JP2019006285A

JP2019006285A - 乱気流整流化装置

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Publication number: JP2019006285A
Application number: JP2017124741A
Authority: JP
Inventors: 増山征男; Masao Masuyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: JP6295388B1

Abstract

【課題】車両の燃料消費量増大に伴う、大気汚染の問題と価格上昇に対する燃料の節約。車両走行時、後部に発生する乱気流、渦流の発生を抑制して走行抵抗を減少させ、燃費の向上を図る。【解決手段】車両が走行時、後部に乱気流、渦流が発生する。これらは負圧であり、車両後部の近傍に発生する乱気流、渦流を整流化する装置を着け、発生する負圧を減少させることにより走行抵抗を減じ、燃料消費の節減を図る。【選択図】図１

Description

自動車、車両等が走行時、乱気流、渦流が後部に発生する。これを整流化し、発生負圧を抑えて抵抗を減ずる。

本発明は車両の走行抵抗を減じ、燃料の節約向上に関する。従前、本発明と似た物があるが、これらは燃費低減が目的では無く、装置の下面に負圧を発生させ、上面に正圧を発生させて車体後部の浮上がりを防ぎ、高速走行を安定させるのが目的である。これに対し、本発明は装置の上面に乱流を発生させて揚力の発生を抑制するも、目的は走行時、後部に発生する乱気流や渦流を整流化して低減消滅を図って、車両後部に生じる負圧を抑制する事により走行抵抗を減ずる。

特願２０１５−２１８１０４
特願２０１４−２３０２００
特願２０１３−００１３１４
特願２０１１−０７９４７２
特願２０１０−２３２０１４
特願２００３−１４６７０６

自動車等が走行するとその最後部には乱気流が発生する。この乱気流、渦流を整流化することにより、負圧は減じられ、走行抵抗は減少し、低燃費化が実現する。乱気流、渦流による負圧発生の抑制を図る。

本発明の乱気流整流化装置は支持板を車両の進行方向の中心線に平行して車両の後部近傍に取付け、支持板の取付け位置の反対側に、短冊型の整流板を、その長手方向が車幅方向になるように取り付け、車両側の面を整流板内面とし、整流板の車両進行方向側の先端を整流板前縁とし、整流板前縁の反対側を整流板後縁とし、整流板前縁が整流板後縁より上側にあることを特徴とする。

本発明の乱気流整流化装置は前縁や整流板前縁に乱流発生突起を複数設け、整流板後縁に乱流整流化突起を複数設けることを特徴とする。

本発明の乱気流整流化装置は整流板の構造は断面視、整流板上面が凸状で下面が凹状の形状をなし、整流板後縁が上方へ反ったことを特徴とする。

本発明の乱気流整流化装置は整流板前縁や整流板後縁の近傍の何れか一方に短冊型の整流補助板を整流板に平行に、間隙を設けて外気吸入口として取付けることを特徴とする。

本発明の乱気流整流化装置は整流板前縁に、整流板及び整流補助板の取付け角度を変化させる風圧板を設けることを特徴とする。

本発明の乱気流整流化装置は車体下面に発生する乱気流、渦流を車体後端部から上方へ導く為、整流板の構造は断面視、整流板外面が凹状で下面が凸状の形状をなし、整流板前縁よりも整流板後縁が上方へ反ったことを特徴とする。

走行する車両の後部に発生する乱気流、渦流を整流化して、負圧を低減し、同時に車体諸処に発生する静電気を放電して帯電を防ぎ、燃料節約を向上させる。

本発明を装着する前の状態図を示す。本発明の請求項３に記す平板状の材料を用いた正面図と右側面図（後面図）を示す。図（ａ）は本発明の揚力打消板（１５）を着け、母体（１）との間に平板を湾曲させた整流板を取付けた参考図を示す。図（ｂ）は後ろから見た立体斜視図である。本発明の三角形状型の整流板（３）の取付状態図を示す。本発明の三角形状型の整流板（３）のと車幅方向の拡大断面図を示す。本発明の逆Ｌ字状型の整流板（３）の取付状態図と車幅方向の断面図を示す。（ａ）取付状態図、（ｂ）逆Ｌ字状型の整流板（３）の車幅方向の拡大断面図を示す。本発明の整流板（３）及び付属品の可変動作型の車幅方向の断面図を示す。本発明の整流板（３）及び付属品の可変動作型の上から見た平面図を示す。本発明の明細書００２１段に記す車高が高い車両への縦型整流板（５）の装着参考図である。後バンパー内に本発明の支持板（２）及び整流板（３）そして付属品を装着した参考図である。

本発明は、車両の後端部の所定の位置に直接後付けが可能であると同時に、この原理を車両本体の設計段階で組み込むことも出来、安価、製作を容易にした。
導電性を有する材料を用いて、流線型や平板状に成形された支持板（２）を車両の直進方向の中心線に平行して車両の後端部の近傍に取付ける。取付け角度は横風の影響を考慮し、垂直よりも車両の中心線側に倒れる様に傾斜させて取付ける、反対側も同様にして、必要数を取付ける。支持板（２）の直進方向側の先端を前縁（２Ａ）として上流側とし、反対側を後縁（２Ｂ）として下流側とし、その取付け位置を母体（１）とし、取付け位置の反対側、母体（１）から任意の距離を置いて導電性を有する短冊型の整流板（３）を、その長手方向が車幅方向になるように、面を相対させ、空気流に直交させて取付ける。導電性を有する材料を用い、支持板（２）の前縁（２Ａ）や整流板前縁（３Ａ）近傍に複数の乱流発生突起（６）を付け、乱流を発生させて揚力を打ち消し、併せて風切音も低減させ、支持板（２）の後縁（２Ｂ）や整流板後縁（３Ｂ）近傍に複数の乱流整流化突起（７）を設けて整流化を図る。更に諸処に発生する静電気を放電させ帯電を防ぐ。

整流板（３）の進行方向側の先端を整流板前縁（３Ａ）とし、整流板（３）の母体（１）側の面を整流板内面（３ＡＢ）とし、整流板内面（３ＡＢ）の下流側延長線上の後端を整流板後縁（３Ｂ）とし、整流板内面（３ＡＢ）の反対面を整流板外面（３ＡＡ）とし、その下流側延長線上の後端を整流板後端（３ＡＡＣ）とし、整流板後端（３ＡＡＣ）と整流板後縁（３Ｂ）との間に生じた面を整流板後端面（３ＡＢＤ）とし、車幅方向の整流板内面（３ＡＢ）を凸ませず、水平から見て整流板前縁（３Ａ）が整流板後縁（３Ｂ）より上側にあり、下がった整流板後縁（３Ｂ）により、走行時に母体（１）と整流板（３）の間を流れる空気流を地面に向けて車両後部に発生する乱気流や渦流を整流化する。乱流により捲揚げられる粉塵を整流化すえることにより後窓の防汚も出来る。

平板状の材料を整流板（３）に用いた場合、断面視はヘの字状になり、整流板後縁（３Ｂ）と整流板後端（３ＡＡＣ）は同一になる、この場合後端部近傍に乱流整流化突起（７）を複数設けるか、反角（３ＢＡ）を設けるか、何れか一方を設けて、乱流や揚力消去に対処する。

支持板（２）の前縁（２Ａ）や整流板前縁（３Ａ）に所定の形状をした乱流発生突起（６）を複数設け、後縁（２Ｂ）や整流板（３）中央中心線近傍から整流板後縁（３Ｂ）に三角状や涙的状突起か所定の形状をした乱流整流化突起（７）を複数設け、走行時に発生する揚力を、支持板（２）及び整流板（３）の前縁や近傍に設けられた複数の乱流発生突起（６）により乱流を発生させて揚力を打ち消し、然る後、支持板（２）や整流板（３）の後縁やその近傍に設けられた複数の乱流整流化突起（７）により整流化を図り、整流板外面（３ＡＡ）上に発生する負圧や乱流を消す。乱流整流化突起（７）の後縁や後縁（２Ｂ）そして整流板後縁（３Ｂ）を尖った鋭い鋸歯状にするか、又は導電性を有する材料で作られた放電線条索（１４）を後縁（２Ｂ）や整流板後縁（３Ｂ）等に複数個を取付け、車体に発生する静電気の放電を図り帯電を防ぐ。

整流板（３）の構造は平板状の材料を用いた場合、車幅方向の断面視が折曲がるか湾曲させるかして整流板外面（３ＡＡ）は凸状の形状をなし、整流板内面（３ＡＢ）は凹んでヘの字状をなし、整流板前縁（３Ａ）と整流板後縁（３Ｂ）を直線で結び、その角度が水平よりも整流板前縁（３Ａ）を高くし、整流板後縁（３Ｂ）を水平より低く下げて取付ける。又、断面視が平板や翼型を用いた場合、整流板後縁（３Ｂ）と整流板後端（３ＡＡＣ）は収束して一つになる。整流板後縁（３Ｂ）を上方へ適当な角度で跳ね上げて所定の反角（３ＢＡ）を与えて発生する揚力を消す。上記を車両の設計段階で組み込む。

整流板後端面（３ＡＢＤ）に制動灯（１１）や方向指示器（１２）を取付ける場合、整流板（３）の構造は車幅方向の断面を逆Ｌ字型や三角形型にし、整流板後端面（３ＡＢＤ）の面積を、必要分確保し、整流板外面（３ＡＡ）や整流板内面（３ＡＢ）から整流板後端面（３ＡＢＤ）に向かって複数の孔か所定の幅を有する間隙を貫通して設けて外気流入口（３Ｅ）とし、整流板外面（３ＡＡ）に設けた複数の孔にのみ外気流入鍔（３ＥＡ）を各入口の下流後端に設け、外気流入口（３Ｅ）を設けない場合は整流板外面（３ＡＡ）に適当な溝を設けるかして、整流板後端面（３ＢＤ）に発生する乱気流、渦流を打ち消す。更に負圧揚力を打ち消す為に整流板後端（３ＢＣ）を、整流板前縁（３Ａ）よりも高くし、整流板外面（３ＡＡ）の車幅方向の中心付近を凹ませて、上に働く負圧揚力の発生を防ぐ。車幅方向の断面を逆Ｌ字型や三角形型にして、整流板外面（３ＡＡ）を平滑にし、整流板前縁（３Ａ）と整流板後端（３ＡＡＣ）を水平にした場合は整流板後端（３ＡＡＣ）に反角（３ＢＡ）を与える。整流板後端面（３ＡＢＤ）には所定の位置に制動灯（１１）や方向指示器（１２）等を取付け、支持板（２）の任意所定の位置に受信触角（８）を取付ける。

整流板前縁（３Ａ）や整流板後縁（３Ｂ）の近傍の何れか一方に短冊型の整流補助板（３Ｃ）を整流板（３）に平行して、所定の間隙を設けて、この間隙を外気吸入口（３Ｄ）として可動するように取付ける。母体（１）と整流板（３）の間を流れる空気流の負圧を利用して整流板（３）と整流補助板（３Ｃ）の間の間隙である外気吸入口（３Ｄ）から空気を吸い込ませて整流板後縁（３Ｂ）からの空気流の排出量を増大させ乱気流、渦流を吹き飛ばす。

整流板（３）の前後に整流補助板（３Ｃ）を設け、整流板前縁（３Ａ）や整流板後縁（３Ｂ）の間に在る外気吸入口（３Ｄ）付近に丁番、可動部材（３ＣＡ）その他の可動部材で整流補助板（３Ｃ）と整流板（３）とを連結して夫々が所定の範囲内の角度で動作するように取付け、整流板前縁（３Ａ）か、更に上流に設けた整流補助板（３Ｃ）の上流側近傍に、車速に応じて動作するべく電気的に動作させる場合は速度計から信号を引き可逆電動機を作動させるか、機械的には風圧によって作動する風圧板（３ＣＡ）を設け、丁番やその他可動する部材（３ＣＡ）で連結された各整流補助板（３Ｃ）と整流板（３）とを風圧板（３ＣＡ）や可逆電動機により連結棒（３ＣＢ）を介して整流補助板（３Ｃ）の後端や整流板後縁（３Ｂ）を上下運動させ、整流板（３）及び整流補助板（３Ｃ）の取付け角度を水平方向に近づけ、所定の範囲内で変化させて空気抵抗を減ずる。

車体下面に発生する乱気流、渦流を車体後端部から上方へ導く為、導電性を有する材料を用いて作られた複数の支持板（２）と整流板（３）を、その長手方向が車幅方向になるように車両後端部のバンパー内に取付けるかバンパーそのものにする。その構造は断面視、整流板外面（３ＡＡ）が凹状で、整流板内面（３ＡＢ）は凸状の形状をなし、整流板前縁（３Ａ）よりも整流板後縁（３Ｂ）を上方へ反らせて水平位置より高くして設け、整流板前縁（３Ａ）やその近傍に複数の乱流発生突起（６）を設けて乱流を発生させ、然る後、支持板（２）や整流板（３）の後縁やその近傍に設けられた複数の乱流整流化突起（７）により整流化を図り、風切り音を消し、そして整流板内面（３ＡＢ）上に発生する負圧や乱流を消す。そして端部に反角（３ＢＡ）を与える。乱流整流化突起（７）の後縁や後縁（２Ｂ）そして整流板後縁（３Ｂ）を尖った鋭い鋸歯状にするか、又は放電線条索（１４）を支持板（２）や整流板（３）等に複数個を取付け、車体に発生する静電気の放電を図り帯電を防ぐ。又、逆に乱流発生突起（６）や乱流整流化突起（７）を設けず、整流板（２）を複数設けて負圧、揚力の発生を促進増強し、対地面吸引力を増強させる。車両走行時に発生する乱気流、渦流を、車体上部と下部の両方から整流化を図り、負圧抵抗を減じ燃費の効率を高める。

導電性を有する材料を用い、所定の形状を有する整流支持板（４）を車両の後端部の車高方向左右両側の所定の位置に横向きに、車両の直進方向に対して平行して必要数を取付け、その取付位置面の反対側に所定の距離を置いて、短冊型の縦型整流板（５）を、長手方向を車高方向に向けて、前縁よりも後縁を車両の中心線側寄せて取付け、車両の進行方向側を整流板上流部（４Ａ）とし、反対側の後縁部分を整流板下流部（４Ｂ）とし、縦型整流板（５）の車幅方向が折曲るか湾曲するかして長手方向の車両側面が凹んだ縦型整流板（５）を車両後部の線に沿うように、任意の迎角を与えて進入する空気を車両の後端部の中央に向かうように取付ける。整流板下流部（４Ｂ）には導電性に優れた放電線条索（１４）を複数設けるか、整流支持板（４）の後縁を適当な角度で鋸歯状にして発生する静電気を放電させ帯電を防ぐ。

図１に対する説明をする。本願を装備なしの状態で走る箱型車である。速度を増すと必然的に乱気流、渦流は増大する。

図２に対する説明をする。図（ａ）は本願、平板状の整流板（３）を箱型車に装備した左舷正面の断面状態図である。図（ｂ）は右側面図で、後側から見た取付け状態図である。支持板（２）を、横風の影響を軽減するべく車両中心線側へ傾斜させ、中心線を挟む２枚の支持板は垂直にして中心線に１枚を付けるより中心線を挟んで２枚着けて整流効果を高める。整流板前縁（３Ａ）に付けた乱流発生突起（６）は鋸歯状。針状型にし、整流板後縁（３Ｂ）に付けた乱流整流化突起（７）は三角形状型にした参考図である。

図３に対する説明をする。箱型自動車に装着した参考図である。図（ａ）は整流板（３）の上に揚力を打ち消す揚力除去板（１５）を取付け、母体（１）との間に整流板（３）を取付け、整流板前縁（３Ａ）より整流板後縁（３Ｂ）を低く、乱気流、渦流の整流化を図ると共に、揚力除去板（１５）により揚力を打ち消す参考図である。図（ａ）は正面断面図である。図（ｂ）は右側面後方から見た立体斜視図である。

図４について説明をする。三角形状型の整流板（３）の図である。車両への参考取付図である。正面断面を示す。

図５について説明をする。三角形状型の整流板（３）を車両へ取付けた参考図と車幅
方向を拡大断面図である。整流板外面（３ＡＡ）により揚力を打消し、整流板内面（３ＡＢ）と母体（１）の間を流れる空気流で乱気流、渦流の整流化を図り、整流板後端面（３ＡＢＤ）には制動灯（１１）や方向指示器（１２）等を着け、整流板外面（３ＡＡ）から貫通する所定の径を有する複数の孔か所定の間隙を設けるか、何れか一方を外気流入口（３Ｅ）として設け、外気流入口（３Ｅ）を孔にした場合、孔の入り口の後端部に外気流入鍔（３ＥＡ）を付ける。

図６について説明をする。図（ａ）は逆Ｌ字状型の整流板（３）をバス、箱型の車両に装備した真横から見た参考図である。図（ｂ）は逆Ｌ字型整流板（３）の車幅方向の断面図である。整流外面（３ＡＡ）から貫通する所定の径を有する複数の孔か所定の間隙を設けるか、何れか一方を外気流入口（３Ｅ）として設け、外気流入口（３Ｅ）を孔にした場合、孔の入り口の後端部に外気流入鍔（３ＥＡ）を付ける。更に整流板内面（３ＡＢ）の所定の位置から整流板後端面（３ＡＢＤ）に向かって貫通する複数の孔か所定の幅を有する間隙を設けるか、何れか一方を第二外気流入口（３Ｆ）として設ける。整流板前縁（３Ａ）に付けた乱流発生突起（６）は鋸歯状。針状型にした。整流板後端（３ＡＡＣ）近傍に付けた乱流整流化突起（７）は涙的状型にした参考図である。逆Ｌ字状型の整流板（３）を車両の後部が絶壁のように垂直に切り立ったバスや箱型車両への装備を推奨する。

図７について説明をする。上流から、平板を湾曲させた風圧板（１３）、整流補助板（３Ｃ）、整流板（３）、下流整流補助板（３Ｃ）が並び、以上３部材を以後３部材と称する。３部材の夫々が外気吸入口（３Ｄ）を挟んで丁番、可動部材（３ＣＡ）で連結され、各後端部は連結棒（３ＣＢ）を介して連結され、３部材の重心である中心可動点（３ＣＣ）を上流側へ若干偏芯させて取付け、常に下流側が下がるようにする。３部材を連結棒（３ＣＢ）と接続し、風圧板（１３）の前縁とを動作可能にして連結し、風圧板（１３）と上流整流補助板（３Ｃ）とを結ぶ連結棒（３ＣＢ）の所定の位置を車速に応じて調整が出来るように伸縮可能にしてバネ（３ＣＢＡ）を着け、無駄な動きや衝撃や遊び、過剰な力等を吸収させる。風圧板（１３）は風圧により動作し、その動きは連結棒（３ＣＢ）を介して整流補助板（３Ｃ）、整流板（３）、下流整流補助板（３Ｃ）を連動させて、取付け角度を変化させ、中速時の於ける装置の抵抗を減ずる。低速時には所定の位置まで垂れ下がり、中速時にはそれなりに上がり、高速時には更に上がり、外気吸入口（３Ｄ）は閉ざされる。

更に高速に対応させる為、左右にある支持板（２）の内側に第二支持板（１６）を夫々設け、３部材を連動させつつ、前記３部材の迎角（１７）を所定の範囲内で容易に変化させる為、支保板（１８）を車両の中心線を挟んで３部材の上に複数設けて取付け、支保板（１８）の仰角（１７）を変化動作させる為、風圧板（１３）の後端と第二連結棒（３ＣＢＢ）の前端を可動するように接続し、この近傍を伸縮可能にしてバネ（３ＣＢＡ）を付けて動作範囲を調整出来るようにする。第二連結棒（３ＣＢＢ）の後端は下流整流補助板（３Ｃ）の下面から中心可動点（３ＣＣ）に連結する。風圧板（１３）の後端が上昇することにより、下流の整流補助板（３Ｃ）と連結された支保板（１８）は中心軸（１８Ａ）を介して仰角を変化させる。

３部材の仰角変化を容易にする為に支保板（１８）の重心である中心軸（１８Ａ）の取付け位置を車幅方向中心より若干上流側へ偏芯させ、下流側が常に下がるようにする。下流整流補助板（３Ｃ）の下面から中心可動点（３ＣＣ）に連結する。この接続部分にバネ（３ＣＢＡ）を着け、第二連結棒（３ＣＢＢ）を伸縮可能にし、調整を車速に応じて出来るようにする。装置上面の空気抵抗を軽減する為に３部材や中心軸（１８Ａ）やその他を覆う流線型の覆い（１９）を被せる。終端部には反角（３ＢＡ）を付ける。横から見た正面断面図である。

図８について説明をする。上から見た平面図である。００２８段、００２９段、００３０段は機械的動作の参考図である。電気的動作は速度計やピトー管から信号を受け、増幅し、可逆電動機を動作させて各部材を動かす。最下流の整流補助板（３Ｃ）の後端近傍に付けた乱流整流化突起（７）は涙的状型にした参考図である。

図９について説明をする。車高が高いバスや箱型車両の後部に図２から図６迄の装置では構造的に能力不足であり、効果は期待薄である。故に車高方向、後部両舷左右に各々に図２の改良型を取付け、一層の乱気流、渦流の整流化を図る。図（ａ）は直上から見た取付け参考の平面図である。整流補助板（３Ｃ）を装着した参考図である。図（ｂ）は左舷前方から見た立体斜視図である。

図１０について説明する。車体下面に発生する乱気流、渦流を車体後端部から上方へ導く為、導電性を有する材料を用いて作られた複数の支持板（２）と整流板（３）を、その長手方向が車幅方向になるように後端部のバンパー内に取付ける。図ａは左舷後方から見た立体図である。図ｂは車幅方向の断面図である。

自動車、車両その他の移動体に利用される。

１母体
２支持板
２Ａ前縁
２Ｂ後縁
３整流板
３Ａ整流板前縁
３ＡＡ整流板外面
３ＡＡＣ整流板後端
３ＡＢ整流板内面
３Ｂ整流板後縁
３ＡＢＤ整流板後端面
３ＢＡ反角
３Ｃ整流板補助板
３ＣＡ丁番、可動部材
３ＣＢ連結棒
３ＣＢＡバネ
３ＣＢＢ第二連結棒
３ＣＣ中心可動点
３Ｄ外気吸入口
３Ｅ外気流入口
３ＥＡ外気流入鍔
３Ｆ第二外気流入口
４整流支持板
４Ａ整流板上流部
４Ｂ整流板下流部
５縦型整流板
６乱流発生突起
７乱流整流化突起
８受信触角
１１制動灯
１２方向指示器
１３風圧板
１４放電線条索
１５揚力除去板
１６第二支持板
１７仰角
１８支保板
１８Ａ中心軸
１９覆い

Claims

支持板を車両の進行方向の中心線に平行して車両の後部近傍に取付け、支持板の取付け位置の反対側に、短冊型の整流板を、その長手方向が車幅方向になるように取付け、車両側の面を整流板内面とし、整流板の車両進行方向側の先端を整流板前縁とし、整流板前縁の反対側を整流板後縁とし、整流板前縁が整流板後縁より上側にあることを特徴とする乱気流整流化装置。
前縁や整流板前縁に乱流発生突起を複数設け、整流板後縁に乱流整流化突起を複数設けることを特徴とする請求項１に記載の乱気流整流化装置。
整流板の構造は断面視、整流板上面が凸状で下面が凹状の形状をなし、整流板後縁が上方へ反ったことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乱気流整流化装置。
整流板前縁や整流板後縁の近傍の何れか一方に短冊型の整流補助板を整流板に平行に、間隙を設けて外気吸入口として取付けることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の乱気流整流化装置。
整流板前縁に、整流板及び整流補助板の取付け角度を変化させる風圧板を設けることを特徴とする請求項４に記載の乱気流整流化装置。
車体下面に発生する乱気流、渦流を車体後端部から上方へ導く為、整流板の構造は断面視、整流板外面が凹状で下面が凸状の形状をなし、整流板前縁よりも整流板後縁が上方へ反らせ、車体の後バンパーに取付けられることを特徴とする乱気流整流化装置。