JP2009168225A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、変位センサにより、ばねの押し付け力の減退または回転部の偏心量を検出して警報することにより、所定の精度を維持する動力伝達装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、モータ２９により回転されるウォームギヤ２２に噛み合わされて回転するウォームホイール１６と、ウォームギヤ２２をウォームホイール１６に押し付ける圧縮ばね２５と、圧縮ばね２５の一端が取付けられると共にウォームギヤ２２が設けられ、ウォームホイール１６方向に移動自在に設けられたウォームギヤ機構２１と、圧縮ばね２５の他端が取付けられ固定されたばねホルダ２４と、ばねホルダ２４とウォームギヤ機構２１の間の距離を検出する渦電流式変位センサ３０と、渦電流式変位センサ３０が所定の閾値に達したことを検出すると警報を出す警報装置とを備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動機の検査装置、製造装置、カメラの雲台等に用いられるウォームホイールとウォームギヤの動力伝達装置に関するものである。

ウォームホイールとウォームギヤの動力伝達装置を使用した回転ステージ機構のバックラッシを少なくする機構を有するものはあるが装置を長期的に使用した場合、部品の劣化等の保守機能を有した装置はない。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来の動力伝達装置を示す平面図、側面図、正面図であり、バックラッシを少なくした回転ステージ機構の一例を示す。

すなわち、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、固定台１１上には固定軸１２がねじ１３により固定して取付けられ、前記固定軸１２の周囲には一対のアンギュラ玉軸受１４が所定間隔離して挿入して取付けられる。前記アンギュラ玉軸受１４の外輪側には、筒状の外輪ハウジング１５が挿入して取付けられ、前記外輪ハウジング１５の下部外周にはウォームホイール１６がねじ１７により取付けられる。尚、前記アンギュラ玉軸受１４は固定軸１１に取付けられた予圧リング１８のセットスクリュー１９によって回転の乱れを無くしている。

一方、前記固定台１１上のウォームホイール１６の外周部に対応する位置にはスライドテーブル２０が固定軸１１方向に移動自在にして設けられる。スライドテーブル２０は移動方向と直交する方向のゆるみがない様に調整されている。

前記スライドテーブル２０上にはウォームギヤ機構２１が固定して設けられ、前記ウォームギヤ機構２１上にはウォームギヤ２２が前記ウォームホイール１６と噛み合うようにして取付けられる。

前記ウォームギヤ２２はアンギュラ玉軸受２６及びハウジング２７により、軸方向のゆるみが無い様に取付けられ、前記ウォームギヤ２２の一端はカップリング２８を介してモータ２９に連結される。

したがって、ウォームギヤ２２を固定したウォームギヤ機構２１はスライドテーブル２０を介してウォームギヤ２２の軸方向と直角方向に移動可能な形で連結されている。前記ウォームギヤ機構２１のウォームホイール１６と反対側にはばね受２３が衝立状に設けられ、前記固定台１１上のばね受２３と対向した位置にはばねホルダ２４が衝立状に設けられる。前記ばね受２３と前記ばねホルダ２４の間には圧縮ばね２５がウォームギヤ２２をウォームホイール１６に押し付けるようにして取付けられる。前記圧縮ばね２５の作用力により、ウォームギヤ２２は、常にウォームホイール１６に対し、バックラッシが無くなる様に押し付けられている。

モータ２９の回転に伴い、モータ２９に連結されたウォームギヤ２２が回転し、ウォームギヤ２２に噛み合ったウォームホイール１６に駆動力が伝達され、ウォームホイール１６が回転する。

ウォームホイール１６の回転に伴いウォームホイール１６とアンギュラ玉軸受１４の心ずれ、ウォームホイール１６又はウォームギヤ２２の歯面精度及びピッチ精度等に起因してウォームギヤ２２とウォームホイール１６の歯当たりに隙間が生じようとするが、圧縮ばね２５の作用により、ウォームギヤ２２とウォームホイール１６の歯当たりに生じる隙間が無くなる方向にウォームギヤ機構２１が移動することにより、バックラッシを少なくしている。

以上がウォームホイールとウォームギヤを使用した場合のバックラッシを少なくする構造であるが、上記構造を有する装置において長期的な装置の使用（２４時間稼動等）で各部品の劣化が問題になる。

特に、上記構造でバックラッシを少なくする為に、圧縮ばねの弾性を利用している。この圧縮ばねの経時変化（ヘタリ）が起こると所定の性能（精度）が得られなくなる。

さらに、回転部の経時変化（潤滑油不足、部品の劣化等）で回転部がスムーズに動作しない時には、ウォームギヤがウォームホイールから離れる方向に移動し、所定の性能（精度）が得られなくなる。

上記のような経時変化が起こったとしても通常の動作（回転）においては支障無く、装置の異常が発見できない。
特開平１０-１２３４２８号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、変位センサにより、ばねの押し付け力の減退または回転部の偏心量を検出して警報することにより、所定の精度を維持する動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の動力伝達装置は、モータにより回転されるウォームギヤと、前記ウォームギヤに噛み合わされて回転するウォームホイールと、前記ウォームギヤを前記ウォームホイールに押し付けるばねと、前記ばねの一端が取付けられると共に前記ウォームギヤが設けられ、前記ウォームホイール方向に移動自在に設けられたウォームギヤ機構と、前記ばねの他端が取付けられ固定されたばねホルダと、前記ばねホルダと前記ウォームギヤ機構の間の距離を検出する変位センサと、前記変位センサが所定の閾値に達したことを検出すると警報を出す警報装置とを具備することを特徴とするものである。

本発明の動力伝達装置は、ウォームギヤをウォームホイールに押し付けるばねのたわみ量（位置）を変位センサによって、常時、位置検出し、出荷時設定した所定の閾値に達した時、アラームで警報することにより、ばねの押し付け力の減退を検出して警報することができる。したがって、自動機におけるバックラッシレス回転ステージ機構のアラーム機能として効果がある。

尚、生産ラインに設置される自動機は無人の場合が多く、異常時のアラーム機能があると未然に不具合を防止できる。

また、変位センサを利用して回転部の偏心量も測定できる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実施形態に係る動力伝達装置を示す平面図、側面図、正面図であり、バックラッシを少なくした回転ステージ機構の一例を示す。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）中、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。

すなわち、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、モータ２９により回転されるウォームギヤ２２と、前記ウォームギヤ２２に噛み合わされて回転するウォームホイール１６と、前記ウォームギヤ２２を前記ウォームホイール１６に押し付ける圧縮ばね２５と、前記圧縮ばね２５の一端が取付けられると共に前記ウォームギヤ２２が設けられ、前記ウォームホイール１６方向に移動自在に設けられたウォームギヤ機構２１と、前記圧縮ばね２５の他端が取付けられ固定されたばねホルダ２４と、前記ばねホルダ２４と前記ウォームギヤ機構２１の間の距離を検出する渦電流式変位センサ３０と、前記渦電流式変位センサ３０が所定の閾値に達したことを検出すると警報を出す警報装置（図示せず）とを備えて構成される。

前記渦電流式変位センサ３０はばねホルダ２４に埋め込んだ状態で固定される。一方、可動するウォームギヤ機構２１側のばね受２３には前記渦電流式変位センサ３０の軸線上に電磁誘導し易い導電板、例えば金属板３１が固定される。前記渦電流式変位センサ３０と金属板３１は対向して設けられる。

前記渦電流式変位センサ３０はコイルを備え、この変位センサ３０のコイルに交流電流を流すと、変位センサ３０のコイルを貫いて交番磁束が生じる。変位センサ３０のコイルに対向して金属板３１を置けば、金属板３１が交番磁束を切るので、金属板３１の中に渦電流が流れる。金属板３１に流れる渦電流が発生する磁束は、前記変位センサ３０のコイルの磁束を打ち消す方向に発生する。したがって、金属板３１に流れる渦電流によって変位センサ３０のコイルの磁束は減らされる。すなわち、変位センサ３０のコイル電流が同じでも磁束が少なくなるので、変位センサ３０のコイルのインダクタンス値Ｌが小さくなったことになる。したがって、変位センサ３０のコイルのインダクタンス値Ｌの減少量を測れば、金属板３１に流れる渦電流の大きさが分かる。金属板３１に流れる渦電流は変位センサ３０のコイルと金属板３１との距離Ａが小さいほど大きく、変位センサ３０のコイルのインダクタンス値Ｌは小さくなる。そのため、変位センサ３０のコイルと金属板３１との距離Ａを非接触で測ることができる。

したがって、ウォームギヤ２２をウォームホイール１６に押し付ける圧縮ばね２５のたわみ量（位置）であるウォームギヤ機構２１とばねホルダ２４との間の距離Ａを渦電流式変位センサ３０によって常時検出し、前記距離Ａが出荷時設定した所定の閾値に達した時、警報装置（図示せず）でアラーム警報することにより、圧縮ばね２５の押し付け力の減退を検出して警報することができる。

また、渦電流式変位センサ３０で距離Ａを測定して、ウォームホイール１６を含む回転部の偏心量の測定も可能となる。

以上のように、ウォームホイールとウォームギヤで回転させる回転ステージ機構において、バッククラッシを防止する機構として、ウォームギヤをウォームホイールにウォームギヤ軸と直交する方向に押し付ける機構がある。この場合、押し付ける手段としてばねを使用する例が多い。このばねの押し付け力が弱くなると所定の精度が得られなくなり、特に、長期的に使用する自動機では、無人による稼動が多く、押し付け力が弱くなっている状態で生産する可能性があり、不良品を製作する恐れがある。このばねの押し付け力の減退をアラーム警報することにより、所定の精度を維持することができる。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の実施形態に係る動力伝達装置を示す平面図、側面図、正面図である。 従来の動力伝達装置を示す平面図、側面図、正面図である。

符号の説明

１１…固定台、１２…固定軸、１３…ねじ、１４…アンギュラ玉軸受、１５…外輪ハウジング、１６…ウォームホイール、１７…ねじ、１８…予圧リング、１９…セットスクリュー、２０…スライドテーブル、２１…ウォームギヤ機構、２２…ウォームギヤ、２３…ばね受２、２４…ばねホルダ、２５…圧縮ばね、２６…アンギュラ玉軸受、２７…ハウジング、２８…カップリング、２９…モータ、３０…渦電流式変位センサ、３１…金属板。

Claims (1)

1. モータにより回転されるウォームギヤと、
   前記ウォームギヤに噛み合わされて回転するウォームホイールと、
   前記ウォームギヤを前記ウォームホイールに押し付けるばねと、
   前記ばねの一端が取付けられると共に前記ウォームギヤが設けられ、前記ウォームホイール方向に移動自在に設けられたウォームギヤ機構と、
   前記ばねの他端が取付けられ固定されたばねホルダと、
   前記ばねホルダと前記ウォームギヤ機構の間の距離を検出する変位センサと、
   前記変位センサが所定の閾値に達したことを検出すると警報を出す警報装置と
   を具備することを特徴とする動力伝達装置。

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