WO2019026459A1 - シャッター装置 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
- B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
- B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
Definitions
- the present disclosure relates to a shutter device.
- Air is introduced from the front grille into the engine room on the front side of the vehicle.
- the air is used for heat radiation in a radiator, heat radiation in a condenser of an air conditioner, and the like.
- the air introduced may excessively cool the engine room, which may lower the fuel efficiency of the vehicle.
- the air introduced may excessively cool the engine room, which may lower the fuel efficiency of the vehicle.
- a shutter device for temporarily suppressing the flow of air introduced into the engine room is provided on the front side portion of the vehicle.
- the shutter device includes a plurality of blades (opening and closing members) for adjusting the flow of air, as described in, for example, Patent Document 1 below.
- the rotation of each blade about the rotation axis changes the gap between the blades, which changes the flow rate of air passing through the shutter device.
- An object of the present disclosure is to provide a shutter device that prevents an operation from being hindered by foreign matter.
- the shutter device is a plate-like member provided with a plurality of sheets, and a state in which the flow of air is blocked by rotating each around a rotation axis along the vertical direction; And a frame for rotatably supporting the blade from at least the lower side, and a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter (OB) present on the frame.
- OB foreign matter
- FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the shutter device according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a mechanism for operating the blade.
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
- FIG. 4 is a view showing the IV-IV cross section of FIG.
- FIG. 5 is a view schematically showing a configuration of a control device provided in the shutter device.
- FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing executed by the control device.
- the configuration of the shutter device 10 according to the present embodiment will be described mainly with reference to FIG.
- the shutter device 10 is provided near the front grille of a vehicle (not shown), and is configured as a device for adjusting the flow rate of air flowing in from the front grille.
- the shutter device 10 includes a blade 100, a lower frame 200, an upper frame 300, an actuator 500, and an auxiliary member 400.
- the blade 100 is a plate-like member for adjusting the flow rate of air passing through the shutter device 10, and a plurality of the blades 100 are provided in the shutter device 10.
- the respective blades 100 are arranged in a line along the horizontal direction, with the longitudinal direction along the vertical direction.
- Each blade 100 is configured to rotate about an axis of rotation along the vertical direction (an axis passing through a protrusion 111 described later). Such rotation of the blade 100 switches the state of blocking the flow of air and the state of blocking the flow of air.
- the state shown in FIG. 1 is a state in which the opening degree of the shutter device 10 is maximum (that is, fully open).
- the opening degree of the shutter device 10 is minimized (that is, fully closed).
- the direction in which the plurality of blades 100 are arranged is the direction from the left to the right in FIG. 1 as the x direction, and the x axis is set along the same direction.
- a direction from the lower side to the upper side along the longitudinal direction of the blade 100 is a z direction, and the z axis is set along the same direction.
- a direction perpendicular to both the x direction and the z direction, that is, the direction from the near side to the far side in FIG. 1 is the y direction
- the y axis is set along the same direction.
- the x-axis, the y-axis, and the z-axis are set similarly in FIG.
- a supported portion 110 and a driven portion 120 are provided in the vicinity of the lower end portion of the blade 100.
- the supported portion 110 is a plate-like portion formed to protrude outward from the surface of one side (left side in FIG. 3) of the blade 100.
- the supported portion 110 is a portion rotatably supported by a lower frame 200 described later.
- a cylindrical protrusion 111 protrudes downward from the lower surface of the supported portion 110. As shown in FIG. 2, the protrusion 111 is accommodated inside the groove 212 formed in the lower frame 200.
- the blade 100 is supported rotatably around the central axis of the protrusion 111.
- a member having the same configuration as that of the supported portion 110 is formed, and a cylindrical protrusion protrudes upward from the portion.
- the projection is inserted from the lower side into the through hole 310 (FIG. 1) formed in the upper frame 300.
- the central axis of the projection coincides with the central axis of the projection 111.
- the driven portion 120 is a plate formed so as to project outward from the surface of the blade 100 on the opposite side (the right side in FIG. 3) to the surface on which the supported portion 110 is formed. Part of the The driven portion 120 is a portion that receives a force from an auxiliary member 400 described later. From the surface on the lower side of the driven portion 120, a cylindrical protrusion 122 protrudes downward. As shown in FIG. 2, the protrusion 122 is accommodated inside the groove 410 formed in the auxiliary member 400. Thereby, the movement of the projection 122 along the x-axis is restrained by the inner surface of the groove 410. Specific operations of the auxiliary member 400 and the like will be described later.
- a wiper unit 121 is formed in the driven unit 120.
- the wiper portion 121 is formed to extend in the x direction from an end of the driven portion 120 on the ⁇ y direction side. It can be said that the wiper portion 121 formed in the driven portion 120 is formed to project along the surface of the lower frame 200 from the portion of the blade 100 near the lower frame 200.
- the lower frame 200 rotatably supports the blade 100 from the lower side as described above.
- the lower frame 200 and the upper frame 300 in the present embodiment are part of a frame that is configured as a rectangular frame as a whole. However, in FIG. 1, the illustration of the portion connecting the end of the lower frame 200 and the end of the upper frame in the upper and lower portions of the frame is omitted.
- the lower frame 200 has a first support 210 and a second support 220.
- the first support portion 210 is a portion adjacent to the auxiliary member 400 along the y direction (horizontal direction).
- the groove 212 (FIG. 2) described above is formed in the first support portion 210.
- the first support portion 210 can also be referred to as a portion rotatably supporting the blade 100.
- the groove 212 is a groove formed so as to retract from the surface on the y direction side of the first support portion 210 in the ⁇ y direction.
- the first support portion 210 is formed with a through hole 211 which vertically penetrates the first support portion 210.
- a plurality of through holes 211 are formed and arranged to line up along the x axis.
- the position where the through hole 211 is formed is a position where the blade 100 passes the upper side when the blade 100 rotates.
- An inclined surface 201 is formed on a portion of the upper surface of the first support portion 210 opposite to the auxiliary member 400 (that is, on the ⁇ y direction side).
- the slope 201 is an inclined surface which descends toward the -y direction side.
- a portion (that is, the upper surface) where the slope 201 is formed is a portion facing the blade 100.
- the first support portion 210 extends to a position further below the lower end of the auxiliary member 400.
- the second support portion 220 is formed to extend in the y direction from the lower side portion of the first support portion 210.
- the upper end surface of the second support portion 220 is lower than the upper end surface of the first support portion 210.
- the auxiliary member 400 is supported by the second support 220 from the lower side. As shown in FIG. 4, the upper end surface of the auxiliary member 400 is located on substantially the same plane as the upper end surface of the first support portion 210.
- an opening SL is formed at a position between the first support portion 210 and the second support portion 220 in the lower frame 200 so as to penetrate the lower frame 200 vertically.
- the opening SL is a slit-like opening extending along the x-axis.
- the position of the opening SL is a position immediately below the gap formed between the first support portion 210 and the auxiliary member 400.
- the upper frame 300 rotatably supports the blade 100 from the upper side.
- the upper frame 300 is formed with a through hole 310 penetrating the upper frame 300 in the vertical direction, and a projection (not shown) formed on the blade 100 is inserted into the through hole 310 from the lower side. Thereby, the blade 100 is supported rotatably around the central axis of the projection.
- the actuator 500 is a rotating electrical machine that generates a driving force for rotating the blade 100.
- the actuator 500 is disposed at a position immediately above one of the plurality of through holes 310 on the upper surface of the upper frame 300.
- the drive shaft of the actuator 500 is connected to the blade 100 immediately below via the through hole 310. For this reason, the driving force of the actuator 500 is directly transmitted to the blade 100 immediately below.
- the driving force is also transmitted to the other blades 100 via the auxiliary member 400.
- the operation of the actuator 500 is controlled by a control device 600 (FIG. 5) described later.
- the auxiliary members 400 are members for transmitting the driving force of the actuators 500 to the respective blades 100 and operating the blades 100 simultaneously as described above.
- the auxiliary member 400 is installed on the upper surface of the second support portion 220 of the lower frame 200, with its longitudinal direction along the x axis.
- the auxiliary member 400 is disposed at the lower side of the blade 100.
- the auxiliary member 400 prevents the protrusion 111 from moving to the y direction side and coming out of the groove 212. That is, the auxiliary member 400 is a member having both the function of transmitting the driving force to each blade 100 to operate, and the function of preventing each blade 100 from falling off the frame 200. There is. Instead of such a configuration, the auxiliary member 400 may be configured to have only one of the two functions. As described above, a plurality of grooves 410 for receiving the protrusions 122 of the blade 100 are formed on the upper surface of the auxiliary member 400. As shown in FIG. 2, the groove 410 is a groove formed to be recessed downward from the upper surface of the auxiliary member 400, and is formed as a linear groove extending along the y axis. .
- An inclined surface 401 is formed on a portion of the upper surface of the auxiliary member 400 opposite to the first support portion 210 (that is, on the y direction side).
- the slope 401 is an inclined surface which descends toward the y direction side.
- the portion (that is, the upper surface) of the auxiliary member 400 in which the inclined surface 401 is formed is a portion facing the blade 100. The effect of the formation of such a slope 401 will be described later.
- FIG. 2 shows the lower frame 200 and the auxiliary member 400 as viewed from above.
- the blade 100 only the protrusions 111 and 122 are drawn in solid lines. Also, the body portion of the blade 100 is drawn in dotted lines.
- the blade 100 immediately below is rotated about the central axis of the projection 111.
- the protrusion 122 provided on the blade 100 abuts against the inner surface of the groove 410, whereby the auxiliary member 400 receives a force in the direction along the x-axis and moves in the same direction.
- the projections 111 provided on the respective blades 100 receive the force in the x direction from the inner surface of the groove 410.
- the force causes the blades 100 other than the blade 100 directly below the actuator 500 to rotate clockwise in top view.
- the projection 111 moves in the ⁇ y direction along the groove 410.
- the driving force of the actuator 500 is transmitted to each blade 100 by the auxiliary member 400, whereby all the blades 100 move simultaneously and in the same direction.
- the drive shaft of the actuator 500 rotates in the opposite direction to the above.
- a foreign object such as a pebble that has entered from the front grill may reach the shutter device 10 mounted on the vehicle. If foreign matter gets in between the blade 100 and the lower frame 200 that supports the blade 100, the foreign matter may interfere with the operation of the shutter device 10.
- the shutter device in which the lower frame 200 supports the lower end portion of the blade 100 extending in the vertical direction as in the present embodiment foreign matter is easily deposited on the lower frame 200. Therefore, the movement of the blade 100 rotating along the upper surface is likely to be hindered by foreign matter.
- the foreign matter existing on the lower frame 200 and the like can be removed by the plurality of foreign matter removing mechanisms.
- a foreign matter removing mechanism will be described mainly with reference to FIG.
- the symbol OB is attached to the foreign matter present on the upper surface of the lower frame 200 and the auxiliary member 400.
- the foreign matter is hereinafter referred to as "foreign matter OB".
- FIG. 4 only the cross sections of the lower frame 200 and the auxiliary member 400 are shown, and the wiper portion 121 is schematically shown by a dotted line.
- the wiper portion 121 is formed in the vicinity of the lower end portion of the blade 100.
- the lower surface of the wiper portion 121 is parallel to, and in proximity to, the upper surface of the first support portion 210 of the lower frame 200 and the upper surface of the auxiliary member 400. Therefore, when the blade 100 rotates and the wiper unit 121 moves in the direction of the arrow, the foreign matter OB present on the upper surfaces of the first support unit 210 and the auxiliary member 400 is scraped out by the wiper unit 121 in the y direction.
- the wiper portion 121 moves in the direction opposite to the arrow, the foreign matter OB present on the upper surface of the first support portion 210 or the auxiliary member 400 is moved by the wiper portion 121 in the -y direction. It is scraped out to the side.
- the wipers 121 provided on the respective blades 100 function as one of the foreign matter removal mechanisms for removing the foreign matter OB.
- the lower end portion of the blade 100 is close to the upper surface of the first support portion 210. For this reason, the scraping of the foreign matter OB as described above may also be performed by the lower end portion of the blade 100.
- a part of the foreign object OB scraped out by the wiper portion 121 or the like moves to the y direction side and reaches the slope 401.
- the foreign matter falls along the slope 401 by gravity and is discharged from the shutter device 10.
- the slope 401 formed on the auxiliary member 400 also functions as one of the foreign matter removing mechanisms for removing the foreign matter OB.
- the slope 201 formed on the lower frame 200 also functions as one of the foreign matter removing mechanisms for removing the foreign matter OB.
- the through holes 211 formed in the lower frame 200 also function as one of the foreign matter removing mechanisms for removing the foreign matter OB.
- the opening SL formed in the lower frame 200 also functions as one of the foreign matter removing mechanisms for removing the foreign matter OB.
- the discharge of the foreign matter OB is promoted by the plurality of foreign matter removing mechanisms. Since the discharge of the foreign matter is performed each time the blade 100 rotates, a large amount of the foreign matter OB is not deposited in the shutter device 10. For this reason, the possibility that the operation of the shutter device 10 is hindered by the foreign matter OB is very low.
- the control device 600 provided in the shutter device 10 will be described with reference to FIG.
- the control device 600 is a device for controlling the operation of each blade 100.
- the control device 600 is configured as a computer system provided with a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
- the control device 600 includes a control unit 610 and a storage unit 620 as functional control blocks.
- the control unit 610 is a part that controls the operation of the actuator 500 and thereby controls the operation of the blade.
- the actuator 500 of the present embodiment incorporates an encoder for detecting the rotational angle of the drive shaft, a torque sensor for measuring the rotational torque, and the like (all not shown).
- the rotational angle detected by the encoder and the value of the torque measured by the torque sensor are both acquired by the control unit 610.
- the control unit 610 constantly grasps the opening degree of each blade 100 at the current time point by converting the above-described rotation angle. Control unit 610 operates actuator 500 such that the opening degree of blade 100 matches the target opening degree.
- the storage unit 620 is a non-volatile storage device provided in the control device 600.
- the storage unit 620 stores various pieces of information necessary for the process performed by the control unit 610.
- the control device 600 is configured to perform control such that removal of the foreign object OB is attempted by the operation of the blade 100 when the foreign object OB bites.
- FIG. 6 A series of processes shown in FIG. 6 are processes executed by the control device 600 in parallel with the rotation of the blade 100.
- step S01 it is determined whether the blade 100 has stopped before reaching the target opening. The said determination is performed based on the value of the torque transmitted from the actuator 500, and the change of a rotation angle.
- the series of processes shown in FIG. 6 are ended. If the blade 100 has stopped before reaching the target opening degree, the process proceeds to step S02.
- step S 02 the opening degree at the current time, that is, the opening degree at the time of stopping the blade 100 is stored by the storage unit 620.
- step S03 following step S02 processing is performed to rotate the blade 100 in the opposite direction to that before.
- the "opposite direction” is, in other words, the opposite direction to the direction approaching the target opening.
- the control to rotate the blade 100 in the opposite direction in this way is hereinafter also referred to as "first control".
- the first control may be performed to rotate the blade 100 by a certain angle, and may be performed to rotate the blade 100 to a stop position (that is, a fully open position or a fully closed position).
- step S04 a process of starting to rotate the blade 100 in a direction approaching the target opening degree is performed.
- the control for rotating the blade 100 in this manner that is, the control for bringing the opening degree of the blade 100 closer to the target opening degree again after the first control is hereinafter also referred to as “second control”.
- the second control is performed until the opening degree of the blade 100 reaches the target opening degree.
- step S04 When the second control is started in step S04, the process proceeds to step S05 without waiting for reaching the target opening degree.
- step S05 as in step S01, it is determined whether or not the blade 100 has stopped before reaching the target opening.
- step S05 is repeatedly performed until the opening degree of the blade 100 reaches the target opening degree.
- the series of processes shown in FIG. 6 are ended.
- step S05 if the blade 100 has stopped before reaching the target opening degree, the process proceeds to step S06.
- step S06 it is determined whether the rotation angle of the blade 100 at the present time is the same as the rotation angle stored in step S02. If the respective rotation angles are different from each other, it means that the state in which the foreign object OB is bitten has changed from the previous time by the execution of the first control and the second control. In this case, if the first control and the second control are executed again, the foreign object OB may be removed. Therefore, in this case, the processing after step S02 is executed again.
- step S07 the operation control of the blade 100 is interrupted.
- control unit 610 performs the first control after the first control. 2 Execute control. Further, control unit 610 repeats the first control and the second control until the opening degree of blade 100 reaches the target opening degree. As a result, the foreign matter OB is removed, and the possibility of the blade 100 being able to operate normally is increased.
- the control device 600 includes a storage unit 620 that stores the degree of opening when the rotation of the blade has stopped.
- the control unit 610 suspends control of the blade 100 (step S06). This prevents the situation where the first control and the second control are repeated unnecessarily.
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Abstract
シャッター装置(10)は、複数枚設けられた板状の部材であって、それぞれが上下方向に沿った回転軸を中心に回転することにより、空気の流れを遮断する状態と、空気の流れを遮断しない状態と、を切り換えるブレード(100)と、前記ブレードを、少なくとも下方側から回転自在に支持するフレーム(200)と、前記フレーム上に存在する異物(OB)を除去する異物除去機構(121,201,211,401,SL)と、を備える。
Description
本出願は、2017年8月2日に出願された日本国特許出願2017-149689号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示はシャッター装置に関する。
車両の前方側部分にあるエンジンルームには、フロントグリルから空気が導入される。当該空気は、ラジエータにおける放熱や、空調装置の凝縮器における放熱等のために用いられる。
しかしながら、例えば高速走行時や冬期においては、導入される空気によってエンジンルームが冷却され過ぎてしまい、車両の燃費効率を低下させてしまうことがある。特に、例えばプラグインハイブリッド車両のように、内燃機関からの発熱量が小さい車両においては、エンジンルームを保温しておく必要性が大きい。また、車両の空気抵抗を抑制するために、エンジンルームへの空気の導入を一時的に抑制した方が好ましい場合もある。
そこで、車両の前方側部分には、エンジンルームに導入される空気の流れを一時的に抑制するためのシャッター装置が設けられる。シャッター装置は、例えば下記特許文献1に記載されているように、空気の流れを調整するための複数のブレード(開閉部材)を備えている。それぞれのブレードが回転軸周りに回転することでブレード間の隙間が変化し、これによりシャッター装置を通過する空気の流量が変化する。
ところで、車両に搭載されたシャッター装置には、フロントグリルから侵入した小石や虫などの異物が到達することがある。ブレードと、これを支持するフレームとの間に異物が入り込んでしまうと、異物によってシャッター装置の動作が妨げられてしまう可能性がある。特に、上下方向に伸びるブレードをフレームが下方側から支持する構成のシャッター装置においては、フレームの上面に異物が堆積しやすい。このため、当該上面に沿って回転するブレードの動きが、異物によって妨げられてしまう可能性が高い。
本開示は、異物によって動作が妨げられてしまうことを防止するシャッター装置、を提供することを目的とする。
本開示に係るシャッター装置は、複数枚設けられた板状の部材であって、それぞれが上下方向に沿った回転軸を中心に回転することにより、空気の流れを遮断する状態と、空気の流れを遮断しない状態と、を切り換えるブレードと、ブレードを、少なくとも下方側から回転自在に支持するフレームと、フレーム上に存在する異物(OB)を除去する異物除去機構と、を備える。
このようなシャッター装置では、フレームのうちブレードを支持している部分に存在する異物が、異物除去機構によって除去される。このため、フレームとブレードとの間に異物が入り込み、ブレードの動きが当該異物によって妨げられてしまうような事態が防止される。
本開示によれば、異物によって動作が妨げられてしまうことを防止するシャッター装置、を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。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。
本実施形態に係るシャッター装置10の構成について、主に図1を参照しながら説明する。シャッター装置10は、不図示の車両のフロントグリルの近傍に設けられるものであり、フロントグリルから流入する空気の流量を調整するための装置として構成されている。シャッター装置10は、ブレード100と、下部フレーム200と、上部フレーム300と、アクチュエータ500と、補助部材400と、を備えている。
ブレード100は、シャッター装置10を通過する空気の流量を調整するための板状の部材であって、シャッター装置10において複数枚設けられている。それぞれのブレード100は、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で、水平方向に沿って一列に並ぶように配置されている。それぞれのブレード100は、上下方向に沿った回転軸(後述の突起111を通る軸)を中心に回転するように構成されている。このようなブレード100の回転により、空気の流れを遮断する状態と、空気の流れを遮断しない状態と、が切り換えられる。
図1に示される状態は、シャッター装置10の開度が最大(つまり全開)となっている状態である。それぞれのブレード100が回転し、互いに隣り合うブレード100の端部同士が当接している状態になると、シャッター装置10の開度が最小(つまり全閉)となる。
尚、図1においては、複数のブレード100が並ぶ方向であって、図1において左から右に向かう方向をx方向としており、同方向に沿ってx軸を設定している。また、ブレード100の長手方向に沿って下方から上方に向かう方向をz方向としており、同方向に沿ってz軸を設定している。更に、x方向及びz方向のいずれに対しても垂直な方向であって、図1において手前側から奥側に向かう方向をy方向としており、同方向に沿ってy軸を設定している。図2以降においても、同様にx軸、y軸、z軸を設定している。
図1及び図3に示されるように、ブレード100の下端部近傍には、被支持部110と被駆動部120とが設けられている。
被支持部110は、ブレード100のうち一方側(図3では左側)の表面から外方に向けて突出するように形成された板状の部分である。被支持部110は、後述の下部フレーム200によって回転自在に支持される部分となっている。被支持部110の下方側の面からは、円柱状の突起111が下方側に向けて突出している。図2に示されるように、突起111は、下部フレーム200に形成された溝212の内側に収容されている。これにより、ブレード100は、突起111の中心軸周りに回転可能な状態で支持されている。
尚、図示は省略するが、ブレード100の上端部近傍には、被支持部110と同様の構成のものが形成されており、当該部分から上方側に向けて円柱状の突起が突出している。当該突起は、上部フレーム300に形成された貫通穴310(図1)に下方側から挿通されている。また、当該突起の中心軸は、突起111の中心軸と一致している。これにより、ブレード100は、下部フレーム200のみならず上部フレーム300によっても、突起111の中心軸周りに回転可能な状態で支持されている。
被駆動部120は、ブレード100のうち、被支持部110が形成されている方の表面とは反対側(図3では右側)の表面から、外方に向けて突出するように形成された板状の部分である。被駆動部120は、後述の補助部材400からの力を受ける部分となっている。被駆動部120の下方側の面からは、円柱状の突起122が下方側に向けて突出している。図2に示されるように、突起122は、補助部材400に形成された溝410の内側に収容されている。これにより、突起122は、x軸に沿った動きが溝410の内面によって拘束されている。補助部材400等の具体的な動作については後に説明する。
被駆動部120にはワイパー部121が形成されている。ワイパー部121は、被駆動部120のうち-y方向側の端部から、x方向に伸びるように形成されている。被駆動部120に形成されたワイパー部121は、ブレード100のうち下部フレーム200の近傍となる部分から、下部フレーム200の表面に沿って突出するように形成されたもの、ということができる。
下部フレーム200は、上記のようにブレード100を下方側から回転自在に支持するものである。尚、本実施形態の下部フレーム200及び上部フレーム300は、全体が矩形の枠体として構成されたフレームの一部となっている。ただし、図1においては、当該フレームのうち、下部フレーム200の端部と上部フレームの端部とを上下に繋いでいる部分の図示が省略されている。
図1に示されるように、下部フレーム200は、第1支持部210と第2支持部220とを有している。第1支持部210は、y方向(水平方向)に沿って補助部材400と隣り合う部分である。先に説明した溝212(図2)は、この第1支持部210に形成されている。このため、第1支持部210は、ブレード100を回転自在に支持している部分ともいうことができる。溝212は、第1支持部210のうちy方向側の面から、-y方向に向けて後退するように形成された溝である。
第1支持部210には、これを上下方向に貫く貫通穴211が形成されている。貫通穴211は複数形成されており、x軸に沿って並ぶように配置されている。貫通穴211が形成されている位置は、ブレード100が回転する際において、ブレード100が上方側を通過するような位置となっている。
第1支持部210の上面のうち、補助部材400とは反対側(つまり-y方向側)となる部分には、斜面201が形成されている。斜面201は、-y方向側に行くほど下るような傾斜面となっている。下部フレーム200のうち斜面201が形成されている部分(つまり上面)は、ブレード100と対向する部分となっている。
尚、以上のような貫通穴211や斜面201が形成されていることの効果については後に説明する。
第1支持部210は、補助部材400の下端よりも、更に下方側となる位置まで伸びている。第2支持部220は、第1支持部210のうち下方側部分からy方向側に向けて伸びるように形成されている。第2支持部220の上端面は、第1支持部210の上端面よりも低くなっている。補助部材400は、この第2支持部220によって下方側から支持されている。図4に示されるように、補助部材400上端面は、第1支持部210の上端面と概ね同一の平面上に位置している。
図4に示されるように、下部フレーム200のうち第1支持部210と前記第2支持部220との間となる位置には、下部フレーム200を上下に貫くように開口SLが形成されている。開口SLは、x軸に沿って伸びるようなスリット状の開口となっている。開口SLの位置は、第1支持部210と補助部材400との間に形成された隙間の直下となる位置である。
図1に戻って説明を続ける。上部フレーム300は、ブレード100を上方側から回転自在に支持するものである。既に述べたように、上部フレーム300には、これを上下方向に貫く貫通穴310が形成されており、ブレード100に形成された不図示の突起が貫通穴310に下方側から挿通されている。これにより、ブレード100は、当該突起の中心軸周りに回転可能な状態で支持されている。
アクチュエータ500は、ブレード100を回転させるための駆動力を発生させる回転電機である。アクチュエータ500は、上部フレーム300の上面のうち、複数の貫通穴310のうちの一つの直上となる位置に配置されている。アクチュエータ500の駆動軸は、この貫通穴310を介して、その直下にあるブレード100に接続されている。このため、アクチュエータ500の駆動力は、その直下にあるブレード100に直接伝達される。また、当該駆動力は、補助部材400を介してその他のブレード100にも伝達される。アクチュエータ500の動作は、後述の制御装置600(図5)により制御される。
補助部材400は、上記のように、アクチュエータ500の駆動力をそれぞれのブレード100に伝達し、ブレード100を同時に動作させるための部材である。補助部材400は、その長手方向をx軸に沿わせた状態で、下部フレーム200のうち第2支持部220の上面に設置されている。このように、本実施形態では、補助部材400がブレード100の下方側となる位置に配置されている。
尚、溝212はy方向側において開放されているのであるが、突起111がy方向側に移動して溝212から外れてしまうことは、補助部材400によって防止されている。つまり、補助部材400は、それぞれのブレード100に駆動力を伝達して動作させる機能と、それぞれのブレード100がフレーム200から脱落してしまうことを防止する機能と、の両方を有する部材となっている。このような構成に換えて、補助部材400が上記2つの機能のうち一方のみを有しているような構成であってもよい。 補助部材400の上面には、既に述べたように、ブレード100の突起122を収容するための溝410が複数形成されている。図2に示されるように、溝410は、補助部材400の上面から下方側に向けて後退するように形成された溝であって、y軸に沿って伸びる直線状の溝として形成されている。
補助部材400の上面のうち、第1支持部210とは反対側(つまりy方向側)となる部分には、斜面401が形成されている。斜面401は、y方向側に行くほど下るような傾斜面となっている。補助部材400のうち斜面401が形成されている部分(つまり上面)は、ブレード100と対向する部分となっている。このような斜面401が形成されていることの効果については後に説明する。
図2を主に参照しながら、シャッター装置10の動作について説明する。図2は、下部フレーム200及び補助部材400を上方側から見て描いた図となっている。同図においては、ブレード100は、突起111及び122のみが実線で描かれている。また、ブレード100の本体部分は点線で描かれている。
アクチュエータ500が駆動されると、その直下にあるブレード100が突起111の中心軸周りに回転する。その際、当該ブレード100に設けられた突起122が溝410の内面に当たることにより、補助部材400はx軸に沿った方向の力を受けて、同方向に移動する。
例えば、上面視において時計回り方向にアクチュエータ500の駆動軸(及びその直下にあるブレード100)が回転した場合には、図2において矢印で示されるように、補助部材はx方向に移動することとなる。
補助部材がx方向に移動すると、それぞれのブレード100に設けられた突起111は、溝410の内面からx方向の力を受ける。当該力により、アクチュエータ500の直下にあるブレード100以外のブレード100も、上面視において時計回り方向に回転する。尚、このときの突起111は、溝410に沿って-y方向に移動することとなる。
このように、アクチュエータ500の駆動力が補助部材400によって各ブレード100に伝達されることにより、全てのブレード100が同時に且つ同方向に移動する。アクチュエータ500の駆動軸が上記とは反対方向に回転する場合でも同様である。
ところで、車両に搭載されるシャッター装置10には、フロントグリルから侵入した小石などの異物が到達することがある。ブレード100と、これを支持する下部フレーム200との間等に異物が入り込んでしまうと、異物によってシャッター装置10の動作が妨げられてしまう可能性がある。特に、本実施形態のように、上下方向に伸びるブレード100の下端部を下部フレーム200が支持する構成のシャッター装置においては、下部フレーム200に異物が堆積しやすい。このため、当該上面に沿って回転するブレード100の動きが、異物によって妨げられてしまう可能性が高い。
そこで、本実施形態に係るシャッター装置10では、複数の異物除去機構によって、下部フレーム200の上等に存在する異物を除去し得る構成となっている。このような異物除去機構について、図4を主に参照しながら説明する。図4において符号OBが付されているのは、下部フレーム200や補助部材400の上面に存在する異物である。当該異物のことを、以下では「異物OB」と表記する。尚、図4では、下部フレーム200及び補助部材400の断面のみが示されており、ワイパー部121は点線で模式的に示されている。
本実施形態では、既に述べたように、ブレード100の下端部近傍にワイパー部121が形成されている。ワイパー部121の下方側の表面は、下部フレーム200のうち第1支持部210の上面、及び補助部材400の上面のそれぞれに対して平行となっており、且つそれぞれに対して近接している。このため、ブレード100が回転し、ワイパー部121が矢印の方向に移動すると、第1支持部210や補助部材400の上面に存在する異物OBは、ワイパー部121によってy方向側に掻き出される。
また、ブレード100が逆方向に回転し、ワイパー部121が矢印とは反対の方向に移動すると、第1支持部210や補助部材400の上面に存在する異物OBは、ワイパー部121によって-y方向側に掻き出される。
このように、それぞれのブレード100に設けられたワイパー部121は、異物OBを除去するための異物除去機構の一つとして機能する。尚、本実施形態では、ブレード100の下端部が、第1支持部210の上面に近接している。このため、上記のような異物OBの掻き出しはブレード100の下端部によっても行われることがある。
ワイパー部121等によって掻き出された異物OBの一部は、y方向側に移動して斜面401の上に到達する。当該異物は、重力により斜面401に沿って落下し、シャッター装置10から排出される。このように、補助部材400に形成された斜面401も、異物OBを除去するための異物除去機構の一つとして機能する。
同様に、ワイパー部121等によって掻き出された異物OBの一部は、-方向側に移動して斜面201の上に到達する。当該異物は、重力により斜面201に沿って落下し、シャッター装置10から排出される。このように、下部フレーム200に形成された斜面201も、異物OBを除去するための異物除去機構の一つとして機能する。
ワイパー部121等によって掻き出された異物OBの一部は、第1支持部210の上面に沿って移動する際に、貫通穴211を通ってシャッター装置10から排出される。このように、下部フレーム200に形成された貫通穴211も、異物OBを除去するための異物除去機構の一つとして機能する。
また、ワイパー部121等によって掻き出された異物OBの一部は、第1支持部210の上面に沿って移動する際に、第1支持部210と補助部材400との間の隙間に入り込むことがある。ただし、当該隙間の直下となる位置には開口SLが形成されているので、上記隙間に入り込んだ異物OBは、開口SLを通ってシャッター装置10から排出される。このように、下部フレーム200に形成された開口SLも、異物OBを除去するための異物除去機構の一つとして機能する。
以上のように、本実施形態に係るシャッター装置10では、複数の異物除去機構によって異物OBの排出が促進される。異物の排出は、ブレード100が回転する度に行われるので、シャッター装置10において多量の異物OBが堆積してしまうことは無い。このため、異物OBによってシャッター装置10の動作が妨げられてしまう可能性は非常に低くなっている。
シャッター装置10が備える制御装置600について、図5を参照しながら説明する。制御装置600は、各ブレード100の動作を制御するための装置である。制御装置600は、CPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。制御装置600は、機能的な制御ブロックとして、制御部610と、記憶部620と、を有している。
制御部610は、アクチュエータ500の動作を制御し、これによりブレードの動作を制御する部分である。本実施形態のアクチュエータ500は、駆動軸の回転角度を検知するエンコーダや、回転トルクを測定するトルクセンサ等(いずれも不図示)を内蔵している。エンコーダによって検知された回転角度、及びトルクセンサによって測定されたトルクの値は、いずれも制御部610により取得される。制御部610は、上記の回転角度を換算することにより、現時点における各ブレード100の開度を常に把握している。制御部610は、ブレード100の開度が目標開度に一致するようにアクチュエータ500を動作させる。
記憶部620は、制御装置600に設けられた不揮発性の記憶装置である。記憶部620には、制御部610が行う処理に必要な種々の情報が記憶されている。
本実施形態に係るシャッター装置10では、上記のように異物除去機構を備えることにより、異物OBによりブレード100の動作が妨げられてしまうことを防止している。しかしながら、異物OBが噛み込んでしまう可能性を完全に0とすることは難しい。そこで、本実施形態に係る制御装置600では、異物OBが噛み込んでしまった場合には、ブレード100の動作によって異物OBの除去を試みるような制御を行うように構成されている。
当該制御の具体的な内容について、図6を参照しながら説明する。図6に示される一連の処理は、ブレード100を回転させている際において、これと並行して制御装置600により実行される処理となっている。
最初のステップS01では、ブレード100が目標開度に到達しないうちに停止してしまったか否かが判定される。当該判定は、アクチュエータ500から送信されるトルクの値や、回転角度の変化に基づいて行われる。ブレード100が動作中である場合、又は、ブレード100が目標開度に到達した場合には、図6に示される一連の処理を終了する。ブレード100が目標開度に到達しないうちに停止してしまった場合には、ステップS02に移行する。
ステップS02では、現時点における開度、すなわちブレード100の停止時における開度が、記憶部620により記憶される。
ステップS02に続くステップS03では、ブレード100を、それまでとは反対の方向に回転させる処理が行われる。「それまでとは反対の方向」とはすなわち、目標開度に近づく方向とは反対の方向のことである。ブレード100をこのように逆方向に回転させる制御のことを、以下では「第1制御」とも称する。第1制御は、ブレード100を一定の角度だけ回転させるように行われてもよく、ブレード100が停止する位置(つまり全開位置又は全閉位置)まで回転させるように行われてもよい。
ステップS03に続くステップS04では、ブレード100を、目標開度に近づく方向に回転させ始める処理が行われる。ブレード100をこのように回転させる制御、すなわち、第1制御の後に再びブレード100の開度を目標開度に近づけるような制御のことを、以下では「第2制御」とも称する。第2制御は、ブレード100の開度が目標開度に到達するまで行われる。
ステップS04において第2制御が開始されると、目標開度への到達を待つことなくステップS05に移行する。ステップS05では、ステップS01と同様に、ブレード100が目標開度に到達しないうちに停止してしまったか否かが判定される。
ブレード100が動作中である場合には、ブレード100の開度が目標開度に到達するまでの間、ステップS05の処理が繰り返し実行される。ブレード100の開度が目標開度に到達すると、図6に示される一連の処理を終了する。
ステップS05において、ブレード100が目標開度に到達しないうちに停止してしまった場合には、ステップS06に移行する。ステップS06では、現時点におけるブレード100の回転角度が、ステップS02において記憶された回転角度と同じか否かが判定される。それぞれの回転角度が互いに異なる場合には、異物OBが噛み込んでいる状態が、第1制御及び第2制御の実行により、前回から変化したということである。この場合、第1制御及び第2制御を再度実行すれば、異物OBが除去される可能性がある。そこで、この場合にはステップS02以降の処理が再度実行される。
現時点におけるブレード100の回転角度が、ステップS02において記憶された回転角度と同じであった場合には、ステップS07に移行する。この場合には、異物OBが噛み込んでいる状態が、第1制御及び第2制御を実行しても変化しなかったということである。この場合、第1制御及び第2制御を再度実行しても、異物OBが除去される可能性は低い。そこで、ステップS07では、ブレード100の動作制御が中断される。
以上に説明したように、ブレード100の開度が目標開度に到達しないうちに、ブレード100の回転が停止してしまった場合には、制御部610は、第1制御を行った後で第2制御を実行する。また、制御部610は、ブレード100の開度が目標開度に到達するまで、第1制御と第2制御とを繰り返す。これにより異物OBが除去されて、ブレード100が正常に動作し得る状態となる可能性が高められる。
制御装置600は、ブレードの回転が停止してしまった際の開度を記憶する記憶部620を備える。制御部610は、第2制御の実行中において、記憶部620に記憶された開度と同じ開度においてブレード100の回転が停止した場合には、ブレード100の制御を中断する(ステップS06)。これにより、第1制御及び第2制御が無駄に繰り返されてしまうような事態が防止される。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、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およびその配置、条件、形状などは、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。
Claims (11)
- 複数枚設けられた板状の部材であって、それぞれが上下方向に沿った回転軸を中心に回転することにより、空気の流れを遮断する状態と、空気の流れを遮断しない状態と、を切り換えるブレード(100)と、
前記ブレードを、少なくとも下方側から回転自在に支持するフレーム(200)と、
前記フレーム上に存在する異物(OB)を除去する異物除去機構(121,201,211,401,SL)と、を備えたシャッター装置。 - 前記異物除去機構には、前記ブレードのうち前記フレームの近傍となる部分から、前記フレームの表面に沿って突出するように形成されたワイパー部(121)が含まれる、請求項1に記載のシャッター装置。
- 前記異物除去機構には、前記フレームを上下方向に貫くように形成された貫通穴(211)が含まれる、請求項1に記載のシャッター装置。
- 前記異物除去機構には、前記フレームのうち前記ブレードと対向する部分に形成された斜面(201)が含まれる、請求項1に記載のシャッター装置。
- 前記ブレードの下方側には、それぞれの前記ブレードに駆動力を伝達して動作させる機能、もしくはそれぞれの前記ブレードが前記フレームから脱落してしまうことを防止する機能、のうち少なくとも一つを有する補助部材(400)が配置されている、請求項1に記載のシャッター装置。
- 前記異物除去機構には、前記補助部材のうち前記ブレードと対向する部分に形成された斜面(401)が含まれる、請求項5に記載のシャッター装置。
- 前記フレームは、
水平方向に沿って前記補助部材と隣り合う部分である第1支持部(210)と、
前記補助部材を下方側から支持する部分である第2支持部(220)と、を有しており、
前記フレームのうち前記第1支持部と前記第2支持部との間となる位置には、前記フレームを上下に貫くようにスリット状の開口(SL)が形成されている、請求項5に記載のシャッター装置。 - 前記ブレードの動作を制御する制御部(610)を更に備える、請求項1に記載のシャッター装置。
- 前記ブレードの開度が目標開度に到達しないうちに、前記ブレードの回転が停止してしまった場合には、
前記制御部は、
前記ブレードを、前記目標開度に近づく方向とは反対の方向に回転させる第1制御を行った後、
前記ブレードの開度が目標開度に近づく方向に、前記ブレードを再度回転させる制御である第2制御を実行する、請求項8に記載のシャッター装置。 - 前記制御部は、
前記ブレードの開度が目標開度に到達するまで、前記第1制御と第2制御とを繰り返す、請求項9に記載のシャッター装置。 - 前記ブレードの回転が停止してしまった際の開度を記憶する記憶部(620)を更に備え、
前記制御部は、
前記第2制御の実行中において、前記記憶部に記憶された開度と同じ開度において前記ブレードの回転が停止した場合には、前記ブレードの制御を中断する、請求項10に記載のシャッター装置。
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