JP4329469B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部車体構造に関するものであり、具体的にはフロントウインドウの下部からその前方にかけて形成されるカウル部周辺の構造に関する。

従来、フロントウインドウの下部を形成するカウルパネルには、その後端にダッシュアッパパネルの一端が接続され、該ダッシュアッパパネルは、カウルパネルの下方を車両前方へ延び、前端部では車両上方へ延ばされている。このカウルパネルとダッシュアッパパネルとで、車両上方に開口を有するオープンカウル構造を形成している。

オープンカウル構造は、カウルパネル周辺を車室内空調用の空気を導くエアボックスとして利用できるため、近年の車両には多く用いられる構造である。

しかしながら、このオープンカウル構造は側面視で断面の一部に開口を有する開断面を持つ構造となるため、左右の車体、例えばホイールエプロンを連結する部材として用いるには剛性が不足してしまう問題があった。

そこで、この問題を解決するために、下記特許文献１に記載の様に、ダッシュアッパパネルの前端部に上方に延びる前壁部を形成し、ダッシュアッパパネルの上端部とダッシュロアパネルの前壁部とで車幅方向に延びる閉断面部材を形成することが考えられる。
実開昭６２−５８２６０号公報 この構成によれば、車幅方向に延びる閉断面部材を形成することにより、オープンカウル構造であっても、この構造を左右の車体間を連結する部材として用いることができるようになる。

一方、最近では、車両と歩行者が衝突した場合に、車両が歩行者に与える衝撃値を低減させる歩行者保護思想が注目されており、車両製造メーカーでは、この歩行者保護思想を取り入れた車両の設計がなされるようになってきている。

車両と歩行者が衝突した場合に特に問題となるのは、車両前部が歩行者に接触した後、その反動で歩行者の頭部が、エンジンルームの上方を覆うフードパネル上に載る際の、頭部に対する衝撃であることが知られている。

頭部に対する衝撃値を低減するためには、フードパネルの上方から荷重が加わった際には、フードパネルを車両下方へフードパネルを変形させ、荷重エネルギをフードパネルの変形で吸収する必要がある。すなわち、フードパネルの下方への変位を許容する構造としなければならない。

しかしながら、一般的なオープンカウル構造を有する車両では、フードパネル後端部において、ダッシュアッパパネルの前端部の上方へ延びた部分がフードパネル下方に位置することとなる。上方から荷重が加わると、フードパネルの下方への変位に伴い、フードパネルとダッシュアッパパネル前端部とが当接する。この際、従来のダッシュアッパパネルは、比較的板厚が大きい部材で構成されているため、車両上方からの荷重に対して変形し難く、結果としてフードパネルの下方への変位を妨げ、頭部に対する衝撃値を高くしてしまう問題がある。

更に、従来のダッシュアッパパネルの形状は、前端部が上方へ向かい略垂直に延びる構造となっているため、構造面からも車両上方からの荷重に対して強く、結果として頭部に対する衝撃値を更に高くしてしまう問題がある。

また、上記特許文献１の構造では、フードパネル後端部において、ダッシュアッパパネルとダッシュロアパネルからなる閉断面部材がフードパネル下方に位置することとなる。上方から荷重が加わると、フードパネルの下方への変位に伴い、車幅方向へ延びる閉断面部材とフードパネルとが当接する。この際、ダッシュアッパパネルは、ダッシュロアパネルと同様の、比較的板厚が大きい部材で構成されているため、フードパネルの下方への変位を妨げ、頭部に対する衝撃値を高くしてしまう問題がある。

更に、この剛性の高い閉断面部材の上端部は、車両上方へ向かい略垂直に延びているため、構造面からも車両上方からの荷重に対して非常に強いものとなっており、結果としてフードパネルの下方への変位を大きく妨げてしまう。そのため、頭部に対する衝撃値が更に高くなってしまう問題がある。

すなわち、オープンカウル構造を有する車両においては、フードパネル後端部において、頭部衝撃値が高くなってしまう問題があり、上記特許文献１の構造のように、車幅方向に延びる閉断面を形成すると、オープンカウル構造を左右の車体間を連結する部材として用いることができるが、フードパネル後端部において、頭部衝撃値が更に高くなってしまう問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、オープンカウル構造を有する車両においても、オープンカウル構造を左右の車体間を連結する部材として用いることを可能とする一方、歩行者保護に対応できる構造をも同時に実現可能なカウル周辺構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明においては以下の様な構成としてある。すなわち、本発明の第１の構成は、車室前部に設けられるダッシュロアパネルの上部で車幅方向へ延出されフロントウインドウの下部を形成するカウルパネルと、前記ダッシュロアパネルに結合されるとともに、一端が前記カウルパネルの車両後方部に連結され、他端が該カウルパネルの車両下方かつ前方へ延出されるダッシュアッパパネルと、前記ダッシュアッパパネルの車両前方部から車両上方かつ前方へ延出され、前記カウルパネルとの間で車両上方へ開口する開口部を形成するカウルクロスメンバと、前記カウルクロスメンバの上方から前方へ延出されるフードパネルとを備えた車両の前部車体構造において、前記カウルクロスメンバは、前記ダッシュアッパパネルに結合され、その車両前方部から車両上方かつ前方へ延出されて前記カウルクロスメンバの下部を形成するカウルクロスメンバロアと、該カウルクロスメンバロアから車両上方かつ前方へ延出されて前記カウルクロスメンバの上部を形成するカウルクロスメンバアッパとから構成され、該カウルクロスメンバアッパの後端部と前記カウルクロスメンバロアの上端部とは、両メンバ間で略車幅方向に延びる閉断面を形成するよう連結され、前記カウルクロスメンバアッパは、前記カウルクロスメンバロアに比して脆弱な部材で形成されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、ダッシュアッパパネルの前部にカウルクロスメンバを設け、該カウルクロスメンバをカウルクロスメンバアッパとカウルクロスメンバロアとで分割構成し、カウルクロスメンバアッパをカウルクロスメンバロアに比して脆弱な部材としたため、カウルクロスメンバアッパが、上方からの荷重によるフードパネルの下方への変形を妨げることがない。

更に、カウルクロスメンバアッパとカウルクロスメンバロアとの間で閉断面を形成することにより、カウルクロスメンバ上部をカウルクロスメンバロアに比して脆弱な部材で形成しても、カウルクロスメンバの剛性を確保できる。

すなわち、オープンカウル構造を有する車両であっても、歩行者に対する衝撃値を的確に低減できる構造を実現できる一方、オープンカウル構造を左右の車体間を連結する部材として用いることをも同時に実現できるものである。

更にまた、閉断面を境に脆弱なカウルクロスメンバアッパとより強いカウルクロスメンバロアとが連結されているため、脆弱なカウルクロスメンバアッパは、より強くしっかりしたカウルクロスメンバロアの上端部との境から変形することとなり、上方からの荷重によるカウルクロスメンバアッパの変形特性のコントロールがしやすくなり、歩行者との衝突に対し的確なエネルギ吸収を行うことをも実現できる。

カウルクロスメンバアッパが斜め上前方へ延びているため、上方からの荷重によるフードパネルの変形があった場合でも、その変形を受けてカウルクロスメンバアッパが下方へ変形しやすいため、上方からの荷重に対する衝撃吸収能を向上することができる。

本発明の第２の構成は、前記第１の構成において、前記カウルクロスメンバロアの上端部は逆Ｌ字形状に形成され、前記カウルクロスメンバアッパの後端部は略直線形状に形成されていて、前記カウルクロスメンバアッパの後端部と前記カウルクロスメンバロアの上端部とは、車両側面視略三角形状の閉断面を形成するよう連結されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、閉断面部の剛性が非常に高いこととから、カウルクロスメンバアッパとカウルクロスメンバロアとが結合されるフランジ部との間に大きな強度差が生まれるため、カウルクロスメンバアッパが上方からの荷重、例えばフードパネルからの荷重を受けた場合、カウルクロスメンバアッパは閉断面部の前端を起点に車両前方へ曲折することとなる。

これにより、上方からの荷重、例えば歩行者の頭部がフードパネルへ衝突した際の、カウルクロスメンバアッパの変形特性を予測設計しやすくなり、衝突時のエネルギ吸収を確実に行えるようになる。

本発明の第３の構成は、前記第１または第２の構成において、前記カウルクロスメンバアッパは、前記カウルクロスメンバロアに比してパネル厚を薄くすることにより脆弱な部材として形成されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、板厚を異ならせるだけで脆弱なカウルクロスメンバアッパを形成することができるため、第１または第２の構成の効果に加え、カウルクロスメンバアッパとカウルクロスメンバロアとを別材料とする場合に比べて、容易にカウルクロスメンバアッパをカウルクロスメンバロアに比して脆弱な部材とすることができる。

また、同一材料を用いることで、カウルクロスメンバアッパとカウルクロスメンバロアとを連結することに困難性が生じることがない。

本発明の第４の構成は、前記第１ないし第３のうちいずれか１つの構成において、前記カウルクロスメンバ間に形成された閉断面は、略左右車体側壁間にわたり略真直ぐに延びるよう形成されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、閉断面が左右車体間にわたり略真直ぐに通っているため、第１ないし第３の構成の効果に加え、バッテリなどの補機との干渉を避けるために閉断面を大きく曲折する場合に比して、直接かつ確実に左右車体間を連結することができ、確実なボディ補強ができる。

本発明の第５の構成は、前記閉断面は、サスペンションタワーの上方に配されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、閉断面がサスペンションタワーの上方に位置するよう構成されているため、第１ないし第４の構成の効果に加え、サスペンションタワーの車幅方向内方への内倒れを防止できるとともに、サスペンションの取り付け剛性をも高めることができる。

本発明の第６の構成は、前記ダッシュアッパパネルの車両前端部がサスペンションタワーに連結されていることを特徴とするものである。

上記の構成によれば、ダッシュアッパパネルの車両前端部がサスペンションタワーに連結されるため、第１ないし第４の構成の効果に加え、サスペンションタワーの車両前後方向への倒れを防止できるとともに、サスペンションの取り付け剛性をも高めることができる。

本発明によれば、オープンカウル構造を有する車両においても、オープンカウル構造を左右の車体間を連結する部材として用いることを可能とする一方、歩行者保護に対応できる構造をも同時に実現可能なカウル周辺構造を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明が適用された車両の前部車体構造を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す断面図、図３は要部の斜視図、図４は要部の拡大断面図である。

図１に示すように、本発明によるカウル周辺構造が適用された車両の前部車体構造では、カウルクロスメンバ１が、車両のエンジンルーム２の左右両側壁を構成する左右のホイールエプロン３を略車幅方向へ連結するよう、車両のサスペンション上部を固定しているサスペンションタワー４の上方に設けられている。

詳細には、カウルクロスメンバ１は、連結部材５を介してホイールエプロン３に結合されている。

ここで、サスペンションタワー４はホイールエプロン３及び車両前後方向に延びるフロントフレーム６に結合されている。

また、車両左側フロントフレーム６の上方には、車両電装品に電力を供給するためのバッテリ７を収容するバッテリケース８が配されている。

カウルクロスメンバ１は、その下部を形成するカウルクロスメンバロア９と、上部を形成するカウルクロスメンバアッパ１０とから構成されている。

図１では便宜上図示しなかったが、カウルクロスメンバ１の車両後方には、図２に示すように、フロントウインドウ１１が設けられ、このフロントウインドウ１１の下部は、カウル１２により支持されている。このカウル１２は、図１では便宜上図示しなかったが、その上部を形成するカウルアッパメンバ１３と、カウルロアメンバ１４とから形成され、車両側面視で閉断面構造をなすよう構成されている。フロントウインドウ１１は、カウルアッパメンバ１３の前部において接着剤１５を介して固定されている。

カウルアッパメンバ１３の後端部には、カウル１２より車両下方かつ前方へ延出されるダッシュアッパパネル１６が結合されている。該ダッシュアッパパネル１６の車両前後方向の略中間部には、車両下方へ延びてエンジンルーム２と車室とを隔てるダッシュロアパネル１７が結合されているとともに、その結合部より車両前方には、前記カウルクロスメンバ１の下部を形成するカウルクロスメンバロア９の下端部がボルト１８及びナット１９により結合されている。

また、ダッシュアッパパネル１６の前端部は、サスペンションタワー４の上部と連結されている。

カウルロアメンバ１４とダッシュアッパパネル１６、そしてカウルクロスメンバロア９とカウルクロスメンバアッパ１０とによって、車両側面視で開断面構造を有するオープンカウル構造を形成している。そのため、このカウル構造により形成された空間を車室内空調用の空気を導くエアボックスとして用いることができる。

カウルクロスメンバアッパ１０とフロントウインドウ１１との間に形成される開口部は、樹脂製のカウルグリル２０で覆われている。

カウルクロスメンバアッパ１０の上方には、エンジンルーム２を上方から覆うフードパネル２１が配されている。該フードパネル２１は、上方を形成するフードアウタパネル２２と、下方を形成するフードインナパネル２３とから構成されている。なお、フードパネル２１は、ホイールエプロン３の上部に設けられた図示しないフードヒンジによって、車体に対し開閉可能に固定されている。

フードインナパネル２３は、該カウルグリル２０の前端上部に設けられた弾性体からなるシール部材２４及びカウルグリル２０を介してカウルクロスメンバアッパ１０と当接している。

ここで、シール部材２４は、エンジンルーム２内に雨水や煤塵が入り込まないようにするために設けられているものである。

次に、図３及び図４を参照して更に詳細な説明を行っていく。図３及び図４は、カウルクロスメンバ周辺構造、具体的には、カウルクロスメンバアッパ１０及びカウルクロスメンバロア９の関係を中心に示した斜視図と断面図である。なお、図３では、便宜上カウルグリル２０及びカウルロアメンバ１４は省略してある。

ダッシュアッパパネル１６との連結部から延びたカウルクロスメンバロア９の上端部には、車両側面視略逆Ｌ字形状の隆起部２５が形成されており、その前端にはフランジ部２６が形成されている。略直線形状を有するカウルクロスメンバアッパ１０後端部は、該フランジ部２６と隆起部２５の後部とにおいて溶接により固定される。

これにより、カウルクロスメンバアッパ１０後端部とカウルクロスメンバロア９の隆起部２５との間で車両側面視略三角形状の閉断面部２７が形成されることとなる。

この閉断面部２７は、左右ホイールエプロン３の間を略車幅方向へ連結するよう車幅方向へ延出されているため、カウルクロスメンバ１の剛性を向上させることができ、ひいては車両前部の剛性を向上させることができる。

なお、この閉断面部２７は、図１に示すように、車幅方向へ略真直ぐに延出するよう構成されているため、バッテリ７などの補機の保守やレイアウト上の干渉防止のために車両後方へ大きく曲折させられる場合に比して、左右ホイールエプロン３間を直接かつ確実に連結することができ、車体の確実な剛性向上を図ることができる。

更に、カウルクロスメンバアッパ１０とカウルクロスメンバロア９とは、板厚が互いに相違するよう構成されている。より詳細には、カウルクロスメンバアッパ１０の板厚が、カウルクロスメンバロア９の板厚よりも薄い材料とされている。具体的には、カウルクロスメンバアッパ１０の板厚が約０．７ｍｍ、カウルクロスメンバロア９の板厚が約１．４ｍｍとされ、カウルクロスメンバアッパ１０の板厚はカウルクロスメンバロア９の板厚の約１／２となるよう設定されている。

これにより、カウルクロスメンバアッパ１０はカウルクロスメンバロア９に比して強度的に脆弱となり、図４の仮想線で示すように、上方からの荷重によりフードパネル２１が下方へ変位する際でも、カウルクロスメンバアッパ１０がフードパネル２１の下方への変位を妨げること無く、フードパネル２１と共に下方へ変位できるようになる。

従って、閉断面部２７による車両前部の剛性向上に加え、車体の上方からの荷重、例えば歩行者の頭部がフードパネル２１へ衝突した際の、衝突エネルギの吸収能を高め、歩行者の保護をも図ることができる。

また、カウルクロスメンバアッパ１０の板厚が、カウルクロスメンバロア９の板厚よりも薄いこととに加え、閉断面部２７の剛性が非常に高いこととから、カウルクロスメンバアッパ１０とカウルクロスメンバロア９とが結合されるフランジ部２６との間に大きな強度差が生まれるため、カウルクロスメンバアッパ１０が上方からの荷重、例えばフードパネル２１からの荷重を受けた場合、カウルクロスメンバアッパ１０は閉断面部２７の前端、つまりフランジ部２６を起点に車両前方へ曲折することとなる。

これにより、上方からの荷重、例えば歩行者の頭部がフードパネル２１へ衝突した際の、カウルクロスメンバアッパ１０の変形特性を予測設計しやすくなり、衝突時のエネルギ吸収を確実に行えるようになる。

更にまた、カウルクロスメンバアッパ１０は、車両側面視において、車両上下方向へ延びる軸に対し車両前方へ傾斜するよう構成されている。具体的には、本実施の形態では約８５度前方へ傾斜している。

これにより、上方からの荷重、例えば歩行者の頭部がフードパネル２１へ衝突した際でも、フードパネル２１が、カウルクロスメンバアッパ１０が略垂直上方へ延びている場合に比して、カウルクロスメンバアッパ１０を容易に変形させやすくなり、エネルギの吸収能を高めることができる。

更にまた、カウルクロスメンバアッパ１０及びカウルクロスメンバロア９は同一のスチール素材から形成されている。

これにより、カウルクロスメンバアッパ１０とカウルクロスメンバロア９とを別材料とする場合に生ずる可能性のある接合不具合、例えば溶接不具合を避けることができる。

更にまた、閉断面部２７は、図２に示すように、サスペンションタワー４の上方に位置するよう構成されているため、ホイールエプロン３を介してサスペンションタワー４の剛性を高めることができ、特にサスペンションタワー４の車幅方向内方、つまりエンジンルーム２側への内倒れを防止することができるとともに、サスペンション自体の取付け剛性をも高めることができる。

なお、カウルクロスメンバ１下端が連結されているダッシュアッパパネル１６は、図２に示すように、サスペンションタワー４の上方と連結されているため、カウルクロスメンバ１下端においてもダッシュアッパパネル１６を介してサスペンションタワー４の剛性を高めることができ、特にサスペンションタワー４の車両前後方向への倒れを防止できるとともに、サスペンション自体の取付け剛性をも高めることができる。

以上、本発明を好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでも無い。

例えば、カウルクロスメンバアッパ１０とカウルクロスメンバロア９との間で形成される閉断面部２７形状は、略逆三角形状でなくとも、略半円形状や多角形状であっても良い。

また、カウルクロスメンバアッパ１０をカウルクロスメンバロア９よりも脆弱に形成するために板厚を互いに相違させなくとも、形成される材料を、アルミニウムとスチールの組み合せのように、互いに相違させても良い。

本発明が適用された車両の前部車体構造を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 本発明が適用された車両の前部車体構造の要部を拡大した斜視図である。 本発明が適用された車両の前部車体構造の要部を拡大した断面図である。

符号の説明

１：カウルクロスメンバ
２：エンジンルーム
３：ホイールエプロン
４：サスペンションタワー
５：連結部材
６：フロントフレーム
７：バッテリ
８：バッテリケース
９：カウルクロスメンバロア
10：カウルクロスメンバアッパ
11：フロントウインドウ
12：カウル
13：カウルアッパメンバ
14：カウルロアメンバ
15：接着剤
16：ダッシュアッパパネル
17：ダッシュロアパネル
18：ボルト
19：ナット
20：カウルグリル
21：フードパネル
22：フードアウタパネル
23：フードインナパネル
24：シール部材
25：隆起部
26：フランジ部
27：閉断面部

Claims (6)

1. 車室前部に設けられるダッシュロアパネルの上部で車幅方向へ延出されフロントウインドウの下部を形成するカウルパネルと、
   前記ダッシュロアパネルに結合されるとともに、一端が前記カウルパネルの車両後方部に連結され、他端が該カウルパネルの車両下方かつ前方へ延出されるダッシュアッパパネルと、
   前記ダッシュアッパパネルの車両前方部から車両上方かつ前方へ延出され、前記カウルパネルとの間で車両上方へ開口する開口部を形成するカウルクロスメンバと、
   前記カウルクロスメンバの上方から前方へ延出されるフードパネルとを備えた車両の前部車体構造において、
   前記カウルクロスメンバは、
   前記ダッシュアッパパネルに結合され、その車両前方部から車両上方かつ前方へ延出されて前記カウルクロスメンバの下部を形成するカウルクロスメンバロアと、
   該カウルクロスメンバロアから車両上方かつ前方へ延出されて前記カウルクロスメンバの上部を形成するカウルクロスメンバアッパとから構成され、
   該カウルクロスメンバアッパの後端部と前記カウルクロスメンバロアの上端部とは、両メンバ間で略車幅方向に延びる閉断面を形成するよう連結され、
   前記カウルクロスメンバアッパは、前記カウルクロスメンバロアに比して脆弱な部材で形成されていることを特徴とする車両の前部車体構造。
2. 前記カウルクロスメンバロアの上端部は逆Ｌ字形状に形成され、
   前記カウルクロスメンバアッパの後端部は略直線形状に形成されていて、
   前記カウルクロスメンバアッパの後端部と前記カウルクロスメンバロアの上端部とは、車両側面視略三角形状の閉断面を形成するよう連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両の前部車体構造。
3. 前記カウルクロスメンバアッパは、前記カウルクロスメンバロアに比してパネル厚を薄くすることにより脆弱な部材として形成されていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の車両の前部車体構造。
4. 前記カウルクロスメンバ間に形成された閉断面は、略左右車体側壁間にわたり略真直ぐに延びるよう形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の前部車体構造。
5. 前記閉断面は、サスペンションタワーの上方に配されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両の前部車体構造。
6. 前記ダッシュアッパパネルの車両前端部がサスペンションタワーに連結されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両の前部車体構造。

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