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技術 空気導入装置および空気導入装置の製造方法

出願人 サカエ理研工業株式会社
発明者 坂口慶祐
出願日 2016年5月30日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-107465
公開日 2017年12月7日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-213937
状態 特許登録済
技術分野 推進装置の冷却,吸排気,燃料タンクの配置 プラスチック等の注型成形、圧縮成形
主要キーワード ドット柄 可動フィン 楕円柱形状 フロンド 回転体制 フレーム端 空気導入装置 導入状態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年12月7日)のものです。
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図面 (20)

課題

導入する空気量を制御し、小型化可能な空気導入装置を提供する。

解決手段

空気導入装置51は、案内部40、板状部材61、62、中間部材71、72および回転体81を備える。中間部材71、72は、複数の板状部材61、62の間に設けられ、弾性変形可能である。回転体81が一方向に回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って移動して流路241−243を閉じる。回転体81が他方向に回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72は案内部40に沿って移動して流路241−243を開き、回転体81は板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取る。これにより、導入する空気量を制御でき、中間部材71、72が弾性変形できるため、回転体81は板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取ることができる。このため、空気導入装置51を小型化できる。

概要

背景

従来、エンジンルームの温度を調整するため、エンジンルームに空気を導入する空気導入装置が車両に設けられている。空気導入装置は、フロントグリルまたはラジエータグリルとも呼ばれている。特許文献1に記載のように、空気導入装置は空気を導入する開口部の開閉動作をすることによってエンジンルーム内への空気の導入状態を制御するグリルシャッタが設けられている。

概要

導入する空気量を制御し、小型化可能な空気導入装置を提供する。空気導入装置51は、案内部40、板状部材61、62、中間部材71、72および回転体81を備える。中間部材71、72は、複数の板状部材61、62の間に設けられ、弾性変形可能である。回転体81が一方向に回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って移動して流路241−243を閉じる。回転体81が他方向に回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72は案内部40に沿って移動して流路241−243を開き、回転体81は板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取る。これにより、導入する空気量を制御でき、中間部材71、72が弾性変形できるため、回転体81は板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取ることができる。このため、空気導入装置51を小型化できる。

目的

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、導入する空気量を制御し、小型化可能な空気導入装置およびその製造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両(1)に用いられる空気導入装置であって、外枠を形成するフレーム(21)と、前記フレームの内側に設けられ、前記車両の前側に開口し、前記車両の前後方向に連通する流路(241、242、243)を有する空気導入部(20)と、前記フレームに設けられ、前記車両の前後方向と交差するように延びている案内部(40)と、前記案内部に沿って移動し前記流路を開閉可能で、前記流路を閉じたとき前記空気導入部から導入される空気を遮断する複数の板状部材(61、62)と、複数の前記板状部材の間に設けられ、弾性変形可能な中間部材(71、72)と、前記板状部材および前記中間部材に係合し、回転可能に形成されており、一方向に回転したとき、前記板状部材および前記中間部材が前記案内部に沿って移動して前記流路を閉じ、他方向に回転したとき、前記板状部材および前記中間部材が前記案内部に沿って移動して前記流路を開き、前記板状部材および前記中間部材を巻き取る回転体(81、82)と、を備える空気導入装置。

請求項2

前記板状部材は、前記板状部材のヤング率(Ep)が前記中間部材のヤング率(Ei)よりも大きくなるように形成されている請求項1に記載の空気導入装置。

請求項3

前記板状部材は、前記板状部材の厚み(tp)が前記中間部材の厚み(ti)よりも大きくなるように形成されている請求項1または2に記載の空気導入装置。

請求項4

前記板状部材は、前記板状部材の幅(Wp)が前記中間部材の幅(Wi)よりも大きくなるように形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載の空気導入装置。

請求項5

前記回転体の回転速度(ω)を変更して、前記回転体を制御可能な回転体制御部(90)をさらに備え、前記回転体制御部は、前記車両の車速(Vc)に基づいて前記回転体の回転速度を変更するように、前記回転体を制御する請求項1から4のいずれか一項に記載の空気導入装置。

請求項6

車両(1)に用いられる空気導入装置であって、外枠を形成するフレーム(21)と、前記フレームの内側に設けられ、前記車両の前側に開口し、前記車両の前後方向に連通する流路(241、242、243)を有する空気導入部(20)と、前記フレームに設けられ、前記車両の前後方向と交差するように延びている案内部(40)と、前記案内部に沿って移動し前記流路を開閉可能で、前記流路を閉じたとき前記空気導入部から導入される空気を遮断する複数の板状部材(61、62)と、前記板状部材の間に設けられ、弾性変形可能な中間部材(71、72)と、前記板状部材および前記中間部材に係合し、回転可能に形成されており、一方向に回転したとき、前記板状部材および前記中間部材が前記案内部に沿って移動して前記流路を閉じ、他方向に回転したとき、前記板状部材および前記中間部材が前記案内部に沿って移動して前記流路を開き、前記板状部材および前記中間部材を巻き取る回転体(81、82)と、を備える空気導入装置の前記板状部材および前記中間部材の製造方法であって、前記板状部材および前記中間部材を成形可能なキャビティ(100)を有する金型(103)を準備する金型準備工程と、前記板状部材の成形に用いられる溶融材料を第1溶融材料(101)とし、前記中間部材の成形に用いられる溶融材料を第2溶融材料(102)とすると、前記第1溶融材料から前記第2溶融材料へ順番に溶融材料を前記キャビティに注入する溶融材料注入工程と、全ての材料が硬化した後に、一体に成形された前記板状部材および前記中間部材を前記キャビティから取り出す溶融材料硬化工程と、を含む前記板状部材および前記中間部材の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、車両に用いられる空気導入装置およびその製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、エンジンルームの温度を調整するため、エンジンルームに空気を導入する空気導入装置が車両に設けられている。空気導入装置は、フロントグリルまたはラジエータグリルとも呼ばれている。特許文献1に記載のように、空気導入装置は空気を導入する開口部の開閉動作をすることによってエンジンルーム内への空気の導入状態を制御するグリルシャッタが設けられている。

先行技術

0003

特開2013−071621号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載のような空気導入装置は、フレームに支持されている可動フィンが回転することによって、流路開閉を行うように構成されている。可動フィンが回転するため、塞ぎたい流路の幅が車両の前後方向に必要であり、大きなスペースが必要となる。
一方、空気導入装置は、車両の居住性を良くするため、限られたスペース内に搭載する必要があり、小型化が求められている。

0005

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、導入する空気量を制御し、小型化可能な空気導入装置およびその製造を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、車両(1)に用いられる空気導入装置である。
空気導入装置は、フレーム(21)、空気導入部(20)、案内部(40)、板状部材(61、62)、中間部材(71、72)および回転体(81、82)を備える。
フレームは、外枠を形成する。
空気導入部は、フレームの内側に設けられ、車両の前側に開口し、車両の前後方向に連通する流路(241、242、243)を有する。

0007

案内部は、フレームに設けられ、車両の前後方向と交差するように延びている。
板状部材は、複数設けられ、案内部に沿って移動し流路を開閉可能で、流路を閉じたとき空気導入部から導入される空気を遮断する。
中間部材は、複数の前記板状部材の間に設けられ、弾性変形可能である。

0008

回転体は、前記板状部材および前記中間部材に係合し、回転可能に形成されている。
回転体は、一方向に回転したとき、板状部材および中間部材が案内部に沿って移動して流路を閉じる。
また、回転体は、他方向に回転したとき、板状部材および中間部材が案内部に沿って移動して流路を開き、板状部材および中間部材を巻き取る。

0009

回転体が回転し、板状部材が流路を開閉することによって、導入する空気量を制御できる。また、中間部材が弾性変形可能であるため、回転体が回転したときに、中間部材が変形して、回転体に追従し、板状部材および中間部材を巻き取ることができる。板状部材および中間部材を巻き取ることができるため、空気導入装置の前後方向の距離を小さくすることができ、空気導入装置を小型化できる。

0010

もう1つの発明は、上記空気導入装置の板状部材および中間部材の製造方法として提供される。
板状部材および中間部材の製造方法は、金型準備工程溶融材料注入工程および溶融材料硬化工程を含む。

0011

金型準備工程では、板状部材および中間部材を成形可能なキャビティ(100)を有する金型(103)を準備する。
板状部材の成形に用いられる溶融材料を第1溶融材料(101)とし、中間部材の成形に用いられる溶融材料を第2溶融材料(102)とする。
溶融材料注入工程では、第1溶融材料から第2溶融材料へ順番に溶融材料をキャビティに注入する。
溶融材料硬化工程では、全ての材料が硬化した後に、一体に成形された板状部材および中間部材をキャビティから取り出す。

0012

第1溶融材料から第2溶融材料へ順番に、溶融材料をキャビティに注入し、第1溶融材料および第2溶融材料が硬化し、板状部材と中間部材とを一体に成形することによって、板状部材と中間部材とを組み立てる工数が削減される。また、板状部材および中間部材の不良率が低減し、空気導入装置を低コスト化でき、板状部材と中間部材との接着性が向上し、空気導入装置の耐久性が向上する。

図面の簡単な説明

0013

本発明の第1実施形態による空気導入装置が用いられる車両の構成図。
図1のIIから見た矢視図。
図2のIII部拡大図。
図3のIV−IV線断面図。
図4のV−V線断面図。
本発明の第1実施形態による空気導入装置が流路を閉じたときの断面図。
図6のVII−VII線断面図。
本発明の第1実施形態による空気導入装置の作用と冷却液温度との関係を示す特性図。
本発明の第1実施形態による空気導入装置が空気を遮断する作用図。
本発明の第1実施形態による空気導入装置が空気を導入する作用図。
本発明の第1実施形態による空気導入装置の作用を説明するためのタイムチャート
本発明の第2実施形態による空気導入装置の断面図。
本発明の第3実施形態による空気導入装置の断面図。
図13のXIV−XIV線断面図。
本発明の第4実施形態による空気導入装置の正面図。
図15のXVI−XVI線断面図。
本発明の第1実施形態による空気導入装置における板状部材および中間部材の製造方法に用いられる金型の断面図。
その他の実施形態による空気導入装置の断面図。
その他の実施形態による空気導入装置の断面図。
(a)比較例1の空気導入装置が流路を開いているときの左右方向の断面図。(b)比較例1の空気導入装置が流路を閉じているときの左右方向の断面図。
(a)比較例2の空気導入装置が流路を開いているときの左右方向の断面図。(b)比較例2の空気導入装置が流路を閉じているときの左右方向の断面図。

実施例

0014

以下、本発明の実施形態による空気導入装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明する。また、「本実施形態」という場合、第1から第4実施形態を包括する。これらの実施形態の空気導入装置は、車両の前部に設けられる。

0015

本実施形態の空気導入装置に用いられる車両1について説明する。
図1に示すように、車両1は、ボンネット7と、バンパー8と、ボディ10の側部と、でエンジンルーム11が区画形成されており、エンジンルーム11内に内燃機関であるエンジン12が搭載されている。

0016

(第1実施形態)
図2に示すように、空気導入装置51は、車両1の前部に設けられ、車両1のボンネット7とバンパー8との間であって、両ヘッドライト9の間に設けられている。車両1の前進方向を「前」とし、車両1の後退方向を「後」とする。また、ボンネット7側を「上」とし、車両1のタイヤ6側を「下」とし、上下方向は、車高高さと同一である。さらに、前進方向から見て右側を「右」とし、前進方向から見て左側を「左」とし、左右方向は、車幅方向と同一である。

0017

図3に示すように、空気導入装置51は、フレーム21、「仕切り部材」としての複数のルーバー22、23および空気導入部20を備える。図3において、空気導入部20の所在を明確にするために、空気導入部20に相当する箇所をドット柄で示す。
また、図4および図5に示すように、空気導入装置51は、2つの案内部40、複数の板状部材61、62、複数の中間部材71、72、回転体81および回転体制御部90を備える。

0018

図4に示すように、フレーム21は、階的に折れ曲がっており、外枠を形成する。
フレーム21は、フレーム上部延長部35とフレーム下部延長部36とを有する。
フレーム上部延長部35は、フレーム21の上部に位置するフレーム上部25の下端から後退方向に延びている。
フレーム下部延長部36は、フレーム21の下部に位置するフレーム下部26の上端から後退方向に延びている。フレーム下部延長部36は、フレーム上部延長部35よりも短く形成されている。

0019

ルーバー22、23は、左右方向の断面がL字形状で、板状に形成され、フレーム上部25およびフレーム下部26の間に設けられており、意匠部28、29、突出部30、31および延長部32、33を有する。
意匠部28、29は、車両1の前側に形成され、上下方向に延びている。ルーバー22、23のL字形状の断面は、意匠部28、29と突出部30、31とで形成される。

0020

突出部30、31は、意匠部28、29の上端から後退方向に突き出ている。
延長部32、33は、意匠部28、29の下端から後退方向に延びており、突出部30、31と同一方向に延びており、突出部30、31よりも短く形成されている。

0021

空気導入部20は、フレーム21の内側に設けられ、複数の流路241−243を有し、前方から後方に向かって空気が流れ、車両1の外側から空気を導入可能である。
流路241−243は、フレーム上部25、フレーム下部26およびルーバー22、23によって複数に仕切られており、前側に開口し、前後方向に連通している。
流路241は、フレーム上部25とルーバー22とによって区画形成され、流路242は、ルーバー22とルーバー23とによって区画形成され、流路243は、ルーバー23とフレーム下部26とによって区画形成されている。

0022

流路241が開口する面積開口面積A1とし、流路242が開口する面積を開口面積A2とし、流路243が開口する面積を開口面積A3とする。
空気導入部20は、外部から流路241−243を経由してエンジンルーム11に空気を導入する。導入された空気は、エンジンルーム11内を冷却するために用いられる。

0023

エンジンルーム11内には、ラジエータ13が搭載されている。
ラジエータ13は、エンジン12内の冷却液経路であるウオータジャケットを経由して、高温になった冷却液が送られる。空気導入部20により導入された空気でラジエータ13の高温になった冷却液が冷却される。冷却液は、例えば、水が用いられる。

0024

図4および図5に示すように、案内部40は、左右方向におけるフレーム21のフレーム端部211の後側に1つずつ設けられ、前後方向と交差するように上下方向に延びており、円柱形状に形成されている。
案内部40は、係合溝41が側面42の全面に形成されている。
係合溝41は、左右方向に開口しており、案内部40の上端部43から案内部40の下端部44に向かって貫通するように形成されている。案内部40の内側面の一面を一端面45とし、一端面45に対向する面を対向面46とする。一端面45から対向面46までの距離を前後方向における係合溝41の幅とし、溝幅Wとする。

0025

板状部材61、62は、板状に形成され、フレーム21の後側に設けられ、後述の回転体81に巻回され、回転体81の側壁83に係合されている。
また、板状部材61、62は、係合溝41を介して、案内部40に沿って、上下方向に移動可能で、流路241−243を開閉可能に形成されている。
板状部材61、62は、流路241−243を開くとき、流路241−243を経由して空気導入部20から空気を導入する。

0026

図6および図7に示すように、板状部材61、62は、流路241−243を閉じるとき、空気導入部20から導入される空気を遮断する。ここで、流路241−243から導入される空気量がゼロではなく、導入される空気量が減少する程度においても、流路241−243から導入される空気が遮断されるとする。

0027

板状部材61、62は、ASAで形成されている。
ASAは、耐久性・耐衝撃性加工性等に優れたABS樹脂の特性に加え、弾性耐候性強化した高機能性スチレン樹脂である。ASAは、アクリロニトリルスチレンアクリレートのことであり、ABSは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンの3成分からなる熱可塑性樹脂のことである。

0028

中間部材71、72は、板状に形成され、フレーム21の後側に設けられ、板状部材61、62と同様に、後述の回転体81に巻回され、回転体81の側壁83に係合されている。
中間部材71、72は、複数の板状部材61、62の間に設けられており、弾性変形可能に形成されている。また、中間部材71、72は、板状部材61、62とともに、案内部40に沿って移動可能で、流路241−243を開閉可能に形成されている。図中において、中間部材71、72は、所在を明確にするため、ドット柄で記載している。また、図5において、中間部材71、72と流路241−243とを区別するため、流路241−243を網掛け状のハッチングで記載している。

0029

中間部材71、72は、TPOで形成されており、ゴムのような性質を持ちながら、プラスチックと同様の成形加工が可能な合成樹脂で形成されている。TPOは、オレフィン系エラストマーで、ポリプロピレンの中に、エチレンプロピレンゴムを微分散した熱可塑性エラストマーである。TPOで形成されているため、中間部材71、72は弾性変形しやすくなっている。

0030

板状部材61、62のヤング率をEpとし、板状部材61、62の幅を板状部材幅Wpとし、板状部材61、62の厚みを板状部材厚tpとする。また、中間部材71、72のヤング率Eiとし、中間部材71、72の幅を中間部材幅Wiとし、中間部材71、72の厚みを中間部材厚tiとする。板状部材幅Wp、板状部材厚tp、中間部材幅Wiおよび中間部材厚tiは、板状部材61、62が流路241−243を閉じたときの長さとする。
板状部材幅Wpおよび中間部材幅Wiは、上下方向における長さであり、板状部材厚tpおよび中間部材厚tiは、前後方向における長さである。

0031

案内部40、板状部材61、62および中間部材71、72は、以下関係式(1)、関係式(2)および(3)を満たすように調整されている。関係式(1)のように、溝幅W、板状部材厚tpおよび中間部材厚tiが等しいため、板状部材61、62および中間部材71、72は、案内部40に係合可能で、案内部40に沿って移動可能である。ここで、「=」は、常識的な誤差範囲を含む。本明細書中では、「=」、「同一」、「等しく」、「等しい」は、同様に拡大解釈するものとする。
Ep>Ei ・・・(1)
W=tp=ti ・・・(2)
Wp>Wi ・・・(3)

0032

回転体81は、フレーム下部26側に設けられており、円柱形状に形成されており、左右方向に延びている。
また、回転体81は、板状部材61、62および中間部材71、72に係合し、回転可能に形成されている。

0033

回転体81が回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を開閉する。回転体81の直径をdとする。本実施形態では、回転体81の回転方向の一方向を、左右方向に延びている軸を中心軸として反時計回りとし、回転体81の回転方向の他方向を、左右方向に延びている軸を中心軸として時計回りとする。一方向を、左右方向に延びている軸を中心軸として時計回りとし、他方向を、左右方向に延びている軸を中心軸として反時計回りとしてもよい。

0034

回転体81が一方向に回転したとき、流路241−243が閉じる方向に板状部材61および中間部材71が案内部40に沿って移動する。板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って移動したとき、板状部材61、62および中間部材71、72は、流路241−243に対向し、上下方向に配列される。このとき、板状部材61の1つが回転体81の側壁83に係合される。

0035

回転体81が他方向に回転したとき、流路241−243が開く方向に板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って移動する。案内部40に沿って移動した板状部材61および中間部材71が側壁83と係合する。
回転体81が他方向にさらに回転したとき、板状部材62および中間部材72が側壁83と係合する。次に、板状部材61および中間部材71が側壁83に係合し、板状部材61、62および中間部材71、72は順に側壁83に係合される。

0036

板状部材61、62および中間部材71、72が側壁83に係合された後、板状部材61、62および中間部材71、72同士が係合する。
このように、回転体81が他方向に回転したとき、回転体81は、板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取る。

0037

回転体制御部90は、CPU、ROM、RAMおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータにより構成されている。回転体制御部90は、図示はしないが、液温センサおよび回転速度センサが設けられている。
液温センサは、ラジエータ13に送られる冷却液の冷却液温度T[℃]を測定可能である。
回転速度センサは、回転体81の回転速度ω[rpm]を測定可能である。
回転体制御部90は、回転速度センサから取得した回転速度ωに基づいて、回転速度ωを変更するフィードバック制御が可能である。

0038

回転体制御部90は、車両1の状況に基づいて回転速度ωを変更するように、回転体81を制御可能である。
エンジン12が始動開始した時刻を始動開始時刻x0とし、エンジン12の始動開始時刻x0からの所定時間をPとする。始動開始時刻x0における空気導入装置51の初期状態は、板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を開いた状態で設定されている。
また、車両1の速度を車速Vc[km/h]とし、車速Vcにおいて予め設定される速さを設定車速Vc_f[km/h]とする。さらに、冷却液温度Tにおいて、予め設定される閾値温度最小閾値T_min[℃]および最大閾値T_max[℃]とする。

0039

設定車速Vc_f、最小閾値T_minおよび最大閾値T_maxは、車両1の車種、エンジン12、開口面積A1、A2、A3または車両1が用いられる環境等により変化し、実験シミュレーション等によって求めることができる。
回転体制御部90は、エンジン12の始動とともに処理を開始する。

0040

(作用)
空気導入装置51の作用について、図8図9図10および図11のタイムチャートを参照して説明する。回転体81が反時計回りに回転するときの回転速度ωを正の値とし、回転体81が時計回りに回転するときの回転速度ωを負の値とする。

0041

まず、回転体制御部90は、始動開始時刻x0に液温センサから冷却液温度Tを取得する。
図8に示すように、冷却液温度Tが最小閾値T_min未満のとき、強制的に回転速度ωが正の値になるように変更し、回転体81が反時計回りに回転するように、回転体制御部90は回転体81を制御する。

0042

図9に示すように、回転体81が反時計回りに回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って、上方向に移動する。板状部材61、62および中間部材71、72の上方向への移動が完了したとき、回転体制御部90は回転速度ωをゼロにし、回転体81が停止する。上方向に移動した板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を閉じ、エンジンルーム11内に導入される空気が遮断され、エンジンルーム11内の暖機が促進される。

0043

図8に戻って、冷却液温度Tが最大閾値T_maxを超え、流路241−243が閉じた状態であるとき、強制的に回転速度ωが負の値になるように変更し、回転体81が時計回りに回転するように、回転体制御部90は回転体81を制御する。
図10に示すように、板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を開くように、回転体制御部90は回転体81を強制的に制御する。流路241−243からエンジンルーム11内に空気が導入されることによって、空気導入装置51は、エンジンルーム11内の過熱を防止する。

0044

冷却液温度Tが最小閾値T_min以上最大閾値T_max以下の範囲であるとき、回転体制御部90は、冷却液温度Tを取得しつつ、車速Vcに基づいて回転速度ωを変更して、回転体81を制御する。

0045

図11に示すように、始動開始時刻x0から所定時間Pが経過した時刻x1まで、車速Vcはゼロである。ここで、「ゼロ」は、常識的な誤差範囲を含む。本明細書中、「ゼロ」は、同様に拡大解釈するものとする。
始動開始時刻x0から時刻x2まで、板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を開き、流路241−243からエンジンルーム11内に空気が導入されることによって、空気導入装置51は、エンジンルーム11内の過熱を防止する。
図8図11において、「開」、は、流路241−243が開いているときを表し、「閉」は、流路241−243が閉じているときを表す。

0046

時刻x1から車両1が走行し始め、車両1が低速走行から加速して時刻x2に車速Vcが設定車速Vc_fになる。
時刻x2から車両1がさらに加速し、中速高速走行して、時刻x4に車速Vcが最大車速Vc_maxになる。最大車速Vc_maxは、例えば、法定速度前後の値である。
時刻x4から時刻x5まで、車両1は、最大車速Vc_maxで走行している。
時刻x5から車両1は減速し、時刻x6に車速が設定車速Vc_fになる。

0047

時刻x2に、回転体制御部90は回転速度ωが一定値で正の値になるように回転速度ωを変更し、回転体81が反時計回りに回転する。回転体81が反時計回りに回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って、上方向に移動する。
時刻x3に、板状部材61、62および中間部材71、72が上方向への移動が完了する。板状部材61、62および中間部材71、72の移動が完了したとき、回転体制御部90は回転速度ωをゼロにし、回転体81が停止する。

0048

上方向に移動した板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を閉じ、エンジンルーム11内に導入される空気が遮断される。
時刻x3から時刻x6まで、板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243からエンジンルーム11内に導入される空気を遮断して、車両1の空気抵抗が低減され、車両1の燃費が向上する。

0049

時刻x6から車両1はさらに減速し、時刻x7に車速Vcがゼロになる。
時刻x6に、回転体制御部90は、回転速度ωが一定値で負の値になるように回転速度ωを変更し、回転体81が時計回りに回転する。回転体81が時計回りに回転したとき、板状部材61、62および中間部材71、72が案内部40に沿って下方向に移動し、回転体81に巻き取られる。

0050

時刻x7に、板状部材61、62および中間部材71、72の巻き取りが完了し、回転体制御部90は回転速度ωをゼロにし、回転体81が停止する。
時刻x7以降に、時刻x3から時刻x4までと同様に、流路241−243からエンジンルーム11内に空気が導入される空気によって、エンジンルーム11内の過熱を防止する。
なお、時刻x2から時刻x3まで、時刻x6から時刻x7までの時間は、短時間であり、車両1の状態に影響を及ぼさないように、回転体制御部90は、回転速度ωを調整する。また、時刻x0から時刻x7までに、冷却液温度Tが最小閾値T_min未満または最大閾値T_maxを超えるとき、回転体制御部90は、強制的に流路241−243の開閉を行うように、回転体81を制御する。

0051

ところで、空気導入装置は、車両の居住性を良くするため、限られたスペース内に搭載する必要があり、小型化が求められている。
図20(a)、(b)に示すように、従来、空気導入装置58は、フレーム581に支持されている可動フィン582が回転することによって、流路583−585の開閉を行うように構成されている。可動フィン582が回転するため、塞ぎたい幅Wfが車両の前後方向に必要であり、エンジンルーム11内に大きなスペースが必要となる。
また、図21(a)、(b)に示すように、空気導入装置59のように、可動フィン592を小さくして、可動フィン592を複数設けることによって、空気導入装置59の体格を小さくすることができるが、部品点数が増加し、コスト増加を招く虞がある。

0052

(効果)
[1]空気導入装置51は、回転体81が回転したとき、案内部40に沿って板状部材61、62および中間部材71、72が移動し、流路241−243の開閉することによって、導入する空気量を制御できる。

0053

[2]中間部材71、72が弾性変形可能であるため、回転体81が時計回りに回転したときに、中間部材71、72が変形して、回転体81の側壁83に板状部材61、62および中間部材71、72が追従する。これにより、回転体81は、板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取ることができる。
巻き取り完了後の板状部材61、62、中間部材71、72および回転体81の直径をDとすると、直径Dは、例えば、巻取り紙として近似でき、以下関係式(4)のように表すことができる。Lは、板状部材61、62および中間部材71、72が移動した距離であり、πは、円周率を表す。
回転体81が板状部材61、62および中間部材71、72を巻き取ることができるため、空気導入装置51の前後方向の距離を小さくでき、空気導入装置51は小型化できる。
D=√(4×tp×L/π+d2) ・・・(4)

0054

[3]板状部材61、62および中間部材71、72は、関係式(1)および関係式(3)を満たすように形成されている。このため、板状部材61、62および中間部材71、72が流路241−243を閉じた状態での空気導入装置51の剛性が向上し、板状部材61、62が塑性変形しにくくなる。

0055

[4]板状部材61、62および中間部材71、72は、樹脂で形成されているため、一体成形が可能になる。このため、板状部材61、62と中間部材71、72とを組み立てる工数が削減され、板状部材61、62および中間部材71、72の不良率が低減し、空気導入装置51を低コスト化できる。

0056

[5]回転体制御部90が、冷却液温度Tまたは車速Vcに基づいて、回転速度ωを変更して、回転体81を制御する。このため、車両1の状況に基づいて、板状部材61、62が流路241−243を開閉可能になるため、空気導入装置51の制御性が向上する。

0057

(第2実施形態)
第2実施形態では、板状部材および中間部材の形態を除き、第1実施形態と同様である。
図12に示すように、空気導入装置52の板状部材161、162および中間部材171、172は以下関係式(5)、(6)を満たすように、形成されている。第2実施形態において、第1実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第2実施形態では、関係式(6)によって、中間部材171、172がさらに弾性変形しやすくなり、板状部材161、162および中間部材171、172の巻き取りが回転体81によってしやすくなる。
W=tp ・・・(5)
tp>ti ・・・(6)

0058

(第3実施形態)
第3実施形態では、案内部の向き、板状部材、中間部材および回転体が移動する向きが異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
図13および図14に示すように、空気導入装置53の案内部140は、フレーム21に対し後側で、フレーム上部25側およびフレーム下部26側に1つずつ設けられている。
案内部140は、左右方向に伸びており、円柱形状に形成されており、側面142の全面に係合溝141が形成されている。
係合溝141は、上下方向に開口しており、案内部140の左端部143から案内部140の右端部144に向かって貫通するように形成されている。

0059

板状部材261−264および中間部材271−274は、係合溝141を介して、案内部140に沿って、左右方向に移動可能で、流路241−243を開閉可能に形成されている。図14において、煩雑さを避けるため、板状部材261−264および中間部材271−274の符号を一部省略する。

0060

回転体181、182は、フレーム端部211側で左右に1つずつ設けられており、円柱形状に形成されており、上下方向に延びている。また、回転体181、182は、板状部材261−264および中間部材271−274に係合し、回転可能に形成されている。
回転体181、182が回転したとき、板状部材261−264および中間部材271−274が流路241−243を開閉する。

0061

回転体181は、上下方向に延びている軸を中心軸として、反時計回りに回転したとき、板状部材261、262および中間部材271、272は、係合溝141を介して、案内部140に沿って、左方向に移動し、流路241−243を閉じる。
板状部材261、262および中間部材271、272が流路241−243を閉じている状態で、回転体181が、上下方向に延びている軸を中心軸として、時計回りに回転する。このとき、板状部材261、262および中間部材271、272は、係合溝141を介して、案内部140に沿って、右方向に移動し、流路241−243を開く。

0062

回転体182は、上下方向に延びている軸を中心軸として、反時計回りに回転したとき、板状部材263、264および中間部材273、274は、係合溝141を介して、案内部140に沿って、右方向に移動し、流路241−243を閉じる。
板状部材263、264および中間部材273、274が流路241−243を閉じている状態で、回転体182が、上下方向に延びている軸を中心軸として、時計回りに回転する。このとき、板状部材263、264および中間部材273、274は、係合溝141を介して、案内部140に沿って、左方向に移動し、流路241−243を開く。
第3実施形態において、第1実施形態と同様の構成を奏する。

0063

(第4実施形態)
第4実施形態では、フレームおよび空気導入部の形態を除き、第1実施形態と同様である。
図15および図16に示すように、空気導入装置54のフレーム121は、左右方向に延びている形状で、内部が複数の仕切り部材127−130によって仕切られ、網目状に形成されている。

0064

空気導入部120は、複数の仕切り部材127−130によって区画形成される複数の流路124を有する。
流路124は、前後方向の断面において、角がR形状であるひし形形状に形成されている。第4実施形態において、第1実施形態と同様の効果を奏する。

0065

(製造方法)
板状部材61、62および中間部材71、72の製造方法について説明する。
板状部材61、62および中間部材71、72は、溶融材料を硬化させて成形することによって、一体に製造する。板状部材61、62の成形に用いられる溶融材料を第1溶融材料101とし、中間部材71、72の成形に用いられる溶融材料を第2溶融材料102とする。

0066

第1溶融材料101は、溶融されたASAであり、第2溶融材料102は、溶融されたTPOである。
板状部材61、62および中間部材71、72の製造方法は、金型準備工程、溶融材料注入工程および溶融材料硬化工程を含む。

0067

図17に示すように、金型準備工程では、板状部材61、62および中間部材71、72と同一形状のキャビティ100を有する成形可能な金型103を準備する。
キャビティ100は、第1溶融材料101および第2溶融材料102が硬化後に、板状部材厚tpおよび中間部材厚tiとなるように調整されている。

0068

溶融材料注入工程では、第1溶融材料101が硬化したときに板状部材61、62が板状部材幅Wpとなる量の第1溶融材料101をノズル104からキャビティ100に注入する。
第1溶融材料101がある程度硬化した後に、第2溶融材料102が硬化したときに中間部材71、72が中間部材幅Wiとなる量の第2溶融材料102をノズル105からキャビティ100に注入する。
第2溶融材料102がある程度硬化した後に、また同様に、ノズル104から第1溶融材料101をキャビティ100に注入する。第1溶融材料101がある程度硬化した後に、同様に第2溶融材料102をキャビティ100に注入する。

0069

このように、第1溶融材料101と第2溶融材料102とを順番に注入する。
図17中において、第1溶融材料101および第2溶融材料102の所在を明確にするため、第1溶融材料101を斜線ハッチングで記載し、第2溶融材料102をドット柄で記載している。

0070

溶融材料硬化工程は、全ての第1溶融材料101および第2溶融材料102が硬化した後、第1溶融材料101は板状部材61、62になり、第2溶融材料102は中間部材71、72となり、板状部材61、62と中間部材71、72とが一体となって成形される。金型103から一体となった板状部材61、62および中間部材71、72を取り出し、完成する。

0071

(効果)
第1溶融材料101から第2溶融材料102へ順番に溶融材料をキャビティ100に注入し、第1溶融材料101および第2溶融材料102が硬化し、板状部材61、62と中間部材71、72とを一体に成形する。これにより、板状部材61、62と中間部材71、72とを組み立てる工数が削減され、板状部材61、62および中間部材71、72の不良率が低減し、空気導入装置51を低コスト化できる。また、板状部材61、62と中間部材71、72との接着性が向上し、空気導入装置51の耐久性が向上する。

0072

(その他の実施形態)
(i)第1実施形態の案内部は、円柱形状に限らず、楕円柱形状または多角柱形状であってもよい。同様に、第1実施形態の回転体は、円柱形状に限らず、楕円柱形状または多角柱形状であってもよい。案内部または回転体の形状によらず、第1実施形態と同様の効果を奏する。

0073

(ii)第1実施形態の思想を共有する他の実施形態では、図18に示すように、空気導入装置55の回転体281は、フレーム下部26の下端部側だけでなく、フレーム上部25の上端部側にもう一つの回転体282を設けてもよい。
第1実施形態と同様に、回転体281が反時計回りに回転したとき、板状部材361、362および中間部材371、372が案内部40に沿って上方向に移動するように、回転体281は、形成されている。上方向に移動した板状部材361、362および中間部材371、372は、流路241−243を閉じる。

0074

回転体282は、左右方向に延びている軸を中心軸として時計回りに回転体282が回転したとき、板状部材363、364および中間部材373、374が係合溝41を介して案内部40に沿って下方向に移動するように、形成されている。下方向に移動した板状部材363、364および中間部材373、374は、流路241−243を閉じる。

0075

また、下方向に移動した板状部材363、364および中間部材373、374が流路241−243を閉じた状態で、回転体282が左右方向に延びている軸を中心軸として、時計回りに回転する。このとき、板状部材363、364および中間部材373、374は、係合溝41を介して案内部40に沿って上方向に移動する。上方向に移動した板状部材262および中間部材272は回転体82に巻き取られ、流路241−243を開く。
このような構成において、第1実施形態と同様の効果を奏する。さらに、このような構成の場合、板状部材361−364および中間部材371−374が移動した距離Lを短くすることができるため、空気導入装置55をさらに小型にできる。

0076

(iii)図19に示すように、空気導入装置56の回転体81は、モータ等で形成されており、第1スイッチ91および第2スイッチ92を設けてもよい。
第1スイッチ91および第2スイッチ92は、マイクロスイッチがケースに内蔵されており、回転体81への通電を制御可能にする。
第1スイッチ91は、下端部44側に設けられており、第2スイッチ92は上端部43側に設けられている。
回転体制御部90は、第1スイッチ91および第2スイッチ92を用いて回転体81の回転を制御する。

0077

流路241−243を閉じるために、板状部材61、62および中間部材71、72が上方向に移動するとき、第1スイッチ91が押される。板状部材61、62および中間部材71、72が上方向にさらに移動するとき、第2スイッチ92が押される。
回転体制御部90は、第1スイッチ91および第2スイッチ92が押されたとき、回転速度ωをゼロにして回転体81が停止するように、回転体81への通電を停止する。

0078

流路241−243を閉じた状態から流路241−243を開くために、板状部材61、62および中間部材71、72が下方向に移動するとき、第2スイッチ92が解除され、第1スイッチ91が解除される。
回転体制御部90は、第1スイッチ91および第2スイッチ92が押された状態から解除されたとき、回転速度ωをゼロにして回転体81が停止するように、回転体81への通電を停止する。このように、流路241−243の開閉を回転体制御部90はスイッチを用いて制御してもよい。

0079

(iv)空気導入装置の制御のために用いられる温度は、冷却液温度Tに限定されず、エンジンオイルミッションオイルの温度を用いてもよい。

0080

(v)エンジンは、車両の前部に設けられるフロンドエンジン・フロントドライブFF)やフロンドエンジン・リアドライブ(FR)に限定されず、ミッドシップエンジン・リアドライブ(MR)、リアエンジン・リアドライブ(RR)の車両に用いてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

0081

1 ・・・車両、
20 ・・・空気導入部、 241、242、243 ・・・流路、
21 ・・・フレーム、
40 ・・・案内部、
61、62 ・・・板状部材、
71、72 ・・・中間部材、
81、82 ・・・回転体。

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