JP2015003657A - カウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ストラットタワーの変形移動を抑制し、サイドメンバの振動を低減させるとともに、サスペンションからの荷重や振動を効率的に周辺部のカウルサイドメンバ及びストラットタワーなどに分散することにある。
【解決手段】車体前部１の左右両側には、閉断面のカウルサイドメンバ２が設けられ、カウルサイドメンバ２の内側下方には、サイドメンバ３が設けられ、カウルサイドメンバ２とサイドメンバ３との間には、ストラット取付部６１を有するストラットタワー６が設けられ、ダッシュパネル４がストラットタワー６と接合されており、カウルサイドメンバ２からサイドメンバ３まで延長する部分が設けられ、この延長部分８は、ストラットタワー６の周囲に沿って回り込むように配置される回り込み部８ａと、回り込み部８ａからサイドメンバ３へ向かって配置され、サイドメンバ３に接合される延長部８ｂを備え、延長部分８は、ストラットタワー６との接合で閉断面形状を形成している。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造に関する。

従来から、車両の車体前部の左右両側には、カウルサイドメンバが車両前後方向に沿って延在して設けられ、該カウルサイドメンバの下方には、サイドメンバが車両前後方向に沿って延在して設けられており、これらカウルサイドメンバとサイドメンバとの間には、サスペンションのストラット取付部を有し、ストラットを囲むように配置するストラットタワーがエンジンルーム側から跨って設けられている（例えば、特許文献１参照）。また、カウルサイドメンバは、剛性を確保しながら衝突性能やストラット取付部振動抑制性能を高めるために閉断面化されている一方、ストラットタワーの車両前方側は、パネルで繋がれて構成されている。
このようなストラットタワーの車両前方側は、エンジンマウントの振動抑制性能とストラット取付部の剛性及び振動抑制性能を高めるために、サイドメンバの振動抑制性能向上と取付部面剛性向上に向けた形状に形成する必要がある。サイドメンバの振動を抑えることは、車室内の騒音を低減させることに効果があるとともに、エンジンマウントブラケットの耐久性向上に効果がある。サイドメンバへの入力は、前輪からの荷重をストラットで受けるときのストラット変形に伴う荷重がサイドメンバに影響する場合と、エンジンの揺動（トルク変化や始動及び停止時）や振動（クランク回転や燃焼衝撃など）による荷重がサイドメンバに影響する場合が考えられる。

ところで、小型のコパクト車両では、エンジンルームの車両前後方向の長さが短いことから、構造部材をコンパクトに収容する必要がある。そこで、従来のコンパクト車両においては、ダッシュパネルもしくはカウルトップパネルがストラットタワーと接合する構造が採用されている。このような構造にすると、車体前部のコンパクト性を得ることは可能になるが、その代わりに、ストラットの変形がダッシュパネル等に影響を及ぼすとともに、ストラットの下側を支持しているサイドメンバにも荷重が伝達されることになる。
このため、ストラットを支持する構造が必要となり、特許文献１には、カウルサイドメンバとサイドメンバとをリーンフォースメントで橋渡しすることにより、サイドメンバの荷重を分散する構造が開示されている。

特開２００４−２１０１３７号公報

しかしながら、上述した従来の構造では、互いに直交して配置されるカウルサイドメンバとリーンフォースメントとの接合剛性を確保する必要があるとともに、ストラット上部とカウルサイドメンバ及びサイドメンバとの接合で構造が複雑化することになるので、設計が難しいという問題点を有していた。しかも、カウルサイドメンバのみの閉断面では、サイドメンバの振動を有効に抑えることができないという問題点を有していた。
また、車室内の騒音低減などには、エンジンマウントの車両幅方向の振動を抑えなければならないので、設置するサイドメンバやエンジンマウントブラケットの板厚を厚くして、これらサイドメンバやエンジンマウントブラケットの剛性強化を図り、当該エンジンマウントの車両幅方向の振動を抑制しているのが現状であり、重量増大及びコスト高を招くおそれがあった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ストラットタワーの変形移動を抑制し、サイドメンバの振動を低減させるとともに、サスペンションからの荷重や振動を効率的に周辺部のカウルサイドメンバ及びストラットタワーなどに分散することが可能なカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車体前部の左右両側には、閉断面のカウルサイドメンバが車両前後方向に沿って設けられ、前記カウルサイドメンバの内側下方には、サイドメンバが車両前後方向に沿って設けられているとともに、前記カウルサイドメンバと前記サイドメンバとの間には、ストラット取付部を有するストラットタワーが設けられ、ダッシュパネルもしくはカウルトップパネルが前記ストラットタワーと接合されているカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造において、前記カウルサイドメンバから前記サイドメンバまで延長する部分が設けられ、この延長部分は、前記ストラットタワーの周囲に沿って回り込むように配置される回り込み部と、該回り込み部から前記サイドメンバへ向かって配置され、前記サイドメンバに接合される延長部とを備え、前記延長部分は、前記ストラットタワーと接合されることによって、閉断面形状を形成している。

また、本発明において、前記ストラットタワーの外側前部の角部は、前記ストラット取付部を中心にして円弧状もしくは多角形状に形成され、前記回り込み部は、前記ストラットタワーの外側前部の角部を回り込むような形状で配置されている。

さらに、本発明において、前記延長部分における前記回り込み部及び前記延長部の閉断面の中心線は、前記ストラット取付部を中心に、少なくとも車両幅方向外側から車両前方側の９０度にかけて、前記ストラットタワーをらせん状に巻くように設定されている。

そして、本発明において、前記延長部と前記サイドメンバとの接合部に隣接して、エンジンマウントブラケットが設けられており、前記エンジンマウントブラケットは、前記延長部の下部及び前記サイドメンバの側部にそれぞれ接合されているとともに、前記エンジンマウントブラケットの筒状本体部は、車両側方視で前記サイドメンバと重複して配置されている。

また、本発明において、前記延長部分のうち、前記回り込み部は、互いに接合することによって閉断面形状に形成する２つの部品から構成され、前記延長部は、断面ハット型形状の部品から構成されている。

上述の如く、本発明に係るカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造は、車体前部の左右両側に、閉断面のカウルサイドメンバが車両前後方向に沿って設けられ、前記カウルサイドメンバの内側下方に、サイドメンバが車両前後方向に沿って設けられているとともに、前記カウルサイドメンバと前記サイドメンバとの間に、ストラット取付部を有するストラットタワーが設けられ、ダッシュパネルもしくはカウルトップパネルが前記ストラットタワーと接合されており、前記カウルサイドメンバから前記サイドメンバまで延長する部分が設けられ、この延長部分は、前記ストラットタワーの周囲に沿って回り込むように配置される回り込み部と、該回り込み部から前記サイドメンバへ向かって配置され、前記サイドメンバに接合される延長部とを備え、前記延長部分は、前記ストラットタワーと接合されることによって、閉断面形状を形成している。
したがって、本発明の周辺部構造によれば、ストラットタワーは、ダッシュパネルやカウルトップパネルで後部が支えられ、カウルサイドメンバで車両幅方向外側部分が支えられ、延長部分で車両幅方向外側部分から前部が支えられ、カウルサイドメンバ及び延長部分で一体的に抱きかかえられることになるので、ストラットタワーの変形移動を効果的に抑えることが可能となり、サスペンションからの荷重や振動を周辺部のダッシュパネル、延長部分、サイドメンバ等に円滑に分散でき、サイドメンバの振動及び車室内の騒音を確実に低減させることができる。

また、本発明の周辺部構造において、前記ストラットタワーの外側前部の角部は、前記ストラット取付部を中心にして円弧状もしくは多角形状に形成され、前記回り込み部は、前記ストラットタワーの外側前部の角部を回り込むような形状で配置されているので、ストラットを支えることでストラットタワーの外側前部の角部に荷重が掛かっても、当該角部の局所変形を低減できるとともに、ストラットタワーからの荷重の流れ（伝達経路）を改善することができ、上記発明の効果をより一層向上させることができる。

さらに、本発明の周辺部構造において、前記延長部分における前記回り込み部及び前記延長部の閉断面の中心線は、前記ストラット取付部を中心に、少なくとも車両幅方向外側から車両前方側の９０度にかけて、前記ストラットタワーをらせん状に巻くように設定されているので、ストラットタワーに対して延長部分を必要最小限の範囲に設けることができ、車体重量の増大を抑えつつ、サスペンションなどからの荷重の分散効果と振動抑制効果を向上させることができる。

そして、本発明の周辺部構造において、前記延長部と前記サイドメンバとの接合部に隣接して、エンジンマウントブラケットが設けられており、前記エンジンマウントブラケットは、前記延長部の下部及び前記サイドメンバの側部にそれぞれ接合されているとともに、前記エンジンマウントブラケットの筒状本体部は、車両側方視で前記サイドメンバと重複して配置されているので、エンジンマウントブラケットの剛性に依存することなく、エンジンマウントへの車両幅方向の荷重及び振動を高い剛性のサイドメンバ、ストラットタワー及びカウルサイドメンバで受け止めることができるとともに、これらサイドメンバ、ストラットタワー及びカウルサイドメンバに分散させることができる。

また、本発明の周辺部構造において、前記延長部分のうち、前記回り込み部は、互いに接合することによって閉断面形状に形成する２つの部品から構成され、前記延長部は、断面ハット型形状の部品から構成されているので、少ない部品点数で高い剛性の延長部分を得ることができる。

本発明の実施形態に係るカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造が適用される車両の車体前部を車両前方側の斜め上方から見た斜視図である。 図１のＡ部を拡大して示す斜視図である。 図２のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部を車両前方側から見た斜視図である。 図２のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部を車両上方から見た平面図である。 図１のＢ部をエンジンルーム側から見た拡大斜視図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態に係るカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造を示すものである。

図１〜図５に示すように、本発明の実施形態に係る周辺部構造が適用される車両の車体前部１は、主として、車両幅方向で左右両側に間隔を置いて設けられる左右一対のカウルサイドメンバ２と、該カウルサイドメンバ２の内側下方に設けられる左右一対のサイドメンバ（フロントサイドメンバ）３と、これらカウルサイドメンバ２とサイドメンバ３との間に設けられ、かつダッシュパネル４もしくはカウルトップパネル５が接合されるストラットタワー６とを備えている。なお、図中の矢印Ｆ方向は、車両前方を示している。

本実施形態のカウルサイドメンバ２は、剛性を確保しながら衝突性能やストラット取付部振動抑制性能を向上させるために閉断面構造を有し、車両前後方向に沿って延在して設けられており、後端部が左右両側のフロントピラー７に接合されている。
また、本実施形態のサイドメンバ３は、図１〜図５に示すように、カウルサイドメンバ２と同様、剛性を確保するなどの理由から閉断面構造を有し、車両幅方向で左右両側に間隔を置きながら、車両前後方向に沿って延在して設けられており、カウルサイドメンバ２に対して車両幅方向でエンジンルームＥ寄りの内側位置に配置されている。そして、サイドメンバ３の後部は、図示しないフロアパネルの下面の左右両側に接合されており、サイドメンバ３の前部は、カウルサイドメンバ２の前端部よりも車両前方側の位置に設けられている。

さらに、本実施形態のストラットタワー６は、図１〜図５に示すように、図示しないサスペンションのストラットを囲み、上部にストラット取付部６１を有するタワーハウジング本体６０を備えており、エンジンルームＥ側からカウルサイドメンバ２とサイドメンバ３との間に跨って設けられている。タワーハウジング本体６０は、ストラットタワー６の外殻体を構成するものであって、車両上下方向に延在して設けられており、車両幅方向の外側後部の側面部は、カウルサイドメンバ２に接合され、下端部は、サイドメンバ３の上面部などに接合されている。
しかも、タワーハウジング本体６０の外側前部の角部６０ａは、ストラット取付部６１を中心にして多角形状（円弧状でも良い）に形成されており、車両前方へ向かうに従って外側から内側（エンジンルームＥ側）へ直線的に折れ曲がる傾斜面になっている。

一方、本実施形態の車体前部１の左右両側には、図１〜図５に示すように、カウルサイドメンバ２の前端部からサイドメンバ３まで延長する部分が設けられている。この延長部分８は、ストラットタワー６のタワーハウジング本体６０の周囲に沿って回り込むように配置される回り込み部８ａと、該回り込み部８ａの前端部からサイドメンバ３へ向かって配置され、当該サイドメンバ３に接合される延長部８ｂとを備えている。しかも、延長部分８は、ストラットタワー６のタワーハウジング本体６０と接合されることによって、閉断面形状を形成している。このため、ストラットタワー６は、ダッシュパネル４やカウルトップパネル５で後部が支えられ、閉断面のカウルサイドメンバ２で車両幅方向外側部分が支えられ、閉断面の延長部分８で車両幅方向外側部分から前部が支えられることになり、高剛性のカウルサイドメンバ２及び延長部分８で一体的に抱きかかえられるようになっている。

回り込み部８ａは、ストラットタワー６におけるタワーハウジング本体６０の外側前部の角部６０ａを回り込むような屈曲形状に形成されており、タワーハウジング本体６０の外側前部から角部６０ａに掛けて配置されている。そして、回り込み部８ａの後端部分は、カウルサイドメンバ２の前端部に接合され、回り込み部８ａの前端部分は、延長部８ｂの後端部分に接合されている。また、延長部８ｂの後部内側面は、円弧状に湾曲したタワーハウジング本体６０の前部と対応する円弧状に形成されており、タワーハウジング本体６０の前部に重ね合わされて接合されている。
このような構成にすると、ストラットタワー６がストラットを支えることで、カウルトップパネル５及びカウルサイドメンバ２の接合角部であるタワーハウジング本体６０の外側後部の角部と、タワーハウジング本体６０の外側前部の角部６０ａに荷重が掛かった場合でも、当該荷重による角部６０ａの局所変形が低減され、かつカウルサイドメンバ２及びサイドメンバ３の相互間の荷重の流れが改善されることになる。

また、図４に示すように、延長部分８を構成する回り込み部８ａ及び延長部８ｂの閉断面の中心線Ｃは、ストラットタワー６のストラット取付部６１を中心に、少なくとも車両幅方向外側から車両前方側の９０度にかけて、タワーハウジング本体６０の周囲の半分程度をらせん状に巻くように設定されている。そのため、延長部分８は、ストラットタワー６の変形移動などを抑制するのに必要最小限の範囲に設けられることになる。

本実施形態の延長部分８のうち、回り込み部８ａは、互いに接合することによって閉断面形状に形成する２つの部品から構成されているとともに、延長部８ｂは、断面ハット型形状の１つの部品から構成されている。すなわち、回り込み部８ａの部品は、図３に示すように、大きさの異なる第１構成部材８１及び第２構成部材８２であり、これら第１構成部材８１及び第２構成部材８２は、相似形の断面略コ字形状に形成されている。小さな第２構成部材８２は、大きな第１構成部材８１の内部に収納された状態で接合されている。また、延長部８ｂの部品は、図１〜図５に示すように、外周縁部に接合フランジ８３ａを有する長尺の第３構成部材８３であり、該第３構成部材８３の接合フランジ８３ａを対応する回り込み部８ａ、タワーハウジング本体６０及びサイドメンバ３にそれぞれ重ね合わせて接合することにより、延長部８ｂは、延長部分８の回り込み部８ａ、タワーハウジング本体６０及びサイドメンバ３に取付けられている。このような構成により、延長部分８は、少ない部品点数と組付工数で、高い剛性を持つことになる。

また、本実施形態の車体前部１の左右両側には、図２及び図５に示すように、エンジンマウントブラケット９，１０が延長部８ｂの第３構成部材８３とサイドメンバ３との接合部に隣接してそれぞれ設けられている。左側のエンジンマウントブラケット９は、延長部８ｂの第３構成部材８３の下部に接合されているとともに、エンジンルームＥ側に位置するサイドメンバ３の内側側部に接合されており、エンジンマウントブラケット９の筒状本体部９ａは、車両側方視でサイドメンバ３と重複した位置に配置されている。一方、右側のエンジンマウントブラケット１０は、延長部８ｂの第３構成部材８３の下部側方に接合されているとともに、サイドメンバ３の上面部に接合されている。そのため、エンジンマウントへの車両幅方向の荷重及び振動は、エンジンマウントブラケット９，１０の剛性に依存せず、高い剛性を有する周辺部のサイドメンバ３、ストラットタワー６及びカウルサイドメンバ２によって受け止められことになり、これらサイドメンバ３、ストラットタワー６及びカウルサイドメンバ２に伝達されて分散及び吸収されることになる。

このように、本発明の実施形態に係るカウルサイドメンバ２及びストラットタワー６の周辺部構造では、カウルサイドメンバ２からサイドメンバ３まで延長する部分が車体前部１の左右両側に設けられ、この延長部分８は、ストラットタワー６のタワーハウジング本体６０の周囲であって、外側前部の角部６０ａに沿って回り込むように配置される回り込み部８ａと、回り込み部８ａからサイドメンバ３へ向かって配置され、サイドメンバ３に接合される延長部８ｂとを備えているとともに、延長部分８が、ストラットタワー６のタワーハウジング本体６０と接合されることによって閉断面形状に形成されているため、ストラットタワー６の周辺部が高剛性のカウルサイドメンバ２、サイドメンバ３及び延長部分８に囲まれることになり、エンジンマウントに掛かる車両幅方向の荷重などによってストラットタワー６が変形移動するのを確実に抑えることができる。また、サスペンションからの荷重や振動は、ストラットタワー６の周辺部のダッシュパネル４、延長部分８、カウルサイドメンバ２、サイドメンバ３等に円滑に分散でき、サイドメンバ３の振動を大幅に低減させることができる。さらに、ストラットタワー６において、タワーハウジング本体６０の外側前部の角部６０ａに荷重が掛かっても、当該角部６０ａが局所的に変形するのを確実に低減させることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施の形態における延長部分８では、カウルサイドメンバ２と延長部８ｂとの間にタワーハウジング本体６０の外側前部の角部６０ａを回り込む回り込み部８ａを設けているが、延長部８ｂの後部にタワーハウジング本体６０の外側前部の角部６０ａを回り込むような回り込み部分を設け、この回り込み部分を車両前方へ延長したカウルサイドメンバ２の前端部に接合することにより、閉断面を得るように構成することもできる。

１ 車体前部
２ カウルサイドメンバ
３ サイドメンバ
４ ダッシュパネル
５ カウルトップパネル
６ ストラットタワー
８ 延長部分
８ａ 回り込み部
８ｂ 延長部
９，１０ エンジンマウントブラケット
６０ タワーハウジング本体
６０ａ 外側前部の角部
６１ ストラット取付部
８１ 第１構成部材
８２ 第２構成部材
８３ 第３構成部材
Ｃ 中心線
Ｅ エンジンルーム

Claims (5)

1. 車体前部の左右両側には、閉断面のカウルサイドメンバが車両前後方向に沿って設けられ、前記カウルサイドメンバの内側下方には、サイドメンバが車両前後方向に沿って設けられているとともに、前記カウルサイドメンバと前記サイドメンバとの間には、ストラット取付部を有するストラットタワーが設けられ、ダッシュパネルもしくはカウルトップパネルが前記ストラットタワーと接合されているカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造において、
   前記カウルサイドメンバから前記サイドメンバまで延長する部分が設けられ、この延長部分は、前記ストラットタワーの周囲に沿って回り込むように配置される回り込み部と、該回り込み部から前記サイドメンバへ向かって配置され、前記サイドメンバに接合される延長部とを備え、
   前記延長部分は、前記ストラットタワーと接合されることによって、閉断面形状を形成していることを特徴とするカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造。
2. 前記ストラットタワーの外側前部の角部は、前記ストラット取付部を中心にして円弧状もしくは多角形状に形成され、前記回り込み部は、前記ストラットタワーの外側前部の角部を回り込むような形状で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造。
3. 前記延長部分における前記回り込み部及び前記延長部の閉断面の中心線は、前記ストラット取付部を中心に、少なくとも車両幅方向外側から車両前方側の９０度にかけて、前記ストラットタワーをらせん状に巻くように設定されていることを特徴とする請求項２に記載のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造。
4. 前記延長部と前記サイドメンバとの接合部に隣接して、エンジンマウントブラケットが設けられており、前記エンジンマウントブラケットは、前記延長部の下部及び前記サイドメンバの側部にそれぞれ接合されているとともに、前記エンジンマウントブラケットの筒状本体部は、車両側方視で前記サイドメンバと重複して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造。
5. 前記延長部分のうち、前記回り込み部は、互いに接合することによって閉断面形状に形成する２つの部品から構成され、前記延長部は、断面ハット型形状の部品から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカウルサイドメンバ及びストラットタワーの周辺部構造。

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