CN107009832A - 车辆的悬架塔结构 - Google Patents

Abstract

一种车辆的悬架塔结构，包括：悬架塔部(1)，设于车身；多个紧固构件(2、3)，将悬架(50)的上端部紧固固定于悬架塔部(1)。悬架塔部(1)的上面部(10)具有底座面部(11)和多个周围壁部(21)，所述底座面部包含多个被所述紧固构件紧固的被紧固部(12)，所述多个周围壁部以分别位于各被紧固部(12)的周围的方式从底座面部(11)竖立设置。周围壁部(21)以相对于所述紧固构件的座部(3b)的外周隔开同等距离的方式沿着该座部的外周形成。由此，能够防止在悬架塔部的被紧固部上的局部应力集中，有效地提高悬架塔部的上下方向的刚度。

Description

车辆的悬架塔结构

技术领域

本发明涉及车辆的悬架塔(suspension tower)结构，该悬架塔结构包括设于车身的悬架塔部和将悬架的上端部紧固固定于所述悬架塔部的多个紧固构件。

背景技术

悬架的上端部通过紧固构件而被紧固固定于悬架塔部的上面部。作为用于提高该悬架塔部的上下方向的刚度(针对从悬架输入的上下方向的负荷的刚度)的方法，已知有在悬架塔部的上面部上形成肋(rib)的方法。

例如，日本专利公开公报特开2015-067067号以及特开2015-093508号所公开的悬架塔部的上面部上形成有在中央部向上方突出的环状肋和在该环状肋的外周侧呈放射状延伸的放射状肋，通过该环状肋及该放射状肋来提高上面部的刚度。

另外，在悬架塔部的上面部中的位于环状肋的外周侧且相邻的放射状肋之间的部分形成有多个被紧固部，该多个被紧固部被用于紧固固定悬架的上端部的多个紧固构件所紧固。

然而，如上所述，由于被紧固部形成在环状肋的外周侧且一对放射状肋之间，因此，从压接在被紧固部上的紧固构件的座部的周缘至各肋的距离便变得不均等。由此，被紧固部周围的刚度便变得不均等，其结果，基于来自悬架的上下方向的输入负荷而产生的应力便不能够成为一定，导致应力局部地集中。

即，为了充分地确保悬架塔部的上下方向的刚度，基于缓和被紧固部上的局部应力集中这一观点，以往的结构还有进一步改良的余地。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种能够防止在悬架塔部的被紧固部上的局部应力集中并且能够有效地提高悬架塔部的上下方向的刚度的车辆的悬架塔结构。

为了达成上述目的，本发明的车辆的悬架塔结构包括：悬架塔部，设于车身；多个紧固构件，将悬架的上端部紧固固定于所述悬架塔部；其中，所述悬架塔部的上面部具有底座面部和多个周围壁部，所述底座面部包含多个被所述多个紧固构件紧固的被紧固部，所述多个周围壁部以分别位于各所述被紧固部的周围的方式从所述底座面部竖立设置，所述周围壁部以相对于所述紧固构件的座部的外周隔开同等距离的方式沿着该座部的外周形成。

根据本发明，在被紧固部的周围竖立设置的周围壁部以相对于紧固构件的座部隔开同等距离的方式沿着该座部形成，因此，能够使被紧固部周围的刚度大致均等提高。因此，由于基于来自悬架的输入负荷而产生在被紧固部上的应力被大致均等化，因而能够抑制应力集中于被紧固部的局部的情况，能够有效地提高悬架塔部的针对从悬架输入的上下方向的负荷的刚度(上下方向的刚度)。

所述周围壁部可以由纵壁部的一部分来形成，也可以由从底座面部向上方突出的肋来形成，其中，所述纵壁部在上下方向上将处于比底座面部更高位置的壁面部与所述底座面部连接。

较为理想的是，所述悬架塔部具有从所述底座面部的外周缘向下方延伸的外周壁部，所述周围壁部形成为包围所述被紧固部的周围中的所述悬架的中心轴线侧部分的圆弧状，在所述底座面部的上表面形成有从所述周围壁部的周向的两端部向所述外周壁部侧延伸的外周侧肋。

根据该结构，基于在从周围壁部至外周壁部之间所形成的外周侧肋，能够在大的范围提高悬架塔部的上面部的刚度，由此，能够更有效地提高悬架塔部的上下方向的刚度。

较为理想的是，所述上面部包括三个所述被紧固部和三个所述周围壁部，在所述底座面部的上表面形成有三个将三个所述周围壁部彼此直线地连结的连结壁部，在俯视下，三个所述连结壁部分别与三角形的各边对应地设置。

这样，在俯视下，三个将三个周围壁部彼此连结的连结壁部设置在与三角形的各边对应的位置时，基于所谓的桁架效果，各连结壁部彼此效率良好地被加强，因此，能够更有效地提高悬架塔部的上下方向的刚度。

如上所述，根据本发明所涉及的车辆的悬架塔结构，能够防止在悬架塔部的被紧固部上的局部应力集中，能够有效地提高悬架塔部的上下方向的刚度。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的车辆的悬架塔结构的立体图。

图2是图1的悬架塔结构的俯视图。

图3是沿图2的III-III线的剖视图。

图4是模式地表示悬架塔部的变形状况的图。

图5是本发明的变形例所涉及的悬架塔结构的立体图。

图6是本发明的另一变形例所涉及的悬架塔结构的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式所涉及的车辆的悬架塔结构。在以下的说明中，对车宽方向的一侧(右侧)的悬架塔结构进行说明，不过，另一侧(左侧)的悬架塔结构也同样。另外，除了有特别的说明之外，各图中所示的前后、左右、上下的各方向分别表示车辆的前后方向、左右方向(车宽方向)、上下方向的各方向。

图1是表示本实施方式的车辆的悬架塔结构的立体图。如该图所示，该悬架塔结构包括设于车身的悬架塔部1和将悬架50(参照图3)的上端部紧固固定于悬架塔部1的多组的紧固螺栓2及紧固螺母3(相当于本发明的紧固构件)。

此外，图1所示的悬架塔部1是车身前部所形成的发动机室的右侧边部上设置的悬架塔部，其以在车宽方向上架设在沿前后方向延伸的前纵梁和挡板加强件(均省略图示)上的方式形成。另外，被紧固固定于该悬架塔部1的悬架50是支撑车辆右侧的前轮的悬架。

悬架塔部1具有向上方隆起的筒状的外周壁部40和以覆盖外周壁部40的上面开口的方式形成的上面部10。上面部10被设为两级结构，该上面部10具有让悬架50被紧固固定的底座面部11、形成在比底座面部11更靠内周侧(接近悬架50的中心轴线的一侧)且高一级的位置上的顶面部30、在上下方向上将顶面部30的外周缘与底座面部11的内周缘连接的纵壁部20。外周壁部40以从底座面部11的外周缘向下方延伸的方式形成。包含上面部10(底座面部11、纵壁部20、顶面部30)及外周壁部40的悬架塔部1通过例如铝压铸工艺而被一体地形成。

悬架50在其上端部具有上侧安装部51(参照图3)。上侧安装部51从下侧通过紧固螺栓2及紧固螺母3而被固定于悬架塔部1的底座面部11。底座面部11具有多个被紧固螺栓2及紧固螺母3紧固(通过该紧固而被压接于上侧安装部51)的被紧固部12。在图2所示的俯视下，各被紧固部12以隔开相同的间距P而排列的方式等间隔地设置在以悬架50的中心轴线为中心的圆周上的三处。

顶面部30从上方与被紧固固定的悬架50的上端部相向，俯视下，形成为近似于以三个被紧固部12为顶点的三角形的形状。更详细而言，顶面部30具有被以紧固螺栓2、螺母3的轴心为中心的圆弧切去其的与三角形的各顶点对应的部分而成的形状。换言之，将底座面部11与顶面部30连接的纵壁部20具有：位于顶面部30所呈现的三角形的各顶点部分的圆弧状的圆弧壁部21(相当于本发明的周围壁部)；位于三角形的各个边部分的连结壁部22。

圆弧壁部21在被紧固部12的周围仅形成在悬架50的中心轴线侧而不形成在外周壁部40侧。这样，被紧固部12的外周壁部40侧开放，从而水便难以积留在被紧固部12上。此外，圆弧壁部21以相对于被紧固在被紧固部12上的紧固螺母3的座部3b的外周隔开同等距离的方式沿着该座部3b的外周形成。

此处，紧固螺母3在本实施方式中为凸缘螺母，在其紧固侧的端面(下端)一体地具有圆环状的座部3b。因此，相对于该座部3b而隔开同等距离地沿着该座部3b形成的圆弧壁部21形成为以紧固螺母3(及紧固螺栓2)的轴心为中心的圆弧状。紧固螺母3为六角螺母，即使由其下端面构成的座部的形状为六角形时，圆弧壁部21也以俯视下大致沿六角形的座部形成的方式形成为以紧固螺母3的轴心为中心的圆弧状。此外，即使紧固螺母3经由分体的垫圈(未图示)而被紧固于紧固部12时，圆弧壁部21也以俯视下沿着垫圈的外周形成的方式形成为以紧固螺母3的轴心为中心的圆弧状。

连结壁部22以将相邻的各圆弧壁部21彼此直线地连接的方式形成。

图3是沿着通过被紧固部12的截面(图2的III-III线)而截切悬架塔部1时的纵剖面图。如该图所示，底座面部11在与各被紧固部12对应的位置(共计三处)具有上下贯穿该底座面部11的安装孔13。换言之，被紧固部12是形成在安装孔13周围的圆环状的壁面部。此外，悬架50的上侧安装部51在与被紧固部12的安装孔13对应的位置(共计三处)具有安装孔52。

将悬架50安装于悬架塔部1时，在悬架50以上侧安装部51的安装孔52与被紧固部12的安装孔13相一致的方式被定位的状态下，紧固螺栓2从下方依次被穿通于这些安装孔52、12，并且紧固螺母3被螺合于紧固螺栓2的远端部，从而被压接在被紧固部12上。通过利用了如此的紧固螺栓2、螺母3的紧固，悬架50的上端部被固定于底座面部11的下表面。

此外，被紧固部12被形成为俯视下与紧固后的紧固螺母3的座部3b大致相一致或考虑到紧固位置的参差也能够让紧固螺母3就位的最小限度的大小的平面状。圆弧壁部21以从被紧固部12经由R部(圆形部)14而立起的方式形成，而且如上所述，其以相对于被紧固在被紧固部12上的紧固螺母3的座部3b俯视下隔开同等距离的方式沿着该座部3b形成。因此，从紧固螺母3的座部3b的外周至R部14及圆弧壁部21的距离分别被设定为在周向的范围大致相同。

在顶面部30的中央部形成有沿上下方向贯穿的开口部31，在位于该开口部31的周围的顶面部30的下表面形成有从该下表而向下方突出的环状的开口部肋32(参照图2及图3)。此外，在纵壁部20的内周侧(纵壁部20与开口部肋32之间)形成有从顶而部30的下表而向下方突出的多个内周侧肋33。内周侧肋33从开口部肋32呈放射状向外周侧延伸，以在开口部肋32与纵壁部20之间连结该开口部肋32与该纵壁部20的方式形成。

内周侧肋33位于被紧固固定在底座面部11上的悬架50的上方，形成为与悬架50的上端部(上侧安装部51)大致抵接或者不抵接程度的高度。此外，内周侧肋33具有三个连结开口部肋32与各圆弧壁部21的第一内周侧肋33A和三个连结开口部肋32与各连结壁部22的第二内周侧肋33B。

具体而言，第一内周侧肋33A以将开口部肋32与圆弧壁部21以最短距离连结的方式形成，将圆弧壁部21的周向(圆弧壁部21的呈圆弧的圆周方向)的大致中央部21a与开口部肋32连结。

同样，第二内周侧肋33B以将开口部肋32与连结壁部22以最短距离连结的方式形成，将连结壁部22的长边方向的大致中央部22a与开口部肋32连结。

此外，如图1及图2所示，在纵壁部20的外周侧形成有从底座面部11的上表面向上方突出的多个外周侧肋23。各外周侧肋23从纵壁部20向外周壁部40呈放射状延伸。

外周侧肋23以高度与顶面部30的高度相同或比之较低的方式形成，而且以随着接近外周壁部40而高度逐渐减小的方式形成。此外，外周侧肋23具有六个从圆弧壁部21的周向两端部向外周壁部40呈放射状延伸的第一外周侧肋23A和三个从连结壁部22向外周壁部40呈放射状延伸的第二外周侧肋23B。

此处，第二外周侧肋23B从连结壁部22的长边方向的大致中央部22a延伸，以经由连结壁部22而与第二内周侧肋33B连续的方式形成。换言之，第二内周侧肋33B及第二外周侧肋23B以在从悬架塔部1的上面部10中的顶面部30至底座面部11的大的范围呈放射状连续地延伸的方式形成。

第一内周侧肋33A形成在俯视下与以三个被紧固部12为顶点的三角形的垂线(从三角形的各顶点朝着对边垂直地延伸的线)对应的位置。换言之，任意一个连结壁部22与位于其两侧的一对第一内周侧肋33A、33A形成在俯视下与被从垂心(三条垂线的交点)向各顶点呈放射状延伸的三条线将所述三角形三分割而成的分割三角形的各边对应的位置。

下面，说明本实施方式所涉及的悬架塔结构的作用效果。

上述实施方式中，被紧固部12形成为与紧固螺母3的座部3b大致相一致或考虑到紧固位置的参差也能够让紧固螺母3就位的最小限度的大小的平面状。即，由于被紧固部12的不被紧固螺母3压接的部分(非压接部)的面积小，因此，能够抑制因该非压接部的面积增大而导致的被紧固部12的面刚度的下降。

而且，圆弧壁部21从被紧固部12经由R部14而竖立设置，而且以俯视下相对于被紧固在被紧固部12上的紧固螺母3的座部3b隔开同等距离的方式而沿着该座部3b形成。由此，基于圆弧壁部21，能够效率良好地提高被紧固部12上的悬架50的中心轴线侧的刚度。

此处，基于来自悬架50的上下方向的输入负荷而在被紧固部12上产生的应力在悬架50的中心轴线侧相对增高。对此，上述实施方式中，如上所述，由于被紧固部12上的悬架50的中心轴线侧的刚度被提高，因此，在紧固部12上产生的应力即使是在悬架50的中心轴线侧也不会特别地增大，从而在紧固螺母3的座部3b的周缘的范围产生大致均等的应力。由此，能够缓和因过大的应力产生在被紧固部12的局部上而导致的应力集中，能够有效地提高悬架塔部1的针对上下方向的的输入负荷的刚度(上下方向的刚度)。

此外，由于在底座面部11的上表面形成有从圆弧壁部21的周向的两端部延伸至外周壁部40的第一外周侧肋23A，因此，基于第一外周侧肋23A，能够提高从圆弧壁部21至外周壁部40的大范围的刚度，能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

图4是沿着通过两个被紧固部12的截面(图2的IV-IV线)而截切悬架塔部1时的纵剖面图，模式地表示上下方向的负荷输入到悬架50时的悬架塔部1的变形状况。该图4中，(a)表示变形前的状态；(b)表示基于朝下方的输入负荷而变形的状态；(c)表示基于朝上方的输入负荷而变形的状态。

如图4的(a)所示，当上下方向的负荷从悬架50输入到悬架塔部1时，该输入负荷从上侧安装部51经由紧固螺栓2及紧固螺母3而作用于被紧固部12。于是，表示悬架塔部1以弯曲中心面S为中性面而在上下方向上弯曲地变形的状况，该弯曲中心面S位于包含悬架50的上侧安装部51、底座面部11、纵壁部20及顶面部30的结构体的上下方向的大致中心位置。

例如，当朝下方的负荷从悬架50输入时，如图4的(b)所示，悬架塔部1的上面部10以弯曲中心面S为中性面而向下方弯曲地呈圆顶状变形。同样，当朝上方的负荷从悬架50输入时，如图4的(c)所示，悬架塔部1的上面部10以弯曲中心面S为中性面而向上方弯曲地呈圆顶状变形。

此处，上述实施方式中，由于顶面部30位于相对于弯曲中心面S离开距离处而且内周侧肋33形成在其下表面，因此，在形成有内周侧肋33的部分的上下方向的剖面中，以弯曲中心面S为基准的截面二次矩增人。由此，提高了悬架塔部1的针对上下方向的输入负荷的刚度，因此，抑制了来自悬架50的上下方向的输入负荷所导致的悬架塔部1的上下方向的变形。

而且，由于内周侧肋33形成在顶面部30的下表面，因此，不会出现悬架塔部1往上方大型化的情况。

此外，如图1及图2所示，在底座面部11的上表面形成有经由连结壁部22而与第二内周侧肋33B连续的第二外周侧肋23B，基于这些第二内周侧肋33B及第二外周侧肋23B而构成从连结壁部22的内周侧向外周侧连续地延伸的放射状肋。即，被第二内周侧肋33B提高了刚度的部分和被第二外周侧肋23B提高了刚度的部分彼此连续而没有被分开。由此，能够在从顶面部30至底座面部11的大的范围提高悬架塔部1的上面部10中的上下方向的刚度，能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

此外，由于第二外周侧肋23B均延伸至外周壁部40的上部，因此，能够将第二外周侧肋23B形成为俯视下的长条形状，基于该长条形状的第二外周侧肋23B，能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

而且，由于在顶面部30的下表面形成有围绕开口部31的环状的开口部肋32，并且该开口部肋32与纵壁部20被内周侧肋33连结，因此，能够进一步加强顶面部30，能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

此外，上述实施方式中，由于在各被紧固部12的周围分别立设(竖立设置)有圆弧壁部21并且各圆弧壁部21彼此被连结壁部22直线地连结，因此，能够抑制被紧固部12之间的间距P的扩大或缩小。例如，当上下方向的负荷从悬架50输入时，能够抑制因上面部10的上下方向的圆顶状变形而导致的被紧固部12之间的间距P的扩大或缩小。由此，上面部10的圆顶状变形被抑制，从而能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

而且，由于连结壁部22形成在俯视下与三角形的各个边对应的位置，因此，基于所谓的桁架效果，各连结壁部22彼此效率良好地被加强。由此，能够抑制被紧固部12之间的间距P的扩大或缩小，能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

此外，由于任意一个连结壁部22与位于其两侧的一对第一内周侧肋33A、33A形成在俯视下与分割所述三角形而成的分割三角形的各个边对应的位置，因此，基于桁架效果，连结壁部22及各第一内周侧肋33A彼此效率良好地被加强。由此，能够进一步抑制被紧固部12之间的间距P的扩大或缩小，从而能够更有效地提高悬架塔部1的上下方向的刚度。

另外，上述实施方式中，为了防止水积留在被紧固部12上而仅在被紧固部12的周围中的悬架50的中心轴线侧形成圆弧壁部21，从而使被紧固部12的外周壁部40侧的周围开放。然而，在采取了利用盖等来使水不会积留的对策的情况下，或者即使水积留在被紧固部12上也不成问题的情况下，也可以如图5所示的变形例那样，采用具备圆筒状的圆筒壁部121的悬架塔部100，该圆筒状的圆筒壁部121将紧固部112在整周范围包围。

在被紧固部12的周围设置圆筒壁部121的情况下，如图5所示，可以沿着将各圆筒壁部121的外周彼此连接的切线(靠近外周壁部140侧的切线)直线地形成连结壁部122。此外，也可形成多个(例如每一个圆筒壁部121设置三个)连结开口部肋131与圆筒壁部121的第一内周侧肋133A。基于形成多个第一内周侧肋133A，能够进一步提高圆筒壁部121和顶面部130和第一内周侧肋133A之间的连结强度。

悬架塔部并不仅限于由所例示的铝压铸工艺来形成，其可以由其他的各种方法形成，悬架塔部例如可以通过以铁或以铝以外的轻合金作为原材料的铸造或锻造来形成。此外，也可以通过对钢板进行冲压成形或者将多个金属坯料焊接来形成悬架塔部。此外，作为悬架塔部的材料也可以采用CFRP(碳纤维增强塑料)。

图6中表示了由冲压成形而形成的另一变形例所涉及的悬架塔部200。在该图所示的变形例中，各被紧固部212中的悬架50的中心轴线侧的区域以与紧固螺母3的座部3b的形状大致相一致的方式形成。此外，棱线部222以将各被紧固部212直线地连接的方式形成。

由此，通过棱线部222能够有效地抑制被紧固部212之间的间距P的扩大或缩小，并且能够抑制被紧固部212上的应力集中，因此，能够有效地提高悬架塔部200的上下方向的刚度。

内周侧肋及外周侧肋等肋也可以由与悬架塔部的上面部相同的材料一体地形成，出可以通过例如焊接而将分体的肋接合于上面部，也可以通过冲压成形来形成肋。此外，也可以将级差部的纵壁作为肋来予以利用。

此外，上述实施方式中，在悬架塔部1的上面部10上形成三个被紧固部12，不过，被紧固部的数量并不限定于此，其可以为例如两个或四个以上。即使在任一者的情况下，都能够形成在中央侧(悬架的中心轴线侧)呈圆弧状包围各被紧固部的周围的圆弧壁部或呈圆筒状包围各被紧固部的周围的圆筒壁部，并且能够通过连结壁部直线地连接相邻的各圆弧壁部(圆筒壁部)之间，而且能够在顶面部的下表面形成内周侧肋，该顶面部形成在比底座面部高出圆弧壁部(圆筒壁部)及连结壁部的高度的位置。此外，在被紧固部的数量被设为两个时，也可以在顶面部上不形成开口部。

此外，上述实施方式中，对本发明被应用于将支撑车辆的前轮的悬架(前悬架)予以固定的悬架塔部的情形进行了说明，不过，本发明可以应用的悬架塔部并不限定于此，本发明还可以应用于将例如支撑车辆的后轮的悬架(后悬架)予以固定的悬架塔部。

另外，本发明是可以在不脱离发明内容所记载的本发明的主旨及范围内进行各种变形及变更的。

Claims (3)

1.一种车辆的悬架塔结构，其特征在于包括：

悬架塔部，设于车身；

多个紧固构件，将悬架的上端部紧固固定于所述悬架塔部；其中，

所述悬架塔部的上面部具有底座面部和多个周围壁部，所述底座面部包含多个被所述多个紧固构件紧固的被紧固部，所述多个周围壁部以分别位于各所述被紧固部的周围的方式从所述底座面部竖立设置，

所述周围壁部以相对于所述紧固构件的座部的外周隔开同等距离的方式沿着该座部的外周形成。

2.根据权利要求1所述的车辆的悬架塔结构，其特征在于：

所述悬架塔部具有从所述底座面部的外周缘向下方延伸的外周壁部，

所述周围壁部形成为包围所述被紧固部的周围中的所述悬架的中心轴线侧部分的圆弧状，

在所述底座面部的上表面形成有从所述周围壁部的周向的两端部向所述外周壁部侧延伸的外周侧肋。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的悬架塔结构，其特征在于：

所述上面部包括三个所述被紧固部和三个所述周围壁部，

在所述底座面部的上表面形成有三个将三个所述周围壁部彼此直线地连结的连结壁部，

在俯视下，三个所述连结壁部分别与三角形的各边对应地设置。