(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーフパネルと、このルーフパネルの側方で下方に接続する一対のサイドパネルと、前記ルーフパネル及びサイドパネルそれぞれの後方に接続するバックドア又はバックパネルとを有し、トランク室を持たない自動車の車体の後部構造であって、
前記ルーフパネルと前記バックドア又はバックパネルとの間の遷移域は、車体の前後方向へ伸びる中心線を含む鉛直仮想面で切断した断面において上方へ向けて凸状となった円弧部と、この円弧部の後方に接続する接線部とを有し、前記遷移域は車体の全幅にわたって同じ形状であり、前記円弧部の起点は前記車体の後部座席の後方に位置しかつ前記円弧部は１０ｍｍ以上の半径を有し、また前記接線部と水平面とのなす角度は１０°ないし２５°である、自動車の車体の後部構造。
【請求項２】
ルーフパネルと、このルーフパネルの側方で下方に接続する一対のサイドパネルと、前記ルーフパネル及びサイドパネルそれぞれの後方に接続するバックドア又はバックパネルとを有し、トランク室を持たない自動車の車体の後部構造であって、
前記各サイドパネルと前記バックドア又はバックパネルとの間の遷移域は、水平仮想面で切断した断面において幅方向の外方へ向けて凸状となった円弧部と、この円弧部の後方に接続する接線部とを有し、前記遷移域は車体の全高にわたって同じ形状であり、前記円弧部の起点は前記車体の後部座席の後方に位置しかつ前記円弧部は１０ｍｍ以上の半径を有し、また前記接線部と車体の前後方向へ伸びる中心線を含む鉛直仮想面に平行な面とのなす角度は１０°ないし２５°である、自動車の車体の後部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体の後部構造に関する。さらに詳しくは、ルーフパネルと、このルーフパネルの側方で下方に接続する一対のサイドパネルと、前記ルーフパネル及びサイドパネルそれぞれの後方に接続するバックドア又はバックパネルとを有し、トランク室を持たない、１ボックスカーや２ボックスカー、ワゴン車などと呼称される自動車の車体の後部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜視状態の図７に示すような、１ボックスカーや２ボックスカー、ワゴン車などと呼称される自動車は、ルーフパネル１０と、ルーフパネル１０の側方で下方に接続する一対のサイドパネル１２と、ルーフパネル１０及びサイドパネル１２それぞれの後方に接続するバックドア又はバックパネル１４とを有し、車体の後部が客室又は荷物室となっており、トランク室を持たない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
模式的に示した図８を参照すると、自動車の走行によって発生する空気流れ１６がルーフパネル１０とバックドア又はバックパネル１４との間の遷移点１８で剥離し、後方に渦２０を発生する。発生する渦２０は、剥離後の空気流れ１６の広がりが大きいほど多くなり、渦２０が多くなるにつれて自動車の抵抗係数CDが大きくなる。
【０００４】
ルーフパネル１０を実線のように、後方へ向けて下向き傾斜とした形状、いわば上下方向で絞り込んだ形状とすることにより、剥離後の上下方向での空気流れの広がりを抑えることができ、抵抗係数を小さくする効果があることが知られている。しかし、ルーフバネルを絞り込んだ形状とすると、車室又は荷物室２２の体積を狭める結果となる。
【０００５】
前述したのは、ルーフパネルとバックドア又はバックパネルとに関するが、サイドパネルとバックドア又はバックパネルとについても同様の問題がある。すなわち、サイドパネルが前方から後方へ向けて次第に幅方向の内方となるように、サイドパネルを幅方向で絞り込むことにより剥離後の幅方向での空気流れの広がりを抑えることができ、抵抗係数を小さくすることができるが、これによって車室又は荷物室の体積を狭める結果となる。
【０００６】
本発明は、車室又は荷物室の体積を実質的に狭めることなく、抵抗係数を小さくすることができる、自動車の車体の後部構造を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ルーフパネルと、このルーフパネルの側方で下方に接続する一対のサイドパネルと、前記ルーフパネル及びサイドパネルそれぞれの後方に接続するバックドア又はバックパネルとを有し、トランク室を持たない自動車の車体の後部構造である。
【０００８】
１つの発明では、前記ルーフパネルと前記バックドア又はバックパネルとの間の遷移域は、車体の前後方向へ伸びる中心線を含む鉛直仮想面で切断した断面において上方へ向けて凸状となった円弧部と、この円弧部の後方に接続する接線部とを有する。前記ルーフパネルと前記バックドア又はバックパネルとの間の遷移域は、実質的に車体の全幅にわたって同じ形状であり、前記円弧部の起点は前記車体の後部座席の後方に位置しかつ前記円弧部は１０ｍｍ以上の半径を有し、また前記接線部と水平面とのなす角度は１０°ないし２５°である。別の発明では、前記各サイドパネルと前記バックドア又はバックパネルとの間の遷移域は、水平仮想面で切断した断面において幅方向の外方へ向けて凸状となった円弧部と、この円弧部の後方に接続する接線部とを有する。前記各サイドパネルと前記バックドア又はバックパネルとの間の遷移域は、実質的に車体の全高にわたって同じ形状であり、前記円弧部の起点は前記車体の後部座席の後方に位置しかつ前記円弧部は１０ｍｍ以上の半径を有し、また前記接線部と車体の前後方向へ伸びる中心線を含む鉛直仮想面に平行な面とのなす角度は１０°ないし２５°である。
【０００９】
【作用及び効果】
１つの発明では、自動車の走行により発生したルーフパネルに沿う空気流れは、遷移域の円弧部に沿って下方へ曲がり、さらに接線部に沿って直進し、接線部の終端で剥離する。その結果、上下方向での空気流れの広がりが小さくなり、渦の発生を抑えて抵抗係数を小さくすることができる。また別の発明では、サイドパネルに沿う空気流れは、遷移域の円弧部に沿って幅方向の内方へ曲がり、さらに接線部に沿って直進し、接線部の終端で剥離する。その結果、幅方向での空気流れの広がりが小さくなり、渦の発生を抑えて抵抗係数を小さくすることができる。
【００１０】
遷移域が円弧部と、この円弧部の後方に接続する接線部とを有することから、ルーフパネル又はサイドパネルの絞り込みを行うことなく、抵抗係数を小さくすることができ、車室又は荷物室の体積減少は実質的に生じない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
車体の後部構造は、図７に示すように、ルーフパネル１０と、ルーフパネル１０の側方で下方に接続する一対のサイドパネル１２と、ルーフパネル１０及びサイドパネル１２それぞれの後方に接続するバックドア又はバックパネル１４とを有し、トランク室を持たない自動車の車体の後部構造である。ここで、バックドア又はバックパネル１４とは、車種によって、バックドアを設けたり、バックドアを設けることなくバックパネルを張り渡したりすることに基づく。本発明はバックドアを設けたものにも、バックドアを設けることなくバックパネルを張り渡したものにも適用できる。
【００１２】
ルーフパネル１０とバックドア又はバックパネル１４との間の遷移域３０は、模式的に示した図１及び図２を参照すると、車体の前後方向へ伸びる中心線を含む鉛直仮想面、つまり紙面で切断した断面において上方へ向けて凸状となった円弧部３２と、円弧部３２の後方に接続する接線部３４とを有する。
【００１３】
遷移域３０の円弧部３２は半径Ｒの円弧である。半径Ｒは大きいほど好ましく、車種によって意匠上許容できる半径を選定することができる。半径Ｒが10mm未満では、空気流れが円弧部３２に沿って下方へ曲がる現象が起こらないことが確認された。従って、半径Ｒは10mm以上に定めることが必要である。円弧部３２の起点３３は、起点３３における法線Ｐがルーフパネル１０と実質的に直交するように定めることができる。
【００１４】
遷移域３０の接線部３４は、円弧部３２に引いた接線である。その接線が水平面となす角度θが１０°ないし２５°となるように、円弧部３２の周方向長さとの関係で接線部３４を定める。角度θが１０°未満では、円弧部３２の周方向長さを十分に取ることができず、空気流れが円弧部３２に沿って下方へ曲がる現象の発生を期待できない。角度θが２５°より大きくなると、円弧部３２に沿っていた空気流れが接線部３４から剥離し、接線部３４を設けることの意義が失われる。
【００１５】
前記鉛直仮想面における遷移域３０の円弧部３２と接線部３４とを前述のように定め、この円弧部３２及び接線部３４が車体の幅方向へ、つまり図１の紙面に直交する方向へ接続するように、遷移域３０を形成する。遷移域３０の起点３３はルーフパネル１０に滑らかに接続するようにする。これに対して、遷移域３０の終点３５は、バックドア又はバックパネル１４に角度をもって接続することができる。
【００１６】
車体の後部構造はまた、各サイドパネル１２とバックドア又はバックパネル１４との間の遷移域が水平仮想面で切断した断面において幅方向の外方へ向けて凸状となった円弧部と、この円弧部の後方に接続する接線部とを有するものである
。
【００１７】
図7の１−１線方向に見た断面は図１となるが、図７の１′―１′方向に見た断面もまた図１と同じ断面となる。そこで、再び図１を参照すると、サイドパネル１２とバックドア又はバックパネル１４との間の遷移域３０は、水平仮想面、つまり図１の紙面で切断した断面において幅方向の外方へ向けて凸状となった円弧部３２と、円弧部３２の後方に接続する接線部３４とを有する。
【００１８】
次に本発明に係る車体の後部構造の作用及び効果について説明する。図３を参照すると、ルーフパネル５０とバックドア又はバックパネル５２との遷移域に傾斜部５４があるもの(同図のａ)、ルーフパネル５０とバックドア又はバックパネル５２との遷移域に円弧部５６があるもの(同図のｂ)、ルーフパネル５０とバックドア又はバックパネル５２との遷移域に円弧部５８と、接線部６０とがあるもの(同図のｃ)が模式的に示してある。傾斜部５４があるものでは、空気流れ６２は傾斜部の起点５５で剥離し、ルーフパネル５０のほぼ延長方向へ向くが、円弧部５６があると、空気流れ６４は円弧部５６に沿ってわずかに下方へ曲がり、円弧部中の点５７で剥離する。これに対して、円弧部５８と接線部６０とがあると、空気流れ６６は円弧部５８に沿って下方へ曲がり、さらに接線部６０に沿って進み、接線部６０の終点６１で剥離する。
【００１９】
図３から明らかであるようこ、遷移域に傾斜部５４が有っても、空気流れ６２を下方へ曲げることはできない。円弧部５６によれば空気流れ６４をわずかに下方へ曲げることができる。これに対して、円弧部５８と接線部６０とがあると、空気流れ６６をまず円弧部５８に沿って曲げさせ、さらに接線部６０に沿って進
めさせることができる。
【００２０】
空気流れは、空気流れが沿っている第１の面、図３に示したものでは水平のルーフパネル５０に対して大体２５°の角度をなす第２の面に入ると剥離する。そのため、円弧部５６が有っても、空気流れが円弧部５６に沿って進むうち、ある点における接線が水平面に対して２５°以上になる点５７で剥離してしまう。傾斜部５４の傾斜角度を２５°未満にすれば空気流れを傾斜部５４に沿って流れさせうることが期待できるが、実際には、ルーフパネル５０と傾斜部５４との遷移点５５が滑らかでないため、遷移点５５で剥離が生じ、円弧部５６を持つものと比べて、剥離後の空気流れ６２の下方への曲がりは少ないか、又はほとんど生じない。これに対して、本発明に係るように円弧部５８と、円弧部５８の後方に接続する接線部６０とがあるものでは、ルーフパネル５０から円弧部５８へ滑らかに接続しているため、空気流れ６６は円弧部５８に沿って下方へ曲がり、さらに円弧部５８から接線部６０へ滑らかに接続しており、接線部６０が水平面に対して１０°ないし２５°の角度範囲にあるため、空気流れ６６は接線部６０に沿って進むこととなる。
【００２１】
図４に示すように、ルーフバネル５０とバックドア又はバックパネル５２とを直接接続したもの（a）、ルーフパネル５０0とバックドア又はバックパネル５２とを半径Ｒ＝200mmの円弧部５６で接続したもの（b）、さらにルーフパネル５０とバックドア又はバックパネル５２とを半径Ｒ＝200mmの円弧部５８と、水平面に対して２０°の角度の接線部６０とで接続したもの（c）について同じ条件で試験した結果、それぞれ図５のＡ，Ｂ，Ｃの空気抵抗係数が得られた。Ｂの空気抵抗係数はＡのそれより小さく、またＣの空気抵抗係数はＢのそれより小さくなっている。次に、Ｂと同じ空気抵抗係数を絞り込みによって得るべく、図４の（a）のルーフパネル５０を絞り込んだところ、103mmの絞り込みによってＢと同じ値の空気抵抗係数Ｂ１が得られた。同様に、140mmの絞り込みによってＣと同じ値の空気抵抗係数Ｃ１が得られた。
【００２２】
図６のＤは、遷移域に半径Ｒ＝200mmの円弧部と、円弧部の後方に接続する接線部とを設けた場合、接線部が水平面となす角度θを変えて空気抵抗係数を測定した結果である。角度θが１０°ないし２５°の範囲では空気抵抗係数は概ね0.30より小さくなっている。これに対して、円弧部なしで接線部が水平面となす角度だけを変えたものＥ、すなわち図３の（a）における傾斜部５４の角度を変えたものでは、傾斜角度が１０°以上になると、空気抵抗係数は急激に高くなり、ほぼ一定値となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る自動車の車体の後部構造を模式的に示した側面拡大図で、図７の１−１線方向に見たものである。
【図２】  本発明に係る自動車の車体の後部構造を模式的に示した側面図で、図７の１−１線方向に見たものである。
【図３】  自動車の車体の後部構造の作用を定性的に示す模式図で、（a）及び（b）は比較の後部構造を示し、（c）は本発明に係る後部構造を示す。
【図４】  効果を確認するのに使用した自動車の車体の後部構造の模式図で、（a）及び（b）は比較の後部構造を示し、（c）は本発明に係る後部構造を示す。
【図５】  図４に示した車体の後部構造によって得られた空気抵抗係数CDを示すグラフである。
【図６】遷移域の円弧部に接続する接線部が水平面となす角度と、空気抵抗係数との相関を示すグラフである。
【図７】本発明に係る後部構造を適用できる自動車の車体を示す斜視図である。
【図８】従来の車体の後部構造を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１０，５０  ルーフパネル
１２  サイドパネル
１４，５２  バックドア又はバックパネル
３０  遷移域
３２，５８  円弧部
３４，６０  接線部
【図１】
0003800803.tif 000002
【図２】
0003800803.tif 000003
【図３】
0003800803.tif 000004
【図４】
0003800803.tif 000005
【図５】
0003800803.tif 000006
【図６】
0003800803.tif 000007
【図７】
0003800803.tif 000008
【図８】
0003800803.tif 000009