(57)【要約】【課題】軽量化、製造コストの低減化を図りながら遮音性にすぐれたダッシュパネル構造を提供する。【解決手段】パネル体６の周縁を囲むように車体側剛性部材２，４，５を配置する。また、パネル体６の車室側を向く面に、長手方向が上下に延在し、互いに車幅方向に平行に離間した補強部材８ａ，８ｂ…８ｆを固定する。これら補強部材８ａ，８ｂ…８ｆにより分割されたパネル体６の補強部材に対する鉛直方向の長さが、少なくとも隣り合う２つの前記パネル体で異なるように、前記補強部材８ａ，８ｂ…８ｆを配置した。【選択図】      図１
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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と車室との間に配置したパネル体と、このパネル体の周縁を固定する車体側剛性部材とを備えたダッシュパネル構造において、
前記パネル体の面に沿って前記車体側剛性部材及び前記パネル体の面に少なくとも一つの補強部材を固定して、前記補強部材により分割された前記パネル体の前記補強部材に対する鉛直方向の長さが、少なくとも隣り合う２つの前記パネル体で異なるように、前記補強部材を配置したことを特徴とするダッシュパネル構造。
【請求項２】
前記補強部材により分割されたそれぞれの前記パネル体を構成する辺の中で、隣り合う２辺の長さの関係が、短い方の値に対する長い方の値の比率が１より大きくなるように、前記補強部材を配置したことを特徴とする請求項１記載のダッシュパネル構造。
【請求項３】
前記補強部材により分割された前記パネル体の面全域に、吸遮音材を配置したことを特徴とする請求項１又は２記載のダッシュパネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室への騒音を低減させるダッシュパネル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンルームと車室との間には、車室の遮音性を高めるためにダッシュパネルで仕切られている。このダッシュパネルの従来構造として、ダッシュパネルの車室側の面にアスファルトシート等の制振材を設け、この制振材をダッシュパネルで挟み込むようにサンドイッチ鋼板を設けた構造（例えば、特許文献１）や、層状に配置したダッシュロアパネルとダッシュロアパネルレインフォースとの間に、発泡ダンピング材（発泡タイプメルシート）を介在した構造（例えば、非特許文献１）が知られている。
【特許文献１】特開平１０−４５０２４号公報
【非特許文献１】「新型車解説書（Ｐ１２−０）ＮＩＳＳＡＮ  プリメーラＰ１２型系車」，日産自動車株式会社，平成１３年１月発行，Ｄ−４の頁の遮音及び防振性の欄。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１及び非特許文献１の両者はサンドイッチ構造となっているので、軽量化の面で問題がある。
また、特許文献１は、制振材の貼り付け工程に時間がかかり、非特許文献１の構造は、発泡ダンピング材を発泡させるために十分な発泡時間をかけてダッシュロアパネル及びダッシュロアパネルレインフォースの間に密着させるようにしているので、発泡ダンピング材の発泡工程に時間がかかる。したがって、特許文献１、非特許文献１は、製造に多くの時間が費やされるのでコストの面でも問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、軽量化、製造コストの低減化を図りながら遮音性にすぐれたダッシュ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】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明に係るダッシュパネル構造は、車両のエンジンルームと車室との間に配置したパネル体と、このパネル体の周縁を固定する車体側剛性部材とを備えたダッシュパネル構造において、前記パネル体の面に沿って前記車体側剛性部材及び前記パネル体の面に少なくとも一つの補強部材を配置し、前記補強部材により分割された前記パネル体の隣り合う２辺の長さの少なくとも１辺の長さが、少なくとも互いに隣り合うパネル同士で一致しないように、前記補強部材を配置した。
【発明の効果】
【０００５】
ダッシュパネル構造を構成するパネル体は、エンジン音が前記パネル体を直接振動させる、或いはエンジン振動、または路面入力が車体骨格系を介して前記パネル体を振動させることにより、前記パネル体が振動し、前記パネル体の振動が空気を震わせることにより騒音として認知される。パネル体の振動には、固有振動と呼ばれる振動しやすい周波数が存在し、パネル体を振動させる外力の周波数と、前記固有振動の周波数が一致すると、パネル体の振動の振幅が大きくなる共振という現象が発生する。また、パネル体の面外変形に対する剛性は外力の周波数により変化し、パネル体の固有振動の周波数より低い周波数域で剛性が高くなる。パネル体の固有振動の周波数を決める要因は、パネル体を構成する辺の長さ、パネル体の単位面積当りの重量、パネル体の面外方向曲げ剛性であり、辺の長さが短いほど、或いは、単位面積当りの重量が小さいほど、或いは、面外方向曲げ剛性が大きいほど、固有振動の周波数が高くなる。
【０００６】
本発明のダッシュパネル構造によると、少なくとも互いに隣り合うパネル同士の辺の長さが異なるため、固有振動の周波数が一致しない。そのため、分割されたパネル体同士の固有振動が一致せず、パネル体の振動レベルが増加しないので、騒音レベルの増加が防止できる。また、分割されたパネル体は、分割前よりもパネル体を構成する辺の長さが短くなるため、分割されたパネル体夫々の固有振動数が分割する前よりも高くなり、パネル体の振動による放射音で車室に騒音が発生しやすいパネル体振動の周波数が低い領域では、パネル体の剛性が高められて振動が抑制される。
【０００７】
以上の効果により、パネル体の制振性が高められることで、パネル体振動が空気を震わせて車室内で音として認知される放射音の発生を抑制することができるので、車室の騒音レベルを低減することができる。
また、従来のダッシュパネル構造のようなサンドイッチ構造を採用していないので、軽量化を図ることができる。さらに、従来のダッシュパネル構造のような貼り付けに時間が係る制振材や、発泡に時間がかかる発泡ダンピング材を用いていないので、製造時間の短縮を図ることができ、製造コストの低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図１は、車両のエンジンルームと車室とを区画している第１実施形態のダッシュパネル構造を車室側から示した図である。
エンジンルームと車室との間の開口部には、上部にバルグヘッド２、下部に剛性を有するフロア部材４が車幅方向に延在して配置されており、これらバルグヘッド２及びフロア部材４に平板状のパネル体６の上縁及び下縁が固定されている。また、バルグヘッド２及びフロア部材４の両端部に、剛性を有するフレーム部材５が上下に延在して固定されている。これにより、パネル体６がエンジンルームと車室との間の開口部を閉塞している。
【０００９】
パネル体６の車室側を向く面には、長手方向が上下に延在し、互いに車幅方向に平行に離間した状態で複数本の補強部材８ａ，８ｂ…８ｆが、補強部材間隔をｄ１，ｄ２，ｄ３…ｄ７として固定されている。これら補強部材８ａ，８ｂ…８ｆの両端部は、バルグヘッド２及びフロア部材４に固定されている。前記補強部材間隔は、少なくとも互いに隣り合うパネル同士で一致しないように設定されている。
【００１０】
また、隣り合う補強部材、バルグヘッド２及びフロア部材４とで囲まれているパネル体６の複数に分割された部分６ａ，６ｂ…６ｇの車室側の面には、グラスウール等からなるシート状の吸遮音材１０ａ，１０ｂ…１０ｇが貼設されている。ここで、前述した部分６ａ，６ｂ…６ｇを、分割パネル体６ａ、６ｂ…６ｇと称する。
ところで、ダッシュパネルが関与する車室内の騒音には、エンジンで発生した音がパネル体６を透過して車室内に伝わる透過音と、エンジン音がパネル体６を直接振動させる、或いはエンジン振動又は路面入力が車体骨格系を介してパネル体６を振動させて、パネル体６の振動が空気を震わせることにより騒音として認知されるパネル体６の放射音とがある。
【００１１】
図２は、車室内騒音に占める前記透過音及び前記パネル体振動による放射音の寄与率と、車室内騒音の周波数との関係を示した図である。
図２から明らかなように、車室内騒音は、周波数が低い領域では前述したパネル体６の振動による放射音による騒音の寄与が大きく、周波数が高い領域では前述したエンジン音の透過音の寄与が大きい。ここで、図２の周波数ｆは、パネル体６の振動による放射音の寄与が大きい周波数域の最大値である。
本実施形態では、分割パネル体６ａ，６ｂ…６ｇそれぞれの固有振動数の周波数が少なくとも互いに隣り合うパネル同士で一致しないように、隣り合う補強部材間隔を設定している。
【００１２】
分割パネル体同士の固有振動数の周波数が一致しないということは、図３に示すように、例えば分割パネル体６ｃの固有振動周波数と、分割パネル体６ｄの固有振動周波数とが所定の周波数ｄｆだけ異なるように、これら分割パネル体の車両横方向の寸法ｄ３，ｄ４を設定することである。例えば、補強部材８ｂ，８ｃ，８ｄを、分割パネル体６ｃ，６ｄび車両横方向の寸法ｄ３，ｄ４及び車両上下方向の寸法ｄｖが次式の関係となるように配置する。
｜（１／ｄ３2−１／ｄ４2）＋（１／ｄｖ2−１／ｄｖ2）｜  ≧  （２／π）×√（Ｍ／Ｋ）×ｄｆ            ……（イ）
なお、Ｍ：パネル体の単位面積当りの重量、Ｋ：パネル体の面外方向曲げ剛性、ｄｆ：所定の周波数である。
【００１３】
このような構造にすると、分割パネル体６ｃの固有振動と、分割パネル体６ｄの固有振動が共振することがなく、共振する場合と比べてパネル体６の制振性を高めることができ、放射音のレベルを低減できるため、前述した放射音の寄与が大きい周波数が低い領域の車室内の騒音レベルを低減できる。また、補強部材８ｂ，８ｃ，８ｄで分割されたパネル体６は、車両横方向の寸法ｄ３，ｄ４が分割する前よりも小さいため、分割パネル体６ｃ，６ｄそれぞれの固有振動数が分割する前よりも高くなり、前述した放射音の寄与が大きい周波数が低い領域では、パネル体６の剛性が高められて制振性が高められるため、分割する前と比べて車室の騒音レベルを低減することができる。
【００１４】
車室内騒音の周波数が高い領域では、エンジン音の透過音に対し、前述した分割パネル体６ａ，６ｂ…６ｇの面全域に貼設した吸遮音材１０ａ，１０ｂ…１０ｇが透過音を吸収することにより、車室内の騒音レベルを低減することができる。
したがって、本実施形態のダッシュパネル構造は、車室内騒音の周波数が高い領域ではパネル体６を透過してくるエンジン放射音を吸遮音材１０ａ，１０ｂ…１０ｇが吸収し、車室内騒音の周波数が低い領域では、パネル体６の制振性が高められたことにより放射音の発生を抑制するので、車室内騒音の全周波数域で、確実に遮音性能を高めることができる。
【００１５】
また、従来のダッシュパネル構造のようなサンドイッチ構造とせず、パネル体６に補強部材８ａ，８ｂ…８ｆを固定した構造としているので、軽量化を図ることができる。
さらに、従来のダッシュパネル構造のような貼り付けに時間が係る制振材や、発泡に時間がかかる発泡ダンピング材を用いていないので、製造時間の短縮を図ることができ、製造コストの低減化を図ることができる。
【００１６】
次に、図４は、第２実施形態のダッシュパネル構造を車室側から示した図である。なお、図１で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、パネル体６の車室側を向く面に、長手方向が上下に延在して互いに車幅方向に平行に離間した状態で、複数の補強部材８ａ，８ｂ，８ｃが補強部材間隔ｄＨ１，ｄＨ２，ｄＨ３，ｄＨ４として固定されている。補強部材間隔ｄＨ１，ｄＨ２，ｄＨ３，ｄＨ４は、少なくとも互いに隣り合う値が一致しないように設定している。したがって、各分割パネル体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの補強部材間隔ｄＨ１，ｄＨ２，ｄＨ３，ｄＨ４は、少なくとも互いに隣り合う分割パネル体同士で一致しない。
【００１７】
そして、本実施形態では、下記（ロ）式となるように、補強部材８ａ，８ｂ，８ｃを配置している。
１／ｄＨｉ2＋１／ｄｖ2≧２／π×√（Ｍ／Ｋ）×ｆ      ……（ロ）
なお、ｉ：１，２，３，４、Ｍ：パネル体の単位面積当りの重量、Ｋ：パネル体の面外方向曲げ剛性、ｆ：パネル体６の振動による周波数で車室に騒音が発生しやすいパネル体振動の周波数の最大値である。
このような構造にすると、分割パネル体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのそれぞれの固有振動の周波数を、パネル体６の振動による放射音で車室に騒音が発生しやすいパネル体振動の周波数の最大値ｆより高くすることができるため、前記周波数ｆ以下の周波数域でパネル体６の剛性が高められて振動が抑制される。したがって、パネル体振動による車室への放射音の発生を効果的に抑制することができ、車室の騒音レベルを低減することができる。
【００１８】
次に、図５は、第３実施形態のダッシュパネル構造を車室側から示した図である。
本実施形態では、一つの補強部材８ａを車幅方向に延在するように配置し、分割パネル体６Ａ，６Ｂの隣り合う２辺の関係が、短い方の値に対する長い方向の値の比率（アスペクト比）より大きくなるように配置している。ところで、分割パネル体６Ａ，６Ｂの車幅方向の寸法ｄＨ及び上下方向の寸法ｄＶ（ｄＶ＝ｄＶ１，ｄＶ２）と、パネル体６の固有振動数は、下記（ハ）式で近似することができる。
分割パネル体の固有振動数  ＝  π／２×√（Ｍ／Ｋ）×（１／ｄＨ2＋１／ｄＶｉ2）        ……（ハ）
なお、ｉ：１，２、Ｍ：パネル体の単位面積当りの重量、Ｋ：パネル体の面外方向曲げ剛性である。
【００１９】
一方、図６のダッシュパネル構造は、図５と同様に一つの補強部材８ａを上下方向に配置し、且つ、分割パネル体６Ｃ，６Ｄが、図５の分割パネル体６Ａ，６Ｂの面積と同等となるように配置した例である（分割パネル体６Ａの面積≒分割パネル体６Ｄの面積、分割パネル体６Ｂの面積≒分割パネル体６Ｃの面積）。
【００２０】
この図６の構造の分割パネル体６Ａ、６Ｂの固有振動の周波数も上記（ハ）式で求めると、分割パネル体６Ａ＞分割パネル体６Ｄ＞分割パネル体６Ｂ＞分割パネル体６Ｃの関係となり、図５の構造では分割パネル体６Ｂ、図６の構造では分割パネル体６Ｃが固有振動の周波数が低く、図５の構造の分割パネル体６Ｂの方が図６の構造の分割パネル体６Ｃよりも固有振動の周波数が高く、パネル６全体としての制振性は、図５が図６よりも制振性がより高くなる。
したがって、１つの補強部材８ａを配置する場合であっても、分割パネルの面積が同等である場合には、アスペクト比が大きくなるように補強部材を配置すると、分割パネル体の固有振動数をより大きくして制振性を高めることができるので、放射音の発生を抑制して車室内騒音を低減することができる。
【００２１】
さらに、図７は、第４実施形態のダッシュパネル構造を車室側から示した図である。
本実施形態では、前述した第２実施形態及び第３実施形態を満足するように、２つの補強部材８ａ，８ｂを配置しており、第２実施形態の（ロ）式のパネル体６の振動による周波数で車室に騒音が発生しやすいパネル体振動の周波数の最大値ｆは、図８の比較のために示した３つの補強部材８ａ，８ｂ，８ｃを備えたダッシュパネル構造において、最も低い固有振動数を有する分割パネル体６Ｈの固有周波数と同一の値としている。
【００２２】
図７の構造の各分割パネル体６Ａ，６Ｂ、６Ｃ，６Ｄの固有振動数を前記（ハ）式で計算すると、図７の構造の分割パネル体６Ａ，６Ｂ、６Ｃ，６Ｄのうち、分割パネル体６Ｂが最も低い固有振動数となり、図８の構造の分割パネル体６Ｈと同じになる。
図７の構造と、図８の構造とでは、パネル体６全体のパネル振動の制振性能において有意差はないが、図７の構造の補強部材の数が、図８の構造の補強部材の数より一つ少ない。
したがって、パネル体６の寸法によっては、本実施形態のように補強部材を上下方向及び車幅方向に配置することにより、第２実施形態及び第３実施形態よりも少ない数の補強部材であっても、第２実施形態及び第３実施形態と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る第１実施形態のダッシュパネル構造を示す図である。
【図２】車室内騒音に占める透過音及びパネル体振動による放射音の寄与率と、車室内騒音の周波数との関係を示した図である。
【図３】互いに隣合う分割パネル体同士の振動のピークが一致しないことを示す図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態のダッシュパネル構造を示す図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態のダッシュパネル構造を示す図である。
【図６】第３実施形態のダッシュパネル構造との比較のためのダッシュパネル構造を示す図である。
【図７】本発明に係る第４実施形態のダッシュパネル構造を示す図である。
【図８】第４実施形態のダッシュパネル構造との比較のためのダッシュパネル構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
２    バルグヘッド（車体側剛性部材）
４    フロア部材（車体側剛性部材）
５    フレーム部材（車体側剛性部材）
６    パネル体
６ａ，６ｂ…  分割パネル体
６Ａ，６Ｂ…  分割パネル体
８ａ，８ｂ…  補強部材
１０ａ，１０ｂ…  遮音材
ｄ１，ｄ２，ｄ３…    隣り合う補強部材同士の間隔
ｄＨ１，ｄＨ２，ｄＨ３…    隣り合う補強部材同士の間隔
【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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