JP2014184866A - ウインドスロッブ低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でウインド開口部が開放させた際に発生するウインドスロッブが低減し得る車体側部構造を提供する。
【解決手段】ウインドガラス２８によって開閉するウインド開口部２６とパーティションガラス２９によって閉止されるパーティション開口部２７とを分離隔てるパーティションサッシュ３０の車内側に、パーティションサッシュ３０に重畳する収納位置とパーティションサッシュ３０から車室内方向に突出する作動位置との間で移動可能に配置されたフラップ４１を設ける。パーティションサッシュ３０及びフラップ４１の広範囲に走行風が当接して渦流の圧力が減少し、ウインド開口部２６の開放時に発生するウインドスロッブが低減される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウインドガラスの昇降により開閉されるウインド開口部の開放時に発生するウインドスロッブを低減するウインドスロッブ低減装置に関する。

一般に自動車の車体側部には、フロントサイドドア及びリヤサイドドアが設けられる。リヤサイドドアは、例えば特許文献１に開示されるようにドア本体の上方に設けたウインドフレームによって囲まれた開口部を、パーティションサッシュによって車体前後に仕切り、前側のリヤウインド開口部と後側のパーティション開口部が形成される。前側のリヤウインド開口部は昇降するウインドガラスによって開閉され、後側のパーティション開口部は固定窓ガラスであるパーティションガラスによって閉止される。

このような車両において、リヤウインド開口部を開放した状態で、所定速度の範囲で走行すると、リヤウインド開口部の後方において走行風が車幅方向に振動し、この空気の振動を加振源としてウインドスロッブが発生する。即ち、走行によりリヤウインド開口部の前端側で発生した剥離渦が後方に移動し、リヤウインド開口部の後端に配置されたパーティションサッシュに衝突して発生する圧力変動による周波数成分がサイドウインド開口部の前端側にフィードバックし、再び同一周波数の剥離渦を発生させる。このフィードバックによる特定周波数の圧力変動に起因するキャビティートーンが車室内の共鳴周波数と連成することにより、音圧レベルが急増してウインドスロッブが発生する。

このウインドスロッブを低減する装置の一例として特許文献２がある。このウインドスロッブ低減装置は、ウインドガラスの昇降により開閉するリヤウインド開口部の車両前端側でかつウインドガラスの車内側に上下方向に延在する軸線回りに回動可能なディフレクタを設け、リヤウインド開口部が開いた際にディフレクタを車外側に変位させることで、リヤウインド開口部に沿って車体後方に流れる空気流をディフレクタにより車室外側に偏向させて、パーティションサッシュに当たる空気流の低減を図る。

また、特許文献３のウインドスロッブ低減装置は、Ｂピラーの内部にブロアとダクトとを備える送風装置を配設し、ブロアから送出された風を車室内から車室外へ吹き出させることで、リヤウインド開口部の開放時にリヤウインド開口部の外側に沿って流れる気流が偏向され、リヤウインド開口部の後端となるパーティションサッシュに当たる風量を低減させる。

特開２００２−１６０５２７号公報 特開２００８−１９５１０７号公報 特開２００８−１７４１２８号公報

上記特許文献２のウインドスロッブ低減装置では、リヤウインド開口部の前端側に回転可能なディフレクタを設け、リヤウインド開口部が開いた際にディフレクタを車外側に変位させてリヤウインド開口部に沿って車体後方に流れる空気流を車室外方に偏向させることから、大きなディフレクタを要すると共に構成が複雑になり、コストの増大が懸念される。また、ディフレクタを車外側に突出させた際に走行風による風切り音の発生が懸念される。

特許文献３のウインドスロッブ低減装置では、Ｂピラーの内部にブロア及びダクトを備えた送風装置を配置し、リヤウインド開口部の開放時にブロアからの送風をリヤウインド開口部から外方に吹き出させることから、構造及び制御が複雑になると共にコストの増大が懸念される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、簡単な構成でウインド開口部を開放させた際に発生するウインドスロッブを低減するウインドスロッブ低減装置を提供することにある。

前記目的を達成する請求項１に記載のウインドスロッブ低減装置は、昇降するウインドガラスによって開閉するウインド開口部の後方に配置されて前記ウインド開口部とパーティションガラスによって閉止されるパーティション開口部とを分離隔てるパーティションサッシュの車室内側に、前記パーティションサッシュに重畳する収納位置と前記パーティションサッシュから車室内方向に突出する作動位置との間で移動可能に配置されたフラップと、前記ウインド開口部が予め設定された所定開度以上に開放された際に前記フラップを作動位置に移動するフラップ駆動機構とを備えたことを特徴する。

これによると、ウインド開口部が所定開度以上で開放された際にフラップが作動位置に移動し、車体側部に沿って流れる走行風が、後方に移動してウインド開口部の後方において車幅方向に振動してパーティションサッシュ及びフラップの広範囲に衝突する。ここで、パーティションサッシュ及びフラップの広範囲に衝突して渦流の圧力が減衰され、渦流の圧力変動による周波数が車室内空間の共鳴周波数から離れる。これにより、ウインド開口部の開放時に発生するウインドスロッブが低減される。また、ウインド開口部が閉じていてウインドスロッブが発生しない場合には、フラップが収納位置に保持されて車室内空間が確保される。フラップがパーティションサッシュの車室内側に配置されることから、車体外観に影響することなく、かつ風切り音等の発生も防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１のウインドスロッブ装置において、前記パーティションサッシュの延在方向となる上下方向に延在する軸線まわりに前記収納位置と作動位置との間で回動することを特徴とする。

これによると、フラップを上下方に延在する軸回りに回動する簡単な構成でフラップが収納位置と作動位置に移動できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のウインドスロッブ装置において、前記フラップは、前記パーティションサッシュの延在方向に延在する長形であることを特徴とする。

これによると、フラップをパーティションサッシュの延在方向に延在する長形とすることで、フラップの幅の増大を抑制してフラップの風受面積が確保でき、作動位置における車室内に突出するフラップの突出量が低減できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３にいずれか１項に記載のウインドスロッブ装において、更に、予め設定された所定走行速度以上で前記フラップを作動位置に移動せしめることを特徴とする。

これによると、車速が所定速度より低速で走行して、発生するウインドスロッブが乗員にとって気にならないレベルの場合には、フラップが収納位置に保持されて車室内空間は確保される。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４にいずれか１項に記載のウインドスロッブ装置において、更に、当該ウインド開口部を除く他のウインド開口部が予め設定された所定開度以上に開放された際に、前記フラップが収納位置に保持されることを特徴とする。

これによると、当該ウインド開口部を除く他のウインド開口部が所定開度以上に開放されて車室の気密性が低下して、発生するウインドスロッブが乗員にとって気にならないレベルの場合には、フラップは収納位置に保持されて車室内空間は確保される。

本発明によると、ウインド開口部が所定開度以上に開放された際に、フラップが作動位置に移動し、車体側部に沿って流れたた走行風が、後方に移動してウインド開口部の後方においてパーティションサッシュ及びフラップの広範囲に衝突する。ここで、パーティションサッシュ及びフラップの広範囲に衝突して渦流が減衰して圧力が減少してウインド開口部の開放時に発生するウインドスロッブが低減される。また、ウインド開口部が閉じていてウインドスロッブが発生しない場合には、フラップが収納位置に保持されて車室内空間は確保される。

実施の形態に係るウインドスロッブ低減装置を備える自動車の平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 ウインドスロッブ低減装置の制御系の概略を示すブロック図である。 ウインドスロッブ低減装置の制御方法を説明するフローチャートである。

以下、図１乃至図４を参照してウインドスロッブ低減装置の一実施の形態を説明する。

図１は本実施の形態におけるウインドスロッブ低減装置を備える自動車の平面図、図２はウインドスロッブ低減装置の概要を示す図１のＡ−Ａ線断面図、図３はウインドスロッブ低減装置の制御系の概略を示すブロック図、図４はウインドスロッブ低減装置の制御方法を説明するフローチャートである。なお、図１及び図２における矢印Ｆは車体前方方向を示す。

図１に示すように車体本体１の左右側面には、車室下部に沿って前後方向に延在する図示しないサイドシルと、車室上部に沿って前後方向に延在するサイドレール２と、上下方向に延在してサイドシルの前端とサイドレール２の前端とを連結するＡピラー３と、上下方向に延在してサイドシルの後端とサイドレール２の後端を連結するＣピラー４とを有している。これら、Ａピラー３とＣピラー４との間において上下方向に延在してサイドシルとサイドレール２とを連結するＢピラー５を備える。

このＡピラー３とＢピラー５との間及びＢピラー５とＣピラー４との間に車体側部に開口するフロントサイドドア開口部及びリヤサイドドア開口部が形成され、フロントサイドドア開口部及びリヤサイドドア開口部を開閉するフロントサイドドア１０及びリヤサイドドア２０を有する。

フロントサイドドア１０は、Ａピラー３に上下２個のヒンジによって前部が揺動自在に支持されるドア本体１１と、ドア本体１１の前部上端からＡピラー３に沿って上方に延在するフロントウインドフレーム前部及びドア本体１１の後部上端からＢピラー５に沿って上方に延在するフロントウインドフレーム後部を有する略コ字状に折曲形成されるフロントウインドフレーム１２を有し、フロントウインドフレーム１２によってフロントウインド開口部１５が形成される。ドア本体１１内に設けられたウインドレギュレータによって昇降するウインドガラス１６によってフロントウインド開口部１５を開閉する。

リヤサイドドア２０は、Ｂピラー５に上下２個のヒンジによって前部が揺動自在に支持されるドア本体２１を有する。ドア本体２１の前部上端からＢピラー５に沿って上方に延在するリヤウインドフレーム前部２３及びドア本体１１の後部上端からＣピラー４に沿って前方に傾斜して上方に延在するリヤウインドフレーム後部２４を有する略コ字状のリヤウインドフレーム２２が設けられる。このリヤウインドフレーム２２によって形成される開口部を、パーティションサッシュ３０によって車体前後に仕切り、前側の開口部となるリヤサイドフレーム前部２３とパーティションサッシュ３０との間のリヤウインド開口部２６及びパーティションサッシュ３０とリヤウインドフレーム後部２４によって形成される後側の開口部となるパーティション開口部２７とに区画する。

リヤウインド開口部２６は、ドア本体２１内に収容されてウインドレギュレータによりウインドガラス２８の昇降により開閉される。一方、パーティション開口部２７は固定窓ガラスであるパーティションガラス２９によって閉止される。

また、図２に示すように、リヤウインドフレーム前部２３には、ウインドガラス２８の前端部とリヤウインドフレーム前部２３との間を摺動可能にシールする断面コ字状のガラスラン２５が嵌着される。また、パーティションサッシュ３０の前面部３１には、ウインドガラス２８の後端部とパーティションサッシュ３０との間を摺動可能にシールする断面コ字状のガラスラン３５が嵌着される。

また、図２に示すようにＢピラー５は、車室外側に配置される断面ハット状のピラーアウタパネル５Ａと車室内側に配置されるピラーインナパネル５Ｂと、ピラーアウタパネル５Ａとピラーインナパネル５Ｂとの間に挟持状態で配置される断面ハット状のピラーリンホース５Ｃとによって閉断面構造に形成され、Ｂピラー５の車室内側に樹脂製のピラートリム６が配置される。

Ｂピラー５の前端フランジ及び後端フランジには、Ｂピラー５とフロントウインドフレーム１２との間及びリヤウインドフレーム前部２３との間をシールするウエザーストリップ７ａ、７ｂが弾性的に嵌着される。

なお、フロントウインドフレーム後部には、ウエザーストリップ８がＢピラー５の外側に面して装着されており、Ｂピラー５とフロントウインドフレーム後部との間を弾性的にシールするウエザーストリップ８によってシールされる。また、リヤウインドフレーム前部２３にはウエザーストリップ９がＢピラー５の外面に面して装着されており、Ｂピラー５とリヤウインドフレーム前部２３との間がウエザーストリップ９によってシールされる。

次に、ウインドスロッブ低減装置４０について説明する。なお、ウインドスロッブ装置４０は、車両の左右に配置されるが、構成は左右共通であるため、右側を例に説明する。

図２に示すように、ウインドスロッブ低減装置４０は、リヤウインド開口部２６の後端側でかつウインドガラス２８より車室内側となるパーティションサッシュ３０の車内側面３２に回動可能に配設されるフラップ４１を有する。フラップ４１は、パーティションサッシュ３０の延在方向となる上下方向を長手方向とする長形の矩形状に形成される。

フラップ４１は、パーティションサッシュ３０に沿って上下方向に延在する軸線ａを有する図示しないシャフトを介してパーティションサッシュ３０の車内側面３２に基端４２が支持される。フラップ４１は、先端４３が車幅方向内側となり車室内方向に突出する図２に示す作動位置と、パーティションサッシュ３０の車内側面３２に重畳する図２に仮想線で示す収納位置との間で軸線ａの回りに回動する。

このフラップ４１は、図２に示す作動位置において風受面となる側面４４がパーティションサッシュ３０の前面３１の車内側端部に連続して車体前方方向に対面する。ここで、フラップ４１がパーティションサッシュ３０の延在方向に延在する長形とすることで、フラップ４１の基端４２から先端４３までの幅の増大を抑制してもフラップ４１の風圧面積が確保でき、作動位置における車室内に突出するフラップ４１の突出量の低減ができる。

また、ウインドスロッブ低減装置４０は、図３にブロック図を示すように電動モータ等のアクチュエータ４５、このアクチュエータ４５とフラップ４１との間に介在してフラップ４１を収納位置と作動位置に駆動するフラップ駆動機構４６、車速を検出する車速センサ４７、左右のフロントウインド開口部１５の開度を検出するフロントウインド開度センサ４８ａ、４８ｂ、右側のリヤサイドドア２０のリヤウインド開口部２６の開度を検出するリヤウインド開度センサ４９ａ、左側のリヤサイドドア２０のリヤウインド開口部２４の開度を検出するリヤウインド開度センサ４９ｂ、アクチュエータ４５を制御する制御装置５０を備える。

車速センサ４７、フロントウインド開度センサ４８ａ、４８ｂ、リヤウインド開度センサ４９ａ、４９ｂは、検出信号を制御装置５０へ出力し、制御装置５０は、受信した検出信号に応じてアクチュエータ４５を制御する。

以下、制御装置５０によるフラップ４１の制御について図４のフローチャートを参照して説明する。

まず、車両１に搭載されたエンジンの始動後、処理ルーチンが開始され、ステップＳ１へ移行する。ステップＳ１では、車速センサ４７から出力された検出信号に基づいて、車速が予め設定された所定速度（例えば、６０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かが判定される。ステップＳ１で肯定判定（ＹＥＳ）された場合にはステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、リヤウインド開度センサ４９ａから出力された検出信号に基づいて、右側のリヤウインド開口部２６が予め設定された所定開度以上（例えば、７０％以上）開いているか否かが判定される。ステップＳ２で肯定判定（ＹＥＳ）された場合にはステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、フロントウインド開度センサ４８ａ、４８ｂ及びリヤウインド開度センサ４９ｂから出力された検出信号に基づき、左右のフロントウインド開口部１５及び左側のリヤウインド開口部２６、即ち右側のリヤウインド開口部２６以外のウインド開口部が所定開度以上（例えば、１０％以上）開いているか否かが判定される。ステップＳ３で否定判定（ＮＯ）された場合はステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、アクチュエータ４５が駆動されてフラップ４１が収納位置から作動位置へ回動する。

一方、ステップＳ１で否定判定（ＮＯ）された場合、ステップＳ２で否定判定（ＮＯ）された場合、及びステップＳ３で肯定判定（ＹＥＳ）された場合の少なくとも１つでも該当するときにはステップＳ５においてフラップ４１は収納位置に保持される。

なお、ステップＳ１における設定される所定速度、ステップＳ２における設定される所定開度、ステップＳ３における設定された所定開度等は、予め、実験やシミュレーション等の結果に基づいて設定することが好ましい。

以上のように構成されたウインドスロッブ低減装置４０の作用及び効果について説明する。

左右のフロントサイドドア１０のウインドガラス１６が上昇してフロントウインド開口部１５が全閉で、かつ左右のリヤサイドドア２０のウインドガラス２８が上昇してリヤウインド開口部２６が全閉状態で走行する際には、走行風が閉じられたフロントサイドドア１０もウインドガラス１６及びリヤサイドドア２０のウインドガラス２８の外面に沿って円滑に流れる。

一方、所定速度で走行中に、片側、例えば右のリヤサイドドア２０のウインドガラス２８が下降してリヤウインド開口部２６が所定開度以上開放されときには、フラップ４１が収納位置から図２に示す作動位置に回動し、フラップ４１の風受面となる側面４４がドアパーティションサッシュ３０の前面３１に連続して車体前方方向に対面するように車室内側に突出する。

このため、フロントサイドドア１０のウインドガラス１６に沿って流れた走行風が、開放されたリヤサイドウインド開口部２６の前端に位置するＢピラー５付近において剥離渦流となり、渦流が後方に移動してリヤウインド開口部２６の後方において車幅方向に振動してパーティションサッシュ３０及びフラップ４１の広範囲に衝突する。ここで、パーティションサッシュ３０及びフラップ４１を含む広範囲に衝突して渦流の圧力が減衰され、渦流の圧力変動による周波数が車室内空間の共鳴周波数から離れる。これにより、リヤウインド開口部２６の開放時に発生するウインドスロッブが低減される。

また、フロントウインド開口部１５やリヤウインド開口部２６が所定以上開放されて車室の気密性が低下している場合、或いは車速が所定速度以下で、発生するウインドスロッブが乗員にとって気にならないレベルの場合や、リヤウインド開口部２５が閉じていてウインドスロッブが発生しない場合には、フラップ４１は収納位置に保持されて車室内空間は確保される。

また、フラップ４１は、走行風の圧力を減少させるに十分な大きさでよく、比較的コンパクトに形成できると共に、フラップ４１がパーティションサッシュ３０の車室内側に配置されることから、車体外観に影響することなく、かつ風切り音等の発生も防止できる。

なお、上記実施の形態ではリヤサイドドア２０のパーティション３０にフラップ４１を設けた場合を例に説明したが、他のウインド開口部に配置されるパーティションサッシュにフラップを設けることもできる。

１ 車体本体
３ Ａピラー
４ Ｃピラー
５ Ｂピラー
１０ フロントサイドドア
１１ ドア本体
１２ フロントウインドフレーム
１５ フロントウインド開口部
１６ ウインドガラス
２０ リヤサイドドア
２１ ドア本体
２２ リヤウインドフレーム
２６ リヤウインド開口部
２７ パーティション開口部
２８ ウインドガラス
２９ パーティションガラス（固定ガラス）
３０ パーティションサッシュ
４０ ウインドスロッブ低減装置
４１ フラップ
４４ 側面（風受面）
４５ アクチュエータ
４６ フラップ駆動機構
４７ 車速センサ
４８ａ、４８ｂ フロントウインド開度センサ
４９ａ、４９ｂ リヤウインド開度センサ
５０ 制御装置

Claims (5)

1. 昇降するウインドガラスによって開閉するウインド開口部の後方に配置されて前記ウインド開口部とパーティションガラスによって閉止されるパーティション開口部とを分離隔てるパーティションサッシュの車室内側に、前記パーティションサッシュに重畳する収納位置と前記パーティションサッシュから車室内方向に突出する作動位置との間で移動可能に配置されたフラップと、
   前記ウインド開口部が予め設定された所定開度以上に開放された際に前記フラップを作動位置に移動するフラップ駆動機構とを備えたことを特徴するウインドスロップ装置。
2. 前記フラップは、前記パーティションサッシュの延在方向となる上下方向に延在する軸線まわりに前記収納位置と作動位置との間で回動することを特徴とする請求項１に記載のウインドスロッブ装置。
3. 前記フラップは、前記パーティションサッシュの延在方向に延在する長形であることを特徴とする請求項１または２に記載のウインドスロッブ装置。
4. 更に、予め設定された所定走行速度以上で前記フラップを作動位置に移動せしめることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のウインドスロッブ装置。
5. 更に、当該ウインド開口部を除く他のウインド開口部が予め設定された所定開度以上に開放された際に、前記フラップが収納位置に保持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のウインドスロップ装置。

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