JP2004025945A - パッケージトレイ吸音構造 - Google Patents

Abstract

【目的】侵入音波に対する遮音性と吸音性が共に高く、かつ実用性も高いパッケージトレイ構造を提供する。
【構成】乗用自動車の荷室と傾斜した窓面の間に、本質的に硬質の基材の表面に面一に吸音材を埋め込んだパッケージトレイを配してなり、自動車の走行にともない路面方向で発生して荷室に侵入した音波を、定められた経路から前記パッケージトレイと前記傾斜した窓面間の空間に導入して両者の間に多数回反射させ、前記パッケージトレイに埋め込んだ吸音材への入射により漸次減衰させながら、後列座席方向に伝播させることを特徴とするパッケージトレイ吸音構造である。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、乗用自動車のパッケージトレイによる吸音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用自動車の構造として、自動車の前方にエンジン室をもうけ、後方にはトランク室（荷室）をもうけ、その中間に乗員室をもうける構造が一般的である。乗員室には、運転者等が着座する前席（列）や背後に後席（列）をもうけて、乗用自動車乗員の着座に供している。
【０００３】
特にセダン型乗用自動車では、座席列の背後にある荷室の上方には乗員室内側に傾斜した窓面があって、間にパッケージトレイと呼ばれる板状の内装材が敷設されることが一般的である。パッケージトレイは、この部分の自動車のパネル（リヤパーセルパネル）をおおって乗員室内を装飾するとともに、荷室と乗員室間の気流や音波の遮断をなしている。また、パッケージトレイの敷設位置は、乗員（特に後席着座者）にとっての利便性から、比較的小さな荷物の置き場所とされており、またパッケージトレイにはオーディオ類のスピーカーが取付けられる例も多い。
上記のパッケージトレイの使用態様、要求性能からパッケージトレイは、一般的に敷設位置に合わせ外周を裁断された硬質基材をもって所要の剛性を確保した上で、硬質基材の乗員室に面する表面側に表皮材を貼着積層して装飾した構成が一般的である。
【０００４】
乗用自動車の室内座席に着座する乗員がさらされる音場環境についての詳細な測定、解析の結果、この種のセダン型自動車において、路面方向で発生した音波（自動車のタイヤと路面の間に生じるロードノイズ、マフラーの排気音等）は、直上に位置する荷室に容易に侵入し、本質的に空洞である荷室空間で共鳴して、さらに上方に位置するパッケージトレイを経由し乗員室内に伝播しており、乗員（特に後席着座者）にとって影響が大きいことを確認した。
特に乗用自動車の後席に着座する乗員の音場環境を改善するためには、後席の背後にあるパッケージトレイに所要の防音性能を与えることが有効と考えられる。
【０００５】
パッケージトレイを経由しての乗員室侵入音波に対する対策が従来から考慮されているが、従来の対策はパッケージトレイをより剛直な板材で構成し、またパッケージトレイ周縁の隙間をできるかぎり少なくして、音漏れを防止する遮音を中心に考えられたものである。
しかしながら、この種の遮音を中心に考えられたパッケージトレイの構造では、パッケージトレイ周縁等に構造上、完全にシールすることが困難な隙間を生じて、音波が乗員室内に侵入することが避けられず、特に高い周波数の音波に対しては効果が乏しいものであった。
【０００６】
これに対して、遮音よりもむしろ吸音を中心に考慮したパッケージトレイも提案されており、たとえば特開平９−２１６３０３号（特願平８−４９６６５号）には、「表層と基材層を備えた２層構造を有する自動車用内装材において、前記基材層が、ポリエチレンテレフタレートを主体とする５〜４０デニールの高融点繊維９５〜５５重量％と、ポリエチレンテレフタレートを主体とする芯成分とポリエチレンテレフタレートを主たる共重合成分とする融点２００℃以下の低融点エラスティックポリエステル鞘成分とを含む繊度１〜２０デニールの芯鞘型複合繊維５〜４５重量％と、から構成される不織布であることを特徴とする自動車用内装材」が開示されており、吸音性能と通気機能とを併有した自動車用リヤパーセル材であって、トランクルームとの適切な通気性を確保しつつ車室内騒音を低減する構成である。
特開平９−２１６３０３号に開示される構成によれば、吸音性に重きをおいたパッケージトレイ（リヤパーセル材）が得られる可能性があるが、柔軟な吸音材で構成したパッケージトレイでは、遮音性が乏しいことに加えて、剛性がないために、上に荷物を載せるとへこみを生じる等の実用上の課題が残っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の課題にかんがみなされたものであり、侵入音波に対する遮音性と吸音性が共に高く、かつ実用性も高いパッケージトレイ構造を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
課題を解決する本発明の手段は、乗員室空間に乗員着座用の座席列を備え、座席列の背後には荷室と、荷室の上方に乗員室内側に傾斜した窓面とを有する乗用自動車にあって、前記荷室と傾斜した窓面の間に、本質的に硬質の基材の表面に面一に吸音材を埋め込んだパッケージトレイを配してなり、
乗用自動車の走行にともない路面方向で発生して荷室空間に侵入した音波を、定められた導入経路から前記パッケージトレイと前記傾斜した窓面に挟まれた空間に導入して両者の間に多数回反射させ、前記パッケージトレイに埋め込んだ吸音材への入射により漸次減衰させながら、乗員室空間方向に伝播させることを特徴とするパッケージトレイ吸音構造による。
【０００９】
本発明のパッケージトレイ構造では、本質的に硬質の基材をもって構成しているため、全体として剛性のある構造であって十分な遮音性を発現するものであり、また、硬質基材の表面には吸音材を埋め込むことでパッケージトレイを抜けて乗員室側に伝播した音波を吸音する性能にもすぐれるものである。
パッケージトレイに埋め込まれた吸音材の吸音効率を最適化するために、本発明では乗用自動車の走行にともない路面方向で発生して荷室に侵入した音波を、定められた導入経路からパッケージトレイと傾斜した窓面間の空間に導入して両者の間に多数回反射させることで、前記侵入した音波を高い頻度で吸音材に入射させ、音波の減衰効果を高めるものである。
【００１０】
パッケージトレイの実用性を維持するためには、吸音材はパッケージトレイの本質的に硬質の基材の表面に面一に埋め込まれることが好ましい。これによって、パッケージトレイ表面の平滑性が維持され荷置き位置としての利便性がそこなわれることが避けられ、また基材の剛性が不足して基材が波打ち見栄えを損ねる危険性も回避できる。
また吸音材の効率を最適化するには、吸音材の埋め込み部位は、傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側で密に、傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が遠い側で疎に配置することが適する。これは、音波の反射が傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側でより頻繁に生じることに対応するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面をもとに本発明の好適の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のパッケージトレイ吸音構造をとる乗用自動車の後部模式図である。
本発明の対象とする乗用自動車１０は、乗員Ｍが着座する座席列１１を備えた乗員室空間Ｒ_１の背後に、荷室パネル１５からバックドアパネル１６の間に荷室１２をもってなる。荷室１２の上方には乗員室内側に傾斜した窓面１４があって、荷室１２と傾斜した窓面１４の間にはリヤパーセルパネル１７を介してパッケージトレイ２０を敷設している。
パッケージトレイ２０と傾斜した窓面１４の間は、乗員室から遠い側で相互の距離が小さく、乗員室に近い側で相互の距離が大きい楔状の空間Ｒ_３に形成される。
【００１２】
パッケージトレイ２０は本質的に硬質の基材２１を含んでなり、リヤパーセルパネル１７に少なくともその一縁を載置して敷設される。
パッケージトレイ２０の少なくとも一部には、吸音材埋め込み部位２２を凹形状に形成してなり、この部位に好ましくは吸音材３０を、基材表面２１ａに面一に埋め込み配設する。吸音材３０は、フェルト、発泡体等の通気性のある素材からなるものが適する。
吸音材３０を基材２１の表面に面一に埋め込んだ後、パッケージトレイ基材２１の表面は、意匠性の表皮材２３で被覆して装飾する。表皮材は通気性のあるファブリック、ニット、不織布等で形成することが吸音材３０の機能を活かす意味で適する。
【００１３】
本発明のパッケージトレイ構造による吸音の機構について、図１を参照して説明する。
自動車のタイヤと路面の間に発生したロードノイズ等の音波Ｓは、タイヤの直上に位置する荷室１２に侵入し、本質的に空洞である荷室空間Ｒ_２で共鳴して、さらに上方に伝播してパッケージトレイ２０にいたる。ここで、本発明のパッケージトレイ２０は本質的に硬質の基材２１をもってなることから、伝播した音波の相当比率が遮断される一方、一部はパッケージトレイに形成された導入経路１３により、パッケージトレイ２０と傾斜した窓１４の間に形成される空間Ｒ_３に導入される。
【００１４】
自動車の形状、パッケージトレイ２０と傾斜した窓面１４との配置関係に応じて、導入経路１３の形状、大きさ、配置を最適化することで、空間Ｒ_３に導入した音波を傾斜した窓面１４とパッケージトレイ２０の表面に多数回反射させることができる。
特にパッケージトレイの乗員室から遠い側では、パッケージトレイと傾斜した窓面の間の距離が小さく、音波は両者の間に頻繁に反射するため、パッケージトレイの表面に入射する頻度が多くなる。（図１において、典型的な音波Ｓの反射経路を模式的に破線表示した）
パッケージトレイ２０の表面に入射した音波Ｓが、通気性の表皮材２３を透過して、パッケージトレイ基材２１に埋め込まれた吸音材３０に入射すると、入射ごとに吸音材３０によってそのエネルギーを奪われて、音波のエネルギーは減衰していく。
音波Ｓがパッケージトレイ２０と傾斜した窓面１４の間に反射を繰り返して、乗員室に近い側に伝播するにしたがって、パッケージトレイと傾斜した窓面の間の距離が大きくなり音波の反射頻度が少なくなるので、パッケージトレイ２０の表面（吸音材３０）に入射する頻度が低くなる。結果音波エネルギーの減衰の効率も低い状態となって、乗員室空間Ｒ_１に着座する乗員Ｍに伝播する。
したがって、パッケージトレイの吸音材埋め込み部位は、傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側２１ｂでより密に、遠い側２１ｃで疎に配置することが適し、吸音材３０の吸音効率を高めながら、パッケージトレイ基材２１の剛性の低下も最低限に抑えることができる。
【００１５】
図３（ａ）〜（ｃ）には、パッケージトレイ基材に形成する吸音材埋め込み部位の配置として好ましい３つの例を示す。
図３（ａ）のパッケージトレイ２０では吸音材埋め込み部位２２を傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側２１ｂに沿って帯状に形成した例であり、図３（ｂ）のパッケージトレイ２０’では複数の吸音材埋め込み部位２２’を楕円形に形成し、楕円の大きさは傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側２１ｂ’ほど大きく、遠い側２１ｃ’ほど小さく配置した例であり、図３（ｃ）のパッケージトレイ２０”では各吸音材埋め込み部位２２”を楔状に形成し、傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側２１ｂ”で楔の幅を大きく、遠い側２１ｃ”ほど小さく配置した例である。
これらの吸音材埋め込み部位配置の場合、荷室方向からの音波の導入経路１３（１３’、１３”）は、パッケージトレイ基材の傾斜窓面と距離が近い側２１ｂ（２１ｂ’、２１ｂ”）の中央よりに形成することが適する。
【００１６】
（実施例、比較例）
図３（ａ）の態様に傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が近い側に沿って吸音材埋め込み部位（深さ１５ｍｍ、幅５０ｍｍ、面積比率３０％）および音波の導入経路を形成し、密度０．１３ｇ／ｃｍ^３のチップウレタン製吸音材を埋め込み配置した実施例パッケージトレイと、同じパッケージトレイに吸音材を埋め込まない状態にした比較例パッケージトレイを、同じ自動車に装着して試験に供し、吸音性能の差を比較評価した。
試験車両は、前方にエンジン室を有し、後方に荷室を有し、その中間に乗員室を有する４ドアセダン型の５人乗り乗用自動車であり、エンジン排気量が３０００ｃｃの前輪駆動車である。乗員室には前後２列の乗員席をそなえ、後席列の中央にダミーを着座させ、ダミーの耳位置には集音装置を装着して、音圧を観測可能とした。
（評価方法）
試験車両を無響室内において、試験車両の荷室直下にスピーカーを配置し、あらかじめ採取した実車走行時相当の走行騒音（ロードノイズ、排気音）を発する。この発生音を前記スピーカーの直上においたマイク２と、自動車の乗員室内のダミー耳位置においたマイク１で同時に測定し、マイク２で観測された音圧とマイク１で観測された音圧の差分を取ることによって遮音度（吸音性）を評価した。
【００１７】
（評価結果）
図２には上記測定方法による測定結果を図示する。
図２において横軸は観測周波数、縦軸には実施例および比較例のパッケージトレイを配設して観測された遮音度（ｄＢ）を示す。
同図より、実線でしめされる比較例と点線で示される実施例の比較により、１０００Ｈｚ以上の高周波領域で、実施例が比較例を１〜３ｄＢ上まわり、本発明のパッケージトレイ構造の吸音効果が確認された。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のパッケージトレイ構造は、遮音性および吸音性にすぐれる構造であって、吸音材の効率を最適化するとともに、また基材の剛性も維持して内装材、荷物置き場所としての意匠性、実用性にもすぐれる構造である。
パッケージトレイ全体を通気性の吸音材で構成する従来例と比較して、通気汚れ等の問題が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパッケージトレイ吸音構造をとる乗用自動車の後部、模式断面図を示す。
【図２】遮音度（パッケージトレイの吸音性）の測定結果を実施例と比較例の比較で示す。
【図３】本発明にとって好ましいパッケージトレイへの吸音材埋め込み部位の配置を示す各種実施例を示す。
【符号の説明】
１０　乗用自動車
１１　座席列（後列）
１２　荷室
１３　導入経路
１４　傾斜した窓面
１５　荷室パネル
１６　バックドアパネル
１７　リヤパーセルパネル
２０　パッケージトレイ
２１　基材
２１ａ　基材表面
２１ｂ　傾斜した窓面と距離が近い側
２１ｃ　傾斜した窓面と距離が遠い側
２２　吸音材埋め込み部位
２３　表皮材
３０　吸音材
Ｒ_１　乗員室空間
Ｒ_２　荷室空間
Ｒ_３　パッケージトレイと傾斜した窓面に挟まれた空間
Ｍ　乗員（ダミー）
Ｓ　音波（伝播経路）

Claims (3)

1. 乗員室空間（Ｒ_１）に乗員着座用の座席列（１１）を備え、座席列（１１）の背後には荷室（１２）と、荷室（１２）の上方に乗員室内側に傾斜した窓面（１４）とを有する乗用自動車（１０）にあって、前記荷室（１２）と傾斜した窓面（１４）の間に、本質的に硬質の基材（２１）の表面に面一に吸音材（３０）を埋め込んだパッケージトレイ（２０）を配してなり、
   乗用自動車（１０）の走行にともない路面方向で発生して荷室空間（Ｒ_２）に侵入した音波を、定められた導入経路（１３）から前記パッケージトレイ（２０）と前記傾斜した窓面（１４）に挟まれた空間（Ｒ_３）に導入して両者の間に多数回反射させ、前記パッケージトレイ（２０）に埋め込んだ吸音材（３０）への入射により漸次減衰させながら、乗員室空間（Ｒ_１）方向に伝播させることを特徴とするパッケージトレイ吸音構造。
2. 前記パッケージトレイ（２０）の基材（２１）の表面に面一に埋め込まれる吸音材（３０）は、前記パッケージトレイ（２０）の複数の埋め込み部位（２２）に分割して埋め込まれることを特徴とする、請求項１に記載のパッケージトレイ吸音構造。
3. 前記パッケージトレイ（２０）の複数の埋め込み部位（２２）は、前記傾斜した窓面（１４）とパッケージトレイ（２０）表面間の距離が近い側（２１ｂ）で密に、前記傾斜した窓面とパッケージトレイ表面間の距離が遠い側（２１ｃ）で疎に、パッケージトレイ（２０）に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のパッケージトレイ吸音構造。

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