JP2020059383A

JP2020059383A - グリルシャッタ装置

Info

Publication number: JP2020059383A
Application number: JP2018191635A
Authority: JP
Inventors: 高基中川; Takaki Nakagawa; 元哉坂部; Motochika Sakabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2020-04-16

Abstract

【課題】複数の熱交換器が設けられた構成において特定の熱交換器へ優先的に空気を流す。【解決手段】グリルシャッタ装置１０は、グリル３４と複数の熱交換器（第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０）との間に設けられ、グリル３４から導入された空気が通過する第１開口部１２を備えている。また、グリルシャッタ装置１０は、第１開口部１２とは独立して設けられ、車両前方側からの空気が通過し、通過した空気を所定の熱交換器（第３熱交換器３０）側へガイドする第２開口部１４を備えている。さらに、グリルシャッタ装置１０は、作動されることで第１開口部１２を開閉し、第１開口部１２を閉止している状態及び開放している状態とは異なる所定の姿勢とされることで第１開口部１２を通過した空気を所定の熱交換器（第３熱交換器３０）側へ案内するグリルシャッタ２０を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、グリルシャッタ装置に関する。

下記特許文献１には、車両の前部に設けられたグリルから流れ込む空気の流量を調節するグリルシャッタ装置が開示されている。この文献に記載されたグリルシャッタ装置は、空気が通過する主取入口及び迂回取入口と、主取入口を開閉するシャッタと、を備えている。そして、主取入口がシャッタによって開閉されることで、グリルの後方側に設けられた複数の熱交換器を安定して機能させることが可能となっている。また、シャッタの開閉に関わらず、迂回取入口を通過した空気が特定の熱交換器へ向けて流れるように構成することで、特定の熱交換器に当たる空気の流量が低下することが抑制されている。

特開２０１３−０７１６２１号公報

ところで、上記特許文献１に記載された構成は、特定の熱交換器に当たる空気の流量が低下することを抑制するという観点では有用な構成ではあるが、当該特定の熱交換器に優先的に空気を流すことを考慮していない。

本発明は上記事実を考慮し、複数の熱交換器が設けられた構成において特定の熱交換器へ優先的に空気を流すことができるグリルシャッタ装置を得ることが目的である。

請求項１記載のグリルシャッタ装置は、グリルと複数の熱交換器との間に設けられ、前記グリルから導入された空気が通過する第１開口部と、前記第１開口部とは独立して設けられ、車両前方側からの空気が通過し、通過した空気を所定の前記熱交換器側へガイドする第２開口部と、作動されることで前記第１開口部を開閉し、前記第１開口部を閉止している状態及び開放している状態とは異なる所定の姿勢とされることで前記第１開口部を通過した空気を所定の前記熱交換器側へ案内するグリルシャッタと、を備えている。

請求項１記載のグリルシャッタ装置によれば、グリルシャッタが第１開口部を解放している状態では、グリルから導入された空気が第１開口部を通じて複数の熱交換器側へ流れる。この時、第２開口部を通過した空気は所定の熱交換器側へ向けて流れる。
また、グリルシャッタが第１開口部を閉止している状態では、第２開口部を通過した空気が所定の熱交換器側へ向けて流れる。
さらに、グリルシャッタが、第１開口部を閉止している状態及び開放している状態とは異なる所定の姿勢とされた状態では、第１開口部を通過した空気は所定の熱交換器側へ向けて流れる。すなわち、第１開口部を通過した空気が所定の熱交換器側へ優先的に流れる。また、この時、第２開口部を通過した空気も所定の熱交換器側へ向けて流れる。

本発明に係るグリルシャッタ装置は、複数の熱交換器が設けられた構成において特定の熱交換器へ優先的に空気を流すことができる、という優れた効果を有する。

本実施形態のグリルシャッタ装置を車両斜め前方側から見た斜視図である。本実施形態のグリルシャッタ装置を備えた車両の前部を前後方向及び上下方向に沿って切断した断面を示す断面図であり、グリルシャッタが開放位置で固定されている状態を示している。グリルシャッタが閉止位置で固定されている状態を示す図２に対応する断面図である。グリルシャッタがガイド位置で固定されている状態を示す図２に対応する断面図である。

図１〜図４を用いて本発明の実施形態に係るグリルシャッタ装置について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは、車両前後方向前側を示しており、矢印ＵＰは、車両上下方向上側を示しており、矢印ＲＨは、車両幅方向右側を示しており、矢印ＬＨは、車両幅方向左側を示している。また以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態のグリルシャッタ装置１０は、前方側に第１開口部１２及び第２開口部１４を有すると共に後方側が開放された筐体１６と、第１開口部１２の前方側に設けられた枠部１８に支持された複数のグリルシャッタ２０と、を備えている。また、筐体１６の後方側には、３つの熱交換器からなる熱交換器サブアセンブリ２２が取付けられている。さらに、熱交換器サブアセンブリ２２の後方側には、車両前方側の空気を熱交換器サブアセンブリ２２側へ向けて引き込むファン２４が取付けられている。

図２に示されるように、熱交換器サブアセンブリ２２は、第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０が一体化されることにより構成されている。

第１熱交換器２６は、車両正面視で矩形状に形成されており、この第１熱交換器２６は、一例として車両の空調装置の一部を構成するコンデンサである。

第２熱交換器２８は、車両正面視で矩形状に形成されており、この第２熱交換器２８は、第１熱交換器２６の後方側において当該第１熱交換器２６と前後方向に重なるように配置されている。また、第２熱交換器２８は、一例としてインバータ等を冷却するためのＥＶラジエータである。

第３熱交換器３０は、車両正面視で上下方向への寸法が第１熱交換器２６及び第２熱交換器２８よりも大きな寸法の矩形状に形成されている。この第３熱交換器３０は、第２熱交換器２８の後方側において当該第２熱交換器２８と前後方向に重なるように配置されている。また、第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃは、第１熱交換器２６の下端２６Ｂ及び第２熱交換器２８の下端２８Ｂよりも下方側に位置している。これにより、第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃが、第１熱交換器２６及び第２熱交換器２８と前後方向に重ならないようになっている。また、第３熱交換器３０は、一例としてＦＣスタック等を冷却するためのＦＣラジエータである。

図１及び図２に示されるように、筐体１６の前部の上方側には、車両正面視で（車両前方側から見て）左右方向を長手方向とする矩形状の第１開口部１２が形成されている。この第１開口部１２は、第１熱交換器２６の上方側の部分２６Ａ、第２熱交換器２８の上方側の部分２８Ａ及び第３熱交換器３０の上方側の部分３０Ａと前後方向に対向している。

また、筐体１６の前部の下方側かつ第１開口部１２の下方側には、車両正面視で（車両前方側から見て）左右方向を長手方向とする矩形状の第２開口部１４が形成されている。この第２開口部１４は、第１熱交換器２６の下端２６Ｂ、第２熱交換器２８の下端２８Ｂ及び第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃと前後方向に対向している。

ここで、本実施形態では、第１開口部１２は、グリル３４の後方側に配置されており、また第２開口部１４はバンパカバー３６の後方側に配置されている。そして、グリル３４に形成された図示しない開口部から第１開口部１２へ空気が導入され、バンパカバー３６に形成された図示しない開口部から第２開口部１４へ空気が導入されるようになっている。

複数のグリルシャッタ２０は、車幅方向を長手方向とする板状に形成されている。このグリルシャッタ２０は、枠部１８に図示しない支軸部を介して車幅方向を軸方向として傾動可能に支持されている。また、複数のグリルシャッタ２０が枠部１８に支持された状態では、各々のグリルシャッタ２０の車両前後方向に対する角度がほぼ同じ角度となっている。そして、図示しないアクチュエータが作動されることで、複数のグリルシャッタ２０が、同時に傾動されるようになっている。

図２に示されるように、上下方向に隣り合うグリルシャッタ２０間に隙間３２が生じている状態では、当該隙間３２を通じて空気が通過することが可能となっている。ここで、図２に示された状態では、車両側面視におけるグリルシャッタ２０の車両前後方向とのなす角度θ１が、車両前後方向に沿う角度（一例として、０〜数度ほどの角度）となっている。なお、車両側面視におけるグリルシャッタ２０の車両前後方向とのなす角度θ１が、車両前後方向に沿う角度となっている状態を、グリルシャッタ２０が開放姿勢とされている状態と呼ぶ。

図３に示されるように、複数のグリルシャッタ２０が開放姿勢とされている状態から一方側へ傾動されて、上下方向に隣り合うグリルシャッタ２０が互いに接触した状態では、上下方向に隣り合うグリルシャッタ２０間に隙間３２（図２参照）は生じていない。この状態では、前方側からの空気は複数のグリルシャッタ２０によって堰き止められる。なお、上下方向に隣り合うグリルシャッタ２０間に隙間３２（図２参照）が生じていない状態を、グリルシャッタ２０が閉止姿勢とされている状態と呼ぶ。一例として、本実施形態では、グリルシャッタ２０が閉止姿勢とされている状態では、車両側面視におけるグリルシャッタ２０の車両前後方向とのなす角度θ１が９０度に近い角度となっている。

図４に示されるように、複数のグリルシャッタ２０が開放姿勢とされている状態から他方側へ所定の角度だけ傾動された状態では、上下方向に隣り合うグリルシャッタ２０間に隙間３２が生じていると共に、各々のグリルシャッタ２０が、後方側へ向かうにつれて下方側へ傾斜している。この状態では、上下方向に隣り合うグリルシャッタ２０間の隙間３２を通じて前方側から後方側へ空気が通過する際に、当該空気の流れの向きが車両側面視で斜め下方側へ曲げられて、第２開口部１４を通過した空気と合流するようになっている。ここで、図４に示された状態では、車両側面視におけるグリルシャッタ２０の車両前後方向とのなす角度θ２が、一例として、３０度ほどの角度となっている。なお、車両側面視におけるグリルシャッタ２０の車両前後方向とのなす角度θ２が、上記の所定の角度となっている状態を、グリルシャッタ２０がガイド姿勢とされている状態と呼ぶ。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図３に示されるように、車両の空調装置が作動されていない状態でインバータの冷却を行う必要がない場合においては、グリルシャッタ２０が閉止姿勢とされる。この状態では、グリル３４側からの空気は複数のグリルシャッタ２０によって堰き止められる。そのため、第１開口部１２から熱交換器（第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０）側へは空気は導入されない。これに対して、第２開口部１４からは熱交換器（第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０）側へ空気が導入される。なお、第２開口部１４から導入される空気は、走行風やファン２４の作動により引き込まれる空気である。ここで、第２開口部１４は、第１熱交換器２６の下端２６Ｂ、第２熱交換器２８の下端２８Ｂ及び第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃと前後方向に対向している。そのため、第２開口部１４から導入された空気の大部分は、第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃを通過する。これにより、第３熱交換器３０内の冷却水を冷やすことができる。

図２に示されるように、車両の空調装置が作動されている状態やインバータの冷却を行う必要がある場合においては、グリルシャッタ２０が開放姿勢とされる。この状態では、グリル３４側からの空気は複数のグリルシャッタ２０の間の隙間３２及び第１開口部１２を通じて熱交換器（第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０）側へ導入される。また、第２開口部１４からも熱交換器（第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０）側へ空気が導入される。ここで、グリルシャッタ２０の車両前後方向とのなす角度θ１は、車両前後方向に沿う角度となっている。そのため、第１開口部１２から導入された空気の大部分は、第１熱交換器２６の上方側の部分２６Ａ、第２熱交換器２８の上方側の部分２８Ａ及び第３熱交換器３０の上方側の部分３０Ａを通過する。また、第２開口部１４から導入された空気の大部分は、第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃを通過する。これにより、第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０内の冷媒や冷却水を冷やすことができる。

図４に示されるように、ＦＣスタック等の温度が上昇して、当該ＦＣスタック等を優先的に冷却することが必要となった場合においては、グリルシャッタ２０がガイド姿勢とされる。この状態では、グリル３４側からの空気は、複数のグリルシャッタ２０の間の隙間３２及び第１開口部１２を通じて熱交換器（第１熱交換器２６、第２熱交換器２８及び第３熱交換器３０）側へ導入されると共に当該空気の流れの向きが車両側面視で斜め下方側へ曲げられて、第２開口部１４を通過した空気と合流する。そのため、第１開口部１２から導入された空気の大部分及び第２開口部１４から導入された空気の大部分は、第３熱交換器３０の下方側の部分３０Ｃを通過する。これにより、第３熱交換器３０内の冷却水を優先的に冷やすことができる。

なお、本実施形態のグリルシャッタ装置１０では、複数の熱交換器としてのコンデンサ、ＥＶラジエータ及びＦＣラジエータの冷却をコントロールしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、オイルクーラやエンジンを冷却するためのラジエータ等の冷却をコントロールするために本実施形態のグリルシャッタ装置１０の構成を適用してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０グリルシャッタ装置
１２第１開口部
１４第２開口部
２０グリルシャッタ
２６第１熱交換器（熱交換器）
２８第２熱交換器（熱交換器）
３０第３熱交換器（熱交換器）
３４グリル

Claims

グリルと複数の熱交換器との間に設けられ、前記グリルから導入された空気が通過する第１開口部と、
前記第１開口部とは独立して設けられ、車両前方側からの空気が通過し、通過した空気を所定の前記熱交換器側へガイドする第２開口部と、
作動されることで前記第１開口部を開閉し、前記第１開口部を閉止している状態及び開放している状態とは異なる所定の姿勢とされることで前記第１開口部を通過した空気を所定の前記熱交換器側へ案内するグリルシャッタと、
を備えたグリルシャッタ装置。