JP2021178558A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の静粛性と車体の軽量化の両立を図ることができる車体前部構造を提供する。【解決手段】車体前部構造は、車両の車室前部において車幅方向に延在され、フロントウインドを支持するカウルトップパネルと、前記カウルトップパネルに上端部が接続されるとともに、車両上下方および車幅方向に延在されて車室前部を区画するダッシュパネルと、を備えた車体前部構造であって、前記カウルトップパネルの前記ダッシュパネルが接続される接続部よりも車両前方側の領域に、車両前後で板厚が変化する境界部が車幅方向に亘って設けられ、前記カウルトップパネルは、前記境界部を境に車両後方側の部位が前記境界部から所定範囲にわたって、車両前方側の部位より板厚が薄く形成されている。【選択図】 図３

Description

本開示は、車体前部構造に関する。

特許文献１に記載のように、エンジンやサスペンションからの振動が車体骨格を経てカウルトップパネルを伝わり車室内にこもり音が生じるという問題がある。

特開２０１５−３６９９号公報

上記問題に対して、カウルトップパネルの板厚を厚くする、或いは、別部材によって部分的に補強を加えるなど、カウルトップパネルを撓みにくくすることで、カウルトップパネルに生じる振動を抑えることができる。これにより、同振動に起因する車室内のこもり音を抑制することができる。

しかしながら、上述したように、カウルトップパネルの板厚を厚くしたり、別部材で補強するといった対策を取った場合、車室内のこもり音を抑えることができる一方で、カウルトップパネルの重量や部品コストが増加してしまい、車両の燃費性能やコストの面で不利となる問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、部品コストを掛けずに車室内の静粛性と車体の軽量化の両立を図ることができる車体前部構造を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る車体前部構造は、車両の車室前部において車幅方向に延在され、フロントウインドを支持するカウルトップパネルと、前記カウルトップパネルに上端部が接続されるとともに、車両上下方向及び車幅方向に延在されて車室前部を区画するダッシュパネルと、を備えた車体前部構造であって、前記カウルトップパネルの前記ダッシュパネルが接続される接続部よりも車両前方側の領域に、車両前後で板厚が変化する境界部が車幅方向に亘って設けられ、前記カウルトップパネルは、前記境界部を境に車両後方側の部位が前記境界部から所定範囲に亘って車両前方側の部位より板厚が薄く形成されている。

上記の構成によれば、カウルトップパネルは、車両前後で板厚が変化する境界部を境に車両後方側の部位が境界部から所定範囲に亘って車両前方側の部位より板厚が薄く形成されているので、カウルトップパネルの境界部において曲げ波の伝搬パワーが小さくなる。これにより、カウルトップパネルの境界部において曲げ波の伝搬パワーの積分値である振動エネルギーも小さくなる。この結果、車両前方から車両後方へと伝搬される振動エネルギーを小さくすることができる。従って、境界部より車両後方の車室内に伝搬される振動エネルギーを小さくすることができるため、振動エネルギーに伴う振動を抑えて車室内に生じるこもり音を小さくすることができる。これにより、カウルトップパネルの一部を薄肉化するだけでコストを掛けずに車室内の静粛性と軽量化の両立を図ることができる。

本発明の実施形態では、上記の構成において、前記カウルトップパネルは、前記境界部から前記接続部までの範囲の板厚が前記カウルトップパネルの他の部位の板厚より薄く形成されている。

上記の構成によれば、カウルトップパネルの前記他の部位、すなわち、振動低減に寄与しない部分の厚みを厚く設定することができるため、上述したように車室内のこもり音を抑えるとともに、カウルトップパネル全体としての剛性を担保することができる。

本発明の実施形態では、上記の構成において、前記カウルトップパネルの前記境界部の近傍には、前記カウルトップパネルの板厚方向に屈曲変形されてパネル表面が不連続となる不連続部が車幅方向に亘って形成されている。

上記の構成によれば、カウルトップパネルの境界部の近傍には、カウルトップパネルの板厚方向に屈曲変形されてパネル表面が不連続となる不連続部が車幅方向に亘って形成されているので、不連続部が壁となり同箇所で振動エネルギーを滞留させることができるため、車両後方に伝搬されるエネルギーをより小さくすることができる。

本発明の実施形態では、上記の構成において、前記不連続部は、前記接続部よりも車両前方側に形成されている。

上記の構成によれば、カウルトップパネルの不連続部は、カウルトップパネルの接続部よりも車両前方側に形成されているので、不連続部より車両後方に伝搬される振動エネルギーを低減することができる。これにより、振動エネルギーに伴う振動を抑えて車室内に生じるこもり音をより小さくすることができる。

本発明の実施形態では、上記の構成において、前記不連続部は、前記境界部より車両後方側の板厚の薄い領域に形成されている。

上記の構成によれば、カウルトップパネルの不連続部と、カウルトップパネルの境界部より車両後方側の板厚が薄い領域の相乗効果により、更に伝搬される振動エネルギーが小さくなるので、車室内のこもり音を小さくできる。

本発明の実施形態では、上記の構成において、前記不連続部は、車幅方向に延在する稜線を有して前記カウルトップパネルの板厚方向に突出する突起部からなる。

上記の構成によれば、カウルトップパネルの不連続部は、車幅方向に延在する稜線を有してカウルトップパネルの板厚方向に突出する突起部からなるので、車両前方からの振動エネルギーを不連続部の稜線に沿って車幅方向外側に伝搬させることができる。従って、上述したように不連続部が壁となることによる振動エネルギーの低減とともに、伝搬距離を長くして振動を減衰させることができるため、車室内のこもり音をより小さくすることができる。

本発明の実施形態によれば、カウルトップパネルの境界部において車両前方側から後方側に伝搬される振動エネルギーが小さくなるので、車室内のこもり音を小さくできる。これにより、車室内の静粛性と軽量化の両立を図ることができる。これにより、カウルトップパネルの一部を薄肉化するだけでコストを掛けずに車室内の静粛性と軽量化の両立を図ることができる。

本発明の実施形態に係る車体前部構造を概略的に示す斜視図である。 図１に示したカウルトップパネルとダッシュパネルを概略的に示す斜視図である。 図２に示したカウルトップパネルとダッシュパネルのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る車体前部構造を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示したカウルトップパネル５とダッシュパネル６を概略的に示す斜視図であり、図３は、図２に示したカウルトップパネル５とダッシュパネル６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１に示すように、エンジンマウント２１は車体フレーム２に設けられ、エンジンマウント２１に入力された上下方向の振動エネルギーは、フロントインナーパネル３からカウルトップパネル５、ダッシュパネル６の順に伝搬される。これにより、カウルトップパネル５とダッシュパネル６の運動エネルギーが大きくなる。

カウルトップパネル５は、エンジンフード（図示せず）とフロントウインド４の間の外板部であって、ワイパーの基部（図示せず）やベンチレータの吸気口（図示せず）が設けられる。カウルトップパネル５は、車室の前部において車幅方向に沿って延在し、フロントウインド４の下端部を支持する。

図２及び図３に示すように、カウルトップパネル５は、カウルトップロアパネル５１とカウルトップアッパーパネル５２とを備える。カウルトップロアパネル５１は、車両前後方向断面において車両上方側がくぼむように湾曲しており、車両前方側から後方側に向けて屈曲しながら低くなる底壁部分５１ａと車両後方側において車両上方に向けて起立する奥壁部分５１ｂとを有する。例えば、カウルトップロアパネル５１は金属又は樹脂で構成され、例えば、カウルトップロアパネル５１が金属で構成される場合には、一様な厚みの鋼板をプレス加工することにより構成される。カウルトップアッパーパネル５２は、カウルトップロアパネル５１の上端部に接合される。カウルトップアッパーパネル５２は、車両前方から後方に向けて斜め上方に伸びる前側部分（ウインド支持部分）５２ａと、前側部分５２ａから車両後方に向けて斜め下方に延びる後側部分５２ｂと、後側部分５２ｂから車両後方に向けて延びる接合部分５２ｃと、を有する。例えば、カウルトップアッパーパネル５２は金属又は樹脂で構成され、例えば、カウルトップアッパーパネル５２が金属で構成される場合には、一様な厚みの鋼板をプレス加工することにより構成される。

図２及び図３に示すように、ダッシュパネル６は、カウルトップパネル５に上端部が接続されるとともに、車両上下方向及び車幅方向に延在されて車両前方側の室外と車両後方側の室内とを区画する。例えば、ダッシュパネル６は、カウルトップロアパネル５１の底壁部分５１ａと奥壁部分５１ｂの境界となる部分に接続される。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態では、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）にダッシュパネル６が接続される接続部５１１よりも車両前方側の領域に、車両前後で板厚が変化する境界部５１２が車幅方向に亘って設けられる。かかるカウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）は、境界部５１２を境に車両後方側の部位が境界部５１２から所定範囲に亘って車両前方側の部位より薄く形成されている。所定範囲は、例えば、境界部５１２から接続部５１１までの範囲であり、例えば、境界部５１２よりも車両前方側の部位の板厚は１．０ｍｍであり、境界部５１２よりも車両後方側の部位の板厚は０．６ｍｍ，０．７ｍｍ，０．８ｍｍ，０．９ｍｍのいずれか一つであり、好ましくは０．６ｍｍである。また、接続部５１１よりも車両後方側である奥壁部分５１ｂは、境界部５１２から接続部５１１までの範囲よりも板厚が厚くなるように形成されている。奥壁部分５１ｂの板厚は、境界部５１２から車両前方側の部位の板厚と等しく、例えば、１．０ｍｍである。すなわち、カウルトップパネル５は、境界部５１２から接続部５１１までの範囲を除いた部分の板厚が上記範囲の板厚より厚く形成されている。また、例えば、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）は、境界部５１２よりも車両前方側の部位と境界部５１２よりも車両後方側の部位と奥壁部分５１ｂとを同じ材質で構成し、境界部５１２よりも車両前方側の部位と境界部５１２よりも車両後方側の部位と奥壁部分５１ｂとを接合するものであってもよいし、一体に形成するものであってもよい。

上述した本発明の実施形態によれば、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）は、車両前後で板厚が変化する境界部５１２を境に車両後方側の部位が境界部５１２から所定範囲に亘って車両前方の部位より板厚が薄く形成されている。

ここで、振動エネルギーの流れを可視化する振動インテンシティ（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ（以下「ＶＩ」という）は、下記の数式１により求めることができる。

次に、結合長さＬで接続されている二枚の板要素（要素１，要素２）間において、要素１から２への曲げ波の伝搬パワーの低減を考える。要素１内の振動エネルギー密度ｅ_１ ^＋が曲げ波の伝搬速度ｃ_１で平方角２πの半角のπの広がりで結合辺に向かって伝搬する場合の振動インテンシティ（ＶＩ）はｅ_１ ^＋ｃ_１／πで表せる。

また、結合部における曲げ波の透過率をτ_１，２とすると、要素１から要素２への曲げ波の伝搬パワーＰ_１，２は下記の数式２で表される。

また、同一材料の曲げ波の透過率τ_１，２は下記の数式３で表され，板厚比Δ＝ｔ_２／ｔ_１のみで表せる。

このことから、要素２の板厚を要素１の板厚よりも薄くすることで曲げ波の透過率を小さくして要素間における曲げ波の伝搬パワーを低減し、振動エネルギーを低減することができる。

以上より、上記構成とすることにより、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の境界部５１２において曲げ波の伝搬パワーが小さくなる。これにより、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の境界部５１２において曲げ波の伝搬パワーの積分値である運動エネルギーも小さくなる。この結果、境界部５１２の車両前方から車両後方へと伝搬される振動エネルギーを小さくすることができる。従って、境界部５１２より車両後方の車室内に伝搬される振動エネルギーを小さくすることができるため、振動エネルギーに伴う振動を抑えて車室内に生じるこもり音を小さくすることができる。これにより、カウルトップパネルの一部を薄肉化するだけでコストを掛けずに車室内の静粛性と軽量化の両立を図ることができる。

また、カウルトップパネル５は、境界部５１２から接続部５１１までの範囲を除いた部分の板厚が上記範囲の板厚より厚く形成されている。従って、車室内のこもり音を抑えるとともに、カウルトップパネル５全体としての剛性を担保することができる。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態では、上記の構成において、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の境界部５１２から近傍には、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の板厚方向に屈曲形成されてパネル表面が不連続となる不連続部５１３が車幅方向に亘って形成されている。

上述した本発明の実施形態によれば、不連続部５１３が壁となり同箇所で振動エネルギーを滞留させることができるため、車両後方に伝搬されるエネルギーをより小さくすることができる。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態では、上記の構成において、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の不連続部５１３は、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の接続部５１１よりも車両前方側に形成されている。

上述した本発明の実施形態によれば、不連続部５１３より車両後方に伝搬される振動エネルギーを低減することができる。これにより、振動エネルギーに伴う振動を抑えて車室内に生じるこもり音をより小さくすることができる。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態では、上記の構成において、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の不連続部５１３は、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の境界部５１２より車両後方側の板厚の薄い領域に形成されている。

上述した本発明の実施形態によれば、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の不連続部５１３と、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の境界部５１２より車両後方側の板厚が薄い領域の相乗効果により、更に伝搬される振動エネルギーが小さくなるので、車室内のこもり音を小さくできる。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態では、上記の構成において、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の不連続部５１３は、車幅方向に延在する稜線５１４ａ，５１４ｂを有してカウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の板厚方向に突出する突起部５１４からなる。

カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の板厚方向に突出する突起部５１４は、車両前後方向断面が矩形の下方が開口した突起であって、車両前方側と後方側とに車幅方向に延在する稜線５１４ａ，５１４ｂを有する。本実施形態では、例えば、カウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の車両前後方向断面において略１０ｍｍの高さを有する。

上述した本発明の実施形態によれば、振動エネルギーがカウルトップパネル５（カウルトップロアパネル５１）の板厚方向に突出する突起部５１４の車幅方向に延在する稜線５１４ａ，５１４ｂに沿って車幅方向外側に伝搬させることができる。従って、不連続部が壁となることによる振動エネルギーの低減とともに、伝搬距離を長くして振動を減衰させることができるため、車室内のこもり音をより小さくすることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

２ 車体フレーム
２１ エンジンマウント
３ フロントインナーパネル
４ フロントウインド
５ カウルトップパネル
５１ カウルトップロアパネル
５１ａ 底壁部分
５１ｂ 奥壁部分
５１１ 接続部
５１２ 境界部
５１３ 不連続部
５１４ 突起部
５１４ａ，５１４ｂ 稜線
５２ カウルトップアッパーパネル
５２ａ 前側部分
５２ｂ 後側部分
５２ｃ 接合部分
６ ダッシュパネル

Claims (6)

1. 車両の車室前部において車幅方向に延在され、フロントウインドを支持するカウルトップパネルと、
   前記カウルトップパネルに上端部が接続されるとともに、車両上下方向及び車幅方向に延在されて車室前部を区画するダッシュパネルと、を備えた車体前部構造であって、
   前記カウルトップパネルの前記ダッシュパネルが接続される接続部よりも車両前方側の領域に、車両前後で板厚が変化する境界部が車幅方向に亘って設けられ、
   前記カウルトップパネルは、前記境界部を境に車両後方側の部位が前記境界部から所定範囲に亘って車両前方側の部位より板厚が薄く形成されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記カウルトップパネルは、前記境界部から前記接続部までの範囲の板厚が前記カウルトップパネルの他の部位の板厚より薄く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記カウルトップパネルの前記境界部の近傍には、前記カウルトップパネルの板厚方向に屈曲変形されてパネル表面が不連続となる不連続部が車幅方向に亘って形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
4. 前記不連続部は、前記接続部よりも車両前方側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
5. 前記不連続部は、前記境界部より車両後方側の板厚の薄い領域に形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の車体前部構造。
6. 前記不連続部は、車幅方向に延在する稜線を有して前記カウルトップパネルの板厚方向に突出する突起部からなることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の車体前部構造。

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