JP2008082656A - Driving device of swing register - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調用通風路となるダクトの出口部分に揺動可能に支持されたブレードを揺動させてダクト出口からの送風方向を変更するスイングレジスタの駆動装置に関する。 The present invention relates to a swing register driving device that swings a blade supported so as to be swingable at an outlet portion of a duct serving as an air-conditioning air passage to change a blowing direction from the duct outlet.
車両等の空調装置では、その通風路(ダクト)の出口である送風口に縦ブレードおよび横ブレードをそれぞれ複数配設し、縦ブレードをアクチュエータにて左右に揺動(スイング動作)させて風向を変更するスイングレジスタが用いられている。従来、特許文献1〜4に見られるように、そうしたスイングレジスタのブレード駆動用のアクチュエータとしては通常、モータを用いるのが一般的となっている。
In an air conditioner such as a vehicle, a plurality of vertical blades and horizontal blades are arranged at an air outlet that is an outlet of the ventilation path (duct), and the vertical blades are swung left and right (swinging) by an actuator to change the wind direction. A swing register to be changed is used. Conventionally, as seen in
図7に、ブレード駆動用のアクチュエータとしてDCモータを採用する従来のスイングレジスタの駆動装置の一例を示す。同図に示すように、回転軸力を発生するDCモータ50の出力軸50aは、複数のギアにより構成された減速機構51に連結されている。減速機構51の最終ギア51aは、回転運動を振幅運動に変換するクランク機構52に連結されている。クランク機構52には、先端にラックギア53が一体に振幅動作するように固定されたロッドワイヤ54が連結されるとともに、そのラックギア53を介して第1ピニオンギア55aに駆動連結されている。そしてこの第1ピニオンギア55aの回転軸に同軸を有して回転可能に軸支された第2ピニオンギア55bには、ブレード57の揺動軸57aと一体回転可能に固定されたギア56が噛み合わされている。なお、第1および第2ピニオンギア55a,55bは、ばねにより互いに押圧された状態で配設されており、摩擦力を介して回転力を伝達可能とするとともに、車両搭乗者の手動操作によるブレード57の強制揺動時には互いの相対回動を許容するクラッチ機構として機能するように構成されている。
ところで、上記従来のようなブレード駆動用アクチュエータとしてモータを採用するスイングレジスタでは、モータや減速機構等の動作音が車室内に漏洩するため、モータの周囲をゴム等の遮音材料で覆ったり、モータおよび減速機構をケース内に収容したり、といった遮音対策が必要となっていた。そしてその分、部品点数が増加して製造コストの増大や装置の大型化を招くという問題があった。 By the way, in a swing register that employs a motor as the conventional blade driving actuator, the operation sound of the motor, the speed reduction mechanism, etc. leaks into the vehicle interior, so the motor is covered with a sound insulation material such as rubber or the motor. In addition, sound insulation measures such as housing the speed reduction mechanism in the case have been required. As a result, there is a problem that the number of parts increases, leading to an increase in manufacturing cost and an increase in size of the apparatus.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、ブレードの駆動に伴う騒音をより容易且つ的確に低減することのできるスイングレジスタを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and a problem to be solved is to provide a swing register that can more easily and accurately reduce noise associated with driving of a blade.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、空調用通風路となるダクトの出口部分に設けられたブレードを揺動させてダクト出口からの送風方向を変更するスイングレジスタの駆動装置であって、通電加熱により伸縮する形状記憶合金が連結されるとともに、この形状記憶合金の伸縮を通じて往復動する往復動部材と、回動することにより前記ブレードを揺動させる揺動軸と、前記往復動部材の往復動を前記ブレードの揺動軸を回動させる回動運動へと変換する運動変換機構とを備えることをその要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 drives a swing register that swings a blade provided at an outlet portion of a duct serving as an air-conditioning ventilation path to change a blowing direction from the duct outlet. A shape memory alloy that expands and contracts by energization heating, and a reciprocating member that reciprocates through expansion and contraction of the shape memory alloy, and a swing shaft that swings the blade by rotating; The gist of the invention is that it includes a motion conversion mechanism that converts the reciprocating motion of the reciprocating member into a rotational motion that rotates the swing shaft of the blade.
同構成によれば、それ自体には動作音を伴わない形状記憶合金への通電加熱による伸縮を利用してブレードが揺動させているため、ブレードの駆動に伴う騒音をより容易且つ的確に低減することができる。また、形状記憶合金により往復動される往復動部材の運動が運動変換機構を介して回動運動へと変換されるため、揺動軸を中心にブレードが的確に揺動するようになる。 According to this configuration, the blades are swung using expansion and contraction caused by energizing and heating the shape memory alloy that does not itself generate any operating noise, making it easier and more accurate to reduce the noise associated with driving the blades. can do. In addition, since the motion of the reciprocating member reciprocated by the shape memory alloy is converted into a rotational motion via the motion conversion mechanism, the blade can swing precisely about the swing shaft.
ちなみに、このように往復動を回動運動に変換する機構としては、請求項2に記載のもののようにラック&ピニオン形式のものが採用可能である。より具体的には、請求項1に記載のスイングレジスタの駆動装置において、前記ブレードの揺動軸と同期回動可能に連結されたピニオンギアと、一対の前記形状記憶合金が連結されるとともに、同ピニオンギアと噛合して往復動するラックギアとを備え、同ラックギアの往復動が前記ピニオンギアによって回動運動に変換されて前記揺動軸へ伝達されることをその要旨とする。
Incidentally, as the mechanism for converting the reciprocating motion into the rotational motion in this way, a rack and pinion type as in the second aspect can be adopted. More specifically, in the swing register drive device according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のスイングレジスタの駆動装置において、前記形状記憶合金は、前記ラックギア又は前記ラックギアと一体で往復動する部材との連結部において前記ラックギアの往復動方向と平行に配置されてなることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the swing register drive device according to the second aspect, the shape memory alloy is reciprocated by the rack gear at a connecting portion with the rack gear or a member that reciprocates integrally with the rack gear. The gist is that they are arranged parallel to the direction.
同構成によれば、形状記憶合金がラックギアとの連結部においてラックギアの往復動方向に対して斜めに配置されている場合と比較して、形状記憶合金の伸縮をラックギアに効率よく伝達することができる。 According to this configuration, the expansion and contraction of the shape memory alloy can be efficiently transmitted to the rack gear as compared with the case where the shape memory alloy is disposed obliquely with respect to the reciprocating direction of the rack gear at the connecting portion with the rack gear. it can.
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のスイングレジスタの駆動装置において、前記ラックギア及び前記形状記憶合金はケース内に収容され、前記ラックギアと前記ピニオンギアとが噛合可能となるように前記ケースの一部が開口していることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the swing register drive device according to the second or third aspect, the rack gear and the shape memory alloy are accommodated in a case, and the rack gear and the pinion gear can be engaged with each other. Thus, the gist is that a part of the case is open.
同構成によれば、ラックギア及び形状記憶合金はケース内に収容され、ラックギアとピニオンギアとが噛合可能となるようにケースの一部が開口しているため、ケース内に収容されたラックギアをピニオンギアに噛合させることにより容易に組み立てることができる。また、形状記憶合金をケース内に配設してユニット化したため、スイングレジスタ本体と別個に製造が可能となり、製造効率を向上させることが出来る。 According to this configuration, the rack gear and the shape memory alloy are accommodated in the case, and a part of the case is opened so that the rack gear and the pinion gear can be engaged with each other. It can be easily assembled by meshing with the gear. Further, since the shape memory alloy is disposed in the case and unitized, it can be manufactured separately from the swing register body, and the manufacturing efficiency can be improved.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のスイングレジスタの駆動装置において、前記形状記憶合金は、プーリに巻き付けられて配置されるとともに、前記プーリに巻き付けられた部分において略90度に曲げられてなることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the swing register drive device according to any one of the first to fourth aspects, the shape memory alloy is wound around a pulley and is wound around the pulley. The gist is that the portion is bent at approximately 90 degrees.
限られた配設スペースにおいて形状記憶合金の収縮量を最大限に確保するためには、形状記憶合金を曲げて配設する必要がある。この際、形状記憶合金の曲げ量が大きい場合、例えばその曲げ角度が90度以上ある場合は形状記憶合金の伸縮の際にこの曲げ部に曲げ応力が大きくかかるため好ましくない。一方、この曲げ角度を90度より小さくすることで曲げ応力を緩和することができるが、その場合には形状記憶合金を規則的に配設することが困難となる。この点上記構成のように、形状記憶合金を各プーリ間で略90度で曲げられる態様で配設すれば、曲げ応力の集中の抑制と規則的な配設の双方を両立することができる。 In order to ensure the maximum amount of shrinkage of the shape memory alloy in a limited arrangement space, it is necessary to bend the shape memory alloy. At this time, when the amount of bending of the shape memory alloy is large, for example, when the bending angle is 90 degrees or more, bending stress is applied to the bent portion when the shape memory alloy expands and contracts, which is not preferable. On the other hand, the bending stress can be reduced by making the bending angle smaller than 90 degrees, but in that case, it becomes difficult to regularly arrange the shape memory alloy. In this regard, if the shape memory alloy is disposed in a manner that can be bent at approximately 90 degrees between the pulleys as in the above-described configuration, both suppression of bending stress concentration and regular arrangement can be achieved.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のスイングレジスタの駆動装置において、前記プーリには、各々の軸方向において等しい位置に設定された嵌合溝が複数形成されてなり、前記形状記憶合金は同じ軸方向位置における前記嵌合溝に沿う態様でそれぞれのプーリに対し巻き付けられてなることをその要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the swing register drive device according to the fifth aspect of the present invention, the pulley is formed with a plurality of fitting grooves set at equal positions in the respective axial directions. The gist of the memory alloy is that the memory alloy is wound around each pulley in a manner along the fitting groove at the same axial position.
同構成によれば、往復動部材を引っ張るための力を確保するために複数の形状記憶合金を連結する場合であっても、プーリの各嵌合溝毎にこの形状記憶合金を設けるようにすれば、形状記憶合金が絡まってその伸縮が適切に行われないようになることを抑制することができる。 According to this configuration, even when a plurality of shape memory alloys are connected to secure a force for pulling the reciprocating member, this shape memory alloy is provided for each fitting groove of the pulley. In this case, it is possible to prevent the shape memory alloy from being tangled and not being properly expanded and contracted.
本発明のスイングレジスタの駆動装置においては、ブレードの駆動に伴う騒音をより容易且つ的確に低減することができる。 In the swing register driving apparatus according to the present invention, it is possible to more easily and accurately reduce the noise accompanying the driving of the blade.
以下、本発明を具体化したスイングレジスタの駆動装置の一実施形態を、図1〜図6を参照して詳細に説明する。
本実施形態のスイングレジスタの駆動装置は、車載空調装置の送風通路(ダクト)の出口部分に設置され、その出口部分に配設された縦および横のブレードのうち、縦レジスタを左右に揺動、すなわちスイング動作させることで車室への送風方向を左右に変更するように構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a swing register driving apparatus embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The swing register drive device of the present embodiment is installed at the outlet portion of the air passage (duct) of the in-vehicle air conditioner, and the vertical register swings left and right among the vertical and horizontal blades arranged at the outlet portion. That is, it is configured to change the air blowing direction to the passenger compartment to the left and right by swinging.
本実施形態では、こうしたスイングレジスタの縦ブレードのスイング動作を、通電加熱に伴う形状記憶合金(SMA: Shape Memory Alloy)の収縮を利用して行うようにしている。ここでは形状記憶合金として、細線状のチタン・ニッケル系合金を用いている。こうした形状記憶合金を用いて縦ブレードを駆動する本実施形態のスイングレジスタの駆動装置では、それ自体には動作音を伴わない形状記憶合金の通電加熱による収縮を利用して縦ブレードが駆動されることから、格別な遮音対策を行わずとも、縦ブレードの駆動に伴う騒音を容易且つ的確に低減することができる。そしてその結果、遮音部材の設置が不要となることから、駆動装置の軽量化、省スペース化、部品点数の削減なども併せ図られるようになっている。 In the present embodiment, the swing operation of the vertical blade of the swing register is performed by utilizing the contraction of a shape memory alloy (SMA) associated with energization heating. Here, a fine-line titanium-nickel alloy is used as the shape memory alloy. In the swing register driving apparatus of this embodiment that drives the vertical blade using such a shape memory alloy, the vertical blade is driven by utilizing the contraction of the shape memory alloy that is not accompanied by an operation sound by current heating. For this reason, it is possible to easily and accurately reduce the noise associated with the driving of the vertical blades without taking any special measures against sound insulation. As a result, it is not necessary to install a sound insulation member, so that the weight of the drive device, space saving, and the number of parts can be reduced.
図1に、そうした本実施形態のスイングレジスタの全体構造を示す。なお以下の説明では、このスイングレジスタにおいて、車載空調装置の送風通路(ダクト)の出口側を同スイングレジスタの前方と記載し、その反対側を同スイングレジスタの後方と記載する。 FIG. 1 shows the overall structure of the swing register of this embodiment. In the following description, in this swing register, the outlet side of the air passage (duct) of the in-vehicle air conditioner is described as the front of the swing register, and the opposite side is described as the rear of the swing register.
同図1に示されるように、スイングレジスタ1は、その前方側に空調風の吹出口2が形成され、この吹出口2には上下方向に揺動可能に軸支された複数の横ブレード3と、揺動軸4を中心に左右に揺動(スイング動作)可能に軸支された複数の縦ブレード5(図2参照)が配設されている。また、この吹出口2には操作つまみ6が設けられており、この操作つまみ6を操作することにより手動にて横ブレード3と縦ブレード5とをそれぞれの揺動方向に揺動させることができる。
As shown in FIG. 1, the
また羽根状に形成された各縦ブレード5は、リンク機構7を介して互いに機械的に連結されており、一体となって同期してスイング動作されるようになっている。また、これら縦ブレード5のうち、中央に配設された縦ブレードの揺動軸4には、一体回動可能にピニオンギア8が固定されている。そして、ケース11に形成された開口部12から露出した往復動部材としてのラックギア13がこのピニオンギア8と噛合可能なように駆動装置10が設けられている。
Further, the
次に、この駆動装置10の具体的な構成を図2(a),(b)を併せ参照して説明する。図2(a)は駆動装置10の構造をその駆動対象である縦ブレード5と共に示すものであり、図2(b)はこの駆動装置10の一部についてその横側から見た状態を示すものである。
Next, a specific configuration of the
同図2(a)に示されるように、駆動装置10は略正方形状のケース11内において支持軸14に挿通された状態で支持されたラック15を備えており、このラック15はこの支持軸14に沿って往復動可能となっている。このラック15に形成された凹部15a内には、支持軸14に挿通された状態で支持されるとともに、弾性部材16によってその両端を支持されたラックギア13が設けられている。この弾性部材16は、支持軸14に挿通されており、ラック15及びラックギア13の相対移動に対して付勢力を与える。すなわち、このラックギア13が往復動することによってこのラックギア13と噛合するピニオンギア8と揺動軸4とが回動され縦ブレード5の指向方向が変更されるようになる。
As shown in FIG. 2A, the driving
また、ラック15の往復動方向における両端部には、それぞれアクチュエータとしての形状記憶合金からなる線形状のSMAワイヤ17a〜17dの一端が連結されている。このSMAワイヤのうち、SMAワイヤ17a,17bはラック15の図中における左側の端部に連結されるとともに、SMAワイヤ17c,17dはラック15の図中における右側の端部に連結されている。このSMAワイヤ17a〜17dはケース11内に立設された複数のプーリ18に対し巻き付けられ、各プーリ18において略90度に曲げられて配設されている。また、SMAワイヤ17a〜17dにおいて、ラック15との連結部から最も近い位置にあるプーリ18までの部位は、ラック15の往復動方向と平行となるように配設されている。そして、このように配設されたSMAワイヤ17a〜17dの他端は通電部19a,19bそれぞれに連結されている。この通電部19a,19bによるSMAワイヤ17a〜17dへの通電によりSMAワイヤ17a〜17dが収縮して、ラック15は通電されたSMAワイヤに応じた方向に移動する。なお、通電部19a,19bの両方に同時に通電は行われず、ラック15の往復動方向に応じてこれらへの通電が切り替えられるようになっている。
Also, one end of
また、図2(b)に拡大図を示すように、プーリ18にはその軸線方向に複数(本実施形態では4つ)の嵌合溝18aが形成されており、この嵌合溝18aのそれぞれに沿うようにSMAワイヤ17a〜17dが一本ずつ巻き付けられている。また、各プーリ18に形成された嵌合溝18aは、互いに対応する階層の嵌合溝18aと軸線方向の位置が等しくなるよう形成されており、SMAワイヤ17a〜17dは同じ軸線方向の位置における嵌合溝18a間に張られている。このようにSMAワイヤ17a〜17dが設けられることで、各ワイヤが絡まってその伸縮が適切に行われないようになることが抑制されている。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 2B, the
また、ラックギア13にはSMAワイヤ17a,17bに作用する負荷が予め設定された判定値以下か否かを検出する負荷検出部としてのリミットスイッチ20が設けられている。このリミットスイッチ20は、ラックギア13と接触するように設けられるとともに、ラックギア13及びラック15の往復動方向における相対変位が所定量を越えるとラックギア13から離間するようになっている。ここで、ラックギア13は弾性部材16によってその往復動方向の両端が支持されているため、ラックギア13とラック15との間に作用する力の大きさと比例して弾性部材16が弾性変形する。そして、ラック15の両端にはSMAワイヤ17a〜17dが連結されているため、ラックギア13とリミットスイッチ20とが接触状態から離間することにより、SMAワイヤ17a〜17dに作用する負荷が上記判定値となったことが判定可能となる。なお、例えば操作つまみ6を操作して手動によりラック15を図2の左方向に移動させる場合には、ラック15の右側に連結されたSMAワイヤのみに負荷が作用することとなる。すなわち、手動によりラック15を図2の左方向に移動させる場合には、ラック15の左側に連結されたSMAワイヤは弛緩するのみで負荷は作用しない。ちなみに、この判定値とはSMAワイヤ17a〜17dへの通電が行われ揺動軸4を駆動する際に作用する負荷の値より大きく、通電されて収縮状態のSMAワイヤ17a〜17dが塑性変形を起こす負荷の値よりも小さく設定されている。
Further, the
次に、このように構成されたスイングレジスタ1の駆動装置10の制御系を図3に基づいて説明する。図3は、本実施形態のスイングレジスタ1の駆動装置10の電気的構成を示している。同図に示すように、各SMAワイヤ17a〜17dの通電制御を司る中央演算処理装置(CPU)30には、車室内に設けられたスイングレジスタスイッチが電気的に接続されるとともに、車載空調装置の全体的な制御を司る空調コントローラからの指令信号が入力されるようになっている。駆動装置による縦ブレード5の自動スイング動作は、スイングレジスタスイッチの閉(オン)操作に応じて許可され、その開(オフ)操作に応じて禁止される。また空調コントローラは、外気や車室内の温度の検出結果や車両搭乗者の操作に応じて送風温度や送風量を決定して空調装置を制御するとともに、縦ブレード5のスイング動作態様を決定してCPU30に指令する。
Next, the control system of the
またCPU30には、各SMAワイヤ17a〜17dの駆動回路31L、31Rが接続されている。これらの駆動回路31L,31Rは、CPU30からの指令に基づいて各々対応するSMAワイヤ17a〜17dに対する通電を実行する。各SMAワイヤ17a〜17dはそれぞれ、通電部19a,19bを介して駆動回路31L,31Rに電気的に接続されている。
The
さて以上のように構成された本実施形態のスイングレジスタの駆動装置では上述したように、細線状に形成されたチタン・ニッケル系の形状記憶合金からなるSMAワイヤ17a〜17dの通電加熱による収縮を利用して縦ブレード5をスイング動作させるようにしている。ここで採用するSMAワイヤ17a〜17dは、形状回復時の変形の方向がその長さ方向、すなわち伸縮方向に限定されるように、素材の組織構造に異方性を持たせて形成されている。こうしたSMAワイヤ17a〜17dは、冷却すれば柔らかく弛緩して外力による引っ張りに応じて弾性的に伸張する一方、加熱すれば形状回復により収縮して硬化する。図4に、こうしたSMAワイヤ17a〜17dの温度−ひずみ線図の一例を示す。同図に示すようにSMAワイヤ17a〜17dは、加熱時には約75℃から収縮を開始するとともに、冷却時には約70℃から弛緩、伸張し始める。こうしたSMAワイヤ17a〜17dの収縮の開始温度、および弛緩−伸張の開始温度は、合金の成分調整によりある程度変更することが可能となっている。なお、SMAワイヤ17a〜17dは比較的大きい電気抵抗を有しており、通電により容易に加熱することができるようになっている。ちなみに、上記のような細線状のチタン・ニッケル系形状記憶合金からなるSMAワイヤ17a〜17dとしては、通電加熱による形状回復を通じて、最大で全長の5%以上の運動ひずみを安定して繰り返し発生可能なものが開発され、実用されている。
As described above, in the swing register driving apparatus of the present embodiment configured as described above, the
このように構成された駆動装置の動作態様の一例について図5を併せ参照して説明する。図5(a)、(b)はSMAワイヤ17a〜17dによってラック15がラックギア13と共々駆動された状態を示すものである。
An example of the operation mode of the drive device configured as described above will be described with reference to FIG. 5A and 5B show a state in which the
例えば、通電部19a,19b(図2、図3参照)のうち通電部19bに通電がされると、図5(a)に示されるように、SMAワイヤ17c,17dが熱せられて収縮し、ラック15がその往復動の片側に変位される。そして、このラック15の変位は弾性部材16を介してラックギア13にも伝達されて、同ラックギア13も同じ方向へと変位する。このラックギア13の直線的な変位はこれに噛合するピニオンギア8へと伝達され、このピニオンギア8は回動する。そして、ピニオンギア8は揺動軸4と一体回動するように構成されているため、揺動軸4も併せて回動し、リンク機構7を介してこの回動が各縦ブレード5に伝達されて、縦ブレード5の指向態様が変更される。一方、通電部19aに通電がされると、同様の経過を経て縦ブレード5が反対側の方向に指向するようになる。そして、このように各通電部19a,19bへの通電を交互に行うことで、縦ブレード5がスイングを繰り返すようになる。このようなSMAワイヤ17a〜17dによるラック15の駆動に当たっては、同ラック15の往復動の方向と、SMAワイヤ17a〜17dのラック15と連結部から最も近い位置にあるプーリ18までの部位とが互いに平行となるよう設けられているため、次のような効果がある。すなわち、SMAワイヤ17a〜17dがラック15との連結部においてラックギアの往復動方向に対して斜めに配置されている場合と比較して、SMAワイヤ17a〜17dの伸縮をラック15に効率よく伝達することができるようになる。なお、SMAワイヤ17a,17bとSMAワイヤ17c,17dが同時に収縮するとラック15が両方向から引っ張られることとなり、SMAワイヤ17a〜17dに大きな負荷が作用するため、通電部19a,19bは同時には通電されないようになっている。また、この状態においてはラックギア13とリミットスイッチ20とは互いに接触している。
For example, when the energizing
ところで、このように通電部19aによりSMAワイヤ17a,17bが収縮し緊張した状態において、図5(b)に示されるように、操作つまみ6が手動にて操作されると、揺動軸4およびピニオンギア8を介してラックギア13にこの操作による外力が作用する。そして、この外力は弾性部材16を介してラック15及びこれに連結されたSMAワイヤ17a〜17dにも作用する。そして、この際の外力が上述したSAMワイヤ17a〜17dが許容可能な判定値以上となっている場合、リミットスイッチ20がラックギア13から離間し作動する。ここで、SMAワイヤ17a,17bは通電されて収縮しているため、このように緊張した状態のSMAワイヤ17a,17bに対しこれを伸張させようとする強い外力が作用すると、このSMAワイヤ17a,17bが塑性変形を起こし、その後にラック15、ひいては縦ブレード5を適切に揺動することができなくなる。そこで、本実施形態においては図6にて示すような制御を行うことでこの問題の発生を抑制している。なお、この図6はSMAワイヤ17a〜17dの収縮時における塑性変形を抑制するための制御手順を示したものである。
By the way, when the
同図6に示されるように、まずSMAワイヤ17a〜17dが通電中であるか否かが判定される(ステップS100)。すなわち、通電部19a,19bのいずれか一方において通電が行われているか否かが判定され、通電されていない場合はSMAワイヤ17a〜17dが収縮していないため、この制御は終了される。一方、通電中である場合、すなわちSMAワイヤ17a〜17dのいずれかが収縮中である場合、ステップS110に移行して、リミットスイッチ20が作動したか否かが判定される(ステップS110)。リミットスイッチ20は上述したようにSMAワイヤ17a〜17dに作用する負荷が上記判定値以上となった場合に、ラックギア13から離間して作動するよう構成されている。したがって、リミットスイッチ20が作動する場合は、ステップS120に移行して、SMAワイヤ17a〜17dへの通電が停止され、SMAワイヤ17a〜17dが収縮状態から伸張状態へと変化し、負荷が作用しても塑性変形を起こしにくくなる。なお、ラックギア13はSMAワイヤ17a〜17dと揺動軸4との間に介在するように設けられているため、SMAワイヤ17a〜17dへ負荷が伝達される前に、まず同ラックギア13が変位する。そしてこのラックギア13の変位量が大きいとリミットスイッチ20が離間して作動するため、ラックギア13に瞬間的に大きな負荷が作用したような場合には、SMAワイヤ17a〜17dに負荷が伝達する以前にリミットスイッチ20の作動に基づいて同ワイヤへの通電を停止することもできるようになる。
As shown in FIG. 6, it is first determined whether or not the
以上に示した本実施形態のスイングレジスタ1の駆動装置10は以下に示す効果を奏することができる。
(1)駆動装置10は、縦ブレード5の揺動軸4と同期回動可能に連結されたピニオンギア8と、SMAワイヤ17a〜17dが連結されるとともに、同ピニオンギア8と噛合して往復動するラックギア13とを備え、同ラックギア13の往復動がピニオンギア8によって回動運動に変換されて揺動軸4へ伝達されることとした。このような構成の駆動装置10によれば、それ自体には動作音を伴わないSMAワイヤ17a〜17dへの通電加熱による伸縮を利用して縦ブレード5が揺動させているため、縦ブレード5の駆動に伴う騒音をより容易且つ的確に低減することができる。また、SMAワイヤ17a〜17dにより往復動されるラック15の運動がラック&ピニオンによる機構を介して回動運動へと変換されるため、揺動軸4を中心に縦ブレード5が的確に揺動するようになる。
The driving
(1) The driving
(2)SMAワイヤ17a〜17dは、ラック15との連結部においてラックギア13の往復動方向と平行に配置されることとした。このようにSMAワイヤ17a〜17dを配設することで、SMAワイヤ17a〜17dがラック15との連結部においてラックギア13の往復動方向に対して斜めに配置されている場合と比較して、SMAワイヤ17a〜17dの伸縮をラックギア13に効率よく伝達することができる。
(2) The
(3)ラックギア13及びSMAワイヤ17a〜17dはケース11内に収容され、このラックギア13とピニオンギア8とが噛合可能となるようにケース11に開口部12が設けられることとした。このため、ケース11内に収容されたラックギア13をピニオンギア8に噛合させることにより容易に組み立てることができる。また、SMAワイヤ17a〜17dをケース11内に配設してユニット化したため、スイングレジスタ1本体と別個に製造が可能となり、製造効率を向上させることが出来る。
(3) The
(4)SMAワイヤ17a〜17dは、プーリ18に巻き付けられて配置され、プーリ18に巻き付けられた部分において略90度に曲げられることとした。このようにSMAワイヤ17a〜17dを各プーリ18間で略90度で曲げられる態様で配設すれば、曲げ応力の集中の抑制と規則的な配設の双方を両立することができる。
(4) The
(5)プーリ18には、各々の軸方向において等しい位置に設定された嵌合溝18aが複数形成され、SMAワイヤ17a〜17dは同じ軸方向位置における嵌合溝18aに沿う態様でそれぞれのプーリ18に対し巻き付けられることとした。このような構成によれば、ラック15を引っ張るための力を確保するために複数のSMAワイヤを連結する場合であっても、プーリ18の各嵌合溝18a毎にこのSMAワイヤを設けるようにすれば、SMAワイヤが絡まってその伸縮が適切に行われないようになることを抑制することができる。
(5) The
なお、本実施形態はこれを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、それぞれ縦ブレード5の左方向および右方向への揺動を左右のSMAワイヤ17a〜17dの通電加熱による収縮でそれぞれ行うようにしていたが、左右のいずれかに対する縦ブレード5の揺動のみをSMAワイヤの収縮力で行い、もう一方に対する揺動はばねの弾性反発力で行うようにブレード駆動装置を構成することもできる。
In addition, this embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ピニオンギア8を縦ブレード5の揺動軸4に一体に固定するようにしていたが、ギア等の動力伝達機構を用いてピニオンギア8と縦ブレード5の揺動軸4とを同期回動可能に駆動連結するようにしても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、細線状に形成された形状記憶合金であるSMAワイヤ17a〜17dを用いて縦ブレード5を揺動させていたが、これに代えてコイル状等の他の形状に形成された形状記憶合金を用いて縦ブレード5を揺動させるようにすることもできる。要は、通電加熱により収縮する形状記憶合金を用い、その形状記憶合金の収縮に応じてブレードが揺動されるように形状記憶合金とブレードとを駆動連結する構成とされていれば、低騒音でのブレード駆動が可能なスイングレジスタのブレード駆動装置を具現化することができる。
In the above-described embodiment, the
・通電加熱による形状回復で十分に大きい収縮量および収縮力を発生可能な形状記憶合金であれば、チタン・ニッケル系以外の形状記憶合金をブレードの駆動源として採用するようにしても良い。 As long as it is a shape memory alloy that can generate a sufficiently large shrinkage amount and shrinkage force by shape recovery by energization heating, a shape memory alloy other than a titanium / nickel-based alloy may be employed as a blade drive source.
・上記実施形態では、複数のSMAワイヤ17a〜17dをプーリ18に形成された嵌合溝18aにそれぞれ重ならないよう配設するようにしたが、これはSMAワイヤ17a〜17dが絡まるおそれのない場合には、SMAワイヤ17a〜17dの配設態様は適宜変更可能である。なお、SMAワイヤが絡まるおそれのない場合とは、例えば複数のSMAワイヤを配設する必要ない場合や、各SMAワイヤが異なるプーリを経由して配設されている場合等である。
In the above embodiment, the plurality of
・上記実施形態では、SMAワイヤ17a〜17dを各プーリ18において略90度で曲げて配設することしたが、SMAワイヤ17a〜17dの配設スペースを十分に確保することができる場合には、90度以下の角度で曲げて配設してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、SMAワイヤ17a〜17d及びラックギア13をケース11内に収容して配設することとしたが、これを露出した状態でスイングレジスタ1内に配設する構成を採用することもできる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、SMAワイヤ17a〜17dがラック15との連結部においてラックギア13の往復動方向と平行に配置されることとしたが、ラック15を縦ブレード5の揺動に必要分変位させることができるならば、同往復動方向に対し斜めとなるようSMAワイヤを設けることもできる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ラックギア13がラック15により弾性部材16を介して支持されることとしたが、ラックギア13とラック15が一体的に形成される構造を採用することもできる。
In the above embodiment, the
・往復動を回動運動へと変換する運動変換機構としては、上述したラック&ピニオン方式以外にも、例えば既知のすべり子クランク機構等を利用することもできる。
・本発明に係るスイングレジスタの駆動装置は、横ブレードを上下方向へのスイング動作させるための装置として実現することもできる。
As a motion conversion mechanism that converts the reciprocating motion into a rotational motion, for example, a known slider crank mechanism can be used in addition to the rack and pinion system described above.
The drive device for the swing register according to the present invention can be realized as a device for swinging the horizontal blade in the vertical direction.
1…スイングレジスタ、4…揺動軸、8…ピニオンギア、10…駆動装置、11…ケース、12…開口、13…ラックギア、18…プーリ、18a…嵌合溝。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
通電加熱により伸縮する形状記憶合金が連結されるとともに、この形状記憶合金の伸縮を通じて往復動する往復動部材と、回動することにより前記ブレードを揺動させる揺動軸と、前記往復動部材の往復動を前記ブレードの揺動軸を回動させる回動運動へと変換する運動変換機構とを備える
ことを特徴とするスイングレジスタの駆動装置。 A swing register drive device that changes the air blowing direction from the duct outlet by swinging a blade provided at the outlet portion of the duct serving as an air-conditioning ventilation path,
A shape memory alloy that expands and contracts by energization heating is connected, a reciprocating member that reciprocates through expansion and contraction of the shape memory alloy, a swing shaft that swings the blade by rotating, and a reciprocating member of the reciprocating member. A swing register drive device comprising: a motion conversion mechanism that converts a reciprocating motion into a rotational motion that rotates the swing shaft of the blade.
前記ブレードの揺動軸と同期回動可能に連結されたピニオンギアと、一対の前記形状記憶合金が連結されるとともに、同ピニオンギアと噛合して往復動するラックギアとを備え、
同ラックギアの往復動が前記ピニオンギアによって回動運動に変換されて前記揺動軸へ伝達される
ことを特徴とするスイングレジスタの駆動装置。 In the swing register drive device according to claim 1,
A pinion gear connected to the swing shaft of the blade so as to be able to rotate synchronously, a pair of the shape memory alloy, and a rack gear that meshes with the pinion gear and reciprocates.
A swing register driving device, wherein the reciprocating motion of the rack gear is converted into a rotational motion by the pinion gear and transmitted to the swing shaft.
前記形状記憶合金は、前記ラックギア又は前記ラックギアと一体で往復動する部材との連結部において前記ラックギアの往復動方向と平行に配置されてなる
ことを特徴とするスイングレジスタの駆動装置。 In the swing register drive device according to claim 2,
The shape memory alloy is arranged in parallel with the reciprocating direction of the rack gear at a connecting portion with the rack gear or a member that reciprocates integrally with the rack gear.
前記ラックギア及び前記形状記憶合金はケース内に収容され、前記ラックギアと前記ピニオンギアとが噛合可能となるように前記ケースの一部が開口している
ことを特徴とするスイングレジスタの駆動装置。 In the swing register drive device according to claim 2 or 3,
The rack gear and the shape memory alloy are accommodated in a case, and a part of the case is opened so that the rack gear and the pinion gear can be engaged with each other.
前記形状記憶合金は、プーリに巻き付けられて配置されるとともに、前記プーリに巻き付けられた部分において略90度に曲げられてなる
ことを特徴とするスイングレジスタの駆動装置。 In the swing register drive device according to any one of claims 1 to 4,
The shape memory alloy is disposed by being wound around a pulley, and is bent at approximately 90 degrees at a portion wound around the pulley.
前記プーリには、各々の軸方向において等しい位置に設定された嵌合溝が複数形成されてなり、前記形状記憶合金は同じ軸方向位置における前記嵌合溝に沿う態様でそれぞれのプーリに対し巻き付けられてなる
ことを特徴とするスイングレジスタの駆動装置。 In the swing register drive device according to claim 5,
The pulley is formed with a plurality of fitting grooves set at equal positions in each axial direction, and the shape memory alloy is wound around each pulley in a manner along the fitting groove at the same axial position. A swing register drive device characterized by being made.
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2006
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