(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータと、ＤＣモータの出力軸に設けられた第１の歯車と該第１の歯車と噛合する第２の歯車とを少なくとも有しＤＣモータの回転を外部に伝達する伝達機構と、ＤＣモータ及び伝達機構を収納するケースとを備え、当該ケースにはＤＣモータの出力軸が挿入される凹所を有するリブが突設され、前記リブには出力軸の軸方向と略直交する方向に走るスリット溝が形成されており、当該スリット溝の底の両端部には中央部よりも高く、且つ、前記出力軸の高さ位置よりも高い段部がそれぞれ設けてあり、前記両段部の間に、前記出力軸と弾接し、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧する線ばねを橋架したことを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス給湯器や石油給湯器などでは、開度に応じて湯量が変化するバルブを有し、バルブの開度を調整することによって湯温を所定の温度に制御するものがあり、このようなバルブを駆動するために、ＤＣモータと、ＤＣモータの回転を所定の減速比で減速して外部に伝達する伝達機構とを備えた駆動装置が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した駆動装置としては、図８に示すように、ブラシ付きのＤＣモータ１と、ＤＣモータ１の回転を所定の減速比で減速してバルブ（図示せず）に伝達する減速機構（図示せず）とをケース内に納めたものがあった。ＤＣモータ１は下ケース２１に固定されており、ＤＣモータ１の出力軸２にはウォームギヤからなる１番歯車１０が取り付けられている。ここで、下ケース２１には出力軸２の先端が挿入される凹所２４ａを有するリブ２４が突設されており、出力軸２における１番歯車１０が取り付けられた部位と凹所２４ａ内に挿入される先端部との間の部位には、１番歯車１０の推力を受けるためのワッシャ３０が取り付けられている。
【０００４】
ところで、給湯器用のモータとしてブラシ付きのＤＣモータ１が使用される理由には、給湯器のコストダウンを図るために安価に入手できるブラシ付きのＤＣモータ１を選定したという理由と、給湯器のバルブは長期間放置されると弁体が固着するなどして起動トルクが増加するため、始動トルクの大きなＤＣモータ１を選定したという理由がある。しかしながら、ＤＣモータ１は一般に巻線部がロータとなっており、安価に入手できる反面、ロータのバランスをとっていないため、回転時にロータのアンバランスに起因する振動音が大きくなるという欠点がある。また、ＤＣモータ１の取付状態によってはロータの振動により共振現象が発生する虞もあるから、駆動装置全体の騒音を低減するためには、ＤＣモータ１の振動を低減する必要があった。
【０００５】
ところで、近年、室内設置型の給湯器が増加しつつあり、モータの発生する騒音の低減要求が厳しくなっている。また室外設置型の給湯器についても、モータの発生する騒音を気にするユーザがあり、モータの発生する騒音を一層低減するよう要求されている。しかしながら、上述した従来の駆動装置では、ＤＣモータ１の回転による振動を低減する機構が設けられていないので、ＤＣモータ１の下ケース１２に対する取付状態の違いや、駆動装置の取付状態などによって、ＤＣモータ１の発生する騒音が大幅に変化するため、騒音対策としては騒音の小さいＤＣモータ１を選別するぐらいの対策しかなかった。また、出力軸を一方向に押圧する押圧手段をモータ内部に設けたものもあるが、特殊なモータを使用するためコストアップとなるという問題があった（例えば特開平８−９８４５２号公報参照）。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、発生する騒音を低減した駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、ＤＣモータと、ＤＣモータの出力軸に設けられた第１の歯車と該第１の歯車と噛合する第２の歯車とを少なくとも有しＤＣモータの回転を外部に伝達する伝達機構と、ＤＣモータ及び伝達機構を収納するケースとを備え、当該ケースにはＤＣモータの出力軸が挿入される凹所を有するリブが突設され、リブには出力軸の軸方向と略直交する方向に走るスリット溝が形成されており、当該スリット溝の底の両端部には中央部よりも高く、且つ、出力軸の高さ位置よりも高い段部がそれぞれ設けてあり、両段部の間に、出力軸と弾接し、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧する線ばねを橋架したことを特徴とし、線ばねで出力軸を押圧することにより出力軸の振動を抑制して、ＤＣモータの発生する騒音を低減でき、且つ、線ばねはＤＣモータの出力軸を直接押圧しているので、線ばね以外に必要な部材がないから、ＤＣモータの振動を低減する機構を少ない部品で実現でき、部品点数が少ないので安価で組立性が良く、信頼性が向上し、また組立ミスを低減できる。しかも線ばねは直線状であって線材を切断するだけで形成できるので加工が極めて容易であり、また形状が単純なので精度良く加工することができ、ＤＣモータの騒音を低減する機構を極めて安価に実現することができる。さらに、ＤＣモータの出力軸を押圧する線ばねは、ＤＣモータの外部に設けられているので、振動を低減する機構が設けられた特殊なモータを使用する必要がなく、安価で信頼性が高く入手性の良好なＤＣモータを使用することができ、且つ、線ばねはＤＣモータの外部に設けられているから、線ばねの組立状態を外部から目視で確認することができ、線ばねの交換作業を容易に行うことができる。しかも、線ばねは、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧しているので、部品のばらつきにより第１及び第２の歯車の噛み合いがばらついたとしても、第１及び第２の歯車の噛み合いに与える影響は少なく、また、第１及び第２の歯車の噛み合いが詰まった場合に、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略平行な方向に線ばねが出力軸を押圧していると、噛み合いが詰まることによって発生する力が線ばねに加わり、線ばねが変形する虞があり、また線ばねが伸縮することによって線ばねの寿命が短くなる虞もあるが、線ばねは第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧しているので、第１及び第２の歯車の噛み合いが詰まったことによる影響を線ばねが受けることはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
【０００９】
この駆動装置のケース２０は、一面開口した略箱状の下ケース２１と、下ケース２１に被着される一面開口した略箱状の上ケース２２とで構成され、ケース２０の内部にはブラシ付きのＤＣモータ１と、ＤＣモータ１の回転を所定の減速比で減速して、給湯器のバルブ（図示せず）に伝達する伝達機構としての減速機構３とが収納されている。また、下ケース２１には、下ケース２１と上ケース２２との間を仕切る中板２３が例えば固定ねじを用いて取り付けられており、中板２３によってＤＣモータ１は上側から押さえられている。
【００１０】
ＤＣモータ１の出力軸２にはウォームギヤからなる１番歯車（第１の歯車）１０が例えば圧入により取り付けられている。１番歯車１０は軸５に回動自在に軸支された２番歯車（第２の歯車）１１と噛合しており、２番歯車１１には２番歯車１１と同心に２番歯車１１よりも歯数の少ない２番ピニオン１２が一体的に形成されている。２番ピニオン１２は、２番ピニオン１２よりも歯数が多く、軸６に回動自在に軸支された３番歯車１３と噛合しており、３番歯車１３には３番歯車１３と同心に３番歯車１３よりも歯数の少ない３番ピニオン１４が一体的に形成されている。３番ピニオン１４は、３番ピニオン１４よりも歯数が多く、軸５に回動自在に軸支された４番歯車１５と噛合しており、４番歯車１５には４番歯車１５と同心に４番歯車１５よりも歯数の少ない４番ピニオン１６が一体的に形成されている。４番ピニオン１６は、４番ピニオン１６よりも歯数が多く、軸７に回動自在に軸支された５番歯車１７と噛合しており、５番歯車１７には５番歯車１７と同心に５番歯車１７よりも歯数の少ない５番ピニオン１８が一体的に形成されている。さらに、５番ピニオン１８は、５番ピニオン１８よりも歯数の多い出力用の６番歯車１９と噛合している。
【００１１】
而して、１番〜６番歯車１０，１１，１３，１５，１７，１９及び２〜５番ピニオン１２，１４，１６，１８より構成される減速機構３によってＤＣモータ１の回転は所定の減速比で減速され、バルブに伝達される。尚、軸５〜７の両端は下ケース２１及び上ケース２２に夫々設けた軸穴２１ａ、２２ａに挿入され、下ケース２１と上ケース２２との間に位置決めされている。また、６番歯車１９における中板２３と対向する面には歯車と同軸に略円筒状の凸部１９ａが突設され、この凸部１９ａは中板２３に設けられた軸穴２３ａに挿入されている。また、６番歯車１９の他方の面には円筒部１９ｂが突設され、上ケース２２に設けられた開口部２２ｂに挿入されており、６番歯車１９は上ケース２２と中板２３とで回動自在に支持されている。
【００１２】
ここで、６番歯車１９と対向する中板２３の部位にはプリント基板３１が取付ねじ３４により取り付けられている。プリント基板３１には、６番歯車１９の回転角度を検出するためのホールＩＣ３２が２個実装され、６番歯車１９には永久磁石３３が埋め込まれている。２個のホールＩＣ３２と永久磁石３３とで６番歯車１９の回転角度を検出するためのセンサが構成され、ホールＩＣ３２の配置を変更することにより、所望の検出角度を得ることができる。尚、本実施形態ではプリント基板３１に２個のホールＩＣ３２を配置しているが、ホールＩＣ３２の個数を２個に限定する趣旨のものではなく、ホールＩＣ３２を３個以上設けても良く、所望の検出角度が得られるようにホールＩＣ３２の個数や配置を変更すれば良い。また、図４中の３５はＤＣモータ１への電力供給用やホールＩＣ３２から信号出力用のリード線である。
【００１３】
而して、外部回路（図示せず）からの信号によりＤＣモータ１に電力が供給されると、ＤＣモータ１が回転し、ＤＣモータ１の回転は、１番〜６番歯車１０，１１，１３，１５，１７，１９及び２〜５番ピニオン１２，１４，１６，１８よりなる減速機構３により所定の減速比で減速されて給湯器のバルブに伝達され、バルブが開閉する。
【００１４】
本実施形態の駆動装置では、図１及び図２に示すように、ＤＣモータ１の出力軸２の先端が挿入される凹所２４ａを有するリブ２４が下ケース２１に突設されており、出力軸２における１番歯車１０が取り付けられた部位と凹所２４ａ内に挿入される先端部との間の部位には、１番歯車１０の推力を受けるためのワッシャ３０が取り付けられている。ここで、リブ２４には出力軸２の軸方向と略直交する方向に走るスリット溝２４ｂが形成されており、スリット溝２４ｂの底の両端部には中央部よりも一段高くなった段付部２４ｃが設けられている。スリット溝２４ｂ内には弾性を有する略直線状の線ばね（ばね部材）４が両段付部２４ｃ間に橋架されるようにして配置されており、図１に示すように両段付部２４ｃの高さ位置は出力軸２の高さ位置よりも高くなっているので、出力軸２によって線ばね４が図１中下方に撓められる。
【００１５】
したがって、ＤＣモータ１の出力軸２は線ばね４のばね復帰力によって図１中上方に押圧されており、出力軸２を押圧することによって、出力軸２の振動が低減される。ここで、線ばね４は、１番歯車１０と２番歯車１１とが噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸２を押圧しているので、部品のばらつきにより１番歯車１０と２番歯車１１との噛み合いがばらついたとしても、１番歯車１０と２番歯車１１との噛み合いに与える影響は少なく、また線ばね４のばね復帰力によって１番歯車１０と２番歯車１１とのプリロードが増加することはないから、１番歯車１０と２番歯車１１とをスムーズに回転させることができる。
【００１６】
また、例えば２番歯車の偏芯により１番歯車１０と２番歯車１１との噛み合いが詰まった場合、１番歯車１０と２番歯車１１とが噛合する方向に対して略平行な方向に、線ばね４が出力軸２を押圧していると、２番歯車の偏芯の影響によって線ばね４が変形し、線ばね４によって出力軸２に印加される力が変化する虞があり、また線ばね４の伸縮によって線ばね４の寿命が短くなる虞もあるが、本実施形態では線ばね４は、１番歯車１０と２番歯車１１とが噛み合う方向に対して略直交する方向に出力軸２を押圧しているので、１番歯車１０と２番歯車１１との噛み合いが詰まった場合でも、２番歯車１１の偏芯による影響を線ばね４が受けることはない。
【００１７】
尚、リブ２４の側壁２４ｄと下ケース２１に突設されたリブ２１ｂとで線ばね４の長手方向の移動を規制している。
【００１８】
ところで、ＤＣモータ１の出力軸２には一般的にＳＵＳ材が多く用いられているので、線ばね４の材料には例えばリン青銅のような異種材料を用いるのが望ましい。なお、出力軸２と線ばね４の接触部位には潤滑グリスを塗布するため、線ばね４の材料にピアノ線のような鉄系材料を使用したとしても、出力軸２と線ばね４との摺動抵抗や摩耗を低減でき、実用上は問題ない。
【００１９】
また、本実施形態では直線状の線ばね４でＤＣモータ１の出力軸２を直接押圧しており、線ばね４以外に必要な部材がなく、ＤＣモータ１の振動を低減する機構を少ない部品で実現でき、部品点数が少ないので安価で組立性が良く、信頼性が向上し、また組立ミスを低減できる。しかも線ばね４は線材を切断するだけで形成できるので加工が極めて容易であり、また形状が単純なので精度良く加工することができ、ＤＣモータ１の騒音を低減する機構を極めて安価に実現することができる。尚、ばね部材として線ばね４の代わりに板ばねを用いても同様の効果が得られるが、板ばねを形成する金型が必要になり、製造コストが高くなるので、線ばね４の方が望ましい。また、ＤＣモータ１の出力軸２を押圧する線ばね４は、ＤＣモータ１の外部に設けられているので、振動を低減する機構が設けられた特殊なモータを使用する必要がなく、安価で信頼性が高く入手性の良好なＤＣモータ１を使用することができ、また線ばね４はＤＣモータ１の外部に設けられているから、線ばね４の組立状態を外部から目視で確認することができ、且つ、線ばね４の交換作業を容易に行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】
上述のように請求項１の発明は、ＤＣモータと、ＤＣモータの出力軸に設けられた第１の歯車と該第１の歯車と噛合する第２の歯車とを少なくとも有しＤＣモータの回転を外部に伝達する伝達機構と、ＤＣモータ及び伝達機構を収納するケースとを備え、当該ケースにはＤＣモータの出力軸が挿入される凹所を有するリブが突設され、リブには出力軸の軸方向と略直交する方向に走るスリット溝が形成されており、当該スリット溝の底の両端部には中央部よりも高く、且つ、出力軸の高さ位置よりも高い段部がそれぞれ設けてあり、両段部の間に、出力軸と弾接し、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧する線ばねを橋架したことを特徴とし、線ばねで出力軸を押圧することにより出力軸の振動を抑制して、ＤＣモータの発生する騒音を低減でき、且つ、線ばねはＤＣモータの出力軸を直接押圧しているので、線ばね以外に必要な部材がないから、ＤＣモータの振動を低減する機構を少ない部品で実現でき、部品点数が少ないので安価で組立性が良く、信頼性が向上し、また組立ミスを低減できるという効果がある。しかも線ばねは直線状であって線材を切断するだけで形成できるので加工が極めて容易であり、また形状が単純なので精度良く加工することができ、ＤＣモータの騒音を低減する機構を極めて安価に実現できるという効果がある。さらに、ＤＣモータの出力軸を押圧する線ばねは、ＤＣモータの外部に設けられているので、振動を低減する機構が設けられた特殊なモータを使用する必要がなく、安価で信頼性が高く入手性の良好なＤＣモータを使用することができ、且つ、線ばねはＤＣモータの外部に設けられているから、線ばねの組立状態を外部から目視で確認することができ、線ばねの交換作業を容易に行うことができるという効果がある。しかも、線ばねは、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧しているので、部品のばらつきにより第１及び第２の歯車の噛み合いがばらついたとしても、第１及び第２の歯車の噛み合いに与える影響は少なく、また、第１及び第２の歯車の噛み合いが詰まった場合に、第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略平行な方向に線ばねが出力軸を押圧していると、噛み合いが詰まることによって発生する力が線ばねに加わり、線ばねが変形する虞があり、また線ばねが伸縮することによって線ばねの寿命が短くなる虞もあるが、線ばねは第１及び第２の歯車の噛合する方向に対して略直交する方向に出力軸を押圧しているので、第１及び第２の歯車の噛み合いが詰まったことによる影響を線ばねが受けることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の駆動装置の側方から見た要部拡大断面図である。
【図２】同上の駆動装置の上側から見た要部拡大図である。
【図３】同上の駆動装置の外ケースと減速機構と中板とを外した状態を上側から見た図である。
【図４】同上の駆動装置の上面図である。
【図５】同上の駆動装置の側方から見た断面図である。
【図６】同上の駆動装置の上ケースを外した状態を上側から見た図である。
【図７】同上の駆動装置の減速機構を側方から見た展開図である。
【図８】従来の駆動装置の説明図である。
【符号の説明】
２  出力軸
４  線ばね
２１  下ケース
２４  リブ
２４ａ  凹所
２４ｂ  スリット溝
２４ｃ  段付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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