JP2013237128A - メカニカルストッパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転部の可動範囲を３６０°以上としながら、可動式ストッパを簡単な形状にして、かつ、回転機構の厚み方向の嵩を小さくしたメカニカルストッパ装置を提供する。
【解決手段】回転部と回転軸を同軸にして、回転部に対して回転自在に設けられた可動側メカストッパと、回転部に固定され、可動側メカストッパの回転軸からの開き角度を規制する回転部ピンと、可動側メカストッパに当接する固定側ストッパとを具備する。
【選択図】図２

Description

この発明は、回転機構におけるメカニカルストッパ装置に関し、例えば監視カメラの向きを上下左右に回転させる回転台において、回転部を３６０°を超えて回転させて所定の位置で停止させるメカニカルストッパ装置に関するものである。

旋回式監視カメラなどの回転機構を持つ装置は、一般に回転角度を機械的に制限して、外力などによる過回転を制限する機構を必要とする。一般的には回転角度を３６０°以下にしているが３６０°以上の回転角が必要となる場合がある。この場合の機構としては、例えば特許文献１のような回転機構が提案されている。

特許文献１に示された回転機構は、回転部と同軸状に可動式のストッパを設け、回転部に設けられた円弧状スリットと可動式ストッパの突起部材を勘合させ、さらに可動式ストッパの突起部材と固定部のストッパ部材を当接することで、回転角度を３６０°以上とするものである。

特開２００６−１８１６７５号公報

従来の回転機構は上述のように構成されているので回転部に円弧上のスリットを設け、可動式のストッパの突起部材が回転部の円弧状のスリットに勘合し、かつ可動式ストッパの突起部材が固定部のストッパ部材と接触する必要がある。このため回転部および可動式ストッパが複雑な形状となるという課題がある。
また、従来の回転機構は一方で円弧状のスリットに突起部材が勘合し、他方で突起部材とストッパ部が接触するため、二つの機構を軸方向に積み重ねる構造となり、厚み方向の嵩が大きくなる課題がある。

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、回転部の可動範囲を３６０°以上としながら可動式ストッパを簡単な形状にして、かつ、回転機構の厚み方向の嵩を小さくしたメカニカルストッパ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、この発明に係るメカニカルストッパ装置は、回転部と回転軸を同軸にして、回転部に対し回転自在に設けられた可動側メカストッパと、回転部に固定され、可動側メカストッパの回転軸からの開き角度を規制する回転部ピンと、可動側メカストッパに当接する固定側ストッパからなる。

本発明によれば、３６０°以上の回転角を簡単な形状の可動側メカストッパにより実現している。また、本構成によれば、回転部と可動側メカストッパの当接部と、可動側メカストッパと固定側メカストッパの当接部を同一平面上に配置して、厚みの薄いメカニカルストッパ装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置の回転角度を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置の方向検出用フォトセンサの動作を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置の原点検出用フォトセンサの位置関係を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置の出力軸回転角とフォトセンサの動作のタイミングを示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置を示す分解斜視図、図２は本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置を示す斜視図である。回転部２は固定部１に回転自在に設けられている。回転部２には２本の回転部ピン３ａ，３ｂが所定の間隔で固定されている。また、回転部２には回転部２と回転軸が同軸になるようにして可動側メカストッパ軸５が嵌装されている。可動側メカストッパ軸５の上端部には回転部２に対して回転自在に可動側メカストッパ４が勘合している。また、可動側メカストッパ４はその突出部４ａを回転部ピン３ａ，３ｂ間に移動自在に配置して、可動側メカストッパ４の回転軸からの開き角度（回転角度）を規制されている。固定部１には固定側メカストッパ６が固定されている。

以下、実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置の動作について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置の動作を示す説明図であり、図３（ａ）は、メカニカルストッパ装置の動作の初期状態を示している。所期状態では、可動側メカストッパ４の突出部４ａが、回転部ピン３ａ，３ｂ間に配置されている。

この状態で回転部２を矢印に示すように右回りに回転させると、図３（ｂ）に示す如く、可動側メカストッパ４は、固定側メカストッパ６に当接してその回転を停止するが、回転部２のみが回転を続ける。
次いで、図３（ｃ）に示す如く、回転部２を更に右回りに回転させると、回転部ピン３ａと固定側メカストッパ６に可動側メカストッパ４の突出部４ａが挟持され、回転部ピン３ａは回転部２に固定されているので、回転部２はそれ以上回転しなくなる。

この状態から、回転部２を左回りに回転させると、図３（ｄ）に示す如く、可動側メカストッパ４は固定側メカストッパ６に当接して、その回転を停止するが、回転部２のみが回転を続ける。更に回転部２を左回りに回転させると、図３（ｅ）に示す如く、回転部ピン３ｂと固定側メカストッパ６に可動側メカストッパ４の突出部４ａが挟持され、回転部ピン３ｂは回転部２に固定されているので、回転部２はそれ以上回転しなくなる。

以下に、本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置の可動側メカストッパ４の回転軸からの開き角度（回転角度）を図４を参照して説明する。図４において、本発明の実施の形態１に係るメカニカルストッパ装置の回転角度をθ、可動側メカストッパ４が回転部ピン３ａ，３ｂにより制限されている回転可能角度をθ１、固定側メカストッパ６および可動側メカストッパ４の突出部４ａの厚み分による可動側メカストッパの遅れ角度をθ２とすると、
θ＝３６０°＋θ１−２×θ２ （１）
で表すことができ、θ１を２×θ２より大きくすることでθを３６０°以上とすることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、回転部２と回転軸を同軸にして、回転部２に対し回転自在に設けられた可動側メカストッパ４と、回転部２に固定され、可動側メカストッパ４の回転軸からの開き角度を規制する回転部ピン３ａ，３ｂと、可動側メカストッパ４に当接する固定側メカストッパ６からなると構成したので、可動範囲を３６０°以上としながら可動側メカストッパ４を簡単な形状とし、かつ、厚み方向を小さくすることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置を示す分解斜視図であり、図６は、本発明の実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置を示す斜視図である。実施の形態２は、実施の形態１に、原点を検出する機構、および現在位置が原点の左右どちらであるかを判別する機構を設けたものである。実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置は、回転部２をステッピングモータ等で駆動するものである。

実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置では、以下に示すように回転部２の現在の向きが原点に対して左右どちらに向いているかを判別し、その判別結果に基づいて、原点位置を検出する機構が設けられている。なお、実施の形態１と同一部分については、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置は、可動側メカストッパ４上に方向検出用フォトセンサはね７を取り付けている。また、固定部１には方向検出用フォトセンサ８が固定されている。方向検出用フォトセンサはね７には円弧状の切欠きがあり、切欠き部を方向検出用フォトセンサ８で検出するようになっている。また、可動側メカストッパ軸５には原点検出用フォトセンサはね９が、可動側メカストッパ４と方向検出用フォトセンサはね７を介して固定されている。また、固定部１には原点検出用フォトセンサ１０が固定されている。原点検出用フォトセンサはね９には円弧状の切欠きがあり、切欠き部を原点検出用フォトセンサ１０で検出するようになっている。

図７に方向検出用フォトセンサはね７と方向検出用フォトセンサ８の位置関係を示す。図７（ａ）は、可動範囲の中間の向きを示している。図中でθ３は可動側メカストッパ４の動作範囲、θ４は方向検出用フォトセンサはね７のはね角度を示す。可動側メカストッパ４は回転部２に対して可動となっており、可動側メカストッパ４に固定された方向検出用フォトセンサはね７も同じように動くようになっている。方向検出用フォトセンサはね７の左エッジ７ａを方向検出用フォトセンサ８が検出する角度は可動側メカストッパ４の位置によって変動し、最も右寄りの場合をθ５ａ、最も左寄りの場合をθ５ｂとすると、
θ５ａ＝θ４―１８０°―θ３ （２）
θ５ｂ＝θ４―１８０°＋θ３ （３）
と表すことが出来る。

図７（ｂ）に示す如く、回転部２を右回りに回転させると、可動側メカストッパ４が固定側メカストッパ６に当たる。この時点で方向検出用フォトセンサはね７の右エッジ７ｂはまだ方向検出用フォトセンサ８まで到達しない。さらに回転部２を右回りに回転させても、可動側メカストッパ４が固定側メカストッパ６に当たっているため方向検出用フォトセンサはね７も回転せず、方向検出用フォトセンサ８が方向検出用フォトセンサはね７の右エッジ７ｂを検知することは無い。

次に、図７（ｃ）に示す如く、回転部２を左回りに回転させると、可動側メカストッパ４の突出部４ａが固定側メカストッパ６に当たる。この時点で方向検出用フォトセンサはね７の右エッジ７ｂはまだ方向検出用フォトセンサ８まで到達しない。さらに回転部２を右回りに回転させても、可動側メカストッパ４が固定側メカストッパ６に当たっているため方向検出用フォトセンサはね７も回転せず、方向検出用フォトセンサ８が方向検出用フォトセンサはね７の右エッジ７ｂを検知することは無い。

図８に原点検出用フォトセンサはね９と原点検出用フォトセンサ１０の位置関係を示す。図８は可動範囲の中間の向きを示す。図中でθＧ１は原点検出用フォトセンサはね９の切欠きの角度を示す。

図９に示す如く、実施の形態２に係るメカニカルストッパ装置の出力軸回転角とフォトセンサ信号の関係を示す。図において、上段が原点検出用フォトセンサの信号、中段が方向判別用フォトセンサの信号、下段が原点検出用フォトセンサと方向判別用フォトセンサの信号の組み合わせを示す。この組み合わせは、図９では、Ｌｏ−Ｈｉ，Ｈｉ−Ｌｏ，Ｈｉ−Ｈｉ，Ｌｏ−Ｈｉの４組となっている。したがって、この組み合わせより、現在の位置が原点の右にあるが左にあるかを判別することが出来る。このように現在の位置を判別するためには、θ５ａ，θ５ｂ，θＧ１が次の関係を満たす必要がある。
θ５ａ＞０ （４）
θ５ｂ＜θＧ１ （５）

先程の上記式（２），（３）で説明したように、θ５ａ，θ５ｂはθ１，θ３によって決まるため、θ１，θ３を適切に決めることで現在の位置が原点の右にあるか左にあるかを判別することが出来る。

以上のように、実施の形態２によれば、回転部２に固定された原点検出フォトはね９と、原点フォトはね９の回転角を検知する原点検出用フォトセンサ１０と、可動側メカストッパ４に固定された方向検出用フォトセンサはね７と、方向検出用フォトセンサはね７の回転角を検出する方向検出用フォトセンサ８を備えるように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、現在の位置が原点の右にあるか左にあるかを判別することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 固定部、２ 回転部、３ａ，３ｂ 回転部ピン、４ 可動側メカストッパ、４ａ 突出部、５ 可動側メカストッパ軸、６ 固定側メカストッパ、７ 方向検出用フォトセンサはね、７ａ 左エッジ、７ｂ 右エッジ、８ 方向検出用フォトセンサ、９ 原点検出用フォトセンサはね、１０ 原点検出用フォトセンサ。

Claims (3)

1. 回転部と回転軸を同軸にして、該回転部に対し回転自在に設けられた可動側メカストッパと、
   該回転部に固定され、該可動側メカストッパの前記回転軸からの開き角度を規制する回転部ピンと、
   前記可動側メカストッパに当接する固定側ストッパとを具備することを特徴とするメカニカルストッパ装置。
2. 回転部ピンは、１本または２本であることを特徴とする請求項１記載のメカニカルストッパ装置。
3. 回転部に固定された原点検出用フォトセンサはねと、
   該原点検出用フォトセンサはねの回転角を検知する原点検出用フォトセンサと、
   可動側メカストッパに固定された方向検出用フォトセンサはねと、
   該方向検出用フォトセンサはねの回転角を検出する方向検出用フォトセンサとを備えることを特徴とする請求項１記載のメカニカルストッパ装置。

Images