JP4978147B2 - 自動車のカウルトップ構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のカウルトップ構造、特に防振・防音性能が良好で、かつ上方から衝突荷重が作用したときに効率よく潰れ変形して衝撃を吸収するカウルトップ構造に関する。

従来、自動車のカウルトップとして、歩行者の頭部や肩部などが上から当ったときに潰れ変形して衝撃を吸収するように開断面構造としたものがある（例えば、特許文献1参照。）。

特許文献1に記載のカウルトップは、上方が開放する断面ほぼＵ字形のカウルインナと、カウルインナの起立状の後面部（後壁）の上縁から前側へ棚状に張り出す小型のカウルアウタとで構成され、カウルアウタの上面にフロントガラスの下縁が固着支持されている。更に、上記カウルインナには、その起立状の前面部(前壁)および後面部の上下中間部にそれぞれ、断面ほぼＺ字状に屈曲形成された易変形部(衝撃力緩和部)が設けられ、上方から衝突荷重が作用したときに、上記前面部および後面部をそれぞれその易変形部よりも上部で変形させて衝撃を吸収するようにしている。

尚、特許文献１のカウルトップでは、カウルインナの底面部に沿って前後方向に補強部材が配置され、その前後両端が前面部および後面部の下部に結合されてカウルインナの下部を補強することが行なわれている。

また、従来の他の開断面構造のカウルトップとして、図3（Ａ），（Ｂ）に示すように、底面部２と、底面部2の後縁から起立する後面部３、および後面部３の上縁から前方へ延出する大型の上面部4とで前側が開放する前開き断面構造のカウルトップ１がある。上面部４にはフロントガラスＧの下縁が固着支持されている。更にカウルトップ１は、後面部3が前方へ突出する断面ほぼく字形に形成され、中間の屈曲部で上方からの衝突荷重で容易に潰れ変形可能な易変形部３３が構成されている。ところで、上記上方が開放した上開きのカウルトップでは易変形部を備えてはいるものの前後の起立部で衝突荷重を受けるから荷重に対する抗力が大きく、衝撃吸収性能については前開きカウルトップのほうが有利であると言える。

しかしながら一方において、前開きのカウルトップ１では、断面ほぼく字形の後面部３で大型の上面部４の後縁を支えるようにしているので、安定性がよいとは言えず、エンジン振動や走行振動の影響を受けやすく、かつ振動に伴う騒音が発生し、カウルトップが全体的に防振・防音性能が低いといった問題があった。

そこで、カウルトップ１には車幅方向の複数箇所に、底面部２の前縁と上面部４の前縁との間の開口部に上下方向に補強部材５Ａ(図３の仮想線で示す)を架けわたして防振・防音性能を向上することが考えられる。この場合、補強部材５Ａはカウルトップ１内へ突出する断面ほぼく字形で、上下中間の屈曲部を易変形部５０とした金属板を用いる。しかしながら補強部材５Ａは、カウルトップ１に振動防止効果を奏せしめるためには少なくともカウルトップ１の本体部とほぼ同じ厚さが必要であり、上方からの衝突荷重に対して抵抗となり、衝撃吸収性能を低下させる。
特開２００５−３４３３６９号公報

そこで本発明は、良好な防振・防音性能を維持し、かつ上方からの衝突荷重に対して、高い衝撃吸収性能を発揮する自動車のカウルトップ構造を実現することを課題としてなされたものである。

本発明は、自動車のフロントウィンドウ開口の下縁をなす車幅方向のカウルトップであって、ほぼ水平な底面部と、底面部の後縁から起立する後面部、および後面部の上縁から前方へ張り出す上面部とで前側を開放した開断面構造をなし、上記上面部でフロントウィンドウ開口のフロントガラスの下縁部を固着支持せしめ、上記後面部はその上下中間が前方へ突出する断面ほぼく字形に形成され、上下中間の屈曲部で上方から作用する衝突荷重により容易に潰れ変形可能な易変形部が構成された自動車のカウルトップ構造において、
上記後面部は上記底面部の後縁から前斜め上方へ傾斜する下半部と、上記易変形部から後斜め上方へ傾斜する上半部とを備え、
上記底面部の前縁には屈曲して前斜め上方へ延び、上記後面部の下半部とほぼ平行面をなす前縁屈曲面部を設け、
上記カウルトップの内部には、上記後面部の下半部と上記底面部の前縁とを前下がり傾斜姿勢で架けわたす補強部材を設け、
上記補強部材は金属板で構成し、上端から下方へ屈曲せしめた上端結合部を上記後面部の下半部に重ね合わせて結合せしめて該下半部に対してほぼ面直方向に設けるとともに、下端から上方へ屈曲せしめた下端結合部を、その屈曲部を上記底面部の前縁の屈曲部と合致せしめて上記前面屈曲面部に重ね合わせて結合せしめ、
上記補強部材と、上記後面部の易変形部よりも下方の下半部と、上記底面部とでほぼ三角状の閉断面を構成する（請求項１）。

エンジン振動や走行振動の影響を受けやすいカウルトップの下半部を補強部材を設けて三角形の閉断面として剛性を強化したので、カウルトップの防振・防音性能が良好となる。また、易変形部を含むカウルトップの上半部は、補強部材により妨げられることなく上方からの衝突荷重により容易に潰れ変形し、優れた衝撃吸収性能が発揮される。補強部材はカウルトップの後面部の下半部、および底面部の前縁に対して面直方向に設けたから、補強部材による剛性強化が特に効率的になされ得る。

図１、図２に基づいて本発明を適用した実施形態を説明する。カウルトップ１は車体のエンジンルームと車室とを仕切る縦壁状のダッシュパネル７の上縁に沿って車幅方向に設けてある。そして、カウルトップ１はその左右の両端部が、エンジンルームの左右の側壁上縁に沿って前後方向に延びる左右のエプロンアッパメンバ８の後端部と、ダッシュパネル７の左右の側縁に沿って起立するフロントピラー９の中間部との結合部に結合してある。図１の８０はエンジンルームの左右の側壁に設けたサスペンションタワー、８１はエンジンルームの側壁下縁に沿って前後方向に延びるフロントサイドメンバを示す。

カウルトップ１は、底面部２と、底面部２の後縁から立ち上がる後面部３、および後面部３の上縁から前方へ突出する上面部４とで前側が開放する開断面構造を有する前開きカウルトップで、各底、後、上面部２，３，４はほぼ板厚が同じ別部材で構成してある。

底面部２はほぼ水平に設けてあり、前後方向に浅い凹部と凸部とが交互に並んだ凹凸断面形状でパネル強度が強化してある。底面部２の後縁には後面部３と連結する結合フランジ２１を備えている。底面部２の前縁にはこれを屈曲して前斜め上方へ延びる前縁屈曲面部２２と、その上縁から前側へ屈曲してほぼ水平面をなす結合フランジ２３とが形成してある。底面部２の前縁にはその結合フランジ２３に、底面部２の前側に設置されたロアカウル６の後縁の結合フランジが重ね合わせて結合してある。

後面部３は、上下中間部が前方へ突出する断面ほぼく字形に形成してあり、上下中間の屈曲部３３が、上方から衝突荷重が作用したときに容易に潰れ変形する易変形部を構成する。後面部３は、下半部３１の下縁３４を底面部２の後縁の結合フランジ２１に重ね合わせて結合してある。この場合、底面部２に対する後面部３の下半部３１の起立角度は、両者の結合部から下半部３１が前斜め上方へ立ち上がる鋭角状に形成してある。また、下半部３１と底面部２の前縁屈曲面部２２とはほぼ平行面に形成してある。後面部３はその上半部３２の上縁に上面部４を連結してこれを支えている。

上面部４は、後縁の結合部フランジ４２を後面部３の上半部３２上縁の結合フランジ３５に重ね合わせて結合し、該結合部から後面部３および底面部２の上方を覆うように棚状に前方へ突出している。上面部４にはフロントウィンドウ開口を覆うフロントガラスＧの下端部と平行にこれを支持するガラス支持面部４１が設けてある。ガラス支持面部４１には上面にフロントガラスＧの下端部が接着剤Ｓにより接着してある。上面部４の前縁４３はガラス支持面部４１から前下がりの傾斜面を経て下方へ屈曲してあり、底面部２の前縁と間隔をおいて上下に対向させてある。この間隙でカウルの前方へ開放する開口部を構成している。図２のＲはカウルルーバである。

カウル内には車幅方向中央寄りの２ヶ所に、後面部３の下半部３１と、底面部２の前縁とを前下がりの傾斜状に架けわたす補強部材５が設けてある。補強部材５は傾斜方向に縦長の金属板からなり、その板厚はカウルトップ１を構成する金属板のパネル部材の板厚とほぼ同じか若干薄くしてある。

補強部材５の上端には、ほぼ直角に下方へ向けて屈曲せしめたフランジ状の上端結合部５１が設けてあり、後面部３の屈曲部３３の直下の下半部３１上端位置で、上端結合部５１を後面部３の下半部３１に重ね合わせてこれらを溶接結合し、後面部３の下半部３に対してほぼ面直に設けてある。

補強部材５の下端には、ほぼ直角に上方へ向けて屈曲せしめた下端結合部５２が設けてあり、結合部５２を、その屈曲部を底面部２の前縁の屈曲部に合致させて底面部２の前縁屈曲面部２２に重ね合わせて溶接結合してある。このように補強部材５は、底面部２と後面部３の下半部３１とでほぼ三角形状の閉断面を構成するように設けてある。

エンジン振動や走行振動は、カウルトップ１に対して主としてその下半部に伝達される。そこで本実施形態では、底面部２と後面部３の下半部３１との間に補強部材５を架けわたしてこれらで三角形状の閉断面を構成したので、カウルトップ１の下半部の剛性が強化され、カウルトップ１全体の防振・防音性能を向上させることができる。

カウルトップ１の下半部に振動が伝達されると、後面部３には底面部２と結合する下縁を中心としてこれを前後方向に振動させる力が作用する。この場合、補強部材５は後面部３と底面部２間に面直姿勢で架けわたされているから、後面部３の振動力は補強部材５の板面に沿う方向に作用する。このため、後面部３の振動に対して補強部材５の板面は屈曲変形しない。従って板厚の薄い補強部材５によりカウルトップ１の下半部の剛性を効果的に向上させることができる。

カウルトップ１は、補強部材５を後面部３の易変形部３３より下方位置に設けたので、易変形部３３の屈曲変形を妨げることなく、上方からの衝突荷重の作用により、図２の仮想線で示すように、易変形部３３の屈曲角度が変化し、後面部３の下半部は前方へ倒れ込むことなく上半部３２が易変形部３３を支点に後方下向きに倒れ変形するとともに、これと一体に上面部４が下方へ変位する。これにより、カウルトップ１に対する衝突時に優れた衝撃吸収性能が発揮される。

本実施形態では、補強部材５をカウルトップ１の車幅方向の２ヶ所に設けたが、これに限らず、防振・防音性能と衝撃吸収性能とのバランスを考慮して、１ヶ所のみ、また３ヶ所以上としてもよい。また補強部材５は、カウルトップ１の後面部３の下半部３１および底面部２の前縁の屈曲面部２２に対して面直姿勢としなくても、カウルトップ１の下半部の剛性を強化することができるが、補強部材５の軽量化の点で面直姿勢とする方が有利である。

本発明の自動車のカウルトップ構造を示す概略斜視図である。 図１のII−II線に沿う縦断面図である。 従来のカウルトップを示すもので、図３（Ａ）は概略斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のIIIB−IIIB線に沿う断面図である。

符号の説明

１ カウルトップ
２ 底面部
２２ 前縁屈曲面部
３ 後面部
３１ 後面部の下半部
３２ 後面部の上半部
３３ 易変形部(屈曲部)
４ 上面部
５ 補強部材
５１ 上端結合部
５２ 下端結合部
Ｇ フロントガラス

Claims (1)

1. 自動車のフロントウィンドウ開口の下縁をなす車幅方向のカウルトップであって、ほぼ水平な底面部と、底面部の後縁から起立する後面部、および後面部の上縁から前方へ張り出す上面部とで前側を開放した開断面構造をなし、上記上面部でフロントウィンドウ開口のフロントガラスの下縁部を固着支持せしめ、上記後面部はその上下中間が前方へ突出する断面ほぼく字形に形成され、上下中間の屈曲部で上方から作用する衝突荷重により容易に潰れ変形可能な易変形部が構成された自動車のカウルトップ構造において、
   上記後面部は上記底面部の後縁から前斜め上方へ傾斜する下半部と、上記易変形部から後斜め上方へ傾斜する上半部とを備え、
   上記底面部の前縁には屈曲して前斜め上方へ延び、上記後面部の下半部とほぼ平行面をなす前縁屈曲面部を設け、
   上記カウルトップの内部には、上記後面部の下半部と上記底面部の前縁とを前下がり傾斜姿勢で架けわたす補強部材を設け、
   上記補強部材は金属板で構成し、上端から下方へ屈曲せしめた上端結合部を上記後面部の下半部に重ね合わせて結合せしめて該下半部に対してほぼ面直方向に設けるとともに、下端から上方へ屈曲せしめた下端結合部を、その屈曲部を上記底面部の前縁の屈曲部と合致せしめて上記前面屈曲面部に重ね合わせて結合せしめ、
   上記補強部材と、上記後面部の易変形部よりも下方の下半部と、上記底面部とでほぼ三角状の閉断面を構成したことを特徴とする自動車のカウルトップ構造。