(57)【要約】【課題】車重を増加することなく、而も空気整流により空気抵抗を減らすような既存のリヤスポイラを流用して車室内のこもり音を低減させることができるようになる。したがって、車室内のこもり音を低減させると共に燃費の低下を回避する。【解決手段】バックドア１のリヤウィンドウ３の上縁に沿って設けられるリヤスポイラ２が、後方へ庇状に張り出すように当該バックドア１に取り付けられている車両後部構造において、リヤスポイラ２は、バックドア１に取り付けるための取付点（星印箇所）が図心Ｃより車両前側に配置され且つ車幅方向に複数配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックドアのリヤウィンドウの上縁に沿って設けられるリヤスポイラが、後方へ庇状に張り出すように当該バックドアに取り付けられている車両後部構造において、
前記リヤスポイラは、前記バックドアに取り付けるための取付点が図心より車両前側に配置され且つ車幅方向に複数配列されていることを特徴とする車両後部構造。
【請求項２】
前記複数の取付点のうち車両後側方向に配列されている取付点は締結部材で締結されていることを特徴とする請求項１記載の車両後部構造。
【請求項３】
前記車両後側方向に配列されている取付点は、前記車幅方向に沿って実質的に一直線上に配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両後部構造。
【請求項４】
前記リヤスポイラの前記図心より車両後側において、当該リヤスポイラと、前記リヤウィンドウや前記バックドアのリヤウィンドウフレームとの間に、振動減衰部材を設けていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の車両後部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックドアのリヤウィンドウの上縁に沿ってリヤスポイラが設けられている車両後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の環境対策として、燃費を向上させる取り組みが行われている。この自動車の燃費向上手段としては、図５（Ａ）に示すような空気整流により空気抵抗を減らすリヤスポイラ６や自動車の軽量化が有効である。
【０００３】
リヤスポイラ６は、車体のみでの整流には制約があるために使用する場合が多く、図５（Ｂ）に示すように、車幅方向に延材するように形成され且つ車両前後方向における全長が４００ｍｍ前後に設計されているのが一般的である。また、このリヤスポイラ６は図５（Ｃ）に示すように、取付剛性を高めるためにバックドア７に締結して固定するための締結点は、リヤスポイラ６の車両前後方向における全長Ｌの中心位置Ｃより車両後側に配置されている。なお、図５（Ｃ）においては星印箇所が取付点になる。
【０００４】
このようなリヤスポイラ６が取り付けられたバックドア７を有する車両後部構造に関して記載すべき先行技術文献はない。出願人が知っている先行技術が文献公知発明に係るものではないからである。
【０００５】
また、このバックドア７はロックアップ機構のロックアップ時に１次共振する場合がある。このバックドア７の１次共振は、バックドア７が車両前後に振動することにより車室の容積変化を起こさせるので、車室内のこもり音の原因になっている。さらに、この車室内のこもり音が発生し易いバックドア７の１次共振帯域においては、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上述のようなリヤスポイラ６の振動波形における１次共振周波数はバックドア７の振動波形における１次共振周波数と同位相に成り易いことから、図６（Ｃ）に示すように、リヤスポイラ６がバックドア７の振動を増幅させることになるので、リヤスポイラ６は車室内のこもり音を悪化させる要因となる。なお、図６（Ｃ）において、実線がリヤスポイラ６及びバックドア７の変形前、破線がリヤスポイラ６及びバックドア７の変形後を示している。
【０００６】
このようなバックドア７による車室内のこもり音を低減するために、ダイナミックダンパをバックドアに取り付ける技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。このダイナミックダンパはリヤスポイラと共にバックドアに取り付けて、リヤスポイラと共振するバックドアの振動を吸収することで、バックドアによる車室内のこもり音を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２０７６９５
【特許文献２】特開２００３−２９１６４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ダイナミックダンパは追加部品となるので、車重増加による燃費低下の一要因になってしまう難点があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、車重を増加することなく、而も空気整流により空気抵抗を減らすような既存のリヤスポイラを流用して車室内のこもり音を低減させることができる車両後部構造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】
【００１０】
上述の目的を達成する本発明の第１の態様である車両後部構造は、バックドアのリヤウィンドウの上縁に沿って設けられるリヤスポイラが、後方へ庇状に張り出すように当該バックドアに取り付けられている車両後部構造において、リヤスポイラは、バックドアに取り付けるための取付点が図心より車両前側に配置され且つ車幅方向に複数配列されているものである。
【００１１】
このような第１の態様である車両後部構造によれば、取付点を回転中心としたリヤスポイラの慣性モーメントを大きくすることができるようになる。このようにリヤスポイラの慣性モーメントを大きくすると、バックドアの１次共振帯域においてリヤスポイラの振動波形がバックドアの振動波形と逆位相になるように当該リヤスポイラの１次共振周波数を下げることができる。したがって、バックドアの１次共振帯域に対応してリヤスポイラの慣性モーメントの大きさを調整して、バックドアの１次共振帯域においてリヤスポイラの振動波形をバックドアの振動波形と逆位相にすると、バックドアの振動をリヤスポイラの振動が打ち消すように作用することになるので、ダイナミックダンパを使用することなく、而も空気整流により空気抵抗を減らす既存のリヤスポイラを流用して車室内のこもり音を低減させることができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は第１の態様である車両後部構造において、複数の取付点のうち車両後側方向に配列されている取付点は締結部材で締結されているものでる。このような第２の態様である車両後部構造によれば、リヤスポイラをバックドアに対して強固に締結固定することができるので、リヤスポイラの振動動作を安定化させることができる。したがって、リヤスポイラの慣性モーメントの大きさを精度よく調整することができるようになる。
【００１３】
本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様である車両後部構造において、複数の取付点は、車幅方向に沿って実質的に一直線上に配列されているものである。このような第３の態様である車両後部構造によれば、リヤスポイラを効率よく上下方向に振動させることができるようになる。
【００１４】
本発明の第４の態様は第１の態様乃至第３の態様のうち何れか１つの態様である車両後部構造において、リヤスポイラの図心より車両後側において、当該リヤスポイラと、リヤウィンドウやバックドアのリヤウィンドウフレームとの間に、振動減衰部材を設けているものである。
【００１５】
このような第４の態様である車両後部構造によれば、リヤスポイラの上下方向の振動を減衰させることができるので、リヤスポイラのばたつきを防ぐことができ、而も振動減衰部材の減衰特性を変えるだけでリヤスポイラの１次共振周波数を任意の周波数に変更することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の車両後部構造によれば、車重を増加することなく、而も空気整流により空気抵抗を減らすような既存のリヤスポイラを流用して車室内のこもり音を低減させることができるようになる。したがって、車室内のこもり音を低減させると共に燃費の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の車両後部構造における好ましい実施の形態を示す図で、（Ａ）はリヤスポイラが取り付けられたバックドアの側面視の概略説明図、（Ｂ）はリヤスポイラの平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の車両後部構造の構成要素であるバックドアの振動状態を示す動作説明図である。
【図３】本発明の車両後部構造におけるバックドア振動系の動作状態を示す図で、（Ａ）は振動状態における機能を示す模式図、（Ｂ）は振動状態の概略説明図である。
【図４】（Ａ）は背景技術で説明した車両後部構造の振動伝達特性を示すグラフ、（Ｂ）は本発明の車両後部構造の振動伝達特性を示すグラフである。
【図５】従来の車両後部構造を示す図で、（Ａ）はリヤスポイラが取り付けられたバックドアの側面視の概略説明図、（Ｂ）はリヤスポイラの斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）の側面視の断面図である。
【図６】従来の車両後部構造におけるバックドア振動系の動作状態を示す図で、（Ａ）は静止状態における機能を示す模式図、（Ｂ）は振動状態における機能を示す模式図、（Ｃ）は振動状態の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の車両後部構造を実施するための形態例について、図面を参照して説明する。本発明の車両後部構造は図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、バックドア１のリヤウィンドウ３の上縁に沿って設けられる空力構造体であるリヤスポイラ２が、後方へ庇状に張り出すように当該バックドア１に取り付けられている。
【００１９】
バックドア１は、車体前後方向の後方側に開口する後方開口部（図示せず）を開閉可能に取り付けられている。即ち、バックドア１は、車体上下方向の上側に位置する上端部の内側に設けられ車幅方向に沿ったヒンジ軸（図示せず）を回動中心にして後方開口部を開閉するものである。このようなバックドア１は、上部にはリヤウィンドウフレーム１１に囲まれたリヤウィンドウ３が形成され、このリヤウィンドウ３にはリヤウィンドウガラス４が嵌め込まれている。また、バックドア１の下部にはバックドア本体１２が形成されている。
【００２０】
リヤスポイラ２は、空気整流により空気抵抗を減らす既存のものが流用され、リヤウィンドウフレーム１１の上縁フレーム１３の車幅方向全長に亘って取り付けられており、その断面が略翼形状に形成され、一般的には繊維強化プラスチック等の強化プラスチックにより成形されている。また、リヤスポイラ２は、リヤウィンドウフレーム１１の上縁フレーム１３に取り付けられる前側部２１と、前側部２１から後方へ庇状に延びるように形成された後側部２２と、前側部２１の上縁からやや下方へ傾斜しつつ後側部２２の上縁に向かって延びる上面部２３とから構成されている。このように形成されているので、空気整流により空気抵抗を減らすことができる。
【００２１】
なお、リヤスポイラ２の前側部２１は当該リヤスポイラ２の図心Ｃより車両前側の部位を意味し、後側部２２は当該リヤスポイラ２の図心Ｃより車両後側の部位を意味する。ここで、リヤスポイラ２の図心Ｃとは、リヤスポイラ２の車両前後方向における全長Ｌの中心位置を意味する。また、リヤスポイラ２の前側部２１は後側部２２より車両上下方向において薄く形成されている。
【００２２】
このようなリヤスポイラ２は、バックドア１に取り付けるための取付点が図心Ｃより車両前側に配置され且つ車幅方向に複数配列されている。なお、図１（Ｂ）、（Ｃ）においては星印箇所が取付点になる。このようにリヤスポイラ２をバックドア１に取り付ける取付点を図心Ｃより車両前側に配置すると共に車幅方向に複数配列することで、取付点を回転中心としたリヤスポイラ２の慣性モーメントを大きくすることができるようになる。これは図２に示すように、支点となる取付点と、作用点となるリヤスポイラ２の後側部２２の上縁との長さを長くすることができるからである。また、リヤスポイラ２の前側部２１は後側部２２より車両上下方向において薄く形成されているので、リヤスポイラ２の慣性モーメントを大きくさせ易くなっている。
【００２３】
このようにリヤスポイラ２の慣性モーメントを大きくすると、バックドア１の１次共振帯域においてリヤスポイラ２の振動波形がバックドア１の振動波形と逆位相になるように当該リヤスポイラ２の１次共振周波数を下げることができる。
【００２４】
なお、共振周波数は以下の数式で表すことができる。
【００２５】
【数１】
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ここで、ｆは共振周波数［Ｈｚ］、Ｉは慣性モーメント［ｋｇ・ｍ2］、Ｋはばね定数［Ｎｍ／ｒａd］である。なお、ばね定数Ｋはバックドア１をシールするために車体の後方開口部の周囲に装着されたウエザストリップ（図示せず。）のものである。
【００２６】
この数式から分かるように、慣性モーメントＩを大きくすることで共振周波数を下げることができる。
【００２７】
したがって、バックドア１の１次共振帯域に対応してリヤスポイラ２の慣性モーメントの大きさを調整して、図３（Ａ）に示すように、バックドア１の１次共振帯域においてリヤスポイラ２の振動波形をバックドア１の振動波形と逆位相にすると、図３（Ｂ）に示すように、バックドア１の振動をリヤスポイラ２の振動が打ち消すように作用することになることから車室内の容積変化が小さくなるので、ダイナミックダンパを使用することなく、而も空気整流により空気抵抗を減らす既存のリヤスポイラを流用して車室内のこもり音を低減させることができる。
【００２８】
なお、空気整流により空気抵抗を減らす既存のリヤスポイラを流用できるのは、本発明においてはリヤスポイラ２をバックドア１に取り付けるための取付位置だけを変更するだけなので、リヤスポイラ２の重量増を防ぐことができるからである。
【００２９】
また、リヤスポイラ２をバックドア１に取り付けるための取付点が、当該リヤスポイラ２の図心Ｃより車両前側に配置されているので、背景技術に記載した従来の車両後部構造よりもリヤスポイラ２の取付剛性が低下することになるが、このリヤスポイラ２は主目的が空気整流により空気抵抗を減らすためなので、特に問題はない。
【００３０】
また、複数の取付点のうち最も車両後側方向に配列されている取付点は締結部材で締結されているとよい。このように複数の取付点のうち車両後側方向に配列されている取付点を締結部材で締結する締結点にすることで、リヤスポイラ２をバックドア１に対して強固に締結固定することができるので、リヤスポイラ２の振動動作を安定化させることができる。したがって、リヤスポイラ２の慣性モーメントの大きさを精度よく調整することができるようになる。
【００３１】
このような締結部材は、リヤスポイラ２の前側部２１の取付点位置に設けられたナットと、バックドア１の上縁フレーム１３の取付点位置に設けられた取付用穴に挿通するボルトとから構成され、ボルトが、ワッシャ及び取付用穴を貫通し、リヤスポイラ２の前側部２１に設けられたナットに噛み合うことで、リヤスポイラ２をバックドア１の上縁フレーム１３に締結固定することができる。なお、ナット、取付用穴、ボルト、ワッシャは説明の便宜上、図示していない。
【００３２】
また、この締結部材による複数の取付点位置から車両前方側にも取付点を有している場合は、締結部材による複数の取付点のように強固に固定させなくてもよいので、その取付点には締結部材だけではなく、ワンタッチで固定することができるクリップも用いることができる。
【００３３】
さらに、最も車両後側方向に配列されている複数の取付点は、車幅方向に沿って実質的に一直線上に配列されているとよい。このように複数の取付点を車幅方向に沿って実質的に一直線上に配列することで、リヤスポイラ２を効率よく上下方向に振動させることができるようになる。なお、「実質的に一直線上に配列」とは、リヤスポイラ２を効率よく上下方向に振動させることができれば、必ずしも完全一致されていなくてもよいことを意味する。
【００３４】
また、車幅方向に沿って実質的に一直線上に配列されている取付点の位置は、リヤスポイラ２の最前側端と最後側端との間の図心Ｃを基準にしている。したがって、図１（Ｂ）に示すように、この図心Ｃより車両前側の範囲において、バックドア１に対する取付剛性が予め定められた基準より低下しないような範囲Ａｒ内に取付点が設定され、また、この範囲Ａｒ内における取付点の位置は、リヤスポイラ２の１次共振周波数の設定値により変動することになる。
【００３５】
さらに、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、リヤスポイラ２の図心Ｃより車両後側において、当該リヤスポイラ２と、リヤウィンドウ３やバックドア１のリヤウィンドウフレーム１１との間に、振動減衰部材５を設けているとよい。このように、リヤスポイラ２の図心Ｃより車両後側において、当該リヤスポイラ２と、リヤウィンドウ３やバックドア１のリヤウィンドウフレーム１１との間に、振動減衰部材５を設けることで、リヤスポイラ２の上下方向の振動を減衰させることができるので、リヤスポイラ２のばたつきを防ぐことができ、而も振動減衰部材５の減衰特性を変えるだけでリヤスポイラ２の１次共振周波数を任意の周波数に変更することができる。なお、振動減衰部材５は車幅方向においてバランスよく配列することで、リヤスポイラ２をバランスよく振動減衰させることができる。
【００３６】
次に、本発明の車両後部構造の振動伝達特性と、背景技術で説明したリヤスポイラが取り付けられたバックドアから成る車両後部構造の振動伝達特性とを比較しながら説明する。この振動伝達特性を比較するための振動伝達解析は、ＦＥＭ（有限要素法）による汎用解析プログラムをインストールしたパーソナルコンピュータを使用した。
【００３７】
背景技術で説明した車両後部構造による振動伝達解析結果を図４（Ａ）に示し、本発明の車両後部構造による振動伝達解析結果を図４（Ｂ）に示した。各図は、振動伝達特性を示すグラフで、上側のグラフは縦軸が位相（単位は、［ｄｅｇ］）、横軸が周波数（単位は、［Ｈｚ］）、下側のグラフは縦軸が振動レベル（単位は、［ｄＢ］）、横軸が周波数（単位は、［Ｈｚ］）であり、実線がリヤスポイラの振動波形、破線がバックドアの振動波形である。
【００３８】
背景技術で説明した車両後部構造による振動伝達解析結果は図４（Ａ）に示すように、両振動モードの連成効果によって、バックドアの１次共振帯域Ｓにおいて、リヤスポイラの振動波形における１次共振周波数ｆ１０とバックドアの振動波形における１次共振周波数ｆ２０とが同位相になることが確認できた。したがって、背景技術で説明した車両後部構造では、リヤスポイラがバックドアの振動を増幅させるように作用することになるので、車室内のこもり音を悪化させることがわかる。
【００３９】
一方、本発明の車両後部構造による振動伝達解析結果は図４（Ｂ）に示すように、両振動モードの連成効果によってリヤスポイラの振動波形における１次共振周波数ｆ１が下がることで、バックドアの１次共振帯域Ｓにおいてリヤスポイラの振動波形がバックドアの振動波形と逆位相になることが確認できた。したがって、本発明の車両後部構造では、バックドアの振動をリヤスポイラの振動が打ち消すように作用することになるので、車室内のこもり音を低減させることがわかる。
【００４０】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００４１】
１……バックドア
１１……リヤウィンドウフレーム
２……リヤスポイラ
３……リヤウィンドウ
Ｃ……図心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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