JP7143617B2 - ストラットタワー - Google Patents

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Description

本発明は、車両のストラット式サスペンションの少なくとも一部を囲み、かつ車体の一部を構成するストラットタワーに関する。
自動車等の車両においては、多くの場合、ストラット式のサスペンションが採用されており、車体の一部を、サスペンションを支持するためのストラットタワーとして構成することがある。典型的に、ストラットタワーは、サスペンションの少なくとも上側領域を囲むように構成される周壁と、この周壁の上端部に連結され、かつサスペンションの上端部を支持するように構成される上端壁とを有する。
かかるストラットタワーは、車両の走行輪からの荷重を受けるサスペンションを強固に支持する必要があるので、その剛性を高めることが要求される。そのため、ストラットタワーの剛性を高めるべく様々な構造が提案されてきている。
剛性を高めることを可能とするストラットタワーの一例としては、車体の側壁パネルに対して車両幅方向の内側に配置され、かつサスペンションダンパーの上側領域の周囲に配置される周壁部を有し、かかる周壁部が、側壁パネルに対して車両幅方向の外側に配置される補強部材によって補強される、サスペンションタワーが提案されている。より詳細には、かかるサスペンションタワーにおいては、周壁部及び補強部材のそれぞれが、車両前後方向に互いに間隔を空けた前側部及び後側部と、それぞれ前側部及び後側部の車両幅方向の側壁パネル側端から車両前方及び後方にそれぞれ突出する前側フランジ及び後側フランジとを有し、周壁部の前側及び後側フランジが側壁パネルの車両幅方向の内側面に接合され、補強部材の前側及び後側フランジが、それぞれ周壁部の前側及び後側フランジに対応するように側壁パネルの車両幅方向の外側面に接合される。
実開平5-19072号公報
しかしながら、上述したストラットタワーの一例のように、ストラットタワーの周壁の前側部及び後側部をそれぞれ補強部材の前側部及び後側部によって支持した構造においては、サスペンション等からストラットタワーに加えられる荷重によって、ストラットタワーの周壁の前側部又は後側部が車両前後方向に移動することがある。この場合、それを支持する補強部材の前側部又は後側部も追従して移動し、その結果、ストラットタワーの周壁の前側部又は後側部が車両前後方向に変形するおそれがある。さらには、ストラットタワーの周壁、特に、周壁の車両上下方向の下側領域は、車両前後方向にて、その前側部及び後側部の間隔が広がるように変形するおそれがあり、この場合、ストラットタワーが倒れるように変形するおそれがある。このようなストラットタワーは、車両前後方向の変形を抑制するための剛性が十分ではない。
このような実情を鑑みると、ストラットタワーにおいては、車両前後方向の変形を抑制するように剛性を効率的に高めることが望まれる。
上述のような課題を解決するために、一態様に係るストラットタワーは、車両のストラット式のサスペンションにおける車両上下方向の上端部を支持するタワー上端壁と、前記タワー上端壁に対して車両下方に位置し、かつ前記サスペンションの少なくとも一部の外周部を囲むように配置されるタワー周壁とを備え、前記タワー周壁が複数の車体パネルによって構成される、ストラットタワーであって、前記複数の車体パネルが、前記車両のエンジンルーム及び車室を仕切るように車両幅方向に沿って位置するダッシュパネルと、前記ダッシュパネルの車両幅方向の外側部から車両前方に延びるように形成されるダッシュサイドパネルと、前記ダッシュサイドパネルに対して車両前方に位置するエプロンフロントパネルと、前記ダッシュサイドパネルに対して車両幅方向の中央側に位置するフェンダーエプロンパネルとを含んでおり、前記ダッシュパネルが、前記タワー周壁内で前記サスペンションに対向するように位置する一方側内側面を有し、前記エプロンフロントパネル及び前記フェンダーエプロンパネルの一方が、前記タワー周壁内で前記一方側内側面に対向するように位置する他方側内側面を有し、前記一方側内側面と前記他方側内側面との間で延びる補強部材が設けられており、前記補強部材の延在方向の一端部と前記一方側内側面とを接続した一方側接続部が形成され、前記補強部材の延在方向の他端部と前記他方側内側面とを接続した他方側接続部が形成され、前記一方側接続部が前記一方側内側面の図心よりも車両下方に位置し、前記他方側接続部が前記他方側内側面の図心よりも車両下方に位置する
一態様に係るストラットタワーによれば、車両前後方向の変形を抑制するように剛性を効率的に高めることができる。
ができる。
第1実施形態に係るストラットタワーを含む車体を概略的に示す斜視図である。 第1実施形態に係るストラットタワー及びその周辺部分を概略的に示す斜視図である。 図2のA-A線断面図である。 第1実施形態に係るストラットタワーの内部を、サスペンションを取り外した状態で車両下方側から見て示す斜視図である。 第1実施形態に係るストラットタワーの内部を、サスペンションを取り外した状態で示す底面図である。
第1及び第2実施形態に係るストラットタワーについて、それを含む車体と共に以下に説明する。各実施形態において、車体は、自動車等の車両に設けられるものとなっている。各実施形態において、構成要素同士を接続することは、構成要素同士を同一の材料を用いて一体に形成することと、構成要素同士を接合することとを含む。さらに、各実施形態において、特に限定しない限り、構成要素同士の接合には溶接が用いられる。しかしながら、構成要素同士の接合は、これに限定されず、構成要素同士を十分な強度で接続できれば、溶接以外の手段が用いられてもよい。一例として、溶接は、スポット溶接であるとよいが、これに限定されない。
以下の説明にて用いる図1~図5においては、車両前方側を矢印Fにより示し、車両上方側を矢印Uにより示し、かつ車両幅方向を矢印Wにより示す。また、図1~図5においては、説明の便宜上、車体Bの車体フレーム、車体パネル等が示される一方で、車体Bのボンネット、ドア等の他の部品が省略されている。
[第1実施形態]
第1実施形態に係るストラットタワーについて、それを含む車体と共に説明する。
[ストラットタワーの概略について]
最初に、図1~図5を参照して、ストラットタワー1の概略について説明する。図1及び図2に示すように、ストラットタワー1は車体Bの一部を構成する。図1に示した車体Bにおいては、互いに車両幅方向に間隔を空けて位置する2つのストラットタワー1のそれぞれが本実施形態に係るストラットタワー1となっている。しかしながら、車体において、このような2つのストラットタワーのうち一方のみを本実施形態に係るストラットタワー1とすることもできる。そして、図3に示すように、ストラットタワー1は、ストラット式サスペンション(以下、単に「サスペンション」という)Sの少なくとも一部を囲むように配置されている。
かかるサスペンションSは、略柱形状のショックアブソーバ(以下、単に「アブソーバ」という)s1と、このアブソーバs1の周囲に位置するコイルスプリング(以下、単に「スプリング」という)s2とを有する。アブソーバs1は、その長手方向に伸縮可能に構成される。ストラットタワー1はまた、サスペンションSのスプリングs2に対して車両上方に位置するタワー上端壁として構成されるサスペンションアッパーブラケット(以下、単に「アッパーブラケット」という)2を有する。アッパーブラケット2は、サスペンションSの車両上下方向の上端部、すなわち、アブソーバs1の車両上下方向の上端部s11を支持するように構成されている。さらに、サスペンションSの車両上下方向の上端部は、アッパーマウントMを介してアッパーブラケット2の上面部2aに取り付けられている。
図2~図5に示すように、ストラットタワー1は、アッパーブラケット2に対して車両下方に位置するタワー周壁3を有する。タワー周壁3は、サスペンションSの少なくとも一部の外周部を囲むように形成される。具体的には、タワー周壁3は、サスペンションSの車両上下方向の上側領域を囲むように形成される。詳細は後述するが、タワー周壁3は複数の車体パネルによって構成される。さらに、図4及び図5に示すように、ストラットタワー1は、タワー周壁3の内周面3aにおける2つの部分を連結するように延びる補強部材4を有する。
[車体とストラットタワーとの関係について]
ここで、図1~図5を参照して、車体Bとストラットタワー1との関係について説明する。図1に示すように、ストラットタワー1は、車両前方のエンジンルーム(又はモータールーム)R内に配置されるものとする。ストラットタワー1は、車両の前側走行輪(図示せず)のために用いられるサスペンションSを支持するように構成される。ストラットタワー1のタワー周壁3は、車両の前側走行輪及びエンジンルームRの周辺に位置する複数の車体パネルによって構成される。
図2~図5に示すように、これら複数の車体パネルは、エンジンルームR及び車室Cを仕切るように車両幅方向に沿って位置するダッシュパネル5と、このダッシュパネル5の車両幅方向の外側部から車両前方に延びるように形成されるダッシュサイドパネル6と、このダッシュサイドパネル6に対して車両前方に位置するエプロンフロントパネル7と、ダッシュサイドパネル6に対して車両幅方向の中央側に位置するフェンダーエプロンパネル8とを含む。特に、複数の車体パネルは、ダッシュパネル5と、ダッシュサイドパネル6と、エプロンフロントパネル7と、フェンダーエプロンパネル8とから成るとよい。
図2に示すように、タワー周壁3の車両前後方向の後側領域は、ダッシュパネル5によって構成されるとよい。タワー周壁3の車両幅方向の外側に位置する外側領域は、ダッシュサイドパネル6によって構成されるとよい。タワー周壁3の車両前後方向の前側領域は、エプロンフロントパネル7及びフェンダーエプロンパネル8によって構成されるとよい。タワー周壁3の前側領域にて、エプロンフロントパネル7はフェンダーエプロンパネル8に対して車両下方に配置されるとよい。タワー周壁3の車両幅方向の中央側に位置する内側領域は、フェンダーエプロンパネル8によって構成されるとよい。
さらに、フェンダーエプロンパネル8は、タワー周壁3の内側領域にて実質的に車両前後方向に沿って延び、かつタワー周壁3の前側領域にて実質的に車両幅方向に沿って延びるように形成されるとよい。かかるフェンダーエプロンパネル8は、タワー周壁3の内側領域及び前側領域間で屈曲又は湾曲するように形成される。
ダッシュパネル5とダッシュサイドパネル6とは、タワー周壁3の後側領域及び外側領域の接続区間にて互いに接合されるとよい。ダッシュサイドパネル6とエプロンフロントパネル7とは、タワー周壁3の外側領域及び前側領域の接続区間にて互いに接合されるとよい。エプロンフロントパネル7とフェンダーエプロンパネル8とは、タワー周壁3の前側領域にて互いに接合されるとよい。ダッシュサイドパネル6とフェンダーエプロンパネル8とは、タワー周壁3の外側領域及び前側領域の接続区間にて互いに接合されるとよい。ダッシュパネル5とフェンダーエプロンパネル8とは、タワー周壁3の後側領域及び内側領域の接続区間にて互いに接合されるとよい。
図2及び図4に示すように、ダッシュパネル5は、ストラットタワー1の内部で車両前方を向く内側面(以下、必要に応じて「一方側内側面」という)5aを有する。ダッシュサイドパネル6は、ストラットタワー1の内部で車両幅方向の中央側を向く内側面6aを有する。エプロンフロントパネル7は、ストラットタワー1の内部で車両後方を向く内側面(以下、必要に応じて「他方側内側面」という)7aを有する。エプロンフロントパネル7の内側面7aはダッシュパネル5の内側面5aと対向するように位置する。フェンダーエプロンパネル8は、ストラットタワー1の内部で車両幅方向の外側を向く第1の内側面8aと、ストラットタワー1の内部で車両後方を向く第2の内側面8bとを有する。フェンダーエプロンパネル8の第1の内側面8aはダッシュサイドパネル6の内側面6aと対向するように位置する。フェンダーエプロンパネル8の第2の内側面8bはダッシュパネル7の内側面7aと対向するように位置する。
図3~図5に示すように、ダッシュパネル5は、サスペンションSの少なくとも一部の外周部に面する縦壁部(以下、必要に応じて「一方側縦壁部」という)5bと、この縦壁部5bの車両上下方向の下端からサスペンションSから離れるように延びる下壁部(以下、必要に応じて「一方側下壁部」という)5cとを有する。ダッシュパネル5の一方側内側面5aは、ダッシュパネル5の一方側縦壁部5bと一方側下壁部5cとに跨って配置される。一方側内側面5aには、一方側縦壁部5b及び前記一方側下壁部5c間に稜線5dが形成される。かかる一方側内側面5aは、一方側縦壁部5bにてサスペンションSの少なくとも一部の外周部を向き、かつ一方側下壁部5cにて車両下方を向く。
フェンダーエプロンパネル8は、サスペンションSの少なくとも一部の外周部に面する縦壁部(以下、必要に応じて「他方側縦壁部」という)8cと、この縦壁部8cの車両上下方向の下端からサスペンションSから離れるように延びる下壁部(以下、必要に応じて「他方側下壁部」という)8dとを有する。フェンダーエプロンパネル8の他方側内側面8bが、フェンダーエプロンパネル8の他方側縦壁部8cと他方側下壁部8dとに跨って配置される。他方側内側面8bには、他方側縦壁部8c及び他方側下壁部8d間に稜線8eが形成される。かかる他方側内側面8bは、他方側縦壁部8cにてサスペンションSの少なくとも一部の外周部を向き、かつ他方側下壁部8dにて車両下方を向く。
しかしながら、ストラットタワーは、上記に限定されず、車両の後側走行輪のために用いられるサスペンションを支持するように構成されてもよい。この場合、ストラットタワーのタワー周壁は、車両の後側走行輪及びその周辺に位置する複数の車体パネルによって構成されるとよい。
[補強部材の詳細について]
図3~図5を参照して、補強部材4の詳細について説明する。図3~図5に示すように、補強部材4は、ダッシュパネル5の一方側内側面5aとフェンダーエプロンパネル8の他方側内側面8bとの間で延びるように形成される。かかる補強部材4の延在方向の一端部4aが一方側内側面5aに接合されて、補強部材4の一端部4aと一方側内側面5aとを接続した一方側接続部J1が形成される。補強部材4の延在方向の他端部4bが他方側内側面8bに接合されて、補強部材4の他端部4bと他方側内側面8bとを接続した他方側接続部J2が形成される。
図4及び図5に示すように、一方側接続部J1は、ダッシュパネル5の一方側内側面5aの図心5eよりも車両下方に位置する。他方側接続部J2は、フェンダーエプロンパネル8の他方側内側面8bの図心8fよりも車両下方に位置するとよい。一方側接続部J1は、一方側内側面5aの稜線5dに隣接するように配置されるとよい。他方側接続部J2もまた、他方側内側面8bの稜線8eに隣接するように配置されるとよい。
特に、一方側接続部J1が一方側内側面5aの稜線5dに対して車両上方に位置し、かつ他方側接続部J2が他方側内側面8bの稜線8eに対して車両上方に位置するとよい。この場合、補強部材4が、車両下方から見て、タワー周壁3に囲まれた空間内に収まるように配置されるとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、一方側接続部が一方側内側面の稜線に対して車両下方に位置してもよい。他方側接続部が他方側内側面の稜線に対して車両下方に位置してもよい。
補強部材4はまた、その一端部4a及び他端部4b間で延びる中間部4cを有する。かかる中間部4cは、サスペンションSのスプリングs2に対して車両幅方向の外側に間隔を空けるように配置される。
図4及び図5に示された構成おいては、補強部材4は平面視で略コ字形状に形成されている。かかる補強部材4の一端部4aはダッシュパネル5の一方側内側面5aに沿って延びており、補強部材4の他端部4bはフェンダーエプロンパネル8の他方側内側面8bに沿って延びており、補強部材4の中間部4cは、その一端部4a及び他端部4b間で略直線状に延びている。しかしながら、このような図4及び図5に示された構成は、補強部材を限定しない。
以上、本実施形態に係るストラットタワー1によれば、補強部材4が、タワー周壁3を構成するダッシュパネル5とフェンダーエプロンパネル8とに橋渡されることとなる。そのため、サスペンションS等からストラットタワー1に荷重が加えられた場合であっても、ダッシュパネル5とフェンダーエプロンパネル8とが変形することを、補強部材4によって効率的に抑えることができる。特に、タワー周壁3が車両前後方向に広がる変形を効率的に抑えることができて、ストラットタワー1が倒れるように変形することを効率的に抑えることができる。よって、ストラットタワー1の車両前後方向の変形を抑制するようにストラットタワー1の剛性を効率的に高めることができる。
本実施形態に係るストラットタワー1によれば、補強部材4が、車両下方から見て、タワー周壁3に囲まれた空間内に収まるように配置されるので、ダッシュパネル5とフェンダーエプロンパネル8とが変形することを、タワー周壁3内の補強部材4によって抑えることができる。
本実施形態に係るストラットタワー1によれば、補強部材4の一端部4aとダッシュパネル5の一方側内側面5aとを接続した一方側接続部J1が形成され、補強部材4の他端部4bとフェンダーエプロンパネル8の他方側内側面8bとを接続した他方側接続部J2が形成されるので、タワー周壁3が車両前後方向に広がる変形を、補強部材4によって効率的に抑えることができる。
本実施形態に係るストラットタワー1においては、特に、タワー周壁3の車両上下方向の下側領域が車両前後方向に広がり易くなる。これに対して、一方側接続部J1が一方側内側面5aの図心5eよりも車両下方に位置し、他方側接続部J2が他方側内側面8bの図心8fよりも車両下方に位置するので、車両前後方向に広がるタワー周壁3の下側領域の変形を、補強部材4によって効率的に抑えることができる。
本実施形態に係るストラットタワー1によれば、補強部材4の中間部4cが、サスペンションSのスプリングs2に対して車両幅方向の外側に間隔を空けるように配置されるので、補強部材4がサスペンションSと干渉することを確実に避けることができる。そのため、サスペンションSの機能を妨げることなく、補強部材4によってストラットタワー1の剛性を効率的に高めることができる。
本実施形態に係るストラットタワー1によれば、一方側接続部J1が、ダッシュパネル5の一方側内側面5aにて一方側縦壁部5b及び一方側下壁部5c間の稜線5dに隣接するように配置され、他方側接続部J2が、フェンダーエプロンパネル8の他方側内側面8bにて他方側縦壁部8c及び他方側下壁部8d間の稜線8eに隣接するように配置されるので、補強部材4の一端部4aが、一方側内側面5a内でより高い剛性を有する稜線5d近傍で接続され、補強部材4の他端部4bが、他方側内側面8b内でより高い剛性を有する稜線8e近傍に接続されることとなる。そのため、補強部材4によってストラットタワー1の剛性を効率的に高めることができる。
[第2実施形態]
第2実施形態に係るストラットタワーについて説明する。本実施形態に係るストラットタワーは、次に述べる点を除いて、第1実施形態に係るストラットタワー1と同様に構成される。そのため、本実施形態に係るストラットタワーの構成要素は、それと同様に構成される第1実施形態に係るストラットタワー1の構成要素と同様の名称を用いて定義されるものとする。
特に図示はしないが、本実施形態に係るストラットタワーにおいては、エプロンフロントパネルの内側面が、第1実施形態に係るフェンダーエプロンパネル8の第2の内側面8bの代わりに、補強部材の他端部を接合する他方側内側面となる。そして、エプロンフロントパネルが、それぞれ第1実施形態に係るフェンダーエプロンパネル8の他方側縦壁部8c及び他方側下壁部8dに対応する他方側縦壁部及び他方側下壁部を有する。エプロンフロントパネルの他方側内側面もまた、他方側縦壁部と他方側下壁部とに跨って配置され、かかる他方側内側面に、他方側縦壁部及び他方側下壁部間に稜線が形成される。
補強部材の他端部とエプロンフロントパネルの他方側内側面との他方側接続部が、第1実施形態の他方側接続部J2に相当する。そのため、本実施形態に係る補強部材の他端部とエプロンフロントパネルの接続関係は、第1実施形態に係る補強部材4の他端部4bとフェンダーエプロンパネル8との接続関係と同様である。
このような本実施形態に係るストラットタワーによれば、補強部材の他端部を接合する部材を第1実施形態に係るフェンダーエプロンパネル8からエプロンフロントパネルに置き換えた点を除いて、第1実施形態に係るストラットタワーと同様の効果を得ることができる。
ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。
1…ストラットタワー、2…サスペンションアッパーブラケット(アッパーブラケット、タワー上端壁)、3…タワー周壁、4…補強部材、4a…一端部、4b…他端部、4c…中間部、5…ダッシュパネル、5a…内側面(一方側内側面)、5b…縦壁部(一方側縦壁部)、5c…下壁部(一方側下壁部)、5d…稜線、5e…図心、6…ダッシュサイドパネル、7…エプロンフロントパネル、7a…内側面、8…フェンダーエプロンパネル、8b…第2の内側面(他方側内側面)、8c…縦壁部(他方側縦壁部)、8d…下壁部(他方側下壁部)、8e…稜線、8f…図心、J1…一方側接続部、J2…他方側接続部
S…ストラット式サスペンション(サスペンション)、s1…ショックアブソーバ(アブソーバ)、s11…上端部、s2…コイルスプリング(スプリング)
B 車体、R…エンジンルーム(又はモータールーム)、C…車室

Claims (4)

  1. 車両のストラット式のサスペンションにおける車両上下方向の上端部を支持するタワー上端壁と、前記タワー上端壁に対して車両下方に位置し、かつ前記サスペンションの少なくとも一部の外周部を囲むように配置されるタワー周壁とを備え、
    前記タワー周壁が複数の車体パネルによって構成される、ストラットタワーであって、
    前記複数の車体パネルが、
    前記車両のエンジンルーム及び車室を仕切るように車両幅方向に沿って位置するダッシュパネルと、
    前記ダッシュパネルの車両幅方向の外側部から車両前方に延びるように形成されるダッシュサイドパネルと、
    前記ダッシュサイドパネルに対して車両前方に位置するエプロンフロントパネルと、
    前記ダッシュサイドパネルに対して車両幅方向の中央側に位置するフェンダーエプロンパネルと
    を含んでおり、
    前記ダッシュパネルが、前記タワー周壁内で前記サスペンションに対向するように位置する一方側内側面を有し、
    前記エプロンフロントパネル及び前記フェンダーエプロンパネルの一方が、前記タワー周壁内で前記一方側内側面に対向するように位置する他方側内側面を有し、
    前記一方側内側面と前記他方側内側面との間で延びる補強部材が設けられており、
    前記補強部材の延在方向の一端部と前記一方側内側面とを接続した一方側接続部が形成され、前記補強部材の延在方向の他端部と前記他方側内側面とを接続した他方側接続部が形成され、
    前記一方側接続部が前記一方側内側面の図心よりも車両下方に位置し、
    前記他方側接続部が前記他方側内側面の図心よりも車両下方に位置する、ストラットタワー。
  2. 前記補強部材が、車両下方から見て、前記タワー周壁に囲まれた空間内に収まるように配置されている、請求項1に記載のストラットタワー。
  3. 前記補強部材が、前記一端部及び前記他端部間で延びる中間部をさらに有し、
    前記補強部材の中間部が、前記タワー上端部に対して車両下方に位置する前記サスペンションのスプリングに対して車両幅方向の外側に間隔を空けるように配置されている、請求項に記載のストラットタワー。
  4. 前記ダッシュパネルが、前記サスペンションの少なくとも一部の外周部に面する一方側縦壁部と、その一方側縦壁部の車両上下方向の下端から前記サスペンションから離れるように延びる一方側下壁部とを含み、
    前記他方側内側面を有する前記エプロンフロントパネル及び前記フェンダーエプロンパネルの一方が、前記サスペンションの少なくとも一部の外周部に面する他方側縦壁部と、その他方側縦壁部の車両上下方向の下端から前記サスペンションから離れるように延びる他方側下壁部とを含み、
    前記一方側内側面が、前記一方側縦壁部及び前記一方側下壁部に跨って配置され、
    前記他方側内側面が、前記他方側縦壁部及び前記他方側下壁部に跨って配置され、
    前記一方側接続部が、前記一方側内側面にて前記一方側縦壁部及び前記一方側下壁部間の稜線に隣接するように配置され、
    前記他方側接続部が、前記他方側内側面にて前記他方側縦壁部及び前記他方側下壁部間の稜線に隣接するように配置されている、請求項のいずれか一項に記載のストラットタワー。
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