(57)【要約】  車両における使用のための、リアサブフレームアセンブリは、フロントクロスメンバー、ロアクロスメンバー、及びアッパークロスメンバーに結合された第１及び第２のサイドメンバーを含む。第１及び第２のガセットは、第１及び第２のサイドメンバーのそれぞれとフロントクロスメンバーとの間の結合部を補強するように設けられる。モータをその上にマウントするモータマウント部は、サイドメンバーの間に配置され、アイソレータを介してフロントクロスメンバーと結合され、かつアイソレータを介してサイドメンバーの１つとに結合された第１及び第２のモータブラケットそれぞれを含み、アイソレータはモータを振動から隔離するためのものである。サブフレームメンバー上に燃料タンクをマウントするための燃料タンクマウント部も備えられる。【選択図】図１
2014530787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用のリアサブフレームアセンブリであって、該リアサブフレームアセンブリは、
第１のサイドメンバー、第２のサイドメンバー、前記第１及び第２のサイドメンバーとそれらの間で結合されるように構成されたフロントクロスメンバー、前記第１及び第２のサイドメンバーとそれらの間で結合されるように構成されたロアクロスメンバー、及び前記第１及び第２のサイドメンバーとそれらの間で結合されるように構成されたアッパークロスメンバーと、
前記第１のサイドメンバー及び前記フロントクロスメンバーと結合された第１のガセット、及び前記第２のサイドメンバー及び前記フロントクロスメンバーと結合された第２ガセットであって、前記第１及び第２のサイドメンバーと前記フロントクロスメンバーとの間の結合部を補強するための第１及び第２のガセットと、
前記第１及び第２のサイドメンバーの間に配置されたモータマウント部であって、アイソレータを介して前記フロントクロスメンバーと結合され、かつアイソレータを介して前記第１のサイドメンバーと結合された第１のモータブラケットと、アイソレータを介して前記フロントクロスメンバーと結合され、かつアイソレータを介して前記第２のサイドメンバーと結合された第２のモータブラケットと、を有し、前記第１及び第２のモータブラケットがモータとその上で結合するように構成され、前記アイソレータが振動からモータを隔離するためのものである、モータマウント部と、
燃料タンクを支持するように構成された燃料タンクマウントと、
を備え、
前記フロントクロスメンバー、前記アッパークロスメンバー、及び前記ロアクロスメンバーの配置は、前記サイドメンバーの配置とその方向においてほぼ垂直であり、
前記燃料タンクマウントは、前記モータマウント部上に配置された、
リアサブフレームアセンブリ。
【請求項２】
前記燃料タンクは、少なくとも１つのストラップによって前記リアサブフレームアセンブリと結合された、
請求項１に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項３】
前記サブフレームアセンブリは、個別のアセンブリとして車両フレームと結合された、
請求項１に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項４】
各サイドメンバーの１つと結合されるように構成されたアッパーコントロールアーム及びロアコントロールアームを、さらに備える、
請求項１に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項５】
前記燃料タンクを支持する、前記燃料タンクマウントの一部は、凹状である、
請求項１に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項６】
前記モータは、前記ロア及びアッパークロスメンバーの間に取り付けられるように構成された、
請求項１に記載の、リアサブフレームアセンブリ。
【請求項７】
車両用のリアサブフレームアセンブリであって、該リアサブフレームアセンブリは、
第１及び第２のサイドメンバーと、
フロントクロスメンバー、ロアクロスメンバー、及び、前記第１及び第２のサイドメンバーとそれらの間で結合されるように構成されたアッパークロスメンバーと、
を備え、
前記フロントクロスメンバー及び前記サイドメンバーそれぞれは、少なくとも１つのモータマウントをそれらの上に設け、
モータは、前記フロントクロスメンバー及び前記サイドメンバー上に設けられた前記モータマウントと結合されるように構成され、
前記フロントクロスメンバー、前記アッパークロスメンバー、及び前記ロアクロスメンバーの前記配置は、前記サイドメンバーの前記配置とその方向においてほぼ垂直であり、
燃料タンクは、前記モータ上に配置されるように構成された、
リアサブフレームアセンブリ。
【請求項８】
前記モータマウントは、振動から前記モータを隔離するように構成された、
請求項７に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項９】
前記燃料タンクを支持するように構成された燃料タンクマウントを、さらに備え、
前記燃料タンクを支持する前記マウントの一部は、凹状である、
請求項７に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項１０】
第１のモータブラケットと、第２のモータブラケットと、をさらに備え、
前記モータは、前記モータブラケットの間で結合されるように構成され、
それぞれのモータブラケットの前方部は、前記フロントクロスメンバー上でモータマウントと結合し、前記モータブラケットの後方部は、各サイドメンバーの１つの上でモータマウントと結合された、
請求項７に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項１１】
前記燃料タンクは、少なくとも１つのストラップによって前記リアサブフレームアセンブリと結合された、
請求項７に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項１２】
前記サブフレームアセンブリは、個別のアセンブリとして車両フレームと結合された、
請求項７に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項１３】
前記モータは、前記ロア及びアッパークロスメンバーの間に取り付けられるように構成された、
請求項７に記載のリアサブフレームアセンブリ。
【請求項１４】
リアサブフレームアセンブリを組み立てる方法であって、該方法は、
フロントクロスメンバー及びロアクロスメンバーそれぞれの一端を第１のサイドメンバー及び第２のサイドメンバーのいずれかと、各クロスメンバーの配置が前記サイドメンバーとほぼ垂直であるように、結合し、
第１のモータブラケットを前記フロントクロスメンバー及び前記第１のサイドメンバーと結合し、第２のモータブラケットを前記フロントクロスメンバー及び前記第２のサイドメンバーと結合し、
モータを前記第１のモータブラケット及び前記第２のモータブラケットとそれらの間で結合し、
アッパークロスメンバーを前記第１及び第２のサイドメンバーと、前記アッパークロスメンバーが前記ロアクロスメンバーに対して前記モータの反対の側に配置されるように、結合し、
燃料タンクを、前記サイドメンバー、前記モータブラケット、又は前記アッパークロスメンバーのいずれかと、前記燃料タンクが前記ロアクロスメンバーに対して前記モータの反対側に配置されるように、結合する方法。
【請求項１５】
前記サイドメンバーを車両の構造に結合する、
請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１０月２１日出願の米国仮特許出願第６１／５５０，００６号の利益を主張する。その内容は、参照として完全に本明細書に取り込まれる。
【０００２】
本開示は広くサブフレームアセンブリ、特に、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）のためのモジュラーサブフレームアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
車両、例えば、乗用車は、車両を支持するとともに、道路の変化から車両を分離し、一方で望ましい操作性能と操縦性能を提供するためのサスペンションシステムを含む。乗用車のボディフレームは、一般的には、はしご型構造またはユニボディ構造を含む。このように知られている車両ボディ構造は長年にわたり使用され、当技術分野でよく知られている。
【０００４】
より安全で効率的な車両に対する需要は、自動車産業に、構造的な基準を弱めたり犠牲にしたりすることなく車両の重量を減らすように促している。より安全な車両を求めるニーズは、衝突の衝撃に、より耐えることができ、ハンドリングとドライビングの性能も改善された車両に対する需要を生み出している。車両フレームの一部または全部を異なる材料に替えるために様々な特定の試みがなされている。アルミニウムや合金のような金属は、軽量で有利であるが、構造的な剛性および／または信頼性が一般的には損なわれる。
【０００５】
通常の車両用燃料タンクは、従来、車両のボディ構造へ直接取り付けられている。ＰＨＥＶの場合では、従来の、ボディに取り付けられた燃料タンクの位置は、駆動バッテリーが利用できる空きスペースを大きく損なわせる。従って、駆動バッテリーが利用できるスペースを損なうことがない、ＰＨＥＶの燃料タンクのための、より適したスペースが必要である。
【０００６】
従来の車両フレームとサブアセンブリとに関連付けられた別のデメリットは、パーツの変動とパーツの動作のために必要な設計クリアランスの結果として制限される、車両部品に対する設計スペースに関係する。設計スペースは、サブフレームの動作を許容するラバーサブフレームマウントの絶縁性能に依存してさらに制限される。設計スペースが制限される結果、従来のボディに取り付けられた燃料タンクのサイズは、それに応じて制限され、車両の事実上の走行距離は減少する。従って、車両の燃料タンクのための、より適切なスペースに対するニーズがあり、そのようなスペースは、より多くの燃料を収容し車両の事実上の走行距離を増加させるための、より大型の燃料タンクを許容する。
【０００７】
従来の車両フレームに関連付けられたさらに不利なデメリットは、車両フレームに取り付けられる車両部品の方法に関係する。典型的には、車両の動力伝達系統部品や車両のサスペンション部品のような、車両部品は個々に車両フレームへ取り付けられる。その結果、車両を完全に組み立てるためにかかる時間が増加する。従って、車両のフレームアセンブリを組み立てるためにかかる全体的な時間を短縮する、車両のフレームアセンブリにサブフレームアセンブリを取り付けるための方法に対するニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示の目的は、燃料タンクのために利用可能なスペースを増加させる車両用のサブフレームアセンブリを提供することである。これにより、より大きな容量の燃料タンクを車両が収容することが許容される。本開示の別の目的は、車両のフレームアセンブリに簡単に組み立てられる車両用サブフレームアセンブリを提供することである。これにより、全体の組立時間と、車両のフレームアセンブリを組み立てるためにかかるステップの数とが減少する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概して、本開示は、リアサブフレームアセンブリと、公知の装置に対する劇的な改良をもたらす構造とに関する。特に、本開示は、後輪駆動方式ＰＨＥＶ用のリアサブフレームアセンブリに関する。いくつかの実施形態では、様々な電気的な動力伝達系統構造、燃料タンク、パワートレイン部品、及び他の車両部品の互換性が大幅に高まる。いくつかの実施形態では、構造的な剛性と車体ボディフレームの耐久性が増す。いくつかの実施形態では、騒音と振動からの動力伝達系統の絶縁が改善される。いくつかの実施形態では、乗員と燃料タンクの保護が強化される。いくつかの実施形態では、全体の車両の組立が簡略化され、改善される。
【００１０】
いくつかの実施形態によれば、自動車用のリアサブフレームアセンブリは、第１のサイドメンバー（左サイドメンバー）と、第２のサイドメンバー（右サイドメンバー）と、フロントクロスメンバーと、ロアクロスメンバーと、アッパークロスメンバーと、第１及び第２のガセットと、モータマウント部と、燃料タンクマウント部と、を備える。第１及び第２のサイドメンバーは、車両の長手方向へ概して平行に配置される。前記クロスメンバーは、車両の長手方向へ概して垂直に配置される。リアサブフレームアセンブリが車両の構造に取り付けられるように構成されて、フロントクロスメンバーは、リアサブフレームアセンブリの位置の概して前方に配置される。
【００１１】
いくつかの実施形態によれば、第１及び第２のサイドメンバーは、フロントクロスメンバー、ボトムクロスメンバー、及びトップクロスメンバーと結合する。
【００１２】
いくつかの実施形態によれば、第１のガセットは、第１のサイドメンバー及びフロントクロスメンバーと結合し、第２のガセットは、第２のサイドメンバー及びフロントクロスメンバーと結合する。第１及び第２のガセットの少なくとも１つの機能は、第１及び第２のサイドメンバー並びにフロントクロスメンバーによって規定される結合部を補強することである。
【００１３】
いくつかの実施形態によれば、モータマウント部は、第１及び第２のサイドメンバーの間に配置される。モータマウント部は、第１のモータブラケットと、第２のモータブラケットと、モータと、アイソレータと、を備える。第１及び第２のモータブラケットは、それぞフロントクロスメンバーと、左または右のサイドメンバーのいずれかと、アイソレータを介して結合する。第１及び第２のモータブラケットの少なくとも１つの機能は、その上にモータを結合させることである。アイソレータの少なくとも１つの機能は、振動からモータを絶縁することである。
【００１４】
いくつかの実施形態によれば、燃料タンクマウント部の少なくとも１つの機能は、燃料タンクのための支持を提供することである。他の実施形態によれば、燃料タンクはモータマウント部の上に配置される。燃料タンクマウント部は、燃料タンクを受け止めるため凹部状に形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の実施形態によるリアサスペンション・サブフレームアセンブリを有する車体ボディフレームの斜視図である。
【図２】本開示の実施形態によるパワートレイン部品を伴うリアサブフレームアセンブリの前面斜視図である。
【図３】本開示の実施形態によるパワートレイン部品を伴わないリアサブフレームアセンブリの前面斜視図である。
【図４】本開示の実施形態によるパワートレイン部品を伴うリアサブフレームアセンブリの後面斜視図である。
【図５】本開示の実施形態によるパワートレイン部品を伴わないリアサブフレームアセンブリの後面斜視図である。
【図６】本開示の実施形態による車両に装備されたリアサブフレームアセンブリの後側底面図である。
【図７】本開示の実施形態によるリアサブフレームアセンブリの正面図である。
【図８】本開示の実施形態によるリアサブフレームアセンブリの背面図である。
【図９】本開示の実施形態によるリアサブフレームアセンブリの左側面図である。
【図１０】本開示の実施形態によるリアサブフレームアセンブリの平面図である。
【図１１】本開示の実施形態によるリアサブフレームアセンブリの底面図である。
【図１２】本開示の実施形態による燃料タンクアタッチメントを伴うリアサブフレームアセンブリの斜視図である。
【図１３】本開示の実施形態による電気モータアタッチメントを伴うリアサブフレームアセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すると、車体ボディフレーム２０が示されている。車体ボディフレーム２０は、リアサブフレームアセンブリ３０を含む多数の部品を含んでいる。車体ボディフレーム２０は４ドア車両１０’用のものが示されていることに注意すべきである。しかしながら、車体ボディフレーム２０の特徴は、２ドア車両１０及び他の乗用車のバリエーションに適応されることが意図されている。
【００１７】
ここで、図２〜１３を参照すると、リアサブフレームアセンブリ３０が示されている。リアサブフレームアセンブリ３０は、２つのサイドメンバー３１、３２（左及び右）と、フロントクロスメンバー３４と、ロアクロスメンバー３６と、アッパークロスメンバー３８と、を含んでいる。２つのサイドメンバー３１、３２は、車両１０、１０’の長手方向に平行に配置され、フォワードフロントクロスメンバー３４、ロアクロスメンバー３６、及びアッパークロスメンバー３８は、車両１０、１０’の長手方向に垂直に配置されている。
【００１８】
特定の実施形態では、サイドメンバー３１、３２は、成型され、機械加工されたアルミニウムであってもよく、フォワードクロスメンバー３４は押し出しアルミニウム、ロアクロスメンバー３６は押し出しアルミニウム、アッパークロスメンバー３８は成型アルミニウムであってもよい。他の実施形態では、これらの部品のいずれか１つ以上のものが任意の適当な材料で作られてもよく、様々な方法で製造されてもよい。
【００１９】
サイドメンバー３１、３２は、アッパークロスメンバー３８、燃料タンク４０用のアタッチメント４２、サスペンションシステム５０用のコントロールアーム５２、電気モータアセンブリ６０用のアタッチメント６２の１つ以上のものと結合するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、サイドメンバー３１、３２は、車体ボディフレーム２０と結合するように構成される。アッパークロスメンバー３８の第１の端部は、左サイドメンバー３１と結合するように構成され、アッパークロスメンバー３８の第２の端部は、右サイドメンバー３２と結合するように構成されている。アッパークロスメンバーは、サイドメンバー３１、３２と取り外し可能に結合（例えば、ボルトで留められた）するように構成される。サスペンションシステム５０の部品は、寸法の精度を確保するため機械加工された位置で、サイドメンバー３１、３２と結合する（例えばボルト）。
【００２０】
いくつかの実施形態では、フロントクロスメンバー３４の第１の端部は、左サイドメンバー３１の前端部と結合するように構成され、フロントクロスメンバー３４の第２の端部は、右サイドメンバー３２の前端部と結合するように構成されている。ロアクロスメンバー３６の第１の端部は、左サイドメンバー３１の一部と結合するように構成され、ロアクロスメンバー３６の第２の端部は、右サイドメンバー３２と結合するように構成されている。いくつかの実施形態では、ロアクロスメンバー３６は、フロントクロスメンバー３４の後方に配置されている。フロント及びロアクロスメンバー３４、３６は、サイドメンバー３１、３２に溶接されて固定され、ガセット７２（例えば、三角形状の薄板アルミニウムがガセットに溶接される）を用いて補強されている。他の実施形態によれば、フロント及びロアクロスメンバー３４、３６は、サイドメンバー３１、３２と留め具（例えば、リベット、ボルト）で結合されるように構成される。
【００２１】
図３に示すように、リアサブフレームアセンブリ３０は、燃料タンク４０を受け止めるための凹形のロアブラケット７４を含んでもよい。燃料タンク４０は、アタッチメント４２によってリアサブフレームアセンブリ３０に固定されてもよい。例えば、アタッチメント４２は、対応するガセット７２と対応するサイドメンバー３１、３２と結合してもよい。いくつかの実施形態では、燃料タンク４０は、少なくとも部分的に電気モータアセンブリ６０上に配置される。
【００２２】
図１３に示すように、電気モータアセンブリ６０は、電気モータハウジングの左側及び右側で結合した（例えば、ボルト）アタッチメント（又はモータブラケット）６２によって、リアサブフレームアセンブリ３０に取り付けられてもよい。アタッチメント６２は、４つのモータマウント（例えば、縦長のラバーアイソレータ）７６を介してリアサブフレームアセンブリ３０と結合するように構成されている。例えば、少なくとも１つのアイソレータ７６はフォワードクロスメンバー３４と結合してもよいし、少なくとも１つのアイソレータは対応するサイドメンバー３１、３２と結合してもよい。
【００２３】
図２に示されるように、リアサブフレームアセンブリ３０は、車両フレームボディのボディ構造のレールにボルトで固定されたアタッチメントを伴う、４つの従来のプレス加工で中空にくりぬかれた入れ子７８を用いて絶縁されてもよい。他の実施形態では、リアサブフレームアセンブリ３０は任意の適切な方法で車両フレームボディに対して絶縁されてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、電気モータアセンブリ６０は、２つのレベルでボディ構造に対する振動から絶縁されている。特定の実施形態では、電気モータアセンブリ６０はボディ構造に対してラバーマウントの２つのレベルで、すなわち、アタッチメント６２での第１のレベルと入れ子７８での第２のレベルとで、絶縁から絶縁されている。特定の実施形態では、リアサブフレームアセンブリ３０へのアタッチメント６２でのアイソレータ７６間の前後方向及び左右方向の距離が最大化されている。アイソレータ７６間をより大きな距離にすることにより、他の後輪駆動方式の車両と比較して動力伝達系統の絶縁（例えば、騒音、振動、ハーシュネス等）が競争力のあるレベルになる。リアアセンブリ３０に燃料タンク４０を堅く固定すると、達成可能な最大燃料体積を有するより大きな燃料タンクを収容する車両の燃料タンク４０との他の部品との間により大きな隙間が形成されるようになる。リアアセンブリ３０に燃料タンク４０を動かないように固定することの他の利点は、車両の部品間での相対的な動きを最小化することである。そして、後部衝突事故が発生している間における燃料タンク４０がさらに保護されることになる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、リアサブフレームアセンブリ３０は、サブアセンブリの大きな全静止重量（例えば、＞８５０ｌｂｓ）、高剛性ターゲット（例えば、約１００Ｈｚの一次ねじれモード）、道路の穴の衝撃等のような、現実の出来事の間にかかるサスペンションアタッチメントから受ける大きな動荷重に適合している。いくつかの実施形態では、リアサブフレームアセンブリ３０は、最も後部のシャーシ部品の、重要なサブアセンブリを可能にし、アセンブリのデッキ操作を単純化する。いくつかの実施形態では、リアサブフレームアセンブリ３０は、分離された電気モータアセンブリ、及び分離されていない燃料タンク４０を組み込む。
【００２６】
上記の、開示された実施形態の記載は、その技術分野におけるいかなる当業者でも本開示を製造し使用できるように提供された。これらの実施形態の様々な変形は、その分野の当業者にとって明らかであり、ここに定義された一般原則は本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用可能である。従って、本開示は、ここに示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、ここに開示された新規な特徴と原理とに一致する最も広い範囲が認められる。
【図１】
2014530787.tif 000003
【図２】
2014530787.tif 000004
【図３】
2014530787.tif 000005
【図４】
2014530787.tif 000006
【図５】
2014530787.tif 000007
【図６】
2014530787.tif 000008
【図７】
2014530787.tif 000009
【図８】
2014530787.tif 000010
【図９】
2014530787.tif 000011
【図１０】
2014530787.tif 000012
【図１１】
2014530787.tif 000013
【図１２】
2014530787.tif 000014
【図１３】
2014530787.tif 000015
【国際調査報告】
2014530787.tif 000016
2014530787.tif 000017