(57)【要約】【課題】路上走行自動車について良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入る侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることを課題とする。【解決手段】内装基材２２に対して車室側に凹部２３が形成されるとともに、貫通穴２７を形成した板状部材（共鳴部材）２６が車室側から当該凹部２３に挿入されて当該凹部２３とで貫通穴２７から進入した音を共鳴させる中空部Ｈ１を形成するように配置されている吸音構造を形成した。板状部材における車室側に吸音材を配置してもよい。板状部材に多数の貫通穴を形成し、各貫通穴の径を１〜５mmとし、車室側から車外側へ投影したときの板状部材の投影面積に対する貫通穴の投影面積の総面積を２〜３０％としてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体パネルに対して車室側に内装基材を設けた路上走行自動車の吸音構造であって、前記内装基材に対して前記車室側に凹部が形成されるとともに、貫通穴を形成した共鳴部材が前記車室側から当該凹部に挿入されて当該凹部とで前記貫通穴から進入した音を共鳴させる中空部を形成するように配置されていることを特徴とする路上走行自動車の吸音構造。
【請求項２】
前記共鳴部材における前記車室側に吸音材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項３】
前記吸音材は、多孔質の吸音材と、前記車室側と当該車室側とは反対側の車外側とを結ぶ貫通穴が形成された穴空き吸音材と、の少なくとも一方とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項４】
前記内装基材における前記車室側には前記凹部の開口部を塞ぐ表皮材が設置されるとともに、当該表皮材はＪＩＳ Ｌ１０９６による通気度が６cc／cm2／sec以上とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項５】
前記内装基材はドアトリム内装材とピラーガーニッシュ内装材との少なくとも一方に設けられた部材であり、当該内装基材に対して前記車室側に前記凹部が形成されるとともに、前記共鳴部材が前記車室側から当該凹部に挿入されて当該凹部とで前記中空部を形成するように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項６】
前記凹部は前記ドアトリム内装材とピラーガーニッシュ内装材との少なくとも一方において前記車室内で上面を乗員の着座面とした着座部を有するシートの当該着座面よりも上側に形成され、当該凹部に前記共鳴部材が挿入されて当該凹部とで前記中空部を形成するように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項７】
前記共鳴部材は、前記貫通穴が形成された合成樹脂製の板状部材とされていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項８】
前記共鳴部材には多数の貫通穴が形成され、各貫通穴の径が１〜５mmである、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項９】
前記車室側から車外側へ投影したときの前記共鳴部材の投影面積に対する前記貫通穴の投影面積の総面積が２〜３０％である、請求項８に記載の路上走行自動車の吸音構造。
【請求項１０】
前記車室側と車外側とを結ぶ方向における前記中空部の厚みが３〜１００mmである、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の路上走行自動車の吸音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体パネルに対して車室側に内装基材を設けた路上走行自動車の吸音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、路上走行自動車のボデーは、複数のパネルをプレス成形、溶接して構成され、自動車の外形を形成するとともに、乗員室、エンジン室、荷室等の各種の車室内空間を形成している。このボデーは、概略、アウターパネルと呼ばれる車外側のパネルとインナーパネルと呼ばれる車内側のパネルとを、部分的に空間を空けて溶接して形成される。パネル間に空間を空ける理由は、重量を増すことなく、みかけの断面積を広げて、車体の剛性を高めるためである。
上記のように構成されたボデーは、防錆液に浸漬されて下塗りされ、熱炉にて乾燥処理された後、複数回の塗料塗装が行われて仕上げられる。その後、ボデーには各種の機能部品がぎ装されるとともに、ボデーの室内側では各種の内装材がインナーパネルを覆うように敷設されて仕上げられる。内装材を敷設するのは、意匠的な装飾を施したり、触感を良好にさせたり、吸音性を付与したり、乗員の安全性を確保したりするためである。
一般的に、内装材は、加熱成形性に優れる熱可塑性樹脂の薄肉基材に意匠性の表皮材を被覆して構成され、内装基材が敷設位置のインナーパネルに沿う三次元の形状に成形され、樹脂クリップ等の係合具でインナーパネルに係合されて敷設される。
【０００３】
前述したように、路上走行自動車のボデーには、アウターパネルとインナーパネルとの間に空間が設けられて中空に形成されている箇所が多く、この箇所では基本的に空洞であるため、自動車が路上を走行することに伴って生じるロードノイズやエンジンノイズや風切り音等の各種の騒音が空洞内を伝播し、インナーパネルを介して乗員が着座する乗員室に漏洩したり、乗員室に隣接する荷室やエンジン室等を経由して乗員室に到達したりして、乗員室の快適性を向上させる障害になっている。このため、乗員室の静粛性を高めるように、車室内側に敷設する敷設材で吸音性、遮音性を確保する各種の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、面状に形成された中空部を有して合成樹脂により成形されたピラーガーニッシュを用い、完全に閉空間とされた中空部により遮音性を得ることが記載されている。
特許文献２には、車両に微小ポーラスを有した硬質層を設けて遮音することが記載されている。
【特許文献１】特開平６−２８６５３０号公報
【特許文献２】特表２０００−５１６１７５号公報
【特許文献３】特開２００２−３５６１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の発明者は、路上走行自動車の車室内の音場環境を解析し、車室内、特に車室内の乗員の耳位置に伝達される騒音について車体パネルの部位毎に解析した結果、車体パネルの部位によって、車外からの騒音が伝播しやすい部位と、車外からの騒音が伝播しにくい部位とがあることがわかった。そして、車外からの騒音が伝播しやすい車体パネルに対して特許文献１，２記載の技術を適用しても、騒音が遮音される以上に透過音が大きく、乗員の耳に入るロードノイズ等の侵入音を効果的に低減させることができなかった。
特許文献１記載の技術では、車室内に侵入したロードノイズ等の侵入音の音波がピラーガーニッシュにおける車室側の面で反射し、反射した音波が乗員の耳に入るため、車室内に侵入してしまった侵入音については低減されないと推察される。
特許文献２記載の技術では、微小ポーラスを有した硬質層によりある程度吸音されるものの、吸音される以上に透過音が大きく、乗員の耳に入る侵入音が効果的に低減されないと推察される。
【０００６】
なお、特許文献３記載の技術は路上走行自動車とは異なる作業車両についての技術であり、本願発明に適用することはできない。同文献には、作業車両のキャビン内の天井壁部に、キャビン内とは独立した空間部を要する共鳴室を設け、さらに該共鳴室からキャビン内へ向けてパイプを連通して、キャビン内に拡散するエンジンの騒音の内、共鳴周波数成分を周辺との摩擦抵抗によって減衰低減し、消音効果を得ることが記載されている。しかしながら、同文献の図９〜図１２に示されるように天井壁部に対して共鳴室が別部材として下方に出た状態で取り付けられるため、特に高速走行するための路上走行自動車ではデザイン、安全性の観点から検討の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、路上走行自動車について良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入るロードノイズや風切り音等の侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、車体パネルに対して車室側に内装基材を設けた路上走行自動車の吸音構造であって、前記内装基材に対して前記車室側に凹部が形成されるとともに、貫通穴を形成した共鳴部材が前記車室側から当該凹部に挿入されて当該凹部とで前記貫通穴から進入した音を共鳴させる中空部を形成するように配置されていることを特徴とする。
貫通穴を形成した共鳴部材が車室側から内装基材の凹部に挿入されて当該凹部とで中空部が形成され、この中空部が貫通穴から進入した音を共鳴させてヘルムホルツ共鳴管の理論により減衰させるので、車室内に侵入したロードノイズ等の侵入音が低減される。また、共鳴部材は内装基材の凹部に挿入されているので、良好な意匠が得られ、安全性も良好である。従って、良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入るロードノイズや風切り音等の侵入音を効果的に少なくさせることができる。
【０００９】
前記共鳴部材における前記車室側に吸音材が配置されていると、広い周波数範囲で良好な吸音性が得られる。上記中空部にて吸音される周波数特性と吸音材にて吸音される周波数特性とは、吸音の原理が違うため、異なる。これにより、上記中空部だけで吸音する場合よりも広い周波数範囲で吸音性が向上する。
【００１０】
前記吸音材は、多孔質の吸音材と、前記車室側と当該車室側とは反対側の車外側とを結ぶ貫通穴が形成された穴空き吸音材と、の少なくとも一方とされている構成としてもよい。多孔質の吸音材を用いると、侵入音が吸音材の微細な孔に入って乱反射し、侵入音のエネルギーが減衰するため、良好な吸音性が得られる。穴空き吸音材を用いると、侵入音が貫通穴に入って反射を繰り返し、侵入音のエネルギーが減衰するため、良好な吸音性が得られる。
【００１１】
前記内装基材における前記車室側には前記凹部の開口部を塞ぐ表皮材が設置されるとともに、当該表皮材はＪＩＳ Ｌ１０９６による通気度が６cc／cm2／sec以上とされている構成としてもよい。表皮材の通気度が十分に大きいため、上記中空部や上記吸音材による吸音性が低下しない。
【００１２】
前記内装基材はドアトリム内装材とピラーガーニッシュ内装材との少なくとも一方に設けられた部材であり、当該内装基材に対して前記車室側に前記凹部が形成されるとともに、前記共鳴部材が前記車室側から当該凹部に挿入されて当該凹部とで前記中空部を形成するように配置されている構成としてもよい。路上装甲自動車の音場解析を行ったところ、ドアトリム内装材やピラーガーニッシュ内装材には空隙が設けられており、車外からの騒音がこの空隙内を伝播して車室内に侵入し、乗員の耳に伝達されることがわかった。ドアトリム内装材やピラーガーニッシュ内装材に上記中空部や上記吸音材を設けることによって、吸音性を向上させ、走行時の静粛性を向上させることができる。
【００１３】
前記凹部は前記ドアトリム内装材とピラーガーニッシュ内装材との少なくとも一方において前記車室内で上面を乗員の着座面とした着座部を有するシートの当該着座面よりも上側に形成され、当該凹部に前記共鳴部材が挿入されて当該凹部とで前記中空部を形成するように配置されている構成としてもよい。ドアトリム内装材やピラーガーニッシュ内装材において着座面よりも上側にて吸音されるため、より効果的に吸音性を向上させて走行時の静粛性を向上させることができる。
【００１４】
前記共鳴部材は、前記貫通穴が形成された合成樹脂製の板状部材とされている構成としてもよい。すると、良好な吸音性が得られる。
【００１５】
前記共鳴部材には多数の貫通穴が形成され、各貫通穴の径が１〜５mmであると、良好な吸音性が得られ、かつ、共鳴部材について良好な剛性が得られる。
【００１６】
前記車室側から車外側へ投影したときの前記共鳴部材の投影面積に対する前記貫通穴の投影面積の総面積が２〜３０％であると、さらに良好な吸音性が得られ、かつ、共鳴部材についてさらに良好な剛性が得られる。
【００１７】
前記車室側と車外側とを結ぶ方向における前記中空部の厚みが３〜１００mmであると、良好な吸音性が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１にかかる発明によれば、路上走行自動車について、良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入るロードノイズや風切り音等の侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることが可能となる。
請求項２にかかる発明では、広い周波数範囲で良好な吸音性を得ることが可能となる。
請求項３にかかる発明では、吸音性を向上させることが可能となる。
【００１９】
請求項４にかかる発明では、吸音効果を低下させることなく車室内の意匠性を高めることが可能となる。
請求項５にかかる発明では、吸音効果を向上させ、走行時の静粛性をさらに良好にさせることが可能となる。
請求項６にかかる発明では、より効果的に乗員の耳に入る侵入音を少なくさせ、走行時の静粛性をさらに良好にさせることが可能となる。
【００２０】
請求項７にかかる発明では、良好な吸音効果が得られる共鳴部材を提供することができる。
請求項８にかかる発明では、良好な剛性の共鳴部材にて良好な吸音効果を得ることが可能となる。
請求項９にかかる発明では、さらに良好な剛性の共鳴部材にてさらに良好な吸音効果を得ることが可能となる。
請求項１０にかかる発明では、さらに良好な吸音効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）路上走行自動車の吸音構造の構成：
（２）路上走行自動車の吸音構造の作用、効果：
（３）第二の実施形態：
（４）実施例：
（５）変形例：
【００２２】
（１）路上走行自動車の吸音構造の構成：
図１は本発明の第一の実施形態にかかる吸音構造ＳＴ１を採用した路上走行自動車１００の内装の要部を示す側面図であり、図２は運転席用ドア１０の要部を図１のＡ１−Ａ１の位置から見て示す垂直断面図であり、図３は板状部材（共鳴部材）２６を図１と同じ位置から見て示す側面図である。図４は、路上走行自動車１００の要部を一部断面視して車外からの騒音の侵入経路を模式的に示す正面図である。図５は、本吸音構造ＳＴ１によって乗員の耳に入る音の吸音特性を説明するグラフである。
本自動車の運転席用ドア１０では、車体パネル１２，１４に対して車室側に内装基材２２が設けられ、この内装基材２２に対して車室側に凹部２３が形成されている。本自動車の吸音構造ＳＴ１は、貫通穴２７を形成した板状部材２６が車室側から当該凹部２３に挿入されて当該凹部とで貫通穴から進入した音を共鳴させる中空部Ｈ１を形成するように配置されて構成されている。この中空部は、貫通穴２７の部分を除いて閉空間とされている。
【００２３】
本路上走行自動車１００は、車室内に着座した乗員から見て側面となる位置に、前ドア１０、後ドア３０、フロントピラー（前側の支柱）４０、センターピラー（中間の支柱）５０、リヤピラー（後側のピラー）６０が設けられている。フロントピラー４０は窓パネル１８の前側に立設され、センターピラー５０は窓パネル１８，３８に挟まれた位置に立設され、リヤピラー６０は窓パネル３８の後側に立設されている。また、車室内には、上面を乗員の着座面７３ａ，７５ａとした着座部７３，７５を有する前シート７２および後シート７４が設けられている。
ピラーガーニッシュ内装材４２，５２，６２は、ピラー４０，５０，６０の車室側に敷設される内装材であって、良好な意匠を得るために敷設される。また、最近では乗員の頭部が接触した場合の衝撃を吸収する衝撃吸収材の機能も期待されており、この場合、ピラーガーニッシュ内装材の裏面に格子状のリブ等を形成して、これらリブの座屈により衝撃を吸収させる構造をとる。ピラーガーニッシュ内装材は、熱可塑性樹脂を射出成形やプレス成形により薄板状に形成された部材であり、乗員の頭部に近いため、オーディオ用のスピーカが配設されることもある。なお、内装基材の表面を表皮材で被覆する場合と、被覆しない場合とがある。
【００２４】
ドアトリム内装材２０，３２は、ドア１０，３０の内側に敷設されるものであり、樹脂クリップ等によってドアインナーパネル１４に係合される。運転席用ドアトリム内装材２０は、自己形状保持性のある内装基材２２と、内装基材２２における車室側の表面に貼着される意匠性の表皮材２４とを備えている。運転席用ドアトリム内装材以外のドアトリム内装材も、同様の内装基材と表皮材を備えている。内装基材としては、木質繊維にバインダを配合して成形した木質基材や、熱可塑性樹脂板を所定形状に成形した樹脂基材等を用いることができる。内装基材の車室内側には、乗員のアームレスト部や、小物入れのポケット形状等が形成される。また、ドアトリム内装材の中央部やアームレスト部の上側はオーナメント部と呼ばれ、表皮材に別意匠のパッド材が貼着されることがある。本発明の吸音構造ＳＴ１は、例えば、前記オーナメント部に適用することができる。内装基材２２には、オーナメント部において一般面２２ａから板状部材２６および中空部Ｈ１の厚さを見込んで深く成形することによって凹部２３が形成されている。
【００２５】
図２は、内装基材の一般面２２ａの一部を一般面２２ａから下がった凹部２３に形成し、平板形状の板状部材２６を車室側から凹部２３に挿入して当該凹部とで中空部Ｈ１が形成されるように配置するとともに、内装基材の一般面２２ａおよび板状部材２６を連続的に高通気性（低通気抵抗）の表皮材２４で被覆した吸音構造ＳＴ１を示している。
本実施形態の車体パネルは、金属製のドアアウターパネル１２と、当該ドアアウターパネルよりも車室側に配置された金属製のドアインナーパネル１４とから構成されている。両車体パネル１２，１４間の間隔Ｌ４は、５〜１００mm程度とすることができる。
【００２６】
内装基材２２の材質には、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、等の熱可塑性樹脂（合成樹脂の一種）、各種熱硬化性樹脂（合成樹脂の一種）、木質繊維を合成樹脂等のバインダで結着して成形した部材、等を用いることができる。そして、内装基材用の素材をプレス成形や射出成形等の成形にて凹部２３を有する所定の形状に成形することにより、内装基材が形成される。
内装基材２２の厚みとしては、１〜１０mmとすることができる。
【００２７】
凹部の開口部２３ａには車室内から車外を見るときの板状部材２６の外周に合わせた形状の段差部２３ｂを設けてあり、凹部２３は段差部２３ｂよりも車外側で板状部材２６の外周よりも若干小さく形成してある。これにより、板状部材２６は段差部２３ｂに収容されて当該段差部よりも車外側に入り込まないようになっている。本実施形態では、板状部材２６を接着剤にて段差部２３ｂに接着して固定するものとして説明するが、両面テープにて貼り付けて固定する構成としてもよいし、段差部を板状部材の外周部と係合可能な形状に形成して板状部材を段差部に係合させて固定する構成としてもよい。むろん、段差部を設けずに板状部材を凹部に固定してもよい。
車室側から車外側へ投影したときの内装基材の凹部２３の大きさ（車室内から車外を見るときの凹部の大きさ）は、自動車の前後方向の長さＬ２を１３００mm程度、自動車の高さ方向の長さＬ３を４００mm程度とすることができ、内装基材の大きさに応じて当該内装基材より小さい大きさの範囲で決定すればよい。なお、大きな一つの凹部を形成する他に、小さな凹部を複数形成してもよい。
内装基材の凹部２３の深さＬ５は、３．５〜１１０mm程度、より好ましくは３．５〜７０mm程度とすることができる。なお、この凹部が浅いほどより高周波の音を吸音することができ、深いほどより低周波の音を吸音することができる。
内装基材２２とドアインナーパネル１４との間隔は、一般部で０〜６０mm程度、凹部で０〜３０mm程度とすることができる。
【００２８】
表皮材の材質には、織物、不織布、ニット、微小な通気孔を多数形成した各種レザー、等を用いることができる。表皮材２４は、通気度（ＪＩＳ Ｌ１０９６に規定されたフラジール形法による。以下、同様）が６cc／cm2／sec以上と、高通気性としてある。この表皮材２４が凹部２３の開口部２３ａを塞ぐように内装基材２２における車室側に設置されている。そして、板状部材２６に表皮材２４から中空部Ｈ１に連通する貫通穴２７が形成されているので、車室内に侵入したロードノイズや風切り音等の侵入音は、高通気性の表皮材２４および板状部材２６を介して中空部Ｈ１に入る。ここで、凹部２３と板状部材２６とでヘルムホルツ共鳴管が構成されており、共振周波数成分が減衰し、吸音される。
表皮材の通気度を６cc／cm2／sec以上とすると、中空部Ｈ１による吸音性が低下しないので、良好な吸音性を維持しながら車室の意匠性を向上させることができる。なお、吸音性が維持されるのは、車室内から中空部へと向かう音波がほとんど反射せず、中空部にて十分に音のエネルギーが吸収されるためと推察される。
【００２９】
板状部材２６の材質には、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、等の熱可塑性樹脂（合成樹脂の一種）、各種熱硬化性樹脂（合成樹脂の一種）、金属、等を用いることができる。ここで、貫通穴を有する板状部材が合成樹脂製の部材とされていると、良好な吸音性が得られる。
板状部材２６の厚みとしては、０．５〜１０mmが好ましい。０．５mm以上とすると十分な剛性が得られる点で好ましく、１０mm以下とすると重量が十分に軽い点で好ましいからである。
板状部材２６の大きさは、内装基材の凹部２３の大きさに合わせて決定すればよい。
板状部材２６に形成される貫通穴２７は、略円形とされている。
板状部材２６に多数形成される貫通穴２７は、一般的には図３に示すように板状部材２６において周縁を除く全面に対して均一に分散して配置すると良好な吸音性が得られるが、内装材の形状により偏在させて配置してもよい。例えば、乗員の耳の位置に近い側に貫通穴を多く配置したり、音波の侵入してくる側に貫通穴を多く配置したりすることが考えられる。また、各貫通穴を縦横整然と並べるより図３に示すように千鳥状に並べる方が板状部材の剛性を高くすることができると考えられる。
板状部材に多数形成する貫通穴２７の径（直径ｄ１）としては、１〜５mmが好ましい。径を１mm以上とすると音波の透過性がよくなって良好な吸音性が得られる点で好ましく、径を５mm以下とすると板状部材について十分な剛性が得られる点で好ましいからである。
【００３０】
車室側から車外側へ投影したときの板状部材２６の投影面積Ｓ１に対する貫通穴２７の投影面積の総面積Ｓ２を板状部材の開口率ｐ＝（Ｓ２／Ｓ１）と呼ぶことにすると、板状部材の開口率としては、百分率で２〜３０％が好ましい。２％以上とすると良好な吸音効果が得られる点で好ましく、３０％以下とすると板状部材について十分な剛性が得られる点で好ましいからである。なお、各貫通穴２７の直径をｄ１、貫通穴２７の数をｎ１とすると、ｐ＝ｎ１×π（ｄ１／２）2／Ｓ１である。本実施形態の投影面積Ｓ１は図３に描かれた板状部材２６の面積に相当し、投影面積Ｓ２は図３に描かれた貫通穴２７の面積の総和に相当する。
板状部材２６については、種々の公知技術を用いて形成可能である。例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の粒状原反を加熱機付き射出成形機に供給し、原反を加熱機にて加熱して溶融させ、板状部材２６の形状とされた所定の金型内に溶融状態の熱可塑性樹脂を射出して成形し、同金型を冷却して樹脂を固化させることにより、板状部材２６を形成することができる。熱硬化性樹脂を用いて板状部材２６を形成する場合には、液状の熱硬化性樹脂を所定の金型内に射出した後に同金型を加熱して樹脂を硬化させることにより、あるいは、液状の熱硬化性樹脂に硬化剤を添加して金型内に射出した後所定時間経過させて樹脂を硬化させることにより、形成可能である。むろん、プレス成形等によっても板状部材２６を形成可能である。
【００３１】
車室側と車外側とを結ぶ方向における中空部の厚みＬ１は、３〜１００mm程度、より好ましくは３〜６０mm程度とすることができる。３mm程度以上とすると良好な吸音性が得られる点で好ましく、１００mm程度以下（より好ましくは６０mm程度以下）とすると中空部の空間を容易に確保することができる点で好ましいからである。
【００３２】
ところで、路上を高速走行する路上走行自動車では、比較的低速走行する路上外走行自動車と比べて比較的大きなロードノイズや風切り音が発生する。実験を行ったところ、路面で生じたロードノイズは、主に図４の実線および破線の矢印で示す経路で車室内に侵入して乗員の耳に到達することがわかった。ここで、図の実線の矢印は、ロードノイズがドア１０，１０’とフロアパネル７９との隙間から車室内に侵入し、ドア１０，１０’の車室側面の近傍にて上方へ進行し、乗員に耳に入る経路を示している。また、図の破線の矢印は、ロードノイズがアウターパネル１２，１２’とインナーパネル１４，１４’との隙間を上方へ進行し、車体パネル１２，１２’，１４，１４’の上側縁部から車室内に侵入して、乗員に耳に入る経路を示している。ドアパネル１２，１２’，１４，１４’の下方にタイヤがあるため、これらの経路でロードノイズが車室内に侵入するものと推察される。また、ドアパネル１２，１２’，１４，１４’の下側縁部に水抜き孔があるため、この水抜き孔からアウターパネル１２，１２’とインナーパネル１４，１４’との隙間にロードノイズが侵入して上方へ伝播するものと推察される。
【００３３】
以上の実験結果に基づいて、ドアトリム内装材２０，２０’において車室内で上面を乗員の着座面７３ａ，７３ａ’とした着座部７３，７３’を有するシート７２，７２’の当該着座面７３ａ，７３ａ’よりも上側に凹部を形成し、貫通穴を形成した板状部材にて中空部を形成した吸音構造ＳＴ１，ＳＴ１’を設けている。これにより、ドアトリム内装材において着座面よりも上側にて吸音されるため、より効果的に乗員の耳に入る侵入音を少なくさせ、走行時の静粛性をさらに良好にさせることが可能となる。
【００３４】
上述した吸音構造ＳＴ１の吸音特性を図５のグラフに示している。ここで、グラフの横軸は周波数ｆ（Hz）、縦軸はＡ特性音圧レベル（騒音レベル）ＳＰＬの減少量ΔＳＰＬ（dBA）を示し、横軸は対数軸で示している。上記吸音構造ＳＴ１による周波数に応じたΔＳＰＬを曲線Ｃ１に示している。この曲線Ｃ１に示すように、上記中空部Ｈ１にて吸音する場合における吸音特性は、吸音する中心周波数（共振周波数ｆｃ）を中心とした分布特性となる。従って、車室内への侵入音は、周波数ｆｃを中心として吸音される。
ここで、吸音する中心周波数となる共振周波数ｆｃ（Hz）は、板状部材の開口率をｐ、板状部材の厚みをｔ（ｍ）、貫通穴の径をφ（ｍ）、中空部の厚みをＬｔ（ｍ）、音速をｃ（ｍ／sec）として、
【数１】
2006142885.tif 000003
で求められる。従って、パラメータｐ，ｔ，φ，Ｌｔを調整することにより、所望の周波数を中心として車室内への侵入音を吸音することが可能であり、車室内の静粛性を向上させることができる。
【００３５】
本吸音構造ＳＴ１を形成するには、以下のようにすればよい。
まず、凹部２３を有する所定形状に内装基材２２を成形し、成形した内装基材２２をインナーパネル１４に取り付ける。また、貫通穴２７を有する所定形状に板状部材２６を形成する。次に、凹部の段差部２３ｂに板状部材２６をはめ込んで当該凹部の開口部２３ａに固定する。これにより、貫通穴２７から進入した音を共鳴させる中空部Ｈ１が形成される。この段階でも本発明の吸音構造として機能するが、本実施形態ではさらに、高通気性の表皮材２４を内装基材の一般面２２ａおよび板状部材２６の車室側面に貼り付けて、吸音構造ＳＴ１を形成する。
【００３６】
（２）路上走行自動車の吸音構造の作用、効果：
車室内に侵入したロードノイズや風切り音やエンジンノイズ等の等の侵入音は、直接あるいは車室内の各種ぎ装品等で反射されて高通気性の表皮材２４を透過し、貫通穴２７から中空部Ｈ１内に進入する。この中空部Ｈ１は、ヘルムホルツ共鳴管の理論により貫通穴２７から進入した侵入音を共鳴させて侵入音のエネルギーを減衰させるので、車室内に侵入した侵入音が低減される。また、板状部材２６は内装基材の凹部２３に挿入されているので、良好な意匠が得られ、安全性も良好である。従って、路上走行自動車について、内装基材の凹部に共鳴部材を挿入して中空部を形成するだけという簡易な構成で、良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入るロードノイズや風切り音等の侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることが可能となる。また、表皮材の通気度が十分に大きいため、吸音効果を低下させることなく良好な車室内の意匠を得ることができる。
【００３７】
さらに、吸音構造がドアトリム内装材において着座面よりも上側に形成されているため、乗員の耳により近い位置にて吸音され、より効果的に吸音性を向上させて走行時の静粛性を向上させることが可能となる。
【００３８】
なお、貫通穴を形成した共鳴部材は、平板形状以外にも、波板形状のように断面が曲線状の板状部材、表面が曲面状の部材、等とすることができる。共鳴部材に形成する貫通穴の形状は、略円形以外にも、円弧状、多角形状、等とすることができる。また、共鳴部材に形成する貫通穴を一つのみにしてもよい。
吸音構造を設ける箇所については、運転席用ドアトリム内装材以外としてもよい。例えば、図４で示したように助手席用ドアトリム内装材２０’に本発明の吸音構造を設けてもよいし、後部座席用ドアトリム内装材に本発明の吸音構造を設けてもよい。また、ピラーガーニッシュ内装材４２，５２，６２に本発明の吸音構造を設けてもよい。ピラーは筒状に長く形成したボデーパネルであり、騒音が筒状のピラー内部で反射を繰り返しながらピラー内部を容易に伝播して車室内に侵入しやすいためである。ここで、ピラーガーニッシュ内装材のみに本発明の吸音構造を設ける構成にしてもよいし、ピラーガーニッシュ内装材とドアトリム内装材の両方に本発明の吸音構造を設ける構成にしてもよい。
図６はピラーガーニッシュ内装材Ｐ１に本発明の吸音構造ＳＴ２を設けた例を示す斜視図であり、図７はピラーガーニッシュ内装材Ｐ１を図６のＡ２−Ａ２の位置から見て示す水平断面図である。本変形例では、ピラーガーニッシュ内装材の内装基材Ｐ２に対して車室側に段差部Ｐ３ｂを有する凹部Ｐ３が形成されている。多数の貫通穴Ｐ７を形成した平板状の板状部材（共鳴部材）Ｐ６は、車室側から当該凹部に挿入されて段差部Ｐ３ｂにはめ込まれ、当該凹部とで貫通穴Ｐ７から進入した音を共鳴させる中空部Ｈ２を形成するように凹部の開口部Ｐ３ａに配置されている。
【００３９】
内装基材の材質、厚み、凹部の深さ、板状部材の材質、板状部材の厚み、貫通穴の配置、貫通穴の径、開口率、中空部の厚み（図２のＬ１に相当）は、実施例１と同じ条件でよい。車室内から車外を見るときの凹部の大きさ、車室内から車外を見るときの板状部材の大きさについては、内装基材の大きさに応じて当該内装基材より小さい大きさの範囲で決定すればよい。本変形例では表面に表皮材を貼り付けていないが、意匠を向上させるために表皮材を貼り付けてもよい。
凹部Ｐ３は、ピラーガーニッシュ内装材Ｐ１においてシートの着座面（図１の７３ａ）よりも上側に形成されている。
以上の構成によっても、車室内への侵入音は、貫通穴Ｐ７から中空部Ｈ２に進入し、ヘルムホルツ共鳴管の理論により共鳴してエネルギーが減衰する。また、板状部材Ｐ６が内装基材の凹部Ｐ３に挿入されているので、良好な意匠が得られ、安全性も良好である。従って、良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入る侵入音を効果的に少なくさせることができる。
【００４０】
（３）第二の実施形態：
図８は運転席用ドアの要部を図１のＡ１−Ａ１の位置に相当する位置から見て示す垂直断面図である。本実施形態のドアトリム内装材１２０も、内装基材１２２に対して当該内装基材の一般面１２２ａから下がった凹部１２３が車室側に形成され、開口部１２３ａには車室内から車外を見るときの板状部材１２６の外周に合わせた形状の段差部１２３ｂを設けてある。多数の貫通穴１２７を形成した板状部材（共鳴部材）１２６も車室側から凹部１２３に挿入されて段差部１２３ｂにはめ込まれ、当該凹部１２３とで中空部Ｈ３が形成されるように配置されている。本実施形態の吸音構造ＳＴ３では、さらに、板状部材１２６における車室側に吸音材１２８を配置したうえ、内装基材の一般面１２２ａおよび吸音材１２８を連続的に高通気性（低通気抵抗）の表皮材１２４で被覆している。
【００４１】
内装基材１２２の材質、厚み、凹部１２３の大きさＬ２×Ｌ３、表皮材１２４の材質、通気度、板状部材１２６の材質、大きさ、貫通穴１２７の配置、貫通穴の径ｄ１、開口率ｐ、内装基材１２２とドアインナーパネル１４との間隔Ｌ４は、第一の実施形態と同じ条件でよい。
車室側と車外側とを結ぶ方向における中空部Ｈ３の厚みＬ１１も、第一の実施形態と同じ理由により、３〜１００mm程度、より好ましくは３〜６０mm程度とすることができる。
内装基材の凹部の深さＬ１５は、中空部の厚みＬ１１に車室側と車外側とを結ぶ方向における板状部材１２６の厚みおよび吸音材１２８の厚みを加えた長さとすることができる。なお、この凹部が浅いほどより高周波の音を吸音することができ、深いほどより低周波の音を吸音することができる。
【００４２】
吸音材１２８は、吸音効果のある材料であればよく、多孔質の吸音材を用いることができる。吸音材の材質には、ＰＥＴ繊維、ＰＰ繊維、半毛繊維、等の合繊フェルト、通気性の樹脂発泡体、等を用いることができる。また、筒状に形成した合成樹脂粒子を多数集合させて発泡させながら成形した発泡合成樹脂を用いてもよい。発泡材を含浸させた個々の筒状樹脂粒子は、内径ｄを２〜４mm程度、外径Ｄ（Ｄ＞ｄ）を４〜６mm程度、長さＬを３〜６mm程度の円筒形状とすることができる。これらのパラメータは、吸音材の吸音性能に影響を与えるパラメータであり、内径ｄ、外径Ｄ、長さＬをこれらの範囲内とすることにより、吸音材に対して非常に良好な吸音性能が付与される。このような筒状樹脂粒子として、株式会社ジェイエスピー製のＰＥＰＰ（ポーラスＥＰＰ）を用いることができる。むろん、筒状樹脂粒子は、円筒形状以外にも、断面が略楕円と偏平化された形状などとしてもよい。
吸音材１２８の大きさは、内装基材の凹部１２３の大きさに合わせて決定すればよい。
第二の実施形態でも、ドアトリム内装材１２０においてシートの着座面よりも上側に凹部１２３を形成し、中空部Ｈ３を形成して凹部の開口部１２３ａに吸音材１２８を配置した吸音構造ＳＴ３を設けている。これにより、より効果的に乗員の耳に入る侵入音を少なくさせ、走行時の静粛性をさらに良好にさせることが可能となる。
【００４３】
中空部Ｈ３の吸音特性は、上述した式（１）で求められる共振周波数ｆｃを中心とした分布特性となる。中空部Ｈ３にて吸音される周波数特性と吸音材１２８にて吸音される周波数特性とは吸音の原理が違うため異なるが、共振周波数ｆｃが吸音材１２８の主な吸音周波数範囲と異なるように式（１）の各パラメータｐ，ｔ，φ，Ｌｔを決定し、決定した各パラメータで凹部１２３と板状部材１２６とを形成すると、ロードノイズ等の音は吸音材１２８で主に吸音周波数範囲で吸音され、さらに中空部Ｈ３で主に共振周波数の成分が吸音される。なお、図５には、吸音材としてフェルトを用いた場合における周波数に応じたＡ特性音圧レベルの減少量ΔＳＰＬを曲線Ｃ２に示してあり、フェルトと中空部Ｈ３とを併用した場合における周波数に応じたＡ特性音圧レベルの減少量ΔＳＰＬを曲線Ｃ３に示してある。同図の例では、侵入音のうち比較的高周波数の成分がフェルトによって吸音され、比較的低周波数の成分が中空部Ｈ３によって吸音されて、フェルトと中空部Ｈ３とを併用した場合では広い周波数範囲で吸音されることが示されている。
【００４４】
次に、第二の実施形態の作用、効果について、説明する。
車室内への侵入音は、直接あるいは車室内の各種ぎ装品等で反射されて高通気性の表皮材１２４を透過し、吸音材１２８を透過する。すると、図５で示したような吸音材１２８の吸音特性にて、侵入音のエネルギーが減衰する。多孔質の吸音材を用いた場合、侵入音が吸音材の微細な孔に入って乱反射し、侵入音のエネルギーが減衰するため、良好な吸音性が得られる。そして、吸音材１２８を透過した侵入音が、貫通穴１２７から中空部Ｈ３内に進入し、ヘルムホルツ共鳴管の理論により共鳴して共振周波数ｆｃを中心としてエネルギーが減衰する。これにより、中空部だけで吸音する場合よりも広い周波数範囲で吸音性が向上する。また、板状部材１２６と吸音材１２８とが内装基材の凹部１２３に挿入されているので、良好な意匠が得られ、安全性も良好である。従って、路上走行自動車について、良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入る侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることが可能となる。また、表皮材の通気度が十分に大きいため、吸音効果を低下させることなく良好な車室内の意匠を得ることができる。
【００４５】
なお、第一の実施形態で述べた共鳴部材の各種変形例、貫通穴の各種変形例、吸音構造を設ける箇所の変形例は、第二の実施形態でも適用可能である。ピラーガーニッシュ内装材に吸音構造を設ける場合、図７を参照して説明すると、板状部材Ｐ６をもう少し凹部Ｐ３の奥まで挿入し、板状部材Ｐ６における車室側に吸音材を配置すればよい。
【００４６】
また、図９に示す吸音構造ＳＴ４のように、吸音材として、車室側と当該車室側とは反対側の車外側とを結ぶ貫通穴１３９が形成された穴空き吸音材１３８を用いてもよい。図の穴空き吸音材１３８は、複数の貫通穴１３９が形成された例を示している。車室内への侵入音が高通気性の表皮材１２４を透過して穴空き吸音材１３８を透過する際、侵入音が貫通穴１３９に入って反射を繰り返し、侵入音のエネルギーが減衰するため、良好な吸音性が得られる。従って、良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入る侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることが可能となる。
【００４７】
（４）実施例：
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００４８】
［実施例１］
内装基材には、厚さ２．５mmのポリプロピレン樹脂製ドアトリム基材を用いた。このドアトリム基材を、フロントドアトリムの中央部に凹部を有する形状に成形して内装基材を形成した。当該凹部は、開口部を矩形状に形成し、自動車の前後方向の長さＬ２を６００mm、自動車の高さ方向の長さＬ３を３００mm、平均の深さを２２．５mmとした。
共鳴部材には、厚さ２．５mmのポリプロピレン樹脂板を用いた。このポリプロピレン樹脂板を、直径ｄ１＝２．５mmの貫通穴を開口率ｐが１６％となるように図３で示したような千鳥状に多数均一に形成した。この共鳴部材の車室側面を内装基材の一般面の位置に合わせて当該共鳴部材を凹部の開口部に取り付けて固定した。共鳴部材と凹部とで形成される中空部の平均の厚みＬ１は、２０mmであった。
表皮材には、ポリエステル繊維製ニードルパンチ不織布を用いた。この表皮材の目付は４００ｇ／ｍ2、通気度は４５cc／cm2／secであった。そして、この表皮材で内装基材の一般面と共鳴部材の車室側面とを連続的に被覆し、実施例１の試験サンプルを形成した。
【００４９】
［実施例２］
内装基材、共鳴部材、表皮材には、いずれも実施例１と同じ構成のものを用いた。ただし、共鳴部材と凹部とで形成される中空部の平均の厚みＬ１１が１０mmとなるように共鳴部材を凹部に挿入して取り付け、固定した。
吸音材には、密度０．１５ｇ／cm2のポリエステル繊維綿を用いた。このポリエステル繊維綿を厚さ１０mmとなるように共鳴部材における車室側面に積層した。そして、この表皮材で内装基材の一般面と共鳴部材の車室側面とを連続的に被覆し、実施例２の試験サンプルを形成した。
【００５０】
［比較例］
内装基材には、実施例１，２と同じ厚さ２．５mmのポリプロピレン樹脂製ドアトリム基材を用いた。ただし、このドアトリム基材を本発明にいう凹部を除く形状に成形して内装基材を形成した。また、共鳴部材を使用しなかった。表皮材には、実施例１，２と同じものを用いた。そして、この表皮材で内装基材の車室側面を被覆し、比較例の試験サンプルを形成した。
【００５１】
［試験方法］
排気量１５００cc、フロントエンジン、フロントドライブ乗用自動車（セダン型乗用自動車）に順次実施例１，２および比較例の試験サンプルを敷設し、試験車両を無響室に置いて、シャシーダイナモを用いて６０km／ｈのスムース路走行状態を作り出してロードノイズを発生させた。そして、ＪＩＳ Ｃ１５０２に規定される普通騒音計を指示機構としてＪＩＳ Ｃ１５１３に規定される１／３オクターブバンド分析器相当のものを用いて、運転手の耳の位置に相当する位置のＡ特性音圧レベル（騒音レベル）を測定した。
【００５２】
［試験結果］
結果を、図１０と図１１に示す。図１０は実施例１と比較例とについて１／３オクターブバンド毎の周波数帯域（単位：Hz）に対するＡ特性音圧レベルＳＰＬ（単位：dBA）をグラフにより示し、図１１は実施例１と比較例とについて１／３オクターブバンド毎の周波数帯域（単位：Hz）に対するＡ特性音圧レベルＳＰＬ（単位：dBA）をグラフにより示している。各グラフでは、１／３オクターブバンド中心周波数毎に音圧レベルの測定値をプロットしている。
図１０に示すように、実施例１では、１／３オクターブバンド中心周波数が１２５０Hz以上で音圧レベルが比較例よりも小さくなっており、１２５０Hz以上の高周波数領域で高い防音性能が得られることが確認された。従って、内装基材の凹部に共鳴部材を挿入して中空部を形成するだけという簡易な構成で、侵入音について共振周波数ｆｃを中心とした特定の周波数範囲の成分が吸音されることが確認された。
図１１に示すように、実施例２では、１／３オクターブバンド中心周波数が８００Hz以上で音圧レベルが比較例よりも小さくなっており、実施例１よりも広い周波数帯域で高い防音性能が得られることが確認された。従って、中空部と吸音材とで複合効果が生じ、より広い周波数範囲にわたって侵入音が吸音されることが確認された。
【００５３】
（５）変形例：
なお、本発明は、種々の変形例が考えられる。
上述した各実施形態において、内装基材の車外側面に衝撃を吸収するためのリブを形成し、衝撃発生時に当該リブの座屈により衝撃を吸収させるようにしてもよい。このようなリブとしては、格子状、箱状、等の形状のリブを採用することができる。すると、衝撃発生時に内装材に接触した場合により多くの衝撃エネルギーが吸収されるので好適である。
上述した各実施形態において、共鳴部材自体を吸音材としてもよい。中空部にて吸音される周波数特性と共鳴部材自体にて吸音される周波数特性とは吸音の原理が違うため異なるので、より広い周波数範囲で吸音性を向上させることが期待できる。
【００５４】
上述した各実施形態において、アウターパネルとインナーパネルとの間に筒状の空間が形成される場合、この空間を遮蔽材で遮断して音波の伝達を低減させるようにしてもよい。この種の遮蔽材としては、特開２００１−３４１５９２号公報に開示されているように、加熱発泡性のある発泡体と、この発泡体を周縁に支持する基材とからなり、この基材の周縁には凸条が形成され、当該凸条の少なくとも一部を被覆する形で前記発泡体が支持されているボデーパネル用シール材を用いることができる。そして、未発泡物を塗装工程前に筒状の空間（キャビティ）内に保持し、電着、焼付け塗装工程でボデーが必然的に受ける加熱（１４０℃〜２１０℃）によって未発泡物を発泡させて体積を増加させると、遮蔽材として筒状の空間をシールすることができる。これによって、筒状の空間が遮蔽材で遮断されるので、筒状の空間内で音波の伝達を可及的に少なくさせることができ、車外からの侵入音を低減させ、乗員の耳に到達する音を少なくさせることができる。なお、好ましい発泡材として、同公報に開示されたSika Corporation社製のオレフィン系発泡体原料、商品名シーカバッフル（グレード番号ＳＢ２４０）を用いることができる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、路上走行自動車について良好な意匠、良好な安全性を得ながら乗員の耳に入る侵入音を効果的に少なくさせ、走行時の静粛性を向上させることが可能になる等、有用な吸音構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】路上走行自動車の内装の要部を示す側面図。
【図２】運転席用ドアの要部を図１のＡ１−Ａ１の位置から見て示す垂直断面。
【図３】共鳴部材を図１と同じ位置から見て示す側面図。
【図４】路上走行自動車の要部を一部断面視して車外からの騒音の侵入経路を模式的に示す正面図。
【図５】本吸音構造の吸音特性を説明するグラフを示す図。
【図６】本発明の吸音構造を設けたピラーガーニッシュ内装材を示す斜視図。
【図７】ピラーガーニッシュ内装材を図６のＡ２−Ａ２の位置から見て示す水平断面図。
【図８】第二の実施形態において運転席用ドアの要部を図１のＡ１−Ａ１に相当する位置から見て示す垂直断面図。
【図９】変形例において運転席用ドアの要部を図１のＡ１−Ａ１に相当する位置から見て示す垂直断面図。
【図１０】運転手の耳の位置に相当する位置のＡ特性音圧レベルを実施例１と比較例とで比較したグラフを示す図。
【図１１】運転手の耳の位置に相当する位置のＡ特性音圧レベルを実施例２と比較例とで比較したグラフを示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１０，３０…ドア
１２…ドアアウターパネル（車体パネルの一種）
１４…ドアインナーパネル（車体パネルの一種）
１８，３８…窓パネル
２０，３２，１２０…ドアトリム内装材
２２，１２２，Ｐ２…内装基材
２３，１２３，Ｐ３…凹部
２３ａ，１２３ａ…開口部
２４，１２４…表皮材
２６，１２６，Ｐ６…板状部材（共鳴部材）
２７，１２７，Ｐ７…貫通穴
４０，５０，６０…ピラー
４２，５２，６２，Ｐ１…ピラーガーニッシュ内装材
７２，７４…シート
７３，７５…着座部
７３ａ，７５ａ…着座面
１００…路上走行自動車
１２８…吸音材
１３８…穴空き吸音材
１３９…貫通穴
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３…中空部
ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４…吸音構造
【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】
2006142885.tif 000011
【図９】
2006142885.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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