JP4894614B2 - ストラットタワーバーの取付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられる左右一対のストラットタワーを一体的に結合するストラットタワーバーの取付け構造、特に、車両に設けられるカウルトップの前方に設けられるストラットタワーバーの取付け構造に関する。

車両の車室前部には、例えば、図８、図９に示すように、車幅方向Ｙに互いに離れ、それぞれ縦向きの左右フロントピラー１００が配備されている。これら左右フロントピラー１００から前方（図８で左側）にはホイールハウス１１０及びその上部に一体結合されたホイールハウスアッパーメンバ１２０がそれぞれ延出形成され、これらはエンジンルーム１３０の前部に配備される不図示のラジエーターサポートに結合されている。
左右フロントピラー１００より車体中央側の左右フロントピラー間には、車室１４０とエンジンルーム１３０を隔離するダッシュボード１５０及びそのダッシュボードの上縁部に溶着されるカウルトップ１６０とが配設される。

ところで、左右ホイールハウス１１０上のフロントピラー１００の近傍部位には左右のストラットタワー１７０がそれぞれ一体的に縦向きで突設される。左右の各ストラットタワー１７０は内部に不図示のストラットアッセンブリーを収容し、それぞれの上向き壁部１７１に各ストラットの上部ａを締結する。ここで、左右ストラットアッセンブリーは操舵輪の整列状態を規制するもので、これらを支持する左右のストラットタワー１７０は十分な剛性を保持し、操舵輪の整列状態を安定的に保持する必要がある。
そこで、左右のストラットタワーの上部の変動を規制するため、これら左右のストラットタワーの上部をストラットタワーバー１８０によって互いに連結することが行われている。なお、その一例が特開２００６−１２３７５２公報（特許文献１）に開示される。

特開２００６−１２３７５２公報

上述の特許文献１や、図８の従来例のように、左右のストラットタワー１７０の上部に剛性バー部材であるストラットタワーバー１８０の左右端をそれぞれ一体的に連結した場合、左右のストラットタワー１７０の相対変位、即ち、車幅方向Ｙの異相変位は互いの変動力がストラットタワーバー１８０を介して相互に打ち消すように働くことが出来、左右のストラットタワー１７０の変位を規制できる。しかし、左右のストラットタワー１７０の上部が同相に変位する場合、ストラットタワーバー１８０を介して変動力を打ち消すことはできない。

この場合、図９に示すように、ストラットタワーバー１８０とカウルトップ１６０の前後位置を調整すべく、ストラットタワーバー１８０の中間部とカウルトップ１６０とから互いに対向する方向に屈曲片状のブラケット１８１、１６１をそれぞれ延出させ、それらの先端を互いにボルト締結し、これによって、同相変位を規制することが考えられる。

しかし、このように左右のストラットタワー１７０間を一体的にストラットタワーバー１８０で連結したにもかかわらず、ストラットタワーバー１８０に比較的大きな同相変位が入力し、これが互いにボルト締結しただけの２つのブラケット１８１、１６１に加わるとする。このような場合、互いにボルト締結された屈曲片状の２つのブラケット１８１、１６１の結合剛性が比較的小さいことに起因し、ストラットタワーバー１８０の同相変位に伴う横ずれを確実には規制できない場合がある。このような事態に陥ると、やはり、左右ストラットアッセンブリーの操舵輪の整列規制が不安定となり、車両の操縦安定性を安定して確保できない事態に陥る可能性がある。

更に、特許文献１のようにストラットタワーバーとカウルトップ間を一対のバー状の連結部で連結することが考えられるが、構造が複雑化し、部品数が増加し、取付スペースの確保にも問題が生じ易い。
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、簡素な構成で、左右のストラットタワーの異相変位はもとより同相変位をも確実に抑制し、車両の操縦安定性を安定して確保できるストラットタワーバーの取付け構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、車両の左右フロントピラーを互いに結合する車幅方向に長い内空間が形成されたカウルトップと、前記カウルトップの前方に位置し車幅方向に互いに離れて配設された左右のストラットタワーの上部を一体的に結合するストラットタワーバーと、を備え、前記カウルトップの内空間の前部を覆う縦向き壁に前開口が形成され、該前開口は屈曲板状の艤装カウルにより分離可能に閉鎖され、前記艤装カウルの車幅方向での中央部位で周縁部に対して凹部を成す連結部が形成され、前記連結部に対して前記ストラットタワーバーのバー状部の一部を成す当接部が嵌合するよう形成され、前記連結部に前記当接部が溶着されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のストラットタワーバーの取付け構造において、前記艤装カウルの車幅方向での中央部位で周縁部に対して凹部を成す連結部が該艤装カウルに溶着する剛性を確保したブラケットの膨出部に形成されたことを特徴とする。

請求項１記載のストラットタワーバーの取付け構造によれば、カウルトップの内空間の前部を覆う縦向き壁に前開口が形成され、該前開口は屈曲板状の艤装カウルにより分離可能に閉鎖され、前記艤装カウルの車幅方向での中央部位で周縁部に対して凹部を成す連結部が形成され、前記連結部に対して前記ストラットタワーバーのバー状部の一部を成す当接部が嵌合するように形成された上で互いに溶着されるという簡素な構成を採るのみで、左右のストラットタワーの上部の相対変動及び同相変動に対する剛性アップを図れ、確実に左右のストラットタワーの変動を抑制して車両の操縦安定性を確保することができる。特に、前開口の開放時に車幅方向に長い内空間への作業者のエンジンルーム側からの手の侵入を容易化し、車載機器の艤装作業性を向上させることができ、しかも、凹部を成す連結部に対しパイプ状の当接部の外周壁をずれなく嵌合し、溶接作業性の向上を図り、更に、溶接位置をパイプ中心に近づけることで、効率よく荷重を伝達することができる。

請求項２記載のストラットタワーバーの取付け構造によれば、特に、設計上の自由度を増すことができる。

図１、２にはこの発明のストラットタワーバーの取付け構造が適用された車両の前部車体を示した。
この前部車体は前方のエンジンルーム１とその後方の車室２との間にダッシュパネル３及びその上縁部に一体結合されたカウルトップ４を備える。車幅方向Ｙに配設されたダッシュパネル３及びカウルトップ４の左右端は縦向きの左右フロントピラー５のインナ延出部材６に一体結合される。ここで左右フロントピラー５から前方にはインナ延出部材６の前端に接合されたホイールハウス７及びその上部に一体接合されたホイールハウスアッパーメンバ８がそれぞれ延出形成され、これらの前部はエンジンルーム１の前部に配備されるラジエーターサポート９側に一体接合されている。

左右のホイールハウス７の基端側である左右フロントピラー５の近傍部位には左右のストラットタワー１１が一体的に結合した状態で上部を突き出して形成される。このため左右のストラットタワー１１は左右のホイールハウス７によって十分な剛性を保持した状態で内部に左右ストラットアッセンブリー（図４の符号ＳＡ参照）を収容し、支持している。特に、左右の各ストラットタワー１１の上端の上向き壁２４にはストラットの上部取付け部１２（図４参照）が下方より重なり、両者は複数のボルト１３で一体的に締結される。このため、左右ストラットアッセンブリーＳＡは確実に車体側に支持され、不図示の操舵輪の整列状態を安定して規制する機能を発揮する。

図１、２に示すように、左右フロントピラー５間に配備されるカウルトップ４は、複数の屈曲板、即ち、カウルトップフロント１４、カウルトップリヤ１５、艤装カウル２１を互いに結合することで、車幅方向Ｙに長い内空間ｅが形成され、車幅方向Ｙに湾曲した中空の梁状部材として形成される。
カウルトップリヤ１５は車室対向部１５１よりエンジンルーム１側に上下端が屈曲して上下延出部１５２、１５３を形成している。更に、上延出部１５２は上方膨出部１５４を形成した上でエンジンルーム１側に伸びる後部フランジ１５５を形成する。カウルトップリヤ１５の上方膨出部１５４は車幅方向Ｙに湾曲して長く連続形成され、ここがフロントウインドウＷの下縁部をなし、ここにウインドシールドガラス１６の下縁部近傍がシール材１０で接合される。

カウルトップフロント１４はカウルトップリヤ１５の下延出部１５３の端部に重なり一体接合されるフロント下縁部１４１を備える。フロント下縁部１４１の前側延出部は上方に屈曲して延びて縦向き壁１４２（図１参照）を形成する。
前部フランジ１４３は後部フランジ１５５との間に車幅方向Ｙに長い上向き開口１７を形成する。この上向き開口１７は車幅方向Ｙに長い、樹脂製のフロントデッキガーニッシュ１８に覆われ、これにより、外観の確保が図られている。なお、フロントデッキガーニッシュ１８はその後端縁のほぼ全域にウインドシールドガラス１６の下縁部に嵌合する嵌合縁部１８１が形成される。このフロントデッキガーニッシュ１８はウインドシールドガラス１６の下縁部に嵌合縁部１８１が嵌合し、その前端縁１８２がカウルトップフロント１４の前部フランジ１４３に上側より重なり、互いの複数個所がビス２０（図２参照）により締結されることで上向き開口１７を確実に閉鎖して取付けられる。

ところで、カウルトップフロント１４はフロント下縁部１４１の前側延出部より縦向き壁１４２に至る部位の主要部に前開口１９を形成する。この前開口１９は屈曲板状の艤装カウル２１によって分離可能に閉鎖される。
このため、実質的に、艤装カウル２１はカウルトップフロント１４の縦向き壁１４２の主要部を構成する。
前開口１９は車幅方向Ｙに長く形成されており、前開口１９の開放時には、車幅方向Ｙに長い内空間ｅへの作業者のエンジンルーム１側からの手の侵入を容易化し、車載機器の艤装作業性を向上させている。

このような前開口１９は車両の組立て完了時にはその全域が屈曲板状の艤装カウル２１により閉鎖される。即ち、前開口１９の全開口縁１９１（図２参照）に艤装カウル２１の外周縁部２１１が重ねられるように形成され、図３に示すように、相互に重合部位が複数個所をボルト２２で止められ、一体的に締結される。
図１に示すように、カウルトップフロント１４２の主要部を成す艤装カウル２１の車幅方向Ｙでの中央部位は左右端部に対して所定量ｙ１だけ、エンジンルーム１側である前方に湾曲して突き出すように形成される。図２に示すように、艤装カウル２１の車幅方向Ｙでの中央位置には後述のストラットタワーバー２３の当接部Ｔを嵌合して当接させる連結部Ｕが形成される。この連結部Ｕは艤装カウル２１の周縁部に対して凹部を成し、パイプ状の当接部Ｔの外周壁の一部をずれなく嵌合し、溶接作業性の向上を図り、更に、溶接位置をパイプ中心に近づけることで、効率よく荷重を伝達するように形成される。

図１に示すように、左右のホイールハウス７の基端側である左右フロントピラー５の近傍部位に配置された左右のストラットタワー１１は各上端の上向き壁２４が車幅方向Ｙに長いストラットタワーバー２３によって一体的に結合される。
図４に示すように、左右のストラットタワー１１の上端の上向き壁２４には、車幅方向Ｙに長いストラットタワーバー２３の左右の環状締結部２５が重ねられ、一体的に締結される。
ここで、ストラットタワーバー２３は金属製のパイプからなる主部２３１と、同主部２３１の左右端に溶着された所定幅のリング状の環状締結部２５とで形成される。図４に示すように、主部２３１の左右端は偏平化され、その端部に環状締結部２５が溶着される。主部２３１はカウルトップ４の艤装カウル２１の前方に配備され、左右の環状締結部２５に対して長手方向での中央部分である当接部Ｔが所定量ｙ２（図２参照）後方に屈曲して形成される。

この当接部Ｔはカウルトップ４側の艤装カウル２１の凹部を成した連結部Ｕにずれなく嵌合し、この連結部Ｕに当接部Ｔが溶着され、一体化されている。
なお、ここでの艤装カウル２１とその連結部Ｕに当接部Ｔが溶着されたストラットタワーバー２３とは、予めサブアッセンブリーとして一体的に溶着された上で、生産ラインに供給されることとなる。
図４に示すように、ストラットタワー１１の上向き壁２４の下面にはストラットアッセンブリーＳＡの上部取付け部１２がボルト１３により締結されており、それらボルト１３の上端突き出し部分が各環状締結部２５の貫通孔２５１に嵌挿され、各環状締結部２５がナットｎにより上向き壁２４の上面に締結されている。

このような構成のストラットタワーバー２３の取付け構造が適用された車両の生産ラインでは、車体の前部の構成部材が順次相互に溶接結合され、その際、左右フロントピラー５間にカウルトップ４が一体結合され、ダッシュパネル３の上縁部がカウルトップ４に溶着され、更に、ダッシュパネル３の両端部が左右フロントピラー５のインナ延出部材６側に一体結合される。この際、カウルトップ４の縦向き壁１４２及びフロント下縁部１４１に亘って形成された前開口１９は開放されたままに保持される。
車体全体の溶組完了後のボデー本体は塗装ラインに搬送されて塗装処理され、その後、塗装後のボデー本体のエンジンルーム１にはエンジン本体Ｅ（図１参照）等の各種の車両構成部材の組付けが成される。

カウルトップ４の内空間ｅには、不図示の換気装置のダクト類や、ワイパー装置のモーター及びリンク構成部材が組み込まれ、その際、前開口１９が作業性向上に寄与できる。
この後、ストラットアッセンブリーＳＡの組付け工程において、左右のストラットタワー１１の上向き壁２４の下面には左右それぞれのストラットアッセンブリーＳＡの上部取付け部１２がボルト１３で締結される。その際、艤装カウル２１及びストラットタワーバー２３が一体的に溶着されてなるサブアッセンブリーが予め組立ラインに供給されており、これが左右のストラットタワー１１及びカウルトップ４に取り付けられる。
この場合、サブアッセンブリーの一部の艤装カウル２１はその外周縁部が、カウルトップ４の前開口１９の全開口縁に重ねられ、複数個所が相互にボルト１３によって締結され、一体化され、カウルトップ４の一部として剛性確保の機能を発揮できる。

一方、ストラットタワーバー２３はその左右端の環状締結部２５が左右のストラットタワー１１の上向き壁２４に重ねられる。その際、各環状締結部２５の複数の貫通孔２５１がストラットアッセンブリーの上部取付け部１２のボルト１３の上端突き出し部分に嵌挿され、上向き壁２４を挟んで環状締結部２５と上部取付け部１２がナットｎにより強固に締結される（図４参照）。
このようなストラットアッセンブリーの組付け工程の後、その他の車体組み付け処理が成され、車両が完成する。
このような車両の走行時において、路面反力がストラットアッセンブリーＳＡよりストラットタワー１１に加わるとする。

この際、ストラットタワー１１の上向き壁２４にはストラットタワーバー２３の左右端の環状締結部２５が一体結合されており、ストラットタワーバー２３の当接部Ｔが艤装カウル２１の連結部Ｕに嵌合され、溶着されている。
このため、左右のストラットタワー１１の上向き壁２４が車幅方向Ｙに相対変動する場合にはストラットタワーバー２３が相対変動を打ち消すように機能でき、しかも、ストラットタワーバー２３の中央の当接部Ｔがカウルトップ４側の連結部Ｕに溶着され、カウルトップ４側に変動を打ち消すように機能できる。

一方、左右のストラットタワー１１の上向き壁２４が車幅方向Ｙに同相変動する場合は、ストラットタワーバー２３の中央の当接部Ｔがカウルトップ４側の連結部Ｕに溶着されることで、カウルトップ４側に左右のストラットタワー１１の上向き壁２４の同相変動をそれぞれ打ち消すように機能できる。このため、確実に左右のストラットタワー１１の変動を抑制して車両の操縦安定性を確保することができる。
更に、ここではストラットタワーバー２３はその左右の環状締結部２５に対して長手方向での中央部分の当接部Ｔが所定量ｙ２後方に屈曲して形成される。即ち、ストラットタワーバー２３の左右半部は車幅方向Ｙに対して傾斜角θ（図１参照）を保って配備される。

このため、左右のストラットタワー１１の上向き壁２４に前後方向の荷重が加わった場合、その前後方向の荷重をカウルトップ４の連結部Ｕに直交方向から加えることが出来、前後方向Ｘの荷重をカウルトップ４の連結部Ｕが確実に受けて吸収でき、この点でも確実に左右のストラットタワー１１の変動を抑制して車両の操縦安定性を確保することができる。
更に、予め、艤装カウル２１上の連結部Ｕにストラットタワーバー２３の当接部Ｔが溶着され一体結合されたサブアッセンブリーを用意しておくことで、車体組立て生産ライン上での組立作業工数を削減でき、生産効率が向上する。
更に、カウルトップ４側の艤装カウル２１上の連結部Ｕが凹部をなすので、凹部にずれなくストラットタワーバー２３の当接部Ｔが嵌合でき、その上で両者が溶着されるので、溶接作業性がよく、結合剛性を十分に確保できる。しかも、左右のストラットタワー１１の上部の相対変動及び同相変動に対する剛性アップを図れ、確実に左右のストラットタワー１１の変動を抑制して車両の操縦安定性を確保することができる。

上述のところにおいて、ストラットタワーバー２３はその左右の環状締結部２５に対して長手方向での中央部分の当接部Ｔ（図１参照）が所定量ｙ２後方に屈曲して形成されていたが、カウルトップ４と左右のストラットタワー１１の前後方向での間隔が小さいあるいはゼロの場合は、図５に示すようにストラットタワーバー２３ａの主部２３１を直状に形成してその中央に直状の当接部Ｔ１を形成してもよい。更に、図６に示すように、ストラットタワーバー２３ｂの主部２３１ｂを直状に形成すると共に、左右のリング状の環状締結部２５に対して主部２３１ｂを後側に所定量偏移させて、その主部２３１ｂの直状の当接部Ｔ１をカウルトップ４側の縦壁面を成す艤装カウル２１の連結部Ｕに嵌合させ、溶着しても良い。これらの場合も図１の連結部Ｕに当接部Ｔが溶着された場合とほぼ同様の作用効果が得られる。

更に、図７に示すように、カウルトップ４側の縦壁面を成す艤装カウル２１ａに剛性を十分に確保したブラケット２５を溶着する。即ち、ここでのブラケット２５は上下端に上下フランジ２６を形成し、その上下フランジ２６を艤装カウル２１ａに上下方向に所定間隔を介してそれぞれ溶着する。更に、上下フランジ２６間には艤装カウル２１ａより前方に突き出た膨出部２７と、膨出部２７の中央に形成される横方向に長い連結部Ｕ１を形成する。膨出部２７に形成された連結部Ｕ１にストラットタワーバー２３ｃの主部２３１ｃを嵌合させ、相互に溶着している。このような構成を採る場合、ブラケット２５の剛性、特に、車幅方向Ｙ（図７で紙面垂直方向）の剛性を十分に確保できる。このため、ストラットタワーバー２３の車幅方向Ｙの同相変動を確実に規制でき、図１に示したストラットタワーバーの取付け構造の場合とほぼ同様の作用効果が得られ、設計上の自由度が増す。

本発明の一実施形態としてのストラットタワーバーの取付け構造が適用された前部車体の骨格の要部概略平面図である。 図１中のカウルトップの拡大断面図である。 図１のストラットタワーバーの取付構造が適用された前部車体の概略分解斜視図である。 図１のストラットタワーとストラットタワーバーの環状締結部前部の結合部位の拡大切欠断面図である 本発明の他の実施形態としてのストラットタワーバーの取付け構造の概略平面図である。 本発明の他の実施形態としてのストラットタワーバーの取付け構造の概略平面図である。 本発明の他の実施形態としてのストラットタワーバーの取付け構造で用いるカウルトップとブラケットに溶着されたストラットタワーバーの要部拡大断面図である。 従来のストラットタワーバーの取付構造の概略分解斜視図である。 図８のストラットタワーバーの取付構造で用いるカウルトップとブラケットの拡大断面図である。

符号の説明

１ エンジンルーム
２ 車室
４ カウルトップ
５ 左右フロントピラー
１１ ストラットタワー
２３ ストラットタワーバー
２３１ バー状部
２５ 左右の環状締結部
Ｕ、Ｕ１ 連結部
Ｔ、Ｔ１ 当接部
Ｘ 前後方向
Ｙ 車幅方向

Claims (2)

1. 車両の左右フロントピラーを互いに結合する車幅方向に長い内空間が形成されたカウルトップと、
   前記カウルトップの前方に位置し車幅方向に互いに離れて配設された左右のストラットタワーの上部を一体的に結合するストラットタワーバーと、を備え、
   前記カウルトップの内空間の前部を覆う縦向き壁に前開口が形成され、該前開口は屈曲板状の艤装カウルにより分離可能に閉鎖され、
   前記艤装カウルの車幅方向での中央部位で周縁部に対して凹部を成す連結部が形成され、
   前記連結部に対して前記ストラットタワーバーのバー状部の一部を成す当接部が嵌合するよう形成され、前記連結部に前記当接部が溶着されたことを特徴とするストラットタワーバーの取付け構造。
2. 請求項１記載のストラットタワーバーの取付け構造において、
   前記艤装カウルの車幅方向での中央部位で周縁部に対して凹部を成す連結部が該艤装カウルに溶着する剛性を確保したブラケットの膨出部に形成されたことを特徴とするストラットタワーバーの取付け構造。

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