(57)【要約】【課題】所望の角度特性を得るとともに歯車機構の小型化を図ること。【解決手段】駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１のうち少なくとも一方のギヤを１回転以上回転させるとともに、駆動ギヤ１２の回転に伴い、駆動ギヤ１２と従動ギヤ１１との噛合箇所が半径方向及び回転軸方向へ変位するよう駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１の各歯面１２ａ，１１ａを構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ギヤと該駆動ギヤと噛み合う従動ギヤとを備える歯車機構において、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのうち少なくとも一方のギヤを１回転以上回転させるとともに、前記駆動ギヤの回転に伴い、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとの噛合箇所が半径方向及び回転軸方向へ変位するよう前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの各歯面を構成することを特徴とする歯車機構。
【請求項２】
空調装置のエバポレータとヒータコアとの中間部位に空気の流れ方向と直交する方向へ移動可能に配置されるスライド式ドアであって前記エバポレータからの冷風のうち前記ヒータコアへ導く冷風と前記ヒータコアをバイパスさせる冷風との割合を制御するスライド式ドアを駆動する歯車機構において、
前記ドアに設けられたラック状ギヤと、該ラック状ギヤと噛合するピニオンギヤと、該ピニオンギヤの回転軸に連結された従動ギヤと、該従動ギヤを駆動する駆動ギヤとを備え、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのうち少なくとも一方のギヤを１回転以上回転させるとともに、前記駆動ギヤの回転に伴い、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとの噛合箇所が半径方向及び回転軸方向の両方向へ変位するよう前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの各歯面を構成することを特徴とする歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空調装置のスライド式ドアの駆動機構などとして用いるのに好適な歯車機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車用空調装置として特開平９−１９３６４５号公報に記載される空調装置が知られている。この空調装置は、冷凍サイクルの一部を構成し冷媒との熱交換により空気を冷却するエバポレータと、このエバポレータの風下側の通路の一部に配置されエンジン冷却水との熱交換によりエバポレータからの冷風を加熱するヒータコアとを備え、エバポレータとヒータコアとの中間部位に、空気の流れ方向と直交する方向へ移動可能でエバポレータからの冷風のうちヒータコアへ導く冷風とヒータコアをバイパスさせる冷風との割合を制御するスライド式ドアを配置している。そして、スライド式ドアの駆動機構は歯車機構により構成されており、この歯車機構は、ドアに設けられたラック状ギヤと、このラック状ギヤと噛合するピニオンギヤと、このピニオンギヤの回転軸に連結された円形状の従動ギヤと、この従動ギヤと噛合する扇状の駆動ギヤとを備え、駆動ギヤを手動操作機構のケーブルあるいはサーボモータのようなアクチュエータを用いた電動操作機構によって回転させることにより、スライド式ドアを空気の流れ方向と直交する方向へ移動させるよう構成されている。
【０００３】
上記の如き歯車機構において、扇状の駆動ギヤ１２の歯面１２ａは円弧、円形状の従動ギヤ１１の歯面１１ａは真円で構成されている（図９参照）。このため、図１０に示すように、従動ギヤ１１の回転角度つまり従動角度は、駆動ギヤ１２の回転角度つまり駆動角度に正比例し、このため、ドアのスライド位置は、駆動ギヤ１２の回転角度位置に正比例した位置となる。
【０００４】
しかし、実際の空調装置において、ドアのスライド位置と空調装置の吹出温度との関係は必ずしも正比例関係に立っておらず、ドアのスライド位置の変化に対して吹出温度が大きく変化する範囲や、ドアのスライド位置の変化に対して吹出温度が余り変化しない範囲があり、従動角度に図１１に示すような特性をもたせたい場合があるが、上記のような歯車機構によっては、この角度特性を得ることはできない。
【０００５】
そこで、上記角度特性を得るために、図１２に示すように、駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１の各歯面１２ａ，１１ａを半径方向に偏心させることが考えられる。しかし、駆動ギヤ１２の回転開始時点（図１２（Ａ）に対応し、駆動ギヤ１２の歯Ａと従動ギヤ１１の歯ａとが噛合している状態である。）から従動ギヤ１１がちょうど１回転し終わる時点（図１２（Ｂ）に対応し、駆動ギヤ１２の歯Ｊと従動ギヤ１１の歯ａとが噛合している状態である。）までの間は、上記所望の角度特性に合致した角度特性を得ることができるが、従動ギヤ１１が１回転し終わった時点から駆動ギヤ１２の終端が噛合箇所となる時点（図１２（Ｃ）に対応し、駆動ギヤ１２の歯Ｌと従動ギヤ１１の歯ｃとが噛合している状態である。）までの間は、駆動ギヤ１２の回転開始時点から駆動ギヤ１２の歯Ｃと従動ギヤ１１の歯ｃとが噛合する時点までの間の角度特性と同一の角度特性しか得ることができず、上記所望の角度特性全体に合致させることができなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決し、所望の角度特性を得ることができる歯車機構を提供することを主な目的とし、さらに、歯車機構の小型化を図ることを目的とする。なお、本発明は、上記のような空調装置の歯車機構に限定されるものではなく、他の装置全般にわたって適用可能な歯車機構である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る歯車機構は、駆動ギヤと該駆動ギヤと噛み合う従動ギヤとを備える歯車機構において、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのうち少なくとも一方のギヤを１回転以上回転させるとともに、前記駆動ギヤの回転に伴い、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとの噛合箇所が半径方向及び回転軸方向へ変位するよう前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの各歯面を構成することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る歯車機構によると、駆動ギヤと従動ギヤとの噛合箇所が半径方向へ変位しながら回転軸方向へ変位するため、少なくとも一方のギヤが１回転し終わった時点以後においても半径方向の偏心量を任意に設定することが可能となり、所望の角度特性を得ることができるようになる。また、１回転以上するギヤは、半径方向に偏心した螺旋状のギヤにより構成することができるため、このギヤの半径方向の寸法は小さくて済み、歯車機構の小型化を図ることができる。
【０００９】
請求項２に係る歯車機構は、空調装置のエバポレータとヒータコアとの中間部位に空気の流れ方向と直交する方向へ移動可能に配置されるスライド式ドアであって前記エバポレータからの冷風のうち前記ヒータコアへ導く冷風と前記ヒータコアをバイパスさせる冷風との割合を制御するスライド式ドアを駆動する歯車機構において、前記ドアに設けられたラック状ギヤと、該ラック状ギヤと噛合するピニオンギヤと、該ピニオンギヤの回転軸に連結された従動ギヤと、該従動ギヤを駆動する駆動ギヤとを備え、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤのうち少なくとも一方のギヤを１回転以上回転させるとともに、前記駆動ギヤの回転に伴い、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとの噛合箇所が半径方向及び回転軸方向の両方向へ変位するよう前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤの各歯面を構成することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る歯車機構によると、請求項１に係る歯車機構と同様に、駆動ギヤと従動ギヤとの噛合箇所が半径方向へ変位しながら回転軸方向へ変位するため、少なくとも一方のギヤが１回転し終わった時点以後においても半径方向の偏心量を任意に設定することが可能となり、所望の角度特性を得て、スライド式ドアの位置を適正に制御することができるようになる。また、１回転以上するギヤは、半径方向に偏心した螺旋状のギヤにより構成することができるため、このギヤの半径方向の寸法は小さくて済み、歯車機構の小型化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る歯車機構が組み込まれる自動車用空調装置の構成図、図２は、スライド式ドアの構成図、図３は、図１図示Ａ−Ａ断面図、図４は、歯車機構の要部の概念的構成図であって、図４（Ａ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的平面図、図４（Ｂ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的側面図、図５は、駆動ギヤ回転時の噛合箇所の変位図、図６は、角度特性図、図７は、図６図示の角度特性図の要部拡大図、図８は、他の実施形態に係る歯車機構の要部の概念的構成図であって、図８（Ａ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的平面図、図８（Ｂ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的側面図である。
【００１３】
図１において、１は、樹脂製ケースを表している。ケース１には、フェイス吹出口２、デフロスタ吹出口３及びフット吹出口４が形成されている。ケース１の内部には、冷凍サイクルの一部を構成し冷媒との熱交換により空気を冷却するエバポレータ５、及び、このエバポレータ５の風下側の通路の一部に配置されエンジン冷却水との熱交換によりエバポレータ５からの冷風を加熱するヒータコア６が配置されている。さらに、エバポレータ５とヒータコア６との中間部位には、空気の流れ方向ａと直交する方向ｂへ移動可能でエバポレータ５からの冷風のうちヒータコア６へ導く冷風とヒータコア６をバイパスさせる冷風との割合を制御するスライド式ドア７が配置されている。
【００１４】
スライド式ドア７は、図２に示すように、補強リブ７１で補強された四角枠形状のフレーム７２を備える。フレーム７２の２つの平行な棒状部７３の下面には、それぞれラック状ギヤ８が形成されている。各ラック状ギヤ８は、図１に示すように、ピニオンギヤ９と噛合状態にある。ピニオンギヤ９の回転軸１０には従動ギヤ１１が連結されており、従動ギヤ１１は駆動ギヤ１２と噛合状態にある。駆動ギヤ１２は、図示しない手動操作機構のケーブルあるいはサーボモータのようなアクチュエータを用いた電動操作機構によって回転可能とされている。したがって、駆動ギヤ１２の回転により、従動ギヤ１１、回転軸１０及びピニオンギヤ９を介してラック状ギヤ８が方向ｂへ移動可能とされる。
【００１５】
フレーム７２の移動方向ｂにおける両端部には、図３に示すように、弾性部材（パッキン）７４を介して樹脂製の膜状部材７５Ａ，７５Ｂの端部が固定されている。２つの膜状部材７５Ａ，７５Ｂは、それぞれケース１に形成されている格納空間１ａ，１ｂ内に出入可能であり、一方の膜状部材７５Ａは、図１に示すように、ラック状ギヤ８の左端部がピニオンギヤ９と噛合状態にあるときに、エバポレータ５からヒータコア６へ冷風を導く温風通路１ｃを閉塞状態に保つことができるよう形成されており、また、他方の膜状部材７５Ｂは、ラック状ギヤ８が図１図示の状態から左方向へ移動しその右端部がピニオンギヤ９と噛合状態にあるとき、エバポレータ５からヒータコア６を迂回して冷風を導く冷風通路１ｄを閉塞状態に保つことができるよう形成されている。そして、２つの膜状部材７５Ａ，７５Ｂの位置によって、エバポレータ５からの冷風のうちヒータコア６へ導く冷風とヒータコア６をバイパスさせる冷風との割合が制御される。なお、図２及び図３に示すように、ラック状ギヤ８が形成されている棒状部７３の左右端部にガイドピン７６が形成されており、これらのガイドピン７６が、ケース１に形成されているガイド溝１ｅ内を移動することによって、スライド式ドア７は円滑に移動できる。
【００１６】
次に、ラック状ギヤ８から駆動ギヤ１２に至る歯車機構５０の要部であるところの駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１を図４〜図８に基づいて説明する。
【００１７】
図４において、駆動ギヤ１２は、半径方向に偏心し且つ回転軸方向に傾斜した歯面１２ａを有し、回転軸１２ｂ回りに回転可能な扇状に形成されている。従動ギヤ１１は、半径方向に偏心した歯面１１ａを有し、回転軸１１ｂ回りに回転可能な螺旋状に形成されている。駆動ギヤ１２の歯面１２ａと従動ギヤ１１の歯面１１ａは常時噛合状態にあり、駆動ギヤ１２が図示矢印ｃ方向へ回転すると、駆動ギヤ１２と従動ギヤ１１との噛合箇所が、（Ａ，ａ）→（Ｂ，ｂ）→（Ｃ，ｃ）→（Ｄ，ｄ）→（Ｅ，ｅ）→（Ｆ，ｆ）→（Ｇ，ｇ）→（Ｈ，ｈ）→（Ｉ，ｉ）→（Ｊ，ｊ）→（Ｋ，ｋ）→（Ｌ，ｌ）の順に変位する（図５（Ａ）は回転開始時点、図５（Ｂ）は１回転し終わった時点、図５（Ｃ）は回転終了時点の噛合箇所を表している。）。つまり、駆動ギヤ１２の回転に伴い、従動ギヤ１１は１回転以上回転し、駆動ギヤ１２と従動ギヤ１１との噛合箇所は半径方向及び回転軸方向へ変位する。そして、このときの従動ギヤ１１の角度特性は図６及び図７に示すようになり、この角度特性は、図１１に示した所望の角度特性と一致している。なお、図６及び図７において直線で示した角度特性は、図１０に示した従来の歯車機構による角度特性であり、また、二点鎖線で示した角度特性は、図１２に示した本発明の前提となった歯車機構による角度特性である。
【００１８】
なお、上述した実施形態では従動ギヤ１１を１回転以上させることができるよう構成されているが、図８に示すように、駆動ギヤ１２を１回転以上させることができるよう構成してもよく、また、駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１をいずれも１回転以上させることができるように構成してもよい。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態に係る歯車機構５０は、駆動ギヤ１２と駆動ギヤ１２と噛み合う従動ギヤ１１とを備える歯車機構において、駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１のうち少なくとも一方のギヤを１回転以上回転させるとともに、駆動ギヤ１２の回転に伴い、駆動ギヤ１２と従動ギヤ１１との噛合箇所が半径方向及び回転軸方向へ変位するよう駆動ギヤ１２及び従動ギヤ１１の各歯面１２ａ，１１ａを構成している。このため、少なくとも一方のギヤ１１又は１２が１回転し終わった時点以後においても半径方向の偏心量を任意に設定することが可能となり、所望の角度特性を得てスライド式ドア７の位置制御を行なうことができるようになる。また、１回転以上するギヤ１１又は１２は、半径方向に偏心した螺旋状のギヤにより構成することができるため、このギヤの半径方向の寸法は小さくて済み、歯車機構５０の小型化を図ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の歯車機構によると、所望の角度特性を得ることができるとともに歯車機構の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯車機構が組み込まれる自動車用空調装置の構成図である。
【図２】スライド式ドアの構成図である。
【図３】図１図示Ａ−Ａ断面図である。
【図４】歯車機構の要部の概念的構成図であって、図４（Ａ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的平面図、図４（Ｂ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的側面図である。
【図５】駆動ギヤ回転時の噛合箇所の変位図である。
【図６】従動ギヤの角度特性図である。
【図７】図６図示の角度特性図の要部拡大図である。
【図８】他の実施形態に係る歯車機構の要部の概念的構成図であって、図８（Ａ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的平面図、図８（Ｂ）は、駆動ギヤと従動ギヤの概念的側面図である。
【図９】従来の歯車機構の構成図である。
【図１０】その従動ギヤの角度特性図である。
【図１１】従動ギヤの所望の角度特性図である。
【図１２】本発明の前提となった歯車機構の構成図である。
【符号の説明】
５    エバポレータ
６    ヒータコア
７    スライド式ドア
８    ラック状ギヤ
９    ピニオンギヤ
１０    回転軸
１１    従動ギヤ
１１ａ    歯面
１１ｂ    回転軸
１２    駆動ギヤ
１２ａ    歯面
１２ｂ    回転軸
５０    歯車機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004224216.tif 000011
【図１０】
2004224216.tif 000012
【図１１】
2004224216.tif 000013
【図１２】
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