JP5176501B2

JP5176501B2 - 車両前部のカウル構造

Info

Publication number: JP5176501B2
Application number: JP2007307051A
Authority: JP
Inventors: 賢一西山; 篤史江本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2009126480A

Description

本発明は、車両前部のカウル構造に関する。

近年、歩行者保護性能を向上させるため、フロントウインドシールドガラスの下端部を支持するカウル部材の剛性を低下させ、衝突エネルギーを効率的に吸収させるカウル構造が採用されてきている。しかし、カウル部材の剛性を低下させると、フロントウインドシールドガラスの振動が大きくなり、ＮＶ（ノイズ・アンド・バイブレーション）性能（振動及び振動音を抑制する性能）が低下するので、車室内にこもり音が発生しやくなる。よって、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収とを両立させることが求められている。

上記を背景として、カウル部材の車幅方向の前縁形状に沿って３等分する位置に、それぞれカウル部材の上部と下部とを連結する一対の補強部材を設けることで、カウル部の剛性が必要以上に増大することなく、こもり音を効果的に低減させるカウル構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００６−２０６００４号公報

しかし、上記先行文献では、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収との両立がなされているが、補強部材の配設部位のカウル断面が４部品で構成されているので、軽量化や低コスト化のため、カウル構造を更に簡素化することが求められている。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収との両立をはかりつつ、カウル構造を簡素化することが目的である。

請求項１に記載の車両前部のカウル構造は、車両上方側が開口された凹部と、前記凹部の車両後方側の縦壁部の上端部から車両後方側に延出されフロントウインドシールドガラスの前端部を支持するフランジ部と、を有し、前記凹部の前記縦壁部の面方向が前記フロントウインドシールドガラスと直交するように構成された車両幅方向に延在するカウル部材と、前記カウル部材の前記凹部の底部に形成され、車両幅方向を折目線とし、前記底部が折れ曲がる際の折り曲げ起点となる底部側屈曲部と、前記カウル部材の前記凹部の前記底部における前記底部側屈曲部よりも車両後方側に位置し下面にダッシュパネルの上端部が接合された車両後方側部の上面と前記縦壁部の車両前後方向前側の面とに接合され前記底部及び前記縦壁部とで閉断面を構成すると共に、車両幅方向の所定位置に設けられた補強部材と、前記補強部材に形成され、前記補強部材が折れ曲がる際の折り曲げ起点となる車両幅方向を折目線とする補強部材側屈曲部と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の車両前部のカウル構造では、フランジ部材の凹部における底部の車両後方側部と縦壁部とに補強部材が接合され、底部及び縦壁部と補強部材とで閉断面が構成されている。よって、フロントウインドシールドガラスを支持する支持剛性が向上される。したがって、フロントウインドシールドガラスの振動（の振幅）が低減される。すなわち、ＮＶ性能が向上される。

一方、衝突体がフロントウインドシールドガラスの前端部に衝突すると、カウル部材及び補強部材が潰れ変形する。その際、補強部材は、補強部材側屈曲部を折れ起点に折れ曲がるので、容易に変形する。また、補強部材は、カウル部材の凹部における車両幅方向の所定位置に設けられているので、カウル部材は部分的にしか補強されない。よって、カウル部材の剛性は必要以上に増大されない。更に、カウル部材の凹部の底部は、底部側屈曲部を折れ起点として折れ曲がるので容易に変形する。また、底部側屈曲部を折れ起点として底部の車両後方側端部が縦壁部の下端部に押され車両下方側に移動するように変形する。よって、カウル部材の変形量（ストローク）が確保される。したがって、衝突エネルギーが効率的に吸収される。

ここで、本発明のカウル構造は、フランジ部材と補強部材の２つの部材から構成されているので、カウル構造が簡素化されている。

このように、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収との両立がはかられると共に、カウル構造が簡素化される。

また、カウル部材の凹部の縦壁部の面方向が、フロントウインドシールドガラスと略直交している。よって、フロントウインドシールドガラスを支持する支持剛性が更に向上される。また、カウル部材の凹部の縦壁部の面方向は、フロントウインドシールドガラスの振動方向と略一致する。したがって、フロントウインドシールドガラスの振動が更に低減される。すなわち、ＮＶ性能が更に向上される。

一方、衝突体の衝突によってフロントウインドシールドガラスの前端部に入力される衝突荷重の入力方向が、フロントウインドシールドガラスに直交する方向、すなわち、カウル部材の縦壁部の面方向と略一致するとすれば、縦壁部は折れ変形しないで衝突荷重の入力方向（面方向）に移動する。これにより、カウル部材の凹部の縦壁部の下端部が、底部の車両後方側端部を車両下方側に効率的に移動させるので、凹部の底部の底部側屈曲部を折れ起点とする変形の変形量（ストローク）が、より確実に確保される。また、安定して底部側屈曲部及び補強部材側屈曲部で折れ曲がり変形する（安定した衝突モードが発生する）ので、変形後半において反力が高くなる、しごき変形が抑制される。したがって、衝突エネルギーが更に効率的に吸収される。

以上説明したように請求項１に記載のカウル構造によれば、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収との両立をはかりつつ、カウル構造を簡素化することができる、という優れた効果を有する。

以下、図１から図３を用いて、本発明におけるカウル構造の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側方向を示す。

図１と図２は、本発明の実施形態に係るカウル構造１０を示している。図１と図２とに示すように、車両前部のエンジンルーム（図示略）の車両後方側に、カウル部材１００が車両幅方向に沿って配設されている。カウル部材１００の車両前後方向に沿った縦断面形状は、上方が開放された略ハット形状とされている（図２参照）。すなわち、凹部１１０と、凹部１１０の車両後方側の縦壁部１２０の上端部１２０Ａから車両前側に延出されたフランジ部１３０と、凹部１１０の車両前方側の縦壁部１４０の上端部１４０Ａから車両後側に延出されたフランジ部１４６と、を有する構造とされている。

カウル部材１００の凹部１１０の底部１５０には、車両幅方向を折目線とする屈曲部１５０Ｓが形成されている。なお、屈曲部１５０Ｓは車両下方側に屈曲している（車両前後方向に沿った縦断面形状が車両下方側に凸状となっている）。そして、底部１５０における屈曲部１５０Ｓよりも車両後方側に位置する車両後方側部１５２の下面１５２Ｄ（図２参照）にダッシュパネル１２の上端１４が接合されている。

カウル部材１００の車両後方側のフランジ部１３０は、フロントウインドシールドガラス１６の下端部１６Ａの下方に配設されている。フランジ部１３０は、車両上方側に凸状（台形状）に形成された棚部１３２を有し、フランジ部１３０の全体形状は縦壁部１２０の上端部とで略断面ハット形状とされている。そして、このフランジ部１３０の棚部１３２とフロントウインドシールドガラス１６とが接着剤１８（図２参照、図１では図示略）によって接着及びシールされる。つまり、フロントウインドシールドガラス１６はカウル部材（のフランジ部１３０の棚部１３２）によって支持されている。なお、カウル部材１００（フランジ部１３０）はフロントウインドシールドガラス１６を車両幅方向の全幅に亘って支持する。また、凹部１１０の車両後方側の縦壁部１２０の壁面１２０Ｃに沿った面方向がフロントウインドシールドガラス１６と略直交する。

カウル部材１００の凹部１１０の車幅方向の異なる複数位置に、補強部材としての板状のＮＶブレース２００が設けられている（図１参照）。なお、ＮＶブレース２００の板厚方向が車両前後方向とされている。各ＮＶブレース２００は、車両後方側の縦壁部１２０の上端部と凹部１１０の底部１５０の車両後方側部１５２の上面１５２Ｃとに接合されている。具体的には、ＮＶブレース２００の上端部が屈曲されて形成された上フランジ２０２が凹部１１０の縦壁部１２０の上端部と接合され、ＮＶブレース２００の下端部が屈曲されて形成された下フランジ２０４が凹部１１０の底部１５０の車両後方側部１５２と接合されている。よって、ＮＶブレース２００と、カウル部材１００の凹部１１０の縦壁部１２０及び底部１５０（の車両後方側部１５２）と、で側面視閉断面が形成される（図２参照）。換言すると、カウル部材１００の凹部１１０は、ＮＶブレース２００の設置部位において閉断面を形成し、ＮＶブレース２００の設置部位以外において上方に開口する開断面を形成している。また、ＮＶブレース２００には、車両幅方向を折目線とする屈曲部２００Ｓが形成されている。なお、屈曲部２００Ｓは車両前側方向に屈曲している（車両前方側に凸形状となっている）。

カウル部材１００（の凹部１１０）の車両上部側の開口は、図示しないカウルルーバやエンジンルームを覆うエンジンフードの後端部等で覆われることによって、閉止されている。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

まず、ＮＶ（ノイズ・アンド・バイブレーション）性能（振動及び振動音を抑制する性能）について説明する。

カウル部材１００の凹部１１０の車両後方側の縦壁部１２０の上端部と底部１５０の車両後方側部１５２とにＮＶブレース２００が接合されている。そして、ＮＶブレース２００と、カウル部材１００の凹部１１０の縦壁部１２０及び底部１５０（の車両後方側部１５２）と、で閉断面が形成されている（図２参照）。よって、フロントウインドシールドガラス１６を支持するカウル部材１００の支持剛性が向上される。

更に、カウル部材１００の凹部１１０の縦壁部１２０の壁面１２０Ｃに沿った面方向が、フロントウインドシールドガラス１６と略直交しているので、フロントウインドシールドガラス１６を支持する支持剛性が更に向上される。また、カウル部材１００の凹部１１０の縦壁部１２０の面方向は、フロントウインドシールドガラス１６の振動方向（図２の矢印Ｈ）と略一致する。

したがって、フロントウインドシールドガラス１６の振動（の振幅）が低減される。すなわち、ＮＶ性能が向上される。そして、ＮＶ性能が向上された結果、車室内（図示略）のこもり音が低減される。

つぎに、衝突エネルギーの吸収性能について説明する。

図３に示すように、衝突体Ｔがフロントウインドシールドガラス１６の前端部１６Ａに衝突し、フロントウインドシールドガラス１６の前端部１６Ａに上方から衝突荷重が入力される。これによりカウル部材１００の車両後方側のフランジ部１３０（の棚部１３２）に衝突荷重が入力され、カウル部材１００及び各ＮＶブレース２００が潰れ変形する。

変形に際し、各ＮＶブレース２００は、屈曲部２００Ｓを折れ起点に折れ曲がるので、容易に変形する。また、ＮＶブレース２００は、車両幅方向に延在しているのではなく、カウル部材１００の凹部１１０における車両幅方向の複数位置に設けられているので、カウル部材１００は部分的にしか補強されない。よって、カウル部材１００の剛性は必要以上に増大されない。更に、カウル部材１００の凹部１１０の底部１５０は、屈曲部１５０Ｓを折れ起点として折れ曲がるので容易に変形すると共に、底部１５０の屈曲部１５０Ｓを折れ起点として底部１５０の車両後方側端部が縦壁部１２０の下端部１２０Ｓに押され車両下方側に移動するように変形する。なお、このとき、底部１５０と縦壁部１２０とで構成する角部（縦壁部１２０の下端部１２０Ｓ）も折れ変形する。よって、カウル部材１００の凹部１１０の底部１５０の屈曲部１５０Ｓを折れ起点とする変形の変形量（ストローク）が確保される。したがって、衝突エネルギーが効率的に吸収される。

更に衝突体Ｔの衝突によってフロントウインドシールドガラス１６の前端部１６Ａに入力される衝突荷重の入力方向（矢印Ｙ）がフロントウインドシールドガラス１６に直交する方向、すなわち、カウル部材１００の縦壁部１２０の面方向と略一致するとすれば、縦壁部１２０は折れ変形しないで荷重方向（面方向）に移動する。これにより、縦壁部１２０の下端部１２０Ｓが、底部１５０の車両後方側端部を車両下方側に効率的に移動させるので（押すので）、底部１５０の屈曲部１５０Ｓを折れ起点とするカウル部材１００の変形の変形量（ストローク）がより確実に確保される。また、各屈曲部２００Ｓ，１５０Ｓ、及び底部１５０と縦壁部１２０とで構成する角部（縦壁部１２０の下端部１２０Ｓ）において、安定して折れ曲がり変形するので（安定した衝突モードが発生するので）、変形後半（衝突後半）において反力が高くなる、しごき変形が抑制される。つまり、カウル部材１００は、容易にきれいに（図３のように）潰れ変形する。したがって、衝突エネルギーが更に効率的に吸収される。

ここで、図１と図２とに示すように、本実施形態のカウル構造１０は、カウル部材１００とＮＶブレース２００との２つの部材から構成されており、構造が簡素化されている。

例えば、図４は、本発明が適用されていない（ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収との両立は考慮されているが、簡素化が十分に考慮されていない）カウル構造５００を示している。カウル構造５００は、下端がダッシュパネル５１２の上端に接合されたカウルインナ５２０、カウルインナ５２０の上端に接合されフロントウインドシールドガラス１６の前端部１６Ａを支持するカウルアウタ５２２、カウルインナ５２０の下端に接合されたカウルフロント５２４、そして、カウルアウタ５２２の前端部とカウルインナ５２０の下端部とに接合されたＮＶブレース５３０、の四つの部品から構成されているので、本実施形態のカウル構造１０と比較し構造が複雑である（図２と図４とを比較参照）。つまり、本実施形態のカウル構造１０（図１、図２）は、カウル構造５００（図４）と比較し、構造が簡素化されており、軽量及び低コストとされている。

このように、本実施形態のカウル構造１０は、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収との両立がはかられていると共に、構造が簡素化されている。

なお、上記実施形態では、ＮＶブレース２００は、カウル部材１００の凹部１１０の車幅方向の異なる複数位置、つまり、複数箇所に設けられていたが、一箇所にのみ設けられていてもよい。要は、ＮＶ性能の向上と衝突エネルギーの効率的な吸収とのバランスを考慮して、ＮＶブレース２００を配設する個数と位置とを決定すればよい。

ここで、ＮＶブレース２００は、フロントウインドシールドガラス１６の振動を抑制するのに、効果的な位置に配接することが望ましい。例えば、カウル部材１００の車幅方向又はフロントウインドシールドガラス１６の前縁形状に沿って３等分する位置に、ＮＶブレース２００を設けることで、フロントウインドシールドガラス１６における車幅方向又は湾曲した前縁形状に沿う長さを略３等分する位置の変位が抑制される。これにより、車室内空気の部分的な体積変化を生じさせ易いフロントウインドシールドガラスの１次モードの振動及び２次モードの振動が抑えられ、車室内のこもり音がより効果的に低減される。

本発明の実施形態に係る車両前部のカウル構造の要部を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車両前部のカウル構造をＮＶブレース配置位置で車両前後方向に切断したときの縦断面図である。図２の状態からフロントウインドシールドガラスの前端部（カウル部材のフランジ部）に衝突が加わりカウル部材及びＮＶブレースが潰れ変形した状態の縦断面図である。本発明が適用されていない車両前部のカウル構造をＮＶブレース配置位置で車両前後方向に切断したときの縦断面図である。

符号の説明

１０カウル構造
１６フロントウインドシールドガラス
１６Ａフロントウインドシールドガラスの前端部
１００カウル部材
１１０凹部
１２０縦壁部
１２０Ａ縦壁部の上端部
１３０フランジ部
１５０底部
１５０Ｓ屈曲部（底部側屈曲部）
１５２車両後方側部
２００ＮＶブレース（補強部材）
２００Ｓ屈曲部（補強部材側屈曲部）

Claims

車両上方側が開口された凹部と、前記凹部の車両後方側の縦壁部の上端部から車両後方側に延出されフロントウインドシールドガラスの前端部を支持するフランジ部と、を有し、前記凹部の前記縦壁部の面方向が前記フロントウインドシールドガラスと直交するように構成された車両幅方向に延在するカウル部材と、
前記カウル部材の前記凹部の底部に形成され、車両幅方向を折目線とし、前記底部が折れ曲がる際の折り曲げ起点となる底部側屈曲部と、
前記カウル部材の前記凹部の前記底部における前記底部側屈曲部よりも車両後方側に位置し下面にダッシュパネルの上端部が接合された車両後方側部の上面と前記縦壁部の車両前後方向前側の面とに接合され前記底部及び前記縦壁部とで閉断面を構成すると共に、車両幅方向の所定位置に設けられた補強部材と、
前記補強部材に形成され、前記補強部材が折れ曲がる際の折り曲げ起点となる車両幅方向を折目線とする補強部材側屈曲部と、
を備えることを特徴とする車両前部のカウル構造。