JP2023119251A - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】乗り心地性能とＥＡ性能とを両立することができる車両の下部車体構造を提供する。【解決手段】フロアフレーム３は、フロアパネル２の下面に対向する対向壁部３１と、対向壁部３１の外側端部からフロアパネル２に向かって延びる外側壁部３２と、対向壁部３１の内側端部からフロアパネル２に向かって延びる内側壁部３３と、対向壁部３１に形成されたボルト穴３４と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、対向壁部３１に形成された穴部３５ａ及びビード部３５ｂと、フロアフレーム３の閉断面内部に設けられたナットプレート８とを有し、ナットプレート８は、外側壁部３２及び内側壁部３３に固定される側壁固定部８２，８３と、対向壁部３１に固定される対向壁固定部８１と、外方から衝撃荷重が入力された際、車幅方向寸法が縮小するように構成された変形促進部である折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂとを備える。【選択図】 図６

Description

本発明は、車両の下部車体構造に関し、特に、フロアフレームの車幅方向内側に配置され且つ側面視にてフロアフレームと上下方向に重複したバッテリユニットとを備えた車両の下部車体構造に関する。

従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両は、車輪を駆動する電動機（例えば、モータジェネレータ又はモータ）の動力源であるバッテリが大容量になる。
通常、車載用バッテリユニットは、リチウムイオン等のバッテリセルの集合体からなる複数のバッテリモジュールと、これら複数のバッテリモジュールを収容する金属製或いは合成樹脂製のバッテリケース等によって構成されている。
そして、このバッテリユニットは、フロアパネルの下側においてフロアフレームと上下方向に一部重複した空間を利用して配置され、取付ブラケットを介して車体に取り付けられる。

車両側突時、車幅方向外方から入力された衝撃荷重を車体強度部材を用いて吸収することにより、バッテリユニットを車両の側突から保護する技術が種々提案されている。
特許文献１の車両下部構造は、車両の床面部を構成するフロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向両端部に車体前後方向に延びる１対のロッカ（サイドシル）と、フロアパネルと協働で車幅方向に延びて１対のロッカを接続するフロアクロスと、フロアパネルの下側で且つ１対のロッカの間の空間に配置されたバッテリユニットとを備え、フロアクロスは、車幅方向外側のロッカとの接合部分にフロアクロス低強度部分が形成されている。

特開２０１９－１２７０５４号公報

特許文献１の車両下部構造は、車両側突時、バッテリユニットを衝撃荷重から保護可能であるものの、定常走行時、乗員の乗り心地を改善することができない虞がある。
図１１に示すように、バッテリユニット１０６がトンネル部を挟んで左右に配置された左右１対の分割バッテリユニット１６１で構成された場合、分割バッテリユニット１６１の車幅方向外側端部は、フロアパネル下面に接合されたフロアフレーム１０３の底壁部１３１（対向壁部）に取付ブラケット１０７を介してボルト締結され、分割バッテリユニット１６１の車幅方向内側端部は、トンネル部の下部に取付ブラケット（図示略）を介してボルト締結されている。

図１２に、シミュレーションによる定常走行時の歪解析結果を示す。
車両の定常走行時、車輪と路面によって発生した振動エネルギーは懸架部材を介して分割バッテリユニット１６１に伝搬され、分割バッテリユニット１６１がフロアフレーム１０３と共振して低周波の上下挙動が発現される。
分割バッテリユニット１６１の上下挙動は、分割バッテリユニット１６１の車幅方向外側端部が締結固定されたフロアフレーム１０３を支点とした上下揺動運動であるため、図１２に示すように、フロアフレーム１０３の前後に延びる角部の稜線を構成する折曲部１０３ａに荷重が集中して網掛けで示す歪エネルギーが蓄積されている。
これにより、フロアフレーム１０３に断面崩れが誘発され、結果として乗員の乗り心地が悪化する。

フロアフレーム１０３の断面崩れを回避して乗り心地を改善するため、フロアフレーム１０３の閉断面内部に断面崩れ防止用の補強部材（例えば、節部材等）を設けることが考えられる。しかし、断面崩れ防止用補強部材を設けた場合、フロアフレーム１０３の剛性が全体的に強化されるため、乗り心地悪化は改善されるものの、乗り心地改善に反比例してフロアフレーム１０３自身の潰れが抑制される。
それ故、側突時の衝撃荷重を吸収するＥＡ（Energy Absorption）性能が低下し、結果的に、バッテリユニット１０６の衝撃荷重からの保護が不十分になる虞がある。
即ち、バッテリユニットを搭載した車両において、定常走行時の乗り心地性能と側突時のＥＡ性能とを両立することは容易ではない。

本発明の目的は、乗員の乗り心地性能とＥＡ性能とを両立可能な車両の下部車体構造等を提供することである。

請求項１の車両の下部車体構造は、車両の床面部を構成するフロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向端部に連結されて車体前後方向に延びるサイドシルと、前記フロアパネルと協働して車体前後方向に延びる閉断面を形成すると共に前記サイドシルの車幅方向内側に隣接したフロアフレームと、このフロアフレームの車幅方向内側に配置され且つ側面視にて前記フロアフレームと上下方向に重複したバッテリユニットとを備えた車両の下部車体構造において、前記フロアフレームは、前記フロアパネルの下面に対向する対向壁部と、前記対向壁部の車幅方向外側端部から前記フロアパネルに向かって延びる外側壁部と、前記対向壁部の車幅方向内側端部から前記フロアパネルに向かって延びる内側壁部と、前記対向壁部に形成されて前記バッテリユニットが締結固定される締結部と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、前記対向壁部の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された脆弱部と、前記閉断面内部に設けられて前記締結部を補強する補強部材とを有し、前記補強部材は、前記外側壁部及び内側壁部に固定される側壁固定部と、前記対向壁部に固定される対向壁固定部と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、前記側壁固定部と対向壁固定部との間部分の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された変形促進部とを備えたことを特徴としている。

この車両の下部車体構造では、前記フロアフレームは、前記フロアパネルの下面に対向する対向壁部と、前記対向壁部の車幅方向外側端部から前記フロアパネルに向かって延びる外側壁部と、前記対向壁部の車幅方向内側端部から前記フロアパネルに向かって延びる内側壁部と、前記対向壁部に形成されて前記バッテリユニットが締結固定される締結部と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、前記対向壁部の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された脆弱部と、前記閉断面内部に設けられて前記締結部を補強する補強部材とを有するため、フロアフレームの断面崩れを抑制しながら対向壁部の剛性を要求に合わせて低下させることができる。
前記補強部材は、前記外側壁部及び内側壁部に固定される側壁固定部と、前記対向壁部に固定される対向壁固定部と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、前記側壁固定部と対向壁固定部との間部分の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された変形促進部とを備えるため、フロアフレームの上下方向剛性を維持しつつ、変形促進部により対向壁部の変形に対して車幅方向に向かう方向性を付与すると共に車幅方向に向かう変形を促進することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フロアパネルに、車両の車幅方向中間部に上方に突出して車体前後方向に延びるトンネル部が形成され、前記バッテリユニットは、前記トンネル部の車幅方向両側に配置された１対の分割バッテリユニットで構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、バッテリユニットの上下挙動が顕著になるトンネル部を備えた車両において、乗員の乗り心地性能とＥＡ性能とを両立することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記変形促進部は、前記補強部材に形成された車体前後方向に延びる折曲部を有することを特徴としている。
この構成によれば、対向壁部の変形方向を規制する変形促進部を簡単な構成で形成することができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記変形促進部は、前記フロアフレームの角部と協働して断面略三角形状の空間部を形成することを特徴としている。
この構成によれば、フロアフレームに形成された意図的な空間構造で定常走行時のフロアフレームの断面崩れ抑制と側突時のフロアフレームのＥＡ性能確保とを達成することができる。

請求項５の発明は、請求項１～４の何れか１項の発明において、前記締結部は、前記補強部材に対応した少なくとも２つの車体前後方向に離隔した締結部を有することを特徴としている。
この構成によれば、少なくとも２つの締結部で乗員の乗り心地性能とＥＡ性能との両立効果を高めることができる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記補強部材のうち車体前後方向前側の補強部材と後側の補強部材との間に乗員が着座するシート取付部を設置したことを特徴としている。
この構成によれば、バッテリユニットの上下挙動の影響を受け易いシート取付構造であっても、乗員の乗り心地性能を向上することができる。

請求項７の発明は、請求項１～６の何れか１項の発明において、前記サイドシルの下端部は前記対向壁部よりも下側に形成され、前記バッテリユニットは取付ブラケットを介して前記締結部に締結固定され、前記サイドシルの車幅方向内側端部と前記取付ブラケットの車幅方向外側端部との間に前記変形促進部の変形を許容する隙間を設けたことを特徴としている。
この構成によれば、バッテリユニットを取付ブラケットを介して対向壁部の締結部に締結固定する場合であっても、取付ブラケットによる対向壁部の変形阻害を回避することができ、乗り心地性能とＥＡ性能とを確実に両立することができる。

本発明の車両の下部車体構造によれば、変形の方向性を付与する脆弱部と変形を促進する変形促進部とを用いることで、乗り心地性能とＥＡ性能とを両立することができる。

実施例１に係る車両の下部車体構造の底面図である。 図１の要部斜視図である。 下部車体構造を車室側から視た斜視図である。 下部車体構造の要部縦断面図である。 図３のV-V線断面図である。 図３のVI-VI線断面図である。 図３のフロントフロアパネルを一部省略した図である。 図７の要部平面図である。 フロアフレームの変形挙動の説明図である。 実施例１における定常走行時の歪解析結果である。 フロアフレームに取付けられたバッテリユニットの解析モデルである。 従来技術における定常走行時の歪解析結果である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的な例示に過ぎず、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。

以下、本発明の実施例１について図１～図１０に基づいて説明する。
本実施例１に係る車両は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（図示略）と車両駆動用の電動機（モータジェネレータ）（図示略）とを備えたプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）である。

図１～図３に示すように、車両は、前後に延びる左右１対のサイドシル１と、車両の床面部を構成するフロアパネル２と、前後に延びる左右１対のフロアフレーム３と、左右に延びる複数のクロスメンバ４，５と、バッテリユニット６等を備えている。
以下、図において、矢印Ｆ方向を車体前後方向前方とし、矢印Ｌ方向を車幅方向左方とし、矢印Ｕ方向を車体上下方向上方として説明する。また、この車両は、略左右対称構造である。

まず、１対のサイドシル１について説明する。
サイドシル１は、車幅方向外側壁部を構成する断面略ハット状のアウタパネル１１と、車幅方向内側壁部を構成する断面略ハット状のインナパネル１２とを備え、両パネル１１，１２が協働して前後に延びる略矩形状の閉断面を形成している。
インナパネル１２は、例えば、鋼板からなるプレス成形品であり、板厚１．６ｍｍ、引張強度１１８０ＭＰａである。図２、図４～図６に示すように、インナパネル１２の途中部内部には、サイドシル１の閉断面を部分的に前後に仕切る節１３が所定間隔を空けて複数個配置されている。

１対のサイドシル１の前端側部分には、上下に延びるヒンジピラー（図示略）が夫々連結され、１対のサイドシル１の後端側部分には、上下に延びるリヤピラー（図示略）が夫々連結されている。１対のヒンジピラー間には、エンジンが搭載されているエンジンルームと車室内空間とを前後に仕切るダッシュパネル（図示略）が架設されている。

次に、フロアパネル２について説明する。
フロアパネル２は、１対のサイドシル１の間に掛け渡されるように形成されている。
このフロアパネル２は、例えば、板厚０．８ｍｍ、引張強度５９０ＭＰａである。
図１～図３に示すように、フロアパネル２は、前席乗員用シート（図示略）が搭載されるフロントパネル２１と、このフロントパネル２１の後端から後方上り傾斜状に上方に起立したキックアップ部を介して後方に連なり後席乗員用シート（図示略）が搭載されるリヤパネル２２と、車幅方向中央部分において上方（車室内方）に膨出して前後方向に延びるトンネル部２３とを備えている。

トンネル部２３は、その内部に相当する下側空間に前後に延びるエンジンの排気管やプロペラシャフト等が収容されている（何れも図示略）。トンネル部２３の前後方向中間部頂部下方には、３組の左右１対の固定部２４～２６が前方から後方に向けて順に設けられている。固定部２４～２６は、部分四角柱状に形成され、トンネル部２３の頂部の車幅方向両端側部分から下方に突出するように夫々設けられている。
固定部２４，２６は、後述する分割バッテリユニット６１（バッテリユニット６）の車幅方向内側部分を固定するための取付座であり、固定部２５は排気管やプロペラシャフトを固定するための取付座である。固定部２４の突出量は小さい値に設定され、固定部２５，２６の突出量は固定部２４の突出量よりも大きい値に設定されている。

次に、１対のフロアフレーム３について説明する。
１対のフロアフレーム３は、前側部分が前方程両者の車幅方向間隔が狭くなるように構成され、後側部分が１対のサイドシル１に夫々隣接すると共に平行状に配置されている。
図４～図６に示すように、フロアフレーム３は、断面略Ｕ字状に構成され、フロアパネル２の下面と協働して前後に延びる閉断面を形成している。

フロアフレーム３は、フロントパネル２１の下面に対向した対向壁部３１と、この対向壁部３１の車幅方向外側端部から上方に延びる外側壁部３２と、対向壁部３１の車幅方向内側端部から上方に延びる内側壁部３３とを備えている。このフロアフレーム３は、例えば、鋼板からなるプレス成形品であり、板厚１．４ｍｍ、引張強度７８０ＭＰａである。
外側壁部３２は、インナパネル１２の縦壁部に接合され、その上端部分は、インナパネル１２とフロアパネル２との間に挟まれて溶接にて三重接合されている。
内側壁部３３は、上部で車幅方向内側に屈曲されたフランジ部を有している。このフランジ部がフロアパネル２の下面に接合されている。

図１、図６～図８に示すように、対向壁部３１には、前後方向に並んだ３つのボルト穴３４（締結部）と、１又は複数の穴部３５ａと、１又は複数のビード部３５ｂと、各ボルト穴３４に夫々挿通された３つのボルト３６と、各ボルト３６に締結された３つのナット３７等が設けられている。ボルト穴３４は、ボルト３６を締結可能な周辺領域を含んでいる。対向壁部３１は、インナパネル１２の底部よりも高い高さ位置に形成されている。
これにより、インナパネル１２の縦壁部を対向壁部３１と外側壁部３２が形成する折曲部（稜線）によって車幅方向内側から支持することができ、サイドシル１（インナパネル１２）の内倒れを回避している。

平面視にて、前側ボルト穴３４は、２．５クロスメンバ５よりも前側位置に形成され、後側ボルト穴３４は、２．５クロスメンバ５よりも後側位置に形成されている。中間ボルト穴３４は、２．５クロスメンバ５の下側位置に配置され、上部を覆われている。
前側ボルト穴３４及び後側ボルト穴３４には、補強部材としてのナットプレート８が配置され、中間ボルト穴３４は、ナットプレート８が省略されている（図５参照）。

図６に示すように、複数の穴部３５ａは、後側ボルト３６（後側ボルト穴３４）の後方位置に形成されている。複数の穴部３５ａは、フロアパネル２とフロアフレーム３が協働で形成した閉断面の内外を連通するように構成されている。
図１、図８に示すように、前後に延びるビード部３５ｂは、後側ボルト３６よりも後側で且つ最も前側に形成された穴部３５ａよりも前方に形成されている。ビード部３５ｂは、閉断面内に突出するように構成されている。

本実施形態では、穴部３５ａの前側にビード部３５ｂを配置したが、穴部３５ａをビード部３５ｂよりも前側に配置しても良い。これらの穴部３５ａ及びビード部３５ｂは、フロアフレーム３のうち対向壁部３１の剛性を脆弱化することにより、側方からの衝撃荷重入力時、対向壁部３１の車幅方向寸法を縮小する脆弱部を構成している。

図３、図７に示すように、前方程両者の車幅方向間隔が狭くなるフロアフレーム３の前側部分（傾斜部分）に対応して、１対のアッパフレーム３８が設けられている。
１対のアッパフレーム３８は、下方に開放した断面略ハット状に形成され、１対のフロアフレーム３の前側部分とフロントパネル２１を挟んで上下に対向するように配置されている。これら１対のアッパフレーム３８は、フロントパネル２１と協働して前後に延びる閉断面を形成している。

次に、２クロスメンバ４及び２．５クロスメンバ５について説明する。
左右１対の２クロスメンバ４は、トンネル部２３の左右両側の縦壁部から左右のインナパネル１２に向かって夫々車幅方向に延設されている。
２クロスメンバ４は、フロアフレーム３の傾斜部分の後端部に対応して配置されている。この２クロスメンバ４は、下方に開放した断面略ハット状に形成され、フロントパネル２１と協働して左右に延びる閉断面を形成している。

図３、図７に示すように、２クロスメンバ４の車幅方向外側端部及び車幅方向内側端部には、１対のシート取付部４１，４２が設置されている。
外側シート取付部４１は、２クロスメンバ４の車幅方向外側端部とインナパネル１２の上半部とに接合され、前席乗員用シートの外側シートレール（図示略）の前部を支持している。内側シート取付部４２は、２クロスメンバ４の車幅方向内側端部とトンネル部２３の縦壁部とに接合され、前席乗員用シートの内側シートレール（図示略）の前部を支持している。

左右１対の２．５クロスメンバ５は、トンネル部２３の左右両側の縦壁部から左右のインナパネル１２に向かって夫々車幅方向に延設されている。
図８に示すように、２．５クロスメンバ５は、フロアフレーム３の平行状後側部分の途中部に対応して配置されている。具体的には、平面視にて前側ナットプレート８と後側ナットプレート８との間の位置、換言すれば、中間ボルト穴３４に対応する位置である。
この２．５クロスメンバ５は、下方に開放した断面略ハット状に形成され、フロントパネル２１と協働して左右に延びる閉断面を形成している。

図３～図５、図７、図８に示すように、２．５クロスメンバ５の車幅方向外側端部及び車幅方向内側端部には、１対のシート取付部５１，５２が設置されている。
外側シート取付部５１は、２．５クロスメンバ５の車幅方向外側端部とインナパネル１２の上半部とに接合され、前席乗員用シートの外側シートレールの後部を支持している。内側シート取付部５２は、２．５クロスメンバ５の車幅方向内側端部とトンネル部２３の縦壁部とに接合され、前席乗員用シートの内側シートレールの後部を支持している。

次に、バッテリユニット６について説明する。
バッテリユニット６は、複数バッテリモジュール（図示略）を直列接続した高電圧バッテリを収容した状態でフロアパネル２の下方空間にレイアウトされている。
それ故、バッテリユニット６は、耐振性及び耐水性を有するアルミ合金ダイカスト製バッテリケース６２を備えている。このバッテリケース６２は、上半部と下半部とに分割可能に構成され、両者が形成する直方体状の空間部にバッテリモジュールを収容している。
車両駆動用電動機に電力を供給するバッテリモジュールは、規格電圧を有する直方体形状の複数のバッテリセル（図示略）を積層状に整列させた直方体形状のバッテリ集合体である。バッテリセルは、例えば、２次電池の一種であるリチウムイオンバッテリである。

図１、図２に示すように、バッテリユニット６は、平面視にて、２クロスメンバ４とフロアパネル２のキックアップ部との間に配置されると共に、トンネル部２３を間に挟んで左右両側に配置された左右１対の分割バッテリユニット６１によって構成されている。
図４～図６に示すように、これら１対の分割バッテリユニット６１は、側面視にて、フロアフレーム３に対して上下方向に一部重畳している。１対の分割バッテリユニット６１は、左右対称構造であるため、以下、特に説明がない場合、説明の便宜上、片方の分割バッテリユニット６１についてバッテリユニット６と総称して説明を行う。

図２に示すように、バッテリユニット６は、車幅方向外側に２つ、内側に２つの計４つの金属製取付ブラケット７１～７４を介して車体に取り付けられている。
第１内側取付ブラケット７１は、略箱状に形成され、下端部がバッテリケース６２の内側前端部分にボルト締結され、上端部が固定部２４にボルトを介して締結されている。
第２内側取付ブラケット７２は、略箱状に形成され、下端部がバッテリケース６２の内側後端部分にボルト締結され、上端部が固定部２６にボルトを介して締結されている。

図１、図２に示すように、第２外側取付ブラケット７４は、断面略Ｌ字状に形成され、縦壁部７４ａがバッテリケース６２の内側後端部分にボルト締結され、横壁部７４ｂが対向壁部３１にボルトを介して締結されている。
図２、図６に示すように、第１外側取付ブラケット７３は、縦壁部７３ａと、第１横壁部７３ｂと、この第１横壁部７３ｂよりも車幅方向外側端部が車幅方向外側に張り出した第２横壁部７３ｃとを備えている。この第１外側取付ブラケット７３は、アルミ合金押出材料を、例えば、板厚３．０～４．７ｍｍとして押出成形することにより一体形成されている。

縦壁部７３ａは、バッテリケース６２の外側前端部分にリブと一体的に形成された複数（例えば、８個）のねじ穴に複数（例えば、８個）のボルトを介して締結固定されている。
第１横壁部７３ｂは、縦壁部７３ａの上端部から車幅方向外側に延設され、対向壁部３１の下面に面当接するように配置されている。第１横壁部７３ｂには、対向壁部３１に前後方向に並ぶように形成された３つのボルト穴３４に夫々対応した３つのボルト穴が設けられている。各々のボルト穴に挿通されたボルト３６がナット３７に締結される。
第１横壁部７３ｂの車幅方向外側端部は、インナパネル１２の縦壁部から所定距離離隔するように配置されている。これにより、側突初期において、インナパネル１２と第１外側取付ブラケット７３との干渉を回避することができ、対向壁部３１による車幅方向の圧縮的変形を許容している。

第２横壁部７３ｃは、第１横壁部７３ｂに対して水平方向に略平行状になるように形成され、第２横壁部７３ｃの車幅方向外側端部は、第１横壁部７３ｂの車幅方向外側端部よりも車幅方向外側下方に位置している。第２横壁部７３ｃの車幅方向外側端部は、インナパネル１２の縦壁部よりも車幅方向外側に配置されている。これにより、側突時、インナパネル１２の下部に入力された衝撃荷重を第２横壁部７３ｃとボルト３６を介して対向壁部３１に伝搬している。

本実施形態では、バッテリユニット６とフロアフレーム３との共振に起因したフロアフレーム３の断面崩れを抑制するため、フロアフレーム３の閉断面内部に閉断面補強用のナットプレート８を設置している。
一方、このナットプレート８の採用によってフロアフレーム３の剛性が増加した場合、フロアフレーム３の衝撃荷重を吸収するＥＡ（Energy Absorption）性能が低下し、バッテリユニット６の衝撃荷重に対する保護が不十分になる虞がある。
そこで、ナットプレート８に、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、対向壁部３１の圧縮的変形を介してナットプレート８の車幅方向寸法を縮小する変形促進部が形成されている。尚、圧縮的変形の定義は、蛇腹変形以外に折曲変形等を含み、衝撃荷重の入力前後において平面視投射方向の車幅方向寸法が縮小する変形挙動一般である。

図６、図８に示すように、ナットプレート８は、断面略Ｕ字状に形成され、中央にボルト穴３４に対応したボルト穴が形成され且つ対向壁部３１に重畳状に固定された略矩形状の対向壁固定部８１と、外側壁部３２に固定された外側壁固定部８２と、内側壁部３３に固定された内側壁固定部８３と、フロアフレーム３の稜線に相当する外側角部から内側に離隔すると共に対向壁固定部８１と外側壁固定部８２との間を繋ぐ途中部８８ａと、フロアフレーム３の稜線に相当する内側角部から内側に離隔すると共に対向壁固定部８１と内側壁固定部８３との間を繋ぐ途中部８８ｂ等を備えている。
このナットプレート８は、例えば、鋼板からなるプレス成形品であり、板厚１．８ｍｍ、引張強度２７０ＭＰａである。

対向壁固定部８１と途中部８８ａとの間は鈍角状に構成され、前後に延びる折曲部８６ａが形成されている。途中部８８ａと外側壁固定部８２との間は鈍角状に構成され、前後に延びる折曲部８７ａが形成されている。対向壁固定部８１と途中部８８ｂとの間は鈍角状に構成され、前後に延びる折曲部８６ｂが形成されている。途中部８８ｂと内側壁固定部８３との間は鈍角状に構成され、前後に延びる折曲部８７ｂが形成されている。
以上により、折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂが変形促進部に相当し、これら折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂは、フロアフレーム３の底部（対向壁部３１）に設けられた２つの角部と協働して左右１対の断面略三角形状の空間構造を形成している。

一方の第１外側取付ブラケット７３の取付に対してナットプレート８が２つ設けられる。それ故、定常走行時、バッテリユニット６の上下揺動運動に起因した荷重、所謂フロアフレーム３を弾性変形させる荷重が第１外側取付ブラケット７３（及びボルト３６）を介して対向壁部３１に入力しても、対向壁部３１、外側壁部３２、内側壁部３３及びフロアフレーム３の角部はナットプレート８を用いたトラス構造により構造的に補強されており、フロアフレーム３の断面崩れは抑制される。

次に、側突時におけるフロアフレーム３の車幅方向外側部分の変形挙動を図９を用いて説明する。尚、この変形挙動は、本実施形態におけるフロアフレーム３の変形挙動の一例である。対向壁部３１には、脆弱部（穴部３５ａ及びビード部３５ｂ）が形成されているため、対向壁部３１の剛性は、外側壁部３２及び内側壁部３３に比べて低く設定され、車両の側突時、変形し易く構成されている。

車幅方向外方から衝撃荷重、所謂フロアフレーム３を塑性変形させる程度の衝撃荷重が入力された場合、脆弱部（穴部３５ａ、ビード部３５ｂ）の作用によって対向壁部３１の車幅方向寸法が減少するように圧縮的変形が発生する。
そして、衝撃荷重が側方からナットプレート８に入力すると、前後に延びる折曲部８６ａ，８７ａが形成されているため、ナットプレート８の前後に向かう折曲変形は制限され、ナットプレート８の車幅方向に向かう折曲変形のみが許容される。

図９に示すように、側突時の衝撃荷重がナットプレート８に伝搬された場合、変形促進部である折曲部８６ａ，８７ａは、対向壁部３１に対して前後方向や上下方向ではなく、車幅方向内側に向かう変形方向を付与する。ナットプレート８は、折曲部８６ａ，８７ａを変形起点として車幅方向内側に変形し（θ２ａ＜θ２，θ３ａ＜θ３）、フロアフレーム３の角部を鈍角状に変形誘導している（θ１＜θ１ａ）。
つまり、変形促進部である折曲部８６ａ，８７ａは、側壁固定部８２と対向壁固定部８１との間の部分を平面視にて車幅方向に縮小する圧縮的変形を行っており、フロアフレーム３及びナットプレート８の変形により衝撃荷重を吸収している。

図１０に、シミュレーションによる定常走行時の歪解析結果を示す。
図１０に示すように、フロアフレーム３が、ナットプレート８を備えた変形促進部８５を有しているため、網掛けで示す歪エネルギーは、ナットプレート８を有していないモデル（図１２参照）に比べて集中的にナットプレート８（特に、折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂ）に蓄積される。従って、フロアフレーム３の前後に延びる稜線に歪エネルギーが集中することがなく、定常走行時におけるフロアフレーム３の断面崩れを抑制することが確認された。

次に、上記下部車体構造の作用、効果について説明する。
実施例１に係る下部車体構造によれば、フロアフレーム３は、フロアパネル２の下面に対向する対向壁部３１と、対向壁部３１の車幅方向外側端部からフロアパネル２に向かって延びる外側壁部３２と、対向壁部３１の車幅方向内側端部からフロアパネル２に向かって延びる内側壁部３３と、対向壁部３１に形成されてバッテリユニット６が締結固定される締結部に相当するボルト穴３４と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、対向壁部３１の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された穴部３５ａ及びビード部３５ｂと、フロアフレーム３の閉断面内部に設けられてボルト穴３４を補強するナットプレート８とを有するため、フロアフレーム３の断面崩れを抑制しながら対向壁部３１の剛性を要求に合わせて低下させることができる。
ナットプレート８は、外側壁部３２及び内側壁部３３に固定される側壁固定部８２，８３と、対向壁部３１に固定される対向壁固定部８１と、車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、側壁固定部８２，８３と対向壁固定部８１との間部分の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された変形促進部である折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂとを備えるため、フロアフレーム３の上下方向剛性を維持しつつ、折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂにより対向壁部３１の変形に対して車幅方向に向かう方向性を付与すると共に車幅方向に向かう変形を促進することができる。

フロアパネル２に、車両の車幅方向中間部に上方に突出して車体前後方向に延びるトンネル部２３が形成され、バッテリユニット６は、トンネル部２３の車幅方向両側に配置された１対の分割バッテリユニット６１で構成されたため、バッテリユニット６の上下挙動が顕著になるトンネル部２３を備えた車両において、乗員の乗り心地性能とＥＡ性能とを両立することができる。

変形促進部は、ナットプレート８に形成された車体前後方向に延びる折曲部８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂを有するため、対向壁部３１の変形方向を規制する変形促進部を簡単な構成で形成することができる。
変形促進部は、フロアフレーム３の角部と協働して断面略三角形状の空間部を形成するため、フロアフレーム３に形成された空間構造で定常走行時のフロアフレーム３の断面崩れ抑制と側突時のフロアフレーム３のＥＡ性能確保とを達成することができる。

締結部に相当するボルト穴３４は、ナットプレート８に対応した少なくとも２つの前後方向に離隔したボルト穴３４を有するため、少なくとも２つのボルト穴３４で乗員の乗り心地性能とＥＡ性能との両立効果を高めることができる。
ナットプレート８のうち前後方向前側のナットプレート８と後側のナットプレート８との間に乗員が着座するシート取付部５１を設置したため、バッテリユニット６の上下挙動の影響を受け易いシート取付構造５１であっても、乗員の乗り心地性能を向上することができる。

インナパネル１２の下端部は対向壁部３１よりも下側に形成され、バッテリユニット６は第１外側取付ブラケット７３を介してボルト穴３４に締結固定され、インナパネル１２の車幅方向内側端部と第１外側取付ブラケット７３の第１横壁部７３ｂの車幅方向外側端部との間に変形促進部８５の変形を許容する隙間を設けたため、バッテリユニット６を第１外側取付ブラケット７３を介して対向壁部３１のボルト穴３４に締結固定する場合であっても、第１外側取付ブラケット７３による対向壁部３１の変形阻害を回避することができ、乗り心地性能とＥＡ性能とを確実に両立することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、第１外側取付ブラケット７３を取り付けるためのボルト穴３４を３つ、ナットプレート８を２つ設けた例を説明したが、ボルト穴３４とナットプレート８の数を同じ数にしても良く、また、ナットプレート８を単一或いは３以上にしても良い。

２〕前記実施形態においては、脆弱部として穴部３５ａとビード部３５ｂを設けた例を説明したが、穴部３５ａとビード部３５ｂの何れか一方のみを設けても良い。また、対向壁部３１の剛性を脆弱化する方法として、薄肉化や複数のスリットを形成した構造とすることも可能であり、部分的に材質特性を変更しても良い。

３〕前記実施形態においては、ナットプレート８が折曲変形、対向壁部３１が折曲変形とした圧縮的変形の例を説明したが、ナットプレート８と対向壁部３１の何れもが蛇腹変形でも良く、また、一方が蛇腹変形、他方が折曲変形であっても良い。

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

１ サイドシル
２ フロアパネル
３ フロアフレーム
６ バッテリユニット
８ ナットプレート
２３ トンネル部
３１ 対向壁部
３２ 外側壁部
３３ 内側壁部
３４ ボルト穴
３５ａ 穴部
３５ｂ ビード部
５１，５２ シート取付部
６１ 分割バッテリユニット
８１ 対向壁固定部
８２ 外側壁固定部
８３ 内側壁固定部
８６ａ，８６ｂ 折曲部
８７ａ，８７ｂ 折曲部

Claims (7)

1. 車両の床面部を構成するフロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向端部に連結されて車体前後方向に延びるサイドシルと、前記フロアパネルと協働して車体前後方向に延びる閉断面を形成すると共に前記サイドシルの車幅方向内側に隣接したフロアフレームと、このフロアフレームの車幅方向内側に配置され且つ側面視にて前記フロアフレームと上下方向に重複したバッテリユニットとを備えた車両の下部車体構造において、
   前記フロアフレームは、
   前記フロアパネルの下面に対向する対向壁部と、
   前記対向壁部の車幅方向外側端部から前記フロアパネルに向かって延びる外側壁部と、
   前記対向壁部の車幅方向内側端部から前記フロアパネルに向かって延びる内側壁部と、
   前記対向壁部に形成されて前記バッテリユニットが締結固定される締結部と、
   車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、前記対向壁部の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された脆弱部と、
   前記閉断面内部に設けられて前記締結部を補強する補強部材とを有し、
   前記補強部材は、
   前記外側壁部及び内側壁部に固定される側壁固定部と、
   前記対向壁部に固定される対向壁固定部と、
   車幅方向外方から衝撃荷重が入力された際、前記側壁固定部と対向壁固定部との間部分の圧縮的変形を介して車幅方向寸法が縮小するように構成された変形促進部とを備えたことを特徴とする車両の下部車体構造。
2. 前記フロアパネルに、車両の車幅方向中間部に上方に突出して車体前後方向に延びるトンネル部が形成され、
   前記バッテリユニットは、前記トンネル部の車幅方向両側に配置された１対の分割バッテリユニットで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の下部車体構造。
3. 前記変形促進部は、前記補強部材に形成された車体前後方向に延びる折曲部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の下部車体構造。
4. 前記変形促進部は、前記フロアフレームの角部と協働して断面略三角形状の空間部を形成することを特徴とする請求項３に記載の車両の下部車体構造。
5. 前記締結部は、前記補強部材に対応した少なくとも２つの車体前後方向に離隔した締結部を有することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の車両の下部車体構造。
6. 前記補強部材のうち車体前後方向前側の補強部材と後側の補強部材との間に乗員が着座するシート取付部を設置したことを特徴とする請求項５に記載の車両の下部車体構造。
7. 前記サイドシルの下端部は前記対向壁部よりも下側に形成され、
   前記バッテリユニットは取付ブラケットを介して前記締結部に締結固定され、
   前記サイドシルの車幅方向内側端部と前記取付ブラケットの車幅方向外側端部との間に前記変形促進部の変形を許容する隙間を設けたことを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の車両の下部車体構造。
   
   

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