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公開番号2025057870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023167679
出願日2023-09-28
発明の名称歯車装置、直動アクチュエータ、バックラッシ角度測定方法およびプログラム
出願人日本精工株式会社
代理人個人,個人
主分類G01M 13/021 20190101AFI20250402BHJP(測定;試験)
要約【課題】歯車伝達機構を分解することなく、歯車の摩耗に関連するバックラッシを容易に推定する。
【解決手段】歯車装置は、回転シャフトを有するモータと、回転シャフトに固定されて回転する第1の歯車と第1の歯車によって駆動される第2の歯車を有する歯車伝達機構と、回転シャフトの回転角度を計測する角度計測装置と、回転シャフトに与えられるトルクに対応する電気的特性を計測する電気的特性計測装置と、歯車伝達機構におけるバックラッシに対応する回転シャフトの回転角度を測定するバックラッシ角度測定装置とを備える。バックラッシ角度測定装置は、回転シャフトの回転中に、電気的特性計測装置で計測される電気的特性が上昇した後、一定となった時点から、再度上昇した時点までの期間にわたって角度計測装置で計測された回転シャフトの回転角度を、第1の歯車と第2の歯車の間のバックラッシに対応する回転角度として測定する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
回転シャフトを有するモータと、
前記回転シャフトによって駆動される歯車伝達機構であって、前記回転シャフトに固定されて回転する第１の歯車と、前記第１の歯車によって駆動される第２の歯車を有する歯車伝達機構と、
前記回転シャフトの回転角度を計測する角度計測装置と、
前記回転シャフトに与えられるトルクに対応する電気的特性を計測する電気的特性計測装置と、
前記歯車伝達機構におけるバックラッシに対応する前記回転シャフトの回転角度を測定するバックラッシ角度測定装置とを備え、
前記バックラッシ角度測定装置は、前記回転シャフトの回転中に、前記電気的特性計測装置で計測される前記電気的特性が上昇した後、一定となった時点から、再度上昇した時点までの期間にわたって前記角度計測装置で計測された前記回転シャフトの回転角度を、前記第１の歯車と前記第２の歯車の間のバックラッシに対応する回転角度として測定することを特徴とする
歯車装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記バックラッシ角度測定装置は、前記回転シャフトの両方向への回転において、前記バックラッシに対応する回転角度を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
【請求項３】
前記バックラッシ角度測定装置は、前記回転シャフトの初期角度位置が異なる複数回の前記回転シャフトの回転中に、前記バックラッシに対応する回転角度を測定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車装置。
【請求項４】
前記バックラッシ角度測定装置が測定した前記回転角度が閾値を超えた場合、警告を発する警告装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車装置。
【請求項５】
前記バックラッシ角度測定装置が測定した前記回転角度から前記第１の歯車と前記第２の歯車の間のバックラッシを計算するバックラッシ計算装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車装置。
【請求項６】
前記バックラッシ計算装置が計算した前記バックラッシが閾値を超えた場合、警告を発する警告装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載の歯車装置。
【請求項７】
前記バックラッシ計算装置が計算した前記バックラッシと、初期のバックラッシと、前記バックラッシに関連する２つの歯車の歯数から、前記２つの歯車の摩耗量を計算する摩耗量計算装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載の歯車装置。
【請求項８】
前記歯車伝達機構は、前記第２の歯車によって駆動される第３の歯車をさらに有し、
前記バックラッシ角度測定装置は、前記回転シャフトの回転中に、前記電気的特性計測装置で計測される前記電気的特性が再度上昇した前記時点から、３度目に上昇した時点までの期間にわたって前記角度計測装置で計測された前記回転シャフトの回転角度を、前記第２の歯車と前記第３の歯車の間のバックラッシに対応する回転角度として測定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載の歯車装置と、
前記歯車伝達機構で回転させられる送りねじと、
前記送りねじの回転に伴って直進させられる直進部とを備える
ことを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項１０】
モータの回転シャフトに固定されて回転する第１の歯車と、前記第１の歯車によって駆動される第２の歯車を有する歯車伝達機構におけるバックラッシに対応するバックラッシ角度を測定する方法であって、
前記回転シャフトを回転させることと、
前記回転シャフトに与えられるトルクに対応する電気的特性を計測することと、
前記回転シャフトの回転中に、前記電気的特性が上昇した後、一定となった時点から、再度上昇した時点までの期間にわたる前記回転シャフトの回転角度を、前記第１の歯車と前記第２の歯車の間のバックラッシに対応する前記回転シャフトの回転角度として測定することと
を備えるバックラッシ角度測定方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車装置、直動アクチュエータ、バックラッシ角度測定方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
歯車伝達機構は、従来から各種の装置において使用されている。特許文献１，２は、直動アクチュエータに使用された歯車伝達機構を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１２７５６７号公報
特開２０１３－２３４７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、歯車伝達機構の歯車の各歯の摩耗量を測定する技術には、歯車伝達機構を分解して、各歯の歯厚を測定する技術がある。また、歯車伝達機構を分解せずに、出力シャフト（最終歯車が固定されたシャフト）を固定して、他の歯車の回転角度を計測し、計測された回転角度から、これらの歯車の摩耗量を推定する技術がある。
【０００５】
しかし、歯車伝達機構の分解は手間がかかる。また、出力シャフトおよび最終歯車が他の部品に包囲されている場合には、出力シャフトを固定することが困難である。また、歯車の摩耗は、面圧および回転速度などの負荷条件だけでなく、潤滑または温度などの環境条件が左右するため、理論的に摩耗量を予測することは困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、歯車伝達機構を分解することなく、歯車の摩耗に関連するバックラッシを容易に推定することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は歯車装置を提供する。この歯車装置は、回転シャフトを有するモータと、前記回転シャフトによって駆動される歯車伝達機構であって、前記回転シャフトに固定されて回転する第１の歯車と、前記第１の歯車によって駆動される第２の歯車を有する歯車伝達機構と、前記回転シャフトの回転角度を計測する角度計測装置と、前記回転シャフトに与えられるトルクに対応する電気的特性を計測する電気的特性計測装置と、前記歯車伝達機構におけるバックラッシに対応する前記回転シャフトの回転角度を測定するバックラッシ角度測定装置とを備える。前記バックラッシ角度測定装置は、前記回転シャフトの回転中に、前記電気的特性計測装置で計測される前記電気的特性が上昇した後、一定となった時点から、再度上昇した時点までの期間にわたって前記角度計測装置で計測された前記回転シャフトの回転角度を、前記第１の歯車と前記第２の歯車の間のバックラッシに対応する回転角度として測定する。
【０００８】
本発明の他の態様は直動アクチュエータを提供する。この直動アクチュエータは、上記歯車装置と、前記歯車伝達機構で回転させられる送りねじと、前記送りねじの回転に伴って直進させられる直進部とを備える。
【０００９】
本発明の他の態様はバックラッシ角度測定方法を提供する。このバックラッシ角度測定方法は、モータの回転シャフトに固定されて回転する第１の歯車と、前記第１の歯車によって駆動される第２の歯車を有する歯車伝達機構におけるバックラッシに対応するバックラッシ角度を測定する方法であって、前記回転シャフトを回転させることと、前記回転シャフトに与えられるトルクに対応する電気的特性を計測することと、前記回転シャフトの回転中に、前記電気的特性が上昇した後、一定となった時点から、再度上昇した時点までの期間にわたる前記回転シャフトの回転角度を、前記第１の歯車と前記第２の歯車の間のバックラッシに対応する前記回転シャフトの回転角度として測定することとを備える。
【００１０】
本発明の他の態様はプログラムを提供する。このプログラムは、第１の歯車と前記第１の歯車によって駆動される第２の歯車を有する歯車伝達機構の前記第１の歯車に固定されて前記第１の歯車を回転させるモータの回転シャフトを回転させることと、前記回転シャフトに与えられるトルクに対応する電気的特性を計測することと、前記回転シャフトの回転中に、前記電気的特性が上昇した後、一定となった時点から、再度上昇した時点までの期間にわたる前記回転シャフトの回転角度を、前記第１の歯車と前記第２の歯車の間のバックラッシに対応する前記回転シャフトの回転角度として測定することとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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