JP4533823B2 - 自動車用吸音構造体 - Google Patents
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Description
図13に示すように、同文献の第3図に示されたインストルメントロアーカバーは、空間側から室内側に向かって順に、不織布等の材料より成る吸音材1、軟質の薄いプラスチックシート又はフィルムから成る反射材2、熱可塑性合成樹脂原板に吸音孔3aを多数形成した成形パネル3とが一体に重合されている。
図14に示すように、同文献の第4図に示されたインストルメントロアーカバーは、空間側から室内側に向かって順に、反射材2、吸音材1、成形パネル3とが一体に重合されている。
上記反射材2は、プラスチックシート又はフィルムから成るため(同文献の第1ページ右欄第34〜36行)、非通気性とされている。
上記アンダカバーは、合成樹脂により射出成形されているため(同文献の第4ページ第1〜2行)、非通気性とされている。
しかし、前記アンダーカバーはペダル類のない助手席側においてはインストルメントパネルの下端とダッシュパネルとの間の開口を遮蔽することができるため遮音材として機能するものの、アクセルペダルやブレーキペダルなどのペダル類が配設されている運転席側においては、ペダルの移動を許容するためのスペースを確保する必要があるため、前記開口の一部のみしか遮蔽することができておらず、アンダーカバーによる遮音効果はあまり得られておらず、その役割を果たせていなかった。また、吸音材1が十分に機能しないだけでなく、吸音孔3aを形成した成形パネル3も十分に機能せず、インストルメントパネルの下部とダッシュパネルとで形成される空間から乗員室内に出た音はフロアパネル等で反射して反射材へ向かっても非通気性の反射材で乗員室内に反射され、十分な吸音性の効果が得られないことがわかった。
吸音可能な吸音材は、前記インストルメントパネルの下側縁部から前記空間の開放部分に向けて延出した形状とされて厚み方向に貫通した開口を有するフレーム部材に支持されて、該フレーム部材の開口を覆う。この吸音材を支持したフレーム部材は、インストルメントパネルの下側縁部から前記空間の開放部分に向けて前記インストルメントパネルの下側縁部に取り付けられる。
以上より、非通気性の反射材を用いた従来のように乗員室内に侵入した音がロアーカバーに向かったときに反射材で反射されず、吸音材で吸音されるので、ダッシュパネルとインストルメントパネルとの間の空間に侵入した音のみならず乗員室内に侵入した音も十分に少なくさせることができ、乗員室内の静粛性を向上させることが可能になる。
また、鍵穴状切欠きや溝状などの複雑な形状にする必要がなく、簡易な構造で吸音構造体を形成することが可能になる。
なお、吸音材のみで吸音構造体を構成しようとすると、十分な剛性を得にくく、インストルメントパネルへの取り付けも容易ではない。上記フレーム部材を用いることによって、十分な剛性を得て、インストルメントパネルへの取り付けが容易になる。
さらに、吸音材がリブによりフレーム部材上に部分的に支持されているため、吸音材がフレーム部材によって覆われる面積を可及的に少なくすることができ、吸音材の吸音性能を十分に機能させることができる。
なお、開口どうしの間を通るリブは、全開口間に形成されてもよいし、一部の開口間にのみ形成されて残りの開口間には形成されていなくてもよく、いずれの場合も請求項1に係る発明に含まれる。
フレーム部材の開口は、良好な剛性を得る観点からは複数設けると好適であるが、一つのみ設けてもよい。
前記吸音材が繊維を集合させてシート状に形成された通気性の吸音材である場合、前記フレーム部材は、前記開口を覆うように前記吸音材を前記空間側に載置して支持してもよい。繊維質でシート状の通気性吸音材のみでは十分な剛性が得られないが、樹脂を含む素材を成形して得られるフレーム部材上に該通気性吸音材が載置されて支持されることにより十分な剛性を持たせることが可能になる。
(1)自動車前部の吸音構造の構成:
(2)自動車前部の吸音構造の形成方法:
(3)本吸音構造の作用、効果:
(4)変形例:
(5)解析例:
(6)実施例:
図1は本発明の自動車前部の吸音構造ST1の概略を垂直断面にて示す端面図、図2は本発明の自動車用吸音構造体10を分解した状態で示す分解斜視図、図3は図2のA1−A1の位置で本吸音構造ST1の要部を垂直断面にて断面視して示す端面図である。なお、図1では吸音構造体10を簡略化して示し、図3では吸音材20の端面にてしめしている。
図1は、路上走行自動車の運転席側の吸音構造を示している。同図に示すように、ダッシュパネル82は、自動車の前部においてエンジンルームと車室とを仕切るように車室前壁を構成している。ダッシュパネルは、例えば、金属製とされ、金属板を所定のダッシュパネルの形状にプレス成形することにより形成される非通気性のパネルとされる。
インストルメントパネル84は、ダッシュパネル82の車室側に、ダッシュパネル82との間で下側に開放された空間SP1を形成するように設けられている。インストルメントパネルは、例えば、熱可塑性樹脂を加熱してインストルメントパネルの形状にプレス成形することにより形成される非通気性のパネルとされる。図の例では、インストルメントパネル84の上側縁部84bがダッシュパネル82に取り付けられて固定され、インストルメントパネル84の下側縁部84aとダッシュパネル82との間に比較的広い開口が形成されることにより、両パネル82,84の間で下側に開放部分SP2を有する空間SP1が形成されていることが示されている。なお、車室は乗員が着座する乗員室SP3と上記空間SP1とを含む概念であるものとし、乗員室SP3には上記空間SP1が含まれないものとする。
また、ダッシュパネル82とインストルメントパネル84との間には、エアコンユニットのような空調装置(内装部品)88が設けられている。この空調装置は、例えばダッシュパネル(インストルメントパネルも可)に取り付けられて固定されるとともに、フレーム部材30の係止突起(突出部)46bを前方へ挿入させる係止用の穴88aが形成されている。
自動車の乗員の足下には金属製のフロアパネル92が設けられ、このフロアパネルからダッシュパネル82の下部にかけて車室側にフロアカーペット等の敷物94が敷設されている。
本発明の吸音構造体10は、インストルメントパネルの下側縁部84aから上記空間の開放部分SP2に向かって(ダッシュパネル82に向かって)設置されている。本実施形態の吸音構造体10は、ペダル86の移動を許容するスペース(間隔CL1)を設けるために、ペダル86よりもインストルメントパネル84側で該インストルメントパネルの下側縁部84aに取り付けられて固定されている。
フレーム部材30は、延出した方向と平行な面(水平面)に対して垂直な厚み方向D1(上下方向)に貫通した開口42を有し、インストルメントパネルの下側縁部84aから上記空間の開放部分SP1に向けて後側縁部30bをインストルメントパネルの下側縁部84aに取り付けられて固定される。吸音材20は、フレーム部材の開口42を覆うように、フレーム部材30に支持される。
繊維を集合させて吸音材を形成する場合、吸音材に用いる繊維には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂といった合成樹脂の繊維、樹脂に充てん材等の添加材を添加した繊維、等を用いることができる。吸音材には、雑綿などのような再生繊維などをバインダーやメルト繊維(熱可塑性樹脂の繊維)などで通気性を有するように固めた比較的硬質なハードシートや、反毛繊維やPET繊維やポリアミド繊維などの通気性のフェルトや、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、PP繊維、PE繊維、レーヨン繊維、PET繊維、さらに充てん材等の添加材(例えば重量比で樹脂よりも少ない配合比)を添加した材質の母材繊維、等に熱可塑性樹脂繊維などの熱可塑性繊維を(例えば重量比で母材繊維よりも少ない配合比で)添加して通気性を有するようシート状に熱成形した不織布などを用いることができる。
また、発泡剤、揮発性溶剤などを用いて樹脂に連続気泡構造を持たせた素材を用いても良い。これらの樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系化合物、ポリエステル、ポリアセタール、フッ素樹脂、フェノール、ウレタン、メラミン樹脂、エチレンプロピレンジエン三元共重合体(EPDM)のいずれか、またはこれらの混合物を用いることができる。
吸音材20には、フレーム部材30の吸音材挿入部44,44の位置に合わせて厚み方向D1に貫通した位置決め用貫通穴22,22を形成してある。
吸音材の厚みは、良好な吸音性を得る観点からは、2.0mm以上が好ましい。吸音材の厚みの上限は、上記空間SP1の高さ未満でフレーム部材に変形や撓みがほとんど生じない程度の厚みであればよく、例えば、20mm程度に設定することができる。
吸音材の通気度(JIS L1096に規定されたフラジール形法による。以下、同じ)を5cc/cm2/sec以上の高通気性とすると、吸音性が飛躍的に良好になる。
また、吸音材20がリブ54,56によりフレーム部材上に部分的に支持されるため、吸音材20がフレーム部材30に接触する面積が少なくなる。これにより、乗員室SP3からの音がより多く吸音材20内に侵入して、吸音性能が向上する。
フレーム部材30におけるインストルメントパネル84側の後側縁部30bには、撓み動作の後にインストルメントパネルの下側縁部84aに係止される可撓性の係止片が上方へ向かって突出するように一体的に形成されている。
また、図示のフレーム部材30では、左側縁部30cの後端部に左側後部延出部48が左方へ延出するように一体的に形成され、後側縁部30bの右端部に右側後部延出部49が後方へ延出するように一体的に形成されている。両延出部48,49には、インストルメントパネル84にビス止めするため上下方向に貫通したビス止め用貫通穴48a,49aがそれぞれ形成されている。
本自動車用吸音構造体10は、例えば、以下のようにして製造することができる。
吸音材20については、例えば、吸音材20の形状に合わせたプレス成形用の型を用意しておき、熱可塑性繊維を含む繊維を集合させて熱可塑性繊維が溶融するまで加熱して前記型の中に入れ、通気性を有する程度に吸音材20の形状にプレス成形(熱成形)することにより、形成することができる。また、通気性を有するシート状の吸音材を上記吸音材20の形状に切断して吸音材20を形成することもできる。
フレーム部材30については、例えば、フレーム部材30の形状に合わせた射出成形用の型を用意しておき、熱可塑性樹脂を含む素材を加熱して溶融させ、溶融状態の素材を前記型の中に射出してフレーム部材30の形状に射出成形(熱成形)することにより、形成することができる。
そして、吸音材20の下側から位置決め用貫通穴22,22にフレーム部材の吸音材挿入部44,44を上方へ挿入して吸音材20を位置決めし、フレーム部材30の上側に吸音材20を載置すると、吸音構造体10が形成される。
図3に示すように、厚み方向D1に貫通した開口42を覆うように吸音材20をフレーム部材30で支持した吸音構造体10がインストルメントパネルの下側縁部84aに取り付けられると、該吸音構造体10は該下側縁部84aから上記空間の開放部分SP2に向けて延出する位置に配置される。これにより、自動車前部において吸音構造ST1が形成される。
本発明の吸音構造体10によると、上記空間SP1の下側に形成される開口(開放部分SP2)を非通気性の反射材で遮蔽する必要が無くなるだけでなく、ダッシュパネルやインストルメントパネルやフロアパネル等で騒音の音波が反射されて通気性の吸音材20を透過する度に吸音することが可能となる。従って、上記空間SP1に侵入した音のみならず乗員室内に侵入した音も十分に少なくさせることができ、乗員室内の静粛性を格段に向上させることが可能になる。
また、鍵穴状切欠きや溝状などの複雑な形状に成形加工する必要がなく、簡易な構造で吸音構造体を形成することが可能になる。
さらに、吸音材がリブ54,56で部分的に支持されてフレーム部材30の空間SP1側に載置されるので、開口42を有する本体部40との間に隙間CL2が形成され、吸音材20におけるフレーム部材30との接触面積を少なくさせることができる。これにより、開口42を覆っていない部分の吸音材20にまで十分に音波が進入して良好な吸音性が得られ、吸音材の吸音性能を向上させることが可能になる。
なお、フレーム部材がインストルメントパネル内に設けられた他部品との接触を避けるなどのために部分的に湾曲したり、凹凸が形成されていたりしたとしても、リブ54,56の上端を同じ高さに形成すれば、シート状の吸音材を所定の大きさに裁断するだけで上記吸音材20を形成することができる。従って、吸音材20を成形加工する必要が無くなり、吸音材を形成する工程のランニングコストや作業コストを大幅に削減することができる。
なお、本発明は、種々の変形例が考えられる。
本吸音構造体は、助手席足下のようにダッシュパネル側にペダル類が無ければインストルメントパネルとダッシュパネルとに取り付けられてもよいし、ダッシュパネルのみに取り付けられてもよい。
上記フレーム部材を係止するための内装部品は、ダッシュインナーサイレンサ等でもよい。むろん、フレーム部材は、ダッシュインナーサイレンサと空調装置とに係止されてもよい。
上記フレーム部材に形成されるリブは、前側縁部と左側縁部とを結ぶリブ、前側縁部と右側縁部とを結ぶリブ、後側縁部と左側縁部とを結ぶリブ、後側縁部と右側縁部とを結ぶリブ、等でもよい。また、開口どうしの間を通るリブは、全開口間に形成されてもよいし、全開口間のうち一部の開口間にのみ通るように形成されてもよい。
上記フレーム部材は、上記空間SP1とは反対側の下側で開口を覆わせるように吸音材を支持してもよいし、開口内で吸音材を支持してもよい。上記フレーム部材は、開口が一つのみ形成された部材でもよい。上記フレーム部材は、上記リブ52,54,56が形成されると良好な剛性が得られる点で好適であるものの、上記リブ52,54,56の一部または全部が形成されていない部材でもよい。これらのフレーム部材を用いても、簡易な構造で乗員室内の静粛性を向上させる効果が得られる。
図4は、矩形の開口142を複数形成したフレーム部材130を示している。なお、図2で示したフレーム部材30と構成が同じである部分については同じ符号を付して説明を省略する。本変形例では、各開口142を正方形に形成してある。フレーム部材130で吸音材20を支持すると本発明の吸音構造体が形成され、該吸音構造体をインストルメントパネルの下側縁部に取り付けると本発明の吸音構造が形成される。本吸音構造でも、簡易な構造で乗員室内の静粛性を向上させる効果が得られる。
フレーム部材の前後縁部230a,bを繋ぐ各架設部234の上面には、前後縁部230a,bを結びながら開口242どうしの間を通って空間SP1の方向へ延出した前後方向リブ234aが形成されている。ここで、枠部232で囲まれた部分は、リブ234a上で吸音材220を収容する収容部232aとされている。吸音材220は、該収容部232aの形状に合わせて形成されている。
本解析例は、開口率p(=S2/S1)に対する吸音構造体の剛性を解析により比較したものである。
フレーム部材は、エンジンをフロント側に搭載した排気量1300ccのコンパクトカー(ハッチバックタイプ)の前席足下上方に取り付けるものを前提とした。図6に、開口を省略した本フレーム部材の底面側の外観を示している。
フレーム部材は、図6に示した形状の本体部を厚み1.2mmとし、本体部の前後左右を囲む周縁部から上方へ延出した周縁リブを厚み3mm、高さ8mmとするとともに、前側縁部と後側縁部とを結びながら開口どうしの間を通って上方へ延出した前後方向リブと、左側縁部と右側縁部とを結びながら開口どうしの間を通って上方へ延出した左右方向リブとを、厚み1.2mm、高さ5mmとして、JIS K7171に準拠した曲げ弾性率(以下、同様)1000MPaのポリプロピレンで形成するものとし、各解析区で以下の開口率(p)となる数で厚み方向に貫通した直径21.8mmの円形の開口または19.3mm×19.3mmの正方形の開口を形成するものを曲げ剛性の解析対象とした。
解析区 1 2 3 4 5 6
開口の形状 円形 円形 円形 円形 円形 円形
開口率 10% 20% 30% 40% 50% 60%
解析区 7 8 9 10 11 12
開口の形状 正方形 正方形 正方形 正方形 正方形 正方形
開口率 10% 20% 30% 40% 50% 60%
そして、各試験区について、図6に示す右側縁部R1を拘束して左側縁部のR3の位置および向きに0.1kgfの荷重を加えて位置R3の変位量(横曲げ変位量とする)をCAE(Computer Aided Engineering)解析によるシミュレーションで計算するとともに、後側縁部R2を拘束して前側縁部のR4の位置および向きに0.5kgfの荷重を加えて位置R4の変位量(縦曲げ変位量とする)をCAE解析によるシミュレーションで計算した。
図に示すように、円形の開口を形成したフレーム部材の場合、開口率が大きくなるほど横曲げ変位量、縦曲げ変位量ともに大きくなっていくが、開口率50%以下では横曲げ変位量、縦曲げ変位量ともに参考例の変位量よりも小さくなった。従って、フレーム部材に円形の開口を形成する場合、開口率を好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下にすればフレーム部材が良好な剛性になることが分かった。
また、正方形の開口を形成したフレーム部材の場合も、開口率が大きくなるほど横曲げ変位量、縦曲げ変位量ともに大きくなっていくが、円形の開口を形成したフレーム部材と比べて横曲げ変位量、縦曲げ変位量ともに大きくなった。従って、フレーム部材に形成する開口を正方形とするよりも円形とする方がフレーム部材の剛性をより良好にさせることが分かった。なお、正方形の開口を形成したフレーム部材の場合、開口率を好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下にすればフレーム部材が良好な剛性になる。
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
本実施例は、開口率p(=S2/S1)に対する防音性能を比較した例である。
吸音構造体のサンプルは、エンジンをフロント側に搭載した排気量1300ccのコンパクトカー(ハッチバックタイプ)の運転席足下上方と助手席足下上方とに取り付けることを前提として作製した。
吸音材を形成する繊維には、母材繊維として繊維径6.6デシテックス、繊維長51mm、融点260℃のPET繊維、熱可塑性繊維として繊維径2.2デシテックス、繊維長51mm、融点130℃のPP繊維を用いた。母材繊維の配合比を68重量%、PP繊維の配合比を32重量%として、両者を略均一に混合し、目付を600g/m2にして、160℃に加熱して厚み10mmにプレス成形した。得られたシート状の吸音材の通気度を測定したところ、90cc/cm2/secであった。このシート状の吸音材から、運転席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.04m2の運転席側の吸音材を作製するとともに、助手席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.06m2の助手席側の吸音材を作製した。
フレーム部材には、厚み1.2mmのポリプロピレン板(曲げ弾性率1000MPa、非通気性)を用い、各試験区で以下の開口率(p)となる数で厚み方向に貫通した直径21.8mmの円形の開口を形成したものを用いた。ここで、運転席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して投影面積0.05m2の運転席側のフレーム部材を作製するとともに、助手席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して投影面積0.07m2の助手側のフレーム部材の場合を作製した。
試験区 1 2 3 4 5 6
開口率 3% 6% 10% 20% 40% 60%
そして、作製したフレーム部材に作製した吸音材を載置して運転席足下用の吸音構造体と助手席足下用の吸音構造体サンプルを作製した。
吸音材には、運転席側、助手席側ともに、実施例1と同じ材質、形状のものを用いた。
フレーム部材には、運転席側、助手席側ともに、実施例と同じ材質、厚みのポリプロピレン板(非通気性)を用いた。ただし、開口を全く形成せず、開口率0%にした。
吸音材を形成する繊維には、母材繊維として繊維径6.6デシテックス、繊維長51mm、融点260℃のPET繊維、熱可塑性繊維として繊維径2.2デシテックス、繊維長51mm、融点130℃のPP繊維を用いた。母材繊維の配合比を68重量%、PP繊維の配合比を32重量%として、両者を略均一に混合し、目付を1100g/m2にして、160℃に加熱して厚み2mmにプレス成形した。得られたシート状の吸音材の通気度を測定したところ、12cc/cm2/secであった。このシート状の吸音材から、運転席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.04m2の運転席側の吸音材を作製するとともに、助手席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.06m2の助手席側の吸音材を作製した。
本参考例では、実用には適さないが、フレーム部材を用いず、ハードシートからなる吸音材のみを吸音構造体サンプルとして用いた。
エンジンをフロント側に搭載した排気量1300ccのコンパクトカー(ハッチバックタイプ)を実験車輌として用い、試験区毎に、この実験車輌のインストルメントパネル下側縁部に運転席側の吸音構造体と助手席側の吸音構造体とを取り付けた。試験区毎に、この実験車輌をsmooth路に相当するシャシーダイナモ上で走行させ、乗員室内の運転者の右耳に相当する位置に設けたマイクロホンによって、1600から5200rpmまで加速する間のエンジンノイズに対する200〜6300Hzの1/3オクターブバンド毎の周波数帯域(単位:Hz)に対するA特性音圧レベルを測定し、得られた音圧レベルの測定値から会話明瞭度を示すAI値(Articulation Index)を算出した。
結果を、図8に示す。図に示すように、開口を形成しなかったポリプロピレン板を用いた比較例1(p=0%)ではAI=83.41%であったのに対し、実施例1の試験区1(p=3%)ではAI=83.43%、試験区2(p=6%)ではAI=83.68%、試験区3(p=10%)ではAI=84.03%、試験区4(p=20%)ではAI=84.42%、試験区5(p=40%)ではAI=84.44%、試験区6(p=60%)ではAI=84.46%と、いずれも比較例1よりもAI値が大きくなり、防音性能が良好であった。従って、吸音材を支持するフレーム部材に対して厚み方向に貫通した開口を形成することにより防音性能が向上し、車室内の静粛性が向上することが確認された。
また、開口率20%〜60%ではほぼ同等の防音性能が得られ、開口率10%では開口率0%のAI値よりも開口率20%のAI値に近いAI値となることが分かった。
さらに、ハードシートからなる吸音材のみを用いた参考例1(AI=84.13%)と比較すると、開口率10%(試験区3)で参考例1とほぼ同等の防音性能が得られ、開口率20%(試験区4)で参考例1よりも良好な防音性能が得られることが分かった。
以上より、フレーム部材の開口率を10%以上にするとより良好な防音性能が得られ、フレーム部材の開口率を20%以上にするとさらに良好な防音性能が得られることが分かった。
本実施例は、吸音材の目付に対する防音性能を比較した例である。
吸音構造体のサンプルは、エンジンをフロント側に搭載した排気量1300ccのコンパクトカー(ハッチバックタイプ)の運転席足下上方と助手席足下上方とに取り付けることを前提として作製した。
吸音材を形成する繊維には、母材繊維として繊維径6.6デシテックス、繊維長51mm、融点260℃のPET繊維、熱可塑性繊維として繊維径2.2デシテックス、繊維長51mm、融点130℃のPP繊維を用いた。母材繊維の配合比を68重量%、PP繊維の配合比を32重量%として、両者を略均一に混合し、目付を600g/m2にして、160℃に加熱して厚み2mmにプレス成形した。得られたシート状の吸音材の通気度を測定したところ、20cc/cm2/secであった。このシート状の吸音材から、運転席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.04m2の運転席側の吸音材を作製するとともに、助手席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.06m2の助手席側の吸音材を作製した。
試験区 1 2 3 4 5
目付(g/m2) 50 150 300 600 1000
フレーム部材には、運転席側、助手席側ともに、実施例1試験区5(開口率p=40%)と同じフレーム部材サンプルを用いた。
そして、作製したフレーム部材に作製した吸音材を載置して運転席足下用の吸音構造体と助手席足下用の吸音構造体サンプルを作製した。
フレーム部材には、運転席側、助手席側ともに、実施例2と同じフレーム部材サンプルを用いた。ただし、吸音材を用いず、開口率40%のフレーム部材サンプルのみを吸音構造体サンプルとして用いた。
吸音構造体サンプルには、参考例1と同じ吸音構造体サンプルを用いた。
上述した実施例1の評価方法と同じ方法で、試験区毎に、AI値を算出した。
結果を、図9に示す。図に示すように、吸音材を載置しなかった比較例2(0g/m2)ではAI=83.94%であったのに対し、実施例2の試験区1(50g/m2)ではAI=84.00%、試験区2(150g/m2)ではAI=84.09%、試験区3(300g/m2)ではAI=84.22%、試験区4(600g/m2)ではAI=84.42%、試験区5(1000g/m2)ではAI=84.38%と、いずれも比較例2よりもAI値が大きくなり、防音性能が良好であった。従って、厚み方向に貫通した開口を形成したフレーム部材で吸音材を支持することにより防音性能が向上し、車室内の静粛性が向上することが確認された。
また、ハードシートからなる吸音材のみを用いた参考例1(AI=84.13%)と比較すると、目付150g/m2(試験区3)で参考例2とほぼ同等の防音性能が得られ、目付300g/m2で参考例2よりも良好な防音性能が得られることが分かった。
以上より、吸音材の目付を150g/m2以上にするとより良好な防音性能が得られ、吸音材の目付を300g/m2以上にするとさらに良好な防音性能が得られることが分かった。
本実施例は、フレーム部材の開口の有無による騒音レベルを比較した例である。
吸音構造体のサンプルは、エンジンをフロント側に搭載した排気量1300ccのコンパクトカー(ハッチバックタイプ)の運転席足下上方と助手席足下上方とに取り付けることを前提として作製した。
吸音材には、目付1000g/m2、厚み1.5mmのPET繊維製のハードシートを運転席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.04m2の運転席側の吸音材を作製するとともに、助手席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して面積0.06m2の助手側の吸音材を作製した。
フレーム部材には、厚み1.2mmのポリプロピレン板(曲げ弾性率1000MPa、非通気性)を用い、開口率(p)が40%となる数で厚み方向に貫通した直径21.8mmの円形の開口を形成したものを用いた。ここで、運転席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して投影面積0.05m2の運転席側のフレーム部材を作製するとともに、助手席足下上方のインストルメントパネル下側縁部に隣接する開口(開放部分SP2)に合わせた形状に切断して投影面積0.07m2の助手側のフレーム部材の場合を作製した。
吸音材には、運転席側、助手席側ともに、実施例3と同じ材質、形状のものを用いた。
フレーム部材には、運転席側、助手席側ともに、実施例3と同じ材質、厚みのポリプロピレン板(非通気性)を用いた。ただし、開口を全く形成せず、開口率0%にした。
エンジンをフロント側に搭載した排気量1300ccのコンパクトカー(ハッチバックタイプ)を実験車輌として用い、実施例3と比較例3とについて、この実験車輌のインストルメントパネル下側縁部に運転席側の吸音構造体と助手席側の吸音構造体とを取り付けた。試験毎に、この実験車輌をsmooth路に相当するシャシーダイナモ上で加速させ、乗員室内の運転者の右耳に相当する位置に設けたマイクロホンによって、1600から5200rpmまで加速する間のエンジンノイズに対する800〜5000Hzの1/3オクターブバンド毎の周波数帯域(単位:Hz)に対するA特性音圧レベル(騒音レベル)SPL(単位:dBA)を測定した。また、同実験車輌を粗面路に相当するシャシーダイナモ上で時速60km/hrで定速走行させ、前記マイクロホンによって、エンジンノイズやロードノイズ等の騒音に対する800〜5000Hzの1/3オクターブバンド毎の周波数帯域(単位:Hz)に対するA特性音圧レベルSPL(単位:dBA)を測定した。
結果を、図11と図12に示す。これらの図は、実施例3と比較例3とについて1/3オクターブバンド毎の周波数帯域(単位:Hz)に対するA特性音圧レベルSPL(単位:dBA)をグラフにより示してあり、
図11は加速走行時、図12は定速走行時の測定結果を示している。各グラフでは、1/3オクターブバンド中心周波数毎に音圧レベルの測定値をプロットしている。
図に示すように、加速走行時、定速走行時ともに、1000〜1600Hzの中周波数領域と、3150〜4000Hzの高周波数領域とで、比較例3よりも実施例3の方がSPLが小さくなった。
従って、本発明の吸音構造体をインストルメントパネルの下側縁部に取り付けることによって、乗員室内の静粛性を向上させることが確認された。
20,220…吸音材、
22…位置決め用貫通穴、
30,130,230…フレーム部材、
30a…前側縁部、30b…後側縁部、30c…左側縁部、30d…右側縁部、
40…本体部、
42,142,242…開口、
44…吸音材挿入部、
46…前部延出部、46a…上方突出部、46b…係止突起(突出部)、
47…係止片、
48…左側後部延出部、49…右側後部延出部、48a,49a…ビス止め用貫通穴、
52…周縁リブ、54,234a…前後方向リブ、56…左右方向リブ、
82…ダッシュパネル、
84…インストルメントパネル、84a…下側縁部、
86…運転操作用ペダル、
88…空調装置(内装部品)、88a…係止用穴、
92…フロアパネル、94…敷物、
CL1…隙間、CL2…隙間、
D1…厚み方向、
SP1…空間、SP2…開放部分、SP3…乗員室、SP4…エンジンルーム、
ST1…吸音構造
Claims (2)
- 車室前壁を構成するダッシュパネルの車室側に該ダッシュパネルとの間で下側に開放された空間を形成するように設けられるインストルメントパネルの下側縁部から前記空間の開放部分に向かって設置される自動車用吸音構造体であって、
前記インストルメントパネルの下側縁部から前記空間の開放部分に向けて延出した形状とされて厚み方向に貫通した開口を有し、前記インストルメントパネルの下側縁部に取り付けられるフレーム部材と、
このフレーム部材に支持されて該フレーム部材の開口を覆う吸音可能な吸音材とを備え、
前記フレーム部材は、前記開口を複数有する板状とされた本体部と、該本体部の前記空間側の面で相対向する縁部どうしを結びながら前記開口どうしの間を通って前記空間の方向へ延出した少なくとも一つのリブとを備え、
前記吸音材は、前記リブで支持されて前記フレーム部材の空間側に載置されていることを特徴とする自動車用吸音構造体。 - 車室前壁を構成するダッシュパネルの車室側に該ダッシュパネルとの間で下側に開放された空間を形成するように設けられるインストルメントパネルの下側縁部から前記空間の開放部分に向かって設置される自動車用吸音構造体であって、
前記インストルメントパネルの下側縁部から前記空間の開放部分に向けて延出した形状とされて厚み方向に貫通した開口を有し、前記インストルメントパネルの下側縁部に取り付けられるフレーム部材と、
このフレーム部材に支持されて該フレーム部材の開口を覆う吸音可能な吸音材とを備え、
前記フレーム部材は、前記空間の開放部分側の縁部から前記ダッシュパネルの方向へ突出して前記ダッシュパネルと前記インストルメントパネルとの間に設けられる内装部品に形成された係止用の穴に対して挿入されて係止される突出部を有することを特徴とする自動車用吸音構造体。
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