JP2010184574A - Rear part vehicle body structure of automobile - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の後部車体に着脱自在に固定されるサブフレームにバッテリおよび水素タンクを搭載する自動車の後部車体構造に関する。 The present invention relates to a rear vehicle body structure in which a battery and a hydrogen tank are mounted on a subframe that is detachably fixed to a rear vehicle body of the vehicle.
自動車の後部車体フレームを、車体前後方向に延びる左右一対の第1リヤフレームの後端に半円状の第2リヤフレームを結合して全体としてU字状に形成するとともに、左右一対の第1リヤフレームの前端間および後端間をそれぞれ車幅方向に延びるミドルクロスメンバおよびリヤクロスメンバで結合して構成したものが、下記特許文献1により公知である。 The rear body frame of the automobile is formed in a U-shape as a whole by connecting a semicircular second rear frame to the rear ends of the pair of left and right first rear frames extending in the longitudinal direction of the vehicle body. Patent Document 1 below discloses a structure in which a middle cross member and a rear cross member that extend in the vehicle width direction are connected between the front end and the rear end of the rear frame.
ところで、燃料電池自動車では、燃料となる水素を貯留する水素タンクと、水素を燃料として発電した電力を蓄電するバッテリとを搭載する必要がある。これらのバッテリおよび水素タンクを個別に車体に搭載すると作業性が良くないため、予めサブフレームにバッテリおよび水素タンクを固定しておき、このサブフレームを一括して車体に搭載することが考えられる。この場合、車体に後面衝突の衝撃が加わってもバッテリおよび水素タンクが損傷を受けないように、サブフレームの構造を考慮する必要がある。 By the way, in a fuel cell vehicle, it is necessary to mount a hydrogen tank for storing hydrogen as fuel and a battery for storing electric power generated using hydrogen as fuel. If these batteries and hydrogen tank are individually mounted on the vehicle body, the workability is not good. Therefore, it is conceivable that the battery and the hydrogen tank are fixed to the subframe in advance, and the subframe is mounted on the vehicle body collectively. In this case, it is necessary to consider the structure of the subframe so that the battery and the hydrogen tank are not damaged even if a rear impact is applied to the vehicle body.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車体後部にバッテリおよび水素タンクを搭載する場合に搭載性の向上および耐衝撃性の向上を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the mountability and the impact resistance when a battery and a hydrogen tank are mounted at the rear of the vehicle body.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、自動車の後部車体に着脱自在に固定されるリヤサブフレームにバッテリおよび水素タンクを搭載する自動車の後部車体構造であって、前記リヤサブフレームは、車体後方に向けて凸に湾曲する湾曲部の両端から車体前方に向けて左右の直線部が延出するようにパイプ部材をU字状に湾曲させて構成したU字状フレームと、前記左右の直線部の前端間を車幅方向に接続する第1クロスメンバと、前記左右の直線部の後端間を車幅方向に接続する第2クロスメンバとを備え、前記左右の直線部、前記第1クロスメンバおよび前記第2クロスメンバにより区画された前部枠体の内部に前記バッテリを支持するとともに、前記湾曲部および前記第2クロスメンバにより区画された後部枠体の内部に前記水素タンクを支持することを特徴とする自動車の後部車体構造が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a rear vehicle body structure in which a battery and a hydrogen tank are mounted on a rear subframe that is detachably fixed to a rear vehicle body of the vehicle. The rear sub-frame is formed by bending a pipe member in a U shape so that left and right straight portions extend from both ends of a curved portion that curves convexly toward the rear of the vehicle body toward the front of the vehicle body. A first cross member that connects the front ends of the left and right straight portions in the vehicle width direction, and a second cross member that connects the rear ends of the left and right straight portions in the vehicle width direction, The battery supports the battery inside the front frame defined by the left and right straight portions, the first cross member and the second cross member, and the rear portion defined by the curved portion and the second cross member. Rear vehicle body structure for an automobile, characterized in that for supporting the hydrogen tank within the body is proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記第2クロスメンバを、前記バッテリの支持および前記水素タンクの支持に共用することを特徴とする自動車の後部車体構造が提案される。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the second cross member is shared by the battery and the hydrogen tank. A body structure is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記リヤサブフレームの前端をリヤサイドフレームに接続することを特徴とする自動車の後部車体構造が提案される。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the structure of the first or second aspect, a rear vehicle body structure is proposed in which the front end of the rear subframe is connected to the rear side frame. Is done.
請求項1の構成によれば、車体後方に向けて凸に湾曲する湾曲部の両端から車体前方に向けて左右の直線部が延出するようにパイプ部材をU字状に湾曲させてU字状フレームを形成し、U字状フレームの左右の直線部の前端間および後端間をそれぞれ第1、第2クロスメンバで接続してリヤサブフレームを構成したので、湾曲していることで剛性が高いU字状フレームの湾曲部で後面衝突の荷重を受け止め、左右の直線部および第1、第2クロスメンバにより区画された前部枠体の内部に支持したバッテリと、湾曲部および第2クロスメンバにより区画された後部枠体の内部に支持した水素タンクとを効果的に保護することができる。また予めバッテリおよび水素タンクをリヤサブフレームに支持しておくことで、リヤサブフレームごとバッテリおよび水素タンクを一括して車体に搭載することが可能となって搭載性が向上するだけでなく、バッテリおよび水素タンクは周囲をU字状フレームおよび第1、第2クロスメンバで囲まれているので、衝突荷重による損傷をより確実に回避することができる。 According to the configuration of the first aspect, the pipe member is curved in a U shape so that the left and right straight portions extend from both ends of the curved portion that curves convexly toward the rear of the vehicle body toward the front of the vehicle body. Since the rear sub-frame is formed by connecting the front and rear ends of the left and right straight portions of the U-shaped frame with the first and second cross members, respectively, it is rigid because it is curved. A battery that receives a rear collision load at the curved portion of the U-shaped frame and that is supported by the left and right straight portions and the front frame defined by the first and second cross members, and the curved portion and the second portion. It is possible to effectively protect the hydrogen tank supported inside the rear frame section defined by the cross member. In addition, by supporting the battery and the hydrogen tank in the rear subframe in advance, it is possible to mount the battery and the hydrogen tank together with the rear subframe on the vehicle body. Since the hydrogen tank is surrounded by the U-shaped frame and the first and second cross members, damage caused by a collision load can be avoided more reliably.
また請求項2の構成によれば、第2クロスメンバをバッテリの支持および水素タンクの支持に共用したので、部品点数を増加およびリヤサブフレームの車体前後方向寸法の増加を回避しながら、バッテリおよび水素タンクを支持することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the second cross member is shared by the battery support and the hydrogen tank support, the number of parts and the increase in the longitudinal dimension of the rear sub-frame in the vehicle body can be avoided, and the battery and A hydrogen tank can be supported.
また請求項3の構成によれば、リヤサブフレームの前端をリヤサイドフレームに接続したので、後面衝突によりリヤサブフレームの後端に入力された衝突荷重を強度メンバであるリヤサイドフレームに伝達して効果的に吸収することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the front end of the rear subframe is connected to the rear side frame, the collision load input to the rear end of the rear subframe due to a rear collision is transmitted to the rear side frame that is a strength member. Can be absorbed.
以下、図1〜図5に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1および図2に示すように、燃料電池自動車の後部には、左右一対のリヤサイドフレーム11,11が車体前後方向に配置されており、それらの前端は車室の左右両側部を車体前後方向に延びる左右一対のサイドシル12,12の後端に接続される。左右のリヤサイドフレーム11,11の前端間が車幅方向に延びるミドルクロスメンバ13により接続され、かつ後端間が車幅方向に延びるリヤクロスメンバ14により接続される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a pair of left and right
車体後部に着脱自在に固定されるリヤサブフレーム15は、円形断面あるいは楕円形断面のパイプ材をU字状に湾曲させたU字状フレーム16を備える。U字状フレーム16は、車体後方に向かって凸に湾曲する半円状の湾曲部16aと、湾曲部16aの両端から車体前方に向かって直線状に延びる左右一対の直線部16b,16bとを一体に備える。
The
U字状フレーム16の直線部16b,16bの左右前端間は車幅方向に延びる第1クロスメンバ17により接続され、U字状フレーム16の直線部16b,16bの左右後端間、つまり湾曲部16aの左右前端間は車幅方向に延びる第2クロスメンバ18により接続され、U字状フレーム16の湾曲部16aの後部間は車幅方向に延びる第3クロスメンバ19により接続される。第1〜第3クロスメンバ17〜19は断面四角形のパイプ部材からなり、その下面を半円状に切り欠いた部分がU字状フレーム16に上方から嵌合して溶接により固定される(図4参照)。
The left and right front ends of the
その結果、リヤサブフレーム15には、車体前側に位置してU字状フレーム16の左右の直線部16b,16bおよび第1、第2クロスメンバ17,18により区画された矩形状の前部枠体20と、車体後側に位置してU字状フレーム16の湾曲部16aおよび第2クロスメンバ18により区画された半円状の後部枠体21とが形成される。
As a result, the
第1クロスメンバ17はU字状フレーム16の左右の直線部16b,16bから車幅方向外側に長めに突出しており、その突出部が左右各2本のボルト22,22で左右のリヤサイドフレーム11,11の上面に着脱自在に固定される(図1および図4参照)。またリヤクロスメンバ14の前面に当接する湾曲部16aの後端は金属板を屈曲させた取付部材23の凹部に嵌合し、その取付部材23をリヤクロスメンバ14の上面および前面にボルト24,24;25,25で締結することで固定される(図5参照)。
The
直方体状のバッテリ26は、リヤサブフレーム15の矩形状の前部枠体20の下面に吊り下げ支持される。即ち、バッテリ26の左右両側部に金属帯板で矩形状に形成した取付バンド28,28が巻き付けられており、各々の取付バンド28の前後の固定部28a,28bが第1クロスメンバ17の下面のブラケット17a(図2および図4参照)および第2クロスメンバ18の下面のブラケット18a(図2参照)にそれぞれボルト29,30で締結される。
The rectangular
また水素タンク27は、高圧に耐えるように中央の円筒部27aの両端に半球部27b,27bを結合した形状を有しており、リヤサブフレーム15の半円状の後部枠体21の下面に吊り下げ支持される。即ち、水素タンク27の左右両側部に金属帯板で円形に形成した取付バンド31,31が巻き付けられており、各々の取付バンド31の前後の固定部31a,31bが第2クロスメンバ18の下面のブラケット18b(図2および図3参照)および第3クロスメンバ19の下面のブラケット19a(図2参照)にそれぞれボルト32,33で締結される。
The
以上のように、予めバッテリ26および水素タンク27をリヤサブフレーム15に支持しておくことで、リヤサブフレーム15ごとバッテリ26および水素タンク27を一括して車体に搭載することが可能となって搭載性が向上するだけでなく、既存の電気自動車やガソリン自動車のフレームに大きな改造を施すことなく、バッテリ26および水素タンク27を搭載することが可能となる。
As described above, by supporting the
また湾曲部16aおよび一対の直線部16b,16bを有するU字状フレーム16をパイプ部材をU字状に湾曲させて構成し、そのU字状フレーム16を車幅方向に延びる第1〜第3クロスメンバ17〜19で接続してリヤサブフレーム15としたので、リヤサブフレーム15を低コストで製造することができる。しかも湾曲していることで剛性が高いU字状フレーム16の湾曲部16aで後面衝突の荷重を受け止めるので、左右の直線部16b,16bおよび第1、第2クロスメンバ17,18により区画された前部枠体20の内部に支持したバッテリ26と、湾曲部16aおよび第2、第3クロスメンバ18,19により区画された後部枠体21の内部に支持した水素タンク27とを効果的に保護することができる。特に、バッテリ26および水素タンク27は、周囲を360°に亙ってU字状フレーム16および第1〜第3クロスメンバ17〜19で囲まれているので、衝突荷重に対する損傷をより確実に回避することができる。
Further, a
更に、リヤサブフレーム15の第2クロスメンバ18をバッテリ26の取付バンド28,28の支持および水素タンク27の取付バンド31,31の支持に共用したので、部品点数を増加させることなく、またリヤサブフレーム15の車体前後方向の寸法を増加させることなく、バッテリ26および水素タンク27を支持することができる。また平面視が矩形状のバッテリ26をリヤサブフレーム15の平面視が矩形状の前部枠部20に支持し、平面視が繭形の水素タンク27をリヤサブフレーム15の平面視が半円状の後部枠体21に支持したので、リヤサブフレーム15における空間の利用効率が向上する。
Further, since the
更にまた、リヤサブフレーム15の前端をリヤサイドフレーム11,11に接続したので、後面衝突によりリヤサブフレーム15の湾曲部16aに入力された衝突荷重を、リヤサブフレーム15の左右の直線部16b,16bから強度メンバである左右のリヤサイドフレーム11,11に伝達し、更にそこから強度メンバである左右のサイドシル12,12に伝達して効果的に吸収することができる。
Furthermore, since the front end of the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態のU字状フレーム16は湾曲部16aの後端に第3クロスメンバ19を備えているが、その第3クロスメンバ19は省略することも可能である。この場合、水素タンク27を支持する取付バンド31,31を湾曲部16aに固定したブラケットに締結すれば良い。
For example, although the U-shaped
11 リヤサイドフレーム
15 リヤサブフレーム
16 U字状フレーム
16a 湾曲部
16b 直線部
17 第1クロスメンバ
18 第2クロスメンバ
20 前部枠体
21 後部枠体
26 バッテリ
27 水素タンク
11
Claims (3)
前記リヤサブフレーム(15)は、車体後方に向けて凸に湾曲する湾曲部(16a)の両端から車体前方に向かって左右の直線部(16b)が延出するようにパイプ部材をU字状に湾曲させて構成したU字状フレーム(16)と、前記左右の直線部(16b)の前端間を車幅方向に接続する第1クロスメンバ(17)と、前記左右の直線部(16b)の後端間を車幅方向に接続する第2クロスメンバ(18)とを備え、
前記左右の直線部(16b)、前記第1クロスメンバ(17)および前記第2クロスメンバ(18)により区画された前部枠体(20)の内部に前記バッテリ(26)を支持するとともに、前記湾曲部(16a)および前記第2クロスメンバ(18)により区画された後部枠体(21)の内部に前記水素タンク(27)を支持することを特徴とする自動車の後部車体構造。 A vehicle rear body structure in which a battery (26) and a hydrogen tank (27) are mounted on a rear subframe (15) removably fixed to a rear vehicle body of the vehicle,
The rear sub-frame (15) has a U-shaped pipe member with left and right straight portions (16b) extending from both ends of a curved portion (16a) that curves convexly toward the rear of the vehicle body toward the front of the vehicle body. A U-shaped frame (16) configured to be curved, a first cross member (17) connecting the front ends of the left and right straight portions (16b) in the vehicle width direction, and the left and right straight portions (16b) A second cross member (18) connecting the rear ends of the two in the vehicle width direction,
While supporting the battery (26) inside the front frame (20) defined by the left and right straight portions (16b), the first cross member (17) and the second cross member (18), A rear vehicle body structure for an automobile, wherein the hydrogen tank (27) is supported inside a rear frame (21) defined by the curved portion (16a) and the second cross member (18).
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