JP2024030193A - cross member - Google Patents

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清 木村
Kiyoshi Kimura
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Abstract

To suppress an increase in a weight using a tabular cross member, and reduce a fear that the cross member comes into contact with a driving battery even in a case where the cross member is deformed due to a side impact on an own vehicle.SOLUTION: A cross member includes a main body 21 that is formed like a plate extending in a vehicle width direction and vehicle height direction and has both ends fastened to a pair of side rails 2 and 3, a first support part 22 that is located on one side of a space between the side rails 2 and 3 and fastened to the main body 21 and side rail 2, and a second support part 23 that is located on the other sides of the space between the side rails 2 and 3 and fastened to the main body 21 and side rail 3. The first support part 22 and second support part 23 are interposed between a driving battery 5 and the main body 21 in a vehicular fore-and-aft direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両の左右一対のサイドレール間に設けられるクロスメンバに関するものである。 The present invention relates to a cross member provided between a pair of left and right side rails of a vehicle.

近年、環境負荷低減の観点から、トラック等の商用車の分野においても、内燃機関を備えないで電動モータのみによって駆動する電動車両や、電動モータを備えることで排ガスを抑制するハイブリッド電動車両の開発が行われている。このような電動車両では、電動モータに電気を供給するための駆動用バッテリーを搭載する必要がある。 In recent years, from the perspective of reducing environmental impact, in the field of commercial vehicles such as trucks, there has been development of electric vehicles that are driven only by electric motors without internal combustion engines, and hybrid electric vehicles that are equipped with electric motors to suppress exhaust gases. is being carried out. Such electric vehicles need to be equipped with a driving battery for supplying electricity to the electric motor.

例えば特許文献1には、左右一対のサイドレールがクロスメンバで接続されてなるフレーム構造(いわゆる、ラダーフレーム)を備えたトラック等の電動車両において、駆動用バッテリーをサイドレール間に配置し、両サイドレールに支持させる構成が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that in an electric vehicle such as a truck that has a frame structure (so-called ladder frame) in which a pair of left and right side rails are connected by a cross member, a driving battery is arranged between the side rails, A configuration in which the device is supported by a side rail is disclosed.

特開2016-113063号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-113063

ところで、重量部品である駆動用バッテリーがサイドレール間に備えられる車両において、駆動用バッテリーの大きさや重さによっては、例えば車両走行等によって生じる駆動用バッテリーの上下運動により、フレームに車高方向の大きな応力が加わることがある。
この場合、フレームが変位することによりにクロスメンバに過度な応力がかかることが考えられる。
By the way, in a vehicle where a driving battery, which is a heavy component, is installed between the side rails, depending on the size and weight of the driving battery, for example, vertical movement of the driving battery caused by the vehicle running may cause the frame to move in the vehicle height direction. Large stresses may be applied.
In this case, excessive stress may be applied to the cross member due to the displacement of the frame.

これに対応するには、駆動用バッテリーの近傍にフレームの剛性を高めるクロスメンバを追加することが有効である。ただし、車両の重量増は抑えたい。このような観点から、車幅方向及び車高方向に延在する板状のクロスメンバを用いることで車両の重量増を抑えながら車高方向の剛性を高めることが考えられる。 To deal with this, it is effective to add a cross member near the drive battery to increase the rigidity of the frame. However, we want to limit the increase in vehicle weight. From this viewpoint, it is conceivable to increase the rigidity in the vehicle height direction while suppressing an increase in the weight of the vehicle by using a plate-shaped cross member extending in the vehicle width direction and vehicle height direction.

しかし、このような板状のクロスメンバを用いた場合において自車両側面に他車両が追突すると、クロスメンバが車長方向に折れ曲がる虞がある。
この時、クロスメンバ近くに駆動用バッテリーが配置されているので、折れ曲がったクロスメンバが駆動用バッテリーに接触し、駆動用バッテリーを損傷させることが考えられる。
一方で、単に板厚を厚くしクロスメンバの車長方向の剛性を高めようとすると、クロスメンバの重量が増加してしまう。
However, when such a plate-shaped cross member is used, if another vehicle rear-ends the side of the own vehicle, there is a risk that the cross member may bend in the longitudinal direction of the vehicle.
At this time, since the drive battery is disposed near the cross member, it is possible that the bent cross member may come into contact with the drive battery and damage the drive battery.
On the other hand, if an attempt is made to increase the rigidity of the cross member in the vehicle length direction by simply increasing the plate thickness, the weight of the cross member will increase.

本件は、このような課題に着目して創案されたもので、車幅方向及び車高方向に延在する板状のクロスメンバを用いて重量増加を抑制しつつ、仮に、自車両への側面衝突によりクロスメンバが変形した場合でも、クロスメンバと駆動用バッテリーとの接触の虞を低減させることができるクロスメンバを提供することを目的とする。 This project was developed with a focus on these issues, and uses a plate-shaped cross member that extends in the vehicle width direction and vehicle height direction to suppress weight increase, while temporarily reducing the side impact to the own vehicle. It is an object of the present invention to provide a cross member that can reduce the risk of contact between the cross member and a drive battery even if the cross member is deformed due to a collision.

本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
本適用例に係るクロスメンバは、一対のサイドレール間に駆動用バッテリーに近接して備えられる車両のクロスメンバにおいて、車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成され両端が前記一対のサイドレールのそれぞれに締結される本体部と、前記一対のサイドレール間の一側に位置するとともに、前記本体部及び前記サイドレールに締結される第1サポート部と、前記一対のサイドレール間の他側に位置するとともに、前記本体部及び前記サイドレールに締結される第2サポート部とから構成され、前記第1サポート部及び第2サポート部は、車両前後方向における前記駆動用バッテリーと前記本体部との間の位置に配設されることを特徴としている。
The present invention has been made to solve at least part of the above problems, and can be realized in the following aspects or application examples.
The cross member according to this application example is a cross member of a vehicle that is provided between a pair of side rails and close to a drive battery, and is formed in a plate shape extending in the vehicle width direction and vehicle height direction, and has both ends connected to the pair of side rails. a main body portion fastened to each of the side rails, a first support portion located on one side between the pair of side rails and fastened to the main body portion and the side rails, and a first support portion between the pair of side rails. The second support part is located on the other side and is fastened to the main body part and the side rail, and the first support part and the second support part are connected to the drive battery and the It is characterized by being disposed at a position between the main body part.

本適用例によれば、クロスメンバは、本体部が車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成され両端が一対のサイドレールのそれぞれに結合されるので、車両の重量増加を抑制しつつ一対のサイドレール間の駆動用バッテリーの近傍の剛性を高めることができる。
また、一対のサイドレール間の一側及び他側(本体部の両端)における、本体部及びサイドレールには、第1サポート部及び第2サポート部が締結されるが、第1サポート部及び第2サポート部は、車両前後方向における駆動用バッテリーと本体部との間の位置に、即ち、第1サポート部及び第2サポート部は、本体部における駆動用バッテリー(の中心)に近い側に配置される。
したがって、自車両への側面衝突によりクロスメンバに変形入力が加わると、本体部の両端では、駆動用バッテリーに近い側は第1サポート部及び第2サポート部でサポートされて、駆動用バッテリーの側への変形が抑えられ、駆動用バッテリーから離隔する側への変形が生じる。これによる、クロスメンバと駆動用バッテリーとの接触の虞が低減される。
According to this application example, the main body of the cross member is formed into a plate shape extending in the vehicle width direction and the vehicle height direction, and both ends are connected to each of the pair of side rails, thereby suppressing an increase in the weight of the vehicle. At the same time, the rigidity of the area near the driving battery between the pair of side rails can be increased.
Moreover, the first support part and the second support part are fastened to the main body part and the side rail on one side and the other side (both ends of the main body part) between the pair of side rails, but the first support part and the second support part The second support part is located between the driving battery and the main body in the longitudinal direction of the vehicle, that is, the first support part and the second support part are arranged on the side of the main body that is closer to (the center of) the driving battery. be done.
Therefore, when a deformation input is applied to the cross member due to a side collision with the host vehicle, at both ends of the main body, the side closer to the drive battery is supported by the first support part and the second support part, and the side closer to the drive battery is supported by the first support part and the second support part. Deformation toward the side away from the drive battery is suppressed, and deformation occurs toward the side away from the drive battery. This reduces the risk of contact between the cross member and the drive battery.

本件によれば、サイドレール間に備えられるクロスメンバによって、車両の重量増を抑えながら、フレームの剛性を高めることができ、また、仮に、自車両への側面衝突によりクロスメンバが変形した場合でも、クロスメンバと駆動用バッテリーとの接触の虞を低減させることができる。 According to this case, the cross member provided between the side rails can increase the rigidity of the frame while suppressing an increase in vehicle weight, and even if the cross member is deformed due to a side collision with the own vehicle. , it is possible to reduce the risk of contact between the cross member and the driving battery.

実施形態に係るフレーム構造の要部斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of main parts of a frame structure according to an embodiment. 実施形態に係るフレーム構造の要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of main parts of a frame structure according to an embodiment. 図2の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 2; 実施形態に係るフレーム構造のクロスメンバの変位,変形の抑制効果を説明する模式的断面図であり、(a)は本実施形態を示し、(b)は比較例を示す。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the effect of suppressing displacement and deformation of a cross member of a frame structure according to an embodiment, in which (a) shows the present embodiment and (b) shows a comparative example. 実施形態に係るフレーム構造の取付部材を示す斜視図であり、(a)はその一面(取付時に車幅方向外方を向く面)を示し、(b)はその他面(取付時に車幅方向内側を向く面)を示す。FIG. 3 is a perspective view showing a mounting member of a frame structure according to an embodiment, in which (a) shows one side thereof (the surface facing outward in the vehicle width direction when installed), and FIG. Indicates the side facing the 実施形態に係るフレーム構造の要部分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of main parts of the frame structure according to the embodiment. 実施形態に係るクロスメンバの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a cross member according to an embodiment. 実施形態に係るクロスメンバの上面図である。It is a top view of the cross member concerning an embodiment. 実施形態に係るクロスメンバの正面図である。It is a front view of the cross member concerning an embodiment. 実施形態に係るクロスメンバの本体部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the main body of the cross member according to the embodiment. 実施形態に係るクロスメンバの第1サポート部及び第2サポート部の斜視図であり、(a)は第1サポート部を示し、(b)は第2サポート部を示す。It is a perspective view of the 1st support part and the 2nd support part of the cross member based on embodiment, (a) shows the 1st support part, and (b) shows the 2nd support part. 実施形態に係るクロスメンバの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the cross member according to the embodiment. 実施形態に係るクロスメンバと駆動用バッテリーとの位置関係を示すフレーム構造の横断面図(車幅方向に沿って切った断面図)である。FIG. 2 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the vehicle width direction) of the frame structure showing the positional relationship between the cross member and the driving battery according to the embodiment. 実施形態に係るクロスメンバと駆動用バッテリーとの位置関係を示すフレーム構造の縦断面図(車長方向に沿って切った断面図)である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the vehicle length direction) of the frame structure showing the positional relationship between the cross member and the driving battery according to the embodiment. 実施形態に係るクロスメンバの作用を説明するフレーム構造の要部平面図であって、(a)はクロスメンバが変形していない場合を示し、(b)は自車両への側面衝突によりクロスメンバが変形した場合を示す。FIG. 4 is a plan view of a main part of a frame structure for explaining the action of a cross member according to an embodiment, in which (a) shows a case where the cross member is not deformed, and (b) shows a case in which the cross member is deformed due to a side collision with the host vehicle. This shows the case where is deformed.

図面を参照して、本件の実施形態について説明する。この実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is merely an example, and there is no intention to exclude the application of various modifications and techniques not specified in the following embodiments. Each structure of this embodiment can be modified and implemented in various ways without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected or combined as necessary.

[1.装置構成]
本実施形態に係るフレーム構造は、例えばトラック等の車両に装備された、いわゆるラダーフレームと呼ばれるシャーシフレームに適用されている。
また、本車両は、走行用動力源として図示しない電動モータ(電動機、以下、走行用モータともいう)を備える電動車両である。この電動車両には、走行用動力源として電動モータのみを備えた電動車両のほかに、走行用動力源としてエンジンと電動モータとを備えた、いわゆるハイブリッド電動車両も含むものとする。
[1. Device configuration]
The frame structure according to the present embodiment is applied to a chassis frame called a so-called ladder frame, which is installed in a vehicle such as a truck.
Further, this vehicle is an electric vehicle that includes an electric motor (not shown) as a driving power source (hereinafter also referred to as a driving motor). This electric vehicle includes not only an electric vehicle equipped only with an electric motor as a driving power source, but also a so-called hybrid electric vehicle equipped with an engine and an electric motor as a driving power source.

図2に示すように、車両のシャーシフレーム1は、車両の前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレール2,3と、これらのサイドレール2,3間に車幅方向に沿って配置された複数のクロスメンバ4A,4B,4C(個々に区別しない場合は、符号「4」で示す)とを備え、いわゆるラダーフレームとして構成される。なお、図2では、前輪6a及び後輪6b、並びに、駆動用バッテリー5を、フレーム構造と区別し易くするように、二点鎖線で示している。 As shown in FIG. 2, the chassis frame 1 of the vehicle includes a pair of left and right side rails 2, 3 extending along the front-rear direction of the vehicle, and a pair of side rails 2, 3 disposed between these side rails 2, 3 along the vehicle width direction. The frame includes a plurality of cross members 4A, 4B, and 4C (indicated by the numeral "4" if not individually distinguished), and is configured as a so-called ladder frame. In addition, in FIG. 2, the front wheels 6a, the rear wheels 6b, and the drive battery 5 are shown with two-dot chain lines to make them easier to distinguish from the frame structure.

サイドレール2,3は、断面がコの字型であり、ウェブ部と、ウェブ部の上に車両内向きに屈曲形成された上部フランジ部と、ウェブ部の下に車両内向きに屈曲形成された下部フランジ部と、を備えている。
図2には、サイドレール2,3の車両前側の部分と車両後側の部分とを省略し、車両前方から2番目のクロスメンバ(第2クロスメンバ)4A,3番目のクロスメンバ(第3クロスメンバ)4B及び4番目のクロスメンバ(第3クロスメンバ)4Cのみを示しているが、シャーシフレーム1には、図示しないクロスメンバ4がさらに備えられている。
The side rails 2 and 3 have a U-shaped cross section, and include a web portion, an upper flange portion bent toward the inside of the vehicle on the web portion, and a top flange portion bent toward the inside of the vehicle below the web portion. and a lower flange portion.
In FIG. 2, the vehicle front side portion and the vehicle rear side portion of the side rails 2 and 3 are omitted, and the second cross member (second cross member) 4A and the third cross member (third cross member) from the front of the vehicle are omitted. Although only the cross member) 4B and the fourth cross member (third cross member) 4C are shown, the chassis frame 1 is further provided with a cross member 4 (not shown).

詳細は図示しないが、これらのクロスメンバ4には、いわゆるアリゲータ型が採用されている。つまり、クロスメンバ4は、何れも横断面がハット型に形成された上方クロスメンバ部材と下方クロスメンバ部材とが接合されて構成されていて、サイドレール2,3のウェブ部に取り付けられる。これにより、サイドレール2,3に入力された荷重がクロスメンバ4に伝達された際に、クロスメンバ4が変形しながら荷重を吸収することができ、いわゆる柔フレーム構造が構成される。ただし、これらのクロスメンバ4は、アリゲータ型に限定されるものではない。 Although details are not shown, these cross members 4 are of a so-called alligator type. That is, the cross member 4 is constructed by joining an upper cross member member and a lower cross member member, each of which has a hat-shaped cross section, and is attached to the web portions of the side rails 2 and 3. Thereby, when the load input to the side rails 2 and 3 is transmitted to the cross member 4, the cross member 4 can absorb the load while deforming, and a so-called flexible frame structure is formed. However, these cross members 4 are not limited to the alligator type.

走行用モータに電力を供給する駆動用バッテリー5(以下、単に「バッテリー5」ともいう)は、車長方向においては、ここでは、第2クロスメンバ4Aと第3クロスメンバ4Bとの間に配置され、車幅方向においては、左側のサイドレール2の外側から右側のサイドレール3の外側までにわたって配置される。
また、図4(a)に示すように、バッテリー5は、車高方向においては、サイドレール2,3の下方に配置される。なお、図4(a)は、一方(ここでは、左側)のサイドレール2の付近を後方から前方に向かって見た状態を部分的に示しているが、他方のサイドレール3の付近はこれと対称で同様に構成される。
The driving battery 5 (hereinafter also simply referred to as "battery 5") that supplies power to the traveling motor is arranged between the second cross member 4A and the third cross member 4B in the vehicle length direction. In the vehicle width direction, it is arranged from the outside of the left side rail 2 to the outside of the right side rail 3.
Further, as shown in FIG. 4(a), the battery 5 is arranged below the side rails 2 and 3 in the vehicle height direction. Note that FIG. 4(a) partially shows the vicinity of one side rail 2 (here, the left side) as seen from the rear toward the front, but the vicinity of the other side rail 3 is partially shown. It is symmetrical and similarly constructed.

ここで、バッテリー5を支持する部分のフレーム構造を説明する。
上記のように、バッテリー5はサイドレール2,3の下方に配置されるが、図4(a)に示すように、バッテリー5は、その車幅方向両縁部において、サイドレール2,3のそれぞれに、支持部材(バッテリーアダプター)10を介して取り付けられている。
Here, the frame structure of the portion that supports the battery 5 will be explained.
As described above, the battery 5 is arranged below the side rails 2 and 3, but as shown in FIG. 4(a), the battery 5 is located at both edges in the vehicle width direction. Each is attached via a support member (battery adapter) 10.

支持部材10は、図5(a),(b)及び図6に示すように、板金プレートを曲げて成形されており、サイドレール2,3に取り付けた状態で上方から見た断面(水平断面)がハット型に形成されている。つまり、ハット型の中央部には,凹んでいる側(図5(b)参照)に、図4(a),(b)にモデル化して示すラバーマウント32が装着される第1取付面部11が形成され、第1取付面部11の両側には,サイドレール2,3にボルト締結されるフランジ状の第2取付面部12,13が形成されている。 The support member 10 is formed by bending a sheet metal plate, as shown in FIGS. 5(a), (b), and 6. ) is formed into a hat shape. That is, in the center of the hat shape, on the concave side (see FIG. 5(b)), the first mounting surface portion 11 is attached with the rubber mount 32 modeled in FIGS. 4(a) and 4(b). Flange-shaped second mounting surface portions 12 and 13 are formed on both sides of the first mounting surface portion 11 to be bolted to the side rails 2 and 3.

第1取付面部11には、上下方向に列状に並んだ複数個(この例では3つ)のボルト穴11aが幅方向中央を中心に両側にそれぞれ形成されている。これらのボルト穴11aはラバーマウント32をボルト締結するためのもので、図4(a)に示すように、ラバーマウント32を介してバッテリーブラケット31がバッテリー5にボルト締結されている。第2取付面部12,13には、上下方向に列状に並んだ複数個(この例では4つ)のボルト穴12a,13aがそれぞれ形成されていて、複数個のボルト穴12a(ここでは、上下の二箇所のボルト穴12a)を通じて後述のクロスメンバ20と共締めされる。 In the first mounting surface portion 11, a plurality of (three in this example) bolt holes 11a arranged in a row in the vertical direction are formed on both sides centering on the center in the width direction. These bolt holes 11a are for bolting the rubber mount 32, and as shown in FIG. 4(a), the battery bracket 31 is bolted to the battery 5 via the rubber mount 32. A plurality of (four in this example) bolt holes 12a, 13a are formed in the second mounting surface portions 12, 13, respectively, arranged vertically in a row. It is fastened together with a cross member 20, which will be described later, through two upper and lower bolt holes 12a).

支持部材10は、図5(a),(b)に示すように、第1取付面部11の上方に、リヤボディブラケット36を支持するリヤボディ支持部14が設けられている。このリヤボディ支持部14は、支持部材10をサイドレール2,3に取り付けた状態で水平になるように配置され、上面中央にはスタッドボルト15が突設されている。 As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the support member 10 includes a rear body support portion 14 that supports the rear body bracket 36 above the first mounting surface portion 11. This rear body support part 14 is arranged horizontally with the support member 10 attached to the side rails 2 and 3, and has a stud bolt 15 protruding from the center of the upper surface.

リヤボディ40には、図4(a)に示すように、車長方向に延び閉断面構造の縦根太35がサイドレール2,3の上部フランジ部の上に緩衝材37を介して装着されている。また、リヤボディ40とシャーシフレーム1とを結合するためのリヤボディブラケット36が車長方向に沿って適宜配置されている。 As shown in FIG. 4(a), in the rear body 40, a vertical joist 35 extending in the vehicle length direction and having a closed cross-sectional structure is attached to the upper flange portions of the side rails 2 and 3 via a buffer material 37. . Further, rear body brackets 36 for connecting the rear body 40 and the chassis frame 1 are appropriately arranged along the vehicle length direction.

リヤボディブラケット36は、鉛直向きの面部36aを縦根太35の外面に固設され、鉛直向きの面部36aの下方の外向きの水平面部36bのボルト穴を通じて支持部材10のスタッドボルトに締結される。 The rear body bracket 36 has a vertical surface portion 36a fixed to the outer surface of the vertical joist 35, and is fastened to a stud bolt of the support member 10 through a bolt hole in an outward horizontal surface portion 36b below the vertical surface portion 36a. .

本フレーム構造では、図4(a)に示すように、支持部材10に加えて、支持部材10が取り付けられる車長方向位置において、サイドレール2,3間に設けられるクロスメンバ20を備えている。
このクロスメンバ20は、前述のクロスメンバ4とは異なるもので、車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成されており、サイドレール2,3に支持部材10と共締めされて装備される。
As shown in FIG. 4(a), this frame structure includes, in addition to the support member 10, a cross member 20 provided between the side rails 2 and 3 at a position in the vehicle length direction where the support member 10 is attached. .
This cross member 20 is different from the above-described cross member 4, and is formed in a plate shape extending in the vehicle width direction and vehicle height direction, and is fastened to the side rails 2 and 3 together with the support member 10. be equipped.

ここで、クロスメンバ20について説明する。
図1,図2に示すように、クロスメンバ20は、サイドレール2,3の相互間に掛け渡され、両端が両サイドレール2,3のそれぞれに締結される本体部21と、サイドレール2,3の間の一側に位置し本体部21とサイドレール2とに締結される第1サポート部22(以下、単に「サポート部22」ともいう)と、サイドレール2,3の間の他側に位置し本体部21とサイドレール3とに締結される第2サポート部23(以下、単に「サポート部23」ともいう)との、3つの部材から構成されている。
Here, the cross member 20 will be explained.
As shown in FIGS. 1 and 2, the cross member 20 includes a main body 21 that spans between the side rails 2 and 3 and has both ends fastened to each of the side rails 2 and 3, and , 3 and fastened to the main body part 21 and the side rail 2 (hereinafter also simply referred to as "support part 22"), and the other part between the side rails 2 and 3. It is composed of three members: a second support part 23 (hereinafter also simply referred to as "support part 23") which is located on the side and is fastened to the main body part 21 and the side rail 3.

これらの部材21~23は、いずれ鋼材を用いて形成される。
本体部21は、図1及び図6~図10に示すように、サイドレール2,3のウェブ部を互いに連結するように車幅方向に延び、また、ウェブ部の上下方向長さに近い長さだけ車高方向に延びている主部21Aを備えている。ただし、軽量化のために、主部21Aには、大小複数の肉抜き孔21a,21bが形成されている。また、主部21Aは、車幅方向中間部において、上方にシフトして配置されるのに加えて、下側部分が大きく切り欠かれて、中間部全体の車高方向の長さが狭められている。これにより、主部21Aの中間部の下縁21dは、その下方に位置するバッテリー5とのクリアランスが大きく取られている。
These members 21 to 23 are all formed using steel materials.
As shown in FIGS. 1 and 6 to 10, the main body portion 21 extends in the vehicle width direction so as to connect the web portions of the side rails 2 and 3 to each other, and has a length close to the vertical length of the web portions. The main portion 21A extends in the vehicle height direction. However, in order to reduce the weight, a plurality of large and small lightening holes 21a and 21b are formed in the main portion 21A. In addition, the main portion 21A is shifted upward in the intermediate portion in the vehicle width direction, and the lower portion is largely cut out to reduce the length of the entire intermediate portion in the vehicle height direction. ing. Thereby, the lower edge 21d of the intermediate portion of the main portion 21A has a large clearance with the battery 5 located below.

本体部21の主部21Aの長手方向両端部(取付時の車幅方向両端部)は、大きな肉抜き孔21aが形成され、車高方向の両端部のみが肉部として残されている。本体部21のかかる肉抜き孔21aよりも長手方向内側には、第1サポート部22,第2サポート部23とボルト締結するボルト穴21cが上下に並んで複数(ここでは、2つ)形成されている。各ボルト穴21cよりも長手方向内側の長手方向中間部に、ボルト穴21cよりも大きく肉抜き孔21aよりも小さな内径の肉抜き孔21bが複数(ここでは、3つ)設けられている。 A large lightening hole 21a is formed at both ends in the longitudinal direction (both ends in the vehicle width direction at the time of installation) of the main portion 21A of the main body portion 21, and only both ends in the vehicle height direction are left as flesh portions. A plurality (in this case, two) of bolt holes 21c are vertically arranged and formed in the longitudinal direction inside the lightening hole 21a of the main body part 21 to be bolted to the first support part 22 and the second support part 23. ing. A plurality (three in this case) of lightening holes 21b each having an inner diameter larger than the bolt hole 21c and smaller than the lightening hole 21a are provided at a longitudinally intermediate portion inside each bolt hole 21c in the longitudinal direction.

サポート部22,23は、図1,図6~図9及び図11(a),(b)に示すように、本体部21の長手方向両端部に対応させた形状に形成されており、本体部21と同様に、大きな肉抜き孔22a,23aが形成され、車高方向の両端部のみが肉部として残されている主部22A,23Aを備えている。サポート部22,23の主部22A,23Aの肉抜き孔21aよりも長手方向内側には、本体部21とボルト締結するボルト穴22c,23cが上下に並んで複数(ここでは、2つ)形成されている。 As shown in FIGS. 1, 6 to 9, and 11(a) and 11(b), the support parts 22 and 23 are formed in a shape corresponding to both ends of the main body 21 in the longitudinal direction. Similar to the portion 21, the main portions 22A, 23A are provided with large lightening holes 22a, 23a, and only both ends in the vehicle height direction are left as fleshy portions. A plurality (in this case, two) of bolt holes 22c and 23c for bolting to the main body part 21 are vertically arranged on the inside of the lightening holes 21a of the main parts 22A and 23A of the support parts 22 and 23 in the longitudinal direction. has been done.

本体部21の長手方向両端には、サイドレール2,3のウェブ部に締結される取付面部24が形成されている。同様に、サポート部22,23の主部22A,23Aの一端には、サイドレール2又は3のウェブ部に締結される取付面部25,26が形成されている。各取付面部24,25,26には、上下方向に列状に並んだ複数個(この例では3つ)のボルト穴24a,25a,26aがそれぞれ形成されている。 Attachment surface portions 24 that are fastened to the web portions of the side rails 2 and 3 are formed at both longitudinal ends of the main body portion 21 . Similarly, attachment surface portions 25 and 26 fastened to the web portions of the side rails 2 and 3 are formed at one ends of the main portions 22A and 23A of the support portions 22 and 23, respectively. A plurality of (three in this example) bolt holes 24a, 25a, 26a are formed in each of the mounting surface portions 24, 25, 26 in a row in the vertical direction.

このようなクロスメンバ20は、3つの部材21~23に分割されているので、既に組み立てられたシャーシフレーム1に対して後付けで組み付けることが可能である。
つまり、図3に示すように、本体部21の両端の取付面部24は、一側(取付時に車長方向前側)のみに形成されているので、本体部21を平面視で斜めにしてサイドレール2,3間に進入させて車幅方向に向くように回転させ、その後、図12に示すように、本体部21にサポート部22,23を接合しボルト締結することで、3つの部材21~23が結合されたクロスメンバ20をサイドレール2,3間に配置することができる。
Since such a cross member 20 is divided into three members 21 to 23, it can be retrofitted to the already assembled chassis frame 1.
In other words, as shown in FIG. 3, since the mounting surface parts 24 at both ends of the main body part 21 are formed only on one side (the front side in the vehicle length direction at the time of installation), the main body part 21 can be slanted in plan view so that the side rails can be mounted easily. 2 and 3 and rotate it so that it faces in the vehicle width direction. Then, as shown in FIG. The cross member 20 to which 23 is coupled can be placed between the side rails 2 and 3.

図6はサイドレール3に関して示すが、サイドレール2についても同様に構成されている。図6に示すように、サイドレール2,3のウェブ部の外側に、支持部材10の第2取付面部12を当接させて、サイドレール3のウェブ部の内部に、クロスメンバ20の取付面部24を当接させて、サイドレール2,3に形成された複数(ここでは3つ)のボルト穴3aと、第2取付面部12のボルト穴12aと、取付面部24のボルト穴24aとを通じて、支持部材10とクロスメンバ20とを共締めする。なお、図6では、クロスメンバ20がサイドレール3に締結される付近のボルト穴3aのみを記載しているが、サイドレール3にはこのようなボルト穴3aが長手方向(車長方向)に等間隔に多数並んで形成されている。 Although FIG. 6 shows the side rail 3, the side rail 2 is also configured in a similar manner. As shown in FIG. 6, the second mounting surface portion 12 of the support member 10 is brought into contact with the outside of the web portions of the side rails 2 and 3, and the mounting surface portion of the cross member 20 is placed inside the web portion of the side rail 3. 24 are brought into contact with each other through a plurality (three in this case) of bolt holes 3a formed in the side rails 2, 3, bolt holes 12a of the second mounting surface section 12, and bolt holes 24a of the mounting surface section 24, The support member 10 and the cross member 20 are fastened together. Although FIG. 6 shows only the bolt holes 3a near where the cross member 20 is fastened to the side rail 3, the side rail 3 has such bolt holes 3a in the longitudinal direction (vehicle length direction). They are formed in large numbers lined up at equal intervals.

図6には、支持部材10の第2取付面部12のボルト穴12aの上から1番目及び3番目と、クロスメンバ20の取付面部24のボルト穴24aの上から1番目及び3番目とを利用して共締めされることを一点鎖線で示している。 In FIG. 6, the first and third bolt holes 12a from the top of the second mounting surface 12 of the support member 10 and the first and third bolt holes 24a from the top of the mounting surface 24 of the cross member 20 are used. The dashed line indicates that they are tightened together.

ここで、自車両への側面衝突によりクロスメンバが変形した場合でも、クロスメンバと駆動用バッテリーとの接触の虞を低減させることができる、本クロスメンバの構造について説明する。 Here, a structure of the present cross member that can reduce the risk of contact between the cross member and the driving battery even if the cross member is deformed due to a side collision with the host vehicle will be described.

図1,図13及び図14は、本実施形態に係るフレーム構造に取り付けられたクロスメンバ20とバッテリー5との位置関係を示す図である。図1,図13及び図14に示すように、バッテリー5は、その上面部の中央に上方に盛り上がって高くなった突出部5aが備えられる。 1, 13, and 14 are diagrams showing the positional relationship between the cross member 20 attached to the frame structure and the battery 5 according to the present embodiment. As shown in FIGS. 1, 13, and 14, the battery 5 is provided with a protrusion 5a that is raised upwardly at the center of its upper surface.

クロスメンバ20は、このバッテリー5の突出部5aの車両前側の縁部(前縁部)の付近の直上に配置されている。したがって、自車両への側面衝突によりクロスメンバ20が変形し、クロスメンバ20がバッテリー5に接近した場合、クロスメンバ20の本体部21の主部(長手方向中央部分)21Aがこのバッテリー5の突出部5aに接触するおそれが高い。 The cross member 20 is disposed directly above the vehicle front edge (front edge) of the protrusion 5a of the battery 5. Therefore, when the cross member 20 is deformed due to a side collision with the host vehicle and the cross member 20 approaches the battery 5, the main portion (longitudinal central portion) 21A of the main body portion 21 of the cross member 20 There is a high possibility that it will come into contact with the portion 5a.

側面衝突によって生じるクロスメンバ20の主要な変形としては、クロスメンバ20の本体部21の座屈変形が考えられる。この座屈変形は、本体部21の主部21Aの中央が車両前方側又は車両後方側に変位する変形であり、この座屈変形に加えて、本体部21の主部21Aの中央が鉛直下方に向けて変形したり、クロスメンバ20とバッテリー5とが上下方向に接近するように相対変位したりすると、主部21Aの中央がバッテリー5の突出部5aに接触する。 A major deformation of the cross member 20 caused by a side collision is considered to be buckling deformation of the main body portion 21 of the cross member 20. This buckling deformation is a deformation in which the center of the main portion 21A of the main body portion 21 is displaced toward the front side of the vehicle or the rear side of the vehicle.In addition to this buckling deformation, the center of the main portion 21A of the main body portion 21 is displaced vertically downward. When the cross member 20 and the battery 5 are relatively displaced so as to approach each other in the vertical direction, the center of the main portion 21A comes into contact with the protruding portion 5a of the battery 5.

ただし、本実施形態の場合、クロスメンバ20は、バッテリー5の突出部5aの前縁部の付近の直上に配置されている。したがって、本体部21の主部21Aの中央が突出部5aから離れる側(ここでは、車両前方側)に変位するように座屈変形すれば、主部21Aの中央は突出部5aから離隔して、主部21Aの中央がバッテリー5の突出部5aに接触する虞が軽減される。 However, in the case of this embodiment, the cross member 20 is arranged directly above the front edge of the protrusion 5a of the battery 5. Therefore, if the center of the main portion 21A of the main body portion 21 is buckled and deformed to move away from the protrusion 5a (in this case, toward the front of the vehicle), the center of the main portion 21A will be separated from the protrusion 5a. , the possibility that the center of the main portion 21A will come into contact with the protruding portion 5a of the battery 5 is reduced.

この点を考慮して、本実施形態では、第1サポート部22及び第2サポート部23は、車両前後方向におけるバッテリー5(その突出部5a)と本体部21との間の位置、即ち、本体部21よりも突出部5aの中心に近い側の位置に配設されている。 Considering this point, in this embodiment, the first support part 22 and the second support part 23 are located at a position between the battery 5 (its protruding part 5a) and the main body part 21 in the longitudinal direction of the vehicle, that is, the main body part 21. It is disposed at a position closer to the center of the protruding portion 5a than the portion 21 is.

各サポート部22,23が本体部21の両端に締結されると、本体部21の両端では、サポート部22,23でサポートされる側(即ち、バッテリー5の突出部5a側)へは変形し難くなって、本体部21の両端は、サポート部22,23でサポートされない側(バッテリー5の突出部5aと反対側)に変形する。これにより、クロスメンバ20は、図15(a)に示す状態から、図15(b)に示すように、本体部21の主部21Aの中央が突出部5aから離れる側(ここでは、車両前方側)に変位することになる。 When each of the support parts 22 and 23 is fastened to both ends of the main body part 21, both ends of the main body part 21 are deformed toward the side supported by the support parts 22 and 23 (i.e., toward the protruding part 5a side of the battery 5). As a result, both ends of the main body portion 21 deform to the side not supported by the support portions 22 and 23 (the side opposite to the protruding portion 5a of the battery 5). As a result, the cross member 20 changes from the state shown in FIG. 15(a) to the side where the center of the main part 21A of the main body part 21 is away from the protruding part 5a (here, the front side of the vehicle), as shown in FIG. 15(b). side).

[2.作用及び効果]
上記の構成により、本実施形態に係るフレーム構造によれば、バッテリー5の荷重は、支持部材10を通じてサイドレール2,3に加わるので、クロスメンバ20を備えない場合は、図4(b)に示すように、サイドレール2,3が変形し、支持部材10を支持する箇所が変位する。これによって、例えばスタッドボルトなど、特定の支持箇所に過度な応力が発生することがある。
[2. Action and effect]
With the above configuration and the frame structure according to the present embodiment, the load of the battery 5 is applied to the side rails 2 and 3 through the support member 10, so if the cross member 20 is not provided, As shown, the side rails 2 and 3 are deformed, and the portion supporting the support member 10 is displaced. This may create excessive stress on certain support points, such as stud bolts, for example.

これに対して、図4(a)に示すように、車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成されたクロスメンバ20を装備することで、クロスメンバ20が、シャーシフレーム1の剛性(特に、捩じれ方向への剛性)を高めるため、サイドレール2,3の変形が抑制され、支持部材10を支持する箇所の変位が抑制される。このため、バッテリーの支持部等に加わる応力を抑制することができ、特定箇所に過度な応力がかかることが回避される。 On the other hand, as shown in FIG. 4(a), by providing a cross member 20 formed in a plate shape extending in the vehicle width direction and vehicle height direction, the cross member 20 can be attached to the chassis frame 1. In order to increase the rigidity (particularly the rigidity in the torsional direction), deformation of the side rails 2 and 3 is suppressed, and displacement of the portion supporting the support member 10 is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the stress applied to the support portion of the battery, etc., and avoid applying excessive stress to a specific location.

また、クロスメンバ20は、車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成されるため、クロスメンバ20自体の重量増を抑えながらサイドレール2,3の剛性を高めることができる。 Further, since the cross member 20 is formed in a plate shape extending in the vehicle width direction and the vehicle height direction, the rigidity of the side rails 2 and 3 can be increased while suppressing an increase in the weight of the cross member 20 itself.

特に、本実施形態では、クロスメンバ20には、肉抜き孔21a,21bや、下側部分が切り欠かれて車高方向の長さが狭められた構造を有しているので、軽量化を促進でき、肉抜き孔21aが形成された部分も、車高方向の両端部が肉部として残され、且つ、本体部21と第1サポート部22,第2サポート部23とが重合しているので、シャーシフレーム1の剛性を効率よく向上させている。 In particular, in this embodiment, the cross member 20 has the lightening holes 21a, 21b and a structure in which the lower part is cut out and the length in the vehicle height direction is narrowed, so that weight reduction is achieved. In the part where the lightening hole 21a is formed, both ends in the vehicle height direction are left as fleshy parts, and the main body part 21, the first support part 22, and the second support part 23 overlap. Therefore, the rigidity of the chassis frame 1 is efficiently improved.

また、クロスメンバ20と支持部材10とを共締めすることにより,クロスメンバ20のサイドレール取付部の応力を低減することができる。 Further, by tightening the cross member 20 and the support member 10 together, stress at the side rail attachment portion of the cross member 20 can be reduced.

この一方で、クロスメンバ20は、車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成され、車長方向のサイズ(板厚)を抑えて軽量化を図っているので、自車両への側面衝突によりクロスメンバ20にその両端から圧縮荷重が加わると、クロスメンバ20は、本体部21の主部21Aの中央が車両前方側又は車両後方側に変位するように座屈変形することがある。この座屈変形に加えて、本体部21の主部21Aの中央が鉛直下方に向けて変形したり、クロスメンバ20とバッテリー5とが上下方向に接近するように相対変位したりすると、主部21Aの中央がバッテリー5の突出部5aに接触し、バッテリー5に損傷を与える虞がある。 On the other hand, the cross member 20 is formed into a plate shape extending in the vehicle width direction and the vehicle height direction, and is designed to reduce the size (plate thickness) in the vehicle length direction to reduce weight. When a compressive load is applied to the cross member 20 from both ends due to a side collision, the cross member 20 may undergo buckling deformation such that the center of the main portion 21A of the main body portion 21 is displaced toward the front side of the vehicle or the rear side of the vehicle. . In addition to this buckling deformation, if the center of the main part 21A of the main body part 21 deforms vertically downward, or if the cross member 20 and the battery 5 move relative to each other in the vertical direction, the main part There is a possibility that the center of 21A may come into contact with the protruding portion 5a of the battery 5 and damage the battery 5.

本実施形態に係るクロスメンバ20は、本体部21の主部21Aの中間部の下縁21dが上方に配置され、その下方に位置するバッテリー5とのクリアランスが大きく取られているので、側面衝突によりクロスメンバ20に変形が生じても、クロスメンバ20の主部21Aがバッテリー5の突出部5aに接触する虞が低減され、バッテリー5に損傷を与える虞が低減される。 In the cross member 20 according to the present embodiment, the lower edge 21d of the intermediate portion of the main portion 21A of the main body portion 21 is disposed upward, and a large clearance with the battery 5 located below the lower edge 21d is provided. Therefore, even if the cross member 20 is deformed, the risk that the main portion 21A of the cross member 20 will come into contact with the protruding portion 5a of the battery 5 is reduced, and the risk of damaging the battery 5 is reduced.

さらに、本実施形態に係るクロスメンバ20のより特徴的な構成として、第1サポート部22及び第2サポート部23が、車両前後方向におけるバッテリー5(その突出部5a)と本体部21との間の位置、即ち、本体部21よりも突出部5aの中心に近い側の位置に配設されている。 Furthermore, as a more characteristic configuration of the cross member 20 according to the present embodiment, the first support section 22 and the second support section 23 are arranged between the battery 5 (its protruding section 5a) and the main body section 21 in the longitudinal direction of the vehicle. , that is, at a position closer to the center of the protruding portion 5a than the main body portion 21 is.

このような配置によって、図15(b)に白抜矢印で示すように、側面衝突によりクロスメンバ20に左右方向の荷重が作用すると、本体部21の両端は、図15(b)に黒矢印で示すように、サポート部22,23でサポートされない側(バッテリー5の突出部5aと反対側)に変形するようになり、クロスメンバ20は、本体部21の主部21Aの中央が突出部5aから離れる側(ここでは、車両前方側)に変位する。したがって、クロスメンバ20の主部21Aがバッテリー5の突出部5aに接触する虞が低減され、バッテリー5に損傷を与える虞が低減される。 With this arrangement, when a load in the left and right direction is applied to the cross member 20 due to a side collision, as shown by the white arrow in FIG. 15(b), both ends of the main body 21 are As shown, the cross member 20 is deformed to the side not supported by the support parts 22 and 23 (the side opposite to the protrusion 5a of the battery 5), and the center of the main part 21A of the main body part 21 is aligned with the protrusion 5a. (in this case, to the front side of the vehicle). Therefore, the risk that the main portion 21A of the cross member 20 will come into contact with the protruding portion 5a of the battery 5 is reduced, and the risk of damaging the battery 5 is reduced.

[3.その他]
上記実施形態の構成は一例であって、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、クロスメンバ20は、バッテリー5の突出部5aの前縁部の付近の直上に配置されているが、クロスメンバ20が、バッテリー5の突出部5aの後縁部の付近の直上に配置されていてもよい。この場合も、第1サポート部22及び第2サポート部23を、車両前後方向におけるバッテリー5(その突出部5a)と本体部21との間の位置、即ち、本体部21よりも突出部5aの中心に近い側の位置に配設すればよい。具体的には、第1サポート部22及び第2サポート部23を本体部21の車両前側に配置して締結すればよい。
[3. others]
The configuration of the embodiment described above is an example, and can be modified and implemented as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the cross member 20 is arranged directly above the vicinity of the front edge of the protrusion 5a of the battery 5, but the cross member 20 is disposed near the rear edge of the protrusion 5a of the battery 5. It may be placed directly above the . In this case as well, the first support part 22 and the second support part 23 are positioned between the battery 5 (its protrusion 5a) and the main body part 21 in the longitudinal direction of the vehicle, that is, the protrusion part 5a is located closer to the protrusion part 5a than the main body part 21. It may be placed at a position closer to the center. Specifically, the first support part 22 and the second support part 23 may be arranged and fastened on the vehicle front side of the main body part 21.

また、クロスメンバ20の軽量化のための肉抜き孔21a,21b等は、適宜形成すればよい。
さらに、支持部材10は、リヤボディを支持する機能を有しているが、これも必須ではない。
また、本件のクロスメンバは、支持部材10とは関係なくサイドレール間に装備してもよい。
Further, the lightening holes 21a, 21b, etc. for reducing the weight of the cross member 20 may be formed as appropriate.
Furthermore, although the support member 10 has a function of supporting the rear body, this is not essential either.
Further, the cross member of the present invention may be installed between the side rails regardless of the support member 10.

1 シャーシフレーム
2,3 サイドレール
3a ボルト穴
4,4A,4B クロスメンバ
5 バッテリー
5a 突出部
6a 前輪
6b 後輪
10 支持部材(バッテリーアダプター)
11 第1取付面部
12,13 第2取付面部
11a,12a,13a ボルト穴
14 リヤボディ支持部
15 スタッドボルト
20 クロスメンバ
21 本体部
21A 本体部21の主部
21a,21b 肉抜き孔
21c ボルト穴
21d 主部21Aの中間部の下縁
22 第1サポート部
22A 第1サポート部22の主部
22a 肉抜き孔
22c ボルト穴
23 第2サポート部
23A 第2サポート部22の主部
22a,23a 肉抜き孔
22c,23c ボルト穴
24,25,26 取付面部
24a,25a,26a ボルト穴
31 バッテリーブラケット
32 ラバーマウント
35 横根太
36 リヤボディブラケット
37 緩衝材
40 リヤボディ
1 Chassis frame 2, 3 Side rail 3a Bolt hole 4, 4A, 4B Cross member 5 Battery 5a Projection part 6a Front wheel 6b Rear wheel 10 Support member (battery adapter)
11 First mounting surface portion 12, 13 Second mounting surface portion 11a, 12a, 13a Bolt hole 14 Rear body support portion 15 Stud bolt 20 Cross member 21 Main body portion 21A Main portion of main body portion 21 21a, 21b Lightening hole 21c Bolt hole 21d Main Lower edge of intermediate part of part 21A 22 First support part 22A Main part of first support part 22 22a Lightening hole 22c Bolt hole 23 Second support part 23A Main part of second support part 22 22a, 23a Lightening hole 22c , 23c Bolt hole 24, 25, 26 Mounting surface 24a, 25a, 26a Bolt hole 31 Battery bracket 32 Rubber mount 35 Horizontal joist 36 Rear body bracket 37 Cushioning material 40 Rear body

Claims (1)

一対のサイドレール間に駆動用バッテリーに近接して備えられる車両のクロスメンバにおいて、
車幅方向及び車高方向に延在する板状に形成され両端が前記一対のサイドレールのそれぞれに締結される本体部と、
前記一対のサイドレール間の一側に位置するとともに、前記本体部及び前記サイドレールのそれぞれに締結される第1サポート部と、
前記一対のサイドレール間の他側に位置するとともに、前記本体部及び前記サイドレールのそれぞれに締結される第2サポート部とから構成され、
前記第1サポート部及び前記第2サポート部は、車両前後方向における前記駆動用バッテリーと前記本体部との間の位置に配設される
ことを特徴とするクロスメンバ。
In a cross member of a vehicle that is provided close to a drive battery between a pair of side rails,
a main body portion formed in a plate shape extending in the vehicle width direction and vehicle height direction and having both ends fastened to each of the pair of side rails;
a first support part located on one side between the pair of side rails and fastened to each of the main body part and the side rail;
a second support part located on the other side between the pair of side rails and fastened to each of the main body part and the side rail,
The cross member is characterized in that the first support part and the second support part are disposed at positions between the drive battery and the main body part in the longitudinal direction of the vehicle.
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