JP7306323B2 - 車両のバックドア空気抵抗低減構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の後部に設けられた開口部である車両後部開口部を開閉するバックドアにおける車両の走行時の空気抵抗を低減する、車両のバックドア空気抵抗低減構造に関する。

近年の車両は、燃費の向上が強く望まれている。車両の燃費の向上のためのアプローチの１つとして、走行時の空気抵抗の低減が挙げられる。

例えば特許文献１には、自動車、電車等の走行車両の後側の上部にルーフスポイラを設け、走行条件に応じてルーフスポイラの傾斜角度（水平方向に対する傾斜角度）を変更する、車両のルーフスポイラ装置が記載されている。例えば晴天時では、ルーフスポイラの傾斜角度を、ルーフ上面からルーフスポイラが突出しないようにしながら比較的大きく下方に傾斜させて空気抵抗の低減効果をより大きくしている（この場合、ルーフスポイラとバックドアウィンドウとの間は狭くなる）。また例えば雨天時では、ルーフスポイラの傾斜角度を、ルーフ上面からルーフスポイラが突出しないようにしながら比較的小さく下方に傾斜させてルーフスポイラとバックドアウィンドウとの間を広くしてより多くの走行風をバックドアウィンドウへ流して汚れの付着の防止効果をより大きくしている。

特開平１０－２４８６９号公報

近年では、ＳＵＶタイプ、ハッチバックタイプ等の形状の車両が多く、これらの車両は車両後部開口部にバックドアを有している。車両走行時には、図１３及び図１４に示すように、車両１０１の左右の側面に沿って流れてきた走行風Ｗが、バックドア１４０に達すると強い巻き込みが発生してバックドア１４０に隣接する後方に種々の渦Ｕを形成する場合があり、当該渦Ｕによって空気抵抗が増加する場合がある。特に図１５に示すように、バックドア１４０（バックドアウィンドウを含む）の水平に対する傾斜角度θ（図１３参照）が約２５～約３５［°］の範囲では、高速走行時の走行風Ｗの巻き込みが強く、上記の渦Ｕが形成されやすい傾向にあり、Ｃｄ値の値が周囲の角度の場合と比較して大きくなっている（周囲の角度と比較して空気抵抗が大きくなっている）。

特許文献１に記載のルーフスポイラ装置は、ルーフスポイラの傾斜角度を調整してルーフスポイラそのものの空気抵抗を低減させることが記載されているが、バックドアに隣接する後方に形成される渦Ｕ（図１３、図１４参照）について記載がなされていない。従って、バックドアに隣接する後方に形成される渦Ｕの発生を抑制するものではないと考えられ、当該渦Ｕによる空気抵抗の悪化が懸念される。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、車両の走行時においてバックドアに隣接する後方に渦が形成されることを抑制して、車両の走行時における空気抵抗をより低減することができる、車両のバックドア空気抵抗低減構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、車両の後部に設けられた開口部である車両後部開口部を開閉するバックドアにおける車両の走行時の空気抵抗を低減する、車両のバックドア空気抵抗低減構造である。車両のルーフの後端には、下方に向かって凹んだルーフ後端凹部が形成され、前記ルーフ後端凹部を覆うように前記バックドアの上端部であるバックドア上端部が配置されている。そして、車両の前記ルーフにおける前記ルーフ後端凹部よりも前方のルーフ面の後端部であるルーフ面後端部から離れて前記ルーフ面後端部よりも後方の位置、かつ前記バックドア上端部よりも上方の位置、かつ前記ルーフ面を仮想的に延長した仮想平面の位置、となるスポイラ基準位置に平面状のスポイラ上面を有するスポイラと、前記ルーフ面後端部と前記スポイラ上面の先端部との間の隙間であるルーフ隙間に接続されているとともに、前記スポイラ上面と前記ルーフ後端凹部との間に設けられた空間であるルーフ後部空間と、前記バックドアの右縁部であるバックドア右縁部と、前記車両後部開口部の右縁部に隣接する車両の部位である車両開口右縁部と、の間となる車両内に設けられて前記ルーフ後部空間に連通されたバックドア右縁空間と、前記バックドアの左縁部であるバックドア左縁部と、前記車両後部開口部の左縁部に隣接する車両の部位である車両開口左縁部と、の間となる車両内に設けられて前記ルーフ後部空間に連通されたバックドア左縁空間と、前記バックドア右縁空間と車両の外部とを連通する右縁排出口と、前記バックドア左縁空間と車両の外部とを連通する左縁排出口と、車両の走行時において前記ルーフ隙間から前記ルーフ後部空間へと導入した走行風を、前記バックドア右縁空間及び前記バックドア左縁空間へと導いて前記右縁排出口及び前記左縁排出口から排出する際の風量を、車両の走行速度または車両の走行時の風量である走行風量に応じて調整する、導入風量調整機構と、を有している、車両のバックドア空気抵抗低減構造である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、前記導入風量調整機構は、前記スポイラ上面が前記スポイラ基準位置から車両の後方に向かって移動可能、あるいは前記スポイラ上面の少なくとも前方部が前記スポイラ基準位置から車両の上方に向かうように旋回可能、となるように弾性部材にて支持された前記スポイラ上面と、前記弾性部材と、を有している。そして前記弾性部材は、前記走行風量が所定風量以上の場合に前記走行風からの応力によって変形することで、前記スポイラ上面を前記スポイラ基準位置よりも後方に移動または上方に旋回させ、前記走行風量が前記所定風量未満の場合に前記変形から復元して前記スポイラ上面を前記スポイラ基準位置へと戻す、車両のバックドア空気抵抗低減構造である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、前記導入風量調整機構は、前記スポイラ上面を前記スポイラ基準位置から車両の後方に向かって移動可能、あるいは前記スポイラ上面の少なくとも前方部が前記スポイラ基準位置から車両の上方に向かうように旋回可能、とする駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置と、を有している。そして前記制御装置は、前記走行速度を検出し、検出した前記走行速度に基づいて前記駆動装置を制御する、車両のバックドア空気抵抗低減構造である。

次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係る車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、前記スポイラ上面は、車両の左右方向に沿って複数に分割されており、分割された前記スポイラ上面のそれぞれに対して前記駆動装置が設けられており、前記制御装置は、前記走行速度と、車両の旋回方向または操舵角度とを検出し、検出した前記走行速度と、前記旋回方向または前記操舵角度とに基づいて、それぞれの前記駆動装置を制御する、車両のバックドア空気抵抗低減構造である。

第１の発明によれば、車両の走行速度（または走行時の走行風量）に応じて、ルーフ隙間から導入する走行風の風量であって、バックドア右縁空間に連通された右縁排出口（及び、バックドア左縁空間に連通された左縁排出口）から吐出する走行風の風量、を調整することで、バックドアの左右にエアカーテンを形成する。これにより、車両の走行時において車両の左右の側面に沿って流れてきた走行風がバックドアに達した際にバックドアに隣接する後方に巻き込まれることを抑制し、バックドアに隣接する後方に渦が形成されることを抑制して、走行時における空気抵抗をより低減することができる。

第２の発明によれば、車両の走行風量が所定風量以上の場合（走行速度が所定速度以上の場合に相当）に、走行風からの応力によって、弾性部材が変形してスポイラ上面を移動または旋回させるので、ルーフ隙間から導入される走行風量が増加し、右縁排出口及び左縁排出口から排出される走行風の風量が増加する。これにより、非常にシンプルな構成にて導入風量調整機構を実現することができる。

第３の発明によれば、制御装置と駆動装置を用いて、車両の走行速度に基づいてスポイラ上面を移動または旋回させることで、走行速度に応じて右縁排出口及び左縁排出口から排出される走行風の風量を調整する。これにより、シンプルな構成にて導入風量調整機構を実現することができる。

通常、車両の右旋回時には車両の左側よりも右側のほうが巻き込みによる渦が発生しやすく、車両の左旋回時には車両の右側よりも左側のほうが巻き込みによる渦が発生しやすい傾向がある。第４の発明によれば、左右方向に沿って複数に分割されたスポイラ上面のそれぞれを、走行速度と、旋回方向または操舵角度と、に基づいてそれぞれのスポイラ上面を移動または旋回させる。これにより、車両の旋回時においても、右縁排出口及び左縁排出口から排出される走行風の風量をそれぞれ異なる適切な風量に調整することが可能である。

バックドアを閉じた状態の車両の背面図である。 バックドアを開いた状態の車両の背面図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 図１におけるＩＶ－ＩＶ断面図である。 バックドアの後方に、走行風の巻き込みによる渦が発生する従来の例を説明する平面図である。 バックドアの後方に、走行風の巻き込みによる渦が発生することを抑制する本実施の形態を説明する平面図である。 第１の実施の形態の導入風量調整機構の構成と動作の例を説明する断面図である。 第１の実施の形態の導入風量調整機構の構成と動作の例を説明する断面図である。 第２の実施の形態の導入風量調整機構の構成と動作の例を説明する断面図である。 第３の実施の形態の導入風量調整機構の構成と動作の例を説明する断面図である。 第４の実施の形態の導入風量調整機構の構成の例を説明する断面図である。 第４の実施の形態の導入風量調整機構の動作の例を説明する図である。 車両の走行時において、車両の側面に沿って流れてきた走行風が、バックドアに隣接する後方に渦を発生させる例を説明する図である。 車両の走行時において、車両の側面に沿って流れてきた走行風が、バックドアに隣接する後方に渦を発生させる例を説明する図である。 車両のバックドアの傾斜角度とＣｄ値の関係を説明する図である。

●［車両のバックドアの周辺の構造（図１～図４）］
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。まず図１～図４を用いて、車両１に設けられたバックドア４０の周辺の構造について説明する。なお図中に「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」が示されている場合、「前」は車両１の前方向を指し、「後」は車両１の後方向を指す。また「左」は車両１の左方向を指し、「右」は車両１の右方向を指す。また「上」は車両１の上方向を指し、「下」は車両１の下方向を指す。

図１はバックドア４０を閉じた状態の車両１の背面図の例を示し、図２はバックドア４０を開いた状態の車両１の背面図の例を示している。また図３は、図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面図を示しており、図４は、図１におけるＩＶ－ＩＶ断面図を示している。

車両１の後部に設けられた開口部である車両後部開口部２１（図２参照）には、当該車両後部開口部２１を開閉するバックドア４０（図１、図２参照）が設けられている。

また図３に示すように、車両のルーフ１０の後端には、下方に向かって凹んだルーフ後端凹部１１が形成されている。またバックドア４０は、バックドアアウタ４５、バックドアインナ４２、バックドアウィンドウ４３等を有している。そしてバックドア４０の上端部である（バックドアアウタ４５とバックドアインナ４２にて形成された）バックドア上端部４１は、ルーフ後端凹部１１を覆うように配置されている。なお、図示省略するが、ルーフ後端凹部１１には、バックドア４０を上下方向に往復回動可能に支持するヒンジ部が設けられている。また図２に示すように、バックドア４０の左右の縁部には、バックドア４０を開口する際のユーザの力を補助するダンパ２８Ｌ、２８Ｒが設けられている。

図３に示すように、ルーフ１０の後方、かつ、バックドア上端部４１の上方には、スポイラ３０が設けられている。そしてスポイラ３０は、スポイラ上面３１と、スポイラ底面３２とを有している。スポイラ上面３１は、平面状であり、車両のルーフ１０におけるルーフ後端凹部１１よりも前方のルーフ面１２の後端部であるルーフ面後端部１２Ｂから離れてルーフ面後端部１２Ｂよりも後方の位置、かつ、バックドア上端部４１よりも上方の位置、かつ、ルーフ面１２を仮想的に延長した仮想平面１０Ｖの位置、となるスポイラ基準位置（３０Ｐ）に配置されている。スポイラ底面３２は、バックドア上端部４１に取り付けられている。

図３に示すように、スポイラ上面３１とルーフ後端凹部１１との間には、車両１内に設けられた空間であるルーフ後部空間１０Ｋが設けられている。そしてルーフ後部空間１０Ｋは、ルーフ面後端部１２Ｂとスポイラ上面３１の先端部との間の隙間であるルーフ隙間１０Ｓに接続されている。

図４に示すように、バックドア４０は、バックドアインナ４２、バックドアアウタ４５、バックドアウィンドウ４３、バックドアトリム４４等を有している。そして図４に示すように、バックドア４０の右縁部であるバックドア右縁部４０Ｒと、車両後部開口部２１の右縁部に隣接する車両１の部位である車両開口右縁部２５Ｒとの間には、車両１内に設けられて上下方向に延びる空間であるバックドア右縁空間４８Ｒが設けられている。そして図４に示すバックドア右縁空間４８Ｒは、図３に示すルーフ後部空間１０Ｋと車両１内で連通されている。同様に、バックドア４０の左縁部であるバックドア左縁部４０Ｌと、車両後部開口部２１の左縁部に隣接する車両１の部位である車両開口左縁部２５Ｌとの間には、車両１内に設けられて上下方向に延びる空間であるバックドア左縁空間４８Ｌが設けられている。そしてバックドア左縁空間４８Ｌは、図３に示すルーフ後部空間１０Ｋと車両１内で連通されている。

また図４に示すように、車両１の右側面のボディ２０Ｒは、ボディアウタ２２Ｒ、ボディインナ２３Ｒ、２４Ｒ、シール部材であるウェザーストリップ２１Ｓ等を有している。そしてバックドア右縁空間４８Ｒは、バックドア４０の右縁部とボディ２０Ｒとの間の隙間である右縁排出口４９Ｒによって、車両１の外部と連通されている。同様に、車両１の左側面のボディ２０Ｌは、ボディアウタ２２Ｌ、ボディインナ２３Ｌ、２４Ｌ、ウェザーストリップ２１Ｓ等を有している。そして、バックドア左縁空間４８Ｌは、バックドア４０の左縁部と左側面のボディ２０Ｌとの間の隙間である左縁排出口４９Ｌによって、車両１の外部と連通されている。

以上の構成により、車両１の走行時における走行風は、図３に示すように、ルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと導入される。そしてルーフ後部空間１０Ｋに導入された走行風は、ルーフ後部空間１０Ｋに連通されたバックドア右縁空間４８Ｒ（図４参照）とバックドア左縁空間４８Ｌ（図４参照）へと導かれる。そして図４に示すように、バックドア右縁空間４８Ｒに導かれた走行風は、右縁排出口４９Ｒから車両１の外部に排出される。同様に、バックドア左縁空間４８Ｌに導かれた走行風は、左縁排出口４９Ｌから車両１の外部に排出される。

従来では、図５に示すように、車両１０１のルーフ１１０上に流れる走行風Ｖを、そのままバックドア１４０の後方へと流していた。従って、車両１０１の側面を流れる走行風Ｗが、バックドア１４０に隣接する後方に巻き込まれて渦Ｕを発生させていた。しかし本実施の形態では、図６に示すように、車両１のルーフ１０上に流れる走行風Ｖ（走行風Ｖの一部）を、ルーフ隙間１０Ｓから車両１内に取り込んで、バックドア４０の左右の縁部である左排出口４９Ｌと右排出口４９Ｒから吐出する。これにより、図６に示すように、バックドア４０に隣接する後方における走行風Ｗの巻き込みによる渦Ｕ（図５参照）の発生を抑制するエアカーテンＹを形成する。なお、ルーフ隙間１０Ｓ、バックドア右縁空間４８Ｌ、バックドア左縁空間４８Ｌに導かれた走行風は、図３及び図４に示すように、ウェザーストリップ２１Ｓ（シール部材）によって、車室内に流れ込むことが防止されている。

なお、図５に示す走行風Ｗの巻き込みによる渦Ｕは、車両１が比較的高速（例えば１００［ｋｍ／ｈ］以上）の場合に発生し易い。つまり、図６に示すエアカーテンＹの形成は、車両１の走行速度が比較的低速である場合は不要であり、車両１の走行速度が比較的高速（例えば１００［ｋｍ／ｈ］以上）の場合に必要となる。従って、車両１の走行速度（または車両１の走行時の風量である走行風量）に応じて、図３に示すルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと取り込む風量を調整する導入風量調整機構が必要である。以下、この導入風量調整機構の第１の実施の形態～第４の実施の形態につて順に説明する。なお、本発明の車両のバックドア空気抵抗低減構造は、以降に説明する導入風量調整機構と、上述したスポイラと、ルーフ後部空間１０Ｋ、バックドア右縁空間４８Ｒ、バックドア左縁空間４８Ｌ、右縁排出口４９Ｒ、左縁排出口４９Ｌ等を有する。

●［第１の実施の形態の導入風量調整機構（図７、８）］
次に図７及び図８を用いて、導入風量調整機構の第１の実施の形態について説明する。図７は車両１の走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）未満の場合の状態を示し、図８は車両１の走行速度が第１所定速度以上の場合の状態を示している。

スポイラ３０Ａは、スポイラ上面３１とスポイラ底面３２とを有している。スポイラ底面３２はバックドア上端部４１に取り付けられており、スポイラ上面３１は、スポイラ底面３２に対してヒンジ３３にて回動可能となるように支持されている。当該ヒンジ３３によって、スポイラ上面３１の前方部は、スポイラ基準位置３０Ｐから車両１の上方に向かうように旋回可能とされている。なお図７に示すスポイラ上面３１の位置は、上述したスポイラ基準位置３０Ｐである。なおスポイラ上面３１の前端部には、走行風をルーフ後部空間１０Ｋへと導入する導入板３１Ｍが設けられている。

スポイラ３０Ａの内部には駆動装置５１、伸縮シャフト５２が設けられており、駆動装置５１は制御装置５０からの制御信号によって駆動される。また制御装置５０は、車両１の走行速度を検出可能である。なお、制御装置５０は、車両１内のどこに配置されていてもよいが、図７及び図８の例では、バックドア上端部４１内に配置されている例を示している。駆動装置５１は、例えば電動モータであり、制御装置５０からの制御信号にて駆動され、図示省略したギア等を介して伸縮シャフト５２を伸縮させる。伸縮シャフト５２は、一方端がスポイラ底面３２に接続され、他方端がスポイラ上面３１に接続されている。

制御装置５０は、車両１の走行速度を検出し、走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）未満である場合、伸縮シャフト５２が最も短くなるように駆動装置５１へ制御信号を出力して、スポイラ上面３１の位置を、図７に示すスポイラ基準位置（３０Ｐ）にする。この場合、ルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと取り込まれる風量は比較的少ないため、右縁排出口４９Ｒと左縁排出口４９Ｌ（図４参照）から排出される風量も比較的少ないが、走行速度が第１所定速度未満であるため、渦がほぼ発生していないので問題無い。

制御装置５０は、車両１の走行速度を検出し、走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）以上である場合、車両１の走行速度に応じた伸縮シャフト５２の長さを求める（予めマップ等を作成して記憶装置に記憶させておく）。そして制御装置５０は、伸縮シャフト５２の長さが求めた長さとなるように、駆動装置５１へ制御信号を出力して、スポイラ上面３１の位置を、図８に示す位置へと変更する。スポイラ上面３１におけるルーフ面１２からの突出量ΔＨは、例えば数［ｍｍ］～１０［ｍｍ］程度である。スポイラ上面３１の前端がルーフ面１２から上方に突出することで、より多くの走行風が、導入板３１Ｍによって、ルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと導かれる。これにより、右縁排出口４９Ｒ及び左縁排出口４９Ｌ（図１、図４参照）から排出される走行風の風量が増量されて適量のエアカーテンが形成され、走行風の巻き込みによる渦Ｕ（図１３、図１４参照）の発生を抑制し、当該渦Ｕによる空気抵抗の増加を抑制することができる。

なお、車両の走行時にスポイラ上面３１をルーフ面１２から突出させるので、このスポイラ上面３１による空気抵抗は増加する。しかし、巻き込みによる渦Ｕ（図１３、図１４参照）の発生を抑制して、当該渦Ｕによる空気抵抗の増加を抑制しており、車両１の全体の空気抵抗としては、スポイラ上面３１をルーフ面１２から突出させなかった場合と比較して、より低減させることができる（スポイラによる空気抵抗の増量分よりも、渦の抑制による空気抵抗の減量分のほうが大きい）。

また、制御装置５０、駆動装置５１、伸縮シャフト５２の代わりに、応力が印加された場合に変形し、応力の印加が無くなった場合に復元する弾性部材（バネ、ゴム等）を用いてもよい。この場合、弾性部材の一方端はスポイラ底面３２に接続され、弾性部材の他方端はスポイラ上面３１に接続される。

弾性部材は、車両１の走行速度が第１所定速度以上に相当する走行風の風量である所定風量以上の場合に、当該走行風からの応力によって変形して、スポイラ上面３１の前方部をスポイラ基準位置（３０Ｐ）から上方に旋回させるように（図８と同様の状態となるように）弾性力が調整されている。また弾性部材は、走行風の風量が所定風量未満の場合に、上記の変形から復元してスポイラ上面３１の前方部をスポイラ基準位置（３０Ｐ）に戻すように弾性力が調整されている。

●［第２の実施の形態の導入風量調整機構（図９）］
次に図９を用いて、導入風量調整機構の第２の実施の形態について説明する。図９において、スポイラ３０Ｂのスポイラ上面３１の前方部であるスポイラ上面前方部３１Ａの二点鎖線にて示す位置は、スポイラ基準位置（３０Ｐ）を示している。また図９においてスポイラ上面前方部３１Ａの実線にて示す位置は、車両１の走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）以上の場合の位置を示している。図７及び図８に示す第１の実施の形態ではスポイラ上面３１の全体が旋回したが、図９に示す第２の実施の形態では、スポイラ上面３１における前方部のみ（スポイラ上面前方部３１Ａのみ）が旋回する点が異なる。以下、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

スポイラ上面３１の少なくとも前方部であるスポイラ上面前方部３１Ａは、ヒンジ３３によってスポイラ基準位置（３０Ｐ）から、車両１の上方に向かって旋回可能とされている。なお伸縮シャフト５２の一方端はスポイラ底面３２に接続され、伸縮シャフト５２の他方端はスポイラ上面前方部３１Ａに接続されている。なおスポイラ上面前方部３１Ａの前端部には、第１の実施の形態と同様、導入板３１Ｍが設けられている。スポイラ上面前方部３１Ａにおけるルーフ面１２からの突出量ΔＨは、第１の実施の形態と同様、例えば数［ｍｍ］～１０［ｍｍ］程度である。その他の構成や、制御装置５０の動作や効果等については、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

また第１の実施の形態と同様、制御装置５０、駆動装置５１、伸縮シャフト５２の代わりに、応力が印加された場合に変形し、応力の印加が無くなった場合に復元する弾性部材（バネ、ゴム等）を用いてもよい。この場合、弾性部材の一方端はスポイラ底面３２に接続され、弾性部材の他方端はスポイラ上面前方部３１Ａに接続される。

弾性部材は、車両１の走行速度が第１所定速度以上に相当する走行風の風量である所定風量以上の場合に、当該走行風からの応力によって変形して、スポイラ上面前方部３１Ａをスポイラ基準位置（３０Ｐ）から上方に旋回させるように（図９にて実線にて示すスポイラ上面前方部３１Ａと同様の状態となるように）弾性力が調整されている。また弾性部材は、走行風の風量が所定風量未満の場合に、上記の変形から復元してスポイラ上面前方部３１Ａをスポイラ基準位置（３０Ｐ）に戻すように弾性力が調整されている。

●［第３の実施の形態の導入風量調整機構（図１０）］
次に図１０を用いて、導入風量調整機構の第３の実施の形態について説明する。図１０においてスポイラ上面３１の二点鎖線にて示す位置はスポイラ基準位置（３０Ｐ）を示し、実線にて示す位置は車両１の走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）以上の場合の位置を示している。第１の実施の形態ではスポイラ上面が上下方向に旋回したが、第３の実施の形態ではスポイラ上面３１が前後方向にスライド可能とされている点が異なる。以下、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

スポイラ３０Ｃは、スポイラ上面３１とスポイラ底面３２とを有している。スポイラ底面３２はバックドア上端部４１に取り付けられており、スポイラ上面前方部３１Ａはバックドア上端部４１に対して前後方向にスライド可能となるようにバックドア上端部４１に取り付けられている。

スポイラ３０Ｃの内部には駆動装置５１、種々のギア５３等が設けられており、駆動装置５１は制御装置５０からの制御信号によって駆動される。また制御装置５０は、車両１の走行速度を検出可能である。なお、制御装置５０は、車両１内のどこに配置されていてもよいが、図１０の例では、バックドア上端部４１内に配置されている例を示している。駆動装置５１は、例えば電動モータであり、制御装置５０からの制御信号にて駆動され、ギア５３等を介してスポイラ上面３１を前後方向にスライドさせる。

制御装置５０は、車両１の走行速度を検出し、走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）未満である場合、スポイラ上面３１が最も前方の位置であるスポイラ基準位置（３０Ｐ）に位置するように駆動装置５１へ制御信号を出力して、スポイラ上面３１の位置をスポイラ基準位置（３０Ｐ）にする。この場合、ルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと取り込まれる風量は比較的少ないため、右縁排出口４９Ｒと左縁排出口４９Ｌ（図４参照）から排出される風量も比較的少ないが、走行速度が第１所定速度未満であるため、渦がほぼ発生していないので問題無い。

制御装置５０は、車両１の走行速度を検出し、走行速度が第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）以上である場合、車両１の走行速度に応じてスポイラ上面３１を後方に移動させる距離ΔＬを求める（予めマップ等を作成して記憶装置に記憶させておく）。そして制御装置５０は、スポイラ上面３１の移動距離が求めた距離ΔＬとなるように、駆動装置５１へ制御信号を出力して、スポイラ上面３１の位置を、図１０にて実線にて示す位置へと変更する。なお図１０中において二点鎖線にて示すスポイラ基準位置（３０Ｐ）から、スポイラ上面３１の後方へ移動させる距離ΔＬは、例えば数［ｍｍ］～１０［ｍｍ］程度である。ルーフ隙間１０Ｓがより大きくなることで、より多くの走行風が、ルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと導かれる。これにより、右縁排出口４９Ｒ及び左縁排出口４９Ｌ（図１、図４参照）から排出される走行風の風量が増量されて適量のエアカーテンが形成され、走行風の巻き込みによる渦Ｕ（図１３、図１４参照）の発生を抑制し、当該渦Ｕによる空気抵抗の増加を抑制することができる。

なお、車両の走行時により多くの走行風をルーフ隙間１０Ｓからルーフ後部空間１０Ｋへと導入するので、当該個所での空気抵抗は増加する。しかし、巻き込みによる渦Ｕ（図１３、図１４参照）の発生を抑制して、当該渦Ｕによる空気抵抗の増加を抑制しており、車両１の全体の空気抵抗としては、ルーフ隙間１０Ｓを大きくしなかった場合と比較して、より低減させることができる（ルーフ隙間１０Ｓの拡大による空気抵抗の増量分よりも、渦の抑制による空気抵抗の減量分のほうが大きい）。

なお、制御装置５０、駆動装置５１、ギア５３等の代わりに、応力が印加された場合に変形し、応力の印加が無くなった場合に復元する弾性部材（バネ、ゴム等）を用いてもよい。この場合、弾性部材の一方端はスポイラ底面３２に接続され、弾性部材の他方端はスポイラ上面３１に接続される。

弾性部材は、車両１の走行速度が第１所定速度以上に相当する走行風の風量である所定風量以上の場合に、当該走行風からの応力によって変形して、スポイラ上面３１をスポイラ基準位置（３０Ｐ）（図１０中の二点鎖線にて示すスポイラ上面３１の位置）から後方に向かって移動可能とするように弾性力が調整されている。また弾性部材は、走行風の風量が所定風量未満の場合に、上記の変形から復元してスポイラ上面３１をスポイラ基準位置（３０Ｐ）に戻すように弾性力が調整されている。

●［第４の実施の形態の導入風量調整機構（図１１、図１２）］
次に図１１を用いて、導入風量調整機構の第４の実施の形態について説明する。図１１は車両１の平面図を示しており、スポイラ３０Ｄのスポイラ上面が、車両１の左右方向に沿って複数に分割されており、図１１の例では３つに分割されている。そして３つに分割されたスポイラ左上面３４Ｌ、スポイラ中上面３４Ｍ、スポイラ右上面３４Ｒのそれぞれに対して、駆動装置５１等が設けられている。スポイラ左上面３４Ｌ、スポイラ中上面３４Ｍ、スポイラ右上面３４Ｒのそれぞれの駆動装置等は、図７に示す第１の実施の形態の構成、または図９に示す第２の実施の形態の構成、または図１０に示す第３の実施の形態の構成、のいずれであってもよく、図１１に示す例では、図７に示す第１の実施の形態の構成である例を示している。従って、スポイラ左上面３４Ｌ、スポイラ中上面３４Ｍ、スポイラ右上面３４Ｒのそれぞれの構成については説明を省略する。

制御装置５０は、車両１の走行速度を検出可能であり、かつ、車両１の旋回方向（右旋回、左旋回）または操舵角度（右への操舵角度、左への操舵角度）を検出可能である。そして制御装置５０は、検出した走行速度と、旋回方向または操舵角度とに基づいて、それぞれの駆動装置５１を制御する。なお、操舵角度を検出する場合、例えば制御装置５０は、操舵角度センサからの検出信号に基づいて操舵角度を検出する。また旋回方向を検出する場合、例えば制御装置５０は、加速度センサ等からの検出信号に基づいて旋回方向を検出する。なお、他の制御機器が検出した操舵角度や旋回方向を通信等にて取得してもよい。

例えば制御装置５０には、第１所定速度（例えば１００［ｋｍ／ｈ］）、第２所定速度（例えば１２０［ｋｍ／ｈ］）、第１右操舵角度（例えばステアリングを右回りに１８０［°］）、第１左操舵角度（例えばステアリングを左回りに１８０［°］）等が記憶装置に記憶されている。なお、車両１の走行速度が高くなるほど、巻き込みによる渦が発生しやすく、車両１の旋回中には、旋回のアウト側よりもイン側のほうが巻き込みによる渦が発生しやすい。

例えば制御装置５０は、図１２の例に示すような制御を行う。制御装置５０は、走行速度が第１所定速度未満の場合、スポイラ左上面３４Ｌ、スポイラ中上面３４Ｍ、スポイラ右上面３４Ｒのそれぞれがスポイラ基準位置となるように、各駆動装置５１に制御信号を出力する。また制御装置は、走行速度が第２所定速度以上の場合、スポイラ左上面３４Ｌ、スポイラ中上面３４Ｍ、スポイラ右上面３４Ｒのそれぞれがスポイラ基準位置から上方へ旋回するように、各駆動装置５１に制御信号を出力する。

また制御装置５０は、走行速度が第２所定速度未満かつ第１所定速度以上の場合、図１２の例に示すように、車両の操舵角度（または旋回方向）に応じて、以下のように制御を行う。制御装置５０は、操舵角度が第１右操舵角度以上（または車両が右旋回中）の場合、スポイラ左上面３４Ｌの駆動装置に対してスポイラ基準位置となるように制御信号を出力し、スポイラ中上面３４Ｍとスポイラ右上面３４Ｒの各駆動装置に対してスポイラ基準位置から上方へ旋回するように制御信号を出力する。また制御装置５０は、操舵角度が第１左操舵角度以上（または車両が左旋回中）の場合、スポイラ左上面３４Ｌとスポイラ中上面３４Ｍの各駆動装置に対してスポイラ基準位置から上方へ旋回するように制御信号を出力し、スポイラ右上面３４Ｒの駆動装置に対してスポイラ基準位置となるように制御信号を出力する。また制御装置５０は、操舵角度が第１右操舵角度未満かつ第１左操舵角度未満（または車両が直進中）の場合（ほぼ直進中とみなすことができる場合）、スポイラ左上面３４Ｌとスポイラ右上面３４Ｒの各駆動装置に対してスポイラ基準位置となるように制御信号を出力し、スポイラ中上面３４Ｍの駆動装置に対してスポイラ基準位置から上方へ旋回するように制御信号を出力する。

上記の制御により、車両の走行速度と旋回方向に応じて、走行風の巻き込みによる渦の発生（図１３、図１４参照）を適切に抑制し、空気抵抗の増加を抑制することができる。

本発明の、車両のバックドア空気抵抗低減構造は、本実施の形態で説明した構成、構造、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

第４の実施の形態の説明では、分割したそれぞれのスポイラ上面に第１の実施の形態の導入風量調整機構を備えた例を説明したが、分割したそれぞれのスポイラ上面に、第２または第３の実施の形態の導入風量調整機構を備えるようにしてもよい。また第４の実施の形態の説明では、スポイラ上面を左右方向に沿って３つに分割した例を説明したが、２つ以上の複数であればいくつに分割してもよい。

また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

１ 車両
１０ ルーフ
１０Ｋ ルーフ後部空間
１０Ｓ ルーフ隙間
１０Ｖ 仮想平面
１１ ルーフ後端凹部
１２ ルーフ面
１２Ｂ ルーフ面後端部
２０Ｌ、２０Ｒ ボディ
２１ 車両後部開口部
２１Ｓ ウェザーストリップ
２２Ｌ、２２Ｒ ボディアウタ
２３Ｌ、２３Ｒ、２４Ｌ、２４Ｒ ボディインナ
２５Ｌ 車両開口左縁部
２５Ｒ 車両開口右縁部
２８Ｌ、２８Ｒ ダンパ
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ スポイラ
３０Ｐ スポイラ基準位置
３１ スポイラ上面
３１Ａ スポイラ上面前方部
３１Ｍ 導入板
３２ スポイラ底面
３３ ヒンジ
３４Ｌ スポイラ左上面
３４Ｍ スポイラ中上面
３４Ｒ スポイラ右上面
４０ バックドア
４０Ｌ バックドア左縁部
４０Ｒ バックドア右縁部
４１ バックドア上端部
４２ バックドアインナ
４３ バックドアウィンドウ
４４ バックドアトリム
４５ バックドアアウタ
４８Ｌ バックドア左縁空間
４８Ｒ バックドア右縁空間
４９Ｌ 左縁排出口
４９Ｒ 右縁排出口
５０ 制御装置（導入風量調整機構）
５１ 駆動装置（導入風量調整機構）
５２ 伸縮シャフト（導入風量調整機構）
５３ ギア（導入風量調整機構）
Ｗ、Ｖ 走行風
Ｕ 渦
Ｙ エアカーテン

Claims (4)

1. 車両の後部に設けられた開口部である車両後部開口部を開閉するバックドアにおける車両の走行時の空気抵抗を低減する、車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、
   車両のルーフの後端には、下方に向かって凹んだルーフ後端凹部が形成され、
   前記ルーフ後端凹部を覆うように前記バックドアの上端部であるバックドア上端部が配置されており、
   車両の前記ルーフにおける前記ルーフ後端凹部よりも前方のルーフ面の後端部であるルーフ面後端部から離れて前記ルーフ面後端部よりも後方の位置、かつ前記バックドア上端部よりも上方の位置、かつ前記ルーフ面を仮想的に延長した仮想平面の位置、となるスポイラ基準位置に平面状のスポイラ上面を有するスポイラと、
   前記ルーフ面後端部と前記スポイラ上面の先端部との間の隙間であるルーフ隙間に接続されているとともに、前記スポイラ上面と前記ルーフ後端凹部との間に設けられた空間であるルーフ後部空間と、
   前記バックドアの右縁部であるバックドア右縁部と、前記車両後部開口部の右縁部に隣接する車両の部位である車両開口右縁部と、の間となる車両内に設けられて前記ルーフ後部空間に連通されたバックドア右縁空間と、
   前記バックドアの左縁部であるバックドア左縁部と、前記車両後部開口部の左縁部に隣接する車両の部位である車両開口左縁部と、の間となる車両内に設けられて前記ルーフ後部空間に連通されたバックドア左縁空間と、
   前記バックドア右縁空間と車両の外部とを連通する右縁排出口と、
   前記バックドア左縁空間と車両の外部とを連通する左縁排出口と、
   車両の走行時において前記ルーフ隙間から前記ルーフ後部空間へと導入した走行風を、前記バックドア右縁空間及び前記バックドア左縁空間へと導いて前記右縁排出口及び前記左縁排出口から排出する際の風量を、車両の走行速度または車両の走行時の風量である走行風量に応じて調整する、導入風量調整機構と、
   を有している、
   車両のバックドア空気抵抗低減構造。
2. 請求項１に記載の車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、
   前記導入風量調整機構は、
   前記スポイラ上面が前記スポイラ基準位置から車両の後方に向かって移動可能、あるいは前記スポイラ上面の少なくとも前方部が前記スポイラ基準位置から車両の上方に向かうように旋回可能、となるように弾性部材にて支持された前記スポイラ上面と、
   前記弾性部材と、
   を有しており、
   前記弾性部材は、
   前記走行風量が所定風量以上の場合に前記走行風からの応力によって変形することで、前記スポイラ上面を前記スポイラ基準位置よりも後方に移動または上方に旋回させ、
   前記走行風量が前記所定風量未満の場合に前記変形から復元して前記スポイラ上面を前記スポイラ基準位置へと戻す、
   車両のバックドア空気抵抗低減構造。
3. 請求項１に記載の車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、
   前記導入風量調整機構は、
   前記スポイラ上面を前記スポイラ基準位置から車両の後方に向かって移動可能、あるいは前記スポイラ上面の少なくとも前方部が前記スポイラ基準位置から車両の上方に向かうように旋回可能、とする駆動装置と、
   前記駆動装置を制御する制御装置と、
   を有しており、
   前記制御装置は、
   前記走行速度を検出し、検出した前記走行速度に基づいて前記駆動装置を制御する、
   車両のバックドア空気抵抗低減構造。
4. 請求項３に記載の車両のバックドア空気抵抗低減構造であって、
   前記スポイラ上面は、車両の左右方向に沿って複数に分割されており、
   分割された前記スポイラ上面のそれぞれに対して前記駆動装置が設けられており、
   前記制御装置は、
   前記走行速度と、車両の旋回方向または操舵角度とを検出し、検出した前記走行速度と、前記旋回方向または前記操舵角度とに基づいて、それぞれの前記駆動装置を制御する、
   車両のバックドア空気抵抗低減構造。
   

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