JP6849072B2 - 反射制御層を有する移動体 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る自動車の、走行中に生じる空気の流れの模式図である。また、図2は、本実施形態に係る自動車の表面近傍の、自動車の進行方向に沿った拡大断面図である。図3は、本実施形態に係る自動車の表面の構造を示す拡大断面図である。
図1に示すように、自動車1の静止系で見たとき、走行中の自動車1の周りには自動車1の表面に沿った空気の流れが発生する。図2に示すように、自動車1の表面近傍では、空気と自動車の表面との間に生じる粘性摩擦によって空気の流れは遅くなっており、境界層41が形成されている。境界層41では、自動車1の表面から離れるほど空気の速度は大きくなり、空気の速度は、空気に対する自動車の相対速度に近づいていく。
次に、所定の波長域にある光を反射する反射制御層21を自動車1が有することによって、自動車1の空気抵抗が低減されるメカニズムを説明する。
上述したメカニズムで実際に主流の空気を加熱可能であることを検証するため、発明者は自動車の走行環境を模すため、風洞内に自動車のフェンダーを配置し、空気が流れる状態でフェンダー部分に疑似太陽光を照射した。そして、疑似太陽光が照射された部位を流れる空気が、当該部位を通過する前後でどの程度、温度上昇するかを測定した。ここで、同一形状のフェンダーであって、塗装を変えた3種類のフェンダーを用意し、検証を行った。フェンダー上に形成される塗装層が、本実施形態における反射制御層21に相当する。
本実施形態では、路面放射を車両の空気抵抗の低減のために利用するため、自動車1の下面に反射制御層21を設けている。また、所定の波長域にある光の反射率を向上させるため、反射制御層21に設けた反射増加層25の厚みを調整している。その態様について次に説明する。
図5は、異なる屈折率の物質によって挟まれた薄膜における光の屈折の様子を示す図である。
図6に示すように、本実施形態では、路面放射(中赤外線および遠赤外線などの、3μm以上の長さの波長域の光)を反射する反射制御層21を自動車下面116(移動体下面)に形成している。特に、走行中の自動車1の周りに存在する主流2の加熱に、自動車1に入射する路面放射を利用するため、反射制御層21は、3μm〜100μmの波長域の光を反射する。
反射制御層21は、3μm〜100μmの波長域の光を反射するため、自動車1の表面で反射された光によって、走行中の自動車1の周りに存在する主流2が加熱される。加熱により主流2の密度が低下するため、自動車1の空気抵抗Fを低減することができる。
本発明の第2実施形態に係る自動車は、反射増加層25を備える点で第1実施形態と異なる。第2実施形態において説明しない他の構成、作用及び効果は、第1実施形態と実質的に同様であるので重複する説明を省略する。
本実施形態では、路面放射を反射するための反射増加層25を反射制御層21の上に積層している。特に、走行中の自動車1の周りに存在する主流2の加熱に路面放射を利用するため、3μm〜100μmの波長域にある光に対する反射増加層25の平均反射率が高くなるように形成している。以下では、反射増加層25が、3μm〜100μmの波長域にある光を反射するための条件を検討する。
反射増加層25の屈折率が、反射制御層21(車体側物質)の屈折率と空気の屈折率で挟まれる範囲の外の値となっているため、反射増加層25を設けない場合と比較して、反射増加層25の存在により自動車1の表面の3μm〜100μmの波長域における平均反射率が大きくなっている。そのため、路面200からの路面放射を効率よく反射することができる。その結果、自動車1の表面で反射された光によって、走行中の自動車1の周りに存在する主流2が加熱される。加熱により主流2の密度が低下するため、自動車1の空気抵抗Fを低減することができる。
上記の説明では、反射増加層25に対して光が垂直に入射する場合を想定していた。実際には、反射増加層25に対して光が垂直に入射するとは限らない。しかしながら、反射増加層25に対して光がほぼ垂直に入射しない場合であっても、同じ作用効果を得ることができる。
2 主流
20 車体塗装層
21 反射制御層
25 反射増加層
41 境界層
42 境界
43 外部領域
116 自動車下面(移動体下面)
Claims (9)
- 路面放射の波長域にある光を反射する反射制御層が、路面に対向する移動体下面に形成された移動体であって、
前記反射制御層は、3μmから100μmまでの波長域にある光を反射すること
を特徴とする移動体であって、
前記反射制御層に反射増加層を設け、
3μmから100μmまでの波長域において、
前記反射増加層の屈折率は、前記反射増加層の下にある車体側物質の屈折率と空気の屈折率で挟まれる範囲の外の値であり、
前記反射増加層の厚みは、750nmを前記反射増加層の屈折率で除した値以上、かつ、275000nmを前記反射増加層の屈折率で除した値以下であること
を特徴とする移動体。 - 請求項1に記載された移動体であって、
3μmから100μmまでの波長域において、
前記反射増加層の屈折率は、前記車体側物質の屈折率および空気の屈折率の両方よりも大きいこと
を特徴とする移動体。 - 請求項2に記載された移動体であって、
3μmから100μmまでの波長域において、
前記反射増加層の屈折率は、前記車体側物質の屈折率の1.01倍以上、かつ、前記空気の屈折率の1.01倍以上であること
を特徴とする移動体。 - 請求項1に記載された移動体であって、
3μmから100μmまでの波長域において、
前記反射増加層の屈折率は、前記車体側物質の屈折率および空気の屈折率の両方よりも小さいこと
を特徴とする移動体。 - 請求項4に記載された移動体であって、
前記反射増加層の屈折率は、前記車体側物質の屈折率の0.99倍以下、かつ、前記空気の屈折率の0.99倍以下であること
を特徴とする移動体。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載された移動体であって、
前記移動体下面の水平からの傾き角度が大きくなるほど、前記反射増加層の厚みを大きくすること
を特徴とする移動体。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載された移動体であって、
前記移動体下面は、前記路面放射の方向に対して垂直であること
を特徴とする移動体。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載された移動体であって、
前記反射制御層は、前記移動体の表面の塗装層の上に形成されていること
を特徴とする移動体。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載された移動体であって、
3μmから100μmまでの波長における前記反射制御層の平均反射率が、4%以上であること
を特徴とする移動体。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/029283 WO2019035158A1 (ja) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | 反射制御層を有する移動体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019035158A1 JPWO2019035158A1 (ja) | 2020-07-02 |
JP6849072B2 true JP6849072B2 (ja) | 2021-03-24 |
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JP2019536360A Active JP6849072B2 (ja) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | 反射制御層を有する移動体 |
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Country | Link |
---|---|
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WO (1) | WO2019035158A1 (ja) |
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JP2005112108A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車用の熱機能構造体 |
-
2017
- 2017-08-14 WO PCT/JP2017/029283 patent/WO2019035158A1/ja active Application Filing
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Also Published As
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