JP5966280B2 - 車両用ストラットタワー補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンルームの左右内壁より突出するよう配備される左右のストラットタワーの相対変位を抑制するようにした車両用ストラットタワー補強構造に関する。

車体の前部の左右両側には車輪からの路面反力を干渉すると共に車輪を操舵可能に支持するフロントサスペンションが取り付けられる。このフロントサスペンションで用いる左右のストラットの上部はエンジンルームの車幅方向両側の内壁より突き出し形成される一対の略筒状のストラットタワーに支持される。
このストラットタワーは走行中にサスペンションに作用する荷重に抗してストラットを定位置に支持して、操縦安定性を確保する必要があり、このような役割を果たすためにストラットタワーには十分な剛性が必要である。

そこで、例えば、左右のストラットタワーをその後方に配備のカウルトップの左右端部側にそれぞれ連結ブラケットを用いて溶着して、左右のストラットタワーの前後左右の揺れを抑制し、定位置に支持している。この場合、図１０に示すように、連結ブラケット１００は、車幅方向（紙面垂直方向）に所定幅長い断面Ｌ字型を成し、一方の横片部１０１がストラットタワー１１０の上壁面１２０に他方の縦片部１０２がカウルトップ１３０の前向き壁１３１に溶着され、更に、ストラットタワー１１０の上壁面１２０でカウルトップ１３０の下壁１３２に重なる部位が直接溶着される。
これにより、ストラットタワー１１０の前後方向Ｘのゆれ変位は確実に防止されるが、車幅方向Ｙ（紙面垂直方向）のゆれ変位の規制の効果は少ない。

そこで、例えば、特許文献１に示すように、パイプ状のタワーバー本体とその両端部に設けられストラットタワーに連結されるタワーバー取付部材とを有するストラットタワーバーを用い、これにより左右のストラットタワーの上壁面間を連結して剛性強化を図り、左右のストラットタワーの相対的な車幅方向の変位を抑制し、倒れを防止し、操縦安定性を確保している。

特開２００２−３０８１４９号公報

しかしながら、特許文献１の車両用ストラットタワーバーのように、左右のストラットタワーの上端部間をストラットタワーバーにより連結する構成を採る場合、車体剛性の向上が図られるが、部品点数が増え、取り付けスペースの確保が必要であり、しかも、コスト増や重量増を招くことと成る。

本発明は以上のような課題に基づきなされたもので、目的とするところは、取り付けスペースの確保を必要とせず、ストラットタワーの剛性を向上させ、操縦安定性を確保できる車両用ストラットタワー補強構造を提供することにある。

本願請求項１の発明は、車両のエンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルの上部に接合され、車幅方向に連続して長く形成される空室の前壁部とその下端より屈曲して後方に延びる低壁部とを有したカウルトップと、前記エンジンルームの車幅方向両側の左右内壁より突き出し形成される左右のストラットタワーと、前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁に一側のフランジを接合され前記カウルトップの前壁部に他側のフランジを接合しこれら両フランジを一体形成してなる左右の連結ブラケットと、を備え、前記カウルトップの低壁部であって前記左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間に途切れのないビードを形成し、前記連結ブラケットの前記他側のフランジは、前記ストラットタワーと正対する前記カウルトップの前記前壁部の部位より前記車幅方向中央部側の部分が、他方側の部分よりも前記車幅方向に大きく延出形成されて前記前壁部に接合されており、前記低壁部の前記車幅方向に沿った稜線が屈曲部を形成しない上方凸状の湾曲線を成すことを特徴とする。

本願請求項２の発明は、請求項１記載の車両用ストラットタワー補強構造において、前記低壁部に形成されるビードは車幅方向に互いに並列して複数形成されることを特徴とする。

本願請求項３の発明は、請求項１又は２記載の車両用ストラットタワー補強構造において、前記連結ブラケットは前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁に溶着される一側の湾曲フランジと前記カウルトップの前壁部に溶着される車幅方向に長い他側の板状フランジと両フランジを一体結合する中間部とを有したことを特徴とする。

本願請求項４の発明は、請求項３記載の車両用ストラットタワー補強構造において、前記連結ブラケットの湾曲フランジは前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁であって車幅方向中央部側及びカウルトップ側と対向する部位に接合されることを特徴とする。

請求項１の発明は、カウルトップの低壁部に車幅方向に沿った稜線が屈曲部を形成せず、上方凸状の湾曲線を成すように形成され、しかも、低壁部上には左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間に途切れなくビードを形成するので、別部品を必要とせずにカウルトップの曲げ剛性や圧縮剛性を高めることができる。更に、連結ブラケットの車幅方向の中央部側の部位がより大きく該中央部側に偏って延出形成されるので、そのカウルトップの左右端側に連結ブラケットを介して連結した左右のストラットタワーの相対的な変位を防止でき、車両の操縦安定性を確保できる。

請求項２の発明は、複数のビードがカウルトップの曲げ剛性や圧縮剛性をより高め、左右のストラットタワーの相対的な変位を防止し、操縦安定性を確保できる。

請求項３の発明は、連結ブラケットの一側の湾曲フランジがストラットタワーのハウジング部の周側壁に溶着され、他側の板状フランジがカウルトップの前壁部に溶着されるので、ストラットタワーよりカウルトップへの荷重の分散が容易化され、左右のストラットタワーの相対的な変位を防止し、操縦安定性を確保できる。

請求項４の発明は、連結ブラケットの一側の湾曲フランジは前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁であって車幅方向中央部側及びカウルトップ側と対向する部位に接合されるので、ストラットタワーの車幅方向中央部側への変位に伴う荷重を板状フランジよりカウルトップに容易に伝達でき、この点で荷重分散が容易化され、左右のストラットタワーの相対的な変位を防止し、操縦安定性を確保できる。

本発明の一実施形態としての車両用ストラットタワー補強構造が適用された車両の前側要部車体の平面図である。 図１の車両のカウルトップの正面図である。 図１の車両のカウルトップの図２のＡ―Ａ線断面図である。 図１の車両のカウルトップを示し、（ａ）は平面斜視図、（ｂ）は斜視図である。 図１の車両のカウルトップに溶着される連結ブラケットの拡大斜視図である。 図１の車両の前側要部車体の斜視図である。 車両のカウルトップに形成される稜線の説明で、（ａ）は図１の稜線を、（ｂ）は参考例の稜線を示す。 図１の車両のカウルトップにストラットタワーからの荷重が連結ブラケットを介して伝達される状態を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用ストラットタワー補強構造が適用されたカウルトップの平面図である。 従来装置における車両のカウルトップの要部断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態である車両用ストラットタワー補強構造が適用された車両の前部車体Ｍについて、図１を参照して説明する。
車両の前部にはエンジンルーム１が配設され、エンジンルーム１の後方にダッシュパネル２を挟んで車室３が形成される。エンジンルーム１の左右端側には前後方向Ｘに長いサイドメンバー４が互いに並列状に配備され、両サイドメンバー４の後端側はダッシュパネル２の下部の後方湾曲部に下面より溶着される。なお、両サイドメンバー４の前端側は不図示のフロントエンドクロスメンバで相互に溶着され、エンジンルームの前部剛性を確保している。
ダッシュパネル２の下側湾曲部の後端縁にはフロア５の前部が一体的に接合される。フロア５の左右は車室左右端に位置する剛性強化部材であるサイドシル６に溶着され、そのサイドシル６の前端は左右のピラー部材７の下端に溶着され、これらが車室前部の剛性を保持している。

エンジンルーム１の車幅方向Ｙ両側に配設される内壁としてのフロントフェンダーエプロン８の後部はダッシュパネル２の左右端と溶着される。そのダッシュパネル２の左右端は車室前部の左右のピラー部材７側に溶着される。ダッシュパネル２の上部には車幅方向Ｙに長く形成されたカウルトップ９が溶着され、このカウルトップ９の左右端が左右のピラー部材７の上部に溶着される。カウルトップ９の上端片部９ｒと左右のピラー部材７の上方延出部である左右フロントサッシュ２０（図１参照）と不図示のフロントルーフレールとで囲まれる空間にフロントウインドウＷ（図３参照）が嵌着される。
ここで、カウルトップ９は車幅方向Ｙに連続して長い換気路を成す空室１１を形成するように複数の車幅方向Ｙに長い板部材を断面箱型に組み合わせて形成される。即ち、図３に示すように、縦向きの前壁部１２とその下端より屈曲して後方に延びる低壁部１３を有したカウルトップロアパネル１４と、低壁部１３の後端およびダッシュパネル２の上端部と重ねて溶着され上方に延びるカウルトップアッパ１５と、カウルトップアッパ１５の上端片部に重なり前方に延びる上部延出部１６と、この上部延出部１６の前縁部と前壁部１２の上端片部との間を覆う樹脂製のカウルカバー１７とを有する。

このようなカウルトップ９は断面箱型に組み合わせて形成されるため、その曲げ剛性、圧縮剛性を比較的強化される。
特に、カウルトップロアパネル１４の低壁部１３は、その左右両端間にわたり車幅方向Ｙに切断した断面視が上方凸状の湾曲壁をなすように形成される。即ち、図７（ａ）に示すように、低壁部１３の左右両端間にわたり、稜線Ｌｒが上方凸状の湾曲線を成し、屈曲する部位が無く、応力集中箇所の発生を防げ、曲げ剛性を向上できる。
更に、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、カウルトップロアパネル１４の低壁部１３であってその左右両端間（符号Ｌｗ間）にわたり途切れのないビード１８を形成した。即ち、少なくとも左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間（符号Ｌｐ間）に途切れのないビード１８を形成した。

これによって、低壁部１３の曲げ剛性や圧縮剛性を高め、これに加え、カウルトップロアパネル１４が縦向きの前壁部１２を含むＬ型断面を成す点や、カウルトップ９が断面箱型（図３参照）に形成された点より、カウルトップ９がその曲げ剛性、圧縮剛性を十分に保持できる。
図６に示すように、カウルトップ９及びダッシュパネル２の左右端前側には、エンジンルーム１の内壁としてのフロントフェンダーエプロン８の後端が溶着される。更に、左右のフロントフェンダーエプロン８の後方側にはストラットタワー１９がそれぞれエンジンルーム１の後側の空間に突き出すように形成される。

図３に示すように、ストラットタワー１９は略筒状でフロントフェンダーエプロン８の傾斜壁８０１に下方側が溶着されたハウジング部（以下ハウジングと記す）２１と、その上部を覆うように一体的に溶着された上面部２２とを有している。このように剛性強化されたストラットタワー１９は、走行中にサスペンションから受ける荷重に抗して、前後左右の揺れを抑制されるように剛性強化される。
図３に示すように、左右のストラットタワー１９とその後方側に対向するカウルトップ９との間は屈曲板状の車幅方向Ｙに所定長さの左右の連結ブラケット２３によりそれぞれ一体的に連結されている。

連結ブラケット２３は図５に示すように横長の屈曲ブラケットを成す。この連結ブラケット２３はその一側に、湾曲した縦向きの湾曲フランジ２３１を備え、これをハウジング２１の縦向きの周側壁２１１（図３参照）に溶着する。更に、他側の車幅方向Ｙに長い縦向き板状の板状フランジ２３２をカウルトップ９の前壁部１２に溶着し、両フランジを中間部２３３で結合し、これらは一体的にプレス成形されている。
ハウジング２１の周側壁２１１は縦向き壁である。図８に示すように、周側壁２１１のうち、車幅方向中央部側及びカウルトップ側と対向する部位Ｅに重なるよう、平面視で湾曲した湾曲フランジ２３１が湾曲形成される。一方、カウルトップ９の縦向きの前壁部１２に重なるよう、車幅方向Ｙに長い板状フランジ２３２が形成される。

板状フランジ２３２は、ストラットタワー１９と正対する後方部位およびその左右の近傍部位と重なるような横幅Ｂを有するように形成される。特に、車幅方向中央部側の部位がより大きく車幅方向中央部側に偏よって延出形成される。
このような車両が走行中にローリング等による揺れ変位や路面の凹凸により左右の車輪より路面反力を受けると、サスペンションの変位に伴いトラットタワー１９はその上面部２２に前後の荷重Ｆｘ（図８参照）を受ける。
例えば、図８に示すように、車両の前後揺動時にストラットタワー１９がその上面部２２に前後の荷重Ｆｘを受けるとする。すると、ストラットタワー１９の周側壁２１１の後方部より縦向きに形成されている湾曲フランジ２３１の後方に位置する部位に前後の荷重Ｆｘが伝わり、中間部２３３、板状フランジ２３２を経て前壁部１２に分散して伝達され、これにより前後の荷重Ｆｘによるストラットタワー１９の上面部２２の変位は確実に抑制され、車両の操縦安定性を確保できる。

一方、車両の左右揺動時にストラットタワー１９がその上面部２２に左右の荷重Ｆｙを受けるとする。すると、ストラットタワー１９の周側壁２１１の車幅方向中央部より湾曲フランジ２３１の車幅方向中央側に位置する部位に車幅方向Ｙの成分を含む傾斜荷重ｆｙが伝わり、左右の傾斜荷重ｆｙは湾曲フランジ２３１の車幅方向中央部側の湾曲部位より中間部２３３を経て、板状フランジ２３２の車幅方向中央部側の部位を経て前壁部１２の車幅方向中央部側に向けて分散して加わる。このため、左右の荷重Ｆｙによるストラットタワー１９の上面部２２の変位は確実に抑制され、車両の操縦安定性を確保できる。
特に、カウルトップロアパネル１４の低壁部１３は、少なくとも左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間Ｌｐ（図８参照）にわたり、途切れのないビード１８を形成したので、低壁部１３の曲げ剛性や圧縮剛性を高めることができる。これに加えて、低壁部１３は、その稜線Ｌｒが上方凸状の湾曲線を成し（図７（ａ）参照）、屈曲する部位が無く、応力集中箇所の発生を防げ、曲げ剛性を向上できる。

なお、比較例として、稜線Ｌｒが屈曲する部位ｋを有するカウルトップロアパネル１４ｂを図７（ｂ）に示した。この場合、カウルトップロアパネル１４ｂの低壁１３ｂがその近傍に配備の不図示の部材との干渉を避けるために段部を形成されており、これに伴い、低壁１３ｂが成す稜線Ｌｒ１が上方凸状であるが、稜線Ｌｒ１の複数個所に屈曲部位ｋが形成され、ここが応力集中箇所となり、カウルトップの曲げ剛性が低下する要因となっている。これに対し、図７（ａ）のカウルトップロアパネル１４の低壁部１３は、屈曲部を形成せず、その稜線Ｌｒが上方凸状の湾曲線を連続しており、応力集中箇所の発生を防げ、曲げ剛性を向上できる。

このように、カウルトップ９はその低壁部１３が成す稜線Ｌｒが上方凸状の湾曲線を連続形成し、剛性強化を図れ、しかも、ここでのカウルトップ９はその低壁部１３に左右のストラットタワー１９と対向する位置を互いに結ぶ区間Ｌｐに途切れなくビード１８を形成した。このため、低壁部１３にビード１８を形成するのみで別部品を必要とせずにカウルトップ９の曲げ剛性や圧縮剛性を高めることができる。
更に、このカウルトップ９の左右端側に連結ブラケット２３を介して左右のストラットタワー１９を結合剛性良く一体結合した。
このため、剛性強化されたカウルトップ９の左右端近傍に溶着された左右のストラットタワー１９は上面部２２の変位を確実に抑制され、車両の操縦安定性を確保できる。

上述の第１実施形態では、カウルトップ９はその低壁部１３に、左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間にわたり、途切れのないビード１８を１本形成したが、これに代えて、図９に示すように、低壁部１３ａに左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間にわたり、途切れのないビード１８ａを車幅方向Ｙに互いに並列に２本以上形成しても良い（ここでは２本の場合を示した）。この場合、低壁部１３ａの曲げ剛性や圧縮剛性をより高めることができ、このように十分に剛性強化されたカウルトップ９ａの左右端近傍に溶着された左右のストラットタワー１９の変位を確実に抑制でき、車両の操縦安定性をより容易に確保できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ エンジンルーム
２ ダッシュパネル
３ 車室
４ サイドメンバー
８ フロントフェンダーエプロン
８０１ 傾斜壁
９ カウルトップ
１１ 空室
１２ 前壁部
１３ 低壁部
１４ カウルトップロアパネル
１８ ビード
１９ ストラットタワー
２１ ハウジング
２１１ 周側壁
２２ 上面部
２３ 連結ブラケット
２３１ 湾曲フランジ
２３２ 板状フランジ
Ｘ 前後方向
Ｙ 車幅方向

Claims (4)

1. 車両のエンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルの上部に接合され、車幅方向に連続して長く形成される空室の前壁部とその下端より屈曲して後方に延びる低壁部とを有したカウルトップと、
   前記エンジンルームの車幅方向両側の左右内壁より突き出し形成される左右のストラットタワーと、
   前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁に一側のフランジを接合され前記カウルトップの前壁部に他側のフランジを接合しこれら両フランジを一体形成してなる左右の連結ブラケットと、を備え、
   前記カウルトップの低壁部であって前記左右のストラットタワーと対向する位置を互いに結ぶ区間に途切れのないビードを形成し、
   前記連結ブラケットの前記他側のフランジは、
   前記ストラットタワーと正対する前記カウルトップの前記前壁部の部位より前記車幅方向中央部側の部分が、他方側の部分よりも前記車幅方向に大きく延出形成されて前記前壁部に接合されており、
   前記低壁部の前記車幅方向に沿った稜線が屈曲部を形成しない上方凸状の湾曲線を成すことを特徴とする車両用ストラットタワー補強構造。
2. 請求項１記載の車両用ストラットタワー補強構造において、前記低壁部に形成されるビードは車幅方向に互いに並列して複数形成されることを特徴とする車両用ストラットタワー補強構造。
3. 請求項１又は２記載の車両用ストラットタワー補強構造において、前記連結ブラケットは前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁に接合される一側の湾曲フランジと前記カウルトップの前壁部に接合される車幅方向に長い他側の板状フランジと両フランジを一体結合する中間部とを有したことを特徴とする車両用ストラットタワー補強構造。
4. 請求項３記載の車両用ストラットタワー補強構造において、前記連結ブラケットの湾曲フランジは前記ストラットタワーのハウジング部の周側壁であって車幅方向中央部側及びカウルトップ側と対向する部位に接合されることを特徴とする車両用ストラットタワー補強構造。

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