JP6236381B2 - 車両用グリルシャッタ、車両用フラップ部材及びアクチュエータ - Google Patents

車両用グリルシャッタ、車両用フラップ部材及びアクチュエータ Download PDF

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Description

本発明は、車両用グリルシャッタ、車両用フラップ部材及びアクチュエータ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、通常、アクチュエータとフラップ部材との接続は、アクチュエータ及びフラップ部材の一方に設けられた軸部を、他方に設けられた嵌合穴に嵌合することによって行われる。しかしながら、軸部と嵌合穴の内壁面との間に僅かな隙間が存在すると、フラップ部材の姿勢変更時や車両の走行時の振動等によって軸部が嵌合穴の内壁面に対して振動し、隣接するフラップ部材同士がバタつくことで異音等の発生原因となる。また、フラップ部材が回動する際、軸部と嵌合穴との接触範囲が小さくなり、アクチュエータの駆動力をフラップ部材に正確に伝えることができない場合があった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、軸部を嵌合穴に嵌合することによってフラップ部材とアクチュエータとが接続される車両用グリルシャッタにおいて、嵌合穴に対する軸部の振動を抑制して異音等の発生を抑制すると共にアクチュエータの駆動力を正確にフラップ部材に伝え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に姿勢変更されるフラップ部材とを備え、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る軸部と、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ると共に前記軸部が嵌合される嵌合穴とを有する車両用グリルシャッタであって、前記軸部と前記嵌合穴の内壁面との間に介挿される介挿部を有す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、前記軸部が、周方向に配列される複数の歯を有する歯車形状とされ、前記介挿部が、前記歯の前記軸部の周方向における両側に、前記歯と一体的に設けられる突出部からな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、複数の前記歯のうちいずれかを切欠くことにより形成された切欠部を有し、前記歯の各々に対して前記突出部が設けられているという構成を採用する。
第4の発明は、上記第2または第3の発明において、前記突出部が、前記軸部の軸芯に沿う方向に延設され、前記軸部の先端に向けて前記歯の表面からの高さが減少するよう形状設定されているという構成を採用する。
第5の発明は、上記第2〜第4いずれかの発明において、前記突出部が、前記嵌合穴の内壁面に対して当接する頂部が平坦化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に姿勢変更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に設けられた嵌合穴に嵌合される軸部、あるいは、前記アクチュエータに設けられた軸部が嵌合される嵌合穴と、前記軸部と前記嵌合穴との間に介挿される介挿部とを有するという構成を採用する。
第7の発明は、車両用フラップ部材を閉姿勢と開姿勢とに姿勢変更するアクチュエータであって、前記車両用フラップ部材に設けられた嵌合穴に嵌合される軸部、あるいは、前記車両用フラップ部材に設けられた軸部が嵌合される嵌合穴と、前記軸部と前記嵌合穴との間に介挿される介挿部とを有するという構成を採用する。
本発明によれば、アクチュエータ及びフラップ部材の一方に設けられる軸部と、アクチュエータ及びフラップ部材の他方に設けられる嵌合穴の内壁面との間に介挿される介挿部を有している。このような介挿部が軸部と嵌合穴の内壁面との間に介挿されることにより、軸部の嵌合穴に対する振動を抑制することができる。したがって、本発明によれば、軸部を嵌合穴に嵌合することによってフラップ部材とアクチュエータとが接続される車両用グリルシャッタにおいて、嵌合穴に対する軸部の振動を抑制し、異音等の発生を抑制することが可能となる。また、介挿部を通じてアクチュエータの駆動力を正確にフラップ部材に伝えることができる。
本発明の一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。 本発明の一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。 本発明の一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の軸部を含む拡大斜視図である。 本発明の一実施形態における車両用グリルシャッタが備える振動防止リブの断面図である。 本発明の一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。 本発明の一実施形態における車両用グリルシャッタが備える軸部及び振動防止リブを含む模式図である。 本発明の一実施形態における車両用グリルシャッタの変形例が備える軸部及び振動防止リブを含む模式図である。
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、車両用フラップ部材及びアクチュエータ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。
図1は、本実施形態の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(車両用フラップ部材)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。これによって駆動フラップ部材31が閉姿勢と開姿勢とに姿勢変更される。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る。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が備える後述の軸部31bの拡大斜視図である。
図2に示すように、駆動フラップ部材31は、フラップ本体31aと、軸部31bと、支軸31cと、リンク取付板31dとを備えている。また、図3に示すように、駆動フラップ部材31は、振動防止リブ31e(介挿部)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。軸部31bは、フラップ本体31aからアクチュエータ4側に突出して設けられており、アクチュエータ4の後述する嵌合穴4cに嵌合される部位である。この軸部31bは、図3に示すように、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31b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31b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31b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とするためのものである。この切欠部11は、軸部31b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。
図2に戻り、支軸31c及びリンク取付板31dは、フラップ本体31aの軸部31bと反対側の端部に設けられている。支軸31c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31d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31d1が設けられている。
振動防止リブ31eは、図3に示すように、周方向に複数の歯10を有する歯車形状とされた軸部31bの歯10と一体的に設けられ、歯10の表面から軸部31bの径方向外側に向けて突出する突出部からなる。この振動防止リブ31eは、図3に示すように、断面が略半円状とされ、軸部31bの軸芯に沿う方向に延設されており、先端部が軸部31bの先端側(すなわちアクチュエータ4側)に向けて尖った形状を有している。つまり、振動防止リブ31eは、先端部の歯10からの突出量(高さ)が先端に向けて減少するように形状設定されている。図4は、振動防止リブ31eの先端部ではない領域の断面図である。この図に示すように、振動防止リブ31eは、頂部31e1が立上り部31e2に対して曲率半径が大きくされることによって平坦化されている。振動防止リブ31eは、この頂部31e1を嵌合穴4cの内壁面に対して当接させる。なお、このような頂部31e1の曲率半径は、頂部31e1を平面とするために、無限大に設定されても良い。
また、このような振動防止リブ31eは、歯10の各々に対して設けられている。また、振動防止リブ31eは、軸部31bの周方向において、歯10の両側の各々に設けられている(図6参照)。
これらの振動防止リブ31eは、軸部31bがアクチュエータ4の嵌合穴4cに嵌合されたときに、軸部31bと嵌合穴4cの内壁面との間に介挿される。つまり、振動防止リブ31eは、軸部31bがアクチュエータ4の嵌合穴4cに嵌合されたときに、軸部31bと嵌合穴4cの内壁面との間に形成される隙間を埋め、嵌合穴4cに対する軸部31bの変動を抑制する。
図5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31b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31b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31bが挿入可能なよう、軸部31b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31bの挿入方向から見た外形形状よりも僅かに大きい形状とされている。
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31b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31b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31bの歯10と干渉することで軸部31b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。
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31b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31b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31b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、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。
図6は、軸部31b及び振動防止リブ31eを含む模式図である。この図に示すように、上述のように、駆動フラップ部材31の軸部31bが嵌合穴4cに嵌合されると、振動防止リブ31eが、軸部31bと嵌合穴4cの内壁面との間に介挿される。このため、軸部31bと嵌合穴4cの内壁面との間に形成される隙間が振動防止リブ31eによって埋められ、嵌合穴4cに対する軸部31bの変動を抑制する。したがって、本実施形態の車両用グリルシャッタ1によれば、嵌合穴4cに対する軸部31bの振動を抑制し、異音等の発生を抑制することが可能となる。また、振動防止リブ31eを通じてアクチュエータ4の駆動力を正確に駆動フラップ部材31に伝えることができる。
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31bが周方向に配列される複数の歯10を有する歯車形状とされ、振動防止リブ31eが歯10の両側に設けられている。このため、軸部31bが周方向のどちら側に回転された場合であっても、振動防止リブ31eを確実に嵌合穴4cの内壁面に当接させることができる。例えば、軸部31bを右回転させる場合には、歯10の右側に配置された振動防止リブ31eが嵌合穴4cの内壁面に対して強く押し付けられる。また、軸部31bを左回転させる場合には、歯10の左側に配置された振動防止リブ31eが嵌合穴4cの内壁面に対して強く押し付けられる。このため、軸部31bが周方向のどちら側に回転された場合であっても、軸部31bの振動を抑制し、異音等の発生を抑制することが可能となる。また、振動防止リブ31eを通じてアクチュエータ4の駆動力を正確に駆動フラップ部材31に伝えることができる。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、振動防止リブ31eが、軸部31bの歯10に一体的に設けられた突起部からなる。このため、振動防止リブ31eを独立した部品とする必要がなく、振動防止リブ31eを独立した部品とする場合と比較して、車両用グリルシャッタ1の部品点数を削減することが可能となる。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、歯10の各々に対して振動防止リブ31eが設けられている。本実施形態の車両用グリルシャッタ1では、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が設けられているため、切りかかれた歯10に作用するはずの荷重が切欠部11に隣接する歯10に作用することになる。このため、切欠部11に隣接する歯10と異なる歯10に対して負荷が大きくなる。歯10の各々に対して振動防止リブ31eを設けることによって、嵌合穴4cから受ける荷重を歯10の各々に対して設けた振動防止リブ31eで分散して受けることができる。この結果、切欠部11に隣接する歯10に対して局所的に大きな応力が作用することを防止し、結果として駆動フラップ部材31の寿命を長期化することができる。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、振動防止リブ31eの先端部が、軸部31bの先端に向けて歯10の表面からの高さが漸次減少する尖った形状を有している。このため、軸部31bを嵌合穴4cに差し込む場合に、振動防止リブ31eが嵌合穴4cの縁に引っ掛ることを抑制することができ、組立て作業を容易に行うことが可能となる。
また、本実施形態の車両用グリルシャッタ1においては、振動防止リブ31eが、嵌合穴4cの内壁面に対して当接する頂部31e1を備え、この頂部31e1が平坦化されている。例えば、図4の仮想線で示すように、頂部31e1が、立上り部31e2と同じ曲率半径で形成されている場合には、振動防止リブ31eの嵌合穴4cの内壁面との接触範囲が極めて小さくなる。一方、本実施形態の車両用グリルシャッタ1によれば、振動防止リブ31eの頂部31e1が平坦化されているため、振動防止リブ31eの嵌合穴4cの内壁面との接触範囲が極めて大きくなる。これによって、振動防止リブ31eを通じてアクチュエータ4の駆動力を正確に駆動フラップ部材31に伝えることができる。
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、本発明の介挿部として振動防止リブ31eを用いる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、振動防止リブ31eと異なる形状の介挿部を採用することも可能である。例えば、半球状の突起等を介挿部として用いることも可能である。また、介挿部を軸部31bと別部品とし、例えば環状の介挿部を軸部31bの周りに取り付けるようにしても良い。
また、上記実施形態においては、振動防止リブ31eが軸部31bと一体的に設けられた構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図7に示すように、嵌合穴4cの内壁面に対して振動防止リブ4d(介挿部)を設ける構成を採用することも可能である。このような振動防止リブ4dを備えるアクチュエータ4を用いることによって、軸部31bに振動防止リブ31eを設ける必要がなくなる。
また、上記実施形態においては、振動防止リブ31eの先端部のみが尖った形状とされた構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、振動防止リブ31eの形状を、軸部31bの軸芯方向の全域において、先端に向けて漸次高さが減少する形状とすることも可能である。
また、上記実施形態においては、駆動フラップ部材31に軸部31bを設け、アクチュエータ4に嵌合穴4cを設ける構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動フラップ部材に嵌合穴を設け、アクチュエータに軸部を設ける構成を採用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、4c……嵌合穴、4d……振動防止リブ、10……歯、11……切欠部、31……駆動フラップ部材(車両用フラップ部材)、31b……軸部、31e……振動防止リブ(介挿部)、31e1……頂部

Claims (3)

  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に姿勢変更されるフラップ部材とを備え、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る軸部と、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ると共に前記軸部が嵌合される嵌合穴とを有する車両用グリルシャッタであって、
    前記軸部と前記嵌合穴の内壁面との間に介挿される介挿部を有し、
    前記軸部は、周方向に配列される複数の歯を有する歯車形状とされ、
    前記介挿部は、前記歯の前記軸部の周方向における両側に、前記歯と一体的に設けられる突出部からなり、
    前記突出部は、前記軸部の軸芯に沿う方向に延設され、前記軸部の先端に向けて前記歯の表面からの高さが減少するよう形状設定されている
    ことを特徴とする車両用グリルシャッタ。
  2. 複数の前記歯のうちいずれかを切欠くことにより形成された切欠部を有し、
    前記歯の各々に対して前記突出部が設けられている
    ことを特徴とする請求項記載の車両用グリルシャッタ。
  3. 前記突出部は、前記嵌合穴の内壁面に対して当接する頂部が平坦化されていることを特徴とする請求項1または2記載の車両用グリルシャッタ。
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