(57)【要約】【課題】車両の側突時に、燃料タンクの燃料ポンプ等とフロアパネルとの干渉を防止または抑制する。【解決手段】車両の右サイドメンバ１０と左サイドメンバ１２の間を、クロスメンバである第１．５クロス１６が繋いでいる。第１．５クロスの上部にはフロアパネルが取り付けられている。また、第１．５クロス１６の下部には燃料タンク２０が配置されている。燃料タンクの上面には、燃料タンク２０の内部と通じるタンク制御部品である燃料ポンプや圧力センサなどが設けられている。第１．５クロス１６は、上方に突出する凸形状部（斜部１６ｈ、水平部１６ｉ、斜部１６ｊ）を備える。車両の側突時には、凸形状部における脆弱な屈曲部１６ｘが塑性変形して、フロアパネルを上方に持ち上げる折曲部を形成する。【選択図】図４
2020044890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の両サイドメンバを繋ぐクロスメンバと、
前記クロスメンバに取り付けられたフロアパネルと、
前記クロスメンバ付近において、前記フロアパネルの下部に配置された燃料タンクと、
前記燃料タンクの上面に設けられ、当該燃料タンクの内部と通じるタンク制御部品と、
を備え、
前記クロスメンバは、上方に突出する凸形状部を備え、前記車両の側突時に前記凸形状部における屈曲部が塑性変形して、前記フロアパネルを上方に持ち上げる折曲部を形成することを特徴とする車両下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロアパネルの下部に燃料タンクを備える車両下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで駆動される車両では、後部座席の下部付近に燃料タンクを配置する場合がある。例えば、下記特許文献１には、燃料タンクを、後部座席下のフロアパネルの下側に配置した構造が記載されている。燃料タンクは、その前方に位置するクロスメンバ及び後方に位置するクロスメンバまたはブラケットに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８１９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料タンクをフロアパネル下に配置する場合、車両の側突時に、燃料タンクの上部に取り付けられている燃料ポンプ、シール締結部、圧力センサなど（これらをタンク制御部品と呼ぶ）が、フロアパネルと干渉して損傷する状況が考えられる。
【０００５】
本発明は、車両の側突時に、燃料タンクのタンク制御部品とフロアパネルとの干渉を防止または抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両下部構造は、車両の両サイドメンバを繋ぐクロスメンバと、前記クロスメンバに取り付けられたフロアパネルと、前記クロスメンバ付近において、前記フロアパネルの下部に配置された燃料タンクと、前記燃料タンクの上面に設けられ、当該燃料タンクの内部と通じるタンク制御部品と、を備え、前記クロスメンバは、上方に突出する凸形状部を備え、前記車両の側突時に前記凸形状部における屈曲部が塑性変形して、前記フロアパネルを上方に持ち上げる折曲部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両の側突時に、サイドメンバから荷重を受けたクロスメンバは、上向きに変形してフロアパネルを持ち上げる。このため、燃料タンクの上面に設けられたタンク制御部品がクロスメンバあるいはフロアパネルと干渉して破損することが防止または抑制されることになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態にかかる車両の下部構造を上側からみた上面図である。
【図２】実施形態にかかるクロスメンバの斜視図である。
【図３】実施形態にかかるクロスメンバを車両後方からみた後面図である。
【図４】図１のＡＡ面についての端面図である。
【図５】図１のＢＢ面についての端面図である。
【図６】側突時におけるＡＡ面についての端面図である。
【図７】側突時におけるＢＢ面についての端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態を例示するものであり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。
【００１０】
図１は実施形態にかかる車両の後部付近における下部構造の上面図である。図中の座標系におけるＦ軸は車両前方向、Ｒ軸は搭乗者の右手方向、Ｕ軸は車両上方向を示している（以下の図でも同様）。
【００１１】
車両の車幅方向の両サイドには、構造部材である右サイドメンバ１０及び左サイドメンバ１２が、車両の前後方向に延びている。右サイドメンバ１０及び左サイドメンバ１２は、曲げ加工した複数の金属板を組み合わせて形成された閉じ断面部材であり、高い強度を備えている。右サイドメンバ１０における右側の形状に着目した場合、右サイドメンバ１０は、直線部位１０ａと、その後方において内側に曲がった屈曲部位１０ｂと、屈曲部位１０ｂの後方において直線部位１０ａよりも車幅方向やや内側を後方に延びる直線部位１０ｃとからなる。直線部位１０ａは車両の後部座席の床下付近に位置している。屈曲部位１０ｂは後輪との干渉を回避するための形状であり、直線部位１０ｃは後輪の内側に位置している。左サイドメンバ１２も同様に、直線部位１２ａ、屈曲部位１２ｂ、直線部位１２ｃからなる。
【００１２】
右サイドメンバ１０及び左サイドメンバ１２の間には、両者を繋ぐ複数の構造部材（クロスメンバと呼ばれる）が設けられている。図示した範囲では、３本の金属製のクロスメンバ（第１クロス１４、第１．５クロス１６、及び第２クロス１８と呼ぶ）が設けられている。第１クロス１４は、直線部位１０ａ、１２ａ付近に取り付けられている。第１．５クロス１６は、直線部位１０ａ及び屈曲部位１０ｂの境界付近と、直線部位１２ａ及び屈曲部位１２ｂの境界付近とに取り付けられている。第２クロス１８は、屈曲部位１０ｂ及び直線部位１０ｃの境界付近と、屈曲部位１２ｂ及び直線部位１２ｃの境界付近とに取り付けられている。
【００１３】
第１クロス１４及び第２クロス１８は、相対的に高強度に作られており、荷重を受けた場合に塑性変形を起こしにくい。他方、第１．５クロス１６は、相対的に低強度に作られており、後述するように荷重を受けた場合に塑性変形を起こしやすい。右サイドメンバ１０及び左サイドメンバ１２と、第１クロス１４、第１．５クロス１６、第２クロス１８の上部には、図示を省略した板状のフロアパネルが取り付けられる。フロアパネルは、その上部に形成される車室空間と、車両下部空間を仕切る隔壁である。第１．５クロス１６は、第１クロス１４及び第２クロス１８の間にあって、フロアパネルの強度補強などを行っている。
【００１４】
第１クロス１４及び第１．５クロス１６の下側には、燃料タンク２０が設置されている。この位置は、車両の後部座席の下側付近に相当する。詳細には、燃料タンク２０は、車幅方向中央よりも少し左よりの位置に設置されており、左サイドメンバ１２とは近接しているが、右サイドメンバ１０とは若干離れた位置にある。これは、他部品を配置する事情による。燃料タンク２０は、車両を駆動するエンジンに供給するための燃料（ガソリン車の場合にはガソリン）が格納されるタンクである。燃料タンク２０は樹脂で作られている。図示を省略したが、燃料タンク２０の周囲は、発泡性材料などによって作られる保温材によって覆われている。
【００１５】
燃料タンク２０の上部には、タンク制御部品である燃料ポンプ２２や圧力センサ２３が取り付けられている。燃料ポンプ２２は、燃料の注入あるいは取り出しを行うための金属製の配管系部品であり、一端が燃料パイプ２４に連結されている。また、圧力センサ２３は、燃料タンク２０内のガスの圧力を測定するセンサである。燃料タンク２０は、図示を省略した固定バンドによって、第１クロス１４及び第２クロス１８に固定されている。
【００１６】
ここで、図２及び図３を参照して、第１．５クロスについて説明する。図２は、第１．５クロス１６を、車両の前方かつ上方からみた斜視図である。また、図３は、第１．５クロス１６を車両の後方からみた後面図である。
【００１７】
第１．５クロス１６は、板形状の部材を曲げ加工して形成されている。その断面形状は下に凸のハット形状である。具体的には、つばを形成する両サイドの上壁１６ａ、１６ｅと、側壁１６ｂ、１６ｄ、及びハット形状のトップを形成する底壁１６ｃによって立体的に形成されており、強度が確保されている。また、車幅方向に見た場合、右端には右サイドメンバ１０に接続するための取付部１６ｆが形成されている。そして、そこから左端に向かって、水平に延びる水平部１６ｇ、斜め上向きに形成された斜部１６ｈ、水平部１６ｉ、斜め下向きの斜部１６ｊ、水平部１６ｋ、左サイドメンバ１２に接続するための取付部１６ｌが形成されている。全体としてみた場合、第１．５クロス１６は、両サイドの水平部１６ｇ、１６ｋに対して、中央付近よりやや右側に位置する水平部１６ｉが一段高く形成された凸形状部となっている。また水平部１６ｉの幅（車両前後方向の長さ）はその周囲に比べて狭くなっている。
【００１８】
第１．５クロス１６では、幅狭に形成された水平部１６ｉの強度が、その周囲に比べて弱くなっている。特に、水平部１６ｉの両端は、上壁１６ａ、１６ｅ、底壁１６ｃの面が曲げられており、最も強度が弱い脆弱な屈曲部１６ｘ、１６ｙとなっている。
【００１９】
続いて、図３及び図４を参照して、燃料タンク２０及びその周囲の鉛直端面における形状について説明する。図４は、図１におけるＡＡ面の端面図であり、図５は図１におけるＢＢ面の端面図である。
【００２０】
図４の端面に示すように、燃料タンク２０はある程度の凹凸を備えた形状に形成された樹脂製の中空の容器である。燃料タンク２０の形状は、強度補強や、固定バンドによる固定の観点から設計されている。燃料タンク２０の周囲には、発泡性部材からなる保温材３０が取り付けられている。燃料タンク２０は、他の部品の配置の都合により、車幅方向の中心よりも左寄りに配置されている。このため、燃料タンク２０は、左サイドメンバ１２には近接しているが、右サイドメンバ１０からはやや離れている。
【００２１】
燃料タンク２０の上側には、第１．５クロス１６が位置している。図４においては、第１．５クロス１６の側壁１６ｄが図示されている。第１．５クロス１６は、右端の取付部１６ｆが右サイドメンバ１０の内側面に溶接等により固定され、左端の取付部１６ｌが左サイドメンバ１２の内側面に溶接等により固定されている。
【００２２】
燃料タンク２０の上面は、第１．５クロス１６の下面に対応した形状となっている。すなわち、水平部１６ｇ、１６ｋの付近では、第１．５クロス１６の下面は相対的に低く作られており、一段高くなった凸形状部である水平部１６ｉの付近では、第１．５クロス１６の下面は相対的に高くなっている。このため、第１．５クロス１６を、単に車幅方向右側（左側）に水平移動させた場合には、上端が第１．５クロス１６の水平部１６ｇ（１６ｋ）の下面と干渉してしまう。燃料タンク２０は、限られた車両スペースを有効活用するため、このような形状に形成されている。
【００２３】
図５の端面図では、燃料タンク２０は非常に大きな凹凸形状に形成されているが、その周囲を保温材３０で包まれている構造は図４の端面と同じである。図５では、燃料タンク２０の上面の最上部には、燃料ポンプ２２や圧力センサ２３が取り付けられている。燃料ポンプ２２と圧力センサ２３は、タンク上面よりも上側に突起している。
【００２４】
燃料タンク２０の上部には、フロアパネル４０が配置されている。フロアパネル４０は、車室空間の下部を覆う隔壁であり、比較的薄い金属製の板材を複数枚組み合わせて形成されている。フロアパネル４０の右端付近は右サイドメンバ１０の上面にスポット溶接等により固定され、左端付近は左サイドメンバ１２の上面にスポット溶接等により固定されている。フロアパネル４０は、車幅方向の中央付近が比較的高く形成されている。この形状は、図４に示した第１．５クロス１６の凸形状部に対応したものである。燃料タンク２０は、フロアパネル４０の下の空間を有効活用するように作られており、上面の最上部はフロアパネル４０の最高部位に近接している。このため、仮に、燃料タンク２０を車幅方向右側あるは左側に単に水平移動させた場合には、燃料ポンプ２２や圧力センサ２３は、フロアパネル４０の下面と干渉してしまう状態にある。フロアパネル４０は、第１．５クロス１６付近では、第１．５クロス１６の上壁１６ａ，１６ｅにスポット溶接等により固定されている。なお、フロアパネル４０の上部には、ＡＣ充電器４２やＤＣＤＣコンバータ４４などが設置されている。しかし、これらは次に述べるフロアパネル４０の動きを妨げない程度の重量であり、かつ、フロアパネル４０の動きを妨げないように設置されている。
【００２５】
次に、図６及び図７を参照して、車両が、右側に位置するバリアと衝突（側突）した場合について説明する。図６と図７は、それぞれ図４と図５に対応した図であり、側突における途中状態を示す図である。
【００２６】
車両の右側面がバリアと側突した場合、右サイドメンバ１０にはバリアから、左向きの大きな荷重が入力される。そして、右サイドメンバ１０は、車幅方向内側に変形していく。構造体である第１クロス１４、第１．５クロス１６及び第２クロス１８は、この変形を支える役割を果たしている。
【００２７】
図６では、側突によって、右サイドメンバ１０は、相対的に左サイドメンバ１２の側に変位している。第１．５クロス１６には、この変位にともない大きな荷重が作用し、取付部１６ｆから水平部１６ｇ、斜部１６ｈ、水平部１６ｉ・・・と順次荷重が伝達されていく。第１．５クロス１６は、水平部１６ｉが上側に凸の形状となっているため、初期には、荷重を受けて上側に凸のアーチを作るように弾性変形することになる。しかし、高強度に作られた第１クロス１４及び第２クロス１８に比べて、低強度に作られた第１．５クロス１６は、荷重がある程度大きくなった段階で、荷重に抗しきれなくなる。具体的には、荷重伝達経路における手前側に位置する脆弱な屈曲部１６ｘが最初に降伏点を超えることになる。この結果、図６に示したように、脆弱な屈曲部１６ｘは、上側に凸となるように塑性変形した折曲部を形成する。この折曲部の発生後には、第１．５クロス１６に作用する荷重が減少するため、奥側の脆弱な屈曲部１６ｙでは折れ曲がりは生じない。
【００２８】
なお、図６では、燃料タンク２０は、慣性によって車両右側に移動し、右サイドメンバ１０の内側の側面に衝突している。燃料タンク２０は、樹脂で作られており、容易に変形するため、全体的に車幅方向に圧縮されるとともに、上下方向に伸びた形状になっている。しかし、樹脂は変形に対する強度が強いため、破損は発生しておらず、燃料が漏れだすことはない。また、第１．５クロス１６が上側に折れ曲がり折曲部を形成したことで、燃料タンク２０は第１．５クロス１６に接触していない。
【００２９】
図７に示した端面では、第１．５クロス１６の折れ曲がりにともなって、フロアパネル４０も上側に凸となる変形を起こし上方に持ち上げられている。また、燃料タンク２０は、右サイドメンバ１０と衝突して、車幅方向に圧縮され、上下方向に伸長する変形を起こしている。しかしながら、フロアパネル４０が上側に変形したことで、燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３は、フロアパネル４０とは接触していない。
【００３０】
燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３は、金属を用いて形成されているため、樹脂製の燃料タンク２０とは異なり、衝撃に対する破損が生じやすい。また、燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３は、タンク制御部品であり、燃料タンク２０の上面に取り付けられ、燃料タンク２０の内部と繋がって、燃料の出し入れ、ガス圧の測定など、タンクを制御するための動作を行っている。このため、燃料ポンプ２２あるいは圧力センサ２３が破損した場合には燃料タンク２０からの燃料漏れが懸念される。しかし、本実施形態では、燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３は、フロアパネル４０との接触が回避されるため、破損する事態が防止あるいは抑制される。
【００３１】
以上では、車両の右面における側突について説明した。車両の左面で側突が生じる場合にも、第１．５クロス１６では、折れ曲がりが起きる。左面の側突では、左サイドメンバ１２から荷重を受けるため、左サイドメンバ１２に近い脆弱な屈曲部１６ｙにおいて折れ曲がりが発生することになる。これによって、フロアパネル４０が上方に変形して持ち上げられることになるため、燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３の破損が防止または抑制される。なお、燃料タンク２０は、左サイドメンバ１２に近接して配置されており、左面での側突の場合には、燃料タンク２０は、若干移動しただけで左サイドメンバ１２に衝突する。このため、図５からわかるように、フロアパネル４０が上方に変形しなくても、燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３はフロアパネル４０に衝突する可能性は小さい。
【００３２】
以上の説明では、第１．５クロス１６に幅狭の水平部１６ｉを設けることで、その両端の屈曲部位に脆弱な屈曲部１６ｘ、１６ｙが形成されるものとした。しかし、脆弱な屈曲部１６ｘ、１６ｙは他の手段によって設けることも可能である。例えば、水平部１６ｉの幅を周囲と同様にした場合でも、屈曲部位に溝などを設けて強度を下げることで、脆弱な屈曲部が形成される。また、第１．５クロス１６に用いる金属板が適度に薄いものであれば、特段溝を設けなくても、屈曲部位が脆弱な屈曲部として機能する可能性がある。
【００３３】
いずれにせよ、第１．５クロス１６は、上側に凸の構造をもつことで、自身が上側に反るとともに、フロアパネル４０を上方に持ち上げることが可能となる。これにより、燃料タンク２０の上面に設けられた燃料ポンプ２２、圧力センサ２３などが、第１．５クロス１６及びフロアパネル４０と衝突することを防止または抑制することができる。なお、以上の説明においては、燃料ポンプ２２及び圧力センサ２３を例に挙げたが、燃料タンク２０の上部には、さらにシール締結部（燃料タンク２０の内部と外部との間でシールを行っている）など、他のタンク制御部品も設けられている。当然ながら、本実施形態によって、このような他のタンク制御部品も保護することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  右サイドメンバ、１０ａ、１０ｃ  直線部位、１０ｂ  屈曲部位、１２  左サイドメンバ、１２ａ、１２ｃ  直線部位、１２ｂ  屈曲部位、１４  第１クロス、１６  １．５クロス、１６ａ、１６ｅ  上壁、１６ｂ、１６ｄ  側壁、１６ｃ  底壁、１６ｆ、１６ｌ  取付部、１６ｇ、１６ｉ、１６ｋ  水平部、１６ｈ、１６ｊ  斜部、１６ｘ、１６ｙ  脆弱な屈曲部、１８  第２クロス、２０  燃料タンク、２２  燃料ポンプ、２３  圧力センサ、２４  燃料パイプ、３０  保温材、４０  フロアパネル、４２  ＡＣ充電器、４４  ＤＣＤＣコンバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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