JP2009012604A - 窓部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体構造に対する制約を減らしつつ閉止部材の振動特性を調整することができる窓部構造を得る。
【解決手段】ウインドシールドガラス支持構造１０は、窓枠部２０と、窓枠部２０に形成されたフロントウインドウＷを閉止可能に形成されたウインドシールドガラス２２と、窓枠部２０とウインドシールドガラス２２の周縁部との間に介在し窓枠部２０にウインドシールドガラス２２を接着させる環状接着部３６と、窓枠部２０とウインドシールドガラス２２の周縁部との間で環状接着部３６の一部に並列された付加接着部３８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のウインドシールドガラス等の閉止部材を窓枠部に支持させるための窓部構造に関する。

こもり音を低減させるために、ウインドシールドガラスの下縁支持部に脆弱部を設け、該下縁支持部の１次曲げ共振周波数を車室の前後方向における１次共鳴周波数、及び上縁支持部の１次曲げ共振周波数よりも低くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１０６３８０号公報 特開２００６−２０６００４号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ウインドシールドガラスが取り付けられる車体側の構造で上下縁の支持部の１次曲げ共振周波数を設定しているので、車体構造に対する制約があった。

本発明は、上記事実を考慮して、車体構造に対する制約を減らしつつ閉止部材の振動特性を調整することができる窓部構造を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る窓部構造は、窓枠部と、前記窓枠部に形成された窓を閉止可能に形成された閉止部材と、前記窓枠部と閉止部材の周縁部との間に介在し、前記窓枠部に前記閉止部材を接着させる第１接着部と、前記窓枠部と前記閉止部材の周縁部との間で前記第１接着部の一部に並べて設けられた第２接着部と、を備えている。

請求項１記載の窓部構造では、閉止部材が第１接着部（接着層）を介して窓枠部に支持されることで、該窓枠部で囲まれた窓が閉止部材にて閉止されている。この第１接着部は、閉止部材を質量とする振動系のばね要素として把握される。ここで、窓枠部と閉止部材との間には、第１接着部の他に部分的に第２接着部が介在しているので、該第２接着部を設けた部分は、並列ばねによる支持構造（振動系）として把握される。このため、本窓部構造では、第２接着部のない構成と比較して閉止部材の窓枠部に対する支持剛性が高くなる。すなわち、第２接着部により閉止部材の振動特性を変化させることができる。

このように、請求項１記載の窓部構造では、車体構造に対する制約を減らしつつ閉止部材の振動特性を調整することができる。

請求項２記載の発明に係る窓部構造は、請求項１記載の窓部構造において、前記第１接着部は、前記窓枠部の全周に亘り該窓枠部と前記閉止部材の周縁部との間に介在されており、前記第２接着部は、前記第１接着部の基点又は終点に連続して設けられている。

請求項２記載の窓部構造では、例えば接着剤を基点から窓枠部又は閉止部材の周縁部に沿って環状に塗布して第１接着部を形成するが、この第１接着部を形成する前又は後に、第１接着部に連続するように接着剤を塗布することで第２接着部が形成されている。これにより、一工程で第１及び第２接着部を設けることが可能である。

請求項３記載の発明に係る窓部構造は、請求項１又は請求項２記載の窓部構造において、前記窓枠部は、車体のカウル部と、一対のフロントピラーと、ルーフの前端部とで構成されており、前記閉止部材は、ウインドシールドガラスであり、前記第２接着部は、前記ウインドシールドガラスにおける前記カウル部に接着される部分の車幅方向中央部に設けられている。

請求項３記載の窓部構造では、車両のウインドシールドガラス下縁のカウル部に対する支持部位の車幅方向略中央に第２接着部が設けられている。このため、該ウインドシールドガラス下縁における車幅方向中央部での支持剛性を高めることができ、ウインドシールドガラスの振動に起因するこもり音を低減することが可能になる。

以上説明したように本発明に係る窓部構造は、車体構造に対する制約を減らしつつ閉止部材の振動特性を調整することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る窓部構造としてのウインドシールドガラス支持構造１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。先ず、ウインドシールドガラス支持構造１０が適用された自動車Ａの前部の概略構成を説明し、その後、本発明の要部であるウインドシールドガラス２２の窓枠部２０に対する接着構造について説明することとする。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨ、及び矢印ＬＨは、それぞれウインドシールドガラス支持構造１０が適用された自動車の車体の前方向（進行方向）、上方向、右方向、及び左方向を示している。

図３には、ウインドシールドガラス支持構造１０が適用された自動車Ａの前部が斜視図にて示されている。この図に示される如く、車体の前部には、エンジンルームＥの後上端における車室Ｒとの境界部に配設された下端支持部としてのカウル部１２と、左右一対のフロントピラー１４と、ルーフ１６の前端を構成するルーフヘッダ１８とが設けられている。カウル部１２、左右一対のフロントピラー１４、ルーフヘッダ１８は、正面視及び平面視で略矩形枠状を成し、前方向及び上方向を共に向いて開口している窓としてフロントウインドウＷを囲む窓枠部（フレーム）２０を構成している。

この窓枠部２０のフロントウインドウＷは、閉止部材としてのウインドシールドガラス２２によって閉止されている。ウインドシールドガラス２２は、後述するグルー３４にて窓枠部２０に接着されて支持されている。すなわち、ウインドシールドガラス２２の周縁部は、前下端２２Ａがカウル部１２に、車幅方向両縁２２Ｂが左右のフロントピラー１４に、後上縁２２Ｃがルーフヘッダ１８に、それぞれ接着されている。

図１に示される如く、カウル部１２は、車幅方向に長手とされた長尺状のカウルインナ２４を備えている。図２に示される如く、カウルインナ２４の下端はダッシュパネル２６の上端に固着されている。また、カウルインナ２４の上端には、カウルアウタ２８が固着されており、このカウルアウタ２８の前端２８Ａにウインドシールドガラス２２の前下端２２Ａがグルー３４にて固定されている。

また、カウルインナ２４の下フランジ２４Ａには、前方に延びるカウルフロント３０が固着されており、上向きに開口するカウルボックス（エアボックス）Ｃを形成している。カウルボックスＣは、図示しないカウルルーバ、エンジンフードの後端部によって上側から覆われて閉止されるようになっている。

カウルアウタ２８は、その後フランジ２８Ｂがカウルインナ２４の上フランジ２４Ｂにスポット溶接にて固着されることで、上記の通りカウルインナ２４上に固定されている。このカウルアウタ２８の前端２８Ａ側部分は、カウルインナ２４における前方に延設された上記の下フランジ２４Ａと対向している。これにより、カウル部１２は、図２に示される如く、側断面視で前向きに開口する略コ字状に形成されており、上方からの荷重に対し低剛性に構成されている。

また、図１に示される如く、カウル部１２には、車幅方向に離間した複数箇所（この実施形態では３箇所）に補強部材としてのブレース３２が設けられている。図２に示される如く、各ブレース３２は、屈曲板状に形成され、カウルインナ２４の下端近傍とカウルアウタ２８の前端（後述するグルー３４によるウインドシールドガラス２２の接着部位）とを架け渡してこれらに固着されている。

以上説明したカウル部１２は、カウルインナ２４とカウルアウタ２８とが前向きに開口する構造を成すことによって所要の歩行者保護性能を確保しつつ、ブレース３２によってウインドシールドガラス２２の支持剛性を確保する構成とされている。この実施形態では、３つのブレース３２は、ウインドシールドガラス２２（前下端２２Ａ）の図４（Ａ）に示される如き３次振動（１１０Ｈｚ帯域の振動）の腹の位置に略一致するように配置されている。

図１及び図２に示される如く、ウインドシールドガラス２２は、接着剤としてのグルー（接着層）３４によって窓枠部２０に接着されて、該窓枠部２０（車体）に支持されている。したがって、ウインドシールドガラス支持構造１０では、ウインドシールドガラス２２を質量、グルー３４をばね要素（及び減衰要素）とする振動系が形成されているものと把握することができる。なお、図１は、ウインドシールドガラス２２を想像線にて示している。

そして、図１に示される如く、グルー３４は、窓枠部２０、ウインドシールドガラス２２の周縁部に沿った略矩形環状を成す第１接着部としての環状接着部３６と、環状接着部３６の一部と並列された第２接着部としての付加接着部３８とを主要部として構成されている。この実施形態では、付加接着部３８は、車幅方向に長手とされ、環状接着部３６におけるウインドシールドガラス２２の前下端２２Ａとカウル部１２（カウルアウタ２８の前端２８Ａ）とを接着する前部３６Ａの車幅方向中央部に対しオーバラップして配置されている。すなわち、この実施形態では、車幅方向における付加接着部３８の設置範囲内に、カウル部１２を構成するブレース３２が配設されている。

また、グルー３４は、環状接着部３６と付加接着部３８とが一体に構成されている。具体的には、図１に示される如く、グルー３４は、環状接着部３６の前部３６Ａにおける車幅方向に略３等分する２位置のうちの１つを基点３４Ａとして、該基点３４Ａから遠い方のフロントピラー１４に向けて塗布され、カウル部１２の略３分の２、一方のフロントピラー１４、ルーフヘッダ１８、他方のフロントピラー１４、カウル部１２の残余の略３分の１を経て基点３４Ａ近傍の環状部終点３４Ｂに至り、さらに環状部終点３４Ｂから前部３６Ａの車幅方向の中央部に沿って延長（塗布）され、終点３４Ｃに至ることで構成されている。すなわち、グルー３４では、基点３４Ａから環状部終点３４Ｂまでの矩形環状部分が環状接着部３６を成し、環状部終点３４Ｂから終点３４Ｃまでの略直線状部分が付加接着部３８を成している。

以上により、図２にも示される如く、ウインドシールドガラス２２の前下端２２Ａは、車幅方向の中央部において、グルー３４における二重に配置された部分である環状接着部３６、付加接着部３８によってカウルアウタ２８の前端２８Ａに接着されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記構成のウインドシールドガラス支持構造１０では、エンジン振動が車体すなわちカウル部１２を介してウインドシールドガラス２２に伝達されると、該ウインドシールドガラス２２には、後上縁２２Ｃを固定端とする（前下端２２Ａでの変位が大きい）膜振動が生じる。例えば、略１１０Ｈｚの振動がカウル部１２から伝達された場合、ウインドシールドガラス２２は、図４（Ａ）に誇張して示される如き３次振動を生じる。また、このとき、グルー３４の振動モードは、図４（Ｂ）に示される如くなり、主に環状接着部３６の前部３６Ａが３次振動を生じる。

ここで、ウインドシールドガラス支持構造１０では、ウインドシールドガラス２２を窓枠部２０に支持させるためのグルー３４が、環状接着部３６の一部と並行してウインドシールドガラス２２と窓枠部２０との間に介在する付加接着部３８を有するので、該付加接着部３８が設けられた部分では、ウインドシールドガラス２２を質量とする振動系のばね定数が高くなる。すなわち、環状接着部３６と付加接着部３８とが並列ばねとして機能するので、上記振動系のばね定数が高くなる。

これにより、ウインドシールドガラス支持構造１０では、環状接着部３６のみでウインドシールドガラス２２を窓枠部２０に支持させる（付加接着部３８を有しない）構成と比較して、ウインドシールドガラス２２の前下端２２Ａのカウル部１２すなわち車体に対する支持剛性が向上される。

ところで、上記の如くカウルインナ２４とカウルアウタ２８とが前向きに開口する断面形状を成すカウル部１２は、上下方向の剛性が低いので、ウインドシールドガラス２２の前下端２２Ａの支持剛性も低くなり易い。このため、環状接着部３６のみでウインドシールドガラス２２を窓枠部２０に支持させる構成においては、例えば１１０Ｈｚ帯域の振動が車体側から伝達された場合に、ウインドシールドガラス２２の振動に起因するこもり音が生じ易い。

これに対して、ウインドシールドガラス支持構造１０が適用された自動車Ａでは、グルー３４が付加接着部３８を有することで、該付加接着部３８と環状接着部３６とでウインドシールドガラス２２の前下端２２Ａの支持剛性が向上されるので、１１０Ｈｚ帯域の振動伝達に対するウインドシールドガラス２２の振動（共振）を抑制することができる。すなわち、１１０Ｈｚ帯域での振動レベルを低減することができる。

付加接着部３８を環状接着部３６の前部３６Ａにおける車幅方向中央部とオーバラップ（並列）させてグルー３４が形成されているウインドシールドガラス支持構造１０では、図５に実線にて示される如く、破線にて示す環状接着部３６のみでウインドシールドガラス２２を窓枠部２０に支持させる構成と比較して、１１０Ｈｚ帯域（３次モード）の共振周波数が高くなる（図中のΔｆ参照）ことが確かめられた。

このように、ウインドシールドガラス支持構造１０では、上記の如く上下方向に低剛性化されたカウル部１２を備える自動車Ａにおいて、グルー３４に設けられた付加接着部３８によってウインドシールドガラス２２を支持する振動系の振動特性（支持剛性）を変化させることができる。これにより、ウインドシールドガラス支持構造１０が適用された自動車Ａでは、こもり音の発生を抑制することができる。

しかも、ウインドシールドガラス支持構造１０では、グルー３４によってウインドシールドガラス２２を支持する振動系の振動特性を変化させる（調整する）ことができるので、上記のように振動特性を変化させるために車体側に制約が生じることがない。このため、カウル部１２、左右のフロントピラー１４、ルーフヘッダ１８等は、他の要求性能に応じて設定すれば良く、設計の自由度が向上する。

また、ウインドシールドガラス支持構造１０では、付加接着部３８が環状接着部３６から連続して設けられているので、工程を増すことなく付加接着部３８を設けることができる。

なお、上記実施形態では、本発明の窓部構造がウインドシールドガラス支持構造１０に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、航空機、船舶、鉄道、建築物等の各種窓部に適用することができる。

また、上記実施形態では、付加接着部３８が１つだけ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、２つ以上の付加接着部３８を設けても良い。

さらに、上記実施形態では、付加接着部３８が環状接着部３６に連続して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、これらを別個に窓枠部２０に塗布して形成しても良い。

またさらに、上記実施形態では、グルー３４が略環状の環状接着部３６と付加接着部３８とを主要部として構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、第１接着部として窓枠部２０の周方向の一部（例えば、カウル部１２及びルーフヘッダ１８のみ）においてウインドシールドガラス２２が接着される接着部を採用することも可能である。

また、上記実施形態では、カウル部１２に３つのブレースが設けられている例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、１つ、２つ、又は４つ以上のブレースを設けたカウル部１２を備える自動車Ａに本発明を適用しても良く、ブレース３２を有しない構造のカウル部１２を備える自動車Ａに本発明を適用しても良い。ブレース３２を有するカウル部１２に本発明を適用する場合、上記実施形態と同様に、車幅方向における付加接着部３８の設置範囲内にブレース３２が配設されることが好ましい。

さらに、図１では、付加接着部３８が環状接着部３６の前部３６Ａに対し幅方向にオフセットされた構成を図示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図６に示される如く、付加接着部３８を環状接着部３６から段差なく連続するように形成し、該付加接着部３８と環状接着部３６における付加接着部３８とオーバラップする部分との明確な区別がない（何れが付加接着部３８であっても良い）構成としても良い。この構成では、付加接着部３８から塗布を始めたと把握することも、環状接着部３６から塗布を始めたと把握することも可能である。

本発明の実施形態に係るウインドシールドガラス支持構造を模式的に示す斜視図である。 図１の２−２線に沿った側断面図である。 本発明の実施形態に係るウインドシールドガラス支持構造が適用された自動車の前部を示す斜視図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係るウインドシールドガラス支持構造により支持されたウインドシールドガラスの特定の振動モードを誇張して示す模式図、（Ｂ）は、図４（Ａ）の場合のグルーの振動モードを示す模式図である。 本発明の実施形態に係るウインドシールドガラスの支持構造により支持されたウインドシールドガラスの振動特性を示す線図である。 本発明の実施形態に係るウインドシールドガラスの支持構造の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ウインドシールドガラス支持構造（窓部構造）
１２ カウル部
１４ フロントピラー
１６ ルーフ
１８ ルーフヘッダ（ルーフの前端）
２０ 窓枠部
２２ ウインドシールドガラス（閉止部材）
３６ 環状接着部（第１接着部）
３８ 付加接着部（第２接着部）

Claims (3)

1. 窓枠部と、
   前記窓枠部に形成された窓を閉止可能に形成された閉止部材と、
   前記窓枠部と閉止部材の周縁部との間に介在し、前記窓枠部に前記閉止部材を接着させる第１接着部と、
   前記窓枠部と前記閉止部材の周縁部との間で前記第１接着部の一部に並べて設けられた第２接着部と、
   を備えた窓部構造。
2. 前記第１接着部は、前記窓枠部の全周に亘り該窓枠部と前記閉止部材の周縁部との間に介在されており、
   前記第２接着部は、前記第１接着部の基点又は終点に連続して設けられている請求項１記載の窓部構造。
3. 前記窓枠部は、車体のカウル部と、一対のフロントピラーと、ルーフの前端部とで構成されており、
   前記閉止部材は、ウインドシールドガラスであり、
   前記第２接着部は、前記ウインドシールドガラスにおける前記カウル部に接着される部分の車幅方向中央部に設けられている請求項１又は請求項２記載の窓部構造。

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