回転体装置
【課題】簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる回転体装置を提供すること。
【解決手段】接続板５１と一体的に回転する出力部６６と、出力部６６が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう出力部６６より多くの歯数を有し、内周面で出力部６６に歯合するとともに外周面にドグ７１ｂが設けられた内歯歯車７１と、内歯歯車７１の一方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｅまで回転したことを電気的に検出するリミットスイッチ３１と、リミットスイッチ３１と同一円周上となるよう固定板１４に設けられ、内歯歯車７１の他方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｆまで回転したことを電気的に検出するリミットスイッチ３２と、を備え、主軸１１、固定板１４、ストッパ固定板１６等の非回転体に対する回転ベース４１、接続板５１等の回転体の回転可能角度を１９２°に電気的に規制するよう構成する。
【解決手段】接続板５１と一体的に回転する出力部６６と、出力部６６が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう出力部６６より多くの歯数を有し、内周面で出力部６６に歯合するとともに外周面にドグ７１ｂが設けられた内歯歯車７１と、内歯歯車７１の一方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｅまで回転したことを電気的に検出するリミットスイッチ３１と、リミットスイッチ３１と同一円周上となるよう固定板１４に設けられ、内歯歯車７１の他方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｆまで回転したことを電気的に検出するリミットスイッチ３２と、を備え、主軸１１、固定板１４、ストッパ固定板１６等の非回転体に対する回転ベース４１、接続板５１等の回転体の回転可能角度を１９２°に電気的に規制するよう構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体装置に関し、特に、回転体が回転端まで回転したときに回転体の回転を停止させるようにした回転体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットにおけるロボット基部と旋回胴、あるいはアンテナ装置の基台とアンテナ装置を搭載する回転体、監視カメラの基台と監視カメラ等はそれぞれ互いに回転自在に連結されており、一方を非回転体としたときに他方の回転体の左右方向の回転量の限度を設定して、回転体が左右の回転端まで回転したときに、回転体を回転駆動する駆動手段の駆動を停止するようにしたものがある。
【０００３】
従来、この種の回転体装置としては、回転側の回転を、固定側に対して所定の位置で停止させる回転機構における回転端リミット構造において、回転側あるいは固定側に、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成し、そのガイド溝とは反対側となる固定側あるいは回転側に、回転側の回転を停止するためのリミットスイッチを設け、ガイド溝に挿入されるガイド溝側突起部と、そのガイド溝側突起部をガイド溝に追従させて移動自在に支持するとともに、ガイド溝側突起部とは逆方向のリミットスイッチ側に延びたリミットスイッチ側突起部を備えた固定部材とを有したリミットドグを設け、このリミットドグをガイド溝側に付勢する付勢手段を設けて、回転端にて浅溝部でリミットドグのガイド溝側突起部がリミットスイッチ側に押し戻されてリミットスイッチ側突起部がリミットスイッチを押して回転を停止させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、回転体上に第２の取付け板、第２の回転部材、第１の取付け板および第１の回転部材からなる四層構造のリミット機構によって回転体の一方向および他方向への回転範囲がそれぞれ略１９０°になるよう規制するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６３８３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９３６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の回転体装置にあっては、回転側あるいは固定側に、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成しているため、ガイド溝の加工が非常に複雑なものとなってしまい、回転側または固定側の加工コストが増大してしまった。この結果、回転体装置の製造コストが増大してしまうという問題があった。また、リミット機構を回転側と固定側の間に位置させているため、このリミット機構の調整や交換および保守が困難となるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の回転体装置にあっては、回転体の両方向へのそれぞれの回転範囲が１９０°になるように規制するために、回転範囲を検知する四層構造のリミット機構の各構成部材を回転軸の軸線方向に並べて配列しているため、軸線方向に空間を消費してしまい、回転体の高さが高くなってしまうという問題があった。すなわち、仮に回転体の両方向への回転範囲がそれぞれ１８０°未満になるように規制するのであれば、一方向の回転限界位置を検知するリミットセンサと他方向の回転限界位置を検知するリミットセンサとを同一円周上に並べて配置することが可能であるが、回転体の両方向へのそれぞれの回転範囲が１８０°以上である１９０°になるように規制する場合は、回転範囲の重なりを避けるように２つのリミットセンサを軸線方向にオフセットする必要があるため、軸線方向に空間を消費してしまっていた。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる回転体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転体装置は、上記目的達成のため、（１）被搭載物に固定される非回転体と、前記非回転体に対して回転自在に設けられた回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動手段と、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に規制する回転規制手段と、を備えた回転体装置において、前記回転規制手段が、前記回転体に設けられ、前記回転体と一体的に回転する外歯歯車と、前記外歯歯車が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう前記外歯歯車より多くの歯数を有し、内周面で前記外歯歯車に歯合するとともに外周面に突出部が設けられた内歯歯車と、前記非回転体に固定され、前記内歯歯車の一方向の回転に伴って前記突出部が第１の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第１の所定位置にあることを電気的に検出する第１のリミットスイッチと、前記第１のリミットスイッチと同一円周上となるよう前記非回転体に設けられ、前記内歯歯車の他方向の回転に伴って前記突出部が第２の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第２の所定位置にあることを電気的に検出する第２のリミットスイッチと、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度に規制する電気的回転規制手段を備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、回転体が１８０°以上回転したときに、内歯歯車が１８０°未満回転するとともに、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを同一円周上に配置しているので、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを軸線方向に離隔する必要がなく、省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１１】
また、従来の回転体装置のように、加工が非常に複雑である、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成する必要がないので、簡易で低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１２】
したがって、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１３】
また、外歯歯車と内歯歯車との双方の歯数の比を変更するだけで、回転体の回転可能角度を簡単に増減することができるので、回転体の回転可能角度を第１の所定角度以上に容易に増加することができる。
【００１４】
また、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを、同一円周上となるよう非回転体に設けているので、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチの位置が変化せず、且つ、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを隣接して配置することができるため、非回転体に対する第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチの取り付け位置を容易に調整することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転体装置は、上記（１）に記載の回転体装置において、（２）前記回転規制手段が、前記外歯歯車の下面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第１の溝と、前記第１の溝の下部の前記非回転体の上面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第２の溝と、前記第１の溝と前記第２の溝とにより形成される空間に配置された鋼球と、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度より大きい第２の所定角度に規制する機械的回転規制手段を更に備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチに故障が発生した場合であっても、これら円弧上の第１の溝および第２の溝と鋼球によって、回転体の回転可能角度を機械的に規制することができる。
【００１７】
また、回転体の回転可能角度を電気的に規制するための構成部材である外歯歯車の下面に、回転体の回転可能角度を機械的に規制するための構成部材である第１の溝を形成したため、外歯歯車に２つの機能を持たせることができ、新たな部材を設ける必要がないので、省スペースで低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１８】
また、本発明に係る回転体装置は、上記（１）または（２）に記載の回転体装置において、（３）前記内歯歯車を前記内歯歯車の内周面で前記外歯歯車に歯合するように保持する保持手段を備えた構成を有している。
【００１９】
この構成により、内歯歯車が常に外歯歯車に歯合して回転することができ、内歯歯車とともに回転する突出部を第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチにより確実に検知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる回転体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の要部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチを示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の減速機を示す斜視図であり、減速機を上方から見た図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の減速機を示す斜視図であり、減速機を下方から見た図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチを示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチを示す上面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の保持部材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る回転体装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１〜図１０は本発明に係る回転体装置の一実施の形態を示す図である。
【００２４】
まず、構成を説明する。
【００２５】
図１〜図８において、回転体装置１は、非回転体としての円筒形状の主軸１１を有し、この主軸１１は、例えば、車両等の被搭載物に固定されている。主軸１１には軸受１２、１３を介して回転体としての回転ベース４１が回転自在に支持されている。
【００２６】
初めに、主軸１１を含めた非回転体を構成する部材について説明する。
【００２７】
主軸１１の上部には円盤状の固定板１４がボルト締結により固定されている。また、固定板１４の上部には、柱状の４つのスペーサ１５を介して環状のストッパ固定板１６がボルト締結により固定されている。ストッパ固定板１６の上面には、円弧状の溝１６ａ（図７、図８参照）が形成されている。溝１６ａは、本発明における第２の溝を構成している。ストッパ固定板１６の外周縁部の上面には、円筒形状のガイド板１７がボルト締結により固定されている。ガイド板１７は、例えば、ポリアセタールから構成されている。固定板１４の外周側面には、第１のリミットスイッチとしてのリミットスイッチ３１および第２のリミットスイッチとしてのリミットスイッチ３２が固定されている。固定板１４の中心部の上面には、円形の凸部１４ａが形成されており、この凸部１４ａに減速機６１のカップ部６２に形成された円形の凹部６２ａが嵌合した状態で、固定板１４の上部に減速機６１のカップ部６２がボルト締結により固定されている。
【００２８】
次に、回転ベース４１を含めた回転体を構成する部材、および回転体を回転させる駆動手段について説明する。
【００２９】
回転ベース４１の上には、仰角変更機構４２を介してアンテナ４３が設けられている。仰角変更機構４２は、図示しないモータ、減速機等を備えており、アンテナ４３の仰角を変更するようになっている。
【００３０】
回転ベース４１の上部には、垂直方法に延在する固定部材４４がボルト締結により固定されており、固定部材４４の上部には、水平方向に延在する固定部材４５の一端がボルト締結により固定されている。固定部材４５の他端は、接続板５１の上部にボルト締結により固定されている。接続板５１の下部には、減速機６１の出力部６６を構成する外歯歯車６４がボルト締結により固定されている。このため、減速機６１の出力部６６が回転すると、接続板５１および接続板５１に固定部材４４、４５を介して接続された回転ベース４１が一体となって減速機６１の出力部６６の回転中心を中心として回転するようになっている。
【００３１】
固定部材４５と回転ベース４１の間には、駆動手段としてのモータ４６がボルト締結により固定されており、モータ４６の出力軸４６ａには、駆動プーリ４７が固定されている。駆動プーリ４７には、タイミングベルト４８が架け渡されており、タイミングベルト４８を介して駆動プーリ４７の回転が従動プーリ４９に伝達されるようになっている。従動プーリ４９は、減速機６１の入力軸６３に固定されている。なお、駆動プーリ４７の回転は、１／２．２の減速比で従動プーリ４９に伝達される。
【００３２】
減速機６１は、上部に配置された入力軸６３と、底部に配置され固定板１４に固定されたカップ部６２と、外周部に配置された環状の出力部６６とを備えており、タイミングベルト４８を介してモータ４６からの駆動力が入力軸６３に入力されると、減速された回転数で出力部６６を回転させるようになっている。減速機６１は、公知の波動歯車装置から構成されており、図示しないサーキュラスプライン、ウェーブジェネレータおよびフレックススプラインとを備えている。本実施の形態では、入力軸６３と一体となって図示しないウェーブジェネレータが回転するが、一般的な波動歯車装置とは異なり、固定板１４に固定されたカップ部６２が図示しないフレックススプラインに接続され、図示しないサーキュラスプラインが出力部６６に接続されている。モータ４６、減速機６１、駆動プーリ４７、タイミングベルト４８、従動プーリ４９は、本発明における駆動手段を構成している。
【００３３】
出力部６６は、環状の外歯歯車６４と、外歯歯車６４の下部において外歯歯車６４と一体的に構成された環状の環状部６５とを備えている。
【００３４】
外歯歯車６４は、外周面に歯が形成された外歯平歯車として構成されており、上面においてボルト締結により接続板５１と固定されている。外歯歯車６４は、外歯歯車６４の外側に配置された内歯歯車７１の内周面と歯合して内歯歯車７１を回転させるようになっている。このため、外歯歯車６４は、外歯歯車６４にボルト締結された接続板５１を回転させるとともに、外歯歯車６４と歯合する内歯歯車７１を回転させるようになっている。
【００３５】
環状部６５の下面には、円弧状の溝６５ａが形成されている。溝６５ａは、本発明における第１の溝を構成している。環状部６５の下面の溝６５ａは、ストッパ固定板１６の上面の溝１６ａと対向しており、溝６５ａおよび溝１６ａにより形成される空間には、複数（本実施の形態では３つ）の鋼球７０が設けられている。このため、減速機６１の出力部６６と接続板５１および固定部材４４、４５を介して接続された回転ベース４１は、環状部６５の下面の溝６５ａと、ストッパ固定板１６の上面の溝１６ａと、これらの溝６５ａ、１６ａの間に設けられた鋼球７０とからなる機構により、回転可能な角度が一定範囲に制限されるようになっている。本実施の形態では、上記機構による回転可能な角度は、中立位置から一方向および他方向にそれぞれ１９４°（一方の回転端から他方の回転端まで３８８°）となっている。ここで、中立位置とは、ストッパ固定板１６の上面の溝１６ａの上に、環状部６５の下面の溝６５ａが全て重なった状態における、回転体、すなわち減速機６１の出力部６６、接続板５１、固定部材４４、４５、回転ベース４１等の位置となる。なお、円弧上の溝６５ａおよび溝１６ａは、鋼球７０の数に応じて、１８０°以上且つ３６０°未満の範囲で形成される。
【００３６】
このように、減速機６１の出力部６６は、外歯歯車６４と環状部６５とを備え、外歯歯車６４によって接続板５１と内歯歯車７１とを回転させるとともに、これらの回転体の回転範囲を鋼球７０およびストッパ固定板１６の溝１６ａとともに環状部６５の溝６５ａによって規制するようになっている。溝１６ａ、６５ａおよび鋼球７０は、本発明における回転規制手段および機械的回転規制手段を構成している。
【００３７】
次に、回転ベース４１の回転可能な角度を電気的に一定範囲に制限するためのリミットスイッチ３１、３２について詳細を説明する。なお、鋼球７０と溝６５ａ、１６ａの機構による両方向の回転角度の制限がそれぞれ１９４°であるのに対して、リミットスイッチ３１、３２による両方向の回転角度の制限は、これより２°小さい１９２°にそれぞれ設定している。ここで、本実施の形態において、回転ベース４１の回転可能な角度は、１９２°や１９４°に限らず、１８０°以上３６０°未満の範囲で設定してもよいが、回転ベース４１の回転可能な角度を電気的および機械的に概ね１９０°に設定しているのは、一方向に１９０°回転し、他方向に１９０°回転できれば、合わせて３６０°以上となり、回転ベース４１を所望の方向に向けることができるためである。また、仮に、回転ベース４１の回転可能な角度を更に大きくして例えば２７０°とした場合は、一方向の回転可能範囲と他方向の回転可能範囲の重複が必要以上に大きくなってしまい、構造が複雑化する等の不都合が発生する恐れがあるためである。
【００３８】
リミットスイッチ３１は、ガイド板１７の側面の切欠き部１７ａ内に配置されており、固定板１４の外周部において固定されている。リミットスイッチ３１は、検知部３１ａを上部に備えている。リミットスイッチ３１は、リミットスイッチ３１の内周側に配置された内歯歯車７１の外周面の凸形状のドグ７１ｂが反時計回りに回転して検知部３１ａを押下げると、モータ４６を駆動する図示しない制御回路に検知信号を送るようになっている。リミットスイッチ３１は、ドグ７１ｂの回転方向に長辺を有する長穴形状の２つの固定穴３１ｂを備えており、固定板１４に対する固定位置が調整可能であるため、ドグ７１ｂに対する相対位置を変更可能となっている。
【００３９】
リミットスイッチ３２は、リミットスイッチ３１と同様に、ガイド板１７の側面の切欠き部１７ａ内に配置されており、固定板１４の外周部において固定されている。リミットスイッチ３２とリミットスイッチ３１は、回転ベース４１とともに回転する回転体の回転軸（入力軸６３の軸芯と一致する）の軸線方向や放射方向には離隔しておらず、同一円周上に互いに隣接して配置されている。リミットスイッチ３２は、検知部３２ａを上部に備えている。リミットスイッチ３２は、リミットスイッチ３２の内周側に配置された内歯歯車７１の外周面の凸形状のドグ７１ｂが時計回りに回転して検知部３２ａを押下げると、モータ４６を駆動する図示しない制御回路に検知信号を送るようになっている。リミットスイッチ３２は、ドグ７１ｂの回転方向に長辺を有する長穴形状の２つの固定穴３２ｂを備えており、固定板１４に対する固定位置が調整可能であるため、ドグ７１ｂに対する相対位置を変更可能となっている。
【００４０】
内歯歯車７１は、内周面に歯が形成された内歯平歯車として構成されており、内歯歯車７１の内側に配置された減速機６１の出力部６６の外歯歯車６４の外周面の歯と歯合することにより回転するようになっている。本実施の形態では、内歯歯車７１の歯数が９８に設定されるとともに、外歯歯車６４の歯数が８８に設定されている。このため、外歯歯車６４から内歯歯車７１に回転が減速して伝達され、例えば、外歯歯車６４が中立位置から反時計回りに１９２°回転したとき、内歯歯車７１は中立位置から反時計周りに１７２°回転するようになっている。
【００４１】
したがって、リミットスイッチ３１は、外歯歯車６４が中立位置から反時計回りに１９２°回転したことを検知するために、内歯歯車７１が中立位置から反時計周りに１７２°回転したことを検知すればよく、同様に、リミットスイッチ３２は、外歯歯車６４が中立位置から時計回りに１９２°回転したことを検知するために、内歯歯車７１が中立位置から時計周りに１７２°回転したことを検知すればよいこととなるため、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを同一円周上に併設することができる。また、本実施の形態では、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とが、回転中心に対して１６°の角度をなしているため、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを近接して配置することができる。外歯歯車６４が形成された出力部６６、リミットスイッチ３１、３２、内歯歯車７１、ドグ７１ｂは、本発明における回転規制手段および電気的回転規制手段を構成している。
【００４２】
図９に示すように、内歯歯車７１は、その外周部がガイド板１７の内周部の上端により支持されるとともに、ガイド板１７の内周部の上端に設けられた保持部材７５により回転自在に支持されている。保持部材７５は、ガイド板１７の上端に設けられた押え板７６と、押え板７６内に配置され内歯歯車７１の外周面に接触して回転する円筒状のカラー７７と、カラー７７を押え板７６内で回転可能に支持する位置決めピン７８とを備えている。なお、位置決めピン７８は、上部に配置された接続板５１により上方への移動が規制されるため、ガイド板１７から脱落することがない。ガイド板１７および保持部材７５は、本発明における保持手段を構成している。
【００４３】
次に、回転体装置１の動作について説明する。
【００４４】
まず、モータ４６が一方に回転すると、タイミングベルト４８を介して伝達された駆動力が減速機６１の入力軸６３に入力され、減速機６１の出力部６６が減速機６１の仕様に基づいた減速比で回転する。
【００４５】
出力部６６が回転すると、出力部６６に接続板５１、固定部材４４、４５を介して接続された回転ベース４１が回転する。
【００４６】
図１０に示すように、出力部６６が例えば中立位置Ａから回転中心Ｘ１を中心として位置Ｃまで時計周りに１９２°回転したとき、内歯歯車７１のドグ７１ｂは中立位置Ｄから回転中心Ｘ２を中心としてリミットスイッチ３２が配置された第２の所定位置としての位置Ｆまで時計周りに１７２°回転するため、ドグ７１ｂがリミットスイッチ３２により検知されモータ４６が停止する。
【００４７】
また、モータ４６が他方に回転して、出力部６６が例えば中立位置Ａから回転中心Ｘ１を中心として位置Ｂまで反時計周りに１９２°回転したとき、内歯歯車７１のドグ７１ｂは中立位置Ｄから回転中心Ｘ２を中心としてリミットスイッチ３１が配置された第１の所定位置としての位置Ｅまで反時計周りに１７２°回転するため、ドグ７１ｂがリミットスイッチ３１により検知されモータ４６が停止する。
【００４８】
なお、仮にリミットスイッチ３１、３２が故障しているために、出力部６６が第１の所定角度としての１９２°を超えて回り続けた場合、前述した鋼球７０と溝６５ａ、１６ａの機構により中立位置Ｄから第２の所定角度としての１９４°回転した位置で出力部６６が停止する。
【００４９】
このように本実施の形態では、接続板５１に固定され、接続板５１と一体的に回転する出力部６６と、出力部６６が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう出力部６６より多くの歯数を有し、内周面で出力部６６に歯合するとともに外周面にドグ７１ｂが設けられた内歯歯車７１と、固定板１４に設けられ、内歯歯車７１の一方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｅまで回転したときに、ドグ７１ｂに接触してドグ７１ｂが位置Ｅにあることを電気的に検出するリミットスイッチ３１と、リミットスイッチ３１と同一円周上となるよう固定板１４に設けられ、内歯歯車７１の他方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｆまで回転したときに、ドグ７１ｂに接触してドグ７１ｂが位置Ｆにあることを電気的に検出するリミットスイッチ３２と、を備え、主軸１１、固定板１４、ストッパ固定板１６等の非回転体に対する回転ベース４１、接続板５１等の回転体の回転可能角度を１９２°に電気的に規制するようになっている。
【００５０】
このため、出力部６６および出力部６６と一体的に回転する回転ベース４１、接続板５１等の回転体が１８０°以上である１９２°回転したときに、ドグ７１ｂが設けられた内歯歯車７１が１８０°未満である１７２°回転させるとともに、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを同一円周上に配置しているので、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを主軸１１の軸線方向に離隔する必要がなく、省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５１】
また、従来の回転体装置のように、加工が非常に複雑である、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成する必要がないので、簡易で低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５２】
したがって、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５３】
また、出力部６６の外歯歯車６４と内歯歯車７１との双方の歯数の比を変更するだけで、回転体の回転可能角度を簡単に増減することができるので、回転体の回転可能角度を１９２°以上に容易に設定することができる。
【００５４】
また、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを、同一円周上となるよう非回転体である固定板１４に設けているので、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２の位置が変化せず、且つ、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを隣接して配置することができるため、固定板１４に対するリミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２の取り付け位置を容易に調整することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、出力部６６の下面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の溝６５ａと、溝６５ａの下部のストッパ固定板１６の上面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の溝１６ａと、溝６５ａと溝１６ａとにより形成される空間に配置された鋼球７０と、を備え、主軸１１、固定板１４、ストッパ固定板１６等の非回転体に対する回転ベース４１、接続板５１等の回転体の回転可能角度を１９２°より大きい１９４°に機械的に規制するようになっている。
【００５６】
このため、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２に故障が発生した場合であっても、これら円弧上の溝６５ａ、１６ａと鋼球７０によって、接続板５１等の回転体の回転可能角度を機械的に規制することができる。
【００５７】
また、接続板５１等の回転体の回転可能角度を電気的に規制するための構成部材である出力部６６の下面に、接続板５１等の回転体の回転可能角度を機械的に規制するための構成部材である溝６５ａを形成したため、出力部６６に２つの機能を持たせることができ、新たな部材を設ける必要がないので、省スペースで低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、内歯歯車７１をこの内歯歯車７１の内周面で出力部６６に歯合するように保持するガイド板１７および保持部材７５を備えたことを特徴とする。
【００５９】
このため、内歯歯車７１が常に出力部６６に歯合して回転することができ、内歯歯車７１とともに回転するドグ７１ｂをリミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２により確実に検知することができる。
【００６０】
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る回転体装置は、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができるという効果を有し、回転体が回転端まで回転したときに回転体の回転を停止させるようにした回転体装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転体装置
１１ 主軸（非回転体）
１２、１３ 軸受
１４ 固定板（非回転体）
１５ スペーサ
１６ ストッパ固定板（非回転体）
１６ａ 溝（第２の溝、機械的回転規制手段）
１７ ガイド板（保持手段）
３１ リミットスイッチ（第１のリミットスイッチ、回転規制手段、電気的回転規制手段）
３２ リミットスイッチ（第２のリミットスイッチ、回転規制手段、電気的回転規制手段）
４１ 回転ベース（回転体）
４２ 仰角変更機構
４３ アンテナ
４４、４５ 固定部材
４６ モータ（駆動手段）
４６ａ 出力軸
４７ 駆動プーリ（駆動手段）
４８ タイミングベルト（駆動手段）
４９ 従動プーリ（駆動手段）
５１ 接続板（回転体）
６１ 減速機（駆動手段）
６２ カップ部
６３ 入力軸
６４ 外歯歯車
６５ 環状部
６５ａ 溝（第１の溝、機械的回転規制手段）
６６ 出力部（回転規制手段、電気的回転規制手段、機械的回転規制手段）
７０ 鋼球（回転規制手段、機械的回転規制手段）
７１ 内歯歯車（回転規制手段、電気的回転規制手段）
７１ｂ ドグ（回転規制手段、電気的回転規制手段）
７５ 保持部材（保持手段）
７６ 押え板
７７ カラー
７８ 位置決めピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体装置に関し、特に、回転体が回転端まで回転したときに回転体の回転を停止させるようにした回転体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットにおけるロボット基部と旋回胴、あるいはアンテナ装置の基台とアンテナ装置を搭載する回転体、監視カメラの基台と監視カメラ等はそれぞれ互いに回転自在に連結されており、一方を非回転体としたときに他方の回転体の左右方向の回転量の限度を設定して、回転体が左右の回転端まで回転したときに、回転体を回転駆動する駆動手段の駆動を停止するようにしたものがある。
【０００３】
従来、この種の回転体装置としては、回転側の回転を、固定側に対して所定の位置で停止させる回転機構における回転端リミット構造において、回転側あるいは固定側に、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成し、そのガイド溝とは反対側となる固定側あるいは回転側に、回転側の回転を停止するためのリミットスイッチを設け、ガイド溝に挿入されるガイド溝側突起部と、そのガイド溝側突起部をガイド溝に追従させて移動自在に支持するとともに、ガイド溝側突起部とは逆方向のリミットスイッチ側に延びたリミットスイッチ側突起部を備えた固定部材とを有したリミットドグを設け、このリミットドグをガイド溝側に付勢する付勢手段を設けて、回転端にて浅溝部でリミットドグのガイド溝側突起部がリミットスイッチ側に押し戻されてリミットスイッチ側突起部がリミットスイッチを押して回転を停止させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、回転体上に第２の取付け板、第２の回転部材、第１の取付け板および第１の回転部材からなる四層構造のリミット機構によって回転体の一方向および他方向への回転範囲がそれぞれ略１９０°になるよう規制するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６３８３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９３６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の回転体装置にあっては、回転側あるいは固定側に、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成しているため、ガイド溝の加工が非常に複雑なものとなってしまい、回転側または固定側の加工コストが増大してしまった。この結果、回転体装置の製造コストが増大してしまうという問題があった。また、リミット機構を回転側と固定側の間に位置させているため、このリミット機構の調整や交換および保守が困難となるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の回転体装置にあっては、回転体の両方向へのそれぞれの回転範囲が１９０°になるように規制するために、回転範囲を検知する四層構造のリミット機構の各構成部材を回転軸の軸線方向に並べて配列しているため、軸線方向に空間を消費してしまい、回転体の高さが高くなってしまうという問題があった。すなわち、仮に回転体の両方向への回転範囲がそれぞれ１８０°未満になるように規制するのであれば、一方向の回転限界位置を検知するリミットセンサと他方向の回転限界位置を検知するリミットセンサとを同一円周上に並べて配置することが可能であるが、回転体の両方向へのそれぞれの回転範囲が１８０°以上である１９０°になるように規制する場合は、回転範囲の重なりを避けるように２つのリミットセンサを軸線方向にオフセットする必要があるため、軸線方向に空間を消費してしまっていた。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる回転体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転体装置は、上記目的達成のため、（１）被搭載物に固定される非回転体と、前記非回転体に対して回転自在に設けられた回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動手段と、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に規制する回転規制手段と、を備えた回転体装置において、前記回転規制手段が、前記回転体に設けられ、前記回転体と一体的に回転する外歯歯車と、前記外歯歯車が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう前記外歯歯車より多くの歯数を有し、内周面で前記外歯歯車に歯合するとともに外周面に突出部が設けられた内歯歯車と、前記非回転体に固定され、前記内歯歯車の一方向の回転に伴って前記突出部が第１の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第１の所定位置にあることを電気的に検出する第１のリミットスイッチと、前記第１のリミットスイッチと同一円周上となるよう前記非回転体に設けられ、前記内歯歯車の他方向の回転に伴って前記突出部が第２の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第２の所定位置にあることを電気的に検出する第２のリミットスイッチと、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度に規制する電気的回転規制手段を備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、回転体が１８０°以上回転したときに、内歯歯車が１８０°未満回転するとともに、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを同一円周上に配置しているので、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを軸線方向に離隔する必要がなく、省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１１】
また、従来の回転体装置のように、加工が非常に複雑である、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成する必要がないので、簡易で低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１２】
したがって、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１３】
また、外歯歯車と内歯歯車との双方の歯数の比を変更するだけで、回転体の回転可能角度を簡単に増減することができるので、回転体の回転可能角度を第１の所定角度以上に容易に増加することができる。
【００１４】
また、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを、同一円周上となるよう非回転体に設けているので、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチの位置が変化せず、且つ、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチとを隣接して配置することができるため、非回転体に対する第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチの取り付け位置を容易に調整することができる。
【００１５】
また、本発明に係る回転体装置は、上記（１）に記載の回転体装置において、（２）前記回転規制手段が、前記外歯歯車の下面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第１の溝と、前記第１の溝の下部の前記非回転体の上面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第２の溝と、前記第１の溝と前記第２の溝とにより形成される空間に配置された鋼球と、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度より大きい第２の所定角度に規制する機械的回転規制手段を更に備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチに故障が発生した場合であっても、これら円弧上の第１の溝および第２の溝と鋼球によって、回転体の回転可能角度を機械的に規制することができる。
【００１７】
また、回転体の回転可能角度を電気的に規制するための構成部材である外歯歯車の下面に、回転体の回転可能角度を機械的に規制するための構成部材である第１の溝を形成したため、外歯歯車に２つの機能を持たせることができ、新たな部材を設ける必要がないので、省スペースで低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００１８】
また、本発明に係る回転体装置は、上記（１）または（２）に記載の回転体装置において、（３）前記内歯歯車を前記内歯歯車の内周面で前記外歯歯車に歯合するように保持する保持手段を備えた構成を有している。
【００１９】
この構成により、内歯歯車が常に外歯歯車に歯合して回転することができ、内歯歯車とともに回転する突出部を第１のリミットスイッチと第２のリミットスイッチにより確実に検知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる回転体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の要部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチを示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の減速機を示す斜視図であり、減速機を上方から見た図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の減速機を示す斜視図であり、減速機を下方から見た図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチを示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチを示す上面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る回転体装置の保持部材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る回転体装置のリミットスイッチの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る回転体装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１〜図１０は本発明に係る回転体装置の一実施の形態を示す図である。
【００２４】
まず、構成を説明する。
【００２５】
図１〜図８において、回転体装置１は、非回転体としての円筒形状の主軸１１を有し、この主軸１１は、例えば、車両等の被搭載物に固定されている。主軸１１には軸受１２、１３を介して回転体としての回転ベース４１が回転自在に支持されている。
【００２６】
初めに、主軸１１を含めた非回転体を構成する部材について説明する。
【００２７】
主軸１１の上部には円盤状の固定板１４がボルト締結により固定されている。また、固定板１４の上部には、柱状の４つのスペーサ１５を介して環状のストッパ固定板１６がボルト締結により固定されている。ストッパ固定板１６の上面には、円弧状の溝１６ａ（図７、図８参照）が形成されている。溝１６ａは、本発明における第２の溝を構成している。ストッパ固定板１６の外周縁部の上面には、円筒形状のガイド板１７がボルト締結により固定されている。ガイド板１７は、例えば、ポリアセタールから構成されている。固定板１４の外周側面には、第１のリミットスイッチとしてのリミットスイッチ３１および第２のリミットスイッチとしてのリミットスイッチ３２が固定されている。固定板１４の中心部の上面には、円形の凸部１４ａが形成されており、この凸部１４ａに減速機６１のカップ部６２に形成された円形の凹部６２ａが嵌合した状態で、固定板１４の上部に減速機６１のカップ部６２がボルト締結により固定されている。
【００２８】
次に、回転ベース４１を含めた回転体を構成する部材、および回転体を回転させる駆動手段について説明する。
【００２９】
回転ベース４１の上には、仰角変更機構４２を介してアンテナ４３が設けられている。仰角変更機構４２は、図示しないモータ、減速機等を備えており、アンテナ４３の仰角を変更するようになっている。
【００３０】
回転ベース４１の上部には、垂直方法に延在する固定部材４４がボルト締結により固定されており、固定部材４４の上部には、水平方向に延在する固定部材４５の一端がボルト締結により固定されている。固定部材４５の他端は、接続板５１の上部にボルト締結により固定されている。接続板５１の下部には、減速機６１の出力部６６を構成する外歯歯車６４がボルト締結により固定されている。このため、減速機６１の出力部６６が回転すると、接続板５１および接続板５１に固定部材４４、４５を介して接続された回転ベース４１が一体となって減速機６１の出力部６６の回転中心を中心として回転するようになっている。
【００３１】
固定部材４５と回転ベース４１の間には、駆動手段としてのモータ４６がボルト締結により固定されており、モータ４６の出力軸４６ａには、駆動プーリ４７が固定されている。駆動プーリ４７には、タイミングベルト４８が架け渡されており、タイミングベルト４８を介して駆動プーリ４７の回転が従動プーリ４９に伝達されるようになっている。従動プーリ４９は、減速機６１の入力軸６３に固定されている。なお、駆動プーリ４７の回転は、１／２．２の減速比で従動プーリ４９に伝達される。
【００３２】
減速機６１は、上部に配置された入力軸６３と、底部に配置され固定板１４に固定されたカップ部６２と、外周部に配置された環状の出力部６６とを備えており、タイミングベルト４８を介してモータ４６からの駆動力が入力軸６３に入力されると、減速された回転数で出力部６６を回転させるようになっている。減速機６１は、公知の波動歯車装置から構成されており、図示しないサーキュラスプライン、ウェーブジェネレータおよびフレックススプラインとを備えている。本実施の形態では、入力軸６３と一体となって図示しないウェーブジェネレータが回転するが、一般的な波動歯車装置とは異なり、固定板１４に固定されたカップ部６２が図示しないフレックススプラインに接続され、図示しないサーキュラスプラインが出力部６６に接続されている。モータ４６、減速機６１、駆動プーリ４７、タイミングベルト４８、従動プーリ４９は、本発明における駆動手段を構成している。
【００３３】
出力部６６は、環状の外歯歯車６４と、外歯歯車６４の下部において外歯歯車６４と一体的に構成された環状の環状部６５とを備えている。
【００３４】
外歯歯車６４は、外周面に歯が形成された外歯平歯車として構成されており、上面においてボルト締結により接続板５１と固定されている。外歯歯車６４は、外歯歯車６４の外側に配置された内歯歯車７１の内周面と歯合して内歯歯車７１を回転させるようになっている。このため、外歯歯車６４は、外歯歯車６４にボルト締結された接続板５１を回転させるとともに、外歯歯車６４と歯合する内歯歯車７１を回転させるようになっている。
【００３５】
環状部６５の下面には、円弧状の溝６５ａが形成されている。溝６５ａは、本発明における第１の溝を構成している。環状部６５の下面の溝６５ａは、ストッパ固定板１６の上面の溝１６ａと対向しており、溝６５ａおよび溝１６ａにより形成される空間には、複数（本実施の形態では３つ）の鋼球７０が設けられている。このため、減速機６１の出力部６６と接続板５１および固定部材４４、４５を介して接続された回転ベース４１は、環状部６５の下面の溝６５ａと、ストッパ固定板１６の上面の溝１６ａと、これらの溝６５ａ、１６ａの間に設けられた鋼球７０とからなる機構により、回転可能な角度が一定範囲に制限されるようになっている。本実施の形態では、上記機構による回転可能な角度は、中立位置から一方向および他方向にそれぞれ１９４°（一方の回転端から他方の回転端まで３８８°）となっている。ここで、中立位置とは、ストッパ固定板１６の上面の溝１６ａの上に、環状部６５の下面の溝６５ａが全て重なった状態における、回転体、すなわち減速機６１の出力部６６、接続板５１、固定部材４４、４５、回転ベース４１等の位置となる。なお、円弧上の溝６５ａおよび溝１６ａは、鋼球７０の数に応じて、１８０°以上且つ３６０°未満の範囲で形成される。
【００３６】
このように、減速機６１の出力部６６は、外歯歯車６４と環状部６５とを備え、外歯歯車６４によって接続板５１と内歯歯車７１とを回転させるとともに、これらの回転体の回転範囲を鋼球７０およびストッパ固定板１６の溝１６ａとともに環状部６５の溝６５ａによって規制するようになっている。溝１６ａ、６５ａおよび鋼球７０は、本発明における回転規制手段および機械的回転規制手段を構成している。
【００３７】
次に、回転ベース４１の回転可能な角度を電気的に一定範囲に制限するためのリミットスイッチ３１、３２について詳細を説明する。なお、鋼球７０と溝６５ａ、１６ａの機構による両方向の回転角度の制限がそれぞれ１９４°であるのに対して、リミットスイッチ３１、３２による両方向の回転角度の制限は、これより２°小さい１９２°にそれぞれ設定している。ここで、本実施の形態において、回転ベース４１の回転可能な角度は、１９２°や１９４°に限らず、１８０°以上３６０°未満の範囲で設定してもよいが、回転ベース４１の回転可能な角度を電気的および機械的に概ね１９０°に設定しているのは、一方向に１９０°回転し、他方向に１９０°回転できれば、合わせて３６０°以上となり、回転ベース４１を所望の方向に向けることができるためである。また、仮に、回転ベース４１の回転可能な角度を更に大きくして例えば２７０°とした場合は、一方向の回転可能範囲と他方向の回転可能範囲の重複が必要以上に大きくなってしまい、構造が複雑化する等の不都合が発生する恐れがあるためである。
【００３８】
リミットスイッチ３１は、ガイド板１７の側面の切欠き部１７ａ内に配置されており、固定板１４の外周部において固定されている。リミットスイッチ３１は、検知部３１ａを上部に備えている。リミットスイッチ３１は、リミットスイッチ３１の内周側に配置された内歯歯車７１の外周面の凸形状のドグ７１ｂが反時計回りに回転して検知部３１ａを押下げると、モータ４６を駆動する図示しない制御回路に検知信号を送るようになっている。リミットスイッチ３１は、ドグ７１ｂの回転方向に長辺を有する長穴形状の２つの固定穴３１ｂを備えており、固定板１４に対する固定位置が調整可能であるため、ドグ７１ｂに対する相対位置を変更可能となっている。
【００３９】
リミットスイッチ３２は、リミットスイッチ３１と同様に、ガイド板１７の側面の切欠き部１７ａ内に配置されており、固定板１４の外周部において固定されている。リミットスイッチ３２とリミットスイッチ３１は、回転ベース４１とともに回転する回転体の回転軸（入力軸６３の軸芯と一致する）の軸線方向や放射方向には離隔しておらず、同一円周上に互いに隣接して配置されている。リミットスイッチ３２は、検知部３２ａを上部に備えている。リミットスイッチ３２は、リミットスイッチ３２の内周側に配置された内歯歯車７１の外周面の凸形状のドグ７１ｂが時計回りに回転して検知部３２ａを押下げると、モータ４６を駆動する図示しない制御回路に検知信号を送るようになっている。リミットスイッチ３２は、ドグ７１ｂの回転方向に長辺を有する長穴形状の２つの固定穴３２ｂを備えており、固定板１４に対する固定位置が調整可能であるため、ドグ７１ｂに対する相対位置を変更可能となっている。
【００４０】
内歯歯車７１は、内周面に歯が形成された内歯平歯車として構成されており、内歯歯車７１の内側に配置された減速機６１の出力部６６の外歯歯車６４の外周面の歯と歯合することにより回転するようになっている。本実施の形態では、内歯歯車７１の歯数が９８に設定されるとともに、外歯歯車６４の歯数が８８に設定されている。このため、外歯歯車６４から内歯歯車７１に回転が減速して伝達され、例えば、外歯歯車６４が中立位置から反時計回りに１９２°回転したとき、内歯歯車７１は中立位置から反時計周りに１７２°回転するようになっている。
【００４１】
したがって、リミットスイッチ３１は、外歯歯車６４が中立位置から反時計回りに１９２°回転したことを検知するために、内歯歯車７１が中立位置から反時計周りに１７２°回転したことを検知すればよく、同様に、リミットスイッチ３２は、外歯歯車６４が中立位置から時計回りに１９２°回転したことを検知するために、内歯歯車７１が中立位置から時計周りに１７２°回転したことを検知すればよいこととなるため、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを同一円周上に併設することができる。また、本実施の形態では、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とが、回転中心に対して１６°の角度をなしているため、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを近接して配置することができる。外歯歯車６４が形成された出力部６６、リミットスイッチ３１、３２、内歯歯車７１、ドグ７１ｂは、本発明における回転規制手段および電気的回転規制手段を構成している。
【００４２】
図９に示すように、内歯歯車７１は、その外周部がガイド板１７の内周部の上端により支持されるとともに、ガイド板１７の内周部の上端に設けられた保持部材７５により回転自在に支持されている。保持部材７５は、ガイド板１７の上端に設けられた押え板７６と、押え板７６内に配置され内歯歯車７１の外周面に接触して回転する円筒状のカラー７７と、カラー７７を押え板７６内で回転可能に支持する位置決めピン７８とを備えている。なお、位置決めピン７８は、上部に配置された接続板５１により上方への移動が規制されるため、ガイド板１７から脱落することがない。ガイド板１７および保持部材７５は、本発明における保持手段を構成している。
【００４３】
次に、回転体装置１の動作について説明する。
【００４４】
まず、モータ４６が一方に回転すると、タイミングベルト４８を介して伝達された駆動力が減速機６１の入力軸６３に入力され、減速機６１の出力部６６が減速機６１の仕様に基づいた減速比で回転する。
【００４５】
出力部６６が回転すると、出力部６６に接続板５１、固定部材４４、４５を介して接続された回転ベース４１が回転する。
【００４６】
図１０に示すように、出力部６６が例えば中立位置Ａから回転中心Ｘ１を中心として位置Ｃまで時計周りに１９２°回転したとき、内歯歯車７１のドグ７１ｂは中立位置Ｄから回転中心Ｘ２を中心としてリミットスイッチ３２が配置された第２の所定位置としての位置Ｆまで時計周りに１７２°回転するため、ドグ７１ｂがリミットスイッチ３２により検知されモータ４６が停止する。
【００４７】
また、モータ４６が他方に回転して、出力部６６が例えば中立位置Ａから回転中心Ｘ１を中心として位置Ｂまで反時計周りに１９２°回転したとき、内歯歯車７１のドグ７１ｂは中立位置Ｄから回転中心Ｘ２を中心としてリミットスイッチ３１が配置された第１の所定位置としての位置Ｅまで反時計周りに１７２°回転するため、ドグ７１ｂがリミットスイッチ３１により検知されモータ４６が停止する。
【００４８】
なお、仮にリミットスイッチ３１、３２が故障しているために、出力部６６が第１の所定角度としての１９２°を超えて回り続けた場合、前述した鋼球７０と溝６５ａ、１６ａの機構により中立位置Ｄから第２の所定角度としての１９４°回転した位置で出力部６６が停止する。
【００４９】
このように本実施の形態では、接続板５１に固定され、接続板５１と一体的に回転する出力部６６と、出力部６６が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう出力部６６より多くの歯数を有し、内周面で出力部６６に歯合するとともに外周面にドグ７１ｂが設けられた内歯歯車７１と、固定板１４に設けられ、内歯歯車７１の一方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｅまで回転したときに、ドグ７１ｂに接触してドグ７１ｂが位置Ｅにあることを電気的に検出するリミットスイッチ３１と、リミットスイッチ３１と同一円周上となるよう固定板１４に設けられ、内歯歯車７１の他方向の回転に伴ってドグ７１ｂが位置Ｆまで回転したときに、ドグ７１ｂに接触してドグ７１ｂが位置Ｆにあることを電気的に検出するリミットスイッチ３２と、を備え、主軸１１、固定板１４、ストッパ固定板１６等の非回転体に対する回転ベース４１、接続板５１等の回転体の回転可能角度を１９２°に電気的に規制するようになっている。
【００５０】
このため、出力部６６および出力部６６と一体的に回転する回転ベース４１、接続板５１等の回転体が１８０°以上である１９２°回転したときに、ドグ７１ｂが設けられた内歯歯車７１が１８０°未満である１７２°回転させるとともに、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを同一円周上に配置しているので、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを主軸１１の軸線方向に離隔する必要がなく、省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５１】
また、従来の回転体装置のように、加工が非常に複雑である、渦巻状で、且つその両端部に浅溝部を有するガイド溝を形成する必要がないので、簡易で低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５２】
したがって、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５３】
また、出力部６６の外歯歯車６４と内歯歯車７１との双方の歯数の比を変更するだけで、回転体の回転可能角度を簡単に増減することができるので、回転体の回転可能角度を１９２°以上に容易に設定することができる。
【００５４】
また、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを、同一円周上となるよう非回転体である固定板１４に設けているので、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２の位置が変化せず、且つ、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２とを隣接して配置することができるため、固定板１４に対するリミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２の取り付け位置を容易に調整することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、出力部６６の下面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の溝６５ａと、溝６５ａの下部のストッパ固定板１６の上面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の溝１６ａと、溝６５ａと溝１６ａとにより形成される空間に配置された鋼球７０と、を備え、主軸１１、固定板１４、ストッパ固定板１６等の非回転体に対する回転ベース４１、接続板５１等の回転体の回転可能角度を１９２°より大きい１９４°に機械的に規制するようになっている。
【００５６】
このため、リミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２に故障が発生した場合であっても、これら円弧上の溝６５ａ、１６ａと鋼球７０によって、接続板５１等の回転体の回転可能角度を機械的に規制することができる。
【００５７】
また、接続板５１等の回転体の回転可能角度を電気的に規制するための構成部材である出力部６６の下面に、接続板５１等の回転体の回転可能角度を機械的に規制するための構成部材である溝６５ａを形成したため、出力部６６に２つの機能を持たせることができ、新たな部材を設ける必要がないので、省スペースで低コストな構成により回転体の回転範囲を規制することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、内歯歯車７１をこの内歯歯車７１の内周面で出力部６６に歯合するように保持するガイド板１７および保持部材７５を備えたことを特徴とする。
【００５９】
このため、内歯歯車７１が常に出力部６６に歯合して回転することができ、内歯歯車７１とともに回転するドグ７１ｂをリミットスイッチ３１とリミットスイッチ３２により確実に検知することができる。
【００６０】
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る回転体装置は、簡易で省スペースな構成により回転体の回転範囲を規制することができるという効果を有し、回転体が回転端まで回転したときに回転体の回転を停止させるようにした回転体装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転体装置
１１ 主軸（非回転体）
１２、１３ 軸受
１４ 固定板（非回転体）
１５ スペーサ
１６ ストッパ固定板（非回転体）
１６ａ 溝（第２の溝、機械的回転規制手段）
１７ ガイド板（保持手段）
３１ リミットスイッチ（第１のリミットスイッチ、回転規制手段、電気的回転規制手段）
３２ リミットスイッチ（第２のリミットスイッチ、回転規制手段、電気的回転規制手段）
４１ 回転ベース（回転体）
４２ 仰角変更機構
４３ アンテナ
４４、４５ 固定部材
４６ モータ（駆動手段）
４６ａ 出力軸
４７ 駆動プーリ（駆動手段）
４８ タイミングベルト（駆動手段）
４９ 従動プーリ（駆動手段）
５１ 接続板（回転体）
６１ 減速機（駆動手段）
６２ カップ部
６３ 入力軸
６４ 外歯歯車
６５ 環状部
６５ａ 溝（第１の溝、機械的回転規制手段）
６６ 出力部（回転規制手段、電気的回転規制手段、機械的回転規制手段）
７０ 鋼球（回転規制手段、機械的回転規制手段）
７１ 内歯歯車（回転規制手段、電気的回転規制手段）
７１ｂ ドグ（回転規制手段、電気的回転規制手段）
７５ 保持部材（保持手段）
７６ 押え板
７７ カラー
７８ 位置決めピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搭載物に固定される非回転体と、
前記非回転体に対して回転自在に設けられた回転体と、
前記回転体を回転駆動する駆動手段と、
前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に規制する回転規制手段と、を備えた回転体装置において、
前記回転規制手段が、
前記回転体に設けられ、前記回転体と一体的に回転する外歯歯車と、
前記外歯歯車が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう前記外歯歯車より多くの歯数を有し、内周面で前記外歯歯車に歯合するとともに外周面に突出部が設けられた内歯歯車と、
前記非回転体に固定され、前記内歯歯車の一方向の回転に伴って前記突出部が第１の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第１の所定位置にあることを電気的に検出する第１のリミットスイッチと、
前記第１のリミットスイッチと同一円周上となるよう前記非回転体に設けられ、前記内歯歯車の他方向の回転に伴って前記突出部が第２の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第２の所定位置にあることを電気的に検出する第２のリミットスイッチと、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度に規制する電気的回転規制手段を備えたことを特徴とする回転体装置。
【請求項２】
前記回転規制手段が、
前記外歯歯車の下面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第１の溝と、
前記第１の溝の下部の前記非回転体の上面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第２の溝と、
前記第１の溝と前記第２の溝とにより形成される空間に配置された鋼球と、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度より大きい第２の所定角度に規制する機械的回転規制手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転体装置。
【請求項３】
前記内歯歯車を前記内歯歯車の内周面で前記外歯歯車に歯合するように保持する保持手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転体装置。
【請求項１】
被搭載物に固定される非回転体と、
前記非回転体に対して回転自在に設けられた回転体と、
前記回転体を回転駆動する駆動手段と、
前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に規制する回転規制手段と、を備えた回転体装置において、
前記回転規制手段が、
前記回転体に設けられ、前記回転体と一体的に回転する外歯歯車と、
前記外歯歯車が１８０°以上回転したときの回転角度が１８０°未満となるよう前記外歯歯車より多くの歯数を有し、内周面で前記外歯歯車に歯合するとともに外周面に突出部が設けられた内歯歯車と、
前記非回転体に固定され、前記内歯歯車の一方向の回転に伴って前記突出部が第１の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第１の所定位置にあることを電気的に検出する第１のリミットスイッチと、
前記第１のリミットスイッチと同一円周上となるよう前記非回転体に設けられ、前記内歯歯車の他方向の回転に伴って前記突出部が第２の所定位置まで回転したときに、前記突出部に接触して前記突出部が前記第２の所定位置にあることを電気的に検出する第２のリミットスイッチと、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度に規制する電気的回転規制手段を備えたことを特徴とする回転体装置。
【請求項２】
前記回転規制手段が、
前記外歯歯車の下面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第１の溝と、
前記第１の溝の下部の前記非回転体の上面に１８０°以上且つ３６０°未満の所定角度に渡り形成された円弧状の第２の溝と、
前記第１の溝と前記第２の溝とにより形成される空間に配置された鋼球と、から構成され、前記非回転体に対する前記回転体の回転可能角度を第１の所定角度より大きい第２の所定角度に規制する機械的回転規制手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転体装置。
【請求項３】
前記内歯歯車を前記内歯歯車の内周面で前記外歯歯車に歯合するように保持する保持手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９２４０２（Ｐ２０１０−１９２４０２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３８１７１（Ｐ２００９−３８１７１）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]