JP7099291B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロントピラー及びカウルトップを含む車両前部構造に関する。

車両の前部には、一般に、左右のフロントピラーに接続されたカウル構造が設けられている。例えば、下記特許文献１では、カウルトップアッパと、その下方側に距離を隔てて設けられたカウルトップロアによって構成されたカウルトップを設けることが記載されている。ここでは、エンジンルーム側に配置されたカウルトップロアを補強することについては記載されている一方で、ダッシュパネルの上縁に沿うように設けられたカウルトップアッパを補強することについては記載されていない。

特開２０１７－１１４２５９号公報

ところで、車両前部には、フロントガラスに映像を投影するヘッドアップディスプレイなどの装置を搭載する場合がある。高機能化されたヘッドアップディスプレイは高重量であり設置場所の高強度化が求められる。こうした装置は、インストルメントパネル構造によって支持することも考えられるが、車両のデザイン等の理由でカウル構造によって支持する状況も生じる。しかし、従来のカウル構造では、高重量の装置を搭載することが想定されていない。例えば、上記特許文献１のカウル構造では、カウルトップアッパは低強度で幅の狭い（車両前後方向に狭い）部材によって形成されており、高重量装置の搭載は困難である。

本発明の目的は、高重量の装置を支持することが可能なカウル構造を有する車両前部構造を実現することにある。

本発明にかかる車両前部構造は、車両前部の左右に設けられたフロントピラーと、左右の端部を前記フロントピラーに結合された板状のカウルトップであって、略水平な底面と、前記底面の前縁および左右の側縁に階段形状に形成された連続する周縁部とを有するカウルトップと、カウルトップの周縁部に取り付けられて階段形状の段差部分と協働して閉じ断面構造を形成し、左右両端がフロントピラーに結合されたリインフォースメント部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、カウルトップには、例えば高機能のヘッドアップディスプレイのような高重量の装置を搭載することが可能となる。

実施形態にかかる車両前部構造の斜視図である。 図１におけるＡＡ面の端面図である。 図１におけるＢＢ面の端面図である。 図１の車両前部構造にＨＵＤを搭載した斜視図である。

以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態を例示するものであり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。

図１は、実施形態にかかる車両前部構造１０を、左後方側からみた斜視図である。 図中の座標系におけるＦ軸は車両前方向、Ｕ軸は上方向、Ｒ軸は搭乗者の右手方向を示している（以下の図でも同様）。

図１の右手には、車両右側のフロントピラー（Ａピラーとも呼ばれる）２０が図示されている。フロントピラー２０は、車両前方側からルーフに向かって斜めに延びる斜部２２と、斜部２２の中間付近の下面に接続されて床下まで延びる縦部２４と、縦部２４の前面に接続されて車両前方に延びるカウルサイド２６とを備える。また、斜部２２、縦部２４、カウルサイド２６で囲まれた部分には、小さな三角窓２８が形成されている。なお、カウルサイド２６は、図１では表面部材によって隠れており、点線で簡略的に示している。カウルサイド２６は、車両前方側において、図示を省略したエプロンアッパメンバ（アッパサイドフレームとも呼ばれる）に接続されている。エプロンアッパメンバは、エンジンルームの側方を通って車両前方まで延びる部材である。フロントピラー２０は、曲げ加工した鋼板を組み合わせて閉断面形状に形成されることで高強度化された構造部材である。フロントピラー２０は、図示を省略しているが、車両の左側にも設けられている。

ダッシュパネル３０は、車両前方のエンジンルームにおける後方の境界となる隔壁である。ダッシュパネル３０は、車幅方向及び上下方向に拡がった板状の部材であり、鋼板をプレス加工することで形成されている。ダッシュパネル３０の車幅方向の両端は、左右のフロントピラー２０の縦部２４に溶接等によって取り付けられている。ダッシュパネル３０には、中央下部に設けられたエンジンルームと車室側の床下空間を連結するトンネル孔３２が設けられている他、図示を省略した複数の孔も設けられている。ダッシュパネル３０には複数の補強部材が取り付けられており、強度を高められている。ダッシュパネル３０の上端部において、車幅方向に延設されたダッシュアッパクロス３４は強度部材の一つである。ダッシュパネル３０とダッシュアッパクロス３４は溶接されており、その断面は閉断面形状に形成されて強度が高められている。

カウル４０は、鋼板を曲げ加工したカウルアッパ４２とカウルロア４４を組み合わせて形成された部材である。カウル４０は、フロントガラス（フロントウインドシールドガラスとも呼ばれる）の下端を支持する部材である。具体的には、カウルアッパ４２の前面に樹脂ホルダが取り付けられ、この樹脂ホルダに対してフロントガラス（フロントウインドシールドガラスとも呼ばれる）の下部が接着剤で接着されることで、フロントガラスを支持している。カウルロア４４は、カウルアッパ４２の下方に配置され、下向きに延びる部材である。カウル４０の車幅方向の両端は、フロントピラー２０の斜部２２の先端付近に溶接等により取り付けられている。

カウルトップ５０は、カウル４０の後方に配置された部材であり、カウルリヤと呼ばれることもある。実施形態では、フロントガラスが一般的な車両に比べて前方まで延びており、カウル４０も相対的に前側に位置しているデザインを想定しているため、カウルトップ５０も一般的な車両におけるカウルトップに比べて車両前後方向に長く形成されている。カウルトップ５０は、鋼板をプレスして形成されており、略水平に拡がる底面５０ａと、底面５０ａの前方及び側方の端部において、上向きに階段状に形成された周縁部５０ｂを備える。また、カウルトップ５０の周縁部５０ｂの外側には、強化部材であるカウルトップリインフォースメント５２が溶接によって取り付けられている。

ここで、図２及び図３を参照して、カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２について説明する。図２は、図１におけるＡＡ面の端面図（背景を示さない断面図）であり、図３は図１におけるＢＢ面の端面図である。

図２に示すように、カウルトップ５０には、略水平な底面５０ａと、その前方に設けられた周縁部５０ｂを備える。周縁部５０ｂは、底面５０ａの端部から上方に延びる第１垂直面５０ｂ１と、第１垂直面５０ｂ１の上端で略水平に前方に延びる水平面５０ｂ２と、水平面５０ｂ２の先端から上方に延びる第２垂直面５０ｂ３からなる階段形状に形成されている。また、カウルトップリインフォースメント５２は、略水平に延びる水平面５２ａと、略垂直に延びる垂直面５２ｂとからなるＬ字型の断面を有している。垂直面５２ｂの前面側には、カウル４０のカウルロア４４が位置している。

カウルトップリインフォースメント５２の水平面５２ａは、カウルトップ５０の底面５０ａと重ねられてスポット溶接により固定されている。また、カウルトップリインフォースメント５２の垂直面５２ｂは、カウルトップ５０の周縁部５０ｂにおける第２垂直面５０ｂ３に重ねられるとともに、カウル４０のカウルロア４４とも重ねられている。この３重の重なり部位をスポット溶接することにより、カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２が、カウルロア４４に固定されている。

カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２は、図２に示すように、略四角形状の中空の閉断面を形成している。このため、荷重を受けた場合に変形を起こしにくくなっている。また、この閉断面部位を有することで、カウルトップ５０全体の剛性が高められており、荷重に対して変形しにくくなっている。

図３に示すように、カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２は、側方においても、前方と同様の構造に形成されている。すなわち、カウルトップ５０は、底面５０ａと周縁部５０ｂからなり、周縁部５０ｂは、第１垂直面５０ｂ１、水平面５０ｂ２、第２垂直面５０ｂ３によって階段形状に形成されている。また、カウルトップリインフォースメント５２は、水平面５２ａと垂直面５２ｂとからなるＬ字型の断面形状に形成されている。

カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２がスポット溶接されて、閉断面形状に形成されている点も同様である。したがって、この部分においても、カウルトップ５０は、カウルトップリインフォースメント５２によって剛性が高められている。ただし、この側方部分では、カウルトップリインフォースメント５２は、垂直面５２ｂがフロントピラー２０のカウルサイド２６とスポット溶接されている点で、前方部分と異なっている。具体的には、カウルサイド２６における閉断面部分から上側に延びた垂直面２６ａとの溶接がなされている。この溶接個所には、三角窓２８に向けて延びるフロントピラーインナ２９も連結されている。カウルサイド２６は強固な構造部材であり、カウルトップ５０は車体に確実に固定されていると言える。

再び図１を参照して説明を続ける。カウルトップ５０の後方の周縁部には、カウルトップリインフォースメント５２は取り付けられていない。カウルトップ５０の後端は、単に、ダッシュアッパクロス３４の上面にスポット溶接されているのみである。しかし、ダッシュアッパクロス３４は、上述の通り、閉断面形状に形成されて強度を高められている。カウルトップ５０の後端は、このダッシュアッパクロス３４と溶接されて一体化されているため、実質的には、カウルトップ５０の後方の周縁部を閉断面形状にして強度補強した状態に形成されている。したがって、カウルトップ５０は、実質的に、全ての周縁部が閉断面によって強度補強されていると言える。

カウルトップ５０の底面５０ａは、特段、周囲の部材と連結されなくてもよい。しかし、例えば、前輪の内側にそれぞれ設けられたサスペンションタワーと接続するなどして、車体との結合性を高めるようにしてもよい。

図４は、図１に示した車両前部構造１０において、カウルトップ５０にヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）６０を搭載した状態を示す斜視図である。ＨＵＤ６０は、側面及び下面を樹脂製のハウジング６２によって形成されており、上面は樹脂または強化ガラスからなる光透過性板６４によって形成されている。ＨＵＤ６０の内部にはプロジェクタが格納されており、プロジェクタから投影される可視光は、光透過性板６４を透過して、図示を省略したフロントガラスに投影される。

ＨＵＤ６０は、車両の前後方向には、カウルトップ５０の底面５０ａと同程度の長さがあり、車幅方向にはカウルトップの半分程度の幅がある。また、上下方向には、カウルトップ５０の周縁部５０ｂの上端と同程度の高さがある。そして、ＨＵＤ６０は、車両の運転席側から中央までの付近に設置されている。固定は、例えば、ＨＵＤ６０のハウジング６２を、カウルトップ５０の底面５０ａ、周縁部５０ｂ、さらにはダッシュアッパクロス３４との結合部にボルト締結することで行われる。ＨＵＤ６０は、例えば、１０ｋｇを超える高重量の装置であるが、カウルトップ５０は十分に高剛性に形成されており、また、荷重を周囲に分散させることができるため、問題なく搭載することができている。

なお、カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２とが形成する閉断面構造は、車両の左右のフロントピラー２０間の強度を高める役割も果たしている。すなわち、カウルトップ５０とカウルトップリインフォースメント５２によって、車体全体を強度化することもできている。

以上の説明においては、カウルトップリインフォースメント５２は、カウルトップ５０の前方及び側方の周縁部５０ｂのみを囲うとし、後方の周縁部はダッシュアッパクロス３４によって強度補強を行った。しかし、例えば、側方の周縁部５０ｂにカウルトップリインフォースメント５２を設けず、カウルサイド２６の閉断面構造部分と一体的に結合して、側方の強度を確保するようにしてもよい。あるいは、カウルトップ５０の後方の周縁部にもカウルトップリインフォースメント５２を設ける態様をとることも可能である。カウルトップリインフォースメント５２によって閉断面形状を形成する場合でも、取り付け先の部材の閉断面形状と一体化させる場合でも、カウルトップ５０の周縁部を全周にわたって閉断面により強化することで、カウルトップ５０の強度を高めることが可能となる。

また、以上の説明では、カウルトップ５０の周縁部を閉断面によって強化するものとした。しかし、カウルトップ５０に必要とされる強度を十分に確保できる場合には、カウルトップ５０の周縁部の一部については、カウルトップリインフォースメント５２を用いない態様をとってもよく、また、周辺の部材とも連結しない態様をとってもよい。

さらに、以上の説明では、カウルトップ５０には、ＨＵＤ６０を搭載するものとした。しかし、カウルトップ５０には、ＨＵＤ６０に代えて、あるいは、ＨＵＤ６０とともに、例えば、エアバッグ、空調機器などの他の装置を搭載することも可能である。

１０ 車両前部構造、２０ フロントピラー、２２ 斜部、２４ 縦部、２６ カウルサイド、２６ａ 垂直面、２８ 三角窓、２９ フロントピラーインナ、３０ ダッシュパネル、３２ トンネル孔、３４ ダッシュアッパクロス、４０ カウル、４２ カウルアッパ、４４ カウルロア、５０ カウルトップ、５０ａ 底面、５０ｂ 周縁部、５０ｂ１ 第１垂直面、５０ｂ２ 水平面、５０ｂ３ 第２垂直面、５２ カウルトップリインフォースメント、５２ａ 水平面、５２ｂ 垂直面、６０ ＨＵＤ、６２ ハウジング、６４ 光透過性板。

Claims (1)

1. 車両前部の左右に設けられたフロントピラーと、
   左右の端部を前記フロントピラーに結合された板状のカウルトップであって、略水平な底面と、前記底面の前縁および左右の側縁に階段形状に形成された連続する周縁部とを有するカウルトップと、
   前記カウルトップの前記周縁部に取り付けられて前記階段形状の段差部分と協働して閉じ断面構造を形成し、左右両端が前記フロントピラーに結合されたリインフォースメント部材と、
   を備えることを特徴とする車両前部構造。

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