JP2007112390A - 車両用吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音低減対象位置との関係に応じて各部の吸音特性を設定することができる車両用吸音材を得る。
【解決手段】ライニング基材２４における吸収対象音が入射される車室２５側とは反対側の面２４Ｂに通気止めフィルム２４を接触させて配置したルーフライニング１０は、通気止めフィルム２４がライニング基材２４に所定間隔の点接着によって部分的に固定されており、かつ通気止めフィルム２４とライニング基材２４との固定部位３０間の所定間隔が、ライニング基材２４の単位区画Ｒｉ毎にそれぞれ設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両騒音を低減するための車両用吸音材に関する。

フェルトや不織布よりなる通気性の天井基材の裏面に不通気性の薄膜状物（フィルム）を加熱加圧成形又は点接着により設け、該薄膜状物の膜振動によって吸音性能を向上させることが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−４３８８０号公報 特開２００４−１３０７３１号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、成形天井材の全体としての吸音性能は考慮されているが、車両への組付状態における部位（単位区画）毎の吸音性能について考慮されておらず、この点に改善余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、騒音低減対象位置との関係に応じて各部の吸音特性を設定することができる車両用吸音材を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用吸音材は、吸音基材における吸収対象音の入射側とは反対側の面に面状音波反射体を接触させて配置した車両用吸音材であって、前記面状音波反射体は、前記吸音基材に所定間隔で部分的に固定されており、かつ前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記所定間隔は、前記吸音基材の単位区画毎にそれぞれ設定されている。

請求項１記載の車両用吸音材では、吸音基材（車両用吸音材）の単位区画毎に、該吸音基材に対する面状音波反射体の固定間隔が設定されているため、吸音基材の単位区画毎に面状音波反射体の固有振動数を設定する（必要に応じて異ならせる）ことが可能である。これにより、吸音基材に接触して配置された面状音波反射体の振動（特性）を利用した吸音（補助）効果を、該吸音基材の単位区画毎に（すなわち、車両用吸音材における１つ又は複数の騒音低減対象位置に対する位置や方向に応じて）設定することが可能になる。

このように、請求項１記載の車両用吸音材では、騒音低減対象位置との関係に応じて各部の吸音特性を設定することができる。なお、単位区画は、実際の区画であっても仮想的な区画であっても良く、各区画の形状や寸法がそれぞれ異なるものであっても良い。

請求項２記載の発明に係る車両用吸音材は、請求項１記載の車両用吸音材において、前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記所定間隔は、該固定部位間において前記面状音波反射体が前記吸音基材に対する接離を伴う振動可能な間隔として設定されている。

請求項２記載の車両用吸音材では、例えば吸音基材に特定の音が入射されると、面状音波反射体は吸音基材への固定部位間において該吸音部材に対し接離しながら振動する。この面状音波反射体の吸音基材からの離間（振幅）による入射音の反射位置の変化（変化の有無を含む）に応じて吸音対象周波数を変化させることができるので、固定部位間の間隔すなわち固定部位間における面状音波反射体の振幅の設定によって、容易に単位区画毎に所望の吸音性能を得ることができる。

請求項３記載の発明に係る車両用吸音材は、請求項２記載の車両用吸音材において、前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記単位区画毎の前記所定間隔は、該単位区画毎に定められた周波数の音波によって、それぞれ前記固定部位間において前記面状音波反射体が前記吸音基材に対する接離を伴って一次振動する間隔として設定されている。

請求項３記載の車両用吸音材では、吸音基材の単位区画毎に、面状音波反射体が固定部位間で吸音基材に対し接離しながら一次振動（固定部位間で単一の振幅の腹が生じるモードの振動）する入射音波の周波数が設定されており、単位区画毎の設定周波数に基づいて各単位区画の面状音波反射体の振幅（入射音の反射位置）をそれぞれ設定することで、適用される車両に応じた吸音性能を容易に実現することができる。

請求項４記載の発明に係る車両用吸音材は、請求項３記載の車両用吸音材において、前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記単位区画毎の前記所定間隔は、該単位区画毎に定めた周波数で各単位区画における吸音率のピークが生じる間隔として設定されている。

請求項４記載の車両用吸音材では、各単位区画において、それぞれ定められた周波数で吸音率のピークが生じる。これにより、騒音低減対象位置との関係に応じて各部の吸音特性が最適化され、騒音低減対象位置において良好な騒音低減効果が得られる。

請求項５記載の発明に係る車両用吸音材は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の車両用吸音材において、前記吸音基材は、通気性を有し車室内側から吸収対象音が入射されるように配置されており、前記面状音波反射体は、不通気性を有し前記吸音基材における前記車室側とは反対側に接触されている。

請求項５記載の車両用吸音材では、吸音基材自体は、その通気性を利用した吸音性能を発揮し、面状音波反射体は吸音基材の通気止め機能を果たす。この面状音波反射体の吸音基材に対する固定間隔を単位区画毎に設定することで、面状音波反射体の振動（特性）を利用した吸音（補助）効果を、追加部材を設けることなく得ることができる。

以上説明したように本発明に係る車両用吸音材は、騒音低減対象位置との関係に応じて各部の吸音特性を設定することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車両用吸音材としてのルーフライニング１０について、図１乃至図７に基づいて説明する。なお、図中矢印ＦＲは車体の前方向を、矢印ＵＰは車体の上方向をそれぞれ示す。

図３には、ルーフライニング１０が適用された自動車１２のルーフ部１４が側断面図にて示されている。この図に示される如く、ルーフ部１４では、車体外板であるルーフパネル１６が、車体前後方向に沿う骨格部材である左右一対のルーフサイドレール（図示省略）と、該一対のルーフサイドレール間を架け渡したルーフクロスメンバ１８に支持されて構成されている。

ルーフパネル１６は、略全面に亘ってルーフライニング１０によって下側すなわち車室２５内側から覆われている。ルーフライニング１０は、ルーフパネル１６及びルーフクロスメンバ１８とは非接触とされており、これらの間すなわちルーフライニング１０の上方には背後空気層２０が形成されている。なお、図３中の符号２２は、フロントウインドシールドガラスを示している。

図１に示される如く、ルーフライニング１０は、吸音基材としてのライニング基材２４と、ライニング基材２４の車室２５側の面２４Ａに接着等によって固定された表皮材２６と、ライニング基材２４の背後空気層２０側の面２４Ｂの全面に亘って接触するように設けられた面状音波反射体としての通気止めフィルム２８とを含む構成とされている。

ライニング基材２４は、例えばフェルトやウレタンフォームなどの通気性材料にて構成され、通過する空気の振動（音）を吸収するようになっている。表皮材２６は、車室２５に露出してルーフライニング１０の意匠面を構成している。通気止めフィルム２８は、通気性のライニング基材２４の通気を遮断して表皮材２６の汚れを抑制するようになっている。また、通気止めフィルム２８は、ルーフライニング１０における入射音の反射作用を奏する構成とされている。

ここで、ルーフライニング１０は、通気止めフィルム２８をライニング基材２４に対し点接着にて部分的に固定している。各図に示す符号３０は、点接着による通気止めフィルム２８のライニング基材２４に対する固定部位である。これにより、ルーフライニング１０では、図２に示される騒音（音波）が入射すると、ライニング基材２４を通過した音波の音圧によって、通気止めフィルム２８における固定部位３０間の部分２８Ａが、該固定部位３０を支点（振動の節）にしてライニング基材２４の面２４Ａに対し背後空気層２０側に離間する動作を伴う一次モードの振動を生じるようになっている。

したがって、通気止めフィルム２８は、背後空気層２０側に振動して（背後空気層２０を利用して）ライニング基材２４の面２４Ｂから離間した部分２８Ａによる音波の反射位置を、隣接する固定部位３０の間隔に応じて変化し得る構成とされている。換言すれば、ルーフライニング１０は、隣接する固定部位３０の間隔に応じて、通気止めフィルム２８の振動部分２８Ａのライニング基材２４に対する離間距離（振幅）、すなわち吸収すべき音波の周波数を設定することができる構成（詳細は後述する）とされている。

またここで、ルーフ部１４を構成するルーフライニング１０（ライニング基材２４）は、図４に底面図にて示される如く仮想的に複数の領域である単位区画Ｒｉ（ｉは自然数）に区画されており、単位区画Ｒｉ毎に吸収すべき音波の周波数ｆｉが設定されている。この周波数ｆｉの設定は、車室２５内における乗員（運転者、後席乗員等）の耳位置での好ましくない音（騒音）のレベルを抑制（最小化）するために各単位区画Ｒｉに要求される必要吸音性能に基づいて設定されている。この実施形態では、ルーフライニング１０は、４列６行の計２４区画の単位区画Ｒｉに区画されており、かつ各単位区画Ｒｉの寸法形状が一定とされている。

そして、ルーフライニング１０は、単位区画Ｒｉ毎に吸収目標として設定された周波数ｆｉの音を吸収するように、単位区画Ｒｉ毎に、ライニング基材２４に対する通気止めフィルム２８の固定部位３０間の間隔Ｄｉが設定されている。具体例としては、図５に示される如く、単位区画Ｒ１における固定部位３０間の間隔をＤ１とし、単位区画Ｒ５における固定部位３０間の間隔をＤ５として、隣接する単位区画Ｒ１、Ｒ５で吸収する音の周波数を異ならせる設定としている。

この実施形態では、ライニング基材２４の面２４Ａ（表皮材２６）と、通気止めフィルム２８における固定部位３０間の部分２８Ａの最大振幅を生じた部分との、各単位区画Ｒｉで吸収すべき音波の想定入射方向に沿った距離Ｌｉが、該音波の波長λｉの１／４となるように、各単位区画Ｒｉにおける固定部位３０間の間隔Ｄｉが設定されている。すなわち、図６に示される如く、ルーフライニング１０では、各単位区画Ｒｉで吸収すべき音波Ｓｉの最大振幅ａｉ_ｍａｘとなる部分がライニング基材２４の面２４Ａ（表皮層２６）に略一致するように、固定部位３０間の間隔Ｄｉが設定されている。

例えば、図６の例では、単位区画Ｒ１では、ライニング基材２４の面２４Ａと、通気止めフィルム２８の振動部分２８Ａの最大振幅部分との音波Ｓ１の想定入射方向に沿った距離Ｌ１が音波Ｓ１の波長λ１の１／４となるように間隔Ｄ１が設定されており、単位区画Ｒ５では、ライニング基材２４の面２４Ａと、通気止めフィルム２８の振動部分２８Ａの最大振幅部分との音波Ｓ５の想定入射方向に沿った距離Ｌ５が音波Ｓ５の波長λ５の１／４となるように間隔Ｄ５が設定されている。

以上のように、ルーフライニング１０では、単位区画Ｒｉ毎に、吸収すべき音波Ｓｉの周波数ｆｉに応じて、換言すれば図７に示される如く単位区画Ｒｉ毎に設定された周波数ｆｉにおいて吸音率のピークが生じるように、ライニング基材２４に対する通気止めフィルム２８の固定間隔Ｄｉが設定されている。

なお、通気止めフィルム２８の周縁部は、ライニング基材２４又は表皮材２６の周縁部に全周に亘り接着固定されており、通気止めフィルム２８とライニング基材２４（面２４Ｂ）との間に埃等が入り込むことが防止された構成とされている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

ルーフライニング１０が適用された自動車１２では、車室２５内に伝わったエンジン騒音や走行に伴うタイヤ騒音が、ルーフライニング１０の各単位区画Ｒｉにそれぞれ入射される。ルーフライニング１０の各単位区画Ｒｉでは、入射された騒音のうち設定された周波数ｆｉの成分を主に吸収する。

ここで、ルーフライニング１０では、単位区画Ｒｉ毎にライニング基材２４に対する通気止めフィルム２８の固定間隔Ｄｉを設定したため、単位区画Ｒｉ毎に要求される（異なる）吸音特性を、固定間隔Ｄｉの変更で設定することが実現された。そして、車室内における乗員の耳位置で騒音を低減するように、単位区画Ｒｉ毎に吸収する騒音の周波数成分ｆｉが異なる設定としたため、ルーフライニング１０によって車室２５内では、乗員の耳位置における騒音が著しく低減される。

すなわち、乗員の耳位置（１箇所又は複数箇所）を基準にルーフライニング１０の単位区画Ｒｉ毎に必要性能すなわち吸収すべき音波の周波数ｆｉを設定し、周波数ｆｉで吸音率のピークが生じるように単位区画Ｒｉ毎にライニング基材２４に対する通気止めフィルム２８の固定間隔Ｄｉ（通気止めフィルム２８の面２４Ｂからの離間距離）を設定したため、換言すれば、ルーフライニング１０は特定の自動車１２の車室２５に合わせてチューニングが施されているため、乗員の耳位置に対し低減させたい音を効率的に吸収させることができる。

例えば単純化して説明すると、後席乗員の耳位置（頭上）では比較的低周波のこもり音が問題となりやすいが、この場合後席近傍の単位区画Ｒｉの固定間隔Ｄｉを比較的広く設定して低周波音を吸収させ、また例えば運転席乗員の耳位置では高周波透過音が問題となりやすいが、この場合運転席近傍の単位区画Ｒｉの固定間隔Ｄｉを比較的狭く設定して高周波音を吸収させるようにすることができる。

また、ルーフライニング１０では、吸音特性をチューニングするためにルーフライニング１０（通気止めフィルム２８）の特定部位をフェルト等の他の部材を介して又は直接的にルーフパネル１６等に支持させる対策が不要になる。

一方、ルーフライニング１０では、通気止めフィルム２８によってライニング基材２４の面２４Ｂからの通気が防止されているため、表皮材２６の汚れが抑制される。

このように、本実施形態に係るルーフライニング１０では、乗員の耳位置との関係に応じて各単位区画Ｒｉの吸音特性を設定することができる。

なお、上記実施形態では、通気止めフィルム２８がライニング基材２４に対し点接着にて固定された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図８に示される如く、線接着による固定部位３２を格子状に配置し、該固定部間の間隔Ｄｉを単位区画Ｒｉ毎に異ならせるようにしても良い。また、点接着による固定部位３０や線接着による固定部位３２は、矩形状や格子状に配置される構成には限定されず、三角配置や六角配置等の各種配置とすることができる。

また、上記実施形態では、ライニング基材２４に対する通気止めフィルム２８の固定部位３０の車体前後方向における間隔Ｄｉを単位区画Ｒｉ毎に設定する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば車幅方向における間隔を設定しても良く、車体前後方向及び車幅方向の両間隔を単位区画Ｒｉ毎に設定しても良い。

さらに、上記実施形態では、ルーフライニング１０を同じ寸法形状の２４の単位区画Ｒｉに区画した例を示したが、本発明はこれに限定されず、単位区画Ｒｉは一部又は全部が異なる寸法形状とされても良く、単位区画Ｒｉを２４よりも多く設定しても少なく設定しても良い。

さらにまた、上記実施形態では、本発明の車両用吸音材がルーフライニング１０に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、トリム基材に防水シートが接触して配置されたドアトリム材等の内装材や、吸音基材に面状音波反射体を接触させて構成したエンジンアンダカバー等の車室外の吸音部材に対して本発明を適用することも可能である。

本発明の実施形態に係るルーフライニングを拡大して示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングを構成する通気止めフィルムの振動状態を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングが適用された自動車を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングの仮想的な区画を示す底面図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングを構成する通気止めフィルムのライニング基材に対する固定ピッチを示す底面図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングの固定部位間の間隔の設定方法を示す模式的な側断面図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングの各単位区画の吸収すべき音波の周波数と吸音率との関係を示す線図である。 本発明の実施形態に係るルーフライニングを構成する通気止めフィルムのライニング基材に対する固定部位の変形例を示す底面図である。

符号の説明

１０ ルーフライニング（車両用吸音材）
２４ ライニング基材（吸音基材）
２８ フィルム（面状音波反射体）
３０・３２ 固定部位

Claims (5)

1. 吸音基材における吸収対象音の入射側とは反対側の面に面状音波反射体を接触させて配置した車両用吸音材であって、
   前記面状音波反射体は、前記吸音基材に所定間隔で部分的に固定されており、
   かつ前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記所定間隔は、前記吸音基材の単位区画毎にそれぞれ設定されている車両用吸音材。
2. 前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記所定間隔は、該固定部位間において前記面状音波反射体が前記吸音基材に対する接離を伴う振動可能な間隔として設定されている請求項１記載の車両用吸音材。
3. 前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記単位区画毎の前記所定間隔は、該単位区画毎に定められた周波数の音波によって、それぞれ前記固定部位間において前記面状音波反射体が前記吸音基材に対する接離を伴って一次振動する間隔として設定されている請求項２記載の車両用吸音材。
4. 前記面状音波反射体と前記吸音基材との固定部位間の前記単位区画毎の前記所定間隔は、該単位区画毎に定めた周波数で各単位区画における吸音率のピークが生じる間隔として設定されている請求項３記載の車両用吸音材。
5. 前記吸音基材は、通気性を有し車室内側から吸収対象音が入射されるように配置されており、前記面状音波反射体は、不通気性を有し前記吸音基材における前記車室側とは反対側に接触されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の車両用吸音材。

Images