WO2017065086A1 - 車両の側部車体構造 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a side body structure of a vehicle in which left and right end portions of a cowl member are fastened to tops of a pair of left and right suspension towers via bolts.
- a dash panel that divides the engine room from the rear passenger compartment and a cowl member that extends forward from the upper end of the dash panel are provided, and the left and right ends of the front flange portion of the cowl member are connected to the front suspension tower.
- the vehicle side body structure joined to the top of the vehicle by spot welding is known. According to this vehicle body structure, it is possible to increase the support rigidity of the suspension tower against the thrust load from the running road surface while improving the vehicle body rigidity.
- the cowl member can be configured to be detachable from the suspension tower. May loosen.
- front end portions on both sides in the vehicle width direction each have a cowl member that can be bolted to the top of a pair of left and right suspension towers.
- a convex portion projecting forward is provided at an inner position in the vehicle width direction than the bolt hole, and an inclined vertical wall portion connected to the rear end of the front flange portion in an obtuse angle is formed on the convex portion.
- the load of the front-back and right-and-left direction which acts on the bolt hole (bolt fastening part) of a cowl member can be guide
- the side body structure of the vehicle of Patent Document 1 can create a convex portion on the cowl member without forming a bent portion where the load concentrates, and the load induced from the periphery of the bolt hole can be applied to the downstream portion (center in the vehicle width direction). Therefore, it is possible to prevent loosening of the fastening bolt.
- the side body structure of the vehicle disclosed in Patent Document 1 is accompanied by a change in the structure of the cowl member in which a convex part having an inclined vertical wall part is created on the cowl member, which may increase the production cost. .
- An object of the present invention is to provide a side body structure of a vehicle that can prevent loosening of a fastening bolt of a cowl member without changing the structure of the cowl member.
- a side body structure of a vehicle includes a pair of left and right suspension towers that are formed so as to bulge into an engine room of a vehicle and support a shock absorber of a front suspension, and the engine room and the vehicle compartment.
- the vehicle body structure including a cowl member that extends forward from the upper end of the dash panel that separates the two, the left and right end portions of the cowl member are fastened to the tops of the pair of suspension towers via bolts.
- Connecting lines that are respectively connected by a pair of left and right fastening parts, and the fastening parts are arranged on the inner side in the vehicle width direction than the center of the top part of the pair of left and right suspension towers and connect the center of the top part of the pair of left and right suspension towers
- the left and right end portions of the cowl member are respectively connected to the top of the pair of suspension towers by a pair of left and right fastening portions that are fastened via bolts, so that they are attached to the dash panel. Serviceability of parts can be ensured.
- a first bolt fastening portion that is disposed on the inner side in the vehicle width direction than the top center of the pair of left and right suspension towers and that at least partially overlaps a connecting line that connects the top centers of the pair of left and right suspension towers; Since the second bolt fastening portion is disposed in front of the first bolt fastening portion, the torsional moment generated at the left and right end portions of the cowl member acting on the first bolt fastening portion by the second bolt fastening portion is reduced. can do. Thereby, without accompanying the structure change of the cowl member, the load in the front and rear direction and the lateral direction concentrated on the first bolt fastening portion can be actively distributed to the second bolt fastening portion, and acts on each bolt fastening portion. The load can be equalized.
- the fastening portion is disposed behind the first bolt fastening portion and on the outer side in the vehicle width direction, and the third bolt fastening portion. And a fourth bolt fastening portion adjacent to the outside in the vehicle width direction.
- the crossing angle on the front side and on the outer side in the vehicle width direction is set to a substantially right angle or an acute angle. According to this configuration, the left and right end portions of the cowl member on the outer side in the vehicle width direction than the first bolt fastening portion can be restrained with respect to the top of the suspension tower, and the torsional moment acting on the first bolt fastening portion can be further increased. Can be reduced.
- the cowl member has a flat portion in the vicinity of the rear side of the first bolt fastening portion. According to this structure, generation
- the first and second bolt fastening portions are connected to a top portion of the suspension tower via a bracket.
- the left and right end portions of the cowl member can be connected to the top of the suspension tower without changing the structure of the top of the suspension tower.
- the side body structure of the vehicle of the present invention it is possible to prevent loosening of the fastening bolt of the cowl member while suppressing the production cost.
- FIG. 1 is a perspective view of a side body structure of a vehicle according to Embodiment 1 of the present invention. It is a top view. It is the side view seen from the right side. It is a principal part enlarged view of FIG.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4.
- FIG. 5 is an enlarged view of a main part with a cowl member removed from FIG. 4. It is the figure which removed the cowl front from FIG. It is a principal part enlarged view of FIG.
- an analysis model Comprising: (a) is a top view of the cowl member attachment part periphery of the model corresponding to Example 1, (b) is a top view of the cowl member attachment part periphery of the model corresponding to a comparative example. . It is a graph which shows an analysis result.
- the vehicle V includes a dash panel 1 that partitions the engine room E and the vehicle compartment, and a pair of left and right front suspension towers (hereinafter referred to as “bulges”) that are swelled into the engine room E. 2), and a cowl panel 3 and the like disposed on the upper side of the dash panel 1 and extending left and right.
- the arrow F direction is assumed to be the front
- the arrow L direction is assumed to be the left
- the arrow U direction is assumed to be the upper side.
- the dash panel 1 includes a vertical wall portion that extends vertically at the front end of the passenger compartment, an inclined portion that extends rearwardly downwardly from the lower end edge of the vertical wall portion, and a vertical wall on the rear surface side of the vertical wall portion. And a dash cross member 4 that forms a closed cross section extending in the left-right direction in cooperation with the portion.
- the rear end portions of the pair of left and right front side frames 5 are coupled to the front surface of the lower end portion of the vertical wall portion via a pair of left and right coupling portions, respectively.
- a pair of left and right wheel apron reinforcements (hereinafter abbreviated as apron rain) 6 extending in the front-rear direction are disposed at the left and right ends of the engine room E, respectively.
- apron rain 6 is connected to a middle portion of a pair of left and right front side frames 5 disposed below by a connecting frame 7.
- the front side frame 5, the apron rain 6, and the connecting frame 7 cooperate to support the suspension tower 2 with respect to the vehicle body.
- the pair of left and right front side frames 5 are provided with a pair of left and right engine mounts 8 for supporting an engine (not shown) with respect to the vehicle body.
- Each engine mount 8 includes three leg portions 8a and 8b, which are a pair of leg portions 8a adjacent to each other on the inner side in the vehicle width direction and a single leg portion 8b on the outer side in the vehicle width direction.
- the pair of leg portions 8a is supported on the upper portion of the front side frame 5 via bolts, and the leg portions 8b are supported on the lower end side portion of the connecting frame 7 via bolts.
- a pair of left and right reinforcement members that move upward from the upper portion of the front side frame 5 near the lower outer side in the vehicle width direction of the suspension tower 2 over the dash panel 1 toward the outer side in the vehicle width direction. 9 is disposed.
- the pair of reinforcing members 9 are formed in a substantially hat shape in cross section, and form a closed cross section in cooperation with the suspension tower 2 on the outer side in the vehicle width direction of the suspension tower 2.
- the suspension tower 2 is formed so as to swell into the engine room E from the wheel apron.
- the suspension tower 2 includes a side wall portion 21 and a top portion 22.
- the side wall portion 21 is formed by press-forming a high-tensile steel plate having a tensile strength of 490 MPa or more.
- the side wall 21 has a partially cylindrical tubular portion 21a that is curved so as to have an axial center that moves upward toward the rear side, and a front side that projects forward from the front end of the cylindrical portion 21a and moves upward toward the right side.
- the flange portion 21b and the rear flange portion 21c projecting rearward from the rear end portion of the tubular portion 21a are integrally formed.
- the front flange portion 21 b is joined to the rear end portion of the connection frame 7.
- the support position of the leg portion 8b of the engine mount 8 by the connecting frame 7 is disposed in the vicinity of the front flange portion 21b.
- the upper half part of the rear flange part 21c is joined to the side wall part of the wheel apron, and the lower half part of the rear flange part 21c is joined to the upper part of the wheel house (not shown).
- the top portion 22 of the suspension tower 2 is formed in a bowl shape that closes the upper end portion of the cylindrical portion 21a.
- An opening is formed in the central portion of the top portion 22, and the center C of the top portion 22 is formed at substantially the same position as the intersection between the axial center of the cylindrical portion 21 a and the top portion 22.
- a convex portion 22 a that is substantially triangular in a plan view and protrudes upward is formed.
- the first and second brackets 11 and 12 are fixed to the top portion 22.
- the first bracket 11 is disposed on the left side of the opening of the top portion 22, and a pair of front and rear leg portions are joined to the left outer peripheral portion of the top portion 22, and the right leg portion is joined to the convex portion 22 a of the top portion 22.
- the first bracket 11 has a pair of front and rear bolt holes.
- the second bracket 12 is disposed on the rear side of the opening of the top portion 22, a pair of left and right leg portions are joined to the rear outer peripheral portion of the top portion 22, and a front leg portion is joined to the convex portion 22 a of the top portion 22. Yes.
- the second bracket 12 is formed with a pair of left and right bolt holes.
- the upper part of the shock absorber (damper, spring, etc.) of the front suspension mechanism (not shown) is accommodated inside the suspension tower 2. And the spring seat couple
- the front suspension mechanism of the present embodiment is a system in which loads in the front-rear direction and the left-right direction are input to the suspension tower 2 in addition to the load in the vertical direction (axial direction), for example, a strut suspension. Since the strut suspension has a known structure including a lower arm, a shock absorber, a coil spring, and the like, detailed description thereof is omitted.
- the cowl panel 3 is formed to be able to support a front window glass (not shown). As shown in FIGS. 1 to 7, the cowl panel 3 is formed in a substantially S-shaped longitudinal section that appears on a vertical plane perpendicular to the vehicle width direction at the center portion in the vehicle width direction. A cowl member 31 extending forward from the portion and a cowl front 32 are provided. The cowl panel 3, the cowl member 31, and the cowl front 32 form an open cowl structure having an upward open cross-sectional structure in a side view.
- the cowl member 31 constitutes a downward concave saddle shape extending in the left-right direction in cooperation with the cowl panel 3.
- the cowl member 31 includes a bowl-shaped bottom wall portion 31a and a front wall portion 31b, and is formed so that the front-rear width of the central portion in the vehicle width direction is larger than the front-rear width of the left and right end portions.
- a flange portion 31c extending horizontally from the front end portion of the front wall portion 31b to the front is formed.
- Fastening portions F for fastening and fixing the cowl member 31 to the first and second brackets 11 and 12 via bolts b1 to b4 are respectively formed on the left and right end portions of the flange portion 31c. Since the left and right fastening portions F have a left-right symmetric structure, the right fastening portion F will be mainly described below.
- the fastening portion F is formed in a substantially L shape in plan view.
- the fastening portion F includes a first bolt fastening portion f1 and a second bolt fastening portion f2 disposed on the left side of the center C of the top portion 22, and a third bolt fastening portion disposed on the rear side of the center C of the top portion 22.
- f3 and a fourth bolt fastening portion f4 are provided.
- the first to fourth bolt fastening portions f1 to f4 are configured to include bolt holes into which the bolts b1 to b4 can be inserted.
- the first bolt fastening portion f1 is formed so that the axis of the bolt b1 overlaps the connecting line L1 connecting the centers C of the left and right top portions 22, and the second bolt fastening portion f2 is more than the first bolt fastening portion f1. Is also formed at the front side position.
- the first and second bolt fastening portions f1, f2 are fastened and fixed to the first bracket 11 by bolts b1, b2.
- the third bolt fastening portion f3 is formed on the rear side and on the right side of the first bolt fastening portion f1, and the fourth bolt fastening portion f4 is on the right side of the third bolt fastening portion f3 and behind the center C of the top portion 22. It is formed in the side position.
- the third and fourth bolt fastening portions f3 and f4 are fastened and fixed to the second bracket 12 by bolts b3 and b4, respectively. Thereby, the cowl member 31 is restrained with respect to the top part 22 in a
- the extension line L2 including the line connecting the first bolt fastening part f1 and the second bolt fastening part f2 and the extension including the line connecting the third bolt fastening part f3 and the fourth bolt fastening part f4.
- the line L3 is set to be substantially orthogonal.
- the fastening portion F is formed with a flat portion near the rear side of the first bolt fastening portion f ⁇ b> 1. As a result, the load concentrated on the left and right fastening portions F of the cowl member 31 is reduced, and the torsional moment and deformation caused by this are suppressed.
- the model MA of the vehicle V of the present embodiment and the model MB that is the comparison target vehicle are prepared, and the left and right front suspension parts are vibrated with predetermined vibrations.
- the load acting on each bolt fastening portion is analyzed by CAE (Computer Aided Engineering).
- the model MA is configured in the same manner as in the first embodiment, and corresponds to the first bolt fastening portion f1 in order to fasten and fix the left and right end portions of the cowl member 31 to the top portion 22.
- a bolt fastening portion x1 (x3), a bolt fastening portion x2 (x4) corresponding to the second bolt fastening portion f2, and third and fourth bolt fastening portions f3, f4 are set. As shown in FIG.
- FIG. 10 shows the analysis result by CAE.
- the load acting on the bolt fastening portion y1 (y3) on the connecting line L1 acts on the bolt fastening portion y2 (y4) on the rear side of the bolt fastening portion y1 (y3). It can be seen that it is much larger than the load to be applied. That is, it was found that the load is hardly dispersed from the bolt fastening portion y1 (y3) to the rear bolt fastening portion y2 (y4).
- the load acting on the bolt fastening portion x1 (x3) on the connecting line L1 is substantially equal to the load acting on the bolt fastening portion x2 (x4) on the front side of the bolt fastening portion x1 (x3).
- the left and right end portions of the cowl member 31 are respectively connected to the top portions 22 of the pair of suspension towers 2 by the pair of left and right fastening portions F that are fastened via the bolts b1 to b4. Serviceability of the parts mounted on 1 can be ensured.
- the fastening portion F is disposed at an inner side in the vehicle width direction than the center C of the top portion 22 of the pair of left and right suspension towers 2 and at least partially overlaps the connecting line L1 that connects the centers C of the top portions 22 of the pair of left and right suspension towers 2.
- the torsional moment generated at the left and right end portions of the cowl member 31 can be reduced. Thereby, without changing the structure of the cowl member 31, the load in the front-rear direction and the left-right direction concentrated on the first bolt fastening portion f1 can be actively distributed to the second bolt fastening portion f2.
- the load acting on can be equalized.
- a third bolt fastening portion f3 having a fastening portion F disposed behind the first bolt fastening portion f1 and outside in the vehicle width direction, and a fourth bolt adjacent to the outside in the vehicle width direction of the third bolt fastening portion f3. Since it has the fastening portion f4, the cowl member 31 can be restrained in a wide range with respect to the top portion 22 of the suspension tower 2, and the torsional moment generated at the left and right end portions of the cowl member 31 can be further reduced.
- the cowl member 31 Since the cowl member 31 has a flat portion in the vicinity of the rear side of the first bolt fastening portion f1, the occurrence of a load concentration portion in the fastening portion F of the cowl member 31 can be suppressed.
- first and second bolt fastening portions f1 and f2 are connected to the top portion 22 of the suspension tower 2 via the first bracket 11, the left and right ends of the cowl member 31 are not changed without changing the structure of the top portion 22 of the suspension tower 2.
- a part can be connected to the top 22 of the suspension tower 2.
- the suspension type is not particularly limited, and it has a great effect on a suspension in which loads in the front and rear direction and the left and right direction are input to the suspension tower. it can.
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Abstract
本発明は、生産コストを抑えつつ、カウルメンバの締結ボルトの緩みを防止することができる車両の側部車体構造を提供することを目的とする。本発明に一態様に係る車両の側部車体構造は、車両VのエンジンルームE内に膨出するように形成され且つフロントサスペンションの緩衝装置を支持する左右1対のサスタワー2と、エンジンルームEと車室とを仕切るダッシュパネル1の上端部から前方に延びるカウルメンバ31とを備え、カウルメンバ31の左右端部分が1対のサスタワー2の頂部にボルトb1~b4を介して締結する左右1対の締結部Fによって夫々連結され、締結部Fが、前記左右1対のサスタワー2の頂部22中心Cよりも車幅方向内側に配置され且つ左右1対のサスタワー2の頂部22中心Cを結ぶ連結線L1と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部f1と、第1ボルト締結部f1よりも前側に配設された第2ボルト締結部f2とを有する。
Description
本発明は、カウルメンバの左右端部分が左右1対のサスペンションタワーの頂部にボルトを介して締結された車両の側部車体構造に関する。
従来より、エンジンルームとその後方の車室とを仕切るダッシュパネルと、このダッシュパネルの上端部から前方に延びるカウルメンバとを設け、このカウルメンバの前側フランジ部の左右両端部をフロントのサスペンションタワーの頂部にスポット溶接によって接合した車両の側部車体構造は公知である。この車体構造によれば、車体剛性を向上しながら、走行中の路面からの突き上げ荷重に対するサスペンションタワーの支持剛性を高くすることができる。
一方、車両性能上の観点から、サスペンションタワーの頂部やダッシュロアパネル等の幅を広くする傾向が高くなっており、これに伴いダッシュパネルに装着された部品の上部がカウルメンバによって覆われているため、ダッシュパネルに装着された部品のサービス性、特にブレーキ倍力装置の交換作業では作業性の面で問題が生じる。
ボルト締結によってカウルメンバをサスペンションタワーの頂部に取り付ける構造を採用した場合、カウルメンバをサスペンションタワーに対して着脱可能に構成できる反面、ボルト締結部に発生する変形(塑性歪)によってカウルメンバの締結ボルトが緩む虞がある。
ボルト締結によってカウルメンバをサスペンションタワーの頂部に取り付ける構造を採用した場合、カウルメンバをサスペンションタワーに対して着脱可能に構成できる反面、ボルト締結部に発生する変形(塑性歪)によってカウルメンバの締結ボルトが緩む虞がある。
特許文献1の車両の側部車体構造は、車幅方向両側前端部が左右1対のサスペンションタワーの頂部に夫々ボルト締結可能なカウルメンバを有し、このカウルメンバが、車幅方向に延びる底部と、この底部前端部から上方に立上がる前側縦壁部と、この前側縦壁部の上端部から前方に水平状に延びるとともにボルト穴が形成された前側フランジ部とによって形成され、前側フランジ部のボルト穴よりも車幅方向内側位置に前方に突出する凸部を設け、この凸部に前側フランジ部の後端と鈍角状に連なる傾斜縦壁部を形成している。
これにより、カウルメンバのボルト穴(ボルト締結部)に作用する前後及び左右方向の荷重を凸部に誘導し、ボルト穴への荷重集中を回避することができる。
これにより、カウルメンバのボルト穴(ボルト締結部)に作用する前後及び左右方向の荷重を凸部に誘導し、ボルト穴への荷重集中を回避することができる。
特許文献1の車両の側部車体構造は、荷重が集中する屈曲部を形成することなく、カウルメンバに凸部を作成でき、ボルト穴周辺から誘導された荷重を下流側部分(車幅方向中央部分)に分散することができることから、締結ボルトの緩み防止を図ることができる。
しかし、特許文献1の車両の側部車体構造では、カウルメンバに傾斜縦壁部を備えた凸部を作成するというカウルメンバの構造上の変更を伴うため、生産コストの上昇を招く虞がある。
しかし、特許文献1の車両の側部車体構造では、カウルメンバに傾斜縦壁部を備えた凸部を作成するというカウルメンバの構造上の変更を伴うため、生産コストの上昇を招く虞がある。
本発明の目的は、カウルメンバの構造変更を伴うことなく、カウルメンバの締結ボルトの緩みを防止可能な車両の側部車体構造を提供することである。
第1の発明に係る車両の側部車体構造は、車両のエンジンルーム内に膨出するように形成され且つフロントサスペンションの緩衝装置を支持する左右1対のサスペンションタワーと、前記エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルの上端部から車体前方に延びるカウルメンバとを備えた車両の側部車体構造において、前記カウルメンバの左右端部分が前記1対のサスペンションタワーの頂部にボルトを介して締結する左右1対の締結部によって夫々連結され、前記締結部が、前記左右1対のサスペンションタワーの頂部中心よりも車幅方向内側に配置され且つ前記左右1対のサスペンションタワーの頂部中心を結ぶ連結線と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部と、前記第1ボルト締結部よりも前側に配設された第2ボルト締結部とを有することを特徴としている。
この車両の側部車体構造では、カウルメンバの左右端部分が前記1対のサスペンションタワーの頂部にボルトを介して締結する左右1対の締結部によって夫々連結されるため、ダッシュパネルに装着された部品のサービス性を確保することができる。
締結部が、左右1対のサスペンションタワーの頂部中心よりも車幅方向内側に配置され且つ左右1対のサスペンションタワーの頂部中心を結ぶ連結線と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部と、第1ボルト締結部よりも前側に配設された第2ボルト締結部とを有するため、第2ボルト締結部によって第1ボルト締結部に作用するカウルメンバの左右端部分に発生する捩りモーメントを低減することができる。
これにより、カウルメンバの構造変更を伴うことなく、第1ボルト締結部に集中する前後及び左右方向の荷重を第2ボルト締結部に積極的に分散することができ、各ボルト締結部に作用する荷重を均等化することができる。
締結部が、左右1対のサスペンションタワーの頂部中心よりも車幅方向内側に配置され且つ左右1対のサスペンションタワーの頂部中心を結ぶ連結線と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部と、第1ボルト締結部よりも前側に配設された第2ボルト締結部とを有するため、第2ボルト締結部によって第1ボルト締結部に作用するカウルメンバの左右端部分に発生する捩りモーメントを低減することができる。
これにより、カウルメンバの構造変更を伴うことなく、第1ボルト締結部に集中する前後及び左右方向の荷重を第2ボルト締結部に積極的に分散することができ、各ボルト締結部に作用する荷重を均等化することができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記締結部が、前記第1ボルト締結部よりも後側且つ車幅方向外側に配設された第3ボルト締結部と、前記第3ボルト締結部の車幅方向外側に隣り合う第4ボルト締結部とを有することを特徴としている。
この構成によれば、カウルメンバをサスペンションタワーの頂部に対して広範囲で拘束することができ、カウルメンバの左右端部分に発生する捩りモーメントを更に低減することができる。
この構成によれば、カウルメンバをサスペンションタワーの頂部に対して広範囲で拘束することができ、カウルメンバの左右端部分に発生する捩りモーメントを更に低減することができる。
第3の発明は、第2の発明において、前記第1,第2ボルト締結部を結ぶ線を含む延長線と前記第3,第4ボルト締結部を結ぶ線を含む延長線とがなす交差角度であって前側且つ車幅方向外側の交差角度が略直角又は鋭角に設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、第1ボルト締結部よりも車幅方向外側のカウルメンバの左右端部分をサスペンションタワーの頂部に対して拘束することができ、第1ボルト締結部に作用する捩りモーメントを一層低減することができる。
この構成によれば、第1ボルト締結部よりも車幅方向外側のカウルメンバの左右端部分をサスペンションタワーの頂部に対して拘束することができ、第1ボルト締結部に作用する捩りモーメントを一層低減することができる。
第4の発明は、第1の発明乃至第3の発明のいずれかにおいて、前記カウルメンバは、前記第1ボルト締結部よりも後側近傍部分に平面部を有することを特徴としている。
この構成によれば、カウルメンバの左右端部分における荷重集中部分の発生を抑制することができる。
この構成によれば、カウルメンバの左右端部分における荷重集中部分の発生を抑制することができる。
第5の発明は、第1の発明乃至第4の発明のいずれかにおいて、前記第1,第2ボルト締結部は、前記サスペンションタワーの頂部にブラケットを介して連結されることを特徴としている。
この構成によれば、サスペンションタワーの頂部の構造を変更することなく、カウルメンバの左右端部分をサスペンションタワーの頂部に連結することができる。
この構成によれば、サスペンションタワーの頂部の構造を変更することなく、カウルメンバの左右端部分をサスペンションタワーの頂部に連結することができる。
本発明の車両の側部車体構造によれば、生産コストを抑えつつ、カウルメンバの締結ボルトの緩みを防止することができる。
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
以下の説明は、本発明を車両の側部車体構造に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
以下の説明は、本発明を車両の側部車体構造に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
以下、本発明の実施例1について図1~図10に基づいて説明する。
まず、車両Vの前提構造について説明する。
図1~図5に示すように、車両Vは、エンジンルームEと車室とを仕切るダッシュパネル1と、エンジンルームE内に膨出するように設けられた左右1対のフロントサスペンションタワー(以下、サスタワーと略す)2と、ダッシュパネル1の上側に配設された左右に延びるカウルパネル3等を備えている。
尚、本実施例では、矢印F方向を前方とし、矢印L方向を左方とし、矢印U方向を上方として説明する。
まず、車両Vの前提構造について説明する。
図1~図5に示すように、車両Vは、エンジンルームEと車室とを仕切るダッシュパネル1と、エンジンルームE内に膨出するように設けられた左右1対のフロントサスペンションタワー(以下、サスタワーと略す)2と、ダッシュパネル1の上側に配設された左右に延びるカウルパネル3等を備えている。
尚、本実施例では、矢印F方向を前方とし、矢印L方向を左方とし、矢印U方向を上方として説明する。
ダッシュパネル1は、車室の前端部において上下に延びる縦壁部と、この縦壁部の下端縁から後方に向かって後方下がり傾斜状に延びる傾斜部と、縦壁部の後面側に縦壁部と協働して左右に延びる閉断面を構成するダッシュクロスメンバ4とを備えている。
縦壁部の下端側部分前面には、左右1対のフロントサイドフレーム5の後端部が左右1対の結合部を介して夫々結合されている。
縦壁部の下端側部分前面には、左右1対のフロントサイドフレーム5の後端部が左右1対の結合部を介して夫々結合されている。
図1~図4に示すように、エンジンルームEの左右両端部分には、前後に延びる左右1対のホイールエプロンレインフォースメント(以下、エプロンレインと略す)6が夫々配設されエンジンルームEの左右両側壁を形成している。これら1対のエプロンレイン6は、下方に配設された左右1対のフロントサイドフレーム5の途中部に連結フレーム7によって夫々連結されている。フロントサイドフレーム5とエプロンレイン6と連結フレーム7とが各々協働してサスタワー2を車体に対して支持している。
左右1対のフロントサイドフレーム5には、車体に対してエンジン(図示略)を支持するための左右1対のエンジンマウント8が夫々配設されている。
各エンジンマウント8は、車幅方向内側に前後に隣り合う1対の脚部8aと、車幅方向外側に単独の脚部8bとの3つの脚部8a,8bを備えている。
1対の脚部8aはフロントサイドフレーム5の上部にボルトを介して支持され、脚部8bは連結フレーム7の下端側部分にボルトを介して支持されている。
各エンジンマウント8は、車幅方向内側に前後に隣り合う1対の脚部8aと、車幅方向外側に単独の脚部8bとの3つの脚部8a,8bを備えている。
1対の脚部8aはフロントサイドフレーム5の上部にボルトを介して支持され、脚部8bは連結フレーム7の下端側部分にボルトを介して支持されている。
図3,図5に示すように、サスタワー2の車幅方向外側下部近傍のフロントサイドフレーム5の上側部分からダッシュパネル1に亙って車幅方向外側程上方に移行する左右1対の補強部材9が配設されている。これら1対の補強部材9は、断面略ハット状に形成され、サスタワー2の車幅方向外側にサスタワー2と協働して夫々閉断面を構成している。
次に、左右1対のサスタワー2について説明する。
尚、左右1対のサスタワー2は左右対称構造であるため、以下、右側のサスタワー2の構造について主に説明する。
図1~図8に示すように、サスタワー2は、ホイールエプロンからエンジンルームE内に膨出するように形成されている。このサスタワー2は、側壁部21と、頂部22等を備えている。
尚、左右1対のサスタワー2は左右対称構造であるため、以下、右側のサスタワー2の構造について主に説明する。
図1~図8に示すように、サスタワー2は、ホイールエプロンからエンジンルームE内に膨出するように形成されている。このサスタワー2は、側壁部21と、頂部22等を備えている。
側壁部21は、引張強度が490MPa以上の高張力鋼板をプレス成形することにより形成されている。この側壁部21は、後側程上方に移行する軸心を有するように湾曲した部分筒状の筒状部21aと、筒状部21aの前端部から前方に張り出し且つ右側程上方に移行する前側フランジ部21bと、筒状部21aの後端部から後方に張り出した後側フランジ部21cとが一体形成される。
前側フランジ部21bは、連結フレーム7の後端側部分に接合されている。
連結フレーム7によるエンジンマウント8の脚部8bの支持位置は、前側フランジ部21bの近傍位置に配置されている。後側フランジ部21cの上半部は、ホイールエプロンの側壁部に接合され、後側フランジ部21cの下半部は、ホイールハウス(図示略)の上部に接合されている。
連結フレーム7によるエンジンマウント8の脚部8bの支持位置は、前側フランジ部21bの近傍位置に配置されている。後側フランジ部21cの上半部は、ホイールエプロンの側壁部に接合され、後側フランジ部21cの下半部は、ホイールハウス(図示略)の上部に接合されている。
サスタワー2の頂部22は、筒状部21aの上端部を塞ぐ椀状に形成されている。
頂部22の中心部分には開口が形成され、頂部22の中心Cは筒状部21aの軸心と頂部22との交点と略同位置に形成されている。
頂部22の開口回りには、平面視にて略三角形状で且つ上方に突出した凸状部22aが形成されている。
頂部22の中心部分には開口が形成され、頂部22の中心Cは筒状部21aの軸心と頂部22との交点と略同位置に形成されている。
頂部22の開口回りには、平面視にて略三角形状で且つ上方に突出した凸状部22aが形成されている。
図7,図8に示すように、頂部22には、第1,第2ブラケット11,12が固着されている。
第1ブラケット11は、頂部22の開口の左側に配置され、前後1対の脚部が頂部22の左側外周部分に接合され、右側脚部が頂部22の凸状部22aに接合されている。この第1ブラケット11には、前後1対のボルト穴が形成されている。
第2ブラケット12は、頂部22の開口の後側に配置され、左右1対の脚部が頂部22の後側外周部分に接合され、前側脚部が頂部22の凸状部22aに接合されている。この第2ブラケット12には、左右1対のボルト穴が形成されている。
第1ブラケット11は、頂部22の開口の左側に配置され、前後1対の脚部が頂部22の左側外周部分に接合され、右側脚部が頂部22の凸状部22aに接合されている。この第1ブラケット11には、前後1対のボルト穴が形成されている。
第2ブラケット12は、頂部22の開口の後側に配置され、左右1対の脚部が頂部22の後側外周部分に接合され、前側脚部が頂部22の凸状部22aに接合されている。この第2ブラケット12には、左右1対のボルト穴が形成されている。
サスタワー2の内部には、フロントサスペンション機構(図示略)の緩衝装置(ダンパ、スプリング等)等の上部が収容されている。そして、緩衝装置の上端部分に結合されたスプリングシートが、マウントラバーを介して締結部材により頂部22に締結固定されている。本実施例のフロントサスペンション機構は、サスタワー2に対して上下方向(軸心方向)の荷重以外に前後方向及び左右方向の荷重が入力される方式、例えばストラット式サスペンションである。尚、このストラット式サスペンションは、ロアアームと、緩衝装置と、コイルスプリング等を備えた公知の構造であるため、詳細説明を省略する。
次に、カウルパネル3について説明する。
カウルパネル3は、フロントウインドガラス(図示略)を支持可能に形成されている。
図1~図7に示すように、このカウルパネル3は、車幅方向中央側部分において車幅方向と直交する鉛直面に現れる縦断面が略S字状に形成され、このカウルパネル3の前端部分から前方に延びるカウルメンバ31と、カウルフロント32とを備えている。これらカウルパネル3とカウルメンバ31とカウルフロント32によって、側面視にて上方開断面構造を有するオープンカウル構造を形成している。
カウルパネル3は、フロントウインドガラス(図示略)を支持可能に形成されている。
図1~図7に示すように、このカウルパネル3は、車幅方向中央側部分において車幅方向と直交する鉛直面に現れる縦断面が略S字状に形成され、このカウルパネル3の前端部分から前方に延びるカウルメンバ31と、カウルフロント32とを備えている。これらカウルパネル3とカウルメンバ31とカウルフロント32によって、側面視にて上方開断面構造を有するオープンカウル構造を形成している。
カウルメンバ31は、カウルパネル3と協働して左右に延びる下方凹状の桶形状を構成している。このカウルメンバ31は、桶形状の底壁部31aと前壁部31bを構成し、車幅方向中央側部分の前後幅が左右両端側部分の前後幅よりも大きくなるように形成されている。前壁部31bの前端部から前方に水平状に延びるフランジ部31cが形成されている。フランジ部31cの左右両端側部分には、第1,第2ブラケット11,12にボルトb1~b4を介してカウルメンバ31を締結固定するための締結部Fが夫々形成されている。尚、左右の締結部Fは左右対称構造であるため、以下、主に右側の締結部Fについて説明する。
図1,図2,図4,図5に示すように、締結部Fは、平面視にて略L字状に形成されている。締結部Fは、頂部22の中心Cよりも左側に配置された第1ボルト締結部f1及び第2ボルト締結部f2と、頂部22の中心Cよりも後側に配置された第3ボルト締結部f3及び第4ボルト締結部f4を備えている。
第1~第4ボルト締結部f1~f4は、ボルトb1~b4が夫々挿通可能なボルト穴を含むように構成されている。
第1~第4ボルト締結部f1~f4は、ボルトb1~b4が夫々挿通可能なボルト穴を含むように構成されている。
第1ボルト締結部f1は、ボルトb1の軸心が左右両頂部22の中心C間を結ぶ連結線L1と重畳するように形成され、第2ボルト締結部f2は、第1ボルト締結部f1よりも前側位置に形成されている。第1,第2ボルト締結部f1,f2は、第1ブラケット11にボルトb1,b2によって夫々締結固定されている。
第3ボルト締結部f3は、第1ボルト締結部f1よりも後側且つ右側位置に形成され、第4ボルト締結部f4は、第3ボルト締結部f3よりも右側且つ頂部22の中心Cの後側位置に形成されている。第3,第4ボルト締結部f3,f4は、第2ブラケット12にボルトb3,b4によって夫々締結固定されている。
これにより、カウルメンバ31を頂部22に対して広い範囲で拘束している。
第3ボルト締結部f3は、第1ボルト締結部f1よりも後側且つ右側位置に形成され、第4ボルト締結部f4は、第3ボルト締結部f3よりも右側且つ頂部22の中心Cの後側位置に形成されている。第3,第4ボルト締結部f3,f4は、第2ブラケット12にボルトb3,b4によって夫々締結固定されている。
これにより、カウルメンバ31を頂部22に対して広い範囲で拘束している。
図2に示すように、第1ボルト締結部f1と第2ボルト締結部f2とを結ぶ線を含む延長線L2と第3ボルト締結部f3と第4ボルト締結部f4とを結ぶ線を含む延長線L3とは、略直交するように設定されている。これにより、第1ボルト締結部f1よりも右側部分を頂部22に対して拘束(押付け)することができ、路面からの突き上げ荷重に起因した第1ボルト締結部f1に作用する捩りモーメントを低減している。
図2,図4に示すように、締結部Fには、第1ボルト締結部f1よりも後側近傍部分に平面部を形成している。これにより、カウルメンバ31の左右の締結部Fに集中する荷重を低減し、捩りモーメントやこれに起因した変形を抑制している。
次に、本実施例の車両Vの前部車体構造における作用、効果を説明する。
本実施例の作用、効果を説明するにあたり、本実施例の車両VのモデルMAと、比較対象車両であるモデルMBとを準備し、左右のフロントサストップ部を所定の振動によって加振したときの各々のボルト締結部に作用する荷重をCAE(Computer Aided Engineering)によって解析している。
本実施例の作用、効果を説明するにあたり、本実施例の車両VのモデルMAと、比較対象車両であるモデルMBとを準備し、左右のフロントサストップ部を所定の振動によって加振したときの各々のボルト締結部に作用する荷重をCAE(Computer Aided Engineering)によって解析している。
まず、CAEの解析条件を説明する。
図9(a)に示すように、モデルMAは、実施例1と同様に構成され、カウルメンバ31の左右両端部分を頂部22に対して締結固定するため、第1ボルト締結部f1に対応したボルト締結部x1(x3)、第2ボルト締結部f2に対応したボルト締結部x2(x4)、及び第3,第4ボルト締結部f3,f4が設定されている。
図9(b)に示すように、モデルMBは、カウルメンバ31の左右両端部分を頂部22に対して締結固定するため、第1ボルト締結部f1に対応したボルト締結部y1(y3)、ボルト締結部y1(y3)よりも後側に配設されたボルト締結部y2(y4)、及び第3,第4ボルト締結部f3,f4が設定されている。尚、各図において、実施例1と同じ部位及び部材には同じ符号を付している。
図9(a)に示すように、モデルMAは、実施例1と同様に構成され、カウルメンバ31の左右両端部分を頂部22に対して締結固定するため、第1ボルト締結部f1に対応したボルト締結部x1(x3)、第2ボルト締結部f2に対応したボルト締結部x2(x4)、及び第3,第4ボルト締結部f3,f4が設定されている。
図9(b)に示すように、モデルMBは、カウルメンバ31の左右両端部分を頂部22に対して締結固定するため、第1ボルト締結部f1に対応したボルト締結部y1(y3)、ボルト締結部y1(y3)よりも後側に配設されたボルト締結部y2(y4)、及び第3,第4ボルト締結部f3,f4が設定されている。尚、各図において、実施例1と同じ部位及び部材には同じ符号を付している。
図10に、CAEによる解析結果を示す。
図10に示すように、モデルMBでは、連結線L1上のボルト締結部y1(y3)に作用する荷重が、ボルト締結部y1(y3)よりも後側のボルト締結部y2(y4)に作用する荷重に比べて格段に大きいことが分かる。即ち、ボルト締結部y1(y3)から後側のボルト締結部y2(y4)に荷重分散され難いことが知見された。
一方、モデルMAでは、連結線L1上のボルト締結部x1(x3)に作用する荷重は、ボルト締結部x1(x3)よりも前側のボルト締結部x2(x4)に作用する荷重に略均等であることが分かる。即ち、ボルト締結部x1(x3)から前側のボルト締結部x2(x4)に荷重分散し易いことが知見された。
図10に示すように、モデルMBでは、連結線L1上のボルト締結部y1(y3)に作用する荷重が、ボルト締結部y1(y3)よりも後側のボルト締結部y2(y4)に作用する荷重に比べて格段に大きいことが分かる。即ち、ボルト締結部y1(y3)から後側のボルト締結部y2(y4)に荷重分散され難いことが知見された。
一方、モデルMAでは、連結線L1上のボルト締結部x1(x3)に作用する荷重は、ボルト締結部x1(x3)よりも前側のボルト締結部x2(x4)に作用する荷重に略均等であることが分かる。即ち、ボルト締結部x1(x3)から前側のボルト締結部x2(x4)に荷重分散し易いことが知見された。
本実施例によれば、カウルメンバ31の左右端部分が前記1対のサスタワー2の頂部22にボルトb1~b4を介して締結する左右1対の締結部Fによって夫々連結されるため、ダッシュパネル1に装着された部品のサービス性を確保することができる。
締結部Fが、左右1対のサスタワー2の頂部22の中心Cよりも車幅方向内側に配置され且つ左右1対のサスタワー2の頂部22の中心Cを結ぶ連結線L1と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部f1と、第1ボルト締結部f1よりも前側に配設された第2ボルト締結部f2とを有するため、第2ボルト締結部f2によって第1ボルト締結部f1に作用するカウルメンバ31の左右端部分に発生する捩りモーメントを低減することができる。これにより、カウルメンバ31の構造変更を伴うことなく、第1ボルト締結部f1に集中する前後及び左右方向の荷重を第2ボルト締結部f2に積極的に分散することができ、各ボルト締結部に作用する荷重を均等化することができる。
締結部Fが、左右1対のサスタワー2の頂部22の中心Cよりも車幅方向内側に配置され且つ左右1対のサスタワー2の頂部22の中心Cを結ぶ連結線L1と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部f1と、第1ボルト締結部f1よりも前側に配設された第2ボルト締結部f2とを有するため、第2ボルト締結部f2によって第1ボルト締結部f1に作用するカウルメンバ31の左右端部分に発生する捩りモーメントを低減することができる。これにより、カウルメンバ31の構造変更を伴うことなく、第1ボルト締結部f1に集中する前後及び左右方向の荷重を第2ボルト締結部f2に積極的に分散することができ、各ボルト締結部に作用する荷重を均等化することができる。
締結部Fが、第1ボルト締結部f1よりも後側且つ車幅方向外側に配設された第3ボルト締結部f3と、第3ボルト締結部f3の車幅方向外側に隣り合う第4ボルト締結部f4とを有するため、カウルメンバ31をサスタワー2の頂部22に対して広範囲で拘束することができ、カウルメンバ31の左右端部分に発生する捩りモーメントを更に低減することができる。
第1,第2ボルト締結部f1,f2を結ぶ線を含む延長線L2と第3,第4ボルト締結部f3,f4を結ぶ線を含む延長線L3とがなす交差角度であって前側且つ車幅方向外側の交差角度が略直角に設定されたため、第1ボルト締結部f1よりも車幅方向外側のカウルメンバ31の左右端部分をサスタワー2の頂部22に対して拘束することができ、第1ボルト締結部f1に作用する捩りモーメントを一層低減することができる。
カウルメンバ31は、第1ボルト締結部f1よりも後側近傍部分に平面部を有するため、カウルメンバ31の締結部Fにおける荷重集中部分の発生を抑制することができる。
第1,第2ボルト締結部f1,f2は、サスタワー2の頂部22に第1ブラケット11を介して連結されるため、サスタワー2の頂部22の構造を変更することなく、カウルメンバ31の左右端部分をサスタワー2の頂部22に連結することができる。
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
1〕前記実施例においては、第1ボルト締結部のボルトの軸心が左右両頂部の中心間を結ぶ連結線と重畳した例を説明したが、必ずしもボルトの軸心が連結線上に配置される必要はなく、ボルトの一部が部分的に連結線上に重なるものであっても良く、例えば、ボルト頭部が連結線上に重なるものであっても本発明の効果を奏することができる。
1〕前記実施例においては、第1ボルト締結部のボルトの軸心が左右両頂部の中心間を結ぶ連結線と重畳した例を説明したが、必ずしもボルトの軸心が連結線上に配置される必要はなく、ボルトの一部が部分的に連結線上に重なるものであっても良く、例えば、ボルト頭部が連結線上に重なるものであっても本発明の効果を奏することができる。
2〕前記実施例においては、第1ボルト締結部と第2ボルト締結部とを結ぶ線を含む延長線と第3ボルト締結部と第4ボルト締結部とを結ぶ線を含む延長線との交差角度が略直角に形成された例を説明したが、少なくとも、前側且つ車幅方向外側の交差角度が90度以下であれば、捩りモーメント低減機能を発揮することが可能である。
3〕前記実施例においては、ストラット式サスペンションの例を説明したが、特にサスペンション型式は限られず、サスタワーに対して前後方向及び左右方向の荷重が入力されるサスペンションに対して大きな効果を奏することができる。
4〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
1 ダッシュパネル
2 サスタワー
11 第1ブラケット
31 カウルメンバ
V 車両
E エンジンルーム
F 締結部
f1~f4 第1~第4ボルト締結部
L1 連結線
L2,L3 延長線
b1~b4 ボルト
2 サスタワー
11 第1ブラケット
31 カウルメンバ
V 車両
E エンジンルーム
F 締結部
f1~f4 第1~第4ボルト締結部
L1 連結線
L2,L3 延長線
b1~b4 ボルト
Claims (5)
- 車両のエンジンルーム内に膨出するように形成され且つフロントサスペンションの緩衝装置を支持する左右1対のサスペンションタワーと、前記エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルの上端部から車体前方に延びるカウルメンバとを備えた車両の側部車体構造において、
前記カウルメンバの左右端部分が前記1対のサスペンションタワーの頂部にボルトを介して締結する左右1対の締結部によって夫々連結され、
前記締結部が、前記左右1対のサスペンションタワーの頂部中心よりも車幅方向内側に配置され且つ前記左右1対のサスペンションタワーの頂部中心を結ぶ連結線と少なくとも部分的に重畳する第1ボルト締結部と、前記第1ボルト締結部よりも前側に配設された第2ボルト締結部とを有することを特徴とする車両の側部車体構造。 - 前記締結部が、前記第1ボルト締結部よりも後側且つ車幅方向外側に配設された第3ボルト締結部と、前記第3ボルト締結部の車幅方向外側に隣り合う第4ボルト締結部とを有することを特徴とする請求項1に記載の車両の側部車体構造。
- 前記第1,第2ボルト締結部を結ぶ線を含む延長線と前記第3,第4ボルト締結部を結ぶ線を含む延長線とがなす交差角度であって前側且つ車幅方向外側の交差角度が略直角又は鋭角に設定されたことを特徴とする請求項2に記載の車両の側部車体構造。
- 前記カウルメンバは、前記第1ボルト締結部よりも後側近傍部分に平面部を有することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の車両の側部車体構造。
- 前記第1,第2ボルト締結部は、前記サスペンションタワーの頂部にブラケットを介して連結されることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の車両の側部車体構造。
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