ルーフキャリア
【課題】 フレームによって発生する風切り音を軽減しながら、耐荷重性が高く、製造コストを抑えたルーフキャリアを提供すること。
【解決手段】 車両のルーフ上に設置して荷を積載するルーフキャリアであって、略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平行に配設され、荷を積載する複数のフレームと、該複数のフレームの両端に対して夫々、その長さ方向と直角に取付けられる２本の化粧枠と、該２本の化粧枠を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する固定部材とからなり、前記フレームは、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で、且つ、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下であることを特徴とするルーフキャリアとする。
【解決手段】 車両のルーフ上に設置して荷を積載するルーフキャリアであって、略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平行に配設され、荷を積載する複数のフレームと、該複数のフレームの両端に対して夫々、その長さ方向と直角に取付けられる２本の化粧枠と、該２本の化粧枠を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する固定部材とからなり、前記フレームは、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で、且つ、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下であることを特徴とするルーフキャリアとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーフキャリアに関し、より詳しくは、車両のルーフ上に荷を積載して運搬するルーフキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車内に入らない長いものや嵩高い荷を運搬するために、車両のルーフ上に設置するルーフキャリアが利用されている。このルーフキャリアとしては、車両の前後方向に設置される２本の横枠（化粧枠）と、複数の車幅方向のフレームとで構成され、そのフレーム上に荷を積載するようになっているものが多い。
そのフレームの形状としては、図１１（ａ）のような断面形状のものを例示することができる。このような矩形の断面形状を有する四角柱のフレームの場合、フレーム上に荷を積載しない状態で走行すると、図１１（ａ）に示すように、紙面左方向（前方）からの風を受けてフレーム後方にカルマン渦が発生し、大きな風切り音が生じる。このカルマン渦は、円柱のものに対して発生することはよく知られているので、円柱のフレームを採用した場合も同様に風切り音が大きくなる。
【０００３】
そこで、風切り音を小さくするために、フレームを、長手方向に沿って大径部及び小径部が交互に形成された構成とすることが提案されている（下記特許文献１参照）。このフレームによって、車両走行時に大径部及び小径部の下流側に夫々カルマン渦が生じても、これらのカルマン渦が相互に干渉してカルマン渦の周期的な配列が乱され、その規則性が失われ、大きな風切り音が生じることを防ぐようにしている。
【０００４】
しかしながら、フレームを、大径部及び小径部が交互に形成された構成とすると、小径部での強度が弱くなり、また、大径部と小径部を継ぎ合わせて構成する場合には、継ぎ目の強度も弱くなる。さらには、製造コストも高くなる。
ルーフキャリアは、レジャー目的でスキー板やサーフボード等の比較的軽量のものを積載する目的で利用される場合もあるが、各種工事の資材やキャンプ用品等のかなり重量のあるものを積載する目的で設置される場合も多く、耐荷重性が高いことも要求されている。
【０００５】
図１１（ａ）のような従来のフレームについても、その厚みｔは２０〜３０ｍｍ程度で充分な強度はない。また、このフレームは図１１（ｂ）に示すようなクランプ等を用いて化粧枠に取り付けられるので、フレームの薄い面に直角にビス等を通して固定することになり、取り付け部においても充分な強度は確保できない。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４７２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、フレームによって発生する風切り音を軽減しながら、耐荷重性が高く、製造コストを抑えたルーフキャリアを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、車両のルーフ上に設置して荷を積載するルーフキャリアであって、略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平行に配設され、荷を積載する複数のフレームと、該複数のフレームの両端に対して夫々、その長さ方向と直角に取付けられる２本の化粧枠と、該２本の化粧枠を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する固定部材とからなり、前記フレームは、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で、且つ、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下であることを特徴とするルーフキャリアに関する。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記固定部材は、前記フレームを前記化粧枠に固定するとともに、該化粧枠を車両のルーフに固定し、前記フレームは、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定部材を介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１記載のルーフキャリアに関する。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記複数のフレームの間に配設された当該フレームと同形状の中桟と、該中桟を前記２本の化粧枠に固定する固定プレートとを有し、前記中桟は、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定プレートを介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１又は２記載のルーフキャリアに関する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、フレームが、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状で、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で設定したので、耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができ、また、その断面において、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。このようなフレームは、継ぎ合わせたりすることなく製造できるので、製造コストも抑えることが可能である。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、フレームがその内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定部材を介して挿入されたビスによって、化粧枠の長さ方向と直角に固定されるので、フレームが容易に化粧枠に固定されるとともに、ビスの長さ全体がビス穴に通っているために、従来のようにクランプ等を用いてフレームの薄い面に直角にビスを通して固定する場合と比較し、強固に化粧枠に固定することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、中桟は、フレームと同形状、即ち、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で設定したので、より耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができるとともに、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るルーフキャリアの好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るルーフキャリアの実施形態の一例を示す斜視図である。図２は、ルーフキャリアを車両のルーフ上に設置した状態を車両前上方から見た斜視図である。図３は、図２の車両のルーフキャリア付近を拡大して示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。図４（ａ）は、フレームの内部構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円を示す比較図である。
【００１５】
本発明に係るルーフキャリア１は、複数のフレーム２と、２本の化粧枠３と、複数の固定部材４とからなる。
化粧枠３は、フレーム２の長さ方向と直角に、当該フレーム２の両端が取付けられる。
固定部材４は、２本の化粧枠３を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する。
【００１６】
フレーム２は、略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平衡に配設され、荷を積載するようになっている。また、フレーム２は、図４（ａ）に示すように、長さ方向に垂直な断面が略楕円形状であり、車両に設置された状態で略水平になる積載面１１と、車両前方側である前縁部１２と、車両後方側である後縁部１３とを有する。さらに、積載面１１の両端部の内面側に梁１４を有し、フレーム２の断面が略楕円の筒状部分の内側面の６箇所にビス固定下穴１５を設けている。
【００１７】
フレーム２の断面形状は、左右及び上下が略対象で、長軸ａは短軸ｂの略２倍の長さで構成している。前縁部１２における曲率半径（前縁半径）は、長軸ａ及び短軸ｂと各々同じ長さの長軸ｃ及び短軸ｄを有する楕円（図４（ｂ）参照）の前縁部１６における曲率半径（前縁半径）より短く設定している。短軸ｂの長さは、高い耐荷重性を確保するため、３５ｍｍ以上に設定し、好ましくは４５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。図示例では５０ｍｍである。この断面形状は、フレーム２の一端から他端まで同一形状であり、端面形状と一致する。
【００１８】
なお、この断面形状において、ビス固定下穴１５は、フレーム２の長さ方向全域に形成される必要はなく、両端部でビスが通る長さだけ形成されていればよいが、フレーム２の形成の容易さから長さ方向全域を同じ断面形状としている。また、ビス固定下穴１５を図４のように一定の角度（６０°）で開口しているのも、フレーム２の形成の容易さからである。従って、ビス固定下穴１５の形状としては、開口がないものでもよいし、ビスが外れることがなければ６０°より広い角度であってもよい。
【００１９】
ここで、フレーム２によって発生する風切り音については、上述のように、長さ方向に垂直な断面が、矩形や円形ではカルマン渦が発生して風切り音が大きくなるので、本発明に係るルーフキャリア１においては、カルマン渦が発生し難いように略楕円形状とする。楕円形状では、積載面がなく、フレーム２の線上に荷を支えることになるので、フレーム２の断面においては、積載面１１を確保し、楕円ではない略楕円形状とする。
【００２０】
また、前縁部１２の曲率半径（前縁半径）は、カルマン渦の発生を軽減するため、長軸ａ及び短軸ｂと各々同じ長さの長軸及び短軸を有する楕円の前縁部の曲率半径（前縁半径）より短くする。即ち、一般に前縁半径が短いほどカルマン渦の発生を抑えることができるので、扁平な楕円状にすることが考えられるが、上述のように短軸ｂの長さは、耐荷重強度を確保するため、少なくとも３５ｍｍ以上に設定する必要があり、短軸ｂの長さを確保しながら、扁平な楕円状にするには、長軸を相当長くする必要があり、材料コストが高くなる。そこで、積載面１１以外の部分についても、前縁部１２の曲率半径（前縁半径）が短くなるように、中間部１７の張り出しを抑えた略楕円形状とする。
【００２１】
フレーム２において、略楕円の筒状部分の厚みｅは、厚い方が強度を確保できるが、材料コストを考慮するとあまり厚くすることはできない。厚みｅは、用いる材質も考慮して適宜決定する。材質としては、特に限定するものではないが、軽量かつ強度があり、加工も容易なアルミニウムやアルミニウム合金を例示することができる。アルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金等を例示することができる。
例えば、材質としてＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金を用い、図４（ａ）のような断面形状で短軸ｂが５０ｍｍである場合、厚みｅは２ｍｍ程度に設定すれば、充分な耐荷重性を確保することができる。また、梁１４の厚みも同程度に設定すれば、フレーム２全体としてさらに高い耐荷重性を確保することができる。
【００２２】
化粧枠３の形状や材質としては、特に限定されない。本実施形態においては、図３に示すように、断面矩形の角を丸くして車両の外側方向に丸く張り出した形状とし、フレーム２と同じ材質を用いる。
【００２３】
本発明に係るルーフキャリア１は、フレーム２が、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状で、その断面において、略垂直方向に配向される短軸を３５ｍｍ以上で設定したので、耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができ、また、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。このようなフレームは、継ぎ合わせたりすることなく製造できるので、製造コストも抑えることが可能である。
また、積載面１１の両端部の内面側に梁１４を設けることによって、さらに耐荷重強度を確保することができる。
【００２４】
次に、固定部材４によるフレーム２及び化粧枠３の車両ルーフへの設置について説明する。
図５（ａ）は、ルーフキャリアを設置した車両の右側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるルーフキャリアの取付け状態を示す部分拡大図である。図６は、図５（ｂ）の取付け部分を拡大して示す部分拡大図である。図７は、図６の取付け部分の斜視図である。なお、図５（ｂ）及び図６において取付け部分は全て実線で示している。
【００２５】
図５に示すルーフキャリア２１は、図１に示したルーフキャリア１と同様、複数のフレーム２と、２本の化粧枠３と、複数の固定部材４とを備え、さらに中桟７、及び中桟７を化粧枠３に固定する固定プレート７を追加したものである。中桟７は、フレーム２と全く同じものであるが、化粧枠３への取付け方がフレーム２と異なる。従って、図５に示すルーフキャリア２１及び図１に示したルーフキャリア１において、フレーム２、固定枠３及び固定部材４による取付け状態は同様である。即ち、固定部材４によって、フレーム２が化粧枠３へ取り付けられるとともに、化粧枠３が車両のルーフに取付けられる。
【００２６】
固定部材４は、ブラケット２３及びクランプ２４で構成され、必要に応じて固定を強化するナットプレート、荷を固定するフック３１等が追加される。図５（ｂ）及び図６に示すように、車両最前部の固定部材４においてブラケット２３は、車両のルーフの傾斜に合わせてクランプ２４と重なる部分が傾斜しているが、傾斜形状以外の取付け状態は、傾斜していないものと同様である。従って、取付け状態については、傾斜していないブラケット２３を有する固定部材４を例に説明する。
【００２７】
図８は、ブラケットの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
まず、ブラケット２３を介してフレーム２を化粧枠３へ固定する取り付けについて、図４、図６及び図８を参照して説明する。
ブラケット２３には、図４に示す６箇所のビス固定下穴１５に対応する６箇所のビス穴４１と、当該ブラケット２３を化粧枠３に固定するためのボルトを通す皿穴４２とが設けられている。化粧枠３にも、皿穴４２に対応するボルト穴が設けられている。図８（ａ）に示すブラケット２３の正面側は、化粧枠３側に配置され、ビス穴４１及び皿穴４２が設けられたブラケット２３における上方側の面が化粧枠３と当接する。ブラケット２３の背面側は、図４に示す断面と同じ構造のフレーム２の端面と接する。
【００２８】
取付け方としては、ブラケット２３の正面側から６箇所のビス穴４１にビスが通され、このビスがフレーム２のビス固定下穴１５に挿入される。そして、ブラケット２３の正面側に出ているビスの頭が、化粧枠３に押付けられるようにして、ブラケット２３の上側の面が化粧枠３と当接させられる。この状態でブラケット２３の背面側から、ボルトが皿穴４２と化粧枠３のボルト穴に通され、ブラケット２３が化粧枠３に固定される。この際、フレーム２もブラケット２３を介して化粧枠３に固定されることになる。
【００２９】
このように、フレーム２が長さ方向に形成されたビス固定下穴１５を有し、ブラケット２３を介してビスを通すことによって、フレーム２が容易に化粧枠に固定されるとともに、ビスの長さ全体がビス固定下穴１５に通っているので、例えばクランプを用いてフレーム２の薄い積載面１１に直角にビスを通して固定する場合と比較し、強固に化粧枠に固定される。
【００３０】
図９は、クランプの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
次に、ブラケット２３をクランプ２４によって車両のルーフの左右端部に固定する取り付けについて、図６〜図９を参照して説明する。
ブラケット２３における下方側は、クランプ２４とともにズレることなく車両のルーフの左側又は右側の端部を挟めるように、クランプ２４と同様の角度をもって折り曲げられ、中間面と下側面とに分けられている。従って、クランプ２４の背面側とブラケット２３の正面側とが対峙する。上述のビス穴４１及び皿穴４２以外に、ブラケット２３の下側面にはボルトを固定するタップ穴４３が設けられ、クランプ２４にもタップ穴４３に対応する長穴５１が設けられている。ブラケット２３の中間面には、荷を固定するためのロープ等をかけるフック３１を取り付けるためのタップ穴４４が設けられている。
【００３１】
取付け方としては、ブラケット２３の正面側とクランプ２４の背面側を対峙させ、これらで車両のルーフの左側又は右側の端部を挟むようにし、クランプ２４の正面側からボルトを長穴５１に通してブラケット２３の下側面に設けられたタップ穴に固定する。
【００３２】
このように、固定部材４（特にブラケット２３）によって、フレーム２が化粧枠３に取付けられるとともに、化粧枠３が車両のルーフに取付けられるので、ルーフキャリア２１の構成部材が一体的に強固に車両のルーフに固定されることができる。
なお、化粧枠３へのフレーム２の取付けと、化粧枠３の車両ルーフへの取付けは、いずれを先にしてもよく、取付け箇所等によって取付け易いように適宜選択することができる。
【００３３】
図１０は、中桟を化粧枠に固定するための固定プレートの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
次に、固定プレート６を介して中桟７を化粧枠３へ固定する取付けについて、図４、図６及び図１０を参照して説明する。
固定プレート６は、図１０に示すように略矩形の平板であり、正面側からボルトを挿入するための２つの皿穴６１と、背面側からビスを挿入するための４つの皿穴６２が設けられている。固定フレーム６の背面側が、化粧枠３と当接する。
【００３４】
ここで、中桟７は、上述のようにフレーム２と全く同じものであり、その断面及び端面の構造は、図４に示すフレーム２の断面と同じである。
図１０に示す４つの皿穴６２は、図４に示す梁１４とフレーム２の内面との間に設けられた４つのビス固定下穴１５と対応するように設けられ、残り２つのビス固定下穴１５の外側に位置するように２つの皿穴６１が設けられている。
【００３５】
取付け方としては、上述のブラケット２３を介してフレーム２を化粧枠３に固定する場合と同様である。即ち、固定フレーム６の背面側から４箇所の皿穴６２にビスが通され、このビスが中桟７のビス固定下穴１５にも通される。そして、固定プレート６の正面側のビスの頭が化粧枠３に押付けられるように固定プレート６が化粧枠３と当接させられる。この状態で固定プレート６の正面側から、ボルトが皿穴６１と化粧枠３のボルト穴に通され、固定プレート６が化粧枠３に固定される。この際、中桟７も固定プレートを介して化粧枠３に固定されることになる。
【００３６】
このように、中桟７が長さ方向に形成されたビス固定下穴１５を有し、固定プレート６を介してビスを通すことによって、中桟７が容易に化粧枠３に固定されるとともに、ビスの長さ全体がビス固定下穴１５に通っているので、強固に化粧枠３に固定される。
また、中桟７は、フレーム２と同形状、即ち、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向された短軸は３５ｍｍ以上で設定したので、フレーム２とともに全体としてより耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができるとともに、前縁半径は、当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。
【００３７】
なお、固定プレート６を介した中桟７の化粧枠３への取付けにおいては、ブラケット２３を介したフレーム２の化粧枠３への取付けと比較すると、ビス及びボルトの数が少なくなっており、若干強度は低くなるが、フレーム２にかかる荷重を軽減するために各フレーム２の間に配置される中桟７としては、充分な強度を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車内に入らない長いものや嵩高い荷をルーフ上に積載して運搬するボックスカー等の一般車両において好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るルーフキャリアの実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】ルーフキャリアを車両のルーフ上に設置した状態を車両前上方から見た斜視図である。
【図３】図２の車両のルーフキャリア付近を拡大して示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。
【図４】（ａ）はフレームの内部構造を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円を示す比較図である。
【図５】（ａ）はルーフキャリアを設置した車両の右側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるルーフキャリアの取付け状態を示す部分拡大図である。
【図６】図５（ｂ）の取付け部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図７】図６の取付け部分の斜視図である。
【図８】ブラケットの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図９】クランプの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図１０】中桟を化粧枠に固定するための固定プレートの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図１１】（ａ）は従来のフレームの断面形状を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のフレームを化粧枠に取り付けるためのクランプを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ ルーフキャリア
２ フレーム
３ 化粧枠
４ 固定部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーフキャリアに関し、より詳しくは、車両のルーフ上に荷を積載して運搬するルーフキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車内に入らない長いものや嵩高い荷を運搬するために、車両のルーフ上に設置するルーフキャリアが利用されている。このルーフキャリアとしては、車両の前後方向に設置される２本の横枠（化粧枠）と、複数の車幅方向のフレームとで構成され、そのフレーム上に荷を積載するようになっているものが多い。
そのフレームの形状としては、図１１（ａ）のような断面形状のものを例示することができる。このような矩形の断面形状を有する四角柱のフレームの場合、フレーム上に荷を積載しない状態で走行すると、図１１（ａ）に示すように、紙面左方向（前方）からの風を受けてフレーム後方にカルマン渦が発生し、大きな風切り音が生じる。このカルマン渦は、円柱のものに対して発生することはよく知られているので、円柱のフレームを採用した場合も同様に風切り音が大きくなる。
【０００３】
そこで、風切り音を小さくするために、フレームを、長手方向に沿って大径部及び小径部が交互に形成された構成とすることが提案されている（下記特許文献１参照）。このフレームによって、車両走行時に大径部及び小径部の下流側に夫々カルマン渦が生じても、これらのカルマン渦が相互に干渉してカルマン渦の周期的な配列が乱され、その規則性が失われ、大きな風切り音が生じることを防ぐようにしている。
【０００４】
しかしながら、フレームを、大径部及び小径部が交互に形成された構成とすると、小径部での強度が弱くなり、また、大径部と小径部を継ぎ合わせて構成する場合には、継ぎ目の強度も弱くなる。さらには、製造コストも高くなる。
ルーフキャリアは、レジャー目的でスキー板やサーフボード等の比較的軽量のものを積載する目的で利用される場合もあるが、各種工事の資材やキャンプ用品等のかなり重量のあるものを積載する目的で設置される場合も多く、耐荷重性が高いことも要求されている。
【０００５】
図１１（ａ）のような従来のフレームについても、その厚みｔは２０〜３０ｍｍ程度で充分な強度はない。また、このフレームは図１１（ｂ）に示すようなクランプ等を用いて化粧枠に取り付けられるので、フレームの薄い面に直角にビス等を通して固定することになり、取り付け部においても充分な強度は確保できない。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４７２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、フレームによって発生する風切り音を軽減しながら、耐荷重性が高く、製造コストを抑えたルーフキャリアを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、車両のルーフ上に設置して荷を積載するルーフキャリアであって、略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平行に配設され、荷を積載する複数のフレームと、該複数のフレームの両端に対して夫々、その長さ方向と直角に取付けられる２本の化粧枠と、該２本の化粧枠を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する固定部材とからなり、前記フレームは、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で、且つ、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下であることを特徴とするルーフキャリアに関する。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記固定部材は、前記フレームを前記化粧枠に固定するとともに、該化粧枠を車両のルーフに固定し、前記フレームは、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定部材を介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１記載のルーフキャリアに関する。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記複数のフレームの間に配設された当該フレームと同形状の中桟と、該中桟を前記２本の化粧枠に固定する固定プレートとを有し、前記中桟は、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定プレートを介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１又は２記載のルーフキャリアに関する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、フレームが、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状で、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で設定したので、耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができ、また、その断面において、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。このようなフレームは、継ぎ合わせたりすることなく製造できるので、製造コストも抑えることが可能である。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、フレームがその内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定部材を介して挿入されたビスによって、化粧枠の長さ方向と直角に固定されるので、フレームが容易に化粧枠に固定されるとともに、ビスの長さ全体がビス穴に通っているために、従来のようにクランプ等を用いてフレームの薄い面に直角にビスを通して固定する場合と比較し、強固に化粧枠に固定することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、中桟は、フレームと同形状、即ち、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で設定したので、より耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができるとともに、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るルーフキャリアの好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るルーフキャリアの実施形態の一例を示す斜視図である。図２は、ルーフキャリアを車両のルーフ上に設置した状態を車両前上方から見た斜視図である。図３は、図２の車両のルーフキャリア付近を拡大して示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。図４（ａ）は、フレームの内部構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円を示す比較図である。
【００１５】
本発明に係るルーフキャリア１は、複数のフレーム２と、２本の化粧枠３と、複数の固定部材４とからなる。
化粧枠３は、フレーム２の長さ方向と直角に、当該フレーム２の両端が取付けられる。
固定部材４は、２本の化粧枠３を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する。
【００１６】
フレーム２は、略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平衡に配設され、荷を積載するようになっている。また、フレーム２は、図４（ａ）に示すように、長さ方向に垂直な断面が略楕円形状であり、車両に設置された状態で略水平になる積載面１１と、車両前方側である前縁部１２と、車両後方側である後縁部１３とを有する。さらに、積載面１１の両端部の内面側に梁１４を有し、フレーム２の断面が略楕円の筒状部分の内側面の６箇所にビス固定下穴１５を設けている。
【００１７】
フレーム２の断面形状は、左右及び上下が略対象で、長軸ａは短軸ｂの略２倍の長さで構成している。前縁部１２における曲率半径（前縁半径）は、長軸ａ及び短軸ｂと各々同じ長さの長軸ｃ及び短軸ｄを有する楕円（図４（ｂ）参照）の前縁部１６における曲率半径（前縁半径）より短く設定している。短軸ｂの長さは、高い耐荷重性を確保するため、３５ｍｍ以上に設定し、好ましくは４５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。図示例では５０ｍｍである。この断面形状は、フレーム２の一端から他端まで同一形状であり、端面形状と一致する。
【００１８】
なお、この断面形状において、ビス固定下穴１５は、フレーム２の長さ方向全域に形成される必要はなく、両端部でビスが通る長さだけ形成されていればよいが、フレーム２の形成の容易さから長さ方向全域を同じ断面形状としている。また、ビス固定下穴１５を図４のように一定の角度（６０°）で開口しているのも、フレーム２の形成の容易さからである。従って、ビス固定下穴１５の形状としては、開口がないものでもよいし、ビスが外れることがなければ６０°より広い角度であってもよい。
【００１９】
ここで、フレーム２によって発生する風切り音については、上述のように、長さ方向に垂直な断面が、矩形や円形ではカルマン渦が発生して風切り音が大きくなるので、本発明に係るルーフキャリア１においては、カルマン渦が発生し難いように略楕円形状とする。楕円形状では、積載面がなく、フレーム２の線上に荷を支えることになるので、フレーム２の断面においては、積載面１１を確保し、楕円ではない略楕円形状とする。
【００２０】
また、前縁部１２の曲率半径（前縁半径）は、カルマン渦の発生を軽減するため、長軸ａ及び短軸ｂと各々同じ長さの長軸及び短軸を有する楕円の前縁部の曲率半径（前縁半径）より短くする。即ち、一般に前縁半径が短いほどカルマン渦の発生を抑えることができるので、扁平な楕円状にすることが考えられるが、上述のように短軸ｂの長さは、耐荷重強度を確保するため、少なくとも３５ｍｍ以上に設定する必要があり、短軸ｂの長さを確保しながら、扁平な楕円状にするには、長軸を相当長くする必要があり、材料コストが高くなる。そこで、積載面１１以外の部分についても、前縁部１２の曲率半径（前縁半径）が短くなるように、中間部１７の張り出しを抑えた略楕円形状とする。
【００２１】
フレーム２において、略楕円の筒状部分の厚みｅは、厚い方が強度を確保できるが、材料コストを考慮するとあまり厚くすることはできない。厚みｅは、用いる材質も考慮して適宜決定する。材質としては、特に限定するものではないが、軽量かつ強度があり、加工も容易なアルミニウムやアルミニウム合金を例示することができる。アルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金等を例示することができる。
例えば、材質としてＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金を用い、図４（ａ）のような断面形状で短軸ｂが５０ｍｍである場合、厚みｅは２ｍｍ程度に設定すれば、充分な耐荷重性を確保することができる。また、梁１４の厚みも同程度に設定すれば、フレーム２全体としてさらに高い耐荷重性を確保することができる。
【００２２】
化粧枠３の形状や材質としては、特に限定されない。本実施形態においては、図３に示すように、断面矩形の角を丸くして車両の外側方向に丸く張り出した形状とし、フレーム２と同じ材質を用いる。
【００２３】
本発明に係るルーフキャリア１は、フレーム２が、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状で、その断面において、略垂直方向に配向される短軸を３５ｍｍ以上で設定したので、耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができ、また、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。このようなフレームは、継ぎ合わせたりすることなく製造できるので、製造コストも抑えることが可能である。
また、積載面１１の両端部の内面側に梁１４を設けることによって、さらに耐荷重強度を確保することができる。
【００２４】
次に、固定部材４によるフレーム２及び化粧枠３の車両ルーフへの設置について説明する。
図５（ａ）は、ルーフキャリアを設置した車両の右側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるルーフキャリアの取付け状態を示す部分拡大図である。図６は、図５（ｂ）の取付け部分を拡大して示す部分拡大図である。図７は、図６の取付け部分の斜視図である。なお、図５（ｂ）及び図６において取付け部分は全て実線で示している。
【００２５】
図５に示すルーフキャリア２１は、図１に示したルーフキャリア１と同様、複数のフレーム２と、２本の化粧枠３と、複数の固定部材４とを備え、さらに中桟７、及び中桟７を化粧枠３に固定する固定プレート７を追加したものである。中桟７は、フレーム２と全く同じものであるが、化粧枠３への取付け方がフレーム２と異なる。従って、図５に示すルーフキャリア２１及び図１に示したルーフキャリア１において、フレーム２、固定枠３及び固定部材４による取付け状態は同様である。即ち、固定部材４によって、フレーム２が化粧枠３へ取り付けられるとともに、化粧枠３が車両のルーフに取付けられる。
【００２６】
固定部材４は、ブラケット２３及びクランプ２４で構成され、必要に応じて固定を強化するナットプレート、荷を固定するフック３１等が追加される。図５（ｂ）及び図６に示すように、車両最前部の固定部材４においてブラケット２３は、車両のルーフの傾斜に合わせてクランプ２４と重なる部分が傾斜しているが、傾斜形状以外の取付け状態は、傾斜していないものと同様である。従って、取付け状態については、傾斜していないブラケット２３を有する固定部材４を例に説明する。
【００２７】
図８は、ブラケットの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
まず、ブラケット２３を介してフレーム２を化粧枠３へ固定する取り付けについて、図４、図６及び図８を参照して説明する。
ブラケット２３には、図４に示す６箇所のビス固定下穴１５に対応する６箇所のビス穴４１と、当該ブラケット２３を化粧枠３に固定するためのボルトを通す皿穴４２とが設けられている。化粧枠３にも、皿穴４２に対応するボルト穴が設けられている。図８（ａ）に示すブラケット２３の正面側は、化粧枠３側に配置され、ビス穴４１及び皿穴４２が設けられたブラケット２３における上方側の面が化粧枠３と当接する。ブラケット２３の背面側は、図４に示す断面と同じ構造のフレーム２の端面と接する。
【００２８】
取付け方としては、ブラケット２３の正面側から６箇所のビス穴４１にビスが通され、このビスがフレーム２のビス固定下穴１５に挿入される。そして、ブラケット２３の正面側に出ているビスの頭が、化粧枠３に押付けられるようにして、ブラケット２３の上側の面が化粧枠３と当接させられる。この状態でブラケット２３の背面側から、ボルトが皿穴４２と化粧枠３のボルト穴に通され、ブラケット２３が化粧枠３に固定される。この際、フレーム２もブラケット２３を介して化粧枠３に固定されることになる。
【００２９】
このように、フレーム２が長さ方向に形成されたビス固定下穴１５を有し、ブラケット２３を介してビスを通すことによって、フレーム２が容易に化粧枠に固定されるとともに、ビスの長さ全体がビス固定下穴１５に通っているので、例えばクランプを用いてフレーム２の薄い積載面１１に直角にビスを通して固定する場合と比較し、強固に化粧枠に固定される。
【００３０】
図９は、クランプの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
次に、ブラケット２３をクランプ２４によって車両のルーフの左右端部に固定する取り付けについて、図６〜図９を参照して説明する。
ブラケット２３における下方側は、クランプ２４とともにズレることなく車両のルーフの左側又は右側の端部を挟めるように、クランプ２４と同様の角度をもって折り曲げられ、中間面と下側面とに分けられている。従って、クランプ２４の背面側とブラケット２３の正面側とが対峙する。上述のビス穴４１及び皿穴４２以外に、ブラケット２３の下側面にはボルトを固定するタップ穴４３が設けられ、クランプ２４にもタップ穴４３に対応する長穴５１が設けられている。ブラケット２３の中間面には、荷を固定するためのロープ等をかけるフック３１を取り付けるためのタップ穴４４が設けられている。
【００３１】
取付け方としては、ブラケット２３の正面側とクランプ２４の背面側を対峙させ、これらで車両のルーフの左側又は右側の端部を挟むようにし、クランプ２４の正面側からボルトを長穴５１に通してブラケット２３の下側面に設けられたタップ穴に固定する。
【００３２】
このように、固定部材４（特にブラケット２３）によって、フレーム２が化粧枠３に取付けられるとともに、化粧枠３が車両のルーフに取付けられるので、ルーフキャリア２１の構成部材が一体的に強固に車両のルーフに固定されることができる。
なお、化粧枠３へのフレーム２の取付けと、化粧枠３の車両ルーフへの取付けは、いずれを先にしてもよく、取付け箇所等によって取付け易いように適宜選択することができる。
【００３３】
図１０は、中桟を化粧枠に固定するための固定プレートの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
次に、固定プレート６を介して中桟７を化粧枠３へ固定する取付けについて、図４、図６及び図１０を参照して説明する。
固定プレート６は、図１０に示すように略矩形の平板であり、正面側からボルトを挿入するための２つの皿穴６１と、背面側からビスを挿入するための４つの皿穴６２が設けられている。固定フレーム６の背面側が、化粧枠３と当接する。
【００３４】
ここで、中桟７は、上述のようにフレーム２と全く同じものであり、その断面及び端面の構造は、図４に示すフレーム２の断面と同じである。
図１０に示す４つの皿穴６２は、図４に示す梁１４とフレーム２の内面との間に設けられた４つのビス固定下穴１５と対応するように設けられ、残り２つのビス固定下穴１５の外側に位置するように２つの皿穴６１が設けられている。
【００３５】
取付け方としては、上述のブラケット２３を介してフレーム２を化粧枠３に固定する場合と同様である。即ち、固定フレーム６の背面側から４箇所の皿穴６２にビスが通され、このビスが中桟７のビス固定下穴１５にも通される。そして、固定プレート６の正面側のビスの頭が化粧枠３に押付けられるように固定プレート６が化粧枠３と当接させられる。この状態で固定プレート６の正面側から、ボルトが皿穴６１と化粧枠３のボルト穴に通され、固定プレート６が化粧枠３に固定される。この際、中桟７も固定プレートを介して化粧枠３に固定されることになる。
【００３６】
このように、中桟７が長さ方向に形成されたビス固定下穴１５を有し、固定プレート６を介してビスを通すことによって、中桟７が容易に化粧枠３に固定されるとともに、ビスの長さ全体がビス固定下穴１５に通っているので、強固に化粧枠３に固定される。
また、中桟７は、フレーム２と同形状、即ち、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向された短軸は３５ｍｍ以上で設定したので、フレーム２とともに全体としてより耐荷重性が高くなり、充分な強度を確保することができるとともに、前縁半径は、当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下としたので、風切り音の発生を抑えることができる。
【００３７】
なお、固定プレート６を介した中桟７の化粧枠３への取付けにおいては、ブラケット２３を介したフレーム２の化粧枠３への取付けと比較すると、ビス及びボルトの数が少なくなっており、若干強度は低くなるが、フレーム２にかかる荷重を軽減するために各フレーム２の間に配置される中桟７としては、充分な強度を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車内に入らない長いものや嵩高い荷をルーフ上に積載して運搬するボックスカー等の一般車両において好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るルーフキャリアの実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】ルーフキャリアを車両のルーフ上に設置した状態を車両前上方から見た斜視図である。
【図３】図２の車両のルーフキャリア付近を拡大して示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。
【図４】（ａ）はフレームの内部構造を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円を示す比較図である。
【図５】（ａ）はルーフキャリアを設置した車両の右側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるルーフキャリアの取付け状態を示す部分拡大図である。
【図６】図５（ｂ）の取付け部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図７】図６の取付け部分の斜視図である。
【図８】ブラケットの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図９】クランプの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図１０】中桟を化粧枠に固定するための固定プレートの構造を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図１１】（ａ）は従来のフレームの断面形状を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のフレームを化粧枠に取り付けるためのクランプを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ ルーフキャリア
２ フレーム
３ 化粧枠
４ 固定部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のルーフ上に設置して荷を積載するルーフキャリアであって、
略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平行に配設され、荷を積載する複数のフレームと、
該複数のフレームの両端に対して夫々、その長さ方向と直角に取付けられる２本の化粧枠と、
該２本の化粧枠を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する固定部材とからなり、
前記フレームは、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で、且つ、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下であることを特徴とするルーフキャリア。
【請求項２】
前記固定部材は、前記フレームを前記化粧枠に固定するとともに、該化粧枠を車両のルーフに固定し、
前記フレームは、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定部材を介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１記載のルーフキャリア。
【請求項３】
前記複数のフレームの間に配設された当該フレームと同形状の中桟と、該中桟を前記２本の化粧枠に固定する固定プレートとを有し、
前記中桟は、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定プレートを介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１又は２記載のルーフキャリア。
【請求項１】
車両のルーフ上に設置して荷を積載するルーフキャリアであって、
略車幅の長さがあり、車両の前後方向に間隔をあけて互いに平行に配設され、荷を積載する複数のフレームと、
該複数のフレームの両端に対して夫々、その長さ方向と直角に取付けられる２本の化粧枠と、
該２本の化粧枠を車両のルーフの左側又は右側の端部に夫々固定する固定部材とからなり、
前記フレームは、略水平な積載面を有し、長さ方向に直角な断面が略楕円形状であって、その断面において、略垂直方向に配向される短軸は３５ｍｍ以上で、且つ、前縁半径は当該断面と同じ長さの短軸及び長軸を有する楕円の前縁半径以下であることを特徴とするルーフキャリア。
【請求項２】
前記固定部材は、前記フレームを前記化粧枠に固定するとともに、該化粧枠を車両のルーフに固定し、
前記フレームは、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定部材を介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１記載のルーフキャリア。
【請求項３】
前記複数のフレームの間に配設された当該フレームと同形状の中桟と、該中桟を前記２本の化粧枠に固定する固定プレートとを有し、
前記中桟は、その内表面の長さ方向に形成されたビス穴に固定プレートを介して挿入されたビスによって、前記化粧枠の長さ方向と直角に固定されることを特徴とする請求項１又は２記載のルーフキャリア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２４０５０（Ｐ２００８−２４０５０Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９５９６３（Ｐ２００６−１９５９６３）
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（５０６２４５８７７）株式会社ベクタークラフト (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（５０６２４５８７７）株式会社ベクタークラフト (2)
【Ｆターム（参考）】
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