(57)【要約】【課題】燃費を向上させることが可能な車両用可変ルーフ構造を提供する。【解決手段】ルーフ１４の上には、翼部２０が設けられている。翼部２０は、車両前方に向けて開口する空気流入部２２と、空気流入部２２から流入する空気を封入する封入空間Ｒ２と、を有し、封入空間Ｒ２に空気が流入されていない非流入状態から封入空間Ｒ２に空気が流入した流入状態になるときに柔軟膜２０Ｍが変形して揚力を発生させる翼状となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の上方に設けられたルーフと、
前記ルーフの上に設けられ、車両前方に向けて開口する空気流入部と、前記空気流入部から流入する空気を封入する封入空間と、を有し、前記封入空間に空気が流入されていない非流入状態から前記封入空間に空気が流入した流入状態になることでに柔軟膜が変形して揚力を発生させる翼状に変形する翼部と、
を備えた車両用可変ルーフ構造。
【請求項２】
前記翼状は、リフレクトキャンバ状である、請求項１に記載の車両用可変ルーフ構造。
【請求項３】
前記柔軟膜は、前記ルーフと離間して下部空間を形成しつつ前記ルーフの上面に沿って配置され内部が前記封入空間となる袋状とされている、請求項１または請求項２に記載の車両用可変ルーフ構造。
【請求項４】
前記柔軟膜には、前記封入空間をまたぐ上下方向の間隔が所定の長さを超えないように上下を連結する複数の上下連結部が設けられている、請求項３に記載の車両用可変ルーフ構造。
【請求項５】
前記翼部は、前記ルーフと間隔を開けて前記ルーフの上面に沿って配置された台座を有し、前記台座の上面は前記柔軟膜で覆われている、請求項３または請求項４に記載の車両用可変ルーフ構造。
【請求項６】
前記翼部の車幅方向両端と前記ルーフとの間には、前記下部空間を覆うサイド膜が設けられている、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用可変ルーフ構造。
【請求項７】
前記翼部は、前記非流入状態において、車幅方向に短縮可能とされている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車両用可変ルーフ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のルーフに適用される車両用可変ルーフ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のルーフの上に搭載される、種々のルーフボックスが提案されている。例えば、特許文献１、２には、積載する荷物等に応じて体積を変更できるルーフボックスが開示されている。このようなルーフボックスを用いることにより、ルーフへ荷物を搭載したことによる走行風の乱れを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１４−５２１５４４号公報
【特許文献２】特開２００３−８９３２９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、特許文献１、２では、ルーフボックスの外形状が維持される部材で形成されているため、ルーフボックスの搭載により重量増加を招き、燃費の低下が懸念される。本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、燃費を向上させることが可能な車両用可変ルーフ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】
【０００５】
請求項１に記載の車両用可変ルーフ構造は、車両の上方に設けられたルーフと、前記ルーフの上に設けられ、車両前方に向けて開口する空気流入部と、前記空気流入部から流入する空気を封入する封入空間と、を有し、前記封入空間に空気が流入されていない非流入状態から前記封入空間に空気が流入した流入状態になることでに柔軟膜が変形して揚力を発生させる翼状に変形する翼部と、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の車両用可変ルーフ構造では、車両が走行すると、空気流入部から封入空間へ走行風が流入し、翼部は柔軟膜が非流入状態から流入状態に変化して翼状となり、翼部が揚力を発生させる。これにより、走行時には重量が軽減され、燃費が向上する。また、翼部は柔軟膜が変形して外形が形成されるので、翼部の軽量化を図ることができ、燃費が向上する。
【０００７】
請求項２に記載の車両用可変ルーフ構造は、前記翼状は、リフレクトキャンバ状である。
【０００８】
このように、リフレクトキャンバ状の翼部とすることにより、翼部の姿勢が安定し、封入空間へ安定して走行風を流入させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の車両用可変ルーフ構造は、前記柔軟膜が、前記ルーフと離間して下部空間を形成しつつ前記ルーフの上面に沿って配置され内部が前記封入空間となる袋状とされている。
【００１０】
請求項３に記載の車両用可変ルーフ構造によれば、柔軟膜により簡易に翼部を形成することができる。また、ルーフとの間に下部空間が形成されているので、翼部の下に走行風が流れ、揚力が得られやすくなる。
【００１１】
請求項４に記載の車両用可変ルーフ構造は、前記柔軟膜には、前記封入空間をまたぐ上下方向の間隔が所定の長さを超えないように複数の上下連結部が設けられている。
【００１２】
請求項４に記載の車両用可変ルーフ構造によれば、空気流入状態において、上下連結部により柔軟膜の封入空間をまたぐ上下方向の間隔を所定の長さに維持し、容易に翼部を翼状に形成することできる。
【００１３】
請求項５に記載の車両用可変ルーフ構造は、前記翼部は、前記ルーフと間隔を開けて前記ルーフの上面に沿って配置された台座を有し、前記台座の上面は前記柔軟膜で覆われている。
【００１４】
請求項５に記載の車両用可変ルーフ構造によれば、台座を設けることにより、下部空間を容易に構成することができる。また、台座上に荷物を安定して積載することができる。
【００１５】
請求項６に記載の車両用可変ルーフ構造は、前記翼部の車幅方向両端と前記ルーフとの間には、前記下部空間を覆うサイド膜が設けられている。
【００１６】
請求項６に記載の車両用可変ルーフ構造によれば、サイド膜により、下部空間から翼部の上部への空気の流れが抑えられ、揚力の減衰を抑制することができる。
【００１７】
請求項７に記載の車両用可変ルーフ構造は、前記翼部は、車幅方向に短縮可能とされている。
【００１８】
請求項７に記載の車両用可変ルーフ構造によれば、翼部を縮小させて空気抵抗を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明の車両用可変ルーフ構造は、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る車両用可変ルーフ構造が適用された車両の側面図である。
【図２】本実施形態に係る車両用可変ルーフ構造が適用された車両の上面図である。
【図３】本実施形態に係る車両用可変ルーフ構造が適用された車両上部の正面図（翼部への空気流入状態）である。
【図４】本実施形態の翼部と台座の取付前状態における斜視図である。
【図５】本実施形態に係る車両用可変ルーフ構造が適用された車両上部の正面図（翼部への空気非流入状態、折り畳み状態）である。
【図６】本実施形態の翼部の（Ａ）は、封入空間への空気非流入状態を示す図であり、（Ｂ）は、封入空間への空気流入状態を示す図である。
【図７】本実施形態の翼部の（Ａ）は、空気流入部が上側へ向いた状態を示す図であり、（Ｂ）は、空気流入部が上側へ向いた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明が適用された車両用可変ルーフ構造の第１実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＦＲは車両前方を示している。また、矢印Ｗは、車両幅方向を示している。
【００２２】
図１に示されるように、本実施形態の車両用可変ルーフ構造１０は、車両１２に搭載される構造である。車両用可変ルーフ構造１０は、ルーフ１４、支持フレーム１６、台座１８、及び、翼部２０を備えている。
【００２３】
ルーフ１４は、車両１２の上方に設けられ、車両１２の外板を構成している。支持フレーム１６は、車幅方向に沿った長尺状とされている。２本の支持フレーム１６が前後に間隔をあけてルーフ１４に取り付けられている。
【００２４】
支持フレーム１６の上には、台座１８が取り付けられている。台座１８は、図４に示されるように、トレー状とされ、底部１８Ａ及び側壁１８Ｂを有している。台座１８は、車幅方向の中央部に配置されており、車幅方向の長さがルーフ１４の同方向の長さよりも短くなっている。底部１８Ａは、支持フレーム１６によってルーフ１４から離間しており、ルーフ１４と底部１８Ａとの間に下部空間Ｒ１が形成されている。車両前後方向に沿った側壁１８Ｂの内側には、後述する取付代２４Ａを取り付ける取付部１８Ｃが形成されている。取付部１８Ｃには、例えば面ファスナーを用いることができる。台座１８は、樹脂、金属などで形成することができる。台座１８には、荷物を積載した際に、荷物を台座１８に固定する不図示の固定具が設けられている。
【００２５】
翼部２０は、柔軟膜２０Ｍによって形成される袋状とされ、図２に示されるように、上方から見てルーフ１４を覆うように配置されている。柔軟膜２０Ｍは、ナイロン繊維やポリエチレン繊維等の布地やフィルムなどの、柔軟性を有し内圧により変形可能な部材で形成されている。
【００２６】
翼部２０の前方は開口されており、車両１２の走行時に走行風が流入する空気流入部２２が形成されている。翼部２０の内部には、封入空間Ｒ２が形成されており、空気流入部２２から流入した空気が後方へ抜け出ないように、空気流入部２２以外の部分は封止されている。
【００２７】
図１に示されるように、翼部２０は、前後方向の断面がリフレクトキャンバ状とされている。リフレクトキャンバは、後方が上に反り返る形状である。リフレクトキャンバ状（又はＳ字キャンバー状）としては、モーメント係数がプラスになる、例えば、アメリカの無尾翼グライダーに採用されたFauvel １４の翼型を用いることができる。
【００２８】
翼部２０は、図３に示されるように、前方から見て、車幅方向に長尺とされており、車幅方向の中央下部の台座１８に対応する位置に開口２４が形成されている。開口２４では、柔軟膜２０Ｍが切り欠かれており、開口２４の縁に帯状の取付代２４Ａが形成されている。取付代２４Ａは、台座１８の側壁１８Ｂに形成された取付部１８Ｃと接合され、開口２４が台座１８によって閉鎖される。
【００２９】
翼部２０には、車幅方向に所定の間隔をあけて複数の上下連結部２６が形成されている。上下連結部２６は、柔軟膜２０Ｍと同じ膜状の部材で形成されており、封入空間Ｒ２の上下方向を横断するように前後方向に沿って延在され、柔軟膜２０Ａの上側と下側とを連結している。上下連結部２６は、走行風が封入空間Ｒ２に流入している状態において、翼部２０の形状が所望のリフレクトキャンバ状となるように、柔軟膜２０Ｍの各部分の上下に向かい合う部分の間隔が所定の長さに設定されている。各々の上下連結部２６には、車幅方向に隣り合う封入空間Ｒ２が連通されるように、連通孔２６Ａが形成されている。
【００３０】
翼部２０の車幅方向の外側端部（以下「翼幅端部２０Ｅ」という）には、前サイド膜３０及び後サイド膜３２が設けられている。前サイド膜３０と後サイド膜３２は、翼部２０の翼幅端部２０Ｅに前後に並んで設けられている。前サイド膜３０は、略三角形状とされ、一辺が前後方向に沿うように配置されて翼幅端部２０Ｅと接合され、三角形の２端辺に沿って前取付紐３０Ａが取り付けられ、頂点へ引き出されている。前取付紐３０Ａを支持フレーム１６に締結させることで前サイド膜３０は下部空間Ｒ１の一部を覆うように張架される。後サイド膜３２についても、略三角形状とされ、一辺が前後方向に沿うように配置されて翼幅端部２０Ｅと接合され、三角形の２端辺に沿って後取付紐３２Ａが取り付けられ、頂点へ引き出されている。後取付紐３２Ａを支持フレーム１６に締結させることで後サイド膜３２は下部空間Ｒ１の一部を覆うように張架される。
【００３１】
翼部２０は、前取付紐３０Ａを長くすることにより前サイド膜３０を長くし、後取付紐３２Ａを引いて短くすることにより後サイド膜３２を短くして、空気流入部２２が上方へ向くように傾斜させることができる（図７（Ａ）参照）。また、前取付紐３０Ａを引いて前サイド膜３０を短くし、後取付紐３２Ａを長くすることにより後サイド膜３２を長くして、空気流入部２２が下方へ向くように傾斜させることができる（図７（Ｂ）参照）。したがって、前取付紐３０Ａと後取付紐３２Ａの長さを調整することにより、翼部２０の傾きを容易に調整することができる。この場合には、台座１８と翼部２０の開口２４縁の取付代２４Ａを遊びをもって取り付けておくことで、取付代２４Ａを当該傾きに追従させることができる。
【００３２】
翼部２０の前縁及び後縁には、翼部２０の車幅方向に沿って全周に、柔軟膜２０Ｍが折り返されて環状の前環状縁部２０Ｆ、後環状縁部２０Ｒが形成されている。前環状縁部２０Ｆ、及び後環状縁部２０Ｒには、各々ロープ２８Ｆ、２８Ｒが挿通されている。ロープ２８Ｆ、２８Ｒは、翼部２０と相対的に移動可能とされており、ロープ２８Ｆ、２８Ｒを引いて柔軟膜２０Ｍを中央に集めることにより、翼部２０は、車幅方向の長さが短縮されて折り畳まれる（図５参照）。
【００３３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３４】
車両１２に荷物を積載する時には、荷物を空気流入部２２から挿入して台座１８の底部１８Ａ上へ置き、不図示の固定具で台座１８に固定する。このように、台座１８と柔軟膜２０Ｍとの間に形成される封入空間Ｒ２を荷物積載空間として利用することができる。
【００３５】
翼部２０は、車両１２の停止時には、封入空間Ｒ２へ走行風による空気が流入しないことから、図６（Ａ）に示されるように、空気が抜けた非流入状態となっている。車両１２が走行すると、空気流入部２２から封入空間Ｒ２へ空気が流入し、封入された空気により封入空間Ｒ２の内圧が上昇し、柔軟膜２０Ｍが内側から押されて変形し、翼部２０が翼型（リフレクトキャンバ状）に変形する（図６（Ｂ）参照）。翼部２０により揚力が発生する。
【００３６】
本実施形態の車両１２の走行時には、上記のように翼部２０が翼状に変形することにより揚力が発生するので、揚力により質量が一部キャンセルされて軽減され、燃費が向上する。また、翼部２０は、柔軟膜２０Ｍで形成されているので、翼部２０の軽量化を図ることができ、燃費が向上する。
【００３７】
また、本実施形態の翼部２０は、リフレクトキャンバ状とされているので、翼部２０の前側が下がるように翼部２０にモーメントが作用しても、後方下部の上反りにより当該前側を持ち上げるモーメントが発生する。したがって、翼部２０の仰角を安定的に維持することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ルーフ１４と翼部２０との間に下部空間Ｒ１が形成されているので、翼部２０の下に走行風が流れ、揚力を発生させやすくなる。
【００３９】
また、本実施形態では、翼部２０の封入空間Ｒ２に上下連結部２６が設けられ、柔軟膜２０Ｍの上側と下側とを連結しているので、走行風が封入空間Ｒ２に流入している状態において、容易に翼部２０の形状をリフレクトキャンバ状に形成することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、台座１８を有しているので、下部空間Ｒ１を容易に構成することができる。また、台座１８上に荷物を安定して積載することができる
【００４１】
また、本実施形態では、翼部２０に前サイド膜３０及び後サイド膜３２が設けられているので、下部空間Ｒ１から翼部２０の上部への空気の流れが抑えられ、揚力の減衰を抑制することができる。また、前サイド膜３０に取り付けられた前取付紐３０Ａ、及び後サイド膜３２に取り付けられた後取付紐３２Ａの長さを調整することにより、容易に翼部２０の仰角を調整することができる。
【００４２】
また、ロープ２８Ｆ、２８Ｒを引いて柔軟膜２０Ｍを中央に集めることにより、翼部２０を容易に折りたたむことができる。これにより、走行時に翼部２０を縮小させて空気抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ルーフ１４の上に台座１８を配置し、台座１８を覆うように翼部２０を配置したが、台座１８なしで、開口２４を有さない翼部２０をルーフ１４に配置してもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、翼部２０を袋状にしたが、翼部２０の下部分をなくして、ルーフ１４と翼部２０との間に封入空間Ｒ２が構成されるようにしてもよい
【符号の説明】
【００４５】
１０  車両用可変ルーフ構造、  １２  車両、  １４  ルーフ
１８  台座、  ２０  翼部、  ２０Ｍ  柔軟膜、  ２２  空気流入部
２６  上下連結部、  ３０  前サイド膜（サイド膜）、３２  後サイド膜（サイド膜）
Ｒ１  下部空間、  Ｒ２  封入空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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