JP4468731B2 - 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。）。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）

ところで、特許文献１のカウル構造では、屈曲部５３の上方にボックス部５４が配置されている。このボックス部５４は、パネルの屈曲及び重合を有する閉断面構造で、上方からの衝撃に対し、高い剛性と強度を有する。前記ボックス部５４は、車幅方向左右に延びているため、衝撃荷重がボックス部５４に加わると、ボックス部５４の剛性により、衝撃は屈曲部５３の車幅方向に広く作用する。結果として、屈曲部５３は車幅方向の広い範囲にわたって変形することになる。本来変形し易い形状に形成された屈曲部５３であるが、屈曲部５３に作用する衝撃荷重が車幅方向に広く分散して加わることで、衝撃荷重Ｆの作用点付近の上下方向の変形量が小さくなり、衝撃吸収が不十分となる。また、特許文献１のカウル構造は部品点数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、衝撃吸収性能を高め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、ダッシュパネルの上縁に沿って車幅方向に延びる状態で立設され、車室側にて上下方向に延びるように配置される縦壁部と、前記縦壁部の上縁から車両前側に棚状に張り出してフロントガラスの前縁を支持する上壁部とを備えた車両のカウル構造である。そして、前記上壁部は、車両後方に延び前記縦壁部に重合するフランジ部を備え、前記フランジ部は複数箇所にて溶接で前記縦壁部に接合されるとともに、前記フランジ部は前記溶接された箇所の間に切り欠きが形成されており、前記縦壁部には、上下方向の易屈曲部が形成されており、該易屈曲部は、前記上壁部に上方から作用する荷重によって屈曲する。

この発明では、カウルに衝撃荷重が上方から作用すると、衝撃の作用点付近の上壁部が大きく変形して衝撃が吸収される。上壁部はフランジ部が縦壁部に重合された状態で溶接により固定されているため、フランジ部が切り欠かれていない場合は、重合部による剛性が大きく曲げ強度も大きくなる。そのため、前記衝撃荷重が小さい場合、上壁部が十分に変形せず、かつ衝撃荷重が広く分散して加わるため、衝撃荷重の作用点付近の変形量が小さくなり、衝撃の吸収が不十分になる虞があった。しかし、この発明では、フランジ部の溶接された箇所の間が切り欠かれていることにより、カウルに作用する衝撃荷重が小さな場合も、上壁部が大きく変形して衝撃を十分吸収することができる。

また、この発明では、カウルに衝撃荷重が上方から作用すると、衝撃の作用点付近の縦壁部も変形し易くなり、衝撃をより吸収することができる。
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、前記縦壁部は、前記フランジ部と重合する部位にて、前記フランジ部と溶接された箇所の間に切り欠きが形成されている。
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、前記易屈曲部は、鉛直方向下方から車両前側に向って斜め上方に屈折される傾斜部を有するとともに該傾斜部の上端から鉛直方向上方に屈折されることで、車幅方向断面Ｚ字形に形成されている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記フランジ部は、上壁部本体より、屈曲形成されている。この発明では、前記フランジ部が真っ直ぐな場合に比較して、組立時に縦壁部に対する重合位置への位置決めが容易になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記溶接はスポット溶接である。この発明では、上壁部のフランジ部と縦壁部とを他の溶接方法で溶接する場合に比較して簡単に溶接できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記ダッシュパネルの上縁には、前記縦壁部の下端と対応する位置から車両前側に棚状に張り出した底壁部が設けられ、前記上壁部と前記底壁部との間に、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複数設けられている。この発明では、上壁部と底壁部との間に設けられた衝撃吸収部材も、カウル部に衝撃荷重が作用したとき変形して衝撃が吸収されるため、衝撃荷重が同じ大きさであれば縦壁部及び衝撃吸収部材のそれぞれの変形量（変形ストローク）は、衝撃吸収部材が設けられていない構成に比較して小さくなり、カウルが底づきする虞がない。

本発明によれば、簡単な構成で、衝撃吸収性能を高めることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３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）はカウルの模式部分斜視図、図２は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

図１（ａ）に示すように、カウル１１は、車体のエンジンルーム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２に示すように、カウル１１は、底壁部をなすカウルロア１６と、カウルロア１６の後縁から起立して車室側にて上下方向に延びるように配置される縦壁部を成すカウルインナ１７と、カウルインナ１７の上端から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２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。カウルインナ１７には、上下方向の中間位置に車幅方向全幅にわたって、カウル１１に上方から衝撃荷重が作用したときに屈曲変形容易な上下方向の易屈曲部１７ｃが形成されている。易屈曲部１７ｃは、カウルインナ１７の板材が下側からエンジンルーム１２側（図における左側）へ向かって斜め上方に屈折する傾斜部を有するとともに、該傾斜部の上端から鉛直方向上方に屈折する断面ほぼＺ字形に形成されている。

カウルアウタ１８は、フランジ部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。フランジ部１８ａは、カウルアウタ本体（上壁部本体）より屈曲形成されている。溶接はスポット溶接で行われている。フランジ部１８ａ及びフランジ部１７ｂは前記溶接された箇所、即ち図１（ｂ）に×印を付したスポット溶接部２０以外の部分が切り欠かれている。

即ち、カウルアウタ１８は、車両後方に延びカウルインナ１７に重合するフランジ部１８ａを備えている。また、フランジ部１８ａは複数箇所にて溶接でカウルインナ１７に接合されるとともに、前記溶接された箇所の間に切り欠きが形成されている。また、カウルインナ１７は、フランジ部１８ａと重合する部位にて、前記フランジ部１８ａと溶接された箇所の間に切り欠きが形成されている。

図１（ｂ）において鎖線でハッチングを施した部分が、従来技術では存在して溶接で接合されていたのに対して、当該部分は切り欠き部２０ａとなっている。切り欠き部２０ａは、溶接後に切り欠くのではなく、カウルインナ１７やカウルアウタ１８をプレス成形する際に切り落とすことで形成される。

カウルアウタ１８とカウルロア１６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２１が複数設けられている。衝撃吸収部材２１は、カウルアウタ１８の前縁に連続するようにカウルアウタ１８と一体に形成され、カウルアウタ１８の前縁から下方向かって屈曲した状態に形成されている。各衝撃吸収部材２１は、下端に形成されたフランジ部２１ａがカウルロア１６の前縁フランジに重合溶接されている。

図２に示すように、車体のフロントウインドウにはめ込まれるフロントガラス２２は、カウルアウタ１８の上面に設けられた接着部２３に前縁（下縁）が接着された状態で支持されている。

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。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、衝突事故により障害物が上方からフロントガラス２２の下部に当たると、カウル１１にはフロントガラス２２の下端部を介して衝撃荷重Ｆが作用する。カウル１１に衝撃荷重Ｆが上方から作用すると、衝撃の作用点付近のカウルアウタ１８が大きく変形して衝撃が吸収される。また、カウルインナ１７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。

カウルアウタ１８はフランジ部１８ａがカウルインナ１７のフランジ部１７ｂに重合された状態で溶接により接合されている。そのため、図３（ｂ）に示すように、重合部が切り欠かれておらず、切り欠き部２０ａがない場合は、剛性が大きく曲げ強度も大きくなる。そのため、衝撃荷重Ｆが小さい場合、フランジ部１８ａが十分に変形せず、かつ衝撃荷重が広く分散して加わるため、衝撃荷重Ｆの作用点付近の変形量が小さくなり、図３（ｂ）に鎖線で示すように、カウルアウタ１８の前側だけが変形する状態となり、衝撃の吸収が不十分になる虞があった。

しかし、この発明では、フランジ部１８ａの溶接された箇所の間が切り欠かれていることにより、カウルに作用する衝撃荷重Ｆが小さな場合も、図３（ａ）に鎖線で示すように、カウルアウタ１８が大きく変形して衝撃を十分吸収することができる。さらに、カウルインナ１７も変形する状態となり、衝撃をより吸収することができる。

また、カウルアウタ１８及びカウルロア１６の前縁との間に設けられた衝撃吸収部材２１も、フロントガラス２２を介してカウル１１に衝撃荷重Ｆが上方から作用すると、上下方向において押しつぶされるように変形するため、衝撃吸収部材２１の変形によっても衝撃が吸収される。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）カウルインナ１７の上縁から車両前側に棚状に張り出し、フロントガラス２２の前縁を支持するカウルアウタ１８は、車両後方に延びカウルインナ１７に重合するフランジ部１８ａを備え、前記フランジ部１８ａは複数箇所にて溶接でカウルインナ１７に接合されるとともに、フランジ部１８ａは溶接された箇所の間に切り欠きが形成されている。
従って、フランジ部１８ａ及びフランジ部１７ｂの重合部全体としての剛性や強度が小さくなり、カウル１１に作用する衝撃荷重Ｆが小さな場合もカウルアウタ１８が大きく変形して衝撃を十分吸収することができる。

（２）カウルインナ１７は、フランジ部１８ａと重合する部位にて、フランジ部１８ａと溶接された箇所の間に切り欠きが形成されているとともに、カウルインナ１７の上下方向の易屈曲部１７ｃが形成されている。従って、カウル１１に衝撃荷重Ｆが上方から作用すると、衝撃の作用点付近のカウルインナ１７も変形し易くなり、衝撃をより吸収することができる。

（３）カウルアウタ１８のフランジ部１８ａと、カウルインナ１７のフランジ部１７ｂとの溶接はスポット溶接であるため、フランジ部１８ａ及びフランジ部１７ｂを他の溶接方法で溶接する場合に比較して簡単に溶接できる。

（４）ダッシュパネル１３の上縁には、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したカウルロア１６が設けられ、カウルアウタ１８とカウルロア１６との間に、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衝撃吸収部材２１が複数設けられている。従って、カウルアウタ１８とカウルインナ１７との間に設けられた衝撃吸収部材２１も、カウル１１に衝撃荷重Ｆが作用したとき変形して衝撃が吸収される。その結果、衝撃荷重Ｆが同じ大きさであればカウルインナ１７及び衝撃吸収部材２１のそれぞれの変形量（変形ストローク）は、衝撃吸収部材２１が設けられていない構成に比較して小さくなり、カウルが底づきする虞がない。また、カウル１１の衝撃荷重Ｆに対する抗力は、カウルを設計する段階において、衝撃吸収部材２１の設置数や設置間隔、衝撃吸収部材２１の横幅や形状を変更することにより、容易に外物にダメージを与えない程度の抗力に設定することができる。

（５）衝撃吸収部材２１は、カウルアウタ１８の前縁から下方に屈曲するように連続してカウルアウタ１８と一体に形成されている。従って、衝撃吸収部材２１はカウルアウタ１８を形成する際に容易に成形でき、衝撃吸収部材２１をカウルアウタ１８と別部材として形成してカウルアウタ１８及びカウルロア１６間に組み付ける構成に比較して、生産性及び組付け性が良くなる。

（６）フランジ部１８ａは、カウルアウタ本体より、屈曲形成されている。従って、フランジ部１８ａが真っ直ぐな場合に比較して、組立時にカウルインナ１７に対するフランジ部１８ａの重合位置への位置決めが容易になる。

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２１は、カウルアウタ１８と一体に形成される構成に限らない。例えば、図４（ａ）に示すように、衝撃吸収部材２１をカウルアウタ１８と別体に形成し、その上下両端においてカウルアウタ１８及びカウルロア１６に溶接してもよい。

〇 衝撃吸収部材２１は、上下方向に真っ直ぐ延びる形状に限らず、例えば、図４（ｂ）に示すように、中間部に屈曲部２１ｂが存在する形状であってもよい。屈曲部２１ｂは、図示するようにカウルインナ１７側に凸となる形状に屈曲する代わりに、カウルインナ１７側に凹となるように屈曲する形状であってもよい。この場合、小さな衝撃荷重Ｆで変形し易い。

〇 衝撃吸収部材２１をカウルアウタ１８と別体に形成する構成において、各衝撃吸収部材２１をそれぞれ完全に独立した構成とする代わりに、複数の衝撃吸収部材２１が、上縁又は下縁間に形成された連結部で互いに連結された構成としてもよい。連結部は上縁間に設けるより下縁間に設ける構成の方が、カウルアウタ１８と衝撃吸収部材２１との重合部が幅方向に連続して延びるのを回避できるため好ましい。

〇 衝撃吸収部材２１は必ずしも必要ではなく、カウルロア１６の前縁とダッシュパネル１３の前縁との間が完全に開放された開断面構造であってもよい。
〇 カウルインナ１７は、カウル１１に上方から衝撃荷重が作用したときに屈曲変形容易であればよく、易屈曲部１７ｃの形状は前記実施形態の形状に限らない。

〇 カウルアウタ１８のフランジ部１８ａと、カウルインナ１７のフランジ部１７ｂとの溶接はスポット溶接に限らない。例えば、短いビードが形成される溶接であってもよい。

○ 切り欠き部２０ａは、溶接後に切り欠くことで形成しても良い。
○ カウルアウタ１８のフランジ部１８ａが重合されるカウルインナ１７のフランジ部１７ｂには、必ずしも切り欠きが形成されていなくてもよい。

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）前記衝撃吸収部材は、前記上壁部の前縁から下方に屈曲するように連続して上壁部と一体に形成されている。

（２）前記衝撃吸収部材は、前記上壁部及び底壁部と別体に形成されたものが溶接により固定されている。

（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）はカウルの模式部分斜視図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図。 （ａ）は実施形態の作用を説明する模式断面図、（ｂ）は比較例の作用を説明する模式断面図。 （ａ），（ｂ）は別の実施形態の模式断面図。 従来技術の断面図。

符号の説明

Ｆ…衝撃荷重、１１…カウル、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、１７ａ，１７ｂ…フランジ部、１７ｃ…易屈曲部、１８…上壁部としてのカウルアウタ、１８ａ…フランジ部、２１…衝撃吸収部材、２２…フロントガラス。

Claims (6)

1. ダッシュパネルの上縁に沿って車幅方向に延びる状態で立設され、
   車室側にて上下方向に延びるように配置される縦壁部と、
   前記縦壁部の上縁から車両前側に棚状に張り出してフロントガラスの前縁を支持する上壁部とを備えた車両のカウル構造であって、
   前記上壁部は、車両後方に延び前記縦壁部に重合するフランジ部を備え、前記フランジ部は複数箇所にて溶接で前記縦壁部に接合されるとともに、前記フランジ部は前記溶接された箇所の間に切り欠きが形成されており、
   前記縦壁部には、上下方向の易屈曲部が形成されており、該易屈曲部は、前記上壁部に上方から作用する荷重によって屈曲する車両のカウル構造。
2. 前記縦壁部は、前記フランジ部と重合する部位にて、前記フランジ部と溶接された箇所の間に切り欠きが形成されている請求項１に記載の車両のカウル構造。
3. 前記易屈曲部は、鉛直方向下方から車両前側に向って斜め上方に屈折される傾斜部を有するとともに該傾斜部の上端から鉛直方向上方に屈折されることで、車幅方向断面Ｚ字形に形成されている請求項１又は請求項２に記載の車両のカウル構造。
4. 前記フランジ部は、上壁部本体より、屈曲形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両のカウル構造。
5. 前記溶接はスポット溶接である請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両のカウル構造。
6. 前記ダッシュパネルの上縁には、前記縦壁部の下端と対応する位置から車両前側に棚状に張り出した底壁部が設けられ、前記上壁部と前記底壁部との間に、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複数設けられている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の車両のカウル構造。

Images