JP2015091689A - グリルシャッター - Google Patents

Abstract

【課題】より軽量なグリルシャッターを提供する。
【解決手段】車両用グリルシャッター３２は、フレーム３４、アクチュエータ３０、グリルフラップ３６、及びグリルシャフト３８を備える。アクチュエータ３０は、フレーム３４に取り付けられたケーシング、該ケーシングに収容された電気モータ、第１の端部と、第２の端部と、該第１の端部と第２の端部との間の停止突起部６４とを有する出力部材、及びケーシングに対して固定された停止部材５１，５２を備える。停止部材５１，５２は、停止突起部６４と協働して出力部材の回転を制限する。グリルシャフト３８は出力部材に結合され、グリルフラップ３６をフレーム３４に回転自在に結合する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用グリルシャッターに関し、詳細には可動域が制限されたグリルシャッターに関する。

グリルは、空気がエンジン冷却のために流入できるように車両において幅広く利用されている。一般に、車両グリルは、車両エンジン室の前部に配置されている。グリルシャッターは、グリルを通って流入する空気を制御するために使用される。グリルシャッターによって、車両の全体的な燃料効率が改善される。図１及び２は、フレーム１２及び該フレーム１２に回転自在に支持された複数のグリルフラップ１４を含む、従来の車両グリルシャッター１０を示す。各グリルフラップ１４はリンク機構１６によって互いにリンク結合され、入力機構１８によって駆動されて全閉位置（図１に示す）から全開位置（図２に示す）まで回転するようになっている。入力機構１８は、アクチュエータの出力部に噛み合っている。グリルフラップ１４が部分的に又は完全に開放位置にある場合、隣接するフラップ１４の間の開口２０により、空気がここを通って流れて、車両のラジエータ及びエンジンを冷却することができる。グリルフラップ１４が全閉位置にある場合、車両走行中又は温度が所定値よりも低い場合に燃料効率を改善するために開口２０が閉じて外部からの空気はフラップ１４によって遮られる。

一対の停止突起部２２がフレーム１２に形成されている。図１に示すようにフラップ１４が全閉状態に回転する場合、フラップ１４のそれ以上の回転は、隣接するフラップ１４の間の接触によって阻止される。図２に示すようにフラップ１４が全開位置に回転する場合、フラップ１４のそれ以上の回転は、停止突起部２２と少なくとも１つのフラップとの間の接触によって阻止される。

このような車両グリルシャッター構成において、停止システムは、アクチュエータの外部にあり、アクチュエータトルクは、停止突起部、フラップ、及びリンク機構を含むグリルシャッターの機械的部品に応力を加える。この応力は、グリルフラップを変形させるか又は破壊する可能性さえある。この問題を避けるために、機械的部品は、丈夫な材料で作る必要がある。しかしながら、これによりグリルシャッターは重くなり、コスト効率が悪くなる。さらに、外部停止システムは、アクチュエータの外部の機械的部品に対して特有の制約をもたらす。

従って、前述の問題点を解決した改善されたグリルシャッターに対する要望がある。特に、より軽量なグリルシャッターに対する要望がある。

従って、１つの態様において、本発明は、グリルシャッターを提供し、該グリルシャッターは、フレームと、該フレームに取り付けられたケーシング、該ケーシング内に配置された電気モータ、及び該電気モータで駆動され、第１の端部と第２の端部とを有する出力部材を含むアクチュエータと、グリルフラップと、出力部材に結合されグリルフラップをフレームに回転自在に結合するグリルシャフトとを備え、アクチュエータは、ケーシングに対して固定された第１の部材を有し、出力部材は、第１の端部と第２の端部との間に配置され、第１の部材と協働して第１の方向における出力部材の回転を制限する第１の突起部を有する。

好ましくは、アクチュエータは、ケーシングに対して固定された第２の部材をさらに備え、第２の部材は、第１の突起部と協働して第２の方向における出力部材の回転を制限する。

好ましくは、出力部材の第１の突起部は、第１の部材と第２の部材との間で円周方向に配置され、第１の部材及び第２の部材と出力部材の半径方向及び軸方向において重なり合う。

代替的に、アクチュエータの出力部材は第２の突起部をさらに備え、第１の部材は、第１の突起部と前記第２の突起部との間で円周方向に配置され、第１の突起部及び第２の突起部と出力部材の半径方向及び軸方向において重なり合う。

好ましくは、アクチュエータは、電気モータを出力部材に結合する歯車列をさらに備え、出力部材は、シャフトと、該シャフトに固定されると共に、歯車列に係合する歯付きセグメントと滑らかなセグメントとを有するプレートとを備える。

好ましくは、歯付きセグメントの最大半径は、滑らかなセグメントの最大半径よりも大きい。

好ましくは、第１の突起部は、滑らかなセグメントの外面から半径方向外向きに延びる。

好ましくは、ケーシングは、２つの長い側壁と２つの短い側壁とをもつ略矩形構成であり、滑らかなセグメントは、２つの短い側壁の１つに隣接してこれと向かい合っている。

好ましくは、第１の突起部は出力部材上に形成され、第１の部材は前記ケーシング上に形成される。

第２の態様によれば、グリル開口を有し、前述のグリルシャッターを組み込んだ車両であって、フレームは車両に固定され、グリルシャッターはグリル開口を実質的にカバーするように配置される。

本発明の実施形態において、動き制限システムは、アクチュエータの内部に配置され、アクチュエータの外部のグリルシャッターの機械的部品は、停止システムからの応力を受けない。従って、グリルシャッターは軽量に作ることができる。さらに、アクチュエータの外部の機械的部品は、停止システムによって空間的な制約を受けないので、この部品に関する設計が簡単になる。

本発明の好ましい実施形態は、添付図面を参照して以下に例示的に説明する。各図において、２つ以上の図面に現れる同じ構造体、要素、部品には、これが現れる全ての図面において概して同じ参照番号が付与されている。図面に示される構成要素及び特徴部の寸法は、概して便宜的かつ提示を明確にするために選択され、必ずしも寸法通りではない。

閉鎖状態の従来技術のグリルシャッターを示す。 開放状態の従来技術のグリルシャッターを示す。 本発明の実施形態による、組み立て状態のアクチュエータを示す。 一部の部品が取り外されている図３のアクチュエータを組み込んだ開放状態のグリルシャッターを示す。 閉鎖状態の図４のグリルシャッター及びアクチュエータを示す。 図４に示すアクチュエータの部分拡大図である。 図４に示すアクチュエータの部分分解組立図である。 図４のアクチュエータの部品である出力部材の図である。 図８の出力部材の平面図である。 本発明の実施形態による、グリルシャッターの動き制限システムの概略図である。 本発明の他の実施形態による、グリルシャッターの動き制限システムの概略図である。 カバーを取り外した図３のアクチュエータの平面図である。

図３は、本発明の好ましい実施形態によるアクチュエータ３０を示す。図４及び５は、アクチュエータ３０を組み込んだ車両用グリルシャッター３２を示し、明瞭化のためにアクチュエータのカバー、モータ、及び歯車列といった一部の部品が取り外されている。図４は、全開位置のグリルシャッター３２を示し、図５は、全閉状態のグリルシャッター３２を示す。図６は、アクチュエータ３０の一部の部分拡大図である。グリルシャッター３２は、車体（図示せず）に取り付け可能なフレーム３４、複数のグリルフラップ３６、及びアクチュエータ３０を含む。各フラップ３６は、フレーム３４回転自在に支持されたシャフト３８を有する。フラップ３６は、リンク機構４０によって互いにリンク結合される。アクチュエータ３０は、１つのフラップ３６のシャフト３８に結合され、フラップ３６が全開位置と全閉位置との間で双方向に回転するようになっている。

図７は、アクチュエータ３０の各部品の分解組立図である。アクチュエータ３０は、ケーシング３１（図３に示す）、電気モータ（図示せず）、出力部材４２、及びモータを出力部材４２に結合する歯車列（図示せず）を含む。歯車列は、モータの回転速度を減速するための歯車減速伝達機構である。モータ及び歯車列は、ケーシング３１に収容され、グリルシャッター３２の動作に適した任意の形式のモータ及び歯車減速伝達機構とすることができる。ケーシング３１は、フレーム３４に固定して取り付けられた基部４４と基部４４に固定されたカバー４６（図３に示す）とを備える。ケーシング３１は、２つの長い側壁４７、４８と２つの短い側壁４９、５０とを備えた実質的に矩形構成である。出力部材４２は、短い側壁４９に隣接した矩形ケーシング３１の一端部の近くにある。２つの拡張部４３、４５は、長い側壁４７、４８から内向きに延びており、一対の停止部材５１、５２が短い側壁４９の近くに形成される。好ましくは、停止部材５１、５２は、互いに所定の角度β（図６）を成す２つの平面壁を有する。角度βは、用途の要件に応じて典型的には９０から１２０度の範囲にある。

また、図８及び９を参照すると、出力部材４２は、ケーシング３１によって両端が回転自在に支持されたシャフト５４と、該シャフト５４に取り付けられたプレート５６とを備える。シャフト５４及びプレート５６は、一体部品として一体形成すること、又はアセンブルされた別個の部品として構成することができる。プレート５６は、半径方向外向き面に形成された複数の歯部６０をもつ歯付きセグメント５８と、滑らかなセグメント６２とを有する。作動時、歯付きセグメント５８は、歯車列の最終段の歯車に係合する。停止突起部６４は、滑らかなセグメント６２及びシャフト５４から、該滑らかなセグメント６２の半径方向外向き面を超えて半径方向に延びる。本発明の特定の実施形態において、停止突起部６４は、滑らかなセグメント６２の周方向の中心の近くに配置される。停止突起部６４は、ケーシング３１（図６に示す）の停止部材５１、５２の間の周方向に配置され、シャフト５４の半径方向及び軸方向において停止部材５１、５２と重なり合うので、停止突起部６４の回転範囲は停止部材５１、５２の間に制限される。従って、出力部材４２の回転は、一方の方向で部材５１、他方の方向で部材５２に接触する突起部６４によって制限される。出力部材の可動域は、開放位置と閉鎖位置との間を回転するフラップに対応する。

好ましい実施形態によれば、歯付きセグメント５８の最大半径は、滑らかなセグメント６２の半径よりも大きい。アクチュエータ３０の作動時、停止突起部６４は、短い側壁４９に隣接してこれに対向する。この構成により、出力部材４２の作動に必要な空間が小さくなるので、ケーシング３１のコンパクトな設計が可能になる。

好ましい実施形態において、シャフト５４の中心から歯付きセグメント５８の２つの周方向の先端までの２つの半径方向の仮想線は、角度βよりも大きな角度αを成す。好ましい実施形態において、角度αは、角度βよりも、２つ又はそれ以上の歯部６０の角度幅だけ大きい。

作動時、シャフト５４が回転すると、出力部材４２はグリルフラップ３６を駆動し、停止突起部６４は、停止部材５１、５２の間を移動する。停止突起部６４が停止部材５１に当接する場合、出力部材４２の更なる移動つまりフラップ３６の反時計回りの回転が阻止され、フラップ３６は、全開位置に到達する。外気は、最低限の妨害でもって各フラップ３６の間の開口を通って車両に引き込んで、車両のラジエータ及びエンジンを冷却することができる。停止突起部６４が停止部材５２に当接する場合、出力部材４２の更なる移動つまりフラップ３６の時計回りの回転が阻止され、フラップ３６は全閉位置に到達するので、開口６６が閉鎖される。外気はフラップ３６によって阻止される。また、出力部材４２は、停止突起部６４が停止部材５１、５２の間にある場合、フラップ３６が適切な空気流をもたらす部分的に開放した位置である中間位置で停止することができる。

本発明によれば、グリルシャッターの動き制限システムは、アクチュエータ３０の内部にある。シャッター３６には力が加わらないので、アクチュエータ３０の外部のグリルシャッター３２の機械的部品に対する応力を最小限にするか又は実質的に無くすことができる。従って、グリルシャッター３２の機械的部品は、軽量な及び／又はコスト効率が高い材料で作ることができる。更に、アクチュエータ３０の外部の機械的部品の動きに対する外部の空間制約が無いので、各部品の設計が単純になる。

本発明の別の実施形態によれば、停止突起部６４は、該停止突起部６４と停止部材５２、５２との間の当接がアクチュエータ３０の作動を妨げない限りにおいて、代替的にアクチュエータ３０の他の適切な回転部材に形成することができ、シャフト５４に機械的に結合することができる。

例えば、停止突起部６４は、シャフト５４だけから又は滑らかなセグメント６２だけから延びることができる。

例えば、停止突起部６４は、カバー４６に向かい合うプレート５６の軸端面に対して軸方向に一致するか又はそれよりも高いものとすることができる。

例えば、図１０に示す他の実施形態において、停止突起部６４は、プレート５６の軸端面（上部又は底部）に形成され、停止部材５１、５２は、上面又は底面に向かい合うケーシング３１の表面に形成される。本実施形態において、プレート５６は、前述のプレート５６と同じとすること、及び停止突起部６４は、図１０に示すように滑らかなセグメント６２上に形成することができる。また、停止突起部６４は、歯付きセグメント５８に形成することができる。代替的に、プレート５６は、全周に歯部が設けられた歯付きホイールとすることができる。

第３の実施形態において、図１１に示すように、一対の停止突起部６４、６５が出力部材４２に形成され、これに対応して単一の停止部材５１がケーシング３１に形成される。停止部材５１は、２つの停止突起部６４、６５の間で円周方向に配置され、さらに停止突起部６４、６５と半径方向及び軸方向に重なり合って配置される。

更に別の実施形態において、アクチュエータ３０は単一の停止部材５１を有する。停止突起部６４が停止部材５１に当接する場合、出力部材４２の更なる動きつまりフラップ３６の時計回りの回転周りの回転が阻止され、フラップ３６は全開位置に到達する。フラップ３６が反対に回転して全閉位置に到達した場合、フラップ３６の更なる動きは、隣接する各フラップ３６の間の直接的な接触によって阻止される。

停止部材は、停止突起部と接触することで出力部材４２の回転を止めることができる他の適切な構造体によって形成することができることを理解されたい。

図１２は、カバーを取り外した図３のアクチュエータ３０を示し、モータ７０及びケーシング３１の内部でモータを出力部材４２に連結する歯車列７４が見えるようになっている。モータはモータシャフトに固定されたウォーム歯車７２を有し、歯車列７４の第１歯車がウォーム歯車に噛み合う。最終段の歯車７６は、出力部材４２の歯付きセグメント５６と噛み合ってこれを駆動する。出力部材は、フラップのシャフト又は入力部材を受け入れる形成された貫通穴６６を有する。コネクタ８０はケーシングに形成され、モータとの電気接続を可能にする。

本出願の詳細な説明及び請求項において、動詞「備える」、「含む」、「含有する」、「有する」、及びこれらの変形形態は、包括的な意味で使用され、記載した要素又は特徴の存在を明示するが、追加の要素又は特徴の存在を排除するものではない。

例えば、別々の実施形態に関連して記載された本発明の特定の特徴部は、単一の実施形態と組み合わせて提示できることを理解されたい。対照的に、簡潔に単一の実施形態に関連して記載された本発明の種々の特徴部は、別々に又は何らかの適切な部分的組み合わせによって提示することもできる。

前述の実施形態は、例示的に提示され、特許請求の範囲に定義された本発明の範疇から逸脱しない種々の他の変形例は、当業者であれば理解できるはずである。

３０ アクチュエータ
３２ グリルシャッター
３４ フレーム
３６ フラップ
３８ シャフト
４０ リンク機構
５１ 停止部材
５２ 停止部材
５６ プレート
６４ 停止突起部

Claims (10)

1. フレームと、
   前記フレームに取り付けられたケーシングと、前記ケーシング内に配置された電気モータと、前記電気モータで駆動され、第１の端部と第２の端部とを有する出力部材とを含むアクチュエータと、
   グリルフラップと、
   前記出力部材に結合され、前記グリルフラップを前記フレームに回転自在に結合するグリルシャフトと、
   を備えるグリルシャッターであって、
   前記アクチュエータは、前記ケーシングに対して固定された第１の部材を有し、前記出力部材は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置され、前記第１の部材と協働して第１の方向における前記出力部材の回転を制限する第１の突起部を有することを特徴とするグリルシャッター。
2. 前記アクチュエータは、前記ケーシングに対して固定された第２の部材をさらに備え、前記第２の部材は、前記第１の突起部と協働して第２の方向における前記出力部材の回転を制限する、請求項１に記載のグリルシャッター。
3. 前記出力部材の前記第１の突起部は、前記第１の部材と前記第２の部材との間で円周方向に配置され、前記第１の部材及び前記第２の部材と出力部材の半径方向及び軸方向において重なり合う、請求項２に記載のグリルシャッター。
4. 前記アクチュエータの前記出力部材は第２の突起部をさらに備え、
   前記第１の部材は、前記第１の突起部と前記第２の突起部との間で円周方向に配置され、前記第１の突起部及び前記第２の突起部と出力部材の半径方向及び軸方向において重なり合う、請求項１に記載のグリルシャッター。
5. 前記アクチュエータは、前記電気モータを前記出力部材に結合する歯車列をさらに備え、前記出力部材は、シャフトと、該シャフトに固定されると共に、歯車列に係合する歯付きセグメントと滑らかなセグメントとを有するプレートとを備える、請求項１から４のいずれかに記載のグリルシャッター。
6. 前記歯付きセグメントの最大半径は、前記滑らかなセグメントの最大半径よりも大きい、請求項５に記載のグリルシャッター。
7. 前記第１の突起部は、前記滑らかなセグメントの外面から半径方向外向きに延びる、請求項５又は６に記載のグリルシャッター。
8. 前記ケーシングは、２つの長い側壁と２つの短い側壁とをもつ略矩形構成であり、前記滑らかなセグメントは、前記２つの短い側壁の１つに隣接してこれと向かい合っている、請求項５、６、又は７に記載のグリルシャッター。
9. 前記第１の突起部は、前記出力部材上に形成され、前記第１の部材は前記ケーシング上に形成される、請求項１から８のいずれかに記載のグリルシャッター。
10. グリル開口を有し、請求項１から９のいずれかで規定されるグリルシャッターを組み込んだ車両であって、前記フレームは前記車両に固定され、前記グリルシャッターは、前記グリル開口を実質的にカバーするように配置された車両。