JP2007190656A - Rotary part protecting mechanism - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive rotary part protecting mechanism for use in a joint of a robot and a moving mechanism using wheels. <P>SOLUTION: This rotary part protecting mechanism includes: a motor 1; a plate 3 rotating with an output shaft 1a of a motor and having a plane orthogonal to the output shaft; a rotor 7 provided opposite to the plate 3 through a space A and rotatable on the same axis as the output shaft of a driving source; a steel ball 13 provided on the rotor 7 and abutted on the plate 3; a spring 15 for energizing the steel ball 13; a conical recessed part 21 formed on the plate 3; a stopper mechanism 35 for inhibiting the steel ball 13 from being released from the recessed part 21; a positional shifting detecting means 41 for detecting shifting in the rotation direction to the plate 3 of the rotor 7; and a control part entering a back drive mode for relaxing the driving torque of the driving source when the positional shifting detecting means 41 responds. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロボットの関節、車輪を用いた移動機構等に用いられる回転部保護機構に関する。   The present invention relates to a rotating part protection mechanism used in a robot's joint, a moving mechanism using wheels, and the like.

ロボットの関節や移動機構は、駆動源と駆動源によって回転駆動される回転体とに大別される。
そして、回転体に大きな負荷が作用した場合、駆動源の出力軸と回転体との間に、摩擦クラッチのようなトルクリミッタを設け、回転体に大きな負荷が作用すると、トルクリミッタが滑ることにより駆動源に負荷が作用しないようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−280195号公報(段落番号0073、図9参照)
Robot joints and moving mechanisms are roughly classified into a driving source and a rotating body that is rotationally driven by the driving source.
When a large load is applied to the rotating body, a torque limiter such as a friction clutch is provided between the output shaft of the drive source and the rotating body. When a large load is applied to the rotating body, the torque limiter slips. A load is prevented from acting on the drive source (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-280195 A (see paragraph 0073, FIG. 9)

しかし、摩擦クラッチのようなトルクリミッタを設けた場合、大きな負荷が作用しトルクリミッタが作動すると、駆動源によって駆動される回転体のみが回転し、駆動源と回転体とがずれる。そして、負荷がなくなり、再び回転体を駆動するには、回転体をトルクリミッタ作動以前の位置に復帰させる必要がある。   However, when a torque limiter such as a friction clutch is provided, when a large load is applied and the torque limiter is activated, only the rotating body driven by the driving source rotates, and the driving source and the rotating body are shifted. In order to remove the load and drive the rotating body again, it is necessary to return the rotating body to the position before the torque limiter operation.

復帰させる制御を行なうには、回転体のずれ量(角度)を知る必要があり、ポテンショメータ等の高価なセンサが必要となる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされてもので、その課題は、安価な回転部保護機構を提供することにある。
In order to perform the return control, it is necessary to know the displacement (angle) of the rotating body, and an expensive sensor such as a potentiometer is required.
Even if this invention is made | formed in view of the said problem, the subject is providing the cheap rotation part protection mechanism.

上記課題を解決する請求項1に係る発明は、駆動源と、該駆動源の出力軸に取り付けられ、前記出力軸と共に回転し、前記出力軸と直交する平面を有するプレートと、前記プレートの平面に空間を介して対向する平面を有し、前記駆動源の出力軸と同軸上で回転可能に設けられた回転体と、前記プレート、前記回転体のうちのどちらか一方に設けられ、他方の平面に当接可能なスライダと、該スライダを前記他方の平面に当接する方向に付勢する付勢手段と、前記プレート、前記回転体のうちの他方の平面上に形成された凹部であって、回転中心を中心とした円周に沿って、前記凹部の縁部から中央部に向かって時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第1の斜面、前記凹部の縁部から中央部に向かって反時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第2の斜面を有する凹部と、前記プレート、前記回転体のうちの他方の平面上に形成された凹部であって、回転中心を中心とした円周に沿って、前記凹部の縁部から中央部に向かって時計回転方向、反時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第1の斜面、第2斜面を有する凹部と、前記スライダが前記凹部から離脱するのを禁止するストッパ機構と、前記回転体の前記プレートに対する回転方向のずれを検出する位置ずれ検出手段と、該位置ずれ検出手段からの信号を取り込んで、前記位置ずれ検出手段が応動すると、前記駆動源の駆動トルクを緩和させるバックドライブモードとなり、前記位置ずれ検出手段の応動がなくなると、前記駆動源の制御が通常の制御モードとなる制御部と、からなることを特徴とする回転部保護機構である。   The invention according to claim 1, which solves the above problem, includes a drive source, a plate attached to the output shaft of the drive source, rotating with the output shaft, and having a plane perpendicular to the output shaft, and a plane of the plate A rotating body provided on one of the rotating body, the plate, and the rotating body. A slider capable of abutting against a plane, a biasing means for biasing the slider in a direction to abut against the other plane, and a recess formed on the other plane of the plate and the rotating body. A first inclined surface whose depth gradually increases in a clockwise direction from the edge of the recess toward the center along the circumference centered on the rotation center, and the edge of the recess Counterclockwise direction from center to center A recess having a second slope that can be brought into contact with the slider, and a recess formed on the other plane of the plate and the rotary body, the center being the center of rotation. A concave portion having a first slope and a second slope along which the depth gradually increases in the clockwise direction and the counterclockwise direction from the edge of the recess toward the center along the circumference, and the slider can come into contact therewith. A stopper mechanism that prohibits the slider from being detached from the recess, a displacement detection unit that detects a displacement of the rotating body in the rotational direction with respect to the plate, and a signal from the displacement detection unit, When the displacement detection means responds, the drive mode of the drive source is relaxed. When the displacement detection means stops responding, the drive source is controlled in the normal control mode. A control unit comprising a rotating portion protection mechanism, characterized in that it consists of.

回転体に負荷が作用していない場合には、付勢手段によって付勢されるスライダは、凹部の中央部に位置している。そして、駆動源が駆動され、プレートが回転すると、スライダと凹部との間の嵌合力(スライダと溝との間に発生する摩擦力と付勢手段の付勢力とで決まる力)により、回転体はプレートと一体となって回転し、駆動源の回転が回転体に伝達される。   When no load is applied to the rotating body, the slider urged by the urging means is located at the center of the recess. Then, when the drive source is driven and the plate rotates, the rotating body is caused by the fitting force between the slider and the recess (the force determined by the frictional force generated between the slider and the groove and the biasing force of the biasing means). Rotates integrally with the plate, and the rotation of the drive source is transmitted to the rotating body.

スライダと凹部との間の嵌合力以上の負荷が回転体に作用すると、スライダは凹部の第1の斜面あるいは第2の斜面上を登る。即ち、回転体がプレートに対してずれる。この回転体のずれにより、位置ずれ検出手段が応動し、制御部は駆動源の駆動力を減少させるバックドライブモードとなる。尚、本明細書で「駆動源の駆動トルク緩和させるバックドライブモード」とは、サーボオフ、制御ゲイン変更、駆動源停止等があるが、限定するものではない。   When a load greater than the fitting force between the slider and the recess acts on the rotating body, the slider climbs on the first slope or the second slope of the recess. That is, the rotating body is displaced from the plate. Due to the displacement of the rotating body, the displacement detection means responds, and the control unit enters a back drive mode in which the drive force of the drive source is reduced. In this specification, the “back drive mode for relaxing the drive torque of the drive source” includes, but is not limited to, servo-off, control gain change, drive source stop, and the like.

更に、スライダが凹部より離脱するまで回転体がプレートに対して移動すると、ストッパ機構により、スライダの凹部からの離脱が禁止される。そして、駆動源は負荷によってバックドライブ可能となる。   Further, when the rotating body moves with respect to the plate until the slider is detached from the recess, the stopper mechanism prohibits the slider from being detached from the recess. The drive source can be back driven by a load.

次に、回転体に作用する負荷がなくなると、スライダと凹部との間の嵌合力によってスライダは第1の斜面、第2の斜面を降り、再び凹部の中央部に位置する。即ち、元位置に復帰し、回転体もプレートに対して負荷が作用する以前の状態の位置まで復帰する。回転体が元位置に復帰すると、位置ずれ検出手段の応動がなくなり、制御部は通常の制御モードに復帰する。   Next, when the load acting on the rotating body is eliminated, the slider descends the first slope and the second slope by the fitting force between the slider and the recess, and is positioned again at the center of the recess. That is, it returns to the original position, and the rotating body also returns to the position before the load is applied to the plate. When the rotating body returns to the original position, the position deviation detecting means stops responding, and the control unit returns to the normal control mode.

請求項2に係る発明は、前記スライダは、ボール、ローラのうちのいずれかであることを特徴とする請求1記載の回転部保護機構である。
請求項3に係る発明は、前記ストッパ機構は、前記プレート、前記回転体のうちのどちらか一方に設けられ、他方の平面に向かって突出する突部と、前記プレート、前記回転体のうちの他方に設けられ、前記突部が係合し、回転中心を中心とした円周に沿って形成され、端部に前記突部が当接可能な壁面が形成された溝であることを特徴とする請求項1又は2記載の回転部保護機構である。
The invention according to claim 2 is the rotating portion protection mechanism according to claim 1, wherein the slider is one of a ball and a roller.
According to a third aspect of the present invention, the stopper mechanism is provided on one of the plate and the rotating body, the protrusion projecting toward the other plane, the plate, and the rotating body. The groove is provided on the other side, is formed along a circumference centered on the center of rotation with the protrusion engaging, and has a wall surface on which the protrusion can come into contact. The rotating part protection mechanism according to claim 1 or 2.

突部が溝の端部の壁面に当接する範囲で、回転体はプレートに対して回転可能となる。
請求項4に係る発明は、前記位置ずれ検出手段は、前記回転体の回転中心以外の箇所に設けられた溝と、前記回転体以外の箇所に設けられ、検出部が前記溝に係合し、前記回転体が前記プレートに対してずれると、前記検出部が前記溝より離脱して応動するマイクロスイッチと、からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回転部保護機構である。
The rotating body can rotate with respect to the plate as long as the protrusion comes into contact with the wall surface of the end of the groove.
According to a fourth aspect of the present invention, the misregistration detection means is provided at a location other than the center of rotation of the rotating body and at a location other than the rotating body, and a detection unit is engaged with the groove. 4. The rotating part protection according to claim 1, further comprising: a microswitch that reacts when the rotating body is displaced with respect to the plate and moves away from the groove. 5. Mechanism.

回転体がプレートに対して回転すると、マイクロスイッチの検出部が溝から離脱し、マイクロスイッチが応動する。   When the rotating body rotates with respect to the plate, the detection part of the microswitch is detached from the groove, and the microswitch is responsive.

請求項1−4に係る発明によれば、前記プレート、前記回転体のうちのどちらか一方に設けられ、他方の平面に当接可能なスライダと、該スライダを前記他方の平面に当接する方向に付勢する付勢手段と、前記プレート、前記回転体のうちの他方の平面上に形成された凹部であって、回転中心を中心とした円周に沿って、前記凹部の縁部から中央部に向かって時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第1の斜面、前記凹部の縁部から中央部に向かって反時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第2の斜面を有する凹部と、前記スライダが前記凹部から離脱するのを禁止するストッパ機構とを有すことで、回転体に大きな負荷が作用し、プレートと回転体とが位置ずれをおこしても、回転体に作用する負荷がなくなると、回転体はプレートに対して負荷が作用する以前の状態の位置まで復帰する。   According to the first to fourth aspects of the present invention, a slider provided on one of the plate and the rotating body and capable of contacting the other plane, and a direction in which the slider abuts the other plane. And a recess formed on the other plane of the plate and the rotating body, and centered from the edge of the recess along a circumference centered on the center of rotation. A first slope on which the slider gradually contacts in the clockwise direction toward the portion, and a slider in which the depth gradually increases in the counterclockwise direction from the edge of the recess toward the center. Has a concave portion having a second inclined surface on which the slider can come into contact and a stopper mechanism for prohibiting the slider from detaching from the concave portion, a large load acts on the rotating body, and the plate and the rotating body are Even if it is misaligned, it affects the rotating body. When the load is lost, the rotating body is returned to the position of the previous state of the load to the plate acts.

したがって、回転体のずれ量(角度)検出するポテンショメータ等の高価なセンサが不要となり、回転部保護機構が安価となる。
又、付勢手段の付勢力の大きさ、凹部の第1の斜面、第2の斜面の傾斜角を適切に設定することで、小さなスペースで、プレート、回転体間の剛性を高く設定できる。
Therefore, an expensive sensor such as a potentiometer for detecting the displacement (angle) of the rotating body is not required, and the rotating unit protection mechanism is inexpensive.
Further, by appropriately setting the magnitude of the urging force of the urging means and the inclination angles of the first slope and the second slope of the recess, the rigidity between the plate and the rotating body can be set high in a small space.

又、前記回転体の前記プレートに対する回転方向の移動を検出する位置ずれ検出手段と、該位置ずれ検出手段からの信号を取り込んで、前記位置ずれ検出手段が応動すると、前記駆動源の駆動トルクを緩和させるバックドライブモードとなり、前記位置ずれ検出手段の応動がなくなると、前記駆動源の制御が通常の制御モードとなる制御部とを有することで、駆動源に大きな負荷が作用することがなく、駆動源が破壊されない。   Also, a displacement detection means for detecting the movement of the rotating body relative to the plate and a signal from the displacement detection means, and when the displacement detection means responds, the drive torque of the drive source is increased. When the back drive mode is relaxed and the response of the displacement detection means is lost, the drive source control has a control unit that is in a normal control mode, so that a large load does not act on the drive source, The drive source is not destroyed.

請求項2に係る発明によれば、前記スライダは、ボール、ローラのうちのいずれかであることにより、スライダは凹部に対して転動する。よって、凹部に対して摺接するスライダに比べ、異音の発生が少なくなる。   According to the invention which concerns on Claim 2, the said slider rolls with respect to a recessed part by being either a ball | bowl or a roller. Therefore, the generation of abnormal noise is reduced compared to the slider that is in sliding contact with the recess.

請求項3に係る発明によれば、前記ストッパ機構は、突部と溝の端部の壁面との当接により、回転体の回転を禁止するものであるので、確実に回転体の回転規制を行うことができる。   According to the invention of claim 3, the stopper mechanism prohibits rotation of the rotating body by abutment between the protrusion and the wall surface of the end of the groove. It can be carried out.

請求項4に係る発明によれば、マイクロスイッチを用いることで、検出が確実で、しかも安価である。   According to the invention which concerns on Claim 4, a detection is reliable and it is cheap by using a microswitch.

図1−図3を用いて、全体構成を説明する。図1は本形態例の回転部保護機構の全体を説明する図で、(a)図は正面図、(b)図は(a)図の右側面図、図2は図1(b)の切断線A−Aでの断面図、図3は本形態例の電気的構成を説明する図である。尚、切断線A−Aは、回転体7の回転中心を中心とした円周に沿った切断線である。   The overall configuration will be described with reference to FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the entire rotating unit protection mechanism according to the present embodiment. FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a right side view of FIG. 1A, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. 3 is a diagram for explaining the electrical configuration of this embodiment. The cutting line AA is a cutting line along the circumference centered on the rotation center of the rotating body 7.

図において、駆動源としてのモータ1の出力軸1aは、プレート3の穴3aに圧入され、モータ1の出力軸1aと、プレート3とは一体となって回転するようになっている。又、このプレート3には、出力軸1aと直交する平面3bを有している。   In the figure, the output shaft 1a of the motor 1 as a drive source is press-fitted into the hole 3a of the plate 3, and the output shaft 1a of the motor 1 and the plate 3 rotate together. The plate 3 has a plane 3b orthogonal to the output shaft 1a.

モータ1の出力軸1aには、軸受5を介して回転体7が取り付けられている。本形態例では、軸受5の内輪に出力軸1aを圧入し、軸受5の外輪を回転体7の穴7aに圧入している。このため、回転体7はモータ1の出力軸1aと同軸上で回転可能に設けられることとなる。又、回転体7は、プレート3の平面3bに空間Aを介して対向する平面7bを有している。   A rotating body 7 is attached to the output shaft 1 a of the motor 1 via a bearing 5. In this embodiment, the output shaft 1 a is press-fitted into the inner ring of the bearing 5, and the outer ring of the bearing 5 is press-fitted into the hole 7 a of the rotating body 7. For this reason, the rotating body 7 is provided so as to be rotatable coaxially with the output shaft 1 a of the motor 1. The rotating body 7 has a flat surface 7 b that faces the flat surface 3 b of the plate 3 with a space A therebetween.

回転体7の平面7bには、回転中心を中心とした円周上に90°ピッチで、4つの穴11が形成されている。
ここで、図2に示すように、この穴11の開口11a部分には、プレート3の平面3bに当接可能なスライダとしての鋼球13が配置されている。そして、穴11内には、一端部が穴11の底面11bに当接し、他端部が鋼球13を押す付勢手段としてのスプリング15が設けられている。このスプリング15の付勢力により、鋼球13はプレート3の平面3bに押接している。
Four holes 11 are formed in the plane 7b of the rotating body 7 at a 90 ° pitch on the circumference centered on the rotation center.
Here, as shown in FIG. 2, a steel ball 13 as a slider capable of contacting the flat surface 3 b of the plate 3 is disposed in the opening 11 a portion of the hole 11. In the hole 11, a spring 15 is provided as an urging means whose one end abuts against the bottom surface 11 b of the hole 11 and whose other end pushes the steel ball 13. The steel ball 13 is pressed against the flat surface 3 b of the plate 3 by the urging force of the spring 15.

プレート3の平面3bには、各鋼球13が係合する凹部21が形成されている。本形態例の凹部21は、円錐状とした。凹部21の円錐面上には、プレート3の回転中心を中心とした円周に沿って、凹部21の縁部23から中央部25に向かって時計回転方向に深さが漸次深くなり鋼球13が当接可能な第1の斜面27と、凹部21の縁部23から中央部25に向かって反時計回転方向に深さが漸次深くなり鋼球13が当接可能な第2の斜面29とが形成されている。   The flat surface 3b of the plate 3 is formed with a recess 21 in which each steel ball 13 is engaged. The recess 21 in this embodiment is conical. On the conical surface of the recess 21, the steel ball 13 gradually becomes deeper in the clockwise direction from the edge 23 of the recess 21 toward the center 25 along the circumference centered on the rotation center of the plate 3. A first slope 27 on which the steel ball 13 can come into contact, and a second slope 29 on which the steel ball 13 can come into contact as the depth gradually increases in the counterclockwise direction from the edge 23 to the central portion 25 of the recess 21. Is formed.

再び、図1に戻って、プレート3の平面3b上には、回転体7の平面7bに向かって突出する突部としてのストッパピン31が設けられている。一方、回転体7の平面7bには、ストッパピン31が係合し、回転体7の回転中心を中心とした円周に沿って形成され、端部にストッパピン31が当接可能な壁面33a、33bが形成された円弧状の溝33が形成されている。したがって、回転体7はストッパピン31が溝33の壁面33a、33bに当接する範囲で回転可能となっている。そして、溝33の長さは、回転体7が回転し、鋼球13が凹部21から離脱しない範囲に設定されている。よって、ストッパピン31と溝33とで鋼球13が凹部21から離脱するのを禁止するストッパ機構35となっている。   Returning again to FIG. 1, a stopper pin 31 is provided on the flat surface 3 b of the plate 3 as a protrusion protruding toward the flat surface 7 b of the rotating body 7. On the other hand, the stopper pin 31 engages with the flat surface 7b of the rotating body 7, is formed along a circumference centered on the rotation center of the rotating body 7, and a wall surface 33a on which the stopper pin 31 can come into contact with the end portion. , 33b are formed as arcuate grooves 33. Therefore, the rotating body 7 is rotatable in a range in which the stopper pin 31 contacts the wall surfaces 33a and 33b of the groove 33. The length of the groove 33 is set within a range in which the rotating body 7 rotates and the steel ball 13 does not leave the recess 21. Therefore, the stopper pin 31 and the groove 33 form a stopper mechanism 35 that prohibits the steel ball 13 from being detached from the recess 21.

次に、回転体7のプレート3に対する回転方向のずれを検出する位置ずれ検出手段41を説明する。図1(b)に示すように、回転体7の周面には、溝43が形成されている。
回転体7以外の箇所にマイクロスイッチ45が設けられている。このマイクロスイッチ45の検出部45aは通常は溝43に係合し、回転体7がプレート3に対してずれると、検出部45aが溝43より離脱して応動するように設置されている。
Next, the positional deviation detection means 41 for detecting the rotational deviation of the rotating body 7 with respect to the plate 3 will be described. As shown in FIG. 1B, a groove 43 is formed on the peripheral surface of the rotating body 7.
Microswitches 45 are provided at locations other than the rotating body 7. The detection part 45a of the microswitch 45 is normally engaged with the groove 43, and is installed so that the detection part 45a is detached from the groove 43 and responds when the rotating body 7 is displaced with respect to the plate 3.

次に、図3を用いて本形態例の電気的構成を説明する。図において、51は、位置ずれ検出手段41のマイクロスイッチ45からの信号を取り込んで、マイクロスイッチ45が応動すると、モータ1の駆動力を減少させ、マイクロスイッチ45の応動がなくなると、モータ1の駆動力を元の状態に復帰させる制御部である。   Next, the electrical configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, 51 takes in a signal from the micro switch 45 of the position deviation detecting means 41, and when the micro switch 45 responds, the driving force of the motor 1 is reduced, and when the micro switch 45 stops responding, It is a control part which returns a driving force to the original state.

ここで、図4を用いて本形態例の回転部保護機構の作動を説明する。図4は回転体に作用する負荷による回転体の位置ずれ及びマイクロスイッチの応動を説明する図である。
回転体7に負荷が作用していない場合には、スプリング15によって付勢される鋼球13は、凹部21の中央部に位置している。モータ1が駆動され、プレート3が回転すると、鋼球13と凹部21との間の嵌合力により、回転体7はプレート3と一体となって回転し、モータ1の回転が回転体7に伝達される。
Here, the operation of the rotating portion protection mechanism of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the displacement of the rotating body and the response of the microswitch due to the load acting on the rotating body.
When no load is applied to the rotating body 7, the steel ball 13 biased by the spring 15 is located at the center of the recess 21. When the motor 1 is driven and the plate 3 rotates, the rotating body 7 rotates together with the plate 3 by the fitting force between the steel ball 13 and the recess 21, and the rotation of the motor 1 is transmitted to the rotating body 7. Is done.

ここで、図4に示すように、鋼球13と凹部21との間の嵌合力以上の負荷が回転体7に作用すると、鋼球13は凹部21の第1の斜面27あるいは第2の斜面29上を登り始める。即ち、凹部21に対して鋼球13が移動し、回転体7がプレート3に対してずれ始める(時間t1)。   Here, as shown in FIG. 4, when a load greater than the fitting force between the steel ball 13 and the recess 21 is applied to the rotating body 7, the steel ball 13 is moved to the first slope 27 or the second slope of the recess 21. 29 Start climbing up. That is, the steel ball 13 moves with respect to the concave portion 21, and the rotating body 7 starts to shift with respect to the plate 3 (time t1).

回転体7が更にずれると、位置ずれ検出手段41のマイクロスイッチ45の検出部45aが溝43より離脱し、マイクロスイッチ45が応動する(時間t2)。制御部51はモータ1の駆動トルクを緩和するバックドライブモードとなる。尚、本形態例ではモータ1を停止するようにしている。   When the rotating body 7 is further displaced, the detection part 45a of the micro switch 45 of the position deviation detecting means 41 is detached from the groove 43, and the micro switch 45 is actuated (time t2). The controller 51 is in a back drive mode in which the drive torque of the motor 1 is relaxed. In this embodiment, the motor 1 is stopped.

更に、鋼球13が凹部21より離脱するまで回転体7がプレート3に対して移動すると、ストッパ機構35のストッパピン31が溝33の壁面33aあるいは壁面33bに当接し、鋼球13の凹部21からの離脱が禁止される(時間t3)。これ以降、モータ1は負荷によって逆駆動(バックドライブ)される。   Further, when the rotating body 7 moves with respect to the plate 3 until the steel ball 13 is detached from the recess 21, the stopper pin 31 of the stopper mechanism 35 comes into contact with the wall surface 33 a or the wall surface 33 b of the groove 33, and the recess 21 of the steel ball 13. Departure from is prohibited (time t3). Thereafter, the motor 1 is reversely driven (back driven) by the load.

次に、回転体7に作用する負荷がなくなると、鋼球13は凹部21の第1の斜面27あるいは第2の斜面29上を降り始める(時間t4)。即ち、回転体7が元位置に向かって復帰し始める。そして、位置ずれ検出手段41のマイクロスイッチ45の検出部45aが溝43に再び係合し、マイクロスイッチ45の応動が停止する(時間t5)。制御部51は、負荷が作用する前の通常の制御モードに復帰する。そして、鋼球13は再び凹部21の中央部に位置する(時間t6)。即ち、回転体7がプレート3に対して負荷が作用する以前の状態の位置まで復帰する。   Next, when the load acting on the rotating body 7 is removed, the steel ball 13 starts to descend on the first slope 27 or the second slope 29 of the recess 21 (time t4). That is, the rotating body 7 starts to return toward the original position. And the detection part 45a of the micro switch 45 of the position shift detection means 41 is engaged with the groove 43 again, and the response of the micro switch 45 is stopped (time t5). The control unit 51 returns to the normal control mode before the load is applied. And the steel ball 13 is again located in the center part of the recessed part 21 (time t6). That is, the rotating body 7 returns to the position before the load is applied to the plate 3.

このような構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)回転体7に設けられ、プレート3の平面3bに当接可能なスライダとしての鋼球13と、鋼球13をプレート3の平面3bに当接する方向に付勢する付勢手段としてのスプリング15と、プレート3の平面3bに形成された凹部21であって、プレート3の回転中心を中心とした円周に沿って、凹部21の縁部から中央部に向かって時計回転方向に深さが漸次深くなり鋼球13が当接可能な第1の斜面27、凹部21の縁部から中央部に向かって反時計回転方向に深さが漸次深くなり鋼球13が当接可能な第2の斜面29を有する凹部21と、鋼球13が凹部21から離脱するのを禁止するストッパ機構35とを有することで、回転体7に大きな負荷が作用し、プレート3と回転体7とが位置ずれをおこしても、回転体7に作用する負荷がなくなると、回転体7はプレート3に対して負荷が作用する以前の状態の位置まで復帰する。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
(1) A steel ball 13 as a slider provided on the rotating body 7 and capable of contacting the flat surface 3b of the plate 3, and a biasing means for biasing the steel ball 13 in the direction of contacting the flat surface 3b of the plate 3 A spring 15 and a recess 21 formed in the flat surface 3b of the plate 3, and along the circumference centered on the rotation center of the plate 3, the depth is increased in the clockwise direction from the edge of the recess 21 toward the center. The first slope 27 on which the steel ball 13 can be brought into contact with the steel ball 13 gradually becomes deeper in the counterclockwise direction from the edge of the recess 21 toward the center, and the steel ball 13 can be brought into contact with the first slope 27. 2 and the stopper mechanism 35 for prohibiting the steel ball 13 from detaching from the recess 21, a large load acts on the rotating body 7, and the plate 3 and the rotating body 7 are Even if the position shift occurs, the negative acting on the rotating body 7 When there is no rotary member 7 returns to the position of the previous state acting load to the plate 3.

したがって、回転体7のずれ量を検出するポテンショメータ等の高価なセンサが不要となり、回転部保護機構が安価となる。
(2)スプリング15の付勢力の大きさ、凹部21の第1の斜面27、第2の斜面29の傾斜角を適切に設定することで、小さなスペースで、プレート3、回転体7間の剛性を高く設定できる。
(3)回転体7のプレート3に対する回転方向の移動を検出するマイクロスイッチ45を有する位置ずれ検出手段41と、位置ずれ検出手段41のマイクロスイッチ45からの信号を取り込んで、マイクロスイッチ45が応動すると、モータ1の駆動トルクを緩和させるバックドライブモードとなり、マイクロスイッチ45の応動がなくなると、モータ1の制御が通常の制御モードとなる制御部51とを有することで、モータ1に大きな負荷が作用することがなく、モータ1が破壊されない。
(4)スライダとして、鋼球(ボール)13を用いたことにより、凹部21に対して転動する。よって、凹部21に対して摺接するスライダに比べ、異音の発生が少なくなる。
(5)ストッパ機構35は、突部としてのストッパピン31と溝33の端部の壁面33a、壁面33bとの当接により、回転体7の回転を禁止するものであるので、確実に回転体7の回転規制を行うことができる。
(6)位置ずれ検出手段41はマイクロスイッチ45を用いることで、検出が確実で、しかも安価である。
Therefore, an expensive sensor such as a potentiometer for detecting the amount of displacement of the rotating body 7 is not required, and the rotating portion protection mechanism is inexpensive.
(2) By appropriately setting the magnitude of the urging force of the spring 15 and the inclination angles of the first inclined surface 27 and the second inclined surface 29 of the recess 21, the rigidity between the plate 3 and the rotating body 7 in a small space. Can be set high.
(3) The positional deviation detecting means 41 having the micro switch 45 for detecting the movement of the rotating body 7 with respect to the plate 3 and the signal from the micro switch 45 of the positional deviation detecting means 41 are taken in, and the micro switch 45 is responsive. Then, a back drive mode for relaxing the drive torque of the motor 1 is established, and when the response of the micro switch 45 is lost, the motor 1 has a control unit 51 in which the control of the motor 1 becomes a normal control mode. It does not act and the motor 1 is not destroyed.
(4) Since the steel ball (ball) 13 is used as the slider, it rolls relative to the recess 21. Therefore, the generation of abnormal noise is reduced compared to the slider that is in sliding contact with the recess 21.
(5) The stopper mechanism 35 prohibits the rotation of the rotating body 7 by the contact between the stopper pin 31 as a protrusion and the wall surface 33a and the wall surface 33b at the end of the groove 33. 7 rotation regulation can be performed.
(6) The misregistration detection means 41 uses the microswitch 45, so that the detection is reliable and inexpensive.

尚、本発明は上記形態例に限定するものではない。上記形態例ではスライダとして鋼球(ボール)13を用いたが、図5に示すように、ローラ101でもよい。この場合凹部103は、図5に示すように、プレートの回転中心を中心とした円周に沿って、凹部205の縁部105から中央部107に向かって時計回転方向に深さが漸次深くなりローラ101が当接可能な第1の斜面109、凹部103の縁部105から中央部107に向かって反時計回転方向に深さが漸次深くなりローラ101が当接可能な第2の斜面111を有すればよい。又、このような凹部103の場合、スライダとしては、先が尖ったピンでもよいし、第1の斜面109、第2の斜面111にそれぞれ摺接可能な斜切平面を有する棒状の部材であってもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, the steel ball (ball) 13 is used as the slider, but a roller 101 may be used as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 5, the recess 103 gradually increases in depth in the clockwise direction from the edge 105 to the center 107 of the recess 205 along the circumference centered on the rotation center of the plate. A first slope 109 on which the roller 101 can come into contact, and a second slope 111 on which the depth gradually increases in the counterclockwise direction from the edge 105 of the recess 103 toward the central portion 107 and on which the roller 101 can come into contact. Just have it. Further, in the case of such a recess 103, the slider may be a pin with a sharp tip, or a rod-shaped member having an oblique cutting plane that can be brought into sliding contact with the first slope 109 and the second slope 111, respectively. May be.

又、スライダを回転体7に、凹部をプレート3に設けたが、逆に、スライダをプレート3に、凹部を回転体7に設けてもよい。
更に、ストッパ機構35のストッパピン31をプレート3に、溝33を回転体7に設けたが、逆に、ストッパピンを回転体7に、溝3をプレート3に設けてもよい。
Further, although the slider is provided on the rotating body 7 and the concave portion is provided on the plate 3, the slider may be provided on the plate 3 and the concave portion may be provided on the rotating body 7.
Furthermore, although the stopper pin 31 of the stopper mechanism 35 is provided on the plate 3 and the groove 33 is provided on the rotating body 7, the stopper pin may be provided on the rotating body 7 and the groove 3 may be provided on the plate 3.

又、位置ずれ検出手段として溝43とマイクロスイッチ45とを用いたが、それに限定するものではない。例えば、回転体に発光素子、受光素子のうちのいずれか一方の素子を設け、回転体以外の箇所に他方の素子を設け、発光素子からの光を受光素子に向けて出射させ、受光素子の応動により回転体のずれを検出するようにしてもよい。   Further, although the groove 43 and the micro switch 45 are used as the positional deviation detection means, the present invention is not limited to this. For example, one of the light emitting element and the light receiving element is provided on the rotating body, the other element is provided at a place other than the rotating body, and the light from the light emitting element is emitted toward the light receiving element. You may make it detect the shift | offset | difference of a rotary body by response.

形態例の回転部保護機構の全体を説明する図で、(a)図は正面図、(b)図は(a)図の右側面図である。It is a figure explaining the whole rotation part protection mechanism of a form example, (a) A figure is a front view, (b) A figure is a right view of (a) figure. 図1(b)の切断線A−Aでの断面図である。It is sectional drawing in the cutting line AA of FIG.1 (b). 図1に示す回転部保護機構の電気的構成を説明する図である。It is a figure explaining the electrical constitution of the rotation part protection mechanism shown in FIG. 図1に示す回転部保護機構の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the rotation part protection mechanism shown in FIG. 他の形態例を説明する図である。It is a figure explaining the other form example.

符号の説明Explanation of symbols

1 駆動源
1a 出力軸
3 プレート
7 回転体
13 鋼球
15 スプリング
21 凹部
35 ストッパ機構
41 位置ずれ検出手段
51 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive source 1a Output shaft 3 Plate 7 Rotating body 13 Steel ball 15 Spring 21 Recess 35 Stopper mechanism 41 Position shift detection means 51 Control means

Claims (4)

駆動源と、
該駆動源の出力軸に取り付けられ、前記出力軸と共に回転し、前記出力軸と直交する平面を有するプレートと、
前記プレートの平面に空間を介して対向する平面を有し、前記駆動源の出力軸と同軸上で回転可能に設けられた回転体と、
前記プレート、前記回転体のうちのどちらか一方に設けられ、他方の平面に当接可能なスライダと、
該スライダを前記他方の平面に当接する方向に付勢する付勢手段と、
前記プレート、前記回転体のうちの他方の平面上に形成された凹部であって、回転中心を中心とした円周に沿って、前記凹部の縁部から中央部に向かって時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第1の斜面、前記凹部の縁部から中央部に向かって反時計回転方向に深さが漸次深くなり前記スライダが当接可能な第2の斜面を有する凹部と、
前記スライダが前記凹部から離脱するのを禁止するストッパ機構と、
前記回転体の前記プレートに対する回転方向のずれを検出する位置ずれ検出手段と、
該位置ずれ検出手段からの信号を取り込んで、前記位置ずれ検出手段が応動すると、前記駆動源の駆動トルクを緩和させるバックドライブモードとなり、前記位置ずれ検出手段の応動がなくなると、前記駆動源の制御が通常の制御モードとなる制御部と、
からなることを特徴とする回転部保護機構。
A driving source;
A plate attached to the output shaft of the drive source, rotating with the output shaft, and having a plane perpendicular to the output shaft;
A rotating body having a plane opposed to the plane of the plate through a space, and provided rotatably on the same axis as the output shaft of the drive source;
A slider provided on one of the plate and the rotating body and capable of contacting the other plane;
An urging means for urging the slider in a direction in contact with the other plane;
A concave portion formed on the other plane of the plate and the rotating body, and deepened in a clockwise direction from an edge portion of the concave portion toward a central portion along a circumference centering on the rotation center. A first slope on which the slider can come into contact with a gradually increasing depth, and a second slope on which the slider can come into contact with a depth that gradually increases in the counterclockwise direction from the edge of the recess toward the center. A recess having
A stopper mechanism that prohibits the slider from being detached from the recess;
A displacement detection means for detecting a displacement in the rotational direction of the rotating body with respect to the plate;
When the signal from the positional deviation detection means is captured and the positional deviation detection means responds, the drive mode of the driving source is relaxed, and when the positional deviation detection means stops responding, the driving source A control unit in which control is in a normal control mode;
A rotating part protection mechanism comprising:
前記スライダは、ボール、ローラのうちのいずれかであることを特徴とする請求1記載の回転部保護機構。   The rotating part protection mechanism according to claim 1, wherein the slider is one of a ball and a roller. 前記ストッパ機構は、
前記プレート、前記回転体のうちのどちらか一方に設けられ、他方の平面に向かって突出する突部と、
前記プレート、前記回転体のうちの他方に設けられ、前記突部が係合し、回転中心を中心とした円周に沿って形成され、端部に前記突部が当接可能な壁面が形成された溝であることを特徴とする請求項1又は2記載の回転部保護機構。
The stopper mechanism is
A protrusion provided on one of the plate and the rotating body and protruding toward the other plane;
Provided on the other of the plate and the rotating body, the protrusion engages, is formed along a circumference centered on the rotation center, and a wall surface on which the protrusion can contact is formed at the end The rotating part protection mechanism according to claim 1, wherein the rotating part protection mechanism is a groove.
前記位置ずれ検出手段は、
前記回転体の回転中心以外の箇所に設けられた溝と、
前記回転体以外の箇所に設けられ、検出部が前記溝に係合し、前記回転体が前記プレートに対してずれると、前記検出部が前記溝より離脱して応動するマイクロスイッチと、
からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回転部保護機構。
The positional deviation detecting means is
A groove provided at a location other than the rotation center of the rotating body;
A micro switch provided at a location other than the rotating body, and when the detecting portion is engaged with the groove and the rotating body is displaced with respect to the plate, the detecting portion is detached from the groove and responds;
The rotating part protection mechanism according to claim 1, comprising:
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