JPS58214737A - 自動風向調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動風向調整装置に係り、特に駆動源の改良に
よって、コンパクトな機構にて羽根の首振り運動を静粛
且つ円滑に行ない得るようにした自動風向調整装置に関
するものである。

従来から自動車用空気調和装置などに使用されている、
空気状出口の複数枚の羽根を自動的に首振り運動せしめ
て、所定の角度範囲内で連続的に吹出方向を変えつつ風
を吹き出させるようにした自動風向調整装置としては、
一般に、次の如き構造のものが採用されている。

即ち、第１図に示される装置においては、適数枚の風向
板（羽根）、２が、図示しない空気吹出口に係合、支持
される支軸４を中心に回転自在とされ、また同じ側のそ
れぞれの端部がピン６により連結板８に枢支されており
、該連結板８はまたビン１０により駆動部材１２に枢支
されている。そして、この駆動部材１２の長手方向に直
角な方向に設けられた長孔１４には、駆動用のモータ１
６の回転軸に取り付けられた偏心ピン１８が挿入。

係合させられているのである。それ故、モータ１６の回
転運動は該長孔１４と偏心ピンＩ８によって駆動部材１
２の往復運動に変換され、更には風向板２の首振り運動
に変えられることとなるのである。

しかしながら、このような構造の装置においては、モー
タの回転速度を落すために、減速モータが必要となるが
、その作動音は騒音となって運転者に不快感をもたらし
、またモータや減速機の必要上、装置がコンパクトとは
ならず、経済的にも不利であり、しかもモータがロック
時に焼損する虞もあったのである。

一方、第２図に示される空気圧駆動の自動風向調整装置
では、図示しないエンジン排気マニホールドの負圧がソ
レノイドバルブ２０によって制御されて、ダイヤフラム
２２を伸縮せしめ、更にケーブル２４によって連結板８
を往復運動させて、上述の場合と同様に風向板２を首振
り運動させるのであるが、ダイヤフラム方式であるため
、首振り速度を自由に変えることが困難であり、加えて
バキュームホースの配管上の問題も内在し、設置のため
の相当なスペースが必要となって、コンパクトな装置と
なすことはできないという欠点があったのである。

ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて為された
ものであって、所定の風が吹き出されるべきハウジング
の開口部内に互に平行に且つそれぞれ回動可能に設けら
れた複数枚の羽根を、それらに連結せしめた連結部材に
よって連動させつつ、駆動機構によって自動的に首振り
運動せしめて、所定の方向に風を吹き出させるようにし
た自動風向調整装置において、その作動音が極めて静粛
で、且つ首振り速度を変化させることが容易に可能な、
コンパクトな形状の自動風向調整装置を提供することを
目的とするものである。

そして、かかる目的を達成するために、本発明は、駆動
機構として、温度変化に伴って所定の形状に形状変更す
る形状記憶合金手段を用い、該形状記憶合金手段の形状
変更に従って前記羽根の首振り運動を行なわしめるよう
にしたことを特徴とするものであり、またかかる形状記
憶合金手段と共に、その形状変更した形状記憶合金手段
を加熱あるいは冷却による形状変更の停止の後に元の形
状に復帰せしめる復帰手段を含むアクチュエータを用い
、該アクチュエータにて惹起される連結部材の往復動に
よって前記羽根の首振り運動を行なわせるようにしたこ
とをも特徴とするものである。

かくして、かくの如き本発明に従えば、形状記憶合金手
段を単独にて用い、或いは該形状記憶合金手段と共に、
復帰手段をも含むアクチュエータを用いて、単なる加熱
あるいは冷却による温度変化のみにて羽根の首振り運動
を行なうようにしたために、作動音が極めて静粛となり
、また首振り速度を変化させることも容易に出来ること
となり、しかもコンパクトな形状の自動風向調整装置を
提供し得たのである。換言すれば、本発明では、従来の
モータ式のように減速機付モータのｉ音のための不快感
もなく、且つモータロック時の焼付きの虞もなく、また
設置場所に広いスペースを必要とすることもなくなった
のである。加えて、従来の空気圧方式におけるダイヤフ
ラムの伸縮の速度を容易に変えることが困難である問題
も全くなく、またバキュームホースの配管等により相当
な設置スペースの確保が必要である等の問題を、いずれ
も巧みに解消し得たのである。

以下、本発明に従う自動風向調整装置の二、三の実施例
を、図面に基づいて具体的に説明することとする。

先ず、第３図において、３２は自動車用空気調和装置の
ハウジングの開口部であり、この開口部３２に枢支され
た支軸３４を中心に回転自在に設けられた適数枚の互に
平行な風向板（羽根）３６は、同じ側のそれぞれの端部
がピン３８により連結板（連結部材）４０に枢支されて
おり、該連結板４０はまたクラッチ４２による所定の摩
擦力の作用下に摺動可能に、作動板４４の一端に接続さ
せられている。なお、作動板４４の他端には、他の１組
の風向板３６．連結板４０．クラッチ４２が同様に接続
せしめられている。そして、前記クラッチ４２は１字形
の連結板４０の脚部を折り曲げて弾力をもって作動板４
４を挾みつけたもので、更にその一端に設けられた突部
４６が作動板４４の長手方向の長孔４８に係合させられ
ており、それ故に、連結板４０と作動板４４とは所定の
摩擦力に抗して長孔４８方向に相互に摺動し得るように
なっている。

一方、本発明が具現されているアクチュエータ（駆動機
構）５０は、第３図及び第４図に示される如く、円筒形
にして両底部を備え、且つ胴部長手方向に直線状の切欠
き５２を有する外筒５４内に、通常のコイルはね（復帰
′手段）５６と、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ　系あるいはＴｉ−
Ｎｉ系などの形状記憶合金製のコイルばね（形状記憶合
金手段）５８とを向き合わせ、且つそれらの間に操作部
材６０を挾んで構成されており、また該操作部材６０は
両面をばね座として外筒５４内を摺動し得る形状とされ
、且つその一部が前記切欠き５２から外部に突き出され
て、その突出部に突出方向の長孔である係合孔６２が設
けられている。そして、この係合孔６２には、前記作動
板４４の長手方向中央部に立設されたピン６４が係合さ
せられている。

なお、前記形状記憶合金製のコイルばね５８の両端部は
それぞれ駆動制御回路６６に接続されており、更に、図
示はしないがスイッチ、バッテリ等へ接続されているの
である。ところで、かかる駆動制御回路６６としては、
具体的には、第５図に示されるように、トランジスタＴ
Ｒ２，ＴＲ４゜充電コンデンサｃ２．ｃ４及び可変抵抗
ＶＲ２，ＶＲ４等からなる無安定マルチバイブレータが
使用され、第６図に示されるように、電流を流す期間で
あるＯＮ期間゛１゛１及び電流の供給を停］］−するＯ
Ｆ　ｒｉ″期間１゛２が交互に繰り返される波形として
、前記形状記憶合金製のコイルはね５８０両端に供給さ
れる電圧が容易に制御され得るようになっているのであ
る。

かかる構成の自動風向調整装置において、形状記憶合金
製のコイルはね５８に供給される電流がＯＦ　Ｆとされ
ているときは、該コイルはね５８は冷たい低温状態であ
って、右方に配置したバイアスコイルとしての通常のコ
イルはね５６の何勢力によって第７図に示されるように
左方に押し動がされ、操作部材６０は切欠き５２の左端
側に位置させられる。

次に、形状記憶合金製のコイルはね５８に電流が供給さ
れた場合には、該コイルばね５８は加熱されて高温状態
とされる。そして、形状記憶合金の特性であるところの
、変形しても変形前の形状を覚えていて加熱される（湿
度変化が惹起される）と該変形前の元の形状に戻る形状
記憶効果にょつて、第８図に示されるように、該コイル
はね５８は通常のコイルばね５６をそのイ１勢力に打ち
勝って右方へ押し動かす（圧縮せしめる）ので、操作部
材６０は切欠き５２の右端側に移動させられるようにな
るのである。

そして、該操作部材６０が切欠き５２の右端側に移動せ
しめられた後には、コイルはね５８への通電が停止せし
められ、コイルばね５８の湿度が低下するようにされて
、再びバイアスコイルとしてのコイルばね５６の作用に
よって、前述の如く、切欠き５２の左端側に該操作部材
６０が移動せしめられ、第７図の状態とされるのである
。

このように、コイルはね５８の温度変化に伴なう形状変
化によって操作部材６０が左右に移動させられると、そ
の係合孔６２に挿入係合させられているピン６４が立設
された作動板４４も同時に左右に移動させられるので、
該作動板４４０両端にクラッチ４２を介して取り何けら
れているそれぞれの連結板４０も左右に移動させられ、
以て風向板３６は支軸３４まわりに所定角度、首振り運
動させられることとなるのである。なお、風向板３６の
首振り運動につれて、連結板４ｏと作動板４４とは前記
移動方向とは直角方向に周期的に変位させられるのであ
るが、この変位量は、前記係合孔６２が長孔とされてい
るために、ここにて吸収されて、これら部材の移動や回
動に支障となることはないのである。

また、風向板３６の回動がロックされた場合にはクラッ
チ４２が作動して、作動板４４は連結板４０の固着にか
かわらず左右に移動し得るので、風向板３６のロック状
態は片方のみに止まるのである。

なお、風向板３６の回動の周期を定める電流の断続操作
の制御については、駆動制御回路６６内の可変抵抗ＶＲ
２，ＶＲ４を調整することにより、第６図に示されるＯ
Ｎ時間ＴＩとＯＦＦ時間Ｔ２との組合せの選択が容易に
可能となり、形状記憶合金製のコイルはね５８の作動、
ひいては風向板３６の首振り運動の周期を任意に制御し
得ることとなるのである。

以上詳述したように、本実施例においては、操作部材４
０が形状記憶合金からなるコイルばね５８の温度変化に
基づく形状変更作用によって作動せしめられるところか
ら、モータが不要となり、且つ空気圧源も不要となるた
めに、作動音が極めて静粛であるのみならず、首振り周
期を広範囲に変化させることができ、また、繰り返し操
作によって風向調整の機能を劣化させることもない、コ
ンパクトな形状の装置と為し得て、設置スペースも小さ
くて済む等の優れた効果を奏し得るのである。

次に、本発明の別の実施例を第９図乃至第１１図に基づ
いて説明する。

第９図において、アクチュエータ７ｏは、形状記憶合金
７２と通常のばね鋼材からなるばね（復帰手段）７４と
を貼り合わせたバイメタル式の二重構造とされたもので
ある。そして、第１０図に示されるように、支軸３４ま
わりに回転自在の風向板３６は、端部がピン３８により
連結板４ｏに枢支されており、連結板４ｏはまたピン７
１にてアクチュエータ７０の一端を枢支している。そし
て、アクチュエータの他端７３は固定部材に固定されて
いる。

このようなアクチュエータ７０は、電流が形状記憶合金
７２の両端に通電されないときは、ばね７４の付勢力に
よって実線で示されるような直線状態にあり、連結板４
０にピン７６にて枢支されたレバー７８はリミットスイ
ッチ８４を押圧しているが、形状記憶合金７２の両端に
通電されると、加熱されるようになり、以てその形状記
憶効果により二点鎖線で示されるような湾曲した状態と
なるので、連結板４０は左方へ移動させられ、風向板３
６は反時計方向に回動させられ、同時にレバー７８は支
軸８２まわりに回動して、リミットスイッチ８０を押圧
する。

このように、形状記憶合金７２に対して電流を断続させ
てその加熱を断続せしめることにより、アクチュエータ
７０が伸び縮みして、風向板３６が首振り運動をなすの
であるが、この駆動制御回路としては例えば双安定マル
チバイブレータ８６Ｎ及びパワートランジスタ８８を図
示のようＫ　　　’−配線する構成などが採用される。

かくして、第１１図（Ａ）に示されるリミットスイッチ
８４がらの立上り信号と、第１１図中）に示されるリミ
ットスイッチ８０からの立ち下り信号を受けて、該双安
定マルチバイブレータ８６は第１１図（Ｃ１に示される
矩形波の信号をパワートランジスタ８８に送り、アクチ
ュエータ７０を駆動制御することが出来るのである。

本実施例は一層簡単な構造で設置場所が狭くてすみ、コ
ンパクトな装置にて作動音の静粛な首振り運動を特徴と
する特有の効果を奏する。

また、第１２図に示される別のアクチュエータ９０ては
、形状記憶合金製のコイルはね５８に向き合わせられた
コイルばね９２も同様の形状記憶合金製とされ、そして
その両端部が別の駆動制御回路９４に接続させられてお
り、それ故２つの駆動制御回路６６．９４にて２つのコ
イルばね５８゜９２に交互に通電せしめるようにすれば
、前実施例に必要とされた復帰手段としてのフィルはね
５６（第７図）が不必要となるのである。

更にまた、第１３図には、第２図における従来の自動風
向調整装置のダイヤフラム２２に代えて、本発明に従う
別のアクチュエータ９６が示されている。このアクチュ
エータ９６では、前例とは異なり、形状記憶合金に機械
的な力を加えなくとも純粋に加熱−冷却のみで自在に元
の形状と変形状態とを繰り返す「可逆形状記憶効果」を
発揮する金属（Ｔｉ−Ｎｉ合金系など）から形成された
フィルばね９８が単独で使用されており、通電が駆動制
御回路６６によりＯＮ、ＯＦＦ制御され、コイルばね９
８が加熱、冷却を繰り返されることによって、前述と同
様の風向板の周期的な回動（首振り）制御が可能となる
のである。この場合には、風向板の首振り作動にコイル
ばね９８１個で充分であり、復帰手段を何等必要とせず
、従って一層構造簡単にしてコンパクトな装置を提供す
ることが可能となるのである。

なお、上述の各実施例では、形状記憶合金手段の加熱方
法としては、いずれも通電加熱としだのであるが、本発
明は何等これに限定されるものではなく、誘導コイルを
用いた加熱方式や通常の外部加熱方式など、その他の各
種の加熱手法を採用することが可能である。また、加熱
のみならず或は加熱に代えて、形状記憶合金手段（ばね
等）を積極的に冷却するようにした方式をも採用するこ
とが可能である。

また、その他、本発明には、その趣旨を逸脱しない範囲
内において、当業者の知識に基づいて種々なる変形・改
良などを加え得ることは言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来の自動風向調整装置の要
部を示す斜視図である。第３図１・ま本発明に係る自動
風向調整装置の一実施例を示す斜視図、第４図はそのア
クチュエータの断面図、第５図はその駆動制御回路の一
例を示す回路図、第６図はその制御用信号の波形を示す
図、第７図は通電ＯＦＦ時におけるアクチュエータと風
向板との状態を示す説明図、第８図は通電ＯＮ時におけ
る第７図に対応する図である。第９図は本発明の別の実
施例で用いられるアクチュエータの正面図、第１０図は
第９図のアクチュエータを用いた本発明装置の別の実施
例の説明図、第１１図は第１θ図の装置におけるアクチ
ュエータの制御用信号の波形の一例を示す図である。 また、第１２図、第１３図はそれぞれ本発明の更に別の
実施例に係るアクチュエータの断面図である。 ３２：ハウジングの開口部 ３６：風向板（羽根） ４０：連結板（連結部材） ５０、７０．９０．９６　：アクチュエータ（駆動機構
）５６：フィルばね（復帰手段） ５８、９２．９ｓ：コイルばね（形状記憶合金手段）７
２：形状記憶合金 ７４：ばね（復帰手段） 出願人　　小島プレス工業株式会社 第３図 第４図 第５図 第７図 第１２図 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　所定の風が吹き出されるべきハウジングの開
   口部内に互に平行に且つそれぞれ回動可能に設けられた
   複数枚の羽根を、それらに連結せしめた連結部材によっ
   て連動させつつ、駆動機構によって自動的に首振り運動
   せしめて、所定の方向に風を吹き出させるようにした自
   動風向調整装置において、 該駆動機構として、温度変化に伴って所定の形状に形状
   変更する形状記憶合金手段を用い、該形状記憶合金手段
   の形状変更に従って前記羽根の首振り運動を行なわしめ
   るようにしたことを特徴とする自動風向調整装置。
2. （２）所定の風が吹き出されるべきハウジングの開−口
   部内に互に平行に且つそれぞれ回動可能に設けられた複
   数枚の羽根を、それらに連結せしめた連結部材によって
   連動させつつ、駆動機構によって自動的に首振り運動せ
   しめて、所定の刃装置において、 該駆動機構として、温度変化に伴って所定の形状に形状
   変更する形状記憶合金手段とかかる形状変更した形状記
   憶合金手段をその形状の変更の後に元の形状に復帰せし
   める復帰手段とを含むアクチュエータを用い、該アクチ
   ュエータにて惹起される連結部材の往復動によって前記
   羽根の首振り運動を行なわしめるようにしたことを特徴
   とする自動風向調整装置。