(57)【要約】【課題】  自動車の高速走行に際して省エネを図るための車両構造を提供する。【解決手段】一般の貨物自動車及びバスなどの輸送用車両において、車輛後端にある左右のコーナーを、車輛の水平横断面において、車輛後部背面の両端から内側方向にそれぞれ長さＸ、車輛側面の後端から前方向に長さＹの位置でカットし、カットした部分が車両内側に窪むように凹面構造を設け、該凹面構造と車輛側面との接合部（１３）は滑らかな曲面とする。該凹面には、気流整流用のブレード（１２）を複数枚、間隔をあけて水平に設置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般の貨物自動車及びバスなどの輸送用車両において、車輛後端にある左右のコーナーを、車輛の水平横断面において、車輛後部背面の両端から内側方向にそれぞれ長さＸ、車輛側面の後端から前方向に長さＹの位置でカットし、カットした部分に車両内側に窪む曲線となる凹面構造を設け、該凹面構造と車輛側面との接合部は滑らかな曲面とすることを特徴とする車輛形状。
【請求項２】
凹面に、気流整流用のブレードを複数枚、間隔をあけて水平に設置することを特徴とする請求項１記載の車輛形状。
【請求項３】
請求項１及び２記載の車輛形状を有する自動車及び鉄道車輛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、高速走行時において燃費効率を高めるための車輛の表面構造に関する。
【背景技術】
【０００２】車輛、中でも貨物トラックやバス（以下「輸送用車輛」という。）にとって、高速走行は燃費の上昇が大きな課題である。高速走行が燃費効率を低下させる最大の要因は空気抵抗の増大である。空気抵抗を縮小する上で基本となる流線型のデザインも、輸送用車両の場合は荷役性や輸送性を優先しなくてはならず、効果的に燃費効率を高める車両構造の開発は大きな課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２４０３０
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「流れのふしぎ」、講談社、２００４、Ｐ１２０「流線曲率の定理」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】車両の空気抵抗は、Ｃｄ値×空気の密度×前面投影面積×速度の２乗、で表わせる。このうち流線型であるほど小さくなるＣｄ値、及び車両を前から見た際の面積である前面投影面積については、いずれも輸送用車両にとっては縮小し難い要素であり、該輸送用車両が高速走行する際に生じる大きな空気抵抗は避けられないものとされている。【０００６】車両は高速になるにつれ、車両後方には車両表面から剥離した気流により圧力の低いエリア（以下「低圧エリア」という。）が生まれる。該低圧エリア（３）は走行中の車両を後方に引く力として作用し、燃費の低下を招く要因となっている。（図１）【０００７】車輛前面の空気抵抗に対しては、貨物トラックのキャブ上部に設置する導風板などの技術が実用化されている。一方、車輛後方の低圧エリア対策としては、既にいくつかの技術が提案されているものの実用化された技術は少なく、より効果的な新技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】請求項１記載の車輛形状は、一般の貨物自動車及びバスなどの輸送用車両において、車輛後端にある左右のコーナーを、車輛の水平横断面において、車輛後端部背面の両端から内側方向にそれぞれ長さＸ、車輛側面の後端から前方向に長さＹの位置でカットし、カットした部分が車両内側に窪むように凹面構造を設け、該凹面構造と車輛側面との接合部は滑らかな曲面とすることを特徴とする。【０００９】請求項２記載の車輛形状は、前記凹面に気流整流用のブレードを複数枚、間隔をあけて水平に設置することを特徴とする。【００１０】請求項３記載の自動車及び鉄道車両は、請求項１及び２記載の車輛形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】車輛の高速走行時における燃費改善が図れる。また、車輛後方の気流が整流され後続車輛の走行安定が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  走行する車輛後方に生じる低圧エリアの模式図  （ａ）側面図  （ｂ）平面図
【図２】  車輛後端部に設けた凹面に生じる正圧の合力を説明する模式図
【図３】  本発明に係る一実施形態を示す斜視図
【図４】  凹面各部に生じる正圧（ａ１〜ａ４．ｂ１〜ｂ４）の方向を示す模式図
【図５】  本発明に係る他の実施形態を示す斜視図
【図６】  本発明に係るさらに他の実施形態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】輸送用車両後端部の左右のコーナーを、車輛の水平横断面において車輛内側に凹むように曲面化する。この車輛が高速走行すると該凹面上には流線曲率の定理に従って高圧エリアが生じ、凹面には正圧となって作用する（非特許文献１参照）。そして該正圧の合力はそれぞれ車両の中心線（４）側の前方を向く。（図２）
【００１４】水平横断面において左右の凹面が中心線に対して略対称とすることで、左右の凹面に生じる正圧の合力のうち向き合う成分（７）は相殺され、正圧の合力のうち車輛の前方を向く成分（８）のみが車輛に作用する。（図２）
【００１５】低圧エリアは車輛の後端部背面に対し後方に引く力として作用するが、凹面に生じる正圧成分（８）は、この後方に引く力を少なからず相殺するため、車輛の燃費が改善する。また、左右のコーナーを切り取り凹面化することで車輛後端部背面が縮小し、車輛後方に生じる低圧エリア自体も縮小すると見込まれ、このことも燃費改善に資する。（図２）
【００１６】車輛後端部の凹面構造は車輛の側面を流れる気流を利用して正圧を生むものであり、効果的に正圧を生み出すためには、凹面上で気流が剥離しないよう車輛側面と凹面の接続部（１３）は滑らかな曲面とすることが重要である。（図３）
【００１７】また、凹面上に生じる正圧を最大化できるよう、車輛水平横断面において凹面を形成する曲線が円弧若しくは円弧状とし、表面を滑らかにすることが望ましい。
【００１８】また、省燃費効果を高めるには凹面上に生じる正圧の合力のうち前方に向く成分（８）をできるだけ大きくする必要がある。図４の模式図では正圧のうちａ４・ｂ４は車輛後方を向くため、前方に向く合力成分を縮減するように作用する。したがって、できるだけ該ａ４・ｂ４のように後方を向く正圧が生じないよう凹面の膨らみの向きを車輛前方側に向ける必要がある。（図４）
【００１９】特許文献１は、車輛後方の低圧エリアに気流を誘導するため折りたたみ式スポイラーを車輛後端部背面に設けることを特徴としているため、全長に係る車輛規格上の課題が生じる可能性があるが、凹面構造の場合はこの規格上の課題は生じないと考えられる。
【００２０】また、車輛の後部コーナーにエンジンなどの基幹装置が配置されたり、客室空間の維持などの理由からコーナー全体の凹面化が難しい場合においても、コーナーの一部を可能な範囲で凹面化することで省燃費効果が期待できる。（図５・図６）
【００２１】凹面に設けるブレード（１２）は、水平に複数枚を間隔を開けて設けることによって、凹面上を流れる気流が整流され、凹面上の正圧が大きく偏ることを抑制すると同時に、車輛後方の気流の乱れを抑制する効果が期待できる。（図３）
【００２２】凹面構造は、貨物自動車やバスなどの前面投影面積の大きな輸送用車輛の高速走行時に大きな燃費削減効果が期待できるものである。しかし車輛は基本的に後方に低圧エリアを生みながら走行するため、凹面構造による燃費削減効果はあらゆる自動車及び鉄道車輛において、とりわけその高速走行時において期待できる。
【符号の説明】
【００２３】  １  気流
２  渦
３  低圧エリア
４  中心線
５  高圧エリア
６  凹面上に生じる正圧の合力
７  正圧の合力のうち中心線側を向く成分
８  正圧の合力のうち前方を向く成分
９  車輛側面
１０  車輛後端部背面
１１  凹面
１２  ブレード
１３  車輛側面と凹面の接合部
【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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