CN108791505B - 车顶结构 - Google Patents

Abstract

提供在抑制振动和和闷声方面有利的车辆的车顶结构。车辆的车顶结构(100)包括：左右车顶纵梁(10)，其在车室的上部中延伸；至少两根横梁(12、16)，其架设在所述左右车顶纵梁之间；和车顶板(20)，其在所述横梁上侧布置于所述左右车顶纵梁之间，所述结构还包括车顶内板(30)，所述车顶内板位于所述至少两根横梁(12、16)之间、在所述车顶板(20)下方延伸并与所述至少两根横梁(12、16)接合，其中所述车顶内板(30)设置有沿车辆宽度方向(W)延伸的车顶内加强筋(31)并且具有与所述车顶板(20)至少部分地粘合(4)的粘合部分。

Description

车顶结构

技术领域

本发明涉及车辆的车顶结构。

背景技术

出于减轻重量的目的，车辆的车顶板由金属薄板制成。如此，为了补偿因使用金属薄板导致的刚性降低，可以在车顶板设置沿车辆长度方向延伸的多条加强筋或多个台阶。虽然该构造对于车顶板的车辆长度方向上的截面性能是有效的，但是加强筋和台阶在车辆宽度方向上起着类似波纹管的作用，从而降低了板的固有频率、容易在低频带中产生共振，由此造成了由于板面的振动而导致的车室内空间的体积变化而产生闷声的问题(例如，见专利文献1)。

通常，车辆的左右车顶纵梁之间架设有多根横梁，并且在该横梁的位置处，从下方支撑车顶板。因此，通过增加横梁的数量来减小横梁之间的间距在抑制振动方面是有用的，但是车辆重量的增加和随之带来的燃料效率的降低是不可否认的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-189355号公报

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述传统技术的情况做出本发明，本发明的目的是提供在抑制振动和闷声方面有利的车辆的车顶结构。

用于解决问题的方案

为了解决上述传统技术的问题，本发明提供一种车辆的车顶结构，其包括：左右车顶纵梁，其在车室的上部中延伸；至少两根横梁，其架设在所述左右车顶纵梁之间；和车顶板，其在所述横梁上侧布置于所述左右车顶纵梁之间，其特征在于，所述结构还包括车顶内板，所述车顶内板位于所述至少两根横梁之间、在所述车顶板下方延伸并与所述至少两根横梁接合，其中所述车顶内板设置有沿车辆宽度方向延伸的车顶内加强筋并且具有与所述车顶板至少部分地粘合的粘合部分。

发明的效果

由于根据本发明的车顶结构是如上所述地构造的，所以设置有车顶内加强筋的车顶内板与车顶板粘合且车顶内加强筋与车顶板之间形成沿车辆宽度方向延伸的封闭截面的接合结构能够期望车顶部的表面刚性的改善和振动控制效果的改善，并且在抑制车顶部的振动和车室内的闷声方面是有利的。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的车顶结构的从上方观察时的立体图。

图2是根据本发明的第一实施方式的车顶结构的从下方观察时的立体图。

图3是沿着图2中的线X-X截取的截面图。

图4是沿着图2中的线Y-Y截取的截面图。

图5是根据本发明的第一实施方式的车顶结构的主要部分的从上方观察时的立体图。

图6是主要部分的沿着图2中的线Y-Y截取的放大截面图。

图7是根据本发明的第二实施方式的车顶结构的从下方观察时的立体图。

图8是根据本发明的第三实施方式的车顶结构的从下方观察时的立体图。

图9是与图3对应的截面图，示出了根据本发明的第四实施方式的车顶结构。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面将参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1和图2示出了根据本发明的第一实施方式的车辆的车顶结构100。在图1和图2中，车辆的车顶部主要包括：左右车顶纵梁10，其分别在车室的左上部和右上部中沿车辆长度方向FR延伸；多根横梁11至17，其架设在左右车顶纵梁10之间并沿车辆宽度方向W延伸；以及车顶板20，其布置于车顶纵梁10之间的横梁11至17并构造成限定车室的顶面。注意，在图1中，车顶板20是用双点划线示出的，以使内部结构可视。

尽管没有特别的限制，但是车顶纵梁10均是车体结构元件，该车体结构元件设置有封闭截面结构并由构成车辆外表面的外板(车体侧部外板)和位于车室内侧的内板(车顶侧板)构成，外板和内板隔着增强件(车顶侧增强件)接合在一起，其中外板在前端处与前柱6连续、在后侧与后围处侧板7连续并在中间部与中柱8连续。

这些部件是已知的，因而将省略其详细图示。

尽管没有特别的限制，但是多根横梁11至17包括三根主横梁，该三根主横梁由与车顶纵梁10和前柱6之间的接合部连接的最靠前的车顶前横梁11、架设在车顶纵梁10和中柱8的接合部之间的车顶中央横梁12以及与后围处侧板7的上部连接的最靠后的车顶后横梁13构成，并且多根横梁11至17还包括四根辅横梁，该四根辅横梁由架设在车顶前横梁11和车顶中央横梁12之间的两根车顶横梁14和15以及架设在车顶中央横梁12和车顶后横梁13之间的两根车顶横梁16和17构成。

尽管没有特别的限制，但是车顶板20由加压形成的单件金属薄板制成，并且在图示的示例中，形成有沿车辆长度方向FR延伸的四条车顶加强筋21。

车顶板20的前端部25、后端部26和左右侧缘部27均形成有凸缘，前端部25与车顶前横梁11接合(焊接)，后端部26与车顶后横梁13接合(焊接)，左右侧缘部27与车顶纵梁10接合(焊接)。在除了上述部分以外的中间部分中，车顶板20不被接合(焊接)，而是通过密封剂4(胶泥密封剂(mastic sealer))或其它粘接剂与横梁11至17粘合。

在根据本发明的第一实施方式的装配有上述基本结构的车顶结构100中，如图1至图5所示，车顶中央横梁12和设置在车顶中央横梁12后方的车顶横梁16之间延伸设置有车顶内板30。

车顶内板30通过前端部35中的点焊5与车顶中央横梁12的凸缘部接合并通过后端部36中的点焊5与车顶横梁16的凸缘部接合。换言之，车顶中央横梁12和设置在车顶中央横梁12后方的车顶横梁16通过车顶内板30连结在一起。

车顶内板30的侧缘部37在比车顶板20的侧缘部27靠近车辆宽度方向W上的中央的部位处终止。也就是，车顶内板30在车顶板20下方沿车辆宽度方向W部分地设置且不与车顶纵梁10接合。就车顶内板30的下述振动控制作用而言，车顶内板30的侧缘部37与车顶纵梁10接合不是非常重要，并且在减轻重量方面，在朝向中央移位的部位处终止是有利的。

尽管没有特别的限制，但是车顶内板30由加压形成的单件金属薄片制成。在图示的示例中，与车顶板20的四条车顶加强筋21交叉的四条车顶内加强筋31安装成向下突出、沿车辆宽度方向W延伸，车顶内板30在不形成有车顶内加强筋31的平坦部中通过密封剂4(胶泥密封剂)与车顶板20的平坦部粘合。

使用密封剂4的粘合位置没有特别的限定，但是如图所示，优选沿着在平面图中包括由车顶加强筋21和车顶内加强筋31围绕而成的平坦部在内的、与车顶内加强筋31相邻的平坦部来粘合车顶内板30。

根据该构造，设置有沿车辆长度方向FR延伸的车顶加强筋21且构造成在车辆长度方向FR上具有高抗弯刚性(截面系数)的车顶板20与设置有沿车辆宽度方向W延伸的车顶内加强筋31且构造成在车辆宽度方向W上具有高抗弯刚性(截面系数)的车顶内板30经由在由车辆长度方向FR和车辆宽度方向W构成的两个轴向上均匀分散的密封剂4粘合，从而建立了在任一轴向上均具有高抗弯刚性(截面系数)(高表面刚性)的接合结构并补偿了由车顶加强筋21导致的车顶板20的固有频率的降低。

此外，通过沿车辆宽度方向W直线延伸的车顶内板30抑制了车顶加强筋21沿车辆宽度方向W的变形，通过沿车辆长度方向FR直线延伸的车顶板20抑制了车顶内加强筋31沿车辆长度方向FR的变形，从而能够因沿交叉方向定向的车顶加强筋21和车顶内加强筋31形成了相互补充的关系而构造出高刚性、高强度的接合结构。

此外，车顶板20和车顶内板30的上下方向(车辆高度方向H)上的激振力会对密封剂4(胶泥密封剂)产生剪切应力，作为主要由合成橡胶构成的弹性粘接剂的密封剂4能够吸收该剪切应力，由此允许车顶板20和车顶内板30之间的接合结构自身用作良好的减振结构。

图6示出了车顶内板30的后端部36和车顶横梁16的凸缘部161之间的接合部附近，在该接合部，车顶内板30的后端部36点焊5于车顶横梁16的凸缘部161。尽管为了方便起见将板厚图示成较大，但是实际上重叠有后端部36的凸缘部161和位于另一侧的凸缘部162之间的距车顶板20的间隔的差(其与车顶内板30的板厚对应)并不显著，并且因为使用不定形的密封剂4使车顶内板30的后端部36与车顶板20粘合，所以无需考虑该间隔差。注意，车顶内板30的后端部36可以与凸缘部161的下侧接合。

在上述实施方式中，假定构成车顶纵梁10、车顶横梁11至17、车顶板20和车顶内板30的板基本上是通过对钢薄板进行加压作业而制成的，但是这些部件可以由除了钢薄板以外的金属薄板、异种金属薄板、塑料成型件、纤维增强塑料成型件等构成。

另外，在上述构件中，车顶板20和车顶内板30的板厚比构成车体骨架的构件(诸如构成车顶纵梁10的车顶侧板和车顶横梁11至17)的板厚小。车顶内板30的板厚可以大致等于或大于车顶板20的板厚。尽管没有特别的限制，但是当通过对钢薄板加压作业来制造时，车顶横梁11至17的板厚为1.0mm至1.2mm，车顶板20的板厚为0.6mm至0.7mm，车顶内板30的板厚为0.6mm至0.9mm。

虽然以上已经说明了根据本发明的第一实施方式的车顶结构100，但是基于车顶内板30和车顶内加强筋31的布局等，能够存在根据本发明的车顶结构的各种实施方式。下面将说明一些典型的实施方式。注意，在以下说明中，用对上述第一实施方式的对应部件赋予的相同或相似的附图标记表示与第一实施方式共同的部件，并且将省略其说明。

(第二实施方式)

图7示出了根据本发明的第二实施方式的车辆的车顶结构200。在车顶结构200中，车顶中央横梁12和设置在车顶中央横梁12后方的车顶横梁16之间延伸设置有车顶内板230，车顶横梁16和设置在车顶横梁16后方的车顶横梁17之间也延伸设置有车顶内板232。车顶内板230和232的相应车顶内加强筋231和233的布局和截面形状以及车顶内加强筋231和233借助于密封剂4与车顶板20之间的接合结构与第一实施方式的相同。但是位于后方的车顶内板232由于车顶横梁16和17之间的间隔窄而形成有三条车顶内加强筋233。

车顶内板30(230)的振动控制作用也对车顶内板30的周围起作用，并且即使在车顶板20下方部分地设置，车顶内板30也提供了实用的振动控制结构，但是在根据第二实施方式的车辆的车顶结构200中，因为振动控制结构向后延伸，所以能够预料到振动控制效果的进一步改善。注意，两块车顶内板230和232可以构造为与车顶横梁16交叉连续的单块板。

(第三实施方式)

图8示出了根据本发明的第三实施方式的车辆的车顶结构300。除了位于车顶中央横梁12和设置在车顶中央横梁12后方的车顶横梁16之间的车顶内板330以及位于车顶横梁16和设置在车顶横梁16后方的车顶横梁17之间的车顶内板332以外，车顶结构300还包括位于车顶中央横梁12和设置在车顶中央横梁12前方的车顶横梁15之间的车顶内板334以及位于车顶横梁15和设置在车顶横梁15前方的车顶横梁14之间的车顶内板336，并且与上述构造相同，车顶内板设置有相应的车顶内加强筋331、333、335和337。

根据第三实施方式的车辆的车顶结构300的可选变型包括通过省略图8中的车顶内板330和334，以车顶中央横梁12为中心仅布置有位于车顶的在前座侧的中央处的车顶内板336和位于车顶的在后座侧的中央处的车顶内板332这一形态，以及相反地，通过省略车顶内板332和336仅布置有与车顶中央横梁12相邻的两块车顶内板330和334这一形态，并且车顶内板能够布置在任意横梁之间。

(第四实施方式)

图9示出了根据本发明的第四实施方式的车辆的车顶结构400。虽然在上述实施方式中，车顶板20形成有四条车顶加强筋21，但是在第四实施方式的车顶结构400中，车顶板420形成有左右一对车顶台阶421，车顶内板430形成有与车顶台阶421交叉且沿车辆宽度方向W延伸的车顶内加强筋431。

车顶内板430在与车顶内加强筋431相邻的平坦部中使用密封剂4与车顶板420的平坦部422粘合，并且在与两相反侧缘部37相邻的平坦部中使用密封剂4与车顶板420的两相反侧部粘合。结果，在车顶板420的平坦部422和车顶内加强筋431之间形成了沿车辆宽度方向W延伸的封闭截面，在车顶台阶421和车顶内板430的平坦部432之间形成了沿车辆长度方向FR延伸的封闭截面。

以这种方式，第四实施方式的车顶结构400限定了通过彼此交叉而沿两个轴向、即沿车辆宽度方向W和车辆长度方向FR延伸的封闭截面，因而具有在改善车顶板420的表面刚性和振动控制效果方面有利的构造。

注意，能够将左右一对车顶台阶421与位于左右车顶台阶421之间的平坦部422一起视作一条大的车顶加强筋(421、422、421)。可选地，能够将左右车顶台阶421视作由车顶台阶421和位于车顶台阶421的侧缘侧的平缓倾斜面构成的车顶加强筋(421、421)。

(本发明的优选方面及其效果)

上述实施方式中的诸如车顶加强筋、车顶台阶、车顶内板、车顶内加强筋和密封剂的配置等的特征可以以期望的组合实施。

下面将说明本发明的优选方面及其效果。

在本发明的基本方面中，车辆的车顶结构包括：左右车顶纵梁，其在车室的上部中延伸；至少两根横梁，其架设在所述左右车顶纵梁之间；和车顶板，其在所述横梁上侧布置于所述左右车顶纵梁之间，其特征在于，所述结构还包括车顶内板，所述车顶内板位于所述至少两根横梁之间、在所述车顶板下方延伸并与所述至少两根横梁接合，其中所述车顶内板设置有沿车辆宽度方向延伸的车顶内加强筋并且具有与所述车顶板至少部分地粘合的粘合部分。

根据该构造，设置有车顶内加强筋的车顶内板与车顶板接合且在车顶内加强筋和车顶板之间形成有沿车辆宽度方向延伸的封闭截面的接合结构能够期望车顶部的表面刚性的改善和振动控制效果的改善并在抑制车顶部中的振动和车室中的闷声(muffledsound)方面是有利的。

在本发明的优选方面中，所述车顶板包括沿车辆长度方向延伸的车顶加强筋或车顶台阶，所述车顶内板的所述车顶内加强筋形成于在平面图中所述车顶内加强筋与所述车顶加强筋或所述车顶台阶至少部分交叉的位置。

在该方面中，通过使形成在上述车顶内加强筋和车顶板之间的沿车辆宽度方向延伸的封闭截面与沿车辆长度方向延伸的封闭截面交叉而形成的接合结构，在车顶加强筋或车顶台阶与车顶内板的平坦部之间形成了沿两个轴向、即沿车辆宽度方向和车辆长度方向延伸的封闭截面。另外，通过车顶内板抑制了车顶加强筋或车顶台阶沿车辆宽度方向的变形，通过车顶板抑制了车顶内加强筋沿车辆长度方向的变形。结果，改善了车顶部的表面刚性，因而该方面在抑制振动和闷声方面是有利的。

在本发明的优选方面中，在车辆宽度方向上排列有多条所述车顶加强筋或多个所述车顶台阶，在车辆长度方向上排列有多条所述车顶内加强筋。

该方面进一步改善了车顶内板的表面刚性，并且在改善车顶部的表面刚性以及抑制振动和闷声方面是有利的。

在本发明的优选方面中，所述车顶内板的所述粘合部分在平面图中包含在由所述车顶加强筋或所述车顶台阶与所述车顶内加强筋包围的平坦部中。

在该方面中，包括沿上述两个交叉的轴向延伸的封闭截面的接合结构由车顶加强筋(或车顶台阶)和车顶内加强筋之间的接合部构成并通过互补且均匀分散地粘合而构成，因而该方面在改善车顶部的表面刚性以及抑制振动和闷声方面是有利的。

在本发明的优选方面中，所述车顶内板的侧缘离开所述左右车顶纵梁且向车辆宽度方向中央侧靠近，所述粘合部分包括与所述侧缘相邻的位置处的粘合部分。

该方面在改善车顶部的表面刚性、抑制振动和闷声以及减轻重量方面是有利的。

尽管以上说明了本发明的一些实施方式，但是本发明不限于这些实施方式，而是能够基于本发明的技术思想进行其它各种变形和改变。

例如，虽然在上述实施方式中，多个车顶内加强筋沿与车辆长度方向正交的车辆宽度方向直线地延伸，但是车顶内加强筋可以通过隔着平坦部而彼此分离地沿车辆宽度方向间断地形成。在该情况下，优选使间断的平坦部通过布置在与相邻的车顶内加强筋在车辆宽度方向错开的位置而以交错的方式配置。

此外，车顶内加强筋可以在车辆宽度方向上以与车辆长度方向成适当的角度的方式倾斜定向，另外，倾斜定向的车顶内加强筋可以彼此交叉(相交)，从而形成了斜格子(diagonal lattice)。可选地，车顶内加强筋可以通过以曲折图形或波浪图形弯曲而沿车辆宽度方向延伸。

附图标记说明

10 车顶纵梁

11 车顶前横梁

12 车顶中央横梁

13 车顶后横梁

14、15、16、17 车顶横梁

20、420 车顶板

21 车顶加强筋

27 侧缘部

30、230、232、330、332、334、336 车顶内板

31、231、233、331、333、335、337 车顶内加强筋

35 前端部

36 后端部

37 侧缘部

100、200、300、400 车顶结构

421 车顶台阶

422 平坦部

430 车顶内板

432 平坦部

Claims (5)

1.一种车辆的车顶结构，其包括：

左右车顶纵梁，其在车室的上部中延伸；

至少两根横梁，其架设在所述左右车顶纵梁之间；和

车顶板，其在所述横梁上侧布置于所述左右车顶纵梁之间，

其特征在于，所述结构还包括车顶内板，所述车顶内板位于所述至少两根横梁之间、在所述车顶板下方延伸并与所述至少两根横梁接合，其中所述车顶内板设置有沿车辆宽度方向延伸的车顶内加强筋并且具有与所述车顶板至少部分地粘合的粘合部分。

2.根据权利要求1所述的车辆的车顶结构，其特征在于，所述车顶板包括沿车辆长度方向延伸的车顶加强筋或车顶台阶，所述车顶内板的所述车顶内加强筋形成于在平面图中所述车顶内加强筋与所述车顶加强筋或所述车顶台阶至少部分交叉的位置。

3.根据权利要求2所述的车辆的车顶结构，其特征在于，在车辆宽度方向上排列有多条所述车顶加强筋或多个所述车顶台阶，在车辆长度方向上排列有多条所述车顶内加强筋。

4.根据权利要求3所述的车辆的车顶结构，其特征在于，所述车顶内板的所述粘合部分在平面图中包含在由所述车顶加强筋或所述车顶台阶与所述车顶内加强筋包围的平坦部中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的车顶结构，其特征在于，所述车顶内板的侧缘离开所述左右车顶纵梁且向车辆宽度方向中央侧靠近，所述粘合部分包括与所述侧缘相邻的位置处的粘合部分。

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