JP2019059411A - 車両用ベント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両ドアが閉じられる際に車内と車外との圧力差を無くすことが可能な車両用ベント装置を提供する。【解決手段】車両用ベント装置１は、車内と車外とを連通する通気用開口１２を有するダクト本体１０と、通気用開口１２を開閉させる揺動動作を行うバタフライ２０と、バタフライ２０を揺動動作させる開閉装置３０と、車両ドアが開いた状態から閉まる前に、バタフライ２０が通気用開口１２の開く開方向に向けた開動作を行うように開閉装置３０を駆動する制御装置３６と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用ベント装置に関する。

従来、車両に搭載される車両用ベント装置が知られている（例えば、特許文献１）。車両用ベント装置は、車内の空気を車外へ排出する換気装置である。車両用ベント装置は、車内と車外とを連通する通気用開口を有するダクト本体と、ダクト本体に揺動可能に取り付けられるバタフライと、を備えている。バタフライは、揺動によりダクト本体の通気用開口を開閉させる板状部材である。

上記の車両用ベント装置において、バタフライは、弾性を有するゴムシートなどにより構成されており、熱可塑性ウレタン製シートから打ち抜かれて形成されている。バタフライは、通常状態では、自重によりダクト本体の通気用開口を閉じている。そして、バタフライは、車内の圧力が車外の圧力よりも高くなった際に、その車内外の圧力差によって、上端を支点として下端が通気用開口の周縁から離れて車外方向へ揺動することで通気用開口を開放する。通気用開口が開くと、車内と車外とがダクト本体を介して連通するので、車内の空気を車外へ排出することが可能となる。

特開２００３−２６７０４０号公報

しかしながら、上記した特許文献１記載の車両用ベント装置の如く、バタフライの開方向への揺動が車内と車外との圧力差により行われるものとすると、バタフライの自重とその圧力差との関係に起因して、車内の圧力が車外の圧力よりも高くても、バタフライが開方向に十分に揺動せず、通気用開口が必要量開かないことがある。通気用開口の閉状態では、車両乗員が車両ドアを閉じる操作を行っても、車内の圧力が車外の圧力よりも高いまま維持されていることで、その車両ドアが閉まらない或いは車両ドアの閉を容易に実現することができないおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、車両ドアが閉じられる際に車内と車外との圧力差を無くすことが可能な車両用ベント装置を提供することを目的とする。

本発明は、車内と車外とを連通する通気用開口を有するダクト本体と、前記通気用開口を開閉させる動作を行う開閉部材と、前記開閉部材を動作させるアクチュエータと、車両ドアが開いた状態から閉まる前に、前記開閉部材が前記通気用開口の開く開方向に向けた開動作を行うように前記アクチュエータを駆動する制御装置と、を備える、車両用ベント装置である。

この構成によれば、車両ドアが開いた状態から閉まる前に、開閉部材が通気用開口の開く開方向に向けて開動作を行うので、車両ドアが閉じられるまで通気用開口の状態を開状態とすることができる。従って、車両ドアが閉じられる際に通気用開口の開により車内と車外との圧力差をできるだけ無くすことができる。

本発明の一実施形態に係る車両用ベント装置の、車体への取付け状態を表した斜視図である。 本実施形態の車両用ベント装置の要部の、通気用開口が開いた状態を表した斜視図である。 本実施形態の車両用ベント装置の開閉動作を説明するための図である。 本実施形態の車両用ベント装置の開閉装置の構成図である。 本実施形態の車両用ベント装置の制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。 本発明の一変形形態に係る車両用ベント装置の、通気用開口が開いた状態を表した正面図である。

以下、図１−図６を用いて、本発明に係る車両用ベント装置の具体的な実施形態について説明する。

一実施形態の車両用ベント装置１は、車両に搭載された、車内の空気を車外へ排出する換気装置である。車両用ベント装置１は、図１に示す如く、車体ボディ２に取り付けられており、例えば、車内前側から車内後側へ流れた空気を排出できるように車体後部のリアフェンダなどに取り付けられている。車両用ベント装置１は、ダクト本体１０と、バタフライ２０と、を備えている。ダクト本体１０とバタフライ２０とは、アッシー状態に組み付けされている。

ダクト本体１０は、矩形筒状に形成された筒部材であって、例えばポリオレフィンやＡＢＳなどの硬質樹脂により形成されている。ダクト本体１０は、周縁部１１と、通気用開口１２と、を有している。通気用開口１２は、周縁部１１の内周側において車内と車外とを連通する開口部位である。ダクト本体１０は、周縁部１１に一体形成されたフランジ部１３を有している。フランジ部１３は、周縁部１１から外周側に向けて広がる部位であって、ダクト本体１０を車体ボディ２にボルトなどで取り付けるために設けられている。

バタフライ２０は、矩形板状或いは翼状に形成されたフラップ或いはフィンであって、例えばポリオレフィンやオレフィン系エラストマーなどにより形成されている。バタフライ２０は、ダクト本体１０に揺動可能に取り付けられている。バタフライ２０は、上下方向に延びる軸を中心にして揺動動作することが可能である。バタフライ２０は、揺動動作によりダクト本体１０の通気用開口１２を開閉させる開閉部材である。

バタフライ２０は、図２に示す如く、揺動中心となる軸部２１を有している。軸部２１は、例えば、バタフライ２０の上縁から上方へ突出する上軸部２１Ｕと、バタフライ２０の下縁から下方へ突出する下軸部２１Ｄと、を有している。上軸部２１Ｕは、ダクト本体１０の周縁部１１の上部下面に形成された軸孔（図示せず）に回転可能に挿入されている。下軸部２１Ｄは、ダクト本体１０の周縁部１１の下部上面に形成された軸孔（図示せず）に回転可能に挿入されている。

尚、バタフライ２０は、ダクト本体１０の通気用開口１２を開閉させることができれば一個以上設けられていればよく、バタフライ２０の数は、例えば図２に示す如く、互いに隣接するバタフライ２０同士が当接して重なり合うことで通気用開口１２が閉まるように三個であってもよい。以下、本実施形態では、車両用ベント装置１は、一つのダクト本体１０に三個のバタフライ２０が水平方向に並んで取り付けられているものとする。

車両用ベント装置１は、開閉装置３０を備えている。開閉装置３０は、バタフライ２０をダクト本体１０に対して揺動させることにより通気用開口１２を開閉させる装置である。開閉装置３０は、図２及び図３に示す如く、連結ロッド３１と、カム３２と、ストロークピン３３と、付勢部材３４と、電磁ソレノイド３５と、制御装置３６と、カーテシスイッチ３７と、を有している。

連結ロッド３１は、水平方向に並んだ三個のバタフライ２０の揺動を同期させるための板状或いは棒状のリンク部材である。連結ロッド３１は、水平方向に延在しており、三個のバタフライ２０それぞれに対応した孔部３１ａを有している。各バタフライ２０はそれぞれ、揺動中心からずれた部位に設けられた係合部２２を有している。連結ロッド３１の孔部３１ａには、各バタフライ２０の係合部２２が係合されている。三個のバタフライ２０は、連結ロッド３１が延在方向に変位した際にすべての係合部２２が同期して押されることで、互いに同期して揺動する。

カム３２は、三個のバタフライ２０のうち一つのバタフライ２０に取り付けられている。カム３２は、そのバタフライ２０の軸部２１に同軸上に固定された軸部３２ａを有している。カム３２は、軸部３２ａを揺動中心にしてそのバタフライ２０と一体で揺動することが可能である。カム３２の揺動は、そのカム３２が取り付けられたバタフライ２０の係合部２２を通じて、連結ロッド３１の延在方向への変位に変換される。

カム３２及びストロークピン３３は、互いに係合する係合部３２ｂ，３３ａを有している。ストロークピン３３は、ロッド状に形成された部材である。ストロークピン３３は、所定方向（図３において左右方向）Ｘ−，Ｘ＋に変位することが可能である。ストロークピン３３は、所定方向Ｘ−，Ｘ＋への変位によりカム３２に揺動させる力を付与することが可能である。ストロークピン３３が所定方向Ｘ−，Ｘ＋に変位すると、係合部３２ｂ，３３ａ同士の係合によりカム３２が揺動して一のバタフライ２０が揺動すると共に、連結ロッド３１が変位して他のバタフライ２０が揺動する。

付勢部材３４は、バネ力などの付勢力を発生する部材であって、例えばスプリングなどである。付勢部材３４は、一端がダクト本体１０の周縁部１１に固定されかつ他端がストロークピン３３のヘッド部３３ｂに固定されるように取り付けられている。付勢部材３４は、ストロークピン３３を通気用開口１２の閉まる閉方向Ｘ−に向けて押圧して付勢する付勢力を発生する。ストロークピン３３が付勢部材３４の付勢力により閉方向Ｘ−に変位すると、カム３２が通気用開口１２の閉まる閉方向に向けて揺動するので、バタフライ２０がその閉方向に向けて揺動する閉動作を行う。このため、通気用開口１２は、常態では付勢部材３４の付勢力により閉まった状態（図３及び図４に破線で示す状態）に維持される。

電磁ソレノイド３５は、ストロークピン３３の周囲に配設されている。電磁ソレノイド３５は、制御装置３６に電気的に接続されており、制御装置３６からの通電により電磁力を発生する部材である。電磁ソレノイド３５は、付勢部材３４の閉方向Ｘ−への付勢力に抗してストロークピン３３を通気用開口１２の開く開方向Ｘ＋に変位させる電磁力を発生させて、バタフライ２０を開方向に向けて揺動させる。このため、通気用開口１２は、電磁ソレノイド３５の通電時は開いた状態（図３及び図４に実線で示す状態）となる。

制御装置３６は、車両用ベント装置１の動作（具体的には、電磁ソレノイド３５の通電）を制御することで、バタフライ２０を揺動させて通気用開口１２を開閉させる装置である。制御装置３６は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。制御装置３６には、カーテシスイッチ３７が電気的に接続されている。カーテシスイッチ３７は、車両ドアが開いているか否か或いは閉じているか否かに応じた信号を出力するセンサスイッチである。具体的には、カーテシスイッチ３７は、車両ドアが閉状態にあるときにクローズ信号を出力し、車両ドアが開状態にあるときにオープン信号を出力する。カーテシスイッチ３７の出力信号は、制御装置３６に入力される。制御装置３６は、カーテシスイッチ３７からの信号に基づいて車両ドアが開状態にあるか或いは閉状態にあるかを判別する。

制御装置３６は、上記した車両ドアの状態判別に基づいて電磁ソレノイド３５の通電制御を行う。具体的には、制御装置３６は、カーテシスイッチ３７からクローズ信号が入力されている場合は、車両ドアが閉状態にあると判別して、電磁ソレノイド３５をオフして電磁ソレノイド３５への通電を行わない。この場合は、電磁ソレノイド３５による電磁力が発生せず、ストロークピン３３が付勢部材３４の付勢力により閉方向Ｘ−に押圧されるので、通気用開口１２が閉まった状態に維持されている。

制御装置３６は、カーテシスイッチ３７からの信号がクローズ信号からオープン信号へ切り替わったか否かを判別する（図５に示すステップＳ１００）。その結果、制御装置３６は、カーテシスイッチ３７からの信号がクローズ信号からオープン信号へ切り替わっていないすなわちクローズ信号であると判別した場合は、何ら処理を進めることなく、ステップＳ１００による状態判別を繰り返し行う。一方、カーテシスイッチ３７からの信号がクローズ信号からオープン信号へ切り替わったと判別した場合、電磁ソレノイド３５をオンして電磁ソレノイド３５への通電を行う（ステップＳ１１０）。

尚、上記したカーテシスイッチ３７からの信号がクローズ信号からオープン信号へ切り替わった場合における電磁ソレノイド３５のオンは、その切り替わりが生じた直後に行われるものであってもよいが、その直後に限らず、その切り替わり後、車両ドアが開いた状態から次に閉じられると判断できる例えば最短時間が経過した後に行われるものであってもよい。

電磁ソレノイド３５が通電されると、その電磁ソレノイド３５が発生する電磁力により、ストロークピン３３が付勢部材３４の閉方向Ｘ−への付勢力に抗して通気用開口１２の開く開方向Ｘ＋に変位する。ストロークピン３３が開方向Ｘ＋に変位すると、バタフライ２０が開方向に向けて揺動して、通気用開口１２が開く。通気用開口１２が開いていると、車内の圧力が車外の圧力よりも高まったときに、その車内外の圧力差によって車内の空気がその通気用開口１２を通じて車外へ排出される。このため、通気用開口１２が開いている場合は、車内の圧力が高まってもその車内圧力を低下させることができるので、車両乗員が車両ドアを閉じる操作を行うことで車両ドアを確実にかつ容易に閉めることができる。

制御装置３６は、上記ステップＳ１１０で電磁ソレノイド３５への通電を開始した後、カーテシスイッチ３７からの信号がオープン信号からクローズ信号へ切り替わったか否かを判別する（ステップＳ１２０）。その結果、制御装置３６は、カーテシスイッチ３７からの信号がオープン信号からクローズ信号へ切り替わっていないすなわちオープン信号であると判別した場合は、何ら処理を進めることなく、ステップＳ１２０による状態判別を繰り返し行う。この電磁ソレノイド３５への通電開始後のステップＳ１２０の繰り返し処理中は、車両ドアが開状態にあり、電磁ソレノイド３５への通電は継続される。このため、車両ドアの開状態では、付勢部材３４の閉方向Ｘ−への付勢力に抗して、バタフライ２０の開方向への十分な揺動が維持され、通気用開口１２が必要量開いた状態に維持されるので、車内の空気を通気用開口１２を通じて車外へ排出することが可能である。

一方、制御装置３６は、カーテシスイッチ３７からの信号がオープン信号からクローズ信号へ切り替わったと判別した場合、電磁ソレノイド３５をオフして電磁ソレノイド３５への通電を停止する（ステップＳ１３０）。電磁ソレノイド３５の通電が停止されると、その電磁ソレノイド３５による電磁力が消滅して、ストロークピン３３が付勢部材３４の閉方向Ｘ−への付勢力により通気用開口１２の閉まる閉方向Ｘ−に変位する。ストロークピン３３が閉方向Ｘ−に変位すると、バタフライ２０が閉方向に向けて揺動して、通気用開口１２が閉まる。

尚、上記したカーテシスイッチ３７からの信号がオープン信号からクローズ信号へ切り替わった場合における電磁ソレノイド３５のオフは、その切り替わりが生じた直後に行われるものであってもよいが、その直後に限らず、その切り替わり後、車両ドアが確実に閉じたと判断できる例えば所定時間が経過した後に行われるものであってもよい。

このように、本実施形態の車両用ベント装置１においては、車両ドアの開閉に応じてバタフライ２０を機械的に揺動して通気用開口１２を開閉することができる。具体的には、車両ドアが閉まっているときは、バタフライ２０を閉方向に揺動させて通気用開口１２を閉じ、一方、車両ドアが開いているときは、バタフライ２０を開方向に揺動させて通気用開口１２を開けることができる。すなわち、ダクト本体１０の通気用開口１２を、車両ドアが開けられてから閉められるまで開状態に維持することができ、車両ドアが閉められた以後に閉めることができる。

かかる通気用開口１２の開閉制御によれば、車両ドアが車両乗員の開操作により開けられてから閉操作により完全に閉じられるまで、通気用開口１２を開状態とすることができる。従って、車両ドアが閉じられる際に通気用開口１２の開により車内と車外との圧力差をできるだけ無くすことができる。このため、車両乗員が車両ドアを閉じる操作を行った際に、車内の圧力が高いことに起因して車両ドアが閉まらない事態が生じるのを回避することができ、車両ドアを確実にかつ容易に閉めることができる。逆に、車両乗員が車両ドアを確実に閉めるうえで必要なドア閉操作力を軽減することができる。

特に、車両ドアが、鉄よりも比重の小さいアルミニウムを用いて成形されている場合は、鉄を用いて成形されている場合に比して、車両ドア自体の重量が小さいので、車両乗員がドア閉操作を行っても車両ドアが閉まり難く、車両ドアを確実に閉めるうえで必要なドア閉操作力が大きい。これに対して、本実施形態の構成によれば、車両ドアがアルミニウムを用いて成形されていても、できるだけ小さいドア閉操作力で車両ドアを閉めることが可能となる。

また、車両ドアが閉じられる際に車内と車外との圧力差を無くすために、電磁ソレノイド３５の通電を制御してバタフライ２０の揺動により通気用開口１２を開閉することとしている。そして、この通気用開口１２の開閉を切り替えるのに、カーテシスイッチ３７からの信号を用いる。カーテシスイッチ３７は、一般に、車両ドアの開状態検知やカーテシランプの点灯制御に用いられる。このため、通気用開口１２の開閉を切り替えるうえで必要なスイッチを他のスイッチと兼用することができ、専用品とすることは不要であるので、通気用開口１２の開閉の切り替えを簡易かつ安価に実現することができる。

更に、車両用ベント装置１は、一つのダクト本体１０に三個のバタフライ２０が取り付けられている。この構造においては、同じ形状（大きさ）の通気用開口１２を有するダクト本体１０に一個や二個のバタフライ２０が取り付けられている構造に比して、一バタフライ２０当たりの面積を小さくすることができ、通気用開口１２の開状態でバタフライ２０がダクト本体１０の周縁部１１から飛び出る寸法を小さくすることができる。

尚、上記の実施形態においては、バタフライ２０が特許請求の範囲に記載した「開閉部材」に、開閉装置３０の連結ロッド３１、カム３２、ストロークピン３３、及び電磁ソレノイド３５が特許請求の範囲に記載した「アクチュエータ」に、カーテシスイッチ３７が特許請求の範囲に記載した「所定スイッチ」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施形態においては、通気用開口１２を開閉するためのバタフライ２０が、上軸部２１Ｕと下軸部２１Ｄとの上下に延びる軸を揺動中心にして揺動することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示す如く、バタフライ２０が、横方向に延びる軸を揺動中心にして揺動することとしてもよい。尚、同じ形状（大きさ）の通気用開口１２を有するダクト本体１０に同じ数のバタフライ２０が取り付けられるときは、バタフライ２０が通気用開口１２の長辺に沿って延びる軸を揺動中心にして揺動する構造では、バタフライ２０が通気用開口１２の短辺に沿って延びる軸を揺動中心にして揺動する構造に比べて、通気用開口１２の開状態でバタフライ２０がダクト本体１０の周縁部１１から飛び出る寸法を小さくすることができる。

また、上記の実施形態においては、通気用開口１２を閉状態から開くトリガ条件として、車両ドアが閉状態から開いたこととしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、通気用開口１２を閉状態から開くタイミングとしては、車両ドアが開状態から閉まる前であればよく、車両ドアが閉まった時に車内の圧力をできるだけ小さくするうえでは、その車両ドアが開状態から閉じられることが確実に予想されかつその車両ドアが閉じられる時点からできるだけ遡った時点であることが好ましい。

また、上記の実施形態においては、通気用開口１２を開状態から閉じるトリガ条件として、車両ドアが開状態から閉まったこととしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、通気用開口１２を開状態から閉じるタイミングとしては、車両ドアが開状態から閉まった以後であればよい。

また、上記の実施形態においては、車両用ベント装置１が、バタフライ２０を通気用開口１２の閉まる閉方向に向けて付勢する付勢部材３４を備えており、制御装置３６が、バタフライ２０が付勢部材３４の付勢力に抗して開動作を行うように電磁ソレノイド３５への通電を開始した後、通気用開口１２の開状態を維持すべき期間中は、その電磁ソレノイド３５への通電を継続して保持することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、車両用ベント装置１が付勢部材３４を備えないものとし、通気用開口１２を開くべきときに電磁ソレノイド３５への通電を行い、通気用開口１２が開状態になったときにその通電を停止することとしてもよい。また、この変形形態では、通気用開口１２が開状態になった後、その通気用開口１２を閉じるべきときは例えば電磁ソレノイド３５に逆方向の通電を行い、通気用開口１２が閉じたときにその逆方向通電を停止することとしてもよい。

また、上記の実施形態においては、バタフライ２０を常時閉とするのに、閉方向に向けて付勢する付勢部材３４を設けることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バタフライ２０の構造が横方向に延びる軸を揺動中心にして揺動するものであれば、付勢部材３４を設けることなく、そのバタフライ２０の形状を重心が下部にずれるように形成することで、バタフライ２０を自重で常時閉とするようにしてもよい。

また、上記の実施形態においては、バタフライ２０を揺動させるのに、電磁力を発生する電磁ソレノイド３５を用いることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、バタフライ２０を揺動させるのに、電気モータなどを用いることとしてもよい。

また、上記の実施形態においては、通気用開口１２を開閉する開閉部材として、ダクト本体１０に揺動可能に取り付けられたバタフライ２０を用いることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、その開閉部材として、通気用開口１２に対してスライド移動するスライドシャッターなどを用いることとしてもよい。

尚、本発明は、上述した実施形態や変形形態，適用例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

１：車両用ベント装置、２：車体ボディ、１０：ダクト本体、１２：通気用開口、２０：バタフライ、３０：開閉装置、３１：連結ロッド、３２：カム、３３：ストロークピン、３４：付勢部材、３５：電磁ソレノイド、３６：制御装置、３７：カーテシスイッチ。

Claims (5)

1. 車内と車外とを連通する通気用開口を有するダクト本体と、
   前記通気用開口を開閉させる動作を行う開閉部材と、
   前記開閉部材を動作させるアクチュエータと、
   車両ドアが開いた状態から閉まる前に、前記開閉部材が前記通気用開口の開く開方向に向けた開動作を行うように前記アクチュエータを駆動する制御装置と、
   を備える、車両用ベント装置。
2. 前記制御装置は、所定スイッチから前記車両ドアの開状態で出力されるオープン信号が入力された場合に、前記開閉部材が前記開動作を行うように前記アクチュエータを駆動する、請求項１に記載された車両用ベント装置。
3. 前記開閉部材を前記通気用開口の閉まる閉方向に向けて付勢する付勢力を発生する付勢部材を備え、
   前記制御装置は、前記開閉部材が前記付勢力に抗して前記開動作を行うように前記アクチュエータの駆動を開始した後、前記通気用開口の開状態を維持すべき期間中は、該アクチュエータの駆動を保持する、請求項１又は２に記載された車両用ベント装置。
4. 前記アクチュエータは、通電により前記開閉部材を動作させる電磁力を発生する電磁ソレノイドを有する、請求項３に記載された車両用ベント装置。
5. 前記制御装置は、所定スイッチから前記車両ドアの閉状態で出力されるクローズ信号が入力された場合に、前記開閉部材が前記通気用開口の閉まる閉方向に向けた閉動作を行うように前記アクチュエータを駆動する、請求項１乃至４の何れか一項に記載された車両用ベント装置。

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