(57)【要約】【課題】シール部材等を使用しない簡易な構成で、駆動源であるモータ等が収納されたケース内部への水の進入が防止される直動装置を提供すること。【解決手段】モータ１０と、該モータ１０を内部に収容するモータケース５と、該モータケース５から前記モータによって進退移動する直動部材１６とを有する直動装置１であって、前記モータケース５には、前記直動部材１６の周囲を包囲し、一端に形成された開口部５４１から前記直動部材１６が進退移動する第一の筒部５４が設けられ、前記直動部材１６には、前記第一の筒部５４の開口部５４１を覆い、該直動部材１６の進退移動に伴って前記第一の筒部５４の外周面に沿って移動する第二の筒部５６が設けられ、該第二の筒部５６は、その移動範囲の全てで少なくとも一部が前記第一の筒部５４と軸方向において重なっている。【選択図】図４
2010014211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータを内部に収容するモータケースと、該モータケースから前記モータによって進退移動する直動部材とを有する直動装置において、
前記モータケースには、前記直動部材の周囲を包囲し、一端に形成された開口部から前記直動部材が進退移動する第一の筒部が設けられ、前記直動部材には、前記第一の筒部の開口部を覆い、該直動部材の進退移動に伴って前記第一の筒部の外周面に沿って移動する第二の筒部が設けられ、該第二の筒部は、その移動範囲の全てで少なくとも一部が前記第一の筒部と軸方向において重なっていることを特徴とする直動装置。
【請求項２】
前記直動部材は、前記第二の筒部が設けられた基軸と、係合対象物に形成された被係合部に対して係合される係合部が設けられた作用軸とからなり、前記基軸と前記作用軸とは、軸方向に並設されると共に前記第二の筒部と前記係合部との間に設けられた前記係合部が前記被係合部に係合される際の係合誤差を吸収する誤差吸収部を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
【請求項３】
前記第一の筒部の外壁と前記第二の筒部の内壁とのクリアランスおよび前記第一の筒部の内壁と前記直動部材の基軸の外壁とのクリアランスは、前記直動部材の可動範囲に亘ってそれぞれ一定に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動装置に関し、さらに詳しくは、モータの駆動力が伝達されることによって進退動作する直動部材を備えた直動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高精度に位置決めガイドされる作動体（直動部材）を、直動モータを用いて進退させる直動装置が記載されている。この直動装置によれば、直動モータの組み付け誤差等によって生じる芯ずれや回転ぶれを吸収する遊着手段（誤差吸収部）が設けられているため、作動体の進退動作をスムーズに行うことができる。
【０００３】
しかし、このような直動装置が、例えば特許文献２に記載されるような洗濯機のドラムロック装置等、水が使用される機器に搭載される場合、直動装置のケース内部に水が進入することで、モータやスイッチ等の電気部品が水によって動作不良、寿命低下といった不具合が発生するという問題がある。このような問題に対し、シール部材によって、ケースや防水を必要とする部材を保護するという対応策が考えられる。しかし、製品コストの増加や、Ｏリングのような接触型のシール部材を用いた場合では、シール部材による直動部材に対する負荷抵抗の増大（エネルギーロスの増大）、といった問題があるため、有効な対応策とはいえない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０８６９０号公報
【特許文献２】特開平９−２１７５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、シール部材等を使用しない簡易な構成で、駆動源であるモータ等が収納されたケース内部への水の進入が防止される直動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る直動装置は、モータと、該モータを内部に収容するモータケースと、該モータケースから前記モータによって進退移動する直動部材とを有する直動装置において、前記モータケースには、前記直動部材の周囲を包囲し、一端に形成された開口部から前記直動部材が進退移動する第一の筒部が設けられ、前記直動部材には、前記第一の筒部の開口部を覆い、該直動部材の進退移動に伴って前記第一の筒部の外周面に沿って移動する第二の筒部が設けられ、該第二の筒部は、その移動範囲の全てで少なくとも一部が前記第一の筒部と軸方向において重なっていることを要旨とするものである。
【０００７】
本発明に係る直動装置によれば、モータケースに設けられ、直動部材の周囲を包囲し、直動部材が進退移動する開口部が形成された第一の筒部に対し、その開口部を覆うように第二の筒部が設けられているため、簡易な構成で、モータケース内への水の浸入を防止することができる。そして、第二の筒部は、その移動範囲の全てにおいて少なくとも一部が第一の筒部と軸方向において重なっているため、直動部材が前進端に位置している場合であっても、水の浸入が確実に防止される。また、防水のためのシール部材等を一切使用しないため、接触型のシール部材によって直動部材の進退移動の際における負荷抵抗が大きくなるといった問題も発生しない。
【０００８】
この場合、前記直動部材は、前記第二の筒部が設けられた基軸と、係合対象物に形成された被係合部に対して係合される係合部が設けられた作用軸とからなり、前記基軸と前記作用軸とは、軸方向に並設されると共に前記第二の筒部と前記係合部との間に設けられた前記係合部が前記被係合部に係合される際の係合誤差を吸収する誤差吸収部を介して接続されていればよい。
【０００９】
このように、直動部材の基軸と、係合対象物に形成された被係合部に係合される作用軸とが誤差吸収部を介して接続されることで、作用軸の係合部と被係合部との係合誤差が誤差吸収部により吸収される。したがって、被係合部の位置に多少ずれが生じたとしても、その位置に合わせて係合部が係合するため、両者の係合をより確実なものとすることができる。
【００１０】
ここで、例えば、誤差吸収部が第二の筒部内に配設されていたとすると、被係合部の位置に係合部が合うように基軸が揺動する結果、基軸の揺動に伴なって第二の筒部も揺動してしまう。ゆえに、第一の筒部と第二の筒部との間のクリアランスの大きさは、第二の筒部が揺動しても第一の筒部に接触することがないように設定する必要があり、第二の筒部の径方向への大型化が避けられない。また、例えば、誤差吸収部が第一の筒部内に配設されていたとすると、被係合部の位置に係合部が合うように基軸が揺動した際に、基軸が第１の筒部に接触しないだけのクリアランスが必要になる。よって、この場合にも第一の筒部や第二の筒部の径方向への大型化が避けられない。これに対し、本発明によれば、誤差吸収部を、第二の筒部と係合部との間、すなわち、第二の筒部内でなく第二の筒部外に配設させたため、第二の筒部あるいは基軸を揺動させることなく係合部を被係合部に係合させることができる。したがって、第二の筒部や基軸を揺動させなくともよいため、第一の筒部と第二の筒部との間のクリアランスや、第一の筒部と基軸との間のクリアランスを小さく設定でき、第一の筒部および第二の筒部の径方向への大型化を抑えることができる。
【００１１】
また、前記第一の筒部の外壁と前記第二の筒部の内壁とのクリアランスおよび前記第一の筒部の内壁と前記直動部材の基軸の外壁とのクリアランスは、前記直動部材の可動範囲に亘ってそれぞれ一定に形成されていればよい。  
【００１２】
このような構成とすることにより、直動部材が進退移動する方向と直交する方向における、上記第一の筒部と第二の筒部による構成の径方向への大きさをコンパクトなものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る直動装置によれば、モータケースに設けられ、直動部材の周囲を包囲し、直動部材が進退移動する開口部が形成された第一の筒部に対し、その開口部を覆うように第二の筒部が設けられているため、簡易な構成で、モータケース内への水の浸入を防止することができる。また、防水のためのシール部材等を一切使用しないため、接触型のシール部材によって直動部材の進退移動の際における負荷抵抗を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
本発明に係る直動装置１の外観図（側面図）を図１に、直動装置１の駆動機構を説明するための断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）を図２に、同じく直動装置１の駆動機構を説明するための分解図（モータケースの上蓋を取り外した状態の外観斜視図）を図３に、第一の筒部５４および第二の筒部５６の断面を拡大したものを図４（ａ）に、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図（キャップ５４２の断面図）を図４（ｂ）に示す。なお、以下の説明における上下方向とは、図１における上下方向をいうものとする。
【００１６】
本実施形態に係る直動装置１は、モータを駆動源として、直動部材１６を上下方向（直動部材１６の長手方向）に進退移動させるものである。このような直動装置１は、例えば、洗濯機のドラムを停止、かつ動かないように拘束する公知のドラムロック装置に使用されるものである。本実施形態に係る直動装置１が適用できるドラムロック装置としては、例えば、特開２００５−３１６４に記載されたドラムロック装置が挙げられるが、このような構成に限定されるものではない。このドラムロック装置についての説明は省略する。
【００１７】
図３に示す駆動源であるモータ１０には、公知のＤＣモータや、ステッピングモータ等、用途に応じて各種モータ１０が適用できる。モータ１０の出力軸１０１には、ウォームギヤ１２が出力軸１０１と一体に回転するよう固定されている。ウォームギヤ１２には、ヘリカルギヤ１４が歯合されており、モータ１０の回転動力がヘリカルギヤ１４に伝達されることで、回転方向が直交する方向に変換される。図２から分かるように、ヘリカルギヤ１４の中央には、ねじ孔１４ａが形成されている。このねじ孔１４ａには、直動部材１６に形成された後述するスクリュー部１８１が螺合されている。このヘリカルギヤ１４からスクリュー部１８１、すなわち直動部材１６に回転動力が伝達される。そして、この伝達された動力は、後述する構成により直線動力（直動部材１６の進退動）に変換される。
【００１８】
これらモータ１０、ウォームギヤ１２、およびヘリカルギヤ１４は、モータケース５に収納されている。モータケース５は、本体部５１および上蓋５２とからなる。本体部５１には、爪部５１１が形成されており、この爪部５１１を上蓋５２の係止片５２１に係止させることで上記各構成部品がモータケース５内に収納される。また、上蓋５２には、直動部材１６の周囲を覆うように設けられた第一の筒部５４が一体的に形成されている。なお、本体部５１には、直動部材１６を保護するための保護部５１ｂが設けられている。
【００１９】
モータ１０によって駆動される直動部材１６は、基軸１８および作用軸２０とからなり、両者は誤差吸収部１８４を介して軸方向に並設されている。基軸１８は、スクリュー部１８１、軸部１８２、鍔部１８３とからなる。具体的には、基軸１８の最も下方には、上記ヘリカルギヤ１４のねじ孔１９ｃと螺合されるスクリュー部１８１が形成されている。スクリュー部１８１の上方には、断面が略Ｈ形状で所定の長さの軸部１８２が形成されている。軸部１８２の上端には、相対的に小径で、第一の筒部５４の外径と略同一の径に形成された第一の鍔部１８３ａと、相対的に大径で、後述する第二の筒部５６の外径と略同一の径に形成された第二の鍔部１８３ｂが形成されている。
【００２０】
ここで、図４（ａ）に示すように、第一の筒部５４の上端には、直動部材１６が進退移動可能となるように開口部５４１が形成されている。そして、この開口部５４１には、直動部材１６の回転止め部材としての役割を果たすキャップ５４２が固定されている。図４（ｂ）から分かるように、このキャップ５４２は、第一のキャップ５４２ａと第二のキャップ５４２ｂとからなり、両者を組み合わせると断面略Ｈ形状の挿通穴５４２ｃが構成される。挿通穴５４２ｃは、基軸１８の軸部１８２の断面の大きさより若干大きく形成されており、軸部１８２を挟み込むようにして第一の筒部５４の開口部５４１に固定される。これにより、直動部材１６の回転方向への動きが規制されるため、モータ１０の回転動力を受けた直動部材１６は、軸方向に進退移動することとなる。なお、キャップ５４２の固定方法は、キャップ５４２が直動部材１６と共に回転してしまう恐れがなければ特に限定されるものではない。具体的には、開口部５４１への圧入や、接着剤による固定方法が例示できる。
【００２１】
また、図４（ａ）に示すように、第一の鍔部１８３ａと第二の鍔部１８３ｂとの間には、第一の鍔部１８３ａより大径の第二の筒部５６が固定される。本実施形態では、第二の鍔部１８３ｂの方向に向かって突出した第一の鍔部１８３ａに形成された係止突起１８３ｃに、第二の筒部５６に形成された係止孔５６１を係止させる（第二の筒部５６を回転させて係止させる）ことによって、直動部材１６の基軸１８に第二の筒部５６が固定されている。なお、この直動部材１６への第二の筒部５６の固定方法は一例であり、このような構成に限られない。また、第二の筒部５６を直動部材１６と一体成形した構成であってもよい。
【００２２】
図４（ａ）から分かるように、このようにして固定された第二の筒部５６は、所定の大きさのクリアランスＣ１を隔てて第一の筒部５４を覆うような状態で位置する。したがって、第一の筒部５４に形成された直動部材１６が進退移動するための開口部５４１は、第二の筒部５６によって覆われる。そのため、開口部５４１からモータケース５内への水や塵等の浸入が第二の筒部５６によって防止されている。
【００２３】
また、図４（ａ）に示すように、第二の筒部５６の内壁と、第一の筒部５４の外壁との間のクリアランスＣ１の大きさは、上下方向（直動部材１６が進退移動する駆動範囲）に亘って一定である。さらに、直動部材１６（基軸１８の軸部１８２）と、第一の筒部５４の内壁との間のクリアランスＣ２も上下方向に亘って一定である。したがって、直動部材１６が進退移動する方向と直交する方向における構成（第一の筒部５４と第二の筒部５６による防水性能）の大きさをコンパクトなものとすることができる。
【００２４】
第二の鍔部１８３ｂ上には、誤差吸収部１８４が設けられる。図３に示すように、この誤差吸収部１８４は、直動部材１６と一体的に設けられた半円柱部１８４ａに、この半円柱部１８４ａと略同一形状の固定部材１８４ｂが固定されて構成される。誤差吸収部１８４（半円柱部１８４ａおよび固定部材１８４ｂ）の中央には、断面略矩形状の空洞１９ａが形成されている。また、誤差吸収部１８４の上部には、作用軸２０が挿通される貫通孔１９ｂが形成されている。半円柱部１８４ａの空洞１９ａの両側には、固定部材１８４ｂを固定するための二つのねじ孔１９ｃが形成されている。固定部材１８４ｂの空洞１９ａの両側には、図示されるような固定用のねじを挿通するためのねじ挿通孔１９ｄが形成されている。この誤差吸収部１８４により、直動部材１６の作用軸２０が基軸１８に対して所定の範囲内で揺動可能に連結される。以下、作用軸２０の構成およびその連結構造について、図５を参照して説明する。
【００２５】
基軸１８と軸方向に並設される作用軸２０は、接続部２０１、連結軸２０２、ベース部２０３、作用部２０４および係合部２０５とを備える。接続部２０１は、直方体形状を有し、少なくとも誤差吸収部１８４の貫通孔１９ｂより大きく（貫通孔１９ｂを通過することができない大きさ）、誤差吸収部１８４の空洞１９ａよりも小さい大きさに形成されている。
【００２６】
接続部２０１は、連結軸２０２を介してベース部２０３と接続されている。ベース部２０３上には、係合対象物２１（本実施形態では、洗濯機のドラム）に対して作用する作用部２０４が立設されている。この作用部２０４の先端には、係合対象物２１に形成された被係合部２２（例えば、図５に示すような凹部）に係合される係合部２０５が形成されている。
【００２７】
このように構成される直動部材１６の作用軸２０は、誤差吸収部１８４の半円柱部１８４ａの空洞１９ａに接続部２０１を嵌め込み、かかる状態で半円柱部１８４ａに固定部材１８４ｂをねじ止めすることによって、抜脱不能に基軸１８と誤差吸収部１８４を介して連結されている。図５に示すように、接続部２０１は、誤差吸収部１８４の空洞１９ａよりも小さく形成されているため、作用軸２０は、所定の範囲内において基軸１８に対して揺動可能な状態で接続される。
【００２８】
以上のような構成の直動装置１は次のように動作する。
【００２９】
一方の方向にモータ１０を回転させると、上述のように、その回転動力は、出力軸１０１に固定されたウォームギヤ１２、ヘリカルギヤ１４を介して、直線動力として直動部材１６に伝達される。この動力を受けた直動部材１６は、キャップ５４２によって回転が規制されているため、係合対象物２１に形成された被係合部２２に向かって前進する。この時、図６に示すように、被係合部２２の中心位置（Ｌ１）が直動部材１６の軸線（Ｌ２）から多少ずれた場合（被係合部２２と直動部材１６との間に係合誤差（Ｌ１とＬ２の間隔のことをいう）が生じている場合）であっても、直動部材１６の作用軸２０における係合部２０５は、誤差吸収部１８４によって係合誤差が吸収されることにより、被係合部２２の位置に合わせて嵌り込む。したがって、本実施形態に係る直動部材１６によれば、係合対象物２１を確実に停止、かつ拘束させることができる。
【００３０】
そして、係合対象物２１を再び駆動させる場合には、モータ１０を逆回転させることでキャップ５４２によって回転が規制されている直動部材１６を後退させる。これにより、直動部材１６による係合対象物２１の拘束が解け、係合対象物２１が駆動可能となる。
【００３１】
このような本実施形態に係る直動装置１によれば、次のような効果が奏される。
【００３２】
上述のように、モータケース５と一体に構成された第一の筒部５４の開口部５４１を覆うように、第二の筒部５６が位置しているため、開口部５４１からモータケース５内への水や塵等の浸入が第二の筒部５６によって防止される。この構成は、本実施形態のような洗濯機等、水を使用する機器に搭載される場合において、特に有用である。すなわち、モータケース５内への水の浸入する経路は、第一の筒部５４の外壁と、第二の筒部５６の内壁との間のクリアランスＣ１以外に無いため、第一の筒部５４に形成された開口部５４１が上向き（重力方向を下向きとする。）となるように直動装置１を配置すれば、モータケース５内への水の浸入を確実に防止することができる。
【００３３】
また、直動部材１６を進退移動させると、直動部材１６の基軸１８に固定された第二の筒部５６がモータケース５と一体に構成された第一の筒部５４の外壁に沿って移動する。そして、直動部材１６が前進端まで移動した場合でも、図７に示すように、第一の筒部５４と第二の筒部５６とは、軸方向においてその一部（図７におけるＸで示した範囲）が重なるように構成されている。このように構成することで、直動部材１６の位置に拘わらず、確実にモータケース５内への水の浸入を防止することができる。
【００３４】
また、係合対象物２１の被係合部２２と、直動部材１６（作用軸２０の係合部２０５）との係合誤差を吸収する誤差吸収部１８４は、第二の筒部５６と作用軸２０の係合部２０５との間に設けられている。そのため、上述したように、第二の筒部５６の内壁と、第一の筒部５４の外壁との間のクリアランスＣ１、および第一の筒部５４の内壁と、軸部１８２の外壁との間のクリアランスＣ２を、直動部材１６が進退移動する駆動範囲に亘って一定となるように設定することができ、このようにすれば、直動部材１６が進退移動する方向と直交する方向における構成（第一の筒部５４と第二の筒部５６による防水構造）がコンパクトなものとなる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００３６】
具体的には、本実施形態に係る直動装置１は、水が使用される機器に有用であり、例えば洗濯機のドラムロック装置に用いられるものであることを説明したが、使用用途は特に限定されるものではない。
【００３７】
また、上記実施形態では、直動部材１６の作用軸２０に、係合対象物２１に形成された被係合部２２と係合する係合部２０５が設けられていることを説明したが、このような構成に限られるものではない。具体的には、直動部材１６の作用軸２０に駆動対象物が予め固定されている構成にも適用することができる。例えば、図８に示すように、両側端をレール９２によってガイドされた駆動対象物９０を、誤差吸収部１８４が設けられた直動部材１６と連結して進退移動させることにより、レール９２の組み付け誤差等によって摩擦抵抗（駆動対象物９０とレール９２の当接面に生じる摩擦抵抗）が増大してしまうのを抑制することができ、駆動対象物９０をスムーズに移動させることができる。なお、このような直動部材１６が駆動対象物と予め連結されている構成であれば、上記実施形態で説明したキャップ５４２のような直動部材１６の回り止め部材は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る直動装置の外観図（側面図）である。
【図２】図１に示した直動装置の駆動機構を説明するための断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）である。
【図３】図１に示した直動装置の駆動機構を説明するための分解図（モータケースの上蓋を取り外した状態の外観斜視図）である。
【図４】図４（ａ）は図１に示した直動装置が備える第一の筒部および第二の筒部の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図（キャップの断面図）である。
【図５】図１に示した直動装置が備える作用軸の構成およびその基軸との連結構造を説明するための図である。
【図６】図１に示した直動装置の動作（被係合部に対する直動部材の係合部の係合）について説明するための図である。
【図７】直動部材が前進端まで移動した場合における第一の筒部と第二の筒部の位置関係を説明するための図である。
【図８】図１に示した直動部材の適用例（直動部材の作用軸に駆動対象物が予め固定されている構成）を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３９】
１              直動装置
１０            モータ
１６            直動部材
１８            基軸
１８４          誤差吸収部
２０            作用軸
２１            係合対象物
２２            被係合部
５              モータケース
５４            第一の筒部
５６            第二の筒部
Ｃ１            第一の筒部の外壁と第二の筒部の内壁とのクリアランス
Ｃ２            第一の筒部の内壁と直動部材の基軸の外壁とのクリアランス
【図１】
2010014211.tif 000003
【図２】
2010014211.tif 000004
【図３】
2010014211.tif 000005
【図４】
2010014211.tif 000006
【図５】
2010014211.tif 000007
【図６】
2010014211.tif 000008
【図７】
2010014211.tif 000009
【図８】
2010014211.tif 000010