CN100377953C - 具有阻尼支架的车辆顶棚结构 - Google Patents

Abstract

一种具有顶板阻尼支架的车辆顶棚结构，它为了控制顶板的谐振频率而对顶板添加重量。阻尼支架具有底部、质量添加部分和连接部分。底部连接到顶弓。质量添加部分通过粘合剂在车辆前后方向的两个末端部分的至少两个点上连接到顶板的底面。连接部分沿车辆前后方向延伸，与底部和质量添加部分相互连接。连接部分具有沿车辆横向延伸的至少一个弯曲部分。

Description

具有阻尼支架的车辆顶棚结构

相关申请的交叉引用

本申请要求日本专利申请2004-202969的优先权。日本专利申请2004-202969的全部内容结合在本申请中参考。

技术领域

本发明涉及车辆顶板的阻尼支架。具体地说，本发明涉及具有阻尼支架的车辆顶棚结构，该结构能防止由于客舱顶板振动引起的声音在乘客舱内产生令人不悦的噪音。

背景技术

载人车辆有时遇到顶板振动的状况。特别是，有时顶板的振动是由诸如发动机等振动源的振动引起的。如果这种振动造成顶板的谐振频率与车体的空腔谐振频率相同，或者大于此空腔谐振频率，则顶板发出噪音，导致客舱内产生令人不愉快的噪音。

日本未审查专利申请59-29366中描述了一种技术示例，该示例的提出是作为防止由于顶板振动在客舱内产生令人不愉快噪音的措施。在此公开文献中，通过把阻尼钢板结合到顶板底面上的连接而增加该顶板的重量，从而使顶板的谐振频率偏离车体空腔谐振频率。但在这种结构下，由于阻尼钢板通过结合到顶板下面而直接连接，这将具有大的振幅，因此在振动下，存在此阻尼钢板由于这种振动而与顶板分离的危险，并且在最坏情况下，该阻尼钢板可能从顶板掉落。

考虑上述情况，本领域一般技术人员从这些内容将明显看到：

存在改进车辆顶板阻尼支架的需求。本发明旨在满足本领域内的这种需求以及其它需求，而本领域一般技术人员可以从这些内容显见到这一点。

发明内容

本发明的开发将解决上述文献描述的顶板结构中遇到的问题。因此，本发明的一个目的是提供一种车辆顶板阻尼支架，其设计将使得在为了控制顶板谐振频率而将重物添加至顶板时，防止该重物由于顶板的振动而掉落。

为了达到本发明的上述和其它目的，本发明提供一种车辆顶板阻尼支架，它主要包括底部、连接部分和质量添加部分。底部设计并布置成车辆顶弓安装点。连接部分连接到底部，并相对底部沿车辆前后方向布置，连接部分包括至少一个弯曲部分，该弯曲部分在底部的车辆顶弓安装点以下的区域中沿车辆横向延伸。质量添加部分连接到连接部分，并相对于连接部分沿车辆前后方向布置，质量添加部分设计并加工成具有预定质量，通过对顶板增加质量起到控制顶板谐振频率的质量阻尼器的作用。质量添加部分具有沿车辆前后方向分离开的前顶板安装点和后顶板安装点，前、后顶板安装点设计并布置成通过粘合剂结合在顶板底面上。

从下面结合附图的对本发明优选实施例的详细描述中，本领域技术人员将显见本发明的上述和其它目的、特点、特征和优点。

附图说明

附图构成说明书原始公开内容的一部分，附图中：

图1是根据本发明一个实施例从车辆横向看一部分车顶的简化横剖视图，表示车辆顶板、顶弓和车顶阻尼支架之间的连接；

图2是根据本发明的车辆顶板、顶弓和车顶阻尼支架之间连接的简化顶部俯视图；

图3是根据本发明车顶阻尼支架的简化顶部俯视图；

图4是表示本发明车顶阻尼支架效果的曲线图；

图5是表示本发明车顶阻尼支架效果的曲线图；以及

图6是表示本发明车顶阻尼支架效果的曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图说明本发明的优选实施例。本领域技术人员应该清楚，本发明以下的实施例描述仅用于说明的目的，而不是用于限制由权利要求及等同物限定的本发明。

先看图1，示出本发明一个实施例的一部分车顶的简化横向剖视图。图1表示构成本发明实施例的顶板P的阻尼支架1的连接结构。顶板P是一个金属薄板件，它具有沿车辆横向延伸的多个顶弓或交叉件R(仅示出两个)。如下所述，本发明的阻尼支架1在应用于乘客舱的顶棚结构减小乘客舱噪音时是有效的。图2是表示用于顶板1的阻尼支架1的连接结构的简化顶部俯视图，其中双圈表示点焊连接的位置，单圈表示粘合剂B连接的位置。

如图1-3所示，本发明的车顶阻尼支架1是一种构造和设计成起到质量阻尼器作用的支架，通过增加顶板P的质量而控制顶板P的谐振频率。支架1主要包括底部2、质量添加部分3和连接部分4。支架1优选地是单一整体件，由刚性的薄板材料制成，例由如金属薄板材料制成。

底部2设计和布置成通过在双圈所示两个位置点焊到顶弓R的前端部分(相对于车辆)的上表面而连接到顶弓或交叉件R。换言之，底部2设计和布置成作为车顶阻尼支架1的车辆顶弓安装点。依次地，顶弓R在多个点通过粘合剂B连接到顶板P。

质量添加部分3连接到连接部分4，并相对于连接部分4沿车辆前后方向布置，质量添加部分设计并加工成具有预定质量，通过增加顶板P的质量而控制顶板P的谐振频率，起到质量阻尼器的作用。质量添加部分3通过粘合剂B连接到顶板P底面的中心部分(基本在相邻顶弓R之间的中心)。优选地，质量添加部分3具有至少一对前顶板连接点和至少一对后顶板连接点，它们在车辆前后方向分隔开，前顶板连接点和后顶板连接点设计和布置成通过粘合剂B结合在顶板P的底面。前顶板连接点和后顶板连接点在图2和3中是由单圈表示的。因此，质量添加部分3在两个端部通过一对粘合剂结合而沿车辆前后方向连接到顶板P。换言之，质量添加部分3和顶板P在图示例子中总共以至少四个粘合剂结合点结合在一起，这将在下面描述。

因此，由于质量添加部分3通过粘合剂B沿车辆前后方向在两个端部以至少两个点连接到顶板P的底面，使质量添加部分3的质量添加到顶板P，因此顶板P的谐振频率从第一空腔谐振频率偏移到第二空腔谐振频率，即，将频率降低到低于第一空腔谐振频率的频率，从而可以抑制顶板P产生的噪音。

并且，质量添加部分3优选地设计并相对顶板P构形及放置，以形成装载部分6，装载部分6被构形并设计来支撑额外重物M。在图示实施例中，从车辆横向看，装载部分6具有U形截面，其下部向下与顶板P底面分隔开，形成沿车辆横向延伸的重物容纳空腔。因此，额外的重物M置于顶板P的底面之下的质量添加部分3的上表面。结果，可以调节添加到顶板P的额外重物M，从而顶板P谐振频率降低的幅度可以调节到所需值。换言之，通过选择具有预定质量的一个预定额外重物M，可以将顶板P的谐振频率调节到所需值。

另外，质量添加部分3和连接部分4中至少一个优选地包括附件安装装置，其设计和布置用于支撑乘客舱灯、地图灯或其它车辆乘客舱附属部件L。

连接部分4连接到底部2，并沿车辆前后方向相对底部2布置。换言之，连接部分4沿车辆前后方向延伸，将底部2和质量添加部分3互相连接。连接部分4包括在底部2的车辆顶弓安装点下方区域内沿车辆横向延伸的至少一个弯曲部分5。换言之，连接部分4的弯曲部分5沿车辆前后方向具有U形截面，其下部从顶板P底面向下分隔开，形成沿车辆横向延伸的空腔。

由于底部2连接到一个顶弓R，并且底部2和质量添加部分3由具有至少一个弯曲部分5的连接部分4连接，所以能够防止质量添加部分3与顶板P的分离和掉落。

另外，由于在连接部分4形成至少一个弯曲部分5，所以能够有意地降低相对于沿车辆垂直方向(在包括车辆前后方向和车辆垂直方向的连接部分4截面中)取向的力的连接部分4弯曲刚性。结果是当通过粘合剂B将质量添加部分3连接到顶板P时，质量添加部分3的质量可以有效地添加到顶板P，几乎没有连接部分4对质量添加部分3的支撑。而且可以抑制质量添加部分的不必要的重量增大，从而抑制顶板P的阻尼支架整体重量的不必要的增大。同时，在质量添加部分3与顶板P分离的情况中，连接部分4支撑质量添加部分3，防止质量添加部分3从顶板P掉落。这种效果随着弯曲部分数量的增加而增强。

并且，由于阻尼支架的底部2连接到一个顶弓R，因此可以在阻尼支架首先连接到顶弓R之后与顶弓R一起连接到顶板P。因此降低通过热塑性材料或粘合剂将阻尼钢板连接到顶板底面侧的操作难度。

在这种情况下，通过将质量添加部分3连接到顶板P中心部分，有可能在顶板P的薄膜振动的波腹部分中心添加质量，从而更有效地减小顶板P的谐振频率。

如上所述，底部2优选地通过点焊连接到顶弓R，从而顶板P的阻尼支架1底部2的两个任意位置通过焊接不连续地连接到顶弓R。这样，能够以更有效的方式执行焊接。并且，在将底部2连接到顶弓R时，也可以使用焊接以外的其它方法，例如，其它方法包括铆接、铜焊、粘合剂结合等。

此外，使用粘合剂B将质量添加部分3连接到顶板P的原因是为了防止破坏顶板的美观。其中，通过粘合剂B把车顶增强件F连接到顶弓R的底面。

另外，顶板阻尼支架1可以用作支架，使质量添加部分3和连接部分4中的至少一个包括附件安装装置，其设计并用于支撑乘客舱灯、地图灯或其它车辆乘客舱附件L。因此，形成车辆乘客舱顶棚的部分可以具有上述顶板阻尼支架的作用，从而不需要增加新的零件。并且，顶板的谐振频率可以降到低于空腔谐振频率的频率，从而可以抑制顶板发出的噪音，从而减小乘客舱内部产生的噪音。

总之，阻尼支架1的底部2可以通过在双圈所示两个位置点焊连接到顶弓R(沿车辆横向延伸)，并且质量添加部分3通过粘合剂B在单圈所示四个位置(即，在车辆前后方向的两个端部，每个端部两个，总共四个)连接到顶板P。底部2和质量添加部分3由连接部分4连接，并在连接部分4形成沿车辆横向延伸的弯曲部分5。其中虽然形成单个弯曲部分5，但是可以进一步降低垂直方向的连接部分4弯曲刚性，从而可以通过安装多个弯曲部分更有效地把质量添加部分3的质量添加到顶板。如图1所示，设置凹下的装载部分6用于支撑在质量添加部分3的上表面形成的额外重物M。

并且，制造本发明的阻尼支架1的材料可以根据顶弓的材料从下列的一组材料中适当地选择：薄钢板、铝、不锈钢板、热塑性树脂、热固性树脂、复合材料等等。

为了评价这种支架通过降低顶板谐振频率而减小乘客舱内部噪音的效果，利用试验车辆按如下所述方式来检测本发明顶板的阻尼支架。对装有本发明顶板阻尼支架的上述试验车辆的顶板施加不同规定频率的振动，并且对未装该顶板阻尼支架的上述试验车辆的顶板施加振动，测量各个顶板在指定位置的薄膜振动加速度，并确定由这些测量值除以相应的振动力(惯性，(mm/s²)/N)得到的数值。得到的结果表示在图4中。并且，在图4中，为了更容易看清曲线，图中的纵轴表示为对数显示(测量单位：dB)。

图4中的实线表示未安装顶板阻尼支架的顶板惯性，而虚线表示安装上述顶板阻尼支架的顶板惯性。单点划线表示空腔谐振附近的次谐波频率，在空腔谐振频率中是试验车辆所特有的特殊问题。

如图4中实线所示，在未装顶板阻尼支架的顶板中，顶板的主薄膜谐振频率与空腔谐振附近的次谐波频率一致。但是，可以看到，安装本发明顶板阻尼支架的结果是，顶板的主薄膜谐振频率降低(140→110Hz)，使得该频率减小到小于空腔谐振频率附近的次谐振频率(140Hz)的数值。其中的术语“薄膜振动”是指沿顶板厚度方向的振动。

此外，当沿垂直方向的单位输入施加到试验车辆的右发动机座时，在本发明的顶板阻尼支架装到顶板的情况下，以及在该顶板阻尼支架未装到顶板的情况下，测定耳朵位置处每单位输入的声音压力(车体发射系数：Pa/N)。结果表示在图5中。并且，在图5中，为了更容易看清曲线，纵轴表示为对数显示(测量单位：dB)。

图5中的实线表示未装顶板阻尼支架时的车体发射系数，而虚线表示装顶板阻尼支架时的车体发射系数。并且，单点划线表示空腔谐振附近的次谐波频率，这是测试车辆所特有的。此外，仅表示了与实线不同的虚线部分。在70Hz以及低于70Hz，此虚线与实线相符。

如图5所示，未装顶板阻尼支架时车体发射系数在140Hz附近出现一个大峰(如实线所示)，因为顶板的主薄膜谐振频率与空腔谐振的次谐波频率彼此一致，如上所述。但是，可以看出，安装本发明顶板阻尼支架后，顶板的主薄膜谐振频率下降(140→110Hz)，从而将此频率设定在小于空腔谐振频率附近的次谐波频率(140Hz)的频率上，从而可以减小车体发射系数的峰值并减小噪音量。

此外，当沿垂直方向的单位输入施加到试验车辆的右发动机座时，在本发明的顶板阻尼支架装到顶板的情况下，以及在该顶板阻尼支架未装到顶板的情况下，测定耳朵位置处每单位输入的声音压力(车体发射系数：Pa/N)。结果表示在图6中。并且，在图6中，为了更容易看清曲线，纵轴表示为对数显示(测量单位：dB)。

图6中的实线表示未装顶板阻尼支架时的车体发射系数，而虚线表示装顶板阻尼支架时的车体发射系数。并且，单点划线表示空腔谐振附近的次谐波频率，这对测试车辆所特有的。此外，仅表示了与实线不同的虚线部分。在90Hz以及低于90Hz，此虚线与实线相符。

如图6所示，可以看出，安装本发明顶板阻尼支架后，顶板的主薄膜谐振频率下降(140→110Hz)，从而将此频率定在小于空腔谐振频率附近的次谐波频率(140Hz)的频率上，从而可以减小顶板发出的噪音量，尤其有可能减小100到200Hz的消音噪音。

如果顶板的主薄膜谐振频率叠加在空腔谐振频率上，或者大于此频率，则顶板发出声音，从而在乘客舱内产生令人不愉快的噪音。

如在此用来描述上述实施例那样，下列方向术语“前、后、上、下、垂直、水平、下面和横向”以及其它类似的方向术语，是指配备了本发明的车辆的方向。因此，在用来描述本发明时的这些术语应该相对于配备了本发明的车辆进行解释。如同在此使用的那样，术语“粘合剂”是指所谓的乳香粘合剂，作为其一个特征，在其随后的固化时不能在顶板中产生应变。这里使用的程度术语，例如“基本”、“大约”和“大致”，是指被修饰术语的合理偏差量，从而不会明显改变最终结果。例如，如果此偏差不否定其所修饰术语的本意，则这些术语可以认为是包括被修饰术语的至少±5％的偏差。

虽然仅仅选出了所选的实施例解释本发明，但本领域技术人员从本说明书中应该清楚的是，在不偏离权利要求限定的本发明范围的情况下可以做出不同的变化和修改。并且，上面对根据本发明实施例的描述仅仅是为了解释而提供的，而不是为了限制权利要求及其等同物所限定的本发明。因此，本发明的范围并不限于披露的实施例。

Claims (19)

1.一种车辆顶板阻尼支架，包括：

底部，所述底部设计并布置成车辆顶弓安装点；

连接部分，所述连接部分连接到底部，并相对底部沿车辆前后方向布置，连接部分包括至少一个弯曲部分，该弯曲部分在底部的车辆顶弓安装点下方的区域中沿车辆横向延伸；

质量添加部分，所述质量添加部分连接到连接部分，并相对于连接部分沿车辆前后方向布置，质量添加部分设计并加工成预定质量，通过对顶板增加质量而起到控制顶板谐振频率的质量阻尼器的作用，质量添加部分具有沿车辆前后方向分离开的前顶板安装点和后顶板安装点，前顶板安装点和后顶板安装点设计并布置成通过粘合剂结合在顶板底面上。

2.如权利要求1所述的车辆顶板阻尼支架，其中

质量添加部分包括装载部分，装载部分设计并布置成将额外重物支撑在质量添加部分的上表面。

3.如权利要求1所述的车辆顶板阻尼支架，其中

底部的车辆顶弓安装点通过点焊连接到顶弓。

4.如权利要求3所述的车辆顶板阻尼支架，其中

至少有两个点焊位置将底部的车辆顶弓安装点连接到顶弓上，这些点焊位置沿车辆横向分离开。

5.如权利要求1所述的车辆顶板阻尼支架，其中

质量添加部分和连接部分中的至少一个包括附件安装装置，附件安装装置设计和布置成支撑车辆附件。

6.如权利要求1所述的车辆顶板阻尼支架，其中

质量添加部分和连接部分中的至少一个具有从车辆横向看的U形截面。

7.如权利要求1所述的车辆顶板阻尼支架，其中

底部、质量添加部分和连接部分是由薄板材料制成的单件产品。

8.如权利要求2所述的车辆顶板阻尼支架，其中

底部的车辆顶弓安装点通过点焊连接到顶弓。

9.如权利要求8所述的车辆顶板阻尼支架，其中

至少有两个点焊位置将底部的车辆顶弓安装点连接到顶弓上，这些点焊位置沿车辆横向分离开。

10.如权利要求2所述的车辆顶板阻尼支架，其中

质量添加部分和连接部分中的至少一个包括附件安装装置，附件安装装置设计和布置成支撑车辆附件。

11.如权利要求2所述的车辆顶板阻尼支架，其中

质量添加部分和连接部分中的至少一个具有从车辆横向看的U形截面。

12.如权利要求2所述的车辆顶板阻尼支架，其中

底部、质量添加部分和连接部分是由薄板材料制成的单件产品。

13.一种车辆顶棚结构，包括：

车辆顶板；

沿车辆横向装在顶板底面下面的车辆顶弓；以及

连接到车辆顶板和车辆顶弓的车辆顶板阻尼支架，车辆顶板阻尼支架包括

连接到车辆顶弓的底部；

连接部分，所述连接部分连接到底部，并相对底部沿车辆前后方向布置，连接部分包括沿车辆横向延伸的至少一个弯曲部分；以及

质量添加部分，所述质量添加部分连接到连接部分，并相对于连接部分沿车辆前后方向布置，质量添加部分设计并加工成预定质量，通过对顶板增加质量而起到控制顶板谐振频率的质量阻尼器的作用，

质量添加部分通过粘合剂在车辆前后方向分离开的至少两个点结合到顶板的底面。

14.如权利要求13所述的车辆顶棚结构，其中

质量添加部分包括装载部分，装载部分设计并布置成将额外重物支撑在质量添加部分的上表面。

15.如权利要求13所述的车辆顶棚结构，其中

底部的车辆顶弓安装点通过点焊连接到顶弓。

16.如权利要求15所述的车辆顶棚结构，其中

至少有两个点焊位置将底部的车辆顶弓安装点连接到顶弓上，这些点焊位置沿车辆横向分离开。

17.如权利要求13所述的车辆顶棚结构，其中

质量添加部分和连接部分中的至少一个包括附件安装装置，附件安装装置设计和布置成支撑车辆附件。

18.如权利要求13所述的车辆顶棚结构，其中

底部、质量添加部分和连接部分是由薄板材料制成的单件产品。

19.如权利要求13所述的车辆顶棚结构，其中

质量添加部分和连接部分中的至少一个具有从车辆横向看的U形截面。

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