JP2015071358A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 空調装置への吸気通路部をコンパクトに構成するとともに、前面衝突の衝突荷重に対するフロントダンパーハウジングの強度を高める。【解決手段】 左右のフロントピラー３０を車幅方向に接続するカウルトップクロスメンバ３４を一定断面の鋼管で構成し、カウルトップクロスメンバ３４とフロントダンパーハウジング３２の後部とを連結部材５１で接続し、カウルトップクロスメンバ３４から下方に延びるダッシュロアパネル４３の前面とフロントダンパーハウジング３２の後面との間に車幅方向に延びる排水溝部５２ａを有する排水部材５２を配置し、フロントダンパーハウジング３２の上面、排水部材５２、カウルトップクロスメンバ３４およびカウルトップパネル４９で空調用吸気通路５３を区画し、カウルトップクロスメンバ３４を前後に貫通する貫通孔３４ａ，３４ｂを介して空調用吸気通路部５３を車室４５側に連通させる。【選択図】 図４

Description

本発明は、カウルトップパネルから空調装置に空調用の空気を導入するための自動車のフロントカウル部の構造に関する。

カウルアッパおよびカウルロアを結合して閉断面に構成したカウルパネルをフロントガラスの前縁およびダッシュパネルの上縁間に車幅方向に配置し、カウルパネルの車幅方向両端から前方に延びてボンネットに覆われる空気取入ボックスを設け、空気取入ボックスの上面の空気取入口から取り入れた空気を、空気取入ボックスおよびカウルパネルの内部に形成した空気通路を介して空調装置に供給するものが、下記特許文献１により公知である。

またサスペンションタワーから後方に延びるサスペンションタワー支持部材を、サスペンションタワーの軸線よりも車幅方向内側でカウル部を介して車体骨格に接続し、前面衝突の衝突荷重をサスペンションタワーからサスペンションタワー支持部材およびカウル部を介して車体骨格に効率的に分散することで、サスペンションタワーの車幅方向内側への変形を防止するものが、下記特許文献２により公知である。

特開平１−３０８８８号公報 特許第４９２３４０６号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、空調装置に空気を供給するための空気通路が、車体剛性を確保するためにカウルアッパおよびカウルロアを結合して車幅方向に延びる大断面のカウルパネルを必要し、そのために車体の軽量化やカウル部の小型化が妨げられるという問題があった。

また上記特許文献２に記載されたものは、サスペンションタワー支持部材から伝達される衝突荷重を受けるカウル部が、前側および後側の金属板材を結合して閉断面に構成されるので、その断面が大きくなる割に強度が低く、前面衝突の衝突荷重により容易に変形してサスペンションタワーの変形を効果的に防止できないという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、空調装置への吸気通路部をコンパクトに構成するとともに、前面衝突の衝突荷重に対するフロントダンパーハウジングの強度を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、左右のフロントピラーを車幅方向に接続するカウルトップクロスメンバを一定断面の鋼管で構成し、前記カウルトップクロスメンバとフロントダンパーハウジングの後部とを連結部材で接続し、前記カウルトップクロスメンバから下方に延びるダッシュロアパネルの前面と前記フロントダンパーハウジングの後面との間に車幅方向に延びる排水溝部を有する排水部材を配置し、前記フロントダンパーハウジングの上面、前記排水部材、前記カウルトップクロスメンバおよびカウルトップパネルで空調用吸気通路部を区画し、前記カウルトップクロスメンバを前後に貫通する貫通孔を介して前記空調用吸気通路部を車室側に連通させたことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記連結部材は、前記カウルトップクロスメンバの前面に上端を固定されて下方に延びる後壁部と、前記後壁部の車幅方向一端から前方に延びる三角形状の側壁部とを有する断面Ｌ字状の部材であり、前記後壁部の下端および前記側壁部の下端が前記フロントダンパーハウジングの後部上面の角部に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記排水部材は、前端が前記フロントダンパーハウジングの後部上面の角部に接続され、後端が前記ダッシュロアパネルの前面に接続され、前記排水部材の車幅方向内端に設けた仕切壁部が前記カウルトップクロスメンバの前面および前記フロントダンパーハウジングの車幅方向内面に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記空調用吸気通路部の車幅方向内端に側壁部を備え、前記側壁部は前記フロントダンパーハウジングの上面、前記カウルトップパネルの下面および前記排水部材の仕切壁部の前端に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記カウルトップクロスメンバの車幅方向外端は、前記フロントピラーおよびアッパメンバの接続部の近傍に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記空調用吸気通路部は左右一対設けられ、前記左右一対の空調用吸気通路部は前記カウルトップクロスメンバの内部空間を介して相互に連通することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

尚、実施の形態のＡピラーアッパ３０は本発明のフロントピラーに対応する。

請求項１の構成によれば、左右のフロントピラーを車幅方向に接続するカウルトップクロスメンバを一定断面の鋼管で構成し、カウルトップクロスメンバとフロントダンパーハウジングの後部とを連結部材で接続したので、フロントダンパーハウジングに入力した前面衝突の衝突荷重を連結部材を介して軽量で高強度の鋼管よりなるカウルトップクロスメンバに伝達することで、特別の補強を必要とせずにフロントダンパーハウジングの変形を防止することができる。しかもカウルトップクロスメンバから下方に延びるダッシュロアパネルの前面とフロントダンパーハウジングの後面との間に車幅方向に延びる排水溝部を有する排水部材を配置し、フロントダンパーハウジングの上面、排水部材、カウルトップクロスメンバおよびカウルトップパネルで空調用吸気通路部を区画し、カウルトップクロスメンバを前後に貫通する貫通孔を介して空調用吸気通路部を車室側に連通させたので、大型で重量の大きいフロントカウルを車幅方向の全長に亙って設ける必要がなくなり、車体重量を軽減するとともにボンネットフードの高さを低くすることができる。

また請求項２の構成によれば、連結部材は、カウルトップクロスメンバの前面に上端を固定されて下方に延びる後壁部と、後壁部の車幅方向一端から前方に延びる三角形状の側壁部とを有する断面Ｌ字状の部材であり、後壁部の下端および側壁部の下端がフロントダンパーハウジングの後部上面の角部に接続されるので、剛性の高い連結部材でフロントダンパーハウジングおよびカウルトップクロスメンバを接続し、前面衝突の衝突荷重の入力時にフロントダンパーハウジングの変形を防止することができる。

また請求項３の構成によれば、排水部材は、前端がフロントダンパーハウジングの後部上面の角部に接続され、後端がダッシュロアパネルの前面に接続され、排水部材の車幅方向内端に設けた仕切壁部がカウルトップクロスメンバの前面および前記フロントダンパーハウジングの車幅方向内面に接続されるので、フロントダンパーハウジングに入力した前面衝突の衝突荷重を排水部材を介してカウルトップクロスメンバおよびダッシュロアパネルに効率的に伝達することができる。

また請求項４の構成によれば、空調用吸気通路部の車幅方向内端に側壁部を備え、側壁部はフロントダンパーハウジングの上面、カウルトップパネルの下面および排水部材の仕切壁部の前端に接続されるので、エンジンルームの車幅方向外側に空調用吸気通路部を区画することができる。

また請求項５の構成によれば、カウルトップクロスメンバの車幅方向外端は、フロントピラーおよびアッパメンバの接続部の近傍に接続されるので、車体前部の剛性を高めることができる。

また請求項６の構成によれば、空調用吸気通路部は左右一対設けられ、左右一対の空調用吸気通路部はカウルトップクロスメンバの内部空間を介して相互に連通するので、左右一対の空調用吸気通路部から空調用の空気を分担して取り入れることで、空気の流通抵抗を低減することができるだけでなく、カウルトップクロスメンバの内部空間を空気通路として利用することで、特別の空気通路を不要にして部品点数の削減および軽量化を達成することができる。

自動車の車体フレームの斜視図。 図１の２部拡大図。 図２に対応する分解斜視図、 図２の４−４線断面図。 図４の５−５線断面図。 図１の６−６線断面図。

以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書において、前後方向、左右方向（車幅方向）、上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。

図１に示すように、自動車の車体フレームは、車体前部に前後方向に配置された左右一対のフロントサイドフレーム１１，１１と、左右のフロントサイドフレーム１１，１１の後方の車幅方向外側において前後方向に配置された左右一対のサイドシル１３，１３とを備える。左右のフロントサイドフレーム１１，１１の前後方向中間部間は車幅方向に延びる第１クロスメンバ１６により接続される。

左右のサイドシル１３，１３の前端から左右一対のＡピラー（フロントピラー）ロア２４，２４が起立しており、フロントサイドフレーム１１の前端から後上方に延びるアッパメンバ２９がＡピラーロア２４の上端に接続される。アッパメンバ２９の前後方向中間部からＡピラーアッパ３０が後上方に延びており、このＡピラーアッパ３０と、アッパメンバ２９の後部と、Ａピラーロア２４の上端とがフロントクォータパネル３１で接続される。またフロントサイドフレーム１１の前後方向中間部と、アッパメンバ２９の前後方向中間部とが、アルミニウムの鋳造部材よりなるフロントダンパーハウジング３２で接続される。Ａピラーアッパ３０の後端からルーフサイドレール３３が後方に延びており、左右のＡピラーアッパ３０，３０間が車幅方向に延びるカウルトップクロスメンバ３４で接続される。

次に、図１〜図５に基づいてフロントカウル周辺の構造を説明する。

車幅方向に延びるカウルトップクロスメンバ３４は矩形状断面の鋼管で構成されており、その車幅方向外端はアッパメンバ２９およびＡピラーアッパ３０の接続部の近傍、より具体的には、アッパメンバ２９およびＡピラーアッパ３０を上下方向に接続する支柱部材４１（図２参照）の車幅方向内面に接続される。そしてカウルトップクロスメンバ３４の車幅方向外側部分とフロントサイドフレーム１１の上面とが、上下方向に延びる補強フレーム４２で接続される。

カウルトップクロスメンバ３４の下面にはダッシュロアパネル４３の上端が接続されており、このダッシュロアパネル４３により、前側のエンジンルーム４４と後側の車室４５とが仕切られる。カウルトップクロスメンバ３４の上面からフロントガラスサポート４６が前方に延びており、このフロントガラスサポート４６にフロントガラス４７の下端が支持される。またフロントガラスサポート４６の前端に、エンジンルーム４４の上面を覆うボンネットフード４８とフロントガラス４７との間に配置される合成樹脂製のカウルトップパネル４９の後端が接続される。カウルトップパネル４９の車幅方向端部には、複数のスリット状の空気取り入れ孔４９ａ…が形成されるとともに、空気取り入れ孔４９ａ…の車幅方向両側を挟むように一対の側壁部４９ｂ，４９ｃが形成される。

アルミニウムの鋳造品よりなるフロントダンパーハウジング３２の上面は鋼板よりなる上壁部５０で覆われており、フロントダンパーハウジング３２の上壁部５０の後側の角部とカウルトップクロスメンバ３４の車幅方向端部の前面とが鋼板よりなる連結部材５１で接続される。連結部材５１は、矩形状の後壁部５１ａと、その車幅方向内端を前方に折り曲げた三角形状の側壁部５１ｂとを備えており、後壁部５１ａの上端に突設したフランジ５１ｃがカウルトップクロスメンバ３４の前面に溶接され、後壁部５１ａの下端に突設したフランジ５１ｄがフロントダンパーハウジング３２の上壁部５０の角部に溶接され、側壁部５１ｂの下端に突設したフランジ５１ｅがフロントダンパーハウジング３２の上壁部５０の角部に溶接される。

またダッシュロアパネル４３の前面とフロントダンパーハウジング３２の上壁部５０の角部との間に、鋼板よりなる排水部材５２が配置される。排水部材５２は、車幅方向に延びる断面Ｕ字状の排水溝部５２ａと、排水溝部５２ａの車幅方向内端を塞いて前方および上方に延びる板状の仕切壁部５２ｂとを備えており、排水溝部５２ａの後面がカウルトップクロスメンバ３４の前面に溶接され、排水溝部５２ａの前端から前方に延びるフランジ５２ｃがフロントダンパーハウジング３２の上壁部５０の角部に溶接される。排水部材５２のフランジ５２ｃには、連結部材５１の後壁部５１ａとの干渉を避けるための切欠き５２ｄが形成され、また排水部材５２の排水溝部５２ａの車幅方向外端には排水口５２ｅ（図５参照）が形成される。

従って、カウルトップパネル４９を装着した状態で、上面がカウルトップパネル４９の本体部で区画され、車幅方向外側面がカウルトップパネル４９の車幅方向外側の側壁部４９ｂで区画され、車幅方向内側面がカウルトップパネル４９の車幅方向内側の側壁部４９ｃおよび排水部材５２の仕切壁部５２ｂで区画され、下面がフロントダンパーハウジング３２の上壁部５０および排水部材５２の排水溝部５２ａで区画され、後面がダッシュロアパネル４３およびカウルトップクロスメンバ３４の前面で区画された空調用吸気通路部５３が構成される。空調用吸気通路部５３の内部空間は、カウルトップクロスメンバ３４の前面および後面に形成した貫通孔３４ａ，３４ｂを介して車室４５側の空調装置（図示せず）に接続される。

図６に示すように、カウルトップクロスメンバ３４の右端側には上述した空調用吸気通路部５３が設けられるが、カウルトップクロスメンバ３４の左端側にも同一構造の空調用吸気通路部５３が設けられる。左側の空調用吸気通路部５３はカウルトップクロスメンバ３４の前面に形成した貫通孔３４ａを介して該カウルトップクロスメンバ３４の内部空間に連通し、左右の空調用吸気通路部５３，５３からの空気は空調用吸気通路部５３の内部で合流し、その右端側後面の貫通孔３４ｂから車室４５側に供給される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

カウルトップパネル４９の空気取り入れ孔４９ａ…から空調用吸気通路部５３内に吸入された空気は、カウルトップクロスメンバ３４の前面の貫通孔３４ａおよび後面の貫通孔３４ｂを通過し、車室４５側に設けられた図示せぬ空調装置に供給される。このとき、空調用吸気通路部５３は、カウルトップパネル４９の本体部、カウルトップパネル４９の車幅方向外側の側壁部４９ｂ、カウルトップパネル４９の車幅方向内側の側壁部４９ｃ、排水部材５２の仕切壁部５２ｂ、フロントダンパーハウジング３２の上壁部５０、排水部材５２の排水溝部５２ａ、ダッシュロアパネル４３およびカウルトップクロスメンバ３４で区画されて閉じた空間を構成するが、そこに吸入された空気に含まれる水滴等は、空調用吸気通路部５３の最も低い位置にある排水部材５２の排水溝部５２ａに流入して車幅方向外側に流れ、その下流端の排水口５２ｅ（図５参照）から空調用吸気通路部５３の外部に排出される。

また左右一対の空調用吸気通路部５３，５３から吸入した空気を、鋼管よりなるカウルトップクロスメンバ３４の内部空間で合流させて空調装置に供給するので、従来の大型で重量の大きいフロントカウルを車幅方向の全長に亙って設ける必要がなくなり、車体重量を軽減するとともにボンネットフード４８の高さを低くすることができるだけでなく、カウルトップクロスメンバ３４の内部空間を空気通路として利用することで、特別の空気通路を不要にして部品点数の削減および軽量化を達成することができる。しかも左右一対の空調用吸気通路部５３，５３から空調用の空気を分担して取り入れることで、空気の流通抵抗を低減することができる。

またカウルトップクロスメンバ３４を鋼管で構成し、カウルトップクロスメンバ３４とフロントダンパーハウジング３２の後部とを連結部材５１で接続したので、フロントダンパーハウジング３２に入力した前面衝突の衝突荷重を連結部材５１を介して軽量で高強度の鋼管よりなるカウルトップクロスメンバ３４に伝達することで、特別の補強を必要とせずにフロントダンパーハウジング３２の変形を防止することができる。しかもカウルトップクロスメンバ３４の車幅方向外端は、Ａピラーアッパ３０およびアッパメンバ２９を上下に接続する支柱部材４１の車幅方向内面に接続されるので、これらの部材で車体前部の剛性を高めることができる。

また連結部材５１は、カウルトップクロスメンバ３４の前面に上端を固定されて下方に延びる後壁部５１ａと、後壁部５１ａの車幅方向内端から前方に延びる三角形状の側壁部５１ｂとを有する断面Ｌ字状の部材であり、後壁部５１ａの下端および側壁部５１ｂの下端がフロントダンパーハウジング３２の後部上面の角部に接続されるので、剛性の高い連結部材５１でフロントダンパーハウジング３２およびカウルトップクロスメンバ３４を接続し、前面衝突の衝突荷重の入力時にフロントダンパーハウジング３２の変形を一層確実に防止することができる。

また排水部材５２は、前端がフロントダンパーハウジング３２の後部上面の角部に接続され、後端がダッシュロアパネル４３の前面に接続され、排水部材５２の車幅方向内端に設けた仕切壁部５２ｂがカウルトップクロスメンバ３４の前面およびフロントダンパーハウジング３２の車幅方向内面に接続されるので、フロントダンパーハウジング３２に入力した前面衝突の衝突荷重を排水部材５２を介してカウルトップクロスメンバ３４およびダッシュロアパネル４３に効率的に伝達することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではカウルトップクロスメンバ３４の断面形状を矩形としているが、他の任意の断面形状であっても良い。

２９ アッパメンバ
３０ Ａピラーアッパ（フロントピラー）
３２ フロントダンパーハウジング
３４ カウルトップクロスメンバ
３４ａ 貫通孔
３４ｂ 貫通孔
４３ ダッシュロアパネル
４５ 車室
４９ カウルトップパネル
４９ｃ 側壁部
５１ 連結部材
５１ａ 後壁部
５１ｂ 側壁部
５２ 排水部材
５２ａ 排水溝部
５２ｂ 仕切壁部
５３ 空調用吸気通路部

Claims (6)

1. 左右のフロントピラー（３０）を車幅方向に接続するカウルトップクロスメンバ（３４）を一定断面の鋼管で構成し、前記カウルトップクロスメンバ（３４）とフロントダンパーハウジング（３２）の後部とを連結部材（５１）で接続し、前記カウルトップクロスメンバ（３４）から下方に延びるダッシュロアパネル（４３）の前面と前記フロントダンパーハウジング（３２）の後面との間に車幅方向に延びる排水溝部（５２ａ）を有する排水部材（５２）を配置し、前記フロントダンパーハウジング（３２）の上面、前記排水部材（５２）、前記カウルトップクロスメンバ（３４）およびカウルトップパネル（４９）で空調用吸気通路部（５３）を区画し、前記カウルトップクロスメンバ（３４）を前後に貫通する貫通孔（３４ａ，３４ｂ）を介して前記空調用吸気通路部（５３）を車室（４５）側に連通させたことを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記連結部材（５１）は、前記カウルトップクロスメンバ（３４）の前面に上端を固定されて下方に延びる後壁部（５１ａ）と、前記後壁部（５１ａ）の車幅方向一端から前方に延びる三角形状の側壁部（５１ｂ）とを有する断面Ｌ字状の部材であり、前記後壁部（５１ａ）の下端および前記側壁部（５１ｂ）の下端が前記フロントダンパーハウジング（３２）の後部上面の角部に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記排水部材（５２）は、前端が前記フロントダンパーハウジング（３２）の後部上面の角部に接続され、後端が前記ダッシュロアパネル（４３）の前面に接続され、前記排水部材（５２）の車幅方向内端に設けた仕切壁部（５２ｂ）が前記カウルトップクロスメンバ（３４）の前面および前記フロントダンパーハウジング（３２）の車幅方向内面に接続されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 前記空調用吸気通路部（５３）の車幅方向内端に側壁部（４９ｃ）を備え、前記側壁部（４９ｃ）は前記フロントダンパーハウジング（３２）の上面、前記カウルトップパネル（４９）の下面および前記排水部材（５２）の仕切壁部（５２ｂ）の前端に接続されることを特徴とする、請求項３に記載の自動車の車体構造。
5. 前記カウルトップクロスメンバ（３４）の車幅方向外端は、前記フロントピラー（３０）およびアッパメンバ（２９）の接続部の近傍に接続されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
6. 前記空調用吸気通路部（５３）は左右一対設けられ、前記左右一対の空調用吸気通路部（５３）は前記カウルトップクロスメンバ（３４）の内部空間を介して相互に連通することを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車の車体構造。

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