車両構造
【課題】車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙から車室内への音の伝達を抑制できる車体構造を得る。
【解決手段】ピラーインナーパネル１８の車室内側にフロントピラーガーニッシュ３４が配置されている。ピラーガーニッシュ本体３６からは、ピラーインナーパネル１８に向けてリブ４８Ａ、４８Ｂが突出されており、膨張型消音室５２を備えた膨張型消音器５４が構成される。
【解決手段】ピラーインナーパネル１８の車室内側にフロントピラーガーニッシュ３４が配置されている。ピラーガーニッシュ本体３６からは、ピラーインナーパネル１８に向けてリブ４８Ａ、４８Ｂが突出されており、膨張型消音室５２を備えた膨張型消音器５４が構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両構造に関し、さらに詳しくは、車両の外殻を構成する車両構成部材の内側パネルよりもさらに車室内側に内側部材が配置された車両構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フロントピラーインナーパネルに取り付けたトリムのトリムプレートの裏側に、針状の細長リブを多数本一体形成した自動車のトリム構造が示されている。この特許文献１のトリム構造では、トリムプレートに加わった衝撃力を、リブの傾斜変形により吸収できるようになっている。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載のように、ピラーとその車室内側のトリムプレートを有する構成では、これらの間の音が、トリムプレートの端部から車室内に漏れるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１７５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙と車室内とのの音の伝達を抑制できる車体構造を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、車両の外殻を構成すると共に一部が車室内側に位置する内側パネルとされた車両構成部材と、前記内側パネルよりも前記車室内側で内側パネルを覆うと共に、内側パネルとの間に間隙を構成する内側部材と、前記内側部材の端部から延出されて延出端が前記内側パネルとの間に隙間をあけるように形成され、前記間隙と前記車室内との間の音の通過経路に配置された膨張型消音室と、該膨張型消音室の音の通過方向の両側に配置され音の通過する断面積が膨張型消音室よりも狭い入口部及び出口部と、を構成する延出片と、を有する。
【０００７】
この車両構造では、内側パネルよりも車室内側で、内側パネルが内側部材によって覆われており、内側部材と内側パネルとの間に間隙が構成されている。また、内側部材の端部からは延出片が延出されている。そして、延出片は、延出端が内側パネルとの間に隙間をあけるように形成されており、間隙と車室内との間の音の通過経路に配置された膨張型消音室と、この膨張型消音室の音の通過方向の両側に配置されて音の通過する断面積が膨張型消音室よりも狭い入口部及び出口部とを構成している。すなわち、本発明では、いわゆる膨張型消音器が設けられていることになる。これにより、車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙と車室内との音の伝達を抑制すること（以下、これを「消音」という）ができる。
【０００８】
特に、延出片は、内側部材の端部から延出されており、内側パネルと内側部材との間隙から外部へ伝達される音の移動方向の下流部分に、膨張型消音器が配置されていることになる。たとえば、内側部材の中央部から延出片を延出させた構成と比較して、より確実に消音効果を発揮させることができる。
【０００９】
なお、延出片は、内側部材から２つ延出されていれば、それぞれの延出片の延出端と内側パネルとの隙間に、上記した入口部及び出口部が構成される。これに対し、延出片の１つを内側部材が兼ねる構成としてもよい。この場合には、延出片を兼ねている内側部材と内側パネルとの間に、入口部又は出口部が構成される。
【００１０】
また、延出片を３つ以上形成してもよい。この場合には、上記した音の移動方向の上流端側の延出片と内側パネルとの隙間には入口部が構成され、下流端側の延出片と内側パネルとの隙間には出口部が構成されるが、中間の延出片と内側パネルとの隙間は、上流側の膨張型消音室から見たときの出口部と、下流側の膨張型消音室から見たときの入口部とを兼ねることになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記内側部材が、前記内側パネルに沿って連続した形状とされ、前記延出片が、前記内側部材の前記端部の長手方向に沿って連続して形成されることで、前記膨張型消音室が前記長手方向に沿って連続した形状とされている。
【００１２】
したがって、内側部材により、内側パネルを連続して覆うことができる。また、延出片が、内側部材の端部の長手方向に沿って連続して形成されており、膨張型消音室もこの長手方向に沿って連続した形状とされているので、内側部材の長手方向に沿った連続して消音効果を有する構造となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記間隙において、前記内側部材の前記端部の一方と他方との中央に配置された吸音材、を有する。
【００１４】
このように、間隙に吸音材を配置することで、間隙における音を吸音材で吸収することができる。特に、吸音材は、内側部材の端部の一方（一端部）と他方（他端部）との中央に配置されている。すなわち、間隙において、一端部及び他端部が振動の節となり、その中央部分が振動の腹となる音に対し、腹の部分で振動を吸収する。したがって、上記した中央以外の箇所に吸音材を配置した構造と比較して、より高い吸音効果が得られる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記間隙に前記車両を構成する車両構成部材の一部が収容されて被収容部材とされ、前記延出片が、前記被収容部材よりも前記端部側において前記内側部材から延出されている。
【００１６】
すなわち、間隙を有効に利用して、車両構成部材の一部を被収容部材として収容できる。延出片は、被収容部材よりも一端部側において内側部材から延出されているので、被収容部材と延出片との不用意な干渉を抑制できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記隙間の前記断面積に対する前記膨張型消音室の前記断面積の比率である膨張率が２０以上とされている。
【００１８】
このように、膨張率、すなわち、隙間の断面積に対する膨張型消音室の断面積の比率である膨張率を２０以上とすることで、消音効果を確実に発揮させることが可能となる。なお、このように確実な消音効果を得る観点からは、膨張率の上限は特に制限されない。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記車両構成部材が前記内側パネルとしてピラーインナーパネルを備えたピラーであり、前記内側部材が、前記ピラーインナーパネルよりも前記車室内側に配置されたピラーガーニッシュである。
【００２０】
したがって、ピラーガーニッシュにより、車室の内装を構成することができる。また、ピラーとピラーガーニッシュとの間隙から車室内に伝わる音に対し、この音の伝達を抑制することが可能になる。たとえば、エンジンノイズ、ロードノイズ、風切音等のノイズが車室内に伝わることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙から車室内への音の伝達を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の車両構造が適用される車両の外観形状を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態のフロントピラー構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図５】フロントピラー構造における吸音材の位置を示す説明図であり、（Ａ）は本発明の第２実施形態の場合、（Ｂ）は比較例の場合である本発明の第１実施形態の車両前部構造を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第３実施形態のフロントピラー構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第３実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の第４実施形態のフロントピラー構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第４実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態の車両構造であるフロントドア構造をフロントドアの一部として鉛直方向の断面で示す断面図である。
【図１３】（Ａ）は本発明の第７実施形態のフロントドア構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第７実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図１４】自動車に用いられているエプトシーラの遮音性能の理論計算値を周波数と透過損失との関係として示すグラフである。
【図１５】本発明の第１実施形態における膨張型消音器における膨張率と透過損失との関係を示すグラフである。
【図１６】膨張型消音器における周波数と透過損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１には、本発明の第１実施形態のフロントピラー構造１２が適用された車両１０が示されている。また、図２には、このフロントピラー構造１２が、図１における２−２線断面（フロントピラー１４の長手方向と直交する断面）にて示されている。フロントピラー構造１２は、本発明の車体構造の一例である。
【００２４】
図２に示すように、本発明に係る車両構成部材としてのフロントピラー１４は、車両１０の内側（車室内側）に位置するピラーインナーパネル１８と、車両１０の外側に位置するピラーアウターパネル１６と、を有している。さらに、このフロントピラー１４では、ピラーリインフォースメント２０が内部に配置されている。ピラーリインフォースメント２０により、フロントピラー１４が補強されている。ピラーインナーパネル１８が、本発明の内側パネルに該当する。
【００２５】
ピラーインナーパネル１８及びピラーアウターパネル１６はいずれも略長尺状に形成されており、フロントピラー１４の長手方向と直交する方向の一端部１４Ａ（図２では左上側端部）には、長手方向に沿って延在する接合フランジ２２Ａが形成されている。同様に、長手方向と直交する方向の他端部１４Ｂ（図２では右下側端部）からも、長手方向に沿って延在する接合フランジ２２Ｂが形成されている。これらの接合フランジ２２Ａ、２２Ｂで、ピラーリインフォースメント２０の一端部２０Ａ及び他端部２０Ｂをそれぞれ部分的に挟み込み、この挟み込む部分（パネルが三重に重なった部分）を溶接等により接合することで、中空筒状（但し、内部にピラーリインフォースメント２０が配置されている）フロントピラー１４が構成されている。なお、以下では、フロントピラー１４の一端部１４Ａと他端部１４Ｂとを結ぶ方向をフロントピラー１４の幅方向とし、矢印Ｗ１で示すこととする。
【００２６】
フロントピラー１４には、ウインドシールドガラス２４との間に配置されて、フロントピラー１４とウインドシールドガラス２４との隙間を塞ぐモールディング２６が取り付けられている。さらに、フロントピラー１４には、車体の出入口を閉塞した状態のフロントドア３０に密着することで、フロントピラー１４とフロントドア３０との隙間を塞ぐオープニングウエザストリップ３２が取り付けられている。
【００２７】
ピラーインナーパネル１８のさらに車室内側には、本発明における内側部材としてのフロントピラーガーニッシュ３４が配置されている。フロントピラーガーニッシュ３４は、フロントピラー１４を車室内側で覆っており、車室の内装を構成している。また、第１実施形態に係るフロントピラーガーニッシュ３４は、図２から分かるように、断面視にて、所定位置で屈曲あるいは湾曲されたピラーガーニッシュ本体３６を有しており、このピラーガーニッシュ本体３６とピラーインナーパネル１８との間に間隙３８が構成されている。
【００２８】
間隙３８には、ワイヤーハーネス４２、ドレン４４、カーテンエアバッグ装置４６等の部材の一部が収容されている。すなわち、これらの各部材において、間隙３８に収容された部分が、本発明に係る被収容部材４０となっている。
【００２９】
ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａ（図２では左上側端部）は、ウインドシールドガラス２４から離間している。ピラーガーニッシュ本体３６の他端部３６Ｂ（図２では右下側端部）は、オープニングウエザストリップ３２と接触している。
【００３０】
ピラーガーニッシュ本体３６からは、被収容部材４０よりも一端部３６Ａ側において、ピラーインナーパネル１８に向けて２枚のリブ４８Ａ、４８Ｂが突出されている。リブ４８Ａ、４８Ｂは、本発明に係る延出片に該当する。
【００３１】
図３にも詳細に示すように、リブ４８Ａ、４８Ｂはいずれも厚みが略一定で、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿って下端から上端まで連続する長尺状に形成されている。リブ４８Ａ、４８Ｂの突出端は、ピラーインナーパネル１８との間に所定の僅かな隙間５０Ａ、５０Ｂが構成されるように、ピラーインナーパネル１８に対し接触しない突出長とされている。本実施形態では、隙間５０Ａ、５０Ｂの隙間長Ｄ１（リブ４８Ａ、４８Ｂの突出端からピラーインナーパネル１８までの長さ）は等しくされている。なお、以下において、複数のリブを特に区別する必要がないときは、「リブ４８」として説明する。同様に、複数の隙間を特に区別する必要がないときは、「隙間５０」として説明する。
【００３２】
２枚のリブ４８Ａ、４８Ｂは平行に突出されており、これらのリブ４８Ａ、リブ４８Ｂ、フロントピラーガーニッシュ３４及びピラーインナーパネル１８で囲まれた空間が、後述するように膨張型消音室５２となっている。なお、本実施形態では、リブは２枚なので、膨張型消音室５２は１つである。また、膨張型消音室５２は、本実施形態では、フロントピラーガーニッシュ３４の上端側及び下端側で開放されているが、たとえば、リブ４８Ａ、リブ４８Ｂの上端部及び下端部を屈曲させることで、膨張型消音室５２がフロントピラーガーニッシュ３４の上端側及び下端側で閉塞されていてもよい。
【００３３】
ここで、図３（Ａ）に示すように、間隙３８、すなわち、ピラーインナーパネル１８とフロントピラーガーニッシュ３４との間から、車室５８内へ伝達する音の通過経路ＳＰを考える。このとき、音の通過部分の断面積は、隙間５０Ａで狭くなり、リブ４８Ａ、４８Ｂの間の膨張型消音室５２で一旦広くなるが、隙間５０Ｂで再度狭くなっている。すなわち、隙間５０Ａが本願発明における入口部、隙間５０Ｂが本願発明における出口部に相当し、音の通過経路ＳＰに、膨張型消音器５４が配置されていることになる。換言すれば、間隙３８と車室５８内との間の音の通過経路ＳＰに膨張型消音室５２が配置され、この膨張型消音室５２の音の通過方向の両側（上流側及び下流側）では、音の通過する断面積が膨張型消音室５２よりも狭い入口部及び出口部とが配置されるように、リブ４８Ａ、リブ４８Ｂが延出されていることになる。しかも、膨張型消音器５４は、間隙３８から車室５８（図２参照）内への音の移動方向の下流部分に位置している。
【００３４】
図３（Ｂ）には、本実施形態の膨張型消音器５４がモデル化して示されている。この消音器モデル５６では、隙間５０Ａ、５０Ｂ及び膨張型消音室５２に対応する部分の断面積をそれぞれ、Ｓ１、Ｓ２としている。また、膨張型消音室５２の長さ（音の通過方向に沿った長さ）をｌとしている。このとき、音の周波数をｆ、音速をｃとすると、透過損失ＴＬは、
【００３５】
【数１】
【００３６】
と表される。この透過損失ＴＬは、膨張型消音器５４を音が透過するときの遮音性能を表す指標の１つである。なお、図３（Ａ）から分かるように、本実施形態の膨張型消音室５２の形状では、矢印ＳＰ方向に沿ってその断面積Ｓ２が変化しているが、この場合には断面積の平均値を上記のＳ２とすればよい。具体的には、膨張型消音室５２の容積を上記の長さｌで割ればよい。
【００３７】
次に、本実施形態のフロントピラー構造１２の作用を説明する。
【００３８】
間隙３８には、エンジン音やロードノイズ、風切音等の各種の音が外部から入るため、この音は、フロントピラーガーニッシュ３４とピラーインナーパネル１８との間隙３８から車室５８内に伝わり、いわゆる音漏れが生じるおそれがある。
【００３９】
本実施形態のフロントピラー構造１２では、ピラーガーニッシュ本体３６に２枚のリブ４８Ａ、４８Ｂを設けたことで、間隙３８から車室５８内への音の通過経路ＳＰに、膨張型消音室５２を備えた膨張型消音器５４が存在している。したがって、間隙３８から車室５８内への音の伝達、すなわち、車室５８内への音漏れが抑制される。
【００４０】
特に、リブ４８Ａ、４８Ｂは、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿って下端から上端まで連続する長尺状に形成されているため、膨張型消音室５２もピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿って下端から上端まで連続して構成されていることになる。すなわち、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿った広い範囲で、音漏れを抑制することが可能である。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図４には、本発明の第２実施形態のフロントピラー構造１１２が示されている。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４２】
第２実施形態のフロントピラー構造１１２では、間隙３８内に位置するように、ピラーガーニッシュ本体３６に吸音材１１４が取り付けられている。吸音材１１４は、たとえばフェルトやスポンジ等の多孔質材料で構成されており、気体分子の振動エネルギーを、ピラーインナーパネル１８やフロントピラーガーニッシュ３４よりも効果的に吸収できる部材である。
【００４３】
吸音材１１４は、複数のリブのうち、もっとも幅方向中央寄りのリブ４８Ａと、フロントピラーガーニッシュ３４の他端部３４Ｂ側を結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２上に位置している。図４から分かるように（さらに、図５（Ａ）にも模式的に示すように）、間隙３８において、リブ４８Ａ及び他端部３４Ｂを節とし、これらの中央部分を腹とする共鳴ＲＳの振動を想定すると、吸音材１１４は共鳴ＲＳの振動における腹の位置に配置されていることになる。
【００４４】
上記以外は、第２実施形態のフロントピラー構造１１２は、第１実施形態のフロントピラー構造１２と同一の構成とされている。
【００４５】
したがって、第２実施形態のフロントピラー構造１１２においても、第１実施形態のフロントピラー構造１２と同一の作用効果を奏するが、さらに、第２実施形態のフロントピラー構造１１２では、間隙３８内で生じた共鳴ＲＳに対し、この共鳴ＲＳのエネルギーを吸収することで、吸音効果を高めることができる。
【００４６】
特に、吸音材１１４を、共鳴ＲＳの振動の腹の位置に配置している。この腹の位置は、空気振動の粒子速度が最大となっているため、図５（Ｂ）に示したように吸音材１１４を、共鳴ＲＳの振動の腹以外の位置に配置した構成と比較して、共鳴のエネルギーを吸収する（熱エネルギーとして散逸させる）効果が高い。したがって、より効果的に共鳴ＲＳに対する吸音効果を発揮させることができる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
図６には、本発明の第３実施形態のフロントピラー構造２１２が示されている。第３実施形態においても、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４８】
第３実施形態のフロントピラー構造２１２では、図７（Ａ）にも詳細に示すように、ピラーガーニッシュ本体３６から、４枚のリブ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄが突出されている。リブ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄはいずれも、その突出端と、ピラーインナーパネル１８との間に所定の僅かな隙間２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄが構成されている。４枚のリブ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄは平行に突出されており、これらのリブの間に３つの膨張型消音室２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃが構成されている。
【００４９】
したがって、第３実施形態のフロントピラー構造２１２において、隙間２１６Ａが本発明における入口部、隙間２１６Ｄが本発明における出口部となっているが、隙間２１６Ｂは、膨張型消音室２１８Ａに対する出口部と、膨張型消音室２１８Ｂに対する入口部を兼ねている。同様に、隙間２１６Ｃは、膨張型消音室２１８Ｂに対する出口部と、膨張型消音室２１８Ｃに対する入口部を兼ねている。
【００５０】
このような構成とされた第３実施形態のフロントピラー構造２１２では、図７（Ｂ）にもモデル化して示すように、３つの膨張型消音室２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃを備えた膨張型消音器２２０が構成されている。この消音器モデル２２２から分かるように、膨張型消音室の数が第１実施形態よりも多いので、間隙３８から車室５８内への音の伝達を抑制する効果が高くなる。なお、膨張型消音室の数は３つに限られず、複数（２つ以上）とすれば、膨張型消音室が１つの構造と比較して、上記した音の伝達を抑制する効果は高くなる。
【００５１】
このように、ピラーガーニッシュ本体３６から突出するリブの数は、少なくとも１つの膨張型消音室を構成できれば特に限定されない。間隙３８には、被収容部材４０（図６では図示省略、図２参照）が収容されているが、スペース的に可能な範囲で、より多くのリブを設ければ、膨張型消音室の数も多くできる。
【００５２】
＜第４実施形態＞
図８には、本発明の第４実施形態のフロントピラー構造３１２が示されている。第４実施形態においても、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５３】
第４実施形態のフロントピラー構造３１２では、１枚のリブ３１４Ａのみがピラーガーニッシュ本体３６から突出され、ピラーインナーパネル１８との間に所定の僅かな隙間３１６Ａが構成されている。また、ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａが、ウインドシールドガラス２４との間に所定の隙間３１６Ｂを構成するように、ピラーガーニッシュ本体３６の形状が決められている。そして、第４実施形態のフロントピラー構造３１２では、ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａとリブ３１４Ａとの間に、膨張型消音室３１８が構成されている。すなわち、図９（Ｂ）にもモデル化して示すように、このような膨張型消音室３１８を備えた膨張型消音器３２０が構成されていることになる。実質的に、ピラーガーニッシュ本体３６の一部（一端部３６Ａ）が、膨張型消音器３２０を構成するためのリブを兼ねていることになる。
【００５４】
したがって、第４実施形態のフロントピラー構造３１２においても、間隙３８から車室５８内への音の伝達を抑制する効果を奏する。しかも、第１実施形態と同様に１つの膨張型消音室３１８が構成されているが、ピラーガーニッシュ本体３６から突出するリブの数は少なくて済むという効果も奏する。
【００５５】
なお、これに対し、第１〜第３実施形態のように、リブをピラーガーニッシュ本体３６とは別に形成すると、ピラーガーニッシュ本体３６及びリブの形状をそれぞれ独立して決めることができ、設計（形状）の自由度が高くなる、という効果がある。
【００５６】
また、第３実施形態のフロントピラー構造２１２のように、複数の膨張型消音室を備えた構造において、複数のリブの１つが、ピラーガーニッシュ本体３６によって兼用されている構成としてもよい。
【００５７】
＜第５実施形態＞
図１０には、本発明の第５実施形態のフロントピラー構造４１２が示されている。第５実施形態においても、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５８】
第５実施形態のフロントピラー構造４１２では、ピラーガーニッシュ本体３６から、被収容部材４０よりも他端部３６Ｂ側において、２枚のリブ４１４Ａ、４１４Ｂが突出されている。リブ４１４Ａ、４１４Ｂの突出端とピラーインナーパネル１８との間に隙間４１６ＡＡ、４１６Ｂが構成されている。そして、これら２枚のリブ４１４Ａ、４１４Ｂの間に膨張型消音室４１８が構成されている。すなわち、第５実施形態では、被収容部材４０よりも他端部３６Ｂ側に、膨張型消音器４２０が存在していることになる。
【００５９】
したがって、第５実施形態のフロントピラー構造４１２では、間隙３８から、他端部３６Ｂ側のオープニングウエザストリップ３２を透過して車室５８内に入る音の伝達を抑制することができる。
【００６０】
＜第６実施形態＞
図１１には、本発明の第６実施形態のフロントピラー構造５１２が示されている。第６実施形態のフロントピラー構造５１２では、ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａ側に膨張型消音器５４が設けられ、さらに、第５実施形態のように、他端部３６Ｂ側にも膨張型消音器４２０が設けられた構成である。これにより、間隙３８から車室５８内への音の伝達をさらに効果的に抑制できる。
【００６１】
なお、上記各実施形態を適宜組み合わせて、本発明に係るフロントピラー構造としてもよい。たとえば、吸音材１１４を、第３〜第６の各実施形態に適用してもよい。
【００６２】
また、上記では、本発明の車両構造として、フロントピラー構造を上げたが、たとえばセンターピラーやリアピラー等に、上記と同様の構造を適用して、本発明の車両構造としてもよい。
【００６３】
さらに、本発明の車両構造としては、これらのピラーの構造に限定されない。
＜第７実施形態＞
図１２には、本発明の車両構造の第７実施形態としてのフロントドア構造６１２が示されている。図１２は、図１に示す車両１０における１３−１３線断面図である。なお、図１では便宜上、第１実施形態のフロントピラー構造１２と第７実施形態のフロントドア構造６１２の双方を備えた構成を図示しているが、これら双方が１台の車両１０に適用されている必要はない。
【００６４】
第７実施形態のフロントドア構造６１２では、ドアアウターパネル６１６とドアインナーパネル６１８とが接合され、さらにドアインナーパネル６１８よりも車室５８内側に、ドアトリム６２０が取り付けられて、フロントドア６１４が構成されている。ドアトリム６２０とドアインナーパネル６１８の間には、間隙６２２が構成されている。
【００６５】
図１３（Ａ）にも詳細に示すように、ドアトリム６２０の下端部に設けられたフランジ部６２０Ｂには、ドアインナーパネル６１８に向かって２枚のリブ６２４Ａ、６２４Ｂが突出されている。リブ６２４Ａ、６２４Ｂの突出端とドアインナーパネル６１８の間には、隙間６２６Ａ、６２６Ｂが構成されている。リブ６２４Ａ、６２４Ｂの間には、膨張型消音室６２８が構成されている。
【００６６】
したがって、第７実施形態のフロントドア構造６１２では、図１３（Ｂ）にもモデル化して示すように、ドアトリム６２０の下端部に設けられたフランジ部６２０Ｂ側に、膨張型消音室６２８を備えた膨張型消音器６３０が配置されていることになる。そして、第７実施形態のフロントドア構造６１２では、ドアトリム６２０の下方から間隙６２２内に伝達される音を、膨張型消音器６３０によって吸音できる。
【００６７】
なお、第７実施形態において、ドアトリム６２０の下端部（フランジ部６２０Ｂ）だけでなく、上端部や、車両前方側端部、車両後方側端部等に膨張型消音器を設けてもよい。
【００６８】
本発明の車両構造としては、第７実施形態のフロントドア構造６１２以外にも、リアドア構造やバックドア構造に適用できる。さらに、これらドア構造だけでなく、インストルメントパネル構造等にも適用可能である。
【００６９】
本発明の車両構造において、膨張型消音室の断面積Ｓ２及び隙間５０Ａの断面積Ｓ１は、膨張型消音器に必要とされる消音性能を満たせばよい。ここで、図１４には、自動車に用いられているエプトシーラの遮音性能の理論計算値が示されている。エプトシーラは、たとえば、自動車の車体（ドア周り等を含む）において吸音材として使用される発泡樹脂あるいは発泡ゴムの部材である。そして、板状に形成されたエプトシーラの場合には、最小板厚として５ｍｍ程度が確保されることが多い。図１４に示すグラフは、このように５ｍｍの板厚とされたエプトシーラにおける透過損失と周波数との関係を示すものである。一般に、車両の騒音対策としては、音の周波数が１〜１２５００Ｈｚ程度の範囲が考慮されることが多いが、たとえば周波数が１００００Ｈｚの場合には、透過損失は２５ｄＢ確保できていることが分かる。したがって、本発明においても、最小板厚のエプトシーラと同程度の透過損失（２５ｄＢ）を少なくとも確保しておくことが望まれる。
【００７０】
図１５には、第１実施形態に係る膨張型消音器５４の膨張率と透過損失の関係が示されている。ここでいう膨張率とは、隙間５０Ａの断面積Ｓ１に対する膨張型消音室５２の断面積Ｓ２の比率（Ｓ２／Ｓ１）である。このグラフから、透過損失として２５ｄＢ以上確保するためには、膨張率が２０以上であればよいことが分かる。
【００７１】
なお、本発明では、隙間５０Ａと膨張型消音室５２とで、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿った長さは同じであるので、この膨張率は、隙間５０Ａの隙間長Ｄ１に対する膨張型消音室５２の幅Ｗ２（図３（Ａ）参照）と同じになる。たとえば、膨張型消音室５２の幅Ｗ２が４０ｍｍの場合には、隙間５０Ａの隙間長Ｄ１は２ｍｍ以下とすれば、上記の膨張率を２０以上にできる。
【００７２】
また、膨張型消音室の長さｌは、想定される周波数範囲において必要十分な吸音性能が得られるように設定される。ここで、図１６には、上記した数式（１）において、Ｓ１、Ｓ２及びｌの値を固定し、ｆ（周波数）を変化させたときのＴＬ（透過損失）の変化の様子が示されている（縦軸の透過損失の値は、Ｓ１、Ｓ２等に応じて変化するものであり、ここでは議論の本質ではないので省略している）。透過損失は、一定周期で上に凸となる関数であり、このグラフにおいて二点鎖線ＺＰで示すように、透過損失が０となる周波数（以下「特定周波数」という）が一定周期で現れる。そして、特定周波数は、式（１)からも分かるように、ｌの値を大きくするほど、小さくなる。
【００７３】
ここで、上記したように、一般的な一車両の騒音対策としては、音の周波数が１〜１２５００Ｈｚ程度の範囲が考慮される。したがって、特定周波数が１２５００Ｈｚ以上となるようにｌの値を小さく設定し、周波数１２５００Ｈｚで透過損失が０にはならないようにすればよい。
【００７４】
なお、かかる観点からは、ｌの値を小さくし、透過損失が極大値（図１６のグラフにおいて一点鎖線ＭＰで示す）を取るときの周波数が１２５００Ｈｚを超えてしまっても問題はない（周波数１２５００Ｈｚで透過損失が０にはならない）。しかし、透過損失が極大値を取るときの周波数が１２５００Ｈｚを大きく超えると、想定している周波数範囲（０〜１２５００Ｈｚ）では透過損失が全般的に低くなってしまう。したがって、０〜１２５００Ｈｚの周波数範囲で高い透過損失を全般的に得るためには、透過損失が極大値を取るときの周波数が１２５００Ｈｚ以下となるように、ｌの値を大きく設定することが好ましい。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 車両
１２ フロントピラー構造
１４ フロントピラー（車両構成部材）
１６ ピラーアウターパネル
１８ ピラーインナーパネル（内側パネル）
２４ ウインドシールドガラス
３０ フロントドア
３４ フロントピラーガーニッシュ
３６ ピラーガーニッシュ本体（内側部材）
３８ 間隙
４０ 被収容部材
４８ リブ（延出片）
５０ 隙間
５２ 膨張型消音室
５４ 膨張型消音器
５８ 車室
１１２ フロントピラー構造
１１４ 吸音材
２１２ フロントピラー構造
２１４ リブ
２１６ 隙間
２１８ 膨張型消音室
２２０ 膨張型消音器
３１２ フロントピラー構造
３１４Ａ リブ
３１６ 隙間
３１８ 膨張型消音室
３２０ 膨張型消音器
４１２ フロントピラー構造
４１４ リブ
４１６ 隙間
４１８ 膨張型消音室
４２０ 膨張型消音器
５１２ フロントピラー構造
６１２ フロントドア構造
６１４ フロントドア
６１６ ドアアウターパネル
６１８ ドアインナーパネル
６２０ ドアトリム
６２２ 間隙
６２４Ａ リブ
６２６Ａ 隙間
６２８ 膨張型消音室
６３０ 膨張型消音器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両構造に関し、さらに詳しくは、車両の外殻を構成する車両構成部材の内側パネルよりもさらに車室内側に内側部材が配置された車両構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フロントピラーインナーパネルに取り付けたトリムのトリムプレートの裏側に、針状の細長リブを多数本一体形成した自動車のトリム構造が示されている。この特許文献１のトリム構造では、トリムプレートに加わった衝撃力を、リブの傾斜変形により吸収できるようになっている。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載のように、ピラーとその車室内側のトリムプレートを有する構成では、これらの間の音が、トリムプレートの端部から車室内に漏れるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１７５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙と車室内とのの音の伝達を抑制できる車体構造を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、車両の外殻を構成すると共に一部が車室内側に位置する内側パネルとされた車両構成部材と、前記内側パネルよりも前記車室内側で内側パネルを覆うと共に、内側パネルとの間に間隙を構成する内側部材と、前記内側部材の端部から延出されて延出端が前記内側パネルとの間に隙間をあけるように形成され、前記間隙と前記車室内との間の音の通過経路に配置された膨張型消音室と、該膨張型消音室の音の通過方向の両側に配置され音の通過する断面積が膨張型消音室よりも狭い入口部及び出口部と、を構成する延出片と、を有する。
【０００７】
この車両構造では、内側パネルよりも車室内側で、内側パネルが内側部材によって覆われており、内側部材と内側パネルとの間に間隙が構成されている。また、内側部材の端部からは延出片が延出されている。そして、延出片は、延出端が内側パネルとの間に隙間をあけるように形成されており、間隙と車室内との間の音の通過経路に配置された膨張型消音室と、この膨張型消音室の音の通過方向の両側に配置されて音の通過する断面積が膨張型消音室よりも狭い入口部及び出口部とを構成している。すなわち、本発明では、いわゆる膨張型消音器が設けられていることになる。これにより、車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙と車室内との音の伝達を抑制すること（以下、これを「消音」という）ができる。
【０００８】
特に、延出片は、内側部材の端部から延出されており、内側パネルと内側部材との間隙から外部へ伝達される音の移動方向の下流部分に、膨張型消音器が配置されていることになる。たとえば、内側部材の中央部から延出片を延出させた構成と比較して、より確実に消音効果を発揮させることができる。
【０００９】
なお、延出片は、内側部材から２つ延出されていれば、それぞれの延出片の延出端と内側パネルとの隙間に、上記した入口部及び出口部が構成される。これに対し、延出片の１つを内側部材が兼ねる構成としてもよい。この場合には、延出片を兼ねている内側部材と内側パネルとの間に、入口部又は出口部が構成される。
【００１０】
また、延出片を３つ以上形成してもよい。この場合には、上記した音の移動方向の上流端側の延出片と内側パネルとの隙間には入口部が構成され、下流端側の延出片と内側パネルとの隙間には出口部が構成されるが、中間の延出片と内側パネルとの隙間は、上流側の膨張型消音室から見たときの出口部と、下流側の膨張型消音室から見たときの入口部とを兼ねることになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記内側部材が、前記内側パネルに沿って連続した形状とされ、前記延出片が、前記内側部材の前記端部の長手方向に沿って連続して形成されることで、前記膨張型消音室が前記長手方向に沿って連続した形状とされている。
【００１２】
したがって、内側部材により、内側パネルを連続して覆うことができる。また、延出片が、内側部材の端部の長手方向に沿って連続して形成されており、膨張型消音室もこの長手方向に沿って連続した形状とされているので、内側部材の長手方向に沿った連続して消音効果を有する構造となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記間隙において、前記内側部材の前記端部の一方と他方との中央に配置された吸音材、を有する。
【００１４】
このように、間隙に吸音材を配置することで、間隙における音を吸音材で吸収することができる。特に、吸音材は、内側部材の端部の一方（一端部）と他方（他端部）との中央に配置されている。すなわち、間隙において、一端部及び他端部が振動の節となり、その中央部分が振動の腹となる音に対し、腹の部分で振動を吸収する。したがって、上記した中央以外の箇所に吸音材を配置した構造と比較して、より高い吸音効果が得られる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記間隙に前記車両を構成する車両構成部材の一部が収容されて被収容部材とされ、前記延出片が、前記被収容部材よりも前記端部側において前記内側部材から延出されている。
【００１６】
すなわち、間隙を有効に利用して、車両構成部材の一部を被収容部材として収容できる。延出片は、被収容部材よりも一端部側において内側部材から延出されているので、被収容部材と延出片との不用意な干渉を抑制できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記隙間の前記断面積に対する前記膨張型消音室の前記断面積の比率である膨張率が２０以上とされている。
【００１８】
このように、膨張率、すなわち、隙間の断面積に対する膨張型消音室の断面積の比率である膨張率を２０以上とすることで、消音効果を確実に発揮させることが可能となる。なお、このように確実な消音効果を得る観点からは、膨張率の上限は特に制限されない。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記車両構成部材が前記内側パネルとしてピラーインナーパネルを備えたピラーであり、前記内側部材が、前記ピラーインナーパネルよりも前記車室内側に配置されたピラーガーニッシュである。
【００２０】
したがって、ピラーガーニッシュにより、車室の内装を構成することができる。また、ピラーとピラーガーニッシュとの間隙から車室内に伝わる音に対し、この音の伝達を抑制することが可能になる。たとえば、エンジンノイズ、ロードノイズ、風切音等のノイズが車室内に伝わることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、車両構成部材とその車室内側に配置される内側部材との間隙から車室内への音の伝達を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の車両構造が適用される車両の外観形状を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態のフロントピラー構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図５】フロントピラー構造における吸音材の位置を示す説明図であり、（Ａ）は本発明の第２実施形態の場合、（Ｂ）は比較例の場合である本発明の第１実施形態の車両前部構造を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第３実施形態のフロントピラー構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第３実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の第４実施形態のフロントピラー構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第４実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態の車両構造であるフロントピラー構造をフロントピラーの長手方向と直交する断面で示す断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態の車両構造であるフロントドア構造をフロントドアの一部として鉛直方向の断面で示す断面図である。
【図１３】（Ａ）は本発明の第７実施形態のフロントドア構造を膨張型消音器の近傍で拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は第７実施形態に係る膨張型消音器をモデル化して示す説明図である。
【図１４】自動車に用いられているエプトシーラの遮音性能の理論計算値を周波数と透過損失との関係として示すグラフである。
【図１５】本発明の第１実施形態における膨張型消音器における膨張率と透過損失との関係を示すグラフである。
【図１６】膨張型消音器における周波数と透過損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１には、本発明の第１実施形態のフロントピラー構造１２が適用された車両１０が示されている。また、図２には、このフロントピラー構造１２が、図１における２−２線断面（フロントピラー１４の長手方向と直交する断面）にて示されている。フロントピラー構造１２は、本発明の車体構造の一例である。
【００２４】
図２に示すように、本発明に係る車両構成部材としてのフロントピラー１４は、車両１０の内側（車室内側）に位置するピラーインナーパネル１８と、車両１０の外側に位置するピラーアウターパネル１６と、を有している。さらに、このフロントピラー１４では、ピラーリインフォースメント２０が内部に配置されている。ピラーリインフォースメント２０により、フロントピラー１４が補強されている。ピラーインナーパネル１８が、本発明の内側パネルに該当する。
【００２５】
ピラーインナーパネル１８及びピラーアウターパネル１６はいずれも略長尺状に形成されており、フロントピラー１４の長手方向と直交する方向の一端部１４Ａ（図２では左上側端部）には、長手方向に沿って延在する接合フランジ２２Ａが形成されている。同様に、長手方向と直交する方向の他端部１４Ｂ（図２では右下側端部）からも、長手方向に沿って延在する接合フランジ２２Ｂが形成されている。これらの接合フランジ２２Ａ、２２Ｂで、ピラーリインフォースメント２０の一端部２０Ａ及び他端部２０Ｂをそれぞれ部分的に挟み込み、この挟み込む部分（パネルが三重に重なった部分）を溶接等により接合することで、中空筒状（但し、内部にピラーリインフォースメント２０が配置されている）フロントピラー１４が構成されている。なお、以下では、フロントピラー１４の一端部１４Ａと他端部１４Ｂとを結ぶ方向をフロントピラー１４の幅方向とし、矢印Ｗ１で示すこととする。
【００２６】
フロントピラー１４には、ウインドシールドガラス２４との間に配置されて、フロントピラー１４とウインドシールドガラス２４との隙間を塞ぐモールディング２６が取り付けられている。さらに、フロントピラー１４には、車体の出入口を閉塞した状態のフロントドア３０に密着することで、フロントピラー１４とフロントドア３０との隙間を塞ぐオープニングウエザストリップ３２が取り付けられている。
【００２７】
ピラーインナーパネル１８のさらに車室内側には、本発明における内側部材としてのフロントピラーガーニッシュ３４が配置されている。フロントピラーガーニッシュ３４は、フロントピラー１４を車室内側で覆っており、車室の内装を構成している。また、第１実施形態に係るフロントピラーガーニッシュ３４は、図２から分かるように、断面視にて、所定位置で屈曲あるいは湾曲されたピラーガーニッシュ本体３６を有しており、このピラーガーニッシュ本体３６とピラーインナーパネル１８との間に間隙３８が構成されている。
【００２８】
間隙３８には、ワイヤーハーネス４２、ドレン４４、カーテンエアバッグ装置４６等の部材の一部が収容されている。すなわち、これらの各部材において、間隙３８に収容された部分が、本発明に係る被収容部材４０となっている。
【００２９】
ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａ（図２では左上側端部）は、ウインドシールドガラス２４から離間している。ピラーガーニッシュ本体３６の他端部３６Ｂ（図２では右下側端部）は、オープニングウエザストリップ３２と接触している。
【００３０】
ピラーガーニッシュ本体３６からは、被収容部材４０よりも一端部３６Ａ側において、ピラーインナーパネル１８に向けて２枚のリブ４８Ａ、４８Ｂが突出されている。リブ４８Ａ、４８Ｂは、本発明に係る延出片に該当する。
【００３１】
図３にも詳細に示すように、リブ４８Ａ、４８Ｂはいずれも厚みが略一定で、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿って下端から上端まで連続する長尺状に形成されている。リブ４８Ａ、４８Ｂの突出端は、ピラーインナーパネル１８との間に所定の僅かな隙間５０Ａ、５０Ｂが構成されるように、ピラーインナーパネル１８に対し接触しない突出長とされている。本実施形態では、隙間５０Ａ、５０Ｂの隙間長Ｄ１（リブ４８Ａ、４８Ｂの突出端からピラーインナーパネル１８までの長さ）は等しくされている。なお、以下において、複数のリブを特に区別する必要がないときは、「リブ４８」として説明する。同様に、複数の隙間を特に区別する必要がないときは、「隙間５０」として説明する。
【００３２】
２枚のリブ４８Ａ、４８Ｂは平行に突出されており、これらのリブ４８Ａ、リブ４８Ｂ、フロントピラーガーニッシュ３４及びピラーインナーパネル１８で囲まれた空間が、後述するように膨張型消音室５２となっている。なお、本実施形態では、リブは２枚なので、膨張型消音室５２は１つである。また、膨張型消音室５２は、本実施形態では、フロントピラーガーニッシュ３４の上端側及び下端側で開放されているが、たとえば、リブ４８Ａ、リブ４８Ｂの上端部及び下端部を屈曲させることで、膨張型消音室５２がフロントピラーガーニッシュ３４の上端側及び下端側で閉塞されていてもよい。
【００３３】
ここで、図３（Ａ）に示すように、間隙３８、すなわち、ピラーインナーパネル１８とフロントピラーガーニッシュ３４との間から、車室５８内へ伝達する音の通過経路ＳＰを考える。このとき、音の通過部分の断面積は、隙間５０Ａで狭くなり、リブ４８Ａ、４８Ｂの間の膨張型消音室５２で一旦広くなるが、隙間５０Ｂで再度狭くなっている。すなわち、隙間５０Ａが本願発明における入口部、隙間５０Ｂが本願発明における出口部に相当し、音の通過経路ＳＰに、膨張型消音器５４が配置されていることになる。換言すれば、間隙３８と車室５８内との間の音の通過経路ＳＰに膨張型消音室５２が配置され、この膨張型消音室５２の音の通過方向の両側（上流側及び下流側）では、音の通過する断面積が膨張型消音室５２よりも狭い入口部及び出口部とが配置されるように、リブ４８Ａ、リブ４８Ｂが延出されていることになる。しかも、膨張型消音器５４は、間隙３８から車室５８（図２参照）内への音の移動方向の下流部分に位置している。
【００３４】
図３（Ｂ）には、本実施形態の膨張型消音器５４がモデル化して示されている。この消音器モデル５６では、隙間５０Ａ、５０Ｂ及び膨張型消音室５２に対応する部分の断面積をそれぞれ、Ｓ１、Ｓ２としている。また、膨張型消音室５２の長さ（音の通過方向に沿った長さ）をｌとしている。このとき、音の周波数をｆ、音速をｃとすると、透過損失ＴＬは、
【００３５】
【数１】
【００３６】
と表される。この透過損失ＴＬは、膨張型消音器５４を音が透過するときの遮音性能を表す指標の１つである。なお、図３（Ａ）から分かるように、本実施形態の膨張型消音室５２の形状では、矢印ＳＰ方向に沿ってその断面積Ｓ２が変化しているが、この場合には断面積の平均値を上記のＳ２とすればよい。具体的には、膨張型消音室５２の容積を上記の長さｌで割ればよい。
【００３７】
次に、本実施形態のフロントピラー構造１２の作用を説明する。
【００３８】
間隙３８には、エンジン音やロードノイズ、風切音等の各種の音が外部から入るため、この音は、フロントピラーガーニッシュ３４とピラーインナーパネル１８との間隙３８から車室５８内に伝わり、いわゆる音漏れが生じるおそれがある。
【００３９】
本実施形態のフロントピラー構造１２では、ピラーガーニッシュ本体３６に２枚のリブ４８Ａ、４８Ｂを設けたことで、間隙３８から車室５８内への音の通過経路ＳＰに、膨張型消音室５２を備えた膨張型消音器５４が存在している。したがって、間隙３８から車室５８内への音の伝達、すなわち、車室５８内への音漏れが抑制される。
【００４０】
特に、リブ４８Ａ、４８Ｂは、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿って下端から上端まで連続する長尺状に形成されているため、膨張型消音室５２もピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿って下端から上端まで連続して構成されていることになる。すなわち、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿った広い範囲で、音漏れを抑制することが可能である。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図４には、本発明の第２実施形態のフロントピラー構造１１２が示されている。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４２】
第２実施形態のフロントピラー構造１１２では、間隙３８内に位置するように、ピラーガーニッシュ本体３６に吸音材１１４が取り付けられている。吸音材１１４は、たとえばフェルトやスポンジ等の多孔質材料で構成されており、気体分子の振動エネルギーを、ピラーインナーパネル１８やフロントピラーガーニッシュ３４よりも効果的に吸収できる部材である。
【００４３】
吸音材１１４は、複数のリブのうち、もっとも幅方向中央寄りのリブ４８Ａと、フロントピラーガーニッシュ３４の他端部３４Ｂ側を結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２上に位置している。図４から分かるように（さらに、図５（Ａ）にも模式的に示すように）、間隙３８において、リブ４８Ａ及び他端部３４Ｂを節とし、これらの中央部分を腹とする共鳴ＲＳの振動を想定すると、吸音材１１４は共鳴ＲＳの振動における腹の位置に配置されていることになる。
【００４４】
上記以外は、第２実施形態のフロントピラー構造１１２は、第１実施形態のフロントピラー構造１２と同一の構成とされている。
【００４５】
したがって、第２実施形態のフロントピラー構造１１２においても、第１実施形態のフロントピラー構造１２と同一の作用効果を奏するが、さらに、第２実施形態のフロントピラー構造１１２では、間隙３８内で生じた共鳴ＲＳに対し、この共鳴ＲＳのエネルギーを吸収することで、吸音効果を高めることができる。
【００４６】
特に、吸音材１１４を、共鳴ＲＳの振動の腹の位置に配置している。この腹の位置は、空気振動の粒子速度が最大となっているため、図５（Ｂ）に示したように吸音材１１４を、共鳴ＲＳの振動の腹以外の位置に配置した構成と比較して、共鳴のエネルギーを吸収する（熱エネルギーとして散逸させる）効果が高い。したがって、より効果的に共鳴ＲＳに対する吸音効果を発揮させることができる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
図６には、本発明の第３実施形態のフロントピラー構造２１２が示されている。第３実施形態においても、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４８】
第３実施形態のフロントピラー構造２１２では、図７（Ａ）にも詳細に示すように、ピラーガーニッシュ本体３６から、４枚のリブ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄが突出されている。リブ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄはいずれも、その突出端と、ピラーインナーパネル１８との間に所定の僅かな隙間２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄが構成されている。４枚のリブ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄは平行に突出されており、これらのリブの間に３つの膨張型消音室２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃが構成されている。
【００４９】
したがって、第３実施形態のフロントピラー構造２１２において、隙間２１６Ａが本発明における入口部、隙間２１６Ｄが本発明における出口部となっているが、隙間２１６Ｂは、膨張型消音室２１８Ａに対する出口部と、膨張型消音室２１８Ｂに対する入口部を兼ねている。同様に、隙間２１６Ｃは、膨張型消音室２１８Ｂに対する出口部と、膨張型消音室２１８Ｃに対する入口部を兼ねている。
【００５０】
このような構成とされた第３実施形態のフロントピラー構造２１２では、図７（Ｂ）にもモデル化して示すように、３つの膨張型消音室２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃを備えた膨張型消音器２２０が構成されている。この消音器モデル２２２から分かるように、膨張型消音室の数が第１実施形態よりも多いので、間隙３８から車室５８内への音の伝達を抑制する効果が高くなる。なお、膨張型消音室の数は３つに限られず、複数（２つ以上）とすれば、膨張型消音室が１つの構造と比較して、上記した音の伝達を抑制する効果は高くなる。
【００５１】
このように、ピラーガーニッシュ本体３６から突出するリブの数は、少なくとも１つの膨張型消音室を構成できれば特に限定されない。間隙３８には、被収容部材４０（図６では図示省略、図２参照）が収容されているが、スペース的に可能な範囲で、より多くのリブを設ければ、膨張型消音室の数も多くできる。
【００５２】
＜第４実施形態＞
図８には、本発明の第４実施形態のフロントピラー構造３１２が示されている。第４実施形態においても、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５３】
第４実施形態のフロントピラー構造３１２では、１枚のリブ３１４Ａのみがピラーガーニッシュ本体３６から突出され、ピラーインナーパネル１８との間に所定の僅かな隙間３１６Ａが構成されている。また、ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａが、ウインドシールドガラス２４との間に所定の隙間３１６Ｂを構成するように、ピラーガーニッシュ本体３６の形状が決められている。そして、第４実施形態のフロントピラー構造３１２では、ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａとリブ３１４Ａとの間に、膨張型消音室３１８が構成されている。すなわち、図９（Ｂ）にもモデル化して示すように、このような膨張型消音室３１８を備えた膨張型消音器３２０が構成されていることになる。実質的に、ピラーガーニッシュ本体３６の一部（一端部３６Ａ）が、膨張型消音器３２０を構成するためのリブを兼ねていることになる。
【００５４】
したがって、第４実施形態のフロントピラー構造３１２においても、間隙３８から車室５８内への音の伝達を抑制する効果を奏する。しかも、第１実施形態と同様に１つの膨張型消音室３１８が構成されているが、ピラーガーニッシュ本体３６から突出するリブの数は少なくて済むという効果も奏する。
【００５５】
なお、これに対し、第１〜第３実施形態のように、リブをピラーガーニッシュ本体３６とは別に形成すると、ピラーガーニッシュ本体３６及びリブの形状をそれぞれ独立して決めることができ、設計（形状）の自由度が高くなる、という効果がある。
【００５６】
また、第３実施形態のフロントピラー構造２１２のように、複数の膨張型消音室を備えた構造において、複数のリブの１つが、ピラーガーニッシュ本体３６によって兼用されている構成としてもよい。
【００５７】
＜第５実施形態＞
図１０には、本発明の第５実施形態のフロントピラー構造４１２が示されている。第５実施形態においても、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５８】
第５実施形態のフロントピラー構造４１２では、ピラーガーニッシュ本体３６から、被収容部材４０よりも他端部３６Ｂ側において、２枚のリブ４１４Ａ、４１４Ｂが突出されている。リブ４１４Ａ、４１４Ｂの突出端とピラーインナーパネル１８との間に隙間４１６ＡＡ、４１６Ｂが構成されている。そして、これら２枚のリブ４１４Ａ、４１４Ｂの間に膨張型消音室４１８が構成されている。すなわち、第５実施形態では、被収容部材４０よりも他端部３６Ｂ側に、膨張型消音器４２０が存在していることになる。
【００５９】
したがって、第５実施形態のフロントピラー構造４１２では、間隙３８から、他端部３６Ｂ側のオープニングウエザストリップ３２を透過して車室５８内に入る音の伝達を抑制することができる。
【００６０】
＜第６実施形態＞
図１１には、本発明の第６実施形態のフロントピラー構造５１２が示されている。第６実施形態のフロントピラー構造５１２では、ピラーガーニッシュ本体３６の一端部３６Ａ側に膨張型消音器５４が設けられ、さらに、第５実施形態のように、他端部３６Ｂ側にも膨張型消音器４２０が設けられた構成である。これにより、間隙３８から車室５８内への音の伝達をさらに効果的に抑制できる。
【００６１】
なお、上記各実施形態を適宜組み合わせて、本発明に係るフロントピラー構造としてもよい。たとえば、吸音材１１４を、第３〜第６の各実施形態に適用してもよい。
【００６２】
また、上記では、本発明の車両構造として、フロントピラー構造を上げたが、たとえばセンターピラーやリアピラー等に、上記と同様の構造を適用して、本発明の車両構造としてもよい。
【００６３】
さらに、本発明の車両構造としては、これらのピラーの構造に限定されない。
＜第７実施形態＞
図１２には、本発明の車両構造の第７実施形態としてのフロントドア構造６１２が示されている。図１２は、図１に示す車両１０における１３−１３線断面図である。なお、図１では便宜上、第１実施形態のフロントピラー構造１２と第７実施形態のフロントドア構造６１２の双方を備えた構成を図示しているが、これら双方が１台の車両１０に適用されている必要はない。
【００６４】
第７実施形態のフロントドア構造６１２では、ドアアウターパネル６１６とドアインナーパネル６１８とが接合され、さらにドアインナーパネル６１８よりも車室５８内側に、ドアトリム６２０が取り付けられて、フロントドア６１４が構成されている。ドアトリム６２０とドアインナーパネル６１８の間には、間隙６２２が構成されている。
【００６５】
図１３（Ａ）にも詳細に示すように、ドアトリム６２０の下端部に設けられたフランジ部６２０Ｂには、ドアインナーパネル６１８に向かって２枚のリブ６２４Ａ、６２４Ｂが突出されている。リブ６２４Ａ、６２４Ｂの突出端とドアインナーパネル６１８の間には、隙間６２６Ａ、６２６Ｂが構成されている。リブ６２４Ａ、６２４Ｂの間には、膨張型消音室６２８が構成されている。
【００６６】
したがって、第７実施形態のフロントドア構造６１２では、図１３（Ｂ）にもモデル化して示すように、ドアトリム６２０の下端部に設けられたフランジ部６２０Ｂ側に、膨張型消音室６２８を備えた膨張型消音器６３０が配置されていることになる。そして、第７実施形態のフロントドア構造６１２では、ドアトリム６２０の下方から間隙６２２内に伝達される音を、膨張型消音器６３０によって吸音できる。
【００６７】
なお、第７実施形態において、ドアトリム６２０の下端部（フランジ部６２０Ｂ）だけでなく、上端部や、車両前方側端部、車両後方側端部等に膨張型消音器を設けてもよい。
【００６８】
本発明の車両構造としては、第７実施形態のフロントドア構造６１２以外にも、リアドア構造やバックドア構造に適用できる。さらに、これらドア構造だけでなく、インストルメントパネル構造等にも適用可能である。
【００６９】
本発明の車両構造において、膨張型消音室の断面積Ｓ２及び隙間５０Ａの断面積Ｓ１は、膨張型消音器に必要とされる消音性能を満たせばよい。ここで、図１４には、自動車に用いられているエプトシーラの遮音性能の理論計算値が示されている。エプトシーラは、たとえば、自動車の車体（ドア周り等を含む）において吸音材として使用される発泡樹脂あるいは発泡ゴムの部材である。そして、板状に形成されたエプトシーラの場合には、最小板厚として５ｍｍ程度が確保されることが多い。図１４に示すグラフは、このように５ｍｍの板厚とされたエプトシーラにおける透過損失と周波数との関係を示すものである。一般に、車両の騒音対策としては、音の周波数が１〜１２５００Ｈｚ程度の範囲が考慮されることが多いが、たとえば周波数が１００００Ｈｚの場合には、透過損失は２５ｄＢ確保できていることが分かる。したがって、本発明においても、最小板厚のエプトシーラと同程度の透過損失（２５ｄＢ）を少なくとも確保しておくことが望まれる。
【００７０】
図１５には、第１実施形態に係る膨張型消音器５４の膨張率と透過損失の関係が示されている。ここでいう膨張率とは、隙間５０Ａの断面積Ｓ１に対する膨張型消音室５２の断面積Ｓ２の比率（Ｓ２／Ｓ１）である。このグラフから、透過損失として２５ｄＢ以上確保するためには、膨張率が２０以上であればよいことが分かる。
【００７１】
なお、本発明では、隙間５０Ａと膨張型消音室５２とで、ピラーガーニッシュ本体３６の長手方向に沿った長さは同じであるので、この膨張率は、隙間５０Ａの隙間長Ｄ１に対する膨張型消音室５２の幅Ｗ２（図３（Ａ）参照）と同じになる。たとえば、膨張型消音室５２の幅Ｗ２が４０ｍｍの場合には、隙間５０Ａの隙間長Ｄ１は２ｍｍ以下とすれば、上記の膨張率を２０以上にできる。
【００７２】
また、膨張型消音室の長さｌは、想定される周波数範囲において必要十分な吸音性能が得られるように設定される。ここで、図１６には、上記した数式（１）において、Ｓ１、Ｓ２及びｌの値を固定し、ｆ（周波数）を変化させたときのＴＬ（透過損失）の変化の様子が示されている（縦軸の透過損失の値は、Ｓ１、Ｓ２等に応じて変化するものであり、ここでは議論の本質ではないので省略している）。透過損失は、一定周期で上に凸となる関数であり、このグラフにおいて二点鎖線ＺＰで示すように、透過損失が０となる周波数（以下「特定周波数」という）が一定周期で現れる。そして、特定周波数は、式（１)からも分かるように、ｌの値を大きくするほど、小さくなる。
【００７３】
ここで、上記したように、一般的な一車両の騒音対策としては、音の周波数が１〜１２５００Ｈｚ程度の範囲が考慮される。したがって、特定周波数が１２５００Ｈｚ以上となるようにｌの値を小さく設定し、周波数１２５００Ｈｚで透過損失が０にはならないようにすればよい。
【００７４】
なお、かかる観点からは、ｌの値を小さくし、透過損失が極大値（図１６のグラフにおいて一点鎖線ＭＰで示す）を取るときの周波数が１２５００Ｈｚを超えてしまっても問題はない（周波数１２５００Ｈｚで透過損失が０にはならない）。しかし、透過損失が極大値を取るときの周波数が１２５００Ｈｚを大きく超えると、想定している周波数範囲（０〜１２５００Ｈｚ）では透過損失が全般的に低くなってしまう。したがって、０〜１２５００Ｈｚの周波数範囲で高い透過損失を全般的に得るためには、透過損失が極大値を取るときの周波数が１２５００Ｈｚ以下となるように、ｌの値を大きく設定することが好ましい。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 車両
１２ フロントピラー構造
１４ フロントピラー（車両構成部材）
１６ ピラーアウターパネル
１８ ピラーインナーパネル（内側パネル）
２４ ウインドシールドガラス
３０ フロントドア
３４ フロントピラーガーニッシュ
３６ ピラーガーニッシュ本体（内側部材）
３８ 間隙
４０ 被収容部材
４８ リブ（延出片）
５０ 隙間
５２ 膨張型消音室
５４ 膨張型消音器
５８ 車室
１１２ フロントピラー構造
１１４ 吸音材
２１２ フロントピラー構造
２１４ リブ
２１６ 隙間
２１８ 膨張型消音室
２２０ 膨張型消音器
３１２ フロントピラー構造
３１４Ａ リブ
３１６ 隙間
３１８ 膨張型消音室
３２０ 膨張型消音器
４１２ フロントピラー構造
４１４ リブ
４１６ 隙間
４１８ 膨張型消音室
４２０ 膨張型消音器
５１２ フロントピラー構造
６１２ フロントドア構造
６１４ フロントドア
６１６ ドアアウターパネル
６１８ ドアインナーパネル
６２０ ドアトリム
６２２ 間隙
６２４Ａ リブ
６２６Ａ 隙間
６２８ 膨張型消音室
６３０ 膨張型消音器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の外殻を構成すると共に一部が車室内側に位置する内側パネルとされた車両構成部材と、
前記内側パネルよりも前記車室内側で内側パネルを覆うと共に、内側パネルとの間に間隙を構成する内側部材と、
前記内側部材の端部から延出されて延出端が前記内側パネルとの間に隙間をあけるように形成され、前記間隙と前記車室内との間の音の通過経路に配置された膨張型消音室と、該膨張型消音室の音の通過方向の両側に配置され音の通過する断面積が膨張型消音室よりも狭い入口部及び出口部と、を構成する延出片と、
を有する車両構造。
【請求項２】
前記内側部材が、前記内側パネルに沿って連続した形状とされ、
前記延出片が、前記内側部材の前記端部の長手方向に沿って連続して形成されることで、前記膨張型消音室が前記長手方向に沿って連続した形状とされている請求項１に記載の車両構造。
【請求項３】
前記間隙において、前記内側部材の前記端部の一方と他方との中央に配置された吸音材、
を有する請求項１又は請求項２に記載の車両構造。
【請求項４】
前記間隙に前記車両を構成する車両構成部材の一部が収容されて被収容部材とされ、
前記延出片が、前記被収容部材よりも前記端部側において前記内側部材から延出されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両構造。
【請求項５】
前記隙間の前記断面積に対する前記膨張型消音室の前記断面積の比率である膨張率が２０以上とされている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両構造。
【請求項６】
前記車両構成部材が前記内側パネルとしてピラーインナーパネルを備えたピラーであり、
前記内側部材が、前記ピラーインナーパネルよりも前記車室内側に配置されたピラーガーニッシュである請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両構造。
【請求項１】
車両の外殻を構成すると共に一部が車室内側に位置する内側パネルとされた車両構成部材と、
前記内側パネルよりも前記車室内側で内側パネルを覆うと共に、内側パネルとの間に間隙を構成する内側部材と、
前記内側部材の端部から延出されて延出端が前記内側パネルとの間に隙間をあけるように形成され、前記間隙と前記車室内との間の音の通過経路に配置された膨張型消音室と、該膨張型消音室の音の通過方向の両側に配置され音の通過する断面積が膨張型消音室よりも狭い入口部及び出口部と、を構成する延出片と、
を有する車両構造。
【請求項２】
前記内側部材が、前記内側パネルに沿って連続した形状とされ、
前記延出片が、前記内側部材の前記端部の長手方向に沿って連続して形成されることで、前記膨張型消音室が前記長手方向に沿って連続した形状とされている請求項１に記載の車両構造。
【請求項３】
前記間隙において、前記内側部材の前記端部の一方と他方との中央に配置された吸音材、
を有する請求項１又は請求項２に記載の車両構造。
【請求項４】
前記間隙に前記車両を構成する車両構成部材の一部が収容されて被収容部材とされ、
前記延出片が、前記被収容部材よりも前記端部側において前記内側部材から延出されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両構造。
【請求項５】
前記隙間の前記断面積に対する前記膨張型消音室の前記断面積の比率である膨張率が２０以上とされている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両構造。
【請求項６】
前記車両構成部材が前記内側パネルとしてピラーインナーパネルを備えたピラーであり、
前記内側部材が、前記ピラーインナーパネルよりも前記車室内側に配置されたピラーガーニッシュである請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２４６０１０（Ｐ２０１１−２４６０１０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２１９７５（Ｐ２０１０−１２１９７５）
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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