(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記平面ギヤ上に形成された一の方向及びこれと直交する他の方向へそれぞれ配置された凹凸部は、マトリックス状に配置された山歯により形成されることを特徴とする請求項2に記載の回転駆動装置。
前記平面ギヤに設けられて該平面ギヤを一の方向及び他の方向へ駆動する駆動部は、各平面ギヤに対応して設けられたベース部材上にそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項2又は3のいずれか1項に記載の回転駆動装置。
前記各平面ギヤの駆動部を支持するベース部材間には、該平面ギヤが移動した際の歪を吸収する緩衝材が設置されていることを特徴とする請求項4に記載の回転駆動装置。
前記ベース部材と前記平面部材との間には、該平面部材を一の方向及び他の方向へ移動自在とするスライド機構が設置されていることを特徴とする請求項4又は5のいずれか1項に記載の回転駆動装置。
前記連結部材は、前記平面部材を貫通する方向に向けられかつその先端部にて被作動体を支持する受動軸であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転駆動装置。
面上の一の方向及びこれと交差する他の方向へそれぞれ配置された凹凸部を有する第1平面部材を、該凹凸部を介して駆動される第1駆動部により一の方向及び他の方向に移動させる工程と、
前記第1平面部材と間隔をおいて配置されかつ面上の一の方向及びこれと交差する他の方向へそれぞれ配置された凹凸部を有する第2平面部材を、該凹凸部を介して駆動される第2駆動部により一の方向及び他の方向に移動させる工程と、
前記工程を選択的に実行することにより、前記第1及び第2平面部材を貫通する方向に向けられた連結部材を介してこれら平面部材に接続された被作動体を回転又は揺動させる
工程と、を有することを特徴とする回転駆動方法。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の構成について
図1を参照して説明する。
図1は本発明に係る回転駆動装置1の全体構成を示す図であって、互いに間隔をおいて配置されかつ全体が板状に形成された複数の平面部材2と、該平面部材2にそれぞれ設けられた駆動部3と、該平面部材2に設けられた被作動体4とを有する。
なお、
図1には、2つの平面部材2が設置され、これら2つの平面部材2に個別に独立した駆動部3が設置された例が示されている。
【0010】
平面部材2はその面上に沿いかつ一の方向(矢印A方向)及びこれと交差する他の方向(矢印B方向)へ延びる凹凸部5を有している。
本例では、互いに間隔をおいて2つの平面部材2が設けられているが、その平面部材2のそれぞれに凹凸部5が形成されている。
【0011】
駆動部3は、一の方向(矢印A方向)へ並ぶ凹凸部5と噛み合って同方向(矢印A方向)へ該平面部材2を移動させる一方向駆動機構6、及び他の方向(矢印B方向)へ並ぶ凹凸部5を噛み合って同方向(矢印B方向)へ該平面部材2を移動させる他方向駆動機構7を有している。
本例では、2つの平面部材2のそれぞれに、一方向駆動機構6及び他方向駆動機構7を有する駆動部3が設けられている。
また、これら一方向駆動機構6及び他方向駆動機構7はベース部材M上に固定されている。
【0012】
被作動体4は、複数の平面部材2と略並行に設けられたものであって、該平面部材2を貫通する方向に向けられた連結部材8を介して該平面部材2にそれぞれ回動自在に接続されている。
なお、この被作動体4には、サイネージ、ゲーム等に使用されるディスプレイ又は表示媒体などが装着される。
【0013】
そして、以上詳細に説明した回転駆動装置1によれば、駆動部3となる一方向駆動機構6及び/又は他方向駆動機構7の駆動により、凹凸部5を介して、それぞれの平面部材2が一の方向(矢印A方向)及び/又はこれと交差する他の方向(矢印B方向)に移動される。
その結果、各平面部材2に連結部材8を介して接続された被作動体4では、一方向駆動機構6及び/又は他方向駆動機構7の選択的駆動に基づき、矢印(イ)〜(ホ)に示されるような、上下動、左斜め動、右斜め動、左右動、回転及び揺動という動作を行うことができる。これにより被作動体4に多様な動作をさせて躍動感のある演出を行うことが可能である。
【0014】
また、本発明の回転駆動装置1では、平面部材2の面上に一の方向(矢印A方向)及びこれと交差する他の方向(矢印B方向)へ延びる凹凸部5を有する部材として、例えば平面ギヤ等が使用可能であるので、これまでの2組のラック&ピニオンを使用して二方向に駆動する方式と比較して、全体構成が簡素化され、製作コストを低く抑えることができる効果も得られる。
また、本発明の回転駆動装置1では、複数の平面部材2毎に駆動部3が設置されているので、動力を分散することができ、これにより駆動機構6,7にトルクの比較的小さい駆動モータを使用することが可能となり、コスト削減、省スペース化を図ることができる。
【0015】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る構成について
図2〜
図11を参照して説明する。
図2は本発明の第1実施形態に係る回転駆動装置100の全体構成を示す図であって、互いに間隔をおいて配置されかつ全体が板状に形成された複数の平面部材10と、平面部材10にそれぞれ設けられた駆動部11と、平面部材10に設けられた被作動体12とを有する。
なお、
図2には、2つの平面部材10が設置され、これら2つの平面部材10に個別に独立して駆動部11が設置された例が示されている。
【0016】
平面部材10は、
図2及び
図3に示されるように、その面上に一の方向(矢印A方向)及びこれと交差する他の方向(矢印B方向)へ延びるマトリックス状の山歯13を有する平面ギヤGであって、その上面の山歯13により凹凸部が形成されている。
この平面ギヤGは全体形状が略正方形状又は長方形状に形成されており、その一辺が略45°傾いた状態で配置されている。
また、平面ギヤG上の一の方向(矢印A方向)及びこれと交差する他の方向(矢印B方向)は、該平面ギヤGの表面に沿う方向でもある。
また、この平面ギヤGは、基台となるベース部材Mに設けられたスライド機構20を介して、該ベース部材Mに対して、一の方向(矢印A方向)及びこれと交差する他の方向(矢印B方向)にスライド可能としているが、これについては後述する。
【0017】
駆動部11は、一の方向(矢印A方向)へ並ぶ山歯13と噛み合って同方向(矢印A方向)へ平面ギヤGを移動させる一方向駆動機構14、及び他の方向(矢印B方向)へ並ぶ山歯13を噛み合って同方向(矢印B方向)へ平面ギヤGを移動させる他方向駆動機構15を有している。
本例では、2つの平面ギヤGが設けられており、その平面ギヤGのそれぞれに、一方向駆動機構14及び他方向駆動機構15を有する駆動部11が設けられている。
【0018】
これら駆動機構14,15は、
図2〜
図4に示されるように、駆動源となる駆動モータ16,17と、これら駆動モータ16,17の駆動軸に連結された歯車18,19とを有する構成であって、駆動モータ16,17は共にベース部材M上に固定されている。
また、これら駆動モータ16,17の駆動軸は、平面ギヤGにおけるマトリックス状の山歯13の配列に対応して互いに直交する位置関係に設けられている。
【0019】
ベース部材Mと平面ギヤGとの間には、
図5及び
図6に示されるように、平面ギヤGを矢印A方向及びこれと交差する矢印B方向にスライド自在とするためのスライド機構20が設けられている。
スライド機構20は、中央に開口21Aを有するスライド板21を具備している。このスライド板21の上下面には、ベース部材Mに対してスライド板21を矢印A方向、矢印B方向に相対移動させるための凸部22及び凹状溝23、凸部24及び凹状溝25が設けられている。
また、スライド板21の中央に位置する開口21Aには、駆動機構14,15の歯車18,19が位置している。
【0020】
なお、これら凸部22及び凹状溝23、凸部24及び凹状溝25は、互いに嵌合し合いかついずれかがスライドすることで、ベース部材Mに対して平面ギヤGを矢印A方向又は矢印B方向にスライド可能とする。
そして、以上の構成に基づき、一方向駆動機構14の歯車18が駆動されて、平面ギヤGがベース部材Mに対して矢印A方向にスライドされた場合には、他方向駆動機構15の歯車19が平面ギヤG上を滑る、すなわち平面ギヤG上の山歯13が他方向駆動機構15の歯車19間を相対移動する。
同様に、他方向駆動機構15の歯車19が駆動されて、平面ギヤGがベース部材Mに対して矢印B方向にスライドされた場合には、一方向駆動機構14の歯車18が平面ギヤG上を滑る、すなわち平面ギヤG上の山歯13が一方向駆動機構14の歯車18間を相対移動する。
以上のような一方向駆動機構14及び他方向駆動機構15の動作により、ベース部材Mに対して平面ギヤGを矢印A方向又は矢印B方向にスライド可能とする。
【0021】
平面ギヤGには、
図2及び
図6に示すように被作動体12が設けられている。
被作動体12は、複数の平面ギヤGと略並行に設けられたものであって、平面ギヤGを貫通する方向に向けられた受動軸としての連結部材30を介して平面ギヤGにそれぞれ接続されている。この被作動体12には、サイネージ、ゲーム等に使用されるディスプレイ又は表示媒体などが設置される受け部材31(
図6参照)が設置されている。なお、この受け部材31は連結部材30の先端部に位置している。
また、連結部材30には、平面ギヤG又は被作動体12との間にベアリング(図示略)が介在されている。このベアリングは、連結部材30を介して、平面ギヤGに対して被作動体12を回動自在に支持するものであって、平面ギヤGが駆動された場合に、その駆動力を被作動体12に円滑に伝達するために使用される。
【0022】
一方向駆動機構14及び/又は他方向駆動機構15を支持するベース部材Mは、
図6〜
図8に示されるように、駆動機構14,15毎に設けられている。
本例では、2つの駆動機構14,15が設けられているので、これらを支持するベース部材Mも2枚設けられている。
これらベース部材Mは、枠材40により支持されかつ全体として平面をなす位置関係に配置されているものであって、これらベース部材Mの枠材40の間には、平面ギヤGが回転又は移動した際に生じる歪を吸収する緩衝材41が設置されている。
【0023】
そして、このような緩衝材41は弾性を有する材料により形成されているものであって、該緩衝材41の設置によって、平面ギヤGが回転又は移動した際に生じる歪を吸収して、該平面ギヤGの回転又は移動に伴う被作動体12の変位を支障なく行うことを可能とする。
また、緩衝材41は、複数ある連結部材30に設置されたベアリング(図示略)間の微妙な距離変化を吸収し、これにより該ベアリングに負荷が掛かり、平面ギヤGに破損が生じることを防止する役目もある。
なお、緩衝材41は、
図7(A)に示されるようにベース部材Mの端部を包むように枠材40の間に配置されているが、これに限定されず、
図7(B)に示されるようにベース部材Mの端部端面のみに配置しても良い。
【0024】
以上説明した第1実施形態に係る回転駆動装置100によれば、駆動部11となる一方向駆動機構14及び/又は他方向駆動機構15を選択的に駆動することにより、山歯13を介して、それぞれの平面ギヤGが一の方向(矢印A方向)及び/又はこれと交差する他の方向(矢印B方向)に移動する。
その結果、各平面ギヤGに連結部材30を介して接続された被作動体12では、一方向駆動機構14及び/又は他方向駆動機構15の選択的駆動に基づき、矢印(イ)〜(ヘ)に示されるような、上下動、左斜め動、右斜め動、左右動、回転及び揺動という動作を行うことができる。また平面ギアGが鉛直方向に対して45°傾いて配置されているので、全部の重力を受ける上下方向への移動に伴う負荷を一方駆動機構14と他方駆動機構15とに均等に分散させて、片方への負荷の集中を避けることができる。例えば、これらの駆動機構として定格トルクが同一のモータを使用することができる。
なお、ここで言う選択的駆動とは、左右両側に位置する駆動機構14,15の駆動モータ16,17のいずれかの駆動(いずれか1つ駆動、組み合わせて駆動)するケースとともに、全てが同時に駆動するケースも含むものとする。
【0025】
例えば、第1実施形態の回転駆動装置100では、
図9に示されるように、2つの平面ギヤGを矢印A方向及び/又は矢印B方向に選択的に移動させることにより、該平面ギヤGに連結される被作動体12を、矢印(イ)に示される上下動、矢印(ロ)に示される左斜め動、矢印(ハ)に示される右斜め動、矢印(ニ)に示される左右動という動作を行うことができる。
また、第1実施形態の回転駆動装置100では、
図10に示されるように、2つの平面ギヤGを上下方向となる矢印(イ)方向に選択的に移動することにより、該平面ギヤGに連結される被作動体12を矢印(ホ)方向に回転させることができる。
さらに、第1実施形態の回転駆動装置100では、
図11に示すように、矢印(イ)方向への平面ギヤGの上下動を連続して行うことにより、該平面ギヤGに連結される被作動体12を矢印(ヘ)で示すように回転、揺動させることができる。
【0026】
すなわち、第1実施形態に係る回転駆動装置100によれば、少なくとも2つの平面ギヤGを有し、各平面ギヤGに一方向駆動機構14及び他方向駆動機構15からなる駆動部11を設けた構成とすることにより、平面ギヤGに連結される被作動体12に多様な動作をさせることができ、様々な演出を行うことができる。
例えば、第1実施形態に係る回転駆動装置100では、平面ギヤGと、平面ギヤGの面上一の方向(矢印A方向)及びこれと直交する他の方向(矢印B方向)へそれぞれ配置された山歯13とからなる平面ギヤGを使用することで、被作動体12として設置された液晶ディスプレイを色々な方向に動作させることができる。被作動体12として設置された液晶ディスプレイを立てた状態で、パネル面と略平行な方向に、上下、左右、斜め、円を描く動作、さらには液晶ディスプレイの中心を中心に液晶ディスプレイの左右が交互に上下に動く動作をさせることができ、これにより多様な演出を行うことができる。
【0027】
そして、第1実施形態に係る回転駆動装置100では、液晶ディスプレイを動かすことで、液晶ディスプレイの映像を見ている人々にインパクトを与え、印象に残る演出を行い、また、映像に合わせて、液晶ディスプレイを動作させることにより、より高い躍動感を出すことが可能となる。
また、第1実施形態に係る回転駆動装置100では、歩行者がこの装置を持った状態で、地図ナビとの連携で、右の道に行くときは被作動体12を右に移動する動作させ、また、斜め右上のときには、被作動体12を斜めに移動する動作を行わせることができる。これにより目が不自由な歩行者であっても、動く被作動体12に直接に触れることで、より分かり易い誘導が可能となる。
【0028】
また、第1実施形態に係る回転駆動装置100では、平面部材10として、平面ギヤGの面上に一の方向(矢印A方向)及びこれと交差する他の方向(矢印B方向)へ延びる山歯13を有する部材、例えば平面ギヤG等が使用可能であるので、これまでの2組のラック&ピニオンを使用して二方向に駆動する方式と比較して、全体構成が簡素化され、製作コストを低く抑えることができる効果も得られる。
また、第1実施形態に係る回転駆動装置100によれば、複数の平面ギヤG毎に駆動部11が設置されているので、動力を分散することができ、これによりトルクの比較的小さい駆動モータを使用することが可能となり、コスト削減、省スペース化を図ることができる。
【0029】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る構成について
図12を参照して説明する。
第2実施形態に係る回転駆動装置101が、第1実施形態に係る回転駆動装置100と構成を異にする点は、平面部材10として設けられた平面ギヤGが設置される角度である。すなわち、本実施形態では、平面ギヤGは略正方形状又は長方形状に形成されており、その一辺が水平又は垂直に配置されている。
【0030】
そして、第2実施形態に係る回転駆動装置101によれば、駆動部11となる一方向駆動機構14及び/又は他方向駆動機構15を駆動することにより、山歯13を介して、それぞれの平面ギヤGが垂直方向である一の方向(矢印A方向)及び/又はこれと交差する水平方向である他の方向(矢印B方向)に移動する。
その結果、各平面ギヤGに連結部材30を介して接続された被作動体12では、一方向駆動機構14及び他方向駆動機構15を同時に同じ方向に駆動することにより、矢印(イ)方向、矢印(ニ)方向、に示される上下動/水平動という動作を行うことができる。これにより平面ギヤGに連結される被作動体12に多様な動作をさせることができ、様々な演出を行うことができる。
【0031】
なお、第1実施形態では平面ギヤGの一辺が45°傾くように配置し、第2実施形態では平面ギヤGの一辺が水平又は垂直となるように配置したが、これに限定されず、平面ギヤGの設置角度は、被作動体12の多様な動作内容、演出内容により適宜定めると良い。
また、平面ギヤGの全体形状は四角形状であることに限定されず、三角形状、五角形状であっても良く、特定形状に限定されるものではない。
【0032】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。