JP4751863B2 - 自動車のカウルボックス構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のカウルボックス構造に関し、より詳細には、構造体の剛性を維持しつつ、外部から加わる力に対するの反力を低減させることができるカウルボックス構造に関するものである。

自動車のカウルボックス構造は、空調装置の外気導入部としての機能と、骨格部材としての機能とを有している。カウルボックス構造には、ウインドシールドガラスの下端が固定されることからも、カウルボックス構造には一定以上の剛性が要求されている。そのため、カウルボックスの構造を閉断面構造に形成し、ウインドシールドガラスを閉断面構造部に固定したものがある。

しかしながら、一方では車体外部からウインドシールドガラスの下端及びカウルボックス構造の近傍に入力される荷重に対して衝撃を吸収し、入力荷重に対する反力を低減することがカウルボックスに要求されている。そのため、カウルボックス構造におけるウインドシールドガラスの支持構造を車体骨格部材から突出した片持ち梁によって支持する構造としたものがある。

更に、カウルボックス構造の剛性と衝撃吸収性とを両立させるために、ウインドシールドガラスを車体骨格部材から突出した片持ち梁によって支持し、当該片持ち梁の先端部を車体骨格部材等に連結する脚部によって支持する構造としたものがある（例えば特許文献１）。
特開２００６−２１３２０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のカウルボックス構造では、ウインドシールドガラスの下端をエンジンルームの上方位置に配置する場合、当該ウインドシールドガラスを支持する片持ち梁部材の先端部と車体骨格部材との距離は大きくなり、この距離に応じて脚部が長くなる。そのため、所望の構造の剛性能力や衝撃吸収能力を両立することが難しいという課題がある。また、カウルボックス構造を構成する部材点数が多いという課題があり、また部材が大きくなるためコストが嵩むという課題がある。

本発明は、このような課題を鑑みなされたものであって、適当な剛性や衝撃吸収性を有し、且つ構造が簡潔な自動車のカウルボックス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、本発明に係る自動車のカウルボックス構造は、車幅方向に延在したダッシュボードアッパ（６）と、車幅方向に延在し、車両前後方向における後縁部を前記ダッシュボードアッパに固定され、当該ダッシュボードアッパとの固定部より車両前後方向において前方側かつ上方へと延び、ウインドシールドガラス（２）を支持するウインドシールドガラスサポート（８）と、車幅方向に延在し、車両前後方向における後縁部を前記ダッシュボードアッパの前縁部に固定され、当該ダッシュボードアッパとの固定部より車両前後方向における前方へと延びるダッシュボードアッパリッド（９）と、前記ウインドシールドガラスサポートの前縁部と前記ダッシュボードアッパリッドの前縁部とを連結する少なくとも１以上のステイ部材（１０）とを備え、前記ステイ部材は、車両前後方向における断面形状において円弧状の波形となるようにした。

また、前記ステイ部材は、車両前後方向における断面形状においてＳ字形であることが好ましい。

このように構成することで、ステイ部材は弾性変形が可能な支持部材となる。ウインドシールドガラスの下縁部近傍に車外から荷重が加わっていない通常時においては、ステイ部材はウインドシールドガラスサポートの前縁部を、ダッシュボードアッパリッドに対して固定支持し、ウインドシールドガラスの下縁部近傍に車外から荷重が加わった際には、ステイ部材が弾性変形可能であるため、ウインドシールドガラスサポート及びダッシュボードアッパリッドが変位して衝撃を吸収し、荷重に対して与える反力を低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るカウルボックスが適用された自動車を示す斜視図である。図２は、図１の矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿って見た断面図である。図３は、図２の矢印ＩＩＩ方向から見た斜視図であり、カウルトップ及びエンジンフードを取り除いてカウルボックス構造の内部が見えるようにしている。図４は、本発明の実施形態に係るカウルボックスに車外から荷重が加わった際のカウルボックスを示す断面図である。

図１に示すように、車体１は、ウインドシールドガラス２とエンジンフード３とを備え、ウインドシールドガラス２の車両前後方向における前方側の下端縁とエンジンフード３の車体前後方向における後方側の上端縁との間に車幅方向に延在するカウルボックス４を備えている。以下、車体前後方向における前方側及び後方側を、単に前方側及び後方側、或いは前及び後と記載する。また、ウインドシールドガラス２のためのワイパ装置５が基端をウインドシールドガラスの下端部に固定されて備えられている。

図２に示すように、車室空間とエンジンルームとを区画するダッシュボードロア６は、略鉛直方向に起立し、車幅方向に延在している。ダッシュボードロア６の上部には、車幅方向に延在して前方側へと突出しているダッシュボードアッパ７が設けられている。更に、ダッシュボードロア６の上部には、ダッシュボードロア６より前方側へと延出したウインドシールドガラス２を固定支持するウインドシールドガラスサポート８が設けられている。ダッシュボードアッパ７の前方側縁部には、ダッシュボードアッパリッド９の後方側縁部が固定されている。ダッシュボードアッパリッド９はダッシュボードアッパ７との固定部より前方側へと延出し、車幅方向に延在している。ウインドシールドガラスサポート８の前方側縁部とダッシュボードアッパリッド９の前方側縁部との間にはステイ部材１０が設けられている。また、ダッシュボードアッパリッド９の前方側縁部とウインドシールドガラスの下縁部との間には、カウルトップ１１が設けられている。

ウインドシールドガラスサポート８は、概して上に凸形の断面形状をしており、ダッシュボードロア６の上端部より上方へと起立した後、前方側へと延び、先端部においてウインドシールドガラス２と平行になるように、前方側、且つ下方側へと延びる傾斜部１２を備えている。傾斜部１２の先端部には、ステイ部材１０を取り付けるためのボルト通し孔１３が設けられている。ウインドシールドガラス２は、ウインドシールドガラス２の下縁部がウインドシールドガラスサポート８の傾斜部１２と防振材１４を介して当接することによってウインドシールドガラスサポート８に支持されている。防振材１４は、例えば防振ゴム（ダムラバー）であって良い。また、ウインドシールドガラス２の下縁部は接着剤１５によってウインドシールドガラスサポート８に固定されている。

ダッシュボードアッパ７及びダッシュボードアッパリッド９は、車体前後方向において所定の角度を有して後傾するように設けられている。すなわち、ダッシュボードアッパ７及びダッシュボードアッパリッド９は、カウルボックス構造内へと浸入した雨水等が後方へと流れるように水勾配を有している。ダッシュボードアッパ７及びダッシュボードアッパリッド９の後傾角度は、同一であっても良いし、或いはそれぞれ固有の角度を有していても良い。

ダッシュボードアッパリッド９は車幅方向に延びた形状をしており、車幅方向において中央部を頂点とし両側端にかけて下がるように傾斜している。ダッシュボードアッパリッド９は、後縁部に上方へと起立するフランジ部１６を有する。フランジ部１６には、複数個のボルト通し孔１７が形成されている。また、ダッシュボードアッパリッド９の前方側縁部には、ステイ部材１０を取り付けるためのボルト通し孔１８が設けられている。ダッシュボードアッパリッド９は、鋼板をプレス成形といった折曲成形により形成しても良く、また樹脂材料を射出成形により形成しても良い。また、ダッシュボードアッパリッド９は、カウルボックス内に浸入した水を車幅方向における両側部に誘導するために、上面に複数個の溝を有していても良い。

ダッシュボードアッパリッド９は、ダッシュボードアッパ７の前方側の先端部付近に取り付けられた係合部１９と、ボルト締結により固定されている。係合部１９は、例えば溶接によって固定されている。係合部１９は、前記ダッシュボードアッパリッド９のそれぞれのボルト通し孔１７と一致する位置にボルト通し孔２０を備え、係合部１９のボルト通し孔２０とダッシュボードアッパリッド９のボルト通し孔１８にはボルト２１が挿入されてナット２２がねじ止めされている。これにより、ダッシュボードアッパリッド９とダッシュボードアッパ７とが固定されている。

カウルトップ１１は、例えば樹脂性材料を射出成形することによって形成されており、可撓性を有する部材である。カウルトップ１１は車幅方向へと延在した形状をしている。図２に示すように、カウルトップ１１は、前方側縁部にダッシュボードアッパリッド９の前方側縁部と係合可能なクリップ部２３を有する。クリップ部２３は、ダッシュボードアッパリッド９の前方側縁部の車幅方向全域に亘って係合するように、カウルトップ１１の前方側縁部に車幅方向に連続して設けられている。また、クリップ部２３は、例えばゴムであるシーリング材２４を介してダッシュボードアッパリッド９と係合している。これにより、カウルトップ１１とダッシュボードアッパリッド９との接合部には、液密シールが形成されている。

カウルトップ１１は、クリップ部２３の係合部の背面より前方側上方へと突出した突起部２５を有する。突起部２５は、車幅方向に亘って延在し、エンジンフード３に取り付けられたウェザーストリップ２６と係合し、エンジンフードとの間に液密シールを形成している。

カウルトップ１１は、クリップ部２３の上方側の端部より上方へと延び、エンジンフード３の車体外面側とおおよそ同じ高さまで達すると、後方側上方へと延びて面２７を形成する。面２７は、エンジンフード３の車体外面側とおおよそ面一となっている。その後、カウルトップ１１は、面２７の後方側縁部より後方側下方へと延びて面２８を形成する。面２８には、外気をカウルボックス内へと取り込む通気孔２９が車幅方向の中央部に連続して設けられている。カウルトップ１１は、面２８の後方側縁部より、後方側上方へとウインドシールドガラス２と略平行に延びて面３０を形成している。面３０の後方側の縁部、すなわちカウルトップ１１の後方側縁部３１は、ウインドシールドガラス２と接触している。カウルトップ１１の後方側縁部３１はウインドシールドガラス２と密着してシールを形成している。また、面３０には、ワイパ装置５の基部をウインドシールドガラス２に取り付けるために孔が形成されている。

ステイ部材１０は、帯形状（短冊状）に形成された板部材であり、当該帯形状の長手方向断面形状は円弧状の波形を描くように形成されている。本実施形態では、ステイ部材１０の長手方向断面は、１つの山部３２と１つの谷部３３とを有する波形であるＳ字形状を呈している。

ステイ部材１０は、帯形状の長手方向における両端部のそれぞれにボルト通し孔３４Ａ・３４Ｂを備えている。ステイ部材１０は、ボルト通し孔３４Ａとウインドシールドガラスサポート８のボルト通し孔１３とが一致するように配置され、また、ボルト通し孔３４Ｂとダッシュボードアッパリッド９のボルト通し孔１８とが一致するように配置されている。ステイ部材１０のボルト通し孔３４Ａと、ウインドシールドガラスサポート８のボルト通し孔１３とにボルト３５Ａが挿入され、ナット３６Ａにねじ止めされている。これにより、ステイ部材１０と、ウインドシールドガラスサポート８とが固定されている。また、ステイ部材１０のボルト通し孔３４Ｂと、ダッシュボードアッパリッド９のボルト通し孔１８とにボルト３５Ｂが挿入され、ナット３６Ｂにねじ止めされている。これにより、ステイ部材１０と、ダッシュボードアッパリッド９とが固定されている。

ステイ部材１０は、例えば、鋼板を折曲成形して形成されている。ステイ部材１０の剛性は、鋼板の厚さ変更することにより調整することができる。なお、他の実施形態ではステイ部材１０は射出成形により形成された樹脂材料であっても良い。

以上のように構成することで、カウルボックス４は、ダッシュボードアッパ７と、ダッシュボードアッパリッド９と、ウインドシールドガラスサポート８と、ステイ部材１０とによって形成される閉断面構造を有するようになり、ステイ部材１０を有さない場合に比べてカウルボックス４の構造の剛性は向上する。

一方で、ステイ部材１０は、Ｓ字形といった波形に形成されているため、弾性変形が可能であり、カウルボックス４は柔軟性を有している。図４に示すように、車外からウインドシールドガラス２の下縁部近傍に荷重が入力された場合には、ステイ部材１０が変形可能であるため、ウインドシールドガラスサポート８やダッシュボードアッパリッド９は荷重に対して前縁部を変位させることができ、衝撃を吸収して荷重に対する反力を低減することができる。このときのウインドシールドガラスサポート８やダッシュボードアッパリッド９の前縁部の変位に対して、ステイ部材１０は伸張及び収縮することができるため、カウルボックス４の閉断面構造が破断することを防ぐことができる。なお、カウルトップもウインドシールドガラスサポート８やダッシュボードアッパリッド９の変位に対応して変形することができる。

カウルボックス４の剛性や衝撃吸収性は、ステイ部材１０の板厚を変更することで、容易に所望の適正値に調整することができる。また、ステイ部材１０は、簡潔な構造であり、且つボルト締めで着脱自在であるため製造時の作業性が良く、製造コストの削減も図ることができる。また、エンジンメンテナンス等を行うときにダッシュボードアッパリッド９と共にステイ部材１０を取り外すことができ作業性を向上させることができる。

ワイパ装置５の駆動によって発生する振動はウインドシールド２を介してカウルボックス構造に伝わる。そのときに、カウルボックスの構造を剛構造とした場合には、カウルボックス内での構造的に弱い一部に応力が集中して生じ、疲労クラックが発生する虞があった。本実施形態では、ステイ部材１０は波形の湾曲部（山部３２・谷部３３）を有するため、振動によりステイ部材１０に生じる応力が当該湾曲部３２・３３において分散され、長期間振動による応力を受けても疲労クラックの発生を低減することができる。湾曲部の曲率半径が大きいほど応力が分散されるため、本実施形態におけるＳ字形状は波数が多い波形に比べて曲率半径を大きく設定することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本実施形態では１つのステイ部材１０をカウルボックス４に設けたが、ステイ部材１０は複数個設けても良く、ステイ部材１０の個数によってカウルボックス４の構造特性を調整しても良い。また、上記したダッシュボードアッパリッドや、ステイ部材、ウインドシールドガラスサポート、ダッシュボードアッパ等の具体的形状は例示的なものであり本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係るカウルボックスが適用された自動車を示す斜視図である。 図１の矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿って見た断面図である。 図２の矢印ＩＩＩ方向から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るカウルボックスの変形形態を示す断面図である。

符号の説明

２ ウインドシールドガラス
３ エンジンフード
４ カウルボックス
５ ワイパ装置
６ ダッシュボードロア
７ ダッシュボードアッパ
８ ウインドシールドガラスサポート
９ ダッシュボードアッパリッド
１０ ステイ部材
１１ カウルトップ
３２ 山部
３３ 谷部

Claims (1)

1. 車幅方向に延在したダッシュボードアッパと、
   車幅方向に延在し、車両前後方向における後縁部を前記ダッシュボードアッパに固定され、当該ダッシュボードアッパとの固定部より車両前後方向において前方側かつ上方へと延び、ウインドシールドガラスを支持するウインドシールドガラスサポートと、
   車幅方向に延在し、車両前後方向における後縁部を前記ダッシュボードアッパの前縁部に固定され、当該ダッシュボードアッパとの固定部より車両前後方向における前方へと延びるダッシュボードアッパリッドと、
   帯形状に形成され、その長手方向における両端部において前記ウインドシールドガラスサポートの前縁部と前記ダッシュボードアッパリッドの前縁部とを連結する少なくとも１以上のステイ部材とを備え、
   前記ステイ部材は、その長手方向において山部および谷部を有するＳ字形に形成され、弾性変形することによって長手方向に伸縮可能であることを特徴とする自動車のカウルボックス構造。

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