(57)【要約】【課題】アルミ等の耐久強度の低い材料の使用に対する制約を少なくすることができるサスペンション支持部の構造を得る。【解決手段】サスペンション支持部構造１０は、サスペンションＳの車体側部分が取り付けられるアルミニウム合金製のアッパサポート部１４と、アッパサポート部１４を構成する筒状部１４Ａの内側に全周に亘って密着するように装着された鋼製の補強リング２２とを備えている。アッパサポート部１４の筒状部１４Ａは、補強リング２２によって径方向に補強されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションの車体側部分が取り付けられるアッパサポート部と、
前記アッパサポート部の内側に装着され、該アッパサポート部を径方向に補強する補強部材と、
を備えたサスペンション支持部の構造。
【請求項２】
前記補強部材は、環状に形成された部分を含み、前記アッパサポート部の内周に全周に亘って連続的又は断続的に接触している請求項１記載のサスペンション支持部の構造。
【請求項３】
前記アッパサポート部は、アルミニウム合金にて構成されており、
前記補強部材は、鋼材にて構成されている請求項１又は請求項２記載のサスペンション支持部の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアルミニウム合金にて構成されたサスペンション支持部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
サスペンション取付部をアルミ等の軽合金の鋳物で一体成形したサスペンション取付部の構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−８０５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アルミ材は、鉄系の合金（鋼）と比較して同じ寸法では剛性、耐久強度が低くなるため、厚肉化する等の対策が必要となる。サスペンション支持部の構造部材の厚肉化は、車輪やサスペンションとの干渉を防止するスペースの確保を困難にする原因となり、サスペンション支持部へのアルミ材の採用に対しては制約が多かった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、アルミ等の耐久強度の低い材料の使用に対する制約を少なくすることができるサスペンション支持部の構造を得ることが目的である。
【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請求項１記載の発明に係るサスペンション支持部の構造は、サスペンションの車体側部分が取り付けられるアッパサポート部と、前記アッパサポート部の内側に装着され、該アッパサポート部を径方向に補強する補強部材と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載のサスペンション支持部の構造では、サスペンションの車体側部分が取り付けられるアッパサポート部が補強部材によって径方向に補強されているため、アッパサポート部自体の厚肉化の頼ることなく、サスペンション取付部の所要の剛性、強度を確保することができる。このため、例えばアッパサポート部（を含むサスペンション取付部）をアルミ等の耐久強度が低い材料にて構成しても、サスペンションや車輪との干渉を避けるためのスペースを確保することができ、設計の自由度が向上する。
【０００７】
このように、請求項１記載のサスペンション支持部の構造は、アルミ等の耐久強度の低い材料の使用に対する制約を少なくすることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係るサスペンション支持部の構造は、請求項１記載のサスペンション支持部の構造において、前記補強部材は、環状に形成された部分を含み、前記アッパサポート部の内周に全周に亘って連続的又は断続的に接触している。
【０００９】
請求項２記載のサスペンション支持部の構造では、補強部材が無端の環状（例えば、円環状）を成す部分を含むので、該補強部材自体を薄肉としつつ所要の強度を確保する構成とすることができ、全体としてサスペンションや車輪との干渉を避けるためのスペースを確保するための自由度が向上する。なお、補強部材は、例えば、全体として環状を成しても良く、環状部分から放射方向のリブ等が径方向に突設されても良く、径寸法を周期的に変化させた波型の外周形状を有する構成としても良い。
【００１０】
請求項３記載の発明に係るサスペンション支持部の構造は、請求項１又は請求項２記載のサスペンション支持部の構造において、前記アッパサポート部は、アルミニウム合金にて構成されており、前記補強部材は、鋼材にて構成されている。
【００１１】
請求項３記載のサスペンション支持部の構造では、相対的に低比重のアルミニウム合金にてアッパサポート部（を含むサスペンション取付部）を構成して車両の軽量化に寄与しつつ、該アルミニウム合金よりも弾性係数、強度が高い鋼材（鉄系合金）より成る補強部材を用いることで、全体の厚肉化を抑えて所要の強度を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明に係るサスペンション支持部の構造は、アルミ等の耐久強度の低い材料の使用に対する制約を少なくすることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態に係る車体構造が適用されたサスペンション支持部構造１０について、図１乃至図７に基づいて説明する。サスペンション支持部構造１０は車幅方向（左右）対称に構成されるので、以下、車幅方向一方側についてのみ説明することとする。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＩＮ、及び矢印ＯＵＴは、それぞれサスペンション支持部構造１０が適用された自動車の前方向（進行方向）、上方向、車幅方向の内側、及び外側を示している。
【００１４】
図２には、サスペンション支持部構造１０を構成するサスペンションタワー部材１２が側面図にて示されており、図３、図４には、サスペンションタワー部材１２が平面図、正面図にてそれぞれ示されている。また、図５には、図４の矢印Ａ方向視（後述するアッパサポート部１４の軸方向視）の底面図が示されている。
【００１５】
これらの図に示される如く、サスペンションタワー部材１２は、車体に対し車輪を懸架するサスペンションＳ（図１（Ｂ）参照）を支持するアッパサポート部１４と、アッパサポート部１４から車体上下方向の下側に延設されたエプロン部１６とを含んで構成されている。エプロン部１６は、例えばフロントサイドメンバ等の車体骨格部材に固定されるようになっている。この実施形態では、サスペンション支持部構造１０が支持するサスペンションＳは、前輪を懸架するフロントサスペンションとされている。
【００１６】
アッパサポート部１４は、下方及び車幅方向外方を向いて開口するように軸線が車体上下方向に対し傾斜した略円皿状に形成されており、エプロン部１６に対して車幅方向外側に張り出している。アッパサポート部１４の外周縁部には、上方に突出した複数のリブ１８が形成されている。複数のリブ１８は、アッパサポート部１４を径方向に補強するように、アッパサポート部１４の放射方向（外周縁との交差方向）に延設されている。アッパサポート部１４の軸心部には、サスペンションＳを固定するための締結孔２０が形成されている。
【００１７】
以上説明したサスペンションタワー部材１２は、アルミ鍛造やアルミダイキャスト等によって、各部（締結孔２０を有するアッパサポート部１４、エプロン部１６、複数のリブ１８等）がアルミニウム合金にて一体に形成されている。
【００１８】
そして、図１（Ａ）には、サスペンション支持部構造１０の要部が一部切り欠いた背面図にて示されており、図１（Ｂ）には、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った模式的な断面図が示されている。これら図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図４に示される如く、アッパサポート部１４の内周部には、補強部材としての補強リング２２が嵌め込まれている。具体的には、アッパサポート部１４の開口端側部分は、短円筒状に形成された筒状部１４Ａとされており、この筒状部１４Ａには円環（短円筒）状に形成された補強リング２２が嵌め込まれている。
【００１９】
この実施形態では、円環状の補強リング２２は、アルミニウム合金と比較して十分に弾性係数（ヤング率）、強度が高い金属材料である鋼材（鉄系の合金）より成り、上下方向の幅、径方向の肉厚がそれぞれ均一（一定）とされている。この補強リング２２は、圧入又はインサート成形（サスペンションタワー部材１２の成形型に固定してアルミニウム合金と共に鋳込む成形法）にてアッパサポート部１４の筒状部１４Ａの内周に略全周に亘って隙間なく密着するように組み付けられ（嵌め込まれ）ている。
【００２０】
図１（Ｂ）に示される如く、サスペンション支持部構造１０は、サスペンションＳを支持している。サスペンションＳは、スプリング２４とショックアブソーバ２６とを有している。ショックアブソーバ２６は、車体側部材（ロッドまたはシリンダ）２６Ａの上端が締結手段２８にてアッパサポート部１４の頂板部１４Ｂに締結されている。スプリング２４は、圧縮コイルスプリングとされており、アッパサポート部１４とショックアブソーバ２６の車輪側部材（図示省略）との間に圧縮状態で配設されている。この実施形態では、アッパサポート部１４とスプリング２４の上端との間には、スプリングアッパシート３０が介在している。
【００２１】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００２２】
上記構成のサスペンション支持部構造１０では、アッパサポート部１４に取り付けられたサスペンションＳを、エプロン部１６が車体骨格部材に固定された状態で、車体に対し支持している。そして、サスペンション支持部構造１０では、適用された自動車の走行に伴う車輪の上下動（上下方向荷重）が、サスペンションＳを介してアッパサポート部１４に入力される。
【００２３】
ここで、サスペンション支持部構造１０では、補強リング２２を設けたため、該補強リング２２によってアッパサポート部１４が径方向に補強される。このため、アルミニウム合金より成るアッパサポート部１４の筒状部１４Ａを肉厚化することなく、該アッパサポート部１４すなわちサスペンション取付部の所要の剛性、強度が確保される。
【００２４】
特に、サスペンション支持部構造１０では、補強リング２２が無端の環状を成すので、該補強リング２２自体を薄肉としつつ所要の強度を確保する構成とすることができる。しかも、サスペンション支持部構造１０では、サスペンションタワー部材１２（アッパサポート部１４）を構成するアルミニウム合金よりも高弾性、高強度（特に、曲げに対して高弾性、高強度）である鋼材にて補強リング２２を構成しているため、補強リング２２自体を一層薄肉としつつ所要の剛性、耐久強度を確保する構成とすることができる。したがって、サスペンション支持部構造１０では、補強リング２２と筒状部１４Ａとを重ね合わせた総厚みｔを大きくすることなく、サスペンションＳからの入力に対する所要の耐久強度をことができる。
【００２５】
以下、補強リング２２を備えない比較例との比較（数値解析）結果について説明する。図７（Ａ）に示す比較例１００は、その筒状部１４Ａの厚みｔが、図１（Ｂ）及び図６（Ａ）に示す補強リング２２と筒状部１４Ａとを重ね合わせた総厚みｔと等しい設定とされている。なお、図７（Ａ）は、図６（Ａ）に示すサスペンション支持部構造１０と同様に、解析モデルの軸直角方向の断面（図４の断面線Ｌに沿った断面）を示している。
【００２６】
この比較例１００のアッパサポート部１４に所定の上向き荷重を入力した場合、図７（Ｂ）に示される如く、アッパサポート部１４の筒状部１４Ａは、大きく変形することがわかる。特に、車幅方向外側に張り出した自由端側（図７（Ｂ）に示すＢ部）が車体前後方向につぶれるように大きく略楕円形状に変形（曲げ変形）する。したがって、補強リング２２を備えない構成において筒状部１４Ａの変形を抑えるためには、筒状部１４ＡにおけるＢ部の肉厚を増す必要があることがわかる。
【００２７】
これに対して、サスペンション支持部構造１０では、図６（Ａ）に示す解析モデルに比較例と同じ所定の上向き荷重を入力した場合、補強リング２２の補強効果によって筒状部１４Ａの変形が著しく抑制されることがわかる。これにより、サスペンション支持部構造１０では、筒状部１４Ａと補強リング２２との総厚みｔを比較例１００における筒状部１４Ａの厚みｔと同一としながら、すなわちアッパサポート部１４の厚肉化に頼ることなく、十分な剛性を得ることが確認された。
【００２８】
また、補強リング２２の補剛効果による高剛性化に伴って筒状部１４Ａの断面変形が抑制されるので、該筒状部１４Ａの所定荷重に対する発生応力が比較例と比較して大幅に低減される。このため、サスペンション支持部構造１０では、筒状部１４Ａの疲労に対する許容応力が向上することとなり、筒状部１４Ａの耐久（疲労）強度が向上する。
【００２９】
さらに、サスペンション支持部構造１０では、補強リング２２を含む筒状部１４Ａが厚肉化（小内径化）されないので、アッパサポート部１４の内側ではサスペンションＳ（スプリングアッパシート３０）の配設スペースが確保される。一方、図３に示される如く、アッパサポート部１４は転舵輪である前輪Ｔと干渉し得る配置とされるが、補強リング２２を含む筒状部１４Ａが厚肉化（大外径化）されないので、前輪Ｔの十分な転舵角（可動領域）を確保することができる。これにより、前輪Ｔの大型化にも用意に対応することが可能となる。また、サスペンションタワー部材１２の筒状部１４Ａが厚肉化されないので、アルミニウム合金を用いたサスペンションタワー部材１２の成形性が確保され、例えば鍛造にてサスペンションタワー部材１２を成形する場合の品質確保が容易となる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造１０では、アッパサポート部１４の高剛性、高耐久強度を確保しつつ、アルミニウム合金製のサスペンションタワー部材１２の採用に対する制約が少なくなり、省スペースなアルミサスペンションタワー構造を実現することできる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、補強リング２２が無端の環状であり筒状部１４Ａの内周面に全周に亘って密着する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、補強リング２２又は筒状部１４Ａが周方向の一部において切り欠かれた構成としても良く、補強リング２２と筒状部１４Ａとが周方向に断続的に接触する構成としても良い。
【００３２】
また、上記実施形態では、補強リング２２が鋼材にて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、同じ寸法でアルミニウム合金よりも高弾性、高強度である各種の材料を用いて補強リング２２を構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造の要部を示す図であって、（Ａ）は一部切り欠いた背面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造を示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造を示す底面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施形態に係るサスペンション支持部構造の解析モデルを示す断面図、（Ｂ）は上記解析モデルを用いた解析結果を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施形態との比較例に係る解析モデルを示す断面図、（Ｂ）は上記解析モデルを用いた解析結果を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    サスペンション支持部構造（サスペンション支持部の構造）
１４    アッパサポート部
２２    補強リング（補強部材）
Ｓ      サスペンション
【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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【図７】
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