JP7296690B1 - 回転機構 - Google Patents
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Abstract
Description
回転機構1は、扇形ギヤ13、ストッパ15L、15R及びスライド部14の複数の組合せを備えることが可能である。図8、図9は、回転機構1が3つの組合せを備える変形例を示す。図8の回転機構1は、扇形ギヤ13、ストッパ15L、15R及びスライド部14の3つの組合せを、回転中心12について回転対称の位置に備える。図8の回転機構1において、駆動ギヤ10が回転方向Dへ回転することで各扇形ギヤ13が回動方向Rへ、それぞれ対応するストッパ15Rに当接する位置まで回動し、これに伴いスライド部14が後退して外部構造100との篏合が解除される。そして、図9に示すように、駆動ギヤ10の回転方向Dへの回転が各扇形ギヤ13を介して被回転体11に伝わり、被回転体11が回転方向Dへ回転する。扇形ギヤ13、ストッパ15L、15R及びスライド部14の複数の組合せを備えることで、各部位にかかる負荷が分散される。駆動ギヤ10の回転を停止したときに被回転体11の回転方向Dへの回転が継続する場合に、各扇形ギヤ13が被回転体11に対し回動中心12を中心として回動方向Lへ、ストッパ15Rから離れて回動して基準位置まで戻る。これに伴いスライド部14が前進して外部構造100に篏合することで、被回転体11の回転がロックされる。駆動ギヤ10が回転方向Dと反対の回転方向Wへ回転する場合には、上述における扇形ギヤ13及び被回転体11はそれぞれ反対方向に回動又は回転する。
図10は、別の変形例を示す。この変形例における回転機構1は、駆動ギヤ10と各扇形ギヤ13の間に、駆動ギヤ10と各扇形ギヤ13のそれぞれの歯部と係合する歯部を有し駆動ギヤ10に従動して回転することで各扇形ギヤ13を回動させる従動ギヤ110を有する。すなわち、駆動ギヤ10の歯部と各扇形ギヤ13の歯部が従動ギヤ110を介して対向する。図10の回転機構1において、駆動ギヤ10が回転方向Dへ回転することで各従動ギヤ110が回転方向Dの反対方向へ回転する。すると、従動ギヤ110の回転により各扇形ギヤ13が回動方向Lへ、それぞれ対応するストッパ15Lに当接する位置まで回動し、各扇形ギヤ13が駆動ギヤ10、従動ギヤ110及びストッパ15Lを連結した状態にする。これに伴いスライド部14が後退して外部構造100との篏合が解除される。そして、駆動ギヤ10の回転方向Dへの回転が従動ギヤ110、扇形ギヤ13を介して被回転体11に伝わり、被回転体11が回転方向Dへ回転する。駆動ギヤ10の回転を停止したときに被回転体11に対し回転方向Dと反対の回転方向Wへ外力が作用し、被回転体11が回転方向Wへ回転しようとする場合に、各扇形ギヤ13が被回転体11に対し回動中心12を中心として回動方向Rへ、ストッパ15Lから離れて回動して基準位置まで戻る。これに伴いスライド部14が前進して外部構造100に篏合することで、被回転体11の回転がロックされる。駆動ギヤ10が回転方向Dと反対の回転方向へ回転する場合には、上述における扇形ギヤ13及び被回転体11はそれぞれ反対方向に回動又は回転する。
図11~図14は、さらに別の変形例を示す。図11及び図12は、それぞれ図1及び図2の変形例に対応する。この変形例における回転機構1は、被回転体11におけるスライド部14の位置と、前進・後退方向が図1、図2の場合と異なる。
図15は、扇形ギヤ13のスリット19、190に関する変形例を示す。図15(a)、(b)は、図1~図7で示した扇形ギヤ13における、中心部が回動中心12に近づくような形状のスリット19の例を示す。スリット19は、図1~図7で示したように湾曲した形状のほか、図15(a)のように逆V字形状であってもよいし、図15(b)のように両端が屈折した矩形状であってもよい。また、図15(c)、(d)は、図11~図14で示した扇形ギヤ13における、中心部が回動中心12から遠ざかるような形状のスリット190の例を示す。スリット190は、図11~図14で示したように湾曲した形状のほか、図15(c)のようにV字形状であってもよいし、図15(d)のように両端が屈折した矩形状であってもよい。なお、スリット19、190とピン21の間には、潤滑剤、又はベアリング等を設けて、スリット19、190とピン21の遊嵌を円滑にしてもよい。
図16は、スライド部14と外部構造100に関する変形例を示す。スライド部14の端部14aの形状は、被回転体11の回転軸16に直交する断面において放物線形状を呈する。端部14aは、例えば、凸形状の放物面である。外部構造100は、被回転体11の外周に沿って交互に凹部121と凸部122とを有する。凹部121と凸部122は、被回転体11の回転軸16に直交する断面において交互に反転する放物線形状を呈する。スライド部14の端部14aと外部構造100の凹部121及び凸部122がかかる形状を有することで、スライド部14が前進したときに端部14aが外部構造100の凸部122に接触した場合であっても、端部14aと凸部122の接点における摩擦が抑えられて、端部14aが凹部121に向けて誘導され易くなる。よって、端部14aが円滑かつ確実に凹部121に篏合することが可能となる。図11及び図12に示す外部構造102と端部14bも同様の構造としてもよい。
[付記1]
駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと同心の被回転体と、
前記被回転体に重畳して設けられ、前記駆動ギヤの歯部に対向する歯部と、前記被回転体の外周寄りに回動中心とを有する扇形ギヤと、
前記被回転体の半径方向にスライドし、端部が当該被回転体から前進して前記被回転体の外部構造に嵌合し、又は後退して当該嵌合が解除されるように、当該被回転体に設けられるスライド部と、
基準位置から前記駆動ギヤに従動して回動する前記扇形ギヤにその回動経路上で当接して当該扇形ギヤの回動を制約するように前記被回転体に設けられ、当接した前記扇形ギヤを介して前記駆動ギヤの回転を前記被回転体に伝えて当該被回転体を回転させる、ストッパと、
を有する回転機構であって、
前記扇形ギヤは、前記スライド部からスライド方向と交差する方向に突出するピンと遊嵌して前記扇形ギヤの回動に伴って当該ピンを前記スライド部の前記端部が前進又は後退するように湾曲したスリットを有し、当該スリットは、前記駆動ギヤが回転することで前記扇形ギヤが前記ストッパに当接するときには前記スライド部の前記端部を後退させ前記外部構造との嵌合を解除することで前記被回転体を回転可能にし、前記駆動ギヤが停止して前記被回転体が回転を継続し、前記扇形ギヤが前記基準位置まで回動するときには前記スライド部の前記端部を前進させ前記外部構造と嵌合させることで前記被回転体の回転をロックする、
回転機構。
[付記2]
付記1において、
前記被回転体が、前記駆動ギヤの歯部と前記扇形ギヤの歯部とにそれぞれ係合する従動ギヤをさらに有する、
回転機構。
[付記3]
付記1において、
前記スライド部は、前記被回転体の外縁から前進して、当該被回転体の外周に沿った前記外部構造に前記端部にて篏合する、
回転機構。
[付記4]
付記1において、
前記スライド部は、前記被回転体の中心寄りの凹部に向け前進して、当該凹部に位置する前記外部構造に前記端部にて篏合する、
回転機構。
2 上腕部
3 前腕部
4 モータ
5 駆動軸
10 駆動ギヤ
12 回動中心
13、130 扇形ギヤ
14、140 スライド部
14a、14b 端部
15L、15R ストッパ
16 回転軸
17、18 歯部
19、190 スリット
20 空洞部
21 ピン
30 ガイド孔
100、103、213、214 外部構造
102 凹部
110、210 従動ギヤ
160 ロボットアーム
180、181 部材
182 連結部材
Claims (1)
- 駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと同心の被回転体と、
前記被回転体に重畳して設けられ、前記駆動ギヤの歯部に対向する歯部と、前記被回転体の外周寄りに回動中心とを有する扇形ギヤと、
前記被回転体の半径方向にスライドし、端部が当該被回転体から前進して前記被回転体の外部構造に嵌合し、又は後退して当該嵌合が解除されるように、当該被回転体に設けられるスライド部と、
基準位置から前記駆動ギヤに従動して回動する前記扇形ギヤにその回動経路上で当接して当該扇形ギヤの回動を制約するように前記被回転体に設けられ、当接した前記扇形ギヤを介して前記駆動ギヤの回転を前記被回転体に伝えて当該被回転体を回転させる、ストッパと、
を有する回転機構であって、
前記扇形ギヤは、前記スライド部からスライド方向と交差する方向に突出するピンと遊嵌して前記扇形ギヤの回動に伴って当該ピンを前記スライド部の前記端部が前進又は後退するように湾曲したスリットを有し、当該スリットは、前記駆動ギヤが回転することで前記扇形ギヤが前記ストッパに当接するときには前記スライド部の前記端部を後退させ前記外部構造との嵌合を解除することで前記被回転体を回転可能にし、前記駆動ギヤが停止して前記被回転体が回転を継続し、前記扇形ギヤが前記基準位置まで回動するときには前記スライド部の前記端部を前進させ前記外部構造と嵌合させることで前記被回転体の回転をロックする、
回転機構。
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JP2022184468A JP7296690B1 (ja) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 回転機構 |
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Citations (3)
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JP2009250385A (ja) | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | クラッチ装置 |
US20180000670A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Stryker Corporation | Patient Support Systems With Rotary Actuators Comprising Rotation Limiting Devices |
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- 2022-11-01 JP JP2022184468A patent/JP7296690B1/ja active Active
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