JP5810857B2 - 車体制振構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体振動を抑制するための車体制振構造に関する。

車体のルーフパネルの共振に起因する車室内のこもり音の発生を抑制するための手法として、制振材でルーフパネルの共振を制振する場合と、ルーフパネルの共振と同じ共振周波数の別の振動系を付加して打ち消すダイナミックダンパを用いる方法が一般的に知られている。
例えば、特許文献１には、弾性材とマス部材を備えたダイナミックダンパを、ルーフサイドレールに両端を固定された骨格部材となるルーフリインフォースメントとルーフパネル間に配置した構成が開示され、特許文献２には、骨格部材となるルーフリインフォースメントの一部を切断し、切断部にダイナミックダンパを配置した構成が開示されている。

特開平１−１７２０７５号公報 特開２００８−６９５１号公報

特許文献１のように、マス部材を用いるダイナミックダンパの場合、比較的マス部材を１箇所に集中して構成することが多く、厚みが出てしまうため、ルーフリインフォースメントとルーフパネル間のような空間的な余裕のない部分に装着しようとするとレイアウトするのが難しい。
特許文献２では、部品点数と車体重量が増大するのを抑えつつも振動を抑制するために、ルーフリインフォースメントの一部を切断し、切断部にダイナミックダンパを配置しているが、重要軽減は図れるものの、ルーフリインフォースメントの剛性低下が否めない。
本発明は、軽量で剛性を確保しつつもレイアウトのし易い車体制振構造を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる車体制振構造は、車幅方向で車両前後方向にそれぞれ延在するルーフサイドレールと、各ルーフサイドレールに両端がそれぞれ固定され、車両前後方向に間隔を空けて配置された複数の骨格部材と、複数の骨格部材とルーフサイドレールとに接合されたルーフパネルと、ルーフパネルで発生する振動モードの腹位置になるように、骨格部材における、隣接する骨格部材間に掛け渡して配置した板状のダイナミックダンパを備え、ダイナミックダンパは、車両前後方向に列設されて同ダイナミックダンパの厚さ方向に凹凸を成すビート部が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、ルーフパネルの共振を制振するのに板状のダイナミックダンパを用いるので、マス部材や弾性体を用いる場合に比べてダイナミックダンパの厚さを抑制することができ、軽量化を図りつつもレイアウトが容易に行える。また、ルーフパネルで発生する振動モードの腹位置になるように、ルーフサイドレールに両端がそれぞれ固定され、車両前後方向に間隔を空けて配置された隣接する骨格部材の間に掛け渡すように板状のダイナミックダンパを装着したので、骨格部材を切断する必要も無く、車体剛性を確保しながら、十分な振動抑制を行える。

本発明に係る車体制振構造を示す平面視図。 車体制振構造の主要部となるダイナミックダンパの構成を示す斜視図。 ダイナミックダンパの装着状態を車体側面から見た断面図。 本発明に係るダイナミックダンパの有無による車室内の騒音レベルの比較を示す図。

以下、図面を用いて本発明に係る車体制振構造が適用された車両１のルーフ構造について説明する。
矢印Ｗで示す車両１の車幅方向には、矢印Ａで示す車両前後方向にそれぞれルーフサイドレール２，３が延在して配置されている。図中矢印Ｆは車両前方、矢印Ｒは車両後方を示す。ルーフサイドレール２，３はインナパネルとアウターパネルで閉断面構造としていてルーフ部１０の骨格の一部を形成している。ルーフサイドレール２，３の後端２ａ，３ａは車幅方向Ｗに延在するルーフメンバ４で連結されている。

ルーフサイドレール２，３には、車幅方向Ｗに延在する複数の骨格部材となるルーフボウ５，６，７，８が、車両前後方向Ａに間隔を空けて並んで配置されている。各ルーフボウは、それぞれの両端５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂがルーフサイドレール２，３に溶接されて固定されている。これらルーフボウ５，６，７，８とルーフサイドレール２，３には、車両前後方向Ａに長くルーフパネル９が溶接によって接合されてルーフ部１０を構成している。これらルーフサイドレール２，３、ルーフボウ５，６，７，８及びルーフパネル９は鋼板で形成されている。

車両１は走行時の振動等でルーフパネル９が車両上下方向Ｂに共振し、その共振の周波数によっては、車室内に低周波数の籠もり音が発生することから、制振（騒音）対策が成されている。本形態では車体制振対策として、ルーフパネル９で発生する振動モードの腹位置になるように、隣接するルーフボウ７とルーフボウ８の間に板状のダイナミックダンパ１１を掛け渡して配置している。

本形態において、ダイナミックダンパ１１は、車両前後方向Ａに長く形成されていて、図２に示すように、車幅方向Ｗに位置する両側端１１ａ，１１ｂに、車両上方に向かって折り曲げられたフランジ部１２，１３が形成されている。ダイナミックダンパ１１は、その前端１１ｃから後端１１ｄに掛けて、すなわち車両前後方向Ａに列設するように、矢印Ｂで示すダイナミックダンパ１１の厚さ方向Ｂ（車両上下方向Ｂ）に凹凸を成すビート部１４，１５，１６が、車幅方向Ｗに延在するように複数形成されている。ビート部１５はフランジ部１２，１３の間に形成され、ビート部１４はビート部１５よりも前端１１ｃ寄りに形成され、ビート部１６はビート部１５よりも後端１１ｄ寄りにそれぞれプレス加工によって成型されている。

このような構成のダイナミックダンパ１１は、取付端となる前端１１ｃと後端１１ｄにそれぞれ取付部材１７，１８が着脱可能に取付けられる。そして、図３に示すように、取付部材１７，１８が取付けられた状態で、取付部材１７をルーフボウ７に、取付部材１８とルーフボウ８にそれぞれ接合して溶接あるいはボルト締結にて固定することで、ルーフボウ７とルーフボウ８に連結されて配置される。

取付部材１７，１８は、図２に示すように車幅方向Ｗに長く、車両前後方向Ａに延びるダイナミックダンパ１１との接合部１７ａ，１８ａと、ルーフボウ７，８との接合部１７ｂ，１８ｂとの間に車両上下方向Ｂに傾斜した連結部１７ｃ，１８ｃが形成されるようにプレス成形されていて、ダイナミックダンパ１１をルーフボウ７、８間に装着したときに、傾斜した連結部１７ｃ，１８ｃが前後、上下に弾性的に変位可能に薄板で構成されている。

このような取付部材１７，１８に取付けられたダイナミックダンパ１１は、図１に示すように、ルーフボウ７，８間に固定されて車幅方向Ｗの略中央に配置されている。ルーフボウ７，８間の略中央に配置したのは、本形態で説明した車両１の車体構造を、コンピュータを用いて作成し、解析ソフトで振動モードをシュミレーションしたところ、ルーフパネル９で発生する１次振動モードの腹位置が、ルーフボウ７，８間に位置したことに基づいている。この形態の場合、ルーフパネル９は、ダイナミックダンパ１１が無い場合には、振動の作用点がルーフサイドレール２，３との固定部となり、ルーフパネル９の中央部が最も大きく車両上下方向Ｂに変位して振動しやすくなるので、この振動する部分に板状のダイナミックダンパ１１を配置した。つまり、ループパネル９の車両前後方向Ａで発生する共振の振動の大きい部分にダイナミックダンパ１１を配置した。

このような構成のダイナミックダンパ１１の有無による車室内騒音を、コンピュータで解析したところ、図４に示す特性が得られた。図４は、縦軸が車室内騒音レベル、横軸が周波数を示す。この解析結果から、本形態のダイナミックダンパ１１をルーフボウ７，８間の略中央に配置すると、周波数の低い領域で、ダイナミックダンパ１１を配置しない場合に比べて車室内騒音レベルが低下した。

このように、ルーフパネル９の振動を低減するのに、板状のダイナミックダンパ１１を用いると、マス部材や弾性体を用いる場合に比べて車両上下方向Ｂへの厚さを抑制することができるので、軽量化を図りながらルーフ部１０へのレイアウトが容易に行える。また、骨格部材となるルーフボウ７，８を切断する必要も無いので車体剛性を確保することができる。

板状のダイナミックダンパ１１を装着するルーフボウ７，８はルーフ部１０を構成する既存の骨格部材であるので、あらたにダイナミックダンパ１１の装着部を形成する必要が無く、安価で構成することができる。

板状のダイナミックダンパ１１の場合、製造誤差による振動モードのバラツキが懸念されるが、本形態のように車幅方向Ｗの両端部１１ａ，１１Ｂにフランジ１２，１３を形成し、車両前後方向Ａに複数のビート部１４，１５，１６を並べて形成したので、ダイナミックダンパ１１の剛性を確保できる。このため、剛性不足による振動モードのバラツキが小さく、かつシミュレーションと実車に装着する場合の誤差も少なくなって最適な振動低減のためのチューニング作業が行いやすくなり、開発工数を低減することができる。

ダイナミックダンパ１１をルーフボウ７，８に装着するのに用いる板状の取付部材１７，１８を、ダイナミックダンパ１１に対して着脱自在としているので、ダイナミックダンパ１１単体で振動吸収ができない振動モードが発生した場合、ダイナミックダンパ１１自体を交換するのではなく、ルーフボウ７，８との取付部となる取付部材１７，１８を交換して調整することができるので、よりチューニングを行い易くなり、この点からも開発工数を低減することができる。

本形態では板状のダイナミックダンパ１１をルーフボウ７，８の間に配置したが、これは本車両の場合、ルーフパネル９で発生する振動モードの腹位置がルーフボウ７，８間にあるためであり、ルーフパネル９で発生する振動モードの腹位置が、例えばルーフボウ６，７間であれば、その間に配置すれば良く、ダイナミックダンパ１１の装着位置がルーフボウ７，８の間に限定されるものではない。

本形態ではダイナミックダンパ１１にフランジ１２，１３とビード部１４，１５，１６を形成したが、フランジ１２，１３あるいはビード部１４，１５，１６の何れか一方だけでも剛性確保でき、安定した振動低減効果を得られる場合には何れか一方だけでも良い。

本形態では、取付部材１７，１８をダイナミックダンパ１１の前端１１ｃと後端１１ｄに対して着脱自在としたが、例えば取付部材１７，１８に切り込みなどを形成し、取付部材１７，１８の一部を離脱可能としてもよい。この場合、チューニング作業を行う際に取付部材１７，１８を交換しなくてよいので、より効率良く、チューニング作業を行える。

２、３ ルーフサイドレール
５〜８ 複数の骨格部材
５〜８（ａ，ｂ）骨格部材の両端
９ ルーフパネル
１１ ダイナミックダンパ
１１ｃ，１１ｄ 取付端
１４〜１６ ビート部
１２，１３ フランジ部
１７，１８ 取付部材
Ａ 車両前後方向
Ｗ 車幅方向

Claims (3)

1. 車幅方向で車両前後方向にそれぞれ延在するルーフサイドレールと、
   各ルーフサイドレールに両端がそれぞれ固定され、車両前後方向に間隔を空けて配置された複数の骨格部材と、
   前記複数の骨格部材と前記ルーフサイドレールとに接合されたルーフパネルと、
   前記ルーフパネルで発生する振動モードの腹位置になるように、前記骨格部材における、隣接する骨格部材間に掛け渡して配置した板状のダイナミックダンパを備え、
   前記ダイナミックダンパは、車両前後方向に列設されて同ダイナミックダンパの厚さ方向に凹凸を成すビート部が形成されていることを特徴とする車体制振構造。
2. 請求項１記載の車体制振構造において、
   前記ダイナミックダンパは、隣接する骨格部材に、その取付端に着脱自在あるいは部分的に離脱可能とした弾性を有する取付部材を介して装着されていることを特徴とする車体制振構造。
3. 請求項１または２記載の車体制振構造において、
   前記ダイナミックダンパは、車幅方向に位置する両側端に、フランジ部が形成されていることを特徴とする車体制振構造。

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