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JP4366041B2 - Rotation drive - Google Patents
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JP4366041B2 - Rotation drive - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動装置、特に、複写機の感光体ドラム等を低速度かつ高精度に回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御可能な回転駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置や印刷機械等においては、感光体ドラムやフィルムの送りのためのローラを低速度かつ高精度で回転するための回転駆動装置が必要となる。従来のこの種の装置は、モータと、モータの回転を減速する遊星方式の減速装置とを備えている。そして、遊星方式の減速装置としては、歯車式の減速装置と、トラクションすなわち摩擦伝達方式による減速装置とがあり、それぞれ、太陽車、インタナルリング、遊星車及びキャリアを有している。
【0003】
トラクション方式の減速装置では、太陽車、インタナルリング及び遊星車をそれぞれ互いに圧接することによってトルクを摩擦伝達するような構成となっている。そして、太陽車、インタナルリング及び遊星車はそれぞれ主に鉄系材料により製作されている。
このような従来のトラクション方式の減速装置においては、太陽車、インタナルリング及び遊星車の各摩擦接触部はグリス等のトラクションオイルを介してトルク伝達が行われるようになっており、各接触部の焼き付き等を防止したり、あるいは鉄系材料同士のトルク伝達力の増加を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のトラクション方式の減速装置では、減速装置内部にトラクションオイルが充填されるために、このオイルが漏れ出すのを防止するためにシール部材等が必要になる。また、シール部材が当接する面を高精度に仕上げなければならない。
【0005】
さらに、高い回転精度を得るためには、太陽車、インタナルリング及び遊星車の各摩擦接触部を高い精度で加工する必要があるとともに、組み付け精度も高い精度が要求され、製造コストが高くなる。
本発明の課題は、主に製造コストを低減することにある。
本発明の別の課題は、製造コストを低減できるとともに、伝達効率を良好にすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る回転駆動装置は、回転駆動源としてのモータと、該モータの回転が入力され、1つ以上の回転部材の摩擦接触によりトルク伝達を行う摩擦伝達部を有し、前記モータからの回転を減速して出力する減速装置と、該減速装置の出力回転速度を検出するための速度検出機構とを備え、前記摩擦伝達によりトルク伝達を行う部材のうちの少なくとも1つの部材は、摩擦接触部以外の部分を構成する構造体と摩擦接触部を構成するゴムとを有するゴム付部材を備え、前記ゴム付部材のゴムは、該ゴム付き部材を有する部材および該ゴムが接する他の部材が移動することなく弾性変形して、該ゴムと接する他の部材と圧接させて設けられていることを特徴とする。
【0007】
この装置では、モータの回転が減速装置によって減速されて出力され、被動装置が駆動される。このとき、減速装置では、その少なくとも一部において回転部材の摩擦接触によりトルク伝達が行われる。摩擦伝達部を構成する部材のうちの少なくとも1つの部材は構造体とゴムとからなるゴム付部材であり、ゴムが相手の部材と接触して、トルク伝達が行われる。このとき、ゴムの摩擦接触に起因して回転精度が劣化する。しかし、この装置では、減速装置の出力回転速度が検出され、この検出結果に基づいて、出力回転速度が所望の設定速度になるようにモータの回転速度がフィードバック制御される。したがって、ゴムの接触によるトルク伝達にもかかわらず、所望の出力回転数を精度良く得られる。
【0008】
ここでは、摩擦伝達部を構成する部材が構造体とゴムとで構成されており、ゴムが摩擦接触してトルク伝達が行われる。したがって、従来の鉄系の材料で形成されている回転部材と比較して、摩擦係数を大きくでき、また加工精度を高くする必要性がないとともに、潤滑剤が不要になる。それゆえ、製造コストを抑えることができるとともに、摩擦接触部の押し付け力を小さくでき、特に差動型の遊星方式においては、インタナルリングを遊星車に押し付けるための付勢部材をなくすことが可能となる。このように、例えば、減速装置を、摩擦伝達による部分と、歯車伝達による部分とに区分けした場合、摩擦伝達による部分においては、従来装置のようなトラクションオイルが不要となり、シール部材が不要になるとともに、シール部材が接触する相手側部材の高精度の加工も不要になる。また、一部に歯車の噛み合いによる伝達部分を含んでいても、その部分のみを潤滑剤が含浸された樹脂等により形成すれば、前記同様に、トラクションオイルが不要となり、すべての部材を潤滑剤が含浸された樹脂等により構成する場合に比較して製造コストが安価になる。
【0009】
また、部材の摩擦接触する部分以外は構造体で形成されているので、この構造体の強度を高くすることによって強度不足になることもない。さらに、回転部材の加工誤差や組み付け誤差をゴムの弾性変形により吸収できるので、回転部材の加工精度、加工方法、材料の選択肢が広がる。以上より、製造コストが低減できる
【0010】
ここで、速度検出機構を減速装置内部に配置して軸方向寸法の短縮を図る場合、従来装置では、速度検出機構が設けられる部分とオイルが充填された減速機構部とを区分けする必要があった。しかし、この装置では、前述のように、減速機構部におけるオイルを不要とすることが可能となり、この場合は、減速装置内部に速度検出機構を配置してもこの部分を隔離するための部材が不要となり、装置の小型化が実現するとともに、構成が簡単になる。
【0011】
なお、ゴム付部材を複数個所に用いる場合、弾性体あるいは構造体を用いられる個所によって異ならせるようにしても良い。
【0013】
求項に係る回転駆動装置は、請求項1の装置において、構造体は外周部全周に溝を有しており、ゴムは溝に装着されている。ここでは、仕様に応じて種々のゴムを選択し、構造体に容易に装着することができる。したがって、構造体を共通化しながら、種々の特性を有するゴム付部材を容易に実現できる。
【0014】
請求項に係る回転駆動装置は、請求項1または2の装置において、ゴムは構造体の外周面に構造体と一体的に設けられている。ここで、「一体的」とは、接着、コーティング等により設けられていることを意味する。この場合はゴム付部材の加工が簡単になる。請求項に係る回転駆動装置は、請求項1からのいずれかの装置において、構造体は樹脂成型品である。
【0017】
請求項に係る回転駆動装置は、請求項1から4のいずれかの装置において、減速装置は、少なくとも2つの回転伝達部を有し、少なくとも2つの回転伝達部は、ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部と、歯車の噛み合いによる回転伝達部とを含み、歯車の噛み合いによる回転伝達部は、モータの回転軸先端部に設けられ外周に歯が形成された太陽歯車と、太陽歯車と噛み合う歯が外周に形成された複数の遊星歯車と、を有し、ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部は、該太陽歯車と同心に配置されたインタナルリングと、インタナルリングに摩擦接触するとともに遊星歯車と相対回転不能に設けられた複数の遊星ローラと、を有し、遊星ローラ及びインタナルリングのうちの少なくとも1つがゴム付部材である。
【0018】
この装置は、減速装置が遊星方式で構成されており、モータの回転は太陽歯車に入力され、この回転は太陽歯車と噛み合う遊星歯車に伝達される。減速機構部では、遊星歯車と遊星ローラとは相対回転不能に設けられ、遊星ローラはインタナルリングに摩擦接触している。したがって、太陽歯車の回転はこの減速機構によって減速されてキャリアから出力される。
【0019】
このような遊星方式の減速装置では、前記同様の効果に加え、太陽歯車と遊星歯車とを歯による噛み合い伝達としているために、回転が効率よく伝達される。なお、太陽歯車と遊星歯車との噛み合いによって速度変動が生じるが、ここで発生した速度変動は、それより出力側の遊星ローラとインタナルリングとの摩擦接触部に設けられたゴムにより吸収することができ、出力側に速度変動を伝えにくくすることができる。
【0025】
この場合も前記同様の作用効果が得られる。
【0026】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態による回転駆動装置を示したものである。
図1に示された回転駆動装置は、モータ1と、モータ1からの回転を減速して出力する遊星方式の減速装置2と、減速装置2の出力回転速度を検出するための速度検出機構3とを備えている。またこの回転駆動装置は、速度検出機構3からの出力が入力されるコントローラ4と、コントローラ4からの制御信号に従ってモータ1の回転速度を制御するドライブ装置5とをさらに有している。
【0027】
モータ1は、カップ状のロータハブ10と、ロータハブ10内壁に固定されたロータマグネット11と、中心部に配置されたブラケット12と、ロータマグネット11とブラケット12との間に配置されたコイル13と、回転軸14とを有している。そして、ブラケット12は、筒状の軸受ホルダ部15と、軸受ホルダ部15の出力側端部(図1において左端部)に径方向外方に広がるように延びて形成されたモータフランジ16とを有している。回転軸14は軸受ホルダ部15の内周部に1対のボールベアリング等の軸受17,18を介して回転自在に支持されている。また、回転軸14の先端は減速装置2内に進入して減速装置2の入力部である太陽歯車20を構成している。減速装置2側の軸受17の外輪には、両軸受17,18に予圧を与えるためのバネ19が設けられている。
【0028】
減速装置2は、モータ1の回転を例えば1回転/秒程度に減速する差動型の遊星機構を有しており、太陽歯車20と、インタナルリング21と、複数(本実施形態では3個であるが、図では2個のみが現れている)の遊星歯車22及び遊星ローラ23と、各遊星歯車22及び遊星ローラ23を回転自在に支持するキャリア24と、出力軸25とを有している。そして、太陽歯車20、インタナルリング21、複数の遊星歯車22及び遊星ローラ23及びキャリア24はハウジング26内に収納されている。ハウジング26のモータと逆側の端面には出力軸25が貫通する孔が形成されており、出力軸25は1対の軸受27,28を介してハウジング26に回転自在に支持されている。
【0029】
太陽歯車20は、外周に歯が形成された平歯車であり、回転軸14の先端部に一体で形成されている。
インタナルリング21は、図2に拡大して示すように、それぞれ円環状の固定リング21a及び可動リング21bを有しており、両リング21a及び21bは遊星歯車22を挟むように対向して設けられている。固定リング21aはハウジング26に対して軸方向及び回転方向に移動不能に固定されている。また、可動リング21bは、ハウジング26に対して、軸方向に移動自在で、かつ相対回転不能に装着されている。そして、両リング21a,21bの内周部の対向する面は、それぞれテーパ状に形成されている。
【0030】
遊星歯車22及び遊星ローラ23は、後述する弾性体を除いて一体に形成されており、中央部に孔が形成されている。そして、遊星歯車22及び遊星ローラ23は、この孔に挿入されたロッド29により、キャリア24に対して片持ちで回転自在に支持されている。
遊星歯車22は、外周に歯が形成された平歯車であり、太陽歯車20と噛み合っている。また、遊星ローラ23は、遊星歯車22と一体形成された鉄系の金属製の構造体23aと、比較的弾性変形が容易なゴム又は樹脂あるいはこれらの複合体からなる弾性体23bとから構成されている。構造体23aは遊星歯車22の両側面に遊星歯車22の外径よりも小径に形成されており、この構造体23aの外周面全周には断面略半円形状の溝が形成されている。弾性体23bは、断面円形の部材であり、構造体23aの溝に固定されている。そして、弾性体23bに固定リング21a及び可動リング21bの内周面に形成されたテーパ面に摩擦接触している。
【0031】
ここで、構造体23aとしては、金属製以外に、樹脂で形成することも可能である。この場合、ヤング率が1×102MPaを越えるような樹脂で形成されることが望ましく、ヤング率が1×103MPa以上であれば、より好ましい。また、弾性体23bとしては、ヤング率が1×102MPa以下であればよく、10MPa以下がより好ましい。なお、弾性体23bのヤング率は、耐久性の面から、0.1MPa以上が好ましい。さらに、弾性体23bの相手部材に対する摩擦係数としては、0.1以上が好ましく、0.3以上がより好ましい。
【0032】
また、可動リング21bの側方には圧縮コイルばね30が配置されており、この圧縮コイルばね30により可動リング21bは常に固定リング21a側に付勢されている。これにより、各遊星ローラ23の弾性体23bと固定リング21a及び可動リング21bとの各接触面とに所定の圧接力が与えられ、各弾性体23bが弾性変形して相手部材に圧接されている。なお、遊星ローラ23に装着される弾性体23bをより弾性変形しやすい材質のゴム等で形成することにより、圧縮コイルばね30を省略することも可能である。
【0033】
キャリア24は、リング状の部材であり、中心部の孔には出力軸25が挿入されて互いに相対回転不能に固定されている。なお、キャリア24と出力軸25とは一体に形成することも可能である。
速度検出機構3は、キャリア24の側面に固定されたパルス円板35と、投光器及び受光器を含む光検出器36とを有している。このような構成により、キャリア24、すなわち出力軸の回転速度が検出され、検出結果はコントローラ4に送られる。
【0034】
コントローラ4は、CPU等で構成されたモータ駆動信号を出力できる制御回路であり、光検出部36からの検出出力に基づいて、出力回転速度が所望の設定値になるようにモータ駆動信号を出力する回路である。また、ドライバ装置5は、コントローラ4からのモータ駆動信号に基づいてモータ1を駆動するための装置である。
【0035】
次に動作について説明する。
モータ1を駆動することによって回転軸14が回転すると、この回転は減速装置2に入力される。この回転は、太陽歯車20と遊星歯車22の歯数、遊星ローラ23とインタナルリング21の外径及び内径によって決まる減速比によって減速され、キャリア24及び出力軸25を介して出力される。
【0036】
このとき、キャリア24の側面に固定されたパルス板35及び光検出器36によってキャリア24の回転速度がパルス信号として検出され、このパルス信号はコントローラ4に入力される。コントローラ4では、光検出器36により得られた回転速度検出パルスと基準パルスとの位相差が検出され、この位相差がなくなるようなモータ駆動信号がドライブ装置5に入力される。そして、ドライブ装置5からの駆動信号によってモータ1の回転速度が増減される。
【0037】
このようなフィードバック制御によって、減速装置2の出力回転速度が所望の設定速度になるようにモータ1の回転速度が制御される。
この装置では、太陽歯車20と遊星歯車22とが歯車の噛み合いによりトルク伝達しているので、両者間にすべりがなく、摩擦接触に比較して伝達効率が向上する。また、この歯車の噛み合いによる伝達によって、速度変動が生じるが、出力側に設けられた遊星ローラ23とインタナルリング21との間の弾性体による摩擦接触によって、速度変動が吸収できる。
【0038】
また、遊星ローラ23を、摩擦接触する部分以外の金属製構造体23aと、摩擦接触する部分のゴム又は樹脂製弾性体23bとで構成しているので、歯車部分を潤滑剤を含浸させたような樹脂で形成することにより、従来装置において必要であったトラクションオイルが不要となる。そして、トラクションオイルが不要となるので、シール部材やシール部材が摺接する相手部材のシール面の高精度の加工が不要となる。また、弾性体23bの弾性変形により組み付け誤差、加工誤差等を吸収できるので、各部の加工精度を従来に比較して低くできる。さらに、構造体23bにより強度を確保しつつ摩擦接触部の摩擦係数を大きくでき、効率的なトルク伝達を行うことができる。
【0039】
[第1実施形態の変形例]
以下に、第1実施形態の変形例を示す。
(1)図3に遊星歯車及び遊星ローラの他の例を示す。
遊星歯車40は前記同様に太陽歯車20に噛み合い可能な平歯車である。また、遊星ローラ41は、遊星歯車40と一体形成された構造体41aと、弾性体41bとから構成されている。構造体41aは遊星歯車40の側面に形成され、その外周面は外方に行くに従って小径となるテーパ状に形成されている。各部材の材料は前記例と同様である。しかしこの例では、構造体41aの外周面全周に弾性体41bが接着あるいはコーティングにより設けられている。
【0040】
(2)図4に示す例では、遊星歯車45と遊星ローラ46とが一体形成されている。遊星歯車45は前記同様に太陽歯車20に噛み合い可能な平歯車である。また、遊星ローラ46は遊星歯車45の両側面に形成され、前記同様に、その外周面は外方に行くに従って小径となるテーパ状に形成されている。
一方、インタナルリング47はそれぞれ円環状の固定リング471及び可動リング472を有しており、両リング471,472は遊星歯車45及び遊星ローラ46を挟むように対向して設けられている。そして、両リング471,472は、構造体471a,472aと、弾性体471b,472bとから構成されている。両部材の材質は前記例と同様である。構造体471a,472aは内周部の対向する面がそれぞれテーパ状に形成されており、遊星ローラ46のテーパ状外周面と対向している。そして、弾性体471b,472bは構造体471a,472aの内周テーパ面に接着あるいはコーティングにより設けられており、それぞれ遊星ローラ46と摩擦接触している。
【0041】
(3)図5に示す例では、インタナルリングを構成する1対のリング50,51が弾性体で構成されている。すなわち、この例におけるインタナルリングは、全体が弾性体で構成されており、構造体は有していない。他の構成は図4に示す例と同様である。
この場合は、インタナルリングにおいて大きく弾性変形量を確保できるので、リングを付勢するための部材(圧縮コイルばね)をなくすことができる。
【0042】
(4)図6に示す例は、図4及び図5に示す例と基本的構成は同じである。ここでは、遊星ローラ56及びインタナルリング57の形状が異なっている。
すなわち、遊星ローラ56は遊星歯車45の両側面に円筒状に形成されており、構造体のみからなっている。また、インタナルリング57は、1対のリングが一体形成された構造体57aと、弾性体57bとから構成されている。弾性体57bは一体形成された1対のリングの内周端面に接着あるいはコーティングにより設けられている。各部材の材質は前記例と同様である。
【0043】
[第2実施形態]
図7に本発明の第2実施形態を示す。この実施形態は減速装置部分のみが異なり、他の構成は前記第1実施形態と同様である。
この減速装置60は、太陽ローラ61と、遊星ローラ62及び遊星歯車63と、内歯車64と、遊星ローラ62及び遊星歯車63を支持するキャリア65とを有している。
【0044】
太陽ローラ61はモータ回転軸14の先端部に形成されている。遊星ローラ62及び遊星歯車63は、後述する弾性体62bを除いて金属又は樹脂によって一体形成されており、中央部に形成された孔を挿通するロッド66によってキャリア65に片持ち支持されている。遊星ローラ62は、構造体62aと弾性体62bとから構成されている。構造体62aは外周全周に断面略半円形状の溝を有している。そして、この溝62aに弾性体61bが嵌め込み等によって固定されており、弾性体61bが太陽ローラ61の外周に摩擦接触している。各部材の材質、ヤング率及び摩擦係数は前記例と同様である。また、遊星歯車63は、外周に歯を有する平歯車であり、遊星ローラ62の側部に形成され、遊星ローラ62の外径よりは小径である。内歯車64は、リング状に形成されており、ピン67によりハウジングに固定されている。そして、この内歯車64の内周面には遊星歯車63と噛み合う歯が形成されている。
【0045】
この実施形態の動作は、前記同様であるが、ここでは、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合いがある。したがって、歯車の噛み合いによる速度変動を弾性体によって吸収することができない。しかし、この装置では、減速された後に、歯車での噛み合い部分があるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数(以下、噛み合い周波数と記す)が比較的低くなる。一方、モータの周波数的な応答は、低周波数の場合に応答性がよいので、噛み合いによる速度変動をフィードバック制御で打ち消す場合に、打ち消しやすくなる。
【0046】
速度変動を打ち消す場合の制御方法としては、以下の方法がある。
<一般的なフィードバック制御>
モータの周波数応答が噛み合い周波数よりも高ければ、フィードバック制御で噛み合い変動を緩和することができる。
<学習制御>
この装置での噛み合いは、内歯車の歯形に依存しているので、一旦、回転結果をサンプリングし、出力軸における打ち消すべき周期に同期して、その変動をキャンセルするようにモータの回転制御を行う。
【0047】
<学習制御+フィードバック>
フィードバック制御に継続的に学習制御を併用して回転制御を行う。すなわち、フィードバック制御を行いながら、フィードバック制御でとりきれない周期性変動に対して、常に、回転結果をサンプリングし、出力軸における打ち消すべき周期に同期して、その変動をキャンセルするように、モータの回転指令を発生させる。
【0048】
[第2実施形態の変形例]
以下に、第2実施形態の変形例を示す。
(1)図8に示す遊星ローラ62’は、構造体62a’と弾性体62b’とから構成されている。各部材の材料等は前記例と同様である。しかし、この例では、構造体62a’の外周面全周に弾性体62a’が接着あるいはコーティングにより設けられている。
【0049】
(2)図9に示す減速装置70は、太陽ローラ71と、遊星ローラ72及び遊星歯車63と、内歯車64と、遊星ローラ72及び遊星歯車63を支持するキャリア65とを有している。
この装置は、太陽ローラ71及び遊星ローラ72のみが前記例と異なり、他の構成は同様である。すなわち、太陽ローラ71は、モータ回転軸14の先端部に形成された構造体71aと、構造体71aの外周に設けられた弾性体71bとから構成されている。弾性体71bは構造体71aの外周に接着、コーティングあるいは嵌め込みによって設けられている。各部材の材質、ヤング率及び摩擦係数は前記例と同様である。
【0050】
遊星ローラ72は円板状の部材であり、その外周が太陽ローラ71の弾性体71bと摩擦接触している。
[第3実施形態]
図10に本発明の第3実施形態を示す。
この装置は、2段型親子方式の内接型減速装置であり、モータ1と、第1減速部80及び第2減速部81からなる減速装置82と、減速装置82の出力回転速度を検出するための速度検出機構3と、コントローラ4と、ドライブ装置5とを有している。モータ1、速度検出機構3、コントローラ4及びドライブ装置5の構成については前記第1実施形態と同様である。
【0051】
第1減速部80は、モータ回転軸14の先端部に一体形成された太陽歯車85と、内歯車86とを有している。内歯車86は、太陽歯車85と噛み合う歯車部87と、歯車部87の中心部に設けられた中間出力軸88とを有している。そして、中間出力軸88がハウジングの壁89に軸受を介して回転自在に支持されている。
【0052】
第2減速部81は、出力軸90と一体形成された摩擦車91を有し、出力軸90は2つの軸受を介してハウジングのエンドカバーに回転自在に支持されている。摩擦車91は、金属あるいは樹脂製の構造体92と、構造体92の内周部に固定されたゴム又は樹脂製あるいはこれらの複合体からなる弾性体93とを有している。構造体92は、円板状の部材であり、円板部92aと、円板部92aの外周部から出力軸90と平行に延びて形成された円筒部92bとを有している。そして、弾性体93は円筒部92bの内周面全周に固定されている。
【0053】
このような摩擦車91における構造体92及び弾性体93の材質、ヤング率及び摩擦係数については、前記実施形態と同様である。
このような構成の回転駆動装置では、モータ1の回転は、第1減速部80により減速された回転が中間出力軸88に出力され、さらに第2減速部81によって減速されて出力軸90に出力される。出力軸90の回転速度は速度検出機構3によって検出され、前記実施形態同様に、コントローラ4及びドライブ装置5によって回転速度がフィードバック制御される。したがって、出力軸90の回転速度を高い精度で所望の回転速度に制御することができる。
【0054】
ここでは、第1減速部80は歯車の噛み合いによって回転が伝達されるので、良好な伝達効率が得られる。また、歯車の噛み合いによって速度変動が生じるが、この速度変動は、第2減速部81の弾性体による摩擦接触によって吸収され、スムーズな回転出力が得られる。
[第4実施形態]
図11に本発明の第4実施形態を示す。
【0055】
この実施形態の装置は、前記第3実施形態における第1減速部と第2減速部の回転伝達部の構成を逆にしたものである。すなわち、第1減速部100は摩擦接触による回転伝達を行い、第2減速部101は歯車の噛み合いによる回転伝達を行っている。他の構成は前記実施形態と同様である。
まず、第1減速部100は、中間出力軸105を有する摩擦車106を有している。摩擦車106は、前記同様に、円板部及び円板部の外周部から出力軸107と平行に延びて形成された円筒部を有する構造体110と、構造体110の円筒部の内周面全周に固定された弾性体111とを有している。
【0056】
また、第2減速部101は、摩擦車106の中間出力軸105にキーにより固定された小歯車115と、出力軸107と一体形成され小歯車115と噛み合う内歯車116とを有している。
動作は、基本的には前記第3実施形態と同様であるが、この場合は、第2実施形態と同様に、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合いがあるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数が比較的低くなり、噛み合いによる速度変動をフィードバック制御で打ち消しやすくなる。
【0057】
[第5実施形態]
図12に本発明の第5実施形態を示す。この実施形態は、第3実施形態と比較して第1減速部が異なるのみで、他の構成は同じである。
すなわち、この装置における第1減速部120は、回転軸14の先端部に形成された太陽歯車85と、外周に太陽歯車85と噛み合う歯が形成された減速歯車121とを有している。この減速歯車121は2つの軸受122,123によって支持された中間出力軸124に固定されている。
【0058】
この実施形態によっても、前記第3実施形態と同様の効果が得られる。
[第6実施形態]
図13に本発明の第6実施形態を示す。
この実施形態の装置は、前記第5実施形態における第1減速部と第2減速部の回転伝達部の構成を逆にしたものである。すなわち、第1減速部130は摩擦接触による回転伝達を行い、第2減速部131は歯車の噛み合いによる回転伝達を行っている。他の構成は前記実施形態と同様である。
【0059】
第1減速部130は、摩擦車132を有しており、この摩擦車132は2つの軸受122,123によって支持された中間出力軸133に固定されている。摩擦車132は構造体134と構造体134の外周面全周に設けられた弾性体135とを有している。そして、弾性体135が回転軸14の先端部に摩擦接触している。
【0060】
第2減速部131は、中間出力軸133の端部に一体形成された小歯車140と、図11に示した内歯車116と同様の内歯車141とを有している。すなわち、この内歯車141は、出力軸142と一体形成され、小歯車140と噛み合っている。
動作は、基本的には前記第5実施形態と同様であるが、この場合は、第2及び第4実施形態と同様に、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合いがあるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数が比較的低くなり、噛み合いによる速度変動をフィードバック制御で打ち消しやすくなる。
【0061】
[他の実施形態]
(1)前記各実施形態では、遊星ローラと遊星歯車とを一体で形成したが、これらは別体で形成しても良い。
(2)遊星減速機構を用いる場合、前記実施形態では遊星ローラと遊星歯車との径が異なる差動式遊星機構を例にとったが、両者の径が同径の単純遊星機構にも本発明を同様に適用できる。
【0062】
(3)減速装置の構成は前記各実施形態の例に限定されない。例えば、図14に模式的に示すように、モータ1の回転を1対の歯車150,151の噛み合いにより減速する第1伝達機構152と、この第1伝達機構152の出力が入力される遊星方式の第2伝達機構153とを配置し、この第2伝達機構153を構成する太陽車154、遊星車155及びインタナルリング156の少なくとも1つに弾性体付回転部材を用いてもよい。また、逆に、第1伝達機構152を、弾性体付回転部材を用いた摩擦伝達とし、第2伝達機構153を歯車の噛み合いによる回転伝達としても良い。
【0063】
さらに、図15に模式的に示すように、モータ1の回転が入力される遊星方式の第1伝達機構160と、この第1伝達機構160の出力が入力され1対の歯車161,162の噛み合いにより減速を行う第2伝達機構163とを配置し、第1伝達機構160を構成する太陽車164、遊星車165及びインタナルリング166の少なくとも1つに弾性体付回転部材を用いてもよい。また、逆に、第2伝達機構163を、弾性体付回転部材を用いた摩擦伝達とし、第1伝達機構160を歯車の噛み合いによる回転伝達としても良い。
【0064】
【発明の効果】
以上のように本発明では、トラクション方式の減速装置における摩擦車を、構造体と適度なヤング率を有する弾性体とで構成したので、摩擦接触部の潤滑が不要となる。また、摩擦車の摩擦接触する部分以外は構造体で形成されているので、この構造体の強度を高くすることによって強度不足になることもない。さらに、組み付け誤差、加工誤差を弾性体の弾性変形により吸収できるので、摩擦車の加工精度、加工方法、材料の選択肢が広がり、製造コストを低減できる。
【0065】
また、前述の弾性体付の摩擦車と併せて、伝達部の一部を歯車の噛み合いにした場合は、前記効果に加えて、回転伝達時の損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図2】図1の拡大部分図。
【図3】第1実施形態の変形例を示す図。
【図4】第1実施形態の変形例を示す図。
【図5】第1実施形態の変形例を示す図。
【図6】第1実施形態の変形例を示す図。
【図7】第1実施形態の変形例を示す図。
【図8】第2実施形態の変形例を示す図。
【図9】第2実施形態の変形例を示す図。
【図10】本発明の第3実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図11】本発明の第4実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図12】本発明の第5実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図13】本発明の第6実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図14】本発明のさらに他の実施形態による回転駆動装置の模式図。
【図15】本発明のさらに他の実施形態による回転駆動装置の模式図。
【符号の説明】
1−−−モータ
2−−−減速装置
4−−−コントローラ
5−−−ドライブ装置
20−−−太陽歯車
21,47−−−インタナルリング
22,40,45,63−−−遊星歯車
23,41,46,56,62,72−−−遊星ローラ
23a,41a,471a,57a,62a,71a,92a,110−−−構造体
23b,41b,471b,50,51,57b,62b,71b,92b,111−−−弾性体
24,65−−−キャリア
25,90,107,142−−−出力軸
61,71−−−太陽ローラ
64,86,116,141−−−内歯車
92,116−−−摩擦車
88,105,124−−−中間出力軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary drive device, and more particularly to a rotary drive device that can rotate a photosensitive drum or the like of a copying machine with low speed and high accuracy, and can detect an output rotational speed and feedback control the drive rotational speed.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printing machine, or the like, a rotation driving device for rotating a roller for feeding a photosensitive drum or a film with low speed and high accuracy is required. A conventional device of this type includes a motor and a planetary reduction device that reduces the rotation of the motor. The planetary reduction device includes a gear reduction device and a traction or friction transmission reduction device, each having a solar wheel, an internal ring, a planetary vehicle, and a carrier.
[0003]
The traction type speed reducer is configured to frictionally transmit torque by pressing the solar wheel, the internal ring, and the planetary wheel together. The solar wheel, the internal ring, and the planetary wheel are each mainly made of an iron-based material.
In such a conventional traction type reduction gear, each friction contact portion of the solar wheel, the internal ring, and the planetary wheel is configured to transmit torque via traction oil such as grease. This prevents the seizure of iron and the like, or increases the torque transmission force between ferrous materials.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional traction type reduction gear as described above, traction oil is filled in the reduction gear, and thus a seal member or the like is required to prevent the oil from leaking out. In addition, the surface with which the seal member abuts must be finished with high accuracy.
[0005]
Furthermore, in order to obtain high rotational accuracy, it is necessary to process the friction contact portions of the solar wheel, the internal ring, and the planetary vehicle with high accuracy, and high assembling accuracy is required, which increases the manufacturing cost. .
An object of the present invention is mainly to reduce manufacturing costs.
Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost and improve the transmission efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The rotary drive device according to claim 1 is:A motor as a rotational drive source, and a speed reducer having a friction transmission unit that receives the rotation of the motor and transmits torque by frictional contact of one or more rotating members, and decelerates and outputs the rotation from the motor And a speed detection mechanism for detecting the output rotational speed of the reduction gear, and at least one member among the members that transmits torque by the friction transmission constitutes a portion other than the friction contact portion. And a rubber member constituting the friction contact portion, the rubber of the rubber member is elastically deformed without moving the member having the rubber member and the other member in contact with the rubber, It is characterized by being provided in pressure contact with another member in contact with the rubber.
[0007]
  In this device, the rotation of the motor is decelerated and output by the reduction device, and the driven device is driven. At this time, in the speed reducer, torque transmission is performed at least in part by frictional contact of the rotating member. Configure the friction transmission partPartAt least one of the materialsParts ofIs a rubber made of structure and rubberAppendixMaterial, rubber is the opponentPart ofTorque is transmitted in contact with the material. At this time, rotation accuracy deteriorates due to frictional contact of rubber. However, in this device, the output rotational speed of the reduction gear is detected, and the rotational speed of the motor is feedback-controlled based on the detection result so that the output rotational speed becomes a desired set speed. Therefore, a desired output rotational speed can be obtained with high accuracy in spite of torque transmission due to rubber contact.
[0008]
  Here, the friction transmission partPartThe material is composed of a structure and rubber, and the rubber is in frictional contact to transmit torque. Therefore, the friction coefficient can be increased as compared with a rotating member made of a conventional iron-based material, and there is no need to increase the processing accuracy, and no lubricant is required. Therefore, the manufacturing cost can be reduced and the pressing force of the frictional contact portion can be reduced. In particular, in the differential planetary system, it is possible to eliminate the urging member for pressing the internal ring against the planetary car. It becomes. Thus, for example, when the speed reducer is divided into a friction transmission portion and a gear transmission portion, the traction oil as in the conventional device is not required in the friction transmission portion, and a seal member is not required. At the same time, high-precision processing of the mating member with which the seal member comes into contact is also unnecessary. In addition, even if a part of the transmission includes a gear meshing part, if only that part is formed of a resin or the like impregnated with a lubricant, traction oil is not necessary, and all members are lubricated as described above. Compared with the case where the resin is impregnated with resin, the manufacturing cost is reduced.
[0009]
  Also, DepartmentSince the portion other than the frictional contact portion of the material is formed of a structure, the strength of the structure is not increased, so that the strength is not insufficient. Further, since processing errors and assembly errors of the rotating member can be absorbed by elastic deformation of the rubber, options for processing accuracy, processing method, and material of the rotating member are expanded. As a result, manufacturing costs can be reduced..
[0010]
Here, when the speed detection mechanism is arranged inside the speed reduction device to reduce the axial dimension, the conventional device has to separate the portion where the speed detection mechanism is provided from the speed reduction mechanism portion filled with oil. It was. However, in this device, as described above, it is possible to eliminate the need for oil in the speed reduction mechanism. In this case, there is no member for isolating this portion even if the speed detection mechanism is arranged inside the speed reduction device. This eliminates the need for a smaller device and simplifies the configuration.
[0011]
  RubberAppendixWhen using materials in multiple locations, it may be possible to vary the elastic body or structure depending on where it is used.Yes.
[0013]
  ContractClaim2The rotary drive device according to claim1'sIn the apparatus, the structure has a groove on the entire outer periphery, and rubber is mounted in the groove. Here, various rubbers can be selected according to the specifications and can be easily attached to the structure. Therefore, rubber with various characteristics while using a common structureAppendixThe material can be easily realized.
[0014]
  Claim3The rotational drive device according to claim 1Or 2In this apparatus, the rubber is provided integrally with the structure on the outer peripheral surface of the structure. Here, “integral” means provided by adhesion, coating, or the like. In this case rubberAppendixThe processing of the material becomes easy. Claim4The rotary drive device according to claim 1 is from3In any of the apparatuses, the structure is a resin molded product.
[0017]
  Claim5The rotary drive device according to claimAny one of 1 to 4In this device, the speed reducer isThe rotation transmission unit includes at least two rotation transmission units, and the at least two rotation transmission units include a rotation transmission unit based on frictional contact of a rubber member and a rotation transmission unit based on meshing of a gear.A sun gear provided at the tip of the rotating shaft of the motor and having teeth formed on the outer periphery, and a plurality of planetary gears having teeth that mesh with the sun gear on the outer periphery;The rotation transmission part by frictional contact of the rubber-equipped member isAn internal ring disposed concentrically with the sun gear, and a plurality of planetary rollers that are in frictional contact with the internal ring and are non-rotatable with the planetary gear,HaveAt least one of the star roller and the internal ring is rubberAppendixIt is a material.
[0018]
In this device, the speed reducer is constituted by a planetary system, and the rotation of the motor is input to the sun gear, and this rotation is transmitted to the planetary gear meshing with the sun gear. In the speed reduction mechanism, the planetary gear and the planetary roller are provided so as not to rotate relative to each other, and the planetary roller is in frictional contact with the internal ring. Therefore, the rotation of the sun gear is decelerated by the reduction mechanism and output from the carrier.
[0019]
In such a planetary reduction device, in addition to the same effects as described above, the sun gear and the planetary gear are engaged and transmitted by teeth, so that rotation is transmitted efficiently. In addition, although the speed fluctuation occurs due to the meshing of the sun gear and the planetary gear, the speed fluctuation generated here is provided in the friction contact portion between the planetary roller on the output side and the internal ring.RubberTherefore, it is possible to make it difficult to transmit the speed fluctuation to the output side.
[0025]
In this case, the same effect as described above can be obtained.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.
The rotational drive device shown in FIG. 1 includes a motor 1, a planetary reduction device 2 that decelerates and outputs rotation from the motor 1, and a speed detection mechanism 3 for detecting the output rotational speed of the reduction device 2. And. The rotary drive device further includes a controller 4 to which an output from the speed detection mechanism 3 is input, and a drive device 5 that controls the rotational speed of the motor 1 in accordance with a control signal from the controller 4.
[0027]
The motor 1 includes a cup-shaped rotor hub 10, a rotor magnet 11 fixed to the inner wall of the rotor hub 10, a bracket 12 disposed at the center, a coil 13 disposed between the rotor magnet 11 and the bracket 12, And a rotating shaft 14. The bracket 12 includes a cylindrical bearing holder portion 15 and a motor flange 16 formed so as to extend radially outward at the output side end portion (left end portion in FIG. 1) of the bearing holder portion 15. Have. The rotating shaft 14 is rotatably supported on the inner peripheral portion of the bearing holder portion 15 via bearings 17 and 18 such as a pair of ball bearings. Further, the tip end of the rotating shaft 14 enters the speed reduction device 2 to constitute a sun gear 20 that is an input portion of the speed reduction device 2. On the outer ring of the bearing 17 on the speed reducer 2 side, a spring 19 for applying preload to both the bearings 17 and 18 is provided.
[0028]
The reduction gear 2 has a differential planetary mechanism that reduces the rotation of the motor 1 to, for example, about 1 rotation / second, and includes a sun gear 20, an internal ring 21, and a plurality (three in this embodiment). (Only two of them are shown in the figure), planetary gears 22 and planetary rollers 23, carriers 24 that rotatably support the planetary gears 22 and planetary rollers 23, and an output shaft 25. Yes. The sun gear 20, the internal ring 21, the plurality of planetary gears 22, the planetary roller 23, and the carrier 24 are accommodated in a housing 26. A hole through which the output shaft 25 passes is formed on the end surface of the housing 26 opposite to the motor, and the output shaft 25 is rotatably supported by the housing 26 via a pair of bearings 27 and 28.
[0029]
The sun gear 20 is a spur gear with teeth formed on the outer periphery, and is integrally formed at the tip of the rotating shaft 14.
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the internal ring 21 has an annular fixed ring 21a and a movable ring 21b, and both the rings 21a and 21b are provided to face each other with the planetary gear 22 interposed therebetween. It has been. The fixing ring 21 a is fixed to the housing 26 so as not to move in the axial direction and the rotational direction. The movable ring 21b is attached to the housing 26 so as to be movable in the axial direction and not to be relatively rotatable. And the surface which the inner peripheral part of both the rings 21a and 21b opposes is formed in the taper shape, respectively.
[0030]
The planetary gear 22 and the planetary roller 23 are integrally formed except for an elastic body, which will be described later, and a hole is formed at the center. The planetary gear 22 and the planetary roller 23 are supported in a cantilevered manner with respect to the carrier 24 by a rod 29 inserted into the hole.
The planetary gear 22 is a spur gear having teeth formed on the outer periphery, and meshes with the sun gear 20. The planetary roller 23 is composed of an iron metal structure 23a formed integrally with the planetary gear 22 and an elastic body 23b made of rubber or resin that is relatively easily deformed or a composite thereof. ing. The structure 23a is formed on both side surfaces of the planetary gear 22 so as to have a smaller diameter than the outer diameter of the planetary gear 22, and a groove having a substantially semicircular cross section is formed on the entire outer periphery of the structure 23a. The elastic body 23b is a member having a circular cross section, and is fixed to the groove of the structure 23a. The elastic body 23b is in frictional contact with the tapered surfaces formed on the inner peripheral surfaces of the fixed ring 21a and the movable ring 21b.
[0031]
Here, as the structure 23a, it is also possible to form it with resin other than metal. In this case, Young's modulus is 1 × 102It is desirable to be formed of a resin exceeding MPa, and Young's modulus is 1 × 10ThreeIf it is more than MPa, it is more preferable. The elastic body 23b has a Young's modulus of 1 × 10.2What is necessary is just below MPa, and 10 MPa or less is more preferable. The Young's modulus of the elastic body 23b is preferably 0.1 MPa or more from the viewpoint of durability. Furthermore, the friction coefficient of the elastic body 23b against the mating member is preferably 0.1 or more, and more preferably 0.3 or more.
[0032]
A compression coil spring 30 is disposed on the side of the movable ring 21b, and the movable ring 21b is always urged toward the fixed ring 21a by the compression coil spring 30. As a result, a predetermined pressing force is applied to the contact surfaces of the elastic body 23b of each planetary roller 23 and the fixed ring 21a and the movable ring 21b, and each elastic body 23b is elastically deformed and pressed against the mating member. . Note that the compression coil spring 30 can be omitted by forming the elastic body 23b attached to the planetary roller 23 with rubber or the like which is more easily elastically deformed.
[0033]
The carrier 24 is a ring-shaped member, and an output shaft 25 is inserted into a hole in the center portion and fixed so as not to rotate relative to each other. The carrier 24 and the output shaft 25 can be formed integrally.
The speed detection mechanism 3 includes a pulse disc 35 fixed to the side surface of the carrier 24 and a photodetector 36 including a projector and a light receiver. With such a configuration, the rotation speed of the carrier 24, that is, the output shaft is detected, and the detection result is sent to the controller 4.
[0034]
The controller 4 is a control circuit that can output a motor drive signal composed of a CPU or the like, and outputs a motor drive signal based on the detection output from the light detection unit 36 so that the output rotation speed becomes a desired set value. Circuit. The driver device 5 is a device for driving the motor 1 based on a motor drive signal from the controller 4.
[0035]
Next, the operation will be described.
When the rotating shaft 14 rotates by driving the motor 1, this rotation is input to the reduction gear 2. This rotation is decelerated by a reduction ratio determined by the number of teeth of the sun gear 20 and the planetary gear 22 and the outer diameter and inner diameter of the planetary roller 23 and the internal ring 21, and is output via the carrier 24 and the output shaft 25.
[0036]
At this time, the rotational speed of the carrier 24 is detected as a pulse signal by the pulse plate 35 and the photodetector 36 fixed to the side surface of the carrier 24, and this pulse signal is input to the controller 4. In the controller 4, the phase difference between the rotation speed detection pulse obtained by the photodetector 36 and the reference pulse is detected, and a motor drive signal that eliminates this phase difference is input to the drive device 5. Then, the rotational speed of the motor 1 is increased or decreased by a drive signal from the drive device 5.
[0037]
By such feedback control, the rotational speed of the motor 1 is controlled so that the output rotational speed of the reduction gear 2 becomes a desired set speed.
In this device, since the sun gear 20 and the planetary gear 22 transmit torque by meshing the gears, there is no slip between them, and transmission efficiency is improved compared to frictional contact. Further, the speed fluctuation occurs due to the transmission by the meshing of the gears, but the speed fluctuation can be absorbed by the frictional contact between the planetary roller 23 and the internal ring 21 provided on the output side.
[0038]
Further, since the planetary roller 23 is composed of the metal structure 23a other than the frictional contact portion and the rubber or resin elastic body 23b of the frictional contact portion, the gear portion seems to be impregnated with the lubricant. By using a simple resin, the traction oil required in the conventional apparatus is not required. And since traction oil becomes unnecessary, the highly accurate process of the sealing surface of the other member which a sealing member and the sealing member slidably contact becomes unnecessary. Further, since the assembly error, the processing error, and the like can be absorbed by the elastic deformation of the elastic body 23b, the processing accuracy of each part can be lowered as compared with the conventional case. Furthermore, the friction coefficient of the friction contact portion can be increased while ensuring the strength by the structure 23b, and efficient torque transmission can be performed.
[0039]
[Modification of First Embodiment]
Below, the modification of 1st Embodiment is shown.
(1) FIG. 3 shows another example of a planetary gear and a planetary roller.
The planetary gear 40 is a spur gear that can mesh with the sun gear 20 as described above. The planetary roller 41 is composed of a structure 41a formed integrally with the planetary gear 40 and an elastic body 41b. The structure 41a is formed on the side surface of the planetary gear 40, and the outer peripheral surface thereof is formed in a tapered shape having a smaller diameter as it goes outward. The material of each member is the same as in the above example. However, in this example, the elastic body 41b is provided on the entire outer peripheral surface of the structure 41a by adhesion or coating.
[0040]
(2) In the example shown in FIG. 4, the planetary gear 45 and the planetary roller 46 are integrally formed. The planetary gear 45 is a spur gear that can mesh with the sun gear 20 as described above. Further, the planetary roller 46 is formed on both side surfaces of the planetary gear 45, and the outer peripheral surface thereof is formed in a tapered shape having a smaller diameter as it goes outward as described above.
On the other hand, the internal ring 47 has an annular fixed ring 471 and a movable ring 472, and both the rings 471 and 472 are provided to face each other so as to sandwich the planetary gear 45 and the planetary roller 46. Both rings 471 and 472 are composed of structures 471a and 472a and elastic bodies 471b and 472b. The material of both members is the same as in the above example. In the structures 471a and 472a, the opposing surfaces of the inner peripheral portion are formed in a tapered shape, and are opposed to the tapered outer peripheral surface of the planetary roller 46. The elastic bodies 471b and 472b are provided on the inner peripheral tapered surfaces of the structures 471a and 472a by adhesion or coating, and are in frictional contact with the planetary roller 46, respectively.
[0041]
(3) In the example shown in FIG. 5, the pair of rings 50 and 51 constituting the internal ring are made of an elastic body. That is, the internal ring in this example is entirely composed of an elastic body and does not have a structure. Other configurations are the same as the example shown in FIG.
In this case, since a large amount of elastic deformation can be secured in the internal ring, a member (compression coil spring) for biasing the ring can be eliminated.
[0042]
(4) The example shown in FIG. 6 has the same basic configuration as the examples shown in FIGS. Here, the shapes of the planetary roller 56 and the internal ring 57 are different.
That is, the planetary roller 56 is formed in a cylindrical shape on both side surfaces of the planetary gear 45 and is composed of only a structure. The internal ring 57 includes a structure 57a in which a pair of rings are integrally formed, and an elastic body 57b. The elastic body 57b is provided on the inner peripheral end surfaces of a pair of integrally formed rings by adhesion or coating. The material of each member is the same as in the above example.
[0043]
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment only in the speed reduction device portion, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
The speed reducer 60 includes a sun roller 61, a planetary roller 62 and a planetary gear 63, an internal gear 64, and a carrier 65 that supports the planetary roller 62 and the planetary gear 63.
[0044]
The sun roller 61 is formed at the tip of the motor rotating shaft 14. The planetary roller 62 and the planetary gear 63 are integrally formed of metal or resin except for an elastic body 62b described later, and are cantilevered by a carrier 65 by a rod 66 that passes through a hole formed in the center. The planetary roller 62 includes a structure body 62a and an elastic body 62b. The structure 62a has a groove having a substantially semicircular cross section on the entire outer periphery. The elastic body 61 b is fixed in the groove 62 a by fitting or the like, and the elastic body 61 b is in frictional contact with the outer periphery of the sun roller 61. The material, Young's modulus, and friction coefficient of each member are the same as in the above example. The planetary gear 63 is a spur gear having teeth on the outer periphery, is formed on the side of the planetary roller 62, and has a smaller diameter than the outer diameter of the planetary roller 62. The internal gear 64 is formed in a ring shape and is fixed to the housing by a pin 67. Further, teeth that mesh with the planetary gear 63 are formed on the inner peripheral surface of the internal gear 64.
[0045]
The operation of this embodiment is the same as that described above, but here, there is meshing with the gear on the output side of the friction contact portion. Therefore, the speed variation due to the meshing of the gears cannot be absorbed by the elastic body. However, in this apparatus, since there is a meshing portion with the gear after being decelerated, the frequency of the speed fluctuation caused by the meshing (hereinafter referred to as the meshing frequency) becomes relatively low. On the other hand, the frequency response of the motor has good responsiveness when the frequency is low, so that it becomes easy to cancel the speed fluctuation caused by the meshing by canceling the feedback.
[0046]
As a control method for canceling the speed fluctuation, there are the following methods.
<General feedback control>
If the frequency response of the motor is higher than the meshing frequency, the meshing variation can be reduced by feedback control.
<Learning control>
Since the meshing in this device depends on the tooth profile of the internal gear, the rotation result is temporarily sampled, and the rotation control of the motor is performed so as to cancel the fluctuation in synchronization with the cycle to be canceled in the output shaft. .
[0047]
<Learning control + feedback>
The rotation control is performed by continuously using the learning control together with the feedback control. In other words, while performing feedback control, the rotation results are always sampled for periodic fluctuations that cannot be removed by feedback control, and the fluctuations of the motor are canceled in synchronization with the period to be canceled in the output shaft. Generate a rotation command.
[0048]
[Modification of Second Embodiment]
Below, the modification of 2nd Embodiment is shown.
(1) The planetary roller 62 'shown in FIG. 8 is composed of a structural body 62a' and an elastic body 62b '. The material of each member is the same as the above example. However, in this example, the elastic body 62a 'is provided on the entire outer peripheral surface of the structure 62a' by adhesion or coating.
[0049]
(2) The speed reducer 70 shown in FIG. 9 includes a sun roller 71, a planetary roller 72 and a planetary gear 63, an internal gear 64, and a carrier 65 that supports the planetary roller 72 and the planetary gear 63.
This device differs from the above example only in the sun roller 71 and the planetary roller 72, and the other configurations are the same. That is, the sun roller 71 is composed of a structure 71a formed at the tip of the motor rotating shaft 14 and an elastic body 71b provided on the outer periphery of the structure 71a. The elastic body 71b is provided on the outer periphery of the structure 71a by adhesion, coating or fitting. The material, Young's modulus, and friction coefficient of each member are the same as in the above example.
[0050]
The planetary roller 72 is a disk-shaped member, and the outer periphery thereof is in frictional contact with the elastic body 71 b of the sun roller 71.
[Third Embodiment]
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
This device is a two-stage parent-child inscribed type reduction device that detects the output rotational speed of the motor 1, the reduction device 82 including the first reduction portion 80 and the second reduction portion 81, and the reduction device 82. A speed detection mechanism 3, a controller 4, and a drive device 5. The configurations of the motor 1, the speed detection mechanism 3, the controller 4, and the drive device 5 are the same as those in the first embodiment.
[0051]
The first reduction gear 80 has a sun gear 85 and an internal gear 86 that are integrally formed at the tip of the motor rotating shaft 14. The internal gear 86 has a gear portion 87 that meshes with the sun gear 85 and an intermediate output shaft 88 provided at the center of the gear portion 87. The intermediate output shaft 88 is rotatably supported on the wall 89 of the housing via a bearing.
[0052]
The second speed reducing portion 81 has a friction wheel 91 integrally formed with the output shaft 90, and the output shaft 90 is rotatably supported by the end cover of the housing via two bearings. The friction wheel 91 has a structure 92 made of metal or resin, and an elastic body 93 made of rubber or resin or a composite of these fixed to the inner periphery of the structure 92. The structure 92 is a disk-shaped member, and includes a disk portion 92a and a cylindrical portion 92b formed to extend in parallel with the output shaft 90 from the outer peripheral portion of the disk portion 92a. The elastic body 93 is fixed to the entire inner peripheral surface of the cylindrical portion 92b.
[0053]
The material, Young's modulus, and friction coefficient of the structure 92 and the elastic body 93 in the friction wheel 91 are the same as those in the above embodiment.
In the rotary drive device having such a configuration, the rotation of the motor 1 is output to the intermediate output shaft 88 after being decelerated by the first reduction unit 80, and further to the output shaft 90 after being decelerated by the second reduction unit 81. Is done. The rotation speed of the output shaft 90 is detected by the speed detection mechanism 3, and the rotation speed is feedback-controlled by the controller 4 and the drive device 5 as in the above embodiment. Therefore, the rotational speed of the output shaft 90 can be controlled to a desired rotational speed with high accuracy.
[0054]
Here, since the rotation of the first reduction gear 80 is transmitted by the meshing of the gears, good transmission efficiency can be obtained. Further, although the speed variation occurs due to the meshing of the gears, this speed variation is absorbed by the frictional contact by the elastic body of the second reduction part 81, and a smooth rotational output is obtained.
[Fourth Embodiment]
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention.
[0055]
In the apparatus of this embodiment, the configurations of the rotation transmission units of the first reduction unit and the second reduction unit in the third embodiment are reversed. That is, the first speed reduction unit 100 performs rotation transmission by frictional contact, and the second speed reduction unit 101 performs rotation transmission by meshing of gears. Other configurations are the same as those of the above embodiment.
First, the first reduction gear unit 100 includes a friction wheel 106 having an intermediate output shaft 105. As described above, the friction wheel 106 includes a disk 110 and a structure 110 having a cylindrical portion formed in parallel with the output shaft 107 from the outer periphery of the disk portion, and an inner peripheral surface of the cylinder of the structure 110. And an elastic body 111 fixed to the entire circumference.
[0056]
In addition, the second reduction gear unit 101 includes a small gear 115 fixed to the intermediate output shaft 105 of the friction wheel 106 by a key, and an internal gear 116 that is integrally formed with the output shaft 107 and meshes with the small gear 115.
The operation is basically the same as in the third embodiment, but in this case, as in the second embodiment, since there is meshing with the gear on the output side of the friction contact portion, the speed fluctuation caused by the meshing is reduced. The frequency becomes relatively low, and the speed fluctuation due to the meshing is easily canceled by feedback control.
[0057]
[Fifth Embodiment]
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the third embodiment only in the first reduction part, and the other configuration is the same.
That is, the first reduction gear 120 in this apparatus has a sun gear 85 formed at the tip of the rotating shaft 14 and a reduction gear 121 having teeth that mesh with the sun gear 85 on the outer periphery. The reduction gear 121 is fixed to an intermediate output shaft 124 supported by two bearings 122 and 123.
[0058]
According to this embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
[Sixth Embodiment]
FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention.
In the apparatus of this embodiment, the configurations of the rotation transmission units of the first reduction unit and the second reduction unit in the fifth embodiment are reversed. That is, the first speed reduction unit 130 performs rotation transmission by frictional contact, and the second speed reduction unit 131 performs rotation transmission by gear meshing. Other configurations are the same as those of the above embodiment.
[0059]
The first reduction gear unit 130 includes a friction wheel 132, and the friction wheel 132 is fixed to an intermediate output shaft 133 supported by two bearings 122 and 123. The friction wheel 132 has a structure 134 and an elastic body 135 provided on the entire outer peripheral surface of the structure 134. The elastic body 135 is in frictional contact with the tip of the rotating shaft 14.
[0060]
The second reduction gear 131 includes a small gear 140 formed integrally with the end of the intermediate output shaft 133 and an internal gear 141 similar to the internal gear 116 shown in FIG. That is, the internal gear 141 is integrally formed with the output shaft 142 and meshes with the small gear 140.
The operation is basically the same as in the fifth embodiment, but in this case, as in the second and fourth embodiments, there is meshing with the gear on the output side of the frictional contact portion, so that it is caused by meshing. The frequency of the speed fluctuation becomes relatively low, and the speed fluctuation due to the meshing is easily canceled by feedback control.
[0061]
[Other Embodiments]
(1) In each of the above embodiments, the planetary roller and the planetary gear are integrally formed, but they may be formed separately.
(2) In the case of using a planetary speed reduction mechanism, the differential planetary mechanism in which the diameters of the planetary roller and the planetary gear are different is taken as an example in the above embodiment, but the present invention is also applied to a simple planetary mechanism having the same diameter. Can be applied as well.
[0062]
(3) The configuration of the speed reducer is not limited to the examples of the above embodiments. For example, as schematically shown in FIG. 14, the first transmission mechanism 152 that decelerates the rotation of the motor 1 by the meshing of a pair of gears 150 and 151, and the planetary system to which the output of the first transmission mechanism 152 is input. The second transmission mechanism 153 may be disposed, and a rotating member with an elastic body may be used for at least one of the sun wheel 154, the planetary wheel 155, and the internal ring 156 constituting the second transmission mechanism 153. Conversely, the first transmission mechanism 152 may be a friction transmission using a rotating member with an elastic body, and the second transmission mechanism 153 may be a rotation transmission by meshing of gears.
[0063]
Further, as schematically shown in FIG. 15, the planetary first transmission mechanism 160 to which the rotation of the motor 1 is input, and the output of the first transmission mechanism 160 is input to engage the pair of gears 161 and 162. The second transmission mechanism 163 that decelerates may be disposed, and a rotating member with an elastic body may be used for at least one of the sun wheel 164, the planetary wheel 165, and the internal ring 166 constituting the first transmission mechanism 160. Conversely, the second transmission mechanism 163 may be a friction transmission using a rotating member with an elastic body, and the first transmission mechanism 160 may be a rotation transmission by meshing of gears.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the friction wheel in the traction type reduction gear is composed of the structural body and the elastic body having an appropriate Young's modulus, so that it is not necessary to lubricate the friction contact portion. In addition, since the portion other than the frictional contact portion of the friction wheel is formed of a structure, the strength of the structure is not increased and the strength is not insufficient. Furthermore, since assembly errors and processing errors can be absorbed by elastic deformation of the elastic body, options for processing accuracy, processing method, and material of the friction wheel are widened, and manufacturing costs can be reduced.
[0065]
Further, when a part of the transmission portion is engaged with the gear together with the above-described friction wheel with an elastic body, in addition to the above effects, loss during rotation transmission can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial view of FIG.
FIG. 3 is a view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 5 is a view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 7 is a view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a view showing a modification of the second embodiment.
FIG. 9 is a view showing a modification of the second embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic view of a rotary drive device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic view of a rotary drive device according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 --- Motor
2 --- Decelerator
4 --- Controller
5 --- Drive device
20 --- Sun gear
21,47 --- Internal ring
22, 40, 45, 63 --- planetary gear
23, 41, 46, 56, 62, 72 --- Planet roller
23a, 41a, 471a, 57a, 62a, 71a, 92a, 110 --- structure
23b, 41b, 471b, 50, 51, 57b, 62b, 71b, 92b, 111 --- elastic body
24,65 --- Carrier
25, 90, 107, 142-Output shaft
61, 71 --- Sun Roller
64,86,116,141 --- internal gear
92,116 --- friction wheel
88,105,124 --- Intermediate output shaft

Claims (5)

被動装置を回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御するための回転駆動装置であって、
回転駆動源としてのモータと、
該モータの回転が入力され、1つ以上の回転部材の摩擦接触によりトルク伝達を行う摩擦伝達部を有し、前記モータからの回転を減速して出力する減速装置と、
該減速装置の出力回転速度を検出するための速度検出機構とを備え、
前記摩擦伝達によりトルク伝達を行う部材のうちの少なくとも1つの部材は、摩擦接触部以外の部分を構成する構造体と摩擦接触部を構成するゴムとを有するゴム付部材を備え、
前記ゴム付部材のゴムは、該ゴム付き部材を有する部材および該ゴムが接する他の部材が移動することなく弾性変形して、該ゴムと接する他の部材と圧接させて設けられていることを特徴とする、回転駆動装置。
A rotational driving device for rotationally driving the driven device and detecting the output rotational speed to feedback control the driving rotational speed,
A motor as a rotational drive source;
A speed reducer that receives the rotation of the motor and has a friction transmission portion that transmits torque by frictional contact of one or more rotating members, and decelerates and outputs the rotation from the motor;
A speed detection mechanism for detecting the output rotation speed of the reduction gear,
At least one member among the members that transmit torque by the friction transmission includes a rubber-equipped member having a structure that forms a portion other than the friction contact portion and rubber that forms the friction contact portion.
The rubber of the rubber-attached member is provided so that the member having the rubber-attached member and the other member in contact with the rubber are elastically deformed without moving and are in pressure contact with the other member in contact with the rubber. A rotation drive device, which is characterized.
前記構造体は外周部全周に環状の溝を有しており、前記ゴムは前記溝に装着されている、請求項1に記載の回転駆動装置。  The rotary drive device according to claim 1, wherein the structure has an annular groove around the entire outer periphery, and the rubber is mounted in the groove. 前記ゴムは前記構造体の外周面に前記構造体と一体的に設けられている、請求項1または2に記載の回転駆動装置。  The rotation drive device according to claim 1, wherein the rubber is provided integrally with the structure on an outer peripheral surface of the structure. 前記構造体は樹脂成型品である、請求項1から3のいずれか1項に記載の回転駆動装置。  The rotation drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the structure is a resin molded product. 前記減速装置は、少なくとも2つの回転伝達部を有し、前記少なくとも2つの回転伝達部は、前記ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部と、歯車の噛み合いによる回転伝達部とを含み、
前記歯車の噛み合いによる回転伝達部は、
前記モータの回転軸先端部に設けられ外周に歯が形成された太陽歯車と、
前記太陽歯車と噛み合う歯が外周に形成された複数の遊星歯車と、を有し、
前記ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部は、
該太陽歯車と同心に配置されたインタナルリングと、
前記インタナルリングに摩擦接触するとともに前記遊星歯車と相対回転不能に設けられた複数の遊星ローラと、を有し、
前記遊星ローラ及びインタナルリングのうちの少なくとも1つが前記ゴム付部材である、請求項1から4のいずれか1項に記載の回転駆動装置。
The speed reducer has at least two rotation transmission parts, and the at least two rotation transmission parts include a rotation transmission part by frictional contact of the rubber-equipped member and a rotation transmission part by meshing of gears,
The rotation transmission part by meshing of the gear is
A sun gear provided at the tip of the rotating shaft of the motor and having teeth formed on the outer periphery;
A plurality of planetary gears formed on the outer periphery with teeth meshing with the sun gear,
The rotation transmission part by frictional contact of the rubber member is
An internal ring arranged concentrically with the sun gear;
A plurality of planetary rollers that are in frictional contact with the internal ring and are non-rotatable relative to the planetary gear;
The rotation drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the planetary roller and the internal ring is the rubber member.
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JP2013110874A (en) * 2011-11-22 2013-06-06 Nidec-Shimpo Corp Rotary drive device and robot device
JP6153769B2 (en) * 2013-05-15 2017-06-28 株式会社三共製作所 Cam device
JP6448942B2 (en) * 2014-07-31 2019-01-09 日本電産シンポ株式会社 Traction power transmission reduction device and motor with reduction device
CN110657225B (en) * 2019-09-27 2023-09-26 广东天润自动化科技有限公司 An improved reducer structure
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