JP2006021696A - ルーフパネル制振ブラケット - Google Patents

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Abstract

【課題】ルーフパネルの共振周波数を制御するために、当該ルーフパネルに質量を付加するにあたり、その質量がルーフパネルの振動により落下することがない、ルーフパネル制振ブラケットを提供する。
【解決手段】ルーフパネルＰに質量を付加して、ルーフパネルＰの共振周波数を制御するマスダンパとして機能するルーフパネル制振ブラケット１であって、
ルーフボウＲに接合される基部２と、ルーフパネルＰの下面に接着剤Ｂにより少なくとも車両前後方向両端部の二点で接合されて該ルーフパネルに質量を付加する質量付加部３と、前記基部２と該質量付加部３を連結する車両前後方向に延びる連結部４とからなり、
前記連結部４に車幅方向に延びる一以上の屈曲部５を設けてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室の屋根を形成するルーフパネルが振動することにより発音し、車室内に不快な音が発生することを防止することができるルーフパネル制振ブラケットに関するものである。
乗用車において、エンジン等の加振源の振動によりルーフパネルが振動し、ルーフパネルの共振周波数が車体の空洞共鳴周波数に一致しているまたは、それよりも大きいと、ルーフパネルが発音し、車室内に不快な音が発生するという問題があった。
このため、ルーフパネルの振動により、車室内に不快な音が発生することを防止する方策として、例えば特許文献１に記載のごとく、ルーフパネルの下面に、制振鋼板を接着接合して、ルーフパネルに質量を付加してその共振周波数を車室内の空洞共鳴周波数からずらせることが提案されている。
ところが、このような構成では、振幅の大きいルーフパネルの下面に直接的に制振鋼板を接着接合していたため、振動により制振鋼板がルーフパネルから剥離して、最悪の場合は落下してしまうおそれがあった。
実開昭５９−２９３６６号公報
本発明は、従来技術が抱える上記の問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ルーフパネルの共振周波数を制御するために、当該ルーフパネルに質量を付加するにあたり、その質量がルーフパネルの振動により落下することを防ぐ、ルーフパネル制振ブラケットを提供することにある。
本発明に係るルーフパネル制振ブラケットは、ルーフパネルに質量を付加して、ルーフパネルの共振周波数を制御するマスダンパとして機能するルーフパネル制振ブラケットであって、
ルーフボウに接合される基部と、ルーフパネルの下面に接着剤により少なくとも車両前後方向両端部の二点で接合されて該ルーフパネルに質量を付加する質量付加部と、前記基部と該質量付加部を連結する車両前後方向に延びる連結部とからなり、
前記連結部に車幅方向に延びる一以上の屈曲部を設けてなる。
このように、ルーフパネルの下面に質量付加部を接着剤により少なくとも車両前後方向両端部の二点で接合することにより、質量付加部の質量をルーフパネルに付加して、ルーフパネルの共振周波数を前記空洞共鳴周波数からずらし、かつ、それより小さくして、ルーフパネルが発音することを抑制することができるとともに、質量付加部がルーフパネルから剥離して落下することを、前記基部をルーフボウに接合して、基部と質量付加部を屈曲部を設けた連結部により連結することにより、防止することができる。
加えて、連結部に屈曲部を設けることにより、連結部の車両前後方向および車両上下方向を含む断面内における、車両上下方向の力に対する連結部の曲げ剛性を意図的に下げることができる。これにより、質量付加部が接着剤によりルーフパネルに接合されている場合には、連結部は質量付加部をほとんど支持することなく、質量付加部の質量を効率的にルーフパネルに付加することができ、質量付加部ひいてはルーフパネル制振ブラケット全体の不要な重量の増加を抑制することができる。これとともに、質量付加部がルーフパネルから剥離した場合には、連結部は質量付加部を支持して質量付加部が脱落することを防止することができる。この効果は屈曲部を多く設けるほど高くなる。
さらに、ルーフパネル制振ブラケットの基部をルーフボウに接合することができるため、あらかじめ当該ルーフパネル制振ブラケットをルーフボウに接合した後、ルーフボウとともに当該ルーフパネル制振ブラケットをルーフパネルに接合することができ、特許文献１に記載の考案のように、制振鋼板をルーフパネルの下面側にメルシートや接着剤を介して接合するというような困難な作業を廃することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面に示すところに基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態たるルーフパネル制振ブラケットとルーフパネルおよびルーフボウの接合態様を車幅方向から見て示す模式図である。
図１に示すように、本発明の一実施例になるルーフパネル制振ブラケット１は、ルーフパネルＰに質量を付加して、ルーフパネルＰの共振周波数を制御するマスダンパとして機能するものであって、
ルーフパネルＰに接着剤Ｂにて接合されたルーフボウＲの車両前方端部の上面に、二重丸◎で示す位置にて、スポット溶接により接合される基部２と（請求項３に相当）、ルーフパネルＰの下面の中央部（隣接するルーフボウＲのほぼ中央）に接着剤Ｂにより少なくとも車両前後方向両端部の二点（ここでは後述するように合計四点）で接合されて該ルーフパネルＰに質量を付加する質量付加部３と、前記基部２と該質量付加部３を連結する車両前後方向に延びる連結部４とからなり、
前記連結部４に車幅方向に延びる一以上の屈曲部５を設けてなることを特徴とする。（請求項１に相当）
請求項１の作用効果は、段落番号［０００６］［０００７］［０００８］の発明の効果に記載済みであるため割愛する。ここで、質量付加部２をルーフパネルＰの中央部に接合することにより、ルーフパネルの膜振動の腹部中心に質量を付加することができ、ルーフパネルＰの共振周波数をより効果的に低減することができる。
さらに、前記質量付加部３の上面に、ここでは図示しない追加質量を載置可能な載置部６を設ける。（請求項２に相当）これにより、ルーフパネルに付加する質量を調整可能なものとすることができ、ルーフパネルの共振周波数の低減代を所望の値に調節することができる。
前記基部２をルーフボウＲにスポット溶接により接合する（請求項３に相当）ことにより、ルーフパネル制振ブラケット１の基部２の任意の位置を不連続的にルーフボウＲに溶接して接合することができ、溶接作業をより効率化することができる。なお、基部２をルーフボウＲに接合するにあたっては、溶接以外の接合方法、例えばリベットやろう付け、接着剤等による接合方法を用いることも可能である。
また、質量付加部２を接着剤ＢによりルーフパネルＰに接合する理由は、ルーフパネルの美観が損なわれることを防止するためである。
ここでは、ルーフボウＲの下面には、ルーフレインフォースＦが接着剤Ｂにより接合されている。
加えて、このルーフパネル制振ブラケット１を、ルームランプ用ブラケットまたはマップランプ用ブラケットとして用いる。（請求項４に相当）これによれば、車室の屋根を構成する部品に前記ルーフパネル制振ブラケットの機能を持たせることができ、新規部品を追加することなく、ルーフパネルの共振周波数を空洞共鳴周波数より小さくし、これにより、ルーフパネルの発音を抑制して、車室内に発生する騒音を低減することができる。
図２は、本発明の一実施形態たるルーフパネル制振ブラケットとルーフパネルおよびルーフボウの接合態様を車両上方から見て示す模式図である。
図２中、二重丸◎はスポット溶接による接合箇所を、一重丸○は接着剤による接合箇所を示す。
ルーフパネル制振ブラケット１の基部２は、◎で示す二箇所にて車幅方向に延びるルーフボウＲにスポット溶接にて接合され、質量付加部３は○に示す四箇所（車両前後方向両端部のそれぞれ二箇所、合計四箇所）にてルーフパネルＰに接着剤にて接合される。基部２と質量付加部３は連結部４により連結され、連結部４には車幅方向に延びる屈曲部５が設けられる。質量付加部３の上面には、図に示すような凹状の、追加質量の載置部６が設けられる。（請求項１、２、３に相当）
ここで接着剤とは、いわゆるマスチック接着剤を指し、その特性としては、硬化後ルーフパネルに歪に与えないことが必要となる。
図３は、本発明の一実施形態たるルーフパネル制振ブラケットを斜め上方から見て示す模式図である。
ルーフパネル制振ブラケット１は、ここでは図示しないルーフパネルに接合されたルーフボウにスポット溶接により接合される基部２と、これも図示しないルーフパネルの下面に接着剤により接合されて該ルーフパネルに質量を付加する質量付加部３と、前記基部２と該質量付加部３を連結する車両前後方向に延びる連結部４とからなり、
前記連結部４に車幅方向に延びる一の屈曲部５を設けてなることを特徴とする。（請求項１、２に相当）
質量付加部３の上面には、追加質量を載置可能な凹状の載置部６が設けられる。（請求項３に相当）
ここではルーフパネル制振ブラケット１は、ルームランプブラケットとして用いられており、質量付加部３の載置部６には図示しないランプユニットが追加質量として設けられる。（請求項４に相当）もちろん、ランプユニットとは別個の追加質量を設けることも可能である。
図３中、二重丸◎はスポット溶接による接合箇所を、一重丸○は接着剤による接合箇所を示す。
ここでは屈曲部５は一つとしたが、これを複数個設けることにより、連結部４の上下方向の曲げ剛性をさらに下げて、質量付加部３の質量をより効率的にルーフパネルに付加することができる。
なお、本発明のルーフパネル制振ブラケット１は、ルーフボウの材質に合わせて、薄厚の鋼板、アルミニウム、ステンレス鋼板、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または複合材等殻適宜選択して構成することが可能である。
また、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
本発明に係るルーフパネル制振ブラケットの、ルーフパネルの共振周波数を下げて車室内騒音を低減する効果を評価する目的で、試験車両を用いて、以下に述べる試験を行った。
本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けた前記試験車両のルーフパネルと、当該ルーフパネル制振ブラケットを取り付けていない前記試験車両のルーフパネルとについて、それぞれ所定の周波数にて加振して、それぞれのルーフパネルの所定の位置における膜振動加速度を測定し、それぞれの加振力で除した値（イナータンス：（ｍｍ／ｓ２）／Ｎ）を求めた。その結果を図４に示す。なお、図４では、グラフを見やすくするため、縦軸をｌｏｇ表示（単位はｄＢ）としている。
図４中実線は、ルーフパネル制振ブラケットを取り付けていないルーフパネルのイナタンスを、破線はルーフパネル制振ブラケットを取り付けたルーフパネルのイナータンスを示し、一点鎖線は、試験車両固有の空洞共鳴周波数のうち特に問題となる、空洞共鳴前後二次周波数を示す。
図４に実線で示すように、ルーフパネル制振ブラケットを取り付けない状態のルーフパネルでは、ルーフパネルの膜一次共振周波数が空洞共鳴前後二次周波数と一致しているが、本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けることにより、ルーフパネルの膜一次共振周波数を下げて（１４０→１１０Ｈｚ）、空洞共鳴前後二次周波数（１４０Ｈｚ）よりも小さくすることができることが分かる。ここで膜振動とは、ルーフパネルの厚み方向の振動を指すものとする。
また、試験車両の右エンジンマウントに上下方向の単位入力を与えたときの、本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けたルーフパネルと、当該ルーフパネル制振ブラケットを取り付けていないルーフパネルとについて、単位入力当たりの耳位置での音圧（車体放射係数：Ｐａ／Ｎ）を求めた。その結果を図５に示す。なお、図５では、グラフを見やすくするため、縦軸をｌｏｇ表示（単位はｄＢ）としている。
図５中実線は、ルーフパネル制振ブラケットを取り付けていない場合の車体放射係数を、破線はルーフパネル制振ブラケットを取り付けた場合の車体放射係数を示し、一点鎖線は、試験車両固有の空洞共鳴前後二次周波数を示す。なお、破線は実線に対して変化している部分のみを示すものとし、７０Ｈｚ以下では実線と一致している。
図５に示すように、本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けていない場合の車体放射係数は、前述したように、ルーフパネルの膜一次共振周波数と、空洞共鳴二次周波数とが一致しているため、実線で示すように１４０Ｈｚにて大きなピークが発生しているが、本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けて、ルーフパネルの膜一次共振周波数を下げて（１４０→１１０Ｈｚ）、空洞共鳴前後二次周波数（１４０Ｈｚ）よりも小さくすることにより、車体放射係数のピークを下げて、発音量を低減できていることが分かる。
また、試験車両の右エンジンマウントに上下方向の単位入力を与えたときの、本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けたルーフパネルと、当該ルーフパネル制振ブラケットを取り付けていないルーフパネルとについて、単位入力当りの耳位置での音圧（車体放射係数：Ｐａ／Ｎ）を求めた。その結果を図６に示す。なお、図６では、グラフを見やすくするため縦軸をｌｏｇ表示（単位はｄＢ）としている。
図６中、実線はルーフパネル制振ブラケットを取り付けていない場合の車体放射係数を、破線はルーフパネル制振ブラケットを取り付けた場合の車体放射係数を示し、一点鎖線は、試験車両固有の空洞共鳴前後二次周波数を示す。なお、ここでも破線は実線に対して変化している部分のみを示すものとし、９０Ｈｚ以下では実線と一致している。
図６に示すように、本発明に係るルーフパネル制振ブラケットを取り付けて、ルーフパネルの膜一次共振周波数を下げて（１４０→１１０Ｈｚ）、空洞共鳴前後二次周波数（１４０Ｈｚ）よりも小さくして、ルーフパネルの発音量を下げることにより、とくには１００〜２００Ｈｚのこもり音を低減できていることが分かる。
ルーフパネル膜一次共振周波数が空洞共鳴周波数と重なる、または、それより大きいと、ルーフパネルが発音し車室内に不快な音が発生する。
本発明は、車室内騒音を低減することができる車室の屋根構造に適用して効果的なものである。
本発明の一実施形態たるルーフパネル制振ブラケットとルーフパネルおよびルーフボウの接合態様を車幅方向から見て示す模式図である。 本発明の一実施形態たるルーフパネル制振ブラケットとルーフパネルおよびルーフボウの接合態様を車両上方から見て示す模式図である。 本発明の一実施形態たるルーフパネル制振ブラケットを斜め上方から見て示す模式図である。 本発明のルーフパネル制振ブラケットの効果を示すグラフである。 本発明のルーフパネル制振ブラケットの効果を示すグラフである。 本発明のルーフパネル制振ブラケットの効果を示すグラフである。
符号の説明
１ ルーフパネル制振ブラケット
２ 基部
３ 質量付加部
４ 連結部
５ 屈曲部
６ 載置部
Ｐ ルーフパネル
Ｒ ルーフボウ
Ｂ 接着剤
Ｆ ルーフレインフォース

Claims (4)

  1. ルーフパネルに質量を付加して、ルーフパネルの共振周波数を制御するマスダンパとして機能するルーフパネル制振ブラケットであって、
    ルーフボウに接合される基部と、ルーフパネルの下面に接着剤により少なくとも車両前後方向両端部の二点で接合されて該ルーフパネルに質量を付加する質量付加部と、前記基部と該質量付加部を連結する車両前後方向に延びる連結部とからなり、
    前記連結部に車幅方向に延びる一以上の屈曲部を設けてなるルーフパネル制振ブラケット。
  2. 前記質量付加部の上面に、追加質量を載置可能な載置部を設けてなる請求項１に記載のルーフパネル制振ブラケット。
  3. 前記基部をルーフボウにスポット溶接により接合してなる請求項１もしくは２に記載のルーフパネル制振ブラケット。
  4. ルームランプ用ブラケットまたはマップランプ用ブラケットとして用いてなる請求項１〜３のいずれかに記載のルーフパネル制振ブラケット。
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