WO2015115647A1

WO2015115647A1 - 輸送機器用部品およびパネル部材

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Publication number: WO2015115647A1
Application number: PCT/JP2015/052872
Authority: WO
Inventors: 瀬戸　厚司; 幸一 ▲濱▼田
Original assignee: 新日鐵住金株式会社
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2015-08-06
Also published as: KR20160102269A; US9978353B2; JPWO2015115647A1; US20170011730A1; CN105940240A; JP6222247B2; MX2016009078A; KR101863472B1; CN105940240B

Abstract

【課題】厚み及び重量の増加が抑制されかつ振動特性が改善された輸送機器用部品、および輸送機器用部品の厚み及び重量の増加を抑制しつつ振動特性を改善できるパネル部材を提供する。【解決手段】本発明に係る輸送機器用部品は、金属製かつ板状のパッチパネルと、前記パッチパネルの一面に沿って設けられた制振樹脂層とから構成されるパッチ部材と、前記パッチ部材の前記制振樹脂層と密着し、前記パッチ部材が貼りつけられた金属製のベースプレートと、を備える。この構成により、厚み及び重量の増加が抑制されかつ振動特性が改善された輸送機器用部品を提供することができる。

Description

輸送機器用部品およびパネル部材

　本発明は、音響・振動を減衰させる輸送機器用部品およびパネル部材に関する。

　自動車、鉄道車両、船舶および航空機等の輸送機器においては、種々の要因により、音響・振動が発生する。

　例えば、自動車の動力源であるエンジンまたはモータは、駆動時に音響・振動を発生する。また、自動車の走行時には、路面の凹凸等に起因して、車体に音響・振動が発生する。このような音響・振動がそのまま車内（キャビン）に伝達されると、車内の乗員に不快感を与える。

　そこで、従来、上記のような音響・振動を抑制するための技術が開発されている。例えば、特許文献１には、アスファルトシートが記載されている。特許文献１のアスファルトシートは、車両の振動、騒音対策として、車両のフロアパネルに貼り付けて用いられる。

　また、例えば、特許文献２、特許文献３には、音減衰パッチが開示されている。特許文献２，３の音減衰パッチは、接着層を介して主パネルに接着され、騒音および振動を減衰する。

特開平１０－３２４１８６号公報特表２０１３－５３５０３０号公報特表２０１３－５０８２１９号公報

　特許文献１に記載されているようなアスファルトシートを用いた場合、音響・振動を抑制する効果は認められる。しかしながら、アスファルトシート自体の厚みが３～６ｍｍと厚い。このため、例えば、自動車のダッシュパネルおよびフロアパネル等にアスファルトシートを貼り付けた場合、車内空間が狭くなってしまう。また、アスファルトシートは重量が比較的重いため、アスファルトシートを貼り付けた場合、自動車の車重が増大する問題がある。

　また、特許文献２、特許文献３では、金属からなる板状の部材を音減衰パッチとして用いているが、本発明者らの鋭意検討の結果、自動車のダッシュパネル等に板状の部材を単に貼り付けても、音響・振動を十分に抑制できない場合があることが分かった。具体的には、例えば、板状の部材を単にダッシュパネルに貼り付けても、ダッシュパネルの剛性を十分に向上できない。また、板状の部材は制振機能を有していない。このため、ダッシュパネルの振動特性を改善できず、ダッシュパネルにおいて音響・振動を十分に抑制できない場合があることが分かった。

　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、厚み及び重量の増加が抑制されかつ振動特性が改善された輸送機器用部品、および輸送機器用部品の厚み及び重量の増加を抑制しつつ振動特性を改善できるパネル部材を提供することを目的としている。

　本発明者らは、輸送機器用部品において、厚みの増加を抑制しつつ振動特性を改善するために鋭意研究を行った。

　その結果、輸送機器用部品の材料となるパネル部材の構成が重要であることが分かった。すなわち、パネル部材を、金属製のベースプレートと、制振樹脂層およびパッチパネルからなるパッチ部材とによって構成し、パッチ部材の制振樹脂層をベースプレートに密着させてパッチ部材をベースプレートに貼りつけることで、振動を制振樹脂層の変形により発生する熱によって減衰できることが判明した。
　また、ベースプレートとパッチ部材とを予めスポット溶接しておくことが重要であることが分かった。より具体的に説明すると、パネル部材に変形加工を施すことによって製造した輸送機器用部品においては、変形加工された部分（以下、加工部という。）の剛性を向上させることによって、当該部品の振動特性を改善できることが分かった。また、パネル部材の変形加工が施される予定の部分（以下、加工予定部という。）において、本体部とパッチ部材とを予めスポット溶接しておくことによって、輸送機器用部品の加工部の剛性を十分に向上できることが分かった。これらのことから、加工予定部において本体部とパッチ部材とを予めスポット溶接しておくことによって、小さな厚みのパッチ部材によって加工部の剛性を十分に向上させることができ、輸送機器用部品の振動特性を改善できることが分かった。

　本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記の輸送機器用部品およびパネル部材を要旨としている。

　（１）金属製かつ板状のパッチパネルと、前記パッチパネルの一面に沿って設けられた制振樹脂層とから構成されるパッチ部材と、
　前記パッチ部材の前記制振樹脂層と密着し、前記パッチ部材が貼りつけられた金属製のベースプレートと、
　を備える、輸送機器用部品。
　（２）少なくとも一部の部位において前記パッチパネルと前記ベースプレートとが溶接された、上記（１）に記載の輸送機器用部品。
　（３）稜線状に加工された部位を有し、前記稜線状に加工された部位の少なくとも一部において前記パッチパネルと前記ベースプレートとが溶接された、上記（１）又は（２）に記載の輸送機器用部品。
　（４）凹凸状の剛性補強加工部が設けられた、上記（１）～（３）のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　（５）前記制振樹脂層は導電性を有する、上記（１）～（４）のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　（６）前記パッチパネルの厚さは０．３ｍｍ以上であり、且つ前記ベースプレートの厚さ以下である、上記（１）～（５）のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　（７）前記制振樹脂層の厚さは、１０μｍ以上１０００μｍ以下である、上記（１）～（６）のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　（８）前記制振樹脂層は、温度特性が異なる複数の層から構成される、上記（１）～（７）のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　（９）前記複数の層の間にパネルが挿入された、上記（８）に記載の輸送機器用部品。
　（１０）前記パッチパネル又は前記ベースプレートの前記制振樹脂層に接する面に凹凸状の表面加工が施された、上記（１）～（９）のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　（１１）金属製かつ板状のパッチパネルと、前記パッチパネルの一面に沿って設けられた制振樹脂層とから構成されるパッチ部材と、
　前記パッチ部材の制振樹脂層と密着し、前記パッチ部材が貼りつけられた金属製のベースプレートと、
　を備える、パネル部材。

　本発明によれば、厚み及び重量の増加が抑制されかつ振動特性が改善された輸送機器用部品、および輸送機器用部品の厚み及び重量の増加を抑制しつつ振動特性を改善できるパネル部材を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るパネル部材の外観斜視図である。本発明の一実施形態に係るダッシュパネルの外観斜視図である。パネル部材の製造方法の一例を説明するための図である。パネル部材の製造方法の一例を説明するための図である。パネル部材およびダッシュパネルの製造方法の一例を説明するための図である。パネル部材およびダッシュパネルの製造方法の一例を説明するための図である。パネル部材およびダッシュパネルの製造方法の一例を説明するための図である。本体部とパッチパネルのそれぞれをプレス加工した後、制振樹脂層によって両者を接合する例を示す模式図である。制振樹脂層による制振機能を説明するための概略断面図である。スポット溶接が行われていない部位にビード部を設けた例を示す模式図である。温度特性の異なる複数の樹脂を示す特性図である。複数の樹脂層から制振樹脂層を構成した例を示す断面図である。複数の樹脂層から制振樹脂層を構成した例を示す断面図である。制振樹脂層と接する本体部又はパッチパネルの表面に微細な凹凸状の表面加工を設けた例を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るパネル部材の外観斜視図である。ショックアブソーバータワーの外観斜視図である。トランクフロアパネルを側方から見た断面図である。パッチ部材の平面図である。パッチ部材の他の例の平面図である。フロアトンネル部の外観斜視図である。本体部にパッチ部材を貼り付けた場合と、本体部にパッチ部材を貼り付けていない場合の伝達関数を示す特性図である。本体部にパッチ部材を貼り付けた場合の総板厚と、本体部にパッチ部材を貼り付けていない場合の本体部の板厚を同一にした場合を示す特性図である。本体部にパッチ部材を貼り付けた場合の総板厚と、本体部にパッチ部材を貼り付けていない場合の本体部の板厚を同一にした場合を示す図である。同一形状の本体部のそれぞれに、厚さの異なるパッチパネルを有するパネル部材をそれぞれ貼り付けた場合の伝達関数を示す特性図である。本体部に大きさの異なるパッチ部材を貼り付けた場合を示す特性図である。本実施形態に係るパッチ部材を本体部に貼り付けた場合と、制振シート（厚さ３ｍｍ、４．５ｍｍ、６ｍｍ）を貼り付けた場合とを比較して示す特性図である。図１７～図２２の特性を計測するための試験装置を示す模式図である。図２３中の矢印Ａ方向から見た状態を示す平面図である。

　以下、本発明のパネル部材について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るパネル部材１０の外観斜視図であり、図２は、パネル部材１０から製造されたダッシュパネル２０を示す外観斜視図である。

　図１に示すように、パネル部材１０は、板状の本体部（ベースプレート）１２と、本体部１２に貼り付けられた一対のパッチ部材１５とを備える。本実施形態では、平面視において、パッチ部材１５は本体部１２よりも小さい。パッチ部材１５は、パッチパネル１４と、このパッチパネル１４の一面に沿って設けられた制振樹脂層１８（図４参照）とから構成され、パッチパネル１４は制振樹脂層１８を介して本体部１２に貼り付けられる。パネル部材１０は、互いに平行に延びる複数の加工予定部１０ａを有する。加工予定部１０ａは、パネル部材１０から輸送機器用部品（本実施形態では、ダッシュパネル２０）を製造する際に変形加工が施される部分である。

　本実施形態では、例えば自動車製造工場においてパネル部材１０からダッシュパネル２０を製造する際に、複数の加工予定部１０ａにビード加工（剛性補強加工）が施され、複数の加工部が形成される。本実施形態では、図２に示すように、加工部として、複数のビード部２２が形成される。各ビード部２２は、一方向に延びるように形成される。なお、ここでは剛性補強加工としてビード加工を例示するが、エンボス加工など他のものであっても良い。

　本体部１２およびパッチパネル１４は金属材料（例えば、鋼板）からなる。より具体的には、本体部１２としては、例えば、薄鋼板を用いることができる。本体部１２の厚みは、例えば、０．５～３．２ｍｍであり、０．７～２．３ｍｍであることがより好ましい。パッチパネル１４としては、例えば、本体部１２と同じ金属材料からなる鋼板（軟鋼など）を用いることができる。後で詳細に説明するが、制振機能は制振樹脂層１８によって実現されるため、パッチパネル１４としてはアルミニウムなどの他の金属材料、樹脂材料等からなるものを用いても良い。パネル部材１０の剛性を高めるためには、パッチパネル１４として金属材料を用いることが好適である。パッチパネル１４の厚みは、例えば、０．５～２．０ｍｍであり、０．７～１．２ｍｍであることがより好ましい。後述する制振樹脂層１８は粘弾性樹脂から構成され、例えば、接着剤としても機能するアクリル樹脂を用いることができる。

　図１を参照して、パッチパネル１４は、加工予定部１０ａにおいて本体部１２にスポット溶接される。本実施形態では、パッチパネル１４の複数個所がスポット溶接によって本体部１２に接合される。これにより、各加工予定部１０ａに、複数のスポット溶接部ＳＷが形成される。パッチパネル１４を本体部１２にスポット溶接するため、制振樹脂層１８は導電性を有している。なお、本体部１２とパッチパネル１４の接合はスポット溶接に限られるものではなく、レーザ溶接、アーク溶接、アークスポット溶接等によるものであっても良い。スポット溶接以外の方法で本体部１２とパッチパネル１４を接合する場合は、制振樹脂層１８は導電性を有していなくても良い。

　図２に示すように、パネル部材１０から製造されたダッシュパネル２０には、例えば、クロスメンバ２４が設けられる。具体的には、ダッシュパネル２０の前面（自動車の前後方向において前側の面）に、クロスメンバ２４が固定される。本実施形態では、一対のパッチ部材１５は、本体部１２を間に挟んでクロスメンバ２４と対向する位置に設けられる。

　図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、パネル部材１０およびダッシュパネル２０の製造方法の一例を説明するための図である。なお、図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、加工予定部１０ａ近傍におけるパネル部材１０およびダッシュパネル２０の断面図である。

　図３Ａに示すように、例えば、まず、本体部１２およびパッチパネル１４を用意し、パッチパネル１４に制振樹脂層１８を塗布することによってパッチ部材１５を構成する。そして、図３Ｂおよび図４Ａに示すように、本体部１２と制振樹脂層１８を密着させ、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付ける。または、図３Ａに示すように、本体部１２の所定の領域１６に制振樹脂層１８となるアクリル樹脂を塗布し、図３Ｂおよび図４Ａに示すように、アクリル樹脂が塗布された上述の領域１６にパッチパネル１４を貼り付ける。これにより、本体部１２とパッチパネル１４との間に制振樹脂層１８が形成される。

　次に、図４Ｂに示すように、加工予定部１０ａにおいて、本体部１２とパッチパネル１４とをスポット溶接する。具体的には、図１に示すように、各加工予定部１０ａに複数のスポット溶接部ＳＷが形成されるように、本体部１２とパッチパネル１４とをスポット溶接する。本実施形態では、各加工予定部１０ａにおいて、複数のスポット溶接部ＳＷが２列に並ぶようにスポット溶接が行われる。これにより、パネル部材１０が完成する。

　次に、図４Ｃに示すように、プレス加工機の一対のパンチ３０ａ，３０ｂを用いてパネル部材１０にビード加工を施す。具体的には、各加工予定部１０ａにおいて、パッチパネル１４に凸部２６ａが形成されかつ本体部１２に凸部２６ｂが形成されるように、一対のパンチ３０ａ，３０ｂによってパネル部材１０を挟持（プレス）する。これにより、凸部２６ａ，２６ｂからなるビード部２２が形成される。

　また、本実施形態では、パネル部材１０にビード加工を施す際に、一対のパンチ３０ａ，３０ｂによって本体部１２を所定の形状（図２に示す形状）に切断する。これにより、複数のビード部２２を有するダッシュパネル２０が完成する。このように、複数のビード部２２を形成しつつ、本体部１２を所定の形状に切断することによって、ダッシュパネル２０を短時間で製造できる。

　ここで、本実施形態では、図４Ｃに示すように、各ビード部２２は、パッチパネル１４側が突出するように形成される。より具体的には、ビード部２２は、断面視においてパッチパネル１４側が頂部となるように略台形形状を有する。このように各ビード部２２を形成することによって、ダッシュパネル２０において、各ビード部２２の頂部側に一対の屈曲部２８ａが形成されるとともに、各ビード部２２の基部に一対の屈曲部２８ｂが形成される。本実施形態では、各屈曲部２８ａに複数のスポット溶接部ＳＷが位置するように、パネル部材１０において予め上述のスポット溶接が行われる。なお、複数のビード部のうちの一部または全部が、図２および図４Ｃに示した例とは反対側（すなわち本体部１２側）に突出するように形成されてもよい。

　図４Ｂ、図４Ｃを参照して、本発明においてビード部２２とは、例えば、パネル部材１０の板厚ｔの２～１０倍の高さｈ、および板厚ｔの５～３０倍の幅Ｗを有する屈曲部のことをいう。幅Ｗは、ダッシュパネル２０の平坦な部分から所定高さ立ち上がった位置（例えば、高さｈの３％の高さの位置）をビード部の両端として、測定できる。

　なお、本体部１０とパッチパネル１４を軟鋼から構成した場合は、本体部１０とパッチパネル１４をスポット溶接した状態から、図４Ｃに示したようにホットスタンプ等の手法によりプレス加工を行うことができる。一方、本体部１０とパッチパネル１４を引っ張り強さが５９０Ｍｐａ以上の比較的硬い材料（ハイテン（高張力鋼）等）から構成した場合は、図５に示すように、本体部１０とパッチパネル１４のそれぞれをプレス加工した後、制振樹脂層１８によって両者を接合し、スポット溶接を行うことが好適である。

　本実施形態におけるパネル部材１０は、制振樹脂層１８とパッチパネル１４とから構成されるパッチ部材１５を本体部１２に貼りつけたことによって、曲げ振動に伴う制振樹脂層１８の“ずり変形”により制振機能を発揮することができる。

　図６は、制振樹脂層１８による制振機能を説明するための概略断面図である。図６に示すように、パネル部材１０は曲げ振動により変形（湾曲）する。この際、曲げ振動に伴って、制振樹脂層１８がパッチパネル１４及び本体部１２との接着面によって面方向に引っ張られることで、制振樹脂層１８にずり変形と呼ばれる変形が生じる。そして、制振樹脂層１８のずり変形によって振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて、振動減衰効果が発生する。

　また、本発明に係るパネル部材１０では、上述のように、加工予定部１０ａにおいて、本体部１２とパッチパネル１４とが予めスポット溶接される。これにより、パッチパネル１４の厚みを大きくしなくても、パネル部材１０から製造されたダッシュパネル２０において、ビード部２２の剛性を十分に向上させることができる。したがって、パネル部材１０の厚みを大きくすることなく、ダッシュパネル２０の振動特性を改善することができる。

　また、本実施形態では、本体部１２にパッチパネル１４を貼り付けた後に、ビード部２２が形成される。この場合、ビード部２２において、本体部１２とパッチパネル１４との間の全域に均一な厚みの制振樹脂層１８を形成できるので、ダッシュパネル２０の振動特性を確実に改善できる。

　また、本実施形態では、本体部１２を所定の形状に切り出す際に、ビード部２２を形成する。すなわち、一つの工程において、本体部１２の切り出しおよびビード部２２の形成を行うことができる。これにより、加工工程の増加を抑制でき、加工コストを低減できる。

　パッチパネル１４は、図６で説明した制振樹脂層１８の“ずり変形”が生じた場合に、制振樹脂層１８による面方向の力に耐えるものであれば良い。このため、パッチパネル１４は、０．３ｍｍ以上の板厚を有することが好適であり、また本体部１２の板厚以下の板厚を有することが好適である。

　制振樹脂層１８の厚さは、１０μｍ以上１０００μｍ以下とするのが好適である。より好ましくは、３０μｍ以上１００μｍ以下とするのが好適である。これにより、パネル部材１０の振動を効果的に制振することが可能である。

　また、本実施形態では、クロスメンバ２４と対向する位置に一対のパッチ部材１４が設けられる。ここで、本発明者らは、自動車の駆動源から車内（キャビン）への音響・振動の伝達経路を詳細に検討した。その結果、駆動源から車内への音響・振動の主要な伝達経路に本体部１２とクロスメンバ２４との接合部が含まれることが分かった。そこで、本実施形態では、クロスメンバ２４に対向する位置にパッチ部材１４を設けている。これによって、車内に音響・振動が伝達されることをより確実に抑制できる。

　上述の実施形態では、屈曲部２８ａにおいて本体部１２とパッチパネル１４とがスポット溶接部ＳＷによって接合される場合について説明した。このように、屈曲部２８ａにスポット溶接部ＳＷを設けることで、パネル１０に変形が生じて本体部１２からパッチパネル１４が剥がされる方向に力が働いたとしても、スポット溶接部ＳＷによって本体部１２とパッチパネル１４が接合されているため、本体部１２からパッチパネル１４が剥がされることがなく、変形を確実に抑制することができる。また、本体部１２からパッチパネル１４が剥がされることがないため、制振樹脂層１８による制振機能を確実に発揮させることができる。

　一方、屈曲部２８ａ以外の部分において、本体部１２とパッチパネル１４とがスポット溶接されていてもよい。例えば、図７の断面図に示すように、スポット溶接が行われていない部位にビード部２２を設けることもできる。この場合においても、制振樹脂層１８による制振機能に加え、ビード部２２を設けたことによる剛性の向上を達成することができる。また、ビード部２２のうちの一対の屈曲部２８ａの間の部分（平坦な部分）において、本体部１２とパッチパネル１４とがスポット溶接されていてもよい。

　上述の実施形態では、一対のパッチ部材１５を有するパネル部材１０について説明したが、パッチ部材１５の数は上述の例に限定されない。例えば、パネル部材１０が１つのパッチ部材１５を備えていてもよく、３つ以上のパッチ部材１５を備えていてもよい。すなわち、本発明に係るパネル部材１０では、振動特性を改善したい任意の部分にパッチ部材を貼り付けることによって、輸送機器用部品の振動特性を効率的に改善できる。

　制振樹脂層１８は、異なる複数の樹脂から構成されていても良い。この場合、温度特性の異なる複数の樹脂から制振樹脂層１８が構成される。図８は、温度特性の異なる複数の樹脂を示す特性図である。図８において、縦軸の損失係数は制振性を示すパラメータであり、損失係数の値が大きくなるほど制振性が大きくなる。また、図９及び図１０は、複数の樹脂層１８ａ，１８ｂから制振樹脂層１８を構成した例を示す断面図である。ここで、樹脂層１８ａは高温時に制振機能を発揮し（図８に示す高温用に相当）、樹脂層１８ｂは常温時に制振機能を発揮する（図８に示す常温用に相当）。図９は、樹脂層１８ａ上に樹脂層１８ｂを直接積層した例を示しており、図１０は、樹脂層１８ａと樹脂層１８ｂの間にパネル１９を挿入した例を示している。これにより、パネル部材１０において、温度が異なる複数の環境下においても、制振機能を発揮させることができる。

　また、図１１は、制振樹脂層１８と接する本体部１２又はパッチパネル１４の表面に微細な凹凸状の表面加工（梨地加工など）を設けた例を示す断面図である。表面加工は、サンドブラスト、エッチング、等の手法により設けられる。これにより、表面加工によるアンカー効果が生じるため、制振樹脂層１８と本体部１２又はパッチパネル１４との密着性を高めることができ、上述した“ずり変形”による制振機能を確実に発揮されることができる。

　上述の実施形態では、複数の加工予定部１０ａが互いに平行に延びるように配置される場合について説明したが、加工予定部の配置は上述の例に限定されない。例えば、図１２に示すパネル部材４０のように、各パッチ部材１５において、一対の加工予定部４０ａが交差するように配置されてもよい。この場合、スポット溶接部ＳＷは、各加工予定部４０ａに沿って形成される。

　上述の実施形態では、輸送機器用部品の一例としてダッシュパネル２０を挙げたが、本発明のパネル部材は、他の輸送機器用部品にも加工できる。

　例えば、図１３に示すように、本発明に係るパネル部材からショックアブソーバータワー４２を製造してもよい。ショックアブソーバータワー４２は、図示しないショックアブソーバーを収容する本体部４４と、図示しない制振樹脂層１８を介して本体部４４に貼り付けられた中空円板形状のパッチパネル４６とを備える。ここで、パッチパネル４６と制振樹脂層１８とからパッチ部材４５が構成される。パッチ部材４５は、本体部４４の頭頂部４４ａ（図示しないショックアブソーバーを支持する部分）に貼り付けられる。なお、本体部４４およびパッチパネル４６は、上述の本体部１２およびパッチパネル１４と同様の材料からなる。ショックアブソーバータワー４２において、頭頂部４４ａおよびパッチ部材４５には、放射状に延びる複数のビード部４２ａが形成される。ビード部４２ａは、上述のビード部２２と同様の構成を有する。具体的には、ビード部４２ａは、上述のビード部２２と同様に、頭頂部４４ａおよびパッチ部材４５にビード加工を施すことによって形成される。本体部４４（頭頂部４４ａ）とパッチパネル４６とは、ビード部４２ａに形成される複数のスポット溶接部ＳＷによって接合される。複数のスポット溶接部ＳＷは、ショックアブソーバータワー４２に加工される前、すなわちパネル部材において予め形成される。

　ここで、本発明者らは、自動車の駆動源から車内への音響・振動の伝達経路を詳細に検討した。その結果、駆動源から車内への音響・振動の主要な伝達経路にショックアブソーバータワーが含まれることが分かった。さらに、本発明者らの検討の結果、ショックアブソーバータワーの頭頂部において振動が大きくなることが分かった。そこで、本発明者らは、ショックアブソーバータワー４２の頭頂部４４ａにパッチ部材４５を配置した。これにより、頭頂部４４ａの剛性を向上させることができ、ショックアブソーバータワー４２において効率よく音響・振動を抑制することが可能となる。

　例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、本発明に係るパネル部材からトランクフロアパネル４８を製造してもよい。なお、図１４Ａは、トランクフロアパネル４８を側方から見た断面図であり、図１４Ｂは、パッチ部材５２の平面図である。図１４Ａ及び図１４Ｂの例においても、パッチ部材５２はパッチパネルと制振樹脂層とから構成され、パッチパネルは制振樹脂層を介して本体部５０に装着される。図１４Ａに示すように、トランクフロアパネル４８は、トランクの床部を構成する本体部５０と、図示しない接着剤層を介して本体部５０に貼り付けられたパッチ部材５２とを備える。本体部５０は、スペアタイヤ５４を収容する収容部５０ａを有する。パッチ部材５２は、収容部５０ａの底部５０ｂに貼り付けられる。

　図１４Ｂに示すように、パッチ部材５２は、円板形状を有する。トランクフロアパネル４８において、底部５０ｂおよびパッチ部材５２には、ビード部４８ａが形成される。ビード部４８ａは、底部５０ｂおよびパッチ部材５２の中心から３方向に放射状に延びるように形成される。ビード部４８ａは、上述のビード部２２と同様の構成を有する。具体的には、ビード部４８ａは、上述のビード部２２と同様に、底部５０ｂおよびパッチ部材５２にビード加工を施すことによって形成される。本体部５０（底部５０ｂ）とパッチ部材５２とは、上述の本体部１２およびパッチ部材１４と同様に、ビード部４８ａに形成される複数のスポット溶接部ＳＷによって接合される。複数のスポット溶接部ＳＷは、トランクフロアパネル４８に加工される前、すなわちパネル部材において予め形成される。なお、ビード部は、底部５０ｂおよびパッチ部材５２の中心から３方向以上でかつ奇数の数の方向に放射状に延びるように形成されることが好ましい。例えば、図１５に示すように、本体部５０（図１４Ａ参照）およびパッチ部材５２の中心から５方向に放射状に延びるようにビード部４８ｂが形成されてもよい。

　上記のようにパッチ部材５２を設けることによって、収容部５０ａの底部５０ｂの剛性を向上できる。これにより、自動車の走行中にスペアタイヤ５４が収容部５０ａ内において揺れ動いた場合でも、収容部５０ａの振動を抑制できる。その結果、トランクフロアパネル４８から車内への音響・振動の伝達を抑制できる。

　また、底部５０ｂおよびパッチ部材５２の中心から３方向以上でかつ奇数の数の方向に放射状に延びるようにビード部を形成することによって、底部５０ｂの中心部において、周波数が最も低い振動、すなわち振動が始まって最初に共振する１次モードの振動を十分に抑制できる。それにより、トランクフロアパネル４８から車内への音響・振動の伝達をより確実に抑制できる。

　上述の実施形態では、本発明に係るパネル部材にビード加工を施して輸送機器用部品を製造する場合について説明したが、パネル部材に他の加工を施すことによって輸送機器用部品を製造してもよい。

　例えば、図１６に示すように、本発明に係るパネル部材を、プレス加工機等を用いて折り曲げ加工することによって、フロアトンネル部５６（自動車の床を構成する部材）を製造してもよい。フロアトンネル部５６は、本体部５８と、パッチ部材６０とを備える。ここでも、パッチ部材６０はパッチパネルと図示しない制振樹脂層とから構成され、パッチパネルは制振樹脂層を介して本体部６０に装着される。パッチ部材６０は、本体部５８の少なくも一部を上方から覆うように貼り付けられる。本体部５８およびパッチ部材６０のパッチパネルは、上述の本体部１２およびパッチパネル１４と同様の材料からなる。

　本体部５８およびパッチ部材６０は、それぞれ上方に向かって凸となるように加工される。これにより、フロアトンネル部５６の頂部側に一対の屈曲部５６ａが形成され、フロアトンネル部５６の基部に一対の屈曲部５６ｂが形成される。本体部５８とパッチ部材６０とは、各屈曲部５６ａにおいて、複数のスポット溶接部ＳＷによって接合される。複数のスポット溶接部ＳＷは、フロアトンネル部５６に加工される前、すなわちパネル部材において予め形成される。より具体的には、パネル部材において、一対の屈曲部５６ａとなる部分が予めスポット溶接される。

　上記のようにパッチ部材６０を設けることによって、フロアトンネル部５６の剛性を向上でき、フロアトンネル部５６の振動特性を改善できる。これにより、駆動源で発生した振動・音響がフロアトンネル部５６を介して車内に伝達されることを抑制できる。

　図面による詳細な説明は省略するが、本発明に係るパネル部材からフロアパネルまたはホイルハウスインナー等の他の自動車部品（輸送機器用部品）を製造してもよい。

　以下、実施例によって本発明の効果を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

　図１７～図２２は、制振樹脂層１８による制振の効果を説明するための特性図である。ここで、図１７は、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の伝達関数を示す特性図である。ここでは、図２３に示す試験装置を用いて伝達関数を測定した。図２３に示すように、本体部１２にバッチ部材１５が貼り付けられたパネル部材１０は、ばね１１０によって保持されており、加振機１００によって加振される。図２４は、図２３中の矢印Ａ方向から見た状態を示す平面図である。図２３及び図２４に示すように、本体部１２とパッチパネル１４とを制振樹脂層１８を介して接着し、加振機１００で加振した際の加速度を加速度計で計測した。

　図１７～図２２では、計測した加速度から得られる伝達関数を示している。ここで、伝達関数が低いほど効果的に制振が行われていることになる。図１７に示すように、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合に得られた特性（破線）を比較すると、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）の方が大幅に伝達関数の値が低下している。従って、パッチ部材１５を貼り付けたことにより効果的に制振が行われていることが判る。

　一般的に、振動による雑音（ノイズ）は、１ｋＨｚ以下の周波数で発生する。従って、図１７に示す結果によれば、１ｋＨｚ以下の周波数で振動を効果的に減衰させることができ、雑音の発生を抑えることが可能である。

　図１８は、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の伝達関数を示す特性図であって、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合の総板厚と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の本体部１２の板厚を同一にした場合を示している。ここでは、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合、本体部１２として厚さ０．６ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用い、パッチパネル１４として厚さ０．４ｍｍ、縦横４００ｍｍ×５００ｍｍの鋼板を用いた。また、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合、本体部１２として厚さ１．０ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用いた。図１８に示すように、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合に得られた特性（破線）を比較すると、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）の方が大幅に伝達関数の値が低下している。ここで、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合の総板厚と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の本体部１２の板厚を同一にしているため、伝達関数の値の低下には、制振樹脂層１８のずり変形による制振が大きく寄与していることが判る。

　同様に、図１９は、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の伝達関数を示す特性図であって、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合の総板厚と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の本体部１２の板厚を同一にした場合を示している。ここでは、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合、本体部１２として厚さ０．６ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用い、パッチパネル１４として厚さ０．６、縦横４００ｍｍ×５００ｍｍの鋼板を用いた。また、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合、本体部１２として厚さ１．２ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用いた。図１９に示すように、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合に得られた特性（破線）を比較すると、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）の方が大幅に伝達関数の値が低下している。ここで、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合の総板厚と、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けていない場合の本体部１２の板厚を同一にしているため、伝達関数の値の低下には、制振樹脂層１８のずり変形による制振が大きく寄与していることが判る。

　また、図２０は、同一形状の本体部１２のそれぞれに、厚さの異なるパッチパネル１４を有するパネル部材１５をそれぞれ貼り付けた場合の伝達関数を示す特性図である。ここでは、本体部１２として厚さ０．８ｍｍ、縦横５００ｍｍ×５００ｍｍの鋼板を用い、パッチパネル１４として厚さ０．４ｍｍ、縦横２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、縦横２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ、縦横２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、の３種類を用いた。図２０に示すように、パッチパネル１４の厚さを変えても伝達関数の値は大きく変化しないことが判る。従って、本体部１２にパネル部材１５を貼り付けた場合に、伝達関数の値の低下には、制振樹脂層１８のずり変形による制振が大きく寄与していることが判る。

　また、図２１は、本体部１２に大きさの異なるパッチ部材を貼り付けた場合を示す特性図である。ここでは、本体部１２として厚さ１．０ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用い、パッチパネル１４として厚さ０．５ｍｍのものを用いた。また、パッチパネル１４として、縦横２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、縦横１００ｍｍ×１００ｍｍ、４００ｍｍ×５００ｍｍの大きさのものを用いた。図２１に示すように、パッチパネル１４の面積が広い方が、減衰効果が大きくなることが判る。

　また、図２２は、本実施形態に係るパッチ部材１５を本体部１２に貼り付けた場合と、制振シート（アスファルトシート；厚さ３ｍｍ、４．５ｍｍ、６ｍｍ）を貼り付けた場合とを比較して示す特性図である。ここでは、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合、本体部１２として厚さ０．６ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用い、パッチパネル１４として厚さ０．４ｍｍ、縦横４００ｍｍ×５００ｍｍの鋼板を用いた。また、本体部１２に制振シート（厚さ３ｍｍ、４．５ｍｍ、６ｍｍ）を貼り付けた場合、本体部１２として厚さ１．０ｍｍ、縦横５００ｍｍ×６００ｍｍの鋼板を用い、制振シート（厚さ３ｍｍ、４．５ｍｍ、６ｍｍ）として縦横３２０ｍｍ×５１０ｍｍのものを用いた。図２２に示すように、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合に得られた特性（実線）と、本体部１２に厚さ３ｍｍ、４．５ｍｍ、６ｍｍの制振シートを貼り付けた場合を比較すると、パッチ部材１５を貼り付けたことにより厚さ４．５ｍｍの制振シートと同等の減衰特性が得られる。ところが、本体部１２にパッチ部材１５を貼り付けた場合の重量は２．０６ｋｇであるのに対し、本体部１２に厚さ４．５ｍｍの制振シートを貼り付けた場合の重量は２．８４ｋｇである。従って、本実施形態によれば制振シートを貼り付けた場合よりも軽量化を達成することができる。また、本実施形態では本体部１２とパッチ部材１５の総厚さは１ｍｍであるため、本体部１２に厚さ４．５ｍｍの制振シートを貼り付けた場合に比べて薄くすることができ、車両に適用した場合のスペースの確保が容易となる。

　また、本発明の効果を検証するため、本発明者らは、本発明例のパネル部材および比較例１，２のパネル部材を作製した。下記の表１に示すように、本発明例および比較例１，２ともに、本体部として、板厚：０．５ｍｍ、縦：２００ｍｍ、および横：２００ｍｍの５９０ＭＰａ級鋼板を用いた。パッチ部材としては、板厚：０．５ｍｍ、縦：１００ｍｍ、および横：１００ｍｍの５９０ＭＰａ級鋼板を用いた。パッチ部材は、アクリル樹脂を用いて本体部の中央部に貼り付けた。本発明例および比較例１のパネル部材の中央部には、高さ：５ｍｍ、幅：２０ｍｍ、および長さ：１００ｍｍの直線状のビード部を形成した。また、本発明例のパネル部材には、加工予定部（上記ビード部を形成する部分）にスポット溶接を行った。より具体的には、上記ビード部において一対の屈曲部（図４Ｃの一対の屈曲部２８ａに相当）となる部分に、スポット溶接を行った。スポット溶接は、各屈曲部に５つのスポット溶接部が等間隔で位置するように、２５ｍｍ間隔で行った。このようにして、ビード加工前に、本体部とパッチ部材とを接合した。

　上記の構成を有する本発明例および比較例１，２のパネル部材の１次モードの周波数を実験によって測定した。測定結果を下記の表２に示す。なお、表２においては、比較例２のパネル部材の周波数を基準として、本発明例および比較例１，２の周波数を無次元化して示している。

　ビード部を有する比較例１のパネル部材の実験結果と、ビード部を有しない比較例２の実験結果とを比較すると、比較例１のパネル部材の１次モードの周波数は比較例２のパネル部材の１次モードの周波数の約２．５倍となった。このことから、ビード部を形成することによって、パネル部材の１次モードの周波数を高くすることができ、低周波数域におけるパネル部材の振動特性を改善できることが分かる。また、本発明例のパネル部材の実験結果と、比較例１のパネル部材の実験結果とを比較すると、本発明例のパネル部材の１次モードの周波数は、比較例１のパネル部材よりもさらに約１８％高くなった。このことから、加工予定部を予めスポット溶接することによって、低周波数域におけるパネル部材の振動特性をさらに改善できることが分かる。すなわち、本発明の優れた効果が確認できた。

　以上説明したように本実施形態によれば、パッチパネル１４と制振樹脂層１８とから構成されるパッチ部材１５を本体部１２に貼りつけてパネル部材１０を構成するようにしたため、制振樹脂層１８の“ずり変形”による制振機能を発揮させることができ、振動及びこれに起因するノイズの発生を最小限に抑えることが可能となる。また、パッチ部材１５を用いることで、従来の制振シートを用いる場合に比べて板厚を薄くすることができ、車両内のスペースを大幅に拡大することが可能となる。更に、パッチ部材を用いることで、従来の制振シートを用いる場合よりも大幅な軽量化を達成することが可能となる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　本発明のパネル部材を用いれば、厚み及び重量の増加が抑制されかつ振動特性が改善された輸送機器用部品を製造することができる。したがって、本発明は、輸送機器用部品に好適に利用できる。

１０，４０　パネル部材
１０ａ，４０ａ　加工予定部
１２，４４，５０，５８　本体部
１４，４６，５２，６０　パッチパネル
１５　パッチ部材
１８　制振樹脂層
２０　ダッシュパネル
２２，４２ａ，４８ａ，４８ｂ，　ビード部
２８ａ，２８ｂ，５６ａ，５６ｂ　屈曲部
４２　ショックアブソーバータワー
４８　トランクフロアパネル
５６　フロアトンネル部

Claims

　金属製かつ板状のパッチパネルと、前記パッチパネルの一面に沿って設けられた制振樹脂層とから構成されるパッチ部材と、
　前記パッチ部材の前記制振樹脂層と密着し、前記パッチ部材が貼りつけられた金属製のベースプレートと、
　を備える、輸送機器用部品。
　少なくとも一部の部位において前記パッチパネルと前記ベースプレートとが溶接された、請求項１に記載の輸送機器用部品。
　稜線状に加工された部位を有し、前記稜線状に加工された部位の少なくとも一部において前記パッチパネルと前記ベースプレートとが溶接された、請求項１又は２に記載の輸送機器用部品。
　凹凸状の剛性補強加工部が設けられた、請求項１～３のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　前記制振樹脂層は導電性を有する、請求項１～４のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　前記パッチパネルの厚さは０．３ｍｍ以上であり、且つ前記ベースプレートの厚さ以下である、請求項１～５のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　前記制振樹脂層の厚さは、１０μｍ以上１０００μｍ以下である、請求項１～６のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　前記制振樹脂層は、温度特性が異なる複数の層から構成される、請求項１～７のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　前記複数の層の間にパネルが挿入された、請求項８に記載の輸送機器用部品。
　前記パッチパネル又は前記ベースプレートの前記制振樹脂層に接する面に凹凸状の表面加工が施された、請求項１～９のいずれかに記載の輸送機器用部品。
　金属製かつ板状のパッチパネルと、前記パッチパネルの一面に沿って設けられた制振樹脂層とから構成されるパッチ部材と、
　前記パッチ部材の制振樹脂層と密着し、前記パッチ部材が貼りつけられた金属製のベースプレートと、
　を備える、パネル部材。