JP6395873B2 - 原動機付車両のサブフレーム - Google Patents

Description

本発明は、原動機付車両のフロントボディまたはリアボディのサブフレームに関し、車両の左右方向内でお互いに離間しており少なくとも１つのクロスメンバによって相互に接続される２つのサイドメンバを備えるものであって、捻じり剛性を増大させるための補強構造を有しその中に非接触式エネルギー伝送用の充電モジュールが組み込まれているサブフレームに関するものである。

こうしたサブフレームは原動機付車両において車輪懸架装置の車体側連結箇所を補強する。多くの場合、フロントボディのサブフレームには原動機、変速装置、および／または操舵装置がさらに取り付けられる。サブフレーム自身は通常、ゴム製台座により車体と弾力的に繋がれる。補強構造は必要に応じてせん断剛性プレートとして形成されていてもよく、好ましくは交差状のブレース接合構造として形成されるとよい。せん断剛性プレートが可能とするのは単にサブフレームの剛性を高めることであるのに対し、ブレース接合構造はさらに力の吸収を行うことができる。

特許文献１は原動機付車両のフロントボディまたはリアボディのサブフレームを記述しており、これは２つのサイドメンバを有しており、これらのメンバは車両左右方向内でお互いに離間していて少なくとも１つのクロスメンバによって相互に接続され、このサブフレームは捻じり耐性を増大させるための補強構造を備えており、この補強構造内に非接触式エネルギー伝送のための充電モジュールが組み込み可能である。充電モジュールは遮蔽板とコイルユニットを有しており、遮蔽板とコイルユニットの間にデカップリング部材が配置される（内部分離式）。

問題点として、一方ではコイルユニットの有効なデカップリングを保証し、他方では重量を確実に支持するために、遮蔽板とコイルユニットとの間のデカップリング部材が非常に大きな平面となるよう形成されなければならないということがある。これは比較的高い製造能力が要求される。

独国特許出願公開第１０２０１２０２３３６３号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００４２３９５号明細書 欧州特許第０２５３３４５号明細書

本発明は、製造が簡素な原動機付車両のサブフレームを提供することを課題とする。

この課題は、請求項１の特徴部により解決される。
原動機付車両のフロントボディまたはリアボディのサブフレームが、車両の左右方向内でお互いに離間して少なくとも１つのクロスメンバによって相互に接続される２つのサイドメンバを備えており、このサブフレームは捻じり剛性を増大させるための補強構造を有していてその中に非接触式エネルギー伝送用の充電モジュールが組み込まれており、前記充電モジュールは、デカップリング支持器によってのみ前記補強構造と接続されている。

充電モジュールがデカップリング支持器によってのみ補強構造と接続されていることにより、充電モジュールは比較的容易に組み立てできながらも、デカップリング支持器によって補強構造から有効にデカップリングされる。充電モジュールは、例えば特許文献２および特許文献３に示されているように、非接触式エネルギー伝送のためのシステムの車両側の部材と理解される。ここで電気エネルギーは、望ましくは固定的に設置された送電器から（電磁誘導により）、車両側に取り付けられた充電モジュールへ、さらなる用途のために伝送されていく。伝送効率のために、充電モジュールと送電器は互いにできるだけ近くに位置している必要がある。よって（板状の）充電モジュールはできるだけ低い位置にされる。補強構造は必要に応じてせん断剛性プレートとして形成されていてもよく、好ましくは交差状に構成されたり、ブレース接合構造（いわゆる筋交い材）として形成されたりするとよい。せん断剛性プレートが可能とするのは単にサブフレームの剛性を高めることであるのに対し、ブレース接合構造はこれに加えて力の吸収を行うことができる。サブフレームのサイドメンバは好ましくはお互い鏡面対称に配置され、直接的に、または例えば一種の溶接接合部を介して間接的に、少なくとも１つのクロスメンバと接続されて開放式または閉鎖式のフレーム構造を成すとよい。

好ましい実施形態の１つにおいては、デカップリング支持器が、ゴム筒−金属筒支持器として構成される。硬い金属製外筒が補強構造内または充電モジュール内で安定した位置をもたらす一方、内筒は接続材の受容部に対して、弾力的な中間層を介して振動の分離をする。

好ましい実施形態の１つにおいては、充電モジュールが遮蔽板およびコイルユニットを有し、前記コイルユニットが前記遮蔽板の構造的下方の取付位置に配置される。コイルユニットがより良好に機能するためには、周囲の強磁性部材（例えばサイドメンバ、クロスメンバ、補強構造）に対して遮蔽が必要である。この目的のため、コイルユニットは望ましくはアルミニウムで構成された遮蔽板で部分的に囲まれ、さらにこの遮蔽板は強磁性部材とコイルユニットとの間に位置する。コイルユニットは移動中、（地面に固定された）送電器の交番磁界を少なくとも部分的に通り抜けることにより、電圧を誘起する。適切な電力変換回路がこの電圧を変換し、原動機付車両の車内ネットワークへ伝送する。

好ましい実施形態の１つにおいては、遮蔽板がデカップリング支持器によって補強構造と接続される。遮蔽板は比較的安定であり、したがって補強構造に充電モジュールを最も良好に保持できる。

好ましい実施形態の１つにおいては、デカップリング支持器が補強構造に組み付けられておりこれらが接続材を介して充電モジュールを支持する。接続材としては例えばネジの組み合わせが挙げられる。補強構造は望ましくは圧入によりデカップリング支持器を保持する。

好ましい実施形態の１つにおいては、デカップリング支持器が、補強構造の対応する受容部内にはめ込まれる。受容部は特に望ましくは、補強構造内に材質間結合で固定された金属筒として形成され、その中にデカップリング支持器がはめ込まれる。

好ましい実施形態の１つにおいては、デカップリング支持器が充電モジュールに組み付けられておりこれらが接続材を介して補強構造に取り付く。接続材としては例えばネジの組み合わせが挙げられる。充電モジュールは望ましくは圧入によりデカップリング支持器を保持する。

本発明に係るサブフレームを備えた原動機付車両では、充電モジュールが電気的エネルギー貯蔵装置と接続される。好ましい実施形態の１つにおいてはエネルギー貯蔵装置が走行用バッテリーとして構成される。ここで、原動機付車両が地面に固定された車道側送電器の上を移動すると、サブフレームの補強構造内にある充電モジュールのコイルユニットが、送電器から発信される交番磁界を受けて、電圧が誘起される。電力変換回路がこの電圧を走行用バッテリーへ転送し、これにより充電が行われる。その後、走行用バッテリーから改めて電圧が取り出され、原動機付車両の移動のために電動機構が駆動される。

本発明のさらなる詳細および利点は、図面を参照した好ましい実施形態の一例の以下の説明から明らかにされる。

サブフレームの第１の実施形態の側方切り取り図。 サブフレームの第１の実施形態のさらなる側方切り取り図。 サブフレームの第１の実施形態のデカップリング支持器を通る断面図。 サブフレームの第２の実施形態のデカップリング支持器を通る断面図。

図１、図２に示されるように、原動機付車両のフロントボディ用のサブフレーム１は、車両長手方向軸に対して鏡面対称に配置され互いに離間した２本のサイドメンバ２（この図では１本のみ示す）を備えており、これらはクロスメンバ３により相互に接続されている。このようにして形成されたサブフレーム１には、捻じり剛性の向上のために、本実施形態では筋交い材として構成された補強構造４が設けられている。この補強構造４は、その中央部にフリースペースを有している。ここに、遮蔽板５ａとコイルユニット５ｂからなる充電モジュール５がはめ込まれている。組み付け状態においては、遮蔽板５ａはコイルユニット５ｂの上方を覆っている。遮蔽板５ａは、好ましくはアルミニウムで構成され、その縁部でデカップリング支持器６にねじ留めされており、これは補強構造４にしっかりと固定されている。デカップリング支持器６は走行運転時における補強構造４の変形から充電モジュール５を非連動化する。デカップリング支持器６はゴム筒−金属筒支持器として構成され、形状を合わせて補強構造４の対応する受容部にはめ込まれている。コイルユニット５ｂから、車両側のエネルギー貯蔵装置（図示せず）まで、プラグ７が伸びている。

図３は、図１，図２に図示される第１の実施形態において外筒６ａを有するゴム筒−金属筒支持器としてのデカップリング支持器６を示しており、これは補強構造４の受容部１０内にはめ込まれている。内筒６ｃは周囲に広がる弾力層６ｂによって外筒６ａへ弾性的に支持されており、内筒６ｃはさらにナット９を有している。ナット９には内ネジが切られており、これはボルトとして構成された接続材８の外ネジと共に機能する。接続材８により、充電モジュール５の遮蔽板５ａが支持されており、コイルユニット５ｂも同様に支持される。

図４は第２の実施形態のデカップリング支持器６を示しており、これは図１，図２のサブフレームと同様に用いることができる。デカップリング支持器６は外筒６ａを有するゴム筒−金属筒構造のブッシュであり、遮蔽板５ａの受容部１０内に充電モジュール５がはめ込まれている。内筒６ｃは周囲に広がる弾力層６ｂによって外筒６ａへ弾力的に支持されている。補強構造４は内ネジを有するナット９を備えている。ボルトとして構成された接続材８は外ネジを有しており、これはナット９の内ネジと共に機能する。したがってデカップリング支持器６によって遮蔽板５ａが補強構造４へ弾性的にデカップリングされて固定され、遮蔽板５ａは同様にコイルユニット５ｂを支持する。

１ サブフレーム
２ サイドメンバ
３ クロスメンバ
４ 補強構造
５ 充電モジュール
５ａ 遮蔽板
５ｂ コイルユニット
６ デカップリング支持器
６ａ 外筒
６ｂ 弾力層
６ｃ 内筒
７ プラグ
８ 接続材
９ ナット
１０ 受容部

Claims (7)

1. 原動機付車両のフロントボディまたはリアボディのサブフレーム（１）であって、車両の左右方向内でお互いに離間しており且つ少なくとも１つのクロスメンバ（３）によって相互に接続される２つのサイドメンバ（２）を備え、非接触式エネルギー伝送用の充電モジュール（５）が組み込まれており捻じり剛性を増大させるための補強構造（４）を有するサブフレーム（１）において、
   前記充電モジュール（５）は、デカップリング支持器（６）を介してのみ前記補強構造（４）と接続されていること
   を特徴とするサブフレーム。
2. デカップリング支持器（６）が、ゴム筒−金属筒支持器として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサブフレーム。
3. 充電モジュール（５）が遮蔽板（５ａ）およびコイルユニット（５ｂ）を有し、前記コイルユニット（５ｂ）が前記遮蔽板（５ａ）の構造的下方の取付位置に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサブフレーム。
4. 遮蔽板（５ａ）がデカップリング支持器（６）を介して補強構造（４）と接続されていることを特徴とする請求項３に記載のサブフレーム。
5. デカップリング支持器（６）が補強構造（４）に組み付けられておりこれらが接続材（８）を介して充電モジュール（５）を支持することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサブフレーム。
6. デカップリング支持器（６）が、補強構造（４）の対応する受容部（１０）内にはめ込まれていることを特徴とする請求項５に記載のサブフレーム。
7. デカップリング支持器（６）が充電モジュール（５）に組み付けられておりこれらが接続材（８）を介して補強構造（４）に取り付いていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサブフレーム。

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