特許 6992528 車両の遮音構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-13

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】車両の遮音構造

(51)【国際特許分類】

   B60R 13/08 20060101AFI20220105BHJP

   B62D 25/20 20060101ALI20220105BHJP

   B60R 13/02 20060101ALI20220105BHJP

   G10K 11/16 20060101ALI20220105BHJP

   B60N 3/04 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

B60R13/08

B62D25/20 G

B60R13/02 Z

G10K11/16 110

B60N3/04 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018004805

(22)【出願日】2018-01-16

(65)【公開番号】P2019123349

(43)【公開日】2019-07-25

【審査請求日】2020-07-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100157808

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 耕平

(72)【発明者】

【氏名】村澤 英治

(72)【発明者】

【氏名】波田 哲紀

(72)【発明者】

【氏名】西川 明廣

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 隆

(72)【発明者】

【氏名】岡▲崎▼ 裕之

【審査官】菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０６９９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５５４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８８６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６１９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２２１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ １３／０２；１３／０８

Ｂ６０Ｎ ３／０４

Ｅ０４Ｂ １／６２－ １／９９

Ｇ１０Ｋ １１／００－１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サイドシルと、前記サイドシルの側方に配置されたフロアパネルと、を有し、車両の車室を形成する構造体と、
前記構造体の前記サイドシルに重ねられた端部領域と、前記フロアパネルに重ねられた主領域と、を有しているとともに、ヤング率が１００，０００Ｐａ以下である吸音層と、
前記吸音層を覆う表皮材と、
前記端部領域を前記車室から隠すように前記サイドシルに連結されたスカッフプレートと、を備え、
前記スカッフプレートは、前記表皮材に線状に接触する縁部を含んでおり、
前記端部領域は、前記吸音層の側縁を形成するとともに前記吸音層の前記側縁から側方に所定の幅を有する帯状の外帯領域と、前記車両の車幅方向において内方で前記外帯領域に隣接した帯状の内帯領域と、を含み、
前記外帯領域は、前記サイドシルに密着され、
前記内帯領域は、前記スカッフプレートの前記縁部の下方に位置し、且つ、前記サイドシルから上方に離れている、
車両の遮音構造。

【請求項2】

前記端部領域における前記吸音層の密度は、前記主領域における前記吸音層の密度よりも高く、
前記端部領域及び前記主領域における前記吸音層のヤング率は、１００，０００Ｐａ以下である、
請求項１に記載の遮音構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車室への音の伝播を抑制する車両の遮音構造に関する。

【背景技術】

【0002】

車室への音の伝播を抑制する様々な遮音構造が開発されている。特許文献１は、吸音層の外周に沿って配置されたシール部材を有する遮音構造を開示する。

【0003】

特許文献１のシール部材は、吸音層の外周縁からの空気の抜けを防止する。空気の抜けが防止された環境下で吸音層が存在しないならば、音が空気に伝播すると音によって振動された空気の速度は高くなる。空気の速度と吸音層として用いられる材料によって定められる粘性係数との積は、吸音層内で振動する空気のエネルギの損失に相当する。上述の如く、シール部材によって空気の振動速度が高くなる環境が作り出されるので、空気の振動速度が高くなる環境内に配置された吸音層は空気の大きなエネルギ損失を生み出し、車室へ伝播される音のレベルを大幅に低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－７５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１によれば、シール部材が追加的に用いられる。このことは、車体に用いられる部品の数の増大、ひいては、車体の製造コストの増大に帰結する。

【0006】

本発明は、追加的な部品を用いることなく高い遮音性能を発揮することができる車両の遮音構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一局面に係る車両の遮音構造は、サイドシルと、前記サイドシルの側方に配置されたフロアパネルと、を有し、車両の車室を形成する構造体と、前記構造体の前記サイドシルに重ねられた端部領域と、前記フロアパネルに重ねられた主領域と、を有しているとともに、ヤング率が１００，０００Ｐａ以下である吸音層と、前記吸音層を覆う表皮材と、前記端部領域を前記車室から隠すように前記サイドシルに連結されたスカッフプレートと、を備えている。前記スカッフプレートは、前記表皮材に線状に接触する縁部を含んでいる。前記端部領域は、前記吸音層の側縁を形成するとともに前記吸音層の前記側縁から側方に所定の幅を有する帯状の外帯領域と、前記車両の車幅方向において内方で前記外帯領域に隣接した帯状の内帯領域と、を含んでいる。前記外帯領域は、前記サイドシルに密着されている。前記内帯領域は、前記スカッフプレートの前記縁部の下方に位置し、且つ、前記サイドシルから上方に離れている。

【0008】

一般的に、吸音層の密度が高いならば、吸音層として用いられる材料によって定められる粘性係数が高くなる。この結果、粘性係数と吸音層の不存在下で音の伝播によって振動する空気の速度との積に相当する空気のエネルギ損失、すなわち、音の透過損失は大きくなる。大きな透過損失は、吸音層が優れた吸音特性を有していることを意味する。

【0009】

一方、吸音層の密度の増加は、吸音層のヤング率の増加に帰結する。吸音層のヤング率は、音の伝達させやすさを表す振動伝達率に直接的に関係する。すなわち、ヤング率が増加すると、振動伝達率も増加する。大きな振動伝達率は、音を伝達させやすいことを意味する。

【0010】

上記の構成によれば、吸音層のヤング率は、１００，０００Ｐａ以下であるので、空気のヤング率を超えない。吸音層のヤング率が１００，０００Ｐａ以下であるとき、吸音層のヤング率がもたらす音の伝達させやすさの効果は、吸音層の密度からもたらされる音の透過損失の効果を上回らず、吸音層は、音を効果的に吸収することができる。吸音層のヤング率の適切な設定によって優れた吸音効果が得られるので、従来の遮音構造のシール部材といった追加的な部品は必要とされない。また、表皮材は、吸音層を覆うので、吸音層は、表皮材によって遮音性能を損なわせる物質から保護される。サイドシルに連結されたスカッフプレートは、端部領域を車室から隠すので、車室内の乗員が吸音層の端部領域を視認することを妨げることができる。スカッフプレートは、吸音層を覆う表皮材に接触するので、表皮材とスカッフプレートとの間に空隙が生じず、表皮材とスカッフプレートとの間の形状的な連続性が得られる。この結果、車室内の美観は、良好に維持される。スカッフプレートが表皮材と広い領域で接触すれば、吸音層は、スカッフプレートに広い領域に亘って押され、吸音層の密度が高くなることが考えられる。しかしながら、スカッフプレートの縁部は表皮材に線状に接触するので、スカッフプレートからの押圧作用による吸音層の密度の増加は、線状の領域に制限される。したがって、スカッフプレートからの押圧作用は、吸音層の遮音効果にあまり影響しない。また、吸音層の側縁を形成するとともに吸音層の側縁から側方に所定の幅を有する帯状の外帯領域は、サイドシルに密着しているので、吸音層は、側縁の周囲においてサイドシルにしっかりと固定される。車両の車幅方向において内方で外帯領域に隣接した帯状の内帯領域は、スカッフプレートの縁部の下方に位置するので、スカッフプレートによって押されやすい。しかしながら、内帯領域は、サイドシルから上方に離れているので、スカッフプレートの縁部によって押圧された内帯領域は、下方に変位し、スカッフプレートからの過度の圧縮を避けることができる。

【0011】

上記の構成に関して、前記端部領域における前記吸音層の密度は、前記主領域における前記吸音層の密度よりも高くてもよい。前記端部領域及び前記主領域における前記吸音層のヤング率は、１００，０００Ｐａ以下であってもよい。

【0012】

上記の構成によれば、サイドシルに重ねられた端部領域における吸音層の密度は、フロアパネルに重ねられた主領域における吸音層の密度よりも高いので、端部領域を通じた空気の抜けは生じにくくなる。端部領域における空気の抜けが生じにくくされた環境において主領域に対応する領域が中空に形成されているならば、中空領域内の空気は中空領域に伝播した音によって高い速度で振動される。中空領域に低い密度の吸音層が配置され主領域が形成されると、主領域における粘性係数は低くなるけれども空気の速度は大きいので、これらの積に相当する透過損失は十分に高いレベルを維持することができる。したがって、主領域は十分な遮音特性を有することができる。端部領域における吸音層は、従来の遮音構造のシール部材と同様に、主領域に配置された吸音層に優れた遮音効果を発揮させる環境を作り出すので、従来の遮音構造のシール部材といった追加的な部品は必要とされない。

【0013】

端部領域における吸音層の密度は、主領域における吸音層の密度よりも高いけれども、端部領域における吸音層のヤング率は１００，０００Ｐａ以下であるので、端部領域においては、吸音層のヤング率がもたらす音の伝達させやすさの効果は、吸音層の密度からもたらされる音の透過損失の効果を上回らず、端部領域は優れた遮音特性を有することができる。端部領域における吸音層のヤング率と同様に、主領域における吸音層のヤング率も１００，０００Ｐａ以下であるので、主領域においても、吸音層のヤング率がもたらす音の伝達させやすさの効果は、吸音層の密度からもたらされる音の透過損失の効果を上回らず、主領域は優れた遮音特性を有することができる。

【発明の効果】

【0018】

上述の車両の遮音構造は、追加的な部品を用いることなく高い遮音性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】遮音構造の概略的な断面図である。

【図2】遮音構造の概略的な展開斜視図である。

【図3】サイドシル及びスカッフプレートの連結部位周りの遮音構造の拡大斜視図である。

【図4】振動周波数と遮音特性との間の概略的な関係を表すグラフである。

【図5】上層と下層との間で形成された開口部の影響の説明のために構築された２つのモデルの概略的な断面図である。

【図6】図５に示される２つのモデルの遮音特性を概略的に表すグラフである。

【図7】本発明者等が案出した遮音構造のモデルの概略図である。

【図8】本発明者等がヤング率と振動伝達率との間の関係を調査するために作成した実験装置の概略図である。

【図9】ヤング率と振動伝達率との間の関係を表すグラフである。

【図10】本発明者等がヤング率と音の透過損失との間の関係を調査するために作成した実験装置の概略図である。

【図11】ヤング率と音の透過損失との間の関係を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜遮音原理＞
図４は、振動周波数と遮音特性との間の概略的な関係を表すグラフである。図４を参照して、振動周波数と遮音特性との間の関係が説明される。

【0021】

図４は、振動周波数と遮音特性との間の関係を表すグラフに加えて、グラフ中のデータの基となっているモデルＡ～Ｃを示している。振動周波数と遮音特性との間の関係の前にモデルＡ～Ｃが概略的に説明される。

【0022】

モデルＡは、上層ＵＬＹと、上層ＵＬＹの下方の下層ＬＬＹと、上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとの間の中間層ＩＬＹと、から形成された構造を表している。モデルＢは、中間層ＩＬＹが所定のばね定数を有する層であることを表している。モデルＣは、中間層ＩＬＹが介在することなく、上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹが一体化された構造を表している。これらのモデルＡ～Ｃの遮音特性が図４のグラフを参照して以下に説明される。

【0023】

図４のグラフの横軸は、下層ＬＬＹから上層ＵＬＹへ伝播する振動の周波数を表している。図４のグラフの横軸は、上層ＵＬＹから出射された振動のエネルギと下層ＬＬＹに入射した振動のエネルギとの間の差に相当する透過損失を表す。すなわち、透過損失が大きいことは、振動が伝播しにくいことを意味している。

【0024】

図４のグラフの曲線Ｃ１は、上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹが剛体であるときのモデルＢの遮音特性を表している。図４のグラフの曲線Ｃ２は、上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹが剛体であるときのモデルＣの遮音特性を表している。曲線Ｃ１に関して、周波数の増加に応じて、透過損失は急激に増加している。一方、曲線Ｃ２は、曲線Ｃ１ほど急激な透過損失の増加を示していない。曲線Ｃ１，Ｃ２間の比較から、中間層ＩＬＹのばね定数が適切に設定されるならば、中間層ＩＬＹを有さない構造よりも高い遮音特性が得られることが分かる。

【0025】

図４のグラフの曲線Ｃ３は、上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹが弾性体であるときの遮音特性を表している。曲線Ｃ３によって表される複数の極小値は、モデルＢがモデルＢに入射した振動と共振し、遮音性能が著しく低下していることを表している。隣り合う２つの極小値の間に現れる極大値は反共振点に相当し、反共振点に対応する周波数の振動成分に対してモデルＢが優れた遮音性能を発揮することを表している。

【0026】

曲線Ｃ１，Ｃ３の間の比較から、遮音性能が低下する共振点における遮音特性が向上されるならば、上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹが弾性体であるときの遮音性能は、上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹが剛体であるときの遮音性能よりも優れていることが分かる。中間層ＩＬＹとして一般的な吸音材が用いられるとき、共振点における遮音性能が向上されることはよく知られている。

【0027】

図５は、上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとの間で側方に開口した開口部の影響の説明のために構築された２つのモデルの概略的な断面図である。図５の２つのモデルが以下に説明される。

【0028】

図５の２つのモデルそれぞれは、上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとを含んでいる。図５の上層ＵＬＹ及び下層ＬＬＹは弾性体である。上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとの間の領域は中空である。振動は下層ＬＬＹに入射し、上層ＵＬＹから出射している。

【0029】

図５の２つのモデルそれぞれは、上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとに加えて、下層ＬＬＹの両側端に連結された２つのフレームＦＲＭを用いて作成されている。上層ＵＬＹは、２つのフレームＦＲＭから上方に離間した位置に配置されている。

【0030】

図５の上側のモデルに関して、上層ＵＬＹと２つのフレームＦＲＭとの間には側方に開口した開口部が形成されている。図５の下側のモデルに関して、上層ＵＬＹと２つのフレームＦＲＭとの間には開口部はパンチングメタルといった開口板材によって部分的に閉じられている。したがって、下側のモデルの開口部は、上側のモデルの開口部より狭くなっている。

【0031】

図５の上側のモデルに関して、フレームＦＲＭと上層ＵＬＹとの間の開口部は比較的広いので、上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとの間の中空領域に存在する空気は、振動が下層ＬＬＹに入射したとき開口部を通じてモデル外へ抜け出やすい。すなわち、下層ＬＬＹから入射した振動のエネルギは、中空領域からモデル外への空気の流出と中空領域に留まる空気の粒子の運動とを引き起こす。

【0032】

図５の下側のモデルに関して、フレームＦＲＭと上層ＵＬＹとの間の開口部は比較的狭いので、振動が下層ＬＬＹに入射したときに開口部を通じてモデル外へ抜け出る空気の量は、図５の上側のモデルよりも少なくなる。したがって、図５の上側のモデルと比較して、中空領域からモデル外への空気の流出に用いられる振動エネルギの量は小さくなる一方で、中空領域に留まる空気の粒子の運動に用いられる振動エネルギの量は大きくなる。この結果、図５に示されるように、下側のモデルの中空領域で運動する空気の粒子の速度は、上側のモデルの中空領域で運動する空気の粒子の速度よりも高くなる。

【0033】

図６は、図５に示される２つのモデルの遮音特性を概略的に表すグラフである。図４乃至図６を参照して、これらのモデルの遮音特性が説明される。

【0034】

図６のグラフの横軸は、下層ＬＬＹから上層ＵＬＹへ伝播する振動の周波数を表している。図６のグラフの横軸は、上層ＵＬＹから出射された振動のエネルギと下層ＬＬＹに入射する振動のエネルギとの間の差に相当する透過損失を表す。

【0035】

図６のグラフ中の実線は、図５の下側のモデルの遮音特性を表している。図６のグラフ中の点線は、図５の上側のモデルの遮音特性を表している。実線及び点線はともに複数の極小値と複数の極大値とを示している。図４を参照して説明されたように、極小値は共振点を表している一方で、極大値は反共振点を表している。図６に示されるように、隣り合う極小値及び極大値の差は、下側のモデルの方が上側のモデルよりも大きい。特に、下側のモデルは極小値として現れる共振点において、上側のモデルよりも大幅に小さな遮音特性（透過損失）を示す。このことは、下側のモデルの中空領域における空気の粒子の速度は、上側のモデルの中空領域における空気の粒子の速度よりも大幅に高いことを意味している。したがって、下側のモデルの中空領域に吸音材が充填されると、空気の粒子の速度は大幅に低減されることができる。一方、吸音材の不存在下において上側のモデルの中空領域内での空気の粒子速度は下側のモデルの中空領域内での空気の粒子速度ほど高くないので、上側のモデルの中空領域に吸音材が充填されても、上側のモデルの粒子速度の低減量は下側のモデルの粒子速度の低減量ほど高くはならない。したがって、吸音材による遮音効果は、下側のモデルの方が上側のモデルよりも大きくなるということができる。すなわち、空気の漏れ量の低減は吸音材の遮音効果の増大に帰結するということができる。遮音材の増大された遮音効果を得るために、従来の遮音構造は吸音層の外縁を塞ぐシール材を用いている。

【0036】

シール材は吸音層の外縁からの空気の抜けを防ぐので、従来の遮音構造は下側のモデルに相当し、吸音層に優れた遮音効果を発揮させている。しかしながら、従来の遮音構造はシール材を追加的に必要としているので、この点において改善の余地がある。本発明者等は、シール材といった追加的な部品を用いることなく、下側のモデルに相当する遮音構造を案出した。

【0037】

図７は、本発明者等が案出した遮音構造のモデルの概略図である。図４、図５及び図７を参照して、本発明者等が新たに案出した遮音構造のモデルが説明される。

【0038】

図７は、上層ＵＬＹ、下層ＬＬＹ及び２つのフレームＦＲＭを示す。これらのレイアウトは、図５のモデルのレイアウトと同様である。

【0039】

図７は、図５のモデルの中空領域に対応する位置に充填された吸音層を更に示す。上層ＵＬＹと２つのフレームＦＲＭとの間に充填された吸音層の密度は、他の領域（すなわち、上層ＵＬＹと下層ＬＬＹとの間、且つ、２つのフレームＦＲＭの間の領域）における吸音層の密度よりも大きな値に設定されている。この結果、上層ＵＬＹと２つのフレームＦＲＭとの間の領域からの空気の抜けは生じにくくなり、図５の下側のモデルの条件に略等しい条件が得られることになる。

【0040】

吸音層の密度が高くなると、吸音層内での空気の運動は吸音層によって大きく阻害される。この結果、大きな密度を有する吸音層は、高い透過損失をもたらすことができる。一方、吸音層の高い密度は吸音層の高いヤング率に帰結する。ヤング率は、図４に示されたモデルＢのばね定数に相当する。モデルＢのばね定数が無限大になった状態は、図４のモデルＣ（剛体モデル）に近似されることができる。すなわち、吸音層の高いヤング率は、図７に示されるモデルを図４の剛体モデル（モデルＣ）に近づけるということができる。

【0041】

ヤング率に由来する音の伝達の容易さの指標として、一般的に、振動伝達率が用いられる。振動伝達率は、ヤング率に略比例する指標であり、透過損失の逆数に相当する。吸音層の密度が過度に高くなると、高いヤング率に由来する高い振動伝達率に起因する音の伝達の容易さの効果は、吸音層の高い密度から得られる高い透過損失に由来する遮音効果を上回り、遮音効果が損なわれることになる。一方、吸音層の密度が過度に低いと、吸音層は空気の運動を十分に阻害することができず、高い透過損失が得られないことになる。したがって、吸音層の密度、すなわち、ヤング率は適切な値に設定される必要がある。

【0042】

図８は、本発明者等がヤング率と振動伝達率との間の関係を調査するために作成した実験装置の概略図である。図８を参照して、本発明者等が作成した実験装置が説明される。

【0043】

本発明者等は、略平行に配置された２つの鋼板ＳＰＬの間に吸音層ＳＡＬを形成し、試験片を作成した。試験片の両側縁は、一対のクランパＣＬＰによって挟持されている。本発明者等は、吸音層ＳＡＬに繊維系材料とウレタン系材料とを用いて、様々なヤング率を設定した。

【0044】

試験片に振動を与えるために、試験片の下方に加振機ＶＢＲが配置され、加振機ＶＢＲの先端にフォースゲージＦＧＧが取り付けられた。フォースゲージＦＧＧは、下側の鋼板ＳＰＬに押し当てられた。加振機ＶＢＲが生成した振動は、フォースゲージＦＧＧを通じて試験片に伝達された。振動加速度を測定する加速度計ＡＣＭは上側の鋼板ＳＰＬに取り付けられた。加速度計ＡＣＭから出力された信号に基づいて、振動伝達率が算出された。

【0045】

図９は、ヤング率と振動伝達率との間の関係を表すグラフである。図９に示されるデータは、図８に示される実験装置から得られている。図８及び図９を参照して、ヤング率と振動伝達率との間の関係が説明される。

【0046】

図９に示されるように、ヤング率が１００，０００Ｐａを超えるまでは、振動伝達率は略一定であり、振動伝達率の顕著な増加は認められない。一方、ヤング率が１００，０００Ｐａを超えると、振動伝達率は有意に増加する。１００，０００Ｐａを超えるヤング率の範囲では、ヤング率の増加に伴って、振動伝達率も増加することが分かる。

【0047】

図１０は、本発明者等がヤング率と音の透過損失との間の関係を調査するために作成した実験装置の概略図である。図８及び図１０を参照して、本発明者等が作成した実験装置が説明される。

【0048】

本発明者等は、図８を参照して説明された試験片を用いて、音の透過損失を調査するための実験装置を作成した。本発明者等は、右方に開口した音響箱ＡＣＢ内に音源ＡＣＳを配置し、音響箱ＡＣＢの開口部を試験片で塞いだ。本発明者等は、音源ＡＣＳから出力された音のレベルと、音響箱ＡＣＢの外で測定された音のレベルと、から透過損失を算出した。

【0049】

図１１は、ヤング率と音の透過損失との間の関係を表すグラフである。図１１に示されるデータは、図１０に示される実験装置から得られている。図９乃至図１１を参照して、ヤング率と透過損失との間の関係が説明される。

【0050】

図１１に示されるように、ヤング率が１００，０００Ｐａを超えるまでは、透過損失は略一定であり、透過損失の顕著な増加は認められない。一方、ヤング率が１００，０００Ｐａを超えると、透過損失は有意に低下している。１００，０００Ｐａを超えるヤング率の範囲では、ヤング率の増加に伴って透過損失が低下することが分かる。このことは、１００，０００Ｐａを超えるヤング率の範囲では、高いヤング率に由来する音の伝達しやすさの効果が、吸音層ＳＡＬが空気の運動を阻害することによる透過損失の効果を上回っていることを意味する。

【0051】

図９及び図１１のグラフから、１００，０００Ｐａ以下のヤング率の範囲では、低い振動伝達率及び高い透過損失が達成されることが分かる。したがって、吸音層ＳＡＬのヤング率が１００，０００Ｐａ以下の値に設定されるならば、優れた遮音効果が得られることが分かる。一方、ヤング率が１００，０００Ｐａを超えると、遮音効果は悪化する。１００，０００Ｐａのヤング率は空気のヤング率に相当する。すなわち、空気のヤング率以下に設定されたヤング率を有する吸音層ＳＡＬが組み込まれるならば、優れた遮音効果が得られる。本発明者等は、上述の知見に基づき、１００，０００Ｐａ以下の吸音層を有する遮音構造を開発した。

【0052】

＜遮音構造＞
図１は、上述の知見に基づき設計された遮音構造１００の概略的な断面図である。図２は、遮音構造１００の概略的な展開斜視図である。図１、図２、図５及び図７を参照して、遮音構造１００が説明される。以下の説明に関して、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「内」及び「外」といった方向を表す用語は車両を基準に用いられている。「側方」との用語は、車幅方向において「外方」又は「内方」を意味している。

【0053】

遮音構造１００は、車室の下部を形成する部位に構築される。図１は、車幅方向において車室の下部を横切る仮想的な平面上における遮音構造１００の概略的な断面を示している。

【0054】

図２に示されるように、遮音構造１００は、フロアパネル１１０と、一対のサイドシル１２０，２２０（図１は、１つのサイドシル１２０のみを示している）と、を備える。フロアパネル１１０は、車両の下部の広い領域を占めるように配置され、車室に配置された様々な部品（たとえば、シート）を支持する。一対のサイドシル１２０，２２０は、フロアパネル１１０の左縁及び右縁にそれぞれ固定されている。すなわち、サイドシル１２０，２２０の間にフロアパネル１１０は配置されている。サイドシル１２０，２２０それぞれは、車室への出入口の敷居を形成する部位であり、車室の前部から後方に延設されている。フロアパネル１１０及びサイドシル１２０，２２０は一体化され、車室の下部を形成する構造体として用いられている。

【0055】

フロアパネル１１０は、略水平に横たわる水平部位１１１と、水平部位１１１の両側縁から上方にそれぞれ屈曲された一対の鉛直部位１１２と、を含む。図１は水平部位１１１の左側縁から屈曲された鉛直部位１１２を示している。図２は水平部位１１１の右側縁から屈曲された鉛直部位１１２を示している。水平部位１１１上に車室内に配置される様々な部品は固定される。一対の鉛直部位１１２は、サイドシル１２０，２２０との連結に用いられる。

【0056】

図１に示されるサイドシル１２０は、左側の出入口を形成する。右側の出入口を形成するサイドシル２２０（図２を参照）は、図１に示されるサイドシル１２０と左右対称である。したがって、左側のサイドシル１２０に関する説明は、対称性を考慮して、右側の出入口を形成するサイドシル２２０に援用される。

【0057】

サイドシル１２０は、２つの水平板部１２２，１２３と、３つの鉛直板部１２４，１２５，１２６と、を含み、全体的にΩ型の断面を有している。下側の水平板部１２２は、フロアパネル１１０の水平部位１１１と略同じ高さで水平に横たわっている。水平板部１２２の上方の水平板部１２３は、水平板部１２２と略平行である。下側の鉛直板部１２４は、下側の水平板部１２２の左縁から下方に屈曲され、サイドシル１２０を形成する他のもう１つのフレーム材（図示せず）との連結に用いられる。上側の鉛直板部１２５は、上側の水平板部１２３の左縁から上方に屈曲され、車室への出入口の下部を形成する敷居部分に所定の厚さを与える。中間の鉛直板部１２６は、上下の水平板部１２２，１２３の右縁から鉛直方向に屈曲され、フロアパネル１１０の鉛直部位１１２に連結されている。

【0058】

サイドシル１２０は、図７を参照して説明されたフレームＦＲＭに対応する部位である。図７を参照して説明された下層ＬＬＹは、図１及び図２に示されるフロアパネル１１０に相当している。図７を参照して説明された吸音層及び上層ＵＬＹに相当する構造が以下に説明される。

【0059】

遮音構造１００は、図７を参照して説明された吸音層及び上層ＵＬＹに相当する構造として、フロアパネル１１０とサイドシル１２０とによって支持されたフロアカーペット１３０を更に備える。図１に示されるように、フロアカーペット１３０は、吸音層１３１と、吸音層１３１を覆う表皮材１３２と、吸音層１３１の下面に沿って形成された保護シート１３３と、を含む。吸音層１３１は、図７を参照して説明された吸音層に相当し、フロアパネル１１０及びサイドシル１２０に入射した音のレベルを低減する。表皮材１３２は、図７を参照して説明された上層ＵＬＹに相当し、吸音層１３１を車室内の異物（たとえば、水や塵埃）から吸音層１３１を保護する。表皮材１３２は、吸音層１３１の上面を全体的に覆い車室内に現れる。表皮材１３２には所定の意匠が施与されてもよい。この結果、表皮材１３２は車室に美観を与えることができる。保護シート１３３は、吸音層１３１の下面を覆い、フロアパネル１１０とサイドシル１２０との境界を通じて侵入した異物（たとえば、水や塵埃）から吸音層１３１を保護する。保護シート１３３は、図７を参照して説明された下層ＬＬＹ又はフレームＦＲＭに対応する部位として解釈されてもよい。

【0060】

＜吸音層の構造＞
図１、図２及び図５を参照して、吸音層１３１の構造が以下に説明される。

【0061】

吸音層１３１は、保護シート１３３と表皮材１３２との間に配置されている。したがって、吸音層１３１は、上述の如く、保護シート１３３と表皮材１３２によって異物（水や塵埃）から保護されることができる。したがって、吸音層１３１は、長期間に亘って、優れた吸音性能を維持することができる。吸音層１３１は、繊維材によって形成されてもよいし、高い吸音性能を発揮することができる他の材料によって形成されてもよい。本実施形態の原理は、吸音層１３１を形成する特定の材料に限定されない。

【0062】

吸音層１３１は、フロアパネル１１０の水平部位１１１に重ねられた主領域１３５と、サイドシル１２０の上側の水平板部１２３に重ねられた端部領域１３６と、主領域１３５と端部領域１３６との間でサイドシル１２０の鉛直板部１２６の内面を覆う遷移領域１３７と、を含む。吸音層１３１のヤング率は、上述の知見に基づいて、主領域１３５、端部領域１３６及び遷移領域１３７に亘って、１００，０００Ｐａを超えないように設定されている。

【0063】

端部領域１３６は、１００，０００Ｐａを超えないヤング率の範囲で吸音層１３１の中で最も高い密度を有する。遷移領域１３７は、端部領域１３６から主領域１３５に向けて徐々に低下する密度分布を有する。主領域１３５は、吸音層１３１の中で最も低い密度を有する。吸音層１３１の側端を形成する端部領域１３６が高い密度を有するので、主領域１３５及び遷移領域１３７内の空気は端部領域１３６を通じて側方（すなわち、車幅方向において外方）に流出しにくくなる。したがって、遮音構造１００は図５の下側のモデルに近い構造を有するということができる。

【0064】

端部領域１３６の密度は、たとえば、約１５０．０ｋｇ／ｍ^３に設定されることができる。このとき、主領域１３５の密度は、約６２．１ｋｇ／ｍ^３に設定されることができる。このとき、端部領域１３６のヤング率は、約８０，０００Ｎ／ｍ^２に設定されることができる。一方、主領域１３５のヤング率は、約３，５３０Ｎ／ｍ^２に設定されることができる。

【0065】

端部領域１３６が車室に露出されているとフロアカーペット１３０の縁部が車室内の乗務員によって視認され、乗務員はフロアカーペット１３０が車室の美観を損なっていると感じることもある。したがって、端部領域１３６が車室から隠されていることが好ましい。遮音構造１００は端部領域１３６を車室から隠すための構造を有する。図１及び図２を参照して、端部領域１３６を車室から隠すための構造が以下に説明される。

【0066】

図２に示されるように、遮音構造１００は端部領域１３６を車室から隠す４つのスカッフプレート１４０，２４１，２４２，２４３を更に備える。これらのスカッフプレート１４０，２４１，２４２，２４３それぞれは車室の出入口の敷居の表面を形成する。

【0067】

スカッフプレート１４０は、左前の出入口に対応して配置されている。スカッフプレート２４１は、左後の出入口に対応して配置されている。スカッフプレート２４２は、右前の出入口に対応して配置されている。スカッフプレート２４３は、右後の出入口に対応して配置されている。図１は、スカッフプレート１４０のみを示している。配置位置及び／又は長さを除いて、スカッフプレート２４１，２４２，２４３の構造は、スカッフプレート１４０の構造に略等しい。したがって、スカッフプレート１４０に関する説明は、これらのスカッフプレート２４１，２４２，２４３に援用される。

【0068】

図１に示されるように、スカッフプレート１４０はカバー板部１４１と押圧ピン１４２とを含む。カバー板部１４１は端部領域１３６の大部分を覆う。カバー板部１４１は、フロアカーペット１３０の側端縁を隠すので、車室内の乗員はフロアカーペットの側端縁を視認しない。したがって、カバー板部１４１は車室の美観の維持に貢献する。押圧ピン１４２は、カバー板部１４１から下方に突出し、フロアカーペット１３０の左端領域をサイドシル１２０の上側の水平板部１２３に押し付ける。この結果、フロアカーペット１３０がスカッフプレート１４０とサイドシル１２０とによって囲まれた空間内で浮き上がることやフロアカーペット１３０が側方に移動することが防止される。押圧ピン１４２の長さは、フロアカーペット１３０の左端領域を過度に強く圧縮しないように設定されている。この結果、押圧ピン１４２の下端周囲における吸音層１３１のヤング率が１００，０００Ｐａを超えることが防止される。

【0069】

カバー板部１４１は、水平板部１４３と内板部１４４と外板部１４５とを含む。水平板部１４３は、サイドシル１２０の上側の水平板部１２３の上方に位置する。水平板部１４３の下面から上述の押圧ピン１４２は下方に延出している。内板部１４４は、カバー板部１４１の水平板部１４３の右縁から下方に屈曲されている。内板部１４４は、端部領域１３６を覆う表皮材１３２の上面に線状に接触する縁部１４６（すなわち、内板部１４４の下端縁）を含む。内板部１４４の縁部１４６が表皮材１３２に接触する線状の接触部位は、端部領域１３６と遷移領域１３７との間の境界に沿って延設されている。したがって、内板部１４４の縁部１４６は、フロアカーペット１３０が上方へ浮き上がることを防ぐことができる。外板部１４５は、サイドシル１２０の上側の鉛直板部１２５の若干外側（左方）でカバー板部１４１の水平板部１４３の左縁から下方に屈曲する。この結果、外板部１４５は、サイドシル１２０の鉛直板部１２５の上部に車幅方向において重なり合う。したがって、外板部１４５は、サイドシル１２０とスカッフプレート１４０とによって囲まれた空間への異物（たとえば、水や塵埃）の侵入を防ぐことができる。

【0070】

図３は、サイドシル１２０及びスカッフプレート１４０の連結部位周りの遮音構造１００の拡大斜視図である。図１とは異なり、図３は吸音層１３１を示していない。図１乃至図３を参照して、サイドシル１２０及びスカッフプレート１４０の連結構造が以下に説明される。

【0071】

図３に示されるように、スカッフプレート１４０をサイドシル１２０に固定するための構造として、スカッフプレート１４０は連結ピン１４７を含み、サイドシル１２０は鉛直板部１２５から内方（すなわち、右方）に突出した固定板１２７を含む。連結ピン１４７は、スカッフプレート１４０のカバー板部１４１に形成された貫通孔（図示せず）を通じて、スカッフプレート１４０とサイドシル１２０とによって囲まれた空間内に挿入され、固定板１２７を貫通する。この結果、連結ピン１４７の下端部は固定板１２７に係合され、スカッフプレート１４０はサイドシル１２０に固定される。

【0072】

図１及び図３を比較すると、連結ピン１４７は押圧ピン１４２と車幅方向において略等しい位置に形成される。しかしながら、図３の連結ピン１４７の下方にはフロアカーペット１３０が存在していない一方で、図１の押圧ピン１４２の下方にはフロアカーペット１３０が存在している。このことは、連結ピン１４７に対応する位置においてフロアカーペット１３０が切り欠かれていることを意味する。したがって、フロアカーペット１３０の左側縁部がスカッフプレート１４０とサイドシル１２０とによって囲まれた空間内で浮き上がり、連結ピン１４７を押し上げることにより、連結ピン１４７と固定板１２７との間の係合を解除するリスクは低減される。

【0073】

＜スカッフプレート１４０の圧縮を緩和するための構造＞
スカッフプレート１４０は、フロアカーペット１３０の左端領域をサイドシル１２０に押し付けるので、フロアカーペット１３０の吸音層１３１の密度はスカッフプレート１４０の圧縮によって増加されることもある。上述の如く、吸音層１３１の密度の増加は吸音層１３１のヤング率の増加に起因する遮音性能の低下を引き起こすリスクを有するので、遮音構造１００は、スカッフプレート１４０の圧縮を緩和するための構造を有している。スカッフプレート１４０の圧縮を緩和するための構造が以下に説明される。

【0074】

端部領域１３６は、吸音層１３１（図１を参照）の左側縁から右方に所定の幅を有する帯状の外帯領域１３８と、外帯領域１３８に右方に隣接した帯状の内帯領域１３９と、に分けられる。外帯領域１３８は、押圧ピン１４２によってサイドシル１２０の上側の水平板部１２３に押し付けられる。したがって、外帯領域１３８は、サイドシル１２０の水平板部１２３の上面に密着されている。一方、内帯領域１３９が外帯領域１３８から上方に隆起するようにフロアカーペット１３０は成型されている。この結果、内帯領域１３９は、サイドシル１２０の水平板部１２３の上面から若干上方に離間している。すなわち、内帯領域１３９とサイドシル１２０の水平板部１２３との間に空隙が形成されている。

【0075】

内帯領域１３９の上方にカバー板部１４１の縁部１４６は位置し、表皮材１３２の上面に線状に接触している。サイドシル１２０及びスカッフプレート１４０の加工誤差並びにこれらの間の組立誤差に起因して、カバー板部１４１の縁部１４６とサイドシル１２０の水平板部１２３の上面との間の空隙が狭くなっているとき、内帯領域１３９はカバー板部１４１の縁部１４６によって強く押される。しかしながら、内帯領域１３９とサイドシル１２０の水平板部１２３との間に空隙が形成されているので、内帯領域１３９は下方に変位することができ、カバー板部１４１の縁部１４６とサイドシル１２０の水平板部１２３とによっては過度に強く圧縮されない。この結果、カバー板部１４１の縁部１４６が表皮材１３２に線状に接触する区間に亘って１００，０００Ｐａを超えるヤング率を有する吸音層１３１の線状領域が形成されることが防止されることができる。

【0076】

＜遮音構造の有利な効果＞
遮音構造１００の有利な効果が以下に説明される。

【0077】

端部領域１３６は、主領域１３５及び遷移領域１３７よりも高い密度を有する。したがって、端部領域１３６から外方への空気の抜けは生じにくくなる。この結果、図５の下側のモデルに相当する遮音構造１００が形成されることになる。図５の下側のモデルを参照して説明されたように、外方への空気の抜けが生じにくい条件下においては、吸音層１３１が存在しないならば、表皮材１３２とフロアパネル１１０との間の空間における空気の運動エネルギは高くなる。表皮材１３２とフロアパネル１１０との間の空間に吸音層１３１が配置されると、吸音層１３１は空気の運動を大きく阻害し、高い遮音効果を発揮することができる。

【0078】

端部領域１３６が高い密度が設定されると、吸音層１３１のヤング率は、端部領域１３６において特に高くなる。吸音層１３１の高いヤング率は、高い振動伝達率に帰結するけれども、主領域１３５及び遷移領域１３７だけでなく端部領域１３６も１００，０００Ｐａ以下のヤング率に設定されるので、図９を参照して説明されたように、吸音層１３１の高いヤング率に起因する負の影響（すなわち、音を伝達させやすくする効果）は無視され得るレベルである。したがって、吸音層１３１における音の透過損失は、吸音層１３１の高いヤング率にほとんど妨げられることなく高いレベルに維持されることができる。

【0079】

端部領域１３６の大部分はスカッフプレート１４０によって覆われているので、車室内の乗員はフロアカーペット１３０の端縁を視認しない。スカッフプレート１４０の縁部１４６はフロアカーペット１３０の表皮材１３２に線状に接触するので、スカッフプレート１４０とフロアカーペット１３０の表皮材１３２との間の形状的な連続性が維持されることができる。したがって、車室内の乗員は、スカッフプレート１４０の周囲において高い美観を視覚的に知覚することができる。

【0080】

端部領域１３６は、スカッフプレート１４０の縁部１４６とサイドシル１２０とによって挟まれるので、スカッフプレート１４０の縁部１４６とサイドシル１２０との間の空隙が狭くなると、スカッフプレート１４０の縁部１４６はスカッフプレート１４０を押圧し、端部領域１３６（すなわち、スカッフプレート１４０の縁部１４６の下方に位置する内帯領域１３９）において高いヤング率を有する線状の領域を作り出し得る。しかしながら、内帯領域１３９はサイドシル１２０から上方に若干浮いているので、スカッフプレート１４０の縁部１４６の押圧から下方に逃げることができる。したがって、１００，０００Ｐａを超えるヤング率の領域は内帯領域１３９に形成されにくくなる。

【0081】

内帯領域１３９の外側の外帯領域１３８はスカッフプレート１４０の押圧ピン１４２によってサイドシル１２０に押し付けられているので、サイドシル１２０とスカッフプレート１４０とによって囲まれた空間内での外帯領域１３８の上方及び側方への変位は生じにくい。したがって、上方へ変位した外帯領域１３８がスカッフプレート１４０に当たり、スカッフプレート１４０とサイドシル１２０との係合を解除するリスクや外帯領域１３８の側方（車幅方向において内方）への変位の結果、車室内でフロアカーペット１３０が弛むリスクは非常に低くなる。

【0082】

外帯領域１３８は、スカッフプレート１４０の連結ピン１４７に対応する位置において切り欠かれている。したがって、外帯領域１３８がスカッフプレート１４０の連結ピン１４７及びサイドシル１２０の固定板１２７の係合部位に接触し、これらの係合を解除するリスクは非常に低くなる。

【産業上の利用可能性】

【0083】

上述の実施形態の原理は、様々な車両に好適に利用される。

【符号の説明】

【0084】

１００・・・・・・・・・・遮音構造
１１０・・・・・・・・・・フロアパネル（構造体）
１２０・・・・・・・・・・サイドシル（構造体）
１３１・・・・・・・・・・吸音層
１３２・・・・・・・・・・表皮材
１３５・・・・・・・・・・主領域
１３６・・・・・・・・・・端部領域
１３８・・・・・・・・・・外帯領域
１３９・・・・・・・・・・内帯領域
１４０・・・・・・・・・・スカッフプレート
１４６・・・・・・・・・・縁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】