(57)【要約】【課題】軽量化を図りつつ所望の剛性が得られる車両の屋根構造を提供する。【解決手段】車両１０の屋根１１は、気密性を有する袋状のシート部材２１と、シート部材２１の内部に配置されており厚さ方向に貫通する複数の開口部２２１が設けられている板状の骨格部材２２とを有しており、シート部材２１の内部は真空であり、大気圧によってシート部材２１と骨格部材２２とが接触している状態に維持されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密性を有する袋状のシート部材と、
前記シート部材の内部に配置されており、厚さ方向に貫通する複数の開口部が設けられている板状の骨格部材と、
を有しており、
前記シート部材の内部は真空であり、大気圧によって前記シート部材と前記骨格部材が接触している状態に維持されている、
車両の屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の屋根構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両および建物の壁および屋根に用いられる断熱板状部材として、非金属製ハニカム構造体の外面を金属板で覆い、そのハニカム構造体の空隙の気圧を大気圧未満とするという構成が開示されている。このような構成によれば、内部に断熱材が充填されている構成と比較して断熱板状部材の軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６６３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非金属製ハニカム構造体と金属板との接合に接着剤が用いられる構成であると、接着剤の分の重量が増加する。一方で、軽量化のために非金属製ハニカム構造体と金属板とを接着剤を用いて接合しない構成であると、断熱板状部材の剛性が低くなるおそれがある。このように、特許文献１に開示されている構成では、軽量化を図りつつ所望の剛性を確保することが困難になるおそれがある。上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、軽量化を図りつつ所望の剛性が得られる（または剛性を高めることができる）車両の屋根構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両（１０）の屋根構造は、気密性を有する袋状のシート部材（２１）と、厚さ方向に貫通する複数の開口部（２２１）が設けられている板状であり、前記シート部材（２１）の内部に封入されている骨格部材（２２）と、を有しており、前記シート部材（２１）の内部は真空であり、大気圧によって前記シート部材（２１）と前記骨格部材（２２）とが接触している状態に保持されている。
【０００６】
本発明の車両（１０）の屋根構造によれば、袋状のシート部材（２１）の内部が真空であるため、シート部材（２１）が骨格部材（２２）に真空吸着している（すなわち、大気圧によってシート部材（２１）が骨格部材（２２）に接触している状態に維持される。このため、シート部材（２１）と骨格部材（２２）とを接着するための接着剤が不要であるから、車両（１０）の屋根（１１）の軽量化を図ることができる。さらに、シート部材（２１）が骨格部材（２２）に真空吸着することによってシート部材（２１）と骨格部材（２２）とが一体化するから、シート部材（２１）と骨格部材（２２）とが一体化していない構成と比較して車両（１０）の屋根（１１）の剛性を高めることができる。このため、所望の剛性を得ることができる。このように、本発明によれば、軽量化を図りつつ所望の剛性が得られる車両（１０）の屋根構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、車両の平面図である。
【図２】図２は、板状部材の斜視図である。
【図３】図３は、骨格部材の斜視図である。
【図４】図４は、板状部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、屋根１１に天窓１３（ムーンルーフと称されることがある）が設けられている車両１０の構成例を示す平面図である。図１に示すように、車両１０の屋根１１は、ルーフパネル１２および板状部材２０を有している。ルーフパネル１２は、鋼板などといった光を透過しない材料によって形成されている。ルーフパネル１２には車両１０の上下方向に貫通する開口部１２１が設けられている。板状部材２０は、ルーフパネル１２とは別体の部材であり、ルーフパネル１２に設けられている開口部１２１を塞ぐように配置されている。このように、板状部材２０によって車両１０の屋根１１の天窓１３が形成されている。そして、この板状部材２０は、本発明の実施形態に係る屋根構造を有している。
【０００９】
次に、本実施形態に係る屋根構造について説明する。図２は、本実施形態に係る屋根構造が適用された板状部材２０の構成例を示す斜視図であり、図３は板状部材２０の骨格部材２２の斜視図であり、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図２乃至図４に示すように、板状部材２０（すなわち、本発明の実施形態に係る屋根構造）は、シート部材２１および骨格部材２２を有している。
【００１０】
シート部材２１は、透光性および気密性（ガスバリア性）を有しているとともに袋状の構造を有している。例えば、シート部材２１には、透明で気密性を有する樹脂材料により形成されている。より具体的には、シート部材２１には、アクリル系の樹脂材料、ポリプロピレン（ＰＰ）、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが適用できる。
【００１１】
骨格部材２２は、図３に示すように、ハニカム構造（複数の正六角形の開口部２２１が並ぶ構造）を有する板状の部材である。すなわち、骨格部材２２は、厚さ方向に貫通し面方向に二次元的に並ぶ複数の開口部２２１を有しており、厚さ方向に光が透過可能である。骨格部材２２には、耐食性（耐錆性）を有するステンレス鋼が適用される。骨格部材２２に耐食性を有する材料が適用されることにより、板状部材２０の腐食を防止できる。また、ステンレス鋼は、普通鋼や構造用鋼に比較して強度が高いことから、骨格部材２２に普通鋼や構造用鋼が適用される構成と比較して、板状部材２０の強度を高めることができる。
【００１２】
図４に示すように、骨格部材２２はシート部材２１の内部に封入されている。そして、シート部材２１の内部は真空である。このため、シート部材２１は骨格部材２２に真空吸着している。すなわち、シート部材２１は大気圧によって骨格部材２２に押し付けられている状態（具体的には、密着している状態）に維持される。なお、大気圧によってシート部材２１の内面と骨格部材２２とが密着するとともに、シート部材２１の互いに対向する内面どうしが密着する。このため、シート部材２１と骨格部材２２とを接着するための接着剤は不要である。
【００１３】
このような板状部材２０の製造方法は限定されるものではないが、例えば、骨格部材２２を袋状のシート部材２１の内部に収容し、その状態でシート部材２１の内部を真空引きし、その後、シート部材２１の開口部を封止する、という製造方法が適用できる。この場合、シート部材２１の開口部の封止構造は特に限定されるものではなく、例えば熱融着などが適用できる。なお、シート部材２１は、板状部材２０に成形される前の時点では、大気圧により変形することができる程度の剛性を有している。シート部材２１の内部が真空引きされると、シート部材２１の内部材の表面は骨格部材２２に真空吸着する。さらに、シート部材２１の互いに対向する内面どうしも、骨格部材２２に設けられている開口部２２１を通じて互いに真空吸着する。このため、シート部材２１は大気圧によって形状が維持される。さらに、シート部材２１が骨格部材２２に真空吸着することにより、真空空着していない状態と比較して骨格部材２２が変形しにくくなる。なお、シート部材２１が骨格部材２２に真空吸着するため、板状部材２０の製造において、シート部材２１を骨格部材２２に密着する形状に成形する工程、例えば加熱することにより塑性変形させる工程は不要である。
【００１４】
車両１０の屋根１１の一部を構成する天窓１３に本発明の実施形態に係る屋根構造が適用された板状部材２０が配置されると、従来構造と比較して、車両１０の屋根１１の軽量化を図ることができるとともに、屋根１１の所望の剛性を確保することができる。すなわち、シート部材２１が骨格部材２２に真空吸着しているから、シート部材２１を骨格部材２２に接着するための接着剤が不要である。このため、接着剤の分だけ軽量化を図ることができる。なお、ハニカム構造は面方向の圧縮荷重に対しては剛性が高いものの、中空構造であるため面方向に交差する方向の荷重（曲げ荷重）に対しては剛性が低い。しかしながら、本実施形態に係る屋根構造においては、大気圧によってシート部材２１が骨格部材２２に真空吸着している（換言すると、シート部材２１と骨格部材２２とが一体化している）ため、真空吸着していない構成（一体化していない構成）に比較して、板状部材２０の断面係数が高くなる。したがって、シート部材２１が骨格部材２２に密着していない構成に比較して、曲げ荷重に対する剛性が高くなる。このため、所望の剛性を得ることができる。
【００１５】
さらに、接着剤を用いる構成に比較して、車両１０の屋根１１の対候性を高めることができる。すなわち、板状部材が接着剤によって接着された部材を有する構成であると、加水分解などによって接着強度が低下するおそれがある。このため、このような板状部材を風雨にさらされる部位に適用することは困難である。これに対して、本実施形態に係る屋根構造が適用された板状部材２０によれば、シート部材２１と骨格部材２２とが接着剤により接着されているのではなく、真空吸着しているため、接着剤の加水分解による接着強度の低下という問題が生じない。
【００１６】
また、シート部材２１が透明であり、骨格部材２２が厚さ方向に貫通する開口部２２１を有していれば、板状部材２０は全体として厚さ方向に光が透過可能である。このため、このような板状部材２０を車両１０の屋根１１に配置することにより（換言すると、車両１０の屋根１１の少なくとも一部を板状部材２０によって形成することにより）、車両１０に採光可能な天窓１３を設けることができる。そして、本実施形態に係る屋根構造が適用された板状部材２０は、樹脂板やガラス板に比較して軽量にできるとともに剛性を高くできる。このため、本実施形態に係る板状部材２０を採光可能な天窓１３に用いることによって、従来の樹脂板やガラス板を用いる天窓に比較して、天窓１３の採光性を確保しつつ、車両１０の屋根１１の軽量化と高剛性化を図ることができる。
【００１７】
なお、車両１０の天窓１３に用いる部材としては、厚さ方向に貫通する開口部２２１を有する板状の骨格部材と透明な樹脂板またはガラス板とが重ねられた部材が考えられる。しかしながら、このような構成の部材では、骨格部材と樹脂板またはガラス板との接合が困難である。そして、骨格部材と樹脂板またはガラス板とを接合することなく重ね合わせただけでは、天窓１３の剛性の向上を図ることができない。また、このような構成では、走行時に振動などによって異音が生じるおそれがあるほか、剛性不足によって板状部材が撓み、その結果として風切り音が発生するおそれがある。なお、板状の骨格部材と樹脂板またはガラス板との接合構造として、骨格部材と樹脂板またはガラス板とを重ね合わせ、別部材によって骨格部材と樹脂板またはガラス板の周縁部を厚さ方向に挟んで接合するという構造が考えられる。しかしながらこのような構造であっても、剛性を高める効果は低く、振動による異音の発生のおそれが解消しない。これに対して本実施形態によれば、シート部材２１は骨格部材２２に真空吸着しているから、振動に起因する異音の発生を防止または抑制できる。また、本実施形態によれば、従来構成に比較して剛性を高めることができるから、板状部材２０のたわみと、それに起因する風切音の発生を防止または抑制できる。
【００１８】
次に、変形例について説明する。前記実施形態では、骨格部材２２にステンレス鋼が適用される例を示したが、骨格部材２２の材質はステンレス鋼に限定されない。骨格部材２２には、例えば、チタン、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、冷延鋼板、熱延鋼板などの金属材料が適用できる。また、骨格部材２２には、金属材料のみならず、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やセメントなどといった非金属材料が適用できる。さらに、所望の強度を確保できるのであれば、採光性を重視してポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明な樹脂材料を適用してもよい。
【００１９】
また、骨格部材２２の厚さおよび開口部２２１の寸法は、板状部材２０に要求される強度や強度などに応じて適宜設定されるものであり、限定されるものではない。さらに、本実施形態では骨格部材２２がハニカム構造（正六角形の開口部２２１が並ぶ構造）を有する例を示すが、骨格部材２２はハニカム構造を有する板状の部材に限定されない。例えば、四角形、三角形、五角形などの開口部２２１が並ぶ構成であってもよい。要は、骨格部材２２は、所望の強度を有し、厚さ方向に貫通し面方向に並ぶ複数の開口部２２１を有する構成であればよい。
【００２０】
さらに、シート部材２１も前記材料に限定されるものではない。シート部材２１は、気密性（ガスバリア性）を有し大気圧によって変形する（大気圧によって骨格部材２２に密着する）材料により形成される構成であればよい。さらに、板状部材２０が採光性を有さなくてもよい場合には、シート部材２１は透明でなくてもよい。この場合には、シート部材２１として、例えばアルミシートのような金属シート、アルミ蒸着シートのような金属と非金属材料とからなる複合材料であってもよい。このほかシート部材２１には、気密性を有するのであれば樹脂材料からなる不織布が適用されてもよい。また、シート部材２１の厚さは、天窓１３の強度と採光性の観点から適宜設定される。要は、シート部材２１は、所望の強度を有し、内部を真空に保つことができる袋状の構造を有しており、大気圧によって変形することができればよい。そして、採光性を必要とする箇所に屋根構造が適用される場合には、シート部材２１が透明であればよい。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。本発明は種々の改変が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２２】
例えば、ルーフパネル１２の形状および寸法、並びにルーフパネル１２に設けられている開口部１２１の形状、寸法および位置は特に限定されるものではなく、適宜設定される。また、ルーフパネル１２の車体への取付構造も特に限定されるものではなく、公知の各種の固定構造が適用できる。さらに、板状部材２０のルーフパネル１２への取付構造は特に限定されるものではない。また、板状部材２０はルーフパネル１２に対して直接的にまたは他の部材を介して間接的に固定されていてもよく、ルーフパネル１２に対して開閉可能に取り付けられていてもよい。
【００２３】
また、前記実施形態では、車両１０の屋根１１の一部を形成する天窓１３に本発明の実施形態に係る屋根構造が適用される例を示したが、このような例に限定されるものではない。例えば、車両１０の屋根１１の全体に本発明の実施形態に係る屋根構造が適用されてもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０…車両、１１…車両の屋根、２０…板状部材、２１…シート部材、２２…骨格部材、２２１…骨格部材の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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