JP2013147185A - 車両の前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ルーフクラッシュに対する強度を維持しながら、ルーフヘッダにおける共振音などの発生を防止することができる車両の前部構造を提供する。
【解決手段】 車両のルーフパネル２における先端の下側には、車幅方向に延設されるルーフヘッダ４が設けられている。ルーフヘッダ４の前方位置には、車幅方向に沿った稜線部が形成されるとともに、稜線部に沿ってビード部１３が形成されている。また、ルーフヘッダ４におけるビード部１３よりも後部側は、ルーフパネル２との距離が徐々に短くなるようにされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の前部構造に関する。

車両の前部には、ウィンドシールド（フロントガラス）を取り付けるフロントウィンドウ開口部が形成されている。このフロントウィンドウ開口部の上辺は、ルーフパネルによって形成されており、ルーフパネルの先端部の下側には、車幅方向に延設されるルーフヘッダが設けられている。

このようなルーフヘッダを有する車両の前部構造として、従来、ルーフヘッダパネル（ルーフヘッダ）のパネル本体に、湾曲変形を容易にする部分として、階段状に凹嵌深さを異ならせた溝部が形成された車両のルーフヘッダパネルがある（たとえば、特許文献１参照）。この車両のルーフヘッダパネルは、パネル本体に湾曲変形を容易にする部分を形成することにより、車室共振音などによる車室こもり音を大きく軽減することができるというものである。

特開２００７−１８２１５６号公報

ところで、ルーフヘッダを設ける目的としては、ルーフクラッシュに対する強度を向上させることがある。このルーフヘッダが、共振などによってこもり音の原因となることがあり、上記特許文献１に開示されたルーフヘッダパネル（ルーフヘッダ）では、このこもり音を軽減している。ところが、こもり音を軽減する目的で、湾曲変形を容易にする部分として溝部を形成しているため、この溝部がルーフクラッシュに対する強度を小さくしてしまう原因となるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、ルーフクラッシュに対する強度を維持しながら、ルーフヘッダの共振周波数に起因するこもり音などの発生を防止することができる車両の前部構造を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る車両の前部構造は、車両のルーフパネルにおける先端部の下側に配置され、車幅方向に延設されるルーフヘッダを備える車両の前部構造であって、ルーフヘッダにおける前方位置に、車幅方向に沿った稜線部が形成されているとともに、稜線部に沿ってビードが形成されており、ルーフヘッダにおけるビードが形成された位置よりも車両の後部側が、ルーフパネルとの距離が後部側にいくほど徐々に短くなるようにされていることを特徴とする。

本発明に係る車両の前部構造においては、ルーフヘッダにおける前方位置に、車幅方向に沿った稜線部が形成されているとともに、稜線部に沿ってビードが形成されている。このビードが形成されていることにより、ルーフヘッダの歪エネルギーをビード部に集中させることができる。さらに、ルーフヘッダにおけるビードが形成された位置よりも車両の後部側が、ルーフパネルとの距離が後部側にいくほど徐々に短くなるようにされている。このため、ルーフパネルと接合されるルーフヘッダの後部の剛性を低下させることができる。その結果、ヘッダの幅方向に断面急変部を形成することなく、効率的にヘッダの曲げ剛性を低下させることができる。よって、ビードが形成されている効果と合わせて、ルーフクラッシュに対する強度を維持しながら、ルーフヘッダの共振周波数を調整し、ウィンドシールドからの車内発生音を低減することができる。

本発明に係る車両の前部構造によれば、ルーフクラッシュに対する強度を維持しながら、ルーフヘッダの共振周波数に起因するこもり音などの発生を防止することができる。

車両の前部構造の要部正面図である。 図１のII-II線断面図である。 比較対象となる車両の前部構造の要部側断面図である。 比較ルーフヘッダにおける変形モードにある際の変形を示す図である。 本実施形態に係るルーフヘッダにおける変形モードにある際の変形を示す図である。 ウィンドシールドの振動特性（イナータンス）を示すグラフである。 ロードノイズ入力時のウィンドシールドからの発生音圧を示すグラフである。

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。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の前部構造の要部正面図、図２は、そのII-II線断面図である。図１および図２に示すように、本発明の実施形態に係る車両の前部構造は、ウィンドシールド１を備えている。ウィンドシールド１の上端部は、図２に示すように、ルーフパネル２の先端部にウレタンシーラ３によって固着されている。

また、ルーフパネル２の先端部の下方には、ルーフヘッダ４が設けられている。ルーフヘッダ４は、車両の車幅方向に沿って延設されており、その断面形状が、図２に示す形状となっている。ルーフヘッダ４の先端には、前方に突出する先端部１１が形成されており、先端部１１は、ルーフパネル２に対して溶接固定されている。

さらに、先端部１１の断面形状は、後部側に行くにしたがって直線状に上昇する形状をなしている。また、ルーフパネル２の断面形状も後部側に行くにしたがって上昇する断面形状をなしており、そのルーフヘッダ４における先端部１１の上昇割合と、ルーフパネル２の先端の上昇割合は、ほぼ同一とされている。

また、ルーフヘッダ４における先端部１１の後部側には、断面形状が後部側に行くにしたがって下降する前壁部１２が形成されている。先端部１１と前壁部１２とは、連続的に形成されている。前壁部１２のさらに後部側には、ビード部１３が形成されている。ビード部１３は、下方に向けて突出する突起状をなす断面形状を有している。

ビード部１３のさらに後部側には、中央部１４が形成されている。中央部１４は、後部側に行くにしたがって徐々に上昇する断面形状をなしている。中央部１４の断面形状は、なだらかな曲線状をなしており、後部側に行くにしたがって、その上昇割合が徐々に大きくなっている。こうして、中央部１４では、ルーフパネル２との距離が徐々に短くなっている。また、中央部１４における後部側位置は、その前方位置よりも上昇割合の増加率が大きくなっている。このため、中央部１４では、前方位置の方が後部側位置よりも平面に近い形状をなしている。前壁部１２と中央部１４との間が本発明の稜線部となる。

中央部１４の後部側には、後端部１５が形成されている。後端部１５は、直線状をなす断面形状を有しており、ルーフパネル２の表面に沿って配置されている。また、後端部１５は、ルーフパネル２に対してマスチック接着５によって接着固定されている。こうして、ルーフヘッダ４は、先端部１１および後端部１５において、ルーフパネル２に対して取り付けられている。

以上の構成を有する本実施形態に係る車両の前部構造においては、ルーフヘッダ４における前方位置において、稜線部に沿ったビード部１３が形成されている。このビード部１３が形成されていることにより、ルーフヘッダ４の歪エネルギーをビード部に集中させることができる。その結果、ルーフヘッダ４が変形モードにある際の稜線部の角度変化を励起することができる。

その一方、ルーフヘッダ４におけるビード部１３が形成された位置よりも車両の後部側には、ルーフパネル２との距離が徐々に短くなる中央部１４が形成されている。この中央部１４が形成されていることにより、ルーフパネル２と接合されるルーフヘッダ４の後部の剛性を低下させることができる。その結果、ルーフヘッダ４の幅方向に断面急変部を形成することなく、効率的にヘッダの曲げ剛性を低下させることができる。

さらに、ルーフヘッダ４にビード部１３および中央部１４が形成されていることにより、ルーフヘッダ４の後部における中央部１４の質量を有効利用した変形モードとすることができる。その結果、ルーフクラッシュに対する強度を維持しながら、ルーフヘッダ４における共振音などの発生を防止することができる。

次に、比較対象となるルーフヘッダと、本実施形態に係るルーフヘッダ４との対比に基づいて、本実施形態に係るルーフヘッダ４の作用効果について説明する。ここで、比較対象としたルーフヘッダの構造について説明する。図３は、比較対象となる車両の前部構造の要部側断面図である。

図３に示すように、比較対象となるルーフヘッダを備える車両の前部構造では、ウィンドシールド１およびルーフパネル２を備えている。ウィンドシールド１とルーフパネル２とは、ウレタンシーラ３によって固着されている。また、ルーフパネル２の前方下方位置には、比較対象となる比較ルーフヘッダ３０が設けられている。

比較ルーフヘッダ３０は、本実施形態のルーフヘッダ４における先端部１１と同様の先端部３１を備えており、先端部３１がルーフパネル２に固着されている。先端部３１の後部側には、前壁部３２が形成されている。前壁部３２も、本実施形態のルーフヘッダ４における前壁部３２と同様の形状をなしている。

前壁部３２の後部側には、中央部３３が形成されている。中央部３３は、先端部３１とほぼ同じ上昇割合で後部側に行くにしたがって上昇する断面形状をなしている。その上昇割合は、前後位置によらずほぼ一定とされている。また、本実施形態のルーフヘッダ４と異なり、前壁部３２と中央部３３との間にはビード部は形成されていない。

さらに、中央部３３の後部側には後壁部３４が形成されている。後壁部３４は、中央部３３に対してほぼ直角となるようにして立ち上がる形状をなしている。後壁部３４の後部側には、後端部３５が形成されている。後端部３５は、本実施形態のルーフヘッダ４における後端部１５と同様の形状をなしている。

いま、比較ルーフヘッダ３０における変形モードにある際の変形図を図４に示す。図４では、変形前を実線で示し、変形後を鎖線で示している。図４に示すように、比較ルーフヘッダ３０では、変形モードとなった際、比較ルーフヘッダ３０の断面崩れが生じる。その結果、比較ルーフヘッダ３０の局部振動が大きくなり、比較ルーフヘッダ３０の曲げ振動のおける有効質量が小さくなってしまう。

これに対して、本実施形態に係るルーフヘッダ４における変形モードにある際の変形図を図５に示す。図５においても変形前を実線で示し、変形後を鎖線で示している。図５に示すように、本実施形態に係るルーフヘッダ４では、ビード部１３が形成された位置よりも後部側において、後部側にいくほどルーフパネル２に徐々に近づく断面形状をなしている。このため、ルーフヘッダ４の後部の剛性が低下することから、変形モードとなった際、図４に示すように、ルーフヘッダ４の後部の振幅が大きくなり、ルーフヘッダ４の曲げ振動における有効質量を増大させることができる。この結果、効率的に曲げ共振を低下させることができる。

また、ルーフヘッダ４と比較ルーフヘッダ３０とを用いたウィンドシールド１の振動特性を調べた。振動特性を調べる際には、ウィンドシールド１における左右両側の上端に対して、上下に逆相となる加振力を加えた。その結果を図６に示す。また、ルーフヘッダ４を備える車両および比較ルーフヘッダ３０を備える車両のそれぞれにおけるロードノイズ入力時のウィンドシールド発音量を予測した。その結果を図７に示す。

図６に示すように、本実施形態に係るルーフヘッダ４を用いた場合のウィンドシールド１の振動特性を示す第１ラインＬ１は、比較ルーフヘッダ３０を用いた場合のウィンドシールド１の振動特性を示す第２ラインＬ２よりも共振が低下し、車室共鳴周波数付近でイナータンスが低下した。したがって、本実施形態に係るルーフヘッダ４を用いた場合には、比較ルーフヘッダ３０を用いた場合よりも振動特性に優れる結果となった。

また、図７に示すように、本実施形態に係るルーフヘッダ４を用いた場合のロードノイズ入力におけるウィンドシールドからの発音量を示す第３ラインＬ３は、比較ルーフヘッダ３０を用いた場合のロードノイズにおける音圧レベルを示す第４ラインＬ４よりも全体的には低くなった。したがって、本実施形態に係るルーフヘッダ４を用いた場合には、比較ルーフヘッダ３０を用いた場合よりもロードノイズにおけるウィンドシールドからの発音量が低減されることが分かった。したがって、本実施形態に係るルーフヘッダ４を用いた場合には、ロードノイズを低減することができた。

１…ウィンドシールド、２…ルーフパネル、３…ウレタンシーラ、４…ルーフヘッダ、５…マスチック接着、１１…先端部、１２…前壁部、１３…ビード部、１４…中央部、１５…後端部、３０…比較ルーフヘッダ、３１…先端部、３２…前壁部、３３…中央部、３４…後壁部、３５…後端部。

Claims (1)

1. 車両のルーフパネルにおける先端部の下側に配置され、車幅方向に延設されるルーフヘッダを備える車両の前部構造であって、
   前記ルーフヘッダにおける前方位置に、車幅方向に沿った稜線部が形成されているとともに、前記稜線部に沿ってビードが形成されており、
   前記ルーフヘッダにおける前記ビードが形成された位置よりも前記車両の後部側が、前記ルーフパネルとの距離が徐々に短くなるようにされていることを特徴とする車両の前部構造。

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