JP2007155128A

JP2007155128A - モータアクチュエータ

Info

Publication number: JP2007155128A
Application number: JP2006301344A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyuki Kitazaki; 哲之北崎; Kenichi Hoshina; 顕一保科
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】支持部材の先端側で被駆動部材を回転させるとともに、支持部材自身についても揺動または直動させる場合でも、被駆動部材の不用意な動きを防止することのできるモータアクチュエータを提供すること。
【解決手段】ルーバ装置において、ルーバ支持部材２２に揺動動作および直動動作を行わせる。また、ルーバ支持部材２２の先端側でルーバ２を回転させるにあたって、ルーバ支持部材２２の基端側に第３のステッピングモータ８０を配置し、基端側のプーリ８２と、先端側のプーリ８５との間にタイミングベルトを掛け渡す。このため、歯車機構を用いた場合と違って、ルーバは、バックラッシュに起因する不用意な動きを行わない。
【選択図】図５

Description

本発明は、支持部材を揺動または／および直動させるとともに、当該支持部材の先端側で被駆動部材を回転させるモータアクチュエータに関するものである。

エアコンや温風暖房器などの吹き出し口には、長手方向の複数箇所でルーバ支持部材に支持された状態にルーバが配置され、かかるルーバは、ステッピングモータなどにより回転駆動されて向きを切り換えるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特公平７−４３０２４号公報

近年、エアコンなどではルーバの位置や姿勢をさらに複雑に制御して部屋全体に冷風や温風が均一に行き渡るようにすることが検討されている。このような構成を実現するには、先端側でルーバを回転可能に支持する支持部材に揺動動作または／および直動動作を行わせればよい。その際、直動用駆動装置、揺動用駆動装置、回転用駆動装置に歯車伝達機構を設けると、ルーバに風が当たった際などにおいて、歯車のバックラッシュの影響でルーバが不用意な動きを行うという問題点がある。

また、回転用駆動装置によって支持部材の先端でルーバを回転させるには、支持部材上における先端側にモータを配置すればよいが、支持部材自身を駆動する場合、先端側にモータを配置すると、支持部材の先端側に重心が位置し、支持部材に対する揺動用駆動装置または／および直動用駆動装置に過大な負荷がかかるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、被駆動部材の不用意な動きを防止することのできるモータアクチュエータを提供することにある。

次に、本発明の課題は、支持部材の先端側で被駆動部材を回転させるとともに、支持部材自身についても揺動または直動させる場合でも、支持部材に対する駆動装置の負荷を軽減することのできるモータアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るモータアクチュエータでは、支持部材と、該支持部材の先端側に回転可能に支持された被駆動部材と、前記支持部材を直動させる直動用駆動装置と、前記被駆動部材を回転させる回転用駆動装置とを有し、前記直動用駆動装置および前記回転用駆動装置のうちの少なくとも一方は、２つのプーリ間にベルトが掛け渡された動力伝達機構を備えていることを特徴とする。

本発明の別の形態に係るモータアクチュエータでは、支持部材と、該支持部材の先端側に回転可能に支持された被駆動部材と、前記支持部材を揺動させる揺動用駆動装置と、前記被駆動部材を回転させる回転用駆動装置とを有し、前記揺動用駆動装置および前記回転用駆動装置のうちの少なくとも一方は、２つのプーリ間にベルトが掛け渡された動力伝達機構を備えていることを特徴とする。

本発明のさらに別の形態に係るモータアクチュエータでは、支持部材と、該支持部材の先端側に回転可能に支持された被駆動部材と、前記支持部材を直動させる直動用駆動装置と、前記支持部材を駆動して前記被駆動部材を揺動させる揺動用駆動装置と、前記被駆動部材を回転駆動する回転用駆動装置とを有し、前記直動用駆動装置、前記揺動用駆動装置および前記回転用駆動装置のうちの少なくとも一方は、２つのプーリ間にベルトが掛け渡された動力伝達機構を備えていることを特徴とする。

本発明において、前記動力伝達機構は少なくとも前記回転用駆動装置に構成され、当該回転用駆動装置では、前記支持部材の基端側に搭載されたモータの回転出力が前記動力伝達機構を介して先端側に伝達されることが好ましい。揺動動作または／および直動動作を行う支持部材の先端側で被駆動部材を回転させるにあたって、支持部材の基端側にモータを配置すると、支持部材の重心が先端側に偏らないので、支持部材に対する揺動用駆動装置または／および直動用駆動装置に加わる負荷が小さい。それ故、揺動用駆動装置または／および直動用駆動装置に小型のモータを用いればよい。また、支持部材の基端側にモータを配置すると、被駆動部材までの距離が長くなるので、歯車列を用いると、バックラッシュの影響で被駆動部材が不用意な動きを行ってしまうが、本発明では、動力伝達機構としてベルト機構を用いたので、バックラッシュが発生せず、被駆動部材の不用意な動きを防止することができる。

本発明では、動力伝達機構にベルト機構を用いているため、バックラッシュが発生せず、被駆動部材の不用意な動きを防止することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータアクチュエータを説明する。

（全体構成）
図１および図２は、本発明を適用したモータアクチュエータを備えたルーバ装置の斜視図および平面図である。図１および図２において、本形態のルーバ装置１は、所定の幅寸法をもって延びた板状のルーバ２と、このルーバ２の長手方向の３箇所でルーバ２を支持する複数のルーバ支持部材２１、２２とを有している。複数のルーバ支持部材２１、２２は、風の通路を遮らないようにルーバ２の長手方向と直交する板状であり、各々の先端部は、ルーバ２の上面で起立する連結板３１、３２を支軸４１、４２を介して回転可能に支持している。

２つのルーバ支持部材２１のうち、ルーバ支持部材２１には、その基端側から先端側に向けてＵ字形状の切り欠き２１２が形成され、長さ方向の略中央部分には、長さ方向に長辺を向ける矩形穴２１１が形成されている。矩形穴２１１における上辺部にはラックが形成されている。これに対して、ルーバ支持部材２２には、長さ方向の略中央部分にルーバ支持部材２３の長さ方向に延びた長穴２２１が形成され、長穴２２１内にはガイドピン５５が位置している。

（ルーバ駆動装置の構成）
図３は、図１に示すルーバ装置の一方側端部に位置するルーバ支持部材周辺を抜き出して示す平面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図１に示すルーバ装置を矢印Ｂで示す方向からみたときの説明図、および矢印Ａで示す方向からみたときの説明図である。図５は、図１に示すルーバ装置を矢印Ｃで示す方向からみたときの説明図である。

本形態のルーバ装置１は、ルーバ支持部材２１の切り欠き２１２には支軸６５が通っており、この支軸６５にはピニオン６４が固着されている。また、ピニオン６４の近傍には、円弧状の公転扇ギア９１が配置されており、公転扇ギア９１はエアコン本体に両端部が固定されている。また、支軸６５は、エアコン本体に対して軸線周りに回転可能、かつ、公転扇ギア９１の円弧形状に沿って移動可能な状態にエアコン本体に支持されている。この状態で、公転扇ギア９１の円弧部に形成された外歯にピニオン６４が噛み合うので、ルーバ装置１はエアコン本体に保持された状態となる。

また、本形態のルーバ装置１には、第１のルーバ駆動装置６、第２のルーバ駆動装置７、および第３のルーバ駆動装置８を備えたモータアクチュエータ１０が構成されている。

まず、図３および図４（ａ）、（ｂ）において、第１のルーバ駆動装置６（揺動用駆動装置）は、ルーバ支持部材２１におけるルーバ支持位置（支軸４１を通る位置）から外れた位置を通る第１の軸線（図示せず）周りにルーバ２を公転させるためのものである。より具体的には、第１のルーバ駆動装置６は、ルーバ支持部材２１の側方に配置されたモータケース５１内に固定された第１のステッピングモータ６０と、この第１のステッピングモータ６０の出力軸６２に固着されたピニオン６３と、このピニオン６３および公転扇ギア９１に噛み合うピニオン６４とを有している。

このため、第１のステッピングモータ６０が作動すると、ルーバ支持部材２１の側では、第１のステッピングモータ６０の回転がピニオン６３を介してピニオン６４に伝達される結果、ピニオン６４が公転扇ギア９１の円弧面に沿って上下動するとともにＵ字形状の切り欠き２１２内の支軸６５が上下動するので、第１のルーバ支持部材２１の先端側が揺動する。かかる動作に従動して、ルーバ２が第１の軸線周りに双方向に公転する。

第２のルーバ駆動装置７（直動用駆動装置）は、ルーバ２をその長手方向と直交する方向で前進あるいは後退させるためのものである。より具体的には、第２のルーバ駆動装置７は、ルーバ支持部材２１の側方に配置されたモータケース５１内に固定された第２のステッピングモータ７０と、この第２のステッピングモータ７０の出力軸７１に固着されたピニオン７２と、このピニオン７２および矩形穴２１１の上辺部に形成されたラックと噛み合うピニオン７３とを有している。ここで、ラックはルーバ支持部材２１の方に形成されている一方、ピニオン７３はモータケース５１の側に回転可能に支持されている。

このため、第２のステッピングモータ７０が作動すると、ルーバ支持部材２１の側では、第２のステッピングモータ７０の回転がピニオン７３およびラックに伝達される結果、第１のルーバ支持部材２１は、その長手方向に前進あるいは後退する。かかる動作に従動して、ルーバ２がルーバ支持部材２１の長手方向に前進あるいは後退する。

図５において、第３のルーバ駆動装置８（回転用駆動装置）は、ルーバ支持部材２１、２２上におけるルーバ支持位置（支軸４１、４２の位置）を通る第２の軸線（図示せず）周りにルーバ２を自転させるためのものである。より具体的には、第３のルーバ駆動装置８は、第２のルーバ支持部材２２の基端側に固定されたモータケース５２内に配置された第３のステッピングモータ８０と、動力伝達機構８６とを有しており、動力伝達機構８６は、ステッピングモータ８０の出力軸に固着されたプーリ８２と、支軸４２周りに回転可能な状態で連結板３２に支持されたプーリ８４と、プーリ８２、８４に掛け渡されたタイミングベルト８３とを備えている。

このため、第３のステッピングモータ８０が作動すると、ルーバ支持部材２２の側において、第３のステッピングモータ８０の回転が動力伝達機構８６を介して連結板３２に伝達される結果、ルーバ２は、支軸４１、４２、４３を通る第２の軸線周りに双方向に回転する。

なお、ルーバ支持部材２２では、ルーバ支持部材２１の側の揺動や直動に追従できるように、長穴２２１内にはガイドピン５５が位置しているとともに、基端側から先端側に向けてＵ字形状の切り欠き２２２が形成されている。また、切り欠き２２２には支軸９６が通っており、この支軸９６にはピニオン９７が固着されている。また、ピニオン９７の近傍には、円弧状の公転扇ギア９２が配置されており、公転扇ギア９２はエアコン本体に両端部が固定されている。また、支軸９６は、エアコン本体に対して軸線周りに回転可能、かつ、公転扇ギア９２の円弧形状に沿って移動可能な状態にエアコン本体に支持されている。

ここで、第１のルーバ駆動装置６、第２のルーバ駆動装置７、および第３のルーバ駆動装置８は各々が独立して制御される。このため、第１のルーバ駆動装置６および第２のルーバ駆動装置７を所定のタイミングで動作させれば、支軸４１、４２、４３を所定の軌跡に沿って移動させることができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第３のルーバ駆動装置８によって、揺動動作および直動動作を行うルーバ支持部材２２の先端側でルーバ２を回転させるにあたって、ルーバ支持部材２２の基端側にステッピングモータ８０を配置している。このため、ルーバ支持部材２２の重心が先端側に偏らないので、ルーバ支持部材２１、２２に対する第１のルーバ駆動装置６（揺動用駆動装置）および第２のルーバ駆動装置７（直動用駆動装置）に加わる負荷が小さい。それ故、第１のルーバ駆動装置６および第２のルーバ駆動装置７に用いるモータとしては、小型のステッピングモータ６０、７０を用いればよい。

また、ルーバ支持部材２２の基端側にステッピングモータ８０を配置すると、ルーバ２までの距離が長くなるので、歯車列を用いると、ルーバ２が風を受けた際にバックラッシュの影響でルーバ２が不用意な動きを行ってしまうが、本形態では、動力伝達機構８６としてベルト機構を用いたので、バックラッシュが発生せず、ルーバ２の不用意な動きを防止することができる。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、第１のルーバ駆動装置６（揺動用駆動装置）、第２のルーバ駆動装置７（直動用駆動装置）、および第３のルーバ駆動装置８（回転用駆動装置）のうち、第３のルーバ駆動装置８において、ベルト機構からなる動力伝達機構８６を設けたが、例えば、図６に示すように、第１のルーバ駆動装置６（揺動用駆動装置）、および第２のルーバ駆動装置７（直動用駆動装置）でも、ベルト機構からなる動力伝達機構を用いてもよい。すなわち、第１のルーバ駆動装置６では、第１のステッピングモータ６０の出力軸６２にプーリ６７を固着する一方、公転扇ギア９１に噛み合うピニオン６４と同軸状にプーリ６９を構成し、これらのプーリ６７、６９間にタイミングベルト６８を掛け渡す。また、第２のルーバ駆動装置７では、ステッピングモータ７０の出力軸７１にプーリ７７を固着する一方、ラックと噛み合うピニオン７３と同軸状にプーリ７９を構成し、これらのプーリ間にタイミングベルト７８を掛け渡す。

本発明に係るモータアクチュエータを用いたルーバ装置の斜視図である。図１に示すルーバ装置の平面図である。図１に示すルーバ装置の一方側端部に位置するルーバ支持部材周辺を抜き出して示す平面図である。図１に示すルーバ装置を図２の矢印Ｂで示す方向からみたときの説明図、および矢印Ａで示す方向からみたときの説明図である。図１に示すルーバ装置を図２の矢印Ｃで示す方向からみたときの説明図である。本発明の別の実施の形態に係るモータアクチュエータを図２の矢印Ｂで示す方向からみたときの説明図である。

符号の説明

１ルーバ装置
２ルーバ
６第１のルーバ駆動装置（揺動用駆動装置）
７第２のルーバ駆動装置（直動用駆動装置）
８第３のルーバ駆動装置（回転用駆動装置）
１０モータアクチュエータ
２１、２２ルーバ支持部材
６０第１のステッピングモータ
７０第２のステッピングモータ
８０第３のステッピングモータ

Claims

支持部材と、該支持部材の先端側に回転可能に支持された被駆動部材と、前記支持部材を直動させる直動用駆動装置と、前記被駆動部材を回転させる回転用駆動装置とを有し、
前記直動用駆動装置および前記回転用駆動装置のうちの少なくとも一方は、２つのプーリ間にベルトが掛け渡された動力伝達機構を備えていることを特徴とするモータアクチュエータ。
支持部材と、該支持部材の先端側に回転可能に支持された被駆動部材と、前記支持部材を揺動させる揺動用駆動装置と、前記被駆動部材を回転させる回転用駆動装置とを有し、
前記揺動用駆動装置および前記回転用駆動装置のうちの少なくとも一方は、２つのプーリ間にベルトが掛け渡された動力伝達機構を備えていることを特徴とするモータアクチュエータ。
支持部材と、該支持部材の先端側に回転可能に支持された被駆動部材と、前記支持部材を直動させる直動用駆動装置と、前記支持部材を駆動して前記被駆動部材を揺動させる揺動用駆動装置と、前記被駆動部材を回転駆動する回転用駆動装置とを有し、
前記直動用駆動装置、前記揺動用駆動装置および前記回転用駆動装置のうちの少なくとも一方は、２つのプーリ間にベルトが掛け渡された動力伝達機構を備えていることを特徴とするモータアクチュエータ。
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記動力伝達機構は少なくとも前記回転用駆動装置に構成され、
当該回転用駆動装置では、前記支持部材の基端側に搭載されたモータの回転出力が前記動力伝達機構を介して先端側に伝達されることを特徴とするモータアクチュエータ。