JP2023138875A - 車両のカウル構造 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023138875000001
【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、内部がチャンバ室28として構成されたチャンバ22を有している。チャンバ22は、吸水口24Aを有する遮断壁24と、チャンバ側排水口32と、連通口26Aと、を含んで構成されている。このため、液状の水を含む空気流AR1を、遮断壁24の吸水口24Aからチャンバ室28内に流入させて、水と空気とを分離することができる。また、飛沫となって飛び散った水を含む空気流AR2をチャンバ22の遮断壁24に衝突させて、空気流AR2中の空気と水とを分離することができる。以上により、本実施のカウル構造10によれば、液体と空気とを良好に分離することができる。
【選択図】図2

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、長手方向から見て車両上側へ開放された凹状のカウル本体と、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有するカウルパネルと、前記カウル本体に形成され、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、前記カウル本体の底部に設けられ、車幅方向において前記外気導入口と前記排気口との間に配置され、内部がチャンバ室として構成された中空状のチャンバと、を備え、前記チャンバは、前記チャンバの前記外気導入口側の壁部を構成し、前記カウル本体の底壁から上側へ延出されると共に、前記カウル本体の内部の液体を前記チャンバ室へ吸水する吸水口を下端部に有する遮断壁と、前記チャンバ室に吸水された液体を排水するチャンバ側排水口と、前記遮断壁に対して前記排気口側に配置され、前記チャンバ室と前記カウル本体の内部とを連通する連通口と、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1の2-2線拡大断面図)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右側から見た断面図(図2の3-3線拡大断面図)である。 図2に示されるチャンバの上側から見た平面図である。 本実施形態に係る車両のカウル構造の変形例を示す前側から見た模式図である。
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12H(図2参照)と、を含んで構成されている。排気口12H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12H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12Hへ向かう空気流が発生するようになっている。
(カウル構造10について)
図1~図4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。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。
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12D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12Eが形成されており、フランジ12E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12H(図2参照)が貫通形成されており、排気口12Hは、左右方向を長手方向とする略矩形状に形成されている。
(カウルトップパネル14について)
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いる。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12D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12D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(図3参照)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12E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、略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)
図2~図4に示されるように、気液分離機構20は、カウルダクト部16の底部に設けられており、外気導入口14Cと排気口12Hとの間に配置されている。具体的には、気液分離機構20は、カウル本体12の左部の底部に設けられており、排気口12Hの右側に配置されている。そして、カウルダクト部16に外気(空気)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。
気液分離機構20は、中空状のチャンバ22を主要部として構成されており、チャンバ22は、カウル本体12の底壁12Aに設けられると共に、排気口12Hの右側に配置されている。チャンバ22は、前側から見て、カウル本体12の底壁12Aから右斜め上方側へ突出する略中空楔形に形成されている。具体的には、チャンバ22は、チャンバ22の右壁を構成する遮断壁24と、遮断壁24の上端部から左側へ延出された区画壁26と、を含んで構成されており、遮断壁24及び区画壁26によってチャンバ22の外郭を構成している。
遮断壁24は、上下方向に延在されると共に、前側から見て、上側へ向かうに従い右側(外気導入口14C側)へ傾斜している。遮断壁24の下端部は、右側へ屈曲されて、カウル本体12の底壁12Aに接合されている。遮断壁24の上端部は、カウルダクト部16の上下方向中間部に配置されると共に、カウルトップパネル14の下側に離間して配置されている。
区画壁26は、遮断壁24の上端部から左側へ延出している。また、区画壁26は、前側から見て、左側へ向かうに従い下側へ曲線状に滑らかに傾斜しており、区画壁26の左端部(下端部)が、カウル本体12の底壁12Aに接するように配置され、底壁12Aに接合されている。また、チャンバ22は、カウル本体12の前壁12Bと後壁12Cとの間に隣接して配置されている(図3参照)。すなわち、チャンバ22は、カウルダクト部16の前後方向の全体に亘って設けられている。これにより、チャンバ22の内部が、遮断壁24、区画壁26、カウル本体12の底壁12A、前壁12B、及び後壁12Cによって区画されており、この区画された空間内が、チャンバ室28として構成されている。
また、チャンバ22は、カウルダクト部16の下部(底部)に配置されているため、カウルダクト部16における、チャンバ22の上側空間が、チャンバ22によって絞られている。カウルダクト部16におけるチャンバ22の上側空間は、ダクト絞り部30として構成されており、ダクト絞り部30の断面積が、カウルダクト部16における他の部分の断面積よりも小さく設定されると共に、左側へ向かうに従い大きくなるように設定されている。また、遮断壁24の上下方向の寸法H1が、ダクト絞り部30の右端部である入口部30Aの上下方向の寸法H2よりも大きく設定されている(図3参照)。
遮断壁24の下端部には、複数(本実施の形態では、5箇所)の吸水口24A(図3参照)が貫通形成されている。複数の吸水口24Aは、上下方向を長手方向とする長孔状に形成されて、前後方向に並んで配置されている。これにより、吸水口24Aによって、カウルダクト部16(の右側空間)とチャンバ室28とが連通されており、カウルダクト部16内を左側へ流れる液体を吸水口24Aからチャンバ室28内に吸水するように構成されている。チャンバ室28を構成するカウル本体12の底壁12Aには、複数(本実施の形態では、3箇所)のチャンバ側排水口32(図2及び図4参照)が貫通形成されており、複数のチャンバ側排水口32は、前後方向に並んで配置されている。そして、チャンバ室28内に流入された液体を、チャンバ側排水口32によってカウルダクト部16の外部へ排水するようになっている。区画壁26には、複数(本実施の形態では、3箇所)の連通口26A(図2及び図4参照)が貫通形成されており、連通口26Aは、前後方向に並んで配置されている。これにより、連通口26Aによってチャンバ室28とダクト絞り部30とが連通されている。
また、カウル本体12の底壁12Aには、チャンバ22と排気口12Hとの間において、複数(本実施の形態では、3箇所)の本体側排水口34(図2及び図4参照)が貫通形成されており、複数の本体側排水口34は、前後方向に並んで配置されている。そして、ダクト絞り部30を通過した液体を本体側排水口34からカウルダクト部16の外部に排水する構成になっている。
さらに、気液分離機構20は、傾斜壁36を有している。気液分離機構20は、チャンバ22及び本体側排水口34の左側で且つ排気口12Hの右側に配置されると共に、カウル本体12の底壁12Aの上側に配置されている。傾斜壁36は、前側から見て左側へ向かうに従い上側へ傾斜されると共に、排気口12Hよりも下側に配置されている。なお、本実施の形態では、傾斜壁36とチャンバ22とが一体に形成されており、本体側排水口34が、傾斜壁36の前端部とチャンバ22の後端部とを連結する部分を上下方向に貫通している。
(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12H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12H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12Hへ向かう空気流が発生する。
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内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を含む空気流AR1は、カウルダクト部16の下部において、カウル本体12の底壁12A側に沿って左側へ流れる。これにより、図2に示されるように、底壁12A側に沿って流れる空気流AR1が、チャンバ22における遮断壁24の吸水口24Aからチャンバ室28内に流入される。そして、チャンバ室28に流入された水は、チャンバ側排水口32からカウルダクト部16の外部に排水され(図2の矢印Bを参照)、チャンバ室28に流入された空気は、連通口26Aからダクト絞り部30側へ流出される(図2の矢印Aを参照)。すなわち、チャンバ22によって、空気流AR1中の比較的粒子の大きい水と空気とを分離し、分離した水をチャンバ側排水口32から排水すると共に、分離した空気を連通口26Aから排気口12H側へ流すことができる。特に、大量の水がカウルダクト部16内に流入された場合には、チャンバ22によって、水と空気を効果的に分離することができる。
一方、例えば、カウルダクト部16内において、水が飛沫となって飛び散った場合には、飛沫状の水を含む空気流AR2が、カウルダクト部16の略中央側において左側に流れて、チャンバ22の遮断壁24に当たる。これにより、遮断壁24に当たった空気流AR2の流速が遅くなる。また、遮断壁24は、前側から見て、上側へ向かうに従い右側(空気流AR2の上流側)に傾斜している。換言すると、傾斜壁36は、前側から見て、下側へ向かうに従い左側(空気流AR2の下流側)へ傾斜している。このため、遮断壁24に当たった空気流AR2によって、遮断壁24に沿って下側へ向かう渦流が発生する(図2に示される空気流AR2を参照)。その結果、発生した渦流によって、空気流AR2中の空気と水とが分離される。
分離された水は、例えば、空気流AR2によって遮断壁24に沿って下側へ流れる。これにより、上述と同様に、水が、遮断壁24の吸水口24Aからチャンバ室28内に流入し、チャンバ室28に流入された水が、チャンバ側排水口32からカウルダクト部16の外部に排水される。
また、例えば、分離された水における比較的粒子の小さい霧状の水は、カウルダクト部16のダクト絞り部30を左側へ流れる空気流AR3(図2参照)によって、ダクト絞り部30内に吸い込まれる。そして、ダクト絞り部30に吸い込まれた霧状の水は、ダクト絞り部30の底面(すなわち、区画壁26の上面)に沿って左側へ流れる空気流AR3と共に流れる。これにより、空気流AR3中の水がダクト絞り部30の底面(すなわち、区画壁26の上面)に付着し、区画壁26に沿ってカウル本体12の底壁12A側へ流れる。そして、区画壁26に沿って流れた水が、本体側排水口34からカウルダクト部16の外部に排水される(図2の矢印Cを参照)。
以上により、空気流AR3がダクト絞り部30を通過することで、遮断壁24によって分離された比較的粒子の小さい水が、区画壁26により本体側排水口34に導かれて、カウルダクト部16の外部へ排水される。よって、乾燥した空気が空気流AR3として、排気口12Hから空調ダクト44へ流れて、車室内に供給される。なお、ダクト絞り部30において区画壁26に沿って流れた水が、本体側排水口34から排水されず、本体側排水口34を通過して排気口12H側へ流れた場合には、傾斜壁36によって、水の排気口12H側への流れが阻害される。また、当該水が傾斜壁36に沿って本体側排水口34側へ逆流して、本体側排水口34からカウルダクト部16の外部に排水される。
以上説明したように、カウル構造10の気液分離機構20は、内部がチャンバ室28として構成されたチャンバ22を有しており、チャンバ22は、カウル本体12の底部に設けられ、車幅方向において外気導入口14Cと排気口12Hとの間に配置されている。チャンバ22は、チャンバ22の右側の壁部を構成し且つ吸水口24Aを下端部に有する遮断壁24と、チャンバ側排水口32と、遮断壁24の左側においてチャンバ室28とカウル本体12の内部とを連通する連通口26Aと、を含んで構成されている。このため、上述のように、比較的粒子の大きい液状の水を含む空気流AR1を、遮断壁24の吸水口24Aからチャンバ室28内に流入させて、水と空気とを分離することができる。そして、分離した空気を、連通口26Aによってチャンバ室28からカウルダクト部16へ戻して排気口12H側へ流すことができると共に、分離した水を、チャンバ側排水口32からカウルダクト部16の外部へ排水することができる。また、飛沫となって飛び散った水を含む空気流AR2をチャンバ22の遮断壁24に衝突させて、空気流AR2中の空気と水とを分離することができる。すなわち、本実施のカウル構造10では、比較的粒子の大きい液状の水を含む空気流AR1に対しては、チャンバ室28の内部において、水と空気とを分離することができ、飛沫となって飛び散った水を含む空気流AR2に対しては、遮断壁24によって、水と空気とを分離することができる。以上により、本実施のカウル構造10によれば、液体と空気とを良好に分離することができる。
また、遮断壁24が、前側から見て、上側へ向かうに従い右側(外気導入口14C側)へ傾斜している。これにより、上述のように、空気流AR2の遮断壁24への衝突時に、下側へ向かう渦流を発生させることができる。その結果、発生する渦流によって、空気流AR2に含まれる飛沫状の水と空気とを効果的に分離させることができる。
また、チャンバ22は、カウルトップパネル14に対して下側に離間して配置されており、チャンバ22の区画壁26が、遮断壁24の上端部から左側に延出されている。さらに、区画壁26は、前側から見て、左側へ向かうに従い下側へ傾斜しており、区画壁26の下端部がカウル本体12の底壁12Aに接続されている。これにより、カウルダクト部16において、ダクト絞り部30をチャンバ22の上側に設定することができる。よって、遮断壁24によって分離された粒子の小さい霧状の水を、ダクト絞り部30内を流れる空気流AR3によってダクト絞り部30内に引き込むことができる。また、ダクト絞り部30に引き込んだ水を、ダクト絞り部30の底面(区画壁26の上面)に沿ってカウル本体12の底壁12Aに導いて、カウル本体12の本体側排水口34から排水することができる。
また、チャンバ22における遮断壁24の上下方向の寸法H1が、ダクト絞り部30の入口部30Aの上下方向の寸法H2よりも大きく設定されている。すなわち、左右方向から見た、遮断壁24の面積が、ダクト絞り部30の入口部30Aの面積よりも大きく設定されている。このため、ダクト絞り部30の入口部30Aを流れる空気流AR3の流速を速くさせることができる。したがって、遮断壁24によって分離された粒子の小さい霧状の水を、空気流AR3によってダクト絞り部30内に良好に引き込むことができる。
また、カウル本体12の底部には、本体側排水口34と排気口12Hとの間において、傾斜壁36が設けられている。傾斜壁36は、前側から見て、排気口12H側へ向かうに従い上側へ傾斜しており、排気口12Hの下側に配置されている。これにより、ダクト絞り部30を通過した空気流AR3に含まれる水が、仮に、本体側排水口34から排水されず本体側排水口34を左側へ通過した場合でも、傾斜壁36によって、通過した水を、本体側排水口34側へ戻して、本体側排水口34から排水することができる。
なお、本実施の形態では、カウル本体12の底壁12Aに対する遮断壁24の傾斜角度は特に規定していないが、例えば、カウル構造10の上下方向の寸法等に対応して、遮断壁24の傾斜角度は適宜変更可能である。
また、空気流AR2の遮断壁24への衝突後に良好に渦流を発生させて、空気流AR2の空気と液体とを分離させるという観点からすると、遮断壁24を上側へ向かうに従い右側へ傾斜させるように配置することが望ましいが、遮断壁24を、前側から見て、上下方向に沿って配置するように設定してもよい。この場合でも、空気流AR2を遮断壁24に衝突させることで、空気流AR2中の空気と液体とを分離させることができる。
また、本実施の形態において、カウル本体12の底壁12Aを、前側から見て、左側へ向かうに従い下側へ若干傾斜させてもよい。これにより、底壁12Aに沿って流れる液状の水をチャンバ22のチャンバ室28内に良好に流入させることができる。
また、本実施の形態では、カウル構造10において、1箇所のチャンバ22が適用されているが、各種車両に対応して、2箇所のチャンバ22を適用してもよい。例えば、図5に示されるように、外気導入口14Cをカウルトップパネル14の車幅方向両側端部にそれぞれ設定し、排気口12Hをカウル本体12の車幅方向中央部に設定した場合には、チャンバ22を外気導入口14Cと排気口12Hとの間にそれぞれ配置してもよい。この場合には、チャンバ22が、カウル構造10の車幅方向中央部に対して左右対称に配置されるようになる。
また、本実施の形態では、チャンバ22がカウル本体12の左部に配置されているが、チャンバ22の位置は、任意に設定可能である。例えば、カウル本体12に搭載されるワイパ操作やエアバッグ装置に対応して、チャンバ22の位置を任意に設定することができる。
また、本実施の形態では、気液分離機構20において、チャンバ22と傾斜壁36とが一体に形成されているが、チャンバ22と傾斜壁36とを別体に構成してもよい。
10 車両のカウル構造
12 カウル本体
12A 底壁
12H 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
22 チャンバ
24 遮断壁
24A 吸水口
26 区画壁
26A 連通口
28 チャンバ室
32 チャンバ側排水口
34 本体側排水口
36 傾斜壁

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、長手方向から見て車両上側へ開放された凹状のカウル本体と、
    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有するカウルパネルと、
    前記カウル本体に形成され、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、
    前記カウル本体の底部に設けられ、車幅方向において前記外気導入口と前記排気口との間に配置され、内部がチャンバ室として構成された中空状のチャンバと、
    を備え、
    前記チャンバは、
    前記チャンバの前記外気導入口側の壁部を構成し、前記カウル本体の底壁から上側へ延出されると共に、前記カウル本体の内部の液体を前記チャンバ室へ吸水する吸水口を下端部に有する遮断壁と、
    前記チャンバ室に吸水された液体を排水するチャンバ側排水口と、
    前記遮断壁に対して前記排気口側に配置され、前記チャンバ室と前記カウル本体の内部とを連通する連通口と、
    を含んで構成されている車両のカウル構造。
  2. 前記遮断壁が、車両前側から見て、車両上側へ向かうに従い前記外気導入口側へ傾斜している請求項1に記載の車両のカウル構造。
  3. 前記チャンバは、前記カウルパネルに対して車両下側に離間して配置されると共に、前記遮断壁の上端部から前記排気口側へ延出された区画壁を有しており、
    前記区画壁は、車両前側から見て、前記排気口側へ向かうに従い車両下側へ傾斜すると共に、前記区画壁の下端部が前記カウル本体の底壁に接続されている請求項2に記載の車両のカウル構造。
  4. 前記カウル本体の底壁には、前記チャンバと前記排気口との間において、前記カウル本体内の液体を排水する本体側排水口が形成されている請求項2又は請求項3に記載の車両のカウル構造。
  5. 前記カウル本体の底部には、前記本体側排水口と前記排気口との間において、傾斜壁が設けられており、
    前記傾斜壁は、車両前側から見て、前記排気口側へ向かうに従い車両上側へ傾斜すると共に、前記排気口よりも車両下側に配置されている請求項4に記載の車両のカウル構造。
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