JP2017154514A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数や重量の増加を回避しながら、アルミニウム合金製のダンパーハウジングとタワーバーとを強固に接続する。【解決手段】 ダンパーの上端を支持するアルミニウム合金製のダンパーハウジング２５の上面に中心から放射状に延びる複数のリブ２５ｂが形成され、複数のリブ２５ｂのうちの相互に隣接するリブ２５ｂどうしを繋ぐ取付座２５ｃにタワーバー２７の一端が接続されるので、タワーバー２７の一端とダンパーハウジン２５の上面との接続部の荷重をリブ２５ｂで支持することにより、ダンパーハウジン２５の上面の一般肉厚を減少させて重量を軽減しながらタワーバー２７を強固に接続することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、ダンパーの上端を支持するアルミニウム合金製のダンパーハウジングの上面にタワーバーの一端を接続する自動車の車体構造に関する。

左右のダンパーハウジングとダッシュパネルアッパーの車幅方向中央部に設けたブラケットとを、Ｖ字状に配置した左右一対のサスペンションステー（タワーバー）で接続することで、前輪からダンパーを介して入力する荷重に対するダンパーハウジングの剛性を高めるものが、下記特許文献１により公知である。

実開平１−１４８９７８号公報

ところで、ダンパーハウジングをアルミニウム合金の鋳造品で構成した場合、各部の肉厚を自由に設定することが可能であるが、ダンパーハウジングの上壁に設けられるタワーバーの取付座の強度を高めるべく、ダンパーハウジングの上壁全体を厚肉に構成すると、ダンパーハウジングの重量が増加する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、部品点数や重量の増加を回避しながら、アルミニウム合金製のダンパーハウジングとタワーバーとを強固に接続することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ダンパーの上端を支持するアルミニウム合金製のダンパーハウジングの上面に中心から放射状に延びる複数のリブが形成され、前記複数のリブのうちの相互に隣接するリブどうしを繋ぐ取付座にタワーバーの一端が接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記取付座の座面は前記リブの上端よりも高いことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記ダンパーハウジングの下面にサスペンションアームを支持する一対の支持壁を備え、前記取付座は前記一対の支持壁の間に配置されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、ダッシュパネルロアと、前記ダッシュパネルロアの上部に接続されて上向きに開口するダッシュパネルアッパーと、前記ダッシュパネルアッパーの車幅方向中央部の上面に接続されたバルクヘッドと、前記ダッシュパネルロアの下部に接続されて車幅方向に延びるダッシュクロスメンバと、前記ダッシュパネルロアの後面に接続され、上端が前記ダッシュパネルアッパーを挟んで前記バルクヘッドに接続され、下端が前記ダッシュクロスメンバに接続された縦メンバとを備え、前記タワーバーの他端は前記ダッシュパネルアッパーを挟んで前記バルクヘッドに接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記バルクヘッドは下面が前記ダッシュパネルアッパーの上面に接続されるハット状断面であり、前記バルクヘッドの上面に支持部材を介してウインドシールドロアサポートが支持されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記支持部材は、ウインドシールドロアサポートに接続される上部支持部材と、前記バルクヘッドに接続される下部支持部材とからなることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項４〜請求項６の何れか１項の構成に加えて、前記バルクヘッドは前記ダッシュパネルアッパーおよび前記ダッシュパネルロアに３枚重ねで接続され、前記縦メンバは前記ダッシュパネルアッパーおよび前記ダッシュパネルロアに３枚重ねで接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項１〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記タワーバーは、前記ダンパーハウジングの取付座に接続する横長断面の第１部分と、前記ダッシュパネルアッパーに接続する縦長断面の第２部分とからなることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

なお、実施の形態の棒状部２８は本発明の第１部分に対応し、実施の形態の連結部２９は本発明の第２部分に対応し、実施の形態の下部支持部材３９は本発明の支持部材に対応し、実施の形態の上部支持部材４０は本発明の支持部材に対応する。

請求項１の構成によれば、ダンパーの上端を支持するアルミニウム合金製のダンパーハウジングの上面に中心から放射状に延びる複数のリブが形成され、複数のリブのうちの相互に隣接するリブどうしを繋ぐ取付座にタワーバーの一端が接続されるので、タワーバーの一端とダンパーハウジンの上面との接続部の荷重をリブで支持することにより、ダンパーハウジンの上面の一般肉厚を減少させて重量を軽減しながらタワーバーを強固に接続することができる。

また請求項２の構成によれば、取付座の座面はリブの上端よりも高いので、リブと干渉することなくタワーバーを取付座に強固に接続することができる。

また請求項３の構成によれば、ダンパーハウジングの下面にサスペンションアームを支持する一対の支持壁を備え、取付座は一対の支持壁の間に配置されるので、強固な支持壁を利用して取付座を補強することができる。

また請求項４の構成によれば、ダッシュパネルロアと、ダッシュパネルロアの上部に接続されて上向きに開口するダッシュパネルアッパーと、ダッシュパネルアッパーの車幅方向中央部の上面に接続されたバルクヘッドと、ダッシュパネルロアの下部に接続されて車幅方向に延びるダッシュクロスメンバと、ダッシュパネルロアの後面に接続され、上端がダッシュパネルアッパーを挟んでバルクヘッドに接続され、下端がダッシュクロスメンバに接続された縦メンバとを備え、タワーバーの他端はダッシュパネルアッパーを挟んでバルクヘッドに接続されるので、ダッシュパネルアッパーの内部にクロスメンバを配置できない場合であっても、タワーバーからの荷重をバルクヘッドおよび縦メンバを介してダッシュクロスメンバに伝達することで、タワーバーの支持剛性を確保することができる。

また請求項５の構成によれば、バルクヘッドは下面がダッシュパネルアッパーの上面に接続されるハット状断面であり、バルクヘッドの上面に支持部材を介してウインドシールドロアサポートが支持されるので、支持部材が強固なバルクヘッドに接続されて左右に倒れ難くなることで、ウインドシールドロアサポートおよびタワーバーの支持剛性が高められる。

また請求項６の構成によれば、支持部材は、ウインドシールドロアサポートに接続される上部支持部材と、バルクヘッドに接続される下部支持部材とからなるので、支持部材を単一の部材で構成する場合に比べて組付性が向上する。

また請求項７の構成によれば、バルクヘッドはダッシュパネルアッパーおよびダッシュパネルロアに３枚重ねで接続され、縦メンバはダッシュパネルアッパーおよびダッシュパネルロアに３枚重ねで接続されるので、バルクヘッド、ダッシュパネルアッパー、ダッシュパネルロアおよび縦メンバを、４枚重ねの接続を避けながら強固に接続することができる。

また請求項８の構成によれば、タワーバーは、ダンパーハウジングの取付座に接続する横長断面の第１部分と、ダッシュパネルアッパーに接続する縦長断面の第２部分とからなるので、ダンパーからダンパーハウジンに入力する種々の方向の荷重をダッシュパネルアッパーに効率的に伝達することができる。

自動車の車体前部の斜視図。 図１の２−２線断面図。 図２の３−３線断面図。 図３の４−４線断面図。 図１の５方向矢視図。 図５の６−６線断面図。

以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書において前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。

図１に示すように、自動車の車体前部は、車室の床面を構成するフロアパネル１１と、フロアパネル１１の車幅方向両側部に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドシル１２，１２と、左右のサイドシル１２，１２の前端から起立する左右一対のフロントピラーロア１３，１３と、左右のフロントピラーロア１３，１３の上端から後上方に延びる左右一対のフロントピラーアッパー１４，１４と、フロアパネル１１の前端から起立して左右のフロントピラーロア１３，１３を連結するダッシュパネルロア１５と、フロアパネル１１の前端から前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１６，１６と、左右のフロントピラーロア１３，１３の上端から前方に延びる左右一対のアッパーメンバ１８，１８と、左右のアッパーメンバ１８，１８の前端から前下方かつ車幅方向内側に延びる左右一対のロアメンバ１９，１９とを備える。

さらに自動車の車体前部は、左右のフロントサイドフレーム１６，１６の前端および左右のロアメンバ１９，１９の前端間を車幅方向に連結する左右一対の連結メンバ２０，２０と、左右の連結メンバ２０，２０の前面に接続された左右一対のバンパービームエクステンション２１，２１と、左右のバンパービームエクステンション２１，２１の前端間を車幅方向に連結するバンパービーム２２と、左右のバンパービームエクステンション２１，２１の後端間に支持された矩形枠状のフロントバルクヘッド２３と、フロントバルクヘッド２３の左上および右上の角部を左右のロアメンバ１９，１９の前後方向中間部に連結する左右一対のフロントバルクヘッドアッパーサイド２４，２４とを備え、左右のフロントサイドフレーム１６，１６および左右のアッパーメンバ１８，１８間が、アルミニウム合金の鋳物製の左右一対のダンパーハウジング２５，２５で連結される。

ダッシュパネルロア１５の上端から、上向きに開放する溝状に形成されたダッシュパネルアッパー２６が前方に張り出しており、このダッシュパネルアッパー２６の車幅方向中央部の前面と、左右のダンパーハウジング２５，２５の上面とが、前方に向かってＶ字状に拡開するタワーバー２７により接続される。タワーバー２７は、直線状に形成された左右一対の棒状部２８，２８と、左右の棒状部２８，２８を一体に連結するＶ字状の連結部２９とからなる。

図１および図６に示すように、ダンパーハウジング２５の上面には、図示せぬダンパーの上端が嵌合する円形の開口２５ａと、この開口２５ａを中心として放射状に延びる複数のリブ２５ｂ…とが形成される。開口２５ａから前方に延びる２本のリブ２５ｂ，２５ｂ間を接続するように楕円形状の取付座２５ｃが形成されており、この取付座２５ｃの座面は２本のリブ２５ｂ，２５ｂの上端よりも高くなっている。

図５に示すように、ダンパーハウジング２５の下面には、車幅方向に延びる前壁の一部である支持壁２５ｄに対して略平行な支持壁２５ｅが形成されるとともに、車幅方向に延びる後壁の一部である支持壁２５ｆに対して略平行な支持壁２５ｇが形成されており、前輪を支持するＵ字状のサスペンションアーム３０の前後端のジョイント３１，３２が、前側の一対の支持壁２５ｄ，２５ｅ間と、後側の一対の支持壁２５ｆ，２５ｇ間とにそれぞれ支持される。ダンパーハウジング２５の取付座２５ｃは、前側のジョイント３１を支持する前側の一対の支持壁２５ｄ，２５ｅ間に挟まれるように配置される。

図６に示すように、タワーバー２７の棒状部２８は上下方向に平たいパイプ部材であって、その先端部に挿入したカラー３３を上から下に貫通するボルト３４を取付座２５ｃに螺合することで、棒状部２８が取付座２５ｃの座面に接続される。このとき、取付座２５ｃの座面はリブ２５ｂ，２５ｂの上面よりも高いため、棒状部２８がリブ２５ｂ，２５ｂと干渉することはない。

図２〜図４に示すように、ダッシュパネルアッパー２６の車幅方向中央部にバルクヘッド３５が設けられる。バルクヘッド３５は断面ハット状の部材であって、前後方向に延びる矩形状の上壁３５ａと、上壁３５ａの車幅方向両側縁から下向きに延びる左右一対の台形状の側壁３５ｂ，３５ｂと、左右の側壁３５ｂ，３５ｂの下端を車幅方向外側に折り曲げた左右一対のフランジ３５ｃ，３５ｃとを備える。

上向きに開放するダッシュパネルアッパー２６は底壁２６ａと、底壁２６ａの前端から前上方に立ち上がる前壁２６ｂと、底壁２６ａの後端から後上方に立ち上がる後壁２６ｃと、前壁２６ｂの前端を前方に折り曲げた前部フランジ２６ｄと、後壁２６ｃの後端を後方に折り曲げた後部フランジ２６ｅとを備える。そしてバルクヘッド３５の左右のフランジ３５ｃ，３５ｃがダッシュパネルアッパー２６の前壁２６ｂ、後壁２６ｃおよび後部フランジ２６ｅの上面に接続され、バルクヘッド３５の上壁３５ａの前端がダッシュパネルアッパー２６の前部フランジ２６ｄの上面に接続される。

ダッシュパネルロア１５の下端とフロアパネル１１の前端との接続部には、Ｌ字状断面を有して車幅方向に延びるダッシュクロスメンバ３６が配置されており、ダッシュパネルロア１５、フロアパネル１１およびダッシュクロスメンバ３６により閉断面が構成される。

またダッシュパネルロア１５の後面に上下方向に配置される縦メンバ３７はハット状断面を有する部材であり、後壁３７ａと、後壁３７ａの車幅方向両側縁を前方に折り曲げた左右一対の側壁３７ｂ，３７ｂと、左右の側壁３７ｂ，３７ｂの前端を車幅方向外側に折り曲げた左右一対のフランジ３７ｃ，３７ｃと、上端を後上方に折り曲げた上壁３７ｄとを備える。そして縦メンバ３７は、上壁３７ｄおよび左右のフランジ３７ｃ，３７ｃがダッシュパネルロア１５に後面に接続され、下端部全体がダッシュクロスメンバ３６の上面に接続される。

縦メンバ３７の上端よりも上方位置において、バルクヘッド３５のフランジ３５ｃ，３５ｃと、ダッシュパネルアッパー２６の後壁２６ｃと、ダッシュパネルロア１５とが３枚重ねで溶接ｗ１，ｗ１（図２および図３参照）される。

またダッシュパネルアッパー２６の後壁２６ｃに当接するバルクヘッド３５の左右のフランジ３５ｃ，３５ｃには切欠き３５ｄ，３５ｄが形成されており、この切欠き３５ｄ，３５ｄの部分で、ダッシュパネルアッパー２６の後壁２６ｃと、ダッシュパネルロア１５と、縦メンバ３７の上壁３７ｄとが３枚重ねで溶接ｗ２，ｗ２（図２および図３参照）される。

ダッシュパネルアッパー２６の後部フランジ２６ｅに、ダッシュパネルアッパー２６の上方を覆うように配置されたウインドシールドロアサポート３８の後端のフランジ３８ａが接続される。そしてバルクヘッド３５の上壁３５ａに下端を接続した下部支持部材３９の上端が、ウインドシールドロアサポート３８の下面に上端を接続した上部支持部材４０の下端に接続される。

タワーバー２７の連結部２９は、前部部材４１および後部部材４２を接続して前後方向に平たい閉断面に構成されており、その車幅方向中央部に挟んだ２本のカラー４３，４３を前から後に貫通するボルト４４，４４をバルクヘッド３５のフランジ３５ｃ，３５ｃに設けたナット４５，４５に螺合することで、ダッシュパネルアッパー２６の前壁２６ｂの前面に接続される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

路面から前輪に入力された荷重がダンパーおよびサスペンションアーム３０，３０を介してアルミニウム合金製のダンパーハウジング２５，２５の上面に伝達されると、その荷重でダンパーハウジング２５，２５が車幅方向あるいは前後方向に倒れようとするが、左右のダンパーハウジング２５，２５はタワーバー２７を介してダッシュバネルアッパー２６に接続されているため、車体に対するダンパーハウジング２５，２５の支持剛性が高まることで倒れが抑制される。

このとき、タワーバー２７の前端が接続されるダンパーハウジング２５の取付座２５ｃの付近には大きな荷重が加わるが、取付座２５ｃはダンパーハウジング２５の上面に放射状に形成された複数本のリブ２５ｂ…のうちの２本のリブ２５ｂ，２５ｂに跨がるように設けられているため（図１参照）、そのリブ２５ｂ，２５ｂによって取付座２５ｃが補強されてタワーバー２７との接続が外れるのを防止することができる。

アルミニウム合金の鋳造部材であるダンパーハウジング２５は各部の肉厚を任意に設定することが可能であるため、ダンパーハウジング２５の上壁全体を厚くすれば取付座２５ｃの強度を高めることが可能であるが、このようにするとダンパーハウジング２５の重量が増加する問題がある。それに対し、本実施の形態によれば、薄肉のリブ２５ｂ…を設けるだけで取付座２５ｃを効果的に補強できるので、ダンパーハウジング２５の重量増加を回避しながら取付座２５ｃの強度を高めることができる。

特に、取付座２５ｃの座面はリブ２５ｂ…の上端よりも高いので（図６参照）、リブ２５ｂ…と干渉することなくタワーバー２７を取付座２５ｃに強固に接続することができる。しかもダンパーハウジング２５の下面にサスペンションアーム３０の前端のジョイント３１を支持する一対の支持壁２５ｄ，２５ｅを備え、取付座２５ｃは一対の支持壁２５ｄ，２５ｅの間に配置されるので（図５参照）、強固な支持壁２５ｄ，２５ｅを利用して取付座２５ｃを補強することができる。

またダッシュパネルアッパー２６の車幅方向中央部の上面にバルクヘッド３５を接続し、ダッシュパネルロア１５の下部に車幅方向に延びるダッシュクロスメンバ３６を接続し、ダッシュパネルロア１５の後面に縦メンバ３７を接続し、縦メンバ３７の上端をダッシュパネルアッパー２６を挟んでバルクヘッド３５に接続するとともに下端をダッシュクロスメンバ３６に接続したので、ダッシュパネルアッパー２６の内部にクロスメンバを配置できない場合であっても、タワーバー２７の車幅方向中央の連結部２９が接続されるダッシュパネルアッパー２６の剛性を高めることで、タワーバー２７からダッシュパネルアッパー２６に入力した荷重をバルクヘッド３５および縦メンバ３７を介してダッシュクロスメンバ３６に効率的に伝達し、タワーバー２７の支持剛性を確保することができる。

またバルクヘッド３５は下面がダッシュパネルアッパー２６の上面に接続されるハット状断面の強固な部材であり、バルクヘッド３５の上面に下部支持部材３９および上部支持部材４０を介してウインドシールドロアサポート３８が支持されるので、下部支持部材３９および上部支持部材４０が左右に倒れ難くなってウインドシールドロアサポート３８およびタワーバー２７の支持剛性が高められる。しかも下部支持部材３９および上部支持部材４０を別部材として分割したので、それらを単一の部材で構成する場合に比べて、バルクヘッド３５およびウインドシールドロアサポート３８に挟まれた狭い空間への組付性が向上する。

４枚重ねのスポット溶接は充分な溶接強度を得られない可能性があるが、バルクヘッド３５、ダッシュパネルアッパー２６、ダッシュパネルロア１５および縦メンバ３７の４枚の部材のうち、バルクヘッド３５、ダッシュパネルアッパー２６およびダッシュパネルロア１５を３枚重ねで溶接ｗ１，ｗ１し、縦メンバ３７、ダッシュパネルアッパー２６およびダッシュパネルロア１５に３枚重ねで溶接接ｗ２，ｗ２することで（図２および図３参照）、充分な溶接強度を得ることができる。

またタワーバー２７は、ダンパーハウジング２５，２５の取付座２５ｃ，２５ｃに接続する横長断面の棒状部２８，２８と（図２および図６参照）、ダッシュパネルアッパー２６に接続する縦長断面の連結部２９とからなるので（図３参照）、ダンパーからダンパーハウジン２５に入力する種々の方向の荷重をダッシュパネルアッパー２６に効率的に伝達することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

１５ ダッシュパネルロア
２５ ダンパーハウジング
２５ｂ リブ
２５ｃ 取付座
２５ｄ 支持壁
２５ｅ 支持壁
２６ ダッシュパネルアッパー
２７ タワーバー
２８ 棒状部（第１部分）
２９ 連結部（第２部分）
３０ サスペンションアーム
３５ バルクヘッド
３６ ダッシュクロスメンバ
３７ 縦メンバ
３８ ウインドシールドロアサポート
３９ 下部支持部材（支持部材）
４０ 上部支持部材（支持部材）

Claims (8)

1. ダンパーの上端を支持するアルミニウム合金製のダンパーハウジング（２５）の上面に中心から放射状に延びる複数のリブ（２５ｂ）が形成され、前記複数のリブ（２５ｂ）のうちの相互に隣接するリブ（２５ｂ）どうしを繋ぐ取付座（２５ｃ）にタワーバー（２７）の一端が接続されることを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記取付座（２５ｃ）の座面は前記リブ（２５ｂ）の上端よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記ダンパーハウジング（２５）の下面にサスペンションアーム（３０）を支持する一対の支持壁（２５ｄ，２５ｅ）を備え、前記取付座（２５ｃ）は前記一対の支持壁（２５ｄ，２５ｅ）の間に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. ダッシュパネルロア（１５）と、前記ダッシュパネルロア（１５）の上部に接続されて上向きに開口するダッシュパネルアッパー（２６）と、前記ダッシュパネルアッパー（２６）の車幅方向中央部の上面に接続されたバルクヘッド（３５）と、前記ダッシュパネルロア（１５）の下部に接続されて車幅方向に延びるダッシュクロスメンバ（３６）と、前記ダッシュパネルロア（１５）の後面に接続され、上端が前記ダッシュパネルアッパー（２６）を挟んで前記バルクヘッド（３５）に接続され、下端が前記ダッシュクロスメンバ（３６）に接続された縦メンバ（３７）とを備え、前記タワーバー（２７）の他端は前記ダッシュパネルアッパー（２６）を挟んで前記バルクヘッド（３５）に接続されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
5. 前記バルクヘッド（３５）は下面が前記ダッシュパネルアッパー（２６）の上面に接続されるハット状断面であり、前記バルクヘッド（３５）の上面に支持部材（３９，４０）を介してウインドシールドロアサポート（３８）が支持されることを特徴とする、請求項４に記載の自動車の車体構造。
6. 前記支持部材（３９，４０）は、ウインドシールドロアサポート（３８）に接続される上部支持部材（４０）と、前記バルクヘッド（３５）に接続される下部支持部材（３９）とからなることを特徴とする、請求項５に記載の自動車の車体構造。
7. 前記バルクヘッド（３５）は前記ダッシュパネルアッパー（２６）および前記ダッシュパネルロア（１５）に３枚重ねで接続され、前記縦メンバ（３７）は前記ダッシュパネルアッパー（２６）および前記ダッシュパネルロア（１５）に３枚重ねで接続されることを特徴とする、請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
8. 前記タワーバー（２７）は、前記ダンパーハウジング（２５）の取付座（２５ｃ）に接続する横長断面の第１部分（２８）と、前記ダッシュパネルアッパー（２６）に接続する縦長断面の第２部分（２９）とからなることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
   

Images