JP2017047866A - 車両用カウル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＶ性能と歩行者保護性能とを両立させることができる車両用カウル構造を提供する。
【解決手段】フロントウインドシールドガラスの下端部付近を支持するカウルトップアウタと、車両後方側でカウルトップアウタと接合されるカウルトップインナと、車両幅方向の中央位置でカウルトップアウタとカウルトップインナとに接合し閉断面部を形成するカウルブレースとを備える。カウルブレースは、カウルトップアウタに接合される上側フランジ部、カウルトップインナに接合される下側フランジ部、および車両幅方向に離間して並設されかつ上側フランジ部と下側フランジ部とを直線的に接合する複数の脚部を含む、屈曲部を持たないブレース本体で構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車に適用される車両用カウル構造に関する。

特許文献１に、フロントウインドシールドガラスの振動抑制に関するＮＶ（Noise and Vibration）性能と衝突時の衝撃緩和に関する歩行者保護性能との両立を図った、車両用カウル構造が開示されている。

特許文献１に記載の車両用カウル構造では、カウルブレース（補強部材）とカウルインナとによって車両側面視で閉じた断面構造（閉断面部）を形成して、フロントウインドシールドガラスの支持剛性を強めている。これにより、この車両用カウル構造は、フロントウインドシールドガラスの上下方向に生じる振動を抑制することができ、ＮＶ性能を向上させている。

また、特許文献１に記載の車両用カウル構造では、カウルブレースに脆弱な屈曲部を形成して、カウル構造に衝突荷重が入力された時に屈曲部を起点とする曲げ変形が生じるようにしている。これにより、この車両用カウル構造は、衝突時に受けるエネルギーを効率的に吸収することができるので、歩行者保護性能が向上する。

特開２０１３−１７３４４３号公報

上記特許文献１に記載の車両用カウル構造では、カウルブレースに屈曲部が形成されている。このような屈曲部は、カウルブレースの曲げ変形が生じ易くなるため歩行者保護性能の向上には寄与するが、フロントウインドシールドガラスの支持剛性が弱くなってＮＶ性能が低下する。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ＮＶ性能と歩行者保護性能とを両立させることができる車両用カウル構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用カウル構造は、フロントウインドシールドガラスの下端部に沿って車両幅方向に延設され、フロントウインドシールドガラスの下端部付近を支持するカウルトップアウタと、カウルトップアウタの車両下方側に車両幅方向に沿って延設されると共に、車両後方側でカウルトップアウタと接合されるカウルトップインナと、カウルトップインナの車両前方側に配設され、少なくとも車両幅方向の中央を含む位置で車両上下方向にカウルトップアウタとカウルトップインナとに接合され、カウルトップアウタとカウルトップインナとで閉断面部を形成するカウルブレースとを備え、カウルブレースは、カウルトップアウタに接合される上側フランジ部、カウルトップインナに接合される下側フランジ部、および車両幅方向に離間して並設されかつ上側フランジ部と下側フランジ部とを直線的に接合する複数の脚部を含む、ブレース本体で構成される、ことを特徴としている。

この本発明の車両用カウル構造では、カウルブレースが、カウルトップアウタおよびカウルトップインナと共に車両側面視で閉断面部を形成する。これにより、フロントウインドシールドガラスの支持剛性が強くなる。よって、フロントウインドシールドガラスの車両上下方向に生じる振動を抑制することができる。

また、本発明のカウル構造では、カウルブレースを少なくとも車両幅方向の中央を含む位置に唯一配設している。車両幅方向の中央の位置は、フロントウインドシールドガラスの振動振幅が最も大きく現れる振幅の腹に相当するので、フロントウインドシールドガラスの振動を抑えることができる。よって、フロントウインドシールドガラスの車両上下方向に生じる振動を効果的に抑制することができる。

また、本発明のカウル構造では、カウルブレースにおける屈曲部を持たないブレース本体が、上側フランジ部および下側フランジ部を介して、カウルトップアウタとカウルトップインナとを直線的に接合している。これにより、ブレース本体において振動に対して脆弱な箇所をなくすことができる。よって、フロントウインドシールドガラスの車両上下方向に生じる振動を抑制することができる。

さらに、本発明のカウル構造では、カウルブレースにおけるブレース本体の形状を、屈曲部がない真直ぐな複数の脚部を車両幅方向に並列に離間して配置した形状とし、上側フランジ部と下側フランジ部とを接合している。これにより、衝突荷重が入力された時にブレース本体の曲げ変形が生じ易くなる。よって、衝突時に受けるエネルギーを効率的に吸収して歩行者を保護することができる。

以上述べたように、本発明の車両用カウル構造によれば、ＮＶ性能の確保と歩行者保護性能の確保とを両立させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用カウル構造が適用された車両の前方斜視図 本発明の一実施形態に係る車両用カウル構造が適用された車両の前方透視図 本発明の一実施形態に係る車両用カウル構造の断面図（図１のＢ−Ｂ線に沿った拡大縦断面図） 図２に示す車両用カウル構造を車両前方側から車両後方側に向かって斜め方向から見た斜視図 図３に示す車両用カウル構造のカウスブレースの斜視図 衝突エネルギーを吸収したカウスブレースの一例を示す斜視図 衝突エネルギーを吸収したカウスブレースの一例を示す車両側方視による縦断面図

［概要］
本発明の車両用カウル構造は、カウルブレースを少なくとも車両の中央を含む位置に配設する。カウルトップアウタとカウルトップインナとを接合するカウルブレースの本体は、複数の脚部を車両幅方向に並設させた屈曲部を持たない形状を有する。この屈曲部を持たない形状により、フロントウインドシールドガラスの支持剛性を強くして、ＮＶ性能の向上を図る。また、複数の脚部を離間して並設させた形状により、カウルに衝突荷重が入力された時に曲げ変形を生じ易くして、歩行者保護性能を確保する。

以下、本発明が提供する車両用カウル構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、矢印ＵＰは車両上方向を、矢印ＤＯＷＮは車両下方向を、矢印ＦＲは車両前方向を、矢印Ｗは車両幅方向を、それぞれ示している。

［車両用カウル構造の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るカウル構造１０が適用された車両１の前部を、車両左斜め前方から見た斜視図である。図２は、図１の点線で示したＡ部の車両内部を拡大して示した透視図である。図１に示すように、車両１は、車体の前部上面にフロントフード２を備え、フロントフード２の後方上側にフロントウインドシールドガラス３を備えている。図２に示すように、本発明のカウル構造１０は、フロントウインドシールドガラス３（透過表示）の車両下方側に設けられる。

図３は、図２に示したカウル構造１０を適用した車両１を車両前後方向のＢ−Ｂ線に沿って切断し、その切断面を車両側方から見た拡大縦断面図である。図４は、図３に示したカウル構造１０を車両前方側から車両後方側に向かって斜め方向から見た斜視図である。この図３および図４で示すように、本実施形態に係るカウル構造１０は、カウルトップアウタ１１と、カウルトップインナ１２と、カウルブレース１３とを、主要部として構成されている。

カウルトップアウタ１１は、フロントウインドシールドガラス３の下端部３Ａに沿って車両幅方向に延設されており、フロントウインドシールドガラス３の下端部３Ａ付近を支持する。詳述すると、カウルトップアウタ１１は、車両上方向が凸となる断面が略ハット形状のアウタ本体１１Ｂと、アウタ本体１１Ｂの前端部から車両前方斜め下へ屈曲して延びる略平板状の前側フランジ部１１Ｆと、アウタ本体１１Ｂの後端部から車両後方向へ屈曲して延びる略平板状の後側フランジ部１１Ｒと、によって構成されている。カウルトップアウタ１１は、アウタ本体１１Ｂの凸部平面がフロントウインドシールドガラス３のガラス面に沿って平行となるように、フロントウインドシールドガラス３の下側に配置されている。アウタ本体１１Ｂの凸部の上面は、フロントウインドシールドガラス３のガラス内面と接着剤３０で固着されている。

カウルトップインナ１２は、カウルトップアウタ１１の車両下方側に車両幅方向に延設されている。詳述すると、カウルトップインナ１２は、カウルトップアウタ１１の後側フランジ部１１Ｒに接合される略平板状の後側フランジ部１２Ｒと、後側フランジ部１２Ｒの前端部から車両前方斜め下へ屈曲して延びる略平板状のインナ本体１２Ｂと、インナ本体１２Ｂの下端部から車両前方斜め下へ屈曲して延びる車両上方向へ突出した略Ｌ字形状の中間部１２Ｍと、中間部１２Ｍの前端部から車両前方へ屈曲して延びる略平板状の前側フランジ部１２Ｆと、によって構成されている。

また、カウルトップインナ１２の車両下方側には、車両幅方向にカウルクロス１４が延設されている。このカウルクロス１４は、カウルトップインナ１２のインナ本体１２Ｂと前側フランジ部１２Ｆとにそれぞれ平行な前後のフランジ部を有しており、この前後のフランジ部がインナ本体１２Ｂと前側フランジ部１２Ｆとにそれぞれ接合されている。この接合により、カウルトップインナ１２とカウルクロス１４とによって、車両側面視で閉じた断面構造（図３の閉断面部２２）が形成される。

上述したカウルトップアウタ１１の後側フランジ部１１Ｒにおける車両下側の面と、カウルトップインナ１２の後側フランジ部１２Ｒにおける車両上側の面との接合は、スポット溶接などによって行われる。また、カウルトップインナ１２のインナ本体１２Ｂおよび前側フランジ部１２Ｆにおける車両下側の面と、カウルクロス１４における車両上側の面との接合は、スポット溶接などによって行われる。

カウルブレース１３は、少なくとも車両幅方向の中央を含む位置に配設されており、カウルトップアウタ１１とカウルトップインナ１２とを繋げるように接合されている。この接合により、カウルトップアウタ１１、カウルトップインナ１２、およびカウルブレース１３によって、車両側面視で閉じた断面構造（図３の閉断面部２１）が形成される。車両幅方向の中央位置がフロントウインドシールドガラス３の振動振幅が最も大きく現れる振幅の腹（断面変形量Ｗ＝０）に相当する。この理由から、本実施形態では、少なくとも車両幅方向の中央を含む位置に唯一のカウルブレース１３を配設している。フロントウインドシールドガラス３は、カウルトップアウタ１１を介在して、カウルトップインナ１２およびカウルブレース１３によって支持されている。

図３および図４に示すように、カウルブレース１３は、上側フランジ部１３Ｔと、下側フランジ部１３Ｄと、ブレース本体１３Ｂとを含んで構成され、右側断面が略「逆Ｚ」の字状に形成されている。詳述すると、カウルブレース１３は、カウルトップアウタ１１のアウタ本体１１Ｂと平行に配置されてアウタ本体１１Ｂに接合される上側フランジ部１３Ｔと、上側フランジ部１３Ｔの前端部から車両下方向へ屈曲して真直ぐに延びるブレース本体１３Ｂと、ブレース本体１３Ｂの下端部から車両前方斜め下へ屈曲してカウルトップインナ１２のインナ本体１２Ｂと平行に延びてインナ本体１２Ｂに接合される下側フランジ部１３Ｄと、によって構成されている。

上述したカウルトップアウタ１１のアウタ本体１１Ｂにおける車両下側の面と、カウルブレース１３の上側フランジ部１３Ｔにおける車両上側の面との接合は、スポット溶接などによって行われる。また、カウルトップインナ１２のインナ本体１２Ｂにおける下端部付近の車両前側（上側）の面と、カウルブレース１３の下側フランジ部１３Ｄにおける車両後側（下側）の面との接合は、スポット溶接などによって行われる。溶接箇所の一例を、図４において×印で示している。図４の例では、それぞれ３箇所で接合されている。

［カウルブレースの特徴］
本実施形態のカウルブレース１３が備える特徴を、カウルブレース１３の単体斜視図である図５を参照して説明する。

カウルブレース１３のブレース本体１３Ｂは、車両幅方向に幅ｗ１および車両上下方向に長さｈを有し、直線的な略平板の形状をしている。そして、このブレース本体１３Ｂには、車両幅方向に並列に離間して配置した幅ｗ２の脚部１３ｘが複数形成されている。つまり、ブレース本体１３Ｂは、この複数の脚部１３ｘによって、上側フランジ部１３Ｔと下側フランジ部１３Ｄとを屈曲部を設けることなく真直ぐに接合している。

なお、図５の例では複数の脚部１３ｘが３つである場合を示したが、脚部１３ｘの数はこれに限るものではない。また、図５に示した突部１３ｙは、組み付け時にカウルブレース１３を位置決めするために用いられる。

ブレース本体１３Ｂの幅ｗ１は、車両１に要求されるフロントウインドシールドガラス３の支持剛性に基づいて設定される。幅ｗ１が大きいほど、ブレース本体１３Ｂによるフロントウインドシールドガラス３の支持剛性が強くなり、ＮＶ性能が向上する。

一方、脚部１３ｘの幅ｗ２は、車両１に要求されるカウルに衝突荷重が入力された時に生じさせる曲げ変形に基づいて設定される。幅ｗ２が小さいほど、曲げ変形が生じ易くなり、歩行者保護性能が向上する。具体的には、脚部１３ｘの幅ｗ２は、フロントウインドシールドガラス３にインパクターが衝突してカウル構造１０に対して車両下方側への衝突荷重が与えられた時に、脚部１３ｘに曲げ変形が生じるサイズに設定される。

また、図３に示すように、フロントウインドシールドガラス３の傾斜方向とブレース本体１３Ｂの傾斜方向との関係は、例えば次の関係とすることができる。

まず、インパクターによって衝突荷重が与えられる方向（図３の実線矢印）と車両前方向とのなす角度αが、フロントウインドシールドガラス３に直交する方向（図３の点線）と車両前方向とのなす角度βよりも大きい場合（図３の例）である。この場合、カウルブレース１３のブレース本体１３Ｂの車両前方向からの傾斜（図３の一点鎖線）を、角度αよりも角度γだけ大きい角度「α＋γ」に設定する。例えば、角度αが６５°および角度βが６０°のときに角度γが５度であれば、ブレース本体１３Ｂの傾斜角度は７０°となる。この設定では、カウルブレース１３に衝突荷重が与えられたとき、車両前方向に複数の脚部１３ｘの曲げ変形が生じ易くなる。

次に、インパクターによって衝突荷重が与えられる方向（図３の実線矢印）と車両前方向とのなす角度αが、フロントウインドシールドガラス３に直交する方向（図３の点線）と車両前方向とのなす角度βよりも小さい場合（図示せず）である。この場合、カウルブレース１３のブレース本体１３Ｂの傾斜（図３の一点鎖線）を、フロントウインドシールドガラス３に直交する方向と同じにする、つまりブレース本体１３Ｂの車両前方向からの傾斜角度を角度βとする。例えば、角度αが６５°および角度βが７０°であれば、ブレース本体１３Ｂの傾斜角度は７０°となる。この設定では、フロントウインドシールドガラス３の振動抑制を向上させることができる。

また、例えばカウルブレース１３の下側フランジ部１３Ｄの傾斜を、フロントウインドシールドガラス３に直交する方向（図３の点線）にできるだけ近づかせて設定してもよい。このように設定すれば、フロントウインドシールドガラス３の振動時にカウルブレース１３に与えられる応力を、下側フランジ部１３Ｄが可能な限りせん断方向で受けることができる。

［実施形態による作用および効果］
上述した本実施形態のカウル構造１０では、カウルブレース１３が、カウルトップアウタ１１およびカウルトップインナ１２と共に車両側面視で閉じた断面構造（閉断面部２１）を形成する。これにより、カウル構造１０によるフロントウインドシールドガラス３の支持剛性が強くなる。よって、本実施形態のカウル構造１０は、閉断面部を持たないカウル構造に比べて、フロントウインドシールドガラス３の車両上下方向に生じる振動を抑制することができる。

また、本実施形態のカウル構造１０では、カウルブレース１３を、少なくとも車両幅方向の中央を含む位置に唯一配設している。車両幅方向の中央位置は、フロントウインドシールドガラス３の振動振幅が最も大きく現れる振幅の腹に相当する。これにより、少なくとも車両幅方向の中央を含む位置だけにカウルブレース１３を配設したカウル構造１０でフロントウインドシールドガラス３を支持すれば、フロントウインドシールドガラス３の振動を抑えることができる。よって、本実施形態のカウル構造１０は、カウルブレースを車両幅方向に離間させて複数配置させたカウル構造に比べて、フロントウインドシールドガラス３の車両上下方向に生じる振動を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のカウル構造１０では、カウルブレース１３における屈曲部を持たない略平板のブレース本体１３Ｂが、上側フランジ部１３Ｔおよび下側フランジ部１３Ｄを介して、カウルトップアウタ１１とカウルトップインナ１２とを直線的に接合している。これにより、ブレース本体１３Ｂにおいて振動に対して脆弱な箇所をなくすことができる。よって、本実施形態のカウル構造１０は、ブレース本体に屈曲部を設けたカウル構造に比べて、フロントウインドシールドガラス３の車両上下方向に生じる振動を抑制することができる。

特に、本実施形態のカウル構造１０では、インパクター衝撃が入力される方向のなす角度αが、フロントウインドシールドガラス３の直交方向のなす角度βよりも小さい場合に、ブレース本体１３Ｂの傾斜角度を角度βに設定する。これにより、フロントウインドシールドガラス３の車両上下方向に生じる振動を、ブレース本体１３Ｂで効率的に抑制することができる。

さらに、本実施形態のカウル構造１０では、カウルブレース１３におけるブレース本体１３Ｂの形状を、屈曲部がない真直ぐな複数の脚部１３ｘを車両幅方向に並列に離間して配置した形状とし、上側フランジ部１３Ｔと下側フランジ部１３Ｄとを複数の脚部１３ｘで接合している。これにより、カウル構造１０に衝突荷重が入力された時にブレース本体１３Ｂの曲げ変形が生じ易くなる。よって、本実施形態のカウル構造１０は、ブレース本体に複数の脚部を設けないまたは屈曲部を設けたカウル構造と同様に、衝突時に受けるエネルギーを効率的に吸収して歩行者を保護することができる。

特に、本実施形態のカウル構造１０では、図３に示すように、インパクター衝撃が入力される方向のなす角度αが、フロントウインドシールドガラス３の直交方向のなす角度βよりも大きい場合に、ブレース本体１３Ｂの傾斜角度を角度αよりも角度γだけ大きい角度「α＋γ」に設定する。これにより、図６および図７に示すように、カウルブレース１３に衝突荷重が与えられたとき、車両前方向に複数の脚部１３ｘの曲げ変形が生じ易くなる。

このように、本発明の車両用カウル構造によれば、ＮＶ性能の確保と歩行者保護性能の確保とを両立させることができる。

本発明の車両用カウル構造は、歩行者保護性能とＮＶ性能とを両立させたい場合などに有用である。

１ 車両
２ フロントフード
３ フロントウインドシールドガラス
１０ カウル構造
１１ カウルトップアウタ
１１Ｂ アウタ本体
１１Ｆ、１２Ｆ 前側フランジ部
１１Ｒ、１２Ｒ 後側フランジ部
１２ カウルトップインナ
１２Ｂ インナ本体
１２Ｍ 中間部
１３ カウルブレース
１３Ｂ ブレース本体
１３ｘ 脚部
１３Ｔ 上側フランジ部
１３Ｄ 下側フランジ部
１４ カウルクロス
３０ 接着剤

Claims (1)

1. フロントウインドシールドガラスの下端部に沿って車両幅方向に延設され、フロントウインドシールドガラスの下端部付近を支持するカウルトップアウタと、
   前記カウルトップアウタの車両下方側に車両幅方向に沿って延設されると共に、車両後方側で前記カウルトップアウタと接合されるカウルトップインナと、
   前記カウルトップインナの車両前方側に配設され、少なくとも車両幅方向の中央を含む位置で車両上下方向に前記カウルトップアウタと前記カウルトップインナとに接合され、前記カウルトップアウタと前記カウルトップインナとで閉断面部を形成するカウルブレースとを備え、
   前記カウルブレースは、
   前記カウルトップアウタに接合される上側フランジ部、
   前記カウルトップインナに接合される下側フランジ部、および
   車両幅方向に離間して並設され、かつ、前記上側フランジ部と前記下側フランジ部とを直線的に接合する複数の脚部を含む、ブレース本体で構成される、
   車両用カウル構造。

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