JP6520758B2 - カウルトップパネル - Google Patents

Description

本発明は、車両のダッシュパネルの上方に車幅方向にわたって設けられてウィンドシールドを支えるカウルトップパネルに関するものである。

近年、歩行者保護への関心が高まり、歩行者保護性能を重要視する車両が増えている。例えば、歩行者がウィンドシールドに車両前方から接触した場合に、ウィンドシールドを支えているカウルトップパネルにおいても衝撃吸収を行い、歩行者に与え得る負荷を低減することが求められている。

歩行者保護性能を満たすための対策として、試験装置である歩行者頭部インパクタでウィンドシールドに衝撃を加えたときに、カウルトップパネルのガラス支持部を変形させて荷重を低減させるという案がある。このため、カウルトップパネルには、ガラス支持部の周辺の剛性をあえて下げておくことが求められている。例えば、特許文献１に記載の車両前部構造では、カウルトップ５（カウルトップパネル）のガラス支持部２ａが、衝突荷重を受けると、第１折曲部２ｂを中心として後方側へ変形する構成となっている。

特開２０１５−７７９０１号公報

しかし、衝撃吸収のためであっても、むやみにカウルトップパネルを変形させやすくしてしまうと、歩行者の車内側への侵入量が増え、歩行者が車両の他の構造物に接触してしまう等の別の問題が生じるおそれがある。

また、車両の快適性の基準として、ＮＶＨ性能（騒音、振動、ハーシュネス）という指標がある。ウィンドシールドは走行中に風圧等を受けやすい部位であり、ＮＶＨ性能を高めるためには、ウィンドシールドを支えているカウルトップパネルの剛性は高いほうが望ましい。しかしながら、歩行者保護性能を満たすためにカウルトップパネルを変形させやすくしてしまうと、ウィンドシールドの支持剛性も減って振動等が生じやすくなるおそれがある。これらのように、歩行者保護性能とＮＶＨ性能とを両立させることは簡単ではない。

本発明は、このような課題に鑑み、歩行者保護性能の向上とウィンドシールドの支持剛性の向上との両立を図ることが可能なカウルトップパネルを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるカウルトップパネルの代表的な構成は、車両のダッシュパネルの上方に車幅方向にわたって設けられてウィンドシールドを支えるカウルトップパネルにおいて、当該カウルトップパネルは、ウィンドシールドの内側下部に車幅方向にわたって接しているガラス支持部と、ガラス支持部の上端から車両下方側に延びている縦壁上部と、縦壁上部から車両後方側に延びている中段部と、中段部から車両下方側に延びている縦壁下部とを有し、中段部は、車幅方向の中央の所定範囲に設けられている中央領域と、中央領域の車幅方向の両端それぞれから車幅方向の外側の斜め上方へ延びている２つの傾斜領域とを含み、２つの傾斜領域は、当該カウルトップパネルを車幅方向に４等分したときの両端の区分それぞれに設けられていることを特徴とする。

上記中段部の２つの傾斜領域は、カウルトップパネルを車幅方向に４等分したときの両端の区分それぞれに設けられている。これら傾斜領域は、稜線が斜め上方へ延びているため、車両前方側からの荷重に対して高い剛性を発揮可能になっている。これら傾斜領域に比べると、中段部の中央領域は稜線が車幅方向に延びているため、車両前方側からの荷重によって変形しやすい。すなわち、中段部は、車幅方向の両端が変形し難く、中央側が変形しやすい構成となっている。

上記構成の中段部は、ガラス支持部を車幅方向の両端の傾斜領域にて適度な剛性で支持しつつも、ガラス支持部を通じてウィンドシールドから所定量を超える荷重がかけられた場合は、中央側の中央領域にて車両後方側へ移動するような変形ができる。これによって、当該カウルトップパネルは、車両走行中においてはウィンドシールドを十全に支えてその振動等を抑えつつ、緊急時においては変形を許容して歩行者等の被衝突体に与え得る衝撃を吸収することが可能になっている。これらのように、上記構成であれば、歩行者保護性能の向上とウィンドシールドの支持剛性の向上との両立を図ることが可能である。

当該カウルトップパネルはさらに、中段部の中央領域と縦壁上部との境界に設けられ車両後側に凸に突出している変曲部を有することを特徴とする。

上記の変曲部は、中段部の中央領域に沿って設けられていて、前述した２つの傾斜領域の間に位置している。変曲部は、車両後側に凸に突出しているため、車幅方向から見ると、縦壁上部と中段部の中央領域との間に少なくとも二か所の角を形成する。この変曲部を設けることで、ウィンドシールドに歩行者等が接触した場合に、カウルトップパネルはよりスムーズな変形を起こすことが可能になる。変曲部が優先して変形を起こすことで、歩行者等に与える負荷をさらに和らげることが可能になる。

上記縦壁上部は、車幅方向に見てウィンドシールドの内側の面に対する垂直方向から鉛直方向の範囲の角度で設けられていてもよい。この構成の縦壁上部であれば、ウィンドシールドからの荷重を、より高い剛性を発揮できる姿勢で受けることができる。したがって、縦壁上部自体の変形を防ぐことで、前述した縦壁上部と中段部の中央領域との境界付近での変形をより好適に起こすことが可能になる。

当該カウルトップパネルはさらに、傾斜領域に設けられて車両のインストルメントパネルに接続される接続部を有するとよい。中段部の傾斜領域は車両前方側からの荷重に対して剛性が高く、振動等が生じ難いため、インストルパネルも高い支持剛性で組み付けることが可能になる。

本発明によれば、歩行者保護性能の向上とウィンドシールドの支持剛性の向上との両立を図ることが可能なカウルトップパネルを提供することが可能である。

本発明の実施形態にかかるカウルトップパネルの概要を示した図である。 図１（ｂ）のカウルトップパネルの矢視Ｂ図である。 図２（ｂ）のカウルトップパネルの斜視図である。 図２（ｂ）のカウルトップパネルの各断面図である。 図２（ａ）のカウルトップパネルの傾斜領域付近の拡大図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかるカウルトップパネル１００の概要を示した図である。以下、図１その他の本願のすべての図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Backward)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Leftward)、R(Rightward)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(upward)、D(downward)で例示する。

図１（ａ）では、カウルトップパネル１００を実施した車両１０２を、車両前方かつ車幅方向の左側から見て示している。本実施形態のカウルトップパネル１００は、車両のダッシュパネル１０４の上方に車幅方向にわたって設けられていて、ウィンドシールド１０６（図４（ａ）等参照）を支えている。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のカウルトップパネル１００のＡ−Ａ断面の斜視図である。Ａ−Ａ断面は、カウルトップパネル１００の車幅方向のほぼ中央にて車両上下方向および車両前後方向に切断した断面である。

カウルトップパネル１００の下方には、共にカウル部分を構成しているカウルフロントパネル１０８が設けられている。カウルトップパネル１００とカウルフロントパネル１０８とは、車両後方側にて直接的または間接的に接続している。また、カウルトップパネル１００とカウルフロントパネル１０８との間には、互いを支えて補強する補強部材１１０が車両前後方向にわたって接続されている。

図２は、図１（ｂ）のカウルトップパネル１００の矢視Ｂ図である。矢視Ｂは、カウルトップパネル１００を、車内側である車両後方側から見ている。図２（ａ）に示すように、カウルトップパネル１００は、ダッシュパネル１０４の上方に車幅方向にわたって接続している、車幅方向に長尺な部材である。カウルトップパネル１００には、ダッシュパネル１０４と共に、車両に備えられる各種部材が組みつけられる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のカウルトップパネル１００を単独で示した図である。本実施形態のカウルトップパネル１００には、歩行者保護性能の向上およびウィンドシールド１０６（図４（ａ）等参照）の支持剛性の向上を図るために、主に中段部１１４を中心とした構造が設けられている。

図３は、図２（ｂ）のカウルトップパネル１００の斜視図である。また、図４は、図２（ｂ）のカウルトップパネル１００の各断面図である。以下、図３および図４を参照して、カウルトップパネル１００の各部位について詳述する。

図３に示すように、カウルトップパネル１００の車両後方側（車内側）の縦壁部１１２は、中段部１１４をはさんで、縦壁上部１１６と縦壁下部１１８に大きく分かれている。縦壁上部１１６と縦壁下部１１８は、車両前方側の上方側から車両後方側の下方側に向かって、なだらかに傾斜した形状になっている。中段部１１４は、縦壁上部１１６と縦壁下部１１８との間に車両後方側に延びる面を形成していて、縦壁部１１２の上下方向の途中にて段差を生じさせている。

図４（ａ）は、図２（ｂ）のカウルトップパネル１００のＣ−Ｃ断面図であって、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面とほぼ同じ箇所における切断面である。ガラス支持部１２０は、ウィンドシールド１０６の内側下部に車幅方向にわたって接する部位である。ガラス支持部１２０の上端からは上面部１２２が車両後方側に向かって延びている。縦壁上部１１６は、ガラス支持部１２０の上端から上面部１２２を介して、車両後方下側に延びている。中段部１１４は縦壁上部１１６から車両後方側に延びていて、縦壁下部１１８は中段部１１４から車両後方下側に延びている。

カウルトップパネル１００には、ガラス支持部１２０を介して、車両前方側の上方からウィンドシールド１０６に由来する荷重がかかる。例えば、通常の走行中には、ウィンドシールド１０６が受ける風圧に由来する荷重が日常的にかかる。また、緊急時には、歩行者等の被衝突体がウィンドシールド１０６に接触することに由来する比較的大きな荷重が瞬間的にかかる。

本実施形態のカウルトップパネル１００では、中段部１１４を中心とした構成によって、風圧等の日常的な荷重から生じ得るウィンドシールド１０６の振動を抑えつつ、歩行者等の被衝突体に由来する大きな荷重がかかった場合には被衝突体に与え得る衝撃を和らげることが可能になっている。

図３に示すように、中段部１１４は、カウルトップパネル１００の車幅方向のほぼ全体にわたって形成されている。中段部１１４は、車幅方向の中央の所定範囲に設けられた中央領域１２４と、中央領域１２４の車幅方向の両端それぞれから車幅方向の外側の斜め上方へ延びている２つの傾斜領域１２６ａ、１２６ｂとを含んでいる。

図２（ｂ）に示すように、傾斜領域１２６ａ、１２６ｂでは、縦壁上部１１６および縦壁下部１１８との境界（角部分）である稜線が、斜め上方へ延びている。傾斜領域１２６ａ、１２６ｂは、稜線が斜め上方へ延びていることで、縦壁上部１１６と縦壁下部１１８との間でいわゆる筋交い（すじかい）として機能し、高い剛性を発揮することができる。

本実施形態では、中段部の傾斜領域１２６ａ、１２６ｂを、カウルトップパネル１００を車幅方向に４等分（Ｅ１〜Ｅ４）したときの両端の区分（Ｅ１、Ｅ４）それぞれに設けている。すなわち、カウルトップパネル１００は、車幅方向の両端側の剛性が高くなっている。

図３に示すように、傾斜領域１２６ａ、１２６ｂは、中央領域１２４に比べて、上方へ向かうほど面積が狭くなっている。例えば、図４（ｂ）は、図２（ｂ）のカウルトップパネル１００の傾斜領域１２６ｂにおけるＤ−Ｄ断面図である。Ｄ−Ｄ断面は、傾斜領域１２６ｂの上部にて車両上下方向および車両前後方向に切断した断面である。傾斜領域１２６ｂの上部は面積が狭く、縦壁上部１１６や縦壁下部１１８との境界においてもより変形を起こし難くなっている。

これらのように、傾斜領域１２６ａ、１２６ｂは変形し難く、車両前方側からの荷重に対して高い剛性を発揮可能になっている。したがって、傾斜領域１２６ａ、１２６ｂは、縦壁上部１１６およびガラス支持部１２０等を介して、ウィンドシールド１０６を適度な剛性で支持することができる。これによって当該カウルトップパネル１００は、走行中におけるウィンドシールド１０６の振動および騒音等を防ぎ、車両の快適性の向上に資することが可能になっている。

一方、図２（ｂ）に示すように、車幅方向における傾斜領域の１２６ａ、１２６ｂの間の中央領域１２４では、おおまかに見て、稜線が車幅方向に延びている。したがって、中央領域１２４は、稜線が斜め上方へ延びている傾斜領域１２６ａ、１２６ｂに比べて車両前方側からの荷重に対する剛性が低く、所定量を超える荷重がかかった場合に傾斜領域１２６ａ、１２６ｂよりも先に屈曲するように変形する。すなわち、本実施形態の中段部１１４は、車幅方向の両端が変形し難く、中央側が変形しやすい構成となっている。

図４（ａ）において、緊急時にウィンドシールド１０６に歩行者等が接触し、ガラス支持部１２０に車両後方側へ向かう所定量を超える大きな荷重がかかった場合、縦壁上部１１６と中央領域１２４との境界付近に屈曲が生じる。これによって、当該カウルトップパネル１００は、縦壁上部１１６が車両後方側へ移動するように変形することができる。

本実施形態では、緊急時において変形を誘発するために、中段部１１４の中央領域１２４と縦壁上部１１６との境界に変曲部１２８が設けられている。変曲部１２８は、車両後方側に凸に突出した形状の部位である。図３に示すように、変曲部１２８は、中段部１１４の中央領域１２４に沿うよう、２つの傾斜領域１２６ａ、１２６ｂの間に車幅方向にわたって設けられている。

図４（ａ）に示すように、変曲部１２８は、車両後方側に凸に突出しているため、車幅方向から見ると、縦壁上部１１６と中段部１１４の中央領域１２４との間に少なくとも二か所の角（角１３０ａ、１３０ｂ）を形成する。この変曲部１２８を設けることで、ウィンドシールド１０６に歩行者等が接触した場合に、カウルトップパネル１００のガラス支持部１２０から縦壁上部１１６にかけて、変曲部１２８を中心にして車両後方側へ移動するようなスムーズな変形を起こすことができる。変曲部１２８が優先して変形を起こすことで、歩行者等に与える衝撃を和らげることが可能になる。

縦壁上部１１６は、車幅方向に見てウィンドシールド１０６の内側の面に対する垂直方向Ｌ１から鉛直方向Ｌ２の範囲α内の角度で設けられている。この構成の縦壁上部１１６であれば、ウィンドシールド１０６からの荷重を、より高い剛性を発揮できる姿勢で受けることができる。縦壁上部１１６自体の変形を防ぐことで、前述した縦壁上部１１６と中央領域１２４との境界付近での変形をより好適に起こすことが可能になる。

図１（ｂ）を参照して説明したように、カウルトップパネル１００とカウルフロントパネル１０８との間には、補強部材１１０が設けられている。補強部材１１０は、主にカウルトップパネル１００の中段部１１４から縦壁下部１１８にかけて接合されていて、これら中段部１１４および縦壁部１１８とカウルフロントパネル１０８とを接続している。したがって、ウィンドシールド１０６からの荷重に対して、中段部１１４および縦壁下部１１８の移動を防ぐことで、上述した縦壁上部１１６と中段部１１４との境界における変形をより促進することができる。

以上のように、図３に示す当該カウルトップパネル１００の中段部１１４は、ガラス支持部１２０（図４（ａ）参照）を車幅方向の両端の傾斜領域１２６ａ、１２６ｂにて適度な剛性で支持しつつも、ガラス支持部１２０を通じてウィンドシールド１０６から所定量を超える荷重がかけられた場合は、中央側の中央領域１２４付近にて車両後方側へ移動するような変形を起こすことができる。これによって、当該カウルトップパネル１００は、車両走行中においてはウィンドシールド１０６を十全に支えてその振動等を抑えつつ、緊急時においては変形を許容して歩行者等の被衝突体に与え得る衝撃を吸収することが可能になっている。これらのように、本実施形態であれば、歩行者保護性能の向上とウィンドシールド１０６の支持剛性の向上との両立を図ることが可能である。

カウルトップパネル１００のさらなる構成について説明する。図５は、図２（ａ）のカウルトップパネル１００の傾斜領域１２６ｂ付近の拡大図である。カウルトップパネル１００の傾斜領域１２６ｂの上部には、車両のインストルメントパネル（図示省略）に接続される接続部１３２が設けられている。図示は省略するが、傾斜領域１２６ａ（図３参照）の上部にも同様の接続部が設けられる。これら中段部１１４の傾斜領域１２６ａ、１２６ｂは車両前方側からの荷重に対して剛性が高く、走行中においても振動等が生じ難いため、インストルパネルも高い支持剛性で組み付けることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両のダッシュパネルの上方に車幅方向にわたって設けられてウィンドシールドを支えるカウルトップパネルに利用することができる。

Ｌ１…垂直方向、Ｌ２…鉛直方向、１００…カウルトップパネル、１０２…車両、１０４…ダッシュパネル、１０６…ウィンドシールド、１０８…カウルフロントパネル、１１０…補強部材、１１２…縦壁部、１１４…中段部、１１６…縦壁上部、１１８…縦壁下部、１２０…ガラス支持部、１２２…上面部、１２４…中央領域、１２６ａ…左側の傾斜領域、１２６ｂ…右側の傾斜領域、１２８…変曲部、１３０ａ…上側の角、１３０ｂ…下側の角、１３２…接続部

Claims (3)

1. 車両のダッシュパネルの上方に車幅方向にわたって設けられてウィンドシールドを支えるカウルトップパネルにおいて、
   当該カウルトップパネルは、
   前記ウィンドシールドの内側下部に車幅方向にわたって接しているガラス支持部と、
   前記ガラス支持部の上端から車両下方側に延びている縦壁上部と、
   前記縦壁上部から車両後方側に延びている中段部と、
   前記中段部から車両下方側に延びている縦壁下部とを有し、
   前記中段部は、
   車幅方向の中央の所定範囲に設けられている中央領域と、
   前記中央領域の車幅方向の両端それぞれから該車幅方向の外側の斜め上方へ延びている２つの傾斜領域とを含み、
   前記２つの傾斜領域は、当該カウルトップパネルを車幅方向に４等分したときの両端の区分それぞれに設けられていて、
   当該カウルトップパネルはさらに、
   前記中段部の前記中央領域と前記縦壁上部との境界に設けられ車両後方側に凸に突出している変曲部を有することを特徴とするカウルトップパネル。
2. 前記縦壁上部は、車幅方向に見て前記ウィンドシールドの内側の面に対する垂直方向から鉛直方向の範囲の角度で設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカウルトップパネル。
3. 当該カウルトップパネルはさらに、前記傾斜領域に設けられて前記車両のインストルメントパネルに接続される接続部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカウルトップパネル。

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