JP2016217901A - 自動車用開閉部品の閉まり音の評価試験方法および評価試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体１台分の試作を行わなくても試験が可能で、時間、費用とも従来よりも低減することができる自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法を提供することにある。【解決手段】剛性部材の上部に、自動車用開閉部品を支持するヒンジと、前記自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部と、を具えてなる自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用い、前記自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置の前記ヒンジを、前記自動車用開閉部品のヒンジ取付部に取り付けた後、前記自動車用開閉部品の前記ロック部側の部分を持ち上げて、前記剛性部材へ向けて落下させ、前記ロック部と前記ラッチ部とを噛み合わせることで、前記自動車用開閉部品が閉まる際の挙動を再現することを特徴とするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、ドアやトランクリッド、エンジンフード等の自動車用開閉部品の閉止時の閉まり音、特にアウターパネルの反転に起因する閉まり音の音質変化の評価試験方法および評価試験装置に関するものである。

ドアやトランクリッド、エンジンフード等の自動車用開閉部品の閉まり音、特にドアの閉まり音は、これまでは特に高級車において重視され、キャビンの内圧制御やドアシールの構造などで対策が検討されてきた。しかしながら近年は、普及価格帯の小型車でも質感向上の要求が高くなってきている。

小型車は、高級車と比較し燃費が重視されるため、要求される車体軽量化のレベルが高く、そのためドアアウターパネルの板厚が高級車よりも薄い傾向にある。それゆえ相対的にドア自体の重量が軽く、ドアが重いほど有利であるドア閉まり音の重厚さの観点では不利であり、対策は困難であると考えられている。

一方、アウターパネルが薄くなると、閉まった時のアウターパネルの振動が大きくなり、その振動および反転音が質感を低下させる。小型車は一層の燃費向上が要求されており、ドアアウターパネルのさらなる板厚低減の要求が高いことから、アウターパネルの振動、反転による閉まり音の質感低下への対策が必要になっている。

ドア閉まり時のアウターパネルの振動対策方法として特許文献１には、アウターパネルとドアビームの間にシール材を設けてアウターパネルの振動を吸収する方法が開示されており、さらに特許文献２には、ドアインナーパネルに取り付ける樹脂補強部に放射状のパターンを配することで、ドア閉まり時の音の重厚さを感じるとされる低周波音を増大させるドアモジュールでの対策方法が開示されている。

特許第４５７５９０１号公報 特開第４６５０６６８号公報

しかしながら上記特許文献には、これらの構造によってどの程度の閉まり音向上効果があったかについての記述や、その実験での評価方法についての記述が無く、具体的な対策検討の内容については不明である。

図３（ａ）は、自動車のフロントドアの表側、図３（ｂ）は、そのフロントドアの裏側を例示する説明図であり、このようにドアの表側には広い面積のアウターパネルが配置され、ドアの裏側には前端側にヒンジ取付部、後端側にロック部が設けられている。また図４は、自動車の車体に対するフロントドアとバックドアの開閉状況を例示する説明図であり、ドアの閉まり音は、図４に示すように前端部または上端部をヒンジで支持されたドアで車体開口部を閉じると同時にドアの後端部または下端部のロック部を車体のラッチ部に噛み合わせる際に発生する。

このため、ドアアウターパネルの振動による閉まり音の評価は、実車組み付け状態で実際に検査者がドアを閉めて官能的に評価する実車評価が一般的である。従って、ドア閉まり音の実物評価をするためには、最低でも車体を１台分試作する必要があり、評価に要する時間、費用が膨大となってしまう。さらに、ドアの形状や、車体に取付くヒンジやラッチ部の位置は車種によって変わるため、対象車が変わるとそのたびに車体の試作が必要になる。

以上のように、ドアアウターパネルの振動対策の検討においては、その検証のために非常に時間がかかり、費用も膨大にかかることから、多くのケースについての対策検討が十分に出来ないという問題がある。

これに関し、本発明者は、実際のドア閉め時のアウターパネルの振動・反転挙動を高速度カメラにより観察した結果、ドア閉め時のアウターパネルの振動・反転挙動はドア内圧要因よりも、車体内側に向かって運動していたドアがラッチ部で停止した際に働くアウターパネルへの慣性力が起因となって生じるということを見出した。そして、車体を試作することなくドア単体で評価を行っても実車実験と同様の状態を再現し得ると考えた。

それゆえ本発明は、上述の本発明者の知見に鑑みて、前記従来技術の課題を有利に解決した自動車用開閉部品の閉まり音の評価試験方法および評価試験装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法は、
剛性部材の上部に、自動車用開閉部品を支持するヒンジと、前記自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部と、を具えてなる自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用い、
前記自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置の前記ヒンジを、前記自動車用開閉部品のヒンジ取付部に取り付けた後、前記自動車用開閉部品の前記ロック部側の部分を持ち上げて、前記剛性部材へ向けて落下させ、前記ロック部と前記ラッチ部とを噛み合わせることで、前記自動車用開閉部品が閉まる際の挙動を再現することを特徴とするものである。

また、前記課題を解決する本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置は、
剛性部材の上部に、自動車用開閉部品を支持するヒンジと、
前記自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部と、
を具えてなるものである。

なお、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法においては、好ましくは、前記自動車用開閉部品が閉まる際の挙動を高速度カメラで撮像して自動車用開閉部品のアウターパネルの変形挙動を観察することとし、さらにはその高速度カメラを二台用いて、自動車用開閉部品のアウターパネルに設けたグリッドマーカーを撮像することで、そのアウターパネルの３次元的な変形挙動を定量的に観察することとする。

また、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置においては、好ましくは、前記ヒンジと前記ラッチ部との少なくとも一方が、前記ヒンジと前記ラッチ部との相対位置を変更可能な支持部を介して前記剛性部材に支持されており、前記支持部は、好ましくは、前記剛性部材にマトリックス状に配置された複数の取付孔または、前記剛性部材にスライド可能かつ固定可能に支持された支持部材とされる。

本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法および本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置によれば、車体１台分を試作することなく、自動車用開閉部品単体でアウターパネルを閉じる際の振動・反転挙動およびその時の音を評価することができ、これにより、車体１台分の試作を行わなくても自動車用開閉部品のみの試作で試験が可能であるので、時間、費用とも従来よりも低減することができる。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置の一実施形態を用いた、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法の一実施形態におけるフロントドアの閉まり音評価試験の手順を示す説明図である。 上記実施形態の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法において二台の高速度カメラで撮像したフロントドアのアウターパネルの振動・反転挙動を示す説明図である。 （ａ）は、自動車のフロントドアの表側、（ｂ）は、そのフロントドアの裏側を例示する説明図である。 自動車の車体に対するフロントドアとバックドアの開閉状況を例示する説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置の一実施形態を用いた、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法の一実施形態におけるフロントドアの閉まり音評価試験の手順を示す説明図である。

本実施形態の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法によれば、図１（ａ）に示すように、自動車用開閉部品としてのフロントドアを閉じる際の衝撃に耐えるための剛性部材としての剛体床上に、フロントドアのヒンジ取付部に取り付けられるヒンジと、そのフロントドアのロックと噛み合うラッチ部とを具えるとともに、例えばフロントドアの角部等に対応する位置にゴムブッシュ等の図示しないドア受け冶具を具える、本実施形態の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用い、図１（ａ）に示すように、その閉まり音評価試験装置のヒンジを試験対象のフロントドアのヒンジ取付部に取り付けた後、そのフロントドアの、ラッチ部と相対するロック部側を持ち上げ、図１（ｂ）に示すように、剛体床へ向けて落下させることにより、図１（ｃ）に示すように、閉まり音評価試験装置のラッチ部とフロントドアのロック部とが噛み合い、剛体床でフロントドアの動きが止められるため、フロントドアのアウターパネルに下向きの慣性力が働くので、アウターパネルの振動・反転挙動を再現することができる。

なお、フロントドアが車両上下方向に沿って湾曲していて曲率を持つ場合は、ヒンジやラッチ部と剛体床との間に適宜スペーサーを設置し、ヒンジやラッチ部をかさ上げすることで、フロントドアのロック部以外の場所が先に閉まり音評価試験装置に当接しないようにしても良い。また、フロントドアのインナーパネルの周辺部に、ドアシールを模擬したゴムなどの弾性体を設置しても良い。

さらに、本実施形態の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置では、ヒンジとラッチ部の相対位置を調整可能とされているため、車種を問わず試験が可能である。剛体床へのヒンジとラッチ部との少なくとも一方の取付けは、本実施形態では剛体床に図示しない多数のネジ穴をマトリックス状に配置して開け、そこに図示しない留めネジでヒンジとラッチ部との少なくとも一方を固定しているが、例えば連続的な位置調整が容易な市販品のアルミ押出成形による角柱状レール材を剛体床上にその表面に沿わせて固設し、その角柱状レール材に支持部材をスライド可能かつボルト等で固定可能に嵌合させて、その支持部材でヒンジやラッチ部を支持するようにしても良い。

さらに、本実施形態の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置では、フロントドアが閉まった瞬間のアウターパネルの変形挙動を高速度カメラにより観察することが可能である。その場合に、例えばアウターパネルに付与したグリッドマーカーを二台の高速度カメラで同時に撮影して写真測量の原理で各グリッドマーカーの３次元位置を求めることで、アウターパネルの３次元形状を連続的に定量観察することもできる。

アウターパネルに付与するグリッドマーカーは、ドットの格子状パターンであれば、ドットの直径や間隔は問わない。またグリッドマーカーは、直接アウターパネルに印刷しても構わないが、薄いマグネットシートやラッピングフィルムのような薄いフィルムの表面に印刷してアウターパネルに貼り付けて使用しても構わない。さらに、アウターパネルの変形挙動の撮像に使用する高速度カメラは、５００Ｈｚ以上のサンプリング速度で映像および画像が記録可能であれば、種類は問わない。

（実施例）
本実施形態の評価装置の鳥瞰図を図１（ａ）に示し、そこに取り付けたフロントドアのロック部を落下させた状態を図１（ｂ）に示し、そしてロック部が剛体床のラッチ部に到達し、噛み合ってフロントドアが停止した状態を図１（ｃ）に示している。図２は、この実施形態の評価装置を用いた本実施形態の評価方法の一実施例として、フロントドアのアウターパネルに、スプレー塗装でグリッドマーカー（２ｍｍφ，２０ｍｍ間隔）を描いた厚さ０．４ｍｍのマグネットシートを貼り付けて、二台の高速度カメラでアウターパネルの画像を記録し、アウターパネルの３次元形状を測定した結果を示している。なお、上記高速度カメラは、２０００Ｈｚのサンプリング速度にてデータ採取した。

このデータ採取の結果、フロントドアが停止した直後に、アウターパネルがドア外側から見て先ず車内側へ凹変形し、次いで車外側へ凸変形し、さらに車内側へ凹変形するというように、アウターパネルが振動している様子を定量的に測定することができた。

本実施例では静止画で解析した結果を示しているが、本実施形態の評価方法によれば、高速度カメラのサンプリングレートに合わせて連続的に解析することも可能であり、動画でアウターパネルの形状の変化を観察することも可能である。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限られるものでなく、所要に応じて特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、上記実施形態の評価方法および評価装置は自動車用開閉部品の一種であるフロントドアに適用されているが、本発明はこれに限られず、例えばトランクリッドやエンジンフード等の他の自動車用開閉部品にも適用することができる。

また、上記実施形態の評価装置は、剛性部材として剛体床を用いているが、本発明はこれに限られず、剛性部材として例えば箱状断面の構造物やトラス構造の剛性フレーム等を用いても良い。さらに、上記実施形態の評価方法ではフロントドアが停止した直後のアウターパネルの変形挙動を評価しているが、それと併せてあるいは代りに音響を採取してその音圧レベルや周波数等を分析評価しても良い。

かくして本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法および本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置によれば、車体１台分を試作することなく、自動車用開閉部品単体でアウターパネルを閉じる際の振動・反転挙動およびその時の音を評価することができ、これにより、車体１台分の試作を行わなくても自動車用開閉部品のみの試作で試験が可能であるので、時間、費用とも従来よりも低減することができる。

Claims (5)

1. 剛性部材の上部に、自動車用開閉部品を支持するヒンジと、前記自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部と、を具えてなる自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用い、
   前記自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置の前記ヒンジを、前記自動車用開閉部品のヒンジ取付部に取り付けた後、前記自動車用開閉部品の前記ロック部側の部分を持ち上げて、前記剛性部材へ向けて落下させ、前記ロック部と前記ラッチ部とを噛み合わせることで、前記自動車用開閉部品が閉まる際の挙動を再現することを特徴とする自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法。
2. 前記自動車用開閉部品が閉まる際の挙動を高速度カメラで撮像してその自動車用開閉部品のアウターパネルの変形挙動を観察することを特徴とする、請求項１記載の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法。
3. 前記高速度カメラを二台用いて、前記自動車用開閉部品のアウターパネルに設けたグリッドマーカーを撮像することで、そのアウターパネルの３次元的な変形挙動を定量的に観察することを特徴とする、請求項２記載の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法。
4. 剛性部材の上部に、自動車用開閉部品を支持するヒンジと、
   前記自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部と、
   を具えてなる自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置。
5. 前記ヒンジと前記ラッチ部との少なくとも一方が、前記ヒンジと前記ラッチ部との相対位置を変更可能な支持部を介して前記剛性部材に支持されていることを特徴とする、請求項４記載の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置。