JP2018039339A - 車両用成形天井材 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の防音性を高めながら車両全体の重量を軽くすることができる車両用成形天井材を提供する。【解決手段】天井材本体２の車室外側表面には、防音断熱マット３が取り付けられ、防音断熱マット３は、天井材本体２の車室外側の面に沿って並設された複数の独立した可撓性セル４を有す。各セル４の内部には、多数の発泡ウレタン材６が満たされている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両におけるルーフパネルの車室内側に設けられた車両用成形天井材に関する。

近年では、自動車等の車両において、車室内の防音性（吸音性、遮音性）及び断熱性を高めるために多くの取り組みがなされている。例えば、特許文献１の車両用成形天井材は、車室内に面するパネル状の天井材本体を備え、該天井材本体の車室外側には、発泡ウレタンからなる発泡成形体がその車室外側の形状をルーフパネルの車室内側の形状と略等しくするように一体に成形されている。そして、発泡成形体の車室外側がルーフパネル車室内側に圧接され、天井材本体とルーフパネルとの間の空間を発泡成形体で埋め尽くすことにより防音性及び断熱性を高めるようにしている。

特開２０１１−２２５１５０号公報

しかし、特許文献１のように発泡ウレタンからなる発泡成形体で天井材本体とルーフパネルとの間を埋め尽くしてしまうと、車室内の防音性及び断熱性は高まるものの、車両全体の重量が大幅に増加してしまい、近年における車両の燃費向上を目的とした車両全体の重量を軽くするといった要求を満たせなくなってしまう。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車室内の防音性及び断熱性を高めながら車両全体の重量を軽くすることができる車両用成形天井材を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、天井材本体のルーフパネル側に複数のセルからなる防音断熱マットを設けたことを特徴とする。

具体的には、車両のルーフパネルの車室内側に設けられ、車室内に面するパネル状の天井材本体を備えた車両用成形天井材において、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、上記天井材本体の車室外側には、当該天井材本体の車室外側の面に沿って並設された複数の独立した可撓性セルを有するセル集合体が設けられ、上記各セルの内部には、多数の柔軟体及び気体の少なくとも一方が満たされていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記セル集合体の車室外側は、上記ルーフパネルの車室内側の面に接するよう設定されていることを特徴とする。

第３の発明では、第１の発明において、上記セル集合体の上記ルーフパネル側及び上記セル集合体の上記天井材本体側の少なくとも一方には、アルミシートが一体に設けられていることを特徴とする。

第４の発明では、第３の発明において、上記アルミシートは、上記ルーフパネル側に設けられ、且つ、多数の貫通孔が全域に亘って形成されていることを特徴とする。

第５の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、上記各セルの内部には、窒素が満たされていることを特徴とする。

第６の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、上記各セルの内部には、多数の発泡ウレタン材が満たされていることを特徴とする。

第１の発明では、袋状をなす各セルの表面によってセル集合体がルーフパネル側に凹凸面を有するようになるので、ルーフパネルを介して車室内側に入ってくる音が各セルの表面で乱反射して減衰する。したがって、ルーフパネルを介して車室内側に入ってくる音が天井材本体を介して車室内側に移動し難くなるので、防音性能を向上させることができる。また、セル集合体が天井材本体とルーフパネルとの間の空間における大部分の領域を埋めるようになるので、天井材本体とルーフパネルとの間における対流を防ぎ、車室内の断熱性を高めることができる。さらに、セル集合体の凹凸面によってルーフパネルとセル集合体との間に空間が形成される分だけ天井材本体とルーフパネルとの間の空間を埋め尽くした引用文献１の如き車両用成形天井材に比べて車両用成形天井材全体の重量を軽くすることができる。

第２の発明では、セル集合体が天井材本体とルーフパネルとの両方に接するようになるので、天井材本体及びルーフパネルの振動を抑制する制振性が高まり、車両用成形天井材の防音性能をさらに高くすることができる。

第３の発明では、車両用成形天井材全体の重量を極力増やすことなく車両用成形天井材における反射率が高まるので、軽量で、且つ、遮熱効果の高い車両用成形天井材にできる。

第４の発明では、ルーフパネルを介して車室内側に入ってくる音がアルミシートの各貫通孔を通過する際の抵抗によって減衰するようになり、防音性能をさらに高めることができる。

第５の発明では、各セル内の熱膨張率が低くなるので、外気及び車室内の温度が変動しても各セルの大きさが変化し難くなる。したがって、各セルが膨張して破裂したり、或いは、各セルが収縮して吸音性能が低下してしまうといったことを避けることができる。

第６の発明では、発泡ウレタン材は、吸音性能だけでなく断熱性能も高いので、各セル内に満たされた発泡ウレタン材によって車両用成形天井材の吸音性能だけでなく断熱性能をも高めることができる。また、もし仮に各セルのうちの１つが破裂したとしても、当該セル内に満たされた発泡ウレタン材によってセルの形状が維持されるので、使用時においてセルの破裂により急激に防音性能及び断熱性能が低下してしまうといったことを防ぐことができる。

本発明の実施形態１に係る車両を簡略化した斜視図である。 本発明の実施形態１に係る車両用成形天井材の天井材本体を車室外側から見た平面図である。 図１のIII−III線における断面図である。 本発明の実施形態１に係る車両用成形天井材について、防音性能を評価したグラフである。 本発明の実施形態２に係る図２相当図である。 図５におけるVI−VI線における断面相当図である。 本発明の実施形態３に係る図６相当図である。 本発明の実施形態４に係る図６相当図である。 本発明の実施形態５に係る図６相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る車両１０を示す。該車両１０のルーフパネル１０ａは、図３に示すように、車両１０の外板部分となる平面視で略矩形状をなすルーフパネルアウター１０ｂと、該ルーフパネルアウター１０ｂの下面に沿って車幅方向に延びる断面ハット形状のルーフレインフォースメント１０ｃとを備え、該ルーフレインフォースメント１０ｃは、車両前後方向に所定の間隔をあけて５つ設けられている。

上記ルーフパネル１０ａの車室内側には、当該ルーフパネル１０ａの全域を覆うように車両用成形天井材１が配設されている。

該車両用成形天井材１は、図２及び図３に示すように、車室内側に面する略矩形パネル状の天井材本体２と、該天井材本体２の車室外側に取り付けられた防音断熱マット３（セル集合体）とを備えている。

上記天井材本体２は、図示しないが、例えば、硬質発泡ウレタンからなるウレタン層にガラス繊維等の補強層を介して表面層及び裏面層を積層した構造となっていて、図示しない成形型を用いて従来周知の方法にて成形されたものである。

上記天井材本体２の車両前側中央部分には、図２に示すように、平面視で矩形状をなすオーバーヘッドコンソール用開口部２ａが形成されている。

また、上記天井材本体２の車両前後方向中央部分には、平面視で矩形状をなすランプユニット用開口部２ｂが形成されている。

上記防音断熱マット３は、車幅方向に延びる筒状をなすとともに車両前後方向に並設された複数の可撓性セル４と、該全セル４のルーフパネル１０ａ側を覆う不織布シート５とを備え、該不織布シート５は、上記ルーフパネル１０ａの車室内側の面（ルーフパネルアウター１０ｂ及び各ルーフレインフォースメント１０ｃ）に接するよう設定されている。

上記各セル４は、塩化ビニール材で形成されるとともに各々が独立していて、各々の内部には、多数のチップ状の発泡ウレタン材６（柔軟体）が満たされている。

尚、図３では、便宜上、各セル４及び不織布シート５を誇張して記載している。

ここで、本発明の実施形態に係る車両用成形天井材１の防音性能についての評価結果について説明する。

図４は、横軸を周波数、縦軸を音響透過損失としたグラフであり、各周波数において音響透過損失が高いほど防音性能が高いことを示している。Ｄ１は、ルーフパネル１０ａと天井材本体２との間に防音断熱マット３が無い状態で取得したデータを示し、Ｄ２は、本発明の防音断熱マット３を不織布シート５がルーフパネル１０ａ側となるようにルーフパネル１０ａと天井材本体２との間にセットして取得したデータを示し、Ｄ３は、本発明の防音断熱マット３を不織布シート５が天井材本体２側となるようにルーフパネル１０ａと天井材本体２との間にセットして取得したデータを示し、Ｄ４は、本発明の防音断熱マット３における各セル４を不織布で形成するとともに防音断熱マット３を不織布シート５がルーフパネル１０ａ側となるようにルーフパネル１０ａと天井材本体２との間にセットして取得したデータを示す。

図４に示すように、本発明の実施形態１の車両用成形天井材１を天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間に設けると、不織布シート５がルーフパネル１０ａ側に位置するか、又は、天井材本体２側に位置するかに関わらず、低周波から高周波の全ての領域において天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間に防音断熱マット３が無い場合に比べて高い防音性能が得られることが分かった。

また、各セル４を不織布で形成した防音断熱マット３を天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間に設けると、２．５ｋＨｚ以下の領域において天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間に防音断熱マット３が無い場合に比べて高い防音性能が得られることが分かった。

このように、本発明の実施形態１によると、袋状をなす各セル４の表面によって防音断熱マット３がルーフパネル１０ａ側に凹凸面を有するようになるので、ルーフパネル１０ａを介して車室内側に入ってくる音が各セル４の表面で乱反射により減衰する。したがって、天井材本体２を介して車室内側に入ってくる音が天井材本体２を介して車室内側に移動し難くなるので、防音性能を向上させることができる。また、防音断熱マット３が天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間の空間における大部分の領域を埋めるようになるので、天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間における対流を防ぎ、車室内の断熱性を高めることができる。さらに、防音断熱マット３の凹凸面によってルーフパネル１０ａと防音断熱マット３との間に空間が形成される分だけ天井材本体２とルーフパネル１０ａとの間の空間を埋め尽くした引用文献１の如き車両用成形天井材１に比べてルーフパネル１０ａと防音断熱マット３との間に空間が形成される分だけ車両用成形天井材１全体の重量を軽くすることができる。

また、防音断熱マット３は、ルーフパネル１０ａの車室内側に接しているので、防音断熱マット３が天井材本体２とルーフパネル１０ａとの両方に接する状態となっている。したがって、天井材本体２及びルーフパネル１０ａの振動を抑制する制振性が高まり、車両用成形天井材１の防音性能をさらに高くすることができる。

さらに、各セル４内は、吸音性能だけでなく断熱性能も高い多数の発泡ウレタン材６で満たされているので、車両用成形天井材１の吸音性能だけでなく断熱性能をも高めることができる。それに加えて、もし仮に各セル４のうちの１つが破裂したとしても、当該セル４内に満たされた発泡ウレタン材６によってセル４の形状が維持されるので、使用時においてセル４の破裂により急激に防音性能及び断熱性能が低下してしまうといったことを防ぐことができる。

尚、本発明の実施形態１では、各セル４の内部に多数の発泡ウレタン材６を満たしているが、これに限らず、気体を満たしてもよく、例えば、窒素を満たす構成にしてもよい。そうすると、各セル４内の熱膨張率が低くなるので、外気及び車室内の温度の変動に伴って各セル４の大きさが変化し難くなる。したがって、各セル４が膨張して破裂したり、或いは、各セル４が収縮して吸音性能が低下してしまうといったことを避けることができる。

また、本発明の実施形態１では、防音断熱マット３がルーフパネル１０ａの車室内側に接しているが、接するのが必須ではない。

また、本発明の実施形態１では、各セル４の内部を多数の発泡ウレタン材６で満たしているが、各セル４の内部をその他の柔軟体で満たすようにしてもよい。例えば、各セル４の内部に当該各セル４より小さいセルの集合体を満たすようにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、各セル４の内部を多数の発泡ウレタン材６で満たしているが、発泡ウレタン材６だけでなく他の柔軟体を混在させたり、或いは、発泡ウレタン材６と窒素とが混在するような構成にしてもよい。

また、本発明の実施形態１では、各セル４を塩化ビニール材で形成したが、これに限らず、不織布、ポリエチレンテレフタラート、再生紙等で形成してもよい。

《発明の実施形態２》
図５及び図６は、本発明の実施形態２に係る天井材本体２を示す。この実施形態２では、防音断熱マット３の一部構造が実施形態１と異なっているだけで、その他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを詳細に説明する。

実施形態２の防音断熱マット３は、ポリエチレンテレフタラートからなる一対のクッションシート７を備えている。

該クッションシート７は、車両前後方向に延びるフィルムシート７ａと、該フィルムシート７ａの一方の面の全域に亘って形成された多数の袋状セル７ｂとを備え、該各セル７ｂには、気体が封入されている。

そして、上記両クッションシート７は、各々のセル７ｂ側が対面するように重ね合わされている。

上記各フィルムシート７ａの他方の面の全域には、アルミシート８が接着剤を用いて一体に貼り付けられ、一方のクッションシート７に貼り付けられたアルミシート８は、上記ルーフパネル１０ａの車室内側の面（ルーフパネルアウター１０ｂ及び各ルーフレインフォースメント１０ｃ）に接する一方、他方のクッションシート７に貼り付けられたアルミシート８は、上記天井材本体２の車室外側の面に接している。

上記ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８には、多数の貫通孔８ａが形成され、該各貫通孔８ａは、断面が略円形状をなしている。

以上より、本発明の実施形態２によると、ルーフパネル１０ａと防音断熱マット３との間及び天井材本体２と防音断熱マット３との間にアルミシート８が介在するようになるので、車両用成形天井材１全体の重量を極力増やすことなく車両用成形天井材１における反射率が高まる。したがって、車両用成形天井材１を軽量で、且つ、遮熱効果の高いものにできる。

また、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８には、多数の貫通孔８ａが形成されているので、ルーフパネル１０ａを介して車室内に入ってくる音がアルミシート８の各貫通孔８ａを通過する際の抵抗によって減衰するようになり、防音性能をさらに高めることができる。

尚、本発明の実施形態２では、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８に貫通孔８ａを形成しているが、アルミシート８に貫通孔８ａを形成することは必須ではない。

また、本発明の実施形態２では、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８に形成した各貫通孔８ａの断面が略円形状をなしているが、これに限らず、例えば、スリット形状をなしていてもよい。

また、本発明の実施形態２では、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８に貫通孔８ａを形成しているが、天井材本体２側のアルミシート８に貫通孔８ａを形成してもよい。

《発明の実施形態３》
図７は、本発明の実施形態３に係る天井材本体２を示す。この実施形態３では、防音断熱マット３におけるクッションシート７が１つだけであり、セル７ｂ側が上方に向くようにクッションシート７が配設されている点と、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８に貫通孔８ａが形成されていない点とが実施形態２と異なっているだけで、その他は実施形態２と同じであるため、以下、詳細な説明を省略する。

以上より、本発明の実施形態３によると、防音断熱マット３を実施形態２の防音断熱マット３よりも軽くて薄いものにすることができる。

《発明の実施形態４》
図８は、本発明の実施形態４に係る天井材本体２を示す。この実施形態４では、セル７ｂ側が上方を向くように２つのクッションシート７を重ねている点と、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８に貫通孔８ａが形成されていない点とが実施形態２と異なっているだけで、その他は実施形態２と同じであるため、以下、詳細な説明を省略する。

以上より、本発明の実施形態４によると、２つのクッションシート７の重ね方が変わっても実施形態２と同様の効果を得ることができる。

《発明の実施形態５》
図９は、本発明の実施形態５に係る天井材本体２を示す。この実施形態５では、２つのクッションシート７のうちの下側に位置するクッションシート７の構造と、ルーフパネル１０ａ側のアルミシート８に貫通孔８ａが形成されていない点とが実施形態２と異なっているだけで、その他は実施形態２と同じであるため、以下、実施形態２と異なる部分のみを詳細に説明する。

実施形態５の下側に位置するクッションシート７は、多数のセル７ｂが車両前後方向及び車幅方向に並設された形状をなしている。具体的には、実施形態５の下側に位置するクッションシート７は、上下に並設された一対のフィルムシート７ｃと、該両フィルムシート７ｃを上下に橋絡する多数の壁シート７ｄとを備え、上記両フィルムシート７ａと上記壁シート７ｄとで囲まれる部分に気体が封入されている。

以上より、本発明の実施形態５によると、防音断熱マット３における２つのクッションシート７の構造をそれぞれ異なるものにしても、実施形態２と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明の実施形態２〜５では、各セル７ｂの内部に気体を封入しているが、実施形態１のように、各セル７ｂ内に多数の発泡ウレタン材６を満たすようにしてもよい。

また、本発明の実施形態２〜５では、各セル７ｂをポリエチレンテレフタラートで形成したが、これに限らず、不織布、塩化ビニール材、再生紙等で形成してもよい。

本発明は、本発明は、車両におけるルーフパネルの車室内側に設けられた車両用成形天井材に適している。

１ 車両用成形天井材
２ 天井材本体
３ 防音断熱マット（セル集合体）
４ セル
６ 発泡ウレタン材（柔軟体）
７ｂ セル
８ アルミシート
８ａ 貫通孔
１０ 車両
１０ａ ルーフパネル

Claims (6)

1. 車両のルーフパネルの車室内側に設けられ、車室内に面するパネル状の天井材本体を備えた車両用成形天井材であって、
   上記天井材本体の車室外側には、当該天井材本体の車室外側の面に沿って並設された複数の独立した可撓性セルを有するセル集合体が設けられ、
   上記各セルの内部には、多数の柔軟体及び気体の少なくとも一方が満たされていることを特徴とする車両用成形天井材。
2. 請求項１に記載の車両用成形天井材において、
   上記セル集合体の車室外側は、上記ルーフパネルの車室内側の面に接するよう設定されていることを特徴とする車両用成形天井材。
3. 請求項１に記載の車両用成形天井材において、
   上記セル集合体の上記ルーフパネル側及び上記セル集合体の上記天井材本体側の少なくとも一方には、アルミシートが一体に設けられていることを特徴とする車両用成形天井材。
4. 請求項３に記載の車両用成形天井材において、
   上記アルミシートは、上記ルーフパネル側に設けられ、且つ、多数の貫通孔が全域に亘って形成されていることを特徴とする車両用成形天井材。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用成形天井材において、
   上記各セルの内部には、窒素が満たされていることを特徴とする車両用成形天井材。
6. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用成形天井材において、
   上記各セルの内部には、多数の発泡ウレタン材が満たされていることを特徴とする車両用成形天井材。

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