JP2014080168A

JP2014080168A - カウル構造

Info

Publication number: JP2014080168A
Application number: JP2012231161A
Authority: JP
Inventors: Tsuneaki Kaneko; 恒昭金子
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2032-10-18
Also published as: JP5846095B2

Abstract

【課題】カウルインナパネルとワイパーモーターブラケットとの結合部に剥離変形が生じるのを抑制する。
【解決手段】車幅方向に延在され、かつ車体前後方向に対向して配置された前壁２４と後壁２６とを備えたカウルインナパネル２２と、前壁２４に形成された座面４２に複数の結合部３８によって前端部３４が結合されるとともに、後壁２６に後端部３６が結合され、ワイパーモーターを支持するワイパーモーターブラケット３２と、座面４２における複数の結合部３８間に形成されたビード部４４と、を有するカウル構造１０とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両におけるカウル構造に関する。

カウルインナパネルの車幅方向略中央部における前壁と後壁との間に、ワイパーモーターを支持するワイパーモーターブラケットを架設した構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１７３４４８号公報

このような構造のカウルインナパネルを備えた比較的重量のある車両が悪路（凹凸路面）を走行し、前輪がリバウンド側に動いた際には、サスペンションタワーに下向きの荷重が負荷される。すると、サイドメンバを介して、カウルインナパネルの前壁に前向きの荷重（引張力）が加えられ、ワイパーモーターに相対的に後向きの慣性力が発生する。

つまり、このときには、カウルインナパネルの前壁とワイパーモーターブラケットとの間に、互いに逆位相となる力が入力されて、それらが互いに逆方向に変形させられる。そのため、カウルインナパネルの前壁とワイパーモーターブラケットとの結合部に比較的高い応力が発生し、その結合部に剥離変形が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、カウルインナパネルとワイパーモーターブラケットとの結合部に剥離変形が生じるのを抑制できるカウル構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のカウル構造は、車幅方向に延在され、かつ車体前後方向に対向して配置された前壁と後壁とを備えたカウルインナパネルと、前記前壁に形成された座面に複数の結合部によって前端部が結合されるとともに、前記後壁に後端部が結合され、ワイパーモーターを支持するワイパーモーターブラケットと、前記座面における前記複数の結合部間に形成されたビード部と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、カウルインナパネルの前壁の座面における複数の結合部間にビード部が形成されている。したがって、ビード部が形成されていない座面に比べて、座面の剛性が向上される。よって、カウルインナパネルの前壁とワイパーモーターブラケットとの間に互いに逆位相となる力が入力されても、それらが互いに逆方向に変形するのが抑制される。つまり、カウルインナパネルとワイパーモーターブラケットとの結合部に比較的高い応力が発生するのが抑制される。

また、請求項２に記載のカウル構造は、請求項１に記載のカウル構造であって、前記ビード部は、前記座面の車体前方側端部から車体後方側端部まで形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ビード部が座面の車体前方側端部から車体後方側端部まで形成されている。したがって、ビード部が座面の車体前方側端部から車体後方側端部まで形成されていない構成に比べて、座面の車体前後方向の剛性が向上される。

また、請求項３に記載のカウル構造は、請求項１又は請求項２に記載のカウル構造であって、前記ビード部は、車体下方側へ凹む凹ビードとされていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、ビード部が凹ビードとされている。したがって、ビード部がワイパーモーターブラケットに干渉するおそれがない。

また、請求項４に記載のカウル構造は、請求項３に記載のカウル構造であって、前記前壁の座面は、該前壁から車体上方側へ突出する凸状に形成され、前記凹ビードは、前記座面の突出高さ以上に凹んでいることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、ビード部としての凹ビードが、前壁から車体上方側へ突出する凸状に形成された座面の突出高さ以上に凹んでいる。したがって、ビード部としての凹ビードが、前壁から車体上方側へ突出する凸状に形成された座面の突出高さ以上に凹んでいない構成に比べて、断面係数が高くなり、座面の剛性が更に向上される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、カウルインナパネルとワイパーモーターブラケットとの結合部に剥離変形が生じるのを抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、カウルインナパネルの前壁に形成された座面の車体前後方向の剛性を向上させることができる。

請求項３に係る発明によれば、ワイパーモーターブラケットの形状に自由度を持たせることができる。

請求項４に係る発明によれば、カウルインナパネルの前壁に形成された座面の剛性を更に向上させることができる。

本実施形態に係るカウル構造を備えた車両の一部を示す斜視図である。本実施形態に係るカウル構造を示す平面図である。本実施形態に係るカウル構造を構成するカウルインナパネルの前壁に形成された座面を示す背面図である。本実施形態に係るカウル構造を構成するカウルインナパネル及びワイパーモーターブラケットの変形前と変形後を示す側断面図である。比較例に係るカウル構造を構成するカウルインナパネル及びワイパーモーターブラケットの変形前と変形後を示す側断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示されるように、車両１２の前部には、エンジン及びトランスミッション等を含む図示しないパワーユニットを収容するためのエンジンコンパートメント１４が形成されている。このエンジンコンパートメント１４は、キャビン１６の車体前方側に形成されており、エンジンコンパートメント１４における車幅方向両側部には、左右一対のサスペンションタワー１８がそれぞれ設けられている。

また、エンジンコンパートメント１４とキャビン１６との境界部には、車幅方向に延在するカウル２０が設けられている。このカウル２０は、カウルインナパネル２２と図示しないカウルアウタパネルとを有しており、カウルインナパネル２２は、車体上方側に開口する断面略ハット形状に形成されている。

詳細には、このカウルインナパネル２２は、車体前後方向に離間されて対向配置された前壁２４及び後壁２６と、前壁２４及び後壁２６の下端部を一体に連結する底壁２８と、前壁２４の上端部から車体前方側へ一体に張り出された前側フランジ部２４Ａと、後壁２６の上端部から車体後方側へ一体に張り出された後側フランジ部２６Ａ（図２参照）と、を有している。

また、カウル２０の車体下方側には、車体前後方向を板厚方向とするダッシュパネル３０が設けられている。このダッシュパネル３０は、エンジンコンパートメント１４とキャビン１６とを区画するようになっている。なお、ダッシュパネル３０の上端部は、カウル２０の前壁２４における下端部に結合されるようになっている。

また、カウルインナパネル２２の車幅方向略中央部で、前壁２４と後壁２６との間には、図示しないワイパーモーターを支持するワイパーモーターブラケット３２が架設されている。このワイパーモーターブラケット３２は、図２に示されるように、車体前後方向が長手方向とされた略平板状に形成されている。

そして、ワイパーモーターブラケットの後端部３６は、後壁２６（後側フランジ部２６Ａ）に対して複数箇所（例えば２箇所）で結合されている。詳細には、後端部３６の車幅方向に離間した２箇所と、それに対応する後側フランジ部２６Ａの車幅方向に離間した２箇所とがスポット溶接されて結合されている（スポット打点部３７を「○」で示す）。

また、ワイパーモーターブラケット３２の前端部３４は、前壁２４に形成された後述する座面４２に対して複数箇所（例えば２箇所）で結合されている。詳細には、前端部３４の車幅方向に離間した２箇所と、それに対応する座面４２の車幅方向に離間した２箇所とがスポット溶接されて結合されている（スポット打点部を「○」で示す）。

なお、以下において、座面４２とワイパーモーターブラケット３２（前端部３４）とのスポット打点部を結合部３８とする（後述する図４、図５ではスポット打点部が「×」で示されている）。また、図示のワイパーモーターブラケット３２は、スポット溶接によって結合されているが、これに限定されるものではなく、アーク溶接、ボルト・ナット、リベットなどによって結合される構成でもよい。

図１〜図３に示されるように、カウルインナパネル２２の前壁２４の車幅方向略中央部には、車体後方側へ張り出す張出部４０が一体に屈曲形成されている。そして、その張出部４０上には、車体上方側へ突出する凸状とされるとともに、車幅方向が長手方向とされた座面４２が一体に形成されている。更に、その座面４２における結合部３８間の車幅方向略中央部には、ビード部としての車体下方側へ凹む凹ビード４４が一体に形成されている。

この凹ビード４４は、座面４２の車体前方側端部である前稜線部４６から車体後方側端部である後稜線部４８まで車体前後方向に沿って（車体前後方向が長手方向となるように）形成されており、その深さは、張出部４０に対する座面４２の突出高さ以上とされている。そして、この凹ビード４４は、正面視（背面視）で略円弧状になるように形成されている。

以上のような構成のカウル構造１０において、次にその作用について説明する。

車両１２が悪路（凹凸路面）を走行し、図示しない前輪がリバウンド側に動いた際には、サスペンションタワー１８に下向きの荷重が負荷される。すると、図示しないサイドメンバを介して、カウルインナパネル２２の前壁２４に前向きの荷重（引張力）が加えられ、かつワイパーモーターに相対的に後向きの慣性力が発生する。

つまり、このときには、カウルインナパネル２２の前壁２４とワイパーモーターブラケット３２との間に、互いに逆位相となる力が入力されて、それらが互いに逆方向に大きく変形させられる（図５参照）。そのため、前壁２４に形成された座面４２とワイパーモーターブラケット３２との結合部３８に比較的高い応力が発生し、その結合部３８に剥離変形が生じるおそれがある。

しかしながら、本実施形態におけるカウルインナパネル２２では、座面４２が、前壁２４に一体に屈曲形成された張出部４０上に、車体上方側へ突出する凸状に一体に形成されている。そして、その座面４２における結合部３８間の車幅方向略中央部には、張出部４０に対する座面４２の突出高さ以上に車体下方側へ凹む凹ビード４４が、座面４２における前稜線部４６から後稜線部４８まで車体前後方向に沿って形成されている。

したがって、このような凹ビード４４が座面４２に形成されていない構成に比べて、断面係数を高くすることができ、座面４２の車体前後方向における剛性（疲労強度）を向上させることができる。しかも、この凹ビード４４は、正面視で略円弧状に形成されているため、例えば正面視で略矩形状に形成されている凹ビード（図示省略）に比べて、車幅方向両側から加えられる圧縮力に対して変形し難い。

よって、カウルインナパネル２２の前壁２４とワイパーモーターブラケット３２との間に、互いに逆位相となる力が入力されて、それらが互いに逆方向に変形させられても、このような凹ビード４４が座面４２に形成されていない構成に比べて、その変形量を小さくする（低減させる）ことができる（図４参照）。

つまり、本実施形態に係るカウル構造１０によれば、カウルインナパネル２２の前壁２４に形成された座面４２とワイパーモーターブラケット３２との結合部３８に比較的高い応力が発生するのを抑制することができ、その結合部３８に剥離変形が生じるのを抑制又は防止することができる。

また、座面４２に形成するビード部は、車体上方側へ突出する凸ビードではなく、車体下方側へ凹む凹ビード４４である。そのため、ワイパーモーターブラケット３２の前端部３４にビード部が干渉するおそれがない。したがって、ワイパーモーターブラケット３２の形状に自由度を持たせることができる。

また、本実施形態に係るカウル構造１０によれば、カウルインナパネル２２の前壁２４における座面４２に凹ビード４４を一体に形成するだけでよく、カウルインナパネル２２の板厚を増加させたり、カウルインナパネル２２に図示しない補強部材を追加したりする必要がない。

したがって、車両１２の質量増加に伴う燃費の低下や運動性能の低下、更には振動騒音の増加や歩行者保護性能との背反を抑制又は防止することができる。つまり、本実施形態に係るカウル構造１０によれば、座面４２の剛性を安定して確保することができるとともに、車両１２の軽量化及び低コスト化などを図ることができる。

以上、本実施形態に係るカウル構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るカウル構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、座面４２に形成するビード部は、凹ビード４４に限定されるものではなく、ワイパーモーターブラケット３２の前端部３４と干渉しない構成であれば、凸ビード（図示省略）とされていてもよい。

また、座面４２とワイパーモーターブラケット３２との結合部３８は、図示の２箇所に限定されるものではなく、３箇所以上とされていてもよい。また、凹ビード４４（ビード部）は、結合部３８間に１つだけ形成される構成に限定されるものではなく、複数形成される構成とされていてもよい。更に、その凹ビード４４は、前稜線部４６から後稜線部４８まで形成される構成に限定されるものではなく、座面４２の突出高さ以上に凹む構成に限定されるものでもない。

１０カウル構造
２２カウルインナパネル
２４前壁
２６後壁
３２ワイパーモーターブラケット
３４前端部
３６後端部
３８結合部
４２座面
４４凹ビード（ビード部）
４６前稜線部（車体前方側端部）
４８後稜線部（車体後方側端部）

Claims

車幅方向に延在され、かつ車体前後方向に対向して配置された前壁と後壁とを備えたカウルインナパネルと、
前記前壁に形成された座面に複数の結合部によって前端部が結合されるとともに、前記後壁に後端部が結合され、ワイパーモーターを支持するワイパーモーターブラケットと、
前記座面における前記複数の結合部間に形成されたビード部と、
を有するカウル構造。
前記ビード部は、前記座面の車体前方側端部から車体後方側端部まで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカウル構造。
前記ビード部は、車体下方側へ凹む凹ビードとされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカウル構造。
前記前壁の座面は、該前壁から車体上方側へ突出する凸状に形成され、前記凹ビードは、前記座面の突出高さ以上に凹んでいることを特徴とする請求項３に記載のカウル構造。