(57)【要約】【課題】車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられたルーフキャリア等の柱状の部材の風切り音を、この柱状の部材の形状によらず低減する騒音低減装置の提供。【解決手段】車両のルーフ３０上に車幅方向Ｙに延びるように設けられた柱状の部材１０の風切り音を低減するための騒音低減装置１００であって、車幅方向Ｙにおける柱状の部材１０の中途部においてルーフ３０と柱状の部材１０とを連結するように設けられた連結部材９０を有することを特徴とする騒音低減装置１００。【選択図】図１
2013141870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられた柱状の部材の風切り音を低減するための騒音低減装置であって、
前記車幅方向における前記柱状の部材の中途部において該ルーフと前記柱状の部材とを連結するように設けられた連結部材を有することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記連結部材を、前記車幅方向において間隔を空けて２つ有することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項３】
前記車幅方向における前記連結部材の配置位置は、該連結部材によって該車幅方向における前記柱状の部材の長さを等分する位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられたルーフキャリア等の柱状の部材の風切り音を低減するための騒音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱状の物体が気流にさらされると、カルマン渦が形成され、エオルス音といわれる騒音、いわゆる風切り音が発生することが知られている。たとえば、自動車等の車両のルーフに、車幅方向に延びるように、ルーフキャリア等の柱状の部材が設けられている場合、車両の走行等によってこの柱状の部材が気流にさらされると、カルマン渦が形成され、風切り音が発生する。
【０００３】
そこで、このような風切り音を低減するために、柱状の部材の断面形状を、丸みを帯びた形状とする技術（たとえば、〔特許文献１〕参照）、翼形状とする技術、その他、柱状の部材を、表面をスパイラル形状とした円柱状とする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、柱状の部材の形状は、その外観、機能等による制約を受ける他、特定の形状としようとすると加工を要する場合等にはコスト高となり得る。したがって、柱状の部材の形状によらず、風切り音を低減するようにすることが望ましい。
【０００６】
本発明は、車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられたルーフキャリア等の柱状の部材の風切り音を、この柱状の部材の形状によらず低減する騒音低減装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられた柱状の部材の風切り音を低減するための騒音低減装置であって、前記車幅方向における前記柱状の部材の中途部において該ルーフと前記柱状の部材とを連結するように設けられた連結部材を有することを特徴とする騒音低減装置にある。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記連結部材を、前記車幅方向において間隔を空けて複数有することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置にある。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記車幅方向における前記連結部材の配置位置は、該連結部材によって該車幅方向における前記柱状の部材の長さを等分する位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の騒音低減装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る本発明は、車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられた柱状の部材の風切り音を低減するための騒音低減装置であって、前記車幅方向における前記柱状の部材の中途部において該ルーフと前記柱状の部材とを連結するように設けられた連結部材を有することを特徴とする騒音低減装置にあるので、柱状の部材の形状によらず、比較的簡易な構成で、コストの上昇を抑制しつつ、柱状の部材の風切り音を低減することが可能な騒音低減装置を提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記連結部材を、前記車幅方向において間隔を空けて複数有することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置にあるので、柱状の部材の形状によらず、比較的簡易な構成で、コストの上昇を抑制しつつ、柱状の部材の風切り音をより大きく低減することが可能な騒音低減装置を提供することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記車幅方向における前記連結部材の配置位置は、該連結部材によって該車幅方向における前記柱状の部材の長さを等分する位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の騒音低減装置にあるので、柱状の部材の形状によらず、比較的簡易な構成で、コストの上昇を抑制しつつ、柱状の部材の風切り音を効率よく低減することが可能な騒音低減装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した騒音低減装置の一例を車両に搭載したイメージを表すために該車両の一部を示した斜視図である。
【図２】柱状の部材によって風切り音が発生する理由および図１に示した騒音低減装置により風切り音が低減される理由を説明するための、柱状の部材の周囲の気流の流れのシミュレーション結果を示した図である。
【図３】柱状の部材によって風切り音が発生する理由および図１に示した騒音低減装置により風切り音が低減される理由を説明するための、柱状の部材の周囲の圧力のシミュレーション結果を示した図である。
【図４】本発明を適用した騒音低減装置の一例を車両に搭載した場合と搭載しない場合とでの騒音の発生態様を比較するための、該騒音の周波数特性を示した図である。
【図５】柱状の部材の長さと連結部材の配置位置との関係を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に本発明を適用した騒音低減装置の一例の概略を示す。
この騒音低減装置１００は、ルーフキャリア１０の風切り音を低減するために設けられており、ルーフキャリア１０と柱状の連結部材９０とによって構成される。ルーフキャリア１０は、自動車である車両のルーフ３０上に、車幅方向である矢印Ｙで示す方向に延びるように設けられた柱状の部材である。
【００１５】
同図において、車幅方向Ｙは車両の左右方向であるスパン方向に対応しており、矢印Ｘは車両の前後方向、とくに後方に対応しており、矢印Ｚは車両の上下方向、とくに上方に対応している。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、これらが図示されている図において同じ方向を示している。
【００１６】
車両は、ルーフ３０上に、ルーフキャリア１０、騒音低減装置１００の他に、Ｘ方向に延びるように設けられたルーフレール４０を有している。ルーフレール４０は、ルーフ３０に直に設けられており、その端部上方において、ルーフキャリア１０の端部下方を支持している。
【００１７】
ルーフキャリア１０は、このように、ルーフレール４０によって、Ｙ方向におけるその両端を下方から支持されているほか、Ｙ方向における中途部を、騒音低減装置１００に備えられた柱状の連結部材９０によって、ルーフ３０に対して下方から支持されている。よって、ルーフキャリア１０は、そのＺ方向における下方に、連結部材９０が連続して形成されている。
【００１８】
このように、連結部材９０は、ルーフキャリア１０の、Ｙ方向における中途部、具体的には中心位置と、ルーフ３０とを連結するように、Ｚ方向に延びるように１つ設けられている。ただし、連結部材９０は、図３（ｃ）、図５（ｃ）に示して後述するように、Ｙ方向において複数設けられる場合がある。連結部材９０は、柱状をなしており、平面部が車両の前方に向いている。
【００１９】
ところで、ルーフキャリア１０のような柱状の部材が気流にさらされると、カルマン渦が形成され、エオルス音といわれる空力騒音、いわゆる風切り音が発生することが知られている。
【００２０】
車両においては、騒音低減装置１００により、後述するように、風切り音が低減されているが、仮に、騒音低減装置１００を構成する連結部材９０が備えられていないとすると、次のようにして風切り音が発生することとなる。
【００２１】
すなわち、たとえば、車両の走行時などにおいて、図２に示すように、ルーフキャリア１０に相当する角柱状の柱状物体に対して、気流がＸ方向に吹き付けられたとすると、騒音低減装置１００を構成する連結部材９０が備えられていない場合には、同図（ａ）に示すように、柱状物体の後方に、カルマン渦が発生する。このカルマン渦は、一般に、ルーフキャリア１０のような柱状物体の両側、ここではルーフキャリア１０の上下に気流が流れる場合に形成される。
【００２２】
そして、このようにして形成されたカルマン渦構造は、図３（ａ）に示すように、図２に示したのと同様の柱状物体１０の周囲に、低圧と高圧とが交互に比較的明確に現れる圧力波を発生させ、この圧力波によってエオルス音が発生する。
【００２３】
発生したエオルス音による空力騒音言い換えると乱流騒音を計測すると、この騒音の周波数特性は、たとえば、図４において符号Ａで示すような波形を示す。この波形Ａのように、エオルス音は、一般に、２０〜２０ｈＨｚの可聴域において、低周波領域に複数のピークを有する、風切り音となる。
【００２４】
なお、波形Ａの空力騒音を測定した場合の、ルーフキャリア１０に相当する柱状物体の長さを図５（ａ）に示すようにＬとする。同様に、同図（ｂ）、同図（ｃ）においても、ルーフキャリア１０に相当する柱状物体の長さをＬとする。
【００２５】
空力騒音が示す波形Ａのような周波数の傾向は、風速や柱状物体の形状ではさほど変わらないが、騒音レベルは、柱状物体の長さに比例する。
【００２６】
そのため、車両は、騒音低減装置１００を有し、連結部材９０により、図５（ｂ）に示すように、柱状物体であるルーフキャリア１０をＹ方向においてＬ／２の長さで２つに分割し、Ｙ方向における長さを疑似的に短くすることで、エオルス音の騒音レベルを低減させている。
【００２７】
長さがＬ／２である場合の騒音レベルを２つ足し合わせた騒音レベルは、長さがＬである場合の騒音レベルよりも大幅に小さい。
この理由を以下に述べる。
【００２８】
ルーフキャリア１０を連結部材９０により分割した場合には、図２（ｂ）に示すように、連結部材９０によってルーフキャリア１０とルーフ３０との間隙が塞がれて閉塞され、ルーフキャリア１０とルーフ３０との間を流れる気流が堰き止められる他、この連結部材９０の両側、ここでは連結部材９０のＹ方向における両側方を気流が流れて乱流が発生する。
【００２９】
この気流の堰き止め作用により、図３（ａ）に示したような、ルーフキャリア１０の周囲に発生する低圧と高圧とが交互に現れる圧力波が崩されて、同図（ｂ）に示すように、波長の短い流れの変動による低圧と高圧とが混ざり合ったような圧力波が生じることとなる。この流れの作用は、同図（ｃ）に示すように、Ｙ方向における連結部材９０の両サイドの領域αで発生するが、この領域αはＹ方向において限定された領域であるため、同図（ｃ）に示すように、ルーフキャリア１０が長い場合は、複数個の連結部材９０が必要である。
【００３０】
このようにして、図２（ａ）に示した、連結部材９０を設けていない場合と異なり、Ｙ方向における連結部材９０の配設領域およびその近傍では、同図（ｂ）に示すように、カルマン渦が形成されることが防止され、またかかる配設領域から離れた部分でもカルマン渦の形成が抑制されることで、エオルス音の騒音レベルが低減されて問題とならない程度となる。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように長さＬの柱状物体１０をＬ／２の長さに２分割した場合であって、他の条件を図４の波形Ａを得たのと同じ条件とした場合に発生したエオルス音による空力騒音を計測したところ、この騒音の周波数特性は、同図において符号Ｂで示す波形となった。
【００３２】
この波形Ｂから明らかなように、柱状物体を２分割すると、低周波領域におけるピークが大きく低減されることを含めて、可聴域において、広帯域で風切り音が低減される。したがって、図１に示した車両においても、騒音低減装置１００を設けることで、可聴域全域において、ルーフキャリア１０による空力騒音が、問題とならない程度にまで低減されている。
【００３３】
このように、騒音低減装置１００は、空力騒音低減装置となっている。以上述べた、騒音が低減される理由から、Ｙ方向における連結部材９０の配置位置は、騒音の低減効率上、連結部材９０によってＹ方向におけるルーフキャリア１０の長さを等分する位置であることが望ましい。
【００３４】
なお、図２、図３は、ルーフキャリア１０に相当する角柱状の柱状物体についてのシミュレーション結果を示したものである。図４は、かかる柱状物体を用いた場合の実測値を示している。
【００３５】
騒音低減装置１００は、ルーフキャリア１０とルーフ３０とを連結する連結部材９０を有する簡易な構成であることにより、ルーフキャリア１０の形状に依存せず、ルーフキャリア１０の外観や機能を損なうことがなく、また騒音低減装置１００自身によって外観を損なうことも殆どないうえ、コストも低いという利点がある。
【００３６】
以上述べた構成、説明においては、騒音低減装置１００が連結部材９０を１つ備えているが、発明者の研究により、車両が一般的な車幅の自動車であり、ルーフキャリアのＹ方向の長さが一般的な長さである場合には、図５（ｃ）に示すように連結部材９０を２つ設け、ルーフキャリア１０をＬ／３の長さに３分割することが、カルマン渦の形成を最も効率よく抑制し、騒音を低減するのに有効であることが分かった。
【００３７】
このように、車両が一般的な車幅の自動車である場合には、騒音低減装置１００が連結部材をＹ方向において間隔を空けて２つ有し、ルーフキャリア１０を３分割することが最も有効であるが、車幅によっては、図３（ｃ）に示したように、連結部材９０を３つ以上用いることが適している場合もありうる。この場合も、Ｙ方向における連結部材９０の配置位置は、騒音の低減効率上、各連結部材９０によってＹ方向におけるルーフキャリア１０の長さを等分する位置であることが望ましい。
【００３８】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３９】
たとえば、車両のルーフ上に車幅方向に延びるように設けられた柱状の部材は、ルーフキャリアに限られない。柱状の部材は、ワイヤ状であってもよい。
連結部材の形状は、上述の例として説明した角柱状に限られず、円柱状などの他の形状であってもよい。
【００４０】
柱状の部材を等分するように連結部材を設ける場合であっても、連結部材の配置位置は、柱状の部材を等分する位置からずれていてもよい。
騒音低減装置を適用する車両は、ルーフ上に車幅方向に延びるように柱状の部材が設けられるのであれば、自動車でなくてもよい。
【００４１】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０    柱状の部材
３０    ルーフ
９０    連結部材
１００    騒音低減装置
Ｙ    車幅方向
【図１】
2013141870.tif 000003
【図２】
2013141870.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013141870.tif 000006
【図５】
2013141870.tif 000007