(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱臭装置、空気加湿装置又は空気清浄装置に用いられる、ローラ、シャフト、プレートの回転物体を駆動させるための駆動装置であって、該駆動装置は、移動可能に取り付けられた少なくとも一つのレバーと、前記回転物体に対し回転しないように固定されて結合されたギアと、前記ギアを回転させるため前記ギアと係合しながら前記レバーを駆動運動させるためのレバー機構とを備え、前記レバーは、前記ギアの歯と係合する先端部を備えた駆動装置において、
前記先端部（１１，１２）が歯状に形成され、少なくとも一つのレバー（９，１０）に設けられた歯（１１，１２）の歯面と、ギアに設けられたそれぞれの係合歯（２２）の歯面とが、駆動運動の間、滑ることなく、互いに転がるように、前記先端部（１１，１２）の歯の形状と、前記ギア（８）の歯の形状と、前記レバー機構（７）とが、互いに適合されたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つのレバー（９，１０）に設けられた前記歯の歯面と、前記ギア（８）に設けられた前記それぞれの係合歯（２１）の歯面とが、駆動の間、一つの接触点を有し、この接触点でそれらの歯面が、本質的に半径方向に滑ることなく、互いに転がるように、前記少なくとも一つのレバー（９，１０）の前記歯（１１，１２）の形状と、前記ギア（８）の前記歯（２２）の形状と、前記レバー機構（７）とが、互いに適合されたことを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記レバー（９，１０）の前記歯の形状及び前記ギア（８）の前記歯（２２）の形状が、インボリュート歯、サイクロイド歯、円弧歯又はランタン歯組織による歯の係合の法則に従って設計されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記レバー機構（７）が、前記レバー（９，１０）の摺動を案内するためのガイド面（２０，２１）を備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項５】
前記レバー機構（７）が、前記レバー（９，１０）用の偏心駆動装置を備えたことを特徴とする、請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記偏心駆動装置が、前記レバー用のドライブシャフト（１５，１６）を備え、このドライブシャフトが、一つのギア上に偏心的に配置されたことを特徴とする、請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記ギアがウォームホイール（１７）であり、このウォームホイールが、ウォーム（１９）と係合することを特徴とする、請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記ウォーム（１９）が、弾性カップリングを介して、モータのドライブシャフトに接続されることを特徴とする、請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
二つ、三つ又はそれ以上のレバー（９，１０；２６，２７，２８）を備えたことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記レバー（９，１０）が、前記レバー機構（７）の前記ガイド面（２０，２１）間に、弾性的に取り付けられることを特徴とする、請求項４〜９のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記レバー（９，１０）を前記ガイド面（２０，２１）間に弾性的に取り付けるために、前記ガイド面によってとらえられる前記レバーの外側輪郭の少なくとも一部が、弾性的に伸縮自在であることを特徴とする、請求項１０に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記レバー（９，１０）の弾性的に伸縮自在な外側輪郭を実現するために、前記外側輪郭が、細いフレーム（２３）として設計されたことを特徴とする、請求項１１に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記フレーム（２３）が中断部を有し、この中断部にバネ要素（２５）が適切に取り付けられたことを特徴とする、請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
前記ガイド面を、少なくとも２つ備え、
前記ギアの更なる運動のため大きい方の力を吸収する第１ガイド面（２０）によって支持される前記レバーの外側輪郭領域が、弾性的に伸縮自在でないとともに、前記第１ガイド面と異なる第２ガイド面（２１）によって支持される前記レバーの外側輪郭領域の少なくとも一部が、弾性的に伸縮自在であることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
先行技術
本発明は、請求項１の前文に記載の回転物体用駆動装置に関する。
【０００２】
このような駆動装置は、ヨーロッパ特許公開公報第ＥＰ  ０８３  ８６１０  Ａ２号において既に開示されている。この装置の主要な構成要素は、回動可能に取り付けられた少なくとも一つのレバーであり、このレバーは、回転物体に対し回転しないように固定されて結合されたギアと相互に作用する。このため、ギアと噛み合いながら、レバーを駆動前進運動させるようにレバーを取り付け、且つ案内するための装置を備える。
【０００３】
上記駆動装置は、空気加湿及び清浄装置、又は脱臭装置における、ローラ、シャフト等がその中で回転する液体によってもたらされる汚染物質に対して、本質的に無反応であるという利点を有する。液体内での回転運動によって、ギアが処理工程中にその液体で濡れてしまったとしても、この機構の更なる構成要素との接点は、ギアと噛み合うレバー部分にのみ存在する。しかしながら、レバーのこの部分は、一般的に洗浄し易い。
【０００４】
一方、上記機構の不利点は、特に、駆動装置部品の生産公差の発生によって、回転物体の滑らかで静かな回転が時折損なわれてしまうということにある。これは、特に、係合レバーが、ギアによってその動きを封じられてしまうために起こる。
発明の目的及び利点
本発明の目的は、向上された同調性を有すると共に、特に、生産公差による影響を受け難い駆動装置を提供することである。
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成することができる。
本発明による駆動装置の有利で目的に適った発展形は、従属する請求項において規定されている。
本発明は、脱臭装置、空気加湿装置又は空気清浄装置に用いられる、ローラ、シャフト又はプレートの回転物体を駆動させるための駆動装置に基づくものであり、以下の特徴を有する。
【０００６】
本発明による駆動装置は、移動可能に取り付けられたレバーと、回転物体に対し回転しないよう固定された形で結合されたギアと、ギアを回転させるためギアと係合しながらレバーを駆動運動させるためのレバー機構とを備え、レバーは、ギアの歯と係合する先端部を有する。そして、本発明の中心となる概念は、先端部を歯状に設計し、少なくとも一つのレバーに設けられた歯の歯面と、ギアに設けられたそれぞれの係合歯の歯面とが、駆動運動の間、滑ることなく、互いに転がるように、先端部の歯の形状とギアの歯の形状とレバー機構とを互いに適合させることである。この方法によって、生産公差が生じた場合でも、駆動装置が、ギアと回転物体とをスムーズに運動させ、その間レバー先端部とギアとのひっかかりを避けることができるという状況が実現される。これは、本発明による構成が、従来的な二つのギア間の歯組織の数理的相互関係に本質的に基づいているためである。更に、先行技術による装置の場合と比較して、従来は生じていた歯面間の摺動運動が大きく減じられ、本質的に回転運動に置き換えられるため、接触する歯面の消耗が著しく改善される。これは、特に、駆動装置の耐用年数及び動作雑音の点に関して、プラス効果を有する。
【０００７】
又、駆動装置の同調性を更に向上させるために、少なくとも一つのレバーに設けられた歯の歯面と、ギアに設けられたそれぞれの係合歯の歯面とが、駆動運動の間、一つの接触点（転がり点）を有し、この接触点でそれらの歯面が、半径方向に滑ることなく、互いに転がるように、レバーの歯の形状とギアの歯の形状とレバー機構とを互いに適合させることが提案される。
【０００８】
レバーの歯の形状及びギアの歯の形状は、インボリュート歯、サイクロイド歯、円弧歯又はランタン歯組織といった歯の係合の法則に従って設計されることが好ましい。この場合、レバーの歯は、例えば、ピンの形状を有する。このようにして、レバー機構とギアとの間で、本質的に一定の速度伝達比を実現することが可能となる。
【０００９】
本発明の特に効果的な実施例においては、レバー機構が、レバーの摺動を案内するためのレバー用ガイド面（２０，２１）を備える。その結果、レバーは案内される形で、例えば、前進運動、後退運動、及び回動運動を行うことが可能となる。これに関連して、レバー機構が、レバー用の偏心駆動装置を備えると効果的である。レバー機構のハウジング上のレバーとガイド面との接合点を、互いに適合する形で幾何学的に配置することによって、少なくとも一つのレバーの歯状先端部を周期的に係合させるための所望のカプラカーブを実現することができる。又、それによって実現されるスライダ・クランク機構の動作原理に代わって、別の実施例では、逆スライダ・クランクの動作原理を適用することも可能である。この場合、長手方向ガイドがレバーに位置付けられ、例えば、レバー機構のハウジング内に固定されたピンが、この長手方向ガイドとして機能するようにしても良い。
【００１０】
更に、簡単な偏心駆動装置を実現するために、この偏心駆動装置が、レバー用のドライブシャフトを備え、このドライブシャフトを一つのギア上に偏心的に配置することが提案される。このギアは、好ましくはウォームによって、連続的に駆動されるようにしても良い。この結果、一方では、極度な速度伝達比が実現される。これは、特に、ファンを直接駆動するため、及び一つ又は二つのプレートスタックを駆動するために、たった一つのモータが用いられる本発明の脱臭装置又は空気清浄器において使用する場合に必要とされる。又、他方では、ウォームギアユニットが、いわゆるセルフロッキングギアユニットを構成し、その結果、少なくとも一つのレバーが、所望でない運動を防ぐためにロックされる。
【００１１】
好ましい実施例では、ドライブシャフトが、ウォームによって駆動されるギアに直接的且つ偏心的に取り付けられる。
ウォームは、弾性カップリングを介して、モータのドライブシャフトに接続されることが好ましい。このようにして、ドライブシャフトとウォームシャフトとを完全に正確に一直線上に配置する必要がなくなる。これによって、本発明による駆動装置を生産する場合、大きな公差が可能となり、これによって、特に、コスト節減がもたらされる。
【００１２】
本発明の特に効果的な実施例においては、二つ、三つ又はそれ以上のレバーが設けられ、それらのレバーは、交互にギアと係合する。この結果、少なくとも一つのレバーが、回転物体の歯付きリング又はピンリングと絶えず係合した状態となり、その結果、回転物体がスムーズに駆動される。更に、所望でない運動を防ぐためにレバーがウォームギアユニットによってロックされている場合、回転物体も又、少なくとも一つの係合しているギアによって、例えば、逆戻り運動といった所望でない更なる運動を行わないように保証される。従って、回転物体の回転は、レバードライブによって機械的に固定された形で絶えず制御される。
【００１３】
更に、少なくとも一つのレバーが、レバー機構のガイド面間に、弾性的に取り付けられるようにすることが特に好ましい。この結果、レバーはレバー機構内で圧縮応力を与えられるため、生産公差が存在しても遊びが生じない。過度の遊びは、最悪の場合、係合レバーの歯がギアの歯と衝突したり、あるいは歯がひっかかることによって動けないといった状態をもたらす。
【００１４】
この場合、レバーをガイド面間に弾性的に取り付けるために、ガイド面によってとらえられるレバーの外側輪郭の少なくとも一部が、弾性的に伸縮自在であることが特に好ましい。これに関連して、レバーの弾性的に伸縮自在な外側輪郭を実現するために、この外側輪郭を、細いフレームとして設計すると効果的である。特に、レバーがプラスチックから成る場合、この外側輪郭領域は、結果的に弾性特性を有する。
【００１５】
更に、弾性特性をより向上させるために、フレームが中断部を有し、この中断部にバネ要素を適切に取り付けることが提案される。
最後に、少なくとも一つのレバーからギアへの効果的な力伝達を確実に行うために、ガイド面を、少なくとも２つ備え、ギアの更なる運動のため大きい方の力を吸収するレバー機構の第１ガイド面によって支持されるレバーの外側輪郭領域は、弾性的に伸縮自在でないとともに、第１ガイド面と異なる第２ガイド面によって支持されるレバーの外側輪郭領域の少なくとも一部が、弾性的に伸縮自在であることが提案される。
実施例の説明
本発明の幾つかの実施例は、図面に示されると同時に、更なる利点及び詳細に関する記載と共に、以下でより詳しく説明される。
【００１６】
図１には、本発明による駆動装置３が搭載された、空気加湿装置の並列に据え付けられた二つのプレートスタック１，２が、概略側面図で示されている。プレートスタック１，２は、例えば、円形ディスクから成り、一つが後方に、他方がそれに対して層状に配置されている。空気清浄器において、プレートスタック１，２は、通常トラフ（図示なし）上に据え付けられ、該トラフの中には、一般に、必要に応じて添加剤を加えられた水が入れられ、上記プレートスタックは、軸４，５を中心に回転する間、その水の中に浸った状態となっている。同様に図示されていないハウジングカバー上には、例えば、弾性カップリング６を介して、本発明の二つの駆動装置３に接続された、駆動モータを有するファンが配設されている。
【００１７】
図２ａ〜２ｅには、それぞれ異なるレバー位置を有する本発明による駆動装置３が、拡大された詳細な断面図で示されている。これらの図には、レバー機構７が示されており、このレバー機構７は、プレートスタック１の端面に配設された歯付きリング８と相互に作用する。レバー機構７は、二つのドライブレバー９，１０を備えた装置である。ドライブレバー９，１０は、それぞれ、歯状に設計された先端部１１，１２と、それぞれの二つのドライブジャーナル１５，１６の位置決め開口１３，１４とを有する（図３ａ，３ｂも参照）。ドライブジャーナル１５，１６は、１８０度偏心的にずらされてウォームホイール１７の二つの端面に取り付けられ、その結果、ドライブレバー９，１０の偏心軸受座が形成され、ドライブレバー９，１０は、位置決め開口１３，１４を介して、その軸受座上の適所に滑り込むように構成されている。ウォームホイール１７は、レバー機構７のハウジング内に据え付けられた回転スピンドル１８を有すると共に、ウォーム１９と係合している。ウォーム１９は、弾性カップリング６を介して、例えば、駆動モータ（図示無し）に接続される。ウォーム１９が回転し、その結果ウォームホイール１７が、例えば、矢印の方向に回転すると、ドライブレバー９，１０は、その偏心軸受座１３，１４，１５，１６を介して、レバー機構７のハウジング内で前後に移動又は回転する。この工程において、ドライブレバー９，１０の外側輪郭は、レバー機構７のハウジングのガイド面２０、２１によって支えられる。
【００１８】
図２ａでは、前方ドライブレバー１０（実線で図示）が、歯付きリング８の歯組織と係合しているのに対し、その後方に配置された第２ドライブレバー９（破線で図示）は、歯付きリング８の歯組織から完全に引っ込んだ状態となっている。ドライブレバー９，１０の歯状先端部１１，１２の所望の運動は、本質的に、偏心的に配置されたドライブジャーナル１５，１６間の幾何学的距離に起因すると同時に、ガイド面２０，２１の形状及びそれら二つの間の距離にも起因する。歯状先端部１１，１２の経路曲線は、こうして実現されたスライダ・クランク機構のカップラ曲線として現れる。
【００１９】
プレートスタック１に配設された歯付きリング８の矢印方向への回転運動を得るためのドライブレバー９，１０の運動が、ウォームホイール１７の異なる角位置において、図２ａ〜２ｅに示されている。ここで、各図は、ウォームホイール１７の４５度毎の回転に対するレバー位置状態に対応している。つまり、図２ａを０度と規定した場合、図２ｅは、そこから１８０度回転した状態を示している。
【００２０】
歯付きリング８の歯２２及び歯状先端部１１，１２の形状は、互いに係合する歯が、一例として、サイクロイド歯組織を形成するように設計されている。更に、ドライブレバー９，１０の運動は、歯面が互いに接触しながら回転して行くように、偏心的な取付及びレバー機構のハウジング上のガイド面によって調整される。
【００２１】
ドライブレバー１０の一例が、図３ａ〜３ｃにおいて詳細に示されている。ドライブレバー１０の外側輪郭は、広域部の傍らに細いフレーム２３を有する形として設計されている。フレーム２３は、位置決め開口１３の前方で中断されており、圧縮バネ２５（図３ａにのみ図示）のための位置決めピン２４を有する。このように、ドライブレバー１０の前方領域は、弾力性を有して伸縮自在となっている。この結果、ドライブレバー１０又は同一に設計されたドライブレバー９は、プレストレスによってレバー機構７のハウジング内に挿入可能となっている。これにより、生産公差によってもたらされるレバー９，１０の遊びが防止される。この遊びがあると、ドライブレバー９，１０の先端部１１，１２が、歯付きリング８の歯と衝突したり、動けなくなってしまったりするおそれがある。又、これとは非対称のフレーム形成によって、レバーは、屈曲することなく一つのガイド面で支持されることが可能となる。この一つのガイド面は、ギアの更なる運動のために、大きい方の力を吸収する側であることが好ましい。
【００２２】
その両側の端面にドライブジャーナル１５，１６が１８０度偏心的にずらされて配設されたウォームホイール１７が、図４において詳細に示されている。既に上述したように、ウォームホイール１７の取付は、偏心的に配置されたドライブシャフト１５，１６から突出した軸受スピンドル１８を介して成し遂げられる。
【００２３】
特に、図１を見てわかるように、ドライブレバー９，１０の先端部１１，１２は下方に向けられており、このため、歯付きリング８をリキッドバスの中に浸すことによってレバー先端部１１，１２に伝えられた液体は、再び下に流れて歯付きリング８に流れ落ちる。従って、バスの液体と接触することができる部分は、ドライブレバー９，１０の歯状先端部１１，１２のみとなる。この結果、駆動装置の残りの構成要素に関しては、装置のいかなる動作段階においても、バスの液体と接触してしまう危険性はなくなる。洗浄作業のための装置の分解は、素人にとっても簡単に行うことができる。なぜなら、カバー（図示無し）を取り外せば、プレートスタック１，２のみがトラフ（図示無し）の中に残るからである。
【００２４】
プレートスタック１，２用の駆動装置は、本発明による空気加湿装置以外にも利用することができる。該システムは、共に用いることによって本発明の駆動システムが利点を提供できるものであれば、いかなる回転物体に関しても容易に適用することが可能である。これは、特に、化学生産工場において用いる場合を意味する。なぜなら、化学生産工場では、ローラ、ドラム、熱交換器等をリキッドバス内で頻繁に回転させることが必要であり、そのため、駆動装置を時には悪性の液体に接触させてはならない、あるいはそういった液体との接触をある一定のポイントにとどめなければならないといった難題が生じるためである。又、本発明による駆動原理は、ドライブシャフトと回転物体との間で、非常に高い速度伝達比を達成すべき場合にも、効果的に適用することが可能である。
【００２５】
本発明による駆動装置の変形例が、図５ａ及び図５ｂにおいて示されている。この駆動装置では、二つのドライブレバーに代わって、三つのドライブレバー２６，２７，２８が用いられている。上述の方法に対応するやり方で、ドライブジャーナルは、１８０度の代わりに１２０度偏心的にずらされてウォームホイール２９上に配設される。この実施例によれば、更に向上した同調性を実現することが可能であり、この実施例による駆動装置は、図５ｂにおいて、ドライブレバー２６，２７，２８の位置を示すために長手方向断面図で示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  空気加湿装置の互いに隣接して配置された二つのプレートスタックの側面図であり、各プレートスタック上に本発明による駆動装置が配設された状態を概略側面図で示したものである。
【図２ａ〜２ｅ】  図１に示された本発明の駆動装置の概略断面図であり、それぞれ異なるレバー位置を示したものである。
【図３ａ〜３ｃ】  本発明のレバーのうちバネ部材を備えたものと備えていないものを二つの平面図及び一つの側面図で示したものである。
【図４】  図３ａ〜３ｃに示されたレバー用の偏心配置ドライブシャフトを有するウォームホイールを概略平面図で示したものである。
【図５ａ】  本発明による別の駆動装置を図２ａ〜２ｅに基づいて詳細に示したものであり、三つのドライブレバーがある位置に配置された状態を示したものである。
【図５ｂ】  図５ａに示された本発明の駆動装置の長手方向断面図である
符号リスト
１．  プレートスタック
２．  プレートスタック
３．  駆動装置
４．  軸
５．  軸
６．  弾性キューポラ
７．  レバー機構
８．  歯付きリング
９．  ドライブジャーナル
１０．      ドライブジャーナル
１１．      歯状先端部
１２．      歯状先端部
１３．      位置決め開口
１４．      位置決め開口
１５．      ドライブジャーナル
１６．      ドライブジャーナル
１７．      ウォームホイール
１８．      スピンドル
１９．      ウォーム
２０．      ガイド面
２１．      ガイド面
２２．      歯
２３．      フレーム
２４．      ピン
２５．      圧縮バネ
２６．      ドライブレバー
２７．      ドライブレバー
２８．      ドライブレバー
２９．      ウォームホイール
【図１】
0004540852.tif 000002
【図２ａ】
0004540852.tif 000003
【図２ｂ】
0004540852.tif 000004
【図２ｃ】
0004540852.tif 000005
【図２ｄ】
0004540852.tif 000006
【図２ｅ】
0004540852.tif 000007
【図３ａ】
0004540852.tif 000008
【図３ｂ】
0004540852.tif 000009
【図３ｃ】
0004540852.tif 000010
【図４】
0004540852.tif 000011
【図５ａ】
0004540852.tif 000012
【図５ｂ】
0004540852.tif 000013