JPWO2012124610A1 - 前部車体構造 - Google Patents

Abstract

車室（２）の前方側に配設された前室（３）を有する車体（１）における前部車体構造（１０）は、前室の内部に位置して車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバ（１１）と、前室内において前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワー（１６）と、ストラットタワーの上部とストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材（２０）とを具備する。これにより、自動車の車体のねじり剛性および横曲げ剛性を効率的に向上することができる前部車体構造、ひいては、高張力鋼板を用いた薄肉化により、効率的に車体の軽量化を図ることができる前部車体構造が提供される。

Description

本発明は、自動車用車体の剛性を向上するための前部車体構造に関する。

周知のように、自動車の燃費や運動性能を向上させるために、或いは安全対策や装備充実に伴う重量増加を吸収するために、自動車の軽量化が求められている。このため、例えば、高張力鋼板を用いて車体構造を薄肉化することによって、車体の軽量化が進められている。

例えば、５９０ＭＰａ級高張力鋼板を用いて車体を軽量化した場合、車体強度を確保しつつ従来鋼板と比較して約４０％程度の軽量化が実現可能とされ、非常に大きな成果が期待されている。

一方、自動車は、走行中に路面の凹凸から受ける力や路肩等に乗り上げた場合の衝撃等、種々の力を受けるため、車体強度に加えてねじり剛性が必要とされる。しかしながら、高張力鋼板を用いて車体構造を薄肉化すると、一般的に、車体強度が確保されてもねじり剛性は低下する。

すなわち、高張力鋼板では、温度履歴や成分等により鋼板の引張強度は向上するが、鉄のヤング率は一定で変わらない。このため、車体構造が薄肉化されると、断面二次極モーメントが小さくなり、その結果、ねじり剛性が低下することになる。

したがって、高張力鋼板等を用いて車体強度を維持しつつ車体を薄肉化して軽量化する場合、併せてねじり剛性を向上させることが必要である。

上記車体のねじり剛性の向上に関して、前部車体構造に着目した技術として、例えば、特許文献１〜４に示すような技術が開示されている。

具体的には、特許文献１には、ホイールハウジングを形成するホイールエプロンパネルの上縁に設けられたホイールエプロン補強部材の一部にストラットタワーのアッパ部を形成すると共に、ホイールエプロン補強部材をエンジンルーム内で車幅方向に延びるサブフレームに連結することが開示されている。

特許文献２には、前端がフロントサイドフレームの後部に接続されると共に後端がストラットタワーの後部においてサイドパネルに接続される補助フレーム部材と、補助フレーム部材の後部に接続されてカウル部材の下方で幅方向に延びるダッシュクロスメンバとが設けられた前部車体構造が開示されている。

特許文献３には、エンジンルーム後方で幅方向に延びるダッシュパネルの周囲にダッシュメンバを設けることが開示されている。

特許文献４には、ストラットハウジングを単一部品として形成すると共に、サイドメンバ、フードリッジ、ダッシュパネルおよびカウルトップパネルをストラットハウジングに結合して一体化することが開示されている。

特開平２−２９３２７７号公報 特開２００９−４０１２７号公報 特開２００１−１３０４５０号公報 特開２００９−０７８５７５号公報

しかしながら、車体構造の薄肉化により軽量化を推進するためには、上記特許文献１〜４に開示された補強等だけでは車体のねじり剛性を向上させるのに充分とはいない。このため、高張力鋼板の将来の強度向上を睨んださらに有効なねじり剛性の向上技術に対する強い要請がある。

また、上記車体構造を有する車両のレーンチェンジ等の操舵時の応答性を担保するためには、前部車体構造について横曲げ剛性が必要になる。斯かる横曲げ剛性も、ねじり剛性と同様に、高張力鋼板を用いて車体構造を薄肉化すると一般的に低下する。したがって、ねじり剛性と同様に、横曲げ剛性の向上技術についても強い要請がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、自動車の車体のねじり剛性および横曲げ剛性を効率的に向上することができる前部車体構造、ひいては、高張力鋼板を用いた薄肉化により、効率的に車体の軽量化を図ることができる前部車体構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
・ストラットタワーの上部とこのストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材を設けることにより、ストラットタワーに入力される荷重を分散させることができる。
・上記補強部材により、ストラットタワー上部に加わる車幅方向の荷重を、このストラットタワーに対向するフロントサイドメンバに伝達することができる。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）車室の前方側に配設された前室を有する車体における前部車体構造であって、前記前室の内部に位置して前記車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバと、前記前室内において前記前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワーと、前記ストラットタワーの上部と該ストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材とを具備することを特徴とする前部車体構造。
なお、「ストラットタワーの上部」は、サスペンション設置部からフロントサイドメンバまで延びるストラットタワーを上下二等分した場合に上方側に位置する部分を意味する。
（２）前記補強部材は、車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在していることを特徴とする、上記（１）に記載の前部車体構造。
（３）前記補強部材は、幅方向一方側のストラットタワーの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材と、幅方向他方側のストラットタワーの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材とを備えることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の前部車体構造。
（４）前記補強部材は、中実の棒状材で構成されていることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の前部車体構造。
（５）前記補強部材は、両ストラットタワーの上部と両フロントサイドメンバとに結合された一つの部材であることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の前部車体構造。
（６）前記補強部材はパネル部材であり、該パネル部材の幅方向縁部はその全長に亘ってストラットタワーおよびフロントサイドメンバに結合されることを特徴とする、上記（５）に記載の前部車体構造。
（７）前記パネル部材には、補強ビード部が形成されていることを特徴とする、上記（６）に記載の前部車体構造。

サスペンションからストラットタワーに入力される荷重は、ホイールハウジングを形成するサイドパネルやアッパメンバ等を介して車体構造全体に伝達される。本発明に係る全ての前部車体構造によれば、ストラットタワーの上部とストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材が設けられる。斯かる補強部材を設けることにより、サスペンションからストラットタワーに入力される荷重は、既存の構成要素（サイドパネルやアッパメンバ）に加えて補強部材を介して車体構造全体に伝達される。このため、ストラットタワーに入力される荷重を分散して車体構造全体に伝達することができ、その結果、自動車の車体のねじり剛性を効率的に向上させることができる。

また、本発明に係る全ての前部車体構造では、補強部材がストラットタワー上部とこのストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されている。このため、ストラットタワー上部に加わる車幅方向の荷重をこのストラットタワーに対向するフロントサイドメンバに伝達することができる。その結果、車体前部における横曲げ剛性を効果的に向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る車体の全体構造の概略を示す図である。 第１の実施形態に係る前部車体構造を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る前部車体構造を前方から見た図である。 本発明の第２の実施形態に係る車体の全体構造の概略を示す図である。 第２の実施形態に係る前部車体構造を前方から見た図である。 本発明の第２の実施形態の変更例に係る前部車体構造を前方から見た図である。 本発明の第２の実施形態の変更例に係る前部車体構造を前方から見た図である。 車体のねじり剛性の測定方法の一例を示す概略図であり、（Ａ）は車体構造の長手方向における荷重を負荷する位置を、（Ｂ）は、（Ａ）における線Ｘ−Ｘから見た図であって、車体の幅方向におけるトルク発生の概略を示す図である。 図８（Ａ）の線Ｘ−Ｘから見た、ねじりトルクを負荷する前後の車体の変位およびねじれ角を示す図である。 車体の横曲げ剛性の測定・算出方法の一例を示す概略図である。 図１０の線Ｙ−Ｙから見た、幅方向の荷重を負荷する前後の車体の変位を示す図である。

以下、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る前部車体構造１０を有する車体１を示す図である。車体１は、乗員が搭乗する空間を形成する車室２と、車室２の前側（図１において左側）に配設された前室３とを具備する。本実施形態においては、前室３内には、車輪を駆動するモータやエンジン等のパワーユニットが搭載される。また、本実施形態においては、車体１の主要材料は高張力鋼とされる。

本実施形態に係る前部車体構造１０は、前室３の内部（特に、本実施形態では、前室３内の下方）に位置して車体１の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバ１１と、前室３の幅方向両端部の上方において車体１の前後方向に延在する一対のアッパメンバ１２とを具備する。前部車体構造１０は、さらに、車体１の幅方向に延在して車室２と前室３とを区分けするダッシュパネル１３と、アッパメンバ１２から下方に延びる一対のサイドパネル１４とを具備する。

各サイドパネル１４は、フロントホイールハウス１５と、ストラットタワー１６とを具備する。各フロントホイールハウス１５は、車体１の幅方向内方に膨出すると共に、その下方においてフロントサイドメンバ１１に接続されるように形成される。各フロントホイールハウス１５は、外方に開口した構造とされ、その内部には前輪（図示せず）が配置される。

また、各ストラットタワー１６は、フロントホイールハウス１５およびその上方のサイドパネル１４が車体１の幅方向内方に膨出して形成される。見方を変えると、各ストラットタワー１６は、フロントホイールハウス１５の天井部から上方に突出するように設けられると言うこともできる。特に、本実施形態では、各ストラットタワー１６の頂部の高さが、アッパメンバ１２の高さとほぼ同一とされている。いずれにせよ、一対のストラットタワー１６は前室３内において前室３の幅方向両側に配置される。また、各ストラットタワー１６の内部には前輪用サスペンション（図示せず）が配置され、各ストラットタワー１６のサスペンション設置部１７には前輪用サスペンションの上端部が固定される。

加えて、本実施形態においては、ストラットタワー１６の上部とこのストラットタワー１６に対向するフロントサイドメンバ１１とに結合されてこれらの間で延びる補強部材２０が設けられる。ここで、ストラットタワー１６の上部とは、サスペンション設置部１７からフロントサイドメンバ１１まで延びるストラットタワーを上下二等分した場合に上方側に位置する部分を意味する。

補強部材２０について、より具体的に説明する。ここで、上述したようにフロントサイドメンバ１１およびストラットタワー１６は車両の幅方向両側に配置されており、幅方向一方側（図３において左側）に配置されているものをそれぞれ１１Ｌ、１６Ｌ、幅方向他方側（上記幅方向一方側に対して幅方向において反対側。図３において右側）に配置されているものをそれぞれ１１Ｒ、１６Ｒとする。

補強部材２０は、幅方向一方側のストラットタワー１６Ｌの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１Ｒとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材２１と、幅方向他方側のストラットタワー１６Ｒの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバ１１Ｌとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材２２とを備える。本実施形態では、第１補強部材２１および第２補強部材２２はいずれも車体の前後方向に対して垂直な平面（鉛直面）に沿って延在している。

第１補強部材２１および第２補強部材２２は、例えば略円筒形状の鋼管により形成されており、一端がストラットタワー１６の上部に、他端がフロントサイドメンバ１１に、それぞれ溶接によって結合されている。

ここで、車体１の前方から見た場合に、第１補強部材２１と第２補強部材２２とは、互いに交差するタスキがけの形態に配置されており、第１補強部材２１と第２補強部材２２の交差する部分は、互いに拘束されないようになっている。

このように構成された本実施形態の前部車体構造１０によれば、上述したような補強部材２０が設けられるため、ストラットタワー１６から入力される荷重を、第１補強部材２１および第２補強部材２２によってフロントサイドメンバ１１へと分散させることができる。

すなわち、幅方向一方側のストラットタワー１６Ｌから入力される荷重は、アッパメンバ１２や幅方向一方側のフロントサイドメンバ１１Ｌだけでなく、第１補強部材２１を介して幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１Ｒへと伝達される。これにより、この荷重によるストラットタワー１６Ｌの変形が抑制される。同様に、幅方向他方側のストラットタワー１６Ｒから入力される荷重は、アッパメンバ１２や幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１Ｒだけでなく、第２補強部材２２を介して幅方向一方側のフロントサイドメンバ１１Ｌへと伝達される。これにより、この荷重によるストラットタワー１６Ｒの変形が抑制される。これにより、車体１全体のねじり剛性を向上させることができる。

また、ストラットタワー１６のサスペンション設置部１７には、車両の旋回等に伴って車幅方向の荷重が加わる場合がある。本実施形態の前部車体構造１０によれば、幅方向一方側のストラットタワー１６Ｌから入力される車幅方向の荷重も、アッパメンバ１２や幅方向一方側のフロントサイドメンバ１１Ｌだけでなく、第１補強部材２１を介して幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１Ｒへと伝達される。同様に、幅方向他方側のストラットタワー１６Ｒから入力される車幅方向の荷重も、アッパメンバ１２や幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１Ｒだけでなく、第２補強部材２２を介して幅方向一方側のフロントサイドメンバ１１Ｌへと伝達される。これにより、車体前部における横曲げ剛性を向上させることができる。

さらに、第１補強部材２１および第２補強部材２２が、車体１の前後方向に対して垂直な平面（鉛直面）に沿って配設されているので、ストラットタワー１６から入力される荷重をフロントサイドメンバ１１へと効率的に伝達させることができる。これにより、前部車体構造１０のねじり変形をより高い程度で抑制することができ、車体１全体のねじり剛性を向上させることが可能となる。

次に、図４および図５を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る前部車体構造６０を有する車体５１を示す図である。なお、第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第２の実施形態に係る前部車体構造６０においては、補強部材として一対のフロントサイドメンバ１１と一対のストラットタワー１６とに結合された一つのパネル部材７０が配設されている。特に、本実施形態では、パネル部材７０の幅方向縁部はその全長に亘ってストラットタワー１６およびフロントサイドメンバ１１に結合される。したがって、本実施形態では、パネル部材７０はストラットタワー１６の上部および下部の両方に結合されているといえる。

より詳細には、パネル部材７０の幅方向一方側の縁部７０Ｌが、幅方向一方側のストラットタワー１６Ｌの上方および下方並びにフロントサイドメンバ１１Ｌに結合される。また、パネル部材７０の幅方向他方側の縁部７０Ｒが、幅方向他方側のストラットタワー１６Ｒの上方および下方並びにフロントサイドメンバ１１Ｒに結合される。本実施形態では、このパネル部材７０は、車体５１の前後方向に対して垂直な平面（鉛直面）に沿って配設されている。

パネル部材７０は、鋼板によって形成されており、その幅方向縁部の全長がレーザ溶接によってストラットタワー１６およびフロントサイドメンバ１１に結合されている。また、パネル部材７０には、パネル部材７０自体の強度を向上させるための補強ビード部７５が形成されている。本実施形態では、図５に示すように、幅方向に延びる複数の補強ビード部７５が形成されている。また、本実施形態では、補強ビード部７５はプレスにより形成されると共に、その断面が一辺の開いた矩形状になるように形成される。

このような構成とされた本実施形態の前部車体構造６０によれば、補強部材として上述したようなパネル部材７０が設けられるため、ストラットタワー１６から入力される荷重をパネル部材７０によってフロントサイドメンバ１１へと分散させることができる。よって、ストラットタワー１６から入力される荷重による変形をパネル部材７０によって抑制することができ、その結果、車体５１全体のねじり剛性を向上させることができる。また、第１の実施形態と同様に、車体前部における横曲げ剛性も向上させることもできる。

さらに、本実施形態では、パネル部材７０が、車体５１の前後方向に対して直交する平面（鉛直面）に沿って配設されているので、ストラットタワー１６から入力される荷重をフロントサイドメンバ１１へと効率的に伝達させることができる。これにより、車体５１全体のねじり剛性をさらに向上させることが可能となる。

また、パネル部材７０に、補強ビード部７５が形成されているので、パネル部材７０自体の強度が向上して変形が抑制されることになり、前部車体構造６０のねじり変形をより高い程度で抑制することができる。

さらに、本実施形態では、パネル部材７０の幅方向縁部の全長がレーザ溶接によってストラットタワー１６およびフロントサイドメンバ１１に結合されている。このため、パネル部材７０のストラットタワー１６およびフロントサイドメンバ１１への接合強度が向上し、前部車体構造６０のねじり変形を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、衝突時において、前室５３内に収容された部品等が車室５２内へと入り込むことをパネル部材７０によって抑制することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。

例えば、上記実施形態においては、車体の主要材料が高張力鋼により形成される場合について説明したが、車体の一部または全部がアルミ、ＦＲＰ等、一般に車体に用いられうる他の材料により形成されていてもよい。また、補強部材についても鋼材が用いられているが、アルミ、ＦＲＰ等、他の材料を用いてもよい。加えて、補強ビードの断面は、必ずしも一辺の開いた矩形状である必要はなく、一辺の開いた台形状や、半円形、半長円形等、様々な形状とすることができる。

また、第１の実施形態において、第１補強部材２１および第２補強部材２２を、略円筒形状の鋼管により形成されたものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１補強部材２１および第２補強部材２２は、矩形状の断面等、円筒とは異なる断面形状の棒状材であってもよいし、また、それぞれ中央側が太く形成されるか或いは端部に向かって幅広に形成されていてもよい。

さらに、第１の実施形態において、第１補強部材２１および第２補強部材２２は、溶接によってストラットタワー１６の上部およびフロントサイドメンバ１１に結合されているが、結合方法はこれに限定されるものではない。したがって、結合方法としては、ボルトやリベット等を用いて固定する方式等、他の方法を採用してもよい。

また、第１の実施形態において、第１補強部材２１および第２補強部材２２を、中実の棒状材（線材または棒鋼など）で構成してもよい。この場合、第１補強部材２１および第２補強部材２２の占有スペースを小さく抑えることができる。その結果、空間を有効活用しつつねじり剛性を向上することが可能となる。ここで、例えば、幅方向一方側のストラットタワー１６から上方に向かうような荷重が入力された場合には、幅方向一方側のストラットタワー１６と幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１とを連結する第１補強部材２１に引張力が作用するが、この引張力を第１補強部材２１である鋼線によって受けることができ、車体１のねじり変形が抑制されることになる。

さらに、第１の実施形態では、上述したように第１補強部材２１および第２補強部材２２はいずれも車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在している。しかしながら、必ずしもこの平面に沿って延在している必要はなく、この平面に対して傾斜した平面に沿って延在するようにしてもよい。また、第１補強部材２１と第２補強部材２２とが延在する平面は必ずしも平行である必要はなく、互いに平行でない平面上で延びるように形成されてもよい。しかしながら、これら第１補強部材２１および第２補強部材２２は車体の幅方向中央において車体の前後方向に延びる平面を中心としてほぼ対称に配置されるのが好ましい。

加えて、第１の実施形態では、第１補強部材２１と第２補強部材２２の交差する部分は互いに拘束されないように形成されているが、これら第１補強部材２１および第２補強部材２２は互いに結合・固定されるように形成されてもよい。この場合、第１補強部材２１および第２補強部材２２を同一平面上に配置することが可能になり、これにより車体のねじり剛性をより向上させることができる。

また、第２の実施形態においては、パネル部材７０に幅方向に延在する補強ビード部７５を設けたものとして説明したが、補強ビード部７５の形状は図４、５の形状に限定されるものではない。したがって、図４、５に示したパネル部材７０の代わりに、例えば、図６に示すように、幅方向一方側のストラットタワー１６Ｌの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバ１１Ｒとの間で延びるビード８５と、幅方向他方側のストラットタワー１６Ｒの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバ１１Ｌとの間で延びるビード８６とを設けたパネル部材８０を用いてもよい。或いは、図７に示すように、Ｘ字状のビード９５を車幅方向に複数設けたパネル部材９０を用いてもよい。

さらに、第２の実施形態において、パネル部材７０の幅方向縁部の全長をレーザ溶接するものとして説明したが、パネル部材７０の結合方法はこれに限定されるものではない。したがって、結合方法としては、スポット溶接による方法や、ボルトやリベット等を用いる方法等、他の方法を採用してもよい。

加えて、第２の実施形態では、上述したようにパネル部材７０は車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在している。しかしながら、必ずしもこの平面に沿って延在している必要はなく、この平面に対して傾斜した平面に沿って延在するようにしてもよい。

また、本実施形態では、前室内にはモータやエンジン等のパワーユニットが搭載されるものとして説明したが、これに限定されることはなく、荷室等として使用するものであってもよい。

さらに、本発明に係る前部車体構造が、内燃機関を搭載した自動車のほか、ハイブリッド車や各車輪にモータ（電動機）が設けられた電気自動車等に適用できることはいうまでもない。なお、前述の電気自動車等においては、前室に大型のエンジンを搭載する必要がないため、第１補強部材、第２補強部材を確実に配設することが可能となる。

また、車体全体の形状についても、図１および図４に開示されたものに限定されることはなく、ステーションワゴンタイプ、ワンボックスタイプ、ＳＵＶタイプ等、他の形状のものとされていてもよい。

本実施形態の効果を確認すべく、図８および図９に示す手法を用いてねじり剛性を計算し、図１０に示す手法を用いて横曲げ剛性を計算した。

以下では、まず、図８および図９を参照してねじり剛性の測定・算出方法について説明する。図８は、ホワイトボディ（車体）１００のねじり剛性の測定・算出方法を示す概念図を、図９は、リアアクスル位置１００Ｒ（リアの車軸が配置される車体前後方向における位置）を基準とするフロントアクスル位置１００Ｆ（フロントの車軸が配置される車体前後方向における位置）のねじれに基づくねじり剛性を説明するための図である。

ねじり剛性の測定は、例えば、図８（Ａ）に示すように、ホワイトボディ１００をリアアクスル位置１００Ｒにおいて固定し、フロントアクスル位置１００Ｆにおいてねじりトルクを負荷して得られる平均的なねじり剛性値ＧＪにより評価される。（Ｇ；横弾性係数、Ｊ；断面極二次モーメント）

具体的には、リアアクスル位置１００Ｒにおいてホワイトボディ１００を固定（例えば、リアストラットタワーのサスペンション設置部Ｒ_L、Ｒ_Rを固定）すると共に、フロントストラットタワーのサスペンション設置部Ｆ_L、Ｆ_Rそれぞれにダミーバー１０１の上端を取り付ける。この状態で、ダミーバー１０１の下端を取り付けたシーソ台１０２を軸線Ｏ回りで回動させ、これによりフロントストラットタワーのサスペンション設置部Ｆ_L、Ｆ_RにねじりトルクＴを負荷する（図８（Ｂ）参照）。

図９は図８（Ａ）の線Ｘ−Ｘから見た、フロントアクスル位置１００Ｆにおける車体断面を示す図である。ねじり剛性値ＧＪは、上記ねじりトルクＴを負荷した際に、フロントアクスル位置１００Ｆにおいて生じる車体の左右の変位δ_L、δ_Rに基づいて算出される。なお、図９において、二点鎖線で示した１００Ｃおよび実線で示した１００Ｄは、それぞれねじりトルクＴを負荷する前および後の車体（外形）を示している。

ここで、ねじりトルクＴによるねじれ角θ（ｒａｄ）は小さいので、
θ≒ｔａｎθ＝（（δ_L＋δ_R）／Ｂ）；（Ｂは、フロントアクスル位置１００ＦにおけるねじりトルクＴ負荷に係る車体幅寸法）と近似することができるため、
ねじり剛性値ＧＪ＝（Ｔ／（θ／ホイールベース長さＬ））
＝（Ｔ・Ｂ・ホイールベース長さＬ）／（δ_L＋δ_R）
となる。（例えば、「自動車の強度」（株式会社 山海堂 １９９０年１０月３０日第２刷発行）参照）

次に、図１０および図１１を参照して横曲げ剛性の測定・計算方法について説明する。図１０は、ホワイトボディ１００の横曲げ剛性の測定方法を示す概念図であり、図１１はフロントアクスル位置１００Ｆにおける幅方向変位に基づく横曲げ剛性を説明するための図である。図１０に示したように、横曲げ剛性の測定をする際には、リアアクスル位置１００Ｒの代わりにサイドシル中間部１０５において車体を固定する。

また、図８（Ｂ）と同様に、フロントストラットタワーのサスペンション設置部Ｆ_L、Ｆ_Rそれぞれにダミーバー１０１の上端を取り付ける。この状態で、ダミーバー１０１の下端を取り付けたシーソ台１０２を車幅方向に移動させ、これによりフロントストラットタワーのサスペンション設置部Ｆ_L、Ｆ_Rに幅方向の荷重Ｌを負荷する。

図１１は図１０の線Ｙ−Ｙから見た、フロントアクスル位置１００Ｆにおける車体断面を示す図である。横曲げ剛性値は、上記幅方向の荷重Ｌを負荷した際に、フロントアクスル位置１００Ｆにおいて生じる車体の幅方向の変位δ_Ｗに基づいて算出される。なお、図１１において、二点鎖線で示した１００Ｅおよび実線で示した１００Ｆは、それぞれ幅方向の荷重Ｌを負荷する前後の車体（外形）を示している。この場合、横曲げ剛性は以下のように表せる。
横曲げ剛性＝入力荷重Ｌ／荷重点変位δ_W

本実施例では、従来例として、第１補強部材および第２補強部材並びにパネル部材を配設しないモデルを使用した。本発明例として、第１の実施形態に示すように、第１補強部材および第２補強部材を配設したモデルを使用した。なお、第１補強部材および第２補強部材は、外径２０ｍｍ、肉厚２ｍｍの鋼管とした。

上記測定・計算方法によりねじり剛性および横曲げ剛性を計算した結果、本発明例では、従来例に比べてねじり剛性が５．４９％向上し、横曲げ剛性が２６％向上することが確認された。

自動車の車体構造のねじり剛性および横曲げ剛性を向上することにより、自動車の走行における安定性を向上できるので、産業上利用可能である。

１、５１ 車体
２、５２ 車室
３、５３ 前室
１０、６０ 前部車体構造
１１ フロントサイドメンバ
１６ ストラットタワー
２０ 補強部材
２１ 第１補強部材
２２ 第２補強部材
７０ パネル部材
７５ 補強ビード部

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）車室の前方側に配設された前室を有する車体における前部車体構造であって、前記前室の内部に位置して前記車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバと、前記前室内において前記前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワーと、前記ストラットタワーの上部と該ストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で直線的に延びる部分を有する補強部材とを具備することを特徴とする前部車体構造。
なお、「ストラットタワーの上部」は、サスペンション設置部からフロントサイドメンバまで延びるストラットタワーを上下二等分した場合に上方側に位置する部分を意味する。
（２）前記補強部材は、車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在していることを特徴とする、上記（１）に記載の前部車体構造。
（３）前記補強部材は、幅方向一方側のストラットタワーの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材と、幅方向他方側のストラットタワーの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材とを備えることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の前部車体構造。
（４）車室の前方側に配設された前室を有する車体における前部車体構造であって、前記前室の内部に位置して前記車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバと、前記前室内において前記前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワーと、前記ストラットタワーの上部と該ストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材とを具備し、前記補強部材は、幅方向一方側のストラットタワーの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材と、幅方向他方側のストラットタワーの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材とを備えることを特徴とする、前部車体構造。
（５）前記補強部材は、車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在していることを特徴とする、上記（４）に記載の前部車体構造。
（６）前記補強部材は、中実の棒状材で構成されていることを特徴とする、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の前部車体構造。
（７）前記補強部材は、両ストラットタワーの上部と両フロントサイドメンバとに結合された一つの部材であることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の前部車体構造。
（８）前記補強部材はパネル部材であり、該パネル部材の幅方向縁部はその全長に亘ってストラットタワーおよびフロントサイドメンバに結合されることを特徴とする、上記（７）に記載の前部車体構造。
（９）前記パネル部材には、補強ビード部が形成されていることを特徴とする、上記（８）に記載の前部車体構造。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）車室の前方側に配設された前室を有する車体における前部車体構造であって、前記前室の内部に位置して前記車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバと、前記前室内において前記前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワーと、前記ストラットタワーの上部と該ストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で直線的に延びる部分を有する補強部材とを具備し、前記補強部材は、幅方向一方側のストラットタワーの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材と、幅方向他方側のストラットタワーの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材とを備えることを特徴とする、前部車体構造。
なお、「ストラットタワーの上部」は、サスペンション設置部からフロントサイドメンバまで延びるストラットタワーを上下二等分した場合に上方側に位置する部分を意味する。
（２）前記補強部材は、車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在していることを特徴とする、上記（１）に記載の前部車体構造。
（３）車室の前方側に配設された前室を有する車体における前部車体構造であって、前記前室の内部に位置して前記車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバと、前記前室内において前記前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワーと、前記ストラットタワーの上部と該ストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材とを具備し、前記補強部材は、幅方向一方側のストラットタワーの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材と、幅方向他方側のストラットタワーの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材とを備えることを特徴とする、前部車体構造。
（４）前記補強部材は、車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在していることを特徴とする、上記（３）に記載の前部車体構造。
（５）前記補強部材は、中実の棒状材で構成されていることを特徴とする、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の前部車体構造。

Claims (7)

1. 車室の前方側に配設された前室を有する車体における前部車体構造であって、
   前記前室の内部に位置して前記車体の前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバと、
   前記前室内において前記前室の幅方向両側に配置されて内部に前輪用サスペンションが配置される一対のストラットタワーと、
   前記ストラットタワーの上部と該ストラットタワーに対向するフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる補強部材とを具備することを特徴とする前部車体構造。
2. 前記補強部材は、車体の前後方向に対して垂直な平面に沿って延在していることを特徴とする、請求項１に記載の前部車体構造。
3. 前記補強部材は、幅方向一方側のストラットタワーの上部と幅方向他方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第１補強部材と、幅方向他方側のストラットタワーの上部と幅方向一方側のフロントサイドメンバとに結合されてこれらの間で延びる第２補強部材とを備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の前部車体構造。
4. 前記補強部材は、中実の棒状材で構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前部車体構造。
5. 前記補強部材は、両ストラットタワーの上部と両フロントサイドメンバとに結合された一つの部材であることを特徴とする、請求項１または２に記載の前部車体構造。
6. 前記補強部材はパネル部材であり、該パネル部材の幅方向縁部はその全長に亘ってストラットタワーおよびフロントサイドメンバに結合されることを特徴とする、請求項５に記載の前部車体構造。
7. 前記パネル部材には、補強ビード部が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の前部車体構造。

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