車両用部材の取付構造
【課題】車両用部材間の結合剛性を確保しつつ、該部材間での振動伝達を効果的に抑制することができる車両用部材の取付構造を提供する。
【解決手段】車両を構成する第１車両部材１０と第２車両部材４との結合部における車両用部材の取付構造において、前記第１車両部材１０と前記第２車両部材４との結合部に、第１車両部材１０と第２車両部材４とが振動減衰部材３０を介して結合された柔結合部Ｆと、第１車両部材１０と第２車両部材４とが当接した状態で又は非振動減衰性の部材を介して剛結合された剛結合部Ｒとを設け、該柔結合部Ｆと剛結合部Ｒとを近接させて設ける。
【解決手段】車両を構成する第１車両部材１０と第２車両部材４との結合部における車両用部材の取付構造において、前記第１車両部材１０と前記第２車両部材４との結合部に、第１車両部材１０と第２車両部材４とが振動減衰部材３０を介して結合された柔結合部Ｆと、第１車両部材１０と第２車両部材４とが当接した状態で又は非振動減衰性の部材を介して剛結合された剛結合部Ｒとを設け、該柔結合部Ｆと剛結合部Ｒとを近接させて設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を構成する第１車両部材と第２車両部材との結合部における車両用部材の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両における乗り心地を向上させるために、車両用部材、特に、乗員に振動が直接伝わるシートやハンドル等の部材の振動を減衰させるための種々の技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１及び２には、車両用シートの振動を減衰させる技術が開示されている。
【０００４】
具体的に、特許文献１には、フロアパネルの上に弾性体を介してパネル状の支持部材を取り付け、該支持部材上にシートを設置する技術が開示されている。この特許文献１の技術によれば、フロアパネルと前記支持部材との間に介在する弾性体により、フロア側から伝達される振動が減衰されるため、シートに伝達される振動が抑制され、乗員の乗り心地が向上する。
【０００５】
また、特許文献２には、シートを支持するシートレッグが、シートレールから上方へ突設された筒体と、シートから下方へ突設されるとともに前記筒体内に収容される支持棒とを備え、該筒体と支持棒との間に、弾性体からなる防振部材を介装する技術が開示されている。この特許文献２の技術によっても、フロア側から伝達される振動が前記防振部材によって減衰されるため、シートに伝達される振動を抑制して、乗員の乗り心地を高める効果を発揮し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９−１６２３６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１及び２の技術による車両用部材同士の結合部には、全体に亘って両部材間に弾性体が介在するため、結合剛性が低下する問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、車両用部材間の結合剛性を確保しつつ、該部材間での振動伝達を効果的に抑制することができる車両用部材の取付構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る車両用シートの取付構造は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１０】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、車両を構成する第１車両部材と第２車両部材との結合部における車両用部材の取付構造であって、
前記第１車両部材と前記第２車両部材との結合部は、第１車両部材と第２車両部材とが振動減衰部材を介して結合された柔結合部と、第１車両部材と第２車両部材とが当接した状態で又は非振動減衰性の部材を介して剛結合された剛結合部とを備え、
該柔結合部と剛結合部とが近接させて設けられていることを特徴とする。
【００１１】
なお、本明細書において、「近接」という用語を用いた部材同士の配置関係には、部材間に隙間がある配置関係のみならず、部材同士が当接した配置関係も含むものとする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記振動減衰部材は、粘弾性部材からなる粘弾性部材層と、前記粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材からなり、前記粘弾性部材層に積層された高剛性部材層とを有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、
前記高剛性部材層のせん断剛性は、前記粘弾性部材層のせん断剛性の５０倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
またさらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項２または請求項３に記載の発明において、
前記第１車両部材は、車両用シートを車体のフロア構成部材に取り付けるためのシート取付部材であり、
前記第２車両部材は前記フロア構成部材であり、
前記柔結合部において、前記振動減衰部材は、前記粘弾性部材層が前記フロア構成部材に接し且つ前記高剛性部材層が前記シート取付部材に接するように配設されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項２または請求項３に記載の発明において、
前記高剛性部材層は、２つの前記粘弾性部材層に挟まれて設けられ、
該２つの粘弾性部材層は互いに等しい厚みを有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材の内部に、該粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材が埋め込まれて設けられていることを特徴とする。
【００１７】
またさらに、請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明において、
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材は、端面全体が他の部材に接触しない状態で、前記第１車両部材と前記第２車両部材とに挟まれて配設され、
前記高剛性部材は、前記粘弾性部材の内部において前記端面の近傍部を避けるように配設されていることを特徴とする。
【００１８】
ただし、上記請求項７に記載の発明は、「高剛性部材の全体が粘弾性部材の端面近傍部を避けて配設される構成」のみならず、「高剛性部材の大部分は粘弾性部材の端面近傍部を避けて配設されるが、一部は粘弾性部材の端面近傍部に配設される構成」を含むものとする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明において、
前記減衰部材のせん断剛性は、前記粘弾性部材のせん断剛性の１．１倍以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
まず、請求項１に記載の発明によれば、第１車両部材と第２車両部材とが、互いに近接する剛結合部と柔結合部とを併用して結合されることにより、両部材の結合剛性を維持しつつ、柔結合部において振動減衰部材が振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収することにより、両部材間で伝達される振動レベルを効果的に低減できる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、粘弾性部材層と高剛性部材層とが積層されて前記振動減衰部材が構成されるため、粘弾性部材層と高剛性部材層との間にせん断剛性の差が存在することにより、これら両層の境界近傍に応力集中が生じやすくなる。これにより、振動減衰部材が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材層がせん断方向に変形しやすくなるため、該粘弾性部材層で吸収されるひずみエネルギーを増大させることができ、これにより、振動抑制効果を高めることができる。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の発明を請求項２に記載の発明に適用すれば、高剛性部材層のせん断剛性が、粘弾性部材層のせん断剛性の５０倍以上とされることで、該粘弾性部材層で吸収されるひずみエネルギーが効果的に高められ、振動レベルの低減を効果的に実現することができる。
【００２３】
またさらに、請求項４に記載の発明を請求項２または請求項３に記載の発明に適用すれば、フロア構成部材とシート取付部材との間の柔結合部において、粘弾性部材層がフロア構成部材に接し且つ高剛性部材層がシート取付部材に接するように振動減衰部材が配設されることで、フロア構成部材からシート取付け部材に伝達される振動レベルを効果的に低減することができる。したがって、車両用シートの振動を効果的に抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。また、フロア構成部材とシート取付け部材との結合力を従来の構造と等しくすることにより、シートを支持する部分の固有振動数を維持することができ、これにより、別の周波数での新たな共振の発生を防止することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明を請求項２または請求項３に記載の発明に適用すれば、高剛性部材層を挟む両側の粘弾性部材層の厚みが互いに等しいことにより、該両側の粘弾性部材層で均等にひずみエネルギーが吸収されるため、振動減衰部材全体としてひずみエネルギーを効果的に吸収することができ、振動抑制効果の一層の向上を図ることができる。
【００２５】
さらに、請求項６に記載の発明を請求項１に記載の発明を適用すれば、板状の粘弾性部材の内部に、該粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材が埋め込まれて設けられるため、粘弾性部材と高剛性部材との間にせん断剛性の差が存在することにより、これら両部材の境界近傍に応力集中が生じやすくなる。これにより、振動減衰部材が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材がせん断方向に変形しやすくなるため、該粘弾性部材で吸収されるひずみエネルギーを増大させることができ、これにより、振動抑制効果を高めることができる。
【００２６】
またさらに、請求項７に記載の発明を請求項６に記載の発明に適用すれば、前記高剛性部材が、前記粘弾性部材の内部において該粘弾性部材の端面の近傍部を避けるように配設されることにより、上記のひずみエネルギーの増大を効果的に実現することができる。
【００２７】
また、請求項８に記載の発明によれば、振動減衰部材のせん断剛性を、粘弾性部材のせん断剛性の１．１倍以上とすることにより、振動減衰部材に吸収されるひずみエネルギーを効果的に増大させることができ、良好な振動抑制効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用部材の取付構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施例１のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】実施例１のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す斜視図である。
【図５】実施例２のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】実施例２のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す斜視図である。
【図７】実施例３のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】実施例３のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す断面図である。
【図９】実施例４のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】実施例４のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す断面図である。
【図１１】実施例５のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「前後」、「右」、「左」、「左右」等の方向を示す用語は、特段の説明がある場合を除いて、車両の進行方向を「前」とした場合の方向を指すものとする。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用部材の取付構造を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００３１】
図１及び図２において、符号２はフロアパネルを示し、該フロアパネル２の上面に、シートレール１０の後端部を支持するためのシートブラケット４が例えば溶接により取り付けられている。シートブラケット４は、フロアパネル２の上面に取り付けられる例えば前後一対の取付プレート部５，６と、該取付プレート部５，６からそれぞれ立ち上がる前後一対の立ち上がりプレート部７，８と、これらの立ち上がりプレート部７，８の上端部間に跨る上面プレート部９とを有する。
【００３２】
シートレール１０は、図示しない車両用シートを前後方向にスライド可能に支持するために車両前後方向に延設されており、上向きに開放した断面形状を有する。シートレール１０は、底部１１と、該底部１１の左右両端からそれぞれ立ち上がる左右一対の側壁部１２，１３と、該側壁部１２，１３の上端からそれぞれ左右方向内側へ突出する左右一対の上側水平部１４，１５と、該上側水平部１４，１５の先端からそれぞれ垂下する左右一対の下向き片１６，１７とを有する。
【００３３】
このシートレール１０は、シート毎に左右一対設けられており、左右いずれのシートレール１０も、同様の構成でフロアパネル２に固定されている。また、各シートレール１０の前端部は、例えば図示しないクロスメンバを介してフロアパネル２に固定され、各シートレール１０の後端部は、シートブラケット４を介してフロアパネル２に固定される。以下、シートレール１０の後端部とシートブラケット４との結合部の構成について説明する。
【００３４】
シートレール１０とシートブラケット４との結合部には、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆとが近接させて設けられている。
【００３５】
剛結合部Ｒでは、シートレール１０の底部１１の後端部下面に突設された非振動減衰性のスペーサ２２と、シートブラケット４の上面プレート部９とが、互いに当接した状態でボルト２０とナット２１により剛結されている。
【００３６】
なお、本実施形態において、スペーサ２２は、予め溶接されることによりシートレール１０に一体に設けられているが、このスペーサ２２に代えて、シートレール１０とは別体の非振動減衰性のスペーサを用いるようにしてもよく、また、スペーサを介在させることなくシートレール１０の底部１１とシートブラケット４とを当接させた状態で結合するようにしてもよい。また、剛結合部Ｒでは、ボルト２０を用いた剛結合に代えて、溶接による剛結合を行うようにしてもよい。
【００３７】
一方、柔結合部Ｆでは、シートレール１０の底部１１と、シートブラケット４の上面プレート部９とが振動減衰部材３０を介して柔結合されている。
【００３８】
振動減衰部材３０は、振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収することにより振動を減衰可能な部材であり、本実施形態では、互いに積層された粘弾性部材層３１と高剛性部材層３２とを有する。
【００３９】
粘弾性部材層３１は粘弾性部材からなる。該粘弾性部材の具体的な材料は特に限定されるものでないが、例えば、シリコーン系材料またはアクリル系材料が使用される。一方、高剛性部材層３２は、前記粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材からなる。該高剛性部材の具体的な材料は特に限定されるものでないが、例えば、鉄等の金属、または樹脂が用いられる。高剛性部材層３２は、粘弾性部材層３１の上面に積層されており、この接合面において、両層３１，３２は、接着剤または粘弾性部材自身の粘着性により互いに接着されている。
【００４０】
振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１の下面において、接着剤または粘弾性部材自身の粘着性によりシートブラケット４の上面プレート部９に接合されている。一方、振動減衰部材３０の高剛性部材層３２の上面は、シートレール１０の底部１１に対して当接して設けられているが、接着はされていない。これにより、シートレール１０の取付け作業の際、シートブラケット４に取り付けられた振動減衰部材３０の上にシートレール１０を載置した後、該シートレール１０を容易に位置調整できるようになっている。
【００４１】
また、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１を構成する粘弾性部材が圧縮された状態でシートレール１０とシートブラケット４との間に介装されることが好ましく、これにより、これら両部材４，１０に対する高い密着力を得ることができる。
【００４２】
このように、柔結合部Ｆでは、シートレール１０とシートブラケット４との間に振動減衰部材３０が介在するため、振動によりシートブラケット４及び／又はシートレール１０が変位したとき、該部材４，１０の変位に追従して振動減衰部材３０の粘弾性部材層３１が変形し、これにより、振動を減衰させるようになっている。しかも、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１と高剛性部材層３２とが積層されて構成されているため、これら両層３１，３２間にせん断剛性の差が存在することにより、振動減衰部材３０が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材層３１がせん断方向に変形しやすい構造となっている。そのため、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１でひずみエネルギーを効果的に吸収することができ、高い振動減衰効果を発揮できるようになっている。
【００４３】
また、シートレール１０とシートブラケット４とは、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆとを併用して結合されているため、両部材４，１０の結合力を維持しつつ、柔結合部Ｆにおいて振動減衰部材３０がフロア側の振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収することにより、シートレール１０に支持された車両用シートの振動レベルを低減できる。したがって、該車両用シートの振動を効果的に抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。
【００４４】
なお、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆとは、シートレール１０とシートブラケット４との結合剛性が従来の構造の結合剛性と等しくなるように設けることが好ましい。この場合、車両用シートを支持する部分の固有振動数を維持することができ、これにより、別の周波数での新たな共振の発生を防止することができる。
【００４５】
続いて、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆの位置関係について説明する。
【００４６】
先ず、剛結合部Ｒは、シートレール１０のスペーサ２２の下面とシートブラケット４の上面プレート部９との当接部にボルト２０の軸方向からボルト着座面を投影した部分である。なお、スペーサ２２と上面プレート部９とを溶接により剛結合する場合、該溶接部が剛結合部Ｒとなる。
【００４７】
該剛結合部Ｒとの関係において、柔結合部Ｆの配置は次の観点に基づいて設定される。
【００４８】
振動減衰部材３０による減衰効果は、振動減衰部材３０に吸収されるひずみエネルギーを大きくすると高くなる。そのため、柔結合部Ｆは、振動減衰部材３０が吸収するひずみエネルギーが最大となる部位を含む部分に設定することが望ましく、これにより、振動レベルを効果的に低減することができる。
【００４９】
振動減衰部材３０に吸収されるひずみエネルギーは、振動減衰部材３０の変形量が大きいときほど大きくなる。また、振動減衰部材３０の変形量は、振動減衰部材３０が変形できる自由度（変形自由度）と、振動減衰部材３０を変形させる力（振動減衰部材３０にかかる応力）とに比例する。
【００５０】
そのため、柔結合部Ｆが剛結合部Ｒに近すぎると、振動減衰部材３０の変形自由度が小さすぎて、十分な減衰効果を得ることができない。逆に、柔結合部Ｆが剛結合部Ｒから遠すぎると、振動減衰部材３０にかかる応力が小さすぎて、十分な減衰効果を得ることができない。よって、柔結合部Ｆは、剛結合部Ｒとの位置関係において振動減衰部材３０の変形自由度と振動減衰部材３０にかかる応力との積が最大になる位置を含む部分に設けることが望ましく、これにより、振動減衰部材３０による減衰効果を最大限に発揮させることができる。
【００５１】
以上の観点に基づいて、柔結合部Ｆは、剛結合部Ｒとの位置関係において振動減衰部材３０の変形自由度と振動減衰部材３０にかかる応力との積が最大になる位置が含まれるように剛結合部Ｒの前方に近接させて配置されており、これにより、振動減衰部材３０による減衰効果が最大限に発揮されるようになっている。
【００５２】
なお、以上の説明では、シートレール１０とシートブラケット４との結合部を例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、シートレール１０とシートブラケット４以外のフロア構成部材（例えばフロアパネル２）との結合部、シートレール１０以外のシート取付部とシートブラケット４との結合部、又は、シートレール１０以外のシート取付部とシートブラケット４以外のフロア構成部材との結合部にも等しく適用することができる。さらに、本発明は、シート取付部及びフロア構成部材以外の種々の車両用部材同士の結合部、例えば、車両用シートとシート取付部との結合部、又は、車幅方向に延設されたインパネメンバの先端部とヒンジピラーとの結合部等にも適用することができる。
【００５３】
また、以上の説明は、振動減衰部材３０が粘弾性部材層３１と高剛性部材層３２とからなる２層構造である場合について行ったが、本発明において、振動減衰部材３０の構成はこれに限定されるものでない。例えば、本発明において、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１又は高剛性部材層３２の少なくとも一方を複数備えるように構成されてもよい。
【００５４】
また、本発明において、振動減衰部材は、必ずしも層状の粘弾性部材と高剛性部材とで構成する必要はなく、例えば、板状の粘弾性部材の内部に高剛性部材を埋め込んで構成されるようにしてもよい。かかる構成によっても、粘弾性部材と高剛性部材との間にせん断剛性の差が存在することにより、振動減衰部材が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材がせん断方向に変形しやすくなるため、振動減衰部材により吸収されるひずみエネルギーを増大させることができ、振動抑制効果を高めることができる。
【００５５】
以下、より好適な振動減衰部材３０の構成について、シミュレーション結果を参照しながら説明する。
【００５６】
［実施例１］
図３は、互いに積層された粘弾性部材層と高剛性部材層とを備えた振動減衰部材が第１の部材と第２の部材との間に介装された構造に関して、粘弾性部材層のせん断剛性Ｒｍに対する高剛性部材層のせん断剛性Ｒｓの比率（せん断剛性比ｒ＝Ｒｓ／Ｒｍ）と、せん断方向の振動が加えられたときに粘弾性部材層で吸収可能なひずみエネルギーの大きさとの関係を示すシミュレーション結果である。
【００５７】
図３において、実線は、図４（ａ）に示す構造Ａに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示し、破線は、図４（ｂ）に示す構造Ｂに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示す。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、構造Ａに係る振動減衰部材３０は、互いに等しい厚みを有する２つの粘弾性部材層３１により高剛性部材層３２を挟んでなる３層構造を有する。一方、図４（ｂ）に示すように、構造Ｂに係る振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１の上面に高剛性部材層３２を積層してなる２層構造を有する。
【００５９】
構造Ａ及び構造Ｂのいずれについても、振動減衰部材３０の端面全体が他の部材に接触しない状態で、振動減衰部材３０の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、振動減衰部材３０の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して、図３に示すシミュレーション結果を得た。また、このシミュレーションでは、粘弾性部材層３１及び高剛性部材層３２の厚み、せん断弾性率及び面積を具体的に特定することなく、各層３１，３２のせん断剛性Ｒｍ，Ｒｓの値を直接入力して計算を行った。
【００６０】
図３に示すように、構造Ａ及び構造Ｂのいずれのシミュレーション結果においても、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギーは、せん断剛性比ｒを１０から５０（図３の符号Ｐ１）まで上昇させると急激に大きくなり、せん断剛性比ｒを５０から１０００（図３の符号Ｐ２）まで上昇させると次第に緩やかな上昇となり、せん断剛性比ｒを１０００よりも上昇させると略最大の大きさで安定する結果となった。よって、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギー、すなわち振動減衰部材３０の振動吸収能力を効果的に高めるためには、高剛性部材層３２のせん断剛性Ｒｓは、粘弾性部材層３１のせん断剛性Ｒｍの５０倍以上であることが好ましく、１０００倍以上であることが望ましい。
【００６１】
［実施例２］
図５は、高剛性部材層が上下両側の粘弾性部材層で挟まれてなる振動減衰部材が第１の部材と第２の部材との間に介装された構造に関して、振動減衰部材と第１又は第２の部材との当接面（以下、「拘束面」ともいう。）から高剛性部材層までの距離Ｌと、せん断方向の振動が加えられたときに粘弾性部材層で吸収可能なひずみエネルギーの大きさとの関係を示すシミュレーション結果である。
【００６２】
図５において、実線は、図６（ａ）に示す構造Ｃに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示し、破線は、図６（ｂ）に示す構造Ｄに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示す。
【００６３】
図６（ａ）に示すように、構造Ｃに係る振動減衰部材３０は、２つの粘弾性部材層３１により１つの高剛性部材層３２を挟んでなる３層構造を有する。一方、図６（ｂ）に示すように、構造Ｄに係る振動減衰部材３０は、３つの粘弾性部材層３１と２つの高剛性部材層３２とを交互に積層してなる５層構造を有する。
【００６４】
構造Ｃ及び構造Ｄのいずれに係る振動減衰部材３０も、厚みが１８ｍｍで、長辺が１００ｍｍ、短辺が２ｍｍの長方形の板状であるものとし、振動減衰部材３０の端面全体が他の部材に接触しない状態で、振動減衰部材３０の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、振動減衰部材３０の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して、図５に示すシミュレーション結果を得た。また、高剛性部材層３２の厚みはいずれも１ｍｍであるものとしてシミュレーションを行った。さらに、構造Ｃに係る振動減衰部材３０に関して、前記拘束面から高剛性部材層３２までの距離Ｌは、上下２つの拘束面のうち高剛性部材層３２に近い方の拘束面から高剛性部材層３２までの距離を指すものとする。一方、構造Ｄに係る振動減衰部材３０に関しては、上側の拘束面から上側の高剛性部材層３２までの距離と、下側の拘束面から下側の高剛性部材層３２までの距離とがいずれも距離Ｌであるものとしてシミュレーションを行った。
【００６５】
図５の符号Ｐ３に示すように、構造Ｃに係る振動減衰部材３０については、拘束面から高剛性部材層３２までの距離Ｌが９ｍｍであるときに、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギーが最大となった。また、図５の符号Ｐ４に示すように、構造Ｄに係る振動減衰部材３０については、拘束面から高剛性部材層３２までの距離Ｌが６ｍｍであるときに、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギーが最大となった。すなわち、構造Ｃ及び構造Ｄのいずれについても、高剛性部材層３２を挟んだ両側の粘弾性部材層３１の厚みが互いに等しいときに、粘弾性部材層３１の振動吸収能力が効果的に高められることが分かった。これは、各粘弾性部材層３１の厚みが互いに等しいことにより、各粘弾性部材層３１において均等にひずみエネルギーが吸収されるためであると考えられる。よって、高剛性部材層３２が２つの粘弾性部材層３１で挟まれる構成において、振動減衰部材３０による振動減衰効果を高めるためには、粘弾性部材層３１の厚みを互いに等しくすることが好ましい。
【００６６】
［実施例３］
図７は、図８（ａ）に示すように板状の粘弾性部材１３１の内部に柱状の高剛性部材１３２，１３３が埋め込まれて設けられた振動減衰部材１３０に関して、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材１３２，１３３の中心までの距離Ｗと、せん断方向の振動が加えられたときに粘弾性部材１３１で吸収可能なひずみエネルギーの大きさとの関係を示すシミュレーション結果である。
【００６７】
図８（ａ）に示す振動減衰部材１３０において、粘弾性部材１３１は、厚みが１８ｍｍで、長辺が１００ｍｍ、短辺が２ｍｍの長方形の板状であるものとし、第１〜第４の端面を有する。ただし、図８（ａ）の断面図には、第１〜第４の端面のうち第１の端面１４１及び第３の端面１４３のみが現れている。該粘弾性部材１３１の内部には、第１及び第３の端面１４１，１４３に平行な方向に沿って第２の端面から第４の端面に亘って延びる２本の柱状の高剛性部材１３２，１３３が埋め込まれている。各高剛性部材１３２，１３３は十字状の断面形状を有する。振動減衰部材３０の厚さ方向において、高剛性部材１３２，１３３の十字の交差部（基準位置Ｋ）を粘弾性部材１３１の中央高さに一致させるとともに、第１の端面１４１から一方の高剛性部材１３２の前記基準位置Ｋまでの距離と、第３の端面１４３から他方の高剛性部材１３３の中心までの距離とを、互いに等しい距離Ｗに設定した。
【００６８】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に係る高剛性部材１３２，１３３の断面形状の寸法を示す。図８（ｂ）に示すように、高剛性部材１３２，１３３の厚みは１ｍｍ、前記基準位置Ｋから左右両端までの各寸法が４．５ｍｍ、基準位置Ｋから上端までの寸法が４．５ｍｍ、基準位置Ｋから下端までの寸法が３．５ｍｍである。なお、高剛性部材１３２，１３３の奥行きの寸法は、粘弾性部材１３１と同じく２ｍｍである。
【００６９】
また、粘弾性部材１３１の端面全体が他の部材に接触しない状態で、粘弾性部材１３１の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、粘弾性部材１３１の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して、図７に示すシミュレーション結果を得た。
【００７０】
図７に示すように、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材１３２，１３３の中心までの距離Ｗが１２ｍｍ（符号Ｐ５）よりも小さいときは、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが小さく、前記距離Ｗが１２ｍｍ以上であるときに、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが効果的に高められる結果となった。よって、振動減衰部材１３０の振動減衰効果を高めるためには、高剛性部材１３２，１３３は、粘弾性部材１３１の内部において第１及び第３の端面１４１，１４３の近傍部を避けるように配設することが好ましい。より具体的には、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材１３２，１３３の中心までの距離Ｗは、粘弾性部材１３１の幅の１２％以上の長さであることが好ましく、これにより、振動減衰部材１３０の振動吸収能力を効果的に高めることができる。
【００７１】
［実施例４］
図９は、図１０（ａ）に示す振動減衰部材２３０に関する、実施例３と同様のシミュレーション結果を示す。図１０（ａ）に示す振動減衰部材２３０は、断面正方形の高剛性部材２３２，２３３を有し、この点を除けば、実施例３に係る振動減衰部材１３０（図８（ａ）参照）と同様の構造を有する。図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に係る高剛性部材２３２，２３３の断面形状は、１辺が４ｍｍの正方形である。なお、この高剛性部材２３２，２３３の奥行きの寸法は、粘弾性部材１３１と同じく２ｍｍである。また、その他の条件も実施例３と同様に設定されて、図９に示すシミュレーション結果が得られた。
【００７２】
図９に示すように、実施例３と同様、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材２３２，２３３の中心までの距離Ｗが１２ｍｍよりも小さいとき、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが小さく、前記距離Ｗが１２ｍｍ以上であるとき、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが効果的に高められる結果となった。よって、この結果からも、振動減衰部材２３０の振動減衰効果を高めるためには、高剛性部材２３２，２３３は、粘弾性部材１３１の内部において第１及び第３の端面１４１，１４３の近傍部を避けるように配設することが好ましいことが分かる。より具体的には、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材２３２，２３３の中心までの距離Ｗは、粘弾性部材１３１の幅の１２％以上の長さであることが好ましく、これにより、振動減衰部材２３０の振動吸収能力を効果的に高めることができる。
【００７３】
また、高剛性部材２３２，２３３の断面形状を実施例４又は上記実施例３と異ならせてシミュレーションを実行しても、同様の結果が得られると考えられ、高剛性部材２３２，２３３は、その断面形状に関わらず、粘弾性部材１３１の内部において上記のように該粘弾性部材１３１の端面近傍部を避けるように配設することが好ましいと言える。
【００７４】
［実施例５］
図１１は、粘弾性部材と高剛性部材とを組み合わせて振動減衰部材を構成する場合において、粘弾性部材単体のせん断剛性Ｒｍに対する振動減衰部材全体のせん断剛性Ｒｍｓの比率（せん断剛性比δ＝Ｒｍｓ／Ｒｍ）と、強制振動が与えられたときに該振動減衰部材で吸収されるひずみエネルギーＵｍｓがせん断剛性比δ＝１（Ｒｍｓ＝Ｒｍ）のときと比較して増加した比率（増加率α）との関係を示すシミュレーション結果である。せん断剛性比δ＝１であるときのひずみエネルギーをＵｍとしたとき、増加率α＝（Ｕｍｓ／Ｕｍ−１）×１００（％）となる。
【００７５】
このシミュレーションは、板状の振動減衰部材の端面全体が他の部材に接触しない状態で、該振動減衰部材の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、該振動減衰部材の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して行った。また、このシミュレーションでは、振動減衰部材を構成する粘弾性部材及び高剛性部材の形状、大きさ及びせん断弾性率を具体的に特定することなく、粘弾性部材単体および振動減衰部材全体のせん断剛性Ｒｍ，Ｒｍｓの値を直接入力して計算を行った。
【００７６】
図１１に示すように、このシミュレーションの結果、上記せん断剛性比δ（＝Ｒｍｓ／Ｒｍ）が大きくなるほどひずみエネルギーの前記増加率αが比例的に大きくなることが分かった。また、図１１の符号Ｐ７に示すように、このシミュレーション結果において、振動減衰部材で吸収されるひずみエネルギーの増加率αは、前記せん断剛性比δ＝１．１のときに１０％を上回った。ひずみエネルギーの増加率αが１０％以上である場合に、乗員が感じられる程度に振動低減効果が向上するという事実に鑑みると、振動減衰部材に吸収されるひずみエネルギーを効果的に増大させるためには、振動減衰部材全体のせん断剛性は、粘弾性部材単体のせん断剛性の１．１倍以上であることが好ましいと言える。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明によれば、車両用部材間の結合剛性を確保しつつ、該部材間での振動伝達を効果的に抑制することが可能となるから、車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００７８】
２：フロアパネル、４：シートブラケット、１０：シートレール、２０：ボルト、２１：ナット、２２：スペーサ、３０，１３０，２３０：振動減衰部材、３１，１３１：粘弾性部材、３２，１３２，１３３，２３２，２３３：高剛性部材、Ｆ：柔結合部、Ｒ：剛結合部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を構成する第１車両部材と第２車両部材との結合部における車両用部材の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両における乗り心地を向上させるために、車両用部材、特に、乗員に振動が直接伝わるシートやハンドル等の部材の振動を減衰させるための種々の技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１及び２には、車両用シートの振動を減衰させる技術が開示されている。
【０００４】
具体的に、特許文献１には、フロアパネルの上に弾性体を介してパネル状の支持部材を取り付け、該支持部材上にシートを設置する技術が開示されている。この特許文献１の技術によれば、フロアパネルと前記支持部材との間に介在する弾性体により、フロア側から伝達される振動が減衰されるため、シートに伝達される振動が抑制され、乗員の乗り心地が向上する。
【０００５】
また、特許文献２には、シートを支持するシートレッグが、シートレールから上方へ突設された筒体と、シートから下方へ突設されるとともに前記筒体内に収容される支持棒とを備え、該筒体と支持棒との間に、弾性体からなる防振部材を介装する技術が開示されている。この特許文献２の技術によっても、フロア側から伝達される振動が前記防振部材によって減衰されるため、シートに伝達される振動を抑制して、乗員の乗り心地を高める効果を発揮し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９−１６２３６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１及び２の技術による車両用部材同士の結合部には、全体に亘って両部材間に弾性体が介在するため、結合剛性が低下する問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、車両用部材間の結合剛性を確保しつつ、該部材間での振動伝達を効果的に抑制することができる車両用部材の取付構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る車両用シートの取付構造は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１０】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、車両を構成する第１車両部材と第２車両部材との結合部における車両用部材の取付構造であって、
前記第１車両部材と前記第２車両部材との結合部は、第１車両部材と第２車両部材とが振動減衰部材を介して結合された柔結合部と、第１車両部材と第２車両部材とが当接した状態で又は非振動減衰性の部材を介して剛結合された剛結合部とを備え、
該柔結合部と剛結合部とが近接させて設けられていることを特徴とする。
【００１１】
なお、本明細書において、「近接」という用語を用いた部材同士の配置関係には、部材間に隙間がある配置関係のみならず、部材同士が当接した配置関係も含むものとする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記振動減衰部材は、粘弾性部材からなる粘弾性部材層と、前記粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材からなり、前記粘弾性部材層に積層された高剛性部材層とを有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、
前記高剛性部材層のせん断剛性は、前記粘弾性部材層のせん断剛性の５０倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
またさらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項２または請求項３に記載の発明において、
前記第１車両部材は、車両用シートを車体のフロア構成部材に取り付けるためのシート取付部材であり、
前記第２車両部材は前記フロア構成部材であり、
前記柔結合部において、前記振動減衰部材は、前記粘弾性部材層が前記フロア構成部材に接し且つ前記高剛性部材層が前記シート取付部材に接するように配設されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項２または請求項３に記載の発明において、
前記高剛性部材層は、２つの前記粘弾性部材層に挟まれて設けられ、
該２つの粘弾性部材層は互いに等しい厚みを有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材の内部に、該粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材が埋め込まれて設けられていることを特徴とする。
【００１７】
またさらに、請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明において、
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材は、端面全体が他の部材に接触しない状態で、前記第１車両部材と前記第２車両部材とに挟まれて配設され、
前記高剛性部材は、前記粘弾性部材の内部において前記端面の近傍部を避けるように配設されていることを特徴とする。
【００１８】
ただし、上記請求項７に記載の発明は、「高剛性部材の全体が粘弾性部材の端面近傍部を避けて配設される構成」のみならず、「高剛性部材の大部分は粘弾性部材の端面近傍部を避けて配設されるが、一部は粘弾性部材の端面近傍部に配設される構成」を含むものとする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明において、
前記減衰部材のせん断剛性は、前記粘弾性部材のせん断剛性の１．１倍以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
まず、請求項１に記載の発明によれば、第１車両部材と第２車両部材とが、互いに近接する剛結合部と柔結合部とを併用して結合されることにより、両部材の結合剛性を維持しつつ、柔結合部において振動減衰部材が振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収することにより、両部材間で伝達される振動レベルを効果的に低減できる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、粘弾性部材層と高剛性部材層とが積層されて前記振動減衰部材が構成されるため、粘弾性部材層と高剛性部材層との間にせん断剛性の差が存在することにより、これら両層の境界近傍に応力集中が生じやすくなる。これにより、振動減衰部材が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材層がせん断方向に変形しやすくなるため、該粘弾性部材層で吸収されるひずみエネルギーを増大させることができ、これにより、振動抑制効果を高めることができる。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の発明を請求項２に記載の発明に適用すれば、高剛性部材層のせん断剛性が、粘弾性部材層のせん断剛性の５０倍以上とされることで、該粘弾性部材層で吸収されるひずみエネルギーが効果的に高められ、振動レベルの低減を効果的に実現することができる。
【００２３】
またさらに、請求項４に記載の発明を請求項２または請求項３に記載の発明に適用すれば、フロア構成部材とシート取付部材との間の柔結合部において、粘弾性部材層がフロア構成部材に接し且つ高剛性部材層がシート取付部材に接するように振動減衰部材が配設されることで、フロア構成部材からシート取付け部材に伝達される振動レベルを効果的に低減することができる。したがって、車両用シートの振動を効果的に抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。また、フロア構成部材とシート取付け部材との結合力を従来の構造と等しくすることにより、シートを支持する部分の固有振動数を維持することができ、これにより、別の周波数での新たな共振の発生を防止することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明を請求項２または請求項３に記載の発明に適用すれば、高剛性部材層を挟む両側の粘弾性部材層の厚みが互いに等しいことにより、該両側の粘弾性部材層で均等にひずみエネルギーが吸収されるため、振動減衰部材全体としてひずみエネルギーを効果的に吸収することができ、振動抑制効果の一層の向上を図ることができる。
【００２５】
さらに、請求項６に記載の発明を請求項１に記載の発明を適用すれば、板状の粘弾性部材の内部に、該粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材が埋め込まれて設けられるため、粘弾性部材と高剛性部材との間にせん断剛性の差が存在することにより、これら両部材の境界近傍に応力集中が生じやすくなる。これにより、振動減衰部材が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材がせん断方向に変形しやすくなるため、該粘弾性部材で吸収されるひずみエネルギーを増大させることができ、これにより、振動抑制効果を高めることができる。
【００２６】
またさらに、請求項７に記載の発明を請求項６に記載の発明に適用すれば、前記高剛性部材が、前記粘弾性部材の内部において該粘弾性部材の端面の近傍部を避けるように配設されることにより、上記のひずみエネルギーの増大を効果的に実現することができる。
【００２７】
また、請求項８に記載の発明によれば、振動減衰部材のせん断剛性を、粘弾性部材のせん断剛性の１．１倍以上とすることにより、振動減衰部材に吸収されるひずみエネルギーを効果的に増大させることができ、良好な振動抑制効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用部材の取付構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施例１のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】実施例１のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す斜視図である。
【図５】実施例２のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】実施例２のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す斜視図である。
【図７】実施例３のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】実施例３のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す断面図である。
【図９】実施例４のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】実施例４のシミュレーション対象の振動減衰部材を示す断面図である。
【図１１】実施例５のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「前後」、「右」、「左」、「左右」等の方向を示す用語は、特段の説明がある場合を除いて、車両の進行方向を「前」とした場合の方向を指すものとする。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用部材の取付構造を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００３１】
図１及び図２において、符号２はフロアパネルを示し、該フロアパネル２の上面に、シートレール１０の後端部を支持するためのシートブラケット４が例えば溶接により取り付けられている。シートブラケット４は、フロアパネル２の上面に取り付けられる例えば前後一対の取付プレート部５，６と、該取付プレート部５，６からそれぞれ立ち上がる前後一対の立ち上がりプレート部７，８と、これらの立ち上がりプレート部７，８の上端部間に跨る上面プレート部９とを有する。
【００３２】
シートレール１０は、図示しない車両用シートを前後方向にスライド可能に支持するために車両前後方向に延設されており、上向きに開放した断面形状を有する。シートレール１０は、底部１１と、該底部１１の左右両端からそれぞれ立ち上がる左右一対の側壁部１２，１３と、該側壁部１２，１３の上端からそれぞれ左右方向内側へ突出する左右一対の上側水平部１４，１５と、該上側水平部１４，１５の先端からそれぞれ垂下する左右一対の下向き片１６，１７とを有する。
【００３３】
このシートレール１０は、シート毎に左右一対設けられており、左右いずれのシートレール１０も、同様の構成でフロアパネル２に固定されている。また、各シートレール１０の前端部は、例えば図示しないクロスメンバを介してフロアパネル２に固定され、各シートレール１０の後端部は、シートブラケット４を介してフロアパネル２に固定される。以下、シートレール１０の後端部とシートブラケット４との結合部の構成について説明する。
【００３４】
シートレール１０とシートブラケット４との結合部には、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆとが近接させて設けられている。
【００３５】
剛結合部Ｒでは、シートレール１０の底部１１の後端部下面に突設された非振動減衰性のスペーサ２２と、シートブラケット４の上面プレート部９とが、互いに当接した状態でボルト２０とナット２１により剛結されている。
【００３６】
なお、本実施形態において、スペーサ２２は、予め溶接されることによりシートレール１０に一体に設けられているが、このスペーサ２２に代えて、シートレール１０とは別体の非振動減衰性のスペーサを用いるようにしてもよく、また、スペーサを介在させることなくシートレール１０の底部１１とシートブラケット４とを当接させた状態で結合するようにしてもよい。また、剛結合部Ｒでは、ボルト２０を用いた剛結合に代えて、溶接による剛結合を行うようにしてもよい。
【００３７】
一方、柔結合部Ｆでは、シートレール１０の底部１１と、シートブラケット４の上面プレート部９とが振動減衰部材３０を介して柔結合されている。
【００３８】
振動減衰部材３０は、振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収することにより振動を減衰可能な部材であり、本実施形態では、互いに積層された粘弾性部材層３１と高剛性部材層３２とを有する。
【００３９】
粘弾性部材層３１は粘弾性部材からなる。該粘弾性部材の具体的な材料は特に限定されるものでないが、例えば、シリコーン系材料またはアクリル系材料が使用される。一方、高剛性部材層３２は、前記粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材からなる。該高剛性部材の具体的な材料は特に限定されるものでないが、例えば、鉄等の金属、または樹脂が用いられる。高剛性部材層３２は、粘弾性部材層３１の上面に積層されており、この接合面において、両層３１，３２は、接着剤または粘弾性部材自身の粘着性により互いに接着されている。
【００４０】
振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１の下面において、接着剤または粘弾性部材自身の粘着性によりシートブラケット４の上面プレート部９に接合されている。一方、振動減衰部材３０の高剛性部材層３２の上面は、シートレール１０の底部１１に対して当接して設けられているが、接着はされていない。これにより、シートレール１０の取付け作業の際、シートブラケット４に取り付けられた振動減衰部材３０の上にシートレール１０を載置した後、該シートレール１０を容易に位置調整できるようになっている。
【００４１】
また、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１を構成する粘弾性部材が圧縮された状態でシートレール１０とシートブラケット４との間に介装されることが好ましく、これにより、これら両部材４，１０に対する高い密着力を得ることができる。
【００４２】
このように、柔結合部Ｆでは、シートレール１０とシートブラケット４との間に振動減衰部材３０が介在するため、振動によりシートブラケット４及び／又はシートレール１０が変位したとき、該部材４，１０の変位に追従して振動減衰部材３０の粘弾性部材層３１が変形し、これにより、振動を減衰させるようになっている。しかも、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１と高剛性部材層３２とが積層されて構成されているため、これら両層３１，３２間にせん断剛性の差が存在することにより、振動減衰部材３０が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材層３１がせん断方向に変形しやすい構造となっている。そのため、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１でひずみエネルギーを効果的に吸収することができ、高い振動減衰効果を発揮できるようになっている。
【００４３】
また、シートレール１０とシートブラケット４とは、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆとを併用して結合されているため、両部材４，１０の結合力を維持しつつ、柔結合部Ｆにおいて振動減衰部材３０がフロア側の振動エネルギーをひずみエネルギーとして吸収することにより、シートレール１０に支持された車両用シートの振動レベルを低減できる。したがって、該車両用シートの振動を効果的に抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。
【００４４】
なお、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆとは、シートレール１０とシートブラケット４との結合剛性が従来の構造の結合剛性と等しくなるように設けることが好ましい。この場合、車両用シートを支持する部分の固有振動数を維持することができ、これにより、別の周波数での新たな共振の発生を防止することができる。
【００４５】
続いて、剛結合部Ｒと柔結合部Ｆの位置関係について説明する。
【００４６】
先ず、剛結合部Ｒは、シートレール１０のスペーサ２２の下面とシートブラケット４の上面プレート部９との当接部にボルト２０の軸方向からボルト着座面を投影した部分である。なお、スペーサ２２と上面プレート部９とを溶接により剛結合する場合、該溶接部が剛結合部Ｒとなる。
【００４７】
該剛結合部Ｒとの関係において、柔結合部Ｆの配置は次の観点に基づいて設定される。
【００４８】
振動減衰部材３０による減衰効果は、振動減衰部材３０に吸収されるひずみエネルギーを大きくすると高くなる。そのため、柔結合部Ｆは、振動減衰部材３０が吸収するひずみエネルギーが最大となる部位を含む部分に設定することが望ましく、これにより、振動レベルを効果的に低減することができる。
【００４９】
振動減衰部材３０に吸収されるひずみエネルギーは、振動減衰部材３０の変形量が大きいときほど大きくなる。また、振動減衰部材３０の変形量は、振動減衰部材３０が変形できる自由度（変形自由度）と、振動減衰部材３０を変形させる力（振動減衰部材３０にかかる応力）とに比例する。
【００５０】
そのため、柔結合部Ｆが剛結合部Ｒに近すぎると、振動減衰部材３０の変形自由度が小さすぎて、十分な減衰効果を得ることができない。逆に、柔結合部Ｆが剛結合部Ｒから遠すぎると、振動減衰部材３０にかかる応力が小さすぎて、十分な減衰効果を得ることができない。よって、柔結合部Ｆは、剛結合部Ｒとの位置関係において振動減衰部材３０の変形自由度と振動減衰部材３０にかかる応力との積が最大になる位置を含む部分に設けることが望ましく、これにより、振動減衰部材３０による減衰効果を最大限に発揮させることができる。
【００５１】
以上の観点に基づいて、柔結合部Ｆは、剛結合部Ｒとの位置関係において振動減衰部材３０の変形自由度と振動減衰部材３０にかかる応力との積が最大になる位置が含まれるように剛結合部Ｒの前方に近接させて配置されており、これにより、振動減衰部材３０による減衰効果が最大限に発揮されるようになっている。
【００５２】
なお、以上の説明では、シートレール１０とシートブラケット４との結合部を例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、シートレール１０とシートブラケット４以外のフロア構成部材（例えばフロアパネル２）との結合部、シートレール１０以外のシート取付部とシートブラケット４との結合部、又は、シートレール１０以外のシート取付部とシートブラケット４以外のフロア構成部材との結合部にも等しく適用することができる。さらに、本発明は、シート取付部及びフロア構成部材以外の種々の車両用部材同士の結合部、例えば、車両用シートとシート取付部との結合部、又は、車幅方向に延設されたインパネメンバの先端部とヒンジピラーとの結合部等にも適用することができる。
【００５３】
また、以上の説明は、振動減衰部材３０が粘弾性部材層３１と高剛性部材層３２とからなる２層構造である場合について行ったが、本発明において、振動減衰部材３０の構成はこれに限定されるものでない。例えば、本発明において、振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１又は高剛性部材層３２の少なくとも一方を複数備えるように構成されてもよい。
【００５４】
また、本発明において、振動減衰部材は、必ずしも層状の粘弾性部材と高剛性部材とで構成する必要はなく、例えば、板状の粘弾性部材の内部に高剛性部材を埋め込んで構成されるようにしてもよい。かかる構成によっても、粘弾性部材と高剛性部材との間にせん断剛性の差が存在することにより、振動減衰部材が粘弾性部材のみからなる場合に比べて、粘弾性部材がせん断方向に変形しやすくなるため、振動減衰部材により吸収されるひずみエネルギーを増大させることができ、振動抑制効果を高めることができる。
【００５５】
以下、より好適な振動減衰部材３０の構成について、シミュレーション結果を参照しながら説明する。
【００５６】
［実施例１］
図３は、互いに積層された粘弾性部材層と高剛性部材層とを備えた振動減衰部材が第１の部材と第２の部材との間に介装された構造に関して、粘弾性部材層のせん断剛性Ｒｍに対する高剛性部材層のせん断剛性Ｒｓの比率（せん断剛性比ｒ＝Ｒｓ／Ｒｍ）と、せん断方向の振動が加えられたときに粘弾性部材層で吸収可能なひずみエネルギーの大きさとの関係を示すシミュレーション結果である。
【００５７】
図３において、実線は、図４（ａ）に示す構造Ａに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示し、破線は、図４（ｂ）に示す構造Ｂに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示す。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、構造Ａに係る振動減衰部材３０は、互いに等しい厚みを有する２つの粘弾性部材層３１により高剛性部材層３２を挟んでなる３層構造を有する。一方、図４（ｂ）に示すように、構造Ｂに係る振動減衰部材３０は、粘弾性部材層３１の上面に高剛性部材層３２を積層してなる２層構造を有する。
【００５９】
構造Ａ及び構造Ｂのいずれについても、振動減衰部材３０の端面全体が他の部材に接触しない状態で、振動減衰部材３０の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、振動減衰部材３０の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して、図３に示すシミュレーション結果を得た。また、このシミュレーションでは、粘弾性部材層３１及び高剛性部材層３２の厚み、せん断弾性率及び面積を具体的に特定することなく、各層３１，３２のせん断剛性Ｒｍ，Ｒｓの値を直接入力して計算を行った。
【００６０】
図３に示すように、構造Ａ及び構造Ｂのいずれのシミュレーション結果においても、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギーは、せん断剛性比ｒを１０から５０（図３の符号Ｐ１）まで上昇させると急激に大きくなり、せん断剛性比ｒを５０から１０００（図３の符号Ｐ２）まで上昇させると次第に緩やかな上昇となり、せん断剛性比ｒを１０００よりも上昇させると略最大の大きさで安定する結果となった。よって、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギー、すなわち振動減衰部材３０の振動吸収能力を効果的に高めるためには、高剛性部材層３２のせん断剛性Ｒｓは、粘弾性部材層３１のせん断剛性Ｒｍの５０倍以上であることが好ましく、１０００倍以上であることが望ましい。
【００６１】
［実施例２］
図５は、高剛性部材層が上下両側の粘弾性部材層で挟まれてなる振動減衰部材が第１の部材と第２の部材との間に介装された構造に関して、振動減衰部材と第１又は第２の部材との当接面（以下、「拘束面」ともいう。）から高剛性部材層までの距離Ｌと、せん断方向の振動が加えられたときに粘弾性部材層で吸収可能なひずみエネルギーの大きさとの関係を示すシミュレーション結果である。
【００６２】
図５において、実線は、図６（ａ）に示す構造Ｃに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示し、破線は、図６（ｂ）に示す構造Ｄに係る振動減衰部材３０についての上記シミュレーション結果を示す。
【００６３】
図６（ａ）に示すように、構造Ｃに係る振動減衰部材３０は、２つの粘弾性部材層３１により１つの高剛性部材層３２を挟んでなる３層構造を有する。一方、図６（ｂ）に示すように、構造Ｄに係る振動減衰部材３０は、３つの粘弾性部材層３１と２つの高剛性部材層３２とを交互に積層してなる５層構造を有する。
【００６４】
構造Ｃ及び構造Ｄのいずれに係る振動減衰部材３０も、厚みが１８ｍｍで、長辺が１００ｍｍ、短辺が２ｍｍの長方形の板状であるものとし、振動減衰部材３０の端面全体が他の部材に接触しない状態で、振動減衰部材３０の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、振動減衰部材３０の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して、図５に示すシミュレーション結果を得た。また、高剛性部材層３２の厚みはいずれも１ｍｍであるものとしてシミュレーションを行った。さらに、構造Ｃに係る振動減衰部材３０に関して、前記拘束面から高剛性部材層３２までの距離Ｌは、上下２つの拘束面のうち高剛性部材層３２に近い方の拘束面から高剛性部材層３２までの距離を指すものとする。一方、構造Ｄに係る振動減衰部材３０に関しては、上側の拘束面から上側の高剛性部材層３２までの距離と、下側の拘束面から下側の高剛性部材層３２までの距離とがいずれも距離Ｌであるものとしてシミュレーションを行った。
【００６５】
図５の符号Ｐ３に示すように、構造Ｃに係る振動減衰部材３０については、拘束面から高剛性部材層３２までの距離Ｌが９ｍｍであるときに、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギーが最大となった。また、図５の符号Ｐ４に示すように、構造Ｄに係る振動減衰部材３０については、拘束面から高剛性部材層３２までの距離Ｌが６ｍｍであるときに、粘弾性部材層３１で吸収されるひずみエネルギーが最大となった。すなわち、構造Ｃ及び構造Ｄのいずれについても、高剛性部材層３２を挟んだ両側の粘弾性部材層３１の厚みが互いに等しいときに、粘弾性部材層３１の振動吸収能力が効果的に高められることが分かった。これは、各粘弾性部材層３１の厚みが互いに等しいことにより、各粘弾性部材層３１において均等にひずみエネルギーが吸収されるためであると考えられる。よって、高剛性部材層３２が２つの粘弾性部材層３１で挟まれる構成において、振動減衰部材３０による振動減衰効果を高めるためには、粘弾性部材層３１の厚みを互いに等しくすることが好ましい。
【００６６】
［実施例３］
図７は、図８（ａ）に示すように板状の粘弾性部材１３１の内部に柱状の高剛性部材１３２，１３３が埋め込まれて設けられた振動減衰部材１３０に関して、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材１３２，１３３の中心までの距離Ｗと、せん断方向の振動が加えられたときに粘弾性部材１３１で吸収可能なひずみエネルギーの大きさとの関係を示すシミュレーション結果である。
【００６７】
図８（ａ）に示す振動減衰部材１３０において、粘弾性部材１３１は、厚みが１８ｍｍで、長辺が１００ｍｍ、短辺が２ｍｍの長方形の板状であるものとし、第１〜第４の端面を有する。ただし、図８（ａ）の断面図には、第１〜第４の端面のうち第１の端面１４１及び第３の端面１４３のみが現れている。該粘弾性部材１３１の内部には、第１及び第３の端面１４１，１４３に平行な方向に沿って第２の端面から第４の端面に亘って延びる２本の柱状の高剛性部材１３２，１３３が埋め込まれている。各高剛性部材１３２，１３３は十字状の断面形状を有する。振動減衰部材３０の厚さ方向において、高剛性部材１３２，１３３の十字の交差部（基準位置Ｋ）を粘弾性部材１３１の中央高さに一致させるとともに、第１の端面１４１から一方の高剛性部材１３２の前記基準位置Ｋまでの距離と、第３の端面１４３から他方の高剛性部材１３３の中心までの距離とを、互いに等しい距離Ｗに設定した。
【００６８】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に係る高剛性部材１３２，１３３の断面形状の寸法を示す。図８（ｂ）に示すように、高剛性部材１３２，１３３の厚みは１ｍｍ、前記基準位置Ｋから左右両端までの各寸法が４．５ｍｍ、基準位置Ｋから上端までの寸法が４．５ｍｍ、基準位置Ｋから下端までの寸法が３．５ｍｍである。なお、高剛性部材１３２，１３３の奥行きの寸法は、粘弾性部材１３１と同じく２ｍｍである。
【００６９】
また、粘弾性部材１３１の端面全体が他の部材に接触しない状態で、粘弾性部材１３１の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、粘弾性部材１３１の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して、図７に示すシミュレーション結果を得た。
【００７０】
図７に示すように、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材１３２，１３３の中心までの距離Ｗが１２ｍｍ（符号Ｐ５）よりも小さいときは、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが小さく、前記距離Ｗが１２ｍｍ以上であるときに、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが効果的に高められる結果となった。よって、振動減衰部材１３０の振動減衰効果を高めるためには、高剛性部材１３２，１３３は、粘弾性部材１３１の内部において第１及び第３の端面１４１，１４３の近傍部を避けるように配設することが好ましい。より具体的には、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材１３２，１３３の中心までの距離Ｗは、粘弾性部材１３１の幅の１２％以上の長さであることが好ましく、これにより、振動減衰部材１３０の振動吸収能力を効果的に高めることができる。
【００７１】
［実施例４］
図９は、図１０（ａ）に示す振動減衰部材２３０に関する、実施例３と同様のシミュレーション結果を示す。図１０（ａ）に示す振動減衰部材２３０は、断面正方形の高剛性部材２３２，２３３を有し、この点を除けば、実施例３に係る振動減衰部材１３０（図８（ａ）参照）と同様の構造を有する。図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に係る高剛性部材２３２，２３３の断面形状は、１辺が４ｍｍの正方形である。なお、この高剛性部材２３２，２３３の奥行きの寸法は、粘弾性部材１３１と同じく２ｍｍである。また、その他の条件も実施例３と同様に設定されて、図９に示すシミュレーション結果が得られた。
【００７２】
図９に示すように、実施例３と同様、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材２３２，２３３の中心までの距離Ｗが１２ｍｍよりも小さいとき、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが小さく、前記距離Ｗが１２ｍｍ以上であるとき、粘弾性部材１３１で吸収され得るひずみエネルギーが効果的に高められる結果となった。よって、この結果からも、振動減衰部材２３０の振動減衰効果を高めるためには、高剛性部材２３２，２３３は、粘弾性部材１３１の内部において第１及び第３の端面１４１，１４３の近傍部を避けるように配設することが好ましいことが分かる。より具体的には、粘弾性部材１３１の端面１４１，１４３から高剛性部材２３２，２３３の中心までの距離Ｗは、粘弾性部材１３１の幅の１２％以上の長さであることが好ましく、これにより、振動減衰部材２３０の振動吸収能力を効果的に高めることができる。
【００７３】
また、高剛性部材２３２，２３３の断面形状を実施例４又は上記実施例３と異ならせてシミュレーションを実行しても、同様の結果が得られると考えられ、高剛性部材２３２，２３３は、その断面形状に関わらず、粘弾性部材１３１の内部において上記のように該粘弾性部材１３１の端面近傍部を避けるように配設することが好ましいと言える。
【００７４】
［実施例５］
図１１は、粘弾性部材と高剛性部材とを組み合わせて振動減衰部材を構成する場合において、粘弾性部材単体のせん断剛性Ｒｍに対する振動減衰部材全体のせん断剛性Ｒｍｓの比率（せん断剛性比δ＝Ｒｍｓ／Ｒｍ）と、強制振動が与えられたときに該振動減衰部材で吸収されるひずみエネルギーＵｍｓがせん断剛性比δ＝１（Ｒｍｓ＝Ｒｍ）のときと比較して増加した比率（増加率α）との関係を示すシミュレーション結果である。せん断剛性比δ＝１であるときのひずみエネルギーをＵｍとしたとき、増加率α＝（Ｕｍｓ／Ｕｍ−１）×１００（％）となる。
【００７５】
このシミュレーションは、板状の振動減衰部材の端面全体が他の部材に接触しない状態で、該振動減衰部材の上面全体が第１の部材に相対移動不能に接し、該振動減衰部材の下面全体が第２の部材に相対移動不能に接した取付構造を想定して行った。また、このシミュレーションでは、振動減衰部材を構成する粘弾性部材及び高剛性部材の形状、大きさ及びせん断弾性率を具体的に特定することなく、粘弾性部材単体および振動減衰部材全体のせん断剛性Ｒｍ，Ｒｍｓの値を直接入力して計算を行った。
【００７６】
図１１に示すように、このシミュレーションの結果、上記せん断剛性比δ（＝Ｒｍｓ／Ｒｍ）が大きくなるほどひずみエネルギーの前記増加率αが比例的に大きくなることが分かった。また、図１１の符号Ｐ７に示すように、このシミュレーション結果において、振動減衰部材で吸収されるひずみエネルギーの増加率αは、前記せん断剛性比δ＝１．１のときに１０％を上回った。ひずみエネルギーの増加率αが１０％以上である場合に、乗員が感じられる程度に振動低減効果が向上するという事実に鑑みると、振動減衰部材に吸収されるひずみエネルギーを効果的に増大させるためには、振動減衰部材全体のせん断剛性は、粘弾性部材単体のせん断剛性の１．１倍以上であることが好ましいと言える。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明によれば、車両用部材間の結合剛性を確保しつつ、該部材間での振動伝達を効果的に抑制することが可能となるから、車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００７８】
２：フロアパネル、４：シートブラケット、１０：シートレール、２０：ボルト、２１：ナット、２２：スペーサ、３０，１３０，２３０：振動減衰部材、３１，１３１：粘弾性部材、３２，１３２，１３３，２３２，２３３：高剛性部材、Ｆ：柔結合部、Ｒ：剛結合部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を構成する第１車両部材と第２車両部材との結合部における車両用部材の取付構造であって、
前記第１車両部材と前記第２車両部材との結合部は、第１車両部材と第２車両部材とが振動減衰部材を介して結合された柔結合部と、第１車両部材と第２車両部材とが当接した状態で又は非振動減衰性の部材を介して剛結合された剛結合部とを備え、
該柔結合部と剛結合部とが近接させて設けられていることを特徴とする車両用部材の取付構造。
【請求項２】
前記振動減衰部材は、粘弾性部材からなる粘弾性部材層と、前記粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材からなり、前記粘弾性部材層に積層された高剛性部材層とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項３】
前記高剛性部材層のせん断剛性は、前記粘弾性部材層のせん断剛性の５０倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項４】
前記第１車両部材は、車両用シートを車体のフロア構成部材に取り付けるためのシート取付部材であり、
前記第２車両部材は前記フロア構成部材であり、
前記柔結合部において、前記振動減衰部材は、前記粘弾性部材層が前記フロア構成部材に接し且つ前記高剛性部材層が前記シート取付部材に接するように配設されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項５】
前記高剛性部材層は、２つの前記粘弾性部材層に挟まれて設けられ、
該２つの粘弾性部材層は互いに等しい厚みを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項６】
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材の内部に、該粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材が埋め込まれて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項７】
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材は、端面全体が他の部材に接触しない状態で、前記第１車両部材と前記第２車両部材とに挟まれて配設され、
前記高剛性部材は、前記粘弾性部材の内部において前記端面の近傍部を避けるように配設されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項８】
前記振動減衰部材のせん断剛性は、前記粘弾性部材のせん断剛性の１．１倍以上であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項１】
車両を構成する第１車両部材と第２車両部材との結合部における車両用部材の取付構造であって、
前記第１車両部材と前記第２車両部材との結合部は、第１車両部材と第２車両部材とが振動減衰部材を介して結合された柔結合部と、第１車両部材と第２車両部材とが当接した状態で又は非振動減衰性の部材を介して剛結合された剛結合部とを備え、
該柔結合部と剛結合部とが近接させて設けられていることを特徴とする車両用部材の取付構造。
【請求項２】
前記振動減衰部材は、粘弾性部材からなる粘弾性部材層と、前記粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材からなり、前記粘弾性部材層に積層された高剛性部材層とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項３】
前記高剛性部材層のせん断剛性は、前記粘弾性部材層のせん断剛性の５０倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項４】
前記第１車両部材は、車両用シートを車体のフロア構成部材に取り付けるためのシート取付部材であり、
前記第２車両部材は前記フロア構成部材であり、
前記柔結合部において、前記振動減衰部材は、前記粘弾性部材層が前記フロア構成部材に接し且つ前記高剛性部材層が前記シート取付部材に接するように配設されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項５】
前記高剛性部材層は、２つの前記粘弾性部材層に挟まれて設けられ、
該２つの粘弾性部材層は互いに等しい厚みを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項６】
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材の内部に、該粘弾性部材に比べて剛性が高い高剛性部材が埋め込まれて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項７】
前記粘弾性部材は板状部材であり、
該粘弾性部材は、端面全体が他の部材に接触しない状態で、前記第１車両部材と前記第２車両部材とに挟まれて配設され、
前記高剛性部材は、前記粘弾性部材の内部において前記端面の近傍部を避けるように配設されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用部材の取付構造。
【請求項８】
前記振動減衰部材のせん断剛性は、前記粘弾性部材のせん断剛性の１．１倍以上であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用部材の取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２３０４９（Ｐ２０１３−２３０４９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８８２２（Ｐ２０１１−１５８８２２）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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