車体前部通風構造
【課題】車体前部に導入される空気流を乱すことがなく、更に、設計自由度を増すことが可能な車体前部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グリル、ダクトにシャッター機構が設けられ、このシャッター機構をトルクモータで開閉して車体前部に送られる走行風の量を制御する車体前部通風構造において、開口部側を開閉するために上下方向に間隔を置いてシャッター機構を構成する複数のフィン１７が設けられ、これらのフィン１７が、車幅方向に延びる回動軸３５に対して軸直角方向に回動し、回動軸３５が、開口部側を閉じたときにフィン１７における車両前方を指向する受風面１７ａからこの受風面１７ａの後方に配置された背面１７ｂ側に離された位置に設けられる。
【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グリル、ダクトにシャッター機構が設けられ、このシャッター機構をトルクモータで開閉して車体前部に送られる走行風の量を制御する車体前部通風構造において、開口部側を開閉するために上下方向に間隔を置いてシャッター機構を構成する複数のフィン１７が設けられ、これらのフィン１７が、車幅方向に延びる回動軸３５に対して軸直角方向に回動し、回動軸３５が、開口部側を閉じたときにフィン１７における車両前方を指向する受風面１７ａからこの受風面１７ａの後方に配置された背面１７ｂ側に離された位置に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部に設けられたラジエータ、エンジンルーム内等に走行風を導く車体前部通風構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体前部通風構造として、ラジエータの前方に空気流通路を開閉するシャッタ装置を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１の図１〜図３によれば、車体ボディ１２に筐体２１，２２が取付けられ、これらの筐体２１，２２にそれぞれシャッタ装置４１，４２が取付けられ、これらのシャッタ装置４１，４２によって、車体前端部に形成されたグリル開口部１４，１６に向けて開口する空気流通路２８，３２を開閉してシャッタ装置４１，４２の後方に設けられたラジエータ１１やエンジンルームへ導かれる走行風量を調整する。
【０００３】
シャッタ装置４２は、複数の羽根部材４３を備える。羽根部材４３は、板状の羽根体４４と、この羽根体４４を支持する支持軸４５とからなり、支持軸４５は、筐体２２の両端部に回動可能に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−００１５０３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
支持軸４５の外径は、羽根体４４の板厚よりも大きく、羽根体４４の表面から突出している。従って、羽根部材４３に走行風が当たったときに、羽根部材４３の表面に沿って流れる空気流が乱れる。この結果、空気抵抗が大きくなったり、風切り音が発生することがある。
また、羽根部材４３の表面に支持軸４５が突出していると、羽根部材４３の表面の設計自由度が制約され、走行風の制御に影響を及ぼすことがある。
【０００６】
本発明の目的は、車体前部に導入される空気流を乱すことがなく、更に、設計自由度を増すことが可能な車体前部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、車体前端部に位置している開口部から走行風を導入可能な外気導入部に、開閉手段が設けられ、この開閉手段を駆動手段によって開閉することにより、前記外気導入部から取り入れる前記走行風の風量を制御するようにした、車体前部通風構造であって、前記開閉手段は、前記外気導入部を全閉可能に一列に配列した、複数のフィンによって構成され、この複数のフィンは、それぞれ開閉中心となる軸部を個別に有しており、この複数の軸部は、前記複数のフィンの配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィンに沿う方向へ延びている車体前部通風構造において、前記各々の軸部は、全閉状態の前記各フィンの、前記走行風を受ける受風面に対して露出することなく、前記受風面とは反対側の背面に向かってオフセットしていることを特徴とする。
【０００８】
開口部を閉じたときにフィンにおける車両前方を指向する受風面から軸部が背面側に離された位置に設けられ、軸部が受風面に突出しない。このように、受風面には従来のような凹凸が形成されず、平面又は曲面等の滑らかな受風面が形成され、受風面に沿って空気流がスムーズに流れる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、軸部が、フィンの断面長手方向の中心位置、若しくはフィンの断面長手方向の中心位置よりも、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部側に設けられることを特徴とする。
【００１０】
軸部をフィンの断面長手方向の中心位置よりも前端部側に設けた場合、走行風がフィンに当たったときに、フィンを閉める方向に回動させようとする受風面の面積が小さくなるとともに、フィンを開ける方向に回動させようとする受風面の面積が大きくなる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、受風面が、フィンの断面長手方向の途中に、頂部と、この頂部から前端部に至る第１傾斜面と、頂部から、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部に至る第２傾斜面と、を備え、第１傾斜面は、前端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成され、第２傾斜面は、後端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１２】
フィンが完全に開いた状態から閉める方向に回動し始めた場合、第１傾斜面は第２傾斜面に比べて走行風に対してより直角に近づき、走行風が第１傾斜面に当たってフィンを閉める方向に回動させようとする走行風圧がより大きくなるとともに、走行風が第２斜面に当たってフィンを開ける方向に回動させようとする走行風圧がより小さくなる。この結果、走行風圧によるフィンの閉め側の回動トルクが大きくなる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、受風面が走行風から受ける走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、頂部と軸部とは、走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線上に配置されることを特徴とする。
【００１４】
受風面に作用する走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、第１傾斜面の全面が、頂部と軸部とを通る直線よりも前端部側に位置し、第２傾斜面の全面が、頂部と軸部とを通る直線よりも後端部側に位置する。
【００１５】
請求項５に係る発明は、受風面のうち、開口部を閉じたときに走行風を受ける範囲を、有効受風面とし、フィンの前端部を有効前端とし、有効受風面において有効前端とは反対側の端を有効後端とし、有効前端から軸部の中心までの長さと、軸部の中心から有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端までの範囲に、軸部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、軸部の位置は、比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明では、開閉手段は、前記外気導入部を全閉可能に一列に配列した、複数のフィンによって構成され、この複数のフィンは、それぞれ開閉中心となる軸部を個別に有しており、この複数の軸部は、複数のフィンの配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィンに沿う方向へ延びており、各々の軸部は、全閉状態の各フィンの、走行風を受ける受風面に対して露出することなく、受風面とは反対側の背面に向かってオフセットしているので、フィンの受風面に軸部による凹凸面が形成されないため、受風面による走行風の流れを乱すことがなく、ラジエータ及びエンジンルーム内にスムーズに走行風を送ることができる。よって、車体空力性能が向上し、風切り音の発生を防止することができる。また、受風面の設計自由度を増すことができ、走行風の流量調整、送風方向を細かく設定することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明では、軸部が、フィンの断面長手方向の中心位置、若しくはフィンの断面長手方向の中心位置よりも、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部側に設けられるので、走行風が各フィンに当たったときに、フィンを閉める方向に回動させようとする面の面積を小さくすることができるとともに、フィンを開ける方向に回動させようとする面の面積を大きくすることができ、フィンを開けるときに駆動手段の負荷を小さくすることができる。
車両が水たまりに進入して、フィンが水撃を受けた際、軸前部と軸後部とが受ける水圧に差ができるため、この水圧差によりフィンを閉状態から開状態へと回転させることができ、水撃によるフィンへの過度な負荷を逃がすことができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、受風面が、フィンの断面長手方向の途中に、頂部と、この頂部から前端部に至る第１傾斜面と、頂部から、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部に至る第２傾斜面と、を備え、第１傾斜面は、前端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成され、第２傾斜面は、後端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成されるので、フィンが完全に開いた状態から閉められる方向に回動し始めた場合、第１傾斜面ではフィンを閉める方向に回動させようとする走行風圧をより大きくすることができるとともに、第２傾斜面ではフィンを開ける方向に回動させようとする走行風圧をより小さくすることができ、フィンを閉めるときの駆動手段の負荷をより小さくすることができる。従って、駆動手段の消費電力を抑えることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明では、受風面が走行風から受ける走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、頂部と軸部とは、走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線上に配置されるので、受風面に作用する走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、全面が直線よりも前端部側に位置する第１傾斜面によって走行風圧によるフィンの閉方向への回動補助力をより大きくすることができるとともに、全面が直線よりも後端部側に位置する第２傾斜面によって走行風圧によるフィンの閉方向への回動阻害力をより小さくすることができる。
【００２１】
従って、受風面に作用する走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、例えば、受風面が平坦なフィンに比較して、本発明では、フィンを駆動させる駆動手段の負荷をより小さくすることができる。
【００２２】
請求項５に係る発明では、有効前端から軸部の中心までの長さと、軸部の中心から有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端までの範囲に、軸部を設けた。どのような水撃であっても、受風面のうち、有効前端から軸部の中心までの面が受ける水撃荷重（水圧）と、軸部の中心から有効後端までの面とが受ける水撃荷重（水圧）とで開く方向に差が生じ、確実にフィンを開けることができるので、フィンが水撃を受けた際、フィンが閉じた状態から開いた状態へと確実にフィンを回転させることができ、水撃によるフィンへの負荷を逃がすことができ、フィンを保護することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明では、軸部の位置は、比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けた。軸部の位置がフィンを開いた際のモータ負荷の軽減率が臨界的に下がる位置よりも有効前端側に位置することがなく、またフィン閉鎖時のモータ負荷を高めない位置とすることができるため、通風装置の高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る通風構造を示す車体前部の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る通風構造のシャッター機構を閉じた状態の断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る通風構造のシャッター機構を開いた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係るフィンの側面図である。
【図５】本発明の実施例１に係るフィンを傾けた状態の断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係るフィンの作用を示す作用図である。
【図７】フィンの比較例の作用を示す作用図である。
【図８】本発明の実施例１に係るフィンの開け側回動トルクとフィン回動角度との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例１に係るトルクモータ負荷とフィン回動角度との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例２に係る全閉時のフィンの正面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線断面図である。
【図１２】本発明の実施例２に係るフィンの力の作用を示す作用図である。
【図１３】本発明の水を逃がすときのフィンの作用図である。
【図１４】本発明の回動軸の位置とフィン開閉及びモータ負荷の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の回動軸の位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００２６】
先ず、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、エンジンルーム内に送られる走行風の量を制御する通風装置１１が取付けられている。
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。
【００２７】
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（本実施例１では３個）のフィン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。
【００２８】
図２に示すように、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の各フィン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を兼ねるとともにリンク機構２４を案内するガイド部材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の各フィン１７は閉じた状態（全閉）にあり、ラジエータ２３、エンジンルーム内には走行風が導かれない。
【００２９】
図１〜２に示すように、シャッター機構１３は、シャッターベース１４の縦長部材１６で回動自在に支持された複数の回動軸３５と、これらの回動軸３５にそれぞれ一体的に取付けられたフィン１７及びアーム部材３６とを備え、各アーム部材３６がリンク機構２４に連結されている。
【００３０】
リンク機構２４は、複数のアーム部材３６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の回転軸３３（モータ軸３３）に取付けられたアームリンク３９とからなる。
【００３１】
アーム部材３６とスライドリンク３７とは、アーム部材３６の端部に設けられたアーム軸部３６ａがスライドリンク３７に形成された長穴３７ａに移動自在に挿入されることで連結されている。
連結ピン３８は、スライドリンク３７の下端部に形成された長穴３７ａに移動自在に挿入されている。
【００３２】
トルクモータ２６は、その回転軸３３が制限された回転角度の範囲内で回転し、その回転軸３３に発生するトルクを利用する直流モータであり、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。
【００３３】
ガイド部２８は、上下にスライドするスライドリンク３７の下降を規制するとともにスライドリンク３７の下部をスライド自在に支持するロアガイド４６と、スライドリンク３７の上昇を規制するとともにスライドリンク３７の上部をスライド自在に支持するアッパガイド４７とからなる。
図２の状態では、スライドリンク３７の上部がアッパガイド４７の下端に当たっている。
【００３４】
図３はシャッター機構１３の各フィン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、各フィン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内を通過することによって熱交換する。更に、走行風はラジエータ２３の後方のエンジンルーム内に至る。
図３の状態では、スライドリンク３７の下部がロアガイド４６の上端に当たっている。
【００３５】
図４では、フィン１７が、図３に示したのと同様に、断面長手方向が車両前後方向に延びた全開時の状態を示している。ここで、図３及び図４に示すように、回動軸３５に対して直角な方向の断面、つまり軸直角の断面に沿って、フィン１７を断面したときに、この断面において細長い方をフィン１７の長手方向又は断面長手方向といい、短い方をフィン１７の厚さ方向ということにする。
フィン１７は、厚さ方向に対向する２つの面、即ち、一方の面を形成する受風面１７ａ及び他方の面を形成する背面１７ｂと、断面長手方向の前端部１７ｃ（前端１７ｃ）と、断面長手方向の後端部１７ｄ（後端１７ｄ）とを備える。
【００３６】
受風面１７ａは、前側の主受風面１７ｆと、後端部１７ｄ側の後端部面１７ｇとからなる。
主受風面１７ｆは、上方に凸となる湾曲した曲面に形成され、前端部１７ｃ寄りの位置に厚さ方向に最も突出した（最も高く形成された）頂部１７ｈ（黒丸で示された部分である。）が設けられている。
後端部面１７ｇは、主受風面１７ｆに滑らかに連続するようにほぼ平面状に形成されている。
【００３７】
主受風面１７ｆの頂部１７ｈよりも前端部１７ｃ側の部分は、前下がりに形成された湾曲した第１傾斜面１７ｊであり、頂部１７ｇよりも後端部１７ｄ側の部分は、後下がりに形成された湾曲した第２傾斜面１７ｋである。
【００３８】
背面１７ｂは、平坦に形成されるとともに、軽量化のための前部凹部１７ｍ及び後部凹部１７ｎが形成されている。
前端部１７ｃは、受風面１７ａに連続する前方に凸となる湾曲した曲面を備え、この曲面は上記の主受風面１７ｆに含まれる。
後端部１７ｄは、厚さが他の部分よりも薄く形成されている。
【００３９】
回動軸３５、詳しくは回動軸３５の軸線３５ａは、フィン１７の最大厚さをＴとした時に、最大厚さＴの厚さ方向の中心線５０に対して背面１７ｂ側へ距離ｄ１だけオフセットさせて配置され、且つ、フィン１７の断面長手方向の長さ、即ちフィン１７の全長をＬとしたときに、長手方向の中心線５５に対して前端部１７ｃ側へ距離ｄ２だけオフセットさせて配置されている。
【００４０】
受風面１７ａの頂部１７ｈは、中心線５５に対して前端部１７ｃ側へ距離ｄ３だけオフセットさせて配置され、回動軸３５の軸線３５ａよりも更に前端部１７ｃ側に配置されている。
【００４１】
図５に示すように、フィン１７の断面長手方向が、フィン１７を閉める側に水平方向に対して、例えば、４５°傾いたときには、受風面１７ａの頂部１７ｈと回動軸３５の軸線３５ａとは、走行風の導風方向に沿う方向、ここでは、前後方向に延びる水平線５７上に前後に並ぶように配置される。
このとき、水平線５７より下方に第１傾斜面１７ｊ、水平線５７より上方に第２傾斜面１７ｋが配置される。
【００４２】
第１傾斜面１７ｊ上の第１の代表点（任意の点）を６１、第２傾斜面１７ｋ上の第２の代表点（任意の点）を６２とし、第１の代表点６１を通る第１傾斜面１７ｊの接線を第１接線６３、代表点６２を通る第２傾斜面１７ｋの接線を第２接線６４とする。
【００４３】
以上に述べたフィン１７の作用を次に説明する。
図６（ａ）は全開時のフィン１７を示している。フィン１７の断面の長手方向は車両前後方向に延びている。
【００４４】
このとき、走行風の導風方向の流れ、即ち、水平な走行風の流れＡ１と第１接線６３とのなす角度を第１角度α１とすると、この第１角度α１によって、回動軸３５には、フィン１７を閉めようとする力による閉め側の第１の回動トルクＴＡ１が発生する。
【００４５】
図６（ｂ）は図６（ａ）の状態に対してフィン１７が閉じ側に、例えば、４５°傾いた状態を示している。このとき、フィン１７が走行風から受風面１７ａに受ける風圧による回動軸３５のフィン開け側の回動トルクは、フィン１７の受風面１７ａと回動軸３５との位置関係及び受風面１７ａの形状によって最も大きくなる。
【００４６】
このとき、水平な走行風Ａ２と第１接線６３とのなす角度を第２角度α２とすると、α２＞α１（図６（ａ）参照）であり、この第２角度α２によって、回動軸３５にはフィン１７を閉めようとする力による閉め側の回動トルクが発生し、この回動トルクは図６（ａ）の第１の回動トルクＴＡ１よりも大きくなる。
【００４７】
また、水平な走行風の流れＡ３と接線６４とのなす角度を第３角度α３とすると、この第３角度α３によって、回動軸３５には、フィン１７を開けようとする力による開け側の回動トルクも発生する。
この結果、回動軸３５には、これらの第２角度α２による閉め側の回動トルクと第３角度α３による開け側の回動トルクとを合わせた開け側の第２の回動トルクＴＡ２が発生する。
【００４８】
図６（ｃ）は全閉時のフィン１７を示している。フィン１７の断面の長手方向は上下方向に延びている。
水平な走行風の流れＡ４，Ａ５は、フィン１７の第１傾斜面１７ｊ及び第２傾斜面１７ｋにそれぞれ当たるが、水平な走行風の流れＡ４，Ａ５と第１・第２接線６３，６４とのなす第４角度α４，第５角度α５よりも、回動軸３５（詳しくは、軸線３５ａ）から前端部１７ｃまでの距離ＬＦ及び回動軸３５から後端部１７ｄまでの距離ＬＲの影響（即ち、ＬＲ＞ＬＦであること）を強く受けて、回動軸３５には、フィン１７を開けようとする力による開け側の回動トルクＴＡ３が発生する。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｃ）はフィン１７に対する比較例のフィン１０１の作用を示している。
図７（ａ）は全開時のフィン１０１を示している。
フィン１０１は、矩形断面に形成され、このフィン１０１の断面の断面長手方向は前後方向に延びている。
【００５０】
フィン１０１は、厚さ方向に対向する２つの面、即ち、一方の面を形成する受風面１０１ａ及び他方の面を形成する背面１０１ｂと、断面長手方向の前端部１０１ｃと、断面長手方向の後端部１０１ｄとを備える。
フィン１０１の平坦な受風面１０１ａは走行風の流れに沿っているため、フィン１０１の回動軸１０２には回動トルクがほとんど発生しない。
【００５１】
図７（ｂ）は図７（ａ）の状態に対してフィン１０１が閉め側に４５°傾いた状態を示している。フィン１０１の傾き角４５°付近では、フィン１０１が走行風から受風面１０１ａに受ける風圧による回動軸１０２のフィン開け側の回動トルクは、フィン１０１の受風面１０１ａと回動軸１０２との位置関係及び受風面１０１ａの形状によって最も大きくなる。
【００５２】
このときの受風面１０１ａを、回動軸１０２の軸線１０２ａを通る水平線１０５より下方に位置する下受風面１０１ｆと、水平線１０５より上方に位置する上受風面１０１ｇとに分けると、水平な走行風の流れＡ２と下受風面１０１ｆとのなす角度β２、及び水平な走行風の流れＡ３と上受風面１０１ｇとのなす角度β３は、β２＝β３＝４５°である。
【００５３】
従って、角度β２によって、回動軸１０２にはフィン１０１を閉めようとする力による閉め側の回動トルクが発生し、角度β３によって、回動軸１０２にはフィン１０１を開けようとする力による開け側の回動トルクが発生する。
この結果、回動軸１０２には、角度β２による閉じ側の回動トルクと角度β３による開け側の回動トルクとを合わせた開け側の回動トルクＴＢ２が発生する。
【００５４】
図７（ｃ）は全閉時のフィン１０１を示している。フィン１０１の断面の長手方向は上下方向に延びている。
走行風の流れＡ４，Ａ５は、受風面１０１ａにおける回動軸１０２の軸線１０２ａより下方の位置及び上方の位置にそれぞれ直角に当たり、回動軸１０２（詳しくは、軸線１０２ａ）から前端部１０１ｃまでの距離ＬＦと、回動軸１０２から後端部１０１ｄまでの距離ＬＲとの関係から、回動軸１０２には、フィン１０１を開けようとする力による開け側の回動トルクＴＢ３が発生する。
【００５５】
以上の図６（ｂ）及び図７（ｂ）において、α２＞β２であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも閉めようとする力による回動トルクが大きくなる。
また、α３＜β３であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも開けようとする力による回動トルクが小さくなる。
【００５６】
以上より、フィン１７の方が、フィン１０１に対して閉めようとする力による回動トルクが大きく、且つ開けようとする力による回動トルクが小さくなるから、フィン１７をフィン１０１より小さい力で閉めることができる。
従って、トルクモータ２６（図１参照）の閉め側の回動トルクを小さくすることができ、トルクモータ２６の消費電力を少なくすることができる。
【００５７】
また、以上の図６（ｃ）及び図７（ｃ）において、α４＜９０°であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも閉めようとする力による回動トルクが小さくなる。
また、α５＜９０°であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも開けようとする力による回動トルクが小さくなる。
【００５８】
以上より、フィン１７の方が、フィン１０１に対して閉めようとする力による回動トルクが小さく、且つ開けようとする力による回動トルクが小さくなるから、フィン１７をフィン１０１より小さい力で開け閉めすることができる。
従って、フィン１０１よりもフィン１７を開け閉めするときのトルクモータ２６（図１参照）に必要なトルクを小さくすることができる。
【００５９】
図８は実施例１のフィン１７（図６（ａ）〜（ｃ））及び比較例のフィン１０１（図７（ａ）〜（ｃ））における開け側回動トルクとフィン回動角度との関係を示すグラフであり、縦軸は開け側回動トルクＴＲ、横軸はフィン回動角度θ（単位は°）を表している。
実線で示す実施例（図６の実施例１）では、フィン回動角度θがゼロ（全開）及びその近傍、９０°（全閉）及びその近傍において開け側回動トルクＴＲは小さいが、フィン回動角度θが４５°に近づくにつれて次第に開け側回動トルクＴＲは大きくなり、θ＝４５°で最大になる。
【００６０】
一方、破線で示す比較例では、フィン回動角度θがゼロ及びその近傍、９０°及びその近傍において開け側回動トルクＴＲは実施例と同様に小さく、フィン回動角度θが４５°近傍に近づくにつれて次第に開け側回動トルクＴＲは大きくなり、θ＝４５°より大きいフィン回動角度θで最大になる。
【００６１】
フィン回動角度θ＝４５°では、実施例１の開け側回動トルクＴＲ＝ｔ１、比較例の開け側回動トルクＴＲ＝ｔ２となり、ｔ１＜ｔ２となる。４５°以外の角度でもこの関係ｔ１＜ｔ２が維持され、４５°付近で差が最大になる。
【００６２】
図９はトルクモータ２６（図１参照）の必要とするモータ負荷とフィン１７のフィン回動角度との関係を示すグラフであり、縦軸はトルクモータ２６のモータ負荷ＬＤ、横軸はフィン１７のフィン回動角度θ（単位は°）を表している。
【００６３】
モータ負荷ＬＤは、トルクモータ２６が複数のフィン１７を回動させる際に必要なトルクであり、複数のフィン１７に作用する風圧による複数の回動軸３５を回動させる回動トルクに、回動軸３５が回動する際の回動軸３５と回動軸支持部との摩擦力を加味したものである。
【００６４】
実線で示す実施例（図６の実施例１）では、フィン１７の全開位置からフィン１７を閉めるにつれて、モータ負荷ＬＤは次第に大きくなるとともにその単位フィン回動角度θ当たりのモータ負荷ＬＤの増加量も次第に大きくなり、全閉するときにモータ負荷ＬＤは最大になる。
フィン１７を全閉して回動が停止したときには、回動軸３５と回動軸支持部との摩擦力が発生しなくなるため、モータ負荷ＬＤは、フィン１７を閉状態に保持するモータ負荷Ｌ３のみで済む。
【００６５】
一方、破線で示す比較例では、全開から全閉までのモータ負荷ＬＤの増加傾向は実施例１と同様であるが、モータ負荷ＬＤの値は実施例よりも大きくなる。
実施例１及び比較例のフィン回動角度θ＝４５°でのモータ負荷ＬＤはそれぞれＬ１，Ｌ２となり、その差（Ｌ２−Ｌ１）はファン回動角度θ＝ゼロ〜９０°の範囲で最大になる。
【００６６】
従って、実施例１では、比較例に対してモータ負荷ＬＤをフィン回動角度θ＝ゼロ〜９０°の全範囲で軽減することができ、消費電力を抑えることができる。また、トルクモータ２６の容量を小さくすることもでき、トルクモータ２６の小型・軽量化、省スペース化、コスト削減を図ることができる。
【００６７】
上記の図３、図４に示したように、車体前端部に位置している開口部２１ａから走行風を導入可能な外気導入部としてのグリル２１、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を駆動手段としてのトルクモータ２６によって開閉することにより、グリル２１、ダクト２２から取り入れる走行風の風量を制御するようにした、車体前部通風構造であって、シャッター機構１３は、グリル２１、ダクト２２を全閉可能に一列に配列した、複数のフィン１７によって構成され、この複数のフィン１７は、それぞれ開閉中心となる軸部としての回動軸３５を個別に有しており、この複数の回動軸３５は、複数のフィン１７の配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィン１７に沿う方向へ延びている車体前部通風構造において、各々の回動軸３５は、全閉状態の各フィン１７の、走行風を受ける受風面１７ａに対して露出することなく、受風面１７ａとは反対側の背面１７ｂに向かってオフセットしていることを特徴とする。
【００６８】
上記構成により、フィン１７の受風面１７ａに回動軸３５による凹凸面が形成されないため、受風面１７ａによる走行風の流れを乱すことがなく、ラジエータ２３及びエンジンルーム内にスムーズに走行風を送ることができる。よって、車体空力性能が向上し、風切り音の発生を防止することができる。また、受風面１７ａの設計自由度を増すことができ、走行風の流量調整、送風方向を細かく設定することができる。
【００６９】
また、回動軸３５が、フィン１７の断面長手方向の中心位置（即ち、中心線５５）、若しくはフィン１７の断面長手方向の中心位置（中心線５５）よりも、開口部２１ａ側を開けてフィン１７の断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部１７ｃ側に設けられるので、走行風が各フィン１７に当たったときに、フィン１７を閉める方向に回動させようとする面の面積を小さくすることができるとともに、フィン１７を開ける方向に回動させようとする面の面積を大きくすることができ、フィン１７を開けるときにトルクモータ２６の負荷を小さくすることができる。
【００７０】
更に、受風面１７ａが、フィン１７の断面長手方向の途中に、頂部１７ｈと、この頂部１７ｈから前端部１７ｃに至る第１傾斜面１７ｊと、頂部１７ｈから、開口部２１ａ側を開けてフィン１７の断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部１７ｄに至る第２傾斜面１７ｋと、を備え、第１傾斜面１７ｊは、前端部１７ｃに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成され、第２傾斜面１７ｋは、後端部１７ｄに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成されるので、フィン１７が完全に開いた状態から閉められる方向に回動し始めた場合、第１傾斜面１７ｊではフィン１７を閉める方向に回動させようとする走行風圧をより大きくすることができるとともに、第２傾斜面１７ｋではフィン１７を開ける方向に回動させようとする走行風圧をより小さくすることができ、フィン１７を閉めるときのトルクモータ２６の負荷をより小さくすることができる。従って、トルクモータ２６の消費電力を抑えることができる。
【００７１】
上記の図５、図８に示したように、受風面１７ｊが走行風から受ける走行風圧が最大となるフィン１７の回動角度（例えば、フィン１７の全開位置から４５°の位置）では、頂部１７ｈと回動軸３５とは、走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線としての水平線５７上に配置されるので、受風面１７ａに作用する走行風圧が最大となるフィン１７の回動角度では、全面が水平線５７よりも前端部１７ｃ側に位置する第１傾斜面１７ｊによって走行風圧によるフィン１７の閉方向への回動補助力をより大きくすることができるとともに、全面が水平線５７よりも後端部１７ｄ側に位置する第２傾斜面１７ｋによって走行風圧によるフィン１７の閉方向への回動阻害力をより小さくすることができる。
【００７２】
従って、受風面１７ａに作用する走行風圧が最大となるフィン１７の回動角度では、例えば、受風面１０１ａ（図７（ａ）参照）が平坦なフィン１０１（図７（ａ）参照）に比較して、本発明では、フィン１７を駆動させるトルクモータ２６の負荷をより小さくすることができる。
【実施例２】
【００７３】
次に、本発明の実施例２を説明する。なお、図４に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１０に示すように、開口部の全閉状態におけるフィン１７は、隣り合うフィン１７と回動軸３５（軸部３５）に沿って一部が重なるラップ部７１を有する。
但し、最下段のフィン１７の後端部１７ｄ付近、及び中段のフィン１７の後端部１７ｄ付近には、ラップ部７１が存在するが、最上段のフィン１７の後端部１７ｄ付近にはラップ部が存在しない。また、実施例２では、フィンの枚数が３枚であるが、２枚、４枚等、走行風が導入可能であればフィンの枚数が他の枚数であっても差し支えない。
【００７４】
次に回動軸３５の位置について説明する。
図１０及び図１１に示すように、開口部を閉じた状態のフィン１７において、受風面１７ａのうち、走行風を受ける範囲Ｓを、有効受風面７２とする。中段及び下段のフィン１７は、後端部１７ｄ付近において隣接する他のフィン１７と重なる範囲Ｕを、ラップ部７１とする。
【００７５】
図１１に示すように、フィン１７の前端部１７ｃを有効前端１７ｃとし、有効受風面７２において有効前端１７ｃとは反対側の端を有効後端７４とする。有効前端１７ｃから回動軸３５（軸部３５）の中心７５までの長さＳａと、回動軸３５の中心７５から有効後端７４までの長さＳｂとの、比が「４．８：５．２」となる位置７６から、有効前端１７ｃまでの範囲に、回動軸３５を設けている。つまり、回動軸３５は、長さＳａの範囲に設けられている。
【００７６】
また、より好ましくは、長さＳａで示す範囲に回動軸３５が設けられていることを条件とした上で、有効前端１７ｃから回動軸３５（軸部３５）の中心７５までの長さＳｃと、回動軸３５の中心７５から有効後端７４までの長さＳｄとの、比が「４．５：５．５」となる位置７７から、有効後端７４までの範囲（Ｓｄで示す範囲）に、回動軸３５を設けている。すなわち、回動軸３５は、比が「４．８：５．２」から「４．５：５．５」の範囲Ｒ（斜線で示す領域Ｒ）に位置することが、より好ましい。
図１１では、走行風を受ける範囲Ｓの半分の位置に符号７８を付した。
但し、最上段のフィン１７は、ラップ部７１を有していないので、受風面１７ａの全体が有効受風面７２に相当し、後端１７ｃが有効後端に相当する。
【００７７】
以上に述べたフィン１７の作用を次に述べる。
車両が走行中に水溜まりに入った際は、車輪によって跳ね上げられた水が図２の太い矢印で示すように、外気導入部２１から勢いよく浸入することがあり得る。
図１２に示すように、水の流れＡ６，Ａ７は、有効受風面７２においてフィン１７の回動軸３５より有効前端１７ｃ側の面８１、及び回動軸３５より有効後端７４側の面８２にそれぞれ当たる。しかし、水平な水の流れＡ６，Ａ７と接線６３，６４とのなす角度α４，α５よりも、回動軸３５（詳しくは、軸線３５ａ）から有効前端１７ｃまでの距離Ｌａ及び回動軸３５から有効後端７４までの距離Ｌｂの影響（即ち、Ｌｂ＞Ｌａであること）を強く受けて、回動軸３５には、フィン１７を開けようとする力による開け側の回動トルクＴＡ４が発生する。
【００７８】
図１３（ａ）は比較例のフィン１１０の作用図であり、回動軸１１１の中心１１２が、有効受風面１１３の中間点よりも有効後端１１４側にある。白抜き矢印のように水の流れが有効受風面１１３に当たっても、フィン１１０が開く方向に回動トルクが発生しないので、フィン１１０は開かない。結果、水の流れは押し返され、フィン１１０に負荷が掛かる。
図１３（ｂ）は実施例２のフィン１７の作用図であり、水がフィン１７に当たると、図１２の説明で述べたようにフィン１７が開く方向に回動トルクが発生するので、フィン１７が開き、白抜き矢印のように水が逃がされる。結果、フィン１７の負荷が軽減される。
【００７９】
次にフィンにおける回動軸の位置とフィンの負荷の関係について、図１４、図１５で説明する。図１４において、縦軸Ｐは、フィン開方向への回転時のモータ負荷を示す。直線の傾き角度は、モータ負荷の軽減率を示す（水平に近い程軽減率が低く、垂直に近い程軽減率が高い。）。
図１４に示すように、フィン閉鎖時において、有効前端から回動軸の中心までの長さと、回動軸の中心から有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端までの範囲に、回動軸を設けた場合は、水撃によりフィンが開方向へ回転し、フィンへの負荷を逃がす。
すなわち、図１５（ａ）に示すように、回動軸３５をフィン１７の有効前端１７ｃ寄りの位置に設けた場合は、水撃時のフィンが開方向へ回転し易い。
【００８０】
一方、図１４に示すように、フィン閉鎖時において、有効前端から回動軸の中心までの長さと、回動軸の中心から有効後端までの長さとの、比が４．５：５．５となる位置から、有効後端までの範囲に、回動軸を設けた場合は、モータ負荷の軽減率が高く、モータの負荷が小さい。
すなわち、図１５（ｃ）に示すように、回動軸３５をフィン１７の有効後端７４寄りの位置に設けた場合は、モータ負荷の軽減率が高い。
【００８１】
上述した領域が重なる部分である領域Ｒに回動軸３５があれば、水撃時、フィンへの負荷を逃がし、且つ、モータの負荷を小さくすることができる。図１５（ｂ）に領域Ｒに回動軸３５がある場合を示す。
【００８２】
上記の図１１、図１４に示したように、受風面１７ａのうち、開口部を閉じたときに走行風を受ける範囲を、有効受風面７２とし、フィン１７の前端部１７ｃを有効前端１７ｃとし、有効受風面７２において有効前端１７ｃとは反対側の端を有効後端７４とし、有効前端１７ｃから軸部３５の中心７５までの長さと、軸部３５の中心７５から有効後端７４までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端１７ｃまでの範囲に、軸部３５を設けた。
上記構成により、どのような水撃であっても、受風面１７ａのうち、有効前端１７ｃから軸部３５の中心７５までの面８１が受ける水撃荷重（水圧）と、軸部３５の中心７５から有効後端７４までの面８２とが受ける水撃荷重（水圧）とで開く方向に差が生じ、確実にフィン１７を開けることができるので、フィン１７が水撃を受けた際、フィン１７が閉じた状態から開いた状態へと確実にフィン１７を回転させることができ、水撃によるフィン１７への負荷を逃がすことができ、フィン１７を保護することができる。
【００８３】
上記の図１１、図１４に示したように、軸部３５の位置は、比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けた。
上記構成により、軸部３５の位置がフィン１７を開いた際のモータ負荷の軽減率が臨界的に下がる位置よりも有効前端１７ｃ側に位置することがなく、またフィン１７閉鎖時のモータ負荷を高めない位置とすることができるため、通風装置の高効率化を図ることができる。
【００８４】
尚、実施例１及び２では、図４に示したように、フィン１７の長手方向を前後方向に延びるように配置した際に、フィン１７の受風面１７ａにおいて、頂部１７ｈから前端部１７ｃに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成され、頂部１７ｈから後端部１７ｄに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成される面としたが、これに限らず、頂部１７ｈから前端部１７ｃに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成され、頂部１７ｈから後端部１７ｄまでの範囲を傾斜させずに真っすぐに車両後方に延びる面としてもよい。
【００８５】
また、請求項１から請求項４までのいづれか１項では、回動軸３５を、フィン１７の断面長手方向の中心位置である中心線５５よりも、前端部１７ｃ側に設けたが、これに限らず、フィン１７の断面長手方向の中心線５５上に設けてもよい。
また、図１に示したように、フィン１７は上下方向に間隔をおいて外気導入部に配置される場合に限定されず、外気導入部２２を開閉できれば、フィン１７が任意の方向に間隔をおいて外気導入部に配置されていても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の車体前部通風構造は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００８７】
１３…開閉手段（シャッター機構）、１７…フィン、１７ａ…受風面、１７ｂ…背面、１７ｃ…前端部（前端、有効前端）、１７ｄ…後端部（後端）、１７ｈ…頂部、１７ｊ…第１傾斜面、１７ｋ…第２傾斜面、２１，２２…外気導入部(グリル、ダクト)、２１ａ…開口部、２６…駆動手段（トルクモータ）、３５…軸部（回動軸）、５５…フィンの断面長手方向の中心（長手方向の中心線）、５７…直線（水平線）、７１…ラップ部、７２…有効受風面、７４…有効後端、７５…回動軸の中心、７６…比が４．８：５．２となる位置、７７…比が４．５：５．５となる位置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部に設けられたラジエータ、エンジンルーム内等に走行風を導く車体前部通風構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体前部通風構造として、ラジエータの前方に空気流通路を開閉するシャッタ装置を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１の図１〜図３によれば、車体ボディ１２に筐体２１，２２が取付けられ、これらの筐体２１，２２にそれぞれシャッタ装置４１，４２が取付けられ、これらのシャッタ装置４１，４２によって、車体前端部に形成されたグリル開口部１４，１６に向けて開口する空気流通路２８，３２を開閉してシャッタ装置４１，４２の後方に設けられたラジエータ１１やエンジンルームへ導かれる走行風量を調整する。
【０００３】
シャッタ装置４２は、複数の羽根部材４３を備える。羽根部材４３は、板状の羽根体４４と、この羽根体４４を支持する支持軸４５とからなり、支持軸４５は、筐体２２の両端部に回動可能に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−００１５０３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
支持軸４５の外径は、羽根体４４の板厚よりも大きく、羽根体４４の表面から突出している。従って、羽根部材４３に走行風が当たったときに、羽根部材４３の表面に沿って流れる空気流が乱れる。この結果、空気抵抗が大きくなったり、風切り音が発生することがある。
また、羽根部材４３の表面に支持軸４５が突出していると、羽根部材４３の表面の設計自由度が制約され、走行風の制御に影響を及ぼすことがある。
【０００６】
本発明の目的は、車体前部に導入される空気流を乱すことがなく、更に、設計自由度を増すことが可能な車体前部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、車体前端部に位置している開口部から走行風を導入可能な外気導入部に、開閉手段が設けられ、この開閉手段を駆動手段によって開閉することにより、前記外気導入部から取り入れる前記走行風の風量を制御するようにした、車体前部通風構造であって、前記開閉手段は、前記外気導入部を全閉可能に一列に配列した、複数のフィンによって構成され、この複数のフィンは、それぞれ開閉中心となる軸部を個別に有しており、この複数の軸部は、前記複数のフィンの配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィンに沿う方向へ延びている車体前部通風構造において、前記各々の軸部は、全閉状態の前記各フィンの、前記走行風を受ける受風面に対して露出することなく、前記受風面とは反対側の背面に向かってオフセットしていることを特徴とする。
【０００８】
開口部を閉じたときにフィンにおける車両前方を指向する受風面から軸部が背面側に離された位置に設けられ、軸部が受風面に突出しない。このように、受風面には従来のような凹凸が形成されず、平面又は曲面等の滑らかな受風面が形成され、受風面に沿って空気流がスムーズに流れる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、軸部が、フィンの断面長手方向の中心位置、若しくはフィンの断面長手方向の中心位置よりも、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部側に設けられることを特徴とする。
【００１０】
軸部をフィンの断面長手方向の中心位置よりも前端部側に設けた場合、走行風がフィンに当たったときに、フィンを閉める方向に回動させようとする受風面の面積が小さくなるとともに、フィンを開ける方向に回動させようとする受風面の面積が大きくなる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、受風面が、フィンの断面長手方向の途中に、頂部と、この頂部から前端部に至る第１傾斜面と、頂部から、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部に至る第２傾斜面と、を備え、第１傾斜面は、前端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成され、第２傾斜面は、後端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１２】
フィンが完全に開いた状態から閉める方向に回動し始めた場合、第１傾斜面は第２傾斜面に比べて走行風に対してより直角に近づき、走行風が第１傾斜面に当たってフィンを閉める方向に回動させようとする走行風圧がより大きくなるとともに、走行風が第２斜面に当たってフィンを開ける方向に回動させようとする走行風圧がより小さくなる。この結果、走行風圧によるフィンの閉め側の回動トルクが大きくなる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、受風面が走行風から受ける走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、頂部と軸部とは、走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線上に配置されることを特徴とする。
【００１４】
受風面に作用する走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、第１傾斜面の全面が、頂部と軸部とを通る直線よりも前端部側に位置し、第２傾斜面の全面が、頂部と軸部とを通る直線よりも後端部側に位置する。
【００１５】
請求項５に係る発明は、受風面のうち、開口部を閉じたときに走行風を受ける範囲を、有効受風面とし、フィンの前端部を有効前端とし、有効受風面において有効前端とは反対側の端を有効後端とし、有効前端から軸部の中心までの長さと、軸部の中心から有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端までの範囲に、軸部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、軸部の位置は、比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明では、開閉手段は、前記外気導入部を全閉可能に一列に配列した、複数のフィンによって構成され、この複数のフィンは、それぞれ開閉中心となる軸部を個別に有しており、この複数の軸部は、複数のフィンの配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィンに沿う方向へ延びており、各々の軸部は、全閉状態の各フィンの、走行風を受ける受風面に対して露出することなく、受風面とは反対側の背面に向かってオフセットしているので、フィンの受風面に軸部による凹凸面が形成されないため、受風面による走行風の流れを乱すことがなく、ラジエータ及びエンジンルーム内にスムーズに走行風を送ることができる。よって、車体空力性能が向上し、風切り音の発生を防止することができる。また、受風面の設計自由度を増すことができ、走行風の流量調整、送風方向を細かく設定することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明では、軸部が、フィンの断面長手方向の中心位置、若しくはフィンの断面長手方向の中心位置よりも、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部側に設けられるので、走行風が各フィンに当たったときに、フィンを閉める方向に回動させようとする面の面積を小さくすることができるとともに、フィンを開ける方向に回動させようとする面の面積を大きくすることができ、フィンを開けるときに駆動手段の負荷を小さくすることができる。
車両が水たまりに進入して、フィンが水撃を受けた際、軸前部と軸後部とが受ける水圧に差ができるため、この水圧差によりフィンを閉状態から開状態へと回転させることができ、水撃によるフィンへの過度な負荷を逃がすことができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、受風面が、フィンの断面長手方向の途中に、頂部と、この頂部から前端部に至る第１傾斜面と、頂部から、開口部を開けてフィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部に至る第２傾斜面と、を備え、第１傾斜面は、前端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成され、第２傾斜面は、後端部に向かうにつれて背面に接近するように傾斜して形成されるので、フィンが完全に開いた状態から閉められる方向に回動し始めた場合、第１傾斜面ではフィンを閉める方向に回動させようとする走行風圧をより大きくすることができるとともに、第２傾斜面ではフィンを開ける方向に回動させようとする走行風圧をより小さくすることができ、フィンを閉めるときの駆動手段の負荷をより小さくすることができる。従って、駆動手段の消費電力を抑えることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明では、受風面が走行風から受ける走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、頂部と軸部とは、走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線上に配置されるので、受風面に作用する走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、全面が直線よりも前端部側に位置する第１傾斜面によって走行風圧によるフィンの閉方向への回動補助力をより大きくすることができるとともに、全面が直線よりも後端部側に位置する第２傾斜面によって走行風圧によるフィンの閉方向への回動阻害力をより小さくすることができる。
【００２１】
従って、受風面に作用する走行風圧が最大となるフィンの回動角度では、例えば、受風面が平坦なフィンに比較して、本発明では、フィンを駆動させる駆動手段の負荷をより小さくすることができる。
【００２２】
請求項５に係る発明では、有効前端から軸部の中心までの長さと、軸部の中心から有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端までの範囲に、軸部を設けた。どのような水撃であっても、受風面のうち、有効前端から軸部の中心までの面が受ける水撃荷重（水圧）と、軸部の中心から有効後端までの面とが受ける水撃荷重（水圧）とで開く方向に差が生じ、確実にフィンを開けることができるので、フィンが水撃を受けた際、フィンが閉じた状態から開いた状態へと確実にフィンを回転させることができ、水撃によるフィンへの負荷を逃がすことができ、フィンを保護することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明では、軸部の位置は、比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けた。軸部の位置がフィンを開いた際のモータ負荷の軽減率が臨界的に下がる位置よりも有効前端側に位置することがなく、またフィン閉鎖時のモータ負荷を高めない位置とすることができるため、通風装置の高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る通風構造を示す車体前部の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る通風構造のシャッター機構を閉じた状態の断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る通風構造のシャッター機構を開いた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係るフィンの側面図である。
【図５】本発明の実施例１に係るフィンを傾けた状態の断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係るフィンの作用を示す作用図である。
【図７】フィンの比較例の作用を示す作用図である。
【図８】本発明の実施例１に係るフィンの開け側回動トルクとフィン回動角度との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例１に係るトルクモータ負荷とフィン回動角度との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例２に係る全閉時のフィンの正面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線断面図である。
【図１２】本発明の実施例２に係るフィンの力の作用を示す作用図である。
【図１３】本発明の水を逃がすときのフィンの作用図である。
【図１４】本発明の回動軸の位置とフィン開閉及びモータ負荷の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の回動軸の位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００２６】
先ず、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、エンジンルーム内に送られる走行風の量を制御する通風装置１１が取付けられている。
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。
【００２７】
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（本実施例１では３個）のフィン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。
【００２８】
図２に示すように、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の各フィン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を兼ねるとともにリンク機構２４を案内するガイド部材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の各フィン１７は閉じた状態（全閉）にあり、ラジエータ２３、エンジンルーム内には走行風が導かれない。
【００２９】
図１〜２に示すように、シャッター機構１３は、シャッターベース１４の縦長部材１６で回動自在に支持された複数の回動軸３５と、これらの回動軸３５にそれぞれ一体的に取付けられたフィン１７及びアーム部材３６とを備え、各アーム部材３６がリンク機構２４に連結されている。
【００３０】
リンク機構２４は、複数のアーム部材３６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の回転軸３３（モータ軸３３）に取付けられたアームリンク３９とからなる。
【００３１】
アーム部材３６とスライドリンク３７とは、アーム部材３６の端部に設けられたアーム軸部３６ａがスライドリンク３７に形成された長穴３７ａに移動自在に挿入されることで連結されている。
連結ピン３８は、スライドリンク３７の下端部に形成された長穴３７ａに移動自在に挿入されている。
【００３２】
トルクモータ２６は、その回転軸３３が制限された回転角度の範囲内で回転し、その回転軸３３に発生するトルクを利用する直流モータであり、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。
【００３３】
ガイド部２８は、上下にスライドするスライドリンク３７の下降を規制するとともにスライドリンク３７の下部をスライド自在に支持するロアガイド４６と、スライドリンク３７の上昇を規制するとともにスライドリンク３７の上部をスライド自在に支持するアッパガイド４７とからなる。
図２の状態では、スライドリンク３７の上部がアッパガイド４７の下端に当たっている。
【００３４】
図３はシャッター機構１３の各フィン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、各フィン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内を通過することによって熱交換する。更に、走行風はラジエータ２３の後方のエンジンルーム内に至る。
図３の状態では、スライドリンク３７の下部がロアガイド４６の上端に当たっている。
【００３５】
図４では、フィン１７が、図３に示したのと同様に、断面長手方向が車両前後方向に延びた全開時の状態を示している。ここで、図３及び図４に示すように、回動軸３５に対して直角な方向の断面、つまり軸直角の断面に沿って、フィン１７を断面したときに、この断面において細長い方をフィン１７の長手方向又は断面長手方向といい、短い方をフィン１７の厚さ方向ということにする。
フィン１７は、厚さ方向に対向する２つの面、即ち、一方の面を形成する受風面１７ａ及び他方の面を形成する背面１７ｂと、断面長手方向の前端部１７ｃ（前端１７ｃ）と、断面長手方向の後端部１７ｄ（後端１７ｄ）とを備える。
【００３６】
受風面１７ａは、前側の主受風面１７ｆと、後端部１７ｄ側の後端部面１７ｇとからなる。
主受風面１７ｆは、上方に凸となる湾曲した曲面に形成され、前端部１７ｃ寄りの位置に厚さ方向に最も突出した（最も高く形成された）頂部１７ｈ（黒丸で示された部分である。）が設けられている。
後端部面１７ｇは、主受風面１７ｆに滑らかに連続するようにほぼ平面状に形成されている。
【００３７】
主受風面１７ｆの頂部１７ｈよりも前端部１７ｃ側の部分は、前下がりに形成された湾曲した第１傾斜面１７ｊであり、頂部１７ｇよりも後端部１７ｄ側の部分は、後下がりに形成された湾曲した第２傾斜面１７ｋである。
【００３８】
背面１７ｂは、平坦に形成されるとともに、軽量化のための前部凹部１７ｍ及び後部凹部１７ｎが形成されている。
前端部１７ｃは、受風面１７ａに連続する前方に凸となる湾曲した曲面を備え、この曲面は上記の主受風面１７ｆに含まれる。
後端部１７ｄは、厚さが他の部分よりも薄く形成されている。
【００３９】
回動軸３５、詳しくは回動軸３５の軸線３５ａは、フィン１７の最大厚さをＴとした時に、最大厚さＴの厚さ方向の中心線５０に対して背面１７ｂ側へ距離ｄ１だけオフセットさせて配置され、且つ、フィン１７の断面長手方向の長さ、即ちフィン１７の全長をＬとしたときに、長手方向の中心線５５に対して前端部１７ｃ側へ距離ｄ２だけオフセットさせて配置されている。
【００４０】
受風面１７ａの頂部１７ｈは、中心線５５に対して前端部１７ｃ側へ距離ｄ３だけオフセットさせて配置され、回動軸３５の軸線３５ａよりも更に前端部１７ｃ側に配置されている。
【００４１】
図５に示すように、フィン１７の断面長手方向が、フィン１７を閉める側に水平方向に対して、例えば、４５°傾いたときには、受風面１７ａの頂部１７ｈと回動軸３５の軸線３５ａとは、走行風の導風方向に沿う方向、ここでは、前後方向に延びる水平線５７上に前後に並ぶように配置される。
このとき、水平線５７より下方に第１傾斜面１７ｊ、水平線５７より上方に第２傾斜面１７ｋが配置される。
【００４２】
第１傾斜面１７ｊ上の第１の代表点（任意の点）を６１、第２傾斜面１７ｋ上の第２の代表点（任意の点）を６２とし、第１の代表点６１を通る第１傾斜面１７ｊの接線を第１接線６３、代表点６２を通る第２傾斜面１７ｋの接線を第２接線６４とする。
【００４３】
以上に述べたフィン１７の作用を次に説明する。
図６（ａ）は全開時のフィン１７を示している。フィン１７の断面の長手方向は車両前後方向に延びている。
【００４４】
このとき、走行風の導風方向の流れ、即ち、水平な走行風の流れＡ１と第１接線６３とのなす角度を第１角度α１とすると、この第１角度α１によって、回動軸３５には、フィン１７を閉めようとする力による閉め側の第１の回動トルクＴＡ１が発生する。
【００４５】
図６（ｂ）は図６（ａ）の状態に対してフィン１７が閉じ側に、例えば、４５°傾いた状態を示している。このとき、フィン１７が走行風から受風面１７ａに受ける風圧による回動軸３５のフィン開け側の回動トルクは、フィン１７の受風面１７ａと回動軸３５との位置関係及び受風面１７ａの形状によって最も大きくなる。
【００４６】
このとき、水平な走行風Ａ２と第１接線６３とのなす角度を第２角度α２とすると、α２＞α１（図６（ａ）参照）であり、この第２角度α２によって、回動軸３５にはフィン１７を閉めようとする力による閉め側の回動トルクが発生し、この回動トルクは図６（ａ）の第１の回動トルクＴＡ１よりも大きくなる。
【００４７】
また、水平な走行風の流れＡ３と接線６４とのなす角度を第３角度α３とすると、この第３角度α３によって、回動軸３５には、フィン１７を開けようとする力による開け側の回動トルクも発生する。
この結果、回動軸３５には、これらの第２角度α２による閉め側の回動トルクと第３角度α３による開け側の回動トルクとを合わせた開け側の第２の回動トルクＴＡ２が発生する。
【００４８】
図６（ｃ）は全閉時のフィン１７を示している。フィン１７の断面の長手方向は上下方向に延びている。
水平な走行風の流れＡ４，Ａ５は、フィン１７の第１傾斜面１７ｊ及び第２傾斜面１７ｋにそれぞれ当たるが、水平な走行風の流れＡ４，Ａ５と第１・第２接線６３，６４とのなす第４角度α４，第５角度α５よりも、回動軸３５（詳しくは、軸線３５ａ）から前端部１７ｃまでの距離ＬＦ及び回動軸３５から後端部１７ｄまでの距離ＬＲの影響（即ち、ＬＲ＞ＬＦであること）を強く受けて、回動軸３５には、フィン１７を開けようとする力による開け側の回動トルクＴＡ３が発生する。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｃ）はフィン１７に対する比較例のフィン１０１の作用を示している。
図７（ａ）は全開時のフィン１０１を示している。
フィン１０１は、矩形断面に形成され、このフィン１０１の断面の断面長手方向は前後方向に延びている。
【００５０】
フィン１０１は、厚さ方向に対向する２つの面、即ち、一方の面を形成する受風面１０１ａ及び他方の面を形成する背面１０１ｂと、断面長手方向の前端部１０１ｃと、断面長手方向の後端部１０１ｄとを備える。
フィン１０１の平坦な受風面１０１ａは走行風の流れに沿っているため、フィン１０１の回動軸１０２には回動トルクがほとんど発生しない。
【００５１】
図７（ｂ）は図７（ａ）の状態に対してフィン１０１が閉め側に４５°傾いた状態を示している。フィン１０１の傾き角４５°付近では、フィン１０１が走行風から受風面１０１ａに受ける風圧による回動軸１０２のフィン開け側の回動トルクは、フィン１０１の受風面１０１ａと回動軸１０２との位置関係及び受風面１０１ａの形状によって最も大きくなる。
【００５２】
このときの受風面１０１ａを、回動軸１０２の軸線１０２ａを通る水平線１０５より下方に位置する下受風面１０１ｆと、水平線１０５より上方に位置する上受風面１０１ｇとに分けると、水平な走行風の流れＡ２と下受風面１０１ｆとのなす角度β２、及び水平な走行風の流れＡ３と上受風面１０１ｇとのなす角度β３は、β２＝β３＝４５°である。
【００５３】
従って、角度β２によって、回動軸１０２にはフィン１０１を閉めようとする力による閉め側の回動トルクが発生し、角度β３によって、回動軸１０２にはフィン１０１を開けようとする力による開け側の回動トルクが発生する。
この結果、回動軸１０２には、角度β２による閉じ側の回動トルクと角度β３による開け側の回動トルクとを合わせた開け側の回動トルクＴＢ２が発生する。
【００５４】
図７（ｃ）は全閉時のフィン１０１を示している。フィン１０１の断面の長手方向は上下方向に延びている。
走行風の流れＡ４，Ａ５は、受風面１０１ａにおける回動軸１０２の軸線１０２ａより下方の位置及び上方の位置にそれぞれ直角に当たり、回動軸１０２（詳しくは、軸線１０２ａ）から前端部１０１ｃまでの距離ＬＦと、回動軸１０２から後端部１０１ｄまでの距離ＬＲとの関係から、回動軸１０２には、フィン１０１を開けようとする力による開け側の回動トルクＴＢ３が発生する。
【００５５】
以上の図６（ｂ）及び図７（ｂ）において、α２＞β２であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも閉めようとする力による回動トルクが大きくなる。
また、α３＜β３であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも開けようとする力による回動トルクが小さくなる。
【００５６】
以上より、フィン１７の方が、フィン１０１に対して閉めようとする力による回動トルクが大きく、且つ開けようとする力による回動トルクが小さくなるから、フィン１７をフィン１０１より小さい力で閉めることができる。
従って、トルクモータ２６（図１参照）の閉め側の回動トルクを小さくすることができ、トルクモータ２６の消費電力を少なくすることができる。
【００５７】
また、以上の図６（ｃ）及び図７（ｃ）において、α４＜９０°であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも閉めようとする力による回動トルクが小さくなる。
また、α５＜９０°であるから、フィン１７の方が、フィン１０１よりも開けようとする力による回動トルクが小さくなる。
【００５８】
以上より、フィン１７の方が、フィン１０１に対して閉めようとする力による回動トルクが小さく、且つ開けようとする力による回動トルクが小さくなるから、フィン１７をフィン１０１より小さい力で開け閉めすることができる。
従って、フィン１０１よりもフィン１７を開け閉めするときのトルクモータ２６（図１参照）に必要なトルクを小さくすることができる。
【００５９】
図８は実施例１のフィン１７（図６（ａ）〜（ｃ））及び比較例のフィン１０１（図７（ａ）〜（ｃ））における開け側回動トルクとフィン回動角度との関係を示すグラフであり、縦軸は開け側回動トルクＴＲ、横軸はフィン回動角度θ（単位は°）を表している。
実線で示す実施例（図６の実施例１）では、フィン回動角度θがゼロ（全開）及びその近傍、９０°（全閉）及びその近傍において開け側回動トルクＴＲは小さいが、フィン回動角度θが４５°に近づくにつれて次第に開け側回動トルクＴＲは大きくなり、θ＝４５°で最大になる。
【００６０】
一方、破線で示す比較例では、フィン回動角度θがゼロ及びその近傍、９０°及びその近傍において開け側回動トルクＴＲは実施例と同様に小さく、フィン回動角度θが４５°近傍に近づくにつれて次第に開け側回動トルクＴＲは大きくなり、θ＝４５°より大きいフィン回動角度θで最大になる。
【００６１】
フィン回動角度θ＝４５°では、実施例１の開け側回動トルクＴＲ＝ｔ１、比較例の開け側回動トルクＴＲ＝ｔ２となり、ｔ１＜ｔ２となる。４５°以外の角度でもこの関係ｔ１＜ｔ２が維持され、４５°付近で差が最大になる。
【００６２】
図９はトルクモータ２６（図１参照）の必要とするモータ負荷とフィン１７のフィン回動角度との関係を示すグラフであり、縦軸はトルクモータ２６のモータ負荷ＬＤ、横軸はフィン１７のフィン回動角度θ（単位は°）を表している。
【００６３】
モータ負荷ＬＤは、トルクモータ２６が複数のフィン１７を回動させる際に必要なトルクであり、複数のフィン１７に作用する風圧による複数の回動軸３５を回動させる回動トルクに、回動軸３５が回動する際の回動軸３５と回動軸支持部との摩擦力を加味したものである。
【００６４】
実線で示す実施例（図６の実施例１）では、フィン１７の全開位置からフィン１７を閉めるにつれて、モータ負荷ＬＤは次第に大きくなるとともにその単位フィン回動角度θ当たりのモータ負荷ＬＤの増加量も次第に大きくなり、全閉するときにモータ負荷ＬＤは最大になる。
フィン１７を全閉して回動が停止したときには、回動軸３５と回動軸支持部との摩擦力が発生しなくなるため、モータ負荷ＬＤは、フィン１７を閉状態に保持するモータ負荷Ｌ３のみで済む。
【００６５】
一方、破線で示す比較例では、全開から全閉までのモータ負荷ＬＤの増加傾向は実施例１と同様であるが、モータ負荷ＬＤの値は実施例よりも大きくなる。
実施例１及び比較例のフィン回動角度θ＝４５°でのモータ負荷ＬＤはそれぞれＬ１，Ｌ２となり、その差（Ｌ２−Ｌ１）はファン回動角度θ＝ゼロ〜９０°の範囲で最大になる。
【００６６】
従って、実施例１では、比較例に対してモータ負荷ＬＤをフィン回動角度θ＝ゼロ〜９０°の全範囲で軽減することができ、消費電力を抑えることができる。また、トルクモータ２６の容量を小さくすることもでき、トルクモータ２６の小型・軽量化、省スペース化、コスト削減を図ることができる。
【００６７】
上記の図３、図４に示したように、車体前端部に位置している開口部２１ａから走行風を導入可能な外気導入部としてのグリル２１、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を駆動手段としてのトルクモータ２６によって開閉することにより、グリル２１、ダクト２２から取り入れる走行風の風量を制御するようにした、車体前部通風構造であって、シャッター機構１３は、グリル２１、ダクト２２を全閉可能に一列に配列した、複数のフィン１７によって構成され、この複数のフィン１７は、それぞれ開閉中心となる軸部としての回動軸３５を個別に有しており、この複数の回動軸３５は、複数のフィン１７の配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィン１７に沿う方向へ延びている車体前部通風構造において、各々の回動軸３５は、全閉状態の各フィン１７の、走行風を受ける受風面１７ａに対して露出することなく、受風面１７ａとは反対側の背面１７ｂに向かってオフセットしていることを特徴とする。
【００６８】
上記構成により、フィン１７の受風面１７ａに回動軸３５による凹凸面が形成されないため、受風面１７ａによる走行風の流れを乱すことがなく、ラジエータ２３及びエンジンルーム内にスムーズに走行風を送ることができる。よって、車体空力性能が向上し、風切り音の発生を防止することができる。また、受風面１７ａの設計自由度を増すことができ、走行風の流量調整、送風方向を細かく設定することができる。
【００６９】
また、回動軸３５が、フィン１７の断面長手方向の中心位置（即ち、中心線５５）、若しくはフィン１７の断面長手方向の中心位置（中心線５５）よりも、開口部２１ａ側を開けてフィン１７の断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部１７ｃ側に設けられるので、走行風が各フィン１７に当たったときに、フィン１７を閉める方向に回動させようとする面の面積を小さくすることができるとともに、フィン１７を開ける方向に回動させようとする面の面積を大きくすることができ、フィン１７を開けるときにトルクモータ２６の負荷を小さくすることができる。
【００７０】
更に、受風面１７ａが、フィン１７の断面長手方向の途中に、頂部１７ｈと、この頂部１７ｈから前端部１７ｃに至る第１傾斜面１７ｊと、頂部１７ｈから、開口部２１ａ側を開けてフィン１７の断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部１７ｄに至る第２傾斜面１７ｋと、を備え、第１傾斜面１７ｊは、前端部１７ｃに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成され、第２傾斜面１７ｋは、後端部１７ｄに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成されるので、フィン１７が完全に開いた状態から閉められる方向に回動し始めた場合、第１傾斜面１７ｊではフィン１７を閉める方向に回動させようとする走行風圧をより大きくすることができるとともに、第２傾斜面１７ｋではフィン１７を開ける方向に回動させようとする走行風圧をより小さくすることができ、フィン１７を閉めるときのトルクモータ２６の負荷をより小さくすることができる。従って、トルクモータ２６の消費電力を抑えることができる。
【００７１】
上記の図５、図８に示したように、受風面１７ｊが走行風から受ける走行風圧が最大となるフィン１７の回動角度（例えば、フィン１７の全開位置から４５°の位置）では、頂部１７ｈと回動軸３５とは、走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線としての水平線５７上に配置されるので、受風面１７ａに作用する走行風圧が最大となるフィン１７の回動角度では、全面が水平線５７よりも前端部１７ｃ側に位置する第１傾斜面１７ｊによって走行風圧によるフィン１７の閉方向への回動補助力をより大きくすることができるとともに、全面が水平線５７よりも後端部１７ｄ側に位置する第２傾斜面１７ｋによって走行風圧によるフィン１７の閉方向への回動阻害力をより小さくすることができる。
【００７２】
従って、受風面１７ａに作用する走行風圧が最大となるフィン１７の回動角度では、例えば、受風面１０１ａ（図７（ａ）参照）が平坦なフィン１０１（図７（ａ）参照）に比較して、本発明では、フィン１７を駆動させるトルクモータ２６の負荷をより小さくすることができる。
【実施例２】
【００７３】
次に、本発明の実施例２を説明する。なお、図４に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１０に示すように、開口部の全閉状態におけるフィン１７は、隣り合うフィン１７と回動軸３５（軸部３５）に沿って一部が重なるラップ部７１を有する。
但し、最下段のフィン１７の後端部１７ｄ付近、及び中段のフィン１７の後端部１７ｄ付近には、ラップ部７１が存在するが、最上段のフィン１７の後端部１７ｄ付近にはラップ部が存在しない。また、実施例２では、フィンの枚数が３枚であるが、２枚、４枚等、走行風が導入可能であればフィンの枚数が他の枚数であっても差し支えない。
【００７４】
次に回動軸３５の位置について説明する。
図１０及び図１１に示すように、開口部を閉じた状態のフィン１７において、受風面１７ａのうち、走行風を受ける範囲Ｓを、有効受風面７２とする。中段及び下段のフィン１７は、後端部１７ｄ付近において隣接する他のフィン１７と重なる範囲Ｕを、ラップ部７１とする。
【００７５】
図１１に示すように、フィン１７の前端部１７ｃを有効前端１７ｃとし、有効受風面７２において有効前端１７ｃとは反対側の端を有効後端７４とする。有効前端１７ｃから回動軸３５（軸部３５）の中心７５までの長さＳａと、回動軸３５の中心７５から有効後端７４までの長さＳｂとの、比が「４．８：５．２」となる位置７６から、有効前端１７ｃまでの範囲に、回動軸３５を設けている。つまり、回動軸３５は、長さＳａの範囲に設けられている。
【００７６】
また、より好ましくは、長さＳａで示す範囲に回動軸３５が設けられていることを条件とした上で、有効前端１７ｃから回動軸３５（軸部３５）の中心７５までの長さＳｃと、回動軸３５の中心７５から有効後端７４までの長さＳｄとの、比が「４．５：５．５」となる位置７７から、有効後端７４までの範囲（Ｓｄで示す範囲）に、回動軸３５を設けている。すなわち、回動軸３５は、比が「４．８：５．２」から「４．５：５．５」の範囲Ｒ（斜線で示す領域Ｒ）に位置することが、より好ましい。
図１１では、走行風を受ける範囲Ｓの半分の位置に符号７８を付した。
但し、最上段のフィン１７は、ラップ部７１を有していないので、受風面１７ａの全体が有効受風面７２に相当し、後端１７ｃが有効後端に相当する。
【００７７】
以上に述べたフィン１７の作用を次に述べる。
車両が走行中に水溜まりに入った際は、車輪によって跳ね上げられた水が図２の太い矢印で示すように、外気導入部２１から勢いよく浸入することがあり得る。
図１２に示すように、水の流れＡ６，Ａ７は、有効受風面７２においてフィン１７の回動軸３５より有効前端１７ｃ側の面８１、及び回動軸３５より有効後端７４側の面８２にそれぞれ当たる。しかし、水平な水の流れＡ６，Ａ７と接線６３，６４とのなす角度α４，α５よりも、回動軸３５（詳しくは、軸線３５ａ）から有効前端１７ｃまでの距離Ｌａ及び回動軸３５から有効後端７４までの距離Ｌｂの影響（即ち、Ｌｂ＞Ｌａであること）を強く受けて、回動軸３５には、フィン１７を開けようとする力による開け側の回動トルクＴＡ４が発生する。
【００７８】
図１３（ａ）は比較例のフィン１１０の作用図であり、回動軸１１１の中心１１２が、有効受風面１１３の中間点よりも有効後端１１４側にある。白抜き矢印のように水の流れが有効受風面１１３に当たっても、フィン１１０が開く方向に回動トルクが発生しないので、フィン１１０は開かない。結果、水の流れは押し返され、フィン１１０に負荷が掛かる。
図１３（ｂ）は実施例２のフィン１７の作用図であり、水がフィン１７に当たると、図１２の説明で述べたようにフィン１７が開く方向に回動トルクが発生するので、フィン１７が開き、白抜き矢印のように水が逃がされる。結果、フィン１７の負荷が軽減される。
【００７９】
次にフィンにおける回動軸の位置とフィンの負荷の関係について、図１４、図１５で説明する。図１４において、縦軸Ｐは、フィン開方向への回転時のモータ負荷を示す。直線の傾き角度は、モータ負荷の軽減率を示す（水平に近い程軽減率が低く、垂直に近い程軽減率が高い。）。
図１４に示すように、フィン閉鎖時において、有効前端から回動軸の中心までの長さと、回動軸の中心から有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端までの範囲に、回動軸を設けた場合は、水撃によりフィンが開方向へ回転し、フィンへの負荷を逃がす。
すなわち、図１５（ａ）に示すように、回動軸３５をフィン１７の有効前端１７ｃ寄りの位置に設けた場合は、水撃時のフィンが開方向へ回転し易い。
【００８０】
一方、図１４に示すように、フィン閉鎖時において、有効前端から回動軸の中心までの長さと、回動軸の中心から有効後端までの長さとの、比が４．５：５．５となる位置から、有効後端までの範囲に、回動軸を設けた場合は、モータ負荷の軽減率が高く、モータの負荷が小さい。
すなわち、図１５（ｃ）に示すように、回動軸３５をフィン１７の有効後端７４寄りの位置に設けた場合は、モータ負荷の軽減率が高い。
【００８１】
上述した領域が重なる部分である領域Ｒに回動軸３５があれば、水撃時、フィンへの負荷を逃がし、且つ、モータの負荷を小さくすることができる。図１５（ｂ）に領域Ｒに回動軸３５がある場合を示す。
【００８２】
上記の図１１、図１４に示したように、受風面１７ａのうち、開口部を閉じたときに走行風を受ける範囲を、有効受風面７２とし、フィン１７の前端部１７ｃを有効前端１７ｃとし、有効受風面７２において有効前端１７ｃとは反対側の端を有効後端７４とし、有効前端１７ｃから軸部３５の中心７５までの長さと、軸部３５の中心７５から有効後端７４までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から、有効前端１７ｃまでの範囲に、軸部３５を設けた。
上記構成により、どのような水撃であっても、受風面１７ａのうち、有効前端１７ｃから軸部３５の中心７５までの面８１が受ける水撃荷重（水圧）と、軸部３５の中心７５から有効後端７４までの面８２とが受ける水撃荷重（水圧）とで開く方向に差が生じ、確実にフィン１７を開けることができるので、フィン１７が水撃を受けた際、フィン１７が閉じた状態から開いた状態へと確実にフィン１７を回転させることができ、水撃によるフィン１７への負荷を逃がすことができ、フィン１７を保護することができる。
【００８３】
上記の図１１、図１４に示したように、軸部３５の位置は、比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けた。
上記構成により、軸部３５の位置がフィン１７を開いた際のモータ負荷の軽減率が臨界的に下がる位置よりも有効前端１７ｃ側に位置することがなく、またフィン１７閉鎖時のモータ負荷を高めない位置とすることができるため、通風装置の高効率化を図ることができる。
【００８４】
尚、実施例１及び２では、図４に示したように、フィン１７の長手方向を前後方向に延びるように配置した際に、フィン１７の受風面１７ａにおいて、頂部１７ｈから前端部１７ｃに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成され、頂部１７ｈから後端部１７ｄに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成される面としたが、これに限らず、頂部１７ｈから前端部１７ｃに向かうにつれて背面１７ｂに接近するように傾斜して形成され、頂部１７ｈから後端部１７ｄまでの範囲を傾斜させずに真っすぐに車両後方に延びる面としてもよい。
【００８５】
また、請求項１から請求項４までのいづれか１項では、回動軸３５を、フィン１７の断面長手方向の中心位置である中心線５５よりも、前端部１７ｃ側に設けたが、これに限らず、フィン１７の断面長手方向の中心線５５上に設けてもよい。
また、図１に示したように、フィン１７は上下方向に間隔をおいて外気導入部に配置される場合に限定されず、外気導入部２２を開閉できれば、フィン１７が任意の方向に間隔をおいて外気導入部に配置されていても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の車体前部通風構造は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００８７】
１３…開閉手段（シャッター機構）、１７…フィン、１７ａ…受風面、１７ｂ…背面、１７ｃ…前端部（前端、有効前端）、１７ｄ…後端部（後端）、１７ｈ…頂部、１７ｊ…第１傾斜面、１７ｋ…第２傾斜面、２１，２２…外気導入部(グリル、ダクト)、２１ａ…開口部、２６…駆動手段（トルクモータ）、３５…軸部（回動軸）、５５…フィンの断面長手方向の中心（長手方向の中心線）、５７…直線（水平線）、７１…ラップ部、７２…有効受風面、７４…有効後端、７５…回動軸の中心、７６…比が４．８：５．２となる位置、７７…比が４．５：５．５となる位置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前端部に位置している開口部から走行風を導入可能な外気導入部に、開閉手段が設けられ、この開閉手段を駆動手段によって開閉することにより、前記外気導入部から取り入れる前記走行風の風量を制御するようにした、車体前部通風構造であって、
前記開閉手段は、前記外気導入部を全閉可能に一列に配列した、複数のフィンによって構成され、
この複数のフィンは、それぞれ開閉中心となる軸部を個別に有しており、
この複数の軸部は、前記複数のフィンの配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィンに沿う方向へ延びている車体前部通風構造において、
前記各々の軸部は、全閉状態の前記各フィンの、前記走行風を受ける受風面に対して露出することなく、前記受風面とは反対側の背面に向かってオフセットしていることを特徴とする車体前部通風構造。
【請求項２】
前記軸部は、前記フィンの断面長手方向の中心位置、若しくは前記フィンの断面長手方向の中心位置よりも、前記開口部を開けて前記フィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部側に設けられることを特徴とする請求項１記載の車体前部通風構造。
【請求項３】
前記受風面は、前記フィンの断面長手方向の途中に、頂部と、この頂部から前記前端部に至る第１傾斜面と、前記頂部から、前記開口部を開けて前記フィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部に至る第２傾斜面と、を備え、
前記第１傾斜面は、前記前端部に向かうにつれて前記背面に接近するように傾斜して形成され、
前記第２傾斜面は、前記後端部に向かうにつれて前記背面に接近するように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体前部通風構造。
【請求項４】
前記受風面が前記走行風から受ける走行風圧が最大となる前記フィンの回動角度では、前記頂部と前記軸部とは、前記走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線上に配置されることを特徴とする請求項３記載の車体前部通風構造。
【請求項５】
前記受風面のうち、前記開口部を閉じたときに走行風を受ける範囲を、有効受風面とし、
前記フィンの前端部を有効前端とし、
前記有効受風面において前記有効前端とは反対側の端を有効後端とし、
前記有効前端から前記軸部の中心までの長さと、前記軸部の中心から前記有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から前記有効前端までの範囲に、前記軸部を設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車体前部通風構造。
【請求項６】
前記軸部の位置は、前記比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けたことを特徴とする請求項５記載の車体前部通風構造。
【請求項１】
車体前端部に位置している開口部から走行風を導入可能な外気導入部に、開閉手段が設けられ、この開閉手段を駆動手段によって開閉することにより、前記外気導入部から取り入れる前記走行風の風量を制御するようにした、車体前部通風構造であって、
前記開閉手段は、前記外気導入部を全閉可能に一列に配列した、複数のフィンによって構成され、
この複数のフィンは、それぞれ開閉中心となる軸部を個別に有しており、
この複数の軸部は、前記複数のフィンの配列方向に対して直交する方向に且つ全閉状態のフィンに沿う方向へ延びている車体前部通風構造において、
前記各々の軸部は、全閉状態の前記各フィンの、前記走行風を受ける受風面に対して露出することなく、前記受風面とは反対側の背面に向かってオフセットしていることを特徴とする車体前部通風構造。
【請求項２】
前記軸部は、前記フィンの断面長手方向の中心位置、若しくは前記フィンの断面長手方向の中心位置よりも、前記開口部を開けて前記フィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの前端部側に設けられることを特徴とする請求項１記載の車体前部通風構造。
【請求項３】
前記受風面は、前記フィンの断面長手方向の途中に、頂部と、この頂部から前記前端部に至る第１傾斜面と、前記頂部から、前記開口部を開けて前記フィンの断面長手方向を前後方向に向けたときの後端部に至る第２傾斜面と、を備え、
前記第１傾斜面は、前記前端部に向かうにつれて前記背面に接近するように傾斜して形成され、
前記第２傾斜面は、前記後端部に向かうにつれて前記背面に接近するように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体前部通風構造。
【請求項４】
前記受風面が前記走行風から受ける走行風圧が最大となる前記フィンの回動角度では、前記頂部と前記軸部とは、前記走行風の導風方向に沿うように延びる同一直線上に配置されることを特徴とする請求項３記載の車体前部通風構造。
【請求項５】
前記受風面のうち、前記開口部を閉じたときに走行風を受ける範囲を、有効受風面とし、
前記フィンの前端部を有効前端とし、
前記有効受風面において前記有効前端とは反対側の端を有効後端とし、
前記有効前端から前記軸部の中心までの長さと、前記軸部の中心から前記有効後端までの長さとの、比が４．８：５．２となる位置から前記有効前端までの範囲に、前記軸部を設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車体前部通風構造。
【請求項６】
前記軸部の位置は、前記比が４．８：５．２から４．５：５．５までの範囲に設けたことを特徴とする請求項５記載の車体前部通風構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１４３９１３（Ｐ２０１１−１４３９１３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４５２２（Ｐ２０１０−１３４５２２）
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【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７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【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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