JP4432884B2

JP4432884B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP4432884B2
Application number: JP2005337049A
Authority: JP
Inventors: 顕秀中川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: JP2007137367A

Description

本発明は、ダッシュパネルとカウルパネルとフロントピラーとを備えた車体前部構造に関する。

フロントウインドシールドガラスの下部に衝突した衝突物（障害物）を保護するために、障害物の衝撃吸収ストロークを確保するためのフロントウインドシールドガラス下部の支持構造（カウル部の構造）が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３８１６０号公報

しかしながら、カウル部においては、衝突物の保護性能等の要求性能と、設計（意匠選択の）自由度との両立が困難であり、この点に改善の余地があった。

本発明は、上記事実を考慮して、他の要求性能を維持しつつ設計自由度を向上することができる車体前部構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車体前部構造は、車室と該車室前方に位置する空間とを仕切るダッシュパネルと、前記ダッシュパネルの上方で車幅方向の両側に位置するフロントピラー間を架け渡したカウル部材と、車両上下方向の上端側が下端側よりも車両前後方向の前側に位置する前傾姿勢で、前記ダッシュパネルの車両上下方向の上端部と前記カウル部材の車両上下方向の下端部とを車幅方向の両端部においてそれぞれ連結する連結部材と、を備え、前記カウル部材における前記フロントピラーに接合された部分であるピラー接合部及び前記カウル部材における前記連結部材に接合された部分がそれぞれ前記ダッシュパネルに対し車両前後方向の前側に位置すると共に、前記ピラー接合部は、該ピラー接合部における車両上下方向の上端が下端よりも車両前後方向の後側に位置するように後傾されることで、該ピラー接合部の車両上下方向の上端部が前記カウル部材における前記連結部材に接合された部分に対し車両前後方向の後側でかつ車両上下方向の上側に位置している。

請求項１記載の車体前部構造では、カウル部材とダッシュパネルとが少なくとも車幅方向端部においては連結部材を介して連結されるため、カウル部材の配置や形状に応じて連結部材の寸法形状を設定することができる。このため、ダッシュパネルに対するカウル部材の設計自由度が向上すると共に、該カウル部材が架け渡すフロントピラーの形状や配置に対する制約が少なくなる。

このように、請求項１記載の車体前部構造では、他の要求性能を維持しつつ設計自由度を向上することができる。これにより、例えば、共通のダッシュパネル（車台）を用いかつ他の要求性能を維持しつつ、各種意匠の車両を形成することが可能になる。

請求項２記載の発明に係る車体前部構造は、請求項１記載の車体前部構造において、前記連結部材は、車幅方向に分離して該車幅方向の両端側にそれぞれ設けられている。

請求項２記載の車体前部構造では、車幅方向に分離した一対の連結部材が車幅方向両端側にのみ位置するため、換言すれば、カウル部材がフロントピラーに結合される車幅方向端部にのみ連結部材を配置しているため、少ない材料（連結部材）で効果的に設計自由度を向上することができる。

請求項３記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２記載の車体前部構造において、前記カウル部材は、フロントピラー間又は一対の前記の連結部材間を架け渡す部分が車体上下方向に沿った立壁部とされている。

請求項３記載の車体前部構造では、カウル部に立壁部が設けられているため、該カウル部の所要の剛性（特に重力方向の剛性）を確保することができる。これにより、例えばカウル部の剛性を確保するために閉断面部に頼る必要がなくなり、所要の衝撃吸収性能が維持される。

以上説明したように本発明に係る車体前部構造は、他の要求性能を維持しつつ設計自由度を向上することができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る車体前部構造１０について、図１乃至図９に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨ、及び矢印ＬＨは、それぞれ車体前部構造１０が適用された自動車の前方向（進行方向）、上方向、右方向、及び左方向を示しており、以下単に上下前後右左を示す場合は上記各矢印方向に対応している。

図１には、車体前部構造１０が一部上下に分離された状態の斜視図が示されており。図２には、車体前部構造１０を車室側（後方）から見た斜視図が示されている。また、図３には、図２の３−３線に沿った断面を模式的に示した図が示されている。

これらの図に示される如く、車体前部構造１０は、ダッシュパネル１２を備えている。ダッシュパネル１２は、全体として車体上下方向及び車幅方向に延在する板状に形成されており、車室Ｃと該車室Ｃの前方に位置するエンジンルームＥとを仕切る隔壁部材とされている。ダッシュパネル１２は、その下部が車体骨格である図示しないフロントサイドメンバに結合され、その下後端がフロントサイドメンバの後部に下方から支持されたフロアパネルの前端に接合されている。

ダッシュパネル１２の上方には、カウル部材としてのカウルアセンブリ１４が配設されている。カウルアセンブリ１４は、それぞれ車幅方向において略全長に亘り延在するカウルアウタパネル１６及びカウルインナパネル１８と、これらの車幅方向両端にそれぞれ一体的に設けられた左右一対のフードヒンジ取付部２０とを主要構成要素としている。カウルインナパネル１８は、主に車体上下方向及び車幅方向に延在する板状に形成され、本発明における立壁部に相当する。左右一対のフードヒンジ取付部２０は、カウルインナパネル１８から前方に突設されている。

また、車体前部構造は、車幅方向両端に位置する車体立骨格部材である左右一対のフロントピラー２２を備えている。このフロントピラー２２を構成するサイドアウタパネル２４は、ダッシュパネル１２、カウルアセンブリ１４によってそれぞれ車幅方向に架け渡されている。図２に車体右側部分のみ示される如く、サイドアウタパネル２４におけるカウルアセンブリ１４設置部位よりも下側部分の前縁部は、ダッシュパネル１２の車幅方向外縁に形成されたピラー接合片１２Ａがスポット溶接等にて接合されている。車体左側は、図２に示す右側部分と対称に構成されている。

なお、サイドアウタパネル２４とカウルアセンブリ１４との接合については後述する。また、左右のフロントピラー２２におけるカウルアセンブリ１４よりも上方に位置するフロントピラーアッパ２２Ａは、それぞれ後傾して上端が図示しないルーフサイドレールに連結されており、それぞれフロントウインドシールドガラス２６の車幅方向端部を支持するようになっている。

図１は、カウルアセンブリ１４をダッシュパネル１２、左右のフロントピラー２２から分離した状態、換言すれば、カウルアセンブリ１４の組付前の状態を示している。この図１に示される如く、ダッシュパネル１２の上端における車幅方向の両端には、それぞれカウルアセンブリ１４をダッシュパネル１２に連結するための連結部材としてのダッシュアッパパネル２８が設けられている。

左右一対のダッシュアッパパネル２８は、それぞれダッシュパネル１２とは別体とされ、該ダッシュパネル１２にスポット溶接や締結等の接合手段によって接合されている。左右のダッシュアッパパネル２８は、車幅方向中心線に対し対称に形成されるので、以下、主に一方（単数形で）のダッシュアッパパネル２８について説明する。

ダッシュアッパパネル２８は、カウルアセンブリ１４を連結するための連結部３０と、連結部３０の下縁から前方に延設され後述するカウルフロント３６を支持するためのカウルフロント支持部３２とが一体に形成されている。連結部３０は、正面視で、下辺が車幅方向に略水平とされると共に上辺が車幅方向外側で内側よりも高位となるように傾斜され、かつ車幅方向外側の辺がフロントピラー２２（車体上下）に沿った略三角形状に形成された主面部３０Ａを有する。

そして、この実施形態では、図３に示される如く、主面部３０Ａは前傾しており、その下辺から前下方に全長（車幅方向の全長）に亘り張り出したダッシュ接合片３０Ｂは、ダッシュパネル１２の上縁から後上方に張り出したアッパ接合辺１２Ｂ上にスポット溶接等にて接合（固着）されている。カウルフロント支持部３２は、ダッシュ接合片３０Ｂに連続して前方に延設されている。

また、連結部３０の主面部３０Ａにおける上記傾斜した上辺からは、カウル接合辺３０Ｃが全長に亘り後上方に張り出している。また、図２に示される如く、主面部３０Ａの車幅方向外側に延設されたピラー接合片３０Ｄは、サイドアウタパネル２４の前面２４Ａに接合されている。

さらに、図１に示される如く、サイドアウタパネル２４におけるピラー接合片３０Ｄとの接合部位の上側には、平面視で車体前後方に延在すると共に前方及び上方を向く傾斜面であるカウル接合面２４Ｂが形成されている。カウル接合面２４Ｂの前下縁はピラー接合片３０Ｄの上端位置にほぼ一致している。カウル接合面２４Ｂの前下縁の車幅方向内側には、該車幅方向に延びるカウル接合辺３０Ｃがカウル接合面２４Ｂとで平面視で「く」字状を成すように位置しており、カウル接合面２４Ｂとカウル接合辺３０Ｃとは異なる面に沿って（同一平面に沿わないように）立体的に配置されている。

また、ダッシュパネル１２の上縁における左右のアッパ接合辺１２Ｂの間には、該左右のアッパ接合辺１２Ｂに連続してカウル接合片１２Ｃが形成されている。カウル接合片１２Ｃは、アッパ接合辺１２Ｂと同様にダッシュパネル１２の上縁から後上方に張り出している。

一方、図４に拡大して示す如く、カウルアセンブリ１４を構成するカウルインナパネル１８には、サイドアウタパネル２４のカウル接合面２４Ｂに接合されるピラー接合部１８Ａ、ダッシュアッパパネル２８（連結部３０）のカウル接合辺３０Ｃに接合されるアッパパネル接合部１８Ｂ、ダッシュパネル１２のカウル接合片１２Ｃに接合されるダッシュ接合片１８Ｃが形成されている。ピラー接合部１８Ａ、アッパパネル接合部１８Ｂは、図４にハッチングを施した裏面側に形成されている。図示は省略するが、カウルインナパネル１８の左側も同様に構成されている。

そして、カウルアセンブリ１４を構成するカウルインナパネル１８は、図２及び図３に示される如く、ピラー接合部１８Ａがサイドアウタパネル２４のカウル接合面２４Ｂに、アッパパネル接合部１８Ｂがダッシュアッパパネル２８のカウル接合辺３０Ｃに、ダッシュ接合片１８Ｃがダッシュパネル１２のカウル接合片１２Ｃにそれぞれスポット溶接等によって接合されている。

これにより、カウルインナパネル１８は、車幅方向中央部においてダッシュパネル１２に直接的に接合されると共に、車幅方向両端においてダッシュアッパパネル２８を介してダッシュパネル１２に連結されている。また、カウルインナパネル１８は、その上部においてサイドアウタパネル２４に直接的に接合されると共に、上下方向中央部から下部にかけてダッシュアッパパネル２８を介してサイドアウタパネル２４に連結されている。

図３に示される如く、この実施形態では、上記の通りダッシュアッパパネル２８の連結部３０が前傾しているため、ダッシュパネル１２（ダッシュ接合片３０Ｂ）に対しカウルインナパネル１８の下端（カウル接合辺３０Ｃ）が前方に位置している。換言すれば、カウルインナパネル１８の下端は、ダッシュパネル１２の前後位置を示す基準線Ｌｂよりも前方に位置している。

また、図３に示される如く、サイドアウタパネル２４のカウル接合面２４Ｂは、後傾して上端が下端よりも後方に位置しており、カウルアセンブリ１４を上方から鉛直方向に降下させて組み付けることができるようになっている。そして、この実施形態では、カウル接合面２４Ｂの上縁２４Ｃすなわちフロントピラーアッパ２２Ａの基端は、基準線Ｌｂすなわちダッシュパネル１２よりも前方に位置している。

図５には、車体前部構造１０の車幅方向中間部における側断面図が示されている。この図５及び図３に示される如く、カウルアウタパネル１６は、後端１６Ａがカウルインナパネル１８の上縁から後上方に張り出した上フランジ１８Ｄに接合されており、自由端とされた前端の近傍がフロントウインドシールドガラス２６の前下端部２６Ａが接着等によって固着されたガラス支持部１６Ｂとされている。したがって、カウルアセンブリ１４は、フロントウインドシールドガラス２６の前下端部２６Ａを下方から支持する機能を果たしている。

車体前部構造１０では、カウルアウタパネル１６の前端側が自由端とされることで、フロントウインドシールドガラス２６の前下端部２６Ａの近傍に衝突体が上方から衝突した場合に、カウルアセンブリ１４は、全体として下方にストロークしながらカウルアウタパネル１６とカウルインナパネル１８とが近接するように変形して衝撃を吸収するようになっている。詳細説明は省略するが、カウルアセンブリ１４の形状は、上記した衝撃吸収過程で、フロントウインドシールドガラス２６の中間膜を伸縮させないように設計されている。

この実施形態では、図１に示される如く、カウルアセンブリ１４は、カウルアウタパネル１６のガラス支持部１６Ｂ近傍部分と、カウルインナパネル１８のダッシュ接合片１８Ｃの上側部分とを連結して車幅方向に部分的に閉断面を形成するブレース３４を備えている。ブレース３４は、車幅方向に略等間隔で離間して複数（この実施形態では３つ）設けられている。

各ブレース３４は、フロントウインドシールドガラス２６のこもり音の原因となる周波数の振動を抑制するように構成されている。また、各ブレース３４は、上下方向中間部に１つ又は複数の屈曲部（折り目）３４Ａが形成されており、上記した如く衝突体が衝突した場合等の所定値以上の荷重が作用した場合には、複数の屈曲部３４Ａにおいて折れ曲がり、カウルアセンブリ１４の変形による衝撃吸収を妨げない構成とされている。各ブレース３４の設置有無や設置数、配置等は、フロントウインドシールドガラス２６支持系の振動特性に応じて決められる。

また、図５に示される如く、カウルアセンブリ１４にはカウルフロント３６が取り付けられて、エンジンルームＥの上後端に車室Ｃへの空気取り入れ用のカウルボックス（エアボックス）Ｂを構成している。カウルボックスＢの上側開口部は、図示しない空気取入口を有するカウルルーバ３８によって閉止されており、カウルルーバ３８（カウルフロント３６）の前端部は、ウェザストリップ４０を介してエンジンルームＥを閉止するエンジンフード４２の後端を支持するようになっている。

エンジンフード４２は、カウルアセンブリ１４に一体化された左右一対のフードヒンジ取付部２０にそれぞれ取り付けられた左右一対のフードヒンジ（図示省略）によって、後端側が車幅方向に沿う軸線廻りに回動可能に支持され、この回動によってエンジンルームＥを開閉するようになっている。左右のフロントピラー２２を車幅方向に架け渡すカウルアセンブリ１４に各フードヒンジ取付部２０が一体化された車体前部構造１０が適用された自動車は、エンジンフード４２の組付精度が高く、例えばエンジンフード４２とフロントフェンダ等の見切り間隔が一定である良好な意匠が得られる構成とされている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記構成の車体前部構造１０では、カウルアセンブリ１４をダッシュパネル１２に連結するダッシュアッパパネル２８を設けたため、ダッシュパネル１２よりも下側が共通化されたプラットホーム（アンダボディ）を用いて、カウルアセンブリ１４に要求される衝突体の保護性能、カウルアセンブリ１４としての剛性を維持しつつ、設計（意匠）の自由度を高めることができる。

具体的には、ダッシュアッパパネル２８をダッシュパネル１２とは別部材としたことで、ダッシュパネル１２よりも下側のプラットホームを共通化することができ、ダッシュアッパパネル２８の形状設定によって各種形状のカウルアセンブリ１４を組み付けることができる。また、カウルアセンブリ１４の形状や配置をダッシュアッパパネル２８の形状等によって変更し得るので、左右のフロントピラー２２、特にフロントピラーアッパ２２Ａの基端を任意の位置に設定することが可能になり、プラットホームの共通化を図りながら車体意匠の自由度が大きく高まる。

例えば、カウルアセンブリ１４の車幅方向両端が図５に示す車幅方向中央と同様にダッシュパネル１２に直接的に接合される構成では、カウルアセンブリ１４を上方から組付可能とするためには、図６に示される比較例であるカウル部９０の如く、車幅方向の両端においてサイドアウタパネル２４の前面２４Ａにおける上縁２４Ｃを、ダッシュパネル１２（基準線Ｌｂ）よりも後方に配置しなければならない制約が生じる。このため、フロントピラーアッパ２２Ａをダッシュパネル１２よりも後方に配置した意匠しか取り得ず、意匠選択の自由度が低い。

一方、ダッシュアッパパネル２８（連結部３０）を備えた車体前部構造１０では、図３の如くフロントピラーアッパ２２Ａの基端をダッシュパネル１２よりも前側に配置する構成が実現できた。また、ダッシュパネル１２（基準線Ｌｂ）に対するフロントピラーアッパ２２Ａの基端の位置は、連結部３０の角度や長さ等によって調節することができ、上記比較例のようにダッシュパネル１２よりも後方に配置する構成も取り得る。

また、車体前部構造１０では、カウルアセンブリ１４が立壁部としてのカウルインナパネル１８を備えるため、衝突体の保護性能と、カウルアセンブリ１４としての剛性確保との両立が図られている。例えば、図７に示す他の比較例では、カウル部１００は、カウルアウタ１０２とカウルインナ１０４とダッシュパネル１２から上方に延設されたダッシュアッパパネル１０６とで閉断面を構成することで、所要の剛性を確保している。このカウル部１００の構成では、衝突体の保護性能を確保することが困難である。逆に、衝突体の保護性能を確保するために、カウルアウタ１０２の立壁部１０２Ａを取り払った構造とした場合、所要の剛性を確保することが困難である。なお、このカウル部１００では、ダッシュパネル１２を含むプラットホームの共通化はできず、ダッシュアッパパネル１０６を除くカウル部１００をカウルアセンブリとして上方から組み付けることもできない。

一方、車体前部構造１０では、車体上下方向に延在すると共に左右のフロントピラー２２を架け渡した立壁部としてのカウルインナパネル１８を備えることで、上記の通り衝突体の保護性能を確保しつつ所要の剛性をも確保する構成が実現された。特に、カウルインナパネル１８の車幅方向両端は、ピラー接合部１８Ａとアッパパネル接合部１８Ｂとが異なる方向を向いて立体的に車体に固定されているため、カウルアセンブリ１４としての剛性を確保しやすくなる。これにより、例えば、カウルインナパネル１８を薄肉化して衝撃吸収性能の向上、軽量化等を図りつつ、カウルアセンブリ１４の取付剛性やフードヒンジ取付部２０の支持剛性を向上させる設計が容易になる。

さらに、車体前部構造１０では、ダッシュパネル１２とカウルアセンブリ１４とを連結するためのダッシュアッパパネル２８を左右に分離して車幅方向の両端にのみ設けたため、ダッシュパネル１２の共通化部分を増やすことができる。また、ダッシュアッパパネル２８の板厚や形状を調整することによって衝突体の保護性能やカウルアセンブリ１４の取付剛性等の他の要求性能を確保・向上等する構造とした場合、該調整部分を最小限にしながらダッシュアッパパネル２８の最適な板厚や形状を設定することができる。このため、他の要求性能の確保・向上を最小限のコスト、質量で実現することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車体前部構造１０では、他の要求性能を維持しつつ設計自由度を向上することができる。

なお、上記実施形態では、ダッシュアッパパネル２８がカウルフロント支持部３２を有す例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ダッシュアッパパネル２８を連結部３０のみで構成しても良い。

本発明の実施形態に係る車体前部構造を一部分離して示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車体前部構造を背面側から見た斜視図である。図２の３−３線に沿う断面を模式的に示す側断面図である。本発明の実施形態に係る車体前部構造の要部を拡大して示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車体前部構造の車幅方向中央における側断面図である。本発明の実施形態に対する比較例を示す側断面図である。本発明の実施形態に対する他の比較例を示す側断面図である。

符号の説明

１０車体前部構造
１２ダッシュパネル
１４カウルアセンブリ（カウル部材）
１８カウルインナパネル（立壁部）
１８Ｂアッパパネル接合部（連結部材接合部）
１８Ａピラー接合部
２２フロントピラー
２８ダッシュアッパパネル（連結部材）
Ｃ車室
Ｅエンジンルーム（車室前方の空間）

Claims

車室と該車室前方に位置する空間とを仕切るダッシュパネルと、
前記ダッシュパネルの上方で車幅方向の両側に位置するフロントピラー間を架け渡したカウル部材と、
車両上下方向の上端側が下端側よりも車両前後方向の前側に位置する前傾姿勢で、前記ダッシュパネルの車両上下方向の上端部と前記カウル部材の車両上下方向の下端部とを車幅方向の両端部においてそれぞれ連結する連結部材と、
を備え、
前記カウル部材における前記フロントピラーに接合された部分であるピラー接合部及び前記カウル部材における前記連結部材に接合された部分がそれぞれ前記ダッシュパネルに対し車両前後方向の前側に位置すると共に、
前記ピラー接合部は、該ピラー接合部における車両上下方向の上端が下端よりも車両前後方向の後側に位置するように後傾されることで、該ピラー接合部の車両上下方向の上端部が前記カウル部材における前記連結部材に接合された部分に対し車両前後方向の後側でかつ車両上下方向の上側に位置している車体前部構造。
前記連結部材は、車幅方向に分離して該車幅方向の両端側にそれぞれ設けられている請求項１記載の車体前部構造。
前記カウル部材は、フロントピラー間又は一対の前記の連結部材間を架け渡す部分が車体上下方向に沿った立壁部とされている請求項２記載の車体前部構造。