フロアマット及びこれを用いたフロア構造
【課題】 設置面に対して滑らないように安定して設置することができるとともに、優れた吸音性能を備えたフロアマット、及びこれを用いたフロア構造を提供する。
【解決手段】 織物等からなる表面繊維層２と軟質材料からなる裏面軟質層３とを備えたフロアマット１において、上記裏面軟質層３に、上面と下面を貫通する複数の貫通孔２５と、上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部２１を備えた複数の柱状部２０とを、それぞれ上記裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置して設けた。
【解決手段】 織物等からなる表面繊維層２と軟質材料からなる裏面軟質層３とを備えたフロアマット１において、上記裏面軟質層３に、上面と下面を貫通する複数の貫通孔２５と、上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部２１を備えた複数の柱状部２０とを、それぞれ上記裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置して設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車の車輌フロア材上に設置するためのフロアマット、及びこれを用いたフロア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車輌フロア材は複数の層からなり、その最上層は、車室内側の表面を化粧するための床カーペット層となっている。床カーペット層は、基布と基布表面から立ち上がった起毛とからなり、特にタフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットが広く用いられている。
【０００３】
床カーペット層の上には、床カーペット層の汚れを防いだり、車室内の意匠性を高めたりする目的で、フロアマットが敷設されるのが一般的である。そのような自動車用のフロアマットとしては、図１２に示す従来品(１)や、図１３に示す従来品(２)等が知られている。
【０００４】
図１２に示すように、従来品(１)１０１は、表面カーペット層１０２と裏面ゴム層１０３とからなり、裏面ゴム層１０３の下面に、多数の滑り防止用突起１０４が設けられている。滑り防止用突起１０４は、先端に向かうに連れて横断面の径が小さくなる略円錐状であり、床カーペット層１２１の起毛１２２の間へ、比較的小径の先端から比較的大径の基端までスムーズに入り込むようになっている。このようにして滑り防止用突起１０４が床カーペット層１２１の中へ入り込むことによって、フロアマット１０１が床カーペット層１２１上を滑るのを防ぐことができる。
【０００５】
他方、従来品(２)１１１は、図１３に示すように、表面カーペット層１１２の裏側にフェルトからなる吸音材層１１３が積層されたものである。従来品(２)１１１では、その表面側(車室内側)から入射してきた音の一部を吸音材層１１３において吸収できるようになっている。なお、表面カーペット層の裏側に吸音材層を積層する構成は、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９８６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、床カーペット層上面とフロアマット下面との間に所定高さ以上の空間層を形成すると、その空間層において効果的に吸音することが可能である。つまり、車室内からフロアマット表面へ入射して空間層へ達した音は、床カーペット層上面及びフロアマット下面において乱反射を繰り返し、反射する度に減衰していくため、結果として空間層において吸音することができる。
【０００７】
この点に関して、図１２に示す従来品(１)１０１は、裏面ゴム層１０３下面に滑り防止用突起１０４が設けられているため、滑り防止用突起１０４の高さ分だけ上記の空間層を形成できるようにも考えられる。しかし、滑り防止用突起１０４は、上述のように全体的に床カーペット層１２１の中へ入り込んでしまうため、従来品(１)１０１は、空間層を形成することが困難であり、有効に吸音することができるものではない。
【０００８】
また、従来品(１)１０１における裏面ゴム層１０３は、ソリッド状のゴム又は熱可塑性エラストマーからなり、通気性を全く備えていない。したがって、従来品(１)１０１の表面側から入射してきた音を裏面ゴム層１０３で反射してしまい、従来品(１)１０１や車輌フロア材１２０によって吸音できないため、車室内の静粛性を阻害してしまう。
【０００９】
他方、図１３に示す従来品(２)１１１は、吸音材層１１３を備えているものの、その吸音材層１１３による吸音だけでは依然として十分な吸音効果を得ることができなかった。また、従来品(２)１１１は、その下面全体が床カーペット層１２１上面に当接した状態で設置されるため、上記のように空間層を形成して吸音性能を向上させることもできない。さらに、従来品(２)１１１は、従来品(１)１０１のような滑り防止用突起１０４を備えていないため、設置面に対して滑らないように安定して設置することができず、車輌運転の安全性が悪化する恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明は、設置面に対して滑らないように安定して設置することができるとともに、優れた吸音性能を備えたフロアマット、及びこれを用いたフロア構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るフロアマットは、
表面繊維層と軟質材料からなる裏面軟質層とを備えたものにおいて、
上記裏面軟質層は、
上記裏面軟質層の上面と下面を貫通すると共に上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の貫通孔と、
上記下面から下方に伸びると共に上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部を備えており、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の柱状部を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係るフロアマットは、上記裏面軟質層が、上記複数の貫通孔の下面開口部をそれぞれ囲み且つ上記貫通孔から径方向外側に向かってすり鉢状に広がる傾斜面を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に係るフロアマットは、上記複数の柱状部が、上下方向の所定の長さを有する第１の柱状部と、上記第１の柱状部よりも長さの短い第２の柱状部を含み、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに上記第１の柱状部と第２の柱状部が所定のパターンで配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に係るフロアマットは、上記柱状部の径が２〜６ｍｍであり、上記柱状部の長さが２〜６ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に係るフロアマットは、上記柱状部における上記軸部の長さが１〜３．５ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項６に係るフロアマットは、上記柱状部が、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに、５〜２０ｍｍの間隔を空けて格子状に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項７に係るフロアマットは、上記貫通孔の開孔率が２〜２０％であることを特徴とする。ここで、貫通孔の開孔率とは、裏面軟質層の面積に対する貫通孔の開孔面積の総和の割合で定義されるものである。
【００１８】
本発明の請求項８に係るフロアマットは、上記裏面軟質層の厚みが０．５〜２ｍｍであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項９に係るフロアマットは、上記表面繊維層が、基布とその基布から立ち上がった起毛とを備え、上記表面繊維層の目付が５００〜３０００ｇ／ｍ２であり、上記表面繊維層における起毛の高さが３〜２０ｍｍであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１０に係るフロアマットは、上記表面繊維層と上記裏面軟質層との間に、通気性を有する吸音材層が介在していることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１１に係るフロアマットは、上記吸音材層の目付が１００〜１０００ｇ／ｍ２であり、上記吸音材層の厚みが１〜１０ｍｍであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１２に係るフロアマットは、上記貫通孔の開孔率をβ(％)、上記軸部の長さをα(ｍｍ)、及び上記裏面軟質層の厚みをγ(ｍｍ)とそれぞれしたときに、下記の関係式を満たしていることを特徴とする。
【数１】
【００２３】
本発明の請求項１３に係るフロア構造は、上記のフロアマットにおける上記裏面軟質層の下に床繊維層が配置され、その床繊維層上面と上記裏面軟質層下面との間に空間層が形成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１４に係るフロア構造は、上記床繊維層が、基布とその基布表面から立ち上った起毛とを備え、その起毛の長さが０．５〜３ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、裏面軟質層の柱状部が、裏面軟質層下面から先端近傍の所定位置まで同一の横断面を有する軸部を備えたものであり、フロアマットの下側に配置された床繊維層の中へ深く入り込まない形状となっているため、床繊維層上面と裏面軟質層下面との間に所望高さの空間層を形成することができる。そして、その空間層に達した音は、床繊維層上面及び裏面軟質層下面おいて乱反射を繰り返し、反射する度に減衰するため、空間層において有効に吸音することができ、室内の静粛性を向上させることができる。
【００２６】
しかも、裏面軟質層は、所定パターンで配置された複数の貫通孔により通気性が確保されているため、裏面軟質層の下側に形成された上記空間層の吸音機能、及びその空間層のさらに下側のフロア材の吸音機能を阻害するのを防ぐことができる。
【００２７】
特に、裏面軟質層に、貫通孔の下面開口部を囲むすり鉢状の傾斜面を設けることで、上記のように反射を繰り返す音を、再び貫通孔から出ていかないように上記傾斜面で反射させることができる。したがって、上述した音の反射を十分に繰り返させて、その音を十分に減衰させることができ、空間層における吸音効果を一層高めることができる。
【００２８】
さらに、裏面軟質層の柱状部は、従来の滑り防止用突起と同様、フロアマットが設置面上を滑ることを防ぐ機能も有しており、設置面に対して滑らないように安定して設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態に係るフロアマット１を示している。このフロアマット１は、図１に示すように、自動車の床に予め取り付けられた車輌フロア材３０上に敷設されるものである。
【００３０】
車輌フロア材３０は、複数の層を備えており、その最上層が床繊維層３１となっている。車輌フロア材３０は、床繊維層３１以外の層を１又は複数備えているが、その層の種類は特に限定されるものではない。なお、車輌フロア材３０に設けられる床繊維層３１以外の層としては、例えば、車輌フロア材３０の成型に寄与する熱可塑性樹脂層、吸音機能を備えた吸音材層、遮音機能を備えた遮音材層等が挙げられる。
【００３１】
床繊維層３１は、図２に示すように、基布３２とその基布３２表面から立ち上がった起毛３３とを備えている。起毛３３の高さは、０．５〜３ｍｍである。床繊維層３１の材料としては、少なくとも１種類の繊維が用いられ、天然繊維と合成繊維の少なくとも一方が用いられる。床繊維層３１としては、様々な織物等が用いられ、特にタフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットが好適に用いられる。
【００３２】
フロアマット１は、織物等からなる表面繊維層２と軟質材料からなる裏面軟質層３とを備えている。また、表面繊維層２と裏面軟質層３との間に、通気性を有する吸音材層４が介在している。
【００３３】
表面繊維層２は、基布１１とその基布１１から立ち上がった起毛１２とを備えている。表面繊維層２の材料としては、少なくとも１種類の繊維が用いられ、天然繊維と合成繊維の少なくとも一方が用いられる。表面繊維層２における繊維の種類は、通気性を有するものであれば良く、特に限定されるものではない。
【００３４】
表面繊維層２の素材としては、様々な織物等が用いられるが、外観、機能、及びコスト面等の観点から、タフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットが好適に用いられる。タフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットを用いる場合は、合繊繊維製であり、且つ、裏面に合成ゴムラテックス等により薄くバッキング処理されたものが特に好適に用いられる。
【００３５】
表面繊維層２の目付は、５００〜３０００ｇ／ｍ２とするのが好ましく、３０００ｇ／ｍ２とするのが最適である。表面繊維層２における起毛１２の高さは、３〜２０ｍｍとするのが好ましく、２０ｍｍとするのが最適である。
【００３６】
裏面軟質層３の素材としては、例えば、ソリッド状のゴム又はゴム発泡体が用いられる。裏面軟質層３の原料としては、天然ゴム、合成ゴム、又は再生ゴム等の原料ゴムが用いられる。また、裏面軟質層３は、上記原料ゴムに、必要に応じて加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、軟化剤、発泡剤、発泡助剤、及びその他のゴム薬品剤を調合して製造される。ただし、裏面軟質層３の素材として、ゴム以外の軟質材料を用いることを妨げるものではなく、例えば熱可塑性エラストマーを用いても良い。
【００３７】
裏面軟質層３の比重は、０．３〜３．０ｇ／ｃｍ3とするのが好ましく、裏面軟質層３の単位面積当たりの重量は、１０００ｇ／ｍ２とするのが最適である。裏面軟質層３の厚みは、０．５〜２．０ｍｍとするのが好ましく、１．５ｍｍとするのが最適である。裏面軟質層の硬度は、JIS K 6253規格(タイプＡ)において４０〜８５とするのが好ましい。
【００３８】
裏面軟質層３は、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の柱状部２０を備えている。具体的に、柱状部２０は、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに、図３に示すように一定の間隔を空けて格子状に配置されている。隣接する柱状部２０の軸芯間の間隔は、例えば５〜２０ｍｍとするのが好ましく、１５ｍｍとするのが最適である。ただし、柱状部２０は、必ずしも上記のパターンで配置する必要はなく、様々なパターンで配置することができる。
【００３９】
これら柱状部２０は、裏面軟質層３下面から下方に伸びると共に上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部２１と、先端に向かうに連れて横断面の径が小さくなる先端部２２とを備えている。
【００４０】
柱状部２０の先端部２２は、具体的には、円錐状に形成されており、床繊維層３１における起毛３３の間へスムーズに入り込むようになっている。したがって、床繊維層３１の上にフロアマット１を敷設した状態では、柱状部２０の先端部２２でフロアマット１を確実に支持して、フロアマット１が床繊維層３１上を滑るのを防止できるようになっている。なお、先端部２２の形状は、先端に向かうに連れて横断面の径が小さくなる形状であれば特に限定されるものではなく、例えば多角錐状であっても良い。
【００４１】
柱状部２０の軸部２１は、具体的には、円柱状に形成されており、床繊維層３１における起毛３３の間へ容易には入り込まないようになっている。したがって、床繊維層３１の上にフロアマット１を敷設した状態では、柱状部２０の軸部２１が床繊維層３１の起毛３３上端より上側に突出するため、裏面軟質層３の下に配置された床繊維層３１の上面と、裏面軟質層３下面との間に空間層２９が形成される。なお、軸部２１の形状は、裏面軟質層３下面から先端近傍の所定位置まで同一の横断面を有する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば多角柱状であっても良い。
【００４２】
柱状部２０の径は、２〜６ｍｍとするのが好ましく、４ｍｍとするのが最適である。また、柱状部２０の長さは、２〜６ｍｍとするのが好ましく、５ｍｍとするのが最適である。さらに、柱状部２０の軸部２１の長さは、１〜３．５ｍｍとするのが好ましく、３ｍｍとするのが最適である。
【００４３】
また、裏面軟質層３は、裏面軟質層３の上面と下面を貫通すると共に裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の貫通孔２５を備えている。具体的に、貫通孔２５は、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに、図３に示すように柱状部２０と干渉しないようにして、一定の間隔を空けて格子状に配置されている。隣接する貫通孔２５の中心間の間隔は、隣接する柱状部２０の軸芯間の間隔と等しくなるように設定されている。ただし、貫通孔２５は、必ずしも上記のパターンで配置する必要はなく、柱状部２０と干渉しないようにすれば、様々なパターンで配置することができる。
【００４４】
このように裏面軟質層３に貫通孔２５を設けることにより、裏面軟質層３の通気性が確保され、フロアマット１表面から入射してきた音が裏面軟質層３を通過できるようになっている。
【００４５】
貫通孔２５の開孔率(裏面軟質層３の面積に対する貫通孔２５の開孔面積の総和の割合)は、２〜２０％とするのが好ましく、１０％とするのが最適である。これにより、フロアマット１の防水性を確保しつつ、良好な通気性が得られるようになっている。
【００４６】
ここで、貫通孔２５の開孔率、軸部２１の長さ、及び裏面軟質層３の厚みは、貫通孔２５の開孔率をβ(％)、軸部２１の長さをα(ｍｍ)、及び裏面軟質層３の厚みをγ(ｍｍ)としたときに、下記の関係式(１)を満たすように設定するのが望ましい。
【数２】
これにより、空間層２９における後述の吸音機能を十分に発揮することができる。
【００４７】
また、裏面軟質層３は、複数の貫通孔２５の下面開口部をそれぞれ囲み且つ貫通孔２５から径方向外側に向かってすり鉢状に広がる傾斜面２６を有する。この傾斜面２６を設けることにより、裏面軟質層３の下側から貫通孔２５へ入射しようとする音が、傾斜面２６で反射して貫通孔２５へ入り込みにくいようになっている。
【００４８】
吸音材層４の素材としては、例えば不織布、フェルト、又はウレタン発泡体が用いられるが、通気性を有するものであれば、特に限定されるものではない。吸音材層４の目付は１００〜１０００ｇ／ｍ２とするのが好ましい。吸音材層４の厚みは１〜１０ｍｍとするのが好ましく、１０ｍｍとするのが最適である。
【００４９】
以上の構成からなるフロアマット１を車輌フロア材３０の上に敷設すると、フロアマット１表面から入射した音が吸音材層４において吸収され、吸収しきれなかった音は吸音材層４を通過して裏面軟質層３に達する。裏面軟質層３に達した音は貫通孔２５を通り抜けて上述の空間層２９に達し、その空間層２９において吸収される。すなわち、空間層２９に達した音は、床繊維層３１上面及び裏面軟質層３下面において乱反射を繰り返し、反射する度に減衰するため、空間層２９において有効に吸音できるようになっている。
【００５０】
また、そのように反射を繰り返す音は、上記傾斜面２６で反射することによって、空間層２９から貫通孔２５を通って出ていきにくくなっているため、上述した音の反射を十分に繰り返させて、その音を十分に減衰させることができ、空間層２９における吸音効果が一層高められている。
【００５１】
また、フロアマット１を車輌フロア材３０の上に敷設した状態においては、柱状部２０の先端部２２が床繊維層３１の中へ入り込んでフロアマット１を確実に支持しているため、フロアマット１が車輌フロア材３０上を滑るのを防ぐことができ、自動車の安全運転に支障をきたさないようになっている。
【００５２】
図４及び図５は、この本発明の第２の実施形態に係るフロアマット４１を示している。この実施形態では、裏面軟質層３が、上下方向に所定の長さを有する第１の柱状部５０と、第１の柱状部５０よりも長さの短い第２の柱状部６０とを備え、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに第１の柱状部５０と第２の柱状部６０が所定のパターンで配置されている。
【００５３】
具体的には、図５に示すように、すべての柱状部５０，６０が一定の間隔を空けて格子状となるように配置されると共に、第１の柱状部５０と第２の柱状部６０とが、横方向及び縦方向において交互に並ぶように配置されている。ただし、第１の柱状部５０及び第２の柱状部６０は、上記以外にも様々なパターンで配置することができる。
【００５４】
第２の柱状部６０は第１の柱状部５０よりも短いため、図４に示すように、第１の柱状部５０のみでフロアマット４１を支持して、第２の柱状部６０が床繊維層３１の上方に浮いた状態で、フロアマット４１を敷設することが可能であり、その場合は、空間層２９の高さを比較的大きく確保することができる。
【００５５】
また、第２の柱状部６０は、第１の柱状部５０よりも大径となっており、第２の柱状部６０の軸部６１は、床繊維層３１の起毛３３の間へ第１の柱状部５０の軸部５１よりも一層入り込みにくくなっている。したがって、仮に床繊維層３１における起毛３３間の隙間が大きく、その隙間へ第１の柱状部５０の軸部５１が入り込んでしまう場合でも、第２の柱状部６０の軸部６１は床繊維層３１へ入り込んでしまわないため、ある程度の高さを備えた空間層２９を確保することが可能である。
【００５６】
第１の柱状部５０の径は、２〜６ｍｍとするのが好ましく、４ｍｍとするのが最適である。また、第１の柱状部５０の長さは、２〜６ｍｍとするのが好ましく、５ｍｍとするのが最適である。さらに、第１の柱状部５０における軸部５１の長さは、１〜３．５ｍｍとするのが好ましく、３．５ｍｍとするのが最適である。
【００５７】
第２の柱状部６０の径は、第１の柱状部５０の径よりも大きい範囲内で、４〜８ｍｍとするのが好ましく、６ｍｍとするのが最適である。また、第２の柱状部６０の長さは、第１の柱状部５０よりも短い範囲内で、１〜３ｍｍとするのが好ましく、２ｍｍとするのが最適である。さらに、第２の柱状部６０における軸部６１の長さは、第１の柱状部５０の軸部５１よりも短い範囲内で、１〜２ｍｍとするのが好ましく、２ｍｍとするのが最適である。
【００５８】
なお、第２の実施形態において、その他の構成及び効果は第１の実施形態と同様であり、図４及び図５において、第１の実施形態と同様の機能を有する部材については同符号を付してある。
【００５９】
次に、フロアマット１，４１の製造方法について説明する。ただし、フロアマット１，４１の製造方法は、必ずしも以下の製造方法に限定されるものではなく、様々な方法で製造することができる。
【００６０】
フロアマット１，４１の製造には、裏面軟質層３の素材である未加硫ゴムシート６６の加硫、裏面軟質層３の成型、及び裏面軟質層３と吸音材層４との接着を同時に行うために、図６に示す加硫成型用プレス機６８を用いる。なお、裏面軟質層３の素材として発泡体を用いる場合は、未加硫ゴムシート６６の発泡も同時に行うようにしても良い。
【００６１】
加硫成型用プレス機６８は、上金型７０と下金型９０とを備えている。上金型７０下面には、図７に示すように、裏面軟質層３の柱状部２０を成型するための柱状部成型用の凹部７２が複数設けられている。なお、上金型７０は、上層７５と下層７６とからなっており、柱状部成型用の凹部７２は、上金型７０の下層７６を上下方向に貫通して設けられている。これにより、未加硫ゴムシート６６の加硫及び成型を行う際に、未加硫ゴムシート６６に調合されたゴム薬品からガスが発生しても、柱状部成型用の凹部７２にガスがたまらないため、成型不良を防止することができる。
【００６２】
また、上金型７０には、裏面軟質層３の貫通孔成型用のピン７１が下方に突出して設けられている。これにより、加硫成型用プレス機６８を閉じた際に、貫通孔成型用ピン７１が未加硫ゴムシート６６を貫通して裏面軟質層３の貫通孔２５が成型される。貫通孔成型用のピン７１は、貫通孔２５を確実に開けることができるように、４〜１０ｍｍとすることが好ましい。さらに、上金型７０下面には、貫通孔成型用のピン７１を囲むようにして、傾斜面成型用の凹部７３が設けられている。
【００６３】
下金型９０は、加硫成型用プレス機６８を閉じた状態における上金型７０と下金型９０との隙間を調節するスペーサー９２を備えている。このスペーサー９２の厚みを調節することによって、加圧による吸音材６７の潰れを防ぎ、裏面軟質層３を成型するだけの微弱な圧力を制御することができる。
【００６４】
また、下金型９０上面には、上金型７０の貫通孔成型用のピン７１の位置に対応してピン回避用の凹部９１が設けられている。これにより、加硫成型用プレス機６８を閉じた際に、貫通孔成型用のピン７１が下金型９０に干渉しないようになっている。
【００６５】
加硫成型用プレス機６８を用いる際には、その準備として、裏面軟質層３の上記原料ゴムと、要求される機能に合わせて必要となるゴム用薬品とを調合してなるゴム組成物を混練りし、混練りしたゴム組成物をカレンダーロールで０．５〜２ｍｍの厚みに圧延して、フロアマット１，４１よりも僅かに大きい寸法になるように裁断することで、裏面軟質層３の素材である未加硫ゴムシート６６を形成しておく。また、吸音材層４の素材である吸音材６７を、フロアマット１，４１よりも僅かに大きい寸法となるように裁断しておく。
【００６６】
加硫成型用プレス機６８は、上金型７０の温度が１５０〜１８０℃に、下金型９０の温度が４０〜６０℃に保たれるようにそれぞれ調整する。上金型７０の温度調整は、図６に示す蒸気入口８１から導入し蒸気出口８２から排出する蒸気の温度及び圧力と、断熱材８３の温度とによって、プレス上盤８０を常に１５０〜１８０℃に保つように調整することで行う。下金型９０の温度調整は、冷却水入口８６から導入し冷却水出口８７から排出する冷却水の循環と、断熱材８８の温度とによって、プレス下盤８５を常に４０〜６０℃に保つように調整することで行う。
【００６７】
このように、加硫成型用プレス機６８の上金型７０及び下金型９０の温度調整を行った状態において、下金型９０の上に吸音材６７を載置し、さらに吸音材６７の上に未加硫ゴムシート６６を重ね置く。そして、加硫成型用プレス機６８を閉じて、５８９ｋＰａ以下の圧力で５〜８分間の加圧及び加熱を行うことで、未加硫ゴムシート６６の加硫、裏面軟質層３の成型、及び裏面軟質層３と吸音材層４との接着を同時に行うことができる。
【００６８】
これにより、裏面軟質層３と吸音材層４とが一体的に成型され、その成型品を、加硫成型用プレス機６８を開放して取り出す。そして、取り出した成型品における吸音材層４に、表面繊維層２の素材である織物等を接着することで、フロアマット１，４１を製造できる。吸音材層４と表面繊維層２との接着は、通気性を阻害しないような部分接着により行うものとし、例えば、蜘蛛の巣状ホットメルト、穴開きホットメルト、又は接着剤等による部分的な接着にする。
【実施例】
【００６９】
本発明に係るフロアマットの吸音性能及び滑り防止性能を以下の試験によって確認した。本発明品のサンプルは、上述の製造方法によって、吸音材(厚み５ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ２)と未加硫ゴムシート(厚み１．５ｍｍ、比重１．６ｇ／ｃｍ3)とを加硫成型用プレス機によって一体的に成型し、それにより得られた成型品とカーペット(目付８００ｇ／ｍ２、パイル長８ｍｍ)とを貼り合わせて作製した。また、裏面軟質層の柱状部は、長さが５ｍｍ、径が３ｍｍとなるように成型し、１０ｍｍの間隔を空けて格子状に配置して設けた。また、比較例として、図１２に示す従来品(１)、及び図１３に示す従来品(２)のサンプルを、適当な大きさとなるように裁断して作製した。
【００７０】
(吸音性能評価試験)
本発明品の吸音性能を確認する試験では、本発明品のサンプル、従来品(１)のサンプル及び従来品(２)のサンプルについて、JＩＳＡ１４０５に準じて垂直入射法吸音率を測定した。ただし、本発明品については、貫通孔の開孔率が異なる複数のサンプルを作製し、それぞれのサンプルについて吸音率(％)を測定した。
【００７１】
図８は、貫通孔の開孔率が１０％である本発明品、従来品(１)及び従来品(２)の吸音率を示すグラフである。図８に示すように、従来品(１)は全周波数領域で吸音率が悪く、従来品(２)は１０００Ｈｚ以上の周波数領域で吸音率が高くなることが確認できた。これらに対して、本発明品は、全周波数領域で従来品(１)及び従来品(２)よりも優れた吸音率を示している。特に２０００Ｈｚ以下の領域では、従来品(１)及び従来品(２)と比較して顕著に高い吸音率を示している。すなわち、一般的に２０〜２０００Ｈｚと言われている人間の可聴域において、本発明品が大きな吸音効果を有することが確認できた。
【００７２】
図９は、貫通孔の開孔率を０％、２％、５％、１０％、１５％及び２０％とした場合の本発明品と、従来品(２)との吸音率を示すグラフである。図９に示すように、開孔率を１０％とした場合の本発明品が、全周波数領域で最も高い吸音率を示している。続いて、開孔率が１５％の本発明品、５％の本発明品、２０％の本発明品、２％の本発明品の順で吸音率が高く、貫通孔を設けなかった場合(開孔率０％)の本発明品と従来品(２)とが、全周波数領域においてほぼ同じで且つ最も低い吸音率を示している。このことから、本発明品の吸音率が、貫通孔の開孔率によって変化することが分かり、開孔率を１０％としたきに最も高い吸音効果を示すことが確認できた。
【００７３】
図１０は、貫通孔の開孔率を４．５％、１０％及び３３％とした場合の本発明品と、従来品(２)との吸音率を示すグラフであり、上記関係式(１)を満たす場合の吸音効果を示すものである。上述のように、軸部の長さαを１〜３．５ｍｍ、裏面軟質層の厚みγを０．５〜２．０ｍｍとそれぞれ設定した場合、上記関係式(１)に当てはめると、貫通孔の開孔率βは、４．５＜β＜３３(％)となる。すなわち、上記関係式(１)を満たした場合の本発明の吸音率は、図１０の斜線部分に相当し、２０００Ｈｚ以下の周波数領域において従来品(２)よりも高くなることが確認できる。
【００７４】
(滑り防止性能評価試験)
本発明品の滑り防止性能を確認する試験では、本発明品のサンプル、従来品(１)のサンプル、及び従来品(２)のサンプルについて、滑り抵抗値(Ｎ)を測定した。この試験は、各サンプルを１００×１４０ｍｍの大きさに裁断してなる試験片を車輌フロア材上に設置し、試験片に１ｋｇｆ(９．８Ｎ)の荷重をかけた状態で、１００ｍｍ／分の速度で車輌フロア材表面と平行な方向へ引っ張って測定した。
【００７５】
図１１は、本発明品、従来品(１)及び従来品(２)の滑り抵抗値を示している。図１１に示すように、従来品(２)の滑り抵抗値が最も低く、本発明品及び従来品(１)の滑り抵抗値は、ほぼ同等で且つ高い抵抗値を示すことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフロアマットを示す断面図である。
【図２】同じくその拡大断面図である。
【図３】同じくその下面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るフロアマットを示す断面図である。
【図５】同じくその下面側から見た斜視図である。
【図６】フロアマットの製造に用いる加硫成型用プレス機を示す断面図である。
【図７】同じくその要部拡大断面図である。
【図８】本発明のフロアマット、従来品(１)、及び従来品(２)の吸音率を示す図である。
【図９】貫通孔の開孔率による吸音率の変化を示す図である。
【図１０】貫通孔の開孔率を、所定の関係式を満たすように設定した場合における吸音率を示す図である。
【図１１】本発明のフロアマット、従来品(１)、及び従来品(２)の滑り抵抗値を示す図である。
【図１２】従来品(１)を示す断面図である。
【図１３】従来品(２)を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，４１ フロアマット
２ 表面繊維層
３ 裏面軟質層
４ 吸音材層
１１ 表面繊維層の基布
１２ 表面繊維層の起毛
２０ 柱状部
２１ 柱状部の軸部
２２ 柱状部の先端部
２５ 貫通孔
２６ 傾斜面
３１ 床繊維層
３２ 床繊維層の基布
３３ 床繊維層の起毛
５０ 第１の柱状部
６０ 第２の柱状部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車の車輌フロア材上に設置するためのフロアマット、及びこれを用いたフロア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車輌フロア材は複数の層からなり、その最上層は、車室内側の表面を化粧するための床カーペット層となっている。床カーペット層は、基布と基布表面から立ち上がった起毛とからなり、特にタフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットが広く用いられている。
【０００３】
床カーペット層の上には、床カーペット層の汚れを防いだり、車室内の意匠性を高めたりする目的で、フロアマットが敷設されるのが一般的である。そのような自動車用のフロアマットとしては、図１２に示す従来品(１)や、図１３に示す従来品(２)等が知られている。
【０００４】
図１２に示すように、従来品(１)１０１は、表面カーペット層１０２と裏面ゴム層１０３とからなり、裏面ゴム層１０３の下面に、多数の滑り防止用突起１０４が設けられている。滑り防止用突起１０４は、先端に向かうに連れて横断面の径が小さくなる略円錐状であり、床カーペット層１２１の起毛１２２の間へ、比較的小径の先端から比較的大径の基端までスムーズに入り込むようになっている。このようにして滑り防止用突起１０４が床カーペット層１２１の中へ入り込むことによって、フロアマット１０１が床カーペット層１２１上を滑るのを防ぐことができる。
【０００５】
他方、従来品(２)１１１は、図１３に示すように、表面カーペット層１１２の裏側にフェルトからなる吸音材層１１３が積層されたものである。従来品(２)１１１では、その表面側(車室内側)から入射してきた音の一部を吸音材層１１３において吸収できるようになっている。なお、表面カーペット層の裏側に吸音材層を積層する構成は、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９８６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、床カーペット層上面とフロアマット下面との間に所定高さ以上の空間層を形成すると、その空間層において効果的に吸音することが可能である。つまり、車室内からフロアマット表面へ入射して空間層へ達した音は、床カーペット層上面及びフロアマット下面において乱反射を繰り返し、反射する度に減衰していくため、結果として空間層において吸音することができる。
【０００７】
この点に関して、図１２に示す従来品(１)１０１は、裏面ゴム層１０３下面に滑り防止用突起１０４が設けられているため、滑り防止用突起１０４の高さ分だけ上記の空間層を形成できるようにも考えられる。しかし、滑り防止用突起１０４は、上述のように全体的に床カーペット層１２１の中へ入り込んでしまうため、従来品(１)１０１は、空間層を形成することが困難であり、有効に吸音することができるものではない。
【０００８】
また、従来品(１)１０１における裏面ゴム層１０３は、ソリッド状のゴム又は熱可塑性エラストマーからなり、通気性を全く備えていない。したがって、従来品(１)１０１の表面側から入射してきた音を裏面ゴム層１０３で反射してしまい、従来品(１)１０１や車輌フロア材１２０によって吸音できないため、車室内の静粛性を阻害してしまう。
【０００９】
他方、図１３に示す従来品(２)１１１は、吸音材層１１３を備えているものの、その吸音材層１１３による吸音だけでは依然として十分な吸音効果を得ることができなかった。また、従来品(２)１１１は、その下面全体が床カーペット層１２１上面に当接した状態で設置されるため、上記のように空間層を形成して吸音性能を向上させることもできない。さらに、従来品(２)１１１は、従来品(１)１０１のような滑り防止用突起１０４を備えていないため、設置面に対して滑らないように安定して設置することができず、車輌運転の安全性が悪化する恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明は、設置面に対して滑らないように安定して設置することができるとともに、優れた吸音性能を備えたフロアマット、及びこれを用いたフロア構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るフロアマットは、
表面繊維層と軟質材料からなる裏面軟質層とを備えたものにおいて、
上記裏面軟質層は、
上記裏面軟質層の上面と下面を貫通すると共に上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の貫通孔と、
上記下面から下方に伸びると共に上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部を備えており、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の柱状部を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係るフロアマットは、上記裏面軟質層が、上記複数の貫通孔の下面開口部をそれぞれ囲み且つ上記貫通孔から径方向外側に向かってすり鉢状に広がる傾斜面を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に係るフロアマットは、上記複数の柱状部が、上下方向の所定の長さを有する第１の柱状部と、上記第１の柱状部よりも長さの短い第２の柱状部を含み、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに上記第１の柱状部と第２の柱状部が所定のパターンで配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に係るフロアマットは、上記柱状部の径が２〜６ｍｍであり、上記柱状部の長さが２〜６ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に係るフロアマットは、上記柱状部における上記軸部の長さが１〜３．５ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項６に係るフロアマットは、上記柱状部が、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに、５〜２０ｍｍの間隔を空けて格子状に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項７に係るフロアマットは、上記貫通孔の開孔率が２〜２０％であることを特徴とする。ここで、貫通孔の開孔率とは、裏面軟質層の面積に対する貫通孔の開孔面積の総和の割合で定義されるものである。
【００１８】
本発明の請求項８に係るフロアマットは、上記裏面軟質層の厚みが０．５〜２ｍｍであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項９に係るフロアマットは、上記表面繊維層が、基布とその基布から立ち上がった起毛とを備え、上記表面繊維層の目付が５００〜３０００ｇ／ｍ２であり、上記表面繊維層における起毛の高さが３〜２０ｍｍであることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１０に係るフロアマットは、上記表面繊維層と上記裏面軟質層との間に、通気性を有する吸音材層が介在していることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１１に係るフロアマットは、上記吸音材層の目付が１００〜１０００ｇ／ｍ２であり、上記吸音材層の厚みが１〜１０ｍｍであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１２に係るフロアマットは、上記貫通孔の開孔率をβ(％)、上記軸部の長さをα(ｍｍ)、及び上記裏面軟質層の厚みをγ(ｍｍ)とそれぞれしたときに、下記の関係式を満たしていることを特徴とする。
【数１】
【００２３】
本発明の請求項１３に係るフロア構造は、上記のフロアマットにおける上記裏面軟質層の下に床繊維層が配置され、その床繊維層上面と上記裏面軟質層下面との間に空間層が形成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１４に係るフロア構造は、上記床繊維層が、基布とその基布表面から立ち上った起毛とを備え、その起毛の長さが０．５〜３ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、裏面軟質層の柱状部が、裏面軟質層下面から先端近傍の所定位置まで同一の横断面を有する軸部を備えたものであり、フロアマットの下側に配置された床繊維層の中へ深く入り込まない形状となっているため、床繊維層上面と裏面軟質層下面との間に所望高さの空間層を形成することができる。そして、その空間層に達した音は、床繊維層上面及び裏面軟質層下面おいて乱反射を繰り返し、反射する度に減衰するため、空間層において有効に吸音することができ、室内の静粛性を向上させることができる。
【００２６】
しかも、裏面軟質層は、所定パターンで配置された複数の貫通孔により通気性が確保されているため、裏面軟質層の下側に形成された上記空間層の吸音機能、及びその空間層のさらに下側のフロア材の吸音機能を阻害するのを防ぐことができる。
【００２７】
特に、裏面軟質層に、貫通孔の下面開口部を囲むすり鉢状の傾斜面を設けることで、上記のように反射を繰り返す音を、再び貫通孔から出ていかないように上記傾斜面で反射させることができる。したがって、上述した音の反射を十分に繰り返させて、その音を十分に減衰させることができ、空間層における吸音効果を一層高めることができる。
【００２８】
さらに、裏面軟質層の柱状部は、従来の滑り防止用突起と同様、フロアマットが設置面上を滑ることを防ぐ機能も有しており、設置面に対して滑らないように安定して設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態に係るフロアマット１を示している。このフロアマット１は、図１に示すように、自動車の床に予め取り付けられた車輌フロア材３０上に敷設されるものである。
【００３０】
車輌フロア材３０は、複数の層を備えており、その最上層が床繊維層３１となっている。車輌フロア材３０は、床繊維層３１以外の層を１又は複数備えているが、その層の種類は特に限定されるものではない。なお、車輌フロア材３０に設けられる床繊維層３１以外の層としては、例えば、車輌フロア材３０の成型に寄与する熱可塑性樹脂層、吸音機能を備えた吸音材層、遮音機能を備えた遮音材層等が挙げられる。
【００３１】
床繊維層３１は、図２に示すように、基布３２とその基布３２表面から立ち上がった起毛３３とを備えている。起毛３３の高さは、０．５〜３ｍｍである。床繊維層３１の材料としては、少なくとも１種類の繊維が用いられ、天然繊維と合成繊維の少なくとも一方が用いられる。床繊維層３１としては、様々な織物等が用いられ、特にタフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットが好適に用いられる。
【００３２】
フロアマット１は、織物等からなる表面繊維層２と軟質材料からなる裏面軟質層３とを備えている。また、表面繊維層２と裏面軟質層３との間に、通気性を有する吸音材層４が介在している。
【００３３】
表面繊維層２は、基布１１とその基布１１から立ち上がった起毛１２とを備えている。表面繊維層２の材料としては、少なくとも１種類の繊維が用いられ、天然繊維と合成繊維の少なくとも一方が用いられる。表面繊維層２における繊維の種類は、通気性を有するものであれば良く、特に限定されるものではない。
【００３４】
表面繊維層２の素材としては、様々な織物等が用いられるが、外観、機能、及びコスト面等の観点から、タフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットが好適に用いられる。タフテッドカーペット又はニードルパンチカーペットを用いる場合は、合繊繊維製であり、且つ、裏面に合成ゴムラテックス等により薄くバッキング処理されたものが特に好適に用いられる。
【００３５】
表面繊維層２の目付は、５００〜３０００ｇ／ｍ２とするのが好ましく、３０００ｇ／ｍ２とするのが最適である。表面繊維層２における起毛１２の高さは、３〜２０ｍｍとするのが好ましく、２０ｍｍとするのが最適である。
【００３６】
裏面軟質層３の素材としては、例えば、ソリッド状のゴム又はゴム発泡体が用いられる。裏面軟質層３の原料としては、天然ゴム、合成ゴム、又は再生ゴム等の原料ゴムが用いられる。また、裏面軟質層３は、上記原料ゴムに、必要に応じて加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、軟化剤、発泡剤、発泡助剤、及びその他のゴム薬品剤を調合して製造される。ただし、裏面軟質層３の素材として、ゴム以外の軟質材料を用いることを妨げるものではなく、例えば熱可塑性エラストマーを用いても良い。
【００３７】
裏面軟質層３の比重は、０．３〜３．０ｇ／ｃｍ3とするのが好ましく、裏面軟質層３の単位面積当たりの重量は、１０００ｇ／ｍ２とするのが最適である。裏面軟質層３の厚みは、０．５〜２．０ｍｍとするのが好ましく、１．５ｍｍとするのが最適である。裏面軟質層の硬度は、JIS K 6253規格(タイプＡ)において４０〜８５とするのが好ましい。
【００３８】
裏面軟質層３は、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の柱状部２０を備えている。具体的に、柱状部２０は、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに、図３に示すように一定の間隔を空けて格子状に配置されている。隣接する柱状部２０の軸芯間の間隔は、例えば５〜２０ｍｍとするのが好ましく、１５ｍｍとするのが最適である。ただし、柱状部２０は、必ずしも上記のパターンで配置する必要はなく、様々なパターンで配置することができる。
【００３９】
これら柱状部２０は、裏面軟質層３下面から下方に伸びると共に上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部２１と、先端に向かうに連れて横断面の径が小さくなる先端部２２とを備えている。
【００４０】
柱状部２０の先端部２２は、具体的には、円錐状に形成されており、床繊維層３１における起毛３３の間へスムーズに入り込むようになっている。したがって、床繊維層３１の上にフロアマット１を敷設した状態では、柱状部２０の先端部２２でフロアマット１を確実に支持して、フロアマット１が床繊維層３１上を滑るのを防止できるようになっている。なお、先端部２２の形状は、先端に向かうに連れて横断面の径が小さくなる形状であれば特に限定されるものではなく、例えば多角錐状であっても良い。
【００４１】
柱状部２０の軸部２１は、具体的には、円柱状に形成されており、床繊維層３１における起毛３３の間へ容易には入り込まないようになっている。したがって、床繊維層３１の上にフロアマット１を敷設した状態では、柱状部２０の軸部２１が床繊維層３１の起毛３３上端より上側に突出するため、裏面軟質層３の下に配置された床繊維層３１の上面と、裏面軟質層３下面との間に空間層２９が形成される。なお、軸部２１の形状は、裏面軟質層３下面から先端近傍の所定位置まで同一の横断面を有する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば多角柱状であっても良い。
【００４２】
柱状部２０の径は、２〜６ｍｍとするのが好ましく、４ｍｍとするのが最適である。また、柱状部２０の長さは、２〜６ｍｍとするのが好ましく、５ｍｍとするのが最適である。さらに、柱状部２０の軸部２１の長さは、１〜３．５ｍｍとするのが好ましく、３ｍｍとするのが最適である。
【００４３】
また、裏面軟質層３は、裏面軟質層３の上面と下面を貫通すると共に裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の貫通孔２５を備えている。具体的に、貫通孔２５は、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに、図３に示すように柱状部２０と干渉しないようにして、一定の間隔を空けて格子状に配置されている。隣接する貫通孔２５の中心間の間隔は、隣接する柱状部２０の軸芯間の間隔と等しくなるように設定されている。ただし、貫通孔２５は、必ずしも上記のパターンで配置する必要はなく、柱状部２０と干渉しないようにすれば、様々なパターンで配置することができる。
【００４４】
このように裏面軟質層３に貫通孔２５を設けることにより、裏面軟質層３の通気性が確保され、フロアマット１表面から入射してきた音が裏面軟質層３を通過できるようになっている。
【００４５】
貫通孔２５の開孔率(裏面軟質層３の面積に対する貫通孔２５の開孔面積の総和の割合)は、２〜２０％とするのが好ましく、１０％とするのが最適である。これにより、フロアマット１の防水性を確保しつつ、良好な通気性が得られるようになっている。
【００４６】
ここで、貫通孔２５の開孔率、軸部２１の長さ、及び裏面軟質層３の厚みは、貫通孔２５の開孔率をβ(％)、軸部２１の長さをα(ｍｍ)、及び裏面軟質層３の厚みをγ(ｍｍ)としたときに、下記の関係式(１)を満たすように設定するのが望ましい。
【数２】
これにより、空間層２９における後述の吸音機能を十分に発揮することができる。
【００４７】
また、裏面軟質層３は、複数の貫通孔２５の下面開口部をそれぞれ囲み且つ貫通孔２５から径方向外側に向かってすり鉢状に広がる傾斜面２６を有する。この傾斜面２６を設けることにより、裏面軟質層３の下側から貫通孔２５へ入射しようとする音が、傾斜面２６で反射して貫通孔２５へ入り込みにくいようになっている。
【００４８】
吸音材層４の素材としては、例えば不織布、フェルト、又はウレタン発泡体が用いられるが、通気性を有するものであれば、特に限定されるものではない。吸音材層４の目付は１００〜１０００ｇ／ｍ２とするのが好ましい。吸音材層４の厚みは１〜１０ｍｍとするのが好ましく、１０ｍｍとするのが最適である。
【００４９】
以上の構成からなるフロアマット１を車輌フロア材３０の上に敷設すると、フロアマット１表面から入射した音が吸音材層４において吸収され、吸収しきれなかった音は吸音材層４を通過して裏面軟質層３に達する。裏面軟質層３に達した音は貫通孔２５を通り抜けて上述の空間層２９に達し、その空間層２９において吸収される。すなわち、空間層２９に達した音は、床繊維層３１上面及び裏面軟質層３下面において乱反射を繰り返し、反射する度に減衰するため、空間層２９において有効に吸音できるようになっている。
【００５０】
また、そのように反射を繰り返す音は、上記傾斜面２６で反射することによって、空間層２９から貫通孔２５を通って出ていきにくくなっているため、上述した音の反射を十分に繰り返させて、その音を十分に減衰させることができ、空間層２９における吸音効果が一層高められている。
【００５１】
また、フロアマット１を車輌フロア材３０の上に敷設した状態においては、柱状部２０の先端部２２が床繊維層３１の中へ入り込んでフロアマット１を確実に支持しているため、フロアマット１が車輌フロア材３０上を滑るのを防ぐことができ、自動車の安全運転に支障をきたさないようになっている。
【００５２】
図４及び図５は、この本発明の第２の実施形態に係るフロアマット４１を示している。この実施形態では、裏面軟質層３が、上下方向に所定の長さを有する第１の柱状部５０と、第１の柱状部５０よりも長さの短い第２の柱状部６０とを備え、裏面軟質層３をその上方又は下方から見たときに第１の柱状部５０と第２の柱状部６０が所定のパターンで配置されている。
【００５３】
具体的には、図５に示すように、すべての柱状部５０，６０が一定の間隔を空けて格子状となるように配置されると共に、第１の柱状部５０と第２の柱状部６０とが、横方向及び縦方向において交互に並ぶように配置されている。ただし、第１の柱状部５０及び第２の柱状部６０は、上記以外にも様々なパターンで配置することができる。
【００５４】
第２の柱状部６０は第１の柱状部５０よりも短いため、図４に示すように、第１の柱状部５０のみでフロアマット４１を支持して、第２の柱状部６０が床繊維層３１の上方に浮いた状態で、フロアマット４１を敷設することが可能であり、その場合は、空間層２９の高さを比較的大きく確保することができる。
【００５５】
また、第２の柱状部６０は、第１の柱状部５０よりも大径となっており、第２の柱状部６０の軸部６１は、床繊維層３１の起毛３３の間へ第１の柱状部５０の軸部５１よりも一層入り込みにくくなっている。したがって、仮に床繊維層３１における起毛３３間の隙間が大きく、その隙間へ第１の柱状部５０の軸部５１が入り込んでしまう場合でも、第２の柱状部６０の軸部６１は床繊維層３１へ入り込んでしまわないため、ある程度の高さを備えた空間層２９を確保することが可能である。
【００５６】
第１の柱状部５０の径は、２〜６ｍｍとするのが好ましく、４ｍｍとするのが最適である。また、第１の柱状部５０の長さは、２〜６ｍｍとするのが好ましく、５ｍｍとするのが最適である。さらに、第１の柱状部５０における軸部５１の長さは、１〜３．５ｍｍとするのが好ましく、３．５ｍｍとするのが最適である。
【００５７】
第２の柱状部６０の径は、第１の柱状部５０の径よりも大きい範囲内で、４〜８ｍｍとするのが好ましく、６ｍｍとするのが最適である。また、第２の柱状部６０の長さは、第１の柱状部５０よりも短い範囲内で、１〜３ｍｍとするのが好ましく、２ｍｍとするのが最適である。さらに、第２の柱状部６０における軸部６１の長さは、第１の柱状部５０の軸部５１よりも短い範囲内で、１〜２ｍｍとするのが好ましく、２ｍｍとするのが最適である。
【００５８】
なお、第２の実施形態において、その他の構成及び効果は第１の実施形態と同様であり、図４及び図５において、第１の実施形態と同様の機能を有する部材については同符号を付してある。
【００５９】
次に、フロアマット１，４１の製造方法について説明する。ただし、フロアマット１，４１の製造方法は、必ずしも以下の製造方法に限定されるものではなく、様々な方法で製造することができる。
【００６０】
フロアマット１，４１の製造には、裏面軟質層３の素材である未加硫ゴムシート６６の加硫、裏面軟質層３の成型、及び裏面軟質層３と吸音材層４との接着を同時に行うために、図６に示す加硫成型用プレス機６８を用いる。なお、裏面軟質層３の素材として発泡体を用いる場合は、未加硫ゴムシート６６の発泡も同時に行うようにしても良い。
【００６１】
加硫成型用プレス機６８は、上金型７０と下金型９０とを備えている。上金型７０下面には、図７に示すように、裏面軟質層３の柱状部２０を成型するための柱状部成型用の凹部７２が複数設けられている。なお、上金型７０は、上層７５と下層７６とからなっており、柱状部成型用の凹部７２は、上金型７０の下層７６を上下方向に貫通して設けられている。これにより、未加硫ゴムシート６６の加硫及び成型を行う際に、未加硫ゴムシート６６に調合されたゴム薬品からガスが発生しても、柱状部成型用の凹部７２にガスがたまらないため、成型不良を防止することができる。
【００６２】
また、上金型７０には、裏面軟質層３の貫通孔成型用のピン７１が下方に突出して設けられている。これにより、加硫成型用プレス機６８を閉じた際に、貫通孔成型用ピン７１が未加硫ゴムシート６６を貫通して裏面軟質層３の貫通孔２５が成型される。貫通孔成型用のピン７１は、貫通孔２５を確実に開けることができるように、４〜１０ｍｍとすることが好ましい。さらに、上金型７０下面には、貫通孔成型用のピン７１を囲むようにして、傾斜面成型用の凹部７３が設けられている。
【００６３】
下金型９０は、加硫成型用プレス機６８を閉じた状態における上金型７０と下金型９０との隙間を調節するスペーサー９２を備えている。このスペーサー９２の厚みを調節することによって、加圧による吸音材６７の潰れを防ぎ、裏面軟質層３を成型するだけの微弱な圧力を制御することができる。
【００６４】
また、下金型９０上面には、上金型７０の貫通孔成型用のピン７１の位置に対応してピン回避用の凹部９１が設けられている。これにより、加硫成型用プレス機６８を閉じた際に、貫通孔成型用のピン７１が下金型９０に干渉しないようになっている。
【００６５】
加硫成型用プレス機６８を用いる際には、その準備として、裏面軟質層３の上記原料ゴムと、要求される機能に合わせて必要となるゴム用薬品とを調合してなるゴム組成物を混練りし、混練りしたゴム組成物をカレンダーロールで０．５〜２ｍｍの厚みに圧延して、フロアマット１，４１よりも僅かに大きい寸法になるように裁断することで、裏面軟質層３の素材である未加硫ゴムシート６６を形成しておく。また、吸音材層４の素材である吸音材６７を、フロアマット１，４１よりも僅かに大きい寸法となるように裁断しておく。
【００６６】
加硫成型用プレス機６８は、上金型７０の温度が１５０〜１８０℃に、下金型９０の温度が４０〜６０℃に保たれるようにそれぞれ調整する。上金型７０の温度調整は、図６に示す蒸気入口８１から導入し蒸気出口８２から排出する蒸気の温度及び圧力と、断熱材８３の温度とによって、プレス上盤８０を常に１５０〜１８０℃に保つように調整することで行う。下金型９０の温度調整は、冷却水入口８６から導入し冷却水出口８７から排出する冷却水の循環と、断熱材８８の温度とによって、プレス下盤８５を常に４０〜６０℃に保つように調整することで行う。
【００６７】
このように、加硫成型用プレス機６８の上金型７０及び下金型９０の温度調整を行った状態において、下金型９０の上に吸音材６７を載置し、さらに吸音材６７の上に未加硫ゴムシート６６を重ね置く。そして、加硫成型用プレス機６８を閉じて、５８９ｋＰａ以下の圧力で５〜８分間の加圧及び加熱を行うことで、未加硫ゴムシート６６の加硫、裏面軟質層３の成型、及び裏面軟質層３と吸音材層４との接着を同時に行うことができる。
【００６８】
これにより、裏面軟質層３と吸音材層４とが一体的に成型され、その成型品を、加硫成型用プレス機６８を開放して取り出す。そして、取り出した成型品における吸音材層４に、表面繊維層２の素材である織物等を接着することで、フロアマット１，４１を製造できる。吸音材層４と表面繊維層２との接着は、通気性を阻害しないような部分接着により行うものとし、例えば、蜘蛛の巣状ホットメルト、穴開きホットメルト、又は接着剤等による部分的な接着にする。
【実施例】
【００６９】
本発明に係るフロアマットの吸音性能及び滑り防止性能を以下の試験によって確認した。本発明品のサンプルは、上述の製造方法によって、吸音材(厚み５ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ２)と未加硫ゴムシート(厚み１．５ｍｍ、比重１．６ｇ／ｃｍ3)とを加硫成型用プレス機によって一体的に成型し、それにより得られた成型品とカーペット(目付８００ｇ／ｍ２、パイル長８ｍｍ)とを貼り合わせて作製した。また、裏面軟質層の柱状部は、長さが５ｍｍ、径が３ｍｍとなるように成型し、１０ｍｍの間隔を空けて格子状に配置して設けた。また、比較例として、図１２に示す従来品(１)、及び図１３に示す従来品(２)のサンプルを、適当な大きさとなるように裁断して作製した。
【００７０】
(吸音性能評価試験)
本発明品の吸音性能を確認する試験では、本発明品のサンプル、従来品(１)のサンプル及び従来品(２)のサンプルについて、JＩＳＡ１４０５に準じて垂直入射法吸音率を測定した。ただし、本発明品については、貫通孔の開孔率が異なる複数のサンプルを作製し、それぞれのサンプルについて吸音率(％)を測定した。
【００７１】
図８は、貫通孔の開孔率が１０％である本発明品、従来品(１)及び従来品(２)の吸音率を示すグラフである。図８に示すように、従来品(１)は全周波数領域で吸音率が悪く、従来品(２)は１０００Ｈｚ以上の周波数領域で吸音率が高くなることが確認できた。これらに対して、本発明品は、全周波数領域で従来品(１)及び従来品(２)よりも優れた吸音率を示している。特に２０００Ｈｚ以下の領域では、従来品(１)及び従来品(２)と比較して顕著に高い吸音率を示している。すなわち、一般的に２０〜２０００Ｈｚと言われている人間の可聴域において、本発明品が大きな吸音効果を有することが確認できた。
【００７２】
図９は、貫通孔の開孔率を０％、２％、５％、１０％、１５％及び２０％とした場合の本発明品と、従来品(２)との吸音率を示すグラフである。図９に示すように、開孔率を１０％とした場合の本発明品が、全周波数領域で最も高い吸音率を示している。続いて、開孔率が１５％の本発明品、５％の本発明品、２０％の本発明品、２％の本発明品の順で吸音率が高く、貫通孔を設けなかった場合(開孔率０％)の本発明品と従来品(２)とが、全周波数領域においてほぼ同じで且つ最も低い吸音率を示している。このことから、本発明品の吸音率が、貫通孔の開孔率によって変化することが分かり、開孔率を１０％としたきに最も高い吸音効果を示すことが確認できた。
【００７３】
図１０は、貫通孔の開孔率を４．５％、１０％及び３３％とした場合の本発明品と、従来品(２)との吸音率を示すグラフであり、上記関係式(１)を満たす場合の吸音効果を示すものである。上述のように、軸部の長さαを１〜３．５ｍｍ、裏面軟質層の厚みγを０．５〜２．０ｍｍとそれぞれ設定した場合、上記関係式(１)に当てはめると、貫通孔の開孔率βは、４．５＜β＜３３(％)となる。すなわち、上記関係式(１)を満たした場合の本発明の吸音率は、図１０の斜線部分に相当し、２０００Ｈｚ以下の周波数領域において従来品(２)よりも高くなることが確認できる。
【００７４】
(滑り防止性能評価試験)
本発明品の滑り防止性能を確認する試験では、本発明品のサンプル、従来品(１)のサンプル、及び従来品(２)のサンプルについて、滑り抵抗値(Ｎ)を測定した。この試験は、各サンプルを１００×１４０ｍｍの大きさに裁断してなる試験片を車輌フロア材上に設置し、試験片に１ｋｇｆ(９．８Ｎ)の荷重をかけた状態で、１００ｍｍ／分の速度で車輌フロア材表面と平行な方向へ引っ張って測定した。
【００７５】
図１１は、本発明品、従来品(１)及び従来品(２)の滑り抵抗値を示している。図１１に示すように、従来品(２)の滑り抵抗値が最も低く、本発明品及び従来品(１)の滑り抵抗値は、ほぼ同等で且つ高い抵抗値を示すことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフロアマットを示す断面図である。
【図２】同じくその拡大断面図である。
【図３】同じくその下面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るフロアマットを示す断面図である。
【図５】同じくその下面側から見た斜視図である。
【図６】フロアマットの製造に用いる加硫成型用プレス機を示す断面図である。
【図７】同じくその要部拡大断面図である。
【図８】本発明のフロアマット、従来品(１)、及び従来品(２)の吸音率を示す図である。
【図９】貫通孔の開孔率による吸音率の変化を示す図である。
【図１０】貫通孔の開孔率を、所定の関係式を満たすように設定した場合における吸音率を示す図である。
【図１１】本発明のフロアマット、従来品(１)、及び従来品(２)の滑り抵抗値を示す図である。
【図１２】従来品(１)を示す断面図である。
【図１３】従来品(２)を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，４１ フロアマット
２ 表面繊維層
３ 裏面軟質層
４ 吸音材層
１１ 表面繊維層の基布
１２ 表面繊維層の起毛
２０ 柱状部
２１ 柱状部の軸部
２２ 柱状部の先端部
２５ 貫通孔
２６ 傾斜面
３１ 床繊維層
３２ 床繊維層の基布
３３ 床繊維層の起毛
５０ 第１の柱状部
６０ 第２の柱状部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面繊維層と軟質材料からなる裏面軟質層とを備えたフロアマットにおいて、
上記裏面軟質層は、
上記裏面軟質層の上面と下面を貫通すると共に上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の貫通孔と、
上記下面から下方に伸びると共に上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部を備えており、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の柱状部を備えていることを特徴とするフロアマット。
【請求項２】
上記裏面軟質層は、上記複数の貫通孔の下面開口部をそれぞれ囲み且つ上記貫通孔から径方向外側に向かってすり鉢状に広がる傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のフロアマット。
【請求項３】
上記複数の柱状部は、上下方向の所定の長さを有する第１の柱状部と、上記第１の柱状部よりも長さの短い第２の柱状部を含み、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに上記第１の柱状部と第２の柱状部が所定のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロアマット。
【請求項４】
上記柱状部の径が２〜６ｍｍであり、上記柱状部の長さが２〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項５】
上記柱状部における上記軸部の長さが１〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項６】
上記柱状部は、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに、５〜２０ｍｍの間隔を空けて格子状に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項７】
上記貫通孔の開孔率が２〜２０％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項８】
上記裏面軟質層の厚みが０．５〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項９】
上記表面繊維層は、基布とその基布から立ち上がった起毛とを備え、上記表面繊維層の目付が５００〜３０００ｇ／ｍ２であり、上記表面繊維層における起毛の高さが３〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項１０】
上記表面繊維層と上記裏面軟質層との間に、通気性を有する吸音材層が介在していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項１１】
上記吸音材層の目付が１００〜１０００ｇ／ｍ２であり、上記吸音材層の厚みが１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載のフロアマット。
【請求項１２】
上記貫通孔の開孔率をβ(％)、上記軸部の長さをα(ｍｍ)、及び上記裏面軟質層の厚みをγ(ｍｍ)とそれぞれしたときに、下記の関係式を満たしていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のフロアマット。
【数１】
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のフロアマットにおける上記裏面軟質層の下に床繊維層が配置され、その床繊維層上面と上記裏面軟質層下面との間に空間層が形成されていることを特徴とするフロア構造。
【請求項１４】
上記床繊維層は、基布とその基布表面から立ち上った起毛とを備え、その起毛の長さが０．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１３に記載のフロア構造。
【請求項１】
表面繊維層と軟質材料からなる裏面軟質層とを備えたフロアマットにおいて、
上記裏面軟質層は、
上記裏面軟質層の上面と下面を貫通すると共に上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の貫通孔と、
上記下面から下方に伸びると共に上記下面から先端近傍の所定位置までは同一の横断面を有する軸部を備えており、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに所定のパターンで配置されている複数の柱状部を備えていることを特徴とするフロアマット。
【請求項２】
上記裏面軟質層は、上記複数の貫通孔の下面開口部をそれぞれ囲み且つ上記貫通孔から径方向外側に向かってすり鉢状に広がる傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のフロアマット。
【請求項３】
上記複数の柱状部は、上下方向の所定の長さを有する第１の柱状部と、上記第１の柱状部よりも長さの短い第２の柱状部を含み、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに上記第１の柱状部と第２の柱状部が所定のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロアマット。
【請求項４】
上記柱状部の径が２〜６ｍｍであり、上記柱状部の長さが２〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項５】
上記柱状部における上記軸部の長さが１〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項６】
上記柱状部は、上記裏面軟質層をその上方又は下方から見たときに、５〜２０ｍｍの間隔を空けて格子状に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項７】
上記貫通孔の開孔率が２〜２０％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項８】
上記裏面軟質層の厚みが０．５〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項９】
上記表面繊維層は、基布とその基布から立ち上がった起毛とを備え、上記表面繊維層の目付が５００〜３０００ｇ／ｍ２であり、上記表面繊維層における起毛の高さが３〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項１０】
上記表面繊維層と上記裏面軟質層との間に、通気性を有する吸音材層が介在していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフロアマット。
【請求項１１】
上記吸音材層の目付が１００〜１０００ｇ／ｍ２であり、上記吸音材層の厚みが１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載のフロアマット。
【請求項１２】
上記貫通孔の開孔率をβ(％)、上記軸部の長さをα(ｍｍ)、及び上記裏面軟質層の厚みをγ(ｍｍ)とそれぞれしたときに、下記の関係式を満たしていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のフロアマット。
【数１】
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のフロアマットにおける上記裏面軟質層の下に床繊維層が配置され、その床繊維層上面と上記裏面軟質層下面との間に空間層が形成されていることを特徴とするフロア構造。
【請求項１４】
上記床繊維層は、基布とその基布表面から立ち上った起毛とを備え、その起毛の長さが０．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１３に記載のフロア構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１２６０８４（Ｐ２００７−１２６０８４Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２２２３９（Ｐ２００５−３２２２３９）
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【出願人】（５９１０００５０６）早川ゴム株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【出願人】（５９１０００５０６）早川ゴム株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
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