JP2016147553A - 車両のシャッタ開閉機構 - Google Patents

Abstract

【課題】常時開口の通風口をなくして空力効果を向上しつつ、オーバーヒートを抑制することができる車両のシャッタ開閉機構を提供する。
【解決手段】車両のシャッタ開閉機構１０は、車両Ｃのエンジンルーム内に外気を導入するための開口部１５ｂ（第２開口部）を開閉するシャッタ１１（第１開閉手段）と、シャッタ１１の後方にあって、外気を後方側に導入するためのシャッタベース１５の開口部１５ｅ（第２開口部）を開閉するハッチ１２（第２開閉手段）と、シャッタ１１およびハッチ１２のうちの一方が開放されている時に他方を閉鎖する連結機構１３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のフロント部に設けられ、フロント部に導入される外気の量を調整するための車両のシャッタ開閉機構に関する。

車両のフロント部に開閉自在なフロントグリルと常開の空気導入口とを設け、高速走行時にフロントグリルを閉じて車体の抗力係数を低下させながら、空気導入口から導入した冷却風でエンジンの冷却を図るシャッタ装置を設けたものが知られている。

特許文献１には、車体前端部に位置している開口部から走行風を導入可能な外気導入部に、開閉手段が設けられ、前記開閉手段を駆動手段によって開閉することにより、前記外気導入部から取り入れる前記走行風の風量を制御する車体前部通風構造が記載されている。特許文献１に記載の車体前部通風構造は、シャッタベースに上部通風口と下部通風口とが設けられており、下部通風口はシャッタグリルが設けられない常時開口となっている。これはシャッタグリルが故障した際にエンジンルーム内温度が上昇してオーバーヒートすることを防ぐためである。

特開２０１１−１４３９１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の開閉装置では、下部通風口が常時開口となっていることから、シャッタグリルを設けることによる下記効果が半減する。
すなわち、シャッタグリルを設けることにより、空力性能の向上、エンジンルームの密閉化による暖機促進、および外観見栄えの向上が図られるが、常時開口の通風口を設けることでこれらの効果が半減してしまう課題がある。

そこで、本発明は、前記問題点を解決し、常時開口の通風口をなくして空力効果を向上しつつ、オーバーヒートを抑制することができる車両のシャッタ開閉機構を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の車両のシャッタ開閉機構は、車両の駆動源を収容する駆動源収容室に外気を導入するための第１開口部を開閉する第１開閉手段と、前記第１開閉手段の後方にあって、外気を前記駆動源収容室に導入するための第２開口部を開閉する第２開閉手段と、前記第１開閉手段および前記第２開閉手段のうちの一方が開放されている時に他方を閉鎖する連結機構と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、第１開口部の閉鎖時に第２開口部を開放することで、第１開口部を閉鎖することによる空力効果を向上しつつ、第２開口部から駆動源収容室に導風することができ、オーバーヒートを抑制することができる。また、第１開口部の開放時に第２開口部を閉鎖することで導風効果を高めることができる。

請求項２に記載の車両のシャッタ開閉機構は、前記駆動源収容室を開閉するフードを備え、前記第２開閉手段は、前記フードを開放したときにアクセス可能な位置に設けられるとともに、手動で開閉可能に設けられることを特徴とする。

このような構成によれば、例えば第１開閉手段が凍結、異物の噛み込み等により開閉し難くなるような不具合が発生した場合に、フードを開けて第２開閉手段を手動で開閉することで、第１開閉手段を強制的に開閉することができるようになる。そのため、シャッタグリルのフェールセーフ機能を強化することができる。

本発明によれば、常時開口の通風口をなくして空力効果を向上しつつ、オーバーヒートを抑制することができる車両のシャッタの開閉制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両のシャッタ開閉制御装置を適用した車体前部の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る車両のシャッタ開閉制御装置のシャッタを開いた状態の要部断面図である。 本発明の実施形態に係る車両のシャッタ開閉制御装置のシャッタを閉じた状態の要部断面図である。

（実施形態）
本発明の一実施形態について、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、車両の運転者からみた前後左右上下に基づいて説明する。本発明の実施形態では、「前」は車両Ｃの前進側、「後」は車両Ｃの後退側、「上」は鉛直上方側、「下」は鉛直下方側とする。
図１に示すように、車両Ｃのフロントボディを構成するバルクヘッド１の前面に、ラジエータ、エンジンルーム（駆動源収容室）内に送られる走行風の量を制御する車両のシャッタ開閉機構（以下、開閉機構という）１０が取付けられている。

図２に示すように、車両Ｃのフロントボディには、バルクヘッド１（図１参照）の上方にエンジンルームを開閉するエンジンフードＦが配置されている。
開閉機構１０は、グリルカバー２および導風ダクト３とともに、車両Ｃのフロント部に設けられており、その後方には、エアコンディショナ用コンデンサ４およびラジエータ５が設けられている。グリルカバー２は、グリル２ａを有し、導風ダクト３は、グリルカバー２のグリル２ａに前端部３ａが接続されるとともに後端部３ｂがシャッタベース１５に接続される。導風ダクト３とシャッタベース１５は、車体前部のグリル２ａから導入した空気をエンジンルーム内に導風する導風路６を構成する。

車両Ｃの走行中、外気が、グリルカバー２、導風ダクト３およびシャッタベース１５からなる導風路６を通って、エアコンディショナ用コンデンサ４およびラジエータ５に案内される。このエアコンディショナ用コンデンサ４は、コンプレッサおよびエバポレータ（いずれも図示省略）などとともに、車両Ｃのエアコンディショナの冷凍サイクルを構成するものである。また、ラジエータ５は、車両Ｃの動力源である内燃機関を冷却するためのものである。

<導風路６>
導風路６は、外気をエンジンルーム内に導入するための通風路であり、導風ダクト３と、後記するシャッタ１１（第１開閉手段）を収容するシャッタベース１５から構成される。なお、導風ダクト３とシャッタベース１５は、一体構成されるものでもよい。
シャッタベース１５は、前面部１５ａに開口部１５ｂ（第１開口部）が開口されており、この開口部１５ｂの周囲を囲むように導風ダクト３の後端部３ｂが接合される。シャッタベース１５は、内部に収容したシャッタ１１の上部を覆う上面部１５ｃと、シャッタ１１の下部に配置された下面部１５ｄと、上面部１５ｃに開口された開口部１５ｅ（第２開口部）と、を有する。開口部１５ｅには、後記するハッチ１２（第２開閉手段）を回動するヒンジ６１が取り付けられる。シャッタ１１の上面部１５ｃは、エンジンフードＦの下方に配置している。
このように、導風路６は、路内に、開口部１５ｂ（第１開口部）を開閉するシャッタ１１（第１開閉手段）と、シャッタ１１の後方にあって、シャッタ１１が閉じられた時に開口部１５ｅ（第２開口部）を開放するハッチ１２（第２開閉手段）と、を備えている。

<シャッタ>
シャッタ１１は、シャッタベース１５（導風路６）に配置され、エアコンディショナ用コンデンサ４などに導入される外気の流量を調整する。
シャッタ１１は、常開（ノーマルオープン）式のものであり、シャッタベース１５に設けられた複数の縦長支持部材１４（図１参照）と、シャッタベース１５および縦長支持部材１４に回動自在に支持された複数のシャフト２１と、本体中央部がシャフト２１に回動自在に取付けられたフィン２２と、フィン２２の上端部２２ａに連結されたアーム部２３と、アーム部２３の他端部が連結ピン２４を介して回動自在に連結されたスライドリンク２５と、を備えている。
シャフト２１は、シャッタベース１５および縦長支持部材１４（図１参照）に固定されており、車両Ｃの左右方向に延びるとともに、互いに上下方向に所定の間隔を存した状態で並んでいる。

フィン２２は、本体中央部がシャフト２１に回動自在に軸支されるとともに、上端部２２ａがアーム部２３を介してスライドリンク２５に回動自在に連結される。このため、フィン２２は、スライドリンク２５の上下動を受けてシャフト２１を軸中心にして回動する。フィン２２は、閉鎖時には上端部２２ａおよび下端部２２ｂが略鉛直方向に垂下し、開放時には上端部２２ｂが後方に、また上端部２２ｂが前方に回動して略水平方向となる。また、フィン２２は、閉鎖時には上段のフィン２２の下端部２２ｂが、下段のフィン２２の上端部２２ａに当接する。これにより、閉鎖時には、上段のフィン２０の下端部２２ｂと下段のフィン２２の上端部２２ａとが隙間なく当接することによって走行風の導入が防がれる。

スライドリンク２５は、Ｌ字形の下端部２５ｂを有しその先端は連結ピン２６を介して回動自在にアームリンク２７に連結される。アームリンク２７の他端部は、トルクモータ２８の回転軸２８ａに取付けられる。
トルクモータ２８は、回転軸２８ａが制限された回転角度の範囲内で回転し、回転軸２８ａに発生するトルクを利用するトルクモータである。トルクモータは、入力電圧を変えることによって、トルクまたは回転数を広範囲に変化させることができる。

なお、シャッタベース１５には、上ストッパおよび下ストッパ（図示省略）が取り付けられている。これらの上下のストッパは、スライドリンク２５の上方および下方にそれぞれ配置されており、上下のストッパによって、スライドリンク２５を含むシャッタ１１の移動が規制される。また、シャッタベース１５には、上下にスライドするスライドリンク２５の上昇／下降を規制するとともにスライドリンク２５をスライド自在に支持するガイド部（図示省略）が設けられている。

<ハッチ>
図２に示すように、車両Ｃのフロントボディには、バルクヘッド１の後方にエンジンルームを開閉するエンジンフードＦが配置されている。エンジンフードＦの下方には、導風路６を構成するシャッタベース１５が配置されており、上面部１５ｃがエンジンフードＦに対向している。エンジンフードＦとシャッタベース１５の上面部１５ｃとの空間には、走行時に外気が流入する。
ハッチ１２は、エンジンフードＦの下方のシャッタベース１５の上面部１５ｃの開口部１５ｅに設けられる。ハッチ１２は、エンジンフードＦを開放したときにアクセス可能な位置（シャッタベース１５の上面部１５ｃ）に設けられる。ハッチ１２は、取っ手１２ｃを備え、ユーザが取っ手１２ｃを上方に引くことにより、手動で開閉可能に構成される。
ハッチ１２は、上面視して矩形状に形成され、一方の端部１２ａがシャッタベース１５の上面部１５ｃに開口された開口部１５ｅの縁部に固定されたヒンジ６１に回動自在に取り付けられる。ハッチ１２の他方の端部１２ｂには下方に突出する軸部１２１が取り付けられている。軸部１２１は、連結ピン１２２を介してリンク１２３の一端部が回動自在に取り付けられ、リンク１２３の他端部が連結ピン１２４を介してスライドリンク２５の上端部２５ａに回動自在に取り付けられている。

<連結機構>
連結機構１３は、軸部１２１、連結ピン１２２，１２４、およびリンク１２３を含んで構成される。図３に示すように、リンク１２３は、シャッタ１１が全開状態でスライドリンク２５が最下方に位置するとき、ハッチ１２がシャッタベース１５の上面部１５ｃに開口した開口部１５ｅを全閉する長さを有する。図４に示すように、ハッチ１２の端部１２ｂがシャッタベース１５の開口部１５ｅから引き上げられると、軸部１２１に連結されたリンク１２３が、スライドリンク２５の上端部２５ａを持ち上げる。ハッチ１２は、フィン２２がスライドリンク２５に当接したところ、すなわちシャッタ１１が全閉となったところが開放限界となる。したがって、連結機構１３は、シャッタ１１（第１開閉手段）およびハッチ１２（第２開閉手段）のうちの一方が開放されている時に他方を閉鎖する。

以下、上述のように構成された開閉機構１０の動作について説明する。
[シャッタ開放]
図３に示すように、バッテリからトルクモータ２８への電力の供給によって回転軸２８ａが時計回りに回動すると、それと一体にスライドリンク２５が回動するのに伴い、スライドリンク２５は、下ストッパ（図示省略）に当接するまで、下方に移動する。このスライドリンク２５の移動に伴い、各フィン２２は、シャフト２１を中心として反時計回りに回動し、シャッタ１１は、開放位置に移動する。全開位置では、各フィン２２は、略水平状態に保持され、水平な走行風の流れが導入される。

一方、スライドリンク２５が下方に移動するのに伴い、スライドリンク２５の上端部２５ｂに回動自在に取り付けられているリンク１２３が、ハッチ１２を閉方向に回動させる。ハッチ１２は、シャッタ１１が全開位置で、全閉状態となる。すなわち、連結機構１３は、シャッタ１１が開放されている時にハッチ１２を閉鎖する。
図３に示すように、シャッタ１１の各フィン２２が開いた状態（全開）にあり、かつ、車両Ｃが走行中は、グリルカバー２のグリル２から導入された走行風は、導風ダクト３を通り、各フィン２２間を通ってエアコンディショナ用コンデンサ４およびラジエータ５内を通過することによって熱交換する。更に、走行風はラジエータ５の後方のエンジンルーム内に至る。

[シャッタ閉鎖]
車両Ｃの高速走行時等には、開閉機構１０は、シャッタ１１を閉鎖してシャッタベース１５の開口部１５ｂ（第１開口部）を閉じるシャッタ開閉制御を行う。これにより、車体の抗力係数を低下させながら、エンジンフードＦとシャッタベース１５の上面部１５ｃとの空間に流入する空気導入口から導入した冷却風でエンジンの冷却を図ることができる。また、エンジン始動直後などの低温時にはエンジンルームの密閉化による暖機促進を図ることができる。
開閉機構１０は、具体的には、図４に示すように、バッテリからトルクモータ２８への電力の供給によって回転軸２８ａを反時計回りに回動させる。回転軸２８ａの回動を受けて、スライドリンク２５は、上ストッパ（図示省略）に当接するまで、上方に移動する。このスライドリンク２５の移動に伴い、各フィン２２は、シャフト２１を中心として時計回りに回動し、シャッタ１１は、閉鎖位置に移動する。

また、連結機構１３は、シャッタ１１が閉鎖されている時にハッチ１２を開放する。具体的には、スライドリンク２５が上方に移動するのに伴い、スライドリンク２５の上端部２５ｂに回動自在に取り付けられているリンク１２３が、ハッチ１２を開方向に回動させる。ハッチ１２は、シャッタ１１が全閉状態の場合、全開状態となる。
したがって、開閉機構１０は、シャッタ１１の各フィン２２が閉じた状態（全閉）にある場合であっても、ハッチ１２を開放することでラジエータ５、エンジンルーム内に走行風を導入することができる。

従来例では、シャッタグリルが故障した際にエンジンルーム内温度が上昇してオーバーヒートすることを防ぐために、シャッタベースに常時開口を設ける構成となっていた。このため、空力性能が大幅に損なわれ、またエンジンルームの密閉化による暖機促進が図れないという課題があった。

これに対して、本実施形態では、開閉機構１０は、シャッタ１１およびハッチ１２のうちの一方が開放されている時に他方を閉鎖する連結機構１４を備える。
これにより、シャッタ１１の閉鎖時にシャッタベース１５（導風路６）のハッチ１２を開放することで、シャッタ１１を閉鎖することによる空力効果を向上しつつ、ハッチ１２からエンジンルーム内に外気を流入させることができ、オーバーヒートを抑制することができる。また、シャッタ１１の開放時にハッチ１２を閉鎖することで導風ダクト３による導風効果を高めることができる。さらに、アクチュエータを追加することなく実現することができる。

また、車両Ｃのフロントボディに、エンジンルームを開閉するエンジンフードＦを備え、ハッチ１２は、エンジンフードＦを開放したときにアクセス可能な位置に設けられるとともに、手動で開閉可能に設けられる。
これにより、例えばシャッタ１１が凍結、異物の噛み込み等により開閉し難くなるような不具合が発生した場合に、エンジンフードＦを開けてハッチ１２を手動で開閉することで、シャッタ１１を強制的に開閉することができるようになる。シャッタグリルのフェールセーフ機能を向上させることができる。

［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、開閉機構１０は、アッパーグリルに適用した例であるがロア側にも応用可能である。
また、燃料電池システムを搭載した車両に適用可能である。

１ バルクヘッド
２ グリルカバー
２ａ グリル
３ 導風ダクト
４ エアコンディショナ用コンデンサ
５ ラジエータ
６ 導風路
１０ 車両のシャッタ開閉機構
１１ シャッタ（第１開閉手段）
１２ ハッチ（第２開閉手段）
１２ａ 端部
１２ｃ 取っ手
１３ 連結機構
１４ 縦長支持部材
１５ シャッタベース
１５ｂ 開口部（第１開口部）
１５ｃ 上面部
１５ｅ 開口部（第２開口部）
２１ シャフト
２２ フィン
２３ アーム部材
２５ スライドリンク
２５ａ 上端部
２５ｂ 下端部
６１ ヒンジ
１２１ 軸部
１２２，１２４ 連結ピン
１２３ リンク
Ｃ 車両

Claims (2)

1. 車両の駆動源を収容する駆動源収容室に外気を導入するための第１開口部を開閉する第１開閉手段と、
   前記第１開閉手段の後方にあって、外気を前記駆動源収容室に導入するための第２開口部を開閉する第２開閉手段と、
   前記第１開閉手段および前記第２開閉手段のうちの一方が開放されている時に他方を閉鎖する連結機構と、
   を備えることを特徴とする車両のシャッタ開閉機構。
2. 前記駆動源収容室を開閉するフードを備え、
   前記第２開閉手段は、前記フードを開放したときにアクセス可能な位置に設けられるとともに、手動で開閉可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両のシャッタ開閉機構。

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