ラジエータ通風構造
【課題】部品点数を増加させず、小型化、コスト削減が図れるラジエータ通風構造を提供する。
【解決手段】車体前端部の開口部から車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部に開閉手段が設けられ、この開閉手段を制御部２７で制御されるトルクモータ２６で開閉して車体前部に設けられたラジエータに送られる走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、トルクモータ２６は、少なくとも一部のステータコア６５が金属部材（珪素鋼板）で形成され、制御基板からなる制御部２７は、金属部材に接触している。
【解決手段】車体前端部の開口部から車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部に開閉手段が設けられ、この開閉手段を制御部２７で制御されるトルクモータ２６で開閉して車体前部に設けられたラジエータに送られる走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、トルクモータ２６は、少なくとも一部のステータコア６５が金属部材（珪素鋼板）で形成され、制御基板からなる制御部２７は、金属部材に接触している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータ通風構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のラジエータ通風構造として、モータによりラジエータグリルを開閉してラジエータへの通風を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の第１図及び第２図によれば、モータ９の回転軸に歯車列８が連結され、この歯車列８の一つの歯車に取付けられた駆動軸６に食違い軸歯車４を介して連結ロッド３が連結され、この連結ロッド３に翼状の複数のラジエータグリル１が取付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５８−０２５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ラジエータグリル１の開閉要求が細かく複雑化するほどモータ９を制御する制御部の発熱量が増大し、制御部から放熱する何らかの手段が必要になる。
例えば、モータ９と制御部とが電気的に接続されている構成では、制御部に放熱手段を付設しただけでは、部品点数が増加し、大型化、コストアップとなる。
【０００６】
本発明の目的は、部品点数を増加させず、小型化、コスト削減が図れるラジエータ通風構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、車体前端部の開口部から車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部に開閉手段が設けられ、この開閉手段を制御手段で制御される駆動手段で開閉して車体前部に設けられたラジエータに送られる走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、駆動手段が、少なくとも一部が金属部材で形成され、制御基板からなる制御手段が、金属部材に接触していることを特徴とする。
駆動手段の少なくとも一部の金属部材に、制御基板からなる制御手段が接触することで、制御手段で発生する熱が金属部材に伝わり、金属部材から放熱される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ステータに取付けられることを特徴とする。
例えば、制御手段は、金属部材からなるステータの一側面に、ロータの回転軸が延びる方向に重ねられて取付けられる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ロータと干渉しないようにロータの外周面に沿うように形成された切欠き部を備えることを特徴とする。
【００１０】
ステータの内側に配置されたロータと干渉しないようにロータに切欠き部が形成され、制御手段がステータの一側面に取付けられる。
制御手段で発生した熱は、主に、ステータの制御手段が取付けられていない面と、ステータの一側面の切欠き部に臨む面から逃げる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ステータが、ロータに向けて突出する複数の歯部を有するステータコアと、複数の歯部の少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束によりロータを回転させるコイルとからなり、ロータが、回転軸に取付けられるロータコアと、このロータコアの外周面に取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石とからなり、ステータが、磁束を避けるように形成されるとともに制御手段が固定される突部を有することを特徴とする。
ステータに発生する磁束を避けるようにステータに突部が形成され、突部が磁束に影響を与えない。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、駆動手段が、少なくとも一部が金属部材で形成され、制御基板からなる制御手段が、金属部材に接触しているので、制御手段で発生する熱を駆動手段の金属部材から放熱させることができ、制御手段専用の放熱手段を必要としないため、部品点数を削減することができる。従って、ラジエータ通風構造の小型化、コスト削減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ステータに取付けられるので、駆動手段のステータの一側面に重ねて制御手段を取付けることができ、駆動手段・制御手段組立体の小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ロータと干渉しないようにロータの外周面に沿うように形成された切欠き部を備えるので、制御手段の切欠き部によってロータと制御手段との干渉を避けながら、ステータの露出面積を大きくしてステータからの放熱量を増すことができる。
【００１５】
請求項４に係る発明では、ステータが、ロータに向けて突出する複数の歯部を有するステータコアと、複数の歯部の少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束によりロータを回転させるコイルとからなり、ロータが、回転軸に取付けられるロータコアと、このロータコアの外周面に取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石とからなり、ステータが、磁束を避けるように形成されるとともに制御手段が固定される突部を有するので、制御手段を固定する突部がステータに発生する磁束に影響を与えないため、磁束を効果的に発生させることができ、駆動手段を効率良く作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るラジエータ通風構造を示す車体前部の斜視図である。
【図２】本発明に係るラジエータ通風構造を示す車体前部の第１断面図である。
【図３】本発明に係るラジエータ通風構造を示す車体前部の第２断面図である。
【図４】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータ（実施例１）を示す説明図である。
【図５】本発明に係るラジエータ通風構造の作用を示す第１作用図（実施例１）である。
【図６】本発明に係るラジエータ通風構造の作用を示す第２作用図（実施例１）である。
【図７】本発明に係るラジエータ通風構造の作用を示す第３作用図（実施例１）である。
【図８】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータにおける回動トルクとロータ回動角度との関係を示すグラフ（実施例１）である。
【図９】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータ（実施例２）を示す説明図である。
【図１０】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータにおける回動トルクとロータ回動角度との関係を示すグラフ（実施例２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中の左、右、前、後は車両に乗車した運転者を基準にした向きを示している。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１を説明する。図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両前方を示している。
図１に示すように、車両のフロントボディを構成するバルクヘッド１０の前面に、ラジエータに送られる走行風の量を制御するラジエータ通風装置１１が取付けられている。
ラジエータ通風装置１１は、バルクヘッド１０の前面に取付けられたシャッター機構１３を備える。
【００１９】
シャッター機構１３は、バルクヘッド１０に取付けられたシャッターベース１４と、このシャッターベース１４に設けられた複数の縦長支持部材１６と、これらの縦長支持部材１６で開閉自在に支持された複数のシャッター１７とを備える。なお、符号１４ａ，１４ｂはシャッターベース１４の上部及び下部に設けられた通風口である。
【００２０】
図２に示すように、ラジエータ通風装置１１は、車体前端部に設けられたグリル２１の開口部２１ａに前端部が接続されるとともに後端部がシャッター機構１３に接続されたダクト２２と、ラジエータ２３の前方に配置されたシャッター機構１３と、このシャッター機構１３の各シャッター１７にリンク機構２４を介して連結されたトルクモータ２６と、このトルクモータ２６を制御する制御部２７と、リンク機構２４の可動部の移動を規制するストッパ部２８とからなる。なお、符号３１はシャッター機構１３の後方で且つラジエータ２３の前方に配置されたエアコンディショナ用コンデンサである。
図２ではシャッター機構１３の各シャッター１７は閉じた状態（全閉）にあり、ラジエータ２３には走行風が導かれない。
【００２１】
シャッター機構１３は、シャッターベース１４の縦長部材１６で支持された複数の回動軸３５を備え、これらの回動軸３５に各シャッター１７が回動自在に取付けられている。
リンク機構２４は、複数のシャッター１７に連結された縦に延びるスライドリンク３７と、このスライドリンク３７の下端部に一端部が連結ピン３８を介して連結されるとともに他端部がトルクモータ２６に取付けられたアームリンク３９とからなる。
【００２２】
シャッター１７とスライドリンク３７とは、継手４１を介して揺動自在に連結されている。
トルクモータ２６は、その回転軸６３が制限された回転角度の範囲内で回転し、その回転軸６３に発生するトルクを利用するＤＣモータであり、モータケース４３を備え、このモータケース４３内に制御部２７が収納されている。
【００２３】
ストッパ部２８は、上下にスライドするスライドリンク３７の下降を規制するロアストッパ４６と、スライドリンク３７の上昇を規制するアッパストッパ４７とからなる。
図の状態では、スライドリンク３７の下端がロアストッパ４６に当たっている。
【００２４】
図３はシャッター機構１３の各シャッター１７が開いた状態（全開）を示している。この状態で車両が走行中は、グリル２１の開口部２１ａから導入された走行風は、ダクト２２を通り、各シャッター１７間を通ってエアコンディショナ用コンデンサ３１及びラジエータ２３内を通過し、エアコンディショナ用コンデンサ３１及びラジエータ２３から熱を奪う。
図の状態では、スライドリンク３７の上端がアッパストッパ４７に当たっている。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）はトルクモータ２６のモータケース４３（ケース本体５１と、このケース本体５１の開口を塞ぐケースカバー（不図示）とからなる。）からケースカバーを外した状態を示している。
【００２６】
図４（ａ）において、ケース本体５１の底側にモータ本体部４４が配置され、このモータ本体部４４の一部を覆うように、プリント基板に電子部品が実装された制御基板からなる制御部２７が配置され、これらのモータ本体部４４及び制御部２７が複数のビス５３でケース本体５１に共締めされている。
【００２７】
図４（ｂ）において、モータ本体部４４は、ケース本体５１に取付けられたステータ６１と、このステータ６１の内側に配置されたロータ６２と、このロータ６２を支持するとともにモータケース４３（図２参照）に回動自在に支持された回転軸６３とからなる。
【００２８】
図４（ｃ）はモータ本体部４４の正面図であり、ステータ６１は、複数枚の珪素鋼板が積層されて形成されたステータコア６５と、このステータコア６５に装着されたコイル６６とからなる。
【００２９】
ステータコア６５は、矩形の外周部を形成する枠状部６５ｇと、この枠状部６５ｇの長手方向の一端部からロータ６２側へ突出する主歯部６５ａと、枠状部６５ｇの長手方向の他端部の角部からロータ６２側へ突出する２つの副歯部６５ｂ，６５ｃとを備え、これらの主歯部６５ａ及び副歯部６５ｂ，６５ｃがロータ６２に近接するように設けられている。
【００３０】
ここで、符号６５ｄは枠状部６５ｇに出来る磁束に影響を与えないように枠状部６５ｇから外方に突出させた突部、６５ｅはステータコア６５をケース本体５１（図５（ａ）参照）にビスで取付けるビスを通すために突部６５ｄに開けられたビス挿通穴である。
【００３１】
主歯部６５ａの中心を通る中心線７１と、副歯部６５ｂ，６５ｃの中心線７２，７３とのなす角度をそれぞれθ１とすると、例えば、θ１は４０°〜６０°であり、θ１＝６０°の場合は、主歯部６５ａ及び副歯部６５ｂ，６５ｃは、ロータ６２の回転軸６３を中心にして周方向に３等分した位置に配置される。
【００３２】
このように、主歯部６５ａ及び副歯部６５ｂ，６５ｃは、ロータ６２の回転軸６３を中心に周方向に３等分する位置に配置される、又は周方向に略３等分する位置に配置される。
【００３３】
ロータ６２は、複数枚の珪素鋼板が積層されて形成されたロータコア７６と、このロータコア７６の外周面７６ａに形成された凹部７６ｂ，７６ｂに嵌め込まれた円弧状の永久磁石７７，７８とからなり、ロータコア７６は回転軸６３に取付けられている。
ロータ６２の凹部７６ｂ，７６ｂ間に設けられるロータ凸部７６ｄ，７６ｅは、２つの磁石７７，７８の間に位置するため、磁極を持たない非磁極部である。
【００３４】
磁石７７，７８は、図の状態では、主歯部６５ａの中心線７１に対して対称な位置に配置されている。磁石７７，７８の円弧の開き角をθ２とすると、例えば、θ２は６０°〜１００°である。
【００３５】
一方の磁石７７は、円弧の外面にＮ極、円弧の内面にＳ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｎ」を記載している。
他方の磁石７８は、円弧の外面にＳ極、円弧の内面にＮ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｓ」を記載している。
【００３６】
図４（ｄ）は制御部２７の正面図であり、制御部２７は、プリント基板８１と、このプリント基板８１に取付けられた電子部品（ＦＥＴ８２、ダイオード８３、コンデンサ８４等）とからなる。なお、符号８７は制御部２７をステータコア６５と共にビスで取付けるビスを通すためにプリント基板８１に開けられたビス挿通穴、８８はロータ６２（図４（ｃ）参照）との干渉を避けるためにロータ６２の外周面に沿うようにプリント基板８１に形成された切欠き部である。
【００３７】
図４（ａ），（ｃ）において、ステータ６１のステータコア６５を金属製とし、このステータコア６５に制御部２７を取付けることで、制御部２７で発生した熱を、ステータコア６５から逃がすことができ、制御部２７の動作を安定させることができる。また、特別に制御部２７用の冷却手段を設けなくて済み、コストを抑えることができる。
【００３８】
以上に述べたシャッター機構１３及びトルクモータ２６の作用を次に説明する。
図５（ａ）は、シャッター機構１３のシャッター１７が閉じた状態（全閉）を示している。ステータ６１のコイル６６には通電されていない。
このとき、磁石７７の周囲の磁場によって、ステータコア６５の副歯部６５ｂの先端部にＳ極が発生するとともに主歯部６５ａの先端部にＮ極が発生する。
【００３９】
この結果、ステータコア６５の副歯部６５ｂから枠状部６５ｇを介して主歯部６５ａに向かって流れる磁束（磁力線の束であり、図では細線で示している。以下同じ。）が発生し、磁石７７と副歯部６５ｂとが吸引し合うため、この磁力によって、コイル６６に通電しなくても、ロータ６２は、シャッター１７が閉じられる位置に位置決めされるとともに保持される。
【００４０】
図５（ｂ）において、ステータ６１のコイル６６に通電すると、ステータコア６５が電磁石となり、ステータコア６５内に太線で示す磁束が発生する。
この結果、副歯部６５ｂの先端部にはＮ極（太字で示している。）、主歯部６５ａの先端部にはＳ極（太字で示している。）、副歯部６５ｃの先端部にはＮ極（太字で示している。）が発生する。
【００４１】
電磁石により発生する磁極の強さは、磁石７７の強さを上回るため、副歯部６５ｂのＮ極と磁石７７のＮ極とが反発し合い、主歯部６５ａのＳ極と磁石７８のＳ極とが反発し合い、副歯部６５ｃのＮ極と磁石７８のＳ極とが吸引し合うため、ロータ６２は、白抜き矢印で示す向きに回動する。
【００４２】
これにより、図５（ｃ）に示すように、シャッター１７が開く。
また、ロータ６２の磁石７８が副歯部６５ｃに近接し、磁石７８の周囲の磁場によって、ステータコア６５の副歯部６５ｃの先端部にＮ極（カッコ付き）が発生するとともに主歯部６５ａの先端部にＳ極（カッコ付き）が発生する。
【００４３】
図６（ａ）は、シャッター機構１３のシャッター１７が開いた状態を示している。ステータ６１のコイル６６には通電されていない。
図５（ｃ）のときと同様に、ステータコア６５の副歯部６５ｃの先端部にＮ極が発生し、主歯部６５ａの先端部にＳ極が発生している。
【００４４】
この結果、主歯部６５ａから枠状部６５ｇを介してステータコア６５の副歯部６５ｃに向かって流れる磁束（細線で示している。）が発生し、磁石７８と副歯部６５ｃとが吸引し合うため、コイル６６に通電しなくても、ロータ６２は、シャッター１７を開いた位置に位置決めされるとともに保持される。
【００４５】
図６（ｂ）において、ステータ６１のコイル６６に、図５（ｂ），（ｃ）とは逆向きに通電すると、ステータコア６５が電磁石となり、ステータコア６５内に太線で示す磁束が発生する。
【００４６】
この結果、副歯部６５ｃの先端部にはＳ極（太字）、主歯部６５ａの先端部にはＮ極（太字）、副歯部６５ｂの先端部にはＳ極（太字）が発生する。
電磁石により発生する磁極の強さは、磁石７８の強さを上回るため、副歯部６５ｃのＳ極と磁石７８のＳ極とが反発し合い、主歯部６５ａのＮ極と磁石７７のＮ極とが反発し合い、副歯部６５ｂのＳ極と磁石７７のＮ極とが吸引し合うため、ロータ６２は、白抜き矢印で示す向きに回動する。
【００４７】
これにより、図６（ｃ）に示すように、シャッター１７が閉じる。
また、ロータ６２の磁石７７が副歯部６５ｂに近接するため、磁石７７の周囲の磁場によって、ステータコア６５の副歯部６５ｂの先端部にＳ極（カッコ付き）が発生するとともに主歯部６５ａの先端部にＮ極（カッコ付き）が発生する。
従って、コイル６６への通電を停止しても、図５（ａ）のときと同様に、ロータ６２は、シャッター１７が閉じられる位置に位置決めされるとともに保持される。
【００４８】
図７に示すように、モータ本体部４４のロータ６２によって、コイル６６に通電しない状態で、シャッター１７を、全閉位置（二点鎖線で示された位置）と全開位置（破線で示された位置）との間の中間位置（実線で示された位置）で位置決めして保持することも可能である。
【００４９】
即ち、磁石７７の端部が副歯部６５ｂに近接するとともに磁石７８の端部が副歯部６５ｃに近接することで、副歯部６５ｂの先端部にＳ極が発生し、副歯部６５ｃの先端部にＮ極が発生して、磁石７７と副歯部６５ｂ、磁石７８と副歯部６５ｃがそれぞれ吸引し合うため、コイル６６に通電しなくても、ロータ６２によって、シャッター１７を、中間開度位置に位置決めするとともに保持することができる。
【００５０】
図８（ａ）において、グラフの縦軸はトルクモータのロータを回動させるための回動トルクであり、ゼロに対して正側はシャッターの開方向のトルク、負側はシャッター閉方向のトルクである。横軸はロータの回動角度であり、ゼロは中間開度、正側は開方向、αはシャッター全開時の回動角度、負側は閉方向、−αはシャッター全閉時の回動角度である。
【００５１】
また、実線はトルクモータに通電しない場合にロータを外部から回転させるのに必要な回動トルク、破線はトルクモータに通電した場合のロータの駆動トルク（回動トルク）である。
【００５２】
トルクモータに通電しない場合は、ロータ回動角度が全閉の状態である−αからロータが開方向へ回動すると、回動トルクは負側の−Ｔａから次第に大きくなり（回動トルクの絶対値は小さくなってゼロに近くなり）、ロータ回動角度−βで回動トルクはゼロになり、更にロータが回動すると、回動トルクの向きがシャッター閉方向からシャッター開方向の向きになるとともに、ロータ回動角度−γでシャッター開方向における極大値Ｔｂとなり、この極大値Ｔｂを境にして回動トルクは再び小さく（ゼロに近く）なり、ロータ開度角度ゼロ（シャッターの中間開度である。）で回動トルクはゼロになる。
【００５３】
更に、ロータ回動角度が大きくなると、回動トルクの向きが変わってシャッター閉方向の向きになるとともに、ロータ回動角度γで回動トルクはシャッター閉方向における極小値−Ｔｂとなり、この極小値−Ｔｂを境にして回動トルクは再び大きくなり（回動トルクの絶対値は小さくなってゼロに近くなり）、ロータ回動角度βで回動トルクはゼロになる。更にロータが回動すると、回動トルクの向きが変わってシャッター開方向の向きになるとともに、ロータ回動角度がαで回動トルクがＴａとなり、シャッターは全開となる。
【００５４】
ロータ回動角度−γ付近で回動トルクの向きがシャッター開方向、ロータ回動角度γ付近でシャッター閉方向になるので、シャッターを中間開度位置に保持する回動トルクが発生する。水撃等の衝撃によって想定されるシャッターに入力されるトルクに対して、ロータの回動トルク（即ち、Ｔｂ）を高く設定すると、衝撃が入力されてもロータを元の位置（中間開度位置）に復帰させることができ、シャッター開閉状態を保持できる。
【００５５】
また、Ｔａ＞Ｔｂであるから、シャッターが全閉又は全開のときにも、水撃等の衝撃によるトルクよりも回動トルクＴａは大きいから、衝撃が入力されてもシャッターを元の全閉位置又は全開位置に復帰させることができる。
【００５６】
シャッターを全閉状態から開く際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度−αにおいて、非通電時の回動トルク−Ｔａと逆向き（シャッター開方向）で、絶対値が大きいＴｃとなり、ロータ回動角度が大きくなるにつれて大きくなるが、ロータ回動角度が大きくなるに従って回動トルクの増加率は次第に小さくなり、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最大となり、その後はロータ回動角度がαになるまで次第に減少する。
【００５７】
これは、特に、ロータ回動角度が−α〜−βでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する閉方向のコギングトルクに抗してロータを回転させる必要があり、また、ロータ回動角度がβ〜αでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する開方向のコギングトルクが発生するためにトルクモータの駆動トルクが小さくて済むためである。
【００５８】
シャッターを全開状態から閉じる際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度αにおいて、非通電時の回動トルクＴａと逆向き（シャッター閉方向）で、絶対値が大きい−Ｔｃとなり、ロータ回動角度が小さくなるにつれて次第に小さくなるが、ロータ回動角度が小さくなるに従って回動トルクの減少率は次第に小さくなり（回動トルクの絶対値の増加率は次第に小さくなり）、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最小（絶対値は最大）となり、その後はロータ回動角度が−αになるまで次第に増加する。
【００５９】
図８（ｂ）〜（ｆ）は図８（ａ）の所定のロータ回動角度に対応したロータ回動位置を示している。
図８（ｂ）はロータ回動角度が−αのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７７の周方向の中央部が副歯部６５ｂの幅の中央部に対向するように近接している。
【００６０】
図８（ｃ）はロータ回動角度が−βのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７７が副歯部６５ｂに対向するとともに、磁石７８が副歯部６５ｃと主歯部６５ａとの間に位置している。
【００６１】
図８（ｄ）はロータ回動角度がゼロのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７７と副歯部６５ｂとの吸引力と、磁石７８と副歯部６５ｃとの吸引力とが釣り合った状態である。
【００６２】
図８（ｅ）はロータ回動角度がβのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７８が副歯部６５ｃに対向するとともに、磁石７７が副歯部６５ｂと主歯部６５ａとの間に位置している。
【００６３】
図８（ｆ）はロータ回動角度がαのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７８の周方向の中央部が副歯部６５ｃの幅の中央部に対向するように近接している。
【実施例２】
【００６４】
次に本発明の実施例２を説明する。
図９に示すように、トルクモータ９０は、その回転軸６３が制限された回転角度の範囲内で回転し、その回転軸６３に発生するトルクを利用するＤＣモータであり、モータケース４３（図２参照）と、このモータケース４３に取付けられたステータ６１と、このステータ６１の内側に配置されたロータ９１と、このロータ９１を支持するとともにモータケース４３に回動自在に支持された回転軸６３とからなる。
【００６５】
ロータ９１は、複数枚の珪素鋼板が積層されて形成されたロータコア９３と、このロータコア９３の外周面９３ａに取付けられた円弧状の永久磁石９５，９６とからなり、ロータコア９３が回転軸６３に取付けられている。
磁石９５，９６は、図の状態では、主歯部６５ａの中心線７１に対して対称な位置に配置されている。磁石９５，９６の円弧の開き角は１８０°である。
【００６６】
一方の磁石９５は、円弧の外面にＮ極、円弧の内面にＳ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｎ」を記載している。
他方の磁石９６は、円弧の外面にＳ極、円弧の内面にＮ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｓ」を記載している。
【００６７】
図の磁石９５，９６の位置では、ステータ６１の副歯部６５ｂの先端部にＳ極、副歯部６５ｃの先端部にＮ極が発生して、磁石９５のＮ極と副歯部６５ｂのＳ極とが吸引し合い、磁石９６のＳ極と副歯部６５ｃのＮ極とが吸引し合って、回動軸６３の回動トルクはゼロになり、回動軸６３に連結されたシャッターは中間開度に位置決めされるとともに保持されている。
【００６８】
図１０において、グラフの縦軸はトルクモータのロータを回動させるための回動トルクであり、ゼロに対して正側はシャッターの開方向のトルク、負側はシャッター閉方向のトルクである。横軸はロータの回動角度であり、ゼロは中間開度、正側は開方向、αはシャッター全開時の回動角度、負側は閉方向、−αはシャッター全閉時の回動角度である。
また、実線はトルクモータに通電しない場合にロータを外部から回転させるのに必要な回動トルク、破線はトルクモータに通電した場合のロータの駆動トルク（回動トルク）である。
【００６９】
トルクモータに通電しない場合は、ロータ回動角度が全閉の状態である−αからロータが開方向へ回動すると、回動トルクは負側の−Ｔａから直線的に次第に大きくなり（回動トルクの絶対値は直線的に次第に小さくなってゼロに近くなり）、ロータ回動角度ゼロ（シャッターの中間開度である。）で回動トルクはゼロになる。
【００７０】
更に、ロータ回動角度が大きくなると、回動トルクの向きがシャッター閉方向の向きからシャッター開方向の向きになるとともに、更に直線的に大きくなり、ロータ回動角度がαで回動トルクがＴａとなり、シャッターは全開となる。
このように、トルクモータ９０（図９参照）では、非通電時にシャッターの全閉、中間開度及び全開位置でロータ、回転軸を保持することが可能である。
【００７１】
シャッターを全閉状態から開く際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度−α（シャッター全閉）において、非通電時の回動トルク−Ｔａと逆向き（シャッター開方向）で、絶対値が大きいＴｃとなり、ロータ回動角度が大きくなるにつれて大きくなるが、ロータ回動角度が大きくなるに従って回動トルクの増加率は次第に小さくなり、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最大となり、その後はロータ回動角度がα（シャッター全開）になるまで次第に減少する。
【００７２】
これは、ロータ回動角度が−α〜ゼロでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する閉方向のコギングトルクに抗してロータを回転させる必要があり、また、ロータ回動角度がゼロ〜αでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する開方向のコギングトルクが発生するためにトルクモータの駆動トルクが小さくて済むためである。
【００７３】
シャッターを全開状態から閉じる際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度αにおいて、非通電時の回動トルクＴａと逆向き（シャッター閉方向）で、絶対値が大きい−Ｔｃとなり、ロータ回動角度が小さくなるにつれて次第に小さくなるが、ロータ回動角度が小さくなるに従って回動トルクの減少率は次第に小さくなり（回動トルクの絶対値の増加率は次第に小さくなり）、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最小（絶対値は最大）となり、その後はロータ回動角度が−αになるまで次第に増加する。
【００７４】
上記の図２、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、車体前端部の開口部２１ａから車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部としてのグリル２１及びダクト２２に開閉手段としてのシャッター機構１３が設けられ、このシャッター機構１３を制御手段としての制御部２７で制御される駆動手段としてのトルクモータ２６で開閉して車体前部に設けられたラジエータ２３に送られる走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、トルクモータ２６は、少なくとも一部が金属部材（珪素鋼板）で形成され、制御基板からなる制御部２７は、金属部材に接触していることを特徴とする。
【００７５】
上記構成により、制御部２７で発生する熱をトルクモータ２６の金属部材から放熱させることができ、制御部２７の専用の放熱手段を必要としないため、部品点数を削減することができる。従って、ラジエータ通風装置１１の小型化、コスト削減を図ることができる。
【００７６】
上記の図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、トルクモータ２６が、金属部材からなるステータ６１、詳しくはステータコア６５と、このステータコア６５の半径方向内側に配置されるとともに回動軸３５と同一方向に延びる回転軸６３で支持されるロータ６２とから構成され、制御部２７は、ロータ６２の回転軸６３が延びる方向にステータコア６５と並べて配置されるとともに、ステータコア６５に取付けられるので、トルクモータ２６のステータコア６５の一側面に重ねて制御部２７を取付けることができ、トルクモータ２６・制御部２７組立体の小型化を図ることができる。
【００７７】
また、トルクモータ２６は、金属部材からなるステータ６１、詳しくはステータコア６５と、このステータコア６５の半径方向内側に配置されるとともに回動軸３５と同一方向に延びる回転軸６３で支持されるロータ６２とから構成され、制御部２７は、ロータ６２の回転軸６３が延びる方向にステータコア６５と並べて配置されるとともに、ロータ６２と干渉しないようにロータ６２の外周面に沿うように形成された切欠き部８８を備えるので、制御部２７の切欠き部８８によってロータ６２と制御部２７との干渉を避けながら、ステータコア６５の露出面積を大きくしてステータコア６５からの放熱量を増すことができる。
【００７８】
更に、ステータ６１は、ロータ６２に向けて突出する複数の歯部としての主歯部６５ａ、副歯部６５ｂ，６５ｃを有するステータコア６５と、複数の主歯部６５ａ、副歯部６５ｂ，６５ｃの少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束によりロータ６２を回転させるコイル６６とからなり、ロータ６６は、回転軸６３に取付けられるロータコア７６と、このロータコア７６の外周面７６ａに取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石７７，７８とからなり、ステータ６１は、磁束を避けるように形成されるとともに制御部２７が固定される複数の突部６５ｄを有するので、制御部２７を固定する突部６５ｄがステータ６１に発生する磁束に影響を与えないため、磁束を効果的に発生させることができ、トルクモータ２６を効率良く作動させることができる。
【００７９】
尚、実施例１では、図４（ａ），（ｄ）に示したように、制御部２７のプリント基板８１にロータ６２との干渉を避ける切欠き部８８を形成したが、これに限らず、プリント基板にロータ６２との干渉を避ける円形の穴部を形成してもよい。
【００８０】
また、図４（ａ）に示したように、制御部２７をステータ６１に取付けたが、これに限らず、モータケース４３（図２参照）又はケース本体５１を金属製とし、このモータケース４３又はケース本体５１に制御部２７を取付けて放熱してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のラジエータ通風構造は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００８２】
１１…ラジエータ通風装置、１３…開閉手段（シャッター機構）、２１，２２…外気導入部(グリル、ダクト)、２１ａ…開口部、２３…ラジエータ、２６，９０…駆動手段（トルクモータ）、２７…制御手段（制御部）、３５…回動軸、６１…ステータ、６２，９１…ロータ、６３…回転軸、６５…ステータコア、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ…歯部（主歯部、副歯部、副歯部）、６５ｄ…突部、６６…コイル、７６，９３…ロータコア、７７，７８，９５，９６…磁石（永久磁石）、８８…切欠き部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータ通風構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のラジエータ通風構造として、モータによりラジエータグリルを開閉してラジエータへの通風を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の第１図及び第２図によれば、モータ９の回転軸に歯車列８が連結され、この歯車列８の一つの歯車に取付けられた駆動軸６に食違い軸歯車４を介して連結ロッド３が連結され、この連結ロッド３に翼状の複数のラジエータグリル１が取付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５８−０２５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ラジエータグリル１の開閉要求が細かく複雑化するほどモータ９を制御する制御部の発熱量が増大し、制御部から放熱する何らかの手段が必要になる。
例えば、モータ９と制御部とが電気的に接続されている構成では、制御部に放熱手段を付設しただけでは、部品点数が増加し、大型化、コストアップとなる。
【０００６】
本発明の目的は、部品点数を増加させず、小型化、コスト削減が図れるラジエータ通風構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、車体前端部の開口部から車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部に開閉手段が設けられ、この開閉手段を制御手段で制御される駆動手段で開閉して車体前部に設けられたラジエータに送られる走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、駆動手段が、少なくとも一部が金属部材で形成され、制御基板からなる制御手段が、金属部材に接触していることを特徴とする。
駆動手段の少なくとも一部の金属部材に、制御基板からなる制御手段が接触することで、制御手段で発生する熱が金属部材に伝わり、金属部材から放熱される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ステータに取付けられることを特徴とする。
例えば、制御手段は、金属部材からなるステータの一側面に、ロータの回転軸が延びる方向に重ねられて取付けられる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ロータと干渉しないようにロータの外周面に沿うように形成された切欠き部を備えることを特徴とする。
【００１０】
ステータの内側に配置されたロータと干渉しないようにロータに切欠き部が形成され、制御手段がステータの一側面に取付けられる。
制御手段で発生した熱は、主に、ステータの制御手段が取付けられていない面と、ステータの一側面の切欠き部に臨む面から逃げる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ステータが、ロータに向けて突出する複数の歯部を有するステータコアと、複数の歯部の少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束によりロータを回転させるコイルとからなり、ロータが、回転軸に取付けられるロータコアと、このロータコアの外周面に取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石とからなり、ステータが、磁束を避けるように形成されるとともに制御手段が固定される突部を有することを特徴とする。
ステータに発生する磁束を避けるようにステータに突部が形成され、突部が磁束に影響を与えない。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、駆動手段が、少なくとも一部が金属部材で形成され、制御基板からなる制御手段が、金属部材に接触しているので、制御手段で発生する熱を駆動手段の金属部材から放熱させることができ、制御手段専用の放熱手段を必要としないため、部品点数を削減することができる。従って、ラジエータ通風構造の小型化、コスト削減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ステータに取付けられるので、駆動手段のステータの一側面に重ねて制御手段を取付けることができ、駆動手段・制御手段組立体の小型化を図ることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、駆動手段が、金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに回動軸と同一方向に延びる回転軸で支持されるロータとから構成され、制御手段が、ロータの回転軸が延びる方向にステータと並べて配置されるとともに、ロータと干渉しないようにロータの外周面に沿うように形成された切欠き部を備えるので、制御手段の切欠き部によってロータと制御手段との干渉を避けながら、ステータの露出面積を大きくしてステータからの放熱量を増すことができる。
【００１５】
請求項４に係る発明では、ステータが、ロータに向けて突出する複数の歯部を有するステータコアと、複数の歯部の少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束によりロータを回転させるコイルとからなり、ロータが、回転軸に取付けられるロータコアと、このロータコアの外周面に取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石とからなり、ステータが、磁束を避けるように形成されるとともに制御手段が固定される突部を有するので、制御手段を固定する突部がステータに発生する磁束に影響を与えないため、磁束を効果的に発生させることができ、駆動手段を効率良く作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るラジエータ通風構造を示す車体前部の斜視図である。
【図２】本発明に係るラジエータ通風構造を示す車体前部の第１断面図である。
【図３】本発明に係るラジエータ通風構造を示す車体前部の第２断面図である。
【図４】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータ（実施例１）を示す説明図である。
【図５】本発明に係るラジエータ通風構造の作用を示す第１作用図（実施例１）である。
【図６】本発明に係るラジエータ通風構造の作用を示す第２作用図（実施例１）である。
【図７】本発明に係るラジエータ通風構造の作用を示す第３作用図（実施例１）である。
【図８】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータにおける回動トルクとロータ回動角度との関係を示すグラフ（実施例１）である。
【図９】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータ（実施例２）を示す説明図である。
【図１０】本発明に係るラジエータ通風構造のトルクモータにおける回動トルクとロータ回動角度との関係を示すグラフ（実施例２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中の左、右、前、後は車両に乗車した運転者を基準にした向きを示している。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１を説明する。図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両前方を示している。
図１に示すように、車両のフロントボディを構成するバルクヘッド１０の前面に、ラジエータに送られる走行風の量を制御するラジエータ通風装置１１が取付けられている。
ラジエータ通風装置１１は、バルクヘッド１０の前面に取付けられたシャッター機構１３を備える。
【００１９】
シャッター機構１３は、バルクヘッド１０に取付けられたシャッターベース１４と、このシャッターベース１４に設けられた複数の縦長支持部材１６と、これらの縦長支持部材１６で開閉自在に支持された複数のシャッター１７とを備える。なお、符号１４ａ，１４ｂはシャッターベース１４の上部及び下部に設けられた通風口である。
【００２０】
図２に示すように、ラジエータ通風装置１１は、車体前端部に設けられたグリル２１の開口部２１ａに前端部が接続されるとともに後端部がシャッター機構１３に接続されたダクト２２と、ラジエータ２３の前方に配置されたシャッター機構１３と、このシャッター機構１３の各シャッター１７にリンク機構２４を介して連結されたトルクモータ２６と、このトルクモータ２６を制御する制御部２７と、リンク機構２４の可動部の移動を規制するストッパ部２８とからなる。なお、符号３１はシャッター機構１３の後方で且つラジエータ２３の前方に配置されたエアコンディショナ用コンデンサである。
図２ではシャッター機構１３の各シャッター１７は閉じた状態（全閉）にあり、ラジエータ２３には走行風が導かれない。
【００２１】
シャッター機構１３は、シャッターベース１４の縦長部材１６で支持された複数の回動軸３５を備え、これらの回動軸３５に各シャッター１７が回動自在に取付けられている。
リンク機構２４は、複数のシャッター１７に連結された縦に延びるスライドリンク３７と、このスライドリンク３７の下端部に一端部が連結ピン３８を介して連結されるとともに他端部がトルクモータ２６に取付けられたアームリンク３９とからなる。
【００２２】
シャッター１７とスライドリンク３７とは、継手４１を介して揺動自在に連結されている。
トルクモータ２６は、その回転軸６３が制限された回転角度の範囲内で回転し、その回転軸６３に発生するトルクを利用するＤＣモータであり、モータケース４３を備え、このモータケース４３内に制御部２７が収納されている。
【００２３】
ストッパ部２８は、上下にスライドするスライドリンク３７の下降を規制するロアストッパ４６と、スライドリンク３７の上昇を規制するアッパストッパ４７とからなる。
図の状態では、スライドリンク３７の下端がロアストッパ４６に当たっている。
【００２４】
図３はシャッター機構１３の各シャッター１７が開いた状態（全開）を示している。この状態で車両が走行中は、グリル２１の開口部２１ａから導入された走行風は、ダクト２２を通り、各シャッター１７間を通ってエアコンディショナ用コンデンサ３１及びラジエータ２３内を通過し、エアコンディショナ用コンデンサ３１及びラジエータ２３から熱を奪う。
図の状態では、スライドリンク３７の上端がアッパストッパ４７に当たっている。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）はトルクモータ２６のモータケース４３（ケース本体５１と、このケース本体５１の開口を塞ぐケースカバー（不図示）とからなる。）からケースカバーを外した状態を示している。
【００２６】
図４（ａ）において、ケース本体５１の底側にモータ本体部４４が配置され、このモータ本体部４４の一部を覆うように、プリント基板に電子部品が実装された制御基板からなる制御部２７が配置され、これらのモータ本体部４４及び制御部２７が複数のビス５３でケース本体５１に共締めされている。
【００２７】
図４（ｂ）において、モータ本体部４４は、ケース本体５１に取付けられたステータ６１と、このステータ６１の内側に配置されたロータ６２と、このロータ６２を支持するとともにモータケース４３（図２参照）に回動自在に支持された回転軸６３とからなる。
【００２８】
図４（ｃ）はモータ本体部４４の正面図であり、ステータ６１は、複数枚の珪素鋼板が積層されて形成されたステータコア６５と、このステータコア６５に装着されたコイル６６とからなる。
【００２９】
ステータコア６５は、矩形の外周部を形成する枠状部６５ｇと、この枠状部６５ｇの長手方向の一端部からロータ６２側へ突出する主歯部６５ａと、枠状部６５ｇの長手方向の他端部の角部からロータ６２側へ突出する２つの副歯部６５ｂ，６５ｃとを備え、これらの主歯部６５ａ及び副歯部６５ｂ，６５ｃがロータ６２に近接するように設けられている。
【００３０】
ここで、符号６５ｄは枠状部６５ｇに出来る磁束に影響を与えないように枠状部６５ｇから外方に突出させた突部、６５ｅはステータコア６５をケース本体５１（図５（ａ）参照）にビスで取付けるビスを通すために突部６５ｄに開けられたビス挿通穴である。
【００３１】
主歯部６５ａの中心を通る中心線７１と、副歯部６５ｂ，６５ｃの中心線７２，７３とのなす角度をそれぞれθ１とすると、例えば、θ１は４０°〜６０°であり、θ１＝６０°の場合は、主歯部６５ａ及び副歯部６５ｂ，６５ｃは、ロータ６２の回転軸６３を中心にして周方向に３等分した位置に配置される。
【００３２】
このように、主歯部６５ａ及び副歯部６５ｂ，６５ｃは、ロータ６２の回転軸６３を中心に周方向に３等分する位置に配置される、又は周方向に略３等分する位置に配置される。
【００３３】
ロータ６２は、複数枚の珪素鋼板が積層されて形成されたロータコア７６と、このロータコア７６の外周面７６ａに形成された凹部７６ｂ，７６ｂに嵌め込まれた円弧状の永久磁石７７，７８とからなり、ロータコア７６は回転軸６３に取付けられている。
ロータ６２の凹部７６ｂ，７６ｂ間に設けられるロータ凸部７６ｄ，７６ｅは、２つの磁石７７，７８の間に位置するため、磁極を持たない非磁極部である。
【００３４】
磁石７７，７８は、図の状態では、主歯部６５ａの中心線７１に対して対称な位置に配置されている。磁石７７，７８の円弧の開き角をθ２とすると、例えば、θ２は６０°〜１００°である。
【００３５】
一方の磁石７７は、円弧の外面にＮ極、円弧の内面にＳ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｎ」を記載している。
他方の磁石７８は、円弧の外面にＳ極、円弧の内面にＮ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｓ」を記載している。
【００３６】
図４（ｄ）は制御部２７の正面図であり、制御部２７は、プリント基板８１と、このプリント基板８１に取付けられた電子部品（ＦＥＴ８２、ダイオード８３、コンデンサ８４等）とからなる。なお、符号８７は制御部２７をステータコア６５と共にビスで取付けるビスを通すためにプリント基板８１に開けられたビス挿通穴、８８はロータ６２（図４（ｃ）参照）との干渉を避けるためにロータ６２の外周面に沿うようにプリント基板８１に形成された切欠き部である。
【００３７】
図４（ａ），（ｃ）において、ステータ６１のステータコア６５を金属製とし、このステータコア６５に制御部２７を取付けることで、制御部２７で発生した熱を、ステータコア６５から逃がすことができ、制御部２７の動作を安定させることができる。また、特別に制御部２７用の冷却手段を設けなくて済み、コストを抑えることができる。
【００３８】
以上に述べたシャッター機構１３及びトルクモータ２６の作用を次に説明する。
図５（ａ）は、シャッター機構１３のシャッター１７が閉じた状態（全閉）を示している。ステータ６１のコイル６６には通電されていない。
このとき、磁石７７の周囲の磁場によって、ステータコア６５の副歯部６５ｂの先端部にＳ極が発生するとともに主歯部６５ａの先端部にＮ極が発生する。
【００３９】
この結果、ステータコア６５の副歯部６５ｂから枠状部６５ｇを介して主歯部６５ａに向かって流れる磁束（磁力線の束であり、図では細線で示している。以下同じ。）が発生し、磁石７７と副歯部６５ｂとが吸引し合うため、この磁力によって、コイル６６に通電しなくても、ロータ６２は、シャッター１７が閉じられる位置に位置決めされるとともに保持される。
【００４０】
図５（ｂ）において、ステータ６１のコイル６６に通電すると、ステータコア６５が電磁石となり、ステータコア６５内に太線で示す磁束が発生する。
この結果、副歯部６５ｂの先端部にはＮ極（太字で示している。）、主歯部６５ａの先端部にはＳ極（太字で示している。）、副歯部６５ｃの先端部にはＮ極（太字で示している。）が発生する。
【００４１】
電磁石により発生する磁極の強さは、磁石７７の強さを上回るため、副歯部６５ｂのＮ極と磁石７７のＮ極とが反発し合い、主歯部６５ａのＳ極と磁石７８のＳ極とが反発し合い、副歯部６５ｃのＮ極と磁石７８のＳ極とが吸引し合うため、ロータ６２は、白抜き矢印で示す向きに回動する。
【００４２】
これにより、図５（ｃ）に示すように、シャッター１７が開く。
また、ロータ６２の磁石７８が副歯部６５ｃに近接し、磁石７８の周囲の磁場によって、ステータコア６５の副歯部６５ｃの先端部にＮ極（カッコ付き）が発生するとともに主歯部６５ａの先端部にＳ極（カッコ付き）が発生する。
【００４３】
図６（ａ）は、シャッター機構１３のシャッター１７が開いた状態を示している。ステータ６１のコイル６６には通電されていない。
図５（ｃ）のときと同様に、ステータコア６５の副歯部６５ｃの先端部にＮ極が発生し、主歯部６５ａの先端部にＳ極が発生している。
【００４４】
この結果、主歯部６５ａから枠状部６５ｇを介してステータコア６５の副歯部６５ｃに向かって流れる磁束（細線で示している。）が発生し、磁石７８と副歯部６５ｃとが吸引し合うため、コイル６６に通電しなくても、ロータ６２は、シャッター１７を開いた位置に位置決めされるとともに保持される。
【００４５】
図６（ｂ）において、ステータ６１のコイル６６に、図５（ｂ），（ｃ）とは逆向きに通電すると、ステータコア６５が電磁石となり、ステータコア６５内に太線で示す磁束が発生する。
【００４６】
この結果、副歯部６５ｃの先端部にはＳ極（太字）、主歯部６５ａの先端部にはＮ極（太字）、副歯部６５ｂの先端部にはＳ極（太字）が発生する。
電磁石により発生する磁極の強さは、磁石７８の強さを上回るため、副歯部６５ｃのＳ極と磁石７８のＳ極とが反発し合い、主歯部６５ａのＮ極と磁石７７のＮ極とが反発し合い、副歯部６５ｂのＳ極と磁石７７のＮ極とが吸引し合うため、ロータ６２は、白抜き矢印で示す向きに回動する。
【００４７】
これにより、図６（ｃ）に示すように、シャッター１７が閉じる。
また、ロータ６２の磁石７７が副歯部６５ｂに近接するため、磁石７７の周囲の磁場によって、ステータコア６５の副歯部６５ｂの先端部にＳ極（カッコ付き）が発生するとともに主歯部６５ａの先端部にＮ極（カッコ付き）が発生する。
従って、コイル６６への通電を停止しても、図５（ａ）のときと同様に、ロータ６２は、シャッター１７が閉じられる位置に位置決めされるとともに保持される。
【００４８】
図７に示すように、モータ本体部４４のロータ６２によって、コイル６６に通電しない状態で、シャッター１７を、全閉位置（二点鎖線で示された位置）と全開位置（破線で示された位置）との間の中間位置（実線で示された位置）で位置決めして保持することも可能である。
【００４９】
即ち、磁石７７の端部が副歯部６５ｂに近接するとともに磁石７８の端部が副歯部６５ｃに近接することで、副歯部６５ｂの先端部にＳ極が発生し、副歯部６５ｃの先端部にＮ極が発生して、磁石７７と副歯部６５ｂ、磁石７８と副歯部６５ｃがそれぞれ吸引し合うため、コイル６６に通電しなくても、ロータ６２によって、シャッター１７を、中間開度位置に位置決めするとともに保持することができる。
【００５０】
図８（ａ）において、グラフの縦軸はトルクモータのロータを回動させるための回動トルクであり、ゼロに対して正側はシャッターの開方向のトルク、負側はシャッター閉方向のトルクである。横軸はロータの回動角度であり、ゼロは中間開度、正側は開方向、αはシャッター全開時の回動角度、負側は閉方向、−αはシャッター全閉時の回動角度である。
【００５１】
また、実線はトルクモータに通電しない場合にロータを外部から回転させるのに必要な回動トルク、破線はトルクモータに通電した場合のロータの駆動トルク（回動トルク）である。
【００５２】
トルクモータに通電しない場合は、ロータ回動角度が全閉の状態である−αからロータが開方向へ回動すると、回動トルクは負側の−Ｔａから次第に大きくなり（回動トルクの絶対値は小さくなってゼロに近くなり）、ロータ回動角度−βで回動トルクはゼロになり、更にロータが回動すると、回動トルクの向きがシャッター閉方向からシャッター開方向の向きになるとともに、ロータ回動角度−γでシャッター開方向における極大値Ｔｂとなり、この極大値Ｔｂを境にして回動トルクは再び小さく（ゼロに近く）なり、ロータ開度角度ゼロ（シャッターの中間開度である。）で回動トルクはゼロになる。
【００５３】
更に、ロータ回動角度が大きくなると、回動トルクの向きが変わってシャッター閉方向の向きになるとともに、ロータ回動角度γで回動トルクはシャッター閉方向における極小値−Ｔｂとなり、この極小値−Ｔｂを境にして回動トルクは再び大きくなり（回動トルクの絶対値は小さくなってゼロに近くなり）、ロータ回動角度βで回動トルクはゼロになる。更にロータが回動すると、回動トルクの向きが変わってシャッター開方向の向きになるとともに、ロータ回動角度がαで回動トルクがＴａとなり、シャッターは全開となる。
【００５４】
ロータ回動角度−γ付近で回動トルクの向きがシャッター開方向、ロータ回動角度γ付近でシャッター閉方向になるので、シャッターを中間開度位置に保持する回動トルクが発生する。水撃等の衝撃によって想定されるシャッターに入力されるトルクに対して、ロータの回動トルク（即ち、Ｔｂ）を高く設定すると、衝撃が入力されてもロータを元の位置（中間開度位置）に復帰させることができ、シャッター開閉状態を保持できる。
【００５５】
また、Ｔａ＞Ｔｂであるから、シャッターが全閉又は全開のときにも、水撃等の衝撃によるトルクよりも回動トルクＴａは大きいから、衝撃が入力されてもシャッターを元の全閉位置又は全開位置に復帰させることができる。
【００５６】
シャッターを全閉状態から開く際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度−αにおいて、非通電時の回動トルク−Ｔａと逆向き（シャッター開方向）で、絶対値が大きいＴｃとなり、ロータ回動角度が大きくなるにつれて大きくなるが、ロータ回動角度が大きくなるに従って回動トルクの増加率は次第に小さくなり、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最大となり、その後はロータ回動角度がαになるまで次第に減少する。
【００５７】
これは、特に、ロータ回動角度が−α〜−βでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する閉方向のコギングトルクに抗してロータを回転させる必要があり、また、ロータ回動角度がβ〜αでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する開方向のコギングトルクが発生するためにトルクモータの駆動トルクが小さくて済むためである。
【００５８】
シャッターを全開状態から閉じる際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度αにおいて、非通電時の回動トルクＴａと逆向き（シャッター閉方向）で、絶対値が大きい−Ｔｃとなり、ロータ回動角度が小さくなるにつれて次第に小さくなるが、ロータ回動角度が小さくなるに従って回動トルクの減少率は次第に小さくなり（回動トルクの絶対値の増加率は次第に小さくなり）、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最小（絶対値は最大）となり、その後はロータ回動角度が−αになるまで次第に増加する。
【００５９】
図８（ｂ）〜（ｆ）は図８（ａ）の所定のロータ回動角度に対応したロータ回動位置を示している。
図８（ｂ）はロータ回動角度が−αのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７７の周方向の中央部が副歯部６５ｂの幅の中央部に対向するように近接している。
【００６０】
図８（ｃ）はロータ回動角度が−βのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７７が副歯部６５ｂに対向するとともに、磁石７８が副歯部６５ｃと主歯部６５ａとの間に位置している。
【００６１】
図８（ｄ）はロータ回動角度がゼロのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７７と副歯部６５ｂとの吸引力と、磁石７８と副歯部６５ｃとの吸引力とが釣り合った状態である。
【００６２】
図８（ｅ）はロータ回動角度がβのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７８が副歯部６５ｃに対向するとともに、磁石７７が副歯部６５ｂと主歯部６５ａとの間に位置している。
【００６３】
図８（ｆ）はロータ回動角度がαのときのロータ６２の回動位置を示している。即ち、磁石７８の周方向の中央部が副歯部６５ｃの幅の中央部に対向するように近接している。
【実施例２】
【００６４】
次に本発明の実施例２を説明する。
図９に示すように、トルクモータ９０は、その回転軸６３が制限された回転角度の範囲内で回転し、その回転軸６３に発生するトルクを利用するＤＣモータであり、モータケース４３（図２参照）と、このモータケース４３に取付けられたステータ６１と、このステータ６１の内側に配置されたロータ９１と、このロータ９１を支持するとともにモータケース４３に回動自在に支持された回転軸６３とからなる。
【００６５】
ロータ９１は、複数枚の珪素鋼板が積層されて形成されたロータコア９３と、このロータコア９３の外周面９３ａに取付けられた円弧状の永久磁石９５，９６とからなり、ロータコア９３が回転軸６３に取付けられている。
磁石９５，９６は、図の状態では、主歯部６５ａの中心線７１に対して対称な位置に配置されている。磁石９５，９６の円弧の開き角は１８０°である。
【００６６】
一方の磁石９５は、円弧の外面にＮ極、円弧の内面にＳ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｎ」を記載している。
他方の磁石９６は、円弧の外面にＳ極、円弧の内面にＮ極が着磁されているが、図中では外面側の磁極「Ｓ」を記載している。
【００６７】
図の磁石９５，９６の位置では、ステータ６１の副歯部６５ｂの先端部にＳ極、副歯部６５ｃの先端部にＮ極が発生して、磁石９５のＮ極と副歯部６５ｂのＳ極とが吸引し合い、磁石９６のＳ極と副歯部６５ｃのＮ極とが吸引し合って、回動軸６３の回動トルクはゼロになり、回動軸６３に連結されたシャッターは中間開度に位置決めされるとともに保持されている。
【００６８】
図１０において、グラフの縦軸はトルクモータのロータを回動させるための回動トルクであり、ゼロに対して正側はシャッターの開方向のトルク、負側はシャッター閉方向のトルクである。横軸はロータの回動角度であり、ゼロは中間開度、正側は開方向、αはシャッター全開時の回動角度、負側は閉方向、−αはシャッター全閉時の回動角度である。
また、実線はトルクモータに通電しない場合にロータを外部から回転させるのに必要な回動トルク、破線はトルクモータに通電した場合のロータの駆動トルク（回動トルク）である。
【００６９】
トルクモータに通電しない場合は、ロータ回動角度が全閉の状態である−αからロータが開方向へ回動すると、回動トルクは負側の−Ｔａから直線的に次第に大きくなり（回動トルクの絶対値は直線的に次第に小さくなってゼロに近くなり）、ロータ回動角度ゼロ（シャッターの中間開度である。）で回動トルクはゼロになる。
【００７０】
更に、ロータ回動角度が大きくなると、回動トルクの向きがシャッター閉方向の向きからシャッター開方向の向きになるとともに、更に直線的に大きくなり、ロータ回動角度がαで回動トルクがＴａとなり、シャッターは全開となる。
このように、トルクモータ９０（図９参照）では、非通電時にシャッターの全閉、中間開度及び全開位置でロータ、回転軸を保持することが可能である。
【００７１】
シャッターを全閉状態から開く際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度−α（シャッター全閉）において、非通電時の回動トルク−Ｔａと逆向き（シャッター開方向）で、絶対値が大きいＴｃとなり、ロータ回動角度が大きくなるにつれて大きくなるが、ロータ回動角度が大きくなるに従って回動トルクの増加率は次第に小さくなり、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最大となり、その後はロータ回動角度がα（シャッター全開）になるまで次第に減少する。
【００７２】
これは、ロータ回動角度が−α〜ゼロでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する閉方向のコギングトルクに抗してロータを回転させる必要があり、また、ロータ回動角度がゼロ〜αでは、磁石と副歯部との吸引力により発生する開方向のコギングトルクが発生するためにトルクモータの駆動トルクが小さくて済むためである。
【００７３】
シャッターを全開状態から閉じる際には、トルクモータに通電した場合のトルクモータの駆動トルク（回動トルク）は、ロータ回動角度αにおいて、非通電時の回動トルクＴａと逆向き（シャッター閉方向）で、絶対値が大きい−Ｔｃとなり、ロータ回動角度が小さくなるにつれて次第に小さくなるが、ロータ回動角度が小さくなるに従って回動トルクの減少率は次第に小さくなり（回動トルクの絶対値の増加率は次第に小さくなり）、ロータ回動角度がゼロを過ぎた直後に最小（絶対値は最大）となり、その後はロータ回動角度が−αになるまで次第に増加する。
【００７４】
上記の図２、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、車体前端部の開口部２１ａから車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部としてのグリル２１及びダクト２２に開閉手段としてのシャッター機構１３が設けられ、このシャッター機構１３を制御手段としての制御部２７で制御される駆動手段としてのトルクモータ２６で開閉して車体前部に設けられたラジエータ２３に送られる走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、トルクモータ２６は、少なくとも一部が金属部材（珪素鋼板）で形成され、制御基板からなる制御部２７は、金属部材に接触していることを特徴とする。
【００７５】
上記構成により、制御部２７で発生する熱をトルクモータ２６の金属部材から放熱させることができ、制御部２７の専用の放熱手段を必要としないため、部品点数を削減することができる。従って、ラジエータ通風装置１１の小型化、コスト削減を図ることができる。
【００７６】
上記の図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、トルクモータ２６が、金属部材からなるステータ６１、詳しくはステータコア６５と、このステータコア６５の半径方向内側に配置されるとともに回動軸３５と同一方向に延びる回転軸６３で支持されるロータ６２とから構成され、制御部２７は、ロータ６２の回転軸６３が延びる方向にステータコア６５と並べて配置されるとともに、ステータコア６５に取付けられるので、トルクモータ２６のステータコア６５の一側面に重ねて制御部２７を取付けることができ、トルクモータ２６・制御部２７組立体の小型化を図ることができる。
【００７７】
また、トルクモータ２６は、金属部材からなるステータ６１、詳しくはステータコア６５と、このステータコア６５の半径方向内側に配置されるとともに回動軸３５と同一方向に延びる回転軸６３で支持されるロータ６２とから構成され、制御部２７は、ロータ６２の回転軸６３が延びる方向にステータコア６５と並べて配置されるとともに、ロータ６２と干渉しないようにロータ６２の外周面に沿うように形成された切欠き部８８を備えるので、制御部２７の切欠き部８８によってロータ６２と制御部２７との干渉を避けながら、ステータコア６５の露出面積を大きくしてステータコア６５からの放熱量を増すことができる。
【００７８】
更に、ステータ６１は、ロータ６２に向けて突出する複数の歯部としての主歯部６５ａ、副歯部６５ｂ，６５ｃを有するステータコア６５と、複数の主歯部６５ａ、副歯部６５ｂ，６５ｃの少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束によりロータ６２を回転させるコイル６６とからなり、ロータ６６は、回転軸６３に取付けられるロータコア７６と、このロータコア７６の外周面７６ａに取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石７７，７８とからなり、ステータ６１は、磁束を避けるように形成されるとともに制御部２７が固定される複数の突部６５ｄを有するので、制御部２７を固定する突部６５ｄがステータ６１に発生する磁束に影響を与えないため、磁束を効果的に発生させることができ、トルクモータ２６を効率良く作動させることができる。
【００７９】
尚、実施例１では、図４（ａ），（ｄ）に示したように、制御部２７のプリント基板８１にロータ６２との干渉を避ける切欠き部８８を形成したが、これに限らず、プリント基板にロータ６２との干渉を避ける円形の穴部を形成してもよい。
【００８０】
また、図４（ａ）に示したように、制御部２７をステータ６１に取付けたが、これに限らず、モータケース４３（図２参照）又はケース本体５１を金属製とし、このモータケース４３又はケース本体５１に制御部２７を取付けて放熱してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のラジエータ通風構造は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００８２】
１１…ラジエータ通風装置、１３…開閉手段（シャッター機構）、２１，２２…外気導入部(グリル、ダクト)、２１ａ…開口部、２３…ラジエータ、２６，９０…駆動手段（トルクモータ）、２７…制御手段（制御部）、３５…回動軸、６１…ステータ、６２，９１…ロータ、６３…回転軸、６５…ステータコア、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ…歯部（主歯部、副歯部、副歯部）、６５ｄ…突部、６６…コイル、７６，９３…ロータコア、７７，７８，９５，９６…磁石（永久磁石）、８８…切欠き部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前端部の開口部から車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部に開閉手段が設けられ、この開閉手段を制御手段で制御される駆動手段で開閉して前記車体前部に設けられたラジエータに送られる前記走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、
前記駆動手段は、少なくとも一部が金属部材で形成され、制御基板からなる前記制御手段は、前記金属部材に接触していることを特徴とするラジエータ通風構造。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに前記回動軸と同一方向に延びる前記回転軸で支持されるロータとから構成され、
前記制御手段は、前記ロータの回転軸が延びる方向に前記ステータと並べて配置されるとともに、前記ステータに取付けられることを特徴とする請求項１記載のラジエータ通風構造。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに前記回動軸と同一方向に延びる前記回転軸で支持されるロータとから構成され、
前記制御手段は、前記ロータの回転軸が延びる方向に前記ステータと並べて配置されるとともに、前記ロータと干渉しないようにロータの外周面に沿うように形成された切欠き部を備えることを特徴とする請求項１記載のラジエータ通風構造。
【請求項４】
前記ステータは、前記ロータに向けて突出する複数の歯部を有するステータコアと、前記複数の歯部の少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束により前記ロータを回転させるコイルとからなり、
前記ロータは、前記回転軸に取付けられるロータコアと、このロータコアの外周面に取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石とからなり、
前記ステータは、前記磁束を避けるように形成されるとともに前記制御手段が固定される突部を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のラジエータ通風構造。
【請求項１】
車体前端部の開口部から車体前部に走行風を導入可能とする外気導入部に開閉手段が設けられ、この開閉手段を制御手段で制御される駆動手段で開閉して前記車体前部に設けられたラジエータに送られる前記走行風の量を制御するラジエータ通風構造において、
前記駆動手段は、少なくとも一部が金属部材で形成され、制御基板からなる前記制御手段は、前記金属部材に接触していることを特徴とするラジエータ通風構造。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに前記回動軸と同一方向に延びる前記回転軸で支持されるロータとから構成され、
前記制御手段は、前記ロータの回転軸が延びる方向に前記ステータと並べて配置されるとともに、前記ステータに取付けられることを特徴とする請求項１記載のラジエータ通風構造。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記金属部材からなるステータと、このステータの半径方向内側に配置されるとともに前記回動軸と同一方向に延びる前記回転軸で支持されるロータとから構成され、
前記制御手段は、前記ロータの回転軸が延びる方向に前記ステータと並べて配置されるとともに、前記ロータと干渉しないようにロータの外周面に沿うように形成された切欠き部を備えることを特徴とする請求項１記載のラジエータ通風構造。
【請求項４】
前記ステータは、前記ロータに向けて突出する複数の歯部を有するステータコアと、前記複数の歯部の少なくとも１つに装着されるとともに通電中に発生する磁束により前記ロータを回転させるコイルとからなり、
前記ロータは、前記回転軸に取付けられるロータコアと、このロータコアの外周面に取付けられた異なる磁極を有する少なくとも２つの磁石とからなり、
前記ステータは、前記磁束を避けるように形成されるとともに前記制御手段が固定される突部を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のラジエータ通風構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−５１５３０（Ｐ２０１１−５１５３０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３８３８（Ｐ２００９−２０３８３８）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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