JPH072261Y2 - モ−タアクチユエ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の利用分野） 本考案はモータアクチュエータにかかわるもので、とく
に車両用空気調和装置におけるエアミックスドア、ブロ
アモータ、コンプレッサ、内外気切換えドア、モード切
換えドアなどの駆動機器にヒステリシスを設けるように
したモータアクチュエータに関するものである。

（従来技術） 従来より、車両用空気調和装置においては、内外気切換
えドア、クーラユニットの冷媒を送るコンプレッサ、ク
ーラユニットによる除湿した冷風とヒータユニットによ
る暖風とを任意の割合で混合して所望温度の空気とする
ためのエアミックスドア、さらには、ベントモード、バ
イレベルモード、フットモード、デフロストモードの各
モードの切換えドアなど、各種の駆動機器が装備されて
いる。

このような車両用空気調和装置について第１図にもとづ
き概略的に説明する。

この車両用空気調和装置には、ダクト１を備えてあり、
このダクト１の上流側の内気導入口２と外気導入口３と
の間には内外気切換えドア４を設け、この内外気切換え
ドア４の開閉を第一のモータアクチュエータ５によって
制御する。内気導入口２ないしは外気導入口３からの空
気は、ブロア６によってダクト１内に導入され、このブ
ロア６の下流側に順次、クーラユニットのエバポレータ
７、エアミックスドア８、ヒータユニットのヒータコア
９、モード切換えドア10、11を配設してある。

上記エバポレータ７はコンプレッサ12、コンデンサ13、
受液器14、および膨張弁15とともに冷凍サイクルを構成
するもので、上記コンプレッサ12には、エンジンプーリ
16からの回転力がマグネットクラッチ17を介して伝達さ
れるようになっている。

上記エアミックスドア８は、エバポレータ７による冷風
と、ヒータコア９による暖風との混合割合を調製するも
ので、第二のモータアクチュエータ18によって制御する
ものである。なお、このエアミックスドア８の開閉に連
動して、ウォータコック19を開閉し、ヒータコア９の加
熱量を調節する。

上記モード切換えドア10、11は、顔部吹出し口20、足元
吹出し口21、デフロスト吹出し口22から吹き出される空
気の方向および量を調節するもので、これらのモード切
換えドア10、11を第三のモータアクチュエータ23によっ
て制御する。

またコントロールユニット24は、上記のような第一のモ
ータアクチュエータ５、第二のモータアクチュエータ1
8、第三のモータアクチュエータ23、ブロア６を駆動す
るブロアモータ6a、およびマグネットクラッチ17を制御
するものであり、ブロア制御回路25、コンプレッサ制御
回路26、モード切換えドア制御回路27、内外気切換えド
ア４制御回路28、およびエアミックスドア制御回路29を
有している。さらにこのコントロールユニット24には、
冷房スイッチ30、温度設定器31、風量設定器32、吹出し
モード設定器33、内外気切換えモード設定器34、自動制
御設定用スイッチ35、外気温度センサ36、内気温度セン
サ37、エバポレータ温度センサ38等からの信号を入力す
るようになっている。

しかしながら、このような車両用空気調和装置による
と、電気回路としてのブロア制御回路25をはじめとする
各種制御回路を必要とするために回路構成が複雑とな
り、しかもこれら制御回路を半導体素子から構成した場
合には、熱的影響、外部ノイズ等によって誤動作を起す
恐れがあるという問題があった。

このような問題を解消するために、特開昭58-20969号に
開示されているように、車両内の温度に直接関係する前
記エアミックスドア８のモータアクチュエータを制御の
基準とし、つまりこのエアミックスドア８に連動する可
動接点と、この可動接点に対向する固定接点とでスイッ
チ機構を構成し、このスイッチ機構の出力信号によって
その他の各駆動機器を制御するものが提案されている。

また上記可動接点は、エアミックスドア８に連動するよ
うにしたもので、このエアミックスドア８の回転角度に
応じて、すなわち上記ヒータコア９以降の下流側に吹き
出す空気の状態がフルヒート状態からフルクール状態に
変化するに応じて、各駆動機器にヒステリシスを設け、
このヒステリシスによってハンチング防止、およびフィ
ーリングを改良した本出願人による特願昭61-92522号の
開示もある。

しかして、乗員が実際に感じる好ましい温度調節として
は、冷房状態のときにはできるだけすみやかに温度調節
を行ない、暖房状態のときには、逆に頻繁に温度調節を
行なわない方がフィーリングがよい。また、各種空気調
和装置によっては、その吹出し口の位置や形状、あるい
はその他の特性によっては上記のようなヒステリシスを
状態に応じて変化させられる方が好ましい場合が多いも
のである。

（考案の目的） そこで本考案は、エアミックスドア等の駆動機器の駆動
用電動モータの出力軸の回転角度に応じて、つまりエア
ミックスドアの開度に応じてブロアモータなど他の駆動
機器の制御にヒステリシスを設定できるとともに、上記
出力軸の回転位置に応じてヒステリシスの大きさを可変
とするようにすることによって、ハンチング防止ととも
に、ヒステリシスをフィーリングに合わせて変化させる
ようにして、より快適な空気調和装置とすることができ
るモータアクチュエータを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本考案は、上記可動接点を取り付けた接点取
付け具と、この可動接点が接離する固定接点を備えたプ
リント基板とを有するモータアクチュエータにおいて、
上記接点取付け具に対向してヒステリシス設定具を設
け、両部材の間に所定間隔をおいて互いに係合可能な係
合爪および係合溝を形成するとともにこれら係合爪およ
び係合溝に傾斜面を形成し、前記出力軸の回転角度に応
じて、これら係合爪および係合溝の相対位置を変化させ
るカム手段を設けることによって、上記回転角度に応じ
てフルヒートの状態およびフルクールの状態間において
ヒステリシスを適宜変化させられるようにしたことを特
徴とするモータアクチュエータである。

（実施例） つぎに、本考案の一実施例を、エアミックスドア８のモ
ータアクチュエータ18に適用した場合を例にとって、第
２図ないし第８図にもとづき説明する。ただし、第１図
と同一部分には同一符号を付し、その詳述は省略する。

第２図は本実施例によるモータアクチュエータ40（第１
図の第二のモータアクチュエータ18に相当する）の要部
縦断面図であって、このモータアクチュエータ40は、上
ケース41および下ケース42を有し、軸受43によって正逆
回転可能に出力軸44を支承している。

この出力軸44は、前記エアミックスドア８に連結してあ
って、出力軸44の回転角度によってエアミックスドア８
がフルヒートの状態（第１図仮想線）からフルクールの
状態（第１図実線）に開閉するようになっている。

またこの出力軸44の下部には、出力ギア45を一体的に設
け、この出力ギア45は電動モータ46からの駆動力を歯車
伝達機構など適宜な駆動力伝達機構47を介してこれを受
け、上記出力軸44に伝達するものである。

この出力ギア45の上方にはプリント基板48を上記上ケー
ス41および下ケース42に固定して設け、このプリント基
板48の表面には、第３図に示すような固定接点49の導電
パターンを形成してある。この固定接点49は、たとえば
ブロアモータ6a制御用の固定接点群49aと、モード切換
えドア10、11の第二のモータアクチュエータ23制御用の
固定接点群49bと、コンプレッサ12制御用の固定接点群4
9cと、前記エアミックスドア８がフルヒート状態あるい
はフルクール状態となったときに電動モータ46の入力を
遮断してその焼損を防止するためのストッパ回路用の固
定接点群49dとからなっている。

なおプリント基板48の裏面には、エアミックスドア８の
位置を検出するためのポテンショメータの接点50の抵抗
パターンを形成してある。

この接点50に接触する可動接点51を出力ギア45の表面側
に設け、また上記固定接点49に接離する可動接点52を接
点取付け具53の裏面側に設けてある。この固定接点49
と、可動接点52との組合せによってスイッチ機構を構成
し、出力軸44の正逆回転にともなって、エアミックスド
ア８以外の、ブロアモータ6a、コンプレッサ12、内外気
切換えドア４、モード切換えドア10、11等他の駆動機器
の駆動制御を行なうようになっている。

この接点取付け具53は、上ケース41の内面に形成した突
条54に当接するように、その裏面に設けた可動接点52に
よって回転可能に支持されている。

この接点取付け具53と、上ケース41のボス55との間に
は、ヒステリシス設定具56を設けてあり、出力ギア45と
の間に介装した押しバネ57によってこのヒステリシス設
定具56を第２図中上方に付勢し、ボス55に当接してあ
る。

このヒステリシス設定具56の部分を第４図を参照して説
明する。第４図は出力ギア45、プリント基板48、接点取
付け具53、ヒステリシス設定具56の部分を分解して示す
斜視図であり、出力ギア45の軸線方向に形成した一対の
キー溝58に係合する一対のキー59をヒステリシス設定具
56の中心孔に形成する。したがって、ヒステリシス設定
具56は、キー溝58とキー59との係合によって出力軸44と
一体的に回動するようになっている。

このヒステリシス設定具56と同軸的に前記接点取付け具
53を出力軸44に遊嵌してある。このヒステリシス設定具
56の下方外面には、係合爪60を突出形成し、この係合爪
60と係合可能な係合溝61を接点取付け具53に形成する。

この係合爪60および係合溝61の係合状態の詳細を第５図
および第６図に示す。第５図は係合爪60と係合溝61との
係合状態を平面的に示したものであり、第６図は同状態
を縦断面的に示したものであって、係合爪60と係合溝61
との間には所定の間隔62があるように係合溝61の方を大
きく形成してある（第５図）。また、係合爪60にはその
縦方向に傾斜面63（第６図）を形成してあり、出力軸44
の長さ方向における係合爪60および係合溝61の相対位置
の相違によって、係合爪60が係合溝61の内壁と当接係合
するまでの間隔62の大きさが異なるようになっている。

また、第５図および第７図に示すように、ヒステリシス
設定具56の上面には、上下二段の高さの差を有する部位
を結んで形成した一対のカム面64を設けてある。また前
記上ケース41の内面のボス55の対向する部分には、この
カム面64と係合可能な同一形状のカム面65を形成してあ
る（第７図）。したがって通常の状態では、これらカム
面64、65がその全面にわたって互いに係合することによ
り第２図に図示の状態に安定していて、たとえば第２図
に図示の状態はエアミックスドア８のフルクールの状態
を示す。

つぎに以上のような構成の作用を、第８図を参照しなが
ら説明する。

第８図は、前記各種駆動機器のうちブロア６のブロアモ
ータ6aの駆動制御状態を示したものであり、エアミック
スドア８がフルクールの状態にあるときには、ヒステリ
シス設定具56のカム面64、および上ケース41のカム面65
が第２図に示すように完全に係合しているので、第６図
に示すように係合爪60は係合溝61に深く係合していて、
係合爪60と係合溝61との間隔62は最小の状態である。

この状態で、エアミックスドア８の開度を変更するため
に電動モータ46を駆動し、駆動力伝達機構47を介して出
力軸44を回転させると、出力軸44からの回転駆動力はヒ
ステリシス設定具56に伝達され、さらに係合爪60と係合
溝61とが係合状態にあれば、接点取付け具53に伝達され
て、接点取付け具53が所定角度だけ回転する。したがっ
て接点取付け具53の可動接点52が、プリント基板48の固
定接点49と接続しつつ摺動し、この固定接点49のうちの
ブロアモータ6a制御用の固定接点群49aの導電パターン
にしたがってブロアモータ6aの駆動レベルがハイ（Hi）
状態からミディアム（Med）状態に変化する。

しかしながら、ヒステリシス設定具56の係合爪60と接点
取付け具53の係合溝61との間には所定大きさの間隔62を
設けてあるので、出力軸44の回転にともなうヒステリシ
ス設定具56の回転に、この間隔62分だけ接点取付け具53
が追従せず、したがって、出力軸44ないしヒステリシス
設定具56の回転にもかかわらず、接点取付け具53が回転
せず、可動接点52が固定接点49上を移動しないので、第
８図に図示のような不感帯領域S1を有するヒステリシス
を描くことになる。

このような作用と同様にして、ミディアム状態からロー
（Lo）状態に移行し、またハイ状態まで復帰してフルヒ
ートの状態になる間に，出力軸44が正逆回転を随時繰り
返し、それぞれ不感帯領域S1、S2、S3、S4を有するヒス
テリシスを描くことになる。

しかして、出力軸44の回転にともなうヒステリシス設定
具56の回転時に、該ヒステリシス設定具56の上面にはカ
ム面64が形成されているので、上ケース41のボス55のカ
ム面65と反発して押しバネ57による下からの付勢力に抗
してヒステリシス設定具56は第２図中下方に移動する。
したがって、ヒステリシス設定具56係合爪60もこれとと
もに下降し、係合爪60と接点取付け具53の係合溝61との
間の間隔62が次第に拡大することとなる。

つまり、このようなヒステリシス設定具56の回転にとも
なうカム面64、65の離反によってヒステリシス設定具56
の回転に追従しない接点取付け具53の状態が長く続くこ
ととなって、第８図に示した各ヒステリシスの不感帯領
域S2〜S4は不感帯領域S4に向かうにつれて次第に広がる
こととなる。

この結果としてエアミックスドア８のフルクールの状態
からフルヒートの状態に移行するにしたがって、ヒステ
リシスの不感帯領域が拡大したことになる。よって、ヒ
ステリシスを設けたことによるハンチングの防止はもと
より、エアミックスドア８の状態に応じてヒステリシス
の幅を可変とすることができたので、各種車両用空気調
和装置の特性に応じ、またフルクール状態とフルヒート
状態の間で従来よりフィーリングの快適な空気調和装置
とすることができるものである。

なお、ヒステリシス設定具56、接点取付け具53に形成す
る係合爪60、係合溝61は、これをヒステリシス設定具56
あるいは接点取付け具53のいずれの部材に形成してもよ
いことは当然であり、また係合爪60の形状も車両に装備
する空気調和装置の要求される特性や規模に応じて各種
の形状に形成することができる。

たとえば、第９図に示すように、その（ａ）は本実施例
で述べた傾斜面63を示し、（ｂ）は傾斜面63が一方向の
もののうち本実施例のものと傾斜が逆なものを示してい
る。また（ｃ）は中央が突出している三角形状のものを
示し、（ｄ）は中央が円弧状に突出しているものを示
し、（ｅ）は中央が台形状に凹部となっているものを示
し、（ｆ）は中央が円弧状に凹部となっているものを示
している。もちろん、これらの係合爪60の選択に応じ
て、カム面64、65の形状も適宜設計しなければならない
ことは当然である。

なおまた、傾斜面としても係合爪ないしは係合溝のいず
れか一方でも、あるいはその両方に形成してもよい。

さらに、カム面64、65等のカム手段としても、これをヒ
ステリシス設定具56に形成した場合を説明したが、接点
取付け具53の方に形成してもよい。

なお、第８図においてブロア６の駆動制御の場合を例に
とって説明したが、この他の各種駆動機器の制御に応用
できることは言うまでもない。

（効果） 以上説明したごとく、本考案によれば、ヒステリシス設
定具と接点取付け具とに関連して、互いの間隔を可変と
することができるような係合爪および係合溝、さらには
カム手段を設けたので、エアミックスドアなどの出力軸
の回転角度に応じてヒステリシスの幅が変化することと
なって、車両用空気調和装置におけるエアミックスド
ア、ブロア、コンプレッサ、内外気切換えドア、モード
切換えドア等の駆動機器のヒステリシスを出力軸の回転
角度に応じて変化させることができるので、ハンチング
の防止はもとより、ヒステリシスを乗員のフィーリング
に合わせて変化させることができ、従来より快適な空気
調和装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の車両用空気調和装置の概略図、第２図は
本考案の一実施例の要部縦断面図、第３図は同、プリン
ト基板48の固定接点49の平面図、第４図は同、接点取付
け具53およびヒステリシス設定具56部分の要部分解斜視
図、第５図は同、係合爪60、係合溝61部分の要部拡大横
断面図、第６図は同、係合爪60、係合溝61部分の要部縦
断面図、第７図は同、係合爪60のカム面64および上ケー
ス41のカム面65部分の一部断面要部側面図、第８図はブ
ロアモータ6aのヒステリシスを含む特性図、第９図は係
合爪の傾斜面の他例を示す側面図である。 １……ダクト ２……内気導入口 ３……外気導入口 ４……内外気切換えドア ５……第一のモータアクチュエータ ６……ブロア 6a……ブロアモータ ７……エバポレータ ８……エアミックスドア ９……ヒータコア 10、11……モード切換えドア 12……コンプレッサ 13……コンデンサ 14……受液器 15……膨張弁 16……エンジンプーリ 17……マグネットクラッチ 18……第二のモータアクチュエータ 19……ウォーターコック 20……顔部吹出し口 21……足元吹出し口 22……デフロスト吹出し口 23……第三のモータアクチュエータ 24……コントロールユニット 25……ブロア制御回路 26……コンプレッサ制御回路 27……モード切換えドア制御回路 28……内外気切換えドア制御回路 29……エアミックスドア制御回路 30……冷房スイッチ 31……温度設定器 32……風量設定器 33……吹出しモード設定器 34……内外気切換えモード設定器 35……自動制御設定用スイッチ 36……外気温度センサ 37……内気温度センサ 38……エバポレータ温度センサ 40……モータアクチュエータ 41……上ケース 42……下ケース 43……軸受 44……出力軸 45……出力ギア 46……電動モータ 47……駆動力伝達機構 48……プリント基板 49……固定接点 50……接点 51、52……可動接点 53……接点取付け具 54……突条 55……ボス 56……ヒステリシス設定具 57……押しバネ 58……キー溝 59……キー 60……係合爪 61……係合溝 62……間隔 63……傾斜面 64、65……カム面 S1、S2、S3、S4……不感帯領域

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータと、 この電動モータの駆動力を受けて回転する出力軸と、 この出力軸に連動する接点取付け具と、 この接点取付け具に取り付けた可動接点が接離する固定
   接点を備えたプリント基板とを有するモータアクチュエ
   ータであって、 前記接点取付け具に対向して設けたヒステリシス設定具
   と、 このヒステリシス設定具と前記接点取付け具との間に所
   定の間隔をおいて設けた互いに係合可能な、傾斜面付き
   の係合爪および係合溝と、 前記出力軸の回転角度に応じてこの係合爪および係合溝
   の、該出力軸の軸線方向における互いの相対位置を変化
   させるカム手段とを設けたことを特徴とするモータアク
   チュエータ。