JP6634253B2 - 車両の風切音低減構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロントピラーの近傍で発生する風切音を抑制するための車両の風切音低減構造に関するものである。

自動車等の車両は、車室の前面側の上部に設けられたフロントガラスと、フロントガラスの幅方向両側に設けられたフロントピラーと、を有している。フロントピラーは、下端側から上端側に向かってフロントガラスと共に後傾しており、後側にサイドウインドウが位置している。フロントガラスの下端にはボディの車幅方向に延びるカウルが設置されており、フロントガラスから流れ落ちた雨水の車外への排出や外気の車室への導入がこのカウルを介して行われる（例えば、特許文献１参照）。

カウルは、フロントガラスとフロントフードとの間に配置されており、近年では箱状のカウルボックスに代わり樋状のカウルパネルが主流となっている。通常、カウルパネルは、樹脂射出成形によって製造されており、フロントガラスの直下にＵ字断面形状やＶ字断面形状の樋が形成され、その両端部がフロントフェンダの幅方向内側に位置している。なお、樋は、平面視におけるフロントガラス下端の湾曲に沿うように、中央から左右に向かうにしたがって後方に向かうように湾曲している（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−１２７３６５号公報 特開２０００−２８０９３４号公報

自動車の走行時には、エンジン音やタイヤ音、各種風切音等が乗員にとって騒音となり、乗員の快適性を損なう要因となっている。特にフロントピラーの近傍における風切音（以下、単に風切音と記す）は、運転席や助手席の乗員の頭部に近い部位で発生するため、自動車の快適性が損なわれる原因となる。風切音は、フロントガラスの前面に沿って流通してフロントピラーから後方に流れる空気によって発生する。つまり、フロントガラスの前面に沿って流れる空気は、フロントピラーの後縁で剥離した直後に車体中心側に回り込む縦渦となり、フロントピラーの側方を流れる空気と衝突することで風切音を発生させる。

風切音の大きさは、フロントピラーから後方に流れる空気の量との間に正の相関を有する。前述したカウルパネルを備えた自動車では、フロントピラーの下部で空気の流量が大きくなるため、風切音が大きくなる。すなわち、フロントフードの前面に沿って流れる空気は、その一部がカウルパネルの樋空間に吹き込んだ後、後方に向けて湾曲した樋空間を幅方向に流れる。樋空間の幅方向両端に流れた空気は、フロントフェンダの幅方向内側面に衝突して上方に向きを変えてフロントフェンダを乗り越え、フロントガラスの前面に沿って幅方向に流通してフロントピラーの下部に流れ込む空気の流れと合流する。その結果、フロントピラーの下部の後縁で剥離する空気の流量が増大し、上述の縦渦が大きくなって風切音が大きくなる。

本発明の目的とするところは、フロントピラーの近傍の空気の流れに対するカウルパネルの樋空間を流通した空気の流れの合流を抑制し、風切音の低減を図ることのできる車両の風切音低減構造を提供することにある。

本発明に係る車両の風切音低減構造は、前記目的を達成するために、メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、前記樋空間は、前記フロントガラスの下端側に沿って湾曲した形状を有し、前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、前記空気流排出路は、前記カウルの側端から連続して前記樋空間と略同一の曲率で湾曲し、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有している。
また、本発明に係る他の車両の風切音低減構造は、前記目的を達成するために、メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、前記樋空間は、前記フロントガラスの下端側に沿って湾曲した形状を有し、前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、前記空気流排出路は、前記カウルの側端から前記樋空間の端部の接線方向に直線状に延びるとともに、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有している。
また、本発明に係る他の車両の風切音低減構造は、前記目的を達成するために、メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、前記空気流排出路は、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有し、前記空気流排出路の開口は、前記空気流排出路の断面積以上の面積を有し、且つ、前記空気流排出路の断面形状と同一の形状を有している。
また、本発明に係る他の車両の風切音低減構造は、前記目的を達成するために、メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、前記空気流排出路は、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有し、前記メインボディの側面には、前記空気流排出路の開口の上方に位置し、空気流排出路の開口から排出された空気流を後方に案内する整流部材が設けられている。

これにより、カウルの樋空間を幅方向に流れる空気が、空気流排出路に導かれてメインボディの側面の開口から排出される。

本発明によれば、カウルの樋空間を幅方向に流れる空気を、空気流排出路に導いてメインボディの側面の開口から排出することができるので、フロントピラーの近傍の空気の流れに対するカウルの樋空間を流通した空気の流れの合流を抑制することができ、風切音を低減することが可能となる。

本発明の一実施形態を示す自動車の全体斜視図である。 図１中Ａ部の拡大平面図である。 図１中Ａ部の拡大側面図である。 図２中のＢ−Ｂ拡大断面図である。 図２中のＣ−Ｃ拡大断面図である。 実施形態の作用を示す要部平面図である。 実施形態の作用を示す要部側面図である。

図１乃至図７は本発明の一実施形態を示すものである。

本発明の風切音低減構造を備えた車両としての自動車１は、セダン型乗用車であり、図１に示すように、フロントフェンダ２、フロントフード３、フロントドア４、リヤドア５、リヤフェンダ６等を外殻とするメインボディ１０を有している。メインボディ１０からはフロントピラー１１、センタピラー１２およびリヤピラー１３が上方に延設され、各ピラー１１〜１３の上端にルーフ１４が支持されている。

フロントピラー１１やルーフ１４には、車室の上部前面を画成するフロントガラス１５の外縁が支持されている。フロントガラス１５は全体が後傾した曲面形状を有しており、フロントピラー１１はフロントガラス１５の側端の傾斜に対応して後傾している。なお、フロントドア４およびリヤドア５にはそれぞれサイドガラス１６，１７が昇降自在に保持され、フロントドア４の上部にはドアミラー１８が取り付けられている。

フロントガラス１５の下縁前方には、車幅方向に沿って樹脂射出成形品のカウルパネル２０が装着されている。カウルパネル２０は、雨中走行時にフロントフード３やフロントガラス１５から流れてきた雨水を排出すべく、図４に示すように、円弧断面形状の樋溝２１を有している。樋溝２１は、フロントガラス１５の下端側の湾曲に沿うように中央から左右に向かうに連れて後方に向かうように湾曲しており、フロントフード３の後方への延長線Ｌとの間に略半円断面の樋空間２２を画成している。

カウルパネル２０には、図２に示すように、車室に外気を導入するための外気導入孔２３が複数形成されるとともに、フロントフード３の下面に密着するラバーシール２４が前端に装着されている。なお、カウルパネル２０は、バルクヘッドに取り付けられた図示しないワイパ機構（ワイパモータやワイパーアーム）等を覆っている。

フロントフェンダ２には、図３に示すように、前後に長い長円形の開口としての空気流排出孔３１が形成されるとともに、空気流排出孔３１の直上に前後に長い長方形の整流部材としての整流プレート３２が設けられている。空気流排出孔３１は、前後方向でフロントピラー１１の基部の直下、上下方向でメインボディ１０に対するフロントピラー１１の立ち上がり開始部より下方に位置している。一方、整流プレート３２は、前端が空気流排出孔３１の前端と略同位置にあるが、後端は空気流排出孔３１の後端よりも後方に延びている。なお、整流プレート３２は、衝突時において容易に脱落するように、取付面に設けられた樹脂ピン（図示せず）によってフロントフェンダ２に取り付けられているが、フロントフェンダ２の裏面（内面）からスクリュー等によって締結されていてもよい。

カウルパネル２０の側端には、樋空間２２とフロントフェンダ２の空気流排出孔３１とを連通させるべく、樹脂射出成形品で筒状の空気流排出路としての空気流排出ダクト４１が設置されている。空気流排出ダクト４１は、図２に示すように、平面視において、カウルパネル２０の側端部から連続して樋空間２２と略同一の曲率で湾曲しており、内端（空気流の導入側）４１ａが樋空間２２に連続する一方、外端（空気流の排出側）４１ｂが空気流排出孔３１に連続する長円断面を有している。空気流排出ダクト４１は、その流路の断面積が樋空間２２の断面積以上で、且つ、内端４１ａから外端４１ｂにかけて同一の断面形状で形成され、側端部が空気流排出孔３１に嵌め込まれている。空気流排出孔３１は、その断面積が空気流排出ダクト４１の流路の断面積以上で、且つ、空気流排出ダクト４１の断面形状と同一の形状を有している。

以上のように構成された自動車１において、前進走行を行うと、フロントフード３の上部を流通する空気の大部分は、フロントガラス１５からルーフ１４やフロントピラー１１を経由して後方に流れ、一部がカウルパネル２０の樋空間２２に流入する。

フロントガラス１５の前面に沿って幅方向に流通してフロントピラー１１の後縁まで流通した空気流、図６及び図７中に矢印で示すように、フロントピラー１１の後縁で剥離した直後に車体中心側に回り込む縦渦となり、フロントピラー１１の側方を流通する空気と衝突することで風切音を発生させる。

一方、樋空間２２に流入した空気は、図６及び図７に示すように、両端側が後方に向くように湾曲した樋溝２１に沿って樋空間２２内を幅方向の端部に向かって流通し、空気流排出ダクト４１に導入された後、空気流排出ダクト４１内を通過してフロントフェンダ２の空気流排出孔３１から排出される。この際、空気流排出ダクト４１が、内端４１ａから外端４１ｂにかけて同一の断面形状及び断面積に形成されるとともに、カウルパネル２０の側端部から連続して樋空間２２と略同一の曲率で湾曲しているため、樋空間２２を流通した空気は抵抗をほぼ受けることなく空気流排出孔３１に到達し、空気流排出孔３１から斜め後方にスムーズに排出される。空気流排出孔３１から排出された空気は、整流プレート３２によって上方に位置するフロントピラー１１側への流通が抑制され、フロントフェンダ２の側方を流れる空気とともに後方に流れる。これにより、カウルパネル２０に流入した空気がフロントピラー１１の近傍の空気の流れに合流し難くなり、縦渦が強められることに起因する風切音の増大が効果的に抑制される。

このように、本実施形態の車両の風切音低減構造によれば、カウルパネル２０の側端には、樋空間２２に連続するとともに、フロントフェンダ２の側面に空気流排出孔３１を有する空気流排出ダクト４１が設けられ、空気流排出ダクト４１は、内端４１ａから外端４１ｂまで略同一の断面形状及び断面積を有している。

これにより、カウルパネル２０の樋空間２２を幅方向に流れる空気を、空気流排出ダクト４１に導いてフロントフェンダ２の側面の空気流排出孔３１から排出することができるので、フロントピラー１１の下部における空気の流れに対するカウルパネル２０の樋空間２２を流通した空気の流れの合流を抑制することができ、風切音を低減することが可能となる。

また、樋空間２２は、フロントガラス１５の下端側に沿って湾曲した形状を有し、空気流排出ダクト４１は、カウルパネル２０の側端から連続して樋空間２２と略同一の曲率で湾曲している。

これにより、樋空間２２を流通した空気を、抵抗をほぼ受けることなく空気流排出孔３１に到達させることができるので、フロントピラー１１の下部における空気の流れに対するカウルパネル２０の樋空間２２を流通した空気の流れの合流をより確実に抑制することが可能となる。

また、空気流排出孔３１は、空気流排出ダクト４１の流路の断面積以上の面積を有し、且つ、空気流排出ダクト４１の断面形状と同一の形状を有している。

これにより、空気流排出ダクト４１を流通した空気を、抵抗をほぼ受けることなく空気流排出孔３１から排出させることができるので、フロントピラー１１の下部における空気の流れに対するカウルパネル２０の樋空間２２を流通した空気の流れの合流をより確実に抑制することが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限られるものではなく、種々に変更実施可能である。例えば、上記実施形態は、本発明をセダン型乗用車に適用したものであるが、ワンボックス型自動車やミニバン型（いわゆる、１．５ボックス型）自動車、コンバーチブル型自動車等にも当然に適用可能である。また、空気流排出孔についても、上記実施形態で例示したフロントフェンダに限らず、ボディ構成や各部寸法の差違等に応じ、フロントピラーやフロントドア、フロントフードに設置するようにしてもよい。また、カウルパネルは、鋼板等のプレス成型品であってもよいし、逆３角断面の樋空間を画成するＶ字断面形状の樋溝を有するものであってもよい。

また、前記実施形態では、空気流排出ダクト４１を、カウルパネル２０の側端から連続して樋空間２２と略同一の曲率で湾曲しているものを示したが、これに限られるものではない。例えば、空気流排出ダクトを、カウルパネル２０の側端から樋空間２２の端部の接線方向に直線状に延びるようにしても、前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

また、前記実施形態では、空気流排出ダクト４１を、長円形状に形成したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、空気流排出ダクトを、円形や矩形状に形成しても前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

１…自動車、２…フロントフェンダ、３…フロントフード、１０…メインボディ、１１…フロントピラー、１５…フロントガラス、２０…カウルパネル、２１…樋溝、２２…樋空間、３１…空気流排出孔、３２…整流プレート、４１…空気流排出ダクト、４１ａ…内端、４１ｂ…外端。

Claims (5)

1. メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、
   前記樋空間は、前記フロントガラスの下端側に沿って湾曲した形状を有し、
   前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、
   前記空気流排出路は、前記カウルの側端から連続して前記樋空間と略同一の曲率で湾曲し、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有する
   ことを特徴とする車両の風切音低減構造。
2. メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、
   前記樋空間は、前記フロントガラスの下端側に沿って湾曲した形状を有し、
   前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、
   前記空気流排出路は、前記カウルの側端から前記樋空間の端部の接線方向に直線状に延びるとともに、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有する
   ことを特徴とする車両の風切音低減構造。
3. メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、
   前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、
   前記空気流排出路は、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有し、
   前記空気流排出路の開口は、前記空気流排出路の断面積以上の面積を有し、且つ、前記空気流排出路の断面形状と同一の形状を有している
   ことを特徴とする車両の風切音低減構造。
4. メインボディの上方に設けられたフロントガラスと、前記メインボディから後方に向かって斜め上方に立ち上がるように設けられ前記フロントガラスの側縁を支持するフロントピラーと、前記フロントガラスの下方に設けられ樋空間を構成するカウルと、を備えた車両であって、
   前記カウルの側端には、前記樋空間に連続するとともに、前記メインボディの側面に開口を有する空気流排出路が設けられ、
   前記空気流排出路は、前記樋空間側の端部から前記メインボディの側面側の端部まで略同一の断面形状及び断面積を有し、
   前記メインボディの側面には、前記空気流排出路の開口の上方に位置し、空気流排出路の開口から排出された空気流を後方に案内する整流部材が設けられている
   ことを特徴とする車両の風切音低減構造。
5. 前記空気流排出路の開口は、前記メインボディを構成する、フロントフェンダ、前記フロントピラー、ドア、フロントフードのいずれかに形成されている
   ことを特徴とする請求項１ 乃至４のいずれかに記載の車両の風切音低減構造。

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