(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパネル材と、
前記第１のパネル材上に位置する第２のパネル材と、
前記第１のパネル材と前記第２のパネル材との間に位置する弾性シート材と、を備え、
前記弾性シート材は、複数の凹凸からなる第１の凹凸部を有するとともに、その第１の凹凸部を構成する複数の凹部の上面開口縁部に対して前記第２のパネル材が当接した構造になっていて、
前記第１のパネル材は、複数の凹凸からなる第２の凹凸部を有するとともに、その第２の凹凸部を構成する複数の凸部の上端面が前記弾性シート材に対して当接した構造になっており、
前記第２のパネル材と前記弾性シート材との間には、前記複数の凹部の内側空間がそれぞれ個別に独立した個別空気層として複数存在し、
前記第１のパネル材と前記弾性シート材との間には、前記複数の凸部のうち隣り合う２つの凸部間の空隙部が複数連なることによって、前記個別空気層より容積の大きい連続空気層が設けられ、
前記弾性シート材の凹部の底は自由に振動し得る振動膜として機能すること
を特徴とする自動車用遮音パネル。
【請求項２】
前記個別空気層または前記連続空気層に連通する連通孔を設けることにより、その連通孔と前記個別空気層または前記連続空気層とからなるヘルムホルツ共鳴器が構成されること
を特徴とする請求項１に記載の自動車用遮音パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のフロア等、遮音を必要とする部位に設置される自動車用遮音パネルに関し、特に、遮音パネルの軽量化、遮音可能な周波数帯の拡張、遮音性能の向上を図るのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車において遮音を必要とする部位、例えば、フロアには遮音パネルが設置されている。この種の遮音パネルの具体的な構造は例えば特許文献１に開示されている。【０００３】
この特許文献１で開示された遮音パネル（以下「従来の遮音パネル」という）は、中空板状の樹脂構造体（１０）を備え、樹脂構造体（１０）は、その内部にセル（Ｓ）を複数並設した構造、および、個々のセル（Ｓ）に対して個別に連通孔（１５）が連通し、連通孔（１５）とこれに対応するセル（Ｓ）とによってヘルムホルツ共鳴が得られる構造になっている。【０００４】
また、従来の遮音パネルは、樹脂構造体（１０）上にシート体（５０）を積層し、積層による遮音パネル全体の重量増加で遮音性能の向上を図っている。【０００５】
しかし、従来の遮音パネルは、前述のように、遮音性能の向上を図る手段として、シート体（５０）の積層による遮音パネル全体の重量増加を利用するため、遮音パネル全体の軽量化を図ることは困難である。【０００６】
また、従来の遮音パネルでは、シート体（５０）の積層によって連通孔（１５）の開口が塞がれた状態になっているので、ヘルムホルツ共鳴の共鳴度が減少し、ヘルムホルツ共鳴による遮音効果を有効に発揮することができず、遮音性能の高い遮音パネルは得られない。【０００７】
さらに、従来の遮音パネルでは、連通孔（１５）の開口付近でのシート体（５０）の膜振動によって遮音効果が期待できるが、その膜振動の振動周波数を制御することは困難であり、幅広い周波数帯での遮音を可能とした遮音パネルは得られない。【０００８】
なお、前記カッコ内の符号は特許文献１で用いられている符号である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２０１７−１５１３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、遮音パネルの軽量化、遮音可能な周波数帯の拡張、遮音性能の向上を図るのに好適な自動車用遮音パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、第１のパネル材と、前記第１のパネル材上に位置する第２のパネル材と、前記第１のパネル材と前記第２のパネル材との間に位置する弾性シート材と、を備え、前記弾性シート材は、複数の凹凸からなる第１の凹凸部を有するとともに、その第１の凹凸部を構成する複数の凹部の上面開口縁部に対して前記第２のパネル材が当接した構造になっていて、前記第１のパネル材は、複数の凹凸からなる第２の凹凸部を有するとともに、その第２の凹凸部を構成する複数の凸部の上端面が前記弾性シート材に対して当接した構造になっており、前記第２のパネル材と前記弾性シート材との間には、前記複数の凹部の内側空間がそれぞれ個別に独立した個別空気層として複数存在し、前記第１のパネル材と前記弾性シート材との間には、前記複数の凸部のうち隣り合う２つの凸部間の空隙部が複数連なることによって、前記個別空気層より容積の大きい連続空気層が設けられ、前記弾性シート材の凹部の底は自由に振動し得る振動膜として機能することを特徴とする。
【００１３】
前記本発明において、前記個別空気層または前記連続空気層に連通する連通孔を設けることにより、その連通孔と前記個別空気層または前記連続空気層とからなるヘルムホルツ共鳴器が構成されることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、自動車用遮音パネルの具体的な構造として、前述の通り、第１のパネル材と第２のパネル材との間に弾性シート材が位置する構造、および、その弾性シート材は、複数の凹凸からなる第１の凹凸部を有するとともに、その第１の凹凸部を構成する複数の凹部の上面開口縁部に対して第１のパネル材が当接した構造、ならびに、第２のパネル材と弾性シート材との間には個別空気層が存在し、第１のパネル材と弾性シート材との間には連続空気層が存在する構造を採用した。このため、下記《作用Ａ》および《作用Ｂ》が生じることから、遮音パネルの軽量化、遮音可能な周波数帯の拡張、遮音性能の向上を図るのに好適な自動車用遮音パネルを提供し得る。【００１５】
《作用Ａ》
弾性シート材の凹部の底が自由に振動し得る振動膜として機能し、膜振動による遮音効果を有効に発揮でき、例えば第２のパネル材の重量を増やさなくても、重量則を超える遮音効果が得られる。また、その振動膜によって低周波数帯の遮音に対応可能である。【００１６】
《作用Ｂ》
個別空気層や連続空気層に連通する連通孔を設けることにより、連通孔と個別空気層または連続空気層とによるヘルムホルツ共鳴が得られ、その共鳴周波数と前述の振動膜のｎ次共振との組合せによって幅広い周波数帯域での遮音が可能である。
《作用Ｃ》
前記のような連通孔と個別空気層とによるヘルムホルツ共鳴を得る場合は、その連通孔を第２のパネル材に設ければよく、また、前記のような連通孔と連続空気層とによるヘルムホルツ共鳴を得る場合は、その連通孔を第１のパネル材に設ければよく、これらの場合において、第１のパネル材や第２のパネル材上に積層される他のパネル材は存在しないから、かかる連通孔の開口が塞がれた状態になることはなく、ヘルムホルツ共鳴による遮音効果を有効に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明を適用した自動車用遮音パネルの平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ矢視断面図。
【図２】（ａ）は図１の自動車用遮音パネルを構成する第２のパネル材の平面図、（ｂ）は同自動車用パネルを構成する弾性シート材の平面図、（ｃ）は同自動車用パネル材を構成する第１のパネル材の平面図。
【図３】第１の凹凸部を構成する凹部の形状変形例の説明図。
【図４】本発明の他の実施形態の説明図。
【図５】本発明の他の実施形態の説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。【００１９】
図１（ａ）は本発明を適用した自動車用遮音パネルの平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）中のＡ矢視断面図である。また、図２（ａ）は図１の自動車用遮音パネルを構成する第２のパネル材の平面図、図２（ｂ）は同自動車用パネルを構成する弾性シート材の平面図、図２（ｃ）は同自動車用パネル材を構成する第１のパネル材の平面図である。【００２０】
図１（ａ）（ｂ）を参照すると、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩは、第１のパネル材１と、第１のパネル材１上に位置する第２のパネル材２と、第１のパネル材１と第２のパネル材２との間に位置する弾性シート材３と、を備えた構造になっている。【００２１】
《弾性シート材３の詳細》
弾性シート材３は、複数の凹凸からなる第１の凹凸部４を有するとともに、その第１の凹凸部４を構成する複数の凹部４Ａの上面開口縁部に対して第２のパネル材２が当接した構造になっている。【００２２】
前記各凹部４Ａの内側空間は、それぞれ個別に独立した個別空気層ＡＧ１（第１の空気層）として存在する。各凹部４Ａの上面開口は第２のパネル材２側に位置すること、および、個別空気層ＡＧ１は凹部４Ａの内側空間からなることから、個別空気層ＡＧ１は弾性シート材３と第２のパネル材２との間に複数存在する。【００２３】
前記各凹部４Ａの底とその周辺部は、騒音等の音エネルギーによって自由に振動できる振動膜５（第１の振動膜）として機能するように構成してある。これにより、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、例えば第２のパネル材２の重量を増やさなくても、重量則を超える遮音効果を発揮できる。また、この振動膜５はその振動によって特に低周波数帯の遮音に対応可能である。【００２４】
弾性シート材３における前述の振動膜５としての機能を実現する手段として、弾性シート材３は、例えばゴム材、エラストマー樹脂材など、弾性を有する素材で形成される。この場合、弾性シート材３全体を弾性素材で形成してもよいし、また、弾性シート材３全体のうち特に前述の振動膜５として機能する部位、すなわち凹部４Ａの底とその周辺部だけを部分的に弾性素材で形成してもよい。【００２５】
振動膜５を含んだ凹部４Ａの形状は、遮音したい周波数帯に対応して設定する等、必要に応じて適宜変更することができる。例えば図３（ａ）から（ｋ）に示すような形状の凹部４Ａを採用してもよい。【００２６】
図２（ｂ）を参照すると、弾性シート材３における第１の凹凸部４の具体的な構成例として、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、同じ大きさ、形状の凹部４Ａが所定ピッチで連続して設けられる構造を採用しているが、これに限定されることはなく、凹部４Ａの大きさや形状、ピッチは異なってもよい。【００２７】
《第１のパネル材１》
第１のパネル材１は、複数の凹凸からなる第２の凹凸部６を有するとともに、その第２の凹凸部６を構成する複数の凸部６Ａの上端面が弾性シート材３に当接した構造になっている。【００２８】
前記複数の凸部６Ａのうち隣り合う２つの凸部６Ａ、６Ａ間の空隙部７は、複数連なることによって、前述の個別空気層ＡＧ１より容積の大きい連続空気層ＡＧ２（第２の空気層）を構成している。【００２９】
個々の空隙部７はいずれも第１のパネル材１と弾性シート材３との間に位置する。したがって、複数の空隙部７からなる連続空気層ＡＧ２は、第１のパネル材１と弾性シート材３との間に設けられている。【００３０】
凸部６Ａの具体的な形状例として、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、円錐台を採用するとともに、その円錐台の上底面が上面として弾性シート材３に当接することにより、凸部６Ａで弾性シート材３全体を支持するように構成している。【００３１】
凸部６Ａの形状は前述の円錐台に限定されることはない。図示は省略するが、例えば円筒や円柱あるいは多角筒や多角柱（三角筒、三角柱、四角柱、四角筒など）を凸部６Ａの形状として採用したり、多段の凸部を採用したりする等、凸部６Ａの形状については必要に応じて適宜変更することができる。【００３２】
第１のパネル材１は比較的硬質な樹脂で形成することができる。また、第１のパネル材１を金型で成形する場合は、凸部６Ａの形状を円錐台の形状とすることで、その円錐台のテーパを金型からの抜き勾配として利用可能である。【００３３】
また、図１（ａ）（ｂ）および図２（ｃ）を参照すると、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、第１のパネル材１に連通孔８を複数形成している。この第１のパネル材１の連通孔８（以下「第１の連通孔８−１」という）は、いずれも凸部６Ａ間に位置し、かつ第１のパネル材１の表裏面を貫通して連続空気層ＡＧ２に連通する構造になっている。【００３４】
本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、前記のような複数の第１の連通孔８−１と連続空気層ＡＧ２とによって、第１のヘルムホルツ共鳴器を構成している。第１のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数は、第１の連通孔８−１の寸法、配置間隔（ピッチ）および連続空気層ＡＧ２の容積によって一義的に定まる。【００３５】
したがって、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、例えば、連続空気層ＡＧ２の容積を変更する、または、第１の連通孔８−１の寸法を変更する、あるいは、第１の連通孔８−１の個数または配置間隔を変更すること等により、第１のヘルムホルム共鳴器の共鳴周波数を調整（チューニング）することができる。【００３６】
第１の連通孔８−１の断面形状は円形に限定されることはなく、例えば長穴形状、半円形状、三日月形状、星形形状等、様々な断面形状を採用することができる。また、第１の連通孔８−１は、その一端から他端までの範囲が同一内径の孔として構成される他、内径の異なる多段の孔やテーパ形状の孔として構成してもよい。さらに、この第１の連通孔８−１は、図２（ｃ）に示したように隣り合う２つの凸部６Ａ、６Ａ間に一つずつ設けてもよいし、複数設けてもよい。【００３７】
《第２のパネル材》
第２のパネル材２は、所定厚の樹脂板で構成してある。第２のパネル材２もまた振動膜として機能することにより遮音効果を発揮するものである。このため、第２のパネル材２を構成する樹脂板の素材やその厚みは、遮音したい周波数帯を考慮し、必要に応じて適宜変更される。【００３８】
図１（ａ）（ｂ）および図２（ａ）を参照すると、第２のパネル材２の具体的な構造例として、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、第２のパネル材２にも連通孔８を形成している。この第２のパネル材２の連通孔８（以下「第２の連通孔８−２」という）は、第２のパネル材２の表裏面を貫通し、かつ、一つの個別空気層ＡＧ１に連通している。【００３９】
つまり、第２の連通孔８−２は個別空気層ＡＧ１ごとに対応して一つずつ設けられており、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、一つの第２の連通孔８−２とこれに対応する個別空気層ＡＧ１とによって第２のヘルムホルツ共鳴器を複数構成している。この第２のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数は、第２の連通孔８−２の寸法と個別空気層ＡＧ１の容積によって一義的に定まる。【００４０】
したがって、本実施形態の自動車用遮音パネルＳＩでは、個別空気層ＡＧ１の容積を変更する、または、第２の連通孔８−２の寸法を変更すること等により、第２のヘルムホルム共鳴器の共鳴周波数を調整（チューニング）することができる。【００４１】
第２の連通孔８−２の断面形状は、第１の連通孔８−１と同じく、円形に限定されることはなく、例えば長穴形状、半円形状、三日月形状、星形形状等、様々な断面形状を採用することができる。また、第２の連通孔８−２は、その一端から他端までの範囲が同一内径の孔として構成されるほか、内径の異なる多段の孔やテーパ形状の孔として構成してもよい。さらに、この第２の連通孔８−２は、図１（ｂ）に示したように個別空気層ＡＧ１のセンターを通るように形成する他、そのセンター位置から所定量オフセットした位置に形成してもよいし、個別空気層ＡＧ１ごとに複数設けてもよい。【００４２】
《他の実施形態》
図４と図５は本発明を適用した自動車用遮音パネルの他の実施形態の説明図である。なお、図４においては、説明の便宜上、第２のパネル材２と弾性シート材３の図示を省略している。【００４３】
図１（ｂ）の自動車用遮音パネルＳＩは連続空気層ＡＧ２を一つ備えているが、図４の自動車用遮音パネルＳＩでは、第１のパネル材１から弾性シート材３の方向に向けて立ち上がった形態の仕切り９が設けられ、かかる仕切り９によって連続空気層ＡＧ２が２つに仕切り分割されることにより、２つの連続空気層ＡＧ２を有する構成を採用している。なお、仕切り９を増やすことで連続空気層ＡＧ２の数を３以上備えるように構成することも可能である。【００４４】
図１（ｂ）の自動車用遮音パネルＳＩでは、第２の凹凸部６を構成する凸部６Ａの上端面をフラットな平面形状となるように形成しているが、図５の自動車用遮音パネルＳＩでは、そのような凸部６Ａの上端面に第３の凹凸部１０を形成している。この第３の凹凸部１０を構成する凹部１０Ａの内側空間は、第１のパネル材１と弾性シート材３との間に位置する第３の空気層１１を構成している。【００４５】
また、図５の自動車用遮音パネルＳＩでは、第２のパネル材１全体のうち、弾性シート材３を挟んで第３の空気層１１と対向する面に対して窪み１２を形成することにより、第３の空気層１１と窪み１２とが対向する範囲内において、弾性シート材３の一部が第２の振動膜１３として自由に振動し得るように設定している。【００４６】
つまり、図５の自動車用遮音パネルＳＩは、前述の第１の振動膜５に加えてさらに、第２の振動膜１３を備えており、この第２の振動膜１３もまたその振動によって特定の低周波数帯の遮音に貢献する。【００４７】
《以上のまとめ》
以上説明した各実施形態の自動車用遮音パネルは、その具体的な構造として、第１のパネル材１と第２のパネル材２との間に弾性シート材３が位置する構造、および、その弾性シート材３は、第１の凹凸部４を有するとともに、その第１の凹凸部４を構成する複数の凹部４Ａの上面開口縁部に対して第１のパネル材１が当接した構造、ならびに、第２のパネル材２と弾性シート材３との間に個別空気層ＡＧ１が存在し、第１のパネル材１と弾性シート材３との間に連続空気層ＡＧ２が存在する構造を採用した。このため、下記《作用Ａ》および《作用Ｂ》が生じることから、遮音パネルの軽量化、遮音可能な周波数帯の拡張、遮音性能の向上を図るのに好適である。【００４８】
《作用Ａ》
弾性シート材３の凹部４Ａの底が自由に振動し得る振動膜として機能することで、膜振動による遮音効果を有効に発揮でき、例えば第２のパネル材２の重量を増やさなくても、重量則を超える遮音効果が得られる。また、その振動膜によって低周波数帯の遮音に対応可能である。【００４９】
《作用Ｂ》
個別空気層ＡＧ１や連続空気層ＡＧ２に連通する連通孔８（８−１、８−２）を設けたことにより、連通孔８と個別空気層ＡＧ１または連続空気層ＡＧ２とによるヘルムホルツ共鳴が得られ、その共鳴周波数と前述の振動膜のｎ次共振との組合せによって幅広い周波数帯域での遮音が可能である。【００５０】
《作用Ｃ》
連通孔８（８−１）と個別空気層ＡＧ１とによるヘルムホルツ共鳴を得る場合は、その連通孔８（８−１）を第２のパネル材２に設ければよく、また、連通孔８（８−２）と連続空気層ＡＧ２とによるヘルムホルツ共鳴を得る場合は、その連通孔８（８−２）を第１のパネル材１に設ければよく、これらの場合において、第１のパネル材１や第２のパネル材２上に積層される他のパネル材は存在しないから、連通孔８（８−１、８−２）の開口が塞がれた状態になることはなく、ヘルムホルツ共鳴による遮音効果を有効に発揮することができる。【００５１】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形が可能である。例えば、先に説明した連通孔８を省略した形態の実施例も採用し得る。
【符号の説明】
【００５２】
１  第１のパネル材
２  第２のパネル材
３  弾性シート材
４  第１の凹凸部
４Ａ  第１の凹凸部の凹部
５  振動膜（第１の振動膜）
６  第２の凹凸部
６Ａ  第２の凹凸部の凸部
７  空隙部
８  連通孔
８−１  第１の連通孔
８−２  第２の連通孔
９  仕切り
１０  第３の凹凸部
１０Ａ  第３の凹凸部の凹部
１１  第３の空気層
１２  窪み
１３  第２の振動膜
ＡＧ１  個別空気層（第１の空気層）
ＡＧ２  連続空気層（第２の空気層）
ＳＩ  自動車用遮音パネル
【要約】
【課題】遮音パネルの軽量化、遮音可能な周波数帯の拡張、遮音性能の向上を図るのに好適な自動車用遮音パネルを提供する。
【解決手段】自動車用遮音パネルＳＩは、第１のパネル材１と第２のパネル材２との間に弾性シート材３が位置する構造、および、その弾性シート材３は、第１の凹凸部４を有するとともに、その第１の凹凸部４を構成する複数の凹部４Ａの上面開口縁部に対して第１のパネル材１が当接した構造、ならびに、第２のパネル材２と弾性シート材３との間に個別空気層ＡＧ１が存在し、第１のパネル材１と弾性シート材３との間に連続空気層ＡＧ２が存在する構造である。
【選択図】図１【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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