JP2019172121A - サスペンションタワー - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の振動を抑えるアブソーバを支持する車両のサスペンションタワーを提供することである。
【解決手段】サスペンションタワー１６のアウタハウジング１８は、その上部において、アブソーバ４６を支持格納する格納部２２と、格納部２２の車両前後方向両端部から下側に延びるアウタハウジング前脚部２６とアウタハウジング後脚部２８とを備え、サスペンションタワー１６のインナパネル２０は、リインフォースメント３６の車両前後方向前端部から下側に延びるインナパネル前脚部３８と、リインフォースメント３６の車両前後方向後端部から下側に延びるインナパネル後脚部４０とを備え、インナパネル前脚部３８の下端は、アウタハウジング前脚部２６よりも車両上下方向の上位に位置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車輪の振動を抑えるアブソーバを支持する車両のサスペンションタワーに関する。

車両には、車長方向（車両前後方向）に延びる左右一対のメインフレーム（サイドフレーム）と、これらメインフレーム間を接続する複数のクロスメンバとによって梯子状に形成されたフレームが設けられ、上記各メインフレームの前部には、前輪サスペンション装置のアブソーバ等を支持及び格納するサスペンションタワーが設けられている。

サスペンションタワーは、アウタハウジングとインナパネルとが溶接されて形成され、アウタハウジングには、アブソーバの頂部を支持するアブソーバ支持部が形成されている。

また、アウタハウジングの車両前後方向両端部からは、それぞれ下方向にアウタハウジング前脚部とアウタハウジング後脚部とが形成され、アウタハウジング前脚部とアウタハウジング後脚部の内側には、インナパネルの車両前後方向両端部からそれぞれ下方向にインナパネル前脚部とインナパネル後脚部とが形成されている。

また、アウタハウジング前脚部とアウタハウジング後脚部、インナパネル前脚部とインナパネル後脚部には、それぞれサスペンションタワーとメインフレームとの固定を補助するフランジが形成されている。

特許０５３６７１５１号公報

車両前輪は、サスペンションタワーよりも車両前後方向前側に設けられており、サスペンションタワーから延びるアブソーバは、車両前輪側に傾斜している。

従って、サスペンションタワーは、車両前輪側に大きな衝撃力を受け、更にアウタハウジング前脚部に生じる応力よりもインナパネル前脚部に生じる応力の方が大きい。

しかしながら、従来のアウタハウジング前脚部とインナパネル前脚部とは、同一の長さで形成されていた。

そのため、サスペンションタワーがアブソーバから受ける衝撃力に耐えるためには、特にアウタハウジング前脚部とインナパネル前脚部にそれぞれ形成されたフランジの張り出し幅や張り出し面積を大きくしなければならず、部品質量が増加してしまうという課題があった。

本願発明は、サスペンションタワーのアウタハウジング前脚部とインナパネル前脚部に生じる応力を均一化することにより、サスペンションタワーの強度を確保しつつ重量化を回避することが可能なサスペンションタワーに関する。

本願発明に係るサスペンションタワーは、車輪から受ける振動を緩衝するアブソーバの頂部を支持格納するサスペンションタワーであって、サスペンションタワーは、アウタハウジングとインナパネルとが結合して形成され、アウタハウジングは、その上部において、車両外側方向に張り出してアブソーバの頂部を支持格納する格納部と、格納部の車両前後方向前端部から下側に延びて車両のフレームと固定するアウタハウジング前脚部と、格納部の車両前後方向後端部から下側に延びて車両のフレームと固定するアウタハウジング後脚部とを備え、サスペンションタワーのインナパネルは、アウタハウジングを補強するリインフォースメントと、リインフォースメントの車両前後方向前端部から下側に延びてアウタハウジング前脚部の内側面と結合し、車両のフレームと固定するインナパネル前脚部と、リインフォースメントの車両前後方向後端部から下側に延びてアウタハウジング後脚部の内側面と結合し、車両のフレームと固定するインナパネル後脚部とを備え、インナパネル前脚部の下端は、アウタハウジング前脚部よりも車両上下方向の上位に位置することを特徴とする。

本願発明に係るサスペンションタワーは、上記のように構成することにより、サスペンションタワーを構成するアウタハウジングの両脚部とインナパネルの両脚部に生じる応力を均一化することができ、かつ、インナパネルの前脚部がアウタハウジング前脚部よりも短くなったことで、アウタハウジング両脚部及びインナパネル両脚部に形成されたフランジの張り出し量や張り出し面積を大きくする必要がなくなり、サスペンションタワーの重量化を回避することができる、という効果を奏する。

一般的な車両のフレームを説明する斜視図である。 一般的なサスペンションタワーの構造を示す外観斜視図である。 一般的なサスペンションタワーの構造を示す外観斜視図である。 一般的なサスペンションタワーの構造を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るサスペンションタワーの詳細を示す外観斜視図である。

（フレームの説明）
以下に、一般的な車両のフレームを、図を用いて説明する。図１は、一般的な車両のフレームを説明する斜視図である。

図１において、車両は、その下部にフレーム１０を備えている。フレーム１０は、車両の長さ方向（前後方向）に延びる左右一対のメインフレーム（サイドフレーム）１２を備える。車両前方向右側のメインフレーム１２は、必要がある場合は、「第１メインフレーム１２ａ」と称することがある。

車両前後方向前側から順番に６本のクロスメンバ１４が、それぞれ梯子状にメインフレーム１２間に懸け渡され、メインフレーム１２に溶接されている。但し、クロスメンバの本数は、６本に限られず、車両の種類に応じて適宜選択される。また、クロスメンバ１４は、必要がある場合は、車両前側から順番に、第１クロスメンバ１４、第２クロスメンバ１４、…、等と称する場合がある。

両側のメインフレーム１２のそれぞれには、第２クロスメンバ１４近傍に、後述するアブソーバ（図１では図示しない）の頂部を支持するサスペンションタワー１６が取り付けられている。サスペンションタワー１６は、車両の車輪（図示せず）から受ける振動を緩衝するアブソーバ（図示せず、後述する）の頂部を支持格納するものである。

サスペンションタワー１６は、必要がある場合は、車両幅方向右側に固定されたサスペンションタワー１６を、特に「第１サスペンションタワー１６ａ」と称することがある。

（一般的なサスペンションタワーの構造）
以下に、一般的なサスペンションタワーの構造について、図を用いて説明する。

図２は、一般的なサスペンションタワーの構造を示す外観斜視図であり、特に図１のサスペンションタワー１６を拡大した外観斜視図である。

図２において、サスペンションタワー１６は、大まかにアウタハウジング１８とインナパネル２０とが溶接により結合されて形成されている。

サスペンションタワー１６のアウタハウジング１８の上部には、車両幅方向外側に張り出してアブソーバの頂部を支持格納する格納部２２が形成されている。格納部２２には、アブソーバの頂部が嵌合して固定される孔部２４が形成されている。格納部２２にアブソーバが支持格納される様子は後述する。

サスペンションタワー１６のアウタハウジング１８の下部には、格納部２２の車両前後方向前端部から下側に延びて車両のメインフレーム１２と溶接等により固定されるアウタハウジング前脚部２６と、格納部２２の車両前後方向後端部から下側に延びて車両のメインフレーム１２と溶接等により固定されるアウタハウジング後脚部２８が形成されている。

アウタハウジング前脚部２６の下部外側には、車両前後方向前側に第１フランジ３０が張り出している。

アウタハウジング後脚部２８の下部外側には、車両前後方向後側に第２フランジ３２が張り出している。

第１フランジ３０及び第２フランジ３２は、アウタハウジング前脚部２６及びアウタハウジング後脚部２８と車両のメインフレーム１２との溶接固定を補助するものである。

アウタハウジング１８の格納部２２と、アウタハウジング前脚部２６と、及びアウタハウジング後脚部２８とで、開口部３４が形成されており、必要に応じて、車両幅方向内側の開口部３４を特に「裏側開口部３４ａ」と称し、車両幅方向外側の開口部３４を特に「表側開口部３４ｂ」と称することがある。

次に、サスペンションタワー１６のインナパネル２０は、アウタハウジング１８を補強するリインフォースメント３６と、リインフォースメント３６の車両前後方向前端部から下側に延びるインナパネル前脚部３８と、リインフォースメント３６の車両前後方向後端部から下側に延びるインナパネル後脚部４０とが形成されている。

インナパネル前脚部３８は、アウタハウジング前脚部２６の内側面と溶接等により結合され、また、インナパネル後脚部４０は、アウタハウジング後脚部２８の内側面と溶接等により結合され、それぞれ車両のメインフレーム１２と溶接等により固定されることにより、第１サスペンションタワー１６ａが車両のメインフレーム１２と結合固定される。

インナパネル前脚部３８の下部内側には、車両前後方向後側に第３フランジ４２が張り出している。

インナパネル後脚部４０の下部外側には、車両前後方向前側に第４フランジ４４が張り出している。

第３フランジ４２及び第４フランジ４４は、インナパネル前脚部３８及びインナパネル後脚部４０と車両のメインフレーム１２との溶接固定を補助するものである。

インナパネル２０は、アウタハウジング１８の格納部２２と、アウタハウジング前脚部２６と、及びアウタハウジング後脚部２８とで形成された裏側開口部３４ａに嵌合する形状で形成されており、図２の点線で示すように、インナパネル２０のリインフォースメント３６とアウタハウジング１８の格納部２２とが、裏側開口部３４ａで嵌合して溶接等により結合固定される。また、アウタハウジング１８のアウタハウジング前脚部２６の内側面とインナパネル２０のインナパネル前脚部３８の外側面とが裏側開口部３４ａで嵌合して溶接等により結合固定される。また、アウタハウジング１８のアウタハウジング後脚部２８の内側面とインナパネル２０のインナパネル後脚部４０の外側面とが裏側開口部３４ａで嵌合して溶接等により結合固定される。

図３は、一般的なサスペンションタワーの構造を示す外観斜視図であり、図２で説明したアウタハウジング１８とインナパネル２０とを裏側開口部３４ａで嵌合して溶接等により結合固定した後の外観斜視図である。

図３の太実線が、アウタハウジング１８とインナパネル２０とを裏側開口部３４ａで嵌合して溶接等により結合固定した部分である。

（アブソーバの構造）
図４は、一般的なサスペンションタワーの構造を示す外観斜視図であり、第１サスペンションタワー１６ａの格納部２２にアブソーバ４６の頂部４８が格納支持されている状態を示している。

アブソーバ４６は、ストラットとも称され、アブソーバ４６の周囲にスプリングが巻回されていてもよい。

アブソーバ４６の頂部４８は、第１サスペンションタワー１６ａの格納部２２に形成された孔部２４に嵌合して固定されている。アブソーバ４６は、第１サスペンションタワー１６ａの表側開口部３４ｂから車両の前輪方向に延び、アブソーバ４６の下端部は車輪の車軸に結合されており（図示しない）、車輪が受ける衝撃力による車体の振動を緩衝する。

アブソーバ４６は、車軸から衝撃力を受けるため、第１サスペンションタワー１６ａの格納部２２から、アウタハウジング前脚部２６、アウタハウジング後脚部２８、インナパネル前脚部３８、及びインナパネル後脚部４０に衝撃力が伝わり、アウタハウジング前脚部２６、アウタハウジング後脚部２８、インナパネル前脚部３８、及びインナパネル後脚部４０のそれぞれに応力（抵抗力）が生じる。

このとき、図４に示すように、一般的な第１サスペンションタワー１６ａに設けられたアブソーバ４６は、車両前後方向前側、すなわち、前輪側に傾斜しているため、図３において、車両前後方向前側のアウタハウジング前脚部２６及びインナパネル前脚部３８に大きな応力が生じる。

しかし、一般的な第１サスペンションタワー１６ａは、図３に示すように、アウタハウジング前脚部２６とインナパネル前脚部３８の長さが同じであるため、特に、アウタハウジング前脚部２６よりもインナパネル前脚部３８により大きな応力が生じる。

このため、第１サスペンションタワー１６ａとメインフレーム１２（図１）の結合力が、アウタハウジング脚部及びインナパネル脚部、特に、アウタハウジング前脚部２６とインナパネル前脚部３８に生じる応力に耐えるためには、図３に示すように、アウタハウジング前脚部２６の第１フランジ３０と、アウタハウジング後脚部２８の第２フランジ３２と、インナパネル前脚部３８の第３フランジ４２と、及びインナパネル後脚部４０の第４フランジ４４それぞれの張り出し量や張り出し面積を大きくすることによって、フレーム１０との結合力を強化しなければならず、その分、第１サスペンションタワー１６ａの質量が大きくなる。

（実施形態）
次に、本発明の実施形態に係るサスペンションタワーの詳細について、図を用いて説明する。

図５は、本発明の実施形態に係るサスペンションタワーの詳細を示す外観斜視図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る第１サスペンションタワー１６ａは、アウタハウジング１８及びインナパネル２０の脚部の長さ又は位置に特徴を有し、第１サスペンションタワー１６ａのその他の構成は、図１〜図４で説明した構成と同様である。

図４で前述した通り、第１実施形態に係る第１サスペンションタワー１６ａに設けられたアブソーバ４６も、車両前後方向前側、すなわち、白抜き矢印で示す前輪側に傾斜している。

このため、図５において、車両前後方向前側のアウタハウジング前脚部２６及びインナパネル前脚部３８に大きな応力が生じ、特に、アウタハウジング前脚部２６よりもインナパネル前脚部３８により大きな応力が生じる。

第１実施形態では、図５に示すように、アウタハウジング前脚部２６の第１下端部５４の位置が白抜き矢印Ｂの位置にあり、第１サスペンションタワー１６ａのインナパネル前脚部３８の第３下端部５６の位置が、白抜き矢印Ｂの位置よりも車両上方向に上位の白抜き矢印Ａの位置にある。すなわち、インナパネル前脚部３８の第３下端部５６の位置がアウタハウジング前脚部２６の第１下端部５４の位置に対し、車両上方向の上位に設定されている。

あるいは、第１サスペンションタワー１６ａのインナパネル前脚部３８の第３下端部５６から第１サスペンションタワー１６ａの格納部２２まで延ばした垂線の長さが、アウタハウジング前脚部２６の第１下端部５４から第１サスペンションタワー１６ａの格納部２２まで延ばした垂線の長さよりも短い、と云うこともできる。

更に、図５に示すように、第１サスペンションタワー１６ａにおいて、車両の前輪側（白抜き矢印で示す前輪側）に設けられているアウタハウジング前脚部２６の第１下端部５４の位置が白抜き矢印Ｂの位置にあり、インナパネル前脚部３８の第３下端部５６の位置が白抜き矢印Ｂの位置よりも車両上方向の上位の白抜き矢印Ａの位置にある。すなわち、車両の前輪側に設けられているインナパネル前脚部３８の第３下端部５６の位置がアウタハウジング前脚部２６の第１下端部５４の位置に対し、車両上方向の上位に設定されている、と云うこともできる。

このように構成することにより、第１サスペンションタワー１６ａのインナパネル前脚部３８に懸かる応力とアウタハウジング前脚部２６に懸かる応力とを均等にすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る第１サスペンションタワー１６ａにおいて、車両の前後方向右側の第１メインフレーム１２ａは、アルミ合金や鉄の薄板を材料として、中空の略角型形状に成形されている。第１メインフレーム１２ａは、その角部５２が比較的剛性が大きく、その中腹部５０が比較的剛性が小さい。

そのため、第１サスペンションタワー１６ａのアウタハウジング前脚部２６の第１下端部５４を、比較的剛性の高い第１メインフレーム１２ａの角部５２の近傍に設け、第１サスペンションタワー１６ａのインナパネル前脚部３８の第３下端部５６を、比較的剛性の弱い第１メインフレーム１２ａの中腹部５０に設けることができる。

このように構成することにより、第１メインフレーム１２ａの中腹部５０は比較的剛性が弱く、撓むことで、受けた応力を分散することができるため、長さが短いインナパネル前脚部３８に懸かった強い応力が第１メインフレーム１２ａの中腹部５０に分散され、応力に耐えることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、第１実施形態、第２実施形態に適用される。図５に示すように、第１サスペンションタワー１６ａにおいて、車両の後輪側（白抜き矢印で示す後輪側）に設けられているアウタハウジング後脚部２８の第２下端部５８の位置が、白抜き矢印Ｃの位置にあり、インナパネル後脚部４０の第４下端部６０の位置が白抜き矢印Ｄの位置にあり、これらの位置は車両上下方向に同位置である。すなわち、車両の後輪側に設けられているアウタハウジング後脚部２８の第２下端部５８の車両上下方向位置とインナパネル後脚部４０の第４下端部６０の車両上下方向位置とは同じである。

このように構成することにより、第１サスペンションタワー１６ａのアウタハウジング前脚部２６と、インナパネル前脚部３８と、アウタハウジング後脚部２８と、及びインナパネル後脚部４０に懸かる応力とが均等になる。

このため、第１フランジ３０乃至第４フランジ４４の張り出し量や張り出し面積を大きくする必要がなくなり、第１サスペンションタワー１６ａの重量化を回避することができる。

１０ フレーム、１２ メインフレーム（サイドフレーム）、１４ クロスメンバ、１６ サスペンションタワー、１８ アウタハウジング、２０ インナパネル、２２ 格納部、２４ 孔部、２６ アウタハウジング前脚部、２８ アウタハウジング後脚部、３０ 第１フランジ、３２ 第２フランジ、３４ 開口部、３６ リインフォースメント、３８ インナパネル前脚部、４０ インナパネル後脚部、４２ 第３フランジ、４４ 第４フランジ、４６ アブソーバ（ストラット）、４８ 頂部、５０ 中腹部、５２ 角部、５４ 第１下端部、５６ 第３下端部、５８ 第２下端部、６０ 第４下端部。

Claims (3)

1. 車輪から受ける振動を緩衝するアブソーバの頂部を支持格納するサスペンションタワーであって、
   前記サスペンションタワーは、アウタハウジングとインナパネルとが結合して形成され、
   前記アウタハウジングは、
   その上部において、車両外側方向に張り出して前記アブソーバの頂部を支持格納する格納部と、
   前記格納部の車両前後方向前端部から下側に延びて車両のフレームと固定するアウタハウジング前脚部と、
   前記格納部の車両前後方向後端部から下側に延びて車両のフレームと固定するアウタハウジング後脚部と、
   を備え、
   前記サスペンションタワーの前記インナパネルは、
   前記アウタハウジングを補強するリインフォースメントと、
   前記リインフォースメントの前記車両前後方向前端部から下側に延びて前記アウタハウジング前脚部の内側面と結合し、車両のフレームと固定するインナパネル前脚部と、
   前記リインフォースメントの前記車両前後方向後端部から下側に延びて前記アウタハウジング後脚部の内側面と結合し、車両のフレームと固定するインナパネル後脚部と、
   を備え、
   前記インナパネル前脚部の下端は、前記アウタハウジング前脚部よりも車両上下方向の上位に位置する、
   ことを特徴とするサスペンションタワー。
2. 前記アウタハウジング後脚部の下端と、前記インナパネル後脚部の下端とは、前記車両上下方向の同位に位置する、
   ことを特徴とする請求項１に記載されたサスペンションタワー。
3. 前記アウタハウジング前脚部及び前記インナパネル前脚部は、前記アウタハウジング後脚部及び前記インナパネル後脚部よりも前記車輪に近い、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたサスペンションタワー。