JP2005148428A - 車両における定在波吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室に起因する定在波を軽減するために音響管を配置して、運転者、同乗者等の疲れ、車酔いを軽減するような不要な定在波を吸収する定在波吸収装置を提供する。
【解決手段】車室の車高による定在波、車幅による定在波、ドアー内部の定在波、キックパネルによる定在波等の不要定在波を低減する長さを有する音響管１を車両の所定個所に配置する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の車室内あるいはドア内部に発生する不要な定在波を吸収するための定在波吸収装置に関する。

車両の車室内は閉狭空間であり、車室内に入ると特異なフィーリングや圧迫感を受けることがある。これは、車内構造あるいは車室構造に起因する定在波が関与しており、ウインドウガラスを開けるだけでも雰囲気が変わることからも確認できる。つまり、車室内は一般の室内とは異なり、特異な閉狭空間ということができる。

以下、この定在波について詳述する。車両を走行させたときにロードノイズ、エンジン音等の走行騒音が発生し、車内ではこの走行騒音により車内構造あるいは車室構造に起因する定在波をともなった騒音となる。この定在波は、主に車幅に起因した１００Hz前後の周波数、車高に起因した１５０Hz前後の周波数であり、これらの定在波は残響として長く残る性質を有する。そのため、運転者や同乗者が持続的に定在波の刺激を受けると、運転者においては運転疲労を受け、同乗者においては疲れから三半規管の機能低下により車酔いを誘引する。

従来、このような車内の定在波を除去、減少するために電気的に処理するものが挙げられていた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、車室内の任意の位置におかれたマイクロホンで音響特性を測定し、この測定値を解析して、その解析値を基づきスピーカの位置または方向を変えることにより、定在波を制御することを示している。
特開平２０００−２６１８９号公報。

しかしながら、上記従来技術はマイクロホンを使用して定在波を含む室内の音響特性を測定、解析等の電気的処理により、定在波を減少しようとするもので、その構成は複雑かつ高価になる。

本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成で車両の車室内やドア内部の空間に発生する不要な定在波を減少させ、この定在波による疲れや車酔いなどの生理的な悪影響を軽減あるいは解消する定在波吸収装置の提供が一例として挙げられる。
本発明を解決しようとする他の課題は、車室内やドア内部に発生する定在波を減少させることにより、車内の音響特性を改善する定在波吸収装置の提供が一例として挙げられる。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
上記課題を解決するために、請求項１にかかる車両における定在波吸収装置は、車両の車室内あるいはドア内部に生じる不要定在波を吸収する音響管１を車室内あるいはドア内部の所定箇所に設けたことを特徴とする。

具体的な実施の形態を説明する前に、まず、本発明にかかる音響管について説明する。図１は音響管１の断面構造を示しており、音響管部２と、音響管部２の内壁部に植毛により形成された吸音材３（音響抵抗体）により構成される。音響管部２は一端が開放された開口部２ａと、他端が閉塞された閉塞部２ｂを有する。この音響管部２の１／４波長管の共振を利用して内部を吸音材３でダンプすることにより、１／４波長の閉管を構成して、特定の周波数を選択的に吸音するものである。音響管１により、１／４波長管の共振を利用して特定の周波数を選択吸音するための音響管部２の長さ（共振管長）は以下に示す式で求められる。
共振管部長Ｌ（ｍ）＝音速（３３４ｍ）÷選択吸音周波数（Hz）÷４×１．０５
ここで、乗算値１．０５は吸音材３を挿入したことによる補正係数である。

上記式で求められた選択吸収周波数と共振管長（音響管１の長さ）との関係を図２に示す。例えば、車幅によって生じる１００Hz前後の定在波を吸音するには管長が０．８７７ｍとなり、車高によって生じる１５０Hz前後の定在波（１６０Hzの定在波）を吸音するには管長が０．５４８ｍとなる。
吸音材３は例えば、グラスウール、天然ウール、化繊ウール、化繊と天然ウールなどを用いる。

次に、本発明にかかる不要定在波の吸収装置の実施形態を、図面を用いて説明する。
図３は本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、車内を上方から見た図である。
車室の運転席４と助手席５の間に音響管１を設置し、車幅に関係する８０Hzから１００Hzの定在波を減少させる。このとき、音響管部２の開口部２ａが後部側となるように音響管１を配置する。
図４は図３の実施形態による周波数に対する音の減衰特性を示す。同図において、音響管１が設置されていない場合は特性ａであるのに対して、音響管１が設置されている場合は特性ｂとなり、８０Hzから１００Hz付近で音圧が減衰していることが分かる。
図５は、図３の実施形態による残響特性を示す。同図において、特性aは音響管１が設置されていない場合であり、特性bは音響管１を設置した場合を示し、残響特性が向上しているのが分かる。なお、音響管部２の開口部２ａは前方側や運転席側あるいは助手席側などの他の場所に位置するように配置してもよく、要するに運転席４と助手席５の間において定在波が最も減衰するような位置に配置すればよい。本実施形態によれば、不要定在波による運転者における運転疲労や同乗者における車酔いなどの生理現象を軽減あるいは解消できる。

図６（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、同図（ａ）はドア部分の側面図、（ｂ）は正面図である。
車両のドア６はアウタパネル６ａとインナトリム６ｂを備え、インナトリム６ｂにスピーカ７が取り付けられている。なお、インナトリム６ｂはアウタパネル６ａと図示しないインナパネルとの間に取り付けられる。アウタパネル６ａとインナトリム６ｂにより形成される空間がスピーカ７のバックキャビティとなる。また、この空間内部の任意の位置に音響管部２の開口部２ａを含めて音響管１を設置する。スピーカ７が駆動すると、これに伴いアウタパネル６ａとインナトリム６ｂで形成されるドア内部の空間に例えば８０Hz付近の定在波が発生する。音響管１はこの定在波を吸音する。

図７は図６の実施形態による周波数に対する音の減衰特性を示す。同図において、音響管１が設置されていない場合は特性ａ、音響管１が設置されている場合は特性ｂとなり、音圧が８０Hz付近で減衰していることが確認できる。図８は、図３の実施形態による残響特性を示す。同図において、特性aは音響管１が設置されていない場合であり、特性bは音響管１を設置した場合を示し、残響特性が向上しているのが分かる。本実施形態によれば、ドア６を構成するインナトリム６ｂあるいは図示しないインナパネルの振動が抑制されるので、ドア６からの不要な輻射音が減少する。これにより、ドア６に取り付けられたスピーカ７より再生される再生音の音質を向上させることができる。なお、音響管１はドア６を構成する構造体と一体成形してもよい。

図９は本発明の他の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、フロントピラーとリヤーピラーを含むピラー部分の側面図である。
車両のフロントピラー８に音響管１ａを内蔵し、リヤーピラー９に音響管１ｂを内蔵したものである。各音響管１ａ、１ｂの開口部２ａ、２ａは車室内に露出し、車室の定在波を吸収する。音響管１ａ、１ｂはフロントピラーとリアーピラーのそれぞれ両側に内蔵するようにしてもよく、さらに定在波を効率的に減衰できる。

図１０は本発明の他の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、フロントパネル付近の正面図である。
車室のフロントパネル１０の内部に左右一対の音響管１ａ、１ｂを取りつける。各音響管１ａ、１ｂの開口部２ａ、２ａは互いに離間する方向に位置して車室内に露出しており、定在波の吸収に適した配置となっている。なお、図示はしないが車室のリヤーボードに音響管を内蔵し、開口部を車室に露出するようにしてもよい。

図１１は本発明の他の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、キックパネル付近の正面図である。
車室内の運転席と助手席のキックパネル１１にそれぞれ音響管１ａと１ｂを配置することにより、キックパネル１１に発生する３００Hz付近の定在波を吸収する。

図１２（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、同図（ａ）は座席の側面図、（ｂ）は正面図である。
車両内の座席１２の背もたれ部１２ａと座部１２ｂにそれぞれ音響管１ａ、１ｂを内蔵したものであり、両音響管の開口部２ａは車内に露出している。音響管１ａは車高に起因する定在波を吸収し、音響管１ｂは車幅に起因する定在波を吸収する。

図１３（ａ）、（ｂ）本発明の他の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図であり、天井部分の車内側から見た平面図、（ｂ）は側面図である。
車室内の天井部１３に車両の走行方向に対して左右対称に一対の音響管１ａ、１ｂを内蔵した構成であり、両音響管の開口部２ａは天井部１３から車内に露出している。これにより車高に起因する定在波を吸収する。

図１４は本発明の他の実施形態にかかる音響管を示す断面図である。
音響管部２の閉塞部２ｂ側内部に吸音材３を充填することにより、開口部２ａから入る定在波を減衰する。
図１５（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態にかかる音響管の開口部分を示す図である。
音響管部２の開口部２ａから内部にゴミや塵などの異物が入らないように、開口部２ａに異物進入防止部材１４を取りつける。同図（ａ）は異物進入防止部材１４としてメッシュ状あるいはネット状の部材を用いた例であり、同図（ｂ）は格子状の部材を用いた例である。

なお、上記実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば次のように変形してもよい。トランクルーム内に音響管を取り付けて、トランクルーム内に生じる定在波を吸収するする。
上記の実施形態では、音響管１として直線状の直管を用いていた例を示したが、曲がった管でも、他のいかなる形状の管でもよい。
上記の実施形態では、音響管１と車両の構造部材とは別体となっているが、車両の構造部材と音響管１を一体形成することもでき、さらに車の構造部材そのものを音響管として用いることもできる。
上記の実施形態では、音響管の配置について代表的な場所を記載したが、その他として、車両の床、後部座席、センターピラー等に配置してもよい。

図１は、本発明の実施形態にかかる音響管の選択吸収周波数と共振管長（音響管長）との関係を示す図である。 図２は、本発明の実施形態にかかる音響管の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図４は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置による周波数特性を示す図である。 図５は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置による残響特性を示す図である。 図６は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図７は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置による周波数特性を示す図である。 図８は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置による残響特性を示す図である。 図９は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図１０は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図１１は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図１３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる定在波吸音装置を示す図である。 図１４は、本発明の他の実施形態にかかる音響管を示す図である。 図１５（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態にかかる音響管を示す図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ：音響管
２：音響管部
２ａ：開口部
２ｂ：閉塞部
３：吸音材（音響抵抗体）
４：運転席
５：助手席
６：ドア
７：スピーカ
８：フロントピラー
９：リヤーピラー
１０：フロントパネル
１１：キックパネル
１２：座席
１３：天井部
１４：異物進入防止部材

Claims (16)

1. 車両の車室内あるいはドア内部に生じる不要定在波を吸収する音響管を車室内あるいはドア内部の所定箇所に設けたことを特徴とする車両における定在波吸収装置。
2. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管は一端が開口され、他端が閉塞した音響管部と、前記音響管部に装填された音響抵抗体を備えたことを特徴とする車両における定在波吸収装置。
3. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記不要定在波は車両の車幅に起因する定在波または車高に起因する定在波または運転席あるいは助手席のキックパネルに起因する定在波であることを特徴する車両における定在波吸収装置。
4. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記ドアにスピーカが取り付けられ、前記不要定在波は前記スピーカの駆動によってドア内部に発生する定在波であることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
5. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管は車両を構成する車両構成部材とは別体であることを特徴とする車両における定在波吸収装置
6. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管は車両を構成する車両構成部材と一体形成されることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
7. 請求項２に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管は運転席または助手席の座部または背もたれ部に内蔵され、前記開口部が露出していることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
8. 請求項２に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管は天井部に内蔵され、前記開口部が露出していることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
9. 請求項４に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管はドアの内部に内蔵していることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
10. 請求項２に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管はフロントピラーまたはリヤピラーに内蔵され、前記開口部を露出していることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
11. 請求項２に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管はフロントパネルに内蔵され、その上部に前記開口部を露出していることを特徴とする車両における定在波吸収装置。
12. 請求項２に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管はフロントパネルに内蔵され、前記開口部はフロントパネルの下部に位置して運転席または助手席に向けて設置したことを特徴とする車両における定在波吸収装置。
13. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管は運転席と助手席の間に設置したことを特徴とする車両における定在波吸収装置。
14. 請求項２に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管の開口部に異物進入防止部材を設けたことを特徴とする車両における定在波吸収装置。
15. 請求項１に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管の内部に吸音材を設けたことを特徴とする車両における定在波吸収装置。
16. 請求項１５に記載の車両における定在波吸収装置において、前記音響管の内壁面に吸音材を形成したことを特徴とする車両における定在波吸収装置。