JP2015110393A - Vehicle roof structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のルーフ部構造に関する。 The present invention relates to a roof structure of a vehicle.
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。 The roof part of a vehicle is mainly composed of a roof panel that forms a roof surface and a headlining that serves as a ceiling of a passenger compartment. An air layer exists in the gap between the roof panel and the head lining, and the air layer blocks heat from the outside to the vehicle interior, blocks sound, absorbs noise in the vehicle interior, and the like. In order to enhance the effects of heat insulation and sound insulation of the passenger compartment, there is a vehicle in which a pad material for heat insulation and sound insulation is arranged in the gap between the roof panel and the head lining.
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。 In order to enhance the heat insulation effect into the vehicle interior, a technique is known in which a heat dissipation projection is provided on the upper surface of the roof panel (see, for example, Patent Document 1). By providing the projection for heat dissipation, the temperature rise of the roof panel can be suppressed, and the heat insulation / sound insulation effect in the passenger compartment can be further enhanced.
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。 The roof portion of the vehicle has an air layer in the gap between the roof panel and the headlining. For this reason, natural convection is generated in the air layer due to the difference between the outer surface temperature of the vehicle body and the temperature in the passenger compartment, and heat transfer by convection is performed. If the temperature distribution between the roof panel and the headlining is uniform, the natural convection generated in the air layer becomes a two-dimensional vortex and the heat flow rate is increased, so that heat transfer is suppressed and the heat insulation / sound insulation effect can be maintained.
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。 However, in reality, the temperature distribution between the roof panel and the headlining will not be uniform, and if padding for heat insulation / sound insulation is provided, the temperature at the pad material part and its surroundings The difference increases. If the temperature distribution is biased, the natural convection becomes a three-dimensional vortex, the vortex stays, the heat flow rate decreases, and heat transfer may be promoted.
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。 If heat transfer is promoted, the temperature inside the passenger compartment, which is adjusted by an air conditioner or the like, is more likely to be affected by the temperature outside the passenger compartment, and it is difficult to obtain a heat insulation effect, which may reduce the efficiency of temperature adjustment. It was the current situation.
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。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a vehicle roof portion structure in which generation of a three-dimensional vortex is suppressed in an air layer between a roof panel and a headlining.
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。 In order to achieve the above object, a roof structure of a vehicle according to a first aspect of the present invention includes a roof panel that forms a roof surface of the vehicle, and a ceiling of a vehicle compartment that is arranged with a gap on the lower surface side of the roof panel. And a fin member disposed in a gap between the head lining and a three-dimensional vortex generated in an air layer in the gap to regulate the two-dimensional vortex. .
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。
In the present invention according to
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。
And the roof part structure of the vehicle of the present invention according to
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。
In the present invention according to
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。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicle roof portion structure according to the second aspect, wherein the temperature changing portion is disposed between the roof panel and the headlining. It is characterized by being a pad material.
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。
In the present invention according to
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。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the vehicle roof portion structure according to the third aspect, wherein the pad material is arranged at a central portion of the vehicle front portion, and the fin member is It extends in the front-rear direction of the vehicle, and a plurality of them are arranged in the width direction of the vehicle.
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。 In the present invention according to claim 4, since the fin members extend in the front-rear direction of the vehicle and are arranged in the width direction of the vehicle, the air layer vortex is restricted to a two-dimensional vortex in the front-rear direction of the vehicle. Can do. In this case, it is preferable that a fin member is provided later from the center of the pad material in the vehicle longitudinal direction. Further, for example, by providing the fin members at a pitch of about 100 mm in the vehicle width direction, the vortex can be reliably restricted to a two-dimensional vortex. Incidentally, if the pitch in the vehicle width direction is too wide, a three-dimensional vortex may be generated between the fin members.
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。 A plurality of fin members may be arranged in the vehicle front-rear direction by extending in the vehicle width direction.
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。 The roof structure of a vehicle according to the present invention can suppress the generation of a three-dimensional vortex in the air layer between the roof panel and the headlining.
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。 FIG. 1 is an external view of a vehicle with a roof portion structure according to an embodiment of the present invention in an exploded state, and FIG. 2 is a diagram for explaining the vortex convection concept between a roof panel and a headlining. 3 shows the situation from the side of the vehicle, FIG. 3 shows the situation from the rear side of the vehicle for explaining the concept of vortex convection between the roof panel and the head lining, and FIG. 4 shows the situation where the head lining is seen from the passenger compartment. The concept for explaining the state of the heat flow rate, that is, the state of cold air (heat) taken from the passenger compartment side is shown.
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。 FIGS. 5 to 7 show the situation when the fin member is not provided, FIG. 5 is the situation from the side of the vehicle, FIG. 6 is the situation from the rear of the vehicle, and FIG. FIG. 2 shows a state of the heat flow rate when the head lining is viewed, and corresponds to FIGS.
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。 A roof structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The
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。
A plurality of
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。
For this reason, it becomes possible to suppress generation | occurrence | production of a three-dimensional vortex in the air layer between the
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。
In addition, although the example which provided the
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。
In the roof portion of the
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。
Since a heat insulating / sound
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。 A situation in which natural convection is a three-dimensional vortex will be described with reference to FIGS.
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。
As shown in FIG. 6, there are
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。
Between the
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。
That is, as shown in FIG. 7, the portion where the
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。
The three-dimensional vortex generated in a complicated manner due to the presence of the
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。 A situation where the three-dimensional vortex is restricted to the two-dimensional vortex will be described with reference to FIGS.
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。
As shown in FIG. 3, eight
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。
The vortex between the
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。
That is, as shown in FIG. 4, the portion where the
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。
Therefore, the vortex generated in the air layer can be restricted to the two-
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。 Therefore, the heat load from the outside to the vehicle interior can be reduced, the temperature inside the vehicle interior adjusted by an air conditioner or the like is less affected by the temperature outside the vehicle interior, and the effect of heat insulation can be easily obtained accurately. The efficiency of temperature adjustment does not decrease.
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。
In addition, as a temperature change part, the sun roof etc. which were provided in the
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。
As shown in FIG. 4, the front end of the
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。
Note that the positions of the front and rear ends of the
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。
Depending on the shape in the height direction of the space between the
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。
The
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。
In the vehicle roof structure described above, the three-dimensional vortex generated in the air layer between the
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。 The present invention can be used in the industrial field of vehicle roof structure.
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 A roof panel forming a roof surface of the vehicle;
A head lining which is arranged with a gap on the lower surface side of the roof panel and becomes the ceiling of the passenger compartment;
A roof part structure for a vehicle, comprising: the roof panel; and a fin member that is arranged in a gap between the head linings and restricts a three-dimensional vortex generated in an air layer in the gap into a two-dimensional vortex.
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。 The roof structure of a vehicle according to claim 1,
The roof panel and the head lining, or the roof panel or the head lining is provided with a temperature changing portion,
The roof structure of a vehicle, wherein the fin member is provided around the temperature changing portion.
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。 In the roof part structure of the vehicle according to claim 2,
The temperature changing part is
A roof structure of a vehicle, which is a pad material disposed between the roof panel and the headlining.
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。 In the vehicle roof structure according to claim 3,
The pad material is arranged at the center of the front part of the vehicle,
A plurality of the fin members extend in the front-rear direction of the vehicle and are arranged in the width direction of the vehicle.
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