JP6696476B2 - シャッタ装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両用のシャッタ装置に関する。

車両のグリル開口部には、エンジンルーム内に流れ込む空気の流量を調整するためのシャッタ装置が設けられる。シャッタ装置は、例えば車両の高速走行時において、エンジンルーム内に流れ込む空気の流量を低下させる。これにより、車両の空力性能を向上させることができる。また、シャッタ装置は、例えばラジエータを流れるエンジン冷却水の温度が高くなったときに、エンジンルーム内に流れ込む空気の流量を増加させる。これにより、エンジン冷却水の温度を適切に調整することができる。特許文献１には、このようなシャッタ装置の一例が記載されている。

下記特許文献１に記載のシャッタ装置では、板状に形成された複数のフィンのそれぞれを回転させることにより、空気の流れを遮断する遮断状態と、空気を通過させる開口状態と、を切り替える構成となっている。遮断状態においては、複数のフィンのそれぞれの端部同士が互いに当接した状態となり、これにより空気の流れが遮断される。開口状態においては、それぞれのフィンが互いに離間した状態となり、フィンの間を空気が通過する。

特開２０１５−１３４５１０号公報

ところで、遮断状態においては上記のようにフィンの端部同士が互いに当接しているのであるが、走行中にフィンに風が当たること等により、それぞれのフィンの間に隙間が空いてしまうことがある。このような状態になると、シャッタ装置によって空気の流れが完全には遮断されないので、シャッタ装置の機能を十分に発揮することができなくなる。また、上記の隙間に水が入り込んで凍結し、フィン同士が固着してしまうという問題も生じ得る。

本開示は、空気の流れを確実に遮断することのできるシャッタ装置、を提供することを目的とする。

本開示に係るシャッタ装置は、車両用のシャッタ装置（３０）であって、複数設けられた板状の部材であって、それぞれがその長手方向に沿った回転軸（３１０）の周りに回転することにより、空気の流れを遮断する遮断状態と、空気を通過させる開口状態と、を切り替えるフィン（３１）と、可撓性を有する材料によって形成された部材であって、フィンのうち回転軸に対して垂直な方向における端部から、外側に向けて伸びるように形成されたシール部材（３１３，３１４）と、を備える。互いに隣り合うフィンのうちの一方を第１フィンとし、他方を第２フィンとしたときに、遮断状態においては、第１フィンに設けられたシール部材が、空気から受ける力によって第２フィンに押し付けられた状態となる。このシャッタ装置は、フィンを回転させるアクチュエータ（３３，３３ａ，３３ｂ）と、アクチュエータを制御する制御部（４０）と、を更に備える。制御部は、第２フィンのうち一方側の表面である第１受風面（３１１）に空気が当たるときには、第１フィンに設けられたシール部材が第１受風面に当接した状態である第１遮断状態となり、第２フィンのうち他方側の表面である第２受風面（３１２）に空気が当たるときには、第１フィンに設けられたシール部材が第２受風面に当接した状態である第２遮断状態となるように、アクチュエータを制御する。

このような構成のシャッタ装置では、遮断状態においては、第１フィンの端部に設けられたシール部材が、空気から受ける力によって、隣の第２フィンに押し付けられた状態となる。シャッタ装置に向かう空気の力により、シール部材と第２フィンとの間の密着が保たれるので、両者の間に隙間が形成されることが防止される。その結果、遮断状態においては空気の流れを確実に遮断することが可能となる。

本開示によれば、空気の流れを確実に遮断することのできるシャッタ装置が提供される。

図１は、第１実施形態に係るシャッタ装置が、車両に設けられている状態を模式的に示す図である。 図２は、第１実施形態に係るシャッタ装置の構造を示す図である。 図３は、第１実施形態に係るシャッタ装置の構造を示す図である。 図４は、第１実施形態に係るシャッタ装置が、車両に設けられている状態を模式的に示す図である。 図５は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図６は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図７は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図８は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図９は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図１０は、第１実施形態に係る制御部により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、第１実施形態に係る制御部により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１２は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図１３は、第１実施形態に係る制御部により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１４は、第１実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図１５は、第２実施形態に係るシャッタ装置の構造を示す図である。 図１６は、第２実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図１７は、第２実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図１８は、第２実施形態に係る制御部により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１９は、第２実施形態に係るフィンの動作を説明するための図である。 図２０は、第３実施形態に係るフィンの構造を模式的に示す図である。

以下、シャッタ装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞本実施形態に係るシャッタ装置３０は、車両１０に搭載される装置であって、車両１０のエンジンルーム１３に流入する空気の流れを調整するための装置である。はじめに、車両１０の概略構成について説明する。図１には、車両１０の前方側部分における内部の状態が、上面視で模式的に示されている。

同図に示されるように、車両１０の前方側（図１では左側）には、グリル開口部１１が形成されている。グリル開口部１１は、車両１０の前方の外部空間と、車両１０のエンジン１２が配置されるエンジンルーム１３とを連通させている。エンジンルーム１３の内部には、グリル開口部１１からエンジン１２に向かって、室外熱交換器２０、ラジエータ２１、ファン装置２２が順に設けられている。

室外熱交換器２０は、車両１０の空調装置（全体は不図示）の一部であって、その内部を流れる冷媒と、外部を流れる空気との間で熱交換を行うための熱交換器である。室外熱交換器２０は、暖房運転の際には所謂蒸発器として機能し、冷房運転の際には所謂凝縮器として機能する。なお、室外熱交換器２０を含む空調装置の構成は周知であるため、その詳細な説明は割愛する。

ラジエータ２１は、その内部を流れる冷却水と、外部を流れる空気との間で熱交換を行うための熱交換器である。ラジエータ２１には、エンジン１２を通り高温となった冷却水が供給される。当該冷却水は、ラジエータ２１を通過する際においてその温度を低下させた後、再びエンジン１２に供給される。

ファン装置２２は、室外熱交換器２０及びラジエータ２１を通過する空気の流れをつくり出すための装置である。ファン装置２２は、その回転方向を正回転及び逆回転に切り替えて動作することが可能である。ファン装置２２が正回転している場合、図中に矢印Ｗ１で示される方向、すなわちグリル開口部１１からエンジンルーム１３に向かう方向に空気が送風される。ファン装置２２が逆回転している場合、図中に矢印Ｗ２で示される方向、すなわちエンジンルーム１３からグリル開口部１１に向かう方向に空気が送風される。

以下では、ファン装置２２が正回転している運転モードを「順送風モード」とも称し、ファン装置２２が逆回転している運転モードを「逆送風モード」とも称する。また、矢印Ｗ１で示される方向を「順方向Ｗ１」とも称し、矢印Ｗ２で示される方向を「逆方向Ｗ２」とも称する。

続いて、シャッタ装置３０の構成について説明する。シャッタ装置３０は、車両１０のグリル開口部１１に配置されている。シャッタ装置３０は、フィン３１と、動力伝達部３２と、アクチュエータ３３と、制御部４０と、を備えている。

フィン３１は板状の部材であって、シャッタ装置３０に複数枚設けられている。フィン３１は、グリル開口部１１に固定されたフレーム３４（図２を参照）によって支持された状態で、車両１０の左右方向（図１では上下方向）に沿って等間隔に並ぶように配置されている。それぞれのフィン３１は、その主面の形状が略長方形となるように形成されており、その長手方向を上下方向（図１では紙面奥行方向）に沿わせた状態で配置されている。図１では、複数のフィン３１が並ぶ方向が矢印Ｚで示されている。以下では、矢印Ｚで示される方向を「フィン配列方向Ｚ」とも称する。

各フィン３１は、その長手方向における先端となる位置に、当該長手方向に沿って突出する回転軸３１０を有している。各フィン３１の回転軸３１０には、図２及び図３に示されるように外歯車３１５が形成されている。複数のフィン３１のそれぞれの外歯車３１５は、フィン配列方向Ｚにおいて一直線に並ぶように配置されている。各フィン３１の回転軸３１０は、フレーム３４により回転可能に支持されている。このような構造により、各フィン３１は、回転軸３１０を中心に回転可能となっている。各フィン３１が回転することにより、シャッタ装置３０の開閉が行われる。

このように、複数のフィン３１は、それぞれがその長手方向に沿った回転軸３１０の周りに回転することにより、図１のように空気を通過させる状態（以下では「開口状態」とも称する）と、図４のように空気の流れを遮断する状態（以下では「遮断状態」とも称する）と、を切り替えるものとして構成されている。尚、ここでいう「回転軸」とは、フィン３１が回転する際の回転中心となる軸であればよく、本実施形態のような有体の軸ではなく仮想的な軸であってもよい。例えば、フィン３１の長手方向における端部に２本の突起が形成されており、これらの突起の間となる位置に、回転中心である仮想的な回転軸が設定されているような構成であってもよい。

遮断状態においては、後に説明する図５や図７に示されるように、互いに隣り合うフィン３１同士の間に隙間が形成されていない。このため、シャッタ装置３０を通過するような空気の流れが遮断される。開口状態においては、後に説明する図９に示されるように、互いに隣り合うフィン３１同士の間に隙間が形成される。当該隙間を通る経路で、シャッタ装置３０を空気が通過する。

図３に示されるように、それぞれのフィン３１にはシール部材３１３が設けられている。シール部材３１３は、フィン３１のうち回転軸３１０に対して垂直な方向における端部（フィン３１の短手方向の端部ともいえる）から、外側に伸びるように形成されている。シール部材３１３は、可撓性を有する材料、具体的にはエラストマーによって形成されている。尚、シール部材３１３の材料としては、外力を受けた際において容易に変形し得る材料であればよく、好ましくは、外力がなくなると元に戻るような弾性を有する材料であればよい。

それぞれのフィン３１は、第１受風面３１１と第２受風面３１２とを有している。第１受風面３１１は、板状に形成されたフィン３１の一方側の表面であり、第２受風面３１２は他方側（つまり反対側）の表面である。第１受風面３１１は、遮断状態において順方向Ｗ１に流れる空気が当たる面である。第２受風面３１２は、遮断状態において逆方向Ｗ２に流れる空気が当たる面である。図５及び図７に示されるように、遮断状態においては、第１受風面３１１及び第２受風面３１２のいずれかに対して、その隣のフィン３１に設けられたシール部材３１３が当接した状態となる。

動力伝達部３２は、次に説明するアクチュエータ３３の駆動力をそれぞれのフィン３１に伝達し、それぞれのフィン３１を回転させるための部材である。図２や図３に示されるように、動力伝達部３２は、全てのフィン３１の外歯車３１５に対向するように、フィン配列方向Ｚに沿って伸びるように形成されている。動力伝達部３２は、各フィン３１の外歯車３１５に噛み合う歯部３２０を有しており、所謂ラックアンドピニオンを構成している。

アクチュエータ３３は、動力伝達部３２を移動させることにより、それぞれのフィン３１を回転させるための装置である。図２及び図３に示されるように、アクチュエータ３３は、動力伝達部３２の一端に連結される駆動軸３３０を有している。アクチュエータ３３は、駆動軸３３０をフィン配列方向Ｚに沿って移動させる。駆動軸３３０と共に動力伝達部３２がフィン配列方向Ｚに沿って移動すると、それぞれのフィン３１がその回転軸３１０の周りに回転する。

図１に示されるように、アクチュエータ３３には位置センサ４１が設けられている。位置センサ４１は、フィン配列方向Ｚにおける駆動軸３３０の位置を検出するとともに、検出された駆動軸３３０の位置に応じた信号を出力する。位置センサ４１の出力信号は、後述の制御部４０に入力される。

制御部４０は、ファン装置２２及びアクチュエータ３３の動作を制御するための装置である。制御部４０は、記憶装置４００等を有するマイクロコンピュータとして構成されている。本実施形態における制御部４０は、車両１０の制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）の一部として構成されている。尚、このような態様に替えて、制御部４０がＥＣＵとは別体の装置として構成されており、制御部４０とＥＣＵとの間で通信が行われるような態様であってもよい。制御部４０は、車両１０の走行状態やエンジン１２の駆動状態、及び位置センサ４１から入力される信号等に基づいて、ファン装置２２やアクチュエータ３３等の動作を制御する。

制御部４０は、通常は、フィン３１を開口状態にしている。これにより、車両１０の走行風により、車両１０の前方の空気を室外熱交換器２０、ラジエータ２１、及びエンジン１２に供給することができるため、エンジン１２を冷却することができるとともに、空調装置を動作することができる。

車両１０が停車している状況や、車両１０が低速域で走行している状況においては、制御部４０は、ファン装置２２を順送風モードで動作させる。これにより、車両１０の外部の空気を室外熱交換器２０、ラジエータ２１、及びエンジン１２に強制的に供給することができる。

制御部４０は、例えば車両１０が高速域で走行している場合には、フィン３１を遮断状態にする。これにより、エンジンルーム１３内に流れ込む空気の流量が制限されるため、車両の空力性能を向上させることができる。

制御部４０は、エンジン１２が停止した場合には、フィン３１を遮断状態にする。これにより、車両１０の走行中においてエンジンルーム１３内で加熱された空気が、車両１０の外部に逃げ難くなるため、エンジンルーム１３の内部を保温させることができる。その後にエンジン１２の始動が行われた際に、温度の高い状態でエンジン１２を始動させることができるため、燃費の改善等の効果を奏することができる。

制御部４０は、例えばエンジン１２の冷間始動時には、フィン３１を遮断状態にするとともに、ファン装置２２を逆送風モードで動作させる。これにより、エンジン１２において加熱された空気をエンジンルーム１３内で循環させることができる。

次に、制御部４０によるシャッタ装置３０の制御方法について具体的に説明する。以下では説明の便宜上、互いに隣り合うフィン３１のうちの一方を「第１フィン３１ａ」と称し、他方を「第２フィン３１ｂ」と称する。以下における「第１フィン３１ａ」及び「第２フィン３１ｂ」についての説明は、特定のフィン３１についてのみ適用されるのではなく、複数のフィン３１のいずれについても適用されるものとなっている。つまり、以下では第１フィン３１ａ及び第２フィン３１ｂの動作や状態を説明することにより、複数のフィン３１の動作や状態を説明する。

制御部４０の記憶装置４００には、図５〜図９のそれぞれに示されるフィン３１の各姿勢に対応した駆動軸３３０の位置が、予め記憶されている。

図５に示されるフィン３１の姿勢のことを、以下では「前方閉塞姿勢」と称する。また、全てのフィン３１が前方閉塞姿勢となるような駆動軸３３０の位置のことを、以下では「前方閉塞位置」と称する。

前方閉塞姿勢は、遮断状態においてフィン３１が取り得る姿勢の一つとなっている。全てのフィン３１が前方閉塞姿勢となっているときには、第１フィン３１ａのシール部材３１３が、第２フィン３１ｂのうち前方側の表面である第１受風面３１１に当接した状態となっている。つまり、前方閉塞姿勢とは、それぞれのシール部材３１３が、その隣にあるフィン３１に対して前方側から当接するような姿勢のことである。

遮断状態のうち図５に示される状態、すなわち、第１フィン３１ａのシール部材３１３が第２フィン３１ｂの第１受風面３１１に当接している状態のことを、以下では「第１遮断状態」とも称する。

図６に示されるフィン３１の姿勢のことを、以下では「前方乗り越え姿勢」と称する。また、全てのフィン３１が前方乗り越え姿勢となるような駆動軸３３０の位置のことを、以下では「前方乗り越え位置」と称する。

全てのフィン３１が前方乗り越え姿勢となっているときには、第１フィン３１ａのシール部材３１３の位置が、その近傍にある第２フィン３１ｂの端部よりも前方側の位置となっており、両者の間が離間した状態となっている。このとき、シール部材３１３の先端から第２フィン３１ｂの上記端部までの距離Ｌ１は、シール部材３１３の長さＬ２よりも大きくなっている。

図７に示されるフィン３１の姿勢のことを、以下では「後方閉塞姿勢」と称する。また、全てのフィン３１が後方閉塞姿勢となるような駆動軸３３０の位置のことを、以下では「後方閉塞位置」と称する。

後方閉塞姿勢は、先に述べた前方閉塞姿勢と同様に、遮断状態においてフィン３１が取り得る姿勢の一つとなっている。全てのフィン３１が後方閉塞姿勢となっているときには、第１フィン３１ａのシール部材３１３が、第２フィン３１ｂのうち後方側の表面である第２受風面３１２に当接した状態となっている。つまり、後方閉塞姿勢とは、それぞれのシール部材３１３が、その隣にあるフィン３１に対して後方側から当接するような姿勢のことである。

遮断状態のうち図７に示される状態、すなわち、第１フィン３１ａのシール部材３１３が第２フィン３１ｂの第２受風面３１２に当接している状態のことを、以下では「第２遮断状態」とも称する。

図８に示されるフィン３１の姿勢のことを、以下では「後方乗り越え姿勢」と称する。また、全てのフィン３１が後方乗り越え姿勢となるような駆動軸３３０の位置のことを、以下では「後方乗り越え位置」と称する。

全てのフィン３１が後方乗り越え姿勢となっているときには、第１フィン３１ａのシール部材３１３の位置が、その近傍にある第２フィン３１ｂの端部よりも後方側の位置となっており、両者の間が離間した状態となっている。このとき、シール部材３１３の先端から第２フィン３１ｂの上記端部までの距離Ｌ１は、シール部材３１３の長さＬ２よりも大きくなっている。

図９に示されるフィン３１の姿勢のことを、以下では「開口姿勢」と称する。また、全てのフィン３１が開口姿勢となるような駆動軸３３０の位置のことを、以下では「開口位置」と称する。

開口姿勢は、開口状態においてフィン３１が取る姿勢となっている。全てのフィン３１が開口姿勢となっているときには、第１フィン３１ａと第２フィン３１ｂとの間が大きく離間した状態となっており、両者の間を空気が通過する。

制御部４０は、位置センサ４１により検出される駆動軸３３０の位置が、記憶装置４００に記憶されている各位置（前方閉塞位置等）となるようにアクチュエータ３３を制御する。これにより、フィン３１の姿勢を図５〜図９に示される各姿勢に設定する。

次に、図１０を参照して、制御部４０により実行されるシャッタ装置３０の制御手順、並びにシャッタ装置３０の動作例について説明する。なお、制御部４０は、図１０に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。

図１０に示されるように、制御部４０は、まず、ステップＳ１０の処理として、ファン装置２２の運転モードが逆送風モードであるか否かを判断する。制御部４０は、ステップＳ１０の処理で否定判断した場合には、すなわちファン装置２２が停止している場合、あるいはファン装置２２の運転モードが順送風モードである場合には、ステップＳ１１の処理として、フィン３１の目標姿勢が開口姿勢であるか否かを判断する。

制御部４０は、ステップＳ１１の処理で肯定判断した場合には、すなわちフィン３１の目標姿勢が開口姿勢である場合には、ステップＳ１２の処理として、開口制御を実行する。開口制御とは、フィン３１の姿勢が図９の開口姿勢で維持されるように、アクチュエータ３３に対して行われる制御である。

制御部４０は、ステップＳ１１の処理で否定判断した場合には、すなわちフィン３１の目標姿勢が前方閉塞姿勢又は後方閉塞姿勢である場合には、ステップＳ１３の処理として、現在のフィン３１の姿勢が前方閉塞姿勢であるか否かを判断する。制御部４０は、ステップＳ１３の処理で否定判断した場合には、すなわち現在のフィン３１の姿勢が後方閉塞姿勢である場合には、ステップＳ１４の処理として、前方閉塞切り替え制御を実行する。前方閉塞切り替え制御とは、それぞれのフィン３１の姿勢を後方閉塞姿勢から前方閉塞姿勢へと切り替えるための制御である。前方閉塞切り替え制御の具体的な手順は、図１１に示される通りである。

図１１に示されるように、制御部４０は、まず、ステップＳ１４０の処理として、フィン３１を後方閉塞姿勢（図７）から前方乗り越え姿勢（図６）に向かう方向に回転させ始める。このときのフィン３１の回転方向は、図７等における時計回り方向であって、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３が第２フィン３１ｂに対して更に押し付けられるような方向である。このような方向にフィン３１が回転すると、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３は変形し、第２フィン３１ｂを乗り越えることとなる。図１２には、シール部材３１３が上記のように変形し、第２フィン３１ｂを乗り越える直前における状態が示されている。

ステップＳ１４０に続くステップＳ１４１の処理として、制御部４０は、フィン３１を前方乗り越え姿勢（図６）になるまで変位させる。このとき、既に述べたように、シール部材３１３の先端から第２フィン３１ｂの上記端部までの距離Ｌ１は、シール部材３１３の長さＬ２よりも大きくなっている。このため、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３は、第２フィン３１ｂから確実に離れた状態となる。

その後、制御部４０は、ステップＳ１４２の処理として、フィン３１をそれまでとは逆方向に回転させ、前方閉塞姿勢（図５）になるまで変位させる。換言すれば、制御部４０は、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３が、第２フィン３１ｂに対してそれまで（図７の第２遮断状態）とは反対側から当接するような方向に、複数のフィン３１を回転させる制御を行う。

図１０に戻って説明を続ける。制御部４０は、ステップＳ１４の処理を実行した後、ステップＳ１５の処理として、前方閉塞制御を実行する。前方閉塞制御とは、フィン３１の姿勢が図５の前方閉塞姿勢で維持されるように、アクチュエータ３３に対して行われる制御である。

また、制御部４０は、ステップＳ１３の処理で肯定判断した場合にも、すなわち現在のフィン３１の姿勢が前方閉塞姿勢である場合にも、ステップＳ１５の処理として、前方閉塞制御を実行する。

制御部４０は、ステップＳ１０の処理で肯定判断した場合には、すなわちファン装置２２の運転モードが逆送風モードである場合には、ステップＳ１６の処理として、現在のフィン３１の姿勢が後方閉塞姿勢であるか否かを判断する。制御部４０は、ステップＳ１６の処理で否定判断した場合には、すなわち現在のフィン３１の姿勢が前方閉塞姿勢である場合には、ステップＳ１７の処理として、後方閉塞切り替え制御を実行する。後方閉塞切り替え制御とは、それぞれのフィン３１の姿勢を前方閉塞姿勢から後方閉塞姿勢へと切り替えるための制御である。後方閉塞切り替え制御の具体的な手順は、図１３に示される通りである。

図１３に示されるように、制御部４０は、まず、ステップＳ１７０の処理として、フィン３１を前方閉塞姿勢（図５）から後方乗り越え姿勢（図８）に向かう方向に回転させる。このときのフィン３１の回転方向は、図５等における反時計回り方向であって、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３が第２フィン３１ｂに対して更に押し付けられるような方向である。このような方向にフィン３１が回転すると、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３は変形し、第２フィン３１ｂを乗り越えることとなる。図１４には、シール部材３１３が上記のように変形し、第２フィン３１ｂを乗り越える直前における状態が示されている。

ステップＳ１７０に続くステップＳ１７１の処理として、制御部４０は、フィン３１を後方乗り越え姿勢（図８）になるまで変位させる。このとき、既に述べたように、シール部材３１３の先端から第２フィン３１ｂの上記端部までの距離Ｌ１は、シール部材３１３の長さＬ２よりも大きくなっている。このため、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３は、第２フィン３１ｂから確実に離れた状態となる。

その後、制御部４０は、ステップＳ１７２の処理として、フィン３１をそれまでとは逆方向に回転させ、後方閉塞姿勢（図７）になるまで変位させる。換言すれば、制御部４０は、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３が、第２フィン３１ｂに対してそれまでとは反対側から当接するような方向に、複数のフィン３１を回転させる制御を行う。

図１０に戻って説明を続ける。制御部４０は、ステップＳ１７の処理を実行した後、ステップＳ１８の処理として、後方閉塞制御を実行する。後方閉塞制御とは、フィン３１の姿勢が図７の後方閉塞姿勢で維持されるように、アクチュエータ３３に対して行われる制御である。

また、制御部４０は、ステップＳ１６の処理で肯定判断した場合にも、すなわち現在のフィン３１の姿勢が後方閉塞姿勢である場合にも、ステップＳ１８の処理として後方閉塞制御を実行する。

以上説明した本実施形態のシャッタ装置３０によれば、以下に示される作用及び効果を得ることができる。

遮断状態であり、且つファン装置２２の運転モードが逆送風モードとはなっていないとき、すなわち、順方向Ｗ１に流れている空気がフィン３１の第１受風面３１１に当たるようなときには、フィン３１の姿勢は図５の前方閉塞姿勢に設定され、シャッタ装置３０は第１遮断状態となる。この第１遮断状態においては、第１フィン３１ａのシール部材３１３が、順方向Ｗ１に流れる空気から受ける力によって変形し、第２フィン３１ｂの第１受風面３１１に押し付けられることとなる。シール部材３１３が第１受風面３１１に密着し、両者の間に隙間が生じなくなるので、ファン装置２２を通過するような空気の流れが完全に遮断される。また、両者の間に水が浸入することが無いので、当該水が凍結してフィン３１の固着が生じるようなことが防止される。

遮断状態であり、且つファン装置２２の運転モードが逆送風モードとなっているとき、すなわち、逆方向Ｗ２に流れている空気がフィン３１の第２受風面３１２に当たるようなときには、フィン３１の姿勢は図７の後方閉塞姿勢に設定され、シャッタ装置３０は第２遮断状態となる。この第２遮断状態においては、第１フィン３１ａのシール部材３１３が、逆方向Ｗ２に流れる空気から受ける力によって変形し、第２フィン３１ｂの第２受風面３１２に押し付けられることとなる。シール部材３１３が第２受風面３１２に密着し、両者の間に隙間が生じなくなるので、ファン装置２２を通過するような空気の流れが完全に遮断される。また、両者の間に水が浸入することが無いので、当該水が凍結してフィン３１の固着が生じるようなことが防止される。

このように、制御部４０は、シャッタ装置３０の近傍における空気の流れ方向に応じて、第１遮断状態（図５）と第２遮断状態（図７）との間を切り替える。これにより、順方向Ｗ１及び逆方向Ｗ２のいずれの方向に空気が流れている場合であっても、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３が、空気から受ける力によって第２フィン３１ｂに押し付けられた状態とされる。これにより、第１フィン３１ａのシール部材３１３と第２フィン３１ｂとの間に隙間が空いてしまうことが上記のように防止される。

＜第２実施形態＞次に、シャッタ装置３０の第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態との相違点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態のシャッタ装置３０は、隣り合う第１フィン３１ａ及び第２フィン３１ｂを独立して回転させることが可能となっている。

図１５に示されるように、シャッタ装置３０は、２つのアクチュエータ３３ａ、３３ｂを備えている。アクチュエータ３３ａの駆動軸３３０ａには動力伝達部３２ａが設けられており、アクチュエータ３３ｂの駆動軸３３０ｂには動力伝達部３２ａが設けられている。制御部４０は、アクチュエータ３３ａの動作とアクチュエータ３３ｂの動作とを、それぞれ独立に制御することができる。

尚、アクチュエータ３３ａ、３３ｂ、及び動力伝達部３２ａ、３２ｂのそれぞれの構造は、第１実施形態におけるアクチュエータ３３、及び動力伝達部３２のそれぞれの構造と同様であるため、それらの詳細な説明は割愛する。

複数のフィン３１は、回転軸３１０に外歯車３１５ａが形成されているものと、中心軸に外歯車３１５ａが形成されているものとが、フィン配列方向Ｚに沿って交互に並ぶように配置されている。外歯車３１５ａには、動力伝達部３２ａの歯部３２０（不図示）が噛み合っている。また、外歯車３１５ｂには、動力伝達部３２ｂの歯部３２０（不図示）が噛み合っている。

このように、複数のフィン３１は、外歯車３１５ａを有する第１グループと、外歯車３１５ｂを有する第２グループとに分かれており、それぞれのグループに属するフィン３１が、フィン配列方向Ｚに沿って交互に並ぶように配置されている。第１グループに属するフィン３１はアクチュエータ３３ａによって駆動されるものであり、第２グループに属するフィン３１はアクチュエータ３３ｂによって駆動されるものである。

制御部４０によるシャッタ装置３０の制御方法について具体的に説明する。本実施形態の説明においても、説明の便宜上、互いに隣り合うフィン３１のうちの一方を「第１フィン３１ａ」と称し、他方を「第２フィン３１ｂ」と称する。第１フィン３１ａは上記の第１グループに属しており、第２フィン３１ｂは上記の第２グループに属している。

本実施形態の制御部４０の記憶装置４００には、図５〜図９のそれぞれに示されるフィン３１の各姿勢に加えて、図１６及び図１７に示されるフィン３１の各姿勢に対応した駆動軸３３０ａ、３３０ｂの位置が予め記憶されている。

図１６に示される第２フィン３１ｂの姿勢のことを、以下では「前方退避姿勢」と称する。また、第２グループに属する全てのフィン３１が前方退避姿勢となるような駆動軸３３０ｂの位置のことを、以下では「前方退避位置」と称する。図１６においてハッチングで示される円形の領域は、第１フィン３１ａの回転可能領域を示す。全ての第２フィン３１ｂが前方退避姿勢となっているときには、第２フィン３１ｂのシール部材３１３は回転軸３１０よりも前方側に位置している。また、第２フィン３１ｂの全体は上記の回転可能領域の外側にある。このため、第１フィン３１ａのシール部材３１３等を第２フィン３１ｂに当てることなく、第１フィン３１ａを自由に回転させることが可能となっている。

図１７に示される第１フィン３１ａの姿勢のことを、以下では「後方退避姿勢」と称する。また、第１グループに属する全てのフィン３１が後方退避姿勢となるような駆動軸３３０ａの位置のことを、以下では「後方退避位置」と称する。全ての第１フィン３１ａが後方退避姿勢となっているときには、第１フィン３１ａのシール部材３１３は回転軸３１０よりも後方側に位置している。また、第１フィン３１ａの全体は、第２フィン３１ｂの回転可能領域の外側にある。このため、第２フィン３１ｂのシール部材３１３等を第１フィン３１ａに当てることなく、第２フィン３１ｂを自由に回転させることが可能となっている。

本実施形態では、図１０に示される処理のうち、ステップＳ１４において行われる前方閉塞切り替え制御の態様、及びステップＳ１７において行われる後方閉塞切り替え制御の態様において、第１実施形態と異なっている。以下では、本実施形態で行われる後方閉塞切り替え制御の例について説明する。

図１８に示される一連の処理は、本実施形態における後方閉塞切り替え制御として、図１３に示される一連の処理に換えて実行されるものである。制御部４０は、まず、ステップＳ１８０の処理として、第２グループに属する全てのフィン３１を前方閉塞姿勢（図５）から前方退避姿勢（図１６）となるように回転させる。このときのフィン３１の回転方向は、図１６等における時計回り方向であって、第２フィン３１ｂに設けられたシール部材３１３が第１フィン３１ａから遠ざかるような方向である。このような処理が行われる結果、それぞれのフィン３１は図１６に示される状態となる。

続いて制御部４０は、ステップＳ１８１の処理として、第１グループに属する全てのフィン３１を前閉塞姿勢（図５）から後方退避姿勢（図１７）となるように回転させる。このときのフィン３１の回転方向は、図１８等における反時計回り方向である。このような処理が行われる結果、それぞれのフィン３１は図１７に示される状態となる。

続いて制御部４０は、ステップＳ１８２の処理として、第２グループに属する全てのフィン３１を反時計回り方向に回転させ、第１グループに属するフィン３１に対して平行な状態とする。このような処理が行われる結果、それぞれのフィン３１は図１９に示される状態となる。当該状態においては、それぞれのフィン３１に設けられたシール部材３１３が、回転軸３１０よりも後方側に位置している。

続いて制御部４０は、ステップＳ１８３の処理として、全てのフィン３１を時計周り方向に回転させ、後方閉塞姿勢（図７）になるまで変位させる。

以上のような態様の制御によれば、それぞれのフィン３１が前閉塞姿勢（図５）から後方閉塞姿勢（図７）へと変化するにあたり、それぞれのフィン３１に設けられたシール部材３１３が、他のフィン３１に押し付けられて乗り越えることが無い。換言すれば、制御部４０は、シール部材３１３がフィン３１を乗り越えることの無いように、第１グループに属するフィン３１と、第２グループに属するフィン３１とを交互に動作させる。本実施形態では、シール部材３１３の摩耗が低減されるので、長期間に亘ってシャッタ装置３０を動作させることができる。

尚、後方閉塞姿勢（図７）から前方閉塞姿勢（図５）に切り替える際には、それぞれのフィン３１を、例えば、図１８を参照しながら説明したような順序とは逆の順序で動作させればよい。このため、図１０のステップＳ１４において行われる前方閉塞切り替え制御の具体的な態様については、その説明を省略する。

＜第３実施形態＞次に、シャッタ装置３０の第３実施形態について説明する。以下では、第１実施形態との相違点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図２０に示されるように、本実施形態におけるそれぞれのフィン３１にはシール部材３１３、３１４が設けられている。シール部材３１３は、フィン３１のうち回転軸３１０に対して垂直な方向における一端部（フィン３１の短手方向の端部ともいえる）から、外側に伸びるように形成されている。シール部材３１４は、フィン３１のうち回転軸３１０に対して垂直な方向における他端部（上記の一端部とは反対側の端部である）から、外側に伸びるように形成されている。このように本実施形態では、フィン３１のうち回転軸３１０に対して垂直な方向における両端に、それぞれシール部材が設けられている。

図２０に示されるように、シャッタ装置３０が遮断状態となっているときには、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１３は、第２フィン３１ｂの第１受風面３１１に前方側から当接している。また、第１フィン３１ａに設けられたシール部材３１４は、第２フィン３１ｂの第２受風面３１２に後方側から当接している。

同様に、第２フィン３１ｂに設けられたシール部材３１３は、第１フィン３１ａの第１受風面３１１に前方側から当接している。また、第２フィン３１ｂに設けられたシール部材３１４は、第１フィン３１ａの第２受風面３１２に後方側から当接している。

シャッタ装置３０が遮断状態となっており、空気が順方向Ｗ１に流れている場合には、第１フィン３１ａのシール部材３１３が、順方向Ｗ１に流れる空気から受ける力によって変形し、第２フィン３１ｂの第１受風面３１１に押し付けられることとなる。また、第２フィン３１ｂのシール部材３１３も、順方向Ｗ１に流れる空気から受ける力によって変形し、第１フィン３１ａの第１受風面３１１に押し付けられることとなる。シール部材３１３が第１受風面３１１に密着し、両者の間に隙間が生じなくなるので、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

シャッタ装置３０が遮断状態となっており、空気が逆方向Ｗ２に流れている場合には、第１フィン３１ａのシール部材３１４が、逆方向Ｗ２に流れる空気から受ける力によって変形し、第２フィン３１ｂの第２受風面３１２に押し付けられることとなる。また、第２フィン３１ｂのシール部材３１４も、逆方向Ｗ２に流れる空気から受ける力によって変形し、第１フィン３１ａの第２受風面３１２に押し付けられることとなる。シール部材３１３が第２受風面３１２に密着し、両者の間に隙間が生じなくなるので、やはり第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

このように、本実施形態では、空気の流れ方向に応じてフィン３１を回転させなくても、常にシール部材３１３、３１４をフィン３１に密着させることができる。

本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

３０：シャッタ装置
３１：フィン
３１０：回転軸
３１３，３１４：シール部材

Claims (6)

1. 車両用のシャッタ装置（３０）であって、
   複数設けられた板状の部材であって、それぞれがその長手方向に沿った回転軸（３１０）の周りに回転することにより、空気の流れを遮断する遮断状態と、空気を通過させる開口状態と、を切り換えるフィン（３１）と、
   可撓性を有する材料によって形成された部材であって、前記フィンのうち前記回転軸に対して垂直な方向における端部から、外側に向けて伸びるように形成されたシール部材（３１３，３１４）と、を備え、
   互いに隣り合う前記フィンのうちの一方を第１フィンとし、他方を第２フィンとしたときに、
   前記遮断状態においては、
   前記第１フィンに設けられた前記シール部材が、空気から受ける力によって前記第２フィンに押し付けられた状態となり、
   前記フィンを回転させるアクチュエータ（３３，３３ａ，３３ｂ）と、
   前記アクチュエータを制御する制御部（４０）と、を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第２フィンのうち一方側の表面である第１受風面（３１１）に空気が当たるときには、前記第１フィンに設けられた前記シール部材が前記第１受風面に当接した状態である第１遮断状態となり、
   前記第２フィンのうち他方側の表面である第２受風面（３１２）に空気が当たるときには、前記第１フィンに設けられた前記シール部材が前記第２受風面に当接した状態である第２遮断状態となるように、前記アクチュエータを制御するシャッタ装置。
2. 前記第１遮断状態と第２遮断状態との間を切り替える際において、
   前記制御部は、
   前記第１フィンに設けられた前記シール部材が前記第２フィンに対して更に押し付けられるような方向に、前記フィンを回転させることにより、前記シール部材に前記第２フィンを乗り越えさせる制御を行う、請求項１に記載のシャッタ装置。
3. 前記シール部材が前記第２フィンを乗り越えて前記第２フィンから離れた状態となった後、
   前記制御部は、
   前記シール部材が、前記第２フィンに対してそれまでとは反対側から当接するような方向に、前記フィンを回転させる制御を行う、請求項２に記載のシャッタ装置。
4. 第１グループに属する前記フィンと、第２グループに属する前記フィンとが、交互に並ぶように配置されており、
   前記第１遮断状態と第２遮断状態との間を切り替える際において、
   前記制御部は、
   それぞれの前記シール部材が前記フィンを乗り越えることのないように、前記第１グループに属する前記フィンと、前記第２グループに属する前記フィンとを交互に動作させる、請求項１に記載のシャッタ装置。
5. 前記フィンのうち前記回転軸に対して垂直な方向における両端に、それぞれ前記シール部材が設けられている、請求項１に記載のシャッタ装置。
6. 車両用のシャッタ装置（３０）であって、
   複数設けられた板状の部材であって、それぞれがその長手方向に沿った回転軸（３１０）の周りに回転することにより、空気の流れを遮断する遮断状態と、空気を通過させる開口状態と、を切り換えるフィン（３１）と、
   前記フィンのうち前記回転軸に対して垂直な方向における端部から、外側に向けて伸びるように形成されたシール部材（３１３，３１４）と、を備え、
   互いに隣り合う前記フィンのうちの一方を第１フィンとし、他方を第２フィンとしたときに、
   前記第１フィンに設けられた前記シール部材は、前記遮断状態において隣り合う前記第２フィンに当接した状態となる長さを有し、
   前記フィンを回転させるアクチュエータ（３３，３３ａ，３３ｂ）と、
   前記アクチュエータを制御する制御部（４０）と、を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第２フィンのうち一方側の表面である第１受風面（３１１）に空気が当たるときには、前記第１フィンに設けられた前記シール部材が前記第１受風面に当接した状態である第１遮断状態となり、
   前記第２フィンのうち他方側の表面である第２受風面（３１２）に空気が当たるときには、前記第１フィンに設けられた前記シール部材が前記第２受風面に当接した状態である第２遮断状態となるように、前記アクチュエータを制御するシャッタ装置。

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