特開 2024-14106 回転調整装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014106

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】回転調整装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/00 20060101AFI20240125BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

H05K13/00 G

H05K13/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116701

(22)【出願日】2022-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】507216098

【氏名又は名称】シチズン千葉精密株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100125346

【弁理士】

【氏名又は名称】尾形 文雄

(72)【発明者】

【氏名】牧 智司

【テーマコード（参考）】

5E353

【Ｆターム（参考）】

5E353BB06

5E353JJ13

5E353JJ21

5E353JJ28

5E353JJ29

5E353JJ52

5E353NN18

5E353QQ08

5E353QQ11

(57)【要約】

【課題】調整時に被調整部品にかかる荷重を安定させることができる回転調整装置を提供する。
【解決手段】回転調整装置１は、被調整部品１００に嵌合されるドライバビット１０と、モータ４１と、モータ４１により駆動されて、所定の回転軸を中心として回転する円筒状の回転部材４２と、回転部材４２の内側に配置されて、回転部材４２とともに上述の回転軸を中心として回転する円筒状の外筒２２及び保持部材２４と、外筒２２及び保持部材２４の内側に配置されて、外筒２２及び保持部材２４とともに上述の回転軸を中心として回転するとともに回転軸の軸方向には外筒２２及び保持部材２４に対して摺動可能であり、軸方向における一端がドライバビット１０に連結されたスプライン軸２１と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被調整部品に嵌合されるドライバビットと、
モータと、
前記モータにより駆動されて、所定の回転軸を中心として回転する筒状の第１回転部材と、
前記第１回転部材の内側に配置されて、当該第１回転部材とともに前記回転軸を中心として回転する筒状の第２回転部材と、
前記第２回転部材の内側に配置されて、当該第２回転部材とともに前記回転軸を中心として回転するとともに当該回転軸の軸方向には当該第２回転部材に対して摺動可能であり、当該軸方向における一端が前記ドライバビットに連結された摺動部材と、
を備える回転調整装置。

【請求項2】

前記摺動部材における前記軸方向の他端に装着されて、前記第２回転部材に対する当該軸方向の移動を規制する規制部材をさらに備える、
請求項１に記載の回転調整装置。

【請求項3】

前記第２回転部材の内周面には前記軸方向に延びる第１溝が形成され、
前記摺動部材の外周面には前記軸方向に延びる第２溝が形成され、
前記第１溝と前記第２溝との間に球状のボールが設けられ、
前記第２回転部材と前記摺動部材と前記ボールは、ボールスプラインを構成する、
請求項１に記載の回転調整装置。

【請求項4】

前記モータと前記第１回転部材は、中空ロータリアクチュエータを構成する、
請求項１に記載の回転調整装置。

【請求項5】

前記摺動部材と前記ドライバビットとはカップリングを介して連結されている、
請求項１に記載の回転調整装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転調整装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ドライバビットを半固定抵抗器に嵌合して自動調整を行う装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載された装置は、ビットホルダにテーパ部を形成し、これに対応するテーパ受け面を位置決めボードに形成する。まず、テーパ部とテーパ受け面とを接合させた状態で支持台全体を降下させてドライバビットを半固定抵抗器に嵌合する。しかる後、位置決めボードを移動させてビットホルダ即ちドライバビットをフリー状態とし、かかる状態で、モータの回転力をフレキシブルカップリングを介してドライバビットに伝達し、半固定抵抗器の自動調整を行う。特許文献１に記載された装置においては、フレキシブルカップリングとモータとの間に、モータ側の軸とフレキシブルカップリングの軸とを軸方向に相対的に摺動可能でかつ相対的な回転阻止状態に連結し得る連結部が介在し、連結部とフレキシブルカップリングとの間に、スプリングが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－１５２１８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された装置においては、ビットホルダと位置決めボードとは、スプリングの付勢力を受けて、ビットホルダのテーパ部と位置決めボードのテーパ受け面とを接合し、ドライバビットが半固定抵抗器に嵌合した状態となる。この状態から、支持台が降下すると、位置決めボードが降下するだけで、ドライバビット、ビットホルダ等は半固定抵抗器との嵌合によって移動を阻止され、その移動量をスプリングの圧縮によって吸収する。それゆえ、調整時には、スプリングのばね力が半固定抵抗器にかかる。このように構成された装置においては、スプリングが劣化する等の理由によりばね力が変化するため、調整時に被調整部品（特許文献１においては半固定抵抗器）にかかる荷重を安定させるという点において改善の余地があった。
本発明は、調整時に被調整部品にかかる荷重を安定させることができる回転調整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】

【0005】

かかる目的のもと完成させた本発明は、被調整部品に嵌合されるドライバビットと、モータと、前記モータにより駆動されて、所定の回転軸を中心として回転する筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材の内側に配置されて、当該第１回転部材とともに前記回転軸を中心として回転する筒状の第２回転部材と、前記第２回転部材の内側に配置されて、当該第２回転部材とともに前記回転軸を中心として回転するとともに当該回転軸の軸方向には当該第２回転部材に対して摺動可能であり、当該軸方向における一端が前記ドライバビットに連結された摺動部材と、を備える回転調整装置である。
ここで、前記摺動部材における前記軸方向の他端に装着されて、前記第２回転部材に対する当該軸方向の移動を規制する規制部材をさらに備えても良い。
また、前記第２回転部材の内周面には前記軸方向に延びる第１溝が形成され、前記摺動部材の外周面には前記軸方向に延びる第２溝が形成され、前記第１溝と前記第２溝との間に球状のボールが設けられ、前記第２回転部材と前記摺動部材と前記ボールは、ボールスプラインを構成しても良い。
また、前記モータと前記第１回転部材は、中空ロータリアクチュエータを構成しても良い。
また、前記摺動部材と前記ドライバビットとはカップリングを介して連結されていても良い。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、調整時に被調整部品にかかる荷重を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る回転調整装置の概略構成の一例を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る回転調整装置における、図１のＩＩ－ＩＩ部の断面の一例を示す図である。

【図3】調整時の動作の一例を示す図である。

【図4】調整時の動作の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る回転調整装置１の概略構成の一例を示す斜視図である。
図２は、実施形態に係る回転調整装置１における、図１のＩＩ－ＩＩ部の断面の一例を示す図である。
回転調整装置１は、基板１１０に実装された例えば半固定抵抗器等の被調整部品１００に嵌合されるドライバビット１０と、ボール２３の転がり運動を利用して後述するスプライン軸２１を直線運動させるボールスプライン２０と、ドライバビット１０とスプライン軸２１との間に介在するカップリング３０と、を備える。

【0009】

また、回転調整装置１は、ボールスプライン２０の駆動源となるアクチュエータ４０と、アクチュエータ４０を支持する支持台５０と、アクチュエータ４０とボールスプライン２０との間に介在する介在部材６０と、後述するスプライン軸２１の移動を規制する規制部材７０と、規制部材７０とボールスプライン２０の後述する外筒２２との間に配置されたワッシャ８０と、を備える。

【0010】

（ボールスプライン２０）
ボールスプライン２０は、軸方向の溝２１１が形成された円柱状のスプライン軸２１を有する。スプライン軸２１は、アクチュエータ４０からの駆動力を受けて、円柱の中心線を回転軸として回転する。以下では、スプライン軸２１の軸方向を、単に「軸方向」と称し、軸方向における被調整部品１００側（図１では下側）を「第１側」、被調整部品１００とは反対側（図１では上側）を「第２側」と称する場合がある。また、スプライン軸２１の回転半径方向（図２では左右方向）を、単に「半径方向」と称し、半径方向において、スプライン軸２１の回転軸側を、「内側」と称し、回転軸から離れる側を、「外側」と称する場合がある。

【0011】

また、ボールスプライン２０は、スプライン軸２１の外側に配置された円筒状の外筒２２と、スプライン軸２１と外筒２２との間に配置されてボール２３を保持する保持部材２４とを有する。

【0012】

外筒２２は、円筒状の円筒状部２２１と、円筒状部２２１における第２側の端部から外側に突出したフランジ部２２２とを有する。フランジ部２２２には、軸方向に貫通する貫通孔２２３が形成されている。
保持部材２４は、円筒状の部材であり、内周面に、スプライン軸２１に形成された溝２１１との間にボール２３を保持する溝２４１が形成されている。
なお、外筒２２とスプライン軸２１との間に保持部材２４を設けずに、外筒２２の内周面にスプライン軸２１に形成された溝２１１との間にボール２３を保持する溝が形成されていても良い。

【0013】

（カップリング３０）
カップリング３０は、スプライン軸２１の第１側の端部とドライバビット１０の第２側の端部とをつなぎ、スプライン軸２１の動力をドライバビット１０に伝達する。カップリング３０は、スプライン軸２１の軸心とドライバビット１０の軸心間の偏芯、偏角、振れを許容して伝達するように、柔軟性やたわみ性が持たせられている。

【0014】

（アクチュエータ４０）
アクチュエータ４０は、モータ４１と、モータ４１による駆動力を受けて回転する円筒状の回転部材４２と、回転部材４２を回転可能に支持する円筒状の円筒状部材４３と、モータ４１及び円筒状部材４３を支持する支持部材４４と、を有する。円筒状部材４３の外側に回転部材４２が配置され、円筒状部材４３及び回転部材４２の第１側に支持部材４４が配置されている。
なお、円筒状部材４３は、回転部材４２の外側に配置されていても良い。

【0015】

モータ４１は、回転軸がスプライン軸２１の軸方向と平行となるように、支持部材４４に固定されている。
円筒状部材４３における第１側の端部には雌ねじ穴が形成されており、円筒状部材４３は、この雌ねじ穴に、ボルト等の締付部材が締め付けられることで、支持部材４４に固定されている。

【0016】

回転部材４２は、円筒状であり、外周面における第１側の端部に、モータ４１のピニオン４１１と噛み合うギア４２１が形成されている。また、回転部材４２の内周面には、円筒状部材４３の外周面に形成された溝とともに、ローラやボール等を保持する溝４２２が形成されており、回転部材４２は、円筒状部材４３とともにベアリングを構成する。また、回転部材４２における第２側の端面には、雌ねじ穴４２３が形成されている。

【0017】

（支持台５０）
支持台５０は、アクチュエータ４０の支持部材４４の第１側に配置されて、支持部材４４に形成された貫通孔を通されたボルト等の締付部材にてアクチュエータ４０が固定される支持部５１と、軸方向と平行となるように設けられて、例えばロボット１５０に支持される被支持部５２とを有する。

【0018】

そして、支持台５０は、ドライバビット１０、ボールスプライン２０、カップリング３０、アクチュエータ４０、介在部材６０及び規制部材７０を支持部５１に支持したまま、例えばロボット１５０にてｘ軸（例えば前後方向）、ｙ軸（例えば左右方向）、ｚ軸（例えば上下方向）の各軸方向に移動可能である。

【0019】

（介在部材６０）
介在部材６０は、平板状の部材であり、外周部に軸方向に貫通する貫通孔６１が複数（例えば４つ）形成され、内周部に雌ねじ穴６２が複数（例えば４つ）形成されている。
介在部材６０は、貫通孔６１を通されたボルト等の締付部材が、アクチュエータ４０の回転部材４２に形成された雌ねじ穴４２３に締め付けられることで、回転部材４２に固定される。
また、介在部材６０は、ボールスプライン２０の外筒２２のフランジ部２２２に形成された貫通孔２２３を通されたボルト等の締付部材が雌ねじ穴６２に締め付けられることで、外筒２２を保持する。

【0020】

（規制部材７０）
規制部材７０は、円筒状の円筒状部７１と、円筒状部７１における第２側の開口部を覆う覆い部７２とを有する。円筒状部７１の外径は、ワッシャ８０の内径よりも大きい。そして、規制部材７０は、スプライン軸２１の第２側の端部に装着され、スプライン軸２１が外筒２２や保持部材２４に対して第１側に移動することを規制する。
なお、規制部材７０を、スプライン軸２１に装着する態様は特に限定されない。例えば、規制部材７０をスプライン軸２１に対して圧入しても良いし、ボルトやビス等の締付部材を用いて締め付けても良いし、接着剤を用いて接着しても良い。

【0021】

（ワッシャ８０）
ワッシャ８０は、円環状の部材である。ワッシャ８０の内径は、スプライン軸２１の外径よりも大きく、規制部材７０の外径よりも小さい。また、ワッシャ８０の外径は、規制部材７０の外径以上であるとともに、ボールスプライン２０の外筒２２の内径よりも大きい。そして、ワッシャ８０は、規制部材７０とボールスプライン２０の外筒２２及び保持部材２４との間に配置されて、規制部材７０が外筒２２及び保持部材２４と衝突することを抑制する。

【0022】

（調整時の動作）
図３及び図４は、調整時の動作の一例を示す図である。
支持台５０を支持するロボット１５０を、軸方向と直交する方向（ｘ軸又はｙ軸方向）に移動させて、ドライバビット１０の軸芯と被調整部品１００の軸芯とを合わせた後、支持台５０を軸方向の第１側に移動させる。このとき、図３に示すように、スプライン軸２１の第２側の端部に装着された規制部材７０がワッシャ８０に接触するとともに、ワッシャ８０がボールスプライン２０の外筒２２に接触することで、スプライン軸２１が軸方向の第１側に移動することが抑制される。

【0023】

支持台５０を軸方向（ｚ軸方向）の第１側に移動させると、ドライバビット１０の先端が被調整部品１００の上部に接触することで、ドライバビット１０、カップリング３０、スプライン軸２１及び規制部材７０の移動が抑制される（図３参照）。ドライバビット１０の先端が被調整部品１００の上部に接触した後に、図４に示すように、支持台５０がさらに軸方向の第１側に移動することで、スプライン軸２１と外筒２２及び保持部材２４（図２参照）とが相対的に移動し、支持台５０に固定されたアクチュエータ４０、介在部材６０、ボールスプライン２０の外筒２２及びワッシャ８０が軸方向の第１側に移動する。これにより、規制部材７０がワッシャ８０から離れ、被調整部品１００には、ドライバビット１０、カップリング３０、スプライン軸２１及び規制部材７０の荷重（重量）のみがかかる。

【0024】

規制部材７０がワッシャ８０から離れた後に、支持台５０の軸方向の第１側への移動を停止する。そして、アクチュエータ４０のモータ４１を回転させる。モータ４１が回転することで、回転部材４２、介在部材６０、ボールスプライン２０の外筒２２、及び、保持部材２４が回転する。ボールスプライン２０の外筒２２及び保持部材２４が回転することで、ボール２３を介して、スプライン軸２１に動力が伝達され、スプライン軸２１、規制部材７０、カップリング３０及びドライバビット１０が回転する。

【0025】

ドライバビット１０、カップリング３０、スプライン軸２１及び規制部材７０の荷重がかかった状態でドライバビット１０が回転すると、ドライバビット１０の先端が被調整部品１００の上部に形成された溝（不図示）に嵌り込むとともに、回転調整が行われる。

【0026】

以上、説明したように、回転調整装置１は、被調整部品１００に嵌合されるドライバビット１０と、モータ４１と、モータ４１により駆動されて、所定の回転軸（スプライン軸２１の円柱の中心線）を中心として回転する円筒状の回転部材４２（第１回転部材の一例）と、回転部材４２の内側に配置されて、回転部材４２とともに上述の回転軸を中心として回転する円筒状の外筒２２及び保持部材２４（この二つが第２回転部材の一例）と、を備える。また、回転調整装置１は、外筒２２及び保持部材２４の内側に配置されて、外筒２２及び保持部材２４とともに上述の回転軸を中心として回転するとともに軸方向には外筒２２及び保持部材２４に対して摺動可能であり、軸方向における一端がドライバビット１０に連結されたスプライン軸２１（摺動部材の一例）を備える。

【0027】

以上のように構成された回転調整装置１においては、スプライン軸２１が外筒２２及び保持部材２４に対して軸方向に摺動可能であり、調整時に、スプライン軸２１やスプライン軸２１に連結されたドライバビット１０等の部品の荷重のみが被調整部品１００にかかるようにすることができるので、被調整部品１００にかかる荷重を安定させることができる。また、ボールスプライン２０の外周を取り囲むようにアクチュエータ４０が配置されているので、アクチュエータ４０の駆動力をボールスプライン２０に安定して伝達することができ、ドライバビット１０の回転を安定させることができる。

【0028】

ここで、保持部材２４の内周面には軸方向に延びる溝２４１（第１溝の一例）が形成され、スプライン軸２１の外周面には軸方向に延びる溝２１１（第２溝の一例）が形成され、溝２４１と溝２１１との間に球状のボール２３が設けられている。これにより、スプライン軸２１を外筒２２及び保持部材２４とともに回転させることができるとともに、軸方向に滑らかに移動させることができる。

【0029】

本実施形態においては、外筒２２、保持部材２４、スプライン軸２１、及び、ボール２３は、ボールスプライン２０を構成する。つまり、外筒２２、保持部材２４、スプライン軸２１及びボール２３等が一体的に構成されたボールスプライン２０を用いることができるので、回転調整装置１を簡易な構成にすることができる。

【0030】

なお、スプライン軸２１を外筒２２及び保持部材２４とともに回転させることができるとともに軸方向に摺動可能にすることができるのであれば、ボール２３が介在する構成に限定されない。例えば、ボール２３を省略するとともに、保持部材２４の内周面から内側に突出した突出部（不図示）を形成し、この突出部をスプライン軸２１の溝２１１に嵌め込んでも良い。また、ボール２３及び保持部材２４を省略するとともに、外筒２２の内周面から内側に突出した突出部（不図示）を形成し、この突出部をスプライン軸２１の溝２１１に嵌め込んでも良い。また、ボール２３及び保持部材２４を省略するとともに、外筒２２の内周面及びスプライン軸２１の外周面を互いに同形の角柱状（四角柱状等）とし、外筒２２の内周面とスプライン軸２１の外周面とを嵌合させても良い。

【0031】

また、本実施形態に係る回転調整装置１においては、アクチュエータ４０とボールスプライン２０との間に介在部材６０を介在させているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、ボールスプライン２０の外筒２２がアクチュエータ４０の回転部材４２に直接取り付けられていても良い。また、介在部材６０は、ボールスプライン２０の外筒２２又はアクチュエータ４０の回転部材４２と一体化（一体成型）されていても良い。

【0032】

また、本実施形態においては、モータ４１と回転部材４２は、中空ロータリアクチュエータであるアクチュエータ４０を構成する。これにより、スプライン軸２１等を回転部材４２の内側に配置することができるので、スプライン軸２１やスプライン軸２１に連結されたドライバビット１０等の部品の荷重のみが被調整部品１００にかかるようにすることを簡易な構成にて実現することができる。
なお、モータ４１は、回転部材４２と支持部材４４との間に一体的に組み込まれていても良い。例えば、回転部材４２に永久磁石を固定し、回転部材４２をモータの回転子として構成するとともに、支持部材４４にコイルを固定し、支持部材４４をモータの固定子として構成することにより、それらをモータ４１としても良い。また、回転部材４２にコイルを固定し、回転部材４２をモータの回転子として構成するとともに、支持部材４４に永久磁石を固定し、支持部材４４をモータの固定子として構成することにより、それらをモータ４１としても良い。

【0033】

また、回転調整装置１は、スプライン軸２１における軸方向の他端に装着されて、外筒２２及び保持部材２４に対する軸方向の移動を規制する規制部材７０をさらに備える。これにより、支持台５０を、軸方向と直交する方向（ｘ軸又はｙ軸方向）及び軸方向（ｚ軸方向）に移動させてドライバビット１０の先端が被調整部品１００の上部に接触するまで、スプライン軸２１が外筒２２や保持部材２４から脱落しないようにすることができる。

【0034】

また、外筒２２、保持部材２４、スプライン軸２１及びボール２３等が一体的に構成されたボールスプライン２０を用いたとしても、スプライン軸２１の脱落を抑制するためにスプライン軸２１における軸方向の他端に規制部材７０を装着すれば良いだけなので、回転調整装置１を簡易な構成にすることができる。

【0035】

また、被調整部品１００を回転調整する際に被調整部品１００にかかる荷重を、被調整部品１００の種類に応じて容易に変更することができる。つまり、規制部材７０の重さを変えることで、回転調整する際に被調整部品１００にかかる荷重を変えることができる。例えば、被調整部品１００にかかる荷重を大きくしたい場合には、規制部材７０をスプライン軸２１から取り外して別の重量のものと交換することで、規制部材７０の重さを重くすれば良い。このように、回転調整装置１によれば、例えばボールスプライン２０、ドライバビット１０及びカップリング３０の重さを変更することなく、規制部材７０の重さを変えることで被調整部品１００にかかる荷重を調整することができるので、利便性が高い。

【符号の説明】

【0036】

１…回転調整装置、１０…ドライバビット、２０…ボールスプライン、２１…スプライン軸（摺動部材の一例）、２２…外筒（第２回転部材の一例）、２３…ボール、２４…保持部材（第２回転部材の一例）、３０…カップリング、４０…アクチュエータ、４２…回転部材（第１回転部材の一例）、５０…支持台、６０…介在部材、７０…規制部材、８０…ワッシャ、１００…被調整部品、１１０…基板、１５０…ロボット、２１１…溝（第２溝の一例）、２４１…溝（第１溝の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】