JP2006226334A - リンク機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガタを吸収する弾性力を有する駆動リンク部材を形成して従動リンク部材と組み合わせることで、部品コストの低減および摺動音の発生防止が図れるリンク機構を実現する。
【解決手段】 駆動側となる中間リンク部材６は、従動リンク部材５が第１位置と第２位置との間を回動する際に軸方向に発生するガタを吸収するための弾性力を有する弾性摺動部６３を駆動ピン６１の円周方向において、従動案内溝部５２に接するように形成している。これにより、部品コストの低減および摺動音の発生防止が図れる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、駆動手段の回転運動を従動リンク部材に伝達して、この従動リンク部材を第１位置と第２位置との間で回動させるリンク機構に関するものであり、特に、従動リンク部材に回転運動を伝達する駆動リンク部材の構造に関する。

従来、この種のリンク機構として、例えば、特許文献１に示すように、駆動手段の出力軸とともに回転する駆動リンク部材と、この駆動リンク部材に設けた駆動ピンが接する案内溝部を有し、駆動ピンの移動に伴って支点軸を支点として回転する従動リンク部材とを備えて、駆動手段の回転運動を駆動リンク部材に出力し、駆動リンク部材から従動リンク部材に伝達させ、その従動リンク部材を第１位置と第２位置との間で回動させている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２８９２９９号公報

しかしながら、上記この種のリンク機構では、駆動手段の出力軸でのガタ、従動リンク部材に連結されるドア部材との取り付けガタ、および従動リンク部材における従動案内溝部と駆動ピンとのガタなどによって、従動リンク部材が回動する際に、駆動ピンの軸方向にこれらのガタが生ずるため、従動リンク部材が駆動リンク部材と擦れあって摺動音（例えば、コツン音など）が発生する問題がある。

これを解決するために従動リンク部材と駆動リンク部材との間に発泡状のパッキン材を設ける方法があるが、別体のパッキン材を組み付ける組付性が低下するとともに、摺動部に用いるパッキン材は耐摩耗性を要求されるので部品コストが高価となる問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、ガタを吸収する弾性力を有する駆動リンク部材を形成して従動リンク部材と組み合わせることで、部品コストの低減および摺動音の発生防止が図れるリンク機構を提供することにある。

上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、駆動手段（８）の回転運動を従動リンク部材（５）に伝達して、この従動リンク部材（５）を第１位置と第２位置との間で回動させるリンク機構において、
駆動手段（８）の回転運動を出力する出力軸（８１）に連結され、この出力軸（８１）とともに回転する駆動リンク部材（６、７）と、この駆動リンク部材（６、７）に設けた駆動ピン（６１、７１）が接する従動案内溝部（５２）を有し、駆動ピン（６１、７１）の移動に伴って支持軸（５１）を支点として回動する従動リンク部材（５）とを備え、
駆動リンク部材（６、７）は、従動リンク部材（５）が第１位置と第２位置との間を回動する際に軸方向に発生するガタを吸収するための弾性力を有する弾性摺動部（６３、７３）を駆動ピン（６１、７１）の円周方向において、従動案内溝部（５２）に接するように形成していることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、従動リンク部材（５）が回動する際にガタが発生するが、弾性摺動部（６３、７３）でガタを吸収できることで摺動音の発生防止が図れる。

請求項２に記載の発明では、駆動リンク部材（６、７）は、駆動ピン（６１、７１）および弾性摺動部（６３、７３）を含めて樹脂材料を用いた成形加工により一体に形成され、弾性摺動部（６３、７３）は、その断面形状が駆動ピン（６１、７１）の根元から駆動ピン（６１、７１）の軸方向および円周方向に沿って延びる略ラッパ状に形成されているとともに、その略ラッパ状の弾性摺動部（６３、７３）が圧縮方向に弾性力を有するように形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、具体的には、弾性摺動部（６３、７３）を略ラッパ状に形成されていることで圧縮方向における弾性力が得られる。これにより、従動リンク部材（５）で生ずるガタを吸収することが可能である。さらに、この弾性摺動部（６３、７３）を一体に形成することで、別体の緩衝部材が不要となることで組付性が向上するとともに、部品コストの低減が図れる。

請求項３に記載の発明では、弾性摺動部（６３、７３）は、薄肉状に形成し、かつ円周方向において、弾性力を可変するための肉ヌスミを形成していることを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、肉ヌスミの大小によって容易に弾性力の調整ができる。従って、従動リンク部材（５）で生ずるガタに応じた肉ヌスミを形成することで摺動音の発生防止が図れる。

請求項４に記載の発明では、弾性摺動部（６３、７３）は、薄肉状に形成し、かつ円周方向において、弾性力を可変するために階段状からなる略ラッパ状に形成していることを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、階段状からなる略ラッパ状の形状によって容易に弾性力の調整ができる。従って、従動リンク部材（５）で生ずるガタに応じた階段状からなる略ラッパ状の形状を形成することで摺動音の発生防止が図れる。

請求項５に記載の発明では、従動リンク部材（５）は、車両用空調装置の空調ケースに形成される空気通路の開閉を制御する各種制御ドアに連結されることを特徴としている。請求項５に記載の発明によれば、従動リンク部材（５）が数多く配設される車両用空調装置の空調ケースでは静粛性が要求されるので、本発明を適用させることで好適である。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実形態）
以下、本発明の第１実施形態におけるリンク機構を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は本発明のリンク機構の全体構成を示す模式図、図２は図１に示すＡ−Ａ断面図、図３（ａ）は本実施形態の駆動リンク部材６、７の全体構成を示す平面図、図３（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。

本実施形態のリンク機構は、例えば、車両用空調装置の樹脂製の空調ケース（図示せず）に形成される空気通路の開閉を制御する各種制御ドアに駆動手段であるサーボモータ８の回転駆動力を伝達するリンク機構に本発明を適用したものである。

空調ケースには、このケース内に空気流を発生させる送風機、冷凍サイクルのエバポレータ（冷却用熱交換器）、エンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコア（加熱用熱交換器）等の周知の空調用機能部が配設されており、空調ケースの最上流部には、内気導入口（図示せず）および外気導入口（図示せず）が形成され、空調ケースの最下流部には、周知の吹出空気通路部が形成されている。

そして、内外気切替ドア、エアミックスドア、吹出口切替ドアなどの各種制御ドアが設けられている。そして、これらの制御ドアは、ドア基板部と回転軸とが一体に構成して、その回転軸（図示せず）が空調ケースの両側面に回動自在に配設され、ドア基板部が空調ケース内に収容されている。

そして、空調ケース外に突き出した片側の回転軸が空調ケースの外部に配設されるリンク機構と連結させている。本実施形態のリンク機構は、図１に示すように、いずれも樹脂製の３つのリンク部材５、６、７から構成されている。具体的には、従動リンク部材５は空調ケース（図示せず）の外側に配置され、この従動リンク部材５の支持軸である一端部５１が制御ドアの回転軸の一端部に連結固定されて、従動リンク部材５と制御ドアが一体的に回動するようになっている。

言い換えれば、従動リンク部材５が後述する駆動ピン６１の移動に伴って支持軸（一端部）５１を支点として第１位置ａから第２位置ｂとの間を回動することで、支持軸（一端部）５１に回転軸が連結固定された制御ドアが第１位置から第２位置との間を回動する。

中間リンク部材６は空調ケース（図示せず）の外側に配置され、この中間リンク部材６の一端部が、空調ケースから突出する（空調ケースに一体の）支持軸６３に回動可能に取り付けられている。この中間リンク部材６の他端部には、従動リンク部材５の他端部に設けられた所定形状の従動案内溝部５２内に摺動可能に係合する駆動ピン６１が設けられている。このようにして、中間リンク部材６と制御ドアとが、従動リンク部材５を介して連結されている。

駆動リンク部材７は空調ケースの外側に配置され、この駆動リンク部材７の一端部は、サーボモータ８の出力軸８１に連結固定されている。この駆動リンク部材７の他端部には、中間リンク部材６に設けられた所定形状の中間案内溝部６２内に摺動可能に係合する駆動ピン７１が設けられている。

そして、サーボモータ８の出力軸８１の回転力により駆動リンク部材７を回動させ、この駆動リンク部材７の回動運動を、駆動ピン７１を介して中間リンク部材６に伝達して、支持軸６３を中心に中間リンク部材６を回動させ、この中間リンク部材６の回動運動を、駆動ピン６１を介して従動リンク部材５に伝達して、制御ドアの回転軸を回動させる。

なお、本実施形態の中間リンク部材６は、下流側の従動リンク部材５に対して動力を駆動する側のリンク部材であるため、本発明の請求項では後述する駆動リンク部材７と同じように、駆動リンク部材と称する。また、中間リンク部材６は、上流側の駆動リンク部材７に対して動力を従動する側のリンク部材であるため、本発明の請求項では従動リンク部材と称する。

また、駆動手段であるサーボモータ８の出力軸８１は、図１において時計回り方向にのみ回転する。また、サーボモータ８は、通電されることにより出力軸８１が所定角度のみ回転して一旦停止し、その後再通電されることにより出力軸８１が同方向に所定角度のみ回転して停止する。

次に、本発明の要部である駆動側のリンク部材６、７に形成した弾性摺動部６３、７３について説明する。具体的には、図２および図３に示すように、駆動側となるリンク部材６、７の駆動ピン６１、７１の円周方向に薄肉の略ラッパ状からなる弾性摺動部６３、７３を形成している。そして、弾性摺動部６３、７３の上端が従動側となるリンク部材５、６に形成した案内溝部５２、６２の外縁に接するように構成したものである。

つまり、従動側のリンク部材５、６が第１位置ａと第２位置ｂとの間を回動するときに、駆動ピン６１、７１の軸方向に生ずる従動側のリンク部材５、６のガタを弾性摺動部６３、７３で吸収させるようにしている。従って、この弾性摺動部６３、７３は、圧縮方向に弾性力を有するように、板厚を、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度の薄膜状で形成し、かつその断面形状を駆動ピン６１、７１の根元から駆動ピン６１、７１の軸方向および円周方向に沿って延びる略ラッパ状に形成している。

そして、圧縮方向の弾性力を調整するために、図２に示す略ラッパ状の弾性摺動部６３、７３の高さ寸法Ｈと、図３（ａ）に示す開口孔６４、７４の開口面積を併せて形成することで、従動側のリンク部材５、６で生ずるガタに応じた圧縮力となるように設定している。

ここで、図３（ａ）に示すように、円周方向に形成された開口孔６４、７４は、肉ヌスミと称するもので、この開口面積の大小と、高さ寸法Ｈとにより弾性力を調節できる。なお、本実施形態では、中間リンク部材６、および駆動リンク部材７に、それぞれ弾性摺動部６３、７３を形成したが、いずれか一方に形成しても良い。

ところで、中間リンク部材６、および駆動リンク部材７は、樹脂材料を用いた成形加工により一体形成しており、特に略ラッパ状からなる弾性摺動部６３、７３は、スライド型を用いることで一体に形成することができる。従って、別体のパッキン材を組み付ける従来の方式よりも組付性が向上することで部品コストを低減できる。

次に、以上の構成によるリンク機構の作動について説明する。まず、従動リンク部材５が第１位置ａにある状態からサーボモータ８が所定角度回転すると、出力軸８１が時計回り方向に回転して、駆動ピン７１が移動し、この駆動ピン７１が中間案内溝部６２を移動しつつ中間リンク部材６を時計回り方向に回動させる。

この中間リンク部材６の回動に伴って、駆動ピン６１が従動案内溝部５２を移動しつつ、従動リンク部材５を反時計回り方向に回動させる。これにより、従動リンク部材５が第２位置ｂに移動する。従って、従動リンク部材５に連結固定された図示しない制御ドアも第１位置ａから第２位置ｂに移動している。

そして、この回動しているときに、従動リンク部材５、および中間リンク部材６にガタが生ずると、弾性摺動部６３、７３に圧縮方向のガタ力が作用することで、このガタ力を弾性摺動部６３、７３で吸収するため摺動音（コツン音）の発生を防止する。

以上の第１実施形態によるリンク機構によれば、駆動側となる中間リンク部材６および駆動リンク部材７に、それぞれが第１位置ａと第２位置ことの間を回動する際に、軸方向に発生するガタを吸収するための弾性力を有する弾性摺動部６３、７３を駆動ピン６１、７１の円周方向において、従動案内溝部５２に接するように形成している。これにより、従動リンク部材５が回動する際にガタが発生するが、弾性摺動部６３、７３でガタを吸収できることで摺動音の発生防止が図れる。

より具体的には、弾性摺動部６３、７３は、駆動ピン６１、７１を含めて、中間リンク部材６および駆動リンク部材７に樹脂材料を用いた成形加工により一体に形成され、かつその断面形状が駆動ピン６１、７１の根元から駆動ピン６１、７１の軸方向および円周方向に沿って延びる略ラッパ状に形成されているとともに、その略ラッパ状の弾性摺動部６３、７３が圧縮方向に弾性力を有するように形成されている。

これにより、弾性摺動部６３、７３を略ラッパ状に形成されていることで圧縮方向における弾性力が得られる。従って、従動リンク部材５で生ずるガタを吸収することが可能である。さらに、この弾性摺動部６３、７３を一体に形成することで、別体の緩衝部材が不要となることで組付性が向上するとともに、部品コストの低減が図れる。

また、弾性摺動部６３、７３には、薄肉状に形成し、かつ円周方向において、弾性力を可変するための肉ヌスミを形成していることにより、肉ヌスミの大小によって容易に弾性力の調整ができる。従って、従動リンク部材５で生ずるガタに応じた肉ヌスミを形成することで摺動音の発生防止が図れる。

また、従動リンク部材５は、車両用空調装置の空調ケースに形成される空気通路の開閉を制御する各種制御ドアに連結されることにより、従動リンク部材５が数多く配設される車両用空調装置の空調ケースでは静粛性が要求されるので、本発明を適用させることで好適である。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、弾性摺動部６３、７３の外形を円周方向に滑らかに延びる略略ラッパ状に形成したが、これに限らず、具体的には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、外形が階段状に延びる略略ラッパ状に形成しても良い。これによれば、第１実施形態よりも厚保州方向に掛かる弾性力をさらに高めることが可能となる。なお、本実施形態においても、図４（ａ）に示す円周方向に形成する開口孔６４、７４により従動リンク部材５で生ずるガタに応じた弾性力を調整するようにしている。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、弾性摺動部６３、７３を中間リンク部材６および駆動リンク部材７に一体成形で形成したが、これに限らず、別体で形成しても良い。ただし、この場合には、リンク機構を組み付ける組付工数が増加する欠点がある。

また、以上の実施形態では、駆動リンク部材７と従動リンク部材５との間に中間リンク部材６を設けたリンク機構に本発明を適用させたが、中間リンク部材６を設けずに、駆動リンク部材７と従動リンク部材５とで構成しても良い。

また、本発明を車両用空調装置の空調ケース（図示せず）に形成される空気通路の開閉を制御する各種制御ドアに駆動手段であるサーボモータ８の回転駆動力を伝達するリンク機構に適用したがこれに限るものではない。

本発明の第１実施形態におけるリンク機構の全体構成を示す模式図である。 図１に示すＡ−Ａ断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態における駆動側リンク部材６、７の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。 （ａ）本発明の第２実施形態における駆動側リンク部材６、７の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

５…従動リンク部材
６…中間リンク部材（駆動リンク部材、従動リンク部材）
７…駆動リンク部材
８…サーボモータ（駆動手段）
６１、７１…駆動ピン
６３、７３…弾性摺動部
８１…出力軸

Claims (5)

1. 駆動手段（８）の回転運動を従動リンク部材（５）に伝達して、この従動リンク部材（５）を第１位置と第２位置との間で回動させるリンク機構において、
   前記駆動手段（８）の回転運動を出力する出力軸（８１）に連結され、前記出力軸（８１）とともに回転する駆動リンク部材（６、７）と、
   前記駆動リンク部材（６、７）に設けた駆動ピン（６１、７１）が接する従動案内溝部（５２）を有し、前記駆動ピン（６１、７１）の移動に伴って支持軸（５１）を支点として回動する従動リンク部材（５）とを備え、
   前記駆動リンク部材（６、７）は、前記従動リンク部材（５）が第１位置と第２位置との間を回動する際に軸方向に発生するガタを吸収するための弾性力を有する弾性摺動部（６３、７３）を前記駆動ピン（６１、７１）の円周方向において、前記従動案内溝部（５２）に接するように形成していることを特徴とするリンク機構。
2. 前記駆動リンク部材（６、７）は、前記駆動ピン（６１、７１）および前記弾性摺動部（６３、７３）を含めて樹脂材料を用いた成形加工により一体に形成され、
   前記弾性摺動部（６３、７３）は、その断面形状が前記駆動ピン（６１、７１）の根元から前記駆動ピン（６１、７１）の軸方向および円周方向に沿って延びる略ラッパ状に形成されているとともに、その略ラッパ状の弾性摺動部（６３、７３）が圧縮方向に弾性力を有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリンク機構。
3. 前記弾性摺動部（６３、７３）は、薄肉状に形成し、かつ円周方向において、弾性力を可変するための肉ヌスミを形成していることを特徴とする請求項２に記載のリンク機構。
4. 前記弾性摺動部（６３、７３）は、薄肉状に形成し、かつ円周方向において、弾性力を可変するために階段状からなる略ラッパ状に形成していることを特徴とする請求項２に記載のリンク機構。
5. 前記従動リンク部材（５）は、車両用空調装置の空調ケースに形成される空気通路の開閉を制御する各種制御ドアに連結されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のリンク機構。

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