JPS5827152B2 - 空気偏向板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トラクタ・トレーラの組合せ車両の前進運動
に対する空気抵抗を減らす装置に関し、特にトレーラを
引くトラクタの運転室の屋根に前方向きの方位に取り付
けるのに適した空気そらせ板に関する。

燃料不足時代の到来後、１ガロン当り得られるマイル数
を最大にする多くの努力がされて来た。

トラクタ・トレーラ組合せ車両は多量の燃料を消費し、
その結果これらの車両の燃料効果を増大させるのに相当
な努力がされている。

これらの努力のうちのあるものは、車両を流線形にする
ためトラクタの運転室の屋根にある種の空気流そらせ板
を設置することであった。

採用された一つの処理方法は、米国特許第３，２４１，
８７６号に記載され、空気流れを大巾にはく離させるよ
うに突進して来る空気をそらせる空気遮蔽物を使用する
ことが開示されている。

前記特許において、“′はく離゛°という用語は、空気
流れがトラクタとトレーラとの間の隙間を越えて凸状に
動くように突進して来る空気をそらせることであると定
義され、このはく離はトラクタとトレーラとの間の隙間
に低圧のあわを形成させ、その結果トレーラの前方部分
が受ける抵抗が低いことにより抗力が減少することが主
張されている。

しかしながら、前記特許に開示された殆んど全ての空気
遮蔽物において、前面は平坦であって、即ち全く湾曲し
ていない。

その一つは、その水平方向の断面においてのみ凸状に湾
曲した前面を有し、池の一つは垂直方向の断面において
多少凹状に湾曲しているが、水平方向の断面においては
直線状である。

本発明もまたトレーラを牽引するトラクタの運転室の屋
根に取り付けるのに適当な空気そらせ板を提供するが、
本発明の空気そらせ板は、空気がトラクタ・トレーラの
組合せ体を通過中に空気のパはく離゛（前記特許に用い
られた意味において）を実際に減らし、また空気がよど
むのを防ぎ、即ち空気が空気そらせ板の外方前方そらせ
表面に静止しようとするのを防ぐものである。

したがって、本発明の基本的な目的は、トレーラを牽引
するトラクタの運転室の屋根に取り付けるのに適し、そ
の構造および取付けによって周知の空気そらせ板の不利
益と欠点を回避することができ、かつ改良された低い燃
料消費率を達成しうる空気そらせ板を提供することであ
る。

本発明によると、トラクタ・トレーラ車両のトラクタの
運転室の屋根に取り付けるのに適し、該トラクタ・トレ
ーラ車両の前進運動に対する空気抵抗を減らす前面向き
の空気そらせ表面を提供する空気そらせ板において、へ
）前記空気そらせ表面が全面的に湾曲し、かつ水平およ
び垂直の全ての断面において前方に凸状であり、かつ中
央の垂直面に関して対称であり、また中央部分と前記中
央部分の両側に対称に位置した一対の横のウィング部分
を有し；［Ｆ］）前記空気そらせ板かはゾ部分円の曲率
の上縁曲線と底縁曲線を有し、前記底縁曲線はその中点
の両側に約２０度の弧にわたって中央区域にはゾ部分円
の曲率を有し、前記弧が前記そらせ表面の前記中央部分
の底縁を形成し、前記曲線が共に概ねその全範囲にわた
って約１８８センチ（７４インチ）の曲率半径を有し；
（Ｃ）前記中央区域の両側にあって、前記空気そらせ表
面の前記ウィング部分の底縁を形成する側方のも端部区
域において、前記底縁曲線が約５０．８センチ（２０イ
ンチ）の曲率半径を有し、；（Ｄ）前記空気そらせ表面
が（イ）前記底縁曲線の該中央区域の間車中心のまわり
に前記上縁曲線まで上方へ約３４度の角度はど前記底縁
曲線の前記中央区域を動かすことによって前記中央部分
を生成し、（ロ）前記ウィング部分の曲率半径が前記上
縁において前記中央部分の曲率半径に没入して等しくな
るまで、曲率半径をしだいに増大させながら、前記の約
３４度の角度にわたり前記中央区域と共に前記底縁曲線
の前記側方の端部区域を上方へ動かすことによって前記
ウィング部分を生成することにより、画成されることを
特徴とする空気そらせ板が提供される。

空気そらせ板は該空気そらせ板を補強する装置を裏面に
有し、またトラクタの運転室の屋根に空気そらせ板を取
り付ける支持構造物に裏面において連結されるようにな
っている。

このように取り付けられると、空気そらせ板はトラクタ
の運転室とトレーラの屋根との間の高さの差および前記
運転室の背後面とトレーラの前面との間の距離に相関し
た多くの異なった位置へ水平軸線のまわりで角度調節す
るように設置するのが好ましく、また空気そらせ板の垂
直方向の中央面における空気そらせ板の上縁の曲率半径
と底縁の曲率半径とにより挾まれた角の頂点、即ち空気
そらせ表面の中央部分の間車中心が空気そらせ板の全て
の調節位置において運転室の屋根の面より下方に位置す
る。

本発明の好適な設置形態において、前記頂点を通過する
水平面より上方の底縁の高さは空気そらせ表面の中央部
分における空気そらせ板の底縁の曲率半径、即ち約１８
８センチ（７４インチ）の直角三角形の斜辺と、前記曲
率半径が水平面となす約１２度ないし１６度の角度の正
弦との積に概ね等しい。

本発明による空気そらせ板の特定の実施例が添付図面を
参照して一例として説明される。

好適実施例の説明において、図面を参照するが、第１図
は、トレーラ２１を牽引するトラクタ１９の運転室の屋
根１７の上に取り付けられ、全体を１５で指示される空
気そらせ板を示す。

第１図において認められるように、空気の流れは、トラ
クタ・トレーラの組合せ車両を通り過ぎる間空気のはく
離（前記に定義さＡた）が最小になるようにトラクタ１
９とトレーラ２１の間の隙間を越えて動く。

また、空気が空気そらせ板１５の外方前方のそらせ表面
３５に静止、即ちよどみがちになるのを阻止されること
を注目すべきである。

第２図は、一対のＵ字型のチャンネル部材２３により運
転室の屋根１７に固定された空気そらせ板１５を示し、
また空気そらせ板１５がその垂直方向の全ての断面にお
けるのと同様に、その水平方向の全ての断面において全
面的に湾曲していることを示す。

第３図は、空気そらせ板１５の裏面２４にある補強構造
物を示し、該補強構造物は空気そらせ板１５の全巾にわ
たり延びる平行で水平な一対のリブ２５，２７を含む。

該補強構造物はまた空気そらせ板１５の全高さにわたり
延びる平行で垂直な一対のリブ２９．３１を含む。

空気そらせ板１５の４個の象限の各々は垂直なリブ２９
，３１の横断方向に延びる４個の短い水平なリブ３３を
含む。

短かくて平行な垂直方向の一対のリブ３４は空気そらせ
板１５を２等分する中央の垂直面の両側において水平な
リブ２５，２７を連結する。

第１図、第２図および第４図ないし第６図において認め
られるように、空気そらせ板１５は中央の垂直面に関し
対称な全面的に湾曲したそらせ表面３５を含む。

そらせ表面３５はその水平方向および垂直方向の全ての
断面において前方に凸状であることがわかる。

そらせ表面３５は、底縁曲縁３７（第２図、第６図と第
７図参照）を有し、該底縁曲線はそれが位置する平面に
直角に底縁曲線を見たときに、以下に説明する隣接した
３つの部分円弧に一致する曲率を有する。

空気そらせ板１５がトラクタの運転室の屋根１Ｔに取り
付けられると、底縁曲線３７はその中心Ａ（第６図参照
）において水平面Ｐ（第４図参照）の上方にｈの高さに
あり、該水平面は運転の屋根１７の面の下方に位置する
。

図示の実施例における高さｈは１８７センチ（７３，７
５インチ）の直角三角形の斜辺、即ち底縁３７の中央区
域の曲率半径と前記曲率半径および水平面Ｐの間の１３
．７２６°の角度の正弦の積に概ね等しい。

前記曲率半径と水平面Ｐの間の角の頂点■はまた空気そ
らせ板の上縁の曲率半径と水平面Ｐとの交点であり、ま
た同時にそらせ表面３５の垂直方向の曲率を生成する曲
率中心でもある。

適正に取り付けられた際に、空気そらせ板の全ての傾斜
作動位置について頂点■は第４図において認められるよ
うに運転室の屋根１７の面より下方に位置し、それによ
りそらせ表面３５は移動する空気に対し垂直な面を呈さ
ず、空気そらせ板１５に対抗する空気圧が生せず、した
がって空気のよどみ点が生じない。

さて第６図を参照すると、図示の形態の空気そらせ板１
５は中央部分３９と該中央部分３９の両側に位置した一
対の対称なウィング部分４１を含むものとみなすことが
できる。

１８７センチ（７３，７５インチ）の半径が底縁曲線の
中心Ａの両側に約２０°の円弧にわたる中央区域３９に
おいて底縁曲線３７を概ね画成する。

それぞれ５２センチ（２０，５０インチ）の２つの半径
が、中央区域３９の両側の側方区域４１において底縁曲
線３７を概ね画成する。

１８７センチ（７３，７，５インチ）と５２センチ（２
０，５０インチ）の半径は共に同じ面、即ち底縁曲線の
面内にある。

そらせ表面３５は、３４．２０７９°（第４図参照）の
角度にわたり上方へ底縁曲線３７の中央区域３９を動か
して、したがってまた１８７センチ（７３，７５インチ
）の半径を有する円弧である上縁曲線４３を画成するこ
とによって生成される。

生成した中央の表面部分３９は、底縁が上方へ動かされ
て垂直方向の曲率を生成するので頂点■に中心を置（１
８７センチ（７３，７５インチ）の曲率半径（第６図参
照）を有する。

そらせ表面はさらに底縁曲線３７のウィング部分４１を
しだいに上縁曲線４３に没入させることにより画成され
、それによりウィング部分の底縁における５２センチ（
２０，５０インチ）の半径がウィング部分の上の方へ移
動するにつれて増大して、空気そらせ板の上縁において
１８７センチ（７３，７５インチ）となり、したがって
中央部分の上縁の１８７センチ（７３，７５インチ）の
半径に没入する。

そらせ表面３５の曲率をより良く理解しうるため、第７
図と関連して表Ｉを参照すべきである。

例えば、そらせ表面３５の曲率は所定の基準面に関する
そらせ表面の多数の選択された点の位置により表わすこ
とができる。

この点に関し、第５図に示すように、選択された基準面
はｒで指示され、また空気そらせ板のウィング部分４１
の最後方の点に接し、また同時に空気そらせ板の前面の
中央の点に接する平面に平行な面である。

第７図はそらせ表面３５の半分の直角投影である。

大多数の点は一辺当り１２．７センチ（５インチ）の正
方形の隅に位置している。

第７図において点Ｏは概ねそらせ表面３５の中央の点を
表わしており、第５図に示すように基準面ｒから３１．
２５５センチ（１２，３０５インチ）だけ離隔している
。

残りの８９個の点についての基準面ｒからの間隔は表■
に示されている。

さて、第４図と第５図を参照すると、トラクタ運転室の
屋根１７に空気そらせ板１５を取り付けるために、一対
の支持ロッド４５（１本のみを図示する）を含む支持構
造物が設けられ、該支持ロッドは空気そらせ板１５の高
さを調節する複数個の穴４７を有する。

各支持ロッド４５は一対のＵ字型のチャンネル部材２３
のそれぞれに対し、また関連のフランジ５１を介して各
補強リブ２９゜３１に対してピン４９を連結することに
より固定される。

空気そらせ板１５は１０１．６センチ（４０インチ）の
最大高さまで延ばされた状態で図示されているが、残り
の穴４７を用いて支持ロッド４５を空気そらせ板１５に
連結することにより池の高さに調節することができる。

これらの調節が行われると、第４図に示す水平面Ｐに対
する角度関係および位置がいくらか変動するが、重要な
点は、頂点■が常に運転室の屋根１７の面より下方の水
平面にあることである。

例えば、底縁３７の中央区域の曲率半径と水平面Ｐとの
間の角度が約１２度と１６度の間で変化し、また高さｈ
がそれに応じて変化する。

一般的な法則は、空気そらせ板の高さがトラクタとトレ
ーラの間の間隙に対する運転室とトレーラの高さの差の
比が増大するにつれて増大することである。

トラクタ・トレーラ車両のうち本発明の空気そらせ板、
米国特許第３，２４１，８７６号（従来技術のうちの最
良のものを代表する）の空気遮蔽物、を使用したもの、
および空気そらせ板を設けないものを比較する試験が行
われた。

トラクタとトレーラの間の隙間は測定すると８７．６３
センチ３４にインチ）であり、運転室の屋根からトレー
ラの屋根までの垂直方向の高さが測定すると１１７．６
センチ（４８インチ）であった。

トラクタ・トレーラの組合せは、総重量が２９４８キロ
（６５，０００ポンド）であり、試験は下記の速度の卓
越風で毎時９０キロ（５６マイル）（代表的な路線運行
速度）の車両速度で行われた。

この車両の速度は、空気抵抗に打ち勝つのに約２分の１
のトラクタ・エンジンの出力馬力が用いられる速度であ
る。

下記の表は結果を要約したものであって、空気そらせ装
置のない場合に換算した前記米国特許の空気遮蔽物に対
する本発明の空気そらせ板の大巾に増大した改良点を示
す。

本発明は本明細書の教示を考慮すれば当該分野の専門家
にとって明白な多くの変更形態を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はトレーラを牽引するトラックの運転室の屋根に
取り付けられた本発明の空気そらせ板の斜視図；第２図
は運転室の屋根に取り付けられた第１図の空気そらせ板
の拡大斜視図；第３図は第１図の空気そらせ板の裏面の
拡大立面図；第４図は好適な角度と好適な曲率直径を指
示した第１図の空気そらせ板の一方の側の拡大立面図；
第５図はいくつかの好適な寸法を指示した第１図の空気
そらせ板の拡大した中央の垂直断面図：第６図はいくつ
かの好適な角度と寸法を指示した第１図の空気そらせ板
の拡大平面図；および第７図は番号０〜８９を一平面内
の多数の点に付した第１図の空気そらせ板の半分の拡大
した直角投影図である。 図において；１５・・・・・・空気そらせ板、１７・・
・・・・運転室の屋根、１９・・・・・・トラクタ、２
１・・・・・・トレーラ、２３・・・・・・チャンネル
部材、２５，２７゜２９．３１，３３．３４・・・・・
・補強リブ（３５・・・・・・そらせ表面、３７・・・
・・・底縁曲線、３９・・・・・・中央部分、４１・・
・・・・ウィング部分、４３・・・・・・上縁曲線、Ｐ
・・・・・・水平面、■・・・・・・頂点、ｒ・・・・
・・基準面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トラクタ・トレーラ車両のトラクタの運転室の屋根
   に取り付けるのに適した空気そらせ板組立体であって、
   トレーラの屋根がトラクタの運転室の屋根より第１の距
   離だけ高く、トレーラの前面壁がトラクタの運転室の後
   面壁から水平に第２の距離だけ離隔し；一方で中央の垂
   直面に関して対称であり、かつ上縁、底縁、中央部分お
   よび前記中央部分の両側に対称に位置した一対の側方の
   ウィング部分を有する空気そらせ板を含む、前記上縁お
   よび前記底縁の中間領域の双方が前記空気そらせ板の前
   記中央部分に対応した範囲にわたり概ね部分円の曲率を
   有し、池方で前記空気そらせ板およびトラクタの運転室
   の屋根の双方に連結するようにされて前記空気そらせ板
   をトラクタの運転室の屋根に取り付ける支持構造物を含
   み、前記空気そらせ板はその裏面に前記支持構造物を連
   結可能にする装置を該裏面に有し、これにより該空気そ
   らせ板が作動状態に取り付けられる時に、前記装置はト
   ラクタの運転室の屋根に密に近接させて該空気そらせ板
   の底縁を配置させ、またトラクタ・トレーラ車両の前方
   運動に対する空気抵抗を減少する前方向きの空気そらせ
   表面を提供するような空気そらせ板組立体において、 該空気そらせ板の前記空気そらせ表面はその水平方向お
   よび垂直方向のすべての断面において全体的に湾曲し、
   かつＭｆｆ方に凸状になっており、該空気そらせ板の前
   記底縁から前記上縁までの前記空気そらせ板の前記中央
   部分における前記空気そらせ表面は水平方向および垂直
   方向のすべての断面において一様な曲率半径を有し、該
   空気そらせ板の前記ウィング部分における前記空気そら
   せ表面は前記底縁の側端領域において前記中間領域の前
   記曲率半径より小さいそれぞれ同じ曲率半径を有し、前
   記空気そらせ表面は前記底縁の該中間領域の曲率中心の
   まわりに上方へ所定角度だけ前記上縁まで前記中間領域
   を動かして前記中央部分を創成することにより、また前
   記ウィング部分の曲率半径が前記上縁において前記中央
   部分の曲率半径に合体して等しくなるまで前記所定角度
   だけ上方へ前記底縁の前記側端領域をその曲率半径を徐
   徐に増しながら動かして前記ウィング部分を創成するこ
   とにより画成され、前記底縁から離れて前記上縁へ向っ
   てさらに徐々に進むにつれて、前記ウィング部分は識別
   できる特徴として次第に消滅し； 前記支持構造物は前記空気そらせ板に堅固に固定される
   ようにされた第１の装置、トラクタの運転室の屋根に堅
   固に固定されるようにされた第２の装置および前記第１
   と第２の装置の間に連結されるようにされた第３の装置
   を含み、したがって前記空気そらせ板がトラクタの運転
   室の屋根に作動状態に設置される時に、前記上縁の中点
   からトラクタの運転室の屋根までの垂直方向の距離とし
   て測った該空気そらせ板の高さが前記第２の距離に対す
   る前記第１の距離の割合の関数であり、前記底縁の該中
   間領域の間車中心がトラクタの運転室の屋根より下方の
   水平面に位置し、前記底縁の該中間領域の曲率半径が前
   記水平面に対し約１２度から１６度の角度をなすことを
   特徴とする空気そらせ板組立体。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の組立体において、前
   記支持構造物の前記第３の装置が支柱装置を含み、かつ
   前記第１の装置と第２の装置との間に調節可能に連結さ
   れて、それにより前記第２の距離に対する前記第１の距
   離のそれぞれ種々な比に対応したそれぞれの傾斜角にト
   ラクタの運転室の屋根およびトレーラの前面壁に対し前
   記空気そらせ板を調節するのを可能にすることを特徴と
   する空気そらせ板組立体。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の組立体
   において、前記空気そらせ板の裏面に設けられた該装置
   が一組の交差したリブであり、前記リブのうちの選ばれ
   たリブがそれに前記支持構造物の前記第１の装置を連結
   可能にするように構成され、前記リブがさらに前記空気
   そらせ板の強度を補強する作用を行うことを特徴とする
   空気そらせ板組立体。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
   項に記載の組立体において、前記空気そらせ表面の前記
   中央部分に対応した前記底縁の中間領域の長さが前記底
   縁の中点の両側における約２０°の円弧距離であり、そ
   れぞれ中点において前記底縁から前記上縁までの創成運
   動の角度が約３４°であることを特徴とする空気そらせ
   板組立体。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１
   項に記載の組立体において、前記上縁の曲率半径と前記
   底縁の中間領域の曲率半径がそれぞれ約１８８センチ（
   ７４インチ）であり、前記の各々のウィング部分の曲率
   半径が前記底縁において約５１センチ（２０インチ）で
   あることを特徴とする空気そらせ板組立体。