JP5104190B2 - 車両用内装材 - Google Patents

Description

本発明は、騒音吸収のためのレゾネータ構造を有する車両用内装材に関する。

特許文献１には、車室内もしくはトランクルーム内に連通する開口部を有する閉塞空間からなるレゾネータ構造が組み込まれた車両用内装材が開示されている。この車両用内装材によれば、レゾネータ構造によって周波数４００Ｈｚ以下の騒音を吸収することが可能であり、車両走行中に発生するロードノイズなどの低い周波数領域の騒音を低減することが可能である。

特開２００６−１９３０７３公報

しかし、従来のレゾネータ構造を有する車両用内装材によれば、車室外から車室内への騒音の侵入をある程度遮断することは可能であるものの、車室内に侵入した後の騒音、あるいは、車室内で発生して車室内で反響している騒音を吸収することができないために、騒音低減効果が十分であるとはいえなかった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、車室外からの騒音の侵入を遮断することが可能であるとともに、車室内に侵入した後の騒音を吸収することのできる車両用内装材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用内装材は、車室内側に向けて開口する開口部を有する閉塞空間からなる車室内側レゾネータ構造と、車室外側に向けて開口する開口部を有する閉塞空間からなる車室外側レゾネータ構造と、を有し、表側基材、裏側基材、及びこれらの間に配置される中間基材を備えており、前記表側基材と前記中間基材との間に前記車室内側レゾネータ構造が構成されており、前記裏側基材と前記中間基材との間に前記車室外側レゾネータ構造が構成されているものにおいて、前記車室内側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積と、前記車室外側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積と、を異なるものとすることで、車室内側と車室外側とで異なる周波数領域の騒音を吸収可能な構成とされ、前記車室内側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積が、前記車室外側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、車室外側レゾネータ構造によって車室外から車室内への騒音の侵入を遮断することが可能であるとともに、車室内側レゾネータ構造によって車室内の騒音を吸収することが可能である。したがって、車室内の静粛性をより高めることが可能である。

本発明によれば、車室外側レゾネータ構造によって車室外から車室内への騒音の侵入を遮断することが可能であるとともに、車室内側レゾネータ構造によって車室内の騒音を吸収することが可能である。したがって、車室内の静粛性をより高めることが可能である。

本発明によれば、車室内側と車室外側とで異なる周波数領域の騒音を吸収することができる。したがって、例えば、車室内にこもっているザワツキ音などの高周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能であるとともに、車室外からのロードノイズなどの低周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能である。したがって、車室内の静粛性をより高めることが可能である。

また、車両用内装材の表面には通気性のある表皮材が被覆されているものとすることができる。

本発明によれば、車両用内装材の表面に表皮材が被覆されているために、該車両用内装材の意匠性を高めることが可能である。表皮材は通気性を有しているために、レゾネータ構造による騒音吸収性能をほとんど低下させることなく、車両用内装材の意匠性を高めることが可能である。

また、本発明の車両用内装材は、車両後部の床下に設けられた荷室の上部に取り付けられるデッキボード、あるいは、車両のバックドアの車室内側に取り付けられるバックドアトリムとすることができる。

本発明によれば、車両用内装材としてのデッキボードあるいはバックドアトリムに、車室内側レゾネータ構造及び車室外側レゾネータ構造が設けられる。デッキボードあるいはバックドアトリムは、車両用内装品で広い面積を有しているために、車室内にこもっている会話音やザワツキ音などの高周波数領域の騒音を効果的に吸収し、車室内の静粛性をより高めることが可能である。
さらに、本発明によれば、２層のレゾネータ構造であるために、デッキボードあるいはバックドアトリムにおける剛性を高めることができる。

本発明によれば、車室外からの騒音の侵入を遮断することが可能であるとともに、車室内の騒音を吸収することのできる車両用内装材を提供することが可能である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、車両後部の断面図である。本実施形態に係る車両用内装材１０は、車両後部の床下に設けられた荷室１２の上部に取り付けられるデッキボード１４、あるいは、車両のバックドア１６の車室内側に取り付けられるバックドアトリム１８として使用されるものである。

図２は、車両用内装材１０の斜視図である。ただし、図２では、車両用内装材１０に表皮材４０が被覆されていない状態を示している。図３は、車両用内装材１０の車室内側を構成する表側基材２２の内側面２２ａを示す斜視図である。図４は、車両用内装材１０の車室外側を構成する裏側基材２４の内側面２４ａを示す斜視図である。図５は、図２に示す車両用内装材１０のＡ−Ａ線断面図である。

図２〜図５に示すように、本実施形態に係る車両用内装材１０は、車室内側に配置される表側基材２２、車室外側に配置される裏側基材２４、及びこれらの間に配置される中間基材２６を備えている。
表側基材２２、裏側基材２４、及び中間基材２６は、熱可塑性合成樹脂の射出成形等によってほぼ同一形状のプレート状に形成された部材である。
表側基材２２、裏側基材２４、及び中間基材２６は、超音波溶着や熱溶着、あるいは接着剤等によって互いに接合されている。

図３に示すように、表側基材２２の内側面２２ａには、格子状のリブ２８が一体的に設けられている。この格子状のリブ２８によって区画された各部屋３０の底部には、円形状の開口部３２が設けられている。

図４に示すように、裏側基材２４の内側面２４ａには、格子状のリブ３４が一体的に設けられている。この格子状のリブ３４によって区画された各部屋３６の底部には、円形状の開口部３８が設けられている。

図５に示すように、表側基材２２、中間基材２６、及び裏側基材２４が車室内側からこの順番で積層されて車両用内装材１０が構成されている。表側基材２２の表面には、表皮材４０が被覆されている。表皮材４０には、通気性のある素材、例えば、目の粗い織布や不織布、メッシュシートなどが使用されている。

図５に示すように、表側基材２２と中間基材２６との間には、車室内側に向けて開口する開口部３２を有する閉塞空間４２からなる車室内側レゾネータ構造４４が構成されている。
また、裏側基材２４と中間基材２６との間には、車室外側に向けて開口する開口部３８を有する閉塞空間４６からなる車室外側レゾネータ構造４８が構成されている。
車室内側レゾネータ構造４４及び車室外側レゾネータ構造４８は、開口部３２、３８から入射した音（空気の圧力変動）を閉塞空間を構成する壁面との摩擦等によって熱エネルギに変換して特定の共鳴周波数の音を低減することができるようになっている。

ヘルムホルツの共鳴原理によれば、共鳴器の内部容積をＶ（ｃｍ^３）、開口部の長さをＬ（ｃｍ）、開口部の面積をＳ（ｃｍ^２）、音速をｃ（ｃｍ／ｓ）としたとき、共鳴器の開口部に入射する音の共鳴周波数ｆ（Ｈｚ）は、以下の式（１）により求めることができる。
ｆ ＝ （ｃ／２π）×（Ｓ／（Ｌ×Ｖ））^１／２ …式（１）

つまり、Ｖ、Ｓ、Ｌの値を調整することによって、レゾネータ構造の開口部に入射する音の共鳴周波数を異ならせることが可能である。このことは、車室内側レゾネータ構造４４と車室外側レゾネータ構造４８とで共鳴周波数を異ならせることが可能であることを意味している。

本実施形態において、図５に示すように、Ｓ、Ｌ、ｃが一定の場合、車室内側レゾネータ構造４４を構成する各閉塞空間４２の内部容積は、車室外側レゾネータ構造４８を構成する各閉塞空間４６の内部容積よりも小さくなっている。したがって、前記式（１）にあてはめてみると、車室内側レゾネータ構造４４の共鳴周波数は、車室外側レゾネータ構造４８の共鳴周波数よりも高くなっている。

この結果、車室内側レゾネータ構造４４は、高い周波数領域（例えば、１６００〜２０００Ｈｚ程度の高周波数領域）の騒音を効果的に吸収することが可能となっている。例えば、車室内にこもっている会話音やザワツキ音などの高周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能となっている。

一方、車室外側レゾネータ構造４８は、低い周波数領域（例えば、１６０〜５００Ｈｚ程度の低周波数領域）の騒音をその騒音源に近い位置で効果的に吸収することが可能となっている。例えば、車両の走行中に発生するロードノイズなどの低周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能となっている。

上述のように構成された車両用内装材１０の作用・効果について説明する。
本実施形態の車両用内装材１０によれば、車室外側レゾネータ構造４８によって車室外から車室内への騒音の侵入を遮断することが可能であるとともに、車室内側レゾネータ構造４４によって車室内の騒音を吸収することが可能である。したがって、車室外側・車室内側いずれか一方の騒音を吸収する場合よりも、車室内の静粛性を高めることが可能である。また、２つのレゾネータ構造を１つの部材にすることによって新たに別のスペースを用いる必要がなく、さらに部材自体の剛性を高めることができる。

本実施形態の車両用内装材１０によれば、車室内側と車室外側とで異なる周波数領域の騒音を吸収することが可能である。したがって、車室内側・車室外側の各騒音の周波数特性に応じて効果的に騒音を吸収することが可能である。
例えば、車室内側レゾネータ構造４４によって車室内にこもっている会話音やザワツキ音などの高周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能である。また、車室外側レゾネータ構造４８によって車室外からのロードノイズなどの低周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能である。

本実施形態の車両用内装材１０によれば、車両用内装材１０の表面に表皮材４０が被覆されているために、車両用内装材１０の意匠性を高めることが可能である。表皮材４０は通気性を有しているために、車室内側レゾネータ構造４４による騒音吸収性能をほとんど低下させることなく、車両用内装材１０の意匠性を高めることが可能である。

本実施形態の車両用内装材１０は、車両後部の床下に設けられた荷室１２の上部に取り付けられるデッキボード１４として使用することが可能である。
デッキボード１４は車両用内装品で広い面積を有しているために、車室内にこもっている会話音やザワツキ音などの高周波数領域の騒音を効果的に吸収し、車室内の静粛性をより一層高めることが可能である。また、デッキボード１４は２層のレゾネータ構造であるために、デッキボード１４の剛性を高めることができる。

本実施形態の車両用内装材１０は、車両のバックドア１６の車室内側に取り付けられるバックドアトリム１８として使用することが可能である。
バックドアトリム１８は車両用内装品で広い面積を有しているために、車室内にこもっている会話音やザワツキ音などの高周波数領域の騒音を効果的に吸収し、車室内の静粛性をより一層高めることが可能である。また、バックドアトリム１８は２層のレゾネータ構造であるために、バックドアトリム１８の剛性を高めることができる。
また、バックドアトリム１８はバックドア１６の車室内側に取り付けられるために、車両後方側からのロードノイズなどの騒音をその騒音源に近い位置で効果的に吸収することが可能である。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図６は、第２実施形態に係る車両用内装材５０の断面図である。
第１実施形態では、車両用内装材１０が複数の部材（表側基材２２、裏側基材２４、及び中間基材２６）で構成されている例を示したが、第２実施形態では、車両用内装材５０が単一の部材５２で構成されている例について説明する。

図６に示すように、車両用内装材５０は、合成樹脂材料の押出成形等によって断面形状がほぼ同一となるように形成された単一の部材５２によって構成されている。車両用内装材５０の車室内側の表面には、通気性を有する表皮材６４が被覆されている。

車両用内装材５０の一方の面（図６において上方の面）には、車室内側に向けて開口する開口部５２を有する閉塞空間５４からなる車室内側レゾネータ構造５６が構成されている。車両用内装材５０の他方の面（図６において下方の面）には、車室外側に向けて開口する開口部５８を有する閉塞空間６０からなる車室外側レゾネータ構造６２が構成されている。

本実施形態の車両用内装材５０によれば、車室内側レゾネータ構造５６及び車室外側レゾネータ構造６２を有しているために、車室外から車室内に侵入する騒音を遮断できるとともに、車室内の騒音を吸収することが可能である。また、車室外側と車室内側とで異なる周波数領域の騒音を吸収することも可能である。したがって、車室内の静粛性をより高めることが可能である。

また、単一の部材５２は押出成形等によって簡単に製造することが可能であるために、車両用内装材５０の製造コストを低減することが可能である。

＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図７は、第３実施形態に係る車両用内装材７０を一部断面であらわした斜視図である。図８は、第３実施形態に係る車両用内装材７０の断面図である。

図７及び図８に示すように、車両用内装材７０は、車室内側に配置される表側基材７２、車室外側に配置される裏側基材７４、及びこれらの間に配置される格子状のリブ７６を備えている。表側基材７２の表面には、表皮材８８が被覆されている（ただし、図７では、表側基材７２の表面に表皮材８８が被覆されていない状態を示している。）。

表側基材７２、裏側基材７４、及び格子状のリブ７６は、熱可塑性合成樹脂の射出成形等によって形成された部材である。
表側基材７２、裏側基材７４、及び格子状のリブ７６は、超音波溶着や熱溶着、あるいは接着剤等によって互いに接合されている。

表側基材７２及び裏側基材７４の間には、空間７８が形成されている。空間７８は、格子状のリブ７６によって複数の部屋８０ａ、８０ｂに区画されている。

車室内側に向けて開口する開口部８２ａを有する部屋８０ａは、車室外側に向けて開口する開口部８２ｂを有する部屋８０ｂよりもその容積が小さく形成されている。したがって、部屋８０ａは、部屋８０ｂよりも高周波数領域の騒音を効果的に吸収することが可能となっている。

車室内側に向けて開口する開口部８２ａを有する部屋８０ａは、車室内側レゾネータ構造を構成している。
車室外側に向けて開口する開口部８２ｂを有する部屋８０ｂは、車室外側レゾネータ構造を構成している。

本実施形態の車両用内装材７０によれば、車室内側レゾネータ構造及び車室外側レゾネータ構造を有しているために、車室外から車室内に侵入する騒音を遮断できるとともに、車室内の騒音を吸収することが可能である。また、車室外側と車室内側とで異なる周波数領域の騒音を吸収することも可能である。したがって、車室内の静粛性をより高めることが可能である。

なお、上記第３実施形態では、表側基材７２、裏側基材７４、及び格子状のリブ７６がそれぞれ別体の部材で構成されている例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、格子状のリブ７６を表側基材７２の内側面７２ａに対して一体的に設けてもよいし、格子状のリブ７６を裏側基材７４の内側面７４ａに対して一体的に設けてもよい。

あるいは、例えば図９に示すように、表側基材７２の内側面７２ａ、及び、裏側基材７４の内側面７４ａの両方に対して、先端部で突き合わせることのできる格子状のリブ７６ａ、７６ｂをそれぞれ一体的に設けてもよい。

実施例では、以下の２種類のレゾネータ構造（レゾネータ構造１、２）を有する車両用内装材の吸音率を測定した。レゾネータ構造１は、車室外側レゾネータ構造に対応し、レゾネータ構造２は、車室内側レゾネータ構造に対応する。
また、比較例として、樹脂製の平板状の基材に表皮材を積層した構造で、レゾネータ構造を有しない車両用内装材の吸音率を測定した。吸音率の測定は、ＪＩＳ Ａ １４０９「残響室法吸音率の測定方法」に従って実施した。この「残響室法吸音率の測定方法」とは、残響室に試料を入れた状態と入れない状態における残響時間を測定し、それらの残響時間から、試料の等価吸音面積を算出し、試料の表面積を等価吸音面積で除すことによって、吸音率を算出する方法である。

（レゾネータ構造１）
閉塞空間の寸法：縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、高さ１０ｍｍ
開口部の大きさ：φ９ｍｍ
開口部の長さ ：２．５ｍｍ
（レゾネータ構造２）
閉塞空間の寸法：縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、高さ１０ｍｍ
開口部の大きさ：φ９ｍｍ
開口部の長さ ：２．５ｍｍ

図１０は、吸音率の測定結果を示すグラフである。
レゾネータ構造１を有する車両用内装材は、周波数３１５Ｈｚ付近の低周波数領域の騒音を効果的に吸収することが判明した。
レゾネータ構造２を有する車両用内装材は、周波数１６００Ｈｚ付近の高周波数領域の騒音を効果的に吸収することが判明した。
比較例の車両用内装材は、すべての周波数領域において騒音をあまり吸収しないことが判明した。

上記の結果より、本発明の車両用内装材が車室内側と車室外側とで異なる周波数領域の騒音を効果的に吸収できることを実証できた。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、車両用内装材１０、５０、７０がデッキボード１４あるいはバックドアトリム１８である例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。本発明は、例えば、ドアトリム、インストルメントパネル、ピラーガーニッシュ、パッケージトレイ等の他の車両用内装材に適用することも可能である。
（２）上記実施形態では、車両用内装材１０、５０、７０の表面に表皮材４０、６４、８８が被覆されている例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。本発明は、車両用内装材の表面に表皮材が被覆されていない場合であっても適用可能である。
（３）上記実施形態では、略立方体の閉塞空間４２、４６、５４、６０によってレゾネータ構造が構成されている例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。本発明は、例えば、円柱状の閉塞空間によってレゾネータ構造が構成されている場合であっても適用可能である。

車両後部の断面図である。 車両用内装材の斜視図である。 車両用内装材の車室内側を構成する表側基材の内側面を示す斜視図である。 車両用内装材の車室外側を構成する裏側基材の内側面を示す斜視図である。 図２に示す車両用内装材のＡ−Ａ線断面図である。 第２実施形態の車両用内装材の断面図である。 第３実施形態の車両用内装材の斜視図である。 第３実施形態の車両用内装材の断面図である。 表側基材の内側面、及び、裏側基材の内側面の両方に対して、格子状のリブを一体的に設けた例を示す断面図である。 車両用内装材の吸音率の測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１０、５０、７０…車両用内装材
１４…デッキボード
１８…バックドアトリム
２２、７２…表側基材
２４、７４…裏側基材
２６…中間基材
２８、３４、７６、７６ａ、７６ｂ…リブ
３２、３８、５２、５８、８２ａ、８２ｂ…開口部
４０、６４、８８…表皮材
４２、４６、５４、６０…閉塞空間
７８…空間
８０ａ、８０ｂ…部屋
４４、５６…車室内側レゾネータ構造
４８、６２…車室外側レゾネータ構造

Claims (3)

1. 車室内側に向けて開口する開口部を有する閉塞空間からなる車室内側レゾネータ構造と、車室外側に向けて開口する開口部を有する閉塞空間からなる車室外側レゾネータ構造と、を有し、
   表側基材、裏側基材、及びこれらの間に配置される中間基材を備えており、
   前記表側基材と前記中間基材との間に前記車室内側レゾネータ構造が構成されており、前記裏側基材と前記中間基材との間に前記車室外側レゾネータ構造が構成されているものにおいて、
   前記車室内側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積と、前記車室外側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積と、を異なるものとすることで、車室内側と車室外側とで異なる周波数領域の騒音を吸収可能な構成とされ、
   前記車室内側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積が、前記車室外側レゾネータ構造を構成する前記閉塞空間の内部容積よりも小さいことを特徴とする車両用内装材。
2. 請求項１に記載の車両用内装材であって、
   前記車両用内装材の表面には、通気性のある表皮材が被覆されていることを特徴とする車両用内装材。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用内装材であって、
   車両後部の床下に設けられた荷室の上部に取り付けられるデッキボード、あるいは、車両のバックドアの車室内側に取り付けられるバックドアトリムであることを特徴とする車両用内装材。

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