JP2009090787A - カウル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】カウルルーバの見切り部付近に衝撃力が加えられたときに衝撃エネルギーが吸収されるようにしたカウルルーバを提供する。
【解決手段】車両フロントガラス１１の下縁を支持するカウルパネル１２とボンネットのフードパネル１４との間に配置し、前縁がフードパネルの後縁にシール部材を介して当接し、フードパネル後縁の後方に露出する見切り部１３ｄを有すると共に、前縁と見切り部との間を下方に向かって凹状に形成し、この凹状部分の下部がカウルパネルの前方に突出したカウルフロントパネル１２ｃに接合したカウルルーバ１３であって、見切り部からカウルパネルのフロントパネル部に対する接合部まで下方に延びて見切り壁１３ｅを配設し、見切り壁が車両前後方向に延びる垂直断面内で後方に突出した屈曲部１３ｆを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のフロントガラスとボンネットのフードとの間に構成されるカウル構造に関し、特に衝突時における歩行者の頭部のダメージを低減するカウル構造に関するものである。

一般に、自動車のフロントガラス（ウィンドウシールドガラス）は、自動車の車体に対して、その上縁がフロントヘッダ部により支持され、またその下縁がカウル部により支持されている。
このようなカウル部に関しては、フロントガラス接着部の所謂カウル剛性、あるいはボンネットのフード後端とカウル部のカウルルーバとのシール部剛性及びシール性等を確保しながら、歩行者の頭部保護性能を向上させるために、種々のカウル構造が提案されている。

例えば図５に示すようなカウル構造が知られている。図５において、カウル構造１は、フロントガラスを支持するためのカウルパネル２と、カウルルーバ３と、から構成されている。

カウルパネル２は、実際にはカウルインナパネル，カウルアウタパネル（何れも図示せず）及びカウルフロントパネルから構成されており、カウルインナパネルの上端付近に取り付けられたカウルアウタパネルがフロントガラス（図示せず）を支持している。
ここで、カウルフロントパネル２ａは、カウルインナパネルの下端付近から前方に延びるように取り付けられており、その先端２ｂが、自動車のボンネットにおけるフードパネル４の後縁４ａの下側付近にまで延びている。フードパネル４は、フードアウタパネル４ｂ及びフードインナパネル４ｃから構成されている。

カウルルーバ３は、カウルパネル２のカウルアウタパネルとフードパネル４の後縁４ａの間に配置されており、前後方向の中間付近が下方に凹状の水槽部として形成されていると共に、この水槽部の下部（底裏面）３ａが、カウルフロントパネル２ａの先端２ｂに対して接合されている。また、カウルルーバ３は、その前端３ｂに備えたシール部３ｃが、ボンネット閉鎖時にそのフードパネル４の後縁４ａに液密的に当接している。さらに、カウルルーバ３は、フードパネル４の後縁４ａから後方に位置する部分が外側に露出して、見切り部３ｄを形成している。

このような構成のカウル構造１によれば、フロントガラスの下端がカウルパネル２により支持される。
また、カウルルーバ３により、カウルパネル２とフードパネル４との間において、エンジンルームから車室への臭気，熱風や騒音が遮断され、また外部からエンジンルーム内への雨水や洗車水等の浸入が阻止される。
さらに、フロントガラスとフードパネル４との間で、カウル構造１の内部へのゴミ，水，雪等の侵入が防止されると共に、カウル構造１内に設けられるワイパーユニット（図示せず）が保護され、また車室内への空調吸気口及び通路が確保される。

ところで、このようなカウル構造１においては、カウルルーバ３の見切り部３ｄと接合部分３ａに向かって下方に延びる所謂見切り壁３ｅがほぼ垂直の「Ｉ」字形の縦壁として形成されている。
このため、歩行者との衝突時に、歩行者の頭部等がフードパネル４の後縁４ａ付近に当たると、フードパネル４の後縁４ａ付近は、歩行者保護対策により容易に変形し得るので、衝撃力の大部分がカウルルーバ３の見切り部３ｄに作用することになる。

ここで、見切り壁３ｅがほぼ垂直の縦壁として形成されていることから、見切り壁３ｅは、その壁面方向には衝撃荷重による変形が起こりにくい。従って、見切り部３ｄに加えられた衝撃力Ｆが見切り壁３ｅを介して、カウルフロントパネル２ａに伝達される。
このため、全体としての変形ストロークが短くなり、カウルフロントパネル２ａから見切り壁３ｅを介して歩行者の頭部等に対して大きな反力が作用してしまう。

また、自動車のエンジンルーム内における各種機器の配置等により、カウルルーバ３の見切り壁３ｅが前後方向にずれて配置されることがあり、例えば図６に示すように前傾して、「Ｌ」字形に形成されることもある。この場合も同様に、上述した衝撃力Ｆが見切り壁３ｅを介してカウルフロントパネル２ａに伝達され、歩行者の頭部等に対して反力が作用することになる。

なお、板金の都合上、鉛直線に対するカウルルーバ３の見切り壁３ｅの傾斜角度βは、鉛直線に対するカウルルーバ３の成形金型の抜き角度θに対して、型抜き可能であるような角度に設定されている。すなわち、θ≧βである。また、カウルルーバ３の底部３ａからシール部３ｃまでの部分、所謂シール壁３ｆの傾斜角度γは、同様にしてカウルルーバ３の成形金型の抜き角度θに対して、型抜き可能であるような角度に設定されている。すなわち、θ≦γである。

これに対して、特許文献１には、シール部材がフードシール取付手段を介してカウルルーバに対して取り付けられたカウル構造が開示されている。このカウル構造によれば、フードパネルに対して上方から荷重が作用したとき、シール部材からフードシール取付手段に荷重が作用して、フードシール取付手段が破断あるいは折曲して、荷重によるエネルギーが吸収されると共に、フードパネルとフードシール取付手段の干渉が回避される。

特許文献２及び３には、カウルルーバ（カウルトップカバー）の前壁部と後壁部とを互いに連結する複数個のリブを設けて、このリブと前壁部または後壁部の連結部に切欠部及び弱部を設けることにより、フードパネルに上方から衝撃力が加えられた場合に、弱部が破断し、さらにリブが変形することにより衝撃エネルギーが吸収されるようにした、カウルルーバが開示されている。

特許文献４及び５には、フードパネルに上方から衝撃力が加えられたとき、シール部が変形することで衝撃力が吸収されるようにしたカウルルーバが開示されている。

特許文献６には、カウルフロントパネルの下端部を下方に延長してフロントバルクヘッドに対して、所定値以上の力が作用したとき離脱可能に結合したカウル構造が開示されている。このカウル構造によれば、フードパネルからカウルルーバを介してカウルフロントパネルに上方からの衝撃力が作用したとき、カウルフロントパネルの下端部がフロントバルクヘッドから脱落することにより、衝撃エネルギーが吸収される。

特許文献７には、カウルルーバ（カウルトップカバー）の本体部を変形可能に形成すると共に、その後端部がスライド可能にフロントガラスの下端を挟持するようにしたカウルルーバが開示されている。このカウルルーバによれば、フードパネルに上方から衝撃力が加えられたとき、カウルルーバの本体部が変形すると共に、その後端部がフロントガラスの下端に対して相対的にスライドすることにより、衝撃エネルギーが吸収される。

特許文献８には、フロントガラス下縁が固定されたカウルアウタパネル（カウルアッパパネル）の上壁部が強化ガラスにより支持されているカウル構造が開示されている。このカウル構造によれば、フロントガラスの下端付近に上方から衝撃力が加えられた場合に、この衝撃力がフロントガラス下端からカウルアウタパネルから強化ガラスに伝達されて、強化ガラスが瞬時に全面均一に細かい破片に粉砕し、衝撃エネルギーが吸収される。

特許文献９には、フロントガラスに衝撃力が加えられたとき、カウルアウタパネルそしてカウルインナパネルが変形することにより、衝撃力が吸収されるカウル構造が開示されている。このカウル構造によれば、カウルアウタパネルがカウルインナパネルに当接した後、カウルインナパネルが変形して衝撃が吸収され得るので、カウルアウタパネルとカウルインナパネルとの間に大きな空間を設ける必要がなく、またカウルインナパネルの変形量が小さくて済むので、カウル構造が小型化される。
特開平１１−１６５６５４号公報 特開２００５−２８９２３７号公報 特開２００５−２８０６２８号公報 特開２００１−１４６１７７号公報 特開２００２−１５４４５６号公報 特開２００２−０４６６４９号公報 特開２００５−２３８９１５号公報 特開２００４−０３４８４１号公報 特開２００５−１０４４３８号公報

特許文献１から７によるカウル構造またはカウルルーバにおいては、何れもフードパネル後端付近に衝撃力が加えられた場合に、シール部，フードシール取付手段あるいはカウルルーバの弱部や本体部が変形することにより、衝撃エネルギーが吸収されるように構成されている。従って、カウルルーバの見切り部に対して上方から衝撃力が作用した場合については、考慮されていない。

また、特許文献８によるカウル構造においては、フロントガラス下端付近に衝撃力が加えられた場合に、カウルアウタパネルの上壁部を支持する強化ガラスが破壊することにより、衝撃エネルギーが吸収されるように構成されている。従って、カウルルーバの見切り部に対して上方から衝撃力が作用した場合については、同様に考慮されていない。

さらに、特許文献９によるカウル構造においては、フロントガラスに衝撃力が加えられた場合に、カウルアウタパネル及びカウルインナパネルが変形することにより、衝撃エネルギーが吸収されるように構成されている。従って、カウルルーバの見切り部に対して上方から衝撃力が作用した場合については、やはり考慮されていない。

本発明は、以上の点に鑑み、カウルルーバの見切り部付近に衝撃力が加えられたときに衝撃エネルギーが吸収されるようにしたカウルルーバを提供することを目的としている。

上記目的は、本発明によれば、自動車のフロントガラスの下縁を支持するカウルパネルとボンネットのフードパネルとの間に配置され、前縁がフードパネルの後縁にシール部材を介して当接し、フードパネル後縁の後方に露出する見切り部を有すると共に、前縁と見切り部との間が上方に開いた凹状に形成され、この凹状部分の下部がカウルパネルの前方に突出したフロントパネル部に接合されているカウルルーバであって、見切り部からカウルパネルのフロントパネル部に対する接合部まで下方に延びて見切り壁が配設され、この見切り壁が車両前後方向に延びる垂直断面内で後方に突出した屈曲部を備えていることを特徴とするカウルルーバにより達成される。

本発明によるカウルルーバは、好ましくは、屈曲部が垂直断面内で見切り壁の高さ方向中間付近に設けられている。

本発明によるカウルルーバは、好ましくは、見切り壁の屈曲部から下方の部分が、カウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、その上端が見切り壁の屈曲部から上方の部分に対して屈曲部で折れ曲がりながら、その下端がカウルルーバのフロントパネル部に対して回動して変形する。

見切り壁は、その折れ曲がり変形による稜線部分に沿って肉薄の線状の切欠部を備えていることが好ましい。

上記構成によれば、カウルルーバにより、カウルパネルとフードパネルとの間が密閉されているので、エンジンルームから車室への臭気，熱風や騒音が遮断され、また外部からエンジンルーム内への雨水や洗車水等の浸入が防止される。
さらに、カウル構造の内部へのゴミ，水，雪等が入り込むのが防止されると共に、カウル構造の内側に設けられるワイパーユニットが保護され、車室内への空調吸気口及び通路が確保される。

ここで、歩行者との衝突時等において、歩行者の頭部等が自動車のボンネットのフードパネルとフロントガラスの間に当たって、カウルルーバの見切り部に衝撃力が加えられると、この衝撃力がカウルルーバの見切り壁からカウルパネルのフロントパネル部に伝達される。
このとき、カウルルーバの見切り壁が後方に突出した屈曲部を備えているので、衝撃力が加えられたとき、見切り壁がこの屈曲部で折れ曲がって容易に座屈する。このように見切り壁がその板面方向（上下方向）に圧縮されて潰れるので、見切り壁の衝撃による変形ストロークが大きくなり、衝撃力が十分に吸収されることになる。従って、カウルパネルのフロントパネル部から見切り壁を介して歩行者の頭部等に対して作用する反力が大幅に低減される。

屈曲部が垂直断面内で見切り壁の高さ方向中間付近に設けられている場合には、カウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、この衝撃力が屈曲部の上下に効果的に分散される。

見切り壁の屈曲部から下方の部分が、カウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、その上端が見切り壁の屈曲部から上方の部分に対して屈曲部で折れ曲がりながら、その下端がカウルルーバのフロントパネル部に対して回動して変形する場合には、カウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、見切り壁の屈曲部から下方の部分のみが折れ曲がって変形する。このため、折れ曲がりによる変形方向が衝撃力の方向に誘導されて、見切り壁を介して歩行者の頭部等に対して作用する反力がより効果的に減少される。

見切り壁が、その折れ曲がり変形による稜線部分に沿って肉薄の線状の切欠部を備えている場合には、カウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、衝撃力によって見切り壁がこれらの切欠部に従って容易に折れ曲がると共に、衝撃力が所定値より大きいと、見切り壁がこれらの切欠部に沿って破断することにより、衝撃力が効果的に吸収され、歩行者の頭部等への反力も小さくなる。

このように、本発明によれば、カウルルーバの見切り壁に屈曲部を設けて、この屈曲部における折れ曲がりを誘導することにより、歩行者の頭部等によりカウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、カウルルーバの見切り壁が屈曲部で折れ曲がって、座屈して衝撃力が効果的に吸収される。これにより、カウルルーバの見切り部における所謂、歩行者頭部保護性能が向上する。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。図中のＦｒは車両前方を、Ｕｐは車両上方を示す。
図１は、本発明によるカウルルーバの一実施形態を含むカウル構造の構成を示している。カウル構造１０は、フロントガラス１１を支持するためのカウルパネル１２と、カウルルーバ１３と、から構成されている。

カウルパネル１２は、カウルインナパネル１２ａ，カウルアウタパネル１２ｂ及びカウルフロントパネル１２ｃから構成されている。カウルアウタパネル１２ｂは、その後端がカウルインナパネル１２ａの上端付近に固設されており、その前端がフロントガラス１１の下端を支持している。なお、図示の場合、カウルインナパネル１２ａの下端とカウルアウタパネル１２ｂの前端とが、ブレース１５により互いに連結され、補強されている。

カウルフロントパネル１２ｃは、カウルインナパネル１２ａの下端付近から前方に延びるように取り付けられており、その先端１２ｄが、自動車のボンネットにおけるフードパネル１４の後縁１４ａの下側付近にまで延びている。なお、フードパネル１４は、フードアウタパネル１４ｂ及びフードインナパネル１４ｃから構成されている。

カウルルーバ１３は、カウルパネル１２のカウルアウタパネル１２ｂとフードパネル１４の後縁１４ａの間に配置されており、前後方向の中間付近が上方に開いた凹状の水槽部として形成されていると共に、この水槽部の下部（底裏面）１３ａが、カウルフロントパネル１２ｃの先端１２ｄに対して接合されている。
また、カウルルーバ１３は、その前端１３ｂに備えられたシール部１３ｃが、ボンネット閉鎖時にフードパネル１４の後縁１４ａに液密的に当接する。
さらに、カウルルーバ１３は、フードパネル１４の後縁１４ａから後方に位置する部分が外側に露出して、見切り部１３ｄを形成している。

カウルフロントパネル１２ｃの前方領域の上面には、ワイパー取付ブラケット１６が装着されている。このワイパー取付ブラケット１６には、図示しないワイパーユニットが取り付けられる。

ここで、カウルルーバ１３は、この見切り部１３ｄから接合部分１３ａに向かって下方に延びる、所謂、見切り壁１３ｅが、図１に示す車両前後方向の垂直断面内で後方に突出した屈曲部１３ｆを備えることにより、「く」字状の断面を有している。この屈曲部１３ｆは、図１に示すように、高さ方向に関して中間付近に設けられており、見切り壁１３ｅの屈曲部１３ｆから上方の部分１３ｇと下方の部分１３ｈが、それぞれほぼ同じ高さを有するようになっている。

上方の部分１３ｇは、図２に示すように、その鉛直線に対する傾斜角度βが、鉛直線に対するカウルルーバ１３の成形金型の抜き角度θに対して、型抜き可能であるような角度（β≧θ）に設定されている。同様に、上記下方の部分１３ｈは、その傾斜角度γが、カウルルーバ１３の成形金型の抜き角度θに対して、型抜き可能であるような角度に設定されている。

ここで、上記下方の部分１３ｈは、その下端の折れ曲がり変形によりカウルフロントパネル１２ｃの表面の高さまで変形した状態において、その上端が変形前の上方の部分１３ｇの延長線とカウルフロントパネル１２ｃの表面との交点Ｐに位置するように構成されている。

また、上記見切り壁１３ｅは、屈曲部１３ｆ及び下端の折れ曲がり変形すべき部分の稜線に沿って、それぞれ線状の切欠部（ノッチ）１３ｉ，１３ｊを備えている。これらのノッチ１３ｉ，１３ｊはそれぞれ肉薄に形成されており、衝撃力を受けたときに折れ曲がりを誘導すると共に、衝撃力が所定値以上の場合には破断するようになっている。

本実施形態のカウル構造１０は以上のように構成されており、従来のカウル構造１と同様に、フロントガラス１１の下端がカウルパネル１２により支持されると共に、カウルパネル１２とフードパネル１４との間がカウルルーバ１３により密閉されているので、エンジンルームから車室への臭気，熱風や騒音が遮断され、また外部からエンジンルーム内への雨水や洗車水等の浸入が防止される。

さらに、フロントガラス１１とフードパネル１４との間で、カウル構造１０の内部へのゴミ，水，雪等の侵入が防止されると共に、カウル構造１０内に設けられるワイパーユニット（図示せず）が保護され、また車室内への空調吸気口及び通路が確保される。

ここで、歩行者との衝突時等において、歩行者の頭部Ａ等が自動車のボンネットのフードパネル１４とフロントガラス１１の間に当たって、カウルルーバ１３の見切り部１３ｄに衝撃力Ｆが加えられると、この衝撃力Ｆがカウルルーバ１３の見切り壁１３ｅからカウルパネル１２のカウルフロントパネル１２ｃに伝達される。

このとき、カウルルーバ１３の見切り壁１３ｅが後方に突出した屈曲部１３ｆを備えているので、上記衝撃力Ｆが加えられたときは、図３に示すように見切り壁１３ｅがこの屈曲部１３ｆで折れ曲がって、容易に座屈する。同時に、見切り壁１３ｅの下方の部分１３ｈの下端がカウルフロントパネル１２ｃに対して後方に傾くように変形する。これにより、見切り壁１３ｅがその板面方向（上下方向）に圧縮されて潰れるので、見切り壁１３ｄの衝撃力Ｆによる変形ストロークが大きくなり、上記衝撃力Ｆが十分に吸収されることになる。
従って、カウルパネル１２のカウルフロントパネル１２ｃから見切り壁１３ｄを介して歩行者の頭部等に対して作用する反力が大幅に低減され、所謂歩行者頭部保護性能が大幅に向上する。

次に、上述した本実施形態のカウル構造１０と図６に示した従来のカウル構造１における見切り部に上方から衝撃力が加えられた場合のシミュレーション結果について図４に示す。符号Ｘは本発明実施形態によるカウル構造１０を、そして符号Ｙは従来のカウル構造１を示している。

図４は、見切り部に上方から衝撃力が加えられた場合のカウルルーバの変形ストロークとインパクタ減速との関係を示している。図４において、従来のカウル構造１は、カウルルーバの反力によるインパクタ減速の二次ピークが大きいが、本発明実施形態によるカウル構造１０においては、この二次ピークの大きさが、カウルルーバ１３の見切り部１３ｅの屈曲部１３ｆにおける折れ曲がりによる反力の減少に基づいて、減少していることが分かる。また、見切り部１３ｅの屈曲部１３ｆにおける折れ曲がりの分だけストロークは伸びている。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、カウルルーバ１３の見切り壁１３ｅは、その屈曲部１３ｆ及び下端にそれぞれ折れ曲がりを誘導するノッチ１３ｉ，１３ｊを備えているが、これに限らず、見切り壁１３ｅの上端にもノッチを備えていてもよく、またこれらのノッチが省略されてもよい。

また、カウルルーバ１３の見切り壁１３ｅは、上方から衝撃力を受けたときその屈曲部１３ｆ及び下端で折れ曲がることで衝撃力を吸収するようになっているが、これに限らず、見切り壁１３ｅの上端も折れ曲がって衝撃力を吸収するようにしてもよい。

以上述べたように、本発明によれば、カウルルーバの見切り部付近に衝撃力が加えられたときに衝撃エネルギーが吸収されるようにした、極め優れたカウルルーバが提供される。

本発明によるカウルルーバの一実施形態を含むカウル構造の構成を示す車両前後方向の概略断面図である。 図１のカウルルーバの見切り壁の構造を詳細に示す概略図である。 図１のカウルルーバにおける見切り部に上方から衝撃力が加えられた場合の変形状態を示す概略断面図である。 図１のカウルルーバと従来（図６）のカウルルーバにおける見切り部に上方から衝撃力が加えられた場合の変形ストロークと減速との関係を示すグラフである。 従来のカウルルーバの一例を含むカウル構造を示す車両前後方向の概略断面図である。 従来のカウルルーバの他の例を含むカウル構造を示す車両前後方向の概略断面図である。

符号の説明

１０ カウル構造
１１ フロントガラス
１２ カウルパネル
１２ｃ カウルフロントパネル
１３ カウルルーバ
１３ａ 接合部分
１３ｂ 前端
１３ｃ シール部
１３ｄ 見切り部
１３ｅ 見切り壁
１３ｆ 屈曲部
１３ｇ 上方の部分
１３ｈ 下方の部分
１３ｉ，１３ｊ 切欠部
１４ フードパネル
１４ａ 後縁

Claims (4)

1. 自動車のフロントガラスの下縁を支持するカウルパネルとボンネットのフードパネルとの間に配置され、前縁が上記フードパネルの後縁にシール部材を介して当接し、上記フードパネル後縁の後方に露出する見切り部を有すると共に、上記前縁と上記見切り部との間が上方に開いた凹状に形成され、この凹状部分の下部がカウルパネルの前方に突出したフロントパネル部に接合されているカウルルーバであって、
   上記見切り部からカウルパネルのフロントパネル部に対する接合部まで下方に延びて見切り壁が配設され、該見切り壁が車両前後方向に延びる垂直断面内で後方に突出した屈曲部を備えていることを特徴とする、カウルルーバ。
2. 前記屈曲部が、前記垂直断面内で前記見切り壁の高さ方向中間付近に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のカウルルーバ。
3. 前記見切り壁の屈曲部から下方の部分が、前記カウルルーバの見切り部に上方から衝撃力が加えられたとき、上端が前記見切り壁の前記屈曲部から上方の部分に対して前記屈曲部で折れ曲がりながら、下端が前記カウルルーバのフロントパネル部に対して回動して変形するよう構成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載のカウルルーバ。
4. 前記見切り壁が、その折れ曲がり変形による稜線部分に沿って、肉薄の線状の切欠部を備えていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載のカウルルーバ。