(57)【要約】【課題】ルーフパネルとヘッドライニングの間の空気層で３次元渦の発生を抑制する。【解決手段】ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空気層に発生する３次元渦をフィン部材１０により２次元渦に規制することで、ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空気層で３次元渦の発生を抑制し、熱流速を大きくして熱伝達を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のルーフ面を形成するルーフパネルと、
前記ルーフパネルの下面側に隙間を空けて配され車室の天井となるヘッドライニングと、
前記ルーフパネル、及び、前記ヘッドライニングの隙間に配され、前記隙間の空気層に発生する３次元渦を２次元渦に規制するフィン部材とを備えた
ことを特徴とする車両のルーフ部構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のルーフ部構造において、
前記ルーフパネル及び前記ヘッドライニング、または、前記ルーフパネルもしくは前記ヘッドライニングには、温度変化部が配され、
前記フィン部材は、前記温度変化部の周囲に備えられている
ことを特徴とする車両のルーフ部構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両のルーフ部構造において、
前記温度変化部は、
前記ルーフパネル、及び、前記ヘッドライニングの間に配されるパッド材である
ことを特徴とする車両のルーフ部構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車両のルーフ部構造において、
前記パッド材は、車両前部の中央部に配され、
前記フィン部材は、車両の前後方向に延びて、前記車両の幅方向に複数配されている
ことを特徴とする車両のルーフ部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のルーフ部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のルーフ部は、主に、ルーフ面を形成するルーフパネルと、車室の天井となるヘッドライニングとで構成されている。ルーフパネルとヘッドライニングの隙間には空気層が存在し、空気層により、外部からの車室内への熱の遮断や、音の遮断、車室内の騒音の吸収等が行われている。そして、車室の断熱、遮音等の効果を高めるため、ルーフパネルとヘッドライニングの隙間に、断熱・遮音用のパッド材が配されている車両がある。
【０００３】
車室内への断熱効果を高めるため、ルーフパネルの上面に放熱用の突起を設けた技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。放熱用の突起を設けることで、ルーフパネルの温度上昇を抑制することができ、車室内の断熱・遮音効果をより高くすることができる。
【０００４】
車両のルーフ部は、ルーフパネルとヘッドライニングの隙間に空気層が存在している。このため、車体の外表面温度と車室内の温度の差により、空気層に自然対流が発生して対流による熱伝達が行われる。ルーフパネルとヘッドライニングの温度分布が均一であれば、空気層で発生する自然対流は２次元渦となって熱流速が大きくなり、熱伝達が抑制されて断熱・遮音効果を保つことができる。
【０００５】
しかし、実際には、ルーフパネルとヘッドライニングの温度分布が均一になることはなく、また、断熱・遮音用のパッド材が配されている場合には、パッド材の部位とその周囲とでは温度差が大きくなる。温度分布に偏りが生じると、自然対流が３次元渦となり、渦が滞留して熱流速が小さくなり、熱伝達が促進されてしまう虞があった。
【０００６】
熱伝達が促進されると、エアコン等で調整される車室内の温度が車室外の温度により影響を受けやすくなり、断熱の効果が得られにくく、温度調整の効率が低下する虞があるのが現状であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−６７３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ルーフパネルとヘッドライニングの間の空気層で３次元渦の発生を抑制した車両のルーフ部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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両のルーフ部構造は、車両のルーフ面を形成するルーフパネルと、前記ルーフパネルの下面側に隙間を空けて配され車室の天井となるヘッドライニングと、前記ルーフパネル、及び、前記ヘッドライニングの隙間に配され、前記隙間の空気層に発生する３次元渦を２次元渦に規制するフィン部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る本発明では、空気層に発生する３次元渦をフィン部材により２次元渦に規制することができる。この結果、ルーフパネルとヘッドライニングの間の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になり、熱流速を大きくして熱伝達を抑制することができる。
【００１１】
そして、請求項２に係る本発明の車両のルーフ部構造は、請求項１に記載の車両のルーフ部構造において、前記ルーフパネル及び前記ヘッドライニング、または、前記ルーフパネルもしくは前記ヘッドライニングには、温度変化部が配され、前記フィン部材は、前記温度変化部の周囲に備えられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る本発明では、ルーフパネル及びヘッドライニング、ルーフパネルもしくはヘッドライニングに設けられた、温度変化部の周囲にフィン部材を備えたので、温度差が大きくなる温度変化部の周囲の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になる。
【００１３】
また、請求項３に係る本発明の車両のルーフ部構造は、請求項２に記載の車両のルーフ部構造において、前記温度変化部は、前記ルーフパネル、及び、前記ヘッドライニングの間に配されるパッド材であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る本発明では、パッド材（断熱、遮音を行う）の周囲にフィン部材を備えたので、温度差が大きくなるパッド材の周囲の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になる。尚、温度変化部としては、パッド材の他に、サンルーフが適用される。
【００１５】
また、請求項４に係る本発明の車両のルーフ部構造は、請求項３に記載の車両のルーフ部構造において、前記パッド材は、車両前部の中央部に配され、前記フィン部材は、車両の前後方向に延びて、前記車両の幅方向に複数配されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る本発明では、フィン部材は、車両の前後方向に延びて、車両の幅方向に複数配されているので、空気層の渦を車両の前後方向の２次元渦に規制することができる。この場合、車両前後方向でパッド材の中央部から後にフィン部材を備えることが好ましい。また、例えば、車幅方向に１００ｍｍ程度のピッチでフィン部材を備えることで、渦を確実に２次元渦に規制することができる。因みに、車幅方向のピッチが広すぎると、フィン部材の間で３次元渦が発生する虞がある。
【００１７】
フィン部材は車幅方向に延びて車両の前後方向に複数配することも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車両のルーフ部構造は、ルーフパネルとヘッドライニングの間の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例に係るルーフ部構造を備えた車両の分解外観図である。
【図２】ルーフパネルとヘッドライニングの間の概念を説明する側面図である。
【図３】ルーフパネルとヘッドライニングの間の概念を説明する後面図である。
【図４】車室からヘッドライニングを見た状態の概念図である。
【図５】フィン部材を備えていない場合のルーフパネルとヘッドライニングの間の概念を説明する側面図である。
【図６】フィン部材を備えていない場合のルーフパネルとヘッドライニングの間の概念を説明する後面図である。
【図７】フィン部材を備えていない場合の車室からヘッドライニングを見た状態の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には本発明の一実施例に係るルーフ部構造を備えた車両のルーフ部位を分解した状態の外観、図２にはルーフパネルとヘッドライニングの間の渦の対流概念を説明するための車両の側面側からの状況、図３にはルーフパネルとヘッドライニングの間の渦の対流概念を説明するための車両の後面側からの状況、図４には車室からヘッドライニングを見た状態の熱流速の状況、即ち、車室側から奪われる冷気（熱）の状況を説明するための概念を示してある。
【００２１】
また、図５から図７にはフィン部材を備えていない場合の状況を示してあり、図５は車両の側面側からの状況、図６は車両の後面側からの状況、図７は車室からヘッドライニングを見た状態の熱流速の状況であり、それぞれ、図２から図４に相当する。
【００２２】
図１に基づいて本発明の一実施例に係るルーフ部構造を説明する。
【００２３】
車両１は、ルーフ面を形成するルーフパネル２を備えている。ルーフパネル２の下面側（車室内側）には、車室の天井となるヘッドライニング３が設けられている。ルーフパネル２とヘッドライニング３の間には空気層が存在している。前席の中央部位のヘッドライニング３の上面（ルーフパネル２との間）には、断熱、遮音を行う温度変化部としてパッド材５が設けられている。
【００２４】
そして、ヘッドライニング３の上面には、車両１の前後方向に延びるフィン部材１０が車幅方向に複数設けられている。詳細は後述するが、フィン部材１０により、ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の隙間の空気層に発生する３次元渦が、フィン部材１０の長手方向の２次元渦に規制される。
【００２５】
このため、ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になり、空気層の熱流速を大きくして車室と外部との熱伝達を抑制することができる。
【００２６】
尚、フィン部材１０をヘッドライニング３の上面に設けた例を挙げて説明したが、ルーフパネル２からの熱を逃がす面積を大きくする要望がある場合には、フィン部材１０をルーフパネル２の下面に設けることも可能である。
【００２７】
車両１のルーフの部位は、ルーフパネル２とヘッドライニング３の隙間に空気層が存在している。このため、車体の外表面温度と車室内の温度の差により、空気層に自然対流が発生して対流による熱伝達が行われる。ルーフパネル２とヘッドライニング３の温度分布が均一であれば、空気層で発生する自然対流は２次元渦となって熱流速が大きくなり、熱伝達が抑制されて断熱・遮音効果を保つことができる。
【００２８】
ルーフパネル２とヘッドライニング３の間には断熱・遮音用のパッド材５が配されているため、ルーフパネル２とヘッドライニング３の温度分布が均一になることはなく、パッド材５の部位とその周囲とでは温度差が大きくなる。パッド材５の周囲の温度差が大きくなって温度分布に偏りが生じると、自然対流が３次元渦となり、渦が滞留して熱流速が小さくなり、熱伝達が促進されてしまう虞があった。
【００２９】
図５から図７に基づいて自然対流が３次元渦となっている状況を説明する。
【００３０】
図６に示すように、車両１の両端部近傍は外気の影響を受ける部位１１が存在し、パッド材５の境界部で温度差が発生する。これにより、車幅方向の流れの渦１２の発生が助長される。図５に示すように、車両１の前方近傍は外気の影響を受ける部位１４が存在し、前方の部位に車両１の前後方向の流れの渦１５の発生が助長される。
【００３１】
ルーフパネル２とヘッドライニング３の間には、車幅方向の流れの渦１２と、車両１の前後方向の流れの渦１５が存在することになり、３次元渦が複雑に発生することになる。自然対流が３次元渦となることで、渦が滞留して熱流速が小さくなって熱伝達が促進されてしまう虞があった。
【００３２】
つまり、図７に示すように、パッド材５が配される部位は断熱効果により熱の移動が少なく、パッド材５が配される部位の周囲は、温度差が大きく渦が対流して熱流速が小さくなって熱伝達が促進される促進部位１６が広がる。
【００３３】
車幅方向の流れの渦１２と、車両１の前後方向の流れの渦１５の存在により複雑に発生する３次元渦は、車両１の前後方向に延びるフィン部材１０によって２次元渦に規制される。
【００３４】
図２から図４に基づいて３次元渦が２次元渦に規制される状況を説明する。
【００３５】
図３に示すように、車両１の前後方向に延びるフィン部材１０が車幅方向に８本設けられている。車幅方向の流れの渦１２はフィン部材１０により崩壊する。図２に示すように、車両１の前後方向の流れの渦１５はフィン部材１０の間で車両１の前後方向に規制されて２次元渦１８とされる。
【００３６】
ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の渦は、フィン部材１０の間で規制された２次元渦１８だけとなり、自然対流が２次元渦１８となることで、渦が滞留することがなく熱流速を確保し、熱伝達が抑制される。
【００３７】
つまり、図４に示すように、パッド材５が配される部位は断熱効果により熱の移動が少なく、パッド材５が配される部位の周囲は温度差が大きいにも拘わらず、渦が滞留することがないので熱流速が確保され、熱伝達が抑制されて図７で示した促進部位１６が発生することがない。
【００３８】
このため、空気層に発生する渦をフィン部材１０により２次元渦１８に規制することができ、ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になり、熱流速を大きくして熱伝達を抑制することができる。
【００３９】
従って、車室内への外部からの熱負荷を減らすことができ、エアコン等で調整される車室内の温度が車室外の温度により影響を受けにくくなり、断熱の効果が的確に得られやすくなり、温度調整の効率が低下することがない。
【００４０】
尚、温度変化部としては、上記したパッド材５の他に、ルーフパネル２に設けたサンルーフ等が挙げられる。また、ルーフパネル２及びヘッドライニング３の両方に温度変化部を設けることも可能である。
【００４１】
図４に示すように、フィン部材１０の前端は、車両１の前後方向でパッド材５の略中央部に上面視でフィン部材１０の前端とパッド材５がラップする部分が存在するように配され、フィン部材１０の後端は、車両１の前後方向で最後部に配されている。また、フィン部材１０の車幅方向のピッチは、例えば、１００ｍｍ程度に設定されている。車幅方向のピッチを１００ｍｍ程度に設定することで、フィン部材１０の間で３次元渦が発生することがない。また、この場合は、ヘッドライニング３の車幅方向の中央を対称に、対となるフィン部材１０が複数配されている。
【００４２】
尚、フィン部材１０の前端、後端の位置、及び、車幅方向のピッチは一例であり、車両１の種類や渦の発生状況により変更することができる。
【００４３】
ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空間の高さ方向の形状により、車幅方向の渦が発生する高さが異なる。このため、発生する渦の高さに応じてフィン部材１０の高さ方向の形状を設定することができる。
【００４４】
上述した実施例におけるフィン部材１０は、車両１の前後方向に延びて車幅方向の渦を崩壊させているが、車幅方向に延びるフィン部材を用い、車両１の前後方向の渦を崩壊させて２次元渦とすることも可能である。
【００４５】
上述した車両のルーフ部構造は、ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空気層に発生する３次元渦をフィン部材１０により２次元渦に規制することができ、ルーフパネル２とヘッドライニング３の間の空気層で３次元渦の発生を抑制することが可能になり、熱流速を大きくして熱伝達を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、車両のルーフ部構造の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  車両
２  ルーフパネル
３  ヘッドライニング
５  パッド材
１０  フィン部材
１１、１４  外気の影響を受ける部位
１２  車幅方向の流れの渦
１５  前後方向の流れの渦
１６  促進部位
１８  ２次元渦
【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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