JP6259434B2 - Subframe for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両後部のエネルギ貯蔵手段の下方に取り付けられる車両用サブフレームに関する。 The present invention relates to a vehicular subframe that is attached to a lower portion of an energy storage means at the rear of the vehicle.
例えば、特許文献1には、V字状を呈する支柱によってリヤサブフレームを補強する構造が開示されている。この支柱の車両前端は、前輪と後輪との間で車幅方向に沿った両側のサイドフレームにそれぞれ締結されると共に、支柱の後方交差部が車体のリヤ中央部に固定されることで、V字状を構成している。 For example, Patent Document 1 discloses a structure in which a rear subframe is reinforced by a V-shaped support column. The vehicle front end of this column is fastened to the side frames on both sides along the vehicle width direction between the front wheel and the rear wheel, and the rear crossing portion of the column is fixed to the rear center portion of the vehicle body, Constructs a V-shape.
ところで、近年、自動車技術の発展に伴い、車載される機器類の個数や重量が増加し、リヤサブフレームに対してマウントされる機器の重量増加に対応したリヤサブフレームの剛性を確保する必要がある。 By the way, in recent years, with the development of automobile technology, the number and weight of equipment mounted on the vehicle has increased, and it is necessary to ensure the rigidity of the rear subframe corresponding to the increase in the weight of equipment mounted on the rear subframe. is there.
しかしながら、特許文献1に開示されたV字状の支柱による補強構造では、マウントされる機器の重量増加に対応してリヤサブフレームの所望の剛性を確保することができるかどうか懸念される。 However, in the reinforcement structure by the V-shaped support column disclosed in Patent Document 1, there is a concern whether the desired rigidity of the rear sub-frame can be ensured corresponding to the increase in the weight of the mounted device.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、マウントされる機器の重量増加に対応することが可能な車両用サブフレームを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle subframe that can cope with an increase in the weight of a mounted device.
前記の目的を達成するために、本発明は、車両のボディフレームと別体で構成され、車両後部のエネルギ源貯蔵手段の下方に取り付けられる車両用サブフレームであって、前記車両の前後方向に延在するレフトサイドメンバ及びライトサイドメンバと、前記車両の車幅方向に延在すると共に、前記レフトサイドメンバ及び前記ライトサイドメンバの車両前方及び車両後方をそれぞれ繋いで井桁構造を構成したフロントクロスメンバ及びリヤクロスメンバと、を備え、前記車両用サブフレームは、前記井桁構造を構成する前記レフトサイドメンバ、前記ライトサイドメンバ、前記フロントクロスメンバ、及び、前記リヤクロスメンバの全部にそれぞれ連結されるスティフナを備え、前記スティフナは、前記フロントクロスメンバよりも車両前方に向かって延在する前方延在部を備え、前記前方延在部の車両前方端部は、前記ボディフレームに連結されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a vehicle sub-frame that is formed separately from a vehicle body frame and is attached to the lower part of an energy source storage means at the rear of the vehicle. A front cross, which extends in the vehicle width direction of the vehicle and connects the front side and the rear side of the left side member and the rear side member of the vehicle, and forms a cross beam structure. And the vehicle subframe is connected to all of the left side member, the right side member, the front cross member, and the rear cross member that constitute the cross beam structure. comprising a that stiffener, the stiffener, the vehicle forward of the front cross member Includes a forward extending portion extending toward the vehicle front end of the front extension portion, characterized that you have connected to the body frame.
本発明によれば、井桁構造の車両サブフレームが備えるレフトサイドメンバ、ライトサイドメンバ、フロントクロスメンバ、及び、リヤクロスメンバの全てのメンバに対してスティフナを連結することで、各メンバは、各メンバ同士が連結されるだけでなく、さらにスティフナを介して連結される。これにより、本発明では、V字状の支柱によって補強される従来技術と比較して、車両サブフレームに対し外部荷重が入力された場合の剛性を向上させることができる。この結果、本発明では、マウントされる機器の重量増加に対応することが可能な車両用サブフレームを得ることができる。 According to the present invention, by connecting the stiffeners to all the members of the left side member, the right side member, the front cross member, and the rear cross member included in the vehicle subframe having the cross beam structure, The members are not only connected to each other, but are further connected via a stiffener. Thereby, in this invention, compared with the prior art reinforced with the V-shaped support | pillar, the rigidity when an external load is input with respect to a vehicle sub-frame can be improved. As a result, in the present invention, it is possible to obtain a vehicular subframe that can cope with an increase in the weight of the mounted device.
本発明によれば、スティフナを構成する前方延在部の車両前方端部が、ボディフレームに連結されることで、例えば、車両後方から外部荷重が入力された場合、ボディフレームに連結された前方延在部に圧縮力が付与される。これにより、車両フレーム用サブフレームよりも車両前方に位置する部分の剛性を向上させることができる。 According to the present invention, the vehicle front end portion of the front extending portion constituting the stiffener is connected to the body frame, for example, when an external load is input from the rear of the vehicle, the front connected to the body frame. A compressive force is applied to the extending portion. Thereby, the rigidity of the part located ahead of a vehicle rather than the subframe for vehicle frames can be improved.
さらに、本発明は、前記スティフナが、前記リヤクロスメンバよりも車両後方に向かって延在する後方延在部を備え、前記後方延在部は、前記車両を底面視した場合、車両後方で車幅方向に沿って延在するリヤボディクロスフレームよりも後方に延在し、前記後方延在部の車両後方に延びる車両後方端部は、水平方向から車両上方に向かって屈曲する屈曲部を備えることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the stiffener includes a rearward extending portion that extends toward the rear of the vehicle with respect to the rear cross member, and the rearward extending portion is disposed at the rear of the vehicle when the vehicle is viewed from the bottom. A vehicle rear end portion extending rearward of the rear body cross frame extending along the width direction and extending rearward of the rear extension portion includes a bent portion that bends from the horizontal direction toward the vehicle upper side. It is characterized by that.
本発明によれば、リヤクロスメンバ及びリヤボディクロスフレームよりも車両後方に延在する後方延在部を備え、この後方延在部が車両後方端部及び屈曲部をさらに備えることで、車両の駐車場への入庫時に、例えば、縁石等に対して後輪よりも先に車両後方端部又は屈曲部を当接させることができる。この結果、本発明では、後方延在部が車両用サブフレームのリヤバンパとして機能し、車両用サブフレームを縁石等から好適に保護することができる。 According to the present invention, the rear cross member and the rear body cross frame are provided with a rear extension portion extending rearward of the vehicle, and the rear extension portion further includes a rear end portion and a bent portion of the vehicle. At the time of entering the parking lot, for example, the vehicle rear end portion or the bent portion can be brought into contact with the curbstone or the like before the rear wheel. As a result, in the present invention, the rear extension portion functions as a rear bumper of the vehicle subframe, and the vehicle subframe can be suitably protected from curbstones and the like.
さらにまた、本発明は、前記スティフナが、前記井桁構造の四隅角部と車両上下方向において重畳しないことを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the stiffener does not overlap with the four corners of the cross beam structure in the vehicle vertical direction.
本発明によれば、スティフナが、井桁構造の四隅角部と車両上下方向において重畳しないように配置することで、スティフナを、車両用サブフレームの下方位置でその四隅角部を除いた角部間の中間位置で連結することができる。これにより、井桁構造を呈する車両用サブフレームとスティフナとをバランスよく連結することができ、より一層剛性を向上させることができる。 According to the present invention, the stiffener is disposed so as not to overlap the four-corner corners of the cross-girder structure in the vehicle vertical direction, so that the stiffener is positioned between the corners excluding the four-corner corners at the lower position of the vehicle subframe. Can be connected at an intermediate position. Thereby, the subframe for vehicles which exhibits a cross beam structure, and a stiffener can be connected with sufficient balance, and rigidity can be improved further .
本発明では、マウントされる機器の重量増加に対応することが可能な車両用サブフレームを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a vehicular subframe that can cope with an increase in the weight of a mounted device.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るリヤサブフレームが組み込まれた燃料電池車の車両後部の概略構成側面図、図2は、図1に示す燃料電池車の車両後部の一部透過斜視図、図3は、図2に示すリヤサブフレームの拡大斜視図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a schematic side view of a rear portion of a fuel cell vehicle incorporating a rear subframe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially transparent perspective view of the rear portion of the fuel cell vehicle shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged perspective view of the rear subframe shown in FIG.
なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車両左右方向(車幅方向)、「上下」は、車両上下方向を、それぞれ示している。 In each figure, “front and rear” indicates the vehicle longitudinal direction, “left and right” indicates the vehicle lateral direction (vehicle width direction), and “vertical” indicates the vehicle vertical direction.
図1に示されるように、燃料電池車(Fuel Cell Vehicle;FCV)は、車両前部に配置される図示しない走行用モータと、図示しない燃料電池スタックと、燃料電池スタックで発生した電力が充電されるバッテリ2と、図示しない燃料電池スタックのアノードに対して水素(燃料ガス、反応ガス)を供給する大小2つの水素タンク4、6とを備える。 As shown in FIG. 1, a fuel cell vehicle (FCV) is charged with a travel motor (not shown) disposed at the front of the vehicle, a fuel cell stack (not shown), and electric power generated in the fuel cell stack. And a large and small hydrogen tanks 4 and 6 for supplying hydrogen (fuel gas, reaction gas) to the anode of a fuel cell stack (not shown).
大小2つの水素タンク4、6は、それぞれ車幅方向に沿って並設され、小さい水素タンク4が車両前後方向の前側に配置され、大きい水素タンク6が車両前後方向の後側に配置されている。大きい水素タンク6は、エネルギ源貯蔵手段として機能するものであり、図示しない一組の支持帯を介して後記するリヤサブフレーム10に支持されている。
The two large and small hydrogen tanks 4 and 6 are arranged in parallel along the vehicle width direction, the small hydrogen tank 4 is disposed on the front side in the vehicle front-rear direction, and the large hydrogen tank 6 is disposed on the rear side in the vehicle front-rear direction. Yes. The large hydrogen tank 6 functions as an energy source storage means, and is supported by a
図1及び図2に示されるように、燃料電池車FCVの車両後部には、リヤサブフレーム10(車両用サブフレーム)が配置されている。リヤサブフレーム10は、燃料電池車FCVの車幅方向の両端部の左側及び右側にそれぞれ配置され、車両前後方向に延在するレフトサイドメンバ12及びライトサイドメンバ13と、燃料電池車FCVの車幅方向に沿って延在すると共に、レフトサイドメンバ12及びライドサイドメンバ13の前部を繋ぐフロントクロスメンバ14と、燃料電池車FCVの車幅方向に沿って延在すると共に、レフトサイドメンバ12及びライドサイドメンバ13の後部を繋ぐリヤクロスメンバ16とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a rear subframe 10 (vehicle subframe) is disposed at the rear of the fuel cell vehicle FCV. The
図3に示されるように、リヤサブフレーム10は、前記の4つのメンバ(レフトサイドメンバ12、ライトサイドメンバ13、フロントクロスメンバ14、リヤクロスメンバ16)によって、平面視して井桁構造に連結されている。また、リヤサブフレーム10は、車両のボディフレームと別体で構成され、車両後部に配置された大きい水素タンク6の下方に取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the
さらに、リヤサブフレーム10は、井桁構造を構成するレフトサイドメンバ12、ライトサイドメンバ13、フロントクロスメンバ14、及び、リヤクロスメンバ16の全部にそれぞれ連結されるスティフナ18を備えている。
Further, the
レフトサイドメンバ12、ライトサイドメンバ13、フロントクロスメンバ14、及び、リヤクロスメンバ16は、閉断面を有する中空部材であり、例えば、アルミニウム等の軽金属からなる上側部材及び下側部材を、上側部材側から摩擦撹拌接合することによって一体的に結合されている。なお、異種金属同士を一体的に結合してもよいし、又は、同種の金属同士を一体的に結合するようにしてもよい。レフトサイドメンバ12とライトサイドメンバ13とは、左側と右側とにおいて相互に対称形状(ミラー形状)となるように形成されている。
The
燃料電池車FCVの車幅方向の端部の両側で、レフトサイドメンバ12及びライトサイドメンバ13の上方には、ボディフレームを構成する左右のリヤサイドフレーム20、20が設けられている。この左右のリヤサイドフレーム20、20は、フロントサイドメンバ12及びリヤサイドメンバ13と略平行に車両前後方向に沿って延在するように設けられている。
Left and right
リヤクロスメンバ16の車両後方には、図2に示されるように、リヤクロスメンバ16と略平行に延在して左右のリヤサイドフレーム20、20同士を連結するリヤボディクロスフレーム21が配置されている。リヤボディクロスフレーム21は、ボディフレームを構成するものである。
As shown in FIG. 2, a rear
フロントクロスメンバ14の車幅方向に沿った両端部、及び、リヤクロスメンバ16の車幅方向に沿った両端部には、ボルト及びナットを介して、左右のリヤサイドフレーム20、20にそれぞれ連結される一組のフレーム連結部22、22が設けられている。また、レフトサイドメンバ12及びライトサイドメンバ13の車両前後方向に沿った両端部には、フレーム連結部22、22よりも下方に位置し、ボルト及びナットを介して、左右のリヤサイドフレーム20、20にそれぞれ連結される一組のフレーム連結部24、24が設けられている。
Both ends of the
井桁構造を呈するリヤサブフレーム10の車両上下方向に沿った下方には、リヤサブフレームを補強するスティフナ18が配置されている。このスティフナ18は、鋼板等の金属材料で閉断面構造を有する中空部材で構成されている。
A
スティフナ18は、平面視して略菱形形状を呈し内部に開口25を有するスティフナ本体26と、スティフナ本体26の車両前方に配置され、フロントクロスメンバ14よりも車両前方に延在する前方延在部28と、スティフナ本体26の車両後方に配置され、リヤクロスメンバ16よりも車両後方に延在する後方延在部30とを備えている。これらスティフナ本体26、前方延在部28、及び、後方延在部30は、一体的に結合されて全体としてスティフナ18を構成している。
The
スティフナ本体26は、フロントクロスメンバ14の中央の下方位置から車幅方向のレフトサイドメンバ12及びライトサイドメンバ13の両方へ向かって斜めに延在する第1懸架部32と、リヤクロスメンバ16の中央の下方領域から車幅方向のレフトサイドメンバ12及びライトサイドメンバ13の両方へ向かって斜めに延在する第2懸架部34とを有する。第1懸架部32の車両後方端部と第2懸架部34の車両前方端部との境界には、溶接等の結合手段によって強固に結合された結合部位36が設けられる。
The
スティフナ本体26は、井桁構造を呈するリヤサブフレーム10の4つのメンバにそれぞれ固定されている。すなわち、スティフナ本体26は、第1ブラケット40を介してフロントクロスメンバ14の下面に接合されていると共に、一組の第2ブラケット42、42を介してレフトサイドメンバ12及びライトサイドメンバ13の下面に接合されている。また、スティフナ本体26の車両後方は、所定間隔離間し鉤部44を有する一組の挟持構造部46を介してリヤクロスメンバ16に対して挟持されている。一組の挟持構造部46は、図示しないボルトによってリヤクロスメンバ16に締結されている。
The
図4は、車両底面側からみたスティフナの斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view of the stiffener viewed from the vehicle bottom side.
図2及び図4に示されるように、前方延在部28は、フロントクロスメンバ14よりも車両前方に延在し、フロントクロスメンバ14の中央位置からハの字に拡開する。ハの字状に格開した前方延在部28の車両前方端部29は、ボルト及びナットを介して左右のリヤサイドフレーム20、20にそれぞれ連結される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図4に示されるように、後方延在部30は、車両後方に沿って延在する帯状の一組のプレート体によって構成され、車幅方向に沿って延在するリヤボディクロスフレーム21よりも後方に位置する。後方延在部30は、最も車両後方に位置する車両後方端部31を有する。車両後方端部31は、何ら固定されていない自由端からなり、水平方向から車両上方に向かって屈曲する屈曲部33を有する。
As shown in FIG. 4, the rearward extending
図2に示されるように、スティフナ18は、井桁構造を呈するリヤサブフレーム10の四隅角部48a〜48dと車両上下方向において重畳しないように設けられている。すなわち、スティフナ18は、リヤサブフレーム10の下方位置でその四隅角部48a〜48dを除いた角部間の中間位置でリヤサブフレーム10と連結されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態に係るリヤサブフレーム10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
The
本実施形態では、井桁構造のリヤサブフレーム10が備えるレフトサイドメンバ12、ライトサイドメンバ13、フロントクロスメンバ14、及び、リヤクロスメンバ16の全てのメンバに対してスティフナ18を連結することで、各メンバは、各メンバ同士が連結されるだけでなく、さらにスティフナ18を介して連結される。これにより、本実施形態では、特許文献1に開示される従来技術と比較して、リヤサブフレーム10に対し外部荷重が入力された場合の剛性を向上させることができる。この結果、リヤサブフレーム10にマウントされる水素タンク6の重量が増加した場合であっても、好適に対応することができる。
In this embodiment, by connecting the
また、本実施形態では、スティフナ18を構成する一組の前方延在部28、28の車両前方端部29、29が、左右のリヤサイドフレーム20、20にそれぞれ連結されている。このようにすることで、例えば、車両後方から外部荷重が入力された場合、左右のリヤサイドフレーム20、20に連結された前方延在部28、28に圧縮力がそれぞれ付与される。これにより、車両後方から外部荷重が入力された場合、リヤサブフレーム10よりも車両前方に位置する部分の剛性を向上させることができる。換言すると、リヤサブフレーム10の上方には、大きな水素タンク6が配置されているため、例えば、大きな水素タンク6よりも前方に位置する小さな水素タンク4の部位における剛性を向上させることができる。
In the present embodiment, the vehicle
さらに、本実施形態では、リヤクロスメンバ16及びリヤボディクロスフレーム21よりも車両後方に延在する後方延在部30を備えている。本実施形態では、この後方延在部30が車両後方端部31及び屈曲部33をさらに備えることで、燃料電池車FCVの駐車場への入庫時に、例えば、縁石等に対して後輪よりも先に車両後方端部31又は屈曲部33を当接させることができる。この結果、本実施形態では、後方延在部30がリヤサブフレーム10のリヤバンパとして機能し、リヤサブフレーム10を縁石等から好適に保護することができる。
Further, in the present embodiment, a
さらにまた、本実施形態では、スティフナ18が、井桁構造の四隅角部48a〜48dと車両上下方向において重畳しないように配置することで、スティフナ18を、リヤサブフレーム10の下方位置でその四隅角部48a〜48dを除いた角部間の中間位置で連結することができる。これにより、本実施形態では、井桁構造を呈するリヤサブフレーム10とスティフナ18とをバランスよく連結することができ、より一層剛性を向上させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
さらにまた、本実施形態では、スティフナ18を構成する前方延在部28及び第2懸架部34の板厚が、前方延在部28と第2懸架部34の間に介装された第1懸架部32の板厚よりも大きくなっている。これにより、本実施形態では、例えば、図示しないリヤサスペンション装置を介してリヤサブフレーム10に振動が入力された場合、この振動を板厚の変化によって抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the plate thickness of the
6 水素タンク(エネルギ源貯蔵手段)
10 リヤサブフレーム(車両用サブフレーム)
12 レフトサイドメンバ
13 ライトサイドメンバ
14 フロントクロスメンバ
16 リヤクロスメンバ
18 スティフナ
20 リヤサイドフレーム(ボディフレーム)
21 リヤボディクロスフレーム(ボディフレーム)
28 前方延在部
29 車両前方端部
30 後方延在部
31 車両後方端部
33 屈曲部
48a〜48d 四隅角部
FCV 燃料電池車(車両)
6 Hydrogen tank (energy source storage means)
10 Rear subframe (vehicle subframe)
12
21 Rear body cross frame (body frame)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記車両の前後方向に延在するレフトサイドメンバ及びライトサイドメンバと、
前記車両の車幅方向に延在すると共に、前記レフトサイドメンバ及び前記ライトサイドメンバの車両前方及び車両後方をそれぞれ繋いで井桁構造を構成したフロントクロスメンバ及びリヤクロスメンバと、
を備え、
前記車両用サブフレームは、
前記井桁構造を構成する前記レフトサイドメンバ、前記ライトサイドメンバ、前記フロントクロスメンバ、及び、前記リヤクロスメンバの全部にそれぞれ連結されるスティフナを備え、
前記スティフナは、
前記フロントクロスメンバよりも車両前方に向かって延在する前方延在部を備え、
前記前方延在部の車両前方端部は、前記ボディフレームに連結されていることを特徴とする車両用サブフレーム。 A vehicle sub-frame that is configured separately from the vehicle body frame and is attached below the energy source storage means at the rear of the vehicle,
A left side member and a right side member extending in the longitudinal direction of the vehicle;
A front cross member and a rear cross member that extend in the vehicle width direction of the vehicle and that form a cross beam structure by connecting the front side and the rear side of the left side member and the right side member, respectively,
With
The vehicle subframe is:
A stiffener connected to each of the left side member, the right side member, the front cross member, and the rear cross member constituting the cross beam structure,
The stiffener is
A front extending portion extending toward the front of the vehicle from the front cross member,
The vehicle front end of the front extension portion, the sub-frame for a vehicle characterized that you have connected to the body frame.
前記スティフナは、
前記リヤクロスメンバよりも車両後方に向かって延在する後方延在部を備え、
前記後方延在部は、前記車両を底面視した場合、車両後方で車幅方向に沿って延在するリヤボディクロスフレームよりも後方に延在し、
前記後方延在部の車両後方に延びる車両後方端部は、水平方向から車両上方に向かって屈曲する屈曲部を備えることを特徴とする車両用サブフレーム。 The vehicle subframe according to claim 1 ,
The stiffener is
A rear extension portion extending rearward of the vehicle from the rear cross member;
The rear extension portion extends rearward from the rear body cross frame extending along the vehicle width direction behind the vehicle when the vehicle is viewed from the bottom.
A vehicle subframe, wherein a rearward end portion of the rearward extending portion extending rearward of the vehicle includes a bent portion that is bent from the horizontal direction toward the upper side of the vehicle.
前記スティフナは、前記井桁構造の四隅角部と車両上下方向において重畳しないことを特徴とする車両用サブフレーム。 In the vehicle subframe according to claim 1 or 2 ,
The vehicle sub-frame, wherein the stiffener does not overlap with the four corners of the cross beam structure in the vehicle vertical direction.
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