(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を車室と車室外の空間とに仕切る板体と、
前記板体に設けられ、音圧駆動によって吸音を行う複数の吸音構造体と、
を具備し、
前記複数の吸音構造体の音圧駆動によって駆動される部位は、前記車室における音圧が高い部分に配置され、
前記複数の吸音構造体は、それぞれ、振動板と、該振動板の背後に画成される空気層とを有する板吸音体であり、
当該車体構造体の基台となるシャーシは、前記複数の吸音構造体の一部を構成し、
前記複数の吸音構造体は、それぞれ寸法が異なり、寸法の大きい吸音構造体ほど、前記板体上においてより音圧の高い部位に配置される
ことを特徴とする車体構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ロードノイズ等の比較的低い周波数のロードノイズを吸音することが可能な車体構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体構造体において、車室に浸入する音を吸収する技術として、特許文献１のような、車室と荷室とを区切る板材に、吸音材を埋め込んだトランク用仕切板がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されているトランク用仕切板の吸音材は、フェルトや連続気泡を有する発泡体等の音圧透過性のある素材によって形成されており、特許文献１の図２に示す周波数特性図のように、１０００Ｈｚ以上の比較的高周波の領域においては減衰する結果が得られているものの、ロードノイズ等の比較的低い周波数領域における音に対しては減衰することができなかった。
【０００５】
また、インナパネルとアウタパネルの間に挿入されるグラスウール、フェルト等の多孔質材は、音波の粒子速度が最大となる位置に、その速度が最大となる方向と垂直に配設されたときに、吸音効率が最大となる。このため、室境界（壁面）から、対象周波数のλ／４程度の空間を背後に有する必要があり、低音域を吸音するためには、大きな空気層（例えば、３１５Ｈｚの場合には２７ｃｍ）が必要となり、現実的には車室内に設置することは不可能となる。言い換えれば、背後空気層が少ない多孔質吸音構造では、低周波数を吸音することはできず、低周波波の音響エネルギーを消散させることはできなかった。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低周波領域における音を効率良く吸音する吸音構造体を有する車体構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明が採用する車体構造体は、車両を車室と車室外の空間とに仕切る板体と、前記板体に設けられ、音圧駆動によって吸音を行う吸音構造体と、を具備し、前記複数の吸音構造体の音圧駆動によって駆動される部位は、前記車室における音圧が高い部分に配置され、前記複数の吸音構造体は、それぞれ、振動板と、該振動板の背後に画成される空気層とを有する板吸音体であり、当該車体構造体の基台となるシャーシは、前記複数の吸音構造体の一部を構成し、前記複数の吸音構造体は、それぞれ寸法が異なり、寸法の大きい吸音構造体ほど、前記板体上においてより音圧の高い部位に配置されることを特徴としている。
【０００８】
セダン型車両の場合、音圧が高い部分は、リアウインドウやＣピラーとの境界をなすリアパッケージトレイの周辺部や、前記板体の中央部となることが多い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、吸音構造体が、音波を振動に変換して、音波エネルギーを機械エネルギーとして消費して吸音を行う。例えば、吸音構造体が吸音する周波数を低い値に設定した場合には、例えばロードノイズのような低周波数の音を効率良く吸音することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、吸音構造体を備えた車体構造体について説明する。
＜第１実施形態＞
本発明者達は、車室内にこもる音に着目して、車室内における種々の場所における音圧を測定した。その結果、車室と荷室とを区切る板体としてのトランク仕切板の部分で、音圧が比較的大きくなっていることを検知した。そこで、トランク仕切板に吸音構造体を設けることに着目した。
【００２０】
一般に、車室の境界面においては、音波の粒子速度が大きな値をとらないのに対し、音圧は高いところと低いところが生じる（所謂、音圧分布）。そこで、上記構成のように、音圧駆動による吸音機構を有する吸音構造体は、吸音される音響エネルギーが、吸音効率とそこに入射する音響エネルギーの積で決まるため、高音圧の部位に前記音圧駆動の吸音構造を優先的に配置することで、効率的に車室内の音響エネルギーを消散することが可能となる。また、音圧駆動に基づく吸音構造体では、λ/４の背後空気層を構成することなく実現できるため、壁面近傍での吸音を可能とし、低周波数領域における音に対しても大きな背後空気層を必要としないという利点がある。
【００２１】
（１−１）構成
（１−１−１）車両
図１は、本発明の第１実施形態に係る４ドアセダン形の車両１００を示す斜視図である。この車両１００は車体構造体の基台となるシャーシ１１０に対してボンネット１０１、４枚のドア１０２、トランクドア１０３が開閉可能に取り付けられる。
図２は、シャーシ１１０を模式的に示す図である。シャーシ１１０はベース１１１と、このベース１１１から上側に延びるフロントピラー１１２、センターピラー１１３、リアピラー１１４と、ピラー１１２，１１３，１１４によって支えられる天井１１５と、車両１００内を車室１０５とエンジン室１０６とに分けるエンジン仕切隔壁１１６と、車室１０５と荷室１０７とに分けるトランク仕切隔壁１２０とを有する。
このトランク仕切隔壁１２０は、図２に示すように、リアシートの背もたれに部分に対向する部分も含むため、断面が略「Ｌ」字状に折曲した形状となっている。
なお、以下の説明においては、特に特定しない場合には、トランク仕切隔壁１２０は、車室１０５と荷室１０７とを分ける部分とする。
【００２２】
（１−１−２）トランク仕切板
本実施形態の特徴は、シャーシ１１０のトランク仕切隔壁１２０に箱形の板吸音体１０を設けたことにある。なお、図３および図４には、板吸音体１０は１個しか図示していないが、実際には、図１に示すように、形状の異なった板吸音体１０をトランク仕切隔壁１２０に設けるようにしている。また、板吸音体１０の形状は、トランク仕切隔壁１２０のうち車室１０５と荷室１０７とを分ける部分と類似或いは同一の形状としてもよい。
図３は、図２中のａ部を拡大した断面図である。トランク仕切隔壁１２０には、リアパッケージトレイ１３０が取り付けられて、トランク仕切板１４０を構成する。
このリアパッケージトレイ１３０は、例えば木質繊維板によって形成された基台となす芯材１３１と、音圧透過性を有する布材によって形成され、芯材１３１の表面を覆う表面材１３５とを有する。芯材１３１のうち板吸音体１０が対向する部分には矩形状の貫通孔１３２が形成される。これにより、表面材１３５のうち、この貫通孔１３２の部分が車室１０５側の音圧を板吸音体１０に伝達する音圧透過部１３６となる。なお、貫通孔１３２は、矩形状に限らず円形でもよく、要は、車室１０５側の空気を板吸音体１０に伝達できればよい。
【００２３】
次に、トランク仕切隔壁１２０に対するリアパッケージトレイ１３０および板吸音体１０の取り付け構造について、図４を参照しつつ説明する。図４は、トランク仕切隔壁１２０に対して板吸音体１０およびリアパッケージトレイ１３０を組み立てる前の状態を示した図である。
【００２４】
トランク仕切隔壁１２０は、平板部１２１と、この平板部１２１から荷室１０７側に凸設させることにより、車室１０５側に開口して形成される矩形状の凹部１２２とを有し、平板部１２１には貫通する複数個のリアパッケージトレイ取付孔１２３が穿設される。また、前記凹部１２２の底部には、複数個のピン穴１２４が形成され、このピン穴１２４の開口部には穴径を縮径した抜止部１２５が形成される。
【００２５】
一方、リアパッケージトレイ１３０には、トランク仕切隔壁１２０のトレイ取付孔１２３に挿通される取付突起１３３が凸設される。この取付突起１３３の先端は、暫時縮径するテーパー面を有する傘状に形成された係止部１３３Ａとなり、この係止部１３３Ａには先端に向けて開く切込部１３３Ｂが形成される。
【００２６】
これにより、トレイ取付孔１２３に取付突起１３３を挿入する際、係止部１３３Ａは、テーパー面がトレイ取付孔１２３の周面に押されて切込部１３３Ｂを縮めた状態で挿入される。さらに、係止部１３３Ａがトレイ取付孔１２３を通過して荷室１０７に抜けた際に切込部１３３Ｂが開いて、係止部１３３Ａの端面は、トレイ取付孔１２３の周囲に係止されることで、リアパッケージトレイ１３０がトランク仕切隔壁１２０に対して抜け止めを図った状態で固定される。
【００２７】
（１−１−３）板吸音体
次に、板吸音体１０の構造について説明する。
板吸音体１０は、開口部１２を有する矩形状の筐体１１と、開口部１２を閉塞する振動板１３と、筐体１１内に画成される空気層１４と、を具備する。筐体１１は合成樹脂材料（例えば、ＡＢＳ樹脂）によって形成され、振動板１３は高分子化合物（例えば、無機充填材入りオレフィン系共重合体）によってシート状に形成される。本発明においては、振動板１３は、弾性を有する素材を膜状に形成してもよい。
また、板吸音体１０の底部にはピン穴１２４に挿入される樽状のピン１５が突出形成される。このピン１５をピン穴１２４に無理嵌めすることにより、ピン１５の縮径部分が抜止部１２５に係止されることにより、板吸音体１０は凹部１２２に対して抜け止めが図られる。
【００２８】
板吸音体１０は、後述する条件に設定することで、音圧透過部１３６を通して振動板１３に伝わる車室１０５側の音圧と空気層１４側の音圧との差（即ち、振動板１３の前後の音圧差）によって振動板１３が駆動される。これにより、当該板吸音体１０に到達する音波のエネルギーは、この振動板１３の振動により消費されて音が吸音されることになる。即ち、板吸音体１０は、音圧駆動により励振された振動により吸音効果を発揮する。
【００２９】
（１−１−４）板吸音体の設定条件
ここで、板吸音体１０の設定条件について説明する。
一般に、板状または膜状の振動体と空気層により音を吸収する吸音構造について、減衰させる周波数は、振動体の質量成分（マス成分）と空気層のバネ成分とによるバネマス系の共振周波数によって設定される。空気の密度をρ０[ｋｇ／ｍ3]、音速をｃ０[ｍ／ｓ]、振動体の密度をρ[ｋｇ／ｍ3]、振動体の厚さをｔ[ｍ]、空気層の厚さをＬ[ｍ]とすると、バネマス系の共振周波数は数１の式で表される。
【００３０】
【数１】
0005428170.tif 000002
【００３１】
また、板・膜振動型吸音構造において振動体が弾性を有して弾性振動をする場合には、弾性振動による屈曲系の性質が加わる。建築音響の分野においては、振動体の形状が長方形で一辺の長さをａ[ｍ]、もう一辺の長さをｂ[ｍ]、振動体のヤング率をＥ[Ｐａ]、振動体のポアソン比をσ[−]、ｐ，ｑを正の整数とすると、以下の数２の式で板・膜振動型吸音構造の共振周波数を求め、求めた共振周波数を音響設計に利用することも行われている（周辺が固定支持の場合）。
【００３２】
【数２】
0005428170.tif 000003
そして、本実施形態においては、上記数式から１６０〜３１５Ｈｚバンド（１/３オクターブ中心周波数）を吸音するよう、以下のようにパラメータが設定される。
空気の密度ρ０      ；１．２２５[ｋｇ／ｍ3]
音速ｃ０            ；３４０[ｍ／ｓ]
振動体の密度ρ      ；１４４０[ｋｇ／ｍ3]
振動体の厚さｔ      ；０．０００８５[ｍ]
空気層の厚さをＬ    ；０．０３[ｍ]
筐体の長さａ        ；０．３[ｍ]
筐体の長さｂ        ；０．３[ｍ]
振動体のヤング率Ｅ  ；０．４[ＧＰａ]
ポアソン比をσ      ；０．４
モード次数          ；ｐ＝ｑ＝１
【００３３】
一方、上記数２において、バネマス系の項（ρ０ｃ０２／ρｔＬ）と屈曲系の項（バネマス系の項の後に直列に加えられている項）とが加算される。このため、上記式で得られる共振周波数は、バネマス系の共振周波数より高いものとなり、吸音のピークとなる周波数を低く設定することが難しい場合がある。
【００３４】
このような吸音体においては、バネマス系による共振周波数と、板の弾性による弾性振動による屈曲系の共振周波数との関連性は十分に解明されておらず、低音域で高い吸音力を発揮する板吸音体の構造が確立されていないのが実情である。
【００３５】
そこで、発明者達は鋭意実験を行った結果、屈曲系の基本振動周波数の値をｆａ、バネマス系の共振周波数の値をｆｂとし場合、以下の数３の関係を満足するように、上記パラメータを設定する。これにより、屈曲系の基本振動が背後の空気層のバネ成分と連成して、バネマス系の共振周波数と屈曲系の基本周波数との間の帯域に振幅の大きな振動が励振されて（屈曲系共振周波数ｆａ＜吸音ピーク周波数ｆ＜バネマス系基本周波数ｆｂ）、吸音率が高くなるという事実を検証した。
【数３】
0005428170.tif 000004
【００３６】
さらに、以下の数４に設定する場合、吸音ピークの周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さくなる。この場合、低次の弾性振動のモードにより屈曲系の基本周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さく、３００[Ｈｚ]以下の周波数の音を吸音する吸音構造として適していることも検証した。
【数４】
0005428170.tif 000005
このように、上記した数３，４の条件を満足するように各種パラメータを設定することにより、吸音のピークとなる周波数を低くした吸音体が構成できる。
【００３７】
（１−２）第１実施形態の作用・効果
本実施例による板吸音体１０においては、車室１０５内にこもる音が音圧透過部１３６を通して振動板１３に伝達され、この振動板１３を振動させる。この振動により、車室１０５内の音波エネルギーが機械エネルギーとして消費されて吸音を行う。例えば、板吸音体１０の設定を上記パラメータの数値に設定することにより、ロードノイズのような低周波数の音（車室１０５内の固有振動に対応した音圧が局所的に高くなる音の周波数（５００Ｈｚ以下））を効率良く吸音することができる。
【００３８】
そこで、本実施形態においては、特に車室内において音圧の高い位置、即ちトランク仕切隔壁１２０に箱形の板吸音体１０を設けている。荷室からトランク仕切板１４０を抜けて後部座席付近に伝達されるタイヤ音等の比較的周波数の低いロードノイズは、トランク仕切板１４０に設けられた板吸音体１０に効率良く吸音される。
ここで、比較的低い周波数とは、車室内の固有振動のうちその振動数が最も低い周波数である基本振動の周波数（通常の車室では約８０Ｈｚ）と、当該車室が拡散音場とみなせる周波数帯域（通常の車室では約５００Ｈｚ以上の帯域）との間の周波数帯域であって、当該車室において離散的にモードがあるとみなせる周波数をいう。
【００３９】
そこで、図５にトランク仕切板１４０に板吸音体１０を設けた実験を行った結果を示す。このグラフは、後部座席における音圧を示した周波数特性であり、実線が吸音構造体なし、点線が吸音構造体有りを示している。
この図５に示すように、周波数１６０〜３１５Ｈｚの範囲において、騒音レベルが１〜１．５ｄＢ低減され、騒音（ロードノイズ等）が集中する低い周波数における音を吸音できる結果が得られた。
【００４０】
この結果、本実施形態における車体構造体においては、トランク仕切板１４０に設けられた板吸音体１０によって、例えばロードノイズ等を効率良く吸音させることができ、車室１０５内の静粛感を高めることができる。
【００４１】
また、図１および図６に示すように、形状の異なった種々の板吸音体１０を、トランク仕切隔壁１２０の凹部１２２に配置してもよい。
具体的には、図６に示すように、トランク仕切隔壁１２０の凹部１２２に筐体１１の大きさの異なった板吸音体１０を配置する。各板吸音体１０の筐体１１の大きさは以下のようになる。
板吸音体１０ａの筐体：３００ｍｍ×３００ｍｍ×３０ｍｍ
板吸音体１０ｂの筐体：３００ｍｍ×２００ｍｍ×３０ｍｍ
板吸音体１０ｃの筐体：２００ｍｍ×２００ｍｍ×３０ｍｍ
【００４２】
そして、筐体１１の寸法によって板吸音体１０の共振周波数が異なるため、例えば、トランク仕切板１４０のうち、音圧が高くなる部位（車室内の固有振動姿態（モード）に対応して音圧が高くなる（音圧の腹となる）部位。具体的にはガラスなどの反射性の部材で構成される凹んだ空間など。例えば、リアガラス近傍）においては、寸法の大きい板吸音体１０ａ，１０ｂを配置し、音圧が低くなる部位（後部座席側）においては、寸法の小さい板吸音体１０ｂ，１０ｃを配置する。
これにより、音圧に応じて適した共振周波数を有する板吸音体１０を配置することができ、吸音される周波数の範囲を広げることができ、より確実に吸音を行うことができる。
【００４３】
（１−３）第１実施形態の変形例
本発明は、前述した第１実施形態の構成に限らず、種々の対応が可能である。
（１−３−１）
この変形例による構成は、図７に示すように、トランク仕切隔壁１２０の荷室１０７側に板吸音体１０を設けたことにある。具体的には、平板状のトランク仕切隔壁１２０に複数の挿通孔１２０Ａが形成され、トランク仕切隔壁１２０の荷室１０７側の面で、かつ各挿通孔１２０Ａを通して車室１０５側に振動板１３が連通する位置に、板吸音体１０が接着剤２０等で固定される。複数の挿通孔１２０Ａは、トランク仕切り隔壁１２０の音圧透過部となる。
この場合、芯材の貫通孔１３２と、表面材１３５のうちこの貫通孔１３２に対応する部分とにより形成されるリアパッケージトレイの音圧透過部１３６と、複数の挿通孔１２０Ａがトランク仕切り隔壁１２０に形成されたトランク仕切り壁の音圧透過部１３６により、車室１０５側の空気が板吸音体１０に伝達されることになる。
【００４４】
（１−３−２）
この変形例による構成は、図８に示すように、トランク仕切隔壁１２０の一部を板吸音体１０Ａの筐体としてしたことにある。具体的には、トランク仕切隔壁１２０の凹部１２２の開口部１２２Ａに直接振動板１３を固着し、凹部１２２と、振動板１３と、凹部１２２および振動板１３によって画成される空気層１４とによって板吸音体１０Ａを構成する。なお、図７と同様に、表面材１３５のうちこの貫通孔１３２に対応する部分が音圧透過部１３６となる。
【００４５】
（１−３−３）
この変形例による構成は、図９に示すように、リアパッケージトレイ１３０の一部を板吸音体１０Ｂの筐体としたことにある。具体的には、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１に車室１０５側に開口する矩形状の凹部１３１Ａを形成し、この凹部１３１Ａの開口部１３１Ｂに直接振動板１３を固着し、凹部１３１Ａと、振動板１３と、凹部１３１Ａおよび振動板１３によって画成される空気層１４によって板吸音体１０Ｂを構造する。なお、トランク仕切隔壁１２０には凹部１３１Ａに対応する位置が突出する挿通孔１２０Ｂが穿設されている。なお、表面材１３５のうち開口部１３１Ｂに対応する部分が音圧透過部１３６となる。
【００４６】
（１−３−４）
この変形例による構成は、図１０に示すように、板吸音体１０をトランク仕切隔壁１２０に取り付けたことにある。具体的には、リアパッケージトレイ１３０とトランク仕切隔壁１２０とのスペースを補うために、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１に先端が取付突起１３３となるスペーサ１３４を形成する。また、芯材１３１に複数の挿通孔１３１Ａを形成する。そして、各挿通孔１３１Ｃに振動板１３が対向するように、板吸音体１０がトランク仕切隔壁１２０に取り付けられる。一方、表面材１３５のうち各挿通孔１３１Ｃに対向する部分が音圧透過部１３６が形成される。
なお、スペーサ１３４は、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１と一体に形成しているが、これに限らず、スポンジ等でスペーサを形成し、このスポンジの上下面を、芯材１３１・トランク仕切隔壁１２０に接着剤で接着するようにしてもよい。
【００４７】
（１−３−５）
この変形例による構成は、図１１に示すように、板吸音体１０をリアパッケージトレイ１３０に取り付けたことにある。具体的には、リアパッケージトレイ１３０とトランク仕切隔壁１２０とのスペースを補うために、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１に先端が取付突起１３３となるスペーサ１３４を形成する。また、芯材１３１には板吸音体１０を収容するための凹部１３１Ｄが形成される。
この場合、音圧を透過する材料からなる表面材１３５のうち、振動板１３に対応する部分が音圧透過部１３６となる。
【００４８】
（１−３−６）
この変形例による構成は、図１２に示すように、板吸音体１０Ｃをリアパッケージトレイ１３０に取り付けたことにある。具体的には、リアパッケージトレイ１３０とトランク仕切隔壁１２０とのスペースを補うために、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１に先端が取付突起１３３となるスペーサ１３４を形成する。また、芯材１３１には、車室１０５側に段部１３１Ｆを有する矩形状の挿通孔１３１Ｅを形成する。
一方、板吸音体１０Ｃは、鍔部１５Ａを有する矩形状の筐体１５と、この筐体１５の開口部１６を閉塞し、筐体１５内に空気層１４を画成する振動板１３とを有する。そして、板吸音体１０Ｃは、車室１０５側から芯材１３１の挿通孔１３１Ｅに挿入されることにより、段部１３１Ｆに鍔部１５Ａを一致させて位置決めした状態で、芯材１３１に固定される。
また、音圧を透過する材料からなる表面材１３５のうち、振動板１３に対応する部分が音圧透過部１３６となる。
【００４９】
（１−３−７）
この変形例による構成は、図１３に示すように、リアパッケージトレイ１３０の一部を板吸音体１０Ｂの筐体としたことにある。具体的には、リアパッケージトレイ１３０とトランク仕切隔壁１２０とのスペースを補うために、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１に先端が取付突起１３３となるスペーサ１３４を形成する。
また、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１に車室１０５側に開口する矩形状の凹部１３１Ａを形成し、この凹部１３１Ａの開口部１３１Ｂに直接振動板１３を固着し、凹部１３１Ａと、振動板１３と、凹部１３１Ａおよび振動板１３によって画成される空気層１４によって板吸音体１０Ｂを構造する。
なお、表面材１３５のうち、振動板１３に対応する部分が音圧透過部１３６となる。
【００５０】
（１−３−８）
この変形例による構成は、図１４に示すように、板吸音体１０Ｃをリアパッケージトレイ１３０に取り付けたことにある。具体的には、芯材１３１には、車室１０５側に段部１３１Ｆを有する矩形状の挿通孔１３１Ｅを形成され、トランク仕切隔壁１２０には挿通孔１３１Ｅに連通する挿通孔１２０Ｂが穿設される。
一方、板吸音体１０Ｃは、鍔部１５Ａを有する矩形状の筐体１５と、この筐体１５の開口部１６を閉塞し、筐体１５内に空気層１４を画成する振動板１３とを有する。そして、板吸音体１０Ｃは、車室１０５側から挿通孔１３１Ｅ，１２０Ｂに挿入されることにより、段部１３１Ｆに鍔部１５Ａを一致させて位置決めした状態で、芯材１３１に固定される。
なお、表面材１３５のうち、振動板１３に対応する部分が音圧透過部１３６となる。
【００５１】
（１−３−９）
本発明による構成は、上記実施形態および変形例（１−３−１）〜（１−３−８）に限らず、トランク仕切隔壁１２０に板吸音体１０が設けられる構造であれば、他の構造であってもよい。
【００５２】
（１−３−１０）
また、板吸音体１０の構成は、矩形状の筐体１１、筐体１１の開口部１２を閉塞する振動板１３と、筐体１１内に画成される空気層１４と、を具備する構成としたが、本発明による筐体の形状は矩形状に円形状、多角形状であっても、振動板１３に対して振動条件を変更するための集中質量を、振動板１３の中央部に設けるようにしてもよい。
【００５３】
板吸音体１０は、先にも説明した通り、バネマス系と屈曲系で吸音メカニズムが形成されている。ここで、発明者達は、振動板１３の面密度を変えた際の共振周波数における吸音率の実験を行った。
【００５４】
図１５は、空気層１４の縦と横の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍで厚さが１０ｍｍの筐体１１に振動板１３（大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ）を固着し、中央部（大きさが２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ）の面密度を変化させた際の板吸音体１０の垂直入射吸音率のシミュレート結果を示した図である。なお、シミュレート手法は、ＪＩＳ Ａ １４０５−２（音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法）に従って、上記板吸音体１０を配置した音響室の音場を有限要素法により求め、その伝達関数より吸音特性を算出した。
【００５５】
具体的には、中央部の面密度を、（１）３９９．５[ｇ／ｍ２]、（２）７９９[ｇ／ｍ２]、（３）１１９９[ｇ／ｍ２]、（４）１５９８[ｇ／ｍ２]、（５）２２９７[ｇ／ｍ２]とし、周縁部材の面密度を７９９[ｇ／ｍ２]とし、振動板１３の平均密度を、（１）７８３[ｇ／ｍ２]、（２）７９９[ｇ／ｍ２]、（３）８１５[ｇ／ｍ２]、（４）８３１[ｇ／ｍ２]、（５）８６３[ｇ／ｍ２]とした場合のシミュレーション結果である。
シミュレートの結果を見ると、３００〜５００[Ｈｚ]の間と、７００[Ｈｚ]付近において吸音率が高くなっている。
【００５６】
７００[Ｈｚ]付近で吸音率が高くなっているのは、振動板１３のマスと空気層１４のバネ成分によって形成されるバネマス系の共振によるものである。板吸音体１０においては上記バネマス系の共振周波数での吸音率をピークとし音が吸音されており、中央部の面密度大きくしても、振動板１３全体のマスは大きく変わらないので、バネマス系の共振周波数も大きく変わらないことが分かる。
【００５７】
また、３００〜５００[Ｈｚ]の間で吸音率が高くなっているのは、振動板１３の屈曲振動によって形成される屈曲系の共振によるものである。板吸音体１０においては、屈曲系の共振周波数での吸音率が低音域側のピークとして表れており、中央部の面密度を大きくしてゆくと屈曲系の共振周波数だけが低くなっていることが分かる。
【００５８】
一般に、屈曲系の共振周波数は、振動板１３の弾性振動を支配する運動方程式で決定され、振動板１３の密度（面密度）に反比例する。また、前記共振周波数は、固有振動の腹（振幅が極大値となる場合）の密度により大きく影響される。このため、上記シミュレーションでは、１×１の固有モードの腹となる領域を中央部で異なる面密度に形成したので、屈曲系の共振周波数が変化したものである。
【００５９】
このように、シミュレーション結果は、中央部の面密度を周縁部の面密度より大きくすると、吸音のピークとなる周波数のうち、低音域側の吸音率のピークがさらに低音域側へ移動することを表している。従って、中央部の面密度を変更することにより吸音のピークとなる周波数の一部をさらに低音域側または高音域側に移動（シフト）させることができることを表している。
【００６０】
上述した板吸音体１０においては、中央部の面密度を変えるだけで、吸音される音のピークの周波数を変える（シフトさせる）ことができるため、振動板１３を板吸音体１０全体と同じ素材で板状に形成し、板吸音体１０全体の質量を重くして吸音する音を変更する場合と比較して、板吸音体１０全体の質量を大きく変えることなく吸音させる音を低くできる。
【００６１】
このように、車室内や荷室内の吸音力の変更（人や荷物の数量、形状の変化等）や発生騒音の変更（タイヤの変更、路面状況の変化等）により車室内の騒音特性の変化に対応できる。
【００６２】
さらに、板吸音体１０の空気層１４内には、多孔質吸音材（例えば、発泡樹脂、フェルト，ポリエステルウール等の綿状繊維）を充填することにより、吸音率ピーク値を増加させてもよい。
【００６３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明による第２実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、トランク仕切板に設けられる吸音構造体に管吸音体を用いた点にある。なお、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
（２−１）構成
図１６は、第２実施形態に係る４ドアセダン形の車両１００を示す斜視図である。この車両１００のトランク仕切隔壁１２０の凹部１２２内には、管吸音体３０が設けられる。
【００６５】
本実施形態に用いられる管吸音体の構造について説明する。
図１７は、管吸音体３０の構造を示す図である。
この管吸音体３０は、トランク仕切隔壁１２０の凹部１２２内に収容される。管吸音体３０は、長さの異なる複数本のパイプ３１（３１−１〜３１−９）を横一列に並べて、相互に連結、或いは別途専用の部材で相互に連結させて一体に構成されている。各パイプ３１は、所定の肉厚（例えば、約２ｍｍ）および所定の内径（例えば、直径６０ｍｍ）を有する合成樹脂製等の断面円形の直線状剛性パイプで構成される。各パイプ３１の一端部は閉じられて閉塞部３２となり、他端部は開かれて開口部３３となる。開口部３３の位置は各パイプ３１で一列に揃えられることにより、開口部３３同士が隣接して配置される。
また、トランク仕切隔壁１２０にリアパッケージトレイ１３０を取り付けた状態にあっては、各パイプ３１の開口部３３が車室１０５側と連通するように、リアパッケージトレイ１３０には音圧透過部１３６が形成される（図２、参照）。
【００６６】
各パイプ３１内の長さは、パイプ３１の空洞単体で吸収される音波の中心の周波数の１／４の波長に相当する。
ここでは、空洞の長さＬ（＝パイプの長さ）が０．８５ｍ，０．６８ｍ，０．５３ｍの３種類のパイプが用いられており、これらはそれぞれ１００Ｈｚ，１２５Ｈｚ，１６０Ｈｚ（つまり１／３オクターブバンドピッチ）を中心に吸音する（音速＝３４０ｍ／ｓ）。
各パイプ３１の開口部３３のネック部分（開口部３３またはその近傍）は、グラスウール、クロス、ガーゼ等の音圧透過性を有する流れ抵抗材（流れ抵抗を有する材料）３４で塞がれている。
【００６７】
（２−２）管吸音体の動作原理
次に、管吸音体３０による吸音原理について説明する。
図１８は、図１７に示す管吸音体３０のうち隣接する２本のパイプ３１−ｊ，３１−ｋを示したものである。各パイプ３１−ｊ，３１−ｋの空洞の長さをＬ１，Ｌ２とする。車室１０５内の音波は、開口部３３−ｊ，３３−ｋから空洞内に入射され、他端の閉塞部３２−ｊ，３２−ｋで反射されて、開口部３３−ｊ，３３−ｋから再び室内に放出される。このとき、空洞の長さＬ１，Ｌ２の４倍に相当する波長λ１，λ２（Ｌ１＝λ１／４，Ｌ２＝λ２／４）の音波が定在波Ｓ１，Ｓ２を作り、振動を繰り返すうちに空洞の内壁面での摩擦や開口部３３−ｊ，３３−ｋでの空気粒子間の粘性作用により、エネルギーを消費し、この波長λ１，λ２を中心に吸音が行なわれる。例えば、Ｌ１＝１．３５ｍ、Ｌ２＝０．５３ｍとすると、λ１＝５．４ｍ、λ２＝２．１２ｍとなり、それぞれで吸音される音波の中心の周波数ｆ１，ｆ２は、ｆ１＝６３Ｈｚ、ｆ２＝１６０Ｈｚとなる。
【００６８】
一方、閉塞部３２−ｊ，３２−ｋで反射されて、開口部３３−ｊ，３３−ｋから放出される音波は、開口部３３−ｊ，３３−ｋで回折してエネルギーを放射する。そのエネルギーの一部は相互に隣接する他方のパイプ３１−ｋ，３１−ｊの開口部３３−ｋ，３３−ｊから空洞内に入射される。このようにして、隣接するパイプ３１−ｊ，３１−ｋ相互間で連成振動を生じ、エネルギーの授受が行なわれる。この連成振動の際に、空洞の内壁面での摩擦や開口部３３−ｊ，３３−ｋでの空気粒子間の粘性作用により、エネルギーを消費し、吸音が行なわれる。この連成振動は、パイプ３１−ｊ，３１−ｋを一連のパイプとみなした両端閉管モードとして捉えることができ、Ｌ１＋Ｌ２＝λ３／２として定まる波長λ３を中心に吸音が行なわれる。例えばＬ１＝１．３５ｍ、Ｌ２＝０．５３ｍの場合には、λ３＝３．７６ｍとなり、連成振動で吸音される音波の中心の周波数ｆ３はｆ３＝９０Ｈｚとなる。図１７の配列の場合、隣接するパイプ間での連成振動の周波数は次のようになる。
【００６９】
Ｌ１（ｍ） Ｌ２（ｍ） 連成振動周波数（Ｈｚ）
０．８５   ０．６８         １１１
０．８５   ０．５３         １２３
０．６８   ０．５３         １４０
これによれば、各パイプ３１−１〜３１−９単体での吸音（１００，１２５，１６０Ｈｚが中心）とあわせて約１００〜１６０Ｈｚの範囲で平均的に吸音力が得られることになる。
【００７０】
（２−３）第２実施形態の作用・効果
このように、トランク仕切隔壁１２０に管吸音体３０を設けることにより、荷室からトランク仕切板を抜けて後部座席付近に伝達されるタイヤ音等の比較的周波数の低いロードノイズは、管吸音体３０によって、効率良く吸音される。管吸音体３０によって、例えばロードノイズ等を効率良く吸音させることができ、車室１０５内の静粛感を高めることができる。
【００７１】
なお、管吸音体３０のトランク仕切隔壁１２０への取付構成は、前述した第２実施形態の構成に限らず、種々の対応が可能である。例えば、予めトランク仕切隔壁１２０にパイプ３１を形成しておいて、パイプ３１の開口部３３のみが車室１０５側に開口するようにしたり、予めリアパッケージトレイ１３０の芯材１３１にパイプ３１を形成しておいて、パイプ３１の開口部３３のみが車室１０５側に開口するようにしたり、リアパッケージトレイ１３０の芯材１３１とトランク仕切隔壁１２０との間にパイプ３１を配置したり等、種々の組み付け構造がある。
【００７２】
さらに、第２実施形態では、管吸音体３０は、トランク仕切隔壁１２０のうち、車室１０５と荷室１０７とを仕切る部位に設けるようにしたが、図１９に示すように、管吸音体３０を、リアシートの背もたれとトランク仕切隔壁１２０との間に設けるようにしてもよい。
【００７３】
また、管吸音体３０の構成は、第２実施形態の構成に限らず、長さの異なったパイプを平行にトランク仕切隔壁１２０に設けるだけでもよく。この場合であっても、パイプの振動によってある程度の吸音効果が得られる。
【００７４】
さらに、管吸音体３０はいわゆる閉管ではなく、各パイプ３１の両端部が開かれて開口部３２、開口部３３（いわゆる開管）をなす管で構成してもよいし、これら閉管と開管とを混合して配置してもよい。
【００７５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明による第３実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、トランク仕切板に設けられる吸音構造体にヘルムホルツ吸音体を用いた点にある。なお、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７６】
図２０は、第３実施形態（トランク仕切板１４０にヘルムホルツ吸音体４０が設けられる）を示した図である。
【００７７】
本実施形態に用いられるヘルムホルツ吸音体４０は、内部に空間が形成された直方体状の筐体４１と、この筐体４１の上部側に穿設された挿入孔４２に挿入された管状部材４３と、を有している。筐体４１の内側には密閉空間４４が画成され、管状部材４３の内側には密閉空間４４と車室１０５とを連通する開口４５が形成されている。管状部材４３は、芯材１３１に穿設された挿通孔１３１Ｇにも挿入されている。
【００７８】
筐体４１は、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）によって直方体状に形成されている。管状部材４３は、例えば塩化ビニール製のパイプを使用でき、空気との摩擦が生じやすいように、内面を粗くしておく。このヘルムホルツ吸音体４０は、寸法の小さい空洞である密閉空間４４の中の空気がバネとして働くことにより、車室１０５内に発生した音を減衰するように作用する。
【００７９】
このとき、密閉空間４４に設けられた小さな開口４５が車室１０５に通じているため、開口４５内の空気の塊をマスとして１質点系バネ・マスモデルが形成される。そして、この系の共振周波数においては、開口４５内の空気の塊が車室１０５の音圧によって振動し、開口４５の周壁と空気の塊との摩擦によって、音のエネルギーが熱エネルギーに変換される。つまり、音が減衰される。
【００８０】
いま、開口４５の長さをＬ、開口４５の横断面積をＳ、密閉空間４４の容積をＶ、音速をＣ、開口４５の有効長さをＬｅ（Ｌｅ≒Ｌ＋０．８・Ｓ1/2）とすると、ヘルムホルツ吸音体４０の共鳴周波数ｆ０は、ｆ０＝１／２π（Ｃ2 Ｓ／Ｌｅ・Ｖ）1/2となる。
この式から、開口４５の横断面積Ｓ又は有効長さＬｅ、即ち、管状部材４３の内径ｄ又は長さＬを変えることによって、共鳴周波数ｆ０を調整でき、これにより、周波数の異なる音を減音できることが分かる。
【００８１】
このように、トランク仕切隔壁１２０にヘルムホルツ吸音体４０を設けることにより、荷室からトランク仕切板を抜けて後部座席付近に伝達されるタイヤ音等の比較的周波数の低いロードノイズは、ヘルムホルツ吸音体４０によって効率良く吸音される。
【００８２】
なお、ヘルムホルツ吸音体４０のトランク仕切隔壁１２０への取付構成は、前述した第３実施形態の構成に限らず、種々の対応が可能である。例えば、筐体４１をトランク仕切隔壁１２０に設けたり、筐体４１をリアパッケージトレイ１３０の芯材１３１或いはトランク仕切隔壁１２０に一体形成しておいたり、種々の組み付け構造がある。
【００８３】
また、ヘルムホルツ吸音体４０の筐体４１の形状は、直方体に限らず、円柱状等、他の形状であってもよい。
【００８４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明による第４実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、トランク仕切板に設けられる吸音構造体に板吸音体および管吸音体を用いた点にある。なお、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８５】
図２１は、第４実施形態に係る４ドアセダン形の車両１００を示す斜視図である。この車両１００のトランク仕切隔壁１２０の凹部１２２内には、板吸音体１０および管吸音体３０が設けられる。
このように、トランク仕切隔壁１２０に板吸音体１０および管吸音体３０を設けることにより、第１実施形態および第２実施形態で述べたように、板吸音体１０および管吸音体３０によって、例えばロードノイズ等を効率良く吸音させることができ、車室１０５内の静粛感を高めることができる。
しかも、２種類の吸音体１０，３０を用いることにより、吸音効率を前記各実施形態よりも高めることができる。
【００８６】
なお、吸音体の組み合わせは、この第４実施形態に限らず、板吸音体１０、管吸音体３０およびヘルムホルツ吸音体４０、管吸音体３０およびヘルムホルツ吸音体４０との組み合わせであってもよい。
【００８７】
＜変形例＞
以上、本発明による実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施可能である。
【００８８】
本各実施形態においては、セダンタイプを例に挙げて、トランク仕切板１４０をシャーシ１１０の一部となるトランク仕切隔壁１２０とリアパッケージトレイ１３０とから構成するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、ハッチバックタイプのように、トランク仕切板１４０をリアパッケージトレイ１３０のみで構成する場合でも適用可能であり、この場合には、リアパッケージトレイ１３０に対して吸音構造体を設ければよい。
【００８９】
さらに、板吸音体１０は、図１に示すように、トランク仕切板１４０全体に配置される場合であっても、音圧の高い位置に配置されるようにしてもよい。また、管吸音体３０の開口部３３においても、音圧の高い位置に配置されるようにすればよい。
【００９０】
前記各実施形態では、リアパッケージトレイ１３０をトランク仕切隔壁１２０に取り付ける構成を、取付突起１３３をトレイ取付孔１２３に挿入することによって行ったが、本発明はこれに限らず、各部位を接着剤等で固着するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る４ドアセダン形の車両を示す斜視図である。
【図２】車両のシャーシを模式的に示す図である。
【図３】図２中のａ部を拡大した断面図である。
【図４】トランク仕切隔壁に対して板吸音体およびリアパッケージトレイを組み立てる前の状態を示した図である。
【図５】トランク仕切板に板吸音体を設けた実験結果を示す図である。
【図６】トランク仕切板に対する板吸音体の配置例を示す図である。
【図７】変形例（１−３−１）を示す図である。
【図８】変形例（１−３−２）を示す図である。
【図９】変形例（１−３−３）を示す図である。
【図１０】変形例（１−３−４）を示す図である。
【図１１】変形例（１−３−５）を示す図である。
【図１２】変形例（１−３−６）を示す図である。
【図１３】変形例（１−３−７）を示す図である。
【図１４】変形例（１−３−８）を示す図である。
【図１５】変形例（１−３−１０）による実験結果を示す図である。
【図１６】第２実施形態に係る４ドアセダン形の車両を示す斜視図である。
【図１７】第２実施形態における要部を拡大して示す図である。
【図１８】管吸音体の原理を示す模式図である。
【図１９】第２実施形態における変形例を示す模式図である。
【図２０】第３実施形態における図３と同様の断面図である。
【図２１】第４実施形態に係る４ドアセダン形の車両を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０，１０ａ〜１０ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ・・・板吸音体、１１，１５，４１・・・筐体、１２，１６，４５・・・開口部、１３・・・振動板、１４・・・空気層、３０・・・管吸音体、３１−１〜３１−９・・・パイプ、３２・・・閉塞部、３３・・・開口部、３４・・・抵抗材、４０・・・ヘルムホルツ吸音体、４３・・・管状部材、４４・・・密閉空間、１１０・・・シャーシ、１２０・・・トランク仕切隔壁、１３０・・・リアパッケージトレイ、１３１・・・芯材、１３５・・・表面材、１３６・・・音圧透過部、１４０・・・トランク仕切板（板体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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