JP6969214B2

JP6969214B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP6969214B2
Application number: JP2017153944A
Authority: JP
Inventors: 恭輔川瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-08-09
Also published as: CN109383257A; US10766537B2; CN109383257B; JP2019031219A; US20190047628A1

Description

本発明は、車体構造に関する。

下記特許文献１には、バッテリ車載構造に関する技術が開示されている。このバッテリ車載構造では、バッテリを収納するバッテリケースにおいて、車両幅方向に対向し車両前後方向に沿って延びる左右一対のサイドフレームを備えており、当該左右一対のサイドフレームには、車両幅方向に沿って配置されたクロス部材が接続されている。このクロス部材の車両幅方向の両端部は高強度部とされ、クロス部材の車両幅方向の中央部は、高強度部よりも強度が低い低強度部とされている。そして、これにより、この先行技術では、車両の側面衝突時（以下、「車両の側突時」という）に低強度部が潰れるように変形し、高強度部の変形が抑制されてバッテリの損傷を抑えるというものである。

特開２０１０−１７９８９８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された先行技術では、クロス部材を形成するに当って、低強度部と高強度部とが溶接により一体化されるようになっており、クロス部材の構成が複雑である。

本発明は上記事実を考慮し、簡易な構成で、車両の側突時の対応構造を得ることができる車体構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車体構造は、車両のフロアパネルの車両幅方向の両外側にそれぞれ配設され、車両前後方向に沿って延在された一対のロッカと、車両幅方向を長手方向として配置されると共に長手方向の両端部が前記一対のロッカにそれぞれ固定され、車両前後方向に離間して配置された複数のクロスメンバと、を備え、前記複数のクロスメンバは、前記フロアパネル上において前記フロアパネルの車両前後方向の前端部に設けられたフロントクロスメンバ及び前記フロアパネルの車両前後方向の後端部に設けられたリヤクロスメンバ間の略中間部に配置され、乗員が着座するシートを配設するためのブラケットが取付けられたシートブラケット用クロスメンバと、前記フロアパネル上において前記フロントクロスメンバ及び前記シートブラケット用クロスメンバ間の略中間部に配置された第１クロスメンバと、前記フロアパネル上において前記シートブラケット用クロスメンバ及び前記リヤクロスメンバ間の略中間部に配置され、当該シートブラケット用クロスメンバとの離間距離が、前記シートブラケット用クロスメンバと前記第１クロスメンバとの離間距離と略同一に設定された第２クロスメンバと、を備え、前記ロッカ内において、当該ロッカの外壁部と内壁部の間に前記車両の側面衝突時の衝撃を吸収可能なクロス部が車両幅方向に沿って架け渡されると共に、前記ロッカは、車両幅方向に沿って切断されたときに形成される閉断面部の上部を構成すると共にそれ自体が閉断面部を形成する上部閉断面部と、前記閉断面部の下部を構成すると共にそれ自体が閉断面部を形成する下部閉断面部と、を備え、前記クロス部は、前記上部閉断面部内に設けられた上側クロス部と、前記下部閉断面部内に設けられた下側クロス部と、を含んで構成されている。

請求項１に記載の本発明に係る車体構造では、車両のフロアパネルの車両幅方向の両外側には、ロッカがそれぞれ配設されており、当該ロッカは、車両前後方向に沿ってそれぞれ延在されている。また、フロアパネル上において、一対のロッカには、車両幅方向を長手方向として複数配置されたクロスメンバの長手方向の両端部がそれぞれ固定されており、当該クロスメンバは、車両前後方向に離間して配置されている。

ここで、本発明では、複数のクロスメンバは、シートブラケット用クロスメンバと、第１クロスメンバと、第２クロスメンバと、を含んで構成されている。シートブラケット用クロスメンバは、フロアパネル上において当該フロアパネルの車両前後方向の前端部に設けられたフロントクロスメンバ及び当該フロアパネルの車両前後方向の後端部に設けられたリヤクロスメンバ間の略中間部に配置されており、当該シートブラケット用クロスメンバには、乗員が着座するシートを配設するためのブラケットが取付けられている。

また、第１クロスメンバは、フロアパネル上においてフロントクロスメンバ及びシートブラケット用クロスメンバ間の略中間部に配置されており、第２クロスメンバは、フロアパネル上においてシートブラケット用クロスメンバ及びリヤクロスメンバ間の略中間部に配置されている。そして、第１クロスメンバとシートブラケット用クロスメンバとの離間距離は、第２クロスメンバとシートブラケット用クロスメンバとの離間距離と略同一となるように設定されている。

本発明では、ロッカを梁材と考え、梁材の両端がクロスメンバによって固定された、いわゆる両端固定梁として当該ロッカを想定する。これによると、他の条件が同じ場合、ロッカの変形を抑制するには、車両前後方向に隣り合うクロスメンバの離間距離を短くすればよい。しかし、当該クロスメンバの離間距離を短くすると、クロスメンバの本数が増えることとなり、その分、車体重量が増え、燃費が悪くなる。

そこで、本発明では、車両前後方向に隣り合うクロスメンバの離間距離を上記の如く設定することで、簡易な構成で、車両の側突時の対応構造を得ることができる。

なお、本発明では、クロスメンバの長手方向の両端部が一対のロッカにそれぞれ固定されているが、ここでは、クロスメンバはロッカに直接固定されてもよいし、クロスメンバとロッカの間に別部材が介在された状態で間接的に固定されてもよい。

また、本発明では、ロッカの外壁部と内壁部の間に車両幅方向に沿ってクロス部が架け渡されており、当該クロス部によって、車両の側突時の衝撃が吸収可能とされている。

このため、ロッカ内のクロス部によって、車両の側突時の衝撃が吸収されると、クロスメンバ側へ伝達される荷重が低減される。このため、クロスメンバが負担する軸力（反力）自体が低減されることとなり、結果的に、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバの離間距離を長くすることが可能となる。なお、ここでの「クロス部」は、ロッカと一体形成されてもよいし、ロッカとは別部材として形成されてもよい。

さらに、本発明では、ロッカは、車両幅方向に沿って切断されたときに閉断面部が形成される。この閉断面部の上部側にはそれ自体が閉断面部を形成する上部閉断面部が設けられており、閉断面部の下部側にはそれ自体が閉断面部を形成する下部閉断面部が設けられている。一方、クロス部は、上側クロス部と下側クロス部とを含んで構成されており、上側クロス部は、ロッカの上部閉断面部内に設けられ、下側クロス部は、ロッカの下部閉断面部内に設けられている。

ここで、一対のロッカ間に架け渡されたフロアクロスメンバ、電池側クロスメンバは、フロアパネルを間に置いて、上側、下側にそれぞれ配置されている。このため、ロッカを上部閉断面部と下部閉断面部に分けて、それぞれ上側クロス部と下側クロス部を設けることで、車両の側突時において、当該上側クロス部はフロアクロスメンバによって反力を得ることができ、当該下側クロス部は電池側クロスメンバによって反力を得ることができる。この場合、本構成が適用されていない場合と比較して、車両の側突時において、上側クロス部及び下側クロス部を確実に塑性変形させ、車両の側突時の衝撃をより効果的に吸収できる。

このように、車両の側突時の衝撃をより効果的に吸収することで、フロアクロスメンバ、電池側クロスメンバ側へ伝達される荷重がそれぞれ低減され、当該フロアクロスメンバ、電池側クロスメンバが負担する軸力自体がそれぞれ低減されることとなる。その結果、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバ、電池側クロスメンバの離間距離をそれぞれ長くすることが可能となる。なお、ここでの「閉断面部」については、必ずしも完全な閉断面である必要はない。

請求項２に記載の本発明に係る車体構造は、請求項１に記載の本発明に係る車体構造において、前記フロアパネルの車両下方側には、車両幅方向の両端部が前記一対のロッカに固定されると共に蓄電池が収納された電池格納体が設けられ、前記複数のクロスメンバは、さらに前記電池格納体内に配置された複数の電池側クロスメンバを含んで構成されており、当該電池側クロスメンバは、前記電池格納体内において、車両幅方向に対向する側壁間に車両幅方向に沿って架け渡されると共に、車両前後方向に離間して配置され、さらに長手方向の端部が前記ロッカに固定される代わりに車両幅方向に対向して配置されている。

請求項２に記載の本発明に係る車体構造では、フロアパネルの車両下方側に電池格納体が設けられている。この電池格納体には、蓄電池が収納されており、当該電池格納体は、車両幅方向の両端部が一対のロッカに固定されている。また、電池格納体内において、車両幅方向に対向する側壁間には、複数の電池側クロスメンバが車両幅方向に沿って架け渡されており、当該電池側クロスメンバは、車両前後方向に離間して配置されている。

なお、この電池側クロスメンバは、一対のロッカに対して固定された電池格納体内に設けられているため、当該電池格納内を介して一対のロッカ間に架け渡されたことになる。

請求項３に記載の本発明に係る車体構造は、請求項１又は請求項２に記載の本発明に係る車体構造において、前記クロス部は、車両側面視で前記クロスメンバと重なる位置に配置されている。

請求項３に記載の本発明に係る車体構造では、クロス部は、車両側面視でクロスメンバと重なる位置に配置されているため、車両の側突時において、クロスメンバからの反力を得ることができる。これにより、車両の側突時において、当該クロス部を確実に塑性変形させ、車両の側突時の衝撃を効果的に吸収できるようにしている。

このように、車両の側突時の衝撃を吸収することで、クロスメンバ側へ伝達される荷重が低減され、クロスメンバが負担する軸力自体が低減されることとなる。その結果、車両前後方向に隣り合うクロスメンバの離間距離を長くすることが可能となる。

請求項４に記載の本発明に係る車体構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の本発明に係る車体構造において、前記ロッカは、前記上側クロス部よりも前記下側クロス部の方が車両幅方向に長く、かつ前記上部閉断面部よりも前記下部閉断面部の方が剛性が高くなるように形成されている。

請求項４に記載の本発明に係る車体構造では、下側クロス部は、上側クロス部よりも車両幅方向に長く形成され、ロッカの上部側よりもロッカの下部側の方が、剛性が高くなっている。

このため、下側クロス部は、上側クロス部よりも、車両の側突時において、変形ストロークが長くなり、その分、衝突エネルギの吸収量が大きくなるように設定されている。ロッカの下部側には、電池格納体が設けられるため、ロッカの下部側の剛性を上部側よりも高くすると共に、車両の側突時において、衝突エネルギの吸収量を大きくすることで、電池格納体へ入力される荷重を低減することができる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る車体構造は、簡易な構成で、車両の側突時の対応構造を得ることができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の本発明に係る車体構造は、ロッカの両端が電池側クロスメンバによって固定された両端固定梁として当該ロッカを想定して、車両前後方向に隣り合う電池側クロスメンバの離間距離を設定することができる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係る車体構造は、クロスメンバから反力を得て、クロス部を確実に塑性変形させ、車両の側突時の衝撃を吸収することができる、という優れた効果を有する。

請求項４に記載の本発明に係る車体構造は、ロッカの下部側の剛性を上部側よりも高くすると共に、車両の側突時において、衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収量を大きくすることで、電池格納体へ入力される荷重を低減することができる、という優れた効果を有する。

本実施形態に係る車体構造が適用された車両の下部の構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係る車体構造が適用された車両のフロアパネル及びロッカを示す平面図である。図２の３−３線に沿って切断したときの断面を拡大して示す拡大断面図である。図２の４−４線に沿って切断したときの断面を拡大して示す拡大断面図である。両端固定梁に作用する集中荷重に対する一般式及びこれを説明する図である。本実施形態に係る車体構造が適用された車両の作用を説明するための図２に対応する平面図である。本実施形態に係る車体構造が適用された車両の作用を説明するための説明図であり、図２の４−４線に沿って切断したときの断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る車体構造が適用された電気自動車（以下、単に「車両」という）について説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。また、各図においては、図面を見易くする関係から一部の符号を省略している場合がある。

＜車体構造の構成＞
まず、本実施の形態に係る車体構造の構成について説明する。図１には、本実施の形態に係る車体構造が適用された車体（車両）１０の下部の構成を示す分解斜視図が示されている。図１に示されるように、当該車両１０は、フロアパネル１４、ロッカ１８、電池パック２６を含んで構成されており、以下、これらについて順に説明する。

（フロアパネルの構成）
図２には、車両１０のフロアパネル１４及びロッカ１８を示す平面図が示されており、図１及び図２に示されるように、当該車両１０では、車室１２の床部を構成するフロアパネル１４が車両幅方向及び車両前後方向に沿って延在されている。当該フロアパネル１４には、平面視で略矩形状を成すビード部１６が車両前後方向に沿って断続的に突設されており、当該ビード部１６は、車両幅方向に沿って複数配列されている。このビード部１６が形成されることにより、フロアパネル１４自体の剛性は向上する。

また、フロアパネル１４の車両幅方向の両外側には、車両前後方向に沿ってロッカ１８がそれぞれ延在されている。さらに、フロアパネル１４の前端部１４Ａには、フロントクロスメンバ３０が車両幅方向に沿って延在されており、フロアパネル１４の後端部１４Ｂには、リヤクロスメンバ３２が車両幅方向に沿って延在されている。

そして、フロントクロスメンバ３０の両端部３０Ａには、連結部材３４がそれぞれ連結されており、当該フロントクロスメンバ３０は、連結部材３４を介してロッカ１８の前端部１８Ａにそれぞれ連結されている。また、リヤクロスメンバ３２の両端部３２Ａには、連結部材３６がそれぞれ連結されており、当該リヤクロスメンバ３２は、連結部材３６を介してロッカ１８の後端部１８Ｂにそれぞれ連結されている。

なお、連結部材３４、３６は必ずしも必要ではなく、フロントクロスメンバ３０の両端部３０Ａ及びリヤクロスメンバ３２の両端部３２Ａが、ロッカ１８に直接連結されるようにフロントクロスメンバ３０、リヤクロスメンバ３２が形成されてもよいのは勿論のことである。

また、フロアパネル１４の上には、車両幅方向にロッカ１８とロッカ１８の間、かつ車両前後方向にフロントクロスメンバ３０とリヤクロスメンバ３２の間に、車両幅方向に沿って複数のフロアクロスメンバ４０（後述する）が架け渡された状態で当該ロッカ１８に固定されている。なお、フロアクロスメンバ４０は、車両前後方向に沿って所定の間隔で配置されており、ビード部１６は、これらのフロアクロスメンバ４０と干渉しないように形成されている。

（ロッカの構成）
図３には、図２の３−３線に沿って切断したときの断面を拡大して示す拡大断面図が図示されている。図３に示されるように、ロッカ１８は、車両幅方向の外側に位置するアウタ部４４と、車両幅方向の内側に位置するインナ部４６と、を含んで構成されている。当該ロッカ１８は、例えば、アルミニウム合金等の金属によって形成されており、押出し加工や引抜き加工などによってアウタ部４４とインナ部４６とが一体形成され、アウタ部４４とインナ部４６とで閉断面部４８が形成されている。

アウタ部４４は、車両幅方向に沿って切断された断面形状において、上下方向に沿って形成された外壁部４４Ａと、当該外壁部４４Ａの上方側に設けられ車両幅方向の内側へ向かうにつれて上方側へ向かって傾斜する傾斜上壁部４４Ｂと、当該外壁部４４Ａの下方側に設けられ車両幅方向の内側へ向かうにつれて下方側へ向かって傾斜する傾斜下壁部４４Ｃと、を含んで構成されている。

一方、インナ部４６は、車両幅方向に沿って切断された断面形状において、上下方向に沿って形成された内壁部４６Ａが、インナ部４６の上部側で上下方向に沿って形成された上側内壁部４６Ａ１と、インナ部４６の下部側で上下方向に沿って形成された下側内壁部４６Ａ２と、を含んで構成されている。下側内壁部４６Ａ２は、上側内壁部４６Ａ１よりも車両幅方向の内側に位置しており、下側内壁部４６Ａ２と上側内壁部４６Ａ１との間には、略水平方向に沿って形成された横壁部５０が設けられている。

上側内壁部４６Ａ１の上方側には、車両幅方向の外側へ向かうにつれて上方側へ向かって傾斜する傾斜上壁部４６Ｃが設けられており、当該傾斜上壁部４６Ｃは、アウタ部４４の傾斜上壁部４４Ｂと繋がるように形成されている。そして、インナ部４６の傾斜上壁部４６Ｃとアウタ部４４の傾斜上壁部４４Ｂとが繋がる頂部４５からは、上方側へ向かってフランジ部４７が延出されている。なお、このフランジ部４７には、図示しないピラーの下端部が結合されるようになっている。

また、下側内壁部４６Ａ２の下方側には、車両幅方向の外側へ向かって略水平方向に沿って形成された下壁部４６Ｄが設けられており、当該下壁部４６Ｄは、アウタ部４４の傾斜下壁部４４Ｃと繋がるように形成されている。なお、下壁部４６Ｄには、締結具４９が挿通可能とされており、当該締結具４９を介して、後述する電池パック２６に設けられた結合フランジ９６Ａがロッカ１８に締結可能とされる。

ところで、横壁部５０は、車両幅方向で位置の異なる下側内壁部４６Ａ２及び上側内壁部４６Ａ１と繋がり、横壁部５０を含め、インナ部４６の内壁部４６Ａは、クランク状に形成されている。さらに、横壁部５０は、アウタ部４４の外壁部４４Ａまで延出されており、当該横壁部５０によって、ロッカ１８は車両幅方向に沿って切断され、ロッカ１８の内部を構成する閉断面部４８が上部（上部閉断面部）４８Ａと下部（下部閉断面部）４８Ｂとに区画されている。

前述のように、インナ部４６の上側内壁部４６Ａ１は、下側内壁部４６Ａ２よりも車両幅方向の外側に位置している。このため、ロッカ１８の上部１８Ｃと下部１８Ｄとで断面積が異なっており、本実施形態では、ロッカ１８の上部１８Ｃ側の断面積よりも下部１８Ｄ側の断面積の方が大きくなっている。したがって、ロッカ１８の上部１８Ｃ側よりもロッカ１８の下部１８Ｄ側の方の剛性が高くなっている。

さらに、ロッカ１８の上部１８Ｃ内（閉断面部４８の上部４８Ａ）には、閉断面構造を成す梯子状の上側クロス部５２が設けられている。また、ロッカ１８の下部１８Ｄ内（閉断面部４８の下部４８Ｂ）には、閉断面構造を成す梯子状の下側クロス部５４が形成されており、下側クロス部５４は、上側クロス部５２よりも車両幅方向の寸法が長くなっている。

ここで、上側クロス部５２は、インナ部４６の上側内壁部４６Ａ１とアウタ部４４の外壁部４４Ａとの間を略水平方向に沿って架け渡された上壁５２Ａを備えている。さらに、上側クロス部５２は、上壁５２Ａの下方側に、当該上壁５２Ａと対向する下壁５２Ｂが形成されており、当該下壁５２Ｂが横壁部５０と繋がっている。

そして、上壁５２Ａと下壁５２Ｂの間には、複数（ここでは、２つ）の連結壁５２Ｃ、５２Ｄが上下方向に架け渡されている。この連結壁５２Ｃ、５２Ｄによって、上側クロス部５２には、複数の閉断面部（小空間５６、５８、６０）が設けられている。

一方、下側クロス部５４は、車両側面視で、後述する電池パック２６のクロスメンバ（電池側クロスメンバ）１００と重なるように設けられている。下側クロス部５４は、インナ部４６の下側内壁部４６Ａ２とアウタ部４４の外壁部４４Ａとの間を略水平方向に沿って架け渡された上壁５４Ａを備えており、この上壁５４Ａが、車両側面視で、後述する電池パック２６の周壁９２の上壁部９２Ｃと重なるように設けられている。

また、下側クロス部５４は、上壁５４Ａの下方側に、上壁５４Ａと対向する下壁５４Ｂが形成されており、当該下壁５４Ｂが、車両側面視で電池パック２６の周壁９２の仕切壁部９２Ｅと重なるように設けられている。

そして、下側クロス部５４の上壁５４Ａと下壁５４Ｂの間は、複数（ここでは、３つ）の連結壁５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅが上下方向に架け渡されている。この連結壁５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅによって、下側クロス部５４には、複数の閉断面部（小空間６２、６４、６６、６８）が設けられている。

なお、下側クロス部５４は、上側クロス部５２よりも車両幅方向の寸法が長くなっているため、前述のように、上側クロス部５２よりも閉断面部の数が多くなっており、その分、上側クロス部５２よりも剛性が高くなっている。そして、車両１０の側突時に、当該上側クロス部５２、下側クロス部５４が塑性変形することで衝撃が吸収される。

ところで、上側クロス部５２は、車両側面視でフロアクロスメンバ４０と重なるように設けられている。このフロアクロスメンバ４０は、例えば、車両前後方向に沿って切断されたとき閉断面部４１が形成され、かつ互いに対向する側壁４０Ａと、当該側壁４０Ａの上端同士を繋ぐ上壁４０Ｂと、を含んで構成されている。

図３では、図２で示す複数のフロアクロスメンバ４０のうち、車両前後方向の中央部のフロアクロスメンバ（シートブラケット用クロスメンバ）４０ａの断面図が示されており、このフロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂには、乗員が着座するためのシート用のブラケット４２が取付けられている。このため、他のフロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂよりも高さ方向の位置が低くなっている。一方、図４には、図２で示す車両前後方向の前部側のフロアクロスメンバ（第１クロスメンバ）４０ｂの断面図が示されている。このフロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂは、車両側面視で上側クロス部５２の上壁５２Ａと重なるように設けられている。

本実施形態では、図２に示されるように、シートブラケット用クロスメンバとしてのフロアクロスメンバ４０ａは、フロントクロスメンバ３０及びリヤクロスメンバ３２間の略中間部に配置されている。

当該フロアクロスメンバ４０ａよりも車両前後方向の前方側には、第１クロスメンバとしてのフロアクロスメンバ４０ｂが設けられており、当該フロアクロスメンバ４０ｂは、フロントクロスメンバ３０及びフロアクロスメンバ４０ａ間の略中間部に配置されている。

一方、フロアクロスメンバ４０ａよりも車両前後方向の後方側には、第２クロスメンバとしてのフロアクロスメンバ４０ｃが設けられており、当該フロアクロスメンバ４０ｃは、フロアクロスメンバ４０ａ及びリヤクロスメンバ３２間の略中間部に配置されている。そして、フロアクロスメンバ４０ａとフロアクロスメンバ４０ｂとの離間距離は、フロアクロスメンバ４０ｃとフロアクロスメンバ４０ａとの離間距離と略同一となるように設定されている。

（電池パックの構成）
図１に示されるように、電池パック２６は、車両前後方向を長手とし且つ車両上下方向に扁平な箱状に形成された電池ケース８８と、電池ケース８８の内部に収容された複数の電池モジュール９０と、を備えており、電池モジュール９０は、複数の角型の蓄電池によって構成されている。

一方、図１及び図３に示されるように、電池ケース８８は、周壁９２と、天板（蓋部）９４（図１では図示を省略している）と、底板９６とを有している。周壁９２は、例えばアルミニウム合金等の軽金属の押出成形によって形成された長尺な押出成形品が矩形枠状に曲げられると共に、長手方向両端部が互いに接合されて形成されたものであり、平面視で矩形枠状をなしている。

当該周壁９２は、図１に示されるように、車幅方向に対向する左右一対の側壁部９２Ｓと、車両前後方向に対向し一対の側壁部９２Ｓの前端同士を繋ぐ前壁部９２Ｆｒと、一対の側壁部９２Ｓの後端同士を繋ぐ後壁部９２Ｒｒと、を含んで構成されている。さらに、側壁部９２Ｓと側壁部９２Ｓの間には、周壁９２の上部１０４（図３参照）側にクロスメンバ１００が架け渡されており、当該クロスメンバ１００は、前壁部９２Ｆｒと後壁部９２Ｒｒの間に等間隔に配置されている。

また、電池ケース８８の周壁９２は、図３に示されるように、周方向（上記押出成形品の長手方向）から見た断面が略Ｂ字状（略日字状）に形成されている。さらに、周壁９２は、当該周壁９２の外周面を形成する外周壁部９２Ａと、周壁９２の内周面を形成する内周壁部９２Ｂと、外周壁部９２Ａ及び内周壁部９２Ｂの上端部を車両水平方向に繋いだ上壁部９２Ｃと、外周壁部９２Ａ及び内周壁部９２Ｂの下端部を車両水平方向に繋いだ下壁部９２Ｄと、外周壁部９２Ａ及び内周壁部９２Ｂの上下方向中間部を車両水平方向に繋いだ仕切壁部９２Ｅとを備えている。この仕切壁部９２Ｅによって、周壁９２が上部１０４と下部１０６に分けられ、上空間１０４Ａと下空間１０６Ａとに仕切られている（区画されている）。

一方、天板９４は、例えばアルミニウム合金等の軽金属からなる板材がプレス成形されて形成されたものであり、周壁９２の上壁部９２Ｃの上面に複数のボルト９３によって固定されている。また、底板９６は、例えばアルミニウム合金等の軽金属からなる板材がプレス成形されて形成されたものであり、周壁９２の下壁部９２Ｄの下面に溶接、リベット止め等の手段によって固定されている。この底板９６には、図１に示されるように、周壁９２よりも車両水平方向の車外側へ張り出す結合フランジ９６Ａが周壁９２の全周に亘って設けられている。そして、この結合フランジ９６Ａが、左右のロッカ１８に共締め（結合）され（図３参照）、電池ケース８８、すなわち電池パック２６が底板９６によって下方側から支持された状態で当該ロッカ１８に固定される。

（車体構造の作用及び効果）
次に、本実施の形態に係る車体構造の作用及び効果について説明する。

本実施形態では、図２に示されるように、フロアパネル１４の上には、互いに対向して配設されたロッカ１８とロッカ１８の間に、複数のフロアクロスメンバ４０が車両幅方向に沿って架け渡された状態でそれぞれロッカ１８に固定されている。

本実施形態では、当該ロッカ１８を梁材と考え、ロッカ１８の両端がフロアクロスメンバ４０によって固定された、いわゆる両端固定梁として当該ロッカ１８を想定する。これによると、図５で示す一般式（１）による関係が得られる。

ここで、一般式（１）で示す、Ｐは、梁材に作用する集中荷重、Ｍｚは、梁材に生じる曲げモーメント、Ｌは、梁材の長さ（固定端と固定端の離間距離）となる。これを本実施形態に当てはめると、図６に示されるように、Ｐは、車両１０の側突時に入力された入力荷重、Ｍｚは、ロッカ１８に生じる曲げモーメント、Ｌは、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバ４０の離間距離と置き換えることができる。なお、ここでの入力荷重Ｐは、いわゆる試験荷重である。

例えば、他の条件が同じ場合、ロッカ１８の変形を抑制するには、ロッカの板厚を厚くする、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバ４０の離間距離（Ｌ）を短くする等すればよい。しかし、ロッカの板厚を厚くすると、その分、車体重量が増えてしまい、燃費が悪くなる。また、フロアクロスメンバ４０の離間距離を短くすると、フロアクロスメンバ４０の本数が増えることとなり、その分、車体重量が増えてしまう。

したがって、本実施形態では、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバ４０の離間距離Ｌを設定している。これにより、本実施形態では、簡易な構成で、車両１０の側突時の対応構造を得ることができる。

そして、当該フロアクロスメンバ４０の離間距離Ｌをできるだけ長くすることにより、フロアクロスメンバ４０の本数を減らすことが可能となる。また、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバ４０の離間距離Ｌが長くなることで、車室１２内の空間において、設計の自由度を向上させることができる。

また、ロッカ１８の変形を抑制するため、例えば、図１に示す電池パック２６内で車両前後方向に隣り合うクロスメンバ１００の離間距離について設定してもよい。この場合、図３に示すロッカ１８の上部１８Ｃ側と下部１８Ｄ側とで、車両１０の側突時に入力された入力荷重（Ｐ）を分散させることができる。

また、図３に示されるように、本実施形態では、ロッカ１８内において、上部１８Ｃ側には梯子状の上側クロス部５２が設けられており、下部１８Ｄ側には梯子状の下側クロス部５４が形成されている。

このように、ロッカ１８内に上側クロス部５２及び下側クロス部５４が形成されることにより、ロッカ１８自体の剛性が高くなり、変形を抑制することができる。そして、当該上側クロス部５２、下側クロス部５４が車両１０の側突時に塑性変形することで、衝撃が吸収可能とされる。

また、上側クロス部５２は、車両側面視でフロアクロスメンバ４０と重なるように設けられており、下側クロス部５４は、車両側面視で、電池パック２６のクロスメンバ１００と重なるように設けられている。これにより、図７に示されるように、車両１０の側突時において、入力荷重（Ｐ）が入力されると、上側クロス部５２はフロアクロスメンバ４０によって反力（Ｎ１）を得ることができ、下側クロス部５４はクロスメンバ１００によって反力（Ｎ２）を得ることができる。

この結果、車両１０の側突時において、ロッカ１８内の上側クロス部５２及び下側クロス部５４を確実に塑性変形させ、車両１０の側突時の衝撃を確実に吸収できるようにしている。このように、ロッカ１８内の上側クロス部５２、下側クロス部５４によって、車両１０の側突時の衝撃が吸収されると、フロアクロスメンバ４０、クロスメンバ１００が負担する軸力（反力Ｎ１、Ｎ２）自体がそれぞれ低減される。

したがって、車両前後方向に隣り合うフロアクロスメンバ４０、クロスメンバ１００の離間距離をそれぞれ長くすることが可能となる。なお、フロアクロスメンバ４０、クロスメンバ１００の軸力（反力Ｎ１、Ｎ２）は、フロアクロスメンバ４０、クロスメンバ１００において、オイラーの定理に基づいて求められる座屈荷重よりも低い荷重となる。

ここで、本実施形態では、図３に示されるように、ロッカ１８の上部１８Ｃ側の断面積よりも下部１８Ｄ側の断面積の方が大きくなっており、ロッカ１８の上部１８Ｃ側よりもロッカ１８の下部１８Ｄ側の方の剛性が高くなっている。さらに、下側クロス部５４は、上側クロス部５２よりも車両幅方向の寸法が長くなっている。

このように、下側クロス部５４の車両幅方向の寸法が、上側クロス部５２よりも長くなっていると、車両１０の側突時において、その分、変形ストロークが長くなる。したがって、下側クロス部５４は、上側クロス部５２よりも、側突時に衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収量が増えることとなる。

これにより、車両１０の側突時に入力された入力荷重（Ｐ）に対して、ロッカ１８の上部１８Ｃ側と下部１８Ｄ側とでその負担割合を変えることができる。例えば、ロッカ１８の下部１８Ｄ側の荷重負担が上部１８Ｃ側よりも大きくなるように設定する。このような場合であっても、下部１８Ｄ側の変形ストロークを長くして、衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収量が増やすことで、ロッカ１８の下部１８Ｄ側の変形を上部１８Ｃ側よりも抑制し、電池パック２６へ伝達される荷重を低減することができる。

また、本実施形態では、ロッカ１８内において、上側クロス部５２及び下側クロス部５４が、それぞれ閉断面構造を成している。これにより、開断面構造の場合と比較して上側クロス部５２及び下側クロス部５４自体の変形が抑制される。

このため、上側クロス部５２及び下側クロス部５４の全体に亘って入力荷重が伝達され、当該上側クロス部５２及び下側クロス部５４全体で高い荷重のまま衝突エネルギを吸収することができる。つまり、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。

特に、本実施形態では、上側クロス部５２及び下側クロス部５４が、複数の閉断面部が連続して形成された梯子状をそれぞれ成しているため、入力荷重が分散され、上記効果をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、図２に示されるように、フロアクロスメンバ４０は、ロッカ１８とロッカ１８の間に架け渡されているため、車両１０の側突時において、ロッカ１８は当該フロアクロスメンバ４０から反力を得ることができる。これにより、図示はしないが、ポールの車両幅方向の内側への侵入を抑制することができ、また、ロッカ１８及び上側クロス部５２を十分に塑性変形させ、効果的に衝突エネルギを吸収することができる。

さらに、本実施形態では、図１に示されるように、フロアパネル１４の車両下方側に電池パック２６が搭載され、電池パック２６において車両幅方向に対向する周壁９２の側壁部９２Ｓ間には、クロスメンバ１００が架け渡されている。これにより、当該クロスメンバ１００が設けられていない場合と比較して、電池パック２６自体の剛性を向上させることができる。

また、本実施形態では、図７に示されるように、ロッカ１８内の下側クロス部５４の上壁５４Ａは、車両側面視で電池パック２６の周壁９２の上壁部９２Ｃと重なるように設けられており、ロッカ１８内の下側クロス部５４の下壁５４Ｂは、車両側面視で電池パック２６の周壁９２の仕切壁部９２Ｅと重なるように設けられている。

つまり、本実施形態では、ロッカ１８内の下側クロス部５４の水平壁（上壁５４Ａ、下壁５４Ｂ）と電池パック２６の周壁９２の水平壁（上壁部９２Ｃ、仕切壁部９２Ｅ）とが、高さ方向でラップした状態で稜線が揃えられ、車両幅方向に沿って連続して設けられている。

したがって、本実施形態によれば、車両１０の側突時において、ロッカ１８から電池パック２６へ入力荷重（Ｐ）の一部が伝達される際、車両幅方向に沿って水平壁が連続しているため、より効果的に電池パック２６からの反力（Ｎ２）を得て、ロッカ１８及び下側クロス部５４を十分に塑性変形させ、より効果的に衝撃を吸収することができる。

なお、ロッカ１８内の下側クロス部５４の水平壁（上壁５４Ａ、下壁５４Ｂ）と電池パック２６の周壁９２の水平壁（上壁部９２Ｃ、仕切壁部９２Ｅ）において、必ずしも車両幅方向に沿って連続させる必要はない。

また、本実施形態では、上側クロス部５２の上壁５２Ａは、車両側面視で、例えば、フロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂと重なるように設けられている。つまり、本実施形態では、ロッカ１８内の上側クロス部５２の上壁５２Ａとフロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂとが、高さ方向でラップした状態で稜線が揃えられ、車両幅方向に沿って連続して設けられている。

したがって、本実施形態によれば、車両１０の側突時において、ロッカ１８からフロアクロスメンバ４０へ入力荷重（Ｐ）の一部が伝達される際、上側クロス部５２の上壁５２Ａとフロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂとが車両幅方向に沿って連続しているため、より効果的にフロアクロスメンバ４０からの反力（Ｎ１）を得て、ロッカ１８及び上側クロス部５２を十分に塑性変形させ、より効果的に衝撃を吸収することができる。

なお、ロッカ１８内の上側クロス部５２の上壁５２Ａとフロアクロスメンバ４０の上壁４０Ｂにおいて、必ずしも車両幅方向に沿って連続させる必要はない。

（本実施形態の補足）
本実施形態では、図１に示されるように、フロアパネル１４の車両下方側に電池パック２６が搭載されているが、この電池パック２６は必ずしも必要ではない。また、電池パック２６内に車両幅方向に沿って配置されるクロスメンバ１００が設けられているが、当該クロスメンバ１００は必ずしも必要ではない。

また、本実施形態では、ロッカ１８内の上側クロス部５２は、車両側面視でフロアクロスメンバ４０と重なるように設けられているが、必ずしも車両側面視で重なっている必要はなく、また、上側クロス部５２は必ずしも必要ではない。

さらに、本実施形態では、ロッカ１８内の下側クロス部５４は、車両側面視で電池パック２６と重なるように設けられているが、必ずしも車両側面視で重なっている必要はなく、また、下側クロス部５４は必ずしも必要ではない。

また、ロッカ１８の上部１８Ｃ側の断面積よりも下部１８Ｄ側の断面積の方が大きくなっているが、これに限るものではない。例えば、図示はしないが、ロッカ１８の上部１８Ｃ側の断面積と下部１８Ｄ側の断面積が略同じ大きさであってもよい。

一方、本実施形態では、車両１０の側突において、ポール側突の場合を例に挙げて説明したが、バリア側突の場合であっても、本実施形態による効果と略同じ効果を得ることができる。

また、本実施形態では、電池パック２６が搭載された車両１０に本実施の形態に係る車体構造を適用させたが、電池パック２６に限らず、燃料電池スタックを搭載した車両に上述した実施形態に係る車体構造を適用してもよい。

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０車両（車体構造）
１２車室
１４フロアパネル
１８ロッカ
２６電池パック（電池格納体）
３０フロントクロスメンバ（クロスメンバ）
３２リヤクロスメンバ（クロスメンバ）
４０フロアクロスメンバ（クロスメンバ）
４０ａフロアクロスメンバ（シートブラケット用クロスメンバ、クロスメンバ）
４０ｂフロアクロスメンバ（第１クロスメンバ、クロスメンバ）
４０ｃフロアクロスメンバ（第２クロスメンバ、クロスメンバ）
４４Ａ外壁部（ロッカの外壁部）
４６Ａ内壁部（ロッカの内壁部）
４８閉断面部
４８Ａ上部（上部閉断面部）
４８Ｂ下部（下部閉断面部）
５２上側クロス部（クロス部）
５４下側クロス部（クロス部）
９０電池モジュール（蓄電池）
９２Ｓ側壁部（電池格納体の側壁）
１００クロスメンバ（電池側クロスメンバ、クロスメンバ）

Claims

車両のフロアパネルの車両幅方向の両外側にそれぞれ配設され、車両前後方向に沿って延在された一対のロッカと、
車両幅方向を長手方向として配置されると共に長手方向の両端部が前記一対のロッカにそれぞれ固定され、車両前後方向に離間して配置された複数のクロスメンバと、
を備え、
前記複数のクロスメンバは、
前記フロアパネル上において前記フロアパネルの車両前後方向の前端部に設けられたフロントクロスメンバ及び前記フロアパネルの車両前後方向の後端部に設けられたリヤクロスメンバ間の略中間部に配置され、乗員が着座するシートを配設するためのブラケットが取付けられたシートブラケット用クロスメンバと、
前記フロアパネル上において前記フロントクロスメンバ及び前記シートブラケット用クロスメンバ間の略中間部に配置された第１クロスメンバと、
前記フロアパネル上において前記シートブラケット用クロスメンバ及び前記リヤクロスメンバ間の略中間部に配置され、当該シートブラケット用クロスメンバとの離間距離が、前記シートブラケット用クロスメンバと前記第１クロスメンバとの離間距離と略同一に設定された第２クロスメンバと、
を備え、
前記ロッカ内において、当該ロッカの外壁部と内壁部の間に前記車両の側面衝突時の衝撃を吸収可能なクロス部が車両幅方向に沿って架け渡されると共に、
前記ロッカは、車両幅方向に沿って切断されたときに形成される閉断面部の上部を構成すると共にそれ自体が閉断面部を形成する上部閉断面部と、前記閉断面部の下部を構成すると共にそれ自体が閉断面部を形成する下部閉断面部と、を備え、
前記クロス部は、前記上部閉断面部内に設けられた上側クロス部と、前記下部閉断面部内に設けられた下側クロス部と、を含んで構成されている車体構造。
前記フロアパネルの車両下方側には、車両幅方向の両端部が前記一対のロッカに固定されると共に蓄電池が収納された電池格納体が設けられ、
前記複数のクロスメンバは、さらに前記電池格納体内に配置された複数の電池側クロスメンバを含んで構成されており、
当該電池側クロスメンバは、前記電池格納体内において、車両幅方向に対向する側壁間に車両幅方向に沿って架け渡されると共に、車両前後方向に離間して配置され、さらに長手方向の端部が前記ロッカに固定される代わりに車両幅方向に対向して配置されている請求項１に記載された車体構造。
前記クロス部は、車両側面視で前記クロスメンバと重なる位置に配置されている請求項１又は請求項２に記載の車体構造。
前記ロッカは、前記上側クロス部よりも前記下側クロス部の方が車両幅方向に長く、かつ前記上部閉断面部よりも前記下部閉断面部の方が剛性が高くなるように形成されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体構造。