JP6770219B2 - 空調用レジスタ - Google Patents

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Description

本発明は、空調装置から送られてくる空調用空気を通風路の吹出口から吹き出す空調用レジスタに関し、より詳しくは、通風路を開放及び閉鎖するシャットダンパが設けられた空調用レジスタに関する。
車両のインストルメントパネルには、空調装置から送られてくる空調用空気を通風路の吹出口から吹き出す空調用レジスタが組込まれている。この空調用レジスタの一形態として、通風路の下流端の吹出口から上流に向けて順に配置されたフィン及びシャットダンパと、これらを作動させるための操作ノブ、伝達シャフト及び回転方向変換機構とを備えるものが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。伝達シャフトは、空調用空気の流れ方向に延びている。回転方向変換機構は、伝達シャフトの回転方向を変更してシャットダンパに伝達するものであり、同伝達シャフトの上流端部とシャットダンパとの間に設けられている。特許文献1及び特許文献2では、この回転方向変換機構として傘歯車機構が用いられている。伝達シャフト及び操作ノブと、同伝達シャフト及び回転方向変換機構とは、それぞれ、ユニバーサルジョイント(自在継手)、ボールジョイント等のカルダンジョイントにより連結されている。
そのため、操作ノブを左右方向や上下方向へ移動させることでフィンを傾動させて、吹出口からの空調用空気の吹き出し方向を変更することができる。また、操作ノブを回転させることで、シャットダンパを、通風路を開放する開位置と、閉鎖する閉位置との間で傾動させることができる。
独国特許出願公開第102015101116号明細書 独国特許出願公開第102014100441号明細書
上記のようにカルダンジョイントが用いられた空調用レジスタでは、操作ノブの軸線と伝達シャフトの軸線との交差角度が大きい状態や、伝達シャフトの軸線と回転方向変換機構の軸線との交差角度が大きい状態で操作ノブが回転されると、次の問題が起こる。それは、操作ノブと回転方向変換機構との間に生ずる回転のずれが大きくなることである。この回転のずれは、上記交差角度が小さいときには小さいが、同交差角度が大きくなるに従い大きくなる。例えば、交差角度が0°である場合に操作ノブが90°回転されると回転方向変換機構が90°回転されるものが、交差角度が大きくなるに従い、回転方向変換機構が90°よりも多く、又は少なく回転される。
従って、例えば、通風路を閉鎖する方向へ操作ノブを適正角度回転させても、上記回転のずれが原因で、シャットダンパが閉位置を越えて傾動すると、同シャットダンパが通風路を囲っているリテーナの内壁面と干渉する。この場合には、操作ノブ及び回転方向変換機構や、それらの間に配置された部品に負荷が加わる。これとは逆に、シャットダンパが閉位置まで傾動しないと、通風路が閉鎖されず、シャットダンパとリテーナの内壁面との間に隙間が生じ、ここから空調用空気が漏れ出る。
また、例えば、通風路を全開する方向へ操作ノブを適正角度回転させても、上記回転のずれが原因で、シャットダンパが空調用空気の流れ方向に対し傾斜した状態となり、同空調用空気の流れの抵抗となる。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シャットダンパの傾動の過不足を解消して通風路の開放及び閉鎖を適正に行なわせることのできる空調用レジスタを提供することにある。
上記課題を解決する空調用レジスタは、通風路における空調用空気の流れ方向に延びる伝達シャフトを介して伝達される操作ノブの回転の方向を変更してシャットダンパに伝達し、かつダンパ軸を支点として、前記シャットダンパを開位置及び閉位置の間で傾動させる回転方向変換機構を備え、前記回転方向変換機構は、前記シャットダンパから延び、かつ同シャットダンパの傾動に伴い、前記ダンパ軸を中心とする円弧状経路に沿って移動する摺動端部を有するアーム部と、前記摺動端部が摺動可能に係合されるカム溝を外面に有するカム部材とを備え、前記伝達シャフト及び前記操作ノブと、同伝達シャフト及び前記カム部材とは、それぞれカルダンジョイントにより連結されており、前記カム溝において、前記シャットダンパが前記開位置及び前記閉位置の間で傾動する際に前記摺動端部が摺動する摺動領域の両端部分には、前記カム部材が一定角度回転した場合に、前記摺動端部との係合位置の前記円弧状経路に沿う方向の移動量が、同摺動領域の中間部分の一般領域よりも少なくなる空走領域が設定されている。
上記の構成によれば、操作ノブが回転されると、その回転は下流側のカルダンジョイント、伝達シャフト及び上流側のカルダンジョイントを介して回転方向変換機構に伝達される。回転方向変換機構では、カム部材が自身の軸線の周りを回転する。カム部材の回転に伴い、その軸線を中心としてカム溝も回転する。カム溝の回転に伴い、摺動領域においてアーム部の摺動端部が係合する位置が、ダンパ軸を中心とする円弧状経路に沿って変化する。この変化に伴い、シャットダンパがダンパ軸を支点として、開位置と閉位置との間で傾動させられる。操作ノブとシャットダンパとでは回転方向及び傾動方向が互いに異なるが、回転方向変換機構を経ることで、操作ノブの回転の方向が変更されてシャットダンパに伝達されて、同シャットダンパが傾動される。
上記回転の伝達は、伝達シャフト及び操作ノブの両軸線が交わる角度に拘わらず、また、伝達シャフト及びカム部材の両軸線が交わる角度に拘わらずなされる。
ここで、仮に、カム部材が一定角度回転した場合に、カム溝における摺動端部との係合位置の円弧状経路に沿う方向の移動量が一様であるとする。すると、操作ノブの軸線と伝達シャフトの軸線との交差角度が大きい状態や、伝達シャフトの軸線とカム部材の軸線との交差角度が大きい状態で操作ノブが回転された場合、操作ノブと回転方向変換機構との間に生ずる回転のずれが大きくなる。
この点、カム溝における摺動領域の両端部分にそれぞれ空走領域が設定されている上記の構成によれば、カム部材が一定角度回転した場合に、摺動端部との係合位置の円弧状経路に沿う方向の移動量が、空走領域において一般領域におけるよりも少なくなる。従って、ダンパ軸を支点とするシャットダンパの傾動角度は、摺動端部が空走領域を摺動する場合に、同摺動端部が一般領域を摺動する場合よりも少なくなる。表現を変えると、摺動端部が空走領域を摺動する場合には、一般領域を摺動する場合よりも、シャットダンパが緩やかに傾動する、又は傾動しなくなる。そのため、空走領域では、上述した回転のずれが吸収され、回転のずれに起因する現象が解消される。例えば、通風路を閉鎖する方向へ操作ノブを適正角度回転させた場合に、シャットダンパが閉位置を越えて傾動したり、閉位置までを傾動しなかったりする現象が抑制される。また、例えば、通風路を全開する方向へ操作ノブを適正角度回転させた場合に、シャットダンパが空調用空気の流れ方向に対し傾斜した状態となる現象が抑制される。
上記空調用レジスタにおいて、前記シャットダンパは、前記回転方向変換機構により同一線上のダンパ軸を支点として、それぞれ開位置及び閉位置の間で互いに反対方向に傾動させられる一対のダンパプレートを備え、前記摺動領域は、前記カム部材の軸線を挟んで対向する2箇所に形成され、前記空走領域は、前記摺動領域毎の両端部分に設定されており、前記回転方向変換機構における前記アーム部は前記ダンパプレート毎に設けられ、前記アーム部毎の前記摺動端部は、対応する前記摺動領域において前記カム溝にそれぞれ摺動可能に係合されていることが好ましい。
上記の構成によれば、操作ノブが回転されてカム部材が回転されると、そのカム部材の軸線を中心として、一対の摺動領域を有するカム溝も回転する。カム溝の回転に伴い、各摺動領域においてアーム部毎の摺動端部が係合する位置が、それぞれ円弧状経路に沿って変化する。両係合位置の変化に伴い、各ダンパプレートがダンパ軸を支点として、それぞれ開位置と閉位置との間で、互いに反対方向へ傾動させられる。操作ノブと各ダンパプレートとでは、回転方向及び傾動方向が互いに異なるが、回転方向変換機構を経ることで、操作ノブの回転の方向が変更されて各ダンパプレートに伝達されて、同ダンパプレートがそれぞれ傾動される。
ダンパプレート毎の摺動端部が、摺動領域毎の両端部に設定された空走領域を摺動する場合には、ダンパ軸を支点とする同ダンパプレートの傾動角度が、同摺動端部が一般領域を摺動する場合よりも少なくなる。表現を変えると、各摺動端部が空走領域を摺動する場合には、一般領域を摺動する場合よりも、ダンパプレートが緩やかに傾動する、又は傾動しなくなる。そのため、空走領域では、伝達シャフト及び操作ノブの両軸線の交差角度や、同伝達シャフト及びカム部材の両軸線の交差角度に起因する回転のずれが吸収される。
上記空調用レジスタにおいて、前記空走領域の一方の端部と他方の端部とは、前記円弧状経路に沿う方向に互いに離間した箇所に設定されていることが好ましい。
空走領域が、伝達シャフト及び操作ノブの両軸線の交差角度や、同伝達シャフト及びカム部材の両軸線の交差角度に起因する回転のずれを吸収する効果は、同空走領域がどの箇所でも円弧状経路の同一箇所に位置する場合に最も大きくなる。摺動端部が空走領域を摺動する場合には、シャットダンパが傾動しなくなるからである。
ただし、上記の構成によるように、空走領域の一方の端部と他方の端部とが、円弧状経路に沿う方向に互いに離間していても、その離間の程度によっては、上述した空走領域がどの箇所でも円弧状経路の同一箇所に位置する場合ほどではないにせよ、上記回転のずれを吸収する効果が得られる。
上記空調用レジスタにおいて、前記空走領域の一方の端部は、他方の端部に対し、前記ダンパ軸を中心として前記円弧状経路に沿う方向に3°〜5°離間した箇所に設定されていることが好ましい。
空走領域の一方の端部が、他方の端部に対し、上記の条件を満たす箇所に設定されると、摺動端部が空走領域を摺動する場合にシャットダンパが僅かしか傾動せず、上記回転のずれを吸収する効果が得られる。
上記空調用レジスタによれば、シャットダンパの傾動の過不足を解消して通風路の開放及び閉鎖を適正に行なわせることができる。
空調用レジスタの斜視図。 空調用レジスタの一部の構成部材を示す斜視図。 同じく、空調用レジスタの一部の構成部材を示す斜視図。 シャットダンパ及びカム部材を示す斜視図。 カム部材を示す図であり、(a)は背面図、(b)は平面図、(c)は側面図。 空調用レジスタの平断面図。 図6とは異なる断面での空調用レジスタの部分平断面図。 空調用レジスタの側断面図。 図8とは異なる断面での空調用レジスタの部分側断面図。 図8及び図9とは異なる断面での空調用レジスタの部分側断面図。 両ダンパプレートを閉位置まで傾動させたときの状態を示す図であり、(a)は操作ノブの正面図、(b)はシャットダンパ及び周辺箇所の部分側断面図。 両ダンパプレートを開位置まで傾動させたときの状態を示す図であり、(a)は操作ノブの正面図、(b)はシャットダンパ及び周辺箇所の部分側断面図。 上側のダンパプレートにおける摺動端部がカム溝から外れた状態を比較して説明する図であり、(a)は比較例の部分側断面図、(b)は実施形態の部分側断面図。
以下、車両用の空調用レジスタに具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の記載においては、車両の進行方向(前進方向)を前方とし、後進方向を後方とし、高さ方向を上下方向として説明する。また、車幅方向(左右方向)については、車両を後方から見た場合を基準として方向を規定する。
車室内において、車両の前席(運転席及び助手席)の前方にはインストルメントパネルが設けられ、その左右方向(車幅方向)における中央部、側部等には空調用レジスタが組込まれている。この空調用レジスタの主な機能は、空調装置から送られてきて、吹出口から車室内に吹き出す空調用空気の向きを変更すること、同空調用空気の吹出し量を調整すること等である。吹出し量の調整には、吹き出しを遮断することが含まれる。
図1、図6及び図8に示すように、空調用レジスタは、リテーナ10、下流フィン群、上流フィン群、シャットダンパ40及び操作ノブ55を備えている。なお、図1では、リテーナ10におけるベゼル12の図示が省略されている。次に、空調用レジスタを構成する各部の構成について説明する。
<リテーナ10>
図6及び図8に示すようにリテーナ10は、空調装置の送風ダクト(図示略)と、インストルメントパネルに設けられた開口(図示略)とを繋ぐためのものであり、リテーナ本体11及びベゼル12を備えている。
リテーナ10の内部空間は、空調用空気A1の流路(以下「通風路13」という)を構成している。ここで、空調用空気A1の流れ方向に関し、空調装置に近い側を「上流」、「上流側」等といい、同空調装置から遠い側を「下流」、「下流側」等というものとする。
上記通風路13は、リテーナ10の4つの壁部によって取り囲まれている。これらの4つの壁部は、左右方向に相対向する一対の側壁部14と、上下方向に相対向する上壁部15及び底壁部16とからなる。
ベゼル12は、リテーナ10の最下流部分を構成する部材である。ベゼル12において、通風路13の下流端となる箇所には、空調用空気A1が吹き出される吹出口17が形成されている。ベゼル12の下流端面であって、吹出口17の周りの部分は、空調用レジスタの意匠面を構成している。
<下流フィン群>
図2及び図8に示すように、下流フィン群は、上下方向に離間した状態で配列された複数(2つ)の下流フィン18,19からなる。各下流フィン18,19は、吹出口17からの空調用空気の吹き出し方向を上下に変更するために用いられている。各下流フィン18,19の主要部は、それぞれ通風路13内で左右方向及び空調用空気A1の流れ方向へ延びる板状体によって構成されている。
図2及び図6に示すように、各下流フィン18,19の左右方向における両方の端面には、同方向へ延びる下流フィン軸21がそれぞれ設けられている。各下流フィン軸21は、空調用空気A1の流れ方向については、下流フィン18,19の下流端部に位置している。下流フィン18,19毎の下流フィン軸21は、軸受部22により両側壁部14に支持されている。
各下流フィン18,19において、一方(本実施形態では右方)の下流フィン軸21から上流へ偏倚した箇所には、同下流フィン軸21に平行に延びる連結ピン23が設けられている。下流フィン18,19毎の連結ピン23は、略上下方向へ延びる縦連結ロッド24によって相互に連結されている。上記連結ピン23及び縦連結ロッド24により、上下両下流フィン18,19を機械的に連結し、下側の下流フィン19を上側の下流フィン18と同じ傾向の傾きとなるように同上側の下流フィン18に同期した状態で傾動させるリンク機構LM1が構成されている。
上側の下流フィン18における左右方向の中間部分には、上流端及び下流端がともに開放された筒状部25が一体に形成されている(図8参照)。筒状部25は、上下方向の寸法に対し左右方向の寸法が大きな偏平な形状をなしている。
<上流フィン群>
上流フィン群は、通風路13内の上記下流フィン群よりも上流側に配列された複数の上流フィンからなる。各上流フィンは、吹出口17からの空調用空気A1の吹き出し方向を左右に変更するために用いられている。各上流フィンは、それぞれ通風路13内で上下方向及び空調用空気A1の流れ方向へ延びる板状体によって構成されている。複数の上流フィンの多くは、左右方向には略等間隔で互いに略平行に離間した状態で配設されている。
ここで、複数の上流フィンを区別するために、左右方向における中央部分で互いに隣り合うものを「中央上流フィン28」といい、それ以外のものを「上流フィン29」というものとする。なお、複数の上流フィンを区別する必要がない場合には、単に、上流フィン28,29ということもある。
図2及び図9に示すように、各上流フィン28,29の上下方向における両方の端面には、同方向へ延びる上流フィン軸31が設けられている。上流フィン28,29毎の両上流フィン軸31は、空調用空気A1の流れ方向については、同上流フィン28,29の略中央部分に位置している。上流フィン28,29毎の両上流フィン軸31は、軸受部32により上壁部15及び底壁部16に対し傾動可能に支持されている。
図2、図6及び図9に示すように、各上流フィン28,29には、切欠き部33及び連結ピン34がそれぞれ設けられている。各切欠き部33は、空調用空気A1の流れ方向については、上流フィン28,29の下流部に位置している。また、各切欠き部33は、上下方向については、上流フィン28,29の中央部分に位置している。各連結ピン34は、切欠き部33において、上流フィン軸31から下流側へ偏倚した箇所で上下方向に延びている。上流フィン28,29毎の連結ピン34は、略左右方向へ延びる横連結ロッド35によって相互に連結されている。そして、これらの連結ピン34及び横連結ロッド35により、全ての上流フィン28,29を同じ傾向の傾きとなるように同期した状態で傾動させるリンク機構LM2が構成されている。
<シャットダンパ40>
図3及び図6に示すように、シャットダンパ40は、リテーナ10内の上流フィン群よりも上流側で通風路13を開放及び閉鎖するためのものである。シャットダンパ40は、上下一対のダンパプレート41,46を備えている。各ダンパプレート41,46は、空調用空気A1の流れ方向よりも左右方向に細長い板状をなしている。各ダンパプレート41,46の周囲には、同ダンパプレート41,46の他の箇所よりも薄くて、可撓性を有するシール部41a,46aが形成されている。
上側のダンパプレート41の左右方向の両端部には、同方向へ延びるダンパ軸42が設けられている。上側のダンパプレート41において、両ダンパ軸42間であって、左右方向に互いに離間した箇所には、一対の軸受部43が設けられている。下側のダンパプレート46の左右方向の両端部には、同方向へ延びるダンパ軸47が設けられている。下側のダンパプレート46において、両ダンパ軸47間であって、左右方向に互いに離間した箇所には、一対の軸受部48が設けられている。上記ダンパ軸42,47及び軸受部43,48は、両ダンパプレート41,46の下流端部において同一直線上に位置している。
上側のダンパプレート41は、右側のダンパ軸42において、軸受部51により、右側の側壁部14に支持されるとともに、左側のダンパ軸42において、軸受部48により、下側のダンパプレート46に支持されている。
下側のダンパプレート46は、左側のダンパ軸47において、軸受部52により、左側の側壁部14に支持されるとともに、右側のダンパ軸47において、軸受部43により、上側のダンパプレート41に支持されている。
各ダンパプレート41,46は、自身の両ダンパ軸42,47を支点として、開位置と閉位置との間で、互いに反対方向へ傾動可能である。各ダンパプレート41,46は、開位置では、図8及び図12(b)に示すように、上壁部15及び底壁部16の間の略中央部分で、それらの上壁部15及び底壁部16に対し略平行となって、通風路13を大きく開放する。シャットダンパ40は、閉位置では、図11(b)に示すように、上壁部15及び底壁部16に対し大きく傾斜した状態で接触し、通風路13を閉鎖する。
<操作ノブ55>
図1、図6及び図8に示すように、操作ノブ55は、下流フィン18,19、上流フィン28,29及びシャットダンパ40をそれぞれ傾動させる際に乗員によって操作される部材である。操作ノブ55は、複数の部材を組付けることによって構成されている。これらの部材は、大きくは、ノブ本体56を構成するものと、回転部61を構成するものとからなる。ノブ本体56は、上側の下流フィン18の筒状部25に対し、左右方向へスライド可能に装着されている。
図3、図6及び図8に示すように、回転部61は、摘み部62及び軸部63を備えている。摘み部62は、ノブ本体56に対し回転可能に装着されている。ノブ本体56と摘み部62との間には、その摘み部62が、図11(a)に示す閉指示位置と、その位置から回転の位相が90°ずれた図12(a)に示す開指示位置との間の角度範囲内で回転するのを許容し、その角度範囲を越えて回転するのを阻止するストッパ(図示略)が設けられている。
軸部63はノブ本体56に対し回転可能に挿通されており、その下流端部において摘み部62に一体回転可能に連結されている。
さらに、操作ノブ55の動きを、両中央上流フィン28及びシャットダンパ40のそれぞれに伝達して、これらを傾動させるために次の構成が採用されている。
図2及び図6に示すように、横連結ロッド35のうち、両中央上流フィン28間に位置する部分には、空調用空気A1の流れ方向に延びる伝達孔37を有する伝達部36が一体に形成されている。
図6及び図8に示すように、伝達部36には、空調用空気A1の流れ方向に沿って延びる伝達シャフト65が挿通されている。伝達シャフト65の伝達孔37に対する挿通箇所には、その伝達シャフト65の直径よりも大きな直径を有する円板状の接触子66が形成されている。
伝達孔37は縦長の長孔形状に形成されている。これは、伝達部36における伝達孔37の内壁面が、操作ノブ55のスライドに伴い、伝達シャフト65が上流端部を支点として左右方向へ揺動した場合にのみ、その揺動を伝達部36に伝達するためである。
伝達シャフト65と両ダンパプレート41,46との間には、伝達シャフト65を介して伝達される操作ノブ55の回転の方向を変更して同ダンパプレート41,46に伝達するための回転方向変換機構TM1が設けられている。図4及び図8に示すように、回転方向変換機構TM1は、上側のダンパプレート41に設けられたアーム部44と、下側のダンパプレート46に設けられたアーム部49と、カム部材76とを備えている。
上側のアーム部44は、上側のダンパプレート41において、左右方向における中間部分から下流側へ延びている。このアーム部44は、上方へ膨らむように湾曲しており、球面を有する摺動端部44aを自身の先端部である下流端部に備えている。下側のアーム部49は、下側のダンパプレート46において、左右方向における中間部分から下流側へ延びている。このアーム部49は、下方へ膨らむように湾曲しており、球面を有する摺動端部49aを自身の先端部である下流端部に備えている。図11(b)及び図12(b)に示すように、両摺動端部44a,49aは、両ダンパプレート41,46の傾動に伴い、ダンパ軸42,47を中心C1とする円弧状経路T1に沿って移動する。
図3及び図6に示すように、カム部材76を両ダンパプレート41,46に支持するために、円筒状をなす外筒部材74が用いられている。外筒部材74は、左右方向に突出する一対の軸75を備えている。左側の軸75は、上側のダンパプレート41における左側の軸受部43に支持されている。右側の軸75は、下側のダンパプレート46における右側の軸受部48に支持されている。このようにして、外筒部材74は両ダンパプレート41,46に支持されている。
カム部材76は、外筒部材74内に回転可能に装着されている。図4に示すように、カム部材76は、上記摺動端部44a,49aが摺動可能に係合されるカム溝77を外面に有している。本実施形態では、カム溝77は、カム部材76の外面において全周にわたって形成されており、無端状をなしている。図4及び図5(a)〜(c)に示すように、カム溝77は、各ダンパプレート41,46が、それぞれ開位置及び閉位置の間で傾動する際に摺動端部44a,49aが摺動する一対の摺動領域78を有している。両摺動領域78は、カム部材76の軸線L1を挟んで対向する箇所に位置している。各摺動領域78は、軸線L1の回りの90°の角度範囲に設定されている。
各摺動領域78の両端部分には空走領域78bが設定されている。各空走領域78bは、カム部材76が一定角度回転した場合に、摺動端部44a,49aとの係合位置の円弧状経路T1(図12(b)参照)に沿う方向の移動量が、同摺動領域78の中間部分を構成する一般領域78aよりも少なくなる領域である。
各空走領域78bは、摺動端部44a,49aが同空走領域78bの一方の端から他方の端まで摺動したとき、ダンパ軸42,47の周りで前記円弧状経路T1(図12(b)参照)上を3°〜5°移動するように形成されている。こうした形成により、空走領域78b毎の一方の端部と他方の端部とは、円弧状経路T1に沿う方向に互いに離間した箇所に位置している。
カム部材76の外面において、両摺動領域78により挟まれた領域の一部には凹部81が形成されている。
図12(b)及び図13(b)に示すように、両摺動領域78に摺動端部44a,49aが係合された状態のカム部材76において、その軸線L1を含み、かつ両摺動端部44a,49aを通る断面82は、湾曲部84を有している。湾曲部84は、断面82における最上流部83と、各摺動領域78の各摺動端部44a,49aが係合された箇所との間で、円弧状経路T1(図12(b)参照)に沿って湾曲している。上記湾曲部84は、凹部81とカム溝77との間に位置している。カム部材76に凹部81が設けられた本実施形態では、同凹部81と湾曲部84との境界部分が最上流部83となる。また、本実施形態では、湾曲部84は、半径R1が一定の円弧により構成されている。具体的には、カム溝77は、そのカム溝77の中心が球面S1上に位置するように形成されており、湾曲部84は、球面S1の中心C2を自身の中心とする円弧により構成されている。
図3及び図8に示すように、伝達シャフト65の下流端部は、下流側のカルダンジョイントJ1により操作ノブ55の回転部61に対し、屈曲可能かつ回転伝達可能に連結されている。より詳しくは、伝達シャフト65の下流端部には、同伝達シャフト65の軸線を挟む一対の腕部67が形成されている。一方、回転部61の上流端部は、支持部材57によって構成されている。支持部材57は、上記両腕部67が対向する方向に対し直交する方向に延びる支軸58を有している。両腕部67及び支軸58は、連結部材68によって連結されている。連結部材68には、互いに反対方向へ突出する伝達ピン69が形成されている。連結部材68は、これらの伝達ピン69において両腕部67に回転可能に支持されている。また、連結部材68は係合凹部71を有しており、この係合凹部71において上記支軸58に回転可能に支持されている。そして、上記両腕部67、支持部材57及び連結部材68によって下流側のカルダンジョイントJ1が構成されている。
伝達シャフト65の上流端部は、上流側のカルダンジョイントJ2によりカム部材76に対し、屈曲可能かつ回転伝達可能に連結されている。カム部材76には、その下流端面において開口する係合凹部85が形成されている。係合凹部85は略円筒状の内面を有している。係合凹部85の内面であって、カム部材76の軸線L1を挟んで相対向する箇所には、同軸線L1に沿って延びる一対の係合溝部86(図6参照)が形成されている。
一方、伝達シャフト65の上流端部の外周には、円板状の係合凸部72が形成されている。係合凸部72には、径方向であって互いに反対方向へ突出する伝達ピン73が形成されている(図6参照)。係合凸部72は、その外面を、係合凹部85の円筒状の内面に接触させた状態で、カム部材76に対し摺動可能に係合されている。両伝達ピン73は、カム部材76の対応する係合溝部86に係合されている。そして、両係合溝部86、係合凸部72及び両伝達ピン73により、上流側のカルダンジョイントJ2が構成されている。この上流側のカルダンジョイントJ2では、伝達シャフト65は、係合凸部72を支点としてカム部材76に対し揺動可能である。また、伝達シャフト65は、その回転を両伝達ピン73によりカム部材76に伝達可能である。さらに、各伝達ピン73は、対応する係合溝部86に沿って空調用空気A1の流れ方向へ移動可能である。
次に、上記のように構成された本実施形態の作用及び効果について説明する。
図11(b)は、両ダンパプレート41,46がともに閉位置にあるときの状態を示している。この状態では、通風路13が両ダンパプレート41,46によって閉鎖される。通風路13の両ダンパプレート41,46よりも下流では空調用空気A1の流通が遮断され、吹出口17からの空調用空気A1の吹き出しが停止される。
これに対し、図8及び図12(b)は、両ダンパプレート41,46がともに開位置にあるときの状態を示している。この状態では、通風路13が全開となり、空調用空気A1がダンパプレート41の上側とダンパプレート46の下側とに分かれて流れる。両ダンパプレート41,46を通過した空調用空気A1は、上流フィン群、下流フィン群等に沿って流れた後、吹出口17から吹き出す。
シャットダンパ40の閉位置から開位置への切替え、及び開位置から閉位置への切替えは、図11(a)及び図12(a)に示すように、操作ノブ55における摘み部62の回転操作を通じて行なわれる。摘み部62が乗員によって回転操作されると、その摘み部62の回転は、図6及び図8に示すように、下流側のカルダンジョイントJ1、伝達シャフト65及び上流側のカルダンジョイントJ2を介してカム部材76に伝達される。カム部材76が自身の軸線L1を中心として回転し、それに伴い同軸線L1を中心として、一対の摺動領域78を有するカム溝77も回転する。
カム溝77の回転に伴い、各摺動領域78においてアーム部44,49毎の摺動端部44a,49aが係合する位置は、ダンパ軸42,47を中心C1とする円弧状経路T1に沿ってそれぞれ変化する。両係合位置の変化に伴い、各ダンパプレート41,46がダンパ軸42,47を支点として、それぞれ開位置と閉位置との間で、互いに反対方向へそれぞれ傾動させられる。操作ノブ55の回転部61と両ダンパプレート41,46とでは、回転方向及び傾動方向が互いに異なるが、上記のように回転方向変換機構TM1を経ることで、回転部61の回転の方向が変更されて各ダンパプレート41,46に伝達されて、同ダンパプレート41,46がそれぞれ傾動される。これらの傾動により、通風路13の開度が変化する。
摘み部62が図11(a)に示す閉指示位置まで回転されると、図11(b)に示すように、上側のダンパプレート41及び下側のダンパプレート46がともに閉位置に達する。上側のダンパプレート41は、上流側の箇所ほど高くなるように傾斜した状態となり、シール部41aにおいて上壁部15に接触する。下側のダンパプレート46は、上流側の箇所ほど低くなるように傾斜した状態となり、シール部46aにおいて底壁部16に接触する。このようにして、両ダンパプレート41,46はダンパ軸42,47を支点として屈曲した状態となり、通風路13を閉鎖する。
上記とは逆に、摘み部62が図12(a)に示す開指示位置まで回転されると、上側のダンパプレート41が開位置に達して、上壁部15に対し略平行となる。また、下側のダンパプレート46が開位置に達して、底壁部16に対し略平行となる。両ダンパプレート41,46が上下方向に重なり合った状態となり、通風路13が大きく開放される。
上記のように、摘み部62を回転操作することで通風路13の開度を変化させ、通風路13においてシャットダンパ40を通過する空調用空気A1の量を調整することができる。
また、上記のように伝達シャフト65が回転された場合、その回転は上流フィン28,29に伝達されない。図6及び図8に示すように、上記回転に伴い接触子66が伝達孔37内で回転し、接触子66と伝達部36との間で力の伝達が行なわれないからである。そのため、上流フィン28,29は傾動しない。また、操作ノブ55と筒状部25との間で力の伝達が行なわれない。そのため、下流フィン18,19も傾動しない。
なお、以下の説明は、シャットダンパ40が開位置にあることを前提としている。
図6及び図8は、両下流フィン18,19が中立状態にあり、かつ全ての上流フィン28,29が中立状態にあるときの空調用レジスタを示している。このときには、両下流フィン18,19が、上壁部15及び底壁部16に対し略平行にされる。また、上流フィン28,29が左右の両側壁部14に対し略平行にされる。
従って、シャットダンパ40を通過した空調用空気A1は、上流フィン28,29、側壁部14等に沿って流れた後、下流フィン18,19、上壁部15、底壁部16等に沿って流れて吹出口17から真っ直ぐ吹き出す。
このとき、操作ノブ55は上側の下流フィン18のうち、筒状部25の左右方向における中央部分に位置している。回転部61における軸部63の軸線は、下流フィン18,19と同様、上壁部15及び底壁部16に対し略平行になっている。伝達シャフト65は、上壁部15及び底壁部16に対しても、両側壁部14に対しても略平行になっている。
上記の両中立状態から、操作ノブ55に対し上下方向、例えば、下方へ向かう力が加えられると、上側の下流フィン18がその下流フィン軸21を支点として図10の時計回り方向へ傾動させられる。この傾動は、リンク機構LM1(図6参照)を介して下側の下流フィン19に伝達される。この伝達により、下側の下流フィン19が上側の下流フィン18に同期して、操作ノブ55の操作された側へ傾動する。操作ノブ55及び各下流フィン18,19はともに、下流側ほど低くなるように傾斜した状態となる。空調用空気A1は、上記のように傾動された下流フィン18,19に沿って流れることで、向きを変えられて吹出口17から斜め下方へ向けて吹き出す。
上記操作ノブ55の傾動は、下流側のカルダンジョイントJ1を介して伝達シャフト65に伝達される。そのため、伝達シャフト65は、両ダンパプレート41,46に係合された外筒部材74の軸75を支点として、上下方向へ揺動する。例えば、上記のように操作ノブ55に対し下方へ向かう力が加えられると、軸部63は上流側ほど高くなるように傾斜する。伝達シャフト65は、下流側ほど高くなるように傾斜した状態となる。
ただし、伝達シャフト65の上記揺動は、上流フィン28,29に伝達されない。これは、上記揺動に伴い伝達シャフト65の接触子66が伝達孔37内を上記方向(上方)へ移動し、接触子66と伝達部36との間で力の伝達が行なわれないからである。伝達孔37の上下の両内壁面は接触子66にも、伝達シャフト65の接触子66とは異なる箇所にも接触しない。その結果、全ての上流フィン28,29が傾動しない。
上記の両中立状態から、操作ノブ55に対し、左右方向、例えば、左方へ向かう力が加えられると、図7に示すように、操作ノブ55が下流側のカルダンジョイントJ1を伴って同方向へスライドされる。そのため、伝達シャフト65は、係合凸部72を支点として、上記方向(左方)へ揺動する。
伝達シャフト65の上記揺動は、横連結ロッド35に伝達される。これは、揺動に伴い伝達シャフト65の接触子66が伝達部36における伝達孔37の左右の内壁面に接触し、接触子66と伝達部36との間で力の伝達が行なわれるからである。伝達部36が横連結ロッド35の他の部分と一緒に左方へ移動する。この動きが上流フィン28,29に伝達される。その結果、上流フィン28,29が、それぞれ上流フィン軸31を支点として図7に示すように時計回り方向へ傾動する。
空調用空気A1は、上記のように傾動された上流フィン28,29に沿って流れることで、向きを変えられて吹出口17から左方へ吹き出す。
なお、以上は、上記上流フィン28,29及び上記下流フィン18,19の両中立状態を基準とし、この中立状態から操作ノブ55を傾動させたりスライドさせたりした場合の作用であるが、中立状態とは異なる状態から操作ノブ55を傾動させたりスライドさせたりした場合にも、空調用レジスタの各部は上記と同様に作動する。また、摘み部62を回転させてシャットダンパ40を傾動させる操作は、上流フィン28,29が両側壁部14に対し傾斜した状態であっても、下流フィン18,19が上壁部15及び底壁部16に対し傾斜した状態であっても可能である。これは、伝達シャフト65の下流端部が下流側のカルダンジョイントJ1によって回転部61に連結され、上流端部が上流側のカルダンジョイントJ2によってカム部材76に連結されているからである。伝達シャフト65の軸線と回転部61の軸線とが交差していても、力の伝達が行なわれる。また、伝達シャフト65の軸線とカム部材76の軸線L1とが交差していても、力の伝達が行なわれるからである。
このように、回転部61を有する操作ノブ55を操作することで、下流フィン18,19、上流フィン28,29及びシャットダンパ40をそれぞれ傾動させることができる。
ここで、仮に、カム部材76が一定角度回転した場合に、カム溝77における摺動端部44a,49aとの係合位置の円弧状経路T1に沿う方向の移動量が一様であるとする。すると、操作ノブ55の軸線と伝達シャフト65の軸線との交差角度が大きい状態や、伝達シャフト65の軸線とカム部材76の軸線L1との交差角度が大きい状態で操作ノブ55が回転された場合、操作ノブ55とカム部材76との間に生ずる回転のずれが大きくなる。
この点、本実施形態では、図5(a)〜(c)に示すように、カム溝77における各摺動領域78の両端部分にそれぞれ空走領域78bが設定されている。各空走領域78bでは、カム部材76が一定角度回転した場合に、摺動端部44a,49aとの係合位置の円弧状経路T1(図12(b)参照)に沿う方向の移動量が、一般領域78aよりも少なくなる。具体的には、各摺動端部44a,49aは、空走領域78bの一方の端から他方の端まで摺動したとき、ダンパ軸42,47の周りで円弧状経路T1上を3°〜5°移動する。各摺動端部44a,49aは、空走領域78bの一方の端部に位置するときと、他方の端部に位置するときとで、円弧状経路T1に沿う方向に互いに離間した箇所に位置する。
従って、ダンパプレート41,46毎の摺動端部44a,49aが、空走領域78bを摺動する場合には、ダンパ軸42,47を支点とする同ダンパプレート41,46の傾動角度が、同摺動端部44a,49aが一般領域78aを摺動する場合よりも少なくなる。表現を変えると、各摺動端部44a,49aが対応する空走領域78bを摺動する場合には、一般領域78aを摺動する場合よりも、ダンパプレート41,46が緩やかに傾動する。
そのため、各空走領域78bでは、伝達シャフト65及び操作ノブ55の両軸線の交差角度や、同伝達シャフト65及びカム部材76の両軸線の交差角度に起因する回転のずれが吸収され、そのずれに起因する現象が解消される。
例えば、摘み部62を図11(a)に示す閉指示位置まで回転させた場合に、両ダンパプレート41,46がそれぞれ閉位置を越えて傾動するのを抑制することができる。ダンパプレート41の上壁部15との干渉を抑制し、ダンパプレート46の底壁部16との干渉を抑制し、操作ノブ55及び回転方向変換機構TM1や、それらの間に配置された部品に負荷が加わるのを抑制することができる。
上記とは逆に、両ダンパプレート41,46がそれぞれ閉位置まで傾動せず、通風路13が閉鎖されず、ダンパプレート41と上壁部15との間に隙間が生じたり、ダンパプレート46と底壁部16との間に隙間が生じたりして、それらの隙間から空調用空気A1が漏れ出るのを抑制することができる。
また、例えば、摘み部62を図12(a)に示す開指示位置まで回転させた場合に、両ダンパプレート41,46がそれぞれ開位置まで傾動せず、空調用空気A1の流れ方向に対し傾斜した状態となるのを抑制することができる。両ダンパプレート41,46が空調用空気A1の流れの抵抗となって、吹出し量が少なくなるのを抑制することができる。
ところで、各空走領域78bが回転のずれを吸収する上記効果は、同空走領域78bがどの箇所でも円弧状経路T1の同一箇所に位置する場合に最も大きくなる。摺動端部44a,49aが空走領域78bにおいてカム溝77を摺動する場合には、両ダンパプレート41,46が傾動しなくなるからである。
ただし、本実施形態によるように、空走領域78bの一方の端部と他方の端部とが、円弧状経路T1に沿う方向に互いに離間していても、円弧状経路T1上で3°〜5°程度の離間であれば、上記回転のずれを吸収する効果を得ることができる。
上記空調用レジスタにおいては、両ダンパプレート41,46が閉位置とは異なる位置、例えば、図12(b)に示すように、ともに開位置で静止している両ダンパプレート41,46に対し、それらの厚み方向に力が加えられることが起こり得る。例えば、下方へ向かう力が加えられると、両ダンパプレート41,46がダンパ軸42,47を支点として下方へ傾動する。図13(a)に示すように、上側のダンパプレート41における摺動端部44aがカム溝77から外れる。すると、回転方向変換機構TM1による回転方向の変換が適正に行なわれなくなる。
ただし、下側のダンパプレート46における摺動端部49aはカム溝77に係合し続ける。これは、ダンパ軸47を支点とする下側のダンパプレート46の傾動に伴い、摺動端部49aが円弧状経路T1に沿って移動し、同摺動端部49aのカム溝77との係合位置が変化し、カム部材76が回転するからである。
この状態から操作ノブ55が、開指示位置側、すなわち両ダンパプレート41,46を開位置へ傾動させる側へ回転されると、カム部材76が回転し、摺動端部49aにおいてカム溝77に係合している下側のダンパプレート46が傾動する。摺動端部44aがカム溝77から外れている上側のダンパプレート41が、上記下側のダンパプレート46によって上方へ押される。上側のダンパプレート41は、ダンパ軸42を支点として、円弧状経路T1に沿って上方へ傾動する。
ここで、仮に、摺動端部44aとカム溝77との間に、摺動端部44aの移動を妨げる部分があると、その摺動端部44aをカム溝77に係合させることが難しい。例えば、図13(a)に示すように、カム部材76の外周面が軸線L1を自身の中心とする円筒状をなし、かつ同カム部材76の上流端面が軸線L1に直交する平面状をなしていて、カム溝77が外周面に形成されている場合には、外周面と上流端面との間の角部76aが、摺動端部44aの移動を妨げる。このように摺動端部44aの移動が妨げられている状態で、操作ノブ55に対し、これをさらに開指示位置側へ回転させようとする力が加えられると、カム溝77に係合していた摺動端部49aまでもが同カム溝77から外れるおそれがある。
この点、本実施形態では、図13(b)に示すように、カム部材76において、その軸線L1を含み、かつ両摺動端部44a,49aを通る断面82が、最上流部83と、各摺動領域78の各摺動端部44a,49aが係合された箇所との間に湾曲部84を有している。この湾曲部84は、円弧状経路T1に沿って湾曲している。そのため、摺動端部44aとカム溝77との間に、同摺動端部44aの移動を妨げる部分のない状態、又はそれに近い状態となる。従って、下側のダンパプレート46によって押された上側のダンパプレート41がダンパ軸42を支点として、円弧状経路T1に沿って上方へ傾動すると、摺動端部44aは湾曲部84に沿って移動し、図12(b)に示すように再びカム溝77に係合する。両摺動端部44a,49aがともにカム溝77に係合した状態となる。
特に、本実施形態では、湾曲部84が、半径R1の一定の円弧により構成されている。そのため、上側のダンパプレート41がダンパ軸42を支点として、円弧状経路T1に沿って上方へ傾動する場合に、摺動端部44aを上記湾曲部84に沿って移動させるのに必要な力は、同湾曲部84のどの箇所でも略一定となる。従って、摺動端部44aをよりスムーズに移動させ、カム溝77に係合させることが可能となる。
なお、図12(b)の両ダンパプレート41,46に対し、上方へ向かう力が加えられて摺動端部49aがカム溝77から外れた場合には、操作ノブ55が開指示位置側へ回転されることにより、上記と同様にして摺動端部49aが再びカム溝77に係合される。
その結果、回転方向変換機構TM1による回転方向の変換が適正に行なわれるようになる。
なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
・下流側のカルダンジョイントJ1は、操作ノブ55の回転部61及び伝達シャフト65を、それらの軸線の交差する角度が自由に変化し得るように連結するものであればよい。従って、下流側のカルダンジョイントJ1として、上述したような、いわゆるユニバーサルジョイントが採用されてもよいが、それとは異なるタイプのジョイント、例えば、ボールジョイントが用いられてもよい。
・シャットダンパ40が単一のダンパプレートによって構成されてもよい。この場合には、摺動端部を有するアーム部の数、及びカム溝77における摺動領域78の数は、「2」から「1」に変更される。
・上記実施形態では、カム溝77が、摺動端部44a,49aの摺動に関与しない領域を含んでいたが、この摺動に関与しない領域が省略されて、摺動領域78のみによってカム溝77が構成されてもよい。この場合、カム溝77は、軸線L1を挟んで相対向する2箇所に設けられることになる。
・カム部材76の断面82から湾曲部84が省略されてもよい。
・上記実施形態では、操作ノブ55における回転部61の回転を、閉指示位置と、開指示位置との間に制限する構成が採用されている。そのため、回転部61が、閉指示位置と、開指示位置との間で正逆回転(回動)されることで、両ダンパプレート41,46が開位置と閉位置との間でそれぞれ傾動される。しかし、上記回転領域の制限は必須ではなく、解除されてもよい。この場合、回転部61は1方向へのみ回転されることになる。このように変更されても、上記実施形態のように、カム溝77がカム部材76の外周面の全周にわたって形成されていて、無端状をなしていれば、両ダンパプレート41,46を開位置と閉位置との間でそれぞれ傾動させることが可能である。
・上記実施形態では、操作ノブ55における回転部61を、閉指示位置と、開指示位置との間で90°回転させることで、カム部材76を90°回転させて、両ダンパプレート41,46を閉位置と開位置との間で傾動させている。これに代えて、操作ノブ55における回転部61を、閉指示位置と、開指示位置との間で90°とは異なる角度、例えば180°回転させることで、カム部材76を90°とは異なる角度(180°)回転させて、両ダンパプレート41,46を閉位置と開位置との間で傾動させるように変更されてもよい。
・カム部材76における凹部81が省略されてもよい。
・下流フィン18,19及び上流フィン28,29のそれぞれの数が、上記実施形態とは異なる数に変更されてもよい。
・下流フィン18,19として、それぞれ通風路13内で上下方向及び空調用空気A1の流れ方向へ延びる板状体によって構成されてもよい。また、上流フィン28,29として、それぞれ通風路13内で左右方向及び空調用空気A1の流れ方向へ延びる板状体によって構成されてもよい。
・上記空調用レジスタは、車室内においてインストルメントパネルとは異なる箇所に設けられる空調用レジスタにも適用可能である。
・上記空調用レジスタは、空調装置から送られてきた空調用空気A1の向きを上流フィン28,29及び下流フィン18,19によって変更して室内に吹き出すとともに、その吹き出しをシャットダンパ40によって遮断することのできるものであれば、車両に限らず広く適用可能である。
13…通風路、40…シャットダンパ、41,46…ダンパプレート、42,47…ダンパ軸、44,49…アーム部、44a,49a…摺動端部、55…操作ノブ、65…伝達シャフト、76…カム部材、77…カム溝、78…摺動領域、78a…一般領域、78b…空走領域、A1…空調用空気、J1,J2…カルダンジョイント、L1…カム部材の軸線、T1…円弧状経路、TM1…回転方向変換機構。

Claims (4)

  1. 通風路における空調用空気の流れ方向に延びる伝達シャフトを介して伝達される操作ノブの回転の方向を変更してシャットダンパに伝達し、かつダンパ軸を支点として、前記シャットダンパを開位置及び閉位置の間で傾動させる回転方向変換機構を備え、
    前記回転方向変換機構は、前記シャットダンパから延び、かつ同シャットダンパの傾動に伴い、前記ダンパ軸を中心とする円弧状経路に沿って移動する摺動端部を有するアーム部と、前記摺動端部が摺動可能に係合されるカム溝を外面に有するカム部材とを備え、
    前記伝達シャフト及び前記操作ノブと、同伝達シャフト及び前記カム部材とは、それぞれカルダンジョイントにより連結されており、
    前記カム溝において、前記シャットダンパが前記開位置及び前記閉位置の間で傾動する際に前記摺動端部が摺動する摺動領域の両端部分には、前記カム部材が一定角度回転した場合に、前記摺動端部との係合位置の前記円弧状経路に沿う方向の移動量が、同摺動領域の中間部分の一般領域よりも少なくなる空走領域が設定されている空調用レジスタ。
  2. 前記シャットダンパは、前記回転方向変換機構により同一線上のダンパ軸を支点として、それぞれ開位置及び閉位置の間で互いに反対方向に傾動させられる一対のダンパプレートを備え、
    前記摺動領域は、前記カム部材の軸線を挟んで対向する2箇所に形成され、
    前記空走領域は、前記摺動領域毎の両端部分に設定されており、
    前記回転方向変換機構における前記アーム部は前記ダンパプレート毎に設けられ、前記アーム部毎の前記摺動端部は、対応する前記摺動領域において前記カム溝にそれぞれ摺動可能に係合されている請求項1に記載の空調用レジスタ。
  3. 前記空走領域の一方の端部と他方の端部とは、前記円弧状経路に沿う方向に互いに離間した箇所に設定されている請求項1又は2に記載の空調用レジスタ。
  4. 前記空走領域の一方の端部は、他方の端部に対し、前記ダンパ軸を中心として前記円弧状経路に沿う方向に3°〜5°離間した箇所に設定されている請求項3に記載の空調用レジスタ。
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