JP2011217471A - 駆動力伝達装置およびそれを用いた雲台装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成と制御で駆動系の不感帯の量を低減した駆動力伝達装置を提供する。
【解決手段】第１の駆動手段と第２の駆動手段と、被駆動部に接続され該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段の駆動力が伝達される駆動力被伝達部と、該第１の駆動手段と第２の駆動手段の駆動を独立して制御する制御手段と、を有する該被駆動部を駆動するための駆動力伝達装置であって、該第１の駆動手段の駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部の互いに異なる位置において、該駆動力被伝達部に駆動力を伝達し、前記制御手段は、駆動している該被駆動部を停止させる際、該第２の駆動手段は駆動させたまま、該第１の駆動手段を駆動方向とは逆方向に駆動させた後、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動力が釣り合った状態で、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの駆動手段で被駆動部を駆動する駆動力伝達装置およびそれを用いた雲台装置に関する。

一般にギアやベルトを使用した減速機を介してモーターの駆動力により被駆動部を駆動する機構では、バックラッシュやロストモーションと呼ばれる駆動の不感帯が生じる。この不感帯により、一旦駆動を終えた後にモーターが逆回転動作をする時には、不感帯の量だけ被駆動部の駆動の開始が遅れる問題がある。
これを解決するために、特許文献１では減速機の複数の位置で不感帯の量を測定したデータを記憶し、逆回転動作開始時に不感帯の間だけ駆動源の速度を大きくし、不感帯に起因する駆動の遅れを軽減している。
さらに、静止時には被駆動部にかかる外力で不感帯の量だけ動かされ、静止するべき位置から被駆動部が動いてしまうという問題もある。
これを解決するために、特許文献２では不感帯の最大量に応じて複数の駆動源を異なるタイミングで停止させ、駆動源と被駆動体との不感帯の量と方向をばらつかせることにより、外力による位置ずれを抑制している。

特許第３８２０５４６号公報 特開２００６−２１１８１３号公報

しかしながら、特許文献１では、不感帯の量を測定して、不感帯に起因する駆動の遅れを軽減することはできるが、静止時に被駆動部にかかる外力で不感帯の量だけ動かされ、静止するべき位置から被駆動部が動いてしまうという問題は解決できない。
また、特許文献２では、測定された不感帯の量が、機器にかかる衝撃や、減速機構の磨耗により不感帯の最大量が増加した場合に、外力による位置ずれを防止する効果が低減してしまう恐れがある。

そこで、本発明の例示的な目的は、不感帯の量を測定することなく、静止時の駆動系の不感帯の量を常に低減することで、駆動の遅れが小さく、静止時の外力による位置ずれを起こしにくい駆動力伝達装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の駆動力伝達装置は、第１の駆動手段と第２の駆動手段と、被駆動部に接続され該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段の駆動力が伝達される駆動力被伝達部と、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動を独立して制御する制御手段と、を有する該被駆動部を駆動するための駆動力伝達装置であって、該第１の駆動手段の駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部の互いに異なる位置において、該駆動力被伝達部に駆動力を伝達し、該制御手段は、駆動している該被駆動部を停止させる際、該第２の駆動手段は駆動させたまま、該第１の駆動手段を逆方向に駆動させた後、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動力が釣り合った状態で、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段を停止させる、ことを特徴とする。

また、本発明の駆動力伝達装置の別の実施形態においては、第１の駆動手段と、第２の駆動手段と、被駆動部に接続され該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段の駆動力が伝達される駆動力被伝達部と、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動を独立して制御する制御手段、を有する該被駆動部を駆動するための駆動力伝達装置であって、該第１の駆動手段の駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部の互いに異なる位置において、該駆動力被伝達部に駆動力を伝達し、該制御手段は、駆動している該被駆動部を停止させる際、該第２の駆動手段は駆動させたまま該第１の駆動手段の駆動力を徐々に減少させて停止させた後、該第２の駆動手段の駆動力を徐々に減少させ、該第２の駆動手段の駆動力で該第１の駆動手段を負荷として駆動した後に、該第２の駆動手段を停止させる、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、駆動力伝達機構の不感帯の量を測定することなく、静止時の駆動系の不感帯の量を常に低減する効果が得られる。

本発明の駆動力伝達機構の代表的な構成 本発明の第１の実施例の駆動力伝達機構の停止時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフ 本発明の第１の実施例の駆動力伝達機構の停止時のフロー 被駆動ギア２と出力ギア５ａおよび５ｂの駆動力伝達の様子で、（ａ）は定常運転中、（ｂ）はタイミングａ、（ｃ）はタイミングｂ、（ｄ）は停止時の様子を示す。 本発明の駆動力伝達機構が再始動して順送り動作を開始する時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフ 本発明の駆動力伝達機構が再始動して順送り動作を開始する時の被駆動ギア２と出力ギア５ａおよび５ｂの駆動力伝達の様子 本発明の駆動力伝達機構が再始動して反転動作を開始する時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフ 本発明の駆動力伝達機構が再始動して反転動作を開始する時の被駆動ギア２と出力ギア５ａおよび５ｂの駆動力伝達の様子 本発明の第２の実施例の駆動力伝達機構の停止時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフ 本発明の第２の実施例の駆動力伝達機構の停止時のフロー （ａ）時刻ｉ、（ｂ）時刻ｊにおける被駆動ギア２と出力ギア５ａおよび５ｂの駆動力伝達の様子 本発明の駆動力伝達機構を備えた雲台装置を含む雲台システムの概略図

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の第１の実施例を図１から図１１を用いて説明する。

図１に本発明の駆動力伝達機構の代表的な構成を示す。
被駆動部１には被駆動ギア２が接続され、回転位置を検出するために、位置検出手段６が設けられている。

駆動ユニットＡ（第１の駆動手段）および駆動ユニットＢ（第２の駆動手段）はそれぞれ、ＤＣモーター３ａ、３ｂと減速機４ａ、４ｂと出力ギア（駆動力伝達部）５ａ、５ｂにより構成され、出力ギア５ａ、５ｂは被駆動ギア２（駆動力被伝達部）にＤＣモーター３ａ、３ｂの駆動力を伝達する。

制御手段７はコントローラ（指令手段）９からの指令に基づき、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作を独立してコントロールする。

さらに、駆動ユニットＡは矢印Ｘ方向に、駆動ユニットＢは矢印Ｙ方向と、それぞれ被駆動ギア２の中心方向に向けて弾性体で付勢され、出力ギア５ａおよび５ｂと被駆動ギア２とのバックラッシュ（遊び）を低減している。ＤＣモーター３ａ，３ｂの駆動力が被駆動部１に伝達されて駆動方向に駆動するためには、ＤＣモーター３ａ，３ｂと被駆動部１の間に介在する、駆動方向に対するバックラッシュが無い状態である必要がある。本実施例の構成においては、減速機４ａ，４ｂ内、及び、出力ギア５ａ，５ｂと被駆動ギア２の間等にバックラッシュが存在するが、以後の記載において、まとめて、バックラッシュと記載することにする。

図２は本実施例の駆動力伝達機構が停止する時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフである。

図２の（ａ）は駆動ユニットＡのモーター駆動信号と出力ギア５ａが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｂ）は駆動ユニットＢのモーター駆動信号と出力ギア５ｂが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｃ）は被駆動部１の回転速度をそれぞれ示す。

図３には本実施例のフローを示す。
図３のステップS101において、コントローラ９は、停止目標位置までの駆動を開始する指令信号を制御手段７に出力する。ステップS102において、制御手段７は、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作を開始する指令信号を出力し、ＤＣモーター３ａ、３ｂを駆動する。

ステップS103では、制御手段７は、位置検出手段６から入力された被駆動ギア２の回転位置情報に基づいて、被駆動部１が停止目標位置に対して所定量だけ手前の停止動作開始位置（P1）に到達したかどうかを判断する。被駆動部１が、停止動作開始位置（P1）（図２の時刻ａにおける被駆動部１の位置）に到達した場合、ステップS104に進む。ステップS104では、ＤＣモーター３ａの逆回転を開始し、ＤＣモーター３ｂは順方向の駆動を続ける。また、ステップS103において、被駆動部１が停止動作開始位置（P1）に到達していない場合は、ステップS102に戻り、ＤＣモーター３ａ、３ｂの順方向の駆動を続ける。

ステップS104でＤＣモーター３ａの逆回転を開始した後、ステップS105で被駆動部１が停止したか判断し、被駆動部１が停止していない場合は、ステップS104に戻り、ＤＣモーター３ａは逆回転、ＤＣモーター３ｂは順方向の回転での駆動を続ける。ステップS105において、被駆動部１が停止した場合（時刻ｂ）、ステップS106に進み、制御手段７は、ＤＣモーター３ａ、３ｂの駆動を停止させ、ステップS107で動作は終了する。

図４（ａ）は定常運転中の被駆動ギア２と出力ギア５ａおよび５ｂの駆動力伝達の様子を示す。矢印ＴａおよびＴｂはそれぞれ出力ギア５ａが被駆動ギア２に対して駆動力を及ぼす方向と出力ギア５ｂが被駆動ギア２に対して駆動力を及ぼす方向を示す。すなわち、矢印Ｔａ，Ｔｂの方向においては、それぞれ、駆動ユニットＡと駆動ユニットＢにバックラッシュがない状態を示しており、バックラッシュは矢印ＴａおよびＴｂの反対側に存在する。

図２において、被駆動部１が停止目標位置に対して所定量だけ手前の停止動作開始位置(P1)に至る時刻ａになると(ステップS103)、駆動ユニットＡに同じ大きさで逆回転をする駆動信号が入力される(ステップS104)。一方、駆動ユニットＢには時刻ａまでと同様の信号が入力され続け、同じ順方向の駆動を続ける。

この時（時刻ａ〜ｂ間）の被駆動ギア２と出力ギア５ａ、５ｂの駆動力伝達の様子を図４（ｂ）に示す。駆動ユニットＢの出力ギア５ｂは順方向の回転を続け、矢印Ｔｂの方向（出力ギア５ｂの順回転する方向）に対してはバックラッシュが無い状態である。しかし、駆動ユニットＡではＤＣモーター３ａが逆回転を始めて、駆動ユニットＡのバックラッシュのため出力ギア５ａにはＤＣモーター３ａの動力が伝わっていない。時刻ａ〜ｂ間においては、駆動ユニットＡには、両方の駆動方向に対してバックラッシュが存在している。

図２の時刻ｂになると、バックラッシュの領域を超えてＤＣモーター３ａの逆回転方向の駆動が進み、矢印Ｔａの方向のバックラッシュは無くなり、出力ギア５ａにＤＣモーター３ａの動力が伝わる。この時の被駆動ギア２と出力ギア５ａ、５ｂの駆動力伝達の様子を図４（ｃ）に示す。ＤＣモーター３ａにはＤＣモーター３ｂと同じ大きさで逆方向の電流が流れているため、駆動ユニットＡと駆動ユニットＢとは互いに逆方向で同じ大きさの駆動力が発生する。このため、駆動ユニットＡの駆動力と駆動ユニットＢの駆動力が釣り合い、被駆動ギア２は停止する(ステップS105)。

被駆動ギア２が停止後、図２の時刻ｃでＤＣモーター３ａとＤＣモーター３ｂへの入力電流を切り(ステップS106)、被駆動ギア２は静止したまま維持される(ステップS107)。この時、駆動ユニットＡの出力ギア５ａが被駆動ギア２に付与している力の方向Ｔａと、駆動ユニットＢの出力ギア５ｂが被駆動ギア２に付与している力の方向Ｔｂは互いに逆向きになり、被駆動ギア２を両方の回転方向から押さえる状態になる。この時の被駆動ギア２と出力ギア５ａ、５ｂの様子を図４（ｄ）に示す。

この状態でモーターをロックすると、被駆動部１に外力がかかっても、モーターの駆動軸（駆動部）は変位することなく被駆動ギア２は静止したままになる。モーター３ａ、３ｂのロックは、モーター３ａ、３ｂそれぞれの２つの電極をショートすることで可能になる。

次に、図４（ｄ）の停止した状態から、順方向に再始動した時の動作を説明する。

図５は本発明の駆動力伝達機構が順方向に再始動する時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフである。

図５（ａ）は駆動ユニットＡのモーター駆動信号と出力ギア５ａが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｂ）は駆動ユニットＢのモーター駆動信号と出力ギア５ｂが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｃ）は被駆動部１の回転速度をそれぞれ示す。

駆動ユニットＡと駆動ユニットＢに、同時に同じ駆動電流が入力されると、図６に示すように、あらかじめ動作方向にバックラッシュが無い状態である駆動ユニットＢの駆動力は出力ギア５ｂを介して被駆動ギア２に伝わる。それに対し、駆動ユニットＡは駆動方向とは反対の方向にバックラッシュが無い状態から駆動を開始するため、駆動方向側のバックラッシュの領域を超えるまで、ＤＣモーター３ａは無負荷で回転する。駆動ユニットＡのＤＣモーター３ａは無負荷であるため、同じ駆動電流が流れる駆動ユニットＢのＤＣモーター３ｂよりも早く回転して、図５の時刻ｄで出力ギア５ａの回転が出力ギア５ｂの回転に追いついて、駆動ユニットＡの駆動方向側のバックラッシュはなくなる。

その後、駆動ユニットＡと駆動ユニットＢは駆動力を合成して動作し、必要な加速を行なった後、図５の時刻ｅから定常運転が行なわれる。

次に、図４（ｄ）の停止した状態から、逆方向に回転するよう再始動した時の動作を説明する。

図７は本発明の駆動力伝達機構が逆方向に再始動する時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフである。

図７（ａ）は駆動ユニットＡのモーター駆動信号と出力ギア５ａが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｂ）は駆動ユニットＢのモーター駆動信号と出力ギア５ａが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｃ）は被駆動部１の回転速度をそれぞれ示す。

駆動ユニットＡと駆動ユニットＢに、同時に同じ駆動電流が入力されると、図８に示すように、停止時に逆回転をして反転方向にバックラッシュが無い状態である駆動ユニットＡの駆動力は出力ギア５ａを介して被駆動ギア２に伝わる。それに対し、駆動ユニットＢは駆動方向と反対の方向にバックラッシュが無い状態から駆動を開始するため、駆動方向側のバックラッシュの領域を超えるまで、ＤＣモーター３ｂは無負荷で回転する。駆動ユニットＢのＤＣモーター３ｂは無負荷であるため、同じ駆動電流が流れる駆動ユニットＡのＤＣモーター３ａよりも早く回転して、図７の時刻ｆで出力ギア５ｂの回転が出力ギア５ａの回転に追いついて、駆動ユニットＡの駆動方向側のバックラッシュはなくなる。
その後、駆動ユニットＡと駆動ユニットＢは駆動力を合成して動作し、必要な加速を行なった後、図７の時刻ｇから定常運転が行なわれる。

以上、説明したとおり、本発明の第１の実施例によると、停止時に１つの駆動ユニットが逆回転動作を行い、他方の駆動ユニットと駆動力が釣り合った状態で停止するため、逆回転動作を行なわない場合よりもすばやく所望の位置に停止することができる。さらに、２つの駆動ユニットの動力が釣り合うまで動作するため、バックラッシュの量に関わらず、停止時には確実に被出力ギアを両側から押さえることができる。

また、再始動時に順方向と逆方向のどちらの回転に対してもバックラッシュが無い状態であるため、動作開始時の駆動の遅れを軽減することができる。

ここで、本実施例では、最終的な出力は、回転する被駆動部である被駆動部１に伝達されることを前提としたが、ラックアンドピニオンのような直進機構の被駆動部に対しても適用が可能である。ラックアンドピニオン型の駆動機構の場合には、出力ギア５ａ，５ｂがピニオンギアとして、被駆動部１が直進駆動されるラックギアとして構成される。また、本実施例では互いに係合するギア（出力ギア５ａ，５ｂと被駆動ギア２）による駆動力伝達を説明したが、ベルトを使用した駆動力伝達機構でも同様の効果が得られる。また、本実施例ではＤＣモーターで説明したが、ＡＣモーターでも同様の効果が得られる。

本実施例においては、停止目標位置より所定量だけ手前の停止動作開始位置（P1）に到達した時刻ａから、駆動ユニットＢの逆方向の回転を開始するが、駆動速度や駆動範囲等の使用条件または温度等の環境条件を考慮するフィードバック制御や学習をさせることによって、停止目標位置に停止できるように該所定量を設定し、停止目標位置に対する実際の停止位置の精度を向上させることができる。

さらに、図２における時刻ａと、図５における時刻ｄと、図７における時刻ｆの被駆動部１の速度変化は説明のためのものである。制御手段７が駆動ユニットＡと駆動ユニットＢに対して適切な制御を行なうことで、この速度変化を目立たなくすることも可能である。

第２の実施例を図１と図４（ａ）と図４（ｄ）から図１１を用いて説明する。

本実施例の駆動力伝達機構の構成は、図１で説明した実施例１の構成と同じであるので説明は省略する。

図９は本実施例の駆動力伝達機構が停止する時の、被駆動部１と、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作の関係を示したグラフである。

図９（ａ）は駆動ユニットＡのモーター駆動信号と出力ギア５ａが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｂ）は駆動ユニットＢのモーター駆動信号と出力ギア５ｂが被駆動ギア２に与える駆動力と、（ｃ）は被駆動部１の回転速度をそれぞれ示す。

図１０には本実施例のフローを示す。
図１０のステップS201において、コントローラ９は、駆動ユニットＡおよび駆動ユニットＢの動作を開始する指令信号を制御手段７に出力する。ステップＳ202において、制御手段７はＤＣモーター３ａ、３ｂを駆動する。

ステップＳ203において、制御装置７は、コントローラ９から駆動を停止する駆動停止信号を受信したかどうかを判断する。駆動停止信号を受信していない場合は、ステップS202に戻り、駆動停止信号を受信するまで、モーター３ａ，３ｂを駆動し続ける。

ステップS203において、制御手段７が、コントローラ９から駆動停止信号を受信した場合は、ステップS204に進み、ＤＣモーター３ａへの駆動電流を徐々に減少させる制御を開始し、ステップS205に進む。

ステップS205において、モーター３ａを停止したかどうかを判断し、停止していない場合は、ステップS204に戻り、モーター３ａが停止するまで、ＤＣモーター３ａへの駆動電流を徐々に減少させる。ステップS205において、モーター３ａの停止を判断した場合は、ステップS206に進み、ＤＣモーター３bへの駆動電流を徐々に減少させる制御を開始し、ステップS207に進む。

ステップS207において、被駆動部１が停止したかどうかを判断し、停止していない場合は、ステップS206に戻り、被駆動ギア２が停止するまで、ＤＣモーター３ｂへの駆動電流を徐々に減少させる。被駆動部１が停止した場合は、ステップS208に進み、モーター３bを停止し、ステップS209で動作を終了する。

図４（ａ）は定常運転中の被駆動ギア２と出力ギア５ａおよび５ｂの駆動力伝達の様子を示す。矢印ＴａおよびＴｂはそれぞれ出力ギア５ａが被駆動ギア２に対して駆動力を及ぼす方向と出力ギア５ｂが被駆動ギア２に対して駆動力を及ぼす方向を示す。すなわち、矢印Ｔａ，Ｔｂの方向においては、それぞれ、駆動ユニットＡ及び駆動ユニットＢにバックラッシュが無い状態を示しており、バックラッシュは矢印Ｔａ，Ｔｂの反対側に存在する。

図９において、時刻ｈでコントローラ９から制御手段７に駆動停止信号が入力されると(ステップS203）、駆動ユニットＡへの入力電流は徐々に減少し(ステップS204)、時刻ｉで駆動ユニットＡは停止し、駆動ユニットＢは時刻ｉまで同じ駆動力での駆動を続ける(ステップS205)。なお、時刻ｈ〜ｉ間は、被駆動ギア２は駆動ユニットＡと駆動ユニットＢの駆動力で駆動しているが、駆動ユニットＡの駆動力が減少しているため、その減少に応じて、被駆動ギア２の回転速度も徐々に低下している。

時刻ｉ〜ｊ間の被駆動ギア２と出力ギア５ａ、５ｂの駆動力伝達の様子を図１１（ａ）に示す。駆動ユニットＢの出力ギア５ｂは順方向に回転を続け、矢印Ｔｂの方向のバックラッシュは無い。駆動ユニットＢ（出力ギア５ｂ）から与えられる駆動力により被駆動ギア２は回転を続けため、ＤＣモーター３ａは停止しているが被駆動ギア２により出力ギア５ａも回転を続ける。しかし、時刻ｉ〜ｊ間においては、駆動方向とは反対方向のバックラッシュがあるため、図１１（ａ）に示すように、出力ギア５ａと被駆動ギア２の間には駆動力は働かない。

図９の時刻ｉになると、駆動ユニットＢへの入力電流が徐々に減少して駆動力が減少し、その減少に応じて被駆動ギア２の回転速度は徐々に低下を続け(ステップS206)、被駆動ギア２は出力ギア５ａを介して減速機４ａに駆動ユニットＢの駆動力を伝えている。

図９の時刻ｊになると、被駆動ギア２からの回転により、バックラッシュが無くなり、被駆動ギア２からの駆動力によってＤＣモーター３ａを回転させるようになる。この時の被駆動ギア２と出力ギア５ａ、５ｂの駆動力伝達の様子を図１１（ｂ）に示す。この時ＤＣモーター３ａは出力ギア５ａからの逆入力で回転が可能であるため、ＤＣモーター３ａの逆起動力はＤＣモーター３ｂに対して負荷として働く。このため、図９（ｃ）の時刻ｊ〜ｋ間に示されているように、被駆動ギア２の回転の減速の加速度は大きくなる。

図９の時刻ｋになると、ＤＣモーター３ａの逆起動力による制動力とＤＣモーター３ｂの駆動力が同じになり、被駆動ギア２が停止する(ステップS207)。

その後、駆動ユニットＢへの電流の入力が０となり(ステップS208)、図９の時刻ｌで図４（ｄ）の状態で被駆動ギア２は静止する(ステップS209)。この時、駆動ユニットＡのバックラッシュが無い方向Ｔａと、駆動ユニットＢのバックラッシュが無い方向Ｔｂは互いに逆向きになり、被駆動ギア２を互いに異なる回転方向から押さえる状態になる。

この状態でモーターをロックすると、被駆動部１に外力がかかったとしても、モーターの駆動部は変位することなく被駆動ギア２は静止したままになる。モーター３ａ、３ｂは、それぞれの２つの電極をショートすることで回転をロックすることができる。

次に、図４（ｄ）の停止した状態から、順方向の回転及び逆方向の回転で再始動する時の動作については、第１の実施例において図５〜８を用いて説明した動作と同様であるので、説明は省略する。

以上、説明したとおり、本発明の第２の実施例によると、１つの駆動ユニットが減速しながら先に停止し、他方の駆動ユニットに対する負荷として動作することにより、駆動力伝達機構の緩やかな停止が可能となり、これにより品位の高い動作の撮影をすることが可能になる。また、１つの駆動ユニットが他方の駆動ユニットを負荷として駆動させるため、バックラッシュの量に関わらず、停止時には確実に被駆動ギアを互いに異なる回転方向から押さえることができる。

また、再始動時に際しては、順方向と逆方向のどちらに対しても、バックラッシュが無い状態から再始動することができるため、動作開始時の駆動の遅れを軽減することができる。

ここで、本実施例では、最終的な出力を被駆動部１の回転としたが、ラックアンドピニオンのような直進機構にも適用が可能である。また、本実施例ではギアによる駆動力伝達を説明したが、ベルトを使用した駆動力伝達機構でも同様の効果が得られる。また、本実施例ではＤＣモーターで説明したが、ＡＣモーターでも同様の効果が得られる。

さらに、図５（ｄ）の時刻ｄと、図７（ｄ）の時刻ｆの被駆動部１の速度変化は説明のためのものである。制御手段７が駆動ユニットＡと駆動ユニットＢに対して適切な制御を行なうことで、この速度変化を目立たなくすることも可能である。

本発明の第３の実施例を図１と図１２を用いて説明する。
図１は本発明の駆動力伝達機構の代表的な構成を示す。
図１２は本発明の駆動力伝達機構を備えた雲台装置を含む雲台システムの概略図を示す。ここでは、雲台装置は、撮像装置（撮像光学系）をパン駆動（撮像装置の水平方向、横方向への駆動）、或いはチルト駆動（撮像装置の鉛直方向、縦方向への駆動）を行う装置である。また、ここでの撮像装置は、撮影光学系、観察光学系等を含む光学機器としても構わない。

雲台装置８（雲台装置装置に搭載された撮像装置）のパン駆動軸とチルト駆動軸の内、少なくともどちらか一方の被駆動部１につながる被駆動ギア２は、駆動ユニットＡと駆動ユニットＢにより駆動される。

雲台装置８はコントローラ９からの信号を、分配器１０とネットワーク１１を介して受け取り、動作する。

雲台装置８のカメラハウジング８ａには不図示の撮像装置が搭載されており、撮像装置からの映像信号はネットワーク１１と分配器１０を介して表示装置１２に表示される。

コントローラ９には、位置信号発生スイッチ９ａと、速度信号発生スイッチ９ｂが設けられる。

操作者が位置信号発生スイッチ９ａを操作すると、パンとチルトを定められた角度まで駆動して、撮像装置の方向を変える。この時、被駆動部１が停止目標位置に対して所定量だけ手前の位置に至るタイミングになると、駆動ユニットＡに同じ大きさの逆回転の信号が入力され、駆動ユニットＢはそれまでと同じ運転を続ける。駆動ユニットＢは駆動を続けるが、駆動ユニットＡが逆方向で同じ大きさの動力で駆動するため、駆動ユニットＡの動力と駆動ユニットＢの動力が釣り合い、被駆動ギア２は停止する。

操作者が速度信号発生スイッチ９ｂを操作すると、パンとチルトはそれぞれの方向の速度信号に従った速度で駆動して、撮像装置の方向を変える。この時、速度信号が０になると、駆動ユニットＡへの入力電流は次第に無くなり、駆動ユニットＡは停止し、駆動ユニットＢはそれまでと同じ運転を続ける。その後、駆動ユニットＢへの入力電流を次第に下げるが、駆動ユニットＡのＤＣモーター３ａは被駆動ギア２と出力ギア５ａと減速機４ａを介して、駆動ユニットＢにより駆動され、逆起動力が発生する。ＤＣモーター３ａの逆起動力はＤＣモーター３ｂに対して負荷として働く。ＤＣモーター３ａの逆起動力とＤＣモーター３ｂの動力が同じになると、ＤＣモーター３ｂが停止する。

以上、説明したとおり、本発明の第３の実施例によると、雲台装置８が位置信号で動作する場合の停止時に１つの駆動ユニットが逆回転動作を行なうことで、逆回転動作を行なわない場合よりも所望の位置にすばやく停止することができる。これにより、より正確な位置での停止が可能になり、雲台装置の駆動精度が向上する。

また、雲台装置８が速度信号で動作する場合の停止時に、１つの駆動ユニットが先に停止した後、他方の駆動ユニットの負荷として動作することで、緩やかな停止を行なう。これにより、品位の高い動作の撮影が可能になる。

さらに、位置信号と速度信号のどちらの信号で動作する場合も、被駆動ギアを２つの駆動ユニットで挟み込む状態で停止するため、外力による位置ずれが発生しにくくなる。これにより、雲台装置に風や振動が加わった場合においても、撮影した映像に不要な振動が入ることが軽減される。

さらに、パンまたはチルトの動作を再開する場合においても、被駆動ギアは両方の駆動方向に対してバックラッシュが無い状態から駆動を開始するため、駆動の遅れの少ない動作ができる雲台装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 被駆動部
２ 被駆動ギア
３ａ、３ｂ モーター
４ａ、４ｂ 減速機
５ａ、５ｂ 出力ギア
７ 制御手段

Claims (9)

1. 第１の駆動手段と第２の駆動手段と、被駆動部に接続され該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段の駆動力が伝達される駆動力被伝達部と、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動を独立して制御する制御手段と、を有する該被駆動部を駆動するための駆動力伝達装置であって、
   該第１の駆動手段の駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部の互いに異なる位置において、該駆動力被伝達部に駆動力を伝達し、
   該制御手段は、駆動している該被駆動部を停止させる際、該第２の駆動手段は駆動させたまま、該第１の駆動手段を駆動方向とは逆方向に駆動させた後、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動力が釣り合った状態で該第１の駆動手段と該第２の駆動手段を停止させる、
   ことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 第１の駆動手段と、第２の駆動手段と、被駆動部に接続され該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段の駆動力が伝達される駆動力被伝達部と、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動を独立して制御する制御手段、を有する該被駆動部を駆動するための動力伝達装置であって、
   該第１の駆動手段の駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部の互いに異なる位置において、該駆動力被伝達部に駆動力を伝達し、
   該制御手段は、駆動している該被駆動部を停止させる際、該第２の駆動手段は駆動させたまま該第１の駆動手段の駆動力を徐々に減少させて停止させた後、該第２の駆動手段の駆動力を徐々に減少させ、該第２の駆動手段の駆動力で該第１の駆動手段を負荷として駆動した後に、該第２の駆動手段を停止させる、
   ことを特徴とする駆動力伝達装置。
3. 第１の駆動手段と、第２の駆動手段と、被駆動部に接続され該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段の駆動力が伝達される駆動力被伝達部と、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動を独立して制御する制御手段と、該制御手段に被駆動部を駆動する指令信号を出力する指令手段、を有する該被駆動部を駆動するための動力伝達装置であって、
   該第１の駆動手段の駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部の互いに異なる位置において、該駆動力被伝達部に駆動力を伝達し、
   駆動している該被駆動部を停止させる際、
   該指令手段からの指令信号が該被駆動部の停止位置を指令する信号である時は、該制御手段は、該第２の駆動手段は駆動させたまま、該第１の駆動手段を逆方向に駆動させた後、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段の駆動力が釣り合った状態で、該第１の駆動手段と該第２の駆動手段を停止させ、
   該指令手段からの該指令信号が被駆動部を駆動する速度を指令する信号である時は、該制御手段は、該第２の駆動手段は駆動させたまま該第１の駆動手段の駆動力を徐々に減少させて停止させた後、該第２の駆動手段の駆動力を徐々に減少させ、該第２の駆動手段の駆動力で該第１の駆動手段を負荷として駆動した後に、該第２の駆動手段を停止させる、
   ことを特徴とする駆動力伝達装置。
4. 前記被駆動部が停止した後、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段それぞれの駆動部が該被駆動部からの外力によって変位しないようにロックすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記制御手段は、前記被駆動部を駆動する際には、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段に対して、同時に同じ信号を入力する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
6. 前記駆動力被伝達部と前記第１の駆動手段の前記駆動力伝達部及び前記第２の駆動手段の前記駆動力伝達部は、互いに係合するギアによって駆動力を伝達する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
7. 前記駆動力被伝達部と前記第１の駆動手段の前記駆動力伝達部及び前記第２の駆動手段の前記駆動力伝達部は、該駆動力被伝達部がラックギアであり該第１の駆動手段の該駆動力伝達部及び該第２の駆動手段の該駆動力伝達部がピニオンギアである、ラックアンドピニオンで構成される、ことを特徴とする請求項６に記載の駆動力伝達装置。
8. 前記駆動力被伝達部と前記第１の駆動手段の前記駆動力伝達部及び前記第２の駆動手段の前記駆動力伝達部は、ベルトによって駆動力を伝達する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
9. 光学機器を搭載し、コントローラからの指令信号を受けて該光学機器をパンまたはチルトの動作をする雲台装置であって、
   該雲台装置は該光学機器を駆動する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置を有し、
   パンまたはチルトの少なくとも一方の駆動は、該駆動力伝達装置によって制御される、
   ことを特徴とする雲台装置。

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