JP2014234014A

JP2014234014A - 車両用パネル構造

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Publication number: JP2014234014A
Application number: JP2013115237A
Authority: JP
Inventors: 隆雄月森; Takao Tsukimori
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-15
Also published as: WO2014191816A1; DE112014002605T5; CN105263788A; US20160129943A1; KR20160003186A

Abstract

【課題】車両用パネル構造において、いったん発生した振動を早期に収束させ、さらに振動の収束によって防音をはかる。【解決手段】本発明の一態様の車両用パネル構造９０は、車両内部側の面にリーンフォース２０の設置領域４５を有する車両用の外板パネル４０と、設置領域４５に設置されたリーンフォース２０と、を備える。車両用パネル構造９０は、設置領域４５とリーンフォース２０との間に位置する結合部材１０をさらに備える。結合部材１０は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料１００からなる。【選択図】図１

Description

本発明は車両用パネル構造に関する。

特許文献１はルーフレインフォースメント（リーンフォース）が、マスチックシーラ（マスチック）をルーフパネル（外板パネル）に押し付けるように変形する車両用パネル構造を開示している。

かかる技術は、予め付勢力をルーフレインフォースメントに付与するものである。このためルーフパネルが熱膨張しても、ルーフレインフォースメントが自身の変形によってマスチックシーラをルーフパネルに押し付け続ける。

ゴムを主成分としたマスチック又は充填剤は、リーンフォースと、ルーフなどの外板パネルとの間に充填されている。マスチックは、ルーフパネルとリーンフォースとの間に介在し、リーンフォースが形状を拘束する力をルーフパネルに伝える。このため、ルーフパネルは耐デント性を得る。

特開２０１０−０８３２４８号公報

上記車両用パネル構造は振動、騒音の「発生」を抑制する優れたものである。しかしながら、かかる車両用パネル構造は、一度発生した自身の振動を収めることには適していない。本発明は車両用パネル構造において、いったん発生した振動を早期に「収束」させることを課題とする。さらに振動の収束によって防音をはかることを目的とする。

本発明の一態様の車両用パネル構造は、車両内部側の面にリーンフォースの設置領域を有する車両用の外板パネルと、前記設置領域に設置された前記リーンフォースと、を備える。該車両用パネル構造は、前記設置領域とリーンフォースとの間に位置する結合部材をさらに備える。前記結合部材は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料からなる。

前記リーンフォースは前記結合部材と接していることが好ましい。前記リーンフォースは、前記リーンフォースの外縁に位置し、かつ前記外板パネルの側に向いている結合面を介して前記結合部材と接していることが好ましい。前記結合部材は前記設置領域と前記結合面との間にのみ位置していることが好ましい。

前記結合部材は、前記リーンフォースの骨格の中心に沿って、線状を成していることが好ましい。前記結合部材は、前記リーンフォースの骨格の中心に沿って、所定の間隔で連続する散点形状を成していることが好ましい。

前記リーンフォースは、前記リーンフォースの骨格の中心に位置し、かつ前記外板パネルの側に開口を有する凹部をさらに有することが好ましい。前記設置領域は前記開口と接していることが好ましい。

前記結合部材は前記設置領域と接していることが好ましい。前記結合材料は、損失係数ｔａｎδが０．９以上であることが好ましい。前記結合材料はブチルゴム又はゴムアスファルトであることが好ましい。

前記車両用パネル構造はさらに、損失係数ｔａｎδが０．２５以上であるシート材料からなるダンプシートを備得ることが好ましい。前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有することが好ましい。前記ダンプシートは前記非設置領域に結合することが好ましい。

前記ダンプシートは前記非設置領域の中の所定範囲に結合し、前記所定範囲は前記非設置領域の２５％以下の面積を占めることが好ましい。前記シート材料は、損失係数ｔａｎδが０．６以下であることが好ましい。

前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有することが好ましい。前記非設置領域は、損失係数ｔａｎδが０．６以上であるシート材料からなる、ダンプシートと結合していないことが好ましい。前記非設置領域は、損失係数ｔａｎδが０．２５以上であるシート材料からなることが好ましい。

前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有することが好ましい。前記非設置領域の中の所定範囲は車両内部側の空間と接することが好ましい。前記所定範囲は前記非設置領域の７５％以上の面積を占めることが好ましい。前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有することが好ましい。前記非設置領域は車両内部側の空間とのみ接していることが好ましい。

本発明の他の態様のルーフパネルは、複数の前記リーンフォースが、所定間隔で整列し、前記非設置領域は、前記設置領域並びに前後のヘッダ及びサイドルーフレールとの取付け部位に囲まれている。

本発明の他の態様の車両用パネル構造は、車両内部側の面に内板パネルの設置領域を有する車両用の外板パネルを備える。車両用パネル構造はさらに前記設置領域に設置された前記内板パネルを備える。車両用パネル構造はさらに前記設置領域と前記内板パネルとの間に位置する結合部材をさらに備える。前記結合部材は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料からなる。

本発明の他の態様の車体は、車両内部側の面に前方又は後方のヘッダの設置領域を有するルーフパネルの外板パネルを備える。車体は前記設置領域に結合する前記ヘッダを備える。車体は前記設置領域と前記ヘッダとの間に位置する結合部材をさらに備える。前記結合部材は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料からなる、

本発明は車両用パネル構造において、いったん発生した振動を早期に収束させることができる。さらに振動の収束によって防音をはかることができる。

実施形態にかかる車両用パネル構造の断面図である。結合材料の分子構造を示す模式図である。比較例１〜３にかかる車両用パネル構造の断面図である。比較例１にかかる車両用パネル構造の振幅の変化を示すグラフその１である。各比較例にかかる車両用パネル構造の制振効率を示すグラフである。比較例１にかかる車両用パネル構造の振幅の変化を示すグラフその２である。比較例２にかかる車両用パネル構造の振幅の変化を示すグラフである。比較例３にかかる車両用パネル構造の振幅の変化を示すグラフである。実施例にかかる車両用パネル構造の制振効率を示すグラフである。実施例１にかかる車両用パネル構造の振幅の変化を示すグラフである。実施例２にかかる車両用パネル構造の振幅の変化を示すグラフである。損失係数と車両用パネル構造が生ずるノイズとの関係を示すグラフである。損失係数と車両用パネル構造の振動との関係を示すグラフである。実施例１及び比較例２にかかるブチルゴム使用量を示すグラフである。実施例４にかかるルーフパネルの外観図である。実施例４にかかるルーフパネルの断面図である。実施例４にかかるルーフパネルの断面の部分拡大図である。実施例５にかかるドアパネルの構成図である。実施例６にかかる車両用パネル構造の断面図である。実施例７にかかる車両用パネル構造の断面図である。

［概要］
図１に示すように、本実施形態の車両用パネル構造９０は、外板パネル４０とリーンフォース２０とを備える。外板パネル４０は車両用のアウタパネルである。外板パネル４０はリーンフォース２０の設置領域４５を有する。設置領域４５は外板パネル４０の車両内部側に向く内面５０に位置する。

リーンフォース２０は設置領域４５に設置される。リーンフォース２０は、一枚の板から塑性変形して形成してもよく、複数の部材を組み合わせて一個のリーンフォースを形成してもよい。

車両用パネル構造９０は結合部材１０をさらに備える。結合部材１０は設置領域４５とリーンフォース２０との間に位置する。結合部材１０は、所定の損失係数ｔａｎδを有する結合材料１００からなる。

損失係数ｔａｎδは、好ましくは０．２５より大きく、さらに好ましくは０．６以上であり、特に好ましくは０．９以上である。結合材料１００はブチルゴム又はゴムアスファルトであることが好ましい。

車両用パネル構造９０は、外板パネル４０に発生した振動を早期に収束させることができる。さらに、車両用パネル構造９０は、外板パネル４０の振動により生ずる音を速やかに小さくする。このため、車両用パネル構造９０は車両内部側の方向及び車両外部側の方向において防音をはかることができる。

［車両用パネル構造］
上記車両用パネル構造の具体例は、ルーフパネル、サイドドア又はバックドアのドアパネルである。これらのパネルが上記構造を有する場合、車室内の騒音を特に低減することが出来る。上記車両用パネル構造はこれらだけでなく、フードパネル、バックパネル、トランクリッド、フェンダーパネル、サイドパネル、アンダーカバー等においても有用である。

［結合部材］
車両用パネル構造９０において、結合部材１０及びリーンフォース２０は、拘束型の制振構造を構成する。リーンフォース２０が拘束層として効率的に機能するため、リーンフォース２０は結合部材１０と接していることが好ましい。

かかる構造は下記の優れた効果を生ずる。まず車両用パネル構造９０の制振性能がさらに高まる。さらにリーンフォース２０が外板パネル４０に密着し、その変形を抑制する。すなわち、リーンフォース２０は車両用パネル構造９０の耐デント性を高める。

リーンフォース２０はリーンフォース２０の結合面２５を介して結合部材１０と接している。結合面２５は外板パネル４０の側、すなわち車両外部側の方向に向いている。上記の車両用パネル構造９０に与える効果をさらに高める。結合部材１０は設置領域４５と接している。かかる構造は上記の車両用パネル構造９０に与える効果をさらに高める。

結合部材１０は設置領域４５と結合面２５との間にのみ位置している。かかる構造は上記各効果を減少させることなく、結合材料１００の量を減らすことができる。このため車両用パネル構造９０の製造にかかる、経済コスト及び環境負荷を低減することができる。

［結合材料］
図２に示すように結合材料１００は主剤１０１、増量材１０２、粘着付与材１０３（タッキーファイヤー）、及び可塑剤１０４を含有することが好ましい。

主剤はゴム系材料であることが好ましく、鎖状の重合体であることがさらに好ましい。重合体は重合度がマスチックのゴム、例えばブタジエンゴムよりも高いことが好ましい。重合体は、下記式（１）で表される共重合体（ブチルゴム）が好ましい。本明細書中、かかる共重合体を含有する結合材料１００そのものをブチルゴムと称する場合がある。

上記式（１）で表される共重合体において、ｍはイソブテン、ｎはイソプレンのモノマー比をそれぞれ表す。

増量材１０２は有機、無機のいずれの材料であってもよく、有機溶剤に対する安定性から炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）が好ましい。増量材１０２は結合材料１００の体積を増やす。

粘着付与材１０３は低分子の有機成分が好ましい。かかる有機成分は結合材料１００に付着性を付与する。粘着付与材１０３の作用により、結合材料１００は設置領域４５又は結合面２５に付着する。

可塑剤は主剤同士の分子間の結合力を弱めるものが好ましい。可塑剤の材料は特に制限されないが、結合材料１００の柔軟性及び流動性を調整する観点から、下記式（２）で表されるフタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ；Ｃ_２６Ｈ_４２Ｏ_４）が好ましい。

図２に示すように、結合材料１００では、主剤１０１の主鎖の間に可塑剤１０４が入る。可塑剤１０４は、鎖状分子である主剤１０１の分子間の距離を大きくし、それらが引き付けあう力を弱め、主剤１０１を柔軟な性状にする。広がった主剤１０１の分子間に極性を持つ粘着付与材１０３が分散する。さらに増量材１０２が結合材料１００全体に分散する。

結合材料１００は下記の制振性能を有する。マスチック等のゴムと異なり、主剤１０１は架橋を有しないか、マスチックよりも少ない割合でしか有しない。したがって、主剤１０１は常温で粘性を有している。また結合材料１００は、構造を保つことのできる物性を有していなくてもよく、流動性を有するゲル状であってもよい。

主剤１０１が高速で動いた場合には分子同士の摩擦によって、抵抗が生じる。抵抗は運動エネルギーを熱エネルギーに変換する。このため、外板パネル４０の振動は、結合材料１００により減衰し、早期に収束する。

結合材料１００はまた、ゴムアスファルトであってもよい。ゴムアスファルトの一態様は、アスファルトに生ゴムを配合したものである。生ゴムの例は、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）である。

［効果の説明：従来技術］
本実施形態の車両用パネル構造９０の奏する効果を、背景技術で説明した車両用パネル構造を考慮しつつ説明する。図１において、結合部材１０の結合材料１００に代えて上述のマスチックとした場合を考察する。

一般的なマスチックは合成ゴムを主成分とした弾性接着剤である。マスチックは外板パネル（アウターパネル）と、ルーフレインフォースメント又は内板パネル（インナーパネル）とを接着する。マスチックは車両用パネル構造の剛性を高め、外板パネルにおける振動と騒音の発生を抑制する。

マスチックの主成分は、構造合成を保つのに十分な架橋を有するゴムである。したがってマスチックは損失係数が低いので制振性能も低い。このため、マスチックを有する車両用パネル構造は外板パネルの振動が収束しにくい。マスチックは走行時のルーフの振動や、ドア、フード等の強閉時の衝撃・振動を減衰する力が弱い。このため、車両用パネル構造はノイズを発生する。

マスチックを有する車両用パネル構造においては、制振用の他の部材を追加すべき場合がある。例えば図３に示すように、車両用パネル構造の一態様であるルーフパネル９３は、隣り合うリーンフォース２０の間に位置するダンプシート６０を有する。図３において結合部材１０はマスチック９９からなる。しかしながら、ダンプシート６０は、制振及び防音について限定的な効果しかもたらさない。

［効果の説明：結合材料］
一方、本実施形態では、車両用パネル構造９０は、ブチルゴム等の高い損失係数を示す結合材料１００を有する。結合材料１００は、従来であればマスチックが塗布される部位に、位置する。かかる構成は外板パネル４０の振幅を速やかに小さくする。また、その振動の収束に要する時間を短くする。

このため、図１に示すようにダンプシート６０が無くても、車両用パネル構造９０は走行時の外板パネル４０の振動や、ドアの強閉時に外板パネル４０に対して加わる衝撃による振動を早期に収束することが出来る。車両用パネル構造９０はかかる振動に由来するノイズ、あるいはドア閉まり音を低減できる。

発明者らは、さらに後述するように、本実施形態の車両用パネル構造が、ダンプシートを省略可能なだけではなく、ダンプシートを有する車両用パネル構造よりも優れた制振効果をもたらすことを見出した。

［効果の説明：設置領域］
設置領域４５は、従来技術においても、マスチックにより外板パネル４０とリーンフォース２０とを結合していた部分に相当する。設置領域４５は外板パネル４０の振動の節に当たる。

本実施形態では、かかる節の部分に損失係数の高い結合材料１００からなる結合部材１０が位置する。一方、従来技術では、振動の腹に当たる部分に損失係数の高いダンプシートが位置している。

発明者らは、振動の腹の部分に損失係数の高い材料を貼付するよりも、振動の節の部分に高い損失係数を示す材料を用いる方が高い制振効果及び防音効果をもたらすことを見出した。

［リーンフォースの非設置領域］
本実施形態の車両用パネル構造９０は、設置領域４５を有することで、上記優れた効果を発揮するものである。以下、外板パネル４０中の設置領域４５以外の領域の、好ましい態様について説明する。

図１に示すように、外板パネル４０は、車両内部側にリーンフォース２０の非設置領域５５を有する。非設置領域５５は、ダンプシートと結合していないものであってもよい。ここで想定されるダンプシートは損失係数ｔａｎδが０．６以上、又は０．２５以上であるシート材料からなる。

非設置領域５５の中の所定範囲は車両内部側の空間と接していてもよい。かかる所定範囲は好ましくは非設置領域５５の７５％以上の面積を占める。非設置領域５５は車両内部側の空間とのみ接していてもよい。

［効果の説明：非設置領域とダンプシート］
図３に示す非設置領域５５が凹凸面や曲面等の平面的でない形状であった場合、ダンプシートがこれに結合しても、追従性が悪い。これはダンプシートが硬く平板な拘束層と結合しているためである。したがって、ダンプシート６０と外板パネル４０との間の隙間が生じる。

隙間は水のたまる部位となり、外板パネル４０に錆・腐食を生じる可能性がある。さらに隙間は、ダンプシート６０自身の剥がれや歪を誘引する場合がある。このため、ダンプシートは複雑な表面形状を有する外板パネルに不向きである。

一方で、図１においてリーンフォース２０は、外板パネル４０に取り付けられる前に塑性変形加工を受けることができる。したがってリーンフォース２０は、比較的自由に形状を成すことが出来る。また、非設置領域５５は上述の通り空間に接していてもよい。このため、車両用パネル構造９０は外板パネル４０の形状に左右されることなく、上述の制振・防音効果を発揮することが出来る。

非設置領域５５に平面的でない形状がある場合、ダンプシートの貼り付けは不良になりやすい。また、ダンプシートの貼付部位で、外板パネルが歪む場合がある。また、ダンプシートと外板パネルの界面で、外板パネルが腐食することがある。

ダンプシートの形成は、ブチルゴムをシート状に成型すること、ダンプシートに拘束層を取り付けること、及びダンプシートを外板パネルに貼付することを必要とする。かかる工程は製造コストの増加要因となる。このため、ダンプシートは高い効果をもたらすものの、ダンプシートを有する車両用パネル構造の設計には注意を要する。

一方で、本実施形態の車両用パネル構造９０においては、マスチックをリーンフォース２０に塗布する工程の代わりに、結合部材１０を取り付ける工程を設ければよいだけである。すなわち図３において、リーンフォース２０とダンプシート６０とを別々に取り付ける必要はなく、結合部材１０を用いてリーンフォース２０の取付けのみで足りる。

従来技術では、ダンプシートは非設置領域５５中、面積比５０％以下の領域に貼り付いている。車両用パネル構造９０は、上記損失特性を有する結合材料１００を有する。このため、ダンプシートによらずとも、後述するように上記ダンプシート有する車両用パネル構造と同程度の制振性能を得ることが出来る。

以下、各実施例の説明中、上記実施形態又は先に述べた実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［実施例１］
本実施例の車両用パネル構造は、図１に示す車両用パネル構造９０を有するルーフパネルである。かかるルーフパネルは後述する図１５に示すルーフパネル９４に相当する。結合材料１００はイイダ産業社製のブチルゴム、ゼトロα（ｔａｎδ＝０．６）である。結合材料１００は同社製ゼトロβ又はγでもよい。

本実施形態において、損失係数ｔａｎδは、材料に与えた応力により生じたエネルギーの内、熱として材料外部へ拡散する成分にかかる損失弾性率Ｅ’’（Ｐａ）と、材料の内部に蓄えられる成分にかかる貯蔵弾性率Ｅ’（Ｐａ）と、の比（Ｅ’’／Ｅ’）を示す。

［実施例２］
本実施例の車両用パネル構造は、結合材料１００のみ実施例１と異なるルーフパネルである。結合材料１００はアロン化成製のゴムアスファルトシート、放熱エラストマーＣＨ（ｔａｎδ＝０．９）である。他の要素は、実施例１のものと共通する。

［比較例１］
図３に示すように、本比較例のルーフパネル９３は、外板パネル４０とリーンフォース２０とを備える。外板パネル４０はリーンフォース２０の設置領域４５を有する。設置領域４５は外板パネル４０の車両内部側に向く内面５０に位置する。リーンフォース２０は設置領域４５に設置される。

車両用パネル構造９０は結合部材１０をさらに備える。結合部材１０は設置領域４５とリーンフォース２０との間に位置する。結合部材１０は、セメダインオートモーティブ社製のマスチック、Ｓ４４０からなる。

外板パネル４０は、車両内部側にリーンフォース２０の非設置領域５５を有する。非設置領域５５は隣り合う設置領域４５の間に位置する。ルーフパネル９３は、隣り合うリーンフォース２０の間に位置するダンプシート６０を有する。ダンプシート６０は非設置領域５５に結合する。

ダンプシート６０は非設置領域５５の全体に結合する。ダンプシート６０は所定のシート材料からなる。シート材料は実施例１の結合材料１００と同一の材料である。拘束層６６はダンプシート６０の車両内部側に位置する。拘束層６６の材料はアルミ箔である。

［比較例２］
比較例１と異なり、ダンプシート６０は非設置領域５５の中の貼付範囲６５に結合する。貼付範囲６５は、非設置領域５５の５０％の面積を占める。他の構成要素は比較例１と同等である。

［比較例３］
比較例２と異なり、貼付範囲６５は、非設置領域５５の２５％の面積を占める。他の構成要素は比較例１，２と同等である。

［比較例４］
比較例１〜３と異なり、ルーフパネル９３はダンプシート６０を有さない。他の観点から見ると、本比較例の車両用パネル構造は、図１に示す結合部材１０のみ実施例１と異なるルーフパネルである。結合部材１０はセメダインオートモーティブ社製のマスチック、Ｓ４４０からなる。

［ダンプシートの制振効果］
図４のグラフ中、実線６１は比較例１のルーフパネルの振動の計算モデルから導かれる振動曲線である。破線６２は比較例４のルーフパネルの振動の計算モデルから導かれる振動曲線である。ダンプシート６０を貼り付けることで、ルーフパネル９３の振動はより速やかに減衰する。すなわちダンプシート６０は制振効果を有する。

図５は、図４中の各振動曲線において、３サイクル目の振幅と、１サイクル目の振幅と、の比をルーフパネルの振動の減衰率として表したものである。以下、かかる値を減衰率という。図５は、同様に比較例２，３の減衰率も表している。

比較例４のようにマスチックのみ有するルーフパネルにおいて、減衰率は約０．７である。ルーフパネルの有するダンプシートの占める面積が大きいほど、その振動の減衰効率が高まり、より速く振動が減衰する。

図５に示すように、比較例１において減衰率が約０．２である。なお、図６に示すように１サイクル目の振幅を１とした場合、振幅は、３サイクル目において約０．２、５サイクル目において０．１以下に減少する。

図５に示すように、比較例２において減衰率が約０．４である。なお、図７に示すように１サイクル目の振幅を１とした場合、振幅は、３サイクル目において約０．４、５サイクル目において０．２以下に減少する。

図５に示すように、比較例３において減衰率が０．５〜０．６である。なお、図８に示すように１サイクル目の振幅を１とした場合、振幅は、３サイクル目において０．６以下、５サイクル目において約０．３に減少する。

［結合材料の制振効果］
図９は、実施例１，２及び比較例４について、上記同様の計算モデルによって得た減衰率を示すグラフである。

図９に示すように、実施例１において減衰率が約０．４である。なお、図１０に示すように１サイクル目の振幅を１とした場合、振幅は、３サイクル目において約０．４、５サイクル目において０．２以下に減少する。

図９に示すように、実施例２において減衰率が約０．３以下である。なお、図１１に示すように１サイクル目の振幅を１とした場合、振幅は、３サイクル目において０．３以下、５サイクル目において０．１以下に減少する。

上記解析結果は高減衰の材料を、例えば比較例４のようなマスチックの塗布部位に塗布すると、ダンプシート貼付時と同程度、又はより高い振動の減衰効率を得ることが出来ることを示す。実施例１において、かかる減衰効率は、比較例２における減衰効率と同程度である。また、実施例２において、かかる減衰効率は、比較例１における減衰効率に迫るものである。

［結合材料のノイズ低減効果］
図１２は、結合材料のノイズ低減効果を表すグラフである。図１２は、結合部材をリーンフォースとルーフとの間に有する車両モデルに関する、発音の変化代（ｄＢ）のＣＡＥ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析結果である。かかる車両モデルは実施例１，２のルーフパネルを有する車両モデルを含む。

発音量は車両モデル中の前席における３７Ｈｚの音の音量を指標としている。実線は計算モデル上の発音量変化代と損失係数の関係を表す。破線はその回帰直線を表す。図１２は、損失係数の増加に対して、発音量が単調減少することを示す。

図１３は、結合材料のルーフパネル振動低減効果を表すグラフである。図１３は、同じ車両モデルに関する、振動レベルの変化代（ｄＢ）のＣＡＥ解析結果である。振動レベルは、車両モデルのルーフパネル中の強振している部位、すなわち最大振幅部における３７Ｈｚの振動を指標としている。

最大振幅部は、リーンフォースの設置領域間の振動の腹の部分に相当する。実線は計算モデル上の振動レベルの変化代と損失係数の関係を表す。破線はその回帰直線を表す。図１３は、損失係数の増加に対して、振動レベルは単調減少することを示す。

上記解析結果は、振動レベルの減少に対して、発音量は線形的に減少することを示す。また、それらの変化代（ｄＢ）は１：１の関係にあることを示す。例えば損失係数ｔａｎδ＝０．９の結合材料は、損失係数ｔａｎδ＝０．３５の結合材料に比べ、３．５ｄＢ程度の振動レベルの低減をもたらし、さらに３ｄＢ程度の発音量の低減をもたらすことを示す。

上記解析結果は、実施例１，２において、結合材料が車両用パネル構造の生ずるノイズを低減することを示す。また上記解析結果は、実施例１，２において、結合部材を備える車両用パネル構造が、防音効果を有することを示す。

［材料使用量の低減効果］
上述の通り、実施例１の結合材料１００と、比較例２のシート材料は同一のブチルゴムである。図１４は、実施例１及び比較例２において、ブチルゴムの使用量の質量比を示す。実施例１のブチルゴムの使用量を１とする。矢印は、実施例１においてブチルゴムの使用量が、比較例２に対して約１／４に減少することを示す。

図１４は、リーンフォース２０と外板パネル４０の間に入れることでブチルゴムの使用量を減らせることを示す。さらに振動減衰効率の高い結合材料を用いることで、振動減衰効果のある材料の使用量を低減できる。

［実施例３］
本実施例の車両用パネル構造は、図３に示すルーフパネル９３において、結合部材１０の材料が比較例１〜３と異なる。ルーフパネル９３は、マスチック９９の代わりに、実施形態又は実施例１，２に記載の損失係数の高い結合材料からなる結合部材１０を備える。

別の観点から見ると、ルーフパネル９３は、実施例１，２の車両用パネル構造９０の構成要素に加え、さらに、ダンプシート６０を備えるものである。ダンプシート６０は所定のシート材料からなる。シート材料の損失係数ｔａｎδは０．２５以上である。

かかるルーフパネル９３は、外板パネル４０に発生した振動をさらに早期に収束させることができる。さらに、ルーフパネル９３は、外板パネル４０の振動により生ずる音を速やかに小さくする。

非設置領域５５中の貼付範囲６５は、好ましくは非設置領域５５の５０％以下、さらに好ましくは２５％以下の面積を占める。シート材料は好ましくは０．６以下の損失係数ｔａｎδを示す。

拘束層６６の材料は特に限定されないが、ガラスクロス、又はアルミニウムの薄板であることが好ましい。拘束層６６は、ダンプシート６０と結合して拘束型の制振構造を成す。十分に硬い拘束層６６は制振構造に望ましい曲げ弾性率を与えることが出来る。かかるルーフパネル９３は制振性能が高い。

［実施例４］
＜概要＞
図１５，１６は車両用パネル構造９０の一実施例であるルーフパネル９４を示す。ルーフパネル９４は、車両左側のサイドパネル５８及び車両右側のサイドパネル５９と面している。図１６に示すリーンフォース２１〜２３は上述のリーンフォース２０と同等の部材である。

複数のリーンフォース２１〜２３は、所定間隔で整列車両前方から後方に向かって整列する。図１６は３本の直線状のリーンフォース２１〜２３が表す。リーンフォースの形状及び個数は、耐デント性及び重量のバランスを考慮して適宜設計可能である。リーンフォースは１，２，３個でもよく、４個以上でも良い。

リーンフォース２１は車両前方のフロントヘッダ２８及び車両後方のリーンフォース２２と隣り合う。リーンフォース２２は車両前方のリーンフォース２１及び車両後方のリーンフォース２３と隣り合う。リーンフォース２３は車両前方のリーンフォース２２及び車両後方のリアヘッダ２９と隣り合う。

かかる順で並ぶリーンフォース２１〜２３は、フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９のみでは剛性を十分な保てない外板パネル中央部の剛性を高める。さらに後述する通り、損失係数の高い結合材料からなる結合部材を介して外板パネル４０に結合することで制振作用を発揮する。

リーンフォース２１〜２３はそれぞれリーンフォースの骨格の中心３５〜３７を有する。設置領域４５に相当する設置領域４１〜４３は車両内部側に、それぞれ骨格の中心３５〜３７に沿って位置している。

＜詳細＞
図１６に示すように、リーンフォース２１〜２３は、外板パネル４０の側にそれぞれ凹部を有する。リーンフォース２１〜２３の凹部はそれぞれ開口３１〜３３を有する。中心３５〜３７は、それぞれリーンフォース２１〜２３の凹部に位置する。すなわち、各凹部はリーンフォースの骨格の中心を含むので、リーンフォース２１〜２３に曲げ強度を与える。

設置領域４１〜４３は外板パネル４０の車両内部側に向く内面に位置する。リーンフォース２１〜２３はそれぞれ設置領域４１〜４３に対向する。設置領域４１〜４３はそれぞれ開口３１〜３３に面している。上記構造は、ルーフパネル９４の耐デント性を高める。他の実施例又は実施形態において、リーンフォースが同じ特徴を有していても、同様の効果を奏する。

非設置領域５１〜５４は、それぞれ車両前方側のフロントヘッダ２８の設置領域４８、設置領域４１〜４３及び、車両後方側のリアヘッダ２９の設置領域４９、と交互に並んでいる。

非設置領域５１〜５４は、設置領域４１〜４３及び前後のヘッダと、車両左側のサイドルーフレールとの取付け部位５６及び車両右側のサイドルーフレールとの取付け部位５７と、に囲まれている領域である。非設置領域５１〜５４をひとまとめの非設置領域とみなす場合も同様である。「ひとまとめの非設置領域」については後述する変形例を参照されたい。

＜結合の態様＞
図１７は図１６のリーンフォース２１の断面の周辺を拡大した図である。図１７に示すようにリーンフォース２１は結合面２６を介して結合部材１１と接している。結合部材１１は結合部材１０と同等の部材である。結合面２６はリーンフォース２１の車両前方方向の外縁に位置するフランジ１６に位置し、かつ外板パネル４０の側に向いている。

リーンフォース２１は、さらに結合面２７を介して結合部材１２と接している。結合部材１２は結合部材１１と同等の部材である。リーンフォース２１はフランジ１６に対して開口３１を挟んで反対側であって、車両後方方向の外縁に位置するフランジ１７を有する。結合面２７はリーンフォース２１のフランジ１７に位置し、かつ外板パネル４０の側に向いている。

リーンフォース２２，２３もリーンフォース２１と同様の構造を有する。かかる構成により、リーンフォース２１〜２３は一枚板から塑性変形して製造することが出来る。また、リーンフォース２１〜２３は軽量となる。

図１７に示すように、リーンフォース２１の凹部１５は、側壁１３及び側壁１４並びに底部１８を有する。図中では凹部１５は箱型断面を有するが、円弧上の断面であってもよい。

側壁１３はフランジ１６及び底部１８に接する。側壁１４はフランジ１７及び底部１９に接する。外板パネル４０に対し側壁１３及び側壁１４は所定の角度をなしている。このため、リーンフォース２１は外板パネル４０の変形を抑制することができる。

リーンフォースの設置領域４１はリーンフォースの非設置領域５１及び５２の間に位置する。設置領域４１は、リーンフォースの非設置面４４、並びにリーンフォースの設置面４６及び設置面４７を有する。設置面４６は結合面２６に対向し、結合部材１１に接する。結合部材１１は設置面４６及び結合面２６の間にのみ位置することが好ましい。

設置面４７は、非設置面４４を挟んで設置面４６の反対側に位置する。設置面４７は結合面２７に対向し、結合部材１２に接する。結合部材１２は設置面４７及び結合面２７の間にのみ位置することが好ましい。非設置面４４は開口３１を成す空間に面することが好ましい。

開口３１は、結合材料１００、その他の充填剤で満たされていないことが好ましい。かかる充填がなされた場合、リーンフォース２１が外板パネル４０を拘束する効果が乏しくなる。また、非設置面４４において、外板パネルの変形をもたらす場合がある。

また、結合材料１００を開口３１に充填しても、制振効果を高めることは難しいため、コスト面で有利とはいえない。また本実施例のルーフパネル９４の防音効果は、外板パネル４０の振動により生ずるノイズに関し、かかる振動を減衰させる作用により、かかるノイズを減らすものである。

なお上記充填によりリーンフォース中を通る空気が無くなり音を伝えにくくする場合もある。本実施例はかかる構成及び作用を除外するものではないが、本実施例においてかかる効果は副次的なものである。このため開口３１は空間であることが好ましい。同様に非設置面４４は結合材料１００と接していないことが好ましい。

＜ヘッダ＞
本実施例はフロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９と、外板パネル４０との結合様式に特徴を有する自動車の車体をさらに表す。本実施例の車体は、図１５に示すように車両内部側の面に前方又は後方のヘッダの設置領域４８又は設置領域４９を有するルーフパネル９４用の外板パネル４０を備える。

かかる車体はさらに設置領域４８又は設置領域４９に結合するフロントヘッダ２８又はリアヘッダ２９を備える。かかる車体はさらに設置領域４８又は４９とフロントヘッダ２８又はリアヘッダ２９との間に位置する結合部材を備える。結合部材１０は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料１００からなることが好ましい。

図１６に示すように、フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９は、それぞれ外板パネル４０の側に凹部を有する。各凹部はそれぞれ開口３８及び開口３９を有する。フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９の中心は、それぞれの凹部に位置する。すなわち、各凹部はヘッダの骨格の中心を含むので、フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９に剛性を与える。

設置領域４８及び設置領域４９は外板パネル４０の車両内部側に向く内面に位置する。フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９はそれぞれ設置領域４８及び設置領域４９に対向する。設置領域４８及び設置領域４９はそれぞれ開口３８及び開口３９に面している。上記構造は、ルーフパネル９４の耐デント性を高める。

不図示の結合部材１０は設置領域４８及び設置領域４９とフロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９との間に位置し、これらに接する。このためルーフパネル９４は、外板パネル４０に発生した振動を早期に収束させることができる。さらに、ルーフパネル９４は、外板パネル４０の振動により生ずる音を速やかに小さくする。このため、ルーフパネル９４は車室内外の方向において防音をはかることができる。

ルーフパネル９４において、結合部材１０並びにフロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９は、拘束型の制振構造を構成する。フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９が拘束層として効率的に機能するため、フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９は結合部材１０と接していることが好ましい。

かかる構造は下記の優れた効果を生ずる。まずルーフパネル９４の制振性能がさらに高まる。さらにフロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９が外板パネル４０に密着し、その変形を抑制する。すなわち、フロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９はルーフパネル９４の耐デント性を高める。

不図示の結合部材１０は設置領域４８及び設置領域４９とフロントヘッダ２８及びリアヘッダ２９との間にのみ位置している。かかる構造は上記各効果を減少させることなく、結合材料１００の量を減らすことができる。このためルーフパネル９４の製造にかかる、経済コスト及び環境負荷を低減することができる。

なお、開口３１〜３３と異なり、開口３８及び開口３９は、種々の充填剤で満たされていてもよい。かかる充填がなされた場合であっても、外板パネル４０の変形の恐れは少ないためである。

［実施例５］
図１８は車両用パネル構造９０の一実施例であるドアパネル９２を示す。ドアパネル９２は内板パネル６８と外板パネル６９とを備える。図１８の外板パネル６９をくりぬいた部分にみられるように、内板パネル６８と外板パネル６９との間には１又は２以上のリーンフォース７０が位置する。

リーンフォース７０は外板パネル６９が車両外部に向かって膨らんだ箇所に取り付けることが好ましい。かかる箇所は内板パネル６８による、拘束力が働きにくいため振動が発生しやすいからである。

リーンフォース７０は結合部材１０を間に挟んで、外板パネル６９の車両内部側に接する。リーンフォース７０はドアパネル９２の左右方向と平行に、又はかかる方向に対して０〜４５度の角度を成すように取り付けてもよい。

図１８に示すように結合部材１０は、リーンフォース７０の骨格の中心３０に沿って、連続する、又は不連続な線状を成していることが好ましい。結合部材１０はリーンフォース７０の結合面７５からはみ出さない範囲に位置することが好ましい。また、結合部材１０は、リーンフォース７０の骨格の中心３０に沿って、所定の間隔で連続する散点形状を成していてもよい。

このため、ドアパネル９２は走行時の外板パネル６９の振動や、ドアの強閉時に外板パネル６９に対して加わる衝撃による振動を早期に収束することが出来る。ドアパネル９２はかかる振動に由来するノイズ、特にドア閉まり音を低減できる。

かかる結合部材１０の態様は、その制振効果を減少させることなく、結合材料１００の必要量を減らすことができる。このためルーフパネル９３の製造にかかる、経済コスト及び環境負荷を低減することができる。他の実施例又は実施形態において、結合部材１０が同じ特徴を有していても、同様の効果を奏する。

外板パネル６９は所望の意匠を有することが出来る。例えば外板パネルの折り曲げ部を有するプレスラインを有していてもよい。かかる場合、プレスラインが外板パネル６９の車両内部側の表面に凹凸を生ずる。かかる凹凸は上述のダンプシートを貼付した場合に剥がれ等を生ずる。

一方、本実施例のドアパネル９２は、ダンプシートを有していなくても、高い制振効果を有する。このため、本実施例のドアパネル９２は、高い制振効果及び所望の意匠を有しつつ、ダンプシートの剥がれ等の問題を解消することが出来る。プレスラインは、上述のルーフパネルやその他車両用パネル構造の外板パネルにおいても設けることが出来る。

［実施例６］
図１９に示すように、本実施例の車両用パネル構造９５は、リーンフォース８０を有する。リーンフォース８０は結合面８５を介して結合部材１０と接している。結合面８５はリーンフォース８０の底部に位置し、かつ外板パネル４０の側に向いている。開口３４はリーンフォース８０のフランジ側に位置し、かつ外板パネル４０の反対側を向いている。リーンフォース８０のフランジは、不図示のインナーパネルに結合することが出来る。

車両用パネル構造９５は、外板パネル４０に発生した振動を早期に収束させることができる。さらに、車両用パネル構造９５は、外板パネル４０の振動により生ずる音を速やかに小さくする。このため、車両用パネル構造９５は車両内部側の方向及び車両外部側の方向において防音をはかることができる。

［実施例７］
図２０に示すように、本実施例の車両用パネル構造９７は、車両内部側の内面５０に内板パネル８１の設置領域４５を有する車両用の外板パネル４０を備える。車両用パネル構造９７はさらに設置領域４５に設置された内板パネル８１を備える。

車両用パネル構造９７はさらに設置領域４５と内板パネル８１との間に位置する結合部材１０を備える。結合部材１０は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料１００からなることが好ましい。

図２０に示すように、本実施例の車両用パネル構造９７は、内板パネル８１を有する。内板パネル８１は結合面８６を介して結合部材１０と接している。結合面８６は内板パネル８１の車両外部側の方向に位置し、かつ外板パネル４０の側に向いている。

車両用パネル構造９７において、結合部材１０及び内板パネル８１は、拘束型の制振構造を構成する。内板パネル８１は結合部材１０と接しているため、内板パネル８１が拘束層として効率的に機能する。内板パネル８１は、一枚の板から塑性変形して形成してもよく、複数の部材を組み合わせて形成してもよい。

かかる構造は下記の優れた効果を生ずる。まず車両用パネル構造９７の制振性能がさらに高まる。さらに内板パネル８１が外板パネル４０に密着し、その変形を抑制する。内板パネル８１は波状断面を有するため、リーンフォース同様に、内板パネル８１は車両用パネル構造９７の耐デント性を高める。すなわち内板パネル８１は実施形態に示したリーンフォース２０の一種として機能する。

結合部材１０は設置領域４５と結合面８６との間にのみ位置している。かかる構造は上記各効果を減少させることなく、結合材料１００の量を減らすことができる。このため車両用パネル構造９７の製造にかかる、経済コスト及び環境負荷を低減することができる。本実施例の車両用パネル構造９５はフードパネルとして好適である。

［変形例］
なお、本発明は上記実施形態及び実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施形態等では乗用自動車を例として、車両用パネル構造を示した。かかる車両用パネル構造は、バス、貨物自動車、又は軌道系輸送車両のボディ外板にも好適に使用可能である。

上記実施形態等では主としてリーンフォースと外板パネルとの結合の態様について説明した。しかしながらかかる結合の態様は、ヘッダと外板パネルとの結合の態様、及び内板パネルと外板パネルとの結合の態様にも応用可能であり、何らこれを妨げない。

＜実施例４にかかるひとまとめの非設置領域＞
上記実施形態等における車両用パネル構造は、ダンプシートを全部又は一部省略してもなお高い制振効果を得られるものである。ここで、実施例３において、非設置領域５５について、所定の大きさのダンプシート６０を貼付するものとした。かかる態様は、他の実施形態及び実施例においても適用可能である。

例えば、実施例４においては別個に独立したリーンフォースの非設置領域５１〜５４を設けた。この場合、非設置領域５１〜５４の個々について実施例３の態様を適用してもよい。一方、非設置領域５１〜５４をひとまとめの非設置領域とみなし、ダンプシートの貼付範囲が該非設置領域に占める割合を設計してもよい。

例えば図１５，１６において非設置領域５１にダンプシートを貼付せず（０％）、非設置領域５２〜５４にダンプシートを貼付してもよい。かかる場合にひとまとめの非設置領域に占めるダンプシートの貼付範囲が２５〜５０％となってもよい。

１０結合部材１１結合部材
１２結合部材２０リーンフォース
２１リーンフォース２２リーンフォース
２３リーンフォース２５結合面
２６結合面２７結合面
２８フロントヘッダ２９リアヘッダ
３０中心３１開口
３２開口３３開口
３４開口３５中心
３６中心３７中心
４０外板パネル４１設置領域
４２設置領域４３設置領域
４５設置領域４８設置領域
４９設置領域５１非設置領域
５２非設置領域５３非設置領域
５４非設置領域５５非設置領域
５６部位５７部位
６０ダンプシート６５貼付範囲（所定範囲）
６９外板パネル７０リーンフォース
７５結合面８０リーンフォース
８１内板パネル８５結合面
８６結合面９０車両用パネル構造
９４ルーフパネル９５車両用パネル構造
９７車両用パネル構造１００結合材料

Claims

車両内部側の面にリーンフォースの設置領域を有する車両用の外板パネルと、
前記設置領域に設置された前記リーンフォースと、を備える車両用パネル構造において、
前記設置領域と前記リーンフォースとの間に位置する結合部材をさらに備え、
前記結合部材は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料からなる、
車両用パネル構造。
前記リーンフォースは前記結合部材と接している、
請求項１に記載の車両用パネル構造。
前記リーンフォースは、前記リーンフォースの外縁に位置し、かつ前記外板パネルの側に向いている結合面を介して前記結合部材と接している、
請求項２に記載の車両用パネル構造。
前記結合部材は前記設置領域と前記結合面との間にのみ位置している、
請求項３に記載の車両用パネル構造。
前記結合部材は、前記リーンフォースの骨格の中心に沿って、線状を成している、
請求項４に記載の車両用パネル構造。
前記結合部材は、前記リーンフォースの骨格の中心に沿って、所定の間隔で連続する散点形状を成している。
請求項４に記載の車両用パネル構造。
前記リーンフォースは、前記リーンフォースの骨格の中心に位置し、かつ前記外板パネルの側に開口を有する凹部をさらに有し、
前記設置領域は前記開口と接している、
請求項１〜６のいずれかに記載の車両用パネル構造。
前記結合部材は前記設置領域と接している、
請求項１〜７のいずれかに記載の車両用パネル構造。
前記結合材料は、損失係数ｔａｎδが０．９以上である、
請求項１〜８のいずれかに記載の車両用パネル構造。
前記結合材料はブチルゴム又はゴムアスファルトである、
請求項１〜９のいずれかに記載の車両用パネル構造。
さらに、損失係数ｔａｎδが０．２５以上であるシート材料からなるダンプシートを備え、
前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有し、
前記ダンプシートは前記非設置領域に結合する、
請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用パネル構造。
前記ダンプシートは前記非設置領域の中の所定範囲に結合し、
前記所定範囲は前記非設置領域の２５％以下の面積を占める。
請求項１１に記載の車両用パネル構造。
前記シート材料は、損失係数ｔａｎδが０．６以下である、
請求項１１又は１２に記載の車両用パネル構造。
前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有し、
前記非設置領域は、損失係数ｔａｎδが０．６以上であるシート材料からなる、ダンプシートと結合していない、
請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用パネル構造。
前記非設置領域は、損失係数ｔａｎδが０．２５以上であるシート材料からなる、ダンプシートと結合していない、
請求項１４に記載の車両用パネル構造。
前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有し、
前記非設置領域の中の所定範囲は車両内部側の空間と接し
前記所定範囲は前記非設置領域の７５％以上の面積を占める、
請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用パネル構造。
前記外板パネルは、車両内部側にリーンフォースの非設置領域を有し、
前記非設置領域は車両内部側の空間とのみ接している、
請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用パネル構造。
複数の前記リーンフォースは、所定間隔で整列し、
前記非設置領域は、前記設置領域並びに前後のヘッダ及びサイドルーフレールとの取付け部位に囲まれている、
請求項１１〜１７のいずれかに記載の車両用パネル構造からなるルーフパネル。
車両内部側の面に内板パネルの設置領域を有する車両用の外板パネルと、
前記設置領域に設置された前記内板パネルと、を備える車両用パネル構造において、
前記設置領域と前記内板パネルとの間に位置する結合部材をさらに備え、
前記結合部材は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料からなる、
車両用パネル構造。
車両内部側の面に前方又は後方のヘッダの設置領域を有するルーフパネルの外板パネルと、
前記設置領域に結合する前記ヘッダと、を備える車体において、
前記設置領域と前記ヘッダとの間に位置する結合部材をさらに備え、
前記結合部材は、損失係数ｔａｎδが０．６以上である結合材料からなる、
車体。