車両用吸音構造体及びその製造方法
【課題】軽量であり、且つ吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体を提供すること。
【解決手段】本発明は、車両用吸音構造体１００であって、底部１及び該底部１の周縁に立設された周縁端部２を有する基材１０と、周縁端部２に融着される融着部１１を有する吸音材２０と、を備え、基材１０が熱可塑性樹脂材からなり、吸音材２０が不織布からなり、周縁端部２と融着部１１とが融着一体化されている車両用吸音構造体である。
【解決手段】本発明は、車両用吸音構造体１００であって、底部１及び該底部１の周縁に立設された周縁端部２を有する基材１０と、周縁端部２に融着される融着部１１を有する吸音材２０と、を備え、基材１０が熱可塑性樹脂材からなり、吸音材２０が不織布からなり、周縁端部２と融着部１１とが融着一体化されている車両用吸音構造体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用吸音構造体に関し、更に詳しくは、軽量でありながら、吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用吸音構造体は、例えば、エンジンの下方に配置され、エンジンから発せられる音を吸音すると共に、地面から跳ね上げられた汚れがエンジンに付着しないように保護する機能を果たす。
【０００３】
近年、車両用吸音構造体は、燃費等の経済性の観点から、軽量なものが求められている。
例えば、パネル形状のカバー（基材）の表面に、格子状に仕切壁で区画された凹部を設け、凹部の開放面を塞ぐように吸音材をカバーの表面にクリップで接合させたエンジンカバー（車両用吸音構造体）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかるエンジンカバーにおいては、カバー及び吸音材の接続のための特別な補強部材を用いないので、その分だけ軽量化が図れる。
【０００４】
また、吸音材とカバー本体（基材）とからなり、カバー本体の補強板部に突設された係合部を、吸音材の貫通孔に挿通し、カバー本体の係合孔に係合することにより、吸音材がカバー本体に取り付けられた車両用アンダーカバーが知られている（例えば、特許文献２参照）。
かかる車両用アンダーカバーは、部品点数が更に削減されるため、より軽量化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２９０４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の車両用吸音構造体は、どれも基材と吸音材との結合性が十分とはいえない。すなわち、これらの車両用吸音構造体は、吸音材をクリップや係合部で留めたり嵌め込んだりしているだけなので、車両の振動等により経時的に緩み、その結果、吸音材が基材から剥離してしまう場合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量であり、且つ吸音材の経時的な剥離を極力防止することができる車両用吸音構造体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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、基材の周縁端部と吸音材とを融着一体化させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明は、（１）車両用吸音構造体であって、底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、を備え、基材が熱可塑性樹脂材からなり、吸音材が不織布からなり、周縁端部と融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体に存する。
【００１０】
本発明は、（２）車両用吸音構造体であって、底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、を備え、基材及び吸音材が熱可塑性樹脂材からなり、周縁端部と融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体に存する。
【００１１】
本発明は、（３）底部の内方には凸部が設けられており、凸部の頂面と融着部とが融着一体化されている上記（１）又は（２）に記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１２】
本発明は、（４）融着部の厚みが、該融着部以外の吸音材の厚みよりも薄肉になっており、且つ融着部が押圧されて形成されたものである上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１３】
本発明は、（５）基材が、底部に立設され且つ吸音材に接しない突起部を更に有する上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１４】
本発明は、（６）吸音材が、カーボンブラックを含んだスパンボンド不織布である上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１５】
本発明は、（７）自動車のエンジンを保護するために該エンジンの下面に配置されるエンジンアンダーカバーである上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１６】
本発明は、（８）上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体の製造方法であって、熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、押出シートとする押出工程と、該押出シートの一面を分割金型の一方側の第１金型に付着させ、吸引することにより、押出シートを所定の形状に成形し、成形体とする成形工程と、第１金型と、分割金型の他方側の第２金型とで成形体を挟み込むことにより、第２金型に配置された吸音材を、成形体の他面に仮付着させ、成形体と吸音材との接触部分を融着一体化させる融着工程と、を備える車両用吸音構造体の製造方法に存する。
【００１７】
本発明は、（９）押出シートが、熱可塑性樹脂を発泡させて形成されたものである上記（８）記載の車両用吸音構造体の製造方法に存する。
【００１８】
本発明は、（１０）第１金型の押出シートを挟み込む側の面には複数の突起が設けられている上記（８）又は（９）に記載の車両用吸音構造体の製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両用吸音構造体によれば、該車両用吸音構造体が熱可塑性樹脂材からなる基材と、熱可塑性樹脂材又は不織布からなる吸音材とによって構成され、基材の周縁端部と吸音材の融着部とを直接融着一体化させているので、基材と吸音材とを接続させるための部品等が一切不要であり、十分な軽量化が図れる。
また、基材の周縁端部と吸音材の融着部とを融着一体化させているので、物理的に留めた場合のように、経時的に緩むことがなく、基材からの吸音材の経時的な剥離を確実に防止することができる。
【００２０】
上記車両用吸音構造体においては、基材が、底部に立設された凸部を更に有し、凸部の頂面と吸音材の融着部とが融着一体化されている場合、基材と吸音材とがより多くの箇所や面積で融着一体化されることになるので、基材からの吸音材の経時的な剥離をより確実に防止することができる。
【００２１】
ここで、融着部の厚みが、融着部以外の吸音材の厚みよりも薄肉になっており、且つ融着部が押圧されて形成されたものであることが好ましい。この場合、基材と吸音材の融着部との融着がより密になるので、基材の一部が吸音材の組織内部に進入することになり、基材からの吸音材の経時的な剥離をより一層確実に防止することができる。
【００２２】
上記車両用吸音構造体においては、基材が吸音材に接しない突起部を更に有する場合、吸音効果がより向上する。
また、吸音材がカーボンブラックを含んだスパンボンド不織布である場合、吸音効果が更に向上する。
【００２３】
本発明の車両用吸音構造体の製造方法によれば、軽量でありながら、吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体を製造することができる。
また、工程が少ないため、低コストで車両用吸音構造体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係る車両用吸音構造体の配置箇所の一例を説明するための概略図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る車両用吸音構造体を取り付けた車両のカバー材を示す概略上面図である。
【図３】図３は、図２に示す車両用吸音構造体をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における押出工程を説明するための概略断面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法で用いられる押出装置を示す概略図である。
【図７】図７の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における成形工程を説明するための概略断面図である。
【図８】図８の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における融着工程を説明するための概略断面図である。
【図９】図９は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体を示す断面図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法に用いられる第１金型を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２６】
図１は、本発明に係る車両用吸音構造体の配置箇所の一例を説明するための概略図である。
図１に示すように、本発明に係る車両用吸音構造体１００は、例えば、車両のエンジンルーム１０１のエンジン１０２やラジエーター１０３の下方にエンジンアンダーカバーとして配置される。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る車両用吸音構造体を取り付けた車両のカバー材を示す概略上面図である。
図２に示すように、カバー材２００は、枠体１１０に本実施形態に係る車両用吸音構造体１００が取り付けられた構造となっている。
かかる車両用吸音構造体１００により、エンジンから発せられる音を吸音すると共に、地面から跳ね上げられた汚れがエンジンに付着しないように保護される。
【００２８】
図３は、図２に示す車両用吸音構造体をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
図３に示すように、車両用吸音構造体１００は、底部１、該底部１の周縁に立設された周縁端部２、及び、内方に設けられた凸部３、を有する基材１０と、周縁端部２及び凸部３の頂面に融着される融着部１１を有する吸音材２０と、を備える。
また、車両用吸音構造体１００においては、基材１０の周縁端部２と、吸音材２０の融着部１１とが融着一体化され、更に、基材１０の凸部３の頂面と吸音材２０の融着部１１とが融着一体化されている。
【００２９】
ここで、融着部１１は、車両用吸音構造体１００の製造時に押圧されて形成される。すなわち、車両用吸音構造体１００において、基材１０と吸音材２０との融着は、後述するように、吸音材２０を溶融状態の基材１０に押圧することにより形成される。
このとき、基材１０と吸音材２０とが同材質（例えば、ＰＰ等）であれば、吸音材２０に溶融状態の基材１０が入り込んで両者は一体に融着することになり、異材料（例えば、基材がＰＰ、吸音材がポリエステル等）であれば、吸音材２０に溶融状態の基材１０が入り込んで投錨効果が発揮されて、融着することになる。
【００３０】
また、車両用吸音構造体１００においては、融着部１１の厚みが、該融着部１１以外の吸音材２０の厚みよりも薄肉になっている。これにより、基材１０と吸音材２０の融着部１１との融着がより密になるので、基材１０の一部が吸音材２０内部に進入する投錨効果により、基材１０からの吸音材２０の経時的な剥離をより一層確実に防止することができる。
【００３１】
車両用吸音構造体１００において、温度２５℃における吸音材２０の基材１０に対する剥離強度が５０Ｎ／２５ｍｍ幅以上であり、好ましくは、８０Ｎ／２５ｍｍ幅以上である。なお、上記剥離強度の値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。
【００３２】
本実施形態に係る車両用吸音構造体１００によれば、基材１０と吸音材２０とが直接融着一体化させているので、基材１０と吸音材２０とを接続させるための部品等が不要であり、十分な軽量化が図れる。
また、基材１０の周縁端部２及び凸部３の頂面と、吸音材２０とをそれぞれ融着一体化させているので、留め具等を用いて留められた場合のように、経時的に緩むことがなく、基材からの吸音材の経時的な剥離を確実に防止することができる。
【００３３】
車両用吸音構造体１００においては、基材１０の底部１と吸音材２０との間に空隙部２１が形成され、かかる空隙部２１は、凸部３によって区画されている。
ここで、車両用吸音構造体１００においては、後述するように基材１０が不織布からなっているのでエンジン音を吸収し、更に、空隙部２１が形成されているので、エンジン音を減衰させて吸音性を向上させることができる。
【００３４】
上記基材１０は、熱可塑性樹脂材からなる。なお、熱可塑性樹脂材とは、熱可塑性樹脂の成形体、例えば、プラスチックや樹脂シート等を意味するものである。
かかる熱可塑性樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、ＡＢＳ樹脂、ポリオレフィンオキサイド、ポリアセタール等が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、熱可塑性樹脂は、プロピレン単位を有するものであることが好ましく、具体的には、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体であることが好ましい。
さらに、基材１０を発泡状態にて形成する場合には、熱可塑性樹脂は、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが特に好ましい。この場合、溶融張力が高くなるので、基材を製造する際の発泡が起こりやすくなり、気泡セルもより均一化される。
【００３５】
長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数である。
【００３６】
吸音材２０は、不織布からなる。
かかる不織布としては、基材１０と融着可能であれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン等からなる不織布が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して不織布としてもよい。また、複数枚の不織布を重ね合わせて用いることも可能である。
【００３７】
これらの中でも、不織布は、ポリプロピレン不織布又はポリエステル不織布であることがより好ましい。この場合、不織布自体が熱可塑性であるので、剥離回収後、加熱して変形させることによって、別の用途に用いることも可能となる。
【００３８】
不織布の目付けは、立体形状再現性及び成形性の観点から、１００〜５００ｇ／ｍ２であることが好ましく、１５０〜５００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
【００３９】
不織布の引張強度は、立体形状再現性及び成形性の観点から、１５ｋｇ／ｃｍ２以上であることが好ましく、伸度は、３０％以上であることが好ましい。なお、かかる引張強度及び伸度の値は、温度２０℃にて、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。
【００４０】
押圧されて形成された融着部１１の厚みは、５ｍｍ以下であることが好ましく、１〜３ｍｍであることがより好ましい。融着部１１の厚みが５ｍｍを超えると、厚みが上記範囲内にある場合と比較して、十分な投錨効果が得られない場合がある。
また、基材１０と融着一体化されていない部分の不織布の厚みは、５ｍｍより厚いことが好ましく、１０〜３０ｍｍであることがより好ましい。厚みが５ｍｍ以下であると、厚みが上記範囲内にある場合と比較して、吸音効果が十分に得られない場合がある。
【００４１】
車両用吸音構造体１００において、吸音材２０は、カーボンブラックを含んた不織布であることが好ましく、カーボンブラックを含んだスパンボンド不織布であることがより好ましい。カーボンブラックを含んでいると、悪臭が極力吸着除去されると共に、吸音効果が更に向上する。
【００４２】
車両用吸音構造体１００は、自動車のエンジンを保護するために該エンジンの下面に配置されるエンジンアンダーカバーとして好適に用いられる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法について説明する。
図４は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法は、熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、押出シートとする押出工程Ｓ１と、該押出シートの一面を分割金型の一方側の第１金型に付着させ、押出シートを所定の形状に成形し、成形体とする成形工程Ｓ２と、分割金型の他方側の第２金型に配置された吸音材を、第１金型と、第２金型とで成形体を挟み込むことにより、成形体の他面に仮付着させ、成形体と吸音材との接触部分を融着一体化させる融着工程Ｓ３と、を備える。すなわち、押出工程Ｓ１、成形工程Ｓ２、融着工程Ｓ３がこの順序で施されることとなる。
【００４４】
（押出工程）
押出工程Ｓ１は、溶融した成形前の熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、シート状の押出シートとする工程である。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における押出工程を説明するための概略断面図である。
図５に示すように、押出工程Ｓ１においては、押出装置にて熱可塑性樹脂を溶融混練し、Ｔダイ３６より溶融状態の押出シートＰとして分割金型４０の間に垂下される。
【００４６】
ここで、押出装置について説明する。
図６は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法で用いられる押出装置を示す概略図である。
図６に示すように、押出装置３０は、ホッパー３１が付設されたシリンダー３２と、シリンダー３２内に設けられた図示しないスクリューと、スクリューに連結された油圧モーター３３と、シリンダー３２と内部が連通したアキュムレータ３４と、アキュムレータ３４内に設けられたプランジャー３５と、アキュムレータ３４と内部が連通したＴダイ３６と、Ｔダイの先端に設けられた押出スリット３７とを備える。
【００４７】
押出装置３０においては、ホッパー３１から投入された材料がシリンダー３２内で油圧モーター３３によるスクリューの回転により溶融、混練され、溶融状態の熱可塑性樹脂がアキュムレータ３４室に移送されて一定量貯留され、プランジャー３５の駆動によりＴダイ３６に向けて熱可塑性樹脂が移送されることになる。
【００４８】
押出工程Ｓ１において、熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲内であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
【００４９】
また、熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１〜１０であることが好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、押出速度を上げることが困難となる傾向にあり、ＭＦＲが１０を超えると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、ドローダウン等の発生によりブロー成形が困難となる傾向にある。
【００５０】
なお、熱可塑性樹脂材には、スチレン系エラストマー、低密度のポリエチレン、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、核剤、着色剤、可塑剤、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が添加されていてもよい。
【００５１】
（成形工程）
成形工程Ｓ２は、押出工程Ｓ１で得られた押出シートＰの一面Ｐ１を分割金型４０の一方側の第１金型４０ａに付着させ、吸引することにより、押出シートＰを所定の形状に成形し、成形体とする工程である。
【００５２】
ここで、分割金型について説明する。
図５に戻り、分割金型４０は、一方側の第１金型４０ａと他方側の第２金型４０ｂとからなる。
第１金型４０ａの上部には第１上型枠４４ａ１が設けられ、下部には第１下型枠４４ａ２が設けられている。同様に、第２金型４０ｂの上部には第２上型枠４４ｂ１が設けられ、下部には第２下型枠４４ｂ２が設けられている。なお、第１上型枠４４ａ１と第２上型枠４４ｂ１とで押出シートＰを挟持可能となっており、第１下型枠４４ａ２と第２下型枠４４ｂ２とで押出シートＰを挟持可能となっている。
また、分割金型４０においては、第１上型枠４４ａ１及び第１下型枠４４ａ２に対して、第１金型４０ａがスライド可能となっており、第２上型枠４４ｂ１及び第２下型枠４４ｂ２に対して、第２金型４０ｂがスライド可能となっている。
【００５３】
第１金型４０ａは、本体部４５と、該本体部４５に設けられ所定の表面形状を有するキャビティ４３と、該キャビティ４３に設けられた複数の吸引穴４１と、キャビティ４３及び本体部４５の間に設けられた真空吸引室４２と、本体部４５の内側面に設けられた刃形部４６と、を備える。なお、図５に示すキャビティ４３の表面形状は、製造方法を説明するために概略化したものであり、例えば、図２に示すような車両用吸音構造体１００を製造する際には、さらに複雑な構造となる。
【００５４】
図５に示すように、分割金型４０において、第１金型４０ａと第２金型４０ｂとの間には、押出シートＰが垂下されており、また、第２金型４０ｂの押出シートＰを挟み込む側の面４８の上部に引掛け部４７が設けられており、該引掛け部４７に不織布Ｑの端を引掛けることにより、不織布Ｑが面４８に沿って垂下されている。
【００５５】
図７の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における成形工程を説明するための概略断面図である。
図７の（ａ）に示すように、成形工程Ｓ２においては、まず、押出シートＰが、第１上型枠４４ａ１及び第２上型枠（図示しない）と、第１下型枠４４ａ２及び第２下型枠（図示しない）とで挟持される。これにより、キャビティ４３と押出シートＰとの間に密閉空間Ｔが形成される。
【００５６】
そして、図７の（ｂ）に示すように、真空吸引室４２を減圧することにより、吸引穴４１を介して密閉空間Ｔの空気が吸引され、押出シートＰは、気泡が成長して体積が増加すると共に、キャビティ４３側に移行し、結果として押出シートＰの一面Ｐ１がキャビティ４３に付着される。
これにより、キャビティ４３の外表面に沿った形状に賦形された押出シート（以下「成形体Ｒ」ともいう。）となる。すなわち、上述した車両用吸音構造体１００の底部、周縁端部及び凸部を有する基材の形状に成形されることになる。
【００５７】
（融着工程）
融着工程Ｓ３は、成形工程Ｓ２で成形した成形体Ｒを第１金型４０ａと、分割金型の他方側の第２金型４０ｂとで成形体Ｒ（押出シート）を挟み込むことにより、第２金型４０ｂに配置された不織布Ｑ（吸音材）を、成形体Ｒの他面に仮付着させ、成形体Ｒと吸音材との接触部分を融着一体化させる工程である。
【００５８】
図８の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における融着工程を説明するための概略断面図である。
図８の（ａ）に示すように、融着工程Ｓ３は、第１金型４０ａと第２金型４０ｂとを閉じる型締めにより、不織布Ｑと成形体Ｒとの接触部分が押圧され密着される。
このとき、成形体Ｒは、熱可塑性樹脂材が溶融状態となっているので、該熱可塑性樹脂材が不織布の表面から内方に侵入し、上述したような投錨効果が発揮される。なお、このことにより、車両用吸音構造体の融着部の厚みは、該融着部以外の吸音材の厚みよりも薄肉になる。
【００５９】
また、上述したように第１金型４０ａの本体部４５の内側面には、上下一対の刃形部４６が設けられている。したがって、型締めにより、第１金型４０ａが第２金型４０ｂに押し付けられると、成形体Ｒ（押出シート）及び不織布Ｑにピンチオフが施される。これにより、図８の（ｂ）に示すように、上下の刃形部４６間に挟まれた部分が後に車両用吸音構造体となる。また、融着部においては、成形体Ｒと不織布Ｑとが厚みが小さくなるように一体化されており、不織布Ｑには熱可塑性樹脂が入り込んだ状態で押し固められるため成形時のバリを融着部に沿ってカッター等で容易に切除することができる。
【００６０】
そして、冷却固化させることにより、本実施形態に係る車両用吸音構造体が得られる。
本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法によれば、軽量でありながら、吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体を製造することができ、また、工程が少ないため、低コストで車両用吸音構造体を製造することができる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、本実施形態に係る車両用吸音構造体においては、吸音材２０として、不織布を用いているが、これに限定されず、上述した熱可塑性樹脂材からなるものであってもよく、繊維質材料又は発泡樹脂材料等の多孔質材料であってもよい。
【００６３】
本実施形態に係る車両用吸音構造体においては、基材１０が２つの凸部３を有しているが、凸部３の数は２つに限定されない。すなわち、凸部３と吸音材２０との融着箇所は２つ以上あってもよく、２つ未満であってもよい。
【００６４】
本実施形態に係る車両用吸音構造体は、底部に突起部を備えていてもよい。
図９は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体を示す断面図である。
図９に示すように、他の実施形態に係る車両用吸音構造体１２０は、底部５１、該底部５１の周縁に立設された周縁端部５２、内方に設けられた凸部５３、及び、底部５１に立設され且つ吸音材２０に接しない突起部５５、を有する基材６０と、周縁端部５２及び凸部５３に融着される融着部１１を有する吸音材２０と、を備える。すなわち、基材６０が、底部５１に立設され且つ吸音材２０に接しない突起部５５を更に有する点で、本実施形態に係る車両用吸音構造体１００と異なる。
【００６５】
車両用吸音構造体１２０においては、基材６０が吸音材２０に接しない突起部５５を更に有するので、吸音効果がより向上する。
【００６６】
本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法の押出工程Ｓ１においては、熱可塑性樹脂を溶融混練し、押し出たものを押出シートＰとしているが、熱可塑性樹脂と発泡剤とを溶融混練し、押し出して発泡させたものを押出シートＰとしてもよい。
この場合は、押出装置内において発泡剤を熱可塑性樹脂と共に混練し押出スリット３７を通じて、一対のローラー３８によって狭圧されながら、連続的に下方へ向かって押し出される。このときの熱可塑性樹脂の押出速度は、７００ｋｇ／時以上であることが好ましい。この場合、より表面の平滑性が高い基材が得られる。
そして、押し出された熱可塑性樹脂及び発泡剤は、シート状の押出シートＰとなり、分割金型４０の間に垂下される。
【００６７】
この場合の押出シートＰは、複数の気泡セルを複数含んだ独立気泡構造となっている。ここで、独立気泡構造とは、複数の気泡セル有する構造であり、少なくとも独立気泡率が５０％以上のものを意味する。したがって、表面平滑性が優れ、防音性も良い。
また、気泡セルは、平均気泡径が１０００μｍ未満であることが好ましく、５００μｍ未満であることがより好ましい。ここで、平均気泡径とは、沢山ある気泡の最大直径の平均値を意味する。
平均気泡径が１０００μｍ以上であると、平均気泡径が上記範囲内にある場合と比較して、表面粗さが大きくなり表面の平滑性が劣る傾向にある。
さらに、押出シートＰは、高発泡の成形体であって、発泡倍率が３．０〜２０倍である。ここで、発泡倍率とは、熱可塑性樹脂の密度を基材の見かけ密度で割った値である。
【００６８】
上記発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
これらの中でも、発泡剤は、超臨界状態の二酸化炭素または窒素を用いることが好ましい。この場合、有機物の混入がなく、耐久性等の低下がない。
【００６９】
また、発泡方法としては、上述したように熱可塑性樹脂材を密閉空間で超臨界流体とした発泡剤と混練し、それを大気中に開放することにより行われる。この場合、均一且つ確実に発泡することができる。なお、窒素の超臨界流体は、窒素を臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすることにより得られ、二酸化炭素の超臨界流体は、二酸化炭素を臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【００７０】
次に、他の実施形態に係る車両用吸音構造体１２０の製造方法について説明する。
他の実施形態に係る車両用吸音構造体１２０の製造方法は、用いる第１金型の形状が異なること以外は、上述した車両用吸音構造体１００の製造方法と同様である。
図１０は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法に用いられる第１金型を示す概略断面図である。
図１０に示すように、第１金型６０ａは、キャビティに突起６１が設けられている。したがって、成形工程において、押出シートを、該第１金型６０ａに付着させることにより、突起部５５が形成されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る車両用吸音構造体は、車両のエンジンルームのエンジンの下方（下面）に配置され、エンジンの消音又は保護のためのエンジンアンダーカバー等として好適に用いられる。本発明に係る車両用吸音構造体によれば、軽量であり、且つ吸音材の経時的な剥離を防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１，５１・・・底部
２，５２・・・周縁端部
３，５３・・・凸部
１０，６０・・・基材
１１・・・融着部
２０・・・吸音材
２１・・・空隙部
３０・・・押出装置
３１・・・ホッパー
３２・・・シリンダー
３３・・・油圧モーター
３４・・・アキュムレータ
３５・・・プランジャー
３６・・・Ｔダイ
３７・・・押出スリット
３８・・・ローラー
４０・・・分割金型
４０ａ，６０ａ・・・第１金型
４０ｂ・・・第２金型
４１・・・吸引穴
４２・・・真空吸引室
４３・・・キャビティ
４４ａ１・・・第１上型枠
４４ａ２・・・第１下型枠
４４ｂ１・・・第２上型枠
４４ｂ２・・・第２下型枠
４５・・・本体部
４６・・・刃形部
４７・・・引掛け部
４８・・・面
５５・・・突起部
６１・・・突起
１００，１２０・・・車両用吸音構造体
１０１・・・エンジンルーム
１０２・・・エンジン
１０３・・・ラジエーター
１１０・・・枠体
２００・・・カバー材
Ｐ・・・押出シート
Ｐ１・・・一面
Ｑ・・・不織布
Ｒ・・・成形体
Ｓ１・・・押出工程
Ｓ２・・・成形工程
Ｓ３・・・融着工程
Ｔ・・・密閉空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用吸音構造体に関し、更に詳しくは、軽量でありながら、吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用吸音構造体は、例えば、エンジンの下方に配置され、エンジンから発せられる音を吸音すると共に、地面から跳ね上げられた汚れがエンジンに付着しないように保護する機能を果たす。
【０００３】
近年、車両用吸音構造体は、燃費等の経済性の観点から、軽量なものが求められている。
例えば、パネル形状のカバー（基材）の表面に、格子状に仕切壁で区画された凹部を設け、凹部の開放面を塞ぐように吸音材をカバーの表面にクリップで接合させたエンジンカバー（車両用吸音構造体）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかるエンジンカバーにおいては、カバー及び吸音材の接続のための特別な補強部材を用いないので、その分だけ軽量化が図れる。
【０００４】
また、吸音材とカバー本体（基材）とからなり、カバー本体の補強板部に突設された係合部を、吸音材の貫通孔に挿通し、カバー本体の係合孔に係合することにより、吸音材がカバー本体に取り付けられた車両用アンダーカバーが知られている（例えば、特許文献２参照）。
かかる車両用アンダーカバーは、部品点数が更に削減されるため、より軽量化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２９０４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の車両用吸音構造体は、どれも基材と吸音材との結合性が十分とはいえない。すなわち、これらの車両用吸音構造体は、吸音材をクリップや係合部で留めたり嵌め込んだりしているだけなので、車両の振動等により経時的に緩み、その結果、吸音材が基材から剥離してしまう場合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量であり、且つ吸音材の経時的な剥離を極力防止することができる車両用吸音構造体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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、基材の周縁端部と吸音材とを融着一体化させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明は、（１）車両用吸音構造体であって、底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、を備え、基材が熱可塑性樹脂材からなり、吸音材が不織布からなり、周縁端部と融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体に存する。
【００１０】
本発明は、（２）車両用吸音構造体であって、底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、を備え、基材及び吸音材が熱可塑性樹脂材からなり、周縁端部と融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体に存する。
【００１１】
本発明は、（３）底部の内方には凸部が設けられており、凸部の頂面と融着部とが融着一体化されている上記（１）又は（２）に記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１２】
本発明は、（４）融着部の厚みが、該融着部以外の吸音材の厚みよりも薄肉になっており、且つ融着部が押圧されて形成されたものである上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１３】
本発明は、（５）基材が、底部に立設され且つ吸音材に接しない突起部を更に有する上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１４】
本発明は、（６）吸音材が、カーボンブラックを含んだスパンボンド不織布である上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１５】
本発明は、（７）自動車のエンジンを保護するために該エンジンの下面に配置されるエンジンアンダーカバーである上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体に存する。
【００１６】
本発明は、（８）上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の車両用吸音構造体の製造方法であって、熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、押出シートとする押出工程と、該押出シートの一面を分割金型の一方側の第１金型に付着させ、吸引することにより、押出シートを所定の形状に成形し、成形体とする成形工程と、第１金型と、分割金型の他方側の第２金型とで成形体を挟み込むことにより、第２金型に配置された吸音材を、成形体の他面に仮付着させ、成形体と吸音材との接触部分を融着一体化させる融着工程と、を備える車両用吸音構造体の製造方法に存する。
【００１７】
本発明は、（９）押出シートが、熱可塑性樹脂を発泡させて形成されたものである上記（８）記載の車両用吸音構造体の製造方法に存する。
【００１８】
本発明は、（１０）第１金型の押出シートを挟み込む側の面には複数の突起が設けられている上記（８）又は（９）に記載の車両用吸音構造体の製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両用吸音構造体によれば、該車両用吸音構造体が熱可塑性樹脂材からなる基材と、熱可塑性樹脂材又は不織布からなる吸音材とによって構成され、基材の周縁端部と吸音材の融着部とを直接融着一体化させているので、基材と吸音材とを接続させるための部品等が一切不要であり、十分な軽量化が図れる。
また、基材の周縁端部と吸音材の融着部とを融着一体化させているので、物理的に留めた場合のように、経時的に緩むことがなく、基材からの吸音材の経時的な剥離を確実に防止することができる。
【００２０】
上記車両用吸音構造体においては、基材が、底部に立設された凸部を更に有し、凸部の頂面と吸音材の融着部とが融着一体化されている場合、基材と吸音材とがより多くの箇所や面積で融着一体化されることになるので、基材からの吸音材の経時的な剥離をより確実に防止することができる。
【００２１】
ここで、融着部の厚みが、融着部以外の吸音材の厚みよりも薄肉になっており、且つ融着部が押圧されて形成されたものであることが好ましい。この場合、基材と吸音材の融着部との融着がより密になるので、基材の一部が吸音材の組織内部に進入することになり、基材からの吸音材の経時的な剥離をより一層確実に防止することができる。
【００２２】
上記車両用吸音構造体においては、基材が吸音材に接しない突起部を更に有する場合、吸音効果がより向上する。
また、吸音材がカーボンブラックを含んだスパンボンド不織布である場合、吸音効果が更に向上する。
【００２３】
本発明の車両用吸音構造体の製造方法によれば、軽量でありながら、吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体を製造することができる。
また、工程が少ないため、低コストで車両用吸音構造体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係る車両用吸音構造体の配置箇所の一例を説明するための概略図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る車両用吸音構造体を取り付けた車両のカバー材を示す概略上面図である。
【図３】図３は、図２に示す車両用吸音構造体をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における押出工程を説明するための概略断面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法で用いられる押出装置を示す概略図である。
【図７】図７の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における成形工程を説明するための概略断面図である。
【図８】図８の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における融着工程を説明するための概略断面図である。
【図９】図９は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体を示す断面図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法に用いられる第１金型を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２６】
図１は、本発明に係る車両用吸音構造体の配置箇所の一例を説明するための概略図である。
図１に示すように、本発明に係る車両用吸音構造体１００は、例えば、車両のエンジンルーム１０１のエンジン１０２やラジエーター１０３の下方にエンジンアンダーカバーとして配置される。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る車両用吸音構造体を取り付けた車両のカバー材を示す概略上面図である。
図２に示すように、カバー材２００は、枠体１１０に本実施形態に係る車両用吸音構造体１００が取り付けられた構造となっている。
かかる車両用吸音構造体１００により、エンジンから発せられる音を吸音すると共に、地面から跳ね上げられた汚れがエンジンに付着しないように保護される。
【００２８】
図３は、図２に示す車両用吸音構造体をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
図３に示すように、車両用吸音構造体１００は、底部１、該底部１の周縁に立設された周縁端部２、及び、内方に設けられた凸部３、を有する基材１０と、周縁端部２及び凸部３の頂面に融着される融着部１１を有する吸音材２０と、を備える。
また、車両用吸音構造体１００においては、基材１０の周縁端部２と、吸音材２０の融着部１１とが融着一体化され、更に、基材１０の凸部３の頂面と吸音材２０の融着部１１とが融着一体化されている。
【００２９】
ここで、融着部１１は、車両用吸音構造体１００の製造時に押圧されて形成される。すなわち、車両用吸音構造体１００において、基材１０と吸音材２０との融着は、後述するように、吸音材２０を溶融状態の基材１０に押圧することにより形成される。
このとき、基材１０と吸音材２０とが同材質（例えば、ＰＰ等）であれば、吸音材２０に溶融状態の基材１０が入り込んで両者は一体に融着することになり、異材料（例えば、基材がＰＰ、吸音材がポリエステル等）であれば、吸音材２０に溶融状態の基材１０が入り込んで投錨効果が発揮されて、融着することになる。
【００３０】
また、車両用吸音構造体１００においては、融着部１１の厚みが、該融着部１１以外の吸音材２０の厚みよりも薄肉になっている。これにより、基材１０と吸音材２０の融着部１１との融着がより密になるので、基材１０の一部が吸音材２０内部に進入する投錨効果により、基材１０からの吸音材２０の経時的な剥離をより一層確実に防止することができる。
【００３１】
車両用吸音構造体１００において、温度２５℃における吸音材２０の基材１０に対する剥離強度が５０Ｎ／２５ｍｍ幅以上であり、好ましくは、８０Ｎ／２５ｍｍ幅以上である。なお、上記剥離強度の値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。
【００３２】
本実施形態に係る車両用吸音構造体１００によれば、基材１０と吸音材２０とが直接融着一体化させているので、基材１０と吸音材２０とを接続させるための部品等が不要であり、十分な軽量化が図れる。
また、基材１０の周縁端部２及び凸部３の頂面と、吸音材２０とをそれぞれ融着一体化させているので、留め具等を用いて留められた場合のように、経時的に緩むことがなく、基材からの吸音材の経時的な剥離を確実に防止することができる。
【００３３】
車両用吸音構造体１００においては、基材１０の底部１と吸音材２０との間に空隙部２１が形成され、かかる空隙部２１は、凸部３によって区画されている。
ここで、車両用吸音構造体１００においては、後述するように基材１０が不織布からなっているのでエンジン音を吸収し、更に、空隙部２１が形成されているので、エンジン音を減衰させて吸音性を向上させることができる。
【００３４】
上記基材１０は、熱可塑性樹脂材からなる。なお、熱可塑性樹脂材とは、熱可塑性樹脂の成形体、例えば、プラスチックや樹脂シート等を意味するものである。
かかる熱可塑性樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、ＡＢＳ樹脂、ポリオレフィンオキサイド、ポリアセタール等が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、熱可塑性樹脂は、プロピレン単位を有するものであることが好ましく、具体的には、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体であることが好ましい。
さらに、基材１０を発泡状態にて形成する場合には、熱可塑性樹脂は、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが特に好ましい。この場合、溶融張力が高くなるので、基材を製造する際の発泡が起こりやすくなり、気泡セルもより均一化される。
【００３５】
長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数である。
【００３６】
吸音材２０は、不織布からなる。
かかる不織布としては、基材１０と融着可能であれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン等からなる不織布が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して不織布としてもよい。また、複数枚の不織布を重ね合わせて用いることも可能である。
【００３７】
これらの中でも、不織布は、ポリプロピレン不織布又はポリエステル不織布であることがより好ましい。この場合、不織布自体が熱可塑性であるので、剥離回収後、加熱して変形させることによって、別の用途に用いることも可能となる。
【００３８】
不織布の目付けは、立体形状再現性及び成形性の観点から、１００〜５００ｇ／ｍ２であることが好ましく、１５０〜５００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
【００３９】
不織布の引張強度は、立体形状再現性及び成形性の観点から、１５ｋｇ／ｃｍ２以上であることが好ましく、伸度は、３０％以上であることが好ましい。なお、かかる引張強度及び伸度の値は、温度２０℃にて、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。
【００４０】
押圧されて形成された融着部１１の厚みは、５ｍｍ以下であることが好ましく、１〜３ｍｍであることがより好ましい。融着部１１の厚みが５ｍｍを超えると、厚みが上記範囲内にある場合と比較して、十分な投錨効果が得られない場合がある。
また、基材１０と融着一体化されていない部分の不織布の厚みは、５ｍｍより厚いことが好ましく、１０〜３０ｍｍであることがより好ましい。厚みが５ｍｍ以下であると、厚みが上記範囲内にある場合と比較して、吸音効果が十分に得られない場合がある。
【００４１】
車両用吸音構造体１００において、吸音材２０は、カーボンブラックを含んた不織布であることが好ましく、カーボンブラックを含んだスパンボンド不織布であることがより好ましい。カーボンブラックを含んでいると、悪臭が極力吸着除去されると共に、吸音効果が更に向上する。
【００４２】
車両用吸音構造体１００は、自動車のエンジンを保護するために該エンジンの下面に配置されるエンジンアンダーカバーとして好適に用いられる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法について説明する。
図４は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法は、熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、押出シートとする押出工程Ｓ１と、該押出シートの一面を分割金型の一方側の第１金型に付着させ、押出シートを所定の形状に成形し、成形体とする成形工程Ｓ２と、分割金型の他方側の第２金型に配置された吸音材を、第１金型と、第２金型とで成形体を挟み込むことにより、成形体の他面に仮付着させ、成形体と吸音材との接触部分を融着一体化させる融着工程Ｓ３と、を備える。すなわち、押出工程Ｓ１、成形工程Ｓ２、融着工程Ｓ３がこの順序で施されることとなる。
【００４４】
（押出工程）
押出工程Ｓ１は、溶融した成形前の熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、シート状の押出シートとする工程である。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における押出工程を説明するための概略断面図である。
図５に示すように、押出工程Ｓ１においては、押出装置にて熱可塑性樹脂を溶融混練し、Ｔダイ３６より溶融状態の押出シートＰとして分割金型４０の間に垂下される。
【００４６】
ここで、押出装置について説明する。
図６は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法で用いられる押出装置を示す概略図である。
図６に示すように、押出装置３０は、ホッパー３１が付設されたシリンダー３２と、シリンダー３２内に設けられた図示しないスクリューと、スクリューに連結された油圧モーター３３と、シリンダー３２と内部が連通したアキュムレータ３４と、アキュムレータ３４内に設けられたプランジャー３５と、アキュムレータ３４と内部が連通したＴダイ３６と、Ｔダイの先端に設けられた押出スリット３７とを備える。
【００４７】
押出装置３０においては、ホッパー３１から投入された材料がシリンダー３２内で油圧モーター３３によるスクリューの回転により溶融、混練され、溶融状態の熱可塑性樹脂がアキュムレータ３４室に移送されて一定量貯留され、プランジャー３５の駆動によりＴダイ３６に向けて熱可塑性樹脂が移送されることになる。
【００４８】
押出工程Ｓ１において、熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲内であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
【００４９】
また、熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１〜１０であることが好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、押出速度を上げることが困難となる傾向にあり、ＭＦＲが１０を超えると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、ドローダウン等の発生によりブロー成形が困難となる傾向にある。
【００５０】
なお、熱可塑性樹脂材には、スチレン系エラストマー、低密度のポリエチレン、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、核剤、着色剤、可塑剤、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が添加されていてもよい。
【００５１】
（成形工程）
成形工程Ｓ２は、押出工程Ｓ１で得られた押出シートＰの一面Ｐ１を分割金型４０の一方側の第１金型４０ａに付着させ、吸引することにより、押出シートＰを所定の形状に成形し、成形体とする工程である。
【００５２】
ここで、分割金型について説明する。
図５に戻り、分割金型４０は、一方側の第１金型４０ａと他方側の第２金型４０ｂとからなる。
第１金型４０ａの上部には第１上型枠４４ａ１が設けられ、下部には第１下型枠４４ａ２が設けられている。同様に、第２金型４０ｂの上部には第２上型枠４４ｂ１が設けられ、下部には第２下型枠４４ｂ２が設けられている。なお、第１上型枠４４ａ１と第２上型枠４４ｂ１とで押出シートＰを挟持可能となっており、第１下型枠４４ａ２と第２下型枠４４ｂ２とで押出シートＰを挟持可能となっている。
また、分割金型４０においては、第１上型枠４４ａ１及び第１下型枠４４ａ２に対して、第１金型４０ａがスライド可能となっており、第２上型枠４４ｂ１及び第２下型枠４４ｂ２に対して、第２金型４０ｂがスライド可能となっている。
【００５３】
第１金型４０ａは、本体部４５と、該本体部４５に設けられ所定の表面形状を有するキャビティ４３と、該キャビティ４３に設けられた複数の吸引穴４１と、キャビティ４３及び本体部４５の間に設けられた真空吸引室４２と、本体部４５の内側面に設けられた刃形部４６と、を備える。なお、図５に示すキャビティ４３の表面形状は、製造方法を説明するために概略化したものであり、例えば、図２に示すような車両用吸音構造体１００を製造する際には、さらに複雑な構造となる。
【００５４】
図５に示すように、分割金型４０において、第１金型４０ａと第２金型４０ｂとの間には、押出シートＰが垂下されており、また、第２金型４０ｂの押出シートＰを挟み込む側の面４８の上部に引掛け部４７が設けられており、該引掛け部４７に不織布Ｑの端を引掛けることにより、不織布Ｑが面４８に沿って垂下されている。
【００５５】
図７の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における成形工程を説明するための概略断面図である。
図７の（ａ）に示すように、成形工程Ｓ２においては、まず、押出シートＰが、第１上型枠４４ａ１及び第２上型枠（図示しない）と、第１下型枠４４ａ２及び第２下型枠（図示しない）とで挟持される。これにより、キャビティ４３と押出シートＰとの間に密閉空間Ｔが形成される。
【００５６】
そして、図７の（ｂ）に示すように、真空吸引室４２を減圧することにより、吸引穴４１を介して密閉空間Ｔの空気が吸引され、押出シートＰは、気泡が成長して体積が増加すると共に、キャビティ４３側に移行し、結果として押出シートＰの一面Ｐ１がキャビティ４３に付着される。
これにより、キャビティ４３の外表面に沿った形状に賦形された押出シート（以下「成形体Ｒ」ともいう。）となる。すなわち、上述した車両用吸音構造体１００の底部、周縁端部及び凸部を有する基材の形状に成形されることになる。
【００５７】
（融着工程）
融着工程Ｓ３は、成形工程Ｓ２で成形した成形体Ｒを第１金型４０ａと、分割金型の他方側の第２金型４０ｂとで成形体Ｒ（押出シート）を挟み込むことにより、第２金型４０ｂに配置された不織布Ｑ（吸音材）を、成形体Ｒの他面に仮付着させ、成形体Ｒと吸音材との接触部分を融着一体化させる工程である。
【００５８】
図８の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法における融着工程を説明するための概略断面図である。
図８の（ａ）に示すように、融着工程Ｓ３は、第１金型４０ａと第２金型４０ｂとを閉じる型締めにより、不織布Ｑと成形体Ｒとの接触部分が押圧され密着される。
このとき、成形体Ｒは、熱可塑性樹脂材が溶融状態となっているので、該熱可塑性樹脂材が不織布の表面から内方に侵入し、上述したような投錨効果が発揮される。なお、このことにより、車両用吸音構造体の融着部の厚みは、該融着部以外の吸音材の厚みよりも薄肉になる。
【００５９】
また、上述したように第１金型４０ａの本体部４５の内側面には、上下一対の刃形部４６が設けられている。したがって、型締めにより、第１金型４０ａが第２金型４０ｂに押し付けられると、成形体Ｒ（押出シート）及び不織布Ｑにピンチオフが施される。これにより、図８の（ｂ）に示すように、上下の刃形部４６間に挟まれた部分が後に車両用吸音構造体となる。また、融着部においては、成形体Ｒと不織布Ｑとが厚みが小さくなるように一体化されており、不織布Ｑには熱可塑性樹脂が入り込んだ状態で押し固められるため成形時のバリを融着部に沿ってカッター等で容易に切除することができる。
【００６０】
そして、冷却固化させることにより、本実施形態に係る車両用吸音構造体が得られる。
本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法によれば、軽量でありながら、吸音材の経時的な剥離を防止することができる車両用吸音構造体を製造することができ、また、工程が少ないため、低コストで車両用吸音構造体を製造することができる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、本実施形態に係る車両用吸音構造体においては、吸音材２０として、不織布を用いているが、これに限定されず、上述した熱可塑性樹脂材からなるものであってもよく、繊維質材料又は発泡樹脂材料等の多孔質材料であってもよい。
【００６３】
本実施形態に係る車両用吸音構造体においては、基材１０が２つの凸部３を有しているが、凸部３の数は２つに限定されない。すなわち、凸部３と吸音材２０との融着箇所は２つ以上あってもよく、２つ未満であってもよい。
【００６４】
本実施形態に係る車両用吸音構造体は、底部に突起部を備えていてもよい。
図９は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体を示す断面図である。
図９に示すように、他の実施形態に係る車両用吸音構造体１２０は、底部５１、該底部５１の周縁に立設された周縁端部５２、内方に設けられた凸部５３、及び、底部５１に立設され且つ吸音材２０に接しない突起部５５、を有する基材６０と、周縁端部５２及び凸部５３に融着される融着部１１を有する吸音材２０と、を備える。すなわち、基材６０が、底部５１に立設され且つ吸音材２０に接しない突起部５５を更に有する点で、本実施形態に係る車両用吸音構造体１００と異なる。
【００６５】
車両用吸音構造体１２０においては、基材６０が吸音材２０に接しない突起部５５を更に有するので、吸音効果がより向上する。
【００６６】
本実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法の押出工程Ｓ１においては、熱可塑性樹脂を溶融混練し、押し出たものを押出シートＰとしているが、熱可塑性樹脂と発泡剤とを溶融混練し、押し出して発泡させたものを押出シートＰとしてもよい。
この場合は、押出装置内において発泡剤を熱可塑性樹脂と共に混練し押出スリット３７を通じて、一対のローラー３８によって狭圧されながら、連続的に下方へ向かって押し出される。このときの熱可塑性樹脂の押出速度は、７００ｋｇ／時以上であることが好ましい。この場合、より表面の平滑性が高い基材が得られる。
そして、押し出された熱可塑性樹脂及び発泡剤は、シート状の押出シートＰとなり、分割金型４０の間に垂下される。
【００６７】
この場合の押出シートＰは、複数の気泡セルを複数含んだ独立気泡構造となっている。ここで、独立気泡構造とは、複数の気泡セル有する構造であり、少なくとも独立気泡率が５０％以上のものを意味する。したがって、表面平滑性が優れ、防音性も良い。
また、気泡セルは、平均気泡径が１０００μｍ未満であることが好ましく、５００μｍ未満であることがより好ましい。ここで、平均気泡径とは、沢山ある気泡の最大直径の平均値を意味する。
平均気泡径が１０００μｍ以上であると、平均気泡径が上記範囲内にある場合と比較して、表面粗さが大きくなり表面の平滑性が劣る傾向にある。
さらに、押出シートＰは、高発泡の成形体であって、発泡倍率が３．０〜２０倍である。ここで、発泡倍率とは、熱可塑性樹脂の密度を基材の見かけ密度で割った値である。
【００６８】
上記発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
これらの中でも、発泡剤は、超臨界状態の二酸化炭素または窒素を用いることが好ましい。この場合、有機物の混入がなく、耐久性等の低下がない。
【００６９】
また、発泡方法としては、上述したように熱可塑性樹脂材を密閉空間で超臨界流体とした発泡剤と混練し、それを大気中に開放することにより行われる。この場合、均一且つ確実に発泡することができる。なお、窒素の超臨界流体は、窒素を臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすることにより得られ、二酸化炭素の超臨界流体は、二酸化炭素を臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【００７０】
次に、他の実施形態に係る車両用吸音構造体１２０の製造方法について説明する。
他の実施形態に係る車両用吸音構造体１２０の製造方法は、用いる第１金型の形状が異なること以外は、上述した車両用吸音構造体１００の製造方法と同様である。
図１０は、他の実施形態に係る車両用吸音構造体の製造方法に用いられる第１金型を示す概略断面図である。
図１０に示すように、第１金型６０ａは、キャビティに突起６１が設けられている。したがって、成形工程において、押出シートを、該第１金型６０ａに付着させることにより、突起部５５が形成されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る車両用吸音構造体は、車両のエンジンルームのエンジンの下方（下面）に配置され、エンジンの消音又は保護のためのエンジンアンダーカバー等として好適に用いられる。本発明に係る車両用吸音構造体によれば、軽量であり、且つ吸音材の経時的な剥離を防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１，５１・・・底部
２，５２・・・周縁端部
３，５３・・・凸部
１０，６０・・・基材
１１・・・融着部
２０・・・吸音材
２１・・・空隙部
３０・・・押出装置
３１・・・ホッパー
３２・・・シリンダー
３３・・・油圧モーター
３４・・・アキュムレータ
３５・・・プランジャー
３６・・・Ｔダイ
３７・・・押出スリット
３８・・・ローラー
４０・・・分割金型
４０ａ，６０ａ・・・第１金型
４０ｂ・・・第２金型
４１・・・吸引穴
４２・・・真空吸引室
４３・・・キャビティ
４４ａ１・・・第１上型枠
４４ａ２・・・第１下型枠
４４ｂ１・・・第２上型枠
４４ｂ２・・・第２下型枠
４５・・・本体部
４６・・・刃形部
４７・・・引掛け部
４８・・・面
５５・・・突起部
６１・・・突起
１００，１２０・・・車両用吸音構造体
１０１・・・エンジンルーム
１０２・・・エンジン
１０３・・・ラジエーター
１１０・・・枠体
２００・・・カバー材
Ｐ・・・押出シート
Ｐ１・・・一面
Ｑ・・・不織布
Ｒ・・・成形体
Ｓ１・・・押出工程
Ｓ２・・・成形工程
Ｓ３・・・融着工程
Ｔ・・・密閉空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用吸音構造体であって、
底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、
前記周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、
を備え、
前記基材が熱可塑性樹脂材からなり、
前記吸音材が不織布からなり、
前記周縁端部と前記融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体。
【請求項２】
車両用吸音構造体であって、
底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、
前記周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、
を備え、
前記基材及び前記吸音材が熱可塑性樹脂材からなり、
前記周縁端部と前記融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体。
【請求項３】
前記底部の内方には凸部が設けられており、
前記凸部の頂面と前記融着部とが融着一体化されている請求項１又は２に記載の車両用吸音構造体。
【請求項４】
前記融着部の厚みが、該融着部以外の前記吸音材の厚みよりも薄肉になっており、且つ
前記融着部が押圧されて形成されたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項５】
前記基材が、前記底部に立設され且つ前記吸音材に接しない突起部を更に有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項６】
前記吸音材が、カーボンブラックを含んだスパンボンド不織布である請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項７】
自動車のエンジンを保護するために該エンジンの下面に配置されるエンジンアンダーカバーである請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、押出シートとする押出工程と、
該押出シートの一面を分割金型の一方側の第１金型に付着させ、吸引することにより、前記押出シートを所定の形状に成形し、成形体とする成形工程と、
前記第１金型と、分割金型の他方側の第２金型とで前記成形体を挟み込むことにより、前記第２金型に配置された吸音材を、前記成形体の他面に仮付着させ、前記成形体と前記吸音材との接触部分を融着一体化させる融着工程と、
を備える車両用吸音構造体の製造方法。
【請求項９】
前記押出シートが、熱可塑性樹脂を発泡させて形成されたものである請求項８記載の車両用吸音構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金型の前記押出シートを挟み込む側の面には複数の突起が設けられている請求項８又は９に記載の車両用吸音構造体の製造方法。
【請求項１】
車両用吸音構造体であって、
底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、
前記周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、
を備え、
前記基材が熱可塑性樹脂材からなり、
前記吸音材が不織布からなり、
前記周縁端部と前記融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体。
【請求項２】
車両用吸音構造体であって、
底部及び該底部の周縁に立設された周縁端部を有する基材と、
前記周縁端部に融着される融着部を有する吸音材と、
を備え、
前記基材及び前記吸音材が熱可塑性樹脂材からなり、
前記周縁端部と前記融着部とが融着一体化されている車両用吸音構造体。
【請求項３】
前記底部の内方には凸部が設けられており、
前記凸部の頂面と前記融着部とが融着一体化されている請求項１又は２に記載の車両用吸音構造体。
【請求項４】
前記融着部の厚みが、該融着部以外の前記吸音材の厚みよりも薄肉になっており、且つ
前記融着部が押圧されて形成されたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項５】
前記基材が、前記底部に立設され且つ前記吸音材に接しない突起部を更に有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項６】
前記吸音材が、カーボンブラックを含んだスパンボンド不織布である請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項７】
自動車のエンジンを保護するために該エンジンの下面に配置されるエンジンアンダーカバーである請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用吸音構造体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂材を、分割金型の間に押出して、押出シートとする押出工程と、
該押出シートの一面を分割金型の一方側の第１金型に付着させ、吸引することにより、前記押出シートを所定の形状に成形し、成形体とする成形工程と、
前記第１金型と、分割金型の他方側の第２金型とで前記成形体を挟み込むことにより、前記第２金型に配置された吸音材を、前記成形体の他面に仮付着させ、前記成形体と前記吸音材との接触部分を融着一体化させる融着工程と、
を備える車両用吸音構造体の製造方法。
【請求項９】
前記押出シートが、熱可塑性樹脂を発泡させて形成されたものである請求項８記載の車両用吸音構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金型の前記押出シートを挟み込む側の面には複数の突起が設けられている請求項８又は９に記載の車両用吸音構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５８２４５（Ｐ２０１２−１５８２４５Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０９１（Ｐ２０１１−１９０９１）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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