JP4403593B2 - Electric motor with reduction gear - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力軸の回転変位を検出する回転センサを備えた減速機付き電動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
回転センサを備えた減速機付き電動機は、例えば種々の制御装置において操作部を操作するために用いられる。例えば内燃機関用制御装置においては、内燃機関への燃料の供給量を調節する手段(スロットルバルブや燃料ポンプのコントロールラック)を操作するアクチュエータとして、回転センサを備えた減速機付き電動機が用いられる。
【0003】
また電動機により減速機を介して駆動される負荷において、負荷の位置を目標位置に一致させるように制御する必要がある場合には、負荷の位置を検出するために、減速機付き電動機の出力軸の回転角を検出する回転センサを設ける場合がある。
【0004】
図3は、出力軸の回転角を検出する回転センサを取り付けた従来の減速機付き電動機(実用新案登録第3001320号)を示したもので、同図において1は第1のケース半部1A及び第2のケース半部1Bに2つ割にされたケース、2はケース1内に収納された負荷駆動用の減速機構、3はケース1に支持されて減速機構2の出力部に結合された出力軸であり、ケース1と、減速機構2と、出力軸3とにより、負荷駆動用の減速機4が構成されている。5は第2のケース半部1Bに取り付けられた電動機で、その回転軸5aはケース1内に導入されている。
【0005】
負荷駆動用減速機構2は、電動機の回転を歯車2a〜2hにより減速して出力軸3に伝達するもので、この減速機構の入力部を構成する歯車2aは電動機の回転軸5aに設けられている。出力軸3は第2のケース半部1Bに軸受を介して回転自在に支持され、該出力軸3には減速機構2の出力部を構成する歯車2hが取り付けられている。出力軸3の負荷に接続される一端3aは第2のケース半部1Bから外部に導出されている。
【0006】
第1のケース半部1Aに固定されたフレーム9Aに回転センサ6が取り付けられている。回転センサ6は、センサ入力軸6Aと該入力軸の回転角度の情報を含む検出信号を出力する信号発生部6Bとを有するもので、例えば、ポテンショメータ、差動変圧器、ロータリーエンコーダ等からなっている。この例では、回転センサ6がエンドレス型に構成されていて、センサ入力軸6Aの360度の回転角に相応する検出信号を出力するようになっている。
【0007】
回転センサ6は、出力軸3に取り付けられた歯車2hの前段の歯車2gの回転軸2iの延長上に配置されていて、そのセンサ入力軸6Aと回転軸2iとの間が遊星歯車機構からなるセンサ駆動用減速機7とカップリング8とを介して結合されている。また減速機7とカップリング8と回転センサ6とを覆う保護カバー9Bが第1のケース半部1Aに取り付けられ、回転センサ6の出力リード線は、保護カバー9Bを貫通させて設けられた孔に取り付けられたグロメット(図示せず。)を通して外部に導出されている。
【0008】
この例では、電動機5の出力軸の回転を回転軸2iに伝達する歯車伝達機構と、回転軸2iと回転センサ6の入力軸との間に設けられたセンサ駆動用減速機7とにより、出力軸3の回転数に比例した回転数で回転センサのセンサ入力軸6Aを回転させるように電動機5の回転をセンサ入力軸6Aに伝達するセンサ駆動機構が構成されている。
【0009】
上記の減速機付き電動機においては、電動機5の回転が減速機構2を介して出力軸3に伝達され、該出力軸3の回転により図示しない負荷が駆動される。電動機5の回転はまた負荷駆動用減速機構2の一部を構成する歯車とセンサ駆動用減速機7とを介して回転センサ6の入力軸に伝達され、センサの入力軸6Aは、出力軸3の回転に対して10対1の減速比で減速されて回転させられる。この時、信号発生部6Bは、出力軸3の10回転に亘る回転角度(3600度)を検出することができる。このように出力軸の回転を所定の減速比で減速した回転数でセンサ入力軸を回転させるように、電動機の回転をセンサ入力軸6Aに伝達するようにすると、その減速比を適宜に選択することにより検出可能な回転角度範囲を任意に設定することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来の減速機付き電動機では、該減速機の出力軸3が減速機構2の一部を構成する歯車2h、2g、2fと遊星歯車機構からなるセンサ駆動用減速機7とカップリング8とを介して、回転センサ6の入力軸6Aに連結されていた。遊星歯車を用いた減速機構は、多くの歯車により構成されていて、該遊星歯車機構で生じる歯車のバックラッシュが非常に大きくなるため、負荷駆動用減速機構の回転軸2iと回転センサの入力軸6Aとの間に遊星歯車機構が介在していると、出力軸の回転変位と回転センサの入力軸の回転変位とが正確に対応しなくなり、検出誤差が大きくなるという問題があった。例えば、負荷駆動用減速機構の回転軸2iの回転に対して25対1の減速比で回転センサの入力軸を回転させるように遊星歯車機構からなるセンサ駆動用減速機7を構成した場合、約30度ものバックラッシュが生じることが明らかになっている。
【0011】
また負荷駆動用減速機構の回転を遊星歯車機構を用いた減速機を介して回転センサの入力軸に伝達するようにした場合、遊星歯車機構で生じる歯車のバックラッシュのために、回転センサの出力と減速機の出力軸の回転角度との間の関係を与えるセンサの出力特性に大きなヒステリシスが生じるという問題があった。
【0012】
図4は、回転センサ6の出力特性にヒステリシスが生じた状態を示したもので、同図において横軸は減速機の出力軸3の回転角を示しており、縦軸は回転センサ6から得られる出力電圧を示している。なお、この例では、回転センサ6がポテンショメータからなっているものとし、ポテンショメータの抵抗体の両端に一定の電圧を印加した際にポテンショメータの出力端子間に得られる電圧を回転センサ6の出力電圧としている。
【0013】
図4の直線a、b及びcは、回転センサ6の出力電圧と出力軸3の回転角との間の関係を与える特性直線で、減速機の出力軸3を一方向に回転させると回転センサ6の出力電圧は、図4の原点Oから直線aに沿って上昇し、出力軸3の回転角が360度に達すると、出力電圧はV1 に達する。出力軸3を一方向に360度回転させた後、逆方向に回転させると、最初歯車のバックラッシュのために出力軸3の回転が回転センサ6の入力軸に伝達されないため出力軸3が逆方向にΔθ回転する間は、回転センサ6の出力電圧が、図4の直線bのように一定に保たれる。
【0014】
出力軸3の逆方向への回転角がΔθを越える範囲では、出力軸3の回転に伴って回転センサの出力電圧が直線cに沿って低下していき、出力軸3の回転角度位置が原点を越えて図示のO´点に達したときに回転変位センサ6の出力電圧が0になる。このように減速機の出力軸と回転センサの入力軸との間に多くの歯車が存在すると、歯車のバックラッシュのために、大きなヒステリシスが生じるため、出力軸を一方向に回転させた場合と他方向に回転させた場合とで、回転センサの出力に差が生じることになり、出力軸の回転変位を適確に検出することができないという問題があった。
【0015】
さらに従来は、回転センサ6とセンサ駆動用減速機7との間にカップリング8を必要としたため、回転センサ及びセンサ駆動用減速機が設けられる部分の軸線方向寸法が長くなって回転センサ部が大形化する上に、部品点数が多くなってコストが高くなるのを避けられなかった。
【0016】
本発明の目的は、部品点数を削減し、歯車のバックラッシュを少なくすることができ、従来よりも更に高い精度で出力軸の角度を検出することができる減速機付き電動機を提供することにある。
【0017】
本発明の他の目的は、回転センサの出力電圧と負荷駆動用出力軸の回転角との間に生じるヒステリシスを低減することができる減速機付き電動機を提供することにある。
【0018】
本発明の更に他の目的は、部品点数を削減し、組み立てコストの低減を図ることができる減速機付き電動機を提供することにある。
【0019】
また本発明の更に他の目的は、回転センサとセンサ駆動用減速機とが設けられる部分が大型化するのを防止した減速機付き電動機を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、出力軸の一端が負荷に接続される負荷駆動用減速機構をケース内に収容してなる負荷駆動用減速機と、ケースに取り付けられて回転軸が負荷駆動用減速機構の入力部に結合された電動機と、回転変位が与えられるセンサ入力軸を有して該センサ入力軸の回転角に相応した検出信号を発生する回転センサと、出力軸の回転数に比例した回転数で回転センサのセンサ入力軸を回転させるように電動機の回転をセンサ入力軸に伝達するセンサ駆動機構とを備えて、回転センサから負荷駆動用減速機構の出力軸の回転角に相応した検出信号を得る減速機付き電動機に係わるものである。
【0021】
本発明においては、回転センサが、センサ入力軸を負荷駆動用減速機構の出力軸と平行に配置した状態でケースに対して固定されている。
【0022】
またセンサ駆動機構は、負荷駆動用減速機構の出力軸または該出力軸よりも前段側に位置する前記負荷駆動用減速機構の回転軸に設けられたピニオンギアと、回転センサのセンサ入力軸に取り付けられた平歯車とを備えていて、該平歯車とピニオンギアとが直接または他の歯車を介して噛み合わされている。
【0023】
本発明の好ましい態様では、回転センサが、センサ入力軸を負荷駆動用減速機構の出力軸と平行に配置した状態で、かつセンサ入力軸の先端を出力軸の他端が指向する方向と同方向に向けた状態でケースに対して固定される。
【0024】
回転センサは、センサ入力軸の回転角に相応した検出信号を出力するもので、この種のセンサとしては、ポテンショメータのように抵抗値の変化を利用したものや、差動変圧器のようにインダクタンスの変化を利用したもの等のアナログ式のセンサと、微小回転角度毎にパルスを発生するロータリーエンコーダ等のデジタル式のセンサとがあるが、本発明で用いる回転センサは、これらいずれの形式でもよい。いずれの形式の回転センサを用いるかは、アクチュエータの用途及びその出力信号を入力する制御装置の構成に応じて決定する。回転センサが出力する検出信号は、電気信号(電圧、電流、抵抗値、リアクタンス値等)であってよく、光信号であってもよい。
【0025】
上記のように、負荷駆動用減速機構の回転軸にピニオンギアを設けるとともに、回転センサの入力軸に平歯車を取り付けて、ピニオンギアと平歯車とを直接または他の歯車を介してかみ合わせるようにすると、遊星歯車機構を用いる場合のように多くのバックラッシュが生じることがないため、高い精度で出力軸の角度を検出することができる。
【0026】
また上記のように構成すると、出力軸と回転センサの入力軸との間に存在する歯車伝達系で生じる歯車のバックラッシュを少なくすることができるため、回転センサの出力と負荷駆動用減速機構の出力軸の回転角との間に生じるヒステリシスを低減して、出力軸の回転角の検出精度を高めることができる。
【0027】
さらに上記のように構成すると、回転センサの入力軸と負荷駆動用減速機構の回転軸との間にカップリングを介在させる必要がないため、回転センサ部の軸線方向寸法が大きくなるのを防いで、回転センサ部の小形化を図ることができる上に、部品点数の削減と組立て工数の削減とを図って、コストの低減を図ることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の−実施形態を示したもので、同図において、11は第1のケース半部11A及び第2のケース半部11Bに2つ割にされたケースであり、第1及び第2のケース半部11A及び11Bは、それぞれの開口部を突き合わせた状態で通しボルト11Cにより相互に締結されている。
【0029】
ケース11には歯車12a〜12hを備えた歯車減速機構からなる負荷駆動用の減速機構12が収容されている。減速機構12の出力軸13は、第1のケース半部11A及び第2のケース半部11Bにそれぞれ軸受14及び14´を介して支持され、該出力軸13の負荷に接続される一端13aは、第2のケース半部11Bの底壁部11B1に設けられた孔11B2を通して外部に導出されている。ケース11と、歯車減速機構12と、出力軸13とにより、負荷駆動用減速機15が構成されている。
【0030】
電動機16は第1のケース半部11Aに取り付けられ、ケース11内に挿入された電動機16の回転軸16aの先端部に減速機構12の入力部を構成する歯車12Aが直接刻まれている。ケース半部11Aには、筒状の突出部11A1が一体に形成されており、突出部11A1の内側に形成された空所内に減速機構12の出力軸13の他端が導入されている。
【0031】
筒状突出部11A1の内側の空所内には回転センサ17が配置されている。回転センサ17は、円形のパターンを有する抵抗体を保持した基板と、抵抗体上を摺動する摺動接点とを円筒状のケース内に収容したものからなるセンサ本体17aとセンサ本体17aの一端に突設された管状の首部17bの内側を回転自在に貫通した状態で支持されて本体17a内で上記摺動接点に連結されたセンサ入力軸17cとを備えたエンドレス形のポテンショメータからなっている。回転センサ17の回転軸は双方向に360度回転し得るようになっていて、センサ入力軸17cが1回転すると接点と抵抗体の一端との間の抵抗値が零に戻るようになっている。
【0032】
図示の例では、回転センサ17を保持するために、有底の浅い円筒部18aと、該円筒部18aの外周部から径方向の外側に突出したつば板部18bとを一体に有するセンサプレート18が設けられている。回転センサ17は、その首部17bをセンサプレート18の円筒部18aの底部中央に形成された孔に嵌合させた状態で配置されていて、円筒部18a内で首部17bの外周に設けられたネジに螺合されたナット18cにより、センサプレート18が回転センサ17の本体17aに締結されている。
【0033】
回転センサ17を保持したセンサプレート18は、第1のケース半部11Aに設けられた突出部11A1の内側に挿入されて、そのつば板部18bが突出部11A1の内側に設けられたセンサ取り付け部19に当接されてネジ20により該センサ取り付け部19に締結されている。このようにしてセンサプレート18をセンサ取り付け部19に固定した状態で、回転センサ17のセンサ入力軸17cが負荷駆動用減速機の出力軸13と平行に、かつセンサ入力軸17cの先端が出力軸13の他端が指向する方向と同じ方向に向いた状態で配置されるようになっている。センサプレート18のつば板部には軸貫通孔18aが形成され、負荷駆動用減速機の出力軸13の他端が軸貫通孔18aを緩く貫通した状態で回転センサ17のセンサ入力軸17cの側方に配置されている。
【0034】
回転センサ17のセンサ入力軸17cには、平歯車23Aが取り付けられている。図示の平歯車23Aは、ボス部23A1を有していて、該ボス部の内側に断面がD字形を呈する孔が形成され、回転センサ17のセンサ入力軸17cに形成された断面D字形の部分がボス部23A1の内側の孔に嵌合されて、平歯車23Aとセンサ入力軸17cとが、両者間に相対的な回転が生じない状態で結合されている。平歯車23Aのボス部にはまた該ボス部を径方向に貫通したネジ孔が設けられていて、該ネジ孔に螺合されたネジ24により平歯車23Aが回転センサのセンサ入力軸17cに固定されている。
【0035】
センサプレート18のつば板部に設けられた軸貫通孔を緩く貫通した出力軸13の他端の外周には、センサ駆動用減速機の入力部を構成するピニオンギア23Bが刻設され、該ピニオンギア23Bが平歯車23Aに噛み合わされている。ピニオンギア23Bと平歯車23Aとによりセンサ駆動用減速機23が構成され、負荷駆動用減速機構12と、センサ駆動用減速機23とにより、出力軸13の回転数に比例した回転数で回転センサ17のセンサ入力軸17cを回転させるように電動機16の回転をセンサ入力軸17cに伝達するセンサ駆動機構が構成されている。突出部11A1の開口部は、ネジ25により該突出部11A1の開口端部に固定された蓋板26により閉鎖されている。
【0036】
図1に示した例では、センサ駆動用減速機23と回転センサ17とにより、回転変位検出器27が構成されている。
【0037】
上記のように構成すると、負荷駆動用減速機の出力軸13と回転センサ17との間に多くの部品を配置する必要がないため、部品点数を削減することができる。また出力軸13と回転センサ17との間に介在する歯車の数を少なくすることができるため、歯車のバックラッシュを少なくして、高い精度で出力軸の角度を検出することができる。
【0038】
また上記のように構成すると、歯車のバックラッシュを少なくすることができるため、回転センサ17の出力と負荷駆動用減速機の出力軸13の回転角との間に生じるヒステリシスを低減して、出力軸の回転角の検出精度を高めることができる。
【0039】
さらに上記のように構成すると、図3に示した従来の減速機部品点数を削減し、組み立て工数を削減することができるため、コストの低減を図ることができる。
【0040】
また上記のように構成すると、センサ駆動用減速機を直接回転センサに結合することができるため、回転センサとセンサ駆動用減速機との間にカップリングを設ける必要がない。従って回転センサ及びセンサ駆動用減速機が設けられる部分が大形化するのを防ぐことができる。
【0041】
図2は、本発明に関わる減速機付き電動機の他の構成例の要部を示したもので、図2において、図1の各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。図2に示した例では、負荷駆動用減速機構の出力軸13(図2には図示せず。)よりも1つだけ前段の負荷駆動用減速機構15の回転軸12gの先端が回転センサ側に導出されて、該回転軸12gの先端にピニオンギア23Bが設けられている。この例ではまた、センサ17の入力軸17cに取り付けられる平歯車23Aとして、図1の例で用いたものと同じものが用いられて、該平歯車23Aのボス部23A1がセンサ17側に向けられている。また図2に示した例では、ピニオンギア23Bと平歯車23Aとの間を回転センサの入力軸17cと平行に延びる軸30がセンサプレート18に固定されていて、該軸30に中間歯車23Cが取り付けられている。中間歯車23Cは、大歯車23C1と小歯車23C2とを一体に有していて、大歯車23C1を回転センサ17側に位置させた状態で軸30に取り付けられ、大歯車23C1がピニオンギア23Bに、小歯車23C2が平歯車23Aにそれぞれ噛み合わされている。
【0042】
図2に示すように、平歯車23Aとピニオンギア23Bとの間に中間歯車23Cを介在させると、出力軸13の回転に対する回転センサ17のセンサ入力軸17cの減速比を大きくすることができるため、回転センサ17により検出できる回転角度範囲を拡大することができる。
【0043】
また上記のように、必要に応じて平歯車23Aの向きを反転させて用いるようにすると、センサ駆動用減速機を2つの歯車23A,23Bにより構成する場合と、3つの歯車23A〜23Cにより構成する場合とに、同じ平歯車を共用することができるため、用意しておく歯車の種類を少なくしてコストの低減を図ることができる。
【0044】
図2に示した例において、他の部分の構成は図1に示した例と同様に構成されている。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、負荷駆動用減速機構の回転軸にピニオンギアを設けるとともに、回転センサの入力軸に平歯車を取り付けて、ピニオンギアと平歯車とを直接または他の歯車を介して噛み合わせるようにしたので、遊星歯車機構を用いる場合のように多くのバックラッシュが生じるのを防いで、高い精度で出力軸の角度を検出することができる。
【0046】
また本発明によれば、出力軸と回転センサのセンサ入力軸との間に存在する歯車伝達系で生じる歯車のバックラッシュを少なくすることができるため、回転センサの出力と負荷駆動用減速機構の出力軸の回転角との間に生じるヒステリシスを低減して、出力軸の回転角の検出精度を高めることができる。
【0047】
さらに本発明によれば、回転センサのセンサ入力軸と負荷駆動用減速機構の回転軸との間にカップリングを介在させる必要がないため、回転センサ部の軸線方向寸法が大きくなるのを防いで、回転センサ部の小形化を図るとともに、部品点数の削減と組立て工数の削減とを図って、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に関わる減速機付き電動機の構成例を示した縦断面図である。
【図2】 本発明に関わる減速機付き電動機の他の構成例の要部のみを示した縦断面図である。
【図3】 従来例を示した縦断面図である。
【図4】 従来の減速機付き電動機において回転センサの出力電圧と負荷駆動用出力軸の回転角との間に生じていたヒステリシスを説明するための線図である。
【符号の説明】
13 出力軸
17 回転センサ
17c 入力軸
18 センサプレート
23A 平歯車
23B ピニオンギア
23C 中間歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor with a reduction gear provided with a rotation sensor that detects a rotational displacement of an output shaft.
[0002]
[Prior art]
An electric motor with a reduction gear provided with a rotation sensor is used for operating an operation unit in various control devices, for example. For example, in a control device for an internal combustion engine, an electric motor with a reduction gear provided with a rotation sensor is used as an actuator for operating means for adjusting the amount of fuel supplied to the internal combustion engine (a control rack of a throttle valve or a fuel pump).
[0003]
In addition, in a load driven by a motor through a speed reducer, when it is necessary to control the load position to coincide with the target position, the output shaft of the motor with a speed reducer is used to detect the position of the load. In some cases, a rotation sensor for detecting the rotation angle is provided.
[0004]
FIG. 3 shows a conventional electric motor with a reduction gear (utility model registration No. 3001320) equipped with a rotation sensor for detecting the rotation angle of the output shaft. In FIG. 3,
[0005]
The load driving
[0006]
A
[0007]
The
[0008]
In this example, an output is provided by a gear transmission mechanism that transmits the rotation of the output shaft of the
[0009]
In the electric motor with a reduction gear, the rotation of the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional motor with a speed reducer, the output shaft 3 of the speed reducer is connected via a
[0011]
In addition, when the rotation of the load drive speed reduction mechanism is transmitted to the input shaft of the rotation sensor via the reduction gear using the planetary gear mechanism, the output of the rotation sensor is caused by gear backlash generated in the planetary gear mechanism. There is a problem that a large hysteresis occurs in the output characteristics of the sensor that gives the relationship between the rotation speed of the output shaft of the reduction gear.
[0012]
FIG. 4 shows a state in which hysteresis occurs in the output characteristics of the
[0013]
The straight lines a, b, and c in FIG. 4 are characteristic straight lines that give a relationship between the output voltage of the
[0014]
In the range in which the rotation angle of the output shaft 3 in the reverse direction exceeds Δθ, the output voltage of the rotation sensor decreases along the straight line c as the output shaft 3 rotates, and the rotation angle position of the output shaft 3 is the origin. The output voltage of the
[0015]
Further, conventionally, since the coupling 8 is required between the
[0016]
An object of the present invention is to provide an electric motor with a speed reducer that can reduce the number of parts, reduce gear backlash, and detect the angle of the output shaft with higher accuracy than before. .
[0017]
Another object of the present invention is to provide an electric motor with a speed reducer that can reduce hysteresis generated between an output voltage of a rotation sensor and a rotation angle of an output shaft for driving a load.
[0018]
Still another object of the present invention is to provide an electric motor with a reduction gear that can reduce the number of components and reduce the assembly cost.
[0019]
Still another object of the present invention is to provide an electric motor with a speed reducer that prevents an increase in size of a portion where a rotation sensor and a sensor driving speed reducer are provided.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a load drive speed reducer in which a load drive speed reduction mechanism in which one end of an output shaft is connected to a load is housed in a case, and an input portion of the load drive speed reduction mechanism attached to the case. A rotation sensor that has a sensor input shaft to which rotational displacement is applied and generates a detection signal corresponding to the rotation angle of the sensor input shaft, and rotates at a rotational speed proportional to the rotational speed of the output shaft A sensor drive mechanism for transmitting the rotation of the electric motor to the sensor input shaft so as to rotate the sensor input shaft of the sensor, and obtaining a detection signal corresponding to the rotation angle of the output shaft of the load drive deceleration mechanism from the rotation sensor This is related to a motor with a machine.
[0021]
In the present invention, the rotation sensor is fixed to the case in a state where the sensor input shaft is disposed in parallel with the output shaft of the load driving speed reduction mechanism.
[0022]
The sensor drive mechanism is attached to the output shaft of the load drive speed reduction mechanism or a pinion gear provided on the rotation shaft of the load drive speed reduction mechanism located on the upstream side of the output shaft, and the sensor input shaft of the rotation sensor. The spur gear and the pinion gear are engaged with each other directly or via another gear.
[0023]
In a preferred aspect of the present invention, the rotation sensor has the sensor input shaft arranged in parallel to the output shaft of the load driving speed reduction mechanism, and the same direction as the direction in which the other end of the output shaft faces the tip of the sensor input shaft It is fixed to the case in the state of
[0024]
The rotation sensor outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the sensor input shaft. This type of sensor uses a change in resistance value such as a potentiometer, or an inductance such as a differential transformer. There are analog sensors such as those using the change of the sensor, and digital sensors such as a rotary encoder that generates a pulse at every minute rotation angle. The rotation sensor used in the present invention may be any of these types. . Which type of rotation sensor is used is determined according to the use of the actuator and the configuration of the control device that inputs the output signal. The detection signal output from the rotation sensor may be an electrical signal (voltage, current, resistance value, reactance value, etc.) or an optical signal.
[0025]
As described above, a pinion gear is provided on the rotation shaft of the load driving speed reduction mechanism, and a spur gear is attached to the input shaft of the rotation sensor so that the pinion gear and the spur gear are engaged directly or via another gear. Then, since many backlashes do not occur as in the case of using a planetary gear mechanism, the angle of the output shaft can be detected with high accuracy.
[0026]
Further, if configured as described above, gear backlash generated in the gear transmission system existing between the output shaft and the input shaft of the rotation sensor can be reduced, so that the output of the rotation sensor and the load drive speed reduction mechanism can be reduced. Hysteresis generated between the rotation angle of the output shaft and the rotation angle of the output shaft can be reduced to increase the detection accuracy of the rotation angle of the output shaft.
[0027]
Further, if configured as described above, it is not necessary to interpose a coupling between the input shaft of the rotation sensor and the rotation shaft of the load driving speed reduction mechanism, so that the axial dimension of the rotation sensor portion is prevented from increasing. Further, the rotation sensor unit can be reduced in size, and the cost can be reduced by reducing the number of parts and the number of assembly steps.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 11 is a case that is divided into two parts, a
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
A
[0032]
In the illustrated example, in order to hold the
[0033]
The
[0034]
A
[0035]
On the outer periphery of the other end of the output shaft 13 loosely passing through the shaft through hole provided in the collar plate portion of the
[0036]
In the example shown in FIG. 1, the
[0037]
If comprised as mentioned above, since it is not necessary to arrange | position many components between the output shaft 13 and the
[0038]
Further, since the backlash of the gear can be reduced when configured as described above, the hysteresis generated between the output of the
[0039]
Furthermore, if comprised as mentioned above, since the number of conventional reduction gear parts shown in FIG. 3 can be reduced and an assembly man-hour can be reduced, cost reduction can be aimed at.
[0040]
Further, if configured as described above, the reduction gear for driving the sensor can be directly coupled to the rotation sensor, so there is no need to provide a coupling between the rotation sensor and the reduction gear for driving the sensor. Therefore, it is possible to prevent the portion where the rotation sensor and the sensor driving speed reducer are provided from becoming large.
[0041]
FIG. 2 shows a main part of another configuration example of the electric motor with a reduction gear according to the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the example shown in FIG. 2, the tip of the rotating shaft 12g of the load driving
[0042]
As shown in FIG. 2, when the intermediate gear 23C is interposed between the
[0043]
Further, as described above, if the direction of the
[0044]
In the example shown in FIG. 2, the configuration of other parts is the same as that of the example shown in FIG.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pinion gear is provided on the rotation shaft of the load driving speed reduction mechanism, and the spur gear is attached to the input shaft of the rotation sensor so that the pinion gear and the spur gear can be directly connected to each other or another gear. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of many backlashes as in the case of using a planetary gear mechanism, and to detect the angle of the output shaft with high accuracy.
[0046]
Further, according to the present invention, it is possible to reduce gear backlash generated in the gear transmission system existing between the output shaft and the sensor input shaft of the rotation sensor. Hysteresis generated between the rotation angle of the output shaft and the rotation angle of the output shaft can be reduced to increase the detection accuracy of the rotation angle of the output shaft.
[0047]
Furthermore, according to the present invention, since it is not necessary to interpose a coupling between the sensor input shaft of the rotation sensor and the rotation shaft of the load driving speed reduction mechanism, it is possible to prevent the axial dimension of the rotation sensor portion from increasing. In addition to reducing the size of the rotation sensor unit, it is possible to reduce costs by reducing the number of parts and the number of assembly steps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of an electric motor with a reduction gear according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing only a main part of another configuration example of the electric motor with a reduction gear according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a conventional example.
FIG. 4 is a diagram for explaining hysteresis that occurs between an output voltage of a rotation sensor and a rotation angle of a load driving output shaft in a conventional electric motor with a reduction gear.
[Explanation of symbols]
13
Claims (3)
前記回転センサは、前記センサ入力軸を前記負荷駆動用減速機構の出力軸と平行に配置した状態で前記ケースに対して固定され、
前記センサ駆動機構は、前記負荷駆動用減速機構の出力軸または該出力軸よりも前段側に位置する前記負荷駆動用減速機構の回転軸に設けられたピニオンギアと、前記回転センサのセンサ入力軸に取り付けられた平歯車とを備えていて、該平歯車と前記ピニオンギアとが直接または他の歯車を介して噛み合わされていることを特徴とする減速機付き電動機。A load drive speed reducer in which a load drive speed reduction mechanism having one end of an output shaft connected to a load is housed in a case, and a rotary shaft attached to the case coupled to an input portion of the load drive speed reduction mechanism A rotation sensor that has a sensor input shaft to which rotational displacement is applied and generates a detection signal corresponding to the rotation angle of the sensor input shaft, and the rotation at a rotation speed proportional to the rotation speed of the output shaft. A sensor drive mechanism for transmitting the rotation of the electric motor to the sensor input shaft so as to rotate the sensor input shaft of the sensor, and detection corresponding to the rotation angle of the output shaft of the load driving deceleration mechanism from the rotation sensor In a motor with a speed reducer that obtains a signal,
The rotation sensor is fixed to the case in a state where the sensor input shaft is arranged in parallel with the output shaft of the load driving speed reduction mechanism,
The sensor drive mechanism includes an output shaft of the load drive speed reduction mechanism or a pinion gear provided on a rotation shaft of the load drive speed reduction mechanism located on the upstream side of the output shaft, and a sensor input shaft of the rotation sensor And a spur gear attached to the pinion gear, wherein the spur gear and the pinion gear are meshed directly or via another gear.
前記回転センサは、前記センサ入力軸を前記負荷駆動用減速機構の出力軸と平行に配置した状態で、かつ前記センサ入力軸の先端を前記出力軸の他端が指向する方向と同方向に向けた状態で前記ケースに対して固定され、The rotation sensor has the sensor input shaft arranged in parallel with the output shaft of the load driving speed reduction mechanism, and the tip of the sensor input shaft is oriented in the same direction as the direction of the other end of the output shaft. Fixed to the case
前記センサ駆動機構は、前記負荷駆動用減速機構の出力軸または該出力軸よりも前段側に位置する前記負荷駆動用減速機構の回転軸に設けられたピニオンギアと、前記回転センサのセンサ入力軸に取り付けられた平歯車とを備えていて、該平歯車と前記ピニオンギアとが直接または他の歯車を介して噛み合わされていることを特徴とする減速機付き電動機。The sensor drive mechanism includes an output shaft of the load drive speed reduction mechanism or a pinion gear provided on a rotation shaft of the load drive speed reduction mechanism located on the upstream side of the output shaft, and a sensor input shaft of the rotation sensor And a spur gear attached to the pinion gear, wherein the spur gear and the pinion gear are meshed directly or via another gear.
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