(57)【要約】【課題】複数の開閉ドアを備える車両用空調装置において、各ドアを駆動する駆動源の個数を抑えて、小形化することができるドア駆動装置を提供する。【解決手段】ドア駆動装置１１は、ベルト機構１４、駆動モータ１５および切替機構１６を含んで構成される。開閉ドアのドア軸１３ａには、ベルト機構１４によって駆動モータ１５からの動力が伝達される。切替機構１６は、プーリ２０とクラッチプレートとスライド部を含む。そしてクラッチプレートをスライド変位させて、伝達状態と遮断状態とを切り換えている。【選択図】図１
2016074363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用空調装置（１０）に設けられ、空調ケース（１２）内の通風路を開閉する複数の開閉ドア（１３）を駆動するドア駆動装置（１１）であって、
前記各開閉ドアには、前記各開閉ドアを角変位するように支持するドア軸（１３ａ）がそれぞれ設けられ、
前記各ドア軸に動力をベルトによって伝達するベルト機構（１４）と、
前記ベルトに動力を与える駆動源（１５）と、
前記各ドア軸に設けられ、前記ベルト機構の動力を前記ドア軸に伝達している伝達状態と、前記ドア軸に伝達していない遮断状態とに切り換える切替機構（１６）と、を含むことを特徴とするドア駆動装置。
【請求項２】
前記切替機構は、
前記各ドア軸毎に設けられ、前記伝達状態と前記遮断状態との両方の状態にわたって、前記ベルトによる動力が伝達されるプーリ（２０）と、
前記各ドア軸毎に設けられ、前記ドア軸の回転方向に連結され、前記ドア軸の軸方向にスライド変位するクラッチプレート（２６）と、
前記空調ケースに前記各ドア軸毎に設けられ、前記プーリと前記クラッチプレートとの相対位置を変更するスライド部（２７）と、を含み、
前記スライド部によって前記クラッチプレートが変位して前記クラッチプレートと前記プーリとが接触している場合には、前記プーリに伝達されている動力が前記クラッチプレートに伝達されて前記伝達状態となり、
前記スライド部によって前記クラッチプレートが変位して前記クラッチプレートと前記プーリとが離間している場合には、前記プーリに伝達されている動力が前記クラッチプレートに伝達されずに前記遮断状態となることを特徴とする請求項１に記載のドア駆動装置。
【請求項３】
前記空調ケースには、電磁石（２３）が設けられ、
前記クラッチプレートには、永久磁石（３３）が設けられ、
前記スライド部は、前記電磁石への通電状態を制御し、前記永久磁石と前記電磁石との間に作用する磁力によって前記相対位置を変更することを特徴とする請求項２に記載のドア駆動装置。
【請求項４】
前記切替機構は、前記ドア軸と前記クラッチプレートとの間に設けられる弾性部材（２８）をさらに含み、
前記弾性部材は、前記クラッチプレートを前記プーリから離間する方向に弾性力を与え、
前記電磁石が通電されると、前記電磁石と前記永久磁石とが反発して前記クラッチプレートと前記プーリとが接触し、前記伝達状態となることを特徴とする請求項３に記載のドア駆動装置。
【請求項５】
前記各ドア軸の回転角度を検出する検出手段をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のドア駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置における通風路の開閉ドアを駆動するドア駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置には内外気切替ドア、エアミックスドア、吹出モード切替ドアなど通風路を開閉する開閉ドアが複数設けられている。開閉ドアを駆動するため、たとえば各開閉ドアを個別に駆動するサーボモータといったアクチュエータが設置されている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１に記載の構成では、駆動する開閉ドアの軸毎にサーボモータを設置する必要がある。したがって車両用空調装置の通風路の切り替え機能を追加するごとにサーボモータの設置個数を増やす必要がある。これによって車両用空調装置が大形化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、複数の開閉ドアを備える車両用空調装置において、各ドアを駆動する駆動源の個数を抑えて、小形化することができるドア駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
本発明は、車両用空調装置に設けられ、空調ケース内の通風路を開閉する複数の開閉ドアを駆動するドア駆動装置であって、各開閉ドアには、各開閉ドアを角変位するように支持するドア軸がそれぞれ設けられ、各ドア軸に動力をベルトによって伝達するベルト機構と、ベルトに動力を与える駆動源と、各ドア軸に設けられ、ベルト機構の動力をドア軸に伝達している伝達状態と、ドア軸に伝達していない遮断状態とに切り換える切替機構と、を含むことを特徴とするドア駆動装置である。
【０００８】
このような本発明に従えば、ドア駆動装置は、ベルト機構、駆動源および切替機構を含んで構成される。開閉ドアのドア軸には、ベルト機構によって駆動源からの動力が伝達される。したがってベルトを駆動する駆動源が少なくとも１つあれば、複数の開閉ドアを駆動することができる。また切替機構によって、伝達状態と遮断状態とをドア軸毎に切替ることができる。これによって角変位したいドア軸だけにベルトからの動力を伝達することができる。したがって１つの駆動源であっても、選択したドア軸を駆動することができる。このように駆動源を少なくすることができるので、従来技術のように開閉ドアと同数の駆動源を設置する必要がなく、駆動源の設置スペースを減らすことができる。したがって車両用空調装置を小型化することができる。
【０００９】
なお、前述の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一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両用空調装置１０を示す側面図である。
【図２】遮断状態にあるドア駆動装置１１を拡大して示す断面図である。
【図３】伝達状態にあるドア駆動装置１１を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図３を用いて説明する。車両用空調装置１０は、自動車などの車両において、車室内を空調する空調ユニットをエアコンＥＣＵによって制御するように構成されたいわゆるオートエアコンシステムである。空調ユニットは、車室内の空間の温度調節および吹出口モードの変更などが可能なエアコンユニットである。空調ユニットは、車両の車室内前方に配置され、内部を送風空気が通過する空調ケース１２を備えている。
【００１２】
空調ケース１２は、一方側に空気取入口が形成され、他方側に車室内に向かう空気が通過する複数の吹出口が形成される。空調ケース１２は、空気取入口と吹出口との間に送風空気が通過する通風路を有する。
【００１３】
空調ケース１２内には、通風路を開閉するための複数の開閉ドア１３が設けられる。開閉ドア１３は、たとえば吹出口切替ドアとして機能するデフロスタドア、フェイスドアおよびフットドアである。吹出口切替ドアは、開閉することによって吹出モードを切り替える。吹出口モードとしては、たとえばフェイスモード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フットモード、フット／デフロスタモードおよびデフロスタモードがある。
【００１４】
また開閉ドア１３は、たとえば車室内空間の温度調節を行うためのエアミックスドアである。エアミックスドアは、エバポレータを通過する冷風とヒータコアを通過する温風との風量比率を開度によって調整する。また開閉ドア１３は、たとえば後部座席の吹出口を開閉するリア吹出ドアである。
【００１５】
本実施形態のドア駆動装置１１は、通風を制御する４つの開閉ドア１３と、開閉ドア１３を駆動するベルト機構１４と、ベルト機構１４に動力を与える駆動モータ１５と、開閉ドア１３への動力の伝達状態を制御する切替機構１６とを含んで構成される。
【００１６】
駆動モータ１５は、駆動源であって、本実施形態では１つの駆動モータ１５が用いられる。駆動モータ１５は、空調ケース１２の外側に設けられる。駆動モータ１５は、たとえばサーボモータである。駆動モータ１５の駆動軸１７を介して回転運動の駆動力をベルト機構１４に出力する。
【００１７】
ベルト機構１４は、ベルト１８とテンショナ１９を含んで構成される。ベルト機構１４は、４つの開閉ドア１３の各ドア軸１３ａに動力をベルト１８によって伝達する。図１に示すように、駆動モータ１５の駆動軸１７には、環状のベルト１８が掛けられている。そしてベルト１８は、４つの開閉ドア１３の切替機構１６のプーリ２０にも掛けられている。これによって駆動モータ１５の駆動軸１７が回転すると、ベルト１８が繰り出され、各プーリ２０がベルト１８の摩擦力によって回転する。
【００１８】
空調ケース１２の側面には、テンショナ１９が設けられる。テンショナ１９は、空回りする回転板であって、ベルト１８の弛みを抑制している。またテンショナ１９は、ベルト１８の経路を調整するためにも設置される。
【００１９】
開閉ドア１３は、樹脂からなる平板状の板ドアである。開閉ドア１３は、長方形の平面形状からなるドア基板部と、そのドア基板部の一端に形成されたドア軸１３ａとから一体で構成される。ドア基板部は、空調ケース１２内の通風路に配置され、通風路を開閉する部分となる。
【００２０】
ドア軸１３ａは、空調ケース１２の外方に突出するように設けられ、空調ケース１２に角変位するように支持される。またドア軸１３ａは、図２および図３に示すように、切欠部２１が形成されており、このドア軸１３ａの切欠部２１に切替機構１６が連結されて、開閉ドア１３を駆動するように構成している。
【００２１】
ドア軸１３ａは、空調ケース１２に設けられる筒状の軸受部２２に設けられる。軸受部２２の先端には、電磁石２３が内蔵されている。また軸受部２２の先端部は、外側に凸となる係止爪２４が設けられている。係止爪２４は、プーリ２０の軸方向の変位を規制する。また軸受部２２の先端には、ケース側摩擦板２５が設けられる。ケース側摩擦板２５は、摩擦力に優れ、面接触したときに、摩擦力が大きくなるように設けられる。ケース側摩擦板２５は、たとえばコルクによって実現される。
【００２２】
切替機構１６は、各ドア軸１３ａに設けられ、ベルト機構１４の動力をドア軸１３ａに伝達している伝達状態と、ドア軸１３ａに伝達していない遮断状態とに切り換える。切替機構１６は、プーリ２０とクラッチプレート２６とスライド部２７と引きばね２８を含んで構成される。
【００２３】
プーリ２０は、各ドア軸１３ａ毎に設けられ、伝達状態と遮断状態との両方の状態にわたって、ベルト１８による動力が伝達される。プーリ２０は、図１および図２に示すように、外周面の溝にベルト１８が掛かっておりベルト１８に従動する。プーリ２０は、図２に示すように、円形の筒状体で底部を有し、いわゆる鍋状である。プーリ２０は、内部にクラッチプレート２６を収容する収容空間を形成する。
【００２４】
またプーリ２０の底部には、プーリ側摩擦板２９が設けられている。プーリ側摩擦板２９は、摩擦力に優れ、面接触したときに、摩擦力が大きくなるように設けられる。プーリ側摩擦板２９は、たとえばコルクによって実現される。
【００２５】
またプーリ２０の空調ケース１２側の先端部には、内側に凸となる凸部３０が設けられる。凸部３０は、軸受部２２の係止爪２４が係合可能な部分である。したがって凸部３０の内径は、係止爪２４の外径よりも小さい。係止爪２４によってプーリ２０が係止され、空調ケース１２に対してフリーに回転可能となっている。
【００２６】
クラッチプレート２６は、各ドア軸１３ａ毎に設けられ、ドア軸１３ａの回転方向に連結され、ドア軸１３ａの軸方向にスライド変位する。クラッチプレート２６は、プーリ２０の内部に設けられる。クラッチプレート２６は、円盤状の本体部３１と、本体部３１から突出する突起部３２とを備える。本体部３１がプーリ２０の内部に収容され、突起部３２はプーリ２０の内部から突出している。
【００２７】
突起部３２は、軸受部２２の内側に配置される。また突起部３２の先端は、ドア軸１３ａに形成されている切欠部２１に挿入されている。突起部３２の先端は、切欠部２１によって回転方向に連結される。したがって突起部３２が回転すると、ドア軸１３ａも回転する。また突起部３２は切欠部２１に対して軸方向にスライド変位可能である。したがって切欠部２１は、突起部３２と軸方向へのガイドとして作用するよう嵌合している。クラッチプレート２６全体で見ると、ドア軸１３ａに対して、クラッチプレート２６が軸方向に移動可能な構成となっている。またクラッチプレート２６全体で見ると、ドア軸１３ａに対して、回転方向には拘束され、回転運動が伝達可能である。
【００２８】
スライド部２７は、空調ケース１２に各ドア軸１３ａ毎に設けられ、プーリ２０とクラッチプレート２６との相対位置を変更する。スライド部２７の動力源として、電磁石２３が用いられる。軸受部２２には、前述のように電磁石２３が設けられている。クラッチプレート２６において軸受部２２の先端に対向する部分には、永久磁石３３が内蔵されている。電磁石２３が通電されて磁力が発生すると、永久磁石３３と反発するように磁極が設定されている。これによって電磁石２３が通電されると、突起部３２が軸受部２２に案内されて、ケースから離間する方向にクラッチプレート２６が変位する。
【００２９】
引きばね２８は、弾性部材であって、ドア軸１３ａとクラッチプレート２６との間に設けられる。引きばね２８は、クラッチプレート２６をプーリ２０から離間する方向に弾性力を与える。換言すると、引きばね２８は、クラッチプレート２６が空調ケース１２側に引張られる方向に作用する。したがって電磁石２３が通電していない場合には、図２に示すように、クラッチプレート２６が引きばね２８によって空調ケース１２側に引っ張られる。
【００３０】
エアコンＥＣＵは、各ドア軸１３ａに設置された切替機構１６を制御する。また各ドア軸１３ａには、各ドア軸１３ａの回転角度を検出する検出手段が設けられる。検出手段は、たとえばポテンショメータや磁気エンコーダによって実現される。検出手段は、検出した情報をエアコンＥＣＵに与える。エアコンＥＣＵは、検出手段からの情報によって各開閉ドア１３の開閉状態を制御する。またエアコンＥＣＵは、開閉ドア１３を駆動する場合には、駆動するドア軸１３ａに対応する電磁石２３に対して通電を行うとともに、駆動モータ１５の駆動を行う。
【００３１】
次に、ドア駆動装置１１の作動に関して説明する。開閉ドア１３を駆動しない図２に示す遮断状態では、プーリ２０内部に設置されたクラッチプレート２６は引きばね２８によって空調ケース１２側に引き寄せられている。これによって空調ケース１２とクラッチプレート２６がケース側摩擦板２５で接触結合され、空調ケース１２に対して固定されている状態である。したがってドア軸１３ａも空調ケース１２に対して回転方向に固定される。これによって空調ケース１２内部でドア基板部が風圧の影響により回転される力が作用しても、ドア位置を保持することができる。
【００３２】
換言すると、図２に示すように、スライド部２７によってクラッチプレート２６が変位してクラッチプレート２６とプーリ２０とが離間している場合には、プーリ２０に伝達されている動力がクラッチプレート２６に伝達されずに遮断状態となる。
【００３３】
開閉ドア１３を駆動する場合、エアコンＥＣＵは、駆動させたいドア軸１３ａの切替機構１６に対応する電磁石２３を通電する。すると電磁石２３は、クラッチプレート２６に設置した永久磁石３３の磁力に反発する力を発生させる。このとき引きばね２８によって引っ張られる力より強い力で永久磁石３３を反発させるので、クラッチプレート２６が空調ケース１２から離れて、クラッチプレート２６がプーリ側摩擦板２９と接触結合される。これによってベルト１８からの動力がプーリ２０を介しクラッチプレート２６およびドア軸１３ａに伝達される状態となる。この状態で、駆動モータ１５を駆動させ動力をベルト１８に伝える事で、前述のように動力が伝達される。このようにエアコンＥＣＵは、駆動させたいドア軸１３ａの駆動を行う事ができる。
【００３４】
換言すると、図３に示すように、スライド部２７によってクラッチプレート２６が変位してクラッチプレート２６とプーリ２０とが接触している場合には、プーリ２０に伝達されている動力がクラッチプレート２６に伝達されて伝達状態となる。
【００３５】
以上説明したように本実施形態のドア駆動装置１１は、ベルト機構１４、駆動モータ１５および切替機構１６を含んで構成される。開閉ドア１３のドア軸１３ａには、ベルト機構１４によって駆動モータ１５からの動力が伝達される。したがってベルト１８を駆動する駆動モータ１５が少なくとも１つあれば、複数の開閉ドア１３を駆動することができる。また切替機構１６によって、伝達状態と遮断状態とをドア軸１３ａ毎に切替ることができる。これによって角変位したいドア軸１３ａだけにベルト１８からの動力を伝達することができる。したがって１つの駆動モータ１５であっても、選択したドア軸１３ａを駆動することができる。このように駆動モータ１５を少なくすることができるので、従来技術のように開閉ドア１３と同数の駆動モータ１５を設置する必要がなく、駆動モータ１５の設置スペースを減らすことができる。したがって車両用空調装置１０を小型化することができる。
【００３６】
換言すると、本実施形態のドア駆動装置１１では、前述の構成によって、従来は各ドア軸１３ａ毎に設置していた駆動モータ１５を１つに集約することができ、部品点数低減により低コスト化を実現することができる。
【００３７】
またベルト１８とプーリ２０を用いることにより、車両用空調装置１０のドア軸１３ａの位置を設計する上でアクチュエータの体格が制約となっていた点を解消することができる。これによって車両用空調装置１０のドア軸１３ａの位置の設計自由度を向上することができる。
【００３８】
また本実施形態では、切替機構１６は、プーリ２０とクラッチプレート２６とスライド部２７を含む。そしてクラッチプレート２６をスライド変位させて、伝達状態と遮断状態とを切り換えている。このようにクラッチプレート２６とプーリ２０との接触状態を制御することによって、伝達状態と遮断状態とを切り換えることができる。したがって簡単な構成で、切替機構１６を実現することができる。
【００３９】
さらに本実施形態では、空調ケース１２には、電磁石２３が設けられ、クラッチプレート２６には、永久磁石３３が設けられる。そしてスライド部２７は、電磁石２３への通電状態を制御し、永久磁石３３と電磁石２３との間に作用する磁力によって相対位置を変更する。これによって電磁石２３を用いるという簡単な構成で、クラッチプレート２６をスライド変位させることができる。また電磁石２３および永久磁石３３は、各部材に内蔵することができる。したがってスライド部２７の設置スペースを抑制することができる。
【００４０】
また本実施形態では、切替機構１６は、ドア軸１３ａとクラッチプレート２６との間に設けられる引きばね２８をさらに含む。引きばね２８は、クラッチプレート２６をプーリ２０から離間する方向に弾性力を与える。ケース側摩擦板２５と弾性力によって、クラッチプレート２６を空調ケース１２に固定させることができる。したがって空調ケース１２内部の通風をドア軸１３ａを通じて外部へ漏れることを防止ことができる。またドア軸１３ａが風圧などによって変位することを抑制することができる。
【００４１】
また本実施形態では、ドア軸１３ａの位置を検出する検出手段が設けられている。これにより従来のサーボモータと同様に開閉ドア１３の角度位置をフィードバックして通風路の切り替えを制御することができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００４３】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００４４】
前述の第１実施形態では、テンショナ１９を用いているが、テンショナ１９を用いなくてもよい。テンショナ１９は、車両用空調装置１０のドア軸１３ａのレイアウトに応じて適宜使用することが好ましい。
【００４５】
前述の第１実施形態では、動力の伝達および遮断にはクラッチプレート２６による摩擦を利用しているが、摩擦力を用いた面接触に限るものではない。たとえばスプライン嵌合のような、凹凸が嵌合するような係合でもよい。
【００４６】
前述の第１実施形態では、ベルト１８は、摩擦力によって動力を伝達しているが、このようなベルト１８に限るものではない。ベルト１８は、たとえばチェーンのような凹凸を有し、プーリ２０に嵌合するような形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…車両用空調装置        １１…ドア駆動装置
１２…空調ケース            １３…開閉ドア
１３ａ…ドア軸              １４…ベルト機構
１５…駆動モータ（駆動源）  １６…切替機構
１７…駆動軸                １８…ベルト
２０…プーリ                ２３…電磁石
２６…クラッチプレート      ２７…スライド部
２８…引きばね（弾性部材）  ３３…永久磁石
【図１】
2016074363.tif 000003
【図２】
2016074363.tif 000004
【図３】
2016074363.tif 000005