(57)【要約】【課題】車体の捩じれ剛性の強化と、良好な乗り心地性能とを両立することができる車体下部の補強構造を提供すること。【解決手段】自動車の車室フロアＦの端部から延出して車室フロアよりも一段高く形成された左右のサイドメンバ１の延出部１ａ，１ａを、これら延出部１ａ，１ａよりも一段低い位置で車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ２でつなぎ、その車幅方向中央部と、車室フロアＦに沿うサイドメンバ１の基端部１ｃ，１ｃとを左右一対のブレース５でほぼ水平にかつ平面視ほぼＶ字形に連結し、ブレース５の端末５３とサイドメンバ１の基端部１ｃ，１ｃとの連結部と、サイドメンバ１よりも車外側に位置するロッカー３とを、ブレース５を車外側へ直線状に延長するように設けた緩衝部材６でつないだ。【選択図】        図１
2009018690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車室フロアの端部から延出して車室フロアよりも一段高く形成された左右のサイドメンバの延出部を、これら延出部よりも一段低い位置で車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバでつなぎ、該サスペンションクロスメンバの車幅方向中央部と、車室フロア下面側の左右両側位置とを左右一対のブレースでほぼ水平にかつ平面視ほぼＶ字形に連結した車体下部の補強構造において、
上記各ブレースは、一方の端末を上記サスペンションクロスメンバと結合するとともに、他方の端末を車室フロアに沿う上記サイドメンバの基端部に結合せしめ、
上記ブレースとサイドメンバとの連結部と、サイドメンバよりも車外側に位置するロッカーとの間に、上記各ブレースを車外側へ直線状に延長するように設けた緩衝部材でつないだことを特徴とする車体下部の補強構造。
【請求項２】
請求項1に記載の車体下部の補強構造において、
上記左右のサイドメンバは、車室フロアの前端部から前方へ延出する左右のフロントサイドメンバであり、両フロントサイドメンバの延出部を、これら延出部よりも一段低い位置に設けたフロントサスペンションクロスメンバでつなぎ、該フロントサスペンションクロスメンバの車幅方向中央部と、上記左右のフロントサイドメンバの基端部とを上記ブレースで連結し、ブレースとフロントサイドメンバの基端部との連結部と、上記ロッカーとを上記緩衝部材でつないだ車体下部の補強構造。
【請求項３】
請求項１ないし２に記載の車体下部の補強構造において、
上記緩衝部材を液圧式ダンパー装置で構成した車体下部の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体下部の補強構造、特に車体の捩じれ剛性を強化する補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の固定ルーフ部の無いオープンカーは車体の捩じれ剛性が充分とは言えず、車両走行時にサスペンションからの入力等で車体が捩じれ振動しやすいといった不具合がある。そこで従来のオープンカーでは、車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバの幅方向中央部と、車室フロアの下面の左右両側位置で前後方向に延びる左右のサイドメンバとを左右一対のブレースで平面視ほぼＶ字形に連結して車体の捩じれ剛性を強化することが行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図３はこの種の補強構造の従来の代表例を示し、車両前後方向に平行に延びる左右のフロントサイドメンバ１，１は、後半の基端部１ｃ，１ｃが車室フロアＦの下面に沿って結合され、前半が車室フロアＦの前縁から前方のエンジンルーム側に延出されている。フロントサイドメンバ１，１の前半の延出部１ａ，１ａは、車室フロアＦの前縁からキックアップしつつ車室フロアＦよりも一段高い位置に設けられる。そして両延出部１ａ，１ａの下面間にはこれらよりも一段低い位置で車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ２が設けられている。図３の３は車室フロアＦの左右両側縁に沿うロッカー、４は車室フロアＦ上面に沿い車幅方向に左右両側縁のロッカー３，３間を架けわたすフロアクロスメンバを表す。
【０００４】
そして、上記サスペンションクロスメンバ2の車幅方向中央部と車室フロアＦ下面側の左右のフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとを金属製の棒材またはパイプ材からなる左右一対のブレース５，５で水平方向かつ平面視ほぼＶ字形に連結することが行なわれている。
これによれば図４に示すように、車両走行時にフロントサスペンションからの入力などにより左右のフロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａがこれらの車幅方向の中央位置Ｔを中心に上下逆方向に変位 (矢印Ｒ)し、これに伴ってサスペンションクロスメンバ２の中央部が車幅方向左右に揺動(矢印Ｓ)しようとするが、左右のブレース５，５によりクロスメンバ２の揺動を抑制し、フロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａの上下逆方向の変位を抑え、車体の捩じれ振動が抑制される。
【特許文献１】特開平５−１１６６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のクロスメンバ２と左右のフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとの間にＶ字形にブレース５，５を架設した構造では、車体の捩じれ剛性強化の効果が必ずしも充分とは言えず、車両の走行速度や路面状態によってフロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａに大きな上下の振動入力が作用するとブレース５，５によって抑えきれず、フロアＦの固定の基端部１ｃ，１ｃへ伝達されて基端部１ｃ，１ｃが上下に振動し、同時にサスペンションクロスメンバ２の中央が左右に動き、これによりフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃにブレース５，５に沿う斜め前後方向の振動が入力する。この場合、フロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃの車外側には車体の剛性部材たるロッカー３，３があるものの、基端部１ｃ，１ｃとロッカー３，３間で車室フロアＦが撓み、車体の捩じれ振動抑制効果が充分には発揮されない。
【０００６】
そこでブレース５，５を延長してクロスメンバ２とロッカー３，３とつなぐことも考えられるが、フロントサスペンション側からの振動がブレース５，５を介してそのままロッカー３，３、更には車室へ伝わって、走行時に乗員にゴツゴツ感が与えられ乗り心地性があまりよいとは言えない。またフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとロッカー３，３との間にフロアクロスメンバを増やしてフロア剛性を強化することも考えられるが車体の重量やコストが増加して不経済である。
本発明は、車体の捩じれ振動抑制効果を充分に発揮でき、かつ良好な乗り心地性能を実現することができる車体下部の補強構造を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、自動車の車室フロアの端部から延出して車室フロアよりも一段高く形成された左右のサイドメンバの延出部を、これら延出部よりも一段低い位置で車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバでつなぎ、該サスペンションクロスメンバの車幅方向中央部と、車室フロア下面側の左右両側位置とを左右一対のブレースでほぼ水平にかつ平面視ほぼＶ字形に連結した車体下部の補強構造において、上記各ブレースは、一方の端末を上記サスペンションクロスメンバと結合するとともに、他方の端末を車室フロアに沿う上記サイドメンバの基端部に結合せしめる。上記ブレースとサイドメンバとの連結部と、サイドメンバよりも車外側に位置するロッカーとの間に、上記各ブレースを車外側へ直線状に延長するように設けた緩衝部材でつなぐようになした（請求項１）。
緩衝部材によりサイドメンバの基端部の振動が減衰され、Ｖ字形のブレースによるサイドメンバの延出部の上下振動を抑制する効果と相まって、車体の捩じれ振動を効果的に抑制することができる。また緩衝部材により車室に作用する衝撃が吸収されて良好な乗り心地性能が実現できる。
【０００８】
上記左右のサイドメンバは、車室フロアの前端部から前方へ延出する左右のフロントサイドメンバであり、両フロントサイドメンバの延出部を、これら延出部よりも一段低い位置に設けたフロントサスペンションクロスメンバでつなぎ、該フロントサスペンションクロスメンバの車幅方向中央部と、上記左右のフロントサイドメンバの基端部とを上記ブレースで連結し、ブレースとフロントサイドメンバの基端部との連結部と、ロッカーの前端付近を上記緩衝部材でつなぐ（請求項２）。
本発明は車体のフロント側の補強に好適に適用され得る。
【０００９】
上記緩衝部材を液圧式ダンパー装置で構成する（請求項３）。
緩衝部材として液圧式ダンパー装置を好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を説明する。図１、図２に示すように、車体前側の下部には、左右両側に前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ１，１がほぼ平行に設けてある。左右のフロントサイドメンバ１，１は、車室フロアＦの下面に沿って前後方向に延びる基端部１ｃ，１ｃと、その前端から屈曲して前斜め上方へ延びる傾斜状のキックアップ部１ｂ，１ｂ、およびキックアップ部１ｂ，１ｂの上端から前方へほぼ水平に延びる延出部１ａ，１ａとを備え、延出部１ａ，１ａは基端部１ｃ，１ｃよりも一段高く形成してある。基端部１ｃ，１ｃは車室フロアＦの下面に沿って結合してある。
【００１１】
左右のフロントサイドメンバ１，１には延出部１ａ，１ａの下方位置に、車幅方向にフロントサスペンションクロスメンバ（以下、単にサスペンションクロスメンバという）２が架設してある。サスペンションクロスメンバ２は、中央に開口部を有する略枠状に形成してある。
サスペンションクロスメンバ２は、左右両端の前部２５，２５を左右のフロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａの下面前側にボルト締め固定し、左右両端の後部２６，２６を延出部１ａ，１ａの下面後側にボルト締め固定してある。サスペンションクロスメンバ２は、その下面の高さ位置がフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとほぼ同じに配設してある。
【００１２】
車室フロアＦの左右の両側縁にはこれらに沿ってロッカー３，３が設けてある。左右のロッカー３，３の下面はフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとほぼ同じか若干高い位置に設置され、前端がそれぞれ車室フロアＦの左右の前縁に沿って車幅方向に延びるフロアクロスメンバ４０，４０により左右のフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃの前端と連結してある。また左右のロッカー３，３の前後中間位置には、車室フロアＦの上面に沿って車幅方向にこれらを架けわたすフロアクロスメンバ４が設置してある。図２のＤは車室フロアＦの前縁から起立するダッシュパネルを示す。
【００１３】
車体下部ではサスペンションクロスメンバ２の幅方向中央部と、左右のフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃの前端とを、左右一対のブレース５，５で平面視ほぼＶ字形に連結してある。左右のブレース５，５は同一構造で、金属製の丸パイプ材から形成してある。ブレース５，５の両端末５２，５３はパイプ材を上下に押し潰して平板状にし、ボルト貫通孔を設けた取付部が形成してある。
【００１４】
左右のブレース５，５は一方の端末５２，５２の取付部をそれぞれ上下に重ね合わせてサスペンションクロスメンバ２の車幅方向中央部の前部下面にボルト締めして連結してあり、これら連結部から互いに平面視、後方かつ車外側へ向けて斜め傾斜状に延設してある。そして、両者５，５の各他方の端末５３，５３の取付部を左右のフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃの前端寄りの下面に重ね合わせて下からボルト締めして連結してある。尚、左右のブレース５，５の一方の端末５２，５２はサスペンションクロスメンバ２の車幅方向中央部付近に車幅方向に隣り合わせて連結してもよい。
【００１５】
また車体下部には、左右のブレース５，５の他方の端末５３，５３から後方かつ車外側へ向けて各ブレース５，５を一直線状に延長するように緩衝部材たるダンパー６，６が設置してある。ダンパー６，６は周知の油圧式ダンパーで、シリンダ６１と、シリンダ６１に対して伸縮作動可能に組み付けたピストンロッド６２とで構成してある。シリンダ６０内はその一端から摺動自在に嵌入したピストンロッド６２のピストンにより長手方向に第１油室と第２油室との２室に仕切られ、上記両油室にはオイルが充填してある。
【００１６】
上記ピストンには第１油室と第２油室との間をオイルが行き来可能な複数のオリフイス（小穴）が設けてあり、ダンパー６はピストンロッドの伸縮動作で各オリフイスをオイルが流通し、オイルの流動抵抗によりピストンロッドの伸縮動作が抑制される。
【００１７】
ダンパー６，６は、ピストンロッド６２，６２の端末に設けたリング状の取付部を、ブレース５，５の他方の端末５３，５３とフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとの連結部に一体にボルト締め固定した取付ブラケットの支軸に上下方向に揺動可能に支持せしめるとともに、シリンダ６１，６１の端末６０，６０に設けたリング状の取付部をロッカー３，３の前端付近に下からボルト締め固定した取付ブラケットの支軸に上下方向に揺動可能に支持せしめて、ほぼ水平方向にフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとロッカー３，３の前端付近とをつないである。
【００１８】
本実施形態によれば、車両走行時にフロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａの上下逆方向の振動入力が作用するとこれに伴いサスペンションクロスメンバ２にはこれを左右に揺動させようとする力が作用するが、サスペンションクロスメンバ２の中央部と左右のフロントサイドメンバ１，１の基端部１ｃ，１ｃとを連結するブレース５，５により揺動は抑制される。これにより左右のフロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａの振動も抑制され、基端部１ｃ，１ｃ側にはフロアＦを撓ませるような振動は伝達されない。
フロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａへの入力が大きくてブレース５，５では振動を抑制しきれず、サスペンションクロスメンバ２の中央部が左右に揺動した場合、揺動に伴い左右のブレース５，５およびダンパー６，６には、これを伸長させる力と短縮させる力が左右逆相に作用するが、この力はダンパー６，６のダンピング作用で吸収され減衰される。
従って、左右のフロントサイドメンバ１，１の延出部１ａ，１ａの振動および基端部１ｃ，１ｃへ伝達される振動も減衰され、車室フロアＦの捩じれおよびこれに伴う車体全体のねじれは軽減される。同時に車室に及ぼす衝撃も緩和され、良好な乗り心地が保たれる。
【００１９】
尚、本発明は車体の前部に限らず車体後部にも適用できる。この場合、左右のリヤサイドメンバの延出部間に架けわたしたリヤサスペンションクロスメンバの中央部と上記左右のリヤサイドメンバの基端部とを左右のブレースでＶ字形につなぐとともに、左右のブレースを延長するダンパーにより上記左右のリヤサイドメンバの基端部と左右のロッカーの後端付近を架けわたすようにする。これによれば上述の実施形態と同様の作用効果により車体後部の捩じれ振動を抑制できる。
またダンパーは油圧式のものに限らず、粘弾性ゴムを２枚の金属板で挟み込んだ構造のものを用い、一方の金属板の端末をサイドメンバの基端部へ固定し、他方の金属板の端末をロッカーに固定する構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の補強構造を車体の前側の下部に適用した実施形態を示す概略平面図である。
【図２】上記実施形態の概略側面図である。
【図３】従来の車体の下部補強構造を示す概略平面図である。
【図４】上記従来構造の概略側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｆ  車室フロア
１  フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
１ａ  延出部
１ｃ  基端部
２  フロントサスペンションクロスメンバ（クロスメンバ）
３  ロッカー
５  ブレース
５２  一方の端末
５３  他方の端末
６  ダンパー（緩衝部材）
【図１】
2009018690.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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