JP2014125174A - 車両用鋳ぐるみ構造体及び車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイキャスト部材からのバリがつなぎ部材に達することを抑制しつつ、つなぎ部材に応力及び歪が集中することを抑制することが課題である。
【解決手段】サスペンションタワー構造体１４は、ダイキャスト部材３８と、鋳ぐるみ部材４０と、つなぎ部材４２とを備えている。鋳ぐるみ部材４０は、ダイキャスト部材３８に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部７４と、ダイキャスト部材３８から突出する突出部７６とを有している。つなぎ部材４２は、突出部７６の突出方向に沿って延びると共に、突出部７６の突出方向への延長上に設けられている。また、このつなぎ部材４２は、突出部７６よりも板厚が厚く形成されており、突出部７６と差厚結合により結合されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用鋳ぐるみ構造体及び車体前部構造に関する。

特許文献１には、ダイキャスト部材と、ダイキャスト部材に鋳ぐるみされたつなぎ部材とを備えた車両用部材の鋳ぐるみ構造が開示されている。この鋳ぐるみ構造において、つなぎ部材には、ダイキャスト部材との境界付近に屈曲部が形成されることにより、段差が設けられている。

この鋳ぐるみ構造によれば、ダイキャスト部材の成型時にダイキャスト部材からつなぎ部材側にバリが発生した場合でも、つなぎ部材に段差が設けられているので、つなぎ部材の溶接面にバリが達することを抑制できるとされている。

特開２０１０−１９４５８３号公報

しかしながら、この鋳ぐるみ構造では、つなぎ部材の長さ方向（サスペンションタワーに適用された場合の一例として、車両上下方向）に沿ってダイキャスト部材に荷重が入力された場合には、つなぎ部材の段差周辺部（屈曲部）に応力及び歪が集中する虞がある。

本発明は、上記事情を鑑み、ダイキャスト部材からのバリがつなぎ部材に達することを抑制しつつ、つなぎ部材に応力及び歪が集中することを抑制することができる車両用鋳ぐるみ構造体及び車体前部構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用鋳ぐるみ構造体は、ダイキャスト部材と、前記ダイキャスト部材に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部と、前記ダイキャスト部材から突出する突出部とを有する板状の鋳ぐるみ部材と、前記突出部の突出方向に沿って延びると共に、前記突出部の突出方向への延長上に設けられ、且つ、前記突出部よりも板厚が厚く形成されて、前記突出部と差厚結合により結合された板状のつなぎ部材と、を備えている。

また、前記目的を達成するために、請求項２に記載の車体前部構造は、フロントサスペンションを収容するサスペンションタワーを備えたダイキャスト部材と、前記ダイキャスト部材に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部と、前記ダイキャスト部材から車両下側に突出する突出部とを有する板状の鋳ぐるみ部材と、前記突出部の突出方向に沿って延びると共に、前記突出部の突出方向への延長上に設けられ、且つ、前記突出部よりも板厚が厚く形成されて、前記突出部と差厚結合により結合された板状のつなぎ部材と、前記つなぎ部材と結合されたフランジを有するフロントサイドメンバと、を備えている。

上記本発明によれば、鋳ぐるみ部材は、ダイキャスト部材から突出する突出部を有している。また、つなぎ部材は、突出部の突出方向に沿って延びると共に、突出部の突出方向への延長上に設けられている。このつなぎ部材は、突出部よりも板厚が厚く形成されており、突出部と差厚結合により結合されている。従って、鋳ぐるみ部材とつなぎ部材との境界部には、鋳ぐるみ部材とつなぎ部材との間の板厚差が生じている。このため、ダイキャスト部材の成型時にダイキャスト部材から鋳ぐるみ部材側にバリが発生した場合でも、この板厚差によりつなぎ部材にバリが達することを抑制することができる。

しかも、つなぎ部材は、突出部の突出方向に沿って延びると共に、突出部の突出方向への延長上に設けられている。従って、突出部の突出方向に沿ってダイキャスト部材に荷重が入力された場合でも、つなぎ部材に応力及び歪が集中することを抑制することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、ダイキャスト部材からのバリがつなぎ部材に達することを抑制しつつ、つなぎ部材に応力及び歪が集中することを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るサスペンションタワー構造体及びフロントサイドメンバを備えた車体前部構造における右側部の構成を示す斜視図である。 図１の２−２線断面図である。 図２の要部拡大図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンションタワー構造体及びこれを製造する金型を示す断面図である。 参考例に係るサスペンションタワー構造体及びフロントサイドメンバを備えた車体前部構造における右側部の構成を示す斜視図である。 図５の６−６線断面図である。 参考例に係る車体前部構造の変形例を示す斜視図である。

［本発明の一実施形態］
はじめに、本発明の一実施形態について説明する。

なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＲＨは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側（車両右側）をそれぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る車体前部構造１０は、フロントサイドメンバ１２と、車両用鋳ぐるみ構造体の一例であるサスペンションタワー構造体１４とを備えている。図１には、車体前部構造１０の右側部が示されている。この車体前部構造１０の左側部は、右側部と左右対称に構成されている。以下では、車体前部構造１０の右側部について説明し、車体前部構造１０の左側部については説明を省略する。

フロントサイドメンバ１２は、車体前部における車両幅方向中央部よりも車両幅方向外側に配置されている。このフロントサイドメンバ１２は、後述するサスペンションタワー構造体１４の下部に沿って車両前後方向に延びている。このフロントサイドメンバ１２は、車両幅方向に分割されたサイドメンバインナ１６及びサイドメンバアウタ１８を備えている。このサイドメンバインナ１６及びサイドメンバアウタ１８は、いずれもスチール製とされている。

サイドメンバインナ１６は、上フランジ２０、上壁部２２、側壁部２４、及び、下フランジ２６を有している。上フランジ２０は、上壁部２２における車両幅方向外側の端部から車両上側に延出されている。上壁部２２における車両幅方向内側の端部には、側壁部２４における車両上側の端部が接続されている。下フランジ２６は、側壁部２４における車両下側の端部から車両下側に延出されている。

サイドメンバアウタ１８は、上フランジ３０、下壁部３２、側壁部３４、及び、下フランジ３６を有している。上フランジ３０は、側壁部３４における車両上側の端部から車両上側に延出されている。下壁部３２における車両幅方向外側の端部には、側壁部３４における車両下側の端部が接続されている。下フランジ３６は、下壁部３２における車両幅方向内側の端部から車両下側に延出されている。

サスペンションタワー構造体１４は、ダイキャスト部材３８と、鋳ぐるみ部材４０と、つなぎ部材４２とを備えている（図２，図３も参照）。ダイキャスト部材３８は、例えば、アルミニウムやマグネシウム軽合金等の軽金属により形成された鋳物製とされている。このダイキャスト部材３８は、サスペンションタワー４４、エプロンアッパメンバ４６、及び、エプロン４８を一体に有している。

サスペンションタワー４４は、タワー状に形成されており、複数の縦壁部５０，５２，５４と天壁部５６を有している。縦壁部５０と縦壁部５２とは、車両前後方向に対向しており、縦壁部５４は、一対の縦壁部５０，５２における車両幅方向内側の端部を連結している。天壁部５６は、複数の縦壁部５０，５２，５４の各々における車両上側の端部とそれぞれ接続されている。

図２に示されるように、サスペンションタワー４４の内部には、フロントサスペンション５８が収容されている。このフロントサスペンション５８は、例えばストラット形式とされており、スプリング６０及びショックアブソーバ６２を有している。天壁部５６には、サスペンション取付孔６４が形成されており、フロントサスペンション５８の上部は、この天壁部５６におけるサスペンション取付孔６４の周囲部に取り付けられている。

エプロンアッパメンバ４６は、サスペンションタワー４４の天壁部５６に沿って車両前後方向に延びている。このエプロンアッパメンバ４６は、フロントサイドメンバ１２よりも車両上側且つ車両幅方向外側に配置されている。このエプロンアッパメンバ４６は、車両幅方向外側に開口する開断面状に形成されている。つまり、このエプロンアッパメンバ４６は、車両上下方向に対向する上壁部６６及び下壁部６８と、この上壁部６６及び下壁部６８における車両幅方向内側の端部同士を連結する側壁部７０とを有している。上壁部６６は、サスペンションタワー４４の天壁部５６と車両幅方向に連続して形成されている。

図１に示されるように、エプロン４８は、サスペンションタワー４４の車両前側及び車両後側に形成されている。このエプロン４８は、エプロンアッパメンバ４６に形成された側壁部７０の下端部から車両下側且つ車両幅方向内側に向けて延びている。このエプロン４８の下端部及び上述のサスペンションタワー４４の下端部は、ダイキャスト部材３８の下部７２と接続されている。ダイキャスト部材３８の下部７２は、板状に形成されており、車両幅方向を厚さ方向として車両前後方向に延びている。

図３に示されるように、鋳ぐるみ部材４０は、車両幅方向を板厚方向とすると共にダイキャスト部材３８の下部７２に沿って車両前後方向に延びる板状に形成されている。この鋳ぐるみ部材４０は、スチール製とされており、ダイキャスト部材３８の成型時にダイキャスト部材３８と一体化されている。この鋳ぐるみ部材４０は、ダイキャスト部材３８に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部７４と、ダイキャスト部材３８の下端部３８Ａから車両下側に突出する突出部７６とを有している。

つなぎ部材４２は、鋳ぐるみ部材４０と同様に、車両幅方向を板厚方向とすると共にダイキャスト部材３８の下部７２に沿って車両前後方向に延びる板状に形成されている。このつなぎ部材４２は、スチール製とされており、突出部７６の車両下側に配置されている。このつなぎ部材４２は、突出部７６よりも板厚が厚く形成されており、突出部７６と差厚結合により結合されている。また、このつなぎ部材４２は、突出部７６の突出方向（車両上下方向）に沿って延びると共に、突出部７６の突出方向（車両下側）への延長上に設けられている。

そして、このつなぎ部材４２は、サイドメンバインナ１６及びサイドメンバアウタ１８に形成された上フランジ２０，３０と三枚重ねされた状態で結合されている。また、図１，図２に示されるように、サイドメンバインナ１６に形成された下フランジ２６は、サイドメンバアウタ１８に形成された下フランジ３６と結合されている。このつなぎ部材４２と上フランジ２０，３０との結合、及び、下フランジ２６と下フランジ３６との結合には、一例として、スポット溶接が用いられている。

なお、上述のサスペンションタワー構造体１４は、次のようにして製造される。すなわち、図４に示されるように、サスペンションタワー構造体１４の製造には、金型８０が使用される。金型８０は、スライド中子８２及びコア型８４を備えている。このスライド中子８２及びコア型８４には、サスペンションタワー構造体１４に対応する形状を有するキャビティ８６が形成されている。

そして、この金型８０を用いたダイキャスト成形では、差厚結合により互いに結合された鋳ぐるみ部材４０及びつなぎ部材４２がキャビティ８６にセットされ、コア型８４にスライド中子８２が閉じられる。続いて、アルミニウム等の溶融金属がキャビティ８６内に注入される。そして、この溶融金属が冷却固化されてダイキャスト部材３８が形成されると共に、このダイキャスト部材３８と鋳ぐるみ部材４０とが一体化される。

なお、上述のように溶融金属がキャビティ８６内に注入された際に、この溶融金属の一部が鋳ぐるみ部材４０側に流れ出す場合がある。この場合には、この溶融金属の一部が冷却固化されることで、ダイキャスト部材３８から鋳ぐるみ部材４０側にバリ８８が発生することになる。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本発明の一実施形態によれば、図３に示されるように、鋳ぐるみ部材４０は、ダイキャスト部材３８から突出する突出部７６を有している。また、つなぎ部材４２は、突出部７６の突出方向に沿って延びると共に、突出部７６の突出方向への延長上に設けられている。このつなぎ部材４２は、突出部７６よりも板厚が厚く形成されており、突出部７６と差厚結合により結合されている。

従って、鋳ぐるみ部材４０とつなぎ部材４２との境界部には、鋳ぐるみ部材４０とつなぎ部材４２との間の板厚差が生じている。このため、ダイキャスト部材３８の成型時にダイキャスト部材３８から鋳ぐるみ部材４０側にバリ８８が発生した場合でも、この板厚差により（つまり、つなぎ部材４２の端面４２Ａにより）、つなぎ部材４２にバリ８８が達することを抑制することができる。

しかも、つなぎ部材４２は、突出部７６の突出方向に沿って延びると共に、突出部７６の突出方向への延長上に設けられている。従って、突出部７６の突出方向である車両上下方向に沿ってフロントサスペンション５８からダイキャスト部材３８（サスペンションタワー４４）に荷重Ｆが入力された場合でも、つなぎ部材４２に応力及び歪が集中することを抑制することができる。これにより、つなぎ部材４２の変形を抑制することができるので、つなぎ部材４２の剛性を確保することができる。

また、つなぎ部材４２が突出部７６の突出方向への延長上に設けられることにより、突出部７６とつなぎ部材４２との間に車両幅方向の段差（屈曲）が生じることが抑制されている。従って、ダイキャスト部材３８に対して車両上下方向の荷重Ｆが入力された場合でも、つなぎ部材４２と上フランジ２０，３０との接合部（溶接部９０）に剥離方向の曲げモーメントＭが生じることを抑制することができる。これにより、つなぎ部材４２と上フランジ２０，３０との接合部の剛性及び強度を確保することができる。

なお、上述の本発明の一実施形態では、本発明の車両用鋳ぐるみ構造体の適用例として、車体前部構造について説明したが、本発明の車両用鋳ぐるみ構造体は、車体前部構造以外の車体部位に適用されても良い。また、上述の本発明の一実施形態において、本発明の車両用鋳ぐるみ構造体は、一例として、サスペンションタワー構造体に適用されていたが、サスペンションタワー構造体以外の車両部材に適用されても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

［参考例］
次に、参考例について説明する。

図５，図６に示される参考例に係る車体前部構造１１０は、上述の本発明の一実施形態に係る車体前部構造１０に対し、次のように構成が変更されている。

つまり、参考例に係る車体前部構造１１０では、鋳ぐるみ部材４０及びつなぎ部材４２（図１〜図３参照）の代わりに、板状のつなぎ部材１４２が用いられている。このつなぎ部材１４２には、鋳ぐるみ部１７４と延出部１７６とが一体に形成されている。

鋳ぐるみ部１７４は、上述の本発明の一実施形態における鋳ぐるみ部７４（図１〜図３参照）と同様に、ダイキャスト部材３８に鋳ぐるみされている。延出部１７６は、鋳ぐるみ部１７４の車両下側に形成されている。この延出部１７６は、鋳ぐるみ部１７４から鋳ぐるみ部１７４の延在方向（車両上下方向）に沿って延びると共に鋳ぐるみ部１７４の延長上に設けられてダイキャスト部材３８の下端部３８Ａから車両下側に突出している。

そして、この延出部１７６は、サイドメンバインナ１６及びサイドメンバアウタ１８に形成された上フランジ２０，３０と三枚重ねされた状態でスポット溶接により結合されている。このスポット溶接による複数の溶接部１９０は、上フランジ２０，３０の長手方向（車両前後方向）に間隔を空けて並んでいる。

また、延出部１７６におけるダイキャスト部材３８側の部分には、複数のビード１７８が形成されている。各ビード１７８は、車両上側へ屈曲された屈曲形状とされている。また、各ビード１７８は、一例として、上フランジ２０，３０と反対側（車両幅方向外側）に膨出されている。この各ビード１７８は、ダイキャスト部材３８の下端部３８Ａと、スポット溶接による溶接部１９０との間に位置されている。また、各ビード１７８は、ダイキャスト部材３８の下端部３８Ａとの間にバリ８８用の間隔１８６を有している。

なお、この参考例に係る車体前部構造１１０においても、サスペンションタワー構造体１４は、上述の本発明の一実施形態と同様に製造される。

この参考例によれば、つなぎ部材１４２は、ダイキャスト部材３８に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部１７４と、この鋳ぐるみ部１７４から延びてダイキャスト部材３８から突出する延出部１７６とを有している。また、この延出部１７６におけるダイキャスト部材３８側の部分には、複数のビード１７８が形成されている。

従って、ダイキャスト部材３８の成型時にダイキャスト部材３８から延出部１７６側にバリ８８が発生した場合でも、複数のビード１７８により、延出部１７６における上フランジ２０，３０との接合部（特に溶接部１９０）にバリ８８が達することを抑制することができる。

しかも、延出部１７６は、鋳ぐるみ部１７４から鋳ぐるみ部１７４の延在方向（車両上下方向）に沿って延びると共に鋳ぐるみ部１７４の延長上に設けられている。従って、延出部１７６の延出方向である車両上下方向に沿ってフロントサスペンション５８からダイキャスト部材３８（サスペンションタワー４４）に荷重Ｆが入力された場合でも、つなぎ部材１４２に応力及び歪が集中することを抑制することができる。これにより、つなぎ部材１４２の変形を抑制することができるので、つなぎ部材１４２の剛性を確保することができる。

また、延出部１７６に車両幅方向の段差（屈曲）が生じることが抑制されている。従って、ダイキャスト部材３８に対して車両上下方向の荷重Ｆが入力された場合でも、延出部１７６と上フランジ２０，３０との接合部（溶接部１９０）に剥離方向の曲げモーメントＭ（図６参照）が生じることを抑制することができる。これにより、延出部１７６と上フランジ２０，３０との接合部の剛性及び強度を確保することができる。

また、延出部１７６には、複数のビード１７８が形成されているので、延出部１７６の剛性を向上させることができる。特に、各ビード１７８は、車両上側へ屈曲された屈曲形状とされているので、延出部１７６の曲げ剛性を向上させることができる。

なお、上述の参考例において、鋳ぐるみ部材４０には、複数のビード１７８が形成されていたが、図７に示されるように、複数のビード１８０Ａ，１８０Ｂを有するビード群１８２が複数形成されていても良い。このビード群１８２を構成する各ビード１８０Ａ，１８０Ｂは、車両前後方向を長手方向として延びている。また、各ビード１８０Ａ，１８０Ｂは、一例として、上フランジ２０，３０と反対側（車両幅方向外側）に膨出されている。

このビード群１８２は、ダイキャスト部材３８の下端部３８Ａと、スポット溶接による溶接部１９０（より好適には、上フランジ３０の突出端３０Ａ）との間に位置されている。また、このビード群１８２は、ダイキャスト部材３８の下端部３８Ａとの間にバリ８８用の間隔１８６を有している。

このビード群１８２は、ダイキャスト部材３８側に設けられた一列目の複数のビード１８０Ａと、この一列目の複数のビード１８０Ａに対して溶接部１９０側に設けられた二列目の複数のビード１８０Ｂとを有している。一列目の複数のビード１８０Ａは、車両前後方向に間隔を空けて並んでいる。また、二列目の複数のビード１８０Ｂは、車両前後方向に間隔を空けて並ぶと共に、一列目の複数のビード１８０Ａの間の隙間１８４を塞ぐように設けられている。つまり、二列目の各ビード１８０Ｂは、一列目の複数のビード１８０Ａの間の隙間１８４と車両前後方向にオーバラップされている。

このように構成されていても、ダイキャスト部材３８から延出部１７６側にバリ８８が発生した場合には、ビード群１８２により、延出部１７６における上フランジ２０，３０との接合部（特に溶接部１９０）にバリ８８が達することを抑制することができる。

また、延出部１７６には、複数のビード群１８２が形成されているので、延出部１７６の剛性を向上させることができる。特に、二列目の複数のビード１８０Ｂは、一列目の複数のビード１８０Ａの間の隙間１８４を塞ぐように設けられている。従って、延出部１７６の曲げ剛性を向上させることができる。

なお、上述の参考例では、車両用鋳ぐるみ構造体の適用例として、車体前部構造について説明したが、参考例の車両用鋳ぐるみ構造体は、車体前部構造以外の車体部位に適用されても良い。また、上述の参考例において、車両用鋳ぐるみ構造体は、一例として、サスペンションタワー構造体に適用されていたが、サスペンションタワー構造体以外の車両部材に適用されても良い。

続いて、上述の参考例から導き出される技術的思想を以下に記載する。

ダイキャスト部材と、
前記ダイキャスト部材に鋳ぐるみされた板状の鋳ぐるみ部と、前記鋳ぐるみ部から前記鋳ぐるみ部の延在方向に沿って延びると共に前記鋳ぐるみ部の延長上に設けられて前記ダイキャスト部材から突出する延出部と、前記延出部における前記ダイキャスト部材側の部分に形成されたビードとを有する板状のつなぎ部材と、
を備えた車両用鋳ぐるみ構造体。

フロントサスペンションを収容するサスペンションタワーを有するダイキャスト部材と、
前記ダイキャスト部材に鋳ぐるみされた板状の鋳ぐるみ部と、前記鋳ぐるみ部から前記鋳ぐるみ部の延在方向に沿って延びると共に前記鋳ぐるみ部の延長上に設けられて前記ダイキャスト部材から突出する延出部と、前記延出部における前記ダイキャスト部材側の部分に形成されたビードとを有する板状のつなぎ部材と、
前記つなぎ部材と結合されたフランジを有するフロントサイドメンバと、
を備えた車体前部構造。

１０，１１０ 車体前部構造
１２ フロントサイドメンバ
１４ サスペンションタワー構造体（車両用鋳ぐるみ構造体）
２０，３０ 上フランジ（フランジ）
３８ ダイキャスト部材
４０ 鋳ぐるみ部材
４２，１４２ つなぎ部材
４４ サスペンションタワー
５８ フロントサスペンション
７４，１７４ 鋳ぐるみ部
７６ 突出部
８８ バリ
１７６ 延出部
１７８，１８０Ａ，１８０Ｂ ビード

Claims (2)

1. ダイキャスト部材と、
   前記ダイキャスト部材に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部と、前記ダイキャスト部材から突出する突出部とを有する板状の鋳ぐるみ部材と、
   前記突出部の突出方向に沿って延びると共に、前記突出部の突出方向への延長上に設けられ、且つ、前記突出部よりも板厚が厚く形成されて、前記突出部と差厚結合により結合された板状のつなぎ部材と、
   を備えた車両用鋳ぐるみ構造体。
2. フロントサスペンションを収容するサスペンションタワーを備えたダイキャスト部材と、
   前記ダイキャスト部材に鋳ぐるみされた鋳ぐるみ部と、前記ダイキャスト部材から車両下側に突出する突出部とを有する板状の鋳ぐるみ部材と、
   前記突出部の突出方向に沿って延びると共に、前記突出部の突出方向への延長上に設けられ、且つ、前記突出部よりも板厚が厚く形成されて、前記突出部と差厚結合により結合された板状のつなぎ部材と、
   前記つなぎ部材と結合されたフランジを有するフロントサイドメンバと、
   を備えた車体前部構造。

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