JP4354344B2 - 車両のカウル構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のカウル構造に係り、詳しくは物が上から当たったときに変形して衝撃を吸収するカウル構造に関する。

この種のカウル構造として、図５に示すように、ダッシュパネル５１の上縁に沿って設けられた閉断面のカウル５２に、屈曲部５３と、屈曲部５３の先端に形成した閉断面構造のボックス部５４とからなり、フロントガラス５５の下縁を支持させるようにしたガラスサポート部５６を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。フロントガラス５５は接着剤５７を介してガラスサポート部５６に支持されている。このカウル構造では、物がフロントガラス５５の下端に当たって衝撃荷重Ｆ（矢印）が作用すると、ガラスサポート部５６の屈曲部５３が変形してボックス部５４が下方へ変位し、その間に衝撃を吸収するようにしている。
特開平１１−３２１７０９号公報（明細書の段落［００１１］〜［００１７］、図２）

特許文献１のカウル構造では、フロントガラス５５の荷重及び物が当たったときの衝撃荷重Ｆ（矢印）等は、フロントガラス５５をガラスサポート部５６に支持する接着剤５７を介して作用する。衝撃荷重Ｆはフロントガラス５５の面と垂直な方向で接着剤５７に作用し、その方向はガラスサポート部５６を構成する板材の面に対しても垂直方向となり、ガラスサポート部５６は屈曲部５３を支点として撓み易い構造となっている。また、この構成では、接着剤５７を介してガラスサポート部５６に作用する荷重は、ガラスサポート部５６に対してガラスサポート部５６を構成する板材の厚さ方向で、かつガラスサポート部５６の支点から離れた位置に作用するため、ガラスサポート部５６の撓みが大きくなる。そのため、カウルを頑丈にしないと走行中のフロントガラスの振動をカウルが支えきれず、結果的にフロントガラスの振動を抑制できなくなるという問題がある。また、特許文献１のカウル構造は部品の種類が多く、構造が複雑になるという問題もある。

本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は簡単な構成で、フロントガラスの振動を抑制でき、フロントガラスを効率良く支持することができる車両のカウル構造を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両のエンジンルームと車室とを仕切る縦壁状のダッシュパネルの上縁に沿って車幅方向に延び、車室側からエンジンルーム側へ棚状に延びる底壁部と、車室側にて前記底壁部より上方に延びる縦壁部と、前記縦壁部の上縁から車両前側に棚状に張り出す上壁部とを備えている。そして、カウルに上方から衝撃荷重が作用したときに変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材が、前記上壁部と前記底壁部との間又は前記上壁部と前記縦壁部との間に設けられている。前記衝撃吸収部材は、少なくともその柱状部の上側が前記上壁部に支持されるフロントガラスの下部と直交する方向に延び、かつフロントガラスの下部を前記上壁部の上面に接着する接着剤の前記上壁部の上面における塗布位置が、前記フロントガラスの下部と直交する方向において前記柱状部の上端と対向する位置に形成されている。

この発明では、フロントガラスを介して上方からカウルに衝撃荷重が作用した際、上壁部が変形するとともに、衝撃吸収部材が屈曲変形して衝撃が吸収される。また、衝撃荷重の大きさによっては、縦壁部も屈曲変形して衝撃が吸収される。衝撃荷重は接着剤を介して上壁部に作用し、その方向が衝撃吸収部材の柱状部の上側の延びる方向と一致した状態で衝撃吸収部材に作用するため、衝撃吸収部材は衝撃荷重を効率良く担う。また、走行中に車体が振動した場合、フロントガラスの下部を上壁部の上面に接着する接着剤の塗布位置が、前記柱状部と対向しない位置の場合は上壁部の撓みが大きくなってフロントガラスの振動が大きくなる。しかし、この発明では、接着剤を介して荷重が柱状部の上端に垂直に作用する状態となるため、上壁部がフロントガラスを簡易かつ堅固に支持でき、フロントガラスの振動が抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記衝撃吸収部材は、前記柱状部の途中で前側に凸となるように屈曲して形成されている。フロントガラスを介して上方からカウルに衝撃荷重が作用した際、衝撃荷重の大きさによっては、縦壁部が前側に突出するように屈曲変形する場合がある。そのため、衝撃吸収部材が後側に凸となるように屈曲する構成の場合は、衝撃吸収部材が縦壁部と干渉しないように屈曲位置を設定する必要があり、設計の自由度が低くなる。しかし、この発明では、衝撃吸収部材は、前記柱状部の途中で前側に凸となるように屈曲して形成されているため、衝撃吸収部材は前側に突出するように変形する状態となり、縦壁部と干渉しない。従って、設計の自由度が低くなるのを回避できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記衝撃吸収部材は、前記上壁部、縦壁部及び底壁部と別体に形成され、前記上壁部と前記底壁部との間又は前記上壁部と前記縦壁部との間に固定されている。衝撃吸収部材が上壁部又は底壁部等と一体に形成された構成では、衝撃吸収部材の数や形状等を変更するには、上壁部又は底壁部等を加工する金型全体を変更する必要があり、変更が難しくコストも高くなる。しかし、衝撃吸収部材が上壁部、縦壁部及び底壁部と別体に形成されるこの発明の構成では、それらの変更が容易になる。

本発明によれば、カウルの簡単な支持構成で、フロントガラスの振動を抑制でき、フロントガラスを効率良く支持することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１（ａ）はカウルの全体とエンジンルーム後部を示す模式斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。図２（ａ）は衝撃吸収部材の模式斜視図、（ｂ）は作用を示す模式断面図である。

図１（ａ）に示すように、カウル１１は、車両のエンジンルーム１２と車室とを仕切る縦壁状のダッシュパネル１３の上縁に沿って車幅方向に延設されている。カウル１１の左右の両端は、エンジンルーム１２の左右の側壁の上縁に沿って前後方向に延びる左右のエプロンアッパメンバ１４の後端と、ダッシュパネル１３の左右の側縁に沿って立ち上がるフロントピラー１５の中間部との結合部に結合されている。

図１（ｂ）に示すように、カウル１１は、底壁部をなすカウルロア１６と、車室側にてカウルロア１６の後端より上方に延びる縦壁部を成すカウルインナ１７と、カウルインナ１７の上縁から車両前側に棚状に張り出す上壁部をなすカウルアウタ１８との三つのパネル部材で構成されている。即ち、カウルロア１６の前縁とダッシュパネル１３の前縁との間が前方に向かって開放された開断面構造となっている。なお、カウル１１の左右の両端は、図１（ａ）に示すように、パネル材からなるカウルサイドパネル１９で塞がれており、カウルサイドパネル１９を介してエプロンアッパメンバ１４とフロントピラー１５との結合部に結合されている。

カウルロア１６は、ダッシュパネル１３の上縁のエンジンルーム１２側へ屈曲した上縁フランジ１３ａからエンジンルーム１２側へ棚状に張り出すように設けられている。即ち、カウルロア１６は、ダッシュパネル１３の上縁において、カウルインナ１７の下端と対応する位置から車両前側に棚状に張り出すように設けられている。カウルロア１６は、その後縁フランジ１６ａと、ダッシュパネル１３の上縁フランジ１３ａとが重合溶接されることによりダッシュパネル１３に固定されている。

図１（ｂ）に示すように、カウルインナ１７は、その下端及び上端に車両後方に向かって延びるように屈曲されたフランジ部１７ａ，１７ｂを備え、下端のフランジ部１７ａが、ダッシュパネル１３の上縁フランジ１３ａとカウルロア１６の後縁フランジ１６ａとの重合部と一体に重合されて溶接されている。

カウルアウタ１８は、基端部１８ａ（後端部）がカウルインナ１７の上端のフランジ部１７ｂと重合する状態に配置されるとともに、複数箇所において溶接でフランジ部１７ｂに接合されている。溶接はスポット溶接で行われている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、カウルアウタ１８とカウルインナ１７との間には、カウル１１に上方から衝撃荷重が作用したときに変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材２０が複数設けられている。この実施形態では、板材で形成された２個の衝撃吸収部材２０がカウルアウタ１８を車両の幅方向においてほぼ３等分する位置に固定されている。

各衝撃吸収部材２０は、カウル１１に上方から衝撃荷重が作用したときに、中間部が車両の前側に突出した状態で屈曲するように形成されている。衝撃吸収部材２０は、カウルアウタ１８及びカウルインナ１７と別体に形成されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、衝撃吸収部材２０は、柱状部２０ａと、その上下両端に設けられたフランジ部２０ｂ，２０ｃとを備え、フランジ部２０ｂ，２０ｃにおいてスポット溶接によりカウルアウタ１８及びカウルインナ１７に固定されている。衝撃吸収部材２０は、薄い金属板（例えば、鋼板）のプレス加工（板金加工）により各部が一体に形成されている。衝撃吸収部材２０は、その上下方向中間部に屈曲部２０ｄが設けられ、柱状部２０ａの途中で前側に凸となるように屈曲した状態に形成されている。また、衝撃吸収部材２０は、幅方向の両側に、強度を高めるためのフランジ２０ｅが屈曲形成されている。

図１（ｂ）に示すように、車両のフロントウインドウにはめ込まれるフロントガラス２１は、カウルアウタ１８の上面に設けられた接着部２２に前縁（下縁）が接着剤２３により接着された状態で支持されている。衝撃吸収部材２０は、柱状部２０ａの上側がカウルアウタ１８に支持されるフロントガラス２１の下部と直交する方向に延び、かつフロントガラス２１の下部をカウルアウタ１８の上面に接着する接着剤２３の塗布位置が、柱状部２０ａと対向可能に形成されている。そして、フロントガラス２１は、接着剤２３が柱状部２０ａと対向する位置に塗布されてカウルアウタ１８に支持されている。

次に前記のように構成されたカウル構造の作用を説明する。
衝突事故により障害物が上方からフロントガラス２１の下部に当たると、カウル１１にはフロントガラス２１の下端部を介して衝撃荷重Ｆが作用する。そして、衝撃荷重Ｆは接着剤２３を介して衝撃吸収部材２０の柱状部２０ａにその長手方向に作用し、柱状部２０ａが上下方向において押しつぶされるように変形して衝撃が吸収されるとともに、カウルアウタ１８も変形することにより衝撃が吸収される。

衝撃吸収部材２０をなくした場合は、衝突物により大きな衝撃荷重が上方より作用した際に、衝撃の作用点付近でカウルアウタ１８がカウルロア１６に接触するまで容易に変形し、カウルロア１６に接触した時点で衝突物に大きな衝撃が加わることになる。しかし、衝撃吸収部材２０が存在することにより、そのような変形が回避され、カウルアウタ１８がカウルロア１６に接触するまでの間も、衝撃吸収部材２０が変形することで衝撃が吸収され、カウルロア１６に接触した時点で衝突物に大きな衝撃が加わることを回避できる。

また、走行中に車体が振動した場合、フロントガラス２１の下部をカウルアウタ１８の上面に接着する接着剤２３の塗布位置が、柱状部２０ａと対向しない位置の場合はカウルを頑丈にしないとフロントガラス２１の振動をカウルが支えきれず、結果的にフロントガラス２１の振動を抑制できなくなる。しかし、この実施形態では、接着剤２３を介して荷重が柱状部２０ａの上端に垂直に作用する状態となるため、カウルアウタ１８がフロントガラス２１を簡易かつ堅固に支持でき、フロントガラス２１の振動が抑制される。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）車室側からエンジンルーム１２側へ棚状に延びるカウルロア１６と、車室側にてカウルロア１６の後端より上方に延びるカウルインナ１７の上縁から車両前側に棚状に張り出すカウルアウタ１８とを備えたカウル構造において、カウルアウタ１８とカウルインナ１７との間に衝撃吸収部材２０が設けられている。衝撃吸収部材２０は、カウル１１に上方から衝撃荷重Ｆが作用したときに変形して衝撃を吸収する柱状部２０ａの上側が、カウルアウタ１８に支持されるフロントガラス２１の下部と直交する方向に延び、かつフロントガラス２１の下部をカウルアウタ１８の上面に接着する接着剤２３の塗布位置が、柱状部２０ａと対向可能に形成されている。従って、衝撃荷重Ｆは、柱状部２０ａが延びる方向に一致した状態で柱状部２０ａの上側に作用するため、衝撃吸収部材２０は衝撃荷重Ｆを効率良く担う。また、走行中に車体が振動した場合、カウルアウタ１８がフロントガラス２１を簡易かつ堅固に支持でき、フロントガラス２１の振動が抑制される。

（２）フロントガラス２１を介して上方からカウル１１に衝撃荷重Ｆが作用した際、衝撃荷重Ｆの大きさによっては、図２（ｂ）に示すように、カウルインナ１７が前側に突出するように屈曲変形する場合がある。そのため、衝撃吸収部材２０が後側に凸となるように屈曲する構成の場合は、衝撃吸収部材２０がカウルインナ１７と干渉しないように屈曲位置を設定する必要があり、設計の自由度が低くなる。しかし、この実施形態では、衝撃吸収部材２０は、柱状部２０ａの途中で前側に凸となるように屈曲して形成されているため、衝撃吸収部材２０は衝撃荷重Ｆを受けて変形する際、前側に突出するように変形する状態となり、カウルインナ１７と干渉せず、設計の自由度が低くなるのを回避できる。

（３）衝撃吸収部材２０がカウルアウタ１８又はカウルインナ１７と一体に形成された構成では、衝撃吸収部材２０の数や形状等を変更するには、カウルアウタ１８又はカウルインナ１７を加工する金型全体を変更する必要があり、変更が難しくコストも高くなる。しかし、この実施形態の構成では、衝撃吸収部材２０がカウルアウタ１８及び１７と別体に形成され、カウルアウタ１８とカウルインナ１７との間に固定されている。従って、衝撃吸収部材２０の数や形状等の変更が容易になる。

（４）衝撃吸収部材２０は、カウルアウタ１８及びカウルインナ１７にスポット溶接で固定されている。従って、衝撃吸収部材２０をリベットなどで固定するのに比較して簡単に固定できる。

（５）衝撃吸収部材２０は、柱状部２０ａの幅方向の両側に強度を高めるためのフランジ２０ｅが屈曲形成されている。従って、衝撃吸収部材２０の厚さを薄くしても必要な強度を確保でき、軽量化に寄与する。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 衝撃吸収部材２０は、カウルアウタ１８及びカウルインナ１７と別体に形成する必要はなく、カウルアウタ１８に連続するようにカウルアウタ１８と一体に形成されていてもよい。衝撃吸収部材２０をカウルアウタ１８と一体に形成する場合は、例えば、図３（ａ）に示すように、柱状部２０ａはその上端においてカウルアウタ１８に連続するとともに、柱状部２０ａの上側がカウルアウタ１８とほぼ垂直となるように形成される。そして、下端のフランジ部２０ｃにおいてカウルインナ１７にスポット溶接により固定されている。

○ 衝撃吸収部材２０は、柱状部２０ａの途中（中間部）で前側に凸となるように屈曲して形成されている構成に限らない。例えば、図３（ｂ）に示すように、柱状部２０ａを中間部が後側に凸となるように屈曲した形状としてもよい。この場合、衝撃吸収部材２０は下側が、フランジ部２０ｃにおいてカウルロア１６に固定されている。図３（ｂ）には衝撃吸収部材２０がカウルアウタ１８と一体に形成された構成を例示したが、衝撃吸収部材２０がカウルアウタ１８と別体に形成された構成においても、柱状部２０ａの中間部が後側に凸となるように屈曲した形状としてもよい。

○ 衝撃吸収部材２０は、少なくともその柱状部２０ａの上側がカウルアウタ１８に支持されるフロントガラス２１の下部と直交する方向に延び、かつフロントガラス２１の下部をカウルアウタ１８の上面に接着する接着剤２３の塗布位置が、柱状部２０ａと対向可能に形成されていればよい。従って、前記実施形態のように柱状部２０ａの中間部が前側に凸となるように屈曲していたり、後側に凸となるように屈曲していたりする形状に限らず、図４（ａ）に示すように、柱状部２０ａが真っ直ぐに延びる形状の衝撃吸収部材２０
を、カウルアウタ１８及びカウルロア１６間に設けてもよい。

○ カウル１１に上方から衝撃荷重が作用したときに、柱状部２０ａの中間部が前側に突出するように変形する構成は、最初から柱状部２０ａの中間部が前側に突出する状態で屈曲された構成に限らない。柱状部２０ａの上下方向の中間部に屈曲部２０ｄを設けずに、例えば、所定の大きさの衝撃荷重Ｆが柱状部２０ａに作用したときに屈曲変形する易屈曲部が、上下方向の中間部の所定位置に、設けられた構成としてもよい。例えば、図４（ｂ）に示すように、柱状部２０ａの中間部にその幅方向に延びる凹部を易屈曲部２４として設けてもよい。

○ カウルアウタ１８とカウルインナ１７との間又はカウルアウタ１８とカウルロア１６との間に設けられた衝撃吸収部材２０は、柱状部２０ａの幅方向の両側にフランジ２０ｅを備えていなくてもよい。例えば、柱状部２０ａの幅方向の片側にのみフランジ２０ｅを設けたり、フランジ２０ｅを完全に省略したりしてもよい。しかし、フランジ２０ｅを設ける方が、同じ強度を保持するのに板材の厚さを薄くでき、軽量化に寄与する。

○ 衝撃吸収部材２０として上端がカウルアウタ１８と一体に形成された構成のものと、カウルアウタ１８と別体の衝撃吸収部材２０とが混在するようにしてもよい。
○ 衝撃吸収部材２０のカウルアウタ１８、カウルインナ１７、カウルロア１６への固定はスポット溶接に限らず、リベットや接着剤等を使用する他の方法で固定してもよい。

○ 衝撃吸収部材２０やカウルロア１６、カウルインナ１７及びカウルアウタ１８は金属製に限らず、樹脂製としてもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。

（１）請求項１に記載の発明において、前記衝撃吸収部材は、板材で形成され、上下方向の中間部に、カウルに上方から衝撃荷重が作用したときに、該衝撃吸収部材を上下方向の中間部において前側に屈曲させる易屈曲部が形成されている。

（２）請求項３に記載の発明において、前記衝撃吸収部材は幅方向両側にフランジが設けられるとともに、上下方向の中間部に前記フランジが切り欠かれた易屈曲部が設けられている。

（３）請求項１、請求項２及び前記技術的思想（１）のいずれか一項に記載の発明において、前記衝撃吸収部材は、前記上壁部と一体形成されている。

（ａ）は一実施形態のカウルの全体とエンジンルーム後部を示す模式斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図。 （ａ）は衝撃吸収部材の模式斜視図、（ｂ）は作用を示すカウルの模式断面図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態の図１（ｂ）に対応する模式断面図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態の図１（ｂ）に対応する模式断面図。 従来技術の断面図。

符号の説明

Ｆ…衝撃荷重、１１…カウル、１２…エンジンルーム、１３…ダッシュパネル、１６…底壁部としてのカウルロア、１７…縦壁部としてのカウルインナ、１８…上壁部としてのカウルアウタ、２０…衝撃吸収部材、２０ａ…柱状部、２１…フロントガラス、２３…接着剤。

Claims (3)

1. 車両のエンジンルームと車室とを仕切る縦壁状のダッシュパネルの上縁に沿って車幅方向に延び、車室側からエンジンルーム側へ棚状に延びる底壁部と、車室側にて前記底壁部より上方に延びる縦壁部と、前記縦壁部の上縁から車両前側に棚状に張り出す上壁部とを備えた車両のカウル構造であって、
   カウルに上方から衝撃荷重が作用したときに変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材が、前記上壁部と前記底壁部との間又は前記上壁部と前記縦壁部との間に設けられ、前記衝撃吸収部材は、少なくともその柱状部の上側が前記上壁部に支持されるフロントガラスの下部と直交する方向に延び、かつフロントガラスの下部を前記上壁部の上面に接着する接着剤の前記上壁部の上面における塗布位置が、前記フロントガラスの下部と直交する方向において前記柱状部の上端と対向する位置に形成されている車両のカウル構造。
2. 前記衝撃吸収部材は、前記柱状部の途中で前側に凸となるように屈曲して形成されている請求項１に記載の車両のカウル構造。
3. 前記衝撃吸収部材は、前記上壁部、縦壁部及び底壁部と別体に形成され、前記上壁部と前記底壁部との間又は前記上壁部と前記縦壁部との間に固定されている請求項１又は請求項２に記載の車両のカウル構造。

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