JP2004001668A - 自動車のフロア構造及びこのフロア構造を有する自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のタイヤの空洞共鳴によるロードノイズの低減を図る。
【解決手段】フロアがフロアトンネル部１１、サイドフレーム１３、サイドシル１２、クロスメンバ７，８，１５，１６により複数のエリアＳ１〜Ｓ４に区画され、エリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネルの面剛性を剛性調整部２０，２１，２２，２３，２５により調整し、それらフロアパネルについては、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの固有振動数が２４０〜２６０Ｈｚとなるようにする。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体フロアパネルの構造及びこの車体フロアパネルを有する自動車に関し、特に、ロードノイズの原因となる所定周波数帯域の振動入力に対して音響放射効率の低い特定モードの振動を励起させるようにしたものである
。
【従来の技術】
自動車の走行中のタイヤの空洞共鳴やサスペンションの共振等に起因する車室内の騒音、すなわち、ロードノイズが問題になっている。一般に、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズのピークは２００〜３００Ｈｚの範囲の所定周波数帯域に現れ、サスペンションの共振によるロードノイズのピークは１６０Ｈｚ付近に現れる。そこで、従来よりロードノイズの音源の一つであるフロアパネルを中心として車体各部に種々の防振、防音対策が施されている。
【０００２】
例えば、フロアパネルにビードを多数形成したり、パネル厚を大きくすることでその面剛性を高め、そのことによってその固有振動数を３００Ｈｚよりも高い高帯域にずらすことがなされている。つまり、フロアパネルが上記サスペンションの共振による１６０Ｈｚ付近やタイヤの空洞共鳴周波数帯域で共振しないようにして、ロードノイズを低減するというものである。この手法の場合、今度は高音域の振動が問題になるので、フロアパネルに高周波音を吸収するための吸音材を貼る等の対策が必要とされる。
【０００３】
しかし、吸音材を多用すると材料コストが高くなるとともに、車体の重量が増大するという問題が生じる。
【０００４】
これに対し、本願発明者らは、振動するパネルからの放射音がその振動モードによって大きく変化することに着目し、ロードノイズの問題となる所定の周波数帯域において音響放射効率の低い振動モードが励起されるように、フロアパネルの形状や拘束条件等を設定することを提案している。この提案内容は特開平９−２０２２６９号公報に記載されている。
【０００５】
すなわち、略正方形のパネルの縦横にそれぞれ励起される定在波の腹の数をそれぞれｎ，ｍとして、「ｎ×ｍ＝偶数」の振動モードになると、当該パネル内で隣り合う逆位相の部分からの放射音が互いに打ち消し合って、低減されることになる。図５（ｂ）に示すように、特に「２×２モード」の振動モードのときに音響放射効率が最も低くなる。
【０００６】
そこで、前記公報に記載の車体パネルの放射音低減構造では、車体フロアパネルにおけるフロアトンネルの左右両側にそれぞれ略正方形状の領域（振動モード調整領域）を設定して、この領域の振動モードが「２×２モード」となるように、パネルの面剛性分布を調整している。このようにすれば、タイヤの空洞共鳴やサスペンションの共振等による所定周波数帯域の振動が入力して、フロアパネルが共振しても、そのことによるロードノイズを十分に抑制して、車室内の静粛性を向上できるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如く、ロードノイズの原因となる振動数帯域は大略決まったものであり、この帯域の振動入力に対して「２×２モード」の振動が励起されるような領域を設定するには、フロアパネルに面積の広いフラット面を確保しなければならない。
【０００８】
しかしながら、一般に、車体フロアパネルには車体前後方向に延びるフロアトンネル部が形成され、また、サイドフレーム、サイドシル、さらにはクロスメンバ等の強度メンバが結合されている。これらは、自動車のボディ剛性を確保して操縦安定性を高めるとともに、衝突時の乗員の保護性能を高めるという観点で極めて重要なものであるから、それらの寸法、形状やレイアウトはあまり大きく変更することができない。このため、前記「２×２モード」の振動を励起させるフロアパネル構造を自動車の車体に適用しようとしても、実際には広いフラット面を確保することができず実現が難しい。
【０００９】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動車の車体フロアパネルにおけるフロアトンネル部やサイドフレーム等のレイアウトを生かしつつ、該フロアパネル内に振動モード調整エリアを設定して、ボディ剛性や安全性の確保と、振動モードの調整によるロードノイズの低減とを両立することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、フロアトンネル部や各種強度メンバで区画されたフロアパネルの車体前後方向に長いエリアを、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生するようにし、その２×１モードの固有振動数を上記タイヤの空洞共鳴によるロードノイズの低減に有効となるように調整した。
【００１１】
すなわち、請求項１に係る発明は、自動車のフロアが、車幅中央部を車体前後方向に延びるフロアトンネル部と、該車幅の両側部を車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、該フロアトンネル部と左右のサイドシルとの中間部を車体前後方向に延びるサイドフレームと、車幅方向に延びるクロスメンバとによって複数のエリアに区画された自動車のフロア構造であって、
上記複数のエリアのうちの少なくとも１つのエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が２４０〜２６０Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造としたことを特徴とする。
【００１２】
この発明では、フロアパネルに外部から２４０〜２６０Ｈｚの振動が入力されると、上記振動モードを調整したフロアパネルでは２×１モードの振動を生ずる。すなわち、当該フロアパネルでは、車体前後方向に隣接する２つの部分が互いに逆位相かつ同振幅で振動することになるので、音響放射効率が極めて低くなり、もって２４０〜２６０Ｈｚのロードノイズを大幅に低減することができる。
【００１３】
また、上記振動モード調整フロアパネルは、その周囲が上記フロアトンネル部、サイドフレーム等の強度メンバ（エリア区画メンバ）によって拘束されているので、独立した振動系を形成し易く、狙い通りの２×１の振動モードを励起させる上で有利になっている。
【００１４】
また、上記振動モード調整フロアパネルは、車体前後方向に延びるフロアトンネル部、サイドフレーム及びサイドシルと、それらに交差して車幅方向に延びるクロスメンバとによって効果的に補強され、よって、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を十分に確保することができる。
【００１５】
つまり、この発明は、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めるための車体フロア補強構造を生かしつつ、それら補強部材（強度メンバ）によって区画されるエリアを利用して、２×１モードの振動により、２４０〜２６０Ｈｚのロードノイズを大幅に低減することができるフロアパネル構造を形成するようにしたものである。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルは、その剛性が部分的に高められて上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生するように調整されていることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、上記エリアのフロアパネル全体をフラットパネル形状とする場合でも、その板厚を大きくして剛性を高くすれば、上記固有振動数を２４０〜２６０Ｈｚに調整することができる。しかし、それでは車体の重量増を招き、特に、フロアを構成するパネル全体を１枚の板材からプレス成形する場合には、車体の重量が大幅に増大してしまう。
【００１８】
そこで、本発明は、上記振動モード調整フロアパネルの剛性を部分的に高めるという手法を採用したものであり、従って、全体の板厚を高める必要がないから、車体重量の大きな増大を招くことなく、ロードノイズの低減を図ることができるようになる。また、当該フロアパネルの剛性を部分的に高めるという手法であるから、フロアパネルの設計において上記固有振動数を所期の値に調整することが容易である。剛性を部分的に高める手段としては、例えば、当該フロアパネルに部分的に凹部又は凸部を形成する、或いは部分的に板厚を大きくする、或いは部分的に別部材を結合するというものがある。
【００１９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルは、上記２×１モードの振動を生ずるように車体前後方向に並ぶ２つの面剛性が高くなった剛性調整部を備えるとともに、該各剛性調整部の周囲がフラットとなるように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
従って、当該フロアパネルは、面剛性が高くなった２つの剛性調整部の中心が腹となって２×１モードの振動を生ずることになる。また、剛性調整部の周囲が剛性の低いフラットに形成されていて、このフラット部分が上下に柔軟に変形するから、当該エリアのフロアパネルとその周囲のエリア区画メンバや他のエリアのフロアパネルとの間で振動が連成することが防止され、上記２×１モードの振動を生じさせる上で有利になっている。また、２つの剛性調整部の中間部も剛性の低いフラットに形成されることになるから、この中間フラット部が節となってその前側の部位と後側の部位とが互いに逆位相で振動し易くなる。つまり、上記２×１モードの振動を生じ易くなる。
【００２１】
この場合、例えば、剛性調整部とその周囲のフラット部とは同じ板厚にし、剛性調整部全体を下方へ窪んだ凹曲面又は上方へ突出した凸曲面にすればよい。また、この凹曲面又は凸曲面にビードを設けてさらに剛性を高める方向に調整することができる。
【００２２】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルは、上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生する略長方形状パネル部を備えていることを特徴とする。
【００２３】
すなわち、上記２×１モードの振動は長方形状のパネルであるときに生じ易い。そこで、本発明では、当該フロアパネルに、外部から振動が与えられたときに２×１モードで振動する略長方形状のパネル部（領域）を形成し、このパネル部の上記２×１モードでの固有振動数を２４０〜２６０Ｈｚとなるようにしたものである。
【００２４】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルは、非長方形状であり、
上記非長方形状フロアパネルの周辺部に他の部分よりも面剛性が高くなった剛性調整部が設けられ、これによって該非長方形状フロアパネルに上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生する略長方形状パネル部が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
すなわち、上記エリアのフロアパネルが非長方形状であれば、上記２×１モードの振動を生じ難くなる。これに対して、フロアトンネル部、サイドシル、その他のエリア区画メンバの形状や配置を変更して該エリアのフロアパネルを上記２×１モードの振動を生じ易い形状にすることも考えられる。しかし、その場合は、車体を効果的に補強して、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を十分に確保することが難しくなる。
【００２６】
そこで、本発明では、当該フロアパネルの周辺部の少なくとも一部に剛性調整部を設け、この剛性調整部によって当該フロアパネルの振動領域を規制することにより、上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生する略長方形状パネル部を形成するようにしたものである。
【００２７】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルには、上記略長方形状パネル部の横辺と縦辺との比が略１：２となるように、該フロアパネルの振動する領域を規制する剛性調整部が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
すなわち、上記２×１モードの振動は横辺と縦辺との比が略１：２の長方形状のパネルで生じ易い。そこで、本発明では、上記フロアパネルに剛性調整部を設けて、横辺と縦辺との比が略１：２の長方形状のパネル部（２×１モードの振動領域）を形成するようにしたものである。
【００２９】
この場合、当該フロアパネルの形状が長方形状であるか非長方形状を問わない。当該フロアパネルの形状が長方形状である場合でも、その長方形の横辺と縦辺の比が略１：２になっていないときは、当該フロアパネルの周辺部に剛性調整部を設けることによって横辺と縦辺との比が略１：２の長方形状のパネル部を形成することになる。
【００３０】
請求項７に係る発明は、請求項４に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルの周辺部には、上記略長方形状パネル部と上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム及びクロスメンバのうちの少なくとも１つとの間で振動が連成することを抑制する剛性調整部が設けられていることを特徴とする。
【００３１】
すなわち、上記振動モード調整フロアパネルと、エリア区画メンバであるフロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバとは互いに別個の振動系を構成し、また、上記振動モード調整フロアパネルと他のエリアのフロアパネルとも互いに別個の振動系を構成している。しかし、これらフロアパネル及びエリア区画メンバは、各々の振動系を構成する要素同士が互いに連続し或いはその要素同士が互いに結合しているから、振動の連成を生じ易い。
【００３２】
そこで、本発明では、振動モード調整フロアパネルの周辺部に、上記略長方形状パネル部とエリア区画メンバとの間で振動が連成することを抑制する剛性調整部を設け、そのことによって当該パネル部で固有振動数が２４０〜２６０Ｈｚである上記２×１モードの定在波振動が確実に生ずるようにしたものである。
【００３３】
この発明の利点は、当該フロアパネルにおける周辺部（２×１モード振動領域の外側のスペース）を上記連成防止用の剛性調整部の形成に有効に利用できることにある。
【００３４】
すなわち、上記振動モード調整フロアパネルに上記２×１モードの振動を生ずるような略長方形状（特に横辺と縦辺の比が略１：２）の振動領域を確保するようにした場合、当該フロアパネルの周辺部に余分なスペースを生ずることが多い。このスペースは、単に余分なだけでなく、２×１モードの振動に不利になる。これに対して、余分なスペースを生じないように上記エリア区画メンバを配置することは車体強度確保等の面から一般には難しい。この問題が、本発明によれば、上記連成振動防止用の剛性調整部を設けることによって解決され、しかも、スペースの有効利用が図れるものである。
【００３５】
この場合の剛性調整部は、当該エリアの面剛性を上記振動領域（略長方形状パネル部）の周縁において不連続に変化させることによって形成することができる。例えば、上記２×１モード振動の波の進行方向（なお、この場合は、定在波であるから、波長と振幅の等しい２つの波が互いに逆方向に進む状態となっている。）に直交して車体前後方向又は車幅方向に延びる構造ビード（断面Ｕ字状、断面Ｖ字状等の突条）をプレス成形によって形成すればよい。
【００３６】
その場合、当該エリアは上記構造ビードを境として折れ曲がり易くなる、つまり、この構造ビードを境とする折り曲げについては曲げ剛性が低くなり、上記振動領域側とその外側（上記エリア区画メンバ）側との間では振動が伝わり難くなる。よって、上記振動の連成が避けられるものである。
【００３７】
請求項８に係る発明は、請求項５乃至請求項７のいずれか一に記載されている自動車のフロア構造において、
上記フロアのパネルは、上記フロアトンネル部を含めて上記左右のサイドシル間の全幅が１枚金属板からプレス成形によって形成されており、
上記剛性調整部は車幅方向に延びる構造ビードとして上記パネルに形成されていることを特徴とする。
【００３８】
すなわち、上記フロアトンネル部を含めてフロアのパネルの全幅を１枚の金属板からプレス成形する場合、フロアトンネル部は基本的には張出し成形になり、そのとき材料が車幅方向に流れることになる。
【００３９】
そこで、本発明では、上記剛性調整部を車幅方向に延びる構造ビードとし、プレス成形時の材料の塑性流れが円滑になるようにしたものである。つまり、この剛性調整部が車体前後方向に延びる構造ビードであれば、該ビード部分がプレス成形時の材料の塑性流れを阻害し、成形不良を生じ易くなるが、車幅方向に延びる構造ビードとすることにより、プレス成形性が阻害されないようにしたものである。
【００４０】
上記振動モード調整フロアパネルが非長方形状であるときに、該フロアパネルに略長方形状パネル部を形成すべくその振動領域の幅（車幅方向の寸法）を規制する場合は、車幅方向に延びる複数の構造ビードを車体前後方向に間隔をおいて並べればよい。特に、これらビードの上記振動領域側の端の位置を車体前後方向に直線状に並ぶように揃えると、車体前後方向に長い長方形状パネル部（２×１モード振動領域）を形成することができる。
【００４１】
例えば、フロアトンネル部に隣接するエリアのフロアパネルを振動モード調整フロアパネルとする場合、該フロアパネルからフロアトンネルに跨るように車幅方向に延びる複数のビード前後方向に間隔をおいて設けて、その端部を上記２×１モード振動領域の境界線上に位置付けるようにすればよい。
【００４２】
請求項９に係る発明は、自動車のフロアが、車幅中央部を車体前後方向に延びるフロアトンネル部と、該車幅の両側部を車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、該フロアトンネル部と左右のサイドシルとの中間部を車体前後方向に延びるサイドフレームと、車幅方向に延びるクロスメンバとによって複数のエリアに区画され、
上記複数のエリアのうちの少なくとも１つのエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が当該自動車のタイヤの空洞共鳴周波数に略一致するように振動モードを調整したフロアパネル構造としたことを特徴とする。
【００４３】
従って、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めるための車体フロア補強構造を生かしつつ、それら補強部材（強度メンバ）によって区画されるエリアを利用して、２×１モードの振動により、タイヤの空洞共鳴に起因するロードノイズを大幅に低減することができる。
【００４４】
請求項１０に係る発明は、自動車のフロアが、車幅中央部を車体前後方向に延びるフロアトンネル部と、該車幅の両側部を車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、該フロアトンネル部と左右のサイドシルとの中間部を車体前後方向に延びるサイドフレームと、車幅方向に延びるクロスメンバとによって複数のエリアに区画され、
上記複数のエリアのうちの少なくとも１つのエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が２００〜３００Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造としたことを特徴とする。
【００４５】
すなわち、自動車のタイヤの空洞共鳴周波数は、自動車に装着されるタイヤの種類（例えば、タイヤ幅、タイヤの直径、扁平率、空気圧）、当該自動車の車速、並びに雰囲気温度によって異なってくるが、一般には２００〜３００Ｈｚの範囲に存する。よって、本発明では、上記２×１モードの固有振動数が２００〜３００Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造を採用したものである。これにより、上記タイヤの空洞共鳴によるロードノイズの低減を図ることができる。
【００４６】
なお、請求項９，１０においても、その振動モードの調整には、請求項２〜８の手段を採用することができる。
【００４７】
請求項１１に係る発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルは、自動車のフロントシート下の上記フロアトンネル部と上記サイドフレームとの間に設定されていることを特徴とする。
【００４８】
この構成では、振動モード調整フロアパネルがフロントシートの下に配置されているから、このフロントシートに座る乗員に対する下方からのロードノイズが効果的に低減される。また、当該フロアパネルはフロントシート下に隠れるから、該フロントシートに座る乗員の足に対して２×１モードの振動が伝達することが避けられる。また、逆に、当該フロアパネルの２×１モードでの振動が乗員の足によって妨げられることがなくなり、放射音の低減に有利になる。
【００４９】
請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載されている自動車のフロア構造において、
上記振動モード調整フロアパネルは、上記サイドフレームの両側に形成されていることを特徴とする。
【００５０】
従って、サイドフレーム両側の車体前後方向に長いエリアを有効に利用して放射音の低減を図ることができる。
【００５１】
請求項１３に係る発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載されている自動車のフロア構造において、
上記複数のエリアのうちフロアパネルを上記振動モード調整フロアパネル構造としたエリアを除く他のエリアのフロアパネルは、固有振動数が３００Ｈｚよりも高くなるように剛性が調整されていることを特徴とする。
【００５２】
すなわち、上記複数のエリアの全てを振動モード調整フロアパネル構造とすることもできるが、補強部材のレイアウト等の関係で有効な２×１モードの振動を生じさせることが難しいエリアを生ずることがある。そこで、そのようなエリアのフロアパネルについては固有振動数が３００Ｈｚよりも高くなるように剛性を調整し、３００Ｈｚ以下の外部振動に対する共振を避け、放射音の低減を図ったものである。
【００５３】
請求項１４に係る発明は、請求項１乃至請求項１３のいずれか一つに記載されているフロア構造を備えた自動車であって、
フロントサスペンションがダブルウィッシュボーン形式であることを特徴とする。
【００５４】
上述の如く、振動モード調整フロアパネルは、２００〜３００Ｈｚの振動が入力したときの放射音低減効果が高いが、自動車ではサスペンションの共振によるロードノイズのピークが１６０Ｈｚ付近に現れる。このロードノイズは、マクファーソン・ストラット形式（以下、単にストラット形式という。）で顕著になる。それは、この形式の場合、上端が車体に連結されているダンパの下端がナックル・スピンドルにリジットに連結されていて、走行時にはナックル・スピンドルから前後・左右の振れがダンパを介して車体に伝わり易いためである。
【００５５】
そこで、本発明は、フロントサスペンションをダブルウィッシュボーン形式としたものである。この形式の場合、ナックル・スピンドルの上下両端にアッパアーム及びロアアームがボールジョイントで連結され、ダンパの下端はアッパアーム又はロアアームにボールジョイントで連結されている。従って、ナックル・スピンドルからアッパアーム又はロアアーム介してダンパに入る前後・左右の揺れは該ダンパがその上端の車体取付部を支点として揺動することによって吸収され、車体には伝わりにくい。このため、本発明によれば、上述の２００〜３００Ｈｚ付近のロードノイズが振動モード調整フロアパネルの２×１モードの振動によって抑制される一方、１６０Ｈｚ付近のロードノイズも低くなり、車室内の静粛性向上に有利になる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、自動車のフロアをフロアトンネル部、左右のサイドシル、サイドフレーム及びクロスメンバによって複数のエリアに区画し、この複数のエリアのうちの少なくとも１つエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が２４０〜２６０Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造としたから、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めるための車体補強構造を生かしつつ、フロアの２４０〜２６０Ｈｚにおける音響放射効率を極めて低くすることができ、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズを大幅に低下させることができる。
【００５７】
請求項２に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルの剛性を部分的に高めて上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生するようにしたから、車体の大きな重量増を招くことなく、上記ロードノイズを大幅に低下させることができる。
【００５８】
請求項３に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルに車体前後方向に並ぶ２つの剛性調整部を設け、この各剛性調整部の周囲をフラットに形成したから、エリア区画メンバや他のエリアのフロアパネルとの間で振動の連成を生ずることを避けながら上記２×１モードの振動を確実に生じさせる上で有利になる。
【００５９】
請求項４に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルに上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生する略長方形状パネル部を形成するようにしたから、所期の２×１モードの振動を生じさせる上で有利になる。
【００６０】
請求項５に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルが非長方形状であるときに、該フロアパネルにおける周辺部の少なくとも一部に他の部分よりも面剛性が高くなった剛性調整部を設けて上記略長方形状パネル部を形成するようにしたから、フロアトンネル部、その他のエリア区画メンバの形状や配置を変更することなく、上記２×１モードの振動を生じさせるようにすることができ、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めながら、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズを大幅に低下させる上で有利になる。
【００６１】
請求項６に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルに剛性調整部を設けて、横辺と縦辺との比が略１：２の長方形状パネル部を形成するようにしたから、フロアトンネル部、その他のエリア区画メンバの形状や配置を変更することなく、上記２×１モードの振動を効率良く生じさせるようにすることができ、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めながら、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズを大幅に低下させる上で有利になる。
【００６２】
請求項７に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルにおける周辺部に、上記略長方形状パネル部と上記エリア区画メンバとの間で振動が連成することを抑制する剛性調整部を設けたから、エリア区画メンバの形状や配置を変更することなく、当該フロアパネルのスペースを有効に利用して、当該フロアパネルの２×１モード振動が他の振動系によって影響されることを排除することができ、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めながら、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズを大幅に低下させる上で有利になる。
【００６３】
請求項８に係る発明によれば、上記剛性調整部を車幅方向に延びる構造ビードによって形成したから、上記フロアトンネル部を含めて左右のサイドシル間に亘るフロア全幅を１枚の金属板からのプレス成形によって形成する上で有利になる。
【００６４】
請求項９に係る発明によれば、自動車のフロアをフロアトンネル部、左右のサイドシル、サイドフレーム及びクロスメンバによって複数のエリアに区画し、この複数のエリアのうちの少なくとも１つエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が当該自動車のタイヤの空洞共鳴周波数に略一致するように振動モードを調整されたフロアパネル構造としたから、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めるための車体フロア補強構造を生かしつつ、タイヤの空洞共鳴に起因するロードノイズを大幅に低減することができる。
【００６５】
請求項１０に係る発明によれば、自動車のフロアをフロアトンネル部、左右のサイドシル、サイドフレーム及びクロスメンバによって複数のエリアに区画し、この複数のエリアのうちの少なくとも１つエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が２００〜３００Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造としたから、自動車のボディ剛性や乗員保護性能を高めるための車体フロア補強構造を生かしつつ、タイヤの空洞共鳴に起因するロードノイズを大幅に低減することができる。
【００６６】
請求項１１に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルをフロントシート下のフロアトンネル部とサイドフレームとの間に配置したから、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズを効果的に低減させながら、自動車の側面衝突に対する乗員の保護を図る上で有利になる。
【００６７】
請求項１２に係る発明によれば、上記振動モード調整フロアパネルをサイドフレームの両側に配置したから、該サイドフレーム両側の車体前後方向に長いエリアを有効に利用して放射音の低減を図ることができる。
【００６８】
請求項１３に係る発明によれば、上記複数のエリアのうちフロアパネルを上記振動モード調整フロアパネル構造としたエリアを除く他のエリアのフロアパネルは、固有振動数が３００Ｈｚよりも高くなるように剛性を調整したから、３００Ｈｚ以下の外部振動に対して、上記振動モード調整フロアパネルでは２×１モードの振動で放射音の低減を図りながら、他のエリアでは当該外部振動に対するフロアパネルの共振を避け、放射音の低減を図ることができる。
【００６９】
請求項１４に係る発明によれば、フロントサスペンションをダブルウィッシュボーン形式としたから、タイヤの空洞共鳴によるロードノイズの低減を図りながら、サスペンションの共振によるロードノイズの低減を図ることができる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００７１】
図１は、本発明に係る放射音低減構造をフロアに適用した自動車のアンダーボディＢを示し、この自動車のアンダーボディＢは、車室の床部分を構成するフロントフロアパネル１と、このフロントフロアパネル１の車体後方の一段、高い位置に配設され、図示しないリヤシートが配置されるセンタフロアパネル２と、さらにそのセンタフロアパネル２よりも車体後方の一段、高い位置に配設されて、荷室の床部分を構成するリヤフロアパネル３とを備えている。また、前記フロントフロアパネル１の車体前側の端縁部には、車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネル４の下端縁部がスポット溶接等により接合されており、さらに、該ダッシュパネル４の前方には、エンジンルームの左右両側を囲むように一対のフロントサイドフレーム５，５とフェンダエプロン６，６とが設けられている。
【００７２】
前記ダッシュパネル４の下側の部分は、下端側に向かうほど車体後方に位置するように傾斜する傾斜部４ａとされ、この傾斜部４ａにおける車幅方向の略中央位置には、フロントフロアパネル１のフロアトンネル部１１に対応するように、下方に開口する凹部が形成されている。また、前記一対のフロントサイドフレーム５，５は、それぞれ前記ダッシュパネル４の下端縁部から傾斜部４ａに沿って前方斜め上方に向かって延び、その傾斜部４ａの上縁付近でダッシュパネル４から離れて、そこからは略水平に車体前方に向かって延びている。この各フロントサイドフレーム５は、詳しくは図示しないが、車体前側の部分が、断面コ字状の２つの鋼板製部材を左右両側から組み合わせて、略矩形の閉断面を有する四角柱状にしたものであり、一方、各フロントサイドフレーム５の車体後側の部分は、図２にも示すように、断面コ字状の鋼板製部材をダッシュパネル４の傾斜部４ａに下方から重ね合わせて、略矩形の閉断面構造としたものである。
【００７３】
前記ダッシュパネル４の傾斜部４ａには、前記フロントサイドフレーム５の左右両側を挟むようにして下方から補強部材が取り付けられている。すなわち、図２に示すように、各フロントサイドフレーム５の車体外方側（図の左側）には、略Ｌ字状断面を有するトルクボックスメンバ７，７（図２には一方のみを示す）が配設されていて、この各トルクボックスメンバ７の車体内方側フランジ７ａがフロントサイドフレーム５に接合されるとともに、車体前側フランジ７ｂがダッシュパネル４の傾斜部４ａに接合されていて、この傾斜部４ａとトルクボックス７とにより車幅方向に延びる閉断面構造が構成されている。
【００７４】
また、左右一対のフロントサイドフレーム５，５の中間に挟まれるようにダッシュロワクロスメンバ８が配設されている。このダッシュロワクロスメンバ８は、略Ｌ字状断面を有する左右両側の部材９，９とそれらを連結する中間部材１０とを組み合わせてなり、左右両側の部材９，９の車体外方側フランジ９ａ，９ａがそれぞれフロントサイドフレーム５，５に接合されるとともに、中間部材１０の車体前側フランジ１０ａがダッシュパネル４の傾斜部４ａに接合されていて、この傾斜部４ａとダッシュロワクロスメンバ８とにより車幅方向に延びる閉断面構造が構成されている。
【００７５】
上記トルクボックス７，７及びダッシュロアクロスメンバ８を以下では便宜上Ｎｏ．１クロスメンバという。
【００７６】
前記フロントフロアパネル１は、図３にも示すように、所定厚（例えば、厚さ０．６５〜０．７ｍｍ）の鋼板をプレス成形してなり、車幅方向の略中央位置において上方に膨出するフロアトンネル部１１が車体前後方向に延びるように一体成形されたものである。また、フロントフロアパネル１の車幅方向の両端側には、それぞれ、自動車のサイドボディ（図示せず）が取り付けられるようになっていて、このサイドボディの下端縁部を車体前後方向に延びる閉断面構造のサイドシル１２，１２（仮想線で示す）がスポット溶接等によりフロントフロアパネル１に接合される。すなわち、上記フロントフロアパネル１は、上記フロアトンネル部１１を含めて上記左右のサイドシル１２，１２間の全幅が１枚の金属板からプレス成形によって形成されている。
【００７７】
さらに、前記フロアトンネル部１１と各サイドシル１２，１２との中間には、それぞれ車体前後方向に延びるようにフロアサイドフレーム１３，１３が設けられている。この各フロアサイドフレーム１３は、前記フロントサイドフレーム５の後側の部分と同様に、断面コ字状の鋼板製部材をフロントフロアパネル１の底面に下方から重ね合わせて、略矩形の閉断面を構成したものである。図４に示すように、当該閉断面積を確保するために、フロントフロアパネル１のフロントサイドフレーム５に対応する部位には上方に突出する凸部１４が形成され、この凸部１４は該フロントフロアパネル１前縁部から車体前後方向の中央位置よりも後方の所定箇所まで前後方向に延びている。また、各フロアサイドフレーム１３，１３の前端部はそれぞれフロントサイドフレーム５，５の後端部に接続されている。
【００７８】
つまり、前記フロントフロアパネル１には、車体前後方向の補強構造として、中央のフロアトンネル部１１と左右両端側のサイドシル１２，１２とに加えて、フロアトンネル部１１とサイドシル１２との間の略中央にフロアサイドフレーム１３及び凸部１４が配設されており、これにより、自動車のボディの曲げ剛性やねじり剛性を十分に確保できるとともに、特に自動車の正面衝突時における車室の変形を最小限に抑えて、乗員を確実に保護することができる。
【００７９】
一方、車幅方向の補強構造としては、前記したように、フロントフロアパネル１の前縁部を補強するＮｏ．１クロスメンバ（トルクボックスメンバ７及びダッシュロワクロスメンバ８）がある。これに加えて、フロントフロアパネル１の車体前後方向略中央位置においてフロアトンネル部１１を跨ぐようにして車幅方向に延びるＮｏ．２クロスメンバ１５と、フロントフロアパネル１の後端縁部においてセンタフロアパネル２との継ぎ目に沿って車幅方向に延びるＮｏ．３クロスメンバ１６とが配設されている。前記Ｎｏ．２クロスメンバ１５は、下向きに開放するコ字状断面の部材をフロントフロアパネル１の上面に接合したもので、車幅方向の略中央部がフロアトンネル部１１の形状に対応するように上方に屈曲している一方、左右両端部はそれぞれサイドシル１２，１２に接合されるようになっている。
【００８０】
さらに、前記Ｎｏ．２クロスメンバ１５とＮｏ．３クロスメンバ１６との間には、フロントシートの取付座を兼用する補強部材１７が配設されている。すなわち、図１には左側のフロントシート１８のみを示すが、このフロントシート１８は、Ｎｏ．２クロスメンバ１５の上方からやや車体後方にずれて配置されるようになっていて、そのシートクッションの後端部付近に対応する位置に、フロアサイドフレーム１３からサイドシル１２に亘るように車幅方向に延びる補強部材１７が架設されている。そして、図示しないが、シートクッションの前側の２つの取付部材がＮｏ．２クロスメンバ１５に締結されるとともに、後側の２つの取付部材の一方が前記補強部材１７に締結され、また、他方はフロアトンネル部１１に締結される。このように、フロントシートの下方に配設した補強部材１７によって、自動車の側面衝突に対するフロントシート乗員の保護性能が高められている。
【００８１】
以上の構成により、上記フロントフロアパネル１によって構成されるフロアは、各々車体前後方向に延びるフロアトンネル部１１、フロアサイドフレーム１３，１３（凸部１４，１４）及びサイドシル１２，１２、並びに、各々車幅方向に延びる各クロスメンバ７，８，１５，１６によって略長方形状の若しくは長方形状に近い形状の８つのエリアに区画されている。
【００８２】
そうして、本願発明の特徴は、上記８つのエリアのうちの６つのエリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネルを、それぞれ、所定周波数帯域（２４０〜２６０Ｈｚ）の振動入力、特に略２５０Ｈｚの振動入力に対して音響放射効率の低い特定の振動モードが励起される振動モード調整フロアパネル構造にしたことにある（以下、前記エリアＳ１〜Ｓ３を振動モード調整エリアともいう）。上記８つのエリアのうちの残り２つのエリアＳ４のフロアパネルは固有振動数が３００Ｈｚ以上となるようにその剛性が調整されている。
【００８３】
ここで、音響放射効率の低い振動モードについては、従来例の公報（特開平９−２０２２６９号）に詳しく説明されている。要するに、矩形状の領域の縦横にそれぞれ励起される定在波の腹の数をそれぞれｎ，ｍとしたときに、図５に一例を示すように、「ｎ×ｍ＝偶数」であれば、当該パネル内で隣接する逆相の部分からの放射音が互いに打ち消し合って、音響放射エネルギが大幅に低下することになる。
【００８４】
すなわち、同図（ａ）に示す「２×１＝２」の振動モードでは、パネル内の２つの部分が逆位相かつ同振幅で振動し、放射音同士が打ち消し合う。また、同図（ｂ）に示す「２×２＝４」の振動モードでは、パネル内の４つの部分からの放射音が互いに打ち消し合うことになり、このときに音響放射効率が最小となる。
【００８５】
そして、この実施形態では、上述の如くアンダボディＢの剛性を確保するために車体前後方向及び車幅方向にそれぞれ配置したフレームやクロスメンバ等の補強構造のレイアウトを生かしつつ、フロントフロアパネル１上の車体前後方向に長いエリアＳ１〜Ｓ３の各フロアパネルに、それぞれ、車体前後方向の定在波の腹が２つでかつ車幅方向の定在波の腹が１つとなる２×１モードの振動を励起させるようにしている。
【００８６】
より具体的には、前記図３に示すように、第１エリアＳ１，Ｓ１は、フロアトンネル部１１の左右両側においてそれぞれフロアサイドフレーム１３（及び凸部１４）、サイドシル１２、トルクボックスメンバ７及びＮｏ．２クロスメンバ１５により区画されている。そして、この第１エリアＳ１，Ｓ１のフロアパネルは、それらエリア区画メンバによって周縁が拘束されている。
【００８７】
第２エリアＳ２，Ｓ２は、前記第１エリアＳ１，Ｓ１の車体内方寄りに位置し、フロアトンネル部１１、フロアサイドフレーム１３（及び凸部１４）、ダッシュロワクロスメンバ８及びＮｏ．２クロスメンバ１５により区画されている。そして、この第２エリアＳ２，Ｓ２のフロアパネルは、それらエリア区画メンバによって周縁が拘束されている。
【００８８】
第３エリアＳ３，Ｓ３は、前記第２エリアＳ２，Ｓ２の車体後方に位置し、フロアトンネル部１１、フロアサイドフレーム１３（及び凸部１４）、ＮＯ．２クロスメンバ１５及びＮｏ．３クロスメンバ１６により区画されている。そして、この第３エリアＳ３，Ｓ３のフロアパネルは、それらエリア区画メンバによって周縁が拘束されている。この第３エリアＳ３，Ｓ３の車体外方には、上述の如くフロアサイドフレーム１３からサイドシル１２に亘る補強部材１７が架設されている。
【００８９】
そうして、前記各エリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネルには、それぞれ、上記２×１モードの固有振動数が略２５０Ｈｚとなるようにその面剛性を調整すべく、略円形の２つの剛性調整部２０，２１が車体前後方向に並んで形成されている。
【００９０】
剛性調整部２０，２１は、互いに略同じ形状のものであり、当該エリアのフロアパネルの前部及び後部を略円形の凹曲面状に下方へ窪ませて（又は略円形の凸曲面状に上方へ突出させて）形成されている。また、各エリアにおけるフロアパネルの各剛性調整部２０，２１の周囲はフラットに形成されている。つまり、各剛性調整部２０，２１は周囲をフラット面で囲まれ、この両剛性調整部２０，２１間にもフラット面が形成されている。なお、各剛性調整部２０，２１には面剛性の調整と滑り止めとを兼ねた凹凸ラインが略十字状に現れている。
【００９１】
すなわち、前記のようにパネルに凹部等を形成して局部剛性を高めるようにした場合、図６に示すように窪みｄを深くするほど局部剛性が高くなって、固有振動数（共振周波数）が高くなる傾向があり、反対に窪みｄを浅くすれば、局部剛性が低下して固有振動数も低下する。従って、上記剛性調整部２０，２１の形状を適宜、変更することで、前記所定周波数帯域の振動入力に対して確実に２×１モードの振動を励起させることができ、これにより、当該エリアにおいて相隣る逆位相の部分からの放射音を互いに打ち消し合わせて（放射音のキャンセレーション）、音響放射効率を極めて低くすることができるのである。
【００９２】
ところで、そのような共振現象において各エリアのフロアパネルの振動と他のエリアのフロアパネル又はエリア区画メンバ（フロアトンネル部１１、フロアサイドフレーム１３、凸部１４、サイドシル１２、各クロスメンバ７，８，１５，１６）の振動とが連成すると、前記の放射音のキャンセレーションが不十分なものとなり、放射音の低減効果が損なわれる虞れがある。従って、振動の連成が抑制されるようにすることが好ましい。
【００９３】
また、上記２×１モードの振動を起こすためには各エリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネルに略長方形状のパネル部（振動領域）、特に横辺と縦辺との比が略１：２である長方形状のパネル部、例えば、横辺の長さが１５０ｍｍ、縦辺の長さが３００ｍｍである長方形状の、ないしは横辺の長さが２００ｍｍ、縦辺の長さが４００ｍｍである長方形状の振動領域を形成することが好ましい。
【００９４】
そこで、第１エリアＳ１のフロアパネルには、その前側縁部をトルクボックスメンバ７に沿って車幅方向に延びる構造ビード２２（剛性調整部）が形成されているとともに、後側縁部をＮｏ．２クロスメンバ１５に沿って車幅方向に延びる構造ビード２３（剛性調整部）が形成されている。また、第１エリアＳ１のフロアパネルの車幅方向の側縁部については、車体外方側がサイドシル１２により、また、車体内方側がフロアサイドフレーム１３によりそれぞれ拘束されている。特に、車体内方側についてはフロントフロアパネル１に上方に突出する凸部１４が設けられているので、この部分では面剛性が非常に大きく変化することになる。
【００９５】
従って、第１エリアＳ１のフロアパネルは、構造ビード２２，２３、サイドシル１２及びフロアサイドフレーム１３（及び凸部１４）によって振動する領域が略長方形状となるように規制されている、つまり略長方形状パネル部が形成されていることになる。この場合、構造ビード２２，２３は、当該エリアＳ１のフロアパネルに上記略長方形状パネル部を形成する働きをしているとともに、このパネル部とクロスメンバ７，１５との間で振動が連成することを防止する働きをしている。つまり、当該エリアに車幅方向に延びる構造ビード２２，２３を設けると、該エリアのフロアパネルはこのビード部分を折れ線として曲がり易くなるから、上記振動の連成を防止する上で有利になるものである。
【００９６】
さらに、上記略円形の剛性調整部２０，２１と、構造ビード２２，２３、サイドシル１２及びフロアサイドフレーム１３（凸部１４）との間には、所定幅（例えば１０ｍｍくらい）のフラット部（低剛性部）が残されており、このことで、上記略長方形状パネル部とその周囲の他の振動系との間で振動が連成することが防止され、理想的な２×１モードの振動を励起させることができる。すなわち、略円形の剛性調整部２０，２１が、当該略長方形状パネル部周縁の剛性の不連続に変化する部分に接近し過ぎると、そのことによって所定モードの振動の励起が阻害されるが、上記フラット部があるために理想的な２×１モードの振動を励起させる上で有利になっている。
【００９７】
尚、第１エリアＳ１には、水抜きのための孔部２４が設けられているが、これは、当該エリアＳ１におけるパネルの振動モードに悪影響を及ぼさないように配置されている。
【００９８】
第２エリアＳ２のフロアパネルは、エリア区画メンバの一つであるフロアトンネル部１１の裾幅の変化のために、第１エリアＳ１とは違って、エリア前部の幅が後部の幅よりも広い非長方形状に形成されている。そこで、この非長方形状フロアパネルに略長方形状パネル部（図３に２点鎖線で示す２×１モード振動領域Ｒ）が形成されるように、エリア前部の車体内方側には他の部分よりも面剛性が高くなった剛性調整部が設けられている。
【００９９】
すなわち、当該剛性調整部は、フロアトンネル部１１の側面と当該エリアＳ２のフロアパネルとに跨るように車幅方向に延び且つ前後に間隔をおいて設けられた複数のビード２５，２５，…によって構成されている。そうして、このビード２５，２５，…の車体外方側の端の位置は、当該エリアＳ２を車体前後方向に直線状に延びるライン（鎖線で示す振動領域Ｒのフロアトンネル部側のライン）上に並ぶように揃えられている。このラインは、当該エリアＳ２の後部におけるフロアトンネル部１１の裾の位置を通っている。
【０１００】
従って、当該エリアＳ２のフロアパネルは、フロアサイドフレーム１３（凸部１４）と、ビード２５，２５，…と、このビード群後方のフロアトンネル部１１の裾とによってその振動領域Ｒの幅（車幅方向の寸法）が車体前後方向の全長に亘って略一定となるように規制されていることになる。
【０１０１】
また、第２エリアＳ２のフロアパネル前後両縁部には、第１エリアＳ１と同様に、それぞれＮｏ．２クロスメンバ１５及びＮｏ．３クロスメンバ１６に沿って車幅方向に延びる構造ビード２２，２３が形成されている。この構造ビード２２，２３は、当該エリアＳ２の振動領域Ｒの長さを規制しているとともに、他の振動系との間で振動が連成することを防止している。
【０１０２】
そうして、上記第２エリアＳ２の、上記略円形の剛性調整部２０，２１と、構造ビード２２，２３，２５、フロアトンネル部１１及びフロアサイドフレーム１３（凸部１４）との間には、第１エリアＳ１と同様に所定幅（例えば１０ｍｍくらい）のフラット部（低剛性部）が残されている。
【０１０３】
さらに、前記第３エリアＳ３のフロアパネルについても、フロアトンネル部１１との境界部に前記第２エリアＳ２と同様に車幅方向に延びる複数のビード２５，２５が形成されている一方、車体外方側はフロアサイドフレーム１３によりしっかりと拘束されている。また、第３エリアＳ３のフロアパネルの前縁部はＮｏ．２クロスメンバ１５によって拘束されるとともに、フロントフロアパネル１に形成された段差部２６（剛性変更部）により面剛性が不連続に変化するようになっており、一方、後縁部はＮｏ．３クロスメンバ１６によってしっかりと拘束されている。加えて、この第３エリアＳ３においても、略円形の剛性調整部２０，２１とエリア境界部との間には所定幅（例え１０ｍｍくらい）のフラット部（低剛性部）が残されている。
【０１０４】
また、第３エリアＳ３のフロアパネルは、フロントシート１８の下に配置されている。すなわち、車体上下方向から見て、第３エリアＳ３の少なくとも車体前側の境界部がフロントシート１８と重なるように配置されている。また、この第３エリアＳ３にも水抜きのための孔部２７が設けられているが、この孔部２７もパネルの振動モードに悪影響を及ぼさないように配置されている。
【０１０５】
したがって、この実施形態に係る車体フロアパネルの放射音低減構造によると、フロアトンネル部１１、サイドシル１２及びフロアサイドフレーム１３、並びにクロスメンバ７，８，１５，１６によって区画された第１〜第３エリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネルを、その面剛性の調整によって２×１モードの固有振動数が略２５０Ｈｚである振動モード調整パネル構造としたので、車体の補強性を損なうことなく、タイヤの空洞共鳴によるフロントフロアパネル１からの放射音を極めて低くして、ロードノイズを大幅に低減できる。
【０１０６】
しかも、前記第１〜第３エリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネル周辺部にビード２２，２３，２５や段差部２６を設けて、略長方形状の振動領域を形成し、また、他の振動系との間で振動が連成することを防止したので、狙い通りの２×１モードの振動を確実に励起させることができる。
【０１０７】
図７は上述の振動モード調整フロアパネルを有する本発明パネルと、そのような振動モード調整フロアパネルを備えないフラットパネルとについて、音響放射特性を比較したテスト結果を示す。なお、本発明パネルは、図３に示すフロントフロアパネル１の破線Ａで囲む部分を切り取ったものである。テストは、各パネルの周縁を全周にわたって単純拘束し、各パネルに適宜の振動数で加振力Ｆを与えて音響放射パワーＰを測定するというものである。
【０１０８】
同図によれば、本発明パネルでは、振動数２５０Ｈｚにおいて音響放射パワーがフラットパネルに比べて大きく低下している。この結果から、本発明パネルの振動モード調整エリアでは、２×１モードの振動が２５０Ｈｚ付近で生じていることを理解することができる。
【０１０９】
また、第４エリアＳ４のフロアパネルについては、その固有振動数が３００Ｈｚ以上になるようにその面剛性を調整したので、タイヤの空洞共鳴による２５０Ｈｚ前後の外部振動に対する共振が避けられ、放射音が低減する。
【０１１０】
つまり、この発明によれば、フロアパネルを十分に補強して自動車のボディ剛性や乗員保護性能を確保しながら、その補強構造に係るレイアウトを生かして、フロントフロアパネル１上に振動モード調整エリアＳ１〜Ｓ３を設定することで、車室内の静粛性を大幅に向上することができるものである。
【０１１１】
（サスペンションについて）
図８（ａ）は、本実施形態に係る自動車のフロントサスペンションを概略図で示すものである。すなわち、このサスペンションは、ダブルウィッシュボーン形式のものであり、前輪３１のナックル・スピンドル３２の上下両端にアッパアーム３３及びロアアーム３４がボールジョイント３６，３６で連結され、ダンパ３５の下端はロアアーム３４にボールジョイント３６で連結されている。なお、ダンパ３５の上端は車体のタイヤハウスに連結されている。
【０１１２】
図８（ｂ）は、上記ダブルウィッシュボーン形式との比較のために示すストラット形式のサスペンションを示す概略図である。前輪３１のナックル・スピンドル３２の下端にサスペンションアーム３３がボールジョイント３６で連結され、ダンパ３５の下端はナックル・スピンドル３２の上端にリジット（結合部を黒丸で表している。）に結合されている。なお、ダンパ３５の上端は車体のタイヤハウスに連結されている。
【０１１３】
上記図８（ａ），（ｂ）から明らかなように、ストラット形式の場合、ダンパ３５の下端がナックル・スピンドル３２にリジットに連結されているから、走行時にはナックル・スピンドル３２から前後・左右の振れがダンパ３５を介して車体に伝わり易い。これに対して、ダブルウィッシュボーン形式の場合、ダンパ３５の下端はロアアーム３４にボールジョイント３６で連結されているから、ナックル・スピンドル３２からロアアーム３４を介してダンパ３５に入る前後・左右の揺れは該ダンパ３５がその上端の車体取付部を支点として揺動することによって吸収され、車体には伝わりにくい。
【０１１４】
従って、このように本実施形態の場合は、フロントサスペンションをダブルウィッシュボーン形式としたから、サスペンションの共振による１６０Ｈｚ付近のロードノイズも低くなり、車室内の静粛性向上に有利になる。
【０１１５】
（他の実施形態）
本願発明の構成は前記実施形態のものに限定されず、それ以外の種々の構成をも包含するものである。すなわち、フロントフロアパネル１に設定した振動モード調整エリアＳ１〜Ｓ３において、その固有振動数の調整のための設けた剛性調整部２０，２１は、その一方を凹曲面とし、他方を凸曲面とすることができるが、その両方を共に凹曲面として、或いはその両方を凸曲面としてもよい。
【０１１６】
また、上記エリアＳ１〜Ｓ３には、凹曲面や凸曲面に代えて、ビードや凸条を設けることによっても、固有振動数を調整することができる。
【０１１７】
さらに、前記の凹曲面、凸曲面、或いは構造ビード等によってパネルの面剛性分布を変更するのではなく、パネルに別の部材を貼り付けて局所的に面密度分布を変更することによっても、共振周波数を調整することができる。
【０１１８】
さらにまた、パネルに制振材を添付することにより他の振動モードを抑制することもロードノイズの低減に効果があり、この場合にはパネルの振動レベルそのものが低下して、放射音量が全体的に小さくなるので、このことによっても車室内の静粛性が向上する。
【０１１９】
また、前記実施形態では、第１〜第３のエリアＳ１〜Ｓ３のフロアパネルを振動モード調整フロアパネル構造としているが、これに限らず、エリアＳ１〜Ｓ３のうちのいずれか１つのみ、又は任意の２つのみについて振動モード調整フロアパネル構造を採用するようにしてもよい。或いは、反対に、第１〜第３のエリアＳ１〜Ｓ３だけでなく、第４エリアＳ４にも振動モード調整フロアパネル構造を採用するようにしてもよい。
【０１２０】
さらに、前記実施形態では、第１〜第３のエリアＳ１〜Ｓ３を、いずれも、タイヤの空洞共鳴に起因する２５０Ｈｚ付近の振動に対して２×１の振動モードとなるようにしているが、これに限らず、前記エリアＳ１〜Ｓ３のいずれかのフロアパネルはその固有振動数を別の周波数帯域に合わせるようにしてもよい。例えば、第１及び第２のエリアＳ１，Ｓ２の２×１モードの固有振動数を２５０Ｈｚ付近となるようにし、第３エリアＳ３については別の周波数帯域に合わせるというように、各エリアにおいて２×１の振動モードを励起させる振動の周波数帯域を別々に設定するようにしてもよい。
【０１２１】
また、前記実施形態では、２×１モードの振動を生ずるフロアパネルの固有振動数を２５０Ｈｚ付近に調整したが、２００〜３００Ｈｚの範囲における他の振動数帯域に調整してもよく、或いは、当該自動車の頻繁に利用される車速域と装着されるタイヤの種類とによって定まるタイヤの空洞共鳴周波数に略一致するように調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車のアンダボディの斜視図である。
【図２】ダッシュパネルに取り付けられるトルクボックスメンバ及びダッシュロワクロスメンバの斜視図である。
【図３】フロントフロアパネルの拡大斜視図である。
【図４】サイドフレームの構成を示す図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】振動モード調整領域における放射音のキャンセレーションの概念図である。
【図６】パネルに形成した凹部の深さと共振周波数との関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明パネルとフラットパネルとの音響放射特性を比較したグラフ図である。
【図８】ダブルウィッシュボーン形式及びサスペンションとストラット形式のサスペンションの概略図である。
【符号の説明】
Ｓ１〜Ｓ３　　　　　振動モード調整エリア（フロアパネル）
１　　　　　　　　　フロントフロアパネル
４　　　　　　　　　ダッシュパネル
７　　　　　　　　　トルクボックスメンバ（クロスメンバ）
８　　　　　　　　　ダッシュロワクロスメンバ
１１　　　　　　　　フロアトンネル部
１２　　　　　　　　サイドシル
１３　　　　　　　　サイドフレーム
１５　　　　　　　　Ｎｏ．２クロスメンバ（剛性部材）
１６　　　　　　　　Ｎｏ．３クロスメンバ（剛性部材）
１７　　　　　　　　補強部材
２０，２１　　　　　剛性調整部
２２，２３，２５　　構造ビード（剛性調整部）
２６　　　　　　　　段差部（剛性変更部）

Claims (14)

1. 自動車のフロアが、車幅中央部を車体前後方向に延びるフロアトンネル部と、該車幅の両側部を車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、該フロアトンネル部と左右のサイドシルとの中間部を車体前後方向に延びるサイドフレームと、車幅方向に延びるクロスメンバとによって複数のエリアに区画され、
   上記複数のエリアのうちの少なくとも１つのエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が２４０〜２６０Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造としたことを特徴とする自動車のフロア構造。
2. 請求項１において、
   上記振動モード調整フロアパネルは、その剛性が部分的に高められて上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生するように調整されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
3. 請求項２において、
   上記振動モード調整フロアパネルは、上記２×１モードの振動を生ずるように車体前後方向に並ぶ２つの面剛性が高くなった剛性調整部を備えるとともに、該各剛性調整部の周囲がフラットとなるようにフロアパネルが形成されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
4. 請求項２において、
   上記振動モード調整フロアパネルは、上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生する略長方形状パネル部を備えていることを特徴とする自動車のフロア構造。
5. 請求項４において、
   上記振動モード調整フロアパネルは、非長方形状であり、
   上記非長方形状フロアパネルの周辺部に他の部分よりも面剛性が高くなった剛性調整部が設けられ、これによって該非長方形状フロアパネルに上記２×１モードの定在波振動が２４０〜２６０Ｈｚで発生する略長方形状パネル部が形成されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
6. 請求項４において、
   上記振動モード調整フロアパネルには、上記略長方形状パネル部の横辺と縦辺との比が略１：２となるように、該フロアパネルの振動する領域を規制する剛性調整部が設けられていることを特徴とする自動車のフロア構造。
7. 請求項４において、
   上記振動モード調整フロアパネルの周辺部には、上記略長方形状パネル部と上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム及びクロスメンバのうちの少なくとも１つとの間で振動が連成することを抑制する剛性調整部が設けられていることを特徴とする自動車のフロアパネル。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一つにおいて、
   上記フロアのパネルは、上記フロアトンネル部を含めて上記左右のサイドシル間の全幅が１枚金属板からプレス成形によって形成されており、
   上記剛性調整部は車幅方向に延びる構造ビードとして上記パネルに形成されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
9. 自動車のフロアが、車幅中央部を車体前後方向に延びるフロアトンネル部と、該車幅の両側部を車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、該フロアトンネル部と左右のサイドシルとの中間部を車体前後方向に延びるサイドフレームと、車幅方向に延びるクロスメンバとによって複数のエリアに区画され、
   上記複数のエリアのうちの少なくとも１つのエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が当該自動車のタイヤの空洞共鳴周波数に略一致するように振動モードを調整したフロアパネル構造としたことを特徴とする自動車のフロア構造。
10. 自動車のフロアが、車幅中央部を車体前後方向に延びるフロアトンネル部と、該車幅の両側部を車体前後方向に延びる左右のサイドシルと、該フロアトンネル部と左右のサイドシルとの中間部を車体前後方向に延びるサイドフレームと、車幅方向に延びるクロスメンバとによって複数のエリアに区画され、
    上記複数のエリアのうちの少なくとも１つのエリアのフロアパネルを、周囲が上記フロアトンネル部、サイドシル、サイドフレーム又はクロスメンバによって拘束され、車体前後方向では２つの腹を生じ車幅方向では１つの腹を生ずる２×１モードの振動が発生し該２×１モードの固有振動数が２００〜３００Ｈｚとなるように振動モードを調整したフロアパネル構造としたことを特徴とする自動車のフロア構造。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一つにおいて、
    上記振動モード調整フロアパネルは、自動車のフロントシート下の上記フロアトンネル部と上記サイドフレームとの間に設定されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
12. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一つにおいて、
    上記振動モード調整フロアパネルは、上記サイドフレームの両側に形成されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一つにおいて、
    上記複数のエリアのうちフロアパネルを上記振動モード調整フロアパネル構造としたエリアを除く他のエリアのフロアパネルは、固有振動数が３００Ｈｚよりも高くなるように剛性が調整されていることを特徴とする自動車のフロア構造。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか一つに記載されているフロア構造を備えた自動車であって、
    フロントサスペンションがダブルウィッシュボーン形式であることを特徴とする自動車。

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