JP6976476B1 - ギヤ装置及びギヤ装置を備える搬送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、ギヤ装置5は、メインモータ51と、駆動ギヤ52と、従動ギヤ53と、従動軸531と、一体ギヤ54と、サブギヤ55と、サブモータ56と、減速機57と、制御装置58と、を備えている。メインモータ51は、例えばサーボモータ等の電動モータである。駆動ギヤ52は、メインモータ51の駆動力により回転するギヤである。駆動ギヤ52は、メインモータ51の出力軸511に接続されている。なお、出力軸511は、メインモータ51の出力軸部にメインモータ51とは別部材のシャフト部材を同軸的に結合して形成されたものでもよく、駆動軸であるともいえる。メインモータ51は、減速機構を介して出力軸511に駆動力を伝達するように構成されてもよい。
ギヤ装置5の適用例として、搬送装置1について説明する。本実施形態の搬送装置1は、図4及び図5に示すように、ギヤ装置5と、従動軸531が回転可能に支持された基部3と、作動対象として従動軸531に設けられたリンク機構4と、を備えている。メインモータ51の出力は、基部3内に配置された駆動ギヤ52及び従動ギヤ53を介して、従動軸531及びリンク機構4に伝達される。
リンク機構4は、スコットラッセルの原理を利用したリンク機構である。具体的に、リンク機構4は、固定ギヤ41と、第1アーム42と、第1回転ギヤ43と、第2回転ギヤ44と、第2アーム45と、を備えている。固定ギヤ41は、基部3に固定されたギヤ(例えばセクターギヤ)である。従動軸531は、固定ギヤ41の中心軸上に配置されている。
ここで、従動軸531を含む平面であって鉛直方向に平行な平面を仮想平面91として、リンク機構4の動きについて説明する。図4に示すように、リンク機構4は、第1連結部422及び第2連結部452が、従動軸531の回転に応じて、仮想平面91の一方側の領域61と他方側の領域62とを行き来するように構成されている。
固定ギヤ41と第2回転ギヤ44との間には、所定のギヤ比が設定されている。第1実施形態において、第2回転ギヤ44と固定ギヤ41とのギヤ比は、1:2である。固定ギヤ41の歯数(全周に歯がある場合の歯数)は2n(nは整数)であり、第1回転ギヤ43の歯数はnであり、第2回転ギヤ44の歯数はnである(固定ギヤ41の歯数:第2回転ギヤ44の歯数=2:1)。
図4に示すような一方側領域61での最遠状態(以下「一方側最遠状態」という)から、第1アーム42が反時計回りに60°回転すると、第1離間距離D1は0となる。当該第1アーム42の回転に連動して、第2回転ギヤ44及び第2アーム45が時計回りに60°回転し、第2離間距離D2も0になる。以下、離間距離D1、D2が0である状態を「中央状態」という。
一方側最遠状態にあるリンク機構4を他方側最遠状態にするために、制御装置58は、ロックを解除し、メインモータ51を一方向(例えば正回転側)に駆動し、従動軸531を反時計回りに回転させる。同時に、制御装置58は、サブモータ56を駆動させ、従動ギヤ53に反対力を付与する。
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、搬送装置1において、サブモータ56の駆動タイミングは、メインモータ51と同時に限らず、例えばメインモータ51の停止直前又はアームを緩やかに停止させるための制動力が必要なタイミングであってもよい。ただし、メインモータ51の作動開始(移動処理の開始)と同時にサブモータ56を作動させることで、簡易な制御で、アーム移動中の歯同士の衝突も抑制することができる。また、メインモータ51の固定手段は、上記に限らず、モータ分野で周知のブレーキ機能を適用できる。
また、リンク機構には別のアームが追加されてもよい。例えば、リンク機構40は、図6に示すように、本実施形態の構成に対してさらに、第3回転ギヤ46と、第3アーム47と、を備えている。第3回転ギヤ46は、第2アーム45の第2連結部452に回転可能に支持され、第2回転ギヤ44の回転に連動して第2回転ギヤ44の回転方向とは逆方向に回転する。第3回転ギヤ46は、例えばアイドルギヤ(図示略)を介して第2回転ギヤ44と接続されている。
このように、本発明は、上記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
Claims (9)
- メインモータと、
前記メインモータの駆動力により回転する駆動ギヤと、
前記駆動ギヤとかみ合った従動ギヤと、
前記従動ギヤの回転軸を構成し、作動対象に前記メインモータの駆動力を伝達する従動軸と、
前記従動ギヤ又は前記従動軸に設けられ前記従動ギヤと一体的に回転する一体ギヤとかみ合ったサブギヤと、
前記サブギヤを回転させるサブモータと、
前記サブモータを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記サブモータが、前記メインモータの駆動力による前記駆動ギヤの回転に応じて、前記従動ギヤの回転方向とは反対方向の駆動力である反対力を前記サブギヤに付与するように、前記サブモータの駆動力を制御する、
ギヤ装置。 - 前記メインモータは、停止時に前記駆動ギヤを固定する固定手段を備え、
前記制御装置は、前記サブモータが、前記メインモータの作動中に前記反対力を前記サブギヤに付与し始め、前記メインモータが作動状態から停止状態に切り替わってから所定時間経過するまで、継続して前記反対力を前記サブギヤに付与するように、前記サブモータを制御する、
請求項1に記載のギヤ装置。 - 前記制御装置は、前記メインモータの作動開始と同時に、前記サブモータを作動させる、
請求項2に記載のギヤ装置。 - 前記制御装置は、前記メインモータが作動状態から停止状態に向かうほど、前記サブモータの出力を大きくし、前記メインモータが停止状態になった後、前記サブモータの出力を小さくする、
請求項3に記載のギヤ装置。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載のギヤ装置と、
前記従動軸を回転可能に支持する基部と、
前記作動対象として前記従動軸に設けられたリンク機構と、を備え、
前記リンク機構は、
前記基部に固定された固定ギヤと、
前記固定ギヤの中心軸上に配置された前記従動軸に固定された第1回転中心部、前記第1回転中心部より下方に位置する第1連結部、及び前記第1回転中心部から前記第1連結部まで前記従動軸に直交する方向に延びる第1中央部を有し、前記従動軸の回転により前記従動軸を中心に回転する第1アームと、
前記第1中央部に回転可能に支持され、前記固定ギヤとかみ合い、前記第1アームの回転に連動して回転する第1回転ギヤと、
前記第1連結部に回転可能に支持され、前記第1回転ギヤに連動して前記第1回転ギヤの回転方向とは逆方向に回転する第2回転ギヤと、
前記第2回転ギヤに連結された第2回転中心部、前記第2回転中心部より上方に位置する第2連結部、及び前記第2回転中心部から前記第2連結部まで前記従動軸に直交する方向に延びる第2中央部を有し、前記第2回転ギヤの回転に連動して回転する第2アームと、
を備え、
前記固定ギヤと前記第2回転ギヤとの間には、所定のギヤ比が設定され、
前記従動軸を含む平面であって鉛直方向に平行な平面を仮想平面とすると、
前記リンク機構は、前記第1連結部及び前記第2連結部が、前記従動軸の回転に応じて、前記仮想平面の一方側の領域と他方側の領域とを行き来するように構成され、
前記第1連結部と前記仮想平面との離間距離である第1離間距離は、前記従動軸の回転に応じて、0から第1所定値までの範囲で変動し、前記第2連結部と前記仮想平面との離間距離である第2離間距離は、前記従動軸の回転に応じて、0から前記第1所定値よりも大きい第2所定値までの範囲で変動し、
前記第1連結部及び前記第2連結部が前記仮想平面に近づくように前記従動軸が回転する前記従動軸の回転方向を接近回転方向とし、前記第1連結部及び前記第2連結部が前記仮想平面から遠ざかるように前記従動軸が回転する前記従動軸の回転方向を離間回転方向とすると、
前記リンク機構は、前記第1離間距離及び前記第2離間距離が0でない状態において、重力により前記従動軸に加わる前記接近回転方向へのトルクが、重力により前記従動軸に加わる前記離間回転方向へのトルクよりも大きくなるように構成されている、
搬送装置。 - 前記メインモータは、停止時に前記駆動ギヤを固定する固定手段を備え、
前記制御装置は、
前記第1アーム及び前記第2アームを、前記メインモータの駆動力によって、前記第1離間距離及び前記第2離間距離が0でない状態から0である状態に向けて移動させる移動処理を実行し、前記移動処理に続いて前記第1アーム及び前記第2アームを前記第1離間距離及び前記第2離間距離が0である状態で停止させる停止処理を実行する場合、
前記サブモータが、前記移動処理中に前記反対力を前記サブギヤに付与し始め、前記停止処理が完了してから所定時間が経過するまで、継続して前記反対力を付与するように、前記サブモータを制御する、
請求項5に記載の搬送装置。 - 前記制御装置は、前記メインモータによる前記移動処理の開始と同時に、前記サブモータを作動させる、
請求項6に記載の搬送装置。 - 前記制御装置は、前記第1離間距離及び前記第2離間距離が0でない状態から0である状態に近づくほど、前記サブモータの出力を大きくし、前記第1離間距離及び前記第2離間距離が0である状態になった場合、前記サブモータの出力を小さくする、
請求項7に記載の搬送装置。 - 前記リンク機構は、
前記第2連結部に回転可能に支持され、前記第2回転ギヤの回転に連動して前記第2回転ギヤの回転方向とは逆方向に回転する第3回転ギヤと、
前記第3回転ギヤに連結された第3回転中心部、前記第3回転中心部より下方に位置する第3連結部、及び前記第3回転中心部から前記第3連結部まで前記駆動軸に直交する方向に延びる第3中央部を有し、前記第3回転ギヤの回転に連動して回転する第3アームと、
をさらに備え、
前記リンク機構は、前記第1連結部、前記第2連結部、及び前記第3連結部が、前記駆動軸の回転に応じて、前記仮想平面の一方側の領域と他方側の領域とを行き来するように構成されている、
請求項5〜8の何れか一項に記載の搬送装置。
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JP2021125011A JP6976476B1 (ja) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | ギヤ装置及びギヤ装置を備える搬送装置 |
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JP2006250182A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Jtekt Corp | 差動歯車装置 |
JP2009213190A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Chiba Inst Of Technology | モータ装置 |
JP2020142347A (ja) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | キヤノン株式会社 | ロボット装置、制御方法、物品の製造方法、プログラム、及び記録媒体 |
JP2020148323A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | 株式会社リコー | 駆動伝達装置、駆動装置、及び、ロボット |
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