JP2007168699A - Automobile roof part structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のルーフ部の構造に関し、特に車室内の騒音を抑制し得る自動車のルーフ部構造に関する。 The present invention relates to a structure of a roof part of an automobile, and more particularly to a structure of a roof part of an automobile that can suppress noise in a passenger compartment.
従来、自動車の車室内騒音（以下単に騒音ともいう）の抑制にはさまざまな方策が採られているが、その方策のひとつとして、ルーフ（屋根）部の構造を工夫することによって騒音の抑制を図るものが知られている。例えば特許文献１には、ルーフに吸音材と反射板とを交互に設置することにより、高周波域の吸音性能に優れた吸音材を用いながらも低周波域の吸音性能を向上し、２５０Ｈｚ付近のロードノイズを低減するルーフ構造が示されている。
しかしながら、近年の自動車における乗員の快適性向上要求は高く、一方ではコスト低減要求も高くなる一途である。上記特許文献１に示されるものは比較的簡単な構造ではあるが、少なくとも吸音材や反射板の設置が必要であり、必ずしも上記要求を充分満足するものではなかった。 However, the demand for improving passenger comfort in recent automobiles is high, while the demand for cost reduction is increasing. Although what is shown by the said patent document 1 is a comparatively simple structure, installation of a sound-absorbing material and a reflecting plate is required at least, and the said request | requirement was not necessarily fully satisfied.
本発明は、かかる事情に鑑み、必ずしも吸音材を必要としない簡単な構造でありながら騒音を効果的に抑制することができるルーフ部構造を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a roof structure that can effectively suppress noise while having a simple structure that does not necessarily require a sound absorbing material.
上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、両側面パネルとルーフのアウターパネルとの各接続部に、それぞれ相対的に剛性の高い第１高剛性部が設けられた自動車のルーフ部構造であって、上記アウターパネルの、上記両第１高剛性部の間に設けられ、相対的に剛性の高い複数の第２高剛性部と、上記アウターパネル内において、上記第１高剛性部と上記第２高剛性部との間および各上記第２高剛性部間に介在し、上記第１高剛性部および上記第２高剛性部よりも剛性が低く、かつその総面積が上記第２高剛性部の総面積より小さい低剛性部とを備え、上記各第２高剛性部の固有振動数が略等しく、６０Ｈｚ乃至８００Ｈｚの間にあるように構成されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem, a roof portion of an automobile is provided with a first high-rigidity portion having relatively high rigidity at each connection portion between the side panel and the outer panel of the roof. A plurality of second high-rigidity portions provided between the first high-rigidity portions of the outer panel and having relatively high rigidity; and the first high-rigidity portion in the outer panel. Between the first high-rigidity part and the second high-rigidity part. The rigidity is lower than that of the first high-rigidity part and the second high-rigidity part, and the total area is the second high-rigidity part. A low-rigidity portion that is smaller than the total area of the high-rigidity portion, and the natural frequency of each of the second high-rigidity portions is substantially equal, and is configured to be between 60 Hz and 800 Hz.
請求項２の発明は、請求項１記載の自動車のルーフ部構造において、上記第１高剛性部は、上記アウターパネルの車幅方向両縁部と、車両側面上部との接続部に設けられた、車両前後方向に延設されたレインフォースメントによって形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to the first aspect, the first high-rigidity portion is provided at a connection portion between both edge portions of the outer panel in the vehicle width direction and an upper portion of the vehicle side surface. It is formed by the reinforcement extended in the vehicle front-back direction.
請求項３の発明は、請求項１記載の自動車のルーフ部構造において、上記第１高剛性部は、上記アウターパネルの車幅方向両縁部に車両前後方向に延設された剛性の高い部位であり、弾性部材を介して車体本体部にマウントされていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the roof structure of an automobile according to the first aspect, the first high-rigidity portion is a highly rigid portion that extends in the vehicle front-rear direction at both edges of the outer panel in the vehicle width direction. It is characterized by being mounted on the vehicle body part through an elastic member.
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記第２高剛性部は互いに略同一面積であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to any one of the first to third aspects, the second high-rigidity portions have substantially the same area.
請求項５の発明は、請求項４記載の自動車のルーフ部構造において、上記第２高剛性部は互いに略同一形状であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to the fourth aspect, the second high-rigidity portions have substantially the same shape.
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記アウターパネルは、板厚の大なる部位に上記第２高剛性部が形成され、板厚の小なる部位に上記低剛性部が形成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to any one of the first to fifth aspects, the outer panel has the second high-rigidity portion formed at a portion where the plate thickness is large. The low-rigidity portion is formed in a portion having a small thickness.
請求項７の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記アウターパネルは、金属製で略同一板厚の展伸材からプレス成形されたものであり、プレスラインの設定により、上記第２高剛性部と上記低剛性部とが設定し分けられていることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the automobile roof structure according to any one of the first to fifth aspects, wherein the outer panel is press-molded from a wrought material made of metal and having substantially the same thickness. In addition, the second high-rigidity part and the low-rigidity part are set and separated by setting a press line.
請求項８の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記アウターパネルは、略同一板厚のベース部材に、別部材を付設した部位を上記第２高剛性部となし、付設されない部位を上記低剛性部となすことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to any one of the first to fifth aspects, the outer panel includes a base member having substantially the same thickness and a portion provided with another member. (2) A high-rigidity portion is provided, and a portion not provided is the low-rigidity portion.
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記第２高剛性部は鉄鋼製であり、その形状は矩形であり、その短辺の長さが４００ｍｍ乃至６００ｍｍであるような大きさであることを特徴とする。 The invention of claim 9 is the roof structure of an automobile according to any one of claims 1 to 8, wherein the second high-rigidity part is made of steel, has a rectangular shape, and has a short side. The length is 400 mm to 600 mm.
なお、矩形には正方形を含み、その場合の短辺とは正方形の一辺を指すものとする。 The rectangle includes a square, and the short side in this case indicates one side of the square.
請求項１０の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記第２高剛性部は鉄鋼製であり、その形状は、矩形を除く四角形以上の多角形であり、その最短の対角線の長さが４００ｍｍ乃至６００ｍｍであるような大きさであることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to any one of the first to eighth aspects, the second high-rigidity portion is made of steel, and the shape of the second high-rigidity portion is more than a quadrangle other than a rectangle. It is square and has a size such that the length of its shortest diagonal line is 400 mm to 600 mm.
なお、請求項９または請求項１０における多角形には、角の丸められたものも含み、その場合の短辺あるいは対角線は、角の丸められていない状態におけるものを指すものとする。
In addition, the polygon in Claim 9 or
請求項１１の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記第２高剛性部は鉄鋼製であり、その形状は、円または楕円であり、その直径または短径が４００ｍｍ乃至６００ｍｍであるような大きさであることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the invention, in the automobile roof structure according to any one of the first to eighth aspects, the second high-rigidity portion is made of steel, and the shape thereof is a circle or an ellipse. The diameter or the minor axis is 400 mm to 600 mm.
請求項１２の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の自動車のルーフ部構造において、上記第２高剛性部は鉄鋼製であり、その形状は、四角形以上の多角形でも円でも楕円でもない任意形状であり、これに外接する最小の矩形の短辺の長さが４００ｍｍ乃至６００ｍｍであるような大きさであることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the automobile roof structure according to any one of the first to eighth aspects, the second high-rigidity portion is made of steel, and the shape of the second high-rigidity portion may be a quadrilateral or more polygonal circle. However, it is an arbitrary shape that is neither an ellipse, and is characterized in that the length of the short side of the smallest rectangle that circumscribes the shape is such that the length is 400 mm to 600 mm.
請求項１の発明によると、以下に述べるように、必ずしも吸音材を必要としない簡単な構造でありながら騒音を効果的に抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, as described below, noise can be effectively suppressed while having a simple structure that does not necessarily require a sound absorbing material.
本発明の構造によると、車幅方向両端に設けられた第１高剛性部の間で、複数の第２高剛性部が、低剛性部に囲まれて島状に点在する形となる。車室内で低周波域の騒音が発生すると、その音のエネルギーによってアウターパネルを振動させようとする。第２高剛性部は、それ自体の剛性が高いので膜振動を起こしにくいが、周囲を低剛性部で囲まれているので、位置拘束力が比較的弱く、低剛性部を節として全体的に上下振動を起こす。 According to the structure of the present invention, the plurality of second high-rigidity portions are surrounded by the low-rigidity portions and scattered in an island shape between the first high-rigidity portions provided at both ends in the vehicle width direction. When low-frequency noise occurs in the passenger compartment, the outer panel is vibrated by the energy of the sound. The second high-rigidity part is less likely to cause membrane vibration because of its high rigidity. However, since the surrounding area is surrounded by the low-rigidity part, the position restraining force is relatively weak, and the low-rigidity part is used as a node as a whole. Causes vertical vibration.
本発明の発明者は、鋭意研究によって、このようにアウターパネルの第２高剛性部を積極的に大きく振動させると、車室内の騒音低減に顕著な効果があることを見出した。これは、第２高剛性部が大きく振動することにより、車室内の騒音のエネルギーが効率良く車外に放出されたり、車室内の騒音が第２高剛性部自体を振動させるための運動エネルギーに効率良く変換されたりするためであると考えられる。 The inventor of the present invention has found through a diligent study that there is a remarkable effect in reducing noise in the passenger compartment when the second high-rigidity portion of the outer panel is vibrated actively and in this way. This is because the energy of the noise in the passenger compartment is efficiently released to the outside of the vehicle because the second highly rigid portion vibrates greatly, or the kinetic energy for causing the noise in the passenger compartment to vibrate the second highly rigid portion itself is efficient. This is thought to be because it is often converted.
第２高剛性部が大きく振動するのは、騒音の周波数が第２高剛性部の固有振動数付近にあるとき、つまり騒音に共振するときである。このとき、第２高剛性部の振動による騒音低減効果が最大となる。本発明の構成では、各第２高剛性部の固有振動数が略等しくなるように構成されているので、その固有振動数付近の周波数の騒音に対して全ての第２高剛性部が強く共振し、アウターパネル全体として顕著な騒音低減効果を奏する。 The second high-rigidity part vibrates greatly when the noise frequency is in the vicinity of the natural frequency of the second high-rigidity part, that is, when it resonates with noise. At this time, the noise reduction effect by the vibration of the second high-rigidity portion is maximized. In the configuration of the present invention, since the natural frequency of each second high-rigidity portion is configured to be substantially equal, all the second high-rigidity portions strongly resonate with noise having a frequency near the natural frequency. In addition, the entire outer panel has a significant noise reduction effect.
第２高剛性部の固有振動数が６０〜８００Ｈｚの間（より好ましくは６０〜５００Ｈｚの間）にあるように構成されているので、この周波数域の騒音低減に好適である。例えば、上記範囲内のある周波数域の騒音を特に低減させたいという要求がある場合、第２高剛性部の固有振動数をその周波数と等しくするように構成すれば良い。 Since the natural frequency of the second high-rigidity portion is configured to be between 60 and 800 Hz (more preferably between 60 and 500 Hz), it is suitable for reducing noise in this frequency range. For example, when there is a request to particularly reduce noise in a certain frequency range within the above range, the natural frequency of the second high-rigidity portion may be configured to be equal to that frequency.
一方、８００Ｈｚより高周波の車外騒音に対して、第２高剛性部は、その固有振動数から外れているので振動し難い。つまり車外騒音を車室内に伝達し難いので、遮音性が良好に維持される。第２高剛性部の周囲に設けられた低剛性部が振動し易いのではないかとの懸念があるが、本発明の構成によると、低剛性部の総面積を第２高剛性部の総面積よりも小さくしているので、その影響は小さい。しかも、低剛性部は第２高剛性部を取り囲むように設けられているので、その形状は必然的に面積の割に振動しにくい帯状となる。したがって、実際には低剛性部も高周波の車外騒音に対して振動し難く、良好な遮音性の維持を妨げるものとはならない。 On the other hand, the second high-rigidity part is less likely to vibrate with respect to noise outside the vehicle having a frequency higher than 800 Hz because the second high-rigidity part deviates from its natural frequency. That is, since it is difficult to transmit outside noise to the vehicle interior, sound insulation is maintained well. Although there is a concern that the low-rigidity portion provided around the second high-rigidity portion is likely to vibrate, according to the configuration of the present invention, the total area of the low-rigidity portion is the total area of the second high-rigidity portion. The effect is small. In addition, since the low-rigidity portion is provided so as to surround the second high-rigidity portion, the shape inevitably becomes a band shape that hardly vibrates for the area. Therefore, in practice, the low-rigidity portion is also difficult to vibrate against high-frequency outside vehicle noise, and does not hinder the maintenance of good sound insulation.
より充分な遮音性を確保するためには、低剛性部の幅（隣り合う第２高剛性部間の距離）が、第２高剛性部の振動を妨げない範囲で狭い方が望ましい。例えば１００ｍｍ以下、望ましくは１０ｍｍ程度が好適である。 In order to ensure sufficient sound insulation, it is desirable that the width of the low-rigidity portion (the distance between adjacent second high-rigidity portions) be narrow within a range that does not hinder the vibration of the second high-rigidity portion. For example, 100 mm or less, preferably about 10 mm is suitable.
また本発明の構成によれば、両側面パネルとルーフのアウターパネルとの各接続部に、それぞれ相対的に剛性の高い第１高剛性部が設けられ、第２高剛性部や低剛性部が、両第１高剛性部の間に設けられている。このため、第２高剛性部が大きく振動しても、その振動が側面パネルに伝達され難い。したがって、アウターパネルの振動によって新たな騒音が発生することが効果的に抑制される。 Further, according to the configuration of the present invention, the first high-rigidity portion having relatively high rigidity is provided at each connection portion between the side panels and the outer panel of the roof, and the second high-rigidity portion and the low-rigidity portion are provided. And between the first high-rigidity parts. For this reason, even if the second high-rigidity portion vibrates greatly, the vibration is hardly transmitted to the side panel. Therefore, the generation of new noise due to the vibration of the outer panel is effectively suppressed.
請求項２の発明によると、レインフォースメントを設けるという簡単な構成で、第１高剛性部を形成することができる。 According to the invention of claim 2, the first high-rigidity portion can be formed with a simple configuration in which the reinforcement is provided.
請求項３の発明によると、ルーフのアウターパネルから側面パネルへの振動伝達が、弾性部材によって効果的に抑制される。弾性部材としては、例えばラバーマウント等が好適である。 According to the invention of claim 3, vibration transmission from the outer panel of the roof to the side panel is effectively suppressed by the elastic member. For example, a rubber mount is suitable as the elastic member.
請求項４の発明によると、各第２高剛性部の面積を等しくすることにより、第２高剛性部の固有振動数を容易に共通化することができる。材質や板厚、あるいは取り囲む低剛性部の状態等が同じであれば、あまり極端に形状が異ならないかぎり、同じ面積であれば固有振動数も略等しくなるからである。さらに、形状も同一（請求項５）であればなお好ましい。 According to the invention of claim 4, by making the areas of the second high-rigidity portions equal, the natural frequency of the second high-rigidity portions can be easily shared. This is because, if the material, the plate thickness, the state of the surrounding low-rigidity portion, and the like are the same, the natural frequencies are substantially equal for the same area unless the shape is extremely different. Furthermore, it is more preferable if the shapes are the same (claim 5).
さらに、第２高剛性部が同面積ないし同形状の場合、モードコントロールが行い易くなるという利点がある。モードコントロールとは、隣り合う第２高剛性部を同周期、逆位相で振動させるものである。モードコントロールを行うと、隣り合う第２高剛性部の振動が騒音を打ち消し合うので、より騒音低減効果を高めることができる。 Further, when the second high-rigidity part has the same area or the same shape, there is an advantage that mode control can be easily performed. The mode control is to vibrate adjacent second high-rigidity portions with the same period and opposite phase. When mode control is performed, the vibrations of the adjacent second high-rigidity parts cancel each other out, so that the noise reduction effect can be further enhanced.
請求項６の発明によると、板厚を変化させるという簡単な構造で第２高剛性部と低剛性部とを構成することができる。 According to the invention of claim 6, the second high-rigidity portion and the low-rigidity portion can be configured with a simple structure in which the plate thickness is changed.
請求項７の発明によると、平板をプレス成形するだけで容易に第２高剛性部と低剛性部とを構成することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the second high-rigidity portion and the low-rigidity portion can be easily configured simply by press-molding a flat plate.
請求項８の発明によると、別部材の形状や付設位置を変えるだけで、容易に第２高剛性部の形状やその配置パターンを変更することができる。つまり第２高剛性部の設定自由度を高めることができる。また異なる機種間で付設部材を共通化することもできる。 According to the eighth aspect of the present invention, the shape of the second high-rigidity portion and the arrangement pattern thereof can be easily changed simply by changing the shape and attachment position of another member. That is, the degree of freedom in setting the second high-rigidity portion can be increased. In addition, the attachment member can be shared between different models.
また、付設する別部材を制振材とした場合には、上記振動形態による騒音低減効果に加え、制振材（別部材）自体による制振作用によっても騒音低減効果を得ることができる。 Further, when the additional member to be provided is a damping material, the noise reduction effect can be obtained not only by the noise reduction effect by the vibration mode but also by the damping action by the damping material (separate member) itself.
請求項９乃至１２の発明によると、鉄鋼製の第２高剛性部を四角形以上の多角形（請求項９、１０）、円または楕円（請求項１１）、これら以外の任意形状（請求項１２）とした場合に、それらの短辺、最短の対角線、直径、短径あるいは外接する最小の矩形の短辺を４００〜６００ｍｍとすることにより、特に低周波のこもり音（例えば６０〜１００Ｈｚ付近）を効果的に抑制することができる。 According to the inventions of claims 9 to 12, the second high-rigidity portion made of steel is formed into a polygonal shape (claims 9 and 10), a circle or an ellipse (claim 11), or any other shape (claim 12). ), The short side, the shortest diagonal line, the diameter, the short diameter, or the shortest side of the smallest circumscribed rectangle is set to 400 to 600 mm, so that particularly low frequency booming noise (for example, around 60 to 100 Hz). Can be effectively suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明の第１実施形態に係るルーフ部構造を有する自動車の平面図である。また図２は図１のII−II線断面図である。また図３は図１のIII−III線断面図である。自動車１のルーフ８は、主として車外側のアウターパネル１０と車室内側のインナーパネル（図略）とで構成されている。
FIG. 1 is a plan view of an automobile having a roof structure according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The
アウターパネル１０の車幅方向両縁付近には車両前後方向に延びる縁部１４が形成されている。図２に示すように、縁部１４の断面形状は、やや外側に凸なる湾曲形状である。一方、縁部１４の内側には車両前後方向に延びるレインフォースメント１５が設けられている。レインフォースメント１５の断面形状は、やや内側に凸なる湾曲形状である。そして縁部１４とレインフォースメント１５とによって、剛性の高い閉断面形状を有する第１高剛性部１６が形成されている。
また図１に示すように、ルーフ８の前後両縁付近には、左右の第１高剛性部１６の前端同士および後端同士をそれぞれ接続する剛性部材としてクロスメンバ２１，２２が設けられている。
As shown in FIG. 1,
アウターパネル１０は鋼板製であり、各第１高剛性部１６およびクロスメンバ２１，２２に囲まれた領域は、板厚の比較的厚い第２高剛性部１７と、比較的薄い低剛性部１９とに設定し分けられている。図１に示すように、車両前後方向を短辺とする矩形の第２高剛性部１７が同方向に４つ並んで設けられている。各第２高剛性部１７は互いに同面積かつ同形状であって、短辺長さＬ１＝４００〜６００ｍｍ程度とされている。長辺長さＬ２は、例えば短辺長さＬ１＝４００ｍｍのとき、６００ｍｍ程度とされる。但し第２高剛性部１７の数、大きさ、縦横比等は、ルーフ８の面積や、狙いの騒音の周波数（詳細は後述する）に応じて適宜変更して良い。
The
低剛性部１９は、第１高剛性部１６やクロスメンバ２１，２２と各第２高剛性部１７との間に設けられ、また各第２高剛性部１７間にも設けられている。したがって、各第２高剛性部１７は、低剛性部１９に囲まれて島状に点在するように配置されている。低剛性部１９の幅、すなわち第１高剛性部１６やクロスメンバ２１，２２と第２高剛性部１７との距離、および各第２高剛性部１７間の距離は１００ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ程度に設定されている。低剛性部１９の総面積は第２高剛性部１７の総面積よりも充分小さい。
The low-
上記のような第２高剛性部１７と低剛性部１９とによって、各第２高剛性部１７の固有振動数Ｆ１が６０〜８００Ｈｚの間の適値（低減する狙いの騒音の周波数と一致する値）となるように構成されている。
Due to the second high-
次に、当実施形態のルーフ部構造の作用について説明する。車室内で騒音が発生すると、その音のエネルギーによってアウターパネル１０が振動する。図３に、その振動形態を模式的に波形４０で示す。第２高剛性部１７は、それ自体の剛性が高いので膜振動を起こしにくい。しかし周囲を低剛性部１９で囲まれているので、位置拘束力が比較的弱い。従って波形４０に示すように、低剛性部１９を節として全体的に上下振動を起こす。
Next, the operation of the roof structure according to this embodiment will be described. When noise is generated in the passenger compartment, the
第２高剛性部１７が最も大きく振動するのは、騒音の周波数が第２高剛性部１７の固有振動数Ｆ１と一致したとき、つまり騒音と共振したときである。以下、固有振動数Ｆ１を共振点Ｆ１ともいうものとする。
The second high-
図４はアウターパネル１０の振動特性Ｔ２を示す特性図である。横軸に騒音の周波数Ｆを、縦軸に振動レベルＶを示す。この図に示すように、騒音の周波数Ｆが共振点Ｆ１付近にあるとき、アウターパネル１０の振動特性Ｔ２に顕著なピークが見られる。これは、共振点Ｆ１付近で全ての第２高剛性部１７が大きく振動するからである。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the vibration characteristic T2 of the
アウターパネル１０がこのように振動することにより、車室内の騒音は低減する。特に共振点Ｆ１付近の周波数域での騒音低減効果が高い。これは、第２高剛性部１７が大きく振動することにより、車室内の騒音のエネルギーが効率良く車外に放出されたり、車室内の騒音が第２高剛性部１７自体を振動させるための運動エネルギーに効率良く変換されたりするためであると考えられる。
As the
例えば第２高剛性部１７の固有振動数Ｆ１が８０Ｈｚ付近となるように構成した場合には、６０〜１００Ｈｚ付近の低周波のこもり音の低減に効果的である。また、固有振動数Ｆ１が１６０Ｈｚ或いは２５０Ｈｚ付近となるように構成した場合には、これらの周波数域付近のロードノイズ低減に効果的である。
For example, when the second high-
さらに、各第２高剛性部１７の固有振動数Ｆ１が共通なので、効果的なモードコントロールを行うことができる。モードコントロールとは、図３に示すように、隣り合う第２高剛性部１７を同周期、逆位相で振動させるものである。すなわち、ある瞬間に一方（（＋）側）の第２高剛性部１７が上方変位している（矢印Ａ１）とき、他方（（−）側）の第２高剛性部１７を下方変位（矢印Ａ２）させる。次の瞬間には（＋）と（−）が入れ替わる。モードコントロールを行うと、隣り合う第２高剛性部１７の振動が騒音を打ち消し合うので、より騒音低減効果を高めることができる。
Furthermore, since the natural frequency F1 of each second high-
効果的にモードコントロールを行わせるためには、第２高剛性部１７の数を偶数とし、全ての第２高剛性部１７が隣の第２高剛性部１７と（＋，−）のペアを組めるように配置すれば良い。当実施形態では、４つの第２高剛性部１７のうち、車両前側の２つの第２高剛性部１７が一対のペアを組み、車両後ろ側の２つの第２高剛性部１７がもう一対のペアを組むようにすることができる（図１参照）。こうして２組のペアによって効果的なモードコントロールが行われ、騒音低減効果が高められる。
In order to perform mode control effectively, the number of the second high-
一方、８００Ｈｚより高周波の車外騒音に対して、第２高剛性部１７は、その固有振動数Ｆ１から外れているので振動し難い。つまり車外騒音を車室内に伝達し難いので、遮音性が良好に維持される。第２高剛性部１７の周囲に設けられた低剛性部１９が振動し易いのではないかとの懸念があるが、低剛性部１９の総面積が第２高剛性部１７の総面積よりも小さいので、その影響は小さい。しかも、低剛性部１９は第２高剛性部１７を取り囲むように帯状に設けられているので、面積の割に振動し難くなっている。したがって、実際には低剛性部も高周波の車外騒音に対して振動し難く、良好な遮音性の維持を妨げるものとはならない。
On the other hand, the second high-
さらに、アウターパネル１０が第１高剛性部１６やクロスメンバ２１，２２に囲まれて支持剛性が高められているので、アウターパネル１０の振動が側面パネル３０や前後のウインドゥ面に伝達され難い。したがって、アウターパネル１０の振動によって新たな騒音が発生することが効果的に抑制されている。
Furthermore, since the
図５は本発明の第２実施形態における、図１のII−II線に相当する位置での断面図である。なお、図５以下の図面において、図１〜図４に示す第１実施形態の構成と同一または同一機能の構成には同一の符号を付し、その重複説明を省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view at a position corresponding to the line II-II in FIG. 1 in the second embodiment of the present invention. 5 and the subsequent drawings, the same reference numerals are given to the same or the same functions as those of the first embodiment shown in FIGS.
当実施形態のアウターパネル１０ａも第１実施形態と同様に鋼板製であり、アウターパネル１０ａの車幅方向両縁付近には車両前後方向に延びる縁部１４ａが形成されている。しかしレインフォースメント１５（図２参照）は設けられておらず、縁部１４ａ自体が第１高剛性部１６ａとなっている。
The
一方、側面パネル３０ａの上端付近に、車両前後方向に延設されて閉断面形状を有する高剛性のフレーム３１が設けられている。アウターパネル１０ａの縁部１４ａは、ラバーマウント等の弾性部材３２によってフレーム３１にマウントされている。
On the other hand, a highly
このような構成なので、フレーム３１によってアウターパネル１０ａの支持剛性が高められる一方、アウターパネル１０ａから側面パネル３０ａへの振動が弾性部材３２によって効果的に遮断される。したがって、騒音を抑制するためのアウターパネル１０ａの振動が側面パネル３０ａに伝達され難く、新たな騒音が発生することが効果的に抑制される。
With such a configuration, the support rigidity of the
図６は本発明の第３〜第６実施形態における、図１のIII−III線に相当する位置での断面図であって、（ａ）は第３実施形態、（ｂ）は第４実施形態、（ｃ）は第５実施形態、（ｄ）は第６実施形態を示す。 6 is a cross-sectional view of the third to sixth embodiments of the present invention at a position corresponding to the line III-III in FIG. 1, wherein (a) is the third embodiment, and (b) is the fourth embodiment. A form, (c) shows 5th Embodiment, (d) shows 6th Embodiment.
図６（ａ）に示す第３実施形態のアウターパネル１０ｂは、同一板厚の鋼製展伸材をプレス成形したものである。アウターパネル１０ｂにおいて、車幅方向に延びる凸部と凹部とが交互に縞状に配された第２高剛性部１７ｂが形成される一方、平坦面によって低剛性部１９ｂが形成されている。
The
このように、プレスラインの設定により第２高剛性部１７ｂと低剛性部１９ｂとを設定し分けるようにすれば、平板をプレス成形するだけでアウターパネル１０ｂを製造することができるので、工程の簡略化や材料のコストダウンを図ることができる。
In this way, if the second high-
図６（ｂ）に示す第４実施形態も、第３実施形態と同様、プレスラインの設定により第２高剛性部１７ｃと低剛性部１９ｃとを設定し分けたものである。アウターパネル１０ｃは、上に凸なる湾曲形状によって剛性の高められた第２高剛性部１７ｃと、平坦な低剛性部１９ｃとで構成されている。
In the fourth embodiment shown in FIG. 6B, the second high-
図６（ｃ）に示す第５実施形態のアウターパネル１０ｄは、同一板厚の鋼板製ベース部材１１ｄに、別部材のレインフォースメント２５を付設したものである。レインフォースメント２５が付設された部位が第２高剛性部１７ｄとなり、付設されない部位が低剛性部１９ｄとなっている。レインフォースメント２５は車幅方向に延びる折り曲げ板状部材であって、ベース部材１１ｄの内側に付設されて閉断面構造を形成する。このレインフォースメント２５のような別部材を付設するようにした場合、第２高剛性部１７ｄの形状（つまりレインフォースメント２５の平面投影形状）やその配置パターンの設定自由度を高めることができる。例えば、機種ごとにアウターパネル１０ｄの面積が異なる場合、同形状のレインフォースメント２５を機種に応じた数や配置パターンに調整して付設するようなことができる。つまりレインフォースメント２５を共通化してコストダウンを図ることができる。
An
図６（ｄ）に示す第６実施形態のアウターパネル１０ｅも、同一板厚の鋼板製ベース部材１１ｅに、別部材の制振材２６を付設したものである。制振材２６が付設された部位が第２高剛性部１７ｅとなり、付設されない部位が低剛性部１９ｅとなっている。制振材２６は例えばいわゆる拘束型や塗布型といった、振動抑制作用を有する公知の部材である。制振材２６は、その形状や厚みを容易に変更することができるので、第２高剛性部１７ｅの形状や配置パターンの設定自由度を一層高めることができる。
In the
またアウターパネル１０ｅは、その振動形態による騒音低減効果に加え、制振材２６自体による制振作用によっても騒音低減効果を得ることができる。
Further, the
図７は本発明の第７〜第１０実施形態における、第２高剛性部の配置パターンを示す図であって、（ａ）は第７実施形態、（ｂ）は第８実施形態、（ｃ）は第９実施形態、（ｄ）は第１０実施形態を示す。第７〜第１０実施形態は、それぞれ上記第２〜第６実施形態の何れにも適用可能なものである。 7A and 7B are diagrams showing arrangement patterns of the second high-rigidity portions in the seventh to tenth embodiments of the present invention, where FIG. 7A is the seventh embodiment, FIG. 7B is the eighth embodiment, and FIG. ) Shows the ninth embodiment, and (d) shows the tenth embodiment. The seventh to tenth embodiments can be applied to any of the second to sixth embodiments.
図７（ａ）に示すように、第７実施形態のアウターパネル１０ｆは、角を丸めた矩形の第２高剛性部１７ｆを１２箇所に配置し、その間に低剛性部１９ｆを設けたパターンを有する。狙いの共振点Ｆ１が低いほど第２高剛性部１７ｆの短辺長さＬ５を長くすれば良い。例えばアウターパネル１０ｆが鋼板製で狙いの共振点Ｆ１＝６０〜１００Ｈｚの場合、Ｌ５＝４００〜６００ｍｍ程度とするのが好適である。
As shown in FIG. 7 (a), the
図示のように第２高剛性部１７ｆを配置した場合、低剛性部１９ｆの形状には長い直線部がなく、ジグザグ形状となっている。これは第２高剛性部１７ｆがオフセット配置されていることを意味する。第２高剛性部１７ｆをオフセット配置することにより、より騒音低減効果を高めることができる（以下の図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）も同様）。
When the second high-rigidity portion 17f is arranged as shown in the drawing, the low-
なお、各第２高剛性部１７に（＋）または（−）の符号が付されているのは、隣り合う（＋，−）で一対のペアを組み、上記モードコントロールを行うのに好適であることを示している（以下の図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）も同様）。
In addition, the (+) or (-) code | symbol is attached | subjected to each 2nd highly
当実施形態において、同様のパターンを拡張或いは減縮して第２高剛性部１７ｆの数を増減させても良い。また第２高剛性部１７ｆの縦横比を適宜変更しても良い。例えば正方形にしても良い。さらに、当該矩形を平行四辺形、台形、その他任意形状の四角形に変形させても良いが、その場合は長さＬ５の対象を、最短の（長くない方の）対角線とすれば良い。 In the present embodiment, the number of the second high-rigidity portions 17f may be increased or decreased by expanding or reducing the same pattern. Further, the aspect ratio of the second high-rigidity portion 17f may be changed as appropriate. For example, it may be square. Furthermore, the rectangle may be transformed into a parallelogram, trapezoid, or any other quadrilateral shape. In this case, the object of length L5 may be the shortest (not longer) diagonal.
図７（ｂ）に示すように、第８実施形態のアウターパネル１０ｇは、菱形の第２高剛性部１７ｇを１４箇所にオフセット配置し、その間に低剛性部１９ｇを設けたパターンを有する。狙いの共振点Ｆ１が低いほど第２高剛性部１７ｇの短軸長さ（長くない方の対角線長さ）Ｌ６を長くすれば良い。例えばアウターパネル１０ｇが鋼板製で狙いの共振点Ｆ１＝６０〜１００Ｈｚの場合、Ｌ６＝４００〜６００ｍｍ程度とするのが好適である。
As shown in FIG. 7B, the
当実施形態において、同様のパターンを拡張或いは減縮して第２高剛性部１７ｇの数を増減させても良い。また第２高剛性部１７ｇの菱形の内角比を適宜変更しても良い。さらに、当該菱形を、短径長さＬ６の楕円や長円に変形させても良い。 In the present embodiment, the number of the second high-rigidity portions 17g may be increased or decreased by expanding or reducing the same pattern. Moreover, you may change suitably the internal angle ratio of the rhombus of the 2nd highly rigid part 17g. Furthermore, the rhombus may be transformed into an ellipse or an ellipse having a minor axis length L6.
図７（ｃ）に示すように、第９実施形態のアウターパネル１０ｈは、正六角形の第２高剛性部１７ｈを１２箇所にオフセット配置し、その間に低剛性部１９ｈを設けたパターンを有する。狙いの共振点Ｆ１が低いほど第２高剛性部１７ｈの対角線長さＬ７を長くすれば良い。例えばアウターパネル１０ｈが鋼板製で狙いの共振点Ｆ１＝６０〜１００Ｈｚの場合、Ｌ７＝４００〜６００ｍｍ程度とするのが好適である。
As shown in FIG. 7C, the
当実施形態において、同様のパターンを拡張或いは減縮して第２高剛性部１７ｈの数を増減させても良い。また第２高剛性部１７ｈを正六角形以外の任意の六角形、任意の五角形、七角形以上の任意の多角形、或いは円に変形させても良い。それらの場合、長さＬ７の対象を、多角形に対しては最短の対角線、円に対しては直径とすれば良い。
In the present embodiment, the number of the second high-
図７（ｄ）に示すように、第１０実施形態のアウターパネル１０ｉは、２つの円を円弧で繋いだような瓢箪形の第２高剛性部１７ｉを１２箇所にオフセット配置し、その間に低剛性部１９ｉを設けたパターンを有する。狙いの共振点Ｆ１が低いほど第２高剛性部１７ｉの長さＬ８（第２高剛性部１７ｉの瓢箪形に外接する最小の矩形の短辺長さに相当する）を長くすれば良い。例えばアウターパネル１０ｉが鋼板製で狙いの共振点Ｆ１＝６０〜１００Ｈｚの場合、Ｌ８＝４００〜６００ｍｍ程度とするのが好適である。
As shown in FIG. 7 (d), the
当実施形態において、同様のパターンを拡張或いは減縮して第２高剛性部１７ｉの数を増減させても良い。その他、第２高剛性部１７ｉの形状を、四角形以上の多角形でも円でも楕円でもない任意の形状（三角形を含む）に変形させても良い。その場合、長さＬ８の対象を特定し難いときは、当該形状に外接する最小の矩形（正方形を含む）の短辺を長さＬ８の対象とすれば良い。
In the present embodiment, the number of the second high-
図８は本発明の第１１実施形態における、図１のII−II線に相当する位置での断面図である。アウターパネル１０ｊは、主に樹脂製で中空の薄板からなる外板部２８と、その中空部に内蔵された吸音層２９とで構成されている。吸音層２９には公知の吸音材が用いられる。アウターパネル１０ｊの上面は、板厚の厚い箇所と薄い箇所とに設定し分けられ、厚い箇所には第１高剛性部１６ｊと第２高剛性部１７ｊが、薄い箇所には低剛性部１９ｊが形成されている。第１高剛性部１６ｊは、図１に示す第１実施形態の第１高剛性部１６と同様に、アウターパネル１０ｊの車幅方向両縁付近において車両前後方向に延設されている。また第２高剛性部１７ｊおよび低剛性部１９ｊは、上記第１または第７乃至第１０実施形態で示す配置パターンの何れかのパターンで両第１高剛性部１６ｊの間に配置されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view at a position corresponding to the line II-II in FIG. 1 in an eleventh embodiment of the present invention. The outer panel 10j is mainly composed of an
このような構成とすることにより、樹脂製で軽量なアウターパネル１０ｊとなすことができる。また、その振動形態による騒音低減効果に加え、吸音層２９を内蔵することによって、吸音層２９自体による騒音低減効果を得ることができる。
By setting it as such a structure, it can be set as the resin-made lightweight outer panel 10j. Further, in addition to the noise reduction effect due to the vibration form, by incorporating the
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、アウターパネル１０は鉄鋼や樹脂以外の材質、例えばアルミニウム合金等であっても良い。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. For example, the
また各第２高剛性部１７を、略同面積、さらに望ましくは略同形状とすることにより、容易にその固有振動数Ｆ１の共通化を図ることができたり、上記モードコントロールがやり易くなったりするという利点があるが、必ずしもそうする必要はなく、結果的に各固有振動数Ｆ１が略等しくなるように構成されていれば良い。
Further, by making each second high-
第２高剛性部１７の数は奇数であっても良い。上記モードコントロールを行う場合、（＋，−）のペアを作って余りのない偶数であることが望ましいが、第２高剛性部１７の数がある程度多い（例えば１０個以上）場合、奇数であってもその影響は限定的である。
The number of the second high-
１ 自動車
８ ルーフ
１０，１０ａ〜１０ｊ アウターパネル
１１ｄ，１１ｅ ベース部材
１５ レインフォースメント
１６，１６ａ，１６ｊ 第１高剛性部
１７，１７ｂ〜１７ｊ 第２高剛性部
１９，１９ｂ〜１９ｊ 低剛性部
２５ レインフォースメント（ベース部材に付設される別部材）
２６ 制振材（ベース部材に付設される別部材）
３０，３０ａ 側面パネル
３２ 弾性部材
Ｆ１ 第２高剛性部の固有振動数
Ｌ１，Ｌ５ 矩形状第２高剛性部の短辺長さ
Ｌ６ 菱形状第２高剛性部の最短の対角線長さ
Ｌ７ 六角形状第２高剛性部の最短の対角線長さ
Ｌ８ 任意形状の第２高剛性部に外接する矩形の短辺長さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
26 Damping material (separate member attached to the base member)
30,
Claims (12)
上記アウターパネルの、上記両第１高剛性部の間に設けられ、相対的に剛性の高い複数の第２高剛性部と、
上記アウターパネル内において、上記第１高剛性部と上記第２高剛性部との間および各上記第２高剛性部間に介在し、上記第１高剛性部および上記第２高剛性部よりも剛性が低く、かつその総面積が上記第２高剛性部の総面積より小さい低剛性部とを備え、
上記各第２高剛性部の固有振動数が略等しく、６０Ｈｚ乃至８００Ｈｚの間にあるように構成されていることを特徴とする自動車のルーフ部構造。 A roof structure of an automobile in which a first high-rigidity portion having a relatively high rigidity is provided at each connection portion between the side panel and the outer panel of the roof,
A plurality of second high-rigidity portions provided between the first high-rigidity portions of the outer panel and having relatively high rigidity;
In the outer panel, it is interposed between the first high-rigidity portion and the second high-rigidity portion and between the second high-rigidity portions, and more than the first high-rigidity portion and the second high-rigidity portion. A low rigidity portion having a low rigidity and a total area smaller than the total area of the second high rigidity portion;
A structure of a roof part of an automobile, wherein the natural frequencies of the second high-rigidity parts are substantially equal and are between 60 Hz and 800 Hz.
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