JP7435341B2 - vehicle roof structure - Google Patents
vehicle roof structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP7435341B2 JP7435341B2 JP2020128039A JP2020128039A JP7435341B2 JP 7435341 B2 JP7435341 B2 JP 7435341B2 JP 2020128039 A JP2020128039 A JP 2020128039A JP 2020128039 A JP2020128039 A JP 2020128039A JP 7435341 B2 JP7435341 B2 JP 7435341B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- panel
- vehicle
- frame
- joint
- inner panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 45
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 45
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 34
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 34
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 22
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 24
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 20
- 102100040287 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Human genes 0.000 description 19
- 101710185324 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Proteins 0.000 description 19
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 15
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 13
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 7
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 5
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Description
本開示は、車両のルーフ構造に関する。 The present disclosure relates to a vehicle roof structure.
近年、車両のルーフ構造の補強材として、中空の環状フレームを採用することが行われている(例えば特許文献1参照)。環状フレームを採用すると、ルーフパネルに透光性をもたせたり、ルーフ構造の意匠性を向上させたりすることができる。 In recent years, a hollow annular frame has been used as a reinforcing material for the roof structure of a vehicle (for example, see Patent Document 1). Adopting an annular frame allows the roof panel to have translucency and improves the design of the roof structure.
ここで、ルーフパネルを二重壁パネルにすることで、遮音性を向上させることができる。しかし、遮音性向上、意匠面の剛性確保、フロア振動の悪化抑制及び大幅な重量増大の抑制の両立が課題であった。 Here, sound insulation can be improved by making the roof panel a double wall panel. However, there were issues with improving sound insulation, ensuring rigidity of the design, suppressing deterioration of floor vibration, and suppressing a significant increase in weight.
本開示は、二重壁パネル構造の各パネルの質量バランスを調整することにより、遮音性向上、ルーフパネル剛性確保、フロア振動特性の悪化抑制及びルーフパネルの大幅な重量増大の抑制を両立し得る車両のルーフ構造を提供することを課題とする。 The present disclosure can simultaneously improve sound insulation, ensure roof panel rigidity, suppress deterioration of floor vibration characteristics, and suppress a significant increase in weight of the roof panel by adjusting the mass balance of each panel of a double wall panel structure. The objective is to provide a roof structure for a vehicle.
上記の課題を解決するために、本開示の第1の技術に係る車両のルーフ構造は、車両の上部の骨格を構成する骨格部材と、前記骨格部材に接合されたルーフパネルと、を備えた車両のルーフ構造であって、前記ルーフパネルは、上側に配置され、アウタ本体部と、該アウタ本体部の外縁に接続されたアウタフランジ部と、を有するアウタパネルと、前記アウタ本体部の下側にその外縁に沿って第1接合部を介して接合されたフレーム本体部と、該フレーム本体部の外縁に接続されるとともに第2接合部を介して前記アウタフランジ部に接合されたフレームフランジ部と、を有する環状フレームと、前記フレーム本体部の下側に、第3接合部を介して接合されたインナパネルと、を備え、前記フレームフランジ部は、第4接合部を介して前記骨格部材の上側に接合されており、前記フレーム本体部は、前記アウタ本体部の下面に前記第1接合部を介して接合された上壁部と、前記インナパネルの上面に前記第3接合部を介して接合された下壁部と、該上壁部の外周縁と該下壁部の外周縁とに接続された外壁部と、該上壁部の内周縁と該下壁部の内周縁とに接続された内壁部と、を備え、前記フレーム本体部は、前記上壁部、前記下壁部、前記外壁部及び前記内壁部により形成された中空の閉断面構造を有し、前記第1接合部、前記第2接合部、前記第3接合部及び前記第4接合部は、接着剤を備えており、前記インナパネルの板厚は、前記アウタパネルの板厚の30%以上100%未満であることを特徴とする 。
また、本開示の第13の技術に係る車両のルーフ構造は、車両の上部の骨格を構成する骨格部材と、前記骨格部材に接合されたルーフパネルと、を備えた車両のルーフ構造であって、前記ルーフパネルは、上側に配置され、アウタ本体部と、該アウタ本体部の外縁に接続されたアウタフランジ 部と、を有するアウタパネルと、前記アウタ本体部の下側にその外縁に沿って第1接合部を介して接合されるとともに中空の閉断面を有するフレーム本体部と、該フレーム本体部の外縁に接続されるとともに第2接合部を介して前記アウタフ ランジ部に接合されたフレームフランジ部と、を有する環状フレームと、前記フレーム本体部の下側に、第3接合部を介して接合されたインナパネルと、を備え、前記フレームフランジ部は、第4接合部を介して前記骨格部材の上側に接合されており 、前記第1接合部、前記第2接合部、前記第3接合部及び前記第4接合部は、接着剤を備えており、前記インナパネルの板厚は、前記アウタパネルの板厚の30%以上100%未満である ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a vehicle roof structure according to a first technique of the present disclosure includes a skeleton member that constitutes an upper frame of a vehicle, and a roof panel joined to the skeleton member. A roof structure for a vehicle, wherein the roof panel includes an outer panel disposed on the upper side and having an outer body portion and an outer flange portion connected to an outer edge of the outer body portion, and a lower side of the outer body portion. a frame main body portion joined to the outer flange portion along the outer edge thereof through a first joint portion; and a frame flange portion connected to the outer edge of the frame main body portion and joined to the outer flange portion via a second joint portion. and an inner panel joined to the lower side of the frame main body via a third joint, and the frame flange is connected to the skeleton member through a fourth joint. The frame main body part has an upper wall part joined to the lower surface of the outer main body part through the first joint part, and an upper wall part joined to the upper surface of the inner panel through the third joint part. an outer wall portion connected to the outer circumferential edge of the upper wall portion and the outer circumferential edge of the lower wall portion; and an inner circumferential edge of the upper wall portion and the inner circumferential edge of the lower wall portion. connected inner wall portions, the frame main body portion has a hollow closed cross-sectional structure formed by the upper wall portion, the lower wall portion, the outer wall portion, and the inner wall portion, and the first joint , the second joint, the third joint, and the fourth joint include an adhesive, and the thickness of the inner panel is 30% or more and less than 100% of the thickness of the outer panel. It is characterized by:
Further, a vehicle roof structure according to a thirteenth technique of the present disclosure is a vehicle roof structure including a skeleton member that constitutes an upper frame of a vehicle, and a roof panel joined to the skeleton member. , the roof panel includes an outer panel disposed on the upper side and having an outer body portion and an outer flange portion connected to the outer edge of the outer body portion; a frame main body part that is joined via a first joint part and has a hollow closed cross section, and a frame flange part that is connected to the outer edge of the frame main body part and joined to the outer flange part via a second joint part. and an inner panel joined to the lower side of the frame main body via a third joint, and the frame flange is connected to the skeleton member through a fourth joint. The first joint part, the second joint part, the third joint part, and the fourth joint part are joined to the upper side, and the inner panel has an adhesive, and the thickness of the inner panel is equal to that of the outer panel. It is characterized by being 30% or more and less than 100% of the plate thickness.
二重壁パネル構造を有するルーフパネルを採用することにより、ルーフ構造の遮音性及び剛性が高まる。ここに、本願発明者らは、ルーフ構造の遮音性をさらに高めるためには、二重壁パネル構造を構成する各パネルの質量を同程度とすることが効果的であることを見出した。また、一方で、本願発明者らは、各パネルの質量を全く同一とすると、遮音性は向上するものの、車両の振動の減衰性が低下し、乗り心地が低下し得ることを見出した。本開示の第1の技術および第13の技術に係る構成によれば、ルーフパネル及び骨格部材の各接合部に接着剤を使用し、インナパネルの板厚をアウタパネルの板厚よりも上記の範囲で小さくすることにより、ルーフ構造の遮音性及び剛性を高めつつ、振動の減衰性の低下を抑制することができる。また、インナパネルの板厚をアウタパネルの板厚よりも薄くすることにより、車両の軽量化に資することができる。
また、本開示の第1の技術および第13の技術に係る構成によれば、ルーフパネルを支持するフレームとして、中空の閉断面構造を有する環状フレームを採用することにより、環状フレームの十分な剛性を確保しつつ、軽量化が可能になる。
By employing a roof panel with a double wall panel structure, the sound insulation and rigidity of the roof structure is increased. Here, the inventors of the present invention have found that in order to further improve the sound insulation properties of the roof structure, it is effective to make the masses of each panel constituting the double wall panel structure about the same. On the other hand, the inventors of the present invention have found that if the mass of each panel is made to be exactly the same, although the sound insulation is improved, the vibration damping performance of the vehicle is reduced and the ride comfort may be reduced. According to the configurations according to the first technique and the thirteenth technique of the present disclosure , an adhesive is used at each joint of the roof panel and the frame member, and the thickness of the inner panel is set within the above range than the thickness of the outer panel. By making it smaller, it is possible to improve the sound insulation and rigidity of the roof structure while suppressing a decrease in vibration damping performance. Further, by making the thickness of the inner panel thinner than the thickness of the outer panel, it is possible to contribute to reducing the weight of the vehicle.
Further, according to the configurations according to the first technique and the thirteenth technique of the present disclosure, by employing the annular frame having a hollow closed cross-sectional structure as the frame that supports the roof panel, sufficient rigidity of the annular frame can be achieved. It is possible to reduce the weight while ensuring the same.
第2の技術は、第1の技術において、前記アウタパネル及び前記インナパネルは、繊維強化樹脂製であり、前記アウタパネルの板厚は、2mm以上4mm以下であることを特徴とする。 A second technique is characterized in that in the first technique, the outer panel and the inner panel are made of fiber-reinforced resin, and the outer panel has a thickness of 2 mm or more and 4 mm or less.
ルーフパネルを樹脂化することで車両の軽量化が可能となる。また、アウタパネルの板厚を上記範囲とすることによりルーフ構造の剛性を確保することができる。 By using resin for the roof panel, it is possible to reduce the weight of the vehicle. Furthermore, by setting the thickness of the outer panel within the above range, the rigidity of the roof structure can be ensured.
第3の技術は、第1又は第2の技術において、前記接着剤の貯蔵弾性率E’は、18MPa以上900MPa以下であることを特徴とする。 A third technique is characterized in that in the first or second technique, the storage modulus E' of the adhesive is 18 MPa or more and 900 MPa or less.
本構成によれば、ルーフ構造の高い剛性を確保しつつ、車両の高減衰性を確保することができる。 According to this configuration, high damping performance of the vehicle can be ensured while ensuring high rigidity of the roof structure.
第4の技術は、第1~3の技術のいずれか1つにおいて、前記アウタパネルの板厚は、3mmであり、前記インナパネルの板厚は、2mm以上2.5mm以下であることを特徴とする。 A fourth technique is any one of the first to third techniques, characterized in that the outer panel has a thickness of 3 mm, and the inner panel has a thickness of 2 mm or more and 2.5 mm or less. do.
本構成によれば、ルーフ構造の高い剛性を確保しつつ、車両の高減衰性及び軽量性を確保することができる。 According to this configuration, high damping performance and light weight of the vehicle can be ensured while ensuring high rigidity of the roof structure.
第5の技術は、第1~3の技術のいずれか1つにおいて、前記アウタパネルの板厚は、2mmであり、前記インナパネルの板厚は、0.8mm以上1.2mm未満であることを特徴とする。 A fifth technique is that in any one of the first to third techniques, the outer panel has a thickness of 2 mm, and the inner panel has a thickness of 0.8 mm or more and less than 1.2 mm. Features.
本構成によれば、ルーフ構造の高剛性および車両の高減衰性を確保しつつさらなる車両の軽量化が可能になる。 According to this configuration, it is possible to further reduce the weight of the vehicle while ensuring high rigidity of the roof structure and high damping performance of the vehicle.
第6の技術は、第5の技術おいて、前記接着剤の貯蔵弾性率E’は、100MPa以上300MPa以下であることを特徴とする。 A sixth technique is the fifth technique, wherein the adhesive has a storage modulus E' of 100 MPa or more and 300 MPa or less.
本構成によれば、車両の軽量化を図りながらも車両の高減衰性をより確実に確保することができる。 According to this configuration, high damping performance of the vehicle can be more reliably ensured while reducing the weight of the vehicle.
第7の技術は、第1~6の技術のいずれか1つにおいて、前記骨格部材は、前記車両の側方に配置されたルーフサイドレール、前記車両の前方に配置されたフロントヘッダ、及び、前記車両の後方に配置されたリヤヘッダの少なくとも1つであることを特徴とする。 A seventh technique is any one of the first to sixth techniques, in which the frame member includes a roof side rail disposed on the side of the vehicle, a front header disposed in the front of the vehicle, and It is characterized in that it is at least one of the rear headers arranged at the rear of the vehicle.
本構成によれば、ルーフサイドレール、フロントヘッダ、及びリヤヘッダの少なくとも1つにおいて、上述のルーフ構造を採用することにより、ルーフ構造の高い剛性を確保しつつ、車両の高減衰性及び軽量性を確保することができる。 According to this configuration, by employing the above-mentioned roof structure in at least one of the roof side rails, the front header, and the rear header, high damping performance and light weight of the vehicle can be achieved while ensuring high rigidity of the roof structure. can be secured.
第8の技術は、第1の技術において、前記骨格部材は、前記環状フレームの前記フレームフランジ部が接合されるフランジ部を備えており、前記フレームフランジ部は、前記外壁部における前記上壁部側に設けられており、前記インナパネルは、前記フランジ部よりも下方に配置されていることを特徴とする。 In an eighth technique, in the first technique, the frame member includes a flange portion to which the frame flange portion of the annular frame is joined, and the frame flange portion is connected to the upper wall portion of the outer wall portion. The inner panel is located below the flange portion.
本構成では、環状フレームのフレームフランジ部が上壁部側に設けられており、インナパネルは骨格部材のフランジ部よりも下方に配置されている。そうすると、下壁部に接合されたインナパネルは、骨格部材に接合された環状フレームの下側にぶら下がるように配置される。これにより、車両に入力された振動がインナパネルに伝達されやすくなり、車両の減衰性の低下に繋がる。本構成によれば、このようなルーフ構造においても振動の伝達を効果的に抑制でき、良好な乗り心地の車両をもたらし得る。 In this configuration, the frame flange portion of the annular frame is provided on the upper wall side, and the inner panel is arranged below the flange portion of the frame member. Then, the inner panel joined to the lower wall part is arranged so as to hang below the annular frame joined to the skeleton member. As a result, vibrations input to the vehicle are easily transmitted to the inner panel, leading to a decrease in the damping performance of the vehicle. According to this configuration, transmission of vibration can be effectively suppressed even in such a roof structure, and a vehicle with good ride comfort can be provided.
第9の技術は、第8の技術において前記骨格部材と前記インナパネルの下面とを連結する連結部材をさらに備えたことを特徴とする。 A ninth technique is characterized in that the eighth technique further includes a connecting member that connects the skeleton member and the lower surface of the inner panel.
本構成によれば、フランジ部に加え、連結部材により骨格部材とルーフパネルとが連結されているから、ルーフ構造の剛性をより高めることができる。 According to this configuration, since the skeleton member and the roof panel are connected by the connecting member in addition to the flange portion, the rigidity of the roof structure can be further increased.
第10の技術は、第1~9の技術のいずれか1つにおいて、前記環状フレームは、繊維強化樹脂製であることを特徴とする。 A tenth technique is any one of the first to ninth techniques, characterized in that the annular frame is made of fiber-reinforced resin.
本構成によれば、環状フレームは、繊維強化樹脂製であるから、スチール製の場合と比較して、軽量且つ高い剛性を有する。 According to this configuration, since the annular frame is made of fiber-reinforced resin, it is lighter and has higher rigidity than that of steel.
第11の技術は、第1~10の技術のいずれか1つにおいて、前記アウタパネル及び前記インナパネルは、透光性を有することを特徴とする。 An eleventh technique is any one of the first to tenth techniques, wherein the outer panel and the inner panel have translucency.
本構成によれば、アウタパネル及びインナパネルが透光性を備えることにより、車外の光を車内に取り込むことができる。これにより、車内の明るさを確保することができる。また、車両の意匠性が向上する。 According to this configuration, since the outer panel and the inner panel have translucency, light from outside the vehicle can be brought into the interior of the vehicle. This makes it possible to ensure brightness inside the car. Moreover, the design of the vehicle is improved.
第12の技術は、第1~11の技術のいずれか1つにおいて、前記アウタパネル及び前記インナパネルは、ガラス繊維強化樹脂製であることを特徴とする。 A twelfth technique is any one of the first to eleventh techniques, characterized in that the outer panel and the inner panel are made of glass fiber reinforced resin.
本構成によれば、ルーフパネルの樹脂化による車両軽量化と剛性の確保を図ることができる。また、他の繊維強化樹脂の場合よりも高い減衰性を確保することができる。 According to this configuration, it is possible to reduce the weight of the vehicle and ensure rigidity by using resin for the roof panel. Furthermore, higher damping properties can be ensured than in the case of other fiber-reinforced resins.
本開示によれば、ルーフ構造及び骨格部材の各接合部に接着剤を使用し、インナパネルの板厚をアウタパネルの板厚よりも上記の範囲で小さくすることにより、ルーフ構造の遮音性及び剛性を高めつつ、振動の減衰性の低下を抑制することができる。また、インナパネルの板厚をアウタパネルの板厚よりも薄くすることにより、車両の軽量化に資することができる。 According to the present disclosure, the sound insulation and rigidity of the roof structure can be improved by using an adhesive at each joint of the roof structure and the frame member and by making the thickness of the inner panel smaller than the thickness of the outer panel within the above range. It is possible to suppress a decrease in vibration damping performance while increasing the vibration damping performance. Further, by making the thickness of the inner panel thinner than the thickness of the outer panel, it is possible to contribute to reducing the weight of the vehicle.
以下、本開示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、本開示、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。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail based on the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the present disclosure, its applications, or its uses.
<車両のルーフ構造>
本実施形態に係るルーフ構造2は、図1に示すように、車両1の上部の構造である。ルーフ構造2は、一対のルーフサイドレール3(骨格部材)と、フロントヘッダ4(骨格部材)及びリヤヘッダ5(骨格部材)と、ルーフパネル7と、を備える。以下、一対のルーフサイドレール3、フロントヘッダ4及びリヤヘッダ5をまとめて「骨格部材3,4,5」と称することがある。
<Vehicle roof structure>
The
-骨格部材-
一対のルーフサイドレール3は、車両1の幅方向Yに離間して配置され、車両1の前後方向Xに延びている。一対のルーフサイドレール3は、車両1の側方(具体的には、幅方向Yの両側)に配置され、ルーフ構造2の側部の骨格をそれぞれ構成する。
-Skeleton members-
The pair of roof side rails 3 are spaced apart from each other in the width direction Y of the
フロントヘッダ4及びリヤヘッダ5は、車両1の前後方向Xに離間して配置され、車両1の幅方向Yに延びている。フロントヘッダ4及びリヤヘッダ5は、車両1のそれぞれ前方側及び後方側に配置され、ルーフ構造2のそれぞれ前端部及び後端部の骨格を構成する。
The
このように、骨格部材3,4,5は、車両1の上部の骨格を構成する。そして、骨格部材3,4,5により、ルーフ構造2の矩形の開口部6が形成される。すなわち、開口部6は、車両1の上面に開口している。骨格部材3,4,5は、例えば図2に示すように、それぞれ、開口部6の内側に突出するフランジ部15を有する。開口部6は、骨格部材3,4,5のフランジ部15の上側に接合されたルーフパネル7によって閉塞される。
In this way, the
-ルーフパネル-
図1及び図2に示すように、ルーフパネル7は、アウタパネル71と、環状フレーム73と、インナパネル72と、を備える。
-Roof panel-
As shown in FIGS. 1 and 2, the
アウタパネル71及びインナパネル72は、環状フレーム73を挟んで上下方向Zに離間して配置される。すなわち、ルーフパネル7は、環状フレーム73の内周側において、互いに離間して配置されたアウタパネル71及びインナパネル72からなる二重壁パネル構造を有する。ルーフパネル7が二重壁パネル構造を有することにより、ルーフ構造2の遮音性は向上する。また、ルーフパネル7が二重壁パネル構造を有することにより、環状フレーム73はねじり変形しにくくなるとともに、アウタパネル71及びインナパネル72はたわみにくくなるから、ルーフ構造2の剛性は高まる。
The
アウタパネル71は、上側に配置される、すなわち車両1の外部に露出する、板状の部材である。アウタパネル71は、アウタ本体部711と、アウタフランジ部712と、を有する。アウタ本体部711は、開口部6を覆うための板である。アウタフランジ部712は、アウタ本体部711の外縁に接続されている。
The
インナパネル72は、下側に配置される、すなわち車両1の内部に露出する、板状の部材である。インナパネル72は、アウタパネル71とともに、開口部6を覆っている。インナパネル72は、後述するように、環状フレーム73の下側に、第3接合部263を介して接合されている。
The
アウタパネル71及びインナパネル72は、透明又は半透明の合成樹脂材料からなり、透光性、及び、高い剛性(曲げ剛性及びねじり剛性等)を有する。アウタパネル71及びインナパネル72が透光性を備えることにより、車外の光を車内に取り込むことができる。これにより、車両内の明るさを確保できるとともに、車両1の意匠性が向上する。また、アウタパネル71及びインナパネル72を樹脂化することにより、車両1を軽量化できる。アウタパネル71及びインナパネル72は、強化繊維で強化された樹脂製、すなわち繊維強化樹脂製であることが望ましい。繊維強化樹脂(FRP)としては、具体的には例えば、炭素繊維強化樹脂(CFRP)、または、ガラス繊維強化樹脂(GFRP)、すなわち、ガラス繊維で強化された透明のポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂などが挙げられる。また、アウタパネル71及びインナパネル72は、車両1の内側を向く内面に貼られた調光及び遮熱のためのフィルムを備えていてもよい。さらに、インナパネル72には、透過光によって所望の色や模様が浮かび上がるような特殊な処理が施されていてもよい。
The
環状フレーム73は、図1及び図2に示されるように、アウタパネル71の下面及びインナパネル72の上面の周縁に接合された、環状の部材である。環状フレーム73は、アウタパネル71及びインナパネル72を支持する役割を有する。
The
具体的に、環状フレーム73は、フレーム本体部731と、フレームフランジ部732と、を有する。
Specifically, the
フレーム本体部731は、上壁部731Aと、下壁部731Bと、外壁部731Cと、内壁部731Dと、を備える。
The frame
上壁部731Aは、アウタ本体部711の外縁に沿って延びる環状の板であり、フレーム本体部731の上側の壁を形成する。上壁部731Aは、アウタ本体部711の下面に第1接合部261を介して接合されている。言い換えると、フレーム本体部731は、アウタ本体部711の下側にその外縁に沿って接合されている。
The
下壁部731Bは、インナパネル72の外縁に沿って延びる環状の板であり、フレーム本体部731の下側の壁を形成する。下壁部731Bの下面には、インナパネル72が第3接合部263を介して接合されている。言い換えると、下壁部731Bは、インナパネル72の上面に接合されている。
The
外壁部731Cは、上壁部731Aの外周縁と下壁部731Bの外周縁とに接続された環状の板である。また、内壁部731Dは、上壁部731Aの内周縁と下壁部731Bの内周縁とに接続された環状の板である。
The outer wall portion 731C is an annular plate connected to the outer peripheral edge of the
フレーム本体部731は、上壁部731A、下壁部731B、外壁部731C及び内壁部731Dにより形成された中空の閉断面構造、特に中空の矩形断面を有する。本構成によれば、ルーフパネル7を支持するフレームとして、中空の閉断面構造を有する環状フレーム73を採用することにより、環状フレーム73の十分な剛性を確保しつつ、ルーフパネル7を軽量化できる。
The frame
フレームフランジ部732は、フレーム本体部731の外縁に接続される。すなわち、フレームフランジ部732は、フレーム本体部731の外壁部731Cの外側面から骨格部材3,4,5のフランジ部15に向かう方向に突出している。なお、フレームフランジ部732は、外壁部731Cにおける上壁部731A側に設けられている。そして、フレームフランジ部732は、第2接合部262を介してアウタフランジ部712の下面に接合されている。
The
さらに、フレームフランジ部732は、第4接合部264を介して骨格部材3,4,5のフランジ部15の上側に接合されている。すなわち、環状フレーム73のフレームフランジ部732が、第4接合部264を介して、骨格部材3,4,5のフランジ部15の上面に接合されることにより、ルーフパネル7は、骨格部材3,4,5の上側に接合されている。
Further, the
なお、図2に示すように、インナパネル72は、骨格部材3,4,5のフランジ部15よりも下方に配置されている。すなわち、インナパネル72は、骨格部材3,4,5のフランジ部15に直接接合されていない。そして、下壁部731Bに接合されたインナパネル72は、骨格部材3,4,5に接合された環状フレーム73の下側にぶら下がるように配置される。これにより、車両に入力された振動がインナパネルに伝達されやすくなる。
Note that, as shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態では、図2に示されるように、環状フレーム73の上端733は、ルーフサイドレール3の上端3aと略同じ高さに位置している。さらに、環状フレーム73の下端734は、フランジ部15より下方に位置している。これにより、環状フレーム73の高さを確保できるから、ルーフパネル7の剛性を高めることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、本実施形態では、アウタパネル71のアウタフランジ部712がフレームフランジ部732まで延びて当該フレームフランジ部732の上面に重ね合されて接合されている。そして、アウタフランジ部712及びフレームフランジ部732が重ね合わされた状態で、骨格部材3,4,5のフランジ部15の上面にさらに重ね合わされて接合される。これにより、例えば車両衝突時等に骨格部材3,4,5に入力された荷重は、フレームフランジ部732及びアウタフランジ部712を介してアウタパネル71及び環状フレーム73の両方に分散して伝達される。これにより、ルーフ構造2全体の剛性を高めることができる。また、フレームフランジ部732をアウタフランジ部712で覆うことにより、ルーフ構造2の意匠性が向上する。
Further, in this embodiment, the
また、本実施形態では、環状フレーム73は、フレームフランジ部732により、骨格部材3,4,5に接合されているから、環状フレーム73のフレーム本体部731は、開口部6の内側に配置された状態となる。本構成により、アウタパネル71及びインナパネル72を確実に支持することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、図2に示されるように、第1接合部261と第2接合部262との間には、アウタパネル71と環状フレーム73とによって閉断面の空間20が形成されている。これにより、アウタパネル71及び環状フレーム73における空間20を取り囲む部分によってフレームフランジ部732の周囲が補強される。そして、この空間20を有していることにより、アウタパネル71と環状フレーム73との間における組付け誤差を吸収できる。また、第1接合部261及び第2接合部262において、後述する接着剤が若干はみ出しても、空間20ではみ出しを吸収するので、組み付け不良等の問題が生じにくくなる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a
また、図2に示すように、車両1の内側であって、ルーフサイドレール3のフランジ部15よりも下方の部分又は当該ルーフサイドレール3の下方に連結されたセンターピラー21(連結部材)に、ガセット22(連結部材)が溶接等によって連結されている。図2では、ガセット22は、センターピラー21に連結され、当該センターピラー21を介してルーフサイドレール3に間接的に連結している。ガセット22の上端部分は、ボルト23(連結部材)によって、インナパネル72及び環状フレーム73に機械的に結合されている。この構造では、ルーフサイドレール3は、フランジ部15及びガセット22の両方によって環状フレーム73に連結される。これにより、ルーフ構造2の剛性がさらに高まる。なお、ボルト23に螺合されるナットとしては、環状フレーム73等にかしめて固定されたかしめナット等を用いればよい。
In addition, as shown in FIG. 2, the center pillar 21 (connection member) connected to the inner side of the
-環状フレームの材質-
環状フレーム73は、高い剛性、すなわち高い曲げ剛性及びねじり剛性等を有する材料で製造された略矩形の環状の枠体である。なお、環状フレーム73の形状は、環状であれば、略矩形以外の略円形等の形状であってもよい。ルーフパネル7の採光性及び意匠性の観点、並びに、アウタパネル71及びインナパネル72の支持性の観点からは、略矩形であることが望ましい。環状フレーム73の剛性は、アウタパネル71及びインナパネル72の剛性よりも高いことが望ましい。
-Material of circular frame-
The
環状フレーム73は、例えば、炭素繊維で強化された合成樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂製であることが望ましい。環状フレーム73を繊維強化樹脂製とすることにより、スチール等の金属製等の場合と比較して、より軽量且つ高い剛性を有する環状フレーム73とすることができる。
The
繊維強化樹脂製の中空の閉断面形状を有する環状フレーム73を製造する方法として、例えば、繊維強化樹脂シートを環状に曲げて製造する方法が挙げられる。
An example of a method for manufacturing the
繊維強化樹脂シートは、例えば炭素繊維強化樹脂(CFRP)等からなる単層シートを積層させてなる積層シート等である。CFRP製の単層シートは、例えば強化繊維としての互いに平行に延びる長繊維である複数の炭素繊維と、当該炭素繊維に含浸された合成樹脂と、よりなる。 The fiber-reinforced resin sheet is, for example, a laminated sheet formed by laminating single-layer sheets made of carbon fiber-reinforced resin (CFRP) or the like. A single-layer sheet made of CFRP is made of, for example, a plurality of carbon fibers that are long fibers extending parallel to each other as reinforcing fibers, and a synthetic resin impregnated with the carbon fibers.
積層シートは、例えば、各単層シートの強化繊維の延びる方向が互いに異なるように、単層シートの向きを変えて複数の単層シートを積層されてなる。これにより、積層シートは、互いに異なる方向に延びる強化繊維を含む1枚の繊維強化樹脂シートとなる。本構成によれば、異なる方向に延びる強化繊維の存在により、環状フレーム73は、種々の方向から入力された荷重に耐え得る高い剛性を有することができる。
The laminated sheet is, for example, made by laminating a plurality of single-layer sheets with the directions of the single-layer sheets changed so that the reinforcing fibers of each single-layer sheet extend in different directions. Thereby, the laminated sheet becomes one fiber-reinforced resin sheet containing reinforcing fibers extending in mutually different directions. According to this configuration, due to the presence of reinforcing fibers extending in different directions, the
なお、積層シートは、各単層シートの強化繊維の延びる方向が互いに同じとなるように、単層シートの向きを同一として複数の単層シートを積層させてなるものでもよい。また積層シートは、一部の単層シートの強化繊維の延びる方向が互いに異なり、残りの単層シートの強化繊維の延びる方向は同一である構成でもよい。 In addition, the laminated sheet may be formed by laminating a plurality of single-layer sheets with the single-layer sheets oriented in the same direction so that the reinforcing fibers of each single-layer sheet extend in the same direction. Further, the laminated sheet may have a structure in which the reinforcing fibers of some of the single-layer sheets extend in different directions, and the reinforcing fibers of the remaining single-layer sheets extend in the same direction.
また、繊維強化樹脂シートは、積層シートの代わりに、互いに異なる方向に延びるようにあらかじめ配置された複数の強化繊維の中間体が合成樹脂に含浸されたものであってもよい。複数の強化繊維の中間体とは、具体的には例えば、強化繊維が格子状に編まれたもの等である。 Moreover, instead of a laminated sheet, the fiber-reinforced resin sheet may be one in which intermediate bodies of a plurality of reinforcing fibers arranged in advance so as to extend in mutually different directions are impregnated with a synthetic resin. Specifically, the intermediate body of a plurality of reinforcing fibers is, for example, one in which reinforcing fibers are knitted in a lattice shape.
<特徴及び作用効果>
ここに、本実施形態に係るルーフ構造2は、第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264が接着剤を備えるとともに、アウタパネル71の板厚及びインナパネル72の板厚が所定の範囲に設定されていることを特徴とする。
<Characteristics and effects>
Here, in the
-接着剤-
第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264に使用される接着剤は、車両1の剛性を確保する観点から、高剛性接着剤であることが望ましい。接着剤の種類としては、具体的には例えば、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤等が挙げられる。第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264の全ての接合部において同一の接着剤を使用してもよいし、異なる接着剤を使用してもよい。
-glue-
The adhesive used for the first joint 261, second joint 262, third joint 263, and fourth joint 264 is preferably a high-rigidity adhesive from the viewpoint of ensuring the rigidity of the
接着剤の貯蔵弾性率E’が高いほど、接着剤の剛性は高くなる。しかしながら、一般に剛性が高いほど振動は伝わり易くなるため、貯蔵弾性率E’が高すぎる接着剤を用いると、高い減衰性を得ることが難しくなる。 The higher the storage modulus E' of the adhesive, the higher the stiffness of the adhesive. However, in general, the higher the rigidity, the easier vibrations are transmitted, so if an adhesive with an excessively high storage modulus E' is used, it will be difficult to obtain high damping performance.
従って、接着剤の貯蔵弾性率E’は、18MPa以上900MPa以下、好ましくは100MPa以上900MPa以下、より好ましくは500MPa以上900MPa以下の範囲内であることが望ましい。貯蔵弾性率E’が18MPa未満であると、接合部の十分な剛性が得られない虞がある。貯蔵弾性率E’が900MPa超であると、接合部の剛性が高くなりすぎ、車両1の振動の減衰性が低下して、快適な乗り心地を実現することが難しくなる虞がある。
Therefore, it is desirable that the storage modulus E' of the adhesive is in the range of 18 MPa or more and 900 MPa or less, preferably 100 MPa or more and 900 MPa or less, and more preferably 500 MPa or more and 900 MPa or less. If the storage modulus E' is less than 18 MPa, there is a risk that sufficient rigidity of the joint may not be obtained. If the storage elastic modulus E' is more than 900 MPa, the rigidity of the joint becomes too high, and the vibration damping performance of the
なお、貯蔵弾性率E’は、一般的な動的粘弾性試験を行うことにより得られる。動的粘弾性試験は、硬化させた接着剤の長さ30mm×幅3mm×厚み1mmの短冊状の試験片について、引っ張り加振を行うものであり、そのリサージュ(変位-荷重曲線)から、貯蔵弾性率E’を算出する。上記の貯蔵弾性率E’の値は、23℃の温度で、加振力の周波数が20Hz及び100Hzである条件下において測定した値の平均値である。23℃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、標準的な温度条件である。20Hz及び100Hz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る。 Note that the storage modulus E' is obtained by performing a general dynamic viscoelasticity test. In the dynamic viscoelasticity test, a rectangular test piece of cured adhesive with a length of 30 mm x width of 3 mm x thickness of 1 mm is subjected to tensile vibration, and from its Lissajous (displacement-load curve) Calculate the elastic modulus E'. The above storage modulus E' is the average value of values measured at a temperature of 23° C. and under conditions where the frequency of the excitation force is 20 Hz and 100 Hz. 23°C corresponds to room temperature and is a standard temperature condition for specifying the physical properties of adhesives. The excitation forces at frequencies of 20 Hz and 100 Hz correspond to vibrations that tend to cause discomfort to occupants.
第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264に、上述の貯蔵弾性率E’を有する接着剤を用いることで、車両1において高剛性と高減衰性を両立でき、延いては車体剛性を確保しながら、快適な乗り心地を実現できる。
By using an adhesive having the storage elastic modulus E' described above for the first joint 261, the second joint 262, the third joint 263, and the fourth joint 264, the
なお、本実施形態の車両のルーフ構造では、第1接合部261は、上壁部731Aのほぼ全面に亘って形成されている。また、第2接合部262は、アウタフランジ部712及びフレームフランジ部732のほぼ全面に亘って形成されている。さらに、第3接合部263は、下壁部731Bのほぼ全面に亘って形成されている。また、第4接合部264は、フレームフランジ部732及びフランジ部15のほぼ全面に亘って形成されている。これにより、骨格部材3,4,5に入力された荷重が、第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264を介してスムーズに環状フレーム73、アウタパネル71及びインナパネル72に伝達されるから、車両1の剛性が向上する。
In addition, in the vehicle roof structure of this embodiment, the first
なお、第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264では、上記の接着剤と併用して、ボルト等を用いてさらに機械的に締結するようにしてもよい。また、第2接合部262及び第4接合部264では、接着剤による接合と併用して、アウタフランジ部712、フレームフランジ部732及びフランジ部15をボルトやリベット等によってまとめて締結するようにしてもよい。これらの構成により、骨格部材3,4,5から環状フレーム73、アウタパネル71及びインナパネル72へ荷重伝達がさらに良好になり、車両1の剛性がより向上する。
In addition, the first
-アウタパネル及びインナパネルの板厚-
[二重壁パネル構造の遮音性について]
本願発明者らは、高い遮音性を確保する観点から、ルーフパネル7において二重壁パネル構造を構成する各パネルの質量は、略同一とすることが望ましいことを見出した。
-Thickness of outer panel and inner panel-
[About sound insulation properties of double wall panel structure]
The inventors of the present application have found that, from the viewpoint of ensuring high sound insulation properties, it is desirable that the masses of each panel constituting the double wall panel structure in the
具体的に、図3は、パネル構造を構成するパネル枚数に応じた、透過損失[dB]とノイズの周波数[Hz]との関係を示す特性図である。なお、図9中の波形L1、L2はそれぞれ一重壁、二重壁のパネル構造の場合を示す。また、透過損失は遮音量に相当し、透過損失が大きいほど、遮音性が高いことを示す。 Specifically, FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between transmission loss [dB] and noise frequency [Hz] depending on the number of panels constituting the panel structure. Note that the waveforms L1 and L2 in FIG. 9 indicate the case of a single-walled panel structure and a double-walled panel structure, respectively. Further, the transmission loss corresponds to the amount of insulation, and the larger the transmission loss, the higher the sound insulation.
図3に示すように、二重壁パネル構造の波形L2では、約320Hzの共振周波数において、透過損失は低下する。そのため、約450Hz以下の周波数領域のノイズに対しては、二重壁パネル構造の透過損失は、一重壁パネル構造の透過損失よりも低くなる。すなわち、二重壁パネル構造の方が、一重壁パネル構造よりも遮音性が低下する。 As shown in FIG. 3, the transmission loss decreases at a resonant frequency of approximately 320 Hz for waveform L2 of the double wall panel structure. Therefore, for noise in the frequency range below about 450 Hz, the transmission loss of a double-walled panel structure is lower than that of a single-walled panel structure. That is, a double-walled panel structure has lower sound insulation than a single-walled panel structure.
しかしながら、周波数が約450Hz以上のノイズでは、二重壁パネル構造は、一重壁パネル構造と比較して、透過損失が大幅に高くなり、遮音性が大きく向上する。 However, for noises with frequencies above about 450 Hz, double-walled panel constructions have significantly higher transmission losses and significantly improved sound insulation compared to single-walled panel constructions.
従って、二重壁パネル構造を採用するとともに、共振周波数の値をより低周波数側にシフトさせることが、遮音性を向上させる上で効果的である。 Therefore, it is effective to adopt a double wall panel structure and shift the value of the resonant frequency to a lower frequency side in order to improve sound insulation.
図4は二重壁パネル構造をバネ・マス・ダンパモデルで示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a double wall panel structure using a spring-mass-damper model.
二重壁パネル構造50の共振周波数をfrmとし、内外各壁51,52の実効質量をmeとし、密閉中間層53のバネ弾性率をk[N/m]とする。なお、密閉中間層53のバ ネ弾性率とは、当該密閉中間層53を形成する気体層54としての空気の圧縮されやすさを意味する。また、図4中、Dは密閉中間層53の粘性減衰係数であり、密閉中間層53を形成する固体層55の圧縮されやすさを意味するが、以下の説明では、理解を容易にするため一定と仮定し、考慮しないものとする。
Let the resonant frequency of the double wall panel structure 50 be f rm , the effective mass of the inner and
共振周波数frmは、次の式(1)によって示すことができる。 The resonant frequency f rm can be expressed by the following equation (1).
frm=(k/me)1/2/2π ・・・(1)
また、実効質量me、バネ弾性率kはそれぞれ次の式(2)、式(3)によって示すことができる。
f rm = (k/m e ) 1/2 /2π (1)
Further, the effective mass m e and the spring elastic modulus k can be expressed by the following equations (2) and (3), respectively.
me=m1m2/(m1+m2) ・・・(2)
k=ρc2/d ・・・(3)
ここに、m1はノイズが入射する入射側パネルとしての外壁51の質量である。但し、外壁51のパネル振動面に車両部品が取付けられる際には、m1は、その車両部品の質量を含む。m2はノイズが出力される出力側パネルとしての内壁52の質量である。但し、内壁のパネル振動面に車両部品が取付けられる際には、m2は、その車両部品の質量を含む。なお、外壁51の質量m1、内壁52の質量m2の単位は何れも[kg]である。
m e = m 1 m 2 / (m 1 + m 2 )...(2)
k= ρc2 /d...(3)
Here, m 1 is the mass of the
また、ρは気体としての空気の密度、cは音速、dは壁間距離、ρc2は密閉中間層53、すなわち気体層54の体積弾性率E(気体弾性率)である。
Further, ρ is the density of air as a gas, c is the speed of sound, d is the distance between walls, and ρc2 is the bulk elastic modulus E (gas elastic modulus) of the sealed
上記式(1)から、実効質量meを最大化することで、二重壁パネル構造の共振周波数frmを下げることができると考えられる。 From equation (1) above, it is believed that by maximizing the effective mass m e , the resonant frequency f rm of the double wall panel structure can be lowered.
そして、上記式(2)から、実効質量meを最大化するためには、外壁51と内壁52との質量比を1対1、すなわち外壁51の質量m1と内壁52の質量m2とを等しくすることが効果的であることが判る。
From the above formula (2), in order to maximize the effective mass m e , the mass ratio of the
このように、二重壁パネル構造では、各パネルの質量を等しくすることが、遮音性を向上させる上で、効果的であることが判る。 In this way, it can be seen that in the double wall panel structure, making each panel have the same mass is effective in improving sound insulation.
[減衰性及び乗り心地について]
しかしながら、本実施形態に係るルーフ構造2において、二重壁パネル構造における各パネルの質量を等しくする、すなわち、単位面積当たりのパネルの質量に対応する各パネルの板厚を同一とすると、車両1の振動の減衰性が低下することを、本願発明者らは見出した。振動の減衰性とは、例えばタイヤ等から入力される振動の車内空間への伝達を低減させる性能のことである。減衰性が低下すると、車内空間へ伝達される振動が増加するから、乗り心地が低下する。
[About damping properties and ride comfort]
However, in the
上述のごとく、本実施形態に係るルーフ構造2では、インナパネル72は、骨格部材3,4,5のフランジ部15に直接接合されていないから、車両1に入力された振動はインナパネル72に伝達されやすくなる。その結果、後述するように、車両1のフロア振動に影響が生じる。
As described above, in the
以下、本実施形態に係るルーフ構造2を有する車両1について、フロア振動の伝達性を検討した結果について説明する。
Hereinafter, the results of examining the transmissibility of floor vibrations for the
本実施形態に係るルーフ構造2を有する車両1について、図示しないフロントタイヤ及びリヤタイヤから振動が入力されたときにフロアパネルに伝達される振動を、CAE解析により検討した。なお、フロアパネルに伝達される振動は、単位入力(1N)あたりのフロア振動レベル[mm・s-2/N]で表される。具体的には、図1の符号91で示す運転席シートの4個所の座席固定位置における振動レベルの平均値を上記フロア振動レベルとして算出した。結果を図5~図9に示す。
Regarding the
なお、CAE解析において、上述の第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264に使用される接着剤を全て同一とし、当該接着剤として表1に示す接着剤A1~A5(貯蔵弾性率E’の単位はMPa)を使用すると仮定した。また、骨格部材3,4,5としてスチール製の部材、アウタパネル71及びインナパネル72として、ガラス繊維を含有するエポキシ樹脂製のFRP板を想定した。さらに、環状フレーム73として、2枚のUDCFRPシートを炭素繊維の積層方向が直交するよう積層させてなるCFRP積層シートを内圧成形により環状に成形したものを想定した。さらに、アウタパネル71とインナパネル72の面積をほぼ同一と仮定し、両パネルの質量は、板厚に対応するようにした。
In addition, in the CAE analysis, the adhesives used for the first
図5は、アウタパネル71及びインナパネル72の板厚をいずれも3mmとした場合の周波数[Hz]とフロア振動レベル[mm・s-2/N]との関係を示している。
FIG. 5 shows the relationship between the frequency [Hz] and the floor vibration level [mm·s −2 /N] when the thicknesses of the
また、図6は、アウタパネル71の板厚を3mm、インナパネル72の板厚を2mmとした場合の周波数[Hz]とフロア振動レベル[mm・s-2/N]との関係を示している。
Further, FIG. 6 shows the relationship between the frequency [Hz] and the floor vibration level [mm·s −2 /N] when the
図5及び図6において、符号B11~B15で示す周波数領域のフロア振動レベルは、ルーフのローカル振動に由来する。また、符号B21で示す周波数領域のフロア振動レベルは、骨格2節曲げ振動に由来する。 In FIGS. 5 and 6, the floor vibration levels in the frequency domain indicated by symbols B11 to B15 are derived from local vibrations of the roof. Further, the floor vibration level in the frequency domain indicated by the symbol B21 is derived from the two-node bending vibration of the skeleton.
図7に、図5中符号B11で示す周波数領域における振動、すなわちルーフのローカル振動の、図1のB-B線断面における様子を示す。ルーフのローカル振動とは、図7に示すように、車両1のセンターピラー21はほとんど振動しないのに対し、アウタパネル71及びインナパネル72が上下方向Zに振動する振動モードである。ルーフのローカル振動では、アウタパネル71及びインナパネル72の振動に対応して、フロアパネル9も上下方向Zに振動する。図5及び図6に示すように、ルーフのローカル振動に由来する振動は、20Hz~200Hzの全周波数領域に亘って存在する。従って、フロアパネルに伝わる振動において、ルーフのローカル振動が支配的となると、乗員は種々の周波数の振動を感じることになるから、乗り心地の低下をもたらす。なお、図7に示すように、アウタパネル71及びインナパネル72の板厚をいずれも3mmとした場合には、ルーフのローカル振動は、接着剤A1を使用した場合よりも、接着剤A5を使用した方が小さくなることが判る。ルーフのローカル振動では、センターピラー21の動きが少ないため、ルーフパネル7の環状フレーム73の動きが少なくなる。この点を考慮すれば、接着剤の貯蔵弾性率E’が小さいほど、接着剤の剛性が低下するから、接合部を介して伝達される振動の量が大きくなると考えられる。
FIG. 7 shows the vibration in the frequency region indicated by reference numeral B11 in FIG. 5, that is, the local vibration of the roof, in a cross section taken along the line BB in FIG. 1. The local vibration of the roof is a vibration mode in which the
図8に、図6中符号B21で示す周波数領域における振動、すなわち骨格2節曲げ振動の、図1のB-B線断面における様子を示す。骨格2節曲げ振動とは、不図示のフロントタイヤ及びリヤタイヤの位置を節として、前後方向X、幅方向Y及び上下方向Zに車体骨格が振動するモードである。図8に示すように、骨格2節曲げ振動では、センターピラー21が幅方向Y、すなわち車両1の内外に振動し、その振動に伴って、ルーフパネル7及びフロアパネル9が上下方向Zに振動する。図5及び図6に示すように、骨格2節曲げ振動に由来する振動は約50Hzの振動であるから、周波数領域が限られる。これにより、骨格2節曲げ振動の乗り心地への影響は、ルーフのローカル振動の乗り心地への影響よりも小さくなる。従って、フロアパネルに伝わる振動において、骨格2節曲げ振動が支配的になると、ルーフのローカル振動が支配的な場合に比べて、乗り心地は向上する。なお、図8に示すように、アウタパネル71の板厚を3mm、インナパネル72の板厚を2mmとした場合には、骨格2節曲げ振動は、接着剤A5を使用した場合よりも、接着剤A1を使用した方が小さくなることが判る。骨格2節曲げ振動では、例えば図1のセンターピラー21が幅方向Yに振動するから、ルーフパネル7の環状フレーム73が回転する。そのため、接着剤の貯蔵弾性率E’が大きいほど、接合部の剛性が高くなるから、アウタパネル71及びインナパネル72が、センターピラー21の変形に追従して、大きく変形するようになると考えられる。
FIG. 8 shows the state of vibration in the frequency domain indicated by reference numeral B21 in FIG. 6, that is, the two-node bending vibration of the skeleton, in a cross section taken along the line BB in FIG. The frame two-node bending vibration is a mode in which the vehicle body frame vibrates in the longitudinal direction X, width direction Y, and vertical direction Z, with the positions of front tires and rear tires (not shown) as nodes. As shown in FIG. 8, in the two-node bending vibration of the skeleton, the
なお、図5に比べて図6では、符号B11の周波数領域におけるルーフのローカル振動由来のフロア振動が小さくなるとともに、符号B21の周波数領域における骨格2節曲げ振動由来のフロア振動が大きくなることが判る。すなわち、図5に示すように、インナパネル72の板厚が3mmのときは、ルーフのローカル振動に由来するフロア振動が支配的であると考えられる。一方、図6に示すように、インナパネル72の板厚が2mmのときは、骨格2節曲げ振動に由来するフロア振動が支配的であると考えられる。すなわち、図5及び図6の結果から、インナパネル72の板厚をアウタパネル71の板厚よりも薄くすることにより、フロア振動レベルは、ルーフのローカル振動が支配的な状態から、骨格二節曲げ振動が支配的な状態となり、乗り心地が改善されると考えられる。
In addition, in FIG. 6, compared to FIG. 5, the floor vibration derived from the local vibration of the roof in the frequency region of symbol B11 becomes smaller, and the floor vibration derived from the two-node bending vibration of the skeleton in the frequency region of symbol B21 becomes larger. I understand. That is, as shown in FIG. 5, when the
図9は、アウタパネル71の板厚を3mmとしたときの、インナパネル72の板厚[mm]と、フロア振動レベル割合[%]との関係を示すグラフである。なお、フロア振動レベル割合とは、一般的なスチール製の一重壁パネル構造(板厚0.6mm)をルーフとして採用した車両のフロア振動レベルの20Hz~200Hzの全周波数における積分値を100%としたときの、本実施形態に係る車両のフロア振動レベルの全周波数における積分値の割合を百分率で表示したものである。当該フロア振動レベル割合が小さい程、フロアパネルに伝達される振動は低減されると判断できる。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the thickness [mm] of the
図9に示すように、インナパネル72の板厚が3mmの場合に比べて、インナパネル72の板厚が2.5mmの場合では、全ての接着剤において、フロア振動レベル割合が低下した。また、インナパネル72の板厚が3mmの場合に比べて、インナパネル72の板厚が2mmの場合では、A1~A3の接着剤において、フロア振動レベル割合が低下し、A4及びA5の接着剤では、フロア振動レベル割合は同程度であった。
As shown in FIG. 9, when the
このように、図9の結果から、全体のフロア振動レベルは、インナパネル72の板厚をアウタパネル71の板厚よりも薄くすることにより、概ね低下すると考えられ、このことからも、乗り心地は改善されると考えられる。
Thus, from the results shown in FIG. 9, it is thought that the overall floor vibration level is generally reduced by making the thickness of the
[まとめ]
このように、遮音性の観点からは、アウタパネル71及びインナパネル72の質量は等しいことが効果的であるが、減衰性及び乗り心地の観点からは、インナパネル72の質量をアウタパネル71の質量よりも少し小さくすることが効果的であることが判る。
[summary]
In this way, from the perspective of sound insulation, it is effective that the masses of the
なお、車両1の軽量化の観点からも、インナパネル72の板厚を小さくすることは効果的である。特に、インナパネル72の板厚を、アウタパネル71の板厚よりも大きくする必要はない。アウタパネル71の剛性の方が、インナパネル72の剛性よりも、車両1の剛性に大きく寄与するためである。また、インナパネル72の板厚をアウタパネル71の板厚よりも大きくすると、車両1の全体の質量が増加し、好ましくない。
Note that, also from the viewpoint of reducing the weight of the
具体的に、アウタパネルの板厚は、ルーフパネル7の剛性を確保する観点から、2mm以上4mm以下であることが望ましい。
Specifically, from the viewpoint of ensuring the rigidity of the
そして、接着剤の貯蔵弾性率E’が18MPa以上300MPa以下、好ましくは18MPa以上100MPa以下では、インナパネル72の板厚は、アウタパネル71の板厚の30%以上100%未満とすることが望ましい。インナパネル72の板厚がアウタパネル71の板厚の30%未満では、インナパネル72の板厚が小さすぎて、ルーフ構造2の十分な剛性が確保しがたくなる。インナパネル72の板厚がアウタパネル71の板厚の100%では、高減衰性が得られがたくなる。なお、この場合、アウタパネル71の板厚が3mmであれば、インナパネル72の板厚は1mm以上3mm未満とすることが望ましい。
When the storage modulus E' of the adhesive is 18 MPa or more and 300 MPa or less, preferably 18 MPa or more and 100 MPa or less, the thickness of the
インナパネル72の板厚は、アウタパネル71の板厚の60%以上85%以下とすることがとくに望ましい。インナパネル72の板厚がアウタパネル71の板厚の60%未満では、インナパネル72の板厚が小さすぎて、車両1の十分な剛性が確保しがたくなるとともに、高減衰性も得られがたくなる。インナパネル72の板厚がアウタパネル71の板厚の85%超では、高減衰性が得られがたくなる。なお、この場合、アウタパネル71の板厚が3mmであれば、インナパネル72の板厚は2mm以上2.5mm以下とすることが望ましい。このようにアウタパネル71およびインナパネル72の板厚を選定することにより、ルーフ構造の高い剛性を確保しつつ、車両の高減衰性及び軽量性を確保することができる。
It is particularly desirable that the thickness of the
従って、接着剤の貯蔵弾性率E’が18MPa以上900MPa以下では、インナパネル72の板厚は、アウタパネル71の板厚の60%以上85%以下とすることが望ましい。特に、アウタパネル71の板厚が3mmであれば、インナパネル72の板厚は2mm以上2.5mm以下とすることが望ましい。
Therefore, when the storage modulus E' of the adhesive is 18 MPa or more and 900 MPa or less, the thickness of the
(アウタパネル71の板厚低減についての考察)
本発明者らは、車体重量を低減することを目的としてアウタパネル71の板厚を低減する場合において、アウタパネル71の板厚を低減しながらも高い振動低減効果が得られるアウタパネル71およびインナパネル72の板厚について考察した。
(Considerations on reducing the thickness of the outer panel 71)
The present inventors have discovered that when reducing the thickness of the
アウタパネル71の板厚を低減していった場合、アウタパネル71による重量効果(すなわち、アウタパネル重量(具体的にはアウタパネルの運動エネルギー)による振動エネルギーを消費する効果)も低減し、その結果、振動低減効果が徐々に下がる傾向があると考えられる。
When the thickness of the
しかし、アウタパネル71の板厚を2mmに設定した場合において、インナパネル72の板厚を上記のようにアウタパネル71の板厚の30%以上100%未満、すなわち、0.6mm以上2mm未満に設定した場合には、共振により極端に振動レベルが悪化する領域が存在することが以下のCAE解析により発見された。
However, when the thickness of the
そこで、本発明者らは、この振動レベル悪化領域を避けることが可能なインナパネルの板厚をCAE解析から求めた。 Therefore, the inventors of the present invention determined the thickness of the inner panel that can avoid this vibration level deterioration region through CAE analysis.
具体的には、図10のグラフに示されるように、アウタパネル71の板厚を2mmに設定した場合において、上記の図9と同様に、図示しないフロントタイヤ及びリヤタイヤから振動が入力されたときにフロアパネルに伝達されるフロア振動レベルを、CAE解析により解析した。
Specifically, as shown in the graph of FIG. 10, when the thickness of the
図10におけるCAE解析において、上述の第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264に使用される接着剤として、表2 に示す接着剤B1~B6(貯蔵弾性率E’の単位はMPa)が使用される。その他の条件は、図9のCAE解析と同様の条件である。 In the CAE analysis in FIG. 10, adhesives B1 to B6 ( The unit of storage elastic modulus E' is MPa). Other conditions are the same as those for the CAE analysis in FIG. 9 .
図10のグラフに示されるように、アウタパネル71の板厚2mmに対して、インナパネル72の板厚を上記の0.6mm以上2mm未満の範囲において2mmの直近の値から徐々に下げていった場合、インナパネル72の板厚が1.4mm付近のときにすべての接着剤B1~B6(貯蔵弾性率E’が18~900MPaの範囲である)において、フロア振動レベルが急激に増大していることが分かる。このとき、インナパネル72とフロアパネルとの共振の発生することにより、極端にフロア振動レベルが悪化していることが確認された。
As shown in the graph of FIG. 10, with respect to the
しかし、図10のグラフにおいて、インナパネル72の板厚を1.4mm付近の共振点からさらに下げていった場合、0.8~1.2mmの範囲Rでは、部分的にフロア振動レベルが低下していることが確認された。なお、インナパネル72の板厚が0.8mmより下がると、インナパネル72の重量効果が低くなって振動低減効果が低下するので、大半の接着剤B3~B6(貯蔵弾性率E’100~900MPaの範囲である)の場合にはフロア振動レベルが増大する。
However, in the graph of FIG. 10, when the thickness of the
以上の点から考察すれば、アウタパネル71の板厚が2mmであり、インナパネル72の板厚が0.8mm以上1.2mm未満である場合には、ルーフ構造の高剛性および車両の高減衰性を確保しつつさらなる車両の軽量化が可能になることが理解される。
Considering the above points, when the
また、図10に示されるように、接着剤B3(貯蔵弾性率E’100MPa)および接着剤B4(貯蔵弾性率E’300MPa)の場合には、インナパネル72の板厚が0.8mm以上1.2mm未満の範囲の場合には、それ以外の範囲と比較してフロア振動レベルを確実に下げていることが分かる。したがって、接着剤の貯蔵弾性率E’が100MPa以上300MPa以下である場合には、車両の軽量化を図りながらも車両の高減衰性をより確実に確保することができる。
Further, as shown in FIG. 10, in the case of adhesive B3 (storage elastic modulus E'100 MPa) and adhesive B4 (storage elastic modulus E'300 MPa), the
(ガラス繊維強化樹脂製のアウタパネル71およびインナパネル72に関する説明)
上記のアウタパネル71及びインナパネル72は、ガラス繊維強化樹脂(GFRP)、炭素繊維強化樹脂(CFRP)、およびガラス(glass)など種々の材料で製造することが可能である。
(Explanation regarding the
The
GFRPは、例えば、ガラス製の短繊維がランダムに配向された状態で樹脂に混合された構造を有する。また、CFRPは、例えば、連続繊維の炭素繊維が単一方向に配向された複数の単層シートを備え、単層シートが隣接する他の単層シートと炭素繊維の配向が異なるように積層された構造を有する。 GFRP, for example, has a structure in which short glass fibers are mixed in a resin in a randomly oriented state. Furthermore, CFRP includes, for example, a plurality of single-layer sheets in which continuous carbon fibers are oriented in a single direction, and the single-layer sheets are laminated so that the orientation of the carbon fibers is different from that of other adjacent single-layer sheets. It has a unique structure.
とくに、アウタパネル71及びインナパネル72がガラス繊維強化樹脂(GFRP)製であれば、他の繊維強化樹脂の場合よりも高い減衰性を確保することができる。
In particular, if the
ここで、図11に示されるグラフを用いて、アウタパネル71がGFRPで製造され、インナパネル72がGFRP、CFRP、ガラスで製造されている場合の二重壁パネルの振動低減効果を比較する。振動低減効果は、上記のように図9~10と同様にCAE解析によって求められる。
Here, using the graph shown in FIG. 11, the vibration reduction effects of double wall panels will be compared when the
図11のグラフにおいて、従来の鉄製のインナパネルと比較した場合の総合的なフロア振動低減割合(%)を見た場合(図11の「振動低減量」の項目参照)、GFRPの場合が、他のCFRPおよびガラスの場合よりも振動低減割合3~4%高いことが分かる。 In the graph of Fig. 11, when looking at the overall floor vibration reduction rate (%) when compared with the conventional steel inner panel (see the item "Vibration reduction amount" in Fig. 11), in the case of GFRP, It can be seen that the vibration reduction rate is 3 to 4% higher than in the case of other CFRP and glass.
ここで、図11に示される総合的な振動低減量は、具体的には、図11の他の項目に示されるインナパネル72の減衰効果(IP減衰)、インナパネル72の重量効果(IP重量)インナパネル72の剛性による効果(IP剛性)、およびその他の要因による効果(その他)などの種々の効果を足し合わせることによって求められる。
Here, the overall vibration reduction amount shown in FIG. 11 specifically includes the damping effect (IP damping) of the
ここで、図11のIP重量は、インナパネル72の重量増大による振動低減への寄与率を示すものであり、GFRPでは重量が重い方(具体的には、本来の重量とした場合)が軽い方(具体的には、重量0と見立てた場合)よりも振動減衰割合が大きく、他のCFRPやガラス(glass)では重量が重い方が軽い方よりも振動低減割合が低下している。
Here, the IP weight in FIG. 11 indicates the contribution rate to vibration reduction due to an increase in the weight of the
つぎに、図11のIP重量に関連して、図12~13を参照しながら、インナパネル72の重量効果についてさらに詳しく検証する。
Next, in relation to the IP weight in FIG. 11, the weight effect of the
図12には、アウタパネル71およびインナパネル72がいずれもGFRP製である二重壁パネルにおけるインナパネル72の重量を本来の重量とした場合C1と重量0と見立てたC2についてのフロア振動レベルの周波数分布が示される。図12によれば、二重壁パネルのローカル振動(図7参照)の影響によってフロアパネルが振動する周波数帯FB1(90~190Hz)では、インナパネル72の重量を本来の重量とした場合C1の方が重量を0と見立てた場合C2よりもフロア振動レベルが低下していることが分かる。とくに路面の凹凸に起因するロードノイズ領域FB2(130Hz付近)においてフロア振動レベルが大きく低下していることが分かる。したがって、GFRP製である二重壁パネルの場合には、インナパネル72の重量効果による振動低減効果の寄与率が高いことが分かる。
FIG. 12 shows the frequency of the floor vibration level for C1 when the weight of the
一方、図13には、アウタパネル71がGFRP製であり、インナパネル72がCFRP製である二重壁パネルにおけるインナパネル72の重量を本来の重量としたC1と重量を0と見立てた場合C2についてのフロア振動レベルの周波数分布が示される。図13によれば、二重壁パネルのローカル振動の影響によってフロアパネルが振動する周波数帯FB1(90~190Hz)では、ロードノイズ領域FB2(130Hz付近)を含めて、インナパネル72の重量を本来の重量とした場合C1と重量を0と見立てた場合C2とを比較してもフロア振動レベルの低下がほとんど無いことが分かる。したがって、CFRP製である二重壁パネルの場合には、インナパネル72の重量効果による振動低減効果への寄与率が低いことが分かる。
On the other hand, FIG. 13 shows C1, which is the original weight of the
また、図11の「IP重量」のGFRPの縦軸が「0」より大きいことは、振動低減において0~200Hz領域をトータルすると重量効果があることを示している。 Furthermore, the fact that the vertical axis of GFRP for "IP weight" in FIG. 11 is greater than "0" indicates that there is a weight effect in vibration reduction in the 0 to 200 Hz region in total.
図12で50Hz付近ではC1のほうがC2よりも悪いにもかかわらずトータルで「0」より大きいということは、90~190Hz領域においてはC1の面積の方がC2の面積よりかなり小さいことを示している。 In Figure 12, although C1 is worse than C2 near 50 Hz, it is still larger than 0 in total, indicating that the area of C1 is considerably smaller than the area of C2 in the 90 to 190 Hz region. There is.
また、GFRPは、CFRPやガラスと比較して損失係数が高いことも一般的に知られている。 It is also generally known that GFRP has a higher loss coefficient than CFRP or glass.
以上の点を総合すれば、アウタパネル71及びインナパネル72がガラス繊維強化樹脂(GFRP)製であれば、他の繊維強化樹脂の場合よりも高い減衰性を確保することが可能であることが理解される。また、ルーフパネルの樹脂化による車両軽量化と剛性の確保を図ることもできる。
Taking the above points together, it is understood that if the
とくに、GFRP製のアウタパネル71及びインナパネル72の場合には、ロードノイズ領域(130Hz程度)におけるフロア振動低減効果が高く、車体剛性を維持しつつ車体の軽量化が可能になる。
In particular, in the case of the
以上述べたように、本実施形態に係るルーフ構造2によれば、二重壁パネル構造のルーフパネル7を採用することにより、車両1の遮音性及び剛性を高めることができる。また、第1接合部261、第2接合部262、第3接合部263及び第4接合部264において上述の接着剤を使用するとともに、二重壁パネル構造におけるインナパネル72の板厚をアウタパネル71の板厚よりも薄くすることにより、高減衰性を確保して車両内へ伝達される振動を効果的に低減させることができる。これにより、車両1の良好な乗り心地をもたらすことができる。また、インナパネル72の板厚をアウタパネル71の板厚よりも薄くすることにより、車両1の軽量化を図ることができる。
As described above, according to the
(その他の実施形態)
以下、本開示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、上記実施形態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。
(Other embodiments)
Other embodiments according to the present disclosure will be described in detail below. In addition, in the description of these embodiments, the same parts as in the above embodiments are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
上記実施形態では、骨格部材3,4,5とルーフパネル7との全接合において、図2と同様の構成を採用する場合を例に挙げて説明した。骨格部材3,4,5の少なくとも1種と、ルーフパネル7との接合において、図2と同様の構成を採用しても、本開示の効果を得ることができる。
In the above-mentioned embodiment, the case where the structure similar to FIG. 2 is adopted in all the connections between the
本発明は、二重壁パネル構造の各パネルの質量バランスを調整することにより、遮音性向上、ルーフパネル剛性確保、フロア振動特性の悪化抑制及びルーフパネルの大幅な重量増大の抑制を両立し得る車両のルーフ構造を提供することができるので、極めて有用である。 By adjusting the mass balance of each panel in a double wall panel structure, the present invention can simultaneously improve sound insulation, ensure roof panel rigidity, suppress deterioration of floor vibration characteristics, and suppress a significant increase in the weight of the roof panel. It is extremely useful because it can provide a roof structure for a vehicle.
1 車両
15 フランジ部
2 ルーフ構造
21 センターピラー(連結部材)
22 ガセット(連結部材)
23 ボルト(連結部材)
261 第1接合部
262 第2接合部
263 第3接合部
264 第4接合部
3 ルーフサイドレール(骨格部材)
4 フロントヘッダ(骨格部材)
5 リヤヘッダ(骨格部材)
7 ルーフパネル
71 アウタパネル
711 アウタ本体部
712 アウタフランジ部
72 インナパネル
73 環状フレーム
731 フレーム本体部
731A 上壁部
731B 下壁部
731C 外壁部
731D 内壁部
732 フレームフランジ部
9 フロアパネル
1
22 Gusset (connecting member)
23 Bolt (connection member)
261 First joint 262 Second joint 263 Third joint 264 Fourth joint 3 Roof side rail (skeleton member)
4 Front header (skeleton member)
5 Rear header (skeleton member)
7
Claims (13)
前記骨格部材に接合されたルーフパネルと、
を備えた車両のルーフ構造であって、
前記ルーフパネルは、
上側に配置され、アウタ本体部と、該アウタ本体部の外縁に接続されたアウタフランジ 部と、を有するアウタパネルと、
前記アウタ本体部の下側にその外縁に沿って第1接合部を介して接合されたフレーム本体部と、該フレーム本体部の外縁に接続されるとともに第2接合部を介して前記アウタフ ランジ部に接合されたフレームフランジ部と、を有する環状フレームと、
前記フレーム本体部の下側に、第3接合部を介して接合されたインナパネルと、
を備え、
前記フレームフランジ部は、第4接合部を介して前記骨格部材の上側に接合されており、
前記フレーム本体部は、前記アウタ本体部の下面に前記第1接合部 を介して接合された上壁部と、前記インナパネルの上面に前記第3接合部を介して接合された下壁部と、該上壁部の外周縁と該下壁部の外周縁とに接続された外壁部と、該上壁部の内周縁と該下壁部の内周縁とに接続された内壁部と、を備え、
前記フレーム本体部は、前記上壁部、前記下壁部、前記外壁部及び前記内壁部により形 成された中空の閉断面構造を有し、
前記第1接合部、前記第2接合部、前記第3接合部及び前記第4接合部は、接着剤を備 えており、
前記インナパネルの板厚は、前記アウタパネルの板厚の30%以上100%未満である ことを特徴とする車両のルーフ構造。 A skeleton member that constitutes the upper frame of the vehicle;
a roof panel joined to the skeleton member;
A vehicle roof structure comprising:
The roof panel is
an outer panel disposed on the upper side and having an outer main body and an outer flange connected to the outer edge of the outer main body;
a frame body part joined to the lower side of the outer body part via a first joint part along its outer edge; and a frame body part connected to the outer edge of the frame body part and connected to the outer flange part through a second joint part. a frame flange portion joined to the annular frame;
an inner panel joined to the lower side of the frame main body via a third joint;
Equipped with
The frame flange part is joined to the upper side of the skeleton member via a fourth joint part,
The frame main body portion includes an upper wall portion joined to the lower surface of the outer main body portion via the first joint portion, and a lower wall portion joined to the upper surface of the inner panel via the third joint portion. , an outer wall portion connected to the outer circumferential edge of the upper wall portion and the outer circumferential edge of the lower wall portion, and an inner wall portion connected to the inner circumferential edge of the upper wall portion and the inner circumferential edge of the lower wall portion. Prepare,
The frame main body has a hollow closed cross-sectional structure formed by the upper wall, the lower wall, the outer wall, and the inner wall,
The first joint, the second joint, the third joint, and the fourth joint include an adhesive,
A roof structure for a vehicle, wherein the thickness of the inner panel is 30% or more and less than 100% of the thickness of the outer panel.
前記アウタパネル及び前記インナパネルは、繊維強化樹脂製であり、
前記アウタパネルの板厚は、2mm以上4mm以下である
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In claim 1,
The outer panel and the inner panel are made of fiber reinforced resin,
A roof structure for a vehicle, wherein the outer panel has a thickness of 2 mm or more and 4 mm or less.
前記接着剤の貯蔵弾性率E’は、18MPa以上900MPa以下である
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In claim 1 or claim 2,
A roof structure for a vehicle, wherein a storage modulus E' of the adhesive is 18 MPa or more and 900 MPa or less.
前記アウタパネルの板厚は、3mmであり、
前記インナパネルの板厚は、2mm以上2.5mm以下である ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In any one of claims 1 to 3,
The outer panel has a thickness of 3 mm,
A roof structure for a vehicle, wherein the inner panel has a thickness of 2 mm or more and 2.5 mm or less.
前記アウタパネルの板厚は、2mmであり、
前記インナパネルの板厚は、0.8mm以上1.2mm未満である ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In any one of claims 1 to 3,
The outer panel has a thickness of 2 mm,
A roof structure for a vehicle, wherein the inner panel has a thickness of 0.8 mm or more and less than 1.2 mm.
前記接着剤の貯蔵弾性率E’は、100MPa以上300MPa以下であることを特徴とする車両のルーフ構造。 In claim 5,
A roof structure for a vehicle, wherein the storage elastic modulus E' of the adhesive is 100 MPa or more and 300 MPa or less.
前記骨格部材は、前記車両の側方に配置されたルーフサイドレール、前記車両の前方に 配置されたフロントヘッダ、及び、前記車両の後方に配置されたリヤヘッダの少なくとも 1つである ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In any one of claims 1 to 6,
The frame member is at least one of a roof side rail located on a side of the vehicle, a front header located at the front of the vehicle, and a rear header located at the rear of the vehicle. vehicle roof structure.
前記骨格部材は、前記環状フレームの前記フレームフランジ部が接合されるフランジ部 を備えており、
前記フレームフランジ部は、前記外壁部における前記上壁部側に設けられており、
前記インナパネルは、前記フランジ部よりも下方に配置されている
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In claim 1 ,
The skeleton member includes a flange portion to which the frame flange portion of the annular frame is joined,
The frame flange portion is provided on the upper wall side of the outer wall portion,
A roof structure for a vehicle, wherein the inner panel is disposed below the flange portion.
前記骨格部材と前記インナパネルの下面とを連結する連結部材をさらに備えた
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 The vehicle roof structure according to claim 8 , further comprising a connecting member connecting the frame member and the lower surface of the inner panel.
前記環状フレームは、繊維強化樹脂製である
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In any one of claims 1 to 9 ,
A vehicle roof structure, wherein the annular frame is made of fiber-reinforced resin.
前記アウタパネル及び前記インナパネルは、透光性を有する
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In any one of claims 1 to 10 ,
A roof structure for a vehicle, wherein the outer panel and the inner panel have translucency.
前記アウタパネル及び前記インナパネルは、ガラス繊維強化樹脂製である
ことを特徴とする車両のルーフ構造。 In any one of claims 1 to 11 ,
A roof structure for a vehicle, wherein the outer panel and the inner panel are made of glass fiber reinforced resin.
前記骨格部材に接合されたルーフパネルと、 a roof panel joined to the skeleton member;
を備えた車両のルーフ構造であって、A vehicle roof structure comprising:
前記ルーフパネルは、 The roof panel is
上側に配置され、アウタ本体部と、該アウタ本体部の外縁に接続されたアウタフランジ 部と、を有するアウタパネルと、 an outer panel disposed on the upper side and having an outer main body and an outer flange connected to the outer edge of the outer main body;
前記アウタ本体部の下側にその外縁に沿って第1接合部を介して接合されるとともに中空の閉断面を有するフレーム本体部と、該フレーム本体部の外縁に接続されるとともに第2接合部を介して前記アウタフ ランジ部に接合されたフレームフランジ部と、を有する環状フレームと、 a frame main body part that is joined to the lower side of the outer main body part via a first joint part along the outer edge thereof and has a hollow closed cross section; and a second joint part that is connected to the outer edge of the frame main body part and has a hollow closed section. a frame flange portion joined to the outer flange portion via the annular frame;
前記フレーム本体部の下側に、第3接合部を介して接合されたインナパネルと、 an inner panel joined to the lower side of the frame main body via a third joint;
を備え、Equipped with
前記フレームフランジ部は、第4接合部を介して前記骨格部材の上側に接合されており 、 The frame flange part is joined to the upper side of the skeleton member via a fourth joint part,
前記第1接合部、前記第2接合部、前記第3接合部及び前記第4接合部は、接着剤を備えており、 The first joint, the second joint, the third joint, and the fourth joint include an adhesive,
前記インナパネルの板厚は、前記アウタパネルの板厚の30%以上100%未満である ことを特徴とする車両のルーフ構造。 A roof structure for a vehicle, wherein the thickness of the inner panel is 30% or more and less than 100% of the thickness of the outer panel.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019140146 | 2019-07-30 | ||
JP2019140146 | 2019-07-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021024563A JP2021024563A (en) | 2021-02-22 |
JP7435341B2 true JP7435341B2 (en) | 2024-02-21 |
Family
ID=74664294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020128039A Active JP7435341B2 (en) | 2019-07-30 | 2020-07-29 | vehicle roof structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7435341B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002120647A (en) | 2000-08-04 | 2002-04-23 | Arvinmeritor Gmbh | Roof for vehicle, in particular, roof for automobile |
JP2002127944A (en) | 2000-08-18 | 2002-05-09 | Toray Ind Inc | Frp made automobile panel |
JP3194846U (en) | 2014-09-30 | 2014-12-11 | 株式会社エムビーエムサービス | High-decker bus roof structure |
JP2017171154A (en) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | マツダ株式会社 | Fitting structure of vehicle body panel |
DE102018204280A1 (en) | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Multi-material vehicle roof reinforcement |
-
2020
- 2020-07-29 JP JP2020128039A patent/JP7435341B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002120647A (en) | 2000-08-04 | 2002-04-23 | Arvinmeritor Gmbh | Roof for vehicle, in particular, roof for automobile |
JP2002127944A (en) | 2000-08-18 | 2002-05-09 | Toray Ind Inc | Frp made automobile panel |
JP3194846U (en) | 2014-09-30 | 2014-12-11 | 株式会社エムビーエムサービス | High-decker bus roof structure |
JP2017171154A (en) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | マツダ株式会社 | Fitting structure of vehicle body panel |
DE102018204280A1 (en) | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Multi-material vehicle roof reinforcement |
JP2018203230A (en) | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle roof reinforcement tool formed of different kinds of materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021024563A (en) | 2021-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5776451B2 (en) | Vehicle body structure | |
JP5790333B2 (en) | Vehicle body structure | |
JP6036721B2 (en) | Vehicle body structure | |
JP5821425B2 (en) | Vehicle body structure | |
US9637171B2 (en) | Frame rail for a vehicle | |
JP2016512799A (en) | Body sill | |
US9564118B2 (en) | Sound insulating structure | |
JP2001106119A (en) | Reinforced lightweight hood of automobile | |
JP5915562B2 (en) | Front body structure of the vehicle | |
JP7435341B2 (en) | vehicle roof structure | |
CN105564283B (en) | Automotive seat carbon fiber skeleton | |
JP5942871B2 (en) | Vehicle body structure | |
JP5244648B2 (en) | Vehicle shock absorption structure | |
JP6508303B1 (en) | Vehicle body structure | |
JP6540777B2 (en) | Vehicle body structure | |
JP2017061170A (en) | Vehicle body reinforcement structure | |
WO2016158647A1 (en) | Vehicle body chassis member | |
JP5817385B2 (en) | Vehicle body structure | |
JP6485526B1 (en) | Vehicle body structure | |
JP6281588B2 (en) | Vehicle panel structure | |
JP6842666B2 (en) | Roof structure | |
CN109835796A (en) | A kind of sound insulation vibration damping carriage | |
US11858555B2 (en) | Front body structure of vehicle | |
JP6048184B2 (en) | Front body structure of the vehicle | |
WO2023079804A1 (en) | Floor crossmember |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230912 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230919 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231030 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7435341 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |