JP2001507308A - 一体化されたλ／４アブソーバを備えた車両部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は空洞部をもつ車両部品に関する。当該空洞部はλ／４リゾネータとして機能するように寸法が決められ、形成されている。１つの適用によれば、エンジンフード内のシェル１１と内部補強構造部１２とのあいだの空洞部は、小さい管状またはポケット状のλ／４リゾネータ１３として形成される。他の適用によれば、車体の柱がλ／４リゾネータ１３として形成される。さらに他の適用によれば、熱スクリーンの絶縁層は複数のポケット状のλ／４リゾネータを有している。

Description

【発明の詳細な説明】 一体化されたλ／４アブソーバを備えた車両部品 本発明は、請求の範囲第１項によれば車両部品に関する。詳しくは、自動車の ボンネット、車両の屋根および車両本体の円材（spar）に関する。 自動車のボンネットは、一般的に平坦なシート状の金属部分を備えており、該 金属部分は互いにサンドイッチ状に配列されている。該金属部分は、視覚を楽し ませる外皮と、内部に設けられたシート状の金属部分とを備えている。当該内部 に設けられるシート状の金属部分は補強部として機能し、一般的には組み立てら れた状態で多くの種々の形状の空洞の形成へと導くビーズ状の変形を有している 。当該内部に設けられるシート状の金属部分を、選択された位置で、部分的に取 り付けることは知られている。一般的に当該シート状の金属部は外側の金属部の 外観を妥協しないために互いに貼りつけられる。この設計法の目的は、できるだ け軽量で、充分強い（stiff）自動車のボンネット、またはブーツリッド（boot lid）など他の平坦な車両部品を創造することである。この設計方法は、ブラケ ットなどの上で車両ケージへの締め付けのための安定性の充分な領域を簡単な方 法で形成することも許している。 かかる２重壁構造は、容易に振動することができ、これによって望まれない音 源として作用したり強く音を反射する、広い表面領域を備えている。これらの効 果は振動減衰および吸音材、とくに発泡またはフリース（fleece） 材の取り付けを要する。このような吸音材は、とくに車両の騒音および原動機の 騒音を吸収するためにも設けられる。 製造された車体の部分へのこれら吸収材のその後の締め付けは、さらなる組み 立て工程を要し、これら車体部分の総重量を増加させる。 従来の車両の屋根は、一般的に平坦な要素を備えており、該要素のエッジは中 空部によって補強されている。この安定化中空部は、上部ドア枠部として同時に 形成されてもよい。所要の強さを達成するために、車両の屋根にはさらにＵ字状 の横断支柱が設けられてもよい。運転中にこの車両部は振動状態で設けられ、騒 音源または音響反射壁として作用する。これらの振動および反射を減少するため に、これら車両の屋根の内側に減衰層が貼りつけられ、多かれ少なかれ費用のか かる構造の繊維フリースまたは発泡の吸音材が取り付けられる。そのうえさらに 、これら車両の屋根にはヘッドライナまたは他の装飾的なカバーが設けられる。 この構成自体も、その製造時に多かれ少なかれ費用がかかり、望まれない方法で 車両の総重量を増加させる。 最近の完備した車体は、種々の箇所で２重壁構造を備えている。このばあい、 支柱、支持部、コラム、ビーム、円材およびフレーム部において種々の中空部が とくに重要である。当該中空部は、一般的に金属シートを成形した部品から製造 され、車体全体のさらなる強さと安定性を助けている。不幸なことに、当該中空 部は音管として作用する。すなわち、当該中空部は振動し得るエアーコラム（ai r column）を形成しており、発生する振動を受 け取り、該振動を伝え、他の場所における平坦な要素に該振動を伝達する。この 音の伝達を妨げるために、種々の場所で中空体には、横方向の閉鎖物、端末プラ グおよび／または蓋が加えられる。 したがって、かかる大きい表面の車両の部品または中空部の不利な音響上の効 果を抑えることが本発明の目的である。とくに、音を吸収するように作用し、重 量を増加させることなく、従来の製造方法を実質的に変更することなく、すなわ ち余計な費用をかけることなく製造することができる車両の部品または中空部が 設けられるべきである。 この目的は、請求の範囲第１項の特徴をもつ車両の部品、とりわけλ／４アブ ソーバとして作用するように、空洞を形成する２重壁の車両部品や中空部の寸法 決められ、該２重壁の車両部品や中空部が成形され、形成されるという事実によ って達成される。 かかるλ／４アブソーバおよびその作用の仕方は、たとえば国際公開第ＷＯ ９６／２３２９４号公報から知られている。このばあい、個々のλ／４リゾネー タの出口開口が音響反射面に直接接することが必須である。もし音波の先端がそ のような表面に達すると、最大の音圧がこの表面の最前部で直接確立される。し かしながら、λ／４リゾネータの出口領域では、入射音波がリゾネータ内に進み 、該リゾネータの一端で反射されて出口開口に向かって進む。波長がリゾネータ 器の長さの４倍の音波は、出口開口で半波長の位相差が現れる。これは、リゾネ ータの出口領域で反射した同一の波長の波との有害な干渉に導く。なぜなら、リ ゾネータ内で発生したある 音波は、出口開口において最小の音圧を有し、一方出口領域で反射した音波は最 大の音圧を有する。これとともに、出口領域において、音圧の著しい降下が発生 する。この音圧の降下は高速の空気流と、音響エネルギーの所望の発散に貢献す る。 この理解から、λ／４リゾネータは、いずれの方向に配列してもよく、必ずし も直線方向を有する必要がないことが明らかである。同様に、当業者は、λ／４ リゾネータの長さと断面とを所望の形状および選択された共振周波数とに適合さ せることができる。とくに、λ／４リゾネータは管またはポケットの形状であり ううる。もし吸音が広い周波数範囲にわたって要求されるのなら、異なるチュー ンド（tuned）λ／４リゾネータの数個のグループがたがいに差し込まれてもよ い。 λ／４リゾネータは、通常のヘルムホルツ（Helmholtz）リゾネータと区分け されることができ、とくに前者の吸収周波数が入射音波の伝ぱ時間（propagatio n）によって決定されるのに対して、ヘルムホルツリゾネータのばあい、入射音 波の伝ぱ時間は重要でない。これは、ヘルムホルツリゾネータが、バネ−質量（ spring-mass）システムとして記載され、ヘルムホルツリゾネータの周波数が、 ヘルムホルツ体（Helmholtz body）の容積およびレゾネータの喉部（throat）の 容積から演繹的に求めることができることをモデルによって説明されうる。 叙上の国際公開第ＷＯ ９６／２３２９４号公報に示された実施例は、たとえ ば約８０〜４０ｍｍの長さを有するリゾネータのグループを備えた多数のリジッ ドなモジュールから構成される。これらにモジュールは、建造 物の壁または車両の部品にタイル状に取り付けられる。しかしながら、この種の アタッチメントは、車両には望まれない全重量の増加へと導く。これらのモジュ ールの別々の製造は、さらなる製造および組み立て工程を必要とし、個々の自動 車の部品を高価にする。 それゆえ、本発明によれば、一体化されたλ／４アブソーバを備えた車両部品 を創造する。このような車両部品の実施例は、自動車のボンネットの特定の構造 に存する。該構造は薄板鋼の外皮を備えており、該外皮は、同様に薄板鋼からな る内側補強部に貼り合わせられる。本発明によれば、この内側補強部は、組み立 てられた状態で、所定の長さと所定の分布を有する多数の管またはポケットの形 状の空洞が現れるように、深絞りがなされる。内側の成形部の製造については、 知られた方法による深絞りがなされ、組み立てられた状態で、多数のλ／４リゾ ネータが現れるように開口部が穿設される。それと同時に、これらの開口部は異 なって形成されてもよい。とくに、そのように形成されたλ／４リゾネータの出 口領域は、部分的にのみ開口されてもよく、とくに格子状、細長いスロット状ま たはミシン目状に開口されてもよい。 本発明によるこの車両部品への他の適用は、現存する車両の屋根の構成の修正 に見られる。このような車両の屋根は、一般的に平坦に形成された部品を備えて おり、該平坦に形成された部品のエッジは、円材（spar）状の中空部によって強 化され、数個のＵ状に形成された梁（beam）要素が追加的に設けられうる。これ らＵ状に形成された梁は、該平坦に形成された部品と相俟って、数個の空洞部を 形成する。本発明によれば、これらの空洞 部は、多数のλ／４リゾネータが生じるように形成される。そのようなものとし て、車両の屋根の構成の吸音がさらに重量を増加させることなく改善されうる。 さらなる実施例において、車体の円材（spar）が、それ自体λ／４リゾネータ として形成される。乗客用の区画内の角の領域は、自動車と共に、増加した音圧 値をもつ領域であるべく示されているので、これはとくに役にたつ。それゆえ、 車体の円材（spar）内で形成されたλ／４リゾネータが、これらの角部の領域内 で配列される。 本発明による要素の異なる実施例は、一体化されたλ／４アブソーバを有する 熱シールドを形成すべく機能する。従来の熱シールドは、一般的に熱絶縁層を備 えており、２つの形成されたシート金属部および／または金属箔のあいだに配列 される。そのうえさらに、新式の熱シールドは吸音部でもある。このために、外 側に形成されたシート金属部および／または金属箔は、少なくとも部分的にミシ ン目が穿設されて、軟性で、かつ開いたセルの絶縁層が追加される。本発明によ る実施例において、この絶縁層は少なくとも１つの形成されたシート金属部（以 下、「形成されたシート金属部」という用語は金属箔を含む）を備えており、ス リット状の開口をもつ複数のポケット状の空洞部が形成されるように折り畳まれ る。これらのポケット状の空洞部は、λ／４アブソーバとして機能しうるように 寸法決めがなされている。これらの空洞部の設計が当業者の範囲内で存在するこ とが理解される。したがって、複数の形成されたシート金属部をできる限り用い て、たとえば完全なラビリンス（labyrinth）システムが形成されうる。 このためにさらなる部品の備える必要がなく、そしてさらなる製造および組み 立て工程をもつ必要がなく、有効な音響吸収を有する車両部品に帰着する。重量 の増加は、所望の空洞部が単に通常の形成（shaping）方法によって製造されう ること、とりわけ深絞りされることによって回避されることができ、このため使 用されるべき追加の材料はない。これらの部品は、通常の製造方法で寸法どおり 切断され、打ち抜かれなければならず、設けられたλ／４アブソーバのための開 口は、通常の製造方法のフレームワークの範囲内で適用されてもよい。車両本体 に関する特殊な設計および空洞部の使用は、これらの重量を増加させる必要なく 音響学的に有効な車両部品へと導く。 この構造が、管状の梁部品を含むすべての２重壁設計、とりわけ自動車のボン ネット、ブーツリッド（boot lid）、ヘッドライナー（headliner）、車体スト ラット（strut）、各種の円材（spar）に適している。同様に、この構造は、鋼 製のシート、アルミニウムシート、たとえばポリエステルや車両構造に使用され る他の材料からなる繊維強化プラスチック部品によって実現されうる。 本発明による有利なさらなる開発および実施例は、従属クレームの特徴を備え ている。 以下に、図面の助けによって本発明による車両部品が、より詳細に説明される 。すなわち、 図１は、知られたタイプのサンドイッチ状の要素による基本的な構造を示して おり、 図２は、本発明による車両ボンネットの図を示しており、 図３は、本発明による車両の屋根の断面を示しており、 図４は、本発明による車両の屋根全体の図を示しており、 図５は、熱シールドを形成するために適した車両部品の図 を示している。 図１に示された要素１は、押し出されたプラスチックまたは軽量の金属からな る。個々のリゾネータ６の断面は、ここでは概略矩形状であり、音響効果がある 出口開口５は、リゾネータ６の端壁に直接隣接している。第１の形成部７と、第 ２の形成部９とをもつリブ８は、λ／４リゾネータ６のための共通の中空体を形 成している。第１の形成部７の外、または第２の形成部９の外に開口５が打ち抜 かれてもよい。２つの形成部７、９を一体化したのち、単純な方法で開口領域５ が中空体６の中に押し込まれると、同時にリゾネータの開口が現れ、端壁４が形 成される。 図２は車両構造への本発明の適用を示している。これについて、第１領域の形 成部またはシェル１１、とりわけボンネットの外皮の上に、第２の強化構造体ま たは形成部１２が取り付けられる。この第２の形成部１２は、深絞りされた鋼製 のシートからなり、第１の形成部１１に貼りつけられる。当該第１の形成部１１ への、深絞りされた第２の形成部１２の取り付けにより、λ／４リゾネータとし て作用する多数の管状の空洞部１３が形成される。λ／４リゾネータ１３の開口 が、しみ込んでくる湿気または他の不純物が混乱なく再び外に出るように配列さ れることは自明である。λ／４リゾネータの分配お よび配列は、当業者の能力の技量の範囲内にあり、連続した試験によって音響学 的に最適化されうる。 図３に示された車両部品、とりわけ自動車のボンネットの断面は、深絞りによ って形成されたλ／４リゾネータ１３の寸法および配列が、適切な方法で実行さ れうることを明確にしている。好ましい実施例のさらなる態様において、λ／４ リゾネータ間に存在する中間の空間１５が、従来の吸音材によって充填される。 補助として内側には、有孔装飾層（decor layer）が被覆されてもよい。当業者 が適切な材料を選択し、とくにλ／４アブソーバの形成を車両の形成に適合する ことは明らかである。 図４に示された車両の屋根は、第１領域の形成部１１と、補強円材１８、１９ に沿った該第１領域の形成部のエッジとを備えている。車両の屋根は、Ａ−カラ ム（column）２１によって支持される。本発明によれば、円材１８、１９および 端末プラグ２２を備えたＡ−カラムには、開口１４が設けられる。形成、とりわ け形成されたλ／４リゾネータの長さでの形成と、リゾネータ開口の形成とは、 当業者によって適切な方法で選択されうる。さらなる実施例において、Ｕ字状の 梁要素１９はλ／４リゾネータとして形成され、適切な係止片（stopper）２２ と、開口１４とを備えている。 図５に示された車両部品は、音響吸収する熱シールドに使用するか、または音 響吸収する熱シールドとして使用するのにとくに適している。この実施例におい て、単一の薄板金によって形成された部分（箔）３１が、複数のポケット状かつ 重なり合うλ／４リゾネータ３２〜３７を形成するように、折り畳まれ、形成さ れる。この形 成された部分の特殊な設計が、当業者の範囲内にあることは理解される。とくに 、予想される使用に依存して、空洞部間に介在する空間３８には、知られた熱絶 縁材料３９が充填されうる。このような形成された部分は、たとえばアルミニウ ム箔と共に積層されたある長さの熱絶縁材料から容易に製造されうる。該箔３１ には、少なくとも従来のように部分的にミシン目が穿設されることができ、とり わけ外向きに配列された薄板金部４１にミシン目が穿設され、λ／４リゾネータ を形成する内向きに配列された薄板金部４２にはミシン目が穿設されないままに なるようにすることができる。 本発明による設計は、このように安定した、軽重量の車両部品の提供を許す。 当該車両部品は、高い吸音効果を奏し、従来の方法で、すなわち低廉な価格で製 造される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月１２日（１９９９．５．１２） 【補正内容】 明細書 （明細書１頁下から４行〜２頁６行を補正） 一体化されたλ／４アブソーバを備えた車両部品 本発明は、請求の範囲第１項によれば車両部品に関する。詳しくは、自動車の ボンネット、車両の屋根および車両本体の円材（spar）に関する。 自動車のボンネットは、一般的に平坦なシート状の金属部分を備えており、該 金属部分は互いにサンドイッチ状に配列されている。該金属部分は、視覚を楽し ませる外皮と、内部に設けられたシート状の金属部分とを備えている。当該内部 に設けられるシート状の金属部分は補強部として機能し、一般的には組み立てら れた状態で多くの種々の形状の空洞の形成へと導くビーズ状の変形を有している 。当該内部に設けられるシート状の金属部分を、選択された位置で、部分的に取 り付けることは知られている。一般的に当該シート状の金属部は外側の金属部の 外観を妥協しないために互いに貼りつけられる。この設計法の目的は、できるだ け軽量で、充分強い（stiff）自動車のボンネット、またはブーツリッド（boot lid）など他の平坦な車両部品を創造することである。この設計方法は、ブラケ ットなどの上で車両ケージへの締め付けのための安定性の充分な領域を簡単な方 法で形成することも許している。 かかる２重壁構造は、容易に振動することができ、これによって望まれない音 源として作用したり強く音を反射する、広い表面領域を備えている。これらの効 果は振 動減衰および吸音材、とくに発泡またはフリース(fleece)材の取り付けを要する 。このような吸音材は、とくに車両の騒音および原動機の騒音を吸収するために も設けられる。 したがって、たとえばドイツ特許出願公開第ＤＥ−Ａ−４４００４’５０２号 公報は、本体と、該本体に配列された補強リブとからなる音減衰被覆フードを記 載している。当該補強リブは、互いに本質的に垂直に配列され、これによって上 向きの開いた、ダイス状の空洞を形成している。特定の実施例において、該ダイ ス状の空洞は、それぞれの空洞上に配列された孔を備えた薄い箔で覆われている 。この配列は古典的なヘルムホルツリゾネータ（Helmholtz-resonator）として 機能し、減衰されるべき車両部品に適用される。 製造された車体の部分へのこれら吸収材のその後の締め付けは、さらなる組み 立て工程を要し、これら車体部分の総重量を増加させる。 請求の範囲 （請求の範囲第１項を補正。第２項〜第１４項は補正なし） 1. 少なくとも１つの中空体をもつ車両部品であって、当該中空体が騒音吸収の ために一体化されたλ／４リゾネータとして形成されること、すなわち少なくと も１つの本質的に管状またはポケット状の空洞部が、その長さが吸収されるべき 波長の１／４であり、音の開口が音の反射面上で接し、その結果さらなる要素を 必要とすることなくλ／４アブソーバとして作用するように、当該中空体が本質 的に管状またはポケット状に寸法が決められ、形成され、かつ現れてなることを 特徴とする車両部品。 2. 第１の領域の形成部１１と、第２の補強形成部とを備え、該第１の形成部１ １と共に多数のλ／４リゾネータ１３を形成するように、該第２の補強形成部１ ２が形成されると共に開口１４が設けられてなる自動車のボンネットであること を特徴とする請求の範囲第１項記載の車両部品。 3. 前記第１の形成部が薄い外皮であることを特徴とする請求の範囲第２項記載 の車両部品。 4. 前記第２の形成部が深絞りされ、打ち抜かれた開口を備えてなることを特徴 とする請求の範囲第２項記載の車両部品。 5. 形成部１１，１２が互いに貼り合わせられてなることを特徴とする請求の範 囲第２項記載の車両部品。 6. 領域の形成部１１と、該形成部に固定された数個のＵ字状に形成された梁要 素１９とを備え、該領域の形 成部１１と共にこれら梁要素１９が多数のλ／４リゾネータを形成するように、 該Ｕ字状に形成された梁要素１９が形成されてなる自動車のボンネットであるこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両部品。 7. 前記Ｕ字状に形成された梁要素１９が深絞りされ、打ち抜かれた開口を備え てなることを特徴とする請求の範囲第６項記載の車両部品。 8. 前記Ｕ字状に形成された梁要素１９が領域の形成部１１と貼り合わせられて なることを特徴とする請求の範囲第６項記載の車両部品。 9. 前記中空体が車体の円材であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車 両部品。 10．吸音材と組み合わされてなることを特徴とする請求の範囲第２項、第３項、 第４項、第５項、第６項、第７項、第８項または第９項記載の車両部品。 11．有孔装飾層を支持してなることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の車両 部品。 12．少なくとも１つの薄い金属の形成部３１を備え、該薄い形成部が、熱シール ドを形成するために、ポケット状のλ／４リゾネータが形成されるように何度も 折り畳まれてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両部品。 13．前記薄い金属の形成部３１の一部にミシン目が設けられてなることを特徴と する請求の範囲第１２項記載の車両部品。 14．前記薄い金属の形成部３１が、熱絶縁材３９に積層されたアルミニウム箔か らなることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の車両部品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 少なくとも１つの中空体をもつ車両部品であって、当該中空体が騒音吸収の ためにλ／４リゾネータとして形成されること、すなわち当該中空体が本質的に 管状またはポケット状に形成され、その長さが吸収されるべき波長の１／４であ り、その音の開口部が音の反射面上で接することを特徴とする車両部品。 2. 第１の領域の形成部１１と、第２の補強形成部とを備え、該第１の形成部１ １と共に多数のλ／４リゾネータ１３を形成するように、該第２の補強形成部１ ２が形成されると共に開口１４が設けられてなる自動車のボンネットであること を特徴とする請求の範囲第１項記載の車両部品。 3. 前記第１の形成部が薄い外皮であることを特徴とする請求の範囲第２項記載 の車両部品。 4. 前記第２の形成部が深絞りされ、打ち抜かれた開口を備えてなることを特徴 とする請求の範囲第２項記載の車両部品。 5. 形成部１１，１２が互いに貼り合わせられてなることを特徴とする請求の範 囲第２項記載の車両部品。 6. 領域の形成部１１と、該形成部に固定された数個のＵ字状に形成された梁要 素１９とを備え、該領域の形成部１１と共にこれら梁要素１９が多数のλ／４リ ゾネータを形成するように、該Ｕ字状に形成された梁要素１９が形成されてなる 自動車のボンネットであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両部品。 7. 前記Ｕ字状に形成された梁要素１９が深絞りされ、 打ち抜かれた開口を備えてなることを特徴とする請求の範囲第６項記載の車両部 品。 8. 前記Ｕ字状に形成された梁要素１９が領域の形成部１１と貼り合わせられて なることを特徴とする請求の範囲第６項記載の車両部品。 9. 前記中空体が車体の円材であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車 両部品。 10．吸音材と組み合わされてなることを特徴とする請求の範囲第２項、第３項、 第４項、第５項、第６項、第７項、第８項または第９項記載の車両部品。 11．有孔装飾層を支持してなることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の車両 部品。 12．少なくとも１つの薄い金属の形成部３１を備え、該薄い形成部が、熱シール ドを形成するために、ポケット状のλ／４リゾネータが形成されるように何度も 折り畳まれてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の車両部品。 13．前記薄い金属の形成部３１の一部にミシン目が設けられてなることを特徴と する請求の範囲第１２項記載の車両部品。 14．前記薄い金属の形成部３１が、熱絶縁材３９に積層されたアルミニウム箔か らなることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の車両部品。