技术领域
[0001] 本公开内容涉及一种车辆的车顶结构。
背景技术
[0002] 例如,在日本特开2017-105325号
公报中,公开了一种为了对车辆的车顶板进行加强而具备加强板的车顶结构,所述加强板通过
粘合剂而被粘贴在车顶板的下表面上,并且被配置于车顶板与成形顶棚(顶棚
内衬)之间。
[0003] 然而,当车顶板与加强板之间的间隔较窄时,
隔音性能有可能因为共振(共鸣)而降低。此外,如果作为其应对措施而扩大车顶板与加强板的间隔时,则会难以通过粘合剂将加强板粘合在车顶板的下表面上。如此,对使车顶的制造容易性和抑制隔音性能降低这两方面同时实现的结构来说,仍存在改善的余地。
发明内容
[0004] 因此,本公开内容获得一种能够使制造容易性和抑制隔音性能降低这两方面同时实现的车辆的车顶结构。
[0005] 本公开内容所涉及的第一方式的车辆的车顶结构具备:车顶板,其构成车辆的车顶;顶棚内衬,其构成车厢的顶棚;加强板,其被配置于所述车顶板与所述顶棚内衬之间,并且通过使多个粘合部粘合在所述车顶板的下表面上从而被安装,在所述多个粘合部彼此之间,形成有使所述加强板与所述车顶板的下表面之间的间隔扩大的阶梯部。
[0006] 根据第一方式,加强板通过使多个粘合部粘合在车顶板的下表面上从而被安装。因此,其制造较为容易。此外,在加强板的多个粘合部彼此之间,形成有使所述加强板与车顶板的下表面之间的间隔扩大的阶梯部。因此,在形成有阶梯部的区域,空气层的厚度增大。因此,抑制了共振(共鸣)的产生,从而抑制了隔音性能的下降。也就是说,根据第一方式,同时实现了车顶的制造容易性和抑制隔音性能降低这两方面。
[0007] 此外,第二方式的车辆的车顶结构为,在第一方式所记载的车辆的车顶结构中,所述加强板的形成有所述阶梯部的部分处的板厚方向中央部被配置于,从所述车顶板的下表面至所述顶棚内衬的上表面之间的大致中间
位置上。
[0008] 根据第二方式,加强板的形成有阶梯部的部分处的板厚方向中央部被配置于,从车顶板的下表面至顶棚内衬的上表面之间的大致中间位置上。因此,使的车顶板及顶棚内衬与加强板之间的间隔成为最佳,从而进一步抑制了隔音性能的下降。
[0009] 此外,第三方式的车辆的车顶结构为,在第一方式或第二方式的车辆的车顶结构中,从所述车顶板的下表面至所述加强板的形成有所述阶梯部的部分处的上表面的最短距离为,将从所述车顶板的下表面至所述顶棚内衬的上表面的最短距离的平方乘以0.00885而计算出的值。
[0010] 根据第三方式,从车顶板的下表面至加强板的形成有阶梯部的部分处的上表面的最短距离被设为,将从车顶板的下表面至顶棚内衬的上表面的最短距离的平方乘以0.00885而计算出的值。因此,使得车顶板及顶棚内衬与加强板之间的间隔成为最佳,从而进一步抑制了隔音性能的下降。
[0011] 根据第一方式,能够使车顶的制造容易性和抑制隔音性能降低这两方面同时实现。
[0012] 根据第二方式或第三方式,能够进一步抑制车顶的隔音性能的下降。
附图说明
[0013] 基于以下的附图而对本发明的代表性
实施例进行详细描述,其中:
[0014] 图1为将顶棚内衬去除而从车厢侧对本实施方式所涉及的车辆的车顶结构进行表示的仰视图。
[0015] 图2为以从车辆宽度方向进行观察的方式来对本实施方式所涉及的车辆的车顶结构进行表示的剖视图。
[0016] 图3为以从车辆宽度方向进行观察的方式来对本实施方式所涉及的车辆的车顶结构的一部分进行表示的示意图。
[0017] 图4A为以变更加强板的高度位置的方式来进行表示的示意图。
[0018] 图4B为表示与由图4A所示的各高度位置相对应的
频率和
传声损失的曲线图。
[0019] 图5为通过频率和空气层的厚度来对图4B中所示的传声损失进行表示的等值图。
[0020] 图6为以对增大空气层的厚度前和增大后的频率与传声损失进行比较的方式来表示的曲线图。
[0021] 图7为以对图3所示的车顶结构和图9所示的车顶结构的频率与传声损失进行比较的方式来进行表示的曲线图。
[0022] 图8为表示具备图3所示的车顶结构的车辆和具备图9所示的车顶结构的车辆的清晰度指数的柱状图。
[0023] 图9为以从车辆宽度方向进行观察的方式来对比较例所涉及的车辆的车顶结构的一部分进行表示的示意图。
具体实施方式
[0024] 以下,基于附图而对本公开内容所涉及的实施方式进行详细说明。另外,为了便于进行说明,将在各个附图中适当表示的箭头标记UP设为车辆上方,将箭头标记FR设为车辆前方,将箭头标记LH设为车辆左方。因此,在以下的说明中,在并没有进行特别记载而仅记载有上下、前后、左右的方向的情况下,设为表示车辆上下方向的上下,车辆前后方向的前后、车辆左右方向(车辆宽度方向)的左右。
[0025] 如图1、图2所示,本实施方式所涉及的车辆12的车顶结构10具备:大致矩形平板状的金属制(例如
铁制)的车顶板16,其构成车辆12的车顶14;大致矩形平板状的
树脂制的顶棚内衬18,其构成车厢的顶棚(参照图2);大致矩形平板状的聚
氨酯制的加强板20,其被配置于车顶板16与顶棚内衬18之间。
[0026] 在车辆12的上部、且车辆宽度方向外侧端部上,配置有被形成为封闭截面形状并且在车辆前后方向上延伸的左右一对金属制(例如铁制)的车顶
侧梁(省略图示)。而且,在各车顶侧梁的前端部及后端部处,分别架设有金属制(例如铁制)的前端板22及后端板24,所述前端板22及后端板24在从车辆宽度方向进行剖视观察时,被形成为大致帽型形状并且在车辆宽度方向上延伸。
[0027] 车顶板16被形成为,对左右一对车顶侧梁之间、且从前端板22至后端板24进行
覆盖的大小。而且,车顶板16的左右两侧的周缘部的下表面通过
焊接等而从车辆上方侧与各车顶侧梁的车辆宽度方向内侧的凸缘部(省略图示)的上表面接合。
[0028] 此外,车顶板16的前后两侧的周缘部的下表面通过焊接等而从车辆上方侧分别与前端板22的车辆前方侧的凸缘部22F的上表面及车辆后方侧的凸缘部22R的上表面、和后端板24的车辆前方侧的凸缘部24F的上表面及车辆后方侧的凸缘部24R的上表面接合。由此,前端板22及后端板24与车顶板16一起而形成封闭截面形状。
[0029] 此外,在各车顶侧梁的车辆前后方向大致中央部上,架设有金属制(例如铁制)的车顶中央加强件26,所述车顶中央加强件26在从车辆宽度方向进行剖视观察时,被形成为大致帽型形状并且在车辆宽度方向上延伸。而且,车顶板16的车辆前后方向大致中央部的下表面通过焊接等而从车辆上方侧与车顶中央加强件26的车辆前方侧的凸缘部26F的上表面及车辆后方侧的凸缘部26R的上表面接合。
[0030] 由此,车顶中央加强件26与车顶板16一起而形成封闭截面形状。另外,该车顶中央加强件26被设置于,与在车辆12的两侧部处且在车辆上下方向上延伸的一对中柱(省略图示)在车辆前后方向上大致相同的位置上。
[0031] 此外,在在从车辆宽度方向进行剖视观察时,在车顶中央加强件26的车辆前后方向大致中央部处形成有向车辆上方侧凹陷的凹部26A。通过该凹部26A,从而使车顶中央加强件26的车辆宽度方向上延伸的棱线被增加,从而提高了车顶中央加强件26的车辆宽度方向上的刚性。
[0032] 另外,如图2所示,车顶板16、顶棚内衬18及加强板20在从车辆宽度方向进行剖视观察时,各自向车辆上方侧被弯曲形成为凸状,但在图3及图9所示的示意图中,为了使其图示简化而设为了平坦面。此外,本实施方式所涉及的车顶板16为了实现轻量化,从而降低了板厚(
质量)。
[0033] 如图1、图2所示,加强板20为被分割为前后两
块的板状部件,并且由对从前端板22至车顶中央加强件26进行覆盖的前加强板20F、和对从车顶中央加强件26至后端板24进行覆盖的后加强板20R构成。
[0034] 此外,加强板20通过使前加强板20F及后加强板20R的各个上表面的一部分(下文叙述的粘合部32)通过利用腻子胶粘剂等粘合剂G(参照图1、图3)而分别与车顶板16的下表面16A粘合,从而被一体地安装。而且,车顶板16的刚性可以通过该加强板20从而被补强。
[0035] 加强板20以例如将板状的聚氨酯
泡沫塑料涂敷在玻璃
纤维上的方式而被形成,其2
厚度T(参照图3)被设为5mm~20mm。此外,加强板20的每单位面积(每1m)的重量优选被设为小于2000g,更优选被设为小于1000g。
[0036] 本实施方式所涉及的聚氨酯制的加强板20为,其厚度T被设为约13mm,其每单位面积(每1m2)的重量被设为约760g。此外,从车顶14的制造容易性的观点出发,粘合剂G的厚度Tg(参照图3)优选被设为5mm以下。
[0037] 此外,如图1所示,在前加强板20F的车辆前方侧端部且车辆宽度方向中央部处,为了避开室内灯或包括对车辆前方侧的状况进行检测的摄像机等在内的
传感器单元28,从而形成有俯视观察时呈大致矩形形状的切口部21。也就是说,该前加强板20F在仰视观察(俯视观察)时被形成为大致“凹”字状。而且,后加强板20R在仰视观察(俯视观察)时被形成为大致矩形形状。
[0038] 此外,如图1~图3所示,在加强板20(前加强板20F及后加强板20R)上,以在车辆前后方向上进行排列的方式而形成有多个突出部30,所述突出部30在从车辆宽度方向进行剖视观察时,在车辆宽度方向上延伸且向车辆下方侧突出。而且,各个突出部30彼此之间成为通过粘合剂G而与车顶板16的下表面16A粘合在一起的多个平面状的粘合部(粘合面)32。
[0039] 换而言之,在加强板20(前加强板20F及后加强板20R)上,形成有通过粘合剂G而与车顶板16的下表面16A粘合在一起的多个粘合部(粘合面)32,并且在该粘合部32彼此之间,形成有在车辆宽度方向上延伸且向车辆下方侧突出的多个突出部30。
[0040] 另外,虽然在本实施方式中,在前加强板20F上形成有三个突出部30,在后加强板20R上形成有四个突出部30,但是突出部30的数量(下文叙述的阶梯部34的数量)并不限定于图示的数量(七个)。突出部30的数量(下文叙述的阶梯部34的数量)可以根据车顶14的尺寸来适当设定。
[0041] 此外,加强板20(前加强板20F及后加强板20R)的各突出部30的上表面侧成为,在从车辆宽度方向进行剖视观察时相对于车顶板16的下表面16A而使上下方向上的间隔扩大(形成下文叙述的空气层)的阶梯部34。也就是说,突出部30(阶梯部34)通过使加强板20屈曲而被形成,该突出部30(阶梯部34)的板厚与粘合部32的板厚相同。
[0042] 作为突出部30的上表面侧的阶梯部34由上表面34A和倾斜面34B构成,所述上表面34A被配置为与车顶板16的下表面16A大致平行,所述倾斜面34B从其上表面34A的车辆前后方向两端部到粘合部(粘合面)32而一体地连续。另外,虽然在图3所示的示意图中,其倾斜面34B作为垂直面而被表现,但如图2所示,实际的倾斜面34B是相对于前后方向(
水平方向)及上下方向(铅直方向)而倾斜的。
[0043] 此外,如图3所示,在从车辆宽度方向进行剖视观察时,加强板20的突出部30的板厚方向中央部30C、即、从突出部30的上表面(阶梯部34的上表面34A)至突出部30的下表面30A之间的中央部30C被配置于从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面18A之间的大致中间位置上。
[0044] 换而言之,在从车辆宽度方向进行剖视观察时,从车顶板16的下表面16A至加强板20的阶梯部34的上表面34A的最短距离(沿着上下方向的距离)L1成为,将从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面18A的最短距离(沿着上下方向的距离)L2的平方乘以
0.00885而计算出的值(L1=L2×L2×0.00885)。
[0045] 如果具体使用数值来进行说明,则在从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面18A的最短距离L2例如为L2=40mm的情况下,从车顶板16的下表面16A至加强板20的阶梯部34的上表面34A的最短距离L1成为,L1=40×40×0.00885=14.16mm。也就是说,成为最短距离L1≈14mm。
[0046] 而且,在加强板20的厚度T例如为T=13mm的情况下,从其突出部30的上表面(阶梯部34的上表面34A)至突出部30的板厚方向中央部30C的最短距离(沿着上下方向的距离)成为,13mm/2=6.5mm。也就是说,从车顶板16的下表面16A至其中央部30C的最短距离L3成为,L3=14mm+6.5mm=20.5mm。
[0047] 因此,如上文所述的那样,在从车辆宽度方向进行剖视观察时,加强板20的突出部30的板厚方向中央部30C、即、从突出部30的上表面(阶梯部34的上表面34A)至突出部30的下表面30A之间的中央部30C将被配置于,从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面
18A之间的大致中间位置上。
[0048] 在此,对将该加强板20的突出部30(阶梯部34)的高度位置设为上述位置的根据进行说明。
[0049] 另外,作为一个示例,将从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面18A的最短距离L2设为40mm。而且,将加强板20的厚度T设为13mm。此外,将加强板20的每单位面积(每1m2)的重量设为757g。
[0050] 如图4A所示,车顶板16与顶棚内衬18之间所配置的加强板20的高度位置阶段性地设定在多个(例如七个)位置处对,并对各自的高度位置处的频率和传声损失进行调查。在图4B中示出了其结果。另外,纵轴的传声损失为,数值越大则隔音效果越好(隔音性能越良好)。
[0051] 此外,在图4A中,在车顶板16的下表面16A与加强板20的上表面之间并未产生空隙(两者相
接触)、以及在顶棚内衬18的上表面18A与加强板20的下表面之间并未产生空隙(两者相接触)的情况下,车顶结构10成为双层壁,并且在图4B中成为以虚线所示的折线曲线图。
[0052] 另一方面,在图4A中,在车顶板16的下表面16A与加强板20的上表面之间产生了空隙(顶棚内衬18的上表面18A与加强板20的下表面之间产生了空隙)的情况下,车顶结构10成为三层壁,并且在图4B中成为以实线所示的折线曲线图。
[0053] 如图4B所示,在车顶结构10为双层壁的情况下,其共振(共鸣)仅在一个位置处产生,而在车顶结构10为三层壁的情况下,其共振(共鸣)会在两个位置处产生。即,传声损失(隔音效果)降低的下降部位在车顶结构10为双层壁的情况下为一个部位,而在车顶结构10为三层壁的情况下,则会在加强板20被设定的多个高度位置中的每一个位置处各自变为两个部位。
[0054] 在此,如图6所示,已知共振(共鸣)频率是通过使空气层的厚度增大来向低频侧变化的。也就是说,当使空气层的厚度增大时,在共振(共鸣)频率以上的条件下,传声损失会增大,从而隔音性能会提高。另外,此处所谓的“空气层的厚度”是指,从车顶板16的下表面16A至阶梯部34的上表面34A的最短距离L1(参照图3)。
[0055] 因此,如图4B所示,随着使车顶板16的下表面16A与加强板20的上表面之间的空隙变大(随着使最短距离L1增大),共振(共鸣)频率会向低频侧变化,而在加强板20(中央部30C)被配置于车顶板16的下表面16A与顶棚内衬18的上表面18A之间的大致中间位置处时,传声损失(隔音效果)会成为最大。
[0056] 为了使该内容更加明确,在图5中对通过频率和空气层的厚度(最短距离L1)来示出图4B所示的结果的情况进行了表示。另外,图5中所示的右侧的柱状图表示传声损失,并且示出了其数值越大则隔音效果越好(隔音性能越良好)的情况。此外,该图5为最短距离L2为40mm的情况下的结果。
[0057] 根据该图5,在最短距离L2为40mm的情况下,可判断出,在空气层的厚度(最短距离L1)为10mm~15mm时,传声损失(隔音效果)最高。也就是说,可判断出,在加强板20(中央部30C)被配置于车顶板16的下表面16A与顶棚内衬18的上表面18A之间的大致中间位置处时,传声损失(隔音效果)成为最大。
[0058] 另外,根据同样的方法分别可以推导出,在最短距离L2为35mm的情况下,在空气层的厚度(最短距离L1)为10mm左右时,此外,在最短距离L2为30mm的情况下,在空气层的厚度(最短距离L1)为8mm左右时,进一步地,在最短距离L2为25mm的情况下,在空气层的厚度(最短距离L1)为6mm左右时,传声损失(隔音效果)成为最大。如果根据这些结果来对关系式回归性地进行求取,则可以得出上文所述的L1=L2×L2×0.00885。
[0059] 关于采用了以上这种结构的本实施方式所涉及的车顶结构10,接下来对其作用进行说明。
[0060] 当加强板20与车顶板16的下表面16A被粘合在一起时,会通过在车顶板16的下表面16A与加强板20的上表面之间所产生的空气层,从而产生共振(共鸣)。在共振(共鸣)频率下,由于声音会放大,因此传声损失(隔音效果)会减小,从而隔音性能会降低。
[0061] 在此,如图6的曲线图所示的那样,通过使空气层的厚度(最短距离L1)增大从而使共振(共鸣)频率向低频侧变化。也就是说,当使空气层的厚度(最短距离L1)增大时,在共振(共鸣)频率以上的条件下,传声损失(隔音效果)会增大,从而抑制了隔音性能的下降。
[0062] 因此,如图2、图3所示,在本实施方式所涉及的车顶结构10中,通过在加强板20上屈曲形成突出部30来在其上表面侧形成阶梯部34,从而使其上表面34A与车顶板16的下表面16A的上下方向上的间隔(最短距离L1)变大(使空气层的厚度增加)。
[0063] 由此,与具有并未形成如图9所示的阶梯部34的加强板120的、比较例所涉及的车顶结构100相比,能够使传声损失(隔音效果)增大,从而能够抑制隔音性能的下降。即,如图7所示,特别是能够提高对于中高频率区域的噪声振动的隔音性能。
[0064] 因此,如图8所示,在本实施方式所涉及的(图3所示的)车顶结构10中,与比较例所涉及的(图9所示的)车顶结构100相比,能够提高例如以时速100km进行行驶时的车辆12的车厢内的清晰度指数(AI:articulation index)。
[0065] 而且,在从车辆宽度方向进行剖视观察时,加强板20的突出部30的板厚方向中央部30C、即、从突出部30的上表面(阶梯部34的上表面34A)至突出部30的下表面30A之间的中央部30C被配置于从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面18A之间的大致中间位置处。
[0066] 换而言之,在从车辆宽度方向进行剖视观察时,从车顶板16的下表面16A至加强板20的阶梯部34的上表面34A的最短距离L1成为,将从车顶板16的下表面16A至顶棚内衬18的上表面18A的最短距离L2的平方乘以0.00885而计算出的值(L1=L2×L2×0.00885)。
[0067] 也就是说,与加强板20(中央部30C)的高度位置并不被设定在上述位置(根据上述关系式推导出的高度位置)处的情况相比,车顶板16及顶棚内衬18与加强板20的上下方向上的间隔被最优化。因此,能够使传声损失(隔音效果)更进一步地增大,从而能够更进一步地抑制隔音性能的下降(能够使隔音性能更进一步地提高)。
[0068] 此外,根据本实施方式所涉及的车顶结构10,无需通过增加粘合剂G的厚度Tg来使车顶板16的下表面16A与加强板20的上表面的上下方向上的间隔(最短距离L1)扩大。因此,不会损害车顶14的制造容易性。也就是说,根据本实施方式所涉及的车顶结构10,能够使车顶14的制造容易性和抑制隔音性能下降这两方面同时实现。
[0069] 此外,在加强板20上,通过形成有多个突出部30(阶梯部34),从而在车辆宽度方向上延伸的棱线被增加。因此,还能够提高加强板20的车辆宽度方向上的刚性及强度。
[0070] 以上,虽然基于附图对本实施方式所涉及的车顶结构10进行了说明,但本实施方式所涉及的车顶结构10并不限定于图示的方式,在不脱离本公开内容的主旨的范围内能够进行适当设计变更。
[0071] 例如,加强板20并不限定为聚氨酯制,也可以为
瓦楞纸板制等。此外,加强板20并不限定为通过腻子胶粘剂等粘合剂G来与车顶板16的下表面16A进行粘合的结构,例如也可以被设为通过双面
胶带等的粘合手段(图示省略)来与车顶板16的下表面16A进行粘合的结构。
[0072] 此外,虽然在本实施方式所涉及的车顶结构10中,在加强板20(前加强板20F及后加强板20R)上屈曲形成多个突出部30,并且将它们的上表面侧设为多个阶梯部34,但并不限定于该结构。例如,也可以成为如下结构,即,将加强板20的下表面整体设为平坦面,并在其上表面侧形成多个阶梯部34。也就是说,也可以成为如下结构,即,使加强板20的厚度变薄与形成有阶梯部34的部分相对应的量。
[0073] 此外,虽然在本实施方式所涉及的车顶结构10中,在加强板20(前加强板20F及后加强板20R)上,形成了在从车辆宽度方向进行剖视观察时在车辆前后方向上排列的多个突出部30(阶梯部34),但并不限定于该结构。虽然省略了图示,但也可以采用如下方式,即,在加强板20(前加强板20F及后加强板20R)上,形成在从车辆前后方向进行剖视观察时在车辆宽度方向上排列的多个突出部(阶梯部)。即使采用这种方式,也能够获得同样的效果。