JP2016068738A - 車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材 - Google Patents

車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材 Download PDF

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Abstract

【課題】車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材において、アクチュエータに対するフラップ部材の誤組み付けの防止を図る。【解決手段】アクチュエータと、当該アクチュエータによって閉姿勢と開姿勢との間で回動されるフラップ部材3とを備える車両用グリルシャッタであって、上記アクチュエータに対しての正規姿勢でのみ上記フラップ部材3を上記アクチュエータに対して取り付け可能とする取付位置規定機構30を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材に関するものである。
近年、車両の燃費性能等を向上させるため、グリル開口部に対して車両用グリルシャッタが設けられる場合がある。この車両用グリルシャッタは、例えば特許文献1に示すように、アクチュエータと、複数のフラップ部材と、フラップ部材同士を接続するリンク部材とを備えており、アクチュエータによっていずれかのフラップ部材を回動させることによって、全てのフラップ部材を連動させている。
特開2013−199178号公報
ところで、車両用グリルシャッタを組み立てるときには、フラップ部材をアクチュエータに対して取り付ける作業を行う。このとき、作業者がアクチュエータに対するフラップ部材の取付姿勢を誤ると、組立て後の車両用グリルシャッタにおいて、フラップ部材の姿勢が本来あるべき姿勢に対して常にずれた状態となる。このため、例えば、制御上、フラップ部材を完全に閉鎖した場合であっても、フラップ部材が完全に閉姿勢とならず、十分な燃費性能の向上を図ることができない事態が生じ得る。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材において、アクチュエータに対するフラップ部材の誤組み付けの防止を図ることを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第1の発明は、アクチュエータと、当該アクチュエータによって閉姿勢と開姿勢との間で回動されるフラップ部材とを備える車両用グリルシャッタであって、上記アクチュエータに対しての正規姿勢でのみ上記フラップ部材を上記アクチュエータに対して取り付け可能とする取付位置規定機構を備えるという構成を採用する。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記取付位置規定機構が、上記アクチュエータ及び上記フラップ部材の一方に設けられ、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部と、上記アクチュエータ及び上記フラップ部材の他方に設けられ、上記軸部が嵌合される嵌合穴とを有するという構成を採用する。
第3の発明は、上記第2の発明において、上記軸部が、周方向に等間隔で配列された複数の歯と、複数の当該歯のうち少なくとも1つを切欠くことにより形成された切欠部とを有するという構成を採用する。
第4の発明は、上記第3の発明において、上記フラップ部材が、フラップ本体と、上記軸部と、上記フラップ本体と上記軸部との間に介挿されると共に上記軸部よりも小径の破断部と、上記破断部の周面に対して当該破断部に沿って設けられる補強リブとを備え、上記補強リブが、上記取付方向から見て、上記軸部の上記切欠部に重ねて配置されているという構成を採用する。
第5の発明は、上記第3または第4の発明において、上記切欠部が、上記フラップ部材が閉姿勢とされたときに、上記軸部の中心から水平方向に離間した位置となるように配置されているという構成を採用する。
第6の発明は、アクチュエータにより閉姿勢と開姿勢との間で回動される車両用フラップ部材であって、上記アクチュエータとの接続部として、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部あるいは嵌合穴を有するという構成を採用する。
本発明によれば、取付位置規定機構によって、アクチュエータに対しての正規姿勢でのみフラップ部材がアクチュエータに対して取り付け可能とされる。このため、作業者がアクチュエータに対するフラップ部材の取付姿勢を誤ることを防止することができ、車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材において、アクチュエータに対するフラップ部材の誤組み付けを防止することができる。
本発明の第1実施形態における車両用グリルシャッタの分解斜視図を含む車両前部の斜視図である。 本発明の第1実施形態における車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材とアクチュエータとをエンジンルーム側から見た斜視図であり、(a)が分解された状態を示す斜視図であり、(b)が接続された状態を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態における車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材をアクチュエータ側から見た斜視図である。 図3のA方向から見た矢視図である。 本発明の第1実施形態における車両用グリルシャッタが備える軸部の成型方法について説明するための模式図である。 本発明の第1実施形態における車両用グリルシャッタが備えるアクチュエータの要部拡大図である。 本発明の第2実施形態における車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材を軸部の取付方向から見た側面図である。
以下、図面を参照して、本発明に係る車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態における車両用グリルシャッタ1の分解斜視図を含む車両前部の斜視図である。この図に示すように、車両100は、前面側に車幅方向に沿ってフロントバンパ101が設けられている。また、フロントバンパ101の下部側には、エンジンルームに連通するグリル開口102が形成されている。本実施形態の車両用グリルシャッタ1は、図1に示すようにグリル開口102内に配置されるように、車体に対して固定されている。
本実施形態の車両用グリルシャッタ1は、図1に示すように、フレーム2と、フラップ部材3と、アクチュエータ4と、リンク部材5とを備えている。フレーム2は、車両100の正面から見て略矩形状とされた外縁部2aと、外縁部2aの中央に鉛直方向に延在して取り付けられる支柱2bとを有している。このようなフレーム2では、略矩形状とされた外縁部2aによって囲まれた領域が支柱2bによって水平方向に分割されている。このフレーム2は、例えばポリプロピレン樹脂とグラスファイバとを含む複合材料によって形成されている。
フレーム2の外縁部2aに囲まれた領域には、支柱2bで分割された各領域に3つずつのフラップ部材3が配置される。このようなフラップ部材3を回動可能に支持するため、フレーム2は、支柱2bの側方に設けられる複数の軸孔2cと、外縁部2aに設けられる軸孔2dとを備えている。これらの軸孔2cと軸孔2dとは、1つのフラップ部材3に対して1つずつ設けられており、同じフラップ部材3を支持する軸孔2cと軸孔2dとが、水平方向に対向するように設けられている。
フラップ部材3は、支柱2bの左右両側に対して各々鉛直方向に3つずつ配列されており、本実施形態においては合計6つ設けられている。これらのフラップ部材3のうち1つがアクチュエータ4に直接接続される駆動フラップ部材31であり、残りの5つがリンク部材5によって駆動フラップ部材31と接続される従動フラップ部材32である。これらのフラップ部材3は、水平方向における一方側の端部が支柱2bに設けられた軸孔2cによって回転可能に支持され、他方側の端部が外縁部2aに設けられた軸孔2dによって回動可能に支持されている。また、これらのフラップ部材3は、略同一形状とされており、車両100の正面側から見て、可動範囲において投影面積が最大となる閉姿勢と、投影面積が最小となる開姿勢との間において回動される。なお、これらのフラップ部材3は、車両100の正面側から見て、閉姿勢の場合に上下方向において一部が重なるように設けられており、閉姿勢によってフレーム2の外縁部2aの外気の通過を防止する。このようなフラップ部材3は、フレーム2と同様に、例えばポリプロピレン樹脂とグラスファイバとを含む複合材料によって形成されている。
駆動フラップ部材31は、支柱2bの片側に鉛直方向に配列される3つのフラップ部材3のうち中央に配置されており、アクチュエータ4からの動力が伝達されることによって左右両端が軸支された状態で回動される。アクチュエータ4は、サーボモータやソレノイド等を駆動源として備えており、エンジンコントロールユニットの制御の下、フラップ部材3を回動させるための動力を生成する。なお、これらの駆動フラップ部材31とアクチュエータ4との取付構造については、後に詳説する。リンク部材5は、駆動フラップ部材31と従動フラップ部材32とを接続しており、アクチュエータ4から駆動フラップ部材31に伝達された動力を従動フラップ部材32に伝達することにより、従動フラップ部材32を駆動フラップ部材31に対して同期して回動させる。
このような本実施形態の車両用グリルシャッタ1では、アクチュエータ4によってフラップ部材3を閉姿勢とすることにより、グリル開口102に外気が流れ込むことを防止する。また、アクチュエータ4によってフラップ部材3を開姿勢とすることにより、グリル開口102に外気を取り込むことができる。なお、フラップ部材3の姿勢は閉姿勢と開姿勢との間において任意に設定することもでき、このような場合には、フラップ部材3の姿勢(すなわち開度)に応じた流量の外気をグリル開口102に取り込むことが可能となる。
続いて、駆動フラップ部材31とアクチュエータ4との取付構造について説明する。図2は、駆動フラップ部材31とアクチュエータ4とをエンジンルーム側から見た斜視図であり、(a)が分解された状態を示す斜視図であり、(b)が接続された状態を示す斜視図である。また、図3は、駆動フラップ部材31をアクチュエータ4側から見た斜視図である。
図3に示すように、駆動フラップ部材31は、フラップ本体31aと、第1フランジ31bと、第2フランジ31cと、破断部31d(図4参照)と、補強リブ31eと、軸部31fと、支軸31g(図2参照)と、リンク取付板31hとを備えている。
フラップ本体31aは、部分的に屈曲された板部材であり、外気を遮蔽する遮蔽板として機能する部位である。第1フランジ31bは、フラップ本体31aのアクチュエータ4側の側端に設けられており、軸部31fと同心状に配置される円板状の部位である。この第1フランジ31bは、第2フランジ31cとの間で破断部31d及び補強リブ31eを支持する。第2フランジ31cは、第1フランジ31bよりもアクチュエータ4側に配置されており、第1フランジ31bとの間で破断部31d及び補強リブ31eを支持すると共に、アクチュエータ4側の面において軸部31fを支持する。
図4は、図3のA方向から見た矢視図である。なお、図4においては、軸部31fと補強リブ31eとの関係を視認しやすくするために、第1フランジ31b及び第2フランジ31cを省略して図示している。この図に示すように、破断部31dは、軸部31fよりも小径とされた部位である。この破断部31dは、第1フランジ31bと第2フランジ31cとの間に設けられることで、フラップ本体31aと軸部31fとの間に介挿されている。このような破断部31dは、フラップ本体31aに異物が引っ掛る等によって駆動フラップ部材31が回動できないような異常事態において、アクチュエータ4が駆動フラップ部材31を回動させようとしたときに、破断されるように強度設定されている。このような破断部31dによって、アクチュエータ4に過大な負荷が作用する前に、アクチュエータ4からのトルクの伝達を停止することができ、アクチュエータ4を保護することができる。補強リブ31eは、図4に示すように、破断部31dを囲うように複数設けられており、破断部31dの周面に対して破断部31dに沿って設けられる。これらの補強リブ31eは、破断部31dに対して曲げ方向に作用する荷重を受けるものであり、例えば、駆動フラップ部材31をアクチュエータ4に取り付けるときに、容易に破断部31dが折れてしまうことを防止する。
軸部31fは、第2フランジ31cからアクチュエータ4側に突出して設けられている。この軸部31fは、アクチュエータ4に対する取付方向(すなわちアクチュエータ4側)から見て、周方向に複数の歯10及び切欠部11を有する形状を有している。より詳細に説明すると、軸部31fは、アクチュエータ4に対する取付方向から見た形状が、2つの同形状の正方形を45°位相をずらして重ね合わせたときに各々の正方形の頂部が歯10となり、さらにその頂部の1つが切りかかれることによって切欠部11となった形状を有している。このような軸部31fは、周方向に等間隔で配列された複数の歯10と、複数の歯10のうち1つを切欠くことにより形成された切欠部11とを有している。
各々の歯10は、アクチュエータ4に対する取付方向から見た形状が、2つの辺を直角に接続することによって形成される直角二等辺三角形形状とされている。これらの歯10は、アクチュエータ4の後述する嵌合穴4cに設けられた歯20と噛合し、アクチュエータ4で生成された回転動力を駆動フラップ部材31に伝達する。
切欠部11は、軸部31fのアクチュエータ4に対する取付方向から見た形状を回転非対称するためのものである。この切欠部11は、軸部31fがアクチュエータ4の後述する嵌合穴4cに正規の姿勢で嵌合されたときに、嵌合穴4cに設けられた埋設部21に重なる位置に配置されている。
このような切欠部11は、本実施形態においては、図3に示すように、駆動フラップ部材31を閉姿勢とした場合に、真下となる位置に設けられている。この切欠部11が設けられる位置は、図4に示すように、軸部31fのアクチュエータ4に対する取付方向から見て、補強リブ31eの1つと重なる位置とされている。すなわち、補強リブ31eの1つは、軸部31fのアクチュエータ4に対する取付方向から見て、切欠部11と重ねて配置されている。
なお、このような形状の軸部31fは、例えば図5に示すようにスライド金型を必要としない2つの金型200によって成型することができる。このため、軸部31fは、射出成型によって容易に形成することが可能である。
支軸31g及びリンク取付板31hは、フラップ本体31aの軸部31fと反対側の端部に設けられている。支軸31gは、フラップ本体31aから側方に向けて突出するピン状の部位であり、支柱2bの軸孔2cに対して差し込まれる。リンク取付板31hは、フラップ本体31aからエンジンルーム側に突出する板部材であり、リンク部材5を取り付けるための取付孔31h1が設けられている。
図6は、アクチュエータ4の要部拡大図である。アクチュエータ4は、軸受4a(図2参照)と、取付部4bとを有している。軸受4aは、取付部4bを回動可能に支持する。取付部4bは、駆動フラップ部材31の軸部31fが嵌合される嵌合穴4cを有している。この嵌合穴4cは、取付方向(駆動フラップ部材31側)から見て、周方向に複数の歯20及び埋設部21を有する形状を有している。より詳細に説明すると、嵌合穴4cは、アクチュエータ4に対する取付方向から見た形状が、軸部31fと同様に2つの同形状の正方形を45°位相をずらして重ね合わせたときに各々の正方形の頂部が歯溝となり、さらにその頂部の1つが埋設されることによって埋設部21となった形状を有している。このような嵌合穴4cは、周方向に等間隔で配列された複数の歯20と、歯溝のうち1つを埋設することにより形成された埋設部21とを有している。このような嵌合穴4cは、軸部31fが挿入可能なよう、軸部31fの挿入方向から見たときの内壁面によって形作られる形状が軸部31fの挿入方向から見た外形形状よりも僅かに大きな相似形とされている。
各々の歯20は、駆動フラップ部材31の取付方向から見た形状が、2つの辺を直角に接続することによって形成される直角二等辺三角形形状とされている。これらの歯20は、軸部31fの歯10と噛合し、アクチュエータ4で生成された回転動力を駆動フラップ部材31に伝達する。埋設部21は、軸部31fの切欠部11と対向される部位である。このような埋設部21は、駆動フラップ部材31を嵌合穴4cに取り付けるときに、駆動フラップ部材31の姿勢が正規姿勢でないとき(すなわち切欠部11が真下にない姿勢のとき)に、軸部31fの歯10と干渉することで軸部31fの嵌合穴4cへの進入を阻止する。本実施形態では、埋設部21は、取付部4bの姿勢が、駆動フラップ部材31を閉姿勢とするときに真下となる位置に設けられている。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1では、上述の駆動フラップ部材31の軸部31fと、アクチュエータ4の嵌合穴4cとが、取付位置規定機構30を構成している。このような取付位置規定機構30は、駆動フラップ部材31を嵌合穴4cに取り付けるときに、駆動フラップ部材31の姿勢が正規姿勢である場合にのみ、駆動フラップ部材31をアクチュエータ4に対して取り付け可能とする。
このような本実施形態の車両用グリルシャッタ1の組立て時において、駆動フラップ部材31をアクチュエータ4に対して取り付ける場合には、まずアクチュエータ4の取付部4bの姿勢を合わせる。ここでは、埋設部21が真下を向くように取付部4bの姿勢を合わせる。これによって、このようなアクチュエータ4に対する駆動フラップ部材31の正規姿勢は、切欠部11が真下に配置される姿勢すなわち閉姿勢となる。
続いて、駆動フラップ部材31の軸部31fをアクチュエータ4の取付部4bの嵌合穴4cに挿入する。このとき、埋設部21が真下となるように取付部4bが姿勢設定されているため、駆動フラップ部材31を閉姿勢としていなければ、駆動フラップ部材31をアクチュエータ4に対して取り付けることができない。そこで、作業者は軸部31fの切欠部11を目印とし、この切欠部11が真下になるようにして軸部31fを嵌合穴4cに挿入する。このように、本実施形態の車両用グリルシャッタ1によれば、駆動フラップ部材31の軸部31fとアクチュエータ4の嵌合穴4cとからなる取付位置規定機構30によって、アクチュエータ4に対しての正規姿勢でのみ駆動フラップ部材31がアクチュエータ4に対して取り付け可能とされる。このため、作業者がアクチュエータ4に対する駆動フラップ部材31の取付姿勢を誤ることを防止することができ、アクチュエータ4に対する駆動フラップ部材31の誤組み付けを防止することができる。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、取付位置規定機構30が、駆動フラップ部材31に設けられ、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部31fと、アクチュエータ4に設けられ、軸部31fが嵌合される嵌合穴4cとからなる。このような本実施形態の車両用グリルシャッタ1によれば、簡易な構造によってアクチュエータ4に対する駆動フラップ部材31の誤組み付けを防止することができる。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、軸部31fが、周方向に等間隔で配列された複数の歯10と、複数の当該歯10のうち1つを切欠くことにより形成された切欠部11とを有することにより回転非対称な形状とされている。このような本実施形態の車両用グリルシャッタ1によれば、作業者が切欠部11の位置を視認して軸部31fの姿勢すなわち駆動フラップ部材31の姿勢を確認することができ、駆動フラップ部材31の取付作業を簡便化することが可能となる。なお、例えば、軸部31fの形状が回転非対称となることを前提として、歯10のうち2つ以上を切欠いて複数の切欠部11を形成することもできる。ただし、歯10の数が減少することによって軸部31fと取付部4bとのトルク伝達の有効接触面積が減少する。このため、本実施形態のように、切欠部11は一箇所であることが望ましい。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、駆動フラップ部材31の取付作業時等において破断部31dが折れてしまうこと等を防ぐために、破断部31dの周面に補強リブ31eが設けられている。この補強リブ31eが設けられた位置において、実質的に破断部31dが太くなっていることから、捩り剛性も高くなってしまう。しかし、破断部31dは、上述のようにアクチュエータ4を保護するために、過剰なトルクが作用したときに捩じ切れる必要がある。これに対して、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、補強リブ31eが、軸部31fを取付方向から見て、切欠部11に重ねて配置されている。軸部31fにおいて強くトルクが作用する箇所が歯10であるため、補強リブ31eを切欠部11に重ねて配置することによって、強いトルクが作用する歯10から遠い位置に補強リブ31eを配置することができる。このため、補強リブ31eが設けられることによって捩り剛性が高くなってしまう箇所を強いトルクが作用する歯10から遠ざけることができ、過剰なトルクが作用したときに破断部31dを確実に捩じ切ることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図7は、本実施形態の車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材31を軸部31fの取付方向から見た側面図である。この図に示すように、本実施形態においては、第
1実施形態において駆動フラップ部材31が閉姿勢である場合に真下となるように設けられていた切欠部11が軸部31fの中心から水平方向に離間した位置となるように設けられている。
駆動フラップ部材31は、閉姿勢であるときに車両前方側(図7の左側)から後方側(図7の右側)に向けて最も高い風圧を受けることになる。このとき、本実施形態においては駆動フラップ部材31の閉姿勢にて切欠部11が軸部31fの中心から水平方向に離間した位置となるように設けられているため、切欠部11が真上及び真下とならない位置に配置されることになる。したがって、歯10が真上と真下とに配置され、これらの歯10によって風圧を受けることができる。このため、切欠部11が駆動フラップ部材31の閉姿勢において真上あるいは真下に配置される場合と比較すると、風圧を受ける方向における耐力を向上させることができ、軸部31fの寿命を長引かせ、交換頻度を少なくすることが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、軸部31fが、周方向に等間隔で配列された複数の歯10と、複数の歯10のうち1つを切欠くことにより形成された切欠部11とを有することにより、回転非対称の形状とされた例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の回転非対称の形状からなる軸部を採用することも可能である。
また、上記実施形態においては、軸部31fが、同一形状の正方形を45°位相をずらして重ね合わせると共に、1つの頂点を切欠いた形状である例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、同一形状の正三角形を180°位相をずらして重ね合わせると共に、1つの頂点を切欠いた形状とすることも可能である。
1……車両用グリルシャッタ、3……フラップ部材、4……アクチュエータ、4a……軸受、4b……取付部、4c……嵌合穴、5……リンク部材、10……歯、11……切欠部、20……歯、21……埋設部、30……取付位置規定機構、31……駆動フラップ部材、31a……フラップ本体、31b……第1フランジ、31c……第2フランジ、31d……破断部、31e……補強リブ、31f……軸部、31g……支軸、31h……リンク取付板、31h1……取付孔、32……従動フラップ部材

Claims (6)

  1. アクチュエータと、当該アクチュエータによって閉姿勢と開姿勢との間で回動されるフラップ部材とを備える車両用グリルシャッタであって、
    前記アクチュエータに対しての正規姿勢でのみ前記フラップ部材を前記アクチュエータに対して取り付け可能とする取付位置規定機構を備えることを特徴とする車両用グリルシャッタ。
  2. 前記取付位置規定機構は、
    前記アクチュエータ及び前記フラップ部材の一方に設けられ、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部と、
    前記アクチュエータ及び前記フラップ部材の他方に設けられ、前記軸部が嵌合される嵌合穴と
    を有することを特徴とする請求項1記載の車両用グリルシャッタ。
  3. 前記軸部は、周方向に等間隔で配列された複数の歯と、複数の当該歯のうち少なくとも1つを切欠くことにより形成された切欠部とを有することを特徴とする請求項2記載の車両用グリルシャッタ。
  4. 前記フラップ部材が、フラップ本体と、前記軸部と、前記フラップ本体と前記軸部との間に介挿されると共に前記軸部よりも小径の破断部と、前記破断部の周面に対して当該破断部に沿って設けられる補強リブとを備え、
    前記補強リブは、前記取付方向から見て、前記軸部の前記切欠部に重ねて配置されている
    ことを特徴とする請求項3記載の車両用グリルシャッタ。
  5. 前記切欠部は、前記フラップ部材が閉姿勢とされたときに、前記軸部の中心から水平方向に離間した位置となるように配置されていることを特徴とする請求項3または4記載の車両用グリルシャッタ。
  6. アクチュエータにより閉姿勢と開姿勢との間で回動される車両用フラップ部材であって、
    前記アクチュエータとの接続部として、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部あるいは嵌合穴を有することを特徴とする車両用フラップ部材。
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