(57)【要約】【課題】キャブの前進時の圧力抵抗を低く抑えて、空気抵抗の低減を確実に図ることが可能なキャブのボディ形状及びキャブのボディ形状の設定方法を提供すること。【解決手段】キャブ前面４を車幅方向両端縁４ａ，４ａから車幅方向に沿って外側に延長した第１の仮想平面１０と、一対のキャブ側面５，５を前端縁５ａ，５ａから各キャブ側面５，５の傾斜方向に沿って前方にそれぞれ延長した左右一対の第２の仮想平面１１，１１とが交叉する左右の交叉部Ｐ１，Ｐ１間の距離の１／２を、キャブ前面４の実効幅Ｗ２として規定し、コーナ面６，６の所定の曲率半径Ｒを、キャブ前面４の実効幅Ｗ２の２５％以上１００％未満の範囲内に設定する。【選択図】図２
2010111237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に沿って立設されるキャブ前面と、
車幅方向両側に立設され、車両前後方向に対し所定の前すぼまり角で車幅方向内側に傾斜して車両前方に延びる左右一対のキャブ側面と、
前記キャブ前面の車幅方向両端縁から車幅方向外側に膨出するように車両後方に向かって所定の曲率半径で湾曲し、前記キャブ側面の左右の前端縁にそれぞれ連続する左右一対のコーナ面と、を備え、
前記キャブ前面を前記車幅方向両端縁から車幅方向に沿って外側に延長した第１の仮想平面と、前記一対のキャブ側面を前記前端縁から各キャブ側面の傾斜方向に沿って前方にそれぞれ延長した左右一対の第２の仮想平面とが交叉する左右の交叉部間の距離の１／２は、前記キャブ前面の実効幅として規定され、
前記コーナ面の前記所定の曲率半径は、前記キャブ前面の前記実効幅の２５％以上１００％未満の範囲内に設定されている
ことを特徴とするキャブのボディ形状。
【請求項２】
車幅方向に沿って立設されるキャブ前面と、車幅方向両側に立設され、車両前後方向に対し車幅方向外側に傾斜するように車両後方に向かって延びる左右一対のキャブ側面と、前記キャブ前面の車幅方向両端縁から車幅方向外側に膨出するように車両後方に向かって所定の曲率半径で湾曲し、前記キャブ側面の左右の前端縁にそれぞれ連続する左右一対のコーナ面と、を備えたキャブのボディ形状の設定方法であって、
前記キャブ前面を前記車幅方向両端縁から車幅方向にそって車幅方向外側に延長した第１の仮想平面と、前記一対のキャブ側面を前記前端縁から各キャブ側面の傾斜方向に沿って前方にそれぞれ延長した左右一対の第２の仮想平面とが交叉する左右の交叉部間の距離の１／２を、前記キャブ前面の実効幅として規定し、
前記キャブ前面の前記実効幅に対する前記コーナ面の前記所定の曲率半径の比率を、パラメータ比率として規定し、
前記キャブの前進時の空気抵抗値と前記パラメータ比率との間に成立する相関関係をシミレーションによって求め、
前記空気抵抗値が所望の値となる前記パラメータ比率を前記相関関係から求め、
前記求めたパラメータ比率となるように、前記所定の曲率半径と前記実効幅とを設定する
ことを特徴とするキャブのボディ形状の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャブのボディ形状及びキャブのボディ形状の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャブオーバー型の車両では、走行時に車両前端面に加わる空気流を付着流れとして車両周りの空気の流れをスムーズに車両後方に移動するために、キャブの前端左右角部に適度な曲率を有するコーナーＲ部を形成することが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６８４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、キャブオーバー型の車両の走行時における空気抵抗は、キャブの前面の圧力抵抗が支配的である。この圧力抵抗は、車両の前後の圧力差により引き起こされ、圧力抵抗の大きさは、主にキャブのボディ形状に依存する。
【０００５】
このため、キャブの前端左右角部にコーナーＲ部を形成した場合であっても、キャブの前面の形状やコーナーＲ部の曲率半径の大きさによっては、キャブの圧力抵抗が大きくなり、車両の空気抵抗が増大する可能性が生じる。
【０００６】
また、キャブのボディ形状は、例えば、量産性やデザイン性等の観点から決定されるため、企画構想からデザイン開始に至る開発の初期段階までに、圧力抵抗を低く抑えたキャブのボディ形状を提案することが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、キャブの前進時の圧力抵抗を低く抑えて、空気抵抗の低減を確実に図ることが可能なキャブのボディ形状及びキャブのボディ形状の設定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明に係るキャブのボディ形状は、車幅方向に沿って立設されるキャブ前面と、車幅方向両側に立設され、車両前後方向に対し所定の前すぼまり角で車幅方向内側に傾斜して車両前方に延びる左右一対のキャブ側面と、キャブ前面の車幅方向両端縁から車幅方向外側に膨出するように車両後方に向かって所定の曲率半径で湾曲し、キャブ側面の左右の前端縁にそれぞれ連続する左右一対のコーナ面と、を備え、キャブ前面を車幅方向両端縁から車幅方向に沿って外側に延長した第１の仮想平面と、一対のキャブ側面を前端縁から各キャブ側面の傾斜方向に沿って前方にそれぞれ延長した左右一対の第２の仮想平面とが交叉する左右の交叉部間の距離の１／２は、キャブ前面の実効幅として規定され、コーナ面の所定の曲率半径は、キャブ前面の実効幅の２５％以上１００％未満の範囲内に設定されている。
【０００９】
上記構成では、前方からの空気流がキャブ前面に衝突すると、衝突した空気流はキャブ前面に沿った流れに変わり、キャブ前面に沿って車幅方向に流れる空気流は、コーナ面にて後方へと向きを変え、キャブ側面に沿って後方へ流れる。このとき、コーナ面の曲率半径を、キャブ前面の実効幅の２５％以上１００％未満の範囲内に設定することによって、コーナ面の空気の流れが確実に付着流れとなる。従って、キャブの前進時の圧力抵抗を低く抑えて、空気抵抗の低減を確実に図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係るキャブのボディ形状の設定方法は、車幅方向に沿って立設されるキャブ前面と、車幅方向両側に立設され、車両前後方向に対し車幅方向外側に傾斜するように車両後方に向かって延びる左右一対のキャブ側面と、キャブ前面の車幅方向両端縁から車幅方向外側に膨出するように車両後方に向かって所定の曲率半径で湾曲し、キャブ側面の左右の前端縁にそれぞれ連続する左右一対のコーナ面と、を備えたキャブのボディ形状の設定方法であって、キャブ前面を車幅方向両端縁から車幅方向にそって車幅方向外側に延長した第１の仮想平面と、一対のキャブ側面を前端縁から各キャブ側面の傾斜方向に沿って前方にそれぞれ延長した左右一対の第２の仮想平面とが交叉する左右の交叉部間の距離の１／２を、キャブ前面の実効幅として規定し、キャブ前面の実効幅に対するコーナ面の所定の曲率半径の比率を、パラメータ比率として規定し、キャブの前進時の空気抵抗値とパラメータ比率との間に成立する相関関係をシミレーションによって求め、空気抵抗値が所望の値となるパラメータ比率を上記相関関係から求め、求めたパラメータ比率となるように、所定の曲率半径と実効幅とを設定する。
【００１１】
上記方法では、キャブの前進時の空気抵抗値が所望の低い値又は範囲内となるパラメータ比率を上記相関関係から求め、この求めたパラメータ比率又はその範囲内となるように所定の曲率半径と実効幅とを設定することによって、キャブの前進時の圧力抵抗を低く抑えて、空気抵抗の低減を確実に図ることができる。
【００１２】
また、相関関係から求めたパラメータ比率となるように、所定の曲率半径と実効幅との組合せを変更することで、キャブの前進時の空気抵抗値が同じとなる多様なボディ形状を提案することができる。このため、例えば、新型車の開発等において、企画構想からデザイン開始に至る開発の初期段階までに、キャブの前進時の圧力抵抗を低く抑えた複数のボディ形状を提案し、この提案した複数のボディ形状に基づいて開発を進めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、キャブの前進時の圧力抵抗を低く抑えて、空気抵抗の低減を確実に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１はキャブオーバートラックを模式的に示す上面図、図２はキャブのボディ形状の設定方法を示す図、図３はコーナ面の曲率半径と前すぼまり角の組合せを変更してＣｄ値を測定した比較実験の結果を示すグラフである。図４はＫとＣｄ値との相関関係を示すグラフ、図５は車両走行時の空気の流れを示す図である。なお、以下の説明において、前後方向は車両の進行方向前後を示し、内外方向は車幅方向の内外を示す。また、図２中の一点鎖線は、キャブ２の車幅方向における中心線を示している。
【００１５】
図１に示すように、キャブオーバートラック１は、略箱形状のキャブ２とキャブ２の後方に配置される略箱形状の荷台３とを備えている。また、特に図示していないが、これらキャブ２及び荷台３の下側には、エンジンやフレーム等の車両構成部材が設けられている。
【００１６】
キャブ２は、上方から視たときに前端部ほど幅狭となる略台形状であり、キャブ前面４と左右一対のキャブ側面５，５と左右一対のコーナ面６，６とキャブ後面７とキャブ上面８とキャブ底面（図示せず）等を含む外面９を有する。キャブ２は、図２に示すように、所定の車幅方向の最大幅（以下、キャブ幅と称する）Ｗと所定の前後方向の長さＬとで構成され、概ねエンジンより前方に配置されてフレームによって下方から支持されている。キャブ幅Ｗは、荷台３の車幅方向の幅とほぼ同じ長さに設定されている（図１参照）。
【００１７】
キャブ前面４は略平面状であり、車幅方向に沿って略垂直に立設されてキャブ２の前端を区画している。
【００１８】
一対のキャブ側面５，５は略平面状であり、キャブ前面４の車幅方向両端縁４ａ，４ａよりも車幅方向外側にそれぞれ略垂直に立設され、車両前後方向に対して所定の前すぼまり角αで車幅方向内側に傾斜して車両前方に延びている。すなわち、一対のキャブ側面５，５は、上方から視たときに略ハ字状に形成されている。
【００１９】
一対のコーナ面６，６は、キャブ前面４の車幅方向両端縁４ａ，４ａから車幅方向外側に膨出するように車両後方に向かって所定の曲率半径Ｒで湾曲し、各キャブ側面５，５の前端縁５ａ，５ａにそれぞれ連続している。
【００２０】
ここで、キャブ前面４を車幅方向両端縁４ａ，４ａから車幅方向に沿って外側に延長した第１の仮想平面１０と、一対のキャブ側面５，５を前端縁５ａ，５ａから各キャブ側面５，５の傾斜方向に沿って前方にそれぞれ延長した左右一対の第２の仮想平面１１，１１とが交叉する左右の交叉部をＰ１，Ｐ１とし、Ｐ１−Ｐ１間の距離の１／２をキャブ前面４の実効幅Ｗ２として規定すると、コーナ面６，６の曲率半径Ｒは、後述する理由からキャブ前面４の実効幅Ｗ２の２５％以上１００％未満の範囲内に設定されている。
【００２１】
キャブ後面７は略平面状であり、車幅方向の幅Ｗを有する。キャブ後面７は、各キャブ側面５，５の後端間に車幅方向に沿って略垂直に立設されてキャブ２の後端を区画している。キャブ後面７の車幅方向両端縁７ａ，７ａは、各キャブ側面５，５の後端に連続している。
【００２２】
キャブ上面８は、キャブ前面４、各キャブ側面５，５及びキャブ後面７の上端に連続している。また、特に図示していないが、キャブ前面４、各キャブ側面５，５及びキャブ後面７の下端には、キャブ底面が連続して延びて車室の床面を形成している。
【００２３】
次に、図２〜図４を参照して、本実施形態におけるキャブ２のボディ形状の設定方法について説明する。
【００２４】
図３は、コーナ面６，６の曲率半径Ｒとキャブ側面５，５の前すぼまり角αとの組合せを変更して空気抵抗値（以下、Ｃｄ値と称する）を測定した比較実験の結果を示すグラフであり、キャブオーバートラック１の縮尺模型を用いている。
【００２５】
かかる比較実験では、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを５ｄｅｇ．，７．５ｄｅｇ．，１０ｄｅｇ．，１５ｄｅｇ．，２０ｄｅｇ．に設定し、それぞれの角度において、コーナ面６，６の曲率半径Ｒを５ｍｍ，１５ｍｍ，２０ｍｍ，２５ｍｍ，５０ｍｍに設定している。
【００２６】
この実験結果によれば、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを５ｄｅｇ．に設定した場合には、コーナ面６，６の曲率半径Ｒがおおよそ４０ｍｍ以上でＣｄ値が０．４５以下となり、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを７．５ｄｅｇ．に設定した場合には、コーナ面６，６の曲率半径Ｒがおおよそ２５ｍｍ以上でＣｄ値が０．４５以下となる。
【００２７】
また、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを１０ｄｅｇ．に設定した場合には、コーナ面６，６の曲率半径Ｒがおおよそ２５ｍｍ以上でＣｄ値が０．４５以下となり、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを１５ｄｅｇ．に設定した場合には、コーナ面６，６の曲率半径Ｒがおおよそ２０ｍｍ以上でＣｄ値が０．４５以下となる。
【００２８】
さらに、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを２０ｄｅｇ．に設定した場合には、コーナ面６，６の曲率半径Ｒがおおよそ１５ｍｍ以上でＣｄ値が０．４５以下となる。
【００２９】
かかる比較実験の結果から、キャブ側面５，５の前すぼまり角αを小さくした場合、すなわち、キャブ前面４の実効幅Ｗ２を大きく設定した場合には、コーナ面６，６の曲率半径Ｒを大きくすることで比較的低いＣｄ値を得られることがわかる。一方、前すぼまり角αを大きくした場合、すなわち、キャブ前面４の実効幅Ｗ２を小さく設定した場合には、曲率半径Ｒが小さくても比較的低いＣｄ値を得られることがわかる。
【００３０】
ここで、キャブ前面４の実効幅Ｗ２に対するコーナ面６，６の曲率半径Ｒの比率（パラメータ比率）をＫとし、上記比較実験の結果に基づいてＫとＣｄ値との相関関係を考える。このパラメータ比率Ｋは、以下の（１）〜（３）式によって算出する。
【００３１】
図２に示すように、キャブ後面７の車幅方向外端７ａから車両前方に向かって延びる第３の仮想平面１２と第１の仮想平面１０との交叉部をＰ２とし、Ｐ１−Ｐ２間の距離Ｗ１を、次式（１）により算出する。
【００３２】
Ｗ１＝Ｌ×ｔａｎ（α）・・・（１）
さらに、キャブ前面４の実効幅Ｗ２を、次式（２）により算出する。
【００３３】
Ｗ２＝Ｗ／２−Ｗ１・・・（２）
そして、パラメータ比率Ｋを、次式（３）により算出する。
【００３４】
Ｋ＝Ｒ／Ｗ２×１００・・・（３）
このようにして算出したパラメータ比率ＫとＣｄ値との相関関係を示したグラフが図４となる。この図４のグラフに基づいて、コーナ面６，６の曲率半径Ｒとキャブ前面４の実効幅Ｗ２とを設定し、キャブ２のボディ形状を設定する。
【００３５】
まず、車両走行時のＣｄ値が所望の値となるパラメータ比率Ｋを図４のグラフから求める。本実施形態では、車両走行時のＣｄ値が比較的低い０．４５（実質的に０．４５とみなすことが可能な範囲も含む）以下となるようにキャブ２のボディ形状を設定する。Ｃｄ値が０．４５以下となるパラメータ比率Ｋを図４のグラフから求めると、２５％≦Ｋ＜１００％となる。
【００３６】
次に、求めたパラメータ比率Ｋとなるように、コーナ面６，６の曲率半径Ｒとキャブ前面４の実効幅Ｗ２とを設定する。本実施形態では、コーナ面６，６の曲率半径Ｒをキャブ前面４の実効幅Ｗ２の２５％以上１００％未満の範囲内に設定することで、２５％≦Ｋ＜１００％となっている。
【００３７】
上記方法によりボディ形状が設定されたキャブ２を備えたキャブオーバートラック１の車両走行時における空気の流れについて、図５を参照して説明する。
【００３８】
図５に示すように、キャブオーバートラック１に前方からの空気流１３がキャブ前面４に衝突すると、衝突した空気流１３はキャブ前面４に沿った流れに変わる。このうち、車幅方向に流れる空気流１３は、コーナ面６，６に沿って後方へと向きを変え、キャブ側面５，５に沿って後方へ流れ、さらに、荷台３の車幅方向外端面に沿って車両後方へ流れる。すなわち、コーナ面６，６及びキャブ側面５，５で空気の流れが剥離せず、確実に付着流れとなる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、キャブ２の前進時のＣｄ値が比較的低い０．４５以下となるパラメータ比率Ｋを図４のグラフから求め、この求めたパラメータ比率Ｋ、すなわち、２５％≦Ｋ＜１００％となるようにコーナ面６，６の曲率半径Ｒとキャブ前面４の実効幅Ｗ２とを設定することによって、コーナ面６，６及びキャブ側面５，５の空気の流れが確実に付着流れとなる。従って、キャブ２の前進時の圧力抵抗を低く抑えて、車両走行時の空気抵抗の低減を確実に図ることができる。
【００４０】
また、コーナ面６，６の曲率半径Ｒとキャブ前面４の実効幅Ｗ２とは互いに相関関係を有するため、図４に示すグラフから求めたパラメータ比率Ｋとなるように、コーナ面６，６の曲率半径Ｒとキャブ前面４の実効幅Ｗ２との組合せを変更することで、キャブ２の前進時のＣｄ値が同じとなる多様なボディ形状を提案することができる。このため、例えば、新型車の開発等において、企画構想からデザイン開始に至る開発の初期段階までに、キャブ２の前進時の圧力抵抗を低く抑えた複数のボディ形状を提案し、この提案した複数のボディ形状に基づいて開発を進めることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態では、荷台３を備えたキャブオーバートラック１である場合を説明したが、例えば、荷台３を備えていないトラクタなどであってもよい。また、荷台３においては、略箱形状である場合に限られず、例えば、略円柱形状や略楕円柱形状などであってもよい。
【００４２】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
キャブを有する車両に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】キャブオーバートラックを模式的に示す上面図である。
【図２】キャブのボディ形状の設定方法を示す図である。
【図３】コーナ面の曲率半径と前すぼまり角の組合せを変更してＣｄ値を測定した比較実験の結果を示すグラフである。
【図４】ＫとＣｄ値との相関関係を示すグラフである。
【図５】車両走行時の空気の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
２  キャブ
４  キャブ前面
４ａ  車幅方向両端縁
５  キャブ側面
５ａ  前端縁
６  コーナ面
１０  第１の仮想平面
１１  第２の仮想平面
Ｐ１  交叉部
Ｒ  曲率半径
Ｗ２  実効幅
α  前すぼまり角
Ｋ  パラメータ比率
【図１】
2010111237.tif 000003
【図２】
2010111237.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010111237.tif 000006
【図５】
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