JP4721103B2 - 空気抵抗低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、トラクタのキャビンルーフ上に設置される空気抵抗低減装置に関する。

トラクタのキャビンルーフ上に設置される従来の空気抵抗低減装置として、例えば特許文献１や特許文献２に記載の空気抵抗低減装置がある。特許文献１の空気抵抗低減装置と特許文献２の空気抵抗低減装置とには、それぞれエアデフレクタがキャビンルーフ上に傾動可能に設けられ、これらのエアデフレクタは、トラクタにトレーラを牽引した状態では、その後端部が所定の高さまで上方に傾動される。これにより、走行時において、トレーラの前面に当たっていた空気がトレーラの上面へ向かう流れに変更されるため、トレーラを牽引したトラクタの空気抵抗の低減を図ることができる。

実開平７−３５２６８号公報 特開２００３−１９１８７３号公報

特許文献１や特許文献２の空気抵抗装置は、両者共、トラクタにトレーラを牽引しない状態では、エアデフレクタがキャビンルーフの後端部から突出しない状態で且つキャビンルーフと略平行な状態に設定される。

ここで、一般的に、トラクタが走行すると、空気はトラクタの外面に沿って車両前方から車両後方へ向かって流れる。しかしながら、キャビンの後面は、空気の流れ方向に対して略垂直に設けられているため、トレーラを牽引しない状態でトラクタが走行した場合、キャビンの後面の後方には渦流が生じ易い。また、このキャビンの後面の後方で発生する渦流は、車速やキャビンの形状などによって変化するため、この渦流の状態によっては、空気抵抗が増大し、騒音の発生及び燃費の悪化などの弊害を招く。

そこで、本発明は、トラクタにトレーラを牽引した状態と牽引しない状態とのそれぞれにおいて、空気抵抗の低減を図ることが可能な空気抵抗低減装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明に係る空気抵抗低減装置は、圧縮空気の供給によりブレーキを作動させるブレーキ装置を備えたトレーラを牽引可能であり、トレーラの牽引時にブレーキ装置へブレーキ作動用の圧縮空気を供給するトラクタのキャビンのルーフ上に設置され、パネル本体と、角度調節部とを備える。パネル本体は、ルーフの上面に対し車幅方向に沿った回転軸を中心として回転自在に支持される前端部を有し、前端部を中心としてルーフに対して傾動する。角度調節部は、ルーフとパネル本体との間に配置され、ルーフの上面に対するパネル本体の傾斜角度を圧縮空気の供給及び排出によって所定角度の範囲で調節する。角度調節部は、トレーラの非牽引時に、ブレーキ作動用の圧縮空気の供給によってパネル本体の傾斜角度を最小角度に設定する。パネル本体は、角度調節部によって傾斜角度が最小角度に設定されたときに、ルーフの後端縁から車両後方に向けて所定量突出する後端部を有する。

上記構成では、トラクタにトレーラを牽引した場合には、パネル本体が、角度調節部によって車両後方へ向かって上方へ傾斜する角度に設定される。このため、トレーラを牽引したトラクタの走行時において、トレーラの前面へ向かって流れる空気をトレーラの上面方向に案内することができる。一方、トラクタにトレーラを牽引しない場合には、パネル本体が、角度調節部によって最小角度、例えば、ルーフの上面に対して略並行な角度に設定され、このパネル本体の後端部がルーフの後端縁から所定量突出する。このため、トレーラを牽引しないトラクタの走行時において、ルーフの上方を通過する空気の流れがパネル本体の後端部によってルーフの後方へ良好に案内され、キャビンの後方で発生する渦流を有効に抑制することができる。すなわち、パネル本体を上方へ傾斜させたときには、パネル本体をエアデフレクタとして機能させることが可能となり、一方、パネル本体をキャビンルーフに対して略平行に設定したときには、パネル本体をルーフスポイラとして機能させることが可能となる。このように、ルーフの上面に対するパネル本体の傾斜角度を適宜設定することにより、パネル本体をエアデフレクタとルーフスポイラとして機能させることが可能なため、トラクタにトレーラを牽引した状態と牽引しない状態とのそれぞれにおいて、空気抵抗の低減による車両の省燃費化を確実に図ることができる。

また、パネル本体は、ルーフの上面の両側端縁よりも車幅方向外側に位置する両端部と、両端部からスカート状に下方に曲折された側面部とを有してもよく、パネル本体の側面部の下端は、角度調節部によってパネル本体の傾斜角度が最小角度に設定されたときに、キャビンの側面上に位置させてもよい。

上記構成では、車幅方向において、パネル本体の少なくとも一部の幅がキャビンのルーフの幅よりも大きく設定されているため、トラクタの走行時にルーフの上方を流れる空気をルーフの後方へ良好に案内することができる。従って、トラクタにトレーラを牽引した状態と牽引しない状態とのそれぞれにおいて、更に空気抵抗の低減による車両の省燃費化を図ることができる。

また、パネル本体の側面部は、ルーフやキャビンの側面と干渉しない位置に配置されているため、パネル本体の傾斜角度を最小角度に確実に設定することができる。

本発明によれば、簡単な構成により、トラクタにトレーラを牽引した状態と牽引しない状態とのそれぞれにおいて、空気抵抗の低減による車両の省燃費化を確実に図ることができる。

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は本実施形態に係る空気抵抗低減装置が設けられたトラクタの側面図、図２は図１のトラクタにトレーラが牽引された状態を示す側面図、図３はエアシリンダの側面図、図４はトレーラを牽引しない状態のトラクタの後方を示す模式図、図５はトラクタ側エアカプラの平面図、図６はトラクタ側エアカプラとトレーラ側ブレーキエアカプラとの接続状態を示す側面図、図７はパネル本体の一例を示す斜視図である。なお、図中ＦＲは車両前方を、ＵＰは車両上方を示す。また、以下の説明における左右方向は、車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両１は、車両前方にキャビン２を有し、該キャビン２の後方にトレーラ３を牽引可能なトラクタ４であり、エアコンプレッサ５と、空気抵抗低減装置６と、エア供給管路１３とを備えている。 また、トラクタ４に牽引可能なトレーラ３は、エアブレーキシステム１４を備えている。

エアコンプレッサ５は、トラクタ４のキャビン２の床下後方に配置され、圧縮空気を生成する。このエアコンプレッサ５で生成された圧縮空気は、後述する空気抵抗低減装置６のエアシリンダ（角度調節部）１２又はトレーラ３に設けられるエアブレーキシステム１４に供給される。

空気抵抗低減装置６は、トラクタ４のキャビンルーフ７の上面に設置されるパネル本体１１と、キャビンルーフ７とパネル本体１１との間に配置されるエアシリンダ１２とを備えている。

パネル本体１１は、略コ字形断面を有し、上面部１６と側面部１７とを備えている。上面部１６は、キャビンルーフ７の上面の中央部よりもやや前方に取り付けられたヒンジ部９によって回動自在に支持される前端部１８と、車両前方から車両後方にわたりキャビンルーフ７の上面の両側端縁よりも車幅方向外側に位置する両端部（図示省略）と、パネル本体１１がキャビンルーフ７に対して略平行な状態に設定されたときにキャビンルーフ７の後端縁から車両後方に向けて突出する後端部２０とを有し、車両前方から車両後方にわたって円弧状に形成されている。側面部１７は、上面部１６の両端部から下方へ相対向して延び、逆台形状に形成されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、エアシリンダ１２は、略円柱形状からなり、その長手方向が車両前後方向となる向きで、キャビンルーフ７の上面の略中央部分に配置されている。エアシリンダ１２は、シリンダ本体２１と、シリンダ本体２１内を車両前後方向に往復動可能なロッド２２とを有する。シリンダ本体２１は、その車両後方側に圧縮空気の給排を行うエア給排口２８が設けられている。このエア給排口２８には、後述するエア供給管路１３のエア供給配管３１が接続されている。ロッド２２は、略棒形状からなり、シリンダ本体２１の車両後方から突出する先端部２３を有する。このロッド２２の先端部２３は、後述するアーム部２５の他端部２７を回動自在に支持する。また、ロッド２２の周囲には、コイルばね２４が圧縮された状態で取り付けられている。

アーム部２５は、略棒形状からなり、一端部２６と他端部２７とを有する。一端部２６と他端部２７とは、それぞれパネル本体１１の裏面の中央部分に形成されたヒンジ部１０とロッド２２の先端部２３とによって回転自在に支持される。

図３（ａ）に示すように、エアシリンダ１２は、エア給排口２８に圧縮空気が供給された状態では、ロッド２２が車両前方に向かって移動すると共に、シリンダ本体２１の内側に引き込まれて保持される。このため、ロッド２２の先端部２３と、この先端部２３に接続されたアーム部２５の他端部２７との車両前方への移動に伴って、アーム部２５の一端部２６が下方へ回転移動する。また、パネル本体１１の裏面にはアーム部２５の一端部２６が連結されているため、この一端部２６の下方への回転移動と共に、キャビンルーフ７に対して回転自在に支持されるパネル本体１１が下方へ傾動される。

一方、図３（ｂ）に示すように、エア給排口２８への圧縮空気の供給が停止された状態では、シリンダ本体２１内に貯蔵された圧縮空気がエア給排口２８から排出され、ロッド２２の周囲に設けられたコイルばね２４の付勢力によって、ロッド２２が車両後方に向けて突出し保持される。このため、ロッド２２の先端部２３及びアーム部２５の他端部２７の車両後方への移動に伴って、アーム部２５の一端部２６が上方へ回転移動すると共に、パネル本体１１が上方へ傾動される。

図１、図２及び図４及び図５に示すように、エア供給管路１３は、エアシリンダ１２のエア給排口２８（図３参照）に接続されるエア供給配管３１と、エアコンプレッサ５から延びるエア供給配管３２とを有する。エア供給配管３１は、エアシリンダ１２から延び、その先端部には、トラクタ側エアカプラ３４と着脱可能なパネル本体収納エアカプラ（第１のカプラ，エア供給状態設定部）３３が設けられている。エア供給配管３２は、エアコンプレッサ５から延び、その先端部には、常時エアコンプレッサ５からの圧縮空気が供給されたトラクタ側エアカプラ３４が設けられている。このトラクタ側エアカプラ３４は、トラクタ４のキャビン２の後面の所定位置に配置され、トラクタ４の使用態様に応じて、パネル本体収納エアカプラ３３又は、後述するトレーラ側ブレーキエアカプラ４１の何れか一方と接続される。このエアコンプレッサ５から供給される圧縮空気は、トラクタ側エアカプラ３４とパネル本体収納エアカプラ３３とが接続されることによって、エアシリンダ１２に供給され、又、トラクタ側エアカプラ３４と後述するトレーラ側ブレーキエアカプラ４１が接続されることによって、トレーラ３のエアブレーキシステム１４に供給される。

図２及び図６に示すように、エアブレーキシステム１４は、トレーラ３の左右の後輪８に制動力を与えるブレーキ（図示省略）と、圧縮空気の供給によりブレーキを作動させるアンチロックブレーキシステムなどのブレーキ装置４２と、ブレーキ装置４２に接続されるエア供給配管４３と、ブレーキ装置４２から延長されたエア供給配管４３の先端部に設けられ、トラクタ側エアカプラ３４と着脱可能なトレーラ側ブレーキエアカプラ４１とを有する。トレーラ側ブレーキエアカプラ４１は、トラクタ４にトレーラ３が連結されたときに、トラクタ側エアカプラ３４と接続される。これにより、エアコンプレッサ５からの圧縮空気が、エア供給配管３２、トラクタ側エアカプラ３４、トレーラ側ブレーキエアカプラ４１及びエア供給配管４３を介してブレーキ装置４２に供給され、キャビン２内に設けられたブレーキペダル（図示省略）の踏動作等に応じて後輪８のブレーキが作動する。

次に、パネル本体の動作を、トラクタにトレーラが牽引されていない場合と、トラクタにトレーラが牽引された場合とに分けて、図１、図２及び図３に基づいて説明する。

図１及び図３（ａ）に示すように、トラクタ４にトレーラ３が牽引されていない状態では、エアコンプレッサ５に接続されるエア供給配管３２のトラクタ側エアカプラ３４には、エアシリンダ１２に接続されるエア供給配管３１のパネル本体収納エアカプラ３３が接続される。エアコンプレッサ５からの圧縮空気は、トラクタ側エアカプラ３４とパネル本体収納エアカプラ３３とが接続されることによって、トラクタ側エアカプラ３４からパネル本体収納エアカプラ３３及びエア供給配管３１を介してエアシリンダ１２に供給される。圧縮空気がエアシリンダ１２に供給されると、ロッド２２の先端部２３及びアーム部２５の他端部２７が車両前方に移動すると共に、アーム部２５の一端部２６が下方へ回転移動する。また、パネル本体１１は、アーム部２５の一端部２６の下方への回転移動に伴い、その前端部１８を中心として下方へ傾動され、キャビンルーフ７の上面に対するパネル本体１１の傾斜角度がキャビンルーフ７の上面に対して略平行な最小角度に設定される。この傾斜角度が最小角度に設定された状態では、パネル本体１１の上面部１６及び側面部１７がキャビン２の上面及び側面をそれぞれ覆うと共に、パネル本体１１の後端部２０がキャビンルーフ７の後端縁から車両後方に向けて突出する。このため、トラクタ４の走行時において、キャビンルーフ７の上方を通過する空気の流れをキャビンルーフ７の後方へ良好に案内することができる。

一方、図２及び図３（ｂ）に示すように、トラクタ４にトレーラ３が牽引されていない状態からトラクタ４にトレーラ３が牽引された状態に移行した場合では、トレーラ３の左右の後輪８に設けられるブレーキを作動させる必要があるため、パネル本体収納エアカプラ３３とトラクタ側エアカプラ３４との接続状態が解除され、トラクタ側エアカプラ３４には、トレーラ側ブレーキエアカプラ４１が接続される。このトラクタ側エアカプラ３４とトレーラ側ブレーキエアカプラ４１とが接続された状態では、エアコンプレッサ５からの圧縮空気は、エア供給配管３２、トラクタ側エアカプラ３４、トレーラ側ブレーキエアカプラ４１及びエア供給配管４３を介して、ブレーキシステム１４のブレーキ装置４２に供給される。一方、エアシリンダ１２には、エアコンプレッサ５から圧縮空気が供給されないため、エアシリンダ１２のシリンダ本体２１内に貯蔵された圧縮空気が、シリンダ本体２１のエア給排口２８及びエア供給配管３１を介して、パネル本体収納エアカプラ３３から排出される。エアシリンダ１２から圧縮空気が排出されると、ロッド２２に設けられたコイルばね２４の付勢力によって、ロッド２２の先端部２３及びアーム部２５の他端部２７が車両後方に移動され、これに伴って、アーム部２５の一端部２６が上方へ回転移動される。これにより、パネル本体１１は、その前端部１８を中心として上方へ傾動され、パネル本体１１の傾斜角度が車両後方へ向かって上方へ傾斜する角度（最大角度）に設定される。この傾斜角度が最大角度に設定された状態では、トラクタ４の走行時においてトレーラ３の前面に向かって流れる空気をトレーラ３の上面方向へ良好に案内することができる。

このように本実施形態によれば、トラクタ４にトレーラ３を牽引した場合には、パネル本体１１が、エアシリンダ１２によって車両後方へ向かって上方へ傾斜する角度に設定される。このため、トレーラ３を牽引したトラクタ４の走行時において、トレーラ３の前面へ向かって流れる空気をトレーラ３の上面方向に案内することができる。一方、トラクタ４にトレーラ３を牽引しない場合には、パネル本体１１が、エアシリンダ１２によって最小角度に設定され、このパネル本体１１の後端部２０がキャビンルーフ７の後端縁から突出する。このため、トレーラ３を牽引しないトラクタ４の走行時において、キャビンルーフ７の上方を通過する空気の流れがパネル本体１１の後端部２０によってキャビンルーフ７の後方へ良好に案内され、キャビン２の後方で発生する渦流を有効に抑制することができる。すなわち、パネル本体１１を上方へ傾斜させたときには、パネル本体１１をエアデフレクタとして機能させることが可能となり、一方、パネル本体１１をキャビンルーフ７に対して略平行に設定したときには、パネル本体をルーフスポイラとして機能させることが可能となる。このように、キャビンルーフ７の上面に対するパネル本体１１の傾斜角度を適宜設定することにより、パネル本体１１をエアデフレクタとルーフスポイラとして機能させることが可能なため、トラクタ４にトレーラ３を牽引した状態と牽引しない状態とのそれぞれにおいて、空気抵抗の低減による車両の省燃費化を確実に図ることができる。

また、車幅方向において、パネル本体１１の幅がキャビンルーフ７の幅よりも大きく設定されているため、トラクタ４の走行時にキャビンルーフ７の上方を流れる空気をキャビンルーフ７の後方へ良好に案内することができる。従って、トラクタ４にトレーラ３を牽引した状態と牽引しない状態とのそれぞれにおいて、更に空気抵抗の低減による車両の省燃費化を図ることができる。また、パネル本体１１の側面部１７は、キャビンルーフ７やキャビン２の側面と干渉しない位置に配置されているため、パネル本体１１の傾斜角度を最小角度に確実に設定することができる。

なお、本実施形態では、車幅方向において、パネル本体１１の幅をキャビンルーフ７の幅よりも車両前方から車両後方にわたり全体的に大きく設定したが、これに限られず、図７に示すように、パネル本体５１の前端部５２の車幅方向の幅をキャビンルーフ７の幅よりも小さく設定すると共に、前端部５２から後端部５３に向かってパネル本体５１の幅を拡大させてもよい。この場合において、パネル本体５１の側面部５６とキャビンルーフ７の上面の両端との接触を回避するために、パネル本体５１の上面部５５及び側面部５６の車両前方の両側にはそれぞれ切欠部５７を設けることが必要である。

また、パネル本体１１の側面部１７を逆台形状に形成したが、これに限られず、略三角状態、例えば、図７に示すパネル本体５１の側面部５６に形成してもよい。

本実施形態に係る空気抵抗低減装置が設けられたトラクタの側面図である。 図１のトラクタにトレーラが牽引された状態を示す側面図である。 エアシリンダの側面図であり、（ａ）は圧縮空気が供給された状態を示し、（ｂ）は圧縮空気の供給が停止された状態をそれぞれ示したものである。 トレーラを牽引しない状態のトラクタの後方を示す模式図である。 トラクタ側エアカプラの平面図である。 トラクタ側エアカプラとトレーラ側ブレーキエアカプラとの接続状態を示す側面図である。 パネル本体の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 車両
２ キャビン
３ トレーラ
４ トラクタ
５ エアコンプレッサ
６ 空気抵抗低減装置
７ キャビンルーフ
１１ パネル本体
１２ エアシリンダ（角度調節部）
１３ エア供給管路
１４ エアブレーキシステム
１６ 上面部
１７ 側面部
１８ 前端部
２０ 後端部
３１ エア供給配管
３２ エア供給配管
３３ パネル本体収納エアカプラ
３４ トラクタ側エアカプラ
４１ トレーラ側ブレーキエアカプラ
４３ エア供給配管
５１ パネル本体
５２ 前端部
５３ 後端部
５５ 上面部
５６ 側面部
５７ 切欠部

Claims (2)

1. 圧縮空気の供給によりブレーキを作動させるブレーキ装置を備えたトレーラを牽引可能であり、該トレーラの牽引時に前記ブレーキ装置へブレーキ作動用の圧縮空気を供給するトラクタのキャビンのルーフ上に設置される空気抵抗低減装置であって、
   前記ルーフの上面に対し車幅方向に沿った回転軸を中心として回転自在に支持される前端部を有し、前記前端部を中心として前記ルーフに対して傾動自在なパネル本体と、
   前記ルーフと前記パネル本体との間に配置され、前記ルーフの上面に対する前記パネル本体の傾斜角度を圧縮空気の供給及び排出によって所定角度の範囲で調節する角度調節部と、を備え、
   前記角度調節部は、前記トレーラの非牽引時に、前記ブレーキ作動用の圧縮空気の供給によって前記パネル本体の傾斜角度を最小角度に設定し、
   前記パネル本体は、前記角度調節部によって前記傾斜角度が最小角度に設定されたときに、前記ルーフの後端縁から車両後方に向けて所定量突出する後端部を有する
   ことを特徴とする空気抵抗低減装置。
2. 請求項１記載の空気抵抗低減装置であって、
   前記パネル本体は、前記ルーフの上面の両側端縁よりも車幅方向外側に位置する両端部と、前記両端部からスカート状に下方に曲折された側面部と、を有し、
   前記パネル本体の側面部の下端は、前記角度調節部によって前記傾斜角度が前記最小角度に設定されたときに、前記キャビンの側面上に位置する
   ことを特徴とする空気抵抗低減装置。

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