車体上部構造
【課題】フロントウィンドウ、リヤウィンドウに作用する低周波数領域の振動を効果的に減衰させる。
【解決手段】本発明の車体上部構造は、略四辺形状のフロントウィンドウ１０Ｆ（リヤウィンドウ１０Ｒ）と、フロントウィンドウ１０Ｆ（リヤウィンドウ１０Ｒ）が固定される枠部を含むボディシェルと、フロントウィンドウ１０Ｆまたはリヤウィンドウ１０Ｒの周縁部の所定領域を前記枠部２１ａ、２２、２７、２５、２６に対して接着する接着剤１２ａとを備える。とくに、接着剤１２ａは、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する。
【解決手段】本発明の車体上部構造は、略四辺形状のフロントウィンドウ１０Ｆ（リヤウィンドウ１０Ｒ）と、フロントウィンドウ１０Ｆ（リヤウィンドウ１０Ｒ）が固定される枠部を含むボディシェルと、フロントウィンドウ１０Ｆまたはリヤウィンドウ１０Ｒの周縁部の所定領域を前記枠部２１ａ、２２、２７、２５、２６に対して接着する接着剤１２ａとを備える。とくに、接着剤１２ａは、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントウィンドウ、リヤウィンドウの周縁部がボディシェルに対して接着剤により接着固定された車体上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントウィンドウ、リヤウィンドウの周縁部がボディシェルに対して接着剤により接着固定された車体上部構造が知られている。たとえば、フロントウィンドウは、その側辺部が一対のフロントピラーに接着固定され、その上辺部がルーフパネルの前縁部に接着固定され、その下辺部がカウル部に接着固定される。また、リヤウィンドウは、その側辺部が一対のリヤピラーに接着固定され、その上辺部がルーフパネルの後縁部に接着固定され、その下辺部がリヤデッキ部に接着固定される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１３７３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、一対のフロントピラー、ルーフパネルの前縁部およびカウル部により構成されたフロントウィンドウを支持する枠部、または、一対のリヤピラー、ルーフパネルの後縁部およびリヤデッキ部により構成されたリヤウィンドウを支持する枠部は、車両の加速減、旋回、突起乗り越しなどの際に、車体が弾性変形したのちに振動しやすく、乗り心地に悪影響を及ぼす。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウを支持する枠部に作用する低周波数領域の振動を効果的に減衰させることができる車体上部構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の車体上部構造は、略四辺形状のフロントウィンドウと、該フロントウィンドウが固定される、一対のフロントピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のフロントピラーの基部に接続されるカウル部、および、前記一対のフロントピラーに支持されたルーフパネルの前縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、前記フロントウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、前記接着剤は、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有することを特徴としている。
【０００６】
本発明の第２の車体上部構造は、略四辺形状のリヤウィンドウと、該リヤウィンドウが固定される、一対のリヤピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のリヤピラーの基部に接続されるデッキ部、および、前記一対のリヤピラーに支持されたルーフパネルの後縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、前記リヤウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、前記接着剤は、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有することを特徴としている。
【０００７】
この発明によれば、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）は、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する接着剤を用いて、ボディシェルの枠部に対して接着固定されている。すなわち、常温におけるヤング率が従来使用されている接着剤より小さく、損失係数が所定の範囲内にある接着剤を使用している。言い換えれば、小さい荷重で大きく弾性変形しやすく、所定の減衰性能を有する接着剤を使用している。これにより、ボディシェルの枠部が振動する（変形する）と、まず、ボディシェルの枠部の振動を受けた接着剤が弾性変形し、つぎに、時間遅れを伴ってフロントウィンドウ（リヤウィンドウ）が枠部の変形方向に追随する。とくに、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）は、質量の大きな部材であるので、このような作用が繰り返されると、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）および接着剤が一体となってダンパーのごとく機能して、振動エネルギーが効率よく吸収される。とくに、上記接着剤のヤング率および損失係数の範囲は、自動車の使用時に発生しやすい１５〜３０Ｈｚの周波数領域の振動をもとに決定されているので、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）に作用する所定の周波数領域の振動を効果的に減衰させることができる。
【０００８】
また、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部には、車両室内側へ向けて突出するようにスタッドピンが設けられ、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウは、前記枠部に形成されたピン挿通孔に前記スタッドピンが挿通されることで位置決めされ、前記スタッドピンは、前記スタッドピンの少なくとも先端部が前記ピン挿通孔から離脱可能に設けられていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウの組み付け時には、スタッドピンの一部をピン挿通孔に挿通して、枠部とスタッドピンとを係合させることで、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウが枠部に対して正確に位置決めされる。さらに、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウを枠部に対して接着した後には、スタッドピンの先端部を離脱することで、スタッドピンと枠部との係合を解いて、接着剤の変形が許容される。
【００１０】
また、前記スタッドピンは、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部に固設される基部と、該基部に対して離脱可能に立設され、先端側が前記ピン挿通孔に挿通されるピン部とを有することが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、スタッドピンは、ピン部が基部に対して離脱可能な２つの別体により構成されているので、基部およびピン部をともに簡素な構造にしながら、接着前には、ピン部と基部とを一体にして、枠部とスタッドピンとが係合した状態、さらに、接着後には、ピン部を基部から離脱させて、枠部とスタッドピンとの係合が解けた状態という２つの状態を実現することができる。
【００１２】
また、前記基部には、雌ねじ部が形成されるとともに、前記ピン部には、一方の端部に前記基部の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が形成され、他方の端部に前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させるための治具を係合させる工具係合部が形成されていることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、工具係合部がピン部の他方に形成されているので、工具をピン部の他方の端部に係合させやすく、ピン部の雄ねじ部を基部の雌ねじ部に螺合させる作業が容易になる。とくに、天井部分などの作業し難い場所に位置するスタッドピンのピン部を、車両室内側から離脱させる作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウに作用する低周波数領域の振動を効率よく減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下で、本実施の形態の車体上部構造について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、ボディシェル２に固定されたフロントウィンドウ１０Ｆの接着位置を示す図である。
【００１７】
実施の形態１の車体上部構造は、図１に示されるように、略四辺形状のフロントウィンドウ１０Ｆと、フロントウィンドウ１０Ｆが固定される枠部を含むボディシェル２と、フロントウィンドウ１０Ｆをボディシェル２の枠部に対して接着する接着剤１２と備えている。
【００１８】
フロントウィンドウ１０Ｆは、運転者座席の前面に位置する大型のガラスである。フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の周縁部には、接着剤１２が、周縁部を１周するように塗布されている。さらに、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面には、後に詳述するスタッドピン１３（図３参照）が、接着剤１２の塗布位置より内方の位置に、数箇所固定されている。
【００１９】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ位置における断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ位置における断面図である。図５は、図１のＶ−Ｖ位置における断面図である。
【００２０】
ボディシェル２は、車両の車体部分を構成する鋼板製の部材であり、強度、剛性、耐久性、衝突安全性、振動、騒音、乗り心地などに大きな影響を及ぼす部材である。図１〜図５に示されるように、フロントウィンドウ１０Ｆの縁部分を支持する略四辺形状の枠部は、このボディシェル２のうち、車両の左右前方に位置する支柱である一対のフロントピラー２２と、屋根を構成する外板であり、一対のフロントピラー２２および車幅方向に延びるフロントヘッダ２３によって支持されるルーフパネル２１の前縁部と、車幅方向に延びて、両端部が一対のフロントピラー２２の基部に接続されるように設けられたカウル部２５とにより構成されている。
【００２１】
図６は、フロントウィンドウ１０Ｆを支持する枠部の変形を説明するための図である。図６に示されるように、ボディシェル２に対して荷重が加わると、枠部は、図６の２点鎖線で示されるように変形しやすい。具体的には、枠部の４辺部が曲がるのではなく、４辺部は概ね直線状を保ったまま、４隅部分がそれぞれ正規の位置から離れるように歪む。これは、スライド式中箱を外したマッチ箱の外枠部が僅かな外力で平行四辺形状に変形して潰れてしまう、いわゆるマッチ箱変形に類似した現象である。つまり、枠部の４隅部分は、中間部分より大きく変形しやすい。本実施の形態では、このような枠部の４隅部分の変形を受けて、フロントウィンドウ１０Ｆ内に局所的に大きな応力が生じるのを回避するとともに、フロントウィンドウ１０Ｆと接着剤１２とが一体となって枠部（すなわちボディシェル２）の振動を減衰させるために、フロントウィンドウ１０Ｆと枠部との接合に特殊な接着剤１２を用いている。
【００２２】
接着剤１２は、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面に対して、周縁部を一周するように塗布される。これにより、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２の枠部に組み付けられた状態で、接着剤１２は、フロントウィンドウ１０Ｆと枠部との間の隙間をシールする。接着剤１２は、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面であって、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部の四隅に塗布される第１の接着剤１２ａと、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面であって、フロントウィンドウ１０Ｆの四隅を除く周縁部（以下、中間部という）に塗布される第２の接着剤１２ｂとを含む。
【００２３】
具体的には、第１の接着剤１２ａは、一対のフロントピラー２２の上端部分および下端部分のフランジ２２ａ上面と、フロントガラス１０Ｆの両側辺部であって車両室内側の面とをフロントピラー２２の長手方向に沿って接着する（図４参照）。また、第１の接着剤１２ａは、ルーフパネル２１の前縁部から前方へ延出して設けられた延出部２１ａの車幅方向両外側部分の上面と、フロントガラス１０Ｆの上辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する（図２、図３参照）。また、第１の接着剤１２ａは、カウル部２５の車幅方向両外側部分の上面と、フロントガラス１０Ｆの下辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する（図５参照）。
【００２４】
また、第２の接着剤１２ｂは、一対のフロントピラー２２の中間部（上端部分および下端部分を除いた部分）のフランジ２２ａ上面と、フロントガラス１０Ｆの両側辺部であって車両室内側の面とをフロントピラー２２の長手方向に沿って接着する。また、第２の接着剤１２ｂは、ルーフパネル２１の前縁部から前方へ延出して設けられた延出部２１ａの中間部（車幅方向両外側を除いた部分）の上面と、フロントガラス１０Ｆの上辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する。また、第２の接着剤１２ｂは、カウル部２５の中間部（車幅方向両外側を除いた部分）の上面と、フロントガラス１０Ｆの下辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する。
【００２５】
本実施の形態では、第１の接着剤１２ａとして、ヤング率および損失係数に関して、所定の特性を有する接着剤を用いている。
【００２６】
具体的には、第１の接着剤１２ａのヤング率は、温度２０℃において、５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下である。第１の接着剤１２ａのヤング率が、５０ＭＰａ未満であると、フロントウィンドウ１０Ｆを枠部の所定の位置に取り付けておくための構造的な強度を確保し難くなる傾向がある。また、第１の接着剤１２ａのヤング率が、５００ＭＰａを超えると、所定の荷重が加わったときに第１の接着剤１２ａを弾性変形させ難くなる傾向がある。
【００２７】
また、第１の接着剤１２ａの損失係数は、温度２０℃において、０．１以上かつ０．５以下である。第１の接着剤１２ａの損失係数が、０．１未満であると、振動を短い時間で減衰させる効果が得られにくい傾向があり、第１の接着剤１２ａの損失係数が、０．５を超えると、所定のヤング率を得られにくくなる傾向がある。ここで、損失係数とは、減衰性能を示す指標であり、損失係数が大きいほど、振動エネルギーが効率よく散逸されることを意味している。図７は、接着剤の動粘性特性図である。損失係数は、図７中に示される貯蔵弾性率Ｅ’に対する損失弾性率Ｅ’’の比率（Ｅ’’／Ｅ’）で表される。
【００２８】
また、第１の接着剤１２ａの選定に関しては、自動車の使用時に発生しやすい振動数１５〜３０Ｈｚの振動をもとに、第１の接着剤１２ａの温度が２０℃における、損失係数およびヤング率が所定の範囲に収まるような接着剤をノモグラフを用いて選定している。ここで、ノモグラフは、周波数、温度、ヤング率、損失係数など変数の間の関数的関係がグラフとして表示され、変数間の数値的関係を容易に読み取れるようにした図表である。
【００２９】
このように、自動車が通常使用されるときの温度と、自動車の使用時に発生し易い振動の振動数とから、所定の範囲に収まるようなヤング率および損失係数を持つ第１の接着剤１２ａを特定することによって、たとえば、第１の接着剤１２ａは、温度２０℃において、周波数１５Ｈｚ、振幅０．１ｍｍの振動に対して極めて効果的な減衰性能を発揮する。なお、自動車の使用中に、接着剤の温度が２０℃から離れた場合であっても、損失係数などの接着剤の性質が急激に変化するわけではない。
【００３０】
第１の接着剤１２ａとしては、たとえば、エポキシ樹脂系準構造用の接着剤およびエラストマー系（ゴム系）接着剤などを用いることができる。エポキシ樹脂系準構造用の接着剤は、自動車が通常使用される２０℃近傍の温度領域で、損失係数がピークを迎えるとともに、ヤング率が低下し、これらが車両の振動を抑制するのに適した範囲に収まるような特性を持つ（図８参照）。また、エラストマー系（ゴム系）接着剤は、自動車が通常使用される２０℃近傍の温度領域で、損失係数およびヤング率がともに、車両の振動を抑制するのに適した範囲内に収まっているような特性を持つ（図９参照）。エポキシ樹脂系準構造用の接着剤としては、たとえば、サンスター技研株式会社製の商品名「ＡＤシーラー」、セメダイン株式会社製の商品名「ＥＰ００１」などが挙げられる。また、エラストマー系（ゴム系）接着剤としては、たとえば、サンスター技研株式会社製の商品名「ペンギンシール」などが挙げられる。
【００３１】
第２の接着剤１２ｂとしては、フロントウィンドウ１０Ｆをボディシェル２の枠部の所定の位置に取り付けておくための構造的な強度を確保できるものであれば、とくに限定されるものではない。たとえば、エポキシ樹脂系構造用の接着剤などを用いることができる。エポキシ樹脂系構造用の接着剤としては、たとえば、サンスター技研株式会社製の商品名「ペンギンセメント」、セメダイン株式会社製の商品名「ＥＰ００８」、セメダイン株式会社製の商品名「ＥＰ３３０」などが挙げられる。
【００３２】
図１０は、損失係数とヤング率との関係に基づいて、接着剤の違いによる分布状態の違いを説明するグラフである。図１０に示されるように、第１の接着剤１２ａとして使用可能な、「ＡＤシーラー」、「ＥＰ００１」および「ペンギンシール」と、第２の接着剤１２ｂとして使用可能な「ペンギンセメント」、「ＥＰ００８」および「ＥＰ３３０」とでは分布状態に違いがある。すなわち、第１の接着剤１２ａでは、Ｙ軸方向（損失係数が大きくなる方向）に広く分布しているとともに、Ｘ軸方向の低い領域（ヤング率が低い領域）に狭く分布している。これに対し、第２の接着剤１２ｂでは、Ｙ軸方向の低い領域（損失係数が低い領域）に狭く分布し、Ｘ軸方向（ヤング率が大きくなる方向）の高い領域に広く分布している。
【００３３】
このように、フロントウィンドウ１０Ｆの接合位置に応じて、第１の接着剤１２ａおよび第２の接着剤１２ｂを使い分けることで、枠部の変位量が大きい四隅部では、第１の接着剤１２ａを弾性変形させながら、振動を速やかに減衰させることができ、一方、枠部の変位量が少ない中間部では、接着強度の大きな第２の接着剤によりフロントウィンドウ１０Ｆの枠部に対する接着強度を確保することができる。
【００３４】
すなわち、ボディシェル２の枠部が変形するような荷重を受けると、接着剤１２により接着固定されたフロントウィンドウ１０Ｆは、つぎのように作用する。ボディシェル２の枠部がその４隅部分で大きく変形すると、まず、ボディシェル２の枠部の振動を受けた第１の接着剤１２ａが弾性変形し、つぎに、時間遅れを伴ってフロントウィンドウ１０Ｆが枠部の変形方向に追随する。このような作用が繰り返されると、フロントウィンドウ１０Ｆおよび第１の接着剤１２ａが一体となってダンパーのごとく機能して、振動エネルギーが効率よく吸収される。とくに、フロントウィンドウ１０Ｆは、質量の大きな大型の部材であるので、効果的に減衰性能が発揮される。
【００３５】
図１１は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図であり、スタッドピン１３のピン部１３ｂを基部１３ａから離脱させた状態を示す。
【００３６】
本実施の形態では、接着剤１２が固まるまでの間に、フロントウィンドウ１０Ｆが自重で枠部に対して位置ずれするのを防ぐためのスタッドピン１３を用いている。図３および図１１に示されるように、フロントウィンドウ１０Ｆは、スタッドピン１３がフロントウィンドウ１０Ｆに対して所定の位置に固定された状態でボディシェル２に対して組み付けられる。具体的には、フロントウィンドウ１０Ｆの組み付け時には、スタッドピン１３の一部（後述のピン部１３ｂ）がルーフパネル２１の延出部２１ａの所定の位置に形成された挿通部２１ａ１に車両室内方向へ向けて挿し込まれ、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２の枠部に対して位置決めされる。
【００３７】
図１２は、スタッドピン１３を説明するための図であり、図１２（ａ）は基部１３ａに対してピン部１３ｂが立設された状態を示し、図１２（ｂ）は基部１３ａからピン部１３ｂを離脱させた状態を示す。
【００３８】
スタッドピン１３は、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部であって、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面に対して所定の位置に固定されている。具体的には、スタッドピン１３は、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２に対して、正規の姿勢で組み付けられたときに、挿通孔２１ａ１の位置とスタッドピン１３の位置とが対応するように設けられている。そして、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２に対して組み付けられると、スタッドピン１３は、その一部がフロントウィンドウ１０Ｆと枠部との間に挟み込まれた状態になる。
【００３９】
図１２に示されるように、スタッドピン１３は、フロントウィンドウ１０Ｆに固設される基部１３ａと、基部１３ａに対して離脱可能に設けられたピン部１３ｂとを含む。
【００４０】
基部１３ａは、扁平な直方体状を呈した部材であり、一方の面がフロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面であって、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部に固定されている。また、基部１３ａには、他方の面に、凹状の雌ねじ部１３ａ１が形成されている。
【００４１】
ピン部１３ｂは、外径が挿通孔２１ａ１の内径にほぼ等しく設定された略円柱状を呈している。ピン部１３ｂの一方の端部には、雄ねじ部１３ｂ２が形成されており、ピン部１３ｂの他方の端部には、端面に十字状の溝（以下、工具係合部という）１３ｂ１が形成されている。工具係合部１３ｂ１は、ピン部１３ｂを基部１３ａに連結するときに、プラスドライバーやマイナスドライバーなどの工具の先端を係合させるための部分である。このように、工具係合部１３ｂ１がピン部１３ｂの他方の端に形成されているので、工具をピン部１３ｂに係合させやすく、工具を用いてピン部の雄ねじ部を基部の雌ねじ部に螺合させやすい。したがって、スタッドピン１３が作業し難い位置に設けられていても、ピン部１３ｂの着脱をスムーズに行うことが可能である。ピン部１３ｂは、その雄ねじ部１３ｂ２が基部１３ａの雌ねじ部１３ａ１に螺合されることで基部１３ａの一方の面に対して略垂直に、すなわち、フロントウィンドウ１０Ｆの面方向に対して略垂直に立設される。
【００４２】
基部１３ａとピン部１３ｂとは互いに別体の部材であるが、フロントウィンドウ１０Ｆの接着時には、基部１３ａとピン部１３ｂとが一体となって機能し、フロントウィンドウ１０Ｆの接着後には、ピン部１３ｂのみが基部１３ａから取り外される。このように、ピン部１３ｂを基部１３ａから取り外すことによって、ピン部１３ｂとルーフパネル２１の延出部２１ａとの間の係合が解け、フロントウィンドウ１０Ｆは、ルーフパネル２１に対して接着剤１２のみを介して接された状態になる。
【００４３】
したがって、第１の接着剤１２ａの変形が、スタッドピン１３のピン部１３ｂによって規制されることなく、柔軟に変形し易い状態が実現される。スタッドピン１３は、ピン部１３ｂが基部１３ａに対して離脱可能な２つの別体により構成されているので、基部１３ａおよびピン部１３ｂをともに簡素な構造にしながら、接着前には、ピン部１３ｂと基部１３ａとを一体にして、枠部とスタッドピン１３とが係合した状態、さらに、接着後には、ピン部１３ｂを基部１３ａから離脱させて、枠部とスタッドピン１３との係合が解けた状態という２つの状態を実現することができる。
【００４４】
以上の実施の形態によれば、フロントウィンドウ１０Ｆは、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する第１の接着剤１２ａを用いて、ルーフパネル２１の前縁部、一対のフロントピラー２２およびカウル部２５により構成された枠部に対して接着固定されている。すなわち、常温におけるヤング率が従来使用されている接着剤より小さく、損失係数が所定の範囲内にある接着剤を第１の接着剤１２ａとして使用している。言い換えれば、小さい荷重で大きく弾性変形しやすく、所定の減衰性能を有する接着剤を、第１の接着剤１２ａとして使用している。これにより、ボディシェル２の枠部が振動する（変形する）と、まず、ボディシェル２の枠部の振動を受けた第１の接着剤１２ａが弾性変形し、つぎに、時間遅れを伴ってフロントウィンドウ１０Ｆが枠部の変形方向に追随する。このような作用が繰り返されると、フロントウィンドウ１０Ｆおよび第１の接着剤１２ａが一体となってダンパーのごとく機能して、振動エネルギーが効果的に吸収される。とくに、上記第１の接着剤１２ａのヤング率および損失係数の範囲は、自動車の使用時に発生しやすい１５〜３０Ｈｚの周波数領域の振動をもとに決定されているので、フロントウィンドウ１０Ｆに作用する所定の周波数領域の振動を効果的に減衰させることができる。しかも、フロントウィンドウ１０Ｆからルーフパネル２１に伝達される振動を低減させることができ、ルーフパネル２１の振動をも抑制して乗り心地が大幅に向上する。また、振動を効率よく減衰させることで、フロントウィンドウ１０Ｆの４隅部分に大きな応力が局所的に集中して発生するのを回避でき、フロントウィンドウ１０Ｆの強度をさらに上げる必要もない。
【００４５】
なお、上記実施の形態では、車両の前方に設けられるフロントウィンドウ１０Ｆを所定の特性を持つ接着剤で、ルーフパネル２１の前縁から延出する延出部２１ａ、一対のフロントピラー２２およびカウル部２５により構成された枠部に固定した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１３は、車体に固定されたリヤウィンドウ（リヤガラス）１０Ｒの接着位置を示す図である。たとえば、図１３に示されるように、車両の後方に設けられるリヤウィンドウ１０Ｒを、実施の形態１と同様の特性を持つ接着剤１２で、ボディシェル２の枠部に固定する形態であってもよい。
【００４６】
この場合、枠部は、ルーフパネル２１の後縁から延出する延出部、一対のリヤピラー２７、および、リヤピラー２７の基端部から車幅方向に延びるデッキ部２６により構成される。この場合であっても、枠部は、図６に示されるように変形しやすいため、リヤウィンドウ１０Ｒの周縁部のうち、４隅を第１の接着剤１２ａで枠部に接着し、残る部分を第２の接着剤１２ｂで接着する。なお、リヤウィンドウ１０Ｒを車体の後方に固定する際にも、図１２に示されるような、ピン部１３ｂが基部１３ａに対して離脱可能なスタッドピン１３を用いることで、リヤウィンドウ１０Ｒのボディシェル２に対する位置決め精度を確保するとともに、第１の接着剤１２ａの弾性変形を許容し、振動の減衰効果をより高めることができる。
【００４７】
すなわち、第１の接着剤１２ａおよび第２の接着剤１２ｂの硬化後に、スタッドピン１３のピン部１３ｂを離脱し、リヤウィンドウ１０Ｒの４隅部分を、弾性変形しやすい第１の接着剤１２ａ上に固定する。これによって、リヤウィンドウ１０Ｒの４隅部分では、枠部の四隅が繰り返し変形したとしても、第１の接着剤１２ａがその弾性変形によりエネルギーを吸収し、振動を効果的に減衰させる。したがって、リヤウィンドウ１０Ｒの４隅部分に大きな応力が局所的に集中して発生するのを回避できる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、車体のフロントウィンドウ１０Ｆのみを所定の特性を持つ第１の接着剤１２ａで枠部に接着した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。フロントウィンドウ１０Ｆを所定の特性を持つ第１の接着剤１２ａで、ボディシェル２に対して接着するとともに、リヤウィンドウ１０Ｒを所定の特性を持つ第１の接着剤１２ａでボディシェル２に対して接着する形態であってもよい。この場合には、フロントウィンドウ１０Ｆおよびリヤウィンドウ１０Ｒの上縁部から、ルーフパネル２に伝達される振動を大幅に低減させることができる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部の４隅部分のみを第１の接着剤１２ａでボディシェル２の枠部に接着固定した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の接着剤１２ａが、所定のヤング率および所定の損失係数に加えて、構造的な接着強度をも併せ持つものであれば、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部全体を第１の接着剤１２ａで接着固定する形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】車体に固定されたフロントウィンドウの接着位置を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ位置における断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ位置における断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ位置における断面図である。
【図６】フロントウィンドウまたはリヤウィンドウを支持する枠部の変形を説明するための図である。
【図７】接着剤の動粘性特性図である。
【図８】エポキシ樹脂系準構造用の接着剤の特性を示すグラフである。
【図９】エラストマー系（ゴム系）接着剤の特性を示すグラフである。
【図１０】損失係数とヤング率との関係に基づいた、接着剤の違いによる分布状態の違いを説明するためのグラフである。
【図１１】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図であり、スタッドピンのピン部が枠部に形成された挿通孔から離脱された状態を示す。
【図１２】スタッドピンを説明するための図であり、（ａ）は基部に対してピン部が立設された状態を示し、（ｂ）は基部からピン部を離脱させた状態を示す。
【図１３】車体に固定されたリヤウィンドウの接着位置を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０Ｆ フロントウィンドウ
１０Ｒ リヤウィンドウ
１２ａ 第１の接着剤（接着剤）
１３ スタッドピン
１３ａ 基部
１３ａ１ 雌ねじ部
１３ｂ ピン部
１３ｂ１ 工具係合部
１３ｂ２ 雄ねじ部
２ ボディシェル
２１ ルーフパネル
２１ａ 延出部（枠部）
２１ａ１ ピン挿通部
２２ フロントピラー（枠部）
２５ カウル部（枠部）
２６ デッキ部（枠部）
２７ リヤピラー（枠部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントウィンドウ、リヤウィンドウの周縁部がボディシェルに対して接着剤により接着固定された車体上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロントウィンドウ、リヤウィンドウの周縁部がボディシェルに対して接着剤により接着固定された車体上部構造が知られている。たとえば、フロントウィンドウは、その側辺部が一対のフロントピラーに接着固定され、その上辺部がルーフパネルの前縁部に接着固定され、その下辺部がカウル部に接着固定される。また、リヤウィンドウは、その側辺部が一対のリヤピラーに接着固定され、その上辺部がルーフパネルの後縁部に接着固定され、その下辺部がリヤデッキ部に接着固定される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１３７３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、一対のフロントピラー、ルーフパネルの前縁部およびカウル部により構成されたフロントウィンドウを支持する枠部、または、一対のリヤピラー、ルーフパネルの後縁部およびリヤデッキ部により構成されたリヤウィンドウを支持する枠部は、車両の加速減、旋回、突起乗り越しなどの際に、車体が弾性変形したのちに振動しやすく、乗り心地に悪影響を及ぼす。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウを支持する枠部に作用する低周波数領域の振動を効果的に減衰させることができる車体上部構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の車体上部構造は、略四辺形状のフロントウィンドウと、該フロントウィンドウが固定される、一対のフロントピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のフロントピラーの基部に接続されるカウル部、および、前記一対のフロントピラーに支持されたルーフパネルの前縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、前記フロントウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、前記接着剤は、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有することを特徴としている。
【０００６】
本発明の第２の車体上部構造は、略四辺形状のリヤウィンドウと、該リヤウィンドウが固定される、一対のリヤピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のリヤピラーの基部に接続されるデッキ部、および、前記一対のリヤピラーに支持されたルーフパネルの後縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、前記リヤウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、前記接着剤は、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有することを特徴としている。
【０００７】
この発明によれば、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）は、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する接着剤を用いて、ボディシェルの枠部に対して接着固定されている。すなわち、常温におけるヤング率が従来使用されている接着剤より小さく、損失係数が所定の範囲内にある接着剤を使用している。言い換えれば、小さい荷重で大きく弾性変形しやすく、所定の減衰性能を有する接着剤を使用している。これにより、ボディシェルの枠部が振動する（変形する）と、まず、ボディシェルの枠部の振動を受けた接着剤が弾性変形し、つぎに、時間遅れを伴ってフロントウィンドウ（リヤウィンドウ）が枠部の変形方向に追随する。とくに、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）は、質量の大きな部材であるので、このような作用が繰り返されると、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）および接着剤が一体となってダンパーのごとく機能して、振動エネルギーが効率よく吸収される。とくに、上記接着剤のヤング率および損失係数の範囲は、自動車の使用時に発生しやすい１５〜３０Ｈｚの周波数領域の振動をもとに決定されているので、フロントウィンドウ（リヤウィンドウ）に作用する所定の周波数領域の振動を効果的に減衰させることができる。
【０００８】
また、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部には、車両室内側へ向けて突出するようにスタッドピンが設けられ、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウは、前記枠部に形成されたピン挿通孔に前記スタッドピンが挿通されることで位置決めされ、前記スタッドピンは、前記スタッドピンの少なくとも先端部が前記ピン挿通孔から離脱可能に設けられていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウの組み付け時には、スタッドピンの一部をピン挿通孔に挿通して、枠部とスタッドピンとを係合させることで、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウが枠部に対して正確に位置決めされる。さらに、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウを枠部に対して接着した後には、スタッドピンの先端部を離脱することで、スタッドピンと枠部との係合を解いて、接着剤の変形が許容される。
【００１０】
また、前記スタッドピンは、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部に固設される基部と、該基部に対して離脱可能に立設され、先端側が前記ピン挿通孔に挿通されるピン部とを有することが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、スタッドピンは、ピン部が基部に対して離脱可能な２つの別体により構成されているので、基部およびピン部をともに簡素な構造にしながら、接着前には、ピン部と基部とを一体にして、枠部とスタッドピンとが係合した状態、さらに、接着後には、ピン部を基部から離脱させて、枠部とスタッドピンとの係合が解けた状態という２つの状態を実現することができる。
【００１２】
また、前記基部には、雌ねじ部が形成されるとともに、前記ピン部には、一方の端部に前記基部の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が形成され、他方の端部に前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させるための治具を係合させる工具係合部が形成されていることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、工具係合部がピン部の他方に形成されているので、工具をピン部の他方の端部に係合させやすく、ピン部の雄ねじ部を基部の雌ねじ部に螺合させる作業が容易になる。とくに、天井部分などの作業し難い場所に位置するスタッドピンのピン部を、車両室内側から離脱させる作業が容易になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フロントウィンドウまたはリヤウィンドウに作用する低周波数領域の振動を効率よく減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下で、本実施の形態の車体上部構造について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、ボディシェル２に固定されたフロントウィンドウ１０Ｆの接着位置を示す図である。
【００１７】
実施の形態１の車体上部構造は、図１に示されるように、略四辺形状のフロントウィンドウ１０Ｆと、フロントウィンドウ１０Ｆが固定される枠部を含むボディシェル２と、フロントウィンドウ１０Ｆをボディシェル２の枠部に対して接着する接着剤１２と備えている。
【００１８】
フロントウィンドウ１０Ｆは、運転者座席の前面に位置する大型のガラスである。フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の周縁部には、接着剤１２が、周縁部を１周するように塗布されている。さらに、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面には、後に詳述するスタッドピン１３（図３参照）が、接着剤１２の塗布位置より内方の位置に、数箇所固定されている。
【００１９】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ位置における断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ位置における断面図である。図５は、図１のＶ−Ｖ位置における断面図である。
【００２０】
ボディシェル２は、車両の車体部分を構成する鋼板製の部材であり、強度、剛性、耐久性、衝突安全性、振動、騒音、乗り心地などに大きな影響を及ぼす部材である。図１〜図５に示されるように、フロントウィンドウ１０Ｆの縁部分を支持する略四辺形状の枠部は、このボディシェル２のうち、車両の左右前方に位置する支柱である一対のフロントピラー２２と、屋根を構成する外板であり、一対のフロントピラー２２および車幅方向に延びるフロントヘッダ２３によって支持されるルーフパネル２１の前縁部と、車幅方向に延びて、両端部が一対のフロントピラー２２の基部に接続されるように設けられたカウル部２５とにより構成されている。
【００２１】
図６は、フロントウィンドウ１０Ｆを支持する枠部の変形を説明するための図である。図６に示されるように、ボディシェル２に対して荷重が加わると、枠部は、図６の２点鎖線で示されるように変形しやすい。具体的には、枠部の４辺部が曲がるのではなく、４辺部は概ね直線状を保ったまま、４隅部分がそれぞれ正規の位置から離れるように歪む。これは、スライド式中箱を外したマッチ箱の外枠部が僅かな外力で平行四辺形状に変形して潰れてしまう、いわゆるマッチ箱変形に類似した現象である。つまり、枠部の４隅部分は、中間部分より大きく変形しやすい。本実施の形態では、このような枠部の４隅部分の変形を受けて、フロントウィンドウ１０Ｆ内に局所的に大きな応力が生じるのを回避するとともに、フロントウィンドウ１０Ｆと接着剤１２とが一体となって枠部（すなわちボディシェル２）の振動を減衰させるために、フロントウィンドウ１０Ｆと枠部との接合に特殊な接着剤１２を用いている。
【００２２】
接着剤１２は、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面に対して、周縁部を一周するように塗布される。これにより、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２の枠部に組み付けられた状態で、接着剤１２は、フロントウィンドウ１０Ｆと枠部との間の隙間をシールする。接着剤１２は、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面であって、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部の四隅に塗布される第１の接着剤１２ａと、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面であって、フロントウィンドウ１０Ｆの四隅を除く周縁部（以下、中間部という）に塗布される第２の接着剤１２ｂとを含む。
【００２３】
具体的には、第１の接着剤１２ａは、一対のフロントピラー２２の上端部分および下端部分のフランジ２２ａ上面と、フロントガラス１０Ｆの両側辺部であって車両室内側の面とをフロントピラー２２の長手方向に沿って接着する（図４参照）。また、第１の接着剤１２ａは、ルーフパネル２１の前縁部から前方へ延出して設けられた延出部２１ａの車幅方向両外側部分の上面と、フロントガラス１０Ｆの上辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する（図２、図３参照）。また、第１の接着剤１２ａは、カウル部２５の車幅方向両外側部分の上面と、フロントガラス１０Ｆの下辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する（図５参照）。
【００２４】
また、第２の接着剤１２ｂは、一対のフロントピラー２２の中間部（上端部分および下端部分を除いた部分）のフランジ２２ａ上面と、フロントガラス１０Ｆの両側辺部であって車両室内側の面とをフロントピラー２２の長手方向に沿って接着する。また、第２の接着剤１２ｂは、ルーフパネル２１の前縁部から前方へ延出して設けられた延出部２１ａの中間部（車幅方向両外側を除いた部分）の上面と、フロントガラス１０Ｆの上辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する。また、第２の接着剤１２ｂは、カウル部２５の中間部（車幅方向両外側を除いた部分）の上面と、フロントガラス１０Ｆの下辺部であって車両室内側の面とを車幅方向に沿って接着する。
【００２５】
本実施の形態では、第１の接着剤１２ａとして、ヤング率および損失係数に関して、所定の特性を有する接着剤を用いている。
【００２６】
具体的には、第１の接着剤１２ａのヤング率は、温度２０℃において、５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下である。第１の接着剤１２ａのヤング率が、５０ＭＰａ未満であると、フロントウィンドウ１０Ｆを枠部の所定の位置に取り付けておくための構造的な強度を確保し難くなる傾向がある。また、第１の接着剤１２ａのヤング率が、５００ＭＰａを超えると、所定の荷重が加わったときに第１の接着剤１２ａを弾性変形させ難くなる傾向がある。
【００２７】
また、第１の接着剤１２ａの損失係数は、温度２０℃において、０．１以上かつ０．５以下である。第１の接着剤１２ａの損失係数が、０．１未満であると、振動を短い時間で減衰させる効果が得られにくい傾向があり、第１の接着剤１２ａの損失係数が、０．５を超えると、所定のヤング率を得られにくくなる傾向がある。ここで、損失係数とは、減衰性能を示す指標であり、損失係数が大きいほど、振動エネルギーが効率よく散逸されることを意味している。図７は、接着剤の動粘性特性図である。損失係数は、図７中に示される貯蔵弾性率Ｅ’に対する損失弾性率Ｅ’’の比率（Ｅ’’／Ｅ’）で表される。
【００２８】
また、第１の接着剤１２ａの選定に関しては、自動車の使用時に発生しやすい振動数１５〜３０Ｈｚの振動をもとに、第１の接着剤１２ａの温度が２０℃における、損失係数およびヤング率が所定の範囲に収まるような接着剤をノモグラフを用いて選定している。ここで、ノモグラフは、周波数、温度、ヤング率、損失係数など変数の間の関数的関係がグラフとして表示され、変数間の数値的関係を容易に読み取れるようにした図表である。
【００２９】
このように、自動車が通常使用されるときの温度と、自動車の使用時に発生し易い振動の振動数とから、所定の範囲に収まるようなヤング率および損失係数を持つ第１の接着剤１２ａを特定することによって、たとえば、第１の接着剤１２ａは、温度２０℃において、周波数１５Ｈｚ、振幅０．１ｍｍの振動に対して極めて効果的な減衰性能を発揮する。なお、自動車の使用中に、接着剤の温度が２０℃から離れた場合であっても、損失係数などの接着剤の性質が急激に変化するわけではない。
【００３０】
第１の接着剤１２ａとしては、たとえば、エポキシ樹脂系準構造用の接着剤およびエラストマー系（ゴム系）接着剤などを用いることができる。エポキシ樹脂系準構造用の接着剤は、自動車が通常使用される２０℃近傍の温度領域で、損失係数がピークを迎えるとともに、ヤング率が低下し、これらが車両の振動を抑制するのに適した範囲に収まるような特性を持つ（図８参照）。また、エラストマー系（ゴム系）接着剤は、自動車が通常使用される２０℃近傍の温度領域で、損失係数およびヤング率がともに、車両の振動を抑制するのに適した範囲内に収まっているような特性を持つ（図９参照）。エポキシ樹脂系準構造用の接着剤としては、たとえば、サンスター技研株式会社製の商品名「ＡＤシーラー」、セメダイン株式会社製の商品名「ＥＰ００１」などが挙げられる。また、エラストマー系（ゴム系）接着剤としては、たとえば、サンスター技研株式会社製の商品名「ペンギンシール」などが挙げられる。
【００３１】
第２の接着剤１２ｂとしては、フロントウィンドウ１０Ｆをボディシェル２の枠部の所定の位置に取り付けておくための構造的な強度を確保できるものであれば、とくに限定されるものではない。たとえば、エポキシ樹脂系構造用の接着剤などを用いることができる。エポキシ樹脂系構造用の接着剤としては、たとえば、サンスター技研株式会社製の商品名「ペンギンセメント」、セメダイン株式会社製の商品名「ＥＰ００８」、セメダイン株式会社製の商品名「ＥＰ３３０」などが挙げられる。
【００３２】
図１０は、損失係数とヤング率との関係に基づいて、接着剤の違いによる分布状態の違いを説明するグラフである。図１０に示されるように、第１の接着剤１２ａとして使用可能な、「ＡＤシーラー」、「ＥＰ００１」および「ペンギンシール」と、第２の接着剤１２ｂとして使用可能な「ペンギンセメント」、「ＥＰ００８」および「ＥＰ３３０」とでは分布状態に違いがある。すなわち、第１の接着剤１２ａでは、Ｙ軸方向（損失係数が大きくなる方向）に広く分布しているとともに、Ｘ軸方向の低い領域（ヤング率が低い領域）に狭く分布している。これに対し、第２の接着剤１２ｂでは、Ｙ軸方向の低い領域（損失係数が低い領域）に狭く分布し、Ｘ軸方向（ヤング率が大きくなる方向）の高い領域に広く分布している。
【００３３】
このように、フロントウィンドウ１０Ｆの接合位置に応じて、第１の接着剤１２ａおよび第２の接着剤１２ｂを使い分けることで、枠部の変位量が大きい四隅部では、第１の接着剤１２ａを弾性変形させながら、振動を速やかに減衰させることができ、一方、枠部の変位量が少ない中間部では、接着強度の大きな第２の接着剤によりフロントウィンドウ１０Ｆの枠部に対する接着強度を確保することができる。
【００３４】
すなわち、ボディシェル２の枠部が変形するような荷重を受けると、接着剤１２により接着固定されたフロントウィンドウ１０Ｆは、つぎのように作用する。ボディシェル２の枠部がその４隅部分で大きく変形すると、まず、ボディシェル２の枠部の振動を受けた第１の接着剤１２ａが弾性変形し、つぎに、時間遅れを伴ってフロントウィンドウ１０Ｆが枠部の変形方向に追随する。このような作用が繰り返されると、フロントウィンドウ１０Ｆおよび第１の接着剤１２ａが一体となってダンパーのごとく機能して、振動エネルギーが効率よく吸収される。とくに、フロントウィンドウ１０Ｆは、質量の大きな大型の部材であるので、効果的に減衰性能が発揮される。
【００３５】
図１１は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図であり、スタッドピン１３のピン部１３ｂを基部１３ａから離脱させた状態を示す。
【００３６】
本実施の形態では、接着剤１２が固まるまでの間に、フロントウィンドウ１０Ｆが自重で枠部に対して位置ずれするのを防ぐためのスタッドピン１３を用いている。図３および図１１に示されるように、フロントウィンドウ１０Ｆは、スタッドピン１３がフロントウィンドウ１０Ｆに対して所定の位置に固定された状態でボディシェル２に対して組み付けられる。具体的には、フロントウィンドウ１０Ｆの組み付け時には、スタッドピン１３の一部（後述のピン部１３ｂ）がルーフパネル２１の延出部２１ａの所定の位置に形成された挿通部２１ａ１に車両室内方向へ向けて挿し込まれ、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２の枠部に対して位置決めされる。
【００３７】
図１２は、スタッドピン１３を説明するための図であり、図１２（ａ）は基部１３ａに対してピン部１３ｂが立設された状態を示し、図１２（ｂ）は基部１３ａからピン部１３ｂを離脱させた状態を示す。
【００３８】
スタッドピン１３は、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部であって、フロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面に対して所定の位置に固定されている。具体的には、スタッドピン１３は、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２に対して、正規の姿勢で組み付けられたときに、挿通孔２１ａ１の位置とスタッドピン１３の位置とが対応するように設けられている。そして、フロントウィンドウ１０Ｆがボディシェル２に対して組み付けられると、スタッドピン１３は、その一部がフロントウィンドウ１０Ｆと枠部との間に挟み込まれた状態になる。
【００３９】
図１２に示されるように、スタッドピン１３は、フロントウィンドウ１０Ｆに固設される基部１３ａと、基部１３ａに対して離脱可能に設けられたピン部１３ｂとを含む。
【００４０】
基部１３ａは、扁平な直方体状を呈した部材であり、一方の面がフロントウィンドウ１０Ｆの車両室内側の面であって、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部に固定されている。また、基部１３ａには、他方の面に、凹状の雌ねじ部１３ａ１が形成されている。
【００４１】
ピン部１３ｂは、外径が挿通孔２１ａ１の内径にほぼ等しく設定された略円柱状を呈している。ピン部１３ｂの一方の端部には、雄ねじ部１３ｂ２が形成されており、ピン部１３ｂの他方の端部には、端面に十字状の溝（以下、工具係合部という）１３ｂ１が形成されている。工具係合部１３ｂ１は、ピン部１３ｂを基部１３ａに連結するときに、プラスドライバーやマイナスドライバーなどの工具の先端を係合させるための部分である。このように、工具係合部１３ｂ１がピン部１３ｂの他方の端に形成されているので、工具をピン部１３ｂに係合させやすく、工具を用いてピン部の雄ねじ部を基部の雌ねじ部に螺合させやすい。したがって、スタッドピン１３が作業し難い位置に設けられていても、ピン部１３ｂの着脱をスムーズに行うことが可能である。ピン部１３ｂは、その雄ねじ部１３ｂ２が基部１３ａの雌ねじ部１３ａ１に螺合されることで基部１３ａの一方の面に対して略垂直に、すなわち、フロントウィンドウ１０Ｆの面方向に対して略垂直に立設される。
【００４２】
基部１３ａとピン部１３ｂとは互いに別体の部材であるが、フロントウィンドウ１０Ｆの接着時には、基部１３ａとピン部１３ｂとが一体となって機能し、フロントウィンドウ１０Ｆの接着後には、ピン部１３ｂのみが基部１３ａから取り外される。このように、ピン部１３ｂを基部１３ａから取り外すことによって、ピン部１３ｂとルーフパネル２１の延出部２１ａとの間の係合が解け、フロントウィンドウ１０Ｆは、ルーフパネル２１に対して接着剤１２のみを介して接された状態になる。
【００４３】
したがって、第１の接着剤１２ａの変形が、スタッドピン１３のピン部１３ｂによって規制されることなく、柔軟に変形し易い状態が実現される。スタッドピン１３は、ピン部１３ｂが基部１３ａに対して離脱可能な２つの別体により構成されているので、基部１３ａおよびピン部１３ｂをともに簡素な構造にしながら、接着前には、ピン部１３ｂと基部１３ａとを一体にして、枠部とスタッドピン１３とが係合した状態、さらに、接着後には、ピン部１３ｂを基部１３ａから離脱させて、枠部とスタッドピン１３との係合が解けた状態という２つの状態を実現することができる。
【００４４】
以上の実施の形態によれば、フロントウィンドウ１０Ｆは、温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する第１の接着剤１２ａを用いて、ルーフパネル２１の前縁部、一対のフロントピラー２２およびカウル部２５により構成された枠部に対して接着固定されている。すなわち、常温におけるヤング率が従来使用されている接着剤より小さく、損失係数が所定の範囲内にある接着剤を第１の接着剤１２ａとして使用している。言い換えれば、小さい荷重で大きく弾性変形しやすく、所定の減衰性能を有する接着剤を、第１の接着剤１２ａとして使用している。これにより、ボディシェル２の枠部が振動する（変形する）と、まず、ボディシェル２の枠部の振動を受けた第１の接着剤１２ａが弾性変形し、つぎに、時間遅れを伴ってフロントウィンドウ１０Ｆが枠部の変形方向に追随する。このような作用が繰り返されると、フロントウィンドウ１０Ｆおよび第１の接着剤１２ａが一体となってダンパーのごとく機能して、振動エネルギーが効果的に吸収される。とくに、上記第１の接着剤１２ａのヤング率および損失係数の範囲は、自動車の使用時に発生しやすい１５〜３０Ｈｚの周波数領域の振動をもとに決定されているので、フロントウィンドウ１０Ｆに作用する所定の周波数領域の振動を効果的に減衰させることができる。しかも、フロントウィンドウ１０Ｆからルーフパネル２１に伝達される振動を低減させることができ、ルーフパネル２１の振動をも抑制して乗り心地が大幅に向上する。また、振動を効率よく減衰させることで、フロントウィンドウ１０Ｆの４隅部分に大きな応力が局所的に集中して発生するのを回避でき、フロントウィンドウ１０Ｆの強度をさらに上げる必要もない。
【００４５】
なお、上記実施の形態では、車両の前方に設けられるフロントウィンドウ１０Ｆを所定の特性を持つ接着剤で、ルーフパネル２１の前縁から延出する延出部２１ａ、一対のフロントピラー２２およびカウル部２５により構成された枠部に固定した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１３は、車体に固定されたリヤウィンドウ（リヤガラス）１０Ｒの接着位置を示す図である。たとえば、図１３に示されるように、車両の後方に設けられるリヤウィンドウ１０Ｒを、実施の形態１と同様の特性を持つ接着剤１２で、ボディシェル２の枠部に固定する形態であってもよい。
【００４６】
この場合、枠部は、ルーフパネル２１の後縁から延出する延出部、一対のリヤピラー２７、および、リヤピラー２７の基端部から車幅方向に延びるデッキ部２６により構成される。この場合であっても、枠部は、図６に示されるように変形しやすいため、リヤウィンドウ１０Ｒの周縁部のうち、４隅を第１の接着剤１２ａで枠部に接着し、残る部分を第２の接着剤１２ｂで接着する。なお、リヤウィンドウ１０Ｒを車体の後方に固定する際にも、図１２に示されるような、ピン部１３ｂが基部１３ａに対して離脱可能なスタッドピン１３を用いることで、リヤウィンドウ１０Ｒのボディシェル２に対する位置決め精度を確保するとともに、第１の接着剤１２ａの弾性変形を許容し、振動の減衰効果をより高めることができる。
【００４７】
すなわち、第１の接着剤１２ａおよび第２の接着剤１２ｂの硬化後に、スタッドピン１３のピン部１３ｂを離脱し、リヤウィンドウ１０Ｒの４隅部分を、弾性変形しやすい第１の接着剤１２ａ上に固定する。これによって、リヤウィンドウ１０Ｒの４隅部分では、枠部の四隅が繰り返し変形したとしても、第１の接着剤１２ａがその弾性変形によりエネルギーを吸収し、振動を効果的に減衰させる。したがって、リヤウィンドウ１０Ｒの４隅部分に大きな応力が局所的に集中して発生するのを回避できる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、車体のフロントウィンドウ１０Ｆのみを所定の特性を持つ第１の接着剤１２ａで枠部に接着した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。フロントウィンドウ１０Ｆを所定の特性を持つ第１の接着剤１２ａで、ボディシェル２に対して接着するとともに、リヤウィンドウ１０Ｒを所定の特性を持つ第１の接着剤１２ａでボディシェル２に対して接着する形態であってもよい。この場合には、フロントウィンドウ１０Ｆおよびリヤウィンドウ１０Ｒの上縁部から、ルーフパネル２に伝達される振動を大幅に低減させることができる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部の４隅部分のみを第１の接着剤１２ａでボディシェル２の枠部に接着固定した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の接着剤１２ａが、所定のヤング率および所定の損失係数に加えて、構造的な接着強度をも併せ持つものであれば、フロントウィンドウ１０Ｆの周縁部全体を第１の接着剤１２ａで接着固定する形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】車体に固定されたフロントウィンドウの接着位置を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ位置における断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ位置における断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ位置における断面図である。
【図６】フロントウィンドウまたはリヤウィンドウを支持する枠部の変形を説明するための図である。
【図７】接着剤の動粘性特性図である。
【図８】エポキシ樹脂系準構造用の接着剤の特性を示すグラフである。
【図９】エラストマー系（ゴム系）接着剤の特性を示すグラフである。
【図１０】損失係数とヤング率との関係に基づいた、接着剤の違いによる分布状態の違いを説明するためのグラフである。
【図１１】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図であり、スタッドピンのピン部が枠部に形成された挿通孔から離脱された状態を示す。
【図１２】スタッドピンを説明するための図であり、（ａ）は基部に対してピン部が立設された状態を示し、（ｂ）は基部からピン部を離脱させた状態を示す。
【図１３】車体に固定されたリヤウィンドウの接着位置を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０Ｆ フロントウィンドウ
１０Ｒ リヤウィンドウ
１２ａ 第１の接着剤（接着剤）
１３ スタッドピン
１３ａ 基部
１３ａ１ 雌ねじ部
１３ｂ ピン部
１３ｂ１ 工具係合部
１３ｂ２ 雄ねじ部
２ ボディシェル
２１ ルーフパネル
２１ａ 延出部（枠部）
２１ａ１ ピン挿通部
２２ フロントピラー（枠部）
２５ カウル部（枠部）
２６ デッキ部（枠部）
２７ リヤピラー（枠部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略四辺形状のフロントウィンドウと、
該フロントウィンドウが固定される、一対のフロントピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のフロントピラーの基部に接続されるカウル部、および、前記一対のフロントピラーに支持されたルーフパネルの前縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、
前記フロントウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、
前記接着剤は、
温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、
損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する車体上部構造。
【請求項２】
略四辺形状のリヤウィンドウと、
該リヤウィンドウが固定される、一対のリヤピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のリヤピラーの基部に接続されるデッキ部、および、前記一対のリヤピラーに支持されたルーフパネルの後縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、
前記リヤウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、
前記接着剤は、
温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、
損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する車体上部構造。
【請求項３】
前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部には、車両室内側へ向けて突出するようにスタッドピンが設けられ、
前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウは、前記枠部に形成されたピン挿通孔に前記スタッドピンが挿通されることで位置決めされ、
前記スタッドピンは、前記スタッドピンの少なくとも先端部が前記ピン挿通孔から離脱可能に設けられている請求項１または２記載の車体上部構造。
【請求項４】
前記スタッドピンは、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部に固設される基部と、該基部に対して離脱可能に立設され、先端側が前記ピン挿通孔に挿通されるピン部とを有する請求項３に記載の車体上部構造。
【請求項５】
前記基部には、雌ねじ部が形成されるとともに、
前記ピン部には、一方の端部に前記基部の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が形成され、他方の端部に前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させるための治具を係合させる工具係合部が形成されている請求項４に記載の車体上部構造。
【請求項１】
略四辺形状のフロントウィンドウと、
該フロントウィンドウが固定される、一対のフロントピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のフロントピラーの基部に接続されるカウル部、および、前記一対のフロントピラーに支持されたルーフパネルの前縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、
前記フロントウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、
前記接着剤は、
温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、
損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する車体上部構造。
【請求項２】
略四辺形状のリヤウィンドウと、
該リヤウィンドウが固定される、一対のリヤピラー、車幅方向に延びて両端部が前記一対のリヤピラーの基部に接続されるデッキ部、および、前記一対のリヤピラーに支持されたルーフパネルの後縁部により構成される枠部を含むボディシェルと、
前記リヤウィンドウの周縁部の所定領域を前記枠部に対して接着する接着剤とを備える車体上部構造であって、
前記接着剤は、
温度２０℃におけるヤング率が５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下であり、
損失係数が０．１以上かつ０．５以下の特性を有する車体上部構造。
【請求項３】
前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部には、車両室内側へ向けて突出するようにスタッドピンが設けられ、
前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウは、前記枠部に形成されたピン挿通孔に前記スタッドピンが挿通されることで位置決めされ、
前記スタッドピンは、前記スタッドピンの少なくとも先端部が前記ピン挿通孔から離脱可能に設けられている請求項１または２記載の車体上部構造。
【請求項４】
前記スタッドピンは、前記フロントウィンドウまたは前記リヤウィンドウの周縁部に固設される基部と、該基部に対して離脱可能に立設され、先端側が前記ピン挿通孔に挿通されるピン部とを有する請求項３に記載の車体上部構造。
【請求項５】
前記基部には、雌ねじ部が形成されるとともに、
前記ピン部には、一方の端部に前記基部の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が形成され、他方の端部に前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させるための治具を係合させる工具係合部が形成されている請求項４に記載の車体上部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１２５９８０（Ｐ２０１０−１２５９８０Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２４９５（Ｐ２００８−３０２４９５）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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