説明

車両用車体

【課題】 車載部品の配置スペースを確保する場合の邪魔になることがなく、また長期にわたって高周波微振動を含む広範な振動を低減でき、車両の乗り心地や操縦安定性を温度条件や経時変化に左右されずに安定的に確保できる車両用車体の制振構造を提供する。
【解決手段】 主要構造体3と、該主要構造体3の要部を補強する補強部材3iとを備えた車両用車体の制振構造において、上記主要構造体3又は補強部材3iの少なくとも一部が、制振合金により構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両、例えば自動車の車体に関し、詳細には該車体に適用される制振構造の改善に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車用車体は、シャーシ構造やモノコック構造をなすボディ本体等の主要構造体と、該主要構造体の要部を補強するブレース等の補強部材とを有し、これらの主要構造体や補強部材は、鋼板や軽合金等により構成されている。ここで、一般的な金属材料は、弾性体であるため変形によるエネルギは略そのまま蓄積され、反発力として再び開放され、内部減衰しない。変形の絶対量を抑制しようとしてブレース等を付加してもそれ自体が弾性体であるが故に振動は減衰しない。
【0003】
そこで、路面からの振動が車体に伝達されるのを抑制するものとして、車体の主要構造体の要部同士を、途中に減衰要素が介在させたブレースで接続した構造が提案されている。この従来構造のブレースは、相互に移動可能に配置され、かつ両者間に粘性的減衰力を発生する減衰力発生手段を介在させた構造となっている(例えば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2000−211437号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし上記従来の制振構造では、車体の要部同士をブレースで接続する構造を採用しており、ブレース自体の配置スペースが必要となる。しかもブレースが、その途中に油圧ダンパや粘弾性部材を介在させる構造であるため大型となる。その結果、従来の制振構造は、大きな占有空間を必要とし、他の車載部品の配置スペースを確保する場合の邪魔になり、車載部品配置設計上の自由度を低下させるといった問題がある。
【0005】
また、上記粘性的減衰力発生手段は、温度条件や経時変化による影響を受け易いといった問題もある。
【0006】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、車載部品の配置スペースを確保する場合の邪魔になることがあまりなく、また長期にわたって高周波微振動を含む広範な振動を低減でき、車両の乗り心地や操縦安定性を温度条件や経時変化に左右されずに安定的に確保できる車両用車体を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1の発明は、主要構造体と、該主要構造体の要部を補強する補強部材とを備えた車両用車体において、上記主要構造体又は補強部材の少なくとも一部が、制振合金により構成されていることを特徴としている。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1において、上記主要構造体は、サスペンションタワー,サスペンションアーム,サスペンションアーム支持部を含む懸架装置支持部材であり、該懸架装置支持部材の少なくとも一部が上記制振合金により構成されていることを特徴としている。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1において、上記主要構造体は、エンジン支持部,トランスミッション支持部,ドライブシャフト支持部を含む駆動系支持部材であり、該駆動系支持部材の少なくとも一部が上記制振合金により構成されていることを特徴としている。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1において、上記主要構造体は、モノコックフレーム又はラダーフレームの左,右のサイドフレーム同士を結合するクロスメンバであり、該クロスメバが上記制振合金により構成されていることを特徴としている。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1において、上記補強部材として、車体に取り付けられたフロントサスペンションメンバ下面とフロントロアアームの車体への取付部との間に掛け渡し固定されたフロントスタビリティーブレースと、フロントフロア後部とリヤサスペンションメンバ取付部との間に掛け渡し固定されたリヤスタビリティーブレースとの少なくとも何れか一方を有し、該リヤ,フロントスタビリティーブレースの何れか一方又は両方が、上記制振合金により構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
請求項1の発明によれば、車体の主要構造体又は補強部材の少なくとも一部を、制振合金、例えばNi−Ti合金、Mn−Cu合金によって構成している。そのため、路面からの高周波微振動が車体に入力されると、上記制振合金製の主要構造体又は補強部材自体が、例えば双晶変形により振動エネルギーを吸収する。その結果、高周波微振動を低減でき、乗り心地や操縦安定性を改善できる。
【0013】
上記制振合金による減衰特性は、経時変化がほとんどなく、また温度依存性も小さいので、常に一定の安定した制振効果を得ることができる。
【0014】
また本発明では、主要構造体又は補強部材自体を制振合金製としたので、従来構造のような途中に、油圧ダンパや粘弾性部材を有する大型の補強部材を別個に配設する必要はなく、従って補強部材の配置によって車載部品の配置上の自由度が制約を受けるといった問題も生じない。
【0015】
上記主要構造体は、請求項2の発明よれば、サスペンションタワー,サスペンションアーム,サスペンションアーム支持部を含む懸架装置支持部材であり、また請求項3の発明によれば、エンジン支持部,トランスミッション支持部,ドライブシャフト支持部を含む駆動系支持部材であり、さらにまた請求項4の発明によれば、モノコックフレーム又はラダーフレームの左,右のサイドフレーム同士を結合するクロスメンバであり、これらの懸架装置支持部材,駆動系支持部材,又はフレームのクロスメンバの少なくとも一部を上記制振合金により構成したので、これらの部材自体が、例えば双晶変形により振動エネルギーを吸収し、その結果、請求項1の効果を実現できる。
【0016】
請求項5の発明によれば、上記補強部材として、フロントスタビリティーブレースとリヤスタビリティーブレースとの少なくとも何れか一方を含み、該リヤ,フロントスタビリティーブレースの何れか一方又は両方が、上記制振合金により構成されているので、これらの補強部材自体が、例えば双晶変形により振動エネルギーを吸収し、その結果、請求項1の効果を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0018】
図1〜図6は、本発明の第1実施形態による制振構造を備えた自動車用車体を説明するための図である。
【0019】
図において、1は本実施形態制振構造が採用された自動車である。該自動車1の車体2は、主要構造体と、該主要構造体の要部を補強する補強部材とを備えており、該主要構造体又は補強部材の後述する部分が制振合金により構成されている。
【0020】
本実施形態における制振合金とは、金属自体が振動を吸収するものであって、具体的には、いわゆる双晶変形による振動エネルギー吸収機構を有する合金、例えばNi−Ti合金、Mn−Cu合金等が採用可能である。
【0021】
なお、本発明における制振合金は、上記双晶変形により振動エネルギーを吸収する合金に限定されるものではない。例えば、固体摩擦によるエネルギー損失によって振動を吸収する片状黒鉛鋳鉄、結晶中の転位と不純物との相互作用によるエネルギー損失によって振動を吸収するマグネシウム合金、磁壁非可逆移動に伴う内部摩擦により振動エネルギーを吸収するFe−Cr−Al等が採用可能である。
【0022】
本実施形態において、上記主要構造体とは、モノコック構造で構成されたボディ本体3と、エンジンの動力を駆動輪に伝達する駆動装置を支持する駆動装置支持部材と、前後輪を上下動可能に支持する前後輪懸架装置を支持する懸架装置支持部材とを含んでいる。
【0023】
上記ボディ本体3は、車室3aと、該車室3aの前側に配設されたエンジンルーム3bと、後側に配置された荷室3cとを備えている。上記エンジンルーム3bの左,右側部には前輪5,5が前輪懸架装置6を介して上下揺動可能に配置され、上記荷室3cの左,右側部には後輪7,7が後輪懸架装置8を介して上下揺動可能に配置されている。
【0024】
上記前輪懸架装置6は、上記左,右の前輪5が装着された左,右の前輪ハブ6aと、該各前輪ハブ6aに連結されたロアアーム6b,6bと、該ロアアーム6bを上下揺動可能に支持する1組のフロントサスペンションメンバ6cと、上記ロアアーム6bにその下部が連結支持された左,右の油圧緩衝器6dとを有する。なお、アッパアーム6eは上記前輪ハブ6aから上方に延びるブラケット6fによって軸支されている。また上記油圧緩衝器6dの上端部は、エンジンルームの左,右側部に配設された左,右のサスタワー(サスペンションタワー)3d,3d によって支持されている。
【0025】
そして上記左,右のサスタワー3d ,3dは一本のパフォーマンスロッド10で接続固定されている。なお、上記左,右の油圧緩衝器6c,6cをパフォーマンスロッドで接続固定しても良い。
【0026】
また上記後輪懸架装置8は、上記左,右の後輪7が装着された左,右の後輪ハブ8aと、該各後輪ハブ8aの下部に連結されたロアアーム8b,8cと、上部に連結されたアッパアーム8dとを有し、該ロアアーム8b,8c及びアッパアーム8dは1組のリヤサスペンションメンバ9に軸支されている。また上記ロアアーム8cには油圧緩衝器8eの下端部が連結され、該油圧緩衝器8eの上端部は上記左,右側部に配設された左,右のサスタワー3e、3eによって支持されている。
【0027】
そして上記左,右のサスタワー3e,3eは、互いに交差するように配置されたパフォーマンスロッド11,11でボディ本体3に接続固定されている。なお、上記左,右の油圧緩衝器8e、8eをパフォーマンスロッドでボディ本体3に接続固定しても良い。
【0028】
上記リヤサスペンションメンバ9は、左,右パイプ材9a,9aを前後クロス部材9b,9bで結合したものである。上記左,右パイプ部材9a,9aの前,後端部には該リヤサスペンションメンバ9をボディ本体3にゴムダンパを介して取り付けるためのボス部9cが形成され、また左,右パイプ材9a,9aにはロアアーム8b,アッパアーム8dを支持する支持部9d,9eが形成されている。
【0029】
また、本実施形態のボディ本体3の底面には、補強部材として、フロントスタビリティーブレース23及びリヤスタビリティーブレース26が配設されている。上記フロントスタビリティーブレース23は、上記フロントサスペンションメンバ9の下面9fと上記フロントロアアーム6bの車体への取付部6gとの間に掛け渡し固定されている。上記フロントスタビリティーブレース23は、詳細には、図5に示すように、略A字形状をなしており、その頂角部23aが上記フロントサスペンションメンバ9の下面9fに固定され、左,右斜辺部のブラケット23b,23bがフロントロアアーム6bの車体への取付部6gに固定されている。また上記リヤスタビリティーブレース26は左,右一対設けられ、フロントフロアの後部とリヤサスペンションメンバ9の車体への取付ボス部9cの下面との間に掛け渡し固定されている。
【0030】
ここで本実施形態では、上記主要構造体としての、前,後のサスタワー3d,3e、ロアアーム6b,アッパアーム6e、ロアアーム8b,8c、アッパアーム8d等のサスペンションアーム、フロントサスペンションメンバ6c、リヤサスペンションメンバ9のアーム支持部9d,9eの少なくとも一部が上記制振合金により構成されている。
【0031】
また上記ボディ本体3の補強部材としての、パフォーマンスロッド10,11と、上記リヤサスペンションメンバ9のボス部9c及びアーム支持部9d,9e等の、路面やエンジン等からの振動や変形が車体側に入力される入力ポイントの構成部分とが上述の制振合金によって構成されている。
【0032】
さらにまた上記フロントスタビリティーブレース23,リヤスタビリティーブレース26がの少なくとも何れか一方が上記制振合金により構成されている。なお、上記フロント,リヤスタビリティーブレース23,26は必ずしも両方設ける必要はなく、何れか一方のみ設けることもできる。この場合、この一方のブレースを制振合金で構成することとなる。
【0033】
また、図示していないが、本実施形態における主要構造体には、エンジン支持部,トランスミッション支持部,ドライブシャフト支持部等の駆動系支持部材も含まれ、該駆動系支持部材の少なくとも一部が上記上記制振合金により構成されている。
【0034】
このように本実施形態では、車体2の補強部材であるパフォーマンスロッド10,11やフロントスタビリティーブレース23,リヤスタビリティーブレース26、主要構造体である前,後のサスタワー3d,3e、懸架装置の各アーム6b,8b,8c,8d、これらを支持するサスペンションメンバ6c,9の各支持部9c,9d ,9e、さらにはエンジン支持部,トランスミッション支持部,ドライブシャフト支持部等の駆動系支持部材の少なくとも一部を、制振合金、例えばNi−Ti合金、Mn−Cu合金によって構成している。そのため、路面からの高周波微振動が車体に入力されると、上記制振合金製の主要構造体又は補強部材自体が、例えば双晶変形により振動エネルギーを吸収する。その結果、高周波微振動が車室3a内に伝達されるのを低減でき、乗り心地や操縦安定性を改善できる。
【0035】
上記制振合金による減衰特性は、経時変化がほとんどなく、また温度依存性も小さいので、常に一定の安定した制振効果を得ることができる。
【0036】
さらにまた主要構造体又は補強部材自体を制振合金製としたので、上述の粘性的減衰力発生手段を備える場合のような車載部品の配置上の自由度が制約を受けるといった問題を回避できる。
【0037】
図7,図8は本発明の第2実施形態を説明するための図であり、図中、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【0038】
本実施形態では、ボディ本体3はモノコック構造になっており、要部を補強する補強部材を各所に備えている。例えば上記エンジンルーム3bの側部を覆うように配置されたフロントフェンダ3fを取り外した状態を示す図8において、上記エンジンルーム3bの側部を構成するカウルサイドメンバ3gと、車室3aの前部を構成するフロントピラー3hとの接続コーナ部は、ブレース3iを全体として三角形状をなすように配置固定することにより補強されている。そしてこのブレース3iは、上述の制振合金により構成されている。
【0039】
またボディ本体3は、主要構造体として、左,右のサイドフレーム3j,3j同士を結合するクロスメンバ3kを有し、このクロスメンバ3kは上述の制振合金により構成されている。
【0040】
このように車体の補強部材であるブレース3iや、主要構成部材であるクロスメンバ3kを制振合金によって構成したので、上記第1実施形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【0041】
ここで上記第2実施形態では、ボディ本体3がモノコックフレームである場合を説明したが、本発明は、図9に示すラダーフレームにも適用できる。図9において、ラダーフレーム31は、左,右のサイドフレーム31a,31bを複数のクロスフレーム31c〜31hで結合してなる梯子形をなしている。そして上記クロスフレームのうち、前輪懸架装置用油圧緩衝器の支持部31j近傍のクロスフレーム31d、及び後輪懸架装置用油圧緩衝器の支持部31i近傍のクロスフレーム31f,31gは、上述の制振合金で構成されている。
【0042】
このように車体の主要構造体であり、しかも油圧緩衝器支持部近傍のクロスフレーム31d,31f,31dを制振合金によって構成したので、上記第1実施形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【0043】
なお、本発明における、制振合金の適用範囲は上記各実施形態に限定されるものでないことは勿論であり、要は車体の主要構造体や補強部材等の、特に路面やエンジン等からの振動や変形が入力される部位を構成する部材を制振合金で構成することにより上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の第1実施形態による制振構造が適用された自動車の模式平面図である。
【図2】上記自動車の前,後輪懸架装置の配置状態を示す斜視図である。
【図3】上記前輪懸架装置を示す斜視図である。
【図4】上記後輪懸架装置を示す斜視図である。
【図5】上記自動車を底面からみた斜視図である。
【図6】上記自動車を底面からみた斜視図である。
【図7】本発明の第2実施形態による制振構造が適用された自動車の車体の斜視図である。
【図8】上記車体の補強部材の配置状態を示す斜視図である。
【図9】本発明の第3実施形態による制振構造が適用された自動車の車体フレームの斜視図である。
【符号の説明】
【0045】
1 自動車
2 車体
3 ボディ本体(主要構造体)
3d,3e サスペンションタワー(主要構造体)
3i ブレース(補強部材)
6b,8b,8c サスペンションアーム(主要構造体)
6c フロントサスペンションメンバ
9 リヤサスペンションメンバ
9c リヤサスペンションメンバ取付部
9e,9d サスペンションアーム支持部(主要構造体)
10,11 パフォーマンスロッド(補強部材)
23 フロントスタビリティーブレース(補強部材)
24 フロントフロア
26 リヤスタビリティーブレース(補強部材)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
主要構造体と、該主要構造体の要部を補強する補強部材とを備えた車両用車体において、
上記主要構造体又は補強部材の少なくとも一部が、制振合金により構成されていることを特徴とする車両用車体。
【請求項2】
請求項1において、上記主要構造体は、サスペンションタワー,サスペンションアーム,サスペンションアーム支持部を含む懸架装置支持部材であり、該懸架装置支持部材の少なくとも一部が上記制振合金により構成されていることを特徴とする車両用車体。
【請求項3】
請求項1において、上記主要構造体は、エンジン支持部,トランスミッション支持部,ドライブシャフト支持部を含む駆動系支持部材であり、該駆動系支持部材の少なくとも一部が上記制振合金により構成されていることを特徴とする車両用車体。
【請求項4】
請求項1において、上記主要構造体は、モノコックフレーム又はラダーフレームの左,右のサイドフレーム同士を結合するクロスメンバであり、該クロスメバが上記制振合金により構成されていることを特徴とする車両用車体。
【請求項5】
請求項1において、上記補強部材として、車体に取り付けられたフロントサスペンションメンバ下面とフロントロアアームの車体への取付部との間に掛け渡し固定されたフロントスタビリティーブレースと、フロントフロア後部とリヤサスペンションメンバ取付部との間に掛け渡し固定されたリヤスタビリティーブレースとの少なくとも何れか一方を有し、該リヤ,フロントスタビリティーブレースの何れか一方又は両方が、上記制振合金により構成されていることを特徴とする車両用車体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2008−18887(P2008−18887A)
【公開日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−193950(P2006−193950)
【出願日】平成18年7月14日(2006.7.14)
【出願人】(000010076)ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Fターム(参考)】