パンチルト機構

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パンチルト機構

自由な動きを可能にする機構

パンチルト機構は、上下左右に回転できる機構です。パンは左右、チルトは上下を指します。水平方向に回転する機構、垂直方向に回転する機構の2つの機構が合わさることで、上下左右+自由な角度、向きに動くことができます。水平方向に回転する土台の上に、垂直方向に回転する部品が取付けられているものが主流です。

用途

監視カメラなどによく採用されている機構です。パンチルト機構があることで、広範囲にカメラを向けることができます。またロボットのアームにも同じ機構があります。

  • アームを下ろしてレーン上の物を掴む
  • アームを上げて隣のレーンに移す
  • アームを下ろしてレーン上に置く

上記のようなロボットアームでよくみられる一連の動きは水平方向の回転と垂直方向の回転で構成されています。このような動きをするロボットアームにもパンチルト機構が備わっています。

構造

一般的には水平方向に回転する部品、垂直方向に回転部品を作成後、両部品を嵌合させて、パンチルト機構を完成させます。
その時に重要なのが嵌合調整です。お互いのサイズが合わないと嵌合できないし、嵌合してもきつすぎると回転できません。そのため相手の寸法を確認して調整しながらの加工が必要です。

パンチルト機構の製作

パンチルト機構は、強度が必要とされるため、金属素材で切削加工、成型加工で製作された部品が主流です。近年は金属3Dプリンターの種類が増えてきたことで、3Dプリンター出力で作るメリットも着目されるようになりました。一体造形で使用材料を減らし、コストダウンや、嵌合調整の省略ができます。嵌合部は隙間を確保して造形するのできつすぎて動かないという心配もありません。

一体造形したものは摩耗した部分のみの交換ができないため、機構丸ごと交換が必要になる点には注意が必要です。

これまでの切削加工、成型加工の範囲内での形状という制限も緩和されるので、より効率的な形状へ変更できます。例えば、メス側はドーム状の窪みオス側は球体のような構造にすると、2部品だけで水平方向、垂直方向どの回転も実現できます。またこの構造は「1:水平に回転、2:垂直に回転」という1と2の手順を飛ばして一気に目的の向き、角度に移動できるため作業効率のアップにも繋がります。

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