JP4214633B2

JP4214633B2 - 車両の前部車体構造

Info

Publication number: JP4214633B2
Application number: JP26335799A
Authority: JP
Inventors: 直浩今岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: JP2001080543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、車両の前部車体構造に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
車体の製造に際しては、複数の部品を順次組み合わせて車体を構成するが、その場合、材料の有効利用等の観点から、各部品をそれぞれ単一部材の一体形成品で構成する伝統的手法に代えて、該各部品を、複数の部材をその板面方向に接合した複合材で構成する技術が提案されている。例えば、特開平８−２４３７７０号公報には、車体側部の開口部分を上記複合材で構成する技術が示されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車体の構成部品の中には、部分的に強度性能を変化させることがその機能上有用なものもある。かかる場合、上掲公知例の如き「複合材による部品構成手法」は、有効な一つの手段であると考えられるものの、ここには「複数の部材で構成された部品の部分的な強度性能」という観点からの思想はなく、従ってこれを、部分的に強度性能を変化させることを必要とする部品の製造にそのまま適用することは困難であり、各部品のそれぞれに要求される強度性能を考慮した上での適用が要求される。
【０００５】
そこで本願発明では、車体構成部品のそれぞれに特有の強度的要求を満足させることで車体性能の向上を図り得るようにした車両の前部車体構造を提案することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として、車両の前部に位置して車幅方向に延びるカウルメンバーを、フロントガラスを支持するとともにワイパー回転軸が取り付けられるカウルアッパーパネルとダッシュロアパネルに支持されるカウルロアパネルとからなる閉断面構造とした車両の前部車体構造において、上記カウルアッパーパネルを、板厚の大きい厚肉部と板厚の小さい薄肉部とからなる複合材によって一体形成するとともに、上記ワイパー回転軸の取付部を上記薄肉部に設定したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【０００８】
本願発明にかかる車両の前部車体構造によれば、車両の前部に位置して車幅方向に延びるカウルメンバーを、フロントガラスを支持するとともにワイパー回転軸が取り付けられるカウルアッパーパネルとダッシュロアパネルに支持されるカウルロアパネルとからなる閉断面構造とした車両の前部車体構造において、上記カウルアッパーパネルを、板厚の大きい厚肉部と板厚の小さい薄肉部とからなる複合材によって一体形成し且つ上記ワイパー回転軸の取付部を上記薄肉部に設定しているので、該カウルアッパーパネルにおける上記ワイパー回転軸の取付部においては、その板厚が小さい分だけこれ以外の部分よりもその強度性能が低くなっている。
【０００９】
従って、例えば、車両の走行時における歩行者等との衝突において、該歩行者等がボンネット上に跳ね上げられて上記ワイパー回転軸部分に衝突したような場合、このワイパー回転軸部分はフロントガラスの表面を払拭するワイパーアームを支持する構造上から、その先端部分が車体表面上に突出しているため、この突出部分に歩行者等が衝突すると大きなダメージを受けることになるが、この発明のようにカウルアッパーパネルにおける上記ワイパー回転軸の取付部位を薄肉部としておくことで、該ワイパー回転軸部分への歩行者等の衝突時には、該薄肉部が適度に変形することでその衝撃力が効果的に吸収緩和され、上記歩行者等に与えるダメージが可及的に低減され、歩行者等の安全確保が図られることになる。
【００１０】
一方、上記カウルアッパーパネルの上記ワイパー回転軸取付部位以外の部分は厚肉部とされているので、該カウルアッパーパネル全体としての強度性能はその一部に上記薄肉部を設けたにも拘わらず依然として高く維持され、該カウルアッパーパネルにおけるフロントガラスの高い支持剛性が確保され、歩行者等の衝突時にカウルアッパーパネルが過度に変形してフロントガラスの破損とか離脱する等のことが未然に防止され、乗員の安全確保が図られることになる。
【００１１】
このように、この発明の車両の前部車体構造によれば、上記カウルメンバーの上記カウルアッパーパネルにおけるフロントガラスの適正な支持剛性を維持して乗員の保護性能を確保しつつ、ワイパー回転軸の取付部位における剛性を局部的に低減して歩行者等の保護性能を確保することができるものである。
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、本願発明にかかる車両の前部車体構造を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１３】
図１及び図２には、本願発明にかかる前部車体構造が適用される車両のカウル部分を示しており、同各図において符号１はカウルメンバー、符号４はダッシュアッパーパネル、符号５はダッシュロアパネル、符号６はフロントメンバー、符号９はフロントフレーム、符号１０はサイドパネル、符号１１はタイヤハウス、符号１２はサスペンションタワーである。
【００１４】
カウルメンバー１
上記カウルメンバー１は、カウルアッパーパネル２とカウルロアパネル３とによって略閉断面状に形成された剛性部材であって、車幅方向に向けて配置され、その両端部はそれぞれ車体両側部に位置する左右一対のフロントピラー１３，１３に接合されている。上記カウルアッパーパネル２は、その断面方向の略中央部に車幅方向へ延びるガラス支持部２ａを備えるとともに、該ガラス支持部２ａより車体前方寄りにおいて車幅方向に延びる前端部２ｂの二位置（具体的には、運転席寄りの端部近傍と車幅方向略中央部の二位置）にはそれぞれ回転軸取付孔１５，１５が設けられている。
【００１５】
さらに、この実施形態のものにおいては、板厚の異なる複数の板材をその板面方向に接合してなる複合材を素材とし、これにプレス加工を施すことで上記カウルアッパーパネル２を製作している。即ち、図１及び図４に示すように、上記カウルアッパーパネル２を、その長手方向（即ち、車幅方向）において、上記回転軸取付孔１５の近傍位置（図１において破線で区画した部位）とそれ以外の部位とに分け、該回転軸取付孔１５の近傍位置はこれを板厚の小さい薄肉部２Ｂとする一方、該回転軸取付孔１５の近傍位置以外の部位はこれを板厚の大きい厚肉部２Ａとしている。そして、この薄肉部２Ｂに設けられた上記回転軸取付孔１５には、図４に示すように、ワイパー回転軸２１がその先端部２１ａを上記カウルアッパーパネル２の表面上に突出させた状態で取り付けられ、且つこの突出した先端部２１ａ側にはワイパーアーム２２が装着されている。
【００１６】
フロントメンバー６
上記フロントメンバー６は、上記カウルメンバー１よりも車体前方寄り位置において車幅方向に向けて配置され、その左右両端がそれぞれ左右一対の上記サスペンションタワー１２，１２に接合されて該各サスペンションタワー１２，１２の内倒れ変形を防止することを主目的とするものであって、フロントプレート７とリヤプレート８とからなる略閉断面構造を有している。
【００１７】
そして、この実施形態のものにおいては、上記フロントメンバー６を構成する上記フロントプレート７とリヤプレート８を、共に、板厚の異なる複数の板材をその板面方向に接合してなる複合材を素材とし、これにプレス加工を施すことで得るようにしている。即ち、図３に示すように、上記各プレート７，８は、共に略「コ」字状の断面形状を有するが、その場合、該各プレート７，８の各縦壁面７ａ，８ａの板厚を、各横壁面７ｂ，８ｂの板厚よりも大きく設定している。従って、上記フロントメンバー６は、上下方向への曲げ変形に対しては高い断面性能をもち、横方向への曲げ変形に対しては低い断面性能をもつことになる。
【００１８】
ダッシュアッパーパネル４
上記ダッシュアッパーパネル４は、略「く」字状の断面形状をもつ板材で構成され、上記カウルメンバー１と上記フロントメンバー６とをこれらの下方側において接続した状態で、上記左右一対のサイドパネル１０，１０間に跨がって配置されている。
【００１９】
ダッシュロアパネル５
上記ダッシュロアパネル５は、図１及び図２に示すように、車幅方向に折曲線をもった略「く」字状の断面形状を有する板材で構成され、その上端縁５ａは上記ダッシュアッパーパネル４に、その下端縁５ｂはフロアパネルに、その左右両端縁５ｃ，５ｃは上記各サイドパネル１０，１０に、それぞれ接続されている。さらに、上記ダッシュロアパネル５の左右両端縁５ｃ，５ｃから適宜内側に入った位置の前面側（エンジンルーム側）には、上記各フロントフレーム９，９が対応しており、該ダッシュロアパネル５はこの部分において該各フロントフレーム９，９に接合されている。また、この実施形態の車両は右ハンドル車であって、上記ダッシュロアパネル５の右端寄り位置にはブラケット２５を介してブレーキペダル２４が取り付けられる。
【００２０】
ところで、上記ダッシュロアパネル５は、板厚の異なる複数の板材をその板面方向に接合してなる複合材を素材とし、これにプレス加工を施すことで製作されている。即ち、この実施形態においては、図２及び図６に示すように、上記ダッシュロアパネル５のうち、上記ブレーキペダル２４の取付位置近傍部位（具体的には、図２において斜線で囲んだ部位）はその板厚を大きくした厚肉部５Ｂとする一方、これ以外の部位はその板厚を小さくした薄肉部５Ａとしている。
【００２１】
尚、上記ダッシュロアパネル５の上記ダッシュアッパーパネル４に対する接合強度を高めるという観点においては、該ダッシュロアパネル５のうち、図２に示す境界仮想線Ｌよりも上端縁５ａ寄り部分を板厚の大きい厚肉部とすることが考えられる。
【００２２】
作用効果等
以上の如き前部車体構造を採用することで、各部材毎に以下のような特有の作用効果が得られものである。
【００２３】
カウルメンバー１における作用効果
上記カウルメンバー１においては、上述のように、これを構成する上記カウルロアパネル３を、板厚の大きい厚肉部２Ａと板厚の小さい薄肉部２Ｂとからなる複合材によって一体形成するとともに、この薄肉部２Ｂに上記ワイパー回転軸２１の取付部を設定している。従って、上記カウルアッパーパネル３においては、上記ワイパー回転軸２１の取付部はその板厚が小さい分だけ、これ以外の部分よりもその強度性能（剛性）が低くなっている。
【００２４】
このため、例えば、車両の走行時における歩行者等との衝突により該歩行者等がボンネット上に跳ね上げられて上記ワイパー回転軸２１部分に衝突したような場合には、図５に示すように、該ワイパー回転軸２１の取付部が薄肉部２Ｂであってその剛性が低いことから、該薄肉部２Ｂが適度に変形し、その衝撃力を効果的に吸収緩和することになり、その結果、上記歩行者等に与えるダメージが可及的に低減され、歩行者等の安全確保が図られるものである。
【００２５】
一方、上記カウルアッパーパネル３の上記ワイパー回転軸２１の取付部位以外の部分は厚肉部２Ａとされその剛性が高く維持されているので、該カウルアッパーパネル３全体としての剛性は、その一部に上記薄肉部２Ｂを設けたにも拘わらず依然として高く維持されている。このため、上記カウルアッパーパネル３における上記フロントガラス１４の支持剛性は良好に維持され、例えば歩行者等の衝突時に該カウルアッパーパネル３が過度に変形して該フロントガラスが破損するとか離脱する等のことが未然に防止され、乗員側の安全性が確保される。
【００２６】
即ち、この実施形態のカウルメンバー１においては、上記カウルロアパネル３を複合材で構成することで、該カウルアッパーパネル３におけるフロントガラス１４の適正な支持剛性を確保して乗員の保護性能を維持しつつ、ワイパー回転軸２１の取付部位における剛性を局部的に低減して歩行者等の保護性能を確保することができるものである。
【００２７】
フロントメンバー６における作用効果
上記フロントメンバー６においては、該フロントメンバー６を略閉断面形状とするとともに、車体前後方向に位置する縦壁面７ａ，８の板厚を車体上下方向に位置する横壁面７ｂ，８ｂの板厚よりも大きく設定しているので、上記左右のサスペンションタワー１２，１２の内倒れ変形に対して上記フロントメンバー６が高い支持剛性をもつことになり、該サスペンションタワー１２，１２の内倒れ変形が確実に防止されることになる。
【００２８】
一方、上記フロントメンバー６は、車体上下方向に位置する横壁面７ｂ，８ｂの板厚を小さくしているので、その車体前後方向における断面性能は低くなっている。このため、例えば、車両の正突時においてエンジンが後退して上記フロントメンバー６に衝突した場合、該フロントメンバー６が適度に撓曲変形することで衝突荷重が効果的に吸収緩和され、該フロントメンバー６の後方側に位置する上記カウルメンバー１への衝突荷重の入力が可及的に防止され、結果的に上記カウルメンバー１の変形による上記フロントガラス１４の支持剛性の低下が未然に防止され、延いては乗員の保護性能が確保されることになる。
【００２９】
即ち、このフロントメンバー６においては、該フロントメンバー６によって、サスペンションタワー１２，１２の内倒れに対する高い支持剛性を確保しつつ、車両の正突時には上記カウルメンバー１における上記フロントガラス１４に対する支持剛性を高水準に維持して乗員の保護性能を確保することができるものである。
【００３０】
ダッシュロアパネル５における作用効果
上記ダッシュロアパネル５においては、該ダッシュロアパネル５の上記フロントフレーム９との接合部近傍の車室内側にブレーキペダル２４を取り付けるとともに、該ブレーキペダル２４の取付部近傍の板厚を、これ以外の部位の板厚よりも大きく設定しているので、該ブレーキペダル２４の取付部近傍においては、その板厚が大きいことと、フロントフレーム９に接合され該フロントフレーム９によって支持されていることとの相乗的作用により、その剛性が高く維持されることになる。この結果、上記ブレーキペダル２４の踏込操作時にドライバーは高い剛性感を得ることができ、その制動の確実性、信頼性を体感することができる。
【００３１】
一方、車両の正突時においては、上記ブレーキペダル２４の取付部近傍の剛性が高いことから、衝突荷重を受けて上記ブレーキペダル２４が車室側、即ち、ドライバー側に後退するのが可及的に抑制され、後退したブレーキペダル２４との衝突によってドライバーが損傷を受けることが防止されることになる。
【００３２】
さらに、上記ブレーキペダル２４の取付部近傍以外の部位においてはその板厚が小さく設定されていることで、例えばダッシュロアパネル５全体の板厚を大きく設定する場合に比して、その軽量化が図れることになる。
【００３３】
即ち、この実施形態のダッシュロアパネル５においては、ブレーキペダル２４の操作時における剛性感と車両衝突時におけるブレーキペダル２４の後退変位の抑制とを確保しつつ、車体重量の軽量化が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明にかかる前部車体構造を備えた車両前部の要部斜視図である。
【図２】図１の矢印ＩＩ方向からの斜視図である
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図４の状態変化図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【符号の説明】
１はカウルメンバー、２はカウルアッパーパネル、２Ａは厚肉部、２Ｂは薄肉部、３はカウルロアパネル、４はダッシュアッパーパネル、５はダッシュロアパネル、５Ａは薄肉部、５Ｂは厚肉部、６はフロントメンバー、７はフロントプレート、８はリヤプレート、９はフロントフレーム、１０はサイドパネル、１１はタイヤハウス、１２はサスペンションタワー、１３はフロントピラー、１４はフロントガラス、１５は回転軸取付孔、２１はワイパー回転軸、２２はワイパーアーム、２４はブレーキペダル、２５はブラケットである。

Claims

車両の前部に位置して車幅方向に延びるカウルメンバーを、フロントガラスを支持するとともにワイパー回転軸が取り付けられるカウルアッパーパネルとダッシュロアパネルに支持されるカウルロアパネルとからなる閉断面構造とした車両の前部車体構造であって、
上記カウルアッパーパネルが、板厚の大きい厚肉部と板厚の小さい薄肉部とからなる複合材によって一体形成されるとともに、上記ワイパー回転軸の取付部が上記薄肉部に設定されていることを特徴とする車両の前部車体構造。