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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023147527
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】車両のストラットタワー
(51)【国際特許分類】
   B62D 25/08 20060101AFI20231005BHJP
【FI】
B62D25/08 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022055078
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006286
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 崇之
(72)【発明者】
【氏名】植村 康之
(72)【発明者】
【氏名】緒方 文博
【テーマコード(参考)】
3D203
【Fターム(参考)】
3D203BC14
3D203CA23
3D203CA56
3D203DA72
(57)【要約】
【課題】サスペンションから入力する荷重に対する強度剛性を確保しつつ、車両前面衝突時の衝突荷重を効率的に吸収する上で有利なタワー部を備えた車両のストラットタワーを提供すること。
【解決手段】ストラットタワー10のタワー部24の側面パネル34の外面には、凸状でかつ側面パネル34に沿って上下方向に延在する複数の補強リブ36が設けられ、側面パネル34の内面には、複数の補強リブ36に沿って延在し複数の補強リブ36の肉厚を薄くするよう複数の補強リブ36の裏側を凹ませた凹部50が設けられている。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のサイドメンバの車幅方向外側に位置してサスペンションを支持するタワー部を備え、前記サイドメンバに接合される車両のストラットタワーであって、
前記タワー部は、前記サスペンションの上部が固定される上面パネルと、前記上面パネルの周縁から下方に延在し、下方側が前記サイドメンバに接合される側面パネルとを有し、
前記側面パネルの外面には、凸状でかつ前記側面パネルに沿って上下方向に延在する複数の補強リブが設けられ、
前記側面パネルの内面には、前記補強リブに沿って延在し前記補強リブの肉厚を薄くするよう同補強リブの裏側を凹ませた凹部が設けられている、
ことを特徴とする車両のストラットタワー。
【請求項2】
前記側面パネルは、前記上面パネルの車幅方向内側の内側縁から下方に延在し車幅方向内側の側面を構成する側面内パネルを有し、
前記凹部は、少なくとも前記側面内パネルの外面を延在する前記補強リブに沿って設けられている、
ことを特徴とする請求項1記載の車両のストラットタワー。
【請求項3】
前記凹部は、前記補強リブの下端側の部位に同補強リブの下端から所定の範囲で設けられている、
ことを特徴とする請求項2記載の車両のストラットタワー。
【請求項4】
前記ストラットタワーは、前記タワー部下部の直前に設けられてエンジンマウントが取り付けられるマウント支持部を備え、
前記マウント支持部は、上方に盛り上げられた台状に形成されるとともに、その内面が補強され、
車幅方向内側から見て、前記補強リブの前記マウント支持部と前後方向でラップする部位の裏面側に前記凹部が設けられている、
ことを特徴とする請求項2または3記載の車両のストラットタワー。
【請求項5】
前記タワー部と前記マウント支持部とはアルミダイカストにより一体成形されている、
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の車両のストラットタワー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のストラットタワーに関する。
【背景技術】
【0002】
車両のストラットタワーは、ストラット式のサスペンションの上部を支持するタワー部を備え、タワー部は、サスペンションの上方を覆う上面パネルと、上面パネルの縁から下方に突設されサスペンションの上部の側方を覆う側面パネルとを有している。
タワー部は、サスペンションから入力する上下方向の荷重に対する強度剛性を確保する必要がある。
そこで、上面パネルの中央内面から下方に突出する筒状の内側補強体を設けると共に、内側補強体の外周面の周方向に間隔をおいた複数箇所と側面パネルの内面とをそれぞれ連結する複数の外側補強体とを設けたタワー部を備えるストラットタワーが提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2019-189183号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、車両の前面衝突時においては、タワー部が変形して車両前方から入力する衝突荷重(衝突エネルギー)を効率的に吸収することが要求されている。
しかしながら、上記従来技術では、タワー部の強度剛性が確保されている一方、車両前方から入力する衝突荷重を効率的に吸収する点については特に考慮されていないため、何らかの改善が求められている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ストラット式のサスペンションから入力する荷重に対する強度剛性を確保しつつ、車両前面衝突時の衝突荷重を効率的に吸収する上で有利なタワー部を備えた車両のストラットタワーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の一実施の形態は、車両のサイドメンバの車幅方向外側に位置してサスペンションを支持するタワー部を備え、前記サイドメンバに接合される車両のストラットタワーであって、前記タワー部は、前記サスペンションの上部が固定される上面パネルと、前記上面パネルの周縁から下方に延在し、下方側が前記サイドメンバに接合される側面パネルとを有し、前記側面パネルの外面には、凸状でかつ前記側面パネルに沿って上下方向に延在する複数の補強リブが設けられ、前記側面パネルの内面には、前記補強リブに沿って延在し前記補強リブの肉厚を薄くするよう同補強リブの裏側を凹ませた凹部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施の形態によれば、前面衝突時に衝突荷重がタワー部に入力すると、凹部が設けられた補強リブの箇所が変形起点となって側面パネルが変形するため、側面パネルの変形が促進される。
すなわち、サスペンションから入力する上下方向の荷重に対してのタワー部の強度剛性を確保する補強リブが設けられているにも拘わらず、タワー部の側面パネルの変形により前面衝突時の衝突荷重が効率よく吸収され、前面衝突時の衝撃を効果的に緩和する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施の形態に係る車両のストラットタワーが適用された車両前部の構成を示す斜視図である。
図2】実施の形態に係る車両のストラットタワーを車幅方向内側から見た側面図である。
図3】実施の形態に係る車両のストラットタワーの内側を下方から見た斜視図である。
図4図3のA-A線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の図面において、符号FRは車両前方、符号UPは車両上方、符号INは車幅方向内側、符号OUTは車幅方向外側を示す。
図1に示すように、ストラットタワー10は、前輪のストラット式のサスペンションの上部を支持するものである。
ストラット式のサスペンションは、ストラットタワー10と前輪との間に設けられ前輪を懸架支持する不図示のストラットと、ストラットの上部に巻装される不図示のコイルススプリングなどを含んで構成され、前輪を介して入力される荷重を吸収するとともに、車体のローリングやピッチングを抑制するものである。
図1では、車両前部の右側に設けられたストラットタワー10が示されており、車両前部の左側にも同様のストラットタワー10が設けられている。
まず、ストラットタワー10が設けられる車両前部の構造について説明する。
車両前部には車幅方向に間隔をおいて車両前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバ12が設けられ、一対のフロントサイドメンバ12の上方には車両前後方向に延在する一対のアッパーフレーム14がそれぞれ設けられている。
各アッパーフレーム14の前端には前方延びるアッパーバーサイド16がそれぞれ接続され、各アッパーバーサイド16の前端が車幅方向に延在するフロントエンドアッパーバー18で連結されている。
図中、符号20は車両前部空間と車室とを区画するダッシュパネル、符号22はダッシュパネル20の上端に接続され車幅方向に延在しその両端がアッパーフレーム14の中間部に連結されたカウルトップ22を示す。
【0009】
ストラットタワー10は、タワー部24と、下パネル26と、フェンダーシールドパネル28と、接続パネル30とを含んで構成されている。
本実施の形態では、タワー部24と、下パネル26と、フェンダーシールドパネル28と、接続パネル30とはアルミダイカストにより一体成形され、したがってストラットタワー10はアルミ合金製である。
【0010】
タワー部24は、フロントサイドメンバ12の車幅方向外側に位置しており、ストラット式のサスペンションの上方を覆う上面パネル32と、上面パネル32の縁から下方に突設され、サスペンションの上部の側方を覆う側面パネル34とを備えている。
上面パネル32は、上面パネル32の前後でほぼ車幅方向に延在する前縁3202および後縁3204と、それら前縁3202および後縁3204の車幅方向外側端を接続しアッパーフレーム14に沿って車両前後方向に延在する外側縁3206と、前縁3202および後縁3204の車幅方向内側端を接続し車幅方向内側に凸の円弧状に延在する内側縁3208とを有している。
上面パネル32の中央には、ストラットの上端が突出される円形の開口部3210が設けられ、ストラットの上端は不図示のマウントを介して開口部3210に取り付けられている。言い換えると、上面パネル32はサスペンションの上部が固定される箇所である。
上面パネル32の後縁3204寄りの箇所から後取り付け片3212が起立しており、この後取り付け片3212はカウルトップ22に取り付けられている。
【0011】
側面パネル34は、図1図2に示すように、前縁3202および後縁3204から下方に延在する側面前パネル3402および側面後パネル3404と、図3に示すように外側縁3206から下方に延在し側面前パネル3402および側面後パネル3404の上部の車幅方向外側端を接続する側面外パネル3406と、図1図2に示すように、内側縁3208から下方に延在し側面前パネル3402および側面後パネル3404の車幅方向内側端を接続する側面内パネル3408とを有している。
言い換えると、側面内パネル3408は、上面パネル32の車幅方向内側の内側面から下方に延在し側面パネル34の車幅方向内側の側面を形成している。
本実施の形態では、側面内パネル3408は、車幅方向内側に凸の円筒面状を呈しているが、側面内パネル3408の形状は円筒面状に限定されるものではない。
下パネル26は、側面内パネル3408の下端から車幅方向内側に延在し、下パネル26の車幅方向の内側端部はフロントサイドメンバ12に取り付けられている。
言い換えると、側面パネル34は、上面パネル32の周縁から下方に延在しており、側面パネル34の下方側がフロントサイドメンバ12に接合されている。
【0012】
フェンダーシールドパネル28は、ホイールハウスの一部を構成するものであり、側面前パネル3402の下端から車両前方に延在している。
接続パネル30は、フェンダーシールドパネル28の車幅方向外側の縁部から起立し、側面前パネル3402の車幅方向外側の縁部に接続されている。
接続パネル30の上縁の前部には、前取り付け片3002が起立しており、前取り付け片3002はアッパーフレーム14に取り付けられている。
フェンダーシールドパネル28には、タワー部24の下部の直前の位置にエンジンマウントを支持するための土台となるマウント支持部2802が設けられている。
マウント支持部2802は、フェンダーシールドパネル28の他の部位よりも上方に一段高く盛り上げられた台状を成している。マウント支持部2802の車両前方寄りの車幅方向内側の箇所にエンジンマウントを取り付けるための取り付け孔2804が設けられている。
【0013】
図1図2に示すように、上面パネル32と側面パネル34の外面に、上面パネル32と側面パネル34の外面に凸状でかつそれら上面パネル32と側面パネル34の他の部分よりも肉厚で開口部3210から放射状に延在する複数の補強リブ36が設けられている。
補強リブ36は、複数の前部補強リブ38と複数の側部補強リブ40とを備えている。
複数の前部補強リブ38は、上面パネル32から側面前パネル3402にわたって延在形成され、車幅方向に間隔をおいて設けられている。
複数の側部補強リブ40は、上面パネル32から側面内パネル3408にわたって延在形成され、車両前後方向に間隔をおいて設けられている。
言い換えると、複数の側部補強リブ40は側面内パネル3408に沿って上下方向に延在している。
複数の側部補強リブ40は、最も車両前方に位置する第1側部補強リブ40Aと、第1側部補強リブ40Aの車両後方に位置する第2側部補強リブ40Bと、最も車両後方に位置する第3側部補強リブ40Cとで構成されている。
また、図1に示すように、開口部3210から上面パネル32上を車幅方向外側に延在する2つの上部外補強リブ42と、開口部3210から上面パネル32上を車両後方に延在し後取り付け片3212に接続される2つの上部後補強リブ44とが設けられている。
【0014】
図3に示すように、タワー部24の内面において、上面パネル32と側面パネル34が交差する箇所にそれら上面パネル32と側面パネル34にわたって4つの内側補強リブ46が間隔をおいて設けられている。
それら内側補強リブ46は、車幅方向または車両前後方向において前部補強リブ38および側部補強リブ40とは異なる位置に設けられている。
上述したタワー部24に設けた複数の前部補強リブ38、複数の側部補強リブ40、2つの上部外補強リブ42、2つの上部後補強リブ44、内側補強リブ46によってサスペンションから入力する上下方向の荷重に対するタワー部24の強度剛性の向上が図られ、同時に、タワー部24の強度剛性を確保しつつ、タワー部24の肉厚を低減して軽量化を図る上で有利となっている。
【0015】
図3に示すように、フェンダーシールドパネル28の内面に、凸状に形成された複数のフェンダーシールド補強リブ48が延在され、フェンダーシールドパネル28の強度剛性が高められている。
特にマウント支持部2802の内面には、フェンダーシールド補強リブ48が車幅方向および車両前後方向に延在されて互いに交差して設けられて、フェンダーシールドパネル部28の他の部位より剛性強度が向上するよう補強されている。
すなわち、取り付け孔2804にエンジンマウントが取り付けられ、エンジンマウントから入力するエンジンの動的荷重に対するフェンダーシールドパネル28の強度剛性の向上が図られている。
【0016】
図4に示すように、側面パネル34の内面に、3つの側部補強リブ40に沿って延在し3つの側部補強リブ40の肉厚を薄くするよう3つの側部補強リブ40の裏側を凹ませた3つの凹部50が設けられている。
3つの凹部50は、少なくとも内側面パネル3408の外面を延在する3つの側部補強リブ40に沿って設けられている。
3つの凹部は、3つの側部補強リブ40の下端側の部位に側部補強リブ40の下端から所定の範囲で設けられている。
すなわち、第1側部補強リブ40A、第2側部補強リブ40B、第3側部補強リブ40Cのそれぞれに対応して、第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cが設けられている。
図3に示すように、第1凹部50Aの長さは、第1側部補強リブ40Aの長さよりも短い寸法で形成され、第2凹部50Bの長さは、第2側部補強リブ40Bの長さよりも短い寸法で形成され、第3凹部50Cの長さは、第3側部補強リブ40Cの長さよりも短い寸法で形成されている。
第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cの長さはそれらの順番で次第に長くなっている。
また、第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cは下方に至るほど幅が狭くなるように形成されている。
このような第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cが設けられることで第1側部補強リブ40A、第2側部補強リブ40B、第3側部補強リブ40Cの肉厚が薄くなるが、第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cの長さを調整することで、第1側部補強リブ40A、第2側部補強リブ40B、第3側部補強リブ40Cの形状によって側面内パネル3408に作用する上下方向の荷重に対する強度剛性は十分に確保されている。
同時に、第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cにより第1側部補強リブ40A、第2側部補強リブ40B、第3側部補強リブ40Cの肉厚をより薄くし、後述する前面衝突時における側面内パネル3408が第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cを変形起点として変形することを促進する上で有利となっている。
また、第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cの上下方向の位置は、車両の前面衝突時にフェンダーシールドパネル28から側面前パネル3402を介して入力する衝突荷重の方向と交差する位置となっている。言い換えると、第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cは、フェンダーシールドパネル28の延長面と交差する高さに設けられている。
すなわち、車幅方向内側から見て、3つの側部補強リブ40A、40B、40Cのマウント支持部2802と前後方向でラップする部位の裏面側に3つの凹部50A、50B、50Cが設けられている。
【0017】
なお、ストラットタワー10はアルミダイカストによって成形されるため、型抜き構造上、上下方向に延在する補強リブ36の部分は、下方に至るほど幅が広くなるテーパー状に形成される。
すなわち、複数の前部補強リブ38のうち側面前パネル3402上を延在する部分、および、第1側部補強リブ40A、第2側部補強リブ40B、第3側部補強リブ40Cのうち側面内パネル3408上を延在する部分は、下方に至るほど幅が広くなるテーパー状に形成される。
【0018】
本実施の形態によれば、ストラットタワー10のタワー部24の側面パネル34の外面には、凸状でかつ側面パネル34に沿って上下方向に延在する複数の補強リブ36が設けられ、側面パネル34の内面には、複数の補強リブ36(側部補強リブ40)に沿って延在し複数の補強リブ36(側部補強リブ40)の肉厚を薄くするよう複数の補強リブ36(側部補強リブ40)の裏側を凹ませた凹部50が設けられている。
そのため、前面衝突時に車両前方から車両後方に向かって衝突荷重がタワー部24に入力すると、凹部50が設けられた補強リブ36の箇所が変形起点となって側面パネル34が変形するため、側面パネル34の変形が促進される。
すなわち、サスペンションから入力する上下方向の荷重に対してのタワー部24の強度剛性を確保する補強リブ36が設けられているにも拘わらず、タワー部24の側面パネル34の変形により前面衝突時の衝突荷重が効率よく吸収され、前面衝突時の衝撃を効果的に緩和する上で有利となる。
【0019】
また、前面衝突時、衝突荷重はまずフェンダーシールドパネル28に入力される。
一方、フェンダーシールドパネル28のうちマウント支持部2802はフェンダーシールド補強リブ48によって強度剛性が確保されているため、マウント支持部2802自体は大きく変形することはない。
したがって、衝突荷重はマウント支持部2802で大きく吸収されることなくマウント支持部2802からタワー部24の側面前パネル3402(側面パネル34)に入力し、側面前パネル3402から側面内パネル3408に伝達される。
前面衝突時に入力する衝突荷重によって最も大きなモーメントが作用するタワー部24の部分は、タワー部24の最も車幅方向内側に位置する側面内パネル3408の部分である。
また、側面前パネル3402は、3つの前部補強リブ38によって車両前方から入力する荷重に対する強度剛性が確保されている一方、側面内パネル3408は第1側部補強リブ40A、第2補強リブ40B、第3側部補強リブ40Cに設けられた第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cによって車両前方から入力する荷重に対する強度剛性が弱められている。
そのため、衝突荷重によって側面前パネル3402自体は大きく変形することなく車両後方に押し込まれて移動する一方、側面内パネル3408は第1凹部50A、第2凹部50B、第3凹部50Cのそれぞれが変形起点となって折れ曲がるように変形し、この側面内パネル3408の変形により衝突荷重が吸収され、前面衝突時の衝撃を効果的に緩和する上で有利となる。
【0020】
また、車両の前面衝突時に入力する衝突荷重によって各側部補強リブ40に作用するモーメントの大きさの違いを考えた場合、最も車幅方向内側に位置する第3側部補強リブ40C(第3凹部50C)に作用するモーメントが最大であり、第2側部補強リブ40B(第2凹部50B)に作用するモーメントが次に大きく、最も車幅方向外側に位置する第1側部補強リブ40A(第1凹部50A)に作用するモーメントが最も小さいことになる。
また、第3凹部50C、第2凹部50B、第1凹部50Aの順番で凹部50の長さも小さくしている。
したがって、側面パネル34の変形起点として最も変形しやすいのは第3凹部50Cが設けられた第3側部補強リブ40Cであり、次に変形しやすいのは第2凹部50Bが設けられた第2側部補強リブ40Bであり、次に変形しやすいのは第1凹部50Aが設けられた第1側部補強リブ40Aとなる。
そのため、第1側部補強リブ40Aの第1凹部50Aを省略することもできるが、側面内パネル3408のなるべく多くの複数の側部補強リブ40に凹部50を設ける方が、前面衝突時に入力する衝突荷重によって、側面内パネル3408の変形を促進する上で有利となる。
【0021】
また、本実施の形態によれば、凹部50の長さは、補強リブ36(側部補強リブ40)の長さよりも短くしており、凹部50は、補強リブ36(側部補強リブ40)の下方側で補強リブ36(側部補強リブ40)下端の位置から所定の範囲に設けられている。つまり、フロントサイドメンバ12に近く衝突荷重の吸収に対して影響の大きい補強リブ36(側部補強リブ40)の下方側にのみ変形の起点となる凹部50を設けることで、タワー部24の下方側のみ前後方向に変形しやすくしている。これにより、タワー部24の上方側の強度剛性は確保しつつもタワー部24でフロントサイドメンバ12の変形を阻害することを抑制することができる。従って、側部補強リブ40による上下方向の荷重に対するタワー部24の強度剛性の確保と衝突荷重の吸収性の両立を図る上でより有利となる。
【0022】
また、本実施の形態によれば、車幅方向内側から見て、内面が補強されたマウント支持部2802と前後方向でラップする補強リブ36(側部補強リブ40)の部位(下部)の裏面側に凹部50が設けられている。
したがって、前面衝突時にフロントサイドメンバ12とともに後退するマウント支持部2802の後退を補強リブ36(側部補強リブ40)で阻害することを抑制でき、衝突荷重を吸収する上でより有利となる。
【0023】
また、本実施の形態によれば、タワー部24とマウント支持部2802とはアルミダイカストにより一体成形されているので、補強リブ36を形成することで、タワー部24の上面パネル32と側面パネル34の肉厚を薄型化しつつタワー部24の強度剛性を確保する上で有利となり、しかも、補強リブ36(側部補強リブ40)に凹部50を設けることで肉厚の補強リブ36が設けられているにも拘わらず前面衝突時の衝突荷重の吸収が妨げられることなく衝突荷重が効率よく吸収され、前面衝突時の衝撃を効果的に緩和する上で有利となる。
【符号の説明】
【0024】
10 ストラットタワー
12 フロントサイドメンバ
14 アッパーフレーム
16 アッパーバーサイド
18 フロントエンドアッパーバー
20 ダッシュパネル
22 カウルトップ
24 タワー部
26 下パネル
28 フェンダーシールドパネル
2802 マウント支持部
2804 取り付け孔
30 接続パネル
3002 前取り付け片
32 上面パネル
3202 前縁
3204 後縁
3206 外側縁
3208 内側縁
3210 開口部
3212 後取り付け片
34 側面パネル
3402 側面前パネル
3404 側面後パネル
3406 側面外パネル
3408 側面内パネル
36 補強リブ
38 前部補強リブ
40 側部補強リブ
40A 第1側部補強リブ
40B 第2側部補強リブ
40C 第3側部補強リブ
42 上部外補強リブ
44 上部後補強リブ
46 内側補強リブ
48 フェンダーシールド補強リブ
50 凹部
50A 第1凹部
50B 第2凹部
50C 第3凹部
図1
図2
図3
図4