JP2015003546A - 車体補強ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】車体のフレーム部の剛性を高め、乗り心地を向上させる車体補強ユニットを安価に構成する。
【解決手段】車体Ａの一対のフレーム部１の間に配置される補強部材Ｂａが一対のフレーム部１の相対距離の拡大変位又は縮小変位に抗する付勢力を作用させる変位抑制機構Ｂｂを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体補強ユニットに関する。

車体補強ユニットとして特許文献１には、車体フレームを構成する左右のサイドメンバと、これらを連結するサスペンションクロスメンバとを備え、サスペンションクロスメンバの中央位置に左右の補強部材（ブレース）の一端を連結固定し、この左右の補強部材の他端を左右のサイドメンバのうち対応するものに連結固定した構成が示されている。

この特許文献１では、補強部材（ブレース）として、両端部を押しつぶしてフランジ部を形成した鉄パイプ材が用いられ、この補強部材の一方の端部をサスペンションクロスメンバにボルト固定し、他方の端部をサイドメンバにボルト固定している。

また、車体補強ユニットとして特許文献２には、車体フレームにおいて前後方向に延びるサイドフレームに沿って、長手方向を前後方向として補強部材（文献では車体用補強装置）を着脱自在に備えた構成が示されている。

この特許文献２の補強部材は、油圧シリンダの内部に移動自在に備えたピストンにピストンロッドを備え、油圧シリンダの内部にオイルを封入し、油圧シリンダとピストンとの伸縮時にオイルの流れを制限することにより減衰力を作用させる構成を有している。この構成の補強部材の油圧シリンダの外端と、ピストンの先端を車体の所定のフレームに連結することにより減衰力を作用させることが可能となる。

特開平５‐１１６６４８号公報 Ｗ２００６／０９０５８６号公報

特許文献１に記載され補強ユニットでは、補強部材が単純な構成であるため、車体の補強を低いコストで実現でき、しかも、着脱も容易に行える反面、車体の振動を減衰させる機能がないものであった。

また、特許文献２に記載される補強ユニットでは、補強部材の油圧シリンダとピストンロッドとの伸縮作動を抑制する力を作用させることが可能であるため、振動を抑制する機能を有し、乗り心地を向上させるものである。また、特許文献２に記載される補強部材は、両端を車体フレーム（モノコックボデー）の車体外側で路面に対向する部位に備えるため、ユーザによる着脱も考慮したものである。しかしながら、この補強ユニットは部品点数が多いためコスト上昇を招くものであり、汎用性が低いものであった。

乗用車の車体フレームは、所定の剛性を有するものであるが、補強部材の装着により運転者の好みに応じて乗り心地を向上させることも望まれている。このように装着される補強部材は車体フレームの剛性を向上させるだけでなく、車体フレームに外力が作用した際の衝撃を柔らげ、振動を抑制することも望まれる。また、補強部材を備える場合には、整備性や居住性を低下させないように、車体フレームの外側や底部側に取り付けることも考慮される必要がある。

本発明の目的は、車体のフレーム部の剛性を高め、乗り心地を向上させる車体補強ユニットを安価に構成する点にある。

本発明の特徴は、車体の一対のフレーム部の間に配置される補強部材と、一対の前記フレーム部の相対距離が拡大する方向への拡大変位と相対距離が縮小する方向への縮小変位との少なくとも一方への変位に抗する付勢力を作用させる変位抑制機構とを備えている点にある。

この構成によると、一対のフレーム部の相対距離が拡大する拡大変位と、この相対距離が縮小する縮小変位と何れかの変位があった場合には、変位抑制機構が変位を抑制する付勢力を作用させる。つまり、外力が作用して車体のフレーム部が変位する状況では、その変位量が大きいほど大きい付勢力を、変位を抑制する方向に作用させることが可能となり、変位を良好に抑制する。特に、変位抑制機構において付勢力を作用させる機構としてバネ材を用いることが可能であるため、構造が簡単でコストの低減も可能となる。
従って、車体のフレーム部の剛性を高め、乗り心地を向上させる車体補強ユニットが安価に構成された。

本発明は、前記変位抑制機構が、前記拡大変位を抑制する第１の付勢部材と、前記縮小変位を抑制する第２の付勢部材とを備えても良い。

これによると、車体の一対のフレーム部の相対距離が拡大する拡大変位に対して変位抑制機構の第１の付勢部材が抑制する方向に付勢力を作用させる。また、相対距離が縮小する縮小変位に対して変位抑制機構の第２の付勢部材が抑制する方向に付勢力を作用させる。また、変位方向に車体が振動する場合には往動と復動との何れの方向への変位にも変位抑制機構から付勢力を作用させて振動を抑制できる。

本発明は、前記補強部材の一方の端部側に前記変位抑制機構を備え、この変位抑制機構が一対の前記フレーム部の何れか一方に支持され、前記補強部材の他方の端部側が支持される支持部材が一対の前記フレーム部の何れか他方に支持されると共に、前記支持部材が、前記補強部材の他方の端部が嵌り込むことにより、この補強部材の軸芯位置が保持される凹状面を備えても良い。

これによると、一対のフレーム部の一方に支持された支持部材の凹状面に対して補強部材の端部側が嵌まり込むことにより、この補強部材の軸芯位置を所定の位置に保持することが可能となる。

本発明は、前記変位抑制機構から作用する付勢力を解除する付勢力解除部を備え、前記補強部材が、前記付勢力解除部を有する第１変位部材と、当該第１変位部材に対する接続位置の変更が可能な第２変位部材とで構成されても良い。

これによると、第２変位部材において第１変位部材に対する接続位置の変更が可能な状態とすることにより、付勢力解除部が勢力を解除することが可能となる。

本発明は、前記補強部材が、一対の前記フレーム部の一方に対応する端部と、一対の前記フレーム部の他方に対応する端部との両端部の距離を調節するネジ式の長さ調節部を備えても良い。

これによると、一対のフレーム部の相対距離が異なる車体に取り付ける場合でも、長さ調節部をネジ式に調節することにより補強部材の両端部の位置を適正に設定して取付が実現する。

車体に第１装着形態で車体補強ユニットを備えた平面図である。 車体に第２装着形態で一対の車体補強ユニットを備えた平面図である。 第１実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第２実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第３実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第４実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 図６のVII−VII線断面図である。 第５実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第６実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第７実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第８実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 第８実施形態のクランプ部材と中間部材との配置を示す断面図である。 図１２のXIII−XIII線断面図である。 第９実施形態の車体補強ユニットの断面図である。 伸長状態におけるカム部等を示す断面図である。 収縮状態におけるカム部等を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１及び図２に示すように、乗用車の車体Ａが左右のサイドメンバ１と、これらのサイドメンバ１に両端が連結するクロスメンバ２とを備えて構成されている。左右のサイドメンバ１が一対のフレーム部に対応する。

この実施形態では、本発明の車体補強ユニットＢの補強部材Ｂａが、図１に示す如く左右のサイドメンバ１に跨る横長姿勢で備えられる形態（以下、第１装着姿勢と称する）と、図２に示す如くクロスメンバ２の左右方向での中央位置と左側のサイドメンバ１、及び、右側のサイドメンバ１とに亘って配置される形態（以下、第２装着姿勢と称する）を示している。

また、第２装着姿勢では、サイドメンバ１とクロスメンバ２との一方が一対のフレーム部の一方に対応し、サイドメンバ１とクロスメンバ２との他方が一対のフレーム部の他方に対応する。そして、サイドメンバ１に備えたサイドブラケット３と、クロスメンバ２に形成したセンターブラケット４とに亘って車体補強ユニットＢが備えられる。

図１及び図２に示す車体補強ユニットＢは、車体の底壁側に備えられるものであるが、本発明の車体補強ユニットＢは、このような位置に配置するものに限るものではなく、車室内又は車室外の車体の前後方向に沿う領域に配置して良く、例えば、トランクルームの前部位置において縦向きの姿勢となるように補強部材Ｂａを備える等、装着姿勢は実施形態に限るものではない。特に、本発明の車体補強ユニットＢはユーザが車体Ａのフレーム部１に形成されている孔部を利用して任意に取り付けることや、取り外しを可能にする。

〔第１実施形態：第１装着形態における車体補強ユニット〕
図１及び図３に示すように、この第１実施形態の車体補強ユニットＢは、左右のサイドメンバ１の一方に支持される補強部材Ｂａと、左右のサイドメンバ１の相対距離が縮小する縮小変位に抗する付勢力を作用させる変位抑制機構Ｂｂと、作動減衰機構Ｂｃとを備えている。

補強部材Ｂａは、主軸芯Ｘを中心とする円筒状の外筒１１と、この外筒１１の内周の雌ネジ部１１ａに螺合する雄ネジ部１２ａを外周に形成した円筒状の内筒１２と、内筒１２の雄ネジ部１２ａに螺合するロックナット１３と、スライドホルダ２１とを備えている。外筒１１の外周には互いに並行となる第１被操作面１１ｂが形成されている。内筒１２の外周には互いに並行となる第２被操作面１２ｂが形成されている。

外筒１１の外端には、固定ホルダ１４が固設され、この固定ホルダ１４には、主軸芯Ｘに沿って外端側ほど小径化する回転傾斜面状の第１嵌合面１４ａが形成され、この外端側には主軸芯Ｘと同軸芯で外方に突出する第１係合ロッド１５が形成されている。

変位抑制機構Ｂｂは、内筒１２の外端部に主軸芯Ｘに沿う方向にスライド移動自在に外嵌する有底筒状のスライドホルダ２１と、このスライドホルダ２１の底部と内筒１２の外端との間に挟み込まれる付勢部材としての皿バネで成る複数の変位抑制バネ２２とを備えて構成されている。スライドホルダ２１の外端部には、主軸芯Ｘに沿って外端側ほど小径化するテーパ状の第２嵌合面２１ａが形成され、この外端には主軸芯Ｘと同軸芯で外方に突出する第２係合ロッド２３が形成されている。

この変位抑制機構Ｂｂは、左右のサイドメンバ１の相対距離が縮小するように縮小変位した場合に、変位抑制バネ２２の付勢力を変位に抗する力として作用させるように機能する。また、変位抑制バネ２２として機能する皿バネの枚数や重ねる方向や、初期潰し高さを変更することにより付勢力の変更が可能であり、例えば、ユーザが皿バネの枚数や重ねる方向を変更することにより好みの乗り心地を現出する。このように付勢力を変更する手段は、この第１実施形態だけに限るものではなく、以下に説明する実施形態において皿バネを備えた構成に適用できる。

作動減衰機構Ｂｃは、スライドホルダ２１の筒状部に対し、主軸芯Ｘに直交する姿勢となる複数の直交軸芯Ｙと同軸芯で穿設された孔部に嵌め込んだ付勢体としての摩擦部材２４と、この摩擦部材２４を内筒１２の外周面に圧接させる付勢力を作用させるようにコイルバネで成るバネ体２５と、バネ体２５の抜け止めを行う止め輪２６とで構成されている。この第１実施形態では内筒１２とスライドホルダ２１とが変位部材となる。

この作動減衰機構Ｂｃは、摩擦部材２４を内筒１２の外面に直接的に接触させるものを想定しているが、例えば、内筒１２の外面に樹脂膜を形成することにより必要とする制動力を得るように構成しても良い。このように必要とする摩擦力を得る構成は、この第１実施形態に限るものではなく、以下に説明する実施形態において同様の構成を有するものに適用できる。

この作動減衰機構Ｂｃは、左右のサイドメンバ１が主軸芯Ｘに沿って互いに接近する方向への力が作用し、内筒１２とスライドホルダ２１とが収縮する方向に作動する場合に、相対移動に摩擦による抵抗力を作用させ、相対移動に制動力を作用させ、この相対移動を減衰させるように機能する。

この車体補強ユニットＢでは、内筒の外周とスライドホルダ２１との境界部分への塵埃の進入を阻止し、内筒１２の外周への塵埃の付着を阻止するためにゴムや樹脂等の可撓性素材で成るベローズ２７を備えている。

左右のサイドメンバ１において対向する面に穿設された嵌合孔には支持部材としての支持プラグ２８が嵌め込まれている。嵌合孔は前述した主軸芯Ｘと同軸芯に形成されるものであり、この支持プラグ２８には、サイドメンバ１の嵌合孔に挿入される嵌合突出部２８ａと、主軸芯Ｘに近い位置ほど深くなる姿勢の漏斗状の凹状面２８ｂが形成され、主軸芯Ｘと同軸芯となる係合孔２８ｃが形成されている。

このような構成から、車体補強ユニットＢを左右のサイドメンバ１の間に装着する場合には、補強部材Ｂａの主軸芯Ｘの方向での長さ（外筒１１と内筒１２との長さ）を短縮しておき、左右の第１係合ロッド１５と第２係合ロッド２３とを対応する支持プラグ２８の係合孔２８ｃに係合させる。

この状態で外筒１１と内筒１２とを相対回転させ左右の支持プラグ２８の嵌合突出部２８ａをサイドメンバ１の嵌合孔に嵌め込み、左右のサイドメンバ１と、左右の支持プラグ２８と、固定ホルダ１４と、スライドホルダ２１とを主軸芯方向で密接させ、変位抑制バネ２２に初期荷重を作用させる状態を作り出す。この状態でロックナット１３を外筒１１の内端側に当接させることで外筒１１と内筒１２との伸長量を固定する。このように外筒１１と内筒１２との相対回転により補強部材Ｂａの長さを調節するネジ式の長さ調節部Ｌが構成されている。

尚、支持プラグ２８を左右のサイドメンバ１の嵌合孔に予め嵌め込んでおき、補強部材Ｂａを伸長させることにより、第１係合ロッド１５と、第２係合ロッド２３とを対応する支持プラグ２８の係合孔２８ｃに係合させるように装着順序を設定しても良い。

このように、補強部材Ｂａを装着した状態では、固定ホルダ１４の第１嵌合面１４ａが支持プラグ２８の凹状面２８ｂに当接し、スライドホルダ２１の第２嵌合面２１ａが支持プラグ２８の凹状面２８ｂに当接する。更に、左右の支持プラグ２８が対応するサイドメンバ１に当接する状態に達する。

特に、支持プラグ２８の凹状面２８ｂは調芯機能を有するものであり、第１嵌合面１４ａと凹状面２８ｂとが当接し、第２嵌合面２１ａが凹状面２８ｂに当接することにより、当接するもの同士が主軸芯Ｘに近接する方向に接近し、主軸芯Ｘの位置が決まり、左右のサイドメンバ１に対して直交する姿勢に主軸芯Ｘの姿勢を保持できる。

尚、外筒１１と内筒１２とを相対回転させる場合には、外筒１１の第１被操作面１１ｂと、内筒１２の第２被操作面１２ｂと、にスパナ等の工具を掛けて相対回転させる操作が行われる。また、ロックナット１３もスパナ等の工具により回転操作が行われ、ロック状態に達した後には、ベローズ２７の両端が固定される。

〔作動形態〕
この第１実施形態の車体補強ユニットＢでは、車体フレームに外力が作用し、左右のサイドメンバ１が互いに接近する方向に変位した場合には、スライドホルダ２１に挿入される方向に補強部材Ｂａ（外筒１１と内筒１２）が変位する。この変位により変位抑制機構Ｂｂの複数の変位抑制バネ２２が圧縮され、この圧縮に伴う変位抑制バネ２２の付勢力が変位に抗する方向に作用して左右のサイドメンバ１の接近方向への変位を抑制する。

この車体補強ユニットＢでは、左右のサイドメンバ１が互いに接近する方向に変位し、スライドホルダ２１に挿入される方向に補強部材Ｂａ（外筒１１と内筒１２）が変位した場合には、この変位の際に作動減衰機構Ｂｃの摩擦部材２４が内筒１２の外周に圧接して摩擦力により相対移動力に制動力を作用させて、この相対移動を減衰させ、急速な変位を抑制するだけではなく、振動を伴う場合には振幅を小さくする。

〔第２実施形態：第２装着形態における車体補強ユニット〕
前述した第１実施形態の車体補強ユニットＢとは異なり、車体補強ユニットＢに対して圧縮する方向と伸長する方向との何れの力が作用する場合にも、変位抑制機構Ｂｂがその変位に抗する力を作用させ、作動減衰機構Ｂｃがその変位を減衰させるように構成されている。特に、この第２装着形態では車体補強ユニットＢの主軸芯Ｘが車体Ａの前後方向に対して傾斜する姿勢であるため、左右のサイドメンバ１が内外に変位する場合と、サイドメンバ１が前後方向に変位する場合との何れの場合にも機能する。

図２及び図４に示すように、この第２実施形態の車体補強ユニットＢでは、補強部材Ｂａが第１実施形態と同様に外筒１１と内筒１２とロックナット１３とを備えて構成されている。外筒１１の外端には固定ホルダ１４が固設され、この固定ホルダ１４には、主軸芯Ｘに沿って外端側ほど小径化するテーパ状の第１嵌合面１４ａが形成され、この外端側には主軸芯Ｘと同軸芯で外方に突出する第１係合ロッド１５が形成されている。更に、第１係合ロッド１５の外周にはネジ部が形成されている。

この車体補強ユニットＢでは、第１係合ロッド１５が係合する支持部材としての支持プラグ２８を有し、この支持プラグ２８の嵌合突出部２８ａの外周にはネジ面が形成され、係合孔２８ｃの内周にはネジ面が形成されている。

また、補強部材Ｂａの内筒１２の外端に連結プレート３１を介してネジ軸３２を主軸芯Ｘに沿って突出形成している。このネジ軸３２には変位抑制機構Ｂｂを構成する付勢部材としての皿バネで成る複数の変位抑制バネ２２が、サイドブラケット３のプレート部３ａを挟む位置に外嵌され、この複数の変位抑制バネ２２より外端には平ワッシャ３３が外嵌し、複数のナット３４が螺合する。

このように複数の変位抑制バネ２２を有する構成により変位抑制機構Ｂｂが構成されている。この変位抑制機構Ｂｂは、左右のサイドメンバ１の相対距離が拡大する方向に拡大変位した場合には、第１の付勢部材としての外側の変位抑制バネ２２が相対距離の拡大に抗する（抑制する）付勢力を作用させる。また、左右のサイドメンバ１の相対距離が縮小する方向に縮小変位した場合には、第２の付勢部材としての内側の変位抑制バネ２２が相対距離の縮小に抗する（抑制する）付勢力を作用させるように機能する。尚、以下に説明する各実施形態に示す変位抑制バネ２２においてもフレーム部の相対距離の拡大に抗する方向に付勢力を作用させるものが第１の付勢部材であり、フレーム部の相対距離の縮小に抗する方向に付勢力を作用させるものが第２付勢部材である。

更に、補強部材Ｂａの内筒１２の外端部に主軸芯Ｘに沿う方向にスライド移動自在に外嵌するためスライド支持体３６を備え、このスライド支持体３６はサイドブラケット３に連結するためのフランジ部３６ａが形成されている。この第２実施形態では内筒１２とスライド支持体３６とが変位部材となる。

スライド支持体３６の筒状部には、主軸芯Ｘと直交する姿勢となる直交軸芯Ｙと同軸芯で穿設された孔部に嵌め込んだ摩擦部材２４と、この摩擦部材２４を内筒の外周面に圧接させる付勢力を作用させるバネ体２５と、バネ体２５の抜け止めを行う止め輪２６とを備えることにより作動減衰機構Ｂｃが構成されている。

また、車体補強ユニットＢは、外筒１１の内部空間と、内筒１２の内部空間とにゴムやスポンジ等の振動を抑制する防振部材３７を内装している。

この構成から、固定ホルダ１４の第１係合ロッド１５のネジ面を支持プラグ２８の係合孔２８ｃのネジ部に螺合した状態で、支持プラグ２８の嵌合突出部２８ａをセンターブラケット４の嵌合孔に挿通し、この嵌合突出部２８ａのネジ面に固定ナット２８ｄを螺合することにより、この補強部材Ｂａの一端側がセンターブラケット４に固定される。この状態で第１係合ロッド１５のネジ面に脱落防止ナット１５ａを螺合させることにより確実な固定が行われる。

このように一端が固定された状態で、内筒１２の外端側にスライド支持体３６を外嵌し、変位抑制バネ２２がサイドブラケット３のプレート部３ａを挟む位置に配置される状態でネジ軸３２をサイドブラケット３のプレート部３ａの貫通孔に挿通し、このネジ軸３２の外端位置に平ワッシャ３３を配置し、複数のナット３４を固定する。また、複数のナット３４を操作することによりプレート部３ａを挟む位置に配置される変位抑制バネ２２の荷重を同時に等しく調節することが可能である。この構成においても、外筒１１と内筒１２との相対回転により補強部材Ｂａの長さを調節するネジ式の長さ調節部Ｌが構成されている。

また、スライド支持体３６のフランジ部３６ａをサイドブラケット３のプレート部３ａに対して固定ボルト３８により固定し、サイドブラケット３をサイドメンバ１に固定することにより車体補強ユニットＢの装着が完了する。

このように車体補強ユニットＢを車体Ａに取り付ける場合には、サイドメンバ１に対するサイドブラケット３の取付位置を移動させることにより、外筒１１と内筒１２との相対回転量を少なくすることも可能となる。

尚、この第２実施形態においても、外筒１１と内筒１２とを相対回転させる場合には、外筒１１の第１被操作面１１ｂと、内筒１２の第２被操作面１２ｂと、にスパナ等の工具を掛けて相対回転させる操作が行われる。また、ロックナット１３もスパナ等の工具により回転操作が行われ、ロック状態に達した後には、ベローズ２７の両端が固定される。

〔作動形態〕
この第２実施形態の車体補強ユニットＢでは、車体補強ユニットＢに対して主軸芯Ｘに沿う方向に圧縮する方向と、離間する方向との何れの方向に外力が作用した場合でも、２箇所の変位抑制機構Ｂｂのうちの一方の（第１付勢部材又は第２付勢部材として機能する）変位抑制バネ２２が圧縮されるため、この圧縮に伴う変位抑制バネ２２の付勢力が変位に抗する方向に作用して変位を抑制する。

また、車体補強ユニットＢを主軸芯Ｘに沿う方向に圧縮する方向と、離間する方向との何れの方向に外力が作用した場合でも、内筒１２とスライド支持体３６との相対的な変位の際に作動減衰機構Ｂｃの摩擦部材２４が内筒１２の外周に圧接して制動力により相対移動力を減衰させ、急速な変位を抑制し、振動を伴う場合には振幅を小さくする。

特に、補強部材Ｂａの内部に防振部材３７を内装しているので、補強部材Ｂａが主軸芯Ｘに対して直交する方向に振動する状況でも、防振部材３７が振動を抑制することができる。

この第２実施形態の車体補強ユニットＢは、第２装着形態に限らず、第１装着形態で装着して用いることも可能である。

本発明の車体補強ユニットＢは第１実施形態と第２実施形態との構成に限るものではなく、以下に示す実施形態のように構成することも可能である。また、以下に示す何れの実施形態の構成であっても、第１装着形態、第２装着形態以外の装着形態で車体Ａに備えることが可能である。

〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、図５に示すように、補強部材Ｂａが主筒体４１の内部に、主軸芯Ｘと同軸芯で軸体４２を配置して構成されている。軸体４２は主軸芯Ｘと同軸芯上に配置された軸状であり、中央には大径部４２ａが形成されている。主筒体４１の端部の厚肉部４１ａを挟む位置に付勢部材としての複数の変位抑制バネ２２を配置し、これらの変位抑制バネ２２に挿通する位置に軸体４２を配置し、この軸体４２の端部のネジ部に調節ナット４３を螺合させることで２箇所の変位抑制機構Ｂｂが構成されている。この第３実施形態では主筒体４１と軸体４２とが変位部材となる

この変位抑制機構Ｂｂは、主筒体４１と軸体４２とが主軸芯Ｘに沿う方向で延びる方向に変位した場合には、調節ナット４３からの圧力により主筒体４１の外側の複数の変位抑制バネ２２が圧縮される。これとは逆に、主筒体４１と軸体４２とが主軸芯Ｘに沿う方向で圧縮する方向に変位した場合には、軸体４２の大径部４２ａからの圧力により主筒体４１の内側の変位抑制バネ２２が圧縮される。

なお、この変位抑制機構Ｂｂは、調節ナット４３による締め込み量の調節により、２箇所の変位抑制バネ２２の圧縮量を同時に調節して、変位に抗する力の強さの調節を行うことも可能である。

筒状体としての主筒体４１の内面と、軸状体としての軸体４２の内面との間に密着する状態で筒状で柔軟に変形し得る可撓性の減衰筒状体４４を備え、この減衰筒状体４４の位置を決める保持体４５を主筒体４１の端部に螺合させることで作動減衰機構Ｂｃが構成されている。

この作動減衰機構Ｂｃは、主筒体４１と軸体４２とが主軸芯Ｘに沿う方向で延びる方向と圧縮する方向との何れの方向に相対変位した場合でも、減衰筒状体４４が主軸芯Ｘの方向に圧縮された際の粘弾性力により、相対移動力を減衰させることになる。

主筒体４１のうち変位抑制機構Ｂｂが配置された側の外周のネジ部に対して、ブラケット筒４６が螺合し、このブラケット筒４６は主筒体４１のネジ部に螺合するブラケットナット４７により固定されている。ブラケット筒４６には連結用プレート４６ａが備えられている。この第３実施形態でも、主筒体４１に対するブラケット筒４６の相対回転により補強部材Ｂａの長さを調節するネジ式の長さ調節部Ｌが構成されている。

前述したように、車体補強ユニットＢは第１装着形態と第２装着形態との何れの形態で車体に装着されても良く、例えば、第１装着形態で装着される場合には連結用プレート４６ａが一方のサイドメンバ１に連結し、軸体４２の外端部が他方のサイドメンバ１に連結することになる。

〔作動形態〕
この第３実施形態の車体補強ユニットＢでは、車体補強ユニットＢに対して主軸芯Ｘに沿う方向に圧縮する方向と、離間する方向との何れの方向に外力が作用した場合でも、２箇所の変位抑制機構Ｂｂのうちの一方の変位抑制バネ２２が圧縮されるため、この圧縮に伴う変位抑制バネ２２の付勢力が変位に抗する方向に作用して変位を抑制する。

また、車体補強ユニットＢを主軸芯Ｘに沿う方向に圧縮する方向と、離間する方向との何れの方向に外力が作用した場合でも、主筒体４１と軸体４２との相対変位の際に作動減衰機構Ｂｃの減衰筒状体４４の粘弾性力により相対移動力を減衰させるのである。

〔第４実施形態〕
この第４実施形態では、図６に示すように、補強部材Ｂａが筒状となる筒状ケースとしての主ケース５１の内部に、主軸芯Ｘと同軸芯でロッド状の軸状部５２を配置して構成されている。第２装着形態で車体Ａに備える場合には、主ケース５１の端部の筒状部５１ａをサイドブラケット３のプレート部３ａの貫通孔に挿通し、この筒状部５１ａの外面のネジ部に連結ナット５３を螺合させて、この主ケース５１をサイドブラケット３に固定している。

軸状部５２は、主軸芯Ｘに沿う方向の中央位置に大径領域５２ａを形成しており、一方の軸状部５２を主ケース５１の筒状部５１ａに挿通している。主ケース５１の内部で筒状部５１ａの内端側と、筒状部５１ａの外端より外側で軸状部５２に外嵌する位置とに付勢部材としての複数の変位抑制バネ２２を配置し、これらの変位抑制バネ２２に挿通する軸状部５２の外端のネジ部に複数の調圧ナット５４を螺合させることで２箇所の変位抑制機構Ｂｂが構成されている。この第４実施形態では主ケース５１と軸状部５２とが変位部材となる。

この変位抑制機構Ｂｂは、主ケース５１と軸状部５２とが主軸芯Ｘに沿う方向で延びる方向に変位した場合には、連結ナット５３からの圧力により主ケース５１の外側の複数の変位抑制バネ２２が圧縮される。これとは逆に、主ケース５１と軸状部５２とが主軸芯Ｘに沿う方向で圧縮する方向に変位した場合には、軸状部５２の大径領域５２ａからの圧力により主筒体４１の内側の変位抑制バネ２２が圧縮される。

主ケース５１の内面には変位抑制バネ２２が配置方向に近接するほど（一端側ほど）小径となる摩擦面としてのテーパ状内面５１ｓが形成され、このテーパ状内面５１ｓに接触するテーパ状の外周面を有するチャック部材５５が軸状部５２の大径領域５２ａに外嵌されている。更に、チャック部材５５の外周面をテーパ状内面５１ｓに圧接させる方向に付勢力を作用させる付勢機構としての圧縮コイルバネ５６を備え、この圧縮コイルバネ５６の付勢力を調節するように主ケース５１の端部に螺合する調節リング５７とこの調節リング５７を固定する保持ナット５８を調節リング５７の外周に螺合させている。

このテーパ状内面５１ｓと、チャック部材５５と、軸状部５２と、圧縮コイルバネ５６とを備え、主ケース５１と軸状部５２との主軸芯Ｘに沿う方向への相対変位に制動力を作用させる機能部分により作動減衰機構Ｂｃが構成されている、

チャック部材５５は、図７に示すように、圧縮コイルバネ５６から作用する付勢力により外径が変化できるように、主軸芯Ｘに沿う姿勢のスリット５５ｓが形成されている。また、車体補強ユニットＢは、軸状部５２の延出端をクロスメンバ２や、センターブラケット４に連結する構成が採用される。

〔作動形態〕
この第４実施形態の車体補強ユニットＢでは、車体補強ユニットＢに対して主軸芯Ｘに沿う方向に圧縮する方向と、離間する方向との何れの方向に外力が作用した場合でも、２箇所の変位抑制機構Ｂｂのうちの一方の変位抑制バネ２２が圧縮されるため、この圧縮に伴う変位抑制バネ２２の付勢力が変位に抗する方向に作用して変位を抑制する。

また、車体補強ユニットＢを主軸芯Ｘに沿う方向に圧縮する方向と、離間する方向との何れの方向に外力が作用した場合でも、軸状部５２の変位に伴いチャック部材５５は、圧縮コイルバネ５６によって主ケース５１のテーパ状内面５１ｓに押圧されることによって大径領域５２ａの外径面とチャック部材５５の内径面５５ｆとの間で接触面圧が発生している。よって、主ケース５１と軸状部５２との相対移動力を摩擦減衰させ、急速な変位を抑制し、振動を伴う場合には振幅を小さくする。この制動力（減衰力）は調節リング５７の操作により圧縮コイルバネ５６からチャック部材５５に作用する付勢力の調節により変更が可能となる。

〔第５実施形態〕
この第５実施形態では、図８に示すように、第４実施形態の車体補強ユニットＢの構成の調節リング５７に代えて、止め輪（スナップリング）５９で固定されるバネ受部材６０を備えた点が異なっている。

このような構成により、第４実施形態と同様な作動形態を呈する。特に、この第５実施形態では、作動減衰機構Ｂｃから作用する制動力（減衰力）は一定となるが、調節リング５７を備えずに済むため、構成が簡素化し、コストの低減に繋がる。

〔第６実施形態〕
この第６実施形態は、第４実施形態の車体補強ユニットＢと比較して作動減衰機構Ｂｃの構成が異なっている。つまり、図９に示すように、軸状部５２の大径領域５２ａと一体的に主軸芯Ｘに沿って変位する筒状で樹脂製のカラー部材６５を備えている。また、主ケース５１の筒状部には、主軸芯Ｘと直交する姿勢の直交軸芯Ｙと同軸芯で穿設された孔部に嵌め込んだ押圧部材２４と、この押圧部材２４をカラー部材６５の外周面に圧接させる付勢力を作用させる皿バネで成るバネ体２５と、バネ２５体の付勢力を調節するように主ケース５１の筒状部に螺合する調節ボルト６６と、この調節ボルト６６の外周のネジ部に螺合して調節状態を維持する調節維持ナット６７とを備えており、これらによって作動減衰機構Ｂｃが構成されている。

この第６実施形態の作動減衰機構Ｂｃは、第１実施形態と第２実施形態との作動減衰機構Ｂｃとは異なり、調節ボルト６６の操作によりバネ体２５から押圧部材２４に作用する付勢力を調節してカラー部材６５と軸状部５２の大径領域５２ａとの間の制動力（減衰力）を調節できる構成が採用されている。また、この作動減衰機構Ｂｃは、調節ボルト６６を取り外してバネ体２５を構成する皿バネの枚数の変更により制動力を調節することが可能となり、このカラー部材６５として摩擦係数が異なるものに変更することにより必要とする制動力を得ることも可能となる。

この第６実施形態によると、変位抑制機構Ｂｂが第４実施形態と同様に機能するものであるが、作動減衰機構Ｂｃは第１実施形態と同様に機能することになる。

〔第７実施形態〕
この第７実施形態は、図１０に示すように、第４実施形態に一部類似する構成を有するものである。つまり、主ケース５１の内部に軸状部５２を主軸芯Ｘと同軸芯で、この主軸芯Ｘに沿って相対移動自在に収容している。この軸状部５２の大径領域５２ａにチャック部材５５を備え、このチャック部材５５の外周面を主ケース５１のテーパ状内面５１ｓに接触させるように構成している。

また、この第７実施形態では、軸状部５２の大径領域５２ａを主軸芯Ｘに沿う方向から挟み込む位置に付勢部材としての圧縮コイルバネで成る変位抑制バネ２２を備えており、軸状部５２の一方の端部のみ主ケース５１から外部に延出し、この延出端をナット等でサイドメンバ１やサイドブラケット３等に連結するように構成されている。

更に、主ケース５１の開放側に配置される変位抑制バネ２２のバネ受けの機能と、チャック部材５５に付勢力を作用させる圧縮コイルバネ５６のバネ受けとの機能とを有する中間支持体６８を主ケース５１に螺合連結している。また、この中間支持体６８の外面側には、ロッド状部６８ａが突出形成され、このロッド状部６８ａが他方のサイドメンバ１やセンターブラケット４等に連結される。

この第７実施形態では、変位抑制バネ２２が圧縮コイルスプリングで構成されているため、大きい作動ストロークでの作動が可能となり、中間支持体６８による螺合深さの調節により一対の変位抑制バネ２２と、圧縮コイルバネ５６からチャック部材５５に作用する付勢力を同時に調節できる。

〔第８実施形態〕
この第７実施形態は、第６実施形態と共通する構成に加えて、変位抑制機構Ｂｂから作用する付勢力を解除する付勢力解除部Ｂｄを備えた構成を有している。つまり、図１１に示すように、主ユニットＰ（第２変位部材の一例）の軸状部５２の延出端に連なる位置に付勢力解除部Ｂｄが備えられる副ユニットＱ（第１変位部材の一例）を配置している。

主ユニットＰは第６実施形態の車体補強ユニットＢと共通する構成を有している。また、副ユニットＱは、第１補強体７１と第２補強体７２と第３補強体７３とを主軸芯Ｘに沿って配置して構成されている。この第８実施形態では、主ユニットＰと副ユニットＱとで車体補強ユニットＢが構成されている。特に副ユニットＱの第１補強体７１と第２補強体７２と第３補強体７３とで補強部材Ｂａが構成されている。

第１補強体７１は一方が先細で他方が開放する筒状に形成され、この筒状の部位の内周に雌ネジ領域７１ａが形成されている。第２補強体７２は第１補強体７１の雌ネジ領域７１ａに螺合する雄ネジ領域７２ａを一端に形成し、これらを螺合させている。

また、第２補強体７２の他端の内周に雌ネジ部を形成した筒状に形成され、この雌ネジ部に対して、第３補強体７３の外周に形成した雄ネジ部に螺合させ、この雄ネジ部に螺合する調節量固定ナット７４を備えている。この第３補強体７３の外端にはサイドメンバ１等と連結するためのロッド７３ａが突設されている。この構成から第２補強体７２と第３補強体７３とを、主軸芯Ｘを中心にして相対回転させることにより、これらの長さの調節が可能となり、調節量固定ナット７４調節した長さの固定が可能となる。

また、第１補強体７１と第２補強体７２とを、主軸芯Ｘを中心にして相対回転させることにより、これらが主軸芯Ｘに沿う方向に相対的に変位し、第１補強体７１の内部に備えたクランプ部材７５が軸状部５２に連結する状態と、連結が解除される状態とが作り出される。この状態の切換の構成が、変位抑制機構Ｂｂから作用する付勢力を解除する付勢力解除部Ｂｄとして機能する。

第１補強体７１の先細り側には、図１１〜図１３に示すように、外端側ほど小径となるテーパ状内面となる摩擦面７１ｓが内面に形成され、クランプ部材５５の内面に摩擦面５５ｆが形成されている。この第１補強体７１の内部には摩擦面７１ｓに接触する斜め姿勢の傾斜面を有する複数のクランプ部材７５と、この複数のクランプ部材７５の周方向での中間に配置されるゴムや樹脂等の可撓性素材で成る複数の中間部材７６と、複数のクランプ部材７５に当接するリング状のスペーサ７７とを備えている。この複数のクランプ部材７５と、複数の中間部材７６と、スペーサ７７とが付勢力解除部Ｂｄとして機能する。

〔作動形態〕
この第８実施形態の車体補強ユニットＢでは、主ユニットＰの変位抑制機構Ｂｂが変位に抗する方向に付勢力を作用させ、作動減衰機構Ｂｃが相対移動を減衰させる機能を現出する。

そして、第１補強体７１と第２補強体７２とを、主軸芯Ｘを中心にして相対回転させ、雌ネジ領域７１ａと雄ネジ領域７２ａとの機能により夫々が接近する方向（主軸芯Ｘに沿って収縮する方向）に作動した場合には、スペーサ７７に対して第２補強体７２の端部が当接して、複数のクランプ部材７５を第１補強体７１の摩擦面７１ｓに接触させる。この接触状態では、摩擦面７１ｓに案内される状態、複数のクランプ部材７５の摩擦面７５ｆが軸状部５２の外周に圧着するため、第１補強体７１とクランプ部材７５と軸状部５２とが一体化することになり、補強部材Ｂａに伝えられる変位力を主ユニットＰの変位抑制機構Ｂｂに伝えて変位に抗する力を作用させることが可能となる。

これとは逆に、第１補強体７１と第２補強体７２とを、主軸芯Ｘを中心にして相対回転させ、雌ネジ領域７１ａと雄ネジ領域７２ａとの機能により夫々が離間する方向（主軸芯Ｘに沿って伸長する方向）に作動した場合には、スペーサ７７から複数のクランプ部材７５に作用する押圧力が解除される。この状態では、中間部材７６からの弾性力（反発力）により複数のクランプ部材７５が軸状部５２の外周から離間するため、第１補強体７１が軸状部５２から離間することになり、補強部材Ｂａに伝えられる変位力は変位抑制機構Ｂｂに伝えられることはない。

このように第８実施形態では、サイドメンバ１等から作用する変位力を、変位抑制機構Ｂｂに伝えて、この変位を良好に抑制し、かつ、作動減衰機構Ｂｃにより良好に減衰する状態を現出する状態に作り出す。また、付勢力解除部Ｂｄが変位抑制機構Ｂｂに対して変位力を伝えない状態を作り出すことも可能にしているのである。

〔第９実施形態〕
この第９実施形態は、第８実施形態で示した付勢力解除部Ｂｄの変形例を示している。つまり、図１４に示すように、補強部材Ｂａが筒状の第１部材８１（第１変位部材の一例）と、棒状の第２部材８２（第２変位部材の一例）と、筒状の第３部材８３とを主軸芯Ｘに沿って配置した構成を有している。

第１部材８１と第３部材８３との外端位置には端部ホルダ８４が備えられ、この端部ホルダ８４に突設した端部軸８５を対応するサイドメンバ１やブラケット類の孔部に挿通している。端部ホルダ８４には外端側ほど小径化する回転傾斜面状の端部当接面８４ａが形成されている。

サイドメンバ１やブラケット類に形成された孔部には、端部軸８５が挿通可能な開口を有した支持プレート８６が配置され、この支持プレート８６には、端部ホルダ８４の端部当接面８４ａが嵌り込む案内面８６ａが形成され、この案内面８６ａと端部当接面８４ａとに挟まれる位置にウレタンゴムシートのように柔軟な樹脂で成る可撓性の緩衝板８７が挟み込まれている。

特に、第３部材８３とフレーム部との間には付勢部材としての皿バネで成る複数の変位抑制バネ２２が配置されている。これにより変位抑制機構Ｂｂが構成されている。

第２部材８２の一方の端部を第３部材８３に内嵌し、夫々が溶接固定されている。また、第２部材８２の他方の端部を第１部材８１に対し主軸芯Ｘに沿う方向に往復移動自在に挿入している。この挿入部分に対して主軸芯Ｘと直交する姿勢で通過するカム軸芯Ｚを設定し、このカム軸芯Ｚと同軸芯となる孔部を第１部材８１に形成し、この孔部に対してブッシュ９１を介して回動自在にカム軸９２が支持されている。カム軸９２の外端にはハンドル９３を備え、このハンドル９３を備えている。

カム軸９２の中間部分には断面形状が楕円形等のカム部９２ａが形成され、第２部材８２にはカム軸９２が挿通する孔状のカム面８２ａが形成されている。この構成からハンドル９３によりカム軸９２を回動操作した場合には、カム軸芯Ｚを中心にしたカム軸９２の回動によりカム部９２ａとカム面８２ａとの当接状態が変化し第１部材８１に対する第２部材８２の主軸芯Ｘに沿う方向への変位を実現する。

〔作動形態〕
この第９実施形態の車体補強ユニットＢでは、第１実施形態の作動形態と同様に圧縮方向への変位に対して変位抑制機構Ｂｂが変位に抗する方向に付勢力を作用させる。

また、車体補強ユニットＢを左右のサイドメンバ１やブラケット類に支持した状態において、ハンドル９３を回動操作して第１部材８１と第３部材８３とを主軸芯Ｘに沿って伸長する方向に作動させることが可能である。この操作を行った場合には、図１５に示すように、変位抑制機構Ｂｂの変位抑制バネ２２が、サイドメンバ１やブラケット類と支持プレート８６との間に変位抑制機構Ｂｂの複数の変位抑制バネ２２が挟み込まれる状態に達する。これにより、補強部材Ｂａを圧縮する方向に外力が作用した場合には、変位抑制バネ２２が変位に抗する力を作用させることになる。

これとは逆に、ハンドル９３を回動操作して第１部材８１と第３部材８３とを主軸芯Ｘに沿って収縮する方向に作動させることも可能である。この操作を行った場合には、図１６に示すように、変位抑制機構Ｂｂの変位抑制バネ２２から付勢力作用しない状態に達する。これにより、補強部材Ｂａを圧縮させる方向に外力が作用した場合でも、変位抑制機構Ｂｂが機能することはない。

特に、この第９実施形態では、端部ホルダ８４と支持プレート８６との間に挟み込まれた緩衝板８７が弾性変形可能であるため、荷重変動等に起因する振動を減衰させ乗り心地を向上させる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）押圧部材２４を有する作動減衰機構Ｂｃでは、一方の変位部材の外面を被摩擦面とした場合に、他方の変位部材に対して押圧部材２４を備えるように構成することが可能であり。図３の構成と比較すると、図３のスライドホルダ２１の内周を被摩擦面にし、内筒１２に対して押圧部材２４と、バネ体２５（付勢体）を備えるように構成しても良い。このように構成する場合に、被摩擦面に樹脂膜を形成しても良い。

（ｂ）図３及び図４に示す第１実施形態の車体補強ユニットＢの作動減衰機構Ｂｃを備えずに車体補強ユニットＢを構成することも可能である。

（ｃ）第１実施形態の車体補強ユニットＢでは左右のサイドメンバ１等に対して第１係合ロッド１５と第２係合ロッドとをさせていたが、これに代えて車体補強ユニットＢの両端をサイドメンバ１等に連結固定（例えば、ネジ、カシメ、溶接、接着等）しても良い。

本発明は、車体の一対のフレーム部の間に配置される補強部材に利用することができる。

１ フレーム部（サイドメンバ）
２ フレーム部（クロスメンバ）
２２ 付勢部材・第１の付勢部材・第２の付勢部材（変位抑制バネ）
２８ 支持部材（支持プラグ）
２８ｂ 凹状面
８１ 第１変位部材（第１部材）
８２ 第２変位部材（第２部材）
Ａ 車体
Ｂａ 補強部材
Ｂｂ 変位抑制機構
Ｂｄ 付勢力解除部
Ｌ 長さ調節部
Ｐ 第２変位部材（主ユニット）
Ｑ 第１変位部材（副ユニット）
Ｘ 軸芯（主軸芯）

Claims (5)

1. 車体の一対のフレーム部の間に配置される補強部材と、
   一対の前記フレーム部の相対距離が拡大する方向への拡大変位と相対距離が縮小する方向への縮小変位との少なくとも一方への変位に抗する付勢力を作用させる変位抑制機構とを備えている車体補強ユニット。
2. 前記変位抑制機構が、前記拡大変位を抑制する第１の付勢部材と、前記縮小変位を抑制する第２の付勢部材とを備えている請求項１記載の車体補強ユニット。
3. 前記補強部材の一方の端部側に前記変位抑制機構を備え、この変位抑制機構が一対の前記フレーム部の何れか一方に支持され、
   前記補強部材の他方の端部側が支持される支持部材が一対の前記フレーム部の何れか他方に支持されると共に、
   前記支持部材が、前記補強部材の他方の端部が嵌り込むことにより、この補強部材の軸芯位置が保持される凹状面を備えている請求項１又は２記載の車体補強ユニット。
4. 前記変位抑制機構から作用する付勢力を解除する付勢力解除部を備え、
   前記補強部材が、前記付勢力解除部を有する第１変位部材と、当該第１変位部材に対する接続位置の変更が可能な第２変位部材とで構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体補強ユニット。
5. 前記補強部材が、一対の前記フレーム部の一方に対応する端部と、一対の前記フレーム部の他方に対応する端部との両端部の距離を調節するネジ式の長さ調節部を備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車体補強ユニット。

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