JP2019098908A - 車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性の過剰な増加を抑え、適切な剛性を有しつつ高減衰性を両立化し得る接合部を備えた車両の車体構造を提供する。【解決手段】車両の車体構造は、車体１を構成するフロアパネル６と、フロアパネル６の上面に第１接合部２０ｂを介して接合されたクロスメンバ５と、フロアパネル６の下面に第２接合部２０ｃを介して接合されたフレーム７とを備え、第２接合部２０ｃは、フレーム７とフロアパネル６との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の第２接着剤２２を備えており、第２接合部２０ｃは、第１接合部２０ｂと重なり合う第２接合部交差部分Ｑ２と、第２接合部交差部分Ｑ２に隣接し且つ第１接合部２０ｂと重なり合わない第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２とを備え、第２接合部交差部分Ｑ２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量は、第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量よりも少ないことを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、車両の車体構造に関するものである。

従来より、車両の車体を構成する部材の接合部に減衰性部材を採用することで振動の伝達を抑制し、車体構成部材の揺動を抑制することが行われている。

例えば、フロントウインドパネルと、該フロントウインドパネルを下方から支持するカウルパネルとを備えた車両の前部車体構造において、フロントウインドパネルとカウルパネルとの接合部に減衰部材を設けて、フロントウインドパネルの揺動を抑制する技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１５１６５７号公報

ところで、このような接合部に、接着剤を一様に配置した場合、複数の部材の接合部が重なり合う部分では、剛性が過度に増加し、特定の周波数帯における振動減衰性が接着剤を用いない場合に比べてかえって悪化するという課題があった。

そこで本発明では、剛性の過剰な増加を抑え、適切な剛性を有しつつ高減衰性を両立化し得る接合部を備えた車両の車体構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、複数の部材の接合部が重なり合う部分における減衰性接着剤の接着剤量を他の部分の接着剤量よりも低減させるようにした。

すなわち、ここに開示する車両の車体構造は、車体を構成するパネル部材と、前記パネル部材の一面に第１接合部を介して接合された第１剛性部材と、前記パネル部材の他面に第２接合部を介して接合された第２剛性部材とを備え、前記第２接合部は、前記第２剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の接着剤を備えており、前記第２接合部は、前記第１接合部と重なり合う第２接合部交差部分と、該第２接合部交差部分に隣接し且つ該第１接合部と重なり合わない第２接合部隣接部分とを備え、前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量は、前記第２接合部隣接部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量よりも少ないことを特徴とする。

複数の接合部が重なり合う部分では、接着剤を用いてこれらの部材を全て接合させると過度に剛性が高まり、減衰性の接着剤を用いた場合であっても、かえってパネル部材への振動伝達が促進され、特定周波数帯における振動減衰性が低減され得る。本構成によれば、第２接合部交差部分における剛性の極度な高まりを抑制し、第２接合部交差部分の特定周波数帯における振動減衰性の低下を抑制することができる。そうして、第２剛性部材からパネル部材、第１剛性部材への振動伝達を抑制することができる。

好ましくは、前記第２剛性部材は、長尺部材であり、前記第２接合部は、前記第２剛性部材の長手方向に延びるように形成されており、前記接着剤は、前記第２接合部交差部分以外の部分では、前記第２接合部の延出方向に沿って連続的に配置されている。

本構成によれば、幅の狭い第２接合部であっても、第２接合部の広い範囲にわたって接着力を一様に作用させることができ、局所的に外力が作用しても第２接合部の全域にわたり分散させることができるので、車体の剛性を高めることができる。

好ましくは、前記第１接合部及び／又は前記第２接合部は、所定の間隔を隔てて対向するように配置された一対の対向接合部を含み、前記一対の対向接合部の間に閉断面構造が形成されている。

本構成によれば、前記一対の対向接合部の間に閉断面構造が形成されることで、車体構造の剛性を高めることができる。

好ましくは、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材は断面ハット状の長尺部材であり、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材はそれぞれ前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材の幅方向の両端に長手方向に延びるように互いに略並行に設けられた一対のフランジ部を備えており、前記一対の対向接合部は、前記一対のフランジ部が前記パネル部材に接合されてなり、前記一対の対向接合部の間に前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材と前記パネル部材とにより構成された閉断面構造が形成されている。

本構成によれば、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材と前記パネル部材とにより閉断面構造が形成されることで、車体構造の剛性を高めることができる。

好ましくは、前記第２接合部において、前記閉断面構造の内側に臨む前記対向接合部の縁部に沿って前記接着剤が設けられている。

本構成によれば、閉断面構造に捩り力等の外力が加わった場合に、対向接合部が口開きして、変形が進むのを抑制できるので、構造的にも剛性を高めることができる。

好ましくは、前記パネル部材は、前記車体の車室を構成するフロアパネルであり、前記第１剛性部材は前記フロアパネルを補強するためのクロスメンバであり、前記第２剛性部材は前記車体のフレームである。

本構成によれば、車体の車室の下部を構成する車体構造において、高剛性且つ高減衰性の接合部をもたらすことができるので、車体強度を確保しながら快適性を向上できる。

好ましくは、前記フレームは前記フロアパネルの下側に車両前後方向に延びるように形成されており、前記クロスメンバは、前記フロアパネルの上側に前記フレームに交差して車幅方向に延びるように形成されるとともに、車両前後方向に離間して複数設けられており、前記フロアパネルの前記車両前後方向の両端側に位置する前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量は、前記フロアパネルの中央側に位置する前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量よりも少ない。

フロアパネルのうちフロント側及びリア側は、フロントパネルやリアパネル、フレームを介してエンジンやホイールからフロアパネルへ伝達される振動の入力源となり得る。そうすると、フロント側及びリア側の接合部の剛性が高くなりすぎると減衰性が確保されがたくなり得る。本構成によれば、フロアパネルのフロント側及びリア側に位置する第２接合部交差部分の接着剤の接着剤量を、フロントパネルの中央側に位置する第２接合部交差部分の接着剤の接着剤量よりも少なくすることで、効果的に振動の伝達を抑えることができ、車体強度を確保しながら快適性を向上できる。

好ましくは、前記フレームは前記フロアパネルの下側に車両前後方向に延びるように形成されており、前記クロスメンバは、前記フロアパネルの上側に前記フレームに交差して車幅方向に延びるように形成されるとともに、車両前後方向に離間して複数設けられており、前記フロアパネルに対し前側及び／又は後側から外力が作用したときに、該フロアパネルに伝わる車両前後方向の振動の振幅の腹の位置に近い前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量が、前記振幅の腹の位置から遠い前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量に比べて少ない。

振動の振幅の腹において、振幅は最大となることから、振幅の腹の位置に近い第２接合部交差部分における振動伝達を抑制することが特に望ましい。本構成によれば、振幅の腹の位置に近い第２接合部交差部分ほど、接着剤の単位面積当たりの接着剤量を少なくすることで、振動の伝達を効果的に抑えることができる。

好ましくは、前記第１接合部は、前記第１剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の追加の接着剤を備えている。

本構成によれば、第１接合部の接合強度を高め、車体の剛性を高めることができる。

好ましくは、前記第１剛性部材は、長尺部材であり、前記第１接合部は、前記第１剛性部材の長手方向に延びるように形成されており、前記追加の接着剤は、前記第１接合部の延出方向に沿って連続的に配置されている。

本構成によれば、幅の狭い第１接合部であっても、第１接合部の広い範囲にわたって接着力を一様に作用させることができる。その結果、第１接合部に対して局所的に外力が作用した場合でも、その外力を接合部の全域にわたって円滑に分散させることができるので、車体の剛性を高めることができる。

前記接着剤は、２０℃の温度で、加振力の周波数が６０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が１００ＭＰａから８００ＭＰａの範囲内、かつ、損失係数が０．２以上の特性を有していることが望ましい。

本構成によれば、特有の物性を有する接着剤を用いることにより、高剛性と高減衰性との両立が可能になり、乗り心地の改善や騒音の低減が容易に実現できるようになる。

また、前記接着剤は、２０℃の温度で、加振力の周波数が６０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が５００ＭＰａより大きく６００ＭＰａ以下の範囲内、かつ、損失係数が０．３以上の特性を有していることが望ましい。

本構成によれば、高剛性を確保しながら、損失係数を大幅に高めることが可能になるので、よりいっそう高剛性及び高減衰性の両立が可能になる。

好ましくは、前記第１接合部は、前記第１剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の追加の接着剤を備えており、前記第１接合部及び／又は前記第２接合部は、スポット溶接及び／又は機械的接合手段との併用構造である。

前記第１接合部及び／又は前記第２接合部を、接着剤とスポット溶接との併用構造（ウェルドボンド接合）、接着剤と機械的接合手段との併用構造、又はこれら併用構造を適宜組み合わせることで、さらなる高剛性と高減衰性との両立が可能になる。

好ましくは、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材は、長尺部材であり、前記第１接合部及び／又は前記第２接合部は、前記接着剤及び／又は前記追加の接着剤による接合に加え、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材の延出方向に間隔を隔てて配置され、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材と前記パネル部材との双方が互いに部分的に溶接されることによって構成されている複数のスポット接合部を備えている。

本構成によれば、第１接合部及び／又は第２接合部に、第１剛性部材及び／又は第２剛性部材の延出方向に間隔を隔てて配置された複数のスポット接合部を備えたウェルドボンド接合を採用することによって、高剛性を確保しながら、損失係数を大幅に高めることが可能になり、乗り心地の改善や騒音の低減が容易に実現できるようになる。

好ましくは、前記スポット接合部の間隔が、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内に設定されている。

スポット接合部の間隔が狭すぎると、接合による剛性の影響が大きくなって、接着剤が存在する部分である接着部の振動減衰効果が妨げられる。また、スポット接合部の間隔が広すぎると、接合による剛性の影響が小さくなって、接着部への負担が増加し、接合部全体としての剛性が低下するおそれがある。本構成によれば、スポット接合部の間隔を前述した範囲とすることで、剛性及び減衰性を備えた接着部と、剛性に優れるスポット接合部とが、適度に補完し合う状態となり、車体の高剛性と高減衰性とを安定して両立させることが可能になる。

好ましくは、前記第１接合部における前記パネル部材及び前記第１剛性部材の少なくとも一方、及び／又は、前記第２接合部における前記パネル部材及び前記第２剛性部材の少なくとも一方は、２ｍｍより薄い厚さを有している。

接着剤の剛性に伴って、２ｍｍより薄い側の部材の接合部が適度に撓み変形するので、これに伴って接合部に配設される接着剤に剪断等の荷重が入力され、接着剤が変形することによって、軽量化を図りながら、減衰性の向上効果が得られる。

以上述べたように、本発明によると、車両の車体構造において高剛性と高減衰性とが両立できる。その結果、必要な車体強度を確保しながら、乗り心地の改善や騒音の低減が容易に実現でき、車両の快適性が向上する。

車体を左側方から見た概略図である。 車体を下方から見た概略図である。 クロスメンバとフロアパネルとの第１接合部を示す概略斜視図である。 フロアパネルとフレームとの第２接合部を示す概略斜視図である。 図２の符号Ｄで示す部分の概略拡大図である。 図５のＤ１−Ｄ１線における断面図である。 車両下部の車体構造の振動の様子を概略的に示す側面図である。 実施例１及び比較例１，２の構成において、リアパネルからの振動入力時におけるフロアパネルの音響放射パワーの周波数依存性を示すグラフである。 実施形態２に係る車体構造の図３相当図である。 実施形態２に係る車体構造の図４相当図である。 第２接合部全体に一様に第２接着剤を塗布した構成を有する車体構造の図５相当図である。 図１１のＤ１−Ｄ１線における断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
＜車体の構造＞
図１及び図２に、開示技術に係る車両の車体構造を適用した自動車（車両）の車体１を示す。図１は、車体１を左側方から見た図であり、図２は、車体１を下方から見た図である。

なお、本明細書において、方向は車体１を基準とする。すなわち、図１に示すように、「前後方向」及び「上下方向」は、それぞれ車両前後方向及び車両上下方向と同一の方向とする。なお、「前側」を「フロント側」、「後側」を「リア側」と称することがある。また、図２に示すように、「左右方向」は、車幅方向と同一の方向とし、図１の紙面の手前側を左側、奥側を右側とする方向である。

車体１の前部は、主にエンジンルームを構成し、車体１の後部は、主にトランクルームを構成する。乗員を収容する車室２は、車体１の前後方向における中間部分によって構成されている。その車体１の下部の中間部分における左右には、前後方向に並行して延びるサイドシル３，３が配設されている。これらサイドシル３，３の間における車幅方向の中央部位には、トンネルレイン４が前後方向に延びるように配設されている。

このトンネルレイン４を横切るような状態で、車幅方向に延びる複数のクロスメンバ５（第１剛性部材）が、左右のサイドシル３，３に接合されている。そして、車体１の下部の中間部分であって、これらクロスメンバ５の下側には、車室２の床面を覆うようにフロアパネル６（パネル部材）が配設されている。クロスメンバ５は、フロアパネル６に接合されてフロアパネル６を補強する役割を有する。

フロアパネル６の前端部は、車体１の前方下部に位置するフロントパネル１０と接合されている。フロアパネル６の後端部は、車体１の後方下部に位置するリアパネル１１と接合されている。フロアパネル６の下側には、左右一対のフレーム７（第２剛性部材）が接合されて、車両前後方向に延びている。フレーム７は、フロアパネル６の前端部より前側はフロントパネル１０の下側、フロアパネル６の後端部より後側はリアパネル１１の下側に接合されている。フレーム７は、フロアパネル６、フロントパネル１０、リアパネル１１に接合されてこれらを補強する役割を有する。

上記フロアパネル６、サイドシル３、トンネルレイン４、クロスメンバ５、フレーム７、フロントパネル１０及びリアパネル１１（以下、これらの部材を総称して「車体構成部材」と称することがある。）が相互に接合されることにより、車室２の下部を支持する車体構造が構成されている。

＜接合部＞
上記車体構成部材の互いの接合部分を接合部２０とする。接合部２０には、以下のとおり、第１接合部２０ｂ、第２接合部２０ｃが含まれる。

−第１接合部−
図３に、クロスメンバ５とフロアパネル６との第１接合部２０ｂを示す。クロスメンバ５は、断面ハット状の長尺部材であるクロスメンバ本体５１がフロアパネル６の上面（一面）に第１接合部２０ｂを介して接合されることにより形成されている。クロスメンバ本体５１は、帯板状の主壁部５１ａと、互いに対向した状態で主壁部５１ａの両側縁にその全長にわたって連なる一対の側壁部５１ｂ，５１ｂと、各側壁部５１ｂの突端からその全長にわたって互いに逆向きに張り出す一対のフランジ部５１ｃ，５１ｃとを有している。

フランジ部５１ｃ，５１ｃの各々は、クロスメンバ本体５１の幅方向の両端に長手方向に延びるように互いに略並行に設けられており、減衰性の第１接着剤２１（追加の接着剤）によりフロアパネル６の上面に接合されている。すなわち、第１接合部２０ｂは、フランジ部５１ｃ，５１ｃとフロアパネル６と、これら双方に接着することで両者を接合させる第１接着剤２１とにより構成されている。そうして、第１接合部２０ｂは、所定の間隔を隔てて対向するように並行して延びる一対の対向接合部を構成している。そして、これら一対の対向接合部の間に、クロスメンバ本体５１の主壁部５１ａ及び一対の側壁部５１ｂ，５１ｂと、フロアパネル６とにより閉断面構造が形成されている。閉断面構造が形成されることにより、構造的に車体１の剛性が強化される。

なお、クロスメンバ５の長手方向に延びるように形成された第１接合部２０ｂにおいて、第１接着剤２１は、図３に示すように、第１接合部２０ｂの延出方向に沿って連続的に配置されている。

クロスメンバ本体５１のフランジ部５１ｃは、狭い幅で細長く延びるように形成され得る。そのため、高剛性と高減衰性とを安定して両立させるには、第１接合部２０ｂの全域にわたって一様な接合状態にするのが好ましい。従って、第１接合部２０ｂでは、第１接着剤２１が、第１接合部２０ｂの延出方向に実質的に途切れることなく、連なった状態で設けられている。

この構成により、第１接合部２０ｂの幅が狭い場合であっても、第１接合部２０ｂの広い範囲にわたって一様な接着力を確保することができる。そうして、第１接合部２０ｂに対して局所的に外力が作用した場合でも、その外力を第１接合部２０ｂの全域にわたって円滑に分散させることができるので、車体１の剛性を高めることができる。

また、図３に示すように、第１接合部２０ｂの閉断面構造の内側に臨む縁部に沿って第１接着剤２１を設けるようにしてもよい。そうすれば、閉断面構造に捩り力等の外力が加わった場合に、第１接合部２０ｂが口開きして、変形が進むのを抑制できるので、構造的にも剛性を高めることができる。

−第２接合部−
図４に、フロアパネル６とフレーム７の第２接合部２０ｃを示す。フレーム７は、クロスメンバ５と同様に、断面ハット状の長尺部材であるフレーム本体７１をフロアパネル６の下面（他面）に接合して形成されている。フレーム本体７１は、帯板状のフレーム主壁部７１ａと、互いに対向した状態でフレーム主壁部７１ａの両側縁にその全長にわたって連なる一対のフレーム側壁部７１ｂ，７１ｂと、各フレーム側壁部７１ｂの突端からその全長にわたって互いに逆向きに張り出す一対のフレームフランジ部７１ｃ，７１ｃとを有している。

これらフレームフランジ部７１ｃ，７１ｃの各々は、フレーム本体７１の幅方向の両端に長手方向に延びるように互いに略並行に設けられており、減衰性の第２接着剤２２（接着剤）によってフロアパネル６に接合されている。すなわち、第２接合部２０ｃは、フレームフランジ部７１ｃ，７１ｃとフロアパネル６と、これら双方に接着することで両者を接合させる第２接着剤２２とにより構成されている。そうして、第２接合部２０ｃは、所定の間隔を隔てて対向するように並行して延びる一対の対向接合部を構成している。そして、これら一対の対向接合部の間に、フレーム本体７１のフレーム主壁部７１ａ及び一対のフレーム側壁部７１ｂ，７１ｂと、フロアパネル６とにより閉断面構造が形成されている。閉断面構造が形成されることにより、構造的に車体１の剛性が強化される。

なお、フレーム７の長手方向に延びるように形成された第２接合部２０ｃにおいて、第２接着剤２２は、後述する第２接合部交差部分以外の部分は、図４に示すように、第２接合部２０ｃの延出方向に沿って連続的に配置されている。

フレームフランジ部７１ｃ，７１ｃも、クロスメンバ５のフランジ部５１ｃ，５１ｃと同様に、狭い幅で細長く延びるように形成され得る。そのため、第２接合部２０ｃにおける接着力を分散させ、高剛性と高減衰性とを安定して両立させる観点から、第２接着剤２２を第２接合部２０ｃの延出方向に実質的に途切れることなく連なった状態で設け、第２接合部２０ｃの全域に亘って一様な接合状態にするのが好ましい。

なお、第２接合部２０ｃにおいても、第１接合部２０ｂと同様に、図５に示すように、閉断面構造の内側に臨む縁部に沿って第２接着剤２２を設けるようにしてもよい。そうすれば、閉断面構造に捩り力等の外力が加わった場合に、第２接合部２０ｃが口開きして、変形が進むのを抑制できるので、構造的にも剛性を高めることができる。

−接着剤−
接合部２０は、車体強度を確保する必要性から、高い剛性が求められるため、例えば貯蔵弾性率が１５００ＭＰａを超えるような高剛性の物性を有する接着剤を用いることが一般的となっている。一方、一般に剛性が高いほど振動は伝わり易くなるため、自動車の走行時等に発生する振動の伝達を抑制して快適な乗り心地を実現する観点から、車体１、特に、乗員が収容される車室２を構成する部分の接合部２０は、高い剛性を確保しつつ、振動を減衰できる減衰性を有する接着剤を用いることが望ましい。

しかしながら、一般的に採用される貯蔵弾性率が１５００ＭＰａを超える接着剤の損失係数は、概ね０．０５程度であることから、車体１の振動に対して求める減衰効果は得られない。

この点、本願発明者らは、ＣＡＥ解析により、接着剤の貯蔵弾性率を、従来の２０００ＭＰａ程度から１００ＭＰａに下げた場合でも、車体１を構成する部材の接合部２０の剛性の低下は２０％程度に止まることを見出した。また、５００ＭＰａより貯蔵弾性率が高ければ、接合部２０の剛性にほとんど差が無くなることも見出した。

貯蔵弾性率を下げることができれば、損失係数を高めることができる。例えば、貯蔵弾性率を５００ＭＰａとすれば、損失係数を０．４以上にすることも可能である。従って、高減衰性が実現できる。

かかる知見に基づき、車体１の接合部２０には、第１接着剤２１及び第２接着剤２２として、特有の物性を有する減衰性の接着剤が用いられている。具体的には、２０℃の温度で、加振力の周波数が６０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が１００ＭＰａから８００ＭＰａの範囲内、かつ、損失係数が０．２以上の特性を有する接着剤が用いられている。

ここで、２０℃は常温に対応した温度であり、接着剤の物性を特定するうえで、標準的な温度条件を表している。６０Ｈｚの周波数の加振力は、乗員に不快感を与え易い振動に対応したものであり、この条件下において高減衰性を実現することで、自動車の快適性（ＮＶＨ）の向上が可能になる。

接合部２０に、上述の物性を有する接着剤を用いることで、車体１において高剛性と高減衰性を両立することが可能になり、延いては車体強度を確保しながら、乗り心地の改善や騒音の低減が実現できる。

なお、貯蔵弾性率は、高剛性且つ高減衰性の接合部２０を得る観点から、３００ＭＰａ〜７００ＭＰａの範囲内が好ましく、４５０ＭＰａ〜６００ＭＰａの範囲がより好ましく、更には、５００ＭＰａより大きく６００ＭＰａ以下の範囲内がよりいっそう好ましい。

そして、損失係数も、０．２以上よりも０，３以上が好ましく、０．４以上がより好ましい。損失係数が高いほど、振動の減衰効果が高まるので、快適性を更に向上できる。

−その他の構成−
図３及び図４に示すように、接合部２０の縁部から接着剤の一部がはみ出すように構成してもよい。そうすれば、接着剤を接合部２０に塗布する際に、塗布量や塗布位置に多少のばらつきが発生しても、接合部２０の縁部に沿って接着部を安定して設けることができるので、口開きを、より高精度に抑制することができる。

また、接合部２０を構成する車体構成部材のうち少なくとも一方は、２ｍｍより薄い厚さを有するように構成することができる。具体的には例えば、第１接合部２０ｂにおけるフロアパネル６及びクロスメンバ５の少なくとも一方、第２接合部２０ｃにおけるフロアパネル６及びフレーム７の少なくとも一方は、２ｍｍより薄い厚さを有するように構成することができる。

接合部２０を構成している車体構成部材の双方の厚みが２．０ｍｍ以上になると、接合部２０に捩り等の外力を作用させた場合に、その車体構成部材の剛性が接着剤の剛性に対して過剰になる。その結果、接着剤の剛性に伴って車体構成部材が適度に撓み変形し難くなり、前述した減衰性の向上効果が得られない。

対して、接合部２０を構成している双方の車体構成部材のうち、少なくとも一方の厚みが２ｍｍより薄い場合には、接着剤の剛性に伴って車体構成部材のうち、少なくとも厚みが２ｍｍより薄い側の車体構成部材が適度に撓み変形するので、これに伴って接合部２０に配設される接着剤に剪断等の荷重が入力され、前述した減衰性の向上効果が得られる。車体構成部材の厚みが薄いほど、減衰性の向上率増大が期待でき、部材コストや車体重量の低減の観点からも有利である。

サイドシル３とフロアパネル６との連結部位、トンネルレイン４とフロアパネル６との連結部位、フロントパネル１０又はリアパネル１１とフロアパネル６との連結部位等も、これらと同様にして減衰性の接着剤により接合されている。

＜積層部分＞
図２に示すように、フレーム７はフロアパネル６の下側を車両前後方向に延びるように形成されるとともに、クロスメンバ５は、フロアパネル６の上側にフレーム７に交差して車幅方向に延びるように形成されている。

図２の符号Ｄで示した部分は、クロスメンバ５、フロアパネル６及びフレーム７が上下方向に重なる構成となっている部分である。符号Ｄで示した部分の概略的な拡大図を図５に示す。なお、図５では、理解のため第２接着剤２２をハッチングで示しており、簡単のため第１接着剤２１は示していない。また、図６は、図５のＤ１−Ｄ１線における断面図である。

図５、図６に示すように、クロスメンバ５、フロアパネル６及びフレーム７が上下方向に重なっている部分は、クロスメンバ本体５１のフランジ部５１ｃ，５１ｃと、フロアパネル６と、フレーム本体７１のフレームフランジ部７１ｃ，７１ｃとが上下方向に積層されてなる積層部分Ｑを構成している。積層部分Ｑは、言い換えると、第１接合部２０ｂと第２接合部２０ｃとが重なり合う部分である。

第２接合部２０ｃは、第１接合部２０ｂと重なり合って上記積層部分Ｑを構成する第２接合部交差部分Ｑ２と、この第２接合部交差部分Ｑ２に隣接し且つ第１接合部２０ｂと重なり合わない第２接合部隣接部分としての非積層隣接部分Ｒ２１及び積層隣接部分Ｒ２２（以下、非積層隣接部分Ｒ２１及び積層隣接部分Ｒ２２を「第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２」と称することがある。）とを備えている。

なお、非積層隣接部分Ｒ２１は、フロアパネル６の上面側にクロスメンバ５が配置されていない部分である。また、積層隣接部分Ｒ２２は、フロアパネル６の上面側にクロスメンバ５の主壁部５１ａ及び一対の側壁部５１ｂ，５１ｂが配置されている部分であり、これら主壁部５１ａ及び一対の側壁部５１ｂ，５１ｂとともに上述の閉断面構造を形成しているフロアパネル６の部分に位置する第２接合部２０ｃということができる。

ここに、本開示技術は、図５及び図６に示すように、第２接合部交差部分Ｑ２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量が、第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量よりも少ないことを特徴とする。以下、その作用効果について説明する。

図１１及び図１２は、第２接合部交差部分Ｑ２も含めて第２接合部２０ｃの全域に第２接着剤２２を配置した場合の様子を示している。すなわち、図６における積層部分Ｑの第２接合部交差部分Ｑ２にも第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２と同様に、第２接着剤２２を連続的に一様に配置した構成である。

このように、第２接合部２０ｃの全域に亘って一様に第２接着剤２２を配置すると、積層部分Ｑに位置する第１接合部２０ｂの部分には、第１接着剤２１が配置されているから、車両前後方向の剛性が積層部分Ｑにおいて過度に高まる傾向が生じる。積層部分Ｑにおける剛性が上昇しすぎると、当該積層部分Ｑにおける減衰性が低下し、車両前後方向で考えると、例えばフレーム７からフロアパネル６やクロスメンバ５への振動伝達が、かえって促進され、特定周波数帯における振動減衰性が低減され得る。

これに対し、図５及び図６に示すように、本開示技術によれば、第２接合部交差部分Ｑ２の第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量を、第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２に比べて少なくすることで、第２接合部交差部分Ｑ２におけるフレームフランジ部７１ｃとフロアパネル６との接着力を低下させることができる。そうすると、第２接合部交差部分Ｑ２における剛性が低下し、積層部分Ｑにおける減衰性を確保することができ、延いてはフレーム７からフロアパネル６やクロスメンバ５への振動伝達を抑制することができる。その結果、車体強度を確保しながら快適性を向上できる。

なお、第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量について、第２接合部交差部分Ｑ２の接着剤量は、第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２の接着剤量の好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下、さらに好ましくは３０％以下とすることができる。また、特に好ましい態様では、後述するように、第２接合部交差部分Ｑ２の接着剤量をゼロとしてもよい。

本明細書において、「単位面積当たりの接着剤量」とは、例えば第２接合部交差部分Ｑ２の任意の個所における単位面積当たりの接着剤量をいうとともに、例えば、図５で示す４つの積層部分Ｑのうちの１つにおける第２接合部交差部分Ｑ２全体における単位面積当たりの接着剤量の平均値をも含むものとする。具体的には、例えば、１つの第２接合部交差部分Ｑ２において、接着剤を一様に塗布した場合だけでなく、例えばドット状等のように接着剤を塗布して、局所的には単位面積当たりの接着剤量が多い個所と少ない個所が存在するが、１つの第２接合部交差部分Ｑ２全体の平均値として、上述の接着剤量の範囲を満たしている場合を含む。なお、第２接合部隣接部分Ｒ２１，Ｒ２２における単位面積当たりの接着剤量について、平均値をいうときは、第２接合部交差部分Ｑ２に隣接する個所の第２接合部交差部分Ｑ２の面積と同等の面積を有する部分の単位面積当たりの接着剤量の平均値についていうものとする。

また、１台の車体１内に複数の第２接合部交差部分Ｑ２が形成され得るが、その複数の第２接合部交差部分Ｑ２全てにおける接着剤量は同一でなくてもよく、第２接合部交差部分Ｑ２の位置によって、接着剤量を適宜増減させることができる。

具体的には、図２に示すように、クロスメンバ５は、車両前後方向に離間して複数（本実施形態では２個）設けられており、積層部分Ｑも複数個所に構成される。従って、第２接合部交差部分Ｑ２も複数個所に存在している。

図７は、フロントパネル１０及びリアパネル１１に外力が作用したときのフロアパネル６及びクロスメンバ５の振動の様子を模式的に示した図である。なお、簡単のためフレーム７は図示していない。

図７において、破線は、外力が作用する前の構成を示し、実線は、フロント側及びリア側から外力が作用したときの構成を示す。図７中符号Ｓ１及びＳ２の白抜き矢印で示すように、フロントパネル１０及びリアパネル１１に例えば下側から外力が作用した場合、フロントパネル１０及びリアパネル１１から伝わる前後方向の振動は符号Ｈ１及びＨ２の黒矢印で示す位置のパネル接合部２０ａを入口としてフロアパネル６に入力されてフロアパネル６に伝わり、符号Ｔ１及びＴ３の黒矢印で示す位置において振幅の腹となり得る。すなわち、符号Ｔ２で示す黒矢印の位置に比べて、符号Ｔ１及びＴ３の黒矢印で示す位置において、フロアパネル６の振幅が大きくなり得る。

そうすると、振幅の腹の位置に近い第２接合部交差部分Ｑ２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量を、振幅の腹の位置から遠い他の第２接合部交差部分Ｑ２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量よりも少なくすることが、振動の伝達を抑える観点で効果的である。具体的には例えば、図７中符号Ｔ３で示す位置に近いクロスメンバ５の第２接合部２０ｃに形成される第２接合部交差部分Ｑ２の第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量を、符号Ｔ２で示す位置に近い第２接合部２０ｃに形成される第２接合部交差部分Ｑ２の第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量よりも少なくすることが望ましい。

また、フロアパネル６のうちフロント側及びリア側は、フロントパネル１０やリアパネル１１、フレーム７を介して図外のエンジンやサスペンション等からフロアパネル６へ伝達される振動の入力源となり得る。そうすると、フロント側及びリア側に位置する接合部２０の剛性が高くなりすぎると減衰性が確保されがたくなり得る。

従って、フロアパネル６の車両前後方向の両端側、すなわちフロント側及びリア側に位置する第２接合部交差部分Ｑ２における第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量は、フロアパネル６の中央側に位置する第２接合部交差部分Ｑ２の第２接着剤２２の単位面積当たりの接着剤量よりも少なくなるように設定されていてもよい。これにより、効果的に振動の伝達を抑えることができ、車体強度を確保しながら快適性を向上できる。

なお、フレーム７からフロアパネル６やクロスメンバ５への振動伝達を抑制し、高剛性及び高減衰性を両立させる観点から、特に図６に示すように、第２接着剤２２を第２接合部交差部分Ｑ２に全く配置しない構成とすることが好ましい。

図８は、図２に示す構成において、リアパネル１１からの振動入力を仮定した場合に、フロアパネル６に伝わる振動について、ＣＡＥ解析を用いて周波数に対するフロア音響放射パワーを算出した結果である。

図８中、一点鎖線で示す比較例１は、第１接合部２０ｂ及び第２接合部２０ｃにおいて、第１接着剤２１及び第２接着剤２２を配置しない場合、破線で示す比較例２は、図１１及び図１２に示すように、第１接合部２０ｂ及び第２接合部２０ｃの全域に第１接着剤２１及び第２接着剤２２を一様に配置した場合、実線で示す実施例１は、図５及び図６に示すように、全ての第２接合部交差部分Ｑ２の第２接着剤２２の接着剤量をゼロとした場合の結果である。

図８に示すように、周波数帯２４５Ｈｚ〜２７０Ｈｚ近傍では、比較例１から比較例２において、フロア音響放射パワーが大幅に低下し、フロアパネル６に伝達する振動が低減されていることが判る。これに対し周波数帯３１０Ｈｚ近傍では、比較例１に比べて比較例２において、フロア音響放射パワーが増加し、フロアパネル６に伝達する振動がかえって増加していることが判る。そして、実施例１では、比較例２と比べて周波数帯３１０Ｈｚ近傍のフロア音響放射パワーの増加が抑制されていることが判る。

このように、第２接着剤２２を第２接合部交差部分Ｑ２に全く配置しない構成とすることで、接合部２０における減衰性を確保し、フロアパネル６への振動伝達を抑制することができる。

（実施形態２）
以下、本発明に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態１では、第１接合部２０ｂ及び第２接合部２０ｃにおける車体構成部材は、接着剤により互いに接合されている構成であったが、これらを含む接合部２０は、接着剤による接合と、スポット溶接及び／又は機械的接合手段との併用構造としてもよい。

具体的には例えば、図９に示すように、第１接合部２０ｂは、クロスメンバ５のフランジ部５１ｃ，５１ｃの延出方向に間隔を隔てて配置され、クロスメンバ５のフランジ部５１ｃ，５１ｃとフロアパネル６との双方が互いに部分的に溶接されることによって構成されている複数のスポット接合部２７を備えていてもよい。また、図１０に示すように、第１接合部２０ｂと同様に、第２接合部２０ｃにおいても、上述のような複数のスポット接合部２７を備える構成としてもよい。

接着剤とスポット接合部２７との併用構造は、いわゆるウェルドボンド接合である。接合部２０にこのようなウェルドボンド接合を採用することによって、高剛性を確保しながら、損失係数を大幅に高めることが可能になり、乗り心地の改善や騒音の低減が容易に実現できるようになる。

ウェルドボンド接合における部分的な接合構造であるスポット接合部２７は、上述のように溶接（すなわち、スポット溶接）により形成されていてもよいし、スポット溶接に限らず、点状の接合構造であれば、例えば、ＳＰＲ（セルフピアシングリベット）等の機械的接合手段であってもよい。また、接合部２０は、車体１内の配置、必要な剛性、減衰性等を考慮し、接着剤のみの構成、接着剤とスポット溶接の併用構造及び、接着剤と機械的接合手段の併用構造を適宜組み合わせて構成してもよい。

また、車体１の高剛性と高減衰性とを安定して両立させる観点から、図９及び図１０に示すように、スポット接合部２７の間隔Ｐは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内に設定するのが好ましく、１５ｍｍ〜７０ｍｍの範囲内に設定するのがより好ましく、２５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内に設定するのがよりいっそう好ましい。

スポット接合部２７の間隔Ｐが狭すぎると、接合による剛性の影響が大きくなって、接着剤とスポット接合部２７とよりなる接着部の振動減衰効果が妨げられる。また、スポット接合部２７の間隔Ｐが広すぎると、接合による剛性の向上効果が小さくなって、接着部への負担が増加し、接合部２０全体としての剛性が低下するおそれがある。

一方、スポット接合部２７の間隔Ｐを前述した範囲とすることで、剛性及び減衰性を備えた接着剤と、剛性に優れるスポット接合部２７とが、適度に補完し合う状態となり、車体１の高剛性と高減衰性とを安定して両立させることが可能になる。

（その他の実施形態）
なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、接着剤は、必ずしも接合部２０の縁部に沿って設けなくてもよい。美観の確保等の観点から、接着剤が接合部２０の縁部からはみ出すのが好ましくない場合には、接着剤を、接合の縁部から奥方に位置するように設けることができる。また、本開示技術は、クロスメンバ５、フロアパネル６、フレーム７、フロントパネル１０及びリアパネル１１等の車体構成部材の接合部に限らず、車体を構成するその他の接合部にも適用可能である。

上述した実施形態では、接合部２０の接合方法として、接着剤を用いた構成を採用するものであったが、第２接合部２０ｃの接合に第２接着剤２２が用いられる構成であれば、それ以外の接合部２０に接着剤以外の接合方法が用いられていてもよく、具体的には例えば、第１接合部２０ｂの接合は、第１接着剤２１による接合に代えて、例えばスポット溶接や機械的接合手段のみによる接合を用いた構成であってもよい。すなわち、本開示技術は、第２接合部２０ｃ以外の接合部２０の接合方法に拘わらず広く適用することができる。

本発明は、車両の車体構造の分野において、極めて有用である。

１ 車体
２ 車室
３ サイドシル
４ トンネルレイン
５ クロスメンバ（第１剛性部材）
６ フロアパネル（パネル部材）
７ フレーム（第２剛性部材）
１０ フロントパネル
１１ リアパネル
２０ｂ 第１接合部
２０ｃ 第２接合部
２１ 第１接着剤（追加の接着剤）
２２ 第２接着剤（接着剤）
２７ スポット接合部
５１ クロスメンバ本体
５１ｂ 側壁部
５１ｃ フランジ部
７１ フレーム本体
７１ａ フレーム主壁部
７１ｂ フレーム側壁部
７１ｃ フレームフランジ部
Ｑ 積層部分
Ｑ２ 第２接合部交差部分
Ｒ２１ 非積層隣接部分（第２接合部隣接部分）
Ｒ２２ 積層隣接部分（第２接合部隣接部分）

前記第１接合部は、前記第１剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の追加の接着剤を備えているようにしてもよい。

前記第１剛性部材は、長尺部材であり、前記第１接合部は、前記第１剛性部材の長手方向に延びるように形成されており、前記追加の接着剤は、前記第１接合部の延出方向に沿って連続的に配置されているようにしてもよい。

Claims (16)

1. 車体を構成するパネル部材と、
   前記パネル部材の一面に第１接合部を介して接合された第１剛性部材と、
   前記パネル部材の他面に第２接合部を介して接合された第２剛性部材とを備え、
   前記第２接合部は、前記第２剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の接着剤を備えており、
   前記第２接合部は、前記第１接合部と重なり合う第２接合部交差部分と、該第２接合部交差部分に隣接し且つ該第１接合部と重なり合わない第２接合部隣接部分とを備え、
   前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量は、前記第２接合部隣接部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量よりも少ない
   ことを特徴とする、車両の車体構造。
2. 請求項１に記載の車両の車体構造において、
   前記第２剛性部材は、長尺部材であり、
   前記第２接合部は、前記第２剛性部材の長手方向に延びるように形成されており、
   前記接着剤は、前記第２接合部交差部分以外の部分では、前記第２接合部の延出方向に沿って連続的に配置されていることを特徴とする、車両の車体構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の車体構造において、
   前記第１接合部及び／又は前記第２接合部は、所定の間隔を隔てて対向するように配置された一対の対向接合部を含み、
   前記一対の対向接合部の間に閉断面構造が形成されていることを特徴とする、車両の車体構造。
4. 請求項３に記載の車両の車体構造において、
   前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材は断面ハット状の長尺部材であり、
   前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材はそれぞれ前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材の幅方向の両端に長手方向に延びるように互いに略並行に設けられた一対のフランジ部を備えており、
   前記一対の対向接合部は、前記一対のフランジ部が前記パネル部材に接合されてなり、
   前記一対の対向接合部の間に前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材と前記パネル部材とにより構成された閉断面構造が形成されていることを特徴とする、車両の車体構造。
5. 請求項４に記載の車両の車体構造であって、
   前記第２接合部において、前記閉断面構造の内側に臨む前記対向接合部の縁部に沿って前記接着剤が設けられていることを特徴とする、車両の車体構造。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の車両の車体構造において、
   前記パネル部材は、前記車体の車室を構成するフロアパネルであり、
   前記第１剛性部材は前記フロアパネルを補強するためのクロスメンバであり、
   前記第２剛性部材は前記車体のフレームであることを特徴とする、車両の車体構造。
7. 請求項６に記載の車両の車体構造において、
   前記フレームは前記フロアパネルの下側に車両前後方向に延びるように形成されており、
   前記クロスメンバは、前記フロアパネルの上側に前記フレームに交差して車幅方向に延びるように形成されるとともに、車両前後方向に離間して複数設けられており、
   前記フロアパネルの前記車両前後方向の両端側に位置する前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量は、前記フロアパネルの中央側に位置する前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量よりも少ないことを特徴とする、車両の車体構造。
8. 請求項６に記載の車両の車体構造において、
   前記フレームは前記フロアパネルの下側に車両前後方向に延びるように形成されており、
   前記クロスメンバは、前記フロアパネルの上側に前記フレームに交差して車幅方向に延びるように形成されるとともに、車両前後方向に離間して複数設けられており、
   前記フロアパネルに対し前側及び／又は後側から外力が作用したときに、該フロアパネルに伝わる車両前後方向の振動の振幅の腹の位置に近い前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量が、前記振幅の腹の位置から遠い前記第２接合部交差部分における前記接着剤の単位面積当たりの接着剤量に比べて少ないことを特徴とする、車両の車体構造。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の車両の車体構造において、
   前記第１接合部は、前記第１剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の追加の接着剤を備えていることを特徴とする、車両の車体構造。
10. 請求項９に記載の車両の車体構造において、
    前記第１剛性部材は、長尺部材であり、
    前記第１接合部は、前記第１剛性部材の長手方向に延びるように形成されており、
    前記追加の接着剤は、前記第１接合部の延出方向に沿って連続的に配置されていることを特徴とする、車両の車体構造。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載の車両の車体構造において、
    前記接着剤は、２０℃の温度で、加振力の周波数が６０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が１００ＭＰａから８００ＭＰａの範囲内、かつ、損失係数が０．２以上の特性を有していることを特徴とする、車両の車体構造。
12. 請求項１１に記載の車両の車体構造において、
    前記接着剤は、２０℃の温度で、加振力の周波数が６０Ｈｚである条件下において、貯蔵弾性率が５００ＭＰａより大きく６００ＭＰａ以下の範囲内、かつ、損失係数が０．３以上の特性を有していることを特徴とする、車両の車体構造。
13. 請求項１〜請求項１２のいずれか一つに記載の車両の車体構造において、
    前記第１接合部は、前記第１剛性部材と前記パネル部材との双方に接着することで両者を接合させる減衰性の追加の接着剤を備えており、
    前記第１接合部及び／又は前記第２接合部は、スポット溶接及び／又は機械的接合手段との併用構造であることを特徴とする、車両の車体構造。
14. 請求項１３に記載の車両の車体構造において、
    前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材は、長尺部材であり、
    前記第１接合部及び／又は前記第２接合部は、前記接着剤及び／又は前記追加の接着剤による接合に加え、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材の延出方向に間隔を隔てて配置され、前記第１剛性部材及び／又は前記第２剛性部材と前記パネル部材との双方が互いに部分的に溶接されることによって構成されている複数のスポット接合部を備えたことを特徴とする、車両の車体構造。
15. 請求項１４に記載の車両の車体構造において、
    前記スポット接合部の間隔が、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする、車両の車体構造。
16. 請求項１〜請求項１５のいずれか一つに記載の車両の車体構造において、
    前記第１接合部における前記パネル部材及び前記第１剛性部材の少なくとも一方、及び／又は、前記第２接合部における前記パネル部材及び前記第２剛性部材の少なくとも一方は、２ｍｍより薄い厚さを有していることを特徴とする、車両の車体構造。

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