JP2019104466A - 車両用シャッター装置 - Google Patents

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武田 徳英
Tokuhide Takeda
徳英 武田
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Abstract

【課題】良好な組付性を実現できる車両用シャッター装置を提供する。【解決手段】車両のエンジンルーム内のラジエータの前方に配置され後側通気口22aが形成されたバンパーリンフォースメント12に設けられる車両用シャッター装置であって、バンパーリンフォースメント12に取り付けられる支持部材40と、後側通気口22aに挿通された状態で支持部材40に回動可能に支持され、開状態及び閉状態の間で回動し、開方向への回動に伴い、空気がラジエータに流れることを許容する開閉弁30と、開閉弁30を回動駆動するモータとを備え、開閉弁30は、車両の高さ方向において、閉状態における開閉弁30の寸法Vchは、後側通気口22aの開口寸法Ah2よりも小さく設定され、且つ、開状態における開閉弁30の寸法は、開口寸法Ah2よりも大きく設定されている。【選択図】図3

Description

本発明は、車両用シャッター装置に関するものである。
従来、車両用シャッター装置としては、例えば特許文献1に記載されたグリルシャッタ装置が知られている。この装置は、車両のボデー前部のグリル開口部内に設けられるシャッタ機構を備えており、該シャッタ機構を開閉作動させることでボデー内に流れ込む空気の流量を制御するものである。これにより、例えばシャッタ機構を開状態にしてボデー内に流れ込む空気の流量を増やすことで、ボデー内の熱交換器(例えばラジエータ)に対する冷却性能を向上できるという。
特開2013−193700号公報
ところで、こうした車両用シャッター装置には、良好な組付性が求められている。
本発明の目的は、良好な組付性を実現できる車両用シャッター装置を提供することにある。
上記課題を解決する車両用シャッター装置は、車両のエンジンルーム内に設けられる熱交換器の前方に配置され通気口が形成された前側部材に設けられる車両用シャッター装置であって、前記車両用シャッター装置は、前記前側部材に取り付けられる支持部材と、前記通気口に挿通された状態で前記支持部材に回動可能に支持され、開状態及び閉状態の間で回動し、開方向への回動に伴い、空気が前記熱交換器に流れることを許容する開閉弁と、前記開閉弁を回動駆動する駆動部とを備え、前記開閉弁は、車両の高さ方向において、前記閉状態における前記開閉弁の寸法は、前記通気口の開口寸法よりも小さく設定され、且つ、前記開状態における前記開閉弁の寸法は、前記開口寸法よりも大きく設定される。
この構成によれば、前記通気口に前記開閉弁を挿通する際、前記閉状態における姿勢を保ったまま前記開閉弁を前記通気口に挿入すればよい。従って、前記前側部材に対する前記開閉弁の組付性をより向上できる。
上記車両用シャッター装置について、前記前側部材は、前後方向に並設された前壁及び後壁を有し、前記後壁には前記通気口が形成され、前記前壁には前記通気口と前後方向に互いに対向するように開口する前側通気口を有し、前記車両用シャッター装置は、前記前側通気口と前記通気口との間に設けられており、前記開閉弁は、内部が貫通する筒部を有し、前記筒部の貫通方向と交差する軸を回動軸として前記支持部材に回動可能に支持されており、前記筒部の内部において前記前側通気口を通過する空気が前記熱交換器に流れることを許容することが好ましい。
この構成によれば、前記筒部の内部において前記前側通気口を通過する空気が前記熱交換器に流れることが許容される。この場合、前記前側通気口を通過した空気は、前記筒部の内部を流れることで該筒部の内部の分だけ前記熱交換器に近付いた位置まで案内される。つまり、前記前側通気口を通過した空気は、前記筒部の内部において前記後通気口に橋渡しされるようにこれを案内される。このため、前記前側通気口を通過した空気を前記熱交換器に向かって好適に流すことができ、該熱交換器をより効率的に冷却できる。
上記車両用シャッター装置について、車両の高さ方向における前記前側通気口の開口寸法は、前記閉状態における前記開閉弁の前記寸法よりも小さく設定されることが好ましい。
この構成によれば、前記開閉弁が前記閉状態にあるとき、前記前側通気口の周縁部及び前記開閉弁の車両の高さ方向の位置が一部重なり合う。このため、前記前側通気口を通過した空気が、前記閉状態にある前記開閉弁を車両の高さ方向に迂回して前記前側部材内に進入することを抑制できる。
上記車両用シャッター装置について、前記支持部材は、前記前側部材の車両の後方で該前側部材に取着された固定部、及び該固定部に突設され前記通気口に挿入されて前記開閉弁の回動軸を軸支する軸受部を有することが好ましい。
この構成によれば、前記軸受部を前記通気口に挿入することで前記通気口に挿通された状態で前記開閉弁を回動自在に支持できることで、例えば前記支持部材の全体を前記通気口に挿入する場合に比べて前記通気口に要求される開口面積を縮小できる。
本発明は、良好な組付性を実現できる効果がある。
車両用シャッター装置の一実施形態についてその構造を示す縦断図。 (a)、(b)は、同実施形態の車両用シャッター装置についてその構造を示す平面図及び正面図。 (a)〜(c)は、図2の3A−3A線、3B−3B線、3C−3C線に沿った断面図であり、(d)は、開状態における3B−3B線に沿った断面図。 (a)、(b)は、同実施形態の車両用シャッター装置についてその構造を示す斜視図。
以下、車両用シャッター装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、車両のボデー1の前部内部に形成されたエンジンルーム2には、エンジン3及び該エンジン3を冷却するための熱交換器としてのラジエータ4が収容されている。また、ボデー1の前部には、車両の前方の外部空間とボデー1の内部空間とを連通するグリル開口5が形成されている。そして、ラジエータ4は、グリル開口5からエンジンルーム2に流れ込む空気が当たるように、エンジン3よりも車両の前方に配置されている。また、ラジエータ4及びエンジン3の間には、ファン6が設けられている。このファン6が回転することにより、グリル開口5からラジエータ4に向かって効率良く空気が流れるようになっている。なお、グリル開口5の開口端には、ボデー1の前部の意匠面を構成するフロントグリル8が取着されている。
さらに、ボデー1の前部には、グリル開口5の上方で車両の幅方向(紙面に直交する方向)に延在するバンパー装置10が設置されている。このバンパー装置10は、ボデー1の前部の意匠面を構成するバンパーカバー11、該バンパーカバー11の車両の後方に配置された前側部材としての金属製のバンパーリンフォースメント12、並びにバンパーカバー11及びバンパーリンフォースメント12の間に介設される緩衝部材13を有する。
バンパーカバー11は、例えば樹脂材からなり、車両の前後方向(以下、「前後方向」という)に開口するバンパー開口11aが形成されている。緩衝部材13は、例えば発泡性の樹脂材からなり、バンパー開口11aに対向して前後方向に開口する透孔13aが形成されている。バンパーリンフォースメント12は、バンパー装置10の骨格をなすもので、バンパー開口11aに対向して前後方向に開口する貫通孔14が形成されている。そして、バンパーリンフォースメント12には、貫通孔14の配置に合わせて、例えば樹脂材からなる開閉弁30が概ね車両の幅方向に延びる軸線の周りに回動自在に設けられている。開閉弁30は、開状態及び閉状態の間で回動し、開方向への回動に伴い、バンパー開口11a等を通過した空気がエンジンルーム2内に流れることを許容する。
なお、バンパー開口11a等は、車両の幅方向において対称(左右対称)に配置された一対で設けられている。
図2(a)、(b)及び図3(a)〜(d)に示すように、バンパーリンフォースメント12は、車両の幅方向に延在する状態で前後方向に並設された前壁21及び後壁22を有する。これら前壁21及び後壁22は、断面形状において、車両の高さ方向に起立している。また、バンパーリンフォースメント12は、前壁21及び後壁22の上端同士を前後方向に接続する上壁23を有するとともに、前壁21及び後壁22の下端同士を前後方向に接続する下壁24を有する。
前壁21の車両の高さ方向中間部には、前後方向に開口する前側通気口21aが形成されている。この前側通気口21aは、例えば車両の幅方向に延びる略長方形状を呈する。同様に、後壁22の車両の高さ方向中間部には、前側通気口21aに対向して前後方向に開口する後側通気口22aが形成されている。この前側通気口21aは、例えば車両の幅方向に延びる略長方形状を呈する。前後方向に互いに対向するように開口する前側通気口21a及び後側通気口22aは、前述の貫通孔14を構成する。つまり、前側通気口21a及び後側通気口22aは、共に車両の幅方向において対称(左右対称)に配置された一対で設けられている。
なお、車両の高さ方向において、前側通気口21aの開口寸法Ah1は、後側通気口22aの開口寸法Ah2よりも小さく設定されている。また、車両の幅方向において、前側通気口21aの開口寸法Awは、後側通気口22aの開口寸法よりも小さく設定されている。例えば後側通気口22aは、後壁22の全長に亘って車両の幅方向に延びていてもよい。つまり、後壁22は、後側通気口22aによって車両の高さ方向に二分されていてもよい。
前述の開閉弁30は、前壁21及び後壁22の間(前側通気口21aの後方)で、即ち後側通気口22aに挿通され状態でバンパーリンフォースメント12に回動自在に設けられている。すなわち、バンパーリンフォースメント12には、開閉弁30を回動自在に支持する支持部材40が設けられている。この支持部材40は、後壁22の車両の後方で該後壁22に当接する状態で、例えばボルト・ナットによる締結によって後壁22に取着された略平板状の固定部41を有する。
また、支持部材40は、車両の幅方向においてバンパーリンフォースメント12の先端に近い側(以下、「車幅方向外側」という)の固定部41の先端から車両の前方に突出して後側通気口22aに挿入される略台形板状の軸受部42を有する。この軸受部42の先端には、開閉弁30の回動軸と同心の略優弧溝状の軸受溝42aが形成されている。なお、支持部材40は、車両の幅方向においてバンパーリンフォースメント12の中心に近い側(以下、「車幅方向内側」という)の固定部41の先端部にも、軸受溝42aに準じた軸受溝の形成された軸受部(図示略)を有する。
一方、開閉弁30は、前側通気口21aの開口寸法Awに合わせて車両の幅方向に延在する略四角筒状の筒部31を有するとともに、該筒部31に車幅方向外側に向かって突設された回動軸としての軸部32を有する。軸部32は、軸受溝42aと同心で中心線の延びる略円柱形状を呈しており、該軸受溝42aに挿入・軸支されている。また、開閉弁30は、軸部32に準じて筒部31に車幅方向内側に向かって突設された軸部33を有する。軸部33も、該当の軸受部の軸受溝に挿入・軸支されている。以上により、開閉弁30は、前壁21及び後壁22の間で支持部材40に回動自在に支持されている。
なお、軸部33は、該当の軸受部による支持位置よりも車幅方向内側に延伸しており、当該延伸部には、断面略長方形の嵌合部33aが形成されている。軸部33は、嵌合部33aが略扇状のセクタギヤ53に嵌挿されることで、該セクタギヤ53と一体回動する。
筒部31は、その貫通する内部(内周部)34に流路を形成する。この内部34は、その開口方向が前後方向に一致するとき、車両の高さ方向における開口寸法Ah3が前側通気口21aの開口寸法Ah1と同等になるように設定されている。なお、開閉弁30は、内部34を複数の分割流路34a,34bに仕切る隔壁35を有する。この隔壁35は、筒部31に沿って車両の幅方向に延びており、開閉弁30の軸線に直交する一方向に内部34を二分する。
なお、筒部31の外側面は、その回動軸(軸部32,33)を中心とする円弧状に筒部31に突設された突出部36を有する。この突出部36には、内部34の開口方向に略並行に凹む複数の非貫通の肉抜き穴36aが車両の幅方向に並ぶように形成されている。
図4(a)、(b)に示すように、支持部材40は、軸部33の支持位置(軸受部)に隣接する固定部41の車幅方向内側の先端部に、上方に開口する略箱状のハウジング部43を有する。このハウジング部43には、下方に開口する略箱状のカバー44が載置されている。ハウジング部43及びカバー44は、協働して収容部S(図3(a)参照)を形成するもので、それらの一部は、固定部41から車両の前方に突出して後側通気口22aに挿入されている。なお、収容部Sには、モータ51が収容されるとともに、該モータ51の回転を減速する歯車機構(例えば平行軸歯車機構)が回転可能に収容されている。
図3(a)に示すように、この歯車機構の最終減速段の歯車52は、セクタギヤ53と噛合する。なお、セクタギヤ53の回動は、収容部S内で略90度に制限されている。
以上により、開閉弁30は、モータ51の回転が歯車機構において減速されてセクタギヤ53に伝達されることで、該セクタギヤ53と一体で軸部32,33の周りに回動する。開閉弁30の回動が略90度に制限されることはいうまでもない。
ここで、セクタギヤ53が図3(a)に示す回動位置にあるとき、図3(b)に示すように、該セクタギヤ53と一体の開閉弁30は、内部34の開口方向が車両の高さ方向に一致するように配置される。この場合、開閉弁30は、前側通気口21aに隣接するその車両の後方に筒部31の外側面(突出部36)を配置することで、前側通気口21a及び後側通気口22a(貫通孔14)を通過する空気のラジエータ4への流れを抑制する閉状態となる。特に、前側通気口21aに対向するように配置される突出部36は、その一部を前側通気口21a内に進入させている。
一方、セクタギヤ53が図示時計回り(開方向)に略90°回動すると、図3(d)への変化で示すように、該セクタギヤ53と一体の開閉弁30は、内部34の開口方向が前後方向に一致するように配置される。この場合、開閉弁30は、内部34において前側通気口21a及び後側通気口22a(貫通孔14)を通過する空気がラジエータ4に流れることを許容する開状態となる。このときの開閉弁30の回動範囲では、突出部36がバンパーリンフォースメント12等と干渉することがない。開閉弁30は、モータ51により回動駆動されて、閉状態及び開状態に選択的に切り替わる。開閉弁30の切り替えは、例えばラジエータ4を循環する冷却液の温度に基づき図示しない制御装置によって制御される。
なお、車両の高さ方向において、閉状態における開閉弁30の寸法Vchは、前側通気口21aの開口寸法Ah1よりも大きく、且つ、後側通気口22aの開口寸法Ah2(最大開口寸法)よりも若干小さく設定されている。また、車両の高さ方向において、開状態における開閉弁30の寸法Vohは、後側通気口22aの開口寸法Ah2(最大開口寸法)よりも大きく設定されている。換言すれば、開閉弁30は、開状態にあるときに突出部36の分だけ車両の高さ方向に嵩上げされている。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)本実施形態では、車両の高さ方向において、閉状態における開閉弁30の寸法Vchは、後側通気口22aの開口寸法Ah2(最大開口寸法)よりも小さく設定され、且つ、開状態における開閉弁30の寸法は、開口寸法Ah2(最大開口寸法)よりも大きく設定されている。従って、後側通気口22aに開閉弁30を挿通する際、閉状態における姿勢を保ったまま開閉弁30を後側通気口22aから車両の前方に挿入すればよい。従って、バンパーリンフォースメント12に対する開閉弁30の組付性をより向上できる。換言すれば、前壁21及び後壁22の間(バンパーリンフォースメント12内)で回動自在な開閉弁30であっても、その組付性が損なわれることを抑制できる。
また、車両の高さ方向において、開状態における開閉弁30の寸法は、開口寸法Ah2(最大開口寸法)よりも大きく設定されていることで、閉状態において開閉弁30を当該寸法(突出部36)の分だけ前側通気口21aに近付けることができる。このため、閉状態において開閉弁30による前側通気口21aの閉塞度合いをより向上できる。
(2)本実施形態では、筒部31の内部34において前側通気口21aを通過する空気がラジエータ4に流れることが許容される。この場合、前側通気口21aを通過した空気は、筒部31の内部34を流れることで該筒部31の内部34の分だけラジエータ4に近付いた位置まで案内される。つまり、前側通気口21aを通過した空気は、内部34において後側通気口22aに橋渡しされるようにこれを案内される。このため、前側通気口21aを通過した空気をラジエータ4に向かって好適に流すことができ、該ラジエータ4をより効率的に冷却(空冷)できる。
(3)本実施形態では、前側通気口21aの開口寸法Ah1は、閉状態における開閉弁30の寸法Vchよりも小さく設定されている。従って、開閉弁30が閉状態にあるとき、前側通気口21aの周縁部及び開閉弁30の車両の高さ方向の位置が一部重なり合う。このため、前側通気口21aを通過した空気が、閉状態にある開閉弁30を車両の高さ方向に迂回してバンパーリンフォースメント12内に進入することを抑制できる。
(4)本実施形態では、軸受部42を後側通気口22aに挿入することで後側通気口22aに挿通された状態で開閉弁30を回動自在に支持できる。つまり、バンパーリンフォースメント12に対する支持部材40(固定部41)の固定位置と、支持部材40(軸受部42)による開閉弁30の支持位置とを前後方向にオフセットできる。従って、例えば支持部材40の全体を後側通気口22aに挿入する場合に比べて後側通気口22aに要求される開口面積を縮小できる。そして、ひいてはバンパーリンフォースメント12の強度の低下を抑制できる。あるいは、バンパーリンフォースメント12に対して余分な穴あけ加工が不要になることで、製造工数及びコストを削減できる。
(5)本実施形態では、隔壁35により、筒部31の内部34が複数の分割流路34a,34bに仕切られることで、例えば車両走行中に筒部31の内部34(分割流路34a,34b)を通過可能な飛び石のサイズをより縮小できる。このため、例えば筒部31の内部34(分割流路34a,34b)を通過した飛び石がラジエータ4に到達したとしても、該ラジエータ4に及ぼす影響を緩和できる。
また、隔壁35によって開閉弁30自体の剛性をより増加できる。
(6)本実施形態では、筒部31の外側面は、開閉弁30の回動軸を中心とする円弧状に筒部31に突設された突出部36を有する。このため、開閉弁30は、前側通気口21aを塞ぐ状態において突出部36の一部を前側通気口21a内に進入させることができ、ひいては前側通気口21aの閉塞度合いをより向上できる。
また、突出部36は、開閉弁30の回動軸を中心とする円弧状であることで、例えば閉状態にある開閉弁30に車両走行時の風が当たるとき、該風の荷重は開閉弁30の回動軸に向かう分力を発生させる。従って、車両走行時の風によって開閉弁30に力のモーメントが発生することを抑制でき、ひいては該開閉弁30の回転を抑制できる。また、開閉弁30の駆動トルクも小さくなるため、モータ51の小型化もできる。
(7)本実施形態では、突出部36に複数の肉抜き穴36aを形成したことで、樹脂成形時に生じるヒケを抑制でき、あるいは開閉弁30をより軽量化できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・前記実施形態において、筒部31は、外側面が環状をなす部分が形成されていればよい。
・前記実施形態において、開閉弁30は、筒状でなくてもよい。
・前記実施形態において、全体がバンパーリンフォースメント12内に挿入された状態で開閉弁30を支持する支持部材であってもよい。
・前記実施形態において、突出部36に形成された複数の肉抜き穴36aは、開閉弁30が閉状態にあるときに上方に向かって凹んでいてもよい。つまり、複数の肉抜き穴36aは、開閉弁30が閉状態にあるときに下方が開放されていてもよい。この場合、例えば肉抜き穴36a内に浸入した水を速やかに排出でき、あるいは肉抜き穴36a内への水の浸入自体を抑制できる。
・前記実施形態において、開閉弁30の突出部36を省略してもよい。
・前記実施形態において、前側通気口21aの開口寸法Ah1は、閉状態における開閉弁30の寸法Vchと同等、若しくはこれよりも大きく設定されていてもよい。
・前記実施形態において、前側通気口21a及び後側通気口22aは、互いに同等の開口寸法Ah1,Ah2に設定されていてもよい。つまり、開口寸法Ah1,Ah2が共に最大開口寸法であってもよい。この場合、開閉弁30を前側通気口21a及び後側通気口22aのいずれか一方に前後方向に挿入・組み付ければよい。
・前記実施形態において、後側通気口22aの開口寸法Ah2は、前側通気口21aの開口寸法Ah1よりも小さく設定されていてもよい。つまり、開口寸法Ah1が最大開口寸法であってもよい。この場合、開閉弁30を前側通気口21aから車両の後方に挿入・組み付ければよい。
・前記実施形態において、後側通気口22aの開口寸法Ah2は、前側通気口21aの開口寸法Ah1よりも小さく設定されていてもよい。つまり、開口寸法Ah1が最大開口寸法であってもよい。この場合、開閉弁30を通気口としての前側通気口21aから車両の後方に挿入・組み付ければよい。
・前記実施形態において、開閉弁30の軸部32(回動軸)は、筒部31の貫通方向と交差するのであればその延伸方向は任意である。
・前記実施形態において、バンパー開口11aに合わせて前側部材としてのバンパーカバー11に回動自在に設けられる開閉弁であってもよい。あるいは、透孔13aに合わせて前側部材としての緩衝部材13に回動自在に設けられる開閉弁であってもよい。あるいは、グリル開口5を開閉する開閉弁であってもよい。
2…エンジンルーム、4…ラジエータ(熱交換器)、21…前壁、21a…前側通気口、22…後壁、22a…後側通気口(通気口)、30…開閉弁、31…筒部、32…軸部(回動軸)、34…内部、34a,34b…分割流路、35…隔壁、36…突出部、40…支持部材、41…固定部、42…軸受部、42a…軸受溝、51…モータ(駆動部)。

Claims (4)

  1. 車両のエンジンルーム内に設けられる熱交換器の前方に配置され通気口が形成された前側部材に設けられる車両用シャッター装置であって、
    前記車両用シャッター装置は、
    前記前側部材に取り付けられる支持部材と、
    前記通気口に挿通された状態で前記支持部材に回動可能に支持され、開状態及び閉状態の間で回動し、開方向への回動に伴い、空気が前記熱交換器に流れることを許容する開閉弁と、
    前記開閉弁を回動駆動する駆動部とを備え、
    前記開閉弁は、車両の高さ方向において、前記閉状態における前記開閉弁の寸法は、前記通気口の開口寸法よりも小さく設定され、且つ、前記開状態における前記開閉弁の寸法は、前記開口寸法よりも大きく設定された、車両用シャッター装置。
  2. 請求項1に記載の車両用シャッター装置において、
    前記前側部材は、前後方向に並設された前壁及び後壁を有し、前記後壁には前記通気口が形成され、前記前壁には前記通気口と前後方向に互いに対向するように開口する前側通気口を有し、
    前記車両用シャッター装置は、前記前側通気口と前記通気口との間に設けられており、
    前記開閉弁は、内部が貫通する筒部を有し、前記筒部の貫通方向と交差する軸を回動軸として前記支持部材に回動可能に支持されており、前記筒部の内部において前記通気口を通過する空気が前記熱交換器に流れることを許容する、車両用シャッター装置。
  3. 請求項2に記載の車両用シャッター装置において、
    車両の高さ方向における前記前側通気口の開口寸法は、前記閉状態における前記開閉弁の前記寸法よりも小さく設定された、車両用シャッター装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用シャッター装置において、
    前記支持部材は、前記前側部材の車両の後方で該前側部材に取着された固定部、及び該固定部に突設され前記通気口に挿入されて前記開閉弁の回動軸を軸支する軸受部を有した、車両用シャッター装置。
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