JP6136350B2 - カウルトップパネルの周辺構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前方のウインドシールドガラスの下方で車幅方向に沿って配置されるカウルトップパネルの周辺構造に関する。

自動車等の車両においては、車体前方のウインドシールドガラス（フロントガラス）に歩行者等の外部物体が接触した際、その外部物体を保護するために、このような接触によってウインドシールドガラスに上方から加えられる荷重（以下、「接触荷重」という）を吸収することが要求されている。ウインドシールドガラスの下方には、カウルトップパネルが車幅方向に沿って配置されており、ウインドシールドガラスに外部物体が接触した際には、接触荷重により変形したウインドシールドガラスはカウルトップパネルに受け止められることとなる。そこで、従来の車両においては、カウルトップパネル及びその周辺部（以下、「カウルトップパネル周辺部」という）の剛性を下げること等によって接触荷重を吸収する構造が採用されている。

カウルトップパネル周辺部の構造について、例えば、特許文献１では、車体前方のウインドシールドガラス（フロントウインド）の下方で車幅方向に沿ってカウルトップパネル（カウルアッパパネル）が配置され、ウインドシールドガラスとカウルトップパネルとの間に配置されたウインド支持部によってウインドシールドガラスが支持され、カウルトップパネルは、その下方の部材と共に閉断面を形成するように、これらの下方の部材に接合されている。このような構造においては、ウインドシールドガラスに外部物体が接触した際、接触荷重によってカウルトップパネル及びその下方の部材の閉断面がカウルトップパネル側から潰れるように、カウルトップパネル及びその下方の部材が変形するようになっている。

特開２００７− ２２１９９号公報

また、カウルトップパネル周辺部には外乱要因による振動及び騒音が発生し易く、また、カウルトップパネル周辺部は車室内の共鳴による騒音に影響を与えるものとなっている。しかしながら、特許文献１の構造では、カウルトップパネル及びその下方の部材は、変形し易いようにその剛性を低くしているので、カウルトップパネル周辺部には外乱要因による振動及び騒音が発生し易くなっており、さらには、車室内の共鳴による騒音が発生し易くなっている。このことは問題である。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、振動及び騒音を低減可能にすると共に、車体前方のウインドシールドガラスに外部物体が接触した時に加えられる荷重を効率的に吸収可能とするカウルトップパネルの周辺構造を提供することにある。

課題を解決するために、本発明の一態様に係るカウルトップパネルの周辺構造は、車体前方のウインドシールドガラスの下方で車幅方向に沿って配置されるカウルトップパネルと、前記車体の車幅方向両側部のダッシュサイドパネルを連結するように前記カウルトップパネルの下方で車幅方向に沿って配置されるカウルフロントパネルと、前記カウルトップパネルの車幅方向中央にて、前記カウルトップパネル及び前記カウルフロントパネルを連結するように車両上下方向に沿って配置される連結ブラケットとを備えるカウルトップパネルの周辺構造であって、前記カウルトップパネルが略Ｕ字状の横断面を有し、前記カウルトップパネルには、頂部と該頂部の前端から前方斜め下方に延びる前部との間に前側角部が形成され、かつ前記頂部と該頂部の後端から後方斜め下方に延びる後部との間に後側角部が形成され、前記カウルトップパネルの前部が前記ウインドシールドガラスに面するように配置され、前記カウルトップパネルの車幅方向中央部分に、車両下方に突出する２つのビードが形成され、該２つのビードが、前記前側角部又はその近傍部から前記後側角部に向かうと共に前記後側角部と交差するように車両前後方向に沿って配置され、前記連結ブラケットの上端に設けられた取付体が、前記２つのビードの一方を跨ぐように前記カウルトップパネルの後部に取付けられている。

このような構成においては、外部物体がウインドシールドガラスに接触した際、上方から加えられる荷重によってウインドシールドガラスが下方に向かって変形する。変形したウインドシールドガラスはカウルトップパネルに接触し、外部物体からの荷重がウインドシールドガラスを介してカウルトップパネルに伝えられる。この荷重によって、カウルトップパネルは、前側角部の角度を広げるように変形し、かつ後側角部の角度を狭めるように前後方向に折れ変形する。カウルトップパネルにおける後側角部の角度を狭めるような前後方向の折れ変形がさらに進むと、カウルトップパネルがその全体を下方向に移動させるように変形する。さらにウインドシールドガラスの変形が進むと、ウインドシールドガラスとカウルトップパネルとが密着して、外部物体からの荷重が直接的にカウルトップパネルに加えられる。この荷重によって、カウルトップパネルは、２つのビードのいずれか一方を中心として車幅方向に折れ変形する。その後、カウルトップパネルがその全体をさらに下方向に移動させるように変形することとなる。

そのため、カウルトップパネルにおける後側角部の角度を狭めるような前後方向の折れ変形と、カウルトップパネルにおける２つのビードのいずれか一方を中心とした車幅方向の折れ変形とによって、カウルトップパネルに加えられる応力は分散されて、カウルトップパネル及びその周辺部によって効率的に荷重を吸収できる。特に、連結ブラケットの上端の取付体が、２つのビードの一方のみを跨ぐようにカウルトップパネルの後部に取付けられているので、カウルトップパネルは、最初に、２つのビードの他方を中心として車幅方向に折れ変形し、カウルトップパネルにおける後側角部の角度を狭めるような前後方向の折れ変形がさらに進んだ後に、カウルトップパネルが、２つのビードの一方を中心として車幅方向に折れ変形することとなる。そのため、カウルトップパネルの段階的な変形によって効率的に荷重を吸収できる。また、車両下方に突出する２つのビードによって、上方からの荷重以外の荷重に対してカウルトップパネルの剛性を高めることができる。さらに、連結ブラケットの上端の取付体が、２つのビードの一方を跨ぐようにカウルトップパネルの後部に取付けられているので、カウルトップパネルの剛性をさらに高めることができる。このようにカウルトップパネルの剛性を高めることによって、振動及び騒音を低減することができる。

本発明の一態様に係るカウルトップパネルの周辺構造では、前記カウルトップパネル及び該カウルトップパネルの後方に位置する車室構造体を連結するように車両前後方向に沿って配置される車室側ブラケットをさらに備え、前記車室側ブラケットの前端に設けられた取付体が、前記２つのビードの他方を跨ぐように前記カウルトップパネルの後部に取付けられている。そのため、車室側ブラケットによって、カウルトップパネルにおける２つのビードの他方を中心とした車幅方向の折れ変形を抑えることができる一方で、カウルトップパネルにおける２つのビードの一方を中心とした車幅方向の折れ変形を促すことができる。従って、カウルトップパネルに加えられる応力を効率的に分散するように、カウルトップパネルの車幅方向の折れ変形を調節することができる。また、車室側ブラケットの後端部が、例えば、インストルメントパネルに取付けられている場合、車両の商品性に影響するインストルメントパネルの振動及び騒音を効率的に低減できる。

本発明の一態様に係るカウルトップパネルの周辺構造では、前記２つのビードが互いに平行に配向され、前記２つのビード間の距離が前記２つのビードの他方における全長より短くなっている。そのため、２つのビード間の距離がカウルトップパネルの段階的な変形を促すように調節されて、カウルトップパネル及びその周辺部によって効率的に荷重を吸収できる。

本発明の一態様に係るカウルトップパネルの周辺構造では、前記２つのビードの一方が前記カウルトップパネルの後部の上端及び下端間で延びている。そのため、カウルトップパネルにおける２つのビードの一方を中心とした車幅方向の折れ変形を促すことができて、カウルトップパネル及びその周辺部によって効率的に荷重を吸収できる。また、２つのビードの一方によって、カウルトップパネルの後部の剛性が効率的に高められて、振動及び騒音を低減することができる。

本発明の一態様に係るカウルトップパネルの周辺構造によれば、振動及び騒音を低減できる共に、車体前方のウインドシールドガラスに外部物体が接触した時に加えられる荷重を効率的に吸収できる。

本発明の実施形態に係るカウルトップパネルの周辺構造を含む車体前部を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るカウルトップパネルの周辺構造を車両前方斜め上方から見て概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るカウルトップパネルの周辺構造を車両上方から見て概略的に示す平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係るカウルトップパネルの周辺構造を車両後方斜め上方から見て概略的に示す斜視図である。 図５のＢ部拡大図である。 本発明の実施形態において、カウルトップパネルへの連結ブラケット及び車室側ブラケットの取付構造を、カウルトップパネルを破線で示した状態で車両上方から見て概略的に示す平面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を、外部物体がウインドシールドガラスに接触した直後の状態にて示す図である。 図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を、ウインドシールドガラス及びカウルトップパネルの変形が進行した状態にて示す図である。 図３のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面を、ウインドシールドガラス及びカウルトップパネルの変形が進行した状態にて示す図である。

本発明の実施形態に係るカウルトップパネルの周辺構造について説明する。図１に示すように、車両の車体前部１はウインドシールドガラス２を有しており、ウインドシールドガラス２は、エンジンルームＥの後部上方かつ車室Ｃの前方に位置している。ウインドシールドガラス２は、下方から上方に向かうに従って前方から後方に傾斜するように形成されている。車体前部１は、ウインドシールドガラス２の下端部の下方で車幅方向に沿って配置されたカウルトップパネル３を有している。図２に示すように、カウルトップパネル３の下方には車幅方向に沿ってカウルフロントパネル４が配置されている。カウルフロントパネル４は、車体前部１の車幅方向両側にそれぞれ位置するダッシュサイドパネル５を連結している。カウルトップパネル３とカウルフロント４とは、連結ブラケット６によって連結されている。連結ブラケット６は、カウルトップパネル３の車幅方向略中央にて上下方向に沿って配置されている。また、図２〜図６に示すように、カウルトップパネル３と、該カウルトップパネル３の後方に位置するインストルメントパネル（図示せず）とは、車室側ブラケット７によって連結されている。車室側ブラケット７は、カウルトップパネル３の車幅方向略中央にて前後方向に沿って配置されている。

図２〜図６を参照して、カウルトップパネル３の詳細について説明する。図４に示すように、カウルトップパネル３は略Ｕ字状の横断面を有している。図２〜図５に示すように、このようなカウルトップパネル３は、頂部３ａと、該頂部３ａの前端から前方斜め下方に延びる前部３ｂと、頂部３ａの後端から後方斜め下方に延びる後部３ｃとを有している。再び図４に示すように、カウルトップパネル３の前部３ｂは、ウインドシールドガラス２に面するように配置され、一例として、ウインドシールドガラス２と略平行に配置されているとよい。再び図２〜図５に示すように、頂部３ａと前部３ｂとの間には前側角部３ｄが形成され、頂部３ａと後部３ｃとの間には後側角部３ｅが形成されている。

図５〜図７に示すように、カウルトップパネル３の車幅方向中央部分には、下方に突出する絞り形状を有する第１のビード３ｆ及び第２のビード３ｇが形成されている。第１のビード３ｆ及び第２のビード３ｇは、前後方向に沿って互いに対して平行に配向されている。このような第１のビード３ｆは、頂部３ａにおける前側角部３ｄ近傍位置から後側角部３ｅに向かって延び、後側角部３ｅと交差し、かつ後部３ｃの上端から後部３ｃの下端まで延びている。第２のビード３ｇは、頂部３ａの前側角部３ｄ近傍位置から後側角部３ｅに向かって延び、後側角部３ｅと交差し、かつ後部３ｃの上端から後部３ｃの上下方向中間まで延びている。この場合、第１及び第２のビード３ｆ，３ｇの前端は、頂部３ａにおける前側角部３ｄ近傍に位置することとなる。このような第１のビード３ｆ及び第２のビード３ｇ間の距離は、第２のビード３ｇの全長よりも短くなっている。

図６及び図７を参照して、連結ブラケット６及び車室側ブラケット７の詳細について説明する。連結ブラケット６の上端には取付体８が設けられており、取付体８は、断面視略ハット形状に形成されている。取付体８は、下方に突出する凸部８ａと、凸部８ａの車幅方向両端から車幅方向にそれぞれ延びる取付部８ｂとを有している。凸部８ａは、カウルトップパネル３における頂部３ａの前端と後部３ｃの前後方向中間との間の領域で第１のビード３ｆの下側に位置しており、カウルトップパネル３の第１のビード３ｆは取付体８の凸部８ａによって囲まれている。取付部８ｂは、第１のビード３ｆに対して車幅方向両側に位置するカウルトップパネル３の領域と重なるように配置されている。このような連結ブラケット６の取付体８は、第１のビード３ｆを跨ぐように配置されている。また、特に図示はしないが、連結ブラケット６は取付体８の凸部８ａから延びている。

図６及び図７に示すように、車室側ブラケット７の前端には取付体９が設けられており、取付体９は断面視略ハット形状に形成されている。取付体９は、後方に突出する凸部９ａと、凸部９ａの車幅方向両端から車幅方向にそれぞれ延びる取付部９ｂとを有している。凸部９ａは、第２のビード３ｇの後側に位置している。また、取付部９ｂは、第２のビード３ｇに対して車幅方向両側に位置するカウルトップパネル３の領域と重なるように配置されている。そのため、車室側ブラケット７の取付体９は、第２のビード３ｇを跨ぐように配置されている。なお、図７に示すように、カウルトップパネル３の後部３ｃと、連結ブラケット６の取付体８における第２のビード側の取付部８ｂと、車室側ブラケット７の取付体９における第１のビード３ｆ側の取付部９ｂとは重なるように配置されている。さらに、取付体９は、後側角部３ｇと十分に間隔を空けて配置されているとよく、図７では、カウルトップパネル３の後部３ｃの上下方向中間に配置されている。再び図６に示すように、車室側ブラケット７は取付体９の凸部９ａから延びている。

このような連結ブラケット６及び車室側ブラケット７の取付について説明する。連結ブラケット６の取付体８の取付部８ｂと、カウルトップパネル３の頂部３ａ及び後部３ｃとがスポット溶接によって接合され、車室側ブラケット７の取付体９の取付部９ｂと、カウルトップパネル３の後部３ｃとがスポット溶接によって接合されている。また、特に、カウルトップパネル３の後部３ｃと、連結ブラケット６の取付体８における第２のビード側の取付部８ｂと、車室側ブラケット７の取付体９における第１のビード３ｆ側の取付部９ｂとはスポット溶接によって３枚接合されている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用及び効果を得ることができる。本実施形態によれば、図８に示すように、外部物体Ｗがウインドシールドガラス２に接触した際、上方から加えられる荷重Ｆによってウインドシールドガラス２が下方に向かって変形する。変形したウインドシールドガラス２はカウルトップパネル３に接触し、外部物体Ｗからの荷重Ｆ１がウインドシールドガラス２を介してカウルトップパネル３に伝えられる。図９及び図１０に示すように、この荷重Ｆ１によって、カウルトップパネル３は、前側角部３ｄの角度を広げるように変形し、かつ後側角部３ｅの角度を狭めるように前後方向に折れ変形する。カウルトップパネル３における後側角部３ｅの角度を狭めるような前後方向の折れ変形がさらに進むと、カウルトップパネル３がその全体を下方向に移動させるように変形する。さらにウインドシールドガラス２の変形が進むと、ウインドシールドガラス２とカウルトップパネル３とが密着して、外部物体Ｗからの荷重Ｆ２が直接的にカウルトップパネルに加えられる。この荷重Ｆ２によって、カウルトップパネル３は、第１及び第２のビード３ｆ，３ｇのいずれか一方を中心として車幅方向に折れ変形する。その後、カウルトップパネル３がその全体をさらに下方向に移動させるように変形することとなる。

このような変形によれば、カウルトップパネル３における後側角部３ｅの角度を狭めるような前後方向の折れ変形と、カウルトップパネル３における第１及び第２のビード３ｆ，３ｇのいずれか一方を中心とした車幅方向の折れ変形とによって、カウルトップパネル３に加えられる応力は分散されて、カウルトップパネル３及びその周辺部によって効率的に荷重を吸収できる。特に、連結ブラケット６の上端の取付体８が、第１のビード３ｆのみを跨ぐようにカウルトップパネル３の後部３ｃに取付けられているので、カウルトップパネル３は、最初に、第２のビード３ｇを中心として車幅方向に折れ変形し、カウルトップパネル３における後側角部３ｅの角度を狭めるような前後方向の折れ変形がさらに進んだ後に、カウルトップパネル３が、第１のビード３ｆを中心として車幅方向に折れ変形することとなる。そのため、カウルトップパネル３の段階的な変形によって効率的に荷重を吸収できる。また、車両下方に突出する第１及び第２のビード３ｆ，３ｇによって、上方からの荷重Ｆ１，Ｆ２以外の荷重に対してカウルトップパネル３の剛性を高めることができる。さらに、連結ブラケット６の上端の取付体８が、第１のビード３ｆを跨ぐようにカウルトップパネル３の後部３ｃに取付けられているので、カウルトップパネル３の剛性をさらに高めることができる。このようにカウルトップパネル３の剛性を高めることによって、振動及び騒音を低減することができる。

本実施形態によれば、車室側ブラケット７の前端に設けられた取付体９が、第２のビード３ｇを跨ぐようにカウルトップパネル３の後部３ｃに取付けられているので、車室側ブラケット７によって、カウルトップパネル３における第２のビード３ｇを中心とした車幅方向の折れ変形が抑えられる一方で、カウルトップパネル３における第１のビード３ｆを中心とした車幅方向の折れ変形を促すことができる。従って、カウルトップパネル３に加えられる応力を分散するように、カウルトップパネル３の車幅方向の折れ変形を調節することができる。また、車室側ブラケット７の後端部が、インストルメントパネル（図示せず）に取付けられているので、車両の商品性に影響するインストルメントパネルの振動及び騒音を効率的に低減できる。

本実施形態によれば、第１及び第２のビード３ｆ，３ｇ間の距離が第２のビード３ｇの全長より短くなっているので、第１及び第２のビード３ｆ，３ｇ間の距離がカウルトップパネル３の段階的な変形を促すように調節されて、カウルトップパネル３及びその周辺部によって効率的に荷重を吸収できる。

本実施形態によれば、第１のビード３ｆが、カウルトップパネル３の後部３ｃの上端及び下端間で延びているので、カウルトップパネル３における第１のビード３ｆを中心とした車幅方向の折れ変形を促すことができて、カウルトップパネル３及びその周辺部によって効率的に荷重を吸収できる。また、第１のビード３ｆによって、カウルトップパネル３の後部３ｃの剛性が効率的に高められて、振動及び騒音を低減することができる。

ここまで本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、本発明の第１変形例として、第１及び第２のビード３ｆ，３ｇの少なくとも一方の前端が、前側角部３ｄに位置するか、又は前部３ａにおける前側角部３ｄ近傍に位置していてもよい。

本発明の第２変形例として、部材間の接合について、スポット溶接の代わりに、ガス溶接、アーク溶接、ティグ溶接、プラズマ溶接、セルフシールドアーク溶接、エレクトロスラグ溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接、プロジェクション溶接、シーム溶接、アプセット溶接、フラッシュ溶接、バットシーム溶接、ろう接、ろう付け、摩擦撹拌接合等が用いられてもよい。また、スポット溶接の代わりに、ネジ、ボルト等の締結部材が用いられてもよい。

１ 車体前部
２ ウインドシールドガラス
３ カウルトップパネル
３ａ 頂部
３ｂ 前部
３ｃ 後部
３ｄ 前側角部
３ｅ 後側角部
３ｆ 第１のビード
３ｇ 第２のビード
４ カウルフロントパネル
５ ダッシュサイドパネル
６ 連結ブラケット
７ 車室側ブラケット
８，９ 取付体
Ｅ エンジンルーム
Ｃ 車室
Ｗ 外部物体
Ｆ１，Ｆ２ 荷重

Claims (4)

1. 車体前方のウインドシールドガラスの下方で車幅方向に沿って配置されるカウルトップパネルと、
   前記車体の車幅方向両側部のダッシュサイドパネルを連結するように前記カウルトップパネルの下方で車幅方向に沿って配置されるカウルフロントパネルと、
   前記カウルトップパネルの車幅方向中央にて、前記カウルトップパネル及び前記カウルフロントパネルを連結するように車両上下方向に沿って配置される連結ブラケットと
   を備えるカウルトップパネルの周辺構造であって、
   前記カウルトップパネルが略Ｕ字状の横断面を有し、前記カウルトップパネルには、頂部と該頂部の前端から前方斜め下方に延びる前部との間に前側角部が形成され、かつ前記頂部と該頂部の後端から後方斜め下方に延びる後部との間に後側角部が形成され、
   前記カウルトップパネルの前部が前記ウインドシールドガラスに面するように配置され、
   前記カウルトップパネルの車幅方向中央部分に、車両下方に突出する２つのビードが形成され、該２つのビードが、前記前側角部又はその近傍部から前記後側角部に向かうと共に前記後側角部と交差するように車両前後方向に沿って配置され、
   前記連結ブラケットの上端に設けられた取付体が、前記２つのビードの一方を跨ぐように前記カウルトップパネルの後部に取付けられている、カウルトップパネルの周辺構造。
2. 前記カウルトップパネル及び該カウルトップパネルの後方に位置する車室構造体を連結するように車両前後方向に沿って配置される車室側ブラケットをさらに備え、
   前記車室側ブラケットの前端に設けられた取付体が、前記２つのビードの他方を跨ぐように前記カウルトップパネルの後部に取付けられている、請求項１に記載のカウルトップパネルの周辺構造。
3. 前記２つのビードが互いに平行に配向され、
   前記２つのビード間の距離が前記２つのビードの他方における全長より短くなっている、請求項２に記載のカウルトップパネルの周辺構造。
4. 前記２つのビードの一方が前記カウルトップパネルの後部の上端及び下端間で延びている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカウルトップパネルの周辺構造。

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