車体制振構造
【課題】軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができる車体制振構造を得る。
【解決手段】車体制振構造が適用された車両ルーフ構造１０は、共振周波数がルーフパネル２４の１次振動の共振周波数に一致する設定とされたダイナミックダンパ２２を備える。ダイナミックダンパ２２は、ルーフリインフォースメント１４の底壁２８における一対のスリットによって他の部分に対し独立して変位可能に分離された一部を含んで構成されている。
【解決手段】車体制振構造が適用された車両ルーフ構造１０は、共振周波数がルーフパネル２４の１次振動の共振周波数に一致する設定とされたダイナミックダンパ２２を備える。ダイナミックダンパ２２は、ルーフリインフォースメント１４の底壁２８における一対のスリットによって他の部分に対し独立して変位可能に分離された一部を含んで構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
車体ルーフ部の骨格を成すルーフリインフォースメントとルーフパネルとの間に弾性ウレタンフォームとマス部材とを配設し、ルーフパネルを制振するダイナミックダンパを構成した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１７２０７５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、上記の如き従来の技術では、ダイナミックダンパを設けることで部品点数及び車体質量が増す問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができる車体制振構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車体制振構造は、車体骨格部材における他の部分に対し独立して変位可能な一部を含んで構成され共振周波数が制振対象の周波数に一致する動吸振器部を備えた。
【０００６】
請求項１記載の車体制振構造では、車体に制振対象振動の周波数で起振力や変位が入力されると、動吸振器部が該周波数で振動して車体の振動が抑制される。ここで、車体骨格を構成する車体骨格部材の一部を含んで動吸振器部を構成したので、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制するための動吸振器部が得られる。
【０００７】
このように、請求項１記載の車体制振構造では、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができる。特に、車体骨格の一部のみで動吸振器部を構成した場合、追加数や質量を増すことなく車体振動を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る車体制振構造は、請求項１記載の車体制振構造において、前係吸振器部は、前記車体骨格部材における前記制振対象の振動モードの腹位置に配置されている。
【０００９】
請求項２記載の車体制振構造では、制振対象の振動モードの振幅の腹位置に動吸振器部が配置されているため、車体振動を一層効果的に抑制することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る車体制振構造は、請求項１又は請求項２記載の車体制振構造において、前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、前記車体骨格部材に設けられた切り込み部によって該車体骨格部材の他の部分に対し独立して変位可能に分離されている。
【００１１】
請求項３記載の車体制振構造では、車体骨格部材に切り込みを入れることで、該車体骨格における他の部分とは独立して変位可能な一部が動吸振器部を構成している。これにより、簡単な構成で動吸振器部を構成可能で、例えば切り込み部の長さに応じて制振対象周波数を調整することが可能になる。
【００１２】
請求項４記載の発明に係る車体制振構造は、請求項３記載の車体制振構造において、前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、長手方向の両端が前記車体骨格の他の部分に連続している。
【００１３】
請求項４記載の車体制振構造では、車体骨格部材における動吸振器部を構成する一部の両端が該車体骨格部材の他の部分に連続しているので、換言すれば、車体骨格部材における動吸振器部を構成する一部が両持ち構造とされているので、車体骨格部材の強度及び剛性を確保しやすい。特に、車体骨格部材における動吸振器部を構成する一部の長手方向（切り込み方向）を車体骨格部材の長手方向に略一致させた構成では、車体骨格部材の長手方向に切れ目が形成されないので、車体骨格部材としての強度及び剛性を一層確保しやすい構成となる。
【００１４】
請求項５記載の発明に係る車体制振構造は、車体骨格部材の一部に、一対の切り込み部を並列して設けた。
【００１５】
請求項５記載の車体制振構造では、車体骨格部材における一対の切り込み部間に形成された部分は、車体骨格部材の他の部分を主振動系とする副振動系を構成する。このため、該切り込み部間の部分を動吸振器又は動吸振器の一部として機能させて、追加部品に頼ることなく車体振動を抑制することが可能である。この動吸振器の共振周波数は、切り込みの長さで調整し得るので、例えば一対の切り込みの長手方向を車体骨格部材の長手方向に一致させると、調整可能範囲を広くとることができる。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る車体制振構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体制振構造において、前記車体骨格部材は、車幅方向に長手とされ車体ルーフ部を構成するルーフリインフォースメントである。
【００１７】
請求項６記載の車体制振構造では、意匠や強度の観点から設計に制約の多い車両ルーフ部において、ルーフリインフォースメントに動吸振器部又は一対の切り込み部を形成することで、例えば車室音の原因となるルーフパネルの振動を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る車体制振構造は、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造１０について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、図中矢印ＦＲは車体前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車体上下方向の上方向を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＯＵＴは車幅方向外側をそれぞれ示す。
【００２０】
図３には、車両ルーフ構造１０の概略全体構成が後述するルーフパネル２４（図１（Ｂ）、図２（Ａ）参照）を取り除いて見た斜視図にて示されている。この図に示される如く、車両ルーフ構造１０は、それぞれ車幅方向両端に位置し車体前後方向に長手の骨格部材とされた左右一対のルーフサイドレール１２と、それぞれ車幅方向何が手とされ左右のルーフサイドレール１２を架け渡す複数のルーフリインフォースメント１４とを含んで構成されている。
【００２１】
左右のルーフサイドレール１２は、それぞれ前端がフロントピラー１６に連続すると共に後端がリヤピラー１８に連続している。また、左右のルーフサイドレール１２の長手方向中間部には、それぞれセンタピラー２０の上端が連続している。複数のルーフリインフォースメント１４のうちの車体前後方向の略中央に位置する１つのルーフリインフォースメント１４Ａは、左右のセンタピラー２０の上端間を架け渡しているとも把握することができる。また、複数のルーフリインフォースメント１４のうち、最前に位置するルーフリインフォースメント１４Ｂは、図示しないフロントウインドシールドガラスの上後端を支持するウインドシールドヘッダとしても機能するようになっている。車両ルーフ構造１０では、以上説明した左右のルーフサイドレール１２、複数のルーフリインフォースメント１４を主要構成要素とするルーフ骨格がルーフパネル２４を支持して構成されている。
【００２２】
そして、車両ルーフ構造１０では、複数のルーフリインフォースメント１４のうちの少なくとも１つのルーフリインフォースメント１４に、動吸振器部としてのダイナミックダンパ２２が一体的に形成されている。この実施形態では、ダイナミックダンパ２２は、センタピラー２０間を架け渡すルーフリインフォースメント１４Ａと前端に位置するルーフリインフォースメント１４Ｂとの間に配設されたルーフリインフォースメント１４Ｃに設けられている。
【００２３】
図３及び図１（Ａ）に示される如く、ダイナミックダンパ２２は、ルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向中央部に設けられている。このダイナミックダンパ２２の設置位置は、ルーフパネル２４の１次振動の腹位置に対応している。以下、ダイナミックダンパ２２の具体的な構成をルーフリインフォースメント１４Ｃの構造と共に説明する。
【００２４】
図２（Ａ）に示される如く、ルーフリインフォースメント１４Ｃは、ルーフパネル２４の内面側に接合され、該ルーフパネル２４とで兵断面構造を成している。より具体的には、図２（Ｂ）に示される如く、ルーフリインフォースメント１４Ｃは、長手方向との直交断面が車体上下方向の上向きに開口する略ハット形状を成し、前後のフランジ２６がそれぞれルーフパネル２４の内面側に接合されることで、その底壁２８と前壁３０と後壁３２とルーフパネル２４とで、閉断面構造を成している。
【００２５】
そして、図２（Ｂ）に示される如く、前壁３０と底壁２８との境界部、及び後壁３２と底壁２８との境界部にそれぞれ切り込み部としてのスリット３４が、ルーフリインフォースメント１４Ｃを板厚方向に貫通して形成されている。すなわち、スリット３４は、それぞれルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向（車幅方向）に沿って、前後一対設けられている。
【００２６】
ルーフリインフォースメント１４Ｃの底壁２８における前後スリット３４に挟まれた部分は、例えば図２（Ｃ）に示される如く底壁２８の他の部分とは分離されており、該他の部分に対し独立して変位可能に構成されている。この実施形態では、この底壁２８におけるスリット３４間の部分が、それだけでダイナミックダンパ２２を構成している。すなわち前後スリット３４に挟まれて形成されたダイナミックダンパ２２は、質量と、底壁２８の他の部分とは異なる支持剛性（弾性）を有し、ルーフリインフォースメント１４Ｃを含むルーフ骨格がルーフパネル２４を支持してなる振動系を主振動系とする副振動系を構成している。なお、図２（Ａ）、図２（Ｃ）、図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、ダイナミックダンパ２２の変位を誇張して描いている。
【００２７】
このダイナミックダンパ２２は、その共振周波数が、ルーフパネル２４の１次振動の共振周波数に一致するように設定されている。このダイナミックダンパ２２の共振周波数は、前後のスリット３４の長さによって調整（チューニング）することができる。これは、主にダイナミックダンパ２２の質量を変化させることによる共振周波数の調整として把握することができる。すなわち、ダイナミックダンパ２２は、スリット３４すなわち自らの車幅方向の寸法を大きくするほど共振周波数が低くなる構成とされている。
【００２８】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００２９】
上記構成の車両ルーフ構造１０では、適用された自動車の走行に伴うエンジン振動や路面入力に起因する起振力や変位が車体骨格を介して入力される。例えば、ルーフパネル２４の１次振動の共振周波数帯域の起振力又は変位が入力されると、車両ルーフ構造１０では、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、主にダイナミックダンパ２２が振動してルーフパネル２４の１次振動（振幅）が著しく抑制される。
【００３０】
例えば図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す第１比較例に係る車両ルーフ構造１００では、複数のルーフリインフォースメント１４にダイナミックダンパ２２が設けられていない構造とされている。このため、エンジン振動や路面入力に起因するルーフパネル２４の１次振動の共振周波数帯域の起振力や変位が入力されると、図５（Ｂ）に示される振動モードが生じ、振幅の腹となる車幅方向中央部が大きく変位（振動）することがわかる。
【００３１】
これに対して車両ルーフ構造１０では、上記の通りダイナミックダンパ２２が設定されているので、図１（Ｂ）に示される如く主にダイナミックダンパ２２が振動する振動モードとなり、ルーフパネル２４の振動が大幅に抑制される。特に、ダイナミックダンパ２２が制振対象振動モードの振幅の腹位置に（腹位置を含む範囲に）配置されているので、一層効果的にルーフパネル２４の振動を抑制することができる。
【００３２】
これにより、図４（Ａ）にルーフパネル２４の１次振動の振動レベル（加振点イナータンス）を示す如く、実線にして示す車両ルーフ構造１０の振動レベルが、車室音の低減が望まれる特定周波数領域において、車両ルーフ構造１００の振動レベルと比較して大幅に低減することが確かめられた。さらに、図４（Ｂ）にルーフパネル２４の振動に伴う発音量を示す如く、実線にして示す車両ルーフ構造１０の発音量が、上記車室音の低減が望まれる特定周波数領域において、車両ルーフ構造１００の発音量と比較して大幅に低減することが確かめられた。
【００３３】
そして、車両ルーフ構造１０では、単にルーフリインフォースメント１４Ｃの底壁２８に一対のスリット３４を設けるだけでダイナミックダンパ２２が形成されるので、換言すれば、追加部品に頼ることなくダイナミックダンパ２２を構成することができるので、部品点数が増すことがなく構造が簡単である。
【００３４】
例えば図６（Ａ）に示す第２比較例に係る車両ルーフ構造１１０では、底壁２８におけるルーフパネル２４の１次振動の振幅の腹となる位置にマス部材１１２を設けることで、エンジンや路面から入力する起振力等の周波数に対し共振周波数をずらしてルーフパネル２４の振動を抑制するようになっている。また例えば、図６（Ｂ）に示す第３比較例に係る車両ルーフ構造１２０では、長手方向両端を底壁２８におけるルーフパネル２４の１次振動の振幅の腹となる位置に固定した弾性材料（鉄板等）より成るパッチ部材１２２を、同図に想像線にて示される如く動吸振器（質量要素、バネ要素をパッチ部材１２２が兼ねる動吸振器）として作用させることで、ルーフパネル２４の振動を抑制するようになっている。これらの構成では、何れも追加部品が必要でルーフ部の質量が増してしまう。
【００３５】
これに対して車両ルーフ構造１０では、上記の如く底壁２８の一部がダイナミックダンパ２２を構成するので、追加部品に頼ることなくルーフパネル２４の振動を抑制することができる。特に、本実施形態では、車両ルーフ構造１０では、追加部品を設定したり、ルーフリインフォースメント１４Ｃの一部に局部的に重い部分を設定したりしていないので、ダイナミックダンパの機能を備えない車両ルーフ構造１００と比較しても全体の質量が増すことがない。
【００３６】
さらに、車両ルーフ構造１０では、前後一対のスリット３４間にダイナミックダンパ２２を形成したため、該ダイナミックダンパ２２長手方向両端が底壁２８に連続する構成が実現された。これにより、ルーフリインフォースメント１４Ｃは、ダイナミックダンパ２２を設定したことによる車体骨格としての強度（曲げ方向の変形強度や軸力特性）低下が殆ど生じない。
【００３７】
このように、本発明の実施形態に係る車両ルーフ構造１０では、部品点数や質量を増加することなく、ルーフパネル２４の振動を抑制して発音を低減することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、制振対象振動がルーフパネル２４の１次振動である例を示したが、本発明はこれに限定されず、各種振動（振動モード）の抑制用途に用いることができる。したがって、本発明の適用箇所が車両ルーフ部に限定されることもない。
【００３９】
また、上記実施形態では、単一のダイナミックダンパ２２がルーフリインフォースメント１４Ｃに設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず。例えば、複数のダイナミックダンパ２２を特定のルーフリインフォースメント１４に設けても良く、複数のルーフリインフォースメント１４に１つ又は複数のダイナミックダンパ２２をそれぞれ設けても良い。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、ルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向に長手とされたスリット３４が底壁２８の幅方向（車体前後方向）両端に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、前後のスリット３４の一方又は双方を底壁２８の幅方向中央部に形成しても良く、ルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向との交差方向に長手のスリット３４を形成しても良い。また、ダイナミックダンパ２２を前壁３０や後壁３２に設けることも可能である。
【００４１】
またさらに、上記実施形態では、ダイナミックダンパ２２の長手方向両端が底壁２８に連続する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、略Ｕ字状、Ｖ字状、コ字状等の切り込み部を形成して片持ち構造のダイナミックダンパ２２を構成しても良い。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、ダイナミックダンパ２２がルーフリインフォースメント１４Ｃを構成する底壁２８のみで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、底壁２８における前後のスリット３４間の部分にマス部材を取り付けてダイナミックダンパ２２を構成しても良い。この構成においても、底壁２８がダイナミックダンパ２２の質量要素の位置及びバネ要素を構成するため、同じ質量のダイナミックダンパを独立して設ける場合と比較して、質量の一部及びバネ要素を省略することができ、全体として簡単かつ軽量な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造を示す図であって、（Ａ）は制振状態を概念的に示す斜視図、（Ｂ）は制振時の振動モードを示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造を構成するルーフリインフォースメント及びダイナミックダンパを示す図であって、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）はダイナミックダンパの変位状態を誇張して示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造の概略全体構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造と第１比較例に係る構成との制振性能を比較する図であって、（Ａ）はルーフパネルの振動レベルを示す線図、（Ｂ）はルーフパネルの発音量を示す線図である。
【図５】本発明の実施形態との第１比較例に係る車両ルーフ構造を示す図であって、（Ａ）はルーフ振動状態を概念的に示す斜視図、（Ｂ）はルーフ振動時の振動モードを示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態との比較例に係る車両ルーフ構造を示す図であって、（Ａ）は第２変形例の正面断面図、（Ｂ）は第３変形例の正面断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 車両ルーフ構造（車体制振構造、車体ルーフ部）
１４ ルーフリインフォースメント（車体骨格部材）
２２ ダイナミックダンパ（動吸振器部）
３４ スリット（切り込み部）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
車体ルーフ部の骨格を成すルーフリインフォースメントとルーフパネルとの間に弾性ウレタンフォームとマス部材とを配設し、ルーフパネルを制振するダイナミックダンパを構成した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１７２０７５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、上記の如き従来の技術では、ダイナミックダンパを設けることで部品点数及び車体質量が増す問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができる車体制振構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車体制振構造は、車体骨格部材における他の部分に対し独立して変位可能な一部を含んで構成され共振周波数が制振対象の周波数に一致する動吸振器部を備えた。
【０００６】
請求項１記載の車体制振構造では、車体に制振対象振動の周波数で起振力や変位が入力されると、動吸振器部が該周波数で振動して車体の振動が抑制される。ここで、車体骨格を構成する車体骨格部材の一部を含んで動吸振器部を構成したので、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制するための動吸振器部が得られる。
【０００７】
このように、請求項１記載の車体制振構造では、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができる。特に、車体骨格の一部のみで動吸振器部を構成した場合、追加数や質量を増すことなく車体振動を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る車体制振構造は、請求項１記載の車体制振構造において、前係吸振器部は、前記車体骨格部材における前記制振対象の振動モードの腹位置に配置されている。
【０００９】
請求項２記載の車体制振構造では、制振対象の振動モードの振幅の腹位置に動吸振器部が配置されているため、車体振動を一層効果的に抑制することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る車体制振構造は、請求項１又は請求項２記載の車体制振構造において、前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、前記車体骨格部材に設けられた切り込み部によって該車体骨格部材の他の部分に対し独立して変位可能に分離されている。
【００１１】
請求項３記載の車体制振構造では、車体骨格部材に切り込みを入れることで、該車体骨格における他の部分とは独立して変位可能な一部が動吸振器部を構成している。これにより、簡単な構成で動吸振器部を構成可能で、例えば切り込み部の長さに応じて制振対象周波数を調整することが可能になる。
【００１２】
請求項４記載の発明に係る車体制振構造は、請求項３記載の車体制振構造において、前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、長手方向の両端が前記車体骨格の他の部分に連続している。
【００１３】
請求項４記載の車体制振構造では、車体骨格部材における動吸振器部を構成する一部の両端が該車体骨格部材の他の部分に連続しているので、換言すれば、車体骨格部材における動吸振器部を構成する一部が両持ち構造とされているので、車体骨格部材の強度及び剛性を確保しやすい。特に、車体骨格部材における動吸振器部を構成する一部の長手方向（切り込み方向）を車体骨格部材の長手方向に略一致させた構成では、車体骨格部材の長手方向に切れ目が形成されないので、車体骨格部材としての強度及び剛性を一層確保しやすい構成となる。
【００１４】
請求項５記載の発明に係る車体制振構造は、車体骨格部材の一部に、一対の切り込み部を並列して設けた。
【００１５】
請求項５記載の車体制振構造では、車体骨格部材における一対の切り込み部間に形成された部分は、車体骨格部材の他の部分を主振動系とする副振動系を構成する。このため、該切り込み部間の部分を動吸振器又は動吸振器の一部として機能させて、追加部品に頼ることなく車体振動を抑制することが可能である。この動吸振器の共振周波数は、切り込みの長さで調整し得るので、例えば一対の切り込みの長手方向を車体骨格部材の長手方向に一致させると、調整可能範囲を広くとることができる。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る車体制振構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体制振構造において、前記車体骨格部材は、車幅方向に長手とされ車体ルーフ部を構成するルーフリインフォースメントである。
【００１７】
請求項６記載の車体制振構造では、意匠や強度の観点から設計に制約の多い車両ルーフ部において、ルーフリインフォースメントに動吸振器部又は一対の切り込み部を形成することで、例えば車室音の原因となるルーフパネルの振動を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る車体制振構造は、軽量かつ簡素な構造で車体振動を抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造１０について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、図中矢印ＦＲは車体前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車体上下方向の上方向を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＯＵＴは車幅方向外側をそれぞれ示す。
【００２０】
図３には、車両ルーフ構造１０の概略全体構成が後述するルーフパネル２４（図１（Ｂ）、図２（Ａ）参照）を取り除いて見た斜視図にて示されている。この図に示される如く、車両ルーフ構造１０は、それぞれ車幅方向両端に位置し車体前後方向に長手の骨格部材とされた左右一対のルーフサイドレール１２と、それぞれ車幅方向何が手とされ左右のルーフサイドレール１２を架け渡す複数のルーフリインフォースメント１４とを含んで構成されている。
【００２１】
左右のルーフサイドレール１２は、それぞれ前端がフロントピラー１６に連続すると共に後端がリヤピラー１８に連続している。また、左右のルーフサイドレール１２の長手方向中間部には、それぞれセンタピラー２０の上端が連続している。複数のルーフリインフォースメント１４のうちの車体前後方向の略中央に位置する１つのルーフリインフォースメント１４Ａは、左右のセンタピラー２０の上端間を架け渡しているとも把握することができる。また、複数のルーフリインフォースメント１４のうち、最前に位置するルーフリインフォースメント１４Ｂは、図示しないフロントウインドシールドガラスの上後端を支持するウインドシールドヘッダとしても機能するようになっている。車両ルーフ構造１０では、以上説明した左右のルーフサイドレール１２、複数のルーフリインフォースメント１４を主要構成要素とするルーフ骨格がルーフパネル２４を支持して構成されている。
【００２２】
そして、車両ルーフ構造１０では、複数のルーフリインフォースメント１４のうちの少なくとも１つのルーフリインフォースメント１４に、動吸振器部としてのダイナミックダンパ２２が一体的に形成されている。この実施形態では、ダイナミックダンパ２２は、センタピラー２０間を架け渡すルーフリインフォースメント１４Ａと前端に位置するルーフリインフォースメント１４Ｂとの間に配設されたルーフリインフォースメント１４Ｃに設けられている。
【００２３】
図３及び図１（Ａ）に示される如く、ダイナミックダンパ２２は、ルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向中央部に設けられている。このダイナミックダンパ２２の設置位置は、ルーフパネル２４の１次振動の腹位置に対応している。以下、ダイナミックダンパ２２の具体的な構成をルーフリインフォースメント１４Ｃの構造と共に説明する。
【００２４】
図２（Ａ）に示される如く、ルーフリインフォースメント１４Ｃは、ルーフパネル２４の内面側に接合され、該ルーフパネル２４とで兵断面構造を成している。より具体的には、図２（Ｂ）に示される如く、ルーフリインフォースメント１４Ｃは、長手方向との直交断面が車体上下方向の上向きに開口する略ハット形状を成し、前後のフランジ２６がそれぞれルーフパネル２４の内面側に接合されることで、その底壁２８と前壁３０と後壁３２とルーフパネル２４とで、閉断面構造を成している。
【００２５】
そして、図２（Ｂ）に示される如く、前壁３０と底壁２８との境界部、及び後壁３２と底壁２８との境界部にそれぞれ切り込み部としてのスリット３４が、ルーフリインフォースメント１４Ｃを板厚方向に貫通して形成されている。すなわち、スリット３４は、それぞれルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向（車幅方向）に沿って、前後一対設けられている。
【００２６】
ルーフリインフォースメント１４Ｃの底壁２８における前後スリット３４に挟まれた部分は、例えば図２（Ｃ）に示される如く底壁２８の他の部分とは分離されており、該他の部分に対し独立して変位可能に構成されている。この実施形態では、この底壁２８におけるスリット３４間の部分が、それだけでダイナミックダンパ２２を構成している。すなわち前後スリット３４に挟まれて形成されたダイナミックダンパ２２は、質量と、底壁２８の他の部分とは異なる支持剛性（弾性）を有し、ルーフリインフォースメント１４Ｃを含むルーフ骨格がルーフパネル２４を支持してなる振動系を主振動系とする副振動系を構成している。なお、図２（Ａ）、図２（Ｃ）、図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、ダイナミックダンパ２２の変位を誇張して描いている。
【００２７】
このダイナミックダンパ２２は、その共振周波数が、ルーフパネル２４の１次振動の共振周波数に一致するように設定されている。このダイナミックダンパ２２の共振周波数は、前後のスリット３４の長さによって調整（チューニング）することができる。これは、主にダイナミックダンパ２２の質量を変化させることによる共振周波数の調整として把握することができる。すなわち、ダイナミックダンパ２２は、スリット３４すなわち自らの車幅方向の寸法を大きくするほど共振周波数が低くなる構成とされている。
【００２８】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００２９】
上記構成の車両ルーフ構造１０では、適用された自動車の走行に伴うエンジン振動や路面入力に起因する起振力や変位が車体骨格を介して入力される。例えば、ルーフパネル２４の１次振動の共振周波数帯域の起振力又は変位が入力されると、車両ルーフ構造１０では、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、主にダイナミックダンパ２２が振動してルーフパネル２４の１次振動（振幅）が著しく抑制される。
【００３０】
例えば図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す第１比較例に係る車両ルーフ構造１００では、複数のルーフリインフォースメント１４にダイナミックダンパ２２が設けられていない構造とされている。このため、エンジン振動や路面入力に起因するルーフパネル２４の１次振動の共振周波数帯域の起振力や変位が入力されると、図５（Ｂ）に示される振動モードが生じ、振幅の腹となる車幅方向中央部が大きく変位（振動）することがわかる。
【００３１】
これに対して車両ルーフ構造１０では、上記の通りダイナミックダンパ２２が設定されているので、図１（Ｂ）に示される如く主にダイナミックダンパ２２が振動する振動モードとなり、ルーフパネル２４の振動が大幅に抑制される。特に、ダイナミックダンパ２２が制振対象振動モードの振幅の腹位置に（腹位置を含む範囲に）配置されているので、一層効果的にルーフパネル２４の振動を抑制することができる。
【００３２】
これにより、図４（Ａ）にルーフパネル２４の１次振動の振動レベル（加振点イナータンス）を示す如く、実線にして示す車両ルーフ構造１０の振動レベルが、車室音の低減が望まれる特定周波数領域において、車両ルーフ構造１００の振動レベルと比較して大幅に低減することが確かめられた。さらに、図４（Ｂ）にルーフパネル２４の振動に伴う発音量を示す如く、実線にして示す車両ルーフ構造１０の発音量が、上記車室音の低減が望まれる特定周波数領域において、車両ルーフ構造１００の発音量と比較して大幅に低減することが確かめられた。
【００３３】
そして、車両ルーフ構造１０では、単にルーフリインフォースメント１４Ｃの底壁２８に一対のスリット３４を設けるだけでダイナミックダンパ２２が形成されるので、換言すれば、追加部品に頼ることなくダイナミックダンパ２２を構成することができるので、部品点数が増すことがなく構造が簡単である。
【００３４】
例えば図６（Ａ）に示す第２比較例に係る車両ルーフ構造１１０では、底壁２８におけるルーフパネル２４の１次振動の振幅の腹となる位置にマス部材１１２を設けることで、エンジンや路面から入力する起振力等の周波数に対し共振周波数をずらしてルーフパネル２４の振動を抑制するようになっている。また例えば、図６（Ｂ）に示す第３比較例に係る車両ルーフ構造１２０では、長手方向両端を底壁２８におけるルーフパネル２４の１次振動の振幅の腹となる位置に固定した弾性材料（鉄板等）より成るパッチ部材１２２を、同図に想像線にて示される如く動吸振器（質量要素、バネ要素をパッチ部材１２２が兼ねる動吸振器）として作用させることで、ルーフパネル２４の振動を抑制するようになっている。これらの構成では、何れも追加部品が必要でルーフ部の質量が増してしまう。
【００３５】
これに対して車両ルーフ構造１０では、上記の如く底壁２８の一部がダイナミックダンパ２２を構成するので、追加部品に頼ることなくルーフパネル２４の振動を抑制することができる。特に、本実施形態では、車両ルーフ構造１０では、追加部品を設定したり、ルーフリインフォースメント１４Ｃの一部に局部的に重い部分を設定したりしていないので、ダイナミックダンパの機能を備えない車両ルーフ構造１００と比較しても全体の質量が増すことがない。
【００３６】
さらに、車両ルーフ構造１０では、前後一対のスリット３４間にダイナミックダンパ２２を形成したため、該ダイナミックダンパ２２長手方向両端が底壁２８に連続する構成が実現された。これにより、ルーフリインフォースメント１４Ｃは、ダイナミックダンパ２２を設定したことによる車体骨格としての強度（曲げ方向の変形強度や軸力特性）低下が殆ど生じない。
【００３７】
このように、本発明の実施形態に係る車両ルーフ構造１０では、部品点数や質量を増加することなく、ルーフパネル２４の振動を抑制して発音を低減することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、制振対象振動がルーフパネル２４の１次振動である例を示したが、本発明はこれに限定されず、各種振動（振動モード）の抑制用途に用いることができる。したがって、本発明の適用箇所が車両ルーフ部に限定されることもない。
【００３９】
また、上記実施形態では、単一のダイナミックダンパ２２がルーフリインフォースメント１４Ｃに設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず。例えば、複数のダイナミックダンパ２２を特定のルーフリインフォースメント１４に設けても良く、複数のルーフリインフォースメント１４に１つ又は複数のダイナミックダンパ２２をそれぞれ設けても良い。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、ルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向に長手とされたスリット３４が底壁２８の幅方向（車体前後方向）両端に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、前後のスリット３４の一方又は双方を底壁２８の幅方向中央部に形成しても良く、ルーフリインフォースメント１４Ｃの長手方向との交差方向に長手のスリット３４を形成しても良い。また、ダイナミックダンパ２２を前壁３０や後壁３２に設けることも可能である。
【００４１】
またさらに、上記実施形態では、ダイナミックダンパ２２の長手方向両端が底壁２８に連続する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、略Ｕ字状、Ｖ字状、コ字状等の切り込み部を形成して片持ち構造のダイナミックダンパ２２を構成しても良い。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、ダイナミックダンパ２２がルーフリインフォースメント１４Ｃを構成する底壁２８のみで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、底壁２８における前後のスリット３４間の部分にマス部材を取り付けてダイナミックダンパ２２を構成しても良い。この構成においても、底壁２８がダイナミックダンパ２２の質量要素の位置及びバネ要素を構成するため、同じ質量のダイナミックダンパを独立して設ける場合と比較して、質量の一部及びバネ要素を省略することができ、全体として簡単かつ軽量な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造を示す図であって、（Ａ）は制振状態を概念的に示す斜視図、（Ｂ）は制振時の振動モードを示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造を構成するルーフリインフォースメント及びダイナミックダンパを示す図であって、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）はダイナミックダンパの変位状態を誇張して示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造の概略全体構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車体制振構造が適用された車両ルーフ構造と第１比較例に係る構成との制振性能を比較する図であって、（Ａ）はルーフパネルの振動レベルを示す線図、（Ｂ）はルーフパネルの発音量を示す線図である。
【図５】本発明の実施形態との第１比較例に係る車両ルーフ構造を示す図であって、（Ａ）はルーフ振動状態を概念的に示す斜視図、（Ｂ）はルーフ振動時の振動モードを示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態との比較例に係る車両ルーフ構造を示す図であって、（Ａ）は第２変形例の正面断面図、（Ｂ）は第３変形例の正面断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 車両ルーフ構造（車体制振構造、車体ルーフ部）
１４ ルーフリインフォースメント（車体骨格部材）
２２ ダイナミックダンパ（動吸振器部）
３４ スリット（切り込み部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体骨格部材における他の部分に対し独立して変位可能な一部を含んで構成され共振周波数が制振対象の周波数に一致する動吸振器部を備えた車体制振構造。
【請求項２】
前記動吸振器部は、前記車体骨格部材における前記制振対象の振動モードの腹位置に配置されている請求項１記載の車体制振構造。
【請求項３】
前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、前記車体骨格部材に設けられた切り込み部によって該車体骨格部材の他の部分に対し独立して変位可能に分離されている請求項１又は請求項２記載の車体制振構造。
【請求項４】
前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、長手方向の両端が前記車体骨格の他の部分に連続している請求項３記載の車体制振構造。
【請求項５】
車体骨格部材の一部に、一対の切り込み部を並列して設けた車体制振構造。
【請求項６】
前記車体骨格部材は、車幅方向に長手とされ車体ルーフ部を構成するルーフリインフォースメントである請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体制振構造。
【請求項１】
車体骨格部材における他の部分に対し独立して変位可能な一部を含んで構成され共振周波数が制振対象の周波数に一致する動吸振器部を備えた車体制振構造。
【請求項２】
前記動吸振器部は、前記車体骨格部材における前記制振対象の振動モードの腹位置に配置されている請求項１記載の車体制振構造。
【請求項３】
前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、前記車体骨格部材に設けられた切り込み部によって該車体骨格部材の他の部分に対し独立して変位可能に分離されている請求項１又は請求項２記載の車体制振構造。
【請求項４】
前記車体骨格部材における前記動吸振器部を構成する一部は、長手方向の両端が前記車体骨格の他の部分に連続している請求項３記載の車体制振構造。
【請求項５】
車体骨格部材の一部に、一対の切り込み部を並列して設けた車体制振構造。
【請求項６】
前記車体骨格部材は、車幅方向に長手とされ車体ルーフ部を構成するルーフリインフォースメントである請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体制振構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−６９５１（Ｐ２００８−６９５１Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７８９２３（Ｐ２００６−１７８９２３）
【出願日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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