JP2017173195A - 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および閉まり音評価試験装置を提供する。【解決手段】自動車用開閉部品Ｄのロック部ｄ２に噛み合うラッチ部１６を有し、該自動車用開閉部品Ｄをヒンジ１４を介して開閉可能に保持する剛体枠１２と、落下可能な錘１８と、錘１８が落下したときに生じる力を変換して自動車用開閉部品Ｄを閉じる手段２１と、を備える自動車用開閉部品Ｄの閉まり音評価試験装置１０を用い、錘１８を落下させることで自動車用開閉部品Ｄを閉じると共にロック部ｄ２とラッチ部１６とを噛み合わせ、自動車用開閉部品Ｄが閉まる際の挙動を再現する。【選択図】図３

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と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 特許第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７（ａ）は、自動車のフロントドアの表側、図７（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８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８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か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。

また、人間の手で閉める評価では、人により閉める速度が変わり、また、同じ人でも常に一定の速度で閉めることは困難であることから、再現性の高い、また、精度の高い試験を行うことは困難であった。

それゆえ本発明は、上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。

本発明者らは、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、すなわち、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ことを見出した。本発明は、かかる知見に基づくものであり、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法は、自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部を有し、該自動車用開閉部品をヒンジを介して開閉可能に保持する剛体枠と、落下可能な錘と、前記錘が落下したときに生じる力を変換して前記自動車用開閉部品を閉じる手段と、を備える自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用い、前記錘を落下させることで前記自動車用開閉部品を閉じると共に前記ロック部と前記ラッチ部とを噛み合わせ、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。

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あっては、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が好ましく、前記高速度カメラを二台用いて、前記自動車用開閉部材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がより好ましい。

また、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法にあっては、音測定機器を用いて、前記自動車用開閉部品が閉まる際の音を測定することが好ましい。

また、上記課題を解決するため本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置は、自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部を有し、該自動車用開閉部品をヒンジを介して開閉可能に保持する剛体枠と、落下可能な錘と、前記錘が落下したときに生じる力を変換して前記自動車用開閉部品を閉じる手段と、を備え、前記錘が落下することで、前記手段が前記自動車用開閉部品を閉じると共に前記ロック部と前記ラッチ部とが噛み合わされることを特徴とするものである。

なお、本発明の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置にあっては、前記ヒンジおよび前記ラッチ部の少なくとも一方は、評価される自動車用開閉部品に応じてその位置を変更可能に前記剛性枠に支持されていることが好ましい。

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定量的に評価することができる。つまり、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大幅に低減することができる。

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示す斜視図である。 上記実施形態の閉まり音評価試験装置に自動車用開閉部品としての、自動車のフロントドアを取り付けた様子を示す斜視図である。 上記実施形態の閉まり音評価試験装置を用いた、本発明の閉まり音評価試験方法の一実施形態を示した模式図である。 上記実施形態の閉まり音評価試験方法において、フロントドアのアウターパネルにグリットマーカー付きのラベルシールを貼り付けた様子と、フロントドア閉まり時の音の周波数帯とを示す図である。 上記実施形態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閉まり時のアウターパネルの形状変形（振動）の大きさとその時の音の振幅との一例を示す図である。 上記実施形態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閉まり時のアウターパネルの形状変形（振動）の大きさとその時の音の振幅との一例を示す図である。 （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示す説明図である。 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は、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用いることができる、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示す斜視図であり、図２は、図１に示した自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置における剛体枠にフロントドアを組み付けた様子を示す斜視図であり、図３は、図１および図２に示した自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用いてフロンドドアの閉まり音評価試験を行う様子を示した模式図である。

図１および図２に示すように、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１０は、自動車用開閉部品としてのフロントドアＤを保持すると共に該フロントドアＤを閉じる際の衝撃に耐える剛体枠１２を備えている。剛体枠１２を構成する各枠材には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる角柱状の押し出し材やＨ形鋼など、曲げ強度に優れる材料を用いることが好ましい。剛体枠１２は、各枠材を直方体に組んだり梁を入れたりして、ドア閉まり時の衝撃に耐える強度と剛性を確保した構造であれば特に限定されない。また、剛体枠１２は、フロンドドアのヒンジ取付け部ｄ１に取り付けられるヒンジ１４と、そのフロントドアＤのロック部ｄ２と噛み合うラッチ部１６とを備えると共に、例えばフロントドアＤ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備える。

なお、フロントドアＤ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１４やラッチ部１６と剛体枠１２との間に適宜スペーサを設置し、ヒンジ１４やラッチ部１６をかさ上げすることで、フロントドアＤのロック部ｄ２以外の場所が先に剛体枠１２に当接しないようにしてもよい。

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１０では、ヒンジ１４およびラッチ部１６の、剛体枠１２に対する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。剛体枠１２へのヒンジ１４とラッチ部１６との少なくとも一方の取付けは、剛体枠１２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、そこに留めネジでヒンジ１４とラッチ部１６との少なくとも一方を固定したり、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に、ヒンジ１４とラッチ部１６との少なくとも一方をスライド可能にボルト等で固定したりすることにより行ってもよい。

また、本実施形態の閉まり音評価試験装置１０は、落下可能な錘１８と、錘１８が落下したときに生じる力を変換してフロンドドアＤを閉じる手段とを備えている。この手段は、図示例では滑車機構２１により構成され、この滑車機構２１は、一例として、フロントドアＤの裏側に設けられた固定フック２３（図３）に一端が接続された紐やワイヤーロープ、糸等の紐状体２５と、フロントドアＤの裏側でかつ該フロンドドアの高さ方向略中央位置で剛体枠１２に固定された第１の定滑車２７と、剛体枠１２の上部に固定された第２の定滑車２９と、高さ方向で第１の定滑車２７と第２の定滑車２９との間に位置する動滑車３１からなり、これらの第１の定滑車２７、第２の定滑車２９および動滑車３１には、紐状体２５が順次掛け渡され、紐状体２５の他端は剛体枠１２の上部に設けられた固定フック３２に接続されており、錘１８が落下した際に紐状体２５に加わる鉛直下向きの引張り力を水平方向の引張り力に変換し、錘１８の落下と連動してフロントドアＤが閉まるように構成されている。剛体枠１２の高さの関係上、錘１８の落下距離が十分に確保できない場合には、図示例のように動滑車３１を用いることで落下速度を高めることができるが、十分な落下距離が確保できる場合には動滑車３１は省いてもよい。また、第１の定滑車２７より下方に錘１８のための十分な落下距離を確保できる場合には、第２の定滑車２９および動滑車３１を設けず、一端がフロントドアＤの裏側に接続された紐状体２５を、第１の定滑車２７を経由した後垂下させ、該紐状体２５の他端に錘１８を取り付けるようにしてもよい。

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１０では、フロントドアＤを錘１８による引張り力に抗して開放姿勢に保持すると共に、試験時にその開放姿勢を解除可能なストッパ３３を備えていてもよい。ストッパ３３としては、図３に示すように、開放されたフロントドアＤの下端内面にその起立状態で係合し、傾倒時にはフロントドアＤを閉方向に通過させる構造のものや、進退可能な係止部を有する図示しないアクチュエータを用いてもよい。また、ストッパ３３の位置、すなわち剛体枠１２からストッパ３３までの距離は変更可能に構成してもよく、これによれば、試験時のフロントドアＤの開度を調整することができる。

本実施形態の閉まり音評価試験装置１０を用いた、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２および図３に示すように、閉まり音評価試験装置１０のヒンジ１４を試験対象のフロントドアＤのヒンジ取付け部ｄ１に取り付けると共に、そのフロントドアＤの裏側の固定フック２３に紐状体２５の一端を接続した後、図３に点線で示すように、そのフロントドアＤの、ラッチ部１６と相対するロック部ｄ２側を錘１８による引張り力に抗して引っ張り、フロントドアＤの下端内面をストッパ３３に引っ掛け、フロントドアＤを所定の開度で保持し、そして、図３に実線で示すように、ストッパ３３による係止を解除し、錘１８を落下させることにより、閉まり音評価試験装置１０のロック部ｄ２とラッチ部１６とが噛み合い、剛体枠１２でフロンドドアの動きが止められるため、フロントドアＤのアウターパネルに閉方向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。

また、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では、フロントドアＤ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３５，３６により観察することが可能である。その場合に、アウターパネルに付与したグリットマーカーを二台の高速度カメラ３５，３６で同時に撮影して写真測量の原理で各グリットマーカーの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ができる。

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３５，３６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。

また、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では、フロントドアＤが閉まった瞬間の音を音測定機器３８により測定することが可能である。音測定機器３８は、周波数と振幅が測定できるものであれば、種類は問わない。

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１０によれば、フロントドアＤは立っている状態で閉まるため、高速度カメラ３５，３６および音測定機器３８は床置きで設置可能であり、特別な固定器具を必要としない。

（実施例）
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１０を図１に示し、そこにフロントドアＤを取り付けた状態を図２に示し、そして錘１８を落下させ、ロック部ｄ２が剛体枠１２のラッチ部１６に到達すると共に噛み合ってフロントドアＤが停止した状態を図３に示している。図４は、この実施形態の閉まり音評価試験装置１０を用いた本実施形態の閉まり音評価試験方法の一実施例として、フロントドアＤのアウターパネルに、ラベルシールにグリッドマーカー（２ｍｍφ、２０ｍｍ間隔）を印刷したものを貼り付けて、二台の高速度カメラ３５，３６でアウターパネルの画像を記録し、３次元形状を測定すると同時に音測定機器３８により音（周波数と振幅）を測定した結果を示している。なお、高速度カメラ３５，３６は、２０００Ｈｚのサンプリング速度にてデータ採取した。

図５および図６にアウターパネルの測定例（３次元形状変化および閉まり音）を示す。各図において上段はアウターパネルの変形の大きさ（黄色、橙色、赤色の順に形状変化が大きい）を示し、下段は音の振幅を示している。図５に示したものはアウターパネルの振動が大きく、閉まった際の音の振幅が７０ｄＢを超えている。図４に示したようにドア閉まり音の周波数は１〜２ｋＨｚが主体で、この周波数帯では７０ｄＢを超えると不快な音とされることから、音が悪いと評価できる。

図６は裏側を補強部材で補強したアウターパネルのものであり、図５と比較してアウターパネルの振動が小さく、音の振幅も７０ｄＢより小さいことがわかる。このように、本実施形態の閉まり音評価試験方法によれば、フロントドアＤのアウターパネルの変形挙動と音を同時に測定、評価することが可能である。

本実施例では静止画で解析した結果を示しているが、高速度カメラ３５，３６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、本発明は上述の例に限定されるものではなく、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、上記実施形態の評価試験方法および評価試験装置は自動車用部品の一種であるフロンド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、錘が落下した際に生じる力を変換して自動車用開閉部品を閉じる手段は、滑車機構に限られず、リンク機構を用いてもよい。

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閉まり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。

１０ 自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置
１２ 剛体枠
１４ ヒンジ
１６ ラッチ部
１８ 錘
２１ 滑車機構
２３，３２ 固定フック
２５ 紐状体
２７ 第１の定滑車
２９ 第２の定滑車
３１ 動滑車
３３ ストッパ
３５，３６ 高速度カメラ
３８ 音測定機器
Ｄ フロントドア
ｄ１ ヒンジ取付け部
ｄ２ ロック部

Claims (6)

1. 自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部を有し、該自動車用開閉部品をヒンジを介して開閉可能に保持する剛体枠と、落下可能な錘と、前記錘が落下したときに生じる力を変換して前記自動車用開閉部品を閉じる手段と、を備える自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置を用い、前記錘を落下させることで前記自動車用開閉部品を閉じると共に前記ロック部と前記ラッチ部とを噛み合わせ、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、請求項１に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材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、請求項２に記載の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法。
4. 音測定機器を用いて、前記自動車用開閉部品が閉まる際の音を測定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験方法。
5. 自動車用開閉部品のロック部に噛み合うラッチ部を有し、該自動車用開閉部品をヒンジを介して開閉可能に保持する剛体枠と、
   落下可能な錘と、
   前記錘が落下したときに生じる力を変換して前記自動車用開閉部品を閉じる手段と、を備え、
   前記錘が落下することで、前記手段が前記自動車用開閉部品を閉じると共に前記ロック部と前記ラッチ部とが噛み合わされ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装置。
6. 前記ヒンジおよび前記ラッチ部の少なくとも一方は、評価される自動車用開閉部品に応じてその位置を変更可能に前記剛性枠に支持されている、請求項５に記載の自動車用開閉部品の閉まり音評価試験装置。