JP2019043299A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組付性を向上することができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】内部に送風通路３が形成されたケース５と、ケース５に収容され送風通路３を交差する方向にスライドするスライドドア７と、スライドドア７にスライド方向に沿って設けられたラックギヤ９と、ケース５に設けられた孔部１１に端部１３がスライドドア７のスライド方向と直交する方向に向けて挿入されケース５に回転自在に軸支されたシャフト１５と、このシャフト１５に設けられラックギヤ９と噛み合うピニオンギヤ１７とを備えた車両用空調装置１において、ピニオンギヤ１７に、他の歯１９より回転方向の歯幅が異なる少なくとも１つの目印歯２１を設け、ラックギヤ９の目印歯２１と噛み合う回転方向の両側に位置する一対の対向歯２３，２３に、孔部１１へのシャフト１５の端部１３の挿入方向に向けて延設され目印歯２１と係合可能なガイド溝２５を設けた。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用される車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置としては、内部に送風通路が形成されたケースと、このケースに収容され送風通路を交差する方向にスライドするスライドドアと、このスライドドアにスライド方向に沿って設けられたラックギヤと、ケースに設けられた孔部に端部がスライドドアのスライド方向と直交する方向に向けて挿入されケースに回転自在に軸支されたシャフトと、このシャフトに設けられラックギヤと噛み合うピニオンギヤとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用空調装置では、ピニオンギヤに、他の歯より回転方向の歯幅が異なる厚歯が設けられ、この厚歯を、ラックギヤの最も外側に位置する歯に当接させることによって、ラックギヤとピニオンギヤとの噛み合い位置を規定している。

このような車両用空調装置では、ラックギヤとピニオンギヤとの噛み合い位置が規定された状態で、シャフトの端部をケースの孔部に挿入することによって、シャフトがケースに回転自在に軸支される。

特開２０１３−１９９２０９号公報

しかしながら、上記特許文献１のような車両用空調装置では、シャフトの端部をケースの孔部に挿入する際に、ピニオンギヤの厚歯とラックギヤの最も外側に位置する歯との当接を保持しつつ、シャフトをケースに組付ける必要があり、組付性が低下していた。

そこで、この発明は、組付性を向上することができる車両用空調装置の提供を目的としている。

請求項１記載の発明は、内部に送風通路が形成されたケースと、このケースに収容され前記送風通路を交差する方向にスライドするスライドドアと、このスライドドアにスライド方向に沿って設けられたラックギヤと、前記ケースに設けられた孔部に端部が前記スライドドアのスライド方向と直交する方向に向けて挿入され前記ケースに回転自在に軸支されたシャフトと、このシャフトに設けられ前記ラックギヤと噛み合うピニオンギヤとを備えた車両用空調装置であって、前記ピニオンギヤには、他の歯より回転方向の歯幅が異なる少なくとも１つの目印歯が設けられ、前記ラックギヤの前記目印歯と噛み合う回転方向の両側に位置する一対の対向歯には、前記孔部への前記シャフトの端部の挿入方向に向けて延設され前記目印歯と係合可能なガイド溝が設けられていることを特徴とする。

この車両用空調装置では、ラックギヤの目印歯と噛み合う回転方向の両側に位置する一対の対向歯に、孔部へのシャフトの端部の挿入方向に向けて延設され目印歯と係合可能なガイド溝が設けられているので、目印歯とガイド溝とを係合させた状態で、シャフトの端部をケースの孔部に挿入することができる。

従って、このような車両用空調装置では、目印歯とガイド溝との係合により、ラックギヤとピニオンギヤとの噛み合い位置を保持したまま、シャフトをケースに組付けることができ、組付性を向上することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用空調装置であって、前記目印歯の回転方向の歯幅は、前記ピニオンギヤの他の歯間の1.5ピッチに設定されていることを特徴とする。

この車両用空調装置では、目印歯の回転方向の歯幅が、ピニオンギヤの他の歯間の1.5ピッチに設定されているので、ピニオンギヤの複数の歯のうち１つの歯を回転方向に広げたり、ラックギヤの複数の歯のうち１つの歯を抜かすことで、容易に目印歯と一対の対向歯とを設けることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の車両用空調装置であって、前記ガイド溝は、前記スライドドアの端面まで延設されていることを特徴とする。

この車両用空調装置では、ガイド溝が、スライドドアの端面まで延設されているので、ラックギヤがスライドドアの端面から離れている場合であっても、スライドドアの端面から目印歯とガイド溝とを係合させることができ、さらに組付性を向上することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、前記ラックギヤと前記ピニオンギヤとは、前記スライドドアと前記シャフトとに複数設けられ、前記ガイド溝は、複数の前記ラックギヤを連結して設けられていることを特徴とする。

この車両用空調装置では、ガイド溝が、複数のラックギヤを連結して設けられているので、複数のラックギヤ間に目印歯が位置している場合であっても、目印歯とガイド溝とを係合させることができ、さらに組付性を向上することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、前記ガイド溝は、延設方向にわたって同一の幅に設定されていることを特徴とする。

この車両用空調装置では、ガイド溝が、延設方向にわたって同一の幅に設定されているので、目印歯と回転方向に隣り合う歯とガイド溝とが干渉することがなく、ガイド溝の延設方向にわたって目印歯とガイド溝とを安定して係合させることができ、孔部へのシャフトの端部の挿入を安定化することができる。

本発明によれば、組付性を向上することができる車両用空調装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用空調装置のシャフトをケースに組付けるときの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る車両用空調装置のラックギヤにピニオンギヤを噛み合わせたときの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る車両用空調装置のラックギヤにピニオンギヤを噛み合わせたときの側面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用空調装置のシャフトの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る車両用空調装置のスライドドアの斜視図である。

図１〜図６を用いて本発明の実施の形態に係る車両用空調装置について説明する。

本実施の形態に係る車両用空調装置１は、内部に送風通路３が形成されたケース５と、このケース５に収容され送風通路３を交差する方向にスライドするスライドドア７と、このスライドドア７にスライド方向に沿って設けられたラックギヤ９と、ケース５に設けられた孔部１１に端部１３がスライドドア７のスライド方向と直交する方向に向けて挿入されケース５に回転自在に軸支されたシャフト１５と、このシャフト１５に設けられラックギヤ９と噛み合うピニオンギヤ１７とを備えている。

また、ピニオンギヤ１７には、他の歯１９より回転方向の歯幅が異なる少なくとも１つの目印歯２１が設けられている。

そして、ラックギヤ９の目印歯２１と噛み合う回転方向の両側に位置する一対の対向歯２３，２３には、孔部１１へのシャフト１５の端部１３の挿入方向に向けて延設され目印歯２１と係合可能なガイド溝２５が設けられている。

また、目印歯２１の回転方向の歯幅は、ピニオンギヤ１７の他の歯１９間の1.5ピッチに設定されている。

さらに、ガイド溝２５は、スライドドア７の端面まで延設されている。

また、ラックギヤ９とピニオンギヤ１７とは、スライドドア７とシャフト１５とに複数設けられ、ガイド溝２５は、複数のラックギヤ９を連結して設けられている。

さらに、ガイド溝２５は、延設方向にわたって同一の幅に設定されている。

図１に示すように、車両用空調装置１は、ケース５と、エバポレータ２７と、ヒータコア２９と、スライドドア７などから構成されている。

ケース５は、送風機（不図示）の下流側に配置され、内部に送風機からの送風空気が流れる送風通路３が設けられている。

この送風通路３を流通する送風空気は、デフ吹出口３１と、ベント吹出口３３と、フット吹出口３５とに導かれ、車室内に向けて流れる。

デフ吹出口３１は、車両の窓ガラスを指向する流通路（不図示）に接続され、ケース５の内部に開閉可能に設けられたデフドア３７によって流量などが調整される。

ベント吹出口３３は、車室内の上部空間、すなわち乗員の上半身側を指向する流通路（不図示）に接続され、ケース５の内部に開閉可能に設けられたベントフットドア３９によって流量などが調整される。

フット吹出口３５は、車室内の下部空間、すなわち乗員の下半身側を指向する流通路（不図示）に接続され、開閉可能に設けられたベントフットドア３９によって流量などが調整される。

エバポレータ２７は、ケース５内の送風通路３における送風空気流れの最上流側に配置されている。

このエバポレータ２７は、送風機から流れる送風空気を全て冷却して冷風とさせる。

ヒータコア２９は、ケース５内の送風通路３における送風空気流れのエバポレータ２７の下流側で下方に配置されている。

このヒータコア２９は、エバポレータ２７を通過し、下方に分岐した冷風を暖めて温風とさせる。

このようなエバポレータ２７やヒータコア２９が配置された送風通路３は、冷風バイパス通路４１と、冷風通路４３と、温風通路４５と、ミックス通路４７とを備えている。

冷風バイパス通路４１は、送風通路３において、エバポレータ２７の送風空気流れの下流側に送風空気流れに沿って設けられ、エバポレータ２７を通過し、ヒータコア２９をバイパス、すなわちヒータコア２９を通過しない冷風が流れる流通路となっている。

冷風通路４３は、送風通路３において、エバポレータ２７の送風空気流れの下流側で、ヒータコア２９に向けて送風空気流れに沿って設けられ、エバポレータ２７を通過し、ヒータコア２９を通過しようとする冷風が流れる流通路となっている。

温風通路４５は、送風通路３において、ヒータコア２９の送風空気流れの下流側に上方に向けて設けられ、ヒータコア２９を通過した温風が流れる流通路となっている。

ミックス通路４７は、送風通路３において、冷風バイパス通路４１と温風通路４５との送風空気流れの下流側に設けられ、冷風バイパス通路４１を流れた冷風と、温風通路４５を流れた温風とが合流して混合される流通路となっている。

このミックス通路４７で混合された冷風と温風とは、所定温度に調整された調整風となり、デフ吹出口３１と、ベント吹出口３３と、フット吹出口３５とを選択的に流れる。

このようなミックス通路４７に流れる冷風と温風とは、冷風バイパス通路４１と冷風通路４３とに跨って配置され、送風空気の流れ方向と交差する方向、すなわち送風空気を遮蔽する方向にスライドするスライドドア７によって混合率が調整される。

以下、図１〜図６を用いて車両用空調装置１におけるスライドドア７近傍の詳細な構成について説明する。

図１〜図６に示すように、スライドドア７は、断面円弧状の板状に形成され、幅方向の両側面に複数（ここでは片側の側面にスライド方向の両端に２つ設けられ全体として４つ）のスライド突起４９が設けられている。

このスライドドア７は、ケース５の冷風バイパス通路４１と冷風通路４３とに跨ってスライドドア７のスライド軌跡に沿って設けられたスライド溝５１（片側のみ図示）に、複数のスライド突起４９が係合され、スライドドア７のスライドが案内される。

このようなスライドドア７の一面には、ラックギヤ９が設けられている。

ラックギヤ９は、スライドドア７の一面に、スライドドア７のスライド方向の両端にわたって設けられた複数の歯５３からなり、スライドドア７の幅方向に複数列（ここでは２列）が並列に配置されている。

このラックギヤ９は、シャフト１５に設けられたピニオンギヤ１７と噛み合い、シャフト１５の回転によりスライドドア７をスライドさせる。

シャフト１５は、それぞれの端部１３，１３を、ケース５に設けられた孔部１１（片側のみ図示）に、スライドドア７のスライド方向と直交する方向（ここではスライドドア７の幅方向）に挿入することによって、ケース５に回転自在に軸支される。

このシャフト１５は、いずれか一方の端部１３側にリンク機構（不図示）を介して電動モータなどの駆動源（不図示）に接続され、駆動源の作動によって回転される。

このようなシャフト１５には、ピニオンギヤ１７が一体回転可能に設けられている。

ピニオンギヤ１７は、シャフト１５と一体回転可能にシャフト１５と一体的に設けられ、ラックギヤ９と噛み合い可能に周方向に設けられた複数の歯１９からなり、シャフト１５のラックギヤ９と対応する位置に複数（ここでは２つ）配置されている。

このピニオンギヤ１７は、シャフト１５の端部１３をケース５の孔部１１に挿入し、シャフト１５をケース５に組付けることにより、スライドドア７のラックギヤ９と噛み合う。

このようなピニオンギヤ１７は、シャフト１５の回転により回転し、ラックギヤ９との噛み合いにより、所望温度の調整風となるように、スライドドア７を冷風バイパス通路４１と冷風通路４３との間でスライドさせる。

このような車両用空調装置１において、ラックギヤ９とピニオンギヤ１７との噛み合い位置を規定するために、ピニオンギヤ１７には目印歯２１が設けられ、ラックギヤ９には一対の対向歯２３，２３が設けられている。

目印歯２１は、ピニオンギヤ１７を構成する複数の歯１９のうち少なくとも１つを、回転方向の歯幅を他の歯１９より広くすることによって形成されている。

この目印歯２１は、複数のピニオンギヤ１７にそれぞれ設けられ、複数のピニオンギヤ１７をシャフト１５の端部１３からシャフト１５の軸方向に見たときに、それぞれの目印歯２１が、重なり合うようにピニオンギヤ１７の回転方向の同一位置に位置するように配置されている。

このような目印歯２１は、ラックギヤ９とピニオンギヤ１７とが噛み合うときに、ラックギヤ９に設けられた一対の対向歯２３，２３間に噛み合う。

一対の対向歯２３，２３は、ラックギヤ９を構成する複数の歯５３のうち目印歯２１に噛み合う回転方向の両側に位置する歯５３，５３間の回転方向の幅を、他の歯５３，５３間の回転方向の幅より広くすることによって形成されている。

この一対の対向歯２３，２３は、複数のラックギヤ９にそれぞれ設けられ、複数のラックギヤ９をスライドドア７の側面からスライドドア７の幅方向に見たときに、それぞれの一対の対向歯２３，２３が、重なり合うようにラックギヤ９の同一位置に位置するように配置されている。

このような目印歯２１を一対の対向歯２３，２３間に位置させることにより、スライドドア７に対してシャフト１５が傾斜し、ラックギヤ９の配列方向に対してピニオンギヤ１７が傾斜して配置されることがなく、ラックギヤ９とピニオンギヤ１７との噛み合い位置を規定することができる。

このような目印歯２１の回転方向の歯幅は、ピニオンギヤ１７の他の歯１９，１９間の1.5ピッチに設定されている。

このように目印歯２１の歯幅を設定することにより、ピニオンギヤ１７に目印歯２１を形成させる際に、複数の歯１９のうち１つの歯１９の回転方向の歯幅を回転方向に広がるように潰すことによって容易に設けることができ、ピニオンギヤ１７の大幅な設計変更を伴うことがない。

これに対して、一対の対向歯２３，２３は、ラックギヤ９に形成される際に、複数の歯５３のうち目印歯２１と噛み合う部分の歯５３を抜かすことで容易に設けることができ、ラックギヤ９の大幅な設計変更を伴うことがない。

このようにラックギヤ９とピニオンギヤ１７との噛み合い位置を規定する目印歯２１と一対の対向歯２３，２３とは、シャフト１５をケース５に組付ける、すなわちシャフト１５の端部１３をケース５の孔部１１に挿入する際に、噛み合わされる。

この孔部１１に対するシャフト１５の端部１３の挿入方向は、シャフト１５の回転方向と直交する方向、すなわちシャフト１５の軸方向となっている。

このため、ケース５にシャフト１５を組付ける際には、目印歯２１と一対の対向歯２３，２３との噛み合い位置を保持するために、シャフト１５の回転を規制しつつ、シャフト１５の端部１３をケース５の孔部１１に挿入しなければならなかった。

そこで、ケース５にシャフト１５を組付ける際に、目印歯２１と一対の対向歯２３，２３との噛み合い位置を保持するために、一対の対向歯２３，２３には、ガイド溝２５が設けられている。

ガイド溝２５は、一対の対向歯２３，２３の幅方向の端面から孔部１１へのシャフト１５の端部１３の挿入方向（ここではスライドドア７の幅方向）に向けて延設された一対のリブ５５，５５間に設けられている。

このガイド溝２５は、目印歯２１と係合可能な幅を有しており、ピニオンギヤ１７がラックギヤ９上に位置していない場合であっても、すなわちケース５へのシャフト１５の組付過程であっても、目印歯２１と噛み合うことができる。

このようなガイド溝２５を設けることにより、ケース５にシャフト１５を組付ける際に、目印歯２１をガイド溝２５に噛み合わせ、目印歯２１とガイド溝２５とを係合させつつ、ガイド溝２５に沿ってシャフト１５の端部１３をケース５の孔部１１に挿入することができる。

このとき、目印歯２１がガイド溝２５と係合しているので、シャフト１５が回転することがなく、目印歯２１と一対の対向歯２３，２３との噛み合い位置が保持されたまま、目印歯２１を一対の対向歯２３，２３間に向けて移動させることができる。

このようにガイド溝２５を設けることにより、ラックギヤ９とピニオンギヤ１７との噛み合い位置を保持しつつ、ケース５にシャフト１５を組付けることができ、組付性を向上することができる。

このようなガイド溝２５は、スライドドア７の幅方向の端面まで延設されている。すなわち、ガイド溝２５を構成する一対のリブ５５，５５は、スライドドア７の幅方向の端面まで延設されている。

このようにガイド溝２５をスライドドア７の端面まで延設することにより、目印歯２１をスライドドア７の端面側で一対の対向歯２３，２３間に配置させることができ、さらに組付性を向上することができる。

加えて、ガイド溝２５は、複数のラックギヤ９を連結して設けられている。すなわち、ガイド溝２５を構成する一対のリブ５５，５５は、複数のラックギヤ９を連結して設けられている。

このようにガイド溝２５を複数のラックギヤ９を連結して設けることにより、ピニオンギヤ１７が複数のラックギヤ９間に位置されている場合であっても、目印歯２１をガイド溝２５に係合させることで、目印歯２１を複数のラックギヤ９間で一対の対向歯２３，２３間に配置させることができ、さらに組付性を向上することができる。

ここで、ガイド溝２５は、延設方向にわたって同一の幅に設定されている。すなわち、ガイド溝２５を構成する一対のリブ５５，５５は、延設方向に向けて平行に配置されている。

例えば、目印歯２１のガイド溝２５への挿入性を向上させるために、ガイド溝２５のスライドドア７の端面に位置する開口をテーパ面を有するように広げることが考えられる。

しかしながら、この場合、目印歯２１のみがピニオンギヤ１７に設けられている場合には有効であるが、目印歯２１の回転方向の隣には他の歯１９が位置しており、他の歯１９がガイド溝２５の開口の端部に干渉してしまい、目印歯２１をガイド溝２５に挿入することができない。

そこで、ガイド溝２５を延設方向にわたって同一の幅に設定することにより、ガイド溝２５とピニオンギヤ１７の他の歯１９とが干渉することがなく、目印歯２１を一対の対向歯２３，２３間に安定して配置させることができる。

このような車両用空調装置１では、ラックギヤ９の目印歯２１と噛み合う回転方向の両側に位置する一対の対向歯２３，２３に、孔部１１へのシャフト１５の端部１３の挿入方向に向けて延設され目印歯２１と係合可能なガイド溝２５が設けられているので、目印歯２１とガイド溝２５とを係合させた状態で、シャフト１５の端部１３をケース５の孔部１１に挿入することができる。

従って、このような車両用空調装置１では、目印歯２１とガイド溝２５との係合により、ラックギヤ９とピニオンギヤ１７との噛み合い位置を保持したまま、シャフト１５をケース５に組付けることができ、組付性を向上することができる。

また、目印歯２１の回転方向の歯幅は、ピニオンギヤ１７の他の歯１９間の1.5ピッチに設定されているので、ピニオンギヤ１７の複数の歯１９のうち１つの歯１９を回転方向に広げたり、ラックギヤ９の複数の歯５３のうち１つの歯５３を抜かすことで、容易に目印歯２１と一対の対向歯２３，２３とを設けることができる。

さらに、ガイド溝２５は、スライドドア７の端面まで延設されているので、ラックギヤ９がスライドドア７の端面から離れている場合であっても、スライドドア７の端面から目印歯２１とガイド溝２５とを係合させることができ、さらに組付性を向上することができる。

また、ガイド溝２５は、複数のラックギヤ９を連結して設けられているので、複数のラックギヤ９間に目印歯２１が位置している場合であっても、目印歯２１とガイド溝２５とを係合させることができ、さらに組付性を向上することができる。

さらに、ガイド溝２５は、延設方向にわたって同一の幅に設定されているので、目印歯２１と回転方向に隣り合う歯１９とガイド溝２５とが干渉することがなく、ガイド溝２５の延設方向にわたって目印歯２１とガイド溝２５とを安定して係合させることができ、孔部１１へのシャフト１５の端部１３の挿入を安定化することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置では、ピニオンギヤに目印歯が１つ設けられているが、これに限らず、ピニオンギヤに目印歯を２つ以上設け、ラックギヤの目印歯と対応する位置に一対の対向歯を２箇所以上設けてもよい。

この場合には、ラックギヤの一対の対向歯が設けられた部分にガイド溝を設けることにより、目印歯とガイド溝とを係合することができる。

また、ラックギヤとピニオンギヤとは、それぞれ２つ設けられているが、これに限らず、ラックギヤとピニオンギヤとを１つ、或いは３つ以上設けてもよい。

１…車両用空調装置
３…送風通路
５…ケース
７…スライドドア
９…ラックギヤ
１１…孔部
１３…端部
１５…シャフト
１７…ピニオンギヤ
１９…歯
２１…目印歯
２３…対向歯
２５…ガイド溝

Claims (5)

1. 内部に送風通路（３）が形成されたケース（５）と、このケース（５）に収容され前記送風通路（３）を交差する方向にスライドするスライドドア（７）と、このスライドドア（７）にスライド方向に沿って設けられたラックギヤ（９）と、前記ケース（５）に設けられた孔部（１１）に端部（１３）が前記スライドドア（７）のスライド方向と直交する方向に向けて挿入され前記ケース（５）に回転自在に軸支されたシャフト（１５）と、このシャフト（１５）に設けられ前記ラックギヤ（９）と噛み合うピニオンギヤ（１７）とを備えた車両用空調装置（１）であって、
   前記ピニオンギヤ（１７）には、他の歯（１９）より回転方向の歯幅が異なる少なくとも１つの目印歯（２１）が設けられ、
   前記ラックギヤ（９）の前記目印歯（２１）と噛み合う回転方向の両側に位置する一対の対向歯（２３，２３）には、前記孔部（１１）への前記シャフト（１５）の端部（１３）の挿入方向に向けて延設され前記目印歯（２１）と係合可能なガイド溝（２５）が設けられていることを特徴とする車両用空調装置（１）。
2. 請求項１記載の車両用空調装置（１）であって、
   前記目印歯（２１）の回転方向の歯幅は、前記ピニオンギヤ（１７）の他の歯（１９）間の1.5ピッチに設定されていることを特徴とする車両用空調装置（１）。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置（１）であって、
   前記ガイド溝（２５）は、前記スライドドア（７）の端面まで延設されていることを特徴とする車両用空調装置（１）。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用空調装置（１）であって、
   前記ラックギヤ（９）と前記ピニオンギヤ（１７）とは、前記スライドドア（７）と前記シャフト（１５）とに複数設けられ、
   前記ガイド溝（２５）は、複数の前記ラックギヤ（９）を連結して設けられていることを特徴とする車両用空調装置（１）。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用空調装置（１）であって、
   前記ガイド溝（２５）は、延設方向にわたって同一の幅に設定されていることを特徴とする車両用空調装置（１）。

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