JP3624789B2

JP3624789B2 - リンク機構

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Publication number: JP3624789B2
Application number: JP2000105280A
Authority: JP
Inventors: 信輔小西
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP2001289299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動手段の出力軸の回転運動を被駆動部材に伝達して、この被駆動部材を第１位置と第２位置の間で回動させるリンク機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上述のようなリンク機構としては、図６に示すように、車両用空調装置の空調ケース１に形成される内気導入口２および外気導入口３を選択的に閉じる内外気切替ドア４に適用されるものがある。
【０００３】
具体的には、ケース１に回動可能に装着した軸９に、所定形状のガイド溝５１を有する従動リンク部材５を組み付け、上記ガイド溝５１内に摺動可能に係合される駆動ピン７１を有する駆動リンク部材７を、サーボモータ８の出力軸８１に連結している。上記軸９に組み付けられたドア４は、剛性の高い材質（樹脂）からなる基板４１の両側面に、多孔質発泡材からなるパッキン４２を固着（貼付）したもので、ケース１のシート面２１、３１に接離して内気導入口２および外気導入口３を選択的に閉じるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用空調装置は、駆動リンク部材７を内気口閉塞位置Ｇに対応する位置に設定してサーボモータ８と駆動リンク部材７とを予め組み付けておき、その後駆動リンク部材７の駆動ピン７１を従動リンク部材５のガイド溝５１に係合して、サーボモータ８をケース１にビスにて固定するようにしている。
【０００５】
一方、ドア４が内気導入口２を閉じる位置Ｇや、外気導入口３を閉じる位置Ｈに移動されたときには、ドア４のパッキン４２はシート面２１、３１に押し付けられて圧縮状態になるように設定されている。
【０００６】
従って、サーボモータ８をケース１にビスにて固定する際には、ドア４のパッキン４２をケース１のシート面２１に押し付けるように従動リンク部材５をＡ方向に押しながら、サーボモータ８のビス通し穴８３とケース１のビスねじ穴の位置を合わせ、その状態を保持したままビスを締め付けるようにしている。
【０００７】
このように、従動リンク部材５をＡ方向に押しながらビスの締め付け作業を行う必要があり、このビス締め付け時の作業性が悪いという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、駆動手段の出力軸の回転運動を被駆動部材に伝達して、この被駆動部材を第１位置と第２位置の間で回動させるリンク機構において、駆動手段組み付け時の作業性を向上させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、駆動手段（８）の出力軸（８１）の回転運動を被駆動部材（４）に伝達して、この被駆動部材（４）を第１位置（Ｇ）と第２位置（Ｈ）の間で回動させるリンク機構であって、出力軸（８１）とともに回転する駆動リンク部材（７）と、駆動リンク部材（７）に設けた駆動ピン（７１）が接する中間ガイド溝（６１）を有し、駆動ピン（７１）の移動に伴って支持軸（１１）を支点として回動する中間リンク部材（６）と、中間リンク部材（６）に設けた中間ピン（６２）が接する従動ガイド溝（５１）を有し、中間ピン（６２）の移動に伴って被駆動部材（４）とともに回動する従動リンク部材（５）とを備え、従動ガイド溝（５１）は、被駆動部材（４）が第１位置（Ｇ）および第２位置（Ｈ）の一方側に位置するときに、中間リンク部材（６）を所定の位置に保持可能な、保持溝部（５１２）が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これによると、従来のように作業者がリンク部材を保持しなくても、中間リンク部材が所定の位置に保持されるため、駆動手段と駆動リンク部材をケースに組み付ける際の、ビス締め付け作業性が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の発明のように、保持溝部（５１２）は、中間ピン（６２）が保持溝部（５１２）に接する位置にあるときに、中間ピン（６２）の回動軌跡と略一致する形状であることが望ましい。また、保持溝部（５１２）は、請求項３に記載の発明のように、中間ピン（６２）が保持溝部（５１２）に接する位置にあるときに、支持軸（１１）を中心とする円弧形状であってもよいし、さらに、請求項４に記載の発明のように、中間ピン（６２）が保持溝部（５１２）に接する位置にあるときに、支持軸（１１）と中間ピン（６２）とを結ぶ線に対して略垂直な方向に延びていてもよい。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明のような、車両用空調装置の空調ケース（１）に形成される内気導入口（２）および外気導入口（３）を選択的に閉じる内外気切替ドア（４）を駆動するリンク機構に、上記した手段を用いて好適である。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、図２は第１実施形態を示すもので、車両用空調装置の樹脂製の空調ケース１に形成される内気導入口２および外気導入口３を選択的に閉じる内外気切替ドア４にサーボモータ（駆動手段）８の回転駆動力を伝達する内外気切替用リンク機構に、本発明を適用したものである。なお、図１では、リンク機構の構成を理解しやすくするために、サーボモータ８を省略している。
【００１５】
内気導入口２および外気導入口３は、空調ケース１の空気最上流部に形成されており、これら導入口２、３の下流には、ケース１内に空気流を発生させる送風機、冷凍サイクルのエバポレータ（冷却用熱交換器）、エンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコア（加熱用熱交換器）等の周知の空調用機能部が配設されており、ケース１の最下流部には、周知の吹出空気通路部が形成されている。内外気切替ドア４の回動中心部には、ドア軸９が備えられており、このドア軸９の両端部が、ケース１の壁面に設けた図示しない軸受穴に回動可能に嵌挿されている。
【００１６】
ドア４は、剛性の高い材質（樹脂）からなる基板４１の両側面に、多孔質発泡材からなるパッキン４２を固着（貼付）したもので、ケース１の内気導入口２および外気導入口３の周囲に形成されたシート面２１、３１に接離して、内気導入口２および外気導入口３を選択的に閉じるようになっている。
【００１７】
次に、内外気切替ドア用リンク機構について説明する。このリンク機構は、いずれも樹脂製の３つのリンク部材５、６、７から構成されている。具体的には、従動リンク部材５はケース１の外側に配置され、この従動リンク部材５の一端部がドア軸９の一端部に連結固定されて、従動リンク部材５と内外気切替ドア４が一体的に回動するようになっている。
【００１８】
中間リンク部材６はケース１の外側に配置され、この中間リンク部材６の一端部が、ケース１から突出する（ケース１に一体の）支持軸１１に回動可能に取り付けられている。この中間リンク部材６の他端部には、従動リンク部材５の他端部に設けられた所定形状の従動ガイド溝５１内に摺動可能に係合する中間ピン６２が設けられている。このようにして、中間リンク部材６とドア４とが、従動リンク部材５を介して連結されている。
【００１９】
駆動リンク部材７はケース１の外側に配置され、この駆動リンク部材７の一端部は、サーボモータ８の出力軸８１に連結固定されている。この駆動リンク部材７の他端部には、中間リンク部材６に設けられた所定形状の中間ガイド溝６１内に摺動可能に係合する駆動ピン７１が設けられている。
【００２０】
そして、サーボモータ８の出力軸８１の回転力により駆動リンク部材７を回動させ、この駆動リンク部材７の回動運動を駆動ピン７１を介して中間リンク部材６に伝達して、支持軸１１を中心に中間リンク部材６を回動させ、この中間リンク部材６の回動運動を中間ピン６２を介して従動リンク部材５に伝達して、ドア軸９を中心に回動させることにより、ドア軸９およびドア４を回動させる。
【００２１】
なお、サーボモータ８の出力軸８１は、図１において時計回り方向にのみ回転する。また、サーボモータ８は、通電されることにより出力軸８１が１８０°回転して一旦停止し、その後再通電されることにより出力軸８１が同方向に１８０°回転して停止する。
【００２２】
従動リンク部材５の従動ガイド溝５１は、略「く」字状に曲がっていて、従動伝達溝５１１および、保持溝部５１２から構成されている。ドア軸９に近い側の従動伝達溝５１１は、略直線状で、中間リンク部材６の回動に伴う中間ピン６２の移動をドア４に伝達する。
【００２３】
また、ドア軸９から遠い側の保持溝部５１２は、中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置（図１の位置）にあるときに、中間ピン６２の回動軌跡と略一致する形状になっており、より具体的には、支持軸１１を中心とする中間ピン６２の円弧状回動軌跡に沿った円弧形状になっている。従って、中間ピン６２が保持溝部５１２を移動するときは、中間ピン６２の移動が従動リンク部材５に伝達されず、従動リンク部材５および内外気切替ドア４は移動しない。
【００２４】
中間リンク部材６の中間ガイド溝６１は、第１、第２伝達溝６１１、６１２、および、第１、第２アイドル溝６１０ａ、６１０ｂから構成されている。具体的には、第１伝達溝６１１は、駆動ピン７１の移動を従動リンク部材５等を介してドア４に伝達して、ドア４を図１に示すような内気導入口２を閉じる位置Ｇ（第１位置、以下、内気口閉塞位置という）から、図２に示すような外気導入口３を閉じる位置Ｈ（第２位置、以下、外気口閉塞位置という）へ移動させるものである。第２伝達溝６１２は、駆動ピン７１の移動をドア４に伝達して、ドア４を外気口閉塞位置Ｈから内気口閉塞位置Ｇへ移動させるものである。
【００２５】
また、第１アイドル溝６１０ａは、駆動ピン７１が第１伝達溝６１１から第２伝達溝６１２へ移動するときの移動経路に沿った形状（具体的には、サーボモータ８の出力軸８１を中心とした駆動ピン７１の移動経路に沿った円弧形状）である。また、第２アイドル溝６１０ｂは、駆動ピン７１が第２伝達溝６１２から第１伝達溝６１１へ移動するときの移動経路に沿った形状である。これら第１、第２アイドル溝６１０ａ、６１０ｂを駆動ピン７１が移動するときは、駆動ピン７１の移動が中間リンク部材６に伝達されず、従動リンク部材５および内外気切替ドア４が移動しない。
【００２６】
サーボモータ８のモータケース８２は、概略直方体に形成されており、角部にビス４つの通し穴８３が形成されている。そして、図示しないビスを、通し穴８３に挿入した後、空調ケース１の図示しないビスねじ穴に螺合させて、サーボモータ８を空調ケース１に取り付けている。
【００２７】
次に、上記構成による作動を説明する。まず、ドア４が図１の内気口閉塞位置Ｇにある状態からサーボモータ８が１８０°回転すると、モータ８の出力軸８１が時計回り方向に回転して駆動ピン７１が移動し、この駆動ピン７１が第１伝達溝６１１を移動しつつ、中間リンク部材６を時計回り方向に回動させる。この中間リンク部材６の回動に伴って、中間ピン６２が従動伝達溝５１１を移動しつつ、従動リンク部材５を反時計回り方向に回動させる。これにより、ドア軸９およびドア４が反時計回り方向に回動し、ドア４が図２に示す外気口閉塞位置Ｈへ移動する。
【００２８】
また、この状態から再びサーボモータ８が１８０°回転すると、モータ８の出力軸８１が時計回り方向に回転し、駆動ピン７１が第２伝達溝６１２を移動しつつ、中間リンク部材６を反時計回り方向に回動させる。この中間リンク部材６の回動に伴って、中間ピン６２が従動伝達溝５１１を移動しつつ、従動リンク部材５を時計回り方向に回動させる。これにより、ドア軸９およびドア４が時計回り方向に回動し、ドア４が図１に示す内気口閉塞位置Ｇへ移動する。なお、この内気口閉塞位置Ｇでは、中間ピン６２は保持溝部５１２にに接する位置にあり、また、ドア４のパッキン４２はシート面２１に当たって圧縮状態になっている。
【００２９】
次に、リンク機構等の組み付け手順について説明する。まず、ドア４を内気口閉塞位置Ｇに設定して、従動リンク部材５および中間リンク部材６を空調ケース１に組み付け、これと並行して、駆動リンク部材７を内気口閉塞位置Ｇに対応する位置に設定してサーボモータ８と駆動リンク部材７とを組み付けておく。その後、駆動リンク部材７の駆動ピン７１を中間リンク部材６の中間ガイド溝６１に係合して、サーボモータ８を空調ケース１にビスにて固定する。
【００３０】
ところで、ドア４、従動リンク部材５および中間リンク部材６を空調ケース１に組み付けた際に、中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置にくるように、従動リンク部材５および中間リンク部材６を位置決めする。この状態では、ドア４のパッキン４２はシート面２１に当たって圧縮状態になっているため、パッキン４２の反発力により、ドア４および従動リンク部材５を反時計回り方向に戻そうとするトルクが発生する。
【００３１】
ここで、本実施形態の保持溝部５１２は、中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置にあるときに、支持軸１１を中心とする中間ピン６２の円弧状回動軌跡に沿った円弧形状になっているため、パッキン４２の反発力によるトルクは支持軸１１にかかる。従って、従動リンク部材５および中間リンク部材６は回動しない。すなわち、従動リンク部材５および中間リンク部材６は、内気口閉塞位置Ｇに自己保持される。
【００３２】
このため、サーボモータ８と駆動リンク部材７を空調ケース１に組み付ける際、従来のように作業者がパッキン４２をシート面２１に押し付けた状態を保持する必要がなくなり、サーボモータ８のビス通し穴８３とケース１のビスねじ穴の位置合わせが容易になり、ビス締め付け時の作業性が向上する。
【００３３】
（第２実施形態）
図３〜図５は第２実施形態を示すもので、図３は、中間リンク部材６の通常の作動範囲（サーボモータ８によって回動される範囲）において、ドア４が内気口閉塞位置Ｇへ移動された状態を示し、図４は中間リンク部材６の通常の作動範囲において、ドア４が外気口閉塞位置Ｈへ移動された状態を示し、図５はサーボモータ８と駆動リンク部材７を空調ケース１に組み付ける際の状態を示している。なお、第１実施形態と同一または均等部分には同一の符号を付している。
【００３４】
第１実施形態では、中間リンク部材６の通常の作動範囲において、ドア４が内気口閉塞位置Ｇへ移動された際、中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置までくるようにしたが、第２実施形態では、図３に示すように、サーボモータ８によってドア４が内気口閉塞位置Ｇへ移動された際、中間ピン６２は従動伝達溝５１１に接する位置にあり、保持溝部５１２には接しないようになっている。なお、この状態でも、ドア４のパッキン４２はシート面２１に当たって圧縮状態になっている。
【００３５】
そして、サーボモータ８と駆動リンク部材７を空調ケース１に組み付ける際には、図５に示すように、中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置にくるように、中間リンク部材６を通常の作動範囲を越えて反時計回り方向に回動させる。ここで、保持溝部５１２は、第１実施形態と同様に中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置にあるときに、支持軸１１を中心とする中間ピン６２の円弧状回動軌跡に沿った円弧形状になっているため、中間リンク部材６を図５に示す位置に回動させることにより、従動リンク部材５および中間リンク部材６は、内気口閉塞位置Ｇに自己保持される。
【００３６】
従って、第１実施形態と同様に、サーボモータ８と駆動リンク部材７を空調ケース１に組み付ける際、従来のように作業者がパッキン４２をシート面２１に押し付けた状態を保持する必要がなくなり、ビス締め付け時の作業性が向上する。
【００３７】
また、サーボモータ８と駆動リンク部材７を空調ケース１に組み付ける際には、中間リンク部材６を通常の作動範囲を越えて反時計回り方向に回動させているため、中間リンク部材６の第２アイドル溝６１０ｂと駆動リンク部材７の駆動ピン７１との間に隙間が形成される。従って、サーボモータ８のビス通し穴８３とケース１のビスねじ穴の位置合わせがさらに容易になり、ビス締め付け時の作業性がさらに向上する。
【００３８】
（他の実施形態）
上記各実施形態の保持溝部５１２は、中間ピン６２が保持溝部５１２に接する位置にあるときに、中間ピン６２の回動軌跡と一致する円弧形状にしたが、その保持溝部５１２は、支持軸１１と中間ピン６２とを結ぶ線に対して垂直な方向に延びる直線形状であってもよい。
【００３９】
また、上記各実施形態の保持溝部５１２は、中間ピン６２の回動軌跡や、支持軸１１と中間ピン６２とを結ぶ線に対する垂線と、完全に一致させる必要はなく、上記の回動軌跡や垂線と略一致しておればよい。すなわち、サーボモータ８と駆動リンク部材７を空調ケース１に組み付ける際に、中間ピン６２と保持溝部５１２の摩擦力、および支持軸１１と中間ピン６２の摩擦力によって、中間リンク部材６を所定の位置に自己保持可能であればよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、内外気切替ドア４に本発明を適用していたが、これに限らず、他の種々の被駆動部材に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態において、内外気切替ドアが内気口閉塞位置Ｇにあるときの内外気切替ドア用リンク機構を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態において、内外気切替ドアが外気口閉塞位置Ｈにあるときの内外気切替ドア用リンク機構を示す正面図である。
【図３】本発明の第２実施形態において、内外気切替ドアが内気口閉塞位置Ｇにあるときの内外気切替ドア用リンク機構を示す正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態において、内外気切替ドアが外気口閉塞位置Ｈにあるときの内外気切替ドア用リンク機構を示す正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態において、サーボモータ組み付け時の内外気切替ドア用リンク機構を示す正面図である。
【図６】従来の内外気切替ドア用リンク機構を示す正面図である。
【符号の説明】
４…内外気切替ドア（被駆動部材）、５…従動リンク部材、
５１…従動ガイド溝、５１２…保持溝部、６…中間リンク部材、
６１…中間ガイド溝、６２…中間ピン、７…駆動リンク部材、７１…駆動ピン、
８…サーボモータ（駆動手段）、８１…出力軸、１１…支持軸、
Ｇ…内気口閉塞位置（第１位置）、Ｈ…外気口閉塞位置（第２位置）。

Claims

駆動手段（８）の出力軸（８１）の回転運動を被駆動部材（４）に伝達して、この被駆動部材（４）を第１位置（Ｇ）と第２位置（Ｈ）の間で回動させるリンク機構であって、
前記出力軸（８１）とともに回転する駆動リンク部材（７）と、
前記駆動リンク部材（７）に設けた駆動ピン（７１）が接する中間ガイド溝（６１）を有し、前記駆動ピン（７１）の移動に伴って支持軸（１１）を支点として回動する中間リンク部材（６）と、
前記中間リンク部材（６）に設けた中間ピン（６２）が接する従動ガイド溝（５１）を有し、前記中間ピン（６２）の移動に伴って前記被駆動部材（４）とともに回動する従動リンク部材（５）とを備え、
前記従動ガイド溝（５１）は、
前記被駆動部材（４）が前記第１位置（Ｇ）および前記第２位置（Ｈ）の一方側に位置するときに、前記中間リンク部材（６）を所定の位置に保持可能な、保持溝部（５１２）が形成されていることを特徴とするリンク機構。
前記保持溝部（５１２）は、前記中間ピン（６２）が前記保持溝部（５１２）に接する位置にあるときに、前記中間ピン（６２）の回動軌跡と略一致する形状であることを特徴とする請求項１に記載のリンク機構。
前記保持溝部（５１２）は、前記中間ピン（６２）が前記保持溝部（５１２）に接する位置にあるときに、前記支持軸（１１）を中心とする円弧形状となることを特徴とする請求項２に記載のリンク機構。
前記保持溝部（５１２）は、前記中間ピン（６２）が前記保持溝部（５１２）に接する位置にあるときに、前記支持軸（１１）と前記中間ピン（６２）とを結ぶ線に対して略垂直な方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載のリンク機構。
前記被駆動部材（４）は、車両用空調装置の空調ケース（１）に形成される内気導入口（２）および外気導入口（３）を選択的に閉じる内外気切替ドア（４）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のリンク機構。