(57)【要約】【課題】  車両の操縦安定性及び乗り心地を飛躍的に向上させる。【解決手段】  互いに略平行な各ストラットタワー１に両端側が回動自在に取り付けられ、各ストラットタワー１を互いに離隔する方向へ付勢する伸縮自在の付勢バー１０，２０を複数備え、各ストラットタワー１間に予圧が加わった状態とし、この予圧により各ストラットタワー１が微小に移動して、各ストラットタワー１間の「遊び」が軽減されるようにした。【選択図】図１
2006182137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに略平行な第１車体形成部材及び第２車体形成部材に両端側が回動自在に取り付けられ、前記第１車体形成部材及び前記第２車体形成部材を互いに離隔する方向へ付勢する伸縮自在の付勢バーを複数備えたことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
各付勢バーは該付勢バーの伸縮動作を減衰する減衰機構を有することを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
各付勢バーは前記第１車体形成部材及び前記第２車体形成部材と略直交し互いに平行に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造。
【請求項４】
２つの前記付勢バーを互いに交差させて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造。
【請求項５】
互いに交差する前記付勢バーを交差点で互いに回動自在となるよう連結したことを特徴とする請求項４に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、車両走行時における車体パネルの変形、各部位の相対的な変位等を抑制するために車両用補強部材が利用される。この種の補強部材としては、車体パネル自体の剛性を向上させる樹脂製のシート状の補強部材、車体パネルの裏面側に溶着される金属製のパネル状の補強部材、車体の離間した２部位を連結する金属製の補強部材等が公知である。
【０００３】
車体の離間した２部位を連結するものとして、２部位間に架設された棒状部材を２分割して、分割された一方にシリンダを設け、分割された他方にシリンダの内周面と摺接するピストンを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。シリンダ内にはオイルが充填された２つの油室が形成され、の伸縮時にピストンがシリンダと摺動すると、ピストンリングに貫設されたオリフィスをオイルが流通して、減衰力が得られるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２１１４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車体を構成する多数の形成部材間には、その接続部分で少なからず「遊び」が存在する。すなわち、サスペンションからの入力により車体が捻られたり突き上げられたりすると、「遊び」がなくなるまで車体の各形成部材が移動してから、車体の構造体でサスペンションからの入力を受け止めることとなる。この「遊び」による各パネルの移動は、サスペンションの入力による構造体の変位に比べれば小さなものであるが、入力に対して瞬間的に抗することができないために操縦安定性及び乗り心地が損なわれるという問題点がある。従って、各形成部材間の「遊び」を解消しない限り、前記車両用補強部材を車体に設置したとしても、操縦安定性及び乗り心地の向上に限界がある。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の操縦安定性及び乗り心地を飛躍的に向上させることのできる車体構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車体構造において、互いに略平行な第１車体形成部材及び第２車体形成部材に両端側が回動自在に取り付けられ、前記第１車体形成部材及び前記第２車体形成部材を互いに離隔する方向へ付勢する伸縮自在の付勢バーを複数備えたことを特徴とする。
尚、ここでいう「回動」は、１軸方向についての回動であってもよいし、２軸方向または３軸方向についての回動であってもよい。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、付勢バーにより第１車体形成部材及び第２車体形成部材の取付部位に付勢力が加わって、各車体形成部材間に予圧が加わった状態となる。そして、この予圧により各車体形成部材が微小に移動して、各車体形成部材間の「遊び」が軽減された状態となる。これにより、車両走行時における路面からの入力に対する車体のレスポンスが向上し、車両の操縦安定性及び乗り心地を飛躍的に向上させることができる。
また、車両走行時の「遊び」による車体の変位が軽減されるので、車体の低級音、軋み音等を低減することができ、車両室内の騒音レベルを低下させることができる。
【０００８】
また、各付勢バーの各車体形成部材に対する回動が許容されるようにしたので、各車体形成部材における各付勢バーが取り付けられる部位間の距離を変化させることなく、各付勢バーの各車体形成部材に対する角度変化を許容させることができる。
これにより、第１車体形成部材と第２車体形成部材とが互いに過度に拘束されるようなことはなく、各車体形成部材の当該各部位付近への応力集中を回避しつつ、車体全体としての剛性を確保することができ、実用に際して極めて有利である。
【０００９】
さらに、付勢バーを複数設けたので、第１車体形成部材と第２車体形成部材が複数箇所で付勢バーにより連結され、各車体形成部材に作用する付勢力や各車体形成部材同士の変位の抑制効果が、各車体形成部材の特定の部位に偏ることがなく、効率よく「遊び」の軽減、応力集中の回避等を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車体構造において、各付勢バーは該付勢バーの伸縮動作を減衰する減衰機構を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、車両走行時に路面からサスペンションへの振動が各車体形成部材へ伝達して各付勢バーに伸縮させる振動が作用するところ、減衰機構により各付勢バーの伸縮動作が減衰されるので、路面から各車体形成部材に伝達される振動を効果的に抑制することができる。従って、さらに車両の操縦安定性及び乗り心地を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車体構造において、各付勢バーは前記第１車体形成部材及び前記第２車体形成部材と略直交し互いに平行に配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の作用に加え、各付勢バーを第１車体形成部材及び第２車体形成部材と略直交させたので、各車体形成部材に作用する各付勢バーの延在方向の負荷に抗することができる。そして、各付勢バーを平行としたことにより、各車体形成部材の延在方向等の負荷については比較的許容させることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の車体構造において、２つの前記付勢バーを互いに交差させて配置したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１または２の作用に加え、２つの付勢バーが互いに交差していることから、各車体形成部材に作用する各付勢バーの延在方向の負荷に加え、各車体形成部材の延在方向等の負荷にも抗することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の車体構造において、互いに交差する前記付勢バーを交差点で互いに回動自在となるよう連結したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の作用に加え、交差する付勢バーが連結されるので、各車体形成部材同士の剛性が向上する。また、各付勢バーは回動自在に連結されているので、各付勢バーが過度に拘束されることもない。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明によれば、車両の操縦安定性及び乗り心地を飛躍的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１から図４は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は車体構造の概略説明斜視図、図２は第１付勢バーの上面図、図３は第１付勢バーの一部断面図、図４は第２付勢バーの上面図である。
【００２０】
この車体構造はモノコック式であり、図１にワゴンタイプの四輪自動車のものを図示する。図１に示すように、車体前部には、左右一対のサスペンションが取り付けられるストラットタワー１が形成される。第１車体形成部材及び第２車体形成部材としての各ストラットタワー１は、略上下に延び互いに略平行であり、サスペンションのストラットを左右内側から覆うよう形成される。各ストラットタワー１の上部には第１付勢バー１０が架設され、下部には第２付勢バー２０が架設される。
【００２１】
図１に示すように、第１付勢バー１０の両端は、各ストラットタワー１のストラット取付部２に取り付けられる。すなわち、本実施形態においては、第１付勢バー１０はストラットタワーバーと称されるものである。
また、第２付勢バー２０の両端は、各ストラットタワー１とサイドフレーム３との接続部分に取り付けられる。サイドフレーム３は左右一対に設けられ、略前後に延び、前端でラジエータロアフレーム４と接続される。各付勢バー１０，２０は各ストラットタワー１と略直交し互いに平行に配置される。
【００２２】
図２に示すように、第１付勢バー１０は、各ストラット取付部２に固定される左右一対の固定部１１と、各固定部１１を連結し略水平に延びるバー本体１２と、を備えている。各固定部１１には、各固定部１１の車体に対する回動を許容する回動許容機構１３が設けられる。本実施形態においては、回動許容機構１３はピロボール１４により構成される。
【００２３】
車体のストラット取付部２は下方に凹の板状に形成され、下面がストラット本体を受け止める座面をなし、ストラット取付部２を貫通する複数のボルトによりストラット本体が固定される。本実施形態においては、各ストラット取付部２ごとに、軸中心から等距離に３つのボルトが配される。この３つのボルトを利用して、第１付勢バー１０の各固定部１１が各ストラット取付部２の上面に固定される。
【００２４】
図２に示すように、各固定部１１は、各ボルトにより車体側に固定されるブラケット部１５と、回動許容機構１３を構成するピロボール１４と、を有する。ブラケット部１５は、リング状の板部材であり、周方向に等間隔で３つのボルト孔１５ａが穿設されている。そして、ブラケット部１５の左右内側前端にピロボール１４が配される。具体的には、ブラケット部１５に上方へ突出するフランジ部１５ｂが前後一対に形成され、各フランジ部１５ｂにピロボール１４の軸部材１４ａが架設される。軸部材１４ａの前後中央にはボール状の外周面が形成される。そして、この外周面と摺接する内周面を有する外殻部材１４ｂがバー本体１２の端部に固定されている。これにより、バー本体１２とブラケット部１５の回動が３軸すべてについて許容される。すなわち、第１付勢バー１０は、両端側が各ストラットタワー１に回動自在に取り付けられている。
【００２５】
図２に示すように、バー本体１２は、右側バー１２ａと左側バー１２ｂとに分割構成され、軸方向に伸縮自在となっている。図３に示すように、本実施形態においては、右側バー１２ａの左端に軸方向へ延びるシリンダ１６が設けられ、左側バー１２ｂの右端に設けられたピストン１７がシリンダ１６の内周面と摺接する。シリンダ１６内は密閉され、内周面と摺接しシリンダ１６内を軸方向に仕切るフリーピストン１８がピストン１７の右側に配される。フリーピストン１８の左側はオイルが充填されたオイル室１６ａをなし、右側はガスが充填されたガス室１６ｂをなす。
【００２６】
この第１付勢バー１０は、車体から取り外した状態で、バー本体１２の長さが各ストラット取付部２間の距離より長くなるように、オイル室１６ａ及びガス室１６ｂ内の圧力が調整される。そして、図１に示すように、第１付勢バー１０が車体に取り付けられた状態で、バー本体１２が短縮してガス室１６ｂが通常状態より圧縮され、ガス室１６ｂからフリーピストン１８に圧力が加わり、この結果、バー本体１２が伸張方向へ付勢されるようになっている。すなわち、シリンダ１６、フリーピストン１８等で付勢機構が構成されている。
【００２７】
また、ピストン１７には、オイル室１６ａの右側と左側を連通する複数の孔１７ａが形成される。これにより、バー本体１２の伸縮動作によりピストン１７がオイル室１６ａ内を軸方向へ移動すると、各孔１７ａをオイルが流通する際の抵抗により伸縮動作を減衰する減衰作用が得られるようになっている。すなわち、シリンダ１６、ピストン１７等で減衰機構が構成されている。
【００２８】
図４に示すように、第２付勢バー２０は、各ストラットタワー１の下部に固定される左右一対の固定部２１と、各固定部２１を連結し略水平に延びるバー本体２２と、を備えている。各固定部２１には、各固定部２１の車体に対する回動を許容する回動許容機構２３が設けられる。本実施形態においては、回動許容機構２３はピロボール２４により構成される。
【００２９】
図２に示すように、各固定部２１は、ボルトにより車体側に固定されるブラケット部２５と、回動許容機構２３を構成するピロボール２４と、を有する。ブラケット部２５は、略前後に延びる矩形状の板部材であり、前端側及び後端側に等間隔で２つのボルト孔２５ａが穿設されている。そして、ブラケット部２５の前後中央にピロボール２４が配される。ピロボール２４の構成は、第１の実施形態と同様である。すなわち、第２付勢バー２０も、両端側が各ストラットタワー１に回動自在に取り付けられている。
【００３０】
図４に示すように、バー本体２２は、右側バー２２ａと左側バー２２ｂとに分割構成され、軸方向に伸縮自在となっている。図４に示すように、本実施形態においては、右側バー２２ａの左端に軸方向へ延びるシリンダ２６が設けられ、左側バー２２ｂの右端に設けられたピストンがシリンダ２６の内周面と摺接する。第２付勢バー２０においてもシリンダ２６の内部の構成は第１付勢バーと同様であり、シリンダ２６、フリーピストン等で付勢機構が構成され、シリンダ２６、ピストン等で減衰機構が構成されている。
【００３１】
以上のように構成された車体構造では、各付勢バー１０，２０により各ストラットタワー１の取付部位に付勢力が加わって、各ストラットタワー１に予圧が加わった状態となる。そして、この予圧により各ストラットタワー１が微小に移動して、各ストラットタワー１間の「遊び」が軽減された状態となる。これにより、車両走行時における路面からの入力に対する車体のレスポンスが向上し、車両の操縦安定性及び乗り心地を飛躍的に向上させることができる。
また、車両走行時の「遊び」による車体の変位が軽減されるので、車体の低級音、軋み音等を低減することができ、車両室内の騒音レベルを低下させることができる。
【００３２】
また、各付勢バー１０，２０の各ストラットタワー１に対する回動が許容されるようにしたので、各ストラットタワー１における各付勢バー１０，２０が取り付けられる部位間の距離を変化させることなく、各付勢バー１０，２０の各ストラットタワー１に対する角度変化を許容させることができる。
これにより、各ストラットタワー１が互いに過度に拘束されるようなことはなく、各ストラットタワー１の当該各部位付近への応力集中を回避しつつ、車体全体としての剛性を確保することができ、実用に際して極めて有利である。
【００３３】
さらに、第１付勢バー１０と第２付勢バー２０を設けたので、各ストラットタワー１が複数箇所で各付勢バー１０，２０により連結され、各ストラットタワー１に作用する付勢力や各ストラットタワー１同士の変位の抑制効果が、各ストラットタワー１の特定の部位に偏ることがなく、効率よく「遊び」の軽減、応力集中の回避等を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態の車体構造によれば、車両走行時に路面からサスペンションへの振動が各ストラットタワー１へ伝達して各付勢バー１０，２０に伸縮させる振動が作用するところ、減衰機構により各付勢バー１０，２０の伸縮動作が減衰されるので、路面から各ストラットタワー１に伝達される振動を効果的に抑制することができる。従って、これによっても、車両の操縦安定性及び乗り心地を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態の車体構造によれば、各付勢バー１０，２０を各ストラットタワー１と略直交させたので、各ストラットタワー１間に作用する各付勢バー１０，２０の延在方向の負荷に抗することができる。そして、各付勢バー１０，２０を平行としたことにより、各ストラットタワー１の延在方向等の負荷については比較的許容させることができる。
【００３６】
尚、第１の実施形態においては、互いに平行な付勢バーが２つのものを例示したが、３以上の付勢バーを互いに平行に配置してもよい。
【００３７】
図５及び図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、図５は車体構造の概略説明斜視図、図６は第１付勢バーの上面図である。第２の実施形態においては、第１付勢バー１１０及び第２付勢バー１２０を互いに交差させて配置している。
【００３８】
図５に示すように、第１付勢バー１１０は一方のストラットタワー１の上部と他方のストラットタワー１の下部に架設され、第２付勢バー１２０は他方のストラットタワー１の上部と一方のストラットタワー１の下部に架設される。
【００３９】
図５に示すように、第１付勢バー１１０の一端は一方のストラットタワー１のストラット取付部２に取り付けられ、他端は他方のストラットタワー１とサイドフレーム３との接続部分に取り付けられる。そして、第２付勢バー１２０の一端は一方のストラットタワー１とサイドフレーム３との接続部分に取り付けられ、他端は他方のストラットタワー１のストラット取付部２に取り付けられる。
【００４０】
図６に示すように、第１付勢バー１１０は、一方のストラット取付部２に固定される第１固定部１１１ａと、他方のストラットタワー１の下部に固定される第２固定部１１１ｂと、各固定部１１１ａ，１１１ｂを連結するバー本体１１２と、を備えている。各固定部１１１ａ，１１１ｂには、各固定部１１１ａ，１１１ｂの車体に対する回動を許容する回動許容機構１１３が設けられる。本実施形態においては、回動許容機構１１３はピロボール１１４により構成される。図６に示すように、第１固定部１１１ａは第１の実施形態における第１付勢バー１０の各固定部１１と、第２固定部１１１ｂは第１の実施形態における第２付勢バー２０の各固定部２１と、それぞれ同様の構成となっている。
【００４１】
図６に示すように、バー本体１１２は、右側バー１１２ａと左側バー１１２ｂとに分割構成され、軸方向に伸縮自在となっている。本実施形態においては、右側バー１１２ａの左端に軸方向へ延びるシリンダ１１６が設けられ、左側バー１１２ｂの右端に設けられたピストンがシリンダ１１６の内周面と摺接する。シリンダ１１６の内部の構成は第１の実施形態と同様であり、シリンダ１１６、フリーピストン等で付勢機構が構成され、シリンダ１１６、ピストン等で減衰機構が構成されている。
【００４２】
ここで、第２付勢バー１２０は、各固定部１１１ａ，１１１ｂが左右逆さである点と傾倒方向が逆さである点を除いては、第１付勢バー１１０と同様の構成であるのでここでは説明を省略する。
【００４３】
以上のように構成された車体構造においても、各付勢バー１１０，１２０により各ストラットタワー１の取付部位に付勢力が加わって、各ストラットタワー１に予圧が加わった状態となり、車両走行時における路面からの入力に対する車体のレスポンスが向上し、車両の操縦安定性及び乗り心地を飛躍的に向上させることができる。また、車両走行時の「遊び」による車体の変位が軽減されるので、車体の低級音、軋み音等を低減することができ、車両室内の騒音レベルを低下させることができる。
【００４４】
また、各ストラットタワー１における各付勢バー１１０，１２０が取り付けられる部位間の距離を変化させることなく、各付勢バー１１０，１２０の各ストラットタワー１に対する角度変化を許容させることができ、各ストラットタワー１が互いに過度に拘束されるようなことがないので、各ストラットタワー１の当該各部位付近への応力集中を回避しつつ、車体全体としての剛性を確保することができる。
【００４５】
また、第１付勢バー１１０と第２付勢バー１２０を設けたので、各ストラットタワー１が複数箇所で各付勢バー１１０，１２０により連結され、各ストラットタワー１に作用する付勢力や各ストラットタワー１同士の変位の抑制効果が、各ストラットタワー１の特定の部位に偏ることがなく、効率よく「遊び」の軽減、応力集中の回避等を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態の車体構造によれば、車両走行時に路面からサスペンションへの振動が各ストラットタワー１へ伝達して各付勢バー１１０，１２０に伸縮させる振動が作用するところ、減衰機構により各付勢バー１１０，１２０の伸縮動作が減衰されるので、路面から各ストラットタワー１に伝達される振動を効果的に抑制することができる。従って、これによっても、車両の操縦安定性及び乗り心地を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施形態の車体構造によれば、２つの付勢バー１１０，１２０が互いに交差していることから、各ストラットタワー１に作用する各付勢バー１１０，１２０の延在方向の負荷に加え、各ストラットタワー１の延在方向等の負荷にも抗することができる。
【００４８】
尚、第１及び第２の実施形態においては、本発明を左右一対のストラットタワー１に適用したものを示したが、第１車体形成部材及び第２車体形成部材として車体の他のフレーム部等に適用することも可能である。例えば、図７に示すように、左右一対のフロントサイドメンバ２０１を付勢バー２１０，２２０で連結してもよいし、左右一対のリヤサイドメンバ２０２を付勢バー２３０で連結してもよい。
図７には、各フロントサイドメンバ２０１に交差させた２つ付勢バー２１０及び平行な２つの付勢バー２２０を架設するとともに、各リヤサイドメンバ２０２に交差させた２つの付勢バー２３０を架設したものを示す。そして、左右一対のサイドシル２０３には、１つの付勢バー２４０が架設されている。フロントサイドメンバ２０１に架設され交差する２つの付勢バー２１０と、リヤサイドメンバ２０２に架設され交差する２つの付勢バー２３０は交差点で互いに回動自在となるよう連結される。
この場合、交差する付勢バー２１０，２３０が連結されるので、各フロントサイドメンバ２０１同士及び各リヤサイドメンバ２０２同士の剛性が向上する。また、これらの付勢バー２１０，２３０は回動自在に連結されているので、各付勢バー２１０，２３０が過度に拘束されることもない。
【００４９】
また、前記各実施形態においては、回動許容機構１３，１１３をピロボール１４，２４，１１４により構成し、バー本体１２，２２，１１２が車体に対して３軸について回動可能としたものを示したが、例えば、前後方向、左右方向または上下方向を軸として１軸についてバー本体を回動可能としてもよい。また、バー本体が２軸方向について回動自在となるようにしてもよい。
【００５０】
また、前記各実施形態においては、ガス室１６ｂ内に充填されたガスの圧力を利用してバー本体１２，２２，１１２を付勢するものを示したが、付勢機構は、例えば、ばね、ゴム等の弾性体の弾性力を利用してバー本体１２，２２，１１２を付勢するものであってもよい。
【００５１】
また、オイル室１６ａ内のオイルの粘性抵抗を利用してバー本体１２，２２，１１２の伸縮動作を減衰するものを示したが、減衰機構は、例えば、摩擦板の組み合わせ等により伸縮動作を減衰するものであってもよい。さらに、減衰機構を省略した構成としてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す車体構造の概略説明斜視図である。
【図２】第１付勢バーの上面図である。
【図３】第１付勢バーの一部断面図である。
【図４】第２付勢バーの上面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す車体構造の概略説明斜視図である。
【図６】第１付勢バーの上面図である。
【図７】変形例を示す車体構造の模式的な下面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１            ストラットタワー
１０          第１付勢バー
２０          第２付勢バー
１１０        第１付勢バー
１２０        第２付勢バー
２０１        フロントサイドメンバ
２０２        リヤサイドメンバ
２１０        付勢バー
２２０        付勢バー
２３０        付勢バー
【図１】
2006182137.tif 000003
【図２】
2006182137.tif 000004
【図３】
2006182137.tif 000005
【図４】
2006182137.tif 000006
【図５】
2006182137.tif 000007
【図６】
2006182137.tif 000008
【図７】
2006182137.tif 000009