JP6102476B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本開示は、空調機器に取り付け可能なアクチュエータに関する。

従来技術として、特許文献１に開示されたアクチュエータが知られている。特許文献１に記載のアクチュエータはモータを備え、更にモータにより駆動される小径減速ギア、および小径減速ギアと噛み合い小径減速ギアにより駆動される大径減速ギアを備える。大径減速ギアはリンクを介してＤＥＦドア、ＦＡＣＥドア、およびＦＯＯＴドア等の各種ドアを駆動することにより、空調機器より車室内へ吹き出す空気量を調整する。大径減速ギアには、大径減速ギアの回転を検出するセンサが同軸に設置される。

特開２０１１−１４２７５５号公報

空調機器には一般的に、上記各種ドアの他にも、例えばヒータコアを通過する空気量を調整するために複数のエアミックスドア（ＡＭドア）が備えられる。このように上記各種ドアおよび複数のＡＭドアを備える空調機器には、それぞれを独立して操作するために複数のモータが必要となる。従来、これら複数のモータをそれぞれ収容する複数のアクチュエータが、空調機器に取り付けられていた。

ここで、複数のモータを単一のアクチュエータに集約することにより、上記各種ドアおよび複数のＡＭドアを独立して駆動する構成が考えられる。このような構成では装置全体を小型化でき、またアクチュエータの取り付け費用が低減できる。しかしながら複数のモータを単一のアクチュエータに集約した構成では、次のような課題がある。すなわち、アクチュエータを空調機器に取り付ける際に、複数のモータにより駆動される複数の軸を、上記各種ドアおよびＡＭドアにそれぞれ接続する必要が生じる。また機器の構成によっては、これら複数の軸の接続に加えて、上記各種ドアの回転位置を検出するセンサの軸を更に上記各種ドアに接続する必要が生じる。

このようにアクチュエータが複数の軸を有する構成では、複数の軸の位置にはバラツキが生じる。更にアクチュエータの複数の軸と空調機器の上記各種ドアおよび複数のＡＭドアとの相対位置にもバラツキが生じる。したがって、アクチュエータおよび空調機器の特定の個体の組み合わせにおいては、これらバラツキに起因して組付けが困難な場合が発生する。

本開示は、複数のモータにより駆動される複数の軸を備え、これら複数の軸を空調機器に対して容易に取り付けられるアクチュエータの提供を目的とする。

本開示に係るアクチュエータ（１）は、第１駆動対象（６６、６７、６８）と連動する第１入力部（６０）および第２駆動対象（７６）と連動する第２入力部（７０）を備える空調機器（５０）に対して取付け可能である。アクチュエータ（１）は、ケース（３）と、ケース（３）に収容される第１モータ（１１）および第２モータ（２１）と、を備える。アクチュエータ（１）は更に、ケース（３）に設置され、第１モータ（１１）に駆動されて回転し、第１入力部（６０）と連動可能である第１駆動軸（１０）を備える。アクチュエータ（１）は更に、ケース（３）に設置され、第２モータ（２１）に駆動されて回転し、第２入力部（７０）と連動可能である第２駆動軸（２０）を備える。アクチュエータ（１）は更に、ケース（３）に設置され、第１入力部（６０）と連動することにより回転可能な回転軸部材（４０、１４０）を備える。回転軸部材（４０、１４０）は、軸方向に突出する主ピン（４２）を備える。

第１駆動軸（１０）および第２駆動軸（２０）は第１入力部（６０）および第２入力部（７０）にそれぞれ接続されることによりケース（３）が空調機器（５０）に取り付けられる。この際に、主ピン（４２）は、第１入力部（６０）の主嵌合部（９２）に形成される主嵌合穴（９２ａ）に挿入されることにより主嵌合部（９２）に嵌合されて、主嵌合部（９２）に対する回転が制限される。更にこの際に、主ピン（４２）は、主嵌合部（９２）の内壁に対して第１クリアランス（１００）を形成することにより、回転軸部材（４０、１４０）および第１入力部（６０）の相対位置のずれを吸収する。

第１駆動軸（１０）および第１入力部（６０）の相対位置のずれと第２駆動軸（２０）および第２入力部（７０）の相対位置のずれに起因して、主ピン（４２）および主嵌合部（９２）の相対位置にずれが発生する。しかしこのような相対位置のずれは、第１クリアランス（１００）により吸収可能である。このため、ケース（３）が空調機器（５０）に取り付けられる際に、第１駆動軸（１０）および第２駆動軸（２０）を、第１入力部（６０）および第２入力部（７０）に対して、それぞれ容易に接続可能となる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

アクチュエータおよび空調機器が互いに組み付けられる前の状態を示す概略斜視図である。 アクチュエータおよび空調機器が互いに組み付けられる前の状態であり、図１のＩＩ−ＩＩに沿ったアクチュエータの断面を示す部分断面図である。 アクチュエータおよび空調機器が互いに組み付けられた状態であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩに沿ったアクチュエータの断面を示す部分断面図である。 アクチュエータの回転検出軸および図２のIＶ−IＶに沿って切断した空調機器の第１入力部の一部を示す概略斜視図である。 回転検出軸および第１入力部の一部の位置関係を例示する上面図である。 回転検出軸および第１入力部の一部が互いに組み付けられた状態の位置関係を示す上面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩに沿った部分断面図である。 空調機器を示す概略断面図である。 変形例に係る回転検出軸および第１入力部の一部を示す概略斜視図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（実施形態）
本開示に係るアクチュエータ１、およびアクチュエータ１が取り付けられる空調機器５０について図面を参照して説明する。空調機器５０は、例えば車両用エアコン、家庭用エアコン、または業務用エアコン等である。

まず空調機器５０について説明する。図１および図２に示すように、空調機器５０は、第１入力部６０、第２入力部７０、および第３入力部８０を備える。第１入力部６０、第２入力部７０、および第３入力部８０は、樹脂製のケース５１に設置され、それぞれ軸受により回転可能に支持される。図１および図２においては、アクチュエータ１および空調機器５０が互いに組み付けられる前の状態にある。この状態において、空調機器５０の第１入力部６０、第２入力部７０、および第３入力部８０は、回転方向に対して拘束されず、自由に回転可能である。

第１入力部６０は、樹脂により一体成形された第１減速ギア６２および第１入力軸６４により構成される。第１減速ギア６２は、外周に歯車を有する大径円盤状の回転体である。第１入力軸６４は円柱状であり第１減速ギア６２と同心円状に位置する。

第１減速ギア６２はカム溝６２ａを有し、カム溝６２ａには、リンク６３が相対移動可能に設置される。リンク６３には、ＤＥＦドア６６、ＦＡＣＥドア６７、およびＦＯＯＴドア６８が、連動可能に接続される。ＤＥＦドア６６、ＦＡＣＥドア６７、およびＦＯＯＴドア６８は、第１駆動対象に対応する。このように第１減速ギア６２は、カム溝６２ａおよびリンク６３を介して、ＤＥＦドア６６、ＦＡＣＥドア６７、およびＦＯＯＴドア６８に間接的に連結される。第１入力軸６４は、図示下方に、後述する主嵌合部９２および補助嵌合部９４（図２）を更に備える。

図１においては、カム溝６２ａおよびリンク６３を一つだけ例示しているが、第１駆動対象に応じて複数のカム溝が第１減速ギア６２に形成され、複数のリンクが複数のカム溝にそれぞれ設置されてもよい。

第２入力部７０は樹脂により円柱状に成形され、軸方向の端部（図示下方）にピン７２を備える。ピン７２は、この第２入力部７０の端部より図示下方に突出する。第２入力部７０の図示上方には、第１エアミックスドア（第１ＡＭドア）７６が図示しないリンク等により連動可能に接続される。第１ＡＭドア７６は、第２駆動対象に対応する。

第３入力部８０は樹脂により円筒状に成形され、第２入力部７０と同軸に配置される。第３入力部８０は、軸方向の端部（図示下方）の外周に第３入力部ギア８２を備える。第３入力部８０の図示上方には、第２エアミックスドア（第２ＡＭドア）８６が図示しないリンク等により連動可能に接続される。第２ＡＭドア８６は、第３駆動対象に対応する。これら空調機器５０の各種ドアについては、図８を参照して後述する。

図２に示すように、第２入力部７０の図示下方の端部およびピン７２は、第３入力部ギア８２より図示下方に位置する。第１入力軸６４の図示下方に位置する主嵌合部９２および補助嵌合部９４は、第１減速ギア６２とほぼ同軸に位置し、第１減速ギア６２より図示下方に突出する。

次に、空調機器５０に取り付けられるアクチュエータ１について図１および図２を参照して説明する。アクチュエータ１は、第１モータ１１、第２モータ２１、および第３モータ３１を樹脂製のケース３に収容して構成される。ケース３には、それぞれ軸受けにより回転可能に支持される第１駆動軸１０、第２駆動軸２０、および第３駆動軸３０が設置される。第１駆動軸１０、第２駆動軸２０、および第３駆動軸３０は、それぞれケース３より同軸に軸方向の一端側（図示上方）に向けて突出する。点線矢印で示すように、第１駆動軸１０、第２駆動軸２０、および第３駆動軸３０は、第１モータ１１、第２モータ２１、および第３モータ３１に対して、それぞれ図示しないウオームギア等の減速機構を介して接続される。

第１駆動軸１０は、軸方向の一端（図示上方）に、外周に歯車を有する第２減速ギア１２を同軸に備える。第２減速ギア１２は、空調機器５０の第１減速ギア６２より小径であり、第１減速ギア６２と噛み合い可能である。第２減速ギア１２の歯数は、第１減速ギア６２の歯数より少なく設定される。第２減速ギア１２が第１減速ギア６２に噛み合うことにより、第１駆動軸１０は第１入力部６０に接続される。

第２駆動軸２０は、軸方向の一端（図示上方）に、樹脂製の圧入部２２を備える。圧入部２２に空調機器５０の第２入力部７０のピン７２が圧入されることにより、第２駆動軸２０は第２入力部７０に接続される。第２駆動軸２０には、回転角度を検出するポテンショメータまたはロータリーエンコーダ等のセンサ２８（図２）が同軸に設置される。

第３駆動軸３０は、軸方向の一端（図示上方）に、第３駆動軸ギア３２を同軸に備える。第３駆動軸ギア３２に空調機器５０の第３入力部ギア８２が噛み合わされることにより、第３駆動軸３０は第３入力部８０に接続される。第３駆動軸３０には、回転角度を検出するポテンショメータまたはロータリーエンコーダ等のセンサ３８（図２）が同軸に設置される。

アクチュエータ１は更に、軸受けにより支持される回転検出軸４０を備える。回転検出軸４０はモータ等に接続されず、ケース３に対して自由に回転可能である。回転検出軸４０には、回転角度を検出するポテンショメータまたはロータリーエンコーダ等のセンサ４８（図２）が同軸に設置される。回転検出軸４０は、第１入力軸６４に嵌合することにより、第１入力部６０に接続される。

このように本開示に係るアクチュエータ１は、複数のモータ１１、２１、３１および回転検出軸４０を集約して構成される。その結果、第１駆動軸１０、第２駆動軸２０、第３駆動軸３０、および回転検出軸４０は、ケース３より、それぞれ同軸に軸方向の一端側（図示上方）に向けて突出する。

ケース３はコネクタ４および固定部３ａ，３ｂを備える。コネクタ４には複数の端子５ａが設置され、それぞれ上述したモータ１１、２１、３１およびセンサ２８、３８、４８に電気的に接続される。アクチュエータ１は、空調機器５０に取り付けられた後に、固定部３ａ，３ｂを介して、空調機器５０のケース５１にネジ４ａ、４ｂ（図３）で固定される。

次にアクチュエータ１が作業員によって空調機器５０のケース５１に取り付けられる手順の一例について説明する。この例における各駆動軸１０、２０、３０および回転検出軸４０と各入力部６０、７０、８０との組付けの順序は一例であり、空調機器５０およびアクチュエータ１の構成によっては順序が変わってもよい。また作業員による組付けの手際により、組付けの順序が変わってもよい。

まず図２に示すように、アクチュエータ１は空調機器５０のケース５１に対して、各駆動軸１０、２０、３０および回転検出軸４０と対応する各入力部６０、７０、８０が互いに対向するように、概ね位置決めされる。この状態で、アクチュエータ１は空調機器５０の機器に近づけられて取り付けが開始される。

まず第２入力部７０のピン７２が第２駆動軸２０の圧入部２２に圧入される。さらに、ケース５１に形成された回動規制用のピン５１１を、アクチュエータ１のケース３に形成したピン挿通孔３０１に挿通する。圧入部２２とピン５１１の２箇所によって、ケース５１とケース３とが位置決めされるようになる。

このピン５１１及びピン挿通孔３０１は、互いに遊嵌状態となる寸法に設定されている。ピン７２を圧入部２２に圧入させながら、ピン５１１とピン挿通孔３０１とを位置合わせしつつ、ケース５１とケース３を組み付けるのである。

これにより、アクチュエータ１と空調機器５０の基準位置が規定される。この圧入に伴い、回転検出軸４０を第１入力軸６４に接続する。具体的には、回転検出軸４０の主ピン４２を第１入力軸６４の主嵌合部９２に嵌合させる。この際、主ピン４２の回転位置を主嵌合部９２の回転位置に合わせるように、作業員が回転検出軸４０を手動で回転させてもよい。

主ピン４２の一部を主嵌合部９２に嵌合させた状態で、アクチュエータ１を空調機器５０に更に接近させ、第２減速ギア１２を第１減速ギア６２に噛み合わせる。この状態でアクチュエータ１を空調機器５０に更に接近させ、回転検出軸４０の補助ピン４４を第１入力軸６４の補助嵌合部９４に嵌合させる。この際も、補助ピン４４の回転位置を補助嵌合部９４の回転位置に合わせるよう、作業員が回転検出軸４０を手動で回転させてもよい。

アクチュエータ１を空調機器５０に更に接近させ、第３駆動軸ギア３２を第３入力部ギア８２に噛み合わせる。この段階で、アクチュエータ１の全ての駆動軸１０、２０、３０および回転検出軸４０は、空調機器５０の全ての入力部６０、７０、８０にそれぞれ接続される。最後にアクチュエータ１の固定部３ａ，３ｂのねじ穴を空調機器５０のケース５１の図示しないねじ穴に合わせ、アクチュエータ１をケース５１にネジ４ａ，４ｂ（図３）で固定する。このようにして、アクチュエータ１は空調機器５０に取り付けられて固定され、図３に示す状態となる。

図３に示す状態では、第２減速ギア１２が第１減速ギア６２に噛み合い、第１モータ１１により駆動される第１駆動軸１０の回転は、第２減速ギア１２および第１減速ギア６２により減速されて第１入力部６０に伝達される。また圧入部２２にピン７２が圧入されることにより、第２モータ２１により駆動される第２駆動軸２０の回転は、第２入力部７０に伝達される。更に第３駆動軸ギア３２に第３入力部ギア８２が噛み合わされることにより、第３モータ３１により駆動される第３駆動軸３０の回転は、第３駆動軸ギア３２および第３入力部ギア８２を介して第３入力部８０に伝達される。更に図２に示した回転検出軸４０の主ピン４２および補助ピン４４が主嵌合部９２および補助嵌合部９４にそれぞれ嵌合されることにより、図３に示すように回転検出軸４０は第１減速ギア６２と同軸に接続される。この状態で、第１減速ギア６２の回転は、回転検出軸４０と同軸であるセンサ４８により検知可能である。

上述の如く、アクチュエータ１が空調機器５０に取り付けられる手順を説明した。この取り付けの際には、アクチュエータ１の第１駆動軸１０、第２駆動軸２０、第３駆動軸３０、および回転検出軸４０が、それぞれ空調機器５０の第１入力部６０、第２入力部７０、第３入力部８０に接続される。

ここで、アクチュエータ１の第１駆動軸１０、第２駆動軸２０、第３駆動軸３０、および回転検出軸４０のそれぞれの位置には、アクチュエータ１のケース３に対して所定の公差内でバラツキが発生する。また空調機器５０の第１入力部６０、第２入力部７０、第３入力部８０のそれぞれの位置にも、空調機器５０のケース５１に対して所定の公差内でバラツキが発生する。またピン７２と圧入部２２の相対位置にもバラツキが発生する。更に第１減速ギア６２および第２減速ギア１２の間には噛み合わせに必要な隙間が存在する。第３駆動軸ギア３２および第３入力部ギア８２の間にも、噛み合わせに必要な隙間が存在する。これらの隙間にもバラツキが発生する。

このように、アクチュエータ１の複数の軸と空調装置の複数の入力部との間には多くのバラツキの要因が存在する。したがって、アクチュエータ１および空調機器５０の特定の組み合わせにおいては、これらバラツキに起因して、アクチュエータ１の空調機器５０に対する取り付けが困難になる事態が想定される。このような事態を回避するため、本開示に係るアクチュエータ１の回転検出軸４０と空調機器５０の第１入力軸６４は、次に説明する構成を備える。

図４に示すように、回転検出軸４０の主ピン４２および補助ピン４４は、第１入力軸６４の主嵌合穴９２ａおよび補助嵌合穴９４ａにそれぞれ挿入されることにより、主嵌合部９２および補助嵌合部９４にそれぞれ嵌合される。

回転検出軸４０は、樹脂により一体成形された主ピン４２、補助ピン４４、および円盤状のディスク部４６により構成される。主ピン４２および補助ピン４４は、ディスク部４６より軸方向の一端側（図示上方）に突出する。主ピン４２は、ディスク部４６とほぼ同軸に位置する。補助ピン４４は、ディスク部４６の径方向に対して、主ピン４２より離れて位置する。

主ピン４２は主ピンテーパ部４２ａおよび主ピン基部４２ｂからなる。主ピンテーパ部４２ａは、主ピン４２の軸方向の一方（図示上方）に位置する。主ピンテーパ部４２ａは、軸方向の一方側（図示上方）に向けて縮小するＴ字状の横断面を有する。主ピン基部４２ｂは、主ピン４２の軸方向の他方（図示下方）に位置する。図４に示す例では、主ピン基部４２ｂは、軸方向に対してほぼ一定であるＴ字状の横断面を有する。

補助ピン４４は補助ピンテーパ部４４ａおよび補助ピン基部４４ｂからなる。補助ピンテーパ部４４ａは、補助ピン４４の軸方向の一方（図示上方）に位置する。補助ピンテーパ部４４ａは、軸方向の一方側（図示上方）に向けて縮小する円形状の横断面を有する。補助ピン基部４４ｂは、補助ピン４４の軸方向の他方（図示下方）に位置する。図４に示す例では、補助ピン基部４４ｂは、軸方向に対してほぼ一定である円形状の横断面を有する。

第１入力軸６４は、樹脂で一体成形された主嵌合部９２および補助嵌合部９４を備える。主嵌合部９２は円筒状であり、Ｔ字状の横断面を有する主嵌合穴９２ａを有する。主嵌合部９２の径方向外側には、主嵌合部９２と同心円状にＣ字状部９５が形成される。Ｃ字状部９５は周方向に一部開口しており、この開口の径方向外側には補助嵌合部９４が一体に形成される。補助嵌合部９４はＵ字状の横断面を有し、内部に補助嵌合穴９４ａを有する。補助嵌合部９４は、図示下方に位置する一端に補助嵌合部テーパ９４ｂを有する。

図４に示す例では、補助嵌合部９４の軸方向に対する高さは、主嵌合部９２の軸方向に対する高さと同一である。また図４に示す例では、補助ピン４４の軸方向に対する高さは、主ピン４２の軸方向に対する高さより小さく設定される。これにより、回転検出軸４０が第１入力軸６４に接続される際には、まず主ピン４２が主嵌合部９２に嵌合され、続いて補助ピン４４が補助嵌合部９４に嵌合される。

更に図４に示す例では、補助ピン４４の軸方向に対する高さは、主ピン基部４２ｂの軸方向に対する高さより小さい。これにより、回転検出軸４０が第１入力軸６４に接続される際には、主ピンテーパ部４２ａが主嵌合部９２に案内されて主嵌合穴９２ａに嵌合され、続いて主ピン基部４２ｂの軸方向一端側（図示上方）が主嵌合穴９２ａに嵌合される。更に続いて補助ピンテーパ部４４ａが補助嵌合部９４に案内されて補助嵌合穴９４ａに嵌合され、続いて補助ピン基部４４ｂが補助嵌合穴９４ａに嵌合される
図５は、主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２に対して位置ずれなく嵌合された状態の例を示す。主ピン基部４２ｂの横断面は、大小２つの矩形を図示上下に連結して形成されたＴ字状であり、図示上側の両端が面取りされている。主嵌合穴９２ａの横断面は、大小２つの矩形を図示上下に連結して形成されたＴ字状である。図５に示す例では、主ピン基部４２ｂの横断面と主嵌合穴９２ａの横断面とは、概ね相似である。

主ピン基部４２ｂは、ディスク部４６と同心である軸芯４２ｃを有する。図５の状態において、主ピン基部４２ｂの軸芯４２ｃは、主嵌合部９２の中心９２ｃと一致する。この状態で、主ピン基部４２ｂは主嵌合部９２の内壁に対して第１クリアランス１００を形成する。主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２に嵌合した状態において、主ピン基部４２ｂは主嵌合部９２に対して第１クリアランス１００の範囲内で相対的に移動可能であり、また相対的に回転が可能である。ただしこの状態において、主ピン基部４２ｂは主嵌合部９２に対して一定角度まで相対的に回転が可能であるが、一定角度まで回転した時点で主嵌合部９２の内壁に当接して回転が制限される。

図６は、アクチュエータ１が空調機器５０に取り付けられて、主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２に嵌合し、更に補助ピン基部４４ｂが補助嵌合部９４に嵌合した状態の一例を示す。上述したように、アクチュエータ１の複数の軸の位置および空調機器５０の複数の入力部の位置には多くのバラツキの要因が存在する。これら複数の軸と複数の入力部とを接続することによりアクチュエータ１が空調機器５０に取り付けられた状態においては、これらの位置のバラツキに起因して、主ピン基部４２ｂおよび主嵌合部９２の相対位置がずれる。このため図６に示すように、主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２に嵌合された状態で、主嵌合部９２は主ピン基部４２ｂに対して相対的に回転し、主嵌合部９２の中心９２ｃは主ピン基部４２ｂの軸芯４２ｃよりずれる。このような主ピン基部４２ｂおよび主嵌合部９２の相対位置のずれは、それぞれの間に形成された第１クリアランス１００の範囲内で発生する。

つまり第１クリアランス１００は、主ピン基部４２ｂおよび主嵌合部９２の相対位置のずれを許容することにより、アクチュエータ１の複数の軸の位置および空調装置の複数の入力部の位置のバラツキに起因する位置ずれを吸収する。これにより、アクチュエータ１と空調機器５０の特定の個体の組み合わせにおいて想定される組付けの困難さが低減される。

ただし主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２に嵌合されるだけでは、第１クリアランス１００のために遊びが生じ、互いの相対位置が確定しない。そこで、補助ピン４４が更に補助嵌合部９４に嵌合される。補助ピン４４と補助嵌合部９４との間には、回転検出軸４０の円周方向に対して、第２クリアランス２００が形成される。ただしこの第２クリアランス２００は、上述した第１クリアランス１００より遙かに小さく設定される。これにより、回転検出軸４０と第１入力部６０との相対位置が回転方向に対して確定する。このようにして、主ピン４２により概略決定した回転検出軸４０および第１入力部６０の相対位置は、補助ピン４４により更に厳密に決定される。

次にアクチュエータ１が設置される空調機器５０の全体的な構成について説明する。図８に示すように、空調機器５０は上述した各種ドアの他、エバポレータ９１およびヒータコア９３をケース５１に収容して構成される。エバポレータ９１は、通風ＡＦがエバポレータ９１を通過する際に、内部を流通する冷媒と通風ＡＦとを熱交換して通風ＡＦを冷却し除湿する。ヒータコア９３は、高温状態のエンジン冷却水等を熱源として、エバポレータ９１を通過した冷風を加熱する。

第１ＡＭドア７６および第２ＡＭドア８６は、エバポレータ９１より通風方向の下流側に配置される。第１ＡＭドア７６および第２ＡＭドア８６は、それぞれ実線で示されヒータコア９３の上流を遮る最小暖房位置、およびヒータコア９３の上流を開放する最大暖房位置との間で回転可能であり、ヒータコア９３を流通する空気量を調節する。

ケース５１は、エバポレータ９１より通風方向の下流側に、ＤＥＦ開口部９６、ＦＡＣＥ開口部９７、およびＦＯＯＴ開口部９８を有する。ＤＥＦ開口部９６は、ケース５１の上部に位置して、車輌窓ガラスの内面に向けて空調空気を吹き出す。ＤＥＦ開口部９６はＤＥＦドア６６により開閉される。ＦＡＣＥ開口部９７は、ケース５１の上部に位置して、車室内の乗員頭部へ向けて空気を吹き出す。ＦＡＣＥ開口部９７はＦＡＣＥドア６７により開閉される。ＦＯＯＴ開口部９８は、ケース５１の底部に位置して、車室内の乗員の足元へ向けて空気を吹き出す。ＦＯＯＴ開口部９８は、ＦＯＯＴドア６８により開閉される。ＤＥＦドア６６、ＦＡＣＥドア６７、およびＦＯＯＴドア６８は、それぞれが破線で示す全閉位置と実線で示す全開位置との間で駆動される。

センサ２８（図２）は第２駆動軸２０の回転位置を検出することにより、第１ＡＭドア７６の回転位置を検出する。第２駆動軸２０は第１ＡＭドア７６を、第２入力部７０を介して駆動し、センサ２８によって検出された回転位置が所定の回転位置となるように制御する。センサ３８（図２）は第３駆動軸３０の回転位置を検出することにより、第２ＡＭドア８６の回転位置を検出する。第３駆動軸３０は第２ＡＭドア８６を、第３入力部８０を介して駆動し、センサ３８によって検出された回転位置が所定の回転位置となるように制御する。

センサ４８（図２）は第１入力部６０の回転位置を検出することにより、各種ドア６６、６７、６８の開度を検出する。第１駆動軸１０は、これら各種ドア６６、６７、６８を、第１入力部６０およびリンク６３を介して駆動し、センサ４８により検出された開度が所定の開度となるように制御する。このように構成された空調機器５０は、これらＤＥＦドア６６、ＦＡＣＥドア６７、およびＦＯＯＴドア６８の開度を所定の吹出しモードに応じて設定することにより、それら吹出しモードの運転を可能にする。

本開示において、回転検出軸４０は回転軸部材に対応する。次に上述した実施形態の構成および作用効果について説明する。アクチュエータ１は、第１駆動対象６６、６７、６８と連動する第１入力部６０および第２駆動対象７６と連動する第２入力部７０を備える空調機器５０に対して取付け可能である。アクチュエータ１は、ケース３と、ケース３に収容される第１モータ１１および第２モータ２１と、を備える。アクチュエータ１は、ケース３に設置され第１モータ１１に駆動されて回転し第１入力部６０と連動可能である第１駆動軸１０を更に備える。アクチュエータ１は、ケース３に設置され第２モータ２１に駆動されて回転し第２入力部７０と連動可能である第２駆動軸２０を更に備える。アクチュエータ１は、ケース３に設置され第１入力部６０と連動することにより回転可能な回転軸部材４０を更に備える。回転軸部材４０は、軸方向に突出する主ピン４２を備える。

第１駆動軸１０および第２駆動軸２０が第１入力部６０および第２入力部７０にそれぞれ接続されることによりケース３が空調機器５０に取り付けられる。この際に、主ピン４２は、第１入力部６０の主嵌合部９２に形成される主嵌合穴９２ａに挿入されることにより主嵌合部９２に嵌合されて、主嵌合部９２に対する回転が制限される。更にこの際に、主ピン４２は、主嵌合部９２の内壁に対して第１クリアランス１００を形成することにより、回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置のずれを吸収する。

上述したように、第１駆動軸１０および第１入力部６０の相対位置のずれと第２駆動軸２０および第２入力部７０の相対位置のずれに起因して、主ピン４２および主嵌合部９２の相対位置にずれが生じる。ただし、このような相対位置のずれを第１クリアランス１００によって吸収可能である。このため、第１駆動軸１０および第２駆動軸２０を第１入力部６０および第２入力部７０にそれぞれ接続してケース３を空調機器５０に取り付ける作業が容易となる。

回転軸部材４０は更に、主ピン４２と同じ方向に突出する補助ピン４４を備える。補助ピン４４は、回転軸部材４０の径方向に、主ピン４２より離れた位置にある。ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、主ピン４２が主嵌合部９２に嵌合される。更に続いて補助ピン４４が第１入力部６０の補助嵌合部９４に形成される補助嵌合穴９４ａに挿入されることにより補助嵌合部９４に嵌合されて、回転軸部材４０を第１入力部６０に対して回転方向に位置決めする。

主ピン４２が主嵌合部９２に嵌合された状態では、主ピン４２は主嵌合部９２に対して第１クリアランス１００の範囲で移動可能である。したがって、回転軸部材４０および第１入力部６０の回転方向に対する相対位置は確定しない。この状態より更に補助ピン４４が補助嵌合部９４に嵌合することにより、回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置が回転方向に対して決定される。このようにして、主ピン４２により概略決定した回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置は、補助ピン４４により更に厳密に決定される。このような構成では、まず主ピン４２と主嵌合部９２との間の第１クリアランス１００によりアクチュエータ１の空調機器５０に対する組付けが容易となる。更に補助ピン４４と補助嵌合部９４との嵌合により回転軸部材４０および第１入力部６０の回転方向に対する位置決めがなされる。これにより、第１クリアランス１００の形成に起因する回転軸部材４０および第１入力部６０の回転方向に対する相対位置の不確定さが解消される。

主ピン４２は、主ピン基部４２ｂと、主ピン基部４２ｂから延びて軸方向の一端側に向けて横断面積が縮小する主ピンテーパ部４２ａと、からなる。補助ピン４４は、補助ピン基部４４ｂと、補助ピン基部４４ｂから延びて軸方向の一端側に向けて横断面積が縮小する補助ピンテーパ部４４ａと、からなる。ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、主ピンテーパ部４２ａが主嵌合部９２に案内されて主嵌合部９２に形成された主嵌合穴９２ａに挿入される。更に続いて主ピン基部４２ｂの軸方向一端側が主嵌合穴９２ａに挿入される。更に続いて補助ピンテーパ部４４ａが補助嵌合部９４に案内されて補助嵌合穴９４ａに挿入される。更に続いて補助ピン基部４４ｂが補助嵌合穴９４ａに挿入される。

主ピンテーパ部４２ａの横断面積は軸方向の一端側に向けて縮小するため、主ピンテーパ部４２ａの一端側の先端の横断面積は主嵌合穴９２ａの開口面積より十分小さくできる。したがって、主ピンテーパ部４２ａの先端は主嵌合穴９２ａへ容易に挿入される。

補助ピンテーパ部４４ａの横断面積は軸方向の一端側に向けて縮小するため、補助ピンテーパ部４４ａの一端側の先端の横断面積は補助嵌合穴９４ａの開口面積より十分小さくできる。したがって、主ピン基部４２ｂが部分的に主嵌合部９２に嵌合された状態において、補助ピンテーパ部４４ａの先端は補助嵌合穴９４ａへ容易に挿入される。

また主ピンテーパ部４２ａが主嵌合部９２に案内されることにより、主ピン基部４２ｂは主嵌合部９２に容易に嵌合される。更に補助ピンテーパ部４４ａが補助嵌合部９４に案内されることにより、補助ピン基部４４ｂは補助嵌合部９４に容易に嵌合される。

主ピン基部４２ｂは主嵌合部９２の内壁に対して第１クリアランス１００を形成する。補助ピン基部４４ｂは補助嵌合部９４の内壁に対して第２クリアランス２００を形成する。第２クリアランス２００は、第１クリアランス１００より小さい。

このような構成によれば、第１クリアランス１００を十分大きく設定することにより、第１駆動軸１０と第１入力部６０の位置ずれおよび第２駆動軸２０と第２入力部７０の位置ずれを吸収できる。更に第２クリアランス２００を第１クリアランス１００より小さく設定することにより、回転軸部材４０を第１入力部６０に対して回転方向に位置決めできる。ここで、第２クリアランス２００をゼロにしてもよく、この場合は回転軸部材４０および第１入力部６０の回転方向に対する相対位置が、更に厳密に決定される。

主嵌合穴９２ａは、非円形の開口を有する。主ピン基部４２ｂは、非円形である横断面を有する。主ピン基部４２ｂの横断面は、主嵌合穴９２ａより小さい。主ピン基部４２ｂは主嵌合部９２の内壁により回転が制限される。

例えば上記実施形態のように主嵌合穴９２ａをＴ字状とし、また主ピン基部４２ｂも主嵌合穴９２ａと相似形であるＴ字状としてもよい。更に主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２に部分的に嵌合した状態で第１クリアランス１００が形成され、かつ主ピン基部４２ｂが主嵌合部９２の内壁により回転が制限されることにより、回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置が回転方向に対して概略決定される。

これらの横断面がＴ字状である場合には、回転軸部材４０を第１入力部６０に対して例えば１８０°回転した方向や９０°回転した方向に嵌合できない。したがって、回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置を回転方向に対して概略ながら一意的に決定できる。

補助嵌合部９４は、補助ピン４４と嵌合する一端に補助嵌合部テーパ９４ｂ、１９４ｂを有する。ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、補助ピンテーパ部４４ａが補助嵌合部テーパ９４ｂ、１９４ｂに沿って案内されることにより、補助ピンテーパ部４４ａおよび補助ピン基部４４ｂが補助嵌合穴９４ａに挿入される。

このような構成によれば、補助ピンテーパ部４４ａは、補助嵌合穴９４ａに挿入されるまで、補助嵌合部テーパ９４ｂにより案内される。したがって、補助ピンテーパ部４４ａが補助嵌合穴９４ａに対してより容易に挿入できる。

第１入力部６０は第１減速ギア６２を備える。第１駆動軸１０は、第１減速ギア６２と噛み合い可能な第２減速ギア１２を備える。ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、第２減速ギア１２が第１減速ギア６２に噛み合わされることにより、第１駆動軸１０が第１入力部６０に接続される。

この構成では、ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、第２駆動軸２０が第２入力部７０に接続され、第２減速ギア１２が第１減速ギア６２に噛み合わされ、更に回転軸部材４０が第１入力部６０に嵌合される。このようにケース３を空調機器５０に取り付ける際には、複数の軸の接続および減速ギアの噛み合わせを伴い、ケース３を空調機器５０に取り付ける作業が困難になる。ただしこのような構成において、主ピン４２は主嵌合部９２の内壁に対して第１クリアランス１００を形成する。これにより、複数の軸の接続および減速ギアの噛み合わせに伴い発生した回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置のずれを吸収する。したがって、ケース３を空調機器５０に取り付ける困難さを効果的に低減できる。

空調機器５０は更に、第３駆動対象８６に連動する第３入力部８０を備える。アクチュエータ１は、ケース３に収容される第３モータ３１を更に備える。アクチュエータ１は、ケース３に設置され第３モータ３１に駆動されて回転し第３入力部８０と連動する第３駆動軸３０を更に備える。ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、第３駆動軸３０が第３入力部８０に接続される。

この構成では、ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に次のような軸の接続が発生する。すなわち、第２駆動軸２０が第２入力部７０に接続され、第２減速ギア１２が第１減速ギア６２に噛み合わされ、第３駆動軸３０が第３入力部８０に接続され、更に回転軸部材４０が第１入力部６０に嵌合される。このように複数の軸の接続および減速ギアの噛み合わせを伴う構成において、第１クリアランス１００によって回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置のずれを吸収する。これにより、ケース３を空調機器５０に取り付ける困難さを効果的に低減できる。

第３入力部８０は、第３駆動軸３０が接続される軸端に第３入力部ギア８２を有する。第３駆動軸３０は、第３入力部ギア８２と噛み合い可能な第３駆動軸ギア３２を備える。ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に、第３駆動軸ギア３２が第３入力部ギア８２に噛み合わされることにより、第３駆動軸３０が第３入力部８０に接続される。

この構成では、ケース３が空調機器５０に取り付けられる際に次のような軸の接続が発生する。すなわち、第２駆動軸２０が第２入力部７０に接続され、第２減速ギア１２が第１減速ギア６２に噛み合わされ、第３駆動軸ギア３２が第３入力部ギア８２に噛み合わされ、更に回転軸部材４０が第１入力部６０に嵌合される。このように複数の軸の接続および複数の減速ギアの噛み合わせを伴う構成において、第１クリアランス１００によって回転軸部材４０および第１入力部６０の相対位置のずれを吸収する。これにより、ケース３を空調機器５０に取り付ける困難さを効果的に低減できる。

第２駆動軸２０は第２入力部７０と圧入により接続される。このような構成によれば、第２駆動軸２０が第２入力部７０に対して圧入されることにより位置決めされ、アクチュエータ１と空調機器５０の基準位置を規定できる。

（他の実施形態）
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

上記実施形態では、補助ピン４４の軸方向に対する高さが、主ピン４２の軸方向に対する高さより小さく設定され、補助嵌合部９４の軸方向に対する高さは、主嵌合部９２の軸方向に対する高さと同一に設定される例を示した。ただし、回転検出軸４０が第１入力部６０に接続される際に、まず主ピン４２が主嵌合部９２に嵌合され、続いて補助ピン４４が補助嵌合部９４に嵌合されるならば、他の構成を採用してもよい。

例えば図９に示す回転検出軸１４０および第１入力軸１６４の例において、補助ピン１４４の軸方向に対する高さは、主ピン４２の軸方向に対する高さとほぼ同一に設定している。対して補助嵌合部１９４の軸方向に対する高さは、主嵌合部９２の軸方向に対する高さより小さく設定している。このように、主ピン４２および補助ピン１４４と主嵌合部９２および補助嵌合部１９４との相対位置を設定することにより、回転検出軸１４０が第１入力軸１６４に接続される際に、まず主ピン４２が主嵌合部９２に嵌合され、続いて補助ピン１４４が補助嵌合部１９４に嵌合される構成としてよい。図９の構成でも、補助嵌合部１９４は、図示下方に位置する一端に補助嵌合部テーパ１９４ｂを有し、補助ピン１４４の補助嵌合部１９４に対する嵌合を容易にしている。

上記実施形態では、主ピン基部および補助ピン基部は、それぞれ軸方向に対してほぼ一定である横断面を有するが、これに限らない。主ピン基部および補助ピン基部は、主ピンテーパ部および補助ピンテーパ部より勾配の小さいテーパを有してもよく、肉抜き等により横断面が変化しても構わない。

補助ピンの横断面は円形状に限らす、また補助嵌合部の横断面はＵ字状に限らない。補助ピンが補助嵌合部に嵌合されることにより、回転検出軸が第１入力部に対して回転方向に位置決め可能であれば、補助ピンの横断面および補助嵌合部の横断面は、他の形状でもよい。例えば補助ピンの横断面は、例えば楕円状、多角形状等でもよい。また例えば補助嵌合部の横断面は、Ｏ字状等でもよく、また補助ピンに嵌合可能である楕円状、多角形状等でもよい。

主ピン基部と主嵌合穴の横断面は、それぞれ相似であるＴ字状に限らない。主ピン基部と主嵌合穴の横断面は、互いに嵌合した状態で相対的な回転が制限されるならば、Ｔ字状より他の形状、例えば多角形等の非円形に設定されてもよく、また互いに相似でなくてもよい。

１…アクチュエータ
１０…第１駆動軸、２０…第２駆動軸、３０…第３駆動軸、４０…回転検出軸（回転軸部材）
１１…第１モータ、２１…第２モータ、３１…第３モータ
１２…第２減速ギア、２２…圧入部、３２…第３駆動軸ギア
４２…主ピン、４４…補助ピン
５０…空調機器
６０…第１入力部、７０…第２入力部、８０…第３入力部
６２…第１減速ギア、６４…第１入力軸、９２…主嵌合部、９４…補助嵌合部
１００…第１クリアランス、２００…第２クリアランス

Claims (10)

1. 第１駆動対象（６６、６７、６８）と連動する第１入力部（６０）および第２駆動対象（７６）と連動する第２入力部（７０）を備える空調機器（５０）に対して取付け可能であるアクチュエータであり、
   ケース（３）と、
   前記ケース（３）に収容される第１モータ（１１）および第２モータ（２１）と、
   前記ケース（３）に設置され、前記第１モータ（１１）に駆動されて回転し、前記第１入力部（６０）と連動可能である第１駆動軸（１０）と、
   前記ケース（３）に設置され、前記第２モータ（２１）に駆動されて回転し、前記第２入力部（７０）と連動可能である第２駆動軸（２０）と、
   前記ケース（３）に設置され、前記第１入力部（６０）と連動することにより回転可能な回転軸部材（４０、１４０）と、を備え、
   前記回転軸部材（４０、１４０）は、軸方向に突出する主ピン（４２）を備え、
   前記第１駆動軸（１０）および前記第２駆動軸（２０）が前記第１入力部（６０）および前記第２入力部（７０）にそれぞれ接続されることにより前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、
   前記主ピン（４２）は、前記第１入力部（６０）の主嵌合部（９２）に形成される主嵌合穴（９２ａ）に挿入されることにより前記主嵌合部（９２）に嵌合されて、前記主嵌合部（９２）に対する回転が制限されるとともに、
   前記主ピン（４２）は、前記主嵌合部（９２）の内壁に対して第１クリアランス（１００）を形成することにより、前記回転軸部材（４０、１４０）および前記第１入力部（６０）の相対位置のずれを吸収することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記回転軸部材（４０、１４０）は更に、前記主ピン（４２）と同じ方向に突出する補助ピン（４４、１４４）を備え、
   前記補助ピン（４４、１４４）は、前記回転軸部材（４０、１４０）の径方向に、前記主ピン（４２）より離れた位置にあり、
   前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、前記主ピン（４２）が前記主嵌合部（９２）に嵌合され、続いて前記補助ピン（４４、１４４）が前記第１入力部（６０）の補助嵌合部（９４、１９４）に形成される補助嵌合穴（９４ａ）に挿入されることにより前記補助嵌合部（９４、１９４）に嵌合されて、前記回転軸部材（４０、１４０）を前記第１入力部（６０）に対して回転方向に位置決めすることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記主ピン（４２）は、主ピン基部（４２ｂ）と、前記主ピン基部（４２ｂ）から延びて前記軸方向の一端側に向けて横断面積が縮小する主ピンテーパ部（４２ａ）と、からなり、
   前記補助ピン（４４、１４４）は、補助ピン基部（４４ｂ）と、前記補助ピン基部（４４ｂ）から延びて前記軸方向の一端側に向けて横断面積が縮小する補助ピンテーパ部（４４ａ）と、からなり、
   前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、前記主ピンテーパ部（４２ａ）が前記主嵌合部（９２）に案内されて前記主嵌合部（９２）に形成された主嵌合穴（９２ａ）に挿入され、続いて前記主ピン基部（４２ｂ）の前記軸方向一端側が前記主嵌合穴（９２ａ）に挿入され、続いて前記補助ピンテーパ部（４４ａ）が前記補助嵌合部（９４、１９４）に案内されて前記補助嵌合穴（９４ａ）に挿入され、続いて前記補助ピン基部（４４ｂ）が前記補助嵌合穴（９４ａ）に挿入されることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記主ピン基部（４２ｂ）は前記主嵌合部（９２）の内壁に対して前記第１クリアランス（１００）を形成し、
   前記補助ピン基部（４４ｂ）は前記補助嵌合部（９４、１９４）の内壁に対して第２クリアランス（２００）を形成し、
   前記第２クリアランス（２００）は、前記第１クリアランス（１００）より小さいことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記主嵌合穴（９２ａ）は、非円形の開口を有し、
   前記主ピン（４２）が有する主ピン基部（４２ｂ）は、非円形である横断面を有し、
   前記主ピン基部（４２ｂ）の横断面は、前記主嵌合穴（９２ａ）より小さく、
   前記主ピン基部（４２ｂ）は前記主嵌合部（９２）の内壁により回転が制限されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかひとつに記載のアクチュエータ。
6. 前記補助嵌合部（９４、１９４）は、前記補助ピン（４４、１４４）と嵌合する一端に補助嵌合部テーパ（９４ｂ、１９４ｂ）を有し、
   前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、前記補助ピンテーパ部（４４ａ）が前記補助嵌合部テーパ（９４ｂ、１９４ｂ）に沿って案内されることにより、前記補助ピンテーパ部（４４ａ）および前記補助ピン基部（４４ｂ）が前記補助嵌合穴（９４ａ）に挿入されることを特徴とする請求項３または４に記載のアクチュエータ。
7. 前記第１入力部（６０）は第１減速ギア（６２）を備え、
   前記第１駆動軸（１０）は、前記第１減速ギア（６２）と噛み合い可能な第２減速ギア（１２）を備え、
   前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、前記第２減速ギア（１２）が前記第１減速ギア（６２）に噛み合わされることにより、前記第１駆動軸（１０）が前記第１入力部（６０）に接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかひとつに記載のアクチュエータ。
8. 前記空調機器（５０）は更に、第３駆動対象（８６）に連動する第３入力部（８０）を備え、
   前記ケース（３）に収容される第３モータ（３１）と、
   前記ケース（３）に設置され、前記第３モータ（３１）に駆動されて回転し、前記第３入力部（８０）と連動する第３駆動軸（３０）と、を更に備え、
   前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、前記第３駆動軸（３０）が前記第３入力部（８０）に接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかひとつに記載のアクチュエータ。
9. 前記第３入力部（８０）は、前記第３駆動軸（３０）が接続される軸端に第３入力部ギア（８２）を有し、
   前記第３駆動軸（３０）は、前記第３入力部ギア（８２）と噛み合い可能な第３駆動軸ギア（３２）を備え、
   前記ケース（３）が前記空調機器（５０）に取り付けられる際に、前記第３駆動軸ギア（３２）が前記第３入力部ギア（８２）に噛み合わされることにより、前記第３駆動軸（３０）が前記第３入力部（８０）に接続されることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記第２駆動軸（２０）は前記第２入力部（７０）と圧入により接続されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかひとつに記載のアクチュエータ。

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