JP2017013541A - 自動車用防音構造及び自動車用吸音材の固定部材 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音材の開口から侵入するノイズとパネルの振動を抑制することのできる自動車用防音構造を提供する。【解決手段】自動車用防音構造１は、車室内外を隔てるパネル２０と、パネル２０の車室側の面に沿って配置される吸音材１０と、パネル２０との間で吸音材１０を挟持する固定部材３０と、を有している。吸音材１０は開口１０ｂを備えるとともに、開口１０ｂの周辺に、固定部材３０とパネル２０との間で押圧されて圧縮変形された変形部１２を有する。【選択図】図２

Description

本発明は自動車用防音構造と自動車用吸音材の固定部材に関し、特に固定部材の構成に関する。

自動車の車室内の静粛化のために、各種の吸音材が車室内の多くの部位（車室内外を隔てるパネル上）に設けられている。吸音材として、パネルの細かな凹凸に追随する柔軟性を有し、空隙を多く含む繊維構造体や発泡体が好適に用いられる。吸音材は、この空隙の内部に音波を取り込み、音波を減衰させることで吸音作用を発揮し、音波を反射し、車室内への音波の侵入を防止することで遮音作用を発揮する。

自動車用防音構造は一般に、パネルと、パネルよりも車室側に取り付けられたインストルメントパネル等の部品と、パネルと部品の間に位置する吸音材と、を有している（特許文献１）。車両前方のエンジンルームと車室を仕切るパネルはダッシュパネルと呼ばれ、ダッシュパネルに取り付けられた吸音材はダッシュサイレンサと呼ばれる。吸音材は開口を備えている。吸音材をダッシュパネルに固定するには、ダッシュパネルに設けられたスタッドが開口を貫通するように吸音材をダッシュパネルに沿って配置し、開口から突き出たスタッドに固定部材を係合させる。

吸音材の開口は音の進入路となることがある。例えば、スタッドが吸音材の開口を貫通する際に吸音材が開口の周りでめくれると、スタッドの吸音材の開口に対する密着性が低下し、吸音材の性能が低下する可能性がある。特許文献２には、吸音材の開口の周りのめくれを防止するため、吸音材の開口の周囲に凹部を設けた吸音材が開示されている。

特開２００２−７３０３６号公報 特開平８−２７６７９６号公報

エンジンノイズなどの車室外で発生するノイズは、パネルの開口からパネルと吸音材の間の空間を通り吸音材の開口から車室内に侵入することがある。特許文献１に開示された自動車用防音構造では、このようなノイズを抑制することは十分に考慮されていない。特許文献２に記載された自動車用防音構造では、パネルの開口からパネルと吸音材の間の空間を通って吸音材の開口に至る音の伝搬を十分に防止することができない。また、パネルはエンジンの振動や路面から車体に伝達される振動によって振動し、ノイズを発生することがある。特許文献１，２に開示された自動車用防音構造では、パネルの振動を抑制することは十分に考慮されていない。

本発明の目的は、吸音材の開口から侵入するノイズとパネルの振動を抑制することのできる自動車用防音構造を提供することを目的とする。

本発明の自動車用防音構造は、車室内外を隔てるパネルと、パネルの車室側の面に沿って配置される吸音材と、パネルとの間で吸音材を挟持する固定部材と、を有している。吸音材は開口を備えるとともに、開口の周辺に、固定部材とパネルとの間で押圧されて圧縮変形された変形部を有する。

吸音材は開口の周辺で圧縮変形されて、部品とパネルの間で押し付けられる。このため、開口の周辺で吸音材とパネルが密着し、開口から車室内に進入するノイズが抑制される。また、パネルが吸音材に押し付けられることでパネルの拘束効果が高められ、パネルが発生する振動が抑制される。

本発明によれば、吸音材の開口から侵入するノイズとパネルの振動を抑制することのできる自動車用防音構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る自動車用防音構造の外観図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った自動車用防音構造の模式的断面図である。 一体型の固定部材の斜視図及び平面図である。 自動車用防音構造の他の実施形態を示す模式的断面図である。 二分割型の固定部材の斜視図及び平面図である。

以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施形態を詳細に説明する。同一の機能を有する部品及び要素には同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。

本発明の自動車用防音構造１は自動車の防音構造に一般的に適用できる。ここでは、車両前方のエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル２０と、ダッシュパネル２０に装着される吸音材１０（ダッシュサイレンサ）と、を例に説明する。

図１は、自動車のダッシュパネル２０に取付けられた吸音材１０の全体構成を示す斜視図である。図１は車室側から吸音材１０をみた図であり、左側が車両の左前席、右側が車両の右前席に対応している。吸音材１０はダッシュパネル２０の車室側の面に沿って、ダッシュパネル２０に取り付けられている。吸音材１０は、ダッシュパネル２０と、エアコンユニットやインストルメントパネルなどの部品（図示せず）との間に設けられている。吸音材１０はこれらの部品で覆われており、車室内から視認できない。吸音材１０は車室外から伝わるノイズを遮音または吸音する防音機能と、ダッシュパネル２０や部品に生じる振動を抑制する制振機能と、を有している。

ダッシュパネル２０にはエアコンのダクト、ワイヤーハーネス、ステアリングシャフトなどが貫通する複数の開口２０ａが設けられ、吸音材１０にもこれに対応した開口１０ａが設けられている。吸音材１０には、吸音材１０をダッシュパネル２０に固定するための開口１０ｂが形成されている（図２参照）。ダッシュパネル２０の車室側の面にはスタッド４０が取り付けられている。吸音材１０の開口１０ｂがスタッド４０に通され、固定部材３０がスタッド４０に係合している。それによって吸音材１０はダッシュパネル２０に固定されている。

吸音材１０の材料としては、各種の軟質樹脂からなる発泡体や不織布からなる繊維成形体が好適に用いられ、特に好ましい素材は軟質ウレタン樹脂の発泡体である。吸音材１０は好ましくは、密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３〜０．１ｇ／ｃｍ^３、硬さが２５Ｎ〜６５０Ｎ（評価方法 ＪＩＳ Ｋ ６４００−２）、より好ましくは、１５０〜４００Ｎである。本発明においては吸音材１０の硬さが特に重要である。硬さが上記数値範囲より小さいと（やわらかいと）吸音材１０全体の剛性が不足するため、吸音材１０のダッシュパネル２０への取付け性が悪化するおそれがあり、硬さが上記数値範囲より大きいと（硬いと）ダッシュパネル２０に対する所要の制振性能が得られないこと、および／または、吸音材１０の一部を後述する固定部材３０で変形させた際に吸音材１０の弾性反発力が強くなりすぎる為、固定部材３０の取付不良や取付作業性の低下が問題になるおそれがある。

吸音材１０の形状及び大きさは、吸音材１０が設けられるダッシュパネル２０の形状及び大きさにより決定される。図１に示す実施形態の場合、取付状態での吸音材１０の形状は横長の略長方形であり、幅（水平方向の長さ）が９００ｍｍ〜１８００ｍｍ、高さ（鉛直方向の長さ）が４００ｍｍ〜１２００ｍｍである。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った模式的断面図を示している。ダッシュパネル２０の車室側の面２０ａには吸音材１０を固定するためのスタッド４０が設けられている。スタッド４０はダッシュパネル２０に溶接固定されている。スタッド４０は全体として円筒形の形状を有し、中心軸４０ａがダッシュパネル２０の車室側の面２０ａに対して垂直に延びている。スタッド４０の表面には、互いに平行に円周方向に延びる複数の溝４１が形成されている。スタッド４０はダッシュパネル２０の車室側の面２０ａから延びて、吸音材１０に設けられた開口１０ｂを貫通している。

自動車用防音構造１は固定部材３０を有している。固定部材３０はダッシュパネル２０との間で吸音材１０を挟持している。図３（ａ）には固定部材３０の車室側から見た斜視図を、図３（ｂ）にはダッシュパネル側から見た斜視図を、図３（ｃ）には車室側から見た平面図を示している。図３（ｃ）ではフランジ３２の裏側にある間隔規定部材３３と吸音材１０の開口１０ｂを破線で示している。

図２，３を参照すると、固定部材３０は、円筒部３１と、フランジ３２と、間隔規定部材３３と、を有している。固定部材３０は樹脂、金属等の材料で一体形成されている。円筒部３１はスタッド４０と同軸の中空円筒の形状を有し、スタッド４０を取り囲んで延びている。円筒部３１の内側面３１ａには、内側面３１ａから突き出す爪の形状をした係止部３４が設けられている。係止部３４は円筒部３１の内側面３１ａから、ダッシュパネル２０から離れる方向に、円筒部３１の中心軸３１ｂに向かって斜めに延びている。係止部３４は円周方向に等間隔に４つ設けられている。フランジ３２は開口３２ａを有する平板の形状を有し、開口３２ａは円筒部３１の内側空間と一致している。フランジ３２は円筒部３１のダッシュパネル２０側の端部に、円筒部３１の中心軸３１ｂと直交する向きで取り付けられている。フランジ３２は吸音材１０の開口１０ｂよりも大きな外形を有し、取り付けたときにその外周部が吸音材１０と重なり合う。間隔規定部材３３はフランジ３２のダッシュパネル２０側の面に固定され、円筒部３１の中心軸３１ｂと平行に延びている。図３（ｂ）に示すように、間隔規定部材３３はフランジ３２の開口３２ａの周りに等間隔に配置された４つのリブであるが、形状や数はこれに限定されるものではない。間隔規定部材３３は吸音材１０の開口１０ｂ内を延びてダッシュパネル２０に当接し、フランジ３２とダッシュパネル２０との間隔を規定する。吸音材１０の開口１０ｂはスタッド４０と間隔規定部材３３が収容できる限り任意の形状を取ることができる。図３（ｃ）に示す実施形態では、吸音材１０の開口１０ｂは全体としてスタッド４０より大きな直径の円形形状を有し、間隔規定部材３３が通る部分に径方向に延びるスリット１０ｃが設けられている。この実施形態の場合、図３（ｄ）に示すように、スタッド４０に対して開口１０ｂの円形の縁部が当接するように吸音材１０をダッシュパネル２０に組付けることができる。吸音材１０の位置がスタッド４０で規制された状態で固定部材３０を取り付けることが可能であるため好ましい。また、図３（ｅ）に示す別の実施形態では、吸音材１０の開口１０ｂは、全体が円形形状であり、スリット１０ｃは設けられていない。開口１０ｂは間隔規定部材３３を収容できるだけの直径を有している。この実施形態は、どの回転角度でも固定部材３０を取り付けることが可能な点で好ましい。

固定部材３０をスタッド４０に取り付けるときは、円筒部３１とスタッド４０の中心軸３１ｂ，４０ａが一致するように、円筒部３１をスタッド４０に対して位置決めする。次に、間隔規定部材３３がダッシュパネル２０と当接するまで、固定部材３０をダッシュパネル２０に向けて押込む。フランジ３２が開口１０ｂの周囲の吸音材１０を圧縮変形させる（なお、図２中の破線は圧縮変形する前の吸音材１０の外形を示している）。固定部材３０は吸音材１０の弾性反発力でダッシュパネル２０から離れる方向に押されるが、係止部３４がスタッド４０の溝４１に係止することで、スタッド４０に固定される。この結果、吸音材１０の開口１０ｂの周辺に、固定部材３０とダッシュパネル２０との間で押圧されて圧縮変形された変形部１２が形成される。

吸音材１０の厚さは、１０ｍｍ〜１２０ｍｍが好ましく、２０ｍｍ〜８０ｍｍが特に好ましい。吸音材１０の厚さが上記数値範囲より小さいと吸音性を確保することが難しく、厚さが上記数値範囲より大きいと柔軟性が不足して吸音材１０をダッシュパネル２０に沿って配置することが難しくなる。吸音材１０の厚さは一定であるが、場所によって変わっていてもよい。

従来の吸音材はダッシュパネルに押圧されることなく取り付けられている。このため吸音材の寸法精度や取付け精度によっては、吸音材がダッシュパネルから離れ、エンジンノイズやロードノイズがダッシュパネルと吸音材の隙間を通って車室内に侵入しやすい。本実施形態によれば、吸音材１０は変形部１２で弾性的に圧縮され、ダッシュパネル２０に密着させられる。車室外から振動が侵入しやすい吸音材１０の開口１０ｂに沿って変形部１２が連続的に設けられているため、ダッシュパネル２０と吸音材１０の隙間を通って開口１０ｂから車室内に侵入するエンジンノイズやロードノイズが効果的に遮蔽される。しかも、圧縮された吸音材１０の弾性反発力によってダッシュパネル２０が拘束されるため、ダッシュパネル２０の振動が抑えられる。

吸音材１０の変形部１２の圧縮率は、吸音材１０の厚みに対し０％〜８０％（ただし、０％を除く）が好ましく、２０％〜４０％が特に好ましい。変形部１２の圧縮率が上記の数値範囲よりも小さい場合、反発力が不足してしまい、充分な制振性能が得られない恐れがあり、変形部１２の圧縮率が上記の数値範囲よりも大きい場合、ダッシュパネル２０や固定部材３０との干渉が強くなり過ぎてしまい、取付性の低下や取付不具合が発生する恐れがある。

また、間隔規定部材３３を設けたことにより、吸音材１０の変形部１２の厚さを精度よく形成することができる。変形部１２の圧縮変形が不足する場合、吸音材１０がダッシュパネル２０に十分に密着せず、吸音材１０の開口１０ｂから侵入するノイズを効率的に遮断できない。変形部１２が過度に圧縮されると吸音材１０の吸音性が低下したり、固定部材３０を押込んで吸音材１０を圧縮する際の荷重が高くなりすぎて取付作業性が低下したりすることがある。吸音材１０の変形部１２の厚さ（圧縮量）は固定部材３０の取付け中に目視で確認できないため、間隔規定部材３３がない場合、吸音材１０の変形部１２の厚さがばらつきやすい。吸音材１０の変形部１２の厚さは実質的に、間隔規定部材３３で規定されるフランジ３２とダッシュパネル２０との間隔に等しい。従って、間隔規定部材３３の先端がダッシュパネル２０に当接するように固定部材３０をダッシュパネル２０に向けて押込み、その状態が係止部３４で固定されることで、吸音材１０の変形部１２の厚さのばらつきが低減される。

図４，５は固定部材の他の実施形態を示している。本実施形態の固定部材５０は第１の部分５１と第２の部分５２とからなっている。図４は図１のＡ−Ａ線に沿った模式的断面図を示している。図４（ａ）は吸音材１０のダッシュパネル２０への取付け前の状態を、図４（ｂ）は吸音材１０のダッシュパネル２０への取付け後の状態を示している。図５（ａ）は第１の部分５１の車室側から見た斜視図を、図５（ｂ）は第１の部分５１のダッシュパネル側から見た斜視図を、図５（ｃ）は第２の部分５２の車室側から見た斜視図を、図５（ｄ）は第２の部分５２のダッシュパネル側から見た斜視図を示している。また、図５（ｅ）は組み立てられた固定部材５０の車室側から見た斜視図を、図５（ｆ）は組み立てられた固定部材５０のダッシュパネル側から見た斜視図を、図５（ｇ）は組み立てられた固定部材５０の車室側から見た平面図を、図５（ｈ）は組み立てられた固定部材５０のダッシュパネル側から見た平面図を示している。

第１の部分５１は、第１のフランジ５３と第１の円筒部５４を有している。第１のフランジ５３は開口５３ａを有する平板の形状を有している。第１の円筒部５４はスタッド４０と同軸の中空円筒の形状を有し、スタッド４０を取り囲んで延びている。第１の円筒部５４の内側には第１の円筒部５４の内側面から突き出す爪の形状をした係止部５５が設けられている。第１の円筒部５４は第１の実施形態と異なり、第１のフランジ５３のダッシュパネル２０側に位置している。第１の円筒部５４のダッシュパネル２０側の先端には、第１の円筒部５４から径方向外側に延び、第２の部分５２を保持する爪部５６が設けられている。爪部５６は互いに１８０°離れて２か所設けられている（図５（ｂ）参照）が、形状や数はこれに限定されるものではない。

第２の部分５２は第１の部分５１に係合する第２の円筒部５７と、第１のフランジ５３とともに吸音材１０を挟持し圧縮変形させる第２のフランジ５８と、第２の円筒部５７を第２のフランジ５８に連結する連結部５９と、を有している。第２の円筒部５７は第１のフランジ５３と爪部５６の間で保持されている。第１のフランジ５３の直径は第２のフランジ５８の直径より大きいことが好ましい。これによって吸音材１０の変形部１４を広く確保することができる。

固定部材５０はまず、図４（ａ）に示すように吸音材１０に取り付けられる。第１のフランジ５３を吸音材１０に当接させ、第１の円筒部５４を吸音材１０の開口１０ｂに挿入した状態で、吸音材１０の反対側から第２の部分５２を、吸音材１０を押圧しながら吸音材１０の開口１０ｂに挿入する。第２の部分５２の第２の円筒部５７が第１のフランジ５３の爪部５６に係合し、吸音材１０が所定の厚さで圧縮された状態が保持される。また、これによって第１の部分５１と第２の部分５２が一体化され、固定部材５０が形成される。

次に、図４（ｂ）に示すように、固定部材５０が取り付けられた吸音材１０をダッシュパネル２０に取り付ける。すなわち、第１の円筒部５４の内側をスタッド４０が通るように吸音材１０を位置決めし、第１の部分５１をダッシュパネル２０に向けて押し付ける。吸音材１０の変形部１２は徐々にダッシュパネル２０に向けて移動する。第１の円筒部５４の先端または第２のフランジ５８がダッシュパネル２０に当接すると、それ以上固定部材５０を押すことができなくなる。係止部５５がスタッド４０の溝に係止し、この状態が維持される。

本実施形態では、第１の円筒部５４または第２のフランジ５８が間隔規定部材の機能を有する。本実施形態では第１の円筒部５４の先端と第２のフランジ５８のダッシュパネル２０側の面がほぼ揃っているが、いずれか一方が他方よりダッシュパネル２０側に突き出していてもよい。その場合、ダッシュパネル２０側に突き出している部材が間隔規定部材の機能を有する。

本実施形態ではあらかじめ固定部材５０を吸音材１０に固定するため、吸音材１０のダッシュパネル２０への取付け工程が簡略化できる。すなわち、第１の実施形態では吸音材１０を配置してから固定部材３０を取り付けるのに対し、本実施形態では固定部材５０が取り付けられた吸音材１０をダッシュパネル２０に取り付けるだけでよい。従って、吸音材１０の取付け工程中に固定部材３０が紛失する危険性もなくなる。

１ 自動車用防音構造
１０ 吸音材
１０ｂ 開口
１２ 変形部
２０ ダッシュパネル
３０，５０ 固定部材
４０ スタッド
５１ 第１の部分
５２ 第２の部分

Claims (5)

1. 車室内外を隔てるパネルと、前記パネルの車室側の面に沿って配置される吸音材と、前記パネルとの間で前記吸音材を挟持する固定部材と、を有し、
   前記吸音材は開口を備えるとともに、前記開口の周辺に、前記固定部材と前記パネルとの間で押圧されて圧縮変形された変形部を有する、自動車用防音構造。
2. 前記パネルの前記車室側の面に固定され、前記車室側の面から延びて前記開口を貫通するスタッドを有し、
   前記固定部材は、前記開口の周囲の前記吸音材を圧縮変形させるフランジと、前記フランジに固定され、前記開口内を延びて前記パネルに当接し、前記フランジと前記パネルとの間隔を規定する間隔規定部と、前記スタッドに係止して前記固定部材を前記スタッドに固定する係止部と、を有する、請求項１に記載の自動車用防音構造。
3. 前記固定部材は一体形成されている、請求項２に記載の自動車用防音構造。
4. 前記固定部材は、前記フランジと前記係止部を含む第１の部分と、前記第１の部分に係合し、前記フランジとともに前記吸音材を挟持し圧縮変形させる第２の部分と、を有する、請求項２に記載の自動車用防音構造。
5. 車室内外を隔てるパネルの車室側の面に沿って配置される吸音材を前記パネルとの間で挟持し、前記パネルの前記車室側の面に固定され前記車室側の面から延びて前記開口を貫通するスタッドに係合固定される、自動車用吸音材の固定部材であって、
   前記吸音材の前記開口の周囲を圧縮変形させるフランジと、
   前記フランジに固定され、前記開口内を延びて前記パネルに当接し、前記フランジと前記パネルとの間隔を規定する間隔規定部と、
   前記スタッドに係合する係止部と、を有する、自動車用吸音材の固定部材。

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