(57)【要約】【課題】衝撃吸収に必要なストローク長の増加や車両重量の増加を抑えつつ、衝撃を吸収可能な構造を備えた車両下部構造を提供すること。【解決手段】筒状のサイドシル４及びクロス５といった部材は、各部材の端部が塞ぎ板等によって閉じられる。各部材には、サイドシル４やクロス５が変形した際に、サイドシル４及びクロス５の内部に充満する空気の通気を許容する通気孔２１を設ける。各部材内部に充満する空気は各部材の変形に伴い圧縮され、反発力を生じる。これにより、各部材の耐荷重性能が上昇する。また、各部材内部の空気は通気孔２１から流出することで、各部材の耐荷重性能を必要以上に強くしない。【選択図】図３
2019059396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の下部の側方に配設され、前記車両の前後方向に延在したサイドシルと、
前記サイドシルに沿って車両の前後方向に延在し、前記車両の下部かつ前記サイドシルの車幅方向内側に配設されたメンバと、
前記サイドシルと前記メンバとの間に配設され、前記サイドシルと前記メンバの延在方向と交差して延在し、前記サイドシル及び前記メンバの両方に接続されているクロスとを有し、
前記サイドシル及び前記クロスの少なくとも一方は、両端が閉じられ延在方向に延びる筒部を有しており、前記筒部の延在方向に直交する面における断面の一周は連続して途切れなくつながっており、前記筒部が変形した場合に前記筒部の内部の空気を流出させる通気孔を備えることを特徴とする車両下部構造。
【請求項２】
前記サイドシルと前記クロスの両方が、両端が閉じられた筒部を有しており、前記サイドシルを構成する筒部の内部と前記クロスを構成する筒部の内部とが、前記通気孔により連通していることを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
【請求項３】
前記通気孔は、
前記筒部を構成する複数の壁面部のうち、車幅方向に延在する壁面部に設けられており、前記筒部が変形した場合に前記筒部にて囲まれた内部の空気を流出させる第一通気孔と、
前記第一通気孔が設けられた壁面部、又は、前記筒部を構成する他の壁面部に設けられており、前記第一通気孔より車幅方向内側に位置する第二通気孔と、を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の下部構造を構成するフロアフレームの側部は、車両の下部の側方に配設され、車両の前後方向に延在したサイドシルと、サイドシルに沿って車両前後方向に延在し、車両の車幅方向内側に配設されたメンバと、サイドシルとメンバとの間に交差して延在し、サイドシル及びメンバの両方に接続されたクロスとで形成されている。
【０００３】
特に、車両の略中央に運転席がある１人乗りの超小型電気自動車の車両下部構造では、車両側方からの他車の衝突で加わる衝撃を吸収しつつ、メンバの内側に配設される駆動部品を保護することが求められている。その解決手法として、サイドシルを車幅方向外側へと移動しクロスを延長することで、衝撃吸収に必要なストローク長を多く取る方法が挙げられる。
【０００４】
また、衝撃吸収に必要なストローク長を多く取る方法の他に、サイドシルに補強を施すことで衝撃を吸収する手法が検討されており、その一例として、特許文献１がある。図８に示すように、特許文献１における自動車側面の自動車パネル構造体は、アウタパネル９０とインナパネル９１によって構成されている。そして、アウタパネル９０とインナパネル９１との間に略矩形の補強用アルミニウム中空形材９２が配設されることで、物体の衝突で加わる外力ｆによって生じる衝突エネルギーの吸収特性を向上させている。この構成を、車両側部に設けられ車両前後方向に延在するサイドシルに適用することで、車両外部より荷重が作用した場合にも、衝突のエネルギーを吸収できる車両構造とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、サイドシルが車幅方向外側に配設されると、座席に座る乗員の足が地面に届きにくくなり、乗降性が悪化する。また、特許文献１では、アウタパネル９０及びインナパネル９１の中に補強用アルミニウム中空形材９２を新たに設けていることから、補強用アルミニウム中空形材９２の重量が車両重量の増加につながる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、衝撃吸収に必要なストローク長の増加や車両重量の増加を抑えつつ、衝撃を吸収可能な構造を備えた車両下部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するための車両下部構造は、車両の下部の側方に配設され、前記車両の前後方向に延在したサイドシルと、前記サイドシルに沿って車両の前後方向に延在し、前記車両の下部かつ前記サイドシルの車幅方向内側に配設されたメンバと、前記サイドシルと前記メンバとの間に配設され、前記サイドシルと前記メンバの延在方向と交差して延在し、前記サイドシル及び前記メンバの両方に接続されているクロスとを有し、前記サイドシル及び前記クロスの少なくとも一方は、両端が閉じられ延在方向に延びる筒部を有しており、前記筒部の延在方向に直交する面における断面の一周は連続して途切れなくつながっており、前記筒部が変形した場合に前記筒部の内部の空気を流出させる通気孔を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、サイドシルに車両側方からの荷重が作用する場合、サイドシルやクロスは荷重によって変形させられる。サイドシル内部やクロス内部に充満している空気は通気孔から流出できるため、サイドシルが変形することで衝撃のエネルギーが吸収される。一方で、サイドシルやクロスが変形するとサイドシル内部やクロス内部に充満している空気が圧縮されるため、サイドシル内部やクロス内部に反発力を発生させることができる。大きな荷重が働いた場合には、サイドシル内部やクロス内部に発生した反発力によってサイドシルやクロスが変形しにくくなり、サイドシルやクロスの耐荷重性能を向上させることができる。この構成により、衝撃吸収に必要なストローク長の増加や、衝撃吸収のための補強部材の追加による車両重量の増加を抑えつつ、車両下部に衝撃を吸収する構造を提供することができる。
【００１０】
また、前記サイドシルと前記クロスの両方が、両端が閉じられた筒部を有しており、前記サイドシルを構成する筒部の内部と前記クロスを構成する筒部の内部とが、前記通気孔により連通していることを特徴としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、他車の衝突時に、サイドシル内部の空気をクロス内部に送ることができる。サイドシルの変形によってクロス内部の空気が増加すると、クロス内部には反発力が生じるため、クロスが変形する前にあらかじめクロスの耐荷重性能を高められる。よって、衝撃吸収の効果をより高めることができる。
【００１２】
また、前記通気孔は、前記筒部を構成する複数の壁面部のうち、車幅方向に延在する壁面部に設けられており、前記筒部が変形した場合に前記筒部にて囲まれた内部の空気を流出させる第一通気孔と、前記第一通気孔が設けられた壁面部、又は、前記筒部を構成する他の壁面部に設けられており、前記第一通気孔より車幅方向内側に位置する第二通気孔と、を含むことを特徴としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、サイドシルやクロスといった部材の壁面部には、第一通気孔と、第二通気孔とが設けられている。他車の衝突時に荷重によって部材が変形するまでは、部材内部の空気は第一通気孔および第二通気孔とから流出するため、変形しやすい特性を持たせることができる。そして、第一通気孔が変形しサイドシルやクロスの通気孔の開口部面積が小さくなった場合、部材内部の空気は第二通気孔を通ることしかできなくなるため、通気しにくくなる。そのため、部材内部に反発力が発生しやすくなり、部材を荷重に対して変形しにくくできる。この構成により、部材は変形量に応じた非線形な変形特性を持つことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、衝撃吸収に必要なストローク長や車両重量の増加を抑えつつ、衝撃を吸収可能な構造を備えた車両下部構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態における車両のフロアフレームの斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）は第１の実施形態における車両のフロアフレームの形状を示す部分拡大図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の車両に側方から衝撃が加わった場合のフロアフレームの変形態様を説明するための断面図。
【図５】（ａ）は第２の実施形態における車両のフロアフレームの形状を示す部分拡大図、（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、第２の実施形態の車両に側方から衝撃が加わった場合のフロアフレームの変形態様を説明するための断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態の車両に側方から衝撃が加わった場合のクロスの変形態様を説明するための断面図。
【図８】従来技術における要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、車両下部構造を具体化した第１の実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。以下の説明において「前」「後」「左」「右」「上」「下」は、車両の運転者が前方を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「左」「右」「上」「下」方向を示し、車幅方向は、運転者が運転席から見たときの左右方向において、車両の中心から外側に向かう方向を示すものとする。また本実施形態では、車両について、車両の上方向から見て、略中央に運転席がある１人乗りの超小型電気自動車に適用した場合について例示する。
【００１７】
図１に示すように、車両の下側には、シャシ１を構成するフロアフレーム２を有する。フロアフレーム２は、メンバ３と、サイドシル４と、クロス５と、フロントフレーム８と、リアフレーム１０とによって構成されている。
【００１８】
メンバ３とサイドシル４は車幅方向にかけて並んで設けられており、車両前後方向にかけて延在している。
メンバ３は、サイドシル４よりも車幅方向内側に配設され、車両の左半分、右半分に１本ずつ配設されている。メンバ３は、矩形の筒形状であり、アルミニウムの押し出し材が使われる。メンバ３の前側には、車両のフロントタイヤ７が取り付けられるフロントフレーム８が連続して形成され、メンバ３の後側には、リアタイヤ９が取り付けられるリアフレーム１０が連続して形成されている。また、メンバ３同士の間には、駆動バッテリ１１が配設されている。駆動バッテリ１１は、車両の走行用モータ(図示せず)の電力源となる。
【００１９】
サイドシル４は、メンバ３よりも車幅方向外側に配設され、メンバ３と並行して車両の左半分、右半分に１本ずつ配設されている。サイドシル４は、車両のフロントタイヤ７とリアタイヤ９との間にかけて配設されている。サイドシル４は筒部４ａと塞ぎ板４ｂとによって構成されている。筒部４ａは矩形の筒形状であり、サイドシル４の筒部の４ａの断面は、一周が連続して途切れなくつながっている。サイドシル４の筒部４ａにはアルミニウムの押し出し材が使われる。図２、図３（ａ）、及び、図３（ｂ）に示すように、筒部４ａは、周壁を構成する４つの壁部１２〜１５を備える。壁部１２はサイドシル４の上側に配置される壁を構成し、壁部１３はサイドシル４の下側に配置される壁を構成する。２つの壁部１２，１３同士は、それぞれ車両の上方向、下方向に対向している。壁部１４はサイドシル４の車幅方向外側に配置される壁を構成し、壁部１５はサイドシル４の車幅方向内側に配置される壁を構成する。２つの壁部１４，１５同士は、それぞれ車幅方向外側、車幅方向内側に対向している。また、筒部４ａを構成する壁部１２〜１５と塞ぎ板４ｂは、サイドシル４の壁面部を構成する。
【００２０】
筒部４ａの前後方向の両端は、塞ぎ板４ｂがサイドシル４端部の縁の全周に渡って接合されることで閉じられている。この構成により、サイドシル４は中空の断面を有し、内部に充満する空気は閉じ込められ、流動しにくい状態となっている。本実施形態では、筒部４ａの４つの壁部１２〜１５に加えて、２つの塞ぎ板４ｂがサイドシル４の壁部となる。サイドシル４はフロアフレーム２を構成する部材の中で、車両側方から衝突する他車と接触する部材である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、メンバ３とサイドシル４との間には、クロス５が車幅方向に複数本、車両の左半分、右半分ともに配設されている。クロス５は矩形の筒形状であり、クロス５の延在方向に直交する面における断面は、一周が連続して途切れなくつながっている。クロス５にはアルミニウムの押し出し材が使われる。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、クロス５は、周壁を構成する４つの壁部１６〜１９を備える。壁部１６はクロス５の上側に配置される壁を構成し、壁部１７はクロス５の下側に配置される壁を構成する。２つの壁部１６，１７同士は、それぞれ車両の上方向、下方向に対向している。壁部１８はクロス５の車両の前方向に配置される壁を構成し、壁部１９はクロス５の車両の後方向に配置される壁を構成する。２つの壁部１８，１９同士は、それぞれ車両の前方向、後方向に対向している。
【００２２】
クロス５の両端のうちの一方は、サイドシル４に接合され、クロス５の両端のうちの他方はメンバ３に接合されている。そのため、メンバ３とサイドシル４は、クロス５によって一体となっている。この構成により、クロス５は中空の断面を有し、クロス５内部に充満する空気は閉じ込められ、流動しにくい状態となっている。
【００２３】
車両の車幅方向から他車の衝突があった場合には、サイドシル４及びクロス５の変形によって、車両の側面からクロス５の延在方向へ伝わる荷重を吸収することで、メンバ３の損傷を抑制することができる。また、車両の左右に設けられたメンバ３同士の間には、センタークロス６が配設され、当該センタークロス６の両端は左右のメンバ３に接合されている。また、壁部１６〜１９は、クロス５の壁面部を構成する。
【００２４】
図２に示すように、駆動バッテリ１１の底面は、メンバ３、サイドシル４、クロス５の底面と一致するように配設されている。駆動バッテリ１１の高さはメンバ３、サイドシル４、クロス５の高さよりも高いことから、駆動バッテリ１１は、メンバ３、サイドシル４及びクロス５の上面から突出する形で車両内側に配設される。図２で示した構成により、駆動バッテリ１１のシャシ１下方向への張り出しを抑え、車両の側面から衝突があった際に加わる荷重を、効率よくフロアフレーム２を構成する部材に分散させたり、サイドシル４やクロス５を変形させ、メンバ３の損傷を抑制する。そのため、メンバ３の内側に配設されている駆動バッテリ１１の破損を抑制することができる。
【００２５】
図２、図３（ａ）、及び、図３（ｂ）では、車両の右側半分の下部構造断面について説明したが、車両の下部構造は左右対称になっているため、車両の左側半分も同様の構造である。
【００２６】
サイドシル４の壁部１２〜１５とクロス５の壁部１６〜１９には、通気孔２１が設けられている。通気孔２１は他車の衝突によってサイドシル４やクロス５が変形した際に、サイドシル４及びクロス５の内部の空気を流出させるために設けられている。通気孔２１は、サイドシル４の通気を許容するサイドシル通気孔２２及びクロス５の通気を許容するクロス通気孔２３とを含む。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、サイドシル４を構成する壁部１５に、サイドシル通気孔２２が２箇所と、クロス５の車両前後方向の２つの面５ａ、５ｂを有する壁部１８，１９にクロス通気孔２３が１箇所ずつ示されている。サイドシル通気孔２２は、壁部１５を貫通することでサイドシル４の内外を連通させている。クロス通気孔２３は、壁部１８，１９を貫通することでクロス５の内外を連通させている。なお、サイドシル通気孔２２は、壁部１２〜１５のうち単数の壁部に設けられていてもよいし、複数の壁部に設けられていてもよい。同様に、クロス通気孔２３は、クロス５の壁部１６〜１９のうち単数の壁部に設けられていてもよいし、複数の壁部に設けられていてもよい。通気孔２１の形状は機械加工がしやすい円形で形成されている。
【００２７】
次に、本実施形態の車両下部構造の作用について説明する。図４（ａ）〜図４（ｆ）を用いて、他車Ｍが衝突したときのサイドシル４とクロス５に着目して説明する。図４（ａ）は他車Ｍのバンパーと車両のフロアフレーム２とにおける上下方向の位置関係を示しており、サイドシル４やクロス５は、他車Ｍのバンパーと当接する高さにある。なお本実施形態は他車Ｍの衝突の一例として、図４（ｂ）に示すように、他車Ｍの進行方向に沿う中心軸が車両のクロス５の延在方向に一致した状態で、左右方向に向かって衝突した状態を例示する。
【００２８】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、車両側方から他車Ｍが衝突すると、サイドシル４が他車Ｍのバンパーと接触する。そして、サイドシル４には荷重Ｆが作用し、サイドシル４が変形する。サイドシル４に加わる荷重Ｆは、サイドシル４の内部の体積を減少させる方向に作用する。サイドシル４は中空の断面形状を有し、閉じられているため、サイドシル４内部の空気はサイドシル４の変形に伴い圧縮される。ここで、サイドシル４内部の圧縮された空気は反発力をもち、反発力はサイドシル４内部からサイドシル４を膨らませる方向に作用する。そのため、サイドシル４には反発力によって荷重Ｆに対する反作用の力が加わることになるため、サイドシル４は圧縮空気によって実質的に剛性が増し、荷重Ｆに対する耐荷重性能が上昇する。即ち、空気が圧縮されることで生じる反発力は、荷重Ｆを相殺するように作用し、衝突による衝撃を緩和する。また、サイドシル４内部の空気の一部はサイドシル通気孔２２を通り、大気へと流出してゆく。そのため、サイドシル４内部の空気が流出し、サイドシル４の耐荷重性能を必要以上に強くしない。これらの過程により、サイドシル４は荷重Ｆが車両側方を変形させる衝撃のエネルギーを吸収することができる。
【００２９】
次に、図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示すように、荷重Ｆの入力が大きく、サイドシル４が完全に潰れてしまい、サイドシル４の変形だけで衝撃が吸収できない場合は、クロス５が変形する。荷重Ｆはクロス５の内部の体積を減少させる方向に作用し、クロス５は座屈変形を生じる。クロス５は中空の断面形状を有し、閉じられているため、クロス５内部の空気はクロス５の変形に伴い圧縮される。ここで、クロス５内部の圧縮された空気は反発力をもち、反発力はクロス５内部を膨らませる方向に作用する。そのため、クロス５は圧縮空気によって荷重Ｆに対し実質的に剛性が増し、荷重Ｆに対する耐荷重性能が上昇する。この過程により、クロス５はサイドシル４だけでは吸収できなかった、荷重Ｆが車両側方を変形させるエネルギーを吸収することができる。また、クロス５内部の空気の一部はクロス通気孔２３を通り、大気へと流出してゆく。そのため、クロス５内部の空気が流出し、クロス５の耐荷重性能を必要以上に強くしない。
【００３０】
ここで、他車Ｍの衝突時におけるサイドシル４やクロス５に設けられる通気孔２１の開口面積は、他車Ｍが衝突した際の衝撃により、駆動バッテリ１１が破損しにくいように決定される。通気孔２１の開口面積が大きい場合、サイドシル４やクロス５が変形する時に、サイドシル４やクロス５内部の空気が多く流出し、圧縮される空気の体積変化が小さくなる。そのため、荷重Ｆに対する反発力を得にくい。一方で、通気孔２１の開口面積が小さい場合、サイドシル４やクロス５内部の空気が流出しにくくなり、圧縮される空気の体積変化が大きくなる。そのため、荷重Ｆに対する反発力を得やすくなるが、サイドシル４やクロス５の変形が阻害されるおそれがある。上記の特性を活かすために、まず、耐えたい荷重の大きさ、サイドシル及びクロスの車幅方向の寸法や材料を決定する。そして、シミュレーションや実験に基づいて通気孔２１の開口面積を決定する。これにより、メンバ３の損傷を抑制し、駆動バッテリ１１の破損を抑制することができる。なお、「サイドシル通気孔２２の開口面積」とは、サイドシル通気孔２２が単数の場合には、当該サイドシル通気孔２２の開口面積であり、本実施形態のようにサイドシル通気孔２２が複数の場合には、複数のサイドシル通気孔２２の開口面積の合計である。クロス通気孔２３についても同様である。
【００３１】
本実施形態によれば、次のような効果を得られる。
（１）サイドシル４は中空の断面形状を有し、端部が塞ぎ板４ｂによって閉じられており、サイドシル通気孔２２を備える。サイドシル４に荷重Ｆが作用しサイドシル４が変形する場合、サイドシル４内部に充満している空気が圧縮されることによって反発力が発生するため、サイドシル４の荷重Ｆに対する耐荷重性能を上昇させることができる。また、サイドシル４内部の空気はサイドシル通気孔２２から流出し、サイドシル４は変形できる。そのため、衝撃吸収に必要なストローク長を変えずに衝撃吸収特性に優れた構造を実現できるため、座席に座る乗員の車両への乗降性を悪化させない。また、必要な耐荷重性能を満たしつつ、従来よりも部材の板厚を減らしたり、サイドシル４を小型化することができる。本実施形態のサイドシル４は、補強部材を設けることなく必要な耐荷重性能を満たすことができるため、補強部材を設けることでサイドシル４の耐荷重性能を向上させる場合に比べて、車両重量の低減が図られている。また、従来と同じストローク長で設計をするならば、荷重性能が向上した分だけ、サイドシル４の耐荷重性能を高くすることができる。
【００３２】
（２）サイドシル４と同様に、クロス５は中空の断面形状を有し、端部がメンバ３やクロス５によって閉じられており、クロス通気孔２３を備える。サイドシル４に作用した荷重Ｆが大きく、クロス５にも荷重Ｆが作用しクロス５が変形する場合、クロス５内部に充満している空気が圧縮される。圧縮された空気は反発力を発生するため、クロス５の荷重Ｆに対する耐荷重性能を上昇させることができる。また、クロス５内部の空気はクロス通気孔２３から流出し、クロス５は変形できる。そのため、サイドシル４の衝撃吸収特性の向上に加えて、クロス５も衝撃吸収に必要なストローク長を変えずに衝撃吸収特性に優れた構造を実現できるため、車両重量の増加を抑えつつ、衝撃吸収の効果を高めることができる。また、従来と同じ耐荷重性能を満たすように設計をするならば、クロス５を短くしサイドシル４とメンバ３とを接近させることができるため、車両への乗降性を向上することができたり、同一車幅であれば駆動バッテリ１１を搭載するスペースを確保できたりする。また、従来と同じストローク長で設計をするならば、向上した耐荷重性能によって、クロス５の耐荷重性能を高くすることができる。
【００３３】
（３）サイドシル４やクロス５の耐荷重性能は通気孔２１の開口面積の大きさによって変化する。これにより、設計の際に開口面積を検討することで、サイドシル４やクロス５を所望の耐荷重性能で製造することができる。仮に、サイドシル４及びクロス５に通気孔２１を設けていない場合では、サイドシル４及びクロス５が変形するとサイドシル４及びクロス５の内部の空気は圧縮され内圧が上昇するが、内圧が過度に上昇してしまい、サイドシル４及びクロス５を破裂させる恐れがある。サイドシル４及びクロス５が破裂してしまうと、破裂してからはサイドシル４及びクロス５の内圧を上昇させることができず、空気による反発力を得られなくなる恐れがある。これに対して、サイドシル４及びクロス５に通気孔２１を設けている場合は、圧縮された空気が通気孔２１から流出できるため、サイドシル４及びクロス５を破裂させにくい。そのため、通気孔２１を設けることはサイドシル４及びクロス５に安定した衝撃吸収特性をもたらすことができる。
【００３４】
（４）サイドシル４やクロス５は断面の一周が連続して途切れなくつながっている閉じ断面形状をもつことから、サイドシル４やクロス５の曲げ方向やねじり方向の剛性を高くすることができ、材料に製作が容易な押し出し材を用いることができる。押し出し材を使うことで生産コストを低減できる。
【００３５】
（５）サイドシル４及びクロス５は、中空断面の内部に異種材料でできた部材を挟むことなく、部材を単一材料で製作できる。これにより、車両重量の増加を抑制するだけでなく、車両を破棄する際のリサイクル性が高くなる。
【００３６】
（６）超小型電気自動車には、車幅を短くすることが求められており、車両側部から駆動バッテリ１１までの距離が短くなりやすい。車幅の拡張をせず衝撃吸収に必要なストローク長を備えるために、駆動バッテリ１１の左右方向の寸法を短くすることで、車両側部から駆動バッテリ１１までの距離を長くすることもできる。しかし、駆動バッテリ１１の左右方向の寸法を短くすると、駆動バッテリ１１の容量の低下、ひいては、航続可能距離の低下を招く。結果として、超小型電気自動車においては、車両側部から駆動バッテリ１１までの距離を確保しにくく、衝撃吸収に必要なストローク長を確保しにくい。本実施形態のように、ストローク長の増加を抑えつつ、衝撃吸収に必要な耐荷重性能を得ることができる車両下部構造を超小型電気自動車に適用することで、車幅の増加及び航続可能距離の低下の両方を抑えつつ、耐荷重性能も確保することができる。即ち、本実施形態の車両下部構造を用いることで、超小型電気自動車に求められる要求を満たしやすい。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、車両下部構造を具体化した第２の実施形態を図５及び図６を用いて説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態のサイドシル４とクロス５との接続部周辺を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第２の実施形態では、クロス５が接合される壁部１５は、クロス５の内部空間と対向する位置に連通通気孔２６を備える。これにより、サイドシル４の内部とクロス５の内部が、連通通気孔２６によって連通している。連通通気孔２６は、サイドシル４とクロス５とを接合する前に、サイドシル４の側面にあらかじめサイドシル通気孔２２として形成されている。
【００３９】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１の実施形態と同様に、他車Ｍの進行方向に沿う中心軸が車両のクロス５の延在方向に一致した状態で、左右方向に向かって衝突した状態を例示する。図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、車両側方から他車Ｍが衝突すると、サイドシル４には荷重Ｆがはたらき、サイドシル４が変形する。サイドシル４の内部の空気の一部は、サイドシル４の変形により大気に流出するほか、クロス５の内部に流入するため、クロス５の内圧が上昇する。クロス５内部の空気の内圧が上昇すると、サイドシル４が変形しクロス５の変形が始まる前に、あらかじめ耐荷重性能が高い状態にすることができる。また、図６（ｅ）及び図６（ｆ）に示すように、荷重Ｆが大きくサイドシル４が完全に潰れてしまった場合は、第１の実施形態と同様に、クロス５内部の空気が圧縮されることで生じる反発力によって、クロス５の荷重Ｆに対する耐荷重性能を上昇させることができる。
【００４０】
第２の実施形態では、サイドシル４とクロス５とが連通通気孔２６によって連通していることで、他車Ｍの衝突時にサイドシル４が変形すると、サイドシル４内部から流出する空気をクロス５内部に流入させることができる。クロス５内部の空気が増加すると、クロス５内部には反発力が生じてクロス５の耐荷重性能が高まることから、クロス５の衝撃吸収の効果をより高めることができる。また設計段階では、サイドシル４とクロス５の空気の流動を複合的に検討することができ、衝撃吸収効果を高める手法の選択肢が広がる。
【００４１】
なお、第２の実施形態の車両下部構造であっても、第１の実施形態に記載した効果と同様の効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、サイドシル４及びクロス５を構成する複数の壁面部のうち、車幅方向に延在する壁面部に第一通気孔３１と第二通気孔３２とを備えている。本実施形態では、第一通気孔３１及び第二通気孔３２が通気孔となる。図７（ａ）では一例として、部材としてのクロス５に適用した場合について考え、サイドシル４の図示を省略している。第一通気孔３１は第二通気孔３２よりも車幅方向外側に配置され、第一通気孔３１はサイドシル４及びクロス５が他車の衝突によって変形した場合に、第二通気孔３２よりも先に第一通気孔３１の開口部の面積が小さくなる構成である。また、本実施形態では、クロス５の延在方向に垂直な面に設けられた第一通気孔３１の直径は、第二通気孔３２の直径よりも大きく備えられている例を示す。
【００４２】
なお、サイドシル４においては、壁部１２，１３及び各塞ぎ板４ｂが車幅方向に延在する壁面部となる。また、クロス５においては、壁部１６，１７，１８，１９が車幅方向に延在する壁面部となる。図７（ａ）〜図７（ｃ）では、壁部１７に第一通気孔３１を備え、壁部１８に第二通気孔３２を備えている態様を図示しているが、第一通気孔３１は、車幅方向に延在する壁面部のうち、いずれかの壁面部に設けられていればよい。
【００４３】
図７（ｂ）に示すように、他車の衝突によりクロス５に荷重Ｆが作用すると、クロス５は荷重Ｆによって変形する。図７（ｂ）のように、第一通気孔３１の開口部の面積が小さくなり、閉じられるまでの変形量においては、クロス５の変形によってクロス５内部の空気は圧縮されようとするが、クロス５内部の空気は第二通気孔３２からのほかに第一通気孔３１からも流出できる。そのため、クロス５内部の空気による反発力は発生しにくく、クロス５の耐荷重性能を必要以上に上昇させにくい。すなわち、クロス５は弱い荷重Ｆでも大きな変形量で変形する。
【００４４】
次に、図７（ｃ）に示すように、クロス５が変形し第一通気孔３１の開口部の面積が小さくなり、閉じられてから先の変形量においては、クロス５内部の空気は第二通気孔３２を通ることしかできなくなるため、クロス５内部の空気の圧力が上昇しやすく、反発力が発生する。反発力はクロス５内部を膨らませる方向に作用し、クロス５の剛性を高めるため、荷重Ｆに対する耐荷重性能が上昇する。これにより、クロス５は変形しにくくなる。
【００４５】
第３の実施形態では、クロス５の変形方向に延在する面に略垂直な方向に設けられた第一通気孔３１が、荷重Ｆによってクロス５が変形し閉じられるまでは、クロス５内部の空気の流出量が多くなり反発力が発生しにくいため、クロス５は荷重Ｆに対して柔らかい特性を長いストローク長で持たせることができ、衝撃を吸収しやすい。一方で、第一通気孔３１がクロス５の変形によって閉じた場合は、クロス５内部の空気の流出量が少なくなり反発力が発生しやすいため、クロス５は荷重Ｆに対して剛性を増加させることができ、変形しにくくできる。そのため、荷重による衝撃吸収性能に、クロス５の変形量に応じた非線形な特性を持たせることができる。
【００４６】
なお、第３の実施形態の車両下部構造であっても、第１の実施形態に記載した効果と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００４７】
○  実施形態では１人乗りの超小型電気自動車を例として示したが、複数人搭乗可能な電気自動車や、ガソリン乗用車やディーゼル貨物車といったエンジン車に用いられてもよい。なお、実施形態では、衝撃に対する保護対象を駆動バッテリ１１としたが、保護対象は車両に応じて適宜変更してもよい。保護対象は、車両の走行に関する部材である動力部品とすることが好ましい。
【００４８】
○  各実施形態において、サイドシル通気孔２２は、筒部４ａを構成する壁部１２〜１５に加えて、塞ぎ板４ｂに設けられていてもよい。また、サイドシル通気孔２２は、塞ぎ板４ｂにのみ設けられていてもよい。
【００４９】
○  車両下部構造は、通気孔２１として、サイドシル通気孔２２のみを備えていてもよい。即ち、クロス５はクロス通気孔２３を備えていなくてもよい。この場合、クロスの形状は、筒状に限られず、適宜変更してもよい。
【００５０】
また、車両下部構造は、通気孔２１として、クロス通気孔２３のみを備えていてもよい。即ち、サイドシル４はサイドシル通気孔２２を備えていなくてもよい。この場合、サイドシルの形状は、筒状に限られず、適宜変更してもよい。
【００５１】
○  各実施形態において、フロアフレーム２の材料はアルミニウムに限らず、鉄などの安価な金属材料でもよい。
○  各実施形態において、メンバ３、サイドシル４の筒部４ａ及びクロス５は、断面の一周が連続して途切れなくつながっていればよいため、押し出し部材に限らず、鋳造やダイカストで製作された部材を用いてもよい。
【００５２】
○  各実施形態において、他車Ｍの衝突時におけるサイドシル４やクロス５の耐荷重性能は通気孔２１の開口面積で決まるため、他車Ｍの衝突時における強度設計に応じて、通気孔２１の直径や個数、配設方法を決定してもよい。また、実施形態では通気孔２１の形状を円形で示したが、矩形や三角形等の形状でも構わない。
【００５３】
○  第３の実施形態については車両側部のクロス５における構成で説明したが、さらに車両前後方向にかけて設置されていてもよい。これにより、車両前方向から物体と衝突する場合において、歩行者と接触した時のような軽負荷時では、部材の柔らかい特性により歩行者を保護することができ、高速で他車と衝突した時のような高負荷時では、部材の硬い特性で客室の変形を抑え乗員を保護することができるようになり、歩行者保護と乗員保護とを両立することができる。
【００５４】
○第３の実施形態では、第一通気孔の孔の直径が、第二通気孔の直径よりも大きいように形成された例を示したが、第一通気孔と第二通気孔の孔の直径の大小関係は、適宜調整されてもよい。これにより、第一通気孔が変形し閉じられるまでの、第一通気孔から流出する空気の流出量が調整されることから、荷重に対するサイドシル及びクロスの変形特性を調整することができる。    次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００５５】
（イ）請求項１に記載の車両下部構造の構成をもつ自動車。
これにより、自動車の側面に他車等が衝突したときに、請求項１に記載の構造によって他車等から受ける衝撃を吸収し、自動車の損傷を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…車両を構成するシャシ、３…メンバ、４…サイドシル、５…クロス、１５…壁部、１８…壁部、１９…壁部、２２…サイドシル通気孔、２３…クロス通気孔、２６…連通通気孔、３１…第一通気孔、３２…第二通気孔。
【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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【図８】
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