JP4962341B2

JP4962341B2 - 車両のボデー構造

Info

Publication number: JP4962341B2
Application number: JP2008030146A
Authority: JP
Inventors: 智宏檜垣
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2028-02-12
Also published as: JP2009190432A

Description

本発明は車両のボデー構造に関する。

従来から、セダンなどルーフ、リアアッパバック、リアガラスが固定された車種において、リアアッパバックをバッフルとしてリアスピーカを埋め込んだ構造が存在する（例えば、特許文献１参照）。

このとき、リアスピーカ単体でフラットな周波数特性が得られた場合であっても、リアスピーカ発音時にボデーが振動、発音し、車内空間で乗員の耳に伝達される周波数特性に影響を与える虞がある。例えばリアガラスが特定の周波数帯域において、リアスピーカの膜振動と同位相で車体上下方向に振動すれば、その帯域でのリアスピーカの発音が低減されて乗員に伝達される。このため乗員に対してフラットな音響特性が得られていない。

また車内の雑音を打ち消すアクティブノイズコントロールは、マイクで拾った車内の騒音を、逆位相とした音波で打ち消す技術であるが、上記のように車内空間の音響特性が特定の周波数帯域においてスピーカの発音が低減されるようなものである場合、アクティブノイズコントロールの制御が不安定となる弊害がある。

ルーフパネルにマスを設けて共振を防ぎ、騒音を低減する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）が、上記のように特定の周波数帯域における音圧低下に対応することはできない。
特開平０９−１４２２２３号公報特開２００６−１６８４２３号公報

本発明は上記事実を考慮し、車室内でフラットな音響特性を実現する車両のボデー構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明における車両のボデー構造は、車室上方に設けられたルーフと、前記ルーフの車体後方端部に、車幅方向に延設されたリアルーフヘッダと、最後部座席の後方車室内に、前記ルーフに沿う方向に延設されたアッパーバックと、車体上方向に向けて前記アッパーバックに取り付けられたリアスピーカと、前記アッパーバックの車体後方上端に車幅方向に沿って設けられたリアガラスモールと、車体下方端を前記リアガラスモールに保持され、車体上方端を前記リアルーフヘッダに保持されたリアガラスと、を備え、前記リアガラスモールは前記リアガラスの下縁に沿うように延設され、且つ前記リアガラスの下縁に接着される第１の板状部材と、前記アッパーバックの上面に沿うように延設され、且つ前記アッパーバックの上面に接着される第２の板状部材とが、側面視で車体前方が開いたＶ字型断面となるように所定の角度で一体化されたことを特徴とする。

上記構成によれば、側面視で車体前方が開いたＶ字型断面となる、剛性の低い構造のリアガラスモールでリアガラスを保持することにより、リアガラスの振動においてモードの節をルーフヘッダに近い側に移動させる。これによりアッパーバック、リアガラス、リアルーフヘッダにおける連成振動を抑え、アッパーバックとリアガラスに挟まれた空間の体積変化を抑えることでフラットな音響特性を実現できる。

請求項２に記載の本発明における車両のボデー構造は、請求項１に記載の構成において、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の間に、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間の角度変化を規制するストッパが設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、側面視で車体前方が開いたＶ字型断面のリアガラスモールでリアガラスの保持強度が不足しても、リアガラスがアッパーバックに突き当たらない構造とすることができる。

請求項３に記載の本発明における車両のボデー構造は、請求項１に記載の構成において、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の間を繋ぐ補強部材が設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、側面視で車体前方が開いたＶ字型断面のリアガラスモールのたわみ強度を向上させ、リアガラスの保持強度を確保することができる。

請求項４に記載の本発明における車両のボデー構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の構成において、前記リアルーフヘッダにウエイトが設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、リアルーフヘッダにウエイトを追加することで、リアガラスの振動モードの節をリアルーフヘッダに近付け、アッパーバックとリアガラスに挟まれた空間の体積変化を抑えることでフラットな音響効果を実現できる。

請求項５に記載の本発明における車両のボデー構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の構成において、前記アッパーバックの、前記リアスピーカの車幅方向脇に閉断面の補強部材が設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、閉断面の補強部材を設けたことでアッパーバックの剛性を向上させ、アッパーバックとリアガラスに挟まれた空間の体積変化を抑えることでフラットな音響効果を実現できる。

本発明に係る車両のボデー構造は上記構成としたので、車室内でフラットな音響特性を実現するという優れた効果が得られる。

＜構造の概要＞
本発明に係る車両のボデー構造の実施形態を図１〜図４に従って説明する。

なお、各図において、図中矢印ＦＲは車体前部方向を、矢印ＲＥは車体後方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは内側を、矢印ＯＵＴは外側を示す。

図１（Ａ）、（Ｂ）には、本発明が適用された第１実施形態に係る車両のボデー構造を備えた車両１０が示されている。

車両１０の車体前後方向略中央に設けられた車室１１の上方にはルーフ１７、後方にはリアガラス１６が設けられ、車室１１を形成している。車両１０の後部にはトランクルーム１５が車室１１より車体後方下側に突設されている。

車室１１の後部には後部座席１３が設けられ、後部座席１３の後方にはトランクルーム１５と車室１１とを隔てるアッパーバック１４が略水平方向に設けられている。アッパーバック１４の車体上側にはリアガラスモール１２が設けられ、リアガラス１６の車体下側端を把持、固定している。

またアッパーバック１４には車体上方向を向けてリアガラス１６と対向する位置にリアスピーカ２０が埋設され、図示しない配線で結線された車載オーディオやラジオの出力手段となっている。

図２には図１に示されるリアガラスモール１２の構造および詳細な取付構造が示されている。

図２（Ａ）に示すリアガラスモール１２は、車体幅方向を長手とする略Ｖ字型断面を持つ弾性素材からなる棒状の部材であり、図２（Ａ）に示すようにリアガラス１６に沿うように延設され、リアガラス１６の車体下側端を把持する板状部材１２Ａと、アッパーバック１４に沿うように設けられ、車体後方端で板状部材１２Ａと所定の角度をもって一体化される板状部材１２Ｂとから構成されている。

板状部材１２Ａは１２Ｂに対して、リアガラス１６の面沿い方向（矢印Ｄ１）には高い剛性をもって一体に形成され、リアガラス１６の厚み方向（矢印Ｄ２）に対しては板状部材１２Ｂとの間になす角度を容易に変化させることを可能な構造とされている。このためリアガラスモール１２はリアガラス１６の面沿い方向には剛性をもって保持され、リアガラス１６の厚み方向に対しては柔軟に（＝低い剛性で）リアガラス１６を把持している。

＜作用効果＞
次に本発明の第１実施形態の作用および効果について説明する。

図３に示すように、アッパーバック１４に設けられたリアスピーカ２０が発音すると、音波Ｗ及びリアスピーカ２０による振動により、アッパーバック１４、リアガラス１６、リアルーフヘッダ１８は振動する。このとき、図４に示すようにアッパーバック１４、リアガラス１６、リアルーフヘッダ１８の、それぞれの振動が図中に連成共振周波数帯域ＴＣで示すような範囲で大きな振動となる。このためリアスピーカ２０が、この連成共振周波数帯域ＴＣに相当する音域で発音すると、上記のアッパーバック１４、リアガラス１６、リアルーフヘッダ１８が大きく振動することになる。

図３に示すように、この振動が起きている際のリアガラス１６の振動に関しては、モードの節が節３０のようにリアガラス１６の車体下側部分に存在するため、リアガラス１６の大部分（モードの節３０より車体上側の部分）は、リアスピーカ２０の膜振動と車体上下方向で同位相に振動する。

このため、リアガラス１６の振動による発音が、リアスピーカ２０の発音を打ち消す、あるいは低減するように作用する。これは特に連成共振周波数帯域ＴＣにおいて顕著であり、リアスピーカ２０単体での音響がフラットな周波数特性を備えていたとしても、結果としてリアガラス１６の振動によって図５に示すように周波数特性の「谷」であるディップｄが生じてしまう。これにより車室１１内ではリアスピーカ２０本来の音響特性が再現されない事態となる。

そこで本発明の第１実施形態では図２（Ｂ）に示すようにリアガラス１６の面沿い方向にも厚さ方向にも剛性をもって保持する従来のリアガラスモール１１２に代えて、図２（Ａ）に示すように、リアガラス１６の面沿い方向には剛性をもって保持し、厚み方向に対しては低い剛性でリアガラス１６を把持するリアガラスモール１２を用いている。

これにより図７に示すように、リアガラス１６の車体下側端において、厚み方向（振動方向）の保持剛性が下がるため、モードの節３０の位置は節３０Ａへと移動する。すなわち、図７に破線で示すように節３０Ａを中心として振動するようになるため、アッパーバック１４とリアガラス１６とで挟まれた空間の体積変化を（節３０でリアガラス１６が振動する場合に比較して）小さくできる。

すなわち、リアスピーカ２０の発音による音波Ｗによって振動する、リアガラス１６の発音する音波Ｗ２（音波Ｗと同位相）が小さくなるので、上記のようにリアスピーカ２０の発音を打ち消す、あるいは低減するように作用する音波Ｗ２の影響を小さくでき、図８に示すようにディップｄをディップｄ２のように低減できる。

これにより、リアスピーカ２０から乗員席に至るまでの、車室１１内における音響特性の伝達関数の谷（＝ディップｄ）を解消し、リアスピーカ２０単体のもつ、本来の音響特性を車室１１内で再現することができる。

また、車室１１内部の雑音を打ち消すアクティブノイズコントロールにおいても、上記のように特定の周波数帯域においてリアスピーカ２０の発音が低減されるような特性とはならず、車室１１内空間の音響特性がフラットなものとなるので、アクティブノイズコントロールの制御が不安定となる虞はない。

＜第２実施形態＞
図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）には、本発明の第２実施形態に係るリアガラスモールを用いた車両のボデー構造の一部が示されている。

図６（Ｂ）に示すように、リアガラスモール４０は板状部材１２Ａと１２Ｂとの間に補強部材１２Ｃが設けられ、板状部材１２Ａと１２Ｂとの間の角度変化、すなわちリアガラス１６の厚み方向（矢印Ｄ２）における板状部材１２Ａの動きを抑制する構造とされている。これにより板状部材１２Ａが車体下方向に撓み、リアガラス１６がアッパーバック１４に当たることを防止することができる。

あるいは図６（Ｃ）、図６（Ｄ）に示すリアガラスモール４２、４４のように板状部材１２Ａと１２Ｂとの間にストッパ１２Ｄが設けられた構造としてもよい。すなわち、板状部材１２Ａが車体下方向に撓んだ際に板状部材１２Ｂとの間に設けられたストッパ１２Ｄがリアガラス１６の沈み込みを抑え、アッパーバック１４に当たらない構造とすることができる。

＜第３実施形態＞
図９には、本発明の第３実施形態に係る車両のボデー構造が示されている。

図９に示すように、リアルーフヘッダ１８にはマス２２が追加され、リアルーフヘッダ１８の質量が増加した構造とされている。マス２２が追加される箇所としては例えばリアルーフヘッダ１８のリンフォース内、車幅方向中央部の閉空間などが考えられる。

リアルーフヘッダ１８にマス２２が設けられ、質量が増加したことにより、アッパーバック１４、リアガラス１６、リアルーフヘッダ１８の連成振動について考えた際の、リアガラス１６の振動モードの節３０は図９のように車体上側に移動する。

リアガラス１６の振動モードの節が、節３０→節３０Ａのように移動することで、アッパーバック１４とリアガラス１６とで挟まれた空間の体積変化を（節３０でリアガラス１６が振動する場合に比較して）小さくすることができる。

これにより、リアスピーカ２０の発音を打ち消す、あるいは低減するように作用する音波Ｗ２の影響を小さくでき、リアスピーカ２０単体のもつ、本来の音響特性を車室１１内で再現することができる。

＜第４実施形態＞
図１０には、本発明の第４実施形態に係る車両のボデー構造の一部が示されている。

図１０（Ａ）に示すように、アッパーバック１４には車体前後方向に沿設された複数のビード２４が設けられている。

ビード２４はアッパーバック１４が車体下側に凹となる形状の溝状構造をしており、本実施形態においては図１０（Ｂ）に示すように、車体上方向よりリンフォース２６が一体化され、ビード２４全体としては車体前後方向より見て閉断面のチューブ状構造とされている。

これにより、単純に車体下方向に凹となる形状と比較して、ビード２４の剛性が高くなり、またビード２４が設けられたアッパーバック１４の剛性もまた高くなる。このためアッパーバック１４の車体上下方向への剛性が向上したことにより、図１０（Ｃ）に示すように、

リアスピーカ２０が発音した際に発生する、アッパーバック１４の振動レベルが下がり、これに伴いリアガラス１６の振動レベルも下がる。すなわちアッパーバック１４とリアガラス１６とに挟まれた空間の体積変化を小さくすることができるので、結果としてリアスピーカ２０の発音を打ち消す、あるいは低減するように作用する音波Ｗ２のレベルを下げ、リアスピーカ２０単体のもつ、本来の音響特性を車室１１内で再現することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

すなわち、上記実施形態では車室後方に後部座席を備えた、所謂セダンタイプの車体を例としたが、これに限定せずルーフとアッパーバックを備え、両者の間にリアガラスが設けられていれば２ドアＨＴやクーペ、あるいは後部座席のない２シーターの車体であっても本発明を応用することができる。

また、上記実施形態ではアッパーバック１４に設けられたリアスピーカ２０の発声による振動を低下させるリアガラスモール１２を例に挙げて説明したが、これ以外であっても、スピーカと対向する面を構成する板状の部材を支持する部材であれば、本発明を適用することが可能である。すなわち振動モードの節３０の位置を移動させることで、板状の部材から発せられる、所謂打ち消し音の音量を低下させることができる。

本発明の実施形態に係る車両のボデー構造を備える車体を示す斜視図および拡大断面図である。図１に示されるボデー構造を拡大して示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る車両のボデー構造を示す拡大断面図である。従来のボデー構造における連成共振の周波数特性を示した図である。図４に示される連成共振の影響を受けた車室内における周波数特性を示した図である。本発明の第１および第２実施形態に係る車両のボデー構造を示す拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係る車両のボデー構造の効果を示した概念図である。本発明の第１実施形態に係る車両のボデー構造を備えた車室内における周波数特性を示した図である。本発明の第３実施形態に係る車両のボデー構造およびその効果を示した概念図である。本発明の第４実施形態に係る車両のボデー構造およびその効果を示した斜視図および概念図である。

符号の説明

１０車両
１１車室
１２リアガラスモール
１２Ａ板状部材
１２Ｂ板状部材
１２Ｃ補強部材
１２Ｄストッパ
１４アッパーバック
１６リアガラス
１８リアルーフヘッダ
２０リアスピーカ
２２マス
２４ビード
２６リンフォース
３０節
３０Ａ節
４０リアガラスモール
４２リアガラスモール
４４リアガラスモール

Claims

車室上方に設けられたルーフと、
前記ルーフの車体後方端部に、車幅方向に延設されたリアルーフヘッダと、
最後部座席の後方車室内に、前記ルーフに沿う方向に延設されたアッパーバックと、
車体上方向に向けて前記アッパーバックに取り付けられたリアスピーカと、
前記アッパーバックの車体後方上端に車幅方向に沿って設けられたリアガラスモールと、
車体下方端を前記リアガラスモールに保持され、車体上方端を前記リアルーフヘッダに保持されたリアガラスと、を備え、
前記リアガラスモールは前記リアガラスの下縁に沿うように延設され、且つ前記リアガラスの下縁に接着される第１の板状部材と、前記アッパーバックの上面に沿うように延設され、且つ前記アッパーバックの上面に接着される第２の板状部材とが、側面視で車体前方が開いたＶ字型断面となるように所定の角度で一体化されたことを特徴とする車両のボデー構造。
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の間に、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間の角度変化を規制するストッパが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両のボデー構造。
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の間を繋ぐ補強部材が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両のボデー構造。
前記リアルーフヘッダにウエイトが設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両のボデー構造。
前記アッパーバックの、前記リアスピーカの車幅方向脇に閉断面の補強部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両のボデー構造。