JP7175690B2 - 車両用アンダーカバー - Google Patents

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Description

本発明は、一体的に成形された車両用アンダーカバーに関する。
車内の静粛性を向上させる等のため、エンジンアンダーカバーやフロアアンダーカバー等といった車両用アンダーカバーが車体の下に取り付けられている。
特許文献１に開示された車両用アンダーカバーは、無機繊維と固化した熱可塑性バインダーを含んでニードルパンチされた第一繊維層、及び、無機繊維及び固化した熱可塑性バインダーを含んでニードルパンチされた第二繊維層を有している。第一繊維層と第二繊維層とは、第一繊維層と第二繊維層との間に脆弱層が形成された状態で互いに接着している。
特開２０１８－６９８１３号公報
車両用アンダーカバーには、石といった異物の接触に対する耐久性、ロードノイズやエンジンノイズといった５００～２０００Ｈｚ程度の騒音に対する吸音性、及び、燃費向上のための軽量性が求められる。車両用アンダーカバーにおいて、例えば、路面側の面と車体側の面とに合成樹脂繊維を含む表皮層が一体化されると、吸音性を維持しながら耐久性を向上させることができる。しかし、車両用アンダーカバーの両面に表皮層が一体化されると、その分、車両用アンダーカバーの重量が増加する。
本発明は、軽量でありながら、異物の接触に対する良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する車両用アンダーカバーを開示するものである。
本発明は、一体的に成形された車両用アンダーカバーであって、
無機繊維、及び、固化した熱可塑性バインダーを含む基材層と、
合成樹脂繊維、及び、固化した熱可塑性バインダーを含み、前記基材層における路面側の面と一体化された外層と、
厚さ方向へ空気が流通することができるように複数の開口を有し、前記基材層における車体側の面と一体化された合成樹脂層と、を含み、
前記複数の開口を有する前記合成樹脂層の目付は、前記外層の目付よりも小さく、
通気性を有する車両用アンダーカバーの態様を有する。
本発明によれば、軽量でありながら、異物の接触に対する良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する車両用アンダーカバーを提供することができる。
アンダーカバーを有する自動車の例を模式的に示す側面図。 アンダーカバーを有する自動車の例を模式的に示す底面図。 アンダーカバーの垂直断面の例を模式的に示す断面図。 繊維材の垂直断面の例を模式的に示す断面図。 表皮材の垂直断面の例を模式的に示す断面図。 図６Ａ～６Ｃは、別のアンダーカバーの垂直断面の例を模式的に示す断面図。 アンダーカバーの製造方法の例を模式的に示す図。 1/3オクターブバンド毎の中心周波数に対するアンダーカバーサンプルの残響室法吸音率の例を示す図。 1/3オクターブバンド毎の中心周波数に対するアンダーカバーサンプルの残響室法吸音率の例を示す図。
以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１～９に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
また、本願において、数値範囲「Min～Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。
［態様１］
本技術の一態様に係る車両用アンダーカバー１は、一体的に成形された車両用アンダーカバー１であって、基材層１０、外層２０、及び、合成樹脂層３０を含む。前記基材層１０は、無機繊維１１、及び、固化した熱可塑性バインダー１２を含んでいる。前記外層２０は、合成樹脂繊維２１、及び、固化した熱可塑性バインダー２２を含み、前記基材層１０における路面側の面１３ａと一体化されている。前記合成樹脂層３０は、通気性を有し、前記基材層１０における車体側の面１３ｂと一体化されている。本車両用アンダーカバー１は、通気性を有している。
上記態様では、車両用アンダーカバー１における路面側の外層２０に合成樹脂繊維２１が含まれているので、石といった異物の接触に対する良好な耐久性が得られる。ここで、車両用アンダーカバー１における車体側の層にも合成樹脂繊維と固化した熱可塑性バインダーを含む材料を用いると、その分、車両用アンダーカバーの重量が増加する。本態様の車両用アンダーカバー１における車体側の層は通気性を有して基材層１０における車体側の面１３ｂと一体化された合成樹脂層３０であるので、車両用アンダーカバーにおける車体側の層に合成樹脂繊維と固化した熱可塑性バインダーを含む材料を用いる場合と比べて、車両用アンダーカバー１の耐久性を維持しながら車両用アンダーカバー１を軽量化することができる。また、合成樹脂層３０が通気性を有しているので、良好な吸音性が得られる。従って、本態様は、軽量でありながら、石といった異物の接触に対する良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する車両用アンダーカバーを提供することができる。
ここで、無機繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、炭化けい素繊維、アルミナ繊維、セラミック繊維、岩石繊維、スラッグ繊維、等が含まれる。
熱可塑性バインダーは、繊維状でもよいし、繊維状でなくてもよい。
基材層には、無機繊維と熱可塑性バインダー以外の材料が含まれてもよい。基材層は、ニードルパンチされた層でもよいし、複数の層を含んでいてもよい。
外層には、合成樹脂繊維と熱可塑性バインダー以外の材料が含まれてもよい。外層も、ニードルパンチされた層でもよいし、複数の層を含んでいてもよい。
基材層における車体側の面と一体化された合成樹脂層は、基材層における車体側の面に含浸した状態でもよい。
合成樹脂層が通気性を有することは、合成樹脂層において一面側から他面側へ空気が流通可能であることを意味する。車両用アンダーカバーが通気性を有することは、車両用アンダーカバーにおいて一面側から他面側へ空気が流通可能であることを意味する。
車両用アンダーカバーは、上述した層以外の部位を有してもよい。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
［態様２］
ところで、本車両用アンダーカバー１の通気度は、０．０５～７０cc／cm2／secでもよい。通気度が０．０５cc／cm2／sec以上になると、車両用アンダーカバー１の通気性が高まることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。また、通気度が７０cc／cm2／sec以下になると、車両用アンダーカバー１の吸音特性のピーク周波数が２０００Ｈｚ程度以下になることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。従って、本態様は、さらに良好な吸音性を有する車両用アンダーカバーを提供することができる。
ここで、通気度は、JIS L1096：2010（織物及び編物の生地試験方法）に規定されたＡ法（フラジール形法）に従うものとする。この付言は、以下の態様においても適用される。
［態様３］
また、本車両用アンダーカバー１の目付は、５６０～３６００ｇ／ｍ2でもよい。目付が３６００ｇ／ｍ2以下であるので、本車両用アンダーカバー１は軽量である。目付が５６０ｇ／ｍ2以上になると、異物の接触に対するさらに良好な耐久性が得られる。従って、本態様は、軽量でありながら、良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する好適な車両用アンダーカバーを提供することができる。
［態様４］
さらに、前記外層２０の目付は、５０～４００ｇ／ｍ2でもよい。前記合成樹脂層３０の目付は、前記外層２０の目付よりも小さい範囲で、１０～２００ｇ／ｍ2でもよい。外層２０の目付が４００ｇ／ｍ2以下であって合成樹脂層３０の目付が２００ｇ／ｍ2以下であるので、本車両用アンダーカバー１は軽量である。合成樹脂層３０の目付が１０ｇ／ｍ2以上になると、車両用アンダーカバー１の通気度がある程度抑えられるため、５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。外層２０の目付が５０ｇ／ｍ2以上になると、異物の接触に対するさらに良好な耐久性が得られる。従って、本態様は、軽量でありながら、良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する好適な車両用アンダーカバーを提供することができる。
（２）車両用アンダーカバーを有する自動車の構成の具体例：
図１，２は、アンダーカバーを有する自動車の例を模式的に示している。図１，２に示す自動車１００は、道路上で使用されるように設計及び装備された路上走行自動車であり、車体１０１に囲まれた車室ＣＡ１を有する乗用自動車であるものとする。これらの図中、FRONT、REAR、LEFT、RIGHT、UP、DOWNは、それぞれ、前、後、左、右、上、下を示す。左右の位置関係は、車室ＣＡ１内の運転席に座って前を見る方向を基準とする。図１に示す自動車１００において、前輪のタイヤ１１１と後輪のタイヤ１１２が路面２００と接触している。
車体１０１の下には、路面２００と接触しないように車両用アンダーカバー１が取り付けられている。アンダーカバー１は、車体１０１の下において車両走行時に生じる空気抵抗を下げる（燃費を向上させる）機能、車両走行時に跳ね上がる石等といった異物から車体１０１を保護する機能、及び、車室ＣＡ１の静粛性を向上させる吸音機能及び遮音機能を有する。
図２に示すアンダーカバー１は、複数のアンダーカバー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｃ，１ｄ，１ｄに分けられている。エンジンアンダーカバー１ａは、左右の前輪のタイヤ１１１，１１１の間において自動車１００のエンジンの下に配置されている。ミッションカバー１ｂは、エンジンアンダーカバー１ａから後側において自動車１００の変速装置（トランスミッション）の下に配置されている。左右のフロントフロアアンダーカバー１ｃ，１ｃは、前輪のタイヤ１１１，１１１よりも後側において自動車１００のフロアパネルの下に配置されている。左右のリヤフロアアンダーカバー１ｄ，１ｄは、後輪のタイヤ１１２，１１２よりも前側であってフロントフロアアンダーカバー１ｃ，１ｃから後側において自動車１００のフロアパネルの下に配置されている。
図３は、アンダーカバー１の垂直断面を模式的に例示している。図４は、基材層１０を形成するための繊維材６０の垂直断面を模式的に例示している。図５は、外層２０を形成するための表皮材７０の垂直断面を模式的に例示している。図３～５に示す例の断面は、分かり易くするため誇張して示している。図３～５に示す符号Ｄ１は、アンダーカバー１の厚さ方向であり、各層１０，２０，３０の厚さ方向でもあり、繊維材６０の厚さ方向でもあり、表皮材７０の厚さ方向でもある。
プレス成形された基材層１０は、無機繊維１１、及び、固化した熱可塑性バインダー１２を含んでいる。図３では、無機繊維１１が細線で示され、固化した熱可塑性バインダー１２は無機繊維１１の周りにある。基材層１０は、通気性があるため、厚さ方向Ｄ１へ空気が流通可能である。尚、通気性があるとは、通気度が０．０５cc／cm2／sec以上（より好ましくは１cc／cm2／sec以上、さらに好ましくは３cc／cm2／sec以上）であることを意味する。無機繊維１１及び熱可塑性バインダー１２の間に空気を含む基材層１０は、吸音性能を発揮する。
プレス成形されたアンダーカバー１の路面側の面２ａには、合成樹脂繊維２１、及び、固化した熱可塑性バインダー２２を含む外層２０が形成されている。図３では、合成樹脂繊維２１が細線で示され、固化した熱可塑性バインダー２２は合成樹脂繊維２１の周りにある。図３に示す外層２０は、基材層１０における路面側の面１３ａと接着により一体化されている。多くの場合、アンダーカバー１の路面側の面２ａには、凹凸が形成されている。外層２０は、通気性があるため、厚さ方向Ｄ１へ空気が流通可能である。合成樹脂繊維２１及び熱可塑性バインダー２２の間に空気を含む外層２０は、吸音性能を発揮する。路面側の面２ａから外層２０を通り抜けた音は、基材層１０に吸収される。また、アンダーカバー１の路面側の面２ａに外層２０が有ることにより、石といった異物の接触に対する良好な耐久性が得られる。
プレス成形されたアンダーカバー１の車体１０１側の面２ｂには、複数の開口３１を有して基材層１０における車体側の面１３ｂと一体化された合成樹脂層３０が形成されている。多くの場合、アンダーカバー１の車体側の面２ｂには、凹凸が形成されている。合成樹脂層３０は、複数の開口３１による通気性を有するため、厚さ方向Ｄ１へ空気が流通可能である。車体側の面２ｂから合成樹脂層３０を通り抜けた音は、基材層１０に吸収される。また、アンダーカバー１の車体側の面２ｂに合成樹脂層３０が有ることにより、軽量ながらアンダーカバー１の車体側の面２ｂに良好な耐久性が得られる。
尚、吸音性能の点からは、合成樹脂繊維２１と熱可塑性バインダー２２を含む層を基材層１０の車体側の面１３ｂに形成し合成樹脂層を基材層１０の路面側の面１３ａに形成しても、同等の性能が得られる。しかし、外層２０と合成樹脂層３０とを逆にしたアンダーカバーは、本具体例のアンダーカバー１と比べて、石といった異物の接触に対する耐久性が低下する。
以下、各層１０，２０，３０の詳細を説明する。説明中、ＭＦＲは、JIS K7210-1：2014（プラスチック－熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）及びメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）の求め方－第１部：標準的試験方法）に規定されたＭＦＲであるものとする。また、算術平均粗さは、粗さ曲線の中心線からの偏差の絶対値の平均値であり、具体的には、JIS B0601：2013（製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：輪郭曲線方式－用語，定義及び表面性状パラメータ）に規定される算術平均粗さＲａとする。
基材層１０の無機繊維１１は、無機物質を主に含む繊維であり、基材層１０を形成するための繊維材６０が加熱されても溶融せず繊維の状態を保つ材料である。従って、繊維材６０の無機繊維１１がプレス成形後にも残ることになる。無機繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、炭化けい素繊維、アルミナ繊維、セラミック繊維、岩石繊維、スラッグ繊維、等を用いることができ、特に、比較的安価なガラス繊維が好適である。無機繊維の直径は、特に限定されないが、例えば５～１４μｍとすることができる。無機繊維の長さは、特に限定されないが、例えば５～２００ｍｍとすることができる。無機繊維の断面形状は、特に限定されず、真円を含む楕円、三角形、扁平形状、等とすることができる。無機繊維１１には、複数の種類の無機繊維を組み合わせて用いてもよい。
基材層１０の熱可塑性バインダー１２は、熱可塑性樹脂といった熱可塑性の接着成分を主に含むバインダーであり、繊維材６０が加熱されると軟化し更に加熱されると溶融する材料である。熱可塑性バインダー１２は、溶融されることにより、無機繊維１１同士を接着させ、基材層１０と外層２０とを接着させ、基材層１０と合成樹脂層３０とを接着させる。熱可塑性バインダー用の熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む。）には、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂やポリエチレン（ＰＥ）樹脂といったポリオレフィン樹脂、これらの合成樹脂にエラストマーを添加した改質樹脂、これらの合成樹脂に着色剤といったといった添加剤を添加した材料、等を用いることができ、特に、比較的安価なＰＰが好適である。熱可塑性バインダー１２には、複数の種類の熱可塑性バインダーを組み合わせて用いてもよい。
基材層１０を形成するための繊維材６０の熱可塑性バインダー１２は、熱可塑性樹脂繊維といった熱可塑性の接着性繊維でもよい。従って、繊維材６０の繊維状の熱可塑性バインダー１２は、溶融によりプレス成形後に繊維状でなくなることがある。接着性繊維には、上述した熱可塑性樹脂の繊維（例えばＰＰ繊維やＰＥ繊維といったポリオレフィン繊維）等を用いることができ、芯鞘構造やサイドバイサイド構造等といったコンジュゲート構造の繊維を用いてもよく、複数の種類の接着性繊維を組み合わせて用いてもよい。接着性繊維の融点は、例えば１００～２２０℃とすることができる。接着性繊維の繊度は、特に限定されないが、例えば２．２～１６dtex（デシテックス）とすることができる。ここで、単位「dtex」は、長さ１０ｋｍ当たりの質量のグラム数を意味する。接着性繊維の長さは、特に限定されないが、例えば２７～７６ｍｍとすることができる。接着性繊維の断面形状は、特に限定されず、真円を含む楕円、三角形、扁平形状、等とすることができる。繊維材６０は、通気性があるため、厚さ方向Ｄ１へ空気が流通可能である。
尚、繊維材６０の熱可塑性バインダー１２が繊維でない場合も、本技術に含まれる。
繊維材６０（すなわち基材層１０）に対する無機繊維１１の配合比（Ｒ１とする。）は、例えば、１０～９０重量％とすることができる。繊維材６０に対する熱可塑性バインダー１２の配合比（Ｒ２とする。）は、例えば、１０～９０重量％とすることができる。ただし、Ｒ１＋Ｒ２≦１００重量％である。繊維材６０には、Ｒ１＋Ｒ２以下の範囲（好ましくはＲ１＋Ｒ２≧７５重量％となる範囲）の配合比で他の材料（例えば繊維）が添加されてもよい。
繊維材６０（すなわち基材層１０）の目付（単位面積あたりの重量）は、５００～３０００ｇ／ｍ2程度が好ましい。繊維材６０の目付が３０００ｇ／ｍ2以下であると、アンダーカバー１を好ましく軽量化させることができる。繊維材６０の目付が５００ｇ／ｍ2以上であると、異物の接触に対する好ましい耐久性を有するアンダーカバー１を製造することができる。繊維材６０は、ニードルパンチされた材料でもよい。この場合、例えば、無機繊維１１と繊維状の熱可塑性バインダー１２とを含む繊維材料を混合しマット状に配置してニードルパンチ加工機でニードルパンチすることにより、繊維材６０を形成することができる。ニードルパンチされた繊維材６０を用いてアンダーカバー１を形成すると、図６Ａに例示するようなニードルパンチの跡１５が基材層１０の断面に残る。ニードルパンチの跡１５を有する基材層１０において、外層２０が路面側の面１３ａと一体化され、複数の開口３１を有する合成樹脂層３０が車体側の面１３ｂと一体化されている。
また、繊維材６０は、特開2018-69813号公報に示されるように、ニードルパンチされた繊維材料を複数重ねた材料でもよい。例えば、ニードルパンチされた繊維材料を２層重ねた繊維材６０を用いてアンダーカバー１を形成すると、図６Ｂに例示するように、路面から車体に向かう順に、外層２０、ニードルパンチされた第一基材層１０ａ、ニードルパンチされた第二基材層１０ｂ、及び、合成樹脂層３０が形成される。第一基材層１０ａと第二基材層１０ｂは、基材層１０に含まれる。第一基材層１０ａと第二基材層１０ｂとは、ニードルパンチの跡１５を有し、第一基材層１０ａと第二基材層１０ｂとの間に脆弱層１０ｚが形成された状態で互いに接着していてもよい。脆弱層１０ｚは、アンダーカバー１を厚さ方向Ｄ１へ引っ張ったときに剥がれる層を意味する。むろん、外層２０は第一基材層１０ａにおける路面側の面１３ａと一体化され、複数の開口３１を有する合成樹脂層３０は第二基材層１０ｂにおける車体側の面１３ｂと一体化されている。
基材層１０の通気度は、３～２００cc／cm2／sec程度が好ましい。基材層１０の通気度が３cc／cm2／sec以上になると、アンダーカバー１の通気性が高まることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。基材層１０の通気度が２００cc／cm2／sec以下になると、アンダーカバー１の吸音特性のピーク周波数が２０００Ｈｚ程度以下になることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。
基材層１０の通気度は、例えば、次のようにして調節することができる。基材層１０の通気度を大きくするためには、繊維材６０に対する熱可塑性バインダー１２の配合比Ｒ２を少なくしたり、繊維材６０の目付を少なくしたりすればよい。基材層１０の通気度を小さくするためには、繊維材６０に対する熱可塑性バインダー１２の配合比Ｒ２を多くしたり、繊維材６０の目付を多くしたりすればよい。
外層２０の合成樹脂繊維２１は、熱可塑性樹脂といった合成樹脂を主に含む繊維である。合成樹脂繊維２１が熱可塑性である場合、合成樹脂繊維の融点は熱可塑性バインダー２２の融点よりも高い方が好ましい。高融点の合成樹脂繊維２１は、加熱されても繊維としての状態を保ち、外層２０の穴あきや剥離を防止する。合成樹脂繊維２１のための熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む。）には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂といったポリエステル樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、ＰＰ樹脂といったポリオレフィン樹脂、これらの合成樹脂にエラストマーを添加した改質樹脂、これらの合成樹脂に着色剤といったといった添加剤を添加した材料、等を用いることができ、特に、高融点で比較的安価なＰＥＴ繊維が好適である。合成樹脂繊維２１に、コンジュゲート構造の繊維を用いることも可能である。合成樹脂繊維の繊度は、特に限定されないが、例えば２．２～１６dtexとすることができる。合成樹脂繊維の長さは、特に限定されないが、例えば２７～７６ｍｍとすることができる。合成樹脂繊維の断面形状は、特に限定されず、真円を含む楕円、三角形、扁平形状、等とすることができる。合成樹脂繊維２１には、複数の種類の合成樹脂繊維を組み合わせて用いてもよい。
外層２０の熱可塑性バインダー２２は、熱可塑性樹脂といった熱可塑性の接着成分を主に含むバインダーであり、外層２０を形成するための表皮材７０が加熱されると軟化し更に加熱されると溶融する材料である。熱可塑性バインダー２２は、溶融されて滑らかな表面を形成することにより、耐着氷性を向上させる。また、熱可塑性バインダー２２は、溶融されることにより、合成樹脂繊維２１同士を接着させ、外層２０と基材層１０とを接着させる。これにより、熱可塑性バインダー２２は、耐チッピング性（剥離し難さ）を向上させる。熱可塑性バインダー用の熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む。）には、ＰＰ樹脂やＰＥ樹脂といったポリオレフィン樹脂、これらの合成樹脂にエラストマーを添加した改質樹脂、これらの合成樹脂に着色剤といったといった添加剤を添加した材料、等を用いることができ、特に、比較的安価なＰＰが好適である。熱可塑性バインダー１２には、複数の種類の熱可塑性バインダーを組み合わせて用いてもよい。
外層２０を形成するための表皮材７０の熱可塑性バインダー２２は、熱可塑性樹脂繊維といった熱可塑性の接着性繊維でもよい。従って、表皮材７０の繊維状の熱可塑性バインダー２２は、溶融によりプレス成形後に繊維状でなくなることがある。接着性繊維には、上述した熱可塑性樹脂の繊維（例えばＰＰ繊維やＰＥ繊維といったポリオレフィン繊維）等を用いることができ、コンジュゲート構造の繊維を用いてもよく、複数の種類の接着性繊維を組み合わせて用いてもよい。接着性繊維の融点は、例えば１００～２２０℃とすることができる。接着性繊維の繊度は、特に限定されないが、例えば２．２～１６dtexとすることができる。接着性繊維の長さは、特に限定されないが、例えば２７～７６ｍｍとすることができる。接着性繊維の断面形状は、特に限定されず、真円を含む楕円、三角形、扁平形状、等とすることができる。表皮材７０は、通気性があるため、厚さ方向Ｄ１へ空気が流通可能である。
尚、表皮材７０の熱可塑性バインダー２２が繊維でない場合も、本技術に含まれる。
表皮材７０（すなわち外層２０）に対する合成樹脂繊維２１の配合比（Ｒ３とする。）は、例えば、１０～９０重量％とすることができる。表皮材７０に対する熱可塑性バインダー２２の配合比（Ｒ４とする。）は、例えば、１０～９０重量％とすることができる。ただし、Ｒ３＋Ｒ４≦１００重量％である。表皮材７０には、Ｒ３＋Ｒ４以下の範囲（好ましくはＲ３＋Ｒ４≧７５重量％となる範囲）の配合比で他の材料（例えば繊維）が添加されてもよい。
表皮材７０（すなわち外層２０）の目付は、５０～４００ｇ／ｍ2が好ましい。表皮材７０の目付が４００ｇ／ｍ2以下であると、アンダーカバー１を好ましく軽量化させることができる。表皮材７０の目付が５０ｇ／ｍ2以上であると、異物の接触に対する好ましい耐久性を有するアンダーカバー１を製造することができる。表皮材７０は、ニードルパンチされた材料でもよい。この場合、例えば、合成樹脂繊維２１と繊維状の熱可塑性バインダー２２とを含む繊維材料を混合しマット状に配置してニードルパンチ加工機でニードルパンチすることにより、表皮材７０を形成することができる。
外層２０の通気度は、０．１～２００cc／cm2／sec程度が好ましい。外層２０の通気度が０．１cc／cm2／sec以上になると、アンダーカバー１の通気性が高まることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。外層２０の通気度が２００cc／cm2／sec以下になると、アンダーカバー１の吸音特性のピーク周波数が２０００Ｈｚ程度以下になることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。
外層２０の通気度は、例えば、次のようにして調節することができる。外層２０の通気度を大きくするためには、表皮材７０に対する熱可塑性バインダー２２の配合比Ｒ４を少なくしたり、表皮材７０の目付を少なくしたりすればよい。外層２０の通気度を小さくするためには、表皮材７０に対する熱可塑性バインダー２２の配合比Ｒ４を多くしたり、表皮材７０の目付を多くしたりすればよい。
合成樹脂層３０を形成するための合成樹脂フィルム８０（図７参照）は、熱可塑性樹脂といった合成樹脂を主に含むフィルムである。合成樹脂フィルム８０のための熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む。）には、ＰＥ樹脂やＰＰ樹脂といったポリオレフィン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、これらの合成樹脂にエラストマーを添加した改質樹脂、これらの合成樹脂に着色剤といったといった添加剤を添加した材料、等を用いることができ、特に、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）といった低流動性のポリオレフィン樹脂が好適である。熱可塑性樹脂のＭＦＲは、例えば、０．１～３０ｇ／10min程度、より好ましくは０．３～２０ｇ／10min程度とすることができる。
合成樹脂層３０の開口３１は、繊維材６０に重ねられた合成樹脂フィルム８０が溶融した時に形成されてもよいし、合成樹脂フィルム８０に形成された開口に由来してもよい。
合成樹脂フィルム８０（すなわち合成樹脂層３０）の目付は、表皮材７０（すなわち外層２０）の目付よりも小さい範囲で、１０～２００ｇ／ｍ2が好ましく、３０～１００ｇ／ｍ2がより好ましい。合成樹脂フィルム８０の目付が２００ｇ／ｍ2以下であると、アンダーカバー１を好ましく軽量化させることができる。合成樹脂フィルム８０の目付が１０ｇ／ｍ2以上であると、アンダーカバー１の通気度がある程度抑えられるため、５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。
合成樹脂フィルム８０（すなわち合成樹脂層３０）の厚さは、１０～２００μｍが好ましく、３０～１００μｍがより好ましい。合成樹脂フィルム８０の厚さが２００μｍ以下であると、アンダーカバー１を好ましく軽量化させることができる。合成樹脂フィルム８０の厚さが１０μｍ以上であると、アンダーカバー１の通気度がある程度抑えられるため、５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。
合成樹脂層３０の通気度は、０．１～２００cc／cm2／sec程度が好ましい。合成樹脂層３０の通気度が０．１cc／cm2／sec以上になると、アンダーカバー１の通気性が高まることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。合成樹脂層３０の通気度が２００cc／cm2／sec以下になると、アンダーカバー１の吸音特性のピーク周波数が２０００Ｈｚ程度以下になることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。
合成樹脂層３０の通気度は、例えば、次のようにして調節することができる。合成樹脂層３０の通気度を大きくするためには、合成樹脂層３０のための熱可塑性樹脂のＭＦＲを大きくしたり、合成樹脂フィルム８０の目付を少なくしたりすればよい。これらによりプレス成形後の合成樹脂層３０の開口３１が大きくなり易くなり、合成樹脂層３０の通気度が大きくなる。合成樹脂層３０の通気度を小さくするためには、合成樹脂層３０のための熱可塑性樹脂のＭＦＲを小さくしたり、合成樹脂フィルム８０の目付を多くしたりすればよい。これらによりプレス成形後の合成樹脂層３０の開口３１が小さくなり易くなり、合成樹脂層３０の通気度が小さくなる。
プレス成形されたアンダーカバー１の厚さ（図３には一般部の厚さＴ１を図示）は、例えば、１～１７ｍｍとすることができる。アンダーカバー１の一般部１Ｇ（図６Ｃ参照）の厚さＴ１は、例えば、３～１７ｍｍとすることができる。
プレス成形されたアンダーカバー１の密度は、例えば、０．０５～０．５ｇ／ｃｍ3、より好ましくは０．１～０．３ｇ／ｃｍ3とすることができる。
アンダーカバー１の目付は、５６０～３６００ｇ／ｍ2が好ましい。アンダーカバー１の目付が５６０ｇ／ｍ2以上であると、異物の接触に対する好ましい耐久性を有するアンダーカバー１が得られる。従って、目付が３６００ｇ／ｍ2以下と軽量でありながら、良好な耐久性を有するアンダーカバー１が得られる。
アンダーカバー１の通気度は、０．０５～７０cc／cm2／secが好ましく、１～５０cc／cm2／secがより好ましく、２～３０cc／cm2／secがさらに好ましく、３～１５cc／cm2／secが特に好ましい。アンダーカバー１の通気度が０．０５cc／cm2／sec以上になると、５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。通気度が７０cc／cm2／sec以下になると、アンダーカバー１の吸音特性のピーク周波数が２０００Ｈｚ程度以下になることにより５００～２０００Ｈｚ程度においてさらに良好な吸音性が得られる。
図６Ｃに示すように、プレス成形されたアンダーカバー１の厚さは、部分的に異なってもよい。図６Ｃは、左側のリヤフロアアンダーカバー１ｄを例としてアンダーカバー１の垂直端面を模式的に例示している。図６Ｃに示すアンダーカバー１は、部分的に薄くされた厚み低減部１Ｔ、及び、該厚み低減部１Ｔの周りにある一般部１Ｇを有している。すなわち、厚み低減部１Ｔの厚さＴ２は、アンダーカバー１の大部分を占める一般部１Ｇの厚さＴ１よりも薄い。厚み低減部１Ｔは、アンダーカバー１において、端末部、車両構成部品との締結部、等、車両が縁石等といった障害物に乗り上がった時に車両構成部品と障害物とに挟まれ易い位置に設定されている。厚み低減部１Ｔの厚さＴ２は、一般部１Ｇの厚さＴ１よりも薄い範囲で、例えば、１～３ｍｍとすることができる。
また、厚み低減部１Ｔにおける路面側の面２ａの算術平均粗さＲａ（Ｔ）は、一般部１Ｇにおける路面側の面２ａの算術平均粗さＲａ（Ｇ）よりも小さい。これにより、アンダーカバー１の路面側の面２ａにおいて、厚み低減部１Ｔは、一般部１Ｇよりも合成樹脂の光沢感が強く、縁石等といった障害物の接触に対して動摩擦力が小さく、車両構成部品と障害物とに挟まれた時に引き裂かれ難い。尚、一般部１Ｇの路面側面２ａの算術平均粗さＲａ（Ｇ）は、例えば、１．５～５μｍとすることができる。厚み低減部１Ｔの路面側面２ａの算術平均粗さＲａ（Ｔ）は、Ｒａ（Ｇ）よりも小さい範囲で、例えば、０．５～１．５μｍとすることができる。
（３）車両用アンダーカバーの製造方法の具体例、並びに、その作用及び効果：
次に、図７等を参照してアンダーカバー１の製造方法の例を説明する。
図７は、図３で示したような各層２０，１０，３０を有するアンダーカバー１を製造する具体例を示している。図７に示す製造方法では、まず、各層２０，１０，３０を形成するための表皮材７０、繊維材６０、及び、合成樹脂フィルム８０を順に重ねる（材料積層工程Ｓ１）。表皮材７０は、合成樹脂繊維２１と繊維状熱可塑性バインダー２２を含む繊維材料をカーディングしシート状に配置してニードルパンチ加工機でニードルパンチすることにより形成されてもよい。繊維材６０は、無機繊維１１と繊維状熱可塑性バインダー１２とを含む繊維材料をカーディングしマット状に配置してニードルパンチ加工機でニードルパンチすることにより形成されてもよい。合成樹脂フィルム８０は、溶融状態又は液状の合成樹脂を押出成形機のＴダイ（フラットダイ）からフィルム状に押し出し成形されて繊維材６０の表面（車体側の面１３ｂ）に形成されてもよい。
本具体例では、材料積層工程Ｓ１で得られる積層材料５０を予備加熱装置で熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０の融点以上に加熱して予備プレス装置で厚さ方向Ｄ１へプレスしている（予備プレス工程Ｓ２）。これにより、熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０の少なくとも一部が一旦溶融して各材料７０，６０，８０が互いに接着し、積層材料５０が一体化されて扱い易くなる。また、合成樹脂フィルム８０の少なくとも一部が繊維材６０の表面に含浸して開口３１が形成されることがある。一体化された積層材料５０が熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０の軟化温度よりも低い温度となると、熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０が固化し、積層材料５０が一体化された状態で維持される。ここで、一体化された積層材料５０の厚さをＴ３とする。目標の一般部１Ｇの厚さＴ１に対する積層材料５０の厚さＴ３は、例えば、０．５×Ｔ１≦Ｔ３≦１．５×Ｔ１とすることができる。
その後、一体化された積層材料５０を加熱装置で熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０の融点以上に加熱する（積層材料加熱工程Ｓ３）。これにより、熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０の少なくとも一部が溶融し、厚さ方向Ｄ１へ圧縮されていた繊維材６０の無機繊維１１の復元力により繊維材６０が厚さ方向Ｄ１へ膨らむ。繊維材６０がニードルパンチされている場合、厚さの復元は限定的である。また、合成樹脂フィルム８０の少なくとも一部が繊維材６０の表面に含浸して開口３１が形成されることがある。
尚、本工程Ｓ３や予備プレス工程Ｓ２の加熱は、赤外線ヒーターによる輻射加熱、サクションヒーター（熱風循環ヒーター）による熱風加熱、熱プレスによる接触加熱、これらの組合せ、等により行うことができる。
積層材料加熱工程Ｓ３の後、加熱された積層材料５０をプレス成形装置３００でプレス成形する（プレス成形工程Ｓ４）。プレス成形装置３００は、アンダーカバー１の路面側の凹凸を有する面２ａを形成する型３１０と、アンダーカバー１の車体１０１側の凹凸を有する面２ｂを形成する型３２０とを有している。図７では型３１０が下型であって型３２０が上型となっているが、型３１０が上型であって型３２０が下型であってもよい。プレス成形は、冷間プレスでよいが、熱間プレスでもよい。アンダーカバー１が熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０の軟化温度よりも低い温度となると、熱可塑性バインダー１２，２２及び合成樹脂フィルム８０が固化し、アンダーカバー１の形状が維持される。
ここで、厚み低減部１Ｔについては、熱可塑性バインダー１２，２２の密度が高くなっているため、溶融した熱可塑性バインダーが路面側の面２ａと車体１０１側の面２ｂに多く染み出す。このため、厚み低減部１Ｔは一般部１Ｇよりも滑らかとなり、厚み低減部１Ｔの路面側面２ａの算術平均粗さＲａ（Ｔ）は一般部１Ｇの路面側面２ａの算術平均粗さＲａ（Ｇ）よりも小さくなる。見た目では、厚み低減部１Ｔの方が一般部１Ｇよりも合成樹脂の光沢感が強くなっている。
尚、必要に応じてプレス成形品の外周を裁断機で裁断してもよい（裁断工程Ｓ５）。裁断方法は、裁断刃による裁断、ウォータージェット裁断、カッターを用いた手裁断、等を採用することができる。
以上説明したようにして、図３で示したような各層２０，１０，３０を有するアンダーカバー１を製造することができる。むろん、図６Ａ～６Ｃで示したアンダーカバー１も、同様の製造方法により製造することができる。
本具体例のアンダーカバー１は、路面側の外層２０に合成樹脂繊維２１が含まれているので、石といった異物の接触に対する耐久性が良好である。ここで、アンダーカバー１における車体側の層にも合成樹脂繊維と固化した熱可塑性バインダーを含む材料を用いると、その分、アンダーカバーの重量が増加する。本具体例のアンダーカバー１における車体側の層は通気性を有して基材層１０における車体側の面１３ｂと一体化された合成樹脂層３０であるので、本具体例のアンダーカバー１は耐久性が維持されながら重量の増加が抑制されている。また、合成樹脂層３０が通気性を有しているので、本具体例のアンダーカバー１は５００～２０００Ｈｚ程度の騒音に対する吸音性が良好である。従って、本具体例のアンダーカバー１は、軽量でありながら、石といった異物の接触に対する良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する。
（４）実施例：
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
［実施例１］
繊維材６０には、ガラス繊維（無機繊維１１の例）とＰＰ繊維（熱可塑性バインダー１２の例）を含んでニードルパンチされた繊維材料（目付５５０ｇ／ｍ2）を２層重ねた繊維材を用いた。路面側の表皮材７０には、ＰＥＴ繊維（合成樹脂繊維２１の例）とＰＰ繊維（熱可塑性バインダー２２の例）を含む不織布（目付２００ｇ／ｍ2）を用いた。合成樹脂フィルム８０の材料には、ＬＬＤＰＥを用いた。
表皮材７０と繊維材６０（２層の繊維材料）を順に重ね、加熱して溶融させたＬＬＤＰＥを目付８０ｇ／ｍ2となるように押出成形機のＴダイから押し出して繊維材６０の表面に合成樹脂フィルム８０を重ねた。
その後、図７で示した製造方法に従って、厚さＴ１が７ｍｍとなるように図６Ｂで示したような各層２０，１０，３０を有するアンダーカバー１のサンプルを形成した。得られたサンプルの通気度は、８．５cc／cm2／secであった。
［比較例１］
合成樹脂フィルム８０を繊維材６０に重ねなかった以外は実施例１と同様にして、外層２０及び基材層１０を有するが合成樹脂層３０の無いアンダーカバーのサンプルを形成した。得られたサンプルの通気度は、１６cc／cm2／secであった。
［吸音性の評価］
実施例１及び比較例１のサンプルについて、それぞれ、車体側に空気層を１０ｍｍ設定し、JIS A1409：1998（残響室法吸音率の測定方法）に規定された測定方法に従って1/3オクターブバンド中心周波数（Hz）の残響室法吸音率を求めた。
結果を、図８に示す。図８は、実施例１及び比較例１について４００～６３００Hzの1/3オクターブバンド毎の中心周波数（単位：Hz）に対する残響室法吸音率の測定結果をグラフにより示している。５００～２０００Ｈｚにおいて、実施例１の残響室法吸音率は、概ね比較例１の残響室法吸音率よりも高かった。従って、車体側に合成樹脂層３０が有ることにより５００～２０００Ｈｚ程度の騒音に対する吸音性能が向上することが判った。むろん、実施例１のアンダーカバーサンプルは、合成樹脂繊維２１と熱可塑性バインダー２２を含む外層２０が路面側に有ることにより異物の接触に対する耐久性が良好であり、合成樹脂繊維と熱可塑性バインダーを含む層の代わりに合成樹脂層３０が車体側に有ることにより軽量である。
［実施例２］
材料の目付及びサンプルの厚さＴ１を調節して通気度を４．８～１１．１cc／cm2／secの範囲で６段階に変えてアンダーカバーのサンプルを調製した。各試験区１～６のサンプルは、図６Ｂで示したような各層２０，１０，３０を有する。ここで、各試験区とサンプルの通気度との対応関係は、以下の通りである。
試験区１： ４．８cc／cm2／sec
試験区２： ６．６cc／cm2／sec
試験区３： ７．５cc／cm2／sec
試験区４： ７．６cc／cm2／sec
試験区５： ８．５cc／cm2／sec
試験区６：１１．１cc／cm2／sec
尚、試験区５のサンプルは、実施例１のサンプルと同じである。
各試験区について、それぞれ、車体側に空気層を１０ｍｍ設定し、上述した残響室法吸音率を求めた。結果を図９に示す。図９は、実施例２試験区１～６及び比較例１について４００～６３００Hzの1/3オクターブバンド毎の中心周波数（単位：Hz）に対する残響室法吸音率の測定結果をグラフにより示している。５００～２０００Ｈｚにおいて、実施例２試験区１～６の残響室法吸音率は、いずれも、概ね比較例１の残響室法吸音率よりも高かった。従って、通気度を変えても合成樹脂層３０が有ることにより５００～２０００Ｈｚ程度の騒音に対する吸音性能が向上することが判った。むろん、実施例２試験区１～６のアンダーカバーサンプルは、合成樹脂繊維２１と熱可塑性バインダー２２を含む外層２０が路面側に有ることにより異物の接触に対する耐久性が良好であり、合成樹脂繊維と熱可塑性バインダーを含む層の代わりに合成樹脂層３０が車体側に有ることにより軽量である。
（５）変形例：
本発明は、他にも種々の変形例が考えられる。
例えば、繊維材６０として繊維材料を複数重ねる場合、或る繊維材料と別の繊維材料とで無機繊維１１と熱可塑性バインダー１２の少なくとも一方を異なる種類にしてもよい。すなわち、基材層１０が複数の層を含む場合、或る層と別の層とで無機繊維１１と熱可塑性バインダー１２の少なくとも一方が異なる種類であってもよい。
（６）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、軽量でありながら、異物の接触に対する良好な耐久性、及び、良好な吸音性を有する車両用アンダーカバー等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
１…アンダーカバー、１ａ…エンジンアンダーカバー、１ｂ…ミッションカバー、
１ｃ…フロントフロアアンダーカバー、１ｄ…リヤフロアアンダーカバー、
２ａ…路面側の面、２ｂ…車体側の面、
１０…基材層、１１…無機繊維、１２…熱可塑性バインダー、
１３ａ…路面側の面、１３ｂ…車体側の面、
２０…外層、２１…合成樹脂繊維、２２…熱可塑性バインダー、
３０…合成樹脂層、３１…開口、
５０…積層材料、６０…繊維材、７０…表皮材、８０…合成樹脂フィルム、
１００…自動車、１０１…車体、１１１，１１２…タイヤ、２００…路面、
３００…プレス成形装置、３１０，３２０…型、
ＣＡ１…車室、Ｄ１…厚さ方向。

Claims (4)

  1. 一体的に成形された車両用アンダーカバーであって、
    無機繊維、及び、固化した熱可塑性バインダーを含む基材層と、
    合成樹脂繊維、及び、固化した熱可塑性バインダーを含み、前記基材層における路面側の面と一体化された外層と、
    厚さ方向へ空気が流通することができるように複数の開口を有し、前記基材層における車体側の面と一体化された合成樹脂層と、を含み、
    前記複数の開口を有する前記合成樹脂層の目付は、前記外層の目付よりも小さく、
    通気性を有する車両用アンダーカバー。
  2. 本車両用アンダーカバーの通気度は、０．０５cc／cm2／sec以上、７０cc／cm2／sec以下である、請求項１に記載の車両用アンダーカバー。
  3. 本車両用アンダーカバーの目付は、５６０ｇ／ｍ2以上、３６００ｇ／ｍ2以下である、請求項１又は請求項２に記載の車両用アンダーカバー。
  4. 前記外層の目付は、５０ｇ／ｍ2以上、４００ｇ／ｍ2以下であり、
    前記合成樹脂層の目付は、前記外層の目付よりも小さい範囲で、１０ｇ／ｍ2以上、２００ｇ／ｍ2以下である、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の車両用アンダーカバー。
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