(57)【要約】【課題】左右のサスペンション支持部を架け渡すよう固定される車体補強部材に関し、車幅方向の曲げ力と車両の捩り力とを、局所的な応力が集中するのを防止しながら、確実に抑制する。【解決手段】車体補強部材９の内、バー１０ａ、１０ｂと、サポート部材１４とは、左右のサスペンションタワー７を強固に固定しているため、車幅方向の縦断面上において発生する車両内方側を指向する曲げ力を抑制することができる。一方、各サスペンションタワー７に固定されたそれぞれバー１０ａ、１０ｂは、エンジンルーム２の後端壁５に対し、水平方向、特に車幅方向における変位を許容するように粘弾性部材１５を介して配置されることになる。これによって、車両内方側において車両前後方向に延びる前後軸を中心とする車体の捩れ力に対しては、粘弾性部材１５により捩れ力による変位を許容しつつ、粘弾性部材の減衰作用を利用して、捩れ力を低減できる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた左右のサスペンションの緩衝装置を支持する各サスペンション支持部と、
左右の該サスペンション支持部近傍の車体に対して、架け渡されるように固定される車体補強部材とから成る車体構造において、
上記車体補強部材は、更に、上記サスペンション支持部近傍以外の車両内方側の車体部分に対して、該車体部分と該車体補強部材とに作用する力を減衰させるように、粘弾性材料から成る粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする車体補強構造。
【請求項２】
上記粘弾性部材は、車両内方側において車両前後方向に延びる車両前後軸を略中心とする車体の捩れ方向に作用する力を減衰可能となるように設けられることを特徴とする請求項１記載の車体補強構造。
【請求項３】
エンジンルームの後部壁の壁面に固定されるとともに、略水平な接触面を有するブラケット部材を備え、
上記車体補強部材は、該ブラケット部材の略水平な水平面に対し、上記粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする請求項２記載の車体補強構造。
【請求項４】
車体後方のフロアに形成され、縦壁面を有するスペアタイヤ収納部を備え、
上記車体補強部材は、該縦壁面と略面一な面に対して、上記粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする請求項２記載の車体補強構造。
【請求項５】
車両に設けられた左右のサスペンションの緩衝装置を支持する各サスペンション支持部近傍の車体に対し、架け渡されるように固定される車体補強部材において、
上記車体補強部材は、更に、上記サスペンション支持部近傍以外の車両内方側の車体部分に対して、該車体部分と該車体補強部材とに作用する力を減衰させるように、粘弾性材料から成る粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする車体補強部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体において左右のサスペンション支持部に対し、架け渡されるように固定される車体補強部材及び、この車体補強部材を利用した車体補強構造に関する技術に属す。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両のエンジンルーム内において、ストラットタワーバーと称される車体補強部材を、左右のサスペンションタワーを架け渡すように固定することは知られており、このような構造により車体構造の補強が行われている。これによると、例えば、車両の走行中に左右の一方の車輪がバウンドした場合に発生する、車幅方向の縦断面上において、車両内方側を指向する車両の曲げ力（例えば、左右のサスペンションタワーを車両内方側に内倒れさせるように働く力）を、車体補強部材が突っ張る等によって抑制することができる。
また、こうした車体補強部材を更に改良して、左右のサスペンションタワーにおける２ヶ所のみを車体補強部材で固定するだけでなく、この２ヶ所にエンジンルームの後端部における車幅方向の２ヶ所を加えた合計４ヶ所を、１つの車体補強部材で固定することも知られている。
このように車体に対して、車幅方向だけでなく、車両前後方向についても固定することにより、上述の車幅方向の縦断面上における曲げ力だけでなく、車両内方側において車両前後方向に延びる前後軸を中心とする車体の捩れに対しても、強固に補強することで抑制が可能となる。
一方、下記特許文献１には、上述の左右のサスペンションタワーのみを架け渡すように固定された車体補強部材に対して、車体補強部材の軸方向における変形を減衰させる減衰力発生手段を設けた技術について、記載されている。
これによれば、車体補強部材の静剛性を極度に高める必要がないため、取付部周辺の応力集中の抑制が可能であることが記載されている。
【０００３】
【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、上述のように車体補強部材を、サスペンションタワーと、これとは別の例えばエンジンルームの後端部とで固定する構造においては、車幅方向の縦断面上の曲げ力と車体の捩れとを効果的に抑制することが可能となり、車体構造の強度を極めて高めることができるが、一方で以下のような問題が生じる。
つまり、このような車体補強部材により追加的に車体を補強した場合には、強固な車体補強部材に比べて、車体自体は応力に対して変形しやすい構造であるため、車体補強部材を取付ける部分や、この部分と構造上関連する部分の強度を極めて強固にしていないと、車体に対して局所的に応力が集中してしまう虞がある。これにより、応力が集中する部分では、車体のパネル同士を接合している一部の接合部において接合が外れてしまうなどの破損を生じてしまい、車体剛性を低下させたり、車体振動に伴って騒音を発する等の不具合を発生させる要因となる。
そこで、局所的に応力が集中する部分を強固に補強することが考えられるが、このような補強には、更なる補強部材を追加することになり、車重が増大するといった問題がある。
また、上述の不具合に対して、こうした追加的な補強ではなく、上述の特許文献１に記載された技術、つまり、左右のサスペンションタワーを架け渡す車体補強部材の軸方向の変形を減衰させる技術を適用することが考えられる。
しかしながら、例えば車体の４ヶ所を車体補強部材で固定して、車幅方向における曲げ力と車体の捩れとを効果的に抑制する従来の構造に対して、特許文献１記載のように左右のサスペンションタワーを架け渡す車体補強部材の軸方向の変形を減衰させる技術を適用した場合には、車幅方向縦断面における曲げ力は減衰力発生手段により減衰されるが、この曲げ力を積極的に抑制することは不可能である。
しかも、車体の捩れの要因の内、一部の要因は、車体が、車幅方向の縦断面上における曲げ力を受けることによって発生するものであるため、このような従来技術を組合わせただけの技術では、こうした曲げ力を抑制することができないばかりか、この曲げ力を抑制できないことに起因して、車体の捩れについても積極的に抑制することは不可能となる。
【０００５】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、左右のサスペンション支持部を架け渡すよう固定される車体補強部材に関し、車両の走行中にサスペンションから受ける車幅方向の縦断面上における曲げ力に対しては、高い剛性を確保することでこれを確実に抑制するとともに、車両の捩り力に対しては、捩りにより局所的に発生する応力を粘弾性部材により吸収させつつ、これを低減するよう構成することにより、車幅方向の曲げ力と車両の捩り力とを、局所的な応力が集中するのを防止しながら、確実に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明においては、車両に設けられた左右のサスペンションの緩衝装置を支持する各サスペンション支持部と、左右の該サスペンション支持部近傍の車体に対して、架け渡されるように固定される車体補強部材とから成る車体構造において、上記車体補強部材は、更に、上記サスペンション支持部近傍以外の車両内方側の車体部分に対して、該車体部分と該車体補強部材とに作用する力を減衰させるように、粘弾性材料から成る粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする。
本請求項において、粘弾性材料とは、例えば、ビスコエラスティックマテリアルなど高粘性を有す物質であり、粘弾性材料を複数の物体間に介在させることで、物体間に作用する力を熱エネルギーなどに効率よく変換して、大きな減衰力で早急に収縮させることが可能な物質を意味する。
これにより、車体補強部材は、左右のサスペンション支持部近傍の車体に対して架け渡されるよう固定されているため、サスペンションから受けて、車幅方向の縦断面上で、車両内方側を指向する曲げ力は、強固に固定された車体補強部材により、確実に抑制可能である。また、このような車体補強部材は、更に、サスペンション支持部とは別の車体部分において、粘弾性部材を介して支持されているため、車体の捩り力は、強固な補強構造としての車体補強部材によって直接的に抑制されるのではなく、捩りにより局所的に発生する応力を粘弾性部材に吸収させながら低減されることになる。
これによって、車幅方向の車両断面上における曲げ力と車両の捩り力とを、局所的な応力が集中するのを防止しながら、確実に抑制できる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記粘弾性部材は、車両内方側において車両前後方向に延びる車両前後軸を中心とする車体の捩れ方向に作用する力を減衰可能となるように設けられることを特徴とする。
このような構成によれば、車両内方側において車両前後方向に延びる車両前後軸を中心とする車体の捩れ方向に作用する力を、粘弾性部材により減衰しながら抑制できるため、局所的な応力集中を、確実に抑制しつつ、車幅方向の車両断面上における曲げ力と車両の捩り力とを低減可能となる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２において、エンジンルームの後部壁の壁面に固定されるとともに、略水平な接触面を有するブラケット部材を備え、上記車体補強部材は、該ブラケット部材の略水平な水平面に対し、上記粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする。
このような構成によって、エンジンルーム付近に発生する車幅方向の車両断面上における曲げ力と車両の捩り力とを、エンジンルームの後部壁を利用して低減可能となる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２において、車体後方のフロアに形成され、縦壁面を有するスペアタイヤ収納部を備え、上記車体補強部材は、該縦壁面と略面一な面に対して、上記粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする。
このような構成によって、車両後方部付近に発生する車幅方向の車両断面上における曲げ力と車両の捩り力とを、スペアタイヤ収納部の縦壁面を利用して低減可能となる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、車両に設けられた左右のサスペンションの緩衝装置を支持する各サスペンション支持部近傍の車体に対し、架け渡されるように固定される車体補強部材において、上記車体補強部材は、更に、上記サスペンション支持部近傍以外の車両内方側の車体部分に対して、該車体部分と該車体補強部材とに作用する力を減衰させるように、粘弾性材料から成る粘弾性部材を介して支持されるよう構成されることを特徴とする。
このような構成により、上述の請求項１記載の発明と同じように、車幅方向の車両断面上における曲げ力と車両の捩り力とを、局所的な応力が集中するのを防止しながら、確実に抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明に係る発明においては、左右のサスペンション支持部を架け渡すよう固定される車体補強部材に関し、車両の走行中にサスペンションから受ける車幅方向の縦断面上における曲げ力に対しては、高い剛性を確保することでこれを確実に抑制するとともに、車両の捩り力に対しては、捩りにより局所的に発生する応力を粘弾性部材により吸収させつつ、これを低減できる。従って、車幅方向の曲げ力と車両の捩り力とを、局所的な応力が集中するのを防止しながら、確実に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第1の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる補強された車体１を示す概略斜視図であり、車両前方部１ａのエンジンルーム２に関し、このエンジンルーム２を覆うフード（図示せず）を取り除いた状態を図示している。
図１によると、車両前方部１ａのフロントガラス３の前方には図示しないエンジンやエンジンの補機部品を搭載可能なエンジンルーム２が形成されており、エンジンルームの後端部のカウル部４から下方に架けてエンジンルームの後端壁５が形成されている。
また、エンジンルーム２の車幅方向における左右には、前輪のサスペンションにおけるダンパなどから成る緩衝装置６の頂部を支持するとともに各サスペンションを格納するサスペンションタワー（サスペンション支持部）７が形成されており、それぞれのサスペンションタワー７の下方側は、車両の前後方向に延設された左右のフレームの一部を形成するフロントフレーム８に構造的に接続されている。
【００１４】
車体補強部材９は、上方から見て、全体的に略Ｙ字形状であり、各サスペンションタワー７の上端部において、その一端が強固に固定される左右２本のバー１０ａ、１０ｂと、これらのバー１０ａ、１０ｂの他方側端部を、後端壁５の両サスペンションタワー７よりも車幅方向において内方側の位置に固定する粘弾性伝達部１１とから構成されている。
図２は、この粘弾性伝達部１１付近の構造を詳細に示した概略平面図であり、また図３は、図１において粘弾性伝達部１１近傍に関するＡ−Ａ断面である。
【００１５】
これらの図によれば、粘弾性伝達部１１は、後端壁５に溶接等により固定されるブラケット１２と、ブラケット１２に対しボルト１２ａにより固定される板状のサポート部材１３（特許請求の範囲に記載のブラケット部材に相当）と、上述のようにバー１０ａ、１０ｂの他端側が固定される板状のサポート部材１４とから構成されるとともに、サポート部材１３、１４との間には、これらに挟み込まれるように、高粘性を有し、複数の物体間に介在させることで物体間に働く力を大きな減衰力で早急に収縮させる、ビスコエラスティックマテリアルから成るシート状の粘弾性部材１５が介在している。尚、本発明においては、粘弾性材料として、ビスコエラスティックマテリアルに限定されるものではなく、剛性Ｋが、５０から４０００［Ｎ／ｍｍ］で、減衰係数Ｃが、０．５から３０［Ｎ・ｓｅｃ／ｍｍ］の特性を持つ粘弾性材料であればよい。
また、サポート部材１３、１４と、粘弾性部材１５とは略水平方向と平行になるよう配置されており、これにより、バー１０ａ、１０ｂは後端壁５に対して、水平方向上における比較的大きな変位を許容可能となっている。
また、図３にて示すように、サポート部材１３、１４と、粘弾性部材１５とは、車幅方向から見て、全体的に緩やかに上方に凸となるよう形成されており、更に、図３のＢ−Ｂ断面を示す図４にて示すように、車両前後方向から見ても、全体的に緩やかに上方に凸となるよう形成されている。
【００１６】
このような構成により、車体補強部材９の内、バー１０ａ、１０ｂと、サポート部材１４とは、左右のサスペンションタワー７を強固に固定しているため、車幅方向の縦断面上において発生する曲げ力を、こうした強固な構造によって抑制することが可能であり、車体剛性を高めることができる。
一方、各サスペンションタワー７に固定されたそれぞれバー１０ａ、１０ｂは、エンジンルーム２の後端壁５に対し、水平方向、特に水平方向における車幅方向の変位を許容するように粘弾性部材１５を介して配置されることになる。これによって、車両内方側において車両前後方向に延びる前後軸を略中心とする車体の捩れ力に対しては、強固な構造によって抑制するよりも、寧ろ、粘弾性部材１５により捩れ力による変位を許容しつつ、粘弾性部材１５の減衰作用を利用して、捩れ力を低減することになる。従って、後端壁５を利用して、捩れにより局所的に集中する応力を、粘弾性部材１５によって吸収しながら、捩れ力を確実に抑制することが可能となる。
【００１７】
また、第１の実施形態においては、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４は、車両前後方向から見て、全体的に緩やかに上方に凸となるよう湾曲形成されている。これは、車体の捩れ力は、車両内方側において車両前後方向に延びる前後軸を略中心として発生するが、この捩れ力により、粘弾性伝達部１１が設置される後端壁５は、前後軸を中心とする略円周上の車幅方向に変位するためである。従って、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４は、粘弾性部材１５の弾性力がこのような変位方向に合わせて作用し易いように、前後軸を中心とする略円弧となるよう湾曲形成されるものであり、これにより、捩り力をより確実に粘弾性部材１５に吸収させてこれを抑制できる。
更に、第１の実施形態では、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４は、車幅方向から見て、全体的に緩やかに上方に凸となるよう湾曲形成される。
これは、例えば凹凸形状の悪路を走行中において、車体がサスペンションタワー７から突き上げる方向の力を受けると、サスペンションタワー７よりも前に、重量物のエンジンが設置されていること等の理由により、車両前後方向の縦断面上において車両内方側を指向する曲げ力が発生するが、このような曲げ力を積極的に抑制するためである。
つまり、このような曲げ力は、車体全体を緩やかに撓らすように発生するが、これにより粘弾性伝達部１１が設置される後端壁５は、車幅方向から見て、サポート部材１４に対し、車体１より下方側を中心として円弧を描くように変位することになる。従って、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４は、粘弾性部材１５の弾性力がこのような変位方向に合わせて作用し易いように、全体的に緩やかに上方に凸となるよう形成される。これにより、前後方向の縦断面上における車両内方側を指向する曲げ力をより確実に粘弾性部材１５に吸収させて、これを抑制できる。
尚、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４における車幅方向上の湾曲の曲率は、車両前後方向上の湾曲の曲率よりも大きく設定されている。これは、車両前後方向の縦断面上の撓りに起因する変位に関する、その変位の曲率の中心と粘弾性部材１５との距離よりも、車体の捩れに起因する変位に関する、その変位の曲率の中心（つまり、捩れの前後軸上の点）と粘弾性部材１５との距離の方が、短いためである。
また、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４における、このような緩やかな凸形状は、必ずしも必要ではなく、粘弾性部材１５および、サポート部材１３、１４は平坦面を有する形状であってもよい。
【００１８】
（第２の実施形態）
図５は、第１の実施形態を変形した第２の実施形態を示しており、この図のように、ブラケット１２を、後端壁５のカウル４の裏面に固定してもよく、このような構成により、第１の実施形態と同様な効果を有す。
【００１９】
（第３の実施形態）
図６及び図７は、第１の実施形態を変形した第３の実施形態を示しており、図７は、図６の粘弾性伝達部１１を上方から見た図である。
これらの図によれば、第３実施形態は、第１実施形態に対して、サポート部材１３、１４及び、粘弾性部材１５が、略鉛直方向に対して平行となるよう後端壁５に支持される点で、基本的に相異している。
このような構成によっても、バー１０ａ、１０ｂと、サポート部材１４とは、左右のサスペンションタワー７を強固に固定しているため、車幅方向の縦断面上において発生する曲げ力を、こうした強固な構造によって抑制することが可能であり、車体剛性を高めることができる。
更に、各サスペンションタワー７に固定されたそれぞれバー１０ａ、１０ｂは、エンジンルーム２の後端壁５に対し、鉛直方向、特に鉛直な車幅方向の変位を許容するように粘弾性部材１５を介して配置される。このため、車両内方側において車両前後方向に延びる前後軸を中心とする車体の捩れ力に対しては、強固な構造によって抑制するよりも、寧ろ、粘弾性部材１５により捩れ力による変位を許容しつつ、粘弾性部材１５の減衰作用を利用して、捩れ力を低減することになる。これにより、後端壁５を利用して、捩れにより局所的に集中する応力を、粘弾性部材１５によって吸収しながら、捩れ力を確実に抑制することが可能となる。
また、サスペンションには通常キャスター角が設定されており、これにより、車幅方向から見て、サスペンションの緩衝装置は、下方から上方に向かって斜め上方に指向するよう配置されることになる。このような構成により、走行中の車輪の突き上げによって発生するサスペンションタワー７を後方に変位させる力を、緩衝装置６で受け止めやすくすることで剛性を向上させている。これに対して、本実施形態においては、サポート部材１３、１４及び、粘弾性部材１５が、略鉛直方向に対して平行となるよう後端壁５に支持されているので、サスペンションタワー７を後方に変位させるこうした力は、車体補強部材９を介して後端壁５にも入力されることになり、その際、このような力を粘弾性部材１５の鉛直方向の面積が広い面で、実質的に後方へ変位させることなく確実に受け止めることができる。
従って、本実施形態においては、捩れ力を確実に抑制しながら、サスペンションタワー７を後方に変位させる力に対する剛性をも増大させることが可能となる。
【００２０】
（第４の実施形態）
図８は、本発明を車体後部に適用した第４の実施形態を示している。
図８にて、図示するように、車両後部１６のトランクルーム１７の左右には、後輪のサスペンションの緩衝装置１８の頂部を支持するとともに、後輪のサスペンションを格納するサスペンションタワー１９が形成されており、トランクルーム１７の中心部分のフロア２０には、図示しないスペアタイヤを格納可能なスペアタイヤ格納部２１が凹状に形成させている。
車体補強部材２２は、後方から見て、全体的に略Ｙ字形状であり、各サスペンションタワー１９の近傍の壁部において、その一端が強固に固定される左右２本のバー２３ａ、２３ｂと、これらのバー２３ａ、２３ｂの他方側端部を、スペアタイヤ格納部２１の前端壁２１ａに固定する粘弾性伝達部２４とから構成されている。
尚、車体補強部材２２は、車幅方向から見て、粘弾性伝達部２４からバー２３ａ、２３ｂが斜め前方の上方に傾斜するよう延設されている。
この粘弾性伝達部２４の構成は、第２の実施形態にて上述し、図５にて図示する粘弾性伝達部１１と基本的に同じであるが、ブラケット１２において、サポート部１３が前端壁２１ａと略面一であって、サポート部１３に固定される面が前端壁２１ａに接触し、ボルト１２ｂにより固定される点で相異する。
【００２１】
このような構成により、サポート部材１３、１４及び、粘弾性部材１５は、鉛直方向に対して略平行となるよう前端壁２１ａに支持されることになる。
このような構成によっても、バー２３ａ、２３ｂと、サポート部材１４とは、左右のサスペンションタワー１９を強固に固定しているため、後輪側における車幅方向の縦断面上において発生する曲げ力を、強固な構造によって抑制することが可能であり、車体剛性を高めることができる。
更に、各サスペンションタワー１９に固定されたそれぞれバー２３ａ、２３ｂは、スペアタイヤ格納部２１の後端壁２１ａに対し、略鉛直方向、特に鉛直な車幅方向の変位を許容するように粘弾性部材１５を介して配置される。このため、後輪側の車両内方側において車両前後方向に延びる前後軸を中心とする車体の捩れ力に対しては、強固な構造によって抑制するよりも、寧ろ、粘弾性部材１５により捩れ力による変位を許容しつつ、粘弾性部材１５の減衰作用を利用して、捩れ力を低減することになる。これにより、スペアタイヤ格納部２１の凹形状を利用して、捩れにより局所的に集中する応力を、粘弾性部材１５によって吸収しながら、捩れ力を確実に抑制することが可能となる。
【００２２】
尚、上述の実施形態においては、車体補強部材９、２２は、本発明においては、上方あるいは後方から見て略Ｙ字状としたが、これに代えて、バーを、サスペンションタワー７、１９近傍を直線的に繋ぐ1本のバーとし、このバーの中心付近から粘弾性伝達部を、後端壁５や前端壁２１ａに向かって延設させた略Ｔ字の形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車体補強構造の概略斜視図。
【図２】粘弾性伝達部１１の概略平面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】第２の実施形態に係る粘弾性伝達部１１の断面図。
【図６】第３の実施形態に係る車体補強構造の概略斜視図。
【図７】粘弾性伝達部１１の概略平面図。
【図８】第４の実施形態に係る車体補強構造の概略斜視図。
【符号の説明】
【００２４】
１：車両
２：エンジンルーム
５：後端壁
７、１９：サスペンションタワー（サスペンション支持部）
９、２２：車体補強部材
１０ａ、１０ｂ、２３ａ、２３ｂ：バー
１１：粘弾性伝達部
１５：粘弾性部材
２１：スペアタイヤ格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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