JP2005170176A - 車両の車体補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 フロア周辺の車体補強構造への応力集中の緩和及び車体の軽量化を図りつつ、フロアの剛性を高めて車両の操安性を高めることの出来る車両の車体補強構造を提供する。
【解決手段】 本発明は、車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部３８を補強する車両の車体補強構造であって、トンネル部の左フロア３０ａと右フロア３０ｂのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられ左フロアと右フロアを連結する前側剛性部材４２、及び、この前側剛性部材の後方に設けられトンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられ左フロアと右フロアを連結する後側剛性部材４４とからなる補強部材４０と、この補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所を互いに連結する粘弾性部材４６と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の車体補強構造に係り、特に、車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造に関する。

自動車の車体は、走行時に路面からの力を受けて変形する。例えば、車体のフロアは、旋回時には主にねじり変形し、制動時や加速時には主に前後方向に曲げ変形する。
これらの車体の変形は車両の操安性に影響を与えるので、従来から、車体の各部を補強する補強部材を、エンジンルーム等のフロント周り、車室の周り及び後輪付近のリア周り等の車体の基本構造に設けて、自動車の車体の剛性を高めることが行われている。

このような補強部材として前輪又は後輪のサスタワー同士を連結して剛性を高めるサスタワーバーがある。このサスタワーバーは、金属等の弾性体で一体に構成された補強部材であり、補強部材の変形によるエネルギーが反発力として車体に作用するので、操縦安定性や乗心地性が損なわれるという問題が存在していた。また、補強部材の変形量を小さく抑えるために補強部材の剛性を高めると、重量増加や取付部周辺の応力集中を招くという問題もある。
特許文献１には、このような補強部材が有する問題を解決するために、粘性減衰力を発生させるハイドロリックダンパーや粘弾性部材を備えた補強部材が提案されている。

特開２００２−２１１４３７号公報

ここで、車室を構成するフロアパネルの一部を車体上方に膨らませて、その下方に開放された空間にドライブシャフトや排気管等を通すようにしたフロアトンネルが設けられた車両では、このフロアトンネルの開口部が車体のフロアに占める面積が比較的大きく、上述したフロアのねじり変形や曲げ変形に伴いフロアトンネルの開口部が開く所謂「口開き」が生じる。この口開きは、車体の剛性を確保して車両の操安性を高める上で好ましくないため、口開きを抑制するために、このフロアトンネルの下面に渡って補強部材を設ける必要がある。特に、オープンカーではこのような口開きが生じやすいので、この補強部材が必要となる。また、フロアトンネルの下面に渡って補強部材を設けることにより、フロアのねじり変形や曲げ変形を抑制して車体の剛性を確保して車両の操安性を高めることもできる。

一方、車体剛性を確保しつつ車体の軽量化を図るためには、車体の各部の剛性及び強度を必要以上に高めすぎないように、補強部材の使用箇所や使用点数を限定したり、車体構成部材の断面寸法や板厚を最適に設計する必要がある。特にオープンカーやライトウェイトスポーツカー等においては、車体剛性を確保すると共に軽量化を図ることが要請されている。

しかしながら、補強部材によりフロアトンネルの剛性を局部的に大きく高めると、フロア周辺の車体補強構造、例えば、車体のピラー等の他の部材に応力が集中してクラックが発生して破損に至ってしまったり、車体の構造部品をつなぎ止めるスポット溶接が抜けてしまったりする。このため、応力が集中するようなフロア周辺の車体の各所に補強部材を配置したり、上述したピラー等の剛性や強度を高めるために断面寸法を大きくしたり板厚を上げたりせざるを得ず、軽量化を図ることが出来なくなるという問題が生じる。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、フロア周辺の車体補強構造への応力集中の緩和及び車体の軽量化を図りつつ、フロアの剛性を高めて車両の操安性を高めることの出来る車両の車体補強構造を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造であって、トンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられ左フロアと右フロアを連結する前側剛性部材、及び、この前側剛性部材の後方に設けられトンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられ左フロアと右フロアを連結する後側剛性部材とからなる補強部材と、この補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所を互いに連結する粘弾性部材と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、前側剛性部材及び後側剛性部材の両端部がトンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面に取り付けられているので、フロアに生じるトンネル部を口開きさせようとする力をこれらの前側剛性部材及び後側剛性部材が受け止めることが出来る。その結果、フロアのねじり変形や曲げ変形に伴うトンネル部の口開きが大きく抑制される。さらに、粘弾性部材が、前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所を互いに連結しているので、フロアのねじり変形や曲げ変形に伴う前側剛性部材及び後側剛性部材の相対変位により粘弾性部材が変形する。その結果、粘弾性部材により、フロアのねじり変形や曲げ変形の変形速度に応じてそれらの変形エネルギが吸収されると共にそれらの変形が所定量許容され、さらに、粘弾性部材の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働いてフロアの剛性が高まる。従って、本発明によれば、フロア周辺の車体補強構造への応力集中の緩和及び車体の軽量化を図りつつ、フロアの剛性を高めて車両の操安性を高めることが出来る。

また、本発明において好ましくは、前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所は、前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの両端部から前後方向に所定距離だけ離れている箇所である。
このように構成された本発明においては、前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所は、前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの両端部から前後方向に所定距離だけ離れている箇所であるので、それぞれの所定箇所がフロアのねじり変形や曲げ変形に伴い増大された変位速度及び変位量で大きく変位し、それに伴いそれぞれの所定箇所を互いに連結する粘弾性部材が大きく変形する。その結果、フロアの変形エネルギを効果的に吸収すると共にその変形を所定量許容することが出来る。

また、本発明において好ましくは、補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材は、それぞれ、トンネル部の左右方向に延びる第１部分と、その第１部分からトンネル部の長手方向に延びる第２部分とからなるＴ字形状の板状部材で構成され、第１部分の両端部がそれぞれ左フロア及び右フロアに取り付けられ、第２部分がそれぞれ互いに粘弾性部材により連結されている。
このように構成された本発明においては、両端部がそれぞれ左フロア及び右フロアに取り付けられた第１部分からトンネル部の長手方向に延びる第２部分がそれぞれ互いに粘弾性部材により連結されているので、第２部分がフロアのねじり変形や曲げ変形に伴い増大された変位速度及び変位量で大きく変位し、それに伴い、それぞれ第２部分を互いに連結する粘弾性部材が大きく変形する。その結果、フロアの変形エネルギを効果的に吸収すると共にその変形を所定量許容することが出来る。

また、本発明において好ましくは、補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材の第２部分はそれぞれトンネル部の左右方向に湾曲したＲ形状部を有し、このＲ形状部が粘弾性部材により連結されている。
このように構成された本発明においては、補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材の第２部分のＲ形状部が粘弾性部材により連結されているので、車両の旋回時にフロアの前側と後側が互いに逆方向に左右にねじれるような車体のねじり変形が生じる場合に、粘弾性部材がせん断変形する。その結果、このようなねじり変形のエネルギを効果的に吸収すると共にそのような変形を所定量許容することが出来る。

また、本発明は、車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造であって、トンネル部の左フロアの下面にその一端部が取り付けられた左側剛性部材及び右フロアの下面にその一端部が取り付けられた右側剛性部材とからなる補強部材と、この補強部材の左側剛性部材と右側剛性部材のそれぞれの他端部を互いに連結する粘弾性部材と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、トンネル部の左フロア及び右フロアにそれぞれ一端部が取り付けられた左側剛性部材と右側剛性部材のそれぞれの他端部を粘弾性部材が互いに連結しているので、トンネル部の口開きやフロアのねじり変形による前側剛性部材及び後側剛性部材の相対変位により、粘弾性部材が変形する。その結果、粘弾性部材により、トンネル部の口開きやフロアのねじり変形の変形速度に応じてそれらの変形エネルギが吸収されると共にそれらの変形が所定量許容される。さらに、粘弾性部材の変形による反力によりトンネル部が所定量以上の口開きが生じないようにされる。従って、本発明によれば、フロア周辺の車体補強構造への応力集中の緩和及び車体の軽量化を図りつつ、フロアの剛性を高めて車両の操安性を高めることが出来る。

また、本発明は、車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造であって、トンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられこれらの両端部により左フロアと右フロアを連結し且つこれらの両端部から前後方向に所定距離だけ離れている箇所を有しその箇所が少なくとも左フロア又は右フロアの下面に延びるように形成された補強部材と、この補強部材の箇所を少なくとも左フロア又は右フロアに連結する粘弾性部材と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、補強部材は、トンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられているので、フロアに生じるトンネル部を口開きさせようとする力をこの補強部材が受け止めることが出来る。その結果、フロアのねじり変形や曲げ変形に伴うトンネル部の口開きが大きく抑制される。さらに、粘弾性部材が、両端部から前後方向に所定距離だけ離れている箇所で補強部材が少なくとも左フロア又は右フロアに連結されているので、フロアのねじり変形や曲げ変形に伴う補強部材とフロアとの相対変位により粘弾性部材が変形する。その結果、粘弾性部材により、フロアのねじり変形や曲げ変形の変形速度に応じてそれらの変形エネルギが吸収されると共にそれらの変形が所定量許容され、さらに、粘弾性部材の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働いてフロアの剛性が高まる。従って、本発明によれば、フロア周辺の車体補強構造への応力集中の緩和及び車体の軽量化を図りつつ、フロアの剛性を高めて車両の操安性を高めることが出来る。

本発明によれば、フロアの剛性を高めると共に、フロア周辺の車体補強構造への応力集中の緩和及び車体の軽量化を図りつつ車両の操安性を高めることが出来る。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による車両の車体補強構造を有する車体のアンダーボディ１を車体下方から見た平面図であり、図２は本発明の第１実施形態による車体の補強構造を示す下方から見た斜視図であり、図３は、図２のIII-III線に沿って見た断面図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態による車両の車体補強構造を有する車体のアンダーボディ１は、車体の基本的な補強フレームとして、それぞれ車体前後方向に延びる一対のフロントサイドフレーム２、一対のサイドシル４、一対のフロアサイドフレーム６及び一対のリアサイドフレーム８と、それぞれ車幅方向に延びるＮｏ．１クロスメンバ１０、Ｎｏ．２クロスメンバ１２、Ｎｏ．３クロスメンバ１４、Ｎｏ．４クロスメンバ１６及びＮｏ．５クロスメンバ１８とを備えている。フロントサイドフレーム２の車幅方向両側の外方にはフロントサスペンション２０が取付けられた一対のサスタワー部２２が設けられ、Ｎｏ．５クロスメンバ１８の車幅方向両側の外方にはリアサスペンション２４が取付けられたリアサスタワー部２６が設けられている。また、一対のフロントサイドフレーム２の間には、エンジン２８が取付けられている。

アンダーボディ１は、さらに、これらの複数のフレーム部材に接続されて車室の床部分（フロア部分）を構成するフロントフロアパネル３０と、このフロントフロアパネル３０の車体後方の一段高い位置に配設されるセンタフロアパネル３２と、このセンタフロアパネル３２よりも車体後方に配設され荷室の床部分を構成するリヤフロアパネル３４とを備えている。
フロントフロアパネル３０の車体前側の端縁部には、車室とエンジンルームを仕切るダッシュパネル３６の下端縁部がスポット溶接等により接合され、また、フロントフロアパネル３０の車幅方向の両端側には、それぞれ、自動車のサイドボディ（図示せず）が取り付けられるようになっており、これらのダッシュパネル３６及びサイドボディは、車室を構成するピラーや天井部（図示せず）などに接続されている。

フロントフロアパネル３０は、鋼板を一体でプレス成形したもので、一対のサイドシル４、ダッシュパネル３６及びＮｏ．３クロスメンバ１４で取り囲まれ、それらのフレーム４、１４及びダッシュパネル３６と、Ｎｏ．２クロスメンバ１２及び一対のフロアサイドフレーム６にスポット溶接などで接合されている。
フロントフロアパネル３０には、その車幅方向のほぼ中央位置において車体前後方向に延びるように、フロアパネルの一部を車室側、即ち、車体上方側に突出するようにプレス成形したトンネル部３８が形成され、このトンネル部３８は、センタフロアパネル３２の車体前方端まで延びている。

このトンネル部３８には、その左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面を連結する補強部材４０が設けられている。図２及び図３に示すように、この補強部材４０は、前側剛性部材４２と、この前側剛性部材の車体後方に離間して設けられる後側剛性部材４４とを有し、これらの剛性部材４２、４４の間には、粘弾性部材４６が設けられている。
ここで、車体のフロアは、走行時にねじり変形や曲げ変形し、これらのねじり変形や曲げ変形は、主に、１５乃至２５Ｈｚの振動を伴うことが知られている。本実施形態では、補強部材４０及び粘弾性部材４６により、フロアのねじり変形や曲げ変形及びこれらの変形に伴うトンネル部の口開きが抑制されるようにしている。以下、これらの剛性部材４２、４４及び粘弾性部材４６を具体的に説明する。

これらの剛性部材４２、４４は、いずれも、鋼板製の板状のものであり、それぞれトンネル部３８の左右方向に延びる直線状の第１の部分４２ａ、４４ａと、この第１の部分のほぼ中間からトンネル部３８の長手方向に互いの剛性部材に向って延びる直線状の第２の部分４２ｂ、４４ｂとを備えたＴ字形状に形成されている。また、各剛性部材４２、４４は、それらの両端部即ち第１の部分の両端部４２ｃ、４４ｃがトンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面に各２本づつのボルト４５で固定され、離間した各剛性部材のほぼ中間に位置した第２の部分の先端部４２ｄ、４４ｄが、互いに車体上下方向に重なり合うように配置されている。

粘弾性部材４６は、シリコン系又はジエン系の粘弾性材料（ビスコエラスティックマテリアル）からなる矩形状の板状のものであり、その変形速度及び変形量に応じて所定の粘性減衰力及び反力を生じるものである。粘弾性材料固有の特性値としては、タンデルタ値（ｔａｎδ_K）が０．７乃至１．０のものである。また、粘弾性部材４６を剛性部材４２、４４に設けた状態での剛性値の実数成分（Ｋ'）及び虚数成分（Ｋ''）は、それぞれ、常温において約１５Ｈｚ乃至２５Ｈｚの範囲で１００乃至７００Ｎ／ｍｍ及び８０乃至５００Ｎ／ｍｍを示す。
この粘弾性部材４６は、図２及び図３に示すように、各剛性部材４２、４４の互いの車体上下方向に重なり合った第２の部分の先端部４２ｄ、４４ｄの間に設けられ、この粘弾性部材は、各剛性部材のそれぞれの第２の部分の先端部４２ｄ、４４ｄに接着されて、各剛性部材４２、４４を互いに連結している。

次に、第１実施形態の作用を説明する。
先ず、補強部材４０の各剛性部材の両端部４２ｃ、４４ｃが左右のフロア３０ａ、３０ｂにそれぞれ固定されているので、図２に矢印Ａで示すような方向にトンネル部３８を開こうとする左右のフロア３０ａ、３０ｂに生じる力を、各剛性部材の第１の部分４２ａ、４４ａが受け止めて、フロア３０のねじり変形や曲げ変形などに伴う所謂トンネル部の口開きが大きく抑制される。

次に、図４（粘弾性部材４６は図示せず）に示すように、走行状態に応じて、左右のフロア３０ａ、３０ｂが、矢印Ｂで示すように前後逆方向に変形しようとするねじり変形を生じる。このフロアのねじり変形に対しては、その左右のフロア３０ａ、３０ｂに両端部４２ｃ、４４ｃが固定された第１の部分４２ａ、４４ａが、符号Ｃで示すようなフロア３０の若干の変形を伴いながら矢印Ｄで示すように回転し、このような回転により、それらの両端部４２ｃ、４４ｃから前後方向に離れた位置に設けられた各剛性部材の第２の部分の先端部４２ｄ、４４ｄが、矢印Ｅで示すように距離Ｌの長さに応じて増大された変位速度と変位量により互いに逆方向に大きく変位する。従って、本実施形態によれば、これらの先端部４２ｄ、４４ｄの間に設けられた粘弾性部材４６が大きな変位速度で変形し、その結果、粘弾性部材４６により、フロアの変形エネルギが吸収（減衰）されると共にフロアのねじり変形が所定量許容される。さらに、粘弾性部材の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働くので、フロアの剛性を高めることが出来る。

また、図５に示すように、走行状態に応じて、フロア３０が車体前後方向に車体上方又は下方にたわむような曲げ変形を生じ、このフロアの曲げ変形に対して、その左右のフロア３０ａ、３０ｂに両端部４２ｃ、４４ｃが固定された第１の部分４２ａ、４４ａが、矢印Ｆで示すように車体前後方向に傾こうとする。そのような傾きに対して、第２の部分の先端部４２ｄ、４４ｄが矢印Ｇで示すようにその距離Ｌの長さに応じて増大された変位速度と変形量により大きく変位し、それに伴いそれらの先端部４２ｄ、４４ｄの間に設けられた粘弾性部材４６が変形する。従って、本実施形態によれば、粘弾性部材４６により、フロアの変形エネルギが吸収（減衰）されると共にフロアの曲げ変形が所定量許容される。さらに、粘弾性部材の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働くので、フロアの剛性を高めることが出来る。

また、粘弾性部材４６により、サスペンション２０、２４やエンジン２８から車体のフレーム部材２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８を介してフロントフロアパネル３０に伝達された振動を減衰させることが出来、フロントフロアパネル３０から車室内への音響放射を低減して、室内騒音を低減することが出来る。

以上述べたように、第１実施形態の車両の車体補強構造では、補強部材４０により、フロア３０のねじり変形や曲げ変形に伴うトンネル部３８の口開きが大きく抑制される。さらに、補強部材４０及び粘弾性部材４６により、フロアのねじり変形や曲げ変形のエネルギが吸収されると共にそれらの変形が所定量許容されつつフロアの剛性が高められる。その結果、本実施形態によれば、フロア周辺の車体補強構造、例えば、車体のピラー等の他の部材への応力集中による破損や車体の構造部品をつなぎ止めるスポット溶接が抜けてしまうことを防止すると共に車体の軽量化を図りつつ車両の操安性を高めることが出来る。また、室内騒音を低減することが出来る。

次に、図６により、第１実施形態の変形例を説明する。図６は、第１実施形態の変形例による自動車の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。
図６に示すように、この変形例では、前側剛性部材４２及び後側剛性部材４２のそれぞれの第２の部分４４ｂ、４４ｂの先端部４２ｄ、４４ｄが、それぞれトンネル部３８の左右方向に湾曲したＲ形状となっており、これらのＲ形状部（先端部４２ｄ、４４ｄ）の間に粘弾性部材４６が設けられ、この粘弾性部材４６は、それぞれのＲ形状部に接着されている。

この変形例によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果を示し、さらに、各剛性部材４２、４４の第２の部分の先端部４２ｄ、４４ｄをトンネル部３８の左右方向に湾曲したＲ形状部とし、このＲ形状部に粘弾性部材４６を設けているので、例えば、図６の矢印Ｈで示すように、車両の旋回時にフロアの前側と後側が互いに逆方向に車幅方向にねじれるような車体のねじり変形が生じる場合に、各剛性部材４２、４４のＲ形状部が図の矢印Ｉで示す方向に互いに逆方向に回転するように変位して、粘弾性部材４６がせん断変形するので、このようなねじり変形のエネルギが吸収されると共にこのような変形が所定量許容されつつフロアの剛性が高められる。

次に、図７により、本発明の第２実施形態による車両の車体補強構造を説明する。図７は、本発明の第２実施形態による車両の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。
図７に示すように、トンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面を連結する補強部材５０は、前側剛性部材５２と、この前側剛性部材の車体後方に離間して設けられる後側剛性部材５４とを有し、これらの剛性部材の間に粘弾性部材５６が設けられている。

これらの剛性部材５２、５４は、鋼板製の板状のものであり、それぞれ、トンネル部３８の左右方向に延びる直線状の第１の部分５２ａ、５４ａと、その第１の部分の両端部からぞれぞれ斜め方向に延びる一対の第２の部分５２ｂ、５４ｂとにより三角形状に延びるように形成され、各剛性部材５２、５４は、それらの両端部５２ｃ、５４ｃがトンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面に各２本づつのボルト４５で固定され、離間した各剛性部材のほぼ中間に位置したそれぞれの第２の部分の先端部５２ｄ、５４ｄが、互いに車体上下方向に重なり合うように配置されている。

粘弾性部材は、第２の部分の先端部５２ｄ、５４ｄの形状に合わせた外形の板状の粘弾性材料からなり、その特性値は、上述した第１実施形態と同様である。上述した第１実施形態と同様に、各剛性部材の第２の部分の先端部５２ｄ、５４ｄの間に設けられ、それぞれの先端部に接着されて、各剛性部材５２、５４を互いに連結している。

次に、第２実施形態の作用を説明する。第２実施形態の車両の車体補強構造においては、上述した第１実施形態と同様に、各剛性部材の第１の部分５２ａ、５４ａにより、トンネル部３８の口開きが大きく抑制され、また、各剛性部材５２、５４が、左右のフロア３０ａ、３０ｂに固定された両端部５２ｃ、５４ｃから車体前後方向にそれぞれ距離Ｌだけ離れた位置に配置された粘弾性部材５６を介して連結されているので、粘弾性部材５６により、フロア３０のねじり変形や曲げ変形のエネルギが吸収されると共にそのような変がを所定量許容されつつフロアの剛性が高められる。また、第１実施形態で上述したように、粘弾性部材４６により、フロントフロアパネル３０から車室内への音響放射を低減して、室内騒音を低減することが出来る。

従って、フロア周辺の車体補強構造、例えば、車体のピラー等の他の部材への応力集中による破損や車体の構造部品をつなぎ止めるスポット溶接が抜けてしまうことを防止すると共に車体の軽量化を図りつつ車両の操安性を高め、また、車室内の騒音を低減することが出来る。

次に、図８及び図９により、第２実施形態の変形例を説明する。
図８に示す変形例では、補強部材６０の各剛性部材６２、６４が、一体の３角形状に形成され、それらの各剛性部材６２、６４の両端部６２ｃ、６４ｃがトンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面に各２本づつのボルト４５で固定され、それらの先端部６２ｄ、６２ｄが互いに車体上下方向に重なり合うように配置され、これらの先端部の間に粘弾性部材６６が設けられている。

また、図９に示す変形例では、補強部材７０の各剛性部材７２、７４が、それぞれ斜め方向に延びる一対の部分７２ｂ、７４ｂで構成され、その両端部７２ｃ、７４ｃがトンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面に各２本づつのボルト４５で固定され、それらの先端部７２ｄ、７４ｄが互いに車体上下方向に重なり合うように配置され、これらの先端部の間に粘弾性部材７６が設けられている。

図８及び図９に示す変形例においても、上述した第２実施形態と同様の作用効果を有し、図８に示す変形例においては、一体の３角形状の剛性部材６２、６４が、上述した第２実施形態の剛性部材５２、５４の第１の部分５２ａ、５４ａ及び一対の第２の部分５２ｂ、５４ｂと同様に作用し、図９に示す変形例においては、その剛性部材７２、７４の一対の部分７２ｂ、７４ｂが、上述した第２実施形態の剛性部材５２、５４の第１の部分５２ａ、５４ａ及び一対の第２の部分５２ｂ、５４ｂと同様に作用する。

次に、図１０により、本発明の第３実施形態による車両の車体補強構造を説明する。図１０は、本発明の第３実施形態による車両の補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。
図１０に示すように、トンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面を連結する補強部材８０は、左側剛性部材８２と右側剛性部材８４とを有する。これらの剛性部材８２、８４は、鋼板製の板状のものであり、それぞれ互いの剛性部材に向ってトンネル部左右方向に延び、左側剛性部材８２は、その一端部８２ａが左側のフロア３０ａの下面に２本のボルト４５で固定され、右側剛性部材８４は、その一端部８４ａが左側のフロア３０ｂの下面に２本のボルト４５で固定されている。さらに、これらの剛性部材８２、８４のそれぞれの他端部８２ｂ、８４ｂは、トンネル部左右方向のほぼ中間で、互いに車体上下方向に重なり合うように配置されており、これらの他端部８２ｂ、８４ｂに、粘弾性材料からなる粘弾性部材８６が接着されて、各剛性部材８２、８４が互いに連結されている。粘弾性材料の特性値は、上述した第１実施形態と同様である。

次に、第３実施形態の作用を説明する。
先ず、補強部材８０の各剛性部材８２、８４は、それぞれ、左右のフロア３０ａ、３０ｂに固定された一端部８２ａ、８４ａから互いの剛性部材に向って延び、それぞれの他端部８２ａ、８４ａに設けられた粘弾性部材８６を介して左右のフロア３０ａ、３０ｂが連結されているので、粘弾性部材８６により、トンネル部３８の口開きの変形速度に応じてその変形エネルギが吸収されると共に所定量の口開きが許容される。さらに、粘弾性部材の変形による反力によりトンネル部３８が所定量以上の口開きが生じないようにすることが出来る。

次に、各剛性部材８２、８４は、フロア３０のねじり変形のエネルギを吸収すると共にその変形を所定量許容しつつフロアの剛性を高めることが出来る。
例えば、走行状態に応じて、左右のフロア３０ａ、３０ｂが互いに前後方向に変形するようなフロアのねじり変形や、各剛性部材８２、８４を、それらの一端部８２ａ、８４ａを中心に回転させるようなフロアの変形が生じる。このようなフロアの変形に対して、左側剛性部材８２と右側剛性部材８４とが互いに前後にずれるように変位し、或いは、先端部８２ｂ、８４ｂが一端部８２ａ、８４ａからの距離に応じて増大された変位速度と変位量で互いに逆方向に大きく変位し、そのような変位に伴い粘弾性部材８６が変形する。従って、本実施形態によれば、粘弾性部材８６により、フロアの変形エネルギが吸収されると共にフロアのねじり変形が所定量許容される。さらに、粘弾性部材の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働くので、フロアの剛性を高めることが出来る。また、第１実施形態で上述したように、粘弾性部材４６により、フロントフロアパネル３０から車室内への音響放射を低減して、室内騒音を低減することが出来る。

従って、フロア周辺の車体補強構造、例えば、車体のピラー等の他の部材への応力集中による破損や車体の構造部品をつなぎ止めるスポット溶接が抜けてしまうことを防止すると共に車体の軽量化を図りつつ車両の操安性を高め、また、車室内の騒音を低減することが出来る。

次に、図１１及び図１２により、第３実施形態の変形例を説明する。
図１１に示す補強部材９０は、それぞれコの字状に延びるように形成した左側剛性部材９２及び右側剛性部材９４を有し、これらの剛性部材９２、９４は、ぞれぞれ、直線状の端部（一端部）９２ａ、９４ａと、前後方向に２箇所の端部（他端部）９２ｂ、９４ｂとを備えている。一端部９２ａ、９４ａは、それぞれ左右の各フロアに４本のボルト４５で固定され、２箇所の他端部９２ｂ、９４ｂは、それぞれトンネル部左右方向のほぼ中間で、それぞれ車体上下方向に重なり合うように配置され、粘弾性部材９６が、これらの互いに重なり合う他端部９２ｂ、９４ｂの間に設けられ、それらの他端部に接着されて、各剛性部材９２、９４を互いに連結している。

図１２に示す補強部材１００は、上述した第３実施形態の補強部材８０の左側剛性部材８２及び右側剛性部材８４をＷ字状に延びるように形成した左側剛性部材１０２及び右側剛性部材１０４を有し、これらの剛性部材１０２、１０４は、それぞれ、前後方向に２箇所の端部（一端部）１０２ａ、１０４ａと、前後方向に３箇所の端部（他端部）１０２ｂ、１０４ｂとを備えている。一端部は、それぞれ左右の各フロア３０ａ、３０ｂに２本づつのボルト４５で固定され、３箇所の他端部１０２ｂ、１０４ｂは、それぞれトンネル部左右方向のほぼ中間で車体上下方向に重なり合うように配置され、計３つの粘弾性部材１０６が、これらの互いに重なり合う他端部の間に設けられ、それらの他端部に接着されて、各剛性部材１０２、１０４を互いに連結している。

図１１及び図１２に示すこれらの変形例においても、上述した第３実施形態と同様の作用効果を有し、さらに、これらの変形例においては、図１１に示す変形例では、左右のフロア３０ａ、３０ｂにそれぞれ固定されている直線状の一端部９２ａ、９４ａがトンネル部前後方向に延びているので車体前後方向のフロアの曲げ変形が大きく抑制され、図１２に示す変形例においても、２箇所の一端部１０２ａ、１０４ａがトンネル部前後方向に離間して設けられているので、車体前後方向のフロアの曲げ変形が大きく抑制される。また、図１１及び図１２に示す変形例では、粘弾性部材９６、１０６がそれぞれ２つ又は３つ設けられているので、第３実施形態と同様の作用効果をより確実に発揮させることが出来る。

次に、図１３により、本発明の第４実施形態による車両の車体補強構造を説明する。図１３は、本発明の第４実施形態による車両の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。
図１３に示すように、トンネル部３８の左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面を連結する補強部材１１０は、鋼板製の板状のものである三角形状の剛性部材１１２を備え、この剛性部材１１２は、その両端部１１２ａが左右のフロア３０ａ、３０ｂの下面に各２本づつのボルト４５で固定され、粘弾性部材１１６が、両端部１１２ａから車体前後方向に距離Ｌ離れた箇所で剛性部材１１２の他端部１１２ｂと左側のフロア３０ａとの間に設けられ、この粘弾性部材１１６は、その他端部１１２ｂとフロア３０ａとに接着されている。その他の構成は第１実施形態で上述した通りである。

本実施形態の車両の車体補強構造においては、補強部材１１０の剛性部材１１２の両端部１１２ａが左右のフロア３０ａ、３０ｂに固定されているので、トンネル部３８の口開きが大きく抑制される。
また、剛性部材１１２とフロア３０ａとが、左右のフロア３０ａ、３０ｂに固定された両端部１１２ａから車体前後方向に距離Ｌ離れた箇所の他端部１１２ｂで粘弾性部材１１６を介して連結されているので、粘弾性部材１１６により、フロア３０のねじり変形や曲げ変形のエネルギが吸収されると共にそれらの変形が所定量許容されつつフロアの剛性が高められる。

例えば、走行状況に応じて、左右のフロア３０ａ、３０ｂが互いに前後方向に変形するようなフロアのねじり変形が生じる。このようなフロアの変形に対して、剛性部材１１２は、フロアに固定された両端部１１２ａが互いに前後方向に変位して剛性部材１１２が回転し、それに伴い他端部１１２ｂが距離Ｌの長さに応じて増大された変位速度と変位量でトンネル部左右方向に大きく変位する。そのような変位により粘弾性部材１１６は大きく変形するので、この粘弾性部材１１６により、フロアの変形エネルギが吸収されると共にフロアのねじり変形が所定量許容される。さらに、粘弾性部材の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働くので、フロアの剛性を高めることが出来る。

また、走行状況に応じ、フロアが車体前後方向に車体上方又は下方にたわむような曲げ変形が生じる。このようなフロアの曲げ変形により、剛性部材１１２の他端部１１２ｂと、その他端部１１２ｂが粘弾性部材１１６を介して連結されているフロア部分とが相対変位して粘弾性部材１１６が変形する。従って、粘弾性部材１１６により、フロアの変形エネルギが吸収されると共にフロアの曲げ変形が所定量許容される。さらに、粘弾性部材１１６の変形による反力が各剛性部材を介してフロアの変形を抑制するように働くので、フロアの剛性を高めることが出来る。また、第１実施形態で上述したように、粘弾性部材１１６により、フロントフロアパネル３０から車室内への音響放射を低減して、室内騒音を低減することが出来る。

従って、フロア周辺の車体補強構造、例えば、車体のピラー等の他の部材への応力集中による破損や車体の構造部品をつなぎ止めるスポット溶接が抜けてしまうことを防止すると共に車体の軽量化を図りつつ車両の操安性を高め、また、車室内の騒音を低減することが出来る。

本発明の第１実施形態による車両の車体補強構造を有する車体のアンダーボディを示す車体下方から見た平面図である。 本発明の第１実施形態による車両の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。 図２のIII-III線に沿って見た断面図である。 第１実施形態におけるフロアのねじり変形に対する補強部材の変位の様子を示す車体下方から見た斜視図である。 第１実施形態におけるフロアの曲げ変形に対する補強部材の変位の様子を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態による車両の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態の変形例を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態の他の変形例を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第３実施形態による車両の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第３実施形態の変形例を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第３実施形態の他の変形例を示す車体下方から見た斜視図である。 本発明の第４実施形態による車両の車体補強構造を示す車体下方から見た斜視図である。

符号の説明

１ 車体のアンダーボディ
３０ フロントフロアパネル
３０ａ 左フロア
３０ｂ 右フロア
３８ トンネル部
４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０ 補強部材
４２、５２、６２、７２ 前側剛性部材
４４、５４、６４、７４ 後側剛性部材
４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６、１１６ 粘弾性部材
８２、９２、１０２ 左側剛性部材
８４、９４、１０４ 右側剛性部材
１１２ 剛性部材

Claims (6)

1. 車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造であって、
   上記トンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられ上記左フロアと右フロアを連結する前側剛性部材、及び、この前側剛性部材の後方に設けられ上記トンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられ上記左フロアと右フロアを連結する後側剛性部材とからなる補強部材と、
   この補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所を互いに連結する粘弾性部材と、
   を有することを特徴とする車両の車体補強構造。
2. 上記前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの所定箇所は、上記前側剛性部材及び後側剛性部材のそれぞれの両端部から前後方向に所定距離だけ離れている箇所である請求項１記載の車両の車体補強構造。
3. 上記補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材は、それぞれ、トンネル部の左右方向に延びる第１部分と、その第１の部分からトンネル部の長手方向に延びる第２部分とからなるＴ字形状の板状部材で構成され、
   上記第１部分の両端部がそれぞれ上記左フロア及び右フロアに取り付けられ、
   上記第２部分がそれぞれ互いに上記粘弾性部材により連結されている請求項１記載の車両の車体補強構造。
4. 上記補強部材の前側剛性部材及び後側剛性部材の第２部分はそれぞれトンネル部の左右方向に湾曲したＲ形状部を有し、このＲ形状部が上記粘弾性部材により連結されている請求項３記載の車両の車体補強構造。
5. 車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造であって、
   上記トンネル部の左フロアの下面にその一端部が取り付けられた左側剛性部材及び右フロアの下面にその一端部が取り付けられた右側剛性部材とからなる補強部材と、
   この補強部材の左側剛性部材と右側剛性部材のそれぞれの他端部を互いに連結する粘弾性部材と、
   を有することを特徴とする車両の車体補強構造。
6. 車体のフロアに車室側に突出して形成されたトンネル部を補強する車両の車体補強構造であって、
   上記トンネル部の左フロアと右フロアのそれぞれの下面にその両端部が取り付けられこれらの両端部により上記左フロアと右フロアを連結し且つこれらの両端部から前後方向に所定距離だけ離れている箇所を有しその箇所が少なくとも左フロア又は右フロアの下面に延びるように形成された補強部材と、
   この補強部材の上記箇所を少なくとも左フロア又は右フロアに連結する粘弾性部材と、
   を有することを特徴とする車両の車体補強構造。

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