(57)【要約】【課題】側突時に、骨格部材がバッテリモジュール側に折れ変形することを回避可能な、車両のフロア構造を提供することを目的とする。【解決手段】バッテリパック６０はフロアパネル１０下に設けられる。第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０はフロアパネル１０上に設けられ、当該フロアパネル１０の車幅方向一端から他端まで差し渡される。第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０には、その底辺２３，３３が底上げされ車高方向幅が車幅方向の他の領域と比較して短い変形起点部２１，３１が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネル下に設けられたバッテリパックと、
前記フロアパネル上に設けられ、当該フロアパネルの車幅方向一端から他端まで差し渡されるフロアクロスと、
を備え、
前記フロアクロスには、その底辺が底上げされ車高方向幅が車幅方向の他の領域と比較して短い変形起点部が形成される、
車両のフロア構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のフロア構造であって、
前記変形起点部の上方に重ねられる補強部材を備える、
車両のフロア構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両のフロア構造であって、
前記バッテリパックは、バッテリモジュールと当該バッテリモジュールを収容するケースを備え、
前記ケース及び前記フロアパネルの、前記変形起点部から下方の部分には、当該変形起点部の底辺に沿って上方に突出する突出部が形成され、
前記ケースの突出部と前記ケース内に収容された前記バッテリモジュールとの間隙にワイヤハーネスが配索される、
車両のフロア構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフロア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源に回転電機が搭載される電気自動車には、バッテリが搭載される。例えば特許文献１には、キャビン（車室）の床板であるフロアパネル下に、バッテリパックが搭載される。
【０００３】
バッテリパックは、複数のバッテリモジュールとこれを収容するケースを備える。さらに特許文献１では、ケースの上蓋を補強するために、上蓋の下面に密着させるように、上部リーンフォースメントが設けられる。上部リーンフォースメントは、車両幅方向（車幅方向）に延設され、その車幅中央部は下側に凹んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１９３２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両の側面衝突（以下適宜側突と記載する）の際に、車幅方向に延設された骨格部材や補強部材が衝突荷重を受ける。したがって車幅方向に延設された補強部材である上部リーンフォースメントも車幅方向の荷重を受ける。
【０００６】
ここで、荷重を受けて上部リーンフォースメントが折れ変形する際に、相対的に脆弱な部分が折れ起点となり、またその形状が折れ変形の形態（折れ方）を定める。
【０００７】
特許文献１に開示された上部リーンフォースメントによれば、車幅方向中央部に下側に凹む窪み部が形成されており、この窪み部が折れ起点となる。さらに下側に凹むその形状により、上部リーンフォースメントは窪み部が下方に突出するように折れる。以下では、このような下方への折れ方を適宜「下折れ」と記載する。
【０００８】
上部リーンフォースメントはバッテリパックの上蓋に取り付けられているから、下折れするとその下方に配置されたバッテリモジュールに接触するおそれがある。このような接触を避けるために、例えば予め上部リーンフォースメントとバッテリモジュールとの上下方向の間隔を広く取っておく必要があり、バッテリパックの薄型化について改善の余地がある。
【０００９】
そこで本発明は、バッテリモジュールを収容するバッテリパックをフロアパネル下に搭載するフロア構造において、側突時に、骨格部材がバッテリモジュール側に折れ変形することを回避可能な、車両のフロア構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、車両のフロア構造に関する。当該フロア構造は、バッテリパック及びフロアクロスを備える。バッテリパックはフロアパネル下に設けられる。フロアクロスはフロアパネル上に設けられ、当該フロアパネルの車幅方向一端から他端まで差し渡される。フロアクロスには、その底辺が底上げされ車高方向幅が車幅方向の他の領域と比較して短い変形起点部が形成される。
【００１１】
上記構成によれば、フロアクロスの変形起点部がその底辺を底上げされることで形成される。これにより車両の側突時にはフロアクロスが上方に折れ、フロアパネル下のバッテリパックへの接触が避けられる。
【００１２】
また上記発明において、変形起点部の上方に重ねられる補強部材を備えてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、フロアクロスが上方に折れ変形したときに、変形起点部上方に重ねられた補強部材が変形起点部の上昇を押し留めるので、フロアクロスの折れ変形の進行を抑制可能となる。
【００１４】
また上記発明において、バッテリパックは、バッテリモジュールと当該バッテリモジュールを収容するケースを備えてもよい。この場合、ケース及びフロアパネルの、変形起点部から下方の部分には、当該変形起点部の底辺に沿って上方に突出する突出部が形成される。さらにケースの突出部とケース内に収容されたバッテリモジュールとの間隙にワイヤハーネスが配索される。
【００１５】
上記構成によれば、変形起点部を形成するに伴って生じる間隙がワイヤハーネスの配索スペースとして利用される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、側突時に、骨格部材がバッテリモジュール側に折れ変形することが回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る車両のフロア構造を例示する斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面背面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面背面図である。
【図４】車両側突時における第一フロアクロスの折れ変形について説明する断面背面図である。
【図５】車両側突時における第二フロアクロスの折れ変形について説明する断面背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図５を参照して、本実施形態に係る車両のフロア構造を説明する。なお図１〜図５において、車両前後方向（以下適宜、車長方向と記載する）を記号ＦＲで表される軸で示し、車両幅方向（以下適宜、車幅方向と記載する）を記号ＲＷで表される軸で示し、鉛直方向（以下適宜、車高方向と記載する）を記号ＵＰで表される軸で示す。記号ＦＲはＦｒｏｎｔの略であり、車長方向軸ＦＲは車両前方を正方向とする。記号ＲＷはＲｉｇｈｔ  Ｗｉｄｔｈの略であり、車幅方向軸ＲＷは右幅方向を正方向とする。また車高方向軸ＵＰは上方向を正方向とする。
【００１９】
図１には、本実施形態に係る車両のフロア構造が例示されている。また図２には、図１のＡ−Ａ断面背面図が例示され、図３には、図１のＢ−Ｂ断面背面図が例示されている。本実施形態に係るフロア構造は、例えば電気自動車に搭載される。
【００２０】
本実施形態に係るフロア構造は、フロアパネル１０、第一フロアクロス２０、第二フロアクロス３０、ロッカ４０，４０、トンネルリーンフォース５０、及びバッテリパック６０を備える。フロアパネル１０は、車室の床板を構成するパネル部材である。フロアパネル１０の前端は、ダッシュパネル１２に接続される。また、フロアパネル１０の前端であって、車幅方向中央部にはフロアトンネル１４が設けられる。
【００２１】
フロアトンネル１４は、車室の前端から後方に亘って配置される。フロアトンネル１４は、車室床面、すなわちフロアパネル１０の上面から上方に突設される。例えばフロアトンネル１４は、正面視でハット形状であって、車幅方向に対向する一対の側壁と、当該一対の側壁の上端同士を接続する上壁を備える。
【００２２】
フロアトンネル１４の前端はダッシュパネル１２に接続される。また、フロアトンネル１４の屋根（トンネル屋根）である上壁の、床面（フロアパネル上面）からの高さ（トンネル高さ）は、図１の破線で示すように後方に行くにしたがって徐々に低くなり、その後端はフロアパネル１０に接続される。
【００２３】
車両の駆動源として内燃機関が搭載されている場合には、フロアトンネル１４内には排気管が通される。しかし、図１に例示するような、内燃機関が搭載されない電気自動車であって、かつ、バッテリパック６０を床下に収納する場合においては、バッテリパック６０の電力管理、監視を行う電池コントロールユニット（図示せず）等、バッテリパック６０の周辺機器がフロアトンネル１４内に収容される。
【００２４】
また、電気自動車においては、フロアトンネル１４に排気管が通されていた場合と異なり、フロアトンネル１４を車両後方まで延設させる必要はない。そこで例えば図１に例示するように、フロアトンネル１４の後端が、第一フロアクロス２０よりも手前に位置するような長さに、フロアトンネル１４の車長方向長さを定めてもよい。
【００２５】
フロアトンネル１４を覆う補強部材として、トンネルリーンフォース５０が設けられる。トンネルリーンフォース５０は、フロアトンネル１４よりも高剛性となるように形成される。フロアトンネル１４と同様にして、トンネルリーンフォース５０は、フロアパネル１０の上面（車室床面）から上方に突設され車長方向に延設される。なお図１には、フロアトンネル１４の、トンネルリーンフォース５０に覆われた部分が破線で示されている。
【００２６】
トンネルリーンフォース５０は、上部部材であるトンネルリーンフォースアッパ５１と、下部部材であるトンネルリーンフォースロア５２を含んで構成される。トンネルリーンフォースロア５２は、フロアトンネル１４の側壁下部（例えば下半分）に接合されるとともに、折り返されて車幅方向に展開してフロアパネル１０まで延設される。またその車長方向長さについて、トンネルリーンフォースロア５２は、例えば第一フロアクロス２０の前壁まで延設される。
【００２７】
トンネルリーンフォースアッパ５１は、フロアトンネル１４の後端を超過してさらに後方に延設されてよい。すなわち、トンネルリーンフォースアッパ５１は、第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０を跨いで、つまり第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０の上方に重ねられるように配置される。さらに詳細には、トンネルリーンフォースアッパ５１は、第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０の変形起点部２１，３１の上方に重ねられるように交差配置される。
【００２８】
フロアトンネル１４の後端から、トンネルリーンフォースアッパ５１の後端までの領域は、ＵＰ軸−ＲＷ軸平面の断面（正面視断面）が、トンネルリーンフォースアッパ５１とフロアパネル１０とによって囲まれた閉断面構造となっている。またこの閉断面構造で区画された空間は機器が収容されないいわゆるデッドスペースであってよく、当該デッドスペース内を第一フロアクロス２０が横切る構造となっている。
【００２９】
図１、図２を参照して、トンネルリーンフォースアッパ５１の、車幅方向に沿って対向する一対の側壁５３Ａ，５３Ｂには、第一フロアクロス２０との交差地点に、車幅方向に貫通する開口５５，５５が形成される。開口５５，５５の形状は、第一フロアクロス２０の側面視断面形状（ＵＰ軸−ＦＲ軸平面の断面）に沿ったものであってよい。例えば開口５５，５５は、第一フロアクロス２０の側面視断面形状に所定のクリアランスを持たせた開口形状であってよい。
【００３０】
トンネルリーンフォースアッパ５１の後端は、第二フロアクロス３０の前方に配置される。例えば、第二フロアクロス３０の前壁にトンネルリーンフォースアッパ５１の側壁５３Ａ，５３Ｂの後端が当接する。または、第二フロアクロス３０の前壁とトンネルリーンフォースアッパ５１の側壁５３Ａ，５３Ｂの後端との間に、車長方向に沿ったクリアランスが設けられていてもよい。
【００３１】
トンネルリーンフォースアッパ５１の上壁５４の後端から、さらに後方に後端フランジ５６が延設される。後端フランジ５６は第二フロアクロス３０の上壁と一部重複され、当該重複部分が、ボルト、ナット等の締結部材によって締結される。
【００３２】
フロアパネル１０の車幅方向両端には一対のロッカ４０，４０が設けられる。ロッカ４０，４０は車長方向に延設される骨格部材である。さらにロッカ４０，４０とフロアトンネル１４との間にフロントサイドメンバ４１，４１が設けられる。
【００３３】
フロアパネル１０上の、車幅方向一端から他端まで、骨格部材である第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０が差し渡される。例えば第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０は一対のロッカ４０，４０間を接続する。第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０は、例えば車幅方向に沿って直線状に延設される。また例えば第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０は、車室の前席（運転席及び助手席）のシート下方に設けられる。
【００３４】
第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０は、例えば側面視でハット形状であって、フロアパネル１０上にその開放端を伏せた状態で配置することで閉断面構造が形成される。またハット形状の鍔に当たるフランジ２２，３２がフロアパネル１０に溶接等によって接合される。
【００３５】
図１、図２に例示されるように、第一フロアクロス２０は、トンネルリーンフォースアッパ５１を貫通する。すなわち第一フロアクロス２０は、トンネルリーンフォースアッパ５１の開口５５，５５を介して（通過して）トンネルリーンフォースアッパ５１内を横切るように配置される。
【００３６】
このように、本実施形態に係る第一フロアクロス２０は、トンネルリーンフォースアッパ５１を貫通して、車幅方向両端のロッカ４０，４０間に差し渡される。これにより、例えば第一フロアクロス２０がトンネルリーンフォースアッパ５１やフロアトンネル１４を貫通せずにそこで分断されている場合と比較して、車室側方から入力される荷重に対する剛性が向上する。
【００３７】
図１、図２を参照して、第一フロアクロス２０には、その底辺２３が底上げされた変形起点部２１が形成される。変形起点部２１は、第一フロアクロス２０の底辺２３の一部が上方に窪んで形成された段差部であって、その車高方向幅が、車幅方向の他の領域と比較して短くなるように形成される。なお、第一フロアクロス２０の底辺２３とは、垂直に立設される垂直壁２４とその下端に接続され水平方向に延設されるフランジ２２との稜線を指す。
【００３８】
変形起点部２１は例えば、車幅方向に沿って底辺２３が徐々に底上げされるスロープ部２１Ａと、車幅方向に底辺２３が水平に延設される水平部２１Ｂを備える。例えば水平部２１Ｂの車高方向幅は、第一フロアクロス２０の、変形起点部２１以外の領域における車高方向幅の１／２となるように形成される。
【００３９】
変形起点部２１は例えば、第一フロアクロス２０の車幅方向中央部に形成される。さらにその変形起点部２１の上方に、補強部材であるトンネルリーンフォースアッパ５１が重ねられる。このような構成を備えることで、後述するように、車両の側突時には、変形起点部２１から第一フロアクロス２０が上折れ変形する際に、トンネルリーンフォースアッパ５１が上方からそれを押さえ付ける形となるので、第一フロアクロス２０の上折れの進行が抑制される。
【００４０】
また、変形起点部２１においても閉断面構造を形成するべく、フロアパネル１０の、変形起点部２１直下の部分、すなわち車幅方向中央部分は、変形起点部２１の底辺２３形状に沿って上方に突出する突出部１１となっている。
【００４１】
図１、図３を参照して、第二フロアクロス３０は第一フロアクロス２０の後方に配置される。第二フロアクロス３０も第一フロアクロス２０と同様に、その底辺３３が底上げされた変形起点部３１が形成される。変形起点部３１は、第二フロアクロス３０の底辺３３の一部が上方に窪んで形成された段差部であって、その車高方向幅が、車幅方向の他の領域と比較して短くなるように形成される。なお、第二フロアクロス３０の底辺３３とは、垂直に立設される垂直壁３４とその下端に接続され水平方向に延設されるフランジ３２との稜線を指す。
【００４２】
変形起点部３１は例えば、車幅方向に沿って底辺３３が徐々に底上げされるスロープ部３１Ａと、車幅方向に底辺３３が水平に延設される水平部３１Ｂを備える。例えば水平部３１Ｂの車高方向幅は、第二フロアクロス３０の、変形起点部３１以外の領域における車高方向幅の１／２となるように形成される。
【００４３】
変形起点部３１は例えば、第二フロアクロス３０の車幅方向中央部に形成される。さらにその変形起点部３１の上方に、補強部材であるトンネルリーンフォースアッパ５１の後端フランジ５６が重ねられる。このような構成を備えることで、後述するように、車両の側突時には、変形起点部３１から第二フロアクロス３０が上折れ変形する際に、トンネルリーンフォースアッパ５１の後端フランジ５６が上方からそれを押さえ付ける形となるので、第二フロアクロス３０の上折れの進行が抑制される。
【００４４】
また、変形起点部３１においても閉断面構造を形成するべく、フロアパネル１０の、変形起点部３１直下の部分、すなわち車幅方向中央部分は、変形起点部３１の底辺３３形状に沿って上方に突出する突出部１１となっている。
【００４５】
バッテリパック６０は、フロアパネル１０下に設けられる。バッテリパック６０は、バッテリモジュール６１、ワイヤハーネス６２、及びこれらを収容するケース６３を備える。バッテリパック６０は、例えばフロアパネル１０下に吊り支持されたアンダーパネル６４上に設けられる。
【００４６】
また、車両側突時に車両が車幅方向に縮められることに備えて、バッテリパック６０の車幅方向長さは、フロアパネル１０の車幅方向長さよりも若干短くなるように形成され、車両の幅方向両側よりも内側に（中央寄りに）配置される。
【００４７】
バッテリモジュール６１は、複数のバッテリセル（単電池）から構成される。例えば複数のバッテリセルを並列接続させたバッテリグループを複数構成し、これらバッテリグループ同士を直列接続させる。バッテリセルは例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、及び全固体電池等から構成される。
【００４８】
ケース６３は、その内部にバッテリモジュール６１及びワイヤハーネス６２を収容する筐体である。図２、図３を参照して、ケース６３の上壁は、第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０の変形起点部２１，３１の直下に、当該変形起点部２１，３１の底辺２３，３３の形状に沿って上方に突出する突出部６５が形成される。
【００４９】
ケース６３の突出部６５とバッテリモジュール６１との間隙は、その車幅方向の他の領域と比較して、車高方向の幅が広くなっており、当該他の領域と比較して余裕のある空間となっている。この、突出部６５とバッテリモジュール６１との間隙に、ワイヤハーネス６２が配索される。
【００５０】
ワイヤハーネス６２はバッテリセル間を接続する高電圧配線である。第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０の変形起点部２１，３１の形成に伴って生じた突出部６５とバッテリモジュール６１との間隙を、ワイヤハーネス６２の配索スペースとして利用することで、バッテリパック６０の大型化が抑制される。
【００５１】
＜車両側突時の挙動＞
図４、図５を参照して、本実施形態に係る車両のフロア構造の、車両側突時の挙動について説明する。図４には図２の側突時の様子が例示され、図５には図３の側突時の様子が例示される。
【００５２】
車両側面が障害物６６（バリア）に衝突すると、その衝突荷重をロッカ４０が受ける。さらにロッカ４０にその車幅方向端部が接続された骨格部材である第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０に衝突荷重が伝達される。
【００５３】
第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０に入力される衝突荷重がそれぞれの耐荷重を超過すると第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０が折れ変形する。このとき、第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０の変形起点部２１，３１から折れ変形が生じる。
【００５４】
上述したように、変形起点部２１，３１はその底辺２３，３３が底上げされているため、第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０は上方に折れ変形（上折れ）する。さらに上折れの頂点となる、つまり第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０で最も上方に隆起させられる変形起点部２１，３１は、その上方に補強部材であるトンネルリーンフォースアッパ５１が設けられている。つまり変形起点部２１，３１は、トンネルリーンフォースアッパ５１によって隆起を押さえ付けられる形となる。これにより、第一フロアクロス２０及び第二フロアクロス３０の上折れの進行が抑制される。
【符号の説明】
【００５５】
１０  フロアパネル、１１  フロアパネルの突出部、１２  ダッシュパネル、１４  フロアトンネル、２０  第一フロアクロス、２１  第一フロアクロスの変形起点部、２２  第一フロアクロスのフランジ、２３  第一フロアクロスの底辺、２４  第一フロアクロスの垂直壁、３０  第二フロアクロス、３１  第二フロアクロスの変形起点部、３２  第二フロアクロスのフランジ、３３  第二フロアクロスの底辺、３４  第二フロアクロスの垂直壁、４０  ロッカ、５０  トンネルリーンフォース（補強部材）、５１  トンネルリーンフォースアッパ、５２  トンネルリーンフォースロア、５６  トンネルリーンフォースアッパの後端フランジ、６０  バッテリパック、６１  バッテリモジュール、６２  ワイヤハーネス、６３  バッテリパックのケース、６４  アンダーパネル、６５  ケースの突出部。
【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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