JP2018108798A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スプリングハウスに入力された荷重を滑らかに分散させる。【解決手段】本車両前部構造は、一対のサイドメンバ２とスプリングハウス１０とを備える。スプリングハウス１０は、上面ブラケット１１と上面ブラケット１１の周縁から下方に延設されてサイドメンバ２に接続される側面パネル１２とを有する。側面パネル１２は、その内側を向く面に形成されるとともに上方から下方に向けて末広がりに延びる面部１４と、面部１４の前側および後側の各輪郭線１４ｆ，１４ｒに沿って延設されたビード１３ｆ，１３ｒとを有する。面部１４には、前側および後側におけるビード１３ｆ，１３ｒの少なくとも一方の下端部１３ｆｂ，１３ｒｂの下方に位置する複数の溶接点１５を持つ接合面１３ｃが設けられる。また、サイドメンバ２は、接合面１３ｃと接合される位置において上方に拡幅された拡大フランジ部２ｇを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両のサスペンションが支持されるスプリングハウス周辺の車両前部構造に関する。

車両の車体とサスペンション上部との接続箇所には、サスペンションから伝達される荷重を支えるためのスプリングハウス（サスペンションタワー，スプリングサポート）が設けられる。一般的なスプリングハウスは、内側にコイルスプリングを収容する容器形状に形成され、車体のサイドメンバやアッパフレームに対して固定される。スプリングハウスには、サスペンションからの突き上げ荷重や振動が入力されることから、高い剛性と高い強度とが求められる。また、スプリングハウスの近傍にエンジンマウントが配置される場合には、エンジンマウントからの荷重や振動も入力されるため、より高い面剛性が要求される。

このような課題に対し、スプリングハウスの側面の一部分に凸状のビードを設け、そのビードの後側の稜線が上下方向に沿うとともに下端部側が前後方向に沿って後方へ延在するように形成した技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、上下方向を軸方向とする捩れによるスプリングハウスの側面の変形を効果的に抑制するとされている。

特開２０１０−１６７９４９号公報

しかしながら、上記の特許文献１のように、ビードの稜線がサイドメンバに向かって直線的に延設されている場合、スプリングハウスに入力された荷重等がこの稜線に沿って伝達され、稜線の延長線上あるいはその近傍に位置する溶接点に集中してしまう。一つの溶接点に荷重が集中すると、スプリングハウスの亀裂や溶接箇所の剥離，破断を招きやすくなる。また、エンジンマウントを配置するときには、荷重が集中しやすい溶接点から離隔させる必要があるため、エンジンマウントの配置の自由度を低下させるという課題もある。

本件の車両前部構造は、このような課題に鑑み案出されたもので、スプリングハウスに入力された荷重等を滑らかに分散させるとともにスプリングハウスの亀裂や溶接箇所の剥離，破断を抑制することを目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）ここで開示する車両前部構造は、車両の左右方向に互いに間隔をあけて配置され、前後方向に延設された一対のサイドメンバと、各々の前記サイドメンバの外側に位置し、サスペンションの上部を支持する上面ブラケットおよび前記上面ブラケットの周縁から下方に延設されて前記サイドメンバに接続される側面パネルを有するスプリングハウスと、を備える。前記側面パネルは、その内側を向く面に形成されるとともに上方から下方に向けて末広がりに延びる面部と、前記面部の前側および後側の各輪郭線に沿って延設されたビードと、を有する。また、前記面部には、前側および後側における前記ビードの少なくとも一方の前記下端部の下方に位置するとともに前記スプリングハウスと前記サイドメンバとを接合するための複数の溶接点を有する接合面が設けられ、前記サイドメンバは、前記接合面と接合される位置において上方に拡幅された拡大フランジ部を有する。

（２）前記複数の溶接点は、千鳥状に配置されていることが好ましい。すなわち、前記複数の溶接点は、前記接合面上において前記サイドメンバの長手方向に沿い、上下に互い違いになるように配置されていることが好ましい。

（３）前記ビードの下端部は、車両側面視で前記サイドメンバの長手方向に延びる上縁と平行であることが好ましい。
（４）前記車両前部構造は、前記サイドメンバに固定され、前記車両のパワープラントを前記サイドメンバに対して弾性的に支持するマウントを備えていることが好ましい。この場合、前記マウントは、車両側面視で、少なくとも一部が、前側または後側の前記ビードの前記下端部と重複する位置に配置されていることが好ましい。

開示の車両前部構造によれば、スプリングハウスに入力された荷重を滑らかに分散させることができる。すなわち、荷重（応力）がスプリングハウスの側面パネルとサイドメンバとの接続箇所に集中して作用することを防ぐことができる。これにより、スプリングハウスの亀裂の発生や溶接箇所の剥離，破断を抑制することができる。

実施形態に係る車両前部構造が適用された車体構造を示す模式的な斜視図である。 図１の車両前部構造を示す斜視図である。 図１の車両前部構造を示す側面図である。

図面を参照して、実施形態としての車両前部構造について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．構成］
本実施形態の車両前部構造は、図１に示す車両１のボディに適用される。ボディの車室前方側には、左右一対のサイドメンバ２が配置される。サイドメンバ２は、ボンネット下方の空間（例えばエンジンルームとして使用されるボンネット室）を下面側から支える骨格部材であり、例えばモノコックボデーのサブフレームとして形成される。

一対のサイドメンバ２は、左右方向（車幅方向）に互いに間隔をあけて配置され、前後方向（車長方向）に延設される。なお、サイドメンバ２の間はクロスメンバや井桁フレームなどで接続される。各サイドメンバ２よりも上方には、アッパフレーム３が配置される。左右一対のアッパフレーム３は、例えばフェンダパネル４の上部が固定されるモノコックボデーのサブフレームであり、サイドメンバ２よりも車幅方向外側（車両外側）の位置でフロントピラーから前方に向かって延設される。

サイドメンバ２およびアッパフレーム３は、いずれも閉断面の中空筒状とされる。例えばサイドメンバ２は、図２に示すように、車幅方向外側に配置される平板状のアウタサイドメンバ２Ａと、アウタサイドメンバ２Ａの車幅方向内側に配置されるとともに車両外側に開放された断面ハット型のインナサイドメンバ２Ｂとが接合されて閉断面形状が形成される。また、図１に示すように、車室とボンネット室との間は、ダッシュパネル５で前後方向に区画される。

一対のサイドメンバ２の間には、車両１のエンジンやトランスミッションなどのパワープラント（図示略）が配置される。パワープラントは、サイドメンバ２に固定されるマウント６を介して、サイドメンバ２に対して弾性的に支持される。マウント６は、パワープラントの振動を吸収，減衰するための防振装置であり、例えば金属製の内筒および外筒と、内筒および外筒の間にゴムブッシュ等の弾性体を封入した構造を持つ。また、ダッシュパネル５の前方であってサイドメンバ２とアッパフレーム３との間（サイドメンバ２の外側かつアッパフレーム３の内側）には、スプリングハウス１０が設けられる。

スプリングハウス１０は、図示しないフロントサスペンションの上部をボディに支持するための部位である。図２に示すように、スプリングハウス１０は、内側にショックアブソーバおよびコイルスプリング（いずれも図示略）を収容する容器形状に形成され、サイドメンバ２およびアッパフレーム３の各々に対して接合される。スプリングハウス１０は、上面を形成する上面ブラケット１１と側面を形成する側面パネル１２とで構成される。

上面ブラケット１１は、サスペンションの上部（具体的には、ショックアブソーバの上端部）を支持する蓋状の部材である。上面ブラケット１１のほぼ中央には開口１１ｈが形成される。この開口１１ｈには、ショックアブソーバの上端部がブッシュを介して固定される。上面ブラケット１１は、車幅方向外側の縁部がアッパフレーム３に接合される。

側面パネル１２は、上面ブラケット１１の周縁から下方に延設されてスプリングハウス１０の側面全体を形成する部材であり、上面ブラケット１１の下方でコイルスプリングを囲むように配設される。側面パネル１２は、その上端部が上面ブラケット１１の周縁に対して溶接接合され、その下端部がサイドメンバ２に対して溶接接合される。したがって、側面パネル１２は、上面ブラケット１１とサイドメンバ２との間を接続するように設けられる。

図２および図３に示すように、側面パネル１２は、その内側を向く面（車幅方向内側に向かって法線が延びる面）に形成されるとともに上方から下方に向けて末広がりに延びる面部１４と、面部１４の前側および後側の各輪郭線１４ｆ，１４ｒに沿って延設されたビード１３ｆ，１３ｒを有する。ビード１３ｆ，１３ｒは、側面パネル１２の成形時におけるシワの発生を抑制するためのもの（シワ取りビード）である。ビード１３ｆ，１３ｒは、例えば、面部１４に対して車幅方向内側又は外側に向けて凸状に形成される。ビード１３ｆ，１３ｒが面部１４に対して凸状に形成されることで、後述する接合面１３ｃの有する複数の溶接点１５への荷重をより分散することが可能となる。

面部１４は、サイドメンバ２の長手方向（すなわち車両前後方向）および上下方向に沿って下方へ広がる部位であり、例えば平面状や、側面パネル１２の面部１４以外の部分の曲率よりも大きな曲率をもつ曲面状に形成される。側面パネル１２は、この面部１４の下端部がサイドメンバ２のアウタサイドメンバ２Ａとインナサイドメンバ２Ｂとの間に配置された状態でサイドメンバ２に接合される。

面部１４は、車両側面視で（車幅方向内側から外側を見たときに）、末広がりの形状をなす。面部１４の輪郭線１４ｆ，１４ｒとは、面部１４の輪郭線（外形線）のうち、面部１４の前後に位置する線である。ビード１３ｆ，１３ｒは、面部１４の輪郭線１４ｆ，１４ｒのそれぞれに沿って形成される。すなわち、ビード１３ｆ，１３ｒは、ビード１３ｆ，１３ｒを正面から見たときの形状がハの字型となるように形成される。

前側のビード１３ｆ（以下「前側ビード１３ｆ」という）は、上端が下端よりも車両後方に位置するように、やや後傾した向きに形成される。一方、後側のビード１３ｒ（以下「後側ビード１３ｒ」という）は、上端が下端よりも車両前方に位置し、上端と下端とを繋いで弧を描くように形成される。

前側ビード１３ｆは、その上部が上下方向に沿って延びるとともに、下部に行くほど前方に向かうように湾曲形成されている。さらに、前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂは、サイドメンバ２の長手方向（すなわち車両前後方向）に延びる上縁２ｅと平行に設けられる。なお、ここでいう下端部１３ｆｂとは、前側ビード１３ｆの下側に位置する先端（例えば図３中の右下の端）から所定の長さだけ横方向（車両前後方向）に延びた部分をいう。これにより、スプリングハウス１０に入力された突き上げ荷重が、前側ビード１３ｆを介して前方へと滑らかに分散される。

前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂの下方には、スプリングハウス１０とサイドメンバ２とを接合するための接合面１３ｃが設けられる。接合面１３ｃは、面部１４の一部であり、サイドメンバ２の長手方向および上下方向に広がるほぼ平坦な面として設けられる。接合面１３ｃには、スプリングハウス１０およびインナサイドメンバ２Ｂを接合するための複数の溶接点１５が千鳥状に配置される。すなわち、面部１４には、下端部１３ｆｂの下方に位置するとともに複数の溶接点１５を有する接合面１３ｃが設けられる。

図２および図３には、７つの溶接点１５がサイドメンバ２の長手方向（車両前後方向）に沿い、上下に互い違いになるように配置されている場合を例示している。これらの溶接点１５には、スプリングハウス１０およびインナサイドメンバ２Ｂをスポット溶接した点と、これら二つの部材１０，２Ｂに加えてフェンダシールド７もスポット溶接した点（三枚打ちした点）と、二つの部材１０，２Ｂに加えてアウタサイドメンバ２Ａもスポット溶接した点（三枚打ちした点）とが含まれる。複数の溶接点１５を千鳥状に配置することで、溶接点１５の配置に関するスペース効率が高まる。

また、サイドメンバ２には、スプリングハウス１０の接合面１３ｃと接合される位置において上方に拡幅された拡大フランジ部２ｇが設けられる。拡大フランジ部２ｇは、インナサイドメンバ２Ｂのうち、車両前後方向に延びるとともにアウタサイドメンバ２Ａに接合される上側のフランジ部２ｆの一部であって、高さ寸法を拡大させた部位である。拡大フランジ部２ｇは、車両側面視で（車幅方向内側から外側を見たときに）、接合面１３ｃと重なる位置に設けられるとともに、上述した複数の溶接点１５が配置される。

なお、本実施形態では、後側ビード１３ｒもその上部が上下方向に沿って延びるとともに、その下部が下方に行くほど後方に向かうように湾曲形成されている。さらに、後側ビード１３ｒの下端部１３ｒｂは、サイドメンバ２の長手方向に延びる上縁２ｅと平行に設けられる。なお、ここでいう下端部１３ｒｂは、上記の下端部１３ｆｂと同様に、後側ビード１３ｒの下側に位置する先端（例えば図３中の左下の端）から所定の長さだけ横方向（車両前後方向）に延びた部分をいう。本実施形態では、前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂの方が、後側ビード１３ｒの下端部１３ｒｂよりも上方に位置する。これにより、接合面１３ｃの面積が広く確保される。なお、本実施形態では、後側ビード１３ｒの下端部１３ｒｂの下方にも、スプリングハウス１０とサイドメンバ２とをスポット溶接した溶接点１６が設けられる。

図２および図３中に二点鎖線で示すように、本実施形態のマウント６は、車両側面視で、その後部が前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂと重複する位置に配置され、インナサイドメンバ２Ｂの上面２ｕに固定される。なお、マウント６の下方には、サイドメンバ２のインナリンフォース２Ｃが配置される。インナリンフォース２Ｃは、断面ハット型のインナサイドメンバ２Ｂの内側（アウトサイドメンバ２Ａ側）の面に固定された補強部材である。

［２．作用，効果］
（１）スプリングハウス１０には下方からの突き上げ荷重が入力され、この荷重はビード１３ｆ，１３ｒに沿って下方へと伝達される。このとき、仮にビードがサイドメンバに向かって直線的に延びている場合には、ビードの延長線とサイドメンバとの交差部分に荷重が集中し、スプリングハウスの亀裂や溶接箇所の剥離，破断を招きやすくなる。

これに対し、上述した車両前部構造では、側面パネル１２が、車幅方向内側を向く面に形成された末広がり状の面部１４と、面部１４の前側および後側の各輪郭線に沿って延設されたビード１３ｆ，１３ｒとを有する。つまり、ビート１３ｆ，１３ｒのそれぞれは、その上部が上下方向に沿って延びるとともに、下部に行くほど前方又は後方に向かうように湾曲形成されている。このため、ビード１３ｆ，１３ｒに沿って伝達された荷重を一点に集中させることなく前後へと滑らかに分散させることができる。言い換えると、荷重（応力）がスプリングハウス１０の側面パネル１２とサイドメンバ２との接続箇所に集中して作用することを防ぐことができる。これにより、スプリングハウス１０の亀裂や溶接箇所の剥離，破断を抑制することができる。

さらに、面部１４には、下端部１３ｆｂの下方に位置するとともに複数の溶接点１５を有する接合面１３ｃが設けられる。これにより、複数の溶接点１５によって前側ビード１３ｆに沿って伝達された荷重を分担することができるため、スプリングハウス１０の亀裂等の発生を抑制することができるとともに、側面パネル１２の面剛性を向上させることができる。

加えて、上述したサイドメンバ２には、接合面１３ｃと接合される位置において上方に拡幅された拡大フランジ部２ｇが設けられるため、溶接点１５の個数を増やすことができ、ひとつの溶接点１５が負担する荷重の大きさをより小さくすることができる。これにより、溶接箇所の剥離，破断を抑制することができる。

（２）また、上述した車両前部構造によれば、接合面１３ｃに複数の溶接点１５が千鳥状に配置されているため、溶接点１５の配置に関するスペース効率を高めることができる。これにより、スポット溶接時に必要な隣の溶接点１５との間隔を確保しながら多くの溶接点１５を設けることができ、ひとつの溶接点１５が負担する荷重の大きさを小さくすることができる。

（３）さらに、前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂおよび後側ビード１３ｒの下端部１３ｒｂがいずれも、サイドメンバ２の長手方向に延びる上縁２ｅと平行に設けられ、ビード１３ｆ，１３ｒの延長線とサイドメンバ２とが交差することがない。このため、ビード１３ｆ，１３ｒに沿って伝達された荷重を一点に集中させることなく前後へと滑らかに分散させることができる。言い換えると、荷重（応力）がスプリングハウス１０の側面パネル１２とサイドメンバ２との接続箇所に集中して作用することを防ぐことができる。これにより、スプリングハウス１０の亀裂や溶接箇所の剥離，破断を抑制することができる。

（４）また、上述した車両前部構造では、マウント６の後部が前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂと車両側面視で重複する位置に配置されているため、マウント６からの荷重（パワープラント２の振動）も前側ビード１３ｆ付近に入力される。しかし、上述した面部１４は末広がりの形状をなし、かつ、前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂがサイドメンバ２の上縁２ｅと平行であるため、マウント６からの入力も前側ビード１３ｆを通じて車体前方へと分散させることができる。

言い換えると、上述した車両前部構造では、サスペンションから伝達される突き上げ荷重もマウント６からの入力も、どこか一点に集中することがないため、荷重が集中しやすい位置を避けてマウント６を配置するという制約がない。このため、マウント６の配置の自由度を高めることができる。

［３．その他］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述した溶接点１５の個数や配置は一例であり、上述したものに限られない。上述した実施形態では、拡大フランジ部２ｇの上縁部に沿う４つの溶接点１５と、フランジ部２ｆの上縁部の高さ位置に沿って配置された３つの溶接点１５とを例示しているが、例えば拡大フランジ部２ｇを省略し、千鳥配置の溶接点１５を全体的に下方に移動させてもよい。

上述した実施形態では、マウント６の後部が、前側ビード１３ｆの下端部１３ｆｂと車両側面視で重複する位置に配置されている場合を例示したが、マウント６の前部が下端部１３ｆｂと重複するように配置されていてもよい。あるいは、マウント６の一部が、後側ビード１３ｒの下端部１３ｒｂと車両側面視で重複する位置に配置されていてもよい。少なくともマウント６の一部が、前側ビード１３ｆまたは後側ビード１３ｒの下端部１３ｆｂ，１３ｒｂと重複して配置されていれば、上述した効果と同様の効果を得ることができる。なお、マウント６の前後方向位置はこれらに限られず、下端部１３ｆｂと車両側面視で重複しない位置であってもよい。

上述した面部１４およびビード１３ｆ，１３ｒの具体的な形状は一例であり、上述したものに限られない。例えば、接合面が後側ビード１３ｒの下端部１３ｒｂの下方に設けられていてもよい。少なくとも、面部１４が車両側面視で末広がりの形状であり、面部１４の前側および後側の輪郭線１４ｆ，１４ｒのそれぞれに沿ってビード１３ｆ，１３ｒが設けられ、さらに、ビード１３ｆ，１３ｒの下端部１３ｆｂ，１３ｒｂの一方または両方がサイドメンバ２の上縁２ｅと平行に設けられていればよい。

１ 車両
２ サイドメンバ
２ｅ 上縁
２ｇ 拡大フランジ部
６ マウント
１０ スプリングハウス
１１ 上面ブラケット
１２ 側面パネル
１３ｃ 接合面
１３ｆ 前側ビード
１３ｆｂ 前側ビードの下端部
１３ｒ 後側ビード
１３ｒｂ 後側ビードの下端部
１４ 面部
１４ｆ 前側の輪郭線
１４ｒ 後側の輪郭線
１５ 溶接点

Claims (4)

1. 車両の左右方向に互いに間隔をあけて配置され、前後方向に延設された一対のサイドメンバと、
   各々の前記サイドメンバの外側に位置し、サスペンションの上部を支持する上面ブラケットおよび前記上面ブラケットの周縁から下方に延設されて前記サイドメンバに接続される側面パネルを有するスプリングハウスと、を備え、
   前記側面パネルは、その内側を向く面に形成されるとともに上方から下方に向けて末広がりに延びる面部と、前記面部の前側および後側の各輪郭線に沿って延設されたビードと、を有し、
   前記面部には、前側および後側における前記ビードの少なくとも一方の前記下端部の下方に位置するとともに前記スプリングハウスと前記サイドメンバとを接合するための複数の溶接点を有する接合面が設けられ、
   前記サイドメンバは、前記接合面と接合される位置において上方に拡幅された拡大フランジ部を有する
   ことを特徴とする、車両前部構造。
2. 前記複数の溶接点は、千鳥状に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両前部構造。
3. 前記ビードの下端部が、車両側面視で前記サイドメンバの長手方向に延びる上縁と平行である
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両前部構造。
4. 前記サイドメンバに固定され、前記車両のパワープラントを前記サイドメンバに対して弾性的に支持するマウントを備え、
   前記マウントは、車両側面視で、少なくとも一部が、前側または後側の前記ビードの前記下端部と重複する位置に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両前部構造。

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