は、各々、軽量化のために、アルミニウムの押出成形による中空柱品によって構成されていてよく、これらはMIG溶接等によって互い接合されていればよい。
 バッテリユニット50の前側部分は、図8、図9に示されているように、高さhの間隔がある下部第1クロスメンバ24とフロントフロアパネル12との間に配置されており、ロワーメンバ24Aの側より下部第1クロスメンバ24を貫通して縦フレーム52に固定されているナット部材60にねじ係合する複数個のボルト62によって下部第1クロスメンバ24に取り外し可能に固定されている。これにより、上部第1クロスメンバ22と下部第1クロスメンバ24とは、バッテリユニット50を上下に挟んで、各々左右のフロアフレーム14を車幅方向に接続することになる。
 バッテリユニット50の前後方向の中間部分は、図3、図13、図14に示されているように、横フレーム54、横フレーム54と上部カバー部材58との間に設けられたカラー部材64を貫通してナット部材38にねじ係合する複数個の取付ボルト66によって第2クロスメンバ34に取り外し可能に固定されている。カラー部材64は、バッテリフレーム、本実施形態では横フレーム54に接合(固定)されており、先端(上端)にて第2クロスメンバ34の下底面に当接している。取付ボルト66は、カラー部材64を貫通し、ナットサポート部材36より支持されているナット部材38にねじ係合するから、剛固なねじ締結を達成する。これにより、バッテリユニット50の第2クロスメンバ34よりの吊り下げ支持の強度、確実性が向上する。
 なお、バッテリユニット50の上部カバー部材58は、図7に示されているように、第2クロスメンバ34に対応する部分に、車幅方向に延在する凹溝59を有し、この凹溝59にカラー部材64を設けられ、凹溝59に第2クロスメンバ34を受け入れ、バッテリユニット50と第2クロスメンバ34との干渉を回避する構成になっている。
 このようにして、バッテリユニット50は車体前後方向に離れた位置において下部第1クロスメンバ24と第2クロスメンバ34の双方より支持されているので、バッテリユニット50の車体より支持が安定した確実なものになる。
 更に、バッテリユニット50は、図3、図14、図15に示されているように、縦フレーム52の後端部を左右のフロアフレーム14にボルト67によって着脱可能に固定されたブラケット68にボルト締結され、当該ブラケット68によって、後端部の左右両側を左右のフロアフレーム14より支持されている。
 本実施形態では、図3、図7に示されているように、バッテリユニット50の配置位置より車体後方の左右のリアサイドフレーム18間にに、もう一つのバッテリユニット80が設けられている。バッテリユニット80は、バッテリユニット50と同様に、各々車体前後方向に互いに平行に延在する複数の縦フレーム82と、車体前後方向に隙間なく敷き詰められ、各々車体幅方向延在して両端を隣接する縦フレーム82に接合された横フレーム84と、横フレーム84上に設置された複数の電池本体86と、縦フレーム82の上部に取り付けられて内部に電池本体86を収容する上部カバー部材88とにより構成されている。最も左右両側に位置する縦フレーム82には外側フレーム90が固定されている。
 縦フレーム82と横フレーム84も、各々、軽量化のためにアルミニウムの押出成形による中空柱品によって構成されていてよく、これらもMIG溶接等によって互い接合されていればよい。
 左右のリアサイドフレーム18間には、図3に示されているように、車体幅方向に延在して左右の端部を左右のリアサイドフレーム18に接合されたリアクロスメンバ92が設けられている。リアクロスメンバ92の左右両側にはブラケット94が取り付けられている。ブラケット94は、図14、図15に示されているように、外側フレーム90とボルト締結され、バッテリユニット80を着脱可能に支持している。
 図7に示されているように、アッパトンネルメンバ20の内部空間には電池制御ユニット74が設置される。アッパトンネルメンバ20上には前部座席FSが配置される。フロントフロアパネル12の車体後方にはリアフロアパネル48が接続されている。リアフロアパネル48の隆起部48A上に後部座席RSが配置される。
 上述の構成によれば、サイドシル10とフロアフレーム14との間は、フロアフレーム14等より脆弱な右端部材22A或いは左端部材22Eとアウタリガ32、40が存在するだけであるから、側部衝突時には、側部衝突荷重によって右端部材22A或いは左端部材22E、第1アウタリガ32、第2アウタリガ40が圧潰することにより、衝突エネルギの吸収がサイドシル10とフロアフレーム14との間で行われる。これにより、側部衝突によってフロアフレーム14が変形することが免れ、左右のフロアフレーム14間に配置されているバッテリユニット50の保護が図られる。
 第1アウトリガ32が、インナメンバ10Aとの接合部ではインナメンバ10Aの側壁高さに一致し、フロアフレーム14との接合部ではフロアフレーム14の側壁高さに一致していることにより、その高さ全体で側部衝突荷重を圧縮荷重として受け取る。つまり、第1アウトリガ32は、フロアフレーム14の側壁の高さ方向全域に亘って反力を受け止められる状態で、サイドシル10の側壁の高さ方向全域から側部衝突荷重を入力することになり、第1アウトリガ32の全体が有効に圧潰する。これにより、第1アウトリガ32によるサイドシル10とフロアフレーム10との間における衝突エネルギの吸収可能量が向上する。このことにより、フロアフレーム14の変形が高度に回避される。
 第2アウトリガ40も、同様に、インナメンバ10Aとの接合部ではインナメンバ10Aの側壁高さに一致し、フロアフレーム14との接合部ではフロアフレーム14の側壁高さに一致していることにより、その高さ全体で側部衝突荷重を圧縮荷重として受け取る。つまり、第2アウトリガ40も、フロアフレーム14の側壁の高さ方向全域に亘って反力を受け止められる状態で、サイドシル10の側壁の高さ方向全域から側部衝突荷重を入力することになり、第2アウトリガ40の全体が有効に圧潰する。これにより、第2アウトリガ32によるサイドシル10とフロアフレーム10との間における衝突エネルギの吸収可能量も向上する。このことによっても、フロアフレーム14の変形が高度に回避される。
 なお、右端部材22A或いは左端部材22E、第1アウタリガ32、第2アウトリガ40の圧潰による衝突エネルギ吸収領域は、図8に、符号Eにより示されている。
 上部第1クロスメンバ22と下部第1クロスメンバ24とは、バッテリユニット50を上下に挟んで、各々左右のフロアフレーム14を接続しているから、右端部材22A或いは左端部材22E、第1アウタリガ32、第2アウトリガ40の圧潰を経てフロアフレーム14に入力した側部衝突荷重は、上部第1クロスメンバ22と下部第1クロスメンバ24とに上下に分流して双方をもって一方のフロアフレーム14より他方のフロアフレーム14へ伝わる。
 これにより、上部第1クロスメンバ22と下部第1クロスメンバ24の個々の荷重伝達負担が軽減され、車体幅方向の荷重伝達、つまり、一方のフロアフレーム14より他方のフロアフレーム14への荷重伝達が効率よく良好に行われる。このことにより、側部衝突荷重入力側のフロアフレーム14の変形が、確実且つ高度に回避され、左右のフロアフレーム14間に配置されているバッテリユニット50に衝突荷重が作用することが確実に防がれる。これにより、側部衝突に対するバッテリユニット50の保護が確実に行われる。つまり、側部衝突によってバッテリユニット50が損傷することが確実に回避される。
 また、床下配置の下部第1クロスメンバ24が設けられたことにより、車室内配置の上部第1クロスメンバ22を従来のものより小型化することが可能になり、車体の小型化設計と車室内居住空間の拡大が可能になる。
 上部第1クロスメンバ22の右端部材22A、左端部材22Eは、下部第1クロスメンバ24より低強度で、側部衝突荷重によって圧潰する衝突エネルギ吸収部材として作用するから、低強度の度合いにより、上部第1クロスメンバ22に入力される側部衝突荷重と下部第1クロスメンバ24に入力される側部衝突荷重の比率を最適仕様に設定することができる。
 下部第1クロスメンバ24は、クロスメンバ本体が閉じ断面形状をしていて高剛性であることと、カラー部材24Fによってブラケット部材24Eの高剛性化が図られていることと、ブラケット部材24Eのボルト締結用のカラーナット部材28の上部がフロアフレーム14に接合されたナットサポート部材26に固定され、フロアフレーム14に対するカラーナット部材28の取付強度が強化されていることとにより、側部衝突荷重伝達の許容値が高い。つまり、下部第1クロスメンバ24は、その全体が堅牢で、側部衝突荷重によって変形し難く。これにより、下部第1クロスメンバ24による側部衝突荷重の伝達許容値が高くなり、下部第1クロスメンバ24への側部衝突荷重の許容入力量を増加することができる。
 上部第1クロスメンバ22と下部第1クロスメンバ24と左右の第1アウトリガ32とは、車体前後方向で見て同じ位置にあるから、第1アウトリガ32の圧潰後を含めた第1アウトリガ32を介したサイドシル10からフロアフレーム14、上部第1クロスメンバ22、下部第1クロスメンバ24への側部衝突荷重の伝達は直線的に良好に行われることになる。このことによってもフロアフレーム14が変形し難くなる。
 また、第2クロスメンバ34は、車体幅方向に上下段差なく一直線状に延在し、しかも、左右両端を上下段差なく左右のフロアフレーム14に接合されているから、第2クロスメンバ34による左右のフロアフレーム14間の側部衝突荷重の伝達も、第2クロスメンバ34に曲げモーメントを生じることなく良好に行われる。このことにより、側部衝突荷重入力側のフロアフレーム14の変形が確実且つ高度に回避される。このことによっても、左右のフロアフレーム14間に配置されているバッテリユニット50に衝突荷重が作用することが回避され、側部衝突に対するバッテリユニット50の保護が確実に行われる。
 しかも、ナットサポート部材36が、カラーナット部材38の支持と共に、第2クロスメンバ34の補強部材として作用するから、バッテリユニット50の保護のための所要の強度、剛性を確保した上で、第2クロスメンバ34の断面を小さくすることができる。これにより、車体の小型化設計が可能になり、併せて車体重量を軽減できる。また、カラーナット部材38の支持強度が向上するから、バッテリユニット50の支持強度も強くなる。
 更には、ナットサポート部材36の上面部36Aがサイドシル10の断面中央あるいはその近傍の高さと同じ高さにあることにより、第2クロスメンバ34は、サイドシル10の倒れを生じることなく、ナットサポート部材36の上面部36Aによって側部衝突荷重を面状に受けることができ側部衝突荷重を面状に受けることができ、第2クロスメンバ34による側部衝突荷重の伝達がより効率よく良好に行われるようになる。
 第2クロスメンバ34と左右の第2アウトリガ40とは車体前後方向で見て同じ位置にあるから、第2アウトリガ40を介したサイドシル10からフロアフレーム14、第2クロスメンバ34への側部衝突荷重の伝達も直線的に的確に行われ、このことによってもフロアフレーム14が変形し難くなる。
 また、バルクヘッドメンバ42が設けられていることにより、第2クロスメンバ34への側部衝突荷重伝達部位のフロアフレーム14の強度、剛性が効果的向上し、第2クロスメンバ34の断面全体に側部衝突荷重を良好に伝達されるようになる。
 これらのことによってフロアフレーム14の変形が、より高度に回避され、左右のフロアフレーム14間に配置されているバッテリユニット50に衝突荷重が作用することがなく、側部衝突に対するバッテリユニット50の保護が確実に行われる。
 バッテリユニット50の着脱交換は、取付ボルト30の取り外しによって下部第1クロスメンバ24をフロアフレーム14より取り外し、取付ボルト66を取り外し、ボルト67の取り外しによってブラット68をフロアフレーム14より取り外すことにより、下部第1クロスメンバ24ごとフロントフロアパネル12の下方より行うことができる。
 これにより、上述したように側部衝突に対するバッテリユニット50の保護が確実に行われた上で、バッテリユニット50の着脱交換が車両床下より簡便に行える。
 フロントフロアパネル12は、上部第1クロスメンバ22より車体前側のトンネル部12Bの左右両側に、パネル主面部12Aより下方に陥没した窪み部12Cを有し、窪み部12Cより車体後方にバッテリユニット50が配置されるから、バッテリユニット50の床下配置に拘らず、窪み部12Cを確保できる。この窪み部12Cが前部座席FSに着座した前席乗員の足置きスペースになり、前部座席FSの配置高さを過剰に上げることなく、つまり、乗り降りの容易性を悪くすることなく、着座姿勢を楽にできる。
 また、後部座席RSの前方にも、バッテリユニット50の床下配置に拘らず、第2クロスメンバ34が配置される平坦なパネル主面部12Aが確保されるから、後部座席RSに着座した後席乗員のための良好な足置きスペースを確保できる。これにより、着座姿勢を楽にして、側部衝突荷重を第2クロスメンバ34によって直線状に効率よく伝達することができる。
 以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
 たとえば、下部第1クロスメンバ24の左右のブラケット部材24Eは、必ずしも必要ではなく、バッテリユニット50の薄肉化によって高さhの短縮が図られれば、下部第1クロスメンバ24は、ロアメンバ24Aとアッパメンバ24Cとの重合体、つまりクロスメンバ本体25のみにより構成されてよい。
 本願のパリ条約に基づく優先権の基礎となる日本特許出願(2010年11月10日出願の特願2010-252065、2010-252070、2010-252071)の開示内容は、ここで参照したことによりその全体が本願明細書に組み込まれる。本出願のパリ条約に基づく優先権主張の基礎出願の全内容及び本出願中で引用された従来技術の全内容は、それに言及したことをもって本願明細書の一部とする。
 10 サイドシル
 10A インナメンバ
 10B アウタメンバ
 11 サイドシルエクステンションメンバ
 12 フロントフロアパネル
 12A パネル主面部
 12B トンネル部
 12C 窪み部
 12D 傾斜部
 12F 傾斜側面
 14 フロアフレーム
 16 フロントサイドフレーム
 18 リアサイドフレーム
 20 アッパトンネルメンバ
 22 上部第1クロスメンバ
 22A 右端部材
 22B 右側部材
 22C トンネル内中央部材
 22D 左側部材
 22E 左端部材
 24 下部第1クロスメンバ
 24A ロワーメンバ
 24C アッパメンバ
 24E ブラケット部材
 24F カラー部材
 25 クロスメンバ本体
 26 ナットサポート部材
 28 カラー部材
 30 ボルト
 32 第1アウトリガ
 34 第2クロスメンバ
 36 ナットサポート部材
 38 カラーナット部材
 48 リアフロアパネル
 40 第2アウトリガ
 42 バルクヘッドメンバ
 50 バッテリユニット
 68 ブラケット
 80 バッテリユニット
 92 リアクロスメンバ

Claims (17)

  1.  車体前後方向に延在する左右のサイドシルと、前記左右のサイドシル間に配置されたフロントフロアパネルと、前記フロントフロアパネルの下側で前記左右のサイドシルより車体幅方向の内側を各々車体前後方向に延在する左右のフロアフレームとを有し、前記フロントフロアパネルの下側の前記左右のフロアフレーム間にバッテリユニットを配置される自動車のフロア構造であって、
     車体幅方向に延在して両端を前記左右のサイドシルに接合された上部第1クロスメンバと、
     前記フロントフロアパネルの下側で前記上部第1クロスメンバの下方位置を車体幅方向に延在して両端を前記左右のフロアフレームに固定され、前記上部第1クロスメンバとで前記バッテリユニットを上下に挟む下部第1クロスメンバと、
     を有する自動車のフロア構造。
  2.  前記上部第1クロスメンバと前記下部第1クロスメンバとは車体前後方向に同じ位置にあり、更にこれらと車体前後方向に同じ位置に、前記サイドシルと前記フロアフレームとの間にあって当該両者に接合されて側部衝突エネルギにより圧潰する第1アウトリガが配置されている請求項1に記載の自動車のフロア構造。
  3.  前記第1アウトリガは、前記サイドシルとの接合部では当該サイドシルの側壁高さに一致し、前記フロアフレームとの接合部では当該フロアフレームの側壁高さに一致している請求項2に記載の自動車のフロア構造。
  4.  上部第1クロスメンバは、前記サイドシルと前記フロアフレームとの間に延在する部分の強度が、それより車体幅方向内側に延在する部分の強度より低い請求項1から3の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
  5.  前記下部第1クロスメンバは、各々前記左右のフロアフレームの下底部に固定されて当該下底部より垂下した左右のブラケット部材と、前記左右のブラケット部材の下端に接合されて前記左右のブラケット部材間を車体幅方向に延在するクロスメンバ本体とを有し、ブラケット部材は、中空箱形をなし、内部に取付ボルトが貫通するカラー部材が固定配置されている請求項1から4の何れか一項に記載の記載の自動車のフロア構造。
  6.  前記フロアフレームは溝形断面形状を含み、その溝内側に、前記ブラケット部材のボルト締結用のカラーナット部材の上部を支持するサポート部材が接合されている請求項5に記載の自動車のフロア構造。
  7.  前記クロスメンバ本体は、ロワーメンバとアッパメンバとの接合体により構成され、閉じ断面形状をなしている請求項5または6に記載の自動車のフロア構造。
  8.  前記下部第1クロスメンバは前記左右のフロアフレームに着脱可能に固定され、当該下部第1クロスメンバに前記バッテリユニットが固定されている請求項1から7の何れか一項に記載の記載の自動車のフロア構造。
  9.  前記下部第1クロスメンバより車体後方位置において前記フロントフロアパネルの下側を車体幅方向に延在して両端を前記左右のフロアフレームに接合され、溝形断面部を含む形状の第2クロスメンバと、
     前記第2クロスメンバの全長に亘って延在して前記溝形断面部内に接合され、前記第2クロスメンバの溝底部より上方に所定距離だけ離れて溝底部と平行な上面部を有するナットサポート部材と、
     前記第2クロスメンバの溝底部と前記ナットサポート部材の前記上面部との間に延在し、車幅方向に所定間隔をおいて配置されて前記ナットサポート部材の前記上面部に固定された複数個のカラーナット部材とを有し、
     前記カラーナット部材にねじ係合する取付ボルトによって前記バッテリユニットが前記フロントフロアパネルの下側に固定されている請求項1から8の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
  10.  前記第2クロスメンバは前記左右のフロアフレーム間を上下段差なく一直線状に延在している請求項9に記載の自動車のフロア構造。
  11.  前記ナットサポート部材の前記上面部は前記サイドシルの断面中央あるいはその近傍の高さと同じ高さにある請求項9または10に記載の自動車のフロア構造。
  12.  前記第2クロスメンバと車体前後方向で見て同じ位置に、前記サイドシルと前記フロアフレームの間に当該両者に接合して側部衝突エネルギにより圧潰する第2アウトリガが配置されている請求項9から11の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
  13.  前記第2アウトリガは、前記サイドシルとの接合部では当該サイドシルの側壁高さに一致し、前記フロアフレームとの接合部では当該前記フロアフレームの側壁高さに一致している請求項12に記載の自動車のフロア構造。
  14.  前記フロアフレーム内に、前記第2クロスメンバの車体前後方向位置と同じ車体前後方向位置に、当該フロアフレームの溝形断面を塞ぐように延在して当該溝形断面を閉じる板状のバルクヘッドメンバが接合されている請求項9から13の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
  15.  前記バッテリユニットは底部にバッテリフレームを有し、前記バッテリフレームには、先端にて前記第2クロスメンバと当接し、前記取付ボルトが貫通するカラー部材が接合している請求項9から14の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
  16.  前記フロントフロアパネルは、パネル主面部と、前記パネル主面部より上方に隆起して車体幅方向の中央部を車体前後方向に延在するトンネル部と、前記上部第1クロスメンバより車体前側の前記トンネル部の左右両側にあって前記パネル主面部より下方に陥没した窪み部とを有し、前記窪み部より車体後方に前記バッテリユニットを配置された請求項1から15の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
  17.  前記フロントフロアパネルは、前記上部第1クロスメンバより車体後方部において前記左右のフロアフレームの配置位置に、当該フロアフレームの延在方向に同方向に延在する折曲稜線を形成する傾斜部を有する請求項1から16の何れか一項に記載の自動車のフロア構造。
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