JP2015199453A - 車両用シャッター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気流の抵抗が低減された車両用シャッター装置を提供する。
【解決手段】開口部１１を有する枠部１０と、開口部１１の内部で回転可能な複数のフィン２１，２２，２３と、を有し、開口部１１の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられたフィン２１，２２，２３の回転軸部は、開口部１１をなす枠部の内周面のうち上面１３および下面１４の少なくとも一方の前部に設けられて内方に突出する覆い部１７の後方で、内周面に隣接して設けられている、車両用シャッター装置が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用シャッター装置に関する。

車両の正面の下部には、エンジンのオーバーヒートを防止するために、ラジエータに空気を送るための開口部が設けられている。しかし、この開口部が常に開いていると車両の空力性能が低下する虞がある。暖気運転時にはエンジンルーム内の温度が上がりにくくなり燃費が悪化する。あるいは、高速走行時にはエンジンが過冷却になり燃費が悪化する。
そこで、特許文献１などにより、必要に応じてその開口部を開閉できるフィンを備えた車両用シャッター装置を設けることにより、空力性能や燃費を向上させる技術が知られている。

特開２０１２−２２４１５３号公報

ところで、本発明者らは、特許文献１の車両用シャッター装置において、開口を開いた全開状態における気流の抵抗を低減できる余地があることに気が付いた。
そこで、本発明は、気流の抵抗が低減された車両用シャッター装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用シャッター装置は、
車両のエンジンルームへの空気の導入量を、全開状態から全開状態より少ない空気を導入する閉状態の間で調整する車両用シャッター装置であって、
車両に取り付けられ、開口部を有する枠部と、
前記開口部の内部に上下方向に配列され、水平方向に延びる回転軸部回りに前記枠部に回転可能に支持された複数のフィンと、を有し、
前記フィンは、前記回転軸部回りに回転することにより、エンジンルームへの空気の導入量を調整可能であり、
前記開口部をなす前記枠部の内周面のうち上面および下面の少なくとも一方の前部には、前記開口部の内方に突出する覆い部が設けられ、
前記車両用シャッター装置が全開状態のとき、前記覆い部は、前記車両用シャッター装置の正面から見て、前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの少なくとも一部を覆うようにその前方に設けられている。

一般には、フィンをそのまま開口部に設けると、フィンが気流に対する障害物となり抵抗が高くなってしまう。しかし、本発明に係る車両用シャッター装置によれば、全開状態のとき、覆い部はフィンの少なくとも一部を覆うため、フィンを設けたことによる抵抗の増加を抑えることができる。

上記本発明に係る車両用シャッター装置において、
前記フィンは、前記回転軸部から延びる延出部を有し、
前記覆い部は、全開状態の前記車両用シャッター装置の正面から見て、前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの前記延出部を覆ってもよい。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、比較的大きな面積を有する延出部を覆い部が覆うので、気流の抵抗の増加をより抑えることができる。

上記本発明に係る車両用シャッター装置において、
前記覆い部は、全開状態の前記車両用シャッター装置の正面から見て、前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの前記回転軸部の少なくとも一部を覆ってもよい。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、後方に乱流が生じて気流の抵抗が増大しやすい回転軸部の少なくとも一部が覆い部で覆われるので、気流の抵抗の増加を抑えることができる。

上記本発明に係る車両用シャッター装置において、
前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの前記回転軸部は、前記開口部の内周面に設けられた軸受部に支持されていてもよい。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、回転軸部が開口部の内周面の近くに配置され、フィンを開口部の上端または下端に近づけて配置できる。このため、フィンを覆う覆い部を小さく形成でき、気流の抵抗を低減できる。

上記本発明に係る車両用シャッター装置において、
前記開口部の上端および下端の一方に配置された前記フィンは、全開状態で、前記回転軸部から前方に延びる前方延出部を有し、
前記開口部の上端および下端の他方に配置された前記フィンは、全開状態で、前記回転軸部から後方に延びる後方延出部を有し、
前記開口部の上端および下端の一方に配置された前記フィン、および前記開口部の上端および下端の他方に配置された前記フィンは、リンク機構に連結されており、
前記リンク機構によって、前記車両用シャッター装置を全開状態から閉状態にする際に、前記前方延出部の前方端部は後方に回転し、かつ、前記後方延出部の後方端部は前方に回転するように構成してもよい。
前方端部を後方に回動させる場合には、気流がフィンの回転をアシストするため、小さい駆動力でフィンを回転させられる。しかし、後方端部を前方に回動させる場合には、フィンを気流に逆らって駆動するため、大きな駆動力が必要となる。そこで、本発明のように両方のフィンをリンク機構で連結すると気流の影響が相殺されるので、大きな駆動力を出力する駆動源が不要になる。

上記本発明によれば、気流の抵抗が低減された車両用シャッター装置が提供される。

本発明の一実施形態の車両用シャッター装置の正面図である。 フィンの平面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。 リンク機構を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用シャッター装置１を、図面を参照して詳細に説明する。車両用シャッター装置１は、車両前部の下部に設けられ、エンジンルームへ空気を導入可能にしている。車両用シャッター装置１は、このエンジンルームへの空気の導入量を変更可能である。

図１は、車両用シャッター装置１の正面図である。図１に示すように、車両用シャッター装置１は、前方に開口する開口部１１を有するフレーム１０（枠部）と、この開口部１１に設けられた複数（図示の例では６つ）のフィン２０を有している。車両用シャッター装置１は、この開口部１１が前方を向く姿勢で車両の前部に取り付けられる。車両用シャッター装置１の正面とは、開口部１１が開口する面である。
車両用シャッター装置１は、さらにリンク機構３０とモータ４０を有する。リンク機構３０およびモータ４０は、正面から見て開口部１１の外側に設けられ、フレーム１０で覆われている。モータ４０の回転力がリンク機構３０を介してフィン２０に伝達され、フィン２０が回転される。

フレーム１０は、開口部１１を形成する正面視で矩形状の内周面１２を有している。この内周面１２は、上面１３、下面１４、左右の側面１５から構成されている。開口部１１は、正面視で水平方向に長い扁平な矩形状である。
本実施形態では、水平方向の中間位置に、上面１３から下面１４に亘って延びる中間壁部１６が設けられている。中間壁部１６により、開口部１１は左方の開口と右方の開口とに分割されている。左方の開口と右方の開口とにそれぞれ３枚のフィン２０が縦方向に配列されている。

図１に示すように、車両用シャッター装置１は、上下方向で最も上方に位置する上フィン２１と、最も下方に位置する下フィン２３と、上フィン２１と下フィン２３の中間に位置する中間フィン２２とを有している。上フィン２１と下フィン２３は共通の形状とされている。なお、以降の説明において、上フィン２１、中間フィン２２、下フィン２３をまとめてフィン２０と呼ぶ。

図２は、フィン２０を示す平面図である。図２の（ａ）は上フィン２１（および下フィン２３）を示し、（ｂ）は中間フィン２２を示す。
図２の（ａ）に示すように、上フィン２１は長手方向に延びる長尺の板部材である。上フィン２１は、長手方向に延びる複数の回転軸部２１ａを有している。回転軸部２１ａは、上フィン２１の長手方向の複数箇所に設けられている。回転軸部２１ａは、上フィン２１の幅方向の一方の端部に設けられている。上フィン２１は、幅方向の一端部に設けられた回転軸部２１ａから幅方向の他端に向かう板状部２１ｂを有する。

下フィン２３は上フィン２１と同一の形状の部材である。下フィン２３も、長手方向に延びる長尺の板部材である。下フィン２３は、長手方向に延びる複数の回転軸部２３ａを有している。回転軸部２３ａは、下フィン２３の長手方向の複数箇所に設けられている。回転軸部２３ａは、下フィン２３の幅方向の一方の端部に設けられている。下フィン２３は、幅方向の一端部に設けられた回転軸部２３ａから幅方向の他端に向かう板状部２３ｂを有する。

図２の（ｂ）に示すように、中間フィン２２は長手方向に延びる長尺の板部材である。中間フィン２２は、長手方向の両端部から長手方向に突出する回転軸部２２ａを有している。回転軸部２２ａは、中間フィン２２の幅方向の中間に設けられている。中間フィン２２の回転軸部２２ａは、開口部１１の側面１５および中間壁部１６に設けられた軸受部に回転可能に支持されている。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３の（ａ）は閉状態を示し、（ｂ）は全開状態を示す。
図３に示すように、板状のフィン２０を水平方向を向く回転軸回りに回転させることにより、正面視での開口部１１の開口面積を変更することができる。図３の（ｂ）に示すように開口面積が最も大きい状態を全開状態と呼ぶ。図３の（ａ）に示すように、図３の（ｂ）の全開状態よりも開口面積が小さい状態を閉状態と呼ぶ。なお、図３の（ｂ）は、開口面積が最も小さくなった全閉状態を示している。車両用シャッター装置１は、車両のエンジンルームへの空気の導入量を、全開状態から閉状態の間で調整可能である。
なお、車両用シャッター装置１の正面から見て、とは、開口部１１の空気を導入する方向から車両用シャッター装置を見ることを意味する。

図３の（ａ）は全閉状態を示す。この状態では、板状のフィン２０が上下方向に延びている。全閉状態では、上フィン２１の下縁が中間フィン２２に接触し、下フィン２３の上縁が中間フィン２２に接触している。全閉状態では、エンジンルームへの空気の導入が妨げられて、エンジンルーム内の温度を低下させにくい。
図３の（ｂ）は全開状態を示す。この全開状態は、フィン２０を回転軸部回りに回転させることにより得ることができる。この状態では、板状のフィン２０が前後方向に延びている。この全開状態では、空気はエンジンルームへ導入されやすく、エンジンルーム内の温度を低下させやすい。
なお、車両用シャッター装置１は、フィン２０を任意の姿勢で保持することができ、開口部１１を任意の開口面積で開口させることができる。開口面積とは、車両用シャッター装置１を正面から見たときの、開口部１１のうちフィン２０で塞がれていない領域の面積である。このように、フィン２０を回転軸部回りに回転させることにより、エンジンルームへの空気の導入量を調整可能である。

本実施形態では上フィン２１の下縁および下フィン２３の上縁がゴムで形成されている。これにより、全開状態から閉状態に移行させる際に上フィン２１の下縁が中間フィン２２に接触し下フィン２３の上縁が中間フィン２２に接触することにより生じる打撃音が抑制される。

図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、フレーム１０の内周面１２の上面１３および下面１４には、軸受部２４が設けられている。この軸受部２４は、開口部１１の内方に向かって突き出すように設けられている。軸受部２４は前方に開口している。上フィン２１および下フィン２３は、この開口から軸受部２４の内部に挿入されて、軸受部２４に取り付けられる。軸受部２４は、上フィン２１の回転軸部２１ａおよび下フィン２３の回転軸部２２ａを水平方向に延びる回転軸回りに回転可能に支持する。

本実施形態においては、上フィン２１は、回転軸部２１ａが板状部２１ｂより後方に位置する姿勢で、軸受部２４に取り付けられている。下フィン２３は、回転軸部２３ａが板状部２３ｂより前方に位置する姿勢で、軸受部２４に取り付けられている。

図４は、フィン２０を駆動するリンク機構３０の模式図である。リンク機構３０は、全開状態から閉状態にする際に、上フィン２１の板状部２１ｂを後方に回転させ、かつ、下フィン２３の板状部２３ｂを前方に回転させるように、上フィン２１および下フィン２３を回転させる。
図４に示すように、リンク機構３０は、中間リンク３１と、第一上リンク３２と、第二上リンク３３と、第一下リンク３４と、第二下リンク３５を有する。
中間リンク３１は、モータ４０の出力軸に連結されている（図１参照）。中間リンク３１は、回転中心回りに回転可能である。中間リンク３１に中間フィン２２が固定されている。
第一上リンク３２は、上フィン２１の回転軸部２１ａに固定されている。第一上リンク３２は、上フィン２１の回転軸部２１ａ回りに回転する。第二上リンク３３は、中間リンク３１と第一上リンク３２とを接続している。
第一下リンク３４は、下フィン２３の回転軸部２３ａに固定されている。第一下リンク３４は、下フィン２３の回転軸部２３ａ回りに回転する。第二下リンク３５は、中間リンク３１と第一下リンク３４とを接続している。

モータ４０が中間リンク３１を回転させると、第一上リンク３２および第二上リンク３３を介して、上フィン２１が回転する。また、第一下リンク３４および第二下リンク３５を介して、下フィン２３が回転する。これにより、車両用シャッター装置１の開口部１１の開口面積が変更される。
具体的には、図４で二点鎖線で示した全開状態から、中間リンク３１を反時計回りに回転させると、第二上リンク３３を介して第一上リンク３２が反時計回りに回転する。これに伴い、第一上リンク３２に固定された上フィン２１が反時計回りに回転する。また、中間リンク３１を反時計回りに回転させると、第二下リンク３５を介して第一下リンク３４が反時計回りに回転する。これに伴い、第一下リンク３４に固定された下フィン２３が反時計回りに回転する。このようにして、二点鎖線で示した全開状態から実線で示した閉状態へ変更することができる。

図３に戻り、フレーム１０の内周面１２の上面１３および下面１４には、内方に向かって突出する覆い部１７が設けられている。この覆い部１７は、前後方向について上面１３および下面１４の中間位置より前方の前部に設けられている。図示した例では、覆い部１７は、上面１３および下面１４の前方端部に設けられている。本実施形態では、上面１３および下面１４から覆い部１７の先端までの覆い部１７の突出長さは、板状のフィン２０の厚みとほぼ等しく設定されている。

上フィン２１の回転軸部２１ａは上面１３に設けられた覆い部１７の後方に設けられている。また、上フィン２１の回転軸部２１ａを支持する軸受部２４が、覆い部１７の後方に設けられている。上フィン２１の回転軸部２１ａはフレーム１０の内周面１２の上面１３に設けられている。
下フィン２３の回転軸部２３ａは下面１４に設けられた覆い部１７の後方に設けられている。また、下フィン２３の回転軸部２３ａを支持する軸受部２４が、覆い部１７の後方に設けられている。下フィン２３の回転軸部２３ａはフレーム１０の内周面１２の下面１４に設けられている。

図３の（ｂ）に示すように、全開状態において、覆い部１７は、車両用シャッター装置１の正面から見て、上フィン２１の少なくとも一部を覆うように、上フィン２１の前方に設けられている。図示の例では、上フィン２１の板状部２１ｂがフレーム１０の上面１３と平行になり、正面から見て、覆い部１７は上フィン２１の板状部２１ｂを覆う。さらに、覆い部１７は、上フィン２１の回転軸部２１ａの一部も覆っている。
また、下フィン２３の板状部２３ｂがフレーム１０の下面１４と平行になり、正面から見て、覆い部１７は下フィン２３の板状部２３ｂを覆う。さらに、覆い部１７は下フィン２３の回転軸部２３ａの一部も覆っている。
本実施形態では、上フィン２１の板状部２１ｂが回転軸部２１ａの軸芯から上方にずれた位置に設けられ、下フィン２３の板状部２３ｂが回転軸部２３ａの軸芯から下方にずれた位置に設けられている。このため、全開状態において、上フィン２１の板状部２１ｂを上面１３に接近させ、下フィン２３の板状部２３ｂを下面に接近させやすくなり、開口面積を大きく確保しやすい。

（作用・効果）
上記実施形態とは異なり、覆い部１７を設けない場合には、開口部１１内にフィン２０を配置すると、空気が上フィン２１および下フィン２３に当たって、気流の抵抗が増加してしまう。
そこで、本実施形態に係る車両用シャッター装置１によれば、覆い部１７は、全開状態の車両用シャッター装置１を正面から見て、上フィン２１の少なくとも一部を覆うように、上フィン２１の前方に設けられている。また、覆い部１７は、全開状態の車両用シャッター装置１を正面から見て、下フィン２３の少なくとも一部を覆うように、下フィン２３の前方に設けられている。このため、上フィン２１および下フィン２３を設けても、気流が覆い部１７で遮られて上フィン２１および下フィン２３に当たりにくく、気流の抵抗が低減された車両用シャッター装置１が提供される。
なお、覆い部１７は、開口部１１の上面１３にのみ設けて、上フィン２１の少なくとも一部を覆うように設け、下フィン２３を覆わないように構成してもよい。あるいは、覆い部１７を、開口部１１の下面１４にのみ設けて、下フィン２３の少なくとも一部を覆うように設け、上フィン２１を覆わないように構成してもよい。

また、本実施形態においては、全開状態の車両用シャッター装置１を正面から見て、覆い部１７が上フィン２１の板状部２１ｂを覆い、覆い部１７が下フィン２３の板状部２３ｂを覆っている。比較的大きな面積を有する板状部２１ｂ，２３ｂが覆い部１７で覆われているため、上フィン２１および下フィン２３を設けたことによる気流の抵抗の増加が抑制されている。

また、本実施形態においては、全開状態の車両用シャッター装置１を正面から見て、覆い部１７が上フィン２１の回転軸部２１ａの少なくとも一部を覆い、覆い部１７が下フィン２３の回転軸部２３ａの少なくとも一部を覆っている。開口部１１を空気が通過する際、回転軸部２１ａ，２３ａの後方に乱流が生じやすい。しかし、覆い部１７が回転軸部２１ａ，２３ａを覆うことにより、乱流の発生が抑制され、気流の抵抗の増加が抑えられている。

また、本実施形態においては、開口部１１の内周面１２の上面１３および下面１４に設けられた軸受部２４に、それぞれ上フィン２１の回転軸部２１ａおよび下フィン２３の回転軸部２３ａが支持されている。上フィン２１および下フィン２３が内周面１２に近い位置で支持されているため、上フィン２１および下フィン２３を覆う覆い部を小さく形成することができ、気流の抵抗が低減されている。

本実施形態においては、全開状態において、上フィン２１の板状部２１ｂ（前方延出部）は回転軸部２１ａから前方に延びて、下フィン２３の板状部２３ｂ（後方延出部）は回転軸部２３ａから後方に延びる。このため、全開状態から閉状態に移行する際には、上フィン２１は板状部２１ｂの前方端部を後方に移動させるように回転させ、下フィン２３は板状部２３ｂの後方端部を前方に移動させるように回転させる。
このとき、上フィン２１は前方から後方に向けて流れる気流にアシストされるため、比較的小さな力で上フィン２１を回転させることができる。しかし、下フィン２３は該気流に逆らって回転されるため、下フィン２３を回転させるために大きな力が必要になる。このため、本実施形態とは異なり、上フィン２１と下フィン２３を独立して回転させようとすると、下フィン２３を回転させるために、大きな出力を有する駆動源が必要になる。
しかし、本実施形態によれば、上フィン２１と下フィン２３が、全開状態から閉状態にする際に、上フィン２１の板状部２１ｂの前方端部を後方に回転させ、かつ、下フィン２３の板状部２３ｂの後方端部を前方に回転させる、リンク機構３０を介して連結されている。このため、上フィン２１と下フィン２３における気流の影響が相殺されて、下フィン２３を回転させる力を小さくでき、大きな出力を有する駆動源が不要になる。

また、本実施形態によれば、中間フィン２２が中間リンク３１に固定されている。このため、上フィン２１、中間フィン２２、下フィン２３の全てがリンク機構３０によって駆動され、単一のモータ４０で全てのフィン２０を駆動することができる。

なお、図１では、正面視で覆い部１７が上フィン２１および下フィン２３の一部を覆う例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、正面視で上フィン２１の全ておよび下フィン２３の全てを覆うように覆い部１７を設けてもよい。
また、水平方向に連続する覆い部１７を説明したが、覆い部を水平方向に不連続に設けても良い。

上述の実施形態では、上下方向に３枚のフィン２０が配列する例を説明したが、本発明はこれに限られない。フィン２０の枚数は２枚、４枚、５枚以上、いずれであってもよい。この場合、上下方向に配列された複数のフィンのうち、最も上方に位置する上フィンおよび最も下方に位置する下フィンの間に位置する複数のフィンの少なくとも一つがリンク機構３０に固定されていると、フィンを回転させる駆動源の数を抑えることができるので好ましい。もっとも、全てのフィンがリンク機構を介してモータで駆動されるように構成することが好ましい。

フィン２０の形状は図示したものに限られない。例えば、板状部２１ｂ，２３ｂの形状は、平坦な板状に限らず、その表面が自由曲面で構成されていてもよい。

開口部１１が正面視で左右方向に２つに分割されている例を説明したが、本発明はこれに限られない。車両用シャッター装置は、単一の開口部を有してもよいし、３つ以上の開口部を有してもよい。また、開口部が上下方向に分割されていてもよく、格子状に分割されていてもよい。

１：車両用シャッター装置
１０：フレーム（枠部）
１１：開口部
１２：内周面
１３：上面
１４：下面
１５：側面
１６：中間壁部
１７：覆い部
２０：フィン
２１：上フィン
２１ａ：回転軸部
２１ｂ：板状部
２２：中間フィン
２２ａ：回転軸部
２３：下フィン
２３ａ：回転軸部
２３ｂ：板状部
２４：軸受部
３０：リンク機構
４０：モータ

Claims (5)

1. 車両のエンジンルームへの空気の導入量を、全開状態から全開状態より少ない空気を導入する閉状態の間で調整する車両用シャッター装置であって、
   車両に取り付けられ、開口部を有する枠部と、
   前記開口部の内部に上下方向に配列され、水平方向に延びる回転軸部回りに前記枠部に回転可能に支持された複数のフィンと、を有し、
   前記フィンは、前記回転軸部回りに回転することにより、エンジンルームへの空気の導入量を調整可能であり、
   前記開口部をなす前記枠部の内周面のうち上面および下面の少なくとも一方の前部には、前記開口部の内方に突出する覆い部が設けられ、
   前記覆い部は、全開状態の前記車両用シャッター装置の正面から見て、前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの少なくとも一部を覆うようにその前方に設けられている、車両用シャッター装置。
2. 前記フィンは、前記回転軸部から延びる延出部を有し、
   前記覆い部は、全開状態の前記車両用シャッター装置の正面から見て、前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの前記延出部を覆う、請求項１に記載の車両用シャッター装置。
3. 前記覆い部は、全開状態の前記車両用シャッター装置の正面から見て、前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの前記回転軸部の少なくとも一部を覆う、請求項１または２に記載の車両用シャッター装置。
4. 前記開口部の上下方向の上端および下端の少なくとも一方に設けられた前記フィンの前記回転軸部は、前記開口部の内周面に設けられた軸受部に支持されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用シャッター装置。
5. 前記開口部の上端および下端の一方に配置された前記フィンは、全開状態で、前記回転軸部から前方に延びる前方延出部を有し、
   前記開口部の上端および下端の他方に配置された前記フィンは、全開状態で、前記回転軸部から後方に延びる後方延出部を有し、
   前記開口部の上端および下端の一方に配置された前記フィン、および前記開口部の上端および下端の他方に配置された前記フィンは、リンク機構に連結されており、
   前記リンク機構によって、前記車両用シャッター装置を全開状態から閉状態にする際に、前記前方延出部の前方端部は後方に回転し、かつ、前記後方延出部の後方端部は前方に回転する、請求項１に記載の車両用シャッター装置。
   

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