(57)【要約】      （修正有）【課題】流路を確実に塞ぐことができるダンパを提供すること。【解決手段】ダンパ１は、一端側からトルクが入力される軸部４と、矩形状の蓋とを備える。蓋により流路が閉塞される際に、流路を形成するケーシングと蓋との間にスポンジ部材が介在する。蓋における所定のリブ領域８に、軸方向Ｄｘに対して直交する方向に延びる複数のリブ７が配置される。リブ領域８は、第１角部Ｃ１から、軸方向において蓋のせん断力の方向が変わるせん断力方向変異位置Ｂに向けて引いた曲線Ｌ１、および第２角部Ｃ２から、せん断力方向変異位置Ｂに向けて引いた曲線Ｌ２から、軸部４に向けて延在している。せん断力方向変異位置Ｂは、蓋の第１角部Ｃ１から第２角部Ｃ２までの辺５２に対してリブ領域８が軸部４側に最も退いた部分にある。軸部４側から延びたリブ７の長さは、曲線Ｌ１および曲線Ｌ２によって定められている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りに回転可能に支持され、一端側からトルクが入力される軸部と、
前記軸部に連なる矩形状の蓋と、を備え、
前記蓋により流路が閉塞される際に、前記流路を形成する部材と前記蓋との間に弾性体が介在し、
前記蓋における所定のリブ領域に、前記軸部の軸方向に対して略直交する方向に延びる複数のリブが配置され、
前記リブ領域は、
前記軸方向の前記トルクが入力される一端側でかつ、前記軸部から離れた側に位置する第１角部から、前記軸方向において前記蓋のせん断力の方向が変わるせん断力方向変異位置に向けて引いた第１線、および
前記軸方向の他端側でかつ、前記軸部から離れた側に位置する第２角部から、前記せん断力方向変異位置に向けて引いた第２線から、前記軸部に向けて延在していて、前記蓋の前記第１角部から前記第２角部までの辺に対して前記軸部側に凹んでおり、
前記せん断力方向変異位置は、
前記辺に対して前記リブ領域が前記軸部側に最も退いた部分にあり、
前記軸部側から延びた前記リブの長さは、
前記第１線および前記第２線によって定められている、
ことを特徴とするダンパ。
【請求項２】
前記第１線および前記第２線は、
前記弾性体からの反力により前記蓋に加えられるせん断力分布荷重に対応する曲線である、
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のダンパを備える、
ことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等の流路を閉塞可能なダンパおよびそれを備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の空気調和機の空気導入部や空気導出部等の流路には、回転可能に支持されるダンパが配置されている（例えば、特許文献１）。モータから入力されるトルクによりダンパが回転することで、流路を流れる空気の流量が調整される。典型的には、ダンパの軸部の片側にのみトルクが入力される。
ダンパの剛性を確保するため、ダンパには複数のリブが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７３２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダンパを回転させて流路を塞ぐとき、ダンパの周縁部に設けられたスポンジ部材により、流路を形成するケーシングとダンパとの間の隙間を封止している。
ここで、ダンパの軸部の片側にのみトルクが入力されるので、軸部のねじれに起因して、トルクの入力側とその反対側とではダンパの変位量が相違する。
図８に示すダンパには、板面の全域に亘りリブＲが配列されている。リブＲの横断面は、長さ全体に亘り同一に形成されている。
ここで、トルクの入力側１０１でかつ、軸部Ｓから離れた位置にあるダンパの角部Ｃ１が、スポンジ部材をケーシングに押し付ける位置まで変位していて、スポンジ部材の反力により所定量だけ変形しているとする。そのとき、反対側１０２でかつ、軸部Ｓから離れた位置にあるダンパの角部Ｃ２はそこまで変位していない。角部Ｃ２でスポンジ部材がケーシングに押し付けられていないと、その付近では隙間が十分に封止されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、流路を確実に塞ぐことができるダンパおよびそれを備えた空気調和機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】
本発明のダンパは、軸周りに回転可能に支持され、一端側からトルクが入力される軸部と、軸部に連なる矩形状の蓋と、を備え、蓋により流路が閉塞される際に、流路を形成する部材と蓋との間に弾性体が介在する。
そして、本発明は、蓋における所定のリブ領域に、軸部の軸方向に対して略直交する方向に延びる複数のリブが配置され、リブ領域が、軸方向のトルクが入力される一端側でかつ、かつ軸部から離れた側に位置する第１角部（Ｃ１）から、軸方向において蓋のせん断力の方向が変わるせん断力方向変異位置（Ｂ）に向けて引いた第１線（Ｌ１）、および軸方向の他端側でかつ、かつ軸部から離れた側に位置する第２角部（Ｃ２）から、せん断力方向変異位置（Ｂ）に向けて引いた第２線（Ｌ２）から、軸部に向けて延在していて、蓋の第１角部から第２角部までの辺（５２）に対して軸部側に凹んでおり、せん断力方向変異位置（Ｂ）は、辺（５２）に対してリブ領域が軸部側に最も退いた部分にあり、軸部側から延びたリブの長さは、第１線（Ｌ１）および第２線（Ｌ２）によって定められていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のダンパにおいて、第１線および第２線は、弾性体からの反力により蓋に加えられるせん断力分布荷重に対応する曲線であることが好ましい。
【０００８】
本発明の空気調和機は、上述のダンパを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のダンパは、複数のリブが所定の位置に所定の長さで形成されることで、必要箇所に適切な剛性が与えられるので、片持ち支持された蓋の先端側の辺の変形量が均一化される。そのため、弾性体を均一に押し付けて流路を確実に閉塞することができる。しかも、蓋の全域に亘りリブが配置される場合と比べてダンパを軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るダンパおよび流路を示す断面図である。
【図２】図１に示すダンパの平面図である。
【図３】図２のIII−III方向からダンパを示す図である。
【図４】ダンパに備えられたリブの構成について説明するための図である。
【図５】ダンパに備えられたリブの構成について説明するための図である。
【図６】本発明の変形例に係るダンパを示す平面図である。
【図７】本発明の別の変形例に係るダンパを示す平面図である。
【図８】従来のダンパを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すダンパ１は、車載用の空気調和機を構成している。空気調和機のケーシング２には、車室内の空気を空気調和機の内部へと取り入れるための流路３が形成されている。ケーシング２に回転可能に支持されたダンパ１が回転することで、流路３に流入する空気の流量が調整される。
【００１２】
ダンパ１は、図２に示すように、ケーシング２に回転可能に支持される軸部４と、軸部４に連なる矩形状の蓋５とを備えている。
ダンパ１の軸線１１は、蓋５の長辺に沿って設定されている。
軸部４は、モータ６（図１）から回転トルクが入力される第１端部４１と、第１端部４１とは反対側に位置する第２端部４２とを有している。
【００１３】
蓋５は、矩形の板状に形成されている。
蓋５には、蓋５の面外方向に突出する複数のリブ７が形成されている。リブ７は、いずれも軸部４から軸線１１に対して直交する方向Ｄｙに所定の長さで延びている。リブ７により、直交方向Ｄｙにおける剛性が蓋５に与えられている。各リブ７の横断面は、リブ７の長さ全体に亘り同一に形成されている。
【００１４】
複数のリブ７は、蓋５上に設定されたリブ領域８に配列されている。リブ領域８は蓋５の両面５Ａ，５Ｂに設定されており、リブ７は蓋５の表裏で対称に形成されている（図３参照）。リブ領域８については後で具体的に説明する。
ダンパ１は、リブ７を含め、樹脂材料から射出成形により一体に形成されている。
【００１５】
蓋５の上面５Ａには、蓋５の周縁部に沿うように額縁状に形成されたスポンジ部材９が設けられている。図２に、スポンジ部材９を斜線で示している。他の平面図ではスポンジ部材９の図示を省略する。
モータ６からの回転トルクによりダンパ１が軸部４の軸周りに回転し、図１に示すように、ケーシング２に形成された受け部２１に蓋５が突き当てられると、流路３が全閉される。このとき受け部２１と蓋５との間に介在するスポンジ部材９が押圧されて弾性変形する。
【００１６】
流路３の全閉時には、流路３へと空気が流入しないように、蓋５によりスポンジ部材９を全周に亘り受け部２１に押し付けて、蓋５と受け部２１との間を隙間なく封止する必要がある。
しかし、軸部４の第１端部４１にのみトルクが入力されると軸部４に軸周りのねじれが生じるので、そのねじれにより蓋５が変形すると、蓋５の先端５１の一部で隙間があいてしまう。
なお、流路３を閉塞する際に軸部４に入力されるトルクは、蓋５を持ち上げるように作用する。図２でいえば、軸部４への入力トルクが紙面の裏側から手前に向けて作用する。
【００１７】
軸部４のねじれにより蓋５が変形すると、軸線１１と平行な軸方向Ｄｘにおいて、第１端部４１側でかつ、軸部４に片持ち支持された蓋５の先端５１側に位置する蓋５の角部Ｃ１が、スポンジ部材９を受け部２１に押し付ける位置にまで変位している。一方、第２端部４２側でかつ、蓋５の先端５１側に位置する蓋５の角部Ｃ２は、軸部４のねじれに起因してトルクが十分に伝達されていないので、スポンジ部材９を受け部２１に押し付ける位置までは変位していない。そのため、角部Ｃ２では隙間が十分に封止されていない。
【００１８】
本実施形態のダンパ１は、蓋５と受け部２１との間を隙間なく封止するために、複数のリブ７を蓋５の所定の位置に配置するとともに、それらのリブ７の各々の長さを定めている。
以下、図４および図５を参照し、ダンパ１の設計方針について説明する。
以下で説明する事項（１）〜（４）は、矩形の平坦な形状に形成されたダンパ１に限らず、凹凸のある形状であって、投影された形状が矩形状であるダンパにも適用することができる。
【００１９】
（１）軸部４のねじれにより、軸部４のねじれ角が第２端部４２に向かうにつれて次第に小さくなる。ねじれ角は、トルクが入力される第１端部４１を最大として、第１端部４１からの軸方向Ｄｘの距離ｘに反比例する。
蓋５の角部Ｃ２にもトルクを十分に伝達しつつ、角部Ｃ１から角部Ｃ２までの蓋５の辺５２上で撓みを均一化するため、図４（ａ）に示すように、第１端部４１から軸方向Ｄｘに離れた箇所には長いリブ７１を配置するとともに、第２端部４２から第１端部４１に近づくにつれて長さが短くなるように短いリブ７２を配置する。
【００２０】
具体的に、角部Ｃ２が位置する第２端部４２の位置では軸部４から蓋５の先端５１までリブ７１が延びている。そして、第１端部４１に近づくにつれて、軸部４から延びたリブ７２の長さが短くなる。
軸方向Ｄｘにおいてリブ７１が位置する第２端部４２で蓋５の剛性が最も高く、第１端部４１に近づくにつれて蓋５の剛性が次第に低くなる。
軸方向Ｄｘの剛性の差が蓋５に与えられることにより、軸部４がねじれても蓋５の回転角が辺５２上で均一化される。
【００２１】
（２）蓋５と受け部２１との間を確実に封止するため、上記（１）に加え、角部Ｃ１にもトルクを十分に伝達する必要がある。
そのため、図４（ａ）に示すように、軸部４から角部Ｃ１に向けてリブ７３を配置する。
【００２２】
（３）図３に示すように、リブ７が設置された蓋５は、スポンジ部材９を介して受け部２１に押し付けられる。両端単純支持梁である梁（辺５２）に、図４（ｂ）に示すように、スポンジ部材９の反力による分布荷重が加えられる。
それを受けて、蓋５の辺５２上には、図４（ｃ）に示すせん断力場が作られる。このせん断力場では、図４（ｂ）に示す分布荷重の図心１０の位置をゼロとして荷重方向の正（＋）負（−）が変わる。
ダンパ１の設計方針においては、図４（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示された図形を蓋５におけるリブ７の分布に幾何学的にあてはめている。
【００２３】
角部Ｃ１から角部Ｃ２までの辺５２の全長に亘り流路３を隙間なく密閉するためには、図４（ｃ）に示すせん断力による変形を抑制するように、角部Ｃ２に位置するリブ７１と角部Ｃ１に位置するリブ７３との間にもリブ７を配置する必要がある。
ここで、（１）で説明したリブ７１およびリブ７２（図４（ａ））により、図４（ｃ）における正（＋）方向のせん断力Ｆを受け持つことができる。
そして、図４（ｃ）における負（−）方向のせん断力Ｆを受け持つために、蓋５のせん断力の方向が変わる位置Ｂから第１端部４１までの範囲に、位置Ｂから第１端部４１に向かうにつれて次第に長くなるようにリブ７４を配置することができる。
せん断力の方向が変わる位置Ｂは、第１端部４１から蓋５の幅Ｌの１／３だけ離れている。
本実施形態では、この位置Ｂで長さがゼロまたはほぼゼロとなるようにリブ７を配置している。
【００２４】
（４）図４（ｃ）に示すせん断力分布は、次式で表される。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
ここで、ω0はトルクが入力される側の角部Ｃ１に加えられる荷重であり、Ｌは、蓋５の軸方向Ｄｘの幅であり、ｘは、第１端部４１からの軸方向Ｄｘの距離である。距離ｘの２次関数であることにより、蓋５の辺５２上のせん断力分布は図４（ｃ）に示すように曲線分布となる。
このせん断力の曲線分布に基づいて、図５に示すように、矩形状の蓋５上にリブ領域８を設定し、リブ領域８にリブ７を配列することが好ましい。
本実施形態では、リブ７が軸方向Ｄｘに等しい間隔をおいて配列されているが、リブ７の間隔が等しくなくてもよい。
【００２７】
リブ領域８は、角部Ｃ１から位置Ｂに向けて引いた曲線Ｌ１、および角部Ｃ２から位置Ｂに向けて引いた曲線Ｌ２から軸部４に向けて延在している。ここでは、端のリブ７１を領域８に含めるように曲線Ｌ１を引き、端のリブ７３を領域８に含めるように曲線Ｌ２を引いている。
曲線Ｌ１は、図４（ｃ）で負（−）の方向のせん断力Ｆを示す曲線Ｓ１に対応している。
曲線Ｌ２は、図４（ｃ）で正（＋）の方向のせん断力Ｆを示す曲線Ｓ２に対応している。
リブ領域８は、蓋５の辺５２に対して軸部４側に凹んでいる。
そして、せん断力が変異する位置Ｂは、辺５２に対してリブ領域８が軸部４側に最も退いた部分にある。
【００２８】
リブ領域８が設定されることによって、軸部４からのリブ７の長さを定めることができる。
本実施形態では、曲線Ｌ１上および曲線Ｌ２上にリブ７の終端７Ａが位置している。ただし、リブ７の終端７Ａが厳密に曲線Ｌ１上および曲線Ｌ２上に位置している必要はなく、終端７Ａが、軸部４側や辺５２側に位置していてもよい。
【００２９】
本実施形態のダンパ１は、複数のリブ７が上述の位置に所定の長さで形成されることで、必要箇所に適切な剛性が与えられる。そのため、蓋５の全域に亘りリブ７が配置される場合と比べ、角部Ｃ１から角部Ｃ２までの変形量が均一化される。そのため、スポンジ部材９を均一に押し付けて流路３を確実に閉塞することができる。しかも、蓋５の全域に亘りリブ７が配置される場合と比べてダンパ１を軽量化することができる。
【００３０】
図６に示すように、蓋５上に、上述の曲線Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ近似した直線Ｌ３，Ｌ４を設定することによっても、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。リブ７は直線Ｌ３，Ｌ４から軸部４にかけて延びている。
図５および図６にそれぞれ示したリブ領域８はあくまで一例であり、その他にも、図４（ｃ）に示すせん断力分布にほぼ倣うような形状のリブ領域８を適宜に設定することができる。
【００３１】
上述したように、リブ７の長さに応じて蓋５の剛性を調整することに加えて、図７に示すように、リブ７の密度に応じて蓋５の剛性を調整することもできる。
図７に示す例では、角部Ｃ１および角部Ｃ２にトルクを十分に伝達すること、およびスポンジ部材９からの反力によるせん断分布荷重に基づいて、軸方向Ｄｘの両端側において他の箇所よりもリブ７を密に形成している。
その他、軸方向Ｄｘの両端側に形成されるリブ７の太さを他の箇所に形成されるリブ７よりも太くすることによっても、蓋５の剛性を適切に調整することができる。
【００３２】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１        ダンパ
２        ケーシング
３        流路
４        軸部
５        蓋
６        モータ
７        リブ
７Ａ      終端
８        リブ領域
９        スポンジ部材（弾性体）
１１      軸線
２１      受け部
４１      第１端部
４２      第２端部
５１      先端
５２      辺
５３      基端
７１〜７４      リブ
Ｂ        位置（せん断力方向変異位置）
Ｃ１      角部
Ｃ２      角部
Ｄｘ      軸方向
Ｄｙ      直交方向
Ｌ        幅
Ｌ１，Ｌ２      曲線
Ｌ３，Ｌ４      直線
Ｓ１      曲線
Ｓ２      曲線
【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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