JP6642962B2 - 車両の風向制御機構 - Google Patents

Description

本発明は、車両の外部から流入する空気の流通方向を調整可能な風向制御機構に関する。

特許文献１には、車両のフロントグリル開閉制御装置が記載されている。フロントグリルは、左右方向に水平に延びて上下方向に所定間隔で配置された複数のフィンを備えており、各フィンは、その左右両端の前後方向中間部がピンで車体に揺動自在に支持されるとともに、その後端が共通の駆動ロッドに枢支される。駆動ロッドをアクチュエータの出力軸に固定したアームで上下に押し引きすることで、フィンは、走行風を通過させてラジエータに導く開放状態と、走行風の通過を遮断する閉鎖状態との間で揺動する。

特許文献２には、ラジエーターシャッターが記載されている。ラジエーターシャッターは、矩形枠状のフレームと、フレームの軸受部に回動可能に支持される矩形平板状の複数のベーンと、各ベーンから突設されるアームと、アームに連結される連結プレートとで構成される。アームの先端部には円孔が形成され、連結プレートにはピンが突設される。アームの円孔に連結プレートのピンを嵌め込むことによって、全てのベーンが連結プレートによって連結される。連結プレートの下端部に取り付けられるアクチュエータが連結プレートを上下動させることによって全てのベーンがフレームの軸受部を中心として回動し、フレームの開口部が開閉される。

特許文献３には、空気調和機の吸入口開閉装置が記載されている。吸入口開閉装置は、吸入口を開閉するための複数の吸入グリル手段と、吸入グリル手段の両側の回転軸を回転可能に支持する支持手段と、吸入グリル手段の回転軸に取り付けられた従動ピニオンと、従動ピニオンと噛合するラックと、ラックを移動させる駆動手段とから構成される。従動ピニオンは、吸入グリル手段の下側に設置されたものほど順に小さな歯車比を有する。遅く回転する従動ピニオンを装着した上部の吸入グリル手段は開放角範囲が狭く、速く回転する従動ピニオンを装着した下部の吸入グリル手段は開放角範囲が広い。

特開２０１０−２４１２２８号公報 特開２００８−２６０４４７号公報 特開平１０−２６３９３号公報

特許文献１に記載のフロントグリル（風向制御機構）では、各フィンの前後方向中間部がピンで車体に揺動自在に支持され、各フィンの後端が共通の駆動ロッドに直接枢支される。また、複数のフィンは、上下方向に所定間隔で配置されるので、各フィンの回転軸から後端までの距離がそれぞれ略同一である。このため、駆動ロッドを上下方向に所定の距離移動させた際の各フィンの傾動角度は略同一であり、開放状態（開状態）の複数のフィンが全て同じ角度となる。

しかし、車両の走行時に車両に流入する走行風の風向きや風速等は、流入時には車両前部の形状（例えば、フロントバンパの形状など）による影響を受け、流入後には車両の内部の構造体（例えば、フロントクロスメンバなど）による影響を受けるので、一様ではない。このため、例えば、冷却ファンを有する車両の熱交換器の上流側に特許文献１に記載の風向制御機構を配置した場合、開状態の複数のフィンの角度が全て同じなので、風向きや風速等が一様ではない走行風に対応することができず、熱交換器へ向かわない走行風の増大や、局所的な高風速の領域の発生に伴う通風抵抗の上昇などにより、冷却ファンの動力損失が生じるおそれがある。

特許文献２に記載のラジエーターシャッター（風向制御機構）では、複数のベーン（フィン）は、各フィンから突設されるアームの円孔に連結プレートのピンを嵌め込むことによって連結プレートに連結され、連結プレートを上下に移動させると、全てのフィンがフレームの軸受部を中心として回動する。このため、フィンを回動させる際の各フィンのアームの円孔の軌跡は、フレームの軸受部と中心とする同一半径の円弧状となる。すなわち、各フィンのフレームの軸受部からアームの円孔までの距離がそれぞれ略同一であるので、連結プレートを上下方向に所定の距離移動させた際の各フィンの傾動角度は略同一であり、開状態の複数のフィンが全て略同じ角度となり、上記特許文献１に記載されたフロントグリルと同様の不具合が生じるおそれがある。

特許文献３に記載の吸入口開閉装置（風向制御機構）では、径の大きさが異なる複数の従動ピニオンをラックに連結させることにより、ラックを上下方向に所定の距離移動させた際の各吸入グリル手段（フィン）の傾動角度に差を設け、開状態の複数のフィンの角度をフィンごとに変化させている。しかし、従動ピニオンの半径は、従動ピニオンの回転軸からラックまでの最短距離に規定されるので、従動ピニオンの回転軸及びラックの位置が決まった状態で、従動ピニオンの径を上記規定される半径以外の任意の大きさに設定すると、その従動ピニオンはラックと噛合せず、ラックに連動しない。例えば、特許文献３に記載の風向制御機構の従動ピニオンの回転軸を移動させることなくいずれか１つの従動ピニオンの径を小さくすると、その従動ピニオンがラックに噛合せず、従動ピニオンをラックに連動させるためには、従動ピニオンとラックとの間に補助の歯車を設けるなど、構造が複雑になるおそれがある。また、従動ピニオンをラックに噛合させるために従動ピニオンの回転軸をラック側に移動すると、従動ピニオンに連結されるフィンの閉状態から開状態への回転軌跡が他のフィンと異なるので、開状態のフィンの位置が前後方向に大きくずれて配置され、外観上の見栄えが悪くなる可能性がある。

そこで、本発明は、簡単な構造で開位置のフィンを所望の角度に設定可能な車両の風向制御機構の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本開示は、車両の外部から流入する空気の流通方向を調整可能な風向制御機構であって、フレームと第１の整流板と第２の整流板と可動部材と駆動手段とを備える。

フレームは、空気が流通する流路の外縁を区画する。第１の整流板は、流路に配置され空気の流通方向と交叉する所定方向に沿って延びる板状の第１のフィンと、空気の流通方向の上流側又は下流側に向かって第１のフィンから延びる第１のアーム部と、第１のアーム部に設けられる第１の係合部とを有し、第１のフィンと第１の係合部との間で上記所定方向に沿って延びる第１の回転軸を中心としてフレームに傾動自在に支持される。第２の整流板は、流路に配置され上記所定方向に沿って延びる板状の第２のフィンと、第１のアーム部と同側に向かって第２のフィンから延びる第２のアーム部と、第２のアーム部に設けられる第２の係合部とを有し、第２のフィンと第２の係合部との間で上記所定方向に沿って延びる第２の回転軸を中心としてフレームに傾動自在に支持される。可動部材は、第１の係合部と係合する第１の被係合部と、第２の係合部と係合する第２の被係合部とを有し、第１の係合部と第１の被係合部とが係合し、第２の係合部と第２の被係合部とが係合することによって、第１の整流板と第２の整流板とに連結される。駆動手段は、可動部材を移動させる。第１の係合部及び第１の被係合部の一方は、直線状の第１のスライド孔であり、他方は、第１のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する第１の係止突起である。第２の係合部及び第２の被係合部の一方は、直線状の第２のスライド孔であり、他方は、第２のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する第２の係止突起である。可動部材に第１の整流板と第２の整流板とが連結された状態で、第２の回転軸と第２の係止突起との距離は、第１の回転軸と第１の係止突起との距離よりも長い。第１のスライド孔と第１の係止突起との係合は、第１の回転軸を中心として第１のフィンが傾動する際の可動部材の直線的な移動を許容する。第２のスライド孔と第２の係止突起との係合は、第２の回転軸を中心として第２のフィンが傾動する際の可動部材の直線的な移動を許容する。駆動手段は、可動部材を直線的に移動させる。第１のフィンと第２のフィンとは、可動部材の直線的な移動に連動して傾動する。
本発明の第１の態様は、上記開示の風向制御機構であって、第１の整流板と第２の整流板とは、流通方向及び上記所定方向の双方と交叉する方向に互いに隣接する。第１のアーム部は、空気の流通方向の下流側に向かって第１のフィンから延び、第１の係合部は、第１のアーム部の延設方向に沿って直線状に延びる第１のスライド孔であり、第１の被係合部は、第１のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する第１の係止突起である。第２の係合部は、第２のアーム部の延設方向に沿って直線状に延びる第２のスライド孔であり、第２の被係合部は、第２のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する第２の係止突起である。

上記構成では、第１のアーム部の第１の係合部が可動部材の第１の被係合部と係合し、第２のアーム部の第２の係合部が可動部材の第２の被係合部と係合して、可動部材が第１及び第２の整流板に連結された状態（以下、可動部材の連結状態という）で、駆動手段が可動部材を直線的に移動させるので、可動部材が移動する際の第１及び第２の係合部の移動距離（以下、ストローク幅という）は等しい。このように、第１及び第２の係合部のストローク幅が等しく、且つ第２の回転軸と第２の係合部との距離が第１の回転軸と第１の係合部との距離よりも長いので、連結状態の可動部材が駆動手段によって直線的に移動した際の第２の回転軸を中心とした第２の係合部の傾動角度は、第１の回転軸を中心とした第１の係合部の傾動角度よりも小さくなる。このため、可動部材に連動した第１のフィンの傾動角度と第２のフィンの傾動角度とを比較すると、第２のフィンの傾動角度は第１のフィンの傾動角度よりも小さくなる。

例えば、第１及び第２のフィンが空気の流通方向と略直交する閉位置から可動部材に連動してそれぞれ開位置に傾動した場合、第１のフィンの閉位置からの傾動角度は第２のフィンの閉位置からの傾動角度よりも小さくなる。すなわち、各々の開位置において、空気の流入方向に対する傾斜角度（以下、単に傾斜角度という）は、第１のフィンと第２のフィンとで相違する（例えば、両フィンの傾斜角度＜９０度の場合、第１のフィンの傾斜角度＜第２のフィンの傾斜角度）。また、開位置での第１のフィンの傾斜角度は、第１の回転軸から第１の係合部までの距離の増減に応じて減増し、開位置での第２のフィンの傾斜角度は、第２の回転軸から第２の係合部までの距離の増減に応じて減増する。従って、第１及び第２の回転軸と第１及び第２の係止突起との距離を変更・調整するという構造上の簡易な変更によって、第１及び第２のフィンの開位置の傾斜角度を所望の角度に設定することができる。

なお、第１及び第２の係合部がともにスライド孔であり、第１及び第２の被係合部がともに係合突起である場合や、第１及び第２の係合部がともに係合突起であり、第１及び第２の被係合部がともにスライド孔である場合には、可動部材の連結状態における第２の回転軸と第２の係止突起との距離と第１の回転軸と第１の係止突起との距離との大小関係は、可動部材の位置（第１及び第２のフィンの傾斜角度）によって逆転することなく、常に同じ関係に維持される。

また、可動部材の連結状態において第１の回転軸と第１の係止突起との距離と第２の回転軸と第２の係止突起との距離とが相違する条件下での可動部材の直線的な移動は、第１及び第２の係止突起を直線状の第１及び第２のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在にそれぞれ係合することによって許容される。従って、整流板のアーム部及び可動部材の一方にスライド孔を設け、他方に係止突起を設けるという簡単な構造によって、第１のフィン及び第２のフィンの傾動角度を相違させることができる。

また、第１及び第２のフィンの開位置の傾斜角度を所望の角度に設定することができるので、フレームが区画する空気の流路へ流入することなく流路の一端（例えば、下端）の外側を通過する空気が流路側へ流入するように、開位置のフィンの上流側を流路の外側へ向けて傾斜させることによって、流路を通過する空気を増加させることができる。このため、例えば、冷却ファンを有する車両の熱交換器の上流側に風向制御機構を配置した場合、車両走行中に熱交換器へ向かう空気（冷却風）の量を増加させることができるので、冷却ファンの動力損失を軽減することができ、燃費を向上させることができる。また、冷却風量を増加させることができるので、熱交換機の内部の冷却水等を短時間で冷却することができ、冷却風を必要としない冷却水温での走行時間を増大させることができる。このため、冷却風を必要としない冷却水温の時には、閉位置のフィンが空気の流路を閉塞する閉状態になるように設定することにより、閉状態での走行時間が増大させることができる。閉状態で車両を走行させると、車両の内部への空気の流入を防止することができ、車両走行時の車両の内部抵抗が低下するので、車両の空力性能が向上して空気抵抗が低下し、燃費を向上させることができる。

また、上述のように熱交換器の上流側に風向制御機構を配置し、風向制御機構と熱交換器との間の領域（熱交換器前方領域）に局所的に車両走行中に高風速の領域（高風速領域）が発生する場合、高風速領域へ流入する冷却風を低風速の領域（低風速領域）へ拡散させるように開位置のフィンの傾斜角度を設定することによって、熱交換器前方領域における高風速領域と低風速領域との間の風速差を減少させて、熱交換器前方領域における局所的な高風速領域の発生を緩和することができる。局所的な高風速領域の発生を緩和することにより熱交換器を通過する冷却風の通風抵抗が低下するので、冷却ファンの動力損失を軽減することができ、燃費を向上させることができる。また、熱交換器を通過する冷却風の通風抵抗を低下させることができるので、車両走行時の車両の内部抵抗を低下させることができ、走行抵抗を低下させて燃費を向上させることができる。

本発明によれば、簡単な構造で開位置のフィンを所望の角度に設定できる。

本発明に係る風向制御機構の一実施形態であるグリルシャッタを備える車両の前部斜視図である。 図１の車両の前部構造の模式的な側面図である。 グリルシャッタの閉状態の外観斜視図である。 グリルシャッタの開閉動作を示す側断面図であり、（ａ）は閉状態を、（ｂ）は開状態を示す。 グリルシャッタの開閉動作の要部を示す側面図であり、（ａ）は閉状態を、（ｂ）は開状態を示す。 グリルシャッタの整流部材の概略側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係るグリルシャッタ（風向制御機構）１０を備える車両１は、キャブ２が概ねエンジン３（図２参照）の上方に配置されるキャブオーバー型のトラックであって、キャブ２の前端で略鉛直方向に起立するフロントパネル４と、フロントパネル４の下方に配置されるフロントグリル５とを有する。フロントグリル５は、車幅方向に延びる複数の板状部材５ａを有する。フロントグリル５の複数の板状部材５ａは、車両１の外部から内部へ空気を取り入れるための複数の吸気口６を区画する。

図２に示すように、車両１の内部には、グリルシャッタ１０、インタークーラ１１、ラジエータ１２、ラジエータファン１３、及びエンジン３などが配置される。グリルシャッタ１０は、フロントグリル５の後方に配置され、車両１の外部からフロントグリル５の複数の吸気口６（図１参照）を通過して車両１の内部に流入する空気（以下、冷却風という）の流通方向を調整する。インタークーラ１１は、グリルシャッタ１０の後方に配置され、エンジン３の過給機（図示省略）によって圧縮されて高温化した空気を、冷却風との間で熱交換を行うことによって冷却する。ラジエータ１２は、インタークーラ１１の後方に配置され、エンジン３などを冷却するための冷却水を、冷却風との間で熱交換を行うことによって冷却する。ラジエータファン１３は、ラジエータ１２の後方に配置される軸流ファンであって、ファン回転軸１４を介してエンジン３に連結され、ファン回転軸１４から伝達されるエンジン３の動力によって回転する。ラジエータファン１３は、インタークーラ１１やラジエータ１２を通過させる冷却風をフロントグリル５の複数の吸気口６から取り入れる。

図３に示すように、グリルシャッタ１０は、矩形枠状のフレーム１５と、複数（本実施形態では、８つ）の整流板１６と、開閉バー（可動部材）１７と、アクチュエータ（駆動手段）１８とを備える。複数の整流板１６は、上側の４つの整流板（第１の整流板）１６Ｕと下側の４つの整流板（第２の整流板）１６Ｄとによって構成される。なお、上側の４つの整流板１６Ｕは、それぞれほぼ同様の構成を有するため、以下では上から４番目の上側の整流板１６Ｕ（以下、単に上側の整流板１６Ｕという）について説明し、他の３つの上側の整流板１６Ｕについてはその詳しい説明を省略する。また、下側の４つの整流板１６Ｄは、それぞれほぼ同様の構成を有するため、以下では下から４番目の下側の整流板１６Ｄ（以下、単に下側の整流板１６Ｄという）について説明し、他の下側の３つの整流板１６Ｄについてはその詳しい説明を省略する。また、上側の整流板１６Ｕと下側の整流板１６Ｄとで共通する構成に関しては、整流板１６として説明する。

フレーム１５は、上板１５ａ、下板１５ｂ、及び左右の側板１５ｃ，１５ｄによって一体的に形成される矩形枠状体であって、車両１の外部からフロントグリル５の複数の吸気口６を通過して車両１の内部へ流入する冷却風の流路２３の外縁を区画する。上板１５ａの車幅方向左側の端部には、開閉バー１７が挿通するバー挿通孔１９が形成される。左右の側板１５ｃ，１５ｄのそれぞれには、後述する複数の整流板１６の支持軸２０を回転自在に支持する複数（本実施形態では、８つ）の支持孔２１（図中には、左の側板１５ｃの支持孔２１のみを示す）が、上下方向に沿って延びる直線上に所定の間隔をあけて並んで配置されて形成される。

図３〜図５に示すように、複数の整流板１６は、冷却風の流路２３に配置され車幅方向（空気の流通方向と交叉する所定方向）に沿って延びる平板状のフィン２２と、フィン２２の車幅方向両端部から後方（空気の流通方向の下流側）へ向かって延びる左右１対のアーム部２４と、左右のアーム部２４に設けられる長孔状のスライド孔２５とをそれぞれ有し、後述する支持軸２０の回転軸を中心としてフレーム１５に傾動自在にそれぞれ支持される。スライド孔２５は、アーム部２４の延設方向に沿って直線状に延びて車幅方向に貫通する。整流板１６は、閉状態（図４（ａ）参照）と開状態（図４（ｂ）参照）とに設定可能である。閉状態では、図４（ａ）に示すように、複数の整流板１６のフィン２２は、冷却風の流路２３を閉止する閉位置に位置する。開状態では、図４（ｂ）に示すように、複数の整流板１６のフィン２２は、冷却風の流路２３を前後方向に開放する開位置に位置する。閉位置の全てのフィン２２は、略垂直方向に延びて起立する。開位置の上側の整流板１６Ｕのフィン（第１のフィン）２２Ｕは、略水平方向に延び、開位置の下側の整流板１６Ｄのフィン（第２のフィン）２２Ｄは、前下方へ傾斜して延びる。なお、左右１対のアーム部２４は、グリルシャッタ１０の左右に対称的に設けられ、それぞれほぼ同様の構成を有するため、以下では左側のアーム部２４について説明し、右側のアーム部２４についてはその詳しい説明を省略する。

アーム部２４は、閉位置のフィン２２の後面の車幅方向左側の端部に起立した状態で溶接等によって固定されて後方へ延びる平板状の前部領域２６と、前部領域２６の後端部に固定的に設けられて車幅方向外側へ突出する支持軸２０と、前部領域２６の後端に溶接等によって固定され、閉状態で前部領域２６側（支持軸２０側）から斜め後上方へ延びる平板状の後部領域２７とを一体的に有する。支持軸２０は、車幅方向に延びる回転軸を中心とする円柱体であって、閉位置のフィン２２の上下方向の中央部と略同じ高さ位置に配置され、フレーム１５の側板１５ｃの支持孔２１（図３参照）に回転自在に支持される。前部領域２６は、支持軸２０と前方のフィン２２とを連結する。後部領域２７は、支持軸２０と開閉バー１７とを連結する。なお、上側の整流板１６Ｕのアーム部（第１のアーム部）２４Ｕと下側の整流板１６Ｄのアーム部（第２のアーム部）２４Ｄとにおいて、前部領域２６Ｕと前部領域２６Ｄとは同じ長さで形成されるが、後部領域２７Ｕと後部領域２７Ｄとは、後述するように異なる長さに形成される。

スライド孔２５は、後部領域２７の後端部に配置され、後部領域２７の延設方向に沿って直線状に延びて車幅方向に貫通する。

開閉バー１７は、フレーム１５のバー挿通孔１９を挿通して上下方向に沿って延びる平板体であって（図３参照）、円柱状の複数（本実施形態では、８つ）の係止突起２８を有し、アーム部２４の後部領域２７に車幅方向内側から重なる位置に配置される。複数の係止突起２８は、複数の整流板１６のスライド孔２５に対応する位置に配置され、スライド孔２５に車幅方向内側から挿通し、スライド孔２５にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する。この開閉バー１７の係止突起２８とアーム部２４のスライド孔２５との係合によって、複数の整流板１６と開閉バー１７とが連結される。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、複数の係止突起２８のうちの上側の４つの係止突起（第１の被係合部）２８Ｕは、開閉バー１７の前後方向中央部よりも前側で、上下方向に沿って延びる直線上に所定の間隔をあけて並んで配置されて車幅方向外側へ突出する。複数の係止突起２８のうちの下側の４つの係止突起（第２の被係合部）２８Ｄは、開閉バー１７の前後方向中央部よりも後側で、上下方向に沿って延びる直線上に所定の間隔をあけて並んで配置されて車幅方向外側へ突出する。なお、上側の４つの係止突起２８Ｕが並ぶ方向、及び下側の４つの係止突起２８Ｄが並ぶ方向は、フレーム１５の複数の支持孔２１（支持軸２０）が並ぶ方向と略平行に設定される。

アクチュエータ１８は、ソレノイドアクチュエータであって、ソレノイド本体２９とソレノイド本体２９にスライド移動自在に挿入されるプランジャ３０とを有し、開閉バー１７の上方に配置されて車体（図示省略）に対して固定される。プランジャ３０の先端には、開閉バー１７の上端が固定されて連結される。プランジャ３０は、その先端がソレノイド本体２９から僅かに突出した上位置（図４（ａ）及び図５（ａ）参照）と、その先端がソレノイド本体２９から大きく突出した下位置（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）との間をスライド移動する。アクチュエータ１８は、コントローラ（図示省略）に制御されて非励磁状態から励磁状態になり、再度非励磁状態に戻るという一連の状態移行を行う。アクチュエータ１８は、非励磁状態から励磁状態になると、プランジャ３０を上位置及び下位置の一方から他方の位置に移動させて、その後、非励磁状態になるとプランジャ３０を他方の位置に維持する。アクチュエータ１８のプランジャ３０が上位置と下位置との間の所定の距離Ｓｔ（以下、ストローク幅Ｓｔという）だけ移動すると、プランジャ３０に連結された開閉バー１７も上下方向に直線的に上記所定のストローク幅Ｓｔだけ上下方向に沿って移動する。すなわち、開閉バー１７が移動する方向は、フレーム１５の複数の支持孔２１（支持軸２０）が並ぶ方向と略平行である。インタークーラ１１やラジエータ１２による空気や冷却水の冷却が不要である場合には、コントローラ（図示省略）は、アクチュエータ１８を制御してプランジャ３０を上位置に配置し、グリルシャッタ１０を閉状態にする。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、上側の整流板１６Ｕのスライド孔（第１の係合部、第１のスライド孔）２５Ｕ及び下側の整流板１６Ｄのスライド孔（第２の係合部、第２のスライド孔）２５Ｄと係合する開閉バー１７の係止突起（第１の被係合部，第２の被係合部）２８Ｕ，２８Ｄのストローク幅Ｓｔはそれぞれ等しい。また、上側の係止突起２８Ｕは、上下方向に沿って延びる開閉バー１７の前後方向中央部よりも前側に配置され、下側の係止突起２８Ｄは、開閉バー１７の前後方向中央部よりも後側に配置されるので、上側の整流板１６Ｕ及び下側の整流板１６Ｄが開閉バー１７に連結された状態（以下、開閉バー１７との連結状態という）で、下側の整流板１６Ｄの支持軸２０Ｄの回転軸（第２の回転軸）と係止突起（第２の被係合部）２８Ｄとの間の距離は、上側の整流板１６Ｕの支持軸２０Ｕの回転軸（第１の回転軸）と係止突起（第１の被係合部）２８Ｕとの間の距離よりも長い。このため、下側の整流板１６Ｄのアーム部２４Ｄの後部領域２７Ｄの長さは、上側の整流板１６Ｕのアーム部２４Ｕの後部領域２７Ｕの長さよりも長い。

次に、開位置のフィン２２の下流側から上流側への俯角（以下、単に俯角という）を所望の角度（例えば、角度θ）に設定する際の、開閉バー１７の係止突起２８の位置の設定について、図６に基づいて説明する。開位置（図中の実線で示す位置）のフィン２２の俯角を角度θに設定する場合、整流板１６のフィン２２が閉位置では略垂直方向に延びているので、閉位置（図中の２点鎖線の位置３１）から開位置へのフィン２２の傾動角度は、（９０−θ）度となり、アーム部２４の後部領域２７の傾動角度も（９０−θ）度となる。このため、開閉バー１７がストローク幅Ｓｔ（ｍｍ）だけ移動する際に、開閉バー１７の係止突起２８がアーム部２４の後部領域２７を（９０−θ）度傾動させるように、開閉バー１７の係止突起２８を配置する必要がある。そこで、開位置における係止突起２８の中心軸と閉位置における係止突起２８の中心軸と支持軸２０の回転軸とを頂点とする三角形が、ストローク幅Ｓｔの辺を底辺とする二等辺三角形になるように、支持軸２０の回転軸から開位置（又は閉位置）における係止突起２８の中心軸までの距離Ｒ（ｍｍ）を算出し、距離Ｒに基づいて開位置（又は閉位置）における係止突起２８の位置を設定する。すなわち、係止突起２８が支持軸２０の回転軸から最も離間した位置における、支持軸２０の回転軸から係止突起２８の中心軸までの距離Ｒを算出し、上記三角形が、ストローク幅Ｓｔの辺を底辺として距離Ｒの辺を２つ有する二等辺三角形になるように係止突起２８の位置を設定する。

ストローク幅Ｓｔを底辺とする二等辺三角形は、支持軸２０の回転軸を頂点（図中に示す頂点Ａ）とする角が底辺（Ｓｔ）の対角となり、頂点Ａの角度は（９０−θ）度となる。頂点Ａから底辺（Ｓｔ）まで底辺（Ｓｔ）に直交する仮想線を引くと、該仮想線の辺、底辺（Ｓｔ）の半分の辺、及び距離Ｒの辺を３つの辺とする直角三角形ができ、上記仮想線の辺と距離Ｒの辺との間の角度は、（９０−θ）度の半分の角度となる。従って、上記所定のストローク幅Ｓｔと、開位置のフィン２２の俯角の角度θとを次式（１）に代入して、距離Ｒを算出する。

Ｒ＝（Ｓｔ／２）／ｓｉｎ（（９０−θ）／２） ・・・（１）
なお、Ｒは開位置（又は閉位置）における支持軸２０の回転軸から係止突起２８の中心軸までの距離（ｍｍ）であり、Ｓｔは所定のストローク幅（ｍｍ）であり、θは開位置のフィン２２の俯角の角度（度）である。
距離Ｒを算出することにより、アーム部２４の先端３４（以下、アーム先端３４という）側のスライド孔２５の端部の位置が決定し、アーム部２４（後部領域２７）の最低限必要な長さも決定する。スライド孔２５のアーム先端３４側の端部の位置は、支持軸２０の回転軸から距離Ｒだけ離れる係止突起２８の挿通を許容する孔の位置である。

次に、アーム部２４のスライド孔２５の位置（長さを含む）の設定について説明する。開閉バー１７の係止突起２８は、開閉バー１７が上下方向に移動する際、アーム部２４のスライド孔２５を相対的にスライド移動するとともに、開閉バー１７の動きに沿って上記二等辺三角形の底辺（Ｓｔ）上を上下方向に直線的に移動する。係止突起２８は、上下方向に直線的に移動する際、上記二等辺三角形の底辺（Ｓｔ）の半分まで移動した位置（図中の位置３３）で支持軸２０の回転軸に最も近付く。すなわち、支持軸２０の回転軸から係止突起２８の中心軸までの距離は、開位置（又は閉位置）における距離Ｒが最も長く、底辺（Ｓｔ）の半分まで移動した位置（図中の位置３３）における距離Ｒｍ（ｍｍ）が最も短い。このため、最低限必要なアーム部２４のスライド孔２５の長さは、支持軸２０の回転軸から距離Ｒだけ離れる係止突起２８の挿通を許容する孔から、支持軸２０の回転軸から距離Ｒｍだけ離れる係止突起２８の挿通を許容する孔までを連続する長さであり、上記式（１）によって求められる距離Ｒと距離Ｒｍとに基づいて設定することができる。従って、上記所定のストローク幅Ｓｔと、開位置のフィン２２の俯角の角度θとを次式（２）に代入して、距離Ｒｍを算出する。

Ｒｍ＝（Ｓｔ／２）／ｔａｎ（（９０−θ）／２） ・・・（２）
なお、Ｒｍは係止突起２８が最も支持軸２０の回転軸に近づいた位置における支持軸２０の回転軸から係止突起２８の中心軸までの距離（ｍｍ）である。
距離Ｒｍを算出することにより、スライド孔２５の支持軸２０側の端部の位置を決定することができる。スライド孔２５の支持軸２０側の端部の位置は、支持軸２０の回転軸からアーム部２４の先端側に向かって距離Ｒｍだけ離れる係止突起２８の挿通を許容する孔の端部の位置である。このように、距離Ｒ及び距離Ｒｍを算出することにより、スライド孔２５のアーム先端３４側の端部の位置と、スライド孔２５の支持軸２０側の端部の位置とを決定し、両位置を連続して直線上に延びるようにスライド孔２５を形成して、スライド孔２５の位置及び長さを設定する。すなわち、スライド孔２５の長さは、少なくとも距離Ｒと距離Ｒｍとの差Ｌｓ（ｍｍ）に係止突起２８の直径を加えた長さよりも長い。

なお、上記式（１）及び上記式（２）による開閉バー１７の係止突起２８の位置、及びアーム部２４のスライド孔２５の位置の設定は、上側の整流板１６Ｕ及び下側の整流板１６Ｄのいずれの整流板１６に対しても共通に行える。上側の整流板１６Ｕのフィン２２Ｕを設定する場合の俯角の角度θはゼロ（θ＝０）である。

次に、グリルシャッタ１０を閉状態から開状態にする際の開閉バー１７と整流板１６の動きについて説明する。図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、閉状態では、アクチュエータ１８のプランジャ３０が上位置に位置し、開閉バー１７がプランジャ３０に上方へ引き上げられている。開閉バー１７の係止突起２８が整流板１６の支持軸２０の後上方に位置し、アーム部２４の後部領域２７が支持軸２０側から後上方へ延びる。係止突起２８は、スライド孔２５のアーム先端３４側の端部を挿通する。グリルシャッタ１０を閉状態から開状態にする際には、アクチュエータ１８のプランジャ３０が上位置から下位置へ移動し、開閉バー１７が上方から下方へ押し下げられる。開閉バー１７が上方から下方へ移動する際、係止突起２８は、直線状に下方へ移動し、スライド孔２５の下縁を下方へ押し下げながら、複数の整流板１６を傾動させる。整流板１６が傾動する際、アーム部２４のスライド孔２５は、支持軸２０の回転軸を中心として下方へ傾動する。係止突起２８は、スライド孔２５に対して相対的に、回転しながらアーム先端３４側から支持軸２０側へスライド移動する。係止突起２８が支持軸２０の回転軸と略同じ高さ位置になった時に、スライド孔２５が略水平に延び、係止突起２８がスライド孔２５の支持軸２０側の端部に位置し、係止突起２８が支持軸２０に最も近付く。そこからさらに、係止突起２８は、直線状に下方へ移動しつつ、スライド孔２５に対して相対的に、回転しながら支持軸２０側からアーム先端３４側へスライド移動する。係止突起２８がスライド孔２５のアーム先端３４側の端部へ到達すると、グリルシャッタ１０が開状態となる。図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、開状態では、係止突起２８が整流板１６の支持軸２０の後下方に位置し、アーム部２４の後部領域２７が支持軸２０側から後下方へ延びる。開閉バー１７の係止突起２８は、スライド孔２５のアーム先端３４側の端部を挿通する。このように、スライド孔２５に対する係止突起２８のスライド移動によって、支持軸２０の回転軸を中心として整流板１６が傾動する際の開閉バー１７の上下方向の直線的な移動が許容されるとともに、開閉バー１７の上下方向の直線的な移動に連動した整流板１６の傾動も許容される。なお、グリルシャッタ１０を開状態から閉状態にする際には、上記閉状態から開状態にする場合とは上下逆の動きをする。

上記のように構成されたグリルシャッタ１０では、開閉バー１７が移動する際の係止突起２８Ｕ，２８Ｄのストローク幅Ｓｔは等しい。また、開閉バー１７との連結状態で、下側の整流板１６Ｄの支持軸２０Ｄの回転軸と係止突起２８Ｄとの距離が、上側の整流板１６Ｕの支持軸２０Ｕの回転軸と係止突起２８Ｕとの距離よりも長い。このため、開閉バー１７が直線的に移動した際の下側の整流板１６Ｄの支持軸２０Ｄの回転軸を中心とした係止突起２８Ｄの傾動角度が、上側の整流板１６Ｕの支持軸２０Ｕの回転軸を中心とした係止突起２８Ｕの傾動角度よりも小さくなるので、開閉バー１７に連動した下側の整流板１６Ｄのフィン２２Ｄの傾動角度は、上側の整流板１６Ｕのフィン２２Ｕの傾動角度よりも小さくなる。このように、開位置における冷却風の流入方向に対するフィン２２の傾斜角度（以下、単に傾斜角度という）は、支持軸２０の回転軸から係止突起２８までの距離の増減に応じて減増するので、支持軸２０の回転軸から係止突起２８までの距離を変更・調整するという構造上の簡易な変更によって、開位置におけるフィン２２の傾斜角度を所望の角度に設定することができる。

また、開閉バー１７との連結状態において、上側の整流板１６Ｕの支持軸２０Ｕの回転軸と係止突起２８Ｕとの距離と、下側の整流板１６Ｄの支持軸２０Ｄの回転軸と係止突起２８Ｄとの距離とが相違する条件下での開閉バー１７の直線的な移動は、係止突起２８Ｕ，２８Ｄを直線状のスライド孔２５Ｕ，２５Ｄにスライド移動自在で且つ回転自在にそれぞれ係合することによって許容される。従って、整流板１６にスライド孔２５を設け、開閉バー１７に係止突起２８を設けるという簡単な構造によって、上側の整流板１６Ｕのフィン２２Ｕと下側の整流板１６Ｄのフィン２２Ｄの傾動角度を相違させることができる。

従って、本実施形態によれば、簡単な構造で開位置のフィン２２を所望の角度に設定することができる。

また、車両走行中は車両１の車体と路面との間の空気の流れが速いので、フロントグリル５の吸気口６から車両１の内部へ流入した走行風には、グリルシャッタ１０の流路２３の下端の外側（車体の下方側）への流れが発生する。しかし、下側の４つの整流板１６Ｄのフィン２２Ｄが前下方へ傾斜しているので、車体の下方側へ向かう走行風がグリルシャッタ１０の流路２３側へ流れ易い。このため、フロントグリル５の吸気口６から車両１の内部へ流入した走行風が車体の下方側へ流れてしまうことによるラジエータ１２等の冷却風の流量（冷却風量）の減少を抑制することができるので、ラジエータファン１３の動力損失を軽減することができ、燃費を向上させることができる。

また、冷却風量の減少を抑制することができるので、ラジエータ１２の内部の冷却水等を短時間で冷却することができ、冷却風を必要としない冷却水温での走行時間を増大させて、グリルシャッタ１０の閉状態での走行時間を増大させることができる。閉状態での走行中は車両１の内部への空気の流入が抑えられ、車両１の内部抵抗が低下するので、車両１の空力性能が向上して空気抵抗が低下し、燃費を向上させることができる。

また、上側の整流板１６Ｕの前部領域２６Ｕと下側の整流板１６Ｄの前部領域２６Ｄとが同じ長さで形成されるので、上側の整流板１６Ｕのフィン２２Ｕと下側の整流板１６Ｄのフィン２２Ｄとでそれぞれの支持軸２０Ｕ，２０Ｄの回転軸に対する回転軌跡が同じである。また、複数の整流板１６の支持軸２０が上下方向に延びる直線上に配置される。このため、各フィン２２Ｕ，２２Ｄの回転軌跡の相違や、支持軸２０Ｕ，２０Ｄの前後方向の位置の相違による外観上の見栄えの低下を防止することができる。

なお、本実施形態では、開状態でのフィン２２の傾斜角度が異なる２種類の整流板（上側の整流板１６Ｕ及び下側の整流板１６Ｄ）をグリルシャッタ１０に設けたが、これに限定されるものではなく、傾斜角度が異なる３種類以上の複数の整流板をグリルシャッタ１０に設けてもよい。この場合、複数の整流板の中から２つの整流板を選択し、選択した２つの整流板を比較して、開閉バー１７との連結状態において支持軸２０から係止突起２８までの距離が短い一方の整流板が第１の整流板であり、他方の整流板が第２の整流板である。すなわち、傾斜角度が異なる３種類以上の複数の整流板をグリルシャッタ１０に設けた場合には、選択する整流板の組み合わせによって１つの整流板が、第１の整流板にも第２の整流板にもなり得る。

また、本実施形態では、８つの整流板１６がグリルシャッタ１０に設けられたが、これに限定されるものではなく、開閉バー１７との連結状態で支持軸２０の回転軸と係止突起２８との距離が異なる少なくとも２つの整流板１６がグリルシャッタ１０に設けられていればよい。

また、本実施形態では、開状態において、上側の４つの整流板１６Ｕのフィン２２Ｕの傾斜角度を全て同じ角度に設定し、下側の４つの整流板１６Ｄのフィン２２Ｄの傾斜角度を全て同じ角度に設定したが、これに限定されるものではなく、例えば、開状態において、８つの整流板１６のフィン２２の傾斜角度を全て異なる任意の角度に設定してもよい。

また、本実施形態では、アーム部２４にスライド孔２５を設け、開閉バー１７に係止突起２８を設けたが、アーム部２４に係止突起を設け、開閉バー１７にスライド孔を設けてもよい。この場合、開閉バー１７が上下方向に直線移動すると、アーム部２４の係止突起は、支持軸２０の回転軸を中心とする円弧上を移動し、開閉バー１７の直線移動中における支持軸２０の回転軸から係止突起までの距離は変化しない。この場合であっても、上記式（１）によって、支持軸２０の回転軸から係止突起の中心軸までの距離Ｒを算出して、距離Ｒに基づいてアーム部２４（後部領域２７）の最低限必要な長さを算出することができる。また、開閉バー１７のスライド孔は、前後方向に直線状に延びる長孔状のスライド孔となり、その長さは、上記式（１）及び式（２）から距離Ｒと距離Ｒｍとを算出し、その差Ｌｓに基づいて算出することができる。

また、本実施形態では、上側の整流板１６Ｕ及び下側の整流板１６Ｄにスライド孔２５Ｕ，２５Ｄを設け、開閉バー１７に係止突起２８Ｕ，２８Ｄを設けたが、これに限定されるものではなく、上側の整流板１６Ｕ及び下側の整流板１６Ｄに係止突起２８Ｕ，２８Ｄを設け、開閉バー１７に前後方向に延びるスライド孔２５Ｕ，２５Ｄを設けてもよい。この場合であっても、開閉バー１７の連結状態における上側の整流板１６Ｕの支持軸２０Ｕの回転軸と係止突起２８Ｕの中心軸との距離と、下側の整流板１６Ｄの支持軸２０Ｄの回転軸と係止突起２８Ｄの中心軸との距離との大小関係（以下、距離Ｒの大小関係という）は、開状態から閉状態（或いは、閉状態から開状態）への移動中の開閉バー１７の位置（フィン２２Ｕ，２２Ｄの傾斜角度）によって逆転することなく、常に同じ関係に維持される。

また、上側の整流板１６Ｕにスライド孔２５Ｕを設け、下側の整流板１６Ｄに係止突起２８Ｄを設け、開閉バー１７に係止突起２８Ｕ及びスライド孔２５Ｄを設けてもよい。或いは、上側の整流板１６Ｕに係止突起２８Ｕを設け、下側の整流板１６Ｄにスライド孔２５Ｄを設け、開閉バー１７に係止突起２８Ｄ及びスライド孔２５Ｕを設けてもよい。いずれの場合であっても、上側の整流板１６Ｕと下側の整流板１６Ｄとの間における距離Ｒの大小関係が、開状態から閉状態（或いは、閉状態から開状態）への移動中の開閉バー１７の位置（フィン２２Ｕ，２２Ｄの傾斜角度）によって逆転することなく常に同じ関係に維持される場合には、開閉バー１７に連動した下側の整流板１６Ｄのフィン２２Ｄの傾動角度は、上側の整流板１６Ｕのフィン２２Ｕの傾動角度よりも小さい。

また、本実施形態では、開閉バー１７をフィン２２よりも後方に配置し、フィン２２から後方（空気の流通方向の下流側）へ向かって延びる全ての整流板１６のアーム部２４によって全ての整流板１６と開閉バー１７とを連結したが、開閉バー１７をフィン２２よりも前方に配置し、フィン２２から前方（空気の流通方向の上流側）へ向かって延びる全ての整流板１６のアーム部２４によって全ての整流板１６と開閉バー１７とを連結してもよい。すなわち、開閉バー１７をフィン２２よりも前方に配置し、前方へ向かって延びる上側の整流板１６Ｕのアーム部２４Ｕと、前方（上側の整流板１６Ｕのアーム部２４Ｕが延びる方向と同側）へ向かって延びる下側の整流板１６Ｄのアーム部２４Ｄとによって全ての整流板１６と開閉バー１７とを連結してもよい。

また、スライド孔２５は、車幅方向に貫通してなくてもよく、有底のスライド孔であってもよい。

また、本実施形態では、アクチュエータ１８のプランジャ３０が上位置に達する際に複数の整流板１６が閉状態に移行し、アクチュエータ１８のプランジャ３０が下位置に達する際に複数の整流板１６が開状態に移行したが、これに限定されるものではなく、アクチュエータ１８のプランジャ３０が上位置に達する際に複数の整流板１６が開状態に移行し、アクチュエータ１８のプランジャ３０が下位置に達する際に複数の整流板１６が閉状態に移行してもよい。

また、本実施形態では、複数の整流板１６は、開状態と閉状態との間を移行したが、開状態と閉状態ではない他の状態との間を移行してもよい。すなわち、複数の整流板１６は、フィン２２が冷却風の流路２３を閉止する閉状態にならなくてもよい。

また、本実施形態では、上下方向に延びる平板体の開閉バー１７を可動部材に適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、柱状のロッドなど他の形状の部材を可動部材に適用してもよい。

また、本実施形態では、ソレノイドアクチュエータ（アクチュエータ１８）を駆動手段に適用し、アクチュエータ１８によって開閉バー１７を移動させたが、これに限定されるものではなく、例えば、モータなどによって開閉バー１７を移動させてもよい。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、風向制御機構をキャブオーバー型のトラックのグリルシャッタに適用したが、乗用車等の車両のグリルシャッタ等に適用してもよい。

また、上記実施形態では、複数の整流板１６の開状態における傾斜態様として、グリルシャッタ１０の流路２３の下端の外側（車体の下方側）へ向かう空気をグリルシャッタ１０の流路２３側へ案内するように下側の整流板１６Ｄのフィン２２Ｄを前下方に傾斜させたが、これに限定されるものではなく、例えば、車両走行中にグリルシャッタ１０とラジエータ１２との間の領域（ラジエータ前方領域）のうちの上部に局所的に高風速の領域（高風速領域）が発生する場合には、高風速領域の前方のフィン２２を開状態で後下方へ傾斜させてもよい。この場合、高風速領域へ流入する冷却風を高風速領域の下方の低風速の領域（低風速領域）へ拡散させて、ラジエータ前方領域における高風速領域と低風速領域との間の風速差を減少させることができるので、ラジエータ前方領域における局所的な高風速領域の発生を緩和することができる。このように、ラジエータ前方領域の局所的な高風速領域の発生を緩和することによりラジエータ１２を通過する冷却風の通風抵抗が低下するので、ラジエータファン１３の動力損失を軽減することができ、燃費を向上させることができる。また、ラジエータ１２を通過する冷却風の通風抵抗を低下させることができるので、車両走行時の車両１の内部抵抗を低下させることができ、走行抵抗を低下させて燃費を向上させることができる。

１：車両
１０：グリルシャッタ（風向制御機構）
１５：フレーム
１６Ｕ：上側の整流板（第１の整流板）
１６Ｄ：下側の整流板（第２の整流板）
１７：開閉バー（可動部材）
１８：アクチュエータ（駆動手段）
２０：支持軸
２２Ｕ：上側の整流板のフィン（第１のフィン）
２２Ｄ：下側の整流板のフィン（第２のフィン）
２３：流路
２４Ｕ：上側の整流板のアーム部（第１のアーム部）
２４ｂ：下側の整流板のアーム部（第２のアーム部）
２５Ｕ：上側の整流板のスライド孔（第１の係合部、第１のスライド孔）
２５Ｄ：下側の整流板のスライド孔（第２の係合部、第２のスライド孔）
２８Ｕ：係止突起（第１の被係合部、第１の係止突起）
２８Ｄ：係止突起（第２の被係合部、第２の係止突起）

Claims (1)

1. 車両の外部から流入する空気の流通方向を調整可能な風向制御機構であって、
   空気が流通する流路の外縁を区画するフレームと、
   前記流路に配置され空気の流通方向と交叉する所定方向に沿って延びる板状の第１のフィンと、空気の流通方向の下流側に向かって前記第１のフィンから延びる第１のアーム部と、前記第１のアーム部に設けられる第１の係合部とを有し、前記第１のフィンと前記第１の係合部との間で前記所定方向に沿って延びる第１の回転軸を中心として前記フレームに傾動自在に支持される第１の整流板と、
   前記流路に配置され前記所定方向に沿って延びる板状の第２のフィンと、前記第１のアーム部と同側に向かって前記第２のフィンから延びる第２のアーム部と、前記第２のアーム部に設けられる第２の係合部とを有し、前記第２のフィンと前記第２の係合部との間で前記所定方向に沿って延びる第２の回転軸を中心として前記フレームに傾動自在に支持される第２の整流板と、
   前記第１の係合部と係合する第１の被係合部と、前記第２の係合部と係合する第２の被係合部とを有し、前記第１の係合部と前記第１の被係合部とが係合し、前記第２の係合部と前記第２の被係合部とが係合することによって、前記第１の整流板と前記第２の整流板とに連結される可動部材と、
   前記可動部材を移動させる駆動手段と、を備え、
   前記第１の整流板と前記第２の整流板とは、前記流通方向及び前記所定方向の双方と交叉する方向に互いに隣接し、
   前記第１の係合部は、前記第１のアーム部の延設方向に沿って直線状に延びる第１のスライド孔であり、前記第１の被係合部は、前記第１のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する第１の係止突起であり、
   前記第２の係合部は、前記第２のアーム部の延設方向に沿って直線状に延びる第２のスライド孔であり、前記第２の被係合部は、前記第２のスライド孔にスライド移動自在で且つ回転自在に係合する第２の係止突起であり、
   前記可動部材に前記第１の整流板と前記第２の整流板とが連結された状態で、前記第２の回転軸と前記第２の係止突起との距離は、前記第１の回転軸と前記第１の係止突起との距離よりも長く、
   前記第１のスライド孔と前記第１の係止突起との係合は、前記第１の回転軸を中心として前記第１のフィンが傾動する際の前記可動部材の直線的な移動を許容し、
   前記第２のスライド孔と前記第２の係止突起との係合は、前記第２の回転軸を中心として前記第２のフィンが傾動する際の前記可動部材の直線的な移動を許容し、
   前記駆動手段は、前記可動部材を直線的に移動させ、
   前記第１のフィンと前記第２のフィンとは、前記可動部材の直線的な移動に連動して傾動する
   ことを特徴とする車両の風向制御機構。

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