JP5211738B2 - カウルトップパネル及び自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

この発明は、ワイパユニットが搭載されるカウルトップパネル、及び、同カウルトップパネルを備えた自動車の前部車体構造に関するものである。

自動車の車体前部のエンジン室と車室との間におけるエンジン室側の上部には、フロントシールドの下端においてカウルトップパネルが設けられている。通常、カウルトップパネル上には、ワイパユニットが装着されている。

例えば、特許文献１に記載された前部車体構造は、図５に示すように、左右のフロントピラー５０間に架設される第１カウル５１と、この第１カウル５１の前方において左右のエプロンアッパメンバ５２間に架設される第２カウル５３とを備えている。そして、第２カウル５３の前部は、上開き断面で直線的に延びる樋状に形成されており、その左右両端部は、左右サスペンションタワー５４の頂面にボルトにより結合されている。この第２カウル５３により、車体前部の剛性が強化され、ひいては走行中のタイヤの振動に起因する車体前部の振動や騒音の抑制が図られている。そして、ワイパユニットについては、特許文献１に全く記載されていない。

また、特許文献２に記載の前部車体構造は、図６に示すように、左右フロントピラー間に架設されるカウルトップリヤ６０と、このカウルトップリヤ６０の前方において左右エプロンアッパメンバ間に架設されるカウルトップフロント６１とを備える。カウルトップリヤ６０の両端部にはワイパ支持部６２が形成され、そのワイパ支持部６２の底部は左右のサスペンションタワー６３の頂部に結合されている。すなわち、このワイパユニットは、左右のピボット軸間の間隔が大きく設定され、両ワイパブレードが互いに逆方向に回動するオーバラップタイプである。
特開平１１−１１５８１１（公報第３頁、図１） 特開２００４−３３０９３９

ところで、ワイパユニットが作動したとき、カウルトップパネルにはワイパユニットから大きな曲げモーメントが繰り返し加わる。この曲げモーメントは、ワイパブレードが拭き取り面から受ける反力や、ワイパモータの回転方向切替時や停止時の慣性等によりワイパユニットに加わる荷重に基づくものである。このため、カウルトップパネルの車幅方向における曲げ剛性が十分でないと、ワイパユニットの作動が不安定となり、ワイパの拭き取りが適切に行われなかったり異音が発生したりする。これに対し、特許文献２においては、カウルトップリヤ６０が、その両側部においてサスペンションタワー６３の頂部に固定されるため、カウルトップリヤ６０は変形し難い。

しかしながら、一般的に広く採用されているワイパユニットは、特許文献２の構造に採用されるオーバラップタイプではない。すなわち、両ワイパプレードのピボッド軸が車幅方向の中央部に設置され、両ワイパプレードが同じ方向に回動するタンデムタイプである。このようなタンデムタイプのワイパユニットを特許文献２のカウルトップリヤ６０の両側部に装着することは困難である。しかも、特許文献２のカウルトップ６０は、特許文献１の第２カウル５３とは異なり、車幅方向に直線状に延びる形状を持たないので、車体前部の剛性を高める機能が弱い。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、車体前部の剛性を向上させて操縦安定性や乗り心地を向上させることができ、また、ワイパユニットに対する支持剛性を向上することができ、しかも、エンジン室の空間を拡大できるカウルトップパネル、及び、同カウルトップパネルを備えた自動車の前部車体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、請求項１に記載の発明は、上面側にワイパユニットがブラケットを介して搭載されるカウルトップパネルにおいて、車長方向の中央部には、車幅方向に直線状に延びる補強用屈曲部が形成されるとともに、その補強用屈曲部に隣接して車幅方向に延びる補助補強用屈曲部が形成され、前記補強用屈曲部と前記補助補強用屈曲部とが、車幅方向全幅に亘って階段状に形成され、前記補強用屈曲部の車長方向における前部に前記ワイパユニットのブラケットの前端部を支持する支持部が設けられるとともに、前記補強用屈曲部の車長方向における後部に前記ワイパユニットのブラケットの後端部を支持する支持部が設けられ、両端に、サスペンションタワーの上端に固定するための固定部を設け、前記ブラケットは、前記補助補強用屈曲部を跨ぐように設けられた第１ブラケットと、第１ブラケットとカウルトップパネルとの間に設けられ、前記補強用屈曲部及び前記補助補強用屈曲部を跨ぐように設けられた第２ブラケットとにより構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカウルトップパネルを、その両端の固定部において左右のサスペンションタワーの頂部に固定し、前記支持部にワイパユニットのブラケットを支持したことを特徴とする。

（作用）
従って、カウルトップパネルには、車幅方向に直線状に延びる補強用屈曲部により曲げ剛性が付与される。このため、カウルトップパネルの両端部を左右サスペンションタワーの頂部に結合することにより、部品点数を増やすことなく車体前部の剛性が向上する。従って、構成を簡素化できるとともに、エンジン室内の占有スペースを小さくできる。加えて、カウルトップパネルには、補強用屈曲部及びそれに隣接する補助補強用屈曲部を跨いで固定されたブラケットを介してワイパユニットが支持される。このため、ワイパユニットから曲げモーメントが加えられてもカウルトップパネルの変形が抑制される。

この発明によれば、車体前部の剛性を向上させて操縦安定性や乗り心地を向上させることができ、また、ワイパユニットに対する支持剛性を向上することができ、しかも、エンジン室の空間を拡大できるという効果を発揮する。

次に、この発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図２に示すように、自動車の車体前部におけるエンジン室Ｅと車室Ｒとの間には、フロントシールドの下端に位置するカウルトップパネル１０が設けられている。このカウルトップパネル１０は、左右のフロントピラー１１間に設けられるカウルトップインナパネル１２と、このカウルトップインナパネル１２の前方に位置するカウルトップアウタパネル１４とを備えている。カウルトップアウタパネル１４はその左右両端部において、左右のフロントサスペンションタワー１５の頂部に対して左右それぞれ複数のボルト１６により結合されている。

図３及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、カウルトップアウタパネル１４には、車長方向、車幅方向及び上下方向における曲げ剛性を付与するために車長方向において多段に屈曲されている。すなわち、カウルトップアウタパネル１４には、車長方向における屈曲により、下部フランジ部１８、起立部１９、下部平面部２０、下部傾斜部２１、上部平面部２２、上部傾斜部２３及び上部フランジ部２４が順に形成されている。下部フランジ部１８、起立部１９及び下部平面部２０はほぼ直角をなし、この下部フランジ部１８、起立部１９及び下部平面部２０により車幅方向に直線状に延びる補強用屈曲部２５が形成されている。また、下部平面部２０と下部傾斜部２１、下部傾斜部２１と上部平面部２２、上部平面部２２と上部傾斜部２３、及び、上部傾斜部２３と上部フランジ部２４とにより補助補強用屈曲部２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄがそれぞれ形成されている。起立部１９は、図４（ａ）に示すように、カウルトップアウタパネル１４に対する平面視において直線状をなしている。また、カウルトップアウタパネル１４の両端部には、前記ボルト１６を挿通させるための固定部としての孔２６が複数形成されている。

図３及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、カウルトップアウタパネル１４の上面の左右方向中央部には、第１ブラケット２７及び第２ブラケット２８が支持固定されている。第１ブラケット２７は、下部傾斜部２１及び上部平面部２２よりなる補助補強用屈曲部２９ｂを跨ぐように配置され、その前後両端部２７ａ，２７ｂが下部平面部２０及び上部傾斜部２３にそれぞれスポット溶接されている。また、第２ブラケット２８は、起立部１９、下部平面部２０及び下部傾斜部２１を跨ぐように配置され、その前後両端部２８ａ，２８ｂが下部フランジ部１８及び第１ブラケット２７にそれぞれスポット溶接されている。すなわち、第２ブラケット２８は、補強用屈曲部２５及びそれに隣接する補助補強用屈曲部２９ａ，２９ｂを跨ぐように配置されている。

そして、ワイパユニット３０は、第２ブラケット２８を介してカウルトップアウタパネル１４上に固定され、補強用屈曲部２５及びこれと隣接する補助補強用屈曲部２９ａ，２９ｂを跨いだ前後位置で支持されている。この実施形態においては、下部フランジ部１８、下部平面部２０及び上部傾斜部２３が支持部を構成する。ワイパユニット３０はタンデムタイプであって、ＤＣモータ３１、減速ギヤ部３２、動力伝達部３３及びピボット軸部３４等から構成され、一対のピボット軸部３４にそれぞれワイパブレード３５（図４（ｂ）に図示）が装着される。

さて、車両の走行中には、フロントサスペンションの作動に伴って左右フロントサスペンションタワー１５に各方向への力が付与される。ここで、左右フロントサスペンションタワー１５はその頂部同士が、車幅方向に直線状に延びる補強用屈曲部２５を形成したカウルトップアウタパネル１４により連結されて拘束されている。従って、走行中における車体前部の変形が抑制され、操縦安定性や乗り心地が向上するとともに騒音の発生が抑制される。

また、ワイパユニット３０の作動中には、ワイパユニット３０からカウルトップアウタパネル１４に第１ブラケット２７及び第２ブラケット２８を介して車幅方向及び車長方向の曲げモーメントが繰り返し加えられる。しかしながら、カウルトップアウタパネル１４には、補強用屈曲部２５及び補助補強用屈曲部２９ａ〜２９ｄ、特に補強用屈曲部２５により車幅方向において上下方向の曲げ剛性が付与されている。加えて、ワイパユニット３０は、補強用屈曲部２５及び補助補強用屈曲部２９ａ，２９ｂを跨いで固定された第１ブラケット２７及び第２ブラケット２８を介してカウルトップアウタパネル１４に支持されている。このため、第１ブラケット２７及び第２ブラケット２８が補強作用を発揮し、カウルトップアウタパネル１４は、ワイパユニット３０から曲げモーメントを加えられても車長方向において上下方向に殆ど湾曲することはなく、ワイパユニット３０に対する支持が不安定となることはない。従って、ワイパユニット３０の動作が不安定となることはなく、その拭き取りが適切に行われなかったり異音が発生したりすることは防止される。

従って、この実施形態の前部車体構造は、以下の効果を発揮する。
（１） カウルトップアウタパネル１４は、車長方向の中央部において車幅方向に直線状に延びる補強用屈曲部２５により車幅方向における曲げ剛性が向上されている。そして、カウルトップアウタパネル１４はその両端部が左右フロントサスペンションタワー１５の頂部に結合されている。従って、カウルトップアウタパネル１４により左右フロントサスペンションタワー１５同士を拘束できることから、車体剛性を向上でき、走行中における車体前部の変形を抑制し、操縦安定性や乗り心地を向上させるとともに騒音の発生を抑制することができる。

（２） カウルトップアウタパネル１４は、左右のエプロンアッパメンバ１３間を直線的に連絡する形状であるので、一般的なタンデムタイプのワイパユニット３０を装着することに適す。

（３） ワイパユニット３０を、補強用屈曲部２５及び補助補強用屈曲部２９ａ，２９ｂを跨いで固定した第１ブラケット２７及び第２ブラケット２８を介してカウルトップアウタパネル１４に支持させたので、ワイパユニット３０からカウルトップアウタパネル１４に加わる曲げモーメントに対する剛性を有効に向上させることができる。従って、前記と同様に車体剛性を向上でき、しかも、ワイパユニット３０に対するカウルトップアウタパネル１４の支持剛性を向上させ、その拭き取り動作を安定化したり異音の発生を防止したりすることができる。

（４） 補強用屈曲部２５を、カウルトップアウタパネル１４の車長方向における中央部に一体形成したので、部品点数が増えることはない。このため、カウルトップアウタパネル１４に取り付けられる部品がエンジン室Ｅの空間を小さくすることを防止して補器類の設置を制約しないようにすることができるとともに車両軽量化に寄与できる。

なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・起立部１９及び補助補強用屈曲部２９ａ〜２９ｄを構成する平面部、斜面部の数を変更すること。すなわち、補助補強用屈曲部の数を変更すること。

・第１ブラケット２７を省略し、第２ブラケット２８の前端部をカウルトップアウタパネル１４に直接固定すること。
・補強用屈曲部２５を直角以外の角度、例えば起立部１９を下部フランジ部１８、下部平面部２０に対して鋭角状にすること。

・補強用屈曲部２５の数を変更すること。すなわち、起立部１９を複数箇所に設けること。

一実施形態の前部車体構造を示す斜視図。 車体前部の一部を示す斜視図。 カウルトップアウタパネルを示す斜視図。 （ａ）カウルトップアウタパネルを示す平面図、（ｂ）（ａ）におけるａ−ａ線断面図。 従来の前部車体構造を示す斜視図。 従来の前部車体構造を示す斜視図。

符号の説明

１０…カウルトップパネル、１２…カウルトップインナパネル、１４…カウルトップアウタパネル、１５…フロントサスペンションタワー、１６…固定部としてのボルト孔、１８…補強用屈曲部を構成する支持部としての下部フランジ部、１９…補強用屈曲部を構成する起立部、２０…補強用屈曲部を構成する支持部としての下部平面部、２３…支持部としての上部傾斜部、２５…補強用屈曲部、２６…固定部としての孔、２７…第１ブラケット、２７ａ，２７ｂ…（第１ブラケットの）端部、２８…第２ブラケット、２８ａ，２８ｂ…（第２ブラケットの）端部、２９ａ〜２９ｄ…補助補強用屈曲部、３０…ワイパユニット。

Claims (2)

1. 上面側にワイパユニットがブラケットを介して搭載されるカウルトップパネルにおいて、
   車長方向の中央部には、車幅方向に直線状に延びる補強用屈曲部が形成されるとともに、その補強用屈曲部に隣接して車幅方向に延びる補助補強用屈曲部が形成され、前記補強用屈曲部と前記補助補強用屈曲部とが、車幅方向全幅に亘って階段状に形成され、
   前記補強用屈曲部の車長方向における前部に前記ワイパユニットのブラケットの前端部を支持する支持部が設けられるとともに、前記補強用屈曲部の車長方向における後部に前記ワイパユニットのブラケットの後端部を支持する支持部が設けられ、
   両端に、サスペンションタワーの上端に固定するための固定部を設け、
   前記ブラケットは、前記補助補強用屈曲部を跨ぐように設けられた第１ブラケットと、第１ブラケットとカウルトップパネルとの間に設けられ、前記補強用屈曲部及び前記補助補強用屈曲部を跨ぐように設けられた第２ブラケットとにより構成したことを特徴とするカウルトップパネル。
2. 請求項１に記載のカウルトップパネルを、その両端の固定部において左右のサスペンションタワーの頂部に固定し、前記支持部にワイパユニットのブラケットを支持したことを特徴とする自動車の前部車体構造。

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