JP6307346B2 - 車両用シャッター装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シャッター装置、特にラジエータへの空気の導入状態を変更可能な車両用シャッター装置に関する。

車両の正面の下部には、エンジンのオーバーヒートを防止するために、ラジエータに空気を送るための開口部が設けられている。
しかし、常にこの開口部を開いていると、車両の空力性能が低下する虞がある。あるいは、暖気運転時のエンジンルーム内の温度が上がりにくくなり、燃費が悪化する。さらには、高速走行時のエンジンの過冷却に伴い、燃費が悪化する。
そこで、特許文献１などにより、必要に応じてその開口部を開閉できるフィンを備えたシャッター装置を設けることにより、空力性能や燃費を向上させる技術が知られている。

特開２０１２−２２４１５３号公報

ところで、このようなシャッター装置は、車両の正面の下部に設けられているため、例えば車両が水溜りに進入した際には、フィンに水滴が衝突したり、あるいは、フィンに水圧が作用したりすることがある。このため、本発明者らは、フィンの厚みを大きくして、フィンの剛性を高めることを考えた。しかし、フィンの厚みを大きくしてしまうと、シャッター装置で開口部を開口させた際にも、フィンの厚みによって、開口率が低下してしまうことに気が付いた。

そこで、本発明は、開口率が大きく、かつ、車両が水溜りに進入した際にも破損の虞が少ない車両用シャッター装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用シャッター装置は、
車両の表面の外部から内部への空気の流入量を調整する車両用シャッター装置であって、
車両に取り付けられる枠部と、
前記枠部の内部に上下に並んで配置され、水平方向に延びる回転軸部回りに回転可能に前記枠部に軸支された複数のフィンと、を有し、
前記枠部および前記フィンのいずれか一方に前記回転軸部が設けられ、
前記枠部および前記フィンのいずれか他方に前記回転軸部を回転可能に軸支する軸受部が設けられ、
複数の前記フィンは、前記回転軸部回りに回転することにより、エンジンルームへの空気の導入量を調整可能であり、
複数の前記フィンのうち、上下方向について最も下方に位置するフィンが、他のフィンよりも剛性が高い。

本発明者らは、水滴や泥の飛散を検討したところ、最も下方のフィンに集中して水滴や泥が衝突し、それ以外のフィンには比較的水滴や泥が衝突しにくいことを見出した。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、最も下方のフィンの剛性が他のフィンの剛性より高い。水滴や泥の衝突に耐えるように最も下方のフィンの剛性が高く、かつ、他のフィンによって開口率が低下しにくい。このため、開口率が大きくかつ破損の虞が少ない車両用シャッター装置が提供される。

上記本発明の車両用シャッター装置において、
最も下方に位置する前記フィンは板状であり、
前記回転軸部の軸方向に直交する断面において、最も下方に位置する前記フィンの中間部が両端部よりも厚み方向に突出していてもよい。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、最も下方に位置するフィンが一様な板状に形成されておらず、凹凸のある形状なので、該フィンの剛性を高められる。

上記本発明の車両用シャッター装置において、
出力軸を有し、複数の前記フィンを開閉させる駆動力を発生させる駆動機構と、
複数の前記フィンが同期して動くように、前記駆動機構の駆動力を複数の前記フィンに伝達するリンク機構と、を有し、
複数の前記フィンのうち、最も下方に位置する前記フィンは前記出力軸に連結され、それ以外の前記フィンは前記リンク機構に連結されていてもよい。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、最も剛性の高い最も下方に位置するフィンに、モータの大きな出力が伝達される駆動軸が連結されているので、合理的な設計である。

上記本発明の車両用シャッター装置において、
前記リンク機構は、
複数の前記フィンの水平方向の一端に連結された第一リンク部と、
複数の前記フィンの水平方向の他端に連結された第二リンク部と、を有していてもよい。
本発明に係る車両用シャッター装置によれば、第一リンク部および第二リンク部により複数のフィンが水平方向の両端で支持され、リンク機構は複数のフィンを高い支持剛性で支持できる。

本発明によれば、開口率が大きく、かつ、車両が水溜りに進入した際にも破損の虞が少ない車両用シャッター装置が提供される。

本発明の一実施形態の車両用シャッター装置の正面図である。 フィンの斜視図である。 下フィンの断面図である。 車両用シャッター装置の断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用シャッター装置１を、図面を参照して詳細に説明する。車両用シャッター装置１は、車両の表面の外部から内部への空気の流入量を調整可能にしている。本実施形態の車両用シャッター装置１は、車両前部の下部に設けられ、エンジンルームへ空気を導入可能にし、このエンジンルームへの空気の導入量を変更する車両用グリルシャッター装置として機能する。

図１は、車両用シャッター装置１の正面図である。図１に示すように、車両用シャッター装置１は、前方に開口する開口部１１を有し車両に取り付けられるフレーム１０（枠部）と、この開口部１１の内部に上下に並んで配置された複数（図示の例では３枚）のフィン２０を有している。フィン２０は、水平方向に延びる回転軸部２１ａ，２２ａ，２３ａ（図２参照）を有し、フレーム１０に回転可能に支持されている。複数のフィン２０は、回転軸部２１ａ，２２ａ，２３ａ回りに回転することにより、開口部１１の開口率を変更して、エンジンルームへの空気の導入量を調整可能である。
車両用シャッター装置１は、さらにリンク機構３０とモータ４０を有する。モータ４０は出力軸４１を有し、複数のフィン２０を開閉させる駆動を発生させる。リンク機構３０は、複数のフィン２０が同期して動くように、モータ４０の駆動力を複数のフィン２０に伝達せる。リンク機構３０は、複数のフィン２０の水平方向の一端に連結された第一リンク部３１と、複数のフィン２０の水平方向の他端に連結された第二リンク部３２と、を有する。これにより、リンク機構３０は、フィン２０を水平方向の両端で支持し、高い支持剛性でフィン２０を支持している。

車両用シャッター装置１は、フレーム１０の開口部１１が前方を向く姿勢で車両に取り付けられている。フレーム１０は、開口部１１を形成する正面視で矩形状の内周面１２を有している。この内周面１２は、上壁１３、下壁１４、側壁１５から構成されている。開口部１１は、正面視で水平方向に長い扁平な矩形状である。
本実施形態では、開口部１１の内部に、水平方向に３つの中間壁部１６が配列されている。中間壁部１６は上壁１３から下壁１４に亘って延びている。中間壁部１６により、開口部１１は水平方向に４つの区画に分割されている。それぞれの区画に亘って３枚のフィン２０が縦方向に配列されている。

図１に示すように、車両用シャッター装置１は、上下方向で最も上方に位置する上フィン２１と、最も下方に位置する下フィン２３と、上フィン２１と下フィン２３の中間に位置する中間フィン２２とを有している。上フィン２１と中間フィン２２は共通の形状とされている。なお、以降の説明において、上フィン２１、中間フィン２２、下フィン２３をまとめてフィン２０と呼ぶ。

図２はフィン２０を示す斜視図である。図２の（ａ）は上フィン２１および中間フィン２２を示し、図２の（ｂ）は下フィン２３を示している。
図２の（ａ）に示すように、上フィン２１および中間フィン２２はそれぞれ、横方向に延びる長尺の部材である。上フィン２１および中間フィン２２はそれぞれ、横方向に延びる回転軸部２１ａ，２２ａと、横方向に延びる面状の板状部２１ｂ，２２ｂと、接続部２１ｃ，２２ｃと、リンク連結部２１ｄ，２２ｄとを有している。
接続部２１ｃ，２２ｃは板状部２１ｂ，２２ｂから突出する形状に形成され、接続部２１ｃ，２２ｃの先端に回転軸部２１ａ，２２ａが設けられている。一対のリンク連結部２１ｄ，２２ｄは、板状部２１ｂ，２２ｂの長手方向の両端部に設けられている。リンク連結部２１ｄ，２２ｄは、板状部２１ｂ，２２ｂから突出する形状に形成され、リンク連結部２１ｄ，２２ｄの先端で回転軸部２１ａ，２２ａと異なる位置に連結穴２１ｅ，２２ｅが形成されている。

同様に、下フィン２３は、横方向に延びる長尺の部材である。図２の（ｂ）に示すように、下フィン２３は、横方向に延びる回転軸部２３ａと、横方向に延びる面状の板状部２３ｂと、接続部２３ｃと、リンク連結部２３ｄとを有している。
接続部２３ｃは板状部２３ｂから突出する形状に形成され、接続部２３ｃの先端に回転軸部２３ａが設けられている。一対のリンク連結部２３ｄは、板状部２３ｂの長手方向の両端部に設けられている。リンク連結部２３ｄは、板状部２３ｂから突出する形状に形成され、リンク連結部２３ｄの先端で回転軸部２３ａと異なる位置に連結穴２３ｅが形成されている。
下フィン２３の板状部２３ｂの厚みｔ２は、上フィン２１および中間フィン２２の板状部２１ｂ，２２ｂの厚みｔ１よりも大きく形成されている。

図３は、下フィン２３の断面図である。図３に示すように、下フィン２３の板状部２３ｂは、幅方向の中央の領域が両端部より前方（図の左方向）にずれている。幅方向の中央の領域の中央部には、後方に向かって突き出したリブ２３ｆが設けられている。このリブ２３ｆは、長手方向に延びるように形成されている。このリブ２３ｆは、回転軸部２３ａの軸方向に直交する断面において、両端部よりも厚み方向に突出している。このように、下フィン２３が一様な板状ではなく、厚み方向に凹凸のある形状とされている。これにより、下フィン２３の剛性は上フィン２１および中間フィン２２の剛性より高く設定されている。

図４は、回転軸部の軸方向と直交する断面での車両用シャッター装置１の断面図である。図４の（ａ）は図１のａ−ａ線矢視図である。図４の（ｂ）は図１のｂ−ｂ線矢視図である。
図４の（ａ）に示すように、フレーム１０は、フィン２０の水平方向に延びる回転軸部回りに回転可能に支持する軸受部５０を有している。この軸受部５０には、フィン２０の回転軸部２１ａ〜２３ａを回転可能に収容する略円柱状の収容空間５１が形成されている。

この軸受部５０は、フレーム１０の３つの中間壁部１６および左右の側壁１５に設けられている。このため、一つのフィン２０は長手方向の中間部の３箇所と両端部の２箇所をあわせた５箇所で支持されるので、フィン２０の長手方向に必要とされる剛性を低減できる。これにより、フィン２０の肉厚を減少させて、開状態のときの開口率を高めることができる。なお、開口率とは、開状態の車両用シャッター装置を正面から見たときに、開口部１１の内部領域のうち、フィン２０や中間壁部１６などで覆われていない領域のことである。

図４の（ｂ）に示すように、フィン２０は、そのリンク連結部２１ｄ〜２３ｄを介してリンク機構３０に連結されている。リンク機構３０は、フィン２０の連結穴２１ｅ，２２ｅ，２３ｅと回転可能に連結されている。モータ４０の出力軸４１は下フィン２３の回転軸部２３ａに固定されている。
図４の（ｂ）で実線で示した閉状態から、モータ４０が出力軸４１を時計回りに回転させると、下フィン２３が回転軸部２３ａ回りに時計回りに回転する。下フィン２３の回転により、下フィン２３のリンク連結部２３ｄが時計回りに回転し、リンク機構３０が下方に移動する。すると、リンク機構３０に連結された上フィン２１のリンク連結部２１ｄおよび中間フィン２２のリンク連結部２２ｄが時計回りに回転し、上フィン２１および中間フィン２２が回転する。このようにして、上フィン２１、中間フィン２２および下フィン２３が、図４の（ｂ）で二点鎖線で示した開状態の姿勢となる。

このように、本実施形態では、リンク機構３０によって全てのフィン２０を回転させるため、モータ４０は、全てのフィン２０を駆動するために必要な大きさの駆動力を出力する。モータ４０の出力軸が下フィン２３に接続され、このモータの出力が剛性の最も高い下フィン２３で受け止められている。

また、最も下方に位置する下フィン２３の前方に覆い部１７が設けられている。覆い部１７は、フレーム１０の下壁１４から上方に向かって延びて、正面視で下フィン２３の下部の一部を覆っている。覆い部１７により、下フィン２３の下部が保護されている。

本発明者らは、車両用シャッター装置１のフィン２０に求められる剛性について鋭意研究した。そこで本発明者らは、車両が水溜りなどに進入したときに飛散する水滴や泥がフィン２０に衝突する際に、フィン２０に大きな衝撃力が作用することを見出した。この衝撃力に対して必要な剛性を確保しようとすると、フィン２０の厚みが大きくなりやすく、開口率が低下してしまう。
そこで、本発明者らはさらに検討したところ、この水滴や泥は下方から上方に飛散するため、質量の大きな水滴や泥は上方まで到達しにくいことに気が付いた。このため、最も下方に位置する下フィン２３に大きな水滴や泥が衝突しやすく、最も下方に位置する下フィン２３に大きな剛性が求められることを見出した。

そこで、上述したように、本実施形態の車両用シャッター装置では、最も下方に位置する下フィン２３の剛性が、それ以外の上フィン２１および中間フィン２２の剛性よりも大きく設定されている。これにより、大きな水滴や泥が衝突しやすい下フィン２３の剛性が大きいので、車両が水溜りに進入した際にも、フィン２０が破損する虞が少ない。また、下フィン２３は覆い部１７で保護されており、さらに下フィン２３の破損の虞が低下されている。
さらに、最も下方に位置する下フィン２３の剛性のみを他の上フィン２１および中間フィン２２より大きく設定したので、車両用シャッター装置１を開状態としたときの開口率が低下しにくい。つまり、開状態においては、上述したように、フィンの厚みが大きいと開口率が低下してしまう。ところが、本実施形態においては、上フィン２１および中間フィン２２の剛性が下フィン２３の剛性より小さいので、上フィン２１および中間フィン２２の厚みを下フィン２３の厚みより小さく設計できる。このため、開口率を高く維持できる。
このように、本実施形態に係る車両用シャッター装置によれば、必要な剛性を確保しつつ、開口率を高く維持することができる。

さらに、本実施形態によれば、上述のように剛性を高めた下フィン２３に、モータ４０の出力軸４１が接続されている。モータ４０が出力する大きな駆動力が、最も剛性の高い下フィン２３により受け止められて、合理的な設計とされている。

なお、上述の実施形態では、厚みを大きくしかつリブを設けることにより下フィン２３の剛性を、上フィン２１や中間フィン２２の剛性より大きくした例を説明したが、剛性を大きくする手段はこれに限られない。例えば、下フィン２３を上フィン２１および中間フィン２２より剛性の大きな材料で形成してもよい。全てのフィン２０について同じ厚みで下フィン２３にのみリブ２３ｆを設ける、あるいは、全てのフィン２０について同じ形状とし下フィン２３の厚みを上フィン２１および中間フィン２２より大きくしてもよい。

また、図４においては、回転軸部の軸方向に直交する断面において、複数のフィン２０が一直線上に並んだ例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、この断面において、複数のフィン２０が上下にジグザグ状に並んでいたり、あるいは上下に円弧状に並んでいてもよい。

また、上述の実施形態では、回転軸部を板状部（フィン本体の一例）と一体に設け、軸受部５０をフレーム１０に設けた例を説明したが、回転軸部をフレーム１０に設け、軸受部を板状部と一体に設けてもよい。

１：車両用シャッター装置
１０：フレーム（枠部）
１１：開口部
１２：内周面
１３：上壁
１４：下壁
１５：側壁
１６：中間壁部
１７：覆い部
２０：フィン
２１：上フィン
２１ａ：回転軸部
２１ｂ：板状部
２２：中間フィン
２２ａ：回転軸部
２３：下フィン
２３ａ：回転軸部
２３ｂ：板状部
２３ｆ：リブ
３０：リンク機構
３１：第一リンク機構
３２：第二リンク機構
４０：モータ
４１：出力軸

Claims (4)

1. 車両の表面の外部から内部への空気の流入量を調整する車両用シャッター装置であって、
   車両に取り付けられる枠部と、
   前記枠部の内部に上下に並んで配置され、水平方向に延びる回転軸部回りに回転可能に前記枠部に軸支された複数のフィンと、を有し、
   前記枠部および前記フィンのいずれか一方に前記回転軸部が設けられ、
   前記枠部および前記フィンのいずれか他方に前記回転軸部を回転可能に軸支する軸受部が設けられ、
   複数の前記フィンは、前記回転軸部回りに回転することにより、エンジンルームへの空気の導入量を調整可能であり、
   複数の前記フィンのうち、上下方向について最も下方に位置するフィンが、他のフィンよりも剛性が高い、車両用シャッター装置。
2. 最も下方に位置する前記フィンは板状であり、前記回転軸部の軸方向に直交する断面において、最も下方に位置する前記フィンの中間部が両端部よりも厚み方向に突出している、請求項１に記載の車両用シャッター装置。
3. 出力軸を有し、複数の前記フィンを開閉させる駆動力を発生させる駆動機構と、
   複数の前記フィンが同期して動くように、前記駆動機構の駆動力を複数の前記フィンに伝達するリンク機構と、を有し、
   複数の前記フィンのうち、最も下方に位置する前記フィンは前記出力軸に連結され、それ以外の前記フィンは前記リンク機構に連結されている、請求項１または２に記載の車両用シャッター装置。
4. 前記リンク機構は、
   複数の前記フィンの水平方向の一端に連結された第一リンク部と、
   複数の前記フィンの水平方向の他端に連結された第二リンク部と、を有している、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用シャッター装置。
   

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