JP2003104246A - 車両の空気抵抗低減方法及び空気抵抗低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成により、車内スペースを低
減させずに車両の空気抵抗を低減できる車両の空気抵抗
低減装置を提供する。 【解決手段】 箱型車両11の上面12には、前部に板状の
低減部材13が取り付けられている。低減部材13は上面12
に対して垂直に取り付けられている。走行状態の箱型車
両11において、箱型車両11の前方から後方へ向かって相
対的に流れる空気流れが主流であり、この主流が流れる
領域が定常流れ領域16になっている。低減部材13は、箱
型車両11の通常の走行状態で箱型車両11の上方に生じる
定常流れ領域16と、箱型車両11の表面との間に生じる剥
離領域15中に位置する。低減部材13は、箱型車両11の表
面から剥離領域15に向かって延びるように、かつ定常流
れ領域16には達しないように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の空気抵抗低
減方法及び空気抵抗低減装置に係り、詳しくは、例えば
バス、電車、トラック、トラクター、トレーラー、バン
などの箱型状の車両に取り付ける際に好適な車両の空気
抵抗低減方法及び空気抵抗低減装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両には、走行時の車体の空気抵抗を低
減させるために、例えば車両前部を流線形にして、車両
前部において空気流れを剥離させないようにしたものが
ある。ところが、流線形にすると、車体の形状に制限が
加わり、車内スペースが低減されるため、車両によって
は車体を流線形にしにくいものがある。例えば、バス、
電車、トラックなどの場合、車内スペースの確保が優先
され、車両形状は箱型状であることが一般的になってい
る。

【０００３】図１４に示すように、バスや電車などの箱
型の車両９１の走行状態では、車両上面９２の前端部付
近で空気流れ（主流）が剥離して、車両上面９２の上に
は、流れの剥離領域９３が生じている。

【０００４】また、図１５に示すように、トラック９６
のように荷箱９７が運転室のルーフ９８より上方へ突出
している車両では、ルーフ９８の前端部付近で空気流れ
が剥離して、ルーフ９８の上に剥離領域９９が生じてい
る。また、空気流れは荷箱９７の前端部付近でも剥離し
ている。

【０００５】箱型状の車両には、車両の空気抵抗を低減
させるために、例えば、車両前面の縁部を曲面状に形成
しているものがある。また、トラックには、運転室のル
ーフに、エアデフレクター（導風板）を取り付けること
により、荷箱の前面に受ける空気流れ（主流）を、この
エアデフレクターで直接受けて、流れ方向を変化させる
ことにより、空気抵抗を低減させるものがある。エアデ
フレクターには、例えば流線形状になるように曲線形状
を備えたものがある。

【０００６】また、特開２０００−２３３７６７号公報
に示される車両のように、空気抵抗を低減するため、箱
型状の車両の前面に、この前面とほぼ同じ大きさの突出
部を形成したものもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、箱型状の車
両において、車両前面の縁部を曲面状に形成するのは手
間がかかる。また、縁部をいくら曲面状にしても完全な
流線形にできないため剥離が発生し抵抗になる。また、
エアデフレクターは空気流れ（主流）の力を直接受ける
ため、十分な取り付け強度を確保するように形成しなけ
ればならないという問題がある。また、大型になり重量
がかさみ且つ高価であるといった問題もある。また、曲
線形状を備えたエアデフレクターの形状は、複雑な形状
であるため、製作に手間がかかる。

【０００８】また、特開２０００−２３３７６７号公報
の車両では、突出部が箱型車両の前面とほぼ同じ比較的
大きな面積を有しているため、この突出部の形成や、車
両への取り付けに手間がかかるという問題がある。

【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、比較的簡単な構成により、車内
スペースを低減させずに車両の空気抵抗を低減できる車
両の空気抵抗低減方法及び空気抵抗低減装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、箱型状の車両における
前部において、又は荷箱の上面が運転室のルーフより高
いトラック等の車両の前記運転室付近において、前記車
両の走行状態における前記車両に対する空気流れの定常
流れ領域と車両表面との間に生じる剥離領域中に位置す
るとともに、前記車両表面から剥離領域に向かって延
び、かつ定常流れ領域には達しないように、車両の空気
抵抗の低減部材を配置することを要旨とする。

【００１１】この発明によれば、車両の前部における剥
離領域中、又はトラックなどの運転室のルーフにおける
剥離領域中に位置するように、所定位置に配置される低
減部材により、車両の空気抵抗が低減される。このた
め、車両の形状を変化させなくても、低減部材を剥離領
域中に配置するという比較的簡単な構成により、車内ス
ペースを低減させずに車両の空気抵抗を低減できる。こ
こで、流れの剥離領域とは、物体の表面付近の主流が物
体に沿って流れていない状態で、物体表面の近傍に生じ
る逆流域である。また、主流が流れる領域が定常流れ領
域である。定常流れ領域及び剥離領域は、例えば風洞実
験により各車両や車速に応じて求められる。低減部材
は、例えば各車両の通常の走行状態での車速に応じた剥
離領域中に少なくとも位置し、定常流れ領域には達しな
いように配置される。

【００１２】請求項２に記載の発明は、箱型状の車両に
おける前部において、前記車両の上面及び側面のうち少
なくとも一つの面の所定位置に、前記車両の所定の車速
での走行状態における前記車両に対する空気流れの定常
流れ領域と車両表面との間に生じる剥離領域中に位置す
るとともに、前記車両表面から剥離領域に向かって延
び、かつ定常流れ領域には達しないように、車両の空気
抵抗の低減部材を配置したことを要旨とする。

【００１３】この発明によれば、箱型状の車両の上面及
び側面のいずれかに配置される低減部材により、車両の
空気抵抗が低減される。このため、低減部材を車両の上
面及び側面のいずれかで、所定の車速に対応する剥離領
域中に位置して定常流れ領域には達しないように配置す
るという比較的簡単な構成により、車内スペースを低減
させずに車両の空気抵抗を低減できる。ここで、所定の
車速とは、例えば車両がバスである場合は、公道を通常
走るときの車速であり、例えば４０ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ
／ｈである。

【００１４】例えば、バスが公道を通常走るときの車
速、例えば４０ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈの場合の剥離領
域を測定し、車両の空気抵抗を最大限低減できる位置に
低減部材を配置する。その場合、車速が２０ｋｍ／ｈ程
度のときでは、速度によるその剥離領域の違いから、低
減部材の一部が定常流れ領域に達する場合がある。低減
部材を固定タイプとしたときには、このような現象が発
生する。しかし、どの環境で使用する割合が高いかによ
って、使用する割合が高い車速領域での車両の空気抵抗
の低減に最も効果のある低減部材の配置設定を優先させ
ることにより、固定タイプの低減部材でも、車両の空気
抵抗の低減に有効に使用できる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、荷箱の上面が運
転室のルーフより高いトラック等の車両の前記運転室付
近において、前記運転室のルーフの所定位置に、前記車
両の所定の車速での走行状態における前記車両に対する
空気流れの定常流れ領域と前記運転室のルーフとの間に
生じる剥離領域中に位置するとともに、前記運転室のル
ーフから剥離領域に向かって延び、かつ定常流れ領域に
は達しないように、車両の空気抵抗の低減部材を配置し
たことを要旨とする。

【００１６】この発明によれば、運転室のルーフに配置
される低減部材により、トラックの空気抵抗が低減され
る。このため、荷箱が運転室のルーフより高いという段
差部を有するトラックにおいても、所定の車速での剥離
領域中に位置するように低減部材を配置するという比較
的簡単な構成により、車内スペースを低減させずに空気
抵抗を低減できる。また、低減部材は剥離領域中に存在
し、定常流れ領域には達していないことにより、空気流
れによる力を直接受けないため、エアデフレクターなど
のように強度を確保する必要がなく、簡単な構成にする
ことができる。ここで、所定の車速とは、例えばトラッ
クが公道を通常走るときの車速であり、例えば４０ｋｍ
／ｈ〜５０ｋｍ／ｈである。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項２又は請
求項３に記載の発明において、前記低減部材は板状であ
って、前記車両表面に対して垂直に取り付けられている
ことを要旨とする。この発明によれば、板状の低減部材
を車両の上面及び側面のいずれかに対して垂直に取り付
けるという簡単な構成により、車両の空気抵抗を低減で
きる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項２又は請
求項３に記載の発明において、前記低減部材は板状であ
って、前記車両の斜め後方を向くように傾いて前記車両
表面に取り付けられていることを要旨とする。この発明
によれば、板状の低減部材を車両の上面及び側面のいず
れかに対して垂直に取り付ける場合に比べて、より効果
的に車両の空気抵抗を低減できる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求
項５のいずれか一項に記載の発明において、前記低減部
材は、前記車両の上面においては、前記車両の横幅より
短い所定距離だけ、前記車両の横方向に延びるように形
成されており、前記車両の側面においては、前記車両の
上下方向の距離より短い所定距離だけ、前記車両の上下
方向に延びるように形成されていることを要旨とする。

【００２０】この発明によれば、低減部材を上面及び側
面のそれぞれにおいて端から端まで延びるように形成す
る場合に比べて、より一層効果的に車両の空気抵抗を低
減できる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求
項６のいずれか一項に記載の発明において、前記低減部
材は、車速により変化する前記剥離領域の大きさに対応
して、常に前記剥離領域中に配置されるように調整可能
に形成されていることを要旨とする。

【００２２】この発明によれば、任意の車速に対応し
て、剥離領域中に常に低減部材が存在するように調整で
き、車速の変化に対応して車両の空気抵抗を低減しやす
くなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明す
る。

【００２４】図１は箱型車両の上面に低減部材を取り付
けた模式側面図を示す。図１に示すように、箱型車両１
１の上面１２には、低減部材１３が取り付けられてい
る。低減部材１３は板状に形成されており、上面１２に
対して垂直に取り付けられている。低減部材１３は、箱
型車両１１の前端から所定距離Ｌの位置において、箱型
車両１１における左右方向に延びるように取り付けられ
ている。また、低減部材１３は、上面１２からの高さが
所定高さＨになるように形成されている。

【００２５】箱型車両１１が走行状態のとき、箱型車両
１１に対しては、相対的に空気流れが箱型車両１１の前
方から後方へ向かって流れる状態になる。この空気流れ
（主流）は、箱型車両１１の上面１２の前端部付近で剥
離することにより、上面１２に沿うようには流れず、上
面１２の近傍には逆流域、即ち剥離領域が生じる。ま
た、主流が流れる領域が定常流れ領域になっている。剥
離領域の大きさは、箱型車両１１の車速に対応した大き
さになっており、剥離領域及び定常流れ領域は、風洞実
験により、箱型車両１１の大きさや車速に応じて求めら
れている。低減部材１３は、箱型車両１１の通常の走行
状態での車速に応じた状態で、定常流れ領域と箱型車両
１１の表面との間に生じる剥離領域中に位置し、箱型車
両１１の表面から剥離領域に向かって延び、かつ定常流
れ領域には達しないように、所定距離Ｌ及び所定高さＨ
が選択されて配置されている。ここで、箱型車両１１の
通常の走行状態での車速とは、例えば箱型車両１１がバ
スである場合、バスが高速道路ではない公道を走るとき
の車速であり、例えば４０ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈであ
る。

【００２６】箱型車両１１は、バス、電車などのいずれ
かであって、この実施形態ではバスである。次に、上記
のように構成された低減部材の作用について説明する。

【００２７】箱型車両１１が走行状態のとき、箱型車両
１１に対しては、図２に示すように、相対的に空気流れ
（主流）が箱型車両１１の前方から後方へ向かって流
れ、箱型車両１１の上面１２の前端部付近で剥離する。
この剥離により、上面１２の近傍には剥離領域１５が生
じ、また、主流が流れる領域が定常流れ領域１６になっ
ている。低減部材１３は、箱型車両１１の通常の走行状
態での車速に応じる風洞実験により求められた剥離領域
１５中に位置し、箱型車両１１の表面から剥離領域１５
に向かって延び、かつ定常流れ領域１６には達しない。
この低減部材１３の存在により、箱型車両１１に対する
空気抵抗が低減される。

【００２８】次に、本実施形態の実験例について説明す
る。図３は実験装置の模式斜視図を示す。図３に示すよ
うに、この実験装置には、箱型車両の模型２１が配置さ
れている。模型２１は、板上に配置されており、図示し
ない支持部により、前後方向に移動可能に支承されてい
る。模型２１の前方には、図示しない送風機が設けられ
ている。模型２１の後方には、支持部２２を介してロー
ドセル２３が配置されており、ロードセル２３には、模
型２１の後面から後方に延びる軸２４が取り付けられて
いる。ロードセル２３にはひずみゲージが内蔵されてお
り、軸２４を介して受ける荷重に対応する電圧を検出可
能になっている。このように、この実験装置は、送風機
からの風による模型２１についての空気抵抗を、ロード
セル２３によって検出可能になっている。

【００２９】この実験装置では、模型２１は直方体であ
って、前面及び後面が正方形になっている。模型２１の
長さは２００ｍｍで、前面及び後面の一辺は１００ｍｍ
に形成されており、前面の面積Ｓ＝１００ｍｍ×１００
ｍｍ＝０．０１ｍ²になっている。また、模型２１の下
面と、下方の板との間隔は３０ｍｍになっている。実験
では、送風機は風速１１．５ｍ／ｓの風を模型２１に送
風した。

【００３０】模型２１の空気抵抗Ｃは、ロードセル２３
によって得られる電圧値Ｅから、 Ｃ＝（０．２４６５Ｅ＋０．００１５）×９．８…式（１） によって得られる。

【００３１】また、空気抵抗を表すために一般的に用い
られる空気抵抗係数Ｃ_Dは、 Ｃ_D＝Ｃ／（１／２ρＶ²Ｓ）…式（２） によって求められる。

【００３２】この実験では、空気密度ρ＝１．２ｋｇ／
ｍ³、風速Ｖ＝１１．５ｍ／ｓ、前面の面積Ｓ＝０．０
１ｍ²として、 Ｃ_D＝Ｃ／（１／２×１．２×１１．５×１１．５×０．０１）…式（３） により、空気抵抗係数Ｃ_Dを計算した。

【００３３】上記のような構成の実験装置を用いて以下
のような実験を行った。 （実施例１）まず、実施例１では、図１及び図２に示す
低減部材１３と同様に、模型２１の上面２５において模
型２１の前面から距離Ｌの位置に、低減部材１３として
の板３１を模型２１における左右方向に延びるように取
り付けた。板３１は、上面２５からの高さがＨになって
いる。また、図３に示すように、模型２１における左側
面３２及び右側面にも、同様に、模型２１の前面から距
離Ｌの位置に、左側面３２及び右側面からの高さがＨに
なるようにそれぞれ板３１を取り付けた。このように、
模型２１の３面に板３１を取り付けた状態で実験を行
い、表１に示す結果を得た。

【００３４】

【表１】 表１に示すように、高さＨを８．５ｍｍにして、距離Ｌ
を３０ｍｍにした場合と４０ｍｍにした場合とで実験を
行い、それぞれ空気抵抗係数Ｃ_Dが０．８２６１、０．
８１９７であった。模型２１に板３１を取り付けずに、
模型２１だけで実験を行った場合のＣ_Dが０．９０６８
であったため、板３１を取り付けなかった場合に比べ
て、それぞれ８．９１％、９．６１％空気抵抗が低減さ
れた。このため、模型２１に対して剥離用域内に位置す
るように板３１を設けることにより、空気抵抗を低減可
能なことがわかった。

【００３５】（実施例２）実施例２では、図４に示すよ
うに、模型２１の前面と板３１との間に、板３１より低
い低減部材としての板４１を取り付けた。模型２１の前
面から板４１までの距離をＬ１、板４１の上面２５から
の高さをＨ１とし、模型２１の前面から板３１までの距
離をＬ２、板３１の上面２５からの高さをＨ２とした。
そして、模型２１の３面（上面及び左右側面）に板３
１，４１を取り付けた状態で実験を行い、表２に示す結
果を得た。

【００３６】

【表２】 表２に示すように、板３１に加えて板４１も取り付けた
方が、実施例１のように板３１だけの場合より、空気抵
抗をより低減でき、高さＨ１が４．５ｍｍで距離Ｌ１が
２０ｍｍ、高さＨ２が８．５ｍｍで距離Ｌ２が４０ｍｍ
の場合に、１０．７４％の抵抗低減率が得られた。ま
た、板３１と板４１の高さがともに４．５ｍｍの場合よ
り、板３１の高さが板４１より高い（Ｈ２＞Ｈ１）方が
抵抗低減率が大きくなった。

【００３７】（実施例３）実施例３では、図５に示すよ
うに、上面２５において、その前端から斜め後方へ向け
て延びるように低減部材としての斜板４５を取り付け、
上面２５から斜板４５の後端までの高さをＨとした。ま
た、斜板４５の後端には、上面２５と斜板４５の後端と
の間をふさぐように、斜め下方に延びて上面２５に当接
可能な、斜板４５より小さな斜板４６を配置した。斜板
４５は、前端から後端までの距離を４１ｍｍに形成した
ものを使用した。そして、模型２１の３面に斜板４５を
取り付けた状態で実験を行い、表３に示す結果を得た。

【００３８】

【表３】 表３に示すように、斜板４５によって、板３１，４１を
模型２１の面に対して垂直に取り付けた場合より抵抗を
一層低減でき、高さＨが１２ｍｍのときに２５．１３％
の抵抗低減率が得られた。

【００３９】（実施例４）実施例４では、図６に示すよ
うに、上面２５において、その前端から距離Ｌの位置
に、斜め後方に延びるように低減部材としての斜板５１
を取り付けた。そして、上面２５から斜板５１の後端ま
での高さをＨとした。

【００４０】斜板５１は、前端から後端までの距離が約
１５ｍｍになっている。そして、模型２１の３面に斜板
５１を取り付けた状態で実験を行い、表４に示す結果を
得た。

【００４１】

【表４】 表４に示すように、距離Ｌが５ｍｍで高さＨが１０ｍｍ
の場合、距離Ｌが１５ｍｍで高さＨが１１ｍｍの場合、
距離Ｌが２５ｍｍで高さＨが１３ｍｍの場合において、
ほぼ同様に、約２０％の抵抗低減率が得られた。このた
め、斜板５１は、模型２１の前端からの距離Ｌに関わら
ず、所定の抵抗低減率が得られることがわかった。

【００４２】また、斜板５１は、（実施例３）の斜板４
５より小さく、斜板５１が模型２１の前面ではなく、前
面から距離Ｌの位置に取り付けられている。さらに、斜
板５１と上面２５との間がふさがれずに開放されてお
り、斜板４５より簡単な構成になっている。このため、
斜板４５より簡単な構成の斜板５１でも、斜板４５とほ
ぼ同程度の抵抗低減率が得られることがわかった。

【００４３】（実施例５）実施例５では、図７に示すよ
うに、上面２５においては、斜板５１と同様の低減部材
としての斜板５３、５４を模型２１における前後方向に
並べて取り付けた構成になっている。模型２１の前面か
ら斜板５３までの距離をＬ１、斜板５３の後端の、上面
２５からの高さをＨ１とし、同様に、模型２１の前面か
ら斜板５４までの距離をＬ２、斜板５４の後端の、上面
２５からの高さをＨ２とした。前側の斜板５３は、前端
から後端までの距離が後側の斜板５４より小さくなって
いる。そして、模型２１の３面に斜板５３，５４を取り
付けた状態で実験を行い、表５に示す結果を得た。

【００４４】

【表５】 表５に示すように、斜板５３を、Ｌ１が５ｍｍ、Ｈ１が
１０ｍｍになるように取り付けた状態で、Ｌ２が２５ｍ
ｍでＨ２が１２ｍｍの場合、Ｌ２が３０ｍｍでＨ２が１
１ｍｍの場合、Ｌ２が３５ｍｍでＨ２が１１ｍｍの場合
において、ほぼ同様に約３０％の抵抗低減率が得られ
た。このため、斜板５３，５４を所定範囲で取り付ける
ことにより、模型２１の空気抵抗をより一層低減可能な
ことがわかった。

【００４５】（実施例６）実施例６では、模型２１と同
様の大きさで、直方体の前面の縁部を削って丸みをつけ
た模型を使用した。この模型は、前面と上面との境目部
分が、曲率半径が１ｍｍになるように丸みがつけられて
いる。また、前面と左右の側面との境目部分が、曲率半
径が５ｍｍになっている。以下では、便宜上、この模型
を模型Ｒ（１，５）と称する。

【００４６】そして、模型Ｒ（１，５）に、（実施例
１）と同様の板３１を、３面に取り付けた状態で実験を
行い、表６に示す結果を得た。以下では、板３１を取り
付けていない状態の模型２１に対する上記で使用してき
た抵抗低減率を第１低減率と称する。また、板３１を取
り付けていない状態の模型Ｒ（１，５）に対する抵抗低
減率を第２低減率と称する。

【００４７】

【表６】 表６に示すように、模型２１に丸みをつけた場合でも、
板３１を取り付けることにより、空気抵抗をさらに低減
可能なことがわかった。また、距離Ｌ＝４０ｍｍより、
３０ｍｍ、２０ｍｍと模型の前端に近づけて板３１を取
り付けたほうが、抵抗がより低減された。また、車両の
形状により剥離領域に応じた位置に板３１を取り付ける
ことで最適化されることがわかった。

【００４８】（実施例７）実施例７では、模型Ｒ（１，
５）に、（実施例３）と同様の斜板４５を上面にのみ取
り付けた状態、上面の斜板４５に加えて斜板４５と同様
の３１ｍｍの斜板を右側面に取り付けた状態、上面の斜
板４５に加えて、斜板４５と同様の３１ｍｍの斜板を左
右の両側面に取り付けた状態のそれぞれで実験を行っ
た。また、３１ｍｍの斜板の後端において、各側面から
の突出高さを、斜板４５の高さＨと別の値の突出高さＨ
Ｓにした。

【００４９】

【表７】 表７に示すように、この場合でも、丸みをつけた模型Ｒ
（１，５）に斜板４５を取り付けることにより、空気抵
抗をより一層低減可能なことがわかった。

【００５０】（実施例８）実施例８では、模型Ｒ（１，
５）に、（実施例５）と同様の斜板５３，５４を上面に
取り付けるとともに両側面には同様の斜板を一つだけ取
り付けた場合と、両側面にも２個斜板を取り付けた場合
とで実験を行った。また、模型Ｒ（１，５）の前面か
ら、側面の斜板の取り付け位置までの距離をＬＳにする
とともに、側面の斜板の後端において、各側面からの突
出高さをＨＳにして、上面の斜板の所定距離Ｌ及び所定
高さＨと別の値にした。

【００５１】

【表８】 表８に示すように、この場合でも、丸みをつけた模型に
斜板５３，５４を取り付けることにより、空気抵抗をよ
り一層低減可能なことがわかった。

【００５２】上記の実験により、以下のことが考えられ
る。低減部材が取り付けられていない場合、箱型車両１
１の空気抵抗Ｃは、空気の圧力によって箱型車両１１の
前面で受ける力Ａと、箱型車両１１の後面で受ける力Ｂ
との差（Ｃ＝Ａ−Ｂ）になっていると考えられる。

【００５３】剥離領域１５に低減部材１３が配置される
ことにより、逆流が抑制されて剥離領域１５が小さくな
る、即ち車両の形状により発生する剥離が制御されると
考えられる。このような剥離の制御により、低減部材１
３に対して前側の空気の圧力ｘより、低減部材１３に対
して後側の圧力ｙの方が大きくなることによって、低減
部材１３の前後で、箱型車両１１を前側に付勢する圧力
差ｚ（ｚ＝ｙ−ｘ）が発生すると考えられる。このた
め、低減部材１３を取り付けた場合の箱型車両１１の空
気抵抗Ｃ１は、空気の圧力によって箱型車両１１の前面
で受ける力Ａから箱型車両１１の後面で受ける力Ｂを引
いた値から、さらに圧力差ｚに起因する力Ｚを引いた値
（Ｃ１＝Ａ−Ｂ−Ｚ）になっていると考えられる。この
ように、低減部材１３の前後の圧力差ｚに起因する力Ｚ
を引いている分、低減部材１３を取り付けた場合の箱型
車両１１全体の空気抵抗Ｃ１は、車両の形状により発生
する剥離を制御することにより、低減部材１３がない場
合の空気抵抗Ｃ（Ｃ＝Ａ−Ｂ）より低減されると考えら
れる。

【００５４】この実施形態によれば、以下のような効果
を有する。 （１）箱型車両１１の上面１２及び側面のいずれかに、
箱型車両１１が走行状態での空気流れの剥離領域１５中
に位置し、定常流れ領域１６には達しないように配置さ
れた低減部材１３により、箱型車両１１の空気抵抗を低
減できる。このため、低減部材１３を箱型車両１１の上
面１２及び側面のいずれかに配置するという比較的簡単
な構成により、車内スペースを低減させずに箱型車両１
１の空気抵抗を低減でき、箱型車両１１の燃費効率を向
上できる。

【００５５】（２）低減部材１３を板状の部材にして、
箱型車両１１の上面１２及び側面のいずれかに対して垂
直に取り付けるという簡単な構成により、空気抵抗を低
減できる。

【００５６】（３）板状の低減部材１３を箱型車両１１
の上面及び側面のいずれかに対して垂直に取り付けるこ
とに限られず、箱型車両１１の斜め後方を向くように傾
いて取り付けても、空気抵抗を低減できる。また、傾け
て低減部材１３を取り付けたほうが、垂直に取り付けた
場合より効果的に空気抵抗を低減できる。

【００５７】（４）斜め後方に傾けて箱型車両１１に取
り付けた低減部材１３と、箱型車両１１の上面、側面と
の間をふさがずに開放した簡単な構成でも、効果的に空
気抵抗を低減できる。

【００５８】（５）低減部材１３を箱型車両１１の前後
方向に並べて複数個取り付けることにより、１個の場合
より一層効果的に空気抵抗を低減できる。 （第２の実施形態）次に、第２の実施形態を図８〜図１
１に従って説明する。この実施形態では、車両は荷箱が
取り付けられたトラックである。

【００５９】図８は第２の実施形態の模式側面図を示
す。図８に示すように、車両としてのトラック６１は、
運転室のルーフ６２より上方へ突出する荷箱６３を備え
ている。ルーフ６２には、低減部材６４が取り付けられ
ている。低減部材６４は板状であり、トラック６１の前
端面から所定距離Ｌの位置に、ルーフ６２からの高さが
所定高さＨになるように、ルーフ６２に対して垂直に取
り付けられている。低減部材６４は、ルーフ６２におけ
る左右方向に延びる距離が、ルーフ６２の左右方向の距
離より短い所定距離Ｗになるように形成されている。

【００６０】トラック６１が走行状態のとき、相対的に
トラック６１の前方から後方へ向かって流れる空気流れ
（主流）は、ルーフ６２の前端部付近で剥離して、ルー
フ６２に沿うようには流れず、ルーフ６２の近傍には逆
流域、即ち剥離領域が生じる。また、主流が流れる領域
が定常流れ領域になっている。

【００６１】剥離領域の大きさは、トラック６１の車速
に対応した大きさになっており、剥離領域及び定常流れ
領域は、風洞実験により、トラック６１の大きさや車速
に応じて求められる。低減部材６４は、トラック６１の
通常の走行状態での車速に応じた状態で、定常流れ領域
とルーフ６２との間に生じる剥離領域中に位置し、ルー
フ６２から剥離領域に向かって延び、かつ定常流れ領域
には達しないように、所定距離Ｌ及び所定高さＨが選択
されて配置されている。ここで、トラック６１の通常の
走行状態での車速とは、例えばトラック６１が高速道路
ではない公道を通常走るときの車速であり、例えば４０
ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈである。また、トラック６１が
高速道路を走るときの車速、例えば８０ｋｍ／ｈに対応
する剥離領域中に位置するように低減部材６４を配置し
てもよい。

【００６２】図９に示すように、トラック６１が走行状
態のとき、相対的に空気流れ（主流）がトラック６１の
前方から後方へ向かって流れ、運転室のルーフ６２の上
には、剥離領域６５が生じる。また、主流が流れる領域
が定常流れ領域６６になっている。また、空気流れ（主
流）は、荷箱６３の前端部付近でも剥離している。

【００６３】低減部材６４は、トラック６１の通常の走
行状態での車速に応じる風洞実験により求められた剥離
領域６５中に位置し、ルーフ６２から剥離領域６５に向
かって延び、かつ定常流れ領域６６には達しない。この
低減部材６４の存在により、トラック６１に対する空気
抵抗が低減される。

【００６４】この実施形態でも、第１の実施形態の場合
と同様のロードセル２３を使用して実験を行った。トラ
ック６１の模型６８は、荷箱６９の上面までの高さが１
５０ｍｍ、荷箱６９の横幅が１００ｍｍであり、模型６
８の正面への投影面積Ｓ＝１５０ｍｍ×１００ｍｍ＝
０．０１５ｍ²になっている。また、荷箱６９の上面
は、運転室のルーフ７０より３８ｍｍ高くなっている。
運転室の横幅は９０ｍｍ、運転室のルーフ７０の前後方
向の距離は８０ｍｍであり、荷箱６９の前後方向の距離
は２１０ｍｍになっている。

【００６５】このため、模型６８も、送風機からの風に
よる空気抵抗が、模型６８の後端に取り付けられた軸２
４を介してロードセル２３によって電圧値として検出さ
れ、空気抵抗係数Ｃ_Dが得られる。

【００６６】空気抵抗係数Ｃ_Dを計算する際は、模型６
８の正面への投影面積Ｓ＝０．０１５ｍ²として計算し
た。この実験でも、風速１１．５ｍ／ｓの風を送風機か
ら模型６８に送風した。

【００６７】（実施例９）実施例９では、図８に示す低
減部材６４と同様に、模型６８の運転室のルーフ７０に
おいて、模型６８の前面から距離Ｌの位置に、低減部材
としての板７１をルーフ７０に対して垂直に取り付け
た。この板７１は、ルーフ７０からの高さがＨになって
いる。そして、ルーフ７０にのみ板を取り付けた状態で
実験を行い、表９に示す結果を得た。抵抗低減率は、模
型６８に板７１を取り付けていない場合のＣ_D値に対す
る低減率を示す。

【００６８】

【表９】 表９に示すように、所定距離Ｌが３３ｍｍの位置に、板
７１を垂直に取り付けた場合、高さＨが１７ｍｍの状態
で、最も大きな１２．１４％の抵抗低減率を得た。この
抵抗低減率は、距離Ｌが４１．５ｍｍの位置に、板をも
う一枚垂直に取り付けて合計２枚の板を取り付けた場合
より大きかった。

【００６９】また、距離Ｌが４９ｍｍの場合、高さＨが
２１ｍｍの場合と２３ｍｍの場合とで、約１２．３％の
抵抗低減率を得た。このため、距離Ｌが３３ｍｍの場合
と、４９ｍｍの場合とで、ほぼ同じ抵抗低減率が得られ
た。

【００７０】（実施例１０）実施例１０では、図１０に
示すように、模型６８の運転室のルーフ７０において、
模型６８の前面から距離Ｌの位置に、低減部材としての
斜板７２を車両の斜め後方へ向けて取り付けた。この斜
板７２は、後端でのルーフ７０からの高さがＨになって
いる。また、斜板７２の前端から後端までの斜めの距離
をＴとして、斜板７２がルーフ７０における左右方向に
延びる距離をＷとした。ルーフ７０にのみ斜板を取り付
けた状態で実験を行い、表１０に示す結果を得た。

【００７１】

【表１０】 表１０に示すように、距離Ｌが２３ｍｍの位置に、距離
Ｔが３０ｍｍの板を、高さＨが２０ｍｍになるように取
り付けた場合、距離Ｗが運転室の横幅と同じ９０ｍｍの
場合より、運転室の横幅より短い７３ｍｍの方が抵抗低
減率を向上でき、１４．４２％の抵抗低減率を得た。ま
た、板が平板状である方が、上に凸になるように湾曲さ
せた場合より空気抵抗を低減できた。

【００７２】（実施例１１）実施例１１では、運転室の
ルーフ７０において、距離Ｌが２３ｍｍの位置に距離Ｔ
が３０ｍｍ、距離Ｗが７３ｍｍの板を高さＨが２０ｍｍ
になるように取り付けた状態で、運転室の両側面に、模
型６８の斜め後方へ向けて低減部材としての斜板７５を
取り付けた。斜板７５は、運転室の側面に対しての定常
流れ領域７６と運転室の側面との間に生じる剥離領域７
７中に位置し、運転室の側面から剥離領域７７に向かっ
て延び、かつ定常流れ領域７６には達しないように配置
されている。斜板７５は、前端から後端までの斜めの距
離がＴＳに形成されており、運転室の前面からの距離が
ＬＳの位置に、この斜板７５を、後端での側面からの突
出高さがＨＳになるように運転室の側面に取り付け、表
１１に示す結果を得た。

【００７３】

【表１１】 表１１に示すように、距離ＬＳが１５ｍｍの位置に、距
離ＴＳが３０ｍｍの斜板７５を取り付けた場合、突出高
さＨＳが６ｍｍの状態で１８．８０％の抵抗低減率を得
た。

【００７４】この実施形態によれば、前記第１の実施形
態の（２）〜（４）の効果の他に、次の効果を有する。 （６）荷箱６３が運転室のルーフ６２より高いという段
差部を有するトラック６１においても、ルーフ６２にお
いて、剥離領域６５中に位置して定常流れ領域６６には
達しないように所定位置に配置される比較的簡単な構成
の低減部材により、車内スペースを低減させずにトラッ
ク６１の空気抵抗を低減できる。そして、トラック６１
の燃費効率を向上できる。

【００７５】（７）低減部材６４は、剥離領域６５中に
存在していることにより空気流れによる力を直接受けな
いため、エアデフレクターなどのように強度を確保する
必要がなく、簡単な構成にすることができる。

【００７６】（８）低減部材６４は、運転室のルーフ６
２において、ルーフ６２の横幅より短い所定距離だけ、
トラック６１の横方向に延びるように形成されているこ
とにより、ルーフ６２の横幅と同じ距離に形成される場
合に比べて、より一層効果的に空気抵抗を低減できる。

【００７７】なお、実施形態は上記実施形態に限定され
るものではなく、例えば以下のように変更してもよい。 ・（実施例１）に示すように、板状の低減部材１３を、
箱型車両１１の上面１２及び側面の少なくとも一つの面
に、剥離領域中に位置するように距離Ｌや高さＨを選択
して取り付けてもよい。

【００７８】・低減部材１３は、箱型車両１１の上面１
２及び両側面の３面に取り付けられることに限られず、
上面にだけ取り付けてもよい。また、側面にだけ取り付
けてもよい。

【００７９】・箱型車両１１の上面１２に取り付ける低
減部材１３と、箱型車両１１の側面に取り付ける低減部
材１３とは、距離Ｌや高さＨを同じにすることに限られ
ず、異なるように取り付けてもよい。

【００８０】・（実施例２）に示すように、板３１，４
１と同様の低減部材を、箱型車両１１の上面１２及び側
面の少なくとも一つの面に複数取り付けてもよい。 ・（実施例３）に示すように、斜板４５と同様の低減部
材を、箱型車両１１の上面１２及び側面の少なくとも一
つの面に取り付けてもよい。

【００８１】・（実施例４）に示すように、斜板５１と
同様の低減部材を、箱型車両１１の上面１２及び側面の
少なくとも一つの面に取り付けてもよい。 ・（実施例５）に示すように、斜板５３，５４と同様の
低減部材を、箱型車両１１の上面１２及び側面の少なく
とも一つの面に複数取り付けてもよい。

【００８２】・（実施例６）〜（実施例８）に示すよう
に、箱型車両の前面の縁部を曲面状にして、板３１，４
１と同様の低減部材、斜板４５と同様の低減部材、斜板
５１，５３，５４と同様の低減部材を、それぞれ箱型車
両の上面１２及び側面の少なくとも一つの面に１個又は
複数取り付けてもよい。

【００８３】・（実施例１）〜（実施例８）に示すもの
と同様の低減部材を、トラック６１の荷箱６３の上面及
び側面の前部に取り付けてもよい。例えば図１２に示す
ように、荷箱６３の上面に、斜板５１と同様の低減部材
としての斜板８１を取り付け、荷箱６３の側面に、同様
の低減部材としての斜板８２を取り付けてもよい。斜板
８２は、荷箱６３の側面において、運転室のルーフ６２
より上の部分に対応する長さに形成して取り付けてもよ
い。

【００８４】・上記の場合、斜板８２は、荷箱６３の側
面において運転室のルーフ６２より上の部分にのみ取り
付けられることに限られず、荷箱６３の側面の下端から
上端まで延びる長さに形成して荷箱６３の側面に取り付
けてもよい。

【００８５】・（実施例１）〜（実施例８）に示すもの
と同様の低減部材は、車両の上面に取り付ける場合、箱
型車両１１の横幅と同じになるように箱型車両１１の横
方向に延びるように形成されることに限られない。例え
ば、箱型車両１１の横幅より短い所定距離だけ、箱型車
両１１の横方向に延びるように形成してもよい。また、
同様の低減部材を箱型車両１１の側面に取り付ける場
合、箱型車両１１の上下方向の距離と同じ距離になるよ
うに上下方向に延びるように形成されることに限られ
ず、例えば箱型車両１１の上下方向の距離より短い所定
距離に形成してもよい。

【００８６】・（実施例９）に示すように、板状の低減
部材６４を、トラック６１の運転室のルーフ６２に、剥
離領域中に位置するように距離Ｌや高さＨを選択して１
個又は複数取り付けてもよい。また、低減部材６４を運
転室の側面に取り付けてもよい。

【００８７】・（実施例１０）に示すように、斜板７２
と同様の低減部材を、トラック６１の運転室のルーフ６
２に、１個又は複数取り付けてもよい。 ・（実施例１１）に示すように、斜板７５と同様の低減
部材を、トラック６１の運転室の側面に、１個又は複数
取り付けてもよい。

【００８８】・低減部材は、車両に対する取り付け位置
や車両の表面からの高さが、車両に取り付けられた状態
で変化しないことに限られず、例えば車速により変化す
る剥離領域の大きさに対応して調整可能に形成してもよ
い。例えば、車両について、風洞実験により予め各車速
に対応した剥離領域をデータとして記憶装置に記憶させ
ておき、車速センサによって検知した車速に応じて、剥
離領域中で車両の空気抵抗の低減に最も効果的な位置に
低減部材を配置可能に形成する。例えば、低減部材を２
枚の板が相対的にスライドすることによって高さＨを調
整可能に形成し、ピストンによる駆動により２種類の高
さに調整可能に形成する。この場合、例えば、高速道路
用と、高速道路でない公道用とに対応させて、低減部材
の高さを調整できる。

【００８９】・上記の場合、低減部材は２種類の高さに
調整可能に形成されることに限られず、例えばモータの
駆動により、連続的に高さを調整可能に形成してもよ
い。この場合、任意の車速に対応して、剥離領域中に低
減部材が存在するように調整でき、連続的な車速の変化
に対応して車両の空気抵抗を低減しやすくなる。

【００９０】・箱型車両１１がバスである場合、低減部
材１３は、バスの車速が４０ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈの
ときの剥離領域中に位置するように配置されることに限
られず、他の車速に対応する剥離領域中に位置するよう
に配置してもよい。

【００９１】・トラック６１に取り付けられる低減部材
６４は、４０ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈや、８０ｋｍ／ｈ
に対応する剥離領域中に位置するように配置されること
に限られず、他の車速に対応する剥離領域中に位置する
ように配置してもよい。

【００９２】・上記の各場合に限らず、車両において剥
離が生じている場所であれば、板３１等の低減部材を配
置してもよい。例えば、図１３に示すように、乗用車８
６においても、形状やある速度においては、ボンネット
の前部や、運転室の屋根部の前部で剥離が発生する。こ
れらの場所に、風洞実験等で得られた剥離領域に応じ
て、車両表面に沿うように倒れた状態と、剥離領域に向
かって延びるように立った状態との間で可動に形成した
低減部材としての板８７を設置することにより、車両の
空気抵抗を下げることができる。この場合、箱型の車両
と違って、剥離が比較的小さいため、板８７の効果も小
さくなるが、少しでも車両の空気抵抗を下げることが可
能になる。

【００９３】上記各実施形態から把握できる技術的思想
について、以下に追記する。 （１） 請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載の発
明において、前記低減部材は、前記車両に複数取り付け
られている。

【００９４】（２） 請求項２〜請求項７及び（１）の
いずれか一つに記載の車両の空気抵抗低減装置を備える
箱型状の車両。

【００９５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
７に記載の発明によれば、比較的簡単な構成により、車
内スペースを低減させずに車両の空気抵抗を低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】箱型車両の上面に低減部材を取り付けた模式側
面図。

【図２】作用を示す模式要部側面図。

【図３】実験装置の模式斜視図。

【図４】別の低減部材を示す模式要部側面図。

【図５】別の低減部材を示す模式要部側面図。

【図６】別の低減部材を示す模式要部側面図。

【図７】別の低減部材を示す模式要部側面図。

【図８】第２の実施形態の模式側面図。

【図９】作用を示す模式要部側面図。

【図１０】別の低減部材を示す模式要部側面図。

【図１１】別の低減部材を示す模式要部平面図。

【図１２】別の低減部材を示す一部破断模式斜視図。

【図１３】別の低減部材を示す模式側面図。

【図１４】従来の箱型車両の一部破断模式側面図。

【図１５】従来のトラックの一部破断模式側面図。

【符号の説明】

１１…箱型車両、１２…上面、１３，６４…低減部材、
１５，６５，７７…剥離領域、１６，６６，７６…定常
流れ領域、３１，４１，７１…低減部材としての板、４
５，５１，５３，５４，７２，７５，８１，８２，８７
…低減部材としての斜板、６１…トラック、６２…運転
室のルーフ、６３…荷箱。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱型状の車両における前部において、又
   は荷箱の上面が運転室のルーフより高いトラック等の車
   両の前記運転室付近において、前記車両の走行状態にお
   ける前記車両に対する空気流れの定常流れ領域と車両表
   面との間に生じる剥離領域中に位置するとともに、前記
   車両表面から剥離領域に向かって延び、かつ定常流れ領
   域には達しないように、車両の空気抵抗の低減部材を配
   置することを特徴とする車両の空気抵抗低減方法。
2. 【請求項２】 箱型状の車両における前部において、前
   記車両の上面及び側面のうち少なくとも一つの面の所定
   位置に、前記車両の所定の車速での走行状態における前
   記車両に対する空気流れの定常流れ領域と車両表面との
   間に生じる剥離領域中に位置するとともに、前記車両表
   面から剥離領域に向かって延び、かつ定常流れ領域には
   達しないように、車両の空気抵抗の低減部材を配置した
   ことを特徴とする車両の空気抵抗低減装置。
3. 【請求項３】 荷箱の上面が運転室のルーフより高いト
   ラック等の車両の前記運転室付近において、前記運転室
   のルーフの所定位置に、前記車両の所定の車速での走行
   状態における前記車両に対する空気流れの定常流れ領域
   と前記運転室のルーフとの間に生じる剥離領域中に位置
   するとともに、前記運転室のルーフから剥離領域に向か
   って延び、かつ定常流れ領域には達しないように、車両
   の空気抵抗の低減部材を配置したことを特徴とする車両
   の空気抵抗低減装置。
4. 【請求項４】 前記低減部材は板状であって、前記車両
   表面に対して垂直に取り付けられていることを特徴とす
   る請求項２又は請求項３に記載の車両の空気抵抗低減装
   置。
5. 【請求項５】 前記低減部材は板状であって、前記車両
   の斜め後方を向くように傾いて前記車両表面に取り付け
   られていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記
   載の車両の空気抵抗低減装置。
6. 【請求項６】 前記低減部材は、前記車両の上面におい
   ては、前記車両の横幅より短い所定距離だけ、前記車両
   の横方向に延びるように形成されており、前記車両の側
   面においては、前記車両の上下方向の距離より短い所定
   距離だけ、前記車両の上下方向に延びるように形成され
   ていることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか
   一項に記載の車両の空気抵抗低減装置。
7. 【請求項７】 前記低減部材は、車速により変化する前
   記剥離領域の大きさに対応して、常に前記剥離領域中に
   配置されるように調整可能に形成されていることを特徴
   とする請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の車両
   の空気抵抗低減装置。