JP6185859B2

JP6185859B2 - 車体パネル構造体

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Publication number: JP6185859B2
Application number: JP2014029457A
Authority: JP
Inventors: 立木　智博; 智博立木
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
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Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2017-08-23
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Description

本発明は車体パネル構造体に関するものであり、特に、自動車のルーフパネル、ドアパネル、トランクサイドパネル等のパネルとして使用される車体パネル構造に関するものである。

従来から、自動車等の車体部材のパネル構造体には、車室内空間の静寂さを保つため、吸音及び制振並びに補強をするための手段として、アウターパネルの裏面とインナーパネルとの空間に発泡成形体等でなる制振補強材(インシュレータ)を配設した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特にルーフパネルの部分は、積雪や上からの荷重に対しパネルがへこまないようにするのに、国内仕様の自動車ではルーフボウを設定して補強し、欧州仕向けの自動車では例えば特許文献１で知られるように発泡成形体等でなる制振補強材をアウターパネルの裏面に取り付けている。

特開２０１３−７８９８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の制振補強材のように、従来の発泡成形体等でなる制振補強材を使用したパネル構造体では、パネル振動を抑制することは可能であるが、パネルから透過してきた音を吸収することは極わずかで、十分な防音性能を得ることができないという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、静かな車内空間を実現するためにより高い防音性能と制振性能に優れた車体パネル構造を提供することを目的としている。

本発明は、アウターパネルと、前記アウターパネルの裏面に配設された固着部材と、前記固着部材を介して取り付けられた制振補強材と、を有し、前記制振補強材は、吸音特性及び制振特性を有する基材層と，該基材層の表裏両面に各々積層配置された１対の第１及び第２の表皮層とが一体化されて構成されてなる、車体パネル構造体において、前記基材層は、シート材を断面形状が凹凸を繰り返す波形に形成してマット状にされた、隔壁体を平板状に配設されてなり、該隔壁体の表裏両面側に配置された前記第１及び第２の表皮層が、それぞれ前記隔壁体の稜線部分に当接して積層配置され、前記制振補強材の内部が前記隔壁体により複数個の部屋に区切られ、前記アウターパネル側の前記第１の表皮層には、前記隔壁体の各稜線の間の凹部に対応して貫通した複数個の孔が設けられ、前記アウターパネルの裏面に配設された前記固着部材は、前記孔と重ならない位置に設けられて前記孔を塞ぐことがなく、当該孔を介して、前記基材層の前記部屋の各々が音源側の外部と連通して前記制振補強材が音を吸収する、ヘルムホルツ型共鳴器構造を形成し、該ヘルムホルツ型共鳴器構造では、前記第１の表皮層に形成した前記孔の空気マスＡｍと前記基材層内に形成される空気ばねＡｓの両者が共働して、音エネルギーを熱エネルギーに変換して、前記アウターパネルの振動を抑制するとともに、上記アウターパネルから浸透してきた音を吸収して、吸音を行う、
車体パネル構造体を提供する。

本発明は、前記表皮層が、単一材又は複合材で形成されている、請求項１に記載の車体パネル構造体を提供する。

本発明は、前記基材層が、前記波形の隔壁体を各々設けた上段層及び下段層と、該上段層と該下段層との間に積層配設されたシート状の中間層と、を有する、請求項１に記載の車体パネル構造体を提供する。

本発明は、前記上段層の凹凸のピッチと前記下段層の凹凸のピッチが異なる、請求項３に記載の車体パネル構造体を提供する。

本発明によれば、制振補強材によりパネルの振動を抑制するとともに、パネルを透過して来た音を表皮層に設けられている孔により吸収することができるので、車内空間側に伝わる騒音が低減する。また、その孔径及び孔のピッチを変えることで、問題となるパネル透過音の周波数域を吸音できるように、チューニングすることも可能になる。さらに、制振補強材に設けた孔により、室内側へ伝わる騒音を低減させることができるため、その分、ヘッドライニング等の内装トリムに設定されている吸音材等を撤去することができ、コスト及び重量低減が可能になる。

本発明に係る車体パネル構造体が適用された自動車の要部を模式的に示す縦断面図である。本発明に係る車体パネル構造体の第１実施形態を示す断面図である(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)。第１実施形態における制振補強材を示す図で、(ａ)は上面側より見た制振補強材の斜視図、(ｂ)は制振補強材の平面図である。第１実施形態における制振補強材の吸音作用を説明する図である。第１実施形態における車体パネル構造体の検証結果データの一例を示す図である。本発明に係る車体パネル構造体の第２実施形態を示す図で、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の平面図である。本発明に係る車体パネル構造体の第３実施形態を示す図で、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の平面図である。本発明に係る車体パネル構造体の第４実施形態を示し、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は上面側より見た制振補強材の斜視図、(ｃ)は制振補強材の平面図である。第４実施形態における制振補強材の吸音作用を説明する図である。本発明に係る車体パネル構造体の第５実施形態を示す図で、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の斜視図である。車体パネル構造体の第６実施形態を示す断面図である(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)。本発明に係る車体パネル構造体の第７実施形態を示す断面図である(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)。本発明に係る車体パネル構造体の第８実施形態を示す断面図である(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)。本発明に係る車体パネル構造体の第９実施形態を示し、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の平面図である。本発明に係る車体パネル構造体の第１０実施形態を示し、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の平面図である。本発明に係る車体パネル構造体の第１１実施形態を示し、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の平面図である。本発明に係る車体パネル構造体の第１２実施形態を示し、(ａ)はその車体パネル構造体の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)、(ｂ)は制振補強材の平面図である。

以下、本発明の車体パネル構造体を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で、各実施形態において同一の構成部分は同一符号を付して説明をする。

(第１実施形態)
図１は本発明に係る車体パネル構造の第１実施形態が適用された自動車の要部を模式的に示す縦断面図である。

第１実施形態の車体パネル構造が適用された図１に示す自動車１０は、乗員が座る座席シート１１を囲む車室１２を有している。車室１２の天井は、アウターパネル(車体パネル)１３と、そのアウターパネル１３との間に空間を設けて該アウターパネル１３の下側(車室１２側)に配設されているヘッドライニング１４と、そのアウターパネル１３とヘッドライニング１４との間に配設された制振補強材１５とを備えている。

前記制振補強材１５は、概略マット状をしており、図１に示すように、例えば積雪や上からの荷重に対してアウターパネル１３がへこまないように補強を必要とする箇所と、振動や騒音が問題となるような箇所等にて、アウターパネル１３の下面(裏面)に配設されている。したがって、制振補強材１５のマット形状は、アウターパネル１３の形状に概略合わせて形成されている。

また、制振補強材１５のアウターパネル１３への取り付けは、図２に示すように、アウターパネル１３との間に空気層１６が設けられるように、固着部材１７を介することによってアウターパネル１３との間に隙間を持たせて取り付けられている。なお、固着部材１７としては、例えば両面テープ、反応型接着剤、ボルト・ナットを使用する。なお、図２は図１のＡ−Ａ線に相当する部分の拡大概略断面図であり、図２ではヘッドライニング１４は省略している。

更に説明すると、前記制振補強材１５は、図２及び図３に示すように、基材層１５ａと、その基材層１５ａの表裏両面にそれぞれ積層配置されて該基材層１５ａと一体化された表皮層１５ｂ、１５ｃとで構成されている。基材層１５ａは、吸音特性(吸音機能)及び制振特性(制振機能)を有する例えばウレタン等の発泡体や繊維体の多孔質体を使用し、厚みは約７ｍｍである。

一方、表皮層１５ｂ、１５ｃは、例えば紙、樹脂、金属等の単一材または複合材を使用する。また、表皮層１５ｂ、１５ｃは、撥水、傷付き防止、遮熱等の目的でフィルムを貼り付ける、あるいはコーティングする等してもよい。さらに、表皮層１５ｂ、１５ｃのうち、アウターパネル１３と対向して配置される表面側の表皮層１５ｂには、貫通した複数個の円形状をした孔１８が設けられており、この孔１８を介して基材層１５ａが外部(音源側)と連通して、制振補強材１５が音を吸収するヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。ここでは、孔１８の孔径は約１ｍｍ、間隔は等ピッチ、個数は表皮層１５ｂの面積に対して開口率が約０．０９％となるようにして設けている。なお、孔１８の孔径及びピッチを変えると、問題となるパネル透過音の周波数域を吸音できるよう、チューニングすることも可能である。

また、孔１８は、穴開け加工のしやすさから、図３に示すように円形が好ましいが、貫通した孔であれば特に制限はなく、例えば四角形であってもよい。さらに、固着部材１７を設ける位置は、該孔１８を塞がないように、孔１８と重ならない位置に設ける。

図４は、第１実施形態の車体パネル構造におけるヘルムホルツ型共鳴器構造を模式的に示す。この実施形態における車体パネル構造の吸音原理は、ヘルムホルツの共鳴器と同じであり、表皮層１５ｂに形成した孔１８の空気マスＡｍと基材層１５ａ内に形成される空気ばねＡｓの作用で、音エネルギーを熱エネルギーに変換し、吸音を行うものである。

そして、第１実施形態の車体パネル構造のように、基材層１５ａを多孔質体とした場合では、図４に示すように、表皮層１５ｂの厚みをｔ、孔１８の背後における空気層の厚さをＬ、孔１８の直径をｄ、孔１８の開口率をＰ、音速をｃとしたとき、制振補強材１５の共鳴周波数ｆは、次の(Ａ)式から求められる。

また、第１実施形態における車体パネル構造では、アウターパネル１３と制振補強材１５との間に、空気層１６を設けることにより孔１８の空気マスＡｍが振れやすくなり、吸音効果が増す。なお、このヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理は、基材層１５ａに多孔質体を使用する、以下に説明する第２実施形態及び第２実施形態においても同じである。

図５は、吸音効果を実車実験して得られた検証結果の一例を示す１／３オクターブバンドの周波数と騒音量の特性図である。図５では、表皮層１５ｂに孔１８を設けてなる第１実施形態における制振補強材１５を設けた本発明における車体パネル構造(Ｉ)における吸音特性と、表皮層１５ｂに孔１８を設けていない制振補強材を設けた従来の車体パネル構造(II)における吸音特性と、天井にルーフボウだけを設定した従来の車体パネル構造(III)における吸音特性をそれぞれ示しており、横軸は１／３オクターブバンド中心周波数［Ｈｚ］、縦軸は騒音量(ＳＰＬ［ｄＢ(Ａ)］)を示す。縦軸の騒音量(ＳＰＬ)は低いほど良い。また、この実車実験では、１／３オクターブバンド中心周波数が１６００Ｈｚ〜２０００Ｈｚでの騒音低減を目標としたものであり、制振補強材１５における表皮層１５ｂの厚みｔは０．２８ｍｍ、孔１８の直径ｄは１ｍｍ、基材層１５ａの厚みＬは７ｍｍ、孔１８の開口率は０．０９％である。

図５において、１／３オクターブバンド中心周波数が２０００Ｈｚの場合、前記車体パネル構造(Ｉ)、(II)、(III)のうち、騒音の低減量は車体パネル構造(Ｉ)、(II)、(III)の順に低減できることが分かる。また、表皮層１５ｂに孔１８を設けてなる本実施形態における制振補強材１５を使用した車体パネル構造(Ｉ)の場合では、表皮層１５ｂに孔１８を設けていない車体パネル構造(II)に比べて３ｄＢも低減できていることがわかる。なお、この検証結果は、以下に説明する第２実施形態から第１２実施形態についても同じである。

したがって、このように構成された第１実施形態に係る車体パネル構造では、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制することができる。また、アウターパネル１３から浸透してきた音を前記ヘルムホルツ型共鳴器構造によって吸収するので、室内騒音を大幅に低減して静かな車内空間を実現することができる。これにより、高い防音性能と制振性能に優れ、ヘッドライニング１４に設定されていた吸音材を撤去することも可能になり、コスト及び重量低減を可能にする。

(第２実施形態)
図６は本発明に係る車体パネル構造の第２実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の平面図(車室内側より見た図)である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図６に示す第２実施形態の車体パネル構造は、制振補強材１５が、第１実施形態の車体パネル構造と同じように、吸音特性及び制振特性を有する例えばウレタン等の発泡体や繊維体の多孔質体でなる基材層１５ａと、その基材層１５ａの表裏両面にそれぞれ積層配置されて基材層１５ａと一体化されている表皮層１５ｂ、１５ｃとで構成されている。そして、基材層１５ａの車室内側を向いた面、すなわちヘッドライニング１４と対向している面に積層配置されている表皮層１５ｃに、貫通した孔１８を所要の孔径及びピッチで複数個設けて、ヘルムホルツ型共鳴器構造を形成してなる構成としたものである。その制振及び吸音原理は、第１実施形態の場合と同じであり、アウターパネル１３の振動を抑制するとともに、そのアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収して室内騒音を低減する。

(第３実施形態)
図７は本発明に係る車体パネル構造の第３実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の平面図(車室内側より見た図)である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略して示している。

図７に示す車体パネル構造は、制振補強材１５が、第１実施形態の車体パネル構造と同じように、吸音特性及び制振特性を有する例えばウレタン等の発泡体や繊維体の多孔質体でなる基材層１５ａと、その基材層１５ａの表裏両面にそれぞれ積層配置されて基材層１５ａと一体化されている表皮層１５ｂ、１５ｃとで構成されている。そして、基材層１５ａの表裏両面側にそれぞれ積層配置されている表皮層１５ｂ、１５ｃの両方に、貫通した孔１８を所要の孔径及びピッチで複数個設けて、ヘルムホルツ型共鳴器構造を形成してなる構成としたものである。その制振及び吸音原理は、第１、第２実施形態の場合と同じであり、アウターパネル１３の振動を抑制するとともに、そのアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収して室内騒音を低減する。

(第４実施形態)
図８は本発明に係る車体パネル構造の第４実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｃ)は制振補強材１５の平面図(車室内側より見た図)である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図８に示す車体パネル構造は、制振補強材１５が、吸音特性及び制振特性を有する基材層２５と、その基材層２５の表裏両面にそれぞれ積層配置されて該基材層２５と一体化されている表皮層１５ｂ、１５ｃとで構成されている。

前記基材層２５は、例えば紙、樹脂、金属等の単一材又は複合材よりなるシート材を、断面形状が凹凸を繰り返す波形に形成してマット状にした隔壁体２６を、平板状に配設してなるものである。その基材層２５、すなわちマット状をした隔壁体２６の表裏両面側には、表皮層１５ｂ、１５ｃがそれぞれ隔壁体２６の稜線２７の部分に当接して積層配置され、制振補強材１５の内部が隔壁体２６により複数個の部屋に区切られた状態になっている。また、アウターパネル１３と対向して配置される表皮層１５ｂには、隔壁体２６の各稜線２７、２７との間のへこんだ部分、すなわち凹部に対応して貫通した複数個の孔１８が設けられ、この孔１８を介して基材層２５の各部屋が外部と連通して、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

図９は、第４実施形態における車体パネル構造のヘルムホルツ型共鳴器構造を示す。この実施形態における車体パネル構造の吸音原理は、ヘルムホルツの共鳴器と同じであり、表皮層１５ｂに形成した孔１８の空気マスＡｍと基材層２５内に形成される空気ばねＡｓの作用で音エネルギーを熱エネルギーに変換し、吸音を行うものである。

第４実施形態における車体パネル構造のように、基材層２５を隔壁体２６により複数個の部屋に区切った場合では、表皮層１５ｂの厚みをｔ、孔１８の背後における空気層の厚さをＬ、孔１８の直径をｄ、孔１８の開口率をＰ、各部屋(空間)の容積をＶ、音速をｃとしたとき、制振補強材１５の共鳴周波数ｆは、次の(Ｂ)式から求められる。

また、第４実施形態における車体パネル構造でも、アウターパネル１３と制振補強材１５との間に、空気層１６を設けることにより孔１８の空気マスＡｍが振れやすくなり、吸音効果が増す。なお、このヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理は、基材層２５に隔壁体(あるいは仕切壁)を使用する、以下に説明する第５実施形態から第１２実施形態においても同じである。

したがって、第４実施形態のように構成された車体パネル構造では、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、上記アウターパネル１３から浸透してきた音を前記ヘルムホルツ型共鳴器構造によって吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。これにより、ヘッドライニング１４に設定されていた吸音材を撤去することができ、コスト及び重量低減が可能になる。

(第５実施形態)
図１０は本発明に係る車体パネル構造の第５実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の斜視図である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１０に示す第５実施形態の車体パネル構造は、制振補強材１５が、第４実施形態の車体パネル構造と同じように、断面形状が凹凸を繰り返す波形をした隔壁体２６を使用したものである。その隔壁体２６は、中間層２６ａを間に挟んで、その中間層２６ａの上面側に上段層としての上部隔壁体２６ｂを配置するとともに、下面側に下段層としての上部隔壁体２６ｂを固定配置して、中間層２６ａと上部隔壁体２６ｂと下部隔壁体２６ｃを一体化したものである。

また、前記中間層２６ａは、例えば紙、樹脂、金属等の単一材又は複合材でシート状に作られる。

一方、上部隔壁体２６ｂ及び上部隔壁体２６ｂは、例えば紙、樹脂、金属等の単一材又は複合材よりなるシート材を、断面形状が凹凸を繰り返す波形に形成して各々マット状に形成されて、稜線２７の部分を中間層２６aに当接固定させて平板状に積層配設されている。また、上部隔壁体２６ｂと下部隔壁体２６ｃとの凹凸ピッチ及び高さは異なり、上部隔壁体２６ｂの凹凸ピッチ及び高さは下部隔壁体２６ｃの凹凸ピッチの約２倍の大きさで形成されている。なお、この凹凸ピッチ及び高さは、上部隔壁体２６ｂ及び下部隔壁体２６ｃが同じであってもよく、任意である。

そして、制振補強材１５の表裏面には、表皮層１５ｂ、１５ｃがそれぞれ積層配置されて、制振補強材１５の内部が上部隔壁体２６ｂ及び下部隔壁体２６ｃと中間層２６aとで複数個の部屋に区切られた状態になっている。また、アウターパネル１３と対向して配置される表皮層１５ｂには、上部隔壁体２６ｂの各稜線２７、２７との間のへこんだ部分(凹部)に対応して貫通した複数個の孔１８が設けられ、この孔１８を介して上部隔壁体２６ｂの各部屋が外部と連通して、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第５実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

(第６実施形態)
図１１は本発明に係る車体パネル構造の第６実施形態を示すもので、その車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)である。なお、図１１の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１１に示す第６実施形態の車体パネル構造は、図１０に示した制振補強材１５における基材層２５の構造は同じである。そして、第５実施形態の構造の場合では、貫通した複数個の孔１８を表皮層１５ｂに設けていたのに対して、この第６実施形態の車体パネル構造では、貫通した複数個の孔１８を、ヘッドライニング１４と対向する表皮層１５ｃ側で、かつ下部隔壁体２６ｃの各稜線２７、２７間に位置して設けたものである。したがって、この孔１８を介して下部隔壁体２６ｃの各部屋が外部と連通して、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第６実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

(第７実施形態)
図１２は本発明に係る車体パネル構造の第７実施形態を示すもので、その車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)である。なお、図１２の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１２に示す第７実施形態の車体パネル構造は、図１０に示した制振補強材１５における基材層２５の構造は同じである。そして、第５実施形態の場合では貫通した複数個の孔１８を表皮層１５ｂ側だけに設けていたのに対して、この第７実施形態の構造では、ヘッドライニング１４と対向している表皮層１５ｃ側にも貫通した複数個の孔１８を、下部隔壁体２６ｃの各稜線２７、２７間に位置して設けたものである。したがって、この孔１８を介して上部隔壁体２６ｂと下部隔壁体２６ｃの各部屋が外部と各々連通して、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第７実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５cに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

図１３は本発明に係る車体パネル構造の第８実施形態を示すもので、その車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)である。なお、図１１の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１３に示す第８実施形態の車体パネル構造は、図１０に示した制振補強材１５における基材層２５の構造は同じである。そして、第８実施形態の場合では、貫通した複数個の孔１８を中間層２６ａに設け、その中間層２６ａに設けた孔１８を介して上部隔壁体２６ｂ側の各部屋と下部隔壁体２６ｃの各部屋とを各々連通して、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第８実施形態のように構成された車体パネル構造でも、中間層２６aに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

図１４は本発明に係る車体パネル構造の第９実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の平面図である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１４に示す第９実施形態の車体パネル構造は、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとの間の空間を、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとに掛け渡された状態にして表裏両面方向に延びる複数個の仕切壁２８で区切り、その空間内に平面視縦縞型をなした複数個の部屋を設けてなる基材層２５の構造としたものである。また、アウターパネル１３と対向して配置される表面側の表皮層１５ｂには各部屋に対応して貫通した複数個の孔１８が設けられ、この孔１８を介して各部屋が外部と連通されて、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第９実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

図１５は本発明に係る車体パネル構造の第１０実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の平面図である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１５に示す第１０実施形態の車体パネル構造は、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとの間の空間を、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとに掛け渡された状態にして表裏両面方向に延びる複数個の仕切壁２８で平面視ハニカム型に区切り、その空間内にハニカム型をなした複数個の部屋を設けてなる基材層２５の構造としたものである。また、アウターパネル１３と対向して配置される表面側の表皮層１５ｂには各部屋に対応して貫通した複数個の孔１８が設けられ、この孔１８を介して各部屋が外部と連通されて、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第１０実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

図１６は本発明に係る車体パネル構造の第１１実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の平面図である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１６に示す第１１実施形態の車体パネル構造は、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとの間の空間を、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとに掛け渡された状態にして表裏両面方向に延びる複数個の仕切壁２８を平面視格子状に配列して、その空間内に複数個の部屋を設けてなる基材層２５の構造としたものである。また、アウターパネル１３と対向して配置される表面側の表皮層１５ｂには各部屋に対応して貫通した複数個の孔１８が設けられ、この孔１８を介して各部屋が外部と連通されて、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第１１実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

図１７は本発明に係る車体パネル構造の第１２実施形態を示すもので、(ａ)はその車体パネル構造の断面図(図１のＡ−Ａ線断面に相当する)であり、(ｂ)は制振補強材１５の斜視図である。なお、同図(ａ)の断面図では、ヘッドライニング１４は省略している。

図１７に示す第１２実施形態の車体パネル構造は、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとの間の空間を、表皮層１５ｂと表皮層１５ｃとに掛け渡された状態にして表裏両面方向に延びる複数個の円形筒型に形成された仕切壁２８を略等間隔で配設し、その空間内に複数個の円筒状をした部屋を設けてなる基材層２５の構造としたものである。また、アウターパネル１３と対向して配置される表面側の表皮層１５ｂには、各部屋に対応して貫通した複数個の孔１８が設けられ、この孔１８を介して各部屋が外部と連通されて、制振補強材１５がヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している。

したがって、第１２実施形態のように構成された車体パネル構造でも、表皮層１５ｂに孔１８を設けた制振補強材１５を使用することによってアウターパネル１３の振動を抑制するとともに、第４実施形態で説明した場合と同じ前記ヘルムホルツ型共鳴器構造の吸音原理によってアウターパネル１３から浸透してきた音を吸収するので、室内騒音を大幅に低減することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１０自動車
１１座席シート
１２車室
１３アウターパネル(車体パネル)
１４ヘッドライニング
１５制振補強材
１５ａ基材層
１５ｂ表皮層(表面側)
１５ｃ表皮層(裏面側)
１６空気層
１７固着部材
１８孔
２５基材層
２６隔壁体
２６ａ中間層
２６ｂ上部隔壁体
２６ｃ下部隔壁体
２７稜線
２８仕切壁
Ａｍ空気マス
Ａｓ空気ばね
ｔ表皮層の厚み
Ｌ空気層の厚さ
ｄ孔の直径
ｆ共鳴周波数

Claims

アウターパネルと、
前記アウターパネルの裏面に配設された固着部材と、
前記固着部材を介して取り付けられた制振補強材と、を有し、
前記制振補強材は、吸音特性及び制振特性を有する基材層と，該基材層の表裏両面に各々積層配置された１対の第１及び第２の表皮層とが一体化されて構成されてなる、車体パネル構造体において、
前記基材層は、シート材を断面形状が凹凸を繰り返す波形に形成してマット状にされた、隔壁体を平板状に配設されてなり、
該隔壁体の表裏両面側に配置された前記第１及び第２の表皮層が、それぞれ前記隔壁体の稜線部分に当接して積層配置され、前記制振補強材の内部が前記隔壁体により複数個の部屋に区切られ、
前記アウターパネル側の前記第１の表皮層には、前記隔壁体の各稜線の間の凹部に対応して貫通した複数個の孔が設けられ、前記アウターパネルの裏面に配設された前記固着部材は、前記孔と重ならない位置に設けられて前記孔を塞ぐことがなく、
当該孔を介して、前記基材層の前記部屋の各々が音源側の外部と連通して前記制振補強材が音を吸収する、ヘルムホルツ型共鳴器構造を形成し、
該ヘルムホルツ型共鳴器構造では、前記第１の表皮層に形成した前記孔の空気マスＡｍと前記基材層内に形成される空気ばねＡｓの両者が共働して、音エネルギーを熱エネルギーに変換して、前記アウターパネルの振動を抑制するとともに、上記アウターパネルから浸透してきた音を吸収して、吸音を行う、
ことを特徴とする車体パネル構造体。
前記表皮層が、単一材又は複合材で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の車体パネル構造体。
前記基材層が、前記波形の隔壁体を各々設けた上段層及び下段層と、該上段層と該下段層との間に積層配設されたシート状の中間層と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の車体パネル構造体。
前記上段層の凹凸のピッチと前記下段層の凹凸のピッチが異なる、ことを特徴とする請求項３に記載の車体パネル構造体。