JP4768572B2 - モータアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、エアコンや温風暖房器などの吹き出し口で駆動されるルーバなどを駆動するための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体に支持された状態にルーバが配置され、かかるルーバについては、ステッピングモータおよび回転軸により回転駆動してその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）。
特開平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、例えば、アーム（第１の被駆動部材）の先端部でルーバ（第２の被駆動部材）を回転可能に支持し、この状態で第１の駆動装置でアームを移動させるとともに、アームに搭載した第２の駆動装置でルーバを駆動する構成が考えられる。

しかしながら、アーム自身に第２の駆動装置を搭載すると、アームが大型化してしまい、装置全体の小型化を図ることができないという問題点がある。また、アームが大型化すると、アームに十分な移動範囲を確保できないという問題点がある。また、アーム自身に第２の駆動装置を搭載すると、アームが重くなってしまい、第１の駆動装置に加わる負荷が大きくなる。その結果、第１の駆動装置に大型のモータを用いなけばならないという問題点がある。

このような問題点は、ルーバ装置に限らず、第１の被駆動部材に対して第２の被駆動部材を搭載したモータアクチュエータ全般に関わる問題点でもある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、第１の被駆動部材に対して第２の被駆動部材を搭載したモータアクチュエータにおいて、第１の被駆動部材にモータを搭載しなくても第１の被駆動部材上で第２の被駆動部材を駆動可能にすることにより、第１の被駆動部材の小型・軽量化を図ることができる構成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、支持体と、該支持体に搭載された第１のモータ、および該第１のモータにより第１の回転中心軸線周りに回転駆動される駆動用回転部材を備えた第１の駆動装置と、第１の被駆動部材と、前記駆動用回転部材と前記第１の被駆動部材とを回転自在に連結しており、前記第１の回転中心軸線から離間した位置で前記駆動用回転部材上に構成されている回転自在部と、前記第１の被駆動部材上に前記回転自在部から離間した第２の回転中心軸線周りに回転可能に配置された第２の被駆動部材と、前記第２の被駆動部材に前記第２の回転中心軸線周りの回転動作を行わせるための第２のモータが前記支持体に搭載された第２の駆動装置とを有し、当該第２の駆動装置において、前記第２のモータの回転出力は、前記第１の回転中心軸線と同軸状に支持された歯車からなる第２の動力伝達用回転部材を経由した後、前記第１の被駆動部材に対して前記回転自在部と同軸状に支持された歯車からなる第１の動力伝達用回転部材を経由して前記第２の被駆動部材に伝達され、前記第１の被駆動部材に対しては、前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するリンク−カム機構が構成され、前記支持体には、前記第１の被駆動部材の前記回転自在部から離間した位置に形成された凸部と係合して前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するカム溝が前記第１の回転中心軸線から側方にずれた位置に形成され、前記駆動用回転部材、前記回転自在部、前記第１の被駆動部材の前記凸部、および前記カム溝が前記リンク−カム機構を構成していることを特徴とする。

また、本発明の別の形態に係るモータアクチュエータでは、支持体と、該支持体に搭載された第１のモータ、および該第１のモータにより第１の回転中心軸線周りに回転駆動される駆動用回転部材を備えた第１の駆動装置と、第１の被駆動部材と、前記駆動用回転部材と前記第１の被駆動部材とを回転自在に連結しており、前記第１の回転中心軸線から離間した位置で前記駆動用回転部材上に構成されている回転自在部と、前記第１の被駆動部材上に前記回転自在部から離間した第２の回転中心軸線周りに回転可能に配置された第２の被駆動部材と、前記第２の被駆動部材に前記第２の回転中心軸線周りの回転動作を行わせるための第２のモータが前記支持体に搭載された第２の駆動装置とを有し、当該第２の駆動装置において、前記第２のモータの回転出力は、前記第１の回転中心軸線と同軸状に支持されたローラからなる第２の動力伝達用回転部材を経由した後、前記第１の被駆動部材に対して前記回転自在部と同軸状に支持されたローラからなる第１の動力伝達用回転部材を経由して前記第２の被駆動部材に伝達され、前記第１の被駆動部材に対しては、前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するリンク−カム機構が構成され、前記支持体には、前記第１の被駆動部材の前記回転自在部から離間した位置に形成された凸部と係合して前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するカム溝が前記第１の回転中心軸線から側方にずれた位置に形成され、前記駆動用回転部材、前記回転自在部、前記第１の被駆動部材の前記凸部、および前記カム溝が前記リンク−カム機構を構成していることを特徴とする。

本発明によれば、第２のモータについては、第１の被駆動部材上に搭載しなくても、前記支持体あるいは前記駆動用回転部材に搭載した場合において第１の被駆動部材がいずれの位置に移動した状態であっても、第２のモータの回転出力を第２の被駆動部材に伝達でき、第２の被駆動部材を駆動することができる。それ故、第１の被駆動部材に第２のモータを搭載しなくてもよい分、第１の被駆動部材の小型・軽量化を図ることができる。

また、本発明によれば、回転自在部が、駆動用回転部材上にあって駆動用回転部材とともに移動するが、支持体上に搭載された第２のモータは、駆動用回転部材がいずれの回転位置にあっても、第２の動力伝達用回転部材を駆動でき、この第２の動力伝達用回転部材を介して第１の動力伝達用回転部材を駆動することができる。それ故、第２のモータを回転駆動部材上に搭載する必要がない。従って、駆動用回転部材の軽量化を図ることができるので、第１のモータとして小型のものを用いることができる。

さらに、本発明では、第１の被駆動部材に複雑な動きを行わせることができる。

本発明において、前記第２のモータは、前記駆動用回転部材に対して前記第１の被駆動部材とは反対側に位置している構成を採用することができる。

本発明において、前記カム溝は、前記支持体に対して互いに並列して２条形成され、当該２条のカム溝は、前記第１の被駆動部材の異なる位置から突出した２つの凸部の各々と係合していることが好ましい。このように構成すると、第１の駆動部材を確実に支持することができる。

本発明において、前記第２の駆動装置は、前記第２のモータから前記第２の被駆動部材への動力伝達機構に一方向クラッチを含んでいることが好ましい。このように構成すると、第２の被駆動部材を駆動して他の部材と干渉させることにより、その原点位置を設定する場合でも、第２の被駆動部材が他の部材と干渉する方向への伝達を遮断できる。それ故、第２の被駆動部材が他の部材と干渉する際に大きな衝撃音が発生しない。

本発明において、前記第２の駆動装置は、前記第２のモータから前記第２の被駆動部材への動力伝達機構にトルクリミッタを含んでいることが好ましい。このように構成すると、第２の被駆動部材が拘束されて移動できない場合には、第２のモータから前記第２の被駆動部材への動力伝達機構での動力の伝達を遮断できるので、動力伝達機構の損傷を防止することができる。

本発明に係るモータアクチュエータにおいて、第２の被駆動部材は、第１の駆動装置によって回転自在部を介して駆動される第１の被駆動部材上で第２の回転中心軸線を中心に第２の駆動装置で駆動されるが、第２のモータの回転出力は、回転自在部と同軸状に支持された歯車あるいはローラからなる第１の動力伝達用回転部材を経由して第２の被駆動部材に伝達される。このため、第２のモータについては、第１の被駆動部材上に搭載しなくても、前記支持体に搭載した場合において第１の被駆動部材がいずれの位置に移動した状態であっても、第２のモータの回転出力を第２の被駆動部材に伝達でき、第２の被駆動部材を駆動することができる。それ故、第１の被駆動部材に第２のモータを搭載しなくてもよい分、第１の被駆動部材の小型・軽量化を図ることができる。

また、本発明に係るモータアクチュエータにおいて、支持体上に搭載された第２のモータは、駆動用回転部材がいずれの回転位置にあっても、第２の動力伝達用回転部材を駆動でき、この第２の動力伝達用回転部材を介して第１の動力伝達用回転部材を駆動することができる。それ故、第２のモータを回転駆動部材上に搭載する必要がない。従って、駆動用回転部材の軽量化を図ることができるので、第１のモータとして小型のものを用いることができる。

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ルーバ装置に搭載した例を説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るルーバ装置の斜視図および平面図である。図１（ａ）、（ｂ）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の長手方向の複数箇所でルーバ２を支持する複数のアーム２１、２３とを有している。複数のアーム２１２、３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の下面に形成された連結板３１、３３を支軸４１、４３を介して回転可能に支持している。

（モータアクチュエータの構成）
図２は、本発明を適用したルーバ装置の一方側端部に位置するアーム周辺を抜き出して示す平面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したルーバ装置の一方側端部に位置するアームに対して構成されたモータアクチュエータを図１（ｂ）の矢印Ａ１で示す方からみたときの説明図、およびを図１（ｂ）の矢印Ａ２で示す方からみたときの説明図である。図４は、本発明を適用したルーバ装置に用いたモータアクチュエータにおいて第１の駆動装置のリンク−カム機構の構成などを示す説明図である。

図２において、本形態のルーバ装置１の一方側端部では、ケース部材５１、５２からなるケースと、ケースの内部に配置された地板５３とによって支持体５が構成され、この支持体５には、以下に説明するモータアクチュエータ１０が搭載されている。

まず、ケース部材５１の外側には、第１の駆動装置６０の第１のモータ６１（ステッピングモータ）が出力軸をケース内に向けて固定されているとともに、第１のモータ６１に隣接する位置には、第２の駆動装置７０の第２のモータ７１（ステッピングモータ）が出力軸をケース内に向けて固定されている。

図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）に示すように、第１の駆動装置６０は、第１のモータ６１と、第１のモータ６１の出力軸に連結されたピニオンを含めて４枚の歯車を備えた輪列６３からなる減速機構と、この輪列６３の最終に位置する歯車に噛み合う大径歯車６５（駆動用回転部材）とを有している。ここで、輪列６３を構成する複数の歯車のうち、歯車６３３は、支軸３に固着されている。

大径歯車６５においてその回転中心軸６５０（第１の回転中心軸）から離れた位置には、回転自在部８１が構成され、この回転自在部８１を介して、アーム２１（第１の被駆動部材）の基端側が大径歯車６５に連結されている。回転自在部８１は、軸部および軸孔とから構成されており、回転自在部８１において、アーム２１と大径歯車６５とは回転自在である。

本形態では、ケース部材５２には、大径歯車６５の回転中心軸６５０から側方にずれた位置を中心とする略円弧状のカム溝５２１が形成されており、このカム溝５２１には、アーム２１の基端部から突出した軸部２１１（凸部）が嵌っている。このため、カム溝５２１、大径歯車６５、およびアーム２１の軸部２１１は、図４を参照して説明するリンク−カム機構１１を構成している。

図３（ａ）、（ｂ）において、アーム２１は、それに沿った形状のカバー２１０内に配置されており、このカバー２１０は、アーム２１と一体に後述する動きを行う。

本形態において、第２の駆動装置７０は、第２のモータ７１と、第２のモータ７１の出力軸に連結されたピニオンを含めて１１枚の歯車を備えた輪列７３からなる減速機構とを有している。この輪列７３の最終に位置する歯車は、回転自在部８１から離間した位置でルーバ２に連結された支軸４１に固着されており、支軸４１は、ルーバ２の回転中心軸８２（第２の回転中心軸）として機能する。

このように構成した第２の駆動装置７０において、第２のモータ７０は、ケース部材５１（支持体５）に搭載されている。また、輪列７３を構成する複数の歯車のうち、歯車７３１（第１の動力伝達用回転部材）は、アーム２１と大径歯車６５とを回転自在に連結する回転自在部８１に用いた軸部に対して回転自在に支持され、歯車７３１は回転自在部８１に対して同軸状に配置されている。

さらに、輪列７３を構成する複数の歯車のうち、歯車７３１よりも前段に位置する歯車７３２（第２の動力伝達用回転部材）は、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して回転自在に支持され、歯車７３２は、大径歯車６５の回転中心軸６５０と同軸状に配置されている。輪列７３を構成する他の歯車は、アーム２１に搭載されている。

ここで、第２のモータ７１は、大径歯車６５に対してアーム２１とは反対側に位置し、かつ、輪列７３は、その途中から大径歯車６５に対して第２のモータ７１とは反対側に位置している。

（他のアーム周辺の構成）
図４は、本発明を適用したルーバ装置の他方側端部に配置されたアームを図１（ｂ）の矢印Ｄ２で示す方向からみたときの説明図である。

図５に示すように、ルーバ装置１の他方側端部に配置されたアーム２３には、モータアクチュエータは構成されていないが、アーム２１に追従して、アーム２３を移動させる機構が構成されている。すなわち、アーム２３に対しては、ベース板２５１および地板２５２が構成されており、大径歯車２６５においてその回転中心から離れた位置には、回転自在部２８１が構成され、この回転自在部２８１を介して、アーム２３の基端側が大径歯車２６５に連結されている。ここで、回転自在部２８１は、軸部および軸孔とから構成されており、回転自在部２８１において、アーム２３と大径歯車２６５とは回転自在である。また、ベース板２５１には、大径歯車２６５の回転中心から側方にずれた位置を中心とする略円弧状のカム溝２５５が形成されており、このカム溝２５５には、アーム２３の基端部から突出した軸部２３１（凸部）が嵌っている。このため、カム溝２５５、大径歯車２６５、およびアーム２３の軸部２３１は、図４を参照して説明した第１の駆動装置６０のリンク−カム機構１１と同様なリンク−カム機構１１２を構成している。なお、ルーバ装置１の他方側端部に配置されたアーム２３には、第２の駆動装置が構成されていないが、ルーバ装置１の一方側端部で第２の駆動装置７０によりルーバ２が駆動された際、アーム２３の先端部でも支軸４３周りにルーバ２が回転する。

（動作）
図４において、本形態のルーバ装置１では、第１の駆動装置６０の第１のモータ６１が回転すると、大径歯車６５が回転する。ここで、大径歯車６５は、カム溝５２１、およびアーム２１の軸部２１１とともに、回転自在部８１を関節とするリンク−カム機構１１を構成しており、大径歯車６５の回転中心軸６５０と回転自在部８１との距離が常に一定であり、かつ、カム溝５２１内に位置するアーム２１の軸部２１１とアーム２１の先端部に構成された回転中心軸８２の位置との距離も常に一定である。このため、大径歯車６５が回転して、回転自在部８１の位置が変化すると、カム溝５２１内のアーム２１の軸部２１１の位置、およびアーム２１の先端部に構成された回転中心軸８２の位置も変化する。従って、アーム２１の先端部に支持されたルーバ２の位置が変化することになる。

このようにして、アーム２１の姿勢を変化させてルーバ２の位置を変化させながら、第２のモータ６１を動作させると、第２のモータ７１の回転出力は、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して同軸状に配置された歯車７３２を経由して伝達された後、回転自在部８１に対して同軸状に配置された歯車７３１を経由して、アーム２の先端部に伝達される。従って、ルーバ２は、回転中心軸８２（支軸４１）周りに自転することになる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態において、ルーバ２は、第１の駆動装置６０で回転自在部８１を中心に回転駆動されるアーム２１上で回転中心軸８２（支軸４１）を中心に第２の駆動装置７０で駆動されるが、第２のモータ７１の回転出力は、アーム２１と大径歯車６５とを回転自在に連結する回転自在部８１に対して同軸状に配置された歯車７３１を経由してアーム２１の先端部に伝達される。従って、第２のモータ７１については、アーム２１に搭載しなくても、アーム２１がいずれの位置に移動した状態および移動中でもルーバ２を駆動することができる。それ故、アーム２１に第２のモータ７１を搭載しなくてもよい分、アーム２１の小型・軽量化を図ることができる。

また、本形態では、回転自在部８１が大径歯車６５上にあるため、アーム２１が第１の駆動装置６０によって駆動される際、回転自在部８１も大径歯車６５とともに移動する。また、第２のモータ７１は支持体５に搭載されている。このような構成でも、本形態では、第２のモータ７１の回転出力は、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して同軸状に配置された歯車７３２を経由して伝達された後、回転自在部８１に対して同軸状に配置された歯車７３１を経由してアーム２１の先端部に伝達される。従って、第２のモータ７１を支持体５に搭載した場合でも、大径歯車６５およびアーム２１が移動中であっても、ルーバ２を駆動することができる。それ故、大径歯車６５に第２のモータ７１を搭載しなくてもよい分、大径歯車６５についても軽量化を図ることができるので、第１の駆動装置６０に用いた第１のモータ６１として小型のものを用いることができる。

また、本形態において、第１の駆動装置６０では、カム溝５２１、大径歯車６５、およびアーム２１の軸部２１１は、回転自在部８１を関節とするリンク−カム機構１１を構成しているため、第１のモータ６１による駆動だけで、アーム２１に複雑な動作を行わせることができる。

なお、本形態において、歯車７３１は、大径歯車６５に支持されていたが、アーム２１側に支持されている構成を採用してもよい。

［実施の形態２］
（全体構成）
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るルーバ装置を一方側端部からみた側面図、およびルーバ装置の一方側端部をルーバ側からみた正面図である。図７（ａ）、（ｂ）は各々、図６（ｂ）のＤ−Ｄ断面図、および図７（ａ）のｄ−ｄ断面図である。図８（ａ）、（ｂ）は各々、図６（ｂ）のＥ−Ｅ断面図、および図８（ａ）のＵ−Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｚ−ａ−ｂ断面図である。図９（ａ）、（ｂ）は各々、図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、および図９（ａ）のＮ−Ｐ−Ｑ−Ｒ−Ｓ−Ｔ断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）は各々、図６（ｂ）のＡ−Ａ断面図、および図１０（ａ）のＦ−Ｇ−Ｈ−Ｊ−Ｋ−Ｌ断面図である。なお、本形態のルーバ装置の全体構成などは、実施の形態１と略同様であるため、モータアクチュエータの構成を中心に説明する。また、以下の説明において、実施の形態１と共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。

図６（ａ）、（ｂ）において、本形態のルーバ装置１の一方側端部では、４つのケース部材５５、５６、５７、５８からなるケースと、ケース部材５７、５８の間に配置された地板５９とによって支持体５が構成され、この支持体５には、以下に説明するモータアクチュエータ１０が搭載されている。

まず、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース部材５５には、第１の駆動装置６０の第１のモータ６１（ステッピングモータ）が出力軸をケース内に向けて固定されているとともに、第１のモータ６１に隣接する位置には、第２の駆動装置７０の第２のモータ７１（ステッピングモータ）が出力軸をケース内に向けて固定されている。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース部材５６とケース部材５７との間には、第１のモータ６１の出力軸に連結されたピニオンから回転出力が伝達される４枚の歯車が配置されているとともに、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース部材５７とケース部材５８との間に向けてケース部材５７を貫通してきた歯車６３４には、計４枚の歯車が順に配置され、第１の駆動装置６０の輪列６３（減速機構）が構成されている。輪列６３において、最終に位置する歯車には大径歯車６５（駆動用回転部材）が噛合している。ここで、輪列６３を構成する複数の歯車のうち、歯車６３３は支軸３に固定されている。

大径歯車６５は、その回転中心軸６５０から一方側に向けて開口部６５１を備えた矩形枠状の連結部６５２が延びており、連結部６５２の先端側では垂直板部６５３が起立している。また、垂直板部６５３の上端部分からは開口部６５１を部分的に覆う水平板部６５４が形成されている。

連結部６５２の先端側は回転自在部８１を構成しており、図１０（ａ）に示すように、回転自在部８１を介して、アーム２１（第１の被駆動部材）の基端側が大径歯車６５に連結されている。すなわち、回転自在部８１では、垂直板部６５３の外周面が半円弧状になっている一方、アーム２１の基端側には、垂直板部６５３が内側に挿入された円形凹部を備えた連結部２１５が形成されており、回転自在部８１において、垂直板部６５３の外周面とアーム２１の円形凹部の内周面とが摺動することにより、アーム２１の連結部２１５と大径歯車６５の連結部６５２とは回転自在に連結されている。

本形態では、図６（ｂ）に示すケース部材５８の内面には、実施の形態１と同様、大径歯車６５の回転中心軸６５０から側方にずれた位置を中心とする略円弧状のカム溝（図示せず）が２条、形成されており、これらのカム溝には、アーム２１の基端部から突出した２本の軸部２１１（凸部）が各々、嵌っている。このため、カム溝、大径歯車６５、およびアーム２１の軸部２１１、および回転自在部８１は、図４を参照して説明したリンク−カム機構１１を構成している。

図１０（ａ）、（ｂ）において、アーム２１は、２枚のカバー部材２１６、２１７を貼り合せることにより構成されており、その内側には、第２の駆動装置７０の輪列７３の後段側を構成する計６枚の歯車が配置されている。また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース部材５６とケース部材５７との間には、第２のモータ７１に連結されたピニオンから回転出力が伝達される計４枚の歯車が配置されており、これらの歯車も輪列７３に含まれている。ここで、ケース部材５６とケース部材５７との間に配置された４枚の歯車のうち、最終段の歯車７３３は、ケース部材５７を貫通する２段の歯車７３２の下端側に形成されており、この２段の歯車７３２は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース部材５７とケース部材５８との間にも歯車７３４を備えている。

歯車７３４は、大径歯車６５の上面部６５６と底板部６５７との間に回転可能に支持された歯車７３５と噛み合い、この歯車７３５は、大径歯車６５の底板部６５７と水平板部６５４との間に保持された支軸に回転可能に支持された歯車７３１に噛み合い、この歯車７３１は、アーム２１の内側に配置された歯車のうち、最も初段の歯車に噛合している。

ここで、輪列７３の最終に位置する歯車は、回転自在部８１から離間した位置でルーバに連結された支軸７１に固着されており、支軸４１は、ルーバ２の回転中心軸８２（第２の回転中心軸）として機能する。

このように構成した輪列７３において、歯車７３１（第１の動力伝達用回転部材）を支持する支軸７３８は、アーム２１と大径歯車６５とを回転自在に連結する回転自在部８１の中心に位置しており、歯車７３１は回転自在部８１に対して同軸状に配置されている。

さらに、輪列７３を構成する複数の歯車のうち、２段の歯車７３２（第２の動力伝達用回転部材）は、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して回転自在に支持され、歯車７３２は、大径歯車６５の回転中心軸６５０と同軸状に配置されている。

このように構成したモータアクチュエータを備えたルーバ装置１では、第１の駆動装置６０の第１のモータ６１が回転すると、大径歯車６５が回転する。ここで、大径歯車６５は、図４を参照して説明したように、カム溝５２１、軸部２１１、および回転自在部８１とともにリンク−カム機構１１を構成しており、大径歯車６５の回転中心軸６５０と回転自在部８１との距離が常に一定である。また、カム溝５２１内に位置するアーム２１の軸部２１１とアーム２１の先端部に構成された回転中心軸８２の位置との距離も常に一定である。このため、大径歯車６５が回転して、回転自在部８１の位置が変化すると、カム溝５２１内のアーム２１の軸部２１１の位置、およびアーム２１の先端部に構成された回転中心軸８２の位置が変化する。従って、アーム２１の先端部に支持されたルーバ２の位置が変化する。

このようにして、アーム２１の姿勢を変化させてルーバ２の位置を変化させながら、第２のモータ６１を動作させると、第２のモータ７１の回転出力は、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して同軸状に配置された歯車７３２を経由して伝達された後、アーム２１と大径歯車６５とを回転自在に連結する回転自在部８１に対して同軸状に配置された歯車７３１を経由して、アーム２の先端部に伝達される。従って、ルーバ２は、回転中心軸８２（支軸４１）周りに自転することになる。

このように本形態においても、実施の形態１と同様、ルーバ２は、アーム２１上で回転中心軸８２（支軸４１）を中心に第２の駆動装置７０で駆動されるが、第２のモータ７１の回転出力は、アーム２１と大径歯車６５とを回転自在に連結する回転自在部８１に対して同軸状に配置された歯車７３１を経由してアーム２１の先端部に伝達される。従って、第２のモータ７１については、アーム２１に搭載しなくても、アーム２１がいずれの位置に移動した状態および移動中でもルーバ２を駆動することができる。それ故、アーム２１に第２のモータ７１を搭載しなくてもよい分、アーム２１の小型・軽量化を図ることができる。

また、回転自在部８１が大径歯車６５上にあるため、アーム２１が第１の駆動装置６０によって駆動される際、回転自在部８１も大径歯車６５とともに移動する。また、第２のモータ７１は支持体５に搭載されている。このような構成でも、本形態では、第２のモータ７１の回転出力は、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して同軸状に配置された歯車７３２を経由して伝達された後、回転自在部８１に対して同軸状に配置された歯車７３１を経由してアーム２１の先端部に伝達される。従って、第２のモータ７１を支持体５に搭載した場合でも、大径歯車６５およびアーム２１が移動中であっても、ルーバ２を駆動することができる。それ故、大径歯車６５に第２のモータ７１を搭載しなくてもよい分、大径歯車６５についても軽量化を図ることができるので、第１の駆動装置６０に用いた第１のモータ６１として小型のものを用いることができる。

また、本形態において、第１の駆動装置６０では、カム溝５２１、大径歯車６５、およびアーム２１の軸部２１１は、回転自在部８１を関節とするリンク−カム機構１１を構成しているため、第１のモータ６１による駆動だけで、アーム２１に複雑な動作を行わせることができる。

なお、本形態において、歯車７３１は、大径歯車６５に支持されていたが、アーム２１側に支持されている構成を採用してもよい。

［実施の形態２への付加機構］
（原点位置検出対策）
図１１は、本発明の実施の形態２に係るルーバ装置に付加した一方向クラッチ機構、トルクリミッタおよびブレーキ機構の説明図である。

本形態では、第２のモータ７１としてステッピングモータを用いているため、ルーバ装置１の運転開始時には、第２のモータ７１に対して、所定のステップ数だけ動作させて原点位置を設定する必要がある。本形態では、ルーバ２を下方に回転させて、ルーバ２がアーム２１の下端部あるいは支持体５の下端部に当接してその動きが規制されたタイミングを原点位置とする。但し、このような動作を行うと、第２のモータ７１に対して、所定のステップ数分の動作が完了するまで、ルーバ２がアーム２の下端部あるいは支持体５の下端部への衝突を繰り返すので、大きな音が発生する。

そこで、本形態では、図８（ａ）、（ｂ）に示す第２の駆動装置７０の輪列７３のうち、第２のモータ７１の出力軸に固着されたピニオンと噛み合う歯車を、一方向クラッチを内蔵した複合歯車９１として構成してある。より具体的には、図１１（ａ）に示すように、複合歯車９１は、第１の歯車９１ａと第２の歯車９１ｇとを備えており、下側においてピニオンと噛み合う第１の歯車９１ａは、歯部が形成された円盤部９１ｂの上面に対して、支軸が嵌る小径の円筒部９１ｃが形成されているとともに、この円筒部９１ｃの外側にはスリット９１ｄを備えた大径の円筒部９１ｅが同軸状に形成されている。これに対して、上側の第２の歯車９１ｇは、歯部を備えた円盤部９１ｈの下面に、第１の歯車９１ａの小径の円筒部９１ｃが嵌る円筒部９１ｉが形成されており、この円筒部９１ｉにはコイルバネ９１ｘが装着されている。従って、第２の歯車９１ｇの円筒部９１ｉをコイルバネ９１ｘとともに、第１の歯車９１ａの円筒部９１ｃ、９１ｅの間に挿入する際、コイルバネ９１ｘの一端９１ｙをスリット９１ｄ内に挿入しておけば、一方向クラッチが構成される。

すなわち、第１の歯車９１ａがコイルバネ９１ｘを締める方向に回転した場合、第１の歯車９１ａの回転は第２の歯車９１ｇに伝達される。また、第１の歯車９１ａがコイルバネ９１ｘを緩める方向に回転したときでも、第２の歯車９１ｇに大きなトルクが加わっていない場合には、第１の歯車９１ａの回転は第２の歯車９１ｇに伝達されるが、第２の歯車９１ｇに大きなトルクが加わっている場合に第１の歯車９１ａがコイルバネ９１ｘを緩める方向に回転したときには、第１の歯車９１ａは空回りする。

それ故、原点位置を検出する際、ルーバ２がアーム２１の下端部あるいは支持体５の下端部に当接して第２の歯車９１ｇに大きなトルクが印加された場合には、第１の歯車９１ａは空回りし、第１の歯車９１ａの回転が第２の歯車９１ｇに伝達されないので、原点位置を検出する際、ルーバ２がアーム２１の下端部あるいは支持体５の下端部に当接しても大きな音が発生しない。

（風圧に起因する振動対策）
本形態では、第２の駆動装置７０には、複数の歯車によって輪列７３が構成されており、各歯車間にバックラッシュが存在する。従って、エアコンから風を吹き出した際、ルーバ２が振動し、異音が発生するおそれがある。そこで、本形態では、図１０（ａ）、（ｂ）に示す第２の駆動装置７０の輪列７３の最終段で支軸４１に固定される歯車９２には、図１１（ｂ）に示す第１のブレーキ機構が構成されている。すなわち、歯車９２は、外側の円筒部９２ａの外周面に歯部が形成されている一方、円筒部９２ａの内側には、円筒部９２ａより小径の円筒部９２ｂが形成されている。内側の円筒部９２ｂには、軸線方向に延びた複数のスリット９２ａが形成されており、円筒部９２ｂは複数枚に分割されている。ここで、円筒部９２ｂは、カバー部材２１６に形成された筒部２１８に被さるように嵌って歯車９２を回転可能とする。その際、円筒部９２ｂの周りにコイルバネ９２ｅを装着しておく。

従って、歯車９２が筒部２１８に支持された状態で回転する際、筒部２１８の外周面と円筒部９２ｂの内周面との間に大きな摩擦力が発生するため、歯車９２にはブレーキがかかった状態にある。それ故、エアコンから風を吹き出した際、ルーバ２が風圧を受けても支軸４１および歯車９２が振動しないので、異音が発生しない。

（輪列７３の損傷対策）
本形態において、図８（ａ）、（ｂ）および図１０（ａ）、（ｂ）に示す第２の駆動装置７０の輪列７３に用いられている歯車は樹脂製である。従って、エアコンの利用者がルーバ２に触れてルーバ２を介して輪列７３に過大な力が加わったときに輪列７３を構成する歯車が損傷するおそれがある。そこで、輪列７３には図１１（ｃ）を参照して説明するトルクリミッタが構成されている。

すなわち、図１０（ａ）、（ｂ）において、輪列７３の最終段の歯車９２に対して一つ手前の歯車９３には、ローラピン９３ａを利用したトルクリミッタが構成されている。このようなトルクリミッタを構成するにあたって、本形態では、図１１（ｃ）に示すように、まず、歯車９３は、第１の歯車９３ｂと第２の歯車９３ｈとを備えている。第１の歯車９３ｂには、最終段の歯車９２と噛み合う歯部を備えた円盤部９３ｃと、円盤部９３ｃから下方に延びた円筒部９３ｄが形成されており、円筒部９３ｄにはローラピン９３ａが保持される複数の溝９３ｅが等角度間隔に形成されている。これに対して、第２の歯車９３ｇは、歯部が形成された円盤部９３ｈと、円盤部９３ｈから上方に突出する円筒部９３ｉとを備えており、円筒部９３ｉの外周面には、ローラピン９３ａが部分的に嵌る複数の溝９３ｊが等角度間隔に形成されている。

ここで、溝９３ｅの数とローラピン９３ａの数は等しいのに対して、溝９３ｊの数は、溝９３ｅおよびローラピン９３ａの数の２倍である。例えば、溝９３ｅおよびローラピン９３ａの数は３であるのに対して、溝９３ｊの数は１２である。そこで、溝９３ｊの３つおきにローラピン９３ａを挿入するとともに、ローラピン９３ａを溝９３ｅの各々に装着した状態で、円筒部９３ｄを円筒部９３ｉに被さるように嵌める。その際、円筒部９３ｄの周りにはコイルバネ９３ｍを装着する。その結果、ローラピン９３ａにおいて、溝９３ｅから外側にはみ出した部分をコイルバネ９３ｍが押圧し、ローラピン９３ａは、溝９３ｅに保持された状態で溝９３ｊに付勢される。

従って、歯車９３では、第１の歯車９３ｂに大きなトルクが加わっていないときには、第２の歯車９３ｇの回転がローラピン９３ｂを介して伝達される。これに対して、フラップ２が利用者に保持されて、その力が支軸４１、歯車９２を介して第１の歯車９３ｂに加わり、第１の歯車９３ｂに大きなトルクが加わっているときには、第２の歯車９３ｇが回転しても、ローラピン９３ｂは、コイルバネ９３ｍの付勢力に抗して、それまで保持されていた溝９３ｊから隣接する溝９３ｊに移るだけで、第１の歯車９３ｂには第２の歯車９３ｇの回転が伝達されない。それ故、フラップ２に加わっている力は、歯車９３によって吸収されるので、輪列７３を構成する歯車に過大な力が加わらず、輪列７３に樹脂製の歯車を用いても歯車が損傷することがない。

（アーム２１およびフラップ２の自重対策）
本形態において、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、円弧状のカム溝５２１、大径歯車６５、およびアーム２１の軸部２１１によってリンク−カム機構１１を構成しており、アーム２１およびフラップ２の移動は、カム溝５２１によって規制される。このような構成を採用した場合、軸部２１１がカム溝５２１に沿って上昇する際には、フラップ２およびアーム２１の自重に抗する方向の動きであるため、アーム２１は、第１のモータ６０の回転出力に応じて変位するが、軸部２１１がカム溝５２１に沿って下降しようとした際、フラップ２およびアーム２１の自重によって、アーム２１は、第１のモータ６０の回転よりも先にフラップ２およびアーム２１が変位することがある。

そこで、本形態では、図９（ａ）、（ｂ）に示す第１の駆動装置６０の輪列６３には第２のブレーキ機構が付与されている。具体的には、支軸３に固定された歯車６３３とケース部材５８との間には、図１１（ｄ）を参照して説明するブレーキ機構９４が構成されている。このようなブレーキ機構９４を構成するにあたって、ケース部材５８において、歯車６３３の円筒部６３３ａが挿入される部分は、円筒部９４ａになっており、この円筒部９４ａには、軸線方向に延びる複数のスリット９４ｂが等角度間隔に形成されている。また、円筒部９４ａの周りにはコイルバネ９４ｃが装着されている。

このため、歯車６３３が円筒部９４ａに挿入された状態で回転する際、歯車６３３の円筒部６３３ａの外周面とケース部材５８の円筒部９４ａとの間に大きな摩擦力が発生する。それ故、本形態のように、円弧状のカム溝５２１を利用したリンク−カム機構１１によってアーム２１およびフラップ２の移動軌跡を規定した場合において、軸部２１１がカム溝５２１に沿って下降しようとした際でも、フラップ２およびアーム２１の自重によって、アーム２１が第１のモータ６０の回転よりも先行して動くことがなく、第１のモータ６０の回転より、フラップ２およびアーム２１の移動を制御することができる。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態１では、リンク−カム機構１１を構成するにあたって、１条のカム溝５２１を用いたが、実施の形態２のように、支持体５に対して、２条のカム溝を並列して形成し、アーム２１から突出した軸部を２条のカム溝の各々に係合させてもよい。このように構成すると、アーム２１を確実に支持することができる。

また、上記形態では、第２の駆動装置７０では、動力の伝達に輪列７３を構成したが、タイミングベルト機構を採用してもよい。このような場合、第２の駆動装置７０には、アーム２１と大径歯車６５とを回転自在に連結する回転自在部８１に用いた軸部に対して同軸状にローラ（第１の動力伝達用回転部材）を設け、大径歯車６５の回転中心軸６５０に対して同軸状にローラ（第２の動力伝達用回転部材）を設ければよい。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るルーバ装置の斜視図および平面図である。 図１に示すルーバ装置の一方側端部に位置するアーム周辺を抜き出して示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１に示すルーバ装置の一方側端部に位置するアームに対して構成されたモータアクチュエータを図１（ｂ）の矢印Ａ１で示す方からみたときの説明図、およびを図１（ｂ）の矢印Ａ２で示す方からみたときの説明図である。 図１に示すルーバ装置に用いたモータアクチュエータにおいて第１の駆動装置のリンク−カム機構の構成を示す説明図である。 図１に示すルーバ装置の他方側端部に配置されたアームを図１（ｂ）の矢印Ｄ２で示す方向からみたときの説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るルーバ装置を一方側端部からみた側面図、およびルーバ装置の一方側端部をルーバ側からみた正面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、Ｄ−Ｄ断面図、およびｄ−ｄ断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、Ｅ−Ｅ断面図、およびＵ−Ｖ−Ｗ−Ｘ−Ｚ−ａ−ｂ断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、Ｂ−Ｂ断面図、およびＮ−Ｐ−Ｑ−Ｒ−Ｓ−Ｔ断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、Ａ−Ａ断面図、およびＦ−Ｇ−Ｈ−Ｊ−Ｋ−Ｌ断面図である。 本発明の実施の形態２に係るルーバ装置に付加した一方向クラッチ機構、トルクリミッタおよびブレーキ機構の説明図である。

符号の説明

１ ルーバ装置
２ ルーバ（第２の被駆動部材）
１０ モータアクチュエータ
１１ リンク−カム機構
２１ アーム（第１の被駆動部材）
６０ 第１の駆動装置
７０ 第２の駆動装置
７１ 第２のモータ
８１ 回転自在部
８２ 第２の回転中心軸
６５０ 第１の回転中心軸
７３１ 歯車（第１の動力伝達用回転部材）
７３２ 歯車（第２の動力伝達用回転部材）

Claims (6)

1. 支持体と、
   該支持体に搭載された第１のモータ、および該第１のモータにより第１の回転中心軸線周りに回転駆動される駆動用回転部材を備えた第１の駆動装置と、
   第１の被駆動部材と、
   前記駆動用回転部材と前記第１の被駆動部材とを回転自在に連結しており、前記第１の回転中心軸線から離間した位置で前記駆動用回転部材上に構成されている回転自在部と、
   前記第１の被駆動部材上に前記回転自在部から離間した第２の回転中心軸線周りに回転可能に配置された第２の被駆動部材と、
   前記第２の被駆動部材に前記第２の回転中心軸線周りの回転動作を行わせるための第２のモータが前記支持体に搭載された第２の駆動装置とを有し、
   当該第２の駆動装置において、前記第２のモータの回転出力は、前記第１の回転中心軸線と同軸状に支持された歯車からなる第２の動力伝達用回転部材を経由した後、前記第１の被駆動部材に対して前記回転自在部と同軸状に支持された歯車からなる第１の動力伝達用回転部材を経由して前記第２の被駆動部材に伝達され、
   前記第１の被駆動部材に対しては、前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するリンク−カム機構が構成され、
   前記支持体には、前記第１の被駆動部材の前記回転自在部から離間した位置に形成された凸部と係合して前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するカム溝が前記第１の回転中心軸線から側方にずれた位置に形成され、
   前記駆動用回転部材、前記回転自在部、前記第１の被駆動部材の前記凸部、および前記カム溝が前記リンク−カム機構を構成していることを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 支持体と、
   該支持体に搭載された第１のモータ、および該第１のモータにより第１の回転中心軸線周りに回転駆動される駆動用回転部材を備えた第１の駆動装置と、
   第１の被駆動部材と、
   前記駆動用回転部材と前記第１の被駆動部材とを回転自在に連結しており、前記第１の回転中心軸線から離間した位置で前記駆動用回転部材上に構成されている回転自在部と、
   前記第１の被駆動部材上に前記回転自在部から離間した第２の回転中心軸線周りに回転可能に配置された第２の被駆動部材と、
   前記第２の被駆動部材に前記第２の回転中心軸線周りの回転動作を行わせるための第２のモータが前記支持体に搭載された第２の駆動装置とを有し、
   当該第２の駆動装置において、前記第２のモータの回転出力は、前記第１の回転中心軸線と同軸状に支持されたローラからなる第２の動力伝達用回転部材を経由した後、前記第１の被駆動部材に対して前記回転自在部と同軸状に支持されたローラからなる第１の動力伝達用回転部材を経由して前記第２の被駆動部材に伝達され、
   前記第１の被駆動部材に対しては、前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するリンク−カム機構が構成され、
   前記支持体には、前記第１の被駆動部材の前記回転自在部から離間した位置に形成された凸部と係合して前記駆動用回転部材が回転した時の前記第１の被駆動部材の移動軌跡を規定するカム溝が前記第１の回転中心軸線から側方にずれた位置に形成され、
   前記駆動用回転部材、前記回転自在部、前記第１の被駆動部材の前記凸部、および前記カム溝が前記リンク−カム機構を構成していることを特徴とするモータアクチュエータ。
3. 請求項１または２において、
   前記第２のモータは、前記駆動用回転部材に対して前記第１の被駆動部材とは反対側に位置していることを特徴とするモータアクチュエータ。
4. 請求項１または２において、
   前記カム溝は、前記支持体に対して互いに並列して２条形成され、
   当該２条のカム溝は、前記第１の被駆動部材の異なる位置から突出した２つの凸部の各々と係合していることを特徴とするモータアクチェエータ。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
   前記第２の駆動装置は、前記第２のモータから前記第２の被駆動部材への動力伝達機構に一方向クラッチを含んでいることを特徴とするモータアクチェエータ。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記第２の駆動装置は、前記第２のモータから前記第２の被駆動部材への動力伝達機構にトルクリミッタを含んでいることを特徴とするモータアクチェエータ。

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