JP5711942B2 - カウルトップカバー - Google Patents

Description

本発明は自動車用カウル構造、特にフロントウインドパネルの下端部と、ボンネットと、ダッシュパネルとの間に跨って配置され、衝撃を吸収する自動車用カウルトップカバーに関するものである。

一般に乗用車等の車両には、動力用エンジンが搭載されたエンジン室が車体前部に設置されていて、このエンジン室は、左右側面がフェンダパネルにより、また上面開口部が開閉自在なフードにより覆われた構造となっており、エンジン室の後部上方のカウルトップパネルには、外気を導入するための吸気口を有するカウルトップカバーが設けられている。
従来技術としては、車室内に外気を導入する吸気口が開口された前壁と、前記前壁に連設された後壁とにより車幅方向に延在突出する突出部を形成し、且つ、前記突出部の端部開口を端板により閉塞することによりカウルトップカバー本体を構成する車両用カウルトップカバーであって、前記突出部の端部開口と前記端板との間に分離状態部を設けて、前記突出部を底開き変形可能に構成した車両用カウルトップカバー（例えば、特許文献１参照）、また、フロントフードとフロントガラスとの間に配置されたカウルトップガーニッシュの本体部に縦壁部を立設し、該縦壁部に被着されたフードシールを介して前記フロントフードの後端裏面を受けるとともに、カウルトップガーニッシュの本体部前端に形成された固定部をカウルアッパーパネルの前端取付部に接合固定して成る四輪車両のカウル構造において、前記カウルトップガーニッシュの縦壁部を前記固定部に対して車体後方にオフセットするとともに、該縦壁部近傍の本体部に縦壁部に沿った長孔を形成した四輪車両のカウル構造（例えば、特許文献２参照）が存在している。

特開２００７−１５２９９１号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１１を参照） 特開２００９−４５９９６号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図６を参照）

前記従来技術である特許文献１は、車体形成への追従性を持たせ、且つエネルギー吸収構造とするカウルトップカバーであって、車室内に外気を導入する吸気口が開口された前壁と、前壁に連設された後壁とによりほぼ山形に形成された突出部が車幅方向に突設されたカウルトップカバー本体を、エンジン室の後部上方に設置した場合、突出部の両端部開口と端板との連設部にスリット状の隙間による分離状態部を設けることによって、突出部を底開き変形可能にする構成としている。
前記従来技術では、カウルカバーでの衝撃吸収には問題のないものの、衝撃吸収用としてカウルカバーの側面壁部を別体の軟質材を使用しているため、部品コストが上がってしまう。また、別体を使用しているため、取り付け作業工程が増えてしまう。さらに、部品に合わせ部があるため、品質の管理が困難であることや、金型を作成する際、嵌合構造を設定するため、金型にスライド構造を設定する必要がある等、カウルカバーを製造する上で、諸問題が発生してしまう。
特許文献２のカウルカバーは、長手方向での応力集中構造を採用している。そのため、座屈方向（上下方向）へのエネルギー吸収しかできない。
従って、応力集中構造で長手方向の剛性が上がってしまうため、横方向へのエネルギー吸収がされず、広範囲でエネルギーの吸収をしなければならない。
しかし、衝撃時の外部エネルギーは局部的に入力されて放射状に伝わっていくため、エネルギーの吸収方向が上下の１方向でしか吸収できず、効率が悪くなってしまう。
そこで、本発明は、上記の課題である効率の良い衝撃エネルギーの吸収とコストダウンにつながるカウルトップカバーを提供することを目的としている。

上記の課題を解決することができる本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りのカウルトップカバーであり、次のようなものである。
フロントウィンドシールドとフロントフードの間の車体を覆うカウルトップカバーであって、フロントフードの後端下部に当接するシール部と、シール部を支持し車両上下方向に立設された縦壁部を備え、前記縦壁部が、側面を基本板厚に対して薄肉にして上下方向に沿って延設された段部を備えて、車両の幅方向に褶曲されてなる構成である。

上記の課題を解決することができる本発明の第２発明は、請求項２に記載された通りのカウルトップカバーであり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、前記縦壁部が、フロントフードの後端部に加重がされ、下降する方向に対して傾斜する構成である。

本発明に係るカウルトップカバーは、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）エネルギーの入力位置に合わせて、放射状に効率の良いエネルギー吸収を行うことができる。
（２）縦方向でのエネルギー吸収構造であるため、エネルギー吸収面の側面が剛体であってもエネルギー吸収への影響を受けない。
（３）薄肉の段差部に捩れの力が集中するため、変形・破断しやすくエネルギーを吸収しやすい。
（４）部品点数の削減ができ、コストダウン・作業工程の減少につながる。あわせて品質管理が容易である。
（５）金型を作成する際に、嵌合構造を設定するためのスライド構造を設定する必要がない。

本発明のカウルトップカバーの一実施例を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明のカウルトップカバーの衝撃吸収の状態を示すもので、（ａ）は衝撃吸収前の状態を示すイメージ図、（ｂ）は衝撃吸収後の状態を示すイメージ図である。 本発明のカウルトップカバーの上方向から角度のない衝撃が加わった際の衝撃吸収の状態を示すもので、（ａ）は衝撃吸収前の状態を示すイメージ図、（ｂ）は衝撃吸収後の状態を示すイメージ図である。 図５の衝撃吸収時の伸び変形を示すＣ−Ｃ線断面図である。 本発明のカウルトップカバーの上方向から角度のある衝撃が加わった際の衝撃吸収の状態を示すもので、（ａ）は衝撃吸収前の状態を示すイメージ図、（ｂ）は衝撃吸収後の状態を示すイメージ図である。 図７の衝撃吸収時の縮み変形を示すＤ−Ｄ線断面図である。 本発明のカウルトップカバーの縦壁部の形状の他の実施例を示す要部拡大図である。

フロントウィンドシールドとフロントフードの間の車体を覆うカウルトップカバーであって、フロントフードの後端下部に当接するシール部と、シール部を支持し車両上下方向に立設された縦壁部を備え、前記縦壁が、上下方向に沿って延設された段部を備えて、車両の幅方向に褶曲され、さらに前記縦壁を、褶曲する壁部の前後方向になる部分を隣接する他の部分よりも肉薄とし、フロントフードの後端部に加重がされ、下降する方向に対して傾斜してなるカウルトップカバーである。

以下、本発明の一実施例を添付図面で詳細に説明する。
図１は本発明のカウルトップカバーの斜視図であり、衝撃を吸収する部位である縦壁部１に、側面を薄肉にした薄肉部２を形成し、段差形状３を形成したものである。
この衝撃吸収面である縦壁部１は衝撃入力方向４に対して入力角度５を設定して設けられている。（図２参照）
また、段差形状３の側面は基本板厚に対して、薄肉にした薄肉部２を形成している。また、段差形状の高さ６は少なくとも基本板厚以上に設けられている。（図３参照）
このような構成を備えることにより、本発明のカウルトップカバー１０は衝撃を受けると、段差形状３で変形を起こす。この衝撃力は衝撃点に対して放射状７に拡がろうとする。
本発明のカウルトップカバー１０は、放射状７に拡がる衝撃エネルギーを段差形状３に設けた縦壁部１の薄肉部２により効率よく潰すことなり、上下だけでなく、長手方向にも衝撃エネルギーを吸収するものである。（図４参照）

次に、カウルトップカバー１０に加わる衝撃の角度が略垂直である場合と、斜めの場合のカウルトップカバー１０の変形について説明する。
図５、図６からも理解できるように、角度のない略垂直からの衝撃の場合、衝撃が加えられた点を中心にエネルギーが放射状に拡がる。そのため、カウルトップカバー１０の縦壁部１に設けた段差形状３の他の部分より狭く形成されている壁部の前後方向になる部分２´の変形（破断）がおこり、伸び変形８を起こし、衝撃エネルギーを上下に潰れるだけでなく、長手方向に拡げて逃がすことにより効率の良い吸収を得ることができる。この際、壁部の前後方向になる部分２´を薄肉部２にすることで、衝撃による応力が集中し、より変形（破断）し易くなる。
次に、角度のある斜めからの衝撃の場合は、図７（ｂ）に示すように、斜めに衝撃が加えられた衝撃点では、図８のように面が縮み変形９をし、離れた場所では、伸び変形８を起こすというように、伸び縮み変形によって、衝撃エネルギーを効率よく吸収する。
なお、この際も壁部の前後方向になる部分２´を薄肉部２にすることで、衝撃による応力が集中し、より変形（破断）し易くなることはいうまでもない。

入力角度５は、図２の例では約１５°としてある。
面の縮み変形と伸び変形を、カウルトップカバー１０の長手方向（車両左右方向）に伝播させ逃がしつつ、衝撃エネルギーを吸収可能な角度を選択する角度が大きくなると、傾斜面が衝撃を受けて局所的に倒れやすくなり、図４（ｂ）に示すような変形挙動が狭い範囲になる傾向を持っている。
一方、角度を小さくすると、縦方向の圧縮が支配的になって倒れ変形の傾向が少なくなり、やはり変形挙動が狭い範囲になる傾向を持っている。
すなわち、カウルトップカバー１０の縦壁や段差形状３薄肉部２の厚み、材料特性の設定においてよりクリチカルになる。そのため、最適化のための実験確認作業により多くの労力を必要とする。
入力角度５を設定する場合は、比較的容易に好適な潰れ伝播特性を得ることができる。カウルトップカバー１０の縦壁や段差形状３薄肉部２の厚み、材料特性に合わせて最適な角度は異なるが、概ね１０°から３０°の範囲が良好な特性をもたらすものである。
本発明のカウルトップカバー１０は、上記説明したような構成のため、衝撃吸収面である縦壁部１が剛体１１につながっていても、衝撃時、変形を起こし段差形状３で面が重なるため、効率良く衝撃を吸収することができるものである。

次に、図９に基づいて本発明の他の実施例について説明する。
図９中の（ａ）は縦壁部１に設けた段差形状３の他の実施例であり、１方向のみに段差形状３を設けたものである。これは、スペースに余裕のない場合に有効で、前記実施例のものと同等の効果を持ち、効率良く衝撃エネルギーを吸収できる。
図９中の（ｂ）は縦壁部１に設けた段差形状３を凸方向ではなく、凹方向に設けたものであり、前記実施例のものと同等の効果を持ち、効率良く衝撃エネルギーを吸収できる。
図９中の（ｃ）は縦壁部１に設けた段差形状３をそれぞれ平行に設けるのではなく、三角形状に設けたものであり、前記実施例のものと同等の効果を持ち、効率良く衝撃エネルギーを吸収できる。なお、この形状は逆三角形状など種々の形が採用できるものである。
図９中の（ｄ）は、縦壁部１に設けた段差形状３をカウルトップカバー１０のＺ面１２にも設けたものであり、前記実施例のものと同等の効果を持ち、効率良く衝撃エネルギーを吸収できる。

全ての種類の車両のカウルトップカバーに利用することができる。

１・・・・縦壁部
２・・・・薄肉部
２´・・・・壁部の前後方向になる部分
３・・・・段差形状
４・・・・衝撃入力方向
５・・・・入力角度
６・・・・段差高さ
７・・・・放射状
８・・・・伸び変形
９・・・・縮み変形
１０・・・・カウルトップカバー
１１・・・・剛体
１２・・・・Ｚ面の段差形状

Claims (2)

1. フロントウィンドシールドとフロントフードの間の車体を覆うカウルトップカバーであって、フロントフードの後端下部に当接するシール部と、シール部を支持し車両上下方向に立設された縦壁部を備え、前記縦壁部が、側面を基本板厚に対して薄肉にして上下方向に沿って延設された段部を備えて、車両の幅方向に褶曲されてなることを特徴とするカウルトップカバー。
2. 前記縦壁部が、フロントフードの後端部に加重がされ、下降する方向に対して傾斜することを特徴とする請求項１に記載のカウルトップカバー。

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