WO2025263167A1 - 乗物フロア用シート - Google Patents

乗物フロア用シート

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WO2025263167A1
WO2025263167A1 PCT/JP2025/017516 JP2025017516W WO2025263167A1 WO 2025263167 A1 WO2025263167 A1 WO 2025263167A1 JP 2025017516 W JP2025017516 W JP 2025017516W WO 2025263167 A1 WO2025263167 A1 WO 2025263167A1
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WO
WIPO (PCT)
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protrusions
vehicle
floor
vibration
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/017516
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English (en)
French (fr)
Inventor
快 相澤
雅裕 永野
慎貴 酒向
昂樹 上水樽
靖史 副島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Toyota Boshoku Corp
Original Assignee
Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Toyota Boshoku Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Tokushu Toryo Co Ltd, Toyota Boshoku Corp filed Critical Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Publication of WO2025263167A1 publication Critical patent/WO2025263167A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N3/00—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for
    • B60N3/04—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for of floor mats or carpets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle floor sheet that forms part of the floor of a vehicle.
  • noise-suppressing components are installed in the areas that define the vehicle cabin to prevent noise and vibration from the outside of the vehicle or from the vehicle's drive unit from being transmitted into the interior.
  • Sound-absorbing and sound-insulating materials are used to suppress noise in the high-frequency range
  • vibration-damping and vibration-reducing materials are used to suppress noise in the lower frequency range that can be addressed by these sound-absorbing and sound-insulating materials, specifically road noise and engine noise (noise in the relatively low frequency range).
  • Patent Document 1 listed below discloses an example of a sheet primarily intended to damp the vibrations of structural sheets.
  • the vibration-damping sheet described in Patent Document 1 listed below consists of a flexible heavy sheet and a viscoelastic support layer firmly bonded to the heavy sheet, with the support layer formed from multiple polygonal support structures.
  • the multiple support structures are characterized by forming a maze-like space connected horizontally between the structural sheet (e.g., a floor panel) and the heavy sheet.
  • the vibration-damping sheet described in Patent Document 1 above exerts its vibration-damping performance by vibrating itself, generating acoustic resonance within the space, and generating friction between it and the structural sheet.
  • a vibration-damping sheet such as that described in Patent Document 1
  • a relatively thick, cushioned silencer made of felt or urethane
  • a surface layer (carpet) is typically placed on top of the silencer.
  • the use of a relatively thick silencer reduces the height of the interior space.
  • the present invention was made in consideration of these circumstances, and its objective is to provide a vehicle floor seat that can save space while ensuring soundproofing and vibration-proofing performance on the vehicle floor.
  • the vehicle floor seat disclosed in the present application has the following configuration.
  • a vehicle floor sheet that constitutes a vehicle floor and is interposed between two layers of floor members, A seat main body portion; a plurality of recess-containing protrusions that are recessed from the upper surface side of the sheet main body and protrude downward, and are arranged at intervals from each other;
  • the sheet is made of a plate-like member that is non-air permeable and flexible, A vehicle floor sheet that is placed in contact with the floor member below at the lower ends of each of the plurality of recess-containing protrusions.
  • the vehicle floor seat disclosed in this application has recesses formed on the upper surface of such protrusions, forming recess-containing protrusions, and a hollow space is formed between the recess-containing protrusions of the vehicle floor seat and the floor member above.
  • the presence of this hollow space allows the recess-containing protrusions to undergo elastic deformation, such as crushing.
  • the recess-containing protrusions are softer (their spring constant as spring elements is smaller), making it possible to suppress vibrations and sounds in the frequency range below 200 Hz.
  • the vehicle floor sheet disclosed herein is made of a non-breathable material, it suppresses high-frequency sounds, i.e., has sound insulation properties.
  • the planar shape of the recess-containing protrusions is not particularly limited. Various shapes, such as rectangular, circular, annular, and cross shapes, can be used.
  • the vehicle floor sheet disclosed in this application provides increased cushioning when an occupant steps on it due to the elasticity of the recessed protrusions, and also makes it possible to remove padding (silencers such as felt or urethane) from floor structures using this vehicle floor sheet.
  • the vehicle floor sheet disclosed in this application is not limited to being placed directly on the vehicle floor panel (an example of a lower floor member), but since placing it directly on the floor panel enables vibration damping of the floor panel, it is desirable to use it in a form where it is placed directly on the floor panel. Furthermore, the vehicle floor sheet disclosed in this application can be used alone, or can be used by being joined to an upper floor member.
  • the vehicle floor sheet disclosed in this application can be made primarily from, for example, raw rubber, rubber, EPDM, EVA, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, olefin-based resins, or a mixture of these.
  • the vehicle floor sheet disclosed in this application is highly recyclable because the sheet body and the recessed protrusions are not made from different materials but are formed from a single plate-shaped member.
  • the vehicle floor sheet disclosed in this application can be formed by vacuum forming or roller forming rather than injection molding, which allows for shorter takt time during manufacturing compared to injection molding.
  • vehicle floor seat configured as described above can be configured in the following various ways.
  • the recess-containing protrusions are, for example, curved or cone-shaped, with the outer dimensions at the tip end being smaller than the outer dimensions at the base end (the flat plate side of the seat). If the recess-containing protrusions had vertically erected walls, occupants might feel a sense of hardness or low-frequency vibrations when stepping on them. In a vehicle floor seat with this configuration, the recess-containing protrusions do not have any vertically erected portions, which allows for improved cushioning and vibration-damping performance.
  • the recessed protrusions are more easily crushed, effectively improving cushioning and vibration-damping performance.
  • a vehicle floor sheet with this configuration is able to suppress vibrations and sounds in the low frequency range of 80 Hz to 200 Hz, although its performance in suppressing mid-frequency vibrations and sounds and its vibration-damping performance are reduced compared to when a recess-containing protrusion with a large installation area on the lower floor member is used.
  • a vehicle floor sheet with this configuration is able to suppress vibrations and sounds over a wide frequency range.
  • the outer diameter of the recess-containing protrusion on the flat plate side be 15 mm or more and 20 mm or less.
  • the protrusion dimension from the flat plate portion be 1.0 mm or more and 5.0 mm or less, and more preferably 1.0 mm or more and 2.5 mm or less.
  • a vehicle floor seat with this configuration is able to suppress vibrations and noise across a wide frequency range, while providing cushioning equivalent to that of urethane when stepped on by a passenger. From the perspective of achieving both cushioning and vibration-damping performance, a thickness of 20 mm or more and 40 mm or less is preferable.
  • a vehicle floor seat with this configuration can suppress high-frequency vibrations and noise while also providing cushioning when occupants step on it. It is more preferable that the mass per unit area be between 1800 gsm and 2500 gsm.
  • the space formed between the floor member and the recessed protrusion allows elastic deformation such that the recessed protrusion is crushed, and the elastic force of this recessed protrusion can effectively improve cushioning and vibration-damping performance.
  • the space formed between the first protrusion and the floor member allows the first protrusion to undergo elastic deformation such as crushing, and the elastic force of this first protrusion can effectively improve cushioning and vibration-damping performance.
  • a vehicle floor seat with this configuration can improve overall vibration-damping performance.
  • the space formed between the first and second protrusions and the floor member allows them to undergo elastic deformation, such as crushing, and this elastic force provides overall cushioning and vibration-damping performance.
  • the present invention provides a vehicle floor seat that can save space while ensuring soundproofing and vibration-proofing performance on the vehicle floor.
  • 1 is a schematic plan view of a vehicle on which a vehicle carpet including a vehicle floor sheet according to an embodiment of the present invention is installed.
  • 1 is a side cross-sectional view of a first region of a vehicle carpet; 1 is a bottom view of a first region of a vehicle carpet; 1 is a side cross-sectional view of a second region of a vehicle carpet; A perspective view of a second region of the vehicle carpet.
  • the vehicle floor sheet of this embodiment is included in a vehicle carpet 10 used in the floor of a vehicle (automobile).
  • the vehicle carpet 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the floor of a vehicle 12 shown in FIG. 1 is primarily composed of a floor panel 14 made of metal, such as a thin steel plate.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment is placed on the floor panel 14.
  • the vehicle carpet 10 is disposed in front of a rear seat 16 of the vehicle 12 shown in FIG. 1 and covers an area extending to the front of a driver's seat 17 and a passenger seat 18.
  • the vehicle 12 is an electric vehicle, and a large-capacity drive battery is mounted on the floor.
  • the floor panel 14 covers the upper surface of the battery.
  • the upper surface of the floor panel 14 is located higher than the floor panel of a vehicle without a battery (see FIG. 7). This may result in a reduction in the vertical size of the interior space.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment constitutes the floor structure on the floor panel 14 by itself, so the thickness of the components arranged on the floor panel 14 is smaller than in conventional configurations, and a wider interior space can be secured in the vertical direction.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment is formed by laminating and integrating, in order from the floor panel 14 side (lower side), a vibration-damping sheet 20 (backing layer), a sound-absorbing layer 22, and a surface layer 24.
  • the vibration-damping sheet 20 and the sound-absorbing layer 22, and the sound-absorbing layer 22 and the surface layer 24 are bonded together with adhesive, forming adhesive layers 26 and 28, respectively.
  • the vibration-damping sheet 20, the sound-absorbing layer 22, and the surface layer 24 are bonded together with adhesive layers 26 and 28, respectively, to form the integrated vehicle carpet 10.
  • the surface layer 24 is the layer placed on the innermost side (top) of the room, and is intended to enhance the design and absorb sound.
  • This surface layer 24 is not particularly limited, and various types can be used, such as knee-pants surface, velour surface, plain surface, and tufted carpet surface. In this embodiment, knee-pants surface is used, and the mass per unit area is 350 gsm.
  • the sound-absorbing layer 22 is laminated below the surface layer 24 for sound absorption purposes.
  • the sound-absorbing layer 22 is a so-called compressed fiber layer, and can be, for example, a compressed felt made by felting natural fibers, synthetic fibers, or a mixture of these fibers with a binder fiber.
  • the compressed felt is preferably made from recycled fiber materials such as recycled cotton, or other recycled fibers such as polyester, polyethylene, or polyethylene terephthalate (PET), or so-called synthetic fiber recycled material.
  • the compressed fiber layer, the sound-absorbing layer 22 can be made by mixing synthetic fiber recycled material with low-melting-point polyester as a binder, and then heat-treating the accumulated material and pressing it into the desired mat shape.
  • the sound absorbing layer 22 is made thinner than the skin layer 24 and thinner than the vibration-damping sheet 20 described below.
  • the sound absorbing layer 22 can have a mass per unit area of 200 gsm or more and 600 gsm or less, and preferably 200 gsm or more and 400 gsm or less.
  • the sound absorbing layer 22 is made of compressed PET felt and has a mass per unit area of 250 gsm.
  • the vibration-damping sheet 20 is the layer placed on the outermost side (lower side) of the vehicle. It is made of a non-breathable material and is primarily intended to stop water and block sound from the outside. However, this vibration-damping sheet 20 (vehicle floor sheet) has a variety of functions beyond just sound insulation.
  • the backing layer 20 is explained in detail below.
  • the vibration-damping sheet 20 is formed from a plate-like (flat) member that is breathable and flexible, and is formed by vacuum forming or roller forming into a sheet member with a shape that is recessed from the top surface and protrudes downward in multiple locations.
  • the vibration-damping sheet 20 has a sheet main body 30 that extends in a plane, and multiple protrusions (first protrusions 32, second protrusions 33) that protrude downward from the sheet main body 30.
  • the first protrusions 32 and second protrusions 33 are each recessed protrusions that have recesses 32a, 33a on their upper surfaces.
  • first protrusion 32, second protrusion 33 When the vibration-damping sheet 20 is bonded to the sound-absorbing layer 22, hollow portions 32S, 33S are formed between the vibration-damping sheet 20 and the sound-absorbing layer 22 by the recesses 32a, 33a. Furthermore, when the vehicle carpet 10 is placed on the floor panel 14, each of the multiple protrusions (first protrusion 32, second protrusion 33) contacts the floor panel 14 at its protruding tip (lower end). When the vehicle carpet 10 is placed on the floor panel 14, the first protrusion 32 and second protrusion 33 contact the floor panel 14 at their protruding tips, and the seat main body 30 is spaced apart from the floor panel 14. In other words, the first protrusion 32 and second protrusion 33 function as support parts that support the seat main body 30.
  • the vibration-damping sheet 20 is made from a sheet material that is made from a base material such as crude rubber, rubber, EPDM, EVA, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, olefin-based resin, or a mixture of these, mixed with fillers such as calcium carbonate and additives such as process oil, and then kneaded and rolled into a plate-like shape.
  • the mass per unit area of the vibration-damping sheet 20 is set to be between 1000 gsm and 5100 gsm, and preferably between 1800 gsm and 2500 gsm.
  • the vibration-damping sheet 20 has first protrusions (first support portions) 32 and second protrusions (second support portions) 33 formed within a specified range and having different shapes.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment has an area A1 in front of the driver's seat 17 and passenger seat 18, an area A2 between the driver's seat 17 and passenger seat 18 and the rear seat 16, and an area A3 below the driver's seat 17 and passenger seat 18.
  • the vibration-damping sheet 20 has first protrusions 32 formed in areas corresponding to areas A1 and A2, and a second protrusion 33 formed in an area corresponding to area A3.
  • Areas A1 and A2 are footwells for occupants seated on the respective seats 16, 17, and 18, and are areas that may be stepped on by occupants.
  • the first protrusions 32 formed in areas A1 and A2 have a circular, downwardly convex curved shape in plan view, or more simply, a hemispherical shape.
  • the first protrusions 32 are tapered toward their tips, and contact the floor panel 14 at approximately a point.
  • the second protrusions 33 formed in area A3 have a cross shape in plan view and a cylindrical (box-like) shape with a bottom, as shown in Figures 4 and 5.
  • the second protrusions 33 do not have a tapered shape, and contact the floor panel 14 at a surface at their bottom surface (tip surface) 33b.
  • the outer diameter R of the first protrusion 32 is 10 mm or more and 30 mm or less.
  • the outer diameter R is the outer diameter of the base end on the seat main body 30 side.
  • the outer diameter R is also the diameter of the opening of the first protrusion 32.
  • the protrusion dimension H1 of the first protrusion 32 from the seat main body 30 is 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the outer diameter R is preferably 15 mm or more and 20 mm or less.
  • the protrusion dimension H1 is preferably 1.0 mm or more and 5.0 mm or less, and more preferably 1.0 mm or more and 2.5 mm or less.
  • the outer dimension B of the second protrusion 33 is preferably the same as the outer diameter R of the first protrusion 32, and the protrusion dimension H2 is preferably the same as the protrusion dimension H1 of the first protrusion 32.
  • the distance L between adjacent first protrusions 32 and second protrusions 33 is set to 10 mm or more and 60 mm or less, and preferably 20 mm or more and 40 mm or less.
  • hollow portions 32S, 33S are formed between the vibration-damping sheet 20 and the sound-absorbing layer 22 (upper floor member) by the recesses 32a, 33a of the first protrusion 32 and the second protrusion 33.
  • the presence of these hollow portions 32S, 33S allows the first protrusion 32 and the second protrusion 33 to undergo elastic deformation, such as crushing.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment uses the elastic force of the first protrusion 32 and the second protrusion 33 to enhance cushioning when stepped on by an occupant, thereby achieving a floor configuration that does not require padding (silencers such as urethane).
  • the first protrusion 32 is hemispherical and does not have a vertically extending wall portion like the second protrusion 33, so it provides greater cushioning than the second protrusion 33.
  • Figure 6 shows the relationship between load and displacement when a load is applied to the vibration-damping sheet 20 from above. Note that Figure 6 was calculated using an outer dimension of 20 mm for the first protrusion 32 and the second protrusion 33, a protrusion dimension of 2.0 mm, and a spacing of 40 mm between adjacent protrusions. As can be seen from Figure 6, in both the part where the first protrusion 32 is formed (first regions A1, A2) and the part where the second protrusion 33 is formed (second region A3), it was confirmed that the material has lower rigidity and higher cushioning properties than the urethane shown by the dashed line. Note that, as mentioned above, it was confirmed that the first protrusion 32 has higher cushioning properties than the second protrusion 33.
  • the floor structure using the vehicle carpet 10 of this embodiment does not include a silencer, and there is a possibility that dealing with external vibrations and noise may be an issue. Below are shown the results of various evaluations conducted during the process of developing the vehicle carpet 10 of this embodiment.
  • the floor structure 40 of Comparative Example 1 is configured with a vibration-damping material 44, a silencer 45, and a carpet 46 stacked in this order on a floor panel 42.
  • the carpet 46 has the same surface layer 24 and sound-absorbing layer 22 as the vehicle carpet 10 of this embodiment, but differs in its backing layer 47.
  • the backing layer 47 is a non-breathable film with a mass per unit area of 400 gsm.
  • the silencer 45 is a felt with a thickness of 10 mm and a mass per unit area of 1,000 gsm.
  • Figure 8 shows the transmission loss of a first floor structure consisting of a vehicle carpet 10 and floor panel 14 in which the vibration-damping sheet 20 has a mass per unit area of 1800 gsm, and a second floor structure consisting of a vehicle carpet 10 and floor panel 14 in which the vibration-damping sheet 20 has a mass per unit area of 3000 gsm, for the vehicle carpet 10 of this embodiment.
  • Figure 8 also shows the transmission loss of the floor structure 40 of Comparative Example 1 with a dotted line. As can be seen from Figure 8, the second floor structure (mass 3000 gsm) was confirmed to have higher sound insulation performance than the floor structure 40 of Comparative Example 1.
  • the first floor structure (mass 1800 gsm) was confirmed to have slightly lower sound insulation performance than the floor structure 40 of Comparative Example 1, but still have sufficient sound insulation performance.
  • the vibration-damping sheet 20 can have a mass per unit area of 1000 gsm or more and 5100 gsm or less. However, from the perspective of achieving both cushioning and sound insulation, based on the results in Figure 8, it is considered preferable that the mass be 1800 gsm or more and 2500 gsm or less.
  • Vibration suppression performance Vibration control performance and vibration isolation performance
  • the vibration damping performance was evaluated by placing a test piece of the vehicle carpet 10 of this embodiment on a panel, applying vibrations using a vibration excitation device, detecting the vibration transmissibility to the panel and the vibration transmissibility to the test piece P with respect to the input vibration, and checking the degree of attenuation of the resonance peak.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment (having the second protrusion 33 as the protrusion) was compared with the floor structure 40 shown in Figure 7 and two other floor structures 70 and 80.
  • the floor structure 70 of Comparative Example 2 has a configuration in which a silencer 74 and a carpet 75 are placed in layered order on top of a floor panel 72.
  • the carpet 75 has the same configuration as the carpet 46 shown in Figure 7.
  • the silencer 74 is made of urethane with a thickness of 10 mm and a mass per unit area of 1000 gsm.
  • the floor structure 80 of Comparative Example 3 is a floor structure that uses a vibration-damping sheet 82 with a structure similar to the vibration-damping sheet 20 of the vehicle carpet 10 of this embodiment, and can be considered the second embodiment.
  • This floor structure 80 has a configuration in which a vibration-damping sheet 82, a silencer 83, and a carpet 84 are placed in layered order on top of a floor panel 14.
  • the carpet 84 has the same configuration as the carpet 46 shown in Figure 7.
  • the silencer 83 is made of felt with a thickness of 5 mm and a mass per unit area of 300 gsm.
  • Figure 11 shows the vibration transmission rate to the panel, that is, the vibration-damping performance for damping the floor panel.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment and the floor structure 80 of Comparative Example 3, which uses a vibration-damping sheet 82 with the same structure as the vibration-damping sheet 20 of this embodiment, are able to effectively attenuate resonance peaks compared to the conventional floor structures 40 and 70 of Comparative Examples 1 and 2, demonstrating superior vibration-damping performance.
  • Figure 12 also shows the vibration transmission rate to the test piece, that is, the vibration-damping performance, which is the vibration-suppressing effect on the surface layer 24. It was confirmed that the vehicle carpet 10 of this embodiment is able to effectively attenuate resonance peaks in the frequency band of 200 Hz and above.
  • Figure 13 is a diagram comparing the vibration transmissibility (thick solid line) of the first regions A1 and A2 where the first protrusions 32 are formed with the vibration transmissibility (thin solid line) of the second region A3 where the second protrusions 33 are formed in the vehicle carpet 10 of this embodiment.
  • the vibration transmissibility of the second region A3 is 0 dB or less in the frequency band of 200 Hz or higher.
  • the vibration transmissibility of the first regions A1 and A2 is 0 dB or less in the frequency band of 80 Hz or higher.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment due to the presence of the vibration-damping sheet 20, can reduce thickness and achieve space savings while ensuring sound insulation, vibration-damping, and vibration-proofing performance, even when it is a single component of the floor structure on the floor panel 14 without being equipped with a silencer. In other words, a large interior space (height) can be ensured in an electric vehicle such as the vehicle 12, where space is difficult to secure.
  • the vibration-damping sheet 20 has a first protrusion 32 in the first regions A1 and A2, and a second protrusion 33 in the second region A3.
  • the sheet main body 30 corresponds to the mass element
  • the multiple protrusions 32 and 33 correspond to the spring elements.
  • the spring constant of the first protrusion 32 and the spring constant of the second protrusion 33 are different from each other.
  • the spring constant of the first protrusion 32, which is tapered toward its tip, is smaller than the spring constant of the second protrusion 33, which is tubular and has a bottom.
  • the vehicle carpet 10 of this embodiment has superior vibration-damping performance in the low frequency range in the first regions A1 and A2 compared to the second region A3.
  • the second region A3 can ensure better vibration control performance and vibration isolation performance in the mid-frequency range compared to the first regions A1 and A2. Therefore, the vehicle carpet 10 of this embodiment can improve the vibration isolation performance of the entire vehicle compared to when only one of the protrusions is formed.
  • the first regions A1 and A2 have excellent cushioning properties, which can prevent a decrease in passenger comfort due to a reduced thickness of the floor structure.
  • the vibration-damping sheet 20 is molded from a single sheet member, rather than using different materials for the sheet main body 30 and the recessed protrusions 32, 33, making it highly recyclable.
  • this vibration-damping sheet 20 can be molded by vacuum forming or roller forming rather than injection molding, which allows for shorter takt time during manufacturing compared to injection molding.
  • the first protrusion 32 and the second protrusion 33 which are recess-containing protrusions, are circular and cross-shaped in plan view, but are not limited to this.
  • rectangular, polygonal, annular, etc. shapes can also be used.
  • shape of the recess-containing protrusion tapering towards the tip is not limited to a hemispherical shape, and may be cone-shaped.
  • the vibration-damping sheet 20 which is a vehicle floor sheet, is used in a state where it is joined to the vehicle carpet 10, but it can also be used as a vehicle floor sheet on its own, as in the floor structure 80 shown in Figure 10.
  • an automobile was used as an example of a vehicle, but this is not limited to this.
  • the vehicle floor sheet of the present invention can also be used for ground vehicles such as trains and recreational vehicles, air vehicles such as airplanes and helicopters, and marine vehicles such as ships.

Landscapes

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Abstract

乗物フロア用シートは、乗物のフロアを構成し、２層のフロア部材（１４，２２）の間に介在するものであって、非通気性および可撓性を有する板状の部材からなり、シート本体部（３０）と、シート本体部（３０）の上面側から凹ませて下方に突出した形状であり、互いに間隔を空けて配されている複数の凹含有突出部（３２）と、を備え、複数の凹含有突出部（３２）の各々の下端において下側のフロア部材（１４）に接する状態で載置される構成とする。これにより、乗物のフロアにおける防音・防振性能を確保しつつ、省スペース化を図ることが可能となっている。

Description

乗物フロア用シート
　本発明は、乗物のフロアを構成する乗物フロア用シートに関する。
　例えば、乗物においては、乗物の外側や乗物の駆動部からの騒音や振動が乗物室内に伝わらないように、乗物室を区画する部分に、それらノイズを抑制する部材が設けられる。周波数の高い高周波領域のノイズの抑制には、吸音材や遮音材が用いられ、それら吸音材や遮音材で対応可能な周波数より低い領域のノイズ、具体的には、ロードノイズやエンジンノイズ（比較的周波数の低い領域部分のノイズ）の抑制には、防振材や制振材が用いられる。例えば、下記特許文献１には、主に、構造シートの制振を目的とするシートの一例が開示されている。下記特許文献１に記載の制振シートは、可撓性の重シートと、重シートに固く結合された粘弾性の支持層とからなり、その支持層が、複数の多角的な支持構造物から形成されている。そして、複数の支持構造物は、構造シート（例えば、フロアパネル）と重シートとの間に、水平方向に連結した迷路状の空間を形成していることを特徴としている。上記特許文献１に記載の制振シートは、自身が振動したり、空間内で音響共鳴が生じたり、構造シートとの間で摩擦が生じたりすることで、制振性能を発揮する。
米国特許第５１８６９９６号明細書
　上記特許文献１のような制振シートが乗物のフロアに用いられる場合、フロアパネル上に載置された制振シートの上側には、比較的厚みが大きくクッション性のあるサイレンサ（フェルトやウレタン）が配され、さらに、そのサイレンサの上側には、表皮層（カーペット）が配されることが、一般的である。これら制振シート，サイレンサ，カーペットは、製造時における作業性等の観点から、接合して一体的にすることは難しい。そのため、部品点数が多くなってしまい、それぞれの部品を接合するための作業が必要となり、作業工数が多くなってしまうという問題がある。また、比較的厚みが大きいサイレンサが設けられているため、室内空間の高さ方向の寸法が、小さくなるという問題がある。換言すれば、室内空間における高さ方向の寸法に制限がある場合、具体的に言えば、電気自動車等において大容量のバッテリをフロアに配しているような場合には、室内空間の高さの確保が難しく、上記のような制振シート，サイレンサ，カーペットからなるフロア構造を採用することが難しい。一方で、制振シート，サイレンサ，カーペットのいずれかを取り除いたり、厚みを小さくしたりした場合には、乗物のフロアの防音・防振性能の低下やクッション性の低下の要因になってしまう。
　本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、乗物のフロアにおける防音・防振性能を確保しつつ、省スペース化を図ることが可能な乗物フロア用シートを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本願に開示される乗物フロア用シートは、下記の構成とされている。
（１）乗物のフロアを構成し、２層のフロア部材の間に介在する乗物フロア用シートであって、
　シート本体部と、
シート本体部の上面側から凹ませて下方に突出した形状であり、互いに間隔を空けて配されている複数の凹含有突出部と、を備え、
　非通気性および可撓性を有する板状の部材からなり、
複数の前記凹含有突出部の各々の下端において下側の前記フロア部材に接する状態で載置される、乗物フロア用シート。
　従来から、例えば上記特許文献１のように、板状のシート本体の下面に複数の凸部を設けた構成のシートは、シート本体と下側のフロア部材との間に空間を形成する。そのため、フロア構造を振動系（ばね質量系）のモデルで表した場合に、凸部がバネ要素として機能するものとなり、外部からの振動を抑制することができる。具体的には、主に２００Ｈｚ～６３０Ｈｚの周波数域（以下、「中周波数域」と呼ぶ場合がある）の振動や音の上側のフロア部材への伝達を抑えることができる。一方、本願に開示される乗物フロア用シートは、このような凸部について、その上面側には、凹所が形成されて凹含有突出部として構成されており、当該乗物フロア用シートの凹含有突出部と上側のフロア部材との間に中空部が形成されることとなる。この中空部の存在によって、凹含有突出部は、つぶれるような弾性変形が許容される。つまり、上記の構成のシートに比較して、凹含有突出部が柔らかく（ばね要素としてのばね定数が小さい）、２００Ｈｚより低い周波数域の振動や音も、抑制することが可能である。また、本願に開示の乗物フロア用シートは、非通気性の材料からなるため、高周波数域の音を抑制すること、つまり、遮音性を有するものとなっている。なお、本願に開示の乗物フロア用シートにおいて、凹含有突出部の平面視形状は、特に限定されない。矩形状、円形状、円環状、十字形状等、種々の形状を採用可能である。
　本願に開示の乗物フロア用シートは、凹含有突出部の弾性力によって、乗員が足で踏んだ際にクッション性を高めることができ、当該乗物フロア用シートを用いたフロア構造から、パッド材（フェルトやウレタン等のサイレンサ）を取り除くことも可能となる。
　本願に開示の乗物フロア用シートは、乗物のフロアパネル（下側のフロア部材の一例）の上に直接載置されるものに限定される訳ではないが、フロアパネルの上に直接載置することで、フロアパネルの制振を行うことが可能となるため、フロアパネルの上に直接載置される形で用いられることが望ましい。さらにまた、本願に開示の乗物フロア用シートは、単体で用いることも可能であるし、上側のフロア部材に接合される形で用いることも可能である。
　本願に開示の乗物フロア用シートは、例えば、生ゴムやゴム、ＥＰＤＭ、ＥＶＡ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、オレフィン系樹脂、あるいは、それらの混合物を主体として形成されたものとすることができる。本願に開示の乗物フロア用シートは、シート本体と凹含有突出部とが別の材料を用いておらず、１枚の板状部材から成形されているため、リサイクル性に優れたものとなる。ちなみに、本願に開示の乗物フロア用シートは、射出成形でなく、真空成形やローラ成形によって成形可能であり、射出成形に比較して、製造時におけるタクトタイムの短縮を図ることができる。
　また、上記構成の乗物フロア用シートにおいて、以下に示す種々の態様とすることが可能である。
（２）前記複数の凹含有突出部は、先端に向かって先細りする形状を有する複数の第１突出部を含む、（１）項に記載の乗物フロア用シート。
　この構成の乗物フロア用シートは、凹含有突出部が、例えば湾曲状や錘状とされて、基端側（当該シートの平板状の部分である平板部側）の外寸より先端側の外寸が小さくされている。凹含有突出部において鉛直方向に立設する壁部が存在すると、乗員が足で踏んだ際に、硬さを感じたり、低周波数域の振動を感じたりする虞がある。この構成の乗物フロア用シートは、凹含有突出部において鉛直方向に立設する部分が存在しないため、クッション性および防振性能を高めることができる。
（３）前記複数の第１突出部は、下に凸な湾曲形状とされている、（２）項に記載の乗物フロア用シート。
　この構成の乗物フロア用シートは、凹含有突出部がより潰れやすく、クッション性および防振性能を効果的に高めることができる。
（４）前記複数の第１突出部は、前記本体部側における外径が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下で、平板部からの突出寸法が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の半球形状とされている、（３）項に記載の乗物フロア用シート。
　この構成の乗物フロア用シートは、下側のフロア部材への設置面積が大きい形状の凹含有突出部を採用した場合に比較して、中周波数域の振動や音の抑制性能や、制振性能が低下するものの、８０Ｈｚ～２００Ｈｚの低周波数域の振動や音を抑制できることが確認された。つまり、この構成の乗物フロア用シートは、広い周波数帯域の振動や音の抑制が可能なものとなる。なお、クッション性および防振性能の両立という観点からすれば、凹含有突出部における平板部側の外径は、１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。また、フロア構造の厚みを小さくするという観点からすれば、平板部からの突出寸法は１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが、より好ましい。
（５）複数の前記第１突出部は、互いの中心同士の間隔が１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下で形成されている、（４）項に記載の乗物フロア用シート。
　この構成の乗物フロア用シートは、広い周波数帯域の振動や音の抑制性能を保持しつつ、乗員が足で踏んだ際に、ウレタンと同等のクッション性を確保することができる。なお、クッション性および防振性能の両立という観点からすれば、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。
（６）単位面積当たりの質量が、１０００ｇｓｍ以上５１００ｇｓｍ以下のものとされている、（１）項から（５）項のいずれか一項に記載の乗物フロア用シート。
　この構成の乗物フロア用シートは、高周波数域の振動や音の抑制性能を確保しつつ、乗員が足で踏んだ際のクッション性も確保することができる。なお、単位面積当たりの質量は、１８００ｇｓｍ以上２５００ｇｓｍ以下である方が、より好ましい。
（７）複数の凹含有突出部と上側のフロア部材との間に空間が形成される状態で配される、（１）項から（５）項のいずれか一項に記載の乗物フロア用シート。
この構成の乗物フロア用シートは、フロア部材との間に形成される空間によって、凹含有突出部はつぶれるような弾性変形が許容され、このような凹含有突出部の弾性力によってクッション性および防振性能を効果的に高めることができる。
（８）複数の第１突出部と上側のフロア部材との間に空間が形成される状態で配される、（２）項から（５）項のいずれか一項に記載の乗物フロア用シート。
この構成の乗物フロア用シートは、フロア部材との間に形成される空間によって、第１突出部はつぶれるような弾性変形が許容され、このような第１突出部の弾性力によってクッション性および防振性能を効果的に高めることができる。
（９）複数の凹含有突出部は、有底の筒型形状とされている第２突出部を含む、（２）項に記載の乗物フロア用シート。
この構成の乗物フロア用シートは、全体としての防振性能を向上させることができる。
（１０）複数の第１突出部と複数の第２突出部はそれぞれ、上側のフロア部材との間に空間が形成される状態で配される、（９）項に記載の乗物フロア用シート。
この構成の乗物フロア用シートは、フロア部材との間に形成される空間によって、第１突出部、第２突出部はつぶれるような弾性変形が許容され、このような弾性力によって全体としてのクッション性および防振性能を得ることができる
　本発明によれば、乗物のフロアにおける防音・防振性能を確保しつつ、省スペース化を図ることが可能な乗物フロア用シートを提供することができる。
本実施形態の乗物フロア用シートを含む車両用カーペットが搭載される車両の概略平面図 車両用カーペットの第１領域における側面断面図 車両用カーペットの第１領域における下面図 車両用カーペットの第２領域における側面断面図 車両用カーペットの第２領域における斜視図 制振シートにおける鉛直荷重と変位との関係を示すグラフ 比較例１のフロア構造の側面断面図 制振シートにおける透過損失（遮音性能）を示すグラフ 比較例２のフロア構造の側面断面図 比較例３のフロア構造の側面断面図 フロアパネルの振動伝達率（車両用カーペットの制振性能）を示すグラフ 表皮層への振動伝達率（車両用カーペットの防振性能）を示すグラフ 車両用カーペットの第１領域と第２領域の防振性能を比較するためのグラフ
＜車両用カーペットの構成＞
　本実施形態の乗物フロア用シートは、乗物である車両（自動車）のフロアに採用された車両用カーペット１０に含まれており、その車両用カーペット１０について、図１から図５を参照しつつ説明する。図１に示す車両１２のフロアは、薄板鋼板等の金属製のフロアパネル１４を主体として構成される。本実施形態の車両用カーペット１０は、そのフロアパネル１４の上に載置されるものである。具体的には、車両用カーペット１０は、図１に示した車両１２の後部座席シート１６の前方側に配され、運転席シート１７および助手席シート１８の前方までの範囲を覆っている。なお、車両１２は、電気自動車であり、フロアには大容量の駆動用のバッテリが搭載されており、フロアパネル１４は、そのバッテリの上面を覆うものとなっている。そのため、フロアパネル１４の上面は、バッテリを搭載していない車両のフロア構造（図７参照）のフロアパネルに比較して、高い位置に位置することになる。そのため、室内空間の上下方向における大きさが小さくなってしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態の車両用カーペット１０は、図２に示すように、単体で、フロアパネル１４上のフロア構造を構成しているため、従来の構成よりフロアパネル１４上に配されている部材の厚みが小さく、室内空間を上下方向において広く確保できるものとなっている。
　本実施形態の車両用カーペット１０は、図２に示すように、フロアパネル１４側（下側）から順に、制振シート２０（バッキング層），吸音層２２，表皮層２４の順で積層されて一体化されたものである。なお、それら制振シート２０と吸音層２２との間、吸音層２２と表皮層２４との間は、それぞれ接着剤によって接着されており、接着層２６，２８が形成されている。制振シート２０，吸音層２２，表皮層２４は、それぞれ接着層２６，２８により接着されることにより一体化された車両用カーペット１０が構成されている。
　表皮層２４は、最も室内側（上側）に配される層であり、意匠性を高めたり、吸音を目的したりするものである。この表皮層２４は、特に限定されず、例えば、ニーパン表皮，ディロア表皮，ベロア表皮，プレーン表皮，タフトカーペット表皮など種々のものを採用可能である。本実施形態においては、ニーパン表皮とされ、単位面積当たりの質量が３５０ｇｓｍのものとされている。
　吸音層２２は、表皮層２４の下層側に積層されて、吸音を目的とするものである。吸音層２２は、いわゆる圧縮繊維層であり、例えば、天然繊維や合成繊維あるいはそれらの混合繊維をバインダ繊維でフェルト化したもの、いわゆる圧縮フェルトとすることができる。その圧縮フェルトは、再生コットンのようなリサイクルされた繊維材料や、ポリエステル，ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような他の再生繊維、いわゆる化繊反毛材から形成されることが好ましい。具体的に言えば、圧縮繊維層である吸音層２２は、例えば、低融点ポリエステルをバインダとして化繊反毛材に混入し、それらを集積したものを加熱処理した後、プレス加工により所望のマット状に成形されたものとすることができる。また、吸音層２２は、厚みが大きいほど、防音性能は向上すると考えられる。しかしながら、車室空間は限られているため、吸音層２２の厚み、換言すれば、単位面積当たりの質量は、小さくされる方が望ましい。そのことを鑑み、吸音層２２は、表皮層２４の厚みより小さく、かつ、後述する制振シート２０の厚みより小さくされている。具体的には、吸音層２２は、単位面積当たりの質量を、２００ｇｓｍ以上６００ｇｓｍ以下、望ましくは、２００ｇｓｍ以上４００ｇｓｍ以下とすることができる。なお、本実施形態において、吸音層２２は、ＰＥＴの圧縮フェルトで、単位面積当たりの質量が２５０ｇｓｍのものとされている。
　制振シート２０は、最も室外側（下側）に配される層で、非通気性を有する材料からなり、主として、止水や、室外側からの遮音を目的とするものである。ただし、この制振シート２０（乗物フロア用シート）は、遮音のみに留まらず、種々の機能を有するものとなっている。以下に、バッキング層２０について、詳しく説明する。
　制振シート２０は、図２から図５に示すように、非通気性および可撓性を有する板状（平板状）の部材から成形されたものであり、真空成形やローラ成形によって、複数個所において、上面側から凹ませて下方に突出させた形状のシート部材とされている。つまり制振シート２０は、平面状に広がるシート本体部３０と、シート本体部３０から下方に突出して形成された複数の突出部（第１突出部３２，第２突出部３３）と、を有するものとなっている。第１突出部３２，第２突出部３３の各々は、上面側に凹所３２ａ，３３ａを有する凹含有突出部となっている。制振シート２０が吸音層２２に接合された状態においては、制振シート２０と吸音層２２との間に、凹所３２ａ，３３ａによって中空部３２Ｓ、３３Ｓが形成されることとなる。また、複数の突出部（第１突出部３２，第２突出部３３）の各々は、本車両用カーペット１０がフロアパネル１４上に載置された状態において、突出先端（下端）においてフロアパネル１４に接する。車両用カーペット１０がフロアパネル１４上に載置されたとき、第１突出部３２，第２突出部３３はその突出先端においてフロアパネル１４に接しており、シート本体部３０はフロアパネル１４から離間している。つまり、第１突出部３２，第２突出部３３は、シート本体部３０を支持する支持部として機能するものとなっている。
　なお、この制振シート２０は、例えば、生ゴムやゴム、ＥＰＤＭ、ＥＶＡ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、オレフィン系樹脂、あるいは、それらの混合物を主剤とし、炭酸カルシウムなどの充填剤やプロセスオイルなどの添加剤が配合され、混錬・圧延して板状に形成されたシート部材から成形されている。また、制振シート２０は、単位面積当たりの質量が、１０００ｇｓｍ以上５１００ｇｓｍ以下のものとされており、１８００ｇｓｍ以上２５００ｇｓｍ以下である方が望ましい。
　本実施形態において、制振シート２０は、定められた範囲で、互いに異なる形状の第１突出部（第１支持部）３２および第２突出部（第２支持部）３３が形成されたものとなっている。具体的に言えば、図１に示すように、本実施形態の車両用カーペット１０は、運転席シート１７および助手席シート１８の前方側の領域Ａ１と、運転席シート１７および助手席シート１８と後部座席シート１６との間の領域Ａ２と、運転席シート１７および助手席シート１８の下側の領域Ａ３を有している。制振シート２０は、領域Ａ１及び領域Ａ２に対応する部分には、第１突出部３２が形成されており、領域Ａ３に対応する部分には、第２突出部３３が形成されている。なお、領域Ａ１，Ａ２は、各シート１６，１７，１８に着座した乗員の足元部分である足溜り部であり、乗員が足で踏む可能性がある部分である。
　領域Ａ１，Ａ２に形成された第１突出部３２は、図２および図３に示すように、平面視が円形で下に凸な湾曲形状、平たく言えば、半球形状とされている。つまり、第１突出部３２は、先端に向かって先細りする形状となっており、フロアパネル１４に対して、ほぼ点で接することとなる。一方、領域Ａ３に形成された第２突出部３３は、図４および図５に示すように、平面視が十字形で、有底の筒型形状（箱型形状）のものとされている。つまり、第２突出部３３は、第１突出部３２とは異なり、先細りする形状とはなっておらず、フロアパネル１４に対して、底面部（先端面）３３ｂにおいて面で接することとなる。
　なお、第１突出部３２について、より詳しく説明する。第１突出部３２の外径Ｒは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とされている。外径Ｒは、シート本体部３０側である基端の外径である。また、外径Ｒは、第１突出部３２の開口の径である。また、第１突出部３２はシート本体部３０からの突出寸法Ｈ１が、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とされている。なお、外径Ｒは、１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが望ましい。また、突出寸法Ｈ１は、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが望ましく、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが、より望ましい。また、第２突出部３３は、外寸Ｂが、第１突出部３２の外径Ｒと同じ大きさであることが望ましく、突出寸法Ｈ２も、第１突出部３２の突出寸法Ｈ１と同じ大きさであることが望ましい。
　また、第１突出部３２および第２突出部３３は、それぞれ隣り合うものとの距離（詳しく言えば、中心同士の間隔）Ｌは、１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下とされており、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが望ましい。
　以上のように構成された本実施形態の車両用カーペット１０は、制振シート２０と吸音層２２(上側フロア部材)との間に、第１突出部３２，第２突出部３３の凹所３２ａ，３３ａによって中空部３２Ｓ、３３Ｓが形成されており、この中空部３２Ｓ、３３Ｓの存在によって、第１突出部３２，第２突出部３３は、つぶれるような弾性変形が許容される。つまり、本実施形態の車両用カーペット１０は、第１突出部３２，第２突出部３３の弾性力によって、乗員が足で踏んだ際にクッション性を高めることができるため、パッド材（ウレタン等のサイレンサ）が存在しないフロア構成が実現されている。さらに、第１突出部３２は、半球状とされており、第２突出部３３のように鉛直方向に立設する壁部が存在していないため、第２突出部３３に比較して、クッション性がより高いものとなっている。
　図６には、制振シート２０に上側から荷重を加えた場合における、荷重と変位との関係を示している。なお、この図６は、第１突出部３２，第２突出部３３の外寸が２０ｍｍで、突出寸法が２．０ｍｍとされ、隣り同士の間隔が４０ｍｍのものを用いて算出している。この図６から分かるように、第１突出部３２が形成された部分（第１領域Ａ１，Ａ２）と，第２突出部３３が形成された部分（第２領域Ａ３）のいずれの場合も、破線で示したウレタンに比較して、剛性が低く、クッション性が高いことが確認された。なお、上述したように、第１突出部３２は、第２突出部３３に比較して、クッション性がより高いものとなっていることが確認された。
＜車両用カーペットの評価＞
　上述したように、本実施形態の車両用カーペット１０を用いたフロア構造は、サイレンサを備えておらず、外部からの振動や音への対応が問題となる可能性がある。以下に、本実施形態の車両用カーペット１０を開発する過程において行った各種の評価結果を示す。
　（Ａ）遮音性能
　まず、遮音性能を予測するにあたり、図２および図４に示すようなフロア構造で、第１突出部３２，第２突出部３３の突出寸法が２ｍｍとされたものの透過損失を算出した。なお、制振シート２０の単位面積当たりの質量を変化させて、それぞれの透過損失を算出している。また、図７に示す従来のフロア構造４０の場合の透過損失と比較を行っている。比較例１のフロア構造４０は、フロアパネル４２の上に、制振材４４，サイレンサ４５，カーペット４６が、順に重ねて載置された構成である。ちなみに、カーペット４６は、表皮層２４と吸音層２２が本実施形態の車両用カーペット１０と同様のものであるが、バッキング層４７が相違する。そのバッキング層４７は、非通気性を有するフィルム状のものであり、単位面積当たりの質量が４００ｇｓｍとされている。また、サイレンサ４５は、厚さ１０ｍｍで単位面積当たりの質量が１０００ｇｓｍのフェルトである。
　図８には、本実施形態の車両用カーペット１０において、制振シート２０の単位面積当たりの質量が１８００ｇｓｍの車両用カーペット１０とフロアパネル１４からなる第１フロア構造と、制振シート２０の単位面積当たりの質量が３０００ｇｓｍの車両用カーペット１０とフロアパネル１４からなる第２フロア構造の透過損失を代表して図示している。また、図８には、比較例１のフロア構造４０の透過損失を点線で示している。この図８から分かるように、第２フロア構造（質量３０００ｇｓｍ）の場合には、比較例１のフロア構造４０に比較して、高い遮音性能を有することが確認された。また、第１フロア構造（質量１８００ｇｓｍ）の場合には、比較例１のフロア構造４０に比較して、僅かに遮音性能は落ちるものの、十分な遮音性能を有することが確認された。制振シート２０は、前述したように、単位面積当たりの質量が１０００ｇｓｍ以上５１００ｇｓｍ以下のものを採用可能である。しかしながら、クッション性と遮音性との両立という観点からすれば、図８の結果から、１８００ｇｓｍ以上２５００ｇｓｍ以下であることが好ましいと考えられる。
　（Ｂ）振動抑制性能（制振性能および防振性能）
　次に、本実施形態の車両用カーペット１０の振動抑制性能について評価を行った。その振動抑制性能は、本実施形態の車両用カーペット１０のテストピースをパネル上に載置して、加振装置によって振動を加え、入力される振動に対するパネルへの振動伝達率と、テストピースＰへの振動伝達率とを検出し、共振ピークの減衰具合の確認を行った。
　なお、本実施形態の車両用カーペット１０（突出部として、第２突出部３３とされたもの）を、図７に示したフロア構造４０と、それと別の２つのフロア構造７０，８０との比較を行った。比較例２のフロア構造７０は、図９に示すように、フロアパネル７２の上に、サイレンサ７４，カーペット７５が、順に重ねて載置された構成である。カーペット７５は、図７に示したカーペット４６と同様の構成である。また、サイレンサ７４は、厚さ１０ｍｍで単位面積当たりの質量が１０００ｇｓｍのウレタンである。また、比較例３のフロア構造８０は、図１０に示すように、本実施形態の車両用カーペット１０の制振シート２０と同様の構造の制振シート８２を用いたフロア構造であり、第２の実施形態と捉えることができる。このフロア構造８０は、フロアパネル１４上に、制振シート８２，サイレンサ８３，カーペット８４を、順に重ねて載置した構成である。カーペット８４は、図７に示したカーペット４６と同様の構成のものである。また、サイレンサ８３は、厚さ５ｍｍで単位面積当たりの質量が３００ｇｓｍのフェルトである。
　図１１は、パネルへの振動伝達率を、つまり、フロアパネルを制振する制振性能を表している。本実施形態の車両用カーペット１０、および、本実施形態の制振シート２０と同一構造の制振シート８２を用いた比較例３のフロア構造８０は、従来のフロア構造である比較例１，２のフロア構造４０，７０に比較して、共振ピークを効果的に減衰できており、優れた制振性能を有することが確認された。また、図１２は、テストピースへの振動伝達率を、つまり、表皮層２４への振動抑制効果である防振性能を表している。本実施形態の車両用カーペット１０は、２００Ｈｚ以上の周波数帯において、共振ピークを効果的に減衰できていることが確認された。
　また、図１３は、本実施形態の車両用カーペット１０において、第１突出部３２が形成されている第１領域Ａ１，Ａ２の振動伝達率（太実線）と、第２突出部３３が形成されている第２領域Ａ３の振動伝達率（細実線）とを比較した図である。第２領域Ａ３の振動伝達率は、２００Ｈｚ以上の周波数帯域において、０ｄＢ以下となっている。それに対して、第１領域Ａ１，Ａ２の振動伝達率は、８０Ｈｚ以上の周波数帯域において、０ｄＢ以下となっている。つまり、半球状の第１突出部３２が形成されている第１領域Ａ１，Ａ２は、低周波数域の振動をも抑制できることが確認された。
＜車両用カーペットの効果＞
　本実施形態の車両用カーペット１０は、制振シート２０の存在によって、サイレンサを備えることなく、単体でフロアパネル１４上のフロア構造を構成するものであっても、遮音性能，制振性能および防振性能を確保しつつ、厚みを小さくして、省スペース化を図ることができる。換言すれば、当該車両１２のような、スペースが確保し難い電気自動車において、広い室内スペース（高さ）を確保することができる。
　また、本実施形態の車両用カーペット１０は、第１領域Ａ１，Ａ２においては、制振シート２０が、第１突出部３２を有しており、第２領域Ａ３においては、制振シート２０が第２突出部３３を有している構成となっている。その制振シート２０は、ばね質量系のモデルで表した場合に、シート本体部３０が質量要素に、複数の突出部３２，３３がばね要素に、それぞれ相当すると考えられ、本実施形態の車両用カーペット１０においては、第１突出部３２のばね定数と、第２突出部３３のばね定数とが、互いに異なっている。そして、先端に向かって先細りする形状とされた第１突出部３２のばね定数が、有底筒型形状とされた第２突出部３３のばね定数より小さくされている。それにより、本実施形態の車両用カーペット１０は、第１領域Ａ１，Ａ２が、第２領域Ａ３に比較して、低い周波数域の防振性能に優れている。一方で、第２領域Ａ３が、第１領域Ａ１，Ａ２に比較して、制振性能および中周波数域の防振性能を確保することができる。したがって、本実施形態の車両用カーペット１０は、突出部がいずれか一方のみで形成された場合に比較して、車両全体としての防振性能を向上させることができる。なお、第１領域Ａ１，Ａ２は、優れたクッション性を有しており、フロア構造の厚みを小さくしたことによる乗員の乗り心地の低下を抑えることができる。
　また、本実施形態の車両用カーペット１０において、制振シート２０は、シート本体部３０と凹含有突出部３２，３３とが別の材料を用いておらず、１枚のシート部材から成形されているため、リサイクル性に優れたものとなる。ちなみに、この制振シート２０は、射出成形でなく、真空成形やローラ成形によって成形可能であるため、射出成形に比較して、製造時におけるタクトタイムの短縮を図ることができる。
＜他の実施形態＞
　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
　上記実施形態において、凹含有突出部である第１突出部３２，第２突出部３３は、平面視で円形状，十字形状とされていたが、それに限定されない。例えば、矩形状，多角形状，円環状などを採用することもできる。また、凹含有突出部における先端に向かって先細りする形状は、半球状に限定されず、錘状のものであってもよい。
　上記実施形態において、乗物フロア用シートである制振シート２０は、車両用カーペット１０において接合された状態で用いられていたが、図１０に示したフロア構造８０のように、乗物フロア用シート単体で用いることもできる。
　上記実施形態では、乗物として自動車を例示したが、それに限定されず、地上の乗物としての列車や遊戯用車両、飛行用乗物としての飛行機やヘリコプター、海上用の乗物としての船舶などの乗物についても、本発明の乗物フロア用シートを用いることができる。
　１０…車両用カーペット、１２…車両〔乗物〕、１４…フロアパネル、２０…制振シート〔乗物フロア用シート〕、３０…シート本体部、３２…第１突出部〔凹含有突出部〕、３２ａ…凹所〔中空部〕、３３…第２突出部　〔凹含有突出部〕、３３ａ…凹所〔中空部〕

Claims (10)

  1. 　乗物のフロアを構成し、２層のフロア部材の間に介在する乗物フロア用シートであって、
    　シート本体部と、
    前記シート本体部の上面側から凹ませて下方に突出した形状であり、互いに間隔を空けて配されている複数の凹含有突出部と、を備え、
    　非通気性および可撓性を有する板状の部材からなり、前記複数の凹含有突出部の各々の下端において下側の前記フロア部材に接する状態で載置される、乗物フロア用シート。
  2. 　前記複数の凹含有突出部は、先端に向かって先細りする形状を有する複数の第１突出部を含む、請求項１に記載の乗物フロア用シート。
  3. 　前記複数の第１突出部は、下に凸な湾曲形状とされている、請求項２に記載の乗物フロア用シート。
  4. 　前記複数の第１突出部は、前記本体部側における外径が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下で、平板部からの突出寸法が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の半球形状とされている、請求項３に記載の乗物フロア用シート。
  5. 　前記複数の第１突出部は、互いの中心同士の間隔が１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下で形成されている、請求項４に記載の乗物フロア用シート。
  6. 　単位面積当たりの質量が、１０００ｇｓｍ以上５１００ｇｓｍ以下のものとされている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の乗物フロア用シート。
  7. 前記複数の凹含有突出部と上側の前記フロア部材との間に空間が形成される状態で配される、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の乗物フロア用シート。
  8. 前記複数の第１突出部と上側の前記フロア部材との間に空間が形成される状態で配される、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の乗物フロア用シート。
  9. 前記複数の凹含有突出部は、有底の筒型形状とされている複数の第２突出部を含む、請求項２に記載の乗物フロア用シート。
  10. 前記複数の第１突出部と前記複数の第２突出部はそれぞれ、上側の前記フロア部材との間に空間が形成される状態で配される、請求項９に記載の乗物フロア用シート。
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JP2003306069A (ja) * 2002-04-16 2003-10-28 Hayakawa Rubber Co Ltd フロアマット

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