(57)【要約】【課題】装置の小型化、低トルクでのドア駆動及び高精度な開度調整を可能にするための流体通路用ドア構造を提供すること。【解決手段】流体通路用ドア構造は、流体通路の開度調整、開閉又は切替を行なうドア５と、ドア５を駆動する駆動機構からなり、駆動機構に、曲線状の回転軸２０ｂ回りに回転可能な柔軟性を有する螺旋溝シャフト２０を設けるとともに、ドア５に、螺旋溝シャフト２０の螺旋溝２０ａと係合する係合ピン５２を設け、螺旋溝シャフト２０の回転時、係合ピン５２が螺旋溝２０ａと係合しながら移動することによってドア５が移動するよう構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路の開度調整、開閉又は切替を行なうドアと、該ドアを駆動する駆動機構とからなる流体通路用ドア構造において、
前記駆動機構に、曲線状の回転軸回りに回転可能な柔軟性を有する螺旋溝シャフトを設けるとともに、前記ドアに、前記螺旋溝シャフトの螺旋溝と係合する係合ピンを設け、
前記螺旋溝シャフトの回転時、前記係合ピンが前記螺旋溝と係合しながら移動することによって前記ドアが移動するよう構成する
ことを特徴とする流体通路用ドア構造。
【請求項２】
前記ドアは、支点を中心にドア面方向に回転自在な回転式ドアである請求項１記載の流体通路用ドア構造。
【請求項３】
前記ドアは、スライド式ドアである請求項１記載の流体通路用ドア構造。
【請求項４】
前記スライド式ドアは、柔軟性を有し、少なくとも一部に曲面を描きながら移動するよう構成される請求項３記載の流体通路用ドア構造。
【請求項５】
前記駆動機構は、前記螺旋溝シャフトの回転軸の曲線形状を維持する形状保持手段を備える請求項１記載の流体通路用ドア構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体通路用ドア構造、特に、車両用空調装置の内外気切替ドアなどとして好適な流体通路用ドア構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置は、図６に基本構成として示すように、ユニットケース１の内部に、空気をユニットケース１内に吸い込み熱交換後の空気を車内に吹出すためのブロワ付きモータ２が配置されている。ブロワ付きモータ２の上流側のユニットケース部分には、車内空気をケース１内に取り込むための内気取入口３、及び、車外空気をユニットケース１内に取り込むための外気取入口４がそれぞれ形成されており、これらの空気取入口３，４は、内外気切替ドア５によって選択的に開閉され、内外気切替ドア５によって選択された車内空気又は車外空気がユニットケース１内に取り込まれる。なお、その他の符号６は、冷凍サイクルの一部を構成し、冷媒との熱交換によって空気を冷却し、冷風をつくりだすエバポレータ、７は、エバポレータ６の下流側の空気通路の一部に配置され、エンジン冷却水との熱交換によって冷風を加熱し、温風をつくりだすヒータコア、８は、ヒータコア７とエバポレータ６との中間部位に配置され、その開度によってエバポレータ６からの冷風のうちヒータコア７に導く冷風と、ヒータコア７を迂回する迂回通路９に導く冷風との割合を調整するエアミックスドア、１０，１１，１２，１３，１４，１５は、それぞれ、ヒータコア７の下流側のユニットケース部分に設けられたフット吹出口、フェース吹出口、デフロスタ吹出口、フットドア、フェースドア、デフロスタドアを表している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６図示の空調装置においては、内外気切替ドア５が支点５ａを中心にドア面５ｂと垂直な方向ａに回転自在とされているため、ブロワ付きモータ２の上部に大きなスペースを要し、ブロワアッセンブリの体格が大きくなるという問題があった。また、支点５ａにトルクをかけてドア５を回転しているため、大きなトルクを要するとともに、ドア５の開度（開口量）を高精度に調整することが難しい。
【０００４】
本発明は、内外気切替ドアのみに限定されるものではないが、上記のような従来技術の問題点を解決し、装置の小型化、低トルクでのドア駆動及び高精度な開度調整を可能にするための流体通路用ドア構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る流体通路用ドア構造は、流体通路の開度調整、開閉又は切替を行なうドアと、該ドアを駆動する駆動機構とからなる流体通路用ドア構造において、前記駆動機構に、曲線状の回転軸回りに回転可能な柔軟性を有する螺旋溝シャフトを設けるとともに、前記ドアに、前記螺旋溝シャフトの螺旋溝と係合する係合ピンを設け、前記螺旋溝シャフトの回転時、前記係合ピンが前記螺旋溝と係合しながら移動することによって前記ドアが移動するよう構成することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に係る流体通路用ドア構造において、螺旋溝シャフトを回転駆動すると、螺旋溝シャフトは曲線を描く回転軸回りに回転する。この螺旋溝シャフトが回転すると、螺旋溝と係合している係合ピンは螺旋溝と係合しながら螺旋溝シャフトの回転軸の軸線方向へ移動し、この係合ピンの移動によってドアが移動する。このように、ドアは、係合ピンが螺旋溝と係合しながら螺旋溝シャフトの回転軸の軸線方向へ移動することによって移動し、従来のようにドアが支点を中心にドア面と垂直な方向に回転するタイプとは異なるため、ドアの回転を許容するための大きなスペースが不要となり、装置の小型化を図ることが可能となる。また、従来のように支点にトルクをかけるタイプとは異なり、螺旋溝シャフトにトルクをかけるタイプであるため、駆動トルクの低減を図ることができる。さらに、ドアの開度（開口量）は、螺旋溝シャフトの回転軸の軸線方向における係合ピンの位置によって決まることから、ドアの開度（開口量）を高精度に調整することが可能になる。
【０００７】
ここで、前記ドアは、支点を中心にドア面方向に回転自在な回転式ドア、又は、スライド式ドアのいずれのタイプであってもよい。
【０００８】
ドアがスライド式ドアである場合、このスライド式ドアを、柔軟性を有し、少なくとも一部に曲面を描きながら移動するよう構成するようにしてもよい。
【０００９】
前記駆動機構は、前記螺旋溝シャフトの回転軸の曲線形状を維持する形状保持手段を備える。この形状保持手段は、例えば、螺旋溝シャフトを収容するケース、又は、中空な螺旋溝シャフトの中空部に挿入され曲線を描く軸心を有する芯棒である。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体通路用ドア構造を備えるブロワアッセンブリの概略構成図、図２は、同ドア構造を図１図示矢印Ａ方向から見たときの基本構成図、図３は、同ドア構造の形状保持手段周辺の断面図をそれぞれ示す。
【００１２】
図１において、１は、車両用空調装置のユニットケース、２は、空気をユニットケース１内に吸い込み熱交換後の空気を車内に吹出すためのブロワ付きモータ、３は、車内空気をケース１内に取り込むための内気取入口、４は、車外空気をユニットケース１内に取り込むための外気取入口、５は、ブロワ付きモータ２の上方近傍に配置され、空気取入口３，４を選択的に開閉し、車内空気又は車外空気をユニットケース１内に取り込むための内外気切替ドアをそれぞれ表している。なお、ドア５は、内気取入口３の開度（開口量）と外気取入口４の開度（開口量）の割合を調整することも可能である。
【００１３】
内外気切替ドア５は、図２に示すように、支点５１を中心に矢印ｂ，ｃ方向に回転自在な回転式ドアである。回転式ドア５の支点５１と反対側の端部には１つ又は複数の係合ピン５２が突出しており、係合ピン５２は螺旋溝シャフト２０の螺旋溝２０ａと係合している。なお、回転式ドア５は、図示しない支持手段によって上下方向位置が保持されている。
【００１４】
螺旋溝シャフト２０は、図２に示すように、柔軟性を有する材料例えばゴム、軟質樹脂、柔軟構造が可能な金属ケーブル、あるいは、金属ケーブルとゴム又は軟質樹脂との複合体によって形成され、図示しない駆動手段により、曲線を描く回転軸２０ｂ回りに回転駆動される。
【００１５】
螺旋溝シャフト２０は、図３に示すように、ユニットケース１の一部である上ケース１ａと下ケース１ｂとで形成されるシャフト収容室３０内に回転自在に収容される。シャフト収容室２１は、図２に示すような螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状に対応する形状を有しており、このシャフト収容室２１に螺旋溝シャフト２０が収容されることによって、螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状が維持される。なお、図３において、２２は、回転式ドア５の端部に設けられ、ユニットケース１と回転式ドア５との間の隙間をシールするシール部材、２３は、上ケース１ａと下ケース１ｂとを連結するためのねじを表している。
【００１６】
次に、上記のように構成されるドア構造の動作を説明する。
【００１７】
ドア５が図１及び図２に実線で示す状態にあるとき、回転式ドア５は外気取入口４を全閉し内気取入口３を全開しており、内気取入口３を介して車内空気をユニットケース１内に取り入れることができる。この状態で螺旋溝シャフト２０を一方向へ回転駆動すると、螺旋溝シャフト２０はシャフト収容室２１内で回転軸２０ｂの曲線形状を維持しながらこの回転軸２０ｂ回りに回転し、回転式ドア５の係合ピン５２は螺旋溝シャフト２０の螺旋溝２０ａと係合しながら一方向へ移動する。この係合ピン５２の移動により、回転式ドア５は支点５１を中心にドア面方向（矢印ｂ方向）へ回転し、螺旋溝シャフト２０の回転駆動が終了した時点で、回転式ドア５は図１及び図２に二点鎖線で示す状態となり、外気取入口４を全開し内気取入口３を全閉し、外気取入口４を介して車外空気をユニットケース１内に取り入れることができる。
【００１８】
回転式ドア５が図１及び図２に二点鎖線で示す状態にあるときから、螺旋溝シャフト２０を上記回転方向とは反対の方向へ回転駆動すると、係合ピン５２は上記移動方向とは反対の方向へ移動し、回転式ドア５は支点５１を中心にドア面方向（矢印ｃ方向）へ回転し、螺旋溝シャフト２０の回転駆動が終了した時点で、回転式ドア５は、元の状態つまり外気取入口４を全閉し内気取入口３を全開し、車内空気をユニットケース１内に取入れ可能な状態に戻る。
【００１９】
このように、本実施形態に係る回転式ドア５は、図６に示した従来のドア５のように支点５ａを中心にドア面と垂直な方向に回転するタイプとは異なり、ブロワ付きモータ２のファン２１の前面に対して略平行な方向にスライド可能とされており、ブロワ付きモータ２の上方近傍に配置される。このため、ブロワ付きモータ２の上部空間は狭くてよく、ブロワアッセンブリつまりユニットケース１の一部にブロワ付きモータ２及び内外気切替ドア５を組み付けた部分ユニットが小型になる。また、本実施形態に係るドア構造は、従来のように支点５ａにトルクをかけるタイプとは異なり、螺旋溝シャフト２０にトルクをかけるタイプであるため、駆動トルクの低減を図ることができる。さらに、回転式ドア５の開度（開口量）は、螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの軸線方向における係合ピン５２の位置によって決まることから、内外気切替ドアに限らず、開度（開口量）を調整するドアに適用したときに、回転式ドア５の開度（開口量）を高精度に調整することが可能になる。
【００２０】
図４及び図５は、他の実施形態に係るドア構造を示しており、図４はドア構造の平面図、図５はドア構造の要部の側面図である。
【００２１】
図４及び図５に示すドア構造は、フィルムドア５を用いたドア構造であり、フィルムドア５は巻取部５３によって常時巻取部５３側への引張力を受けている。フィルムドア５の先端中央部には係合ピン５２が設けられており、係合ピン５２は、螺旋溝シャフト２０の螺旋溝２０ａと係合している。螺旋溝シャフト２０は、上述した図２図示の螺旋溝シャフト２０と同様に構成され、柔軟性を有する材料例えばゴム、軟質樹脂、柔軟構造が可能な金属ケーブル、あるいは、金属ケーブルとゴム又は軟質樹脂との複合体によって形成され、図示しない駆動手段により、曲線を描く回転軸２０ｂ回りに回転駆動される。フィルムドア５の先端両側部には、ガイドピン５４が設けられており、各ガイドピン５４はフィルムドア５の側部に配置され螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状に対応する曲線形状を有するガイド溝１ｃ内に収容されている。螺旋溝シャフト２０は、上述した図３に示したシャフト収容室２１と同様なシャフト収容室（図示せず）に回転自在に収容されることにより、回転軸２０ｂの曲線形状を維持することができる。
【００２２】
次に、上記のように構成されるドア構造の動作を説明する。
【００２３】
フィルムドア５が図４及び図５に示す状態にあるとき、螺旋溝シャフト２０を一方向へ回転駆動すると、螺旋溝シャフト２０は回転軸２０ｂの曲線形状を維持しながらこの回転軸２０ｂ回りに回転する。この螺旋溝シャフト２０の螺旋溝２０ａにはフィルムドア５の係合ピン５２が係合しており、また、ガイドピン５４は、螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状に対応する曲線形状を有するガイド溝１ｃ内に収容されているため、螺旋溝シャフト２０が回転すると、係合ピン５２は、螺旋溝２０ａと係合しながら一方向へ移動するようになり、フィルムドア５はドア面方向（矢印ｄ方向）へ移動し、巻取部５３に巻き取られてゆく。このようなフィルムドア５の移動により、流体通路の開度（開口量）は増大してゆく。
【００２４】
一方、螺旋溝シャフト２０を上記回転方向と反対の方向へ回転駆動したときには、係合ピン５２は、螺旋溝２０ａと係合しながら上記移動方向とは反対の方向（矢印ｅ方向）へ移動し、巻取部５３から引き出されてゆく。このようなフィルムドア５の移動により、流体通路の開度（開口量）は減少してゆく。
【００２５】
このように、本実施形態に係るフィルムドア５は、図６に示した従来のドア５のように支点５ａを中心にドア面と垂直な方向に回転するタイプとは異なり、ドア面方向にスライド可能なスライド式ドアであるため、ドア５の回転を許容するためのスペースが不要となり、装置の小型化を図ることができる。また、本実施形態に係るドア構造は、従来のように支点５ａにトルクをかけるタイプとは異なり、螺旋溝シャフト２０にトルクをかけるタイプであるため、駆動トルクの低減を図ることができる。さらに、フィルムドア５の開度（開口量）は、螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの軸線方向における係合ピン５２の位置によって決まることから、ドア５の開度（開口量）を高精度に制御することが可能になる。なお、フィルムドア５が、係合ピン５２の移動に対して螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状に沿って移動することができない場合には、フィルムドア５の先端両側部以外の両側部にもガイドピンを設け、ガイドピンをガイド溝１ｃに収容させるようにすることにより、フィルムドア５を螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状に沿って移動させることができるようになる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、螺旋溝シャフト２０の回転軸２０ｂの曲線形状を維持するための形状保持手段として、ユニットケース１の一部（上ケース１ａ及び下ケース１ｂ）を用いたが、形状保持手段として、中空な螺旋溝シャフトの中空部に挿入され曲線を描く軸心を有する芯棒を用い、この芯棒回りに螺旋溝シャフトを回転させるようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明のドア構造は、流体通路を切替えるドアにも適用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の流体通路用ドア構造によると、装置の小型化、低トルクでのドア駆動及び高精度な開度調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体通路用ドア構造を備えるブロワアッセンブリの概略構成図である。
【図２】同ドア構造を図１図示矢印Ａ方向から見たときの基本構成図である。
【図３】同ドア構造の形状保持手段周辺の断面図である。
【図４】他の実施形態に係るドア構造の平面図である。
【図５】同ドア構造の要部の側面図である。
【図６】車両用空調装置の基本構成図である。
【符号の説明】
１    ユニットケース
１ａ，１ｂ    上ケース、下ケース（駆動機構、形状保持手段）
５    ドア（回転式ドア、フィルムドア（スライド式ドア））
２０    螺旋溝シャフト（駆動機構）
２０ａ    螺旋溝
２０ｂ    回転軸
２１    シャフト収容室（形状保持手段）
５１    支点
５２    係合ピン（駆動機構）
【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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