JP2024003269A - 制振部材、ルーフライナー、車両構造、天井構造及び制振構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】新規な制振技術が求められている。【解決手段】本開示の制振部材は、複数の突部が並ぶ第1外面を有し、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が、3kPa以上27kPa以下の発泡体を備える制振部材である。【選択図】図1
Description
本開示は、制振部材に関する。
振動を抑えるための様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
新規な制振技術が求められている。
発明の第1態様は、複数の突部が並ぶ第1外面を有し、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が、3kPa以上27kPa以下の発泡体を備える制振部材である。
本開示の一実施形態に係る制振部材10は、他の部材に宛がわれてその部材の振動を低減するものであり、発泡体からなる。図1(A)には、制振部材10の使用例が示されている。この例では、制振部材10は、車両90の天井構造100に備えられる(図1(B)及び図2参照)。天井構造100には、車体パネルとしてのルーフパネル91と、天井の内装材であり、ルーフパネル91に下方から重ねられるルーフライナー20と、が設けられている。そして、天井構造100では、制振部材10が、ルーフパネル91とルーフライナーに挟まれ、ルーフパネル91の制振をする。
図2及び図3に示すように、ルーフパネル91とルーフライナー20の間には、リインフォースメント80が設けられてもよい。この場合、例えば、制振部材10は、リインフォースメント80を避けた位置に配置される。本実施形態の例では、制振部材10は、シート状をなし、車幅方向(左右方向)に延びると共に、ルーフライナー20に前後方向で複数載置されている(図1(A)及び図2参照)。
なお、リインフォースメント80は、ルーフパネル91に宛がわれて固定され(図2参照)、ルーフパネル91を補強するものである。例えば、図3に示すように、リインフォースメント80には、ルーフパネル91の側辺部に重ねられる1対のサイドレールリインフォースメント80Sが設けられると共に、それらサイドレールリインフォースメント80Sに差し渡されて車幅方向に延びた横梁81が設けられている。横梁81は、ルーフパネル91の下面に宛がわれる(図2参照)。本実施形態の例では、制振部材10は、車幅方向で1対のサイドレールリインフォースメント80S同士の間に配置されると共に、前後方向で、横梁81同士の間に配置される。
なお、ルーフライナー20は、例えば、ルーフパネル91に取り付けられるアシストグリップやルームミラー、ルームライト等の部材に貫通され、これら部材により車体パネルに固定される。この場合、例えば、制振部材10は、これらの部材も避けた位置に配置される。
図3に示すように、例えば、ルーフパネル91では、車両90のピラーに側縁部が支持される。このような構成では、ルーフパネル91において、その側縁部よりも車幅方向の中央部が振動し易くなると考えられる。このため、制振部材10は、ルーフパネル91のうち少なくとも車幅方向の中央部に当接していることが好ましい。
制振部材10は、ルーフライナー20の上面に固定(例えば接着)されていてもよい。なお、制振部材10のルーフライナー20への固定は、車両90への組み付け工程の際に行われてもよいし、制振部材10がルーフライナー20の上面に固定された制振部材付きルーフライナー30(図3参照)が、前もって形成されていてもよい。
本実施形態では、例えば、ルーフライナー20は、複数のシートが積層された積層シートがルーフパネル91に沿った形状に成形(例えば加熱プレス成形)されてなる。例えば、この積層シートは、図11に示すように、発泡シート21を1対の繊維シート22(例えばガラス繊維シート)で挟み、さらに外側からそれらを1対の面材23,24で挟んだ構成となっていてもよい。この構成では、例えば、面材23,24は、樹脂シートや不織布等で構成される。
本実施形態の例では、制振部材10を構成する発泡体は、通気性を有していて、連続気泡構造又は半連続気泡構造を有する。制振部材10が通気性を有する発泡体からなることにより、制振部材10に吸音性を持たせることが可能となる。なお、発泡体の発泡セル間のセル膜(いわゆるミラー)は、例えば燃焼ガスの爆風やアルカリによる加水分解等で除去することができるが、除去せずに残しておくことが望ましい。セル膜があることで、セル膜がない場合よりも、発泡体の制振性を良好にすることが可能となる。なお、制振部材10を構成する発泡体は、非通気性のものであってもよく、独立気泡構造のものであってもよい。
制振部材10を構成する発泡体は、本実施形態では、ポリウレタン樹脂の発泡体であるが、これに限定されず、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂の発泡体であってもよいし、フェノール樹脂の発泡体であってもよい。本実施系形態の例では、制振部材10は、スラブウレタンからなり、例えばシート状にカットされたものである。
制振部材10の見掛け密度は、例えば、軽量化の観点から、40kg/m3以下であることが好ましい。このように、制振部材10の軽量化を図ることにより、例えば、制振部材10が車両90等の乗り物に搭載される場合には、乗り物の燃費や電費の向上を図ることが可能となる。
上述のように、本実施形態の制振部材10は、発泡体を備え、例えば2つの部材間に挟まれる等して振動する部材に宛がわれることで(図1(B)及び図2参照)、その部材の制振を図ることが可能となる。ここで、ルーフパネル91等の車体パネルとルーフライナー20等の内装材との間隔は、車体パネル及び内装材の形状や、成形のばらつき等により、一般的に均一ではない。そのため、例えばこの間隔が狭いところでは、制振部材10が強く挟み付けられて制振部材10の弾発力が強くなり過ぎるという問題が生じる。その結果、例えば、本実施形態の例では、ルーフライナー20をルーフパネル91に組付ける際に、制振部材10の弾発力により、ルーフライナー20が下側に押し戻されてしまい(いわゆる組付け荷重が大きく)、アシストグリップやルームミラー、ルームライト等の部材によるルーフライナー20の固定が困難となることがある。
これに対し、本実施形態の制振部材10では、他の部材に宛がわれる面が、複数の突部14が並ぶ凹凸面となっている。これにより、厚さが均一の制振部材に比べて、部材間に挟まれる制振部材10の弾発力が強くなり過ぎる(圧縮荷重が高くなり過ぎる)ことを抑制可能になっている。具体的には、本実施形態の制振部材10では、表裏の面のうち一方の第1面11が、上記凹凸面になっている。なお、本実施形態では、制振部材10の表裏の面のうち第1面11とは反対側の第2面12は、平坦面になっている。
図4に示すように、本実施形態の例では、突部14は、第1面11の全体に亘って2次元的に多数並んでいる。例えば、第1面11の複数の突部14を含む凹凸パターンは、一定パターンで2次元的に繰り返されていて、複数の突部14は、一定間隔で格子状に並んでいる(図5参照)。本実施形態の例では、複数の突部14は、千鳥配列になっている。例えば、制振部材10は、平面視長四角形のシート状をなし、制振部材10の長手方向に一定ピッチで並ぶ複数の突部14の列は、その列に対して制振部材10の短手方向で隣り合う複数の突部14の列に対して、半ピッチ分だけ長手方向にずれるように配置されている(図5及び図6参照)。また、制振部材10の長手方向及び短手方向では、突部14同士の間には、第1面11において最も第2面12に近い谷底部15が設けられていて(図6(A)及び図6(B)参照)、例えば、突部14の頂部と谷底部15とが一定間隔で繰り返され、谷底部15も千鳥配列になっている。また、本実施形態の例では、第1面11の凹凸パターンは、制振部材10の長手方向及び短手方向で対称になっている。
本実施形態の例では、図6及び図7に示すように、突部14は、その突出先端に向かうにつれて断面積を小さくする形状(例えば、山形状)をなしていると共に、第1面11は、断面視波形状の曲面になっている。突部14は、その基端側から途中位置Pまで、突出先端に向かうにつれて徐々に勾配を大きくすると共に、途中位置Pから突出先端に向かうに連れて徐々に勾配を小さくする形状をなしている(即ち、途中位置Pが変曲点になっている)。突部14の突出先端は、丸みを帯びている。なお、例えば、谷底部15は、制振部材10の厚さ方向の略中央に配置される(即ち、図6及び図7に示すように、突部14の突出先端から谷底部15までの距離L1は、谷底部15から第2面12までの距離L2と、略同じになっている)。
本実施形態では、制振部材10の第1面11が(即ち、複数の突部14が)、ルーフパネル91に宛がわれる(即ち、第1面11が上向きになる)。本実施形態の制振部材10では、制振部材10がルーフパネル91に押圧される場合に(特に突部14の突出高さ未満だけ圧縮される場合等に)、厚さが一定の制振部材に比べて、制振部材10の圧縮時の弾発力が強くなり過ぎることを抑制可能となる。また、突部14が突出先端に向かうにつれて断面積を小さくする形状になっているので、突部14の圧縮量が小さい場合に、制振部材10の弾発力をより小さくすることができ、制振部材10の固定をより容易にすることが可能となる。
また、本実施形態の例では、第1面11は、プロファイル加工により形成されるプロファイル加工面になっている。従って、第1面11の凹凸パターンを容易に形成することが可能となる。
ところで、発泡体を備える制振部材に対しても、さらに制振性を向上させることが望まれる。そこで、本願発明者は、制振性と発泡体の特性との関係を精査した。そして、鋭意検討の結果、発泡体の弾性率に着目することで、制振性のさらなる向上を図ることが可能な構成についての知見を得て、本開示の制振部材10を発明するに至った。
具体的には、制振部材10では、圧縮歪み0~30%の範囲(圧縮歪みが0以上、0.3以下である範囲)における平均弾性率が、3kPa以上27kPa以下になっている。これにより、後述するように、制振性の顕著な向上を図ることが可能となる。ここで、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率とは、制振部材10を圧縮変形したときの応力-歪み曲線に対しての、歪みが0%以上で30%以下となる範囲における近似直線の傾きとして求められるものである。近似直線及びその傾きは、最小二乗法により算出され、例えば、表計算ソフト「マイクロソフト エクセル」(マイクロソフト社製)で求めることができる。
なお、例えば、制振部材10は、ルーフパネル91とルーフライナー20のような2つの部材間に、所定の圧縮歪みの範囲内となるように挟まれる用い方をされてもよい。例えば、この範囲として、第1面11の凹凸パターンが完全に潰れない範囲(本実施形態の例では、0%以上50%未満)を採用してもよい。さらに、この範囲として、応力-歪み曲線において、圧縮歪み0%から比例限度以下の圧縮歪みまでの範囲(例えば、圧縮歪み0~30%の範囲)を採用してもよい。なお、比例限度以下となる圧縮歪みの範囲としては、例えば、応力-歪み曲線の近似直線における決定係数R2(相関係数の2乗)が、0.95以上となった範囲を採用してもよい。
上述のように、本実施形態の例では、制振部材10は、第1面11が上側を向くように配置され、第1面11がルーフパネル91に宛がわれる(図1(B)及び図2参照)。このように、複数の突部14が設けられる第1面11をルーフパネル91に宛がうことで、ルーフパネル91の下面の形状に応じて、制振部材10を圧縮させ易くなる(ルーフパネル91の下面の形状に追従させ易くなる)。例えば、ルーフパネル91には、強度アップ等の目的で、前後方向に伸びるビード加工部が設けられることがある。このビード加工部は、ルーフパネル91の下面に突部又は凹部を形成するものであり、ルーフパネル91の下面を凹凸形状に形成するものである。このような構成に対しても、本実施形態の制振部材10では、ルーフパネル91の下面の形状に追従させ易くすることが可能となる。なお、本実施形態の例では、制振部材10のうち車体パネル(ルーフパネル91)に宛がわれる面が、第1面11であるが、第2面12とするともできる。
ルーフライナー20は、制振部材10が上面に固定された構成になっていてもよい。このようにすれば、ルーフライナーに、ルーフパネル91の振動を低減する機能を持たせることが可能となる。また、この構成によれば、ルーフライナー20を車両90に取り付けるだけで、制振部材10も車両90に取り付けられることとなるので、制振部材10の取り付けを容易にすることが可能となる。
なお、本実施形態の天井構造100では、例えば、制振部材10が、車幅方向に延びると共に、ルーフライナー20に前後方向で複数載置され、ルーフパネル91のうち少なくとも車幅方向の中央部に当接している。このように、制振部材10が複数に分かれていることで、ルーフパネル91とルーフライナー20との間隔が場所によって異なる場合等に、その間隔に応じた厚さの制振部材10を配置することが可能となり、ルーフパネル91の下面と制振部材10の接触部分を広くすることが可能となる。このように複数の制振部材10を設ける場合、それらのうち一部の制振部材10では第1面11をルーフパネル91に宛がい、残りの制振部材10では第1面11をルーフライナー20に宛がってもよい。また、上述のように、ルーフパネル91の側縁部がピラーに支持される構成では、ルーフパネル91の車幅方向の中央部が振動し易くなると考えられる。これに対し、本実施形態の制振部材10は、ルーフパネル91のうち少なくとも車幅方向の中央部に当接するので、該中央部の制振をし易くすることが可能となる。なお、制振部材10が、ルーフパネルの車幅方向の中央部に当接しない構成とすることもできる。
なお、第1面11がプロファイル加工面である制振部材10は、例えば以下のようにして製造することができる。図8に示すように、スラブウレタンのシート10Aが、加工ライン40の1対のローラー41の間に送給される。シート10Aは、1対のローラー41に挟まれて弾性圧縮されながら送給され、1対のローラー41の間のカッター42によりスライスされる。ここで、1対のローラー41は、外周面に所定間隔で並んだ複数の外周突部43を有し、互いの外周突部43が互い違いになるように対向配置される。従って、1対のローラー41の間に通されたシート10Aのうち、表裏の一方から一方のローラー41の外周突部42がめり込む部分は、表裏の他方側から他方のローラー41の外周突部42に突き合わされず、外周突部42がめり込まない部分となり、シート10Aが厚さ方向で非対称に弾性圧縮される。従って、シート10Aが1対のローラー41に挟み付けられた状態から送給方向下流側に抜け出して、シート10Aの表裏の両面が平坦になるように弾性復元すると、シート10Aのスライス面が、平坦面から、凹凸を有する曲面に変化し、第1面11が形成される。このようにして、2枚の制振部材10が得られる。なお、シート10Aは、スライスの前又は後に、所定の平面サイズにカットされる。
このように、プロファイル加工により第1面11を形成することで、一度に2枚の制振部材10を形成することが可能となり、制振部材10の形成を容易にすることが可能となる。なお、制振部材10の厚さ方向の略中央に谷底部15が配置される構成では、プロファイル加工前のシート10Aの厚さが、制振部材10の略1.5倍となる。
[他の実施形態]
(1)制振部材10は、上記実施形態では、車両90の天井構造100に備えられていたが、これに限定されるものではなく、車体パネルと内装材とに挟まれて、それらの少なくとも一方に第1面11が宛がわれる車両構造に用いることができる。また、制振部材10は、車両構造に備えられるものに限定されず、振動する部材に第1面11が宛がわれる制振構造に備えられてもよく、例えば、制振部材10が部材間に挟まれて、それらの少なくとも一方に第1面11が宛がわれる制振構造に用いられてもよい。
(1)制振部材10は、上記実施形態では、車両90の天井構造100に備えられていたが、これに限定されるものではなく、車体パネルと内装材とに挟まれて、それらの少なくとも一方に第1面11が宛がわれる車両構造に用いることができる。また、制振部材10は、車両構造に備えられるものに限定されず、振動する部材に第1面11が宛がわれる制振構造に備えられてもよく、例えば、制振部材10が部材間に挟まれて、それらの少なくとも一方に第1面11が宛がわれる制振構造に用いられてもよい。
(2)制振部材10は、自動車以外の乗り物に配置されてもよいし、例えば、建物に配置されてもよい。例えば、制振部材10が、2つの部材間に挟まれた制振構造を設け、それら2つの部材のうち制振部材10(例えば複数の突部14を有する凹凸面)に宛がわれる少なくとも一方の部材を制振するようにしてもよい。
(3)制振部材10のうち突部14を有する凹凸面の形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、突部14は、半球状であってもよいし、円錐や角錐等の錐形状をなしていてもよいし、円錐台形状や角錐台形状等の錐台形状であってもよいし、円柱状や各柱状等の柱状であってもよい。また、突部14は、例えば、制振部材10の長手方向又は短手方向に延びる突条であってもよく、第1面11が、この突条が略平行に複数並んだ凹凸面であってもよい。このような突条は、断面三角形状や断面半円状であってもよい。
(4)上記実施形態では、複数の突部14が全て同じ形状になっていたが、複数の突部14のうち一部の突部14が、残りの突部14とは異なる形状になっていてもよい。また、複数の突部14の形状や配置が、ランダムであってもよい。
(5)上記実施形態において、第2面12も複数の突部14を有する凹凸面になっていてもよい。
(6)制振部材10は、積層構造をなしていてもよい。例えば、制振部材10が、上記実施形態の発泡体の第2面12(例えば平坦面)に、他のシートが積層された積層構造であってもよい。
(7)制振部材10の複数の突部14を含む凹凸面が、プロファイル加工面である代わりに、レーザー加工による凹凸面(レーザー加工面)であってもよい。また、制振材10の発泡体は、金型内で発泡成形されることで複数の突部14を含む凹凸面が形成されるモールド成形品であってもよいし、発泡シートをプレス成形して凹凸面を形成したプレス成形品であってもよい。
(8)制振部材10は、上記実施形態では、シート状であったが、直方体等のブロック状であってもよい。この場合、制振部材10の少なくとも一面に、凹凸面(例えば、複数の突部14が形成された面等)が含まれていればよい。この場合、例えば、その面を振動する部材に宛がうことで、その部材の振動を抑制可能となる。
以下、実施例及び比較例によって上記実施形態をさらに具体的に説明するが、本開示の制振部材は、以下の実施例に限定されるものではない。
1.実施例及び比較例の制振部材の構成
図6(A)に示す実施例1~6及び比較例1~4の制振部材として、シート状をなしたものを用意した。各制振部材は、互いに材料が異なっている。
図6(A)に示す実施例1~6及び比較例1~4の制振部材として、シート状をなしたものを用意した。各制振部材は、互いに材料が異なっている。
<実施例1~6>
実施例1~6の制振部材10は、ポリウレタン樹脂の発泡体であり、スラブウレタンである。実施例1~6の制振部材10では、第1面11は、図4~図7に示す形状のプロファイル加工面であり、第2面12は平坦面である。また、谷底部15(図6参照)は、制振部材10の厚さ(30mm)の中央に位置している(即ち、距離L1と距離L2が同じである)。制振部材10の長手方向及び短手方向における、突部14の頂部同士のピッチ(谷底部15同士のピッチ)は、31mmである。
実施例1~6の制振部材10は、ポリウレタン樹脂の発泡体であり、スラブウレタンである。実施例1~6の制振部材10では、第1面11は、図4~図7に示す形状のプロファイル加工面であり、第2面12は平坦面である。また、谷底部15(図6参照)は、制振部材10の厚さ(30mm)の中央に位置している(即ち、距離L1と距離L2が同じである)。制振部材10の長手方向及び短手方向における、突部14の頂部同士のピッチ(谷底部15同士のピッチ)は、31mmである。
<比較例1>
比較例1の制振部材は、ポリエチレンテレフタラート樹脂繊維のフェルトである。
比較例1の制振部材は、ポリエチレンテレフタラート樹脂繊維のフェルトである。
<比較例2>
比較例2の制振部材は、シンサレートTF2300(3M社製)である。
比較例2の制振部材は、シンサレートTF2300(3M社製)である。
<比較例3>
比較例3の制振部材は、ポリウレタン樹脂の発泡体であり、スラブウレタンである。後述するように、比較例3の制振部材では、実施例1~6の制振部材に比べて、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が高くなっている。
比較例3の制振部材は、ポリウレタン樹脂の発泡体であり、スラブウレタンである。後述するように、比較例3の制振部材では、実施例1~6の制振部材に比べて、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が高くなっている。
<比較例4>
比較例4の制振部材では、第1面11が平坦面になっている(即ち、表裏の両面が平坦面になっている)。その他の構成は、実施例1の制振部材10と同じである。
比較例4の制振部材では、第1面11が平坦面になっている(即ち、表裏の両面が平坦面になっている)。その他の構成は、実施例1の制振部材10と同じである。
<比較例5>
比較例8は、制振部材なしのブランクである。
比較例8は、制振部材なしのブランクである。
2.評価
実施例及び比較例について制振性等の特性を評価した(図12(A)参照)。実施例及び比較例の各特性の測定方法は、以下の通りである。
実施例及び比較例について制振性等の特性を評価した(図12(A)参照)。実施例及び比較例の各特性の測定方法は、以下の通りである。
<測定方法>
(1)見掛け密度
制振部材の密度は、JIS K7222に準拠して測定されたものである。
(1)見掛け密度
制振部材の密度は、JIS K7222に準拠して測定されたものである。
(2)硬さ
制振部材の硬さは、JIS K6400-2 D法に準拠して測定されたものである。
制振部材の硬さは、JIS K6400-2 D法に準拠して測定されたものである。
(3)平均弾性率
実施例1~6、比較例1~3の制振部材を、オートグラフAG-X/R(株式会社島津製作所製)を用いて、23℃において圧縮し、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率を求めた。制振部材のサイズは、100mm×100mm×30mm(厚さ)である。そして、制振部材の表裏の面のうち一方の全面(実施例1~6では第1面11の全面)に、直径200mmの加圧子を宛がって、50mm/minの速度で、制振部材の圧縮歪みが75%になるまで(厚さがもとの25%になるまで)圧縮し、応力-歪み曲線を得た。さらに、その応力-歪み曲線に対しての、圧縮歪みが0%以上で30%以下となる範囲における近似直線を、表計算ソフト「マイクロソフト エクセル」(マイクロソフト社製)を用いて求め、その近似直線の傾きを算出した(y軸切片は固定しない)。なお、上記応力-歪み曲線の応力データは、加圧開始から歪みが30%に達するまで0.01秒毎にプロットされたものである。
実施例1~6、比較例1~3の制振部材を、オートグラフAG-X/R(株式会社島津製作所製)を用いて、23℃において圧縮し、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率を求めた。制振部材のサイズは、100mm×100mm×30mm(厚さ)である。そして、制振部材の表裏の面のうち一方の全面(実施例1~6では第1面11の全面)に、直径200mmの加圧子を宛がって、50mm/minの速度で、制振部材の圧縮歪みが75%になるまで(厚さがもとの25%になるまで)圧縮し、応力-歪み曲線を得た。さらに、その応力-歪み曲線に対しての、圧縮歪みが0%以上で30%以下となる範囲における近似直線を、表計算ソフト「マイクロソフト エクセル」(マイクロソフト社製)を用いて求め、その近似直線の傾きを算出した(y軸切片は固定しない)。なお、上記応力-歪み曲線の応力データは、加圧開始から歪みが30%に達するまで0.01秒毎にプロットされたものである。
(4)制振性
各実施例及び各比較例について、制振性を比較した。制振性を評価する試験器具は、図10に示されている。この試験器具は、制振部材10をルーフパネル91としての鋼板91A上に固定して、鋼板91Aに振動を与え、制振部材10による制振性を評価するものである。具体的には、この試験器具は、鋼板91Aの外縁部を固定するフレーム部60を備えている。フレーム部60は、鋼板91Aの外縁部を上下に挟んだ状態でねじ止めされる上フレーム61と下フレーム62を備えると共に、下フレーム62を下側から支持するベース部63を備える。ベース部63は、板状の底部64の外縁部から側壁部65が上側に立設されてなり、側壁部65の上端に下フレーム62が固定されている(例えば、下フレーム62と一体に形成されている)。また、フレーム部60は、図示しない支持部に吊るされたバネによって四つ角を支持されている。鋼板91Aの下面のうち中央部には、加速度センサ67が取り付けられている。なお、上記バネの振動の周波数は、後述の共振ピークの周波数よりもずっと低くなっている。
各実施例及び各比較例について、制振性を比較した。制振性を評価する試験器具は、図10に示されている。この試験器具は、制振部材10をルーフパネル91としての鋼板91A上に固定して、鋼板91Aに振動を与え、制振部材10による制振性を評価するものである。具体的には、この試験器具は、鋼板91Aの外縁部を固定するフレーム部60を備えている。フレーム部60は、鋼板91Aの外縁部を上下に挟んだ状態でねじ止めされる上フレーム61と下フレーム62を備えると共に、下フレーム62を下側から支持するベース部63を備える。ベース部63は、板状の底部64の外縁部から側壁部65が上側に立設されてなり、側壁部65の上端に下フレーム62が固定されている(例えば、下フレーム62と一体に形成されている)。また、フレーム部60は、図示しない支持部に吊るされたバネによって四つ角を支持されている。鋼板91Aの下面のうち中央部には、加速度センサ67が取り付けられている。なお、上記バネの振動の周波数は、後述の共振ピークの周波数よりもずっと低くなっている。
鋼板91Aの上には、各実施例及び各比較例の制振部材(図10には実施例1~6の制振部材10が示されている。)が載置され、さらにその上からルーフライナー20が載置される。実施例1~6では、第1面11が上向きに(即ち、ルーフライナー20側を向いて)配置される。制振部材の平面サイズは、500mm×400mmである。鋼板91Aは、600mm×500mm×0.8mm(厚さ)のサイズであり、ルーフライナー20は、500mm×400mm×6.5mm(厚さ)のサイズで、目付量が580g/m2となっている。鋼板91A、制振部材、ルーフライナー20は、長手方向が同じになるように配置される。
なお、ルーフライナー20は、積層シートからなり、図11に示すように、発泡シート21を1対のガラス繊維シートで挟み、さらに外側からそれらを1対の面材23,24で挟んだ構成を有する。これらシート同士は、加熱プレス成形により積層一体化され、熱硬化性のバインダにより接着されている。なお、この試験では、鋼板91A(ルーフパネル)、制振部材、ルーフライナー20の重ね順が、車両90に備えられたときとは上下逆になる。即ち、この試験において最も上側に配置される一方の面材24は、ルーフライナー20が車両に配置されたときには、最も下側(車室側)に配置される。
そして、上述のように、鋼板91Aをフレーム部60に固定した状態で、ベース部63の底部64の中央部を、インパルスハンマー68で下方から叩き、フレーム部60を通じて鋼板91Aに振動を与える。なお、インパルスハンマー68で底部64を叩いた場合のフレーム部60の振動は、鋼板91Aの振動に比べて無視できる程度になっている。
インパルスハンマー68と加速度センサ67は、FFTアナライザに接続される。そして、インパルスハンマー68の加振力と加速度センサ67の検出結果とから、周波数毎の振動伝達率[dB]を得て(図14(A)及び図14(B)参照)、得られた共振ピークのうち、ロードノイズに特に寄与が大きいとされる125~400Hz付近にみられる4つの共振ピーク(約160Hz、約220Hz、約240Hz、約370Hz。図14(B)において矢印で示されるピーク)について、振動伝達率(共振ピークの高さ)を評価した。
制振性は、上記4つのピークにおける振動伝達率の平均値が、22dB以下の場合に〇、22dBを超える場合に×、と評価した。なお、振動伝達率が低い程、制振性は良好である。
(5)透過損失
実施例1及び比較例4,5の透過損失を、JIS A1441-1:2007に準拠して測定した。図15(A)に示すように、実施例1、比較例4では、制振部材を鋼板91A(厚さ0.8mm)と遮音層96とで挟み、鋼板91A側から音を入射した。遮音層96としては、PVB(ポリビニルブチラール)の板材(目付量3600g/m2)を用いた。実施例1では、制振部材10の第1面11を、鋼板91A側に向けた例と、遮音層96側に向けた例と、について測定した。比較例5では、鋼板91Aのみで測定している。なお、制振部材、鋼板91A、遮音層96の平面サイズは、500mm×500mmである。
実施例1及び比較例4,5の透過損失を、JIS A1441-1:2007に準拠して測定した。図15(A)に示すように、実施例1、比較例4では、制振部材を鋼板91A(厚さ0.8mm)と遮音層96とで挟み、鋼板91A側から音を入射した。遮音層96としては、PVB(ポリビニルブチラール)の板材(目付量3600g/m2)を用いた。実施例1では、制振部材10の第1面11を、鋼板91A側に向けた例と、遮音層96側に向けた例と、について測定した。比較例5では、鋼板91Aのみで測定している。なお、制振部材、鋼板91A、遮音層96の平面サイズは、500mm×500mmである。
(6)引っ張り強さ、伸び
制振部材の引っ張り強さ及び伸びは、JIS K6400-5に準拠して測定されたものである。
制振部材の引っ張り強さ及び伸びは、JIS K6400-5に準拠して測定されたものである。
<評価結果>
図12(B)に示すように、第1面11に複数の突部14を有する実施例1では、第1面11が平坦である比較例4に比べて、同じ歪みに対して応力を小さくできることがわかった。特に歪み0~30%の範囲では、同じ歪みに対して応力を大幅に小さくすることが可能である。例えば、歪みに対して直線的に応力が増加する範囲(比例限度)が、比較例4では歪み3%(0.03)程度までであるのに対して、実施例1では歪み30%(0.3)以上になっている。
図12(B)に示すように、第1面11に複数の突部14を有する実施例1では、第1面11が平坦である比較例4に比べて、同じ歪みに対して応力を小さくできることがわかった。特に歪み0~30%の範囲では、同じ歪みに対して応力を大幅に小さくすることが可能である。例えば、歪みに対して直線的に応力が増加する範囲(比例限度)が、比較例4では歪み3%(0.03)程度までであるのに対して、実施例1では歪み30%(0.3)以上になっている。
図12(A)に示すように、実施例1~6では、制振部材が不織布からなる比較例1,2、及び、制振部材が無いブランクの比較例5に比べて、制振性が大幅に向上することが確認できた(制振性の評価が〇)。また、ポリウレタン樹脂の発泡体からなる制振部材において、実施例1~6の制振部材では、比較例3の制振部材に比べて、優れた制振性を発揮できることが確認できた。ここで、実施例1~6の制振部材では、比較例3の制振部材(制振性の評価が×)に比べて、圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が低くなっている一方で、比較例1,2の制振部材(制振性の評価が×)に比べては、上記平均弾性率が高くなっている。具体的には、図12(A)及び図13に示すように、制振部材の上記平均弾性率(近似直線の傾き)は、実施例1~6では、3kPa以上27kPa以下となっているが、比較例3では、27kPaを超えていて、比較例1,2では、3kPaより低い。実施例1~6では、応力-歪み曲線において、比例限度に対応する圧縮歪みは、30%(0.3)以上になっている(例えば図12(B)参照)。なお、第1面11の突部41の頂部同士のピッチが31mmの実施例1等の他に、該ピッチが16mmの実施例についても、試験を行い、平均弾性率を算出したところ、該ピッチの違いによる平均弾性率の差はほとんど無いことが確認できた。
以上のように、発泡体であり、かつ圧縮歪み0~30%における平均弾性率が3kPa以上27kPa以下となった実施例1~6は、特に優れた制振性を発揮できることが確認できた。また、実施例1~6の制振部材では、見掛け密度が40kg/m3以下となっており、軽量化の観点から特に好ましい。ここで、一般的に、見掛け密度が高い制振部材では、制振性が良くなる傾向があると考えられる。これに対し、例えば、実施例6の制振部材では、見掛け密度が同等以上である比較例3の制振部材と比べても、制振性に特に優れていることがわかる。このように、平均弾性率が3kPa以上27kPa以下である制振部材によれば、見掛け密度が同等以上の制振部材と比べても制振性が特に良好となるという、従来の技術水準からは予測できない優れた効果が奏されることが確認できた。
また、図15(B)に示すように、プロファイル加工面を有する実施例1の制振部材10では、ブランクの比較例5や、プロファイル加工面を有さない実施例4の制振部材に比べて、透過損失を大きくすることが可能であることが確認できた。特に、車室内での会話明瞭度(話の聞き取り易さ)に寄与の大きい1000Hz~3150Hzにおいて、最大4~5dBの透過損失が大きくなる。なお、実施例1におけるプロファイル加工面(第1面)の向きは何れの向きでも同程度に良好であることが確認できた。
<付記>
以下、上記実施形態及び実施例から抽出される特徴群について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお、以下では、理解の容易のため、上記実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、これら特徴群は、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
以下、上記実施形態及び実施例から抽出される特徴群について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお、以下では、理解の容易のため、上記実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、これら特徴群は、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
例えば、以下の特徴群は、制振部材に関し、「振動を抑えるための様々な技術が提案されている(例えば、特開平10-203267(段落[0010]等))。」という背景技術について、「新規な制振技術が求められている。」という課題をもって想到されたものと考えることができる。
[特徴1]
複数の突部が並ぶ第1外面(11)を有し、
圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が、3kPa以上27kPa以下の発泡体を備える制振部材。
複数の突部が並ぶ第1外面(11)を有し、
圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が、3kPa以上27kPa以下の発泡体を備える制振部材。
本特徴の制振部材によれば、制振性の向上を図ることが可能となる。また、例えば制振部材を部材間に挟む場合に、少なくとも一方の部材に複数の突部が形成された第1外面を宛がうことで、発泡体の弾発力が強くなり過ぎることを抑制可能となり、制振部材を固定し難くなることを抑制可能となる。
[特徴2]
前記第1外面は、プロファイル加工面である特徴1に記載の制振部材。
前記第1外面は、プロファイル加工面である特徴1に記載の制振部材。
本特徴によれば、第1外面の凹凸パターンを容易に形成することが可能となる。しかも、1対の制振部材の第1外面を、一度に形成することが可能となる。
[特徴3]
見掛け密度が、40kg/m3以下である特徴1又は2に記載の制振部材。
見掛け密度が、40kg/m3以下である特徴1又は2に記載の制振部材。
本特徴によれば、制振部材の軽量化を図ることが可能となる。例えば、制振部材が乗り物に搭載される場合には、乗り物の燃費や電費の向上を図ることが可能となる。
[特徴4]
前記複数の突部は、前記第1外面に2次元的に並んでいる特徴1から3の何れか1の特徴に記載の制振部材。
前記複数の突部は、前記第1外面に2次元的に並んでいる特徴1から3の何れか1の特徴に記載の制振部材。
[特徴5]
前記複数の突部は、前記突部が前記第1外面に一定パターンで繰り返されるように配置されている特徴1から4の何れか1の特徴に記載の制振部材。
前記複数の突部は、前記突部が前記第1外面に一定パターンで繰り返されるように配置されている特徴1から4の何れか1の特徴に記載の制振部材。
[特徴6]
前記突部は、その突出先端に向かうにつれて断面積を小さくした形状になっている特徴1から5の何れか1の特徴に記載の制振部材。
前記突部は、その突出先端に向かうにつれて断面積を小さくした形状になっている特徴1から5の何れか1の特徴に記載の制振部材。
[特徴7]
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材を上面に備え、上向きになった前記第1外面を有する車両用のルーフライナー。
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材を上面に備え、上向きになった前記第1外面を有する車両用のルーフライナー。
本特徴によれば、ルーフライナーに、ルーフパネルの振動を低減する機能を持たせることが可能となる。また、本特徴によれば、ルーフライナーを車両に取り付けるだけで、制振部材も車両に取り付けられることとなるので、制振部材の取り付けを容易にすることが可能となる。
[特徴8]
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材が、車体パネルと内装材とに挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる車両構造。
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材が、車体パネルと内装材とに挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる車両構造。
[特徴9]
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材が、ルーフライナーとルーフパネルとに挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる車両の天井構造。
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材が、ルーフライナーとルーフパネルとに挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる車両の天井構造。
本特徴によれば、ルーフパネルの振動を低減することができる。
[特徴10]
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材が部材間に挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる制振構造。
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材が部材間に挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる制振構造。
[特徴11]
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材と、
前記制振部材の前記第1外面が宛がわれる部材と、を含む制振構造。
特徴1から6の何れか1の特徴に記載の制振部材と、
前記制振部材の前記第1外面が宛がわれる部材と、を含む制振構造。
特徴10,11によれば、制振部材が宛がわれる部材の制振が可能となる。
なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。
10 制振部材
11 第1面
14 突部
20 ルーフライナー
90 車両
91 ルーフパネル
100 天井構造
11 第1面
14 突部
20 ルーフライナー
90 車両
91 ルーフパネル
100 天井構造
Claims (7)
- 複数の突部が並ぶ第1外面を有し、
圧縮歪み0~30%の範囲における平均弾性率が、3kPa以上27kPa以下の発泡体を備える制振部材。 - 前記第1外面は、プロファイル加工面である請求項1に記載の制振部材。
- 見掛け密度が、40kg/m3以下である請求項1又は2に記載の制振部材。
- 請求項1又は2に記載の制振部材を上面に備え、上向きになった前記第1外面を有する車両用のルーフライナー。
- 請求項1又は2に記載の制振部材が、車体パネルと内装材とに挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる車両構造。
- 請求項1又は2に記載の制振部材が、ルーフライナーとルーフパネルとに挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる車両の天井構造。
- 請求項1又は2に記載の制振部材が部材間に挟まれて、それらの少なくとも一方に前記第1外面が宛がわれる制振構造。
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-
2022
- 2022-06-26 JP JP2022102298A patent/JP2024003269A/ja active Pending
-
2023
- 2023-06-06 WO PCT/JP2023/021071 patent/WO2024004550A1/ja unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2024004550A1 (ja) | 2024-01-04 |
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