JP7302452B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関するものである。

自動車などの車両のルーフパネルは、薄い板状であって、車室上部を覆う大きさを有する。このためルーフパネルは振動しやすく、低周波を形成した場合には車室内での乗員に対する低周波騒音の原因のひとつになる。そこで一般的には、ルーフパネルにビードを形成したり、ルーフパネルの車室側に位置するクロスメンバなどの補強部材によりルーフパネルの構造強度を高めたりすることで、ルーフパネルの振動を低減する対策がなされている。

特許文献１には、車両前後方向に延びる左右一対のルーフサイドレールと、一対のルーフサイドレールの間で車幅方向に延びているレインフォースメントと、ルーフパネルと、接着部とを備える車両ルーフ構造が記載されている。ルーフパネルは、レインフォースメントの上方で、一対のルーフサイドレールの間に位置している。またルーフパネルには、車両前後方向に延びる凹ラインが、車幅方向に見て左右に並ぶ二箇所に設けられている。接着部は、レインフォースメントの上面で凹ラインとの交差箇所に設けられ、マスチック接着剤を用いてルーフパネルとレインフォースメントとを接着する。

特許文献１では、車両前後方向に延びる凹ラインをルーフパネルに設け、レインフォースメントと凹ラインとの交差箇所に接着部を設けてルーフパネルとレインフォースメントとを接着させたので、ルーフパネルに生じる振動が効率的に減衰される、としている。

特開２０１２－２４５８９８号公報

しかし特許文献１の車両ルーフ構造では、レインフォースメントと凹ラインとの交差箇所に接着剤を配置しているものの、ルーフパネルを固定するために接着剤を用いているに過ぎない。すなわち特許文献１では、ルーフパネルの振動を減衰させることに関し、改善の余地があった。

本発明は、このような課題に鑑み、ルーフパネルの振動を減衰させて、車室内での乗員に対する低周波騒音を低減できる車体構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体構造の代表的な構成は、車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造において、車体構造はさらに、ルーフパネルの外周を囲う枠体と、ルーフパネルの車室側に位置していて枠体に車幅方向または車両前後方向に差し渡されその長手方向に沿って窪んだ溝が形成されている補強部材とを備え、ルーフパネルは、補強部材に沿って断続的に凹んだ複数の凹部と、複数の凹部よりも補強部材までの距離が長い凸部と、凸部と複数の凹部の各々との間を接続している傾斜した各々２つの傾斜部とを有し、車体構造はさらに、補強部材の溝に配置され補強部材とルーフパネルの各々２つの傾斜部とを接着し所定の減衰力を有する各々２つの第１シーラ材と、補強部材の溝に配置され各々２つの第１シーラ材の間に充填されて補強部材とルーフパネルの凹部とを接着する所定の第２シーラ材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ルーフパネルの振動を減衰させて、車室内での乗員に対する低周波騒音を低減できる車体構造を提供することができる。

本発明の実施例に係る車体構造を示す図である。 図１の車体構造の要部を示す図である。 図１の車体構造を組み立てる際の第１シーラ材および第２シーラ材の挙動を示す図である。

本発明の一実施の形態に係る車体構造の代表的な構成は、車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造において、車体構造はさらに、ルーフパネルの外周を囲う枠体と、ルーフパネルの車室側に位置していて枠体に車幅方向または車両前後方向に差し渡されその長手方向に沿って窪んだ溝が形成されている補強部材とを備え、ルーフパネルは、補強部材に沿って断続的に凹んだ複数の凹部と、複数の凹部よりも補強部材までの距離が長い凸部と、凸部と複数の凹部の各々との間を接続している傾斜した各々２つの傾斜部とを有し、車体構造はさらに、補強部材の溝に配置され補強部材とルーフパネルの各々２つの傾斜部とを接着し所定の減衰力を有する各々２つの第１シーラ材と、補強部材の溝に配置され各々２つの第１シーラ材の間に充填されて補強部材とルーフパネルの凹部とを接着する所定の第２シーラ材とを備えることを特徴とする。

上記構成では、減衰力を有する各々２つの第１シーラ材を補強部材の溝に配置して、補強部材とルーフパネルの各々２つの傾斜部とを接着している。さらに、所定の第２シーラ材を補強部材の溝に配置し、各々２つの第１シーラ材の間に充填して、補強部材とルーフパネルの凹部とを接着している。このため、車体構造の組み立て時などにルーフパネルが外部からの荷重によって上下方向に変形した場合であっても、２つの第１シーラ材の間に第２シーラ材が充填されているため、第１シーラ材は、第２シーラ材によって凹部への流動が防止されて形状を保つことができる。したがって上記構成によれば、第１シーラ材および第２シーラ材の熱硬化時に、補強部材とルーフパネルの傾斜部および凹部との間で十分な接着を確保できる。その結果、ルーフパネルの振動をより効果的に減衰することができ、車室内での乗員に対する低周波騒音を低減できる。また第１シーラ材および第２シーラ材はいずれも、補強部材の長手方向に沿って窪んだ溝に配置されているため、補強部材の短手方向に流動することも防止され形状をより保つことができる。なお第２シーラ材は、補強部材とルーフパネルの凹部とを接着できるのであれば、第１シーラ材と同等の減衰力を有するものでなくてよい。このため、製造コストを低減できる。

上記の各々２つの第１シーラ材は、ルーフパネルの複数の凹部の各々と各々２つの傾斜部とで形成される各々２つの下側角部を跨いでいるとよい。これにより、ルーフパネルの凹部と傾斜部との境界となる下側角部で、減衰力を有する第１シーラ材がルーフパネルを支えるので、減衰力を発揮しやすくなる。

上記の各々２つの第１シーラ材は、ルーフパネルの凸部と各々２つの傾斜部とで形成される各々２つの上側角部を跨いでいるとよい。これにより、ルーフパネルの凹部と傾斜部との境界となる下側角部に加え、凸部と傾斜部との境界となる上側角部で、減衰力を有する第１シーラ材がルーフパネルを支えるので、減衰力をさらに発揮しやすくなる。なおルーフパネルの下側角部から上側角部までは剛性の高い箇所であり、その箇所を第１シーラ材で支えるため、ルーフパネルと補強部材とをより堅固に接着することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施例に係る車体構造１００を示す図である。図１（ａ）は、車体構造１００が適用された車両１０２を斜め前方から見た状態を示している。図１（ｂ）は、車体構造１００の内部を示している。なお以下各図において、車両前後方向をそれぞれ矢印Ｆｒｏｎｔ、Ｂａｃｋ、車幅方向の左右をそれぞれ矢印Ｌｅｆｔ、Ｒｉｇｈｔ、車両上下方向をそれぞれ矢印Ｕｐ、Ｄｏｗｎで例示する。

車体構造１００は、図１（ａ）に示すルーフパネル１０４を備える。ルーフパネル１０４は、薄い板状の車体パネルであって、車両１０２の車室上部１０６を覆う大きさを有する。車体構造１００はさらに、図１（ｂ）に示す枠体１０８と、補強部材としての複数（ここでは４つ）のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６とを備える。

枠体１０８は、一対のルーフレール１１８、１２０と、ルーフフロントメンバ１２２と、ルーフエンドメンバ１２４とを有し、これらの部材によってルーフパネル１０４の外周を囲っている。一対のルーフレール１１８、１２０は、ルーフパネル１０４の左右の側端側に位置していて、車両前後方向に延びている。ルーフフロントメンバ１２２は、ルーフパネル１０４の前端側に位置し、一対のルーフレール１１８、１２０の間で車幅方向に延びている。ルーフエンドメンバ１２４は、ルーフパネル１０４の後端側に位置し、一対のルーフレール１１８、１２０の間で車幅方向に延びている。

複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６は、ルーフパネル１０４の図１（ａ）に示す車室１２６側に位置している。またクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６は、車両前後方向に所定間隔で離間していて、さらに枠体１０８の一対のルーフレール１１８、１２０の間で車幅方向に差し渡されている。

車体構造１００はさらに、図１（ｂ）のハッチングによって示される複数の第１シーラ材１２８を備える。複数の第１シーラ材１２８は、接着力に加え、所定の減衰力が付加されたシーラ材であって、熱処理時に硬化させることで所定の性能を発揮する。所定の減衰力とは例えば、損失正接（ｔａｎδ）が常温（セ氏２０度）で０．５以上と高く、通常の２倍程度の減衰効果のあるものである。複数の第１シーラ材１２８は、図１（ｂ）に示すように複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６の複数の所定箇所に塗布されていて、複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６とルーフパネル１０４（図２（ａ）参照）とを接着する。

なお図中では、複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６のうち、クロスメンバ１１４の複数（ここでは６つ）の所定箇所に塗布された第１シーラ材１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０に代表的に符号を付している。

図１（ｂ）に示す複数の第１シーラ材１２８は、複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６とルーフパネル１０４とを接着し硬化した状態となっている。ここで車体構造１００の組み立て時には、塗布された第１シーラ材１２８が熱硬化される前の段階で車体骨格を洗浄する。この洗浄時に、薄い板状のルーフパネル１０４は、水流によって大きく弾性変形する。そしてルーフパネル１０４の弾性変形が繰り返されると、複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６とルーフパネル１０４との間で熱硬化前の第１シーラ材１２８が延ばされて流動し、接地が弱くなり、熱硬化時に十分な接着を得られない場合がある。また、熱硬化時に十分な接着を得られない場合、薄い板状のルーフパネル１０４は、振動しやすくなり、さらに低周波を形成してしまうと、車室１２６内での乗員に対する低周波騒音の原因のひとつになる。

そこで車体構造１００では、ルーフパネル１０４の形状と、補強部材である複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６の形状とを考慮した上で、第１シーラ材１２８を適切な位置に配置し、さらに所定の第２シーラ材１４２（図２（ａ）参照）を備える。

図２は、図１の車体構造１００の要部を示す図である。図２（ａ）は、図１のＡ－Ａ断面図であって、ルーフパネル１０４を鎖線で示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す図である。図２（ｃ）は、比較例の車体構造２００を示す図である。

第２シーラ材１４２は、図１（ｂ）に示す複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６の複数の所定箇所に充填される。また第２シーラ材１４２は、複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６とルーフパネル１０４とを接着できるのであれば、第１シーラ材１２８と同等の減衰力を有するものでなくてよい。なお図２（ａ）では、複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６のうち、クロスメンバ１１４の複数（ここでは３つ）の所定箇所に充填された第２シーラ材１４４、１４６、１４８に代表的に符号を付している。

ルーフパネル１０４は、図２（ｂ）に示すように、複数（ここでは３つ）の凹部１５０、１５２、１５４と、複数（ここでは２つ）の凸部１５６、１５８と、複数（ここでは４つ）の傾斜部１６０、１６２、１６４、１６６とを有する。凹部１５０、１５２、１５４は、車幅方向に延びるクロスメンバ１１４に沿って断続的に凹んだ部位である。凸部１５６、１５８は、複数の凹部１５０、１５２、１５４よりもクロスメンバ１１４までの距離が長い部位である。

傾斜部１６０、１６６は、凹部１５０、１５４と凸部１５６、１５８との間をそれぞれ接続している傾斜した部位である。傾斜部１６２、１６４は、凹部１５２と凸部１５６、１５８との間をそれぞれ接続している傾斜した部位であって、凹部１５２を挟んで対向している。以下では、代表的に第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６が配置された位置について説明する。

図３は、図１の車体構造１００を組み立てる際の第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６の挙動を示す図である。図３（ａ）は、クロスメンバ１１４に配置された熱硬化前の第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６に対して上方からルーフパネル１０４を設置する様子を示している。図３（ｂ）は、図１および図３（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

クロスメンバ１１４は、枠体１０８に車幅方向に差し渡されていて（図１（ｂ）参照）、さらに図３（ｂ）に示すように、その長手方向すなわち車幅方向に沿って窪んだ溝１６８が形成されている。そして、図３（ａ）の左側に示すようにクロスメンバ１１４の溝１６８には、熱硬化前の第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６が配置される。

このとき、第１シーラ材１３４、１３６は、図３（ａ）の右側に示すように、クロスメンバ１１４の溝１６８とルーフパネル１０４の２つの傾斜部１６２、１６４とを接着するように配置される。また、第２シーラ材１４６は、２つの第１シーラ材１３４、１３６の間に充填されていて、クロスメンバ１１４の溝１６８とルーフパネル１０４の凹部１５２とを接着するように配置される。

ここで車体構造１００の組み立て時であって第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６の熱硬化前に、ルーフパネル１０４の上下方向の弾性変形が繰り返された場合での第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６の挙動を説明する。このような場合であっても、車体構造１００では、図３（ａ）の右側の矢印に示すように、第１シーラ材１３４、１３６は、充填された第２シーラ材１４６によってルーフパネル１０４の凹部１５２への流動が防止されて形状を保つことができる。

また第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６はいずれも、クロスメンバ１１４の車幅方向に沿って窪んだ溝１６８に配置されているため、クロスメンバ１１４の車両前後方向に流動することも防止されて形状をより保つことができる。

一方、図２（ｃ）に示す比較例の車体構造２００では、第２シーラ材１４４、１４６、１４８を充填していない。このような車体構造２００では、第１シーラ材１３２Ａ、１３４Ａ、１３６Ａ、１３８Ａは、図中矢印のようにルーフパネル１０４の凹部１５０、１５２、１５４に流動して形状を保つことができない。その結果、車体構造２００では、クロスメンバ１１４とルーフパネル１０４の傾斜部１６０、１６２、１６４、１６６との間で十分な接着を確保できず、ルーフパネル１０４の振動を十分に減衰することができない。

これに対して車体構造１００によれば、第１シーラ材１３４、１３６および第２シーラ材１４６の熱硬化時に、クロスメンバの溝１６８とルーフパネル１０４の傾斜部１６２、１６４および凹部１５２との間で十分な接着を確保できる。その結果、ルーフパネル１０４の振動をより効果的に減衰することができ、車室１２６内での乗員に対する低周波騒音を低減できる。なお２つの第１シーラ材１３４、１３６の間に充填される第２シーラ材１４６は、第１シーラ材１３４、１３６と同等の減衰力を有するものでなくてよいため、製造コストを低減することもできる。

また図２（ｂ）に示すように、２つの第１シーラ材１３４、１３６は、２つの下側角部１７０、１７２を跨いでいる。２つの下側角部１７０、１７２は、ルーフパネル１０４の凹部１５２と２つの傾斜部１６２、１６４とで形成される部位である。したがって車体構造１００では、ルーフパネル１０４の凹部１５２と２つの傾斜部１６２、１６４との境界となる２つの下側角部１７０、１７２で、減衰力を有する第１シーラ材１３４、１３６がルーフパネル１０４を支えるので、減衰力を発揮しやすくなる。

さらに図２（ｂ）に示すように、２つの第１シーラ材１３４、１３６は、２つの上側角部１７４、１７６を跨いでいる。２つの上側角部１７４、１７６は、ルーフパネル１０４の凸部１５６、１５８と２つの傾斜部１６２、１６４とで形成される部位である。

したがって車体構造１００では、ルーフパネル１０４の下側角部１７０、１７２に加え、凸部１５６、１５８と傾斜部１６２、１６４との境界となる上側角部１７４、１７６で、第１シーラ材１３４、１３６がルーフパネル１０４を支えことができる。このため、車体構造１００では、第１シーラ材１３４、１３６の減衰力をさらに発揮しやすくなる。

また、ルーフパネル１０４のうち、下側角部１７０、１７２から上側角部１７４、１７６までは剛性が高く、外部からの荷重によって大きく変形する箇所である。車体構造１００では、ルーフパネル１０４のうち剛性の高い箇所を、第１シーラ材１３４、１３６で支えるため、クロスメンバ１１４とルーフパネル１０４とをより堅固に接着できる。

なお上記実施例では、図１（ｂ）に示すように枠体１０８の車幅方向に複数のクロスメンバ１１０、１１２、１１４、１１６を差し渡したが、これに限られず、枠体１０８の車両前後方向に複数のクロスメンバを差し渡してもよい。

この場合には、複数のクロスメンバに、その長手方向すなわち車両前後方向に沿って窪んだ溝を形成する。またルーフパネル１０４には、車両前後方向に延びる複数のクロスメンバに沿って断続的に凹んだ複数の凹部と、凹部よりもクロスメンバまでの距離が長い凸部と、凸部と複数の凹部の各々との間を接続している傾斜した各々２つの傾斜部を形成すする。そして、各々２つの第１シーラ材を、クロスメンバの溝に配置して、クロスメンバとルーフパネルの各々２つの傾斜部とを接着する。また所定の第２シーラ材を、クロスメンバの溝に配置して、各々２つの第１シーラ材の間に充填して、クロスメンバとルーフパネルの凹部とを接着する。

このようにして、第１シーラ材は、充填された第２シーラ材とクロスメンバの溝によって形状を保つことができ、クロスメンバとルーフパネル１０４とを十分に接着できる。その結果、ルーフパネル１０４の振動をより効果的に減衰することができ、車室１２６内での乗員に対する低周波騒音を低減できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車体構造に利用することができる。

１００、２００…車体構造、１０２…車両、１０４…ルーフパネル、１０６…車室上部、１０８…枠体、１１０、１１２、１１４、１１６…クロスメンバ、１１８、１２０…ルーフレール、１２２…ルーフフロントメンバ、１２４…ルーフエンドメンバ、１２６…車室、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０…第１シーラ材、１４２、１４４、１４６、１４８…第２シーラ材、１５０、１５２、１５４…凹部、１５６、１５８…凸部、１６０、１６２、１６４、１６６…傾斜部、１６８…溝、１７０、１７２…下側角部、１７４、１７６…上側角部

Claims (3)

1. 車両の車室上部を覆うルーフパネルを備えた車体構造において、当該車体構造はさらに、
   前記ルーフパネルの外周を囲う枠体と、
   前記ルーフパネルの車室側に位置していて前記枠体に車幅方向または車両前後方向に差し渡されその長手方向に沿って窪んだ溝が形成されている補強部材とを備え、
   前記ルーフパネルは、前記補強部材に沿って断続的に凹んだ複数の凹部と、該複数の凹部よりも前記補強部材までの距離が長い凸部と、該凸部と前記複数の凹部の各々との間を接続している傾斜した各々２つの傾斜部とを有し、
   当該車体構造はさらに、
   前記補強部材の溝に配置され該補強部材と前記ルーフパネルの各々２つの傾斜部とを接着し所定の減衰力を有する各々２つの第１シーラ材と、
   前記補強部材の溝に配置され前記各々２つの第１シーラ材の間に充填されて前記補強部材と前記ルーフパネルの凹部とを接着する所定の第２シーラ材とを備えることを特徴とする車体構造。
2. 前記各々２つの第１シーラ材は、前記ルーフパネルの複数の凹部の各々と各々２つの傾斜部とで形成される各々２つの下側角部を跨いでいることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 前記各々２つの第１シーラ材は、前記ルーフパネルの凸部と各々２つの傾斜部とで形成される各々２つの上側角部を跨いでいることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。

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