JP2018095206A - 車両用シャッター - Google Patents

Abstract

【課題】車体前後方向に対する設置スペースの少ない車両に対しても適用可能で、しかも開閉操作時における作動の安定性を向上でき、構造が簡単で安価に製作し得る車両用シャッターを提供する。
【解決手段】外気導入口１１を有するフレーム１２と、外気導入口１１を開閉可能なシャッター部材１３と、シャッター部材１３を開閉駆動するアクチュエータ１５とを備えた車両用シャッター１０であって、シャッター部材１３を閉鎖位置と開放位置とに案内する案内手段１４が設けられ、案内手段１４により、シャッター部材１３は、外気導入口１１に沿って配置されて、外気導入口１１を閉鎖する閉鎖位置と、外気導入口１１の一側部を通って外気導入口１１と交差する方向へ移動して、外気導入口１１を開放する開放位置とにわたって移動可能に案内されるように構成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、車体前後方向に対する設置スペースの小さい車両に対しても適用可能な車両用シャッターに関する。

一般に、自動車では車体前部にラジエータを設置して、エンジンルーム内に導入される外気により冷却水を冷却し、該冷却水によりエンジンを適正な温度に冷却するように構成している。また、暖機性能を高めたり、冷却水によるエンジンの過冷却による燃焼不良を防止したりするため、エンジンルーム内への外気導入路を必要に応じて開閉可能な車両用シャッターを設けて、ラジエータによる冷却水の冷却温度を調整できるように構成してなる、所謂アクティブグリルシャッター（ＡＧＳ）も広く実用化されている。

通常、前記車両用シャッターとしては、略水平な軸心回りに回動自在に支持された複数枚のフラップと、これら複数枚のフラップを連動して開閉させる連動手段と、連動手段を介して複数枚のフラップを開閉駆動する駆動手段とを備えたものが広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、軽自動車などの小排気量の自動車、農業用トラクターやコンバインなどの特殊車両においては、車両用シャッターを設置するための車体前後方向のスペースを、ラジエータの前側に十分に確保できないことから、特許文献１記載のような、水平な軸心回りに回動自在なフラップを用いた車両用シャッターを搭載することが困難になることがあった。さらに上記の車両用シャッターにおいては、開口時においても水平なフラップが開口部分に存在するため、開口面積を狭くするという問題があった。

そこで、車両用シャッターとして、固定シャッターと移動シャッターとを前後に重ね合わせて設け、固定シャッター及び移動シャッターに上下に間隔をあけて複数の通気口をそれぞれ設け、移動シャッターを上下移動させることで、固定シャッターの通気口を移動シャッターの通気口に連通させた通気状態と、固定シャッターの通気口を移動シャッターの隣接する通気口間の壁部で閉塞した遮蔽状態とに切り替え可能となした車両用シャッターが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１２−１９７００１号公報 特許第３７０４７５５号公報

特許文献２記載の車両用シャッターでは、固定シャッターと移動シャッターとを重ね合わせて配置できるので、車体前後方向に対する車両用シャッターの厚さを薄くして、ラジエータの前側に大きなスペースのない車両に対しても、車両用シャッターを設置することができる。

しかし、移動シャッターの開閉操作は、アクチュエータにより１本のリンクレバーを回動操作して、移動シャッターの左右方向の中央部に上下方向への操作力を作用させることでなされる。このため、移動シャッターの上下方向への摺動抵抗にバラ付が発生したり、移動シャッターに作用する車両走行風の風圧にバラツキが発生したりすると、移動シャッターを安定性良く開閉できなくなるという問題が発生する。

本発明の目的は、車体前後方向に対する設置スペースの少ない車両に対しても適用可能で、しかも開閉操作時における作動の安定性を向上でき、構造が簡単で安価に製作し得る車両用シャッターを提供することである。

本発明は、以下の発明を包含する。
（１） 外気導入口を有するフレームと、前記外気導入口を開閉可能なシャッター部材と、前記シャッター部材を開閉駆動するアクチュエータとを備えた車両用シャッターであって、
前記シャッター部材を閉鎖位置と開放位置とに案内する案内手段が設けられ、
前記案内手段により、シャッター部材は、前記外気導入口に沿って配置されて、前記外気導入口を閉鎖する閉鎖位置と、前記外気導入口の一側部を通って外気導入口と交差する方向へ移動して、前記外気導入口を開放する開放位置とにわたって移動可能に案内される、
ことを特徴とする車両用シャッター。

この車両用シャッターでは、シャッター部材が、案内手段により、外気導入口に沿った閉鎖位置と、外気導入口の一側部を通って外気導入口と交差する方向へ移動した開放位置とにわたって移動可能に案内される。このため、開放位置においてシャッター部材は、外気導入口の一側部を通ってフレームの前方或いは後方へ突出する。しかし、少なくとも外気導入口に対応する位置では、開放位置及び閉鎖位置に関係なく、車両用シャッターを前後方向に薄肉に構成することが可能となる。したがって、車体前後方向に対する設置スペースの少ない車両に対しても、外気導入口を適正位置に配置することで、本発明に係る車両用シャッターを設けることが可能となる。

（２） 前記シャッター部材は、湾曲状に変形可能に構成されている（１）記載の車両用シャッター。この発明では、複数のフラップを用いた従来の車両用シャッターよりも簡単な機構で、車両用シャッターを構成できる。

（３） 前記シャッター部材は、複数のシャッター構成部材を備え、前記複数のシャッター構成部材は、並列状に配置されて、隣接するシャッター構成部材が回動自在に連結されている（１）又は（２）記載の車両用シャッター。シャッター部材は、可撓性を有するシート材で構成することも可能であるが、本発明のように、複数のシャッター構成部材を回動自在に連結したものを採用すると、シャッター部材の剛性、強度及び耐久性を向上できるので好ましい。

（４） 前記アクチュエータの動力をシャッター部材に伝達する動力伝達手段を備え、前記動力伝達手段は、前記アクチュエータにより回転駆動されるスプロケットと、前記スプロケットに噛合する、前記シャッター部材に設けた噛合部とを有する（１）〜（３）のいずれかに記載の車両用シャッター。本発明では、アクチュエータに作用する、シャッター部材の開閉時におけるトルク変動を少なくできるので、シャッター部材の作動の安定性を一層向上できる。

（５） 前記シャッター部材の後面側において、閉鎖位置におけるシャッター部材を含む面と、開放位置におけるシャッター部材を含む面との交差線分と略平行な軸心を有するシャフトが設けられ、前記シャフトに相互に間隔をあけて前記スプロケットが設けられ、前記スプロケットに対応させてシャッター部材に、前記スプロケットとの噛合部が形成されている（１）〜（４）のいずれかに記載の車両用シャッター。この発明では、複数のスプロケットによりシャッター部材に対して動力を伝達できるので、シャッター部材の開閉時におけるガタの発生を少なくでき、シャッター部材の作動の安定性を一層向上できる。また、１つのアクチュエータによりシャッター部材を開閉できるので、複数のアクチュエータを用いる場合と比較して、車両用シャッターの製作コストを安くできる。

本発明に係る車両用シャッターによれば、少なくとも外気導入口に対応する位置では、開放位置及び閉鎖位置に関係なく、車両用シャッターを前後方向に薄肉に構成することが可能となる。したがって、車体前後方向に対する設置スペースの少ない車両に対しても、外気導入口を適正位置に配置することで、車両用シャッターを搭載できる。

自動車の車体前部に対するラジエータ及び車両用シャッターの組付状態を示す要部斜視図 車両用シャッターの斜視図 車両用シャッターの分解斜視図 シャッター部材の要部分解斜視図 図３のV-V線断面図 図２のVI-VI線断面図 シャッター部材が閉鎖位置と開放位置間に配置された状態での図６相当図 シャッター部材が開放位置に配置された状態での図６相当図 他の構成の車両用シャッターの要部斜視図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、自動車の前後左右上下方向を基準に前後左右上下方向を定義して説明する。

図１に示すように、自動車１のエンジンルーム２の前部にはラジエータ３が設けられ、ラジエータ３の前側には車両用シャッター１０が設けられ、ラジエータ３への外気の導入量を車両用シャッター１０により調整することで、ラジエータ３による冷却水の冷却温度を調整できるように構成されている。ただし、車両用シャッター１０は、ラジエータ３への外気の導入量を調整可能な位置であれば、自動車１の任意の位置に設けることができる。

車両用シャッター１０は、図１〜図８に示すように、ラジエータ３に対して外気を導入するための外気導入口１１を有するフレーム１２と、フレーム１２の後側に設けたシャッター部材１３と、シャッター部材１３を図６に図示の閉鎖位置と図８に図示の開放位置とにわたって案内する案内手段１４と、シャッター部材１３を駆動するためのアクチュエータ１５と、アクチュエータ１５の動力をシャッター部材１３に伝達する動力伝達手段１６とを備えている。この車両用シャッター１０では、シャッター部材１３により外気導入口１１を開閉することで、ラジエータ３による冷却水の冷却温度を調整できるように構成されている。

フレーム１２について説明すると、略平坦な板状の前面部１２ａが設けられ、前面部１２ａの上部には左右方向に長い長方形状の外気導入口１１が形成され、フレーム１２は、外気導入口１１がラジエータ３の前面に対面するように車体前部に設けられている。前面部１２ａを補強するための後方へ突出する板状の補強部として、前面部１２ａの上下両側部には補強部１２ｂがそれぞれ設けられ、前面部１２ａの左右両側部には補強部１２ｃがそれぞれ設けられている。左右の補強部１２ｃの上半部には後方へ延びる支持部１２ｄがそれぞれ形成され、アクチュエータ１５は左側の支持部１２ｄの左側に固定されている。フレーム１２の右部及び左部には、補強部１２ｃの前部から支持部１２ｄの上部にわたって延びる倒立Ｌ字状の案内孔１２ｅがそれぞれ形成されている。なお、フレーム１２としては、外気導入口１１を有する前面部１２ａを備えたものであれば、任意の構成のものを採用できる。

外気導入口１１の大きさは、ラジエータ３に対して必要量の外気を導入可能な大きさであれば任意の大きさに設定できるが、ラジエータ３全域を冷却できるように、ラジエータ３の最外郭を囲繞する大きさ以上に構成することが好ましい。外気導入口１１の形状は、長方形状に形成したが、それ以外の形状に形成することも可能である。

次に、シャッター部材１３について、閉鎖位置に配置した状態を基準に前後方向及び上下方向を定義して説明する。

シャッター部材１３は、左右方向に細長い複数のシャッター構成部材２０を備え、これら複数のシャッター構成部材２０を上下に並列状に配置するとともに、隣接するシャッター構成部材２０を相互に回動自在に連結したものである。

シャッター構成部材２０の長さ方向の途中部には外気導入口１１の左右方向の長さ以上の長さを有する本体部２１が設けられ、シャッター構成部材２０の両端部には側方へ突出する案内軸部２２が設けられている。本体部２１の両端部には後方へ突出する歯部２３が形成され、歯部２３と案内軸部２２間には上下１対のブラケット部２４，２５が側面視横向きＶ字状に後方へ突出状に設けられている。

上側のブラケット部２４には側方へ突出する連結軸部２６が形成され、下側のブラケット部２５には連結軸部２６が回転自在に嵌合する嵌合孔２７が形成されている。図４に示すように、上下に隣接するシャッター構成部材２０は、下側のシャッター構成部材２０の左右の連結軸部２６を、上側のシャッター構成部材２０の左右の嵌合孔２７にそれぞれ嵌合させることで、連結軸部２６を中心として回動自在に連結されている。ただし、上下のシャッター構成部材２０は、その長さ方向と略平行な軸心回りに回動自在に連結し得る連結構造であれば、任意の連結構造を採用することができ、例えば可撓性を有するベルト部材などで回動自在に上下のシャッター構成部材を連結することも可能である。

シャッター部材１３の左右の案内軸部２２は、フレーム１２の左右の案内孔１２ｅにそれぞれ挿入され、シャッター部材１３は、左右の案内軸部２２が左右の案内孔１２ｅに沿ってそれぞれ移動することで、図６に図示の閉鎖位置と、図８に図示の開放位置とにわたって移動するように構成されている。また、シャッター部材１３が案内孔１２ｅの湾曲部１２ｆを移動するときには、図７に示すように、連結軸部２６を中心にシャッター構成部材２０が回動して、シャッター部材１３の途中部が案内孔１２ｅの湾曲部１２ｆに沿って湾曲しながら移動することになる。なお、案内手段１４は、フレーム１２に設けた左右の案内孔１２ｅと、シャッター構成部材２０に設けた左右の案内軸部２２とで構成される。ただし、案内孔１２ｅに代えて、案内溝や案内レールを採用することも可能である。

本体部２１の上部には当接部２８が本体部２１の全長にわたって突出状に形成され、本体部２１の下部には受け部２９が本体部２１の全長にわたって突出状に形成され、閉鎖位置において、下側のシャッター構成部材２０の当接部２８が、上側のシャッター構成部材２０の受け部２９に後方から当接することで、シャッター構成部材２０が上下に隙間なく配置されて、複数のシャッター構成部材２０からなるシャッター部材１３により外気導入口１１が閉鎖されるように構成されている。

なお、本実施の形態では、開放位置において、シャッター部材１３を略水平に後方へ延ばして配置させ、開放位置におけるシャッター部材１３を含む面と外気導入口１１を含む面との交差角度を略９０°に設定したが、該交差角度は、任意の角度に設定可能である。ただし、車両用シャッター１０が車体上下方向に大型になることを防止するため、該交差角度は８０°〜１１０°に設定することが好ましい。

アクチュエータ１５は、電動モータと減速機とを備えた周知の構成のもので、スプライン孔３０ａを有する出力部材３０を減速回転するように構成したものである。

動力伝達手段１６は、フレーム１２の後側において左右方向に略水平（閉鎖位置におけるシャッター部材１３を含む面と、開放位置におけるシャッター部材１３を含む面との交差線分と略平行）な軸心を有するシャフト３１と、シャフト３１に設けた１対のスプロケット３２と、シャッター構成部材２０の本体部２１の両端部に後方へ突出状に設けた、スプロケット３２に噛合する歯部２３とを備えている。なお、本実施の形態では、シャフト３１に設けた２個のスプロケット３２によりシャッター構成部材２０に動力を伝達するように構成したが、３個以上のスプロケット３２を設けてシャッター構成部材２０に動力を伝達するように構成することも可能である。また、動力伝達手段１６としては、シャッター部材１３を閉鎖位置と開放位置とにわたって駆動し得るものであれば、任意の構成のものを採用することができる。

シャフト３１の一端部にはスプライン軸部３１ａが形成され、スプライン軸部３１ａはアクチュエータ１５の出力部材３０のスプライン孔３０ａに相対回転不能に嵌合され、アクチュエータ１５によりシャフト３１が出力部材３０とともに回転駆動されると、スプロケット３２がシャッター構成部材２０の歯部２３に順次噛合して、シャッター部材１３が案内孔１２ｅに沿って閉鎖位置と開放位置とにわたって移動するように構成されている。

この車両用シャッター１０では、アクチュエータ１５によりシャフト３１を回転させることで、スプロケット３２をシャッター構成部材２０の歯部２３に順次噛合させて、シャッター部材１３を閉鎖位置と開放位置とにわたって移動させて、フレーム１２に形成した外気導入口１１をシャッター部材１３で開閉し、ラジエータ３への外気の導入量を調整することでエンジンルーム内の暖機及び冷却を調整する。シャッター部材１３を閉めることでエンジンルーム内の暖気性能及び走行時における空力性能の向上により燃費性能の改善を図れる。また、暖機が過剰となり、エンジンがオーバーヒートしそうになった場合は、シャッター部材１３を開放する事でエンジンルーム２内に外気を導入する事ができ、エンジンのオーバーヒートを防止できる。さらに開口時における開口面積を十分に確保でき、エンジンルーム２内に効率良く外気を導入する事ができる。

また、閉鎖位置においてはフレーム１２の前面部１２ａに沿ってシャッター部材１３が配置されるので、従来のような回動可能なフラップで外気導入口１１を開閉する場合と比較して、外気導入口１１の形成位置において車両用シャッター１０を車体前後方向に薄肉に構成することが可能となり、車体前後方向に対する設置スペースの少ない車両に対しても、車両用シャッター１０を設けることが可能となる。また、アクチュエータ１５の動力を、２個のスプロケット３２を介してシャッター部材１３の両側部に伝達するので、シャッター部材１３の一側部に対してのみ動力を伝達する場合と比較して、シャッター部材１３を安定性良く移動させて、シャッター部材１３により外気導入口１１を開閉することが可能となる。更に、１つのアクチュエータ１５により、シャッター部材１３を移動するので、左右のスプロケット３２を容易に同期させることができ、安定性良くシャッター部材１３を移動させることができるし、車両用シャッター１０の製作コストを安くできる。更に、スプロケット３２と歯部２３との噛合により動力を伝達するので、トルク変動を少なくして、シャッター部材１３の作動の安定性を一層向上できる。

なお、車両用シャッター１０を構成する、フレーム１２、シャッター部材１３、シャフト３１は、軽量で且つ十分な機械的強度を有するものであれば、任意の素材で構成でき、合成樹脂材料や金属材料、あるいは合成樹脂材料に炭素繊維やガラス繊維などの繊維材を添加した材料で構成できる。具体的には、ポリプロピレンや６ナイロンなどの合成樹脂材料に対してガラス繊維を添加した、ガラス繊維強化プラスチックが好ましく、特に６ナイロンにガラス繊維を添加したものは、強度・剛性・耐磨耗性などに優れていることから好ましい。特に、フレーム１２及びカバー部材３０をポリプロピレンにガラス繊維を１０〜４０重量％添加したＰＰ−ＧＦ材で構成し、遮蔽板１３及びシャフト２０を６ナイロンにガラス繊維を１０〜４０重量％添加したＰＡ６−ＧＦ材で構成することが好ましい。また、車両用シャッター１０を構成する、フレーム１２、シャフト３１、シャッター部材１３は、同じ材料で構成することもできるし、異なる材料で構成することもできる。

また、本実施の形態では、フレーム１２の前面部１２ａの上部に外気導入口１１を形成したが、フレーム１２の下部に外気導入口１１を形成することもできる。この場合には、案内手段１４により、シャッター部材１３が外気導入口１１の下側から後方へ導出されるように案内することもできる。また、案内手段により、シャッター部材１３を外気導入口１１の右側又は左側から後方へ導出されるように案内することもできる。ただし、シャッター構成部材２０の個数を少なくして、シャッター部材１３の製作コストを安くするため、シャッター部材１３は、外気導入口１１の上側或いは下側から後方へ導出させるように構成することが好ましい。

更に、図９に示すように、シャッター部材１３に代えて、可撓性を有するシート材からなるシャッター部材４０を用いることもできる。この場合には、シャッター部材４０の両側部に、一定間隔おきに貫通穴４１を形成したり、図示外のラックを形成したりするとともに、スプロケット３２に代えて、貫通穴４１に係合する歯４２ａやラックに係合する歯を有する動力伝達部材４２をシャフト３１に設けることで、アクチュエータ１５によりシャフト３１を回転させて、シャッター部材４０を閉鎖位置と開放位置とにわたって移動できるように構成できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。

１：自動車
２：エンジンルーム
３：ラジエータ
１０：車両用シャッター
１１：外気導入口
１２：フレーム
１２ａ：前面部
１２ｂ：補強部
１２ｃ：補強部
１２ｄ：支持部
１２ｅ：案内孔
１２ｆ：湾曲部
１３：シャッター部材
１４：案内手段
１５：アクチュエータ
１６：動力伝達手段
２０：シャッター構成部材
２１：本体部
２２：案内軸部
２３：歯部
２４：ブラケット部
２５：ブラケット部
２６：連結軸部
２７：嵌合孔
２８：当接部
２９：受け部
３０：出力部材
３０ａ：スプライン孔
３１：シャフト
３１ａ：スプライン軸部
３２：スプロケット
４０：シャッター部材
４１：貫通穴
４２：動力伝達部材
４２ａ：歯

Claims (5)

1. 外気導入口を有するフレームと、前記外気導入口を開閉可能なシャッター部材と、前記シャッター部材を開閉駆動するアクチュエータとを備えた車両用シャッターであって、
   前記シャッター部材を閉鎖位置と開放位置とに案内する案内手段が設けられ、
   前記案内手段により、シャッター部材は、前記外気導入口に沿って配置されて、前記外気導入口を閉鎖する閉鎖位置と、前記外気導入口の一側部を通って外気導入口と交差する方向へ移動して、前記外気導入口を開放する開放位置とにわたって移動可能に案内される、
   ことを特徴とする車両用シャッター。
2. 前記シャッター部材は、湾曲状に変形可能に構成されている請求項１記載の車両用シャッター。
3. 前記シャッター部材は、複数のシャッター構成部材を備え、前記複数のシャッター構成部材は、並列状に配置されて、隣接するシャッター構成部材が回動自在に連結されている請求項１又は２記載の車両用シャッター。
4. 前記アクチュエータの動力をシャッター部材に伝達する動力伝達手段を備え、前記動力伝達手段は、前記アクチュエータにより回転駆動されるスプロケットと、前記スプロケットに噛合する、前記シャッター部材に設けた噛合部とを有する請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用シャッター。
5. 前記シャッター部材の後面側において、閉鎖位置におけるシャッター部材を含む面と、開放位置におけるシャッター部材を含む面との交差線分と略平行な軸心を有するシャフトが設けられ、前記シャフトに相互に間隔をあけて前記スプロケットが設けられ、前記スプロケットに対応させてシャッター部材に、前記スプロケットとの噛合部が形成されている請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用シャッター。

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