(57)【要約】【課題】走行風とルーフパネルの表面との間に発生する抵抗を低減することが可能な車両のルーフパネル構造を提供する。【課題解決手段】車両２のルーフパネル構造１は、ルーフパネル４とルーフボウリンフォース７とを備える。ルーフパネル４にはパネル上面１７の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びる凹部１９が曲折形成される。凹部１９は、後斜め下方に延びる前傾斜面２０と前斜め下方に延びる後傾斜面２１とを有し、前傾斜面２０の下縁と後傾斜面２１の下縁とが連続する略Ｖ状であり、凹部１９の深さはルーフボウリンフォース７の下端よりも下方に突出しないように設定される。ルーフパネル４には、凹部１９の車幅方向の両端から車両前方に延びてパネル上面１７よりも下方に凹む左右の水抜き溝２３が曲折形成される。ルーフボウリンフォース７は、車幅方向の略全域に亘って延び、パネル下面１８に固定される。【選択図】図２
2015085746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に露出するパネル上面を有し、車室の上部を区画するルーフパネルを備え、
前記ルーフパネルには、前記パネル上面の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びて下方に凹む凹部が曲折形成され、
前記凹部は、前記パネル上面から後斜め下方に直線状に延びる前傾斜面と、該前傾斜面の後方で前記パネル上面から前斜め下方に直線状に延びる後傾斜面とを有し、前記前傾斜面の下縁と前記後傾斜面の下縁とが連続する略Ｖ状である
ことを特徴とする車両のルーフパネル構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のルーフパネル構造であって、
前記パネル上面の裏面となるパネル下面の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延び、前記パネル下面に固定されて前記ルーフパネルを補強するリンフォースを備え、
前記凹部は、前記リンフォースの下端よりも下方に突出しない深さに設定されている
ことを特徴とする車両のルーフパネル構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両のルーフパネル構造であって、
前記ルーフパネルには、前記凹部の車幅方向の両端の少なくとも一方の端部から車両前方又は車両後方の少なくとも一方に延び、前記パネル上面よりも下方に凹む水抜き溝が曲折形成され、
前記凹部内の水は、前記水抜き溝を介して前記パネル上面へ流出する
ことを特徴とする車両のルーフパネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のルーフパネル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両前後方向の全域にわたって後面視で上凸の緩円弧形状に形成されたルーフ基本形状と、車幅方向の中央部の所定幅においてルーフ基本形状より低い位置に形成されたルーフ後方中央凹部と、ルーフ後方中央凹部の高さに略一致するリヤハッチ中央凹部とを備えた車体後部構造が記載されている。ルーフ後方中央凹部はその前端部から後方に向けて下降するように形成され、ルーフ後方中央凹部およびリヤハッチ中央凹部はその車幅方向中心部が両側より低くなるように後面視で略Ｖ字状に形成されている。この構造は、ルーフ後方中央凹部およびリヤハッチ中央凹部により中心流を強くすることができるので、両ルーフサイド後方に発生する内回りの一対の渦を低減して、空気抗力係数Ｃｄの低減を図ることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構造は、ルーフ後方中央凹部とリヤハッチ中央凹部とを設けることによって、両ルーフサイド後方に発生する内回りの一対の渦を低減して空気効力係数Ｃｄの低減を図ることを目的としたものであり、車両走行中にルーフパネルの表面上を車両後方へ流れる走行風（空気）とルーフパネルの表面との間に発生する抵抗の低減を目的としたものではない。
【０００５】
そこで、本発明は、走行風とルーフパネルの表面との間に発生する抵抗を低減することが可能な車両のルーフパネル構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車両のルーフパネル構造は、ルーフパネルを備える。ルーフパネルは、外部に露出するパネル上面を有し、車室の上部を区画する。ルーフパネルには、パネル上面の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びて下方に凹む凹部が曲折形成される。凹部は、パネル上面から後斜め下方に直線状に延びる前傾斜面と、前傾斜面の後方でパネル上面から前斜め下方に直線状に延びる後傾斜面とを有し、前傾斜面の下縁と後傾斜面の下縁とが連続する略Ｖ状である。
【０００７】
上記構成では、ルーフパネルのパネル上面は、車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びる凹部によって、凹部よりも車両前方（以下、単に前方と称する）の前領域と、凹部よりも車両後方（以下、単に後方と称する）の後領域とに分割され、車両の走行中にパネル上面の上方を前方から後方へ向かう走行風は、凹部の上方又は内部を通過して後領域側へ流れる。すなわち、後領域の上方の走行風の空気層は、概念上、凹部の上方を通過した空気層（上空気層）と凹部の内部を通過した薄い空気層（下空気層）とに大別され、下空気層は上空気層とパネル上面との間に介在する。この下空気層は、例えば摺動面上で移動体を円滑に移動させるために移動体と摺動面との間に供給される潤滑油のように、走行風（上空気層）とパネル上面との抵抗を低減させる機能を有し、凹部は、例えば摺動面に形成される潤滑油溜まりのように、下空気層をパネル上面の後領域上へ供給する機能を果たす。
【０００８】
従って、車両の走行中にパネル上面上を流れる走行風とパネル上面との間に発生する抵抗を凹部によって好適に低減することができる。
【０００９】
また、ルーフパネルには凹部の断面二次モーメントが付加されるので、ルーフパネルの車幅方向の圧縮強度が高まり、車両上方からの荷重に対するルーフパネルの強度を高めることができる。また、上方からの荷重の増大によってルーフパネルの変形が進み、凹部の深さが増すと、ルーフパネルに付加される断面二次モーメントも増大する。従って、ルーフパネルの強度を、上方からの荷重の増大に応じて高めることができる。
【００１０】
また、上記車両のルーフパネル構造は、リンフォースを備えてもよい。リンフォースは、パネル上面の裏面となるパネル下面の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延び、パネル下面に固定されてルーフパネルを補強する。また、凹部はリンフォースの下端よりも下方に突出しない深さに設定されている。
【００１１】
上記構成では、ルーフパネルのパネル下面に固定されるリンフォースの下端よりも凹部が下方に突出しないので、凹部によって車室が狭められてしまうことがなく、リンフォースに応じた車室内の高さを確保することができる。
【００１２】
また、上記車両のルーフパネル構造は、ルーフパネルに、凹部の車幅方向の両端の少なくとも一方の端部から車両前方又は車両後方の少なくとも一方に延び、パネル上面よりも下方に凹む水抜き溝が曲折形成されてもよい。この場合、凹部内の水は水抜き溝を介してパネル上面へ流出する。
【００１３】
上記構成では、降雨等によって凹部内に水が流入した場合であっても、凹部内の水が水抜き溝から排出されるので、凹部に水が貯留するのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、走行風とルーフパネルの表面との間に発生する抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係わるルーフパネル構造を備えた乗用車の斜視図である。
【図２】図１の要部分解斜視図である。
【図３】図２のIII−III矢視断面図であり、（ａ）は断面の全体図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図４】図１の車両に上方から荷重が作用した状態を示す図である。
【図５】図２の水抜き溝の上面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視断面図である。
【図７】図１のルーフパネル構造によるルーフパネルの強度向上効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、図中ＦＲは車両前方を、図中ＵＰは車両上方を、図中ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示している。また、以下の説明における前後方向は、車両の前後方向を意味し、左右方向は、車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態のルーフパネル構造１を適用した車両２は、車幅方向の両側で前後方向に沿って延びる左右一対のサイドパネル３と、車室８の上部を区画するルーフパネル４と、ルーフパネル４の下方に配置されて車幅方向に延びるフロントヘッダリンフォース５、リアヘッダリンフォース６及びルーフボウリンフォース７とを備える乗用車である。
【００１８】
左右のサイドパネル３は、車室８の車幅方向両側部を区画する。左右のサイドパネル３は、同様の構成を有するため、以下では右側について説明し、左側についての説明を省略する。サイドパネル３は、車幅方向の外側に配置されるサイドアウタパネル１１と、サイドアウタパネル１１の車幅方向の内側に配置されるサイドインナパネル１２と、サイドアウタパネル１１及びサイドインナパネル１２の間に挟まれてサイドパネル３を補強するピラーリンフォース１３とを有する。
【００１９】
ルーフパネル４は、外部に露出するパネル上面１７と、パネル上面１７の裏面となるパネル下面１８とを有し、車幅方向の両端部が左右のサイドパネル３の車幅方向内側に溶接等により接合される。また、ルーフパネル４は、車幅方向略中央から車幅方向両端へ向けて高さが減少し且つ上方へ湾曲し、前後方向略中央から前後方向両端へ向けて高さが減少し且つ上方へ湾曲する。
【００２０】
ルーフパネル４の前後方向略中央には、パネル上面１７の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びて下方に凹む凹部１９が曲折形成される。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部１９は、パネル上面１７から後斜め下方に直線状に延びる前傾斜面２０と、前傾斜面２０の後方でパネル上面１７から前斜め下方に直線状に延びる後傾斜面２１とを有している。前傾斜面２０の下縁と、後傾斜面２１の下縁とは連続している。すなわち、凹部１９は、後述する水抜き溝２３と連続する両端部を除く車幅方向全域で略Ｖ状になる。
【００２１】
ルーフパネル４に対する前傾斜面２０の角度（前傾斜角度）θｆは、１４．８度以上２０．８度以下（１４．８≦θｆ≦２０．８）の範囲内が好適である。また、ルーフパネル４に対する後傾斜面２１の角度（後傾斜角度）θｒは、１０．２度以上１６．２度以下（１０．２≦θｒ≦１６．２）の範囲内が好適である。また、前傾斜角度θｆ及び後傾斜角度θｒは、前傾斜角度θｆが後傾斜角度θｒよりも大きく（θｒ＜θｆ）、前傾斜角度θｆと後傾斜角度θｒとの比が約４：３である場合が好適である。本実施形態の前傾斜角度θｆは１７．８度（θｆ＝１７．８）であり、後傾斜角度θｒは１３．２度（θｒ＝１３．２）である。凹部１９の深さｄは、凹部１９の下端が後述するルーフボウリンフォース７の膨出部３４の下端とほぼ同じ高さになるように設定される。すなわち、凹部１９の深さｄは、ルーフボウリンフォース７の下端よりも下方に突出しないように設定される。本実施形態の深さｄは１７ｍｍである。
【００２２】
また、凹部１９は、ルーフパネル４の車両前後方向の略中央に配置されるルーフボウリンフォース７の後方近傍に形成される。すなわち、凹部１９はルーフパネル４の車両前後方向の中央近傍に配置される。なお、凹部１９の位置はルーフパネル４の車両前後方向の中央に近い方が好適であるが、ルーフボウリンフォース７が補強部材としての機能上ルーフパネル４の車両前後方向の中央にある方が好ましいので、凹部１９はルーフボウリンフォース７と干渉しない程度でルーフパネル４の車両前後方向の中央近傍に配置している。
【００２３】
ルーフパネル４の左右には、水抜き溝２３がそれぞれ曲折形成される。図５及び図６に示すように、右側の水抜き溝２３の後端部は凹部１９の右端部に連続し、左側の水抜き溝２３の後端部は凹部１９の左端部に連続している。左右の水抜き溝２３は、凹部１９の右端部又は左端部から前方に延び、パネル上面１７よりも下方に凹んでいる。また、左右のそれぞれの水抜き溝２３は、後端部から前端部に向けて下方に傾斜し、且つ後端部から前端部に向けて深さが減少するように形成される。
【００２４】
フロントヘッダリンフォース５は、パネル下面１８の前端で、車幅方向の略全域に亘って略同一幅で車幅方向に沿って延びる板状部材である。また、フロントヘッダリンフォース５は、前後方向の略中央部に下方に膨出する膨出部２８が形成されており、断面が略逆ハット形状に形成されている。フロントヘッダリンフォース５の前端部には、前フランジ部２９が一体的に形成され、フロントヘッダリンフォース５の後端部には、後フランジ部３０が一体的に形成される。フロントヘッダリンフォース５の前フランジ部２９及び後フランジ部３０はパネル下面１８に当接し、溶接等で固定され、フロントヘッダリンフォース５の車幅方向の両端部は左右のサイドインナパネル１２の前部に溶接等で固定される。
【００２５】
リアヘッダリンフォース６は、パネル下面１８の後端で、車幅方向の略全域に亘って略同一幅で車幅方向に沿って延びる板状部材である。また、リアヘッダリンフォース６は、前後方向の略中央部に下方に膨出する膨出部３１が形成されており、断面が略逆ハット形状に形成されている。リアヘッダリンフォース６の前端部には、前フランジ部３２が一体的に形成され、リアヘッダリンフォース６の後端部には、後フランジ部３３が一体的に形成される。リアヘッダリンフォース６の前フランジ部３２及び後フランジ部３３はパネル下面１８に当接し、溶接等で固定され、リアヘッダリンフォース６の車幅方向の両端部は左右のサイドインナパネル１２の後部に溶接等で固定される。
【００２６】
ルーフボウリンフォース（リンフォース）７は、パネル下面１８の前後方向の略中央であって凹部１９の後方で、車幅方向の略全域に亘って略同一幅で車幅方向に沿って延びる板状部材である。また、ルーフボウリンフォース７は、前後方向の略中央部に下方に膨出する膨出部３４が形成されており、断面が略逆ハット形状に形成されている。ルーフボウリンフォース７の前端部には、前フランジ部３５が一体的に形成され、ルーフボウリンフォース７の後端部には、後フランジ部３６が一体的に形成される。ルーフボウリンフォース７の前フランジ部３５及び後フランジ部３６はパネル下面１８に当接し、溶接等で固定され、ルーフボウリンフォース７の車幅方向の両端部は左右のサイドインナパネル１２の前後方向略中央に溶接等で固定される。
【００２７】
フロントヘッダリンフォース５、リアヘッダリンフォース６及びルーフボウリンフォース７は、パネル下面１８に固定されることで、ルーフパネル４を補強し、ルーフパネル４の面剛性を高めている。
【００２８】
本実施形態では、ルーフパネル４のパネル上面１７には、前傾斜角度θｆが１７．８度であり、後傾斜角度θｒが１３．２度である略Ｖ上の凹部１９が車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びており、パネル上面１７は、凹部１９よりも車両前方（以下、単に前方と称する）の前領域３７と、凹部１９よりも車両後方（以下、単に後方と称する）の後領域３８とに分割され、車両２の走行中にパネル上面１７の上方を前方から後方へ向かう走行風（図３（ａ）中に一点鎖線４０の矢印で示す）は、凹部１９の上方又は内部を通過して後領域３８側へ流れる。すなわち、後領域３８の上方の走行風の空気層は、概念上、凹部１９の上方を通過した空気層（上空気層２５）と凹部１９の内部を通過した薄い空気層（下空気層２６）とに大別され、下空気層２６は上空気層２５とパネル上面１７との間に介在する（上空気層２５と下空気層２６との境界を二点鎖線３９で図３（ａ）中に示す）。この下空気層２６は、例えば摺動面上で移動体を円滑に移動させるために移動体と摺動面との間に供給される潤滑油のように、走行風（上空気層２５）とパネル上面１７との抵抗を低減させる機能を有し、凹部１９は、例えば摺動面に形成される潤滑油溜まりのように、下空気層２６をパネル上面１７の後領域３８上へ供給する機能を果たし、凹部１９が形成されていないパネル上面に比べて、車両２の空気抵抗が約２５．８％低減する。
【００２９】
このように、車両２の走行中にパネル上面１７上を流れる走行風とパネル上面１７との間に発生する抵抗を凹部１９によって好適に低減することができる。
【００３０】
なお、上述した空気抵抗の低減効果に関し、凹部１９の前傾斜角度θｆが本実施形態の角度（θｆ＝１７．８）の±３度（すなわち、１４．８≦θｆ≦２０．８）の範囲内であり、後傾斜角度θｒが本実施形態の角度（θｒ＝１３．２）の±３度（すなわち、１０．２≦θｒ≦１６．２）の範囲内であり、前傾斜角度θｆが後傾斜角度θｒよりも大きく（θｒ＜θｆ）、前傾斜角度θｆと後傾斜角度θｒの比が約４：３であれば、凹部１９が上記と同様に機能する。
【００３１】
また、ルーフパネル４には凹部１９の断面二次モーメントが付加されるので、ルーフパネル４の車幅方向の圧縮強度が高まり、車両上方からの荷重に対するルーフパネル４の強度を高めることができる。また、上方からの荷重の増大によってルーフパネル４の変形が進み（変形が進んだルーフパネル４を図４中二点鎖線で示す）、凹部１９の深さが増すと、ルーフパネル４に付加される断面二次モーメントも増大する。従って、ルーフパネル４の強度を、上方からの荷重の増大に応じて高めることができる。
【００３２】
ここで、凹部１９によるルーフパネル４の強度向上効果を、図７を参照して詳しく説明する。
【００３３】
図７は、ルーフパネル４に凹部１９を曲折形成した場合（図中実線で示す）とルーフパネル４に凹部１９を曲折形成していない場合（図中点線で示す）とのそれぞれにおいて、車両１に備えられたルーフパネル４を１秒間に１ｍｍ（１ｍｍ／ｓｅｃ）の速度で下方向へ強制的に変位させ、ルーフパネル４の抗力を測定した結果である。図７から分かるように、ルーフパネル４に凹部１９を曲折形成していない場合に比べ、凹部１９を曲折形成している場合には、ルーフパネル４の抗力が大きくなっている。具体的には、ルーフパネル４の強度が約３．２％向上する。特に、下方向強制変位が進むほど、ルーフパネル４に凹部１９を曲折形成していない場合に比べ、凹部１９を曲折形成している場合には、ルーフパネル４の抗力が大きくなっているのが分かる。
【００３４】
また、凹部１９の下端は、ルーフパネル４のパネル下面１８に固定されるルーフボウリンフォース７の膨出部３４の下端とほぼ同じ高さである。このため、凹部１９によって車室８が狭められてしまうことがなく、ルーフボウリンフォース７に応じた車室８内の高さ（図３（ａ）中に二点鎖線４１で示す）を確保することができる。
【００３５】
また、降雨等によって凹部１９内に水が流入した場合であっても、凹部１９内の水が水抜き溝２３からパネル上面１７に排出されるので、凹部１９に水が貯留するのを確実に防止することができる。
【００３６】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【００３７】
例えば、前傾斜面２０とパネル上面１７との境界部分や後傾斜面２１とパネル上面１７との境界部分は湾曲面であってもよく、前傾斜面２０と後傾斜面２１との境界部分も、湾曲面であってもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、凹部１９をパネル上面１７の車幅方向の略全域に亘って車幅方向に延びるように単数形成しているが、凹部１９は複数形成してもよい。凹部１９を複数形成する場合、複数の凹部１９は、それぞれが上記実施形態と同様に車幅方向に延び、前後方向に並ぶようにルーフパネル４に形成される。
【００３９】
また、本実施形態ではルーフパネル構造２を乗用車のルーフパネル４に適用したが、トラックのルーフパネルに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車両のルーフパネル構造として広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１：ルーフパネル構造
２：車両
３：サイドパネル
４：ルーフパネル
７：ルーフボウリンフォース（リンフォース）
１７：パネル上面
１８：パネル下面
１９：凹部
２０：前傾斜面
２１：後傾斜面
２３：水抜き溝
【図１】
2015085746.tif 000003
【図２】
2015085746.tif 000004
【図３】
2015085746.tif 000005
【図４】
2015085746.tif 000006
【図５】
2015085746.tif 000007
【図６】
2015085746.tif 000008
【図７】
2015085746.tif 000009