JP3591094B2 - 空気抵抗低減装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気抵抗低減装置に係り、特に、トラック等の車両に適用されて、その荷台前面に受ける空気の抵抗を低減する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、図１０を用いて、上記装置を有しない通常のトラックにおける、走行中の空気の流れについて説明する。なお、ここで例示するトラックは、キャブの後方に箱（バン）型荷台を備え、その荷台がキャブルーフより高い位置に突出するタイプのものである。
【０００３】
キャブａ前面に当たってルーフｂ上にはね上げられた空気流ｆ１ は、そのルーフｂ上にて渦ｒ１ を発生させる。他方、渦ｒ１ の上方の流れｆ１ は荷台ｃの前面部ｄに衝突する。そしてこの衝突した流れｆ１ は、衝突部ｅにてせき止められて流速がゼロとなり、流速による速度エネルギの圧力エネルギへの変換により、衝突部ｅ付近に高圧を発生させる。この高圧は、トラックｇの走行方向と反対方向の抗力を発生させ、この抗力が空気抵抗の大きな要因となる。
【０００４】
衝突部ｅにてせき止められた流れｆ１ と、さらにその上方の流れｆ２ とは、荷台前面部ｄの上端縁ｈで剥離して荷台ｃ上で剥離渦ｒ２ を生じさせる。この剥離渦ｒ２ に基づく剥離域の遅い流れは、後流中では流体の運動量の欠損として観測され、結果としてトラックｇに対し抵抗として作用することになる。つまり、運動量保存の法則より、流体の単位時間当りの運動量変化は、その流体が受ける力に等しく、トラックｇは流体即ち空気流ｆ１ ，ｆ２ の運動量を減小させた分、その空気流ｆ１ ，ｆ２ に力を加え、加えた力の反作用として抵抗力を受けることになる。
【０００５】
このようなトラックの荷台が受ける空気抵抗を低減するための従来装置を以下に示す。
【０００６】
図１１に示すのはエアディフレクタ（以下エアデフという）ｉと称されるもので、これはルーフｂ前端縁と荷台前面部上端縁ｈとを結ぶ傾斜面ｊを有した、キャブルーフｂ上に設けられる略三角箱状のものである。エアデフｉは、その外形形状が略流線形に仕上げられて流れを整流し、流れの淀み点となる上記衝突部ｅの高圧発生と、荷台ｃ上の剥離に基づく後流中運動量欠損による抵抗の発生とを防止するようになっている。
【０００７】
また、図１２に示すのはフェンスｋと称され、これは平板ｌ１ ，ｌ２ を水平及び垂直に井桁状に組んで荷台前面部ｄに装着するものである。これにおいては、図１５に示すように、荷台前方から対向してくる流れｆ３ の一部が、水平平板ｌ１ の前端縁で剥離して荷台前面部ｄとの間で渦ｒ３ を生じさせる。そしてこの渦ｒ３ は負圧を発生させ、つまりトラックｇの走行方向に向かう圧力を発生させて上記衝突部ｅでの高圧発生を防止する。一方、渦ｒ３ の上を通過する流れｆ３ は荷台上面部ｍに沿う流れとなり、これによって上記剥離の発生も減少させ、抵抗を低減できる。このような整流効果は、荷台ｃ側部においても上下に延びた垂直平板ｌ２ によって同様に起こる。なお、このフェンスに関連する従来の報告としては、ＳＡＥ ｐａｐｅｒ ９３１８９３、実開昭６２−１８４０９２ 号公報及び特開昭６０−１１０５７５ 号公報がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来装置には以下のような欠点がある。
【０００９】
（１）エアデフ
▲１▼大型で重量がかさみ、且つ高価である。
【００１０】
▲２▼荷台側部での整流効果を期待できない。
【００１１】
図１３に示すように、通常の小型・中型トラックでは、キャブａのルーフｂがフロア側に比べ幅狭になっており、エアデフｉの幅ｗ１ は、そのルーフの幅ｗ２ を超えることが法規制上許されていない。ルーフの幅ｗ２ は荷台の幅ｗ３ に比べかなり小さいため、エアデフｉの側方には比較的大きい空間が存在し、この空間がエアデフｉのない状態を作って空気流の衝突や渦の発生を起こさせる。
【００１２】
▲３▼荷台の高さが高い場合、エアデフの装着が実質上不可能となる。
【００１３】
これは、荷台上面部の高さ位置がキャブルーフの高さ位置よりもかなり高い場合に生ずる問題で、キャブルーフの前端と荷台前面部上端とを結ぶようにエアデフを形成しようとすれば、エアデフを縦長な巨大なものとせざるを得ず、上記▲１▼の欠点を増長しかねない。これに対し、図１４（ａ）に示すように、エアデフｉの大きさを、荷台前面部上端ｈに届かない大きさで済まそうとすれば、荷台前面部ｄにエアデフｉで覆われない部分ができてしまい、その効果をあまり期待できない。また、図１４（ｂ）に示すように、仮にエアデフｉを巨大としても、その上端部付近で傾斜面ｊの曲りがきつくなって荷台上面部で剥離域（剥離渦ｒ２ ）ができ易くなる問題が生ずる。
【００１４】
▲４▼車種に応じて寸法を最適化した、複数のバリエーションを用意することは実際上困難である。なお、荷台の高さに応じて傾斜面角度を調節できるものもあるが、構造が複雑で高価となる。
【００１５】
（２）フェンス
フェンスはエアデフの上記欠点をある程度緩和するもので、即ち平板のみで構成されるため小型・軽量且つ安価であり、垂直平板で荷台側部での整流効果を発揮すると共に、荷台の高さによらず装着でき、平板の長さを調節するだけで広汎な車種に対応できるといったメリットがある。そしてフェンスは、局所的な流れの方向を変化させるため、荷台の高さによらない整流効果を発揮することができる。
【００１６】
しかしながら、以下のような欠点も存在する。
【００１７】
▲１▼図１５に示すように、水平平板ｌ１ の下側に淀み点としての衝突部ｓができてしまい、高圧が発生する。
【００１８】
▲２▼荷台上面部ｍに剥離域ｔがやや残る。
【００１９】
▲３▼水平平板ｌ１ の上側にくる流れｆ３ は、流れの平均水平傾角が非定常に変化し、即ちｆ４ とｆ５ の状態を交互に非定常にとるため水平平板ｌ１ に一定角度で流れを与えられないので、効果も低減する。（以上、▲１▼，▲２▼は垂直平板についても言えることである）
これらの理由から、フェンスの場合、空気抵抗低減効果が最適形状のエアデフに比べ２０〜３０％劣ることが、模型又は実車による風洞実験、及び実走試験結果等から確認されている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、荷台と、該荷台の前方に離隔して設けられ、上記荷台の上面より高さ位置の低い上面を有するキャブと、上記荷台の前面上部に前方に突出して設けられ、上記キャブから離隔された架装物とを有する車両にて、それら荷台前面及び架装物前面に受ける空気の抵抗を低減する装置において、上記架装物の前端部且つ上端部のコーナー部に凹部を形成し、該凹部を、上記架装物の上面から所定距離だけ下方に延びる前面形成部と、該前面形成部の延出端から前方に延出する延出部と、該延出部の前端に形成され所定角度だけ下方に屈折された屈折部とから構成し、上記キャブの上面前部であって、上記屈折部から離隔したその屈折部の前方下部の位置に、上記屈折部に空気を導く導風板を設けたものである。
【００２３】
この構成は、特に荷台前面に架装物が設けられた車両に適用される。延出部と屈折部とは、キャブに設けられた導風板とともに空気抵抗を効果的に低減する。特に、延出部と屈折部とからなる凹部は架装物に一体的に形成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１は、本発明に係る空気抵抗低減装置が装備されたバン型トラックを示す斜視図である（トレーラートラクタにおいても同様である）。
【００２６】
図示するように、トラック１は、キャブ２の後方に箱（バン）型荷台３を有し、荷台３は、トラック即ち車両長手方向に長い直方体形状とされている。荷台３は所定の幅Ｗ３ を有し、その幅Ｗ３ はキャブルーフ（屋根）２ａの幅Ｗ２ より大きい。荷台３の上面部３ａの高さ位置Ｈ３ は、キャブ２のルーフ（屋根）２ａの高さ位置Ｈ２ より高い位置に設定されている。これによって荷台３は、キャブルーフ２ａよりも高い位置に突出するようになり、キャブ２は、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄから下方乃至高さ中心側に隔てられた位置にて前方に突出するようになる。
【００２７】
キャブ２のルーフ２ａ上で且つ荷台前面部３ｂの前方の空間には本発明に係る空気抵抗低減装置４が配置されている。空気抵抗低減装置４は、荷台前面部３ｂから前方に延出された第１の導風板５と、キャブルーフ２ａから斜め後方に起立された第２の導風板６とから主に構成される。
【００２８】
第１の導風板５は、金属、樹脂或いはプラスチック等の矩形平板を折曲成形して一体的に形成される。第１の導風板５は、荷台前面部３ｂの上端近くに取り付けられると共に荷台３の幅方向に沿ってその全長に亘り延出され、その後端部が荷台前面部３ｂに重ねて取り付けられて取付部５ａを形成する。図２にも示すように、取付部５ａからは前方に向けて略直角の角度で折曲げられ、これにより取付部５ａに連続する略水平部５ｂが一体的に形成される。略水平部５ｂより前方の部分は斜め下方に所定の角度で折曲げられ、これにより略水平部５ｂに連続する屈折部５ｃが一体的に形成されることになる。これら取付部５ａ、略水平部５ｂ及び屈折部５ｃの前後長乃至前後幅は荷台幅方向に沿って一定である。
【００２９】
第２の導風板６も前記同様、金属、樹脂或いはプラスチック等の矩形平板により一体的に形成される。そして第２の導風板６は、キャブルーフ２ａの前端縁２ｂに沿って接続されると共にその全幅に亘り延出され、その前後長乃至前後幅はキャブルーフ２ａの幅方向に沿って一定である。
【００３０】
ここで、これら第１の導風板５及び第２の導風板６の各寸法の決定方法について説明する。なおここでは、図２に示すトラック１の側面図を参照されたい。
【００３１】
▲１▼ キャブルーフ２ａの前端縁２ｂと荷台前面部３ｂの上端縁３ｄとに接する（つまり各コーナーに接する）仮想線Ｌｓを考える。
【００３２】
▲２▼ キャブルーフ２ａの前端縁２ｂと荷台前面部３ｂとの間の距離をＬとして、第１の導風板５の略水平部５ｂの前後長Ｌ１ を次式により定める。
【００３３】
０．１５Ｌ≦Ｌ１ ≦０．２５Ｌ …（１）
▲３▼ 仮想線Ｌｓ上に一端Ｐ１ を有し、荷台前面部３ｂ上に他端Ｐ２ を有する水平仮想線ＬＨ を仮定し、このＬＨ の長さが（１） 式によるＬ１ の長さと等しくなるよう、Ｐ２ の位置を決定する。そしてこのＰ２ の位置を、略水平部５ｂの後端の位置とする。なおこのときのＰ２ と荷台前面部３ｂの上端縁３ｄとの距離をｈとする。
【００３４】
▲４▼ ＬＨ に対する略水平部５ｂの傾斜角αを、図３に示すＬ１ との関係から定める。
【００３５】
▲５▼ 次に、屈折部５ｃの前後長Ｌ２ を次式の通りとする。
【００３６】
Ｌ２ ＝０．２Ｌ …（２）
▲６▼ 屈折部５ｃの略水平部５ｂに対する傾斜角βを次式の通りとする。
【００３７】
４０≦β≦５０（°） …（３）
▲７▼ さらに、第２の導風板６の前後長Ｌ３ を次式により定める。ここでＨは、キャブルーフ２ａと荷台上面部３ａとの間の高さ方向の距離である。
【００３８】
Ｓ＝√（Ｌ２ ＋Ｈ２ ）
０．２５Ｓ≦Ｌ３ ≦０．３Ｓ …（４）
▲８▼ 第２の導風板６のＬｓに対する傾斜角δを以下の通りとする。
【００３９】
５≦δ≦９（°） …（５）
以上の結果は風洞実験等により得られたもので、これらに基づき第１の導風板５及び第２の導風板６の各寸法を決定することで、各パラメータの変動にそれ程影響を受けない、常に安定した一定の効果を得ることができる。
【００４０】
こうして、第１の導風板５においては、略水平部５ｂが、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄから高さ中心側にｈだけ隔てられた位置で前方に延出され、屈折部５ｃが、略水平部５ｂの前端にて所定角度βだけ高さ中心側に屈折されるようになる。そして第２の導風板６は、キャブルーフ２ａの前端縁２ｂにて、屈折部５ｃの斜め下前方で斜め上後方に起立されるようになる。
【００４１】
次に図４は、第１の導風板５の荷台前面部３ｂへの取付方法を示す図で、第１の導風板５の取付部５ａには、荷台幅方向に沿った所定間隔でスタッドボルト１１が取り付けられている。またスタッドボルト１１の位置に対応して、荷台前面部３ｂにはボルト挿通孔７が設けられる。スタッドボルト１１は、外側パッキン８を介してボルト挿通孔７に荷台３外側から差し込まれ、荷台３内側から内側パッキン９を介してナット１０が締め込まれることで、第１の導風板５を固定する。
【００４２】
また図５は第２の導風板６の取付方法を示す図で、ここで第２の導風板６はキャブルーフ２ａに取付部材１２を介して取り付けられるようになっている。取付部材１２はその基端部に、車両長手方向に延出する挟持部１２ａを有する。挟持部１２ａの断面は二股状に形成され、その内面はキャブルーフ２ａの側端縁部２ｃに適合する形状とされる。そして挟持部１２ａは、キャブルーフ２ａの側端縁部２ｃ即ちレインガターを外側から挟持し、複数のボルト１３で上下から固定されることになる。挟持部１２ａには、キャブルーフ２ａ上を幅中心側に延出して上方に延びる延出部１２ｂが接続され、さらに延出部１２ｂの先端乃至上端部には第２の導風板６を実質的に取り付ける取付部１２ｃが形成される。取付部１２ｃは第２の導風板６を前述の角度で傾斜させるよう傾けられている。そして取付部１２ｃの孔１２ｄには下方からボルト１４が挿通され、ボルト１４は第２の導風板６の裏面部の厚肉部６ａに形成されたネジ付穴６ｂに締め込まれて第２の導風板６を固定する。なお仮想線でドア１５を示す。
【００４３】
次にかかる装置４による空気の流れについて説明する。
【００４４】
図６に示すように、キャブ２前面に当ってはね上げられた空気流Ｆ１ は、そのまま第２の導風板６に案内されて且つそれに沿って流れるようになる。そしてその空気流Ｆ１ は第２の導風板６の上端縁６ｃから離脱し、後方に移動してこんどは第１の導風板５の屈折部５ｃに到達する。このとき、空気流Ｆ１ は屈折部５ｃに斜めに衝突するため、衝突によって流速がゼロとはならず高圧も発生しない。従って空気抵抗の増加も非常に少ないものとなる。なお、空気流Ｆ１ の一部は第２の導風板６の上端縁６ｃからの離脱に伴い剥離し、第２の導風板６の後方で渦Ｓ１ を生じさせる。
【００４５】
屈折部５ｃに衝突した空気流Ｆ１ は、そのまま屈折部５ｃに沿って斜め上方にはね上げられる。そしてその一部は屈折部５ｃ及び略水平部５ｂの接続点で剥離し、略水平部５ｂ上且つ荷台前面部３ｂの前方の空間にて渦Ｓ２ を生じさせる。この渦Ｓ２ が負圧を発生させ、空気抵抗を低減するのはフェンスの場合と同様である。さらに、屈折部５ｃにてはね上げられた空気流Ｆ１ は、屈折部５ｃの角度設定により従来のフェンス平板の場合（ｆ３ で示す）よりも前方に案内され、それよりも上方の空気流Ｆ２ により下方に押し下げられ、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄ付近の位置では、水平方向即ち荷台上面部３ａに沿う流れに流向が変更される。これにより、空気流Ｆ１ の荷台上面部３ａでの剥離域の発生は防止される。
【００４６】
本装置４では、第２の導風板６が空気流Ｆ１ を常に安定した角度で屈折部５ｃ（又は略水平部５ｂ）に案内するため、流向が安定し、従来フェンス平板の下側に流れ込んでいたような流れや、水平平板の上側と下側に交互に向く非定常な流れを防止できる。そして第２の導風板６後方の渦Ｓ１ により、このような空気流Ｆ１ の屈折部５ｃへの案内を助長することができる。
【００４７】
また図７に示すように、荷台３側部においては、第１の導風板５が荷台３全幅に亘り延出されるため、これに導かれた空気流Ｆ３ が、荷台側面部３ｃの表面に沿う流れに変更されて剥離なくスムーズに流れることも、実験結果により確認されている。従って本装置４は、荷台３側部における空気抵抗の低減にも効果を発揮するものである。
【００４８】
図８には、従来装置と本装置４との性能を比較したグラフを示し、縦軸には装置無の通常のトラックに対するＣｄ低減率ΔＣｄがとってある。これから分かるように、フェンスの場合エアデフに比べΔＣｄ値がかなり落ち込むのに対し、本装置４の場合はエアデフよりも高いΔＣｄ値が得られ、良好な性能を得られるものである。
【００４９】
このように、かかる装置４によれば、従来のフェンスに生じていた前述の欠点▲１▼〜▲３▼を解消することができ、またフェンスと同様な簡単な構成のためエアデフの欠点も解消できて、小型・軽量且つ安価で、荷台の高さに制約を受けず、広汎な車種に長さ調節のみで適用可能な装置とすることができる。換言すれば本装置４は、フェンスの利点を損わずにその欠点を解消し、同時にエアデフと同等以上の性能を得られるものである。
【００５０】
次に、図９には変形例を示す。これにおいては、トラック１の外観スタイル（デザイン）にマッチ（適合）するよう、第１の導風板５と第２の導風板６とにより流線的で立体的なフォルム（形状）が与えられている。ここで注目すべきは、第１の導風板５と第２の導風板６とに側壁部５ｄ，６ｄが形成されている点である。図７に示すように、上記装置（側壁部無し）の実験結果によれば、流れＦ ３ の流線パターンは第１の導風板５の側方で既に荷台側面部３ｃに沿う流れとなっているため、側壁部５ｄ，６ｄを有する本装置の場合にも流線はあまり変化せず、よって空気抵抗低減効果もそれ程変化しないことが予想される。一方、側壁部５ｄ，６ｄによって美観や取付強度等の向上が図れるため、この点で本装置は有利である。なお本装置による第１の導風板５と第２の導風板６とは樹脂やプラスチック等による中空の一体成形品である。
【００５１】
そしてまた、本装置の適用例として以下のようなものもある。
【００５２】
一般に、冷蔵車や冷凍車として用いられるトラックにおいては、冷蔵・冷凍室を形成する荷台（冷蔵・冷凍コンテナ）の前面部に、エバポレータ（蒸発器、庫内側冷却器）が設けられる場合が多い。
【００５３】
図１６はこのようなトラックｇを示し、その荷台前面部ｄに設けられたエバポレータカバー（以下エバポカバーという）ｎ内にエバポレータ（図示せず）が収容されている。エバポカバーｎはエバポレータを保護すると同時に、空気抵抗の低減や外観向上等も図っている。しかし、これによってもやはり空気流動の大きな妨げになることは免れない。
【００５４】
つまり、走行中の空気の流れは図示する通りである。キャブａ前面に当たってはね上げられた空気流ｆ６ は、エバポカバーｎの前面に衝突し淀み点ｐを形成する。この淀み点ｐ近傍が高圧となるため、これが空気抵抗の大きな要因となる。また、図示例ではエバポカバーｎの前面上端が角ばっており、この角部で流れｆ６ が剥離するため、荷台ｃ上面部で剥離域ｔが生じ、これが後流中の運動量損失となって空気抵抗を増大させる。
【００５５】
一方、キャブルーフｂ上を通過する別の空気流ｆ７ は、エバポカバーｎの存在により上方への抜けが遮られ、キャブａと荷台ｃとの隙間に入り込んで下方に向かい、隙間の最下端から車両床下ｑに噴出するようになる。
【００５６】
しかし、この噴出流ｆ８ によって、車両床下ｑの流れは大きく乱されてしまい、結果的に走行安定性の悪化という別の事態を招いてしまう。即ち、走行中、好ましくは車両床下ｑにて空気流をスムーズ且つ高速に通過させ、車両床下ｑの圧力を下げ、揚力発生を防止しタイヤの接地圧を高める訳であるが、噴出流ｆ８ は、車両床下ｑのフレーム、サスペンション、タイヤ等に衝突して車両床下ｑの流れを大きく乱す。こうなると空気流が高速とならないため床下の圧力上昇を招き、これが揚力となってタイヤの接地圧を低下させ、走行安定性（直進安定性）を悪化させてしまう。なお、噴出流ｆ８ 自体が下向きに噴出されるため、これのみによっても揚力発生の原因となる。
【００５７】
また、図１７に示す如く、エバポカバーｎを全体として曲面構成とし、その前面上端に丸みを持たせた場合、その部分で流れｆ６ の剥離が緩和され、前述の剥離域は減少して抵抗の低減が認められるものの、依然として小さいながらも剥離域は存在し、淀み点ｐも存在するため、相当量の抵抗が残存してしまう。また、隙間に入り込んで車両床下ｑに噴出する流れｆ７ も依然として残る。
【００５８】
一方、これらの問題の解決策として、図１８に示すようにエアデフｉを装着する方法がある。しかしながら、エアデフｉでエバポカバーｎを完全に覆うことは実際上困難で、特に図示例の如く、エバポカバーｎの上面部が荷台ｃの上面部より下方に位置する場合、エアデフｉ、エバポカバーｎ及び荷台前面部ｄで囲まれた空間に剥離による渦ｒ４ を生じ、これが抵抗の原因となる。また、エアデフｉの大型で重く高価という欠点は依然として残る。
【００５９】
このように、荷台前面部に、エバポカバー（エバポレータ）を代表とする架装物を設けた場合であっても、空気抵抗の低減及び走行安定性の悪化防止という要請は確実に存在している。
【００６０】
そこで、本発明はこのような要請に応え得るもので、本発明の装置を用いれば、確実に空気抵抗の低減が図れ、また、車両床下への噴出流を防止して走行安定性の向上も図ることができる。
【００６１】
図１９に示すように、荷台前面部３ｂに設けられたエバポカバー２０は、荷台３全幅に亘る略直方体の箱状に形成されている。そしてエバポカバー２０の上面部２０ａは、荷台上面部３ａと同一高さに位置されて同一平面を形成している。エバポカバー２０の前面部２０ｂは上面部２０ａに対し垂直な面とされ、前面部２０ｂと上面部２０ａとは角張った形状で連続され、丸み（アール）は付けられていない。この角が、エバポカバー前面部２０ｂの上端縁２０ｄを形成する。一方、エバポカバー２０の下面部２０ｅは、前面部２０ｂから斜め下方に延出され且つ角張った形状で連続されている。
【００６２】
このエバポカバー２０の前面部２０ｂに、本装置４の第１の導風板５が取り付けられている。またキャブルーフ２ａの前端縁２ｂに、本装置４の第２の導風板６が取り付けられている。第１の導風板５と第２の導風板６とは前記同様に構成され、それらの各寸法や取付位置は、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄをエバポカバー前面部２０ｂの上端縁２０ｄと置き換えて上記方法により決定される。
【００６３】
この場合、空気の流れは図示する通り、前述した流れと同様となる。即ち、キャブ２前面に当ってはね上げられた空気流Ｆ３ は、そのまま第２の導風板６に案内されて第１の導風板５の屈折部５ｃに斜めから衝突する。この斜めからの衝突により、高圧発生が防止されて抵抗が大巾に減小される。この後、空気流Ｆ３ は斜め上方にはね上げられ、その一部が屈折部５ｃ及び略水平部５ｂの接続点で剥離することにより渦Ｓ３ を生じさせる。この渦Ｓ３ は負圧を発生させて空気抵抗の低減を担う。さらに残りの大部分の空気流Ｆ３ は、前記同様に、エバポカバー前面部２０ｂの上端縁２０ｄ付近で水平方向の流れとなり、その上端縁２０ｄで剥離を起こすことなく、エバポカバー上面部２０ａ及び荷台上面部３ａに沿ってスムーズに流れるようになる。これらによって、空気抵抗を増大させていた要因が全て解消され、大巾な空気抵抗の低減が図れることになる。
【００６４】
一方、第２の導風板６に沿う空気流Ｆ３ の一部は、第２の導風板６の上端縁６ｃから剥離して渦Ｓ４ を生じさせる。この渦Ｓ４ によってキャブルーフ２ａ上の流れは激減し、これにより車両床下への流れを減少させ走行安定性を向上することができる。或いは、第２の導風板６がキャブルーフ２ａ上の流れを阻止するついたて板の如く機能し、さらには、第２の導風板６上方の上向きの流れによるエアカーテンを生成する機能を発揮するため、キャブルーフ２ａ上の流れを阻止し、車両床下への噴出流を減少させるということもいえる。
【００６５】
図２０は、角に丸み（アール）が付けられた別のエバポカバー２１を示し、ここでエバポカバー２１においては、前面部２１ｂに対し上面部２１ａ及び下面部２１ｅがそれぞれ湾曲形状で連続されている。このときにも流れは前記同様となり、大巾な空気抵抗低減と走行安定性向上とが同時に達成できる。即ち、エバポカバーの上面部２１ａにわずかに残っていた剥離域が消失するため、この剥離域が後流中にもたらす運動量欠損に基づく抵抗が減少する。また、エバポカバーの前面部２１ｂに生ずる淀み点が消失するため、淀み点の高圧に起因する抵抗が減少する。
【００６６】
図２１は、第１の導風板５に相当する構成をエバポカバー２２に一体的に付加した例を示している。具体的に説明すると、エバポカバー２２の前端部且つ上端部のコーナー部分には、荷台３全幅に亘る凹部２３が形成されて、この凹部２３の外面形状が部分的に第１の導風板５と同一形状をなしている。より詳細には、凹部２３は、第１の導風板５の略水平部５ｂに相当する略水平部２３ｂ（延出部）と、第１の導風板５の屈折部５ｃに相当する屈折部２３ｃと、上面部２２ａから略水平部２３ｂの後端縁まで立ち下げられて延出する垂直面部２２ｂ（前面形成部）とから構成されている。ここで垂直面部２２ｂは、先の例による荷台前面部或いはエバポカバー前面部に相当する部分となる。屈折部２３ｃからは前面下部２２ｄが斜め下方且つ後方に連続され、これによりエバポカバー２２は尖頭状の前面部２２ｃを有することになる。なお、キャブ２の上面前端縁には、第２の導風板６（導風板）がそのまま残される。
【００６７】
この例にあっても、空気流の流れは図示するように、図１９或いは図２０で示したものと同様となる。従って、空気抵抗は確実に低減され、これと同時に走行安定性の確保も達成できる。特にこの例では、架装物たるエバポカバー２２を利用して第１の導風板５を一体形成したものであるから、これにより製作コストや取付作業の手間等を大巾に削減できるという効果がある。
【００６８】
他にも変形例は様々考えられ、本発明は上記の形態に限定されるものではない。またかかる装置は、トラックに限らず、船舶の上部構造物、建築物、或いは鉄道車両等の他の物体、特に風を受ける前面に突出部を有する物体に適用可能である。そして上記装置を９０°回転させて、物体の側部に適用することも可能である。トラックとしては、上記箱形荷台を備えたものに限らず、貯液タンクの如き円柱乃至楕円柱形状の荷台を備えたもの（タンクローリ等）も考えられる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００７０】
（１） 従来の空気抵抗低減装置に比べて、簡便、小型、軽量、安価で同等以上の性能を得ることができる。
【００７１】
（２） 荷台前面に架装物が存在する場合であっても、空気抵抗の低減が図れ、同時に車両床下への噴出流を防止して走行安定性の向上を図れる。
【００７２】
（３） 第１の導風板に相当する構成を架装物に一体的に付加して、製作コストや取付作業の手間等を大巾に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気抵抗低減装置が装備されたトラックを示す斜視図である。
【図２】第１の導風板及び第２の導風板の各寸法を示すためのトラックの側面図である。
【図３】αとＬ１ との関係を示すグラフである。
【図４】第１の導風板の取付方法を示す分解縦断側面図である。
【図５】第２の導風板の取付方法を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】第１の導風板及び第２の導風板による空気の流れを示す側面図である。
【図７】荷台側部における空気の流れを示す平面図である。
【図８】従来装置と本装置とを比較するためのグラフである。
【図９】変形例を示す斜視図である。
【図１０】通常のトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１１】従来の空気抵抗低減装置（エアディフレクタ）が装備されたトラックを示す斜視図である。
【図１２】従来の空気抵抗低減装置（フェンス）が装備されたトラックを示す斜視図である。
【図１３】エアディフレクタによる空気の流れを示す平面図である。
【図１４】荷台の高さが高い場合におけるエアディフレクタの装着例を示す側面図である。
【図１５】フェンスによる空気の流れを示す側面図である。
【図１６】架装物を備えたトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１７】別形状の架装物を備えたトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１８】架装物及びエアディフレクタを備えたトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１９】架装物を備えたトラックへの本装置の適用例を示す側面図である。
【図２０】別形状の架装物を備えたトラックへの本装置の適用例を示す側面図である。
【図２１】第１の導風板に相当する構成が架装物に一体的に付加された例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ トラック
２ キャブ
３ 荷台
３ｂ 前面部（前面）
３ｄ 上端縁（端縁）
４ 空気抵抗低減装置
５ 第１の導風板
５ｂ 略水平部
５ｃ 屈折部
６ 第２の導風板（導風板）
２０，２１，２２ エバポレータカバー（架装物）
２２ｂ 垂直面部（前面形成部）
２３ 凹部
２３ｂ 略水平部（延出部）
２３ｃ 屈折部
ｈ 距離
β 角度
【発明の属する技術分野】
本発明は空気抵抗低減装置に係り、特に、トラック等の車両に適用されて、その荷台前面に受ける空気の抵抗を低減する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、図１０を用いて、上記装置を有しない通常のトラックにおける、走行中の空気の流れについて説明する。なお、ここで例示するトラックは、キャブの後方に箱（バン）型荷台を備え、その荷台がキャブルーフより高い位置に突出するタイプのものである。
【０００３】
キャブａ前面に当たってルーフｂ上にはね上げられた空気流ｆ１ は、そのルーフｂ上にて渦ｒ１ を発生させる。他方、渦ｒ１ の上方の流れｆ１ は荷台ｃの前面部ｄに衝突する。そしてこの衝突した流れｆ１ は、衝突部ｅにてせき止められて流速がゼロとなり、流速による速度エネルギの圧力エネルギへの変換により、衝突部ｅ付近に高圧を発生させる。この高圧は、トラックｇの走行方向と反対方向の抗力を発生させ、この抗力が空気抵抗の大きな要因となる。
【０００４】
衝突部ｅにてせき止められた流れｆ１ と、さらにその上方の流れｆ２ とは、荷台前面部ｄの上端縁ｈで剥離して荷台ｃ上で剥離渦ｒ２ を生じさせる。この剥離渦ｒ２ に基づく剥離域の遅い流れは、後流中では流体の運動量の欠損として観測され、結果としてトラックｇに対し抵抗として作用することになる。つまり、運動量保存の法則より、流体の単位時間当りの運動量変化は、その流体が受ける力に等しく、トラックｇは流体即ち空気流ｆ１ ，ｆ２ の運動量を減小させた分、その空気流ｆ１ ，ｆ２ に力を加え、加えた力の反作用として抵抗力を受けることになる。
【０００５】
このようなトラックの荷台が受ける空気抵抗を低減するための従来装置を以下に示す。
【０００６】
図１１に示すのはエアディフレクタ（以下エアデフという）ｉと称されるもので、これはルーフｂ前端縁と荷台前面部上端縁ｈとを結ぶ傾斜面ｊを有した、キャブルーフｂ上に設けられる略三角箱状のものである。エアデフｉは、その外形形状が略流線形に仕上げられて流れを整流し、流れの淀み点となる上記衝突部ｅの高圧発生と、荷台ｃ上の剥離に基づく後流中運動量欠損による抵抗の発生とを防止するようになっている。
【０００７】
また、図１２に示すのはフェンスｋと称され、これは平板ｌ１ ，ｌ２ を水平及び垂直に井桁状に組んで荷台前面部ｄに装着するものである。これにおいては、図１５に示すように、荷台前方から対向してくる流れｆ３ の一部が、水平平板ｌ１ の前端縁で剥離して荷台前面部ｄとの間で渦ｒ３ を生じさせる。そしてこの渦ｒ３ は負圧を発生させ、つまりトラックｇの走行方向に向かう圧力を発生させて上記衝突部ｅでの高圧発生を防止する。一方、渦ｒ３ の上を通過する流れｆ３ は荷台上面部ｍに沿う流れとなり、これによって上記剥離の発生も減少させ、抵抗を低減できる。このような整流効果は、荷台ｃ側部においても上下に延びた垂直平板ｌ２ によって同様に起こる。なお、このフェンスに関連する従来の報告としては、ＳＡＥ ｐａｐｅｒ ９３１８９３、実開昭６２−１８４０９２ 号公報及び特開昭６０−１１０５７５ 号公報がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来装置には以下のような欠点がある。
【０００９】
（１）エアデフ
▲１▼大型で重量がかさみ、且つ高価である。
【００１０】
▲２▼荷台側部での整流効果を期待できない。
【００１１】
図１３に示すように、通常の小型・中型トラックでは、キャブａのルーフｂがフロア側に比べ幅狭になっており、エアデフｉの幅ｗ１ は、そのルーフの幅ｗ２ を超えることが法規制上許されていない。ルーフの幅ｗ２ は荷台の幅ｗ３ に比べかなり小さいため、エアデフｉの側方には比較的大きい空間が存在し、この空間がエアデフｉのない状態を作って空気流の衝突や渦の発生を起こさせる。
【００１２】
▲３▼荷台の高さが高い場合、エアデフの装着が実質上不可能となる。
【００１３】
これは、荷台上面部の高さ位置がキャブルーフの高さ位置よりもかなり高い場合に生ずる問題で、キャブルーフの前端と荷台前面部上端とを結ぶようにエアデフを形成しようとすれば、エアデフを縦長な巨大なものとせざるを得ず、上記▲１▼の欠点を増長しかねない。これに対し、図１４（ａ）に示すように、エアデフｉの大きさを、荷台前面部上端ｈに届かない大きさで済まそうとすれば、荷台前面部ｄにエアデフｉで覆われない部分ができてしまい、その効果をあまり期待できない。また、図１４（ｂ）に示すように、仮にエアデフｉを巨大としても、その上端部付近で傾斜面ｊの曲りがきつくなって荷台上面部で剥離域（剥離渦ｒ２ ）ができ易くなる問題が生ずる。
【００１４】
▲４▼車種に応じて寸法を最適化した、複数のバリエーションを用意することは実際上困難である。なお、荷台の高さに応じて傾斜面角度を調節できるものもあるが、構造が複雑で高価となる。
【００１５】
（２）フェンス
フェンスはエアデフの上記欠点をある程度緩和するもので、即ち平板のみで構成されるため小型・軽量且つ安価であり、垂直平板で荷台側部での整流効果を発揮すると共に、荷台の高さによらず装着でき、平板の長さを調節するだけで広汎な車種に対応できるといったメリットがある。そしてフェンスは、局所的な流れの方向を変化させるため、荷台の高さによらない整流効果を発揮することができる。
【００１６】
しかしながら、以下のような欠点も存在する。
【００１７】
▲１▼図１５に示すように、水平平板ｌ１ の下側に淀み点としての衝突部ｓができてしまい、高圧が発生する。
【００１８】
▲２▼荷台上面部ｍに剥離域ｔがやや残る。
【００１９】
▲３▼水平平板ｌ１ の上側にくる流れｆ３ は、流れの平均水平傾角が非定常に変化し、即ちｆ４ とｆ５ の状態を交互に非定常にとるため水平平板ｌ１ に一定角度で流れを与えられないので、効果も低減する。（以上、▲１▼，▲２▼は垂直平板についても言えることである）
これらの理由から、フェンスの場合、空気抵抗低減効果が最適形状のエアデフに比べ２０〜３０％劣ることが、模型又は実車による風洞実験、及び実走試験結果等から確認されている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、荷台と、該荷台の前方に離隔して設けられ、上記荷台の上面より高さ位置の低い上面を有するキャブと、上記荷台の前面上部に前方に突出して設けられ、上記キャブから離隔された架装物とを有する車両にて、それら荷台前面及び架装物前面に受ける空気の抵抗を低減する装置において、上記架装物の前端部且つ上端部のコーナー部に凹部を形成し、該凹部を、上記架装物の上面から所定距離だけ下方に延びる前面形成部と、該前面形成部の延出端から前方に延出する延出部と、該延出部の前端に形成され所定角度だけ下方に屈折された屈折部とから構成し、上記キャブの上面前部であって、上記屈折部から離隔したその屈折部の前方下部の位置に、上記屈折部に空気を導く導風板を設けたものである。
【００２３】
この構成は、特に荷台前面に架装物が設けられた車両に適用される。延出部と屈折部とは、キャブに設けられた導風板とともに空気抵抗を効果的に低減する。特に、延出部と屈折部とからなる凹部は架装物に一体的に形成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１は、本発明に係る空気抵抗低減装置が装備されたバン型トラックを示す斜視図である（トレーラートラクタにおいても同様である）。
【００２６】
図示するように、トラック１は、キャブ２の後方に箱（バン）型荷台３を有し、荷台３は、トラック即ち車両長手方向に長い直方体形状とされている。荷台３は所定の幅Ｗ３ を有し、その幅Ｗ３ はキャブルーフ（屋根）２ａの幅Ｗ２ より大きい。荷台３の上面部３ａの高さ位置Ｈ３ は、キャブ２のルーフ（屋根）２ａの高さ位置Ｈ２ より高い位置に設定されている。これによって荷台３は、キャブルーフ２ａよりも高い位置に突出するようになり、キャブ２は、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄから下方乃至高さ中心側に隔てられた位置にて前方に突出するようになる。
【００２７】
キャブ２のルーフ２ａ上で且つ荷台前面部３ｂの前方の空間には本発明に係る空気抵抗低減装置４が配置されている。空気抵抗低減装置４は、荷台前面部３ｂから前方に延出された第１の導風板５と、キャブルーフ２ａから斜め後方に起立された第２の導風板６とから主に構成される。
【００２８】
第１の導風板５は、金属、樹脂或いはプラスチック等の矩形平板を折曲成形して一体的に形成される。第１の導風板５は、荷台前面部３ｂの上端近くに取り付けられると共に荷台３の幅方向に沿ってその全長に亘り延出され、その後端部が荷台前面部３ｂに重ねて取り付けられて取付部５ａを形成する。図２にも示すように、取付部５ａからは前方に向けて略直角の角度で折曲げられ、これにより取付部５ａに連続する略水平部５ｂが一体的に形成される。略水平部５ｂより前方の部分は斜め下方に所定の角度で折曲げられ、これにより略水平部５ｂに連続する屈折部５ｃが一体的に形成されることになる。これら取付部５ａ、略水平部５ｂ及び屈折部５ｃの前後長乃至前後幅は荷台幅方向に沿って一定である。
【００２９】
第２の導風板６も前記同様、金属、樹脂或いはプラスチック等の矩形平板により一体的に形成される。そして第２の導風板６は、キャブルーフ２ａの前端縁２ｂに沿って接続されると共にその全幅に亘り延出され、その前後長乃至前後幅はキャブルーフ２ａの幅方向に沿って一定である。
【００３０】
ここで、これら第１の導風板５及び第２の導風板６の各寸法の決定方法について説明する。なおここでは、図２に示すトラック１の側面図を参照されたい。
【００３１】
▲１▼ キャブルーフ２ａの前端縁２ｂと荷台前面部３ｂの上端縁３ｄとに接する（つまり各コーナーに接する）仮想線Ｌｓを考える。
【００３２】
▲２▼ キャブルーフ２ａの前端縁２ｂと荷台前面部３ｂとの間の距離をＬとして、第１の導風板５の略水平部５ｂの前後長Ｌ１ を次式により定める。
【００３３】
０．１５Ｌ≦Ｌ１ ≦０．２５Ｌ …（１）
▲３▼ 仮想線Ｌｓ上に一端Ｐ１ を有し、荷台前面部３ｂ上に他端Ｐ２ を有する水平仮想線ＬＨ を仮定し、このＬＨ の長さが（１） 式によるＬ１ の長さと等しくなるよう、Ｐ２ の位置を決定する。そしてこのＰ２ の位置を、略水平部５ｂの後端の位置とする。なおこのときのＰ２ と荷台前面部３ｂの上端縁３ｄとの距離をｈとする。
【００３４】
▲４▼ ＬＨ に対する略水平部５ｂの傾斜角αを、図３に示すＬ１ との関係から定める。
【００３５】
▲５▼ 次に、屈折部５ｃの前後長Ｌ２ を次式の通りとする。
【００３６】
Ｌ２ ＝０．２Ｌ …（２）
▲６▼ 屈折部５ｃの略水平部５ｂに対する傾斜角βを次式の通りとする。
【００３７】
４０≦β≦５０（°） …（３）
▲７▼ さらに、第２の導風板６の前後長Ｌ３ を次式により定める。ここでＨは、キャブルーフ２ａと荷台上面部３ａとの間の高さ方向の距離である。
【００３８】
Ｓ＝√（Ｌ２ ＋Ｈ２ ）
０．２５Ｓ≦Ｌ３ ≦０．３Ｓ …（４）
▲８▼ 第２の導風板６のＬｓに対する傾斜角δを以下の通りとする。
【００３９】
５≦δ≦９（°） …（５）
以上の結果は風洞実験等により得られたもので、これらに基づき第１の導風板５及び第２の導風板６の各寸法を決定することで、各パラメータの変動にそれ程影響を受けない、常に安定した一定の効果を得ることができる。
【００４０】
こうして、第１の導風板５においては、略水平部５ｂが、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄから高さ中心側にｈだけ隔てられた位置で前方に延出され、屈折部５ｃが、略水平部５ｂの前端にて所定角度βだけ高さ中心側に屈折されるようになる。そして第２の導風板６は、キャブルーフ２ａの前端縁２ｂにて、屈折部５ｃの斜め下前方で斜め上後方に起立されるようになる。
【００４１】
次に図４は、第１の導風板５の荷台前面部３ｂへの取付方法を示す図で、第１の導風板５の取付部５ａには、荷台幅方向に沿った所定間隔でスタッドボルト１１が取り付けられている。またスタッドボルト１１の位置に対応して、荷台前面部３ｂにはボルト挿通孔７が設けられる。スタッドボルト１１は、外側パッキン８を介してボルト挿通孔７に荷台３外側から差し込まれ、荷台３内側から内側パッキン９を介してナット１０が締め込まれることで、第１の導風板５を固定する。
【００４２】
また図５は第２の導風板６の取付方法を示す図で、ここで第２の導風板６はキャブルーフ２ａに取付部材１２を介して取り付けられるようになっている。取付部材１２はその基端部に、車両長手方向に延出する挟持部１２ａを有する。挟持部１２ａの断面は二股状に形成され、その内面はキャブルーフ２ａの側端縁部２ｃに適合する形状とされる。そして挟持部１２ａは、キャブルーフ２ａの側端縁部２ｃ即ちレインガターを外側から挟持し、複数のボルト１３で上下から固定されることになる。挟持部１２ａには、キャブルーフ２ａ上を幅中心側に延出して上方に延びる延出部１２ｂが接続され、さらに延出部１２ｂの先端乃至上端部には第２の導風板６を実質的に取り付ける取付部１２ｃが形成される。取付部１２ｃは第２の導風板６を前述の角度で傾斜させるよう傾けられている。そして取付部１２ｃの孔１２ｄには下方からボルト１４が挿通され、ボルト１４は第２の導風板６の裏面部の厚肉部６ａに形成されたネジ付穴６ｂに締め込まれて第２の導風板６を固定する。なお仮想線でドア１５を示す。
【００４３】
次にかかる装置４による空気の流れについて説明する。
【００４４】
図６に示すように、キャブ２前面に当ってはね上げられた空気流Ｆ１ は、そのまま第２の導風板６に案内されて且つそれに沿って流れるようになる。そしてその空気流Ｆ１ は第２の導風板６の上端縁６ｃから離脱し、後方に移動してこんどは第１の導風板５の屈折部５ｃに到達する。このとき、空気流Ｆ１ は屈折部５ｃに斜めに衝突するため、衝突によって流速がゼロとはならず高圧も発生しない。従って空気抵抗の増加も非常に少ないものとなる。なお、空気流Ｆ１ の一部は第２の導風板６の上端縁６ｃからの離脱に伴い剥離し、第２の導風板６の後方で渦Ｓ１ を生じさせる。
【００４５】
屈折部５ｃに衝突した空気流Ｆ１ は、そのまま屈折部５ｃに沿って斜め上方にはね上げられる。そしてその一部は屈折部５ｃ及び略水平部５ｂの接続点で剥離し、略水平部５ｂ上且つ荷台前面部３ｂの前方の空間にて渦Ｓ２ を生じさせる。この渦Ｓ２ が負圧を発生させ、空気抵抗を低減するのはフェンスの場合と同様である。さらに、屈折部５ｃにてはね上げられた空気流Ｆ１ は、屈折部５ｃの角度設定により従来のフェンス平板の場合（ｆ３ で示す）よりも前方に案内され、それよりも上方の空気流Ｆ２ により下方に押し下げられ、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄ付近の位置では、水平方向即ち荷台上面部３ａに沿う流れに流向が変更される。これにより、空気流Ｆ１ の荷台上面部３ａでの剥離域の発生は防止される。
【００４６】
本装置４では、第２の導風板６が空気流Ｆ１ を常に安定した角度で屈折部５ｃ（又は略水平部５ｂ）に案内するため、流向が安定し、従来フェンス平板の下側に流れ込んでいたような流れや、水平平板の上側と下側に交互に向く非定常な流れを防止できる。そして第２の導風板６後方の渦Ｓ１ により、このような空気流Ｆ１ の屈折部５ｃへの案内を助長することができる。
【００４７】
また図７に示すように、荷台３側部においては、第１の導風板５が荷台３全幅に亘り延出されるため、これに導かれた空気流Ｆ３ が、荷台側面部３ｃの表面に沿う流れに変更されて剥離なくスムーズに流れることも、実験結果により確認されている。従って本装置４は、荷台３側部における空気抵抗の低減にも効果を発揮するものである。
【００４８】
図８には、従来装置と本装置４との性能を比較したグラフを示し、縦軸には装置無の通常のトラックに対するＣｄ低減率ΔＣｄがとってある。これから分かるように、フェンスの場合エアデフに比べΔＣｄ値がかなり落ち込むのに対し、本装置４の場合はエアデフよりも高いΔＣｄ値が得られ、良好な性能を得られるものである。
【００４９】
このように、かかる装置４によれば、従来のフェンスに生じていた前述の欠点▲１▼〜▲３▼を解消することができ、またフェンスと同様な簡単な構成のためエアデフの欠点も解消できて、小型・軽量且つ安価で、荷台の高さに制約を受けず、広汎な車種に長さ調節のみで適用可能な装置とすることができる。換言すれば本装置４は、フェンスの利点を損わずにその欠点を解消し、同時にエアデフと同等以上の性能を得られるものである。
【００５０】
次に、図９には変形例を示す。これにおいては、トラック１の外観スタイル（デザイン）にマッチ（適合）するよう、第１の導風板５と第２の導風板６とにより流線的で立体的なフォルム（形状）が与えられている。ここで注目すべきは、第１の導風板５と第２の導風板６とに側壁部５ｄ，６ｄが形成されている点である。図７に示すように、上記装置（側壁部無し）の実験結果によれば、流れＦ ３ の流線パターンは第１の導風板５の側方で既に荷台側面部３ｃに沿う流れとなっているため、側壁部５ｄ，６ｄを有する本装置の場合にも流線はあまり変化せず、よって空気抵抗低減効果もそれ程変化しないことが予想される。一方、側壁部５ｄ，６ｄによって美観や取付強度等の向上が図れるため、この点で本装置は有利である。なお本装置による第１の導風板５と第２の導風板６とは樹脂やプラスチック等による中空の一体成形品である。
【００５１】
そしてまた、本装置の適用例として以下のようなものもある。
【００５２】
一般に、冷蔵車や冷凍車として用いられるトラックにおいては、冷蔵・冷凍室を形成する荷台（冷蔵・冷凍コンテナ）の前面部に、エバポレータ（蒸発器、庫内側冷却器）が設けられる場合が多い。
【００５３】
図１６はこのようなトラックｇを示し、その荷台前面部ｄに設けられたエバポレータカバー（以下エバポカバーという）ｎ内にエバポレータ（図示せず）が収容されている。エバポカバーｎはエバポレータを保護すると同時に、空気抵抗の低減や外観向上等も図っている。しかし、これによってもやはり空気流動の大きな妨げになることは免れない。
【００５４】
つまり、走行中の空気の流れは図示する通りである。キャブａ前面に当たってはね上げられた空気流ｆ６ は、エバポカバーｎの前面に衝突し淀み点ｐを形成する。この淀み点ｐ近傍が高圧となるため、これが空気抵抗の大きな要因となる。また、図示例ではエバポカバーｎの前面上端が角ばっており、この角部で流れｆ６ が剥離するため、荷台ｃ上面部で剥離域ｔが生じ、これが後流中の運動量損失となって空気抵抗を増大させる。
【００５５】
一方、キャブルーフｂ上を通過する別の空気流ｆ７ は、エバポカバーｎの存在により上方への抜けが遮られ、キャブａと荷台ｃとの隙間に入り込んで下方に向かい、隙間の最下端から車両床下ｑに噴出するようになる。
【００５６】
しかし、この噴出流ｆ８ によって、車両床下ｑの流れは大きく乱されてしまい、結果的に走行安定性の悪化という別の事態を招いてしまう。即ち、走行中、好ましくは車両床下ｑにて空気流をスムーズ且つ高速に通過させ、車両床下ｑの圧力を下げ、揚力発生を防止しタイヤの接地圧を高める訳であるが、噴出流ｆ８ は、車両床下ｑのフレーム、サスペンション、タイヤ等に衝突して車両床下ｑの流れを大きく乱す。こうなると空気流が高速とならないため床下の圧力上昇を招き、これが揚力となってタイヤの接地圧を低下させ、走行安定性（直進安定性）を悪化させてしまう。なお、噴出流ｆ８ 自体が下向きに噴出されるため、これのみによっても揚力発生の原因となる。
【００５７】
また、図１７に示す如く、エバポカバーｎを全体として曲面構成とし、その前面上端に丸みを持たせた場合、その部分で流れｆ６ の剥離が緩和され、前述の剥離域は減少して抵抗の低減が認められるものの、依然として小さいながらも剥離域は存在し、淀み点ｐも存在するため、相当量の抵抗が残存してしまう。また、隙間に入り込んで車両床下ｑに噴出する流れｆ７ も依然として残る。
【００５８】
一方、これらの問題の解決策として、図１８に示すようにエアデフｉを装着する方法がある。しかしながら、エアデフｉでエバポカバーｎを完全に覆うことは実際上困難で、特に図示例の如く、エバポカバーｎの上面部が荷台ｃの上面部より下方に位置する場合、エアデフｉ、エバポカバーｎ及び荷台前面部ｄで囲まれた空間に剥離による渦ｒ４ を生じ、これが抵抗の原因となる。また、エアデフｉの大型で重く高価という欠点は依然として残る。
【００５９】
このように、荷台前面部に、エバポカバー（エバポレータ）を代表とする架装物を設けた場合であっても、空気抵抗の低減及び走行安定性の悪化防止という要請は確実に存在している。
【００６０】
そこで、本発明はこのような要請に応え得るもので、本発明の装置を用いれば、確実に空気抵抗の低減が図れ、また、車両床下への噴出流を防止して走行安定性の向上も図ることができる。
【００６１】
図１９に示すように、荷台前面部３ｂに設けられたエバポカバー２０は、荷台３全幅に亘る略直方体の箱状に形成されている。そしてエバポカバー２０の上面部２０ａは、荷台上面部３ａと同一高さに位置されて同一平面を形成している。エバポカバー２０の前面部２０ｂは上面部２０ａに対し垂直な面とされ、前面部２０ｂと上面部２０ａとは角張った形状で連続され、丸み（アール）は付けられていない。この角が、エバポカバー前面部２０ｂの上端縁２０ｄを形成する。一方、エバポカバー２０の下面部２０ｅは、前面部２０ｂから斜め下方に延出され且つ角張った形状で連続されている。
【００６２】
このエバポカバー２０の前面部２０ｂに、本装置４の第１の導風板５が取り付けられている。またキャブルーフ２ａの前端縁２ｂに、本装置４の第２の導風板６が取り付けられている。第１の導風板５と第２の導風板６とは前記同様に構成され、それらの各寸法や取付位置は、荷台前面部３ｂの上端縁３ｄをエバポカバー前面部２０ｂの上端縁２０ｄと置き換えて上記方法により決定される。
【００６３】
この場合、空気の流れは図示する通り、前述した流れと同様となる。即ち、キャブ２前面に当ってはね上げられた空気流Ｆ３ は、そのまま第２の導風板６に案内されて第１の導風板５の屈折部５ｃに斜めから衝突する。この斜めからの衝突により、高圧発生が防止されて抵抗が大巾に減小される。この後、空気流Ｆ３ は斜め上方にはね上げられ、その一部が屈折部５ｃ及び略水平部５ｂの接続点で剥離することにより渦Ｓ３ を生じさせる。この渦Ｓ３ は負圧を発生させて空気抵抗の低減を担う。さらに残りの大部分の空気流Ｆ３ は、前記同様に、エバポカバー前面部２０ｂの上端縁２０ｄ付近で水平方向の流れとなり、その上端縁２０ｄで剥離を起こすことなく、エバポカバー上面部２０ａ及び荷台上面部３ａに沿ってスムーズに流れるようになる。これらによって、空気抵抗を増大させていた要因が全て解消され、大巾な空気抵抗の低減が図れることになる。
【００６４】
一方、第２の導風板６に沿う空気流Ｆ３ の一部は、第２の導風板６の上端縁６ｃから剥離して渦Ｓ４ を生じさせる。この渦Ｓ４ によってキャブルーフ２ａ上の流れは激減し、これにより車両床下への流れを減少させ走行安定性を向上することができる。或いは、第２の導風板６がキャブルーフ２ａ上の流れを阻止するついたて板の如く機能し、さらには、第２の導風板６上方の上向きの流れによるエアカーテンを生成する機能を発揮するため、キャブルーフ２ａ上の流れを阻止し、車両床下への噴出流を減少させるということもいえる。
【００６５】
図２０は、角に丸み（アール）が付けられた別のエバポカバー２１を示し、ここでエバポカバー２１においては、前面部２１ｂに対し上面部２１ａ及び下面部２１ｅがそれぞれ湾曲形状で連続されている。このときにも流れは前記同様となり、大巾な空気抵抗低減と走行安定性向上とが同時に達成できる。即ち、エバポカバーの上面部２１ａにわずかに残っていた剥離域が消失するため、この剥離域が後流中にもたらす運動量欠損に基づく抵抗が減少する。また、エバポカバーの前面部２１ｂに生ずる淀み点が消失するため、淀み点の高圧に起因する抵抗が減少する。
【００６６】
図２１は、第１の導風板５に相当する構成をエバポカバー２２に一体的に付加した例を示している。具体的に説明すると、エバポカバー２２の前端部且つ上端部のコーナー部分には、荷台３全幅に亘る凹部２３が形成されて、この凹部２３の外面形状が部分的に第１の導風板５と同一形状をなしている。より詳細には、凹部２３は、第１の導風板５の略水平部５ｂに相当する略水平部２３ｂ（延出部）と、第１の導風板５の屈折部５ｃに相当する屈折部２３ｃと、上面部２２ａから略水平部２３ｂの後端縁まで立ち下げられて延出する垂直面部２２ｂ（前面形成部）とから構成されている。ここで垂直面部２２ｂは、先の例による荷台前面部或いはエバポカバー前面部に相当する部分となる。屈折部２３ｃからは前面下部２２ｄが斜め下方且つ後方に連続され、これによりエバポカバー２２は尖頭状の前面部２２ｃを有することになる。なお、キャブ２の上面前端縁には、第２の導風板６（導風板）がそのまま残される。
【００６７】
この例にあっても、空気流の流れは図示するように、図１９或いは図２０で示したものと同様となる。従って、空気抵抗は確実に低減され、これと同時に走行安定性の確保も達成できる。特にこの例では、架装物たるエバポカバー２２を利用して第１の導風板５を一体形成したものであるから、これにより製作コストや取付作業の手間等を大巾に削減できるという効果がある。
【００６８】
他にも変形例は様々考えられ、本発明は上記の形態に限定されるものではない。またかかる装置は、トラックに限らず、船舶の上部構造物、建築物、或いは鉄道車両等の他の物体、特に風を受ける前面に突出部を有する物体に適用可能である。そして上記装置を９０°回転させて、物体の側部に適用することも可能である。トラックとしては、上記箱形荷台を備えたものに限らず、貯液タンクの如き円柱乃至楕円柱形状の荷台を備えたもの（タンクローリ等）も考えられる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００７０】
（１） 従来の空気抵抗低減装置に比べて、簡便、小型、軽量、安価で同等以上の性能を得ることができる。
【００７１】
（２） 荷台前面に架装物が存在する場合であっても、空気抵抗の低減が図れ、同時に車両床下への噴出流を防止して走行安定性の向上を図れる。
【００７２】
（３） 第１の導風板に相当する構成を架装物に一体的に付加して、製作コストや取付作業の手間等を大巾に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気抵抗低減装置が装備されたトラックを示す斜視図である。
【図２】第１の導風板及び第２の導風板の各寸法を示すためのトラックの側面図である。
【図３】αとＬ１ との関係を示すグラフである。
【図４】第１の導風板の取付方法を示す分解縦断側面図である。
【図５】第２の導風板の取付方法を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】第１の導風板及び第２の導風板による空気の流れを示す側面図である。
【図７】荷台側部における空気の流れを示す平面図である。
【図８】従来装置と本装置とを比較するためのグラフである。
【図９】変形例を示す斜視図である。
【図１０】通常のトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１１】従来の空気抵抗低減装置（エアディフレクタ）が装備されたトラックを示す斜視図である。
【図１２】従来の空気抵抗低減装置（フェンス）が装備されたトラックを示す斜視図である。
【図１３】エアディフレクタによる空気の流れを示す平面図である。
【図１４】荷台の高さが高い場合におけるエアディフレクタの装着例を示す側面図である。
【図１５】フェンスによる空気の流れを示す側面図である。
【図１６】架装物を備えたトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１７】別形状の架装物を備えたトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１８】架装物及びエアディフレクタを備えたトラックにおける空気の流れを示す側面図である。
【図１９】架装物を備えたトラックへの本装置の適用例を示す側面図である。
【図２０】別形状の架装物を備えたトラックへの本装置の適用例を示す側面図である。
【図２１】第１の導風板に相当する構成が架装物に一体的に付加された例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ トラック
２ キャブ
３ 荷台
３ｂ 前面部（前面）
３ｄ 上端縁（端縁）
４ 空気抵抗低減装置
５ 第１の導風板
５ｂ 略水平部
５ｃ 屈折部
６ 第２の導風板（導風板）
２０，２１，２２ エバポレータカバー（架装物）
２２ｂ 垂直面部（前面形成部）
２３ 凹部
２３ｂ 略水平部（延出部）
２３ｃ 屈折部
ｈ 距離
β 角度
Claims (1)
- 荷台と、該荷台の前方に離隔して設けられ、上記荷台の上面より高さ位置の低い上面を有するキャブと、上記荷台の前面上部に前方に突出して設けられ、上記キャブから離隔された架装物とを有する車両にて、
それら荷台前面及び架装物前面に受ける空気の抵抗を低減する装置において、
上記架装物の前端部且つ上端部のコーナー部に凹部を形成し、
該凹部を、
上記架装物の上面から所定距離だけ下方に延びる前面形成部と、
該前面形成部の延出端から前方に延出する延出部と、
該延出部の前端に形成され所定角度だけ下方に屈折された屈折部とから構成し、
上記キャブの上面前部であって、上記屈折部から離隔したその屈折部の前方下部の位置に、上記屈折部に空気を導く導風板を設けた
ことを特徴とする空気抵抗低減装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP20260195 | 1995-08-08 | ||
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- 1995-11-30 JP JP31251595A patent/JP3591094B2/ja not_active Expired - Fee Related
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