(57)【要約】【課題】  サスペンションサポートが１点締めにより支持される形態であっても、防振部材の車両上下方向に対して直角方向の変形性能に異方性が付与された車両用サスペンションタワー構造を提供すること。【解決手段】  ピストンロッド２１１を有するストラット２を収容するエプロンメンバ１１と、防振部材３１を有するサスペンションサポート３を収容する突出部１２と、を備える車両用サスペンションタワー構造であって、突出部１２は、ピストンロッド２１１およびサスペンションサポート３を囲む側壁１２１と、開口部１２２ａが形成された頂面１２２とを有し、突出部１２に防振部材３１を車両下方側から接触させるとともに、開口部１２２ａにピストンロッド２１１が挿通された状態にすることでストラット２の上部が車体に支持され、側壁１２１に側壁１２１の外面よりも外側に突出した凸部１２４が形成されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドを含むショックアブソーバとコイルスプリングとを有するストラットを収容するエプロンメンバと、
前記ストラットの上端に配置され、かつ防振部材を有するサスペンションサポートを収容する、前記エプロンメンバの上部に形成された突出部と、を備える車両用サスペンションタワー構造であって、
前記突出部は、前記ピストンロッドおよび前記サスペンションサポートを囲む側壁と、前記側壁の上端につながり、かつ開口部が形成された頂面と、を有し、
前記突出部に前記防振部材を車両下方側から接触させるとともに、前記開口部に前記ピストンロッドが挿通された状態にすることで、前記ストラットの上部が車体に支持され、
前記突出部の前記側壁に、前記側壁の外面よりも外側に突出した凸部が形成され、前記凸部の内面と前記防振部材の外面との間に空隙を有することを特徴とする、車両用サスペンションタワー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に設けられ、主としてフロント側のストラット式サスペンションの上部を支持する、車両用サスペンションタワーの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のストラット式サスペンションは、ショックアブソーバおよびコイルスプリングを有したストラットを懸架装置とした独立懸架装置である。前記ストラットの下部はステアリングナックルに支持され、前記ステアリングナックルはロアアームを介して車体に支持されている。前記ストラットの上部は、サスペンションサポートを介して車体に支持されている。前記ストラットの上部を支持する車体の部分は、いわゆるサスペンションタワーである。
【０００３】
ストラットの上部を車体に支持する形態として、たとえば特許文献１に開示されている形態がある。該形態は、サスペンションタワーの上部に形成された上向きの突出部に、サスペンションサポートの防振部材を下方から嵌合させ、ストラットのピストンロッドを前記突出部の頂面に形成された開口部に挿通させるものである。そして、前記ピストンロッドの上端にストッパプレートをナットによって締結固定することで、前記サスペンションサポートが前記サスペンションタワーに支持される。該状態にすることで、前記ストラットの上部が車体に支持される。該形態においては、車体の自重が前記サスペンションサポートに伝達されるため、前記突出部の内面と前記防振部材の外面とは、互いに密着された状態になっている。また、該形態においては、前記サスペンションサポートの前記サスペンションタワーへの支持にあたっては、複数本のボルトによる固定ではなく、前記ピストンロッドを介した１点締めによるものである。
【０００４】
また、たとえば特許文献２に開示されている、防振部材の変形性能に異方性を付与し、車両前後方向の変形性能を車両左右方向よりも高くすることで、車両の操向性を確保しつつ、乗り心地の向上を図ったサスペンションサポートがある。ただし、該サスペンションサポートは、車両前後方向における両端をサスペンションタワーにボルトで固定する必要があるため、ピストンロッドを介した１点締めによって支持される形態のサスペンションサポートに採用することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７８７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１６１９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、サスペンションサポートが１点締めにより支持される形態であっても、サスペンションサポートの防振部材の車両上下方向に対して直角方向の変形性能に、異方性を付与することが可能な車両用サスペンションタワー構造を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供される車両用サスペンションタワー構造は、ピストンロッドを含むショックアブソーバとコイルスプリングとを有するストラットを収容するエプロンメンバと、前記ストラットの上端に配置され、かつ防振部材を有するサスペンションサポートを収容する、前記エプロンメンバの上部に形成された突出部と、を備える車両用サスペンションタワー構造であって、前記突出部は、前記ピストンロッドおよび前記サスペンションサポートを囲む側壁と、前記側壁の上端につながり、かつ開口部が形成された頂面と、を有し、前記突出部に前記防振部材を車両下方側から接触させるとともに、前記開口部に前記ピストンロッドが挿通された状態にすることで、前記ストラットの上部が車体に支持され、前記突出部の前記側壁に、前記側壁の外面よりも外側に突出した凸部が形成され、前記凸部の内面と前記防振部材の外面との間に空隙を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記サスペンションタワー構造の前記突出部の前記側壁に、前記側壁の外面よりも外側に突出した前記凸部が形成され、前記ストラットの上部が車体に支持された状態のとき、前記凸部の内面と、前記サスペンションサポートの前記防振部材の外面との間に前記空隙を有している。このような構成とすることで、前記ストラットに前記凸部が形成されている方向と同一方向の力が作用したとき、前記防振部材は、その一部が前記空隙内に進入するような弾性変形をする。よって、前記凸部が形成された方向における前記防振部材の変形性能が、前記凸部が形成されていない方向に対して相対的に高くなる。したがって、前記凸部の形成により、前記サスペンションサポートが１点締めにより前記サスペンションタワー構造に支持される形態であっても、前記防振部材の車両上下方向に対して直角方向の変形性能に、異方性を付与することが可能となる。
【０００９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に基づくサスペンションタワー構造を示す要部斜視図である。
【図２】図１のサスペンションタワー構造の突出部を示す要部平面図である。
【図３】図１のサスペンションタワー構造の突出部を示す要部平面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係るサスペンションタワー構造の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図５に基づき、本発明にかかるサスペンションタワー構造について説明する。図１は、本発明に基づくサスペンションタワー構造を示す要部斜視図である。図２は、図１のサスペンションタワー構造の突出部を示す要部平面図である。図３は、図２から後述するストッパプレート３４およびナット３５２を省略した要部平面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図１〜図５において、ＦＲは車両前後方向のうち車両前方側を、ＲＨは車両左右方向のうち車両右側を、ＵＰＲは車両上下方向のうち車両上方側をそれぞれ示している。なお、図１は、理解の便宜上、ストッパプレート３４およびナット３５２を省略している。
【００１３】
本実施形態のサスペンションタワー１は、エプロンメンバ１１および突出部１２を備えている。サスペンションタワー１は、車体の一部分である。また、ストラット式サスペンションの構成要素の一部である、ストラット２およびサスペンションサポート３は、前記ストラット式サスペンションの上部を構成している。ストラット２およびサスペンションサポート３がサスペンションタワー１に収容されることで、ストラット２の上部、すなわち前記ストラット式サスペンションの上部が車体に支持される。サスペンションタワー１は、図１に示すように、アッパメンバ８１と、ダッシュパネル８２とにそれぞれ接続している。アッパメンバ８１は、車両前方側に延びる部材で、サスペンションタワー１に対して車両右側に位置している。ダッシュパネル８２は、エンジンルーム（図示略）と車室（図示略）とを区画する部材で、サスペンションタワー１に対して車両後方側に位置している。
【００１４】
エプロンメンバ１１は、図１に示すように、エンジンルーム（図示略）側に膨出した部材である。エプロンメンバ１１の内部が空洞となっている。エプロンメンバ１１の内部に、ストラット２が収容されている。
【００１５】
突出部１２は、図１に示すように、エプロンメンバ１１の上部に形成された部材である。突出部１２は、溶接により、エプロンメンバ１１に接合されている。突出部１２は、側壁１２１、頂面１２２、フランジ１２３および凸部１２４を有している。本実施形態においては、側壁１２１および頂面１２２により形成された部分は、その内部が空洞となっている。前記内部に、サスペンションサポート３が収容されている。
【００１６】
側壁１２１は、図４に示すように、後述するストラット２のピストンロッド２１１と、サスペンションサポート３とを囲む部位である。本実施形態においては、側壁１２１の外面によって形成される平面視形状は円形である。また、車両上下方向において、側壁１２１の外面は、その上端が突出部１２の内面側に位置するように傾斜している。
【００１７】
頂面１２２は、図４に示すように、車両前後方向に対して直交し、側壁１２１の上端につながる部位である。図１に示すように、頂面１２２は、側壁１２１の上端を覆っている。本実施形態においては、図２に示すように、頂面１２２の平面視形状は円形である。また、図３に示すように、頂面１２２の平面視中央に、開口部１２２ａが形成されている。開口部１２２ａの平面視形状は円形である。
【００１８】
フランジ１２３は、図４に示すように、車両前後方向に対して直交し、かつ側壁１２１の下端につながる部位である。図１に示すように、フランジ１２３の外縁が、エプロンメンバ１１に接合されている。
【００１９】
凸部１２４は、図４に示すように、側壁１２１の外面に形成された、内部が空洞の部位である。凸部１２４は、側壁１２１の外面よりも外側に突出している。本実施形態においては、図２に示すように、凸部１２４は、平面視において車両前後方向に沿った、開口部１２２ａを挟んだ両側に形成されている。なお、凸部１２４の形成位置は、平面視において車両前後方向に沿っていなくてもよく、あるいは片側のみであってもよい。凸部１２４は、傾斜面１２４ａおよび側面１２４ｂを含む。
【００２０】
傾斜面１２４ａは、図１に示すように、車両下方側に向かうほど側壁１２１より離間するように傾斜した平たん面である。図２に示すように、傾斜面１２４ａの平面視形状は矩形である。側面１２４ｂは、図１および図２に示すように、傾斜面１２４ａに直交し、かつ側壁１２１およびフランジ１２３に接した、傾斜面１２４ａを挟んで両側に配置された面である。本実施形態においては、側面１２４ｂの形状は三角形である。なお、傾斜面１２４ａは、たとえば平面視形状が半円形である曲面などであってもよい。あわせて、側面１２４ｂは、側壁１２１およびフランジ１２３に接していれば、傾斜面１２４ａの形状に整合した、いかなる形状をもとることができる。
【００２１】
ストラット２は、ストラット式サスペンションの本体をなす構成要素である。ストラット２は、ショックアブソーバ２１、コイルスプリング２２およびスプリングシート２３を有している。
【００２２】
ショックアブソーバ２１は、コイルスプリング２２の伸縮振動を減衰させる機能を果たす。ショックアブソーバ２１は、ピストンロッド２１１およびシリンダ２１２を含む。ピストンロッド２１１は、図４に示すように、シリンダ２１２の内部に摺動可能に嵌合したピストン（図示略）に接合され、前記ピストンから車両上方側に突き出した棒部材である。本実施形態においては、図４に示すように、突出部１２の開口部１２２ａにピストンロッド２１１が挿通されている。また、ピストンロッド２１１の上端には、ねじ部２１１ａが形成されている。
【００２３】
コイルスプリング２２は、車輪（図示略）に伝達された路面からの入力に起因した振動を、コイルスプリング２２が伸縮振動することで前記振動を吸収しつつ、車輪と一体となって車両の自重を支える機能を果たす。コイルスプリング２２は、たとえば冷間成形圧縮コイルばねである。
【００２４】
スプリングシート２３は、図４に示すように、ピストンロッド２１１の上部に配置された金属製の部材である。スプリングシート２３の平面視形状は環状である。スプリングシート２３は、コイルスプリング２２の上端を支持している。スプリングシート２３の下面が、コイルスプリング２２の上端に接触している。スプリングシート２３の中央に、ピストンロッド２１１が配置されている。
【００２５】
サスペンションサポート３は、車体の自重をストラット２に伝達しつつ、ストラット２の上部を車体に支持するための構成要素である。また、サスペンションサポート３は、ストラット２から伝達された振動を吸収する機能を果たす。サスペンションサポート３は、図４に示すように、ストラット２の上端に位置している。サスペンションサポート３は、防振部材３１、フレーム３２、軸受３３、ストッパプレート３４およびナット３５を有している。
【００２６】
防振部材３１は、ストラット２の作動によっても吸収しきれない路面からの入力に伴った振動を、防振部材３１の弾性変形によって吸収し、前記振動が車体に伝達されるのを防止する機能を果たす部材である。防振部材３１は、ストラット２の動作に伴った弾性変形をする。防振部３１は、たとえば合成ゴムからなる。防振部材３１は、変形性能が等方性で、かつ均一な材質である。防振部材３１の平面視形状は円形である。図５に示すように、防振部材３１の側面は、車両上下方向において突出部１２の側壁１２１の内面に沿って傾斜している。したがって、本実施形態においては、防振部材３１の側面は側壁１２１の内面と接触し、防振部材３１の上面は突出部１２の頂面１２２の内面と接触している。また、本実施形態においては、平面視において、突出部１２の開口部１２２ａの縁から中心側に向かって延出した、延出部３１１が形成されている。延出部３１１の平面視形状は円環状であり、防振部材３１の平面視中央は貫通している。前記貫通位置に、ピストンロッド２１１が挿通されている。延出部３１１は、ピストンロッド２１１を囲むように形成されている。
【００２７】
フレーム３２は、図４に示すように、防振部材３１の下面と側面の一部とに沿って配置された、平面視形状が円形で、かつストラット２に対しての縦断面形状がハット状である金属製の部材である。防振部材３１は、たとえば加硫接着により、フレーム３２に固定されている。フレーム３２は、頂部３２１、傾斜部３２２、フランジ部３２３および起立部３２４を含む。頂部３２１は、車両上方側に位置し、車両上下方向に対して直交する部材である。頂部３２１の平面視中央に、第１挿通孔３２１ａが形成されている。第１挿通孔３２１ａに、ピストンロッド２１１が挿通されている。傾斜部３２２は、頂部３２１の外縁につながり、かつ車両下方側に向かうほどピストンロッド２１１より離間するように傾斜した部材である。フランジ部３２３は、傾斜部３２２の下端につながり、かつサスペンションサポート３の外側に向かって延出した部材である。起立部３２４は、フランジ部３２３の外縁から車両上方側に向かって延出した、フランジ部３２３の全周にわたって形成された部材である。頂部３２１の一部、傾斜部３２２およびフランジ部３２３は、それぞれ防振部材３１の下面に接している。起立部３２４は、防振部材３１の側面の一部に接している。
【００２８】
図５に基づき、サスペンションサポート３がストラット２から伝達された振動を吸収する仕組みについて説明する。車両上下方向における前記振動は、突出部１２の側壁１２１および頂面１２２と、フレーム３２の傾斜部３２２およびフランジ部３２３とに挟まれた防振部材３１の領域が弾性変形することで吸収される。また、車両左右方向における前記振動は、側壁１２１と傾斜部３２２とに挟まれた防振部材３１の領域が弾性変形することで吸収される。
【００２９】
軸受３３は、フレーム３２とスプリングシート２３との間に介装された、スラスト軸受である。図４に示すように、軸受３３の上面がフレーム３２の頂部３２１の下面に接触し、軸受３３の下面がスプリングシート２３の上面に接触している。軸受３３を介して、サスペンションサポート３から伝達された車両の自重がスプリングシート２３に伝達され、前記自重がコイルスプリング２２に作用する。軸受３３に、ピストンロッド２１１が挿通されている。
【００３０】
ストッパプレート３４は、図２および図４に示すように、平面視形状が円形で、かつストラット２に対しての縦断面形状が皿状である金属製の部材である。ストッパプレート３４の外縁は、平面視形状が円環状の鍔部３４１により形成されている。ストッパプレート３４の平面視中央に、車両下方側が窪んだ凹部３４２が形成されている。凹部３４２は、鍔部３４１の内縁につながっている。本実施形態においては、平面視において、ストッパプレート３４の径は、突出部１２の開口部１２２ａの径よりも大とされている。また、平面視において、凹部３４２の外径は、開口部１２２ａの径よりも小とされている。したがって、開口部１２２ａに凹部３４２を挿入させることが可能である。凹部３４２の底面に、第２挿通孔３４２ａが形成されている。第２挿通孔３４２ａに、ピストンロッド２１１が挿通されている。第２挿通孔３４２ａの大きさは、フレーム３２の第１挿通孔３２１ａと略同一である。
【００３１】
ストッパプレート３４は、前記ストラット式サスペンションのリバウンド時（コイルスプリング２２が伸びる時）に、サスペンションサポート３が突出部１２から脱落することを防ぐため、ピストンロッド２１１の車両下方側の変位を規制する機能を果たす。前記リバウンド時に、ストッパプレート３４の凹部３４２が、防振部材３１の延出部３１１に接触することで、ピストンロッド２１１の前記変位が規制される。このとき、ストッパプレート３４の鍔部３４１は、突出部１２の頂面１２２に接触しない。
【００３２】
ナット３５は、ピストンロッド２１１の上端にサスペンションサポート３を締結固定するための部品である。ナット３５は、ナット３５１およびナット３５２を有する。ナット３５１およびナット３５２は、ピストンロッド２１１のねじ部２１１ａに螺合されている。スプリングシート２３、軸受３３、フレーム３２の順にピストンロッド２１１を挿通させ、ナット３５１で締結させることで、フレーム３２がピストンロッド２１１に固定される。その後、ストッパプレート３４にピストンロッド２１１を挿通させ、ナット３５２で締結させることで、ストッパプレート３４がピストンロッド２１１に固定される。
【００３３】
図４および図５に基づき、ストラット２の上部が車体に支持された状態について説明する。サスペンションサポート３は、ピストンロッド２１１を介してストラット２の上端に配置されている。防振部材３１は、突出部１２に嵌合されている。このとき、突出部１２の内面に、防振部材３１の外面を車両下方側から接触させた状態になっている。また、車両上方側からストッパプレート３４の第２挿通孔３４２ａ、突出部１２の開口部１２２ａ、防振部材３１、フレーム３２の第１挿通孔３２１ａ、軸受３３、スプリングシート２３の順に、ピストンロッド２１１が連続して挿通された状態になっている。この状態にすることで、サスペンションサポート３が、ピストンロッド２１１を介した１点締めによってサスペンションタワー１に支持されるとともに、ストラット２の上部が車体に支持される。なお、ストラット２の上部が車体に支持された状態において、コイルスプリング２２およびスプリングシート２３は、軸受３３により、サスペンションサポート３に対して回転可能となっている。
【００３４】
サスペンションサポート３が、前記１点締めによってサスペンションタワー１に支持された状態、すなわちストラット２の上部が車体に支持された状態のとき、図４に示すように、突出部１２に形成された凸部１２４の内面と、防振部材３１の外面（側面）との間に空隙１２５を有している。空隙１２５を除けば、図５に示すように、突出部１２の内面と防振部材３１の外面とは、車両の自重により互いに密着された状態になっている。
【００３５】
次に、サスペンションタワー１の作用効果について説明する。
【００３６】
本実施形態によれば、サスペンションタワー１の突出部１２の側壁１２１に、側壁１２１の外面よりも外側に突出した凸部１２４が形成され、ストラット２の上部が車体に支持された状態のとき、凸部１２４の内面と、サスペンションサポート３の防振部材３１の外面との間に空隙１２５を有している。このような構成とすることで、ストラット２に凸部１２４が形成されている方向と同一方向の力が作用したとき、防振部材３１は、その一部が空隙１２５内に進入するような弾性変形をする。よって、凸部１２４が形成された方向における防振部材３１の変形性能が、凸部１２４が形成されていない方向に対して相対的に高くなる。したがって、凸部１２４の形成により、サスペンションサポート３が、１点締めによりサスペンションタワー１に支持される形態であっても、防振部材３１の車両上下方向に対して直角方向の変形性能に、異方性を付与することが可能となる。
【００３７】
たとえば、凸部１２４を、平面視において車両前後方向に沿った、突出部１２の開口部１２２ａを挟んだ両側に形成することで、防振部材３１の車両上下方向に対して直角方向の変形性能は、車両左右方向よりも車両前後方向の方を高くすることができる。よって、車両の発進、または制動時において、ストラット２を介して路面から伝達された入力に起因した衝撃を、防振部材３１によって緩和する効果がより大きくなり、乗り心地が向上する。このとき、車両左右方向において、防振部材３１の外面は突出部１２の内面に密着された状態になっているため、操向時の路面からの入力に起因したストラット２の車両左右方向の変動が抑制され、車両の安定した操向が可能となる。したがって、このような凸部１２４の形成により、車両の操向性を確保しつつ、乗り心地の向上を図ることができる。
【００３８】
凸部１２４は、突出部１２において、側壁１２１とフランジ１２３とに連結された補剛材となる。したがって、凸部１２４の形成により、車両上下方向における突出部１２の剛性が向上するため、サスペンションタワー１の強度の増加を図ることができる。
【００３９】
本発明にかかるサスペンションタワー構造は、先述した実施の形態に限定されるものではない。本発明にかかるサスペンションタワー構造の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００４０】
１：サスペンションタワー
１１：エプロンメンバ
１２：突出部
１２１：側壁
１２２：頂面
１２２ａ：開口部
１２３：フランジ
１２４：凸部
１２４ａ：傾斜面
１２４ｂ：側面
１２５：空隙
２：ストラット
２１：ショックアブソーバ
２１１：ピストンロッド
２１１ａ：ねじ部
２１２：シリンダ
２２：コイルスプリング
２３：スプリングシート
３：サスペンションサポート
３１：防振部材
３１１：延出部
３２：フレーム
３２１：頂部
３２１ａ：第１挿通孔
３２２：傾斜部
３２３：フランジ部
３２４：起立部
３３：軸受
３４：ストッパプレート
３４１：鍔部
３４２：凹部
３４２ａ：第２挿通孔
３５，３５１，３５２：ナット
８１：アッパメンバ
８２：ダッシュパネル
ＵＰＲ：上方
ＦＲ：前方
ＲＨ：右側
【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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