JP2017043205A

JP2017043205A - パワーユニット取付構造

Info

Publication number: JP2017043205A
Application number: JP2015166998A
Authority: JP
Inventors: 一真佐々木; Kazuma Sasaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: US20170057550A1; JP6518168B2; US10071772B2

Abstract

【課題】簡易な構造でパワーユニットを脱落させ、製造工程の簡略化やコストダウンを図ることができるパワーユニット取付構造を実現する。
【解決手段】パワーユニット取付構造は、パワーユニット１００と、前記パワーユニット１００の車高方向下方に配置されたサブフレーム２００と、前記サブフレーム２００上に前記パワーユニット１００を取り付けるための少なくとも１つの取付ブラケット２２０を有する車体において、前記パワーユニット１００は、その本体部から前記取付ブラケット２２０に向けて延びるアーム２１０を有し、前記アーム２１０の先端部は、車幅方向に延びる軸部材２１３により前記取付ブラケット２２０の一対の軸支持部２２１に軸支され、前記取付ブラケット２２０の軸支持部２２１は、前記パワーユニット１００のアーム２１０が前方に変位するような衝撃が加わった場合に破断する脆弱部２２２、２２３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池車等におけるパワーユニット取付構造に関する。

燃料電池車等において、前突時にパワーユニットの前部を支持する取付ブラケットを破断させて圧潰ゾーンを確保し、車体フレームの軸圧潰或いは変形により衝撃エネルギーを効率よく吸収できる構造がある（特許文献１）。

特開２００７−２６１５２９号公報

上記特許文献１では、前突時に取付ブラケットを破断させるための構造が複雑となり、コストの増加を招いていた。また、前突時の挙動によっては取付ブラケットが破断せず、車体フレームの変形が阻害され、衝撃エネルギーの吸収量が不足するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、簡易な構造でパワーユニットを脱落させることができるため、製造工程の簡略化やコストダウンを図ることができるパワーユニット取付構造を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパワーユニット取付構造は、パワーユニットと、前記パワーユニットの車高方向下方に配置されたサブフレームと、前記サブフレーム上に前記パワーユニットを取り付けるための少なくとも１つの取付ブラケットを有する車体において、前記パワーユニットは、その本体部から前記取付ブラケットに向けて延びるアームを有し、前記アームの先端部は、車幅方向に延びる軸部材により前記取付ブラケットの一対の軸支持部に軸支され、前記取付ブラケットの軸支持部は、前記パワーユニットのアームが前方に変位するような衝撃が加わった場合に破断する脆弱部を有する。

本発明によれば、簡易な構造でパワーユニットを脱落させることができるため、製造工程の簡略化やコストダウンを図ることができるパワーユニット取付構造を実現することができる。

本実施形態のパワーユニット取付構造を示す斜視図。本実施形態の取付ブラケットの斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）。本実施形態の取付ブラケットのパワーユニットが支持された状態の側面図（ａ）及び支持されていない状態の側面図（ｂ）。本実施形態の取付アームの側面図（ａ）及びｉ−ｉ断面図（ｂ）。本実施形態のパワーユニット取付構造の側面図（ａ）及び後方取付ブラケットの斜視図（ｂ）。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態では、燃料電池車の車体前部を構成するサブフレームにパワーユニットを取り付ける構造について説明する。

図１は、本実施形態のパワーユニット取付構造を示す斜視図である。図２は、本実施形態の取付ブラケットの斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。図３は、本実施形態の取付ブラケットのパワーユニットが支持された状態の側面図（ａ）及び支持されていない状態の側面図（ｂ）である。図４は、本実施形態の取付アームの側面図（ａ）、（ａ）のｘ−ｘ断面図（ｂ）である。図５は、本実施形態のパワーユニット取付構造の側面図（ａ）及び後方取付ブラケットの斜視図（ｂ）である。

本実施形態として例示する燃料電池車のパワーユニット１００は、例えば、内燃機関であるエンジン、電動機であるモータ又はそれらの組み合せからなる。

図１に示すように、パワーユニット１００は、サブフレーム２００がパワーユニット１００の車高方向（Ｚ方向）に対して下方に配置されるように、サブフレーム２００の車体前後方向（Ｘ方向）に設けられた取付ブラケット２２０、２３０に取り付けられる。

取付ブラケット２２０、２３０は、パワーユニット１００の前部を支持する前方取付ブラケット２２０とパワーユニット１００の後部を支持する後方取付ブラケット２３０とを有する。

サブフレーム２００は、図示しない車体前側部の骨格を構成するフロントサイドフレームの車高方向下方に延びており、フロントサイドフレームが下方に曲がる部分に接続された第１のサブフレーム２０１と、第１のサブフレーム２０１の車幅方向（Ｙ方向）両側から車体前後方向前方に延びる一対の第２のサブフレーム２０２と、これら一対の第２のサブフレーム２０２に車幅方向に架け渡されたビーム状の第３のサブフレーム２０３とを有する。

第２のサブフレーム２０２は、前突等により車体前方から衝撃が加わった場合に上方に折れ曲がるように構成された曲折部２０２ａを有する。曲折部２０２ａは、その部位に凹部や切り欠き部、段差部を形成したり、断面積を小さくする、或いは板厚を減少させるなどの手段によりサブフレーム２００の他の部位よりも曲げ剛性が低くなるように構成されている。前突等により車体前方から衝撃が加わった場合には、第２のサブフレーム２０２の曲折部２０２ａは、パワーユニット１００の前方取付アーム２１０が前方取付ブラケット２２０から脱落した直後又は略同時に折れ曲がる。

第３のサブフレーム２０３には、サブフレーム２００上にパワーユニット１００を取り付けるための車幅方向に前方取付ブラケット２２０が少なくとも１つ設けられている。前方取付ブラケット２２０は、図示の例では車幅方向に離間して左右一対設けられているが、パワーユニット１００の前部の構造や重量、パワーユニット１００から延びるアームの数に応じて１つ又は３つ以上設けても良い。

図２から図４にも示すように、パワーユニット１００は、ユニット本体から車体前方に延びる前方取付アーム２１０を有する。前方取付アーム２１０はその後端部が複数のボルト２１１によりパワーユニット１００の車幅方向の両側部に固定されている。前方取付アーム２１０はその前端部において環状に拡大する延出部２１２が前方取付ブラケット２２０の左右一対の軸支持部２２１に挟まれた状態で、車幅方向に長尺の軸部材２１３が挿通されることによりある程度の回動や振動による動きが許容されるように軸支持部２２１に軸支される。軸部材２１３は、例えばボルト２１３ａであり、他端部をナット２１３ｂにより締結することで前方取付ブラケット２２０の軸支持部２２１に固定される。

図３（ｂ）に示すように、前方取付ブラケット２２０の軸支持部２２１には、所定の力が加わることで車体前方に向けて破断可能な脆弱部２２２、２２３が設けられている。脆弱部はスリット２２２と溝部２２３を含むが、脆弱部をスリット２２２と溝部２２３の少なくともいずれかとしても良い。スリット２２２の幅は軸部材２１３の径より大きく形成されている。

このように、前方取付ブラケット２２０の軸支持部２２１に脆弱部２２２、２２３を設けたことによって、前突時などの衝撃エネルギーにより第２のサブフレーム２０２の曲折部２０２ａが上方に折れ曲がってパワーユニット１００の前方取付アーム２１０が前方に変位しようとした場合に軸支持部２２１が図３（ｂ）の破線に示すように破断しパワーユニット１００が軸支部２２１から脱落する。これにより、サブフレーム２００の折れ曲がり又は圧潰ゾーンを確保し、衝撃エネルギーの吸収量を高めることができる。

また、前方取付ブラケット２２０の軸支持部２２１に脆弱部２２２、２２３を設けるという簡易な構造で、パワーユニット１００を脱落させることができるため、製造工程の簡略化やコストダウンを図ることができる。

また、脆弱部２２２、２２３をスリット２２２や溝部２２３という簡易な構造にすることにより、前突時の衝撃によってパワーユニット１００を脱落させる構造を簡易化し、製造コストの削減を図ることができる。

パワーユニット１００の本体側から延びる前方取付アーム２１０は例えばアルミニウム合金製である。前方取付アーム２１０の板厚は、サブフレーム２００の左右一対の軸支持部２２１の板厚に比べて大きく剛性が高くなっている。

このように、前方取付ブラケット２２０の軸支持部２２１よりもパワーユニット１００側の前方取付アーム２１０の剛性が高いので、前突時などの衝撃エネルギーによりパワーユニット１００が前方に変位しようとした場合に軸支持部２２１を確実に破断させ、パワーユニット１００が軸支持部２２１から脱落しやすくなる。

図４に示すように、前方取付アーム２１０の延出部２１２は長円形状の開口部２１５を形成する外形部２１４を有し、開口部２１５には、軸部材２１３を挿通する挿通孔２１７が形成された円筒状の金属製軸受部材２１６と、この軸受部材２１６を開口部２１５内に保持するための開口部２１５の内周面から軸受部材２１６の外周面の車体前後方向のスペースに埋め込まれた弾性体２１８とが設けられる。弾性体２１８は例えばゴム等のラバー部材である。

このように、弾性体２１８を介して軸受部材２１６の挿通孔２１７にパワーユニット１００側の前方取付アーム２１０が回動自在に支持されるので、弾性体２１８によりパワーユニット１００の振動を効率良く吸収・減衰させることが可能となる。

また、弾性体２１８により軸受部材２１６を車体前後方向で支持しているため、前突時の衝撃が直接前方取付アーム２１０から軸支持部２２１に伝達され、パワーユニット１００が前方に脱落しやすくなる。

なお、図５に示すように、パワーユニット１００の後部も同様に、第１のサブフレーム２０１の後部から上方に延びる後方取付ブラケット２３０に支持される。後方取付ブラケット２３０には、前方取付アーム２１０の延出部２１２と同様な構成の延出部２３２が形成されており、パワーユニット１００の後部から延びる後方取付アーム２３１がある程度の回動や振動による動きが許容されるように軸支される。

後方取付ブラケット２３０の延出部２３２も円形状の開口部２３３を形成し、開口部２３３には、後方取付アーム２３１の軸部材２３１ａを挿通する挿通孔が形成された円筒状の金属製軸受部材２３４と、この軸受部材２３４を開口部２３３内に保持するための開口部２３３の内周面から軸受部材２３４の外周面の車体前後方向のスペースに埋め込まれた弾性体２３５とが設けられる。

なお、パワーユニット１００の上部には図示しない燃料電池ユニットが配置される。後方取付ブラケット２３０の上端部には、上記と同様の構成の開口部２４３、軸受部材２４４及び弾性体２４５からなる延出部２４２が設けられ、この延出部２４２が燃料電池ユニットの後部に設けられた取付アーム３０１を軸支する。

上述した実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

本実施形態では、燃料電池車のパワーユニットの取付構造を例示したが、これに限られず、車体前部に取り付けられたパワーユニット以外の他の部材の取り付けに適用してもよいし、自動車以外の用途であってもよい。

＜実施形態のまとめ＞
（構成１）
パワーユニット取付構造であって、
パワーユニット１００と、
前記パワーユニット１００の車高方向下方に配置されたサブフレーム２００と、
前記サブフレーム２００上に前記パワーユニット１００を取り付けるための少なくとも１つの取付ブラケット２２０を有する車体において、
前記パワーユニット１００は、その本体部から前記取付ブラケット２２０に向けて延びるアーム２１０を有し、
前記アーム２１０の先端部は、車幅方向に延びる軸部材２１３により前記取付ブラケット２２０の一対の軸支持部２２１に軸支され、
前記取付ブラケット２２０の軸支持部２２１は、前記パワーユニット１００のアーム２１０が前方に変位するような衝撃が加わった場合に破断する脆弱部２２２、２２３を有する。

この構成１によれば、取付ブラケット２２０の軸支持部２２１に脆弱部２２２、２２３を設けたことによって、前突時などの衝撃エネルギーによりサブフレーム２００が曲折変形してパワーユニット１００のアーム２１０が前方に変位しようとした場合に脆弱部２２２、２２３が破断しパワーユニット１００が軸支部２２１から脱落する。これにより、サブフレーム２００の折れ曲がり又は圧潰ゾーンを確保し、衝撃エネルギーの吸収量を高めることができる。

また、取付ブラケット２２０の軸支持部２２１に脆弱部２２２、２２３を設けるという簡易な構造で、パワーユニット１００を脱落させることができるため、製造工程の簡略化やコストダウンを図ることができる。

（構成２）
上記構成１において、前記脆弱部２２２、２２３はスリット２２２と溝部２２３の少なくともいずれかを含む。

この構成２によれば、脆弱部２２２、２２３をスリット２２２や溝部２２３という簡易な構造にすることにより、前突時の衝撃によってパワーユニット１００を脱落させる構造を簡易化し、製造コストの削減を図ることができる。

（構成３）
上記構成１又は２において、前記サブフレーム２００は曲折部２０２ａを有する。

この構成３によれば、前突時の衝撃によってパワーユニット１００を取付ブラケット２２０から脱落させると共に、サブフレーム２００を曲折させて衝撃エネルギーを吸収することができる。

（構成４）
上記構成１から３のいずれかにおいて、前記アーム２１０の剛性は、前記取付ブラケット２２０の軸支持部２２１の剛性より高い。

この構成４によれば、取付ブラケット２２０の軸支持部２２１よりもパワーユニット１００側のアーム２１０の剛性が高いので、前突時などの衝撃エネルギーによりパワーユニット１００が前方に変位しようとした場合に脆弱部２２２、２２３を確実に破断させ、パワーユニット１００が軸支持部２２１から脱落しやすくなる。

（構成５）
上記構成１から４のいずれかにおいて、
前記アーム２１０の先端部には開口部２１５が設けられ、
前記開口部２１５の内部には、
前記軸部材２１３を挿通する挿通孔２１７を有する金属部材２１６と、当該金属部材２１６を前記開口部２１５の内部に保持する弾性体２１８とが設けられ、
前記弾性体２１８は前記金属部材２１６を車体前後方向で支持している。

この構成５によれば、弾性体２１８を介して金属部材２１６の挿通孔２１７にパワーユニット１００側のアーム２１０が回動自在に支持されるので、弾性体２１８によりパワーユニット１００の振動を効率良く吸収・減衰させることが可能となる。

また、弾性体２１８により金属部材２１６を車体前後方向で支持しているため、前突時の衝撃が直接アーム２１０から軸支持部２２１に伝達され、パワーユニット１００が前方に脱落しやすくなる。

１００…パワーユニット
２００…サブフレーム
２１０…前方取付アーム
２２０…前方取付ブラケット
２２１…軸支持部
２２２，２２３…脆弱部

Claims

パワーユニットと、
前記パワーユニットの車高方向下方に配置されたサブフレームと、
前記サブフレーム上に前記パワーユニットを取り付けるための少なくとも１つの取付ブラケットを有する車体において、
前記パワーユニットは、その本体部から前記取付ブラケットに向けて延びるアームを有し、
前記アームの先端部は、車幅方向に延びる軸部材により前記取付ブラケットの一対の軸支持部に軸支され、
前記取付ブラケットの軸支持部は、前記パワーユニットのアームが前方に変位するような衝撃が加わった場合に破断する脆弱部を有することを特徴とするパワーユニット取付構造。
前記脆弱部はスリットと溝部の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載のパワーユニット取付構造。
前記サブフレームは曲折部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーユニット取付構造。
前記アームの剛性は、前記取付ブラケットの軸支持部の剛性より高いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパワーユニット取付構造。
前記アームの先端部には開口部が設けられ、
前記開口部の内部には、
前記軸部材を挿通する挿通孔を有する金属部材と、当該金属部材を前記開口部の内部に保持する弾性体とが設けられ、
前記弾性体は前記金属部材を車体前後方向で支持していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパワーユニット取付構造。