JP2022154771A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの配置部を増やしながら、正面衝突時における車室部分の過度な変形及びバッテリに入力する衝撃荷重を低減する。【解決手段】車体構造１Ａは、フロアパネル３の車両前部から上方へ延びるダッシュパネル７と、ダッシュパネル７の下部よりも車両前方で車幅方向に延びる中空状に形成され、フロアパネル３に取り付けられる剛性部材６０とを備えている。剛性部材６０の内部には、バッテリ５が配置された前側バッテリ配置部５１が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばフロアパネルを備えた車体構造に関する。

例えば走行用モータを備えた自動車の場合、走行用モータに電力を供給するためのバッテリユニットが搭載されており、このバッテリユニットは走行用モータによる航続可能距離を伸ばすために大容量化されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の車体構造では、前部から後部まで水平に延びるフロアパネルの下方にバッテリユニットが搭載されている。

特開２０１９－１８６８６号公報

ところで、航続可能距離はバッテリの容量に大きく依存しており、バッテリの搭載容量を増大させて航続可能距離を長くしたいので、バッテリの配置部を車体のどこに設けるかが大きな課題となっている。

一方、自動車の正面衝突時を想定すると、前方からの衝撃荷重を受けつつ、車体に伝達して車体の各部に分散させることにより、車室部分の過度な変形を抑制しながら、衝撃荷重を効果的に吸収したいという要求がある。このとき、バッテリが搭載されている車両では当該バッテリに入力する衝撃荷重をできるだけ低減したいという要求もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バッテリの配置部を増やして搭載容量を増大させながら、正面衝突時における車室部分の過度な変形を抑制するとともに、バッテリに入力する衝撃荷重を低減することにある。

上記目的を達成するために、本開示の第１の側面では、車室の床面を構成するフロアパネルと、走行用モータと、該走行用モータに電力を供給するバッテリとを備えた自動車の車体構造を前提とすることができる。車体構造は、前記フロアパネルの車両前部から上方へ延びるダッシュパネルと、前記フロアパネルに取り付けられると共に前記ダッシュパネルの下部よりも車両前方で車幅方向に延び、内部に前側バッテリ配置部が形成される剛性部材とを備えている。

この構成によれば、例えば正面衝突時の前方からの衝撃荷重が剛性部材に入力されると、この剛性部材が車幅方向に延びているので、当該衝撃荷重を剛性部材で受けることができる。剛性部材は、高剛性なフロアパネルに取り付けられているので、衝撃荷重がフロアパネルの車幅方向に分散されて吸収される。これにより、車室部分の過度な変形が抑制される。

一方、剛性部材の内部に前側バッテリ配置部を設けているので、バッテリの搭載容量を増大させることができる。また、剛性部材はフロアパネルに取り付けられていて、フロアパネルによっても剛性が高められているので、上記衝撃荷重による剛性部材の変形が抑制される。よって、剛性部材の内部に配置したバッテリに入力される衝撃荷重が低減される。

本開示の第２の側面では、前記フロアパネルの車幅方向両端部において車両前後方向に延びるように配設される左右一対のサイドシルと、左右一対の前記サイドシルの車両前部からそれぞれ上方に延びる左右一対のピラーとを備えている。前記剛性部材の両端部は、前記ピラーの各々の下部に対して固定されている。

この構成によれば、剛性部材の左右両側をそれぞれ左右のピラーに固定することができるので、正面衝突時に剛性部材に入力した衝撃荷重を左右のピラーにも分散させることができる。これにより、車室部分の変形抑制効果がより一層高まる。

本開示の第３の側面では、前記フロアパネルは、車両前方側に設けられた前部フロアパネルと、前記前部フロアパネルの車両後方に設けられた後部フロアパネルとを備え、前記前部フロアパネルは、前記後部フロアパネルよりも上に位置付けられ、前記前部フロアパネルの下方には、前記バッテリが配置されたフロア下バッテリ配置部が設けられている。

この構成によれば、前部フロアパネルの下方空間を利用してバッテリを配置できるので、バッテリの搭載容量をより一層増大できる。

本開示の第４の側面では、前記前部フロアパネルの車両前部の下面には、前記剛性部材が固定される固定部が設けられている。

この構成によれば、剛性部材を前部フロアパネルの車両前部に対して固定部を介して強固に固定することができる。

本開示の第５の側面では、前記剛性部材は、前記ダッシュパネルの下部から車両前方へ延びる上壁部と、該上壁部の車両前部から下方へ延びる前壁部と、該前壁部の下部から車両後方へ延びる下壁部とを備えている。前記上壁部、前記前壁部及び前記下壁部で囲まれた空間に前記前側バッテリ配置部が設けられ、前記上壁部の車両後部が前記ダッシュパネルの下部に固定され、前記下壁部の車両後部が前記固定部に固定されている。

この構成によれば、剛性部材がダッシュパネルとフロアパネルの両方に固定されているので、正面衝突時に剛性部材に入力した衝撃荷重をダッシュパネルにも分散させることができ、車室部分の変形抑制効果がより一層高まる。また、ダッシュパネルとフロアパネルを剛性部材で連結することができ、車体前部の剛性をより一層高めることができる。

本開示の第６の側面では、前記剛性部材の前記上壁部と前記下壁部との間は車両後方に開放する開放部とされており、前記フロア下バッテリ配置部と、前記前側バッテリ配置部とは、前記開放部を介して接続されている。

この構成によれば、前側バッテリ配置部からフロア下バッテリ配置部まで連続してバッテリを配置することができるので、スペース効率が向上する。

以上説明したように、ダッシュパネルの下部よりも車両前方で車幅方向に延びる剛性部材を設け、この剛性部材の内部にバッテリを配置可能にしたので、バッテリの配置部を増やしながら、正面衝突時における車室部分の過度な変形及びバッテリに入力する衝撃荷重を低減することができる。

本発明の実施形態に係る自動車の側面図である。 自動車のダッシュパネル及びフロアパネルの部分断面であり、ブレーキペダルの位置を示す図である。 図２におけるIII－III線断面図である。 自動車のダッシュパネル及びフロアパネルの部分断面であり、アクセルペダルの位置を示す図である。 フロアパネルの構造例を示す前後方向の断面図である。 剛性部材の斜視図である。 剛性部材の平面図であり、他の車体構成部材との位置関係を示す図である。 ペダル操作時を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車１の左側面図である。自動車１は、いわゆる乗用自動車である。尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」というものとする。車両の左右方向が車幅方向である。

自動車１の前部には、動力室Ｓが設けられている。動力室Ｓには、走行用モータＭ等からなるパワートレイン（図示せず）が格納されている。従って、動力室Ｓは、例えばパワートレイン格納室、モータルーム等と呼ぶこともできる。自動車１は電気自動車であってもよいし、ハイブリッド自動車（プラグインハイブリッド自動車も含む）であってもよい。自動車１が電気自動車である場合には、動力室Ｓに走行用モータＭが搭載される。自動車１がハイブリッド自動車の場合には、動力室Ｓに走行用モータＭと、図示しないが内燃機関（エンジン）が搭載される。また、図示しないが、走行用モータは自動車１の後部に搭載されていてもよいし、車輪（ホイール）の内側に搭載されたインホイールモータであってもよい。

動力室Ｓの上部には、ボンネットフード２が設けられている。自動車１は、動力室Ｓに搭載されたエンジンや走行用モータＭ等で後輪Ｒを駆動するフロントエンジンリヤドライブ車（以下、ＦＲ車という）であってもよいし、動力室Ｓに搭載されたエンジンや走行用モータＭ等で前輪Ｆを駆動するフロントエンジンフロントドライブ車（以下、ＦＦ車という）であってもよい。自動車１は、ＦＲ車とＦＦ車以外にも、４輪を駆動する４輪駆動車であってもよい。

図２に示すように、自動車１には、動力室Ｓの後方に車室Ｒが設けられている。車室Ｒの底面は、フロアパネル３で構成されており、従って、このフロアパネル３の上方空間が車室Ｒとなる。車室Ｒの上部にはルーフ４が設けられている。また、図１に示すように、自動車１の左側部には、フロントドア５と、リヤドア６とが開閉自在に配設されている。尚、図示しないが、自動車１の右側にもフロントドアと、リヤドアとが開閉自在に配設されている。

図２に示すように、自動車１は、本発明に係る車体構造１Ａを備えている。車体構造１Ａは、フロアパネル３とダッシュパネル７を備えている。車室Ｒと動力室Ｓとを前後方向に仕切っている部材がダッシュパネル７である。ダッシュパネル７は、例えば鋼板等で構成されており、左右方向に延びるとともに上下方向にも延びている。ダッシュパネル７の下側部分は、下端部へ近づくほど後に位置するように傾斜ないし湾曲しており、ダッシュパネル７の下端部がフロアパネル３の前端部に接続されている。したがって、フロアパネル３は、ダッシュパネル７の下端部から後方へ延びるように設けられ、また、ダッシュパネル３は、フロアパネル３の前部から上方へ延びるように設けられる。

この実施形態では、車室Ｒの右側が運転席側であり、車室Ｒの左側が助手席側である。図２は、自動車１の運転席側の断面であり、フロアパネル３及びダッシュパネル７の断面と、フロアパネル３に取り付けられている運転席シート８及び後席シート１０、ダッシュパネル７に取り付けられているブレーキペダルＢの概略構造を示している。運転席シート８は、車室Ｒの左右方向中央部よりも右側に設けられる一方、車室Ｒの左右方向中央部よりも左側には助手席シート９（図１に示す）が設けられている。尚、これに限らず、車室Ｒの左側が運転席側、車室Ｒの右側が助手席側であってもよい。また、車室Ｒの後席が２列以上設けられていてもよい。

自動車１の車体構造１Ａについてさらに具体的に説明すると、図１に破線で示すように、自動車１の左側部及び右側部には、それぞれ、フロントドア５によって開閉される前部ドア開口部４０と、リヤドア６によって開閉される後部ドア開口部４１とが形成されている。図３に示すように、車体構造１Ａは、フロアパネル３の左右方向両端部において前後方向に延びるように配設される左右一対のサイドシル４２を備えている。また、車体構造１Ａは、フロアパネル３の前部を構成している前部フロアパネル３０の左右方向両端部において上下方向に延びるように配設される左右一対のヒンジピラー４３（図７に仮想線で示す）も備えている。このヒンジピラー４３の下部は、サイドシル４２の前部近傍に接続されており、ヒンジピラー４３はそこから上方へ延びている。このヒンジピラー４３の上部にはフロントピラー４４（図１に示す）の下部が接続されている。フロントピラー４４は、上側へ行くほど後に位置するように傾斜しながら延びており、ルーフ４の前部と接続されている。さらに、車体構造１Ａは、サイドシル４２の前後方向中間部から上方へ延びるセンターピラー４５を備えている。前部ドア開口部４０は、ヒンジピラー４３の後縁部、フロントピラー４４の下縁部、サイドシル４２の上縁部、センターピラー４５の前縁部及びルーフ４によって形成されている。フロントドア５はヒンジピラー４３に支持され、リヤドア６はセンターピラー４５に支持されている。尚、リヤドア６は省略される場合もあり、この場合は後部ドア開口部４１も省略される。

図２に示すように、ダッシュパネル７には、ブレーキペダルＢが揺動自在に設けられている。すなわち、ダッシュパネル７の右側における車室Ｒ内側には、運転席シート８と対向する部分に、ペダルブラケット１１が取り付けられている。ペダルブラケット１１は、フロアパネル３の上面から上方へ離れて設けられている。ペダルブラケット１１には、左右方向に延びる支軸１１ａが設けられている。この支軸１１ａには、ブレーキペダルＢの上端部が軸支されている。

ブレーキペダルＢは、支軸１１ａに支持された部分から下方へ延びている。ブレーキペダルＢの下端部が乗員によって踏み込まれる部分である。ブレーキペダルＢには、ロッドＢ１の後端部が連結されている。ロッドＢ１の前端部は、ブレーキ倍力装置１２の入力部に接続されている。尚、ブレーキ倍力装置１２以外のブレーキ力発生装置にロッドＢ１の前端部を連結してもよい。

尚、ブレーキペダルＢの支持構造は上述した構造に限られるものではなく、図示しないが、いわゆるオルガンペダルタイプのブレーキペダルであってもよい。この場合、ブレーキペダルの下部が左右方向に延びる支軸を介してフロアパネル３に対して揺動自在に支持されることになる。

図４は、アクセルペダルＡの位置を示すダッシュパネル７及びフロアパネル３の断面図である。アクセルペダルＡは、いわゆるオルガンペダルタイプであり、当該アクセルペダルＡの下部が左右方向に延びる支軸Ａ１を介してフロアパネル３に対して揺動自在に支持されている。尚、アクセルペダルＡは、図示しないが吊り下げタイプであってもよい。この場合、アクセルペダルＡの上部が左右方向に延びる支軸を介してダッシュパネル７に揺動自在に支持される。走行用モータＭで走行する自動車１の場合も加速時に操作するペダルを備えており、本明細書では、このペダルもアクセルペダルと呼ぶことにする。

また、図示しないが、車室Ｒに設けられた操作レバー（図示せず）によって乗員がギヤ比を変更するマニュアルトランスミッションを搭載している場合、クラッチを操作するためのペダルが車室Ｒに設けられる。通常、アクセルペダルＡが一番右、ブレーキペダルＢがアクセルペダルＡの左側方、クラッチペダルがブレーキペダルＢの左側方に位置している。

また、図示しないが、例えば自動車の運転教習等に使用される教習車では、助手席側にもアクセルペダル及びブレーキペダルが運転席側と同様に設けられている。この教習車にも本発明を適用することができる。

（フロアパネルの構成）
図５に示すように、フロアパネル３は、前部フロアパネル３０と、シート載置フロアパネル３４と、接続パネル３５（詳細は後述する）とを備えている。前部フロアパネル３０、シート載置フロアパネル３４及び接続パネル３５は、運転席側だけでなく、助手席側にも設けられている。例えば、前部フロアパネル３０、シート載置フロアパネル３４及び接続パネル３５は、運転席側から助手席側まで連続していてもよいし、運転席側と助手席側とで別部材で構成されていてもよい。

前部フロアパネル３０、シート載置フロアパネル３４及び接続パネル３５は、別部材で構成されており、互いに接合されて１つのフロアパネル３を構成している。さらに、シート載置フロアパネル３４は、当該シート載置フロアパネル３４の前側部分を構成する第１フロアパネル（後部フロアパネル）３１と、当該シート載置フロアパネル３４の後側部分を構成する第２フロアパネル３２とを備えている。第１フロアパネル３１及び第２フロアパネル３２は、別部材で構成されており、互いに接合されることによってシート載置フロアパネル３４が構成されている。

図３に示すように、前部フロアパネル３０、接続パネル３５及び第１フロアパネル３１には、フロアトンネル部３０ｃが形成されていてもよい。フロアトンネル部３０ｃは、前部フロアパネル３０と接続パネル３５と第１フロアパネル３１の左右方向中央部（運転席と助手席との間の部分）を上方へ膨出させることによって形成することができ、例えば前部フロアパネル３０の前部から第１フロアパネル３１の後部まで前後方向に連続して延びる形状とすることができる。

図２に示すように、前部フロアパネル３０は、ダッシュパネル７の下端部から後方へ延びるとともに左右方向に延びている。図５に示すように、前部フロアパネル３０には、ブレーキペダルＢ及びアクセルペダルＡを操作するペダル操作者の踵が置かれる踵載置部３０ａが設けられている。踵載置部３０ａは、アクセルペダルＡやブレーキペダルＢを操作する際に、乗員の踵が自然に置かれる部分であり、乗員の体格や運転姿勢等によって多少異なるが、概ね図５に示す範囲（領域）である。すなわち、踵載置部３０ａは、前部フロアパネル３０における前端部から後方に離れた部分から前部フロアパネル３０における後端部から前方に離れた部分までの連続した領域と定義することができ、前部フロアパネル３０の前後方向中間部ということもできる。

図２に示すように、第２フロアパネル３２は、前部フロアパネル３０から後方に離れて設けられ、後席シート１０が取り付けられる部材である。後席シート１０は、座面を構成する後席シートクッション部１０ａと、背もたれ部を構成する後席シートバック部１０ｂとを備えている。後席シートクッション部１０ａは、第２フロアパネル３２の上面に固定されている。

第２フロアパネル３２は、少なくとも、後席シートクッション部１０ａの前端部に対応する部分から後端部に対応するまで連続しているが、後席シートクッション部１０ａの後端部よりも後方まで延長されていてもよい。この場合、後席シート１０の後方に２列目となる後席シートを設置することや、荷物を載置する荷室を設けることが可能になる。

また、第１フロアパネル３１は、接続パネル３５の後部から第２フロアパネル３２の前部まで延びている。そして、第１フロアパネル３１は、前部フロアパネル３０よりも下に位置付けられている。例えば前部フロアパネル３０が略水平に前後方向に延びるとともに、第１フロアパネル３１も略水平に前後方向に延びる形状とすることができる。

また、第２フロアパネル３２も略水平に前後方向に延びる形状とすることができる。第２フロアパネル３２は第１フロアパネル３１よりも上に位置している。このことで、第２フロアパネル３２の前部から第１フロアパネル３１の後部まで上下方向に延びる後部板部３Ｂをフロアパネル３が備えている。後部板部３Ｂを介して第２フロアパネル３２と第１フロアパネル３１とが接続されることになるので、第２フロアパネル３２と第１フロアパネル３１との間には段差が形成されることになる。

以上の構成により、第１フロアパネル３１が前部フロアパネル３０及び第２フロアパネル３２に比べて一段下に位置することになる。前部フロアパネル３０及び第２フロアパネル３２と、第１フロアパネル３１との高さの差は、例えば５ｃｍ以上または１０ｃｍ以上に設定することができ、また１５ｃｍ以上に設定してもよい。前部フロアパネル３０と第２フロアパネル３２とは、同じ高さであってもよいし、前部フロアパネル３０が第２フロアパネル３２より低くてもよいし、高くてもよい。また、前部フロアパネル３０、第１フロアパネル３１及び第２フロアパネル３２は、厳密に水平でなくてもよく、後側へ行くほど下に位置するように傾斜していてもよい。また、前部フロアパネル３０、第１フロアパネル３１及び第２フロアパネル３２の一部のみ傾斜し、他の部分が略水平であってもよい。さらに、第２フロアパネル３２は第１フロアパネル３１と同じ高さであってもよい。

上記後部板部３Ｂは、第２フロアパネル３２に一体成形されていてもよいし、第１フロアパネル３１に一体成形されていてもよいし、これらフロアパネル３１、３２とは別体に成形されていてもよい。また、後部板部３Ｂは略鉛直に延びていてもよいし、傾斜ないし湾曲していてもよい。例えば、後部板部３Ｂは、下へ行くほど前に位置するように傾斜ないし湾曲させることができる。

図２に示すように、第１フロアパネル３１には、前席シート８を固定するための第１前席シート固定部（前部シート固定部）３１ａ及び第２前席シート固定部（後部シート固定部）３１ｂが設けられている。第１前席シート固定部３１ａは、第１フロアパネル３１の前後方向中央部よりも前に設けられており、例えば第１フロアパネル３１に固定された左右方向に長いメンバ等で構成されている。第２前席シート固定部３１ｂも同様に、左右方向に長いメンバ等で構成されており、第１前席シート固定部３１ａから後方に所定距離だけ離れて設けられている。第１前席シート固定部３１ａ及び第２前席シート固定部３１ｂの構成は、メンバに限られるものではなく、板材等で構成された各種形状のものを用いることができる。尚、この実施形態では、第１前席シート固定部３１ａの方が第２前席シート固定部３１ｂに比べて高く形成されているが、第１前席シート固定部３１ａ及び第２前席シート固定部３１ｂの高さは同じであってもよい。

第２フロアパネル３２の少なくとも前部には、後席シート１０を固定するための後席用シート固定部３２ａが設けられている。この後席用シート固定部３２ａは、前席シート固定部３１ａ、３１ｂと同様に構成されていてもよいし、別構造であってもよい。第２フロアパネル３２と第１フロアパネル３１とが同じ高さに配置されている場合には、前席シート８と後席シート１０とを同じ高さに配置することができる。

（前席シート）
前席シート８は、前席シートクッション部８ａと、前席シートバック部８ｂと、前席シートクッション部８ａの前後方向の位置調整を行うシートスライド機構８ｃとを備えている。前席シートクッション部８ａは、前席乗員の座面を構成する部分であり、図示しないが、例えば前席シートクッション部８ａ内に設けられているシートフレームと、該シートフレームに支持されたクッション材、クッション材を覆う表皮材等で構成されている。また、前席シートバック部８ｂは、前席乗員の背もたれ部を構成する部分であり、図示しないが、シートフレームと、クッション材、表皮材等で構成されている。

前席シートバック部８ｂの下部は、前席シートクッション部８ａの後部に対してリクライニング機構８ｄを介して取り付けられている。リクライニング機構８ｄは、従来から周知のものであり、前席シートバック部８ｂを任意の傾斜角度にして固定状態にするための機構である。

シートスライド機構８ｃは、従来から周知の機構を用いることができ、例えば、前席シートクッション部８ａの下部に固定される可動部材８ｅと、第１フロアパネル３１の第１前席シート固定部３１ａ及び第２前席シート固定部３１ｂに固定されるレール８ｆとを備えている。レール８ｆは前席シートクッション部８ａを前後方向に案内するための部材であり、前後方向に延びている。レール８ｆの前部が第１前席シート固定部３１ａに固定され、後部が第２前席シート固定部３１ｂに固定されている。第１前席シート固定部３１ａが第２前席シート固定部３１ｂに比べて高いので、レール８ｆは前へ行くほど上に位置するように傾斜している。レール８ｆは略水平であってもよい。

可動部材８ｅは、レール８ｆに係合した状態で当該レール８ｆに対して前後方向に相対移動可能な部材である。可動部材８ｅのレール８ｆに対する前後方向の位置は、所定範囲内であれば任意の位置にすることができ、その位置で可動部材８ｅをレール８ｆにロックすることができる。

上記シートスライド機構８ｃの高さは、第１フロアパネル３１の高さ、第１前席シート固定部３１ａ及び第２前席シート固定部３１ｂの高さによって設定することができる。この実施形態では、前部フロアパネル３０と比較した時、前部フロアパネル３０がシートスライド機構８ｃよりも上に位置付けられているように、シートスライド機構８ｃの高さが設定されている。

（後席シート）
後席シート１０は、後席シートクッション部１０ａと、後席シートバック部１０ｂとを備えている。後席シートクッション部１０ａ及び後席シートバック部１０ｂは前席シート８のものと同様に構成することができる。後席シートクッション部１０ａが、第２フロアパネル３２の後席用シート固定部３２ａに固定されている。尚、後席シート１０にも前席シート８と同様なシートスライド機構やリクライニング機構を設けてもよい。

（接続パネル）
図５に示すように、接続パネル３５は、前部フロアパネル３０と第１フロアパネル３１とを接続する部材であり、前部フロアパネル３０の後部から第１フロアパネル３１の前部まで連続して延びている。この実施形態では、前部フロアパネル３０が第１フロアパネル３１よりも上に位置していることで、これらを接続する接続パネル３５は、後側へ行くほど下に位置するように傾斜ないし湾曲した形状になる。

接続パネル３５は、前部フロアパネル３０の後部から第１フロアパネル３１の前部まで同じ傾斜角度で傾斜した部材であってもよいし、前後方向の一部分が他の部分と異なる傾斜角度で傾斜していてもよい。また、接続パネル３５は、前部フロアパネル３０の後部から第１フロアパネル３１の前部まで同じ曲率で湾曲した部材であってもよいし、前後方向の一部分が他の部分と異なる曲率で湾曲していてもよい。また、接続パネル３５の前後方向の一部分が傾斜し、他の部分が湾曲していてもよい。接続パネル３５の前後方向の一部分のみが略水平な水平部であってもよいし、接続パネル３５の前後方向の一部分に段差があってもよい。

尚、接続パネル３５は、鉛直方向に延びていてもよい。この場合、接続パネル３５の上部が前部フロアパネル３０の後部に接続され、接続パネル３５の下部が第１フロアパネル３１の前部に接続される。

（バッテリ）
図２に示すように、この自動車１のフロアパネル３の下方には、走行用モータＭに電力を供給するための複数のバッテリ５０が搭載されている。バッテリ５０の種類は、特に限定されるものではなく、例えばリチウムイオン電池、全固体電池等であってもよいし、他の二次電池であってもよい。

上記バッテリ５０の搭載にあたり、車体構造１Ａには、バッテリ５０を配置するスペース（バッテリ配置用空間）として、前側バッテリ配置部５１、第１フロア下バッテリ配置部５２及び第２フロア下バッテリ配置部５３が設けられている。前側バッテリ配置部５１は、複数のバッテリ５０のうち、一部が配置される部分であり、また、第１フロア下バッテリ配置部５２は、バッテリ５０のうちの残りの一部が配置される部分であり、また、第２フロア下バッテリ配置部５３は、バッテリ５０のうちの残りが配置される部分である。

図２では、前側バッテリ配置部５１、第１フロア下バッテリ配置部５２及び第２フロア下バッテリ配置部５３の大きさ及び形状の概略を仮想線で示しており、図示した形状よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。まず、第１フロア下バッテリ配置部５２及び第２フロア下バッテリ配置部５３について説明し、その後、前側バッテリ配置部５１について説明する。

第１フロア下バッテリ配置部５２は、前部フロアパネル３０の下方に設けられている。具体的には、図３に示すように、第１フロア下バッテリ配置部５２は、前部フロアパネル３０の運転席側（右側）の下方から前部フロアパネル３０の助手席側（左側）の下方に達している。第１フロア下バッテリ配置部５２の左右方向中央部は、フロアトンネル部３０ｃに対応しており、フロアトンネル部３０ｃ内へ向けて上方へ突出した形状になっている。図２に示すように、第１フロア下バッテリ配置部５２の前部は、前部フロアパネル３０の前部の下方に位置しており、また、第１フロア下バッテリ配置部５２の後部は、接続パネル３５の後部に位置している。これにより、第１フロア下バッテリ配置部５２は、前部フロアパネル３０の前部の下方から接続パネル３５の後部の下方まで連続して形成されることになる。尚、第１フロア下バッテリ配置部５２の後部は、前部フロアパネル３０の後部の下方に位置していてもよい。

第１フロア下バッテリ配置部５２の運転席側は、右側のヒンジピラー４３近傍の車幅方向内側に設けられている。また、第１フロア下バッテリ配置部５２の助手席側は、左側のヒンジピラー４３近傍の車幅方向内側に設けられている。図２に示すように、側面視で、ヒンジピラー４３の下部と、第１フロア下バッテリ配置部５２の少なくとも一部とが重複する位置関係にある。

ここで、ヒンジピラー４３はフロントドア５を開閉可能に支持する部材であることから高剛性である。このヒンジピラー４３の下端部は前部フロアパネル３０近傍に位置している。例えば自動車１の側方から衝撃荷重が作用した時（側面衝突時等）には、その荷重が高剛性なヒンジピラー４３を介して車体に伝達されることになる。この時、側面視でヒンジピラー４３と、第１フロア下バッテリ配置部５２に配置されているバッテリ５０とが重複していることで、当該バッテリ５０をヒンジピラー４３によって保護することができ、当該バッテリ５０への入力荷重を低減できる。

第２フロアパネル３２の下方には、第２フロア下バッテリ配置部５３が設けられている。この第２フロア下バッテリ配置部５３も第１フロア下バッテリ配置部５２と同様であり、運転席側から助手席側まで設けられている。尚、第２フロア下バッテリ配置部５３は必要に応じて設ければよく、省略してもよい。

上述した第１フロア下バッテリ配置部５２及び第２フロア下バッテリ配置部５３は、バッテリ５０の配置スペースであり、これら配置スペースにバッテリ５０を配置するためには、バッテリ５０を所定位置から動かないようにするためのバッテリ保持手段が必要になる。このバッテリ保持手段と一例として、バッテリ５０を収容する前側バッテリケース５４と後側バッテリケース５５を用いている。したがって、車体構造１Ａは、前側バッテリケース５４及び後側バッテリケース５５を備えている。

前側バッテリケース５４は、例えばフロアパネル３及びサイドシル４２の少なくとも一方に固定されて車体と一体化されている。前側バッテリケース５４を構成する部材としては、例えば鋼板や押出材等を挙げることができ、これら部材によって単一の前側バッテリケース５４が構成されている。「単一」とは、車体へ固定する前の構造体として見たときに１つとなっているということであり、前側バッテリケース５４が複数の部材で分離可能に構成されていたとしても、例えば自動車１の製造ラインにおいて車体へ固定する直前の状態で部材同士が分離しないように一体になっているということである。バッテリ５０と前側バッテリケース５４とを合わせてバッテリユニット等と呼ぶことができる。

前側バッテリケース５４の内部や外部には補強用のメンバ等が設けられている。このようにして前側バッテリケース５４の剛性を高めることができる。剛性の高い前側バッテリケース５４をフロアパネル３やサイドシル４２に固定することで、前側バッテリケース５４の剛性を利用して車体剛性を高めることができる。前側バッテリケース５４の固定構造は、特に限定されるものではないが、例えばボルト、ナット、ネジ等の締結部材を使用した固定構造を挙げることができる。

図３に示すように、前側バッテリケース５４の左右方向中央部には上方へ膨出する膨出部５４ａが形成されている。この膨出部５４ａは、フロアトンネル部３０ｃ内に位置している。膨出部５４ａ内にもバッテリ５０を収容することができる。これにより、前部フロアパネル３０の下方空間だけでなく、フロアトンネル部３０ｃの内部空間もバッテリ５０の収容空間として有効利用することができ、バッテリ５０の搭載容量を高めることができる。したがって、前側バッテリケース５４の内部空間は第１フロア下バッテリ配置部５２である。第１フロア下バッテリ配置部５２内に前側バッテリケース５４が収まっていてもよいし、第１フロア下バッテリ配置部５２と前側バッテリケース５４とが同じ形状であってもよい。

後側バッテリケース５５は、前側バッテリケース５４と同様に構成することができる。前側バッテリケース５４と後側バッテリケース５５とが一体に構成されていてもよい。後側バッテリケース５５の内部空間は第２フロア下バッテリ配置部５３である。これにより、第２フロアパネル３２の下方空間もバッテリ５０の収容空間として有効利用することができる。第２フロア下バッテリ配置部５３内に後側バッテリケース５５が収まっていてもよいし、第２フロア下バッテリ配置部５３と後側バッテリケース５５とが同じ形状であってもよい。

（剛性部材及び前側バッテリ配置部）
この実施形態に係る車体構造１Ａは、図６や図７に示すような剛性部材６０を備えている。図２に示すように、剛性部材６０は、ダッシュパネル７の下部よりも前方で左右方向に延びる中空状に形成され、フロアパネル３に取り付けられる高剛性な部材である。「高剛性」とは、例えば自動車１が正面衝突して剛性部材６０に対して衝撃荷重が加わった時、剛性部材６０が容易に変形することなく、剛性部材６０に加わった衝撃荷重を少なくともフロアパネル３に伝達して吸収可能にする程度の剛性である。このような剛性は、剛性部材６０を構成する材料の種類や各部の寸法設定によって得ることができる。剛性部材６０の材料は特に限定されるものではないが、例えば鋼板等を挙げることができる。この剛性部材６０の内部には、前側バッテリ配置部５１を設けることができる。したがって、剛性部材６０も、バッテリ５０を所定位置から動かないようにするためのバッテリ保持手段の一形態と呼ぶことができる。

図７に示すように、剛性部材６０は、左側のヒンジピラー４３の下部から右側のヒンジピラー４３の下部まで延びている。剛性部材６０の左側が左側のヒンジピラー４３の下部に固定され、また、剛性部材６０の右側が右側のヒンジピラー４３の下部に固定されている。剛性部材６０は、ヒンジピラー４３に対して溶接されていてもよいし、ボルト、ナット、ネジ等による締結部材で固定されていてもよい。また、剛性部材６０は、ヒンジピラー４３に対してブラケット（図示せず）等を介して固定されていてもよい。

尚、剛性部材６０は、左右方向に連続していなくてもよく、例えば左側のヒンジピラー４３の下部からフロアトンネル部３０ｃ近傍まで延びる部材と、右側のヒンジピラー４３の下部からフロアトンネル部３０ｃ近傍まで延びる部材とで構成されていてもよい。

図２に示すように、剛性部材６０は、ダッシュパネル７の下部から前方へ延びる上壁部６１と、該上壁部６１の前部から下方へ延びる前壁部６２と、該前壁部６２の下部から後方へ延びる下壁部６３とを備えている。上壁部６１及び下壁部６３は、略水平であってもよいし、傾斜していてもよい。また、前壁部６２は、略鉛直であってもよいし、傾斜していてもよい。また、剛性部材６０の内部には左右方向に延びるリブ（図示せず）が設けられていてもよい。また、剛性部材６０には左右方向に延びる補強用ビード等が設けられていてもよい。また、剛性部材６０は、一体成形品であってもよいし、別部材が組み合わされて構成されていてもよい。

上壁部６１、前壁部６２及び下壁部６３で囲まれた空間に、バッテリ５０が配置された前側バッテリ配置部５１が設けられている。配置するバッテリ５０の寸法に対応するように、上壁部６１及び下壁部６３の間隔や前後方向の寸法が設定されている。尚、前側バッテリ配置部５１内に剛性部材６０が収まっていてもよいし、前側バッテリ配置部５１と剛性部材６０とが同じ形状であってもよい。

図６に示すように、剛性部材６０の上壁部６１の後部と下壁部６３の後部とは上下方向に互いに間隔をあけて配置されている。上壁部６１の後部と下壁部６３の後部との間は、後方に開放する開放部とされている。また、図２に示すように、前側バッテリケース５４の前部は前方に開放されており、前側バッテリケース５４の前方に剛性部材６０が配置されている。前側バッテリケース５４内の第１フロア下バッテリ配置部５２と、剛性部材６０内の前側バッテリ配置部５１とは、前記開放部を介して接続されている。このため、バッテリ５０は、前側バッテリ配置部５１から第１フロア下バッテリ配置部５２に渡って並べることが可能になる。尚、第１フロア下バッテリ配置部５２と、前側バッテリ配置部５１とは区画されていてもよい。

上壁部６１の後部には、ダッシュパネル７に固定される固定板部６１ａが上方へ突出するように設けられている。固定板部６１ａがダッシュパネル７の前面に重ねられた状態で、当該ダッシュパネル７に対して溶接ないし締結固定されている。締結固定する場合には、図示しないが例えばボルト、ナット、ネジ等を用いることができる。固定板部６１ａは下方へ突出するように設けられていてもよい。上壁部６１の固定構造は、図示した構造に限られるものではなく、例えば別体の固定具やブラケット等を用いてダッシュパネル７に固定してもよい。

図６に示すように、下壁部６３の後部には、上下方向に貫通する複数の貫通孔６３ａが左右方向に互いに間隔をあけて形成されている。一方、図２に示すように、前部フロアパネル３０の前部の下面には、剛性部材６０が固定される複数の固定部６４が左右方向に互いに間隔をあけて設けられている。固定部６４の位置は、下壁部６３の貫通孔６３ａの形成位置と対応している。固定部６４は、例えば上下方向に延びる柱状または軸状に形成されており、固定部６４の上端部が前部フロアパネル３０の前部の下面に対して固定されている。固定部６４には、下方に向けて開口するネジ孔（図示せず）が形成されている。下壁部６３の後部を固定部６４の下端面に重ねると、下壁部６３の貫通孔６３ａと固定部６４のネジ孔とが一致する。両者を一致させた状態で、ボルト６６を下方から貫通孔６３ａに挿通させて固定部６４のネジ孔に螺合させることで、下壁部６３の後部を固定部６４に固定することができる。尚、下壁部６３の固定構造は図示した構造に限られるものではなく、図示しないブラケットを固定部６４とし、このブラケットを介して下壁部６３の後部を固定部６４に固定してもよい。また、固定部６４と前部フロアパネル３０とは一体成形されていてもよい。

剛性部材６０の上壁部６１をダッシュパネル７に固定し、下壁部６３をフロアパネル３に固定することで、ダッシュパネル７とフロアパネル３とを剛性部材６０で連結することができる。これにより、剛性部材６０を含めて、ダッシュパネル７の下部、フロアパネル３の前部の強度及び剛性をより一層高めることができる。

図７に示すように、剛性部材６０の右側の前方には右前輪Ｆが位置しており、また、剛性部材６０の左側の前方には左前輪Ｆが位置している。さらに、剛性部材６０の左右方向中央部の前方には、走行用モータＭが位置している。正面衝突時には、右前輪Ｆが剛性部材６０の右側の当たることや、左前輪Ｆが剛性部材６０の左側の当たること、また、走行用モータＭが剛性部材６０の左右方向中央部に当たることがある。このような障害物が剛性部材６０に当たることで、剛性部材６０には衝撃荷重が入力される。つまり、剛性部材６０が左右方向方向に延びているので、当該衝撃荷重を剛性部材６０で受けることができる。剛性部材６０は、高剛性なフロアパネル３に固定されているので、衝撃荷重がフロアパネル３に伝達される。このとき、剛性部材６０が左右方向に長いので、フロアパネル３には局所的に衝撃荷重が伝達されることなく、左右方向の広い範囲に伝達されることになる。これにより、衝撃荷重を吸収することができる。また、剛性部材６０は、ダッシュパネル７にも固定されているので、衝撃荷重がダッシュパネル７にも伝達されて吸収される。さらに、剛性部材６０の左右両側は、ヒンジピラー４３にそれぞれ固定されているので、衝撃荷重が左右のヒンジピラー４３にも伝達されて吸収される。これにより、車室部分の過度な変形が抑制される。

しかも、剛性部材６０が高剛性であることから、正面衝突時に剛性部材６０自体の変形が十分に抑制される。したがって、剛性部材６０の内部に配置しているバッテリ５０に入力する衝撃荷重を低減することができる。

（前席乗員の姿勢及びペダル操作）
図８は、前席シート８に着座している前席乗員（ペダル操作者）の下肢１００とフロアパネル３及びダッシュパネル７、ブレーキペダルＢと、その近傍を示す図である。この実施形態では、前席シート８の固定部３１ａ、３１ｂが前部フロアパネル３０の上面よりも下に位置付けられているので、ペダル操作者のヒップポイントを低くすることができる。ペダル操作者のヒップポイントが低くなるということは、ペダル操作者の着座位置が下がるということであり、これにより、乗車状態における車両の重心高が下がる。

そして、ペダル操作者の踵１０１が置かれる前部フロアパネル３０が第１フロアパネル３１に比べて上に位置付けられるので、ペダル操作者の踵１０１が、一般的な操作姿勢に比べて高い位置に置かれることになる。このようなレイアウトにより、ペダル操作者の上腿１０２と下腿１０３とが大きく開いた姿勢となる。図８における符号２００は、ペダル操作者の上腿１０２の中心線を示し、符号２０１は、下腿１０３の中心線を示しており、中心線２００と、中心線２０１とのなす角度（上腿１０２と下腿１０３との開角α）が１２５゜～１５０゜の範囲となるように、前部フロアパネル３０と第１フロアパネル３１との高さの差を設定している。

このように高さの差を設定することで、下腿１００と前部フロアパネル３０とのなす角度（中心線２０１と前部フロアパネル３０とのなす角度β）が小さくなるので、ペダル操作時に踵１０１に入力される上下方向の分力が小さくなり、ブレーキペダルＢの操作性が向上する。具体的に説明すると、ペダル操作者がブレーキペダルＢを踏み込むときには、斜め下向きの力Ｆを踵１０１が前部フロアパネル３０に対して作用させることになる。この力Ｆを鉛直方向の力と水平方向の力とに分けると、それぞれ力Ｆ１と力Ｆ２となる。上述したように、角度βが小さくなっているので、踵１０１から入力される上下方向の分力Ｆ１が小さくなる。このことで、例えばブレーキペダルＢからアクセルペダルＡへの踏み替え操作やその反対の踏み替え操作等が素早く、かつ、正確に行えるようになり、その結果、ペダルＡ、Ｂの操作性が向上する。

（後席乗員の居住性）
尚、この実施形態では後席乗員の居住性を向上させることができる。図２に示すように、後席シート１０が取り付けられる第２フロアパネル３２は、第１フロアパネル３１よりも上に位置付けられるので、後席シート１０の乗員は比較的高いところに着座することになり、視界が良好になる。その後席乗員は足を第１フロアパネル３１に置くことになるが、この第１フロアパネル３１が第２フロアパネル３２よりも下に位置付けられるので、後席乗員の足元空間は特に高さ方向に広く確保される。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、ダッシュパネル７の下部よりも前方で左右方向に延びる剛性部材６０を設け、この剛性部材６０の内部にバッテリ５０を配置可能にしたので、バッテリ５０の搭載容量を増やしながら、正面衝突時における車室部分の過度な変形及びバッテリ５０に入力する衝撃荷重を低減することができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車体構造は、例えばフロアパネルを備えた自動車で利用することができる。

１Ａ 車体構造
３ フロアパネル
３０ 前部フロアパネル
３１ 第１フロアパネル（後部フロアパネル）
４２ サイドシル
４３ ヒンジピラー
５０ バッテリ
５１ 前側バッテリ配置部
５２ フロア下バッテリ配置部
６０ 剛性部材
６１ 上壁部
６２ 前壁部
６３ 下壁部
６４ 固定部
Ｂ ブレーキペダル
Ｒ 車室

Claims (6)

1. 車室の床面を構成するフロアパネルと、走行用モータと、該走行用モータに電力を供給するバッテリとを備えた自動車の車体構造において、
   前記フロアパネルの車両前部から上方へ延びるダッシュパネルと、
   前記フロアパネルに取り付けられると共に前記ダッシュパネルの下部よりも車両前方で車幅方向に延び、内部に前側バッテリ配置部が形成される剛性部材とを備えている車体構造。
2. 請求項１に記載の車体構造において、
   前記フロアパネルの車幅方向両端部において車両前後方向に延びるように配設される左右一対のサイドシルと、
   左右一対の前記サイドシルの車両前部からそれぞれ上方に延びる左右一対のピラーとを備え、
   前記剛性部材の両端部は、前記ピラーの各々の下部に対して固定されている車体構造。
3. 請求項１または２に記載の車体構造において、
   前記フロアパネルは、
   車両前方側に設けられた前部フロアパネルと、
   前記前部フロアパネルの車両後方に設けられた後部フロアパネルとを備え、
   前記前部フロアパネルは、前記後部フロアパネルよりも上に位置付けられ、
   前記前部フロアパネルの下方には、前記バッテリが配置されたフロア下バッテリ配置部が設けられている車体構造。
4. 請求項３に記載の車体構造において、
   前記前部フロアパネルの車両前部の下面には、前記剛性部材が固定される固定部が設けられている車体構造。
5. 請求項４に記載の車体構造において、
   前記剛性部材は、前記ダッシュパネルの下部から車両前方へ延びる上壁部と、該上壁部の車両前部から下方へ延びる前壁部と、該前壁部の下部から車両後方へ延びる下壁部とを備え、
   前記上壁部、前記前壁部及び前記下壁部で囲まれた空間に前記前側バッテリ配置部が設けられ、
   前記上壁部の車両後部が前記ダッシュパネルの下部に固定され、
   前記下壁部の車両後部が前記固定部に固定されている車体構造。
6. 請求項５に記載の車体構造において、
   前記剛性部材の前記上壁部と前記下壁部との間は車両後方に開放する開放部とされており、
   前記フロア下バッテリ配置部と、前記前側バッテリ配置部とは、前記開放部を介して接続されている車体構造。

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