JP2010210073A - Drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device.
従来、被駆動体を所定の軸回りに回転駆動させるための駆動装置が知られており、そのような駆動装置の一例が下記特許文献1に示されている。 Conventionally, a driving device for rotating a driven body around a predetermined axis is known, and an example of such a driving device is shown in Patent Document 1 below.
図4は、この特許文献1の駆動装置の構造を示す断面図である。この駆動装置では、モータ102の駆動によって回転される入力軸104の回転を差動揺動型減速機106で減速した後、被駆動体に伝達して被駆動体を回転駆動させる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the driving device disclosed in Patent Document 1. In this drive device, the rotation of the
具体的には、駆動装置内に当該駆動装置と同軸に中空の入力軸104が設けられており、その入力軸104の外周に環状のモータ102が設けられている。入力軸104の一端部には、回転スリーブ108が入力軸104と同軸となるように接続されており、この回転スリーブ108と入力軸104とが一体的に回転可能となっている。回転スリーブ108の周りには、被駆動体と接続される差動揺動型減速機106が設けられている。入力軸104と共に回転する回転スリーブ108の回転力は、差動揺動型減速機106に入力されるとともに当該減速機106によって減速され、その減速後の回転力が被駆動体に付与されるようになっている。
Specifically, a
そして、駆動装置内には、入力軸104の回転量を検出するためのエンコーダ110が設けられている。このエンコーダ110は、環状に形成されており、モータ102のステータ102a及びロータ102bに対して回転スリーブ108と反対側の位置において入力軸104に外嵌されている。
An
しかしながら、上記した従来の駆動装置では、入力軸104に環状のエンコーダ110が外嵌されるため、入力軸104の外径が変更された場合には、その入力軸104の外径に応じた内径を有するエンコーダ110を用いざるを得ず、内径の異なる複数のエンコーダ110を用意する必要がある。その結果、部品コストが増大するという問題が生じる。
However, in the above-described conventional driving device, since the
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、駆動装置において入力軸の外径が変更された場合に生じる部品コストの増大を抑制することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress an increase in component costs that occurs when the outer diameter of the input shaft is changed in the drive device.
上記目的を達成するために、本発明による駆動装置は、一側相手部材と他側相手部材とを相対的に回転駆動させるための駆動装置であって、入力軸と、前記入力軸を回転させるためのモータと、前記一側相手部材と前記他側相手部材とにそれぞれ接続され、前記入力軸の回転を減速して、その減速後の回転数で前記一側相手部材と前記他側相手部材とを相対回転させる減速機と、前記入力軸の回転に伴って前記入力軸の径方向外側で回転する第1回転体と、前記入力軸の径方向において前記モータの外側の所定箇所に設けられ、前記第1回転体の回転量を検出するエンコーダとを備えている。 In order to achieve the above object, a driving apparatus according to the present invention is a driving apparatus for relatively rotating a one-side mating member and an other-side mating member, and rotates an input shaft and the input shaft. And the one-side mating member and the other-side mating member are respectively connected, decelerate the rotation of the input shaft, and the one-side mating member and the other-side mating member at the number of rotations after the deceleration. , A first rotating body that rotates radially outside the input shaft as the input shaft rotates, and a predetermined location outside the motor in the radial direction of the input shaft. And an encoder for detecting a rotation amount of the first rotating body.
この駆動装置では、入力軸の回転に伴って入力軸の径方向外側で第1回転体が回転するとともに、その第1回転体の回転量を、入力軸の径方向においてモータの外側の所定箇所に設けられたエンコーダが検出するため、従来のように入力軸に外嵌された環状のエンコーダによって入力軸の回転量を検出する構成と異なり、入力軸の外径が変更された場合でもエンコーダを変更する必要がなく、同じエンコーダをそのまま用いることができる。従って、この駆動装置では、入力軸の外径が変更された場合に生じる駆動装置の部品コストの増大を抑制することができる。 In this drive device, the first rotating body rotates on the outer side in the radial direction of the input shaft as the input shaft rotates, and the rotation amount of the first rotating body is set at a predetermined position outside the motor in the radial direction of the input shaft. Unlike the conventional configuration in which the amount of rotation of the input shaft is detected by an annular encoder that is externally fitted to the input shaft, the encoder is installed even when the outer diameter of the input shaft is changed. There is no need to change, and the same encoder can be used as it is. Therefore, in this drive device, it is possible to suppress an increase in the component cost of the drive device that occurs when the outer diameter of the input shaft is changed.
上記駆動装置において、前記入力軸に同軸となるように外嵌され、その入力軸と一体的に回転する第2回転体を備え、前記第1回転体は、前記第2回転体の径方向外側にその第2回転体とは別体に設けられ、前記第2回転体の外面に接触するとともにその接触部から前記第2回転体の回転力を受けて前記第2回転体の径方向外側に位置する軸の回りに回転することが好ましい。 The drive device includes a second rotating body that is fitted around the input shaft so as to be coaxial with the input shaft and rotates integrally with the input shaft, and the first rotating body is radially outside of the second rotating body. The second rotating body is provided separately from the second rotating body, contacts the outer surface of the second rotating body, receives the rotational force of the second rotating body from the contact portion, and is radially outward of the second rotating body. It is preferred to rotate around the axis in which it is located.
この構成では、入力軸と一体的に回転する第2回転体とは別体に設けられた第1回転体が、第2回転体の回転力を受けて第2回転体の径方向外側に位置する軸の回りに回転するようになっているため、入力軸が回転時に振動を発生してその振動が第2回転体に伝わったとしても、第2回転体と第1回転体との間で振動の伝達が緩和され、その結果、エンコーダが第1回転体の回転量を検出する際に入力軸の振動に起因する悪影響が及ぼされるのを抑制することができる。従って、この構成では、入力軸に振動が発生した場合でも、エンコーダの検出結果に基づいた入力軸の回転量の検出精度の低下を抑制することができる。 In this configuration, the first rotating body provided separately from the second rotating body that rotates integrally with the input shaft receives the rotational force of the second rotating body and is positioned on the radially outer side of the second rotating body. Therefore, even if the input shaft generates vibration during rotation and the vibration is transmitted to the second rotating body, the rotation between the second rotating body and the first rotating body. As a result, it is possible to suppress the adverse effect caused by the vibration of the input shaft when the encoder detects the rotation amount of the first rotating body. Therefore, with this configuration, even when vibration occurs on the input shaft, it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of the rotation amount of the input shaft based on the detection result of the encoder.
この場合において、前記第1回転体は、前記第2回転体の回転数に対して所定の比で増加した回転数で回転するように構成されていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the first rotating body is configured to rotate at a rotational speed increased by a predetermined ratio with respect to the rotational speed of the second rotating body.
このように構成すれば、第1回転体の回転量は、第2回転体の回転量に対して所定の比で増倍された回転量となるため、エンコーダでは、その増倍された第1回転体の回転量を検出することができる。このため、エンコーダの分解能が低いものであっても、回転量を良好な精度で検出することができる。従って、この構成では、回転量の検出に低分解能のエンコーダを用いることができ、高価な高分解能のエンコーダを用いる場合に比べて、部品コストの削減を図ることができる。 If comprised in this way, since the rotation amount of a 1st rotary body becomes the rotation amount multiplied by the predetermined ratio with respect to the rotation amount of a 2nd rotary body, in an encoder, the 1st multiplied 1st is carried out. The amount of rotation of the rotating body can be detected. For this reason, even if the resolution of the encoder is low, the amount of rotation can be detected with good accuracy. Therefore, in this configuration, a low-resolution encoder can be used to detect the amount of rotation, and the component cost can be reduced compared to the case where an expensive high-resolution encoder is used.
上記駆動装置において、前記モータは、環状のステータと、そのステータの径方向内側に設けられるとともに前記入力軸に外嵌され、その軸回りに回転駆動されるロータとを有し、前記エンコーダは、前記ステータの径方向外側の所定箇所において前記ステータ及び前記ロータと前記入力軸の軸方向に重なって配置される部分を有することが好ましい。 In the above drive device, the motor includes an annular stator, a rotor that is provided on the radially inner side of the stator and that is externally fitted to the input shaft and is driven to rotate about the shaft. It is preferable to have a portion arranged to overlap the stator and the rotor in the axial direction of the input shaft at a predetermined location on the radially outer side of the stator.
この構成では、エンコーダがステータ及びロータと入力軸の軸方向に重なって配置される部分を有するため、エンコーダとモータのステータ及びロータとが入力軸の軸方向に並んで配置される構造に比べて、入力軸の軸方向における駆動装置の寸法の低減を図ることができる。 In this configuration, since the encoder has a portion that overlaps the stator and rotor and the input shaft in the axial direction, the encoder and the stator and rotor of the motor are arranged side by side in the axial direction of the input shaft. Thus, it is possible to reduce the size of the drive device in the axial direction of the input shaft.
上記駆動装置において、前記減速機は、前記一側相手部材と前記他側相手部材のうち一方に固定され、内面に複数の内歯が設けられた外筒と、前記入力軸に設けられた偏心部と、前記偏心部に取り付けられ、前記入力軸の回転に連動して前記内歯に噛み合いながら前記外筒内で揺動回転可能な外歯歯車と、前記一側相手部材と前記他側相手部材のうち他方と接続され、前記外歯歯車の揺動回転に連動して回転するキャリアとを有することが好ましい。 In the above drive device, the speed reducer is fixed to one of the one-side mating member and the other-side mating member, an outer cylinder having a plurality of internal teeth on the inner surface, and an eccentricity provided on the input shaft. An external gear that is attached to the eccentric portion and is capable of swinging and rotating within the outer cylinder while meshing with the internal teeth in conjunction with rotation of the input shaft, the one-side mating member, and the other-side mating member It is preferable to have a carrier connected to the other of the members and rotating in conjunction with the swinging rotation of the external gear.
入力軸の回転数から減速させた回転数で一側相手部材と他側相手部材とを相対回転させる減速機の構成としては、入力軸の回転を伝達歯車を介して入力軸とは別のクランク軸に伝達し、そのクランク軸の偏心部に取り付けられた外歯歯車を揺動回転させることによってキャリア及びそのキャリアに接続させた相手部材を回転させるような構成も考えられる。しかしながら、このような減速機では、入力軸とは別にクランク軸や伝達歯車を設ける必要があり、部品点数が増大する。これに対して、本構成では、減速機において、入力軸に設けられる偏心部に取り付けられた外歯歯車が入力軸の回転に連動して揺動回転することに応じてキャリア及びそのキャリアに接続された相手部材が回転するため、上記の減速機のように入力軸とは別にクランク軸や伝達歯車を設けなくてもよい。従って、本構成では、部品点数の増大を抑制することができる。 As a configuration of a speed reducer that relatively rotates the one-side mating member and the other-side mating member at a rotational speed reduced from the rotational speed of the input shaft, the rotation of the input shaft is separated from the input shaft via a transmission gear. A configuration is also conceivable in which the carrier and the mating member connected to the carrier are rotated by swinging and rotating the external gear attached to the eccentric portion of the crankshaft. However, in such a reduction gear, it is necessary to provide a crankshaft and a transmission gear separately from the input shaft, and the number of parts increases. On the other hand, in this configuration, in the speed reducer, the external gear attached to the eccentric part provided on the input shaft swings and rotates in conjunction with the rotation of the input shaft, and is connected to the carrier. Since the mated member rotates, the crankshaft and the transmission gear need not be provided separately from the input shaft as in the case of the speed reducer described above. Therefore, in this configuration, an increase in the number of parts can be suppressed.
上記駆動装置において、前記入力軸には、軸方向に貫通する軸孔が設けられていることが好ましい。 In the above drive device, it is preferable that the input shaft is provided with a shaft hole penetrating in the axial direction.
このように構成すれば、入力軸の軸孔を通るように各種配線を設けることができる。そして、この構成では、入力軸の外径を大きくするとともに軸孔の内径を大きくすれば、当該入力軸内に各種配線を通すための大きなスペースを確保することができる。この場合、環状のエンコーダが入力軸に外嵌している構成では、上記したように部品コストの増大の問題が生じるが、本発明ではエンコーダが入力軸の径方向においてモータの外側の所定箇所に設けられていることに起因して、入力軸の外径を大きくしてもエンコーダを変更する必要がなく、部品コストの増大を抑制することができる。従って、この構成では、入力軸内に各種配線を通すための大きなスペースを確保しながら、部品コストの増大を抑制することができる。 If comprised in this way, various wiring can be provided so that the shaft hole of an input shaft may be passed. In this configuration, if the outer diameter of the input shaft is increased and the inner diameter of the shaft hole is increased, a large space for passing various wires through the input shaft can be secured. In this case, in the configuration in which the annular encoder is externally fitted to the input shaft, there is a problem of an increase in parts cost as described above. However, in the present invention, the encoder is placed at a predetermined position outside the motor in the radial direction of the input shaft. Due to the fact that it is provided, it is not necessary to change the encoder even if the outer diameter of the input shaft is increased, and an increase in the cost of components can be suppressed. Therefore, in this configuration, it is possible to suppress an increase in component costs while securing a large space for passing various wires in the input shaft.
以上説明したように、本発明によれば、駆動装置において入力軸の外径が変更された場合に生じる部品コストの増大を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in component costs that occurs when the outer diameter of the input shaft is changed in the drive device.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態による駆動装置2の構成について説明する。
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of the
本実施形態による駆動装置2は、ロボットや各種機械等の関節部、あるいは工作機械等の駆動部に用いられ、一対の相手部材50,52間に設けられてその相手部材50,52同士を相対的に回転駆動させるものである。以下、一方の相手部材50を一側相手部材50といい、他方の相手部材52を他側相手部材52という。本実施形態の駆動装置2は、カバー4と、入力軸6と、第1軸受8と、第2軸受10と、モータ12と、一体回転体13と、従動回転体14と、エンコーダ16と、減速機18とを備えている。
The
カバー4には、入力軸6が挿通される貫通孔4aが設けられている。貫通孔4aの軸方向(図1で左右方向)においてカバー4の一方の端面(右端面)は、減速機18の後述するキャリア28の一方の端面(左端面)に当接しており、その状態で当該カバー4は、キャリア28に対してボルト5によって締結されている。そして、カバー4は、貫通孔4aの軸方向における他方の端面(左端面)が一側相手部材50に当接された状態でその一側相手部材50に固定されている。
The
カバー4のうちその右端面から貫通孔4aの軸方向に沿って所定長さの部分が、比較的大きな内径を有する第1部分4bとなっている。この第1部分4bには、その周方向の一部に切欠き部4dが形成されている。また、カバー4のうち第1部分4bに対して右端面と反対側に連続して設けられた部分が、第1部分4bよりも小さい内径を有する第2部分4cとなっている。この第2部分4cの貫通孔4a内に第1軸受8が嵌め込まれており、この第1軸受8を介して入力軸6が第2部分4cに支持されている。
A portion of the
また、第2部分4cの貫通孔4aの内面と入力軸6の外周面との間の間隙のうち第1軸受8に対して一側相手部材50側の位置には、シール部材19が設けられており、この部分から異物が駆動装置2の内部に侵入するのを防いでいる。
A
入力軸6は、カバー4の右端面から突出しており、駆動装置2の軸方向(図1で左右方向)の全長に亘って延びている。この入力軸6には、その軸方向に貫通する軸孔6aが設けられている。この軸孔6aは、その軸心が入力軸6の軸心と一致するように設けられている。すなわち、入力軸6は、略円筒状に形成されている。そして、この入力軸6の軸孔6aを通じて各種配線等を一側相手部材50から他側相手部材52へ延びるように設けることが可能となっている。
The
モータ12は、入力軸6を回転させるためのものであり、カバー4の第1部分4bの内側の空間に配設されている。このモータ12は、ステータ12aと、ロータ12bとを有する。
The
ステータ12aは、環状に形成されており、前記第1部分4bの内側空間において入力軸6の外周に配設されているとともに、後述するキャリア28の左端面に固定されている。このステータ12aは、その内面と入力軸6の外面との間に隙間が形成されるような内径を有している。
The
ロータ12bは、環状に形成されており、ステータ12aの径方向内側に設けられているとともに入力軸6に外嵌して固定されている。そして、モータ12では、ロータ12bをその軸回りに回転駆動させ、それによってロータ12bと嵌合された入力軸6を回転させるようになっている。
The
一体回転体13は、外歯車からなり、入力軸6のうちカバー4の右端面から他側相手部材52側へ突出した部分に、入力軸6と同軸となるように外嵌されて固定されている。これにより、一体回転体13は、入力軸6と一体的に回転するようになっている。なお、この一体回転体13は、本発明の第2回転体の概念に含まれるものである。そして、一体回転体13は、入力軸6の軸方向においてモータ12のステータ12a及びロータ12bから他側相手部材52側に離間した位置に配置されている。
The integral
従動回転体14は、一体回転体13の径方向外側に一体回転体13とは別体に設けられており、一体回転体13の回転力を受けて一体回転体13の径方向外側に位置する軸の回りに回転するものである。すなわち、この従動回転体14は、入力軸6の回転に伴って入力軸6の径方向外側で回転するようになっている。この従動回転体14は、本発明の第1回転体の概念に含まれるものである。そして、この従動回転体14は、被回転部14aと、伝達軸14bと、回転板14cとを有する。
The driven
被回転部14aは、一体回転体13の外歯車と噛み合う外歯車であり、この被回転部14aに対して伝達軸14bが同軸となるように取り付けられている。この被回転部14aを構成する外歯車と一体回転体13を構成する外歯車は、共に減速機18の内部に配置されており、この減速機18内に充填された潤滑油を利用した潤滑が可能となっている。伝達軸14bは、被回転部14aから後述するキャリア28の挿通孔28eを通って入力軸6と平行にカバー4側へ延びている。この伝達軸14bは、キャリア28の挿通孔28e内に設けられた軸受24によって軸支されており、回転自在となっている。そして、伝達軸14bのうち被回転部14aに取り付けられた側と反対側の端部は、カバー4の切欠き部4d内に突出しており、この端部に回転板14cが取り付けられている。回転板14cは、伝達軸14bと軸心が一致するようにその伝達軸14bに取り付けられている。なお、伝達軸14bは、モータ12のステータ12aの外周部から回転板14cの半径の分だけ径方向外側の位置よりもさらに径方向外側にその軸心が位置するように配置されている。このような構成により、入力軸6の回転は、一体回転体13から従動回転体14の被回転部14aに伝達され、それによって、被回転部14a、伝達軸14b及び回転板14cが一体的に回転するようになっている。
The rotated
そして、従動回転体14は、一体回転体13の回転数に対して所定の比で増加した回転数で回転するように構成されている。すなわち、従動回転体14の被回転部14aの歯数は、一体回転体13の外歯車の歯数に比べて少なくなっており、一体回転体13から被回転部14aに回転が伝達される際に一体回転体13の歯数と被回転部14aの歯数との比に応じて回転数が増加される。
The driven
エンコーダ16は、従動回転体14の回転量を検出するものである。具体的には、エンコーダ16は、従動回転体14の回転板14cの回転量を検出する。このエンコーダ16は、入力軸6の径方向においてモータ12の外側、すなわちモータ12(ステータ12a)の径方向外側の所定箇所に設けられており、カバー4の切欠き部4d内に配置されている。そして、このエンコーダ16は、モータ12のステータ12a及びロータ12bと入力軸6の軸方向において重なって配置されている。また、エンコーダ16は、後述するキャリア28に固定されている。そして、このエンコーダ16によって検出された回転板14cの回転量のデータは、図外の制御部の演算部に入力され、この演算部において、一体回転体13の歯数と被回転部14aの歯数との比から予め設定された回転板14cの回転量と入力軸6の回転量との関係と、前記入力された回転板14cの回転量のデータとから入力軸6の回転量が算出されるようになっている。さらに、演算部では、算出した入力軸6の回転量のデータと後述する減速機18の減速比に基づいて相手部材50,52の回転方向における相対的な位置を算出し、その算出結果に基づいて制御部がモータ12の駆動制御を行うようになっている。
The
減速機18は、一側相手部材50と他側相手部材52とにそれぞれ接続されており、入力軸6の回転を所定の減速比で減速して、その減速後の回転数で一側相手部材50と他側相手部材52とを相対回転させるものである。この減速機18は、外筒26と、キャリア28と、シャフト29と、主軸受30と、外歯歯車32と、偏心部34と、転がり軸受35とを有する。
The
外筒26は、軸方向(図1で左右方向)に短い筒状のものであり、その内部に前記入力軸6のうちカバー4の右端面から突出した部分が挿通されている。この外筒26は、入力軸6と軸心の位置が一致するように配置されている。そして、この外筒26は、筒状の本体部36と、その本体部36から径方向外側に突出するように設けられたフランジ部38とを備えている。フランジ部38には、周方向に間隔をおいて等間隔にボルト挿通孔38aが設けられている。このボルト挿通孔38aは、外筒26を他側相手部材52に締結するために用いられる。
The
本体部36は、軸方向に並んで配設される第1部材39と第2部材40とを有しており、第1部材39の第1端面39aと第2部材40の第1端面40aとが当接した状態で、第1部材39と第2部材40とはボルト41によって互いに締結されている。第1部材39及び第2部材40は、いずれも筒状に形成されており、両部材39,40は内径が同じである内周面を有している。
The
第1部材39のうち軸方向において前記第1端面39aと反対側の端面となる第2端面39b側には、薄い板状のオイルカバー42を挟んで他側相手部材52が取り付けられる。オイルカバー42は、第1部材39に対して締結されている。オイルカバー42の中央には、貫通孔42aが設けられており、この貫通孔42aに入力軸6の端部が挿通されている。オイルカバー42の貫通孔42aの内周面と入力軸6の端部の外周面との間にはシール部材43が嵌め込まれている。外筒26の内部空間には、潤滑油が充填されており、このシール部材43及びオイルカバー42により、第1部材39の第2端面39b側からの潤滑油の漏れが防止されている。
On the
そして、第1部材39には、その外周部に前記フランジ部38が一体的に形成される一方、第1部材39の内周面には、図2に示すように、周方向に等間隔に円形溝が複数形成されている。この各円形溝には、外筒26の内歯として機能する円柱状の内歯ピン44がそれぞれ嵌め込まれている。外歯歯車32は、外筒26内においてカバー4から遠い側に寄せて配設されており、内歯ピン44と噛み合っている。
The
第2部材40には、第1部材39とは反対側の部位においてその内周面に凹部40cが形成されていて、この部位において内径が大きくなっている。この凹部40cにはシール部材45が配設されている。これにより、外筒26の内部空間に充填された潤滑油が第2部材40から漏れるのが防止されている。
The
キャリア28は、外筒26内において外歯歯車32が配置された側と反対側の位置に配設されている。このキャリア28は、主軸受30によって外筒26に支持されていて、外筒26に対して同軸上で相対的に回転可能となっている。そして、キャリア28は、上記したようにカバー4とボルト5によって締結されているとともに、そのカバー4は一側相手部材50に固定される。すなわち、キャリア28は、カバー4を介して一側相手部材50に接続される。このキャリア28と外筒26との間の相対回転により、関節での一側相手部材50と他側相手部材52との相対回転が可能となっている。
The
主軸受30は、入力軸6の軸方向において外歯歯車32に対してキャリア28と同じ側にあり、外筒26の第1部材39と第2部材40とが接触しているところに配設されている。具体的に、第1部材39の第1端面39aには、内周面に対して傾斜した円錐面(第1円錐面)39dが形成され、第2部材40の第1端面40aにも、内周面に対して傾斜した円錐面(第2円錐面)40dが形成されている。この第1円錐面39dと第2円錐面40dとにより、外筒26の内周面の周方向の全体に亘って延びる断面三角形状の凹状の溝が構成されている。
The
一方、キャリア28の外周面には、前記両円錐面39d,40dに対応して凹溝28aが形成されている。この凹溝28aは、第1部材39の第1円錐面39dに平行な第1円錐面28bと、第2部材40の第2円錐面40dに平行な第2円錐面28cとを有する。
主軸受30は、クロスローラベアリングからなり、そのローラ30aがこれらの各円錐面39d,40d,28b,28cに接するように配設されているとともに、それらの円錐面39d,40d,28b,28cによって転動可能に保持されている。
On the other hand, a
The
キャリア28には外筒26と軸心の位置が一致するように中央貫通孔28dが形成されているとともに、外歯歯車32にも同様に外筒26と軸心の位置が一致するように中央貫通孔32aが形成されている。これらの中央貫通孔28d,32aには、入力軸6のうちカバー4の右端面から突出した部分が挿通されている。そして、前記一体回転体13及び被回転部14aは、外筒26内においてキャリア28と外歯歯車32との間の空間に配設されている。
The
そして、キャリア28の中央貫通孔28dには、第2軸受10が嵌め込まれている。この第2軸受10と前記第1軸受8とによって入力軸6が回転自在に支持されている。これにより、入力軸6は、キャリア28とカバー4とに対してそれぞれ相対回転可能となっている。入力軸6の外周面とキャリア28の中央貫通孔28dの内面との間の間隙のうち第2軸受10に対して外歯歯車32と反対側の位置にはシール部材46が設けられており、外筒26内に充填された潤滑油がこの部分から漏出するのが防止されている。従って、モータ12(ステータ12a及びロータ12b)が潤滑剤の影響を受けることが防がれている。この構成では、第1軸受8は、その内部に潤滑剤を封入したシール軸受タイプのものを使用することが好ましい。
The
キャリア28のうち軸方向において外歯歯車32と反対側の端面(左端面)の外縁近傍にカバー4の右端面が当接され、その状態でカバー4とキャリア28が締結されている。従って、キャリア28は、カバー4を介して一側相手部材50と接続されるようになっている。そして、キャリア28の左端面のうちカバー4が当接している箇所よりも径方向内側の箇所にモータ12のステータ12aが固定されている。
The right end surface of the
そして、キャリア28のうち中央貫通孔28dの径方向外側であって、カバー4の切欠き部4dに対応する位置には、挿通孔28eが形成されている。この挿通孔28eに上記したように従動回転体14の伝達軸14bが挿通されているとともに、その伝達軸14bが挿通孔28e内に取り付けられた軸受24によって回転自在に支持されている。挿通孔28eの内面と伝達軸14bの外周面との間の間隙のうち軸受24に対してカバー4側の位置には、シール部材47が設けられており、外筒26内に充填された潤滑油がこの部分から漏出するのが防止されている。
An
そして、キャリア28には、中央貫通孔28dの周囲に複数のシャフト孔28fが設けられている。このシャフト孔28fは、周方向に等間隔に配設されている。各シャフト孔28fには、シャフト29がそれぞれ圧入されており、これらシャフト29は、キャリア28から入力軸6の軸方向に沿って外歯歯車32側へ延びている。
The
外歯歯車32には、キャリア28の各シャフト孔28fに対応する位置に貫通孔32dがそれぞれ形成されている。この各貫通孔32dに対応するシャフト29がそれぞれ遊びを持った状態で挿入されている。そして、外歯歯車32の歯数は、外筒26の内面に設けられた内歯ピン44の数に比べてわずかに少なくなっている
偏心部34は、入力軸6のうち外筒26の本体部36の第1部材39内に配置された部分に設けられており、入力軸6に一体的に形成されている。偏心部34は、その軸心が入力軸6の本体部6bの軸心から偏心するように設けられている。そして、この偏心部34に転がり軸受35を介して外歯歯車32が取り付けられている。すなわち、外歯歯車32の中央貫通孔32a内に偏心部34が挿入されており、その偏心部34の外周面と外歯歯車32の中央貫通孔32aの内面との間に転がり軸受35が介装されている。
The
次に、本実施形態による駆動装置2の動作について説明する。
Next, the operation of the
本実施形態による駆動装置2では、モータ12のロータ12bが回転駆動され、それによって入力軸6が回転する。この際、入力軸6とともに偏心部34が回転し、それに伴って外歯歯車32が内歯ピン44に噛み合いながら揺動回転する。この外歯歯車32の回転は、シャフト29を介してキャリア28に伝達され、それによってキャリア28が外筒26に対して相対回転する。すなわち、キャリア28は、外歯歯車32の揺動回転に連動して外筒26に対して相対回転する。このキャリア28の回転数は、外歯歯車32の歯数と内歯ピンの数との比に応じて入力軸6の回転数から減速された回転数となる。そして、キャリア28と外筒26とが相対回転することによって、キャリア28にカバー4を介して接続された一側相手部材50と外筒26に締結された他側相手部材52とが相対的に回転する。
In the
一方、入力軸6の回転に伴って一体回転体13が回転し、その一体回転体13の回転は、従動回転体14の被回転部14a及び伝達軸14bを介して回転板14cに伝達される。そして、この回転板14cの回転量をエンコーダ16が検出し、その検出データは、制御部の演算部に入力される。演算部は、前記検出データ、すなわち回転板14cの回転量のデータと、予め設定された回転板14cの回転量と入力軸6の回転量との関係とに基づいて入力軸6の回転量を算出するとともに、その算出した入力軸6の回転量のデータと減速機18の減速比に基づいて相手部材50,52の回転方向における相対的な位置を算出する。そして、この算出結果に基づいて、制御部がモータ12の駆動制御を行い、それによって相手部材50,52の回転方向における相対的な位置の制御を行う。
On the other hand, the integral
以上説明したように、本実施形態による駆動装置2では、入力軸6の回転に伴って入力軸6の径方向外側で従動回転体14が回転するとともに、その従動回転体14の回転板14cの回転量を、入力軸6の径方向においてモータ12の外側の所定箇所に設けられたエンコーダ16が検出するようになっているため、入力軸に外嵌された環状のエンコーダによって入力軸の回転量を検出する構成と異なり、入力軸6の外径が変更された場合でもエンコーダ16を変更する必要がなく、同じエンコーダ16をそのまま用いることができる。従って、本実施形態では、入力軸6の外径が変更された場合に生じる駆動装置2の部品コストの増大を抑制することができる。
As described above, in the
また、本実施形態では、入力軸6と一体的に回転する一体回転体13の径方向外側の所定箇所に従動回転体14が一体回転体13と別体に設けられ、その従動回転体14の被回転部14aが、一体回転体13の外歯車と噛み合い、一体回転体13の径方向外側に位置する軸の回りに回転するため、入力軸6が回転時に振動を発生してその振動が一体回転体13に伝わったとしても、一体回転体13の外歯車と従動回転体14の被回転部14aの外歯車との間で振動の伝達が緩和される。そして、本実施形態では、エンコーダ16が従動回転体14の回転板14cの回転量を検出するため、この回転量の検出に入力軸6の振動に起因する悪影響が及ぼされるのを抑制することができる。従って、本実施形態では、入力軸6に振動が発生した場合でも、エンコーダ16の検出結果に基づいた入力軸6の回転量の検出精度の低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the driven rotating
また、本実施形態では、従動回転体14が一体回転体13の回転数に対して所定の比で増加した回転数で回転するため、従動回転体14の回転量は、一体回転体13の回転量に対して所定の比で増倍された回転量となる。このため、エンコーダ16では、その増倍された従動回転体14の回転板14cの回転量を検出することができ、エンコーダ16の分解能が低くても、回転量を良好な精度で検出することができる。従って、本実施形態では、回転量の検出に低分解能のエンコーダ16を用いることができ、高価な高分解能のエンコーダを用いる場合に比べて、部品コストの削減を図ることができる。
Further, in this embodiment, since the driven
また、本実施形態では、エンコーダ16が、モータ12のステータ12aの径方向外側の所定箇所においてステータ12a及びロータ12bと入力軸6の軸方向に重なって配置されているため、エンコーダ16とステータ12a及びロータ12bとが入力軸6の軸方向に並んで配置される構造に比べて、入力軸6の軸方向における駆動装置2の寸法の低減を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、減速機18において、入力軸6の偏心部34に取り付けられた外歯歯車32が入力軸6の回転に連動して揺動回転することに応じてキャリア28及びそのキャリア28に接続された一側相手部材50が他側相手部材52に対して相対回転するようになっているため、入力軸6とは別にクランク軸や伝達歯車を設けなくてもよい。従って、本実施形態では、部品点数の増大を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, in the
更に、本実施形態では、減速機18において、外歯歯車32を1つしか使用していないので、入力軸6の軸方向における減速機18の寸法の増大を抑制して、入力軸6の軸方向における駆動装置2の寸法の増大を抑制している。
Furthermore, in this embodiment, since only one
また、本実施形態では、入力軸6に軸方向に貫通する軸孔6aが設けられているため、この軸孔6aを通るように各種配線を設けることができる。そして、本実施形態では、入力軸6の外径を大きくするとともに軸孔6aの内径を大きくすれば、当該入力軸6内に各種配線を通すための大きなスペースを確保することができる。この場合、環状のエンコーダが入力軸に外嵌している構成では、上記したように部品コストの増大の問題が生じるが、本実施形態では、エンコーダ16が入力軸6の径方向においてモータ12の外側の所定箇所に設けられていることに起因して、入力軸6の外径を大きくしてもエンコーダ16を変更する必要がなく、部品コストの増大を抑制することができる。従って、本実施形態では、入力軸6内に各種配線を通すための大きなスペースを確保しながら、部品コストの増大を抑制することができる。
In the present embodiment, since the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
例えば、図3に示す上記実施形態の一変形例のように、一体回転体13及び従動回転体14が減速機18の外部に配設されていてもよい。具体的には、この変形例では、一体回転体13がカバー4内においてモータ12に対してキャリア28と反対側の位置に配設されており、その位置において一体回転体13は入力軸6に外嵌している。従動回転体14の被回転部14aは、カバー4の切欠き部4d内に配置されている。カバー4の第2部分4cのうち貫通孔4aの径方向外側の前記切欠き部4dに対応する位置には、貫通孔4aと平行に延びて第2部分4cを貫通するように取付孔4fが形成されている。この取付孔4fに軸受24を介して伝達軸14bの一方の端部が取り付けられている。取付孔4fは、伝達軸14bの軸心がモータ12のステータ12aの外周部から回転板14cの半径の分だけ径方向外側の位置よりもさらに径方向外側に配置されるような位置に形成されている。取付孔4fのうち一側相手部材50側の端部には、キャップ48が嵌め込まれており、この部分から異物が侵入するのを防いでいる。
For example, the integral
伝達軸14bは、取付孔4fから切欠き部4d内に突出して入力軸6と平行に減速機18側へ延びている。被回転部14aは、この伝達軸14bのうち切欠き部4d内に突出した部分に外嵌している。回転板14cは、切欠き部4d内において、被回転部14aが設けられた位置よりも減速機18側に位置する伝達軸14bの先端部に取り付けられている。エンコーダ16は、切欠き部4d内において、カバー4の第2部分4cのうち減速機18側の端面に固定されている。
The
この変形例の場合、上記実施形態と異なり、外筒26内に充填された潤滑油を利用して一体回転体13の外歯車及び従動回転体14の被回転部14aの潤滑を行うことができないので、これら両歯車として潤滑不要のプラスチック製のものを用いることが好ましい。
In the case of this modification, unlike the above embodiment, the external gear of the integral
また、本発明の第1回転体が、入力軸6に外嵌し、入力軸6と一体的に回転する回転板によって構成されており、エンコーダがこの回転板の回転量を検出するようになっていてもよい。すなわち、この回転板は、入力軸6の回転に伴ってその入力軸6の径方向外側で入力軸6と同軸に回転する。
Moreover, the 1st rotary body of this invention is comprised by the rotating plate externally fitted to the
また、一体回転体13として入力軸6に外嵌する磁性円板を用いるとともに、従動回転体14の被回転部14aとして磁性円板を用いて、一体回転体13の磁性円板の外周面に被回転部14aの磁性円板の外周面が磁力によって吸着するようにそれらの磁性円板を配設してもよい。この構成では、入力軸6の回転と共に一体回転体13の磁性円板が回転すると、磁力によって引きつられて従動回転体14の磁性円板が回転する。そして、被回転部14aの磁性円板の半径は、一体回転体13の磁性円板の半径に比べて小さくなっており、一体回転体13から被回転部14aに回転が伝達される際に一体回転体13の半径と被回転部14aの半径との比に応じて回転数が増加される。そして、入力軸6に振動が生じた場合には、一体回転体13の磁性円板は入力軸6とともに振動するが、その一体回転体13の磁性円板と被回転部14aの磁性円板との間で相対的な位置ずれが生じて一体回転体13の磁性円板から被回転部14aの磁性円板への振動の伝達が緩和されるようになっている。
Moreover, while using the magnetic disc fitted to the
また、エンコーダ16のうち一部分のみがモータ12のステータ12a及びロータ12bと入力軸6の軸方向において重なっていてもよい。
Further, only a part of the
また、駆動装置2を配置する姿勢は、上記した姿勢に限定されない。すなわち、その軸方向が左右方向以外の様々な方向に配置されるように駆動装置2を設けてもよい。
Moreover, the attitude | position which arrange | positions the
2 駆動装置
6 入力軸
6a 軸孔
12 モータ
12a ステータ
12b ロータ
13 一体回転体(第2回転体)
14 従動回転体(第1回転体)
16 エンコーダ
18 減速機
26 外筒
28 キャリア
32 外歯歯車
34 偏心部
44 内歯ピン(内歯)
50 一側相手部材
52 他側相手部材
2 Driving
14 Followed rotating body (first rotating body)
16
50 One
Claims (6)
入力軸と、
前記入力軸を回転させるためのモータと、
前記一側相手部材と前記他側相手部材とにそれぞれ接続され、前記入力軸の回転を減速して、その減速後の回転数で前記一側相手部材と前記他側相手部材とを相対回転させる減速機と、
前記入力軸の回転に伴って前記入力軸の径方向外側で回転する第1回転体と、
前記入力軸の径方向において前記モータの外側の所定箇所に設けられ、前記第1回転体の回転量を検出するエンコーダとを備えた、駆動装置。 A driving device for relatively rotating and driving the one-side mating member and the other-side mating member,
An input shaft;
A motor for rotating the input shaft;
Connected to the one-side mating member and the other-side mating member, respectively, the rotation of the input shaft is decelerated, and the one-side mating member and the other-side mating member are relatively rotated at the number of rotations after the deceleration. A reducer,
A first rotating body that rotates radially outward of the input shaft as the input shaft rotates;
A drive device comprising: an encoder that is provided at a predetermined location outside the motor in a radial direction of the input shaft and detects a rotation amount of the first rotating body.
前記第1回転体は、前記第2回転体の径方向外側にその第2回転体とは別体に設けられ、前記第2回転体の外面に接触するとともにその接触部から前記第2回転体の回転力を受けて前記第2回転体の径方向外側に位置する軸の回りに回転する、請求項1に記載の駆動装置。 A second rotating body that is externally fitted to be coaxial with the input shaft and rotates integrally with the input shaft;
The first rotating body is provided separately from the second rotating body on the radially outer side of the second rotating body, contacts the outer surface of the second rotating body, and contacts the second rotating body from the contact portion. The driving device according to claim 1, wherein the driving device is rotated around an axis positioned on a radially outer side of the second rotating body in response to the rotational force of the second rotating body.
前記エンコーダは、前記ステータの径方向外側の所定箇所において前記ステータ及び前記ロータと前記入力軸の軸方向に重なって配置される部分を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動装置。 The motor includes an annular stator and a rotor that is provided on the radially inner side of the stator and is externally fitted to the input shaft and is driven to rotate about the shaft.
The drive according to any one of claims 1 to 3, wherein the encoder has a portion that is arranged in a predetermined position outside the stator in the radial direction so as to overlap the stator and the rotor in the axial direction of the input shaft. apparatus.
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