JP5276627B2 - カウルボックス - Google Patents

Description

本発明は、自動車のカウルボックスに関する。

自動車のカウルボックス（ダッシュボードアッパ組立体）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おり、所定の剛性が要求されている。一方、人等の物体と自動車とが衝突した際に、物体がカウルボックスから受ける衝撃を低減するために、カウルボックスは変形し易く、衝撃吸収性能が高いことが好ましい。これらの相反する要求を実現するべく、ダッシュボードアッパと、ウインドシールドロアと、ダッシュアッパリッドとを備えるカウルボックスに補強部材としての連結部材を設けたものがある（例えば、特許文献１）。このカウルボックスでは、ウインドシールドの下端を支持するウインドシールドロアは、前方に延出するダッシュボードアッパの後方側部分に接合されて上方かつ前方に延出し、ダッシュアッパリッドはダッシュボードアッパの前縁に接合され、前方に延出している。そして、ウインドシールドロアの前端部分と、ダッシュアッパリッドの前端部分とが複数箇所の折曲部を有する帯状の連結部材で連結されている。この連結部材は、通常時においてはウインドシールドロアの前端部分とダッシュボードアッパの前端部分との相対位置を維持する、すなわち、カウルボックスを一定の形状に維持する。一方、連結部材は、過剰な荷重が加わった際に折曲部で変形することによって、ウインドシールドロアの前端部分とダッシュボードアッパの前端部分との相対変位を許容する、すなわち、カウルボックスの変形を許容し、衝撃を吸収する。

特開２００９−５１３４２号公報

特許文献１に係る連結部材を、所定の荷重が加わった際の変形のし易さを維持しつつ、通常時における剛性を高めることができれば、ウインドシールドロアやダッシュボードアッパ、ダッシュアッパリッドを薄肉化し、軽量化することができる。

本発明は、以上の背景を鑑みてなされたものであって、カウルボックスにおいて、連結部材の剛性を高める一方、所定の荷重が加わった際の変形をし易くすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、車室（２５）とエンジンルーム（２６）とを隔離するダッシュボード（１５）の上部をなし、前方に延出するダッシュボードアッパ（１６）と、前記ダッシュボードアッパの後方側部分に接合され、上方かつ前方に延出し、ウインドシールド（１１）の下端を支持するウインドシールドロア（１７）と、前記ダッシュボードアッパの前縁に接合され、前方に延出するダッシュアッパリッド（２０）と、一端において前記ダッシュアッパリッドの前端部分に接合されるとともに他端において前記ウインドシールドロアの前端部分に接合された帯状の連結部材（２１）とを備えるカウルボックス（１３）であって、前記連結部材は、当該連結部材の長手方向と交差する稜線を有し、前記長手方向に沿って順次配列された複数の折曲部（６１）と、前記長手方向に沿った両側縁のそれぞれに延設されるとともに、前記折曲部と交差する部分に切欠部（６４）が形成されたリブ（６３）とを有し、前記連結部材は、前記折曲部によって、前記ダッシュアッパリッドおよび前記ウインドシールドロアに接合された状態で、上方に向けて凸となる山形連結部材（２２）と、前記折曲部によって下方に向けて凸となる谷形連結部材（２１）との少なくとも２種類を有し、前記ダッシュアッパリッドの車幅方向における一端部には、前記山形連結部材が設けられ、前記ダッシュアッパリッドの車幅方向における他端部には、前記谷形連結部材が設けられていることを特徴とする。ここでの前方および後方は、車両前方および車両後方を指す。

この構成によれば、連結部材は、リブによって剛性が高められているため、通常時におけるカウルボックスの剛性を高めることができる。これにより、ウインドシールドロアやダッシュボードアッパ、ダッシュアッパリッドを薄肉化、軽量化することができる。また、リブは折曲部において切欠部を有するため、連結部材に所定の荷重（車外側から物体が衝突した際等に加わる荷重）が加わった際の変形を妨げることがない。すなわち、変形開始荷重を低く設定することができる。また、連結部材は車幅方向において離間した２点でウインドシールドロアをダッシュアッパリッドに対して連結するため、ウインドシールドロアの支持剛性を高めることができる。また、形状（突出方向）が異なる少なくとも２種類の連結部材を用いたことによって、連結部材はそれぞれ変形し易い方向が異なるため、カウルボックスの変形し易い方向の指向性を低減し、通常時におけるカウルボックスの剛性を高めることができる。

本発明の他の側面によれば、前記ダッシュアッパリッドは、中央部に段部（３７）を有し、前部（３５）が後部（３６）に対して上方に位置し、前記谷形連結部材は、一端が前記ダッシュアッパリッドの前記前部に連結され、その下方に向けて凸となる部分が前記ダッシュアッパリッドの前記後部に対向し、前記ダッシュアッパリッドの前記前部よりも下方に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、連結部材がダッシュアッパリッドに近接するように配置したため、ダッシュアッパリッドとウインドシールドロアとの間に空間を確保することができる。この空間内には、ワイパ装置等のカウル内部品を配置することができる。

本発明の他の側面によれば、前記連結部材は、前記折曲部に貫通孔（７５）を有することを特徴とする。

この構成によれば、連結部材の折曲部での変形をより容易にすることができ、貫通孔の位置や大きさを適宜設定することによって、連結部材の変形が発生する荷重を容易に設定することができる。

本発明の他の側面によれば、前記切欠部は、前記リブの基端部を残して前記リブの突出端側に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、連結部材の折曲部の剛性を高めることができる。

本発明の他の側面によれば、前記連結部材は、前記折曲部を介して前記長手方向に連続した平面部（６２）を有し、前記平面部には、肉抜き孔（７５）が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、連結部材を軽量化することができる。

以上の発明によれば、自動車のカウルボックスにおいて、連結部材の変形し易さを損なうことなく、連結部の通常時の剛性を高めることを課題とする。

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 本発明の実施形態に係るカウルボックスのカウルトップを外した状態を示す斜視図 本発明の実施形態に係るカウルボックスのカウルトップを外した状態を示す平面図 図３のIV−IV断面図 左側連結部材を示す斜視図 右側連結部材を示す斜視図 カウルボックスが変形した状態を示す断面図 他の実施形態に係る連結部材を示す斜視図

以下、図面を参照して、本発明を自動車のカウルボックスに適用した一実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、車体の向きを基準として前後左右を定めるものとする。

図１に示すように、自動車１０の車体前面には、ウインドシールドガラス１１とエンジンフード１２が設けられている。ウインドシールドガラス１１は後傾した状態で車体に取り付けられ、その前方下端縁とエンジンフード１２の後縁との間には車幅方向に延在するカウルボックス１３が設けられている。

図２〜図４に示すように、カウルボックス１３は、ダッシュボード１５の上部をなすダッシュボードアッパ１６と、ウインドシールドガラス１１の下縁部を支持するウインドシールドロア１７と、カウルボックス１３の左右両端部をなすダッシュボードアッパサイドメンバ１８，１９と、ダッシュボードアッパ１６に接合されたダッシュアッパリッド２０と、ウインドシールドロア１７とダッシュアッパリッド２０とを連結する２つの連結部材２１，２２と、カウルボックス１３の上部をなすカウルトップ２３とを主要構成要素として有している。ダッシュボードアッパ１６、ウインドシールドロア１７、ダッシュボードアッパサイドメンバ１８，１９、ダッシュアッパリッド２０、連結部材２１，２２は、それぞれ鋼板をプレス成形したものであり、カウルトップ２３は樹脂材料を射出成形したものである。図１に示すように、カウルボックス１３には、ワイパ装置１４が設けられている。

図４に示すように、ダッシュボードアッパ１６は、面が前後方向を向くように配置された鋼板のプレス成形品であるダッシュボードロア２４の上端部に溶接によって接合され、車幅方向に延在するとともに前方へと延出している。ダッシュボードアッパ１６は、ダッシュボードロア２４とともに、車室２５とエンジンルーム２６とを区画するダッシュボード１５をなす。ダッシュボードアッパ１６は、その前部の左右両端部において、左右のフロントダンパハウジング（図示しない）の上部をなす左右のフロントダンパベースプレート２７，２８の上面に溶接により接合されている（図２、３参照）。すなわち、ダッシュボードアッパ１６は、左右のフロントダンパベースプレート２７，２８を連結するように、車幅方向に延在している。各フロントダンパベースプレート２７，２８には、スプリングおよびショックアブソーバからなる懸架装置（図示しない）の上端が締結される。

ダッシュボードアッパ１６は、その後部に車幅方向に延在する排水溝３１を備えている。排水溝３１は、ダッシュボードアッパ１６を折曲することによって形成され、上方に向けて開口する凹形を呈する。また、ダッシュボードアッパ１６の前後方向における中間部には、車幅方向に延在する補強部材としての鋼板からなるクロスメンバ３２が設けられている。クロスメンバ３２は、下方に向けて開口するフランジ付き溝形状を呈し、フランジ部においてダッシュボードアッパ１６の上面に溶接され、ダッシュボードアッパ１６とともに閉断面構造を形成している。クロスメンバ３２の左右端は、左右のフロントダンパベースプレート２７，２８に対応する部分まで延出している。

図２〜図４に示すように、ダッシュアッパリッド２０は、略水平方向に延在する前部３５および後部３６と、前後方向における中間部に若干傾斜して上下方向に延びる段部３７とを有し、前部３５が後部３６に対して上方に配置された形状に構成されている。ダッシュアッパリッド２０は、前部３５、段部３７、後部３６がそれぞれ車幅方向に延在し、後部３６の後縁部近傍においてダッシュボードアッパ１６の前縁部近傍に接合されている。ダッシュアッパリッド２０とダッシュボードアッパ１６との接合は、例えば両部材を貫通するボルトとナットとの締結により行われている。ダッシュアッパリッド２０は、車幅方向においてダッシュボードアッパ１６よりも短く、ダッシュボードアッパ１６の車幅方向における中間部に設けられている。

ウインドシールドロア１７は、車幅方向においてダッシュボードアッパ１６と同様の幅を有し、その後端部４１がダッシュボードアッパ１６の後端部、すなわちダッシュボードアッパ１６のダッシュボードロア２４との接合部近傍に溶接されている。ウインドシールドロア１７は、後端部４１から上方かつ前方へと延出し、その後、下方かつ前方へと延出して前端部４２を形成している。ウインドシールドロア１７の前端部４２は概ねダッシュボードアッパ１６の前端の上方に配置されている。ウインドシールドロア１７およびダッシュボードアッパ１６の左右側部には、上下および前後方向に延びるダッシュボードアッパサイドメンバ１８，１９がそれぞれ溶接されている。ウインドシールドロア１７、ダッシュボードアッパ１６、左右のダッシュボードアッパサイドメンバ１８，１９は、一体となって前方に向けて開口する箱形状を形成している。

ウインドシールドロア１７の前端部４２の後方部分には、段違いに凹部４４が形成されている。図４に示すように、凹部４４には、防振材４５を介してウインドシールドガラス１１が支持されている。防振材４５は、例えば防振ゴム（ダムラバー）であってよい。ウインドシールドガラス１１の下縁部は接着剤４６によってウインドシールドロア１７の凹部４４に固定されている。

ウインドシールドロア１７の前端部４２と、ダッシュアッパリッド２０の前部３５とは、２つの連結部材２１，２２によって連結されている。図３および図４〜６に示すように、連結部材２１，２２は、それぞれ、一方向に長い帯状の鋼板片を折り曲げたものであり、長手方向における両端に貫通孔５１，５２を有する締結部５３，５４を備えている。各連結部材２１，２２は、ダッシュアッパリッド２０の前部３５の左端部または右端部に一端が接合され、前後方向に延在し、他端がウインドシールドロア１７の前端部４２に接合されている。ダッシュアッパリッド２０およびウインドシールドロア１７の各連結部材２１，２２の貫通孔５１，５２に対応する部分にはそれぞれ貫通孔（符号省略）が形成されており、各連結部材２１，２２は、ボルト５８およびナット５９によってダッシュアッパリッド２０およびウインドシールドロア１７に締結されている。

ダッシュアッパリッド２０の左端部に設けられる連結部材２１は、図４および図５に示すように、長手方向に対して概ね直交する方向に延在する稜線を有する折曲部６１を長手方向に４つ有し、下方に向けて凸となっている。換言すると、連結部材２１は、谷形を呈している。連結部材２１の各折曲部６１の前後部分は、平板状の平面部６２となっている。連結部材２１の長手方向に沿う両側縁部は、上方に向けて概ね９０°折り曲げられ、長手方向に沿って延在するリブ６３となっている。リブ６３は、折曲部６１と交差する部分に突出端側から基端側へと向けて延びる切欠部６４を有している。各切欠部６４は、リブ６３の突出方向における概ね中間部まで延び、基端部には到達していない。平面部６２には、円形状や長穴形状の貫通孔である肉抜き孔６５が形成されている。

図４に示すように、連結部材２１の下方へと突出する部分は、ダッシュアッパリッド２０の段部３７と所定の間隙をおきつつ対向するように後部３６側へと延出し、前部３５よりも下方へと延出している。

ダッシュアッパリッド２０の右端部に設けられる連結部材２２は、図２および図６に示すように、長手方向に対して概ね直交する方向に延在する稜線を有する折曲部７１を長手方向に５つ有し、上方に向けて凸となる逆Ｗ形を呈する。換言すると、連結部材２１は、山形を呈している。連結部材２２の各折曲部７１の前後は、平面部７２となっている。連結部材２２の長手方向に沿う両側縁部は、下方に向けて概ね９０°折り曲げられ、長手方向に沿って延在するリブ７３となっている。リブ７３は、折曲部７１と交差する部分に突出端側から基端側へと向けて延びる切欠部７４を有している。各切欠部７４は、リブ７３の突出方向における概ね中間部まで延び、基端部には到達していない。平面部７２および折曲部７１には、平面部７２から折曲部７１へと連続する円形状や長穴形状の貫通孔である肉抜き孔７５が形成されている。

カウルトップ２３は、可撓性を有する樹脂材料から成形され、車幅方向に延在している。図４に示すように、カウルトップ２３は、前縁部にダッシュアッパリッド２０の前縁部と係合可能なクリップ部８１を有する。クリップ部８１は、ダッシュアッパリッド２０の前縁部の車幅方向全域にわたって係合可能なように、カウルトップ２３の前縁部に車幅方向に延設されている。また、クリップ部８１は、例えばゴムからなるシーリング材８２を介してダッシュアッパリッド２０と係合している。これにより、カウルトップ２３とダッシュアッパリッド２０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２３は、クリップ部８１の係合部の背面より前方かつ上方へと突出した係止片８３を有する。係止片８３は、車幅方向に亘って延在し、エンジンフード１２に取り付けられたウェザーストリップ８４と係合し、エンジンフード１２との間に液密シールを形成している。

カウルトップ２３は、クリップ部８１より上方へと延び、その後、後方かつ上方へと延びて第１天板部８６を形成している。第１天板部８６は、エンジンフード１２の車体外面側と略面一となっている。その後、カウルトップ２３は、第１天板部８６の後縁部より後方かつ下方へと延びて第２天板部８７を形成している。第２天板部８７には、外気をカウルボックス内へと取り込む通気孔８８が車幅方向の中央部に複数形成されている。カウルトップ２３は、第２天板部８７の後縁部から後方かつ上方へとウインドシールドガラス１１と略平行に延びて第３天板部８９を形成している。第３天板部８９は、ウインドシールドガラス１１と密着してシールを形成している。

以上のように構成したカウルボックス１３では、図４に示すように、ダッシュボードアッパ１６と、ダッシュアッパリッド２０と、ウインドシールドロア１７と、連結部材２１，２２とが閉断面構造を形成するため、連結部材２１，２２を設けない場合と比較して剛性が高められている。特に、車幅方向に延在するダッシュアッパリッド２０の左右端のそれぞれに連結部材２１，２２を設け、連結部材２１，２２でウインドシールドロア１７を車幅方向における２点で支持するようにしたため、カウルボックス１３の剛性がより高められている。このように、連結部材２１，２２を用いてカウルボックス１３の剛性を高めることができるため、ウインドシールドロア１７、ダッシュアッパリッド２０、ダッシュボードアッパ１６の薄肉化および軽量化が可能になる。

図７に示すように、車外側から物体２００（例えば、人の頭部）がエンジンフード１２の後端部に衝突した際には、エンジンフード１２は図中の白抜き矢印で示すように下方に変位し、ダッシュアッパリッド２０の前部３５はエンジンフード１２に押圧され、下方側へと変形する。このとき連結部材２１は、図中の黒色矢印で示すように、折曲部６１の角度が開く方向（折曲部６１を挟む両平面部６２がなす角度が大きくなる方向）に変形し、ダッシュアッパリッド２０の変形、すなわちカウルボックス１３の変形を妨げない。連結部材２２も連結部材２１と同様に折曲部６１において変形可能となっている。これらの連結部材２１，２２がカウルボックス１３の変形を妨げないことから、カウルボックス１３は衝撃吸収能を有することができる。

各連結部材２１，２２は、リブ６３，７３によって剛性が高められているため、ダッシュボードアッパ１６、ダッシュアッパリッド２０、ウインドシールドロア１７の薄肉化および軽量化が可能である。また、リブ６３，７３は、切欠部６４，７４が設けられることによって、折曲部６１，７１の変形を阻害しないようになっている。なお、切欠部６４，７４の深さを、リブ６３，７４の突出長さに対して調整することによって折曲部６１，７１の変形し易さを調整することができる。各連結部材２１，２２は、肉抜き孔６５，７５によって軽量化されてもよい。また、折曲部７１に肉抜き孔７５を設けることによって、折曲部７１の変形をより容易にする、すなわち変形開始荷重を低下させることができる。

本実施形態では、下向きに凸となる連結部材２１を用い、連結部材２１の下向きに凸となる部分をダッシュアッパリッド２０の段部３７に沿わせるようにしたため、カウルトップ２３の下方の空間９０を広く確保することができ、空間９０内にワイパ装置１４の駆動機構やリンク機構を比較的容易に配設することができる。

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、連結部材は、図８に示すような構造であってよい。図８に示すように、連結部材１００は、長手方向に対して概ね直交する方向に延在する稜線を有する折曲部１０１を長手方向に４つ有し、上方に向けて凸となる山形を呈している。連結部材１００の各折曲部１０１の前後は、平面部１０２となっており、その長手方向に沿う両側縁部は、上方に向けて概ね９０°折り曲げられ、長手方向に沿って延在するリブ１０３となっている。リブ１０３は、連結部材２１，２２のリブ６３，７３と異なり、連結部材１０３の突出方向（上方）と同じ向きに突出している。リブ１０３は、連結部材１００の両端に形成された、貫通孔１０４を有する締結部１０５の周縁にも形成されている。リブ１０３は、折曲部１０１と交差する部分に突出端側から基端側へと到る切欠部１０６を有している。平面部１０２および折曲部１０１には、平面部１０２から折曲部１０１を跨いで連続する円形状や長穴形状の貫通孔である肉抜き孔１０７が形成されている。

上述した実施形態では、カウルボックス１３には２つの連結部材２１，２２が設けられているが、他の実施形態では３つ以上設けられてもよい。上述した実施形態では、各連結部材が４つ、または５つの折曲部を有する例について記載したが、折曲部の数は任意の数であってよく、特に４つ以上であることが好ましい。また、ダッシュアッパリッド２０とダッシュボードアッパ１６とは、連続する一部品から一体物として形成されてもよい。

１１…ウインドシールドガラス、１３…カウルボックス、１５…ダッシュボード、１６…ダッシュボードアッパ、１７…ウインドシールドロア、１８…ダッシュボードアッパサイドメンバ、２０…ダッシュアッパリッド、２１…連結部材（山形連結部材）、２２…連結部材（谷形連結部材）、２３…カウルトップ、２４…ダッシュボードロア、２５…車室、２６…エンジンルーム、３２…クロスメンバ、３５…前部、３６…後部、３７…段部、５１…貫通孔、５３…締結部、６１…折曲部、６２…平面部、６３…リブ、６４…切欠部、６５…肉抜き孔、

Claims (5)

1. 車室とエンジンルームとを隔離するダッシュボードの上部をなし、前方に延出するダッシュボードアッパと、前記ダッシュボードアッパの後方側部分に接合され、上方かつ前方に延出し、ウインドシールドの下端を支持するウインドシールドロアと、前記ダッシュボードアッパの前縁に接合され、前方に延出するダッシュアッパリッドと、一端において前記ダッシュアッパリッドの前端部分に接合されるとともに他端において前記ウインドシールドロアの前端部分に接合された帯状の連結部材とを備えるカウルボックスであって、
   前記連結部材は、
   当該連結部材の長手方向と交差する稜線を有し、前記長手方向に沿って順次配列された複数の折曲部と、
   前記長手方向に沿った両側縁のそれぞれに延設されるとともに、前記折曲部と交差する部分に切欠部が形成されたリブと
   を有し、
   前記連結部材は、前記折曲部によって、前記ダッシュアッパリッドおよび前記ウインドシールドロアに接合された状態で、上方に向けて凸となる山形連結部材と、前記折曲部によって下方に向けて凸となる谷形連結部材との少なくとも２種類を有し、
   前記ダッシュアッパリッドの車幅方向における一端部には、前記山形連結部材が設けられ、前記ダッシュアッパリッドの車幅方向における他端部には、前記谷形連結部材が設けられていることを特徴とするカウルボックス。
2. 前記ダッシュアッパリッドは、中央部に段部を有し、前部が後部に対して上方に位置し、
   前記谷形連結部材は、一端が前記ダッシュアッパリッドの前記前部に連結され、その下方に向けて凸となる部分が前記ダッシュアッパリッドの前記後部に対向し、前記ダッシュアッパリッドの前記前部よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカウルボックス。
3. 前記連結部材は、前記折曲部に貫通孔を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカウルボックス。
4. 前記切欠部は、前記リブの基端部を残して前記リブの突出端側に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載のカウルボックス。
5. 前記連結部材は、前記折曲部を介して前記長手方向に連続した平面部を有し、
   前記平面部には、肉抜き孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載のカウルボックス。

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