(57)【要約】【課題】本発明は、フロントグリルの意匠及び通気性を損なうことなく、且つ、複雑な成形を必要とすることなく、騒音低減効果を高めることができるフロントグリルの騒音低減構造の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、車両のエンジンルームの前側に設けられるフロントグリル１０における騒音低減構造であって、フロントグリル１０の外周枠１２内に延在する棒状部材１４に、エンジンルーム側のみ開口を有する空間部１６を形成すると共に、空間部１６を所定の開口幅Ｄを持つ複数の空間に仕切る仕切り壁１６を立設し、空間部１６の開口を吸音材６０により覆うことを特徴とする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンルームの前側に設けられるフロントグリルにおける騒音低減構造であって、
フロントグリルの外周枠内に延在し、エンジンルーム側にのみ開口を有する複数の空間部が形成された棒状部材と、
前記棒状部材の空間部の開口を覆う吸音材とを備えることを特徴とする、騒音低減構造。
【請求項２】
車両のエンジンルームの前側に設けられるフロントグリルにおける騒音低減構造であって、
フロントグリルの外周枠内に延在する棒状部材に、エンジンルーム側のみ開口を有する空間部を形成すると共に、該空間部を複数の空間に仕切る仕切り壁を立設することを特徴とする、騒音低減構造。
【請求項３】
前記棒状部材の空間部は、前記棒状部材のエンジンルーム側に形成された複数の凹部により画成されており、
該凹部の深さが、低減すべき周波数の音の１／４波長の奇数倍に設定されている、請求項１又は２記載の騒音低減構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のフロントグリルに設けられる騒音低減構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロントグリルに設けられる従来の消音構造として、エンジンルームへの外気の通風を可能とする通気部と、仕切り板により分割された複数の管路を有した消音部とを隣接して配置した箱型の消音装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この消音装置の消音部には、広い周波数帯域で消音を実現するために長さの異なる複数の管路が設けられており、各管路の開口付近の空気振動によって対応する周波数の音の減衰を実現する。この従来の消音構造は、エンジンルームへの外気の通風を可能としつつ、共鳴吸収によって音を吸収する消音原理を用いて車外騒音の低減を可能とする。
【０００３】
また、その他の従来の消音構造として、互いに離間した２枚の板材に多数の貫通孔を設けた遮音性フロントグリルが知られている（例えば、特許文献２参照。）。この遮音性フロントグリルによれば、多数の貫通穴によりエンジンルームへの外気の通風を可能としつつ、貫通穴の開口部の空気が質量となり２枚の板材間の空気層がばねとなる共振系により、貫通穴を通過する共振周波数の音波を減衰すること（即ち、フロントグリルの遮音性を向上すること）を可能とする。また、同特許文献２には、上記空気ばねの共振周波数を超える周波数の音が貫通穴を通過すると位相が反転することを利用して消音を実現する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８９０２４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７２４３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示される消音構造では、消音部を形成するためにフロントグリルの開口を部分的に閉塞する必要があるため、通風面積の確保が困難であり、また、フロントグリルのデザインに対して大きな制約となってしまうという問題点がある。また、共鳴吸収によって音を吸収する原理を用いるため、消音部に仕切り板により仕切られた複数の管路を形成する必要があり、構造が非常に複雑で金型のコストが高くなってしまうという問題点がある。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示される消音構造は、互いに離間した２枚の金属製の板材（及び、それらの間に設けられる円筒形部材）を備えるため、重量面で問題点を有する。また、かかる消音構造を備えたフロントグリルは、樹脂成形によっても一体成形することができず、生産性に課題を残している。また、この消音構造は、複数の孔を持つデザインのフロントグリルにしか適用できず、また、かかるデザインのフロントグリルにおいても、所望の周波数帯域の騒音を低減するために必要な孔の開口面積や開口率を確保しなければならず、これらのパラメータがフロントグリルのデザインに対して制約となることも考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は、フロントグリルの意匠及び通気性を損なうことなく、且つ、複雑な成形を必要とすることなく、騒音低減効果を高めることができるフロントグリルの騒音低減構造の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、車両のエンジンルームの前側に設けられるフロントグリルにおける騒音低減構造であって、
フロントグリルの外周枠内に延在し、エンジンルーム側にのみ開口を有する複数の空間部が形成された棒状部材と、
前記棒状部材の空間部の開口を覆う吸音材とを備えることを特徴とする、騒音低減構造によって達成される。
【０００９】
本発明において、フロントグリルは、車幅方向や上下方向等に棒状部材が架設された外周枠により構成されている。この棒状部材には、例えば棒状部材の延在方向に沿って複数の凹部（肉抜き部）が形成される等により、エンジンルーム側にのみ開口を有する複数の空間部が画成される。この複数の空間部の開口は、吸音材により閉塞される。エンジンルーム内の音（特に、エンジン音）が棒状部材の空間部に入射すると、当該空間部には、入射波と空間部の底部を反射面とする反射波との合成による定在波が形成される。本発明によれば、吸音材が空間部の底部からある高さだけ離間した面内に位置するので、各周波数の音波の粒子速度が最小となる位置である空間部の底部に吸音材を設けた場合に比して吸音性能が格段に向上する。これにより、実際の車外騒音となりうるエンジンルーム内の音を効率的に低減することが可能となる。更に、本発明によれば、吸音材により減衰された音波が、棒状部材の空間部の開口付近で、直接的に車外に向かって進行する音波と干渉することになるので、直接的に車外に放出される音波を減衰することができる。従って、本発明によれば、車外騒音の源であるエンジンルーム内の音を効率的に低減することができるだけではなく、実際の車外騒音となる車外に直接的に放出される音波を減衰することができる。
【００１０】
尚、棒状部材の複数の空間部は、エンジンルーム側にのみ開口を有するので、フロントグリルの成形条件（型抜き方向）に影響を及ぼすことはない。また、複数の空間部が、棒状部材のエンジンルーム側（意匠面とは逆側）にのみに形成され、且つ、フロントグリルに通常的に設けられる棒状部材に形成されるので、フロントグリルの外観（デザイン）及び通気性に影響を及ぼすことはない。
【００１１】
更に、請求項３に記載する如く、前記棒状部材の空間部が、前記棒状部材のエンジンルーム側に形成された複数の凹部により画成されており、該凹部の深さが、低減すべき周波数の音の１／４波長の奇数倍に設定されている場合には、空間部内の音波は、最も高い粒子速度を持つ位置で吸音材を通過することになり、特定周波数のエンジンルーム内の音を最も効率的に低減することが可能となる。
【００１２】
上記目的は、請求項２に記載する如く、車両のエンジンルームの前側に設けられるフロントグリルにおける騒音低減構造であって、
フロントグリルの外周枠内に延在する棒状部材に、エンジンルーム側のみ開口を有する空間部を形成すると共に、該空間部を複数の空間に仕切る仕切り壁を立設することを特徴とする、騒音低減構造によっても達成される。
【００１３】
本発明において、フロントグリルは、車幅方向や上下方向等に棒状部材が架設された外周枠により構成されている。この棒状部材のエンジンルーム側には、複数の仕切り壁を立設することにより、エンジンルーム側にのみ開口を有する複数の空間部が画成される。本発明においては、複数の空間部に入力された音波は、減衰されることなく各空間部から出力され、そのままエンジンルーム向かって進行するか、若しくは、回折して車外に向かって進行する（回折波）。本発明によれば、この回折波は、減衰されることなく、エンジンルーム内から直接的に車外に向かって進行する音波（直接波）と干渉することになるので、直接波を効果的に減衰することができる。
【００１４】
更に、請求項３に記載する如く、前記棒状部材の空間部が、前記棒状部材のエンジンルーム側に形成された複数の凹部により画成されており、該凹部の深さが、低減すべき周波数の音の１／４波長の奇数倍に設定されている場合には、直接波と回折波が逆位相となる（位相差が略１８０度となる）ので干渉時に完全な消音を実現することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による吸音構造及び消音構造が適用されるフロントグリル部の外観を示す斜視図である。ラジエータグリルとも称されるフロントグリル１０は、フードパネル２の車両前方の開口部に装着される大型の樹脂部品であり、エンジンルーム内の通風性を確保する役割と共に、車両前面の意匠を構成する役割を果たす。
【００１６】
図２は、本発明による吸音構造及び消音構造が設けられるフロントグリル１０の正面図を示す。本実施例の吸音構造及び消音構造は、横バータイプのフロントグリルに設けられる。
【００１７】
横バータイプのフロントグリルとは、図２に示すように、外周枠１２に車幅方向に架設された複数の棒状部材１４（以下、「横バー１４」と称する）を備えたフロントグリル１０として定義される。複数の横バー１４は、車両上下方向に所定の幅Ｗ（縦幅Ｗ）を有しており、互いに所定の距離だけ車両上下方向に離間している。尚、本発明は、特に各横バー１４の離間距離を特定するものではなく、当該離間距離は、確保すべきエンジンルームの通風性及びデザインのみに制約を受ける。また、本発明は、デザインや強度の観点から各横バー１４に車両上下方向に架設される縦リブ１５を備えたフロントグリル１０に対しても適用可能である。
【００１８】
図３（Ａ）は、図２のフロントグリル１０のＡ−Ａ断面を示し、図３（Ｂ）は、図２のフロントグリル１０の横バー１４をエンジンルーム側から見た斜視図を示す。フロントグリル１０の各横バー１４の裏側（エンジンルーム側）には、所定の深さＨの肉抜き部１６が形成されている。従って、各横バー１４は、車幅方向から見て、Ｕ字型断面を有しており、エンジンルーム側に開口を有している。フロントグリル１０の各横バー１４の表側は、メッキ処理や塗装処理が施され、意匠面を構成する。尚、各横バー１４の肉抜き部１６は、フロントグリル１０の意匠面の裏側（エンジンルーム側）に形成されるため、フロントグリル１０の意匠に影響を及ぼすことはない。
【００１９】
各横バー１４の肉抜き部１６内には、図３（Ｂ）に示すように、複数の仕切り壁１８が車両前後方向に立設されている。この複数の仕切り壁１８は、車幅方向に沿って所定の間隔Ｄを置いて配列されている。従って、各横バー１４の裏側には、エンジンルーム側に開口幅Ｄの開口を有する複数の空間部７０（以下、「セル７０」と称する）が形成される。
【００２０】
尚、以上の構成のフロントグリル１０は、樹脂により一体形成されるが、フロントグリル１０の横バー１４に上述の肉抜き部１６及び仕切り壁１８を形成することは、フロントグリル１０を金型から離型する型抜き方向に特に制約を与えることはない。
【００２１】
フロントグリル１０には、複数のセル７０の各開口を覆うように吸音材６０が設けられる。この吸音材６０は、シート状の形態を有しており、対応する各横バー１４に接着等により固定されている。吸音材６０は、吸音性の有する一般的な材料から形成され、例えばフェルト、ポリエステル繊維、グラスウールやロックウール等の無機質繊維、アルミニウム繊維等の金属繊維、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発泡体、多孔質材料等により形成されてよい。
【００２２】
図４は、本発明によるフロントグリル１０の吸音原理についての説明図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、車両上下方向から見た横バー１４のセル７０の模式図である。
【００２３】
図４（Ａ）を参照するに、エンジンルーム側から波長λの音波がセル７０に略垂直に入射した場合、セル７０内には入射波と反射波との合成により定在波が形成される。一方、波長λの音波がセル７０に斜め方向から入射した場合であっても、図４（Ｂ）に示すように、各仕切り板１６により音波の斜め入射角が制限され、各セル７０内に定在波が形成される。この定在波は、セル７０内において波長λの１／４の奇数倍の位置で腹を有しており、当該腹で音波の粒子速度が最大となる。
【００２４】
本実施例において、吸音材６０は、上述の如く、深さＨのセル７０の開口を覆うように設けられている。従って、吸音材６０は、セル７０の底部から高さＨだけ離間した面内に位置しているので、各周波数の音波の粒子速度が最小となるセル７０の底部に沿って吸音材６０を設けた場合に比して、効率的に音波を減衰させることができる。特に、各横バー１４のセル７０の深さＨ（即ち、各横バー１４の肉抜き部１６の深さＨ）が、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λの１／４倍（若しくはその奇数倍）である場合には、音波が最も高い粒子速度を持つ位置で吸音材６０に通過することになるので、音波を最も効率的に減衰させることが可能となる。例えば、１ｋＨｚ周辺の周波数での吸音効果を高めたい場合には、セル７０の深さＨ（ｍｍ）は、音速をｃ＝３４０×１０３ｍｍ／ｓとしたとき、Ｈ＝ｍ×λ／４＝ｍ×８５（ｍ：正の奇数）周辺の値に設定される。
【００２５】
また、セル７０の車幅方向の開口幅Ｄ（即ち、複数の仕切り壁１８の間隔）は、セル７０に入射される音波の周波数を規制するため、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定される。同様に、セル７０の上下方向の開口幅Ｗ（即ち、各横バー１４の縦幅Ｗ）も、好ましくは、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定される。但し、セル７０の上下方向の開口幅Ｗは、フロントグリル１０の通風機能及びデザインに制約を与えない範囲内で設定されてよい。
【００２６】
以上の吸音原理から理解できるように、本発明によるフロントグリル１０によれば、横バー１４にエンジンルーム側に開口を有する複数のセル７０を形成し、各セル７０の開口を覆う吸音材６０を設けることで、エンジンルーム側から入射する音を効率的に減衰することができる。この結果、車外騒音の源であるエンジンルーム内の音を効率的に低減することができる。
【００２７】
次に、本発明によるフロントグリル１０の消音原理について、図５を参照して説明する。図５は、車幅方向から見た横バー１４のセル７０の模式的な断面図である。
【００２８】
図５を参照するに、エンジンルーム内からフロントグリル１０を通過して車外に放出される音波は、各横バー１４の間を通って直接的に車外に出力される直接経路Ｒ１、及び、横バー１４のセル７０内に入射した後にセル７０の開口部付近で回折して車外に進行する迂回経路Ｒ２の何れかの経路を経由する。従って、これらの両経路の合流点Ｘでそれぞれの経路を経由した音波の干渉が生じることになる。このとき、迂回経路Ｒ２を通って合流点Ｘに到達する音波は、上述の如く、吸音材６０により減衰されているが、合流点Ｘにて直接経路Ｒ１を通る音波を少なくとも減衰させることができる。
【００２９】
更に、本実施例では、各セル２０は、上述の如く、車幅方向で仕切り壁１８により所定の間隔Ｄで仕切られているため（図３（Ｂ）参照）、セル２０内での音波の車幅方向の伝播が阻止されている。これにより、上述の迂回経路Ｒ２の経路長のとりうる範囲が制限されるので、各セル２０の間隔Ｄ及び深さＨを適切に設定することで、低減したい周波数帯域で効果的な騒音低減効果を得ることが可能となる。例えば、本実施例では、各セル２０の間隔Ｄは、上述の如く、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定されているので、当該周波数帯域で良好な低減効果を得ることが可能である。
【００３０】
また、セル２０の深さＨを、低減すべき周波数の音の波長λの１／４倍に設定した場合には、直接経路Ｒ１と迂回経路Ｒ２との経路差の範囲が、波長λの１／２倍を中心として規定されるため、低減すべき周波数を中心とした周波数帯域で良好な低減効果を得ることが可能となる。特に、低減すべき音の波長λの１／２倍となる経路差が成立した場合には、それぞれの経路を通った音波は逆位相となる（位相差が１８０度となる）ので、直接経路Ｒ１を通る当該周波数の音波を最も効率的に減衰させることが可能となる。
【００３１】
但し、迂回経路Ｒ２を経由する音波が、上述の如く、吸音材６０によって減衰されることを考慮して、フロントグリル１０に吸音材６０を設けないことも有効である。かかる場合には、迂回経路Ｒ２を経由する音波が、吸音材６０により減衰されることがないため、合流点Ｘにて直接経路Ｒ１を通る音波をより効果的に減衰させることができる。また、直接経路Ｒ１と迂回経路Ｒ２との間の経路差が、低減すべき音の波長λの１／２倍である場合には、直接経路Ｒ１を通る音波の完全な減衰（即ち、迂回経路Ｒ２を通る音波との合成による消音）が可能となる。
【００３２】
以上の消音原理から理解できるように、本発明によるフロントグリル１０によれば、横バー１４にエンジンルーム側に開口を有する複数のセル７０を形成することで、エンジンルーム内から車外に放出される音に対する迂回経路が画成され、車外騒音を効果的に低減することが可能となる。また、フロントグリル１０の奥行き寸法（即ち、セル２０の深さＨ）を低減すべき音の波長λの１／４倍に設定できる場合には、吸音材６０を不要とする消音構造の実現が可能となる。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３４】
例えば、上述した実施例は、横バータイプのフロントグリルへの本発明の吸音構造及び消音構造の適用例に関するものであったが、本発明は、特にこれに限定されることなく、外周枠に架設された所定の幅の棒状部材が存在する限り、外周枠に縦方向に架設された棒状部材を備えた縦バータイプのフロントグリルや、複数の棒状部材が交差するメッシュタイプのフロントグリルにも同様に適用可能である。
【００３５】
また、上述した実施例において、各セル７０は、必ずしもすべて同一の深さＨを有する必要はなく、幅広い周波数帯域で吸音効果を得るべく種々の深さを有してもよい。また、各セル７０は、必ずしもすべて同一の開口幅Ｄ（図４参照）を有する必要はなく、上述の如く、吸音（低減）すべき騒音の波長の相違に応じて種々の開口幅を有してよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。請求項１に係る発明によれば、フロントグリルの意匠及び通気能力を損なうことなく、且つ、複雑な成形を必要とすることなく、車外騒音の源であるエンジンルーム内の音を効率的に低減することができると共に、実際の車外騒音となる車外に直接的に放出される音波を減衰することができる。請求項２に係る発明によれば、フロントグリルの意匠及び通気能力を損なうことなく、且つ、複雑な成形を必要とすることなく、実際の車外騒音となる車外に直接的に放出される音波を効果的に減衰することができる。請求項３に係る発明によれば、特定の周波数の騒音を集中的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸音構造及び消音構造が適用されるフロントグリル部の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明による吸音構造及び消音構造が設けられるフロントグリルの正面図である。
【図３】図３（Ａ）は、図２のフロントグリルのＡ−Ａ断面を示し、図３（Ｂ）は、図２のフロントグリルの横バーをエンジンルーム側から見た斜視図を示す。
【図４】本発明によるフロントグリルの吸音原理についての説明図である。
【図５】本発明によるフロントグリルの消音原理についての説明図である。
【符号の説明】
２    フードパネル
１０    フロントグリル
１２    外周枠
１４    横バー
１５    縦リブ
１６    肉抜き部
１８    仕切り壁
６０    吸音材
７０    セル
Ｒ１    直接経路
Ｒ２    迂回経路
Ｈ    セルの深さ
Ｄ    セルの開口幅
【図１】
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【図２】
2004168137.tif 000004
【図３】
2004168137.tif 000005
【図４】
2004168137.tif 000006
【図５】
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