JP6274159B2 - 車室フロアの遮音構造 - Google Patents

Description

本発明は、車室フロアの遮音構造に関するものである。

車両としての自動車においては、フロアパネルを通して車室内に伝達される騒音、特にロードノイズをいかに低減するかが重要となる。このため、フロアパネル上には、フロアカーペットを敷設することが行われている。

特許文献１には、遮音を十分に行うために、フロアカーペットを複層構造としたものが開示されている。また、特許文献２には、フロアカーペットの遮音メカニズムを、質量とバネ系で説明したものが開示されている。

特開２００８−２８５０２６号公報 特開２００３−１０４１３５号公報

フロアパネルからの遮音性を高めるためには、高級車で採用されているように、フロアカーペットの質量や密度を大きくすることが一般的である。しかしながら、この場合は、フロアカーペットの重量が大幅に増加しかつ大きなコストアップとなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、フロアカーペットの質量や密度をいたずらに大きくすることなく、フロアパネルからの遮音性を高めることができるようにした車室フロアの遮音構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、基本的に、フロアカーペットにおける表皮下面側に位置するクッション材が空気の流通層となることに着目して、この空気の流通層を騒音低減のための共鳴用の空間として有効利用することにより、遮音効果を高めるようにしてある。具体的には、請求項１に記載のように、
車室床面を構成するフロアパネル上にフロアカーペットを敷設した車室フロアの遮音構造であって、
前記フロアカーペットが、密閉性を有する表皮層と、該表皮層の下面側に配設されて空気の流通層を形成するクッション材からなる吸音層と、を有し、
前記表皮層と前記フロアパネルとの間がシール部材によってシールされて、該表皮層と該フロアパネルとの間であって前記吸音層が位置される部分が密閉構造とされ、
前記シール部材は、前記フロアパネルまたはその近傍にある車体強度部材に対して固定具によって着脱自在に固定された押圧部材によって前記フロアパネルに押しつけられている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、吸音層が位置される部分の空間を密閉構造として、共鳴による遮音効果を十分に得ることができる。この共鳴による遮音効果と、吸音層での吸音による遮音効果と、密閉性を有する表皮層による遮音効果との相乗効果により、フロアカーペットを極力軽量かつ薄肉としつつ遮音効果を十分に高めることができる。以上に加えて、押圧部材を利用してフロアカーペットをフロアパネルに固定しておくようにしつつ、十分な密閉性を確保して、上述した効果を十分に発揮させる上で好ましいものとなる。また、メンテナンスを行う際には、固定具による固定を解除して、フロアカーペットを部分的にフロアパネルから引きはがして、フロアパネル上に配設された各種配線類等のメンテナンス性を確保する等の上でも好ましいものとなる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記フロアパネルは、前後左右に分割形成された略平坦なフロアパン部を複数有するように形成され、
前記シール部材が、前記複数のフロアパン部毎に、該各フロアパン部の周縁部を囲むように設けられている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、もっとも騒音伝達が問題となる略平坦とされた各フロアパン部毎に互いに独立した密閉構造を採択して、遮音効果を高める上で好ましいものとなる。また、シール部材による確実なシール性を確保しつつ、シール構造を簡単化する上でも好ましいものとなる。また、フロアカーペット敷設後に、フロアカーペットとフロアパネルとの間に配設される各種配線類等に対するメンテナンスを行う際には、メンテナンスを必要とする部分のみシール部材によるシールを解除して行えばよいので、メンテナンス性を向上させる等の上でも好ましいものとなる。

前記シール部材が、あらかじめ前記フロアカーペットの下面に一体化されている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、フロアカーペットをフロアパネル上に敷設した際に、シール部材が自動的に所定位置に位置されて、組み立ての容易化を図ることができる。

前記シール部材および前記押圧部材がそれぞれ、あらかじめ前記フロアカーペットの下面に一体化されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、フロアカーペットをフロアパネル上に敷設した際に、シール部材および押圧部材がそれぞれ自動的に所定位置に位置されて、組み立ての容易化を図ることができる。

車体側に、前記シール部材が密着される位置において、平坦な上面を有する平坦部が形成され、
前記シール部材が、前記平坦部に対して密着されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、シール部材のフロアパネルに対する密着性つまりシール性を十分に確保して、遮音効果を十分に高める上で好ましいものとなる。

前記平坦部が、前記フロアパネルまたはその周縁部に位置する強度部材に対して部分的に形成された段差部の上面により形成されている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、段差部の形成という簡単な手法によって、平坦部を形成することができる。

前記シール部材が、発泡ゴム系のシール材によって形成されている、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、長期間に渡ってのシール性を確保しつつ、押圧力を受けて十分な密着性（シール性）を確保するためのシール部材として好ましいものが提供される。

本発明によれば、フロアカーペットの質量や密度をいたずらに大きくすることなく、フロアパネルからの遮音性を高めることができる。

本発明が適用される車両のフロアパネル部分を示す平面図。 押圧部材を省略した状態でのフロアカーペットの一例を示す上面図。 図２に示すフロアカーペットを下面側から見た下面図。 図３のＸ４−Ｘ４線相当断面図。 フロアカーペット敷設前のフロアパネルの一部を示す断面斜視図。 図２〜図４に示すフロアカーペットをフロアパネル上に敷設した状態での図５に対応した断面斜視図。 クロスメンバ付近でのフロアカーペットの取付状態を示す側面断面図。 フロアカーペットの前端部付近での取付状態を示す断面斜視図。 フロアカーペットの前端部付近での取付状態を示す側面断面図。 フロアカーペットの別の取付例を示す断面図。 フロアカーペットのさらに別の取付例を示す断面図。 本発明の効果を図示的に示す図。

図１において、１は、車室床面を構成するフロアパネルであり、前後２列のシートを有する車両用とされている。フロアパネル１の後部は、キックアップ部２を介して、リアフロアパネル３が連なっている。フロアパネル１の車幅方向中央部には、上方へ膨出されて前後方向に向けて伸びる強度部位となるトンネル部４が形成されている。そして、フロアパネル１の車幅方向端部は、前後方向に伸びる強度部材としてのサイドシル５に接合されている。図中６は左右一対のフロントフレーム、７はエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルである。

フロアパネル１上には、車幅方向に伸びる前後３組のクロスメンバ１１〜１３が接合されている。前側のクロスメンバ１１は、フロアパネル１とダッシュパネル７との境界付近（運転席に着座される運転者の足下付近）に位置されて、トンネル部４とサイドシル５とを連結している。クロスメンバ１２は、前席用シートが取付けられるようになっており、トンネル部４とサイドシル５とを連結している。後側のクロスメンバ１３は、後席用シートが取付けられるようになっており、トンネル部４とサイドシル５とを連結している。

サイドシル５は、強度部材となるもので、その内部に閉断面空間が形成されている。同様に、強度部材となるクロスメンバ１１〜１３は、フロアパネル１と共働して閉断面空間を形成している。

フロアパネル１は、前述したトンネル部４とクロスメンバ１１〜１３により、前後左右に合計６箇所の略平坦なフロアパン部1Ａ〜1Ｆに区画されている。フロアパン部1Ａ〜1Ｃは、トンネル部４の左方側に位置される一方、フロアパン部1Ｄ〜1Ｆはトンネル部４の右方側に形成されている。各フロアパン部1Ａ〜1Ｆは、若干凹凸が施されているものの、略平坦であって、路面からのロードノイズを車室内へ伝達し易い部位となる。

図２〜図４に示すように、フロアカーペット２０は、実施形態では、一枚ものとされて、フロアパネル１のほぼ全面積範囲を上方から覆うように敷設される。このため、トンネル部４やクロスメンバ１１〜１３に対応した位置には、上方へ向けて凸となるように膨出された膨出部２０ａとされている。なお、図２〜図４では、後述する押圧部材が図示を略してある。

フロアカーペット２０は、密閉性を有する表皮層２０Ａと、表皮層２０Ａの下面に一体化された吸音材からなる吸音層２０Ｂとを有する。この吸音層２０Ｂは、前述した複数（実施形態では６箇所）のフロアパン部1Ａ〜1Ｆに対応した位置に位置するように、複数（実施形態では６個）に分離された形態でもって表皮層２０Ａの下面に固定されている。各吸音層２０Ｂの形状は、フロアパン部1Ａ〜1Ｆが方形とされている形状に対応して、方形に形成されている。

表皮層２０Ａは、例えば、ゴム系の密閉性（気密性）を有する基体シート層の上面に表皮を設定したもので、一般的には密閉性を有するが、密閉性を有しない場合は、裏面側等に薄い密閉シート層を有するものとすればよい。なお、表皮層２０Ａは、吸音層２０Ｂの上面側に位置する層であって、単層であっても複数層であってもよい。また、吸音層２０Ｂは、繊維材を絡ませて一体化したもの等適宜のものを利用できるが、実施形態では、ペットボトルの再生繊維を利用して構成されている。そして、吸音層２０Ｂの厚さは、１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度とされて、表皮層２０Ａを含むフロアカーペット２０の厚さおよび重量は、従来の安価なフロアカーペット（大衆車や中級車用のフロアカーペット）と同程度とされている。

表皮層２０Ａの下面には、さらに、各吸音層２０Ｂの周囲を取り巻くように、シール部材３０が一体化されている（例えば両面テープを利用した一体化）。各シール部材３０は、対応する吸音層２０Ｂの全周囲を取り巻くように、方形の環状として形成されている。シール部材３０は、弾力性および密着性を有して、例えば発泡ゴム系のシール材によって形成されている。

図６〜図９に示すように、フロアカーペット２０は、金属あるいは硬質合成樹脂からなる剛性のある押圧部材４０を利用して、フロアパネル１に対して着脱自在に固定される。なお、表皮層１Ａは、図６では一部のみ示され、図８では省略して示される。この固定時に、押圧部材４０を介して、シール部材３０がフロアパネル１に対して押圧される（密着される）。すなわち、フロアカーペット２０が固定されたときには、表皮層２０Ａとフロアパネル１（のフロアパン部1Ａ〜1Ｆ）との間の空間（つまり吸音層２０Ｂが位置される空間部分）が、シール部材３０によって密閉構造とされる。押圧部材４０は、後述するようにフロアカーペット２０にあらかじめ一体化されたものとなっている。なお、本発明の効果が得られる密閉度は、実験によれば、シール部材３０の下面にフロア垂直方向に１０ｋＰａ以上の圧力を作用させることにより得ることができる。

次に、押圧部材４０を用いたフロアカーペット２０の固定例について説明する。まず、フロアカーペット２０に対して一体化される押圧部材４０としては、図６、図８に示すように、シール部材３０のうち前後方向に伸びる左右縁部に対して一体化されるものがある。すなわち、押圧部材４０の一端部がシール部材３０内に延設されて、シール部材３０を介してフロアカーペット２０に一体化されている。そして、押圧部材４０の他端部は、フロアカーペット２０（表皮層２０Ａ）の外周縁部からさらに外方へと伸びて、固定具５０によって固定される。この固定具５０固定位置としては、車幅方向内方側部分ではトンネル部４とされ、車幅方向外方側部分ではサイドシル５とされる。

また、図７に示すように、フロアカーペット２０にあらかじめ一体化された押圧部材４０が、クロスメンバ１２あるいは１３へ固定される場合がある。すなわち、押圧部材４０が、クロスメンバ１２（１３についても同じ）を跨ぐように配設されて、その前端部および後端部がそれぞれシール部材３０内に延設、一体化される一方、前後方向中間部が、固定具５０によってクロスメンバ１２に固定される。

さらに、フロアカーペット２０にあらかじめ一体化されている押圧部材４０としては、例えば、図８、図９に示すような場合がある。すなわち、フロアカーペット２０の前端部に設けられたシール部材３０内に、押圧部材４０の後端部が延設、一体化され、その前端部が、クロスメンバ１１に対して固定具５０によって固定されている。

図９に示すように、フロアカーペット２０の前端部は、その表皮層２０Ａが、前方へ長く伸びている。すなわち、フロアパネル１の前端部からダッシュパネル７の下端部に渡っては、アクセルペダルやブレーキペダルさらにクラッチペダル等のペダルが配置される部位となるが、このペダル配置部位に対応して、運転者の足下のクッション性等を確保するためのクッション材４５が配設されている。このクッション材４５は、例えば板状の発泡スチロールにより構成されて、あらかじめフロアカーペット２０に一体化されている（例えば図３をも参照）。そして、フロアカーペット２０の表皮層２０Ａは、このクッション材４５を覆うように配設されている。なお、図９中、５１は、クッション材４５を含めて表皮層２０Ａをフロアパネル１側に固定しておくための固定具である。

ここで、図５に示すように、フロアパネル１のうち、シール部材３０が密着される部位は、部分的に平坦部（平坦面）とされ、この平坦部が符号１ａで示される。この平坦部１ａを形成しておくことにより、シール部材３０とフロアパネル１との密着性がより十分に確保されることになる。

図１０、図１１は、それぞれ本発明の変形例を示すものである。図１０の場合は、シール部材３０が密着される車体側部位を平坦部として構成する場合に、その周縁部にある部材に部分的に段差部を形成することにより行うようにしてある。すなわち、トンネル部４に部分的に形成された段差部の上面によって平坦部４ａが形成される一方、平坦部４ａと同一高さ位置において、サイドシル５に部分的に形成された段差部の上面によって平坦部５ａが形成されている。なお、図示を略すが、クロスメンバ１１〜１３においてもこのような段差部形成による平坦部を形成しておくこともできる。なお、図中５５はトリム材である。

図１１の例は、フロアパネル１のフロアパン部１Ａ〜１Ｆにおいて、その周縁部を部分的に上方へ凸となるように膨出部を形成することにより、シール部材３０が密着される平坦部１ｂを形成してある。

図１２は、本発明の効果を図示的に示すものである。横軸が振動の周波数を示し、縦軸が振動の透過損失を示す（透過損失が大きいほど、車室内の静粛性が高まる）。この図１２において、一点鎖線が、従来の一般的なフロアカーペットを利用したときの状態を示し、実線が本発明の場合を示す。この図１２から明かなように、本発明では、透過損失を十分高めることができ、特に５００Ｈｚ以上の領域では透過損失を極めて大きくすることができる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。フロアカーペット２０は、例えばトンネル部４を境にして左右２枚の分割構成としてもよく、また、各フロアパン部1Ａ〜1Ｆ毎に分割構成されたものとして構成する等、構成枚数やその分割位置は適宜選択できる。押圧部材４０は、フロアパネル１上にフロアカーペット２０を敷設した後に、後付けでもってシール部材３０を押圧するように車体側に固定するようにしてもよい。シール部材３０としては、接着材であってもよく、この場合は、別途押圧部材４０を用いることなく、密閉構造を確保することができる。

本発明は、フロアカーペットを有効に利用して遮音効果を高める上で好ましいものとなる。

１：フロアパネル
１Ａ〜１Ｆ：フロアパン部
１ａ：平坦部（図５）
１ｂ：平坦部（図１１）
４：トンネル部
４ａ：平坦部（図１０）
５：サイドシル
５ａ：平坦部（図１０）
７：ダッシュパネル
１１〜１３：クロスメンバ
２０：フロアカーペット
２０Ａ：表皮層
２０Ｂ：吸音層
３０：シール部材
４０：押圧部材
４５：クッション材
５０：固定具（押圧部材固定用）

Claims (7)

1. 車室床面を構成するフロアパネル上にフロアカーペットを敷設した車室フロアの遮音構造であって、
   前記フロアカーペットが、密閉性を有する表皮層と、該表皮層の下面側に配設されて空気の流通層を形成するクッション材からなる吸音層と、を有し、
   前記表皮層と前記フロアパネルとの間がシール部材によってシールされて、該表皮層と該フロアパネルとの間であって前記吸音層が位置される部分が密閉構造とされ、
   前記シール部材は、前記フロアパネルまたはその近傍にある車体強度部材に対して固定具によって着脱自在に固定された押圧部材によって前記フロアパネルに押しつけられている、
   ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
2. 請求項１において、
   前記フロアパネルは、前後左右に分割形成された略平坦なフロアパン部を複数有するように形成され、
   前記シール部材が、前記複数のフロアパン部毎に、該各フロアパン部の周縁部を囲むように設けられている、
   ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記シール部材が、あらかじめ前記フロアカーペットの下面に一体化されている、ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
4. 請求項１において、
   前記シール部材および前記押圧部材がそれぞれ、あらかじめ前記フロアカーペットの下面に一体化されている、ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
5. 請求項３または請求項４において、
   車体側に、前記シール部材が密着される位置において、平坦な上面を有する平坦部が形成され、
   前記シール部材が、前記平坦部に対して密着されている、
   ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
6. 請求項５において、
   前記平坦部が、前記フロアパネルまたはその周縁部に位置する強度部材に対して部分的に形成された段差部の上面により形成されている、ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
7. 請求項１、請求項４ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記シール部材が、発泡ゴム系のシール材によって形成されている、ことを特徴とする車室フロアの遮音構造。
   

Images