(57)【要約】【課題】回動部材の締め切り位置での停止精度を確保することができる直結式回動装置を提供する。【解決手段】開口部（１４，１５）を開閉する回動部材（１２）と、回動部材（１２）を駆動する駆動部（１３）とを備え、駆動軸（１７）と回動部材（１２）の従動軸（１６）とが同軸方向に嵌め合わされて直結される直結式回動装置において、両軸（１６，１７）が嵌め合わされる部位に形成され、両軸（１６，１７）を互いに係合させる係合部（２０）を備え、係合部（２０）は、両軸（１６，１７）のうちいずれか一方に設けられた凸部（２２）と、他方に設けられた凹部（２１ａ，２１ｂ）とを有し、回動部材（１２）を回動させる際には両軸（１６，１７）が連動して回動するように係合部（２０）を係合態様とし、回動部材（１２）が所定の停止位置に到達した後には駆動軸（１７）が従動軸（１６）に対して相対回動するように係合が解除された非係合態様とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部（１４，１５）が形成されるケース（１１）と、当該ケース（１１）内に収容されて前記開口部（１４，１５）を開閉する回動部材（１２）と、当該回動部材（１２）を駆動する駆動部（１３）とを備え、前記駆動部（１３）の回転軸である駆動軸（１７）と前記回動部材（１２）の回転軸である従動軸（１６）とが同軸方向に嵌め合わされて直結されてなる直結式回動装置において、
前記駆動軸（１７）と従動軸（１６）とが嵌め合わされる部位に形成され、前記駆動軸（１７）と従動軸（１６）とを互いに係合させる係合部（２０）を備え、当該係合部（２０）は、前記駆動軸（１７）側および従動軸（１６）側のいずれか一方に設けられた凸部（２２）と、他方に設けられた凹部（２１ａ，２１ｂ）とを有し、前記回動部材（１２）を回動させる際には、前記駆動軸（１７）と従動軸（１６）とが連動して回動するように前記凸部（２２）と凹部（２１ａ，２１ｂ）とが互いに係合した係合態様とする一方、前記回動部材（１２）が所定の停止位置に到達した後には、前記駆動軸（１７）が従動軸（１６）に対して相対回動するように前記凸部（２２）と凹部（２１ａ，２１ｂ）との係合が解除された非係合態様とすることを特徴とする直結式回動装置。
【請求項２】
前記係合部（２０）は、前記回動部材（１２）の一方向（ｒ１）への回動時に前記凸部（２２）が係合する第１凹部（２１ａ）と、前記回動部材（１２）の他方向（ｒ２）への回動時に前記凸部（２２）が係合する第２凹部（２１ｂ）と、前記第１凹部（２１ａ）と第２凹部（２１ｂ）との間に形成されて前記非係合態様の際に係合が解除されるように前記駆動軸（１７）の回動を許容する許容部（２３）とを有していることを特徴とする請求項１に記載の直結式回動装置。
【請求項３】
前記凸部（２２）および凹部（２１ａ，２１ｂ）は、前記駆動軸（１７）および従動軸（１６）の軸方向と垂直な断面形状が略半円形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直結式回動装置。
【請求項４】
前記係合部（２０）は、複数形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の直結式回動装置。
【請求項５】
前記開口部（１４，１５）は、車両用空調装置の内気導入口（１４）および外気導入口（１５）であって、前記回動部材（１２）は、前記各導入口（１４，１５）の開閉状態を切り替える切替ドア（１２）であることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の直結式回動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用空調装置の内外気切替装置における切替ドア回動用に用いられ、駆動軸と切替ドア側の従動軸とが直結されている直結式回動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用空調装置の内外気切替装置等の空気流れ調節装置では、特許文献１に記載されるように、サーボモータ（駆動部）等の回転駆動力をリンク機構部を介して、室内空気（内気）を導入する場合と室外空気（外気）を導入する場合とを切り換えるドア（回動部材）を回動駆動するようにしている。
【０００３】
しかし、リンク機構部を介在させることで、リンク部材費や組み付けコストがかかるという問題や、リンクを積み重ねることでサーボモータと内外気切替ケースとの間に所定のスペースが必要となり搭載性が悪いといった問題があった。
【０００４】
そこで、リンク機構部を有さず、サーボモータ側の駆動軸とドア側の従動軸とを直結した直結タイプのドア装置（直結式回動装置）も知られている。この直結タイプのドア装置によれば、リンク機構部のスペースが節約でき、搭載性を向上させることができるとされていた。
【特許文献１】特開平１０−１７００６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような直結タイプでは、サーボモータとドアとが１対１で回転するため、締め切り位置でのドアの停止精度はサーボモータの停止精度と等しくなる。そして、サーボモータの停止精度が十分ではないことから、ドアを所望の締め切り位置に正確に停止することができず、締め切り位置に対して回動不足の場合にはシール不良を生じる虞があった。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、駆動軸と従動軸とが直結された直結式回動装置において、回動部材の締め切り位置での停止精度を確保することができる直結式回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】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、開口部（１４，１５）が形成されるケース（１１）と、ケース（１１）内に収容されて開口部（１４，１５）を開閉する回動部材（１２）と、回動部材（１２）を駆動する駆動部（１３）とを備え、駆動部（１３）の回転軸である駆動軸（１７）と回動部材（１２）の回転軸である従動軸（１６）とが同軸方向に嵌め合わされて直結されてなる直結式回動装置において、駆動軸（１７）と従動軸（１６）とが嵌め合わされる部位に形成され、駆動軸（１７）と従動軸（１６）とを互いに係合させる係合部（２０）を備え、係合部（２０）は、駆動軸（１７）側および従動軸（１６）側のいずれか一方に設けられた凸部（２２）と、他方に設けられた凹部（２１ａ，２１ｂ）とを有し、回動部材（１２）を回動させる際には、駆動軸（１７）と従動軸（１６）とが連動して回動するように凸部（２２）と凹部（２１ａ，２１ｂ）とが互いに係合した係合態様とする一方、回動部材（１２）が所定の停止位置に到達した後には、駆動軸（１７）が従動軸（１６）に対して相対回動するように凸部（２２）と凹部（２１ａ，２１ｂ）との係合が解除された非係合態様とすることを特徴とする。
【０００９】
直結式回動装置では、例えばサーボモータ等で構成される駆動部（１３）と、回動部材（１２）とが１対１の回転をするため、締め切り位置での回動部材（１２）の停止精度は駆動部（１３）の停止精度と等しくなる。このような直結式回動装置において、本構成によれば、適宜係合および非係合をなしうる係合部（２０）を備えているため、回動部材（１２）が停止位置に到達した後には非係合態様となって駆動軸（１７）が従動軸（１６）に対して空回りできるようになっている。駆動軸（１７）がこのように空回りする過回動分は、駆動軸（１７）のみ回動し、従動軸（１６）（回動部材（１２））は回動しない所謂「遊び分」である。すなわち、駆動部（１３）の僅かな回動精度誤差を、駆動軸（１７）が空回りする「遊び分」で吸収することにより、シール不良を生じることなく回動部材（１２）を確実に停止位置で停止させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、係合部（２０）は、回動部材（１２）の一方向（ｒ１）への回動時に凸部（２２）が係合する第１凹部（２１ａ）と、回動部材（１２）の他方向（ｒ２）への回動時に凸部（２２）が係合する第２凹部（２１ｂ）と、第１凹部（２１ａ）と第２凹部（２１ｂ）との間に形成されて非係合態様の際に係合が解除されるように駆動軸（１７）の回動を許容する許容部（２３）とを有していることを特徴とする。
【００１１】
本構成によれば、凸部（２２）と第１凹部（２１ａ）とが係合した係合態様で一方向へ回動し、回動部材（１２）が一方側の停止位置に到達した後には許容部（２３）によりその係合が外れて駆動軸（１７）のみが回転する。また、他方向への回動時には、凸部（２２）と第２凹部（２１ｂ）とが係合した係合態様で回動し、回動部材（１２）が他方側の停止位置に到達した後には許容部（２３）によりその係合が外れて駆動軸（１７）のみが回転する。
【００１２】
すなわち、第１凹部（２１ａ）と第２凹部（２１ｂ）との間に形成される許容部（２３）が駆動軸（１７）の「遊び分」に相当する。そして、駆動軸（１７）が「遊び分」回動した後には、凸部（２２）はもう一方の凹部（回動時に係合していた凹部とは別の凹部）に再び係合するため、駆動軸（１７）が過回動した後の停止が安定する。
【００１３】
さらに、本構成によれば、許容部（２３）の設定によって駆動軸（１７）の空回りする量（遊び分）を適宜設定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、凸部（２２）および凹部（２１ａ，２１ｂ）は、駆動軸（１７）および従動軸（１６）の軸方向と垂直な断面形状が略半円形状であることを特徴とする。
【００１５】
本構成によれば、凸部（２２）および凹部（２１ａ，２１ｂ）の断面形状が略半円形状であるため、凸部（２２）と凹部（２１ａ，２１ｂ）の係合および脱係合が、半円形状の湾曲面を滑るようにして円滑に行われる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、係合部（２０）は、複数形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本構成によれば、例えば１つの係合部（２０）における凸部（２２）と凹部（２１ａ，２１ｂ）との係合が不十分であった場合等に、複数形成されたその他の係合部（２０）によって駆動軸（１７）と従動軸（１６）とを確実に係合および脱係合させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、開口部（１４，１５）は、車両用空調装置の内気導入口（１４）および外気導入口（１５）であって、回動部材（１２）は、各導入口（１４，１５）の開閉状態を切り替える切替ドア（１２）であることを特徴とする。
【００１９】
本構成よれば、車両用空調装置の空調ケースの上流に配置される内外気切替装置における切替ドアを、シール不良を生じることなく確実に内気モード（内気導入口（１４）を開状態、外気導入口（１５）を閉状態）もしくは外気モード（内気導入口（１４）を閉状態、外気導入口（１５）を開状態）での停止位置に停止させることができる。これにより、内気モード時に外気が混入したり、または外気モード時に内気が混入したりすることを回避することができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。本実施形態は、直結式回動装置を内外気切替装置に具体化した例である。図１は、本実施形態における内外気切替装置１の全体構成を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＩＩ方向から見た内外気切替装置１を示す正面図である。内外気切替装置１は、車両用空調装置において空気流路をなす空調ケーシング（いずれも図示略）の空気上流側部位に設けられているものである。
【００２２】
図１に示すように、内外気切替装置１は、ケース１１と、このケース１１内に回動可能に収容される回動部材としての内外気切替ドア１２（以下、単に「切替ドア１２」という。）と、この切替ドア１２を回動駆動する駆動源としてのサーボモータ１３（駆動部）とを備えている。ケース１１には、内気を導入するための内気導入口１４（開口部）と外気を導入するための外気導入口１５（開口部）とが開口形成されている。切替ドア１２は、側断面形状が中心角約６０度の扇形状をなす細長の柱状部材であって、その扇形状の中心部分には従動軸としてのドア側シャフト１６（図２参照）が接続されている。
【００２３】
さらにこのドア側シャフト１６には、サーボモータ１３の駆動軸としてのモータ側シャフト１７（図２参照）の一端（図２における右端）が直接連結されている。なお、ドア側シャフト１６のモータ側シャフト１７と対向する側の端部（図２における左端部）は、中心部が中空に形成されており、モータ側シャフト１７にドア側シャフト１６が嵌め合わされている。より詳しくは、係合部２０を介して直結されており、その詳細については本発明の要部であるため後に詳述する。そして、モータ側シャフト１７が回動した際には、切替ドア１２は、ドア側シャフト１６を中心に回動するようになっている。そして、この切替ドア１２を回動作動させることで、各導入口１４、１５を選択的に開閉して、内気導入と外気導入とを切り換えるようになっている。なお、ドア側シャフト１６およびモータ側シャフト１７は、ポリプロピレン等の樹脂やゴム等で形成され、共にある程度の弾性を有する材質で形成されている。
【００２４】
次に、本発明の要部である、ドア側シャフト１６とモータ側シャフト１７との直結部位における構成について、図３、図４を参照しつつ説明する。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部を示す断面図であり、内気導入口１４が開口される内気モード時の態様を示している。また、図４は、切替ドア１２の回動時における係合部２０の作動を説明するための図であって、係合部２０の拡大図である。
【００２５】
図３に示すように、モータ側シャフト１７の外径は、ドア側シャフト１６の内径より僅かに小さく形成されており、モータ側シャフト１７に対して切替ドア１２のドア側シャフト１６が外嵌合するようになっている。モータ側シャフト１７の外周とドア側シャフト１６の内周との間には、回動時に互いに適宜係合する係合部２０が、周方向に略等間隔に複数（本実施形態では４つ）形成されている。１つの係合部２０は、ドア側シャフト１６側に形成される２つの凹部２１ａ，２１ｂと、モータ側シャフト１７に形成される１つの凸部２２との組み合わせで構成されている。
【００２６】
ドア側シャフト１６の内周に形成される２つの凹部２１ａ，２１ｂは、断面半円形状をなし、断面視において周方向に二コブ状をなすように僅かな所定間隔をおいて連続して形成されている。本実施形態において、内気モード時および切替ドア１２が内気モードから外気モードへ回動する際に凸部２２が係合する凹部（図４における左側の凹部）が第１凹部２１ａであり、外気モード時および切替ドア１２が外気モードから内気モードへ回動する際に凸部２２が係合する凹部（図４における右側の凹部）が第２凹部２１ｂである。そして、各凹部２１ａ、２１ｂの間には、モータ側シャフト１７のみの回動を許容する山部２３（許容部）が形成されている。なお、モータ側シャフト１７のみの回動についての詳細は後に作動として詳述する。
【００２７】
モータ側シャフト１７の外周に形成される１つの凸部２２は、凹部２１ａ，２１ｂと略同一形状であって断面半円形状をなしている。そして、例えば、図４に示すように内気導入口１４が開口される内気モード時には、凸部２２が一方の凹部２１ａに所定のオーバーラップ代Ｈを持って嵌り込んで係合した状態となる。例えば、オーバーラップ代Ｈは、凸部２２の突出量の半分程度に設定できる。なお、モータ側シャフト１７の外径が例えば１０ｍｍ程度であれば、凸部２２の突出量は約１ｍｍ程度に設定される。
【００２８】
（作動）
次に、上記構成による内外気切替装置１の作動について、特に、切替ドア１２の回動時における係合部２０の作動に着目して説明する。図４（ａ）は、内気導入口１４が開口される内気モード時の態様を示し、図４（ｂ）は、外気導入口１５が開口される外気モード時の態様を示している。
【００２９】
まず、図４（ａ）に示す内気モード時の態様から、図４（ｂ）に示す外気モード時の態様へ切り換える場合の作動について説明する。図４（ａ）に示す内気モード時の態様において、サーボモータ１３が正転駆動されると、このときモータ側シャフト１７の凸部２２とドア側シャフト１６の第１凹部２１ａとは、所定のオーバーラップ代Ｈを持って互いに係合しているため（係合態様）、図４（ａ）に示す係合状態を維持しつつ、その駆動力がモータ側シャフト１７、ドア側シャフト１６を介して伝達され、モータ側シャフト１７とともにドア側シャフト１６（切替ドア１２）が図４における時計回り（ｒ１方向）へ回動する。
【００３０】
そして、切替ドア１２が回動して、外気モード時における締め切り位置まで到達すると、切替ドア１２はケース１１と接触することによりそれ以上回動することなく停止する。なお、切替ドア１２が回動する際、モータ側シャフト１７とドア側シャフト１６とは直結されており、１：１の回転をする。そして、切替ドア１２が所望の締め切り位置で停止するようにサーボモータ１３の回転停止が調整されている。しかし、サーボモータ１３の回転制御によって切替ドア１２の締め切り位置に確実に停止させることはモータの制御精度上困難である。このため、通常、切替ドア１２の締め切り不良を防止するためサーボモータ１３の回転角度に少し余裕を持たせて、切替ドア１２の締め切り位置から例えば５度程度余分（遊び分）に回動するように制御している。なお、予め、この遊び分に対応するように、各凹部２１ａ，２１ｂ同士の間隔（山部２３に相当する。）が設定されている。
【００３１】
したがって、切替ドア１２が停止した後、サーボモータ１３が各凹部２１ａ，２１ｂ同士の間隔（山部２３に相当する過回動分である遊び分）僅かに正転駆動すると、回転トルクが係合部２０の凹凸係合による係合力を上回り、凸部２２が第１凹部２１ａから徐々に外れて行く（非係合態様）。このとき、モータ側シャフト１７のみが回動し、凸部２２は２つの各凹部２１ａ、２１ｂの間の山部２３に接触して山部２３を乗り越えるように動作する。この際、モータ側シャフト１７は径方向内側へ、ドア側シャフト１６は径方向外側へ互いに弾性変形するため、凸部２２は滑らかに山部２３を通過することができる。そして、凸部２２が山部２３を通過した後は、凸部２２は第２凹部２１ｂに係合する。
【００３２】
次に、図４（ｂ）に示す外気吸い込み時の態様から、図４（ａ）に示す内気吸い込み時の態様へ切り換える場合の作動については、サーボモータ１３が逆転駆動されることによって上記とは逆の動作を経ることになる。すなわち、サーボモータ１３が逆転駆動されると、モータ側シャフト１７の凸部２２とドア側シャフト１６の第２凹部２１ｂとは、所定のオーバーラップ代Ｈを持って互いに係合しているため（係合態様）、図４（ｂ）に示す係合状態を維持しつつ、その駆動力がモータ側シャフト１７、ドア側シャフト１６を介して伝達され、モータ側シャフト１７とともにドア側シャフト１６（切替ドア１２）が図４における反時計回り（ｒ２方向）へ回動する。
【００３３】
そして、切替ドア１２が回動して、内気モード時における締め切り位置まで到達すると、切替ドア１２はケース１１と接触することによりそれ以上回動することなく停止する。さらに、上記と同様の作用により、凸部２２が第２凹部２１ａから徐々に外れて行き（非係合態様）、モータ側シャフト１７のみが回動する。そして、凸部２２が山部２３を通過した後は、凸部２２は第１凹部２１ａに係合する。
【００３４】
上記詳述したように、図４（ａ）、（ｂ）に示している態様が係合態様であり、図４（ａ）から（ｂ）または、図４（ｂ）から（ａ）へモータ側シャフト１７のみが回動する際の態様が非係合態様である。
【００３５】
（効果）
上記実施形態によれば、まず、ドア側シャフト１６とモータ側シャフト１７とが直結されている。このため、例えば、サーボモータ１３からリンク機構を介してドア側シャフト１６とモータ側シャフト１７とが間接的に接続される場合と比較して、リンクを積み重ねる必要もないことからサーボモータ１３とケース１１の側面部との間のスペースを節約することができる。また、リンク部材費や組み付けコストを削減することができる。
【００３６】
さらに、切替ドア１２が停止位置に到達した後には非係合態様となってモータ側シャフト１７がドア側シャフト１６に対して、各凹部２１ａ，２１ｂ同士の間隔（山部２３に相当する過回動分である遊び分）回動できるようになっている。したがって、サーボモータ１３の回動精度誤差を、モータ側シャフト１７が空回りする「遊び分」で吸収することにより、各導入口１４，１５のシール不良を生じることなく切替ドア１２を確実に停止位置で停止させることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、係合部２０を、モータ側シャフト１７の外周面から突出した凸部２２と、ドア側シャフト１６の内周面に凹設された凹部２１ａ，２１ｂで構成し、凹凸係合という簡単な構成としてある。このため、別部材を必要とすることもなく、コスト低減および組み付け性の容易化を図ることができる。
【００３８】
上記実施形態では、凸部２２および凹部２１ａ，２１ｂは、軸方向に切断した断面形状が半円形状をなしている。このため、凸部２２と凹部２１ａ，２１ｂの係合および脱係合作動を、半円形状の曲面を滑るようにして円滑に行うようにすることができる。
【００３９】
さらに、上記実施形態では係合部２０が、周方向に略等間隔に４つ形成されているため、例えば１つの係合部２０における係合が不十分であった場合等に、複数形成されたその他の係合部によって確実に係合させることができる。
【００４０】
上記実施形態では、ドア側シャフト１６の先端を中空としてモータ側シャフト１７に対してドア側シャフト１６が外嵌合するものとしたが、モータ側シャフト１７の先端を中空としてドア側シャフト１６に対してモータ側シャフト１７が外嵌合するようにしても良い。
【００４１】
また、例えば、別な従来例として、直結式タイプであって、モータ側シャフト１７とドア側シャフト１６との間に弾性材としてのバネを設け、バネの弾性力によってモータ側シャフト１７が遊び分を有するようにしたものも知られている。しかし、この場合、バネという別部材を必要とするため、部品点数が増加しコストがかかるとともに構成も複雑となる。この点、本実施形態によれば、別部材を必要とせず、構成も容易にすることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、サーボモータ１３からなる電気的アクチュエータを使用したが、空調制御パネル（図示略）に設けられた内外気切替操作部材（例えば、手動操作レバー）の手動操作力をケーブルを介して駆動レバーに伝達する手動操作機構を使用してもよい。この場合、駆動レバーの回転軸が駆動軸（上記実施形態ではモータ側シャフト１７）に相当することになる。
【００４３】
上記実施形態では、本発明の直結式回動装置を内外気切替装置１に具体化したが、例えば、車両用空調装置内の冷風バイパスドア等を回動する回動装置に具体化しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態では、切替ドア１２をロータリドアとしたが、これに限定されることなく板ドア等、その他の種類のドアとしても良い。
【００４５】
上記実施形態では、モータ側シャフト１７に凸部２２を設け、ドア側シャフト１６に凹部２１ａ，２１ｂを設ける構成としたが、モータ側シャフト１７に凹部を設け、ドア側シャフト１６に凸部を設ける構成としも良い。
【００４６】
また、上記実施形態では、凸部２２および凹部２１ａ，２１ｂの断面形状を略半円形状としたが、モータ側シャフト１７が空回りする際に、係合が外れ、切替ドア１２を回動させる際には再び係合する形態であれば、その他、三角形状や矩形状等でも良い。
【００４７】
上記実施形態では、係合部２０を周方向に等間隔に４つ設ける構成としたが、等間隔でなくても良く、また、個数についても単数もしくは４つ以外の複数個設ける構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態における内外気切替装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ方向から見た内外気切替装置の正面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部を示す断面図である。
【図４】係合部を示す拡大図であり、（ａ）は、内気モード時の態様を示す図であり、（ｂ）は、外気モード時の態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  内外気切替装置（直結式回動装置）
１１  ケース
１２  内外気切替ドア（回動部材、切替ドア）
１３  サーボモータ（駆動部）
１４  内気導入口（開口部）
１５  外気導入口（開口部）
１６  ドア側シャフト（従動軸）
１７  モータ側シャフト（駆動軸）
２０  係合部
２１ａ  第１凹部
２１ｂ  第２凹部
２２  凸部
２３  山部（許容部）
【図１】
2009248609.tif 000003
【図２】
2009248609.tif 000004
【図３】
2009248609.tif 000005
【図４】
2009248609.tif 000006