(57)【要約】【課題】車両におけるサスペンションタワー（サスタワー）の倒れ込み等の変形を抑制または防止する新たな固定構造を創出する。【解決手段】車両の前部には、左右一対のサスタワー２４が設けられている。また、サスタワー２４の上部には、車幅方向に延び、フロントウインドシールドの下部を支持するカウルパネル２０が配置されている。サスタワー２４の上部側面とカウルパネル２０の下面は、ブラケット２８によって結合されている。これにより、サスタワー２４の変形が抑制または防止される。【選択図】図３
2020066321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部に設けられた左右一対のサスペンションタワーと、
前記車両の車幅方向に延び、フロントウインドシールドの下部を支持するカウルパネルと、
各前記サスペンションタワーの上部側面と前記カウルパネルの下面とを連結するブラケットと、
を備えることを特徴とする車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部構造に関し、特にサスペンションタワーと車体との締結に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両では、通常、ショックアブソーバとリングコイルなどを組み合わせたサスペンションによって、車輪と車体とが連結される。サスペンションを格納し、車体に取り付けるための部材は、サスペンションタワー（以下、サスタワーと略す場合がある）と呼ばれる。
【０００３】
下記特許文献１には、一対のサスタワーの上面を、サスペンション上面とともに、カウルフロントパネルの両端付近の下面にボルトで共締めする構造が記載されている。カウルフロントパネルを閉断面構造に形成し、カウルフロントパネルにサスタワーバーとしての機能を与えることで、各サスタワーの車幅方向内側への変形モードの抑制、あるいは、オフセット衝突時における車体後方側への変形モードの抑制が可能とされている。
【０００４】
下記特許文献２には、左右の前輪付近に配置された一対のサスタワーの上部同士を、サスタワーバーと呼ばれる部材で連結する構成が記載されている。サスタワーバーは、サスタワーから入力される引張り力または捩り力に対して、車体の変形を抑制し、車体剛性を高める目的で導入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６３４５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されたカウルフロントパネルは、一般に薄い板金を用いて形成されており、フロントウインドシールド（フロントガラス）の前方に設けられて、雨樋としての役割などを担っている。しかし、例えば、構造上の理由あるいは意匠上の理由などにより、サスタワーの上部付近にカウルフロントパネルを配置できない車両では、サスタワーを固定する新たな態様を検討する必要がある。例えば、フロントウインドウがサスタワー付近にまで延びた車両では、サスタワーを車室側の部材に固定するなどの検討が必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、サスペンションタワーの倒れ込み等の変形を抑制または防止する新たな固定構造を創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる車両前部構造は、車両の前部に設けられた左右一対のサスペンションタワーと、前記車両の車幅方向に延び、フロントウインドシールドの下部を支持するカウルパネルと、各前記サスペンションタワーの上部側面と前記カウルパネルの下面とを連結するブラケットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブラケットを介して、サスペンションタワーがカウルパネルに固定されるため、サスペンションタワーの倒れ込みなどの変形を抑制または防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる車両前部構造の右サイドの概略的な上面図である。
【図２】実施形態にかかる車両前部構造の右サイドの概略的な斜視図である。
【図３】ブラケットによるサスタワーの固定について示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態を例示するものであり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。
【００１２】
図１及び図２は、実施形態にかかる車両前部構造１０の概略を示す図である。図中の座標系におけるＦ軸は車両前方向、Ｕ軸は上方向、Ｒ軸は搭乗者の右手方向を示している（以下の図でも同様）。図１は、車両の右前部についての上面図であり、図２は車両の右前部を左前方から見た斜視図である。
【００１３】
この車両では、構造部材であるサイドメンバ１２が、車両の前後方向に延びている。構造部材とは、車両の重量、加減速、衝突などに伴う荷重の伝達を主として担う部材をいう。構造部材は、例えば鋼板などの金属板によって形成されており、その断面形状は典型的にはハット形断面形状あるいは角筒のように全周を部材で囲われた閉じ断面形状に形成されている。サイドメンバ１２の前面には、図示を省略したクラッシュボックスが溶接等により結合され、さらにクラッシュボックスの前面にはバンパリインフォースメントが溶接等により結合されている。これにより、サイドメンバ１２は、車両の前突時に、クラッシュボックスを介して前方からの衝突荷重が入力される。また、サイドメンバ１２は、若干曲がりながら、車室の下部を通って車両後部まで延びている。ただし、図１及び図２では、車両前部付近のみを図示しており、車室側については図示を省略している。
【００１４】
エプロンアッパメンバ１４は、車両前部において、車幅方向の端付近の上部を前後方向に延びる構造部材である。エプロンアッパメンバ１４の前面は、サイドメンバ１２と同様に、クラッシュボックスの後面に取り付けられており、衝突時にはクラッシュボックスから入力される荷重を後方に伝達する。また、エプロンアッパメンバ１４の後部は、フロントピラー１６に結合されている。
【００１５】
フロントピラー１６は、車両のフロントドアの前方に位置する構造部材であり、Ａピラーと呼ばれることもある。図１では、フロントピラー１６のうち、ルーフに向かって斜めに延びる斜部１６ａの一部と、斜部１６ａから下方に向かう縦部１６ｂの一部が図示されている。斜部１６ａは、フロントウインドシールド（フロントガラス）の側枠となるとともに、フロントドア上部の枠にもなっている。また、縦部１６ｂは、下端が車室下部の構造部材に結合されており、フロンドアの前側面の枠となっている。縦部１６ｂの前方側には、斜部１６ａを枠の一部とする三角窓１８が形成されている。一般的な車両では、フロントピラー１６は、斜部１６ａの先端がエプロンアッパメンバ１４の上部に結合され、縦部１６ｂにはエプロンアッパメンバ１４の後面が結合される。
【００１６】
フロントピラー１６の斜部１６ａにおける前端付近の内側には、カウルパネル２０が溶接等により結合されている。カウルパネル２０は、両端を左右のフロントピラー１６に結合された車幅方向に延びる構造部材である。カウルパネル２０は、〇Ｗカウルと呼ばれることもある。カウルパネル２０は、フロントガラスの下部の窓枠となっており、フロントガラスの前面上部付近にはカウルパネル２０にウレタン等の接着剤を用いて接着されている。このため、カウルパネル２０は、フロントガラスよりも後部に形成される車室空間に配置された部材となっている。なお、カウルパネル２０の前面下部には、図示を省略したカウルフロントパネルが取り付けられている。カウルフロントパネルは、〇Ａカウルとも呼ばれる薄い板金などを用いて形成された部材である。カウルフロントパネルは、フロントガラスからの雨水を受ける雨樋、あるいは、ワイパ取り付け部などとして機能する車室外の部材である点で、カウルパネル２０とは全く異なる役割を担う部材である。
【００１７】
また、図１に示すように（図２では図示を省略している）、左右のフロントピラー１６の内側には、ダッシュクロスメンバ２２が取り付けられている。ダッシュクロスメンバ２２は、車室空間とエンジンルームを隔てるダッシュパネルの上部に位置する部材である。なお、エンジンルームは、車両前方の空間について慣例的な名称である。本実施形態はエンジン車に限るものではなく、電動車両であってもよい。またエンジン車であっても、エンジンを車両後部等に設けることも可能である。
【００１８】
エンジンルームの外の両サイドには、図示を省略した前輪が配置される。そして、前輪には、ショックアブソーバやコイルスプリングを用いて形成されたサスペンションが取り付けられる。図１及び図２に示したサスタワー（サスペンションタワーの略称である）２４は、サスペンションの上部に取り付けられ、サスペンションを覆うように形成された部品である。またサスタワー２４の周囲には、板金または樹脂で形成されたエプロン２６が取り付けられている。エプロン２６は、エンジンルームと前輪側を隔てる隔壁である。
【００１９】
サスタワー２４は、下部の車幅方向内側部分をサイドメンバ１２に取り付けられている。また、サスタワー２４の上部の車幅方向外側部分はエプロンアッパメンバ１４に取り付けられている。これにより、サイドメンバ１２及びエプロンアッパメンバ１４、そしてこれらが連結された車体全体が、サスペンションを通じて前輪の上に支持されることになる。
【００２０】
サスタワー２４の上方には、カウルパネル２０が位置している。この車両では、サスタワー２４が設けられる前輪の車軸付近まで、フロントガラスが前方に延びるように意匠が設定されているため、一般的な車両に比べてカウルパネル２０が車両の前方に位置している。サスタワー２４の上部とカウルパネル２０との間には、若干の隙間があり、両者は直接的には結合されていない。しかし、図２に示すように、サスタワー２４の上部と、カウルパネル２０とは、ブラケット２８を用いて連結されている。
【００２１】
図３は、ブラケット２８とその周囲について、車両左前方のやや下側から描いた斜視図である。ブラケット２８は、例えば、１枚の鋼板をプレス加工して所定の形状に変形して形成される。ブラケット２８の下部２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、サスタワー２４の上部側面と結合される領域である。サスタワー２４の上部側面は円筒の外表面のような曲面形状に形成されている。図３には、サスタワー２４の上部側面のうち、車両の前方に面した前側面２４ａと、車幅方向内側に面した左側面２４ｂを符号で示している。ブラケット２８の下部２８ａは、サスタワー２４の前側面２４ａよりも若干左側を向いた部位と結合されている。また、ブラケット２８の下部２８ｂは、サスタワー２４の左側面２４ｂよりも若干前方を向いた部位と結合されている。そして、ブラケット２８の下部２８ｃは、サスタワー２４の左側面２４ｂと結合されている。つまり、ブラケット２８は、全体として、サスタワー２４の車幅方向内側の側面を中心とした部位に固定されている。
【００２２】
ブラケット２８の中間部２８ｄ、２８ｅ、２８ｆは、サスタワー２４の上面とカウルパネル２０の下面との隙間空間に位置する部位である。中間部２８ｄ、２８ｅ、２８ｆは、ブラケット２８の下部２８ａ、２８ｂ、２８ｃと、上部２８ｇ、２８ｈを連結するように、複数の平面を組み合わせた立体的な形状に作られている。なお、中間部２８ｄ、２８ｅに設けられた孔は、結合時の位置決めピンを挿入するためのものである。
【００２３】
ブラケット２８の上部２８ｇ、２８ｈは、カウルパネル２０と結合される部位である。具体的には、ブラケットの上部２８ｇは、カウルパネル２０の前面２０ａと結合されている。また、ブラケットの上部２８ｈは、カウルパネル２０の下面２０ｂと結合されている。なお、図示したように、ブラケット２８には、この他にも剛性向上の観点から複数の凹凸形状が形成されている。
【００２４】
ブラケット２８は、例えば、溶接（スポット溶接など）によって、カウルパネル２０の閉じ断面部位に結合される。閉じ断面部位は、強度が高いため、サスタワー２４からの様々な荷重の入力、特に車両の衝突時における大きな衝突荷重の入力に対しても、結合状態が維持される。また、溶接を利用することで、カウルパネル２０に孔をあけることなくブラケット２８が結合される。カウルパネル２０は、前述の通り、車室側の部材であるため、例えばボルト締結を行ったのでは、ボルト孔から車室側に雨水などが侵入する可能性が生じてしまう。
【００２５】
ブラケット２８とサスタワー２４との結合は、溶接で行ってもよいが、ボルト締めによって行うことも可能である。サスタワー２４は車室の外に位置する部品であり、ボルト孔を設けることで雨水などが侵入することになっても問題とはならない。また、ボルト締結を行った場合には、サスペンションの修理などの際に、サスタワー２４の取り外しが容易化されることになる。
【００２６】
次に、ブラケット２８の作用について説明する。車両では、走行中、前輪と車体とが相対的に様々な方向に変位する。サスペンションは、この変位を緩衝するように動作する。サスタワー２４は、サイドメンバ１２及びエプロンアッパメンバ１４との結合箇所を介して、サスペンションの動きを車体に伝え、また車体の動きをサスペンションに伝えている。ブラケット２８は、こうした過程で、サスタワー２４の上部をカウルパネル２０に固定することで、サスタワー２４に加わる引張り力や捩り力に対する車体の変形を抑制する。すなわち、ブラケット２８によってサスタワー２４をカウルパネル２０に結合したことで、カウルパネル２０はサスタワーバーとして機能する。
【００２７】
特に、サスタワー２４では、内倒れ方向へ変形（サスタワー２４の上部が車幅方向内側に倒れ込む）するモードが現れることが知られている。これに対し、ブラケット２８は、サスタワー２４の上部側面における車幅方向内側の面を支持するように取り付けられている。このため、サスタワー２４の内倒れ変形を強く抑制することができる。そして、車体の変形を抑制し、車体剛性を向上させることが可能となっている。
【００２８】
サスタワー２４の変形抑制効果は、車両が衝突を起こした場合に、顕著となる。例えば、車両がオフセットでの前突を起こした場合、バリアに衝突した側のサスタワー２４には、一般に、内倒れ方向に大きく変形する荷重が作用する。試験的に行ったコンピュータシミュレーションによれば、サスタワー２４の上部をブラケット２８で固定していない場合には、サスタワー２４が内倒れ変形し、サスタワー２４が結合されたエプロンアッパメンバ１４も内折れ（エプロンアッパメンバ１４の先端側が車幅方向の内側に向かうように屈曲する）を起こす。これに対し、サスタワー２４をブラケット２８でカウルパネル２０に結合したシミュレーションでは、オフセット衝突時にサスタワー２４の倒れ込みは発生せず、エプロンアッパメンバ１４の内折れも発生しない。そして、衝突荷重は、エプロンアッパメンバ１４からフロントピラー１６へと効率的に伝達される。この結果、衝突荷重が車体全体に伝わり、車体全体がバリアから遠ざかる方向に動き、衝突による車体の変形を抑制することが可能となった。
【００２９】
以上の説明においては、図３に示した特定の形状をもつカウルパネル２０を、サスタワー２４及びカウルパネル２０の特定の場所に結合する態様を例に挙げて説明した。しかし、カウルパネル２０の形状や結合部位は、必要な強度が確保できる範囲で様々に変えることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  車両前部構造、１２  サイドメンバ、１４  エプロンアッパメンバ、１６  フロントピラー、１６ａ  斜部、１６ｂ  縦部、１８  三角窓、２０  カウルパネル、２０ａ  前面、２０ｂ  下面、２２  ダッシュクロスメンバ、２４  サスタワー、２４ａ  前側面、２４ｂ  左側面、２６  エプロン、２８  ブラケット、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  下部、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ  中間部、２８ｇ、２８ｈ  上部。
【図１】
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【図２】
2020066321.tif 000004
【図３】
2020066321.tif 000005