JP6808697B2 - 消音部材、遮音された車体を製作する方法および自動車 - Google Patents

消音部材、遮音された車体を製作する方法および自動車 Download PDF

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Description

本発明は、自動車に配置するための消音部材と、遮音された車体を製作する方法と、自動車、特に乗用車とに関する。
自動車の車室内へ進入する音を低減させるために、遮音性要素を、車室を画定する車体構成部品に配置することが公知である。したがって、たとえば車体の領域において発生する振動を低減させて、音の伝播を最小限に抑えるために、この車体の領域は、遮音性発泡材部品によって覆われている。
さらに、車両の車体に設けられた開口を、遮音性要素によって閉鎖することが公知である。このために、たとえば、それぞれの開口内へ差し込まれ、場合によりそれぞれの位置において開口を形成する材料に固定される発泡ブロックが使用される。この代わりにまたは加えて、設けられた開口を目張りすることができるので、このようにして音の進入が低減される。
従来技術から公知のこのような構成の個々の態様は、図1に示されている。図1には、自動車の端壁に面状に当て付けるように構成された遮音要素15が示されている。遮音要素15は、端壁(ここでは図示せず)の輪郭に従って延在し、車室の方へ向いた面で端壁を覆う。遮音要素は、車室内への音の伝播を音響的に遮断するかまたは低減させるのに役立つ発泡材要素である。
側方の車体構成部品に配置された複数の孔(ここでは同様に図示せず)は、別個の発泡ブロック40によって閉鎖され、このようにして音響的に遮断される。これらの発泡ブロック40は概略的に図示されていて、通常は開口内へ差し込まれる。加えて、開口をさらに遮断するまたは閉鎖するのに役立つ、自己粘着性の不織布部材42が配置されている。
説明した構成は、多大な構成部品に掛かる手間ならびにそれに伴う高い工具コスト、材料コスト、物流コストおよび組付けコストを必然的に要することが明らかである。
独国特許発明第102006031396号明細書には、自動車における運転席アセンブリが記載されている。端壁がエンジンルームと車室との間に配置されていて、1つの面を構成する。端壁の内側には、面状に接触する遮音要素が配置されている。車室内には、運転席モジュールが位置する。遮音要素の、端壁と運転席モジュールとの間に位置する領域は、車両横方向に延在する複数のリブを有し、これらのリブは運転席モジュールに接触する。これらのリブは、端壁と運転席モジュールとの間の間隔に応じて圧縮させることができ、ひいては製造公差を補整することができる。
欧州特許第0733004号明細書には、音響励起面を覆う消音性カバーが開示されている。この消音性カバーは、上面のカバー層と、このカバー層の下面に固く付着する遮音性被覆部とを有する。この被覆部は、対向して配置された音響励起面、たとえば車両床面に対して同一平面上にある。この消音性カバーでは、被覆部は、複数のモジュールに分割されている。これらのモジュールは、カバー層の下面に固く付着していて、それぞれ、音響励起面の、相応の対向する部分面と同一平面上に載置可能である。
本発明の課題は、特に簡単で低コストの方法で自動車の車室内への音の伝播の低減を実現可能な、消音部材と、遮音された車体を製作する方法とを提供することである。
この課題は、請求項1記載の消音部材および請求項8記載の遮音された車体を製作する方法によって解決される。消音部材の態様は、従属請求項2〜7に記載されており、方法の態様は、従属請求項9に記載されている。さらに、請求項10記載の自動車が提供される。
本発明の第1の態様は、自動車に配置するための消音部材である。この消音部材は、自動車の車体の少なくとも1つの領域、特に端壁に実質的に面状に当て付けるための遮音要素、特に発泡材要素を、車室内への音の伝播を低減させるために備える。さらに、消音部材は、遮音要素に結合された、車体構成部品または車体構成部品複合体の開口内へ差し込まれる閉塞体を有する少なくとも1つの閉塞部材を、車体構成部品または車体構成部品複合体の、開口を形成する材料と消音部材との摩擦結合式および/または形状結合式の結合を形成するために備える。
特に、遮音要素は面状に構成されている。遮音要素は、自動車の車体の領域、通常は構成部品または構成部品複合体に、実質的に面状に当て付けるように構成されている。この領域は、特に音響的に励起されているかまたは励起可能である。したがって、遮音要素の当付けは、車室内への音の伝播を低減させるのに役立つことができる。特に遮音要素は、領域、構成部品および/またはその開口を通って放射する音を減衰させるのに、かつ/または構成部品の、音を発生させる運動、たとえば振動を減衰させるのに役立つ。
通常、遮音要素は、端壁の少なくとも1つの領域に当て付けるように構成されている。端壁(ダッシュボードとも称される)は、特に自動車のエンジンルームと車室とを仕切る構成部品である。この端壁は、車両において横方向に延在する。
閉塞体は、差込み方向に沿って開口内へ差し込まれるように構成されている。もちろん、複数の車体構成部品または1つの車体構成部品複合体はともに、それぞれの構成部品の間に配置された開口を形成することもできる。差し込まれた閉塞体は、自動車の、開口を有する車体構成部品と消音部材との結合部を規定通りに使用するときに用いられる。
開口を形成する車体構成部品または車体構成部品複合体は、遮音要素が当付け可能である車体構成部品、つまりたとえば端壁であってもよいし、またはこのような車体構成部品を有していてもよい。車体構成部品は、別の構成部品であってもよい。特に、車両の車体は、側方の領域において、ともに開口を形成する複数の板金構成部品を有する。
特に、消音部材は、2つの閉塞部材を備える。これらの閉塞部材は、規定通りに使用するときに、左右で消音部材に配置されている。したがって、それぞれの閉塞部材に配置された閉塞体を、それぞれの開口を閉鎖するために、左右で自動車の端壁に配置することができる。
1つの態様では、閉塞部材および/または閉塞体は、発泡材から製作されている。閉塞部材および閉塞体は、ワンピースに製作されてよい。
本発明に係る構成は、端壁によって遮音するのにかつ開口を閉鎖するのに単一の構成部品しか必要とせず、このようにして車室内への音の伝播を低減させる、特に簡単で低コストの手段を提供するという利点を有する。本発明に係る遮音要素を規定通りに組み付けるために、遮音要素を端壁に配置した後、1つまたは複数の閉塞体を差し込むことしか必要ではないので、組付けの手間が大幅に低減される。
消音部材の1つの態様は、遮音要素と閉塞部材とが枢動可能に相互に結合されていることを特徴とする。
枢動可能な結合部は、本発明の意味において、結合された部分の相対的な旋回運動が、少なくとも5°、特に少なくとも20°、1つの態様ではたとえば少なくとも45°、互いに対して可能になる結合部である。
特に、枢動軸線は、撓曲可能なまたは成形可能な材料領域によって形成されている。このために、特に適切な可撓性の材料が使用される。このようにすると、枢動部を実現するためにさらに別の構成部品が不要になる。
本態様は、遮音要素を自動車の車体の領域に配置した後、閉塞部材、ひいては閉塞体と遮音要素との間の相対運動(同様に閉塞体と、開口を形成する材料との間の相対運動でもある)が実現可能であるので、組付けがさらに簡素化されるという利点を有する。このようにして、閉塞体を、開口内へ差し込むために開口に対して相対的に旋回させることができる。
特に規定通りに使用するときに、閉塞部材との結合の領域において遮音要素によって設定された第1の平面と、閉塞部材によって設定された第2の平面とが、互いに対して30°〜150°、特に60°〜120°、たとえば約90°の角度に向けられている。換言すると、閉塞部材は、遮音要素から略直角に突出するので、それぞれの閉塞体は、ほぼ車両縦方向に沿って方向付けられた構成部品によって形成された開口内へ配置されるように構成されている。
消音部材の別の態様は、閉塞体が、開口を形成する材料とともにアンダカットを形成するように構成されていることを特徴とする。このようにすると、消音部材と開口を形成する材料との形状結合式の結合が、差込み方向と逆方向での閉塞体の並進自由度が排除されるように形成可能である。
換言すると、閉塞体は、より小さな寸法、たとえばより小さな直径の第1の領域を有しており、この第1の領域には、差込み方向に沿って、少なくとも差込み方向に対して直交方向に向けられた方向に沿った、より大きな寸法を有する第2の領域が続く。
本態様では、閉塞体が、通常は可撓性の材料から製作されていて、この材料は、開口内へ差し込むために変形可能であり、変形後この材料はアンダカットを形成して再びその初期の形状をとる。換言すると、第2の領域は差込み時に圧縮され、開口を通って差し込まれる。閉塞体は、さらに開口内へ差し込まれるので、第1の領域は開口内に配置されており、第2の領域はその体積を再び増加させることができ、このようにしてアンダカットを形成する。本態様では、開口は、特に貫通孔である。代替的に、開口は、任意の方法で差込み方向に沿って拡張する横断面を有することができる。
本態様は、開口を形成する材料内での閉塞体の保持が改善され、消音部材をこのようにして特に迅速で簡単に、車両の車体に固く配置することができるという利点を伴う。
さらに別の態様では、差込み方向に対して直交方向の閉塞体の少なくとも1つの第1の延在長さは、差込み方向に沿った閉塞体の第2の延在長さより大きい。このようにすると、閉塞体は、面状の開口を閉鎖するように構成される。
特に面状の開口は、差込み方向に対して横方向にまたは開口を形成する材料に対して直角に、差込み方向に沿った、開口を形成する材料の厚さより大きな開口領域を有している。特に開口の、第1および第2の延在長さに対して直交方向に向けられた第3の延在長さも、第2の延在長さより大きい。この種の開口は、様々な理由から、たとえば軽量化のために、かつ/または車体構成部品を浸漬処理するときに浸漬媒体の排出を可能にするために、車体構成部品に配置されている。したがって、本態様において、閉塞体は、車両の車体に設けられたこの種の開口を覆うまたは閉鎖するのに適している。その際、特に閉塞体は、開口の、任意に成形された幾何学形状に正確に適合されているので、閉塞体は、効率的な遮音を達成して開口を閉鎖することができる。本態様は、様々な目的から、車両の車体に設けられた開口が、簡単で低コストに閉鎖可能であるかまたは音の進入に対して遮断可能であるという利点を伴う。
さらに別の態様では、遮音要素の、自動車の車体の領域に当て付けるように構成された側とは反対の面および/または閉塞部材の、閉塞体とは反対の面は、少なくとも部分的に重質量層として構成されている。この代わりにまたは加えて、遮音要素の、構成部品の領域に当て付けるように構成された側とは反対の面には、かつ/または閉塞部材の、閉塞体とは反対の面には、少なくとも部分的に重質量層が配置されている。
重質量層は、比較的重い材料から成る層であり、この層は、音響励起面の振動の伝播を阻止するためにまたは音響励起面を音響的に遮断するために使用される。重質量層は、通常、1kg/m〜10kg/m、特に2kg/m〜5kg/mの、面積比重を有する。
特に重質量層(重質量シートとも称される)は、音響的に遮断すべき構成部品にばね弾性的に接続され、これにより、逆振動する質量体として働く。このことにより、音響的に遮断すべき構成部品の振動を全体的に低減させ、ひいてはこの振動を抑える。重質量層を構成部品にばね弾性的に結合するために、特に発泡材部品、たとえば閉塞部材および/または遮音要素が使用される。このような発泡材部品は、通常、振動システムからエネルギを除去するのに適している。
通常、重質量層は面状に構成されていて、遮音要素または閉塞部材をほぼ完全に覆う。その際、重質量層は、特に遮音要素または閉塞部材の対応する輪郭に従って延在する。重質量層の、遮音要素または閉塞部材から離反する面には、別の層、たとえば不織布層を配置することができる。
本態様は、特に十分な音響的な遮断が可能になり、このようにして車室内に進入する音が最小限に抑えられるという利点を伴う。
消音部材の1つの態様は、枢動可能な結合部が重質量層によってかつ/または発泡材部品によって実現されていることを特徴とする。
発泡材部品は、閉塞部材、閉塞体および/または遮音要素を有することができる。1つの態様では、遮音要素と閉塞部材と閉塞体とが、一体的に発泡材部品として製作されている。その際、発泡材部品の、閉塞部材と遮音要素とが相互に結合された領域は、枢動部として働く。本態様では、閉塞部材および/または遮音要素のそれぞれ異なる領域を、重質量層によって覆うことができる。重質量層を、発泡材部品の、閉塞部材と遮音要素とが相互に結合された領域に配置することもできる。したがって、枢動部を2層に構成することができ、枢動部は、重質量層と発泡材部品とを有することができる。
別の態様では、重質量層が、遮音要素と閉塞部材とを相互に結合する。換言すると、重質量層は単独で、遮音要素と閉塞部材との間の枢動可能な結合部を成す。この結合部には、枢動部のそれぞれ異なる面で、一方では遮音要素が、他方では閉塞部材または閉塞体が配置されているかまたは取り付けられている。重質量層の相応の領域が、閉塞部材を形成することもでき、この場合、閉塞部材には、特に発泡材から製作された閉塞体が配置されている。
前述の態様は、枢動部が、存在する構成部品によって構成され、ひいては特に簡単で低コストの方法で製作可能であるという利点を伴う。
さらに別の態様では、遮音要素と、特に閉塞体を有する閉塞部材とが一体的に製作されている。特に、これらは発泡材部品として製作されていて、それぞれの構成部品の幾何学的な態様に相応して成形されている。本態様では、本発明に係る消音部材の一部を特に簡単で低コストに製作するという利点が得られる。
本発明の第2の態様は、遮音された車体を製作する方法である。本態様では、本発明に係る消音部材と、開口を形成する車体構成部品または車体構成部品複合体を備える自動車の車体の少なくとも1つの部分とが提供される。閉塞体を開口内へ差し込み、これにより、車体構成部品または車体構成部品複合体の、開口を形成する材料と消音部材との摩擦結合式および/または形状結合式の結合が形成される。
本態様では特に、閉塞体と開口を形成する材料とによってアンダカットが実現され、この場合、閉塞部材は、差込み中に、一時的に少なくとも開口内に位置する領域において変形し、これに続いて開口の領域から進出した後で再び実質的にその初期の形状をとる。
本発明に係る方法によって、遮音された車体の、特に簡単で迅速な組付けが可能になる。車体構成部品内に位置する開口を閉鎖するかまたは音響的に遮断する別個の構成部品、たとえば発泡ブロックを配置する必要はない。
方法の1つの態様は、消音部材の遮音要素を、自動車の車体の少なくとも1つの領域、つまり端壁の少なくとも1つの領域に実質的に面状に当て付けることを特徴とする。これは、特に閉塞体を差し込む前に行われる。特に遮音要素は、適切な方法でこの領域に固定される。
本態様は、消音部材の位置決めが、いわば閉塞部材または閉塞体の位置決めに役立ち、ひいては組付けがさらに簡素化されるという利点を有する。
本発明のさらに別の態様は、自動車、特に乗用車である。この自動車は、本発明に係る少なくとも1つの消音部材を備え、この場合、特に閉塞部材は、自動車に含まれる車体構成部品または車体構成部品複合体の開口内へ差し込まれている。
通常、消音部材は、それぞれ1つの閉塞体を有する2つの閉塞部材を備える。これらの閉塞部材は、車体構成部品または車体構成部品複合体の2つの開口内へ差し込まれている。
以下に、本発明を、添付の図面に示された態様に基づき説明する。
従来技術から公知の消音システムの斜視図である。 本発明に係る消音部材の斜視図である。 図2の消音部材の詳細斜視図である。 本発明に係る遮音された車体の領域の斜視図である。 図4の消音部材のA−A断面図である。 図4の消音部材のB−B断面図である。
図1については、既に従来技術の説明において検討した。
図2には、自動車に設けられた、本発明に係る消音部材10が示されている。消音部材10を有する自動車のほぼ走行方向に沿った視線方向で見た図が示されている。消音部材10は、自動車の端壁に面状に当て付けるための遮音要素15を備える。端壁(ここでは図示せず)は、消音部材10を規定通りに配置した状態の図において、この消音部材10の後ろに配置されていて、その後ろに位置するエンジンルームを、遮音要素15の手前に位置する車室から仕切る。換言すると、消音部材10は車室を手前に画定する。遮音要素15は、エンジンルームから車室内への音の伝播を低減させるのに役立つ。遮音要素15は、発泡材から製作されていて、実質的に端壁の輪郭に従って延在する。
遮音要素15には、2つの閉塞部材20が配置されている。これらの閉塞部材20は、遮音要素15の、それぞれ隣り合う領域に対して約90°の角度で遮音要素15に接して配置されていて、自動車の走行方向とは反対に向けられている。
運転者側の左側の閉塞部材20の詳細図が図3に示されている。この閉塞部材20は、平坦で面状の要素として構成されている。閉塞部材20には、閉塞体22が配置されている。閉塞部材20および閉塞体22は、遮音要素15と一体的に発泡材部品として構成されている。閉塞部材20および遮音要素15は、斜めに延在する縁において枢動可能に相互に結合されている。本態様では、枢動部は共通の材料、つまり発泡材によって実現される。
閉塞体22は、面状に構成されていて、差込み方向に沿って測定されたその深さに関して、それぞれ所定の大きさの高さと幅とを有する。閉塞体22は、車両の車体に形成された面状の開口内へ差し込むように構成されていて、開口を閉鎖して音響的に遮断するのに、かつ開口を形成する材料に消音部材10を固定するのに役立つ。
図4には、本発明に係る方法によって製作された、遮音された車体の一部が示されている。端壁30が図示されていて、この端壁30は、車室に向かう方向で見て、本発明に係る消音部材10により覆われている。本態様では、消音部材10は、既に図示したように、端壁30を後ろで面状に覆う遮音要素15と、側方で遮音要素15に枢動可能に接続された、それぞれ1つの閉塞体を有する2つの閉塞部材20とを備える。
図の左側には、運転者側ドアのドアフレーム50が示されている。ドアフレーム50と端壁30との間には、複数の車体構成部品34が位置する。これらの車体構成部品34は開口を形成する。この開口は、ここでは図示されていない。なぜならば、開口は閉塞体(同様に図示せず)によって閉鎖されているからである。図示されているのは、閉塞部材20の、閉塞体から離反する面のみである。この閉塞部材20の、閉塞体から離反する面は、遮音要素15全体と同様に重質量層28によって覆われている。自動車の車体の別の構成部品36は、ドアフレーム50と、エンジンルームの側方の画定部とを構成する。
重質量層28は、発泡材(発泡材から閉塞部材20と閉塞体と遮音要素15とが一体的に製作される)とともに、閉塞部材20と遮音要素15との間の枢動可能な結合部を構成する。この結合部は、図3に予め示したものと同様に、斜めの縁に構成されている。
図5には、図4に示したA−A断面図が示されている。複数の車体構成部品34が開口32を形成し、この開口32は閉塞体22によって閉鎖されていることが判る。閉塞体22は、遮音要素15とともに本発明に係る消音部材10を構成する閉塞部材20の一部である。既に説明したように、言及した要素は、一体的に発泡材部品として構成されている。重質量層28は、車室の方へ向いた内面で、面状に配置されている。重質量層28は、発泡材から形成された領域とともに、閉塞部材20と遮音要素15との間の枢動可能な結合部を形成する。この枢動可能な結合部は、発泡材部品の、右側に描画された領域に形成されていて、前述の複数の構成部品の間で約65°の角度を構成する。図において枢動可能な結合部の下側に配置された遮音要素15は、端壁30、つまり自動車の車体の構成部品36に接触する。
さらに、閉塞体22が、開口32を形成する材料とともにアンダカット24を形成するように構成されていることが看取可能である。差込み方向26に沿って見て、閉塞体22の前方の部分は、開口32の領域に位置する閉塞体22の後方の部分よりも大きな幅を有する。このようにして、閉塞体22ひいては消音部材10と開口32を形成する材料との形状結合式の結合が実現されていて、この材料において、差込み方向26と逆方向での閉塞体22の並進自由度が排除されている。
図6に示すB−B断面図は、図4から看取可能なように、図5に示したA−A断面図に対して直交方向に向けられている。B−B断面図はまた、開口32を形成する自動車の車体構成部品34と、自動車の車体の別の構成部品36と、開口32内に配置された閉塞体22とを、閉塞部材20の一部を成している領域とともに示している。この方向でも、アンダカット24が形成されている。したがって、閉塞体22の、開口32を通って差し込まれた領域は、閉塞体22の、開口32の領域に位置する部分よりも、さらに上または下へ向かって延在する。
この図では、閉塞体22が重質量層28によって画定されることも看取可能である。車体構成部品34の、開口32を形成する材料の領域において、開口32の上方または下方で、本態様では発泡材料が配置されていない。閉塞部材20のこの領域は、専ら重質量層28によって形成される。重質量層28は、この領域では、対応する車体構成部品34に直接に接触する。
10 消音部材
15 遮音要素
20 閉塞部材
22 閉塞体
24 アンダカット
26 差込み方向
28 重質量層
30 端壁
32 開口
34 車体構成部品
36 構成部品
40 発泡ブロック
42 不織布部材
50 ドアフレーム

Claims (10)

  1. 自動車に配置するための消音部材(10)であって、
    自動車の車体の少なくとも1つの領域に実質的に面状に当て付けるための遮音要素(15)を、車室内への音の伝播を低減させるために備える、消音部材(10)において、
    前記消音部材(10)は、前記遮音要素(15)に結合された、車体構成部品(34)または車体構成部品複合体の開口(32)内へ差し込まれる閉塞体(22)を有する少なくとも1つの閉塞部材(20)を、前記車体構成部品(34)または車体構成部品複合体の、前記開口(32)を形成する材料と前記消音部材(10)との摩擦結合式および/または形状結合式の結合を形成するために備え
    前記遮音要素(15)と前記閉塞部材(20)とは、重質量層(28)により枢動可能に相互に結合されていることを特徴とする、消音部材(10)。
  2. 前記少なくとも1つの領域が、端壁(30)である、請求項1記載の消音部材(10)。
  3. 前記遮音要素(15)は、発泡材要素を備える、請求項1または2記載の消音部材(10)。
  4. 前記閉塞体(22)は、前記開口(32)を形成する材料とともにアンダカット(24)を形成するように構成されており、これにより、前記消音部材(10)と前記開口(32)を形成する材料との形状結合式の結合が、差込み方向(26)と逆方向での前記閉塞体(22)の並進自由度が排除されるように形成可能であることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の消音部材(10)。
  5. 前記差込み方向(26)に対して直交方向の前記閉塞体(22)の少なくとも1つの第1の延在長さは、前記差込み方向(26)に沿った前記閉塞体(22)の第2の延在長さより大きく、これにより、前記閉塞体(22)は、面状の開口(32)を閉鎖するように構成されていることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項記載の消音部材(10)。
  6. 前記遮音要素(15)の、自動車の車体の領域に当て付けるように構成された側とは反対の面および/または前記閉塞部材(20)の、前記閉塞体(22)とは反対の面は、少なくとも部分的に前記重質量層(28)として構成されている、または、前記遮音要素(15)の、自動車の車体の領域に当て付けるように構成された側とは反対の面かつ/または前記閉塞部材(20)の、前記閉塞体(22)とは反対の面には、少なくとも部分的に前記重質量層(28)が配置されていることを特徴とする、請求項1からまでのいずれか1項記載の消音部材(10)。
  7. 前記遮音要素(15)と、前記閉塞体(22)を有する前記閉塞部材(20)とが一体的に製作されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の消音部材(10)。
  8. 遮音された車体を製作する方法であって、
    請求項1から7までのいずれか1項記載の消音部材(10)と、開口(32)を形成する車体構成部品(34)または車体構成部品複合体を備える自動車の車体の少なくとも1つの部分とを提供し、閉塞体(22)を前記開口(32)内へ差し込み、これにより、前記車体構成部品(34)または車体構成部品複合体の、前記開口(32)を形成する材料と前記消音部材(10)との摩擦結合式および/または形状結合式の結合を形成する、遮音された車体を製作する方法。
  9. 前記消音部材(10)の遮音要素(15)を、前記閉塞体(22)を差し込む前に、自動車の車体の少なくとも1つの領域の少なくとも1つの領域に実質的に面状に当て付けることを特徴とする、請求項8記載の、遮音された車体を製作する方法。
  10. 自動車であって、
    前記自動車は、請求項1から7までのいずれか1項記載の少なくとも1つの消音部材(10)を備え、閉塞部材(20)が、前記自動車に含まれる車体構成部品(34)または車体構成部品複合体の開口(32)内へ差し込まれていることを特徴とする、自動車。
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