JP2008169948A - 減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構成や部品を必要としないで、より安価に位置決め精度を向上する減速装置を得る。
【解決手段】本発明の減速装置は、ウォーム１と、ウォーム１と歯合するウォームホイール２と、ウォーム１を駆動制御する駆動部とを備え、駆動部は、ウォームホイール２を目的位置まで移動させる場合に、ウォーム１を目的の位置に対して、ウォーム１とウォームホイール２の間のバックラッシュ４ａを上限として所定の角度分追加して送ってから、ウォーム１を上記所定の角度分戻す。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば監視カメラ等に使用され、入力された回転を減速する減速装置に関するものである。

ウォームとウォームホイールで構成された減速装置においては、軸間距離や歯車の誤差によって歯車が干渉して負荷が増大するのを防ぐため、バックラッシュすなわち歯車のガタが必要である。その結果、位置決め動作を行なう際に最大でバックラッシュ分の誤差が生じていた。しかしながら、制御機器としての減速装置においては、回転方向が正逆転で使用される場合が多く、高い位置精度の確保が必要とされる。したがって、制御機器としての減速装置では、バックラッシュにより位置決め精度が悪くなるという問題が生じる。このため、近年減速装置における歯車のバックラッシュをより小さくするための歯車の研究がなされている。

従来の減速装置は、例えば特許文献１に記載されたような、ウォームと、ウォームホイールと、ウォームを回転するための動力源と、ウォームホイール及びウォームを支持するギアホルダとにより構成され、内歯歯車，外歯歯車を弾性変形させてピッチ円を半径方向に相手歯車との関係で縮め、相手歯車を押し付けてバックラッシュを除去するものがある。

この減速装置は、噛み合うべき一方の歯車を半径方向に弾性変形させる歯車変形手段を設け、同手段により歯車を半径方向に弾性変形させることによりピッチ円を相手歯車側に近づけ、無背隙で歯車が噛み合うような構造をしている。また、前記歯車変形手段は内歯歯車をＵ型断面形状とし、両側面に側圧をかけて内歯歯車そのものを弾性限度範囲内で半径方向にクラウニング変形させ、このクラウニング変形量で相手歯車に押し付けてバックラッシュを除去するようにしてなるものである。また、前記歯車変形手段は内歯歯車の外周部及び外歯歯車の内周部に配置したテーパ形状を有するリングを両側面から締め込み固定することにより、内歯歯車及び外歯歯車のピッチ円を弾性変形させ、この変形量分で相手歯車に押し付けてバックラッシュを除去するようにしている。

特開平０６−１０９１０２号公報（段落０００９〜段落００１２）

従来の減速装置は以上のように構成され、位置決め精度を向上させるためにバックラッシュを除去し、そのバックラッシュ除去策が、内歯歯車をＵ型断面形状とし、両側面に側圧をかけて内歯歯車そのものを弾性限度範囲内で半径方向にクラウニング変形させ、このクラウニング変形量で相手歯車に押し付けてバックラッシュを除去するようにしているため、弾性変形させるための噛み合うべき一方の歯車を半径方向に弾性変形させる歯車変形手段を要するので、複雑な構成や部品を必要であり、より安価に位置決め精度を向上することができないという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複雑な構成や部品を必要としないで、より安価に位置決め精度を向上する減速装置を得ることを目的とする。

この発明に係る減速装置は、ウォームと、ウォームと歯合するウォームホイールと、ウォームを駆動制御する駆動部とを備え、駆動部は、ウォームホイールを目的位置まで移動させる場合に、ウォームを目的の位置に対して、ウォームとウォームホイールの間のバックラッシュを上限として所定の距離分追加して送ってから、ウォームを上記所定の距離分戻すものである。

この発明によれば、複雑な構成や部品を必要としないで、より安価に位置決め精度を向上する減速装置を得ることができるという効果を奏する。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による減速装置のウォームとウォームホイールを示す図であり、ウォーム１と、ウォーム１と歯合するウォームホイール２と、ウォーム１のピッチ円３aと、ウォームホイール２のピッチ円３ｂを示す。

図２はこの発明の実施の形態１によるウォームがウォームホイールに接している状態を示す図であり、ウォーム１が右から左に動くことによりウォーム１がウォームホイール２に接している状態であり、バックラッシュ４ａは図２に示すようにウォーム１とウォームホイール２の間に生じる最大の隙間である。図３はこの発明の実施の形態１による初期状態及び停止状態を示す図であり、ウォーム１とウォームホイール２との間の隙間４ｂが左右均等であり、隙間４ｂは、バックラッシュ４ａの半分である。またバックラッシュ４ａの測定方法は、例えば、カメラで映像を方眼紙に写して、方眼紙上の移動した角度とウォーム１の移動角度との差により測定する。

減速装置は、ウォーム１と、ウォームホイール２に加え、ウォーム１を駆動制御する駆動部も有する。また減速装置は、例えば、監視カメラ等の回転に使用され、ウォームホイール２の中心軸上等にカメラが設置され、ウォームホイール２の回転に伴ってカメラを回転するものである。

次に動作について説明する。
実施の形態１の減速装置を使用するために、初期設定として、図３のように、ウォーム１とウォームホイール２の間を左右均等の隙間４ｂに設定する必要がある。そのために、まず、バックラッシュ４ａを測定する。測定方法は、例えば、カメラで映像を方眼紙に写して、方眼紙上の移動した角度とウォーム１の移動角度との差により測定する。測定したバックラッシュ４ａが０．０８度である場合、初期設定として、ウォーム１とウォームホイール２の間に隙間４ｂが左右均等の０．０４度に設定する。この設定方法は、例えば、画面上に映像を映し、下記のような隙間４ｂ分だけ余分に移動する制御を行い、もう一度逆向きの同様の移動を行い、同一の位置に戻ったどうか調べ、誤差を調整する方法がある。

そして、初期設定後、ウォームホイール２を目的位置まで回転する場合、ウォーム１が回転してウォームホイール２が回転するまで隙間４ｂ分回転が必要であるため、駆動部はウォーム１を目的位置に対して隙間４ｂ（０．０４度）分追加して送る。その後ウォーム１を隙間４ｂ（０．０４度）分戻し、図３の状態で停止し、ウォーム１とウォームホイール２の間の隙間は左右均等に隙間４ｂとなるようにする。またウォーム１とウォームホイール２の間には左右均等に隙間４ｂがあるので、左右両方の動作方向に対して同様の対応ができる。また、ウォーム１とウォームホイール２の間の隙間４ｂは左右に０．０４度となり、位置決め機構の精度は±０．０４度とすることができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、ウォーム１と、ウォーム１と歯合するウォームホイール２と、ウォーム１を駆動制御する駆動部とを備え、駆動部は、ウォームホイール２を目的位置まで移動させる場合に、ウォーム１を目的の位置に対して、ウォーム１とウォームホイール２の間のバックラッシュ４ａを上限として所定の角度分追加して送ってから、ウォーム１を上記所定の角度分戻すことにより、複雑な構成や部品を必要としないで、より安価に位置決め精度を向上する減速装置を得ることができるという効果を奏し、簡単に制御することができるという効果を奏する。

また実施の形態１によれば、所定の角度がバックラッシュ４ａの半分の角度であることにより、左右両方の動作方向に対して同様の対応ができるという効果を奏する。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による初期状態と停止状態を示す図であり、ウォーム１とウォームホイール２との間の隙間が左右不均等の状態である。
実施の形態１では図３で示すように初期設定として左右均等の隙間４ｂに設定したが、図４で示すようにウォーム１とウォームホイール２との間の隙間を左右不均等の隙間４ｃ，隙間４ｄと設定しても良い。実施の形態２は、実施の形態１と同様にバックラッシュ４ａを測定し、隙間は、バックラッシュ４ａを上限とし、例えば隙間４ｃと設定する。隙間の設定方法は、例えば隙間４ｃ（０．０３度）とした場合、画面上に映像を映し、左から右に隙間４ｃ分だけ余分に移動する制御を行い、もう一度逆向きの同様の移動を行い、同一の位置に戻ったどうか調べ、誤差を調整する方法がある。

そして、初期設定後、ウォームホイール２を目的の位置まで左から右に回転させたいときは、駆動部はウォーム１を目的位置に対して隙間４ｃ分追加して送り、その後ウォーム１を隙間分４ｃ戻す。

また隙間４ｄはバックラッシュ４ａから隙間４ｃを減算したものであり、ウォーム１とウォームホイール２との間の隙間を、隙間４ｄと設定し、ウォームホイール２を目的の位置まで右から左に回転させたいときに用いることができる。隙間の設定方法は、例えば隙間４ｄ（０．０５度）とした場合、画面上に映像を映し、右から左に隙間４ｄ分だけ余分に移動する制御を行い、もう一度逆向きの同様の移動を行い、同一の位置に戻ったどうか調べ、誤差を調整する方法がある。

そして、初期設定後、ウォームホイール２を目的の位置まで右から左に回転させたいときは、駆動部はウォーム１を目的位置に対して隙間４ｄ分追加して送り、その後ウォーム１を隙間分４ｄ戻す。

以上のように、実施の形態２によれば、ウォーム１とウォームホイール２との間の隙間を左右不均等に設定しても、複雑な構成や部品を必要としないで、より安価に位置決め精度を向上する減速装置を得ることができるという効果を奏する。

また実施の形態１，２ではウォーム１とウォームホイール２によって構成された減速装置において位置決め精度を向上させる制御方法を示したが、例えばタイミングベルトを有する装置におけて、ヒステリシスを持つ位置決め機構を有する制御部により同様に制御を行なうことにより、上記実施の形態１，２と同様の効果が得られる。また、実施の形態１，２ともにバックラッシュ４ａ，隙間４ｂ，隙間４ｃ，隙間４ｄを角度で示しているが、角度に対応する距離で示しても良い。

この発明の実施の形態１による減速装置のウォームとウォームホイールを示す図である。 この発明の実施の形態１によるウォームがウォームホイールに接している状態を示す図である。 この発明の実施の形態１による初期状態及び停止状態を示す図である。 この発明の実施の形態２による初期状態及び停止状態を示す図である。

符号の説明

１ ウォーム、 ２ ウォームホイール、３ａ ウォームのピッチ円、３ｂ ウォームホイールのピッチ円、４ａ バックラッシュ、４ｂ，４ｃ，４ｄ 隙間。

Claims (2)

1. ウォームと、
   上記ウォームと歯合するウォームホイールと、
   上記ウォームを駆動制御する駆動部とを備え、
   上記駆動部は、上記ウォームホイールを目的位置まで移動させる場合に、上記ウォームを目的の位置に対して、上記ウォームと上記ウォームホイールの間のバックラッシュを上限として所定の角度分追加して送ってから、上記ウォームを上記所定の角度分戻すことを特徴とする減速装置。
2. バックラッシュの半分を所定の角度とすることを特徴とする請求項１記載の減速装置。

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