JP2015181804A - ラジオコントロール用サーボ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外力が加わった場合にもギアの位置の変位をなくしてサーボ装置の動作を安定化させること。【解決手段】ケース１１を１つのケースで構成し、ケース１１内に開口部１３ａや仕切り部１７を設ける。上面部１２と仕切り部１７にシャフト３１〜３３を保持する軸孔を設ける。そしてこのケース１１に駆動軸２０、ポテンショメータ２５、減速ギアユニット３４、モータ３６を取付けることによって一体化する。こうすればサーボ装置の硬性を高めることができるため、各ギア間の位置精度を向上させることができるため、サーボ動作を安定させることができる。【選択図】図２

Description

本発明はラジオコントロール装置において被操縦体の駆動に用いられるラジオコントロール用サーボ装置に関するものである。

ラジオコントロール用の被操縦装置には、送信機から送信された信号を受信する受信機と、操作対象を操作するための複数のサーボ装置が搭載されている。受信機は受信した信号を各チャンネル毎のパルス幅変調された信号（以下、ＰＷＭ信号という）に変換し、制御情報として各チャンネル毎にサーボ装置に与える。また最近は複数のサーボ装置をデジチェーンでシリアル接続したシリアル型のサ−ボ装置も用いられる。このようなサーボ装置は内部にＣＰＵを有しており、位置制御、動作角度の設定、動作スピ−ドの設定などを直接ＣＰＵに指示してサ−ボを動作させている。

特許文献１等に示されるように、サーボ装置はモータを有しており、モータの回転を減速機構で減速して出力軸のサーボホーンを一定の角度範囲（例えば基準位置から±６０°）で回動させ、操作を行う。サーボ装置において、減速機構の駆動軸にはポテンショメータが取り付けられており、駆動軸の回転角度を検出してパルス幅を制御信号としてフィードバック制御を行い、所望の回転角度になるように制御している。

このサーボ装置の筐体は、特許文献２及び特許文献３に示すように、上部筐体と下部筐体から成り、下部筐体にはモータやポテンショメータ及び電子回路部が固定され、上部筐体には減速機構が組み込まれている。そして駆動軸の上端と下端に通常ベアリングが設けられ、駆動軸が回転自在に保持されており、これに回転角度を検出するポテンショメータが連結されている。

特開２００７−３１８９８６号公報 特開平８−３３１６５７号公報 特開２００３−３１４５７７号公報

しかるに従来のサーボ装置においては、上下の筐体が別部品で構成され、上部ベアリングは上部筐体、下部ベアリングは下部筐体に保持されている。上下の筐体はねじ止めにより固定されているが、駆動軸に力が加わると上下の筐体が互いにわずかに逆方向に動いてしまうという問題点があった。そのため精密に組み込まれているギアの位置がわずかに変位してしまい、サーボの正常な動きが制限されるという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、駆動軸に力が加わった場合であっても、ギアの位置が変位することなくサーボの動作を安定させることができるサーボ装置を提供することを技術的課題とする。

この課題を解決するために、本発明のラジオコントロール用サーボ装置は、上面部及び側板部によって一体に成形されたケースと、モータと、前記モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータの出力を減速する減速ギアユニットと、を具備し、前記ケースは、中央部分に設けられ、ケースを上部空間と下部空間とに分割する仕切り部と、前記上部空間の一方の側壁に設けられた開口部と、前記上面部と前記仕切り部に設けられた複数の軸孔と、を有するものであり、前記ケースの下部空間には、前記モータと前記モータ駆動部とが固定されており、前記上部空間には、側方の開口より挿入された減速ギアユニットと、軸孔を貫通するように挿入され前記減速ギアユニットの各ギアを回転自在に保持するシャフトと、を保持するものである。

ここで前記ケースは、アルミニウムの削り出しによって構成されているようにしてもよい。

ここで前記ケースは、樹脂の一体成形によって構成されているようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、ケースを１つの部品として製造しているため、サーボ装置の硬性を高めることができる。ケースに全ての部品が組み込まれているため、サーボ装置の駆動軸に取付けられたホーンに力が加わってもギアの位置がほとんど変位することなく、安定してサーボの動作を行うことができる。そのためモータの負荷が小さくなり、小型のモータを用いることができる。従ってサーボ装置の小型化や消費電力の減少にも寄与することができる。

図１は本発明の実施の形態によるサーボ装置の斜視図である。 図２は本実施の形態のサーボ装置の組立構成図である。 図３は本実施の形態によるサーボ装置のサーボのケースを示す正面図、立面図、底面図及び側面図である。 図４は本実施の形態によるサーボケースの斜視図である。 図５は本実施の形態によるケースの図４の斜視図の反対側から見た縦断面斜視図である。 図６は本実施の形態によるケースのＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線断面図である。

図１は本発明の実施の形態によるサーボ装置の斜視図、図２はその組立構成図である。又図３はサーボのケースを示す図、図４はその斜視図、図５は図４の斜視図の反対側から見たケースの縦断面図であり、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々Ａ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線断面図である。これらの図に示すように、本実施の形態によるサーボ装置１０はケース１１にモータと減速ギアユニット、駆動軸及びポテンショメータ等を挿入して形成される。ケース１１は従来のサーボ装置の筐体とは異なり、上下に分離していない単一の部品である。尚この実施の形態では、ケース１１をアルミニウムとし、削り出し加工によってその内部に空間を形成している。

図３〜６に示すように、ケース１１は削り出しにより上面部１２と四方の側板部を有するように形成されている。ケース１１の正面側を側板部１３、裏面を側板部１４、左右の細長い側板部を１５，１６とする。そして側板部１３の上部には横長の大きい開口１３ａが形成される。この開口１３ａは側方から削り出しによって形成され、後述するようにギア部を側方から挿入するためのものである。この開口１３ａの周囲には一定の深さで枠状の長方形状の切欠き１３ｂが形成されている。

又上面部１２にはその長手方向の中心軸に沿って３つの軸孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられ、更に一端にはより大きな円形の開口１２ｄが設けられる。又上面部１２の四隅と軸孔１２ｃの側方には、６箇所のねじ孔１２ｅ〜１２ｊが設けられている。これらのねじ孔にはめねじが形成される。

側板部１５には図示のように中央位置に下方から垂直に切欠き１５ａが形成されている。この切欠き１５ａはサーボ装置１０からコードを引き出すためのものである。

この実施の形態では、前述した開口１３ａの形成とケース１１の下方からの削り出し加工によって、ケース１１の中央部分にケース１１を二分割する仕切り部１７が設けられる。仕切り部１７はギアの上下方向位置をずらせるために夫々高さ方向に異なった面を有している。仕切り部１７には、上面部１２の軸孔１２ａ〜１２ｃの真下の夫々対応する位置に各軸孔１２ａ〜１２ｃと同径の軸孔１７ａ〜１７ｃが設けられる。又開口１２ｄの真下にも開口１２ｄと同一径の大きな開口１７ｄが設けられる。開口１７ｄは中心軸に貫通孔を有する底面を有している。更に軸孔１７ａ，１７ｂの中間部分には高さの異なった面にまたがった円形の軸孔１７ｅが設けられている。

更に図５に示すようにケース１１の下方からは削り出し加工によってモータを保持するための円柱状の切欠き１８ａが設けられ、ポテンショメータとその基板を保持するための直方体状の切欠き１８ｂが設けられる。更にこれらの切欠きの間には円柱形の軸孔１８ｃが形成されている。

さてこのサーボ装置を組み立てる際には、まず図２に示すように上下にベアリング２１，２２を有し、その中間部にギア２３を有する駆動軸２０をケース１１の上部の開口１２ｄより挿入する。そして連結ピン２４で基板２５上に固定されたポテンショメータ２６と連結する。基板２５にはポテンショメータ２６からの出力と外部からの制御信号に基づいてモータを駆動するモータ駆動部となる電子回路部が実装されている。又基板２５上には上に向けてピン２７が植設されている。この基板２５は下方の開口より挿入し、ピン２７を軸孔１８ｃに挿入して位置決めして基板２５をケース１１の下部空間に固定する。

次に側方の開口１３ａよりギアを順次挿入して上部より軸孔１２ｃ，１２ｂ，１２ａにシャフト３１，３２，３３を挿入し、ギアを回転自在としつつ互いに噛み合わせ、減速ギアユニット３４を構成する。そして基板２５から図示しないコードを引き出してゴムブッシュ３５を介して外部に引き出す。ゴムブッシュ３５は側板部１５の切欠き１５ａに挿入する。次にモータ３６の軸にあらかじめ駆動ギア３７を取付けておき、ベース３８上に取付ける。そして下方の開口よりベース３８とモータ３６をケース１１の下方の開口より挿入してギアと連結する。このときモータ３６の駆動ギア３７を円形の開口１７ｅ内で最初のギアと連結させる。

次にケース１１の下方より封止用の下蓋４０を装着してねじ止めし、側板部１３の開口１３ａにも切欠き１３ｂに併せて封止板４１を接着して封止する。更に上方には上蓋４２を取付ける。この上蓋４２はシャフト３１〜３３を保持するため、３箇所の軸孔１２ａ〜１２ｃに対向する部分の下面に窪みを有している。又上蓋４２には駆動軸２０をケース１１より突出させるための貫通孔、及び両端にサーボを機体などに取付けるための取付孔を有している。そしてこの上蓋４２をケース１１の上面に６箇所でねじ止めして固定する。これにより上蓋４２で駆動軸２０を回転自在に保持すると共に、ベアリング２２とシャフト３１〜３３の脱落を防止することができる。こうすればサーボ装置１５を実現することができる。

このように本実施の形態では、ケース１１を１つの部品として製造しているため、サーボ装置１０の硬性を高めることができる。また軸を高精度に取付けることができ、ケース１１に全ての部品が組み込まれているため、サーボ装置の駆動軸２０に取付けたホーンに力が加わってもケースがほとんど変形せずギアの位置がほとんど変位することがない。そのため位置制御を高精度で行うことができ、安定してサーボの動作を行うことができる。またモータの負荷が小さくなり、小型のモータを用いることができる。従ってサーボ装置の小型化や消費電力の減少にも寄与することができる。

尚この実施の形態では、ケース１１はアルミニウムで削り出し加工により構成しているが、アルミニウムに限定されるものではなく、他の金属、例えばマグネシウムやチタン製であってもよい。また樹脂製のケースであってもよく、この場合に一体成形で内部に空間を形成してもよい。

本発明は上下に分離されたケースを用いることなく一体化されたケースに全ての部品を組み込んでいるため、特に模型用ラジオコントロール装置、産業用ラジオコントロール装置やロボット用のサーボ装置に好適に用いることができる。

１０ サーボ装置
１１ ケース
１２ 上面部
１３，１４，１５，１６ 側板部
１７ 仕切り部
２０ 駆動軸
２１，２２ ベアリング
２３ ギア
２５ 基板
２６ ポテンショメータ
３１〜３３ シャフト
３４ 減速ギアユニット
３６ モータ
４０ 下蓋
４１ 封止板
４２ 上蓋

Claims (3)

1. 上面部及び側板部によって一体に成形されたケースと、
   モータと、
   前記モータを駆動するモータ駆動部と、
   前記モータの出力を減速する減速ギアユニットと、を具備し、
   前記ケースは、
   中央部分に設けられ、ケースを上部空間と下部空間とに分割する仕切り部と、
   前記上部空間の一方の側壁に設けられた開口部と、
   前記上面部と前記仕切り部に設けられた複数の軸孔と、を有するものであり、
   前記ケースの下部空間には、前記モータと前記モータ駆動部とが固定されており、
   前記上部空間には、側方の開口より挿入された減速ギアユニットと、軸孔を貫通するように挿入され前記減速ギアユニットの各ギアを回転自在に保持するシャフトと、を保持するものであるラジオコントロール用サーボ装置。
2. 前記ケースは、金属の削り出しによって構成されていることを特徴とする請求項１記載のラジオコントロール用サーボ装置。
3. 前記ケースは、樹脂の一体成形によって構成されていることを特徴とする請求項１記載のラジオコントロール用サーボ装置。