JP6015619B2

JP6015619B2 - 車体フレーム及び車両床下構造

Info

Publication number: JP6015619B2
Application number: JP2013209441A
Authority: JP
Inventors: 直矢坂口; 山田　豊; 山田　　豊; 謙一郎吉本; 石川　雅啓; 雅啓石川; 洋晴飯塚; 敬太伊藤; 和道岸田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2033-10-04
Also published as: US9796424B2; WO2015049926A1; JP2015074244A; EP3052333A1; EP3052333B1; CN105593043A; CN105593043B; US20160236713A1

Description

本発明は、駆動用バッテリ等の搭載物が搭載される車体フレームと、それを備えた車両床下構造に関する。

電気自動車や電気ハイブリッド自動車等のフロア部の下側に配置される駆動用バッテリが冠水され難くなるようにした車両用バッテリ搭載構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２８４９８４号公報

しかしながら、上記構造では、駆動用バッテリが搭載されるバッテリパンとフロア部との間隔が狭くなるため、駆動用バッテリを搭載するための設置スペースの自由度が減少するおそれがある。このように、駆動用バッテリ等の搭載物を搭載するための設置スペースの自由度を確保する構造には、改善の余地がある。

そこで、本発明は、搭載物を搭載するための設置スペースの自由度を確保できる車体フレームと、それを備えた車両床下構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体フレームは、少なくとも車幅方向内側に配置される内壁と車体上下方向上側に配置される上壁とを有して閉断面構造に形成されるとともに車体前後方向に延在され、フロアパネルの車体下方側に配置されたアンダーメンバに締結固定されるサイドフレームと、前記内壁よりも車幅方向内側に前記上壁よりも低位となる高さで配置され、搭載物が搭載されるアッパフレームと、前記アッパフレームの下方側に配置されたロアフレームと、を備え、前記アッパフレームと前記ロアフレームとが接合されることで車幅方向に延在する閉断面構造が形成されるとともに、該閉断面構造の車幅方向外側端部が前記搭載物よりも前記サイドフレーム側に配置されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、サイドフレームの内壁よりも車幅方向内側に配置されて、搭載物が搭載されるアッパフレームが、サイドフレームの上壁よりも低位となる高さとされている。したがって、アッパフレームとフロアパネルとの間隔が広がり、搭載物を搭載するための設置スペースの自由度が確保される。

また、アッパフレームとロアフレームとが接合されることで車幅方向に延在する閉断面構造が形成され、その閉断面構造の車幅方向外側端部が搭載物よりもサイドフレーム側に配置されている。

したがって、車両の側面衝突時に、サイドフレームからアッパフレームに伝達された衝突荷重は、そのアッパフレームによって効率よく吸収される。

また、請求項２に記載の車体フレームは、請求項１に記載の車体フレームであって、車体前後方向から見て、前記内壁の上部と前記アッパフレームとを斜めに連結する連結部材を有することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、車体前後方向から見て、連結部材が内壁の上部とアッパフレームとを斜めに連結している。したがって、車両の側面衝突時にサイドフレームに入力された衝突荷重は、連結部材により、効率よくアッパフレームへ伝達される。

また、本発明に係る請求項３に記載の車両床下構造は、車体前後方向に延在され、フロアパネルの車体下方側に配置されたアンダーメンバと、少なくとも車幅方向内側に配置される内壁と車体上下方向上側に配置される上壁とを有して閉断面構造に形成されるとともに車体前後方向に延在され、前記アンダーメンバに締結固定されるサイドフレームと、前記内壁よりも車幅方向内側に前記上壁よりも低位となる高さで配置され、搭載物が搭載されるアッパフレームと、前記アッパフレームの下方側に配置されたロアフレームと、を備えた車体フレームと、を有し、前記アッパフレームと前記ロアフレームとが接合されることで車幅方向に延在する閉断面構造が形成されるとともに、該閉断面構造の車幅方向外側端部が前記搭載物よりも前記サイドフレーム側に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、サイドフレームの内壁よりも車幅方向内側に配置されて、搭載物が搭載されるアッパフレームが、サイドフレームの上壁よりも低位となる高さとされている。したがって、アッパフレームとフロアパネルとの間隔が広がり、搭載物を搭載するための設置スペースの自由度が確保される。

また、請求項４に記載の車両床下構造は、請求項３に記載の車両床下構造であって、車体前後方向から見て、前記内壁の上部と前記アッパフレームとを斜めに連結する連結部材を有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、車体前後方向から見て、連結部材が内壁の上部とアッパフレームとを斜めに連結している。したがって、車両の側面衝突時にサイドフレームに入力された衝突荷重は、連結部材により、効率よくアッパフレームへ伝達される。

また、請求項５に記載の車両床下構造は、請求項３又は請求項４に記載の車両床下構造であって、前記サイドフレームの車幅方向外側に、エネルギー吸収部材が配置されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、サイドフレームの車幅方向外側に、エネルギー吸収部材が配置されている。したがって、車両の側面衝突時にエネルギー吸収部材に入力された衝突荷重は、その一部がエネルギー吸収部材の塑性変形によって吸収される。よって、サイドフレームへ伝達される衝突荷重が低減され、車体フレームの破損が抑制される。

また、請求項６に記載の車両床下構造は、請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の車両床下構造であって、前記サイドフレームから車幅方向外側へ張り出された張出部が前記アンダーメンバに締結固定されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、サイドフレームから車幅方向外側へ張り出された張出部がアンダーメンバに締結固定されている。したがって、車両の側面衝突時にアンダーメンバに伝達された衝突荷重は、その一部が張出部の塑性変形によって吸収される。よって、サイドフレームへ伝達される衝突荷重が低減され、車体フレームの破損が抑制される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、搭載物を搭載するための設置スペースの自由度を確保することができる。

また、請求項１に係る発明によれば、車両の側面衝突時にサイドフレームからアッパフレームに伝達された衝突荷重を、そのアッパフレームによって効率よく吸収することができる。

請求項２に係る発明によれば、車両の側面衝突時にサイドフレームに入力された衝突荷重を効率よくアッパフレームへ伝達することができる。

請求項３に係る発明によれば、搭載物を搭載するための設置スペースの自由度を確保することができる。

また、請求項３に係る発明によれば、車両の側面衝突時にサイドフレームからアッパフレームに伝達された衝突荷重を、そのアッパフレームによって効率よく吸収することができる。

請求項４に係る発明によれば、車両の側面衝突時にサイドフレームに入力された衝突荷重を効率よくアッパフレームへ伝達することができる。

請求項５に係る発明によれば、車両の側面衝突時にサイドフレームへ伝達される衝突荷重を低減させることができ、車体フレームの破損を抑制することができる。

請求項６に係る発明によれば、車両の側面衝突時にサイドフレームへ伝達される衝突荷重を低減させることができ、車体フレームの破損を抑制することができる。

本実施形態に係る車両床下構造を備えた車両を示す側面図である。車両の左半分を示す図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。第１実施形態に係るバッテリフレームを示す平面図である。第１実施形態に係るバッテリフレームを示す一部拡大断面図である。図３のＹ−Ｙ線矢視断面図である。第１実施形態に係るロアフレームの変形例を示す一部拡大断面図である。第１実施形態に係るアッパフレームの変形例を示す一部拡大断面図である。第２実施形態に係るバッテリフレームを示す一部拡大断面図である。第２実施形態に係るガセットの接合位置の変形例を示す一部拡大断面図である。サイドフレームの変形例を示す一部拡大断面図である。アッパフレーム及びロアフレームの変形例を示す一部拡大断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、図３を除く各図は車体の左側を示しているが、車体の右側も左右対称で同一であるため、車体の右側についての説明は適宜省略する。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る車両床下構造１０について説明する。図１、図２に示されるように、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両１２に適用される車両床下構造１０は、搭載物としての駆動用バッテリ１８が搭載される車体フレームとしてのバッテリフレーム２０を有している。このバッテリフレーム２０は、金属製とされ、車体フロアを構成する金属製のフロアパネル１４の車体下方側に配置されて、駆動用バッテリ１８を車体下方側から支持するようになっている。

フロアパネル１４の車幅方向外側両端部における下面には、車体骨格構造を構成する左右一対のアンダーメンバ（アンダーリインフォースメント）１６が車体前後方向に沿って設けられている。各アンダーメンバ１６は、断面略ハット形状に金属で形成されており、車幅方向に張り出すフランジ部１６Ａがフロアパネル１４の車幅方向外側両端部における下面にスポット溶接によって接合されている。

また、車体前後方向に延在するアンダーメンバ１６には、後述するボルト６０を挿通させるための貫通孔（図示省略）が、その車体前後方向（長手方向）に沿って複数形成されている。そして、アンダーメンバ１６の上面には、各貫通孔と同軸的にウエルドナット５８が設けられている。

駆動用バッテリ１８は、その外装部１８Ａが略矩形箱状に金属（又は樹脂でもよい）で形成されており、外装部１８Ａの下側周縁部１８Ｂにおける複数の所定位置には、外方側へ張り出す脚部（図示省略）が一体に形成されている。そして、各脚部には、図示しないボルトを挿通させるための貫通孔（図示省略）が形成されている。なお、フロアパネル１４は、駆動用バッテリ１８の高さに応じて（駆動用バッテリ１８を上方から覆うように）、車幅方向中央部側が車幅方向両端部側よりも高くなるように屈曲成形されている。

図２〜図５に示されるように、バッテリフレーム２０は、車体上下方向上側に配置されるアッパフレーム２２と、車体上下方向下側に配置されるロアフレーム２４と、後述するサイドフレーム２６と、を含んで構成されている。アッパフレーム２２は、車幅方向から見た断面視で、矩形状の凸部２２Ａが車体前後方向に所定の間隔を空けて複数配置されるように屈曲成形されており、ロアフレーム２４は、平板状に形成されている。

つまり、アッパフレーム２２の各凸部２２Ａの間がロアフレーム２４にスポット溶接によって接合されることにより、アッパフレーム２２の凸部２２Ａとロアフレーム２４とで、車幅方向に延在し、かつ車体前後方向に並ぶ複数の閉断面構造が形成されるようになっている。そして、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４の車幅方向外側には、車体前後方向に延在する閉断面構造のサイドフレーム２６が配設されている。

サイドフレーム２６は、図２、図４の紙面奥側（車体後方側）から見た背面視で、それぞれ略「Ｌ」字状に形成され、車幅方向内側に配置される内壁３２と、車体上下方向上側に配置される上壁３４と、を有している。そして、サイドフレーム２６は、車体後方側から見た背面視で、略「Ｚ」字状に一体に形成され、車幅方向外側に配置される外壁３６と、車体上下方向下側に配置される下壁３８と、を有している。

したがって、このサイドフレーム２６は、内壁３２の上端部３２Ａと上壁３４の折り曲げられた内端部３４Ａとがスポット溶接によって接合され、上壁３４の外端部３４Ｂと外壁３６の折り曲げられた上端部３６Ａとがスポット溶接によって接合され、内壁３２の折り曲げられた下端部３２Ｂと下壁３８の内端部３８Ａとがスポット溶接によって接合されることで、矩形状の閉断面構造とされている。

そして、互いに接合される内壁３２の下端部３２Ｂと下壁３８の内端部３８Ａとは、ロアフレーム２４の外端部２４Ａの上面に重ねられ、スポット溶接によって共に接合されるようになっている。これにより、サイドフレーム２６の下壁３８は、ロアフレーム２４と略同一高さ位置（ロアフレーム２４の板厚分だけ高い位置）に配置されるようになっている。

なお、図６に示されるように、内壁３２と下壁３８の合計の板厚分、ロアフレーム２４の外端部２４Ａを上側に盛り上げるように屈曲成形し、内壁３２の下端部３２Ｂと下壁３８の内端部３８Ａとをロアフレーム２４の外端部２４Ａの下面に重ねて、スポット溶接によって共に接合するようにしてもよい。この場合、サイドフレーム２６の下壁３８は、ロアフレーム２４と同一高さ位置に配置される。

また、図２、図４に示されるように、アッパフレーム２２の凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂの高さ位置は、サイドフレーム２６における上壁３４の高さ位置よりも低位とされている。そして、図４、図５に示されるように、アッパフレーム２２における凸部２２Ａの車幅方向外側端部（端面）２２Ｃは、サイドフレーム２６の内壁３２に対して所定の間隙Ｓを有して対向するようになっている。

ここで、凸部２２Ａの車幅方向外側端部２２Ｃが、内壁３２に突き当てられていると、車両１２の走行中の振動等により、その端部２２Ｃが内壁３２に摺接し、そこから異音が発生するおそれがある。しかしながら、凸部２２Ａの車幅方向外側端部２２Ｃは、間隙Ｓを有して内壁３２に対向しているので、車両１２の走行中に異音が発生するおそれがない。なお、異音が発生しなければ、凸部２２Ａの車幅方向外側端部２２Ｃを内壁３２に突き当てる構成にしてもよい。

また、図７に示されるように、アッパフレーム２２の凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂの車幅方向外側端部を上方に向かって折り曲げてフランジ部２２Ｆとし、そのフランジ部２２Ｆをサイドフレーム２６の内壁３２にスポット溶接によって接合する構成にしてもよい。これによれば、凸部２２Ａの車幅方向外側端部２２Ｃが内壁３２に摺接することによる異音の発生がより確実に防止されるとともに、サイドフレーム２６を含むバッテリフレーム２０の強度（剛性）が向上される。

また、図２、図３に示されるように、サイドフレーム２６の互いに接合される上壁３４における外端部３４Ｂと外壁３６における上端部３６Ａとは、車幅方向外側へ張り出される平板状の張出部（フランジ部）３０とされており、その張出部３０には、ボルト６０を挿通させるための貫通孔３０Ａが複数形成されている。

この張出部３０が、後述するエネルギー吸収部材４０と共にアンダーメンバ１６にボルト６０及びウエルドナット５８によって締結固定されるようになっている。つまり、この張出部３０により、バッテリフレーム２０がアンダーメンバ１６に取り付けられて支持されるようになっている。

また、アッパフレーム２２の複数の凸部２２Ａのうち、特定の凸部２２Ａの上壁２２Ｂには、図示しないボルトを挿通させるための複数の貫通孔（図示省略）が形成されている。各貫通孔及び駆動用バッテリ１８の各脚部の貫通孔にボルトを挿通して図示しないナットに螺合することにより、駆動用バッテリ１８が、アッパフレーム２２の上面（凸部２２Ａの上壁２２Ｂ）に締結固定されるようになっている。

また、図２に示されるように、フロアパネル１４の車幅方向外側端部は、上方に向けて折り曲げられたフランジ部１４Ａとされている。そして、そのフランジ部１４Ａが金属製のロッカ５０のインナパネル５２にスポット溶接によって接合されている。つまり、フロアパネル１４は、左右のロッカ５０の間に架設されている。

ロッカ５０は、車幅方向外側に開口する断面略ハット形状とされたインナパネル５２と、車幅方向内側に開口する断面略ハット形状とされたアウタパネル５４と、で構成されている。そして、インナパネル５２の上フランジ部５２Ａにアウタパネル５４の上フランジ部５４Ａが接合され、インナパネル５２の下フランジ部５２Ｂにアウタパネル５４の下フランジ部５４Ｂが接合されている。これにより、ロッカ５０が閉断面構造とされている。

また、サイドフレーム２６（バッテリフレーム２０）の車幅方向外側で、かつロッカ５０の車体下方側には、車体前後方向に延在された金属製又は樹脂製のエネルギー吸収部材４０、４２が車幅方向に並んで配置されている。各エネルギー吸収部材４０、４２は、閉断面形状のブロック部が複数（例えば５個や４個）一体に組み合わされたような形状に構成されている。

車幅方向内側に配置されているエネルギー吸収部材４０の車幅方向内側のブロック部４４の内壁４４Ａは、サイドフレーム２６の外壁３６に対し、隙間を有して（又は隙間なく）対向されている。そして、そのブロック部４４の上壁４４Ｂが、張出部３０と共に、ボルト６０及びウエルドナット５８によってアンダーメンバ１６に締結固定されている。

また、エネルギー吸収部材４０の車幅方向外側上部のブロック部４６の上壁４６Ａが、ロッカ５０のインナパネル５２に、ボルト６０及びウエルドナット５８によって締結固定されている。そして、車幅方向外側に配置されているエネルギー吸収部材４２の車幅方向外側上部のブロック部４８の上壁４８Ａが、ロッカ５０のアウタパネル５４に、ボルト６０及びウエルドナット５８によって締結固定されている。

こうして取り付けられたエネルギー吸収部材４０、４２は、車両の側面衝突時に、車幅方向内側へ向かって塑性変形する（潰れる）ことにより、衝突荷重の一部を吸収するようになっている。そして、吸収しきれなかった衝突荷重の一部が、フロアパネル１４（アンダーメンバ１６）やバッテリフレーム２０に伝達され、フロアパネル１４やバッテリフレーム２０によって吸収されるようになっている。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車両床下構造１０及びバッテリフレーム２０（車体フレーム）において、次にその作用について説明する。

図２に示されるように、アッパフレーム２２の凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂは、サイドフレーム２６の上壁３４よりも低い位置に配置されている。そのため、例えばアッパフレーム２２の凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂが、サイドフレーム２６の上壁３４と同一高さ位置に配置されているものに比べて、駆動用バッテリ１８をより低い位置に配置することができる。

したがって、駆動用バッテリ１８を搭載するために、フロアパネル１４とアッパフレーム２２の凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂとの間に設けられた設置スペースをより広く確保することができる（設置スペースの自由度を確保することができる）。すなわち、駆動用バッテリ１８の大きさや形状が変化しても、車室スペースを低減させることなく、対応することができる。

また、例えば鉛直方向に延在する円柱状のポール（図示省略）に車両１２が側面衝突したときには、ロッカ５０及びエネルギー吸収部材４０、４２に対して局部的に過大な衝突荷重が入力される。この場合、ロッカ５０及びエネルギー吸収部材４０、４２は、車幅方向内側へ塑性変形しつつ移動して、その入力された衝突荷重の一部を吸収し、吸収しきれなかった（ロッカ５０及びエネルギー吸収部材４０、４２によって低減された）衝突荷重の一部をフロアパネル１４やバッテリフレーム２０に伝達する。

フロアパネル１４に伝達された衝突荷重の一部は、アンダーメンバ１６を介して、張出部３０に伝達される。ここで、張出部３０は、金属製であることから、塑性変形可能である。したがって、張出部３０は、上壁３４と外壁３６との境界部分から車体上方側へ折れ曲がり変形し、その衝突荷重の一部を吸収し、吸収しきれなかった衝突荷重の一部をサイドフレーム２６に伝達する。また、エネルギー吸収部材４０、４２が車幅方向内側へ移動して外壁３６に圧接することにより、衝突荷重の一部がサイドフレーム２６に伝達される。

ここで、バッテリフレーム２０のサイドフレーム２６は、車体前後方向に延在する閉断面構造とされている。そして、バッテリフレーム２０のアッパフレーム２２は、ロアフレーム２４と接合されることにより、車幅方向に延在する複数の閉断面構造を有しており、各凸部２２Ａにおける車幅方向外側端部２２Ｃが、それぞれサイドフレーム２６の内壁３２に間隙Ｓを有して対向配置されている。

したがって、張出部３０及びエネルギー吸収部材４０、４２によって低減されてサイドフレーム２６に伝達された衝突荷重の一部は、サイドフレーム２６が車幅方向内側へ移動してアッパフレーム２２の各端部２２Ｃに圧接することにより、アッパフレーム２２の複数の閉断面構造に効率よく分散されて吸収される。よって、バッテリフレーム２０（アッパフレーム２２及びロアフレーム２４）の破損を抑制又は防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車両床下構造１０について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位については、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図８に示されるように、第２実施形態に係る車両床下構造１０は、上記第１実施形態に対して、車体前後方向から見た正面視で、サイドフレーム２６の内壁３２の上端部３２Ａとアッパフレーム２２の各凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂとを斜めに連結する連結部材としてのガセット２８が追加されて構成されている。

なお、内壁３２の下端部３２Ｂ及び下壁３８の内端部３８Ａは、図８に示されるように、ロアフレーム２４の外端部２４Ａの上面に重ねられて接合されていてもよいし、図６に示されるように、ロアフレーム２４の外端部２４Ａの下面に重ねられて接合されていてもよい。

ガセット２８は、車体前後方向に延在する（車体前後方向が長手方向とされた）平板状に形成されており、その上端部２８Ａは、内壁３２の壁面に沿うように折り曲げられている。そして、折り曲げられた上端部２８Ａが、内壁３２の上端部３２Ａに、上壁３４の内端部３４Ａと共にスポット溶接によって接合されている。

なお、ガセット２８の上端部２８Ａ側における折曲線Ｋの高さ位置と、サイドフレーム２６における上壁３４の高さ位置とは略同一とされている。すなわち、ガセット２８の上端部２８Ａと上壁３４の内端部３４Ａとは、内壁３２の上端部３２Ａを挟んで上下略同一位置に配置されるようになっている。

一方、ガセット２８の下端部２８Ｂは、アッパフレーム２２の各凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂの壁面に沿うように折り曲げられている。そして、折り曲げられた下端部２８Ｂが、各凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂの適宜位置、即ち駆動用バッテリ１８の外装部１８Ａにおける下側周縁部１８Ｂに干渉しない（当たらない）位置に、スポット溶接によって接合されている。これにより、ガセット２８が、駆動用バッテリ１８のアッパフレーム２２上への搭載を阻害しない構成になっている。

以上のような構成とされた第２実施形態に係る車両床下構造１０及びバッテリフレーム２０（車体フレーム）において、次にその作用について説明する。なお、駆動用バッテリ１８を設置するための設置スペースの自由度を確保できる点は、上記第１実施形態と共通の作用であるため、ここでは鉛直方向に延在する円柱状のポール（図示省略）に車両１２が側面衝突した場合の作用についてのみ説明する。

ポールに車両１２が側面衝突した場合には、ロッカ５０及びエネルギー吸収部材４０、４２に対して局部的に過大な衝突荷重が入力される。この場合、ロッカ５０及びエネルギー吸収部材４０、４２は、車幅方向内側へ塑性変形しつつ移動して、その入力された衝突荷重の一部を吸収し、吸収しきれなかった衝突荷重の一部をフロアパネル１４やバッテリフレーム２０に伝達する。

フロアパネル１４に伝達された衝突荷重の一部は、アンダーメンバ１６を介して、張出部３０に伝達される。すると、張出部３０は、上壁３４と外壁３６との境界部分から車体上方側へ折れ曲がり変形し、その衝突荷重の一部を吸収し、吸収しきれなかった衝突荷重の一部をサイドフレーム２６に伝達する。

そして、フロアパネル１４（アンダーメンバ１６）から張出部３０を介してサイドフレーム２６の上壁３４へ衝突荷重の一部が伝達されると、上壁３４の内端部３４Ａ（内壁３２の上端部３２Ａ）には、車体前後方向を軸方向とした軸回り（図８にて矢印Ｍで示す反時計回り）の曲げモーメントが発生する。

ここで、アッパフレーム２２の各凸部２２Ａにおける上壁２２Ｂと、サイドフレーム２６の内壁３２の上端部３２Ａとの間には、それらを斜めに連結するガセット２８が設けられている。そして、ガセット２８の上端部２８Ａ側における折曲線Ｋの高さ位置と、サイドフレーム２６における上壁３４の高さ位置とが略同一とされている。

したがって、このガセット２８により、上壁３４の内端部３４Ａ（内壁３２の上端部３２Ａ）に発生する曲げモーメントＭを効果的に受け止める（抑える）ことができ、サイドフレーム２６に対する図心（重心）のズレにより、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４に発生する折れ曲がり変形や潰れ変形を抑制又は防止することができる。

また、エネルギー吸収部材４０、４２が車幅方向内側へ移動して外壁３６に圧接することにより、衝突荷重の一部がサイドフレーム２６に伝達される。張出部３０及びエネルギー吸収部材４０、４２によって低減されてサイドフレーム２６に伝達された衝突荷重の一部は、サイドフレーム２６が車幅方向内側へ移動してアッパフレーム２２の各端部２２Ｃに圧接することにより、アッパフレーム２２の複数の閉断面構造に効率よく分散されて吸収される。

そして更に、張出部３０及びエネルギー吸収部材４０、４２によって低減されてサイドフレーム２６に伝達された衝突荷重の一部は、ガセット２８によっても、アッパフレーム２２の各凸部２２Ａへ効率よく分散されて伝達される。よって、バッテリフレーム２０（アッパフレーム２２及びロアフレーム２４）の破損を更に抑制又は防止することができる。

なお、ガセット２８の上端部２８Ａ側における折曲線Ｋの高さ位置は、サイドフレーム２６における上壁３４の高さ位置と略同一位置に配置される構成に限定されるものではない。例えば、図９（Ａ）に示されるように、折曲線Ｋの高さ位置が上壁３４の高さ位置より低位に配置されていてもよいし、図９（Ｂ）に示されるように、折曲線Ｋの高さ位置が上壁３４の高さ位置より高位に配置されていてもよい。

＜変形例＞
最後に、サイドフレーム２６の変形例と、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４の変形例について説明する。なお、上記第１実施形態及び第２実施形態と同等の部位については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

サイドフレーム２６は、例えば図１０（Ａ）に示されるように、上壁３４と下壁３８との間に中壁３５が設けられ、その中壁３５により外壁３６が上下に２分割された構成とされていてもよい。この場合、中壁３５の内端部３５Ａが、内壁３２にスポット溶接によって接合され、中壁３５の外端部３５Ｂが、上側の外壁３６Ｕの外端部３６ＵＢと下側の外壁３６Ｄの外端部３６ＤＢとに挟持されてスポット溶接によって接合されればよく、各外端部３５Ｂ、３６ＵＢ、３６ＤＢにより、張出部３０が構成される。

また、サイドフレーム２６は、例えば図１０（Ｂ）に示されるように、内壁３２、上壁３４、外壁３６、下壁３８が一体化された矩形パイプ状に形成されていてもよい。この場合、張出部３０の内端部３０Ｂが、外壁３６の上部側にスポット溶接によって接合されていればよい。なお、張出部３０は、上壁３４と同一高さに配置される構成が好ましい。

更に、サイドフレーム２６は、例えば図１０（Ｃ）に示されるように、内壁３２、下壁３８、外壁３６が一体化され、上壁３４の内端部３４Ａが内壁３２の上端部３２Ａにアーク溶接によって接合され、外壁３６の上端部３６Ａが上壁３４の外端部３４Ｂにアーク溶接によって接合される構成とされていてもよい。この場合、上壁３４の外端部３４Ｂが張出部３０となる。

アッパフレーム２２及びロアフレーム２４は、例えば図１１（Ａ）に示されるように、複数の凸部２２Ａ、２４Ａがそれぞれ形成された上下対称形状とされ、互いの凸部２２Ａ、２４Ａの間がスポット溶接によって接合される構成にしてもよい。これにより、複数の閉断面構造が車体前後方向に並んだバッテリフレーム２０が構成される。

また、例えば図１１（Ｂ）に示されるように、矩形パイプ形状に形成されたアッパフレーム２２（又はロアフレーム２４）を車体前後方向に複数並べて接合することでバッテリフレーム２０を構成するようにしてもよい。

更に、例えば図１１（Ｃ）に示されるように、アッパフレーム２２を断面「コ」字状に形成し、その開口側端部を平板状のロアフレーム２４にアーク溶接によって接合して、複数の閉断面構造が車体前後方向に並んだバッテリフレーム２０を構成するようにしてもよい。

また、例えば図１１（Ｄ）に示されるように、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４をそれぞれ断面「コ」字状に形成し、互いの開口側端部をアーク溶接によって接合して略矩形パイプ形状とし、その略矩形パイプ形状に形成されたものを車体前後方向に複数並べて接合することでバッテリフレーム２０を構成するようにしてもよい。

以上、本実施形態に係る車両床下構造１０及び車体フレーム（バッテリフレーム２０）について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両床下構造１０及び車体フレーム（バッテリフレーム２０）は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。

例えば、搭載物は、駆動用バッテリ１８に限定されるものではない。すなわち、本実施形態における車体フレームは、駆動用バッテリ１８を支持するバッテリフレーム２０に限定されるものではない。

また、上記各実施形態では、各部をスポット溶接によって接合する構成としたが、これに限定されるものではない。例えばレーザーによる溶接半径を徐々に小さくしていくことでスポット状に接合するレーザー溶接（特開２０１２−１１５８７６号公報参照）や、接着強度の高い構造用の接着剤、リベット等によって接合する構成にしてもよい。

１０車両床下構造
１４フロアパネル
１６アンダーメンバ
１８駆動用バッテリ（搭載物）
２０バッテリフレーム（車体フレーム）
２２アッパフレーム
２４ロアフレーム
２６サイドフレーム
２８ガセット（連結部材）
３０張出部
３２内壁
３４上壁
４０エネルギー吸収部材
４２エネルギー吸収部材

Claims

少なくとも車幅方向内側に配置される内壁と車体上下方向上側に配置される上壁とを有して閉断面構造に形成されるとともに車体前後方向に延在され、フロアパネルの車体下方側に配置されたアンダーメンバに締結固定されるサイドフレームと、
前記内壁よりも車幅方向内側に前記上壁よりも低位となる高さで配置され、搭載物が搭載されるアッパフレームと、
前記アッパフレームの下方側に配置されたロアフレームと、
を備え、
前記アッパフレームと前記ロアフレームとが接合されることで車幅方向に延在する閉断面構造が形成されるとともに、該閉断面構造の車幅方向外側端部が前記搭載物よりも前記サイドフレーム側に配置されている車体フレーム。
車体前後方向から見て、前記内壁の上部と前記アッパフレームとを斜めに連結する連結部材を有する請求項１に記載の車体フレーム。
車体前後方向に延在され、フロアパネルの車体下方側に配置されたアンダーメンバと、
少なくとも車幅方向内側に配置される内壁と車体上下方向上側に配置される上壁とを有して閉断面構造に形成されるとともに車体前後方向に延在され、前記アンダーメンバに締結固定されるサイドフレームと、前記内壁よりも車幅方向内側に前記上壁よりも低位となる高さで配置され、搭載物が搭載されるアッパフレームと、前記アッパフレームの下方側に配置されたロアフレームと、を備えた車体フレームと、
を有し、
前記アッパフレームと前記ロアフレームとが接合されることで車幅方向に延在する閉断面構造が形成されるとともに、該閉断面構造の車幅方向外側端部が前記搭載物よりも前記サイドフレーム側に配置されている車両床下構造。
車体前後方向から見て、前記内壁の上部と前記アッパフレームとを斜めに連結する連結部材を有する請求項３に記載の車両床下構造。
前記サイドフレームの車幅方向外側に、エネルギー吸収部材が配置されている請求項３又は請求項４に記載の車両床下構造。
前記サイドフレームから車幅方向外側へ張り出された張出部が前記アンダーメンバに締結固定されている請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の車両床下構造。