(57)【要約】【課題】外部から伝達される騒音の遮音と軽量化を効果的に両立させることができる車体用パネル構造を提供する。【解決手段】車両用パネル構造は、フロアパネル１と、このフロアパネル１の底面の少なくとも一部分を覆うように延びると共に、四隅においてサイドシル１０及び第２フロアフレーム１２に連結された減衰パネル部材１９と、を有し、この減衰パネル部材１９は、パネル状の粘弾性部材２０と、この粘弾性部材２０内に埋め込まれ、減衰パネル部材１９の四隅において両端が固定され、且つ、粘弾性部材２０よりも高剛性の繊維により構成された線状の繊維部材２１とを有し、この繊維部材２１と粘弾性部材２０との剛性差によって、騒音により励起された減衰パネル部材１９の膜振動を減衰させる。【選択図】図７
2015174611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用パネル構造であって、
車両に設けられる所定のパネル部材と、
この所定のパネル部材において、騒音が伝達される空間側に向いた面の少なくとも一部分を覆うように延びると共に、その外周縁部の少なくとも２箇所が車体の所定箇所に連結された減衰パネル部材と、を有し、
この減衰パネル部材は、所定の剛性及び所定の厚みを有するパネル状の粘弾性部材と、この粘弾性部材の剛性よりも高い剛性を有する材料により構成され、且つ、車体に連結された上記減衰パネル部材の外周縁部の少なくとも２箇所に両端が固定されて線状に延びるように上記粘弾性部材内に埋め込まれた高剛性部材とを有し、上記減衰パネル部材は、この高剛性部材と粘弾性部材との剛性差により、上記空間から伝達される騒音によって励起された減衰パネル部材の膜振動を減衰させることを特徴とする車両用パネル構造。
【請求項２】
上記減衰パネル部材の高剛性部材は、上記パネル状の粘弾性部材の両面のそれぞれから離間して配置されている請求項１に記載の車両用パネル構造。
【請求項３】
上記減衰パネル部材の高剛性部材は、上記パネル状の粘弾性部材の厚み方向の中間位置に配置されている請求項２に記載の車両用パネル構造。
【請求項４】
上記減衰パネル部材の高剛性部材は、多数本束ねられた炭素繊維により構成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用パネル構造。
【請求項５】
上記減衰パネル部材は、その外周縁部が矩形に形成されており、この矩形の四隅が上記車体に連結されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用パネル構造。
【請求項６】
上記減衰パネル部材の高剛性部材は、上記矩形の２本の対角線に沿うように、上記減衰パネル部材内に２つ設けられている請求項５に記載の車両用パネル構造。
【請求項７】
さらに、上記減衰パネル部材は、上記高剛性部材を巻き付け可能に構成されると共に上記車体に連結されるように構成された連結部材を有し、
上記減衰パネル部材の高剛性部材は、上記減衰パネル部材の連結部材に巻き付けられて環状に張り渡されている請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用パネル構造。
【請求項８】
さらに、上記減衰パネル部材の連結部材を上記車体に連結する際に、上記高剛性部材に張力を付与する張力付与構造を有する請求項７に記載の車両用パネル構造。
【請求項９】
上記車体は、車体前後方向及び車幅方向に配設された複数のフレーム部材を有し、
上記所定のパネル部材は、これらのフレーム部材に連結されたフロアパネルであり、
上記減衰パネル部材は、このフロアパネルを覆うようにフロアパネルの下方に設けられている請求項１乃至８の何れか１項に記載の車両用パネル構造。
【請求項１０】
上記減衰パネル部材は、上記フレーム部材に連結されるように構成されている請求項９に記載の車両用パネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用パネル構造に係わり、特に、所定のパネル部材を有する車両用パネル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、一般的に、フロアパネルやボンネットやトランクリッドやルーフパネル等の車両パネル構造が用いられている。従来から、そのような車両パネル構造の振動を低減させたり、剛性を向上させたりする技術が開発されている。
例えば、特許文献１には、振動を低減させる技術として、フロアパネルに低剛性部と高剛性部を形成し、低剛性部に制振材を設けて、エンジンなどからフレーム部材を介してフロアパネルへと伝達される振動を減衰させ、それにより、フロアパネルの振動を低減して、車室内への音響放射レベルを下げるようにした構造が開示されている。
また、剛性を向上させる技術として、例えば特許文献２には、フロアの格子フレームに面板部ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）を接着接合し、このＦＲＰの強化繊維を±４５度の方向に延びるように設けて、ＦＲＰの面内せん断強度を高めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１７１２２号公報
【特許文献２】特開２０１４−４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の発明では、エンジンなどからフレーム部材を介して伝達される振動については低減させることができるものの、例えば、フロアパネルの下方側から空間を介して伝わってくる外部からの騒音（例えばタイヤノイズやエンジン音などの騒音）は効果的に遮音させることができないという問題があった。また、特許文献２の発明では、フロアの剛性を高めることができるものの、上記のような外部からの騒音は遮音させることができないものである。
ここで、一般的に、車両の下方から車室内に伝わる騒音は、フロアパネルやフロアマットによって遮音されるようにしている。しかしながら、近年では、車両の軽量化を図る観点から、フロアパネルやフロアマットを薄くする傾向にあり、それにより、騒音の遮音効果が低下してしまう場合があった。したがって、フロアパネル等により遮音する場合、遮音性と軽量化を両立させることが困難である、という問題もあった。
ところで、車両の空力特性の向上のために、フロアパネルの下方側にフロアアンダーカバーが設けられる場合がある。そのようなフロアアンダーカバーは、整流板として用いられており、騒音の遮音が主目的ではないため、効果は十分ではなかった。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、外部から伝達される騒音の遮音と軽量化を効果的に両立させることができる車両用パネル構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、車両用パネル構造であって、車両に設けられる所定のパネル部材と、この所定のパネル部材において、騒音が伝達される空間側に向いた面の少なくとも一部分を覆うように延びると共に、その外周縁部の少なくとも２箇所が車体の所定箇所に連結された減衰パネル部材と、を有し、この減衰パネル部材は、所定の剛性及び所定の厚みを有するパネル状の粘弾性部材と、この粘弾性部材の剛性よりも高い剛性を有する材料により構成され、且つ、車体に連結された減衰パネル部材の外周縁部の少なくとも２箇所に両端が固定されて線状に延びるように粘弾性部材内に埋め込まれた高剛性部材とを有し、減衰パネル部材は、この高剛性部材と粘弾性部材との剛性差により空間から伝達される騒音によって励起された減衰パネル部材の膜振動を減衰させることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、減衰パネル部材が、所定のパネル部材（例えば、フロアパネルやボンネットやトランクリッドやルーフパネル等）において、騒音が伝達される空間側に向いた面の少なくとも一部分を覆うように延びると共に、その外周縁部の少なくとも２箇所が車体（例えばフレーム部材等）に連結されるので、空間から伝達される騒音（例えばタイヤノイズやエンジン音などの騒音）によって励起された減衰パネル部材の膜振動を、減衰パネル部材が有する高剛性部材と粘弾性部材との剛性差に起因して粘弾性部材内に生じる歪みの熱エネルギーへの散逸によって減衰させることができ、この結果、所定のパネル部材に対して空間から伝達される騒音を遮音することができる。より具体的には、減衰パネル部材が騒音により膜振動する際に、高剛性部材と粘弾性部材との剛性差によって、高剛性部材周囲の粘弾性部材に局所的に大きな歪みエネルギーを生じさせ、この歪みエネルギーの一部を熱エネルギーに変換して、トータルの振動エネルギーを効果的に低減することにより、減衰パネル部材から所定のパネル部材側への騒音の放射を抑制し、これにより、騒音を遮音することができる。
また、本発明によれば、減衰パネル部材単体で効果的な遮音効果が得られるので、所定のパネル部材を薄くするなどして、十分な遮音効果を確保しつつ軽量化を図ることができる。更に、本発明による減衰パネル部材は所定の剛性及び所定の厚みを有するパネル状の粘弾性部材（例えば、樹脂やアルミ材など）及び線状の高剛性部材で作られるので、減衰パネル部材を設けても大きく重量増加することはない。したがって、本発明によれば、騒音の遮音と軽量化を効果的に両立させることができる。
【０００７】
本発明において、好ましくは、減衰パネル部材の高剛性部材は、パネル状の粘弾性部材の両面のそれぞれから離間して配置されている。
このように構成された本発明においては、粘弾性部材の両面のそれぞれから離間して高剛性部材を配置するので、高剛性部材周囲の粘弾性部材における厚み方向の上下部分に局所的に大きな歪みを効果的に生じさせることができ、振動の減衰効果を向上させることができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、減衰パネル部材の高剛性部材は、パネル状の粘弾性部材の厚み方向の中間位置に配置されている。
このように構成された本発明においては、粘弾性部材の厚み方向の中間位置に高剛性部材を配置するので、高剛性部材周囲の粘弾性部材における厚み方向の上下部分に局所的に大きな歪みをより効果的に生じさせることができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、減衰パネル部材の高剛性部材は、多数本束ねられた炭素繊維により構成されている。
このように構成された本発明においては、軽量でありながら高剛性である炭素繊維により高剛性部材を構成するので、騒音の遮音と軽量化を適切に実現することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、減衰パネル部材は、その外周縁部が矩形に形成されており、この矩形の四隅が上記車体に連結されている。
このように構成された本発明においては、減衰パネル部材を形成する矩形の四隅において減衰パネル部材を車体に連結するので、矩形の辺などにおいて減衰パネル部材を車体に連結する場合よりも、減衰パネル部材が膜振動しやすくなり、減衰パネル部材内に大きな歪みが生じやすくなり、振動の減衰機能が大きくなる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、減衰パネル部材の高剛性部材は、矩形の２本の対角線に沿うように、減衰パネル部材内に２つ設けられている。
このように構成された本発明においては、一対の高剛性部材を矩形の対角線に沿って配置するので、高剛性部材が減衰パネル部材の全体に渡って延びるように存在し、高剛性部材による減衰が作用する領域が広くなるため、騒音によって生じる多くの振動モードに対して減衰機能を効果的に発揮することができる。一例を挙げると、本発明のように減衰パネル部材の対角線に沿って一対の高剛性部材を配置する場合（つまりＸ字配置する場合）と、減衰パネル部材の対向する二辺の中間点を結ぶ線分に沿って一対の高剛性部材を配置する場合（つまり十字配置する場合）とを比較すると、Ｘ字配置は、十字配置よりも高剛性部材の長さが長いため、高剛性部材による減衰が作用する領域が広くなり、より多くの振動モードの振動を減衰することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、さらに、減衰パネル部材は、高剛性部材を巻き付け可能に構成されると共に車体に連結されるように構成された連結部材を有し、減衰パネル部材の高剛性部材は、減衰パネル部材の連結部材に巻き付けられて環状に張り渡されている。
このように構成された本発明においては、高剛性部材を連結部材に巻き付けて環状に張り渡すので、つまり高剛性部材をぴんと張った張力を付与した状態で設けるので、高剛性部材によって減衰パネル部材が補強されて、減衰パネル部材の膜変形（面外変形）を抑制することができる。この場合、線状の高剛性部材によって減衰パネル部材が補強されるので、重量増加をほとんど伴うことなく、減衰パネル部材の膜変形を抑制することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、さらに、減衰パネル部材の連結部材を車体に連結する際に、高剛性部材に張力を付与する張力付与構造を有する。
このように構成された本発明においては、張力付与構造を用いて、減衰パネル部材の連結部材を車体に連結する際に高剛性部材に張力を付与するので、高剛性部材によって減衰パネル部材を更に補強することができ、減衰パネル部材の膜変形を効果的に抑制することが可能となる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、車体は、車体前後方向及び車幅方向に配設された複数のフレーム部材を有し、所定のパネル部材は、これらのフレーム部材に連結されたフロアパネルであり、減衰パネル部材は、このフロアパネルを覆うようにフロアパネルの下方に設けられている。
このように構成された本発明においては、フロアパネルを覆うようにフロアパネルの下方に設けられた減衰パネル部材を用いるので、フロアパネルの下方から伝達される騒音（例えばタイヤノイズやエンジン音など）を適切に遮音することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、減衰パネル部材は、フレーム部材に連結されるように構成されている。
このように構成された本発明においては、剛性の高いフレーム部材に減衰パネル部材を連結し、このフレーム部材に高剛性部材の両端を固定するので、粘弾性部材内での高剛性部材の移動を適切に制限することができる。そのため、粘弾性部材内で効果的な歪みを生じさせ、振動の減衰効果を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の車両用パネル構造によれば、外部から伝達される騒音の遮音と軽量化を効果的に両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による車両用パネル構造が適用される車体のフロアパネル及びフレーム部材を車体下方から見た底面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示すフロアパネルであり、図２（Ｂ）は、本発明の実施形態による車両用パネル構造に用いられる減衰パネル部材を示す分解斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、本実施形態による減衰パネル部材の斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿って見た断面図である。
【図４】本実施形態による減衰パネル部材内の繊維部材及びプーリ状部材を示す平面図である。
【図５】本実施形態による減衰パネル部材内のプーリ状部材の側面図である。
【図６】本実施形態による減衰パネル部材内のプーリ状部材の側面断面図である。
【図７】本発明の実施形態による車両用パネル構造における複数の減衰パネル部材を車体のフロアパネルに適用した例を示す底面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿って見た本発明の実施形態による車両用パネル構造の断面図である。
【図９】本実施形態による減衰パネル部材のフレーム部材への取り付け例を示す側面図である。
【図１０】本実施形態による車体前後方向の２つの減衰パネル部材を同一箇所でフレーム部材へ取り付けた例を示す側面図である。
【図１１】本実施形態による減衰パネル部材への張力付与構造の一例を示す側面断面図である。
【図１２】本発明の実施形態による車両用パネル構造における減衰パネル部材の減衰効果を説明するための、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って見た減衰パネル部材の部分断面図である。
【図１３】本発明の実施形態による車両用パネル構造における減衰パネル部材の繊維部材の方向に対する減衰効果の作用の違いを説明するための、減衰パネル部材の斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態による減衰パネル部材に生じる振動モードの例（図１４（Ａ）〜（Ｃ））及びその効果の違いを説明するための、減衰パネル部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両用パネル構造を説明する。以下では、本発明の実施形態による車両用パネル構造を車体のフロアパネルに適用した例を説明する。
【００１９】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態による車両用パネル構造の全体構成について説明する。本発明の実施形態による車両用パネル構造が適用される車体のフロアパネル及び車体のフレーム部材を車体下方から見た底面図であり、図２は、図１に示すフロアパネル（図２（Ａ））、及び本発明の実施形態による車両用パネル構造に用いられる減衰パネル部材を示す分解斜視図（図２（Ｂ））である。なお、図１及び図２において、矢印Ｗは車幅方向を示し、矢印Ｌは車体前後方向を示す（他の図でも同様とする）。
【００２０】
図１は、車両としての自動車におけるモノコック式ボディを下方から見た図であり、細かい部分を省略して要部のみを示してある。図１では、符号１はフロアパネルを示し、符号２はリアパネルを示し、符号３は左右一対のフロントサイドフレームを示し、符号４は左右一対のリヤサイドフレームを示している。
【００２１】
先ず、図１に示すように、フロアパネル１の車幅方向両縁部には、車体前後方向に延びる左右一対のサイドシル１０が接合されている。フロアパネル１の下面には、車体前後方向に延びる第１フロアフレーム１１と第２フロアフレーム１２が接合されている。
【００２２】
次に、図２（Ａ）に示すように、フロアパネル１は、その車幅方向中央部において、前後方向に延びると共に上方に膨出するトンネル部１３が形成されている。フロアパネル１の上面には、その車体前後方向のほぼ中間部において、断面コ字状の車幅方向に延びる中央クロスメンバ１４が接合されている。中央クロスメンバ１４は、トンネル部１３とサイドシル１０とを連結している（図１参照）。
【００２３】
次に、図１に示すように、第２フロアフレーム１２は、トンネル部３近傍に設けられ、第１フロアフレーム１１は、その第２フロアフレーム１２とサイドシル１０との間に配設されている。
フロアパネル１の左右前端部には、トルクボックス１５が形成されている。そして、このトルクボックス１５には、フロントサイドフレーム３の後端部が連結されると共に、サイドシル１０と第１フロアフレーム１１のそれぞれの前端部が連結されている。そして、第１フロアフレーム１１と、第２フロアフレーム１２の前端部付近において、各フロアフレーム１１、１２同士が、フロアパネル１の下面に接合された短い前クロスメンバ１６により連結されている。第１フロアフレーム１１は、フロントサイドフレーム３のほぼ車体前後方向の後方の延長線上に位置するように形成されている。
【００２４】
次に、サイドシル１０の後端には、リヤサイドフレーム４の前端部が連結されている。また、サイドシル１０の後端部とトンネル部１３の後端部とが、フロアパネル１の下面に接合された後方クロスメンバ１７によって連結されている。この後方クロスメンバ１７に対して、各フロアフレーム１１、１２の後端が連結されている。
【００２５】
ここで、図１において、符号Ｔ１〜Ｔ８、及び、符号Ｔ１１〜Ｔ１８は、後述する減衰パネル部材（１９ａ〜１９ｄ）の取付部位あるいは取付部位候補を示している。車両前方から見て右側の取付部位Ｔ１〜Ｔ８と、左側の取付部位Ｔ１１〜Ｔ１８とは左右対称位置となるように、それらの位置が決められている。取付部位Ｔ１、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ１１、Ｔ１４、Ｔ１７は、サイドシル１０への取付部位である。なお、後述する説明において、取付部位を区別する必要のないときは、取付部位を単に符号「Ｔ」で示す。
【００２６】
これらの取付部位Ｔは、本実施形態では、強度部材（剛性部材）としてのサイドシル１０、各フロアフレーム１１、１２、及び、各クロスメンバ１４、１６、１７への取付位置となっている。特に、フロアパネル１を上方から見た平面視において、取付部位Ｔとしては、前後方向に延びる強度部材と車幅方向に延びる強度部材との交差部（つまり角部）が、その取付強度上、好ましい。
【００２７】
次に、図２（Ｂ）には、フロアパネル１の下方に配置され、且つ、上述した各フレーム部材１０、１１、１２、１４、１７を介してこのフロアパネル１に取り付けられるようになっている、合計４つの減衰パネル部材１９ａ〜１９ｄが示されている。図２（Ｂ）に示すように、各減衰パネル部材１９ａ〜１９ｄには、それぞれ、粘弾性部材２０内に高剛性部材としての繊維部材２１ａ１、２１ａ２、２１ｂ１、２１ｂ２、２１ｃ１、２１ｃ２、２１ｄ１、２１ｄ２が埋め込まれている。
なお、以下の説明において、各減衰パネル部材１９ａ〜１９ｄを区別する必要のないときは、減衰パネル部材を単に符号「１９」で示す。また、各繊維部材２１ａ１、２１ａ２、２１ｂ１、…を区別する必要のないときは、繊維部材を単に符号「２１」で示す。
【００２８】
次に、図３〜図６を参照して、本実施形態による減衰パネル部材について具体的に説明する。図３（Ａ）は、本実施形態による減衰パネル部材の斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿って見た断面図であり、図４は、本実施形態による減衰パネル部材内の繊維部材及びプーリ状部材を示す平面図であり、図５は、本実施形態による減衰パネル部材内のプーリ状部材の側面図であり、図６は、本実施形態による減衰パネル部材内のプーリ状部材の側面断面図である。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、本実施形態による減衰パネル部材１９は、矩形のパネル状の粘弾性部材２０と、この粘弾性部材２０内に埋め込まれ、粘弾性部材２０の面内方向に延びる環状の繊維部材２１と（図３（Ｂ）も参照）、矩形の四隅に配置され、繊維部材２１の端部が巻き付けられた、プーリ形状を有するプーリ状部材２２（図３（Ｃ）も参照）とを有する。この減衰パネル部材１９には、２つの繊維部材２１と４つのプーリ状部材２２が設けられている。なお、図３（Ａ）では、繊維部材２１を明確に示すために、粘弾性部材２０内に埋め込まれた繊維部材２１を実線で示し、いわゆる透視した状態で示している。また、プーリ状部材２２も実線で示している。
【００３０】
これらの繊維部材２１は、粘弾性部材２０よりも剛性が高い繊維により作られる。具体的には、繊維部材２１は、紐状に多数本束ねられた炭素繊維（特に長繊維の炭素繊維）であり、図３（Ａ）及び図４に示すように、２つのプーリ状部材２２に巻き付けられると共に２つのプーリ部材２２の間で張り渡されるようにして環状に形成されている。
また、粘弾性部材２０は、繊維部材２１よりも剛性が低い材料、例えば樹脂やアルミなどにより作られる。因みに、炭素繊維の強度は、鉄の約１０倍であり、炭素繊維の剛性は、鉄の約７倍である。粘弾性部材２０内への繊維部材２１の埋め込みは、例えば粘弾性部材２０と繊維部材２１を一体的に成形することにより実現される。好適には、繊維部材２１は、粘弾性部材２０における厚み方向の中間位置に配置される（図３（Ｂ）参照）。
なお、繊維部材２１は、炭素繊維を主成分とするもの（例えば炭素繊維に合成樹脂を含浸させたもの）や、ピアノ線等の金属線（金属線を複数本撚り合わせたものであってもよい）や、ガラス繊維で形成する等、適宜の高剛性の材料を適用することができる。
【００３１】
次に、図５及び図６に示すように、プーリ状部材２２は、一種のプーリ形状（言い換えるとボビン形状）とされて、中心に取付孔２２ａが形成されている。また、プーリ状部材２２は、取付孔２２ａの軸方向に一対のフランジ部２２ｂを有し、この一対のフランジ部２２ｂの間に断面略半円弧状に凹んだガイド溝面２２ｃを有する。ガイド溝２２ｃは、取付孔２２ａを中心とする円形にとされている。そして、一対のプーリ状部材２２（のガイド溝２２ｃ）間に繊維部材２１が巻回される。
【００３２】
一対のプーリ状部材２２間に巻回された繊維部材２１によって、一対のプーリ状部材２２間には、図４に示すように互いに平行に延びる第１連結線部２１ｘと第２連結線部２１ｙとが構成される。そして、この各連結線部２１ｘと２１ｙとがぴんと張った張力が付与されるように一対のプーリ状部材２２の間隔を調整したときに、その張力が互いに等しくされ、繊維部材２１が張り渡される（言い換えると張設される）こととなる。繊維部材２１は、こうしてプーリ状部材２２により張り渡された状態で、プーリ状部材２２と一緒に粘弾性部材２０内に埋め込まれる。
【００３３】
再び図３（Ａ）を参照すると、繊維部材２１は、減衰パネル部材１９に２つ設けられており、この２つの繊維部材２１は、減衰パネル部材１９を形成する矩形の２本の対角線に沿うように、それぞれの両端が、この矩形の対角線上に位置する２つの隅部に設けられたプーリ状部材２２に巻き付けられている。つまり、一対の繊維部材２１が、減衰パネル部材１９の矩形の対角線を形成するように、即ちＸ字形状を構成するように、交差して配置されている。
【００３４】
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態による減衰パネル部材の配設例について説明する。図７は、本発明の実施形態による車両用パネル構造における複数の減衰パネル部材（図２（Ｂ）に示す合計４つの減衰パネル部材１９ａ〜１９ｄ）を車体のフロアパネルに適用した例を示す底面図であり、図８は、図７のVIII−VIII線に沿って見た本発明の実施形態による車両用パネル構造の断面図であり、フロアパネルの下方に減衰パネル部材１９が設けられた正面断面図である。なお、図８では、減衰パネル部材１９については側面図にて示している。
【００３５】
図７に示すように、減衰パネル部材１９ａは前方右側に配設され、減衰パネル部材１９ｂは前方左側に配設され、減衰パネル部材１９ｃは後方右側に配設され、減衰パネル部材１９ｄは後方左側に配設されている。この場合、減衰パネル部材１９ａは取付部位Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ６にて取り付けられ、減衰パネル部材１９ｂは取付部位Ｔ１１、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１６にて取り付けられ、減衰パネル部材１９ｃにて取付部位Ｔ４、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８に取り付けられ、減衰パネル部材１９ｄは取付部位Ｔ１４、Ｔ１６、Ｔ１７、Ｔ１８にて取り付けられる。
なお、減衰パネル部材１９は、実際には、上述したプーリ状部材２２の取付孔２２ａを利用してフロアパネル１の取付部位Ｔに取り付けられる。図７では、説明の便宜上、プーリ状部材２２に対して符号「Ｔ」を付している。
【００３６】
図８に示すように、減衰パネル部材１９（１９ａ〜１９ｄ）は、フロアパネル１などの下方に配設され、車体の最下部に位置する。そのような減衰パネル部材１９は、フロアパネル１の底面を覆うことで、整流板として機能し、車両の空力特性向上に寄与する。したがって、減衰パネル部材１９は、一般的なフロアアンダーカバーと同様に機能する。
【００３７】
なお、車体前後方向に隣接する減衰パネル部材１９ａと減衰パネル部材１９ｃとを一体的に形成してもよい、つまり減衰パネル部材１９ａと減衰パネル部材１９ｃとを別体にせずに一体化してもよい。また、車体前後方向に隣接する減衰パネル部材１９ｂと減衰パネル部材１９ｄとを一体的に形成してもよい、つまり減衰パネル部材１９ｂと減衰パネル部材１９ｄとを別体にせずに一体化してもよい。
更に、図７に示す配設例では、トンネル部１３の下方に減衰パネル部材１９が配設していないが（図８も参照）、トンネル部１３の下方に減衰パネル部材１９を配設してもよい。その場合、１つの減衰パネル部材１９を取付部位Ｔ３、Ｔ１３、Ｔ６、Ｔ１６にて取り付け、もう１つの減衰パネル部材１９を取付部位Ｔ６、Ｔ１６、Ｔ８、Ｔ１８にて取り付ければよい。
【００３８】
次に、図９及び図１０を参照して、本実施形態による減衰パネル部材の取り付け例について説明する。図９は、本実施形態による減衰パネル部材のフレーム部材への取り付け例を示す側面図であり、図１０は、本実施形態による車体前後方向の２つの減衰パネル部材を同一箇所でフレーム部材へ取り付けた例を示す側面図である。
【００３９】
図９では、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１の一端が巻き付けられたプーリ状部材２２が、その取付孔２２ａに挿通されるねじ部材としてのボルト２５によってサイドシル１０に取り付けられ、繊維部材２１の他端が巻き付けられたプーリ状部材２２が、ボルト２６によって第２フロアフレーム１２に取り付けられる例が示される（図８も参照）。勿論、サイドシル１０やフロアフレーム１２には、ボルト２５あるいは２６が螺合されるねじ孔が、例えばこれらに溶接等により固定されたナット部材によって構成されている。なお、サイドシル１０への取り付け位置が、やや傾斜している関係上、図９に示すように、上記した一方のプーリ状部材２２の上面（サイドシル１０への取り付け面）も若干傾斜されている。
【００４０】
図１０は、第２フロア１２の同一箇所に対して、２つのプーリ状部材２２を取り付ける場合が示される。すなわち、１つのボルト２７が、２つの異なる減衰パネル部材１９が有するプーリ状部材２２の各取付孔２２ａが挿通された状態で、第２フロアフレーム１２（のねじ孔）に螺合される。図１０に示す取り付け例は、減衰パネル部材１９ａ及び減衰パネル部材１９ｃが取り付けられる取付部位Ｔ６と、減衰パネル部材１９ｂ及び減衰パネル部材１９ｄが取り付けられる取付部位Ｔ１６とに適用される（図７参照）。
なお、サイドシル１０の同一箇所に対して、２つのプーリ状部材２２を取り付けてもよい。具体的には、減衰パネル部材１９ａ及び減衰パネル部材１９ｃが取り付けられる取付部位Ｔ４、及び減衰パネル部材１９ｂ及び減衰パネル部材１９ｄが取り付けられる取付部位Ｔ１４について、２つのプーリ状部材２２を取り付ければよい（図７参照）。
【００４１】
次に、図１１を参照して、本実施形態による減衰パネル部材をフロアパネルに取り付ける際に内部の繊維部材に対して所望の張力（言い換えると引張力）を付与する張力付与構造（機構）について説明する。図１１は、本実施形態による減衰パネル部材への張力付与構造の一例を示す側面断面図である。
【００４２】
図１１は、減衰パネル部材１９を取り付けるためのボルト４１とナット４２をそのまま有効に利用して、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１に対して張力を付与する構造を示している。具体的には、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１の一端が巻き付けられたプーリ状部材２２を例えば第２フロアフレーム１２に取り付け、繊維部材２１の他端が巻き付けられたプーリ状部材２２をサイドシル１０に取り付ける場合を示している。この図１１において、第２フロアフレーム１２には、取り付け用ねじ部材となるボルト４１が、減衰パネル部材１９の配設方向に傾斜された状態であらかじめ固定されている。また、プーリ状部材２２には、ボルト４１が摺動可能に挿通されるガイド筒部２３が一体化されている。
【００４３】
ボルト４１にガイド筒部２３およびプーリ状部材２２を挿通した状態で、ボルト４１に螺合したナット４２を締め付けていくと、ボルト４１が傾斜されていることから、ボルト４１が挿通されたプーリ状部材２２は、徐々にサイドシル１０から離間する方向へと変位されて、これが減衰パネル部材１９内の繊維部材２１に対する張力付与となる。
【００４４】
サイドシル１０側の取り付け態様も、第２フロアフレーム１２側の取り付け態様と同じである。すなわち、ボルト４２に螺合されたナット４４を締め付けていくことにより、ボルト４２が挿通されたプーリ状部材２２が第２フロアフレーム１２から離間する方向に変位されて、これが減衰パネル部材１９内の繊維部材２１に対する張力付与となる。
【００４５】
以上のように繊維部材２１に対して張力を付与すると、繊維部材２１によって減衰パネル部材１９が更に補強されて、減衰パネル部材１９の膜変形（面外変形）を効果的に抑制することができる。
【００４６】
なお、図１１に示したように、減衰パネル部材１９における繊維部材２１の一端が固定されたプーリ状部材２２と他端が固定されたプーリ状部材２２の両方に対して張力付与構造を適用することに限定はされず、繊維部材２１の一端が固定されたプーリ状部材２２に対してのみ、上記のような張力付与構造を適用してもよい。
また、減衰パネル部材１９の繊維部材２１に対して張力を付与する張力付与構造は、図１１に示したものに限定はされず、減衰パネル部材１９をフロアパネル１に取り付ける際に繊維部材２１に対して張力を付与することができれば、これ以外の種々の構造を適用してもよい。また、減衰パネル部材１９をフロアパネル１に取り付けた後に、繊維部材２１に対して張力を付与するような構造を適用してもよい。
【００４７】
次に、本発明の実施形態による車両用パネル構造の作用効果について説明する。
【００４８】
まず、図１２を参照して、本発明の実施形態による減衰パネル部材の振動時にその内部に生じる歪みについて説明する。図１２は、本発明の実施形態による車両用パネル構造における減衰パネル部材の減衰効果を説明するための、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って見た減衰パネル部材の部分断面図である。
【００４９】
図１２中の矢印Ａ１に示すように、減衰パネル部材１９の振動時には、繊維部材２１が高剛性であるため、振動時にほとんど変形しない（たわまない）ので、この繊維部材２１の周りの粘弾性部材２０に歪みが集中する。他方で、粘弾性部材２０内に繊維部材２１を埋め込まない場合には、粘弾性部材２０内にほぼ均一に歪みが生じる。したがって、本実施形態のように粘弾性部材２０内に繊維部材２１を埋め込んだ構成では、粘弾性部材２０内に繊維部材２１を埋め込まない構成と比較して、減衰パネル部材１９の振動時に、繊維部材２１の周囲の粘弾性部材２０に局所的に大きな歪みが生じることとなる。
【００５０】
ここで、車両の最下部に位置する減衰パネル部材１９は、車両の下方から伝達される騒音（例えばタイヤノイズやエンジン音など）によって膜振動するが、こうして減衰パネル部材１９が膜振動した場合、図１２に示すように、減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０内に大きな歪みが生じる。
通常、ある部材に入力された振動エネルギーは歪みエネルギーと運動エネルギーに変換されるが、この歪みエネルギーは当該部材内部に一旦蓄えられ、その直後に運動エネルギーに再び変換され、これを繰り返すことで当該部材が振動する。この際に、歪みエネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて、散逸される。
上述したように、膜振動により減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０に大きな歪みが生じると、その歪みエネルギーが大きいため、振動エネルギーのうちで熱エネルギーに変換されるエネルギー量が大きくなる、つまり熱エネルギーとして散逸されるエネルギー量が大きくなる。そのため、減衰パネル部材１９におけるトータルの振動エネルギーがかなり小さくなり、振動が大きく減衰されることとなる。
したがって、本実施形態による減衰パネル部材１９によれば、騒音による減衰パネル部材１９の振動を減衰し、振動レベルを低減して、減衰パネル部材１９からフロアパネル１側への騒音の放射を抑制することができる、つまり騒音を遮音することができる。
【００５１】
以上述べたように、本実施形態によれば、減衰パネル部材１９が膜振動した際に生じる、粘弾性部材２０と繊維部材２１との剛性差に起因する粘弾性部材２０の大きな歪みによって、その膜振動を大きく減衰させることで、振動レベルを低減して、騒音を適切に遮音することができる。このように減衰パネル部材１９により遮音できるため、従来のフロアパネル１やフロアマットによる遮音機能と組み合わせることで、大きな遮音効果が得られる。また、本実施形態による減衰パネル部材１９によれば、減衰パネル部材１９単体で大きな遮音効果が得られるので、フロアパネル１やフロアマットを薄くして軽量化しても、十分な遮音効果が確保される。そのため、本実施形態によれば、軽量化と遮音を両立させることができる。
ここで、本実施形態による減衰パネル部材１９は比較的軽量な樹脂や炭素繊維などで作られるため、減衰パネル部材１９を別途設けても、車両の軽量化を妨げることはない。よって、上記のように軽量化したフロアパネル１やフロアマットと合わせて減衰パネル部材１９を用いることにより、軽量化と遮音を適切に両立させることができるのである。
更に、本実施形態による減衰パネル部材１９は、従来の整流板としてのフロアアンダーカバーとしての機能も併せ持つので、従来のフロアアンダーカバーを変形すればよく、遮音機能のみを有する部材を別途設ける必要はない。つまり、本実施形態によれば、従来のフロアアンダーカバーを利用して、遮音機能を適切に実現することができる。言い換えると、遮音機能を有する減衰パネル部材１９を用いて、車両の空力特性の向上を図ることもできる。
【００５２】
なお、材料によって、歪みエネルギーが熱エネルギーに変換されやすい材料（例えば樹脂など）と、歪みエネルギーが熱エネルギーに変換されにくい材料（例えば鉄など）がある（このような歪みエネルギーの熱エネルギーへの変換されやすさは、損失係数で表される）。本実施形態では、上述したような作用効果を得るために、歪みエネルギーが熱エネルギーに変換されやすい材料、つまり損失係数が比較的大きな材料を、減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０に適用するものとする。
【００５３】
次に、図１３を参照して、本実施形態による減衰パネル部材で減衰が機能する条件について説明する。図１３は、本発明の実施形態による車両用パネル構造における減衰パネル部材の繊維部材の方向に対する減衰効果の作用の違いを説明するための、減衰パネル部材の斜視図である。この図１３では、図３と同様に、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１を透視した状態で示している。
【００５４】
図１３中の矢印Ｂ１に示すような、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１の長さ方向に沿った変形を生じさせる振動については、高剛性の繊維部材２１がこの振動に抵抗する補強として働き、振動が生じにくい。そのため、減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０内に歪みも生じにくいため、減衰パネル部材１９において減衰があまり機能しない。
これに対して、図１３中の矢印Ｂ２に示すような、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１の長さ方向に直交する変形を生じさせる振動については、繊維部材２１がこの振動に抵抗する補強としてほとんど働かない。そのため、減衰パネル部材１９が振動して、減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０内に大きな歪みが生じるため（図１２参照）、減衰パネル部材１９において減衰が大きく機能することとなる。
【００５５】
このように、本実施形態による減衰パネル部材１９は、繊維部材２１の長さ方向に沿った振動に対する減衰効果は小さいが、繊維部材２１の長さ方向に直交する振動に対する減衰効果は大きい。
【００５６】
次に、図１３で述べた減衰パネル部材で減衰が機能する条件を考慮に入れて、図１４を参照して、本実施形態による減衰パネル部材が減衰可能な振動モードについて説明する。図１４は、本発明の実施形態による減衰パネル部材に生じる振動モードの例（図１４（Ａ）〜（Ｃ））及びその効果の違いを説明するための、減衰パネル部材の斜視図である。
【００５７】
図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、減衰パネル部材１９を音が透過するときの、減衰パネル部材１９の膜振動による振動モードの一例を示している。図１４（Ａ）は、低次の振動モード（低周波数の振動モード）の一例を示し、図１４（Ｃ）は、高次の振動モード（高周波数の振動モード）の一例を示し、図１４（Ｂ）は、それらの中間の振動モードの一例を示している。
なお、図１４（Ａ）〜（Ｃ）では、元の減衰パネル部材１９の状態を実線で示し、振動時の減衰パネル部材１９の状態を破線で示している。また、減衰パネル部材１９を簡略化して示している（具体的には、繊維部材２１を実線で表しており、プーリ状部材２２の図示を省略している）。
【００５８】
図１４（Ａ）及び（Ｃ）に示す振動モードでは、矢印Ｃ１、Ｃ２に示すように、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１の長さ方向に直交する振動が生じる。したがって、これらの振動モードでは、減衰パネル部材１９による減衰機能が発揮される。これに対して、図１４（Ｂ）に示す振動モードでは、減衰パネル部材１９内の繊維部材２１の長さ方向に沿った振動が主に生じる、つまり繊維部材２１の長さ方向に直交する振動が生じない。したがって、この振動モードでは、減衰パネル部材１９による減衰機能があまり発揮されない。
【００５９】
このように、本実施形態による減衰パネル部材１９は、図１４（Ｂ）に示したように減衰機能があまり発揮されない振動モードもあるが、車両の下方からの騒音によって生じる多くの振動モードに対して減衰機能を発揮することができる（つまり図１４（Ａ）及び（Ｃ）に示す振動モード以外にも種々の振動モードに対して減衰機能を発揮することができる）。これは、一対の繊維部材２１を減衰パネル部材１９の対角線に沿って配置したため、繊維部材２１が減衰パネル部材１９の全体に渡って延びるように存在しており、繊維部材２１による減衰が作用する領域が広いからである。一例を挙げると、本実施形態のように減衰パネル部材１９の対角線に沿って一対の繊維部材２１を配置する場合（つまりＸ字配置する場合）と、減衰パネル部材１９の対向する二辺の中間点を結ぶ線分に沿って一対の繊維部材２１を配置する場合（つまり十字配置する場合）とを比較すると、Ｘ字配置は、十字配置よりも繊維部材２１の長さが長いため、繊維部材２１による減衰が作用する領域が広くなり、種々の振動モードに対して適切に対応することが可能となる。
【００６０】
ここで、長い繊維部材２１のほうが良いということから、減衰パネル部材１９に適用する繊維部材２１の分量を多くするのが良いとも考えられるが、こうすると、減衰パネル部材１９が高剛性になるが、高剛性により膜振動しにくくなり、減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０に大きな歪みが生じにくくなり、減衰機能が小さくなる。高剛性の場合には、低周波数の振動モードが生じなくなるが、高周波数の振動モードは依然として生じる。そのような高周波数の振動モードに対して、高剛性の減衰パネル部材１９では、減衰機能が小さいため、適切に対応することができない。
一方で、本実施形態では、減衰パネル部材１９に適用する繊維部材２１の分量を多くすることなく、一対の紐状の繊維部材２１を減衰パネル部材１９にＸ字配置する（図３参照）。こうすると、上述した高剛性の減衰パネル部材１９よりも生じる振動モードが多くなるが（高剛性で生じなかった低周波数の振動モードも生じる）、膜振動しやすくなり、減衰パネル部材１９の粘弾性部材２０に大きな歪みが生じやすくなり、減衰機能が大きくなるため、多くの振動モードに対して適切に対応することができるのである。
【００６１】
また、本実施形態では、減衰パネル部材１９の繊維部材２１の端部を固定している、具体的には、繊維部材２１の両端をプーリ状部材２２に巻き付け、このプーリ状部材２２を介して減衰パネル部材１９をフロアフレーム１２などのフレーム部材に取り付けて、繊維部材２１の両端を固定している。こうすると、繊維部材２１の両端を固定しない場合（例えば特許文献２に記載された技術のように強化繊維の両端を固定しない場合）と比較すると、大きな減衰効果が得られる。具体的には、繊維部材２１の両端を固定しない場合には、粘弾性部材２０内で歪みが生じにくい方向に繊維部材２１が移動し、粘弾性部材２０の歪みが小さくなる傾向にあるが、繊維部材２１の両端を固定すると、粘弾性部材２０内での繊維部材２１の移動が制限され、粘弾性部材２０において大きな歪みが生じるため、大きな減衰効果が得られるのである。
【００６２】
以下では、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
【００６３】
上述した実施形態では、粘弾性部材２０における厚み方向の中間位置に繊維部材２１を配置していたが、粘弾性部材２０における厚み方向の中間位置から上下方向に適宜オフセットさせた位置に繊維部材２１を配置してもよいし、粘弾性部材２０から一部分が露出するように繊維部材２１を配置してもよい。
【００６４】
上述した実施形態では、減衰パネル部材１９の隅部をフロアフレーム１２などのフレーム部材に連結していたが、減衰パネル部材１９の外周縁部の少なくとも２箇所をフレーム部材に連結すればよい。例えば、減衰パネル部材１９の辺をフレーム部材に連結してもよい。１つの例では、減衰パネル部材１９の四辺をフレーム部材に連結してもよい、つまり減衰パネル部材１９の外周縁部全体をフレーム部材に連結してもよい。その場合にも、上述した実施形態と同様の構成の繊維部材２１を減衰パネル部材１９に対して適用すれば、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。但し、減衰パネル部材１９の四辺をフレーム部材に連結した場合には、減衰パネル部材１９の四隅をフレーム部材に連結した場合よりも、減衰パネル部材１９が膜振動しにくくなり、減衰パネル部材１９内の歪みが小さくなるため、減衰パネル部材１９による減衰効果は小さくなる。
【００６５】
上述した実施形態では、矩形の減衰パネル部材１９を示したが、種々の形状を減衰パネル部材１９に対して適用してもよい。例えば、減衰パネル部材１９を、円形や、楕円形や、三角形や五角形や六角形などの多角形に形成してもよい。そのような種々の形状の減衰パネル部材１９でも、粘弾性部材２０内に繊維部材２１を埋め込み、減衰パネル部材１９の外周縁部の少なくとも２箇所をフレーム部材に連結し、その連結箇所で繊維部材２１を固定すればよい。好適には、多角形の減衰パネル部材１９では、多角形の隅部をフレーム部材に連結するとよい。
【００６６】
上述した実施形態では、本発明による連結部材として、プーリ形状を有するプーリ状部材２２を示したが、そのようなプーリ状部材２２を用いることに限定はされない。繊維部材２１を固定可能で、且つ減衰パネル部材１９をフレーム部材に連結可能であれば、種々の形態を有する連結部材を適用してもよい。例えば、ほぼ円柱形状を有する連結部材を適用してもよい。
また、更に他の例では、上記のような連結部材を用いずに、減衰パネル部材１９をフレーム部材に接合（例えば接着接合）などにより連結してもよい。その場合にも、繊維部材２１を接合箇所にて固定すればよい。
【００６７】
上述した実施形態では、本発明による所定のパネル部材をフロアパネル１に適用する例を示したが、本発明による所定のパネル部材を、ボンネットや、ルーフパネルや、ドアパネルや、トランクリッドなどに適用してもよい。そのようなパネル部材を用いる場合にも、当該パネル部材において騒音が伝達される空間側に向いた面の少なくとも一部分を覆うように、減衰パネル部材１９を配設すればよい。具体的には、所定のパネル部材としてボンネットやルーフパネルなどを用いる場合には、減衰パネル部材１９を所定のパネル部材よりも車内側に配設することとなる。したがって、本発明における「騒音が伝達される空間側に向いた面」には、所定のパネル部材において車両外側を向いた面だけでなく、所定のパネル部材において車両内側を向いた面も含む。
なお、所定のパネル部材としてボンネットなどを用いる場合には、フレーム部材を用いずに減衰パネル部材１９を配設することもある。その場合、車体における適当な箇所に、減衰パネル部材１９を配設すればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  フロアパネル
１０  サイドシル
１１  第１フロアフレーム
１２  第２フロアフレーム
１３  トンネル部
１４  中央クロスメンバ
１９  減衰パネル部材
２０  粘弾性部材
２１  繊維部材（高剛性部材）
２２  プーリ状部材
【図１】
2015174611.tif 000003
【図２】
2015174611.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015174611.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015174611.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015174611.tif 000011
【図１０】
2015174611.tif 000012
【図１１】
2015174611.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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