JP5521656B2

JP5521656B2 - 車両用天井構造

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Publication number: JP5521656B2
Application number: JP2010051067A
Authority: JP
Inventors: 正之遠山
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: JP2011183924A

Description

本発明は、車両用天井構造に関し、さらに詳しくは、広範囲に断熱性を発揮させることができる車両天井構造に関する。

従来より、車両用天井構造として、天井基材と、この天井基材の車室外側に積層される凹凸状の補強材と、を備え、天井基材と補強材との間に断熱性を高めるための複数の中空部を形成してなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３６０８９号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、補強材は凹凸状に形成されているため、この補強材を、天井基材の外縁側やサンバイザ格納部等の曲率が比較的大きな部分の表面形状に追従させることが困難となる。そのため、例えば、図９及び図１０に示すように、天井基材１０３の曲率が比較的大きな部分１０３ｂには中空部１１０を形成せず、天井基材１０３の中央側１０３ａに対応して中空部１１０を形成し、補強材１０５を天井基材１０３の表面形状に追従させていることが現状である。その結果、中空部１１０により広範囲に断熱性を発揮させることができない。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、広範囲に断熱性を発揮させることができる車両天井構造を提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．天井基材と、該天井基材の車室外側に積層される凹凸状の補強材と、を備える車両用天井構造であって、
前記天井基材と前記補強材との間には中空部が形成され、該補強材の該天井基材に当接する当接部にはスリットが形成されており、
複数の前記中空部は、ハニカム状に配列されており、前記スリットは、前記当接部のうちで、複数の該中空部のうちの隣接する３つの中空部に囲まれる部分に形成されていることを特徴とする車両用天井構造。
２．前記スリットは、前記当接部のうちで、前記天井基材の中央側の曲率よりも大きな曲率の該天井基材の部分に当接する部分に形成されている上記１．記載の車両用天井構造。
３．前記スリットは、前記当接部のうちで、前記天井基材の外縁側に当接する部分に形成されている上記１．又は２．に記載の車両用天井構造。
４．前記スリットは略Ｙ字状に形成されている上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の車両用天井構造。

本発明の車両用天井構造によると、補強材の天井基材に当接する当接部にスリットが形成されているので、天井基材と補強材との間の任意の部分に中空部を形成しても、スリットにより補強材を天井基材の表面形状に容易に追従させることができる。その結果、広範囲に断熱性を発揮させることができる。
また、複数の前記中空部が、ハニカム状に配列されており、前記スリットが、前記当接部のうちで、複数の該中空部のうちの隣接する３つの中空部に囲まれる部分に形成されているので、ハニカム状に配列された複数の中空部により天井構造の剛性を更に高め得るとともに、スリットによる天井基材の表面形状に対する補強材の追従性を更に高めることができる。
また、前記スリットが、前記当接部のうちで、前記天井基材の中央側の曲率よりも大きな曲率の該天井基材の部分に当接する部分に形成されている場合は、天井基材の比較的大きな曲率を持つ部分に対応して中空部を形成しても、補強材を天井基材の表面形状に容易に追従させ得るため、より広範囲に断熱性を発揮させることができる。また、天井基材の比較的大きな曲率を持つ部分は、通常、天井基材の中央側に比べて厚さが小さく剛性が高くされている。そのため、天井基材の比較的大きな曲率を持つ部分に対応してスリットを形成しても、天井構造に必要十分な剛性を発揮させることができる。
また、前記スリットが、前記当接部のうちで、前記天井基材の外縁側に当接する部分に形成されている場合は、天井基材の外縁側に対応して中空部を形成しても、補強材を天井基材の表面形状に容易に追従させ得るため、より広範囲に断熱性を発揮させることができる。また、天井基材の外縁側は、通常、天井基材の中央側に比べて厚さが小さく剛性が高くされている。そのため、天井基材の外縁側に対応してスリットを形成しても、天井構造に必要十分な剛性を発揮させることができる。
また、前記スリットが略Ｙ字状に形成されている場合は、スリットによる天井基材の表面形状に対する補強材の追従性を更に高めることができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係る車両用天井構造の車室内側から視た平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２のＩＩＩ矢視の要部拡大図である。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図３の要部拡大図である。図２のＶ矢視の要部拡大図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。その他の形態をスリットを説明するための説明図であり、（ａ）はスリットが補強材の車室内側に形成された形態を示し、（ｂ）はスリットが補強材の車室外側に形成された形態を示す。従来の車両用天井構造の車室内側から視た平面図である。図９のＸ−Ｘ線断面図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

１．車両用天井構造
本実施形態１．に係る車両用天井構造は、天井基材と、この天井基材の車室外側に積層される凹凸状の補強材と、を備える車両用天井構造であって、天井基材と補強材との間には中空部（１０）が形成され、補強材の天井基材に当接する当接部にはスリット（９）が形成されていることを特徴とする（例えば、図４等参照）。
なお、上記「天井基材の車室外側」とは、車両に取り付けられた状態の天井基材の車室外側を向く表面側を意図する。

上記補強材は、例えば、非通気性の接着フィルム（４）を介して天井基材の車室外側に積層されていることができる（例えば、図４等参照）。これにより、接着フィルムにより中空部の内部空間がより確実に非通気空間とされて断熱性をより高めることができる。

上記スリットは、通常、上記中空部の近傍に配設されている。上記スリットとしては、例えば、〔１〕当接部のうちで、天井基材の中央側（３ａ）の曲率よりも大きな曲率の天井基材の部分（３３，３４）に当接する部分に形成されている形態、〔２〕当接部のうちで、天井基材の外縁側（３ｂ）に当接する部分に形成されている形態、〔３〕当接部のうちで、天井基材に形成されたサンバイザ格納部（７）に当接する部分に形成されている形態等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを挙げることができる（例えば、図１及び図２等参照）。

上記〔１〕〜〔３〕形態では、例えば、スリットは、当接部のうちで、天井基材の中央側（３ａ）に当接する部分に形成されていないことができる（例えば、図７等参照）。これにより、必要最小限のスリットを持つ剛性に優れた補強材とすることができる。

上記〔１〕〜〔３〕形態では、例えば、天井基材の中央側（３ａ）の最大曲率は３×１０^−４〜５×１０^−４（好ましくは３×１０^−４〜４×１０^−４、特に３．５×１０^−４〜４×１０^−４）であることができる。また、上記〔１〕形態では、例えば、天井基材の部分（３３，３４）の最大曲率は５×１０^−３〜０．１（好ましくは８×１０^−３〜０．１、特に０．０１〜０．１）であることができる。また、上記〔２〕形態では、例えば、天井基材の外縁側（３ｂ）は上記天井基材の部分（３３，３４）を含んでおり、天井基材の外縁側（３ｂ）の最大曲率は５×１０^−３〜０．１（好ましくは８×１０^−３〜０．１、特に０．０１〜０．１）であることができる。さらに、上記〔３〕形態では、例えば、天井基材のハウジング部（７）の最大曲率は０．０３〜０．２（好ましくは０．０５〜０．２、特に０．０６〜０．２）であることができる。なお、上記曲率の単位は「／ｍｍ」とする。

上記〔１〕〜〔３〕形態では、例えば、天井基材の中央側（３ａ）の最小厚さ（ｔ２）は５〜１０ｍｍ（好ましくは５〜８ｍｍ、特に５〜６ｍｍ）であることができる。また、上記〔１〕形態では、例えば、天井基材の部分（３３，３４）の最小厚さは１〜１０ｍｍ（好ましくは１〜７ｍｍ、特に１〜５ｍｍ）であることができる。また、上記〔２〕形態では、例えば、天井基材の外縁側（３ｂ）の最小厚さ（ｔ１）は１〜３ｍｍ（好ましくは１〜２．５ｍｍ、特に１〜２ｍｍ）であることができる。さらに、上記〔３〕形態では、例えば、天井基材のハウジング部（７）の最小厚さは２〜５ｍｍ（好ましくは２〜４ｍｍ、特に２〜３ｍｍ）であることができる。

上記〔２〕形態では、例えば、天井基材の外縁側（３ｂ）は、天井基材の外縁端から中央側（３ａ）に向かって３００ｍｍ以内（好ましくは２００ｍｍ以内）の部位であることができる。

上記〔１〕形態では、例えば、上記中空部は、天井基材の中央側（３ａ）及びこの中央側の曲率よりも大きな曲率の天井基材の部分（３３，３４）に対応して配設されていることができる。また、上記〔２〕形態では、例えば、上記中空部は、天井基材の中央側（３ａ）及び外縁側（３ｂ）に対応して配設されていることができる。また、上記〔３〕形態では、例えば、上記中空部は、天井基材の中央側（３ａ）及びサンバイザ格納部（７）に対応して配設されていることができる。これらにより、広範囲に断熱性を発揮させることができる。

本実施形態１．の車両用天井構造としては、例えば、複数の中空部は、ハニカム状に配列されており、スリットは、当接部のうちで、複数の中空部のうちの隣接する３つの中空部に囲まれる部分に形成されている形態を挙げることができる（例えば、図５等参照）。この形態では、例えば、複数の中空部のそれぞれの平面形状が略正六角形に形成され、隣接する３つの中空部の中心が略正三角形の頂点に配設されていることができる。

上述の形態の場合、例えば、スリットは略Ｙ字状に形成されていることができる。この略Ｙ字状のスリットの一辺の長さ（ｌ２）は、例えば、２〜１０ｍｍ（好ましくは２〜８ｍｍ、特に２〜６ｍｍ）であることができる。また、略六角形の中空部の一辺の長さ（ｌ１）は、例えば、５〜３０ｍｍ（好ましくは５〜２０ｍｍ、特に５〜１０ｍｍ）であることができる。さらに、略Ｙ字状のスリットの一辺の長さ（ｌ２）と略六角形の中空部の一辺の長さ（ｌ１）との比（ｌ２／ｌ１）は１／１５〜１（好ましくは１／５〜１／２、特に１／４〜１／３）であることが好ましい。補強材の追従性及び剛性を好適に両立できるためである。

上記略Ｙ字状のスリットの一辺の幅（ｗ２）は、例えば、１〜４ｍｍ（好ましくは１〜３ｍｍ、特に１〜２ｍｍ）であることができる。また、隣接する２つの略六角形の中空部の間隔（ｗ１）は、例えば、２〜５ｍｍ（好ましくは２〜４ｍｍ、特に２〜３ｍｍ）であることができる。さらに、略Ｙ字状のスリットの一辺の幅（ｗ２）と隣接する２つの略六角形の中空部の間隔（ｗ１）との比（ｗ２／ｗ１）は１／５〜１（好ましくは１／５〜２／３、特に１／３〜１／２）であることが好ましい。補強材の追従性及び剛性を好適に両立できるためである。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。

（１）車両用天井構造の構成
本実施例に係る車両用天井構造１は、図１及び図２に示すように、ルーフパネル２（図２中に仮想線で示す。）に対向する天井基材３と、この天井基材３の車室外側に接着フィルム４（図４参照）を介して積層される凹凸状の補強材５と、を備えている。

上記天井基材３は、中央側３ａ及びこの中央側３ａの外周側となる外縁側３ｂを有している。これら中央側３ａ及び外縁側３ｂは、図１中に示す仮想線で仕切られている。車両左右側の外縁側３ｂの外側端と中央側３ａの外側端との間隔Ｌ１，Ｌ２は約２００ｍｍとされている。また、車両前側の外縁側３ｂの前端と中央側３ａの前端との間隔Ｌ３は約３００ｍｍとされている。さらに、車両後側の外縁側３ｂの後端と中央側３ａの後端との間隔Ｌ４は約３００ｍｍとされている。また、天井基材３には、ルーフコンソールや室内灯等の取付用の孔部４０が形成されている。

上記天井基材３の中央側３ａは、その最大曲率が約４×１０^−４／ｍｍとされ、その最小厚さｔ２（図２参照）が約３ｍｍとされている。また、天井基材３の外縁側３ｂは、曲率の大きな部分３３，３４（図２参照）と天井基材３に形成された凹状のサンバイザ格納部７（図１参照）とを含んでいる。この天井基材３の外縁側３ｂにおいて、部分３３，３４の最大曲率は約８×１０^−３／ｍｍとされ、サンバイザ格納部７の最大曲率は約０．０５とされている。また、天井基材３の外縁側３ｂの最小厚さｔ１（図２参照）は約２ｍｍとされている。なお、上記天井基材３の車室内側には表皮材（図示省略）が積層されている。

上記補強材５は、図３及び図４に示すように、複数の凸部８と、天井基材３の車室内側に接着フィルム４を介して当接する凹状の当接部９と、を有している。これらの凸部８及び天井基材３の間に断熱空間を有する複数の中空部１０が形成されている。

上記複数の中空部１０は、天井基材３の中央側３ａ及び外縁側３ｂ（すなわち天井基材３の全面）にわたって形成されている。これら複数の中空部１０はハニカム状に配列されている。具体的には、複数の中空部１０は、それぞれの平面形状が略正六角形に形成され、隣接する３つの中空部１０の中心が略正三角形の頂点に配置されている。また、各中空部１０は、その一辺の長さｌ１（図３参照）が約１０ｍｍとされ、その高さｈ１（図４参照）が約８ｍｍとされ、その厚さｔ（図４参照）が約０．５ｍｍとされている。また、隣接する２つの中空部１０の間隔ｗ１（図５参照）は約４ｍｍとされている。

上記補強材５の当接部９のうちで、天井基材３の外縁側３ｂに当接する部分であって、複数の中空部１０のうちの隣接する３つの中空部１０に囲まれる部分にはスリット１１が形成されている。一方、補強材５の当接部１０のうちで、天井基材３の中央側３ａに当接する部分にはスリット１１が形成されていない（図６及び図７参照）。

上記スリット１１は、図５に示すように、その平面形状が略Ｙ字状で補強材５の表裏側に貫通して形成されている。このスリット１１の一辺の長さｌ２が約３ｍｍとされている。したがって、スリット１１の一辺の長さｌ２と中空部１０の一辺の長さｌ１との比（ｌ２／ｌ１）は約１／３とされている。さらに、スリット１１の一辺の幅ｗ２が約２ｍｍとされている。したがって、スリット１１の一辺の幅ｗ２と隣接する２つの中空部１０の間隔ｗ１との比（ｗ２／ｗ１）は約１／２とされている。

（２）車両用天井構造の製法等
次に、上記構成の車両用天井構造１の製法について説明する。平板状の成形基本形状体を用いて天井基材３の前駆体を真空成形するとともに、平板状の成形基本形状体を用いて補強材５の前駆体を真空成形する。その後、天井基材３及び補強材５の各前駆体を接着フィルム４を介して熱プレス成形して車両用天井構造１が得られる。この熱プレス成形の際に、平板状の補強材５の前駆体は、スリット１１により天井基材３の表面形状に沿って円滑に曲げられる。

上記構成の車両用天井構造１では、通常、冬季等において車両の車室内から車室外に向かって熱移動が生じる。この熱移動において、車室内から天井基材３を熱伝導で伝わる熱は、天井基材３の全面に対応して設けられた多数の中空部１０の断熱性により伝熱量が大きく減少される。

（３）実施例の効果
以上より、本実施例の車両用天井構造１によると、補強材５の天井基材３に当接する当接部９にスリット１１が形成されているので、天井基材３と補強材５との間の任意の部分に中空部１０を形成しても、スリット１１により補強材５を天井基材３の表面形状に容易に追従させることができる。その結果、広範囲に断熱性を発揮させることができる。また、天井基材３の表面形状に対する曲面追従をスリット１１で対応しているので、補強材５の平板状の成形基本形状体を車種によらず共通化することができる。

また、本実施例では、スリット１１が、当接部９のうちで、天井基材の外縁側３ｂ（部分３３，３４及びサンバイザ格納部７を含む）に当接する部分に形成されているので、天井基材３の外縁側３ｂに対応して中空部１０を形成しても、補強材５を天井基材３の表面形状に容易に追従させることができる。そのため、より広範囲に断熱性を発揮させることができる。また、天井基材３の外縁側３ｂは、通常、天井基材３の中央側３ａに比べて厚さが小さく剛性が高くされている。そのため、天井基材３の外縁側３ｂに対応してスリット１１を形成しても、天井構造１に必要十分な剛性を発揮させることができる。

また、本実施例では、複数の中空部１０が、ハニカム状に配列されており、スリット１１が、当接部９のうちで、複数の中空部１０のうちの隣接する３つの中空部１０に囲まれる部分に形成されているので、ハニカム状に配列された複数の中空部１０により天井構造１の剛性を更に高めることができるとともに、スリット１１による天井基材３の表面形状に対する補強材５の追従性を更に高めることができる。

さらに、本実施例では、スリット１１が略Ｙ字状に形成されているので、スリット１１による天井基材３の表面形状に対する補強材５の追従性を更に高めることができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、補強材５の当接部９の表裏側に貫通して形成された穴状のスリット１１を例示したが、これに限定されず、例えば、図８（ａ）（ｂ）に示すように、補強材５の当接部９の表面側及び裏面側のうちの少なくとも一方の面側に形成された溝状のスリット１１’，１１’’としてもよい。

また、上記実施例では、１つの中空部１０の６つの頂点の近傍にスリット１１を設ける形態を例示したが、これに限定されず、例えば、１つの中空部１０の６つの頂点のうちの３つ頂点の近傍にスリット１１を設けるようにしてもよい。

また、上記実施例では、略Ｙ字状のスリット１１を例示したが、これに限定されず、例えば、円形、矩形、多角形、略Ｖ字状、異形状等のスリットとしてもよい。

また、上記実施例では、補強材５の当接部９のうちで、天井基材３の外縁側３ｂに当接する部分にスリット１１を形成する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、補強材５の当接部９のうちで、天井基材３の中央側３ａの曲率よりも大きな曲率の天井基材３の部分３３，３４（図２参照）に当接する部分のみにスリット１１を形成したり、天井基材３のハウジング部７に当接する部分のみにスリット１１を形成したりしてもよい。

また、上記実施例では、天井基材３の外縁側３ｂとして、天井基材３の中央側３ａの外周側となる形態を例示したが、これに限定されず、例えば、天井基材３の外縁側としては、天井基材３の中央側３ａの車両左右側のうち少なくとも一方側である形態、天井基材３の中央側３ａの車両前後側のうちの少なくとも一方側である形態等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを採用してもよい。

また、上記実施例では、ハニカム状に配列される中空部１０を例示した。参考例として、例えば、縦列及び横列に沿って配列される中空部が挙げられる。

また、上記実施例では、略正六角柱状の中空部１０を例示したが、これに限定されず、例えば、他の角柱状、角錐台状、円柱状、円錐台状等の中空部としてもよい。

さらに、上記実施例では、接着フィルム４を介して天井基材３の車両外側に積層される補強材５を例示したが、これに限定されず、例えば、天井基材の車両外側に接着剤により直接的に積層される補強材としてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

乗用車、バス、トラック等の他、列車、汽車等の鉄道車両、建設車両、農業車両、産業車両などの車両用天井構造に関する技術として広く利用される。

１；車両天井構造、３；天井基材、３ａ；中央側、３ｂ；外縁側、５；補強材、７；サンバイザ格納部、９；当接部、１０；中空部、１１，１１’，１１’’；スリット。

Claims

天井基材と、該天井基材の車室外側に積層される凹凸状の補強材と、を備える車両用天井構造であって、
前記天井基材と前記補強材との間には中空部が形成され、該補強材の該天井基材に当接する当接部にはスリットが形成されており、
複数の前記中空部は、ハニカム状に配列されており、前記スリットは、前記当接部のうちで、複数の該中空部のうちの隣接する３つの中空部に囲まれる部分に形成されていることを特徴とする車両用天井構造。
前記スリットは、前記当接部のうちで、前記天井基材の中央側の曲率よりも大きな曲率の該天井基材の部分に当接する部分に形成されている請求項１記載の車両用天井構造。
前記スリットは、前記当接部のうちで、前記天井基材の外縁側に当接する部分に形成されている請求項１又は２に記載の車両用天井構造。
前記スリットは略Ｙ字状に形成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用天井構造。