JP5114306B2 - 自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバー - Google Patents

Description

この発明は、自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバーに関するものである。

本来、アンダーカバー取り付けの目的は、空力性能を向上し、ハンドリング性を高める事で、最高速度と加速度を向上し、更には燃費の向上やタイヤが巻き上げる埃・砂・石・泥等からエンジン及びその周辺を保護する為である。

しかし、最近では振動や騒音等の公害対策の一環として、アンダーフロアー部の防音効果が大きく、中間層に遮音層・両面又は片面の表面側に吸音層を設定する方法が取られて来ていて、その吸音材は水や泥等による吸音対策及び取り付け強度に対する課題があり、コストアップの傾向にある。そして、アンダーフロアーの中間層材質としては、ＰＰ系が主流と成っているが、板厚２．０ｍｍ（２０００ｇ／ｍ²）で面積の大きいアンダーフロアーとしては重量アップも大きな問題となっている。

従って、これからのアンダーカバーは上記目的（０００２）に加えて、吸音性能と表面撥水を両立し、且つ、膨張性が有り強度の優れた基材を使用する事が望まれている。

そこで、上記の問題解決と課題解決の為に、防音効果に優れ、吸音性能と表面撥水を両立し、且つ、膨張性が有り強度の優れた基材を使用した車両用アンダーカバーを発明し、出願（特開２００６−２４０４０８）している。

ところが、上記発明の自動車用アンダーカバーにも耐久性、吸音性を両立出来ないという新たな問題が発生した。

又、これまでに出願されている自動車用アンダーカバーを紹介する。（特許文献１〜３参照。）
特開２００４−１６９６１６ 特開２００２−３４８７６７ 特開平９−２５８７４０

そこで、上記課題を解決する為に、この発明は、防音効果の大きい吸音性能と表面撥水を確立し、且つ、膨張性があり耐久強度の優れた基材を使用した自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバーを開発・提供する事にある。

この課題を解決する為の手段として、アンダーカバーは補強層と芯材間の表面又は裏面のいずれか片面、又は両面に路面側吸音材を貼着して設け、二次音源と成る路面側に吸音構造を設けたものである。

この発明の効果として、補強層と芯材間の表面又は裏面のいずれか片面、又は両面に撥水性不織布を貼着する事で、耐久性及び吸水性を両立可能にし、且つ、二次音源と成る路面側に吸音材を設置した事で、車室内騒音の防音効果に優れ、且つ、高周波数領域で吸音率が高く、路面側へ吸音材を設置した事による騒音レベルの変化と室内全体の騒音レベルが低く成る等、極めて有益なる効果を奏するものである。

この発明の最良の形態として、品質・強度・性能の許容範囲内で極力部材の板厚や形状を統一し、標準化する事で生産性を向上し、コスト軽減を図る事が重要である。

そこで、この発明の一実施例を図１〜３に基づいて詳述すると、板厚１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍまで対応可能なグラスファイバー等の補強材（２ａ）とオレフィン系樹脂（２ｂ）及び発泡剤を混合して設け、グラスファイバー等の補強繊維及び発泡剤を加熱膨張させて、比重を０．０５〜０．８５と低比重で軽量・剛性アップし、且つ、吸音性能を付加させる芯材（２）と、該芯材（２）のボディー側表面にオレフィン系樹脂等の補強層（１）を設けて一体形成したアンダーカバーにおいて、該アンダーカバーの路面側表面に、オレフィン系樹脂等の補強層（１）と不織布層（３）とを積層してなる路面側吸音材（４）を貼着して設け、二次音源と成る路面側に吸音構造を設けた事を特徴とする自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバーから構成される。
尚、上記路面側吸音材（４）が、スパンボンド不織布とフィルム状のオレフィン系樹脂層（１）からなるものである。

図４はアンダーカバーの路面側吸音メカニズムの図解を示す。又、図５（Ａ）はアンダーカバーによるチッピング音メカニズムの図解を示し、（Ｂ）はチッピング音改善データーである。

図６は路面側へ吸音材（吸音構造）を設置した事による騒音レベルの変化を示したデーターである。

次に、本発明の課題である防音効果の大きい吸音性能と表面撥水を両立し、且つ、膨張性があり強度の優れたアンダーカバーに必要な三つの条件を上記に示しているが、その理由について説明すると、まず、補強材（２ａ）を含む全体の板厚が厚いと何故吸音性が高まるかというと、一般に吸音の効率を上げる為には、音圧が最大になる１／４波長を取り込める厚みの吸音材が必要である。又、板厚がないとどうなるのか具体的なデーターを基に示すと、図１の基材の厚みが、吸音率に与える影響について、図７で示す様に板厚が１．０ｍｍの場合吸音率が１．５％程度であるのに対し、板厚が１０．０ｍｍの場合では５７％に成る。（但し、５００〜５ｋＨｚの平均値）又、板厚に一定の幅を持たせているのは、車を設計する際、車高の設計基準が定められており、どうしても厚みが取れない部位が出る為、厚みに自由度が求められる。又、端末は吸水防止で１．０ｍｍに圧縮して使用する事が望ましい為である。

又、比重を０．０５〜０．８５の低比重で軽量・剛性アップした理由について従来のＰＰ品との曲げ強度・重量比較データーを紹介すると、図８に示す様に、従来品に比べて開発品は、板厚を厚く出来、単位面積当たりの重量は軽く、剛性が強い。又、板厚が６．０ｍｍの時は更に剛性が増す傾向にある。

路面側吸音にする事で課題と成る吸音性については、図９に示す様に、板厚の異なる２種類の５０ｍｍ×５０ｍｍサイズのサンプル試験片を蒸留水に完全に浸漬し、２時間後に取り出し、乾いた布で表面の水を拭き取り、直ちに秤量した。但し、サンプルの断面から吸水しないよう、切断面は封をした。その結果、試験片フロアーアンダーカバー（ＦＵＣ）１．５ｔの場合、重量変化率が０．６で、試験片フロアーアンダーカバー（ＦＵＣ）６．４ｔの場合、重量変化率の平均値が１．１で、どちらの板厚においても、殆ど吸水していない傾向にある。又、板厚を薄くする事で吸水率は低い値をとり、且つ、製品端末の板厚を圧縮することは吸水防止の技術として効果がある。

又、吸音性能を付加させる芯材とは、どのような芯材をいうのかデーターを基に確認した結果、ＪＩＳ１４０９に準じた残響室法吸音率評価において、図１０に示す芯材の吸音性能と補強層が吸音性に与える影響について、従来のＰＰ品と比較した場合、芯材のみの場合、及び芯材と補強層を貼着した場合では、最大値で約３８倍と比較にならない位の高い吸音性が確認出来た。

次に、アンダーカバーの局部断面構造について説明すると、従来は芯材にＧＦ（グラスファイバー）とＰＰ材を混合し、両面の表面部に厚みが５０μ〜５００μのＰＰフィルム等の補強層（１）を貼着したものであったが、本発明のアンダーカバーは図１〜３に示す様に、従来の芯材（２）と補強材（１）間の表面又は裏面のいずれか片面に撥水性不織布（３）を貼着して設け、且つ、二次音源と成る路面側に吸音材（４）を設置したものである。尚、上記撥水性不織布（３）は片面のみならず、状況に応じて両面に貼着して使用すれば更に防水・防音効果が期待出来る。

又、自動車（ＣＡ）等の車両の各部アンダーカバーの種類と取り付け箇所については、図１２に示す様に、先の出願（特開２００６−２４０４０８）と同様、エンジン下部１箇所に設けるエンジンアンダーカバー（ＥＵＣ）と、フロアー下部に設ける３箇所のフロアーアンダーカバー（ＦＵＣ）と、後輪左右２箇所のタイヤハウス部に設けるフロントマッドガード（ＦＭＧ）と、後輪左右２箇所のタイヤハウス部に設けるリャーマッドガード（ＲＭＧ）の４種類有って、合計８箇所に設けている。

この発明の自動車用吸音アンダーカバーは、防音効果の大きい吸音性能と表面撥水を確立し、且つ、膨張性があり耐久強度の優れた基材を使用する事で耐久性及び吸水性を両立可能にし、且つ、車室内騒音の防音効果に優れる為、自動車産業市場に寄与する点で産業上の利用可能性を有する。

この発明の一実施例を示し、アンダーカバーの局部断面構造図である。 この発明の一実施例を示し、アンダーカバーの局部断面構造図である。 この発明の一実施例を示し、アンダーカバーの局部断面構造図である。 この発明の一実施例を示し、アンダーカバーの路面側吸音メカニズムの図解を示す参考図である。 この発明の一実施例を示し、（Ａ）はアンダーカバーによるチッピング音メカニズムの図解で、（Ｂ）はチッピング音の改善データーである。 この発明の試験データーを示し、路面側へ吸音材を設置したことによる騒音レベルの変化を示したグラフである。 この発明の試験データーを示し、基材厚みが吸音率に与える影響を示したグラフである。 この発明の試験データーを示し、本発明品と従来のＰＰ品との曲げ強度の比較データーを示す。 この発明の試験データーを示し、基材の板厚と重量変化率（撥水性）の関係を示したものである。 この発明の試験データーを示し、芯材の吸音性能と補強層が吸音性に与える影響を示したグラフである。 この発明の試験データーを示し、本発明の実施例が吸音率に与える影響を表したグラフである。 この発明の使用例を示し、自動車のアンダーカバー取り付け要領を示す斜視図である。

符号の説明

１ オレフィン系樹脂等の補強層
２ 芯材
２ａ グラスファイバー等の補強材
２ｂ オレフィン系樹脂
２ｃ 発泡剤
３ 撥水性不織布
４ 吸音材
ＥＵＣ エンジンアンダーカバー
ＦＵＣ フロアーアンダーカバー
ＦＭＧ フロントマッドガード
ＲＭＧ リャーマッドガード

Claims (3)

1. 板厚１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍまで対応可能なグラスファイバー等の補強材（２ａ）とオレフィン系樹脂（２ｂ）及び発泡剤（２ｃ）を混合して設け、グラスファイバー等の補強繊維及び発泡剤を加熱膨張させて、比重を０．０５〜０．８５と低比重で軽量・剛性アップし、且つ、吸音性能を付加させる芯材（２）と、該芯材（２）のボディー側表面にオレフィン系樹脂等の補強層（１）を設けて一体形成したアンダーカバーにおいて、
   該アンダーカバーの路面側表面に、オレフィン系樹脂等の補強層（１）と不織布層（３）とを積層してなる路面側吸音材（４）を貼着して設け、
   二次音源となる路面側に吸音構造を設けたことを特徴とする
   自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバー。
2. 請求項１記載の自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバーにおいて、
   上記路面側吸音材（４）が、スパンボンド不織布（３）とフィルム状のオレフィン系樹脂層（１）からなることを特徴とする
   自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバー。
3. 請求項２記載の自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバーにおいて、
   上記路面側吸音材（４）が、上記フィルム状のオレフィン系樹脂層（１）が芯材側で、 上記スパンボンド不織布（３）が路面側で積層されて設けられていることを特徴とする 自動車用路面側吸音フロアーアンダーカバー。