JP2008037214A - 車両用吸音材、車両用吸音材の製造方法及び車両ルーフ部の吸音構造 - Google Patents

Abstract

【課題】突出部材が下面側に取付けられるルーフと、そのルーフの下方側に配設される板材とで形成される吸音空間内に設置される場合であっても、低・中周波数音の吸音性能の低下を極力抑えることができる車両用吸音材を提供する。
【解決手段】ルーフレインフォースメント８に当接するための当該吸音材７の当接領域９自体が、他の領域１０よりも圧縮された状態を保持している。これにより、吸音空間６内に当該吸音材７を設置する場合であっても、当接領域９を、ルーフレインフォースメント８及びルーフトリム４により圧縮されないようにし、これに基づき、ルーフトリム４の微振動が抑制されないようにすべく、吸音材７に復元力を発生させないようにする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、走行中における車室内への騒音を吸音できる車両用吸音材、車両用吸音材の製造方法及び車両ルーフ部の吸音構造に関する。

走行中における車室内騒音を低減する吸音材として種々のものが提案されており、低・中周波数音の低減を目的として、例えば、特許文献１に示すように、少なくとも２層以上の積層体であって、少なくとも１層が５００Ｈｚ以下の低周波数に吸音特性を有するものが提案されている。

ところで、車両ルーフ部の吸音構造として、ルーフパネルの下方側に板材を配設して、その板材とルーフパネルとで吸音空間を形成し、その吸音空間内に吸音材を設置するものがある。このものにおいては、路面から車室内に伝播された低・中周波音が上記吸音空間内に入ると、その低・中周波数音（波）の進む方向が、その吸音空間内で板材に沿う方向に変えられ、吸音空間内の低・中周波音は、その吸音空間内に設置される吸音材により的確に吸音される。しかもこのとき、車室内の低・中周波数音は、板材を微振動させることになり、その微振動は、吸音空間内の粒子速度を増大させて、上記吸音材による吸音効果を一層、高める（本発明者が見出した知見：特願２００６−４０６９５等に開示済み）。
特開２００１−３０６０８０号公報

しかし、上記構造においては、一般に、ルーフパネルの下面にルーフレインフォースメント等の突出部材が車幅方向に延びるようにして取付けられており、乗員の頭部上方空間を重視した場合には、その突出部材と板材とにより吸音材が部分的に圧縮されることになる。このため、吸音材の当該部分においては、内部の抵抗力が影響を受けることになり、低・中周波数音の吸音性能が低下する傾向にある。
しかもこの場合、吸音材は、その圧縮されている部分において、圧縮前の状態に復元しようとする復元力が発生することになり、その復元力が板材に作用して、車室内の低・中周波数音に基づく板材の微振動を抑制することになる。このため、低・中周波数音の吸音性能は、さらに低下することになっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その第１の技術的課題は、突出部材が下面側に取付けられるルーフパネルと、そのルーフパネルの下方側に配設される板材とで形成される吸音空間内に設置される場合であっても、低・中周波数音の吸音性能の低下を極力抑えることができる車両用吸音材を提供することにある。
第２の技術的課題は、上記車両用吸音材を製造するための車両用吸音材の製造方法を提供することにある。
第３の技術的課題は、上記車両用吸音材を用いた車両ルーフ部の吸音構造を提供することにある。

前記第１の技術的課題を達成するために本発明（請求項１に係る発明）においては、
下面側に突出部材が突出するように取付けられているルーフパネルと、該ルーフパネルの下方側に位置される板材との間に配設され、前記突出部材と前記板材とにより挟持される車両用吸音材であって、
前記突出部材が当接する当接領域自体が、他の領域よりも圧縮された状態を保持している構成としてある。

この構成により、突出部材が下面側に取付けられるルーフパネルと、該ルーフパネルの下方側に配設される板材とで形成される吸音空間内に、当該吸音材を設置する場合であっても、予め圧縮保持されている当該吸音材の当接領域は、突出部材及び板材により圧縮されることがなく、当該吸音材に復元力が発生することはなくなる。このため、車室内の低・中周波数音に基づく板材の微振動が抑制されることはなくなる。

請求項１の好ましい態様として、前記突出部材が、前記ルーフパネルと閉断面構造を構成する構成部材であると共に、該突出部材の下面に孔が形成され、前記当接領域が、前記孔を閉塞する閉塞面を構成している構成を採ることができる（請求項２対応）。この構成により、圧縮保持された当接領域が孔を塞ぐことになり、車両走行中、フレーム等を介して伝達された振動が、孔から高周波数音として放出されようとすることを効果的に抑制でき、高周波数音に対する車室内の遮音性を高めることができる。

前記第２の技術的課題を達成するために本発明（請求項３に係る発明）にあっては、
下面側に突出部材が突出するように取付けられているルーフパネルと、該ルーフパネルの下方側に位置される板材との間に配設され、前記突出部材と前記板材とにより挟持される車両用吸音材の製造方法であって、
１００Ｈｚ以上８００Ｈｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音する特性を有する単層状態の素材に対して、前記突出部材が当接するための当接領域において、ニードルパンチ加工を行って、該当接領域を圧縮状態に保持する構成としてある。

この構成により、プレス成形等で均等に圧縮する製造方法とは異なり、ニードルという微少単位で絡合して圧縮されるので、より微細に圧縮密度を調整することが容易となり、絡合により圧縮を受ける繊維の周辺では非圧縮状態を維持することができる。

前記第３の技術的課題を達成するために本発明（請求項４に係る発明）にあっては、
ルーフパネルの下面側に突出部材が突出するようにして取付けられ、該ルーフパネルの下方側に板材が配設されて該板材と該ルーフパネルとの間に吸音空間が形成され、該吸音空間内に吸音材が設置され、該吸音材が前記突出部材と前記板材とにより挟持されている車両ルーフ部の吸音構造であって、
前記吸音材自体が、前記突出部材に対する当接領域において、予め他の領域よりも圧縮された状態を保持している構成とされている。

この構成により、吸音空間内に吸音材が設置されていても、予め圧縮保持されている当接領域が、突出部材と板材とにより圧縮されることはなくなり、吸音材に復元力が発生することはなくなる。このため、車室内の低・中周波数音に基づく板材の微振動が抑制されることがなくなる。

請求項４の好ましい態様として、前記突出部材が、前記ルーフパネルと協働して閉断面構造を構成する構成部材であると共に、該突出部材の下面に孔が形成され、前記吸音材の当接領域が、前記突出部材に当接するに伴い、前記孔を閉塞するように設定されている構成を採ることができる（請求項５対応）。この構成により、請求項２と同様の作用を得ることができる。

本発明（請求項１に係る発明）によれば、突出部材が下面側に取付けられるルーフパネルと、そのルーフパネルの下方側に配設される板材とで形成される吸音空間内に設置される場合であっても、低・中周波数音の吸音性能の低下を極力抑えることができる車両用吸音材を提供できる。
また、本発明（請求項３に係る発明）によれば、請求項１に係る車両用吸音材を製造するための車両用吸音材の製造方法を提供できるだけでなく、その車両用吸音材の製造に伴い、当接領域以外の他の領域において、低・中周波数音の吸音性能が低下することを確実に防止できる。
さらに、本発明（請求項４に係る発明）によれば、請求項１に係る車両用吸音材を用いた車両ルーフ部の吸音構造を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１において、符号１は車両で、この車両１の車体２内には車室３が区画され、その車室３の上方には、ルーフパネル５近傍において、車室３を内装すべく、板材としてのルーフトリム４が配設されている。ルーフトリム４は、ルーフパネル５に略沿った状態で配設されており、そのルーフトリム４とルーフパネル５との間には、吸音空間６が形成されている。ルーフトリム４は、基本的に非通気性の部材をもって形成され、その非通気性に基づき、ルーフトリム４は、ある程度の硬さを有しつつ、車室３内の低・中周波数音が伝播されたときに、微振動するように設定されている。具体的には、ルーフトリム４に可撓性を有する振動部が設けられ、その振動部が、低・中周波数音の波動によって微振動可能に設定されている。一方、ルーフパネル５には、その下面（内面）において、突出部材としての複数（図１においては、便宜上、２つを示す）のルーフレインフォースメント８が車体前後方向に間隔をあけて取付けられている。各ルーフレインフォースメント８は、吸音空間６内において、ルーフパネル５と協働して閉断面構造を形成しつつ車幅方向に延ばされており、そのルーフレインフォースメント８の下面（突出端面）８ａには、その内外を連通する孔としての電着液用排出孔８ｂ（図５参照）が形成されている。

前記吸音空間６内には、図１，図２，図５に示すように、吸音材７が配設されている。吸音材７は、ルーフパネル５及びルーフトリム４（ルーフ部）に略沿った輪郭を有する板状形状とされており、その形状に基づき、吸音材７は、吸音空間６内において、ルーフパネル５及びルーフトリム４の略全体に亘って沿わせられた状態でルーフトリム４に取付けられている。この吸音材７は、主として、１００〜８００Ｈｚの低・中周波数音を吸音する特性を有しており、その材料として、既存のもの、例えば、羊毛、綿等の天然繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成繊維等が用いられている。

この吸音材７による吸音は、図２に示す現象を利用して行われる。すなわち、車室３内側からの音、特に低・中周波数音が吸音空間６に入ると、その吸音空間６内において、空気の粒子速度がルーフトリム４に沿って分布する現象を生じることになり（本発明者が見出した知見：特願２００６−４０６９５に開示済み）、吸音材７は、それを利用して、その低・中周波数音を吸音する機能を果たすことになる。またこのとき、車室３内側からの低・中周波数音の伝達によってルーフトリム４が微振動して、その微振動に基づき吸音空間６内の粒子速度が増大されることになり（本発明者が見出した知見：特願２００６−４０６９５に開示済み）、吸音材７は、それを利用することにより、吸音効果が高めることになる。図３は、低・中周波数音におけるルーフトリム４の有無による粒子速度の分布の相違（低・中周波数音が吸音空間６に入ると、その吸音空間６内において、空気の粒子速度がルーフトリム４に沿って分布する現象）を検証したグラフであり、図４は、ルーフトリム４の通気性、非通気性による粒子速度の分布の相違（車室３内側からの低・中周波数音の伝達によってルーフトリム４が微振動すると、吸音空間６内の粒子速度が増大する現象）を検証したグラフであり、上記各内容を裏付けるものである。

前記吸音材７は、図５，図６に示すように、前記各ルーフレインフォースメント８の下面８ａが当接するための当接領域９を有している（図５，図６においては、便宜上、１つだけを示す）。この当接領域９は、吸音材７が吸音空間６内に配置（設置）される前に、予め、他の領域１０よりも圧縮された状態（密度が高い状態）に保持されており、その当接領域９の上面は、他の領域１０の上面よりも下方側に引っ込んでいる。そして、この吸音材７が、図５に示すように、適正に吸音空間６内に配設されたときには、その吸音材７における当接領域９の上面がルーフレインフォースメント８の下面（突出端面）８ａに当接するも、その当接領域（当接部分）９は、ルーフレインフォースメント８とルーフトリム４とによりほとんど圧縮されないことになる。しかもそのとき、ルーフレインフォースメント８の下面８ａに形成されている電着液用排出孔８ｂは、吸音材７の圧縮保持状態の当接領域９により塞がれる。

したがって、このような吸音構造においては、吸音材７の当接領域９が圧縮状態となって、低・中周波数音の吸音特性が低下することになるものの、その圧縮状態が、ルーフレインフォースメント８との当接により圧縮されたものではなく、予め圧縮保持されたものであるため、当接領域９には、元の状態に戻ろうとする復元力は発生しない。このため、車室３内の低・中周波数音の伝播を受けて微振動するルーフトリム４に復元力が作用することにより、その微振動が抑制されるようなことはなくなり、吸音空間６内の粒子速度の増大による吸音効果を得ることに関しては、阻害されない。この結果、低・中周波数音の吸音特性の低下を、当接領域９を圧縮したことだけに基づくものに抑えることができ、その低下を最小限に抑えることができる。

また、本実施形態においては、ルーフレインフォースメント８における下面８ａの電着液用排出孔８ｂが、圧縮保持された吸音材７の当接領域９により塞がれることになっていることから、車両走行中、フレーム等を介して伝達された振動が、電着液用排出孔８ｂから高周波数音（８００〜１０ｋＨｚ）として放出されようとするけれども、それを効果的に抑制できることになり、高周波数音に対する車室３内の遮音性を高めることができることになる。

上記吸音材７の製造方法としては、単層状態の板状素材（例えば、羊毛、綿等の天然繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成繊維等を単独的或いは複合的に用いて作られたものであって、略密度が一定状態にあるもの）を型を用いてプレス加工を行ってもよいが、図７に示すように、当接領域９を、圧縮された状態に保持するために、ニードルパンチ加工を行うことが好ましい。プレス成形等で均等に圧縮する製造方法とは異なり、ニードルという微少単位で絡合して圧縮されるので、より微細に圧縮密度を調整することが容易となり、絡合により圧縮を受ける繊維の周辺では非圧縮状態を維持することができるからである。これにより、吸音材７の製造に伴い、当接領域９以外の他の領域１０において、低・中周波数音の吸音性能が低下することを確実に防止できる。
ここで、ニードルパンチ加工とは、生地を無数の鉤状（バーブ状）の針でパンチングし、生地と生地、または生地とフェルトや真綿などの素材を圧着させ、或いは、無数の針で繊維を絡み合わせる加工法をいい、図７において、矢印は、素材に対する針のパンチングを示している。

以上実施形態について説明したが本発明にあっては次のようなものを包含する。
（１）突出部材としては、上記ルーフレインフォースメント８に限らず、種々のものに適用できること。
（２）孔として、電着液用排出孔に限らず、取付けブラケット等の取付け孔等を含むこと。

実施形態に係る車両ルーフ部の吸音構造を説明する説明図。 吸音材による吸音を説明する説明図。 低・中周波数音におけるルーフトリムの有無による粒子速度の分布の相違を検証したグラフ。 ルーフトリムの通気性、非通気性による粒子速度の分布の相違を検証したグラフ。 図１の要部拡大図。 実施形態に係る吸音材を示す斜視図。 実施形態に係る吸音材の製造方法を説明する説明図。

符号の説明

１ 車両
３ 車室
４ ルーフトリム（板材）
５ ルーフパネル
６ 吸音空間
７ 吸音材
８ ルーフレインフォースメント
８ｂ 電着液用排出孔（孔）
９ 当接領域
１０ 他の領域

Claims (5)

1. 下面側に突出部材が突出するように取付けられているルーフパネルと、該ルーフパネルの下方側に位置される板材との間に配設され、前記突出部材と前記板材とにより挟持される車両用吸音材であって、
   前記突出部材が当接する当接領域自体が、他の領域よりも圧縮された状態を保持している、
   ことを特徴とする車両用吸音材。
2. 請求項１において、
   前記突出部材が、前記ルーフパネルと閉断面構造を構成する構成部材であると共に、該突出部材の下面に孔が形成され、
   前記当接領域が、前記孔を閉塞する閉塞面を構成している、
   ことを特徴とする車両用吸音材。
3. 下面側に突出部材が突出するように取付けられているルーフパネルと、該ルーフパネルの下方側に位置される板材との間に配設され、前記突出部材と前記板材とにより挟持される車両用吸音材の製造方法であって、
   １００Ｈｚ以上８００Ｈｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音する特性を有する単層状態の素材に対して、前記突出部材が当接するための当接領域において、ニードルパンチ加工を行って、該当接領域を圧縮状態に保持する、
   ことを特徴とする車両用吸音材の製造方法。
4. ルーフパネルの下面側に突出部材が突出するようにして取付けられ、該ルーフパネルの下方側に板材が配設されて該板材と該ルーフパネルとの間に吸音空間が形成され、該吸音空間内に吸音材が設置され、該吸音材が前記突出部材と前記板材とにより挟持されている車両ルーフ部の吸音構造であって、
   前記吸音材自体が、前記突出部材に対する当接領域において、予め他の領域よりも圧縮された状態を保持している、
   ことを特徴とする車両ルーフ部の吸音構造。
5. 請求項４において、
   前記突出部材が、前記ルーフパネルと協働して閉断面構造を構成する構成部材であると共に、該突出部材の下面に孔が形成され、
   前記吸音材の当接領域が、前記突出部材に当接するに伴い、前記孔を閉塞するように設定されている、
   ことを特徴とする車両ルーフ部の吸音構造。
   

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