JP2001235000A - リンク機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動リンク１４と従動リンク１６との間をロ
ッド１５により連結し、このロッド１５を介して駆動リ
ンク１４の回転を従動リンク１６に伝達するリンク機構
において、ロッド１５の上下死点近傍位置でも駆動リン
ク１４から従動リンク１６へ回転を確実に伝達できるよ
うにする。 【解決手段】 駆動リンク１４と従動リンク１６との間
を連結するロッド１５の中間支持部１５ｃを摺動可能に
支持する支点部材２９を備え、この支点部材２９により
ロッド１５の横方向の動きを規制する。これにより、ロ
ッド１５の上下死点近傍位置でも、駆動リンク１４から
ロッド１５の一端１５ａに加わる運動成分をロッド１５
の他端１５ｂから従動リンク１６に確実に伝達できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動手段の回転運
動を従動機器に伝達するためのリンク機構に関するもの
で、例えば、車両用空調装置の空気通路切替用ドアの駆
動機構に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置の空気通路切替用
ドアの駆動機構においては、図４に示すようなリンク機
構が用いられている。この図４のリンク機構は、駆動手
段であるサーボモータ１２により回転駆動される駆動リ
ンク１４と、空気通路切替用ドア側の従動リンク１６と
の間を１本のロッド１５により連結している。

【０００３】これによると、サーボモータ１２を従動リ
ンク１６から離れた位置に配置することができ、サーボ
モータ１２の設置スペースの確保が容易となる。また、
このことから、サーボモータ１２をその制御装置（図示
せず）と一体的に設けることが可能となり、サーボモー
タ１２と制御装置間の電気配線を廃止することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術では、駆
動リンク１４と従動リンク１６との間を１本のロッド１
５により単に連結しているだけであるので、ロッド１５
の下死点近傍（図４（ｂ）参照）では、ロッド１５への
矢印ｂ方向への押し下げ力がなくなって、駆動リンク１
４の回転力によりロッド１５の一端１５ａに横方向ｄの
力が加わり、この結果、ロッド全体がそのままの姿勢で
横方向ｄに平行移動しようとする。

【０００５】同様に、ロッド１５の上死点近傍（図４
（ｄ）参照）では、ロッド１５への矢印ｆ方向の押し上
げ力がなくなって、駆動リンク１４の回転力によりロッ
ド１５の一端１５ａに横方向ｇの力が加わり、この結
果、ロッド全体がそのままの姿勢で横方向ｇに平行移動
しようとする。

【０００６】このため、ロッド１５上下死点近傍では、
ロッド１５から従動リンク１６に回転方向の力を伝達す
ることができず、従動リンク１６が回転しない状態が起
きる。この結果、リンク機構の設計上、駆動リンク１４
から従動リンク１６へ回転を伝達できる回転角範囲が制
限されるという不具合が生じる。

【０００７】また、図４に示すように、駆動リンク１４
から従動リンク１６へ伝達される回転の方向が駆動リン
ク１４の１回転（３６０°の回転）の間に、従動リンク
１６の回転方向が正逆両方向ｋ、ｍに反転するので、従
動リンク１６を同一方向に連続回転させることができな
い。

【０００８】そこで、このような不具合を解消するた
め、駆動リンク１４と従動リンク１６との間の連結ロッ
ド１５を廃止して、駆動リンク１４により従動リンク１
６を直接駆動するようにしたリンク機構も従来使用され
ているが、このリンク機構によると、駆動リンク１４を
回転させるサーボモータ１２の設置場所が必然的に従動
リンク１６に隣接した場所となってしまう。

【０００９】その結果、サーボモータ１２の設置スペー
スの確保とリンク機構スペースの確保との両立に苦慮す
ることが多い。また、サーボモータ１２を従動リンク１
６に隣接して設置するため、サーボモータ１２を制御装
置から離れた場所に配置する必要が生じ、サーボモータ
１２と制御装置間を接続する電気配線が新たに必要とな
り、コストアップを招く。

【００１０】本発明は上記点に鑑みて、駆動リンクと従
動リンクとの間をロッドにより連結し、このロッドを介
して駆動リンクの回転を従動リンクに伝達するリンク機
構において、ロッドの上下死点近傍位置でも駆動リンク
から従動リンクへ回転を確実に伝達できるようにするこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１〜５記載の発明では、駆動リンク（１４）
と従動リンク（１６）との間を連結するロッド（１５）
の中間支持部（１５ｃ）を摺動可能に支持する支点部材
（２９）を備え、この支点部材（２９）によりロッド
（１５）の横方向の動きを規制するようにしたことを特
徴とする。

【００１２】これにより、ロッド（１５）の上下死点近
傍位置でも、ロッド（１５）の横方向の動きがなくなる
ため、駆動リンク（１４）からロッド（１５）の一端
（１５ａ）に加わる運動成分をロッド（１５）の他端
（１５ｂ）から従動リンク（１６）に確実に伝達して、
従動リンク（１６）の回転を継続できる。

【００１３】その結果、ロッド（１５）の上下死点近傍
での回転不能という事態を防止して、伝達可能な回転角
範囲を拡大できるとともに、従動リンク（１６）を何回
転でも連続回転させることが可能である。

【００１４】しかも、駆動リンク（１４）と従動リンク
（１６）との間をロッド（１５）により連結する構成で
あるから、駆動リンク（１４）により従動リンク（１
６）を直接駆動するものに比して、駆動リンク（１４）
の駆動手段を従動リンク（１６）から離れた位置に配置
することができ、駆動手段の設置スペースの確保が容易
となる。また、このことから、駆動手段をモータ（１
２）で構成する場合には、その駆動用モータ（１２）を
制御装置（１３）と一体的に設けることが可能となり、
駆動用モータ（１２）と制御装置間（１３）の電気配線
を廃止することができる。

【００１５】請求項２記載の発明のように、具体的に
は、駆動リンク（１４）の回転中心（１４ａ）と従動リ
ンク（１６）の回転中心（１７）とを結ぶ直線（Ａ）と
ロッド（１５）とが交差するようにして、ロッド（１
５）の両端部（１５ａ、１５ｂ）を駆動リンク（１４）
と従動リンク（１６）に連結し、直線（Ａ）とロッド
（１５）とが交差する部位にてロッド（１５）の中間支
持部（１５ｃ）を支点部材（２９）により摺動可能に支
持する構成とする。

【００１６】請求項３記載の発明のように、支点部材
（２９）は具体的にはロッド（１５）の中間支持部（１
５ｃ）を幅方向の両側から挟み込むように支持する構成
とする。

【００１７】請求項４記載の発明では、請求項３におい
て、ロッド（１５）の中間支持部（１５ｃ）は幅方向の
両側から円弧状に細くくびれた形状であり、支点部材
（２９）は中間支持部（１５ｃ）の円弧状に対応した円
弧面を持つ形状に形成されていることを特徴とする。

【００１８】これによると、支点部材（２９）に対する
中間支持部（１５ｃ）の姿勢が変化しても、中間支持部
（１５ｃ）と支点部材（２９）との間に常に所定の微小
隙間を保持して、駆動リンク（１４）の回転をロッド
（１５）を介して従動リンク（１６）に円滑に伝達でき
る。

【００１９】請求項５記載の発明のように、ロッド（１
５）の中間支持部（１５ｃ）に、ロッド（１５）の長手
方向に沿って長穴状の嵌合部（１５ｄ）を形成し、支点
部材（２９）を嵌合部（１５ｄ）内に嵌入されるピン形
状としてもよい。

【００２０】これによると、ピン形状からなる形成の容
易な支点部材（２９）を用いて、請求項１の作用効果を
発揮できる。

【００２１】請求項６記載の発明では、請求項１ないし
５のいずれか１つに記載のリンク機構を備え、従動リン
ク（１６）の回転運動により空気通路切替用ドアを開閉
させる車両用空調装置を特徴とする。

【００２２】これにより、車両用空調装置の空気通路切
替用ドアの駆動用リンク機構において、請求項１ないし
５の作用効果を発揮できる。

【００２３】なお、上記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も
のである。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は第１実施
形態によるリンク機構を適用した車両用空調装置の側面
図で、図２は第１実施形態によるリンク機構の作用説明
図である。

【００２５】図１において、空調装置１０は空調空気の
通路を構成するケース１１を有している。このケース１
１は本例では樹脂製であり、その内部に図示しない冷房
用熱交換器、暖房用熱交換器、温度調整機構、吹出モー
ド切替機構等を内蔵する。サーボモータ１２は従動機器
の駆動手段をなすもので、通常は直流（ＤＣ）モータか
らなる。サーボモータ１２は本例ではケース１１の側面
上部に配置され、固定される。

【００２６】統合電気制御装置１３はサーボモータ１２
に隣接配置され、ケース１１の側面上部に固定される。
この統合電気制御装置１３は空調制御機能の他に、他の
車載機器の制御機能とを統合するものであって、上記サ
ーボモータ１２の駆動制御回路部等も内蔵している。こ
の統合電気制御装置１３とサーボモータ１２の互いのコ
ネクタ部を直接接続することにより、この両者１２、１
３間を特別の電気配線なしで直接電気接続するようにな
っている。

【００２７】駆動リンク１４はサーボモータ１２の出力
軸に一体に連結され、この出力軸を中心として図１の時
計方向ａに回転する。駆動リンク１４の先端部にはロッ
ド１５の一端（上端）１５ａが回転可能に連結されてい
る。このロッド１５の他端（下端）１５ｂはケース１１
の下端部近くまで斜めに延びて、第１従動リンク１６に
回転可能に連結されている。

【００２８】この第１従動リンク１６は概略三角形状で
あり、ケース１１に対して回転軸１７により回転可能に
支持されている。第１従動リンク１６には２つの連結ピ
ン１８、１９が備えられ、その一方の連結ピン１８は第
１ドアレバー２０のカム溝２０ａに摺動可能に嵌合さ
れ、第１ドアレバー２０を回転軸２１を中心として回転
させる。

【００２９】また、他方の連結ピン１９は第２従動リン
ク２２のカム溝２２ａに摺動可能に嵌合され、第２従動
リンク２２を回転軸２３を中心として回転させる。第２
従動リンク２２にも２つの連結ピン２４ａ、２４ｂが備
えられ、その一方の連結ピン２４ａは第２ドアレバー２
５のカム溝２５ａに摺動可能に嵌合され、第２ドアレバ
ー２５を回転軸２６を中心として回転させる。また、他
方の連結ピン２４ｂは第３ドアレバー２７のカム溝２７
ａに摺動可能に嵌合され、第３ドアレバー２７を回転軸
２８を中心として回転させる。

【００３０】なお、本例では、第１ドアレバー２０の回
転軸２１にケース１１内のフットドアを連結して、この
フットドアを開閉駆動するようになっている。また、第
２ドアレバー２５の回転軸２６にケース１１内のフェイ
スドアを連結して、このフェイスドアを開閉駆動するよ
うになっている。また、第３ドアレバー２７の回転軸２
８にケース１１内のデフロスタドアを連結して、このデ
フロスタドアを開閉駆動するようになっている。

【００３１】次に、本発明の特徴とする、ロッド１５に
よるリンク連結構成を詳述すると、ロッド１５の長手方
向の中間には幅方向両側から緩やかな円弧形状で細くく
びれた中間支持部１５ｃが形成してある。そして、この
中間支持部１５ｃの幅方向両側に支点部材２９が設けて
ある。この支点部材２９はロッド１５の中間支持部１５
ｃを摺動可能に支持することにより、ロッド１５が横方
向（すなわち、ロッド長手方向と交差する方向）へ動く
ことを規制するものである。

【００３２】このため、本例では支点部材２９はロッド
１５の中間支持部１５ｃを幅方向両側から挟み込むよう
にケース１１の外表面に配置されている。より具体的に
は、支点部材２９はケース１１の外表面に樹脂により一
体成形されたリブ状の部材であり、ロッド１５の中間支
持部１５ｃの幅方向両側に、中間支持部１５ｃの円弧状
に対応した円弧面を持つ形状に突き出すようになってい
る。なお、図１では金属製のロッド１５を例示している
が、もちろんロッド１５を樹脂製とすることも可能であ
る。

【００３３】図２は上記第１実施形態のロッド１５によ
るリンク連結構成を模式的に示すもので、図２（ａ）、
（ｃ）に示すように、ロッド１５が上死点および下死点
の中間域に位置しているときには、駆動リンク１４の回
転中心１４ａと第１従動リンク１６の回転中心（回転軸
１７）とを結ぶ直線Ａに対してロッド１５が斜めに交差
する状態で、ロッド１５の両端部１５ａ、１５ｂが駆動
リンク１４と従動リンク１６に連結されている。

【００３４】従って、ロッド１５が上下死点の中間域に
位置しているときには、ロッド１５の両端部１５ａ、１
５ｂが上記直線Ａに対して互いに左右反対側の領域に位
置することになる。

【００３５】そして、上記直線Ａとロッド１５とが交差
する部分に中間支持部１５ｃおよび支点部材２９が形成
されている。このため、支点部材２９は、ロッド１５の
長手方向に対して駆動リンク１４の回転半径Ｒ１と第１
従動リンク１６の回転半径Ｒ２との比により決まる位置
に設定されている。

【００３６】次に、第１実施形態の作用を図２により説
明すると、図２（ａ）はロッド１５が上死点および下死
点の中間域に位置している状態を示しており、サーボモ
ータ１２の回転により駆動リンク１４が矢印ａ方向（反
時計方向）に回転すると、ロッド１５が矢印ｂ方向に下
降する。これにより、第１従動リンク１６が矢印ｃ方向
（時計方向）に回転する。すなわち、第１従動リンク１
６は駆動リンク１４と逆方向に回転する。

【００３７】図２（ｂ）は駆動リンク１４の矢印ａ方向
への回転が継続されて、ロッド１５が下死点に到達した
状態を示す。この状態ではロッド１５の矢印ｂ方向への
下降がなくなり、ロッド１５の一端１５ａに矢印ｄのよ
うに横方向（ロッド長手方向と交差する方向）の力が作
用する。このとき、もし、従来技術（図４）のようにロ
ッド１５の中間支持部１５ｃの動き（横逃げ）を規制す
る支点部材２９を設けていないと、上記横方向ｄの力に
よりロッド１５全体がそのままの姿勢で横方向に平行移
動しようとするので、第１従動リンク１６が回転しない
という事態が起こる。

【００３８】これに反し、第１実施形態によると、ロッ
ド１５の長手方向の中間支持部１５ｃの幅方向両側に支
点部材２９を設けて、ロッド１５の中間支持部１５ｃが
横方向へ動くことを支点部材２９により規制しているか
ら、ロッド１５の下死点近傍にてロッド１５の一端１５
ａに横方向ｄの力が作用すると、中間支持部１５ｃを支
点としてロッド１５の他端１５ｂには横方向ｅの力（横
方向ｄと反対方向の力）が作用する。これにより、第１
従動リンク１６が矢印ｃ方向（時計方向）への回転を継
続することができる。

【００３９】図２（ｃ）はロッド１５が下死点から上死
点に向かう途中の状態を示し、このときはロッド１５が
矢印ｆのように上昇し、これにより、第１従動リンク１
６が矢印ｃ方向（時計方向）への回転を継続する。

【００４０】図２（ｄ）はロッド１５が上死点に到達す
る直前の状態を示しており、ロッド１５の一端１５ａに
矢印ｇのように横方向の力が作用する。このときも、ロ
ッド１５の中間支持部１５ｃが横方向へ動くことを支点
部材２９により規制できるから、ロッド１５の他端１５
ｂには横方向ｈの力（横方向ｇと反対方向の力）を作用
させて、第１従動リンク１６に矢印ｃ方向（時計方向）
への回転を継続させることができる。

【００４１】第１従動リンク１６の回転方向は常に矢印
ｃ方向一定であるから、駆動リンク１４の回転により第
１従動リンク１６を３６０°以上何回転でも同一方向に
連続回転させることができる。

【００４２】ところで、ロッド１５の中間支持部１５ｃ
は支点部材２９に対して図２（ｂ）、（ｄ）の上下死点
近傍では垂直となり、図２（ａ）、（ｃ）の上下死点中
間領域では斜めとなり、支点部材２９に対する中間支持
部１５ｃの姿勢が常に変化するが、中間支持部１５ｃを
細くくびれた円弧形状とし、かつ、支点部材２９を中間
支持部１５ｃのくびれ形状に沿う円弧面を持つ形状に形
成しているから、上記姿勢の変化にかかわらず、中間支
持部１５ｃと支点部材２９との間に常に所定の微小隙間
を保持して、駆動リンク１４の回転をロッド１５を介し
て第１従動リンク１６に円滑に伝達できる。

【００４３】（第２実施形態）第１実施形態では、ロッ
ド１５に細くくびれた円弧形状からなる中間支持部１５
ｃを形成し、この中間支持部１５ｃを幅方向の両側から
支点部材２９により挟み込む構成としているが、第２実
施形態では図３に示すようにロッド１５の中間支持部１
５ｃに、ロッド長手方向に沿って長穴状の嵌合部１５ｄ
を形成して、この嵌合部１５ｄ内にピン形状からなる支
点部材２９を嵌入する構成としている。

【００４４】ここで、支点部材２９の外径より嵌合部１
５ｄの長穴幅寸法を微少量大きくすることにより、ロッ
ド１５の中間支持部１５ｃを支点部材２９により摺動可
能に支持してロッド１５の横方向への動きを支点部材２
９により規制することができる。

【００４５】第２実施形態によると、支点部材２９を単
純なピン形状で構成でき、第１実施形態に比して支点部
材２９の形成が容易となる。なお、支点部材２９は第１
実施形態と同様にケース１１に樹脂により一体成形でき
る。また、ロッド１５も樹脂成形により長穴状の嵌合部
１５ｄを容易に形成できる。

【００４６】なお、嵌合部１５ｄはロッド１５の板厚方
向に貫通する穴形状だけに限定されものではなく、ロッ
ド１５の板厚方向を貫通しない溝形状であってもよい。

【００４７】（他の実施形態）なお、上述の第１、第２
実施形態では、車両用空調装置のリンク機構について説
明したが、本発明は、車両用空調装置に限定されること
なく、種々な用途のリンク機構に広く適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す車両用空調装置の
側面図である。

【図２】第１実施形態によるリンク機構の作用説明図で
ある。

【図３】本発明の第２実施形態を示す車両用空調装置の
側面図である。

【図４】従来技術によるリンク機構の作用説明図であ
る。

【符号の説明】

１４…駆動リンク、１５…ロッド、１５ｃ…中間支持
部、１６…従動リンク。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動リンク（１４）と従動リンク（１
   ６）との間をロッド（１５）により連結し、前記ロッド
   （１５）を介して前記駆動リンク（１４）の回転を前記
   従動リンク（１６）に伝達するリンク機構において、 前記ロッド（１５）の中間支持部（１５ｃ）を摺動可能
   に支持することにより前記ロッド（１５）の横方向の動
   きを規制する支点部材（２９）を備えることを特徴とす
   るリンク機構。
2. 【請求項２】 前記駆動リンク（１４）の回転中心（１
   ４ａ）と前記従動リンク（１６）の回転中心（１７）と
   を結ぶ直線（Ａ）と前記ロッド（１５）とが交差するよ
   うにして、前記ロッド（１５）の両端部（１５ａ、１５
   ｂ）を前記駆動リンク（１４）と前記従動リンク（１
   ６）に連結し、 前記直線（Ａ）と前記ロッド（１５）とが交差する部位
   にて前記ロッド（１５）の中間支持部（１５ｃ）を前記
   支点部材（２９）により摺動可能に支持することを特徴
   とする請求項１に記載のリンク機構。
3. 【請求項３】 前記支点部材（２９）は前記ロッド（１
   ５）の中間支持部（１５ｃ）を幅方向の両側から挟み込
   むように支持することを特徴とする請求項１または２に
   記載のリンク機構。
4. 【請求項４】 前記ロッド（１５）の中間支持部（１５
   ｃ）は幅方向の両側から円弧状に細くくびれた形状であ
   り、 前記支点部材（２９）は前記中間支持部（１５ｃ）の円
   弧状に対応した円弧面を持つ形状に形成されていること
   を特徴とする請求項３に記載のリンク機構。
5. 【請求項５】 前記ロッド（１５）の中間支持部（１５
   ｃ）に、前記ロッド（１５）の長手方向に沿って長穴状
   の嵌合部（１５ｄ）を形成し、 前記支点部材（２９）を前記嵌合部（１５ｄ）内に嵌入
   されるピン形状としたことを特徴とする請求項１または
   ２に記載のリンク機構。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１つに記載
   のリンク機構を備え、前記従動リンク（１６）の回転運
   動により空気通路切替用ドアを開閉させることを特徴と
   する車両用空調装置。