JP2023138874A - 車両のカウル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】液体と空気とを良好に分離する。【解決手段】カウル構造１０の気液分離機構２０は、エアバッグ装置３０から上側へ延出されたロア遮断部２２と、カウルトップパネル１４から下側へ延出されたアッパ遮断部２４と、カウルトップパネル１４に形成された空気吸出口２６と、を含んで構成されている。また、アッパ遮断部２４がロア遮断部２２に対して左側（排気口１２Ｇ側）に配置され、空気吸出口２６が、アッパ遮断部２４に対して左側に配置されている。これにより、カウルダクト部１６に導入された空気と液体とを、ロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４によって、段階的に分離できる。また、空気吸出口２６によって、アッパ遮断部２４の左側空間の空気がカウルダクト部１６外へ吸い出されるため、ロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４による空気流ＡＲ中の空気と液体との分離後において、空気流ＡＲを排気口１２Ｇ側へ誘導することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、車両のカウル構造に関するものである。

車両のカウル構造では、外気をカウル内に導入したときに、外気中に含まれる雨水等の液体と空気とを分離させ、分離後の空気を空調装置側へ送るようになっている。例えば、下記特許文献１に記載のカウル構造では、カウルダクトがカウル内に設けられており、カウルダクトによってカウル内が区画されている。カウルダクトは、空調装置側へ空気を送るための孔と、孔の周囲に形成されたリブと、を有している。これにより、外気がカウル内に導入されたときには、カウルダクトのリブによって、外気中に含まれる雨水等の液体と空気とを分離するようになっている。

特開２００７－１２５９９５号公報

ところで、近年、ワイパユニットやエアバッグ等がカウル内に搭載されることで、カウル内における空気の通路が比較的狭くなる傾向になっている。これにより、カウル内を流れる外気の流速が比較的速くなり、外気中に含まれる液体と空気とを良好に分離することが困難となっている。このため、カウル構造では、液体と空気とを良好に分離できる構造にすることが望ましい。

本発明は、上記事実を考慮して、液体と空気とを良好に分離することができる車両のカウル構造を提供することを目的とする。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、ウインドシールドガラスの下端部の車両前側において車幅方向に延在され、長手方向から見て上側へ開放された凹状に形成されたカウル本体と、前記カウル本体の車両上側において車幅方向に延在され、前記カウル本体の上側開口部を閉塞すると共に、前記カウル本体の内部へ外気を導入するための外気導入口を車幅方向の一方側端部に有するカウルパネルと、前記カウル本体における車幅方向の他方側端部に形成され、前記カウル本体の内部の空気を車室側へ排気するための排気口と、前記外気導入口と前記排気口との間に配置され、前記カウル本体の内部の空気と液体とを分離させる気液分離機構と、を備え、前記気液分離機構は、前記カウル本体の底壁又は前記カウル本体に収容された搭載部品に設けられ、前記底壁又は前記搭載部品から車両上側へ延出されたロア遮断部と、前記カウルパネルに設けられ、前記ロア遮断部に対して車幅方向の他方側に配置され、前記カウルパネルから車両下側へ延出されたアッパ遮断部と、前記カウルパネルに設けられ、前記アッパ遮断部に対して車幅方向の他方側に配置され、前記カウル本体内の空気を吸い出す空気吸出部と、を含んで構成されている車両のカウル構造である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態によれば、液体と空気とを良好に分離することができる。

本実施形態に係る車両のカウル構造が適用された車両の前部の一部を模式的に示す上側から見た平面図である。 図１に示される車両のカウル構造を拡大して示す平面図である。 図２に示される車両のカウル構造の内部を模式的に示す左側から見た断面図（図２の３－３線拡大断面図）である。 図２に示される車両のカウル構造における左部の内部を模式的に示す前側から見た断面図（図２の４－４線拡大断面図）である。

以下、図面を用いて、本実施形態に係る車両のカウル構造１０（以下、単にカウル構造１０という）について説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＵＰは、カウル構造１０が適用された車両（自動車）Ｖの車両上側を示し、矢印ＦＲは車両前側を示し、矢印ＲＨは車両右側（車幅方向一方側）を示している。以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、車両上下方向、車両前後方向、車両左右方向を示すものとする。

（全体構成について）
図１に示されるように、カウル構造１０は、車両Ｖのウインドシールドガラス４０の下端部（前端部）の前側に設けられており、車両Ｖのフード４２の後端部の下側に配置されている。カウル構造１０は、全体として車幅方向に延在された略筒状に形成されており、カウル構造１０の内部が、カウルダクト部１６として構成されている（図３参照）。また、カウル構造１０は、外気（空気）をカウルダクト部１６内に導入するための外気導入口１４Ｃと、カウルダクト部１６に導入された空気を車室側へ排気するための排気口１２Ｇ（図４参照）と、を含んで構成されている。排気口１２Ｇには、車両Ｖの空調ダクト４４の一端部が接続されており、排気口１２Ｇから空調ダクト４４内に排気された空気が、空調ダクト４４の他端部を構成する送風口４４Ａから車室内へ供給される。空調ダクト４４の中間部には、空調装置４６が設けられており、空調装置４６のブロアファン４６Ａが作動することによって、カウルダクト部１６において、外気導入口１４Ｃから排気口１２Ｇへ向かう空気流ＡＲが発生するようになっている。

（カウル構造１０について）
図２～図３に示されるように、カウル構造１０は、カウル本体１２と、カウルパネルとしてのカウルトップパネル１４と、気液分離機構２０と、を含んで構成されている。

（カウル本体１２について）
カウル本体１２は、金属の板材によって構成されている。カウル本体１２は、車幅方向に延在されており、カウル本体１２の長手方向両端部が、車両Ｖの骨格部材を構成するエプロンメンバ（図示省略）に接合されている。図３に示されるように、カウル本体１２は、その長手方向から見て、上側へ開放された凹状に形成されている。具体的には、カウル本体１２は、底壁１２Ａと、底壁１２Ａの前端部から上側へ延出された前壁１２Ｂと、底壁１２Ａの後端部から上側へ延出された後壁１２Ｃと、を含んで構成されている。底壁１２Ａの前後方向中間部には、段差部１２Ｄが形成されており、底壁１２Ａの前部が、底壁１２Ａの後部よりも上側に配置されている。

カウル本体１２の前壁１２Ｂの上端部には前側へ屈曲されたフランジ１２Ｅが形成されている。カウル本体１２の後壁１２Ｃの上端部には、後斜め上方側へ屈曲されたフランジ１２Ｆが形成されており、フランジ１２Ｆは、ウインドシールドガラス４０の下端部（前端部）の下側に配置されている。また、カウル本体１２の後壁１２Ｃは、車両Ｖのエンジンルームと車室とを区画するダッシュパネル（図示省略）に接続されている。カウル本体１２の後壁１２Ｃには、左端部において、排気口１２Ｇ（図４参照）が貫通形成されており、排気口１２Ｇには、空調ダクト４４の一端部が接続されている。

カウル本体１２の内部には、搭載部品としてのエアバッグ装置３０及びワイパユニット３２の一部が収容されている。エアバッグ装置３０は、底壁１２Ａの前部の上側に配置されて、カウル本体１２に固定されている。ワイパユニット３２は、カウル本体１２の後部内に収容されて、カウル本体１２に固定されている。

（カウルトップパネル１４について）
図２～図４に示されるように、カウルトップパネル１４は、樹脂材によって構成されている。カウルトップパネル１４は、車幅方向に延在された略長尺板状に形成されており、その長手方向から見て、前後方向中間部が上側へ凸となる略円弧状に湾曲している（図３参照）。カウルトップパネル１４の前端部には、前側へ突出したフランジ１４Ａが形成されており、フランジ１４Ａは、カウル本体１２のフランジ１２Ｅの上側に配置されて、クリップ等の締結部材によってフランジ１２Ｅに固定されている。また、カウルトップパネル１４の後端部には、パネル連結部１４Ｂが形成されている。パネル連結部１４Ｂは、カウルトップパネル１４の長手方向から見て、後斜め上方側へ開放された略Ｕ字形状に形成されている。そして、ウインドシールドガラス４０の下端部がパネル連結部１４Ｂに差し込まれており、パネル連結部１４Ｂが、クリップ等の締結部材によってカウル本体１２のフランジ１２Ｆに固定されている。これにより、カウル本体１２の上側開口部が、カウルトップパネル１４によって閉塞されている。そして、カウル本体１２とカウルトップパネル１４とによって区画された、カウル構造１０の内部が、カウルダクト部１６として構成されている。

カウルトップパネル１４の右端部には、複数の外気導入口１４Ｃが貫通形成されている。外気導入口１４Ｃは、前後方向を長手方向とする略長孔状に形成されており、左右方向に所定の間隔を開けて並んで配置されている。これにより、外気導入口１４Ｃによって、カウルダクト部１６の内部と外部とが連通されている。

（気液分離機構２０について）
気液分離機構２０は、カウルダクト部１６に設けられており、カウルダクト部１６に外気が導入されたときに、外気に含まれる雨水等の液体と空気とを、気液分離機構２０によって分離するようになっている。また、カウル構造１０では、複数（本実施の形態では、５箇所）の気液分離機構２０が適用されており、５箇所の気液分離機構２０が、カウルダクト部１６において車幅方向に並んで配置されている（図２及び図４参照）。具体的には、５箇所の気液分離機構２０が、車幅方向において、外気導入口１４Ｃと排気口１２Ｇとの間に配置されている。

気液分離機構２０は、ロア遮断部２２と、アッパ遮断部２４と、前後一対の空気吸出部としての空気吸出口２６と、を含んで構成されている。

ロア遮断部２２は、左右方向を板厚方向とする略板状に形成されている。ロア遮断部２２は、エアバッグ装置３０の外郭を構成するエアバッグケースの上壁に設けられて、エアバッグ装置３０から上側へ延出している。ロア遮断部２２は、前後方向に２分割にされた遮断板２２Ａ、２２Ｂによって構成されており、遮断板２２Ａと遮断板２２Ｂとの合わせ部が、エアバッグケースの開裂位置と一致している。ロア遮断部２２の前端部は、カウル本体１２の前壁１２Ｂの後側に近接して配置され、ロア遮断部２２の後端部は、カウル本体１２の後壁１２Ｃの前側に近接して配置されている。

アッパ遮断部２４は、左右方向を板厚方向とし且つ前後方向を長手方向とする略矩形板状に形成されている。アッパ遮断部２４は、カウルトップパネル１４の下面に設けられて、カウルトップパネル１４から下側へ延出している。アッパ遮断部２４の前後方向の寸法は、ロア遮断部２２の前後方向の寸法に略一致している。アッパ遮断部２４は、ロア遮断部２２よりも左側（すなわち、排気口１２Ｇ側）で且つロア遮断部２２よりも上側に配置されている。また、上下方向において、アッパ遮断部２４の下端部の位置が、ロア遮断部２２の上端部の位置よりも下側に設定されている。すなわち、カウル本体１２の長手方向から見て、アッパ遮断部２４の下端部とロア遮断部２２の上端部とが重なるように設定されている。

空気吸出口２６は、カウルトップパネル１４に形成された孔部として構成されている。空気吸出口２６は、アッパ遮断部２４よりも左側（すなわち、排気口１２Ｇ側）に配置されている。より詳しくは、左右方向におけるアッパ遮断部２４と空気吸出口２６との離間距離Ｌ１が、ロア遮断部２２とアッパ遮断部２４との離間距離Ｌ２よりも短く設定されている（図４参照）。また、空気吸出口２６は、カウルトップパネル１４の前部及び後部にそれぞれ形成されている。すなわち、空気吸出口２６は、カウルトップパネル１４の頂部に対して前側及び後側にそれぞれ形成されている。空気吸出口２６は、カウルダクト部１６におけるアッパ遮断部２４の左側空間の空気を、カウルダクト部１６の外部に吸い出す孔部として構成されている。具体的には、車両Ｖの走行時にカウルトップパネル１４の上面を沿って後側へ流れる走行風によって、カウルトップパネル１４の上側空間が負圧になり、当該負圧によって、アッパ遮断部２４の左側の空間の空気を、空気吸出口２６からカウルダクト部１６の外部に吸い出すようになっている。

なお、カウル本体１２の底壁１２Ａには、図示しない排水口が形成されており、カウル本体１２の底壁１２Ａに落下した液体を、排水口からカウル本体１２の外部へ排水するようになっている。

（作用効果）
次に、本実施の形態の作用及び効果を説明する。

上記のように構成されたカウル構造１０では、外気導入口１４Ｃがカウルトップパネル１４の右端部に形成されており、排気口１２Ｇがカウル本体１２の左端部に形成されている。そして、車両Ｖの空調装置４６がオンされると、空調装置４６のブロアファン４６Ａが作動して、ブロアファン４６Ａによってカウルダクト部１６の空気が排気口１２Ｇから空調ダクト４４側へ吸引される。これにより、外気（空気）が外気導入口１４Ｃからカウルダクト部１６内に導入されて、カウルダクト部１６内において、外気導入口１４Ｃから排気口１２Ｇへ向かう空気流ＡＲが発生する。

ここで、雨水等の水（液体）が、空気と共に、外気導入口１４Ｃからカウルダクト部１６に浸入する場合がある。このとき、比較的粒子の大きい液状の水は、カウル本体１２の底壁１２Ａに落下して、カウル本体１２の排水口から排水される。一方、例えば、比較的粒子の小さい霧状等の水は、カウル本体１２の底壁１２Ａに落下せずに、空気と共に、空気流ＡＲとしてカウルダクト部１６内を左側へ流れる。

そして、図４に示されるように、空気流ＡＲが、右から１番目の気液分離機構２０におけるロア遮断部２２の右側面に当たる。このため、空気流ＡＲに含まれる霧状の水が、ロア遮断部２２に付着して、ロア遮断部２２において空気と水とが分離される。空気流ＡＲが繰り返しロア遮断部２２に当たることで、ロア遮断部２２に付着した水が、液滴化して、ロア遮断部２２からエアバッグ装置３０又はカウル本体１２の底壁１２Ａに落下する。また、エアバッグ装置３０に落下した液体は、エアバッグ装置３０の外周部を伝ってカウル本体１２の底壁１２Ａに落下する。さらに、空気流ＡＲがロア遮断部２２に当たることで、空気流ＡＲの向きが、左斜め上方側へ変更されて、空気流ＡＲがアッパ遮断部２４に向けて流れる。これにより、ロア遮断部２２において水が取り除かれた空気流ＡＲが、アッパ遮断部２４に向けて流れる。

そして、アッパ遮断部２４に向けて流れる空気流ＡＲが、アッパ遮断部２４の右側面に当たる。これにより、空気流ＡＲに含まれる霧状の水が、アッパ遮断部２４に付着して、アッパ遮断部２４において空気と水とが分離される。すなわち、ロア遮断部２２を通過した空気流ＡＲにおいて残留した水と空気とをアッパ遮断部２４によって分離する。空気流ＡＲが繰り返しアッパ遮断部２４に当たることで、アッパ遮断部２４に付着した水が、液滴化して、アッパ遮断部２４からカウル本体１２の底壁１２Ａに落下する。

また、車両Ｖの走行では、走行風が、カウルトップパネル１４の上面に沿って後側へ流れる。これにより、カウルトップパネル１４の上側空間が負圧になり、当該負圧によって、アッパ遮断部２４の左側空間の空気が、空気吸出口２６からカウルダクト部１６の外部に吸い出される（図４の矢印Ａ参照）。したがって、空気流ＡＲが、アッパ遮断部２４の下側空間で滞留せずに、アッパ遮断部２４の下側から左側へ良好に流れる。すなわち、空気流ＡＲが、右から２番目の気液分離機構２０におけるロア遮断部２２に向けて流れて、このロア遮断部２２の右側面に当たる。なお、車両Ｖの走行中では、上述のように、カウルトップパネル１４の上側空間が負圧になり、空気吸出口２６からカウルダクト部１６の外部に吸い出されるため、空気吸出口２６が、所謂ワンウェイバルブとして機能する。このため、雨水等の水が空気吸出口２６からカウルダクト部１６へ浸入することが抑制される。

そして、右から１番目の気液分離機構２０を通過した空気流ＡＲが、右から２番目～５番目の気液分離機構２０を、この順に通過する。このときには、上述と同様に、気液分離機構２０におけるロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４によって、空気流ＡＲ中に残留した水と空気とが分離される。すなわち、空気流ＡＲが気液分離機構２０を通過する度に、空気流ＡＲ中における水の残量が減少され、乾燥した空気が排気口１２Ｇ側へ流れる。そして、水が分離された乾燥した空気が、排気口１２Ｇから空調ダクト４４へ流れて、車室内に供給される。

以上説明したように、カウル構造１０の気液分離機構２０は、エアバッグ装置３０から上側へ延出されたロア遮断部２２と、カウルトップパネル１４から下側へ延出されたアッパ遮断部２４と、カウルトップパネル１４に形成された前後一対の空気吸出口２６と、を含んで構成されている。また、アッパ遮断部２４がロア遮断部２２に対して左側（排気口１２Ｇ側であり、空気流ＡＲの下流側）に配置され、空気吸出口２６が、アッパ遮断部２４に対して左側に配置されている。これにより、外気導入口１４Ｃからカウルダクト部１６に導入された空気流ＡＲをロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４に当てて、空気流ＡＲ中の空気と液体とを、ロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４によって、段階的に分離することができる。

また、空気吸出口２６によって、カウルダクト部１６におけるアッパ遮断部２４の左側空間の空気が、カウルダクト部１６の外部へ吸い出されるため、空気流ＡＲをアッパ遮断部２４の下側から左側（排気口１２Ｇ側）へ良好に流すことができる。すなわち、ロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４は、カウルダクト部１６内の空気流ＡＲの流れを遮断するように機能するため、空気流ＡＲのロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４の衝突後に、空気流ＡＲが滞留する可能性がある。これに対して、アッパ遮断部２４に対して下流側の空気を、空気吸出口２６によってカウルダクト部１６の外部へ吸い出すことで、アッパ遮断部２４に当たる空気流ＡＲの滞留を抑制して、空気流ＡＲを、排気口１２Ｇ側へ良好に流すことができる。つまり、ロア遮断部２２及びアッパ遮断部２４による空気流ＡＲ中の空気と液体との分離後において、空気流ＡＲを空気吸出口２６によって排気口１２Ｇ側へ誘導することができる。以上により、本実施形態のカウル構造１０によれば、カウルダクト部１６内の空気と液体とを良好に分離することができる。

また、カウル構造１０は、複数の気液分離機構２０を有しており、複数の気液分離機構２０が車幅方向に並んで配置されている。これにより、カウルダクト部１６内を流れる空気流ＡＲが気液分離機構２０を通過する度に、空気流ＡＲ中の空気と液体とが分離される。したがって、外気導入口１４Ｃからカウルダクト部１６内に導入された空気と液体とを、効果的に分離することができる。

また、カウルトップパネル１４は、車幅方向に延在された長尺板状に形成されると共に、長手方向から見て、前後方向中間部が上側へ凸となる円弧状に湾曲している。すなわち、カウルトップパネル１４には、前端部及び後端部において角部が形成されておらず、長手方向から見て、滑らかな曲線状に形成されている。これにより、例えば、ロア遮断部２２からアッパ遮断部２４へ向けて流れる空気流ＡＲが、カウルトップパネル１４に当たっても、空気流ＡＲが乱れることを抑制できる。すなわち、アッパ遮断部２４の右側空間における乱流の発生を抑制することができる。したがって、カウルダクト部１６を流れる空気流ＡＲを排気口１２Ｇ側へ良好に流すことができる。

また、上下方向において、ロア遮断部２２の上端部とアッパ遮断部２４の下端部とが重なる位置に配置されている。すなわち、カウル本体１２の長手方向から見て、ロア遮断部２２の上端部とアッパ遮断部２４の下端部とが重なっている。これにより、ロア遮断部２２に当たり且つロア遮断部２２から左側へ流れる空気流ＡＲを、アッパ遮断部２４に良好に当てることができる。

また、左右方向におけるアッパ遮断部２４と空気吸出口２６との離間距離Ｌ１が、ロア遮断部２２とアッパ遮断部２４との離間距離Ｌ２よりも短く設定されている。これにより、アッパ遮断部２４の左側近傍の空気を、空気吸出口２６によってカウルダクト部１６の外部に吸い出すことができる。よって、仮に、アッパ遮断部２４と空気吸出口２６との離間距離Ｌ１を、ロア遮断部２２とアッパ遮断部２４との離間距離Ｌ２よりも長く設定する場合と比べて、アッパ遮断部２４を通過した空気流ＡＲを排気口１２Ｇ側へ一層良好に誘導することができる。

なお、本実施の形態では、ロア遮断部２２がエアバッグ装置３０のエアバッグケースに設けられているが、カウル本体１２にエアバッグ装置３０が搭載されていない場合には、ロア遮断部２２をカウル本体１２の底壁１２Ａに設けてもよい。

また、本実施の形態では、ロア遮断部２２が、左右方向を板厚方向とする板状に形成されている。すなわち、ロア遮断部２２の右側面が、左右方向に対して直交する面に沿って形成されている。これに代えて、ロア遮断部２２の右側面を、前側から見て、上側へ向かうに従い左側へ若干傾斜するように形成してもよい。これにより、ロア遮断部２２に当たった空気流ＡＲを、アッパ遮断部２４側へ良好に流すことができる。

また、本実施の形態の気液分離機構２０では、前後一対の空気吸出口２６がカウルトップパネル１４に形成されているが、カウルトップパネル１４の前部に形成された空気吸出口２６を省略してもよい。すなわち、カウルトップパネル１４は、長手方向から見て、前後方向中間部が上側へ凸となる円弧状に湾曲しているため、カウルトップパネル１４の後部のみに空気吸出口２６を設ける構成でも、車両Ｖの走行時において、空気吸出口２６からカウルダクト部１６内の空気を十分に吸い出すことができる。

１０ 車両のカウル構造
１２ カウル本体
１２Ｇ 排気口
１４ カウルトップパネル（カウルパネル）
１４Ｃ 外気導入口
２０ 気液分離機構
２２ ロア遮断部
２４ アッパ遮断部
２６ 空気吸出口（空気吐出部）
３０ エアバッグ装置（搭載部品）
４０ ウインドシールドガラス

Claims (5)

1. ウインドシールドガラスの下端部の車両前側において車幅方向に延在され、長手方向から見て上側へ開放された凹状に形成されたカウル本体と、
   前記カウル本体の車両上側において車幅方向に延在され、前記カウル本体の上側開口部を閉塞すると共に、前記カウル本体の内部へ外気を導入するための外気導入口を車幅方向の一方側端部に有するカウルパネルと、
   前記カウル本体における車幅方向の他方側端部に形成され、前記カウル本体の内部の空気を車室側へ排気するための排気口と、
   前記外気導入口と前記排気口との間に配置され、前記カウル本体の内部の空気と液体とを分離させる気液分離機構と、
   を備え、
   前記気液分離機構は、
   前記カウル本体の底壁又は前記カウル本体に収容された搭載部品に設けられ、前記底壁又は前記搭載部品から車両上側へ延出されたロア遮断部と、
   前記カウルパネルに設けられ、前記ロア遮断部に対して車幅方向の他方側に配置され、前記カウルパネルから車両下側へ延出されたアッパ遮断部と、
   前記カウルパネルに設けられ、前記アッパ遮断部に対して車幅方向の他方側に配置され、前記カウル本体内の空気を吸い出す空気吸出部と、
   を含んで構成されている車両のカウル構造。
2. 前記カウルパネルは、長手方向から見て、前後方向中間部が車両上側へ凸となる円弧状に湾曲している請求項１に記載の車両のカウル構造。
3. 前記空気吸出部が、前記カウルパネルの後部に配置されている請求項２に記載の車両のカウル構造。
4. 車両上下方向において、前記ロア遮断部の上端部と前記アッパ遮断部の下端部とが重なる位置に配置されている請求項１～請求項３の何れか１項に記載の車両のカウル構造。
5. 複数の前記気液分離機構が、車幅方向に並んで配置されている請求項１～請求項４の何れか１項に記載の車両のカウル構造。
   

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