(57)【要約】【課題】車両の給気系統に与える負荷を抑えるとともに、展開状態から短時間で所定の収縮状態に移行させる。【解決手段】整流体２１は、複数のバッグ部２４とシート部２５とを有し、整流体２１の基端縁部２２は、車両後面の周縁に沿って配置されて車両側に固定される。複数のバッグ部２４の各々は、チューブ状の袋体２６と常態が渦巻形状の弾性体２７とを有する。袋体２６への給気により収縮状態の袋体２６が弾性体２７のばね力に抗して基端縁部２２側から先端縁部２３に向かって膨らむと、弾性体２７が渦巻形状から車両後方へ伸長して整流体２１が展開状態となる。展開状態の袋体２６の内圧が大気に開放されると、弾性体２７が渦巻形状へ復元し、弾性体２７の復元に伴って整流体２１が巻回されて収縮状態となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両後面が車両前後方向と交叉して起立する車両の空気抵抗低減装置であって、
一側の基端縁部と他側の先端縁部とを有し、前記基端縁部が前記車両後面の周縁の少なくとも一部に沿って配置されて車両側に固定され、板状の展開状態から前記先端縁部を内側にして前記基端縁部に向けて巻回されてロール状の収縮状態となる整流体を備え、
前記整流体は、展開方向と交叉する方向に並ぶ複数のバッグ部と、前記複数のバッグ部の間を塞ぐように配置されて前記バッグ部に固定されるシート部とを有し、
前記複数のバッグ部の各々は、前記展開状態で前記基端縁部から前記先端縁部まで延びるチューブ状の袋体と、前記基端縁部から前記先端縁部までの略全長域に亘り前記袋体に沿って配置されて前記袋体に固定される弾性体とを有し、
前記弾性体の常態形状は、前記基端縁部側が最外側で前記先端縁部側が最内側となる渦巻形状であり、
前記整流体の前記収縮状態は、前記弾性体のばね力によって前記ロール状に維持され、
前記袋体への給気により前記収縮状態の前記袋体が前記弾性体のばね力に抗して前記基端縁部側から前記先端縁部に向かって膨らむと、前記弾性体が前記渦巻形状から車両後方へ伸長して前記整流体が前記展開状態となり、
前記展開状態の前記袋体の内圧が大気に開放されると、前記弾性体が前記渦巻形状へ復元し、前記弾性体の復元に伴って前記整流体が巻回されて前記収縮状態となる
ことを特徴とする車両の空気抵抗低減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気抵抗低減装置であって、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記袋体に対する給排気を制御することにより前記整流体を前記収縮状態又は前記展開状態に設定する整流体状態設定手段とを備え、
前記整流体状態設定手段は、前記車速検出手段が検出した車速が所定車速未満の場合は前記整流体を前記収縮状態に設定し、前記車速検出手段が検出した車速が前記所定車速以上の場合は前記整流体を前記展開状態に設定する
ことを特徴とする車両の空気抵抗低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両の空気抵抗低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、荷台の後面に左右１対の横エアバッグと上エアバッグと下エアバッグとが固定された後部気流整流装置が記載されている。各エアバッグは、断面略半円状の袋体であって、内部にエアタンクからの空気が給排気されることによって膨縮する。給気された各エアバッグは、荷台の後面の中央部を除く周縁部から後方へ突出し、荷台の後面側に凹空間を区画形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−４７９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、断面略半円状のエアバッグの袋体を膨らませて展開するので、展開に要する空気量が多く、車両の給気系統に与える負荷が大きい。また、荷室開閉扉の開放時にエアバッグを収縮させる場合、給気を停止して内圧を大気に開放しただけでは十分に収縮せず、展開状態から短時間で所定の収縮状態に復元することができない。
【０００５】
そこで本発明は、車両の給気系統に与える負荷を抑えるとともに、展開状態から短時間で所定の収縮状態に移行させることが可能な車両の空気抵抗低減装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、車両後面が車両前後方向と交叉して起立する車両の空気抵抗低減装置であって、整流体を備える。
【０００７】
整流体は、一側の基端縁部と他側の先端縁部とを有する。整流体の基端縁部は、車両後面の周縁の少なくとも一部に沿って配置されて車両側に固定される。整流体は、板状の展開状態から先端縁部を内側にして基端縁部に向けて巻回されてロール状の収縮状態となる。
【０００８】
整流体は、展開方向と交叉する方向に並ぶ複数のバッグ部と、複数のバッグ部の間を塞ぐように配置されてバッグ部に固定されるシート部とを有する。複数のバッグ部の各々は、展開状態で基端縁部から先端縁部まで延びるチューブ状の袋体と、基端縁部から先端縁部までの略全長域に亘り袋体に沿って配置されて袋体に固定される弾性体とを有する。弾性体の常態形状は、基端縁部側が最外側で先端縁部側が最内側となる渦巻形状であり、整流体の収縮状態は、弾性体のばね力によってロール状に維持される。
【０００９】
袋体への給気により収縮状態の袋体が弾性体のばね力に抗して基端縁部側から先端縁部に向かって膨らむと、弾性体が渦巻形状から車両後方へ伸長して整流体が展開状態となる。展開状態の袋体の内圧が大気に開放されると、弾性体が渦巻形状へ復元し、弾性体の復元に伴って整流体が巻回されて収縮状態となる。
【００１０】
上記構成では、展開状態の整流体は、車両後面の周縁に沿った基端縁部から先端縁部に向かって車両後方へ延びる板状であるので、係る展開状態の整流体を、車両走行時に車両後面側での負圧の発生を抑制して空気抵抗を低減する整流板として機能させることができる。
【００１１】
整流体が、展開方向と交叉する方向に並ぶ複数のバッグ部と、複数のバッグ部の間を塞ぐシート部とによって構成されているので、収縮状態の整流体を展開させる場合には、整流体に部分的に設けられたバッグ部を膨らませばよい。このため、整流体の全体を膨らませる場合に比べて必要な給気量を低減することができ、車両の給気系統に与える負荷を抑えることができる。
【００１２】
各バッグ部が、展開状態で基端縁部から先端縁部まで延びるチューブ状の袋体と、基端縁部から先端縁部までの略全長域に亘って配置されて袋体に固定される弾性体とによって構成され、展開状態の袋体の内圧を大気に開放することにより、弾性体が渦巻形状へ復元して整流体がロール状の収縮状態となる。すなわち、展開状態の整流体を、袋体からの能動的な排気を要することなく、弾性体の復元力（ばね力）によって所定の収縮状態に短時間で移行させることができる。
【００１３】
また、展開状態では伸長した弾性体が整流体の骨格部材として機能し得るので、展開状態の整流体の形状安定性を弾性体によって向上させることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様の空気抵抗低減装置であって、車両の車速を検出する車速検出手段と、袋体に対する給排気を制御することにより整流体を収縮状態又は展開状態に設定する整流体状態設定手段とを備える。整流体状態設定手段は、車速検出手段が検出した車速が所定車速未満の場合は整流体を収縮状態に設定し、車速検出手段が検出した車速が所定車速以上の場合は整流体を展開状態に設定する。
【００１５】
上記構成では、車両が所定車速未満で走行しているとき（低速走行中）は整流体が収縮状態に維持され、所定車速以上で走行しているとき（高速走行中）は整流体が展開状態に維持される。すなわち、整流体による空気抵抗低減効果が期待できない低速走行中は、整流体が収縮状態に維持され、整流体が車両の周囲の物体と干渉し難くなる。従って、低速走行中における整流体及び周囲の物体の損傷防止を図りつつ、高速走行中は整流体を有効に活用して空気抵抗を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の空気抵抗低減装置によれば、車両の給気系統に与える負荷を抑えるとともに、展開状態から短時間で所定の収縮状態に移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気抵抗低減装置を備えたトラックの後部の斜視図である。
【図２】荷台を後方から視た背面図であり、（ａ）は収縮状態を、（ｂ）は展開状態をそれぞれ示す。
【図３】荷台の後端部を上方から視た平面図であり、（ａ）は収縮状態を、（ｂ）は展開状態をそれぞれ示す。
【図４】荷台の後端部を車幅方向外側から視た側面図であり、（ａ）は収縮状態を、（ｂ）は展開状態をそれぞれ示す。
【図５】ボートテールの模式図であり、（ａ）は収縮状態を、（ｂ）は展開状態をそれぞれ示す。
【図６】ボートテールの側断面図である。
【図７】袋体の模式図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平断面図である。
【図８】収縮状態の袋体の側面図である。
【図９】ボートテールの車両側への取付状態を示す断面図である。
【図１０】空気抵抗低減装置を模式的に示すブロック図である。
【図１１】袋体の変形例の模式図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平断面図である。
【図１２】他の変形例の荷台後面の正面図であり、（ａ）は収縮状態を、（ｂ）は展開状態をそれぞれ示す。
【図１３】他の変形例のボートテールの模式図であり、（ａ）は収縮状態を、（ｂ）は展開状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、矢印ＦＲは車両の前方を、矢印ＵＰは上方を、矢印ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味し、左右方向は車両の前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る空気抵抗低減装置２０が設けられる車両１は、キャブ２が概ねエンジン（図示省略）の上方に配置されるキャブオーバー型のトラックであって、キャブ２の後方に箱型の荷台３が搭載され、荷台３の下方にはエアタンク４が配置されて車体側に固定されている。エアタンク４は、コンプレッサ（図示省略）から供給された圧縮空気を貯留する。
【００２０】
荷台３は、前後左右上下に配置される６つの面体によって箱状に形成されている。前後の面体は、前後で対向して起立する前パネル（図示省略）及び左右１対の荷室開閉扉６であり、左右の面体は、左右で対向して起立する１対の側パネル７（図１には左側のみ示す）であり、上下の面体は、天井パネル（図示省略）と床パネル（図示省略）である。各面体は、隣接する他の４つの面体と略直角に交叉し、これらの面体によって荷台３内に荷室（図示省略）が区画されている。
【００２１】
床パネルの前後には、枠部材８，９がそれぞれ立設され、荷台３の左右の上辺部分には、前後に延びる梁部材５（図１には左側のみ示す）が前後の枠部材８，９間にそれぞれ架設されている。後側の枠部材９は、上下左右の後枠メンバ１０，１１，１２，１３によって矩形枠体状に形成されている。左の荷室開閉扉６の左端縁部と右の荷室開閉扉６の右端縁部とは、後左枠メンバ１２と後右枠メンバ１３とにそれぞれ複数（本実施形態では左右それぞれ６個）のヒンジ１４を介して回転自在に連結されて荷室の後方を開閉する。閉止位置の左右の荷室開閉扉６の後面と後側の枠部材９の後面とは、車両１の後端部で後方へ露出した状態で前後方向と略直交して起立する荷台後面（車両後面）１５を構成し、後側の枠部材９（上下左右の後枠メンバ１０，１１，１２，１３）の後面が荷台後面１５の周縁となる。
【００２２】
図２〜図１０に示すように、空気抵抗低減装置２０は、ボートテール（整流体）２１と車速センサ（車速検出手段）３５とコントローラ（整流体状態設定手段）４０とを備える。本実施形態では４つのボートテール２１が荷台後面１５の上下左右の外縁に対応してそれぞれ配置されている。
【００２３】
ボートテール２１は、板状の展開状態からロール状の収縮状態へ巻回可能な部材であり、展開状態のボートテール２１は、基端縁部２２が先端縁部２３よりも長い等脚台形状である（図５（ｂ）参照）。上下左右の各ボートテール２１の基端縁部２２は、荷台後面１５の周縁に沿って上下左右の後枠メンバ１０，１１，１２，１３の各後面上に配置されて車両１側に固定される。展開状態のボートテール２１は、先端縁部２３を内側にして基端縁部２２に向けて巻回されて収縮状態となる。なお、ボートテール２１の形状は等脚台形状に限定されず、長方形状等の任意の形状に設定可能である。
【００２４】
各ボートテール２１は、展開方向と交叉する方向に並ぶ複数のバッグ部２４と、複数のバッグ部２４の間を塞ぐように配置されるシート部２５とを有する。本実施形態では、各ボートテール２１の両端と中央にそれぞれ１本（計３本）のバッグ部２４が設けられている。上下の各ボートテール２１の３本のバッグ部２４は車幅方向に並び、左右の各ボートテール２１のバッグ部２４は上下方向に並ぶ。シート部２５は、例えば軟質な樹脂製のシート材であり、接着等によってバッグ部２４に固定されている。本実施形態では、略等脚台形状の１枚のシート部２５の両側の傾斜縁が両端のバッグ部２４にそれぞれ固定され、シート部２５の中央部分が中央のバッグ部２４に固定されている。
【００２５】
図６〜図８に示すように、各バッグ部２４は、展開状態で基端縁部２２から先端縁部２３まで延びるチューブ状で軟質な樹脂製の袋体２６と、基端縁部２２から先端縁部２３までの略全長域に亘り袋体２６に沿って配置されて袋体２６に固定される板状の金属製の弾性体２７とを有する。弾性体２７の常態形状（外力を受けていない状態での形状）は、基端縁部２２側が最外側で先端縁部２３側が最内側となる渦巻形状であり、ボートテール２１の収縮状態は、弾性体２７のばね力によってロール状に維持される。
【００２６】
図９に示すように、本実施形態では、袋体２６の外面（車両外側の面）上に弾性体収容空間２８が設けられている。弾性体収容空間２８に弾性体２７を挿入し、弾性体２７を袋体２６に接着することにより、弾性体２７が袋体２６に固定される。
【００２７】
袋体２６の内側は閉空間２９であり、袋体２６の基端縁部２２側には閉空間２９と外部とを連通する開口３０が設けられている。袋体２６（閉空間２９）に対する給気（圧縮空気の供給）及び排気は開口３０を介して行われる。
【００２８】
ボートテール２１は、弾性体２７の基端縁部２２側の端部を車両１側のブラケット３９に固定することにより、車体１側に取付けられる。ボートテール２１は、荷台後面１５の中央側で巻回する姿勢で、展開方向が荷台後面１５の中央に向かって傾斜するように取付けられている。
【００２９】
開口３０から閉空間２９への給気により、収縮状態の袋体２６が弾性体２７のばね力に抗して基端縁部２２側から先端縁部２３に向かって膨らみ（図６参照）、弾性体２７が渦巻形状から後方へ伸長して、ボートテール２１が展開状態となる。展開状態の袋体２６の閉空間２９の内圧が開口３０を介して大気に開放されると、弾性体２７が渦巻形状へ復元し、弾性体２７の復元に伴ってボートテール２１が巻回されて前方へ短縮して収縮状態となる。
【００３０】
図１０に示すように、ボートテール２１の各袋体２６の開口３０には、エアタンク４からの圧縮空気の供給管３１が接続され、エアタンク４内の圧縮空気は、供給管３１及び開口３０を介して袋体２６に供給される。供給管３１の途中には給気バルブ３２が設けられ、給気バルブ３２と開口３０との間で供給管３１から分岐する排気管３３には排気バルブ３４が設けられている。給気バルブ３２を開けて排気バルブ３４を閉じることにより、エアタンク４から袋体２６へ圧縮空気が供給される給気状態となり、給気バルブ３２を閉じて排気バルブ３４を開けることにより、袋体２６の内圧が大気に開放された排気状態となる。
【００３１】
車速センサ３５は、車両１の速度（車速）を逐次検出し、検出した車速（検出車速）をコントローラ４０へ出力する。コントローラ４０は、所定のプログラムが予め記憶されると共に取得及び算出したデータを記憶可能なＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部や、記憶部から読み出したプログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えたＥＣＵ（Electronic Central Unit）によって構成されている。ＣＰＵは、判定部４１及び制御部４２として機能し、記憶部には、展開状態のボートテール２１による空気抵抗低減効果が期待できる最低車速（ボートテール２１が有効に機能する最低車速）が所定車速として記憶されている。係る最低車速（所定車速）は、実験やシミュレーション等によって予め求められ設定（記憶）されている。
【００３２】
判定部４１は、検出車速が所定車速以上であるか否かを判定する。制御部４２は、検出車速が所定車速以上であると判定部４１が判定した場合には、給気バルブ３２及び排気バルブ３４を開閉制御して給気状態とし、検出車速が所定車速以上ではない（所定車速未満である）と判定部４１が判定した場合には、給気バルブ３２及び排気バルブ３４を開閉制御して排気状態とする。給気状態ではボートテール２１が展開し、排気状態ではボートテール２１が収縮する。このように、コントローラ４０は、袋体２６に対する給排気を制御することによりボートテール２１を収縮状態又は展開状態に設定する整流体状態設定手段として機能する。なお、袋体２６の密閉性が十分であり、袋体２６への継続した給気を要することなく展開状態の保持が可能な場合には、袋体２６の展開完了後から排気までの間は給気を停止してもよい。
【００３３】
本実施形態によれば、展開状態のボートテール２１は、荷台後面１５の周縁に沿った基端縁部２２から先端縁部２３に向かって車両後方へ延びる板状であり、４箇所のボートテール２１が展開することによって荷台後面１５上に凹空間が形成されるので、展開状態のボートテール２１を、車両走行中の荷台後面１５側での負圧の発生を抑制して空気抵抗を低減する整流板として有効に機能させることができる。
【００３４】
ボートテール２１が、展開方向と交叉する方向に並ぶ複数のバッグ部２４と、複数のバッグ部２４の間を塞ぐシート部２５とによって構成されているので、収縮状態のボートテール２１を展開させる場合には、ボートテール２１に部分的に設けられたバッグ部２４を膨らませばよい。このため、ボートテールの全体を膨らませる場合に比べて必要な給気量を低減することができ、車両１の給気系統（例えばコンプレッサ等）に与える負荷を抑えることができる。
【００３５】
各バッグ部２４が、展開状態で基端縁部２２から先端縁部２３まで延びるチューブ状の袋体２６と、基端縁部２２から先端縁部２３までの略全長域に亘って配置されて袋体２６に固定される弾性体２７とによって構成され、展開状態の袋体２６の内圧を大気に開放することにより、弾性体２７が渦巻形状へ復元してボートテール２１がロール状の収縮状態となる。すなわち、展開状態のボートテール２１を、袋体２６からの能動的な排気を要することなく、弾性体２７の復元力（ばね力）によって所定の収縮状態に短時間で移行させることができる。
【００３６】
展開状態では伸長した弾性体２７がボートテール２１の骨格部材として機能するので、展開状態のボートテール２１の形状安定性を弾性体２７によって向上させることができる。
【００３７】
ボートテール２１は、荷台後面１５の中央側で巻回する姿勢で車両１側に取付けられている。このため、荷台後面１５の反中央側（車両１の外側）で巻回する姿勢でボートテール２１を取付ける場合に比べて、荷台３の上面や側面からの段差が小さい状態でボートテール２１を取付けることができ、車両走行中の空気抵抗の低減効果を高めることができる。
【００３８】
また、車両１が所定車速未満で走行しているとき（低速走行中）はボートテール２１が収縮状態に維持され、所定車速以上で走行しているとき（高速走行中）はボートテール２１が展開状態に維持される。すなわち、ボートテール２１による空気抵抗低減効果が期待できない低速走行中は、ボートテール２１が収縮状態に維持され、ボートテール２１が車両１の周囲の物体と干渉し難くなる。従って、低速走行中におけるボートテール２１及び周囲の物体の損傷防止を図りつつ、高速走行中はボートテール２１を有効に活用して空気抵抗を低減させることができる。
【００３９】
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。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、実施例およ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。
【００４０】
例えば、上記実施形態では弾性体２７を板状としたが、これに代えて図１１に示すような棒状の弾性体３６を用いてもよい。棒状の弾性体３６は１本であってもよく、ボートテール２１の幅方向に並ぶ複数本（図１１の例では２本）であってもよい。
【００４１】
上記実施形態では荷台後面１５の全周域にボートテール２１を配置したが、その一部（例えば下側のボートテール２１）を省略してもよい。
【００４２】
上記実施形態では荷台後面１５の上下左右の各々にボートテール２１を１つずつ配置したが、その一部（例えば上下のボートテール２１）を長手方向に複数に分割して構成してもよい。例えば、上下の後枠メンバ１０，１１の後面が閉止位置の荷室開閉扉６に覆われてしまい、上下の後枠メンバ１０，１１の後面にボートテールを配置するためのスペースを確保することが難しい場合には、図１２に示すように２分割タイプのボートテール（整流体）３７を荷室開閉扉６の後面に対して固定すればよい。ボートテール３７は、図１３に示すようにバッグ部２４が２箇所であることを除き、上記実施形態のボートテール２１と略同様に構成すればよい。
【００４３】
また、エアタンク４からの圧縮空気に代えて又は加えて車両１のエンジンからの排気を袋体２６へ供給してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、空気抵抗の低減のために様々な車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１：車両
２：キャブ
３：荷台
４：エアタンク
６：荷室開閉扉
９：後側の枠部材
１０，１１，１２，１３：後枠メンバ
１４：ヒンジ
１５：荷台後面（車両後面）
２０：空気抵抗低減装置
２１，３７：ボートテール（整流体）
２２：基端縁部
２３：先端縁部
２４：バッグ部
２５：シート部
２６：袋体
２７，３６：弾性体
２９：閉空間
３０：開口
３１：供給管
３２：給気バルブ
３３：排気管
３４：排気バルブ
３５：車速センサ（車速検出手段）
４０：コントローラ（整流体状態設定手段）
４１：判定部
４２：制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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