JP2010116118A - ダクト及び車両構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音構造体が、音波を振動に変換して、音波エネルギーを機械エネルギーとして消費して吸音を行う。例えば、吸音構造体が吸音する周波数を低い値に設定した場合には、例えばエンジン音のような低周波数の音を効率良く吸音することができる。
【解決手段】車両は、冷暖房ダクト２０８を備えている。この冷暖房ダクト２０８は、音圧駆動によって吸音を行う膜吸音体１０が複数連結されることにより形成されている。この膜吸音体１０は、インストルメントパネル内や車室内にこもる音が膜吸音体に伝達され、その振動膜１２を振動させる。この振動により、インストルメントパネル内や車室内の音波エネルギーが機械エネルギーとして消費されて吸音を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、エンジン音やロードノイズ等の比較的低い周波数の音を吸音することが可能なダクト及び車体構造体に関する。

車体構造体において、車室に浸入する音を吸収する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ダッシュパネルの内部に設けられたダクトに、吸音材としてフェルトを貼着した吸音構造が開示されている。また、特許文献２には、ダクトの内壁面に吸音材を配置した吸音構造が開示されている。
特開２００１−９７０２０号公報 特開２００５−１０４１６９号公報

しかし、特許文献１に開示されている、フェルトを吸音材として使用する技術においては、エンジン音、走行中の風切り音、タイヤや路面からひろうロードノイズ等のように、４００Ｈｚ以下の比較的低い周波数の音や、空調装置の送風機の駆動によって発生する、およそ５００Ｈｚに音圧のピークのある音を減衰させることができない。また、特許文献２に開示されている吸音構造では、ダクト内部に吸音材を収容させるための構造が複雑であり、やはり上記の音に対する減衰効果は小さい。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成の吸音構造によって、低周波領域における音を効率良く吸音することにある。

上述した課題を解決するために、本発明に係るダクトは、車両に設けられ、空調装置から車室に送られる空気を通すダクトであって、開口した中空領域を有する筐体と、前記筐体の中空領域の開口部を塞ぐ膜状又は板状の振動体とを備え、当該筐体と当該振動体とで吸音構造体を成すことを特徴とする。
また、本発明のダクトは、車両に設けられ、空調装置から車室に送られる空気を通すダクトであって、開口した中空領域を有する筐体と、前記筐体に設けられた第１及び第２の孔と、前記中空領域の開口部を塞ぐ膜状又は板状の振動体とをそれぞれ備える複数の吸音構造体が、各々の前記中空領域が前記第１及び第２の孔を介して連通するように、連結されていることを特徴とする。このダクトの好ましい態様において、前記筐体の一の面に前記第１の孔が設けられ、当該面に対向する面に前記第２の孔が設けられ、前記一の面と前記対向する面との距離は、前記空調装置が有する送風機の駆動により発生する音の波長の４分の１の長さであることを特徴とする。
また、本発明の車体構造体は、上記のいずれか１の構成のダクトを備えることを特徴とする。別の好ましい態様において、車体構造体は、フロントガラスの下方に設けられたインストルメントパネルを備え、前記ダクトは、前記インストルメントパネルの内側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成の吸音構造体が、音波を振動に変換して、音波エネルギーを機械エネルギーとして消費して吸音を行う。この吸音構造体は、例えばエンジン室等から到来して車室に侵入したり、空調装置から到来して車室に浸入する低周波数の音を吸音するのに適している。

以下、吸音構造体を備えた車体構造体について説明する。
＜第１実施形態＞
車両においては、通常、車体や部品どうしの間に生じる空隙に吸音構造体を配置しているが、本発明者らは、車両の空調装置から車室に送られる空気を通すダクトに吸音構造体を設けることを着想した。一般に、車室の境界面においては、音波の粒子速度が大きな値をとらないのに対し、音圧は高いところと低いところが生じる（いわゆる、音圧分布）。そこで、音圧駆動による吸音機構を有する吸音構造体は、吸音される音響エネルギーが、吸音効率とそこに入射する音響エネルギーの積で決まるため、高音圧の部位に前記音圧駆動の吸音構造を優先的に配置することで、効率的に車室内の音響エネルギーを消散することが可能となる。また、音圧駆動に基づく吸音構造体では、λ/４の背後空気層を構成することなく実現できるため、壁面近傍での吸音を可能とし、低周波数領域における音に対しても大きな背後空気層を必要としないという利点がある。
なお、本実施形態におけるダクトは、車両におけるフロントガラスの下方に設けられたインストルメントパネルの内部に設けられる。また、本実施形態のインストルメントパネルは、運転席及び助手席の前面に取り付けられた内装部全体のことである。

（１−１）構成
（１−１−１）車両
図１は、本発明の第１実施形態に係る４ドアセダン形の車両１００を示す斜視図である。この車両１００においては、車体構造体の基台となるシャーシ１１０に対して、ボンネット１０１、車両１００の出入り口となる４枚のドア１０２、トランクドア１０３が開閉可能に取り付けられる。
図２は、シャーシ１１０及びドア１０２の内側を模式的に示す図である。このシャーシ１１０は、ベース１２０と、このベース１２０から上側に延びるフロントピラー１１９、センターピラー１１３、リアピラー１１４と、ピラー１１９，１１３，１１４によって支えられる天井１１５と、車室１０５と荷室１０７とに分けるトランク仕切隔壁１１７と、車両１００内の車室１０５に設けられたインストルメントパネル２００と、車室１０５と荷室１０７とに分けるトランク仕切隔壁１１７と、ピラー１１９などによって支持されるフロントガラス１１８とを有する。インストルメントパネル２００は、車室１０５において車両１００の車体によって支持されている。インストルメントパネル２００は、フロントガラス１１８の下方に設けられており、図２に示すエンジン室１０６に比較的近い位置に設けられている。

（１−１−２）インストルメントパネル
本実施形態の特徴は、インストルメントパネル２００の内側に設けられたダクトに吸音構造体を備えたことにある。
図３は、図２に示す領域ａの位置に設けられたインストルメントパネル２００の外観を示した図である。インストルメントパネル２００の内部空間には、後述する空調装置２０１の他、スピードメータや燃料計、距離計等の計器類のほか、各種スイッチ、オーディオ機器等が収容されている。インストルメントパネル２００の前面には、図３に示すように、空調装置２０１から送られる冷暖房風（空気）が吹き出す冷暖房風吹出口２０２，２０３，２０４や、オーディオ機器の一部を構成するスピーカ等が設けられている。インストルメントパネル２００の上面にはデフロスタ吹出口２０５が設けられており、空調装置２０１から送られてくる温風が、このデフロスタ吹出口２０５から吹き出される。

図４は、インストルメントパネル２００の内部の構造を模式的に表した図で、図３の切断線IV−IVで切断したときの断面を表している。インストルメントパネル２００の内部に形成される空間は、インストルメントパネル２００とエンジン仕切障壁１１６とにより囲まれた空間である。インストルメントパネル２００の内部には、空調装置２０１、冷暖房ダクト２０６，２０８、及びデフロスタダクト２０７が設けられている。なお、インストルメントパネル２００の内部には、図示したもの以外にも、種々の収容物が収容されているが、その図示を省略する。

空調装置２０１は、車室１０５に冷暖房風を送る冷暖房装置として機能するとともに、フロントガラス１１８の車外側の霜や、フロントガラス１１８の車室１０５側の曇りを取るための温風を送るデフロスタとしても機能する。冷暖房装置として機能する空調装置２０１から送られる冷暖房風は、冷暖房ダクト２０６，２０８を通って、冷暖房風吹出口２０２〜２０４から車室１０５に送られる。また、デフロスタとして機能する空調装置２０１から送られる温風は、デフロスタダクト２０７を通って、デフロスタ吹出口２０５からフロントガラス１１８に向かって吹き出されるように、車室１０５に送られる。

図５は、インストルメントパネル２００を図４に示す矢印Ｉ方向に見たときの、冷暖房ダクト２０８の配置の様子を示す平面図である。同図に示すように、外形が「Ｌ」字形である２組の冷暖房ダクト２０８，２０８が、それぞれ長手方向側の一端側が空調装置２０１と接続され、他端側が冷暖房風吹出口２０２，２０３側に位置するように設けられている。インストルメントパネル２００には、空調装置２０１から送り出された空気であって冷暖房風吹出口２０２から吹き出される空気を通す冷暖房ダクト２０８と、冷暖房風吹出口２０３から吹き出される空気を通す冷暖房ダクト２０８との２つが設けられている。
図６は、冷暖房ダクト２０８の外観を示す斜視図である。同図は、前者の冷暖房ダクト２０８を図示したものであるが、後者の冷暖房ダクト２０８も同じ形状、寸法を有している。同図に示すように、冷暖房ダクト２０８は、一端から他端へと貫通する中空領域を有しており、この中空領域を通って、空調装置２０１からの空気が送り出される。特に、図６に示す範囲Ｒにおいて冷暖房ダクト２０８は直線状に延びており、この範囲Ｒの部分に後述する吸音構造体が備えられる。
なお、以下の説明では、特に断りのない限り「冷暖房ダクト２０８」は、範囲Ｒの部分を指すものとする。

（１−１−３）冷暖房ダクト
図７は、冷暖房ダクト２０８のうち、吸音構造体を備える範囲Ｒの部分の外観を示す図である。
同図に示すように、冷暖房ダクト２０８は、外形が直方体である複数の膜吸音体１０が複数連結されて構成され、長手方向を有している。複数の膜吸音体１０は、各々が例えば接着剤により接着されて連結されている。また、同図に示すように、膜吸音体１０には、そのうちの１つの面に矩形状の振動膜１２が設けられている。

続いて、膜吸音体１０の構造について具体的に説明する。
図８は、膜吸音体１０の構造を示す分解斜視図である。図９は、膜吸音体１０の各面の様子を模式的に表した図である。図１０は、膜吸音体１０の断面の様子を表した図である。図９（ａ）は、図８に示す矢印Ｉ方向から見たときの様子を表し、同図（ｂ）は、図８に示す矢印II方向から見たときの様子を表し、同図（ｃ）は、図８に示す矢印III方向から見たときの様子を表している。図１０（ａ）は、図９に示す切断線IX−IXで膜吸音体１０を切断したときの断面を表し、図１０（ｂ）図９に示す切断線X−Xで膜吸音体１０を切断したときの断面を表している。

膜吸音体１０は、筐体１１と振動膜１２とを備えている。筐体１１は、例えば合成樹脂材料（例えば、ＡＢＳ樹脂）によって箱形に形成され、開口した中空領域を有する部材である。具体的には、筐体１１には矩形の開口部１２１が開けられている。膜吸音体１０（筐体１１）の大きさは次の通りである。なお、「Ｈ」は、膜吸音体１０の高さ方向の長さを表し、「Ｗ」は、膜吸音体１０の幅方向の長さを表し、「Ｄ」は、膜吸音体１０の厚さ方向の長さを表している。
膜吸音体１０の大きさ：高さ(Ｈ)１００ｍｍ×幅（Ｗ）１６０ｍｍ×厚さ（Ｄ）３０ｍｍ

振動膜１２は、例えば高分子化合物（例えば、無機充填材入りオレフィン系共重合体）によって膜状に形成されており、筐体１１の開口部１２１を塞ぐようにして設けられている。振動膜１２は、筐体１１の開口部１２１の面積よりもやや大きく、振動膜１２の端部付近が筐体１１に接着されて、筐体１１に保持されている。なお、この振動膜１２は、弾性を有する素材が板状に形成されていてもよい。このように、振動膜１２が筐体１１の開口部１２１を塞ぐことにより、振動膜１２の背後に筐体１１内の空気層１３が画成される。

また、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、筐体１１の高さ方向と厚さ方向からなる面には、それぞれ円形状の孔１１１，１１２が設けられている。具体的には、筐体１１のうち、振動膜１２が設けられていない一の面に孔１１１（第１の孔）が設けられ、その面に対向する面に孔１１２（第２の孔）が設けられている。孔１１１，１１２は、筐体１１の中空領域と、筐体１１の外部空間とを連通させる。冷暖房ダクト２０８において、孔１１１を介して筐体１１の中空領域に侵入した空気が、孔１１２を介して隣の膜吸音体１０の筐体１１に侵入するようになっている。つまり、孔１１１，１１２は、冷暖房ダクト２０８がダクトとしての機能を果たすように設けられたものである。
なお、孔１１１，１１２の形状は円形状に限らず、矩形状等であってもよい。

上述したように、膜吸音体１０の幅方向の長さＷが「１６０ｍｍ」に設定されているが、その理由は以下の通りである。なお、膜吸音体１０の幅方向の長さＷは、孔１１１が設けられた面と、孔１１２が設けられた面との距離に等しい。
空調装置２０１は、図示せぬ送風機（ファン）を有しており、この送風機を駆動させることにより空気を送り出している。その際、送風機の回転音等を含む比較的低い周波数の音（以下、「排風音」という。）が発生する。この排風音は、５００Ｈｚ付近で音圧が特に高くなっている。膜吸音体１０においては、この排風音の波長の４分の１の長さ（１６０ｍｍ）となるように、幅方向の長さＷが設定されている。送風機の排風音の音圧が特に高くなる周波数は、空調装置２０１の仕様等により決まるから、空調装置２０１が有する送風機の駆動により発生する音の波長を決めておき、それに応じた長さＷが設定されるとよい。

孔１１１から筐体１１の中空領域に侵入して、孔１１２が設けられた面に到達する音波（入射波）のうち、その多くは当該面に反射させられる。孔１１２が設けられた面を固定端とみなすと、固定端である面で反射した反射波は、入射波に対して位相が１８０°変化させられる。よって、幅方向の長さＷの４倍の長さの波長を有する音波については、入射波と反射波とが干渉して定在波が発生する。このようにして所定の波長（＝４λ）の定在波を生じさせることにより、筐体１１の内壁面での摩擦等により音響エネルギーを熱エネルギーに変換し、空気層１３の音響エネルギーを減少させることができる。すなわち、膜吸音体１０は、気体層の音響エネルギーを吸収してその消散を促進し、冷暖房ダクト２０８の吸音効率を向上させる。このような事情に鑑み、空調装置２０１により発生する排風音の波長の４分の１の長さとし、定在波が発生するような長さＷが決められている。冷暖房ダクト２０８において、膜吸音体１０は複数連結されているから、各々の膜吸音体１０において、排風音の消音効果を得ることができる。

以上説明したような構成を有する膜吸音体１０は、後述する条件に設定することで、振動膜１２に伝わるインストルメントパネル２００の内部の音圧と、空気層１３側の音圧との差（即ち、振動膜１２の前後の音圧差）によって振動膜１２が駆動される。これにより、当該膜吸音体１０に到達する音波のエネルギーは、この振動膜１２の振動により消費されて音が吸音されることになる。即ち、膜吸音体１０は、音圧駆動により励振された振動により吸音効果を発揮する。

（１−１−４）膜吸音体の設定条件
ここで、膜吸音体１０の設定条件について説明する。
一般に、膜状又は板状の振動体と空気層により音を吸収する吸音構造について、減衰させる周波数は、振動体の質量成分（マス成分）と空気層のバネ成分とによるバネマス系の共振周波数によって設定される。空気の密度をρ_０[ｋｇ／ｍ^３]、音速をｃ_０[ｍ／ｓ]、振動体の密度をρ[ｋｇ／ｍ^３]、振動体の厚さをｔ[ｍ]、空気層の厚さをＬ[ｍ]とすると、バネマス系の共振周波数は式（１）で表される。

また、板・膜振動型吸音構造において振動体が弾性を有して弾性振動をする場合には、弾性振動による屈曲系の性質が加わる。建築音響の分野においては、振動体の形状が長方形で一辺の長さをａ[ｍ]、もう一辺の長さをｂ[ｍ]、振動体のヤング率をＥ[Ｐａ]、振動体のポアソン比をσ[−]、ｐ，ｑを正の整数とすると、以下の式（２）の式で板・膜振動型吸音構造の共振周波数を求め、求めた共振周波数を音響設計に利用することも行われている（周辺支持の場合）。

そして、本実施形態においては、上記数式から１６０〜３１５Ｈｚバンド（１/３オクターブ中心周波数）を吸音するよう、以下のようにパラメータが設定される。

一方、上記式（２）において、バネマス系の項（ρ_０ｃ_０ ^２／ρｔＬ）と屈曲系の項（バネマス系の項の後に直列に加えられている項）とが加算される。このため、上記式で得られる共振周波数は、バネマス系の共振周波数より高いものとなり、吸音のピークとなる周波数を低く設定することが難しい場合がある。

このような吸音体においては、バネマス系による共振周波数と、振動体の弾性による弾性振動による屈曲系の共振周波数との関連性は十分に解明されておらず、低音域で高い吸音力を発揮する膜吸音体の構造が確立されていないのが実情である。
そこで、発明者達は鋭意実験を行った結果、屈曲系の基本振動周波数の値をｆａ、バネマス系の共振周波数の値をｆｂとし場合、以下の式（３）の関係を満足するように、上記パラメータを設定すればよいことがわかった。これにより、屈曲系の基本振動が背後の空気層のバネ成分と連成して、バネマス系の共振周波数と屈曲系の基本周波数との間の帯域に振幅の大きな振動が励振されて（屈曲系共振周波数ｆａ＜吸音ピーク周波数ｆ＜バネマス系基本周波数ｆｂ）、吸音率が高くなる。
０．０５≦ｆａ／ｆｂ≦０．６５ ・・・（３）

さらに、以下の式（４）に設定する場合、吸音ピークの周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さくなる。この場合、低次の弾性振動のモードにより屈曲系の基本周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さく、３００[Ｈｚ]以下の周波数の音を吸音する吸音構造として適していることも分かった。
０．０５≦ｆａ／ｆｂ≦０．４０ ・・・（４）
このように、上述した式（１）、（２）の条件を満足するように各種パラメータを設定することにより、吸音のピークとなる周波数を低くした吸音体が構成できる。

（１−２）第１実施形態の作用・効果
本実施形態においては、車両１００の冷暖房ダクト２０８は、膜吸音体１０が複数連結されて構成されている。エンジン音等の比較的周波数の低い音は、各々の膜吸音体１０に効率良く吸音される。ここで、比較的低い周波数とは、車室１０５内の固有振動のうちその振動数が最も低い周波数である基本振動の周波数（通常の車室では約８０Ｈｚ）と、当該車室１０５が拡散音場とみなせる周波数帯域（通常の車室では約５００Ｈｚ以上の帯域）との間の周波数帯域であって、当該車室１０５において離散的にモードがあるとみなせる周波数をいう。

本実施形態の冷暖房ダクト２０８において、インストルメントパネル２００の内部に伝播する音であって、エンジン室１０６から到来するエンジン音やフロントガラスを通過してくるロードノイズ等の音が、振動膜１２に伝達し、これを振動させる。この振動により、インストルメントパネル２００内部の音波エネルギーが機械エネルギーとして消費されて吸音が行われ、インストルメントパネル２００を透過して車室１０５へ伝達する音の伝搬が抑制される。例えば、膜吸音体１０の設定を上記パラメータの数値に設定することにより、エンジン室１０６からのエンジン音やロードノイズのような低周波数の音（インストルメントパネル２００内の固有振動に対応した音圧が局所的に高くなる音の周波数（１６０Ｈｚ〜３１５Ｈｚの帯域））を効率良く吸音することができる。

また、膜吸音体１０は、冷暖房ダクト２０８におけるダクトとしての機能を果たしておいるから、吸音構造体としての機能と、空気の流路を提供するダクトとしての機能とを有している。これにより、ダクトと吸音構造体とを別々の構成として設けるような場合と比べて、インストルメントパネル２００内部に占める、ダクト及び吸音構造体の収容容量を小さくすることができ、その他の収容物を収容する妨げとならない。また、膜吸音体１０の幅方向の大きさＷを、消音効果を高めたい音の波長の４分の１の長さに決めて定在波を発生させることにより、その周波数領域の音をさらに減衰させることができる。これにより、空調装置２０１の排風音についても効果的に減衰させることができる。

（１−３）第１実施形態の変形例
前述した第１実施形態は次のような変形が可能である。
（１−３−１）
上述した第１実施形態では、複数の膜吸音体１０が接着により連結されて、冷暖房ダクト２０８が構成されていたが、所定の固定具等を用いて各々が連結されてもよい。
また、各々の膜吸音体１０を、別の部材を用いて連結させるようにしてもよい。ここで、図１１は、本変形例の冷暖房ダクト２０８ａの構成を示した図である。同図に示すように、この変形例では、隣り合う膜吸音体１０どうしが、管状部材１４を介して連結されている。管状部材１４は、一端から他端へと貫通する中空領域を有しており、その一端は、図１１に示す左側にある膜吸音体１０の孔１１２と接続され、他端は、右側にある膜吸音体１０の孔１１１と接続されている。これにより、隣り合う膜吸音体１０どうしの中空領域は、管状部材１４の中空領域を介して連通することになり、管状部材１４は冷暖房ダクト２０８における空気の流路となる。このような構成であっても、冷暖房ダクト２０８ａがダクトとしての機能を果たすことができるし、膜吸音体１０による吸音の効果も得ることができる。
なお、この場合において、管状部材１４に代えて、例えば断面が矩形等の別の形状の部材を用いてもよく、一端から他端へと空気が流れるように構成された部材であれば、その形状やサイズはどのようなものであってもよい。また、その部材は、吸音構造を備えていても、備えていなくてもよい。

（１−３−２）
上述した第１実施形態では、複数の膜吸音体１０が、いずれも同じ形状・寸法を有していたが、膜吸音体１０によって異なっていてもよい。特に、膜吸音体１０の筐体１１の寸法によって膜吸音体１０の共振周波数が異なるため、吸音される周波数の範囲を広げることができる。
また、膜吸音体１０が設けられた位置の音圧に応じて適した共振周波数を有するようにしてもよい。この場合、音圧が高くなる部位（インストルメントパネル２００内或いは車室内の固有振動姿態（モード）に対応して音圧が高くなる（音圧の腹となる）部位、具体的にはガラスなどの反射性の部材で構成された、凹んだ空間など。）に配置される膜吸音体１０はその寸法の大きく、音圧が低くなる部位に配置される膜吸音体１０は、その寸法を小さくするとよい。

（１−３−３）
上述した第１実施形態では、膜吸音体１０の構成を、矩形状の筐体１１と、筐体１１の開口部１２１を塞ぐ振動膜１２と、筐体１１内に画成される空気層１３とを具備する構成としたが、本発明による筐体は、箱型に限らず円筒状でもよいし、膜吸音体１０の高さ方向と厚さ方向からなる断面が、円形状や多角形状であってよい。また、いずれの形状の筐体であっても、振動膜１２に対して振動条件を変更するための集中質量を、振動膜１２の中央部に設けることが望ましい。
また、冷暖房ダクト２０８は「Ｌ」字型に成形されていたが、この形状は一例であり、これと異なる形状であってもよい。図６に示す範囲Ｒの部分のように、冷暖房ダクトに膜吸音体１０が備えられていれば、吸音効果を得ることができるからである。また、膜吸音体１０における孔１１１，１１２を互いに対向する面に設けず、別の位置に設ける場合であっても、振動膜１２の振動に応じた吸音効果を得ることはできる。また、孔１１１，１１２が複数設けられていてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明による第２実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、一般的な構成のダクトを加工して吸音構造体を構成するようにした点にある。なお、前述した第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１２は、冷暖房ダクト２０８ｂの外観を示す斜視図である。なお、同図では、図中最も右の振動膜１２のみを分解した状態で示している。
同図に示すように、冷暖房ダクト２０８ｂにおいては、ダクトの筐体１１ｂが長手方向を有しており、その中空領域を通って空調装置２０１から車室１０５に向かって空気が通る。また、冷暖房ダクト２０８ｂの側面には、複数の振動膜１２が設けられている。この筐体１１ｂと振動膜１２とで吸音構造体が構成されている。

また、図１２に示すように、冷暖房ダクト２０８ｂの中空領域の断面は矩形状である。冷暖房ダクト２０８ｂは、上述した第１実施形態と同様の開口した中空領域を有している。冷暖房ダクト２０８ｂの筐体１１ｂの側面に、複数の矩形状の開口部が設けられており、各々の開口部を塞ぐようにして複数の振動膜１２が貼着して設けられている。このように、振動膜１２が筐体１１ｂの開口部を塞ぐことにより、筐体１１ｂ内に空気層１３が画成される。

このような構成を有する冷暖房ダクト２０８ａにおいても、「（１−１−４）膜吸音体の設定条件」の項で述べた条件を適宜設定することで、振動膜１２に伝わるインストルメントパネル２００の内部の音圧と、空気層１３側の音圧との差によって振動膜１２が駆動される。これにより、当該膜吸音体１０に到達する音波のエネルギーは、この振動膜１２の振動により消費されて音が吸音される。このような第２実施形態によれば、既製品のダクトを、比較的容易に吸音構造体を備えるよう加工することができ、吸音構造体としての構造をさらに簡素化することができる。

図１３に、冷暖房ダクト２０８，２０８ｂをインストルメントパネル２００の内部に設けた場合の、騒音低減効果を調べる実験の結果を示す。このグラフは、空調装置２０１の駆動時に助手席において測定した音圧を示す周波数特性であり、実線が吸音構造体を用いない場合の周波数特性を示し、一点鎖線が第１実施形態の冷暖房ダクト２０８を用いた場合の周波数特性を示し、点線が第２実施形態の冷暖房ダクト２０８ｂを用いた場合の周波数特性を示している。同図に示すように、冷暖房ダクト２０８，２０８ｂを用いた場合には、周波数１６０Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲において、騒音レベルが低減され、騒音が集中する低い周波数における音を吸音できるという結果が得られた。特に、冷暖房ダクト２０８を用いた場合、膜吸音体１０の幅方向の長さＷを排風音の吸音効果を高めるように設定したから、その周波数領域に相当する４５０Ｈｚ〜７００Ｈｚ付近においても、さらに良好な吸音特性を得られている。この結果、本実施形態における車体構造体においては、冷暖房ダクト２０８に設けられた膜吸音体１０によって、例えばエンジン音やロードノイズ、空調装置２０１の排風音を効率良く吸音させることができ、車室１０５内の静粛感を高めることができる。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。本発明は、例えば、以下のような形態で実施することも可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
（１）上述した第１、第２実施形態において、冷暖房ダクト２０８，２０８ｂを配置する位置を、以下に説明するような位置に変形してもよい。
エンジン室１０６と車室１０５とを隔てるエンジン仕切障壁１１６には、スポンジ等の多孔質材やグラスウール等の“ダッシュサイレンサ”と呼ばれる吸音材を設けられることがある。これは、エンジン室１０６から車室１０５へと伝播するするエンジン音を和らげるためのものである。吸音構造体を備えた冷暖房ダクト２０８，２０８ｂを、このダッシュサイレンサの表面に沿わせるようにして設けてもよい。このようにすれば、吸音構造体を備える冷暖房ダクトからその外部に排風音が洩れてしまっても、ダッシュサイレンサにより、排風音を効率的に吸音することができるようになる。これにより、車室１０５の静粛性をさらに高めることができる。

（２）上述した第１及び第２実施形態では、冷暖房ダクト２０８，２０８ｂに吸音構造を備えるようにしていたが、冷暖風ダクト２０６や、デフロスタダクト２０７に吸音構造を備えるようにすることももちろん可能である。要するに、空調装置から送り出される空気を車室に運ぶダクトに、本発明に係る吸音のための構造を採用することができる。このようにすれば、インストルメントパネル２００に備える吸音構造体の数を増やせるから、さらに車室１０５の静粛性を高めることができる。

（３）吸音構造を備える冷暖房ダクト２０８，２０８ｂが、分岐構造を有する一体となったダクトとして構成されていてもよい。
図１４は、第１実施形態の冷暖房ダクト２０８に分岐構造を設けた場合の外観の模式的に示した斜視図である。同図に示す冷暖房ダクト２０８ｃにあっては、膜吸音体１０ｃ，１０ｄが複数の方向に分岐するように構成されている。具体的には、膜吸音体１０ｃ，１０ｄの振動膜１２が設けられている面を除く面に、空気層１３と外部空間とを連通させる図示せぬ孔が設けられている。そして、それらの孔に、（１−３−１）の項でも述べた管状部材１４が設けられ、それを介して別の膜吸音体と連結される。このような構成にすれば、冷暖房ダクト２０８ｃにおいて、様々な方向に分岐する分岐構造を簡素な構成で実現することができる。また、図示しないが、振動膜１２が設けられる面と対向する面に孔が設けられ、その面と別の膜吸音体とが連結されていてもよい。なお、この分岐構造は一例に過ぎず、或る１つの膜吸音体が有する中空領域（空気層）が、筐体に設けられた複数の孔のそれぞれを介して、他の複数の膜吸音体の中空領域（空気層）と連通するように構成されていれば、種々の形態の分岐構造を適用しうる。もちろん、膜吸音体のみで分岐構造が構成されても良い。
また、上述した第１実施形態の冷暖房ダクト２０８の構成と、上述した第２実施形態の冷暖房ダクト２０８ｂの構成との両方を有するダクトを構成してもよい。

（４）上述した第１及び第２実施形態では、インストルメントパネル２００の内部に配置されたダクトに吸音構造を備えるようにしたが、車両１００に設けられるのであれば、その他の場所に配置されるダクトに、本発明に係る吸音構造体を備えてもよい。例えば、後部座席の後方に空気の吹出口があるような場合には、そのための通気を行うダクトに、上記吸音構造を設けてもよい。また、車室１０５以外に吸音構造を備えたダクトを設置する場合には、建築物に対しては蛍光灯やモータ類のインバータや、空調機、熱源からの低周波数の騒音等を吸音することができ、電気機器に対しては冷蔵庫やエアコンのコンプレッサからの低周波数の騒音等を吸音することができる。これにより、室内環境や設備内環境の静粛感をさらに高めることができる。
また、振動膜１２は、筐体に設けられた開口部よりも大きな面積とされ、筐体の外部空間側に貼着されていたが、開口部を塞ぐ構成であればよく、筐体の内側に振動膜１２が設けられていてもよい。
また、ダクトの全体が、上述した第１実施形態や第２実施形態で述べたような吸音構造を有していなくてもよい。例えば、吸音構造体であるダクト（冷暖房ダクト２０８，２０８ａ）どうしを、本発明の吸音構造体を有しないダクトを介して連結させてもよい。すなわちダクトの少なくとも一部に、上記吸音構造体が含まれていればよい。また、ダクトのうちの吸音構造体が備えられる部分は、直線状でなくてもよく、曲線状であってもよい。

本発明の実施形態に係る４ドアセダン形の車両を示す斜視図である。 車両のシャーシを模式的に示す図である。 インストルメントパネルの外観を示した図である。 インストルメントパネルの構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るインストルメントパネルを図４に示す矢印Ｉ方向に見たときの、冷暖房ダクトの配置の様子を示す平面図である。 同実施形態に係る冷暖房ダクトの外観を示す斜視図である。 同実施形態に係る冷暖房ダクトの外観を示す斜視図である。 同実施形態に係る冷暖房ダクトの構成を示す分解斜視図である。 同実施形態に係る冷暖房ダクトの構成を示す平面図である。 同実施形態に係る冷暖房ダクトの構成を示す断面図である。 同実施形態の変形例に係る冷暖房ダクトの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る冷暖房ダクトの外観を示す斜視図である。 本発明の第１及び第２実施形態による騒音低減効果を調べる実験の結果を示す図である。 本発明の第１及び第２実施形態の変形例に係る冷暖房ダクトの構成を示す図である。

符号の説明

１０，１０ｃ，１０ｄ…膜吸音体、１００…車両、１０１…ボンネット、１０２…ドア、１０５…車室、１０６…エンジン室、１１，１１ａ，１１ｂ…筐体、１１０…シャーシ、１１１，１１２…孔、１１３…センターピラー、１１６…エンジン仕切障壁、１１８…フロントガラス、１２…振動膜、１２０…ベース、１２１…開口部、１３…空気層、１４…管状部材、２００…インストルメントパネル、２０１…空調装置、２０２，２０３，２０４…冷暖房風吹出口、２０５…デフロスタ吹出口、２０６，２０８，２０８ａ，２０８ｂ…冷暖房ダクト、２０７…デフロスタダクト。

Claims (5)

1. 車両に設けられ、空調装置から車室に送られる空気を通すダクトであって、
   開口した中空領域を有する筐体と、
   前記筐体の中空領域の開口部を塞ぐ膜状又は板状の振動体と
   を備え、
   当該筐体と当該振動体とで吸音構造体を成すことを特徴とするダクト。
2. 車両に設けられ、空調装置から車室に送られる空気を通すダクトであって、
   開口した中空領域を有する筐体と、前記筐体に設けられた第１及び第２の孔と、前記中空領域の開口部を塞ぐ膜状又は板状の振動体とをそれぞれ備える複数の吸音構造体が、各々の前記中空領域が前記第１及び第２の孔を介して連通するように、連結されていることを特徴とするダクト。
3. 前記筐体の一の面に前記第１の孔が設けられ、当該面に対向する面に前記第２の孔が設けられ、前記一の面と前記対向する面との距離は、前記空調装置が有する送風機の駆動により発生する音の波長の４分の１の長さであることを特徴とする請求項２に記載のダクト。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載されたダクトを備えることを特徴とする車体構造体。
5. フロントガラスの下方に設けられたインストルメントパネルを備え、
   前記ダクトは、前記インストルメントパネルの内側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車体構造体。

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