JP2005075133A - サスペンションタワーの補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両上方に開口した断面を有するカウルトップ部材を備えた車両であっても、サスペンションタワー間の剛性を当該カウルトップ部材で確保可能なサスペンションタワーの補強構造を提供する。
【解決手段】 ストラット型サスペンションを支持する左右一対のストラットタワー（サスペンションタワー）(6)の側壁(6b)とダッシュパネルの上縁に沿い延設されたカウルトップ(14)の前壁（側壁）(14a)とをガセット(20)により連結するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、サスペンションタワーの補強構造に係り、詳しくは、車両のエンジンルームに車体部材の一部として形成された左右一対のサスペンションタワーの車両幅方向内方への倒れを防止し、サスペンションタワー間の剛性を高める技術に関する。

乗用車等の車両においては、一般に操舵輪である前車輪用の懸架装置としてストラット型フロントサスペンションが多く採用されている。そして、このストラット型フロントサスペンションを支持するため、車両のエンジンルームには、車体部材の一部として左右一対のサスペンションタワー、即ちストラットタワーが鋼板により塔状に形成されており、ストラット型フロントサスペンションは、当該ストラットタワーの頂部において支持されている。

ところで、車両走行中、ストラットタワーは車輪からの入力を強く受けることになるが、ストラット型フロントサスペンションは車両の走行性能上の理由から上方に行くに従い車両幅方向内方に傾斜しているため、ストラットタワーにフロントサスペンションを介して車輪からの入力が作用すると、ストラットタワーや周りの部材（フードリッジパネル等）は鋼板製であるために撓み易く、ストラットタワーが車両幅方向内方に傾倒し易いという難点がある。

このようにストラットタワーが車両幅方向内方に傾倒してしまうと、ストラット型フロントサスペンションの傾斜角が微妙に変化することとなり、車輪の操舵性能、即ちステアリング性能に影響を及ぼし好ましいことではない。特に、コーナリング時には外輪側に大きな入力が作用するのであるが、このような場合において外輪側のストラットタワーが車両幅方向内方に大きく傾倒し易く、故に外輪側のステアリング性能が悪化し、十分な旋回性能を確保できないという問題がある。

そこで、ストラットタワーの上部と当該ストラットタワーの後方側に位置するカウルトップボックスの上面とをガセットで連結することによりストラットタワーの傾倒を防止した車体構造等が考えられている（特許文献１参照）。
実開平１−１２３７７９号公報

ところで、上記特許文献１に開示された車体構造では、従来より一般的なカウルトップボックスを採用しており、当該カウルトップボックスでは完全なる閉断面構造を呈しているため、このようにガセットをカウルトップボックスの上面で連結するようにしても比較的十分な剛性が確保される。
しかしながら、近年、車両のスタイリング等の向上に重点が置かれ、ワイパモータやワイパリンクを収納可能なよう、カウルトップボックスに代えて車両上方に開口した断面を有するカウルトップ部材が広く採用される傾向にあり、このようなカウルトップ部材では、ガセットの取付代を当該カウルトップ部材の上面に確保できない、或いはカウルトップ部材の前壁の上部開放端に連結したとしても当該開放端では十分な剛性を確保できないという問題がある。

また、特にセダン系やハードトップ系の乗用車の場合には、一般に前車輪は比較的前寄りに位置しており、故にストラットタワーとカウルトップ部材との間には隙間が生じざるを得ず、これらストラットタワーとカウルトップ部材とを一体に構成することは現実的に困難である。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両上方に開口した断面を有するカウルトップ部材を備えた車両であっても、サスペンションタワー間の剛性を当該カウルトップ部材で確保可能なサスペンションタワーの補強構造を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１のサスペンションタワーの補強構造では、車両のエンジンルームを構成する車体部材の一部として設けられ、サスペンションを支持するサスペンションタワーと、前記エンジンルームを構成する車体部材の一部としてダッシュパネルの上縁に沿って設けられ、車両上方に開口する断面を有して車両幅方向に延設されるカウルトップと、前記サスペンションタワーの側壁と前記カウルトップの側壁とを連結するガセットとを備えたことを特徴としている。

また、請求項２のサスペンションタワーの補強構造では、前記ガセットは、前記カウルトップの側壁に対向して開口する開口部を有し、該カウルトップの側壁との結合により閉断面構造を形成することを特徴としている。
また、請求項３のサスペンションタワーの補強構造では、前記ガセットは、前記サスペンションタワーの側壁の形状に沿う湾曲面が前記サスペンションタワーの側壁と結合されるとともに、前記サスペンションタワーの側壁から車両幅方向内方に向けて前記カウルトップの側壁に徐々に接近しながら該カウルトップの側壁の形状に沿うように延びて該カウルトップの側壁と結合されていることを特徴としている。

また、請求項４のサスペンションタワーの補強構造では、前記ガセットの車両幅方向内方側に設けられ、前記サスペンションタワーの側壁と該ガセットとを連結するブレースをさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項５のサスペンションタワーの補強構造では、前記ブレースは、一端が前記サスペンションタワーの側壁に沿い前記ガセットから離間する方向に延びて該サスペンションタワーと連結される一方、他端が前記ガセットに沿い延びて該ガセットと連結されていることを特徴としている。

本発明に係る請求項１のサスペンションタワーの補強構造によれば、車両上方に開口する断面を有するカウルトップを備えた車両等であっても、サスペンションタワーの側壁とカウルトップの側壁とをガセットで連結することにより、サスペンションタワーへの車輪からの入力をカウルトップで十分に受け止めることができ、サスペンションタワー間の剛性を確実に向上させることができる。

これにより、車両の走行時において、例えばストラット型フロントサスペンションの傾斜角の変化が防止され、安定した操舵性能、ステアリング性能を維持でき、スポーティな走行性能を実現することができる。
また、請求項２のサスペンションタワーの補強構造によれば、ガセットはカウルトップの側壁との結合により閉断面構造を形成するので、ガセットの剛性を高めてサスペンションタワーとカウルトップとの結合を強固なものにでき、ひいてはサスペンションタワー間の剛性をより確実に向上させることができる。

また、請求項３のサスペンションタワーの補強構造によれば、ガセットはサスペンションタワーの側壁から車両幅方向内方にカウルトップの側壁に徐々に接近しながら該カウルトップの側壁の形状に沿うように延びてカウルトップと結合されているので、サスペンションタワーへの車輪からの入力をガセットの面に沿ってカウルトップに伝達でき、故に車両幅方向の剛性を高めるようにでき、サスペンションタワー間の剛性をより確実に向上させることができる。

また、請求項４のサスペンションタワーの補強構造によれば、ガセットの車両幅方向内方側にサスペンションタワーの側壁とガセットとを連結するブレースが設けられているので、当該ブレースによりガセットが補強され、サスペンションタワー間の剛性をより一層確実に向上させることができる。
また、請求項５のサスペンションタワーの補強構造によれば、請求項４において、ブレースは、一端がサスペンションタワーの側壁に沿いガセットから離間する方向に延びて該サスペンションタワーと連結される一方、他端がガセットに沿い延びて該ガセットと連結されているので、ブレースによってサスペンションタワーの側壁とガセットとの連結部分の口開きを防止でき、サスペンションタワー間の剛性をさらに確実に向上させることができる。

以下、本発明に係るサスペンションタワーの補強構造の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１を参照すると、乗用車のエンジンルーム周りのうち、本発明に係るサスペンションタワーの補強構造を含む左側部周辺の車体構造が斜視図で示されており、以下同図に基づきエンジンルーム周りの車体構造について説明する。なお、図示しない右側部周辺の車体構造については、車両中心を挟んで当該左側部周辺の車体構造と対称である。

エンジンルーム周りでは、一対のフロントサイドメンバ１，１はダッシュクロスメンバ２及び図示しないフロントクロスメンバによって連結されており、フロントサイドメンバ１，１には一対のフードリッジ４，４の下部がそれぞれ接続されている。
フードリッジ４，４には、操舵輪である前車輪を懸架するストラット型フロントサスペンション（図示せず）を支持する一対のストラットタワー（サスペンションタワー）６，６が一体または別体にそれぞれ形成されている。詳しくは、ここでは、フードリッジ４，４はフードリッジフロント４ａ，４ａ、フードリッジアッパ４ｂ，４ｂ及びフードリッジリヤ４ｃ，４ｃからなり、ストラットタワー６，６はフードリッジリヤ４ｃ，４ｃと一体に構成されている。これより、ストラット型フロントサスペンションは、上端がストラットタワー６，６の頂部に設けられたストラットベース６ａ，６ａに締結具で固定されて支持される。

ダッシュクロスメンバ２にはダッシュパネル８の下部が接続されており、当該ダッシュパネル８の両端はフードリッジ４，４の後端、即ちフードリッジリヤ４ｃ，４ｃ及び一対のサイドボディ１０，１０の前端にそれぞれ接続されている。
ダッシュパネル８の上部には当該ダッシュパネル８の上縁に沿うようにしてカウルトップ１２が接続されており、当該カウルトップ１２の両端はフードヒンジ（図示せず）を固定するエクステンション１８，１８を介してフードリッジ４，４の上部、即ちフードリッジアッパ４ｂ，４ｂに接続されている。

カウルトップ１２は、車両上方に向けて断面が「ハット形状」に開口するカウルトップロワ１４の後壁１４ｂの後側に当該後壁１４ｂと閉断面構造を構成するようにカウルトップインナ１５が接続され、後壁１４ｂの前側にやはり当該後壁１４ｂと閉断面構造を構成するようにカウルトップアッパ１６が接続されて構成されている。即ち、カウルトップ１２は所謂オープン断面を有するカウルトップで構成されている。

そして、ストラットタワー６，６の側壁６ｂ，６ｂとカウルトップ１２の前壁、即ちカウルトップロワ１４の前壁１４ａとの間には、本発明に係るガセット２０，２０及びブレース２２，２２がそれぞれ設けられている。
なお、カウルトップロワ１４の前壁１４ａと後壁１４ｂとからカウルトップ１２の側壁が形成されている。

図２を参照すると、図１のうち、フードリッジリヤ４ｃと一体をなすストラットタワー６、カウルトップロワ１４、ガセット２０及びブレース２２のみを表した本発明に係るストラットタワーの補強構造の詳細図が示されており、図３を参照すると、フードリッジリヤ４ｃと一体をなすストラットタワー６、カウルトップロワ１４、ガセット２０及びブレース２２、即ち本発明に係るストラットタワーの補強構造をなす部材の分解構成図が示されており、また図４を参照すると、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図が、図５を参照すると図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図が、図６を参照すると図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図が示されており、以下これら図２乃至図６に基づき説明する。なお、図４乃至図６中の＊印は溶接点を示す。

図３及び図４に示すように、ガセット２０は、プレス成形により、ストラットタワー６の側壁６ｂとカウルトップロワ１４の前壁１４ａとの間においてカウルトップロワ１４の前壁１４ａに対向して開口する開口部を有するように構成されている。そして、図２及び図４に示すように、当該開口部の背面では、湾曲面２０ａが側壁６ｂに沿い形成されながら当該側壁６ｂに溶接されている。さらに、前壁１４ａに沿い形成されたフランジ２０ｂが前壁１４ａに溶接され、フランジ２０ｃがフードリッジリヤ４ｃとともに底部１４ｃに溶接されている。

即ち、ストラットタワー６の側壁６ｂとカウルトップロワ１４の前壁１４ａとの間では、図４に示すように、ガセット２０はフランジ２０ｂとフランジ２０ｃとがカウルトップロワ１４の前壁１４ａに溶接されて閉断面構造をなしており、ストラットタワー６の側壁６ｂは当該閉断面構造を介してカウルトップロワ１４の前壁１４ａに高い剛性を有して強固に接続されている。

また、ガセット２０は傾斜面２０ｅを有し、当該傾斜面２０ｅは、側壁６ｂからカウルトップロワ１４の前壁１４ａに徐々に接近しながら、即ち図６に示すように閉断面構造の閉断面空間を徐々に収束させながら当該前壁１４ａの形状に沿うようにして車両幅方向内方に延びており、その先端部２０ｄは、図５に示すように、やはりカウルトップロワ１４の前壁１４ａ及び底部１４ｃに溶接されている。つまり、ガセット２０は、車輪からストラットタワー６への入力をガセット２０の面に沿ってカウルトップロワ１４に伝達可能に構成されている。なお、ガセット２０が前壁１４ａに徐々に接近する際のこれらガセット２０と前壁１４ａとのなす角θは、図６に示すように４５°程度或いはそれ以下であることが望ましい。

このように、ガセット２０が、閉断面構造をなし且つ前壁１４ａの形状に沿うように車両幅方向内方に延びてカウルトップロワ１４の前壁１４ａに接続されていると、上述したように車輪を懸架するストラット型フロントサスペンションは車両の走行性能上の理由から上方に行くに従い車両幅方向内方に傾斜しており、ストラットタワー６に当該フロントサスペンションを介して車輪から大きな入力が作用したときにはストラットタワー６が車両幅方向内方に傾倒し易いのであるが、このような場合であっても、ストラットタワー６はガセット２０を介してカウルトップロワ１４の前壁１４ａによって強固に支持される。

即ち、乗用車で多用される断面が「ハット形状」のオープン断面を有するカウルトップ１２では、開放端となる上面フランジ部は剛性が低く、上記特許文献１に示すようなカウルトップ上面部を結合するガセットでは車輪からの大きな入力を受け止めることが困難であるところ、このようにストラットタワー６の側壁６ｂとカウルトップロワ１４の前壁１４ａとをガセット２０で連結することにより、ストラットタワー６への車輪からの入力をカウルトップ１２で十分に受け止めることが可能となり、ストラットタワー６，６間の剛性が確実に向上する。つまり、ストラットタワー６がガセット２０によって十分に補強される。

特に、ガセット２０が４５°程度或いはそれ以下の角度を有してカウルトップロワ１４の前壁１４ａに徐々に接近して接続されることにより、車輪からのストラットタワー６への入力がガセット２０の面に沿い良好にカウルトップロワ１４に伝達されることになり、車両幅方向で高い支持剛性が得られる。
これにより、ストラットタワー６の車両幅方向内方への傾倒が良好に防止され、車両の走行時において、ストラット型フロントサスペンションの傾斜角の変化を良好に防止することができる。故に、車輪の操舵状態を一定に保持して安定した操舵性能を確保でき、即ち高いステアリング性能を維持でき、スポーティな走行性能を実現することが可能である。

例えば、コーナリング時には外輪側に大きな入力が作用し、外輪側のストラットタワー６が車両幅方向内方に大きく傾倒し易いのであるが、このような場合であっても外輪側のステアリング性能の悪化が防止され、十分な旋回性能を確保することができる。
また、カウルトップロワ１４の前壁１４ａには、当該前壁１４ａの剛性を確保すべく車両幅方向に延びて段１４ｄが形成されており、ガセット２０の先端部２０ｄは、当該段１４ｃの稜線に沿い延びて前壁１４ａ及び底部１４ｃに溶接されている。

このように前壁１４ａに車両幅方向で段１４ｄが形成されていると、当該段１４ｄの部分では曲げ変形が起こり難く、高い剛性が確保されることになり、これにより、車両幅方向でやはり高い支持剛性が得られる。
また、図２及び図３に示すように、ブレース２２は、プレス成形により、上部の一端にストラットタワー６の側壁６ｂに沿う湾曲面２２ａが形成される一方、上部の他端にガセット２０の傾斜面２０ｅに沿うように傾斜面２２ｂが形成されるとともに当該傾斜面２２ｂと連続して先端部２０ｄに沿うように先端部２２ｃが形成されて構成され、ガセット２０の車両幅方向内方側に配設されている。詳しくは、図６に示すように、湾曲面２２ａは車両幅方向内方にガセット２０の湾曲面２０ａから離間するように形成されている。そして、図４乃至図６に示すように、湾曲面２２ａがストラットタワー６の側壁６ｂに溶接され、先端部２２ｃがガセット２０の先端部２０ｄと共にカウルトップロワ１４の前壁１４ａ及び底部１４ｃに溶接されている。また、傾斜面２２ｂもガセット２０の傾斜面２０ｅに溶接されている。なお、ブレース２２には下方にフードリッジリヤ４ｃ，４ｃに沿い延びて面２２ｄが形成されており、当該面２２ｄはフードリッジリヤ４ｃ，４ｃに溶接されている。

つまり、ブレース２２によってストラットタワー６の側壁６ｂとガセット２０とが連結されることで、ガセット２０による側壁６ｂと前壁１４ａ間の支持剛性が高められ、ストラットタワー６，６間の剛性のさらなる向上が図られている。
特に、ブレース２２の湾曲面２２ａがストラットタワー６の側壁６ｂにガセット２０の湾曲面２０ａから離間するように延びて溶接され、先端部２２ｃがガセット２０に沿い延びて先端部２０ｄに溶接されることにより、ガセット２０とストラットタワー６の側壁６ｂとの口開きが良好に防止され、ストラットタワー６，６間の剛性が確実に向上する。

以上で本発明に係るサスペンションタワーの補強構造の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、ガセット２０とともにブレース２２を配設するようにしたが、ブレース２２を設けず、ガセット２０だけであっても十分な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、ガセット２０とカウルトップロワ１４の前壁１４ａとから閉断面構造を形成するようにしたが、このような閉断面構造を形成せず、ガセット２０が単にカウルトップロワ１４の前壁１４ａの形状に沿うように車両幅方向内方に延びて当該前壁１４ａに接続されるだけの構成であってもよく、これによっても十分な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、ガセット２０がカウルトップロワ１４の前壁１４ａの形状に沿うように車両幅方向内方に延びて当該前壁１４ａに接続されるようにしたが、ガセット２０が単純にストラットタワー６の側壁６とカウルトップロワ１４の前壁１４ａとを連結するだけの構成であってもよく、この際、上記閉断面構造を形成しなくてもよく、これによってもある程度の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、カウルトップロワ１４の前壁１４ａに段１４ｄを設けるようにし、ガセット２０の先端部２０ｄを当該段１４ｃの稜線に沿うようにして前壁１４ａ及び底部１４ｃに溶接するようにしたが、カウルトップロワ１４が当該段１４ｃを有していなくても十分な効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、ガセット２０のフランジ２０ｃをカウルトップロワ１４の底部１４ｃに沿い形成し、ガセット２０をカウルトップロワ１４の前壁１４ａのみならず底部１４ｃにも溶接するようにしているが、例えばフランジ２０ｃの代わりにフランジ２０ｂと同様の前壁１４ａに沿うフランジを設け、ガセット２０をカウルトップロワ１４の前壁１４ａだけに溶接するようにしてもよい。このようにしても十分な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、ブレース２２の先端部２２ｃをガセット２０の先端部２０ｄと共にカウルトップロワ１４の前壁１４ａ及び底部１４ｃに溶接するようにしたが、ブレース２２の先端部２２ｃをガセット２０にのみ溶接するようにしてもよい。

エンジンルーム周りのうち、本発明に係るサスペンションタワーの補強構造を含む左側部周辺の車体構造を示す斜視図である。 本発明に係るサスペンションタワーの補強構造の詳細図である。 本発明に係るサスペンションタワーの補強構造をなす部材の分解構成図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

符号の説明

６ ストラットタワー（サスペンションタワー）
６ｂ 側壁
１２ カウルトップ
１４ カウルトップロワ
１４ａ 前壁（側壁）
２０ ガセット
２２ ブレース

Claims (5)

1. 車両のエンジンルームを構成する車体部材の一部として設けられ、サスペンションを支持するサスペンションタワーと、
   前記エンジンルームを構成する車体部材の一部としてダッシュパネルの上縁に沿って設けられ、車両上方に開口する断面を有して車両幅方向に延設されるカウルトップと、
   前記サスペンションタワーの側壁と前記カウルトップの側壁とを連結するガセットと、
   を備えたことを特徴とするサスペンションタワーの補強構造。
2. 前記ガセットは、前記カウルトップの側壁に対向して開口する開口部を有し、該カウルトップの側壁との結合により閉断面構造を形成することを特徴とする、請求項１記載のサスペンションタワーの補強構造。
3. 前記ガセットは、前記サスペンションタワーの側壁の形状に沿う湾曲面が前記サスペンションタワーの側壁と結合されるとともに、前記サスペンションタワーの側壁から車両幅方向内方に向けて前記カウルトップの側壁に徐々に接近しながら該カウルトップの側壁の形状に沿うように延びて該カウルトップの側壁と結合されていることを特徴とする、請求項１または２記載のサスペンションタワーの補強構造。
4. 前記ガセットの車両幅方向内方側に設けられ、前記サスペンションタワーの側壁と該ガセットとを連結するブレースをさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載のサスペンションタワーの補強構造。
5. 前記ブレースは、一端が前記サスペンションタワーの側壁に沿い前記ガセットから離間する方向に延びて該サスペンションタワーと連結される一方、他端が前記ガセットに沿い延びて該ガセットと連結されていることを特徴とする、請求項４記載のサスペンションタワーの補強構造。

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