雪に埋没した乗用車内における排気ガスの影響について
Influence of the Exhaust Gas in a Car Buried in the Snow

山﨑貴志 1，小宮山一重 1，牧野正敏 1
Takashi. YAMAZAKI 1 ,Kazushige. KOMIYAMA 1 ,1 独立行政法人土木研究所

Masatoshi. MAKINO 1

寒地土木研究所

1 Civil Engineering Research Institute for Cold Region

1．はじめに席側窓開(3cm)と全窓全閉の２種類、の合計 24 ケースにつ冬期の積雪地域では、吹雪により道路上に発生する吹きいて、運転席ヘッドレスト位置に設置した計測機器によりだまりや吹雪による視程障害により自動車の走行が困難と

CO 濃度、CO2 濃度及び酸素濃度の計測を行った。計測時なる場合があり、走行不能状態が長時間継続した場合には間は 90 分間を基本としたが、CO 濃度が短時間暴露限度車両が吹きだまりに埋もれることも少なくない。また、吹400ppm１）に達した場合はその後 15 分時点、CO 濃度がきだまりに埋もれた車両において、排気ガスのキャビン内600ppm に達した時点、エンジンが自然停止した時点、のいへの流入が原因と考えられる CO 中毒事故も発生している。

ずれかの時点で計測を終了した。

このような事故を防止する対策の検討の基礎資料とするため、雪に埋もれた車両のキャビン内における、排気ガス成分である CO 等の濃度時間変化を車両周囲の積雪深や空調設定等の条件を変えて計測し、キャビン内空気環境に対する排気ガスの影響について考察を行った。
排気管出口閉塞

２．排気ガス流入試験
２．１ 使用機器
試験車両は、軽自動車として三菱ミニカ（H32V、初度登録平成９年）、小型自動車としてトヨタビスタ（SV43、初度登録平成８年）を使用した。なお、軽自動車についてはフレームの一部に腐食による開口があり、また、排気管途フロントグリル閉塞中からの排気ガス漏れがあった。
計測機器は CO 濃度計として Lascar Electronics
EL-USB-CO、CO2 濃度計として株式会社 FUSO TES-1370、酸素濃度計として理研計器株式会社 GX-2009 を使用した。
２．２ 試験方法
雪に埋没した車両におけるキャビン内の CO 濃度等の計測を行うにあたり、車両が埋もれた状況を再現するため、試験車両周囲に雪を投雪することにより人為的に埋雪した。

軽自動車

フロントワイパー下部開口閉塞

小型自動車

写真-１ 試験車両埋雪状況

埋雪深さは、塞がれることで車両への何らかの影響が予想される、排気管出口、フロントグリル、フロントワイパー

２．３ 雪質及び雪密度下部の開口、がそれぞれ閉塞する３段階の埋雪深とした（写試験車両埋雪時における車両周囲の雪の雪質と雪密度を真-１）。試験車両は軽自動車と小型自動車の２種類、空調

表-１に示す。全 24 ケースの計測のうち、４節で後述する設定は外気導入と内気循環の２種類、窓の開閉設定は助手全窓全閉条件の 12 ケースについてのみ示す。

山﨑貴志（（独）土木研究所 寒地土木研究所）〒062-8602 札幌市豊平区平岸１条３丁目１番 34 号 tel 011-590-4049 fax 011-590-4054 e-mail：00186@ceri.go.jp

表-１ 試験車両周囲の雪質、雪密度（全窓全閉条件時）して窓を開けた条件では概ね負圧が生じ、主風向に直角に配置して風上側の窓を開けた条件では正圧が生じた。
また、すべての窓を閉じた条件では風向風速にかかわらず差圧はほとんど生じなかった。

３．補助試験
排気ガス流入試験の結果について検証･説明するための補助試験として、スモーク試験及び差圧試験を行った。

軽自動車

小型自動車

写真-３ 差圧試験状況

３．１ スモーク試験
試験車両キャビン内でスモークを発生させて車外への流出状況を確認する試験（写真-２）、車両の下部を覆った中でスモークを発生させて車内外への流入出状況を確認する試験（写真-６）等を行い、キャビン内と外気との通気状況の確認を行った。
図-１ 差圧試験結果（小型自動車･主風向に平行･助手席窓全開）
４．試験結果及び考察
差圧試験結果より、試験車両周囲の風向風速は排気ガス流入試験の結果に影響を与えると考えられる。車両埋雪深
小型自動車

軽自動車

写真-２ スモーク試験車外状況の違いによる検討を行いやすくするため、排気ガス流入試
験全 24 ケースの計測のうち、風向風速の影響を受けにくいと考えられる全窓全閉条件 12 ケースの計測に絞って、
車両

３．２ 差圧試験
試験車両周囲の風向風速が排気ガス流入試験の結果に与える影響を検討するため、風のある環境に置かれた車両の、キャビン内と車両下空間の差圧を計測した。計測は、車両埋雪深ごとに比較検討を行った。
４．１ 排気管出口閉塞
排気管出口閉塞の埋雪深におけるCO 濃度とCO2 濃度の時間変化をそれぞれ図-２、図-３に示す。

を主風向に対して直角及び平行に配置し、車両下部を塞い軽自動車では、内気循環において CO 濃度の上昇が見らで車両下空間への風の影響をなくし（写真-３）、窓の開閉れ短時間暴露限度の 400ppm に達している。外気導入では条件を変えて行った。

CO 濃度の上昇は見られなかった。

差圧は差圧計（株式会社テストー testo512-1 (分解能

小型自動車では、CO 濃度の上昇は見られなかったが、0.1Pa) ）を使用して１秒ごとに１分間計測し、同時に、CO2 濃度の上昇が見られたためキャビン内への排気ガス流車両上部に設置した超音波風向風速計（R. M. Young入が生じていると考えられる。内気循環において CO2 濃度

Company 81000）で風向風速を計測した。主風向に対して平の上昇が顕著であった。

行に配置した小型自動車について、助手席窓を全開とした時の計測結果を図-１に示す。差圧の符号について、キャビン内正圧の場合を＋としている。
図-1 より、キャビン内において車両下空間に対しての負圧が生じており、風速が大きいほど負圧が大きくなっていることがわかる。
車両が雪に埋まったことを想定した場合、車両下空間にたまっている排気ガスは、この負圧によりキャビン内に引込まれる可能性があると考えられる。
これ以外の条件での結果について、主風向に平行に配置

図-２ CO 濃度（排気管出口閉塞）

図-３ CO2 濃度（排気管出口閉塞）

図-５ CO2 濃度（フロントグリル閉塞）

両車両とも外気導入の条件でキャビン内空気環境の悪化が少なかったが、これは新鮮な外気を取り入れていることと、これによりキャビン内が正圧となり、排気ガスの流入が抑えられたためと考えられる。
４．２ フロントグリル閉塞
フロントグリル閉塞の埋雪深における CO 濃度と CO2濃度の時間変化をそれぞれ図-４、図-５に示す。

写真-４ 車両下部通気口（小型自動車、スモーク試験）

軽自動車では、CO 濃度の上昇が顕著であり、内気循環で約 15 分、外気導入で約 30 分後に 400ppm に達している。
小型自動車では、排気管出口閉塞の埋雪深と同様に CO濃度の顕著な上昇は見られず CO2 濃度のみ上昇した。しかし、排気管出口閉塞の埋雪深とは逆に外気導入のほうが内気循環より CO2 濃度の上昇が顕著であった。小型自動車では車両下部にキャビン内と外気が大きく通じている通気口があり（写真-４）、外気導入することでキャビン内を通して車両下へ空気が押し込まれるため、車両下にたまってい軽自動車

小型自動車

写真-５ フロントワイパー下部開口からの外気取込状況（スモーク試験）る排気ガスは外気に放出されやすくなる。また、フロントグリル閉塞の埋雪深では車両下にたまった排気ガスは、主に車両と雪の隙間またはボンネットの隙間から外気へ放出されると考える。外気導入における外気の取込は主にフロントワイパー下部開口から行われるが（写真-５）、この開口はボンネットに近いため、ボンネットの隙間から放出された排気ガス（写真-６）の一部は外気とともにキャビン内

写真-６ ボンネット隙間からの流出状況に取込まれてしまう。このことが、外気導入における空気（エンジン停止、車両下でスモーク発生）環境悪化の主な原因と考える。軽自動車ではこの現象が生じなかったが、軽自動車には小型自動車のように車両下部４．３ フロントワイパー下部開口閉塞に大きく外気に通じている通気口がなく、外気導入によりフロントワイパー下部開口閉塞の埋雪深における CO 濃

車両下へ空気を流しこむことがなかったためと考える。

度、酸素濃度の時間変化をそれぞれ図-６、図-７に示す。
軽自動車では、CO 濃度の上昇がフロントグリル閉塞の埋雪深よりさらに顕著であり、内気循環で約９分、外気導入で約３分後に 400ppm に達している。
フロントグリル閉塞の埋雪深とは逆に外気導入で空気環境の悪化が急激であった。外気導入における外気の取込は主にフロントワイパー下部開口から行われるが（写真-５）、フロントワイパー下部開口が塞がっている場合、外気取込の多くはエンジンルーム内から行われる（写真-７）。車両下の空間とエンジ

図-４ CO 濃度（フロントグリル閉塞）

ンルームは大きく通じているため、排気ガスは外気導入により積極的にキャビン内に取込まれることになる。このため、内気循環よりも外気導入の方で空気環境の悪化が急激であったと考えられる。

今回の試験全体を通じて、軽自動車における CO 濃度の上昇が小型自動車に比べて著しく速かったことの原因は、小型自動車では、内気循環でエンジンが自然停止したた

排気管途中からの排気ガス漏れがあり、排気ガスを浄化すめ計測終了となり、CO 濃度の上昇は見られなかった。外る触媒を通過する前の高濃度な CO が流出していたことが気導入ではエンジンは自然停止せずに、約 23 分後に CO考えられるが、一般車両においても十分に起こり得る現象

濃度 400ppm に達した。
エンジン自然停止の理由としてはフであると考える。

ロントグリルやボンネットの隙間が塞がったことによる吸気量不足と考えられるが、外気導入でエンジンが自然停止

５．まとめしていないのは、他のケースではほとんど生じていない酸

積雪地域では排気管出口が閉塞するような積雪は日常的素濃度低下が生じていることから（図-７）、キャビン内のに起こり得るが、その程度の埋雪深であってもキャビン内空気がエンジンの稼働に使われたためと考えられる。外気では CO 中毒の危険性が生じることや、埋雪深が深いほど導入においては、車両下部通気口（写真-４）とエンジンルーCO 中毒の危険性が上昇し、数分で危険な状態となる場合ム内からの外気取込（写真-７）により、キャビン内、車両もあることがわかった。また、内気循環であってもキャビ下、エンジンルームの三者間で空気が循環して、内気循環ン内が完全に外気と隔離されているわけではなく、CO 中よりもエンジン稼働に必要な空気量が確保されたと考えら

毒の危険性が生じることや、外気導入で新鮮な外気を取りれる。

入れているつもりでも排気ガスが混ざった外気を取り込ん

小型自動車、外気導入においての酸素濃度低下は試験開でしまう場合があることがわかった。さらに、条件によっ始直後から生じており、約 17 分後に酸素欠乏による頭痛やては、キャビン内への排気ガス流入による危険性の他にも、

２）吐き気を生じる濃度である約 16％ まで低下している。こキャビン内における酸素欠乏の危険性が生じることがわの実験条件において CO 濃度が 400ppm に達したのは約 23かった。

分後であり、CO 中毒による危険性よりも先に酸素欠乏に

本稿では２車種のみでの計測結果であるが、車両が雪に埋まることにより CO 中毒等の危険性が高まるということよる危険性が生じていることがわかる。

は、他の車種についてもおおむね同様な傾向になるものと考える。
フロントワイパー下部開口が閉塞するまで雪に埋もれることは頻繁には生じないが、車を使用する場合にフロントガラスの雪ははらうがその下の開口部を確保することを意識しないために開口部が塞がっていることも少なくない。
この開口部が塞がっていると、雪に埋もれた場合、実際の図-６ CO 濃度（フロントワイパー下部開口閉塞）埋雪深以上の危険性を生じる可能性があると考えられる。
車両が雪に埋もれた場合、排気ガスによる CO 中毒等を防止するためにはエンジンをかけないことが最善であるが、寒さ等でどうしてもエンジンをかける必要がある場合には必ず排気管出口を大気へ解放し、追加の降雪や吹きだまりにより塞がらないよう注意する必要がある。また、フロントワイパー下部開口の閉塞にも注意し、新鮮な外気を取り込めるようにしておくことも重要と考える。

図-７ 酸素濃度（フロントワイパー下部開口閉塞）
６．参考文献１）（財）日本中毒情報センターHP http://www.
j-poison-ic.or.jp/homepage.nsf
２）厚生労働省リーフレット「なくそう！酸素欠乏症･硫化水素中毒」 http://www.mhlw.go.jp/new-info/kobetu /roudou/gyousei/anzen/040325-3.html
軽自動車

小型自動車

写真-７ フロントワイパー下部開口閉塞時における外気取込状況（スモーク試験）