JP5664497B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、ダッシュパネルとカウルとが接合された車両前部構造に関する。

カウル後壁に全長に亘り設けられた第１のリインフォースメントと、カウル前壁に接合されたダッシュパネルとを、車幅方向中央部で第２のリインフォースメントにて連結した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、カウル前壁に接合されたダッシュパネルの開口部に対する車幅方向両側で該ダッシュパネルに固定された一対のパッチに、一端がカウル後壁に接合されたブレースの他端を接合した構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、車幅方向の中央部において、カウル底壁に上下重ね合わせ状態で接合されたダッシュパネルの背面とカウル後壁とを連結するブレースを備えた自動車の車体前部構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。

実開平５−４６６６８号公報 特開２００９−１１３５６８号公報 特開２００４−１３０９７６号公報

ところで、ダッシュパネルとカウルとの前後方向に重ね合わされた接合部には、車輪からの入力により剥離方向の変形が生じるため、該ダッシュパネルとカウルとの接合部の剥離に対する強度の向上に関し改善の余地がある。

本発明は、ダッシュパネルとカウルとの前後方向に重ね合わされた接合部の剥離に対する強度を向上することができる車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る車両前部構造は、少なくとも前壁と、該前壁の下端から車両後方に延びる底壁とを有し、車両上向きに開口するカウルパネルと、上端部において前記カウルパネルの前壁に車両前後方向に重ね合わされた状態で車幅方向に亘って接合され、車幅方向に離間して形成された一対の折り曲げ部を有するダッシュパネルと、下端側が前記ダッシュパネルにおける前記一対の折り曲げ部の間に配置された複数の主接合部及び前記一対の折り曲げ部を車幅方向に挟むように配置された少なくとも２箇所の副接合部を含む部分において該ダッシュパネルに接合されると共に、上端側が前記カウルパネルの底壁における車幅方向の位置が異なる複数箇所で接合され、側面視で前記ダッシュパネル及び底壁とで閉断面を構成する補強部材と、を備え、前記補強部材における前記ダッシュパネル及び前記カウルパネルの底壁とで閉断面を構成する本体部は、車幅方向の一端側が前記ダッシュパネルと前記底壁とを直線状に架け渡す第１縁部とされると共に、車幅方向の他端側が前記ダッシュパネルと前記底壁とを側面視で弧状を成すように架け渡す第２縁部とされ、前記補強部材における前記第２縁部からは、車両前後方向に沿って張り出す補強壁が形成されている。

請求項１記載の車両前部構造では、カウルパネルの前壁とダッシュパネルの上端側との前後方向に重ね合わされた接合部を跨ぐようにして、補強部材がダッシュパネルとカウルパネルの底壁とを架け渡している。そして、ダッシュパネルと底壁と補強部材とで側面視で閉断面が形成されている。この構成により、ダッシュパネルとカウルパネルとの前後に重ね合わされた接合部の剥離方向の変形（荷重）が、補強部材の引張りにて規制（支持）される。

このように、請求項１記載の車両前部構造では、ダッシュパネルとカウルパネルとの前後方向に重ね合わされた接合部の剥離に対する強度を向上することができる。特に、補強部材がない場合に剥離に対する強度が相対的に低くなる車幅方向の位置に補強部材を設けることで、車幅方向の広範囲に亘り補強部材を設ける構成と比べて、効率的にダッシュパネルとカウルパネルとの接合部の剥離に対する強度を向上することができる。

また、本車両前部構造では、ダッシュパネルの折り曲げ部は高剛性部とされ、車輪からの入力をカウルパネルとの接合部に伝えやすい。すなわち、ダッシュパネルにおける一対の折り曲げ部に挟まれた領域の車両上方では、補強部材がない場合に剥離に対する強度が相対的に低い（応力が集中しやすい）部分とされる。この一対の折り曲げ部間に配置された主接合部において補強部材の下端側がダッシュパネルに接合されているため、車幅方向に局所的に配置される補強部材によって、ダッシュパネルとカウルパネルとの接合部の剥離に対する強度を向上することができる。しかも、補強部材は、複数の主接合部を有するので、主接合部が１つの構成と比べて、該補強部材とダッシュパネルとの接合部位に生じる応力も緩和される。

また、本車両前部構造では、一対の折り曲げ部を車幅方向の両側から挟むように配置される複数の副接合部によって、主接合部の接合前に、補強部材のダッシュパネルに対する位置ずれを抑制することができる。これにより、主接合部をダッシュパネルに対する所要の位置で適正に接合することができ、該主接合部においてダッシュパネルとカウルパネルとの接合部の剥離に対する強度の向上に寄与させることができる。
また、本車両前部構造では、補強部材が複数箇所でカウルパネルの底壁に接合されているので、該接合部位が１つの構成と比べて、該補強部材とカウルパネルとの接合部位に生じる応力も緩和される。
また、本車両前部構造では、補強部材は第１縁部側でダッシュパネルとカウルパネルの底壁とを直線状に架け渡し、第２縁部側ではダッシュパネルとカウルパネルの底壁とを側面視で（前後何れかに凸となるように）弧状を成すように架け渡す。この第２縁部側では、第１縁部側と比べて、補強部材とダッシュパネル及びカウルパネルとの距離が近づくか遠ざかることとなる。このため、補強部材と他の部品との干渉を避けた構造とすることができる。ここで、弧状を成す第２縁部は、引張りによる補強には不利となりやすいが、該第２縁部から前後方向に張り出された補強壁により引張りに対し補強される。したがって、補強部材による所要の補強機能を果たすことに寄与する。

請求項２記載の発明に係る車両前部構造は、請求項１記載の端部構造において、前記副接合部は、前記補強部材の下端側から車幅方向の両側に張り出された一対の脚部に形成されている。

請求項２記載の車両前部構造では、補強部材の下部から張り出された脚部に副接合部が形成されているので、補強部材の大型化を抑えながら、一対の折り曲げ部に挟まれた面を挟む両側に副接合部を配置する構成を得ることができる。

請求項３記載の発明に係る車両前部構造は、請求項１又は請求項２記載の端部構造において、前記補強部材は、前記ダッシュパネル及び前記カウルパネルの底壁とで閉断面を構成する本体部と、前記本体部の下端で屈曲されると共に前記ダッシュパネルの背面に沿って延出され該ダッシュパネルに接合された下フランジと、前記本体部の上端で屈曲されると共に前記底壁の下面に沿って延出され該底壁に接合された上フランジと、前記本体部と前記下フランジとの屈曲角を広げる方向の変形を規制する下側規制部と、前記本体部と前記上フランジとの屈曲角を広げる方向の変形を規制する上側規制部とを含んで構成されている。

請求項３記載の車両前部構造では、補強部材における本体部と上フランジ、下フランジとの間がそれぞれ屈曲されており、補強部材に引張り荷重が作用すると、各屈曲部位の屈曲角を広げる（各屈曲部位を展開させる）方向の変形が生じる。ここで、補強部材における本体部と上フランジ、下フランジとの間には、上側規制部、下側規制部が形成されている。このため、補強部材における上下の屈曲部位を展開させる方向の変形が規制（制限）され、補強部材の引張りによってダッシュパネルとカウルパネルとの接合部の剥離に効率的に抗することができる。

請求項４記載の発明に係る車両前部構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の端部構造において、前記補強部材における前記ダッシュパネル及び前記カウルパネルの底壁とで閉断面を構成する中間部分には、複数の開口部が形成されている。

請求項４記載の車両前部構造では、補強部材の本体部に複数の開口部が形成されており、該複数の開口部を利用して補強部材の姿勢を所要の姿勢に保持することができる。すなわち、補強部材をダッシュパネル及びカウルパネルに対する適正な姿勢で該ダッシュパネル及びカウルパネルに接合することができる。これにより、主接合部をダッシュパネルに対する所要の姿勢で適正に接合することができ、該主接合部においてダッシュパネルとカウルパネルとの接合部の剥離に対する強度の向上に寄与させることができる。

以上説明したように本発明に係る車両前部構造は、ダッシュパネルとカウルパネルとの前後方向に重ね合わされた接合部の剥離に対する強度を向上することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車体前部構造の要部を示す車両後方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る車体前部構造の要部を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る車両前部構造が適用された自動車の前部右側部分を車両前方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両前部構造を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る車両前部構造を構成するパッチを単体で示す斜視図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係る車両前部構造の前輪からの入力による変形状態を数値解析した結果を示す線図、（Ｂ）は、比較例に係る車両前部構造の前輪からの入力による変形状態を数値解析した結果を示す線図である。

本発明の第１の実施形態に係る車両前部構造としての車体前部構造１０について、図１〜図６に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前（進行）方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印ＲＨは進行方向を向いた場合の右方向（車幅方向一方）側を、矢印ＬＨは進行方向を向いた場合の左方向（車幅方向他方）側をそれぞれ示す。以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。

（車体前部の概略構成）
図３には、車体前部構造１０が適用された自動車Ｖを構成する車体Ｂの右側の一部が斜視図にて示されている。車体Ｂは、後述する部分を除き基本的に略左右対称に構成されるので、以下の説明では、主に右側（この実施形態では助手席側）について主に説明することとする。この図３に示される如く、車体Ｂは、フロントピラー１２と、フロントピラー１２の上下方向中間部から前方に延びるエプロンアッパメンバ１４と、エプロンアッパメンバ１４から垂下されたエプロンパネル１６とを含んで構成されている。また、車体Ｂを構成するエプロンパネル１６には、図示しないフロントサスペションの上端が結合されるフロントサスペンションタワー１８が一体に形成されている。

また、車体Ｂは、前後方向に延在する骨格部材としてのフロントサイドメンバ２０を含んで構成されている。フロントサイドメンバ２０の図示しない前端には、バンパリインフォースメントの車幅方向一端側が結合されている。フロントサイドメンバ２０は、エンジンルームＥ内で前後に延びる前部２０Ｆと、後述のダッシュパネル２２に沿って曲げられたキック部２０Ｋと、キック部２０Ｋの後方で図示しないフロアパネルとで前後に長い骨格を成す後部２０Ｒとを含んで構成されている。フロントサイドメンバ２０の前部２０Ｆは、その後部がフロントサスペンションタワー１８の車幅方向の内側部分に接合されている。

さらに、車体Ｂは、エンジンルームＥと車室Ｃとを隔てるダッシュパネル２２を備えている。ダッシュパネル２２は、その下端側が車幅方向の略全長に亘って図示しないフロアパネルの前端に接合されている。また、ダッシュパネル２２の前面側には、該ダッシュパネル２２とで閉断面の骨格構造を成すダッシュクロスメンバ２４が車幅方向の略全長に亘って接合されている。フロントサイドメンバ２０の前部２０Ｆの後端は、ダッシュクロスメンバ２４に突き当て状態で接合されている。また、フロントサイドメンバ２０のキック部２０Ｋは、ダッシュパネル２２の前面に接合され、フロアパネルの下面に接合された後部２０Ｒに連続している。

一方、ダッシュパネル２２の上端側は、カウル部２６を構成するカウルパネル２８が接合されている。カウルパネル２８は、上向きに開口する断面略ハット形状でかつ車幅方向に長手の部材であり、左右のフロントピラー１２の上下方向中間部間を架け渡している。また、カウルパネル２８の長手方向両端は、左右対応する側のエプロンアッパメンバ１４に接合されている。このカウルパネル２８を備えたカウル部２６は、左右のフロントピラー１２及び図示しないルーフヘッド部とで図示しないウインドシールドガラスを支持する構成とされている。

以上説明した車体Ｂでは、前輪（フロントサスペンション）からの荷重がフロントサスペンションタワー１８、フロントピラー１２を介して、ダッシュパネル２２とカウルパネル２８との接合部に該接合の剥離方向の荷重として伝えられる構成とされている。この荷重伝達については、本実施形態の作用と共に説明することとする。

（車体前部構造１０の要部の詳細構造）
以下、車体前部構造１０の要部について詳細に説明する。

図２に示される如く、カウルパネル２８は、前後方向に対向する前壁２８Ｆ、後壁２８Ｒ、該前壁２８Ｆ及び後壁２８Ｒの下端間を繋ぐ底壁２８Ｂを主要部として構成されている。これにより、カウルパネル２８は、上記の通り上向き開口している。また、カウルパネル２８の前下部においては、前壁２８Ｆの下部及び底壁２８Ｂの前部に側面視で略Ｌ字状を成すカウル制振鋼板３０がスポット溶接等によって接合されている。より具体的には、カウル制振鋼板３０は、前壁２８Ｆに接合された前壁部３０Ｆと、底壁２８Ｂに接合された下壁部３０Ｌとを主要部として構成されている。

そして、ダッシュパネル２２の上端部２２Ｕは、カウルパネル２８の前壁２８Ｆに前後方向への重ね合わせ状態で接合されている。この実施形態では、ダッシュパネル２２の上端部２２Ｕとカウルパネル２８の前壁２８Ｆの下部とは、接合部Ｊｃｄにおいて、車幅方向の略全長に亘りカウル制振鋼板３０の前壁部３０Ｆを介して接合されている。この実施形態に係る接合部Ｊｃｄは、前後方向に３枚重ね合わされた前壁部３０Ｆ、前壁２８Ｆ、及び上端部２２Ｕがスポット溶接によって一体的に接合されて構成されている。

上記した如く上端部２２Ｕにおいてカウルパネル２８に接合されたダッシュパネル２２は、運転席側と助手席側とで車室ＣやエンジンルームＥの形状の相違することと等によって、左右非対称形状とされている。そして、図４に示される如く、正面視における車幅方向中心線ＣＬと、右側のフロントサスペンションタワー１８におけるフロントサスペンションの結合部１８Ｃ（仮想線ＩＬ１）との間の領域Ａにおいて、ダッシュパネル２２には段差部２２Ｓが形成されている。すなわち、段差部２２Ｓは、車体Ｂの車幅方向中央部に対し助手席側にオフセットして配置されている。段差部２２Ｓは、ダッシュパネル２２の一般部２２Ｇと、該一般部２２Ｇよりも前方に突出された座面部２２Ｚとを繋ぐ傾斜立壁とされている。

したがって、段差部２２Ｓの右側には、座面部２２Ｚとの境界となる第１稜線ＲＬ１が形成され、段差部２２Ｓの左側には、一般部２２Ｇの境界となる第２稜線ＲＬ２が形成されている。ダッシュパネル２２は、プレス加工により形成されており、第１稜線ＲＬ１及び第２稜線ＲＬ２は、本発明における一対の折り曲げ部に相当する。なお、この実施形態では、ダッシュパネル２２の座面部２２Ｚにおける段差部２２Ｓに近接する部分に、該ダッシュパネル２２を貫通する貫通孔２２Ｈが形成されている。

また、図１に示される如く、この実施形態におけるダッシュパネル２２は、背面側から第２ダッシュパネル３２にて覆われている。第２ダッシュパネル３２は、ダッシュパネル２２に接合されて該ダッシュパネル２２を補強する構成とされている。なお、全体の図示は省略するが、第２ダッシュパネル３２は、ダッシュパネル２２のうち段差部２２Ｓの上部及び座面部２２Ｚにおける貫通孔２２Ｈの周辺部分を露出させるほかは、該ダッシュパネル２２を略前面に亘り背面側から覆う構成とされている。

そして、車体前部構造１０（車体Ｂ）は、ダッシュパネル２２とカウルパネル２８とを正面視において領域Ａ内の定位置で連結する補強部材としてのパッチ３４を備えている。具体的には、図１及び図４に示される如く、パッチ３４は、ダッシュパネル２２の段差部２２Ｓと、カウルパネル２８の底壁２８Ｂとを架け渡している。この実施形態におけるパッチ３４は、その下部においてダッシュパネル２２の段差部２２Ｓに接合された下フランジ３４Ｌと、その上部においてカウルパネル２８における底壁２８Ｂの前部に接合された上フランジ３４Ｕとを有する。

そして、パッチ３４における下フランジ３４Ｌと上フランジ３４Ｕとの間に位置する本体部としてのパッチ本体３４Ｍは、図２に示される如く、ダッシュパネル２２と、カウルパネル２８の底壁２８Ｂとで、側面視で略三角形状の閉断面部ＣＳを形成している。すなわち、パッチ本体３４Ｍは、ダッシュパネル２２及びカウルパネル２８とは離間されている。以下、パッチ３４及びその接合（結合）構造について、より具体的に説明する。

図５に示される如く、パッチ本体３４Ｍは、板状を成しており、左側の縁部３４ＥＬが上下方向に対し若干傾斜した直線状に形成されると共に、右側の縁部ＥＲが後方に凸となるように側面視で湾曲されて弧状を成している。パッチ本体３４Ｍにおける湾曲された右側の縁部３４ＥＲからは、補強壁としての補強フランジ３４Ｆが後向きに立設されている。これにより、パッチ本体３４Ｍは、その右側の縁部ＥＲが補強フランジ３４Ｆにて上下（引張り）方向に補強されている。また、パッチ本体３４Ｍには、パッチ３４の車体Ｂへの接合の際に溶接装置の基準ピンが挿入される取付基準孔３４Ｈｓと、車体Ｂへの組付姿勢を維持するための複数の開口部としての一対の治具取付孔３４Ｈｊとが形成されている。

上フランジ３４Ｕは、パッチ本体３４Ｍの上端に対し後方に折り曲げるようにして形成されており、図１に示される左右両端側の２箇所の上側接合部Ｊｕにて底壁２８Ｂに接合されている。この実施形態におけるパッチ３４における幅方向の中央部には、上フランジ３４Ｕとパッチ本体３４Ｍの上端部とに跨って、後向きに凸となる上側規制部としてのリブ３４Ｒが形成されている。これにより、パッチ３４は、リブ３４Ｒが形成されない構成と比較して、パッチ本体３４Ｍと上フランジ３４Ｕとの屈曲角を広げる方向（折り曲げを解消する方向である展開方向）の変形に対し補強されている。また、この実施形態では、上フランジ３４Ｕの右側の縁部ＥＲには、上記した補強フランジ３４Ｆが連続されている。

下フランジ３４Ｌは、パッチ本体３４Ｍの下端に対し後方に折り曲げるようにして形成されており、図１に示される複数の主接合部としての上下２箇所の下側主接合部Ｊｌｍにて段差部２２Ｓに接合されている。下側主接合部Ｊｌｍは、パッチ３４下部のダッシュパネル２２に対する接合強度を担保する構成とされている。

また、パッチ３４におけるパッチ本体３４Ｍの下部、下フランジ３４Ｌからは、それぞれ脚部としての一対の張出脚部３４Ｐ１、３４Ｐ２が左右の互いに異なる側に張り出されている。右側に張り出された張出脚部３４Ｐ１は、補強フランジ３４Ｆの下部よりも右側に張り出され、その先端近傍に配置された副接合部としての下側副接合部Ｊｌｓにてダッシュパネル２２の座面部２２Ｚの背面側に接合されている。一方、パッチ本体３４Ｍの下部及び下フランジ３４Ｌの左端からさらに左方に張り出された３４Ｐ２は、その先端近傍に配置された副接合部としての下側副接合部Ｊｌｓにてダッシュパネル２２の一般部２２Ｇの背面側に接合されている。

この実施形態では、張出脚部３４Ｐ２側は、下側副接合部Ｊｌｓにおいて第２ダッシュパネル３２を介してダッシュパネル２２に接合されている。左右の下側副接合部Ｊｌｓは、ダッシュパネル２２の段差部２２Ｓ（パッチ本体３４Ｍ）を車幅方向に挟む位置で、下側主接合部Ｊｌｍの接合前に接合され、パッチ３４下部のダッシュパネル２２に対する結合位置ずれを許容範囲に収める構成とされている。

また、張出脚部３４Ｐ２は、下フランジ３４Ｌとの境界部に上向きに凸となる稜線（折り曲げ部）ＲＬ３を形成すると共に、パッチ本体３４Ｍの下部との境界部に後向きに凸となる稜線（折り曲げ部）ＲＬ４を形成している。これにより、パッチ３４は、稜線ＲＬ３、ＲＬ４が形成されない構成と比較して、パッチ本体３４Ｍと下フランジ３４Ｌ（及び張出脚部３４Ｐ２）との屈曲角を広げる方向（折り曲げを解消する方向である展開方向）の変形に対し補強されている。このように張出脚部３４Ｐ２において下フランジ３４Ｌとの境界部に稜線ＲＬ３を形成すると共に、パッチ本体３４Ｍの下部との境界部に稜線ＲＬ４を形成した構成が、本発明における下側規制部に相当する。

以上説明したパッチ３４とダッシュパネル２２、カウルパネル２８との各接合部は、スポット溶接による溶接接合とされている。この溶接接合に代えて、ボルト・ナットによる締結を採用することも可能である。

また、車体前部構造１０では、図２に示される如く、ダッシュパネル２２におけるパッチ３４の設置箇所を含む部分に対する車室Ｃ側に、ダッシュインナサイレンサ（インシュレータ）、空調ユニット（ＨＶＡＣ）、ワイヤハーネス等の部品ＣＰが配置されている。パッチ３４は、これらの各部品ＣＰ（ワイヤハーネス等の可動部品の可動領域を含む）との干渉を避けるべく、上記した如くパッチ本体３４Ｍの右縁部が湾曲される如き形状が採用されている。

（パッチ３４の設置工程）
また、車体前部構造１０では、車体Ｂの組み立て過程において、カウル部２６が組み付けられる前に、ダッシュパネル２２が組み付けられており、この状態からパッチ３４が２箇所の下側副接合部Ｊｌｓにおいてダッシュパネル２２に固定される。次いで、パッチ３４が２箇所の下側主接合部Ｊｌｍにおいてダッシュパネル２２の段差部２２Ｓに固定される。そして、カウル部２６が車体Ｂに組み付けられた後、最終組付工程で、パッチ３４は上側接合部Ｊｕにおいてカウル制振鋼板３０を介してカウルパネル２８の底壁２８Ｂに固定される。

この組み付けの際に、パッチ３４は、パッチ本体３４Ｍに形成された２つの治具取付孔３４Ｈｊにおいて冶具に取り付けられることで、ダッシュパネル２２に対する姿勢が保持される。例えば組み立てロボットのロボットハンドに設けられた冶具に治具取付孔３４Ｈｊにおいて取り付けられた状態で、該ロボットによってパッチ３４は組み立て途中の車体Ｂの所要位置に搬送（挿入）される。ダッシュパネル２２（車体Ｂ）に対する所要の位置に搬送されたパッチ３４は、その取付基準孔３４Ｈｓに溶接用の基準ピンが挿入され、この状態で、上記の通り下側副接合部Ｊｌｓにて位置決め固定される。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。

例えば自動車の悪路走行時等には、フロントサスペンションに上下方向の大きな荷重が作用する。特に、前輪に大径のタイヤを装着する等ばね下質量の大きな自動車や、ハイブリッド車等の重量物であるバッテリを搭載しバネ上質量の大きな自動車では、フロントサスペンションから車体Ｂへの荷重が大きくなりやすい。

そして、上記構成の車体前部構造１０が適用された自動車では、フロントサスペンションからフロントサスペンションタワー１８に下向きの大荷重が入力される（矢印Ｆｄ参照）と、フロントサスペンションタワー１８に接合されたフロントサイドメンバ２０の前部２０Ｆが下方に押し下げられる。このため、前部２０Ｆ後端のダッシュクロスメンバ２４との接合部分を付け根としてモーメントＭが生じ、このモーメントＭによってダッシュパネル２２が前方に引張られる。

すると、前後方向に重ね合わせてスポット溶接されたダッシュパネル２２の上端部２２Ｕとカウルパネル２８の前壁２８Ｆとの前後重ね合わせの接合部Ｊｃｄには、剥離方向の変形（応力）が生じる。特に、左右の前輪が上下逆相で動く場合などには、接合部Ｊｃｄに生じる剥離（前後）方向の変形が大きくなりやすい。

そして、ダッシュパネル２２における段差部２２Ｓすなわち２つの稜線ＲＬ１、ＲＬ２に挟まれた部分は、高剛性部位とされる。このため、フロントサイドメンバ２０と段差部２２Ｓとを結ぶ仮想直線に沿って、上記したモーメントＭによる車両前方へ引っ張る方向への荷重（変形）が接合部Ｊｃｄに伝えられる。換言すれば、２つの稜線ＲＬ１、ＲＬ２（段差部２２Ｓ）上の経路では、他の部分よりもモーメントＭによる荷重がパネル変形により吸収（減衰）されにくく、他の部分よりも大きな荷重が接合部Ｊｃｄに伝えられることとなる。すなわち、ダッシュパネル２２の車幅方向の各部において、段差部２２Ｓの形成部位で接合部Ｊｃｄに生じる剥離方向の変形が最も大きくなる。数値解析により、パッチ３４を備えない比較例では、図４にスポット溶接打点Ｓ１〜Ｓ３を含む領域Ｚで高応力になることが確かめられている。

このため、パッチ３４を備えない比較例では、図６（Ｂ）に示される如く、想像線に示す荷重入力（変形）前の形状に対し、実線にて示す変形状態での接合部Ｊｃｄ剥離方向の変形量が大きくなる。具体的には、ダッシュパネル２２と前壁２８Ｆとの成す角θすなわち繰り返し荷重（応力）が大きくなる。この対策として、接合部Ｊｃｄでスポット溶接の剥離が生じない疲労強度を得る（接合部Ｊｃｄに作用する応力を緩和する）ようにダッシュパネル２２、カウルパネル２８を構成する鋼板の板厚を増すと、車体Ｂの質量が増すこととなる。

ここで、車体前部構造１０では、ダッシュパネル２２における接合部Ｊｃｄの剥離方向の変形すなわち応力が最大となる部分にパッチ３４を設けた。このため、ダッシュパネル２２と前壁２８Ｆとの剥離方向の変形が、パッチ３４の略上下方向の引張りによって、規制（変形に抗する荷重が支持）される。図６（Ａ）は、上記図６（Ｂ）の比較例と同じ荷重条件とした場合の本実施形態の数値解析結果の概略を示したものである。この図６（Ａ）に示される如く、本実施形態におけるダッシュパネル２２と前壁２８Ｆとの成す角θ、すなわち繰り返し荷重（応力）は、実線にて示す変形後の状態において、上記比較例と比較して小さく抑えられる。なお、図６（Ａ）の想像線は、図６（Ｂ）の比較例と同様、ダッシュパネル２２及びカウルパネル２８の荷重入力（変形）前の形状を示している。

この実施形態においては、段差部２２Ｓの直上で、接合部Ｊｃｄのスポット溶接打点に作用する応力が低減されることが、ＦＥＭ等の数値解析（ＣＡＥ）によって確かめられている。より具体的には、図４に示す段差部２２Ｓの直上のスポット溶接打点Ｓ１〜Ｓ３では、作用する応力がそれぞれ低減されるとの解析結果を得た。

このように、本実施形態に係る車体前部構造１０では、ダッシュパネル２２とカウルパネル２８との接合部における車幅方向で最も応力集中を生じやすい段差部２２Ｓの形成部位において、剥離に対する強度（疲労強度）を向上することができる。また、パッチ３４を設置することで、車体Ｂでは、自動車Ｖの旋回やレーンチェンジの際のねじりに対する剛性が向上する。

特に、車体前部構造１０では、前後方向に接合されたカウルパネル２８の前壁２８Ｆとダッシュパネル２２の上端部２２Ｕとの接合部Ｊｃｄに対し、該接合部Ｊｃｄ直下のダッシュパネル２２と前壁２８Ｆ近傍の底壁２８Ｂとがパッチ３４にて連結されている。すなわち、引張りによってダッシュパネル２２とカウルパネル２８との接合部Ｊｃｄの剥離に抗するパッチ３４が、接合部Ｊｃｄを跨ぐようにダッシュパネル２２とカウルパネル２８とを連結する構造とされる。これにより、例えば上端側がカウルパネル２８の後壁２８Ｒ偽都合される如き比較例と比較して、パッチ３４によって効率的にダッシュパネルとカウルとの接合部の剥離に対する強度を向上することに寄与する。

また、上記構成のパッチ３４は、短距離でダッシュパネル２２とカウルパネル２８とを連結するため、コンパクトなパッチ３４によって、ダッシュパネル２２と前壁２８Ｆとの成す角θすなわち繰り返し荷重（応力）を小さく抑えることができる。これにより、同等の疲労強度の向上効果をダッシュパネル２２及びカウルパネル２８の板厚増加にて達成する比較例と比較して、車体Ｂの質量増加を著しく小さく抑えることができる。なお、パッチを追加する質量増加は、板厚を増加することによる同等の疲労強度を得る比較例に対して質量メリットがあることが数値解析結果により確かめられている。

特に、パッチ３４は、リブ３４Ｒによって上フランジ３４Ｕのパッチ本体３４Ｍに対する展開方向の変形（折り曲げ解消）に対する強度が高められている。また、パッチ３４は、稜線ＲＬ３、ＲＬ４の設定によって下フランジ３４Ｌのパッチ本体３４Ｍに対する展開方向の変形（折り曲げ解消）に対する強度が高められている。すなわち、パッチ３４は、上側接合部Ｊｕと下側主接合部Ｊｌｍとを結ぶ仮想直線ＩＬ２（図２参照）に沿った引張りに対し高剛性に構成されており、コンパクトでありながら、上記した疲労強度の向上効果が大きい。また、上下のフランジ３４Ｕ、３４Ｌの変形規制部が別個に形成されているので、上記屈曲部の補強機能を果たしながら、パッチ３４のコンパクト化に寄与する。

また特に、車体前部構造１０では、パッチ本体３４Ｍの車幅方向一方の縁部（右縁部）が湾曲形状とされて、他の部品との干渉が防止されている。このパッチ本体３４Ｍに沿って補強フランジ３４Ｆが立設されているため、該補強フランジ３４Ｆによってパッチ本体３４Ｍは引張りに対する所要の強度が確保される。すなわち、上記の通り接合部Ｊｃｄの疲労強度に寄与するのに十分な引張りに対する強度が確保される。この補強フランジ３４Ｆは、上フランジ３４Ｕの右縁部にも連続しているため、上記したリブ３４Ｒと共に上フランジ３４Ｕのパッチ本体３４Ｍに対する展開方向の折り曲げに対する強度の向上にも寄与している。

一方、車体前部構造１０では、段差部２２Ｓに複数（２箇所）の下側主接合部Ｊｌｍが設定されている。このため、下側主接合部Ｊｌｍが１つである構成と比較して、下側主接合部Ｊｌｍでの応力を緩和することができる。換言すれば、ダッシュパネル２２とパッチ３４との接合部位における車輪から伝達される荷重が複数の下側主接合部Ｊｌｍに分散され、各下側主接合部Ｊｌｍの応力が小さく抑えられる。

同様に、パッチ３４の上フランジ３４Ｕが複数の上側接合部Ｊｕにてカウルパネル２８に固定されている。このため、カウルパネル２８とパッチ３４との接合部位における車輪から伝達される荷重が複数の上側接合部Ｊｕに分散され、各上側接合部Ｊｕの応力が小さく抑えられる。特に、本実施形態では、上側接合部Ｊｕがカウル制振鋼板３０の下壁部３０Ｌの設置範囲に設定されているため、該カウル制振鋼板３０によるカウルパネル２８の補強効果と合わせ、各上側接合部Ｊｕの応力が一層小さく抑えられる。

さらに、車体前部構造１０では、下側主接合部Ｊｌｍによるパッチ３４のダッシュパネル２２への固定（強度確保用の固定）前に、段差部２２Ｓを車幅方向に挟む２箇所の下側副接合部Ｊｌｓにてパッチ３４がダッシュパネル２２に位置決め固定される構成である。このため、ダッシュパネル２２における傾斜面である段差部２２Ｓに対し、パッチ３４の下フランジ３４Ｌを位置ずれすることなく適正位置で（許容範囲内で）固定することができる。これにより、２箇所の下側主接合部Ｊｌｍにて適正にダッシュパネル２２に固定されたパッチ３４は、上記の通りダッシュパネル２２とカウルパネル２８との接合部Ｊｃｄの疲労強度の向上に寄与する。

また、２箇所の下側副接合部Ｊｌｓがパッチ本体３４Ｍから車幅方向の異なる側に張り出された脚部としての張出脚部３４Ｐ１、３４Ｐ２に設定されている。このため、車体前部構造１０では、パッチ３４の車幅方向への大型化を抑えながら、ダッシュパネル２２の段差部２２Ｓに対する車幅方向両側で、パッチ３４をダッシュパネル２２に位置決め固定することができる。

またさらに、パッチ本体３４Ｍに２つの治具取付孔３４Ｈｊが形成されているため、パッチ３４は冶具により適正な姿勢に保持された状態で、ダッシュパネル２２に対する接合位置に搬送される。

なお、上記した実施形態では、車体Ｂにおける車幅方向中央と右（助手席）側のフロントサスペンションタワー１８との間の領域Ａにパッチ３４が設置された例を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、パッチ３４は、該パッチ３４を設けない場合に車幅方向において接合部Ｊｃｄに作用する応力が高くなる車幅方向の位置に設置すれば良く、その設置位置は、車幅方向中央であっても良く、車幅方向中央に対する運転席側であっても良い。

また、本発明の補強部材（の形状）は、上記パッチ３４（の形状）には限定されず、例えば自動車Ｖにおけるダッシュパネル２２の形状や、該ダッシュパネル２２の背面側に配置される部品の寸法形状などに応じて適宜の形態を採ることができる。

さらに、上記した実施形態では、ダッシュパネル２２における一対の折り曲げ部にて間の部分が傾斜立壁である段差部２２Ｓとされた例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ダッシュパネル２２の車幅方向一部を部分的に前後方向に突出させ又は凹ませて形成され一般部と略平行な座面部を、その車幅方向両側に形成された折り曲げ部間に位置する部分としても良い。

またさらに、上記した実施形態では、車体Ｂがカウル制振鋼板３０、第２ダッシュパネル３２を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、カウル制振鋼板３０及び第２ダッシュパネル３２の少なくとも一方を備えない構成としても良い。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施可能であることは言うまでもない。

１０ 車体前部構造
２２ ダッシュパネル
２２Ｓ 段差部（一対の折り曲げ部の間）
２８ カウルパネル
２８Ｆ 前壁
２８Ｂ 底壁
３４ パッチ（補強部材）
３４Ｍ パッチ本体
３４Ｕ 上フランジ
３４Ｌ 下フランジ
３４Ｒ リブ（上側規制部）
３４Ｆ 補強フランジ（補強壁）
３４Ｈｊ 治具取付孔（開口部）
３４Ｐ１・３４Ｐ２ 張出脚部（脚部）
ＲＬ１・ＲＬ２ 稜線（一対の折り曲げ部）
ＲＬ３・ＲＬ４ 稜線（下側規制部）
Ｊｌｍ 下側主接合部（主接合部）
Ｊｌｓ 下側副接合部（副接合部）

Claims (4)

1. 少なくとも前壁と、該前壁の下端から車両後方に延びる底壁とを有し、車両上向きに開口するカウルパネルと、
   上端部において前記カウルパネルの前壁に車両前後方向に重ね合わされた状態で車幅方向に亘って接合され、車幅方向に離間して形成された一対の折り曲げ部を有するダッシュパネルと、
   下端側が前記ダッシュパネルにおける前記一対の折り曲げ部の間に配置された複数の主接合部及び前記一対の折り曲げ部を車幅方向に挟むように配置された少なくとも２箇所の副接合部を含む部分において該ダッシュパネルに接合されると共に、上端側が前記カウルパネルの底壁における車幅方向の位置が異なる複数箇所で接合され、側面視で前記ダッシュパネル及び底壁とで閉断面を構成する補強部材と、
   を備え、
   前記補強部材における前記ダッシュパネル及び前記カウルパネルの底壁とで閉断面を構成する本体部は、車幅方向の一端側が前記ダッシュパネルと前記底壁とを直線状に架け渡す第１縁部とされると共に、車幅方向の他端側が前記ダッシュパネルと前記底壁とを側面視で弧状を成すように架け渡す第２縁部とされ、
   前記補強部材における前記第２縁部からは、車両前後方向に沿って張り出す補強壁が形成されている車両前部構造。
2. 前記副接合部は、前記補強部材の下端側から車幅方向の両側に張り出された一対の脚部に形成されている請求項１記載の車両前部構造。
3. 前記補強部材は、
   前記ダッシュパネル及び前記カウルパネルの底壁とで閉断面を構成する本体部と、
   前記本体部の下端で屈曲されると共に前記ダッシュパネルの背面に沿って延出され該ダッシュパネルに接合された下フランジと、
   前記本体部の上端で屈曲されると共に前記底壁の下面に沿って延出され該底壁に接合された上フランジと、
   前記本体部と前記下フランジとの屈曲角を広げる方向の変形を規制する下側規制部と、
   前記本体部と前記上フランジとの屈曲角を広げる方向の変形を規制する上側規制部と、
   を含んで構成されている請求項１又は請求項２記載の車両前部構造。
4. 前記補強部材における前記ダッシュパネル及び前記カウルパネルの底壁とで閉断面を構成する本体部には、複数の開口部が形成されている請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両前部構造。

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