JP2013139232A - 車両のカウルトップ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】強度剛性の確保と歩行者保護を両立できるカウルトップ構造を提供する。
【解決手段】フロントウィンド１４を支持するカウルトップアッパ１１と、カウルトップアッパ１１より車室内側に配置されるカウルトップインナ１２と、カウルトップアッパ１１より下方側に配置されるカウルトップロア１３とを有し、カウルトップアッパ１１の後端とカウルトップインナ１２の上端とを直接溶接すると共に、カウルトップインナ１２にカウルトップロア１３の後端を直接溶接して、開断面構造を形成し、カウルトップアッパ１１を正面から見た高さ方向の幅Ｈ１を、カウルトップアッパ１１の両側端部において、車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる形状とすると共に、側端部に開口部１１ｃを設けたカウルトップ構造。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のカウルトップ構造に関する。

車両のフロントウィンドを下方から支持する構造として、カウルトップ構造が知られている。カウルトップ構造は、その強度剛性を確保すると共に、歩行者保護のため、衝突時に衝撃を吸収する構造であることが望まれている（特許文献１、２）。

特開２０１０−２２１８７９号公報 特開２０１０−０２３５３６号公報

図７〜図１０に従来のカウルトップ構造を示し、図７〜図１０を参照して、その問題点を説明する。ここで、図７は、従来のカウルトップ構造を構成する各構成部材を示す分解図であり、図８は、従来のカウルトップ構造の右端部分を正面側から見た正面図であり、図９、図１０は、各々、図８中のＣ−Ｃ線矢視断面図、Ｄ−Ｄ線矢視断面図である。なお、符号Ｍは溶接点を示している。

従来のカウルトップ構造５０は、主な構成部材として、カウルトップアッパ５１、カウルトップインナ５２、カウルトップロア５３を有しており、これらのカウルトップアッパ５１、カウルトップインナ５２及びカウルトップロア５３により、車両前方側が開口された開断面構造とされている。これにより、上方からの入力に対してカウルトップ構造５０（カウルトップアッパ５１）が変形しやすい構成とされて、歩行者保護性能を向上させている。しかしながら、カウルトップ構造５０を開断面構造とすると、全体的な強度剛性が不足するため、カウルトップ構造５０の側端部において、フレームエクステンション５５、カウルトップサイド５６及びバルクヘッド５７からなる接続部材を介して、これらを溶接により接続して、カウルトップ構造５０の強度剛性を確保している。なお、図７中では、右端部分で用いる接続部材のみを図示しているが、左端部分にも同様（形状が左右対称）の接続部材を用いており、ここでは図示を省略している。

ここで、図８〜図１０を参照して、カウルトップ構造５０の右端部分における構造を説明する。まず、図８中のＣ−Ｃ線矢視断面における構造を説明する。

上面側にフロントウィンド５４が配置されるカウルトップアッパ５１は、その上端側において、カウルトップインナ５２の上端側と溶接され、その下端側において、カウルトップサイド５６の上端側と溶接されている。そのカウルトップサイド５６は、その下端側において、カウルトップインナ５２の中央部分と溶接されており、その溶接点Ｍの下方側において、カウルトップインナ５２とカウルトップロア５３の後端側が溶接されている。

このように、Ｃ−Ｃ線矢視断面においては、カウルトップアッパ５１、カウルトップインナ５２及びカウルトップサイド５６により閉断面構造が形成されており、強度剛性が高くなる反面、上方からの入力（衝撃）を受けたときに変形しにくくなっている。

なお、Ｃ−Ｃ線矢視断面より内側の部分においては、図８に示すように、カウルトップアッパ５１の前端部分にフランジ５１ａを設けており、この内側の部分において、フランジ５１ａにより、カウルトップアッパ５１自体、そして、カウルトップ構造５０の強度剛性を確保している。

次に、図８中のＤ−Ｄ線矢視断面における構造を説明する。カウルトップアッパ５１は、その上端側において、カウルトップインナ５２の上端側と溶接され、その下端側において、カウルトップサイド５６の上端側と溶接されている。そのカウルトップサイド５６は、その下端側において、フレームエクステンション５５と溶接されており、そのフレームエクステンション５５は、その後端側において、カウルトップインナ５２の中央部分と溶接されている。

このように、Ｄ−Ｄ線矢視断面においては、カウルトップアッパ５１、カウルトップインナ５２、カウルトップサイド５６及びフレームエクステンション５５により閉断面構造が形成されており、更に、その閉断面構造において、カウルトップアッパ５１とカウルトップインナ５２との間にバルクヘッド５７を溶接により接続している。そのため、Ｃ−Ｃ線矢視断面より更に強度剛性が高く、上方からの入力（衝撃）に対して更に変形しにくくなっている。

上述したように、開断面構造とされたカウルトップ構造５０においては、全体的に上方からの入力（衝撃）に対して変形し易い構造となっているが、その両側端部においては、カウルトップサイド５６を用いて、閉断面構造を形成しており、更に、その閉断面構造の内部にバルクヘッド５７を溶接して補強している。このような構造とすることにより、カウルトップ構造５０の強度剛性を確保している。しかしながら、この側端部における剛性を向上させると、側端部の部分が、逆に、変形しにくくなるため、強度剛性の確保と歩行者保護の両立が難しい構造となっていた。又、強度剛性を確保するため、接続部材を構成する部品点数が増えてしまい、製造コストが増加すると共に、部品重量の増加も招いていた。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、強度剛性の確保と歩行者保護を両立できるカウルトップ構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るカウルトップ構造は、
車両の車幅方向に延在されて、フロントウィンドを支持するカウルトップアッパと、
前記車幅方向に延在されて、前記カウルトップアッパより車室内側に配置されるカウルトップインナと、
前記車幅方向に延在されて、前記カウルトップアッパより下方側に配置されるカウルトップロアとを有し、
前記カウルトップアッパの後端と前記カウルトップインナの上端とを直接溶接すると共に、前記カウルトップインナに前記カウルトップロアの後端を直接溶接して、開断面構造を形成し、
前記カウルトップアッパを正面から見た高さ方向の幅を、前記カウルトップアッパの両側端部において、車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる形状とすると共に、前記側端部に開口部を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るカウルトップ構造は、
上記第１の発明に記載のカウルトップ構造において、
前記開口部を当該開口部の正面から見た高さ方向の開口幅が車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる形状としたことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るカウルトップ構造は、
上記第１又は第２の発明に記載のカウルトップ構造において、
前記カウルトップアッパの前端に、前記車幅方向の全長に渡って、フランジを設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るカウルトップ構造は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載のカウルトップ構造において、
前記カウルトップアッパの上面からみた全体の形状を、前記車両の前方側に突き出た三日月状とすると共に、前記カウルトップアッパを上面から見た奥行き方向の幅を、前記カウルトップアッパの両側端部において、車幅方向外側に向かうに従って次第に小さくしたことを特徴とする。

第１、第２の発明によれば、カウルトップ構造に開断面構造を用い、カウルトップ構造を構成するカウルトップアッパの両側端部において、高さ方向の幅が車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる形状としたので、カウルトップアッパ両側端部における剛性が向上されて、カウルトップアッパの全体的な強度剛性を維持することができる。一方、両側端部に開口部を設けたので、上方からの入力に対しては開口部が変形して、衝撃を吸収する構成としている。その結果、カウルトップ構造の両側端部において、強度剛性の確保と歩行者保護を両立することができる。

第３の発明によれば、カウルトップ構造を構成するカウルトップアッパに、その車幅方向の全長に渡って、フランジを設けたので、カウルトップ構造において、強度剛性を確保することができる。

第４の発明によれば、カウルトップ構造を構成するカウルトップアッパの形状を、車両前方側に突き出た三日月状としたので、特に、カウルトップアッパの中央部分において、広い面積で衝撃を受けて、カウルトップ構造をより変形し易くすることができる。

本発明に係るカウルトップ構造を構成する各構成部材を示す分解図である。 本発明に係るカウルトップ構造の右端部分を正面側から見た正面図である。 図２中のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図２中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明に係るカウルトップ構造の車両中央部分における断面図である。 本発明に係るカウルトップ構造を構成するカウルトップアッパを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 従来のカウルトップ構造を構成する各構成部材を示す分解図である。 従来のカウルトップ構造の右端部分を正面側から見た正面図である。 図８中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 図８中のＤ−Ｄ線矢視断面図である。

以下、図１〜図６を参照して、本発明に係るカウルトップ構造の実施形態を説明する。

（実施例１）
図１は、本実施例のカウルトップ構造を構成する各構成部材を示す分解図である。又、図２は、本実施例のカウルトップ構造の右端部分を正面側から見た正面図であり、図３、図４は、各々、図２中のＡ−Ａ線矢視断面図、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。又、図５は、本実施例のカウルトップ構造の車両中央部分における断面図である。又、図６は、本実施例のカウルトップ構造を構成するカウルトップアッパを示す図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は側面図である。なお、符号Ｍは溶接点を示し、矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示している。

本実施例のカウルトップ構造１０は、従来と同様に、主な構成部材として、それぞれ車両の車幅方向に延在されるカウルトップアッパ１１、カウルトップインナ１２、カウルトップロア１３を有しており、これらの部材によりカウルトップ構造１０が開断面構造となるよう構成されている。このカウルトップ構造１０は、その下方側において、車両の構造部材となるダッシュパネル（図示省略）に固定されている。

本実施例のカウルトップ構造１０は、上記構成部材の側端部において、カウルトップアッパ１１とカウルトップインナ１２同士及びカウルトップインナ１２とカウルトップロア１３同士を、溶接により直接接続しており、接続部材を介して、これらの構成部材を接続した従来のような構成ではない。

本実施例においても、上記構成部材の側端部には、フレームエクステンション１５、ワイパブラケットサイド１６が接続されているが、これらの部材は、上記構成部材の間に介在して、上記構成部材を接続するものでなく、カウルトップ構造１０自体のための接続部材に該当するものではない。具体的には、フレームエクステンション１５は、カウルトップ構造１０と他の部材とを接続するための部材であり、ワイパブラケットサイド１６は、ワイパ（図示省略）を取り付けるための部材である。なお、図１中では、右端部分で用いるフレームエクステンション１５及びワイパブラケットサイド１６のみを図示しているが、左端部分にも同様（形状が左右対称）の部材を用いており、ここでは図示を省略している。

このような本実施例のカウルトップ構造１０の構造を、図２〜図６を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、カウルトップ構造１０の右端部分における構造を主に説明するが、左端部分も全く同様の構造である。

まず、図２中のＡ−Ａ線矢視断面における構造を、図３を参照して説明する。カウルトップアッパ１１は、上面側にフロントウィンド１４が配置されて、フロントウィンド１４を支持するものである。このカウルトップアッパ１１は、その後端側において、車室内側に配置されるカウルトップインナ１２の上端側と溶接されているが、その前端側はいずれの部材にも接続されていない。カウルトップインナ１２は、その中央部分において、カウルトップアッパ１１の下方側に配置されるカウルトップロア１３の後端側と溶接されている。

このように、Ａ−Ａ線矢視断面においては、カウルトップアッパ１１、カウルトップインナ１２及びカウルトップロア１３を開断面構造に形成しており、カウルトップ構造１０に上方から衝撃が入力されたときにカウルアッパ１１が変形し易い構造としている。カウルトップ構造１０では、車幅方向全体に渡って開断面構造とされている。

なお、符号３１は、フロントウィンド１４の下端を支持する樹脂製のデッキガーニッシュであり、前述した開断面構造の前方開口を覆うように配置されている。符号３２は、エンジン室のフードであり、符号３３は、車室内のインパネ（インストルメント・パネル）である。

更に、カウルトップアッパ１１自体の形状を工夫しており、これにより、強度剛性の確保と歩行者保護を両立できるようにしている。そこで、次に、カウルトップアッパ１１の形状について、図６を参照して説明する。

カウルトップアッパ１１の前端部分には、その全長（車幅方向の全長）に渡って、フランジ１１ａを設けており、このフランジ１１ａにより、カウルトップアッパ１１自体、そして、カウルトップ構造１０の強度剛性を確保している。

又、カウルトップアッパ１１の車幅方向両端の側端部１１ｂにおいて、正面から見た高さ方向の幅（以降、高さ幅と呼ぶ。）Ｈ１を、車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる（拡幅する）ように形成して、カウルトップアッパ１１の中央の高さ幅Ｈ２より大きくしている。この構造により、側端部１１ｂにおいて、カウルトップアッパ１１の強度剛性を向上させて、カウルトップ構造１０の強度剛性を確保している。

更に、本実施例では、歩行者保護のため、側端部１１ｂに開口部１１ｃを設けており、この開口部１１ｃにおいて、正面から見た高さ方向の開口幅を、側端部１１ｂの高さ幅Ｈ１の変化に合わせて、車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる（拡幅する）ように形成している。これにより、カウルトップ構造１０の側端部に上方からの衝撃が入力されたときには、開口部１１ｃの部分でカウルトップアッパ１１が変形して衝撃を吸収することができる。すなわち、この開口部１１ｃにより、カウルトップ構造１０の側端部を変形し易くしている。この結果、開断面構造とされたカウルトップ構造１０において、カウルトップアッパ１１の側端部１１ｂにおける強度剛性を維持した状態でカウルトップアッパ１１の側端部１１ｂにおける衝撃吸収性能を向上させることができるので、カウルトップアッパ１１自体の形状による強度剛性の確保と歩行者保護とを両立することができる。

更に、カウルトップアッパ１１を上面から見たとき、カウルトップアッパ１１の両側端部１１ｂの後端側を最後端の位置として、全体の形状を車両前方側に突き出た三日月状としている。このとき、カウルトップアッパ１１の車幅方向両端の側端部１１ｂにおいて、上面から見た奥行き方向の幅（以降、奥行き幅と呼ぶ。）Ｗ１を、車幅方向外側に向かうに従って次第に小さくして、カウルトップアッパ１１の中央の奥行き幅Ｗ２より小さくしている。

この構造では、カウルトップアッパ１１の略全体が、カウルトップアッパ１１とカウルトップインナ１２との溶接点Ｍより車両前方側に配置され、そして、カウルトップアッパ１１とカウルトップインナ１２とが開断面構造とされているので（図３など参照）、カウルトップアッパ１１に上方から衝撃が入力されたとき、この衝撃がカウルトップアッパ１１に曲げモーメントとして作用して、カウルトップアッパ１１を変形し易くしている。特に、カウルトップアッパ１１の中央の奥行き幅Ｈ２が広くなっているので、広い面積で衝撃を受けて、カウルトップアッパ１１をより変形し易くしている。これにより、カウルトップ構造１０の車幅方向中央部分における衝撃吸収性能が向上されている。
なお、カウルトップ構造１０の車幅方向中央部分の断面を図５に示すが、カウルトップアッパ１１は、後端側がカウルトップインナ１２の上端側と溶接され、前端側はいずれの部材にも接続されていない。そして、カウルトップインナ１２は、その上下方向中央部分において、カウルトップロア１３の後端側と溶接されている。つまり、カウルトップ構造１０の車幅方向中央部分の断面は、図３に示したＡ−Ａ線矢視断面と略同等の構造（開断面構造）となっている。

次に、図２中のＢ−Ｂ線矢視断面における構造を、図４を参照して説明する。カウルトップ構造１０の最側端部において、カウルトップアッパ１１とカウルトップインナ１２は略同一の断面形状となっており、互いに重ね合って、略一枚の板状として溶接されている。そして、カウルトップインナ１２の中央部分に、ワイパ（図示省略）を取り付けるためのワイパブラケットサイド１６が溶接されており、その下方側に、他の部材と接続するためのフレームエクステンション１５が溶接されている。

このように、Ｂ−Ｂ線矢視断面においては、カウルトップアッパ１１とカウルトップインナ１２とが略一枚の板状に溶接されており、この部分は溶接の強度により変形し難く、強度剛性を確保できている。一方で、Ｂ−Ｂ線矢視断面より内側においては、前述したように、この部分の溶接点Ｍよりカウルトップアッパ１１が車両前方側に突出して配置されるので、上方から衝撃を受けたときには変形し易くなっている。

又、カウルトップ構造１０の中央部分の断面においては、カウルトップアッパ１１、カウルトップインナ１２及びカウルトップロア１３を開断面構造に形成しており、カウルトップ構造１０（カウルトップアッパ１１）が上方から衝撃を受けたときに変形し易くしている。加えて、中央部分においては、カウルトップアッパ１１の高さ幅Ｈ２を小さくし、奥行き幅Ｗ２を大きくしているので、これらのことも変形のし易さに寄与している。さらに、カウルトップアッパ１１の車幅方向両側端部１１ｂにおいては、高さ幅Ｈ１を車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる（拡幅する）よう形成することで強度剛性を確保する一方で、開口部１１ｃにより上方からの衝撃等の入力に対して変形し易い構成としている。なお、カウルトップアッパ１１の前端部分に設けたフランジ１１ａも、強度剛性の確保に寄与している。

以上説明してきたように、本発明のカウルトップ構造１０であれば、簡単な構造で、全体の強度剛性を確保することができ、又、車幅方向中央部分のみならず、その両側端部においても、上方からの衝撃に対して変形し易い構造となっている。従って、カウルトップ構造１０における強度剛性の確保と歩行者保護性能を両立することができる。なお、構造として、図７〜図１０に示したカウルトップサイド５６、バルクヘッド５７などは不要であり、その構造として必要な部品点数が減少し、製造コストが減少すると共に、部品重量も減少することになる。

本発明は、車両のカウルトップ構造に好適である。

１０ カウルトップ構造
１１ カウルトップアッパ
１１ａ フランジ
１１ｂ 側端部
１１ｃ 開口部
１２ カウルトップインナ
１３ カウルトップロア
Ｍ 溶接点

Claims (4)

1. 車両の車幅方向に延在されて、フロントウィンドを支持するカウルトップアッパと、
   前記車幅方向に延在されて、前記カウルトップアッパより車室内側に配置されるカウルトップインナと、
   前記車幅方向に延在されて、前記カウルトップアッパより下方側に配置されるカウルトップロアとを有し、
   前記カウルトップアッパの後端と前記カウルトップインナの上端とを直接溶接すると共に、前記カウルトップインナに前記カウルトップロアの後端を直接溶接して、開断面構造を形成し、
   前記カウルトップアッパを正面から見た高さ方向の幅を、前記カウルトップアッパの両側端部において、車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる形状とすると共に、前記側端部に開口部を設けたことを特徴とするカウルトップ構造。
2. 請求項１に記載のカウルトップ構造において、
   前記開口部を当該開口部の正面から見た高さ方向の開口幅が車幅方向外側に向かうに従って次第に大きくなる形状としたことを特徴とするカウルトップ構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のカウルトップ構造において、
   前記カウルトップアッパの前端に、前記車幅方向の全長に渡って、フランジを設けたことを特徴とするカウルトップ構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のカウルトップ構造において、
   前記カウルトップアッパの上面からみた全体の形状を、前記車両の前方側に突き出た三日月状とすると共に、前記カウルトップアッパを上面から見た奥行き方向の幅を、前記カウルトップアッパの両側端部において、車幅方向外側に向かうに従って次第に小さくしたことを特徴とするカウルトップ構造。

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