JP2016020158A

JP2016020158A - 自動車用内装材

Info

Publication number: JP2016020158A
Application number: JP2014144591A
Authority: JP
Inventors: 哲哉増村; Tetsuya Masumura
Original assignee: Kotobukiya Fronte Co Ltd
Current assignee: Kotobukiya Fronte Co Ltd
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-02-04

Abstract

【課題】本発明は、６３０〜２５００Ｈｚの騒音の周波数帯域で適正な吸音性が確保できるようにした自動車用内装材を提供する。【解決手段】本発明に係る自動車用内装材１は、室内側の表層２と開孔を有する通気コントロール層３との積層体４に車体側のクッション層５を貼合わせてなる自動車用内装材において、前記通気コントロール層３の開孔率を、前記積層体４の流れ抵抗値が１０００Ｎｓ／ｍ３以上６０００Ｎｓ／ｍ３未満になるようにしたことにより車中に入り込む騒音を許すことがあってもこれを本願内装材により車中において確実に吸音できるようにした。また、本願内装材は、前記クッション層を中間吸音層６と遮音層７を介して積層体４に貼着しているものも含んでいるので、自動車の下から車中に侵入することのあるタイヤからの騒音も確実にカットできるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用内装材に関するものである。

一般に、自動車（タイヤ省略）は、図７の如く、前方にエンジン室６１、後方にトランク室６２があり、その中間に客室６３がある。客室６３には前席６４、後席６４′があり、床（鋼板パネル）６５にはフロアーカーペット６６が敷かれている。また、前記エンジン室６１側にはダッシュインシュレーター６７、前記トランク室６２側にはトランクトリム６８が設けられている。これらフロアーカーペット６６、ダッシュインシュレーター６７、及びトランクトリム６８は、何れも繊維質の材料を中心に構成され、騒音を吸収できるようにしている。特にフロアーカーペット６５は遮音性や吸音性に優れた材料が使われていることは勿論である。自動車騒音の種類としてはウインドウから入ってくる車外からの各種の音、道路に接するタイヤから発する音、エンジンから発生する音などがあるが、その騒音の周波数帯域としては６３０〜２５００Ｈｚで大きく、この周波数帯域の騒音を抑制することが求められている。

前記フロアーカーペットの形状は、車種により異なるが、一般的には快適性の観点から客室６３の前席６４及び後席６４′の足元を深くすることから全体的には凹凸形状になっている。しかも、前記フロアーカーペットは、足元の底部の厚みを大きくしている。そして、前記フロアーカーペットは、室内側の表層、開孔を有する通気コントロール層を積層したものに、クッション層を貼合わせて製造されている。その製造工程では、加熱し、車種によって決められた成形型にて絞り成形して凹凸形状に仕上げてからトリミング処理して完成する。

前記フロアーカーペットに関する特許文献として幾つか公開されている。一つは特表平０５−５０４５２８である。これは通気コントロール層に、厚さ２ｍｍ、開孔径９ｍｍの重い材料が使用されていたが、最近では厚さ０．８ｍｍ程の軽い材料（プラスチックフイルム）で作られるようになってきた。しかしながら、開孔径が９ｍｍ以上であると、加熱に際し、開孔に熱が集中し、表層（意匠層）が局部的に焼け、斑点模様が顕在化し、意匠性を損なうことがあった。また、開孔間隔を小さくすると、絞り加工時に通気コントロール層が開孔に沿って破れ易くなるという問題があった。

また、二つは特開２００５−１４０３である。これは、通気コントロール層の開孔率を、流れ抵抗値が１０００Ｎｓ／ｍ３未満になるように設定していた。このような流れ抵抗値では、６３０〜２５００Ｈｚの騒音の周波数帯域では適正な吸音性が確保できないものであった。また、近年は電気自動車やハイブリッド車のような低燃費車の開発によりフロアーカーペットの軽量化も重要である上に、６３０〜２５００Ｈｚの騒音の周波数帯域での吸音性能を高めることができるものではなかった。

さらに、三つは特開２００２−２１９９８９である。これは、通気コントロール層に熱可塑性樹脂パウダーを２５０ｇ／ｍ２以上を散布して形成されているが、実験では流れ抵抗値の平均値が３０００から６０００Ｎｓ／ｍ３の範囲でバラツキを示す標準偏差値が２０００〜５０００Ｎｓ／ｍ３と大きな値となり、カーペットの加熱工程で加熱ムラが生じ、意匠性を損なうことがあった。
特表平０５−５０４５２８号公報特開２００５−１４０３号公報特開２００２−２１９９８９号公報

しかしながら、上記特許文献１のものは、通気コントロール層に問題が多く、また、特許文献２のものは、６３０〜２５００Ｈｚの騒音の周波数帯域での吸音性能に欠けた。さらに、特許文献３のものは、熱可塑性樹脂パウダーでは流れ抵抗値が安定しないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するもので、その目的とする処は、６３０〜２５００Ｈｚの騒音の周波数帯域で適正な吸音性が確保できるようにした自動車用内装材を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る自動車用内装材は、室内側の表層と開孔を有する通気コントロール層との積層体に、クッション層を貼合わせてなる自動車用内装材において、前記通気コントロール層の開孔率を、前記積層体の流れ抵抗値が少なくとも１０００Ｎｓ／ｍ３以上６０００Ｎｓ／ｍ３未満になるようにしたことを特徴とし、車中に入り込む騒音を許すことがあっても内装材により確実に吸音できるように構成した。

また、請求項２に係る自動車用内装材は、前記表層が、意匠層と吸音層とからなることを特徴とし、客室の床に設けられるフロアーカーペットやトランクトリムの如く、人の目に触れる個所や騒音を吸収したい個所では意匠層と吸音層を備えても、ダッシュインシュレーターの如く人の目に触れず、騒音吸収を意識しない個所では意匠層は用いないこともあるように構成した。

さらに、請求項３に係る自動車用内装材は、前記積層体の最大厚み部分が、６３０〜２５００Ｈｚの周波数帯域で吸音性のピークを有することを特徴とし、この周波数帯域にある騒音を積層体の最大厚み部分にて確実に吸音できるように構成した。

さらに、請求項４に係る自動車用内装材は、前記通気コントロール層の開孔間隔が、１０〜５０ｍｍであることを特徴とし、加熱工程で１つの開孔に熱が集中しないようにし、表層の意匠性が損なわれることがないように構成した。

さらにまた、請求項５に係る自動車用内装材は、前記クッション層が、前記積層体に中間吸音層と遮音層を介して貼合わせたことを特徴とし、車中にタイヤからの騒音を確実にカットできるように構成した。

本発明によれば、前記通気コントロール層の開孔率が、前記積層体の流れ抵抗値として１０００Ｎｓ／ｍ３以上６０００Ｎｓ／ｍ３未満になっているから、騒音が車中に入り込む余地があっても、その騒音を、積層体をして確実に吸音できるという優れた効果を奏するものである。

また、請求項２に係る発明によれば、客室の床に設けられるフロアーカーペットやトランクトリムの如く、人の目に触れる個所や騒音を吸収したい個所では意匠層及び吸音層を備え、ダッシュインシュレーターの如く普段人の目に触れない個所では意匠層を用いないで低廉にして低コスト化が実現できるという優れた効果を奏するものである。

さらに、請求項３に係る発明によれば、前記通気コントロール層の開孔率を、前記積層体の流れ抵抗値が１０００Ｎｓ／ｍ３以上６０００Ｎｓ／ｍ３未満になるようにしたことにより６３０〜２５００Ｈｚの周波数帯域にある騒音を積層体の最大厚み部分にて確実に確保できるという優れた効果を奏するものである。

さらに、請求項４によれば、自動車騒音の種類としてはウインドウから入ってくる騒音、道路に接するタイヤからの騒音、エンジンから発生する騒音などは、その総てが６３０〜２５００Ｈｚで大きく、その周波数帯域の騒音を抑制することができ、しかも、加熱工程で１つの開孔に熱が集中しないから表層の意匠性が損なわれることがないという優れた効果を奏するものである。

さらにまた、請求項５によれば、車体側のクッション層をして、吸音層と遮音層とを備えているので、クッション層側からの騒音の進入を確実にカットできるという優れた効果を奏するものである。

次に、本発明の実施の態様について図面を参照して説明する。図１は本願内装材の拡大断面図、図２は通気コントロール層の平面図、図３は開孔形成器具で、（ａ）は両刃の打ち抜きパンチ、（ｂ）は針体、図４は試料１〜４の吸音性能を示すグラフ図、図５はクッション層の層中に吸音層と遮音層とを備えた場合の拡大断面図、図６は試料５〜７の吸音性能を示すグラフ図、図７は一般的な自動車の内装材の配置を示す断面図である。

本願内装材１は、自動車のフロアーカーペット６５やダッシュインシュレーター６７やトランクトリム６８に使用されるもので、図１の如く、上から表層２、開孔３１を有する通気コントロール層３の順に積層した積層体４と、該積層体４の下面に貼着したクッション層５とからなっている。前記表層２は、客室の床６５に敷くフロアーカーペット６６やトランクトリム６８では、人の目に触れ、騒音も吸収したことから意匠層２ａ及び吸音層２ｂを用いるが、ダッシュインシュレーター６７では人の目に触れ難いので意匠層２ａを用いずに、繊維質の材料を中心に構成することもある。前記クッション層５は、車体側の振動を吸収するものであるが、前記積層体４の下面に中間吸音層６及び遮音層７を介装することもある。

前記表層２に使用する意匠層２ａは、タフトカーペット層やニードルパンチ層が使用され、見かけ上の面密度は１５０〜６００ｇ／ｍ２である。また、吸音層２ｂは吸音性能を向上させるために設置され、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）素材か綿素材が用いられ、見かけ上の面密度は２００〜１０００ｇ／ｍ２である。

前記通気コントロール層３は、材質としてはＰＥＴ材、ＡＢＳ材、ナイロン材、ポリエチレン材、ポリプロピレン材など熱可塑性樹脂のフイルムが用いられている。前記クッション層５は車体形状により部分的に厚みが２〜５０ｍｍの範囲で異なっている。材質にはＰＥＴ素材、綿素材、ウレタンフォームなどがある。

前記通気コントロール層３の厚みは、０．０１〜０．３０ｍｍの範囲のフイルムが使われ、通気性を確保するために、図２の如く、多数の開孔３１を設けている。該開孔３１の形状については、特に拘らないが、円形状でも楕円形状でもよく、その径Ｒは０．５〜８ｍｍの範囲が良い。また、開孔間隔Ｋ、Ｋ′は１０〜５０ｍｍでほぼ格子状（又は千鳥状）に並んでいる。前記開孔３１の加工方法については、図３（ａ）の如く、フイルムを挟んで上刃３２ａと下刃３２ｂを有する両刃の打ち抜きパンチ３２を用いるとバリが少なくシャープになるので好ましい。一方、図３（ｂ）の如く、フイルムの上面から針体３３を突き抜くようにするとフイルムにバリができるのでシャープさがなくなる。

前記フロアーカーペット６６の製作実験によると、開孔３１の径Ｒを８ｍｍより大きく（９ｍｍ以上）すると、カーペット製造工程のオープン加熱炉による熱処理時に熱が集中して前記表層２に斑点模様が生じてしまうとの弊害が顕著になった。前記開孔３１の間隔Ｋ、Ｋ′を１０ｍｍ未満とすると通気の乱れが生じ易く、５０ｍｍを超えると、隣接する開孔との間隔が開き過ぎ、通気個所と抵抗個所との大きな差が生じる虞があった。そして、前記開孔３１の開孔率(含む間隔や開孔径など)によって流れ抵抗値に影響を与えるものである。

本願内装材１の吸音性能を試験するため、前記表層２に、見かけ上の面密度２５０ｇ／ｍ２の意匠層２ａと、厚み１０ｍｍで見かけ上の面密度１１００ｇ／ｍ２のクッション層５との間に、両面にポエチレン接着剤を塗布した厚み０．０３ｍｍの通気コントロール層３を介装して積層（一体化）させた。ここでは吸音層２ｂは使っていない。このときの積層体４の厚さは１２ｍｍであった。そして、前記通気コントロール層３の開孔３１の間隔Ｋ、Ｋ′は２０ｍｍであり、開孔率は、これを変化させた下記試料１〜４を用意し、それぞれの吸音性能を垂直入射吸音率（ＩＳＯ１０５３４−２に準ずる）により測定した。

試料１＝通気コントロール層３の開孔率１．８％で、流れ抵抗値が４０００Ｎｓ／ｍ３（ＩＳＯ９０５３準規）のものである。試料２＝通気コントロール３の開孔率２％で、流れ抵抗値が２６００Ｎｓ／ｍ３のものである。試料３＝通気コントロール３の開孔率３％で、流れ抵抗値が１８００Ｎｓ／ｍ３のものである。試料４＝通気コントロール３の開孔率７％で流れ抵抗値が５００Ｎｓ／ｍ３のものである。このときの「流れ抵抗値」は主に意匠層１ａから通気コントロール層３までの積層体４のものである。

前記吸音性能の測定の結果、図４の如く、棒グラフが作成された。このうち試料３の流れ抵抗値が１８００Ｎｓ／ｍ３で吸音性能のピークが２５００Ｈｚ、試料２の流れ抵抗値が２６００Ｎｓ／ｍ３で吸音性能のピークが２０００Ｈｚ、試料１の流れ抵抗値が４０００Ｎｓ／ｍ３で吸音性能のピークが１６００Ｈｚであることが分かる。これらの例では通気コントロール層３の３％にて流れ抵抗値が１５００Ｎｓ／ｍ３以上を確保して吸音性能を６３０〜２５００Ｈｚの周波数帯域にピークをもたせることができる。

特に、試料２の如く、通気コントロール層３の開孔率が２％で、流れ抵抗値が２６００Ｎｓ／ｍ３以上を確保すると、吸音性能は６３０〜２０００Ｈｚの周波数帯域にピークをもたせることが可能であり、更なる性能向上が可能となる。

前記本願内装材１は、図５の如く、意匠層２ａ、吸音層２ｂ、開孔３１を有する通気コントロール層３を積層してなる積層体４と、該積層体４の下面に中間吸音層６と遮音層７を介してクッション層５を貼合わせたものを含んでいる。もちろん、客室の床に設けられるフロアーカーペットやトランクトリム６８の如く、人の目に触れる個所や騒音を吸収させたい個所では前記意匠層２ａ及び吸音層２ｂは当然に必要であるが、ダッシュインシュレーター６７の如く、人の目には触れない個所では前記意匠層２ａは用いないこともあることは勿論である。

図５に示す本願内装材１でも、前記意匠層２ａは、タフトカーペット層やニードルパンチ層が使用され、見かけ上の面密度は１５０〜６００ｇ／ｍ２である。前記吸音層２ｂは吸音性能を向上させるために設置され、ＰＥＴ素材か綿素材が用いられ、見かけ上の面密度は２００〜１０００ｇ／ｍ２である。前記通気コントロール層３は、材質としてはＰＥＴ材、ＡＢＳ材、ナイロン材、ポリエチレン材、ポリプロピレン材など熱可塑性樹脂のフイルムが用いられる。開孔３１も設けられる。該開孔３１の開孔率（間隔や開孔径など）によって流れ抵抗値に影響する。前記クッション層５は車体形状により部分的に厚みが２〜５０ｍｍの範囲で異なっている。材質はＰＥＴ素材、綿素材、ウレタンフォームなどがある。

前記中間吸音層６は、車内側の吸音効果を向上させるために設置し、ＰＥＴ素材や綿素材が用いられ、見かけ上の面密度は３００〜１５００ｇ／ｍ２である。前記遮音層７は板状の重い素材のもので、自動車の車体下から侵入する騒音を遮断する役割を持っている。厚みは１〜３ｍｍ、面密度は０．８〜４ｋｇ／ｍ２が設定されている。クッション層５は車体形状によりフロアーカーペットの厚みが異なってくるため、部分的に厚みを２〜４０ｍｍまで変化させて車体への装着性を向上させている。使用する材料はＰＥＴ素材、綿素材、ウレタンフォームなどがある。

前記中間吸音層６と遮音層７を備えた本願内装材１の吸音性能を、図６に示す。意匠層２ａは、見かけ上の面密度は４００ｇ／ｍ２とし、吸音層２ｂを含めて結合している。前記通気コントロール層３は、厚み０．０３ｍｍのフイルムシートの両面にポエチレンの接着層を付着し、吸音層２ｂと中間吸音層６との間に接着固定されている。該中間吸音層６の見かけ上の面密度は４００ｇ／ｍ２である。このときの意匠層２ａから中間吸音層６までの積層体４の厚さを１０ｍｍに設定し、重い遮音層７の厚みは２ｍｍ、面密度は２．８ｋｇ／ｍ２を設定した。前記クッション層５は、厚み１０ｍｍ、見かけ上の面密度は５５０ｇ／ｍ２とし、全体の厚さは２２ｍｍであった。しかして、前記通気コントロール層３の開孔３１の間隔Ｋ、Ｋ′は２０ｍｍであり、開孔率は、これを変化させた下記試料５、６、７を用意し、それぞれの吸音性能を垂直入射吸音率（ＩＳＯ１０５３４−２に準ずる）により測定した。

試料５＝通気コントロール層３の開孔率２％で流れ抵抗値が３０００Ｎｓ／ｍ３（ＩＳＯ９０５３準規）のものである。試料６＝通気コントロール層３の開孔率３％で流れ抵抗値が１５００Ｎｓ／ｍ３のものである。試料７＝通気コントロール層３の開孔率７％で流れ抵抗値が３００Ｎｓ／ｍ３のものである。このときの「流れ抵抗値」は主に意匠層２ａから通気コントロール層３までの積層体（吸音層２ｂを含む）４のものである。

前記吸音性能の測定の結果、図５の如く、棒グラフが作成された。このうち試料６では、通気コントロール層３の開孔率３％で流れ抵抗値が１５００Ｎｓ／ｍ３以上で、吸音性能を６３０〜２５００Ｈｚの周波数帯域にピークをもたせることができる。試料５では、通気コントロール層３の開孔率２％で流れ抵抗値が３０００Ｎｓ／ｍ３では、吸音性能の周波数帯域でのピークが、１０００Ｈｚほどで、吸音性能を６３０〜２０００Ｈｚの周波数帯域にピークをもたせることが可能で、更なる性能向上が可能となる。

本願内装材１によれば、製造の加熱工程で意匠性を損なうことなく、吸音性能を６３０〜２５００Ｈｚの騒音の周波数帯域で最も優れた状態にすることができる。本発明は、例えば、自動車の内装部品であるフロアーカーペット、ダッシュインシュレーター、トランクトリムなどの内装材として有用であるほか、広く産業上の利用可能性は高いものである。

本願内装材の拡大断面図である。通気コントロール層の平面図である。開孔形成器具で、（ａ）は両刃の打ち抜きパンチ、（ｂ）は針体である。試料１〜４の吸音性能を示すグラフ図である。クッション層の中間吸音層と遮音層とを備えた場合の拡大断面図である。試料５〜７の吸音性能を示すグラフ図である。一般的な自動車の内装材の配置を示す断面図である。

１本願内装材
２表層
２ａ意匠層
２ｂ吸音層
３通気コントロール層
３１開孔
３２パンチ
３２ａ上刃
３２ｂ下刃
３３針体
Ｒ開孔径
Ｋ、Ｋ′ 開孔間隔
４積層体
５クッション層
６中間吸音層
７遮音層、
６６フロアーカーペット
６７ダッシュインシュレーター
６８トランクトリム

Claims

室内側の表層と開孔を有する通気コントロール層との積層体に、クッション層を貼合わせてなる自動車用内装材において、前記通気コントロール層の開孔率を、前記積層体の流れ抵抗値が少なくとも１０００Ｎｓ／ｍ３以上６０００Ｎｓ／ｍ３未満になるようにしたことを特徴とする自動車用内装材。
前記表層が、意匠層と吸音層とからなることを特徴とする請求項１に記載の自動車用内装材。
前記積層体の最大厚み部分が、６３０〜２５００Ｈｚの周波数帯域で吸音性のピークを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用内装材。
前記通気コントロール層の開孔間隔が、１０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のうちの１に記載の自動車用内装材。
前記クッション層が、前記積層体に中間吸音層と遮音層を介して貼合わせたことを特徴とする請求項１〜４のうち１に記載の自動車用内装材。