Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP7176485B2 - 車両フレーム構造 - Google Patents

車両フレーム構造 Download PDF

Info

Publication number
JP7176485B2
JP7176485B2 JP2019121188A JP2019121188A JP7176485B2 JP 7176485 B2 JP7176485 B2 JP 7176485B2 JP 2019121188 A JP2019121188 A JP 2019121188A JP 2019121188 A JP2019121188 A JP 2019121188A JP 7176485 B2 JP7176485 B2 JP 7176485B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
cross member
motor unit
width direction
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019121188A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021006436A (ja
Inventor
暁 長屋
吉美 戸田
洋三 池田
晋吾 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019121188A priority Critical patent/JP7176485B2/ja
Priority to CN202010588607.1A priority patent/CN112140856A/zh
Priority to US16/910,929 priority patent/US11518438B2/en
Publication of JP2021006436A publication Critical patent/JP2021006436A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7176485B2 publication Critical patent/JP7176485B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/06Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438Arrangement under the floor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/02Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members
    • B62D21/03Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members transverse members providing body support
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D31/00Superstructures for passenger vehicles
    • B62D31/02Superstructures for passenger vehicles for carrying large numbers of passengers, e.g. omnibus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

本明細書では、車両の下部に設けられる車両フレーム構造を開示する。
従来から、モータを動力源として備えた電動車両が広く知られている。かかる電動車両では、モータおよびモータの出力を減速するギヤ等をユニット化したモータユニットが、パワーユニット室に収容されている。パワーユニット室は、通常、車両の前下部または後下部に設定されることが多い。車室を広く確保するために、このパワーユニット室のデッドスペースを極力無くし、パワーユニット室を小型化することが求められている。
ここで、パワーユニット室に、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、この一対のサイドメンバを連結するクロスメンバと、を設け、クロスメンバをモータユニットの下側に配置する技術が従来から知られている。
例えば、特許文献1には、車両前後方向に並んで配置された二本のクロスメンバでモータユニットを支持する構造が開示されている。この特許文献1では、後側のクロスメンバの左右両端を上方に湾曲させており、これにより、後側のクロスメンバの車幅方向中間部分をサイドメンバおよびモータユニットよりも下側に位置させている。かかる構成とすることで、後側のクロスメンバの中間部分の上側空間を広く確保することができ、当該中間部分の上側に配置されるモータユニットの設置高さを低く抑えることができる。
特開2011-116250号公報
しかしながら、特許文献1では、クロスメンバのうち、サイドメンバより下側において車幅方向に延びる部分(以下「中間部分」という)と、この中間部分をサイドメンバに連結する部分(以下「連結部分」という)と、が連続した一つの部材で形成されている。この場合、中間部分から連結部分へ遷移する箇所に比較的大きな湾曲部分を設ける必要があった。この湾曲部分の上側および下側は、部品の配置が困難であり、デッドスペースとなりやすかった。つまり、特許文献1のように、クロスメンバの中間部分と連結部分を、連続する一つの部材で構成する場合、パワーユニット室のデッドスペースを十分に低減できなかった。
そこで、本明細書では、パワーユニット室におけるデッドスペースをより低減できる車両フレーム構造を開示する。
本明細書で開示する車両フレーム構造は、車両の下部において、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、前記一対のサイドメンバを連結する第一クロスメンバと、を備え、前記第一クロスメンバは、前記サイドメンバよりも下側位置において車幅方向に延びるとともに、モータユニットの下側に位置する中間部材と、前記中間部材の車幅方向両端に接続される一対の連結部材であって、それぞれが前記サイドメンバから前記中間部材の車幅方向端部に向かうように下方または斜め下方向に延びる一対の連結部材と、を含み、さらに、前記第一クロスメンバよりも車両前後方向外側において、前記一対のサイドメンバを連結する第二クロスメンバを備え、前記第二クロスメンバの車幅方向中間部分は、前記モータユニットと車両前後方向に対向し、さらに、前記モータユニットの下部から車両前後方向外側に延びて、前記第二クロスメンバの底面に締結されるトルクロッドを備え、さらに、前記モータユニットの下部から車両前後方向外側に延びて、前記第二クロスメンバの底面に締結されるトルクロッドを備える、ことを特徴とする。
第一クロスメンバを、中間部材と、中間部材の車幅方向両端に接続される一対の連結部材と、を含む構成とすることで、第一クロスメンバの車幅方向両端に大きな湾曲部分を設けなくてもよい。そして、湾曲部分がないことで、パワーユニット室におけるデッドスペースを低減できる。また、かかる構成とすることで、車両衝突時に、モータユニットより先に、第二クロスメンバに衝突荷重が入力されるため、モータユニットに入力される衝突荷重を低減でき、モータユニットをより確実に保護できる。また、トルクロッドを設けることで、モータユニットの揺動を低減できる。また、トルクロッドを第二クロスメンバの底面に締結することで、車両の下側からアクセスして、当該トルクロッドも容易に車両から取り外すことができる。
この場合、前記連結部材は、前記中間部材の車幅方向端部に締結部材により着脱可能に締結されていてもよい。
かかる構成とすることで、車両の下側からアクセスして、中間部材を連結部材から取り外すことで、モータユニットを容易に車両から取り外すことができる。そして、これによりモータユニットのメンテナンス性を向上できる。
また、前記中間部材は、車幅方向にまっすぐに延びる直線状であってもよい。
このように、中間部材の形状を単純化することで、デッドスペースが生じにくくなるとともに、中間部材の製造コストを低減できる。
本明細書で開示する車両フレーム構造によれば、パワーユニット室におけるデッドスペースをより低減できる。
車両を外側から見た斜視図である。 車両中央から車両前方を見た車室内の斜視図である。 車両前部から車両後方を見た車室内の斜視図である。 車両のメインフレームの側方から見た斜視図である。 車両のメインフレームの後方から見た斜視図である。 パワーユニット室を側方から見た概略図である。 第一クロスメンバの斜視図である。 第一クロスメンバの分解斜視図である。 第一クロスメンバの車幅方向端部周辺の正面図である。 比較例のクロスメンバの車幅方向端部周辺の正面図である。
以下、図面を参照して車両10の構成について説明する。なお、以下で参照する各図面において、「Fr」、「Up」、「L」は、それぞれ、車両前方、車両上方、車幅方向左側を示している。
はじめに、図1~図5を参照して、車両10の全体構成について簡単に説明する。図1は、車両10を外側から見た斜視図である。また、図2は、車両中央から車両前方を見た車室内の斜視図であり、図3は、車両前部から車両後方を見た車室内の斜視図である。さらに、図4、図5は、車両10のメインフレーム12の斜視図である。
この車両10は、特定の敷地内において、規定のルートに沿って自動運転で走行しながら、乗客を輸送するバスとして利用される。ただし、本明細書で開示する車両10の利用形態は、適宜、変更可能であり、例えば、当該車両10を、移動可能なビジネススペースとして利用してもよい。例えば、車両10は、各種商品を陳列販売する小売店や、飲食物を調理提供する飲食店などの店舗として用いられてもよい。また、別の形態として、車両10は、事務作業や顧客との打ち合わせ等を行うためのオフィスとして用いられてもよい。また、車両10は、顧客や荷物を輸送するタクシーやバス、運送用車両として用いられてもよい。また、車両10の利用シーンは、ビジネスに限らず、例えば、車両10は、個人の移動手段として用いられてもよい。また、車両10の走行パターンや走行速度も、適宜変更されてもよい。
この車両10は、原動機として走行用モータを有した電気自動車であり、車両10の床下には、この走行用モータに電力を供給するためのメインバッテリ(図示せず)が搭載されている。車両10は、図1に示すとおり、ボンネットおよびトランクを有しておらず、前端面および後端面が略鉛直に立ち上がる略直方形の外形を有している。この車両10の前端近傍には、一対の前輪18が、後端近傍には、一対の後輪20が、それぞれ設けられている。車両10の側面には、大きな窓13が設けられている。また、車両10の左側面中央には、車両の前後方向にスライドして開閉する両開きスライドタイプのドア22が設けられている。
車両10の前端面には、ウィンドシールドとして機能する窓13と、当該窓13の下側に配されたランプ配置部14と、が設けられている。ランプ配置部14には、自動車の存在および挙動を光によって車外者に知らせるための信号用ランプ15が配置されている。このランプ配置部14の下端には、車両内に外気を導くためのグリル24が設けられている。車両10の後端面は、車両の前端面とほぼ同じ構成となっており、窓13とランプ配置部14が上下に並ぶとともに、ランプ配置部14の下端にグリル24が配置されている。したがって、本例の車両10は、ほぼ前後対称の外観を有している。
図2に示すように、車両10の車室前部には、オペレーターからの指示を受け付ける操作パネル26が設けられている。また、フロアパネル76の前端近傍は、上方に盛り上がっており、乗員が車両後方に向かって座ることができる座席28を構成する。同様に、図3に示すように、フロアパネル76の後端近傍は、乗員が車両前方に向かって座ることができる座席28を構成するように、盛り上がっている。車室のうちドア22の周辺には、シート等の大型の内装品は、固定設置されておらず、広めの空間が確保されている。
本例の車両10は、梯状のメインフレーム12の上に、箱形のボディ16が組み付けられるボディ・オン・フレーム構造となっている。メインフレーム12は、図4、図5に示す通り、一対の前輪18の間に位置するフロントパートPfと、一対の後輪20の間に位置するリアパートPrと、フロントパートPfおよびリアパートPrの間に位置するセンターパートPcと、に大別される。フロントパートPfには、車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ30と、当該一対のフロントサイドメンバ30を連結する三つのフロントクロスメンバ42a,42b,42cと、が設けられている。フロントクロスメンバ42cは、二つのフロントサイドメンバ30の後端同士を連結する。フロントサイドメンバ30の上面からは、エアサスペンション(図示せず)を取り付けるためのサスペンションタワー36が立脚している。
リアパートPrも、フロントパートPfと同様に、車両前後方向に延びる一対のリアサイドメンバ34と、当該一対のリアサイドメンバ34を連結するリアクロスメンバ44a,44b,44cと、が設けられている。リアクロスメンバ44aは、二つのリアサイドメンバ34の前端同士を連結する。リアサイドメンバ34の上面からは、エアサスペンション(図示せず)を取り付けるためのサスペンションタワー36が立脚している。
センターパートPcには、車両前後方向に延びる一対のセンターサイドメンバ32と、当該一対のセンターサイドメンバ32を連結する複数のセンタークロスメンバ46a,46b,46c,46d,46eと、が設けられている。センタークロスメンバ46aは、一対のセンターサイドメンバ32の前端同士を連結しており、センタークロスメンバ46eは、一対のセンターサイドメンバ32の後端同士を連結している。また、センタークロスメンバ46bは、センタークロスメンバ46aの後方に隣接して設けられており、センタークロスメンバ46dは、センタークロスメンバ46eの前方に隣接して設けられている。換言すれば、センターパートPcの前端および後端には、車幅方向に延びる二本のセンタークロスメンバ46が前後方向に積層して配置されている。これにより、センターパートPcの歪みがより効果的に防止される。
ここで、図4、図5から明らかな通り、センターパートPcは、フロントパートPfおよびリアパートPrよりも下方に位置している。そのため、センターパートPcとフロントパートPfの境界には、上下に延びてフロントクロスメンバ42cとセンタークロスメンバ46aを接続するキック部材41が設けられている。同様に、センターパートPcとリアパートPrとの境界にも、上下に延びてセンタークロスメンバ46eとリアクロスメンバ44aを接続するキック部材41が設けられている。
センタークロスメンバ46cを除くクロスメンバおよびサイドメンバは、断面矩形の角パイプ状部材である。また、図4、図5では、全てのサイドメンバおよびクロスメンバを単純化して図示しているが、これらは、いずれも、図4におけるA部詳細に示すように、その側面または上下面に貫通孔51(図示例では三角形の孔)が形成されている。かかる貫通孔51を形成することで、メインフレーム12の重量を大幅に低減できる。また、貫通孔51を形成することで、一部の配線や配管を、当該貫通孔51を介して角パイプ状のサイドメンバまたはクロスメンバの内部に通すことができる。
以上のようなメインフレーム12に、原動機、動力伝達装置、ブレーキ装置、走行装置、懸架装置、かじ取り装置、電気装置等が組み付けられ、シャシを構成する。ここで、上述した通り、フロアパネル76の前部(フロントパートPfに対応する部分)および後部(リアパートPrに対応する部分)は、上方に盛り上がっている。上述した原動機および各種装置の大部分は、このフロアパネル76の盛り上がり部分の下側空間に配置される。特に、フロアパネル76の後部の盛り上がり部分の下側(車両10の後下角部であり、一対の後輪20の間部分)の空間には、走行用モータを含むモータユニット50が収容される。そこで、以下では、このフロアパネル76の後部盛り上がり部分の下側空間を「パワーユニット室48」と呼ぶ。
箱型のボディ16は、このメインフレーム12の上に組み付けられる。各サイドメンバ30,32,34の外側面には、このボディ16を載置固定するための、キャブマウントブラケット39が、複数、突出形成されている。図1に示すように、ボディ16は、例えば、車両上下方向に延びるピラー38や、車両10の側面および天面の境界において前後方向に延びるレール40等を有している。
次に、モータユニット50の配置について図6を参照して説明する。図6は、パワーユニット室48を側方から見た概略図である。モータユニット50は、走行用モータに加え、当該走行用モータの出力を伝達するギヤ群等をユニット化してケース内に収容した部品である。このモータユニット50は、上述した通り、車両10の後部床下にあるパワーユニット室48に収容される。
パワーユニット室48には、車両前後方向に延びる一対のリアサイドメンバ34と、車幅方向に延びて一対のリアサイドメンバ34を連結する三つのリアクロスメンバ44a,44b,44cと、が存在している。以下では、三つのリアクロスメンバ44a,44b,44cのうち、真ん中のリアクロスメンバ44を「第一クロスメンバ44b」と呼ぶ。また、第一クロスメンバ44bよりも車両後方(すなわち車両前後方向外側)に位置するリアクロスメンバ44を「第二クロスメンバ44c」と呼ぶ。
モータユニット50は、図6に示すように、第一クロスメンバ44bの上側において、リアサイドメンバ34に取り付けられたモータマウント52により、吊り下げ保持されている。なお、モータマウント52の形状や取り付け位置等は、適宜変更可能である。
モータユニット50の底部からは、車両10後方に向かってトルクロッド54が延びている。このトルクロッド54は、第二クロスメンバ44cの底面に締結される。そして、トルクロッド54が第二クロスメンバ44cに固定されることで、モータユニット50の垂直軸周りの揺動が効果的に防止される。
ここで、上述した通り、モータユニット50は、第一クロスメンバ44bの上に配置される。この第一クロスメンバ44bの配置高さが高いと、その分、モータユニット50の上面高さも高くなり、パワーユニット室48の上面であるフロアパネル76の配置高さも高くなる。そして、結果として車室内空間が狭くなるおそれがあった。本例では、モータユニット50の配置を低く抑えるために、第一クロスメンバ44bの両端部分をリアサイドメンバ34から下方に延ばし、第一クロスメンバ44bの中間部分をリアサイドメンバ34よりも下側に位置させている。別の言い方をすれば、本例では、モータユニット50が載置される第一クロスメンバ44bを、正面視で、上方に向かって開口した略コの字状としている。かかる構成とすることで、モータユニット50の配置高さを低く抑えることができ、ひいては、車室空間を広く確保できる。
より具体的に第一クロスメンバ44bの構成について説明する。図7は、この第一クロスメンバ44bの斜視図であり、図8は、第一クロスメンバ44bの分解斜視図である。第一クロスメンバ44bは、中間部材56と、一対の連結部材58と、に大別される。中間部材56は、リアサイドメンバ34よりも下側位置において車幅方向に延びる骨格部材である。この中間部材56は、図7、図8に示すように、断面略矩形の角パイプ状である。また、中間部材56は、その上面高さがほぼ一定であり、上面視で車幅方向にまっすぐ延びる略直線形状である。モータユニット50は、この中間部材56の上側において、モータマウント52により吊り下げ保持されている。なお、モータユニット50は、吊り下げ保持されるのではなく、中間部材56の上に載置され、固定されるのでもよい。この場合、中間部材56の車両前後方向寸法は、一定である必要はなく、モータユニット50の載置部分のみ、局所的に、前後方向寸法を大きくしてもよい。また、別の形態として、中間部材56のうち、モータユニット50の載置部分付近に、モータユニット50を載置する板材を追加してもよい。
連結部材58は、中間部材56の車幅方向両端に接続される部材である。各連結部材58は、リアサイドメンバ34から中間部材56に向かって下方または斜め下方に延びている。この連結部材58は、中間部材56とは、全く別個の部品であり、中間部材56は、締結や溶接等の接続手段で連結部材58に接続される。本例では、モータユニット50のメンテナンス性を高めるために、中間部材56は、連結部材58にボルト締結されており、中間部材56および連結部材58は、いずれも損傷させることなく、分離できるようになっている。なお、中間部材56は、ボルトに替えて、他の締結部材、例えば、ピンやネジ等で連結部材58に着脱自在に締結されてもよい。
連結部材58は、さらに、根元部64と、メインプレート62と、一対の連結プレート60と、を含む。この根元部64、メインプレート62、および、連結プレート60は、互いに溶接で接合されている。メインプレート62は、中間部材56の長軸方向に対して略直交する姿勢で配置される平板状部材である。このメインプレート62の下端には、略矩形の切り欠き62aが形成されている。この切り欠き62aの外形は、中間部材56の外形とほぼ同じであり、組み付け時、中間部材56は、この切り欠き62a内に差し込まれる。根元部64は、その一端がメインプレート62に、他端がリアサイドメンバ34に溶接される部品である。
メインプレート62の切り欠き62aの両サイドには、メインプレート62の表面に対して直交方向に立脚する一対の連結プレート60が溶接されている。切り欠き62a内に中間部材56を差し込んだ際、この連結プレート60は、中間部材56の前壁56fまたは後壁56rと前後に重なる。また、連結プレート60には、上下方向に並ぶ二つのプレート側孔68が形成されている。同様に、中間部材56の前壁56fおよび後壁56rのうち、プレート側孔68と重なり合う位置には、メンバ側孔70が形成されている。さらに、中間部材56の内周面のうちメンバ側孔70に対応する箇所には、締結ボルト66と螺合するナット(図示せず)が配置されている。そして、切り欠き62a内に中間部材56を差し込んだ状態で、締結ボルト66を、プレート側孔68およびメンバ側孔70に通してナットに螺合することで、中間部材56が連結部材58に連結される。
ここで、これまでの説明から明らかな通り、中間部材56は、連結部材58にボルト締結されており、リアサイドメンバ34に固着された連結部材58に対して着脱自在となっている。かかる構成とすることで、モータユニット50のメンテナンス性を向上できる。すなわち、モータユニット50をメンテナンスする際には、モータユニット50をモータマウント52から取り外す必要があるが、この場合、パワーユニット室48を横断する第一クロスメンバ44bが、モータユニット50の取り外しの邪魔になることが想定される。本例によれば、モータユニット50を車外に取り出したい場合には、当該モータユニット50の下側に位置する中間部材56を、連結部材58から分離して(締結ボルト66を外して)、中間部材56を車両10から取り外す。その後、モータユニット50とモータマウント52との連結を解除し、モータユニット50を車両の下側から取り出す。このとき、モータユニット50の下側の中間部材56を取り外しておけば、モータマウント52との連結解除、および、モータユニット50の下側からの取り出しを、容易に行なうことができる。そして、これにより、モータユニット50のメンテナンス性が向上する。
また、これまでの説明で明らかな通り、本例では、第一クロスメンバ44bを、車幅方向に延びる中間部材56と、中間部材56と別部品である連結部材58と、で構成している。かかる構成とすることで、パワーユニット室48におけるデッドスペースを低減できる。これについて図9、図10を参照して説明する。図9は、本例の第一クロスメンバ44bの車幅方向端部周辺の正面図である。また、図10は、比較例のクロスメンバ100の車幅方向端部周辺の正面図である。
これまで説明した通り、本例では、モータユニット50の配置高さを低く抑えるために、当該モータユニット50が載置される第一クロスメンバ44bを、中間部分が両端部分より低くなるような略コ字状としている。同様の形状を得るために、図10に示すように、クロスメンバ100の車幅方向両端を、外側に向かうにつれ上方に向かうように湾曲させることも考えられる。この場合、クロスメンバ100の中間部分100aと、当該中間部分100aをリアサイドメンバ34に連結する連結部分100bとは、連続した一つの部材で形成されている。かかる構成でも、中間部分100aをリアサイドメンバ34より下側に位置させることができ、ひいては、モータユニット50の配置高さを低く抑えることができる。
しかし、図10に示す構成では、中間部分100aから連結部分100bへ遷移する箇所に比較的大きな湾曲部分100cを設ける必要があった。この湾曲部分100cの上側および下側は、部品の配置が困難であり、デッドスペースとなりやすかった。すなわち、湾曲部分100cの上に部品を載置しようとしても、載置面が湾曲しているため、部品を安定的に載置できない。また、湾曲部分100cの下側に部品を吊り下げ保持することも考えられるが、湾曲部分100cの下側空間102は、図10に示すように、略三角形の空間となるため、無駄なく配置できる部品の形状が限られていた。つまり、図10に示すように、中間部分100aと連結部分100bが、連続した一つの部材で形成した場合、リアサイドメンバ34から中間部分100aに至る遷移領域Dが大きくなりがちであり、デッドスペースが発生しやすかった。
一方、本例では、繰り返し述べるように、車幅方向に延びる中間部材56と、当該中間部材56をリアサイドメンバ34に連結する連結部材58と、が別部品で構成されている。その結果、第一クロスメンバ44bに大きな湾曲部を設ける必要がなく、連結部材58と中間部材56を、比較的急峻な角度(例えば略90度)で接続することができる。そして、かかる構成とすることで、リアサイドメンバ34から中間部材56に至る遷移領域Dが、図10の比較例と比べて、大幅に小さくできる。これにより、パワーユニット室48内でのデッドスペースを低減でき、パワーユニット室48のスペース効率を向上できる。別の言い方をすれば、支持するモータユニット50のサイズが同じであっても、本例の技術によれば、図10の比較例の技術に比べて、クロスメンバのサイズを小さくできる。結果として、本例の技術によれば、パワーユニット室48の小型化、ひいては、車両10の小型化が可能となる。
ところで、第一クロスメンバ44bの後方(車両前後方向外側)には、第二クロスメンバ44cが配置されている。この第二クロスメンバ44cは、その中間部分が両端部分より低くなるように、その両端部分が湾曲している(図5参照)。ただし、第二クロスメンバ44cの中間部分の配置高さは、リアサイドメンバ34よりも低いものの、第一クロスメンバ44bの中間部材56より高くなっている。その結果、図6に示すように、第二クロスメンバ44cの中間部分は、モータユニット50と前後方向に対向する。かかる配置とすることで、後方衝突時においてモータユニット50を、より確実に保護できる。
すなわち、車両の後方に障害物(例えば後方を走る他の車両)が衝突した場合、衝突荷重は、モータユニット50より先に第二クロスメンバ44cに入力される。そして、衝突荷重の一部または全部が、第二クロスメンバ44cや当該第二クロスメンバ44cに接続されたリアサイドメンバ34に分散して伝達されるとともに、これら部材の変形や屈曲で吸収される。その結果、モータユニット50に入力される衝突荷重を大幅に低減でき、モータユニット50の損傷を効果的に防止できる。
また、本例では、第二クロスメンバ44cの底面が、トルクロッド54とほぼ同じ高さになるようにしており、第二クロスメンバ44cの底面にトルクロッド54を締結している。トルクロッド54を第二クロスメンバ44cに締結することで、上述した通り、モータユニット50の垂直軸周りの揺動を低減できる。また、通常、モータユニット50を車両10から取り外す際には、車両10の下側からアクセスすることになる。このモータユニット50から延びるトルクロッド54を、第二クロスメンバ44cの底面に締結することで、当該トルクロッド54およびモータユニット50を車両10下側から容易に取り外すことができる。結果として、モータユニット50のメンテナンス性を向上できる。
なお、これまで説明した構成は、一例であり、第一クロスメンバが、サイドメンバよりも下側位置において車幅方向に延びる中間部材56と、サイドメンバから中間部材56の車幅方向端部に向かうように下方または斜め下方向に延びる一対の連結部材58と、を備えるのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、本例では、連結部材58を互いに溶接された複数の部品(メインプレート62、連結プレート60、および根元部64)で構成しているが、連結部材58は、単一部品でもよいし、より複数の部品を組み合わせて構成されてもよい。また、中間部材56は、モータユニット50の下側に位置するのであれば、その構成は、適宜変更されてもよい。例えば、中間部材56は、上下または前後または左右に分割された複数の部品を組み合わせて構成されてもよい。また、中間部材56と連結部材58は、別部品であれば、必ずしも、着脱自在である必要はない。すなわち、中間部材56と連結部材58が分離不能に接続、例えば、溶接で接合されていてもよい。
また、これまでの説明では、車両10の後下部にパワーユニット室48を設けているが、パワーユニット室48は、車両10の下部であれば、他の箇所、例えば、車両10の前下部等に設けられてもよい。車両10の前下部にパワーユニット室48に設けた場合、モータユニット50の下側に位置する第一クロスメンバの前方に、当該モータユニット50と車両前後方向に対向する第二クロスメンバを設けてもよい。さらに、本例では、低速自動運転される略箱形の車両を例に挙げて説明したが、本例に開示の車両フレーム構造は、他の形態の車両に搭載されてもよい。
10 車両、12 メインフレーム、13 窓、14 ランプ配置部、15 信号用ランプ、16 ボディ、18 前輪、20 後輪、22 ドア、24 グリル、26 操作パネル、28 座席、30 フロントサイドメンバ、32 センターサイドメンバ、34 リアサイドメンバ、36 サスペンションタワー、38 ピラー、40 レール、41 キック部材、42a,42b,42c フロントクロスメンバ、44a リアクロスメンバ、44b 第一クロスメンバ、44c 第二クロスメンバ、46a,46b,46c,46d,46e センタークロスメンバ、48 パワーユニット室、50 モータユニット、51 貫通孔、52 モータマウント、54 トルクロッド、56 中間部材、58 連結部材、60 連結プレート、62 メインプレート、62a 切り欠き、64 根元部、66 締結ボルト、68 プレート側孔、70 メンバ側孔、76 フロアパネル、100 クロスメンバ、100a 中間部分、100b 連結部分、100c 湾曲部分、D 遷移領域、Pc センターパート、Pf フロントパート、Pr リアパート。

Claims (3)

  1. 車両の下部において、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、
    前記一対のサイドメンバを連結する第一クロスメンバと、
    を備え、前記第一クロスメンバは、
    前記サイドメンバよりも下側位置において車幅方向に延びるとともに、モータユニットの下側に位置する中間部材と、
    前記中間部材の車幅方向両端に接続される一対の連結部材であって、それぞれが前記サイドメンバから前記中間部材の車幅方向端部に向かうように下方または斜め下方向に延びる一対の連結部材と、
    を含み、さらに、
    前記第一クロスメンバよりも車両前後方向外側において、前記一対のサイドメンバを連結する第二クロスメンバを備え、
    前記第二クロスメンバの車幅方向中間部分は、前記モータユニットと車両前後方向に対向し、
    さらに、前記モータユニットの下部から車両前後方向外側に延びて、前記第二クロスメンバの底面に締結されるトルクロッドを備える、
    ことを特徴とする車両フレーム構造。
  2. 請求項1に記載の車両フレーム構造であって、
    前記連結部材は、前記中間部材の車幅方向端部に締結部材により着脱可能に締結されている、ことを特徴とする車両フレーム構造。
  3. 請求項1または2に記載の車両フレーム構造であって、
    前記中間部材は、車幅方向にまっすぐに延びる直線状である、ことを特徴とする車両フレーム構造。
JP2019121188A 2019-06-28 2019-06-28 車両フレーム構造 Active JP7176485B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019121188A JP7176485B2 (ja) 2019-06-28 2019-06-28 車両フレーム構造
CN202010588607.1A CN112140856A (zh) 2019-06-28 2020-06-24 车辆框架结构
US16/910,929 US11518438B2 (en) 2019-06-28 2020-06-24 Vehicle frame structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019121188A JP7176485B2 (ja) 2019-06-28 2019-06-28 車両フレーム構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021006436A JP2021006436A (ja) 2021-01-21
JP7176485B2 true JP7176485B2 (ja) 2022-11-22

Family

ID=73888598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019121188A Active JP7176485B2 (ja) 2019-06-28 2019-06-28 車両フレーム構造

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11518438B2 (ja)
JP (1) JP7176485B2 (ja)
CN (1) CN112140856A (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7172884B2 (ja) * 2019-06-28 2022-11-16 トヨタ自動車株式会社 車両のフレーム
JP2022142166A (ja) * 2021-03-16 2022-09-30 いすゞ自動車株式会社 フレーム構造
US11807302B2 (en) 2021-04-28 2023-11-07 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus for scalable vehicle platforms
US11938802B2 (en) 2021-04-28 2024-03-26 Ford Global Technologies, Llc Electric motorized wheel assemblies
US11858571B2 (en) 2021-04-28 2024-01-02 Ford Global Technologies, Llc Vehicle chassis with interchangeable performance packages and related methods
US11518206B2 (en) 2021-04-28 2022-12-06 Ford Global Technologies, Llc Configurable vehicle frames and associated methods
US11866095B2 (en) 2021-04-28 2024-01-09 Ford Global Technologies, Llc Multi-position wheel assembly mounts
US11702162B2 (en) * 2021-04-28 2023-07-18 Ford Global Technologies, Llc Configurable vehicle chassis and associated methods
US11970229B1 (en) * 2021-04-30 2024-04-30 Alpha Motor Corporation Vehicle chassis
USD1042226S1 (en) 2022-05-16 2024-09-17 Alpha Motor Corporation Electric vehicle
KR102461650B1 (ko) * 2021-09-17 2022-11-04 드라이브텍 주식회사 전기차 플랫폼 및 전기차 플랫폼을 포함하는 모듈식 차량 구조

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004314803A (ja) 2003-04-16 2004-11-11 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の駆動モータの取付構造
JP2014015166A (ja) 2012-07-11 2014-01-30 Hino Motors Ltd 低床車両のフレーム構造
WO2014069046A1 (ja) 2012-10-31 2014-05-08 本田技研工業株式会社 電動車両

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5338642B2 (ja) 2009-12-03 2013-11-13 三菱自動車工業株式会社 電動機の取付構造
JP5648421B2 (ja) * 2010-10-26 2015-01-07 マツダ株式会社 電動車両のバッテリ搭載構造
JP5811769B2 (ja) * 2011-10-27 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 車両前部構造
JP5949042B2 (ja) * 2012-03-28 2016-07-06 マツダ株式会社 フロントサブフレーム構造
CN204210586U (zh) * 2014-11-13 2015-03-18 南京嘉远特种电动车制造有限公司 一种微型四轮电动车骨架
JP6383811B2 (ja) * 2015-01-20 2018-08-29 本田技研工業株式会社 車体前部構造
JP6547782B2 (ja) * 2017-02-20 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
JP6557290B2 (ja) * 2017-06-27 2019-08-07 本田技研工業株式会社 車体前部構造
CN109204560B (zh) * 2017-06-30 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其车身结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004314803A (ja) 2003-04-16 2004-11-11 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の駆動モータの取付構造
JP2014015166A (ja) 2012-07-11 2014-01-30 Hino Motors Ltd 低床車両のフレーム構造
WO2014069046A1 (ja) 2012-10-31 2014-05-08 本田技研工業株式会社 電動車両

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021006436A (ja) 2021-01-21
US11518438B2 (en) 2022-12-06
US20200406975A1 (en) 2020-12-31
CN112140856A (zh) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7176485B2 (ja) 車両フレーム構造
JP6816664B2 (ja) 車体前部構造
JP6421766B2 (ja) フレーム車の骨格構造
JP7172883B2 (ja) 車両下部構造
CN109562715B (zh) 具有可移除面板组件的车辆
US8813888B2 (en) Vehicle body rear structure
JP7172882B2 (ja) 車両下部構造
JP2014061809A (ja) 車両後部構造
JP3531491B2 (ja) 自動車の車体前部構造
JP2017154514A (ja) 自動車の車体構造
JP2001097048A (ja) 電気自動車の車体構造
JP6183203B2 (ja) 車体構造
JP2021075089A (ja) 車両下部構造
JP2009248805A (ja) 自動車の前部車体構造
US8424913B1 (en) Chassis frame of a vehicle
JP5488506B2 (ja) 車両の下部車体構造
JP6516232B1 (ja) 電気自動車用の車台、及び、電気自動車
JP6617764B2 (ja) 車両のボデーマウントブラケット
WO2021060317A1 (ja) 車両のキャブ構造
JP5228564B2 (ja) 車体前部構造
JP2018161934A (ja) 車体のフロア構造
JP6560027B2 (ja) トラクタ
JP4123024B2 (ja) 車体下部構造
JP7209227B2 (ja) 車両のボディ骨格構造
JP2004203296A (ja) バス用燃料タンクの支持構造

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221011

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221024

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7176485

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151