JP2018167761A - 車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ストラットタワー間の剛性を高めつつ、ストラットタワーに入力される入力荷重を効率よく車体に逃がし、操縦安定性の向上に寄与する新たな車両の車体構造を提供する。【解決手段】本発明に係る車両１の車体構造は、サスペンション４０が取り付けられる車両１のストラットタワー５と、車両１の上下方向Ｚに延設されて、ストラットタワー５よりも車両後方Ｘ２に配置されるダッシュパネル６と、ストラットタワー５の上方かつダッシュパネルの前方に配置されるカウルトップ９と、ストラットタワー５とカウルトップ９との前方に配置されるブラケット１０を備え、ストラットタワーの後部５ａとダッシュパネル６の前面６ａとが接合され、ストラットタワーの前端部５ｃ１とカウルトップの前縁部９２ｂとがブラケット１０によって連結される。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の車体構造に関する。

車両には、左右の車輪を介して路面からの入力荷重を緩衝するためのサスペンションが取り付けられる略筒状のストラットタワーが車幅方向（左右）にそれぞれ配置されている。各ストラットタワーは、走行中にサスペンションに作用する入力荷重に抗してストラットタワーを定位置に支持して、操縦安定性を確保する必要があるため、十分な剛性が必要である。
このため、車幅方向に延びていて、ストラットタワーよりも車両後方側に配置された車体の骨格部材となるダッシュパネルに後端側が結合されたカウルトップの前端と、ストラットタワーの後端とをブラケットを介して連結することで、ストラットタワー間の剛性を高めつつ、入力荷重をブラケットからカウルトップを介して車幅方向へと逃がす車体構造が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１３−４７０６１号公報

特許文献１の構成においては、ストラットタワー間の剛性を高めつつ、入力荷重をブラケットからカウルトップを介して車幅方向に逃がしているが、車体構造には様々なものがあるので、車種に応じた改善が要望されている。
本発明は、ストラットタワー間の剛性を高めつつ、ストラットタワーに入力される入力荷重を効率よく車体に逃がし、操縦安定性の向上に寄与する新たな車両の車体構造を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両の車体構造は、サスペンションが取り付けられる車両のストラットタワーと、車両の上下方向に延設されて、ストラットタワーよりも車両後方に配置されるダッシュパネルと、ストラットタワーの上方かつダッシュパネルの前方に配置されるカウルトップと、ストラットタワーとカウルトップとの前方に配置されるブラケットを備え、ストラットタワーの後部とダッシュパネルの前面とが接合され、ストラットタワーの前端部とカウルトップの前縁部とがブラケットによって連結されることを特徴としている。

本発明によれば、カウルトップの前縁部とストラットタワーの前端部とをそれぞれ連結するカウルトップブラケットを備えるとともに、ストラットタワーの後部をダッシュパネルの前部に連結したので、ストラットタワー間の剛性を高めつつ、ストラットタワーに入力される入力荷重を効率よく車体に逃がすことができ、操縦安定性の向上に寄与する新たな車両の車体構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両の車体構造の概略構成を説明する斜視図。 本発明の実施形態に係る車両の車体構造の主要部となるカウルトップブラケットとカウルトップ、ストラットタワーとダッシュパネルの構成と組み付け工程を説明する断面図。 本発明の実施形態に係る車両の車体構造の主要部となるカウルトップブラケットとカウルトップの構成と組み付け工程を説明する断面図。 カウルトップブラケットの構成を説明する斜視図。 カウルトップブラケットの構成を説明する正面図。 カウルトップブラケットの構成を説明する側面図。 カウルトップブラケットとカウルトップとストラットタワーの結合状態を説明する拡大正面図。 カウルトップブラケットとカウルトップとストラットタワーとアッパーフレームの結合状態を説明する拡大斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。発明を実施するための形態において、同一部材や同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、重複説明は省略する。図面は、一部構成の理解を助けるために部分的に省略する場合もある。
図１に示すように、本実施形態に係る車両１の車体構造は、車両１の前部２に、車体を構成する複数の骨格部材で囲まれた空間部４が形成されている。この空間部４内には、車種によって異なるが、エンジンやモータ等の駆動系が搭載される。空間部４内には、サスペンションのストラット４０（図２、図３参照）がそれぞれ取り付けられるストラットタワー５が、車幅方向（左右方向）Ｗにそれぞれ設けられている。
ストラットタワー５は、その後部５ａが、空間４と車室内とを区切る骨格部材であり、車両１の上下方向Ｚに延設されて、ストラットタワー５よりも車両後方Ｘ２に配置されるダッシュパネル６の前面６ａにスポット溶接によってそれぞれ固定されている。各ストラットタワー５は、複数のプレス鋼板を組み合わせて筒状に形成されていて、図２、図３に示すように、その上部５ｂにストラット４０が固定される。上部５ｂはストラット４０からの入力部となることから、他の部位に比べて厚く形成されている。上部５ｂはカップ状に形成されていて、その角部がストラットタワー５の中心に向かって、その断面が縮小する向きに傾斜した傾斜部５ｃを有している。ストラットタワー５の傾斜部５ｃにおける前部５ｃ１（ストラットタワー５の前端部）には、車幅方向Ｗに間隔を空けて複数の取付孔１１Ａがそれぞれ形成されている。本実施形態には取付孔１１Ａが２つずつ形成されている。
ストラットタワー５よりも主幅方向Ｗの外側には、図１に示すように、車両前後方向Ｘに延設されるフレームとしてのアッパーフレーム７がそれぞれ設けられている。アッパーフレーム７は、その後端がダッシュパネル６の車幅方向外側の端部６ｂ、６ｃに連結されている。アッパーフレーム７及びストラットタワー５よりも下方には、車幅方向Ｗに配置されていて車両前後方向Ｘに延設されるサイドフレーム８，８が設けられている。ダッシュパネル６は、サイドフレーム８，８にも連結されている。

ストラットタワー５の上方、かつダッシュパネル６の前方には、カウルトップ９が配置される。カウルトップ９は車幅方向Ｗに延設されていて、フロンドガラス３を流れ落ちる水を受けるための部材であって、ストラットタワー５、５間に跨るように配置されている。カウルトップ９は、図２、図３に示すように、ダッシュパネル６にその後端部９１ａが溶接固定されて連結される金属製の第１カウルトップ９１と、第１カウルトップ９１より車両前方Ｘ１側に配置される第２カウルトップ９２とを備えている。第２カウルトップ９２は、金属製であって、第１カウルトップ９１とは別体であり、第１カウルトップ９１及び各ストラットタワー５及びアッパーフレーム７，７に対して着脱可能に構成されている。
第２カウルトップ９２は、第１カウルトップ９１に対して艤装のカウルトップパネルを構成している。カウルトップ９は、第２カウルトップ９２を第１カウルトップ９１から離脱することで、ストラットタワー５の上部５ｂに取り付けられているストラット４０の取付部４１が空間４内に露呈するように、その大きさの割合が設定されている。第１カウルトップ９１と第２カウルトップ９２は車幅方向Ｗに延設されている。第１カウルトップ９１の前部９１ｂには、第２カウルトップ９２の後部９２ａが締結部材としてのボルト２３とナット２４によって連結される。
第２カウルトップ９２の前縁部（カウルトップの前縁部）９２ｂには、当該前縁部９２ｂから車両１の上下方向Ｚに延設される縦壁部９２ｃが形成されている。本実施形態において、縦壁部９２ｃは車幅方向Ｗに対して交差する方向となる車体上方Ｚ１に折り曲げることでほぼ垂直な面として形成されている。このように前縁部９２ｂを折り曲げることで、折り曲げ部に車幅方向Ｗに連続してつながる稜線が形成されるため、縦壁部９２ｃの面剛性が高められている。縦壁部９２ｃの形成方法は、折り曲げ加工に限定するものではない。縦壁部９２ｃには、車幅方向Ｗに間隔を設けて複数の取付孔１２Ａが縦壁部９２ｃを前後方向Ｘに貫通して形成されている。本実施形態において、取付孔１２Ａは車幅方向Ｗ（左右）に２つずつ形成されている。なお、図２、図３では、１つの取付孔１２Ａのみを示している。

本実施形態に係る車体構造は、図１に示すように、ブラケットとしてのカウルトップブラケット１０が、車幅方向Ｗに１つずつ配置されている。カウルトップブラケット１０は、図２、図３に示すように、第２カウルトップ９２の縦壁部９２ｃ、左右のストラットタワー５の前部５ｃ１及び左右のアッパーフレーム７，７の内側面７ａにそれぞれ締結されることで取り付けられる。なお、カウルトップブラケット１０、１０の構成は左右対称に形成されている以外は同一構成であるので、一方のカウルトップブラケット１０の構成と取付けについて以下に説明する。

カウルトップブラケット１０は板金製で、図４、図５に示すように、その上部１０ａに縦壁部９２ｃに沿うように第１取付面１０ｂが形成されている。第１取付面１０ｂには、第１取付面１０ｂを車両前後方向Ｘに貫通した複数の取付孔１３Ａが車幅方向Ｗに間隔を設けて形成されている。取付孔１３Ａには車両前方Ｘ１からほぼ水平に締結部材としてのボルト２０が挿入される。カウルトップブラケット１０の上部１０ａは、縦壁部９２ｃに接合される。
カウルトップブラケット１０の下部１０ｃには、ストラットタワー５の上部５ｂ（前部５ｃ１）の外観形状に沿うように第２取付部１０ｄが形成されている。第２取付部１０ｄには、第２取付部１０ｄを車両後方Ｘ２に向かって斜めに貫通した複数の取付孔１３Ｂが車幅方向Ｗに間隔を設けて形成されている。取付孔１３Ｂには、車両前方Ｘ１から斜めにボルト２０が挿入される。すなわち、カウルトップブラケット１０の下部１０ｃは、ストラットタワー５の前部５ｃ１に沿って配置され、車両１の前方から下方に向かって接合されて締結固定される。
本実施形態において、取付孔１３Ａと取付孔１３Ｂとは、それぞれ２つずつ形成されている。取付孔１３Ａと取付孔１３Ｂとは、車幅方向Ｗにおいてその位置が互いにずれるように配置されている。すなわち、取付孔１３Ａと取付孔１３Ｂとは、車両前方Ｘ１側から見たときに、車幅方向Ｗにおいて、その位置が互い違いなるように配置されている。各取付孔１３Ａは、縦壁部９２ｃの各取付孔１２Ａと位置合わせされて形成されている。各取付孔１３Ｂは、ストラットタワー５の各取付孔１１Ａと位置合わせされて形成されている。
カウルトップブラケット１０の上部１０ａには、第１取付面１０ｂに対して交差する方向、例えば車両前方Ｘ１に向かって折り曲げられてアッパーフレーム７の内側面７ａに沿うように第３取付部１０ｅが形成されている。第３取付部１０ｅには、カウルトップブラケット１０の車幅方向外側の端部であり、アッパーフレーム７の内側面７ａに形成された取付孔１４（図７参照）と、その位置が合うように取付孔１３Ｃが形成されている。取付孔１３Ｃには、車幅方向Ｗにおいて車両内側から車両外側に向かってボルト２０が挿入される。カウルトップブラケット１０の車幅方向外側の端部はアッパーフレーム７に接合される。
カウルトップブラケット１０は、これに連結されるカウルトップ９（第２カウルトップ９２）とストラットタワー５及びアッパーフレーム７に対して異なる方向からボルト２０によって締結固定可能とされている。また、カウルトップブラケット１０は、ストラットタワー５、アッパーフレーム７及びカウルトップ９の３つの部材に締結固定されて３方向から支持する連結部材として機能する。つまり、本実施形態において、カウルトップブラケット１０の上部１０ａとカウルトップ９（第２カウルトップ９２の縦壁部９２ｃ）とが接合する方向と、カウルトップブラケット１０の下部１０ｃとストラットタワー５とが接合する方向とは異なっている。

このような構成において、カウルトップブラケット１０は、図２に示すように、第１取付面１０ｂを縦壁部９２ｃの外側面（車両前方側に位置する面）に接合させた状態で取付孔１３Ａと取付孔１２Ａとの位置を合わせる。そして締結部材としてのボルト２０を取付孔１３Ａ、取付孔１２Ａに貫通させて縦壁部９２ｃに位置するナット２１に締め込む。このため、第２カウルトップ９２の縦壁部９２ｃ（カウルトップの縦壁部）とカウルトップブラケット１０の上部１０ａとは車両１の前後方向Ｘに重合して配置され、締結固定される。
カウルトップブラケット１０は、図３に示すように、第２取付部１０ｄをストラットタワー５の前部５ｃ１の外側に車両前方Ｘ１側から接合させた状態で取付孔１３Ｂと取付孔１１Ａとの位置を合わせる。そしてボルト２０を取付孔１３Ｂと取付孔１１Ａに車両前方Ｘ１から挿入してストラットタワー５側に位置するナット２１に締め込むことで、ストラットタワー５の前部５ｃ１に、その下部１０ｃがそれぞれ締結固定される。
カウルトップブラケット１０は、図７、図８に示すように、第３取付部１０ｅをアッパーフレーム７の内側面７ａに接合させた状態で取付孔１３Ｃと取付孔１４の位置を合わせる。そして、取付孔１３Ｃと取付孔１４に車両内側からボルト２０を挿入してアッパーフレーム７側でナット２１に締め込むことで、アッパーフレーム７に、上部１０ａがそれぞれ締結固定される。

すなわち、各カウルトップブラケット１０は、アッパーフレーム７とストラットタワー５との間及び、第２カウルトップ９２（カウルトップ９）とストラットタワー５との間の双方に介在して両者に固定されるので、カウルトップ自体の曲げ剛性や圧縮剛性を高められる。このため、各カウルトップブラケット１０は、第２カウルトップ９２（カウルトップ９）を介して車体反対側へと入力荷重Ｆを逃がす第１の伝達経路Ｄ１を構成する。
図２、図３に示すように、各ストラットタワー５の後部５ａは、それぞれダッシュパネル６に溶接固定されていることから、ストラットタワー５からの入力荷重Ｆをダッシュパネル６に逃がす第２の伝達経路Ｄ２を構成する。
カウルトップブラケット１０は、図７、図８に示すように、第３取付部１０ｅがアッパーフレーム７の内側面７ａに締結固定されるので、ストラットタワー５からの入力荷重Ｆを、アッパーフレーム７へと逃がす第３の伝達経路Ｄ３を構成する。

本実施形態によると、カウルトップ９の前縁部９２ｂとストラットタワー５の前部５ｃ１とをそれぞれ連結するカウルトップブラケット１０を車幅方向Ｗに備えるとともに、ストラットタワー５の後部５ａを車両１の骨格部材を構成するダッシュパネル６の前部６ａに連結したので、ストラットタワー間の剛性を高めつつ、ストラットタワー５を介して入力される路面からの入力荷重Ｆを効率よく車体に逃がすことができ、操縦安定性の向上に寄与する新たな車両１の車体構造を提供することができる。

本実施形態によると、カウルトップブラケット１０が、車幅方向Ｗに位置し、少なくともダッシュパネル６に連結されるアッパーフレーム７に、車幅方向内側から連結されるので、ストラットタワー５を介して入力される路面からの入力荷重Ｆをより効率よく車体に逃がすことができる。

本実施形態によると、カウルトップ９の前縁部９２ｂに、車幅方向Ｗに対して交差する上下方向Ｚに折り曲げられて延設された縦壁部９２ｃを形成し、面剛性が高められた縦壁部９２ｃにカウルトップブラケット１０の上部１０ａを連結するので、取付け剛性を高められ、より入力荷重Ｆを効率よく車体に逃がすことができる。また、車両前方Ｘ１からボルト２０で締結することができるため、作業性が良いく、締結力不足を抑制できることから、カウルトップブラケット１０とカウルトップ９の剛性を確保でき、より入力荷重Ｆを効率よく車体に逃がすことができる。
本実施形態によると、カウルトップブラケット１０は、それぞれ自身と連結されるカウルトップ９（第２カウルトップ９２）とストラットタワー５及びアッパーフレーム７に対して異なる方向からボルト２０によって締結固定される。すなわち、カウルトップブラケット１０の上部１０ａとカウルトップ９（第２カウルトップ９２の竪壁部９２ｃ）とが接合する方向と、カウルトップブラケット１０の下部１０ｂとストラットタワー５とが接合する方向とが異なる。このため、ストラットタワー５に対する様々な方向からの入力荷重Ｆに対しても取付け剛性を確保でき、入力荷重Ｆをより効率よく車体側に逃がすことができ、操縦安定性の向上により寄与することができる。

本実施形態では、カウルトップブラケット１０の上部１０ａに形成した複数の取付孔１３Ａと、カウルトップブラケット１０の下部１０ｃに形成した複数の取付孔１３Ｂとが車幅方向Ｗにおいてその位置が互いにずれるように（互い違いになるように）配置されている。このため、カウルトップ９（第２カウルトップ９２）とストラットタワー５とにカウルトップブラケット１０をボルト２０で締結固定する固定点のピッチを、車幅方向Ｗにおいて狭められる。これにより、カウルトップブラケット１０の取付け剛性を高めることができ、操縦安定性の向上により図ることができる。
本実施形態では、カウルトップブラケット１０の下部１０ｃは板厚の厚いストラットタワー５の上部５ｂにボルト２０で締結されるので取付け剛性が得られる。また、カウルトップブラケット１０の下部１０ｃを、ストラットタワー５の上部５ｂに溶接固定する場合に比べて。取付面となる上部５ｂに要求される面精度が低くてもよいので、カウルトップブラケット１０に製品誤差が生じている場合でも、確実にカウルトップブラケット１０をストラットタワー５に固定することができる。

本実施形態において、カウルトップブラケット１０は、ストラットタワー５の上方かつダッシュパネル６の前方に配置されているので、車両１の前部２において、車両前後方向Ｘへの長さを短くすることができ、車両１の小型化を図ることができる。
カウルトップ９は、第２カウルトップ９２を第１カウルトップ９１から離脱すると、ストラット４０の取付部４１が空間４内に露呈するように形成されているので、車両１のコンパクト化を図りながらもストラット４０の交換時の作業性を確保することができる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、縦壁部９２ｃは、車幅方向Ｗに対して交差する方向として車体上方Ｚ１に折り曲げて形成したが、車体下方Ｚ２に折り曲げて形成してもよい。
本実施形態においては、第２カウルトップ９２は、強度の観点から金属製としたが、エンジニアリングプラスチックなどのように十分な強度を得られる部材を用いる場合には、金属ではなく樹脂製であってもよい。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１・・・車両、５・・・ストラットタワー、５ａ・・・ストラットタワーの後部、５ｃ１・・・ストラットタワーの前端部、６・・・ダッシュパネル、６ａ・・・前部、６ｂ、６ｃ・・・車幅方向外側の端部、７・・・フレーム、９・・・カウルトップ、１０・・・ブラケット、１０ａ・・・カウルトップブラケットの上部、１０ｃ・・・カウルトップブラケットの下部、１０ｅ・・・ブラケットの車幅方向外側の端部、２０・・・締結部材、４０・・・サスペンション、９１・・・第１カウルトップ、９１ａ・・・カウルトップの後端部、９２・・・第２カウルトップ、９２ｂ・・・カウルトップの前縁部、９２ｃ・・・縦壁部、Ｆ・・・入力荷重、Ｗ・・・車幅方向、Ｘ２・・・車両後方、Ｚ・・・上下方向

Claims (7)

1. サスペンションが取り付けられる車両のストラットタワーと、
   前記車両の上下方向に延設されて、前記ストラットタワーよりも車両後方に配置されるダッシュパネルと、
   前記ストラットタワーの上方かつ前記ダッシュパネルの前方に配置されるカウルトップと、
   前記ストラットタワーと前記カウルトップとの前方に配置されるブラケットを備え、
   前記ストラットタワーの後部と前記ダッシュパネルの前面とが接合され、
   前記ストラットタワーの前端部と前記カウルトップの前縁部とが、前記ブラケットによって連結される
   ことを特徴とする車両の車体構造。
2. 車両前後方向に延設されるフレームを備え、
   前記ダッシュパネルの車幅方向外側の端部、及び、前記ブラケットの車幅方向外側の端部は前記フレームに接合される
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の車体構造。
3. 前記ブラケットの上部と前記カウルトップとが接合する方向と前記ブラケットの下部と前記ストラットタワーとが接合する方向とが異なる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の車体構造。
4. 前記カウルトップは、前記カウルトップの前縁部から前記車両の上下方向に延設される縦壁部を有し、
   前記ブラケットの上部は、前記縦壁部に接合される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の車両の車体構造。
5. 前記カウルトップの縦壁部と前記ブラケットの上部とは前記車両の前後方向に重合して配置され、締結固定される
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両の車体構造。
6. 前記ブラケットの下部は、前記ストラットタワーの前部に沿って配置され、前記車両の前方から下方に向かって接合される
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の車両の車体構造。
7. 前記カウルトップは、
   前記ダッシュパネルに連結される第１カウルトップと、
   前記第１カウルトップより前方に配置される第２カウルトップと
   を有し、
   前記第２カウルトップは、前記第１カウルトップと前記カウルトップブラケットに対して着脱可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れか一項に記載の車両の車体構造。

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