JP6233043B2

JP6233043B2 - 車両の吸音構造

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Publication number: JP6233043B2
Application number: JP2014008671A
Authority: JP
Inventors: 拓也養父; 中村　浩之; 浩之中村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: JP2015136981A

Description

本発明は、車室空間の騒音を低減する車両の吸音構造に関する。

車室空間の音（車内音）は、主に、パワープラントから伝達される音（所謂エンジン音），こもり音，路面から伝わる音（所謂ロードノイズ），風切り音の四つの要素から構成されることが知られている。車室内の静粛性を向上させるためには、これらの音をいかに低減するかが重要であり、従来から車室内騒音を低減させる技術が提案されている。

例えば特許文献１には、トランクルームのフロアパネルの下方に設けられたスペアタイヤハウスをレゾネータとして利用することで、車室内騒音を低減する技術が開示されている。この技術では、スペアタイヤハウスの上方を隠すトノボードに取手孔が設けられ、この取手孔の周囲にはカバーが装着されている。カバーは、高さ寸法ｈの内周壁面を有し、レゾネータとしての孔部が形成されている。このような構成により、密閉空間のスペアタイヤハウスが孔部を通じてトランクルームと連通することになり、レゾネータとして利用でき、ロードノイズ領域と略一致する低周波域の騒音が低減できるとされている。

実開平１−１２０４５０号公報

しかしながら、上記の特許文献１の構造では、孔部の高さｈを大きくすることが難しいという課題がある。上記の車室空間の音のうち、特にこもり音は、ロードノイズ領域（２００〜３００Ｈｚ）よりも低い低周波音で乗員の耳を圧迫するような不快感を与えることがあり、積極的に低減させたい音である。これに対して、特許文献１の構造では、スペアタイヤハウスの共鳴周波数をロードノイズ領域よりもさらに低い低周波域に設定することは困難である。
なお、特許文献１の第三実施例のように、スペアタイヤハウスに通じる連結路を別体で形成するような場合は、高さｈを大きくすることはできても構造が複雑化し、別体を設ける分のコスト増や重量増は避けられない。

本件の目的の一つは、このような課題に鑑み案出されたもので、簡素な構成で車室空間の低周波騒音を抑制することができるようにした、車両の吸音構造を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示する車両の吸音構造は、車両のラゲッジルームのフロア部材の下方に凹設され、上方を前記フロア部材によって覆われて形成される閉空間と、前記閉空間を容器部とダクト部とに仕切る仕切壁と、前記仕切壁に設けられ、前記容器部と前記ダクト部とを連通する連通口と、前記ダクト部の前記連通口とは逆側の端部に設けられ、車室空間に開口した開口部と、を備える。前記車室空間は、前記車両の内部の空間を意味し、前記ラゲッジルームは前記車室空間の一部である。また、前記ダクト部は、一方に連通口，他方に開口部を有し、前記車室空間と前記容器部とを連通する部分である。これにより、前記吸音構造は、ヘルムホルツ共鳴器を構成する。

（２）前記ダクト部は、前記容器部の車幅方向外側において車両前後方向に延設されることが好ましい。
（３）前記開口部は、上方を向いて設けられることが好ましい。
（４）前記開口部に覆設された網目状のカバーを備えることが好ましい。

（５）前記閉空間は、前記フロア部材に沿って延びることが好ましい。すなわち、前記閉空間は、前記フロア部材の下方に前記フロア部材に沿って延びた空間であって、前記フロア部材により上方が覆われることで一定の高さを有する空間となることが好ましい。
（６）前記閉空間は、収納空間であることが好ましい。

開示の車両の吸音構造によれば、ラゲッジルームのフロア部材の下方に凹設される、例えば収納空間として利用される閉空間を、仕切壁によって容器部とダクト部とに分けるとともに連通口及び開口部を設けることで、この閉空間をヘルムホルツ共鳴器として利用することができる。ここで、ヘルムホルツ共鳴器は、容器部の容積Ｖ，ダクト部の長さＬ，開口部の面積Ｓによって共振周波数ｆが決まる。

本吸音構造であれば、ダクト部の長さＬが開口部から連通口までの長さに相当するので、ダクト部の長さＬを大きくすることができ、共振周波数ｆをロードノイズ領域よりもさらに低い低周波域に設定することができる。したがって、本吸音構造によれば、車室空間のこもり音のような低周波音を吸収することができ、低周波騒音を抑制することができる。また、ラゲッジルームのフロア部材の下方には、一般的に修理道具などを収納するための空間が備えられており、本吸気構造では、もともと備わっている閉空間に仕切壁と二つの開口を設けるだけなので、構成を簡素にすることができ、部品コストや製造コストや重量を抑制することができる。

一実施形態に係る車両の吸音構造をフロア部材を除いて示した斜視図である。一実施形態に係る車両の吸音構造を示した斜視図である。図１の吸音構造の模式的な上面図である。一実施形態に係る吸音構造を適用可能な車両のサイドドアを省略した側面図である。ヘルムホルツ共鳴器の模式図である。図１の吸音構造による効果を説明するためのグラフである。（ａ）〜（ｃ）は変形例に係る吸音構造の模式的な上面図である。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．吸音構造］
本実施形態に係る吸音構造は、図４に示すように、車両１のラゲッジルーム２の下方に設けられる。ラゲッジルーム２は、車室空間３のうち後部座席４の後方の空間であり、主に収納スペースとして利用される。なお、ここでいう車室空間３とは車両１の内部空間を意味し、ラゲッジルーム２も車室空間３に含まれる（すなわち、ラゲッジルーム２は車室空間３の一部である）。ラゲッジルーム２へは、テールゲート５を開放することで外部からアクセス可能であり、荷物の出し入れをすることができる。

ラゲッジルーム２の床面を構成するフロア部材６は、非通気性の板状部材であり、車幅方向（左右方向）に沿って延在する回動軸６Ａ（図２参照）を最前部に有する。フロア部材６は、この回動軸６Ａを中心として後部が上方へ移動するように回動可能（開閉可能）となっている。ラゲッジルーム２の下方、すなわちフロア部材６の下方には、修理道具などの使用頻度の低い道具を収納するための収納空間７が凹設されている。

収納空間７は、フロア部材６の下方にフロア部材６に沿って延在する空間であり、その上方をフロア部材６によって覆われることで（すなわちフロア部材６が閉鎖されているときに）、一定の高さを有する閉空間となる。本吸音構造１０（図１参照）は、この収納空間７を用いてヘルムホルツ共鳴器を形成し、車室空間３の音を吸収して騒音を抑制するものである。

ヘルムホルツ共鳴器とは、図５に示すような空洞部分９１とネック部分９２とが連結した容器９０のことであり、このような容器９０の中で起こる共鳴がヘルムホルツ共鳴と呼ばれる。図５に示すように、ヘルムホルツ共鳴器９０の空洞部分９１の容積をＶ₀，ネック部分９２の長さをＬ₀，ネック部分９２の開口９３の面積をＳ₀とすると、この共鳴器９０の共振周波数ｆ₀は、以下の式［１］で表される。なお、以下の式においてａは音速である。

この式［１］から分かるように、共振周波数ｆ₀は、空洞部分９１の容積Ｖ₀と、ネック部分９２の長さＬ₀と、開口９３の面積Ｓ₀とによって決定する。このような容器９０に共振周波数ｆ₀に相当する周波数の音波が入射すると、共振（共鳴）が生じてネック部分９２の空気は激しく振動する。そのとき、ネック部分９２から音が再放射されるが、管壁で粘性抵抗が働き、入射した音波のエネルギの一部は熱に変換されて吸音効果が生じる。つまり、ヘルムホルツ共鳴器９０は、共振周波数ｆ₀に近い周波数の音波を吸収して音を低減することができる。

車室空間３の音は、主に、パワープラントから伝達される音（いわゆるエンジン音），こもり音，路面から伝わる音（ロードノイズ），風切り音の四つの要素から構成されることが知られている。これらのうち、特にこもり音は、低周波音で乗員の耳を圧迫するような不快感を与えることがある。そこで、本吸音構造１０は、ヘルムホルツ共鳴器９０の原理を利用し、吸音構造１０の共振周波数ｆを低周波数に設定することで、低周波音（特にこもり音）を抑制するようにした。

吸音構造１０について、図１〜図３を用いて説明する。図１及び図２は、図４の車両１のテールゲート５を開放し、ラゲッジルーム２を斜め上方から見た斜視図であり、図１はフロア部材６を取り除いて吸音構造１０を示したもの、図２は吸音構造１０をフロア部材６で覆ったものである。図３は図１の吸音構造１０を模式的に示した上面図である。図２に示すように、ラゲッジルーム２の底面であるフロア部材６は、収納空間７にアクセスする場合以外は閉鎖されており、これにより収納空間７は閉空間となる。

図１〜図３に示すように、吸音構造１０は、上方をフロア部材６によって覆われて形成される閉空間（すなわち収納空間７）を水平方向に二つの空間に仕切る仕切壁１５と、この仕切壁１５に設けられ、二つの空間を連通する連通口１４と、フロア部材６に形成された開口部１３とを備える。仕切壁１５は、収納空間７の底面に立設された板状部材であり、フロア部材６が閉鎖されたときにフロア部材６の下面に密接する高さ（すなわち、閉空間７の高さと同等の高さ）を有する。ここでは、仕切壁１５は、収納空間７内で車両前後方向（以下、単に前後方向という）に延設され、大小二つの空間が車幅方向に並ぶように収納空間７を仕切る。

仕切壁１５により仕切られた二つの空間のうち、大きい空間を容器部１１，小さい空間をダクト部１２という。容器部１１は上記の空洞部分９１に対応し、ダクト部１２は上記のネック部分９２に対応する。ここでは、ダクト部１２は、容器部１１の車幅方向外側（左側）において前後方向に延設される。連通口１４は、上記の空洞部分９１とネック部分９２とを連結する部分に対応し、フロア部材６が閉鎖された状態で容器部１１とダクト部１２とが連通する唯一の開口である。

開口部１３は、上記の開口９３に対応し、ダクト部１２の連通口１４が設けられる部分（ここでは後部）とは逆側の端部（前端部）に設けられる。開口部１３は、上方に向いて設けられ、ラゲッジルーム２（すなわち車室空間３）に開口している。フロア部材６の閉鎖状態では、開口部１３によってダクト部１２とラゲッジルーム２とが連通され、ダクト部１２内の空気は、開口部１３を通じて車室空間３の空気によって圧縮される。すなわち、吸音構造１０は、ヘルムホルツ共鳴器として構成される。

図３に示すように、容器部１１の容積をＶとし、ダクト部１２の連通口１４のある後端部から開口部１３の前端部までの前後方向長さ（すなわち、収納空間７の前後方向長さの全長）をＬとし、開口部１３の面積をＳとすると、吸音構造１０の共振周波数ｆは、以下の式［２］で定義される。

本実施形態に係る吸音構造１０では、特にダクト部１２の長さＬを大きくすることができるため、共振周波数ｆを低周波数に設定することができる。ここで、周波数に対する車内音（車室空間３の音）の大きさを図６に示す。図６中の実線は吸音構造１０を設けた場合、破線は吸音構造１０がない場合を示す。車内音は、破線で示すように周波数が所定値Ｆのときにピークを持っており、この周波数Ｆは上記のロードノイズ領域よりもさらに低い３０〜１００Ｈｚ程度である。本吸音構造１０は、この周波数Ｆの音（すなわちこもり音）を効果的に低減させるべく、吸音構造１０の共振周波数ｆが周波数Ｆと略同一になるように、容器部１１の容積Ｖ，ダクト部１２の長さＬ及び開口部１３の面積Ｓを設定する。これにより、実線で示すように、周波数Ｆ（すなわち共振周波数ｆ）に近い音波を吸収して、車内音のピークを下げることができる。

なお、ダクト部１２の長さＬは、開口部１３の位置及び大きさと仕切壁１５の位置とに応じて容易に設定することができる。例えば、図７（ａ）に示すように、開口部１３をフロア部材６ではなく、後部座席４と収納空間７との間の空間に開口するように収納空間７の側壁となる部分に設けることも可能である。このように開口部１３を設けることで、後述のカバー１６が不要となり、荷物の落下等の可能性をなくすことができる。また、開口部１３を側壁に設ければ、ダクト部１２の長さ方向に直交して開口するため、ヘルムホルツ共鳴器９０のネック部分９２の長さＬ₀に相当するダクト部１２の長さＬを確実に確保することができる。また、図７（ｂ）に示すように、仕切壁１５を車幅方向に延設させ、一端に開口部１３，他端に連通口１４を設けることで、ダクト部１２の長さＬをさらに大きくすることができる。

ダクト部１２の長さＬは、収納空間７の本来の役割である収納性（収納力）や車室空間３の空気の出入りのし易さ等を勘案して設定することが好ましい。仕切壁１５は、前後方向に延設された方が車幅方向に延設されたときよりも、収納スペースを大きくすることができる。また、開口部１３は、側壁となる部分に設けるよりも上方を向くようにフロア部材６に設けた方が、車室空間３の空気の出入りをし易くすることができる。

また、本実施形態では、図２に示すように、開口部１３を覆う網目状（メッシュ状）のカバー１６が設けられ、フロア部材６に載置される荷物が収納空間７（ダクト部１２）内に落下したり、傾いたりすることが防がれる。なお、カバー１６はメッシュ状のため、通気性は確保されている。

［２．作用・効果］
上記の吸音構造１０では、ラゲッジルーム２のフロア部材６の下方に凹設される、例えば収納空間として利用される閉空間７を、仕切壁１５によって容器部１１とダクト部１２とに分けるとともに開口部１３及び連通口１４を設けることで、この閉空間をヘルムホルツ共鳴器として利用することができる。ヘルムホルツ共鳴器は、上述したように、容器部１１の容積Ｖ，ダクト部１２の長さＬ及び開口部１３の面積Ｓによって共振周波数ｆが決まる。

本吸音構造１０であれば、ダクト部１２の長さＬが開口部１３から連通口１４までの長さに相当するので、ダクト部１２の長さＬを大きくすることができ、共振周波数ｆをロードノイズ領域よりもさらに低い低周波域に設定することができる。したがって、本吸音構造１０によれば、車室空間３のこもり音のような低周波音を吸収することができ、低周波騒音を抑制することができる。また、ラゲッジルーム２のフロア部材６の下方には、一般的に修理道具などを収納するための空間が備えられており、本吸気構造１０では、もともと備わっていた閉空間７に仕切壁１５と二つの開口１３，１４を設けるだけなので、構成を簡素にすることができ、部品コストや製造コストや重量を抑制することができる。

また、上記の吸音構造１０では、ダクト部１２が容器部１１の車幅方向外側において前後方向に延設されるため、容器部１１の容積Ｖを大きく確保することができ、共振周波数ｆを小さくすることができる。さらに、閉空間７の収納スペースを広くすることができ、利便性を向上させることができる。

また、上記の吸音構造１０では、開口部１３がフロア部材６に形成されて上方を向いて設けられるため、車室空間３の空気を開口部１３からダクト部１２へ出入りし易くすることができる。これにより、吸音性能をより高めることができる。
なお、フロア部材６に形成された開口部１３には、網目状のカバー１６が覆設されているため、開口部１３からの荷物の落下や荷物の傾き等を防ぐことができ、ラゲッジルーム２に安定して荷物を収納することができる。

また、上記の吸音構造１０では、閉空間７がフロア部材６に沿って延びる空間であるため、高さの低い仕切壁１５を立設するだけでこの閉空間７を容器部１１とダクト部１２とに仕切ることができる。そのため、構成をさらに簡素化することができ、部品コスト及び製造コストの低減を図ることができる。

さらにここでは、閉空間７が修理道具などを収納するために備えられた収納空間であり、この空間７を吸音構造１０の一部として活用するため、騒音を低減するための専用品を設ける場合と比べて部品コスト及び製造コストを低減することができる。また、騒音低減用の専用品を設置するスペースも不要であり、スペース効率を高めることもできる。

［３．その他］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

例えば、閉空間７の形状は上記のものに限られない。例えば、図７（ｃ）に示すように、車両１のラゲッジルーム２の形状に応じて、後端の一方の角部が内側へ凹んだような形状であってもよいし、閉空間７の側壁となる部分が曲面であってもよい。閉空間７は、車両１の車体形状や車載機器の搭載位置などに応じて様々な形状を取ることができ、少なくとも上方をフロア部材６によって覆われることで閉空間として形成されるものであればよい。また、閉空間７に修理道具などの物が収納されている場合であっても、ヘルムホルツ共鳴器として機能しうる程度の空間が残されていれば、上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。なお、閉空間７が収納空間でなくてもよい。

また、開口部１３の位置や形状も上記したものに限られない。例えば、開口部１３が円形や楕円形等であってもよいし、図７（ａ）に示すような側壁に形成されていてもよい。また、図７（ｃ）に示すように、ダクト部１２をフロア部材６よりも車両前方へ突出するように形成し、フロア部材６で覆われない部分を開口部１３としてもよい。なお、カバー１６は必須ではなく、開口部１３が上方を向いていないような場合には省略してもよい。
また、上記のフロア部材６の構造は一例であって、ラゲッジルーム２の下方に閉空間７を形成できるものであればよく、その形状や回動方向は特に限定されない。

１車両
２ラゲッジルーム
３車室空間
４後部座席
５テールゲート
６フロア部材
７収納空間（閉空間）
１０吸音構造
１１容器部
１２ダクト部
１３開口部
１４連通口
１５仕切壁
１６カバー

Claims

車両のラゲッジルームのフロア部材の下方に凹設され、上方を前記フロア部材によって覆われて形成される閉空間と、
前記閉空間を容器部とダクト部とに仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に設けられ、前記容器部と前記ダクト部とを連通する連通口と、
前記ダクト部の前記連通口とは逆側の端部に設けられ、車室空間に開口した開口部と、を備える
ことを特徴とする、車両の吸音構造。
前記ダクト部は、前記容器部の車幅方向外側において車両前後方向に延設される
ことを特徴とする、請求項１記載の車両の吸音構造。
前記開口部は、上方を向いて設けられる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両の吸音構造。
前記開口部に覆設された網目状のカバーを備える
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の吸音構造。
前記閉空間は、前記フロア部材に沿って延びる
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の車両の吸音構造。
前記閉空間は、収納空間である
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の車両の吸音構造。