JP2010112975A - 可動板の駆動ユニット。 - Google Patents

Abstract

【課題】センサが載置された可動板の位置を簡便に調整でき、調整後の位置を保持できるようにする。
【解決手段】センサが載置された可動板の駆動ユニット４であって、ステッピングモータ３０と、減速歯車列Ｇと、減速歯車列Ｇを構成する第１歯車４０と第２歯車５０とを介して入力される回転により、可動板を駆動させるカムギヤ６０とを有し、第１歯車４０は、ステッピングモータ３０から入力される回転を第２歯車５０の従動歯車部５１に伝達する原動歯車部４１と、従動歯車部５１の歯５１ａに外周面４２ｂを当接させて従動歯車部５１の回転を阻止する阻止部４２とを有する構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、可動板の駆動ユニットに関する。

産業用ロボットなどに搭載されてワークの位置や形状を計測するセンサとして、例えば特許文献１に開示されたものがある。
特開２００２−９０１１３号公報

特許文献１に開示されたセンサは、ロボットの手先部に搭載されたレーザセンサであり、ワークで反射されたレーザ光により受光素子上に形成される像に基づいて、ワークの位置や形状を計測するために用いられている。
この従来例にかかるセンサでは、例えば受光素子が載置された可動板を移動させて、固定レンズに対する受光素子の位置を変えることで、受光素子上にピントの合った像が形成されるようにしている。

しかし、特許文献１に開示されたセンサは、ロボットの手先部に搭載されており、ロボットの動作に伴う振動や衝撃などがセンサに絶えず作用している。
そのため、可動板の位置が、振動などにより経時的に変化して、受光素子上に形成される像のピントがずれてしまうことがある。
かかる場合、可動板の位置の調整を行うことが必要になるが、ロボットの稼働を妨げずに位置調整を行う必要がある。

そのため、センサが載置された可動板の位置調整を簡便に行うことができ、調整後の位置が経時的にズレないようにすることが求められている。

本発明は、センサが載置された可動板の駆動ユニットであって、モータと、モータにより回転駆動される駆動歯車と、駆動歯車により回転させられる従動歯車と、従動歯車を介して入力される回転により可動板を駆動させる駆動手段と、を備え、駆動歯車は、周方向の一部に設けられた歯を従動歯車に噛合させて、モータから入力される回転を従動歯車に伝達する歯車部と、歯車部の歯と従動歯車とが噛合していない間、従動歯車の回転を阻止する阻止部と、を有する構成とした。

ここで、カムは、従動歯車に連結されて回転するカムと、可動板に当接したシャフトと、から構成され、カムは、シャフトを軸方向にスライドさせて、可動板を駆動させることが好ましい。
このように構成すると、駆動手段でシャフトを軸方向にスライドさせるだけで、可動板を駆動させることができるので、センサが載置された可動板の位置調整を簡便に行うことができる。

さらに、シャフトは、一端を可動板に当接させて設けられており、カムは、シャフトの他端の支持位置を軸方向に変位させて、シャフトを軸方向にスライドさせることが好ましい。
このように構成すると、可動板のシャフトによる支持点と、シャフトを軸方向にスライドさせる応力が作用する作用点とが、シャフトの軸線上で一致するので、シャフトを軸方向に変位させる応力を、そのまま可動板の駆動に利用することができる。

また、カムは、端面が螺旋状とされた筒状部材を有し、筒状部材の端面をカム面として、シャフトを当接させていることが好ましい。
このように構成すると、簡単な構成で、従動歯車を介して入力される回転をシャフトの軸方向の移動に変換して可動板を駆動させることができるので、センサが載置された可動板の位置調整を簡便に行うことができる。

さらに、カムは、回転軸に回転可能に支持されており、カムでは、回転軸の軸方向における一方側に、回転軸の軸方向に突出させたカム面を有すると共に、他方側に、カムの傾きを阻止する阻止部が当接する当接部を有しており、阻止部は、回転軸よりも径方向外側で、当接部に当接していることが好ましい。
このように構成すると、カム面における可動板を駆動させる力の作用点と、阻止部による当接部の支持点とを近接させることができるので、カムの傾きを好適に防止できる。特に、作用点と支持点とを、軸方向で一致させることで、カムの傾きを確実に防止できる。

また、シャフトとカム面との当接位置と、阻止部とが、回転軸に平行な軸方向で一致していることが好ましい。
このように構成すると、カムの傾きを阻止部で確実に阻止することができる。

さらに、阻止部は、回転軸を軸支する軸受部から径方向外側に延在形成されたリブであり、リブは、軸受部の周方向に所定間隔を開けて複数設けられており、互いに隣接するリブの間には、従動歯車が配設されていることが好ましい。
このように構成すると、リブの間を利用できるので、スペース効率の向上を図ることができる

モータの回転方向および回転量を適宜決定することで、可動板の位置調整を簡便に行うことができる。
また、歯車部の歯と従動歯車とが噛合していない間は、阻止部が従動歯車の回転を阻止しており、従動歯車と駆動手段との間での回転伝達が行われないので、可動板は駆動されない。よって、可動板の位置は調整された位置のままで保持されるので、経時的にずれることがない。

次に本発明の駆動ユニットを、対象物で反射されたレーザ光を受光して対象物の位置や形状を計測するレーザセンサの受光装置に適用した場合の実施形態を説明する。
図１は、実施形態にかかるレーザセンサの受光装置１の全体構成図である。
図２は、実施形態にかかるレーザセンサの受光装置１の駆動ユニット４の斜視図であり、図３は、駆動ユニット４の分解斜視図である。

実施形態にかかるレーザセンサの受光装置１は、筒状のケース２において軸方向に進退移動可能に設けられた可動板３と、ケース２の一端側から延びる固定部２ａに固定された駆動ユニット４と、ケース２の他端に固定されたレンズＲと、から構成される。
可動板３の駆動ユニット４とは反対側の面には、図示しない受光素子（ＣＣＤアレイ）が設けられている。
可動板３の駆動ユニット４側の面には、駆動ユニット４の本体ケースから突出するシャフト５の一端が当接している。

可動板３は、図示しないスプリングによりシャフト５側に付勢されており、可動板３は、シャフト５を他端側（駆動ユニット４側）に常時付勢している。
そのため、シャフト５の他端の支持位置を、駆動ユニット４によりシャフト５の軸方向に変位させると、可動板３の位置が変更されて、可動板３に載置された受光素子とレンズＲとの位置関係が調整されるようになっている。

図２、３に示すように、駆動ユニット４は、アッパプレート１０とロアプレート２０との間に、ステッピングモータ３０、第１歯車４０および第２歯車５０からなる減速歯車列Ｇ、そしてカムギヤ６０が配置されて構成される。

アッパプレート１０は、平面視において略矩形形状を有している。
図３に示すように、アッパプレート１０のロアプレート２０とは反対側の面には、カムギヤ６０との干渉を避けつつ、カムギヤ６０の上部側を内側に収容する有底円筒形状の収容部１３が形成されている。
収容部１３の上壁部１３ａには、上壁部１３ａを厚み方向に貫通させてガイド筒１４が設けられており、ガイド筒１４には、シャフト５が軸方向に移動可能に挿入されている。
上壁部１３ａのロアプレート２０側の面の中央部には、カムギヤ６０の回転軸６４（図３における紙面上側）を回転可能に支持する円筒支持部１５が、ロアプレート２０側に突出して設けられている。

アッパプレート１０の略中央部には、第２歯車５０の回転軸５５（図３における紙面上側）を回転可能に支持する円筒支持部１６が、ロアプレート２０側に突出して形成されている。
また、アッパプレート１０の側面には、ステッピングモータ３０の中継基板３１から延びる接続端子３１ａを係止させる端子係止部１７が形成されている。この端子係止部１７に係止された接続端子３１ａは、駆動ユニット４とは別に設けられた基板６（図１参照）と接続されている。

ロアプレート２０もまた、平面視において略矩形形状を有している。
ロアプレート２０には、カムギヤ６０の回転軸６４（図９における紙面下側）が挿入されて、カムギヤ６０を回転可能に支持する軸受部２１と、第２歯車５０の回転軸５５（図３における紙面下側）を回転可能に支持する円筒支持部２２とが、アッパプレート１０側に突出して設けられている。

軸受部２１の外周面には、周方向に沿って１２０度間隔で、径方向外側に延出する羽根部２１ａが形成されており、三ツ矢構造となる軸受部２１で、カムギヤ６０のロアプレート２０側の下面が支持されるようになっている。羽根部２１ａは、軸方向の一端がロアプレート２０の上面に連結し、他端が軸受部２１の頂部２１ｂと同じ高さに形成されている。

なお、駆動ユニット４をロアプレート２０側から見た図４において仮想線で示すように、三ツ矢構造となる軸受部２１の羽根部２１ａは、第２歯車５０との干渉を避けるように設けられており、第２歯車５０は、三ツ矢構造となる軸受部２１の隣接するリブ２１ａの間に配設されている。

シャフト５は、可動板３（図１参照）によりロアプレート２０側に常時付勢されている。そのため、カムギヤ６０では、シャフト５の支持位置となる回転軸６４から径方向外側にオフセットした位置が、シャフト５によりロアプレート２０側に付勢されている。よって、三ツ矢構造の軸受部２１でカムギヤ６０の下面を支持させることで、シャフト５からカムギヤ６０に作用する付勢力で、カムギヤ６０が傾かないようにしている。

本実施形態では、図２に示すように、シャフト５とカムギヤ６０との当接点Ｐを通り、カムギヤの回転軸６４（図３参照）に平行な軸線Ｘ上で、リブ２１ａがカムギヤ６０の下面を支持している。すなわち、シャフト５とカムギヤ６０との当接点Ｐと、リブ２１ａによるカムギヤ６０の支持点とが、軸方向で一致するように、軸受部２１のリブ２１ａが設けられているので、シャフト５から作用する応力でカムギヤ６０が傾くことがないようにしている。

羽根部２１ａの三ツ矢構造は、本実施の形態のように、カムギヤ６０が長期にわたってロアプレート２０側に付勢される構造であっても、カムギヤ６０が傾くことがないので、長期的に信頼性の高い構造になっている。なお、羽根部２１ａは、必ずしも三ツ矢構造に限定されるものではなく、例えば、軸受部２１の径方向の外側に軸受部２１を内部に収納するようにして軸受部２１の頂部２１ｂと同心円上に形成した円筒構造であってもよい（ただし、第２歯車５０との干渉を考慮して円筒部の一部を切り欠く必要がある）。
さらに、カムギヤ６０を駆動させる際の摺動抵抗が増加するが、三ツ矢構造における第２歯車５０が配設された１２０度の間を除く２４０度の範囲を全て埋めるように形成してもよい。

図３に示すように、ロアプレート２０には、さらに、ステッピングモータ３０の回転軸３３を回転可能に支持する円筒支持部２３と、ステッピングモータ３０をアッパプレート１０との間で把持する円筒支持部２４とが、アッパプレート１０側に突出して設けられている。

アッパプレート１０とロアプレート２０とからなる駆動ユニット４の本体ケースは、アッパプレート１０に設けられた左右一対の脚部１８と、ロアプレート２０に設けられた左右一対の脚部２５とをインロー嵌合したのちに、ロアプレート２０のネジ挿通穴２６を挿通させたネジＮを、アッパプレート１０に設けられた左右一対の脚部１９のネジ挿入孔１９ａに螺入して組み立てられる。

ステッピングモータ３０の回転軸３３は、軸方向のロアプレート２０側の一端３３ａが、ロアプレート２０に形成された円筒支持部２３によって支持されるとともに、アッパプレート１０側の他端３３ｂが、アッパプレート１０に形成された不図示の円筒支持部によって支持されている。
ステッピングモータ３０のケース３２は、その外周がアッパプレート１０に形成された脚部１８、１９、およびロアプレート２０に形成された円筒支持部２４によって支持されており、側面には、中継基板３１が取り付けられている。
ステッピングモータ３０は、本体ケース３２のアッパプレート１０側の開口端３２ａをアッパプレート１０に当接させた状態で、アッパプレート１０とロアプレート２０との間に配置されている。

第１歯車４０および第２歯車５０からなる減速歯車列Ｇを説明する。
図４は、駆動ユニット４をロアプレート２０側から見た平面図であり、ロアプレート２０の図示を省略した図である。図５は、第１歯車４０を径方向から見た図であり、図６は第２歯車５０を径方向から見た図である。
図７は、第１歯車４０と第２歯車５０の噛合を説明する斜視図であり、図８は、第１歯車４０と第２歯車５０の動作を説明する図である。

図４に示すように、第１歯車４０は、ステッピングモータ３０の回転軸３３に外挿固定された複合歯車（２段歯車）である。
図５および図７に示すように、第１歯車４０は、第２歯車５０の従動歯車部５１と噛合する原動歯車部４１と、第２歯車５０の回転を阻止する阻止部４２とから一体に形成されている。

原動歯車部４１は、阻止部４２よりも外径が小さい基部４１ａと、基部４１ａの外周面から阻止部４２の外周面４２ｂと面一となる位置まで径方向外側に延出する歯４１ｂ、４１ｃとから構成される。
歯４１ｂ、４１ｃは、基部４１ａの外周面の一部において周方向に隣接して形成されており、歯４１ｂ、４１ｃの間の歯溝４３は、阻止部４２まで及んで形成されている。

図６および図７に示すように、第２歯車５０は、従動歯車部５１と、ピニオン部５２とを有している。
従動歯車部５１の外周縁には、第１歯車４０の歯４１ｂ、４１ｃと噛合する歯５１ａと、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃにより回転が伝達される伝達部５１ｂとが、周方向に沿って交互に設けられている。

従動歯車部５１の歯５１ａは、従動歯車部５１の上端５１ｃから下端５１ｄまでの厚み方向の全体に亘って形成されており、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃの間の歯溝４３と係合可能な高さで形成されている。
伝達部５１ｂは、第１歯車４０の阻止部４２の上面４２ａとの接触を避ける厚み（高さ）で形成されており、周方向長さＬは、第１歯車４０が一回転したときに、第１歯車４０の歯４１ｂ、４１ｃが、伝達部５１ｂを挟んで隣接する歯５１ａと噛合する長さに設定されている。

そのため、図８の（ｂ）に示すように、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃが、従動歯車部５１の歯５１ａと噛合していない間は、第１歯車４０の阻止部４２の一部が伝達部５１ｂの下側に入り込んで、外周面４２ｂを、伝達部５１ｂの両側に位置する歯５１ａと当接させて、従動歯車部５１の回転を阻止するようになっている。

実施形態では、第１歯車４０の原動歯車部４１と、第２歯車５０の従動歯車部５１とにより、断続回転機構が構成されている。

図４に示すように、第２歯車５０のピニオン部５２は、カムギヤ６０の外周面に形成された歯６１ａと噛合しており、ステッピングモータ３０側から第１歯車４０および第２歯車５０を介して、間欠的に入力される回転を、カムギヤ６０に伝達して、カムギヤ６０を間欠的に回転駆動させる。

第１歯車４０の原動歯車部４１と、第２歯車５０の従動歯車部５１とから構成される断続回転機構の動作を説明する。

図８の（ａ）に示すように、例えば、第１歯車４０が図中符号Ａで示す方向に回転して、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃが従動歯車部５１の歯５１ａに噛合すると、従動歯車部５１の伝達部５１ｂと歯５１ａとがそれぞれ歯４１ｂ、４１ｃにより押されて、従動歯車部５１は、図中符号Ａ’で示す方向に回転する。

そして、第１歯車４０の回転が継続されて原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃと従動歯車部５１の歯５１ａとの噛合が解除されると、図８の（ｂ）に示すように、従動歯車部５１の歯５１ａ、５１ａに、原動歯車部４１の阻止部４２の外周面４２ｂが当接して、第２歯車５０は回転が阻止された状態となる。

この状態では、第１歯車４０は回転が可能なので、第１歯車４０の回転が継続されると、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃは、再び第２歯車５０の従動歯車部５１に近づき、先に噛合していた歯５１ａと伝達部５１ｂを挟んで隣接する隣の歯５１ａに噛合する。
そして、第１歯車４０が、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃを従動歯車部５１の歯５１ａに噛合させて回転を続けると、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃと従動歯車部５１の歯５１ａとが互いに離れる方向に僅かに移動して、従動歯車部５１の歯５１ａが阻止部４２の外周面４２ｂから離れるので、従動歯車部５１の回転が許容された状態となる。
よって、第２歯車５０は、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃと、従動歯車部５１の歯５１ａとの噛合が解消されるまで回転する。
ちなみに、第１歯車４０が図中符号Ｂで示す方向に回転する場合は、従動歯車部５１は、図中符号Ｂ’で示す方向に回転する。

このように、第２歯車５０は、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃが従動歯車部５１の歯５１ａと噛合するたびに、ステッピングモータ３０の回転方向に応じて決まる方向に、間欠的に回転する。
よって、ステッピングモータ３０の回転動力は、大幅に減速されたのちに、ピニオン部５２を介してカムギヤ６０に伝達されることになる。

また、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃと従動歯車部５１の歯５１ａとが噛合していない間は、阻止部４２により従動歯車部５１の回転が阻止されるので、第２歯車５０は回転できなくなっている。そのため、第２歯車５０のピニオン部５２と連結するカムギヤ６０もまた回転できなくなっている。

図９の（ａ）は、カムギヤ６０の側面図であり、（ｂ）は、カムギヤ６０の斜視図である。図１０は、カムギヤ６０によるシャフト５の支持位置の変位を説明する断面図である。

カムギヤ６０は、平歯車部６１とカム部６２とを備えて構成され、減速歯車列Ｇの第２歯車５０を介して入力される回転により、シャフト５の他端の支持位置をシャフト５の軸方向に変位させる。
円盤形状の平歯車部６１の外周縁には、第２歯車５０のピニオン部５２と噛合する歯６１ａが全周に亘って形成されており、平歯車部６１のアッパプレート１０側の上面６１ｂには、上面（端面）６２ａが螺旋状とされた筒形状のカム部６２が、アッパプレート１０側に突出して設けられている。

カム部６２は、平歯車部６１の上面６１ｂにおいて、回転軸部６３から径方向外側に所定距離離間した位置に、周方向の略全周に沿って形成されている。
カム部６２の上面６２ａは、平歯車部６１の上面６１ｂに対して傾斜しており、シャフト５が載置されるカム面とされている。

カム部６２の上面６２ａは、平歯車部６１の上面６１ｂを基端として、軸方向から見て、反時計回り方向に沿って、上面６１ｂからの離間距離が大きくなるように形成されており、先端は、回転軸６４の上面６４ａよりも若干低くなる高さにされている。
そのため、カム部６２が第２歯車５０から入力される回転により回転すると、シャフト５が支持される位置が、カム部６２の回転方向に応じて、シャフト５の軸方向に変化する。

回転軸部６３の外周面には、径方向外側に延出するリブ６３ａが、周方向に沿って９０度間隔で設けられており、回転軸部６３とカム部６２とはリブ６３ａを介して互いに接続している。

カムギヤ６０によるシャフト５の支持位置の変位を説明する。
図１０は、カムギヤ６０によるシャフト５の支持位置の変位を説明するための断面図である。
第２歯車５０から入力される回転により、例えばカムギヤ６０が、図１０の（ａ）に示す位置から（ｄ）に示す位置に向けて、時計回り方向に回転するとカム部６２の上面６２ａは、平歯車部６１の上面６１ｂに対して傾斜しているので、平歯車部６１の上面６１ｂからカム部６２の上面６２ａまでの離間距離（高さ）が徐々に高くなる。
そうすると、上面６２ａに載置されたシャフト５の支持位置が、平歯車部６１から離れて行くので、収容部１３からのシャフト５の突出量が、カムギヤ６０の回転により大きくなる。

ここで、ステッピングモータ３０の回転は、減速歯車列Ｇにより、間欠的にカムギヤ６０に入力される。そのため、シャフト５は、例えば図１０の（ａ）に示す位置から、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す位置というように、アッパプレート１０のガイド筒１４から外側に間欠的に突出する。

一方、カムギヤ６０に入力される回転が反転して、例えばカムギヤ６０が反時計回り方向に回転するとカム部６２の上面６２ａから平歯車部６１の上面６１ｂまでの高さが徐々に低くなる。
ここで、可動板３（図１参照）は、図示しないスプリングによりシャフト５（駆動ユニット４）側に付勢されているので、シャフト５は、可動板３に押されて収容部１３内に徐々に押し込まれることになる。

かかる構成の受光装置１では、ステッピングモータ３０の回転軸３３の回転は、減速歯車列Ｇにより減速されてカムギヤ６０に伝達されて、カムギヤ６０を間欠的に回転させる。
そして、カムギヤ６０に間欠的に入力される回転により、カムギヤ６０のカム部６２によるシャフト５の支持位置が、シャフト５の軸方向に変位して、シャフト５が軸方向に間欠的に移動することになる。
これにより、ステッピングモータ３０の回転方向と駆動時間の変更により、シャフト５の収容部１３からの突出方向と突出量とを調整して可動板３の位置を変えることで、可動板３に載置された受光素子と、レンズＲとの位置関係を調整することができるので、受光素子上に形成される像のピントを合わせることができる。

そして、可動板３の位置を調整してピントを合わせたあとは、第１歯車４０の原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃを、第２歯車５０の従動歯車部５１の歯５１ａと噛合させない位置で停止させることで、第２歯車５０は、第１歯車４０の阻止部４２により回転が阻止された状態で保持されるので、カムギヤ６０もまた回転が阻止された状態となる。
すなわち、隣接する歯５１ａ、５１ａの間に阻止部４２を配設することにより、第２歯車５０は、第１歯車４０の阻止部４２により回転が阻止された状態で保持されるので、カムギヤ６０もまた回転が阻止された状態になる。

これにより、可動板３から付勢されているシャフト５の他端の支持位置は、カムギヤ６０の回転が阻止されているためにシャフト５の軸方向に変位できないので、可動板３（受光素子）とレンズＲとの位置関係を保持することができる。
また、可動板３の位置調整後に受光装置１に振動が作用しても、第２歯車５０とカムギヤ６０の回転が阻止されており、シャフト５の軸方向の移動も阻止されるので、可動板３の位置をそのまま保持し続けることができるので、受光素子上に形成される像のピントも合ったままで保持し続けることが可能となる。

以上の通り、実施形態では、レーザセンサの受光素子が載置された可動板３（図１参照）の駆動ユニット４であって、図２に示すように、ステッピングモータ３０と、ステッピングモータ３０により回転駆動される第１歯車４０と、第１歯車４０により回転させられる第２歯車５０と、第１歯車４０と第２歯車５０とを介して入力される回転により、可動板３を駆動させる駆動手段としてのカムギヤ６０と、を備え、図７に示すように、第１歯車４０は、周方向の一部に設けられた歯４１ｂ、４１ｃを第２歯車５０の従動歯車部５１の歯５１ａに噛合させて、ステッピングモータ３０から入力される回転を従動歯車部５１に伝達する原動歯車部４１と、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃと従動歯車部５１の歯５１ａとが噛合していない間、外周面４２ｂを従動歯車部５１の隣接する歯５１ａ、５１ａに当接させて従動歯車部５１の回転を阻止する阻止部４２とを有する構成とした。
これにより、可動板３は、ステッピングモータ３０からの回転が第１歯車４０と第２歯車５０とを介して入力されるカムギヤ６０により駆動させられる。よって、ステッピングモータ３０の回転方向および回転量を適宜決定することで、可動板の位置調整を簡便に行うことができる。
また、原動歯車部４１の歯４１ｂ、４１ｃと従動歯車部５１の歯５１ａとが噛合していない間は、阻止部４２が従動歯車部５１の回転を阻止している。そのため、従動歯車部５１を有する第２歯車５０と、この第２歯車５０に連結されたカムギヤ６０の回転が阻止されることになり、可動板２は駆動されない。よって、可動板２の位置は、調整された位置のままで保持されるので、経時的にずれることがない。

ここで、図１および図２に示すように、駆動手段は、第２歯車５０のピニオン部５２に連結されて回転するカムギヤ６０と、可動板２に当接したシャフト５と、から構成され、カムギヤ６０は、シャフト５を軸方向にスライドさせて、可動板５を駆動させる構成とした。
これにより、カムギヤ６０でシャフト５を軸方向にスライドさせるだけで、可動板２を駆動させることができるので、センサ(受光素子）が載置された可動板の位置調整を簡便に行うことができる。

さらに、図１および図２に示すように、シャフトは、一端を可動板５に当接させて設けられており、カムギヤ６０は、シャフト５の他端の支持位置を軸方向に変位させて、シャフト５を軸方向にスライドさせる構成とした。
これにより、シャフト５の他端の支持位置が変位すると、シャフト５の一端に当接してシャフト５を他端側に向けて付勢している可動板３の位置が変化するので、ステッピングモータ３０の回転方向および回転量を適宜決定することで、可動板の位置調整を簡便に行うことができる。
また、可動板２のシャフト５による支持点と、シャフト５を軸方向にスライドさせる応力が作用する作用点とが、シャフト５の軸線上で一致するので、シャフト５を軸方向に変位させる応力を、そのまま可動板２の駆動に利用することができる。
さらに、阻止部４２により従動歯車部５１の回転が阻止しているので、従動歯車部５１を有する第２歯車５０と、この第２歯車５０に連結されたカムギヤ６０の回転が阻止されることになり、シャフト５の他端の支持位置が、軸方向に変位できないようになっている。よって、シャフト５の一端が当接する可動板３は駆動されず、可動板３の位置が調整された向きのままで保持されるので、経時的にずれることがない。
また、可動板３の位置調整後に受光装置１に振動が作用しても、第２歯車５０とカムギヤ６０の回転が規制されており、シャフト５の軸方向の移動も規制されるので、可動板３の位置を調整された位置で保持し続けることが可能となる。

さらに、図９に示すように、カムギヤ６０は、上面（端面）６２ａが螺旋状とされた筒状のカム部６２を有し、上面６２ａをカム面とし、当該カム面にシャフト５を当接させている構成とした。
これにより、シャフト５の他端の支持位置となる上面６２ａが、カム部６２の周方向に沿って変化しているので、第２歯車５０から回転が入力されてカムギヤ６０が回転すると、シャフト５の他端の支持位置がシャフト５の軸方向に変位して、シャフト５の一端が当接する可動板３の位置が変更される。
この場合、カム部６２の形状を適宜変更することで、カム面に載置されるシャフト５の移動量を自在に設定することができる。例えば、カム面となるカム部６２の上面６２の平歯車部６１の上面６１ｂに対する傾きを大きくすることで、シャフト５の変位量を大きくするというように、必要に応じてカム面の傾斜（圧力角）を変化させることで、シャフト５の様々な動作を実現できる。さらに、ステッピングモータ３０の駆動量と、カム部６２の駆動量とをリニアに設定し、可動板３の位置制御を簡略化させることもできる。
ここで、カム面の傾斜を大きく（圧力角を大きく）した場合、シャフト５から作用する応力のステッピングモータ３０側への伝達効率が高くなる。そのため、可動板３の位置を調整したのちに、ステッピングモータ３０のディテントトルクによって調整した位置に可動板３を保持させるためには、ステッピングモータ３０のディテントトルクを大きくする必要があり、大型のステッピングモータ３０を使用する必要が生ずる。しかし、本願発明の場合、阻止部４２により第２歯車５０とカムギヤ６０の回転を阻止しているので、可動板３を調整後の位置に保持し続けることができる。よって、大型のステッピングモータ３０を使用する必要がなく、小型のステッピングモータ３０で対応することができるので、駆動ユニット４の小型化が可能になる

さらに、図２から図４に示すように、カムギヤ６０は、回転軸６４周りに回転可能に支持されており、カムギヤ６０では、回転軸６４の軸方向における一方側に、回転軸６４の軸方向に突出させたカム面６２ａを有すると共に、他方側に、カムギヤ６０の傾きを阻止する羽根部２１ａが当接する平歯車部６１を有しており、羽根部２１ａは、回転軸６４よりも径方向外側で、平歯車部６１に当接している構成とした。
これにより、カム面６２ａにおける可動板３を駆動させる力の作用点Ｐ（図２参照）と、羽根部２１ａによる平歯車部６１の支持点とを近接させることができるので、カムギヤ６０の傾きを好適に防止できる。特に、作用点と支持点とを、軸方向で一致させることで、カムギヤ６０の傾きを確実に防止できる。

また、シャフト５とカムギヤ６０のカム面６２ａとの当接位置Ｐと、羽根部２１ａとが、回転軸６４に平行な軸Ｘ方向で一致している構成とした。
これにより、カムの傾きを阻止部で確実に阻止することができる。

さらに、羽根部２１ａは、カムギヤ６０を回転可能に支持する軸受部２１から径方向外側に延在形成されたリブ状の羽根部２１ａであり、羽根部２１ａは、軸受部２１の周方向に所定間隔を開けて複数設けられており、互いに隣接する羽根部２１ａの間には、第２歯車５０の従動歯車部５１が配設されている構成とした。
これにより、羽根部２１ａの間を利用できるので、スペース効率の向上を図ることができる。

前記実施形態では、第２歯車５０の回転をカムギヤ６０に伝達し、カムギヤ６０のカム部６２により、シャフト５の他端の支持位置を変化させるようにした。
本発明は、この態様に限定されるものではなく、例えば、第２歯車５０から入力される回転によりボルトを回転させ、ボルトに螺入したナットを可動板３に固定して、ボルトに対するナットの位置の進退移動により可動板３の位置が調整されるようにしても良い。

さらに、カム部６２の代わりに、回転軸から径方向における外周縁までの距離が周方向に沿って変化する円盤状部材を、第２歯車５０の回転が入力される平歯車と同軸に設けて、円盤状部材の外周面にシャフト５の他端を当接させて、シャフト５が円盤状部材の径方向に変位するようにしても良い。
このようにすることによっても、前記実施形態の場合と同様の作用効果が奏されることになる。

なお、実施形態では、本発明にかかる駆動ユニットをレーザセンサの受光素子が載置される可動板の駆動に適用した場合を例示したが、飛行機、船舶、車両などの調整後の位置がずれる可能性のある産業機械、装置におけるセンサなどの位置調整用の駆動ユニットとして、好適に利用可能である。

実施形態に係るレーザセンサの受光装置の構成を説明する図である。 実施形態に係る受光装置の駆動ユニットの斜視図である。 実施形態に係る受光装置の駆動ユニットの分解斜視図である。 駆動ユニットの歯車列を説明する図である。 駆動ユニットの第１歯車を説明する図である。 駆動ユニットの第２歯車を説明する図である。 第１歯車と第２歯車の噛合を説明する図である。 第１歯車から第２歯車への回転伝達を説明する図である。 カムギヤを説明する図である。 カムギヤの動作を説明する図である。

符号の説明

１ 受光装置
３ 可動板
４ 駆動ユニット
５ シャフト
１０ アッパプレート
１３ 収容部
１４ ガイド筒
２０ ロアプレート
３０ ステッピングモータ
４０ 第１歯車（駆動歯車）
４１ 原動歯車部（歯車部）
４２ 阻止部
５０ 第２歯車（従動歯車）
５１ 従動歯車部
５２ ピニオン部
６０ カムギヤ（支持位置変位手段）
６１ 平歯車部
６２ カム部
Ｇ 減速歯車列

Claims (7)

1. センサが載置された可動板の駆動ユニットであって、
   モータと、
   モータにより回転駆動される駆動歯車と、
   前記駆動歯車により回転させられる従動歯車と、
   前記従動歯車を介して入力される回転により前記可動板を駆動させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動歯車は、
   周方向の一部に設けられた歯を前記従動歯車に噛合させて、前記モータから入力される回転を前記従動歯車に伝達する歯車部と、
   前記歯車部の歯と前記従動歯車とが噛合していない間、前記従動歯車の回転を阻止する阻止部と、を有することを特徴とする可動板の駆動ユニット。
2. 前記駆動手段は、
   前記従動歯車に連結されて回転するカムと、
   前記可動板に当接したシャフトと、から構成され、
   前記カムは、前記シャフトを軸方向にスライドさせて、前記可動板を駆動させることを特徴とする請求項１に記載の可動板の駆動ユニット。
3. 前記シャフトは、一端を前記可動板に当接させて設けられており、
   前記カムは、前記シャフトの他端の支持位置を前記軸方向に変位させて、前記シャフトを前記軸方向にスライドさせることを特徴とする請求項２に記載の可動板の駆動ユニット。
4. 前記カムは、端面が螺旋状とされた筒状部材を有し、
   前記端面をカム面とし、当該カム面に前記シャフトを当接させていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の可動板の駆動ユニット。
5. 前記カムは、回転軸に回転可能に支持されており、
   前記カムでは、前記回転軸の軸方向における一方側に、前記回転軸の軸方向に突出させたカム面を有すると共に、他方側に、前記カムの傾きを阻止する阻止部が当接する当接部を有しており、前記阻止部は、前記回転軸よりも径方向外側で、前記当接部に当接していることを特徴とする請求項４に記載の可動板の駆動ユニット。
6. 前記シャフトと前記カム面との当接位置と、前記阻止部とが、前記回転軸に平行な軸方向で一致していることを特徴とする請求項５に記載の可動板の駆動ユニット。
7. 前記阻止部は、前記回転軸を軸支する軸受部から径方向外側に延在形成されたリブであり、
   前記リブは、前記軸受部の周方向に所定間隔を開けて複数設けられており、
   互いに隣接するリブの間には、前記従動歯車が配設されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の可動板の駆動ユニット。

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