(57)【要約】【課題】従来に比べて質量、コストを低減しつつ、サスペンションタワーのサイドメンバとの接合部における局部変形や応力集中を緩和できる、車両前部構造の提供。【解決手段】サスペンションタワー２０に円筒形状部２３を設けてサスペンションタワー２０の剛性を向上させた形状に対して、円筒形状部２３の下端２３ａとサイドメンバ４０への複数の溶接点Ｐとの上下方向間に、車両幅方向に段差Ｄを生じる段差形状部２６が形成されている。そのため、円筒形状部２３の下端２３ａとサイドメンバ４０への溶接点Ｐとの上下方向間にある部分の剛性を高めることができ、該部分の上下方向荷重による面外変形（車両幅方向への変形）を抑制できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションタワーを有しており、
前記サスペンションタワーは、車両幅方向外側の上端部で車両前後方向に延びるエプロンアッパメンバに接合されるとともに、車両幅方向中央側の下端部で、前記エプロンアッパメンバより車両幅方向中央側かつ下方にあり車両前後方向に延びるサイドメンバに車両前後方向の複数点で溶接されており、
前記サスペンションタワーには、前記サイドメンバへの複数の溶接点から上方に隔たった位置に車両幅方向中央側に膨出する円筒形状部が設けられており、
前記サスペンションタワーには、前記円筒形状部の下端と前記サイドメンバへの複数の溶接点との上下方向間に、車両幅方向に段差を生じる段差形状部が形成されており、該段差形状部は、上方から見たときに、車両前後方向に前記複数の溶接点の少なくとも２点にかかるようにして形成されている、車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前後方向に延びるサイドメンバに車両前後方向の複数点で溶接されるサスペンションタワーを有する、車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すように、車両幅方向外側の上端部で車両前後方向に延びるエプロンアッパメンバ３に接合されるとともに、車両幅方向中央側の下端部で、エプロンアッパメンバ３より車両幅方向中央側かつ下方にあり車両前後方向に延びるサイドメンバ４に接合される、サスペンションタワー２が知られている。
【０００３】
サスペンションタワー２には、サイドメンバ４への接合部２ａから上方に隔たった位置に車両幅方向中央側に膨出する円筒形状部２ｂが設けられており、サスペンションタワー２の上壁２ｃからの上下入力に対する剛性が高められている。
【０００４】
しかし、円筒形状部２ｂは、サイドメンバ４への接合部２ａから上方に隔たった位置に設けられているため、円筒形状部２ｂの下端とサイドメンバ４への接合部２ａとの上下方向間にある側壁部分２ｄの剛性確保が困難である。そのため、サイドメンバ４との接合部２ａの局部変形や応力集中を緩和することが困難である。
【０００５】
特許文献１は、サイドメンバ（フロントサイドフレーム）からエプロンアッパメンバ（エプロンレインフォースメント）へ荷重伝達するために閉断面を有する中空部材を追加して設け、十分な荷重分散を図る技術を開示している。
【０００６】
しかし、上記特許文献１開示の技術には、つぎの問題点がある。
閉断面を有する中空部材を備える必要があるため、質量、コストを低減する点において改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来に比べて質量、コストを低減しつつ、サスペンションタワーのサイドメンバとの接合部における局部変形や応力集中を緩和できる、車両前部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  サスペンションタワーを有しており、
前記サスペンションタワーは、車両幅方向外側の上端部で車両前後方向に延びるエプロンアッパメンバに接合されるとともに、車両幅方向中央側の下端部で、前記エプロンアッパメンバより車両幅方向中央側かつ下方にあり車両前後方向に延びるサイドメンバに車両前後方向の複数点で溶接されており、
前記サスペンションタワーには、前記サイドメンバへの複数の溶接点から上方に隔たった位置に車両幅方向中央側に膨出する円筒形状部が設けられており、
前記サスペンションタワーには、前記円筒形状部の下端と前記サイドメンバへの複数の溶接点との上下方向間に、車両幅方向に段差を生じる段差形状部が形成されており、該段差形状部は、上方から見たときに、車両前後方向に前記複数の溶接点の少なくとも２点にかかるようにして形成されている、車両前部構造。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）の車両前部構造によれば、つぎの効果を得ることができる。
サスペンションタワーには、円筒形状部の下端とサイドメンバへの複数の溶接点との上下方向間に、車両幅方向に段差を生じる段差形状部が形成されている。そのため、円筒形状部の下端とサイドメンバへの溶接点との上下方向間にある部分の剛性を高めることができ、上下方向荷重による面外変形（車両幅方向への変形）を抑制できる。よって、サスペンションタワーのサイドメンバとの接合部における局部変形や応力集中を緩和できる。
この構造では、エプロンアッパメンバとサイドメンバとを繋ぐ閉断面を有する中空部材（従来の中空部材）が不要であるため、中空部材を要する場合に比べて、軽量化、コスト低減を図ることができる。
【００１１】
また、段差形状部は、上方から見たときに、車両前後方向に複数の溶接点の少なくとも２点にかかるようにして形成されているため、サスペンションタワーからサイドメンバに伝達される荷重を複数の溶接点で分担できる。よって、主に単一の溶接点にて荷重を伝達する場合に比べて、荷重を平準化でき、サスペンションタワーの面外変形を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明実施例の車両前部構造の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大概略断面図である。
【図３】本発明実施例の車両前部構造における、サスペンションタワーの部分拡大斜視図である。
【図４】本発明実施例の車両前部構造における、サスペンションタワーの部分拡大正面図である。
【図５】本発明実施例の車両前部構造と、本発明実施例の比較例（本発明実施例ではなく、段差形状部が設けられていない場合を示す）とにおける、応力分布の比較図である。（ａ）は、本発明実施例の車両前部構造における応力分布を示す。（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図を示す。（ｃ）は、比較例の応力分布図を示す。（ｄ）は、（ｃ）の部分拡大図を示す。
【図６】従来の車両前部構造の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明実施例の車両前部構造１０を説明する。なお、図中ＵＰは上方を示し、ＦＲは車両前方を示し、ＯＵＴは車両幅方向外側を示す。
【００１４】
車両前部構造１０は、図１に示すように、エプロンアッパメンバ３０とサイドメンバ（フロントサイドメンバ）４０とに接合されるサスペンションタワー２０を有する。
【００１５】
エプロンアッパメンバ３０は、車両の車両幅方向端部の上部で車両前後方向に延びて配設される。エプロンアッパメンバ３０は、車両幅方向外側に開放された断面形状のアッパメンバインナ３１を有する。アッパメンバインナ３１は、図示略のアッパメンバアウタと接合されており、エプロンアッパメンバ３０は、閉断面を有する。
【００１６】
サイドメンバ４０は、エプロンアッパメンバ３０より車両幅方向中央側かつ下方で車両前後方向に延びて配設される。サイドメンバ４０は、サイドメンバインナ４１とサイドメンバアウタ４２とを接合することで構成されており、閉断面を有する。
【００１７】
サスペンションタワー２０は、エプロンアッパメンバ３０とサイドメンバ４０との間にわたって配設されている。
【００１８】
サスペンションタワー２０は、プレス成形された複数の金属製板状部材を接合して構成されている。サスペンションタワー２０は、たとえば、それぞれ別体に形成されて互いにスポット溶接等で接合される、上壁プレート２１と、側壁プレート２２と、を有する。
【００１９】
上壁プレート２１は、サスペンションタワー２０の上壁を構成する。上壁プレート２１は、上壁プレート２１の車両幅方向外側端部で、エプロンアッパメンバ３０にスポット溶接等で接合されている。上壁プレート２１の中央部には、上方に凸状の支持部２１ａが形成されている。支持部２１ａの平面視形状は、円形である。また、上壁プレート２１の支持部２１ａの周囲には、図示略のサスペンションに設けられる複数のボルト（図示略）が挿入されるボルト孔２１ｂが周方向に等間隔に複数形成されている。サスペンションに設けられるボルトをボルト孔２１ｂに挿入し、図示略のナットを螺合させることで、サスペンションの上端部は上壁プレート２１に締結固定される。
【００２０】
側壁プレート２２は、エプロンアッパメンバ３１とサイドメンバ４０とにわたって設けられている。側壁プレート２２の下端部は、サイドメンバ４０に複数の溶接点Ｐでスポット溶接されている。側壁プレート２２の複数の溶接点Ｐから上方に隔たった位置には、車両幅方向中央側に膨出する円筒形状部２３が形成されている。円筒形状部２３により、側壁プレート２２の上方側には略半円筒形状となる部分が存在する。側壁プレート２２の円筒形状部２３より下側は、サイドメンバ３０に車両前後方向の複数の溶接点Ｐにて溶接されるため、略平板形状となっている。円筒形状部２３の上端部は、上壁プレート２１にスポット溶接等で接合されている。
【００２１】
円筒形状部２３には、さらに、車両の幅方向中央側に凸とされた上下方向に延びるビード２４が形成されていてもよい。ビード２４は、上下方向で円筒形状部２３の全域にわたって連続して設けられている。ビード２４の上下方向と直交する断面形状は、略四角形であり、たとえば略台形である。ビード２４の下端部は、円筒形状部２３の下端部と同じ高さ位置にあり、サイドメンバ４０への溶接点Ｐから上方に隔たった位置にある。
【００２２】
側壁プレート２２の円筒形状部２３の車両前後方向両側には、円筒形状部２３から車両前後方向に延びるフランジ部２５が設けられている。フランジ部２５には、フロントフェンダエプロンを形成する図示略のパネル部材が接合される。フランジ部２５は、エプロンアッパメンバ３１とサイドメンバ４０との間にわたって設けられている。側壁プレート２２は、フランジ部２５の車両幅方向外側の上端部で、エプロンアッパメンバ３０にスポット溶接等で接合される。
【００２３】
上壁プレート２１の車両幅方向外側端部と、側壁プレート２２のフランジ部２５の車両幅方向外側の上端部が、エプロンアッパメンバ３１に接合されるため、サスペンションタワー２０は、車両幅方向外側の上端部２０ａでエプロンアッパメンバ３０に接合される。また、側壁プレート２２の下端部がサイドメンバ４０に車両前後方向の複数の溶接点Ｐでスポット溶接されるため、サスペンションタワー２０は、車両幅方向中央側の下端部２０ｂでサイドメンバ４０に車両前後方向の複数の点Ｐでスポット溶接される。
【００２４】
サスペンションタワー２０には、円筒形状部２３の下端２３ａとサイドメンバ３０への複数の溶接点Ｐとの上下方向間に、車両幅方向に段差Ｄ（図２参照）を生じる段差形状部２６が形成されている。
【００２５】
段差形状部２６は、上下方向に１段のみ形成されている。ただし、段差形状部２６は、上下方向に複数段形成されていてもよい。また、段差形状部２６は、車両前後方向に、１つのみ形成されている。ただし、段差形状部２６は、車両前後方向に複数形成されていてもよい。
【００２６】
段差形状部２６は、側壁プレート２２の成形後に側壁プレート２２を車両幅方向に曲げ加工して成形されていてもよいが、コスト低減のため、側壁プレート２２のプレス成形と同時に成形されることが望ましい。
【００２７】
段差形状部２６は、段差形状部２６の上側が下側よりも車両幅方向中央側となるようにして形成されていてもよいが、図２に示すように、段差形状部２６の下側が上側よりも車両幅方向中央側となるようにして形成されていることが望ましい。これは、側壁プレート２２のプレス成形と同時に段差形状部２６を成形する場合に、段差形状部２６が成形された側壁プレート２２を、段差形状部２６が引っ掛かることなくプレス成形型から容易に抜くことができるからである。
【００２８】
段差Ｄの量は、明確な段差とされていればよく、たとえば、側壁プレート２２の板厚以上とされており、側壁プレート２２の板厚の２倍以上とされていてもよく、３倍以上とされていてもよく、４倍以上とされていてもよい。
【００２９】
段差形状部２６の上下方向からの傾斜角度θは、明確な段差Ｄを生じさせるとともに、側壁プレート２２に上下方向荷重がかかった際に、側壁プレート２２が突っ張り、段差形状部２６部位で上下方向の曲げ変形を生じない程度の角度とされており、たとえば１０°以上で４５°未満とされている。
【００３０】
段差形状部２６は、図１、図３、図４に示すように、車両前後方向に延びて形成されている。段差形状部２６は、車両前後方向に直線状に延びて形成されていてもよく、上下方向への湾曲部を少なくとも１つ有して車両前後方向に延びて形成されていてもよい。段差形状部２６は、車両前後方向で、側壁プレート２２の一部のみに形成されている。これは、段差形状部２６を側壁プレートの車両前後方向の全域にわたって設ける場合に比べて、側壁プレート２２に上下方向荷重がかかった際に側壁プレート２２の上下方向突っ張り力を容易に確保できるからである。段差形状部２６は、上方から見たときに、車両前後方向に複数の溶接点Ｐの少なくとも２点にかかる（跨ぐ）ようにして形成されている。
【００３１】
図５は、サスペンションタワー２０の上壁プレート２１に図示略のサスペンションからの上下方向入力があった際の、サスペンションタワー２０の応力分布を示しており、（ａ）、（ｂ）は段差形状部２６が形成される場合とその部分拡大図を示し、（ｃ）、（ｄ）は、段差形状部２６が形成されていない場合とその部分拡大図を示す。
【００３２】
図５より次のことが分かる。
（ｉ）サスペンションタワー２０の、円筒形状部２３とビード２４が形成されている部分は、段差形状部２６の有無によらず車両幅方向の剛性が高められているため、（ａ）（ｂ）だけでなく（ｃ）（ｄ）においても、応力集中や局部変形が生じるおそれは無いかまたは無視できる程度である。
（ｉｉ）サスペンションタワー２０の、円筒形状部２３の下端２３ａとサイドメンバ３０への複数の溶接点Ｐとの上下方向間の部分は、（ａ）（ｂ）の方が（ｃ）（ｄ）に比べて高応力部Ｓが上下方向に分断されるとともに減少されている。
【００３３】
つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
（Ａ）サスペンションタワー２０に円筒形状部２３（さらにはビード２４）を設けて上壁プレート２１からの上下入力に対するサスペンションタワー２０の剛性を向上させた形状に対して、円筒形状部２３の下端２３ａとサイドメンバ４０への複数の溶接点Ｐとの上下方向間に、車両幅方向に段差Ｄを生じる段差形状部２６が形成されている。そのため、円筒形状部２３の下端２３ａとサイドメンバ４０への溶接点Ｐとの上下方向間にある部分の剛性を高めることができ、該部分の上下方向荷重による面外変形（車両幅方向への変形）を抑制できる。よって、サスペンションタワー２０のサイドメンバ４０との接合部における局部変形や応力集中を緩和できる。
この構造では、段差形状を追加するだけであり、従来のような閉断面を有する中空部材の追加が不要であるため、中空部材を要する場合に比べて、軽量化、コスト低減を図ることができる。
【００３４】
（Ｂ）段差形状部２６は、上方から見たときに、車両前後方向に複数の溶接点Ｐの少なくとも２点にかかるようにして形成されているため、サスペンションタワー２０からサイドメンバ４０に伝達される荷重を複数の溶接点Ｐで分担できる。よって、主に単一の溶接点にて荷重を伝達する場合に比べて、荷重を平準化でき、サスペンションタワー２０の面外変形を効果的に抑制できる。
【００３５】
（Ｃ）段差形状部２６を設けることでサスペンションタワー２０のサイドメンバ４０との接合部における局部変形を抑制できるため、（ｉ）サスペンションタワー２０のサイドメンバ４０との接合部の破断やサイドメンバ４０からの剥離を抑制できる。また、（ｉｉ）サスペンション取付部（上壁プレート２１）の上下方向の変位量が小さくなり、車両乗り心地性能が向上できる。
【００３６】
（Ｄ）段差形状部２６を設けることで、サスペンションタワー２０の円筒形状部２３もしくは面外変形抑止のためのビード２４等の端部の位置によらずにサイドメンバ４０との結合部の剛性、強度を確保することができる。よって、サイドメンバ４０との結合部の形状を簡素化でき、サスペンションタワー２０の生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  車両前部構造
２０  サスペンションタワー
２０ａ  車両幅方向外側の上端部
２０ｂ  車両幅方向中央側の下端部
２１  上壁プレート
２２  側壁プレート
２３  円筒形状部
２３ａ  円筒形状部の下端
２４  ビード
２５  フランジ部
２６  段差形状部
３０  エプロンアッパメンバ
３１  アッパメンバインナ
４０  サイドメンバ
４１  サイドメンバインナ
４２  サイドメンバアウタ
Ｄ  段差
Ｐ  溶接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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