動力伝達
目次
回転の伝達
歯車
皆さんご存じ歯車です.歯車がなぜこの形状なのか,歯車の種類などはここでは割愛します.
異なる歯数の歯車を組み合わせることで本来のモーターのトルクと回転数を変化させることができます.代表的なものは減速機です.よくあるギヤヘッド付きのモーターやサーボモーターに入っているのがそれです.
ここでは細かな原理を置いておいて,動力伝達としての歯車について触れます.動力を伝達するための歯車はあまり向いておらず,軸間距離が小さく,コンパクトに収めたいときなどに使用します.トルクの伝達力は中くらいです.
歯車は非常に精度が求めらる部品のため,3Dプリンタやレーザーを使っての作成は好ましくありません.そこでよく使われるのはPOM(ポリアセタール樹脂)です.これをCNCで加工することによって歯車として使用することができます.また,POMの樹脂的特性でも歯車に適しているそうですが詳しいことはわかりません.
ベルト
ベルトもいろいろ種類があります.ボール盤に使われているようなのはVベルト.ロボットなどに使われるのはタイミングベルトです.タイミングベルトは歯車のように歯がついておりそのかみ合いと摩擦で動力を伝達することができます.伝達力は歯車よりは劣るイメージです.
ベルトを使用するうえで気を付けなければいけない点はテンショナーの設計です.テンショナーとはその名の通りベルトのテンション(張り)を調整するものです.2つのプーリの間にベルトをピンと張ることはほぼできません.ベルトをかけたうえで,外力で張る必要があります.また,どんなにピンと張っているベルトでも使用していると劣化などによりたわんできます.ベルトを採用する機構には必ずテンショナーを採用しましょう.
チェーン
最強の動力伝達です.自転車やバイク,車にも使われていますね.こちらはスプロケットとチェーンのかみ合いによって動力を伝達します.
最強の動力伝達なのですが,ベルト同様にテンショナーが必要であったり,整備性が悪い,重量が重いなどあまりロボコンの機構として用いられるイメージはありません.(レスコンではアタッチメント付きチェーンを用いてクローラーを作成しているチームが多いです.)
非常に高価なのですが受動部分が樹脂になったチェーンもあります.こちらは整備のためのオイルは必要ないです.
その他の動力伝達
ワイヤ
一番イメージしやすいのは自転車のブレーキでしょうか.ワイヤーを引っ張ったり離したりすることで,その先のものを操作することができます.
流体
オイルや空気などの流体を用いた動力伝達です.パスカルの原理を用いた動力伝達であり,使用する流体によって油圧や空圧と呼ばれます.小さい力で大きな力を出すことができるという点で様々なところで使用されていますが,ロボコンではエアシリンダ以外ではあまり見られません.