JP6784807B2 - 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上方に立ち上がるように設けられ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、略半円筒の部材であり、内面を幅方向内側に向けた姿勢で、前記樋空間の端部の幅方向外側に設けられており、幅方向両端に流通した空気を、前記フロントピラーの後方における前記メインボディの側面の上方を構成する部材の外面に案内する空気流ガイド部を備えている。

これにより、カウルの樋空間を幅方向に流通した空気が、空気流ガイド部によってフロントピラーの後方におけるメインボディの側面の上方を構成する部材の外面に案内されることから、カウルの樋空間を幅方向に流通した空気がフロントピラーの後方に生じた縦渦に衝突する。

本発明によれば、カウルの樋空間を幅方向に流通した空気を、フロントピラーの後方に生じた縦渦に衝突させることによって、縦渦の運動エネルギーを低減させることが可能となり、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。 本発明の他の実施形態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。なお、ドアミラー１８は、フロントドア４の上端前部に設けられた三角パネル（ドアミラーガジェット）１９に締結されている。

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かたちで湾曲しており、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。カウルパネル２０の側端には、図５に示すように、カウルパネル２０から樋空間２２の幅方向外側に位置するメインボディ１０に向かって立ち上がる立ち上がり部２５が設けられている。尚、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の上面には、図２、図３及び図５に示すように、樋空間２２の端部の幅方向外側に位置する部位に樹脂射出成型品の空気流ガイド部３１が設けられている。空気流ガイド部３１は、半円筒断面を有する部材であり、半円筒の内面を幅方向内側に向けた姿勢で、樋空間２２の端部の幅方向外側を前後方向に延設されている。また、空気流ガイド部３１は、前端部から後端部に向かって半円筒の内径寸法が大きくなるように形成されている。

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の上部を流れてきた空気の大部分は、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の後縁に流れた空気は、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た後、図５に示すように、立ち上がり部２５に沿ってフロントフェンダ２の上面まで流通する。フロントフェンダ２の上面まで流通した空気は、図５に示すように、空気流ガイド部３１の半円筒の内面に沿って下部から上方に流通し、フロントピラー１１の後側に生じる縦渦の回転方向と反対の回転方向の流れとなり、図６及び図７に示すように、フロントピラー１１の後側における三角パネル１９及びサイドガラス１６に向かって流通する。

その結果、カウルパネル２０に流入した空気は、縦渦の回転方向と反対の回転方向の空気の流れとなって、フロントピラー１１の後側に生じる縦渦に対して衝突するため、縦渦の運動エネルギーが減少して風切音が効果的に低減される。

このように、本実施形態の風切音低減構造によれば、樋空間２２の幅方向両端に流通した空気を、フロントピラー１１の後側におけるメインボディ１０の側面の上方を構成する部材の外面に案内する空気流ガイド部３１を備えている。

これにより、カウルパネル２０の樋空間２２を幅方向に流通した空気を、フロントピラー１１の後方に生じた縦渦に衝突させることによって、縦渦の運動エネルギーを低減させることが可能となり、風切音を低減することが可能となる。

また、空気流ガイド部３１は、フロントピラー１１の後縁で空気の流れが剥離して生じた空気の縦渦に対して、縦渦の回転方向と異なる方向から空気の流れを衝突させる。

これにより、空気流ガイド部３１で案内された空気によって縦渦の運動エネルギーを確実に低減させることが可能となり、風切音を低減する効果を高めることが可能となる。

また、空気流ガイド部３１は、樋空間２２の幅方向両端の外側に位置するメインボディ１０の上面から上方に延びるように設けられ、樋空間２２の幅方向両端に流通した後にメインボディ１０の上面に沿って幅方向外側に向かって流通する空気を、縦渦の回転方向と反対の回転方向の流れとする。

これにより、フロントピラー１１の後方に生じた縦渦に対して、縦渦の回転方向と反対の回転方向に流れる空気を衝突させることで、縦渦の運動エネルギーをより確実に低減させることが可能となり、風切音を低減する効果をより高めることが可能となる。

図８は、本発明の他の実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には、同一の符号を付して示す。

フロントフェンダ２には、図８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３２が形成されている。空気流排出孔３２は、側方視で樋空間２２と略同位置、すなわち、前後方向でフロントピラー１１の基部の直前、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。

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３２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。

本実施形態の空気流ガイド部４２は、空気流排出ダクト４１のフロントフェンダ２の側面側に設けられている。

以上のように構成された自動車１では、前進走行を行うと、樋空間２２に流入した空気は、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内を通過して空気流排出孔３２から排出される。空気流排出孔３２から排出される空気の一部は、空気流排出ダクト４１の外端４１ｂ側に配置された空気流ガイド部４２の半円筒の内面に沿って下部から上方に流通し、図８に示すように、フロントピラー１１の後側に生じる縦渦の回転方向と反対の回転方向の流れとなり、フロントピラー１１の後側における三角パネル１９及びサイドガラス１６に向かって流通する。

その結果、カウルパネル２０に流入した空気は、縦渦の回転方向と反対の回転方向の空気の流れとなって、フロントピラー１１の後側に生じる縦渦に対して衝突するため、縦渦の運動エネルギーが減少して風切音が効果的に低減される。

このように、本実施形態の風切音低減構造によれば、前記実施形態と同様に、カウルパネル２０の樋空間２２を幅方向に流通した空気を、フロントピラー１１の後方に生じた縦渦に衝突させることによって、縦渦の運動エネルギーを低減させることが可能となり、風切音を低減することが可能となる。

また、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、メインボディ１０の側面に空気流排出孔３２を有する空気流排出ダクト４１が設けられ、空気流ガイド部４２は、前記空気流排出ダクト４１におけるメインボディ１０の側面側に設けられ、空気流排出ダクト４１を流通した空気を縦渦の回転方向と反対の回転方向の流れとする。

これにより、フロントピラー１１の後方に生じた縦渦に対して、縦渦の回転方向と反対の回転方向に流れる空気を衝突させることで、縦渦の運動エネルギーをより確実に低減させることが可能となり、風切音を低減する効果をより高め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、前記実施形態は、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、前記実施形態では空気流ガイド部として、半円筒断面を有する部材からなるものを採用したが、縦渦の回転方向と反対の回転方向の空気の流れを形成できるものであればよく、例えば平面板を複数組み合わせた空気流ガイド部を採用してもよい。

また、上記実施形態では空気流ガイド部からフロントピラーの下部に向けて斜め上方に空気流すようにしたが、フロントピラーの下端から真上に向けて空気流を導出するようにしてもよく、この場合にも縦渦を乱すことによって風切音を低減させることができる。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、逆三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。

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…空気流ガイド部、４１…空気流排出ダクト、４２…空気流ガイド部。

Claims (4)

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上方に立ち上がるように設けられ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、
   略半円筒の部材であり、内面を幅方向内側に向けた姿勢で、前記樋空間の端部の幅方向外側に設けられており、幅方向両端に流通した空気を、前記フロントピラーの後方における前記メインボディの側面の上方を構成する部材の外面に案内する空気流ガイド部を備え、
   前記空気流ガイド部は、前記フロントピラーの後縁で空気の流れが剥離して生じた空気の縦渦に対して、縦渦の回転方向と異なる方向から空気の流れを衝突させる
   ことを特徴とする車両の風切音低減構造。
2. 前記空気流ガイド部は、
   前記樋空間の幅方向両端の外側に位置する前記メインボディの上面から上方に延びるように設けられ、
   前記樋空間の幅方向両端に流通した後に前記メインボディの上面に沿って幅方向外側に向かって流通する空気を、縦渦の回転方向と反対の回転方向の流れとする
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の風切音低減構造。
3. 前記空気流ガイド部は、前記フロントピラーの下部、前記カウルの側端、フロントフェンダの後端部上面、フロントドア三角パネル側面の少なくとも一つに設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両の風切音低減構造。
4. 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、
   前記空気流ガイド部は、前記空気流排出路における前記メインボディの側面側に設けられ、前記空気流排出路を流通した空気を縦渦の回転方向と反対の回転方向の流れとする
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の風切音低減構造。
   

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