JP2024082418A - Vehicle roof structure - Google Patents
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Abstract
【課題】 ルーフパネルの重量を低減しつつ、当該ルーフパネルの共振に伴う振動を抑制することが可能な車両のルーフ構造を提供する。
【解決手段】 ルーフ構造A10は、一対の側方部材11と、一対の側方部材11に接合されたルーフパネル12と、一対の側方部材11、およびルーフパネル12に接合された補強部材20とを備える。ルーフパネル12は、車幅方向において互いに離れた一対の接合領域121を含む。一対の接合領域121の各々は、一対の側方部材11のいずれかに接合された第1接合部121Aと、前記車幅方向において第1接合部121Aよりも車両内方に位置し、かつ補強部材20に接合された第2接合部121Bとを有する。前記車幅方向および車両上下方向を面内方向とする断面において、第1接合部121Aと第2接合部121Bとに挟まれた一対の接合領域121のいずれかと、補強部材20とは、閉鎖空間40を構成している。
【選択図】 図3
A vehicle roof structure is provided that is capable of reducing the weight of a roof panel while suppressing vibrations caused by resonance of the roof panel.
[SOLUTION] The roof structure A10 includes a pair of side members 11, a roof panel 12 joined to the pair of side members 11, and a reinforcing member 20 joined to the pair of side members 11 and the roof panel 12. The roof panel 12 includes a pair of joining regions 121 spaced apart from each other in the vehicle width direction. Each of the pair of joining regions 121 has a first joining portion 121A joined to one of the pair of side members 11, and a second joining portion 121B located further inwardly of the vehicle than the first joining portion 121A in the vehicle width direction and joined to the reinforcing member 20. In a cross section having the vehicle width direction and the vehicle up-down direction as in-plane directions, one of the pair of joining regions 121 sandwiched between the first joining portion 121A and the second joining portion 121B and the reinforcing member 20 form a closed space 40.
[Selected figure] Figure 3
Description
本発明は、ルーフパネルを具備する車両のルーフ構造に関する。 The present invention relates to a roof structure for a vehicle having a roof panel.
特許文献1には、車両上方から車室を塞ぐルーフパネルを具備する車両のルーフ構造の一例が開示されている。当該ルーフ構造は、ルーフパネルよりも車両下方に位置する複数のルーフ補強パネルをさらに具備する。複数のルーフ補強パネルは、ルーフパネルに接合されている。これにより、当該ルーフ構造の曲げ剛性の向上が図られている。
上記ルーフ構造において、燃費効率や車両の走行安定性などの向上のため、ルーフパネルの板厚を縮小させることにより、当該ルーフパネルの重量を低減する方策を採ることがある。本方策を採る場合、ルーフパネルがたわみやすくなるため、当該ルーフパネルの曲げ剛性をより増加させる必要がある。しかし、ルーフパネルの曲げ剛性をより増加させるために当該ルーフパネルにビードなどの凹凸部を設けると、当該ルーフパネルの固有振動数が低下する。これにより、車両の走行時の振動に対してルーフパネルが共振しやすくなるため、当該ルーフパネルの共振に伴う振動によって、車内に発生するこもり音がより大きくなることが懸念される。 In the above roof structure, measures may be taken to reduce the weight of the roof panel by reducing its thickness in order to improve fuel efficiency and the vehicle's driving stability. When this measure is taken, the roof panel becomes more prone to bending, so it is necessary to further increase the bending rigidity of the roof panel. However, if uneven parts such as beads are provided on the roof panel in order to further increase the bending rigidity of the roof panel, the natural frequency of the roof panel decreases. This makes the roof panel more susceptible to resonating with vibrations while the vehicle is running, and there is a concern that the vibrations associated with the resonance of the roof panel will cause the muffled sound generated inside the vehicle to become louder.
本発明は、ルーフパネルの重量を低減しつつ、当該ルーフパネルの共振に伴う振動を抑制することが可能な車両のルーフ構造を提供することをその課題とする。 The objective of the present invention is to provide a vehicle roof structure that can reduce the weight of the roof panel while suppressing vibrations caused by resonance of the roof panel.
本発明によって提供される車両のルーフ構造は、車幅方向において互いに離れた一対の側方部材と、車両上方から車室を塞ぐとともに、前記一対の側方部材に接合されたルーフパネルと、前記ルーフパネルよりも車両下方に位置し、かつ前記車幅方向に延びるとともに、前記一対の側方部材、および前記ルーフパネルに接合された補強部材とを備える。前記ルーフパネルは、前記車幅方向において互いに離れた一対の接合領域を含む。前記一対の接合領域の各々は、前記一対の側方部材のいずれかに接合された第1接合部と、前記車幅方向において前記第1接合部よりも車両内方に位置し、かつ前記補強部材に接合された第2接合部とを有する。前記車幅方向および車両上下方向を面内方向とする断面において、前記第1接合部と前記第2接合部とに挟まれた前記一対の接合領域のいずれかと、前記補強部材とは、閉鎖空間を構成している。 The vehicle roof structure provided by the present invention includes a pair of side members spaced apart from each other in the vehicle width direction, a roof panel that closes the passenger compartment from above the vehicle and is joined to the pair of side members, and a reinforcing member that is located below the roof panel and extends in the vehicle width direction and is joined to the pair of side members and the roof panel. The roof panel includes a pair of joint areas spaced apart from each other in the vehicle width direction. Each of the pair of joint areas has a first joint portion joined to one of the pair of side members, and a second joint portion that is located inside the vehicle in the vehicle width direction from the first joint portion and is joined to the reinforcing member. In a cross section with the vehicle width direction and the vehicle up-down direction as in-plane directions, one of the pair of joint areas sandwiched between the first joint portion and the second joint portion and the reinforcing member form a closed space.
本発明の実施において好ましくは、前記一対の接合領域の各々は、前記第1接合部および前記第2接合部の各々に対して前記車両上方に膨出する側方ビードを含む。前記側方ビードは、前記ルーフパネルのうち車外に露出した領域の前縁から後縁に至って延びている。 In the practice of the present invention, preferably, each of the pair of joint regions includes a side bead that bulges out above the vehicle relative to each of the first joint portion and the second joint portion. The side bead extends from the leading edge to the trailing edge of the region of the roof panel that is exposed to the outside of the vehicle.
本発明にかかる車両のルーフ構造によれば、ルーフパネルの重量を低減しつつ、当該ルーフパネルの共振に伴う振動を抑制することが可能となる。 The vehicle roof structure of the present invention makes it possible to reduce the weight of the roof panel while suppressing vibrations caused by resonance of the roof panel.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
本発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。 The embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
〔第1実施形態〕
図1~図3に基づき、本発明の第1実施形態にかかる車両のルーフ構造(以下「ルーフ構造A10」という。)について説明する。ルーフ構造A10は、車体10のうち一対の側方部材11、およびルーフパネル12と、複数の補強部材20とを備える。
First Embodiment
A vehicle roof structure according to a first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "roof structure A10") will be described with reference to Figures 1 to 3. The roof structure A10 includes a pair of
さらに、説明の便宜上、図において示されるuprを車両上方向、dwnを車両下方向、frを車両前方向、rrを車両後方向、rhを車両右方向、lhを車両左方向とする。以下の説明で、特記なく上下を用いる場合は、車両上下方向の上下を指す。特記なく前後を用いる場合は、車両前後方向の前後を指す。車幅方向の車両内方とは、車幅方向(車両左右方向)のうち車内側(車室側)を指す。車幅方向の車両外方とは、車幅方向のうち車外側を指す。 Furthermore, for ease of explanation, upr in the figures refers to the upper direction of the vehicle, dwn refers to the lower direction of the vehicle, fr refers to the forward direction of the vehicle, rr refers to the rearward direction of the vehicle, rh refers to the rightward direction of the vehicle, and lh refers to the leftward direction of the vehicle. In the following explanation, when up and down are used unless otherwise specified, they refer to the up and down in the vertical direction of the vehicle. When front and rear are used unless otherwise specified, they refer to the front and rear in the longitudinal direction of the vehicle. The inside of the vehicle in the vehicle width direction refers to the inside side of the vehicle (cabin side) in the vehicle width direction (left and right direction of the vehicle). The outside of the vehicle in the vehicle width direction refers to the outside side of the vehicle in the vehicle width direction.
車体10は、車両の骨格をなすとともに、車外に露出している。図1に示すように、車体10は、一対の側方部材11、ルーフパネル12、一対のフロントピラー13、一対のリアピラー14、ウインドウ15およびバックドアパネル16を含む。
The
図1に示すように、一対の側方部材11は、車幅方向において互いに離れている。一対の側方部材11の各々は、車両前後方向に延びている。一対の側方部材11の各々は、ルーフサイドレールを含む。図2に示すように、一対の側方部材11は、アウタパネル111およびインナパネル112を有する。アウタパネル111は、車外に露出している。インナパネル112は、アウタパネル111よりも車両内方に位置する。インナパネル112は、アウタパネル111に接合されている。
As shown in FIG. 1, the pair of
図1に示すように、ルーフパネル12は、車幅方向において一対の側方部材11の間に位置する。ルーフパネル12は、車両上方から車室を塞いでいる。図2に示すように、ルーフパネル12は、一対の側方部材11に接合されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、ルーフパネル12のうち車外に露出した領域は、前縁12Aおよび後縁12Bを含む。前縁12Aは、当該領域の前端に位置する。後縁12Bは、当該領域の後端に位置する。前縁12Aおよび後縁12Bの各々は、車幅方向に延びている。
As shown in FIG. 1, the area of the
図1に示すように、一対のフロントピラー13は、車両前方に位置する。一対のフロントピラー13は、車幅方向において互いに離れている。一対のフロントピラー13の各々は、車両上下方向に延びている。一対の側方部材11は、一対のフロントピラー13に個別に接合されている。
As shown in FIG. 1, the pair of
図1に示すように、一対のリアピラー14は、車両後方に位置する。一対のリアピラー14は、車幅方向において互いに離れている。一対のリアピラー14の各々は、車両上下方向に延びている。一対の側方部材11は、一対のリアピラー14に個別に接合されている。
As shown in FIG. 1, the pair of
図1に示すように、ウインドウ15は、ルーフパネル12の前縁12Aよりも車両前方に位置する。ウインドウ15は、車幅方向において一対のフロントピラー13の間に位置する。バックドアパネル16は、ルーフパネル12の後縁12Bよりも車両後方に位置する。バックドアパネル16は、車幅方向において一対のリアピラー14の間に位置する。
As shown in FIG. 1, the
複数の補強部材20は、図1および図2に示すように、ルーフパネル12よりも車両下方に位置する。複数の補強部材20の各々は、車幅方向に延びている。複数の補強部材20の各々は、一対の側方部材11、およびルーフパネル12に接合されている。複数の補強部材20の各々は、マスチック材30を介してルーフパネル12に接合されている。
As shown in Figs. 1 and 2, the multiple reinforcing
図1に示すように、複数の補強部材20は、第1部材21、第2部材22、第3部材23および第4部材24を含む。複数の補強部材20は、車両前後方向においてルーフパネル12の前縁12Aから後縁12Bにかけて、第1部材21、第2部材22、第3部材23、第4部材24、第5部材25の順に配列されている。
As shown in FIG. 1, the multiple reinforcing
図1および図2に示すように、ルーフパネル12は、車幅方向において互いに離れた一対の接合領域121を含む。ルーフ構造A10においては、一対の接合領域121は、一対の側方部材11と、複数の補強部材20のいずれかとに対するルーフパネル12の接合対象部位に相当する。したがって、一対の接合領域121は、複数の補強部材20の各々に対して個別に設定されている。車両上下方向に視て、一対の接合領域121は、複数の補強部材20のいずれかに重なっている。以下、ルーフ構造A10の説明においては、複数の補強部材20のうち第4部材24に対応する一対の接合領域121を説明対象とする。
1 and 2, the
図2および図3に示すように、一対の接合領域121の各々は、第1接合部121Aおよび第2接合部121Bを有する。第1接合部121Aは、一対の側方部材11のいずれかにスポット溶接により接合されている。車両上下方向において一対の側方部材11のいずれかと第1接合部121Aとの間には、第4部材24の接合部201が位置している。接合部201は、第1接合部121Aとともに一対の側方部材11のいずれかにスポット溶接により接合されている。これにより、第1接合部121Aは、接合部201にも接合されている。この他、第1接合部121Aが一対の側方部材11のいずれかのアウタパネル111に接合され、かつ接合部201が一対の側方部材11のいずれかのインナパネル112に接合された構成でもよい。本構成においては、第1接合部121Aは、接合部201から離れている。
2 and 3, each of the pair of
図2および図3に示すように、第2接合部121Bは、車幅方向において第1接合部121Aよりも車両内方に位置する。第2接合部121Bは、マスチック材30を介して第4部材24に接合されている。マスチック材30のヤング率は、1.0N/mm2以上であることが好ましい。さらにマスチック材30の構造減衰係数は、0.4以上であることが好ましい。マスチック材30のヤング率および構造減衰係数を上記の数値範囲に設定することにより、ルーフパネル12の共振に伴う振動をマスチック材30が減衰するという効果を発揮する。
2 and 3, the second joint 121B is located further inward of the vehicle than the first joint 121A in the vehicle width direction. The second joint 121B is joined to the
図2に示すように、ルーフ構造A10においては、一対の拡張部材17が一対の側方部材11の各々のインナパネル112に個別に接合されている。一対の拡張部材17は、第4部材24よりも車両下方に位置する。一対の拡張部材17は、第4部材24に接合されている。
As shown in FIG. 2, in the roof structure A10, a pair of
図3に示すように、車幅方向および車両上下方向を面内とする断面において、第1接合部121Aと第2接合部121Bとに挟まれた一対の接合領域121のいずれかと、第4部材24とは、閉鎖空間40を構成している。ルーフ構造A10においては、閉鎖空間40を構成する一対の接合領域121のいずれかの部位は、第1接合部121Aおよび第2接合部121Bの各々に対して車両上方に膨出している。
As shown in FIG. 3, in a cross section with the vehicle width direction and the vehicle vertical direction as planes, one of the pair of
図1および図2に示すように、ルーフパネル12には、一対の側方ビード122が設けられている。一対の側方ビード122の各々は、車幅方向において互いに離れている。一対の接合領域121は、一対の側方ビード122を個別に含む。図3に示すように、一対の接合領域121の各々において、側方ビード122は、第1接合部121Aおよび第2接合部121Bの各々に対して車両上方に膨出している。一対の側方ビード122の各々は、ルーフパネル12の前縁12Aから後縁12Bに至って延びている。
As shown in Figures 1 and 2, the
図1および図2に示すように、ルーフパネル12には、一対の中間ビード123が設けられている。一対の中間ビード123の各々は、車幅方向において一対の側方ビード122の間に位置する。一対の中間ビード123の各々は、マスチック材30に対して車両上方に膨出している。一対の中間ビード123の各々は、車両前後方向に延びており、かつルーフパネル12の前縁12Aおよび後縁12Bから離れている。
As shown in Figures 1 and 2, the
次に、ルーフ構造A10の作用効果について説明する。 Next, we will explain the effects of roof structure A10.
ルーフ構造A10は、一対の側方部材11、ルーフパネル12および補強部材20を備える。ルーフパネル12は、一対の接合領域121を含む。一対の接合領域121の各々は、一対の側方部材11のいずれかに接合された第1接合部121Aと、車幅方向において第1接合部121Aよりも車両内方に位置し、かつ補強部材20に接合された第2接合部121Bとを有する。車幅方向および車両上下方向を面内方向とする断面において、第1接合部121Aと第2接合部121Bとに挟まれた一対の接合領域121のいずれかと、補強部材20とは、閉鎖空間40を構成している。
The roof structure A10 includes a pair of
上記構成をとることにより、一対の側方部材11、ルーフパネル12および補強部材20を構成要素とするルーフ構造A10の全体の曲げ剛性を増加させることができる。このため、ルーフパネル12の重量低減の対策として、ルーフパネル12の単体での曲げ剛性を過度に高く設定する必要がなくなる。これにより、車体10に作用する荷重に対してルーフ構造A10がより強靱に抵抗しつつ、ルーフパネル12の固有振動数の低下が抑制される。このため、ルーフパネル12の固有振動数が、車両の変速機がロックアップ状態に移行した際に駆動系統から発生する約30Hzのピーク振動数よりも大きなものとなるため、駆動系統などからの振動に対するルーフパネル12の共振に伴う振動を抑制できる。したがって、上記構成によれば、ルーフ構造A10においては、ルーフパネル12の重量を低減しつつ、ルーフパネル12の共振に伴う振動を抑制することが可能となる。
The above configuration can increase the overall bending rigidity of the roof structure A10, which is composed of the pair of
ルーフパネル12の一対の接合領域121の各々は、第1接合部121Aおよび第2接合部121Bに対して車両上方に膨出する側方ビード122を含む。側方ビード122は、ルーフパネル12のうち外部に露出した領域の前縁12Aあら後縁12Bに至って延びている。本構成をとることにより、車両前後方向において閉鎖空間40がより拡張されるとともに、ルーフパネル12の曲げ剛性が車両前後方向の全体にわたって一様なものとなる。これにより、ルーフ構造A10の全体の曲げ剛性をさらに増加させることができるため、ルーフパネル12の共振に伴う振動を抑制しつつ、ルーフパネル12のさらなる重量低減を図ることが可能となる。
Each of the pair of
〔第2実施形態〕
図4に基づき、本発明の第2実施形態にかかる車両のルーフ構造(以下「ルーフ構造A20」という。)について説明する。本図において、先述したルーフ構造A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図4は、ルーフ構造A10を示す図3に対応している。
Second Embodiment
A vehicle roof structure according to a second embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "roof structure A20") will be described with reference to Fig. 4. In this figure, elements that are the same as or similar to the roof structure A10 described above are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. Here, Fig. 4 corresponds to Fig. 3 showing the roof structure A10.
ルーフ構造A20においては、ルーフパネル12、および複数の補強部材20の構成が、ルーフ構造A10の当該構成と異なる。
In roof structure A20, the configuration of the
複数の補強部材20の各々には、一対の陥入部202が設けられている。車両上下方向に視て、ルーフパネル12の一対の接合領域121は、一対の陥入部202に個別に重なっている。ルーフ構造A20の説明においては、図4に示すように、一対の陥入部202のうちのいずれかと、これに対応する一対の接合領域121のいずれかとを説明対象とする。
Each of the multiple reinforcing
図4に示すように、陥入部202は、マスチック材30に対して下方に凹んでいる。一方、ルーフパネル12には、一対の側方ビード122、および一対の中間ビード123が設けられていない。車外に露出するルーフパネル12の領域は、平坦となっている。
As shown in FIG. 4, the
図4に示すように、ルーフ構造A20においても、車幅方向および車両上下方向を面内とする断面において、第1接合部121Aと第2接合部121Bとに挟まれた一対の接合領域121のいずれかと、第4部材24とは、閉鎖空間40を構成している。
As shown in FIG. 4, in the roof structure A20, in a cross section in the vehicle width direction and the vehicle vertical direction, one of the pair of
次に、ルーフ構造A20の作用効果について説明する。 Next, we will explain the effects of roof structure A20.
ルーフ構造A20は、一対の側方部材11、ルーフパネル12および補強部材20を備える。ルーフパネル12は、一対の接合領域121を含む。一対の接合領域121の各々は、一対の側方部材11のいずれかに接合された第1接合部121Aと、車幅方向において第1接合部121Aよりも車両内方に位置し、かつ補強部材20に接合された第2接合部121Bとを有する。車幅方向および車両上下方向を面内方向とする断面において、第1接合部121Aと第2接合部121Bとに挟まれた一対の接合領域121のいずれかと、補強部材20とは、閉鎖空間40を構成している。したがって、本構成によれば、ルーフ構造A20においても、ルーフパネル12の重量を低減しつつ、ルーフパネル12の共振に伴う振動を抑制することが可能となる。
The roof structure A20 includes a pair of
本発明においては、閉鎖空間40を構成するルーフパネル12の一対の接合領域121は、複数の補強部材20の全てに対して個別に設定する必要はない。たとえば、車体10の構成などに応じて、複数の補強部材20のいずれか一つに閉鎖空間40を構成する一対の接合領域121を設定する場合を採ってもよい。
In the present invention, the pair of
本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the present invention can be freely designed in various ways.
A10,A20:ルーフ構造
10:車体
11:側方部材
111:アウタパネル
112:インナパネル
12:ルーフパネル
12A:前縁
12B:後縁
121:接合領域
121A:第1接合部
121B:第2接合部
122:側方ビード
123:中間ビード
13:フロントピラー
14:リアピラー
15:ウインドウ
16:バックドアパネル
17:拡張部材
20:補強部材
21~25:第1部材~第5部材
201:接合部
202:陥入部
30:マスチック材
40:閉鎖空間
A10, A20: roof structure 10: vehicle body 11: side member 111: outer panel 112: inner panel 12:
Claims (2)
車両上方から車室を塞ぐとともに、前記一対の側方部材に接合されたルーフパネルと、
前記ルーフパネルよりも車両下方に位置し、かつ前記車幅方向に延びるとともに、前記一対の側方部材、および前記ルーフパネルに接合された補強部材と、を備え、
前記ルーフパネルは、前記車幅方向において互いに離れた一対の接合領域を含み、
前記一対の接合領域の各々は、前記一対の側方部材のいずれかに接合された第1接合部と、前記車幅方向において前記第1接合部よりも車両内方に位置し、かつ前記補強部材に接合された第2接合部と、を有し、
前記車幅方向および車両上下方向を面内方向とする断面において、前記第1接合部と前記第2接合部とに挟まれた前記一対の接合領域のいずれかと、前記補強部材と、は、閉鎖空間を構成している、車両のルーフ構造。 A pair of side members spaced apart from each other in a vehicle width direction;
a roof panel that closes a vehicle compartment from above the vehicle and is joined to the pair of side members;
a reinforcing member that is located below the roof panel, extends in the vehicle width direction, and is joined to the pair of side members and the roof panel,
The roof panel includes a pair of joining regions spaced apart from each other in the vehicle width direction,
Each of the pair of joining regions has a first joint portion joined to one of the pair of side members, and a second joint portion located on the vehicle inner side than the first joint portion in the vehicle width direction and joined to the reinforcing member,
A vehicle roof structure, in which, in a cross section with the vehicle width direction and the vehicle up-down direction as in-plane directions, one of the pair of joint areas sandwiched between the first joint and the second joint and the reinforcing member form a closed space.
前記側方ビードは、前記ルーフパネルのうち車外に露出した領域の前縁から後縁に至って延びている、請求項1に記載の車両のルーフ構造。 each of the pair of joining regions includes a side bead that bulges upwardly of the vehicle relative to each of the first joining portion and the second joining portion;
2. The vehicle roof structure according to claim 1, wherein the side bead extends from a leading edge to a trailing edge of the region of the roof panel that is exposed to the outside of the vehicle.
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JP2024082418A true JP2024082418A (en) | 2024-06-20 |
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