KR20160003186A

KR20160003186A - 차량용 패널 구조, 루프 패널 및 차체

Info

Publication number: KR20160003186A
Application number: KR1020157033970A
Authority: KR
Inventors: 다카오 츠키모리
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2016-01-08
Also published as: JP2014234014A; CN105263788A; DE112014002605T5; WO2014191816A1; US20160129943A1

Abstract

본 발명은 차량용 패널 구조에 관한 것으로, 차량용 패널 구조는: 차량 내측면에 레인포스먼트의 설치 영역 (45) 을 갖는 차량용 외부 플레이트 패널 (40); 설치 영역 (45) 에 제공된 레인포스먼트 (20); 및 설치 영역과 레인포스먼트 사이에 위치된 결합 부재 (10) 를 구비한다. 결합 부재 (10) 는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어진다.

Description

차량용 패널 구조, 루프 패널 및 차체{VEHICLE PANEL STRUCTURE, ROOF PANEL AND VEHICLE BODY}

본 발명은 차량용 패널 구조, 루프 패널 및 차체에 관한 것이다.

일본 특허 출원 공보 제 2010-083248 호 (JP 2010-083248 A) 는, 루프 레인포스먼트 (레인포스먼트) 가 매스틱 실러 (매스틱) 를 루프 패널 (외부 플레이트 패널) 에 대해 가압하도록 변형되는 차량용 패널 구조를 개시한다.

이러한 기술은 사전에 바이어싱 힘 (biasing force) 을 루프 레인포스먼트에 부여한다. 따라서, 루프 패널이 열팽창하더라도, 루프 레인포스먼트가 자체적인 변형에 의해 매스틱 실러를 루프 패널에 대해 계속해서 가압한다.

고무를 주성분으로 한 매스틱 또는 충전제는 레인포스먼트와 외부 플레이트 패널, 예컨대 루프 사이에서 충전된다. 매스틱은 루프 패널과 레인포스먼트 사이에 제공되어, 형상을 구속하기 위한 레인포스먼트의 힘을 루프 패널에 전한다. 이는 루프 패널이 내덴트성 (dent resistance characteristic) 을 얻게 한다.

차량용 패널 구조는 진동, 소음 등의 "발생"을 억제하는 것이 우수하다. 그러나, 차량용 패널 구조는 한 번 발생한 자체적인 진동을 감소시키는데 적합하지 않다. 본 발명은, 그 각각이 한 번 발생한 진동을 즉시 "감소"시키는 차량용 패널 구조, 루프 패널 및 차체를 제공한다. 추가로, 그 각각이 진동의 감소에 의해 방음을 도모하는 차량용 패널 구조, 루프 패널 및 차체를 제공한다.

본 발명의 일 양태는 차량용 패널 구조에 관한 것이다. 차량용 패널 구조는: 차량 내측면에 레인포스먼트의 설치 영역을 갖는 차량용 외부 플레이트 패널; 설치 영역에 제공된 레인포스먼트; 및 설치 영역과 레인포스먼트 사이에 위치된 결합 부재를 구비한다. 결합 부재는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어진다.

레인포스먼트는 결합 부재와 접하고 있을 수도 있다. 레인포스먼트는, 레인포스먼트의 외부 엣지에 위치되고 외부 플레이트 패널 측을 향하는 결합면을 통해 결합 부재와 접하고 있을 수도 있다. 결합 부재는 설치 영역과 결합면 사이에만 위치될 수도 있다.

결합 부재는 레인포스먼트의 골격 중심을 따라서 선형 형상을 형성할 수도 있다. 결합 부재는 레인포스먼트의 골격 중심을 따라서 미리 정해진 간격들로 연속된 산재 형상을 형성할 수도 있다.

레인포스먼트는, 레인포스먼트의 골격 중심에 위치되고 외부 플레이트 패널 측에 개구를 갖는 오목부를 추가로 구비할 수도 있다. 설치 영역은 개구와 접하고 있을 수도 있다.

결합 부재는 설치 영역과 접하고 있을 수도 있다. 결합 재료는 0.9 이상의 손실 계수 tanδ 를 가질 수도 있다. 결합 재료는 부틸 고무 또는 고무 개질된 아스팔트일 수도 있다.

차량용 패널 구조는 0.25 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어진 댐프 시트를 추가로 구비할 수도 있다. 외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가질 수도 있다. 댐프 시트는 비설치 영역에 결합될 수도 있다.

댐프 시트는 비설치 영역의 미리 정해진 범위에 결합될 수도 있고, 미리 정해진 범위는 비설치 영역의 면적 중 25 % 이하의 면적을 차지할 수도 있다. 시트 재료는 0.6 이하의 손실 계수 tanδ 를 가질 수도 있다.

외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가질 수도 있다. 비설치 영역은 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어진 댐프 시트에 결합되지 않을 수도 있다. 비설치 영역은 0.25 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어지는 댐프 시트에 결합되지 않을 수도 있다.

외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가질 수도 있다. 비설치 영역 내의 미리 정해진 범위는 차량 내측 공간과 접하고 있을 수도 있다. 미리 정해진 범위는 비설치 영역의 면적 중 75 % 이상의 면적을 차지할 수도 있다. 외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가질 수도 있다. 비설치 영역은 차량 내측 공간에만 접촉하고 있을 수도 있다.

본 발명의 제 2 양태는 루프 패널에 관한 것이다. 루프 패널에서, 제 1 양태에 따른 복수의 레인포스먼트가 미리 정해진 간격들로 일직선으로 정렬되고, 비설치 영역은 설치 영역, 전방 및 후방 헤더들, 및 사이드 루프 레일들에의 설치 부분들에 의해 둘러싸여 있다.

본 발명의 제 3 양태는 차량용 패널 구조에 관한 것이다. 차량용 패널 구조는 차량 내측면에 내부 플레이트 패널용 설치 영역을 갖는 차량용 외부 플레이트 패널을 구비한다. 차량용 패널 구조는 설치 영역에 제공된 내부 플레이트 패널을 추가로 구비한다. 차량용 패널 구조는 설치 영역과 내부 플레이트 패널사이에 위치된 결합 부재를 구비한다. 결합 부재는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어진다.

본 발명의 제 4 양태는 차체에 관한 것이다. 차체는 차량 내측면에 전방 또는 후방 헤더용 설치 영역을 갖는, 루프 패널용 외부 플레이트 패널을 구비한다. 차체는 설치 영역에 결합된 헤더를 구비한다. 차체는 설치 영역과 헤더 사이에 위치된 결합 부재를 구비한다. 결합 부재는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어진다.

본 발명의 제 1 양태 내지 제 4 양태에 따른 차량용 패널 구조, 루프 패널 및 차체는 일단 발생한 진동을 즉시 감소시킬 수 있다. 또한, 차량용 패널 구조는 진동을 감소시킴으로써 방음을 도모할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 이점들, 및 기술적 그리고 산업적 중요성은 동일한 부호들이 동일한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 후술될 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 차량용 패널 구조의 단면도이다.
도 2 는 결합 재료의 분자 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 비교예 1 내지 비교예 3 에 따른 차량용 패널 구조들의 단면도이다.
도 4 는 비교예 1 에 따른 차량용 패널 구조의 진폭 변화를 나타내는 그래프 1 이다.
도 5 는 각각의 비교예들에 따른 차량용 패널 구조들의 각각의 제진효율들을 나타내는 그래프이다.
도 6 은 비교예 1 에 따른 차량용 패널 구조의 진폭 변화를 나타내는 그래프 2 이다.
도 7 은 비교예 2 에 따른 차량용 패널 구조의 진폭 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8 은 비교예 3 에 따른 차량용 패널 구조의 진폭 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 패널 구조들의 각각의 제진효율들을 나타내는 그래프이다.
도 10 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 차량용 패널 구조의 진폭 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11 은 본 발명의 실시예 2 에 따른 차량용 패널 구조의 진폭 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12 는 손실 계수와 차량용 패널 구조에 의해 발생된 소음 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13 은 손실 계수와 차량용 패널 구조의 진동 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14 는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 2 에서 각각의 부틸 고무 사용량을 나타내는 그래프이다.
도 15 는 본 발명의 실시예 4 에 따른 루프 패널의 외관도이다.
도 16 은 본 발명의 실시예 4 에 따른 루프 패널의 단면도이다.
도 17 은 본 발명의 실시예 4 에 따른 루프 패널의 부분 확대도이다.
도 18 은 본 발명의 실시예 5 에 따른 도어 패널의 구성도이다.
도 19 는 본 발명의 실시예 6 에 따른 차량용 패널 구조의 단면도이다.
도 20 은 본 발명의 실시예 7 에 따른 차량용 패널 구조의 단면도이다.

[개요]

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 차량용 패널 구조 (90) 는 외부 플레이트 패널 (40) 및 레인포스먼트 (20) 를 구비한다. 외부 플레이트 패널 (40) 은 차량용 외부 패널이다. 외부 플레이트 패널 (40) 은 레인포스먼트 (20) 용 설치 영역 (45) 을 갖는다. 설치 영역 (45) 은 외부 플레이트 패널 (40) 의 차량 내측을 향하는 내면 (50) 에 위치된다.

레인포스먼트 (20) 는 설치 영역 (45) 에 제공된다. 레인포스먼트 (20) 는 한 장의 플레이트를 소성 변형시킴으로써 형성될 수도 있고, 한 개의 레인포스먼트 (20) 는 복수의 부재들을 조합함으로써 형성될 수도 있다.

차량용 패널 구조 (90) 는 결합 부재 (10) 를 추가로 구비한다. 결합 부재 (10) 는 설치 영역 (45) 과 레인포스먼트 (20) 사이에 위치된다. 결합 부재 (10) 는 미리 정해진 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료 (100) 로 이루어진다.

손실 계수 tanδ 는 바람직하게는 0.25 초과이고, 더욱 바람직하게는 0.6 이상이며, 특히 바람직하게는 0.9 이상이다. 결합 재료 (100) 는 부틸 고무 또는 고무 개질된 아스팔트인 것이 바람직하다.

차량용 패널 구조 (90) 는 외부 플레이트 패널 (40) 에서 발생한 진동을 즉기 감소시킬 수 있다. 게다가, 차량용 패널 구조 (90) 는 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동에 의해 발생한 소리를 신속하게 감소시킨다. 이는 차량용 패널 구조 (90) 는 차량 내측 방향 및 차량 외측 방향으로 방음을 도모하게 한다.

[차량용 패널 구조]

차량용 패널 구조의 구체적인 실시예들은 루프 패널 및 사이드 도어 또는 백 도어용 도어 패널이다. 이러한 패널들이 전술한 구조를 갖는 경우, 차량 내부의 소음을 특히 감소시킬 수 있다. 차량용 패널 구조는 이러한 패널들에 제한되지 않고, 후드 패널, 백 패널, 트렁크 리드, 펜더 패널, 사이드 패널, 언더 커버 등에도 유용하다.

[결합 부재]

차량용 패널 구조 (90) 에서, 결합 부재 (10) 및 레인포스먼트 (20) 는 구속형 제진구조를 구성한다. 레인포스먼트 (20) 가 구속층으로서 효율적으로 기능 하기 위해, 레인포스먼트 (20) 는 결합 부재 (10) 와 접하고 있는 것이 바람직하다.

이러한 구조는 이하의 우수한 효과를 일으킨다. 먼저, 차량용 패널 구조 (90) 의 제진성능이 더 높아진다. 추가로, 레인포스먼트 (20) 가 외부 플레이트 패널 (40) 와 밀착하게 하여 그 변형을 억제한다. 즉, 레인포스먼트 (20) 는 차량용 패널 구조 (90) 의 내덴트성을 높인다.

레인포스먼트 (20) 는 레인포스먼트 (20) 의 결합면 (25) 을 통해 결합 부재 (10) 와 접하고 있다. 결합면 (25) 은 외부 플레이트 패널 (40) 측, 즉 차량 외측 방향을 향하고 있다. 이는 차량용 패널 구조 (90) 에 제공되어야 하는 효과를 더욱 높인다. 결합 부재 (10) 는 설치 영역 (45) 과 접하고 있다. 이러한 구조는 차량용 패널 구조 (90) 에 제공되어야 하는 효과를 더욱 높인다.

결합 부재 (10) 는 설치 영역 (45) 과 결합면 (25) 사이에만 위치된다. 이러한 구조는, 각각의 전술한 효과들을 감소시키지 않으면서, 결합 재료 (100) 의 양을 감소시킬 수 있다. 이는 차량용 패널 구조 (90) 의 제조를 위한 경제 비용 및 환경 부하를 감소시킬 수 있다.

[결합 재료]

도 2 에 도시된 바와 같이, 결합 재료 (100) 는 기제 (101), 증량제 (102), 점착 부여제 (103), 및 가소제 (104) 를 함유하는 것이 바람직하다.

기제는 바람직하게는 고무계 재료이고, 더 바람직하게는 사슬형 중합체이다. 중합체는 매스틱의 고무, 예컨대 부타디엔 고무의 중합도보다 높은 중합도를 가진다. 중합체는 바람직하게는 이하의 식 (1) 로 나타낸 공중합체 (부틸 고무) 이다. 본 명세서에서, 그 자체가 이러한 공중합체를 함유하는 결합 재료 (100) 는 부틸 고무라 할 수도 있다.

전술한 식 (1) 로 나타낸 공중합체에서, m 은 이소부텐의 모노머 비를 나타내고, n 은 이소프렌의 모노머 비를 나타낸다.

증량제 (102) 는 유기 또는 무기 재료일 수도 있고, 바람직하게는 유기 용제에 대한 안정성의 관점에서 탄산칼슘 (CaCO₃) 이다. 증량제 (102) 는 결합 재료 (100) 의 체적을 증가시킨다.

점착 부여제 (103) 는 바람직하게는 저분자의 유기 성분이다. 이러한 유기 성분은 결합 재료 (100) 에 부착성을 부여한다. 점착 부여제 (103) 의 작용에 의해, 결합 재료 (100) 는 설치 영역 (45) 또는 결합면 (25) 에 부착한다.

가소제는 바람직하게는 기제 분자들 사이의 결합력을 약하게 하는 가소제이다. 가소제의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 하지만, 결합 재료 (100) 의 유연성 및 유동성을 조정하는 관점에서, 재료는 바람직하게는 이하의 식 (2) 로 나타낸 디이소노닐 프탈레이트 (DINP；C₂₆H₄₂O₄) 이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 결합 재료 (100) 에서는, 기제 (101) 의 주요한 사슬들 사이에 가소제 (104) 가 존재한다. 가소제 (104) 는 사슬형 분자들인 이러한 기제 (101) 분자들 사이의 거리를 증가시켜서, 기제 (101) 분자들 사이의 인력을 약하게 하고, 그럼으로써 기제 (101) 가 유연성을 가지게 된다. 극성을 가지는 점착 부여제 (103) 는 퍼지게 된 이러한 기제 (101) 분자들 사이에서 분산한다. 추가로, 증량제 (102) 는 결합 재료 (100) 내에서 전체적으로 분산한다.

결합 재료 (100) 는 이하의 제진성능을 가진다. 매스틱 등의 고무와 달리, 기제 (101) 는 가교들을 가지지 않거나, 매스틱의 비율보다 더 적은 비율로만 가교들을 가진다. 따라서, 기제 (101) 는 상온에서 점성을 가진다. 또한, 결합 재료 (100) 는 그의 구조를 유지할 수 있는 특성을 가지지 않을 수도 있고, 유동성을 갖는 겔일 수도 있다.

기제 (101) 가 고속으로 움직일 경우에, 분자들 사이의 마찰에 의해 저항이 생긴다. 저항은 운동 에너지를 열에너지로 변환한다. 이로 인해, 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동은 결합 재료 (100) 에 의해 감쇠되고, 즉시 감소된다.

추가로, 결합 재료 (100) 는 고무 개질된 아스팔트일 수도 있다. 고무 개질된 아스팔트의 일 양태는 아스팔트에 생고무를 배합함으로써 얻어진다. 생고무의 예는 천연 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 및 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체 (SBS) 이다.

[효과의 설명：관련 기술]

본 실시형태의 차량용 패널 구조 (90) 에 의해 얻어진 효과들은 배경 기술에서 설명한 차량용 패널 구조를 고려하여 이하에서 설명될 것이다. 다음은, 도 1 에서 결합 부재 (10) 의 결합 재료 (100) 대신에 매스틱이 사용되는 것을 가정한다.

일반적인 매스틱은 합성고무에 근거한 탄성 접착제이다. 매스틱은 외부 플레이트 패널 (외부 패널) 을 루프 레인포스먼트 또는 내부 플레이트 패널 (내부 패널) 에 접착시킨다. 매스틱은 차량용 패널 구조의 강성을 높이고 외부 플레이트 패널에서 진동과 소음의 발생을 억제한다.

매스틱의 주성분은 구조 합성을 유지하는데 충분한 가교들을 갖는 고무이다. 따라서, 매스틱은 손실 계수가 낮기 때문에, 매스틱의 제진성능도 낮다. 이 때문에, 매스틱을 갖는 차량용 패널 구조에서, 외부 플레이트 패널의 진동을 감소시키기 어렵다. 주행 동안 루프의 진동이나, 도어, 후드 등이 강제적으로 폐쇄될 때의 충격/진동을 감쇠하기 위한 매스틱의 힘은 약해진다. 따라서, 차량용 패널 구조는 소음을 발생시킨다.

매스틱을 갖는 차량용 패널 구조에서, 제진용의 다른 부재들이 추가되어야 할 경우가 있다. 예를 들어, 도 3 에 도시된 바와 같이, 차량용 패널 구조의 일 양태인 루프 패널 (93) 은 서로 인접한 레인포스먼트들 (20) 사이에 위치하는 댐프 시트 (60) 를 갖는다. 도 3 에서, 결합 부재 (10) 는 매스틱 (99) 으로 이루어진다. 그러나, 댐프 시트 (60) 는 제진 및 방음에 대해 한정적인 효과만을 초래한다.

[효과들의 설명：결합 재료]

다른 한편으로는, 본 실시형태에서는, 차량용 패널 구조 (90) 는 부틸 고무와 같이 높은 손실 계수를 나타내는 결합 재료 (100) 를 갖는다. 결합 재료 (100) 는 종래 기술의 경우에 매스틱이 도포되는 부분에 위치된다. 이러한 구성은 외부 플레이트 패널 (40) 의 진폭을 신속하게 감소시킨다. 또한, 외부 플레이트 패널의 진동 감소에 필요한 시간이 짧아진다.

이 때문에, 도 1 에 도시된 바와 같이 댐프 시트 (60) 가 없을지라도, 차량용 패널 구조 (90) 는 주행 동안 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동과, 도어가 강제적으로 폐쇄될 때에 외부 플레이트 패널 (40) 에 더해진 충격으로 인한 진동을 즉시 감소시킬 수 있다. 차량용 패널 구조 (90) 는 이러한 진동으로부터의 소음 또는 도어 폐쇄음을 감소시킬 수 있다.

추가로 후술하는 바와 같이, 발명자들은 본 실시형태의 차량용 패널 구조가 댐프 시트를 필요로하지 않다는 사실뿐만 아니라, 본 실시형태의 차량용 패널 구조가 댐프 시트를 갖는 차량용 패널 구조보다 우수한 제진효과를 초래한다는 사실을 알아냈다.

[효과의 설명：설치 영역]

설치 영역 (45) 은 종래 기술에서 매스틱에 의해 외부 플레이트 패널 (40) 이 레인포스먼트 (20) 와 결합되는 부분에 상응한다. 설치 영역 (45) 은 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동 노드에 상응한다.

본 실시형태에서, 이러한 노드 부분에 높은 손실 계수를 갖는 결합 재료 (100) 로 이루어진 결합 부재 (10) 가 위치된다. 다른 한편으로는, 종래 기술에서, 진동 안티노드에 상응하는 부분에 높은 손실 계수를 갖는 댐프 시트가 위치된다.

발명자들은, 진동 안티노드에 상응하는 부분에 높은 손실 계수를 갖는 재료가 부착되는 경우와 비교하여, 진동 노드에 상응하는 부분에 높은 손실 계수를 나타내는 재료가 사용되는 경우가 높은 제진효과 및 높은 방음 효과를 초래한다는 것을 알아냈다.

[레인포스먼트의 비설치 영역]

설치 영역 (45) 이 제공되므로, 본 실시형태의 차량용 패널 구조 (90) 는 전술한 바와 같은 우수한 효과를 초래한다. 이하는 외부 플레이트 패널 (40) 에서 설치 영역 (45) 이외의 영역의 바람직한 양태를 설명한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 외부 플레이트 패널 (40) 은 차량 내측에 레인포스먼트 (20) 가 제공되지 않은 비설치 영역 (55) 을 갖는다. 비설치 영역 (55) 은 댐프 시트와 결합되지 않을 수도 있다. 여기서 상정되는 댐프 시트는 0.6 이상 또는 0.25 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어진다.

비설치 영역 (55) 에서 미리 정해진 범위는 차량 내측 공간과 접하고 있을수도 있다. 미리 정해진 범위는 바람직하게는 비설치 영역 (55) 의 면적 중 적어도 75 % 의 면적을 차지한다. 비설치 영역 (55) 은 차량 내측의 공간에만 접하고 있을 수도 있다.

[효과의 설명：비설치 영역과 댐프 시트]

도 3 에 도시된 비설치 영역 (55) 이 요철면이나 곡면과 같은 비평면 형상을 가질 경우에, 댐프 시트가 비설치 영역에 결합될지라도, 그 추종성은 불량해진다. 이는 댐프 시트가 단단하고 단조로운 구속층과 결합되기 때문이다. 따라서, 댐프 시트 (60) 와 외부 플레이트 패널 (40) 사이에 간극이 형성된다.

간극은 물이 고이는 부분이 되어, 외부 플레이트 패널 (40) 에 녹/부식을 일으킬 수도 있다. 추가로, 간극은 댐프 시트 (60) 자체의 박리나 일그러짐 (distortion) 을 유발할 수도 있다. 이 때문에, 댐프 시트는 복잡한 표면을 갖는 외부 플레이트 패널에 적합하지 않다.

다른 한편으로, 도 1 에 있어서, 레인포스먼트 (20) 가 외부 플레이트 패널 (40) 에 장착되기 전에 레인포스먼트 (20) 에 대한 소성변형 기계가공을 행할 수 있다. 따라서, 레인포스먼트 (20) 는 비교적 자유롭게 형상화할 수 있다. 추가로, 비설치 영역 (55) 은 전술한 대로 공간에 접하고 있을 수도 있다. 이 때문에, 차량용 패널 구조 (90) 는 외부 플레이트 패널 (40) 의 형상에 의해 좌우되는 일 없이, 전술한 제진/방음 효과들을 초래할 수 있다.

비설치 영역 (55) 이 비평면 형상을 포함하는 경우, 댐프 시트의 부착은 불량해지기 쉽다. 또한, 댐프 시트가 부착되는 부착 부분에서 외부 플레이트 패널이 일그러질 수도 있다. 또한, 댐프 시트와 외부 플레이트 패널 사이의 계면에서 외부 플레이트 패널이 부식될 수도 있다.

댐프 시트의 형성은, 부틸 고무를 시트형 형상으로 성형하는 것, 댐프 시트에 구속층을 장착하는 것, 및 댐프 시트를 외부 플레이트 패널에 부착하는 것을 필요로 한다. 이러한 단계들은 제조 비용의 증가 요인이 된다. 이 때문에, 댐프 시트가 높은 효과를 가져올지라도, 댐프 시트를 갖는 차량용 패널 구조를 신중하게 설계할 필요가 있다.

다른 한편으로, 본 실시형태의 차량용 패널 구조 (90) 에서, 매스틱을 레인포스먼트 (20) 에 도포하는 단계 대신에, 결합 부재 (10) 를 장착하는 단계만이 단지 추가된다. 즉, 도 3 에와 같이, 레인포스먼트 (20) 및 댐프 시트 (60) 를 따로 장착할 필요가 없고, 오직 결합 부재 (10) 를 이용함으로써 레인포스먼트 (20) 를 장착할 필요가 있다.

종래 기술에서는, 댐프 시트는 비설치 영역 (55) 중 50 % 이하의 면적비를 갖는 영역에 부착된다. 차량용 패널 구조 (90) 는 전술한 손실 특성을 갖는 결합 재료 (100) 를 갖는다. 이 때문에, 댐프 시트를 사용하지 않으면서, 후술하는 바와 같이 댐프 시트 갖는 차량용 패널 구조의 제진성능과 동일한 제진성능을 얻을 수 있다.

실시예

각 실시예의 설명에서, 전술한 실시형태 또는 앞서 언급된 실시예의 구성 요소와 동일한 구성 요소가 전술한 실시형태 또는 앞서 언급된 실시예의 구성요소와 동일한 부호를 가지고, 그의 중복 설명은 생략된다.

[실시예 1]

본 실시예의 차량용 패널 구조는 도 1 에 도시된 차량용 패널 구조 (90) 를 갖는 루프 패널이다. 루프 패널은 후술되는 도 15 에 도시된 루프 패널 (94) 에 상응한다. 결합 재료 (100) 는 IIDA INDUSTRY CO., LTD. 사제의 부틸 고무인 XETORO α(tanδ = 0.6) 이다. 결합 재료 (100) 는 IIDA INDUSTRY CO., LTD. 사제의 XETORO β 또는 γ 일 수도 있다.

본 실시형태에서, 손실 계수 tanδ 는 재료에게 주어진 응력에 의해 생긴 에너지중, 열로서 재료 외부에 확산하는 성분의 손실 탄성률 E"(Pa) 와 재료 내부에 저장되는 성분의 저장 탄성률 E'(Pa) 사이의 비 (E"/E') 를 나타낸다.

[실시예 2]

본 실시예의 차량용 패널 구조는 단지 결합 재료 (100) 에 있어서 실시예 1 과 다른 루프 패널이다. 결합 재료 (100) 는 ARONKASEI CO., LTD. 사제의 고무 아스팔트 시트인 방열 엘라스토머 CH (tanδ = 0.9) 이다. 다른 구성 요소들은 실시예 1 에서와 같다.

[비교예 1]

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 비교예의 루프 패널 (93) 은 외부 플레이트 패널 (40) 및 레인포스먼트 (20) 를 구비한다. 외부 플레이트 패널 (40) 은 레인포스먼트 (20) 용 설치 영역 (45) 을 갖는다. 설치 영역 (45) 은 외부 플레이트 패널 (40) 의 차량 내측을 향하는 내면 (50) 에 위치된다. 레인포스먼트 (20) 는 설치 영역 (45) 에 제공된다.

차량용 패널 구조 (90) 는 결합 부재 (10) 를 추가로 구비한다. 결합 부재 (10) 는 설치 영역 (45) 과 레인포스먼트 (20) 사이에 위치된다. 결합 부재 (10) 는 CEMEDINE AUTOMOTIVE CO., LTD. 사제의 매스틱인 S440 로 이루어진다.

외부 플레이트 패널 (40) 은 차량 내측에 레인포스먼트 (20) 가 제공되지 않은 비설치 영역 (55) 을 갖는다. 비설치 영역 (55) 은 서로 인접한 설치 영역들 (45) 사이에 위치된다. 루프 패널 (93) 은 서로 인접한 레인포스먼트들 (20) 사이에 위치되는 댐프 시트 (60) 를 갖는다. 댐프 시트 (60) 는 비설치 영역 (55) 에 결합된다.

댐프 시트 (60) 는 비설치 영역 (55) 의 전체에 결합된다. 댐프 시트 (60) 는 미리 정해진 시트 재료로 이루어진다. 시트 재료는 실시예 1 의 결합 재료 (100) 와 동일한 재료이다. 구속층 (66) 은 댐프 시트 (60) 의 차량 내측에 위치된다. 구속층 (66) 의 재료는 알루미늄 호일이다.

[비교예 2]

비교예 1 과 달리, 댐프 시트 (60) 는 비설치 영역 (55) 내의 부착 범위 (65) 에 결합된다. 부착 범위 (65) 는 비설치 영역 (55) 의 면적 중 50 % 의 면적을 차지한다. 다른 구성 요소들은 비교예 1 과 동등하다.

[비교예 3]

비교예 2 와 달리, 부착 범위 (65) 는 비설치 영역 (55) 의 면적 중 25 %의 면적을 차지한다. 다른 구성 요소들은 비교예 1 및 비교예 2 와 동등하다.

[비교예 4]

비교예 1 내지 비교예 3 과 달리, 루프 패널 (93) 은 댐프 시트 (60) 를 갖지 않다. 다른 관점에서 보면, 본 비교예의 차량용 패널 구조는 단지 도 1 에 도시된 결합 부재 (10) 에 있어서 실시예 1 과 다른 루프 패널이다. 결합 부재 (10) 는 CEMEDINE AUTOMOTIVE CO., LTD. 사제의 매스틱인 S440 로 이루어진다.

[댐프 시트의 제진효과]

도 4 의 그래프에서, 실선 (61) 은 비교예 1 의 루프 패널의 진동의 계산 모델로부터 얻어진 진동 곡선이다. 파선 (62) 은 비교예 4 의 루프 패널의 진동의 계산 모델로부터 얻어진 진동 곡선이다. 댐프 시트 (60) 를 부착시킴으로써 루프 패널 (93) 의 진동은 신속하게 감쇠된다. 즉, 댐프 시트 (60) 는 제진효과를 갖는다.

도 5 는 도 4 의 각각의 진동 곡선들에서 제 3 사이클 진폭과 제 1 사이클 진폭 사이의 비를 루프 패널의 진동의 감쇠율로서 나타낸다. 이하에서, 이러한 값은 감쇠율이라 한다. 또한, 도 5 는 비교예 2 및 비교예 3 의 감쇠율들을 나타낸다.

비교예 4 와 같이 매스틱만을 구비하는 루프 패널에서, 감쇠율은 약 0.7 이다. 루프 패널에 포함된 댐프 시트의 면적이 커짐에 따라, 그 진동의 감쇠 효율이 높아져서, 보다 빠르게 진동이 감쇠된다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 비교예 1 에서 감쇠율은 약 0.2 이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 제 1 사이클 진폭을 1 로 가정했을 경우, 진폭은 제 3 사이클에서 약 0.2 로 그리고 제 5 사이클에서 0.1 이하로 감소한다는 것을 인지해야 한다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 비교예 2 에서 감쇠율은 약 0.4 이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 사이클 진폭을 1 로 가정했을 경우, 진폭은 제 3 사이클에서 약 0.4 로 그리고 제 5 사이클에서 0.2 이하로 감소한다는 것을 인지해야 한다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 비교예 3 에서 감쇠율은 약 0.5 ~ 0.6 이다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 제 1 사이클 진폭을 1 로 가정했을 경우, 진폭은 제 3 사이클에서 0.6 이하로 그리고 제 5 사이클에서 약 0.3 으로 감소한다는 것을 인지해야 한다.

[결합 재료의 제진효과]

도 9 는 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 4 의 관점에서 전술한 계산 모델과 유사한 계산 모델에 의해 얻어진 감쇠율들을 나타내는 그래프이다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 실시예 1 에서 감쇠율은 약 0.4 이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 제 1 사이클 진폭을 1 로 가정했을 경우, 진폭은 제 3 사이클에서 약 0.4 로 그리고 제 5 사이클에서 0.2 이하로 감소한다는 것을 인지해야 한다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 실시예 2 에서 감쇠율은 약 0.3 이하이다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 제 1 사이클 진폭을 1 로 가정했을 경우, 진폭은 제 3 사이클에서 약 0.3 으로 그리고 제 5 사이클에서 0.1 이하로 감소한다는 것을 인지해야 한다.

전술한 분석 결과는, 고감쇠 재료가 예를 들어 비교예 4 와 같은 매스틱에 대한 도포 부분에 도포될 때에, 댐프 시트가 부착되는 경우와 동일하거나 보다 높은 진동 감쇠 효율을 얻을 수 있다는 것을 나타낸다. 실시예 1 에서, 감쇠 효율은 비교예 2 에서의 감쇠 효율과 동일하다. 또, 실시예 2 에서, 감쇠 효율은 비교예 1 에서의 감쇠 효율에 근접하다.

[결합 재료의 노이즈 저감 효과]

도 12 는 결합 재료의 방음 효과를 나타내는 그래프이다. 도 12 는 결합 부재가 레인포스먼트와 루프 사이에 제공되는 차량 모델에 대한 발음 변화대 (㏈) 의 CAE (Computer Aided Engineering) 분석 결과이다. 차량 모델은 실시예 1 및 실시예 2 의 루프 패널들의는 차량 모델들을 포함한다.

발음량은 차량 모델들의 앞좌석에서 37 ㎐ 의 음량을 지표로서 사용한다. 실선은 계산 모델에서 발음량 변화대와 손실 계수 사이의 관계를 나타낸다. 파선은 그의 회귀선을 나타낸다. 도 12 는 손실 계수가 증가함에 따라 발음량이 단조롭게 감소한다는 것을 나타낸다.

도 13 은 결합 재료의 루프 패널 진동 감소 효과를 나타내는 그래프이다. 도 13 은 동일한 차량 모델에 대해 진동 레벨 변화대 (㏈) 의 CAE 분석 결과이다. 진동 레벨은 차량 모델의 루프 패널의 부분 (상기 부분은 강하게 진동함) 에서, 즉 최대 진폭부에서 37 ㎐ 의 진동을 지표로서 사용한다.

최대 진폭부는 레인포스먼트의 설치 영역들 사이의 진동 안티노드 부분에 상응한다. 실선은 계산 모델에서 진동 레벨 변화대와 손실 계수 사이의 관계를 나타낸다. 파선은 그의 회귀선을 나타낸다. 도 13 은 손실 계수가 증가함에 따라 진동 레벨은 단조롭게 한다는 것을 나타낸다.

분석 결과는 진동 레벨이 감소할 때에 발음량이 선형 형상으로 감소하는 것을 나타낸다. 또한, 그들의 변화대 (㏈) 는 1:1 관계에 있다. 예를 들어, 0.9 의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료는 0.35 의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료에 비해 약 3.5 ㏈ 만큼 진동 레벨을 감소시키고, 추가로 약 3 ㏈ 만큼 발음량을 감소시킨다.

분석 결과들은 실시예 1 및 실시예 2 에서 결합 재료가 차량용 패널 구조에서 발생된 소음을 감소시키는 것을 나타낸다. 또한, 분석 결과들은 실시예 1 및 실시예 2 에서 결합 부재가 구비된 차량용 패널 구조가 방음 효과를 갖는다는 것을 나타낸다.

[재료 사용량의 감소 효과]

전술한 대로, 실시예 1 의 결합 재료 (100) 및 비교예 2 의 시트 재료는 동일한 부틸 고무이다. 도 14 는 실시예 1 과 비교예 2 사이에서 부틸 고무의 사용량의 질량비를 나타낸다. 실시예 1 의 부틸 고무의 사용량을 1 로 가정한다. 실시예 1 의 부틸 고무의 사용량이 비교예 2 의 부틸 고무의 사용량의 약 1/4 로 감소한다.

도 14 는, 레인포스먼트 (20) 와 외부 플레이트 패널 (40) 사이에 결합 재료 (100) 를 제공함으로써 부틸 고무의 사용량을 감소시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 추가로, 높은 진동 감쇠 효율을 갖는 결합 재료를 사용하면서, 진동 감쇠 효과를 갖는 재료의 사용량을 감소시킬 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예의 차량용 패널 구조는 도 3 에 도시된 루프 패널 (93) 에서의 결합 부재 (10) 의 재료에 있어서 비교예 1 내지 비교예 3 과는 다르다. 여기에서, 루프 패널 (93) 은 매스틱 (99) 대신에 실시형태 또는 실시예 1 및 실시예 2 에 기재된 바와 같이 높은 손실 계수를 갖는 결합 재료로 이루어진 결합 부재 (10) 를 구비한다.

다른 관점에서 보면, 루프 패널 (93) 은, 실시예 1 및 실시예 2 의 차량용 패널 구조 (90) 의 구성 요소들뿐만 아니라, 댐프 시트 (60) 를 추가로 구비한다. 댐프 시트 (60) 는 미리 정해진 시트 재료로 이루어진다. 시트 재료의 손실 계수 tanδ 는 0.25 이상이다.

루프 패널 (93) 은 그의 외부 플레이트 패널 (40) 에서 발생한 진동을 더욱 즉시 감소시킬 수 있다. 추가로, 루프 패널 (93) 은 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동에 의해 발생하는 소음을 신속하게 감소시킨다.

비설치 영역 (55) 에서 부착 범위 (65) 는 바람직하게는 비설치 영역 (55) 의 면적중 50% 이하의 면적, 더욱 바람직하게는 비설치 영역 (55) 의 면적중 25 % 이하의 면적을 차지한다. 시트 재료는 바람직하게는 0.6 이하의 손실 계수 tanδ 를 갖는다.

구속층 (66) 의 재료는 특별히 한정 되지 않지만, 유리 섬유 또는 알루미늄박판인 것이 바람직하다. 구속층 (66) 은 댐프 시트 (60) 에 결합하여, 구속형의 제진구조를 형성한다. 충분히 견고한 구속층 (66) 은 제진구조에 바람직한 탄성 굴곡률을 부여할 수 있다. 이러한 루프 패널 (93) 은 높은 제진성능을 갖는다.

[실시예 4]

<개요>

도 15 및 도 16 은 차량용 패널 구조 (90) 의 일 실시예인 루프 패널 (94) 을 나타낸다. 루프 패널 (94) 은 차량 좌측의 사이드 패널 (58) 및 차량 우측의 사이드 패널 (59) 을 향하고 있다. 도 16 에 도시된 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 전술한 레인포스먼트 (20) 와 동등한 부재들이다.

복수의 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 주어진 간격들로 차량의 전방측으로부터 차량의 후방측으로 일직선으로 정렬된다. 도 16 은 3 개의 선형 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 을 나타낸다. 레인포스먼트들의 형상 및 개수는 내덴트성과 중량 사이의 밸런스를 고려하여 적절히 설계될 수 있다. 레인포스먼트들의 개수는 1 개, 2 개, 또는 3 개일 수도 있거나, 또는 4 개 이상일 수도 있다.

레인포스먼트 (21) 는 차량 전방측의 전방 헤더 (28) 및 차량 후방측의 레인포스먼트 (22) 와 인접한다. 레인포스먼트 (22) 는 차량 전방측의 레인포스먼트 (21) 및 차량 후방측의 레인포스먼트 (23) 와 인접한다. 레인포스먼트 (23) 는 차량 전방측의 레인포스먼트 (22) 및 차량 후방측의 후방 헤더 (29) 와 인접한다.

이러한 순서로 정렬된 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 으로만 강성을 충분히 유지할 수 없는 외부 플레이트 패널의 중앙부의 강성을 높인다. 추가로, 후술하는 대로, 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 이 높은 손실 계수를 갖는 결합 재료로 각각 이루어지는 결합 부재들을 통해 외부 플레이트 패널 (40) 과 결합할 때에, 제진작용이 보여진다.

레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 레인포스먼트의 골격 중심들 (35 ~ 37) 을 각각 갖는다. 설치 영역 (45) 에 상응하는 설치 영역들 (41 ~ 43) 은 차량 내측에서 골격 중심들 (35 ~ 37) 을 따라 각각 위치된다.

<세부 사항>

도 16 에 도시된 바와 같이, 각각의 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 그의 외부 플레이트 패널 (40) 측에서 오목부를 갖는다. 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 의 오목부들은 개구들 (31 ~ 33) 을 각각 갖는다. 중심들 (35 ~ 37) 은 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 의 오목부들에 각각 위치된다. 즉, 각각의 오목부들은 레인포스먼트들의 골격 중심들을 포함하고, 그럼으로써 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 에 굽힘 강도를 부여한다.

설치 영역들 (41 ~ 43) 은 외부 플레이트 패널 (40) 의 차량 내측을 향하는 내면에 위치된다. 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 설치 영역들 (41 ~ 43) 에 각각 대향하게 된다. 설치 영역들 (41 ~ 43) 은 개구들 (31 ~ 33) 을 각각 향하고 있다. 상기 구조는 루프 패널 (94) 의 내덴트성을 높인다. 다른 실시예들 또는 실시형태들에서 레인포스먼트가 동일한 특징을 가질지라도, 동일한 효과가 초래된다.

비설치 영역들 (51 ~ 54) 은 차량 전방측의 전방 헤더 (28) 용 설치 영역 (48), 설치 영역들 (41 ~ 43), 및 차량 후방측의 후방 헤더 (29) 용 설치 영역 (49) 과 교대로 정렬된다.

비설치 영역들 (51 ~ 54) 은 설치 영역들 (41 ~ 43), 전방 및 후방 헤더들, 차량 좌측의 사이드 루프 레일과의 장착 부분 (56) 및 차량 우측의 사이드 루프 레일과의 장착 부분 (57) 에 의해 둘러싸인 영역이다. 비설치 영역들 (51 ~ 54) 이 전체로서 비설치 영역으로 간주되는 경우에도 동일하게 적용된다. "전체로서의 비설치 영역" 의 관점에서, 후술될 변형예를 참조한다.

<결합의 양태>

도 17 은 도 16 의 레인포스먼트 (21) 주위의 확대 단도면이다. 도 17 에 도시된 바와 같이, 레인포스먼트 (21) 는 결합면 (26) 을 통해 결합 부재 (11) 와 접하고 있다. 결합 부재 (11) 는 결합 부재 (10) 와 동등한 부재이다. 결합면 (26) 은 차량 전방 방향으로의 레인포스먼트 (21) 의 외부 엣지에 위치된 플랜지 (16) 내에 위치되고, 또한 외부 플레이트 패널 (40) 측을 향하고 있다.

레인포스먼트 (21) 는 추가로 결합면 (27) 을 통해 결합 부재 (12) 와 접하고 있다. 결합 부재 (12) 는 결합 부재 (11) 와 동등한 부재이다. 레인포스먼트 (21) 는 차량 후방 방향으로의 외부 엣지에 배치된 플랜지 (17) 를 갖고, 상기 외부 엣지는 개구 (31) 를 사이에 두는 플랜지 (16) 에 대한 대향측이다. 결합면 (27) 은 레인포스먼트 (21) 의 플랜지 (17) 에 위치되고, 또한 외부 플레이트 패널 (40) 측을 향하고 있다.

레인포스먼트 (22, 23) 는 레인포스먼트 (21) 와 동일한 구조를 갖는다. 이러한 구성에 따라, 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 한 장의 플레이트를 소성변형시킴으로써 제조할 수 있다. 또한, 레인포스먼트들 (21 ~ 23) 은 경량화된다.

도 17 에 도시된 바와 같이, 레인포스먼트 (21) 의 오목부 (15) 는 측벽 (13), 측벽 (14) 및 저부 (18) 를 갖는다. 도면에서, 오목부 (15) 는 박스형 단면을 갖지만, 원호형 단면을 가질 수도 있다.

측벽 (13) 은 플랜지 (16) 및 저부 (18) 에 접하고 있다. 측벽 (14) 은 플랜지 (17) 및 저부 (19) 에 접하고 있다. 외부 플레이트 패널 (40) 에 대해 측벽 (13) 및 측벽 (14) 은 미리 정해진 각도를 각각 형성한다. 이는 레인포스먼트 (21) 가 외부 플레이트 패널 (40) 의 변형을 억제하게 한다.

레인포스먼트의 설치 영역 (41) 은 레인포스먼트의 비설치 영역들 (51, 52) 의 사이에 위치된다. 설치 영역 (41) 은 레인포스먼트의 비설치면 (44), 레인포스먼트의 설치면 (46), 및 레인포스먼트의 설치면 (47) 을 갖는다. 설치면 (46) 은 결합면 (26) 에 대향하고, 결합 부재 (11) 에 접하게 한다. 결합 부재 (11) 는 설치면 (46) 및 결합면 (26) 사이에만 위치되는 것이 바람직하다.

설치면 (47) 은 비설치면 (44) 을 사이에 개재하는 설치면 (46) 의 대향측에 위치된다. 설치면 (47) 은 결합면 (27) 에 대향하고, 결합 부재 (12) 에 접하게 한다. 결합 부재 (12) 는 설치면 (47) 과 결합면 (27) 사이에만 위치되는 것이 바람직하다. 비설치면 (44) 은 개구 (31) 를 형성하는 공간을 향하는 것이 바람직하다.

개구 (31) 는 결합 재료 (100) 또는 그 밖의 충전제들로 채워지지 않은 것이 바람직하다. 이러한 충전이 이루어졌을 경우, 레인포스먼트 (21) 가 외부 플레이트 패널 (40) 을 구속하는 효과가 불량해진다. 또한, 어떤 경우에는 비설치면 (44) 에서 외부 플레이트 패널이 변형될 수도 있다.

또한, 개구 (31) 가 결합 재료 (100) 로 충전될지라도, 제진효과를 높이기는 어렵기 때문에, 비용 면에서 이러한 충전은 유리하지 않다. 또한, 본 실시예의 루프 패널 (94) 의 방음 효과는 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동에 의해 발생하는 소음과 관련있고, 진동을 감쇠시키는 작용에 의해 소음을 감소시키도록 의도된다.

충전이 이루어진 경우에, 레인포스먼트를 통과하는 공기가 없어져서, 소리가 전달되기 어려워질 수도 있다는 것을 인지해야 한다. 본 실시예는 이러한 구성 및 작용을 제외하는 것은 아니지만, 본 실시예에 있어서 이러한 효과는 부차적이다. 이 때문에, 개구 (31) 는 빈 공간인 것이 바람직하다. 유사하게, 비설치면 (44) 은 결합 재료 (100) 와 접하지 않은 것이 바람직하다.

<헤더>

본 실시예는 외부 플레이트 패널 (40) 에 대해 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 의 결합 형태에 있어서 특징을 갖는 자동차의 차체를 또한 나타낸다. 본 실시예의 차체는 도 15 에 도시된 바와 같이 차량 내측면에서 전방측 또는 후방측에 있는 설치 영역 (48) 또는 설치 영역 (49) 을 갖는 루프 패널 (94) 용 외부 플레이트 패널 (40) 을 구비한다.

이러한 차체는 설치 영역 (48) 또는 설치 영역 (49) 에 결합되는 전방 헤더 (28) 또는 후방 헤더 (29) 를 추가로 구비한다. 차체는 설치 영역 (48 또는 49) 과 전방 헤더 (28) 또는 후방 헤더 (29) 사이에 위치되는 결합 부재를 추가로 구비한다. 결합 부재 (10) 는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료 (100) 로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 16 에 도시된 바와 같이, 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 는 그들의 외부 플레이트 패널 (40) 측에 각각의 오목부들을 갖는다. 각각의 오목부들은 개구 (38) 및 개구 (39) 를 갖는다. 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 의 중심들은 각각의 오목부들에 위치된다. 즉, 각각의 오목부들은 헤더들의 골격의 중심들을 포함하고, 그럼으로써 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 에 강성을 부여한다.

설치 영역 (48) 및 설치 영역 (49) 은 외부 플레이트 패널 (40) 에서 차량 내측을 향하는 내면에 위치된다. 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 는 설치 영역 (48) 및 설치 영역 (49) 에 각각 대향하고 있다. 설치 영역 (48) 및 설치 영역 (49) 은 개구 (38) 및 개구 (39) 를 각각 향하고 있다. 전술한 구조는 루프 패널 (94) 의 내덴트성을 높인다.

결합 부재 (10; 미도시) 는 각각의 설치 영역 (48) 및 설치 영역 (49) 과 각각의 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 사이에 위치하여, 이들과 접하게 한다. 따라서, 루프 패널 (94) 은 외부 플레이트 패널 (40) 에서 발생한 진동을 즉시 감소시킬 수 있다. 게다가, 루프 패널 (94) 은 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동에 의해 발생한 소리를 신속하게 감소시킨다. 이는 루프 패널 (94) 이 차량 내부 및 외부 방향으로의 방음을 도모하게 한다.

루프 패널 (94) 에서, 결합 부재 (10), 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 는 구속형의 제진구조를 구성한다. 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 가 구속층으로서 효율적으로 기능하므로, 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 는 결합 부재들 (10) 과 접하고 있는 것이 바람직하다.

이러한 구조는 이하의 우수한 효과들을 초래한다. 먼저, 루프 패널 (94) 의 제진성능이 더욱 높아진다. 또한, 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 가 외부 플레이트 패널 (40) 과 근접하게 되고, 그럼으로써 그의 변형을 억제한다. 즉, 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 는 루프 패널 (94) 의 내덴트성을 높인다.

결합 부재 (10; 미도시) 는 각각의 설치 영역 (48) 및 설치 영역 (49) 과 각각의 전방 헤더 (28) 및 후방 헤더 (29) 사이에만 위치된다. 이러한 구조는 각각의 상기 효과들을 감소시키지 않으면서 결합 재료 (100) 의 양을 줄일 수 있다. 이는 루프 패널 (94) 의 제조를 위한 경제 비용 및 환경 부하를 감소시킬 수 있게 한다.

개구들 (31 ~ 33) 과 달리, 개구 (38) 및 개구 (39) 는 다양한 충전제들로 충전될 수도 있다는 것이 인지되어야 한다. 이러한 충전이 이루어졌을지라도, 여기에는 외부 플레이트 패널 (40) 의 변형이 발생할 수도 있다는 약간의 가능성이 있다.

[실시예 5]

도 18 은 차량용 패널 구조 (90) 의 일 실시예인 도어 패널 (95) 을 도시한다. 도어 패널 (95) 은 내부 플레이트 패널 (68) 과 외부 플레이트 패널 (69) 을 구비한다. 도 18 에서 외부 플레이트 패널 (69) 이 도려내어진 부분에서 보여지는 바와 같이, 내부 플레이트 패널 (68) 과 외부 플레이트 패널 (69) 사이에는 하나 이상의 레인포스먼트들 (70) 이 위치된다.

레인포스먼트 (70) 는 차량 외부를 향해 부풀어 오른 외부 플레이트 패널 (69) 의 부분에 장착되는 것이 바람직하다. 이는 내부 플레이트 패널 (68) 로부터의 구속력이 이러한 부분에 작용하기 어렵고, 진동이 발생하기 쉽기 때문이다.

레인포스먼트 (70) 는 결합 부재 (10) 를 사이에 개제하는 외부 플레이트 패널 (69) 의 차량 내측에 접하게 한다. 레인포스먼트 (70) 는 도어 패널 (95) 의 좌우 방향과 평행하게 또는 좌우 방향에 대해 0 ~ 45 도의 각도를 이루어 장착될 수도 있다.

도 18 에 도시된 바와 같이, 결합 부재 (10) 는 레인포스먼트 (70) 의 골격의 중심 (30) 을 따라서 실선형 또는 파선형을 형성하는 것이 바람직하다. 결합 부재 (10) 는 레인포스먼트 (70) 의 결합면 (75) 으로부터 돌출하지 않는 범위에서 결합 부재 (10) 가 위치되는 것이 바람직하다. 또한, 결합 부재 (10) 는 레인포스먼트 (70) 의 골격의 중심 (30) 을 따라서 미리 정해진 간격들로 연속되는 산재 형상을 형성할 수도 있다.

이 때문에, 도어 패널 (95) 은 주행 동안 외부 플레이트 패널 (69) 의 진동이나, 도어가 강제적으로 폐쇄될 때에 외부 플레이트 패널 (69) 에 더해지는 충격에 의한 진동을 즉시 감소시킬 수 있다. 도어 패널 (95) 은 이러한 진동으로부터의 소음, 특히 도어 폐쇄음을 감소시킬 수 있다.

이러한 결합 부재 (10) 의 양태는 그의 제진효과를 감소시키지 않으면서 결합 재료 (100) 의 필요량을 줄일 수 있다. 이는 루프 패널 (95) 의 제조를 위한 경제 비용 및 환경 부하를 감소시킬 수 있게 한다. 다른 실시예들 또는 실시형태들에서, 결합 부재 (10) 가 동일한 특징을 가지면, 동일한 효과가 얻어진다.

외부 플레이트 패널 (69) 은 원하는 디자인을 가질 수 있다. 예를 들어, 외부 플레이트 패널이 외부 플레이트 패널의 폴딩부를 갖는 프레스 라인을 가질 수도 있다. 이러한 경우, 프레스 라인이 외부 플레이트 패널 (69) 의 차량 내측면에 요철을 일으킨다. 이러한 요철은 전술한 댐프 시트가 이에 부착될 때에 박리 등을 일으킨다.

하지만, 본 실시예의 도어 패널 (95) 은 도어 패널 (95) 이 댐프 시트를 가지지 않을지라도 높은 제진효과를 갖는다. 이 때문에, 본 실시형태의 도어 패널 (95) 은, 높은 제진효과 및 원하는 디자인을 가지면서, 댐프 시트의 박리 등의 문제를 해소할 수 있다. 프레스 라인은 전술한 루프 패널 및 그 밖의 차량용 패널 구조들의 외부 플레이트 패널에 제공될 수 있다.

[실시예 6]

도 19 에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 차량용 패널 구조 (96) 는 레인포스먼트 (80) 를 갖는다. 레인포스먼트 (80) 는 결합면 (85) 을 통해 결합 부재 (10) 에 접하고 있다. 결합면 (85) 은 레인포스먼트 (80) 의 저부에 위치되고, 또한 외부 플레이트 패널 (40) 측을 향하고 있다. 개구 (34) 는 레인포스먼트 (80) 의 플랜지 측에 위치되고, 또한 외부 플레이트 패널 (40) 의 대향측을 향하고 있다. 레인포스먼트 (80) 의 플랜지는 내부 패널 (미도시) 에 결합될 수 있다.

차량용 패널 구조 (96) 는 외부 플레이트 패널 (40) 에서 발생한 진동을 즉시 감소시킬 수 있다. 게다가, 차량용 패널 구조 (96) 는 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동에 의해 발생한 소리를 신속하게 감소시킨다. 이는 차량용 패널 구조 (96) 가 차량 내측 방향 및 차량 외측 방향으로의 방음을 도모하게 한다.

[실시예 7]

도 20 에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 차량용 패널 구조 (97) 는 차량 내측에의 내면 (50) 에 내부 플레이트 패널 (81) 용 설치 영역 (45) 을 갖는 차량용 외부 플레이트 패널 (40) 을 구비한다. 차량용 패널 구조 (97) 는 설치 영역 (45) 에 위치된 내부 플레이트 패널 (81) 을 추가로 구비한다.

차량용 패널 구조 (97) 는 설치 영역 (45) 과 내부 플레이트 패널 (81) 사이에 위치된 결합 부재 (10) 를 추가로 구비한다. 결합 부재 (10) 는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료 (100) 로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 20 에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 차량용 패널 구조 (97) 는 내부 플레이트 패널 (81) 을 갖는다. 내부 플레이트 패널 (81) 은 결합면 (86) 을 통해 결합 부재 (10) 에 접하고 있다. 결합면 (86) 은 내부 플레이트 패널 (81) 에서 차량 외측 방향으로 위치되고, 외부 플레이트 패널 (40) 측을 향하고 있다.

차량용 패널 구조 (97) 는 외부 플레이트 패널 (40) 에서 발생한 진동을 즉시 감소시킬 수 있다. 게다가, 차량용 패널 구조 (97) 는 외부 플레이트 패널 (40) 의 진동으로 인해 발생한 소리를 신속하게 감소시킨다. 이는 차량용 패널 구조 (97) 가 차량 내측 방향 및 차량 외측 방향으로의 방음을 도모하게 한다.

차량용 패널 구조 (97) 에서, 결합 부재 (10) 및 내부 플레이트 패널 (81) 은 구속형 제진구조를 구성한다. 내부 플레이트 패널 (81) 이 결합 부재 (10) 와 접하고 있기 때문에, 내부 플레이트 패널 (81) 이 구속층으로서 효율적으로 기능한다. 내부 플레이트 패널 (81) 은 한 장의 플레이트를 소성변형시킴으로써 형성될 수도 있고, 복수의 부재들을 조합함으로써 형성될 수도 있다.

이러한 구조는 이하의 우수한 효과들을 일으킨다. 먼저, 차량용 패널 구조 (97) 의 제진성능이 더욱 높아진다. 또한, 내부 플레이트 패널 (81) 이 외부 플레이트 패널 (40) 에 근접하게 하여, 그의 변형을 억제한다. 내부 플레이트 패널 (81) 은 파상 단면을 가져서, 레인포스먼트와 동일하게, 내부 플레이트 패널 (81) 이 차량용 패널 구조 (97) 의 내덴트성을 높인다. 즉, 내부 플레이트 패널 (81) 은 실시형태에 나타낸 레인포스먼트 (20) 의 일종으로서 기능한다.

결합 부재 (10) 는 설치 영역 (45) 과 결합면 (86) 사이에만 위치된다. 이러한 구조는 각각의 전술한 효과들을 감소시키지 않으면서 결합 재료 (100) 의 양을 줄일 수 있다. 이는 차량용 패널 구조 (97) 의 제조를 위한 경제 비용 및 환경 부하를 감소시킬 수 있게 한다. 본 실시형태의 차량용 패널 구조 (97) 는 후드 패널에 적합하다.

[변형예]

본 발명은 전술한 실시형태 및 실시예들에 한정된 것이 아니고, 본 발명의 요지에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 전술한 실시형태 등에서, 승용 자동차를 일 예로 취함으로써 차량용 패널 구조이 설명된다. 이러한 차량용 패널 구조는 버스, 트럭 또는 트랙 수송 차량의 보디 외부 플레이트에서 바람직하게 사용가능하다.

전술한 실시형태 등은 레인포스먼트와 외부 플레이트 패널 사이의 결합 양태를 주로 다룬다.그러나, 결합 양태는 헤더와 외부 플레이트 패널 사이의 결합 양태 및 내부 플레이트 패널과 외부 플레이트 패널 사이의 결합 양태에 적용가능하고, 이는 전혀 방해되지 않을 것이다.

<실시예 4 에서의 전체로서의 비설치 영역>

실시형태 등의 차량용 패널 구조는 댐프 시트의 전부 또는 일부가 생략될지라도 높은 제진효과를 얻을 수 있다. 실시예 3 에서, 비설치 영역 (55) 에 대해 미리 정해진 크기를 갖는 댐프 시트 (60) 가 부착된다는 것이 가정된다. 이러한 양태는 다른 실시형태들 및 실시예들에도 적용가능하다.

예를 들어, 실시예 4 에서, 레인포스먼트의 비설치 영역들 (51 ~ 54) 은 별개로 제공된다. 이 경우, 각각의 비설치 영역들 (51 ~ 54) 에 실시예 3 의 양태가 적용될 수도 있다. 한편, 비설치 영역들 (51 ~ 54) 은 전체로서 비설치 영역으로 간주될 수도 있고, 비설치 영역을 차지하는 댐프 시트의 부착 범위의 비율이 설계될 수도 있다.

예를 들어, 도 15 및 도 16 에서, 비설치 영역 (51) 에 댐프 시트가 부착되지 않고 (0 %), 비설치 영역들 (52 ~ 54) 에 댐프 시트들이 부착될 수도 있다. 이러한 경우에, 댐프 시트들의 부착 범위가 전체로서 비설치 영역 중 25 ~ 50 % 를 차지할 수도 있다.

Claims

차량용 패널 구조로서,
차량 내측면에 레인포스먼트 (reinforcement) 의 설치 영역을 갖는 차량용 외부 플레이트 패널;
상기 설치 영역에 제공된 레인포스먼트; 및
상기 설치 영역과 상기 레인포스먼트 사이에 위치된 결합 부재
를 포함하고,
상기 결합 부재는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어지는, 차량용 패널 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 레인포스먼트는 상기 결합 부재와 접하고 있는, 차량용 패널 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 레인포스먼트는, 상기 레인포스먼트의 외부 엣지에 위치되고 외부 플레이트 패널 측을 향하는 결합면을 통해, 상기 결합 부재와 접하고 있는, 차량용 패널 구조.
제 3 항에 있어서,
상기 결합 부재는 상기 설치 영역과 상기 결합면 사이에만 위치되는, 차량용 패널 구조.
제 4 항에 있어서,
상기 결합 부재는 상기 레인포스먼트의 골격 중심을 따라서 선형 형상을 형성하는, 차량용 패널 구조.
제 4 항에 있어서,
상기 결합 부재는 상기 레인포스먼트의 골격 중심을 따라서 미리 정해진 간격들로 연속된 산재 형상 (dispersed shape) 을 형성하는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레인포스먼트는, 상기 레인포스먼트의 골격 중심에 위치되고 상기 외부 플레이트 패널 측에 개구를 갖는 오목부를 추가로 포함하고,
상기 설치 영역은 상기 개구와 접하고 있는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 부재는 상기 설치 영역과 접하고 있는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 재료는 0.9 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 재료는 부틸 고무 또는 고무 개질된 아스팔트인, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
0.25 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어진 댐프 시트를 추가로 구비하고,
상기 외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가지고; 그리고
상기 댐프 시트는 상기 비설치 영역에 결합되는, 차량용 패널 구조.
제 11 항에 있어서,
상기 댐프 시트는 상기 비설치 영역의 미리 정해진 범위에 결합되고, 상기 미리 정해진 범위는 상기 비설치 영역의 면적 중 25 % 이하의 면적을 차지하는, 차량용 패널 구조.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 시트 재료는 0.6 이하의 손실 계수 tanδ 를 갖는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가지고, 그리고
상기 비설치 영역은 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어지는 댐프 시트에 결합되지 않는, 차량용 패널 구조.
제 14 항에 있어서,
상기 비설치 영역은 0.25 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 시트 재료로 이루어진 댐프 시트에 결합되지 않는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가지고,
상기 비설치 영역 내의 미리 정해진 범위는 차량 내측 공간과 접하고 있고, 그리고
상기 미리 정해진 범위는 상기 비설치 영역의 면적 중 75 % 이상의 면적을 차지하는, 차량용 패널 구조.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 플레이트 패널은 차량 내측에 레인포스먼트의 비설치 영역을 가지고, 그리고
상기 비설치 영역은 차량 내측 공간에만 접하고 있는, 차량용 패널 구조.
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 차량용 패널 구조를 갖는 루프 패널로서,
복수의 레인포스먼트들은 미리 정해진 간격들로 정렬되고, 그리고
비설치 영역은 설치 영역, 전방 및 후방 헤더들, 및 사이드 루프 레일들에의 설치 부분들에 의해 둘러싸이는, 차량용 패널 구조를 갖는 루프 패널.
차량용 패널 구조로서,
차량 내측면에 내부 플레이트 패널용 설치 영역을 갖는 차량용 외부 플레이트 패널;
상기 설치 영역에 제공된 내부 플레이트 패널; 및
상기 설치 영역과 상기 내부 플레이트 패널 사이에 위치된 결합 부재
를 구비하고,
상기 결합 부재는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어지는, 차량용 패널 구조.
차체로서,
차량 내측면에 전방 또는 후방 헤더용 설치 영역을 갖는, 루프 패널용 외부 플레이트 패널;
상기 설치 영역에 결합된 헤더; 및
상기 설치 영역과 상기 헤더 사이에 위치된 결합 부재
를 구비하고,
상기 결합 부재는 0.6 이상의 손실 계수 tanδ 를 갖는 결합 재료로 이루어지는, 차체.