JP2007038850A

JP2007038850A - 車体補強部材

Info

Publication number: JP2007038850A
Application number: JP2005225378A
Authority: JP
Inventors: Sakahito Miyama; 栄仁三山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】内部の空間を有効利用した車体補強部材を提供する。
【解決手段】車体補強部材であるストラットタワーバー１７のバー本体１８内に、エンジンルーム１４内の音に共鳴することによってエンジンルーム１４内の音を吸収するための共鳴管２６を設け、バー本体１８と共鳴管２６とで、いわゆるヘルムホルツ共鳴の原理に基づく吸音器２９を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体の剛性を高めるための車体補強部材に関する。

一般的に、車両の例えば前部には、エンジンのような駆動源が収容された駆動源搭載ルームが設けられており、その内部には、例えばストラットタイプのサスペンション部材が取り付けられる一対のストラットタワーが車幅方向で互いに対向して設けられている。従来、車体の前部の剛性を高めるために、ストラットタワーを互いに連結する中空の棒状をなした車体補強部材であるストラットタワーバーが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

各ストラットタワーが走行路面からサスペンション部材を介して突き上げ力を受けたとき、この突き上げ力の一部がストラットタワーバーに該ストラットタワーバーをその長手方向に圧縮する圧縮力として作用するので、突き上げ力による各ストラットタワーの変形を抑制することができる。
特開２００２−３０８１４９号（第３頁、図１）

ところで、ストラットタワーバーのような車体補強部材による車体の補強強度を高めるべくストラットタワーバーの剛性を高めるために、ストラットタワーバーの径すなわちストラットタワーバーの太さを太くすることが考えられている。

しかしながら、ストラットタワーバーを太くすることにより広がったストラットタワーバーの内部の空間を有効に利用することは考えられておらず、ストラットタワーバー内の空間が無駄な空間となっていた。

そこで、本発明の目的は、内部の空間を有効利用した車体補強部材を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、車両の駆動源が収容された駆動源搭載ルーム内に車両の幅方向に沿って配置され、走行路面からの衝撃を緩和するためのサスペンション部材を取り付けるべく前記駆動源搭載ルーム内に設けられた一対のサスペンション取付部を互いに連結する棒状の車体補強部材であって、中空のバー本体と、該バー本体を前記各サスペンション取付部に取り付けるための一対の取付部材とを備え、前記バー本体の内部には、共鳴により前記駆動源搭載ルーム内の音を吸収するための共鳴管が設けられていることを特徴とする。

上記の構成では、車体補強部材のバー本体内に共鳴管を設けることにより、バー本体と共鳴管とで共同していわゆるヘルムホルツ共鳴を原理とする吸音器が構成されている。

本発明によれば、バー本体と該バー本体内に設けられた各共鳴管とで吸音器を構成することができるので、車体補強部材の剛性を高めるべくバー本体の内径を大きくすることにより広がったバー本体内の空間を、駆動源搭載ルーム内の音を吸収するための吸音空間として有効に利用することができる。

以下、本発明を図示の実施例に沿って説明する。

本実施例は、ストラットタイプのサスペンション部材を備える車両に、本発明を適用した例を示す。

本発明に係る車両１０の前部１１には、図１に示すように、車両１０の駆動源であるエンジン１３が収容されたエンジンルーム１４が設けられている。エンジン１３は、図示の例では、エンジンルーム１４のほぼ中央部に配置されている。

エンジンルーム１４内には、図示しない一対のサスペンション部材を取り付けるためのサスペンション取付部である一対のストラットタワー１５が、車幅方向で互いに対向して設けられている。前記各サスペンション部材は、従来よく知られているように、車両１０が走行路面から受ける突き上げ力を緩和するための衝撃緩和部材である。

各ストラットタワー１５は、エンジンルーム１４の図示しない底部に該底部から上方へ立ち上がるように形成されている。各ストラットタワー１５の上面１５ａには、それぞれ上方へ突出する突起１６が形成されている。

また、エンジンルーム１４内には、車両１０の前部１１を補強するための車体補強部材であるストラットタワーバー１７が設けられている。ストラットタワーバー１７は、鉄及びステンレスのような金属で形成されており、図１及び図２に示すように、車幅方向に沿って配置されたバー本体１８と、該バー本体を各ストラットタワー１５に取り付けるための一対の取付部材１９とを備える。

バー本体１８は、横断面が円形をなした中空の管部材からなり、その両端２０は開放している。各取付部材１９は、一端１９ａに、バー本体１８の端部２１に取り付けられる取付部２２を有し、他端１９ｂに、各ストラットタワー１５に固定される円形の固定部２３を有する。各固定部２３には、各ストラットタワー１５の突起１６の挿入を許す挿入孔２３ａがそれぞれ形成されている。各取付部２２は、バー本体１８の各端部２１にその各開口２４を閉鎖しないように取り付けられており、図示の例では、バー本体１８の両端部２１に溶接により固定されている。また、各固定部２３は、図示の例では、その挿入孔２３ａ内にストラットタワー１５の突起１６を挿入した状態でボルト及びナットのような締結部材２５により各ストラットタワー１５の上面１５ａに固定されている。バー本体１８が各取付部材１９を介して各ストラットタワー１５に固定されることにより、各ストラットタワー１５は、ストラットタワーバー１７により互いに連結される。

車両１０の走行時、各ストラットタワー１５が前記前輪及び前記各サスペンション部材を介して走行路面から上方へ向けての突き上げ力を受けたとき、その突き上げ力の一部がストラットタワーバー１７のバー本体１８に該バー本体をその長手方向に圧縮する圧縮力として各取付部材１９を介して作用する。これにより、各ストラットタワー１５が突き上げ力により車両１０の内方へ向けて変形することが阻止されるので、このストラットタワーバー１７の補強機能により、各ストラットタワー１５が突き上げ力により変形することによる車両１０の前部１１全体の歪みを防止することができる。

本発明に係るストラットタワーバー１７には、図２に示すように、バー本体１８の内部に、エンジンルーム１４内の音に共鳴することによりエンジンルーム１４内の音を吸収するための一対の共鳴管２６が設けられている。各共鳴管２６は、バー本体１８と共同していわゆるヘルムホルツ共鳴の原理に基づく吸音器２９を構成している。

各共鳴管２６は、両端２６ａ，２６ｂが開放するゴムホースからなり、図３に示すように、エンジンルーム１４内に発生した音の周波数帯域のうち２００Ｈｚの周波数成分の音の腹位置すなわち音圧が最大となる位置に対応する位置である、バー本体１８の両端部２１内に配置されている。

バー本体１８の両端部２１には、図２に示すように、それぞれ両端２０の開口２４を閉鎖するように円形の蓋部材２７が設けられており、各蓋部材２７の中心には、それぞれ円形の孔２８が形成されている。各共鳴管２６は、図示の例では、各蓋部材２７の孔２８の縁部２８ａに該縁部からバー本体１８の内部へ向けて該バー本体の長手方向に沿って伸びるように各蓋部材２７に一体に形成されている。

各共鳴管２６の共鳴周波数は、下記の式１により求めることができる。

ｆ＝（１／２π）・｛Ｓ／（Ｖ・ｌ））｝^１／２（式１）
式１において、ｆは、各管部材の共鳴周波数であり、Ｖは、バー本体１８の体積であり、Ｓは、各共鳴管２６の断面積であり、ｌは、各共鳴管２６の軸線方向の長さ寸法である。

従って、エンジンルーム１４内に発生した音の周波数帯域のうち２００Ｈｚの周波数成分の音に各共鳴管２６を共鳴させる場合、バー本体１８の内径を１５ｍｍ、バー本体１８の長手方向の長さ寸法を９００ｍｍ、各共鳴管２６の内径及び各蓋部材２７の孔２８の径を７ｍｍとすると、各共鳴管２６の軸線方向の長さ寸法を２０ｍｍに設定すればよい。

例えばエンジン１３が駆動することによりエンジンルーム１４内に音が発生し、その音が各蓋部材２７の孔２８を経て各共鳴管２６内に入ると、従来よく知られているように、各共鳴管２６内の空気は、音から受ける音圧によりバー本体１８内に押し込まれ、バー本体１８内の空気から受ける気圧によりバー本体１８の外方へ向けて再び押し戻される。この繰り返しにより、各共鳴管２６内の空気は、エンジンルーム１４内の音の前記した所定の周波数で単振動する。この単振動により各共鳴管２６内の空気と各共鳴管２６との間に摩擦が生じ、この摩擦により音のエネルギーが熱エネルギーに変換され、これにより、エンジンルーム１４内の所定の周波数成分の音が吸収される。

このように、ストラットタワーバー１７のバー本体１８内に共鳴管２６を設けることにより、バー本体１８と共鳴管２６とで共同していわゆるヘルムホルツ共鳴を原理とする吸音器２９を構成することができるので、ストラットタワーバー１７の剛性を高めるべくバー本体１８の内径を大きくすることにより広がったバー本体１８内の空間を、エンジンルーム１４内の音を吸収するための吸音空間として有効に利用することができる。

また、各共鳴管２６が、前記したように、エンジンルーム１４内に発生した音の周波数帯域のうち所定の周波数成分の音の腹位置に配置されていることから、エンジンルーム１４内の音をより効率よく吸収することができる。

本実施例では、各共鳴管２６の長さ寸法が、２００Ｈｚの周波数成分の音に共鳴させるように設定された例を示したが、これに代えて、各共鳴管２６の長さ寸法を、２００Ｈｚ以外の周波数成分の音に共鳴させるように設定することができる。この場合、音の周波数成分に応じて式１により求めることにより、各共鳴管２６の長さ寸法を設定することができる。このとき、各共鳴管２６が、前記したように、それぞれゴムホースからなることから、各共鳴管２６の長さ寸法を短くする際には、各共鳴管２６を所望の長さに容易に切ることができる。

また、各共鳴管２６が例えば金属からなる場合、各共鳴管２６の長さ寸法を長くすべく長さ寸法の長い共鳴管を新たに形成するのに製造コストが比較的多くかかってしまうが、本実施例によれば、各共鳴管２６がそれぞれゴムホースからなることから、各共鳴管２６が金属で成形された場合に比べて、製造コストの増大を招くことなく、新たに長さ寸法の長い共鳴管を容易に形成することができる。

また、本実施例では、各共鳴管２６が各蓋部材２７に一体に形成された例を示したが、これに代えて、各共鳴管２６を各蓋部材２７と別体に形成することができる。

更に、本実施例では、バー本体１８が、両端開放の管部材からなり、バー本体１８の両端２０の開口２４を閉鎖するように蓋部材２７が設けられた例を示したが、各蓋部材２７を不要とすることができる。この場合、図示しないが、両端が閉鎖した管部材でバー本体１８を構成し、その端壁に開口を形成し、開口の縁部に該縁部からバー本体１８の内方へ該バー本体の長手方向に沿って伸びるように各共鳴管２６を前記端壁と一体又は別体に形成することができる。

また、本実施例では、各共鳴管２６がそれぞれバー本体１８の両端部２１に設けられた例を示したが、これに代えて、エンジンルーム１４内に発生した音の周波数帯域のうち吸音する所期の周波数成分の腹位置に応じて、バー本体１８への各共鳴管２６の配置を変えることができる。

更に、本実施例では、ストラットタイプの前記サスペンション部材を備える車両１０に本発明を適用した例を示したが、これに代えて、例えば、マルチリンクタイプのサスペンション部材を備える車両に本発明を適用することができる。

本発明に係るストラットタワーバーがエンジンルーム内に配置された状態を概略的に示す斜視図である。本発明に係るストラットタワーバーを概略的に示す縦断面図である。エンジンルーム内に発生した音の２００Ｈｚにおける波形を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１０車両
１３駆動源（エンジン）
１４駆動源搭載ルーム（エンジンルーム）
１５サスペンション取付部（ストラットタワー）
１７車体補強部材（ストラットタワーバー）
１８バー本体
１９取付部材
２９吸音器
２６共鳴管

Claims

車両の駆動源が収容された駆動源搭載ルーム内に車両の幅方向に沿って配置され、走行路面からの衝撃を緩和するためのサスペンション部材を取り付けるべく前記駆動源搭載ルーム内に設けられた一対のサスペンション取付部を互いに連結する棒状の車体補強部材であって、中空のバー本体と、該バー本体を前記各サスペンション取付部に取り付けるための一対の取付部材とを備え、前記バー本体の内部には、共鳴により前記駆動源搭載ルーム内の音を吸収するための共鳴管が設けられていることを特徴とする車体補強部材。
前記共鳴管は、ゴムホースからなることを特徴とする請求項１に記載の車体補強部材。
前記共鳴管は、前記駆動源搭載ルーム内に生じる音の周波数帯域のうち所定の周波数成分の音圧が最大となる位置にほぼ対応する位置で、前記バー本体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか一項に記載の車体補強部材。