JP2018172063A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの水を排水するために、毛細管現象により連通路から引き込んだ水を排水通路から排水することが可能な排水部材備える車両構造を提供すること。
【解決手段】車両構造はガラスの縁に沿って配置された排水部材ＨＢを備える。排水部材は、車両の車外側に露出する表面ＳＦと、ガラスの縁に沿った方向に延び、中空に形成された排水通路ＨＳと、排水通路に一端が連通し、他端が排水部材の表面と連通している連通路ＲＮと、を有する。連通路は、毛細管現象により表面から水を排水通路に引き込む幅に形成され、排水通路の方向に対して直交する方向の幅は、連通路の幅よりも広く形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラスの縁に沿って配置された排水部材を備える車体構造に関する。

従来、自動車等の車両には、ウィンドシールドに付着した雨水や埃等を払拭して運転者の視界を確保するワイパ装置が搭載されている。ワイパ装置は、電動モータにより揺動駆動されるワイパアームと、ワイパアームに装着されるワイパブレードとを備え、ワイパブレードは、ワイパアームの先端側に回動自在に装着されるホルダ本体と、ホルダ本体に保持されるブレードラバーとを備えている。ブレードラバーは、ワイパアームの押圧力およびバーティブラの弾性力によりウィンドシールドに向けて弾性接触し、これにより電動モータを駆動してワイパアームを揺動駆動することで、ブレードラバーがウィンドシールド上を往復払拭動作する。

このようなワイパブレードにより払拭された雨水を排水する構成として、例えば、特許文献１には、フロントガラス１の側縁に沿って設けられるウォータガイド３に排水溝２を設け、その排水溝２に排水を促進する為のリップ状のリブ４を設ける構成が開示されている。

特開平１１-３３４３５８号公報

しかしながら、上述の特許文献１の構成では、排水溝２に入った水をリブ４によって構成された細かい水路に落とし、大きな水滴を作ることなく排水することができるが、フロントガラス１から排水溝２に積極的に水を引き込むことができないため、排水できる水の量に限界があった。

本発明の目的は、より多くの水を排水するために、毛細管現象により連通路から引き込んだ水を排水通路から排水することが可能な排水部材を備える車体構造を提供することにある。

本発明の一つの側面に係る車両前部構造は、ガラスの縁に沿って配置された排水部材を備える車体構造であって、前記排水部材は、
車両の車外側に露出する表面と、
前記ガラスの縁に沿った方向に延び、中空に形成された排水通路と、
前記排水通路に一端が連通し、他端が前記排水部材の表面と連通している連通路と、を有し、
前記連通路は、毛細管現象により前記表面から水を前記排水通路に引き込む幅に形成され、
前記排水通路の前記方向に対して直交する方向の幅は、前記連通路の幅よりも広く形成されていることを特徴とする。

本発明の車体構造によれば、排水部材の連通路から引き込んだ水を排水通路から排水することが可能な車体構造を提供することが可能になる。

車両の車体構造を概略的に説明する図。 図１のＡ-Ａ線に沿う断面図。 （ａ）は本実施形態の車体構造における排水部材の構成を示す図であり、（ｂ）は比較例を示す図。 （ａ）は排水部材の構成を説明する図であり、（ｂ）はフロントガラスのガラス端磨き部の形状を例示する図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

図１は車両の車体構造を概略的に説明する図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、ガラス（フロントガラス１１）の縁に沿って配置された排水部材ＨＢを備える車体構造の断面構成を示す図である。尚、図１では、車体構造として車体の前部を例示的に示しているが、本実施形態の車体構造は、この例に限定されず、車両の側部または後部において、ガラス（サイドガラスまたはリアガラス）の縁に沿って配置された排水部材ＨＢを備える車体構造も含まれる。ここで、ガラスの縁には、ガラスの側縁の他、ガラスの上縁や下縁も含まれる。

図１に示すように、自動車等の車両１０の前方側には、ウィンドシールドとしてのフロントガラス１１が設けられ、フロントガラス１１の前方側には、フロントガラス１１に付着した雨水や埃等（図示せず）を払拭して、運転者の視界を確保するためのワイパ装置１２が設けられている。このワイパ装置１２は、車両１０のエンジンルームの後方に位置するカウルトップの内部等（図示せず）に搭載されている。

ワイパ装置１２は、車室内等に設けられたワイパスイッチ（図示せず）を操作することで回転駆動される電動モータとしてのワイパモータ１３と、車両１０に回動自在に設けられた運転席側（ＤＲ側）および助手席側（ＡＳ側）ピボット軸１４ａ，１４ｂと、各ピボット軸１４ａ，１４ｂに基端側が固定され、先端側がフロントガラス１１上で揺動運動するＤＲ側およびＡＳ側ワイパアーム１５ａ，１５ｂと、ワイパモータ１３の回転運動を各ワイパアーム１５ａ，１５ｂの揺動運動に変換するリンク機構１６とを備えている。

各ワイパアーム１５ａ，１５ｂの先端側には、それぞれ同様に形成されたＤＲ側およびＡＳ側ワイパブレード１７ａ，１７ｂがフロントガラス１１の垂直方向に対して回動自在に装着され、各ワイパブレード１７ａ，１７ｂは、各ワイパアーム１５ａ，１５ｂに設けられたスプリング（図示せず）によりフロントガラス１１に対して弾性接触するようになっている。つまり、各ワイパブレード１７ａ，１７ｂには、各ワイパアーム１５ａ，１５ｂの押圧力が伝達されるようになっている。そして、ワイパモータ１３を回転駆動することで、フロントガラス１１上の図中二点鎖線で示す各払拭範囲１８ａ，１８ｂ、つまり、フロントガラス１１の下縁に沿う下位置である下反転位置（ワイパアームの停止位置）ＬＲＰと、フロントガラス１１の側縁に沿う上位置である上反転位置ＵＲＰとの間で、各ワイパブレード１７ａ，１７ｂが往復払拭動作するようになっている。

図１に示す例では、フロントガラス１１の縁に沿って排水部材ＨＢが配置されている。排水部材ＨＢは、フロントガラス１１の縁に沿って配置可能とするために、柔軟性を有するプラスチック等の樹脂材料により形成されている。排水部材ＨＢには、毛細管現象により水を引き込む連通路ＲＮが設けられている。尚、図１では、排水部材ＨＢをフロントガラス１１の側縁に配置した構成を例示しているが、この例に限定されず、例えば、上縁または下縁に沿って配置してもよい。

以下、車体構造における排水部材ＨＢの構成を図２〜図４を参照して具体的に説明する。図２に示すように、排水部材ＨＢは、車両の車外側に露出する表面ＳＦと、フロントガラス１１の縁に沿った方向に延び、中空に形成された排水通路ＨＳと、排水通路ＨＳに一端が連通し、他端が排水部材ＨＢの表面ＳＦと連通している連通路ＲＮとを有する。ここで、連通路ＲＮは、毛細管現象により排水部材ＨＢの表面ＳＦから水を排水通路ＨＳに引き込む幅に形成されている。車体構造２０において、連通路ＲＮはガラスの縁に沿った方向に形成されている。係る連通路ＲＮの構成によれば、ガラスの縁に沿った方向に形成されている連通路ＲＮの毛細管現象によって、排水部材ＨＢの表面に付着した、より多くの水を積極的に排水通路ＨＳに引き込むことができる。

連通路ＲＮの幅は、フロントガラス１１の表面に沿うとともに、フロントガラス１１の縁に沿った方向に対して直交する方向に形成されている。また、フロントガラス１１の縁に沿った方向に対して直交する方向の排水通路ＨＳの幅は、連通路の幅よりも広く形成されている。

本実施形態の車体構造によれば、連通路ＲＮの毛細管現象によって排水部材ＨＢの表面ＳＦに付着した水を積極的に排水通路ＨＳに引き込むことができる。また、連通路ＲＮよりも幅の広い排水通路ＨＳによって、連通路ＲＮによって引き込んだ水を素早く排出することができるので、より多くの水を引き込むことができる。

図２に示すように、排水部材ＨＢの表面ＳＦは、フロントガラス１１の表面よりも車体ＦＭに近い位置に設けられている。すなわち、排水部材の表面ＳＦとフロントガラス１１の表面との間には段差が設けられている。フロントガラス１１の表面に流れる風が排水部材ＨＢ側に流れる際に、段差の位置で負圧が発生する。段差の位置で発生した負圧によりフロントガラス１１の表面側の水Ｗを排水部材ＨＢ側に引き込むことができるため、より効果的に排水部材ＨＢで排水することができる。

排水部材ＨＢは左右の縁部を有しており、左側の縁部でフロントガラス１１と接し、フロントガラスとが接する左側の縁部に対して反対側の縁部である右側の縁部に沿って外表部材ＥＭが設けられている。ここで、外表部材ＥＭとしては、例えば、フロントピラーの表面が露出する構造の他、別体のフロントピラーモールの表面が露出する構造も含まれる。

図３（ａ）は本実施形態の車体構造における排水部材ＨＢの構成を示す図であり、図３（ｂ）は比較例を示す図である。図３（ｂ）に示す比較例では、排水部材ＨＢの表面ＳＦと外表部材ＥＭの表面（破線部）との間に段差が設けられている構成を示している。両表面の間に段差が設けられていると、フロントガラス１１から外表部材ＥＭに向かう風の流れは矢印で示すように図中傾斜方向に変化し、外表部材ＥＭの表面に負圧が発生し得る。外表部材ＥＭの表面に負圧が発生すると、水Ｗは排水部材ＨＢの表面ＳＦ上を外表部材ＥＭ側に通り過ぎてしまい、連通路ＲＮに水Ｗを引き込みにくくなる。

本実施形態の車体構造における排水部材ＨＢでは、図３（ａ）に示すように、排水部材ＨＢの表面ＳＦと外表部材ＥＭの表面とは略面一に構成されている。排水部材ＨＢおよび外表部材ＥＭの間でそれぞれの表面を略面一に構成することにより、両表面の境界近傍に位置する外表部材ＥＭの表面に負圧が発生するのを防ぐことができる。係る構成により、表面ＳＦ上の水Ｗを、より効果的に連通路ＲＮに引き込み、排水部材ＨＢで排水することができる。尚、略面一とは、外表部材ＥＭの表面に負圧が発生しない程度の段差を許容するものである。

図４（ａ）において、Ｔ１はフロントガラス１１の表面における表面張力を示し、Ｔ２はフロントガラス１１のガラス端磨き部における表面張力を示している。また、Ｔ３は排水部材ＨＢの表面における表面張力を示し、Ｔ４は連通路ＲＮにおける表面張力を示し、Ｔ５は連通路ＲＮと連通する排水通路ＨＳの表面張力を示している。

ここで、排水部材ＨＢの表面ＳＦは、表面ＳＦにおける表面張力Ｔ３がフロントガラス１１の表面における表面張力Ｔ１よりも大きくなるように構成されている。これにより、排水部材ＨＢの表面張力Ｔ３のほうがフロントガラス１１の表面張力Ｔ１よりも大きいため、フロントガラス１１側から排水部材ＨＢ側に水Ｗを積極的に引き込むことが可能になる。

また、連通路ＲＮは、連通路ＲＮの表面張力Ｔ４が排水部材ＨＢの表面ＳＦにおける表面張力Ｔ３よりも大きくなるように構成されている。これにより、連通路ＲＮの表面張力Ｔ４のほうが排水部材ＨＢの表面張力Ｔ３よりも大きいため、排水部材ＨＢの表面ＳＦ側から連通路ＲＮ側に水Ｗを積極的に引き込むことが可能になる。

例えば、図４（ａ）に示すように、連通路ＲＮの表面と排水通路ＨＳの当該連通路ＲＮと接する面とが成す角φは鈍角になるように、連通路ＲＮと排水通路ＨＳは構成されている。連通路ＲＮと連通する排水通路ＨＳの表面張力をＴ５とすると、排水通路ＨＳは、排水通路ＨＳの表面張力Ｔ５が連通路ＲＮの表面張力Ｔ４よりも大きくなるように構成されている。係る構成によれば、連通路から出た水Ｗを排水通路ＨＳの表面張力Ｔ５で引き出すことができるので、より効果的に連通路ＲＮから排水通路ＨＳに水Ｗを排出することができる。

フロントガラス１１の表面上にある水Ｗ（水滴）を排水部材ＨＢで排水する水Ｗの経路は、フロントガラス１１の表面→フロントガラス１１のガラス端磨き部→排水部材ＨＢの表面→連通路ＲＮ→排水通路ＨＳであり、係る経路に引き込まれた水は排水通路ＨＳから車外に排出される。

ここで、フロントガラス１１のガラス端磨き部における表面張力Ｔ２は、フロントガラス１１の表面における表面張力Ｔ１に比べて小さいため、水Ｗ（水滴）を移動させるために何らかの力が必要になる。本実施形態の車体構造では、フロントガラス１１の表面と、排水部材ＨＢの表面ＳＦとの間に段差を設け、段差の位置で発生した負圧によりフロントガラス１１の表面側の水Ｗを排水部材ＨＢ側に引き込むようにしている。排水部材ＨＢの表面ＳＦにおいて、水Ｗが連通路ＲＮに到達すれば、毛細管現象を利用した排水が可能になる。

図４（ｂ）は、フロントガラス１１のガラス端磨き部の形状を例示する図であり、実線で示す磨き形状１１ａに比べて破線で示すガラス端磨き部の形状１１ｂのようにガラス端磨き部の曲率半径を、より小さくすることにより、より大きな負圧を得ることも可能である。

連通路ＲＮの一端から他端までの長さ（Ｚ）は、以下の（１）式を満たす長さである。

Ｚ＜２Ｔｃｏｓθ／（γｒ）・・・・（１）
Ｔ：連通路ＲＮの表面張力
θ：連通路ＲＮの表面と水との接触角
γ：水の比重
ｒ：連通路ＲＮの幅／２
ここで、接触角とは、連通路（固体）の表面が液体及び気体と接触しているとき、この３つの相の接触する境界線において液体面が固体面と成す角度のことである。一般的には表面張力の小さい固体はぬれやすく、液体が付着したときの接触角は鋭角になり、表面張力の大きい固体はぬれにくく、液体が付着したときの接触角は鈍角になる傾向を示す。毛細管現象による水Ｗの引き込み変位（Ｈ）は（１）式によりＨ＝２Ｔｃｏｓθ／（γｒ）で示され、連通路ＲＮの長さ（Ｚ）を水Ｗの引き込み変位（Ｈ）よりも短くすることにより、排水部材ＨＢの表面ＳＦから引き込んだ水Ｗを確実に排水通路ＨＳまで引き込むことができるので、より効果的に排水することが可能になる。

＜実施形態のまとめ＞
構成１．上記実施形態の車体構造（例えば２０）は、ガラス（例えば１１）の縁に沿って配置された排水部材（例えばＨＢ）を備える車体構造であって、
前記排水部材（ＨＢ）は、
車両の車外側に露出する表面（例えばＳＦ）と、
前記ガラスの縁に沿った方向に延び、中空に形成された排水通路（例えばＨＳ）と、
前記排水通路に一端が連通し、他端が前記排水部材の表面と連通している連通路（例えばＲＮ）と、を有し、
前記連通路は、毛細管現象により前記表面から水を前記排水通路に引き込む幅に形成され、
前記排水通路の前記方向に対して直交する方向の幅は、前記連通路の幅よりも広く形成されていることを特徴とする。

構成１の実施形態によれば、連通路ＲＮの毛細管現象によって排水部材ＨＢの表面ＳＦに付着した水を積極的に排水通路ＨＳに引き込むことができる。また、連通路ＲＮよりも幅の広い排水通路ＨＳによって、連通路ＲＮによって引き込んだ水を素早く排出することができるので、より多くの水を連通路ＲＮから排水通路ＨＳに引き込むことができる。

構成２．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記連通路（ＲＮ）は、前記ガラスの縁に沿った方向に形成されていることを特徴とする。

構成２の実施形態によれば、ガラスの縁に沿った方向に形成されている連通路ＲＮの毛細管現象によって、排水部材ＨＢの表面ＳＦに付着した、より多くの水を積極的に排水通路ＨＳに引き込むことができる。また、連通路ＲＮよりも幅の広い排水通路ＨＳによって、連通路ＲＮによって引き込んだ水を素早く排出することができる。

構成３．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記ガラスはフロントガラス（例えば１１）であり、
前記表面（ＳＦ）は、前記フロントガラスの表面よりも車体（例えばＦＭ）に近い位置に設けられていることを特徴とする。

構成３の実施形態によれば、ガラスの表面に流れる風が排水部材ＨＢ側に流れる際に、段差の位置で負圧が発生する。段差の位置で発生した負圧によりガラスの表面側の水を排水部材ＨＢ側に引き込むことができるため、より効果的に排水部材ＨＢで排水することができる。

構成４．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記ガラスはフロントガラスであり、
前記排水部材と前記フロントガラスとが接する縁部に対して反対側の縁部に沿って設けられている外装部材（例えばＥＭ）を更に備え、
前記外装部材の表面は、前記排水部材の表面と略面一に設けられていることを特徴とする。

構成４の実施形態によれば、排水部材ＨＢおよび外表部材ＥＭの間でそれぞれの表面を略面一に構成することにより、両表面の境界近傍に負圧が発生するのを防ぐことができる。係る構成により、排水部材ＨＢの表面ＳＦ上の水を、より効果的に連通路ＲＮに引き込み、排水部材ＨＢで排水することができる。

構成５．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記排水部材（ＨＢ）の表面（ＳＦ）における表面張力（例えばＴ３）は前記ガラス（１１）の表面における表面張力（例えばＴ１）よりも大きいことを特徴とする。

構成５の実施形態によれば、ガラス側から排水部材側に水を積極的に引き込むことが可能になる。

構成６．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記連通路（ＲＮ）の表面張力（例えばＴ４）は前記排水部材（ＨＢ）の表面（ＳＦ）における表面張力（Ｔ３）よりも大きいことを特徴とする。

構成６の実施形態によれば、排水部材ＨＢの表面ＳＦ側から連通路ＲＮ側に水を積極的に引き込むことが可能になる。

構成７．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記連通路の表面と前記排水通路の当該連通路と接する面とが成す角は鈍角であることを特徴とする。

構成７の実施形態によれば、連通路から出た水を排水通路ＨＳの表面張力Ｔ５で引き出すことができるので、より効果的に連通路ＲＮから排水通路ＨＳに水を排出することができる。

構成８．上記実施形態の車体構造（２０）において、前記連通路の一端から他端までの長さ（Ｚ）は、以下の式
Ｚ＜２Ｔｃｏｓθ／（γｒ）
Ｔ：連通路の表面張力
θ：連通路の表面と水との接触角
γ：水の比重
ｒ：連通路の幅／２
を満たす長さであることを特徴とする。

構成８の実施形態によれば、排水部材ＨＢの表面ＳＦから引き込んだ水を確実に排水通路ＨＳまで引き込むことができるので、より効果的に排水することが可能になる。

１１：フロントガラス、２０：車体構造、ＨＢ：排水部材、
ＨＳ：排水通路、ＲＮ：連通路

Claims (8)

1. ガラスの縁に沿って配置された排水部材を備える車体構造であって、
   前記排水部材は、
   車両の車外側に露出する表面と、
   前記ガラスの縁に沿った方向に延び、中空に形成された排水通路と、
   前記排水通路に一端が連通し、他端が前記排水部材の表面と連通している連通路と、を有し、
   前記連通路は、毛細管現象により前記表面から水を前記排水通路に引き込む幅に形成され、
   前記排水通路の前記方向に対して直交する方向の幅は、前記連通路の幅よりも広く形成されている
   ことを特徴とする車体構造。
2. 前記連通路は、前記ガラスの縁に沿った方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 前記ガラスはフロントガラスであり、
   前記表面は、前記フロントガラスの表面よりも車体に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造。
4. 前記ガラスはフロントガラスであり、
   前記排水部材と前記フロントガラスとが接する縁部に対して反対側の縁部に沿って設けられている外装部材を更に備え、
   前記外装部材の表面は、前記排水部材の表面と略面一に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車体構造。
5. 前記排水部材の表面における表面張力は前記ガラスの表面における表面張力よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車体構造。
6. 前記連通路の表面張力は前記排水部材の表面における表面張力よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車体構造。
7. 前記連通路の表面と前記排水通路の当該連通路と接する面とが成す角は鈍角であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車体構造。
8. 前記連通路の一端から他端までの長さ（Ｚ）は、以下の式
   Ｚ＜２Ｔｃｏｓθ／（γｒ）
   Ｔ：連通路の表面張力
   θ：連通路の表面と水との接触角
   γ：水の比重
   ｒ：連通路の幅／２
   を満たす長さであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車体構造。

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