JP6774604B2 - 車両のルーフ前端部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のルーフ前端部構造に関する。

自動車等の車両においては、ルーフの前端部に車幅方向に延びて車体の右側部と左側部とを繋ぐフロントヘッダが設けられており、このフロントヘッダによって車両におけるルーフパネルの前端部及びウインドシールドガラスの後端部が支持されている。こうした車両の走行中において、路面の凹凸に伴う車両のサスペンション装置の振動が車体に伝達されたり、車両における内燃機関の振動が車体に伝達されたりすると、それら振動の作用によりフロントヘッダが変形するおそれがある。

そして、車体に対する上記振動の作用によりフロントヘッダが変形すると、そのフロントヘッダによって支持されたルーフパネル及びウインドシールドガラスが変位する。こうしたルーフパネル及びウインドシールドガラスの変位に伴って車室の容積が変化すると、その容積の変化に起因する圧力変動が生じて同圧力変動を車両の乗員がこもり音として感じるおそれがある。このため、特許文献１に示されるように、フロントヘッダ（ロアルーフレール）とルーフパネルとの間にアッパルーフレールを設け、そのアッパルーフレールによるフロントヘッダの補強を通じて、車体に対する上記振動の作用によるフロントヘッダの変形を抑えることが考えられる。

特開平１１−１０５７３６号公報

ところで、車両の走行中には、車両の前端部に当たって跳ね上がった走行風が車両におけるルーフの前端部に当たり、それに伴ってルーフパネルが振動するおそれがある。特許文献１に示されるようにフロントヘッダを補強すれば、路面の凹凸に伴うサスペンション装置の振動を車体に伝達されたり、内燃機関の振動が車体に伝達されたりすることに伴い、フロントヘッダが変形することは抑制されるようにはなるものの、走行風がルーフパネルに当たることによる同ルーフパネルの振動を抑えることはできない。そして、ルーフパネルが走行風を受けて振動すると、その振動に伴ってルーフパネルから振動音が発生する。

本発明の目的は、車両におけるルーフの前端部に当たる走行風によってルーフパネルが振動することに伴い、そのルーフパネルから振動音が発生することを抑制できる車両のルーフ前端部構造を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する車両のルーフ前端部構造は、車両におけるルーフの前端部に車幅方向に延びるように設けられて車体の右側部と左側部とを繋ぐフロントヘッダを備えており、そのフロントヘッダの前端部上側には車両におけるルーフパネルの前端部及びウインドシールドガラスの後端部が支持される。また、フロントヘッダは、その上方を車両の前後方向に通過するルーフパネルに対し下方に突出した状態となるよう車幅方向に亘って屈曲して底壁と立壁とを有している。上記車両のルーフ前端部構造においては、フロントヘッダとルーフパネルとの間に位置して同ルーフパネルに対し対向している天板と、その天板における車幅方向両端部のうちの少なくとも一方から下方に突出するように設けられ、且つ、フロントヘッダの底壁と立壁との少なくとも一方に対し連結されている支持板と、を有するバルク部材が設けられている。そして、上記天板と上記ルーフパネルとの対向面間には充填材が設けられている。

上記構成によれば、バルク部材を通じてフロントヘッダが補強されることにより、路面の凹凸に伴う車両のサスペンション装置の振動が車体に伝達されたり車両における内燃機関の振動が車体に伝達されたりすることに伴ってフロントヘッダが変形すること、及び、その変形に伴うこもり音を車両の乗員が感じることを抑制できる。また、上記走行風がルーフパネルに当たることによって同ルーフパネルが振動することは、そのルーフパネルとバルク部材の天板との対向面間を埋める上記充填材によって抑制されるため、上記振動に伴うルーフパネルからの振動音の発生を抑制することができる。更に、バルク部材の天板はフロントヘッダの底壁よりもルーフパネルに近い位置にあるため、そのルーフパネルと天板との対向面間に充填材を設けることにより、上記対向面間を埋めるための充填材の量を少なく抑えることができる。

上記支持板については、フロントヘッダの底壁及び立壁に対し車両の前後方向に亘って接しているものとすることが考えられる。
この構成によれば、フロントヘッダとルーフパネルとの間の空間がバルク部材の支持板によって車幅方向において分断されるため、上記空間を空気が車幅方向に流れることに伴って同空気の流通音が発生することを抑制できる。

上記天板は、フロントヘッダの前端部に接合される前側接合部、及び、フロントヘッダの後端部に接合される後側接合部を有するものとすることが考えられる。更に、上記前側接合部と上記後側接合部との少なくとも一方は、車幅方向に間隔をおいた複数箇所に設けられているものとすることが考えられる。

この構成によれば、バルク部材の天板における前側接合部及び後側接合部をフロントヘッダに対し接合したとき、天板がルーフパネルに沿って延びた状態で上記接合を行うことが可能となる。このように天板をフロントヘッダに対し接合することにより、ルーフパネルと天板との対向面を大きくとることができる。そして、それらの対向面間を埋めるように設けられた充填材によって、走行風が当たることに伴うルーフパネルの振動を効果的に抑制することができる。

なお、上記バルク部材については、フロントヘッダにおける車両の前席に対応する部分に設けることが考えられる。
この構成によれば、フロントヘッダにおける車両の前席に対応する部分で、ルーフパネルとバルク部材の天板との対向面間に設けられた充填材により、ルーフパネルの振動を抑制することができるため、ルーフパネルからの振動音が前席の乗員に聞こえることを効果的に抑制できる。

上記車両のルーフ前端部構造において、上記天板は、フロントヘッダの前端部に接合される前側接合部、及び、フロントヘッダの後端部に接合される後側接合部を有するものとすることが考えられる。更に、前側接合部と後側接合部とが一つずつ天板における車幅方向の中央に近い方の端部に設けられているものとする一方、それら前側接合部及び後側接合部とは別に前側接合部と後側接合部との少なくとも一方が天板の上記端部から車幅方向外側に離れた位置に設けられているものとすることが考えられる。また、上記支持板は、天板の上記端部から下方に突出するように設けられており、且つ、前記フロントヘッダの底壁に対し連結される部分として同底壁に対し接合される下側接合部を有しているものとすることが考えられる。

上記構成によれば、フロントヘッダにおける車幅方向中央寄りの位置で、バルク部材における前側接合部、後側接合部、及び下側接合部の三箇所が接合されることにより、フロントヘッダの補強が行われる。フロントヘッダについては、その車幅方向の両端部が車体の右側部と左側部とに接続されているため、路面の凹凸に伴う車両のサスペンション装置の振動が車体に伝達されたり車両における内燃機関の振動が車体に伝達されたりすることに伴ってフロントヘッダが変形する際、車幅方向の中央部が最も変形しやすい部分となるが、その部分に近い箇所で上記バルク部材による補強を行うことができる。

本発明によれば、車両におけるルーフの前端部に当たる走行風によってルーフパネルが振動することに伴い、そのルーフパネルから振動音が発生することを抑制できる。

車両の前部を示す横断面図。 車両のフロントヘッダ及びその周辺を示す斜視図。 バルク部材を拡大して示す斜視図。 フロントヘッダにバルク部材が設けられていないと仮定した場合のフロントヘッダ及びその周辺を示す横断面図。 図４と同様の仮定において、車体に対する振動の作用に伴う上記フロントヘッダの変形態様、及び、上記フロントヘッダ周辺の変位態様を示す横断面図。

以下、車両のルーフ前端部構造の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、車両１におけるルーフ２の前端部には、フロントヘッダ５が設けられている。このフロントヘッダ５の前端部上側には、車両１におけるルーフパネル３の前端部及びウインドシールドガラス４の後端部が支持されている。このフロントヘッダ５は、その上方を車両１の前後方向に通過する上記ルーフパネル３に対し下方に突出した状態となるよう車幅方向（図１の紙面と直交する方向）に亘って屈曲して底壁５ｃと立壁５ｂとを有している。

車両１の走行中、路面の凹凸に伴う車両１のサスペンション装置の振動が車体１ａに伝達されたり、車両１における内燃機関の振動が車体１ａに伝達されたりすると、それらの振動に基づく力が矢印Ｙ１，Ｙ２で示すようにフロントヘッダ５に作用して同フロントヘッダ５が変形するおそれがある。また、車両１におけるルーフ２（ルーフパネル３）の前端部には、走行中に車両１の前端部に当たった走行風が矢印Ｙ３で示すように跳ね上がった後に直接的に当たるようになる。このように走行風が車両１におけるルーフ２の前端部に当たると、その走行風が当たるルーフパネル３が振動するおそれがある。

上述したルーフパネル３の振動及びフロントヘッダ５の変形を抑制するため、フロントヘッダ５には天板７と支持板８とを有するバルク部材６が設けられている。天板７は、フロントヘッダ５とルーフパネル３との間に位置して同ルーフパネル３に対し対向している。更に、天板７は、フロントヘッダ５の前端部及び後端部に対しそれぞれ連結されており、それによってフロントヘッダ５とルーフパネル３との間に固定されている。ちなみに、上記天板７は、ルーフパネル３に沿って延びるよう湾曲することにより、同ルーフパネル３に対し平行な状態となっている。また、支持板８は、天板７における車幅方向両端部のうちの少なくとも一方から下方に突出するように設けられ、且つ、フロントヘッダ５の底壁５ｃと立壁５ｂとの少なくとも一方に対し連結されている。

上記支持板８は、フロントヘッダ５の底壁５ｃ及び立壁５ｂに対し車両１の前後方向に亘って接している。なお、図１では、支持板８を見やすくするため、支持板８と底壁５ｃ及び立壁５ｂとを離して記載している。この例の支持板８では、底壁５ｃに対し接合されることで同底壁５ｃに対する連結が行われている。

ルーフパネル３とバルク部材６の天板７との対向面間には充填材９が設けられている。この充填材９は、次のようにルーフパネル３と天板７との対向面間を埋めるように形成される。すなわち、加熱を通じて発泡することにより膨張するとともに冷却後に固化する発泡性のシートをバルク部材６の天板７の上面に貼り付けておき、同バルク部材６をフロントヘッダ５とルーフパネル３との間に取り付けた状態で上記シートを加熱することにより、ルーフパネル３と天板７との対向面間を埋めるように上記充填材９が形成される。

図２に示すように、上記フロントヘッダ５は、車幅方向（車両１の左右方向）に延びて車体１ａの右側部と左側部とを繋いでいる。また、車両１においてフロントヘッダ５の下側には左右一対の前席１０，１１が設けられており、上記バルク部材６はフロントヘッダ５における前席１０，１１に対応する部分にそれぞれ設けられている。従って、バルク部材６は、フロントヘッダ５における車幅方向の中央部を挟んで右側と左側とにそれぞれ設けられている。

図３に示すように、バルク部材６（図３には図２における右側のバルク部材６のみ図示）における天板７の上面には、二点鎖線で示すように上述した発泡性のシートを貼り付けることが可能となっている。天板７は、同天板７を厚さ方向に貫通する複数の孔７ａを有している。そして、バルク部材６は、フロントヘッダ５の底壁５ｃから突出する複数の突起５ａをそれぞれ対応する上記孔７ａに挿入することにより、フロントヘッダ５に対し位置決めされる。

また、バルク部材６における天板７の前端部には、フロントヘッダ５の前端部に対し連結される部分として、その前端部に対し溶接等によって接合される前側接合部１２が形成されている。また、天板７の後端部には、フロントヘッダ５の後端部に対し連結される部分として、その後端部に対し溶接等によって接合される後側接合部１３が形成されている。上記前側接合部１２と上記後側接合部１３との少なくとも一方は、車幅方向に間隔をおいた複数箇所に設けられている。

ちなみに、この例では、前側接合部１２が天板７の前端部における車幅方向に間隔をおいた二箇所に設けられており、後側接合部１３が天板７の後端部における一箇所に設けられている。詳しくは、天板７における車幅方向の中央に近い方の端部（図３では左端部）には、前側接合部１２と後側接合部１３とが一つずつ設けられている。また、それら前側接合部１２及び後側接合部１３とは別に、前側接合部１２と後側接合部１３との少なくとも一方（この例では前側接合部１２）が天板７の上記端部から車幅方向外側（図３では右側）に離れた位置に設けられている。

一方、バルク部材６の支持板８は、天板７の上記端部から下方に突出するように設けられており、且つ、フロントヘッダ５の底壁５ｃ に対し連結される部分として同底壁５ｃに対し溶接等によって接合される下側接合部１４を有している。また、支持板８は、上述したとおりフロントヘッダ５の底壁５ｃ及び立壁５ｂに対し車両１の前後方向に亘って接している。

このように構成されたバルク部材６は、フロントヘッダ５に対し上述したように位置決めされ、その位置決め後に前側接合部１２、後側接合部１３、及び下側接合部１４がそれぞれフロントヘッダ５に対し溶接等によって接合される。更に、図１に示すように、フロントヘッダ５の前端部上側に対しルーフパネル３の前端部及びウインドシールドガラス４の後端部が接合されるとともに、ルーフパネル３における上記前端部よりも後ろ側の部分がフロントヘッダ５の後端部上側に対し接合される。なお、ルーフパネル３とバルク部材６の天板７との対向面間には、天板７に対し図３に二点鎖線で示すように貼り付けられている発泡性のシートを加熱して発泡させることにより上記充填材９（図１）が設けられる。

次に、本実施形態における車両のルーフ前端部構造の作用について説明する。
図４及び図５は、車両１の走行中にサスペンション装置の振動及び内燃機関の振動が車体１ａに対し伝達され、それらの振動に基づく力がフロントヘッダ５に作用したとき、フロントヘッダ５にバルク部材６が設けられていないと仮定した場合のフロントヘッダ５の変形態様、及び、フロントヘッダ５周辺の変位態様を示している。図４に示すようにフロントヘッダ５の変形が生じていない状態で、上記振動に基づく力が矢印Ｙ１，Ｙ２で示すようにフロントヘッダ５に対し作用すると、同フロントヘッダ５が図５に示すように変形する。更に、上記フロントヘッダ５の変形に伴い、同フロントヘッダ５によって支持されるルーフパネル３及びウインドシールドガラス４が図４に示す位置から図５に示す位置に変位する。

そして、ルーフパネル３及びウインドシールドガラス４が上述したように変位することに伴って車室の容積が変化すると、その容積の変化に起因する圧力変動が生じて同圧力変動を車両１の乗員がこもり音として感じるおそれがある。しかし、フロントヘッダ５は図１に示すようにバルク部材６の天板７及び支持板８によって補強されるため、車両１の走行中にフロントヘッダ５が上記振動に基づく力を受けて変形することを抑制でき、ひいては同変形に伴うこもり音を車両１の乗員が感じることを抑制できるようになる。

また、車両１の走行中、ルーフパネル３の前端部には矢印Ｙ３で示すように走行風が直接的に当たるため、その際にルーフパネル３が振動したとすると、同ルーフパネル３から振動音が発生するおそれがある。しかし、ルーフパネル３とバルク部材６の天板７との対向面間には、その対向面間を埋めるように充填材９が設けられているため、ルーフパネル３の振動は上記充填材９によって抑制されるようになる。そして、走行風が当たることによるルーフパネル３の振動が上記充填材９によって抑制されることにより、その振動に伴うルーフパネル３からの振動音の発生を抑制することができる。更に、バルク部材６の天板７は支持板８が接合されたフロントヘッダ５の底壁５ｃよりもルーフパネル３に近い位置にあるため、そのルーフパネル３と天板７との対向面間に充填材９を設けることにより、上記対向面間を埋めるための充填材９の量が少なくてすむ。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）路面の凹凸に伴う車両１のサスペンション装置の振動が車体１ａに伝達されたり車両１における内燃機関の振動が車体１ａに伝達されたりすると、それら振動に基づく力がフロントヘッダ５に作用する。しかし、そうした力の作用に伴いフロントヘッダ５が変形することを抑制できるとともに、その変形に伴うこもり音を車両１の乗員が感じることを抑制できる。

（２）車両１の走行中にルーフパネル３の前端部に走行風が当たることによる同ルーフパネル３の振動が抑制されるため、その振動に伴ってルーフパネル３から振動音が発生することを抑制できる。

（３）ルーフパネル３と天板７との対向面間に充填材９を設けることにより、その対向面間を埋めるための充填材９の量を少なく抑えることができる。
（４）バルク部材６と充填材９とがフロントヘッダ５に対し車幅方向における同じ位置に設けられているため、それらバルク部材６及び充填材９の設置スペースを小さく抑えることができる。

（５）バルク部材６の支持板８は、フロントヘッダ５の底壁５ｃ及び立壁５ｂに対し車両１の前後方向に亘って接している。従って、フロントヘッダ５とルーフパネル３との間の空間は、バルク部材６の支持板８により車幅方向において分断されるようになる。このため、上記空間を空気が車幅方向に流れることに伴って空気の流通音が発生することを抑制できる。

（６）バルク部材６の天板７は、フロントヘッダ５の前端部に対し接合される前側接合部１２、及び、フロントヘッダ５の後端部に対し接合される後側接合部１３を有している。そして、上記前側接合部１２と上記後側接合部１３との少なくとも一方（この例では前側接合部１２）は、車幅方向に間隔をおいた複数箇所に設けられている。このため、天板７における前側接合部１２及び後側接合部１３をフロントヘッダ５に対し接合したとき、天板７がルーフパネル３に沿って延びた状態で上記接合を行うことが可能となる。このように天板７をフロントヘッダ５に対し接合することにより、ルーフパネル３と天板７との対向面を大きくとることができる。そして、それらの対向面間を埋めるように設けられた充填材９によって、走行風が当たることに伴うルーフパネル３の振動を効果的に抑制することができる。

（７）バルク部材６はフロントヘッダ５における前席１０，１１に対応する部分にそれぞれ設けられている。このため、フロントヘッダ５における車両１の前席１０，１１に対応する部分で、ルーフパネル３とバルク部材６の天板７との対向面間に設けられた充填材９により、ルーフパネル３の振動を抑制することができる。従って、ルーフパネル３からの振動音が前席１０，１１の乗員に聞こえることを効果的に抑制できるようになる。

（８）天板７における車幅方向の中央に近い方の端部には前側接合部１２と後側接合部１３とが一つずつ設けられている一方、それら前側接合部１２及び後側接合部１３とは別に前側接合部１２と後側接合部１３との少なくとも一方（この例では前側接合部１２）が天板７の上記端部から車幅方向外側に離れた位置に設けられている。また、支持板８は、天板７の上記端部から下方に突出するように設けられており、且つ、その底壁５ｃに対し接合される下側接合部１４を有している。このため、フロントヘッダ５における車幅方向中央寄りの位置で、バルク部材６における前側接合部１２、後側接合部１３、及び下側接合部１４の三箇所が接合されることにより、フロントヘッダ５の補強が行われる。フロントヘッダ５については、その車幅方向の両端部が車体１ａの右側部と左側部とに接続されているため、車幅方向の中央部がサスペンション装置及び内燃機関から車体１ａに伝達される振動に基づく力によって最も変形しやすい部分となるが、その部分に近い箇所で上記バルク部材６による補強を行うことができる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・バルク部材６の天板７は、必ずしもルーフパネル３に沿って延びるよう湾曲している必要はなく、平板状に形成されているものであってもよい。このように天板７を平板状に形成することにより、同天板７の強度を高めることができるようになる。

・バルク部材６は、必ずしもフロントヘッダ５における前席１０，１１に対応する部分に設けられている必要はなく、それ以外の部分に設けられていてもよい。
・天板７において、後側接合部１３を車幅方向に間隔をおいて三箇所以上所設けるようにしてもよい。

・天板７において、後側接合部１３を車幅方向に間隔をおいて複数設けるようにしてもよい。この場合、前側接合部１２を一つにしてもよい。
・天板７において、前側接合部１２及び後側接合部１３をそれぞれ、車幅方向に間隔をおいて二箇所以上設けるようにしてもよい。

・バルク部材６の支持板８と同じ形状のブラケットを同支持板８に対し車幅方向に平行となるように取り付け、支持板８と上記ブラケットとの対向面間における外縁に発泡性のシートを貼り付けておく。そして、バルク部材６をフロントヘッダ５に固定した後、上記シートを加熱して発泡させることにより、フロントヘッダ５と支持板８の同フロントヘッダ５側の端面との間を埋める充填材を形成するようにしてもよい。この場合、バルク部材６の支持板８及び上記充填材によって、フロントヘッダ５とルーフパネル３との間の空間を空気が車幅方向に流れることを一層効果的に抑制できるようになる。

・バルク部材６の支持板８をフロントヘッダ５の立壁５ｂに対し溶接等により接合してもよい。この場合、支持板８が立壁５ｂに対し上記接合によって連結される。このように支持板８を立壁５ｂに対し連結した場合、支持板８の下側接合部１４を省略して同支持板８の底壁５ｃに対する連結を行わないようにしてもよい。

・支持板８は、天板７における車幅方向の中央に近い方の端部（図３では左端部）に設けられているが、天板７における車幅方向の中央から遠い方の端部（図３では右端部）に設けられていてもよい。また、天板７における車幅方向の両端部にそれぞれ支持板が設けられていてもよい。天板７における車幅方向の両端部にそれぞれ支持板が設けられている場合、それら支持板によって天板７をフロントヘッダ５とルーフパネル３との間に固定することができるため、天板７をフロントヘッダ５に接合するための前側接合部１２及び後側接合部１３を省略することが可能である。

１…車両、１ａ…車体、２…ルーフ、３…ルーフパネル、４…ウインドシールドガラス、５…フロントヘッダ、５ａ…突起、５ｂ…立壁、５ｃ…底壁、６…バルク部材、７…天板、７ａ…孔、８…支持板、９…充填材、１０…前席、１１…前席、１２…前側接合部、１３…後側接合部、１４…下側接合部。

Claims (5)

1. 車両におけるルーフの前端部に車幅方向に延びるように設けられて車体の右側部と左側部とを繋ぐフロントヘッダを備えており、
   前記フロントヘッダの前端部上側には車両におけるルーフパネルの前端部及びウインドシールドガラスの後端部が支持されており、
   前記フロントヘッダは、その上方を車両の前後方向に通過する前記ルーフパネルに対し下方に突出した状態となるよう車幅方向に亘って屈曲して底壁と立壁とを有している車両のルーフ前端部構造において、
   前記フロントヘッダと前記ルーフパネルとの間に位置して同ルーフパネルに対し対向している天板と、
   前記天板における車幅方向両端部のうちの少なくとも一方から下方に突出するように設けられ、且つ、前記フロントヘッダの底壁と立壁との少なくとも一方に対し連結されている支持板と、を有するバルク部材が設けられており、
   前記天板は、前記フロントヘッダの前端部に接合される前側接合部、及び、前記フロントヘッダの後端部に接合される後側接合部を有しており、
   前記天板の上面は、前記ルーフパネルに対し平行な状態であり、前記天板と前記ルーフパネルの対向面間を埋めるように充填材が設けられていることを特徴とする車両のルーフ前端部構造。
2. 前記支持板は、前記フロントヘッダの底壁及び立壁に対し車両の前後方向に亘って接している請求項１に記載の車両のルーフ前端部構造。
3. 前記前側接合部と前記後側接合部との少なくとも一方は、車幅方向に間隔をおいた複数箇所に設けられている請求項１又は２に記載の車両のルーフ前端部構造。
4. 前記バルク部材は、前記フロントヘッダにおける車両の前席に対応する部分に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両のルーフ前端部構造。
5. 前記天板は、前記フロントヘッダの前端部に接合される前側接合部、及び、前記フロントヘッダの後端部に接合される後側接合部を有するものであり、
   前記前側接合部と前記後側接合部とが一つずつ前記天板における車幅方向の中央に近い方の端部に設けられている一方、それら前側接合部及び後側接合部とは別に前側接合部と後側接合部との少なくとも一方が前記天板の前記端部から車幅方向外側に離れた位置に設けられており、
   前記支持板は、前記天板の前記端部から下方に突出するように設けられており、且つ、前記フロントヘッダの底壁に対し連結される部分として同底壁に対し接合される下側接合部を有している請求項４に記載の車両のルーフ前端部構造。

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