JP2007537924A - 自動車の床の被覆装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、吸音材料（２０）を含む、自動車の床（１０）の少なくとも一部分の被覆装置に関する。本発明の自動車の床の被覆装置は、（ｉ）被覆装置は、少なくとも１つの補強ブロック（３０、３２、３４、３６）を含み、（ｉｉ）補強ブロック（３０、３２、３４、３６）は、吸音材料（２０）によって少なくとも部分的に覆われ、（ｉｉｉ）補強ブロックの下面（４４）は、補強ブロック（３０、３２、３４、３６）の高さの一部に亘って穿たれた少なくとも１つのスリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）の範囲を画定することを特徴とする。

Description

本発明は自動車の床の被覆装置に関する。特に本発明は、自動車の床の少なくとも一部を覆うように配置された吸音材料を含む、自動車の床の被覆装置に関する。

このような装置の既知の例においては、吸音材料は、一般に、ペダル装着装置の近辺に位置する前端部と後部ベンチシートの下の後端部との間の、自動車の床全体を覆うポリウレタンフォームである。ポリウレタンフォームは、カーペットまたはマットによって通常覆われる。床の被覆装置は、自動車のパッセンジャーコンパートメントへ出入りするユーザの重量と、着座しているユーザの下肢部の重量に耐える必要がある。また床の被覆装置は、自動車の防音を可能にする必要がある。すなわち、床は一般に動力装置と走行装置から発生する振動を受けるので、床の被覆装置は、床から自動車のパッセンジャーコンパートメントの中への振動波の伝達を減少させる必要がある。
ＵＳ ６ ０７０ ９０５ Ａ ＧＢ ２ ３６０ ２５８ Ａ

本発明は、自動車の床の被覆装置の、機械的及び音響的特性を改良することを目的とする。

自動車の床の被覆装置の機械的強度を改良するために、発泡ポリスチレンから作られた補強ブロックを含む自動車の床の被覆装置を、自動車の中で試験した。この自動車の床の被覆装置の中において、補強ブロックの形状は、例えば、高さが８０ｍｍまたは１００ｍｍ、長さが５５０ｍｍ、幅が４５０ｍｍの、中実の概ね長方形の平行６面体である。この補強ブロックは、床と接触するように設計された、高さが１、２ｍｍの脚部を有する。補強ブロックは、脚部の下面を除いて、カーペットの下の発泡材料の中に埋め込まれる。試験されたこの被覆装置においては、補強ブロックの密度は、発泡材料の密度よりも極めて小さく、このことは、被覆装置全体の重量軽減にとって有益である。このような被覆装置の中実の補強ブロックは、３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの振動数を有する振動波を受けたときに共振を開始し、自動車のユーザの音響的な快適さを損なう。

このような被覆装置の機械的強度を改良するために、中実の補強ブロックに代えて、中空の補強ブロックを含む被覆装置も自動車の中で試験した。この補強ブロックは、例えば円形または長方形の断面を有する脚部に取り付けられた上板を有する。厚さが４０ｍｍ以下のこの上板は、上記の振動数の範囲で共振を開始することはない。脚部を、それらの直径、幅または長さに等しい距離だけ離隔したときに、有益な音響的な挙動が認められた。しかしながら、このような被覆装置は、被覆装置の重量が１車両当たり約１ｋｇ〜３ｋｇ大きくなるので、有利ではない。さらに、上板と脚部とを有する中空の補強ブロックを含む被覆装置は、使用される発泡材料の量が多いので高価である。

補強ブロックの共振の問題は、上述のような水平な床の強化についてのみではなく、助手席側、またはペダル装置の後の運転席側における、ユーザの足を保護するために、ダッシュボードの下に配置されたエネルギ吸収パッドについても発生する。

ダッシュボードの下のエネルギ吸収パッドも、３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの振動波に対して共振を開始し得る補強ブロックである。更なる問題は、エネルギ吸収パッドについては、ユーザの下半身の保護を処理するための、特有の設計要求を優先的に考慮しなければならないということであり、自動車の音響性能の処理から生じる要求が、安全性能から生じる要求に付加される。

本発明の主題は、吸音材料を含む、自動車の床の少なくとも一部分の被覆装置において：
−上記被覆装置は、少なくとも１つの補強ブロックを含み；
−上記補強ブロックは、上記吸音材料によって少なくとも部分的に覆われ；
−上記補強ブロックの下面は、上記補強ブロックの高さの一部に亘って穿たれた少なくとも１つのスリットの範囲を画定する；
ことを特徴とする、自動車の床の被覆装置である。

本発明によれば、自動車の床の被覆装置の機械的及び音響的特性が、コストと共に有利に改良される。

上記スリットの高さは、上記補強ブロックの高さの半分よりも大きくすることができ、上記補強ブロックの高さと上記スリットとの間の差は、１０ｍｍ以上である。

上記スリットは、上記補強ブロックの下部を、固有の共振振動数を有する一連の長方形部分に分割することができ、上記補強ブロックの上記固有の共振振動数は、３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの範囲外にある。

上記スリットは、上記補強ブロックの下部を、一連の長方形部分に分割することができ、各上記長方形部分は、上記自動車の上記床の上に支持をとる脚部を有する。

上記吸音材料は、上記スリットを少なくとも部分的に満たすことができる。

上記補強ブロックの密度は、上記吸音材料の密度よりも小さくすることができる。

上記スリットは、上記補強ブロックの対向する側面の間で横方向に開いていることができる。

上記自動車のダッシュボードの下の上記床を補強するための上記補強ブロックは、衝撃時における機械的エネルギの吸収のために設けられた一連の領域からなる安全性強化構造を構成し、各上記領域は、上記自動車のユーザの足の１つに面するように配置され、上記スリットは、２つの上記領域の間に設けることができる。

上記自動車のペダル装置の後の上記床を補強するための上記補強ブロックの、第１の領域における第１の部分は、足載せ側の、ブレーキペダルの側に位置し、上記補強ブロックの、第２の領域における第２の部分は、アクセルペダル側の、ブレーキペダルの側に位置し、上記スリットは、上記第１の部分と上記第２の部分との間で、概ね縦方向にあることができる。

本発明のもう１つの主題は、上述したような自動車の床の被覆装置を含む自動車であり、上記被覆装置は、上記被覆装置の上記補強ブロックが、上記自動車のユーザの少なくとも１つの足の重量を支持するように設計された防音装置であり、上記スリットは、上記自動車の防音に貢献する。

本発明のその他の特徴及び利点は、理解のために添付図面を参照する、本発明の非限定的な実施の形態の以下の説明を読むことによって明らかとなるであろう。これらの図面において：
−図１は、本発明による床の被覆装置が取り付けられた自動車のパッセンジャーコンパートメントの縦断面図であり；
−図２は、本発明による床の被覆装置の補強ブロックの第１の実施の形態の正面図であり；
−図３は、図１における補強ブロックの底面図であり；
−図４は、本発明による床の被覆装置の補強ブロックの第２の実施の形態の正面図であり；
−図５は、図４における補強ブロックの側面図であり；
−図６は、図４における補強ブロックの底面図であり；
−図７は、本発明による補強ブロックの第３の実施の形態の後部上面３／４斜視図であり；
−図８は、図７における補強ブロックの前部底面３／４斜視図であり；
−図９は、使用環境、すなわち自動車のペダル装置の後において示された、図７における補強ブロックの後面図である。

以下の説明において、Ｌによって示された方向は、自動車の前進方向の軸に対応する縦方向であり、Ｔによって示された方向は横方向であり、Ｖによって示された方向は垂直方向である。Ｌ軸は自動車の前から後へ、Ｔ軸は左から右へ、Ｖ軸は下から上へ向けられる。

従来から、自動車には、自動車構造のクロスメンバ１８とサイドメンバ（図示しない）の上のスチール板から作られた床１０が取り付けられている。床１０は、機械的な振動発生源、すなわちエンジン、トランスミッションまたは走行装置によって発生される振動を受ける。ペダル装置１２は、通常、ダッシュボードの下の床１０に装着される。

本発明は、カーペット１６の外観を保つ機械的強度を有しながら、床１０の防音性を可能にするための、一般にカーペット１６またはマットで覆われる床１０の被覆装置に関する。床１０は、ペダル装置１２の近辺にあって、ダッシュボードの下に位置する前端部から、後部ベンチシートの下に位置する後端部まで、吸音材料であるポリウレタンフォーム２０によって覆われる。このポリウレタンフォームは、機械的及び音響的な振動波１１を吸収または減衰させる、吸音発泡材料である。被覆装置に機械的な堅牢性をもたらすために、発泡ポリスチレンから形成された補強ブロックが、少なくとも部分的に、ポリウレタンフォーム２０の中へ埋め込まれる。補強ブロックは、自動車へ出入りするユーザの足によって加えられる８０ｋｇの圧力に耐えることができる必要がある。

前部の補強ブロック３０の下面は、ポリウレタンフォーム２０によって覆われる。中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４の下面及び上面は、ポリウレタンフォーム２０によって覆われる。

図示された例においては、床の被覆装置は、それぞれが本発明による被覆装置を有する３部分から成る。前部の補強ブロック３０とそれを覆うポリウレタンフォームに該当する前部分は、ペダル装置１２の後、特にペダル１３の後に配置される。中部の補強ブロック３２とそれを覆うポリウレタンフォームに該当する中央部分は、前部分と、ここでは運転席側の、自動車の前部座席の下に位置するクロスメンバ１８の１つとの間に配置される。後部の補強ブロック３４とそれを覆うポリウレタンフォームに該当する後部分は、クロスメンバ１８と、後部ベンチシートが装着される、高くされた床の部分との間に配置される。後部の補強ブロック３４は、上記以外のクロスメンバ１８の前と、上と、後に配置され、溝３５が、クロスメンバ１８を跨ぐことを可能にする。

本発明による床の被覆装置からなる図示しない部分が、助手席側にも運転席側と同様に、ダッシュボードの下に設けられる。自動車の設計に適合するなら、本発明による床の被覆装置は、前部分または中央部分に配置することができる。

前部の補強ブロックは、特にユーザの足を保護するための、エネルギ吸収パッドを構成する。

中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４は、平らな上面４０と、横方向の側面４２と、縦方向の側面４３を有する。補強ブロックの輪郭は、正方形または長方形部分の基盤が上面４０である、先端を切り取ったピラミッド形状を概ねなす。この形状は、自動車の寸法と、ブロックの容易な製作に適応させることを可能にする。

中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４は、脚部４６に接続される平らな下面４４を有する。脚部４６の自由端は床１０に接触している。

下面４４は、横方向の側面４２に概ね平行な穴あき溝を形成する横方向のスリット４８の側面上の、概ね垂直な面に接続される。スリット４８は、縦方向の側面に向けて開いている。スリット４８の断面は、型からの取り出しを容易にするように、概ね三角形状をなす。またスリット４８は、ポリウレタンフォーム２０を充填することが容易でなければならない。

さて、中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４は、床１０と接触するように適合化された脚部４６の下面を除いてそれらの全ての面を覆う、ポリウレタンフォーム２０の中へ埋め込まれる。

前部の補強ブロック３０は、側面と下面のみが、ポリウレタンフォーム２０によって覆われ、ペダル装置に対向する上面は、カーペット１６によって直接覆われる。

距離Ｄ１（図２に示されている）は、中部の補強ブロック３２または後部の補強ブロック３４の高さに関係なく、これらのブロックが、靴の底によって加えられる８０ｋｇの重量を支持することができるものである。発泡ポリスチレンから作られた中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４については、距離Ｄ１は、２０ｍｍと３０ｍｍの間に含まれる。一般に、距離Ｄ１は使用される材料の機械的性質に依存し、１０ｍｍ以上である。

中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４の、重量対音響効果比を最適化するために、スリット４８はできるだけ狭くする必要があり、距離Ｄ２（図２）は、典型的には成型による製作手段である、中部の補強ブロック３２と後部の補強ブロック３４の製作手段に起因する最小距離に概ね相当する。距離Ｄ２を決定するために考慮するべきもう１つの要因は、スリット４８をポリウレタンフォーム２０によって充填することの容易さである。示された実施の形態においては、中間の高さにおける距離Ｄ２は、補強ブロックの高さの１／６と１／１０の間に含まれる。

図１〜３を参照して説明した補強ブロック３２は、中部のブロックであるが、自動車の設計がこれに適合するなら、後部に用いることができる。

スリット４８が、中部の補強ブロック３２を分割すること、特に、補強ブロックの下方部分を、同一の寸法を有する、一連の長方形部分５０に分割することに注意するべきである。示された例において、２つの平行なスリット４８の間の間隔は、補強ブロックの高さに概ね等しい。典型的には、補強ブロックの高さは、自動車の設計に応じて、４０ｍｍと１４０ｍｍの間に含まれる。

各長方形部分５０は、自動車の床の上における支持のために適合化された、少なくとも１つの脚部４６を有する。ここに、前と後に位置する各長方形部分５０は２つの脚部４６を有し、中に位置する各長方形部分５０は１つの脚部４６を有する。この配置は、床の上における補強ブロックの支持荷重の分布のために有益である。

図４〜６を参照して説明される補強ブロックは、中部及び後部において使用されることを意図した補強ブロックである。

補強ブロック３６は、寸法上の特徴が概ね同一の、横方向のスリット４８と縦方向のスリット４８Ｂを有する。６つの長方形部分５０も、概ね同一の寸法を有する。

図７〜９を参照して説明される補強ブロックは、運転席側における、図１の前部の補強ブロック３０のような、前部の補強ブロックである。前部の補強ブロック３０は、激しい事故の際に、運転者の特に足の負傷のリスクを減少させるための、エネルギ吸収パッドを構成する。

前部の補強ブロックの下面でもある前面６０は、先に示したように、ポリウレタンフォーム２０による、床における支持部材として適合化される。前面６０は、前面６０を概ね同一の２つの部分に分割するスリット４８Ｃを有する。また、前部の補強ブロックは、運転者の踵を支持するための、水平な上面を有する。後面６４は、足載せの役をする。もう１つの後面６６は、クラッチペダル６７の後に配置するためのものである。さらにもう１つの後面６８は、ブレーキペダル６９の後に配置するためのものである。その他の２つの後面７０は、アクセルペダル７１の後に配置するためのものである。カーペットの上に、面７０Ａまたは面７０Ｂの上に取り付けられた、アクセルペダル７１の最大行程における、アクセルペダル７１のストッパーを設けることができる。示された例においては、クラッチペダル６７とブレーキペダル６９との間に位置する点において、概ね縦方向の面７２が、後面６６と後面６８に取り付けられる。

スリット４８Ｃは、概ねクラッチペダル６７とブレーキペダル６９との間の点、すなわち運転者の両足の間に配置すると有利である。スリット４８Ｃは、ペダル装置の後の床１０の変形を伴う激しい事故において、安全性能の有効性を損ねるリスクなしに、補強ブロックが破壊することができるように、前部の補強ブロック３０に、弱化領域を有することを可能にする。運転者の両足の間に位置する領域における、エネルギの吸収を伴う前部の補強ブロック３０の破壊は、自動車の受動的安全性にとって有益であり、スリット４８Ｃの設定場所は妥当である。

スリット４８Ｃは、前部の補強ブロック３０の重量の最適化と、自動車の音響特性の改良と、自動車の受動的安全性の維持とを、有利に可能にする。

本発明によれば、スリット４８、４８Ｂ、４８Ｃは、安価な軽量の材料から製造され、外形が長方形の平行６面体を概ねなし、共振振動数が３０Ｈｚと３００Ｈｚとの間の範囲の外にある、補強ブロック３０、３２、３４、３６を設けることを可能にするので、自動車の音響特性を改良する。実際、スリットは補強ブロックの中に溝を形成するので、共振振動数が上記の範囲内にある高密度の補強ブロックを使用することを回避することを可能にする。補強ブロックが上記の範囲の振動数の振動を受けたときに共振を開始すると、自動車の音響性能に対して有害な騒音をもたらす。スリットは、補強ブロックの容積を、補強ブロックの固有振動数が３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの範囲外になるように、より小さい容積に分割する。

スリットの深さすなわち高さは、固有の共振振動数が、外形が同じで中実の補強ブロックのそれと異なるように補強ブロックを分割するために、補強ブロックの厚さの半分以上にする。

補強ブロックは、吸音材料であるポリウレタンフォーム２０よりも軽い材料から製作されるので、床の被覆を軽量化する部品を有利に形成する。

補強ブロックを覆う吸音材料として、ポリウレタンフォームに代えて、フェルトの層を使用することができる。スリットによって最適化された補強ブロックの容積は、本発明による床の被覆装置のコストに関して有益であり、スリットは、フェルトの層をその面に貼り付けることが容易な、外形が長方形の平行６面体を概ねなす、補強ブロックを使用することを可能にする。フェルトは、スリットを少なくとも部分的に充填することが可能である。

吸音材料は機械的振動とそれによる音響波を減衰させる。他方、補強ブロックの材料は、機械的振動または音響波を減衰させる能力を有するものとしては選ばれない。しかしながら、脚部の部分は、床から補強ブロックへ振動を伝達する範囲を、必要な範囲にのみ限定するように設計される。脚部の周囲における吸音材料の存在は、自動車の音響性能に対して有益である。

スリットが、補強ブロックの厚さ内に作られることに注意するべきである。厚さは、ここでは補強ブロックの高さである。したがって、スリットは盲管である。すなわちスリットは、補強ブロックの厚さの全部を貫通することはない。変形として、補強ブロックの下面がスリットの端部を閉じる。

他の変形として、スリットの底と補強ブロックの上面との間に、例えば円筒状の穴を等間隔に設けてもよい。この場合、スリットは盲管ではなく、スリットの中にポリウレタンが良好に分布するように、等間隔で両端が開いている。

特にダッシュボード１４の下の前部の補強ブロックに関しては、スリット４８Ｃが、衝撃時におけるエネルギ吸収能力を維持するように、ユーザの足の下の保護の役に立つ領域の間に作られることに注意するべきである。各領域は、自動車のユーザの一方の足に面するように配置され、スリット４８Ｃは、２つの領域の境界に配置される。

特に運転席側においては、補強ブロック３０は、自動車のペダル装置の後の床を補強するためのものであるので、第１の領域における補強ブロックの第１の部分は、ここでは後面６４及び後面６６の高さの足載せ側の、ブレーキペダル６９の側に位置する。第２の領域における補強ブロックの第２の部分は、アクセルペダル７１側の、ブレーキペダル６９の側に位置する。スリット４８Ｃは、第１の部分と第２の部分との間で、概ね縦方向にある。

上に説明したスリットは、縦方向及び横方向で、真っ直ぐで、端部が開いている。変形として、スリットは真っ直ぐで、補強ブロックの中に斜めに設けられる。他の変形においては、スリットは湾曲している。

Claims (10)

1. 吸音材料（２０）を含む、自動車の床（１０）の少なくとも一部分の被覆装置において：
   −上記被覆装置は、少なくとも１つの補強ブロック（３０、３２、３４、３６）を含み；
   −上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）は、上記吸音材料（２０）によって少なくとも部分的に覆われ；
   −上記補強ブロックの下面（４４）は、上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）の高さの一部に亘って穿たれた少なくとも１つのスリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）の範囲を画定する；
   ことを特徴とする、自動車の床の被覆装置。
2. 上記スリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）の高さは、上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）の高さの半分よりも大きく、上記補強ブロックの高さと上記スリットとの間の差は、１０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の床の被覆装置。
3. 上記スリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）は、上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）の下部を、固有の共振振動数を有する一連の長方形部分（５０）に分割し、上記補強ブロックの上記固有の共振振動数は、３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの範囲外にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車の床の被覆装置。
4. 上記スリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）は、上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）の下部を、一連の長方形部分（５０）に分割し、各上記長方形部分は、上記自動車の上記床（１０）の上に支持をとる脚部（４６）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動車の床の被覆装置。
5. 上記吸音材料（２０）が、上記スリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）を少なくとも部分的に満たすことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動車の床の被覆装置。
6. 上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）の密度は、上記吸音材料（２０）の密度よりも小さいことを特徴とする、請求項５に記載の自動車の床の被覆装置。
7. 上記スリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）は、上記補強ブロックの対向する側面（４２、４３）の間で横方向に開いていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の自動車の床の被覆装置。
8. 上記自動車のダッシュボード（１４）の下の上記床（１０）を補強するための上記補強ブロック（３０）は、衝撃時における機械的エネルギの吸収のために設けられた一連の領域からなる安全性強化構造を構成し、各上記領域は、上記自動車のユーザの足の１つに面するように配置され、上記スリット（４８Ｃ）は、２つの上記領域の間に設けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の自動車の床の被覆装置。
9. 上記自動車のペダル装置の後の上記床（１０）を補強するための上記補強ブロック（３０）の、第１の領域における第１の部分は、足載せ（６４）側の、ブレーキペダル（６９）の側に位置し、上記補強ブロックの、第２の領域における第２の部分は、アクセルペダル（７１）側の、ブレーキペダル（６９）の側に位置し、上記スリット（４８Ｃ）は、上記第１の部分と上記第２の部分との間で、概ね縦方向にあることを特徴とする、請求項８に記載の自動車の床の被覆装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の自動車の床の被覆装置を含み、上記被覆装置の上記補強ブロック（３０、３２、３４、３６）は、上記自動車のユーザの少なくとも１つの足の重量を支持するように設計され、上記スリット（４８、４８Ｂ、４８Ｃ）は、上記自動車の防音に貢献することを特徴とする、自動車。

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