JP6543106B2

JP6543106B2 - 吸音材

Info

Publication number: JP6543106B2
Application number: JP2015128663A
Authority: JP
Inventors: 達生馬渕; 西尾　稔; 稔西尾; 哲安西堀
Original assignee: Hayashi Telempu Corp
Current assignee: Hayashi Telempu Corp
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: JP2017009975A

Description

本発明は、吸音材に関し、特には、自動車の防音構造に用いる吸音材に関する。

自動車では、車室内の静粛化を図るために、車室の内外を隔てる車体パネルに種々の吸音材が配設される。吸音材の材料としては、車体パネルの細かな凹凸に追随できる柔軟性を有し、かつ空隙を多く含む繊維構造体や発泡体が適している。この種の吸音材は、空隙に音波を取り込んで減衰させる吸音作用を発揮するとともに、音波を反射することで、音波が車室内に侵入することを抑制する遮音作用を発揮する。

例えば、車室に侵入するノイズを防ぐために、車室をエンジンルームから隔てるダッシュパネルに、ダッシュサイレンサと呼ばれる吸音材を配設している。しかしながら、エンジンルームからダッシュパネルを通過して車室に侵入するエンジンノイズや、ダッシュパネルやフロアパネルの振動による放射音が車室へ侵入するノイズについては、従来のダッシュサイレンサによる防音構造では、十分に防ぐことができないという問題がある。

図７は、上記の問題をより詳細に説明するための図であり、ダッシュパネルにおけるフロアパネルとの接続する傾斜部分の周辺を示す縦断面図である。図７に示すように吸音材１０１は、ダッシュパネル１０２に沿って装着され、吸音材１０１の下部における車室内の乗員の足がかかる領域の上に、自動車の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収材１０３が載置される。

衝撃吸収材１０３は、従来、軽量化を図るための肉盗みとして凹み部１０４を備えているが、フロアパネル１０５を介して車室内に侵入したノイズ１０６は、吸音材１０１および凹み部１０４の隙間から音漏れが発生してしまう。

特許文献１には、ダッシュインシュレータ（ダッシュサイレンサ）の車室側表皮に形成された凹み部を、乗員の足下部分に加わる衝撃を吸収するパッドで埋め、その上にカーペットを配置する技術が開示されている。

特許第４１６４２２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、衝撃を吸収するパッドの軽量化を図るために、パッドの凹み部を設けると、ダッシュインシュレータとカーペットの間から、エンジンノイズやパネル振動による放射音が車室内へ漏れる可能性があり、遮音性能が十分でない。

本発明は、車室への音漏れを軽減することが可能な吸音材を提供することを目的とする。

本発明による吸音材は、表面に凹み部を有する部品が載置される吸音材であって、前記凹み部を有する面と接するように前記部品が載置された状態において、前記部品と接する面における前記凹み部に対向する位置に設けられた凸部を有しており、前記部品は、車両の床面に取り付けられる衝撃吸収材である。

この場合、部品の凹み部に吸音材の凸部が入り込むため、部品と吸音材の密着度を向上させることが可能になる。したがって、部品と吸音材との隙間を埋めることが可能になり、車室への音漏れを軽減することが可能になる。

また、本発明では、前記部品は、平面部と前記平面部に対して傾斜している斜面部とを有し、
前記凸部は、前記斜面部に存在する前記凹み部に対向する位置に設けられる。

この場合、部品の自重を吸音材に加えて部品と吸音材の密着度をより向上させることが可能になり、車室への音漏れをより軽減することが可能になる。

また、本発明では、前記凹み部は、前記斜面部の面内方向における当該斜面部の傾斜方向と略直交する方向に延びる幅方向凹み部と、前記幅方向凹み部の両端のそれぞれから前記傾斜方向と略平行な方向に下向きに延びる前後方向凹み部とを有し、前記凸部は、前記幅方向凹み部に沿って延びる幅方向凸部と、前記前後方向凹み部に沿って延びる前後方向凸部とを有する。

この場合、車室の幅方向の音漏れも前後方向の音漏れも軽減することが可能になるため、車室への音漏れをより軽減することが可能になる。

また、本発明では、前記幅方向凹み部は、前記平面部と略平行な内壁面を有し、前記幅方向凸部は、前記内壁面に当接し、前記平面部と略平行な面を有する。

この場合、吸音材に対して部品の自重を効率的に加えることが可能になり、音漏れをより軽減することが可能になる。

本発明によれば、車室への音漏れをより軽減することが可能になる。

本発明の一実施形態の自動車用防音構造の構成を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２の破線部の拡大図から吸音材を除いた図である。図２の破線部の拡大図からダッシュパネルと吸音材を抜き出した図である。衝撃吸収材の凹み部の形状および位置の一例を示した斜視図である。図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図の一例である。図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図の一例である。従来技術の問題点を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一の機能を有するものには同一の符号を付与し、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の一実施形態の自動車用防音構造の構成を示す斜視図である。図１に示す自動車用防音構造１は、自動車の車室とエンジンルームとを隔てる隔壁であるダッシュパネル１０と、ダッシュパネル１０に取り付けられる吸音材（ダッシュサイレンサ）２０と、自動車の床面となるフロアパネル上に取り付けられる衝撃吸収材（ティビアパッド）３０とを有する。なお、図１に示す自動車用防音構造１は、本発明による防音構造の単なる一例であって、本発明による防音構造は、車室の内外を隔てるパネルとそのパネルに取り付けられる吸音材とを有する一般的な車両の吸音構造に適用することができる。

図１において、ダッシュパネル１０は、略垂直に配置される。吸音材２０は、車室外からの音や振動を吸収する部材である。吸音材２０は、ダッシュパネル１０の車内面（車室側の面）に沿って取り付けられる。例えば、吸音材２０は、開口部２１や切り欠き２２を備え、その開口部２１や切り欠き２２をダッシュパネル１０に固定されたボルトなどの突起物に引っ掛けることで、ダッシュパネル１０に取り付けられる。また、吸音材２０は、クリップやボルト等の固定具や、エアコンユニットやインストルメントパネルなどの相手部品によってダッシュパネル１０に取り付けられてもよい。

衝撃吸収材３０は、自動車の衝突時の衝撃を吸収する部材である。衝撃吸収材３０は、吸音材２０の下部、より具体的には、吸音材２０とフロアカーペットとが接する、車室内の乗員の足がかかる領域に配置される。衝撃吸収材３０は、例えば、ポリプロピレン(ＰＰ：polypropylene)、ポリスチレン(ＰＳ：polystyrene)またはウレタン等が発泡したもので形成される。また、衝撃吸収材３０は、固定されずにそのままセットされてもよいし、固定されてもよい。衝撃吸収材３０を固定する固定方法としては、例えば、衝撃吸収材３０をクリップ等の固定具を用いて固定する方法や、フロアカーペット等の周辺部品に衝撃吸収材３０を予め取り付け、その衝撃吸収材３０が取り付けられた周辺部品をフロアパネルなどに固定する方法などがある。なお、衝撃吸収材３０のより詳細な説明は後述する。

図２は、図１に示す自動車用防音構造１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図２に示すように、吸音材２０は、ダッシュパネル１０に取り付けられた取付状態において、相手部品４０またはダッシュパネル１０と干渉することで変形する干渉部２３と、変形しない一般部２４とを有する。相手部品４０は、例えば、エアコンユニットやダクトのような、ダッシュパネル１０や吸音材２０に取り付けられる部品であり、衝撃吸収材３０も相手部品４０の一種である。また、衝撃吸収材３０の上にカーペット５０が敷かれている。吸音材２０は、干渉部２３を有することにより、ダッシュパネル１０や相手部品４０と吸音材２０とに隙間が発生することを抑制することが可能になり、音漏れを効果的に軽減することが可能になる。また、変形された吸音材２０の反発力によってダッシュパネル１０を押下することでダッシュパネル１０等の制振性能を向上させることが可能になり、ダッシュパネル１０の振動による音漏れを抑制することが可能になる。なお、例えば、図２では、吸音材２０は、ダッシュパネル１０に取り付けられていない非取付状態では、略一定の厚みを有し、吸音材２０の干渉部２３は、ダッシュパネル１０に取り付けられた取付状態において相手部品４０によって厚み方向に圧縮されている。しかしながら、干渉部２３の態様はこの例に限らない。

吸音材２０の材料としては、種々の軟質樹脂で形成された発泡体や繊維系材料などが挙げられるが、特に好ましい材料は、軟質ウレタン樹脂で形成された発泡体である。また、吸音材２０は以下の特性を有することが好ましい。つまり、吸音材２０の密度は０．０１ｇ／ｃｍ３〜０．１ｇ／ｃｍ３、硬さは２５Ｎ〜６５０Ｎ（ＪＩＳＫ６４００−２）、より好ましくは１５０Ｎ〜４００Ｎである。

本発明において吸音材２０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２０全体の剛性が不足するため、吸音材２０の車両への取付け性が悪化するおそれがある。硬さが上記数値範囲より大きいと（硬いと）パネルに対する所要の制振性能が得られないおそれがあり、また、吸音材２０の一部が部品４０によって弾性圧縮させられた際に、吸音材２０の弾性反発力が強くなりすぎ、部品の取付不良や取付作業性の低下が発生するおそれがある。

吸音材２０の外形および大きさは、吸音材２０を配設するダッシュパネル１０に応じて決定される。例えば、吸音材２０が図１に示すようなダッシュパネル１０に取り付けられる自動車用のダッシュサイレンサの場合、吸音材２０は、横長の略長方形状を有し、幅（取付状態における水平方向の長さ）が９００ｍｍ〜１８００ｍｍ、高さ（取付状態における鉛直方向の長さ）が４００ｍｍ〜１２００ｍｍとなるものが一般的である。

吸音材２０の一般部２４の厚さは、１０ｍｍ〜１２０ｍｍが好ましく、２０ｍｍ〜８０ｍｍが特に好ましい。一般部２４の厚さが上記の数値範囲よりも小さい場合（一般部２４が好適な例よりも薄い場合）、吸音性を確保することが難しく、一般部２４の厚さが上記の数値範囲よりも大きい場合（一般部２４が好適な例よりも厚い場合）、柔軟性が不足してダッシュパネル１０に沿って配設することが難しくなる。

吸音材２０の干渉部２３の干渉量は、０ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜６ｍｍが特に好ましい。干渉部２３の干渉量が上記範囲より小さい場合、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、干渉部２３の干渉量が上記の数値範囲よりも大きい場合、ダッシュパネル１０や相手部品４０との干渉が強くなり過ぎてしまい、組付性の低下や組付不具合が発生する恐れがある。

衝撃吸収材３０は、車両の水平部分を形成するフロアパネル１１に載置される平面部３１と、ダッシュパネル１０におけるフロアパネル１１と接続する傾斜部分である傾斜面１２に載置される斜面部３２とを有する。斜面部３２は、平面部と接続され、平面部３１に対して傾斜している。なお、平面部３１および斜面部３２は一体成型されてもよいし、個別に成形された後で互いに組み付けられてもよい。平面部３１および斜面部３２が個別に成形される場合、平面部３１および斜面部３２の材質や発泡倍率などの物性は、互いに異なっていてもよい。

斜面部３２の前端が上方に向かって突出しており、衝撃吸収材３０は、ダッシュパネル１０の傾斜面１２と斜面部３２とで吸音材２０の下端部を挟むように配置される。乗員は、衝撃吸収材３０の上に平面部３１および斜面部３２にわたって足を載せる。これにより、衝撃吸収材３０は、衝突時に平面部３１および斜面部３２が変形し潰れることで衝突による衝撃を吸収して乗員の足を保護する。

図２では、衝撃吸収材３０の上にカーペット５０が配置され、衝撃吸収材３０およびカーペット５０の間には、フェルト等で形成された緩衝材６０が配置されている。この場合、図２に示すように衝撃吸収材３０の平面部３１に、緩衝材６０を受容ための受容部３３が設けられてもよい。なお、カーペット５０や緩衝材６０は配置しなくてもよい。例えば、カーペット５０を配置しない場合、衝撃吸収材３０の上面に、オレフィン系やＰＶＣ（Polyvinyl Chloride：ポリ塩化ビニル）系のマット材などを配置してもよい。

以下、吸音材２０および衝撃吸収材３０についてより詳細に説明する。図３Ａは衝撃吸収材３０をより詳細に説明するための図であり、図２の破線部の拡大図から吸音材２０を除いた図である。図３Ｂは吸音材２０をより詳細に説明するための図であり、図２の破線部の拡大図からダッシュパネル１０と吸音材２０を抜き出した図である。

図３Ａに示すように、衝撃吸収材３０は、斜面部３２の一方の面に凹み部３４を有し、凹み部３４を有する面が吸音材２０と接するように吸音材２０上に載置される。

図４は、凹み部３４の形状および位置を示した斜視図である。図４に示すように凹み部３４は、斜面部３２の面内方向における斜面部３２の傾斜方向（図中の矢印方向）と略直交する方向である幅方向に延びる幅方向凹み部３５と、幅方向凹み部３５の両端のそれぞれから斜面部３２の傾斜方向と略平行な方向である前後方向に下向きに延びる前後方向凹み部３６とを含む。このため、凹み部３４は、略コの字形状を成している。

なお、幅方向の凹み部３５と前後方向凹み部３６の長さはどちらが長くてもよく、斜面部３２の上辺側の端部付近に形成されることが好ましい。また、凹み部３４は、複数の凹み部から形成されてもよい。例えば、凹み部３４は、大きな略コの字形状の凹み部と、その凹み部の内側に位置する、小さな略コの字形状の凹み部とで形成されてもよい。例えば、図３Ａに示した衝撃吸収材３０の凹み部３４は、略コの字形状の凹み部を２つ有する。

図３Ｂに示すように、吸音材２０は、衝撃吸収材３０が規定の位置に載置された載置状態において、衝撃吸収材３０と接する面における凹み部３４に対向する位置に凸部２５を有する。より具体的には、吸音材２０は、衝撃吸収材３０の斜面部３２に設けられた凹み部３４に対向する位置に凸部２５を有する。この場合、凸部２５は、図４に示すように、衝撃吸収材３０の幅方向凹み部３５に沿って延びる幅方向凸部２６と、衝撃吸収材３０の前後方向凹み部３６に沿って延びる前後方向凸部２７とを含む。

凸部２５は、載置状態において凹み部３４に入り込み、凹み部３４内で衝撃吸収材３０と干渉して圧縮変形する干渉部２３である。凸部２５により吸音材２０と衝撃吸収材３０と密着度を向上させることが可能になる。したがって、吸音材２０と衝撃吸収材３０との間の隙間を埋めることが可能になり、車室への音漏れを軽減することが可能になる。また、凸部２５および凹み部３４がそれぞれ略コの字形状を成しているため、車室の幅方向の音漏れも前後方向の音漏れも軽減することが可能になり、車室への音漏れをより軽減することが可能になる。

なお、平面部３１に凹み部が形成されていても、その凹み部に対向する位置には、凸部を設けないことが好ましい。仮に平面部３１に設けられた凹み部に対向する位置に凸部が形成された場合、衝撃吸収材３０の前後方向の移動が必要以上に制限される恐れがある。この場合、吸音材２０と衝撃吸収材３０の斜面部３２との間に隙間が発生し、音漏れが発生する恐れがある。

また、吸音材２０が衝撃吸収材３０との干渉量は０〜１０ｍｍが好ましく、２〜６ｍｍが特に好ましい。上記の干渉量が０ｍｍ以下の場合、吸音材２０と衝撃吸収材３０の密着度が十分に確保できず、その結果、音漏れを効率的に軽減することができない恐れがある。また、上記の干渉量が１０ｍｍ以上の場合、吸音材２０の反発力が大きくなりすぎてしまう恐れがある。この場合、吸音材２０の反発力によって衝撃吸収材３０に位置ずれが発生し、衝撃吸収材３０の衝撃吸収性能が効率的に発揮されない恐れがある。また、作業者が衝撃吸収材３０を組みつけづらくなり、組み付け作業の作業効率が低下する恐れがある。

次に凸部２５および凹み部３４の形状についてより詳細に説明する。
吸音材２０の凸部２５は、衝撃吸収材３０と当接して圧縮変形される干渉面２５ａと、干渉面２５ａとは異なる対向面２５ｂとを有し、衝撃吸収材３０の凹み部３４は、吸音材２０の凸部２５にある干渉面２５ａと当接する干渉面３４ａと、干渉面３４ａとは異なる対向面３４ｂを有する。

以下、幅方向凸部２６の干渉面２５ａを干渉面２６ａと呼び、幅方向凸部２６の対向面２５ｂを対向面２６ｂと呼び、前後方向凸部２７の干渉面２５ａを干渉面２７ａと呼び、前後方向凸部２７の対向面２５ｂを対向面２７ｂと呼ぶ。また、幅方向凹み部３５の干渉面３４ａを干渉面３５ａと呼び、幅方向凹み部３５の対向面３４ｂを対向面３５ｂと呼び、前後方向凹み部３６の干渉面３４ａを干渉面３６ａと呼び、前後方向凹み部３６の対向面３４ｂを対向面３６ｂと呼ぶ。

図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図であり、幅方向凸部２６および幅方向凹み部３５の形状の具体例を示した図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されたように、幅方向凹み部３５は、衝撃吸収材３０の平面部３１と略平行な内壁面を干渉面３５ａとして有する。また、幅方向凸部２６は、平面部３１と略平行な面を干渉面２６ａとして有する。この場合、吸音材２０の幅方向凸部２６に対して衝撃吸収材３０の自重を効率的に加えることが可能になるため、吸音材２０と衝撃吸収材３０との密着度をより向上させることが可能になり、音漏れをより軽減することが可能になる。

幅方向凸部２６および幅方向凹み部３５の平面部３１と略平行な面とは異なる面は、互いに当接しない対向面２６ｂおよび３５ｂとなることが好ましい。この場合、平面部３１と略平行な干渉面以外の面に力が加わり、干渉面の変化量が低下してしまうことを避けることが可能になる。

対向面２６ｂおよび３５ｂのそれぞれは、図５（ａ）に示すように干渉面２６ａおよび３５ａのそれぞれと略直交するように形成されていてもよい。また、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように対向面２６ｂおよび３５ｂのそれぞれは、下端が車両の前方方向（ダッシュパネル１０２に近づく方向）に向かって傾斜するように形成されてもよい。また、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように幅方向凸部２６における干渉面２６ａと対向面２６ｂとが接続している箇所に面取り部２８が設けられてもよい。具体的には、図５（ｂ）に示す面取り部２８は、角面形状の面取り部であり、図５（ｃ）に示す面取り部２８は、丸面形状の面取り部である。このとき、幅方向凹み部３５は、干渉面３５ａと対向面３５ｂとが接続している箇所が面取り部２８に合わせた形状に形成されることが好ましい。

図６は、図４のＣ−Ｃ線に沿った断面を示す図であり、前後方向凸部２７および前後方向凹み部３６の形状の具体例を示した図である。なお、図６では、圧縮変形する前の状態の前後方向凸部２７と載置状態の前後方向凹み部３６とを重ねて示している。

前後方向凸部２７は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように側面が対向面２７ｂとなり、上面が干渉面２７ａとなる。前後方向凸部２７は、図６（ａ）に示すように、対向面２７にテーパーのない角型でもよいし、図６（ｂ）に示すように、対向面２７にテーパーのある台形型でもよいし、図６（ｃ）に示すように対向面２７がカーブを描くカーブ形状でもよい。図６（ｂ）および図６（ｃ）に示す構成では、図６（ａ）に示す構成と比べて、前後方向凸部２７の成形性がよくなる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

１自動車用防音構造
１０ダッシュパネル
２０吸音材
２１開口部
２２切り欠き
２３干渉部
２４一般部
２５凹部
２５ａ〜２７ａ、３４ａ〜３６ａ干渉面
２５ｂ〜２７ｂ、３４ｂ〜３６ｂ対向面
２６幅方向凸部
２７前後方向凸部
３０衝撃吸収材
３１平面部
３２斜面部
３３受容部
３４凹み部
３５幅方向凹み部
３６前後方向凹み部
４０相手部品
５０カーペット
６０緩衝材

Claims

表面に凹み部を有する部品が載置される吸音材であって、
前記凹み部を有する面と接するように前記部品が載置された状態において、前記部品と接する面における前記凹み部に対向する位置に設けられた凸部を有しており、
前記部品は、車両の床面に取り付けられる衝撃吸収材である、吸音材。
前記部品は、平面部と前記平面部に対して傾斜している斜面部とを有し、
前記凸部は、前記斜面部に存在する前記凹み部に対向する位置に設けられる、請求項１に記載の吸音材。
前記凹み部は、前記斜面部の面内方向における当該斜面部の傾斜方向と略直交する方向に延びる幅方向凹み部と、前記幅方向凹み部の両端のそれぞれから前記傾斜方向と略平行な方向に下向きに延びる前後方向凹み部とを有し、
前記凸部は、前記幅方向凹み部に沿って延びる幅方向凸部と、前記前後方向凹み部に沿って延びる前後方向凸部とを有する、請求項２に記載の吸音材。
前記幅方向凹み部は、前記平面部と略平行な内壁面を有し、
前記幅方向凸部は、前記内壁面に当接し、前記平面部と略平行な面を有する、請求項３に記載の吸音材。