JP4627389B2 - 車両用補強部材及び車体構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材とこれを備える車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両においては、主として車体の剛性向上を目的として金属製等の補強部材によって車体が補強される。この補強部材は主として軸力を受けるものであって、例えば図１８示すように２本の補強部材１０１が自動車のエンジンルーム内に十字状にクロスして架設されたり、図１９示すように自動車のフロント下面に補強部材２０１が架設される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の補強部材は金属等の弾性体で一体に構成されているため、変形によるエネルギーが補強部材にほぼそのまま蓄積され、この蓄積されたエネルギーが反発力として再び開放される現象が発生し、該補強部材が振動的な変形を繰り返すために動的な変形速度が大きくなって車両の操縦安定性や乗心地性が損なわれるという問題があった。
【０００４】
そこで、補強部材の変形の絶対量を小さく抑えるために該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が発生する。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことなく車両の操縦安定性や乗心地等を高めることができる車両用補強部材及び車体構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材において、軸方向の変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段を設け、前記減衰力発生手段を液体と絞りによって減衰力を発生するハイドロリックダンパーで構成し、前記ハイドロリックダンパーは、シリンダとこれに内装されたピストン及び該ピストンからシリンダ外へ延びるピストンロッドを有し、シリンダ内のピストンの両側に２つの室を形成するとともに、一方の室にフリーピストンによって区画されるガス室を形成し、前記２つの室には液体を充填するとともに、両室を連通する絞りを設け、前記ガス室にはガスを封入して構成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記絞りは複数設けられており、前記絞りをそれぞれ開閉する複数の液体により押し開かれるバルブが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記減衰力発生手段の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記ハイドロリックダンパーの両端に軸力が作用していない無負荷状態において、前記ガス室内圧力によって前記ピストンロッドを軸方向に押し出す力を打ち消すための弾性部材を、前記ピストンの一方の側のみに設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ピストンロッドの延出端に延長ロッドが連結されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用補強部材で車体枠の対向辺同士を連結して車体構造を構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記車体枠の開放端同士を前記車両用補強部材で連結したことを特徴とする。
【００１３】
従って、請求項１記載の発明によれば、減衰力発生手段によって発生する粘性的減衰力によって補強部材の軸方向の変形速度と変形のオーバーシュートが抑制されるため、該補強部材の静剛性を極度に高めることなく車体の振動的変形を抑制して車両の操縦安定性や乗心地性等を高めることができる。そして、補強部材の静剛性を極度に高める必要がないため、該補強部材の重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことがなく、車体の大幅な変更も不要となる。
【００１４】
さらに、減衰力発生手段を液体と絞りによって減衰力を発生するハイドロリックダンパーで構成したため、減衰特性の設定自由度が高められるとともに、減衰特性の安定化が図られる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、複数の絞りを介して２つの室を選択的に連通せしめられる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、減衰力発生手段の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせたため、車両の実走行での車体への入力パターンに対してより理想的な減衰特性が得られる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、ハイドロリックダンパーに軸力が作用していない無負荷状態においては、ガス室内圧力によるピストンロッドの軸方向力が弾性部材によって打ち消されるため、車体への余分な入力を減ずることができるとともに、無負荷状態でハイドロリックダンパーの長さが組付寸法に近くなるため、当該車両用補強部材の車体への取り付けが容易化する。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、無負荷状態で車両用補強部材の長さが組付寸法に近くなるため、当該車両用補強部材の車体への取り付けが容易化する。
【００１９】
請求項６及び７記載の発明によれば、車体枠の対向辺同士の拡縮に伴う車体の振動が車両用補強部材の減衰力発生手段において発生する減衰力によって効果的に吸収されるため、車体振動が抑制されて車両の操縦安定性や乗心地性等が高められる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る補強部材の使用例を示す自動車の模式的平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はフロントサスペンションの斜視図である。
【００２２】
図１に示す自動車１００の車体１０１の前部（図１の上方が車体前方）にはエンジンルーム１０２が、後部には荷室１０３がそれぞれ形成されており、エンジンルーム１０２の左右の対向壁（サスペンションタワー）１０４同士は本発明に係る補強部材１によって連結され、同様に荷室１０３の左右の対向壁（サスペンションタワー）１０５同士も本発明に係る補強部材１によって連結されて補強されている。
【００２３】
一方、車体１０１の前部と後部は左右一対の前輪１０６と後輪１０７によって走行自在に支持されており、前輪１０６は図２及び図３に示すフロントサスペンション５０によって車体１０１に懸架され、同様に後輪１０７は不図示のリヤサスペンションによって車体１０１に懸架されている。
【００２４】
ここで、フロントサスペンション５０の構成を図２及び図３に基づいて説明する。尚、リヤサスペンションの構成もフロントサスペンション５０のそれと基本的に同じであるため、これについての図示及び説明は省略する。
【００２５】
左右の各フロントサスペンション５０はショックアブソーバ５１を有し、該ショックアブソーバ５１の上端は車体枠１０１Ａの一部を構成する前記対向壁（サスペンションタワー）１０４に取り付けられており、同ショックアブソーバ５１の下端にはハブ５２とブレーキディスク５３がそれぞれ回転自在に支持され、各ハブ５２には前輪１０６が取り付けられている。尚、図３において、５４はロワーアーム、５５はストラットバー、５６はスタビライザーバーである。
【００２６】
而して、図２に示すように、本発明に係る補強部材１は車体枠１０１Ａの左右の側壁１０１ａの上方の開放端同士を連結しており、この補強部材１によって車体枠１０１Ａが補強されてその剛性が高められている。
【００２７】
ここで、本発明に係る補強部材１の構成の詳細を図４〜図６に基づいて説明する。尚、図４は補強部材の断面図、図５は図４のＢ部拡大詳細図、図６は図５のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【００２８】
本実施の形態に係る補強部材１は、長尺の金属製シリンダ２の一端開口部から短尺の金属製ピストンロッド３を挿入して構成されており、シリンダ２の他端は図示のように偏平に潰されて平面を成しており、その部分には円孔２ａが穿設されている。又、前記ピストンロッド３のシリンダ２外へ延出する端部にはＬ字状の取付ブラケット４が結着されており、この取付ブラケット４にも円孔４ａが穿設されている。
【００２９】
ところで、ピストンロッド３は、図５に詳細に示すように、シリンダ２の開口部側の内周に適当な間隔で嵌着された２つのロッドガイド５及びその内側に設けられたシールリング６を貫通してシリンダ２内に摺動自在に挿入されており、該ピストンロッド３の２つのロッドガイド５で挟まれる中間部にはピストン７が一体に形成されている。そして、ピストン７は、その外周に嵌着されたピストンリング８を介してシリンダ２の内周面に摺動自在に嵌合しており、シリンダ２内にはピストン７及びシールリング６によって区画される油室Ｓ１，Ｓ２が形成されている。
【００３０】
上記油室Ｓ１，Ｓ２にはオイルが充填されており、図６に示すように、ピストンリング８には切欠き溝状の複数のオリフィス（絞り）８ａが貫設されており、両油室Ｓ１，Ｓ２はオリフィス８ａを介して互いに連通している。
【００３１】
而して、以上の構成を有する補強部材１は全体としてハイドロリックダンパーを構成しており、図１に示すように、シリンダ２の一端は前記円孔２ａ（図４参照）に挿通するボルト５７（図１及び図３参照）によって一方（左側）の対向壁（サスペンションタワー）１０４に取り付けられ、ピストンロッド３の一端は取付ブラケット４に穿設された前記円孔４ａ（図４参照）に挿通するボルト５７（図１参照）によって他方（右側）の対向壁（サスペンションタワー）１０４に取り付けられている。
【００３２】
以上において、自動車１００の走行中に車体枠１０１Ａの側壁１０１ａ同士の拡縮に伴って補強部材１に軸方向の圧縮力が作用すると、ピストンロッド３及びピストン７がシリンダ２に対して図４の右方向に摺動するため、一方の油室Ｓ２内のオイルがピストンリング８に貫設されたオリフィス８を通って他方の油室Ｓ１内に流入し、このときのオイルの流動によって粘性的減衰力が発生する。
【００３３】
又、補強部材１に軸方向の引張力が作用すると、ピストンロッド３及びピストン７がシリンダ２に対して図４の左方向に摺動するため、一方の油室Ｓ１内のオイルがピストンリング８に貫設されたオリフィス８ａを通って他方の油室Ｓ２内に流入し、このときのオイルの流動によって粘性的減衰力が発生する。
【００３４】
このように、本実施の形態に係る補強部材１は軸力を受けることによってハイドロリックダンパーとして機能して粘性的減衰力を発生するため、この粘性的減衰力によって補強部材１の軸方向の変形速度と変形のオーバーシュートが抑制される。この結果、補強部材１の静剛性を極度に高めることなく車体１０１の振動的変形が抑制されて自動車１００の操縦安定性や乗心地性等が高められる。そして、補強部材１の静剛性を極度に高める必要がないため、該補強部材１の重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことがなく、車体１０１の大幅な変更も不要となる。
【００３５】
又、本実施の形態では、補強部材１がハイドロリックダンパーとして機能するため、減衰特性の設定自由度が高められるとともに、減衰特性の安定化が図られる。尚、補強部材１のハイドロリックダンパーとしての減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせるようにすれば、自動車１００の実走行での車体１０１への入力パターンに対してより理想的な減衰特性を得ることができる。
【００３６】
＜参考例１＞
次に、本発明の参考例１を図７及び図８に基づいて説明する。尚、図７は本参考例の形態に係る補強部材の断面図、図８は図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【００３７】
本参考例に係る補強部材１１は、シリンダ１２とこれの内部に挿入されたロッド１３とをゴム製の粘弾性部材１９で連結して構成されており、ロッド１３のシリンダ１２外へ延出する端部にはＬ字状の取付ブラケット１４が結着され、この取付ブラケット１４には円孔１４ａが穿設されている。又、シリンダ１２の一端の扁平な取付部にも円孔１２ａが穿設されている。
【００３８】
而して、本参考例に係る補強部材１１においても、これに軸力が作用するとゴム製の粘弾性部材１９が弾性変形（剪断変形）して所望の粘性的減衰力が発生するため、前記実施の形態１と同様の効果が得られるが、本参考例に係る補強部材１１では減衰力発生手段をシリンダ１２とロッド１３を連結する粘弾性部材１９で構成したため、補強部材１１の構造が単純化し、寸法やコストの増加を抑えることができるという効果も得られる。
【００３９】
又、粘弾性部材１９とシリンダ１２及びロッド１３との接着部は、車両の衝突等によって通常の運転状態において発生する応力を超えた過大な応力が作用した場合には剥離するよう接着強度が設定されており、これにより車両の衝突時等には補強部材１１が破断して車体の変形による衝撃吸収を妨げることがない。
【００４０】
＜参考例２＞
次に、本発明の参考例２を図９及び図１０に基づいて説明する。尚、図９は本参考例に係る補強部材の断面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【００４１】
本参考例に係る補強部材２１は、チャンネル状の２つの金属部材２２，２３を各平面部が互いに対向するように上下に配置し、両者に介在するゴム製の粘弾性部材２９を焼き付けることによって両金属部材２２，２３を連結することによって構成されている。
【００４２】
而して、本参考例に係る補強部材２１においても、これに軸力が作用するとゴム製の粘弾性部材２９が弾性変形（剪断変形）して所望の粘性的減衰力が発生するため、前記実施の形態１と同様の効果が得られる他、補強部材２１は２つの金属部材２２，２３を粘弾性部材２９で連結することによって簡易に構成されるため、前記参考例１と同様に該補強部材２１の構造が単純化し、寸法やコストの増加を抑えることができるという効果も得られる。
【００４３】
又、前記参考例１と同様に、粘弾性部材２９と金属部材２２，２３との接着部は、車両の衝突等によって通常の運転状態において発生する応力を超えた過大な応力が作用した場合には剥離するよう接着強度が設定されており、これにより車両の衝突時等には補強部材２１が破断して車体の変形による衝撃吸収を妨げることがない。
【００４４】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図１１〜図１３に基づいて説明する。尚、図１１は本実施の形態に係る補強部材の断面図、図１２は同補強部材の平面図、図１３は同補強部材の油圧ダンパーの内部構造を示す断面図である。
【００４５】
本実施の形態に係る補強部材３１は、油圧ダンパー３２のピストンロッド３３に長尺のロッド３４を同軸に連結し、該ロッド３４と油圧ダンパー３２を円筒状のカバー３５で覆って構成されている。
【００４６】
ここで、上記カバー３５の一端部は油圧ダンパー３２のシリンダ３６に摺動自在に外嵌され、中間部はリング状のゴムブッシュ３７によって支持され、他端はロッド３４の端部に結着された支持部材３８に２本のビス３９によって取り付けられている。
【００４７】
又、当該補強部材３１の両端（つまり、油圧ダンパー３２の端部とロッド３４の端部）には円筒状のジョイント４０が結着されており、各ジョイント４０には円孔４０ａが同軸に貫設されている。
【００４８】
次に、前記油圧ダンパー３２の構造の詳細を図１３に基づいて説明する。
【００４９】
油圧ダンパー３２においては、シリンダ３６内にピストンロッド３３の一端が挿入され、該ピストンロッド３３のシリンダ３６内に臨む端部にはピストン４１がナット４２によって結着されている。そして、ピストンロッド３３は、シリンダ３６の開口部側の一端内周に嵌着されたロッドガイド４３及びその内側に設けられたシールリング４４を貫通してシリンダ３６外へ延出しており、その延出端に前記ロッド３４（図１１参照）が同軸に螺着されている。
【００５０】
ここで、上記シールリング４４は、ワッシャ４４ａとパッキン４４ｂ及びオイルシール４４ｃで構成され、２つのクリップ７０によってシリンダ３６の内周に取り付けられている。又、前記ロッドガイド４３の内周部（ピストンロッド３３の貫通部）にはスライドブッシュ７１が取り付けられている。
【００５１】
尚、ピストンロッド３３の外周の前記シールリング４４とスプリングシート４５との間には、軸力キャンセル手段を構成する弾性部材としてのスプリング４６が縮装されており、ピストン４１とピストンロッド３３はスプリング４６によって一方向に付勢されている。
【００５２】
ところで、シリンダ３６内にはフリーピストン４７がＯリング４８を介して摺動自在に嵌装されており、シリンダ３６内にはピストン４１とフリーピストン４７によって区画される油室Ｓ１，Ｓ２とガス室Ｓ３が形成され、油室Ｓ１，Ｓ２にはオイルが充填され、ガス室Ｓ３には窒素ガス等の不活性ガスが充填されている。
【００５３】
又、前記ピストン４１には絞りとしての複数の油孔４１ａ，４１ｂが形成されており、ピストン４１の両端面には油孔４１ａ，４１ｂをそれぞれ開閉するバルブ６１，６２が設けられており、バルブ６１，６２が開閉することによって油孔４１ａ，４１ｂを介して油室Ｓ１とＳ２が選択的に連通せしめられる。
【００５４】
尚、シリンダ３６の外周にはテフロン製のスライドブッシュ６３が接着されており、前記カバー３５の一端部はスライドブッシュ６３を介してシリンダ３６に摺動自在に外嵌されている。
【００５５】
而して、本実施の形態に係る補強部材３１において、これに軸力が作用すると油圧ダンパー３２のシリンダ３６に対してピストンロッド３３及びロッド３４が相対移動し、ピストンロッド３３に結着されたピストン４１がシリンダ３６内を摺動する。
【００５６】
即ち、当該補強部材３１に軸方向の圧縮力が作用すると、ピストン４１はシリンダ３６内を図１３の右方向に摺動するため、一方の油室Ｓ２内のオイルがピストン４１の油孔４１ａからバルブ６１を押し開いて他方の油室Ｓ１内に流入し、このときのオイルの流動によって油圧ダンパー３２に粘性的減衰力が発生する。
【００５７】
又、補強部材３１に軸方向の引張力が作用すると、ピストン４１はシリンダ３６内を図１３の左方向に摺動するため、一方の油室Ｓ１内のオイルがピストン４１の油孔４１ｂからバルブ６２を押し開いて他方の油室Ｓ２内に流入し、このときのオイルの流動によって油圧ダンパー３２に粘性的減衰力が発生する。尚、ピストンロッド３３のシリンダ３６に対する進退動に伴うシリンダ３６内の容積の増減は、シリンダ３６内でのフリーピストン４７の摺動によるガス室Ｓ３内のガスの膨張又は収縮によって吸収される。
【００５８】
このように、本実施の形態に係る補強部材３１は、前記実施の形態１に係る補強部材１と同様に、軸力を受けることによってハイドロリックダンパーとして機能して粘性的減衰力を発生するため、本実施の形態においても前記実施の形態１と同様の効果が得られる。尚、前記実施の形態１と同様に、ハイドロリックダンパーとして機能する油圧ダンパー３２の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせるようにすれば、車両の実走行での車体への入力パターンに対してより理想的な減衰特性を得ることができる。
【００５９】
ところで、当該補強部材３１の油圧ダンパー３２の両端に軸方向の負荷が作用していない無負荷状態においては、ガス室Ｓ３の内圧によってピストンロッド３３にはこれをシリンダ３６外へ押し出そうとする軸力が作用するが、本実施の形態では、ピストン４１とピストンロッド３３はスプリング４６によって前記軸力の作用方向とは逆方向に付勢されているため、ピストンロッド３３を押し出そうとする軸力はスプリング４６の付勢力によってほぼキャンセルされる。このため、車体への余分な入力を減ずることができるとともに、無負荷状態で油圧ダンパー３２の長さが組付寸法に近くなるため、当該補強部材３１の車体への取り付けが容易化する。
【００６０】
ここで、当該補強部材３１の取付構造の例を図１４及び図１５と図１６及び図１７にそれぞれ示す。尚、図１４及び図１６は補強部材の取付部の破断側面図、図１５及び図１７は同取付部の平面図であり、これらの図は補強部材の一方の取付部のみを示すが、他方の取付部の構造は一方のそれと同様であるため、これについての図示及び説明は省略する。
【００６１】
図１４及び図１５に示す例では、補強部材３１の一端に結着されたジョイント４０にプレート状の取付ブラケット６４がボルト６５とナット６６によって取り付けられている。
【００６２】
即ち、ジョイント４０に貫設された円孔４０ａに挿通するボルト６５に取付ブラケット６４が通され、ボルト６５の端部に螺合するナット６６を締め付けることによって取付ブラケット６４がジョイント４０に取り付けられている。そして、図１５に示すように、取付ブラケット６４には大きな円孔６４ａが形成され、その周囲には３つの小さな円孔６４ｂが形成されている。
【００６３】
而して、補強部材３１を例えば自動車の左右のフロントサスペンションの上部に取り付ける場合、各取付ブラケット６４の円孔６４ａにフロントサスペンションの頭部を嵌め込み、３つの円孔６４ｂに挿通する不図示のボルトによって取付ブラケット６４をフロントサスペンションの上部に取り付けることによって補強部材３１が左右のフロントサスペンションの上部に取り付けられる。
【００６４】
又、図１６及び図１７に示す例では、タワー状の取付ブラケット６７が前記と同様にボルト６５とナット６６によって補強部材３１のジョイント４０に取り付けられる。
【００６５】
ここで、取付ブラケット６７は円孔６７ａが形成されたリング状のプレート６７Ａ上に２枚のプレート６７Ｂを立設してタワー状に構成されており、プレート６７Ａの円孔６７ａの周囲には３つの小さな円孔６７ｂが形成されている。
【００６６】
而して、本例においても、補強部材３１を例えば自動車の左右のフロントサスペンションの上部に取り付ける場合、各取付ブラケット６７の円孔６７ａにフロントサスペンションの頭部を嵌め込み、３つの円孔６７ｂに挿通する不図示のボルトによって取付ブラケット６７をフロントサスペンションの上部に取り付けることによって補強部材３１が左右のフロントサスペンションの上部に取り付けられる。
【００６７】
尚、本発明に係る補強部材は以上説明した実施の形態にその使用が限定される訳ではないことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材において、軸方向の変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段を設け、該車両用補強部材で車体枠の対向辺同士を連結して車体構造を構成したため、減衰力発生手段によって発生する粘性的減衰力によって補強部材の軸方向の変形速度と変形のオーバーシュートが抑制され、車体枠の対向辺同士の拡縮に伴う車体の振動が減衰力によって効果的に吸収され、重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことなく車両の操縦安定性や乗心地等を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る補強部材の使用例を示す自動車の模式的平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 自動車のフロントサスペンションの斜視図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る補強部材の断面図である。
【図５】 図４のＢ部拡大詳細図である。
【図６】 図５のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図７】 本発明の参考例１に係る補強部材の断面図である。
【図８】 図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図９】 本発明の参考例２に係る補強部材の断面図である。
【図１０】 図９のＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の平面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の油圧ダンパーの内部構造を示す断面図である。
【図１４】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例１を示す取付部の破断側面図である。
【図１５】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例１を示す取付部の平面図である。
【図１６】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例２を示す取付部の破断側面図である。
【図１７】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例２を示す取付部の平面図である。
【図１８】 従来の補強部材の使用例を示す自動車のエンジンルーム部分の斜視図である。
【図１９】 従来の補強部材の使用例を示す自動車のフロント下面の斜視図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１ 補強部材
２，１２，３６ シリンダ
３，３３ ピストンロッド
７，４１ ピストン
８ ピストンリング
８ａ オリフィス（絞り）
１３，３４ ロッド
１９，２９ 粘弾性部材
２２，２３ 金属部材
３２ 油圧ダンパー
３３ ピストンロッド
３４ ロッド
３６ シリンダ
４１ ピストン
４１ａ，４１ｂ 油孔（絞り）
４６ スプリング（軸力キャンセル手段：弾性部材）
４７ フリーピストン
１００ 自動車（車両）
１０１ 車体
１０１Ａ 車体枠
１０１ａ 側壁
１０４，１０５ 対向壁
Ｓ１，Ｓ２ 油室（室）
Ｓ３ ガス室
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材とこれを備える車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両においては、主として車体の剛性向上を目的として金属製等の補強部材によって車体が補強される。この補強部材は主として軸力を受けるものであって、例えば図１８示すように２本の補強部材１０１が自動車のエンジンルーム内に十字状にクロスして架設されたり、図１９示すように自動車のフロント下面に補強部材２０１が架設される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の補強部材は金属等の弾性体で一体に構成されているため、変形によるエネルギーが補強部材にほぼそのまま蓄積され、この蓄積されたエネルギーが反発力として再び開放される現象が発生し、該補強部材が振動的な変形を繰り返すために動的な変形速度が大きくなって車両の操縦安定性や乗心地性が損なわれるという問題があった。
【０００４】
そこで、補強部材の変形の絶対量を小さく抑えるために該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が発生する。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことなく車両の操縦安定性や乗心地等を高めることができる車両用補強部材及び車体構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材において、軸方向の変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段を設け、前記減衰力発生手段を液体と絞りによって減衰力を発生するハイドロリックダンパーで構成し、前記ハイドロリックダンパーは、シリンダとこれに内装されたピストン及び該ピストンからシリンダ外へ延びるピストンロッドを有し、シリンダ内のピストンの両側に２つの室を形成するとともに、一方の室にフリーピストンによって区画されるガス室を形成し、前記２つの室には液体を充填するとともに、両室を連通する絞りを設け、前記ガス室にはガスを封入して構成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記絞りは複数設けられており、前記絞りをそれぞれ開閉する複数の液体により押し開かれるバルブが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記減衰力発生手段の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記ハイドロリックダンパーの両端に軸力が作用していない無負荷状態において、前記ガス室内圧力によって前記ピストンロッドを軸方向に押し出す力を打ち消すための弾性部材を、前記ピストンの一方の側のみに設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ピストンロッドの延出端に延長ロッドが連結されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用補強部材で車体枠の対向辺同士を連結して車体構造を構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記車体枠の開放端同士を前記車両用補強部材で連結したことを特徴とする。
【００１３】
従って、請求項１記載の発明によれば、減衰力発生手段によって発生する粘性的減衰力によって補強部材の軸方向の変形速度と変形のオーバーシュートが抑制されるため、該補強部材の静剛性を極度に高めることなく車体の振動的変形を抑制して車両の操縦安定性や乗心地性等を高めることができる。そして、補強部材の静剛性を極度に高める必要がないため、該補強部材の重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことがなく、車体の大幅な変更も不要となる。
【００１４】
さらに、減衰力発生手段を液体と絞りによって減衰力を発生するハイドロリックダンパーで構成したため、減衰特性の設定自由度が高められるとともに、減衰特性の安定化が図られる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、複数の絞りを介して２つの室を選択的に連通せしめられる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、減衰力発生手段の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせたため、車両の実走行での車体への入力パターンに対してより理想的な減衰特性が得られる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、ハイドロリックダンパーに軸力が作用していない無負荷状態においては、ガス室内圧力によるピストンロッドの軸方向力が弾性部材によって打ち消されるため、車体への余分な入力を減ずることができるとともに、無負荷状態でハイドロリックダンパーの長さが組付寸法に近くなるため、当該車両用補強部材の車体への取り付けが容易化する。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、無負荷状態で車両用補強部材の長さが組付寸法に近くなるため、当該車両用補強部材の車体への取り付けが容易化する。
【００１９】
請求項６及び７記載の発明によれば、車体枠の対向辺同士の拡縮に伴う車体の振動が車両用補強部材の減衰力発生手段において発生する減衰力によって効果的に吸収されるため、車体振動が抑制されて車両の操縦安定性や乗心地性等が高められる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る補強部材の使用例を示す自動車の模式的平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３はフロントサスペンションの斜視図である。
【００２２】
図１に示す自動車１００の車体１０１の前部（図１の上方が車体前方）にはエンジンルーム１０２が、後部には荷室１０３がそれぞれ形成されており、エンジンルーム１０２の左右の対向壁（サスペンションタワー）１０４同士は本発明に係る補強部材１によって連結され、同様に荷室１０３の左右の対向壁（サスペンションタワー）１０５同士も本発明に係る補強部材１によって連結されて補強されている。
【００２３】
一方、車体１０１の前部と後部は左右一対の前輪１０６と後輪１０７によって走行自在に支持されており、前輪１０６は図２及び図３に示すフロントサスペンション５０によって車体１０１に懸架され、同様に後輪１０７は不図示のリヤサスペンションによって車体１０１に懸架されている。
【００２４】
ここで、フロントサスペンション５０の構成を図２及び図３に基づいて説明する。尚、リヤサスペンションの構成もフロントサスペンション５０のそれと基本的に同じであるため、これについての図示及び説明は省略する。
【００２５】
左右の各フロントサスペンション５０はショックアブソーバ５１を有し、該ショックアブソーバ５１の上端は車体枠１０１Ａの一部を構成する前記対向壁（サスペンションタワー）１０４に取り付けられており、同ショックアブソーバ５１の下端にはハブ５２とブレーキディスク５３がそれぞれ回転自在に支持され、各ハブ５２には前輪１０６が取り付けられている。尚、図３において、５４はロワーアーム、５５はストラットバー、５６はスタビライザーバーである。
【００２６】
而して、図２に示すように、本発明に係る補強部材１は車体枠１０１Ａの左右の側壁１０１ａの上方の開放端同士を連結しており、この補強部材１によって車体枠１０１Ａが補強されてその剛性が高められている。
【００２７】
ここで、本発明に係る補強部材１の構成の詳細を図４〜図６に基づいて説明する。尚、図４は補強部材の断面図、図５は図４のＢ部拡大詳細図、図６は図５のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【００２８】
本実施の形態に係る補強部材１は、長尺の金属製シリンダ２の一端開口部から短尺の金属製ピストンロッド３を挿入して構成されており、シリンダ２の他端は図示のように偏平に潰されて平面を成しており、その部分には円孔２ａが穿設されている。又、前記ピストンロッド３のシリンダ２外へ延出する端部にはＬ字状の取付ブラケット４が結着されており、この取付ブラケット４にも円孔４ａが穿設されている。
【００２９】
ところで、ピストンロッド３は、図５に詳細に示すように、シリンダ２の開口部側の内周に適当な間隔で嵌着された２つのロッドガイド５及びその内側に設けられたシールリング６を貫通してシリンダ２内に摺動自在に挿入されており、該ピストンロッド３の２つのロッドガイド５で挟まれる中間部にはピストン７が一体に形成されている。そして、ピストン７は、その外周に嵌着されたピストンリング８を介してシリンダ２の内周面に摺動自在に嵌合しており、シリンダ２内にはピストン７及びシールリング６によって区画される油室Ｓ１，Ｓ２が形成されている。
【００３０】
上記油室Ｓ１，Ｓ２にはオイルが充填されており、図６に示すように、ピストンリング８には切欠き溝状の複数のオリフィス（絞り）８ａが貫設されており、両油室Ｓ１，Ｓ２はオリフィス８ａを介して互いに連通している。
【００３１】
而して、以上の構成を有する補強部材１は全体としてハイドロリックダンパーを構成しており、図１に示すように、シリンダ２の一端は前記円孔２ａ（図４参照）に挿通するボルト５７（図１及び図３参照）によって一方（左側）の対向壁（サスペンションタワー）１０４に取り付けられ、ピストンロッド３の一端は取付ブラケット４に穿設された前記円孔４ａ（図４参照）に挿通するボルト５７（図１参照）によって他方（右側）の対向壁（サスペンションタワー）１０４に取り付けられている。
【００３２】
以上において、自動車１００の走行中に車体枠１０１Ａの側壁１０１ａ同士の拡縮に伴って補強部材１に軸方向の圧縮力が作用すると、ピストンロッド３及びピストン７がシリンダ２に対して図４の右方向に摺動するため、一方の油室Ｓ２内のオイルがピストンリング８に貫設されたオリフィス８を通って他方の油室Ｓ１内に流入し、このときのオイルの流動によって粘性的減衰力が発生する。
【００３３】
又、補強部材１に軸方向の引張力が作用すると、ピストンロッド３及びピストン７がシリンダ２に対して図４の左方向に摺動するため、一方の油室Ｓ１内のオイルがピストンリング８に貫設されたオリフィス８ａを通って他方の油室Ｓ２内に流入し、このときのオイルの流動によって粘性的減衰力が発生する。
【００３４】
このように、本実施の形態に係る補強部材１は軸力を受けることによってハイドロリックダンパーとして機能して粘性的減衰力を発生するため、この粘性的減衰力によって補強部材１の軸方向の変形速度と変形のオーバーシュートが抑制される。この結果、補強部材１の静剛性を極度に高めることなく車体１０１の振動的変形が抑制されて自動車１００の操縦安定性や乗心地性等が高められる。そして、補強部材１の静剛性を極度に高める必要がないため、該補強部材１の重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことがなく、車体１０１の大幅な変更も不要となる。
【００３５】
又、本実施の形態では、補強部材１がハイドロリックダンパーとして機能するため、減衰特性の設定自由度が高められるとともに、減衰特性の安定化が図られる。尚、補強部材１のハイドロリックダンパーとしての減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせるようにすれば、自動車１００の実走行での車体１０１への入力パターンに対してより理想的な減衰特性を得ることができる。
【００３６】
＜参考例１＞
次に、本発明の参考例１を図７及び図８に基づいて説明する。尚、図７は本参考例の形態に係る補強部材の断面図、図８は図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【００３７】
本参考例に係る補強部材１１は、シリンダ１２とこれの内部に挿入されたロッド１３とをゴム製の粘弾性部材１９で連結して構成されており、ロッド１３のシリンダ１２外へ延出する端部にはＬ字状の取付ブラケット１４が結着され、この取付ブラケット１４には円孔１４ａが穿設されている。又、シリンダ１２の一端の扁平な取付部にも円孔１２ａが穿設されている。
【００３８】
而して、本参考例に係る補強部材１１においても、これに軸力が作用するとゴム製の粘弾性部材１９が弾性変形（剪断変形）して所望の粘性的減衰力が発生するため、前記実施の形態１と同様の効果が得られるが、本参考例に係る補強部材１１では減衰力発生手段をシリンダ１２とロッド１３を連結する粘弾性部材１９で構成したため、補強部材１１の構造が単純化し、寸法やコストの増加を抑えることができるという効果も得られる。
【００３９】
又、粘弾性部材１９とシリンダ１２及びロッド１３との接着部は、車両の衝突等によって通常の運転状態において発生する応力を超えた過大な応力が作用した場合には剥離するよう接着強度が設定されており、これにより車両の衝突時等には補強部材１１が破断して車体の変形による衝撃吸収を妨げることがない。
【００４０】
＜参考例２＞
次に、本発明の参考例２を図９及び図１０に基づいて説明する。尚、図９は本参考例に係る補強部材の断面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【００４１】
本参考例に係る補強部材２１は、チャンネル状の２つの金属部材２２，２３を各平面部が互いに対向するように上下に配置し、両者に介在するゴム製の粘弾性部材２９を焼き付けることによって両金属部材２２，２３を連結することによって構成されている。
【００４２】
而して、本参考例に係る補強部材２１においても、これに軸力が作用するとゴム製の粘弾性部材２９が弾性変形（剪断変形）して所望の粘性的減衰力が発生するため、前記実施の形態１と同様の効果が得られる他、補強部材２１は２つの金属部材２２，２３を粘弾性部材２９で連結することによって簡易に構成されるため、前記参考例１と同様に該補強部材２１の構造が単純化し、寸法やコストの増加を抑えることができるという効果も得られる。
【００４３】
又、前記参考例１と同様に、粘弾性部材２９と金属部材２２，２３との接着部は、車両の衝突等によって通常の運転状態において発生する応力を超えた過大な応力が作用した場合には剥離するよう接着強度が設定されており、これにより車両の衝突時等には補強部材２１が破断して車体の変形による衝撃吸収を妨げることがない。
【００４４】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図１１〜図１３に基づいて説明する。尚、図１１は本実施の形態に係る補強部材の断面図、図１２は同補強部材の平面図、図１３は同補強部材の油圧ダンパーの内部構造を示す断面図である。
【００４５】
本実施の形態に係る補強部材３１は、油圧ダンパー３２のピストンロッド３３に長尺のロッド３４を同軸に連結し、該ロッド３４と油圧ダンパー３２を円筒状のカバー３５で覆って構成されている。
【００４６】
ここで、上記カバー３５の一端部は油圧ダンパー３２のシリンダ３６に摺動自在に外嵌され、中間部はリング状のゴムブッシュ３７によって支持され、他端はロッド３４の端部に結着された支持部材３８に２本のビス３９によって取り付けられている。
【００４７】
又、当該補強部材３１の両端（つまり、油圧ダンパー３２の端部とロッド３４の端部）には円筒状のジョイント４０が結着されており、各ジョイント４０には円孔４０ａが同軸に貫設されている。
【００４８】
次に、前記油圧ダンパー３２の構造の詳細を図１３に基づいて説明する。
【００４９】
油圧ダンパー３２においては、シリンダ３６内にピストンロッド３３の一端が挿入され、該ピストンロッド３３のシリンダ３６内に臨む端部にはピストン４１がナット４２によって結着されている。そして、ピストンロッド３３は、シリンダ３６の開口部側の一端内周に嵌着されたロッドガイド４３及びその内側に設けられたシールリング４４を貫通してシリンダ３６外へ延出しており、その延出端に前記ロッド３４（図１１参照）が同軸に螺着されている。
【００５０】
ここで、上記シールリング４４は、ワッシャ４４ａとパッキン４４ｂ及びオイルシール４４ｃで構成され、２つのクリップ７０によってシリンダ３６の内周に取り付けられている。又、前記ロッドガイド４３の内周部（ピストンロッド３３の貫通部）にはスライドブッシュ７１が取り付けられている。
【００５１】
尚、ピストンロッド３３の外周の前記シールリング４４とスプリングシート４５との間には、軸力キャンセル手段を構成する弾性部材としてのスプリング４６が縮装されており、ピストン４１とピストンロッド３３はスプリング４６によって一方向に付勢されている。
【００５２】
ところで、シリンダ３６内にはフリーピストン４７がＯリング４８を介して摺動自在に嵌装されており、シリンダ３６内にはピストン４１とフリーピストン４７によって区画される油室Ｓ１，Ｓ２とガス室Ｓ３が形成され、油室Ｓ１，Ｓ２にはオイルが充填され、ガス室Ｓ３には窒素ガス等の不活性ガスが充填されている。
【００５３】
又、前記ピストン４１には絞りとしての複数の油孔４１ａ，４１ｂが形成されており、ピストン４１の両端面には油孔４１ａ，４１ｂをそれぞれ開閉するバルブ６１，６２が設けられており、バルブ６１，６２が開閉することによって油孔４１ａ，４１ｂを介して油室Ｓ１とＳ２が選択的に連通せしめられる。
【００５４】
尚、シリンダ３６の外周にはテフロン製のスライドブッシュ６３が接着されており、前記カバー３５の一端部はスライドブッシュ６３を介してシリンダ３６に摺動自在に外嵌されている。
【００５５】
而して、本実施の形態に係る補強部材３１において、これに軸力が作用すると油圧ダンパー３２のシリンダ３６に対してピストンロッド３３及びロッド３４が相対移動し、ピストンロッド３３に結着されたピストン４１がシリンダ３６内を摺動する。
【００５６】
即ち、当該補強部材３１に軸方向の圧縮力が作用すると、ピストン４１はシリンダ３６内を図１３の右方向に摺動するため、一方の油室Ｓ２内のオイルがピストン４１の油孔４１ａからバルブ６１を押し開いて他方の油室Ｓ１内に流入し、このときのオイルの流動によって油圧ダンパー３２に粘性的減衰力が発生する。
【００５７】
又、補強部材３１に軸方向の引張力が作用すると、ピストン４１はシリンダ３６内を図１３の左方向に摺動するため、一方の油室Ｓ１内のオイルがピストン４１の油孔４１ｂからバルブ６２を押し開いて他方の油室Ｓ２内に流入し、このときのオイルの流動によって油圧ダンパー３２に粘性的減衰力が発生する。尚、ピストンロッド３３のシリンダ３６に対する進退動に伴うシリンダ３６内の容積の増減は、シリンダ３６内でのフリーピストン４７の摺動によるガス室Ｓ３内のガスの膨張又は収縮によって吸収される。
【００５８】
このように、本実施の形態に係る補強部材３１は、前記実施の形態１に係る補強部材１と同様に、軸力を受けることによってハイドロリックダンパーとして機能して粘性的減衰力を発生するため、本実施の形態においても前記実施の形態１と同様の効果が得られる。尚、前記実施の形態１と同様に、ハイドロリックダンパーとして機能する油圧ダンパー３２の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせるようにすれば、車両の実走行での車体への入力パターンに対してより理想的な減衰特性を得ることができる。
【００５９】
ところで、当該補強部材３１の油圧ダンパー３２の両端に軸方向の負荷が作用していない無負荷状態においては、ガス室Ｓ３の内圧によってピストンロッド３３にはこれをシリンダ３６外へ押し出そうとする軸力が作用するが、本実施の形態では、ピストン４１とピストンロッド３３はスプリング４６によって前記軸力の作用方向とは逆方向に付勢されているため、ピストンロッド３３を押し出そうとする軸力はスプリング４６の付勢力によってほぼキャンセルされる。このため、車体への余分な入力を減ずることができるとともに、無負荷状態で油圧ダンパー３２の長さが組付寸法に近くなるため、当該補強部材３１の車体への取り付けが容易化する。
【００６０】
ここで、当該補強部材３１の取付構造の例を図１４及び図１５と図１６及び図１７にそれぞれ示す。尚、図１４及び図１６は補強部材の取付部の破断側面図、図１５及び図１７は同取付部の平面図であり、これらの図は補強部材の一方の取付部のみを示すが、他方の取付部の構造は一方のそれと同様であるため、これについての図示及び説明は省略する。
【００６１】
図１４及び図１５に示す例では、補強部材３１の一端に結着されたジョイント４０にプレート状の取付ブラケット６４がボルト６５とナット６６によって取り付けられている。
【００６２】
即ち、ジョイント４０に貫設された円孔４０ａに挿通するボルト６５に取付ブラケット６４が通され、ボルト６５の端部に螺合するナット６６を締め付けることによって取付ブラケット６４がジョイント４０に取り付けられている。そして、図１５に示すように、取付ブラケット６４には大きな円孔６４ａが形成され、その周囲には３つの小さな円孔６４ｂが形成されている。
【００６３】
而して、補強部材３１を例えば自動車の左右のフロントサスペンションの上部に取り付ける場合、各取付ブラケット６４の円孔６４ａにフロントサスペンションの頭部を嵌め込み、３つの円孔６４ｂに挿通する不図示のボルトによって取付ブラケット６４をフロントサスペンションの上部に取り付けることによって補強部材３１が左右のフロントサスペンションの上部に取り付けられる。
【００６４】
又、図１６及び図１７に示す例では、タワー状の取付ブラケット６７が前記と同様にボルト６５とナット６６によって補強部材３１のジョイント４０に取り付けられる。
【００６５】
ここで、取付ブラケット６７は円孔６７ａが形成されたリング状のプレート６７Ａ上に２枚のプレート６７Ｂを立設してタワー状に構成されており、プレート６７Ａの円孔６７ａの周囲には３つの小さな円孔６７ｂが形成されている。
【００６６】
而して、本例においても、補強部材３１を例えば自動車の左右のフロントサスペンションの上部に取り付ける場合、各取付ブラケット６７の円孔６７ａにフロントサスペンションの頭部を嵌め込み、３つの円孔６７ｂに挿通する不図示のボルトによって取付ブラケット６７をフロントサスペンションの上部に取り付けることによって補強部材３１が左右のフロントサスペンションの上部に取り付けられる。
【００６７】
尚、本発明に係る補強部材は以上説明した実施の形態にその使用が限定される訳ではないことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材において、軸方向の変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段を設け、該車両用補強部材で車体枠の対向辺同士を連結して車体構造を構成したため、減衰力発生手段によって発生する粘性的減衰力によって補強部材の軸方向の変形速度と変形のオーバーシュートが抑制され、車体枠の対向辺同士の拡縮に伴う車体の振動が減衰力によって効果的に吸収され、重量増加や取付部周辺の応力集中を招くことなく車両の操縦安定性や乗心地等を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る補強部材の使用例を示す自動車の模式的平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 自動車のフロントサスペンションの斜視図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る補強部材の断面図である。
【図５】 図４のＢ部拡大詳細図である。
【図６】 図５のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図７】 本発明の参考例１に係る補強部材の断面図である。
【図８】 図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図９】 本発明の参考例２に係る補強部材の断面図である。
【図１０】 図９のＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の平面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の油圧ダンパーの内部構造を示す断面図である。
【図１４】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例１を示す取付部の破断側面図である。
【図１５】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例１を示す取付部の平面図である。
【図１６】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例２を示す取付部の破断側面図である。
【図１７】 本発明の実施の形態２に係る補強部材の取付構造例２を示す取付部の平面図である。
【図１８】 従来の補強部材の使用例を示す自動車のエンジンルーム部分の斜視図である。
【図１９】 従来の補強部材の使用例を示す自動車のフロント下面の斜視図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１ 補強部材
２，１２，３６ シリンダ
３，３３ ピストンロッド
７，４１ ピストン
８ ピストンリング
８ａ オリフィス（絞り）
１３，３４ ロッド
１９，２９ 粘弾性部材
２２，２３ 金属部材
３２ 油圧ダンパー
３３ ピストンロッド
３４ ロッド
３６ シリンダ
４１ ピストン
４１ａ，４１ｂ 油孔（絞り）
４６ スプリング（軸力キャンセル手段：弾性部材）
４７ フリーピストン
１００ 自動車（車両）
１０１ 車体
１０１Ａ 車体枠
１０１ａ 側壁
１０４，１０５ 対向壁
Ｓ１，Ｓ２ 油室（室）
Ｓ３ ガス室
Claims (7)
- 両端を車体の補強部分に取り付けられて主として軸力を受ける車両用補強部材において、
軸方向の振動的変形に対して粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段を設け、
前記減衰力発生手段を液体と絞りによって減衰力を発生するハイドロリックダンパーで構成し、
前記ハイドロリックダンパーは、シリンダとこれに内装されたピストン及び該ピストンからシリンダ外へ延びるピストンロッドを有し、シリンダ内のピストンの両側に２つの室を形成するとともに、一方の室にフリーピストンによって区画されるガス室を形成し、前記２つの室には液体を充填するとともに、両室を連通する絞りを設け、前記ガス室にはガスを封入して構成され、
前記シリンダの一端に設けられ、前記ピストンロッドが貫通するロッドガイド及び前記フリーピストンには流体シールが設けられることを特徴とする車両用補強部材。 - 前記絞りは複数設けられており、前記絞りをそれぞれ開閉する複数の液体により押し開かれるバルブが設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用補強部材。
- 前記減衰力発生手段の減衰力特性を軸方向変形の圧縮側と引張側とで異ならせたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用補強部材。
- 前記ハイドロリックダンパーの両端に軸力が作用していない無負荷状態において、前記ガス室内圧力によって前記ピストンロッドを軸方向に押し出す力を打ち消すための弾性部材を、前記ピストンの一方の側のみに設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用補強部材。
- 前記ピストンロッドの延出端に延長ロッドが連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用補強部材。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用補強部材で車体枠の対向辺同士を連結して構成されることを特徴とする車体構造。
- 前記車体枠の開放端同士を前記車両用補強部材で連結したことを特徴とする請求項６記載の車体構造。
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