JP2018095047A - Air resistance reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気抵抗低減装置に関し、より詳細には、燃費を向上する空気抵抗低減装置に関する。 The present invention relates to an air resistance reducing device, and more particularly to an air resistance reducing device that improves fuel efficiency.
上部構造物を有した船舶、トラックなどの大型車両などの移動体における風力を受ける垂直な壁面に水平方向に延在する平板を装着して、平板により循環渦を生じる装置が提案されている(例えば、特許文献1、2を参照)。 A device has been proposed in which a flat plate extending in the horizontal direction is attached to a vertical wall surface that receives wind force in a moving body such as a large vehicle such as a ship or a truck having a superstructure, and a circular vortex is generated by the flat plate ( For example, see Patent Documents 1 and 2).
これらの装置は、上記の平板により生じた循環渦は、移動体の左右方向に見て、回転軸方向を左右方向として壁面沿いにおいて上方から下方に向って流れている。また、循環渦は、移動体の上下方向に見て、左右方向の中央部を境に左右に二つ生じていて、回転軸方向を鉛直方向として壁面沿いにおいて側方から中央に向って流れている。 In these devices, the circulating vortex generated by the flat plate flows from the upper side to the lower side along the wall surface with the rotation axis direction as the left-right direction when viewed in the left-right direction of the moving body. In addition, the circulating vortex is seen in the vertical direction of the moving body, and two vortexes are generated on the left and right sides of the central portion in the left-right direction, and flows from the side toward the center along the wall surface with the rotation axis direction as the vertical direction. Yes.
上記の装置は、このような循環渦を発生させて、移動体の移動中に壁面に衝突しようとする風を壁面の上方や側方に逸して、壁面が受ける空気抵抗を低減している。 The above-described device generates such a circulating vortex and diverts the wind, which is about to collide with the wall surface during the movement of the moving body, to the upper or side of the wall surface, thereby reducing the air resistance received by the wall surface.
ところで、壁面に衝突しようとする風は、移動体が移動することで生じる走行風と自然風との合成風である。合成風の風向(移動体の移動方向に対する合成風の成す角)が大きくなると、移動体の上下方向に見て左右方向に並んでいる二つ循環渦が合成風の風下側にずれたり、風上側の渦が小さくなったりして、循環渦が安定しなくなる。それ故、壁面に衝突しようとする風を逸らせずに壁面に衝突することが増えて、空気抵抗が増加するという問題があった。 By the way, the wind that is about to collide with the wall surface is a combined wind of a traveling wind and a natural wind generated by the movement of the moving body. When the wind direction of the synthetic wind (the angle formed by the synthetic wind with respect to the moving direction of the moving body) increases, the two circulating vortices aligned in the left-right direction when viewed in the vertical direction of the moving body shift to the leeward side of the synthetic wind. The upper vortex becomes smaller and the circulating vortex becomes unstable. Therefore, there has been a problem that the air resistance increases because the collision with the wall surface increases without deflecting the wind that tries to collide with the wall surface.
本発明の目的は、循環渦を安定させて燃費を向上することができる空気抵抗低減装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the air resistance reduction apparatus which can stabilize a circulation vortex and can improve a fuel consumption.
上記の目的を達成する本発明の空気抵抗低減装置は、前方から後方に向って順に前方部と後方部とが配置されていて、その前方部の高さがその後方部の高さよりも低い移動体に搭載されている空気抵抗低減装置において、前記前方部の上方に存在する前記後方部の前面上部に、前記移動体の左右方向の中央部を境に隣接する二つの囲いを備えて、この囲いが、その前面上部から前方に向って突出した導風板からなり、前方から後方に向って見て下方側が開いた半環状に形成されていることを特徴とする。 In the air resistance reduction device of the present invention that achieves the above object, the front part and the rear part are arranged in order from the front to the rear, and the height of the front part is lower than the height of the rear part. In the air resistance reducing device mounted on the body, the front part of the rear part existing above the front part is provided with two enclosures adjacent to the central part in the left-right direction of the movable body. The enclosure is formed of a baffle plate that protrudes forward from the front upper portion of the enclosure, and is formed in a semi-annular shape having an open lower side when viewed from the front to the rear.
本発明によれば、前面上部に下方側が開いた半環状の二つの囲いを設けることで、二つの囲いにより移動体が移動した際に生じる左右方向の二つの循環渦のそれぞれを囲うことができる。それ故、合成風の風向と移動体の移動方向の成す角が大きくなっても、二つの囲いにより循環渦が合成風の風下側にずれることや風上側の渦が小さくなることを回避し
て、循環渦を安定させることができる。これにより、移動体の移動中に壁面に衝突しようとする風が壁面の上方や側方に逸れるので、壁面が受ける空気抵抗の低減には有利になり、燃費を向上することができる。
According to the present invention, by providing two semi-annular enclosures whose lower side is open at the top of the front surface, it is possible to enclose each of the two circulating vortices in the left-right direction generated when the moving body moves by the two enclosures. . Therefore, even if the angle between the wind direction of the synthetic wind and the moving direction of the moving body is increased, the two vortexes prevent the circulation vortex from shifting to the leeward side of the synthetic wind and the leeward vortex becoming smaller. , Can stabilize the circulating vortex. As a result, the wind that is about to collide with the wall surface during the movement of the moving body is deflected upward or to the side of the wall surface.
以下に、本発明の空気抵抗低減装置の実施形態について説明する。図中では、xを車両の前後方向とし、yをx方向に直交する車両の左右方向とし、z方向を鉛直方向とする。 Below, embodiment of the air resistance reduction apparatus of this invention is described. In the figure, x is the longitudinal direction of the vehicle, y is the lateral direction of the vehicle orthogonal to the x direction, and the z direction is the vertical direction.
図1に例示するように、第一実施形態の空気抵抗低減装置20は、移動体としてトラックなどの大型の車両10に搭載されていて、車両10の空気抵抗を低減する装置である。 As illustrated in FIG. 1, the air resistance reduction device 20 of the first embodiment is a device that is mounted on a large vehicle 10 such as a truck as a moving body and reduces the air resistance of the vehicle 10.
車両10は、車輪11を支持するシャーシ12のx方向の前方側に前方部としてキャブ(運転室)13が配置され、後方側に後方部としてバン(荷台)14が配置されている。車両10は、キャブ13の地面からの高さである全高Hcがバン14の全高Hbよりも低くなっている。車両10は、キャブ13及びバン14の間に隙間15(この実施形態では、以下の空気抵抗低減装置20により塞がれているので図面には図示していない)が設けられている。 In the vehicle 10, a cab (cab) 13 is disposed as a front portion on the front side in the x direction of the chassis 12 that supports the wheels 11, and a van (loading platform) 14 is disposed as a rear portion on the rear side. In the vehicle 10, the total height Hc, which is the height of the cab 13 from the ground, is lower than the total height Hb of the van 14. The vehicle 10 is provided with a gap 15 (not shown in the drawing because it is closed by the following air resistance reducing device 20 in this embodiment) between the cab 13 and the van 14.
空気抵抗低減装置20は、x方向前方から後方に向かって見てキャブ13の上面であるルーフ16の上方に存在するバン14の前面上部17に、y方向中央部を境に隣接する二つの囲い21を備えて構成されている。囲い21は、前面上部17からx方向前方に向って突出した導風板22〜24からなり、x方向前方から後方に向って見て下方側が開いた半環状に形成されている。 The air resistance reducing device 20 has two enclosures adjacent to the front upper portion 17 of the van 14 existing above the roof 16 that is the upper surface of the cab 13 when viewed from the front in the x direction toward the rear, with the central portion in the y direction as a boundary. 21 is comprised. The enclosure 21 includes air guide plates 22 to 24 that protrude from the front upper portion 17 toward the front in the x direction, and is formed in a semi-annular shape whose lower side is opened when viewed from the front in the x direction toward the rear.
また、空気抵抗低減装置20は、囲い21を塞ぐと共にキャブ13及びバンの隙間15を塞ぐ閉塞板25を備えている。加えて、空気抵抗低減装置20は、囲い21の外側寄りに存在する角部に丸み部26を設けている。 The air resistance reduction device 20 includes a closing plate 25 that closes the enclosure 21 and closes the gap 13 between the cab 13 and the van. In addition, the air resistance reducing device 20 is provided with a rounded portion 26 at a corner portion that is located on the outer side of the enclosure 21.
囲い21は、一枚の第一導風板22、二枚の第二導風板23、及び一枚の第三導風板24で構成されている。囲い21は、第一導風板22で前面上部17の上部を、第二導風板23で前面上部17の側部を、及び第三導風板24で前面上部17の中央部を、それぞれ囲っている。囲い21は、下方に開いたコの字状を成していて、x方向前方から後方に向って見て下方から上方に向って窪んだ形状を成している。 The enclosure 21 is composed of one first air guide plate 22, two second air guide plates 23, and one third air guide plate 24. The enclosure 21 includes a first air guide plate 22 that is an upper portion of the front upper portion 17, a second air guide plate 23 that is a side portion of the front upper portion 17, and a third air guide plate 24 that is the center portion of the front upper portion 17. Surrounding. The enclosure 21 has a U-shape that is open downward, and has a shape that is recessed downward from the top when viewed from the front in the x direction toward the rear.
第一導風板22、第二導風板23、第三導風板24及び閉塞板25は、前面上部17か
ら垂直に立設していて、前面上部17に接合されている。
The first air guide plate 22, the second air guide plate 23, the third air guide plate 24, and the closing plate 25 are erected vertically from the front upper portion 17 and are joined to the front upper portion 17.
第一導風板22は、前面上部17の中央部からy方向両側方に向って延在している。第一導風板22は、前面上部17の上端縁から中心側に隔てられて配置されていて、y方向に見て、前面上部17の前方空間の上方側に断面が三角形の空間と、下方側に断面が台形の空間とを形成している。具体的に、断面が三角形の空間は、前面上部17及び第一導風板22の上面から形成されていて、断面が台形の空間は、ルーフ16及び閉塞板25、前面上部17、並びに第一導風板22の下面から形成されている。 The first air guide plate 22 extends from the central portion of the front upper portion 17 toward both sides in the y direction. The first air guide plate 22 is disposed to be separated from the upper end edge of the front upper portion 17 toward the center side, and viewed in the y direction, a space having a triangular cross section above the front space of the front upper portion 17 and the lower side. A space with a trapezoidal cross section is formed on the side. Specifically, the space having a triangular cross section is formed from the upper surface of the front upper portion 17 and the first air guide plate 22, and the space having a trapezoidal cross section is the roof 16, the closing plate 25, the front upper portion 17, and the first. It is formed from the lower surface of the air guide plate 22.
第二導風板23は、第一導風板22のy方向端部で、第一導風板22からz方向下方に向って延在している。第二導風板23は、第一導風板22からキャブ13及びバン14の下端部、つまり、シャーシ12まで延在して、キャブ13及びバン14の間の隙間15の側方を塞いでいる。第二導風板23は、前面上部17の側端縁から中心側に隔てられて配置されていて、z方向に見て、第三導風板24を境にして、前面上部17の前方空間の外側寄りに断面が三角形の空間と、内側寄りに断面が台形の空間とを形成している。具体的に、断面が三角形の空間は、前面上部17及び第二導風板23の外側面から形成されていて、断面が台形の空間は、前面上部17、第二導風板23の内側面、及び第三導風板24から形成されている。 The second wind guide plate 23 extends from the first wind guide plate 22 downward in the z direction at the end of the first wind guide plate 22 in the y direction. The second air guide plate 23 extends from the first air guide plate 22 to the lower ends of the cab 13 and the van 14, that is, the chassis 12, and closes the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14. Yes. The second air guide plate 23 is disposed to be separated from the side edge of the front upper portion 17 toward the center side, and when viewed in the z direction, the front space of the front upper portion 17 with the third air guide plate 24 as a boundary. A space having a triangular cross section is formed on the outer side of the space, and a space having a trapezoidal cross section is formed on the inner side. Specifically, the space having a triangular cross section is formed from the front upper portion 17 and the outer surface of the second air guide plate 23, and the space having a trapezoidal cross section is the inner surface of the front upper portion 17 and the second air guide plate 23. , And the third air guide plate 24.
第三導風板24は、第一導風板22のy方向中央部に配置されていて、第一導風板22からz方向下方に向って閉塞板25まで延在している。第三導風板24は、一枚の第一導風板22及び二枚の第二導風板23により囲われた部位をy方向左右に二分している。 The third air guide plate 24 is disposed at the center of the first air guide plate 22 in the y direction, and extends from the first air guide plate 22 to the closing plate 25 downward in the z direction. The third air guide plate 24 bisects the portion surrounded by one first air guide plate 22 and two second air guide plates 23 left and right in the y direction.
閉塞板25は、前面上部17の下部に配置されていて、y方向に延在している。閉塞板25は、一方の第二導風板23から他方の第二導風板23まで延在していて、キャブ13及びバン14の間に設けられた隙間15の上方を塞いでいる。 The blocking plate 25 is disposed at the lower part of the front upper part 17 and extends in the y direction. The closing plate 25 extends from one second air guide plate 23 to the other second air guide plate 23, and closes the gap 15 provided between the cab 13 and the van 14.
丸み部26は、x方向に見て、側方側に配置された囲い21の角に設けられている。丸み部26は、断面が直角三角形の斜辺が内側に窪んだ形を成す柱状に形成されていて、前面上部17の中心部に向いた面が円筒面を成している。丸み部26は、第一導風板22及び第二導風板23により直角に形成された角を滑らかな状態にできればよく、例えば、三角柱に形成されてもよい。 The rounded portion 26 is provided at a corner of the enclosure 21 disposed on the side as viewed in the x direction. The rounded portion 26 is formed in a columnar shape having a cross section of a right triangle and a hypotenuse that is recessed inward, and a surface facing the center of the front upper portion 17 forms a cylindrical surface. The round part 26 should just be able to make the angle formed at right angles by the 1st wind guide plate 22 and the 2nd wind guide plate 23 into a smooth state, for example, may be formed in a triangular prism.
空気抵抗低減装置20のx方向の前後長Df、つまり、導風板22〜24の前後長Dfは、隙間15の前後長Dcと同程度の長さに設定されている。空気抵抗低減装置20のy方向の全幅Wf、つまり、第一導風板22の全幅Wfは、ルーフ16のy方向の幅Wrよりも広く、且つ、キャブ13のy方向の幅Wcよりも狭く設定されている。空気抵抗低減装置20のz方向の全高Hf、つまり、地面から第一導風板22の上面までの全高Hfは、キャブ13の全高Hcよりも高く、且つ、バン14の全高Hb以下の高さに設定されている。 The longitudinal length Df in the x direction of the air resistance reducing device 20, that is, the longitudinal length Df of the air guide plates 22 to 24 is set to be approximately the same as the longitudinal length Dc of the gap 15. The total width Wf of the air resistance reduction device 20 in the y direction, that is, the total width Wf of the first air guide plate 22 is wider than the width Wr of the roof 16 in the y direction and narrower than the width Wc of the cab 13 in the y direction. Is set. The total height Hf in the z direction of the air resistance reducing device 20, that is, the total height Hf from the ground surface to the upper surface of the first air guide plate 22 is higher than the total height Hc of the cab 13 and less than the total height Hb of the van 14. Is set to
次に、空気抵抗低減装置20により空気抵抗が低減する原理について説明する。車両10がx方向前方に向って走行すると、囲い21の内側に循環渦27が生じると共に、外側に循環渦28が生じる。 Next, the principle that air resistance is reduced by the air resistance reducing device 20 will be described. When the vehicle 10 travels forward in the x direction, a circulating vortex 27 is generated inside the enclosure 21 and a circulating vortex 28 is generated outside.
図2に例示するように、y方向に見ると、循環渦27は、第一導風板22の下方に存在し、断面が台形状の空間に生じている。循環渦28は、第一導風板22の上方に存在し、断面が三角形状の空間に生じている。循環渦27、28は、回転軸方向をy方向として前面上部17沿いにおいて上方から下方に向って(y方向左方から右方に向って見て右回り)流れている。つまり、循環渦27、28は、ルーフ16及び閉塞板25と前面上部17とのそれぞれを、直角を挟む二辺とした直角三角形の内部に生じている。 As illustrated in FIG. 2, when viewed in the y direction, the circulating vortex 27 exists below the first air guide plate 22, and the cross section is generated in a trapezoidal space. The circulating vortex 28 exists above the first air guide plate 22 and occurs in a space having a triangular cross section. The circulating vortices 27 and 28 flow from the upper side to the lower side along the front upper portion 17 with the rotation axis direction as the y direction (clockwise as viewed from the left side to the right side in the y direction). In other words, the circulating vortices 27 and 28 are generated inside a right-angled triangle with the roof 16, the closing plate 25, and the front upper portion 17 as two sides sandwiching a right angle.
図3に例示するように、z方向に見ると、循環渦27、28は、y方向中央部を境にして左右のそれぞれに生じている。循環渦27は、第二導風板23の内側の台形断面を有した空間に生じている。循環渦28は、第二導風板23の外側の三角断面を有した空間に生じている。循環渦27、28は、回転軸方向をz方向として前面上部17沿いにおいて側方から中央に向って流れていて、y方向左方側で左回りに、y方向右方側で右回りに流れている。つまり、循環渦27、28は、z方向に見ると、キャブ13の前方中央、バン14の前面の両角を頂点とした二等辺三角形の内部に生じている。 As illustrated in FIG. 3, when viewed in the z direction, the circulating vortices 27 and 28 are generated on the left and right sides of the central portion in the y direction. The circulating vortex 27 is generated in a space having a trapezoidal cross section inside the second air guide plate 23. The circulating vortex 28 is generated in a space having a triangular cross section outside the second air guide plate 23. The circulating vortices 27 and 28 flow from the side toward the center along the front upper portion 17 with the rotation axis direction as the z direction, and flow counterclockwise on the left side in the y direction and clockwise on the right side in the y direction. ing. In other words, when viewed in the z direction, the circulating vortices 27 and 28 are generated inside an isosceles triangle having apexes at the front center of the cab 13 and the front corners of the van 14.
図4に例示するように、循環渦27は、模式的に表現するとx方向前方から後方に向って見て、囲い21の下方中央部を要とした扇形を成している。つまり、二つの囲い21により前面上部17には、左右一対の扇形の循環渦27と、その扇形の循環渦27の周囲をコの字状に覆う循環渦28とが生じている。 As illustrated in FIG. 4, the circulation vortex 27 has a fan-like shape that includes the lower central portion of the enclosure 21 when viewed from the front to the rear in the x direction. That is, a pair of left and right fan-shaped circulation vortices 27 and a circulation vortex 28 covering the periphery of the fan-shaped circulation vortex 27 in a U-shape are generated in the front upper portion 17 by the two enclosures 21.
丸み部26は、囲い21と循環渦27との間の隙間を塞ぐように設けられている。丸み部26の内側の形状は、循環渦27に接触しない形状であればよく、循環渦27の形状に沿って形成してもよい。 The rounded portion 26 is provided so as to close a gap between the enclosure 21 and the circulation vortex 27. The inner shape of the rounded portion 26 may be a shape that does not contact the circulating vortex 27, and may be formed along the shape of the circulating vortex 27.
図3に例示するように、車両10に作用する風は、走行風と角度を持って吹き付ける自然風との合成風である。ここで、Vtを走行風速、Vwを自然風の風速、Φを自然風の風向、VRを合成風の風速、Ψを合成風の風向(以下、ヨー角という)とする。ヨー角Ψは、走行風速Vtが遅くなる程大きくなり、自然風の風向Φが大きくなる程大きくなる。 As illustrated in FIG. 3, the wind acting on the vehicle 10 is a combined wind of the traveling wind and the natural wind blown at an angle. Here, Vt is the traveling wind speed, Vw is the natural wind speed, Φ is the natural wind direction, VR is the combined wind speed, and Ψ is the combined wind direction (hereinafter referred to as the yaw angle). The yaw angle ψ increases as the traveling wind speed Vt decreases, and increases as the wind direction Φ of the natural wind increases.
ヨー角Ψが3°〜5°以上大きくなる、つまり、車両10の移動方向に対する合成風の成す角が大きくなっても、囲い21の内部に生じる循環渦27は、その影響を受けずに安定している。具体的に、ヨー角Ψが3°〜5°以上大きくなっても、第二導風板23及び第三導風板24により、囲い21の内部に生じる左右一対の循環渦27が合成風の風下側にずれたり、風上側が小さくなったりすることを回避して、循環渦27を安定維持する。 Even if the yaw angle Ψ increases by 3 ° to 5 ° or more, that is, the angle formed by the synthetic wind with respect to the moving direction of the vehicle 10 increases, the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21 is stable without being affected by the influence. doing. Specifically, even if the yaw angle Ψ increases by 3 ° to 5 ° or more, the pair of left and right circulation vortices 27 generated inside the enclosure 21 by the second air guide plate 23 and the third air guide plate 24 The circulation vortex 27 is stably maintained by avoiding a shift to the leeward side or a decrease in the leeward side.
このように、空気抵抗低減装置20は、車両10がx方向前方に向って走行するときに、ヨー角Ψが大きくなっても、二つの囲い21により、その囲い21の内部に生じる循環渦27を安定して維持することができる。これにより、合成風は、y方向に見て、循環渦27、28により直角三角形の外側を流れると共に、z方向に見ると、循環渦27、28により二等辺三角形の外側を流れる。この結果、前面上部17との衝突を回避することができると共にバン14のルーフ(上面)及び側面での剥離(角を通過した流速の減速と剥離域での逆流により圧力抵抗が増加する現象)を抑制することができるので、車両10の空気抵抗の低減には有利になり燃費を向上することができる。 As described above, the air resistance reducing device 20 has the circulation vortex 27 generated in the inside of the enclosure 21 by the two enclosures 21 even when the yaw angle Ψ increases when the vehicle 10 travels forward in the x direction. Can be maintained stably. Thereby, the synthetic wind flows outside the right triangle by the circulating vortices 27 and 28 when viewed in the y direction, and flows outside the isosceles triangle by the circulating vortices 27 and 28 when viewed in the z direction. As a result, it is possible to avoid a collision with the front upper portion 17 and to separate the van 14 on the roof (upper surface) and side surfaces (a phenomenon in which the pressure resistance increases due to the deceleration of the flow velocity passing through the corners and the reverse flow in the separation region). Therefore, it is advantageous for reducing the air resistance of the vehicle 10 and fuel consumption can be improved.
特に、この空気抵抗低減装置20は、左右に隣接する二つの囲い21が前面上部17のy方向中央部を境にしている。それ故、ヨー角Ψが大きくなっても、この境、つまり、第三導風板24により、左右一対の循環渦27が互いに干渉することを回避することができる。これにより、囲い21の内部に生じる循環渦27を安定するには有利になる。 In particular, in the air resistance reducing device 20, two enclosures 21 adjacent to the left and right are bordered on the center of the front upper portion 17 in the y direction. Therefore, even if the yaw angle Ψ increases, the boundary, that is, the third air guide plate 24, can prevent the pair of left and right circulation vortices 27 from interfering with each other. This is advantageous for stabilizing the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21.
また、空気抵抗低減装置20は、キャブ13及びバン14の隙間15の上方が閉塞板25により塞がれている。つまり、閉塞板25により、y方向に見て、隙間15における走行風の下降を防いでいる。これにより、隙間15を下降した走行風のシャーシ12の床下構造体への衝突の回避と床下における剥離の抑制には有利になる。 In the air resistance reducing device 20, the upper portion of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is closed by the closing plate 25. That is, the closing plate 25 prevents the traveling wind from descending in the gap 15 when viewed in the y direction. This is advantageous in avoiding collision of the traveling wind descending the gap 15 with the underfloor structure of the chassis 12 and suppressing separation under the floor.
加えて、空気抵抗低減装置20は、キャブ13及びバン14の隙間15の側方が第二導
風板23により塞がれている。つまり、第二導風板23により、z方向に見て、隙間15における走行風の横断を防いでいる。これにより、隙間15を横断した走行風のバン14の側面における剥離の抑制には有利になる。
In addition, in the air resistance reducing device 20, the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is closed by the second air guide plate 23. That is, the second wind guide plate 23 prevents the traveling wind from crossing in the gap 15 when viewed in the z direction. Thereby, it becomes advantageous for suppression of peeling on the side surface of the van 14 of the traveling wind crossing the gap 15.
空気抵抗低減装置20は、導風板22〜24により二つの囲い21を形成すればよく、ルーフ16に装着するエアデフレクタに比して、安価に製造できる。 The air resistance reducing device 20 is only required to form the two enclosures 21 by the air guide plates 22 to 24 and can be manufactured at a lower cost than the air deflector attached to the roof 16.
空気抵抗低減装置20は、第一導風板22が前面上部17の上端縁から、第二導風板23が前面上部17の側端縁から、それぞれ中心側に隔てられて配置されている。それ故、二つの囲い21により、前面上部17の前方空間に囲い21の内側に生じる循環渦27と、囲い21の外側に生じる循環渦28とを同時に発生させている。このように、前面上部17の内側寄りの循環渦27と外側寄りの循環渦28とを発生させることで、合成風が前面上部17に衝突することを避けるには有利になり、走行抵抗を低減できる。なお、囲い21の内側に生じる循環渦27のみでも走行抵抗を低減することが可能である場合は、囲い21は、前面上部17の周縁に配置してもよい。 In the air resistance reduction device 20, the first air guide plate 22 is arranged at the center side from the upper end edge of the front upper portion 17, and the second air guide plate 23 is arranged at the center side from the side edge of the front upper portion 17. Therefore, the two enclosures 21 simultaneously generate the circulation vortex 27 generated inside the enclosure 21 and the circulation vortex 28 generated outside the enclosure 21 in the front space of the front upper portion 17. Thus, by generating the circulation vortex 27 closer to the inner side and the circulation vortex 28 closer to the outer side of the front upper portion 17, it is advantageous to prevent the combined wind from colliding with the upper front portion 17, thereby reducing running resistance. it can. If the running resistance can be reduced only by the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21, the enclosure 21 may be arranged at the periphery of the front upper portion 17.
図5に例示するように、ヨー角ΨとCd値(空気抵抗係数)との関係を参照しながら、空気抵抗低減装置20の効果について説明する。ここで、Aを空気抵抗低減装置20を備えていない構成、Bを従来技術の構成(例えば、一枚の導風板のみを備えた構成や、一つの囲いのみを備えた構成)、Cを空気抵抗低減装置20として二つの囲い21のみを設けた構成(第一実施形態のように隙間15を塞ぐ構成は除く)、Dを構成Cに加えて、第二導風板23によりキャブ13及びバン14の間の隙間15の側方を塞いだ構成、Eを構成Dに加えて、閉塞板25によりキャブ13及びバン14の間の隙間15の上方を塞いだ構成(第一実施形態の構成と同様の構成)とする。また、ここでいう、低ヨー角は、例えば、−5°〜+5°の範囲、高ヨー角はそれ以外の範囲とする。 As illustrated in FIG. 5, the effect of the air resistance reduction device 20 will be described with reference to the relationship between the yaw angle Ψ and the Cd value (air resistance coefficient). Here, A is a configuration that does not include the air resistance reducing device 20, B is a conventional configuration (for example, a configuration that includes only one air guide plate, or a configuration that includes only one enclosure), and C A configuration in which only two enclosures 21 are provided as the air resistance reducing device 20 (excluding a configuration in which the gap 15 is closed as in the first embodiment), D is added to the configuration C, and the cab 13 and the second air guide plate 23 are used. A configuration in which the side of the gap 15 between the vans 14 is closed, E is added to the configuration D, and a configuration in which the upper portion of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is closed by the closing plate 25 (the configuration of the first embodiment) And the same configuration). Further, the low yaw angle referred to here is, for example, in the range of −5 ° to + 5 °, and the high yaw angle is in the other range.
構成Bは、低ヨー角において、つまり、循環渦27、28が維持された状態において、構成Aに比してCd値が低くなるが、高ヨー角において、つまり、循環渦27、28が不安定な状態において、構成Aに比してCd値が高くなる。 In the configuration B, the Cd value is lower than that in the configuration A at a low yaw angle, that is, in a state where the circulating vortices 27 and 28 are maintained. In a stable state, the Cd value is higher than that in the configuration A.
構成Cは、低ヨー角において構成Bに比してCd値が略同等になるが、高ヨー角において構成Bに比してCd値が低くなる。これは、上述したとおり、二つの囲い21により、囲い21の内部に生じた循環渦27の位置や大きさを安定して維持した結果である。 In the configuration C, the Cd value is substantially the same as that in the configuration B at a low yaw angle, but the Cd value is lower than that in the configuration B at a high yaw angle. This is a result of stably maintaining the position and size of the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21 by the two enclosures 21 as described above.
構成Dは、低ヨー角において構成Cに比してCd値が略同等になるが、高ヨー角において構成Cに比してCd値が低くなる。特に、構成Dは、ヨー角Ψが大きい程効果的である。これは、上述したとおり、第二導風板23により、キャブ13及びバン14の間の隙間15の側方が閉塞することで、合成風の横断が低減した結果である。 In the configuration D, the Cd value is substantially equal to the configuration C at the low yaw angle, but the Cd value is lower than the configuration C at the high yaw angle. In particular, the configuration D is more effective as the yaw angle ψ is larger. As described above, this is a result of the crossing of the synthetic wind being reduced by the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 being blocked by the second air guide plate 23.
構成Eは、構成Dに比してCd値が全域で低くなる。これは、上述したとおり、閉塞板25により、キャブ13及びバン14の間の隙間15の上方が閉塞することで、合成風の下降が低減した結果である。 In the configuration E, the Cd value is lower in the entire region than in the configuration D. As described above, this is a result of the lowering of the synthetic wind being reduced by closing the upper portion of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 by the closing plate 25.
以上のように、空気抵抗低減装置20は、少なくとも前面上部17の前方の空間に二つの囲い21を設けた構成Bを最小構成とすることが可能である。また、第二導風板23は、シャーシ12まで延在しなくてもよい。 As described above, the air resistance reduction device 20 can have the minimum configuration B in which the two enclosures 21 are provided in the space in front of the front upper portion 17. Further, the second air guide plate 23 may not extend to the chassis 12.
また、この実施形態では、四枚の導風板22〜24で囲い21を構成したが、一枚の導風板をm字状に形成して二つの囲い21を構成してもよく、一枚の導風板を半円弧状に形成し、その中央部に第三導風板を設けて二つの囲い21を構成してもよい。加えて、導風
板22〜24と閉塞板25とを別体として構成したが、環状に形成した導風板をy方向に隣接配置して、二つの囲いを構成してもよい。
Further, in this embodiment, the enclosure 21 is configured by the four air guide plates 22 to 24, but the two enclosures 21 may be configured by forming one air guide plate in an m shape. The two air guide plates may be formed by forming a single air guide plate in a semicircular arc shape and providing a third air guide plate at the center thereof. In addition, although the air guide plates 22 to 24 and the blocking plate 25 are configured as separate bodies, two air guide plates formed in an annular shape may be arranged adjacent to each other in the y direction to form two enclosures.
導風板22〜24の設置位置、長さ、厚さ、先端(x方向前方端)のR(丸み)の有無、内側への屈曲などは、実験や試験などにより循環渦27、28が安定的に維持可能な最適な形態を求めて設定するとよい。例えば、第一導風板22と第二導風板23とをコの字状ではなく、井桁状に配置してもよい。井桁状に配置することで、囲い21の外側の循環渦28の維持には有利になる。なお、閉塞板25の配置位置は、閉塞板25がルーフ16から上方にはみ出さない位置が好ましい。このように、閉塞板25を配置することで、はみ出した部分が走行抵抗となることを回避して、走行抵抗の低減には有利になる。 The installation position, length and thickness of the air guide plates 22 to 24, presence / absence of R (roundness) at the tip (front end in the x direction), inward bending, etc., the circulation vortices 27 and 28 are stable through experiments and tests. It is better to find and set the optimum form that can be maintained. For example, the first air guide plate 22 and the second air guide plate 23 may be arranged in a cross-beam shape instead of a U-shape. The arrangement in the form of a cross beam is advantageous for maintaining the circulating vortex 28 outside the enclosure 21. The position where the closing plate 25 is disposed is preferably a position where the closing plate 25 does not protrude upward from the roof 16. Thus, by arranging the blocking plate 25, it is advantageous for reducing the running resistance by avoiding that the protruding portion becomes running resistance.
空気抵抗低減装置20の前後長Dfは、キャブ13をx方向前方に倒したときにキャブ13との接触を回避可能な長さであればよく、前後長Dc以上の長さでもよい。但し、前後長Dfは、y方向に見て、ルーフ16及び閉塞板25と前面上部17とのそれぞれを、直角を挟む二辺とした直角三角形や、z方向に見て、キャブ13の前方中央、バン14の前面の両角を頂点とした二等辺三角形から外側にはみ出さない長さがよい。前後長Dfが長くなり、y方向に見た直角三角形やz方向に見た二等辺三角形からはみ出すと、空気抵抗低減装置20が合成風に晒されることになり、余分な空気抵抗が増加するおそれがある。 The front-rear length Df of the air resistance reducing device 20 may be a length that can avoid contact with the cab 13 when the cab 13 is tilted forward in the x direction, and may be a length equal to or longer than the front-rear length Dc. However, the front-rear length Df is a right-angled triangle with two sides sandwiching the right angle of the roof 16, the blocking plate 25, and the front upper portion 17 when viewed in the y direction, or the front center of the cab 13 when viewed in the z direction. A length that does not protrude outward from an isosceles triangle having apexes at both corners of the front surface of the van 14 is good. When the front-rear length Df becomes long and protrudes from a right triangle seen in the y direction or an isosceles triangle seen in the z direction, the air resistance reducing device 20 is exposed to the composite wind, which may increase excess air resistance. There is.
図6に例示するように、空気抵抗低減装置20の全幅Wfは、エアデフレクタ18の全幅Wdよりも狭く、且つ、空気抵抗低減装置20の全高Hfは、エアデフレクタ18の全高Hdよりも低く設定される。エアデフレクタ18の全幅Wdは、ルーフ16の幅Wrよりも広く、キャブ13の幅Wc以下に設定されていて、全高Hdは、バン14の全高Hb以下に設定されている。このように空気抵抗低減装置20の全幅Wf及び全高Hfを設定することで、エアデフレクタ18を装着したときに、空気抵抗低減装置20の前方部位がエアデフレクタ18の内側でラップする。それ故、エアデフレクタ18と空気抵抗低減装置20とで形成されたラビリンスシールにより、エアデフレクタ18とバン14との間に形成される隙間に風が流れ込むことを防ぐことができる。これにより、エアデフレクタ18を装着時の空気抵抗の低減には有利になり、エアデフレクタ18を単体で装着したものに比して燃費を向上できる。なお、エアデフレクタ18の装着時には、空気抵抗低減装置20による循環渦は生じない。 As illustrated in FIG. 6, the total width Wf of the air resistance reduction device 20 is narrower than the total width Wd of the air deflector 18, and the total height Hf of the air resistance reduction device 20 is set lower than the total height Hd of the air deflector 18. Is done. The total width Wd of the air deflector 18 is wider than the width Wr of the roof 16 and is set to be equal to or smaller than the width Wc of the cab 13, and the total height Hd is set to be equal to or smaller than the total height Hb of the van 14. By setting the overall width Wf and the overall height Hf of the air resistance reducing device 20 in this way, the front portion of the air resistance reducing device 20 wraps inside the air deflector 18 when the air deflector 18 is attached. Therefore, the labyrinth seal formed by the air deflector 18 and the air resistance reducing device 20 can prevent the wind from flowing into the gap formed between the air deflector 18 and the van 14. This is advantageous for reducing the air resistance when the air deflector 18 is mounted, and the fuel efficiency can be improved as compared with the case where the air deflector 18 is mounted alone. In addition, when the air deflector 18 is mounted, no circulating vortex is generated by the air resistance reducing device 20.
図7に例示するように、第二実施形態の空気抵抗低減装置20は、第一実施形態に対して冷凍機19が囲い21の一部を担っている点が異なる。言い換えると、第二実施形態の空気抵抗低減装置20は、全体の寸法を第一実施形態から変更せずに、前面上部17からx方向前方に突出した冷凍機19を避けるように第一導風板22及び第三導風板24を設けている。 As illustrated in FIG. 7, the air resistance reduction device 20 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the refrigerator 19 serves as a part of the enclosure 21. In other words, the air resistance reduction device 20 of the second embodiment does not change the overall dimensions from the first embodiment, and avoids the refrigerator 19 that protrudes forward in the x direction from the front upper portion 17. A plate 22 and a third air guide plate 24 are provided.
このように、空気抵抗低減装置20は、冷凍機19を搭載した車両10にも適用可能であり、空気抵抗を低減して燃費を向上できる。 Thus, the air resistance reduction device 20 can be applied to the vehicle 10 equipped with the refrigerator 19 and can reduce air resistance and improve fuel efficiency.
図8に例示するように、第三実施形態の空気抵抗低減装置20は、第一実施形態に対して囲い21を構成する導風板22〜24が前面上部17に接合されていない点が異なる。また、第二導風板23とは別体としてキャブ13及びバン14の間の隙間15の側方を閉塞する閉塞板29を備えている点が異なる。 As illustrated in FIG. 8, the air resistance reduction device 20 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the air guide plates 22 to 24 constituting the enclosure 21 are not joined to the front upper portion 17. . Further, the second air guide plate 23 is different from the second air guide plate 23 in that a closing plate 29 that closes the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is provided.
第三実施形態の空気抵抗低減装置20は、第三導風板24が、ルーフ16に接合されていて、その第三導風板24を介して第一導風板22及び第二導風板23がルーフ16に接合されている。閉塞板25、29は、キャブ13又はバン14のどちらか一方に接合され
ている。また、第三導風板24は、y方向に見て、ルーフ16及び閉塞板25を下底、第一導風板22を上底とした台形を成している。第三導風板24をルーフ16の前方まで延在することで、z方向に見ると、囲い21の内部に生じる左右一対の循環渦27の互いに干渉を回避することができる。これにより、循環渦27を安定して維持するには有利になり、燃費を向上できる。
In the air resistance reduction device 20 of the third embodiment, the third air guide plate 24 is joined to the roof 16, and the first air guide plate 22 and the second air guide plate are connected via the third air guide plate 24. 23 is joined to the roof 16. The closing plates 25 and 29 are joined to either the cab 13 or the van 14. The third air guide plate 24 has a trapezoidal shape with the roof 16 and the closing plate 25 as the bottom and the first air guide plate 22 as the top when viewed in the y direction. By extending the third air guide plate 24 to the front of the roof 16, when viewed in the z direction, it is possible to avoid interference between the pair of left and right circulating vortices 27 generated inside the enclosure 21. Thereby, it becomes advantageous to maintain the circulation vortex 27 stably, and fuel consumption can be improved.
このように、導風板22〜24は、前面上部17からx方向前方に向って突出していればよく、前面上部17に接合されていなくてもよい。 As described above, the air guide plates 22 to 24 may protrude from the front upper portion 17 toward the front in the x direction, and may not be joined to the front upper portion 17.
10 車両
13 キャブ
14 バン
17 前面上部
20 空気抵抗低減装置
21 囲い
22〜24 導風板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 13 Cab 14 Van 17 Front upper part 20 Air resistance reduction apparatus 21 Enclosure 22-24 Wind guide plate
Claims (5)
前記前方部の上方に存在する前記後方部の前面上部に、前記移動体の左右方向の中央部を境に隣接する二つの囲いを備えて、この囲いが、その前面上部から前方に向って突出した導風板からなり、前方から後方に向って見て下方側が開いた半環状に形成されていることを特徴とする空気抵抗低減装置。 In the air resistance reduction device mounted on the moving body in which the front part and the rear part are arranged in order from the front to the rear, and the height of the front part is lower than the height of the rear part.
The upper part of the front surface of the rear part above the front part is provided with two enclosures adjacent to the central part in the left-right direction of the movable body, and the enclosure projects forward from the upper part of the front surface. An air resistance reducing device comprising: a wind guide plate formed in a semi-annular shape having a lower side opened when viewed from the front to the rear.
前記移動体の左右方向に延在して前記囲いの下方側を塞ぐと共に前記隙間の上方を塞ぐ閉塞板を備えている請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気抵抗低減装置。 The moving body has a gap between the front part and the rear part,
The air resistance reduction device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a closing plate that extends in a left-right direction of the movable body to close a lower side of the enclosure and to close an upper side of the gap.
前記移動体の上下方向に延在して前記隙間の側方を塞ぐ閉塞板を備えている請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気抵抗低減装置。 The moving body has a gap between the front part and the rear part,
The air resistance reduction device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a closing plate that extends in a vertical direction of the movable body and closes a side of the gap.
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