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JP5458928B2 - Rotation drive - Google Patents
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JP5458928B2 - Rotation drive - Google Patents

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JP5458928B2 JP2010029707A JP2010029707A JP5458928B2 JP 5458928 B2 JP5458928 B2 JP 5458928B2 JP 2010029707 A JP2010029707 A JP 2010029707A JP 2010029707 A JP2010029707 A JP 2010029707A JP 5458928 B2 JP5458928 B2 JP 5458928B2
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Description

本発明は、回転駆動装置に関する。   The present invention relates to a rotary drive device.

回転駆動装置の一形式として、特許文献1に示されているものが知られている。特許文献1の図1,2に示されているように、回転駆動装置は、圧電体の超音波振動を利用する表面波モータである。その表面波モータは、弾性体4aに圧電体4bが固着された固定子4と、固定子4の進行波発生面4cと相互接触している進行波受動面2aを有する回転子2とを積層した構造である。この表面波モータにおいては、圧電体4bに電圧を印加することで進行波発生面4cを波打たせてそれを進行波受動面2aで受けて回転子2が回転するようになっている。   As one type of rotary drive device, one shown in Patent Document 1 is known. As shown in FIGS. 1 and 2 of Patent Document 1, the rotation driving device is a surface wave motor that uses ultrasonic vibration of a piezoelectric body. The surface wave motor includes a stator 4 in which a piezoelectric body 4b is fixed to an elastic body 4a and a rotor 2 having a traveling wave passive surface 2a in mutual contact with a traveling wave generating surface 4c of the stator 4. This is the structure. In this surface wave motor, the traveling wave generating surface 4c is waved by applying a voltage to the piezoelectric body 4b and is received by the traveling wave passive surface 2a so that the rotor 2 rotates.

また、駆動装置として、特許文献2に示されているものが知られている。特許文献2に図1に示されているように、駆動装置は、半円環状に形成されており、対称な2箇所に圧電体15を取り付け、圧電体15に電圧を印加することで、2本の脚12,13の先端を楕円状に回転運動させ、接している物体(レール21)を一方向に移動させるようになっている。   Moreover, what is shown by patent document 2 is known as a drive device. As shown in FIG. 1 in Patent Document 2, the driving device is formed in a semi-annular shape, and the piezoelectric body 15 is attached to two symmetrical locations, and a voltage is applied to the piezoelectric body 15 to obtain 2 The tips of the legs 12 and 13 of the book are rotated in an elliptical shape so that the contacting object (rail 21) is moved in one direction.

さらに、駆動装置として、特許文献3に示されているものが知られている。特許文献3に図1,2,18に示されているように、駆動装置においては、四角柱のハウジング14の4つの外面37にそれぞれ圧電プレート18,20,22,24が取り付けられている。このような駆動装置では、活性化された変換器(たとえばプレート18、20、22および24)とハウジング14との相互作用が、ナット16の軌道運動を引き起こし、それが他方でねじ付きシャフト12の回転および平行移動を引き起こすようになっている。これにより、ハウジング14は一方向に移動する。   Furthermore, what is shown by patent document 3 is known as a drive device. As shown in FIGS. 1, 2, and 18 in Patent Document 3, in the driving device, piezoelectric plates 18, 20, 22, and 24 are respectively attached to four outer surfaces 37 of a rectangular prism housing 14. In such a drive, the interaction of the activated transducers (eg plates 18, 20, 22 and 24) and the housing 14 causes the orbital movement of the nut 16, which on the other hand of the threaded shaft 12 Causes rotation and translation. As a result, the housing 14 moves in one direction.

特開昭62−77068号公報JP-A-62-77068 特開平02−266881号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-266881 特表2008−510445号公報Special table 2008-510445 gazette

特許文献1に記載の回転駆動装置によれば、圧電体に電圧を印加することで、回転子2を回転運動させているが、その構造上、出力可能なトルクは電動モータに比べると小さいという問題がある。   According to the rotation drive device described in Patent Document 1, the rotor 2 is rotated by applying a voltage to the piezoelectric body. However, the torque that can be output is smaller than that of the electric motor due to its structure. There's a problem.

また、特許文献2に記載の駆動装置によれば、楕円状に回転運動する振動部を駆動対象である物体(レール21)に押し当てて駆動させるため、その接している部分の摩擦分しか推進力を得ることができないという問題がある。   Further, according to the driving device described in Patent Document 2, since the vibration part that rotates in an elliptical shape is pressed against the object (rail 21) to be driven and driven, only the friction of the contacting part is propelled. There is a problem that power cannot be obtained.

さらに、特許文献3に記載の駆動装置によれば、ハウジング14側が変形すると、ハウジング14とシャフト12とのねじが擦り合い、このねじの接触面の摩擦によりシャフト12が回転する。つまりこの摩擦力のみで推進するため、推進力の増大は望めないという問題がある。   Further, according to the drive device described in Patent Document 3, when the housing 14 side is deformed, the screws of the housing 14 and the shaft 12 rub against each other, and the shaft 12 is rotated by the friction of the contact surface of the screw. In other words, since the propulsion is carried out only with this frictional force, there is a problem that an increase in propulsive force cannot be expected.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、回転駆動装置において、簡単な構成で比較的大きな駆動力を得ることができ、さらにその駆動力を容易に制御することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to obtain a relatively large driving force with a simple configuration and to easily control the driving force in a rotary driving device. To do.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、本体ケースと、本体ケースに回転可能に支承され、出力軸および環状に形成された内歯または外歯を備え、出力軸の回転軸まわりに回転される出力回転体と、出力回転体の出力軸の回転軸に対して偏心して周回運動をし、その偏心周回運動をする際に出力回転体の内歯と噛合する外歯または出力回転体の外歯と噛合する内歯を備えた偏心回転体と、偏心回転体に出力軸の回転軸まわりに環状に形成された環状壁に沿って当接して周回する錘と、偏心回転体を弾性移動可能に支持する支持装置と、電気信号に応じて発生する歪により偏心回転体を振動させる歪素子と、を備え、歪素子による押圧力と支持装置による弾性力と前記錘の遠心力との協働により錘を周回させることで偏心回転体に偏心周回運動を発生させる偏心運動発生装置と、を備えたことである。   In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 1 includes a main body case, and an internal tooth or an external tooth that is rotatably supported by the main body case and formed in an output shaft and an annular shape. An output rotator that rotates around the output shaft's rotation axis, and makes an orbiting motion eccentrically with respect to the output shaft's rotation shaft, and meshes with the internal teeth of the output rotator when performing the eccentric orbiting motion. An eccentric rotator having internal teeth that mesh with external teeth to be rotated or external teeth of the output rotator, and a weight that contacts the eccentric rotator along an annular wall formed around the rotation axis of the output shaft and circulates And a support device that supports the eccentric rotator so as to be elastically movable, and a strain element that vibrates the eccentric rotator by strain generated in response to an electric signal, and a pressing force by the strain element and an elastic force by the support device Rotating the weight in cooperation with the centrifugal force of the weight An eccentric motion generating device for generating an eccentric orbital motion to the eccentric rotation body, is that with the.

また請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、支持装置は、本体ケースと偏心回転体との間に介装された弾性部材からなり偏心回転体を本体ケースに対して弾性移動可能に支持し、歪素子は、本体ケースに固定され電気信号に応じて発生する歪により偏心回転体を押圧することである。   Further, the structural feature of the invention according to claim 2 is that, in claim 1, the support device comprises an elastic member interposed between the main body case and the eccentric rotator, and the eccentric rotator is attached to the main body case. The strain element is supported on the main body case so as to be elastically movable, and presses the eccentric rotator by a strain generated according to an electric signal.

また請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、支持装置は、本体ケースに固定され弾性変形可能な第1支持装置と、第1支持装置と偏心回転体との間に介装された弾性部材からなり偏心回転体を第1支持装置に対して弾性移動可能に支持する第2支持装置と、を備え、歪素子は、第1支持装置に取り付けられ電気信号に応じて発生する歪により第1支持装置を振動させることで偏心回転体を振動させることである。   According to a third aspect of the present invention, the support device according to the first aspect is configured such that the support device is fixed to the body case and is elastically deformable, and between the first support device and the eccentric rotating body. A second support device comprising an elastic member interposed between the first support device and the second support device for elastically moving the eccentric rotating body with respect to the first support device. The eccentric rotating body is vibrated by vibrating the first support device by the generated strain.

また請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1から請求項3の何れか一項において、歪素子は、圧電素子、磁歪素子、電歪素子、形状記憶素子のうちのいずれかにより構成されていることである。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the strain element is any one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an electrostrictive element, and a shape memory element. It is comprised by.

また請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項1から請求項4の何れか一項において、錘の位置を検出する錘位置検出センサをさらに備えたことである。   The structural feature of the invention according to claim 5 is that in any one of claims 1 to 4, a weight position detection sensor for detecting the position of the weight is further provided.

また請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、歪素子は、偏心回転体を環状壁の接線方向に押圧するように設けられていることである。   A structural feature of the invention according to claim 6 is that, in claim 2, the strain element is provided so as to press the eccentric rotating body in a tangential direction of the annular wall.

また請求項7に係る発明の構成上の特徴は、請求項3において、第1支持装置は、基端が本体ケースに固定され先端が自由端であり偏心回転体を囲むように弾性材で形成され、歪素子は第1支持装置の基端部に取り付けられていることである。   Further, the structural feature of the invention according to claim 7 is that in claim 3, the first support device is formed of an elastic material so that the base end is fixed to the main body case, the tip is a free end, and surrounds the eccentric rotating body. The strain element is attached to the proximal end portion of the first support device.

また請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項7において、支持装置は、第1支持装置の先端に行くにつれて第1支持装置の振幅が大きくなるように構成されていることである。   The structural feature of the invention according to claim 8 is that, in claim 7, the support device is configured such that the amplitude of the first support device increases as it goes to the tip of the first support device. .

上記のように構成した請求項1に係る発明においては、偏心回転体に形成された環状壁に沿って錘が周回すると、支持装置によって弾性移動可能に支持されている偏心回転体は錘の遠心力と支持装置の弾性力によって出力回転体の出力軸の回転軸まわりに偏心周回運動をするような構成となっている。歪素子は、偏心回転体を振動させることで、前述した偏心周回運動を開始させたり、偏心周回運動を加速・減速させて制御したりしている。偏心回転体が偏心周回運動することにより偏心回転体の内歯と出力回転体の外歯または偏心回転体の外歯と出力回転体の内歯が噛合することで、出力回転体が回転される。   In the invention according to claim 1 configured as described above, when the weight circulates along the annular wall formed in the eccentric rotator, the eccentric rotator supported by the support device so as to be elastically movable is the centrifugal centrifugal force. An eccentric orbiting motion is performed around the rotation axis of the output shaft of the output rotator by the force and the elastic force of the support device. The strain element vibrates the eccentric rotator, thereby starting the eccentric circular motion described above, and controlling the eccentric circular motion by accelerating and decelerating. When the eccentric rotor rotates in an eccentric manner, the output rotor is rotated by meshing the internal teeth of the eccentric rotor with the external teeth of the output rotor or the external teeth of the eccentric rotor with the internal teeth of the output rotor. .

このように、比較的変位量が小さい歪素子を使用しても、偏心周回運動の発生に必要な力を偏心回転体に付与することが可能となる。一旦偏心周回運動が開始されれば、歪素子による押圧力、錘の遠心力、支持装置による弾性力により、安定した周回運動を達成することができる。また、歪素子による押圧力のみで偏心回転体を偏心周回運動させるのではなく、支持装置による弾性力および錘の遠心力も使用して偏心回転体を偏心周回運動させることで、出力回転体を回転させることができる。   As described above, even when a strain element having a relatively small displacement amount is used, it is possible to apply a force necessary for the occurrence of the eccentric rotating motion to the eccentric rotating body. Once the eccentric orbiting motion is started, a stable orbiting motion can be achieved by the pressing force by the strain element, the centrifugal force of the weight, and the elastic force by the support device. In addition, the eccentric rotating body is not rotated only by the pressing force of the strain element, but the output rotating body is rotated by moving the eccentric rotating body eccentrically using the elastic force of the support device and the centrifugal force of the weight. Can be made.

したがって、簡単な構成で比較的大きな駆動力を得ることができる。さらに、その駆動力は錘の遠心力とよい相関関係にあるので錘の回転(周回)状態を制御することで、その駆動力を容易に制御することができる。   Therefore, a relatively large driving force can be obtained with a simple configuration. Further, since the driving force has a good correlation with the centrifugal force of the weight, the driving force can be easily controlled by controlling the rotation (circulation) state of the weight.

上記のように構成した請求項2に係る発明においては、請求項1において、支持装置は、本体ケースと偏心回転体との間に介装された弾性部材からなり偏心回転体を本体ケースに対して弾性移動可能に支持し、歪素子は、本体ケースに固定され電気信号に応じて発生する歪により偏心回転体を押圧する。これにより、偏心回転体を本体ケースに弾性部材を介して確実に支持することができるとともに、本体ケースに固定された歪素子により偏心回転体を確実に振動させることができる。   In the invention according to claim 2 configured as described above, in claim 1, the support device is composed of an elastic member interposed between the main body case and the eccentric rotator, and the eccentric rotator is attached to the main body case. The strain element is fixed to the main body case and presses the eccentric rotator by strain generated according to an electric signal. Accordingly, the eccentric rotating body can be reliably supported on the main body case via the elastic member, and the eccentric rotating body can be reliably vibrated by the strain element fixed to the main body case.

上記のように構成した請求項3に係る発明においては、請求項1において、支持装置は、本体ケースに固定され弾性変形可能な第1支持装置と、第1支持装置と偏心回転体との間に介装された弾性部材からなり偏心回転体を第1支持装置に対して弾性移動可能に支持する第2支持装置と、を備え、歪素子は、第1支持装置に取り付けられ電気信号に応じて発生する歪により第1支持装置を振動させることで偏心回転体を振動させる。これにより、偏心回転体を弾性部材からなる第2支持装置および弾性変形可能な第1支持装置を介して本体ケースに確実に支持するとともに、偏心回転体に比較的大きな振動を付与することができる。また、歪素子が直接第1支持装置を振動させ、その振動された第1支持装置により偏心回転体が振動されるので、偏心回転体を歪素子によってより確実に振動させることができる。   In the invention according to claim 3 configured as described above, in claim 1, the support device is a first support device fixed to the main body case and capable of elastic deformation, and between the first support device and the eccentric rotating body. And a second support device configured to elastically move the eccentric rotating body with respect to the first support device. The strain element is attached to the first support device according to an electrical signal. The eccentric rotating body is vibrated by vibrating the first support device due to the strain generated in this manner. Accordingly, the eccentric rotator can be reliably supported on the main body case via the second support device made of an elastic member and the first support device that can be elastically deformed, and a relatively large vibration can be applied to the eccentric rotator. . Further, since the strain element directly vibrates the first support device and the eccentric rotating body is vibrated by the vibrated first support device, the eccentric rotating body can be more reliably vibrated by the strain element.

上記のように構成した請求項4に係る発明においては、請求項1から請求項3の何れか一項において、歪素子は、圧電素子、磁歪素子、電歪素子、形状記憶素子のうちのいずれかにより構成されている。これにより、供給する電気信号に応じて歪量を変化させることができ、偏心回転体ひいては回転駆動装置の回転制御を容易に行うことができる。   In the invention according to claim 4 configured as described above, in any one of claims 1 to 3, the strain element is any one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an electrostrictive element, and a shape memory element. It is composed of Thereby, the amount of distortion can be changed according to the electric signal to be supplied, and the rotation control of the eccentric rotator and the rotation drive device can be easily performed.

上記のように構成した請求項5に係る発明においては、請求項1から請求項4の何れか一項において、錘の位置を検出する錘位置検出センサをさらに備えたことである。これにより、錘の位置を確実に検出することで、歪素子の制御をより確実に行うことができる。   The invention according to claim 5 configured as described above further includes a weight position detection sensor for detecting the position of the weight in any one of claims 1 to 4. Thus, the strain element can be controlled more reliably by reliably detecting the position of the weight.

上記のように構成した請求項6に係る発明においては、請求項2において、歪素子は、偏心回転体を環状壁の接線方向に押圧するように設けられている、これにより、歪素子のエネルギーを偏心回転体ひいては錘に有効に加えることができ、効率の向上を図ることできる。   In the invention according to claim 6 configured as described above, in claim 2, the strain element is provided so as to press the eccentric rotating body in the tangential direction of the annular wall. Can be effectively added to the eccentric rotating body and thus to the weight, and the efficiency can be improved.

上記のように構成した請求項7に係る発明においては、請求項3において、第1支持装置は、基端が本体ケースに固定され先端が自由端であり偏心回転体を囲むように弾性材で形成され、歪素子は第1支持装置の基端部に取り付けられている。これにより、第1支持装置は偏心回転体を簡単な構成で弾性変形可能に支持することできる。また、歪素子が第1支持装置の基端部に取り付けられているので、偏心回転体を効率よく振動させることができる。   In the invention according to claim 7 configured as described above, in claim 3, the first support device is made of an elastic material so that the base end is fixed to the body case, the tip is a free end, and surrounds the eccentric rotating body. The strain element is formed and attached to the proximal end of the first support device. Thus, the first support device can support the eccentric rotating body with a simple configuration so as to be elastically deformable. Moreover, since the strain element is attached to the base end portion of the first support device, the eccentric rotating body can be vibrated efficiently.

上記のように構成した請求項8に係る発明においては、請求項7において、支持装置は、第1支持装置の先端に行くにつれて第1支持装置の振幅が大きくなるように構成されている。これにより、第1支持装置の基端部の振動が小さくても先端に行けば大きい振幅を確保することができるので、偏心回転体をより効率よく振動させることができる。   In the invention according to claim 8 configured as described above, in claim 7, the support device is configured such that the amplitude of the first support device increases toward the tip of the first support device. Thereby, even if the vibration of the base end portion of the first support device is small, a large amplitude can be ensured by going to the tip, so that the eccentric rotating body can be vibrated more efficiently.

本発明による回転駆動装置の第1の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the rotational drive apparatus by this invention. 図1に示した回転駆動装置を2−2線に沿って示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotational drive apparatus shown in FIG. 1 along the 2-2 line. 図1に示した回転駆動装置を3−3線に沿って示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotational drive apparatus shown in FIG. 1 along the 3-3 line. 図1に示した回転駆動装置の開始時の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of the start of the rotational drive apparatus shown in FIG. 図1に示した回転駆動装置の開始時の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of the start of the rotational drive apparatus shown in FIG. 図1に示した回転駆動装置の偏心周回運動時の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of eccentric rotation motion of the rotational drive apparatus shown in FIG. 図1に示した回転駆動装置の偏心周回運動時の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of eccentric rotation motion of the rotational drive apparatus shown in FIG. 図1に示した回転駆動装置の偏心周回運動時の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of eccentric rotation motion of the rotational drive apparatus shown in FIG. 図1に示した回転駆動装置の偏心周回運動時の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of eccentric rotation motion of the rotational drive apparatus shown in FIG. 図1に示した回転駆動装置の偏心周回運動時であって錘が所定位置にきたときの作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation when the weight comes to the predetermined position at the time of the eccentric rotation motion of the rotational drive apparatus shown in FIG. 本発明による回転駆動装置の第2の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the rotational drive apparatus by this invention. 図11に示した回転駆動装置を12−12線に沿って示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotational drive apparatus shown in FIG. 11 along 12-12 line.

1)第1の実施形態
以下、本発明による回転駆動装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、回転駆動装置の断面図であり、図2は図1の2−2線に沿った断面図であり、図3は、図1の3−3線に沿った断面図である。
1) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a rotary drive device according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view of the rotary drive device, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.

回転駆動装置10は、本体ケース11、出力回転体12、偏心回転体13、偏心運動発生装置20を備えている。   The rotation drive device 10 includes a main body case 11, an output rotator 12, an eccentric rotator 13, and an eccentric motion generator 20.

本体ケース11は、金属材や合成樹脂材などで箱状に形成されたものである。
出力回転体12は、金属材や合成樹脂材などで形成されたものである。出力回転体12は、円盤状に形成された本体12aを備えている。本体12aの中央には、出力軸12bが同軸的に設けられている。出力軸12bは、本体ケース11に取り付けられている軸受11aに回転可能に支承されている。よって、出力回転体12は、本体ケース11に回転可能に支承されており、出力軸12bの回転軸まわりに回転される。出力回転体12の本体12aは、本体ケース11内に収容されている。出力軸12bは、本体ケース11の外部に突出させて配置されている。
The main body case 11 is formed in a box shape from a metal material or a synthetic resin material.
The output rotator 12 is formed of a metal material or a synthetic resin material. The output rotating body 12 includes a main body 12a formed in a disk shape. An output shaft 12b is coaxially provided at the center of the main body 12a. The output shaft 12b is rotatably supported by a bearing 11a attached to the main body case 11. Therefore, the output rotating body 12 is rotatably supported by the main body case 11 and is rotated around the rotation axis of the output shaft 12b. The main body 12 a of the output rotating body 12 is accommodated in the main body case 11. The output shaft 12 b is disposed so as to protrude from the main body case 11.

出力回転体12には、環状に形成された内歯12cが設けられている。具体的には、本実施形態では、本体12aの外周縁部には環状の凸部12dが形成されている。その環状凸部12dの内周面には内歯12cが全周に亘って形成されている。   The output rotating body 12 is provided with an inner tooth 12c formed in an annular shape. Specifically, in the present embodiment, an annular convex portion 12d is formed on the outer peripheral edge portion of the main body 12a. Internal teeth 12c are formed over the entire circumference on the inner circumferential surface of the annular convex portion 12d.

偏心回転体13は、金属材や合成樹脂材などで形成されたものである。偏心回転体13は、箱状に形成された筐体である本体13aと、本体13aの一側面(下面)に設けられた外歯13bとを備えている。この偏心回転体13は、出力回転体12の出力軸12bの回転軸に対して偏心して周回運動をするものである。   The eccentric rotating body 13 is formed of a metal material, a synthetic resin material, or the like. The eccentric rotator 13 includes a main body 13a that is a box-shaped housing, and external teeth 13b provided on one side surface (lower surface) of the main body 13a. This eccentric rotator 13 is eccentric with respect to the rotation axis of the output shaft 12b of the output rotator 12 and makes a circular motion.

外歯13bは、本体13aの下面に円柱状(または円筒状)に凸設形成された凸部13cの外周面に全周に亘って形成されている。外歯13bの基準円直径(図2で一点破線で示す)は、内歯12cの基準円直径(図2で一点破線で示す)より小径であり、外歯13bの歯数は、内歯12cの歯数より少なく設定されている。偏心回転体13の凸部13cは、出力回転体12の環状の凸部12d内に挿入配置され、偏心回転体13が停止状態である場合に内歯12cと外歯13bが空間をおいて対向するように配置されている。偏心回転体13は、偏心周回運動をする際に、出力回転体12の内歯12cと偏心回転体13の外歯13bが噛合する。なお、偏心周回運動とは、回転体の中心が同一箇所にある回転運動(自転)でなく、回転体の中心が同一箇所にない回転運動であり、例えば回転体の中心が円周上を移動する回転運動(公転)のことである。   The external teeth 13b are formed over the entire circumference on the outer peripheral surface of a convex portion 13c formed in a columnar shape (or cylindrical shape) on the lower surface of the main body 13a. The reference circle diameter (indicated by a dashed line in FIG. 2) of the external teeth 13b is smaller than the reference circle diameter (indicated by a dashed line in FIG. 2) of the internal teeth 12c, and the number of teeth of the external teeth 13b is the internal teeth 12c. Is set to less than the number of teeth. The convex portion 13c of the eccentric rotator 13 is inserted into the annular convex portion 12d of the output rotator 12, and when the eccentric rotator 13 is in a stopped state, the inner teeth 12c and the outer teeth 13b face each other with a space. Are arranged to be. The eccentric rotator 13 meshes with the internal teeth 12 c of the output rotator 12 and the external teeth 13 b of the eccentric rotator 13 when performing an eccentric orbiting motion. The eccentric orbiting motion is not a rotational motion (autorotation) in which the center of the rotating body is at the same location, but a rotational motion in which the center of the rotating body is not located at the same location. It is a rotating motion (revolution).

偏心回転体13の本体13a内には、出力回転体12の出力軸12aの回転軸まわりに環状に形成された環状溝13dが設けられている。環状溝13dは外側環状壁13d1(環状壁)とその内側に同軸に配設された内側環状壁13d2を備えている。外側環状壁13d1および内側環状壁13d2は本体13aの底面に立設されている。なお、内側環状壁13d2がなく外側環状壁13d1のみを有する構成でもよい。また、環状溝13dは、円状でもよく、楕円状でもよい。   An annular groove 13 d formed in an annular shape around the rotation axis of the output shaft 12 a of the output rotator 12 is provided in the main body 13 a of the eccentric rotator 13. The annular groove 13d includes an outer annular wall 13d1 (annular wall) and an inner annular wall 13d2 disposed coaxially on the inner side. The outer annular wall 13d1 and the inner annular wall 13d2 are erected on the bottom surface of the main body 13a. Note that the inner annular wall 13d2 may be omitted and only the outer annular wall 13d1 may be included. Further, the annular groove 13d may be circular or elliptical.

環状溝13d内には、外側環状壁13d1に沿って周回する錘21が備えられている。錘21は球状に形成されている。錘21は、偏心回転体13が偏心周回運動をする際に、外側環状壁13d1に当接して周回するものである。   A weight 21 that circulates along the outer annular wall 13d1 is provided in the annular groove 13d. The weight 21 is formed in a spherical shape. The weight 21 rotates around the outer annular wall 13d1 when the eccentric rotating body 13 makes an eccentric orbiting motion.

なお、錘21と支持装置22のばね力(弾性力)との関係について説明する。偏心回転体13が偏心周回運動をすることで、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合する際に、回転駆動装置10が予め設定された最低トルクを出力できるように、錘21の質量と支持装置22のばね力(弾性力)が設定されている。   The relationship between the weight 21 and the spring force (elastic force) of the support device 22 will be described. When the eccentric rotator 13 makes an eccentric orbiting motion, when the outer teeth 13b of the eccentric rotator 13 and the inner teeth 12c of the output rotator 12 mesh with each other, the rotational drive device 10 can output a preset minimum torque. As described above, the mass of the weight 21 and the spring force (elastic force) of the support device 22 are set.

また、錘21の質量は、偏心回転体13の質量に対して大きくなるように設定するのが望ましい。錘21の遠心力が比較的大きくなるようにすることで制御性を向上させるためである。具体的には、最低トルク時に下記数1を満足する錘の質量に設定すると効果的である。   The mass of the weight 21 is preferably set so as to be larger than the mass of the eccentric rotating body 13. This is because the controllability is improved by making the centrifugal force of the weight 21 relatively large. Specifically, it is effective to set the mass of the weight that satisfies the following formula 1 at the minimum torque.

(数1)
mRω>(回転体重さ)+(支持装置の弾性力)
mは錘21の重さであり、Rは錘21が回転する偏心回転体13の半径である。
(Equation 1)
mRω 2 > (rotational weight) + (elastic force of support device)
m is the weight of the weight 21, and R is the radius of the eccentric rotating body 13 around which the weight 21 rotates.

偏心回転体13は、支持装置22を介して弾性移動可能に支持されている。本実施形態では、支持装置22は、本体ケース11と偏心回転体13との間に介装された複数のコイルばね22aからなり、偏心回転体13を本体ケース11に対して弾性移動可能に支持するものである。   The eccentric rotator 13 is supported via a support device 22 so as to be elastically movable. In the present embodiment, the support device 22 includes a plurality of coil springs 22 a interposed between the main body case 11 and the eccentric rotator 13, and supports the eccentric rotator 13 to be elastically movable with respect to the main body case 11. To do.

具体的には、偏心回転体13の本体13aは、本体ケース11に対して複数(例えば4つ)のコイルばね22a1,22a2,22a3,22a4により複数の方向(例えば4方向)から支持されている。各コイルばね22aは、本体13aの側面とその側面に対向する本体ケース11の内壁面との間にそれぞれ介装されている。各コイルばね22aの一端は、本体13aの各側面の長手方向中央に接続固定され、他端は、本体ケース11の内壁面の長手方向中央に接続固定されている。また、4つのコイルばね22a1,22a2,22a3,22a4は同じばね定数で同じ長さに設定されている。   Specifically, the main body 13a of the eccentric rotating body 13 is supported from a plurality of directions (for example, four directions) by a plurality of (for example, four) coil springs 22a1, 22a2, 22a3, and 22a4 with respect to the main body case 11. . Each coil spring 22a is interposed between the side surface of the main body 13a and the inner wall surface of the main body case 11 facing the side surface. One end of each coil spring 22 a is connected and fixed to the center in the longitudinal direction of each side surface of the main body 13 a, and the other end is connected and fixed to the center in the longitudinal direction of the inner wall surface of the main body case 11. The four coil springs 22a1, 22a2, 22a3, and 22a4 are set to the same length with the same spring constant.

このように、偏心回転体13は、支持装置22すなわち4つのコイルばね22a1,22a2,22a3,22a4により宙に浮いた状態で支持されている。この偏心回転体13は、周回運動していないとき(回転駆動装置10が非駆動状態であるとき)には、偏心回転体13の中心13eが出力回転体12(出力軸12a)の回転軸と一致するように、支持されるようになっている。   Thus, the eccentric rotator 13 is supported in a suspended state by the support device 22, that is, the four coil springs 22a1, 22a2, 22a3, and 22a4. When the eccentric rotator 13 is not rotating (when the rotation driving device 10 is in a non-driven state), the center 13e of the eccentric rotator 13 is connected to the rotation axis of the output rotator 12 (output shaft 12a). It is designed to be supported to match.

なお、本実施形態では、偏心回転体13の中心13eは、外歯13bの中心である。また、本実施形態では、外歯13bの中心と外側環状壁13d1の中心は一致しているが、外歯13bの中心が外側環状壁13d1の内側に存在すれば一致していなくてもよい。錘21の遠心力を利用することができるからである。   In the present embodiment, the center 13e of the eccentric rotating body 13 is the center of the external tooth 13b. In the present embodiment, the center of the outer tooth 13b and the center of the outer annular wall 13d1 are coincident, but may not be coincident if the center of the outer tooth 13b exists inside the outer annular wall 13d1. This is because the centrifugal force of the weight 21 can be used.

なお、弾性部材としては、コイルばね以外に、コイルばね以外のばね、ゴム、柔らかい合成樹脂でもよい。また、支持装置は、本体ケース11の天板と偏心回転体13の上面との間に介装された1つの棒状に形成された弾性部材で構成するようにしてもよい。   In addition to the coil spring, the elastic member may be a spring other than the coil spring, rubber, or a soft synthetic resin. Further, the support device may be configured by an elastic member formed in a single bar shape interposed between the top plate of the main body case 11 and the upper surface of the eccentric rotating body 13.

また、本体ケース11内には、歪素子23が備えられている。歪素子23は、本体ケース11に固定されている。歪素子23は、圧電素子から構成されており、電気信号に応じて発生する歪により偏心回転体13を押圧して振動させるものである。すなわち、歪素子23は、細長く形成されており、一端(基端)が本体ケース11の段部11bに固定され、他端(先端)が偏心回転体13を押圧可能な位置となるように配設されている。歪素子23は、偏心回転体13を外側環状壁13d1の接線方向に押圧するように設けられている。   A strain element 23 is provided in the main body case 11. The strain element 23 is fixed to the main body case 11. The strain element 23 is composed of a piezoelectric element, and presses and vibrates the eccentric rotator 13 by strain generated according to an electric signal. That is, the strain element 23 is formed in an elongated shape, and is arranged so that one end (base end) is fixed to the step portion 11 b of the main body case 11 and the other end (tip) is at a position where the eccentric rotating body 13 can be pressed. It is installed. The strain element 23 is provided so as to press the eccentric rotator 13 in the tangential direction of the outer annular wall 13d1.

歪素子23の先端部は電気信号に応じて発生する歪により振動する。先端部が内側に(偏心回転体13に近づく方向に)移動するとき、偏心回転体13を押圧し、先端部が外側に(偏心回転体13から離れる方向に)移動するとき、偏心回転体13を押圧しない。   The distal end portion of the strain element 23 vibrates due to strain generated according to the electric signal. When the tip part moves inward (in a direction approaching the eccentric rotator 13), the eccentric rotator 13 is pressed, and when the tip part moves outward (in a direction away from the eccentric rotator 13), the eccentric rotator 13 is pressed. Do not press.

なお、歪素子23は、磁歪素子、電歪素子、形状記憶素子のうちのいずれかにより構成されるようにしてもよい。   The strain element 23 may be configured by any one of a magnetostrictive element, an electrostrictive element, and a shape memory element.

偏心運動発生装置20は、上述した錘21、支持装置22および歪素子23を備えており、歪素子23による押圧力と支持装置22による弾性力と錘21の遠心力との協働により錘21を周回させることで偏心回転体13に偏心周回運動を発生させるものである。   The eccentric motion generator 20 includes the weight 21, the support device 22, and the strain element 23 described above, and the weight 21 is obtained by the cooperation of the pressing force by the strain element 23, the elastic force by the support device 22, and the centrifugal force of the weight 21. Is caused to generate an eccentric orbiting motion in the eccentric rotating body 13.

また、本体ケース11は、錘21の位置を検出する錘位置検出センサ14を備えている。錘位置検出センサ14は、錘21の軌跡(例えば環状溝13d)上のいずれかの位置に1つ又は複数設けられており、錘21が通過したことを検出することで錘21の位置を検出するようになっている。例えば、錘21が金属材で形成されている場合、錘位置検出センサ14は、金属材を検出することができるセンサで構成されるようになっている。なお、錘位置検出センサ14を金属検知センサで構成する場合、上述した偏心回転体13は非金属材(例えば合成樹脂材)で構成するのが望ましい。錘位置検出センサ14の検出能力を発揮させるためである。   The main body case 11 also includes a weight position detection sensor 14 that detects the position of the weight 21. One or a plurality of weight position detection sensors 14 are provided at any position on the locus (for example, the annular groove 13d) of the weight 21, and the position of the weight 21 is detected by detecting that the weight 21 has passed. It is supposed to be. For example, when the weight 21 is formed of a metal material, the weight position detection sensor 14 is configured by a sensor that can detect the metal material. In addition, when the weight position detection sensor 14 is comprised with a metal detection sensor, it is desirable to comprise the eccentric rotating body 13 mentioned above with a nonmetallic material (for example, synthetic resin material). This is because the detection capability of the weight position detection sensor 14 is exhibited.

次に、上述したように構成された回転駆動装置10の作動について説明する。なお、回転駆動装置10が、偏心回転体13の周回運動の軌道面が水平面となるように、設置されている場合について説明する。   Next, the operation of the rotary drive device 10 configured as described above will be described. In addition, the case where the rotational drive apparatus 10 is installed so that the track surface of the circular motion of the eccentric rotator 13 may be a horizontal plane will be described.

回転駆動装置10が非駆動時にあるときは、偏心回転体13は、出力回転体12と同軸的な位置関係となるように、すなわち出力軸12bの回転軸と偏心回転体13の中心(中心軸)13eが一致するように、支持装置22によって支持されており、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cは噛合していない(図2、3参照)。   When the rotary drive device 10 is not driven, the eccentric rotator 13 has a coaxial positional relationship with the output rotator 12, that is, the rotation axis of the output shaft 12b and the center of the eccentric rotator 13 (central axis). The outer teeth 13b of the eccentric rotating body 13 and the inner teeth 12c of the output rotating body 12 are not meshed (see FIGS. 2 and 3).

歪素子23に電気信号(正弦波、矩形波、三角波の何れでもよい)を付与すると、歪素子23の先端部が振動を開始する。その振動によって、偏心回転体13は、押圧方向に沿って振動を開始する。   When an electrical signal (which may be a sine wave, a rectangular wave, or a triangular wave) is applied to the strain element 23, the tip of the strain element 23 starts to vibrate. Due to the vibration, the eccentric rotator 13 starts to vibrate along the pressing direction.

すなわち、図4に示すように、歪素子23の先端部が矢印a1の方向(出力軸12bに近づく方向)に振れると、偏心回転体13は、歪素子23に押圧されて支持装置22の付勢力に抗して一の方向(図4の矢印b1の方向)に向かって移動する。矢印a1と矢印b1の方向は一致している。偏心回転体13の矢印b1方向への移動によって、錘21は図4の矢印c1の方向(図4の時計回り方向)に移動する。錘21は、偏心回転体13から矢印b1の方向に力が作用するが、外側環状壁13d1に沿って移動するからである。   That is, as shown in FIG. 4, when the tip of the strain element 23 swings in the direction of the arrow a1 (direction approaching the output shaft 12b), the eccentric rotating body 13 is pressed by the strain element 23 and attached to the support device 22. It moves toward one direction (direction of arrow b1 in FIG. 4) against the force. The directions of the arrows a1 and b1 are the same. Due to the movement of the eccentric rotating body 13 in the direction of the arrow b1, the weight 21 moves in the direction of the arrow c1 in FIG. 4 (clockwise direction in FIG. 4). This is because the weight 21 acts from the eccentric rotator 13 in the direction of the arrow b1, but moves along the outer annular wall 13d1.

一方、図5に示すように、歪素子23の先端部が矢印a1と反対方向である矢印a2の方向(出力軸12bから離れる方向)に振れると、偏心回転体13に対する歪素子23による押圧が解除される。偏心回転体13は、支持装置22の付勢力により元の位置(非駆動時の位置)に戻ろうとして一の方向の反対方向(図5の矢印b2の方向)に向かって移動する。矢印a2と矢印b2の方向は一致している。偏心回転体13の矢印b2方向への移動によって、錘21は図5の矢印c2の方向(図5の反時計周りの方向)に移動する。錘21は、偏心回転体13から矢印b2の方向に力が作用するが、外側環状壁13d1に沿って移動するからである。   On the other hand, as shown in FIG. 5, when the tip of the strain element 23 swings in the direction of the arrow a2 that is opposite to the arrow a1 (the direction away from the output shaft 12b), the pressing by the strain element 23 against the eccentric rotator 13 is performed. Canceled. The eccentric rotating body 13 moves toward the opposite direction (the direction of the arrow b2 in FIG. 5) to return to the original position (position when not driven) by the urging force of the support device 22. The directions of the arrows a2 and b2 are the same. As the eccentric rotator 13 moves in the direction of arrow b2, the weight 21 moves in the direction of arrow c2 in FIG. 5 (counterclockwise direction in FIG. 5). This is because force acts on the weight 21 in the direction of the arrow b2 from the eccentric rotating body 13, but moves along the outer annular wall 13d1.

このように、偏心回転体13の振動(往復動)が行われると、その振動に応じて錘21も上述のように移動することで、錘21が環状溝13dに沿った周回運動を開始する。そうすると、直線往復動していた偏心回転体13に、錘21の遠心力が加わることで、偏心回転体13は、楕円運動となり、ひいては、偏心周回運動を開始する。偏心回転体13の偏心周回運動中においては、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合している。   Thus, when vibration (reciprocation) of the eccentric rotating body 13 is performed, the weight 21 also moves as described above in accordance with the vibration, so that the weight 21 starts circular motion along the annular groove 13d. . Then, when the centrifugal force of the weight 21 is applied to the eccentric rotator 13 that has reciprocated linearly, the eccentric rotator 13 becomes an elliptical motion, and thus starts an eccentric orbiting motion. During the eccentric orbiting motion of the eccentric rotator 13, the external teeth 13 b of the eccentric rotator 13 and the internal teeth 12 c of the output rotator 12 are engaged.

また、安定した偏心周回運動中においては、図6〜図9に示すように、偏心回転体13と錘21が同期して偏心周回運動している。具体的には、図6に示すように、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cがコイルばね22a1の位置で噛合する際には、錘21はコイルばね22a1に対応する位置にある。   In addition, during the stable eccentric orbiting movement, as shown in FIGS. 6 to 9, the eccentric rotating body 13 and the weight 21 are performing the eccentric orbiting movement in synchronization. Specifically, as shown in FIG. 6, when the external teeth 13b of the eccentric rotator 13 and the internal teeth 12c of the output rotator 12 mesh at the position of the coil spring 22a1, the weight 21 corresponds to the coil spring 22a1. It is in the position to do.

さらに、錘21が時計回りに周回運動して、コイルばね22a2に対応する位置に来ると、図7に示すように、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合しながら、偏心回転体13がコイルばね22a2に対応する位置まで周回運動する。   Further, when the weight 21 rotates clockwise and reaches a position corresponding to the coil spring 22a2, the external teeth 13b of the eccentric rotator 13 and the internal teeth 12c of the output rotator 12 mesh with each other as shown in FIG. On the other hand, the eccentric rotator 13 rotates around to the position corresponding to the coil spring 22a2.

さらに、錘21が時計回りに周回運動して、コイルばね22a3に対応する位置に来ると、図8に示すように、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合しながら、偏心回転体13がコイルばね22a3に対応する位置まで周回運動する。   Further, when the weight 21 rotates clockwise and reaches a position corresponding to the coil spring 22a3, the external teeth 13b of the eccentric rotator 13 and the internal teeth 12c of the output rotator 12 mesh with each other as shown in FIG. On the other hand, the eccentric rotator 13 rotates around to a position corresponding to the coil spring 22a3.

さらに、錘21が時計回りに周回運動して、コイルばね22a4に対応する位置に来ると、図9に示すように、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合しながら、偏心回転体13がコイルばね22a4に対応する位置まで周回運動する。   Further, when the weight 21 rotates clockwise and reaches a position corresponding to the coil spring 22a4, the external teeth 13b of the eccentric rotator 13 and the internal teeth 12c of the output rotator 12 mesh with each other as shown in FIG. On the other hand, the eccentric rotator 13 rotates around to a position corresponding to the coil spring 22a4.

このように、偏心回転体13は、その中心13eが所定の円周Cに沿って移動する回転運動(公転)すなわち偏心周回運動を行う。このとき、偏心回転体13の回転数が大きくなると、遠心力が大きくなり回転力(トルク)も大きくなる。偏心回転体13の遠心力は、錘21の遠心力に準じているからである。錘21の遠心力FはM×r×ωで表される。なお、Mは錘21の質量であり、rは錘21の中心の周回半径であり、ωは角速度である。角速度は回転数に比例する(角速度=2π×回転数)。また、偏心回転体13の遠心力は、錘12と偏心回転体13が同期して偏心周回運動する場合に、最も大きい値となる。また、錘12と偏心回転体13が同期して偏心周回運動する場合に、偏心回転体13の偏心周回運動を安定させることができる。 Thus, the eccentric rotator 13 performs a rotational motion (revolution) in which the center 13e moves along the predetermined circumference C, that is, an eccentric orbiting motion. At this time, when the rotational speed of the eccentric rotator 13 increases, the centrifugal force increases and the rotational force (torque) also increases. This is because the centrifugal force of the eccentric rotating body 13 conforms to the centrifugal force of the weight 21. The centrifugal force F of the weight 21 is expressed by M × r × ω 2 . Here, M is the mass of the weight 21, r is the radius of the center of the weight 21, and ω is the angular velocity. The angular velocity is proportional to the number of rotations (angular velocity = 2π × number of rotations). In addition, the centrifugal force of the eccentric rotator 13 takes the largest value when the weight 12 and the eccentric rotator 13 make an eccentric orbiting motion in synchronization. Moreover, when the weight 12 and the eccentric rotator 13 perform an eccentric orbiting motion in synchronization, the eccentric orbiting motion of the eccentric rotator 13 can be stabilized.

前述したように、回転駆動装置10のトルクは、偏心回転体13の回転数(回転速度、角速度)すなわち錘21の回転数(回転速度、角速度)で調整することができるので、錘21の回転数を制御することで回転駆動装置10の出力トルクを調整することができる。   As described above, the torque of the rotary drive device 10 can be adjusted by the rotational speed (rotational speed, angular speed) of the eccentric rotating body 13, that is, the rotational speed (rotational speed, angular speed) of the weight 21. The output torque of the rotary drive device 10 can be adjusted by controlling the number.

錘21の回転数(偏心回転体13の回転数)の調整や、偏心回転体13と錘21の周回運動の同期は、歪素子23による押圧によって制御される。具体的には、錘21が環状溝13dの所定位置を通過する際に、歪素子23が偏心回転体13を図4,5で示す矢印a1の方向(押圧方向)に押圧するように制御される。所定位置は、図10に示すように、周回する錘21のその位置における接線方向d1が歪素子23による押圧方向a1と一致する位置である。本実施形態では、押圧方向a1は本体ケース11の対角線(図10で右上がりの対角線)に沿った方向である。偏心回転体13の本体13aが本体ケース11に対して各内面がそれぞれ平行移動しながら周回運動するのであれば、押圧方向a1は本体13aの対角線(図10で右上がりの対角線)に沿った方向である。   Adjustment of the rotational speed of the weight 21 (the rotational speed of the eccentric rotator 13) and synchronization of the circular motion of the eccentric rotator 13 and the weight 21 are controlled by pressing by the strain element 23. Specifically, when the weight 21 passes through a predetermined position of the annular groove 13d, the strain element 23 is controlled to press the eccentric rotating body 13 in the direction of arrow a1 (pressing direction) shown in FIGS. The As shown in FIG. 10, the predetermined position is a position where the tangential direction d <b> 1 at the position of the circulating weight 21 coincides with the pressing direction a <b> 1 by the strain element 23. In the present embodiment, the pressing direction a <b> 1 is a direction along the diagonal line of the main body case 11 (upward diagonal line in FIG. 10). If the main body 13a of the eccentric rotator 13 makes a circular motion while the inner surfaces of the eccentric rotator 13 move in parallel with respect to the main body case 11, the pressing direction a1 is a direction along the diagonal line of the main body 13a (upward diagonal line in FIG. 10). It is.

図10で時計回り方向に回転する錘21が所定位置に来たときに、偏心回転体13を歪素子23で押圧すると、歪素子23の押圧力を最も効率よく錘21に作用させることができる。その理由を以下説明する。   When the eccentric rotating body 13 is pressed by the strain element 23 when the weight 21 rotating clockwise in FIG. 10 reaches a predetermined position, the pressing force of the strain element 23 can be applied to the weight 21 most efficiently. . The reason will be described below.

歪素子23による押圧力Fは、偏心回転体13に作用する。また、錘21は偏心回転体13から垂直抗力N(=Mg)を受けている。本実施形態では、偏心回転体13の軌跡が水平となるように回転駆動装置10が設置されているので、錘21が本体13aの底面に接触している。よって、垂直抗力Nは本体13aの底面から受ける。Mは錘21の質量であり、gは重力加速度である。   The pressing force F by the strain element 23 acts on the eccentric rotator 13. Further, the weight 21 receives a vertical drag N (= Mg) from the eccentric rotating body 13. In the present embodiment, since the rotation driving device 10 is installed so that the locus of the eccentric rotating body 13 is horizontal, the weight 21 is in contact with the bottom surface of the main body 13a. Therefore, the vertical drag N is received from the bottom surface of the main body 13a. M is the mass of the weight 21 and g is the gravitational acceleration.

さらに、押圧力Fにより偏心回転体13は押圧力Fによる押圧方向(図10では矢印a1の方向)に動き、偏心回転体13に引きずられて錘21も押圧方向にすべり動く。偏心回転体13と錘21との間は摩擦係数μ(運動摩擦係数)であるため、錘21は偏心回転体13から摩擦力f(=μN)を受ける。摩擦力fは押圧力Fと同じ方向である。よって、錘21は摩擦力fによって押圧力Fと同じ方向に加速度a(=μg)で運動する。すなわち、錘21が所定位置に来たとき、偏心回転体13を歪素子23で押圧すると、錘21が加速される。   Further, the eccentric rotator 13 is moved in the pressing direction by the pressing force F (in the direction of arrow a1 in FIG. 10) due to the pressing force F, and dragged by the eccentric rotator 13 causes the weight 21 to slide in the pressing direction. Since the friction coefficient μ (kinetic friction coefficient) is between the eccentric rotating body 13 and the weight 21, the weight 21 receives the frictional force f (= μN) from the eccentric rotating body 13. The frictional force f is in the same direction as the pressing force F. Accordingly, the weight 21 moves with the acceleration a (= μg) in the same direction as the pressing force F due to the frictional force f. That is, when the eccentric 21 is pressed by the strain element 23 when the weight 21 comes to a predetermined position, the weight 21 is accelerated.

また、偏心回転体13も押圧力Fにより加速されるが、一方で支持装置22により付勢されている。すなわち、錘21が加速されるのに対して偏心回転体13は錘21に作用する加速度の方向への動きは制限されている。よって、錘21の加速度は、偏心回転体13の加速度より大きくなる。このように、歪素子23によって偏心回転体13が押圧されると、錘21が押圧方向に加速される。加速された錘21が偏心回転体13と同期して周回運動することが可能となる。   Further, the eccentric rotating body 13 is also accelerated by the pressing force F, but is biased by the support device 22. That is, while the weight 21 is accelerated, the eccentric rotator 13 is restricted from moving in the direction of acceleration acting on the weight 21. Therefore, the acceleration of the weight 21 is larger than the acceleration of the eccentric rotating body 13. Thus, when the eccentric rotator 13 is pressed by the strain element 23, the weight 21 is accelerated in the pressing direction. The accelerated weight 21 can rotate in synchronization with the eccentric rotator 13.

このときの錘21の加速方向が環状溝13d(外側環状壁13d1)の接線方向以外の方向である場合、その加速方向に作用された錘21の力は外側環状壁13d1からの抗力を受けることとなる。よって、その分錘21の加速は小さくなる。一方、錘21の加速方向が環状溝13dの接線方向である場合には、錘21の加速が小さくなるのを抑制することができるので、効率よく錘21を加速させることができる。   When the acceleration direction of the weight 21 at this time is a direction other than the tangential direction of the annular groove 13d (outer annular wall 13d1), the force of the weight 21 applied in the acceleration direction receives a drag force from the outer annular wall 13d1. It becomes. Therefore, the acceleration of the weight 21 is reduced. On the other hand, when the acceleration direction of the weight 21 is the tangential direction of the annular groove 13d, it is possible to suppress the acceleration of the weight 21 from being reduced, so that the weight 21 can be efficiently accelerated.

また、錘21が所定位置にあるか否かの判断は、錘位置検出センサ14の検出結果に基づいて行われる。具体的には、錘位置検出センサ14の検出結果すなわち今回の検出結果と前回までの検出結果に基づいて錘21の回転速度が導出される。そして、今回の検出結果と導出された錘21の回転速度から錘21の位置を導出し、その導出結果と所定位置を比較する。また、所定位置に対応する位置に錘位置検出センサ14を配設し、錘位置検出センサ14で錘21の通過を検出することで、錘21が所定位置にあることを判断するようにしてもよい。   Whether the weight 21 is at the predetermined position is determined based on the detection result of the weight position detection sensor 14. Specifically, the rotational speed of the weight 21 is derived based on the detection result of the weight position detection sensor 14, that is, the current detection result and the previous detection result. Then, the position of the weight 21 is derived from the current detection result and the derived rotational speed of the weight 21, and the derived result is compared with a predetermined position. Further, the weight position detection sensor 14 is disposed at a position corresponding to the predetermined position, and the weight position detection sensor 14 detects the passage of the weight 21 to determine that the weight 21 is at the predetermined position. Good.

上述した説明から明らかなように、本第1の実施形態に係る回転駆動装置10においては、偏心回転体13に形成された環状壁13d1に沿って錘21が周回すると、支持装置22(コイルばね22a1〜22a4)によって弾性移動可能に支持されている偏心回転体13は、錘21の遠心力と支持装置22の弾性力によって出力回転体12の出力軸12bの回転軸まわりに偏心周回運動をするような構成となっている。歪素子23は、偏心回転体13を押圧することで、前述した偏心周回運動を開始させたり、偏心周回運動を加速・減速させて制御したりしている。偏心回転体13が偏心周回運動することにより偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合することで、出力回転体12が回転される。   As is clear from the above description, in the rotary drive device 10 according to the first embodiment, when the weight 21 circulates along the annular wall 13d1 formed in the eccentric rotating body 13, the support device 22 (coil spring) 22a1 to 22a4) is supported by the eccentric rotator 13 so as to be elastically movable. The eccentric rotator 13 is eccentrically rotated around the rotation axis of the output shaft 12b of the output rotator 12 by the centrifugal force of the weight 21 and the elastic force of the support device 22. It has a configuration like this. The strain element 23 presses the eccentric rotator 13 so as to start the eccentric orbiting motion described above or to accelerate and decelerate the eccentric orbiting motion. The output rotating body 12 is rotated by meshing the outer teeth 13b of the eccentric rotating body 13 and the inner teeth 12c of the output rotating body 12 by the eccentric rotating body 13 making an eccentric orbiting motion.

このように、比較的変位量が小さい歪素子23を使用しても、偏心周回運動の発生に必要な力を偏心回転体13に付与することが可能となる。一旦偏心周回運動が開始されれば、歪素子23による押圧力、錘21の遠心力、支持装置22による弾性力により、安定した周回運動を達成することができる。また、歪素子23による押圧力のみで偏心回転体13を偏心周回運動させるのではなく、支持装置22による弾性力および錘21の遠心力も使用して偏心回転体13を偏心周回運動させることで、出力回転体12を回転させることができる。   As described above, even when the strain element 23 having a relatively small displacement amount is used, it is possible to apply the force necessary for the occurrence of the eccentric circular motion to the eccentric rotating body 13. Once the eccentric orbiting motion is started, a stable orbiting motion can be achieved by the pressing force by the strain element 23, the centrifugal force of the weight 21, and the elastic force by the support device 22. In addition, the eccentric rotating body 13 is not moved only by the pressing force by the strain element 23, but the eccentric rotating body 13 is moved eccentrically by using the elastic force of the support device 22 and the centrifugal force of the weight 21. The output rotating body 12 can be rotated.

したがって、簡単な構成で比較的大きな駆動力を得ることができる。さらに、その駆動力は錘21の遠心力とよい相関関係にあるので錘21の回転(周回)状態を制御することで、その駆動力を容易に制御することができる。   Therefore, a relatively large driving force can be obtained with a simple configuration. Furthermore, since the driving force has a good correlation with the centrifugal force of the weight 21, the driving force can be easily controlled by controlling the rotation (circulation) state of the weight 21.

また、支持装置22は、本体ケース11と偏心回転体13との間に介装されたコイルばね22a1〜22a4(弾性部材)からなり偏心回転体13を本体ケース11に対して弾性移動可能に支持し、歪素子23は、本体ケース11に固定され電気信号に応じて発生する歪により偏心回転体13を押圧する。これにより、偏心回転体13を本体ケース11にコイルばね22a1〜22a4を介して確実に支持することができるとともに、本体ケース11に固定された歪素子23により偏心回転体13を確実に押圧することができる。   The support device 22 includes coil springs 22a1 to 22a4 (elastic members) interposed between the main body case 11 and the eccentric rotator 13, and supports the eccentric rotator 13 so as to be elastically movable with respect to the main body case 11. The strain element 23 is fixed to the main body case 11 and presses the eccentric rotator 13 by strain generated according to an electric signal. Accordingly, the eccentric rotator 13 can be reliably supported on the main body case 11 via the coil springs 22a1 to 22a4, and the eccentric rotator 13 can be reliably pressed by the strain element 23 fixed to the main body case 11. Can do.

また、歪素子23は、圧電素子、磁歪素子、電歪素子、形状記憶素子のうちのいずれかにより構成されている。これにより、供給する電気信号に応じて歪量を変化させることができ、偏心回転体13の回転制御ひいては回転駆動装置10の出力制御を容易に行うことができる。   The strain element 23 is configured by any one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an electrostrictive element, and a shape memory element. Thereby, the amount of distortion can be changed according to the supplied electric signal, and the rotation control of the eccentric rotating body 13 and the output control of the rotation driving device 10 can be easily performed.

また、錘21の位置を検出する錘位置検出センサ14をさらに備えたことである。これにより、錘21の位置を確実に検出することで、歪素子23の制御をより確実に行うことができる。   Further, a weight position detection sensor 14 for detecting the position of the weight 21 is further provided. Accordingly, the strain element 23 can be more reliably controlled by reliably detecting the position of the weight 21.

また、歪素子23は、偏心回転体13を環状壁13d1の接線方向に押圧するように設けられている、これにより、歪素子23のエネルギーを偏心回転体13ひいては錘21に有効に加えることができ、効率の向上を図ることできる。   Further, the strain element 23 is provided so as to press the eccentric rotator 13 in the tangential direction of the annular wall 13 d 1, whereby the energy of the strain element 23 can be effectively applied to the eccentric rotator 13 and thus the weight 21. It is possible to improve efficiency.

なお、上述した実施形態では、出力回転体12に内歯12cを設けるとともに偏心回転体13に内歯12cに噛合する外歯13bを設けるようにしたが、反対に、出力回転体12に外歯を設けるとともに偏心回転体13にその外歯に噛合する内歯を設けるようにしてもよい。   In the embodiment described above, the output rotator 12 is provided with the internal teeth 12c and the eccentric rotator 13 is provided with the external teeth 13b meshing with the internal teeth 12c. In addition, the eccentric rotor 13 may be provided with internal teeth that mesh with the external teeth.

また、出力軸12bを支承する代わりに、または支承するとともに、本体12a(凸部12dも含む)を支承するようにしてもよい。さらに、偏心回転体13の本体13aは、方形状でなく、三角形状、円形状でもよい。   Further, instead of or in place of supporting the output shaft 12b, the main body 12a (including the convex portion 12d) may be supported. Furthermore, the main body 13a of the eccentric rotator 13 may have a triangular shape or a circular shape instead of a square shape.

また、回転駆動装置10が、偏心回転体13の周回運動の軌道面が水平面となるように、設置されるのに限定されることなく、その軌道面が垂直面となるように回転駆動装置10が設置されるようにしてもよい。この場合、回転駆動装置10が停止しているときには、錘21は自重により環状溝13dの垂直方向最下部に位置するので、起動時に錘21を最下部から最上部まで上げるのに最も効率よく押圧できるように歪素子23を配設すべきである(押圧方向も含めて考慮が必要である)。   Further, the rotary drive device 10 is not limited to be installed so that the orbital surface of the circular motion of the eccentric rotator 13 becomes a horizontal plane, and the rotary drive device 10 so that the orbital surface becomes a vertical surface. May be installed. In this case, when the rotary drive device 10 is stopped, the weight 21 is positioned at the lowest vertical direction of the annular groove 13d by its own weight, so that it is most efficiently pressed to raise the weight 21 from the lowermost part to the uppermost part at the time of activation. The strain element 23 should be disposed so as to be able to be taken into consideration (including the pressing direction).

2)第2の実施形態
次に、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なる点について説明するとともに、同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。本第2の実施形態では、図11,12に示すように、支持装置122が異なり、歪素子23の取り付け位置が異なる。図11は、ある断面から内部を見た図であり、図12は図11の12−12線に沿った断面図である。図12では本体ケース111においては基台111aのみ示し他の部分は省略している。
2) Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. While different points from the first embodiment will be described, the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In the second embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the support device 122 is different and the attachment position of the strain element 23 is different. 11 is a view of the inside from a certain cross section, and FIG. 12 is a cross sectional view taken along line 12-12 of FIG. In FIG. 12, only the base 111a is shown in the main body case 111, and other parts are omitted.

支持装置122は、本体ケース111に固定され弾性変形可能な第1支持装置31と、第1支持装置31と偏心回転体13との間に介装されたコイルばね122a1〜122a3(弾性部材)からなり偏心回転体13を第1支持装置31に対して弾性移動可能に支持する第2支持装置32と、を備えている。   The support device 122 includes a first support device 31 that is fixed to the body case 111 and can be elastically deformed, and coil springs 122a1 to 122a3 (elastic members) interposed between the first support device 31 and the eccentric rotating body 13. And a second support device 32 that supports the eccentric rotating body 13 with respect to the first support device 31 so as to be elastically movable.

本体ケース111は、金属材や合成樹脂材などで箱状に形成されたものである。本体ケース111は、水平に配置された基台111aと、基台111aの上面に立設された側壁111bを有している。   The main body case 111 is formed in a box shape from a metal material or a synthetic resin material. The main body case 111 has a base 111a arranged horizontally and a side wall 111b erected on the upper surface of the base 111a.

第1支持装置31は、基端が本体ケース111の基台111aに固定され先端が自由端であり偏心回転体13を囲むように弾性材(例えば金属材、合成樹脂材)で形成されている。第1支持装置31は、細長い板状材をC字状に成形したものである。板状材は、弾性変形する材質であれば金属材でも合成樹脂材でもよい。第1支持装置31は、C字状でなくても、コ字状でもよく、先端に行くほどしなりが大きくなるように構成されるのが好ましい。   The first support device 31 is formed of an elastic material (for example, a metal material or a synthetic resin material) so that the base end is fixed to the base 111 a of the main body case 111, the tip is a free end, and surrounds the eccentric rotating body 13. . The first support device 31 is an elongated plate-shaped material formed into a C shape. The plate-like material may be a metal material or a synthetic resin material as long as it is a material that is elastically deformed. The first support device 31 may not be C-shaped but may be U-shaped, and is preferably configured such that the bending increases toward the tip.

第2支持装置32は、具体的には、図12に示すように、偏心回転体13の本体13aを、本体ケース11に対して複数(例えば3つ)のコイルばね122a1,122a2,122a3により複数の方向(3方向)から支持するものである。各コイルばね122aは、本体13aの3つの角部とその角部に対向する第1支持装置31の内壁面との間にそれぞれ介装されている。コイルばね122a1,122a2,122a3の各一端は、本体13aの各角部13a1,13a2,13a3に接続固定され、他端は、第1支持装置31の内壁面であって本体13aの各角部13a1,13a2,13a3に対向する位置(第1支持装置31の内壁面に所定間隔をおいた位置)に接続固定されている。また、3つのコイルばね122a1,122a2,122a3を、同じ長さ(自然長)に設定するとともに、第1支持装置31の先端に行くほどばね定数を小さく設定するようにしている。   Specifically, as shown in FIG. 12, the second support device 32 includes a plurality of (for example, three) coil springs 122 a 1, 122 a 2, and 122 a 3 for the main body 13 a of the eccentric rotating body 13. It supports from the direction (3 directions). Each coil spring 122a is interposed between the three corners of the main body 13a and the inner wall surface of the first support device 31 facing the corners. One end of each of the coil springs 122a1, 122a2, 122a3 is connected and fixed to each corner 13a1, 13a2, 13a3 of the main body 13a, and the other end is an inner wall surface of the first support device 31 and each corner 13a1 of the main body 13a. , 13a2 and 13a3 are connected and fixed at positions facing the inner wall surface of the first support device 31 at predetermined intervals. Further, the three coil springs 122a1, 122a2, 122a3 are set to the same length (natural length), and the spring constant is set to be smaller toward the tip of the first support device 31.

このように、偏心回転体13は、第2支持装置32により宙に浮いた状態で支持されている。この偏心回転体13は、周回運動していないとき(回転駆動装置10が非駆動状態であるとき)には、偏心回転体13の中心13eが出力回転体12(出力軸12a)の回転軸と一致するように、支持されるようになっている。   As described above, the eccentric rotating body 13 is supported by the second support device 32 in a floating state. When the eccentric rotator 13 is not rotating (when the rotation driving device 10 is in a non-driven state), the center 13e of the eccentric rotator 13 is connected to the rotation axis of the output rotator 12 (output shaft 12a). It is designed to be supported to match.

なお、本実施形態では、偏心回転体13の中心13eは、外歯13bの中心である。また、本実施形態では、外歯13bの中心と外側環状壁13d1の中心は一致しているが、外歯13bの中心が外側環状壁13d1の内側に存在すれば一致していなくてもよい。錘21の遠心力を利用することができるからである。   In the present embodiment, the center 13e of the eccentric rotating body 13 is the center of the external tooth 13b. In the present embodiment, the center of the outer tooth 13b and the center of the outer annular wall 13d1 are coincident, but may not be coincident if the center of the outer tooth 13b exists inside the outer annular wall 13d1. This is because the centrifugal force of the weight 21 can be used.

支持装置122は、第1支持装置31の先端に行くにつれて第1支持装置31の振幅が大きくなるように構成されている。具体的には、上述したように、第1支持装置31を、その先端に行くほどしなりが大きくなるように構成するようにすればよい。また、第2支持装置32のコイルばね122aを、同じ長さで第1支持装置31の先端に行くほどばね定数を小さく設定すればよい。なお、第2支持装置32のコイルばね122aを、同じばね定数で第1支持装置31の先端に行くほど自然長が長くなるように設定するようにしてもよい。   The support device 122 is configured such that the amplitude of the first support device 31 increases as going to the tip of the first support device 31. Specifically, as described above, the first support device 31 may be configured such that the bending increases toward the tip. In addition, the spring constant of the coil spring 122a of the second support device 32 may be set smaller as it goes to the tip of the first support device 31 with the same length. In addition, you may make it set the coil spring 122a of the 2nd support apparatus 32 so that natural length may become long, so that it goes to the front-end | tip of the 1st support apparatus 31 with the same spring constant.

歪素子23は第1支持装置31の基端部に取り付けられている。歪素子23の先端部が図12で反時計まわり方向に振れると、支持装置122が第1支持装置31の先端に行くにつれて第1支持装置31の振幅が大きくなるように構成されているので、第1支持装置31は内側に縮まるように変形する。一方、歪素子23の先端部が図12で時計まわり方向に振れると、第1支持装置31は外側に拡がるように変形する。なお、歪素子23は1つだけでなく幅方向に複数並べて設けてもよい。より大きい力を第1支持装置31に付与できる。また、長手方向に複数並べて設けてもよい。より大きい振幅を第1支持装置31に付与できる。   The strain element 23 is attached to the proximal end portion of the first support device 31. When the tip of the strain element 23 swings counterclockwise in FIG. 12, the amplitude of the first support device 31 increases as the support device 122 goes to the tip of the first support device 31. The first support device 31 is deformed so as to shrink inward. On the other hand, when the tip of the strain element 23 swings clockwise in FIG. 12, the first support device 31 is deformed so as to expand outward. Note that the number of strain elements 23 may be not limited to one, but a plurality of strain elements 23 may be provided in the width direction. A larger force can be applied to the first support device 31. Further, a plurality of them may be provided in the longitudinal direction. A larger amplitude can be applied to the first support device 31.

なお、側壁111bには軸受11bが設けられており、軸受11bには出力回転端12の出力軸12bが回転可能に支承されている。   The side wall 111b is provided with a bearing 11b, and the output shaft 12b of the output rotation end 12 is rotatably supported on the bearing 11b.

このように構成された回転駆動装置10の作動について説明する。歪素子23の先端部が図12で時計まわり方向に振れると、第1支持装置31は外側に拡がるように変形する。偏心回転体13は、角部13a1付近を支点に時計回り方向に回動する。その動きに伴って錘21が時計回り方向に移動する。   The operation of the rotary drive device 10 configured as described above will be described. When the distal end portion of the strain element 23 swings clockwise in FIG. 12, the first support device 31 is deformed so as to expand outward. The eccentric rotator 13 rotates in the clockwise direction around the corner 13a1 as a fulcrum. Along with this movement, the weight 21 moves in the clockwise direction.

一方、歪素子23の先端部が図12で反時計まわり方向に振れると、第1支持装置31は内側に縮まるように変形する。偏心回転体13は、角部13a1付近を支点に反時計回り方向に回動する。その動きに伴って錘21が反時計回り方向に移動する。   On the other hand, when the tip of the strain element 23 swings counterclockwise in FIG. 12, the first support device 31 is deformed so as to shrink inward. The eccentric rotating body 13 rotates counterclockwise around the corner 13a1 as a fulcrum. With this movement, the weight 21 moves in the counterclockwise direction.

このような動きを繰り返すうち、錘21が時計周り方向または反時計回り方向の周回運動を開始する。偏心回転体13の偏心周回運動中においては、偏心回転体13の外歯13bと出力回転体12の内歯12cが噛合している。また、安定した偏心周回運動中においては、上述した第1の実施形態と同様に、偏心回転体13と錘21が同期して偏心周回運動している。   While repeating such a movement, the weight 21 starts a circular movement in the clockwise direction or the counterclockwise direction. During the eccentric orbiting motion of the eccentric rotator 13, the external teeth 13 b of the eccentric rotator 13 and the internal teeth 12 c of the output rotator 12 are engaged. Further, during the stable eccentric orbiting motion, the eccentric rotating body 13 and the weight 21 are performing the eccentric orbiting motion in synchronization with each other as in the first embodiment described above.

第1の実施形態と同様に、錘21の回転数を制御することで回転駆動装置10の出力トルクを調整することができる。歪素子23の振動を制御することで錘21の回転数を制御することができる。   Similar to the first embodiment, the output torque of the rotary drive device 10 can be adjusted by controlling the rotational speed of the weight 21. The rotational speed of the weight 21 can be controlled by controlling the vibration of the strain element 23.

上述した説明から明らかなように、本第1の実施形態に係る回転駆動装置10においては、支持装置122は、本体ケース111に固定され弾性変形可能な第1支持装置31と、第1支持装置31と偏心回転体13との間に介装されたコイルばね122a1〜122a3(弾性部材)からなり偏心回転体13を第1支持装置31に対して弾性移動可能に支持する第2支持装置32と、を備え、歪素子23は、第1支持装置31に取り付けられ電気信号に応じて発生する歪により第1支持装置31を振動させることで偏心回転体13を振動させる。これにより、偏心回転体13をコイルばね122a1〜122a3(弾性部材)からなる第2支持装置32および弾性変形可能な第1支持装置31を介して本体ケース111に確実に支持するとともに、偏心回転体13に比較的大きな振動を付与することができる。また、歪素子23が直接第1支持装置31を振動させ、その振動された第1支持装置31により偏心回転体13が振動されるので、偏心回転体13を歪素子23によってより確実に振動させることができる。   As is clear from the above description, in the rotary drive device 10 according to the first embodiment, the support device 122 includes the first support device 31 fixed to the body case 111 and elastically deformable, and the first support device. A second support device 32 comprising coil springs 122a1 to 122a3 (elastic members) interposed between 31 and the eccentric rotator 13, and supporting the eccentric rotator 13 with respect to the first support device 31 so as to be elastically movable; The strain element 23 is attached to the first support device 31 and vibrates the eccentric rotating body 13 by vibrating the first support device 31 by strain generated according to an electric signal. Accordingly, the eccentric rotator 13 is reliably supported on the main body case 111 via the second support device 32 formed of the coil springs 122a1 to 122a3 (elastic member) and the first support device 31 that can be elastically deformed, and the eccentric rotator. A relatively large vibration can be applied to 13. Further, since the strain element 23 directly vibrates the first support device 31 and the eccentric rotating body 13 is vibrated by the vibrated first support device 31, the eccentric rotation body 13 is more reliably vibrated by the strain element 23. be able to.

また、第1支持装置31は、基端が本体ケース111に固定され先端が自由端であり偏心回転体13を囲むように弾性材で形成され、歪素子23は第1支持装置31の基端部に取り付けられている。これにより、第1支持装置31は偏心回転体13を簡単な構成で弾性変形可能に支持することできる。また、歪素子23が第1支持装置31の基端部に取り付けられているので、偏心回転体13を効率よく振動させることができる。   In addition, the first support device 31 is formed of an elastic material so that the base end is fixed to the main body case 111 and the tip end is a free end and surrounds the eccentric rotating body 13, and the strain element 23 is the base end of the first support device 31. It is attached to the part. Thereby, the 1st support apparatus 31 can support the eccentric rotary body 13 by a simple structure so that elastic deformation is possible. Further, since the strain element 23 is attached to the proximal end portion of the first support device 31, the eccentric rotating body 13 can be vibrated efficiently.

また、支持装置122は、第1支持装置31の先端に行くにつれて第1支持装置31の振幅が大きくなるように構成されている。これにより、第1支持装置31の基端部の振動が小さくても先端に行けば大きい振幅を確保することができるので、偏心回転体13をより効率よく振動させることができる。   Further, the support device 122 is configured such that the amplitude of the first support device 31 increases as going to the tip of the first support device 31. Thereby, even if the vibration of the base end portion of the first support device 31 is small, a large amplitude can be ensured by going to the tip, so that the eccentric rotating body 13 can be vibrated more efficiently.

また、本第2の実施形態によれば、歪素子23の2つの異なる方向への振動速度を異ならせることで、偏心回転体13の周回運動の方向すなわち錘21の周回運動の方向を制御することができる。   Further, according to the second embodiment, the direction of the circular motion of the eccentric rotating body 13, that is, the direction of the circular motion of the weight 21 is controlled by changing the vibration speed of the strain element 23 in two different directions. be able to.

また、錘21の周回運動は歪素子23の振動により第1支持装置31が振れることで起きるため、錘21の位置などによらず錘21の回転を開始させることができ、錘21の回転速度を増幅させることができる。   Further, since the circular motion of the weight 21 occurs when the first support device 31 swings due to the vibration of the strain element 23, the rotation of the weight 21 can be started regardless of the position of the weight 21, and the rotation speed of the weight 21. Can be amplified.

また、第1支持装置31に、コイルばね122a1〜122a3で構成された第2支持装置32を設けることで、偏心回転体13の揺れを大きくすることができ、第1支持装置31の基端部の振動が小さくても先端に行けば大きい振幅を確保することができるので、歪素子23の振幅を大きくしなくても、偏心回転体13ひいては錘21の回転を増幅させることができる。   Further, by providing the first support device 31 with the second support device 32 constituted by the coil springs 122a1 to 122a3, the swing of the eccentric rotating body 13 can be increased, and the base end portion of the first support device 31 is provided. Even if the vibration is small, if it goes to the tip, a large amplitude can be secured, so that the rotation of the eccentric rotating body 13 and thus the weight 21 can be amplified without increasing the amplitude of the strain element 23.

また、歪素子23を複数設けた場合、第1支持装置31に付与する振動を異なる周波数に制御することができる。つまり、周波数を変えることによって回転数を変えることができ、また、異なったタイミングで第2支持装置32(支持装置122)を振動させることによって先端のしなり(振幅)を大きくすることができるため、偏心回転体13の偏心量を大きくすることができる。   In addition, when a plurality of strain elements 23 are provided, vibrations applied to the first support device 31 can be controlled to different frequencies. That is, the rotational speed can be changed by changing the frequency, and the bending (amplitude) of the tip can be increased by vibrating the second support device 32 (support device 122) at different timings. The amount of eccentricity of the eccentric rotating body 13 can be increased.

なお、本第2の実施形態では、偏心回転体13の周回運動の軌道面が垂直面となるように回転駆動装置10が設置されている。なお、その軌道面が水平面となるように回転駆動装置10を設置するようにしてもよい。   In the second embodiment, the rotary drive device 10 is installed so that the orbital surface of the circular motion of the eccentric rotator 13 is a vertical surface. In addition, you may make it install the rotational drive apparatus 10 so that the track surface may become a horizontal surface.

また、本実施形態において、第1の実施形態と同様に、錘位置検出センサ14を設けて、錘21の位置を検出することで歪素子23を制御するようにしてもよい。また、3つのコイルばね122a1,122a2,122a3は同じばね定数で同じ長さに設定されるようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the weight position detection sensor 14 may be provided, and the strain element 23 may be controlled by detecting the position of the weight 21. The three coil springs 122a1, 122a2, 122a3 may be set to the same length with the same spring constant.

また、本発明を、ハイポサイクロイドギヤを有する回転駆動装置に適用したが、遊星ギアや他のギア機構を有する回転駆動装置に適用してもよい。   Moreover, although the present invention is applied to a rotary drive device having a hypocycloid gear, it may be applied to a rotary drive device having a planetary gear or another gear mechanism.

10…回転駆動装置、11…本体ケース、12…出力回転体、12a…本体、12b…出力軸、12c…内歯、12d…環状凸部、13…偏心回転体、13a…本体、13a1,13a2,13a3…本体の各角部、13b…外歯、13c…凸部、13d…環状溝、13d1…外側環状壁(環状壁)、13d2…内側環状壁、13e…偏心回転体の中心、14…錘位置検出センサ、20…偏心運動発生装置、21…錘、22…支持装置、22a,22a1,22a2,22a3,22a4…コイルばね、23…歪素子、31…第1支持装置、32…第2支持装置、111…本体ケース、111a…基台、111b…側壁、122…支持装置、122a1〜122a3…コイルばね。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotary drive device, 11 ... Main body case, 12 ... Output rotary body, 12a ... Main body, 12b ... Output shaft, 12c ... Internal tooth, 12d ... Annular convex part, 13 ... Eccentric rotary body, 13a ... Main body, 13a1, 13a2 , 13a3 ... corners of the main body, 13b ... external teeth, 13c ... convex, 13d ... annular groove, 13d1 ... outer annular wall (annular wall), 13d2 ... inner annular wall, 13e ... center of the eccentric rotating body, 14 ... Weight position detection sensor, 20 ... eccentric motion generating device, 21 ... weight, 22 ... support device, 22a, 22a1, 22a2, 22a3, 22a4 ... coil spring, 23 ... strain element, 31 ... first support device, 32 ... second Support device, 111 ... body case, 111a ... base, 111b ... side wall, 122 ... support device, 122a1 to 122a3 ... coil spring.

Claims (8)

本体ケースと、
前記本体ケースに回転可能に支承され、出力軸および環状に形成された内歯または外歯を備え、前記出力軸の回転軸まわりに回転される出力回転体と、
前記出力回転体の前記出力軸の回転軸に対して偏心して周回運動をし、その偏心周回運動をする際に前記出力回転体の前記内歯と噛合する外歯または前記出力回転体の前記外歯と噛合する内歯を備えた偏心回転体と、
前記偏心回転体に前記出力軸の回転軸まわりに環状に形成された環状壁に沿って当接して周回する錘と、前記偏心回転体を弾性移動可能に支持する支持装置と、電気信号に応じて発生する歪により前記偏心回転体を振動させる歪素子と、を備え、前記歪素子による押圧力と前記支持装置による弾性力と前記錘の遠心力との協働により前記錘を周回させることで前記偏心回転体に前記偏心周回運動を発生させる偏心運動発生装置と、を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
A body case,
An output rotating body that is rotatably supported by the main body case, includes an output shaft and an annular or internal teeth or outer teeth, and is rotated around a rotation axis of the output shaft;
The output rotating body eccentrically rotates with respect to the rotation axis of the output shaft, and the outer teeth of the output rotating body mesh with the internal teeth of the output rotating body when the eccentric rotating movement is performed. An eccentric rotator with internal teeth that mesh with the teeth;
A weight that abuts on the eccentric rotator along an annular wall formed around the rotation axis of the output shaft and circulates, a support device that supports the eccentric rotator so as to be elastically movable, and an electric signal A strain element that vibrates the eccentric rotator due to the strain generated by rotating the weight by the cooperation of the pressing force by the strain element, the elastic force by the support device, and the centrifugal force of the weight. An eccentric motion generating device that generates the eccentric orbiting motion in the eccentric rotating body.
請求項1において、前記支持装置は、前記本体ケースと前記偏心回転体との間に介装された弾性部材からなり前記偏心回転体を前記本体ケースに対して弾性移動可能に支持し、
前記歪素子は、前記本体ケースに固定され電気信号に応じて発生する歪により前記偏心回転体を押圧することを特徴とする回転駆動装置。
The support device according to claim 1, comprising an elastic member interposed between the main body case and the eccentric rotator, and supporting the eccentric rotator with respect to the main body case so as to be elastically movable.
The rotation drive device, wherein the strain element is fixed to the main body case and presses the eccentric rotating body by strain generated according to an electric signal.
請求項1において、前記支持装置は、前記本体ケースに固定され弾性変形可能な第1支持装置と、前記第1支持装置と前記偏心回転体との間に介装された弾性部材からなり前記偏心回転体を前記第1支持装置に対して弾性移動可能に支持する第2支持装置と、を備え、
前記歪素子は、前記第1支持装置に取り付けられ電気信号に応じて発生する歪により前記第1支持装置を振動させることで前記偏心回転体を振動させることを特徴とする回転駆動装置。
2. The support device according to claim 1, wherein the support device includes a first support device fixed to the main body case and elastically deformable, and an elastic member interposed between the first support device and the eccentric rotating body. A second support device that supports the rotating body so as to be elastically movable with respect to the first support device;
The rotational driving device characterized in that the strain element is attached to the first support device and vibrates the eccentric rotating body by vibrating the first support device by strain generated according to an electric signal.
請求項1から請求項3の何れか一項において、前記歪素子は、圧電素子、磁歪素子、電歪素子、形状記憶素子のうちのいずれかにより構成されていることを特徴とする回転駆動装置。   4. The rotation driving device according to claim 1, wherein the strain element is formed of any one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an electrostrictive element, and a shape memory element. 5. . 請求項1から請求項4の何れか一項において、前記錘の位置を検出する錘位置検出センサをさらに備えたことを特徴とする回転駆動装置。   5. The rotary drive device according to claim 1, further comprising a weight position detection sensor that detects a position of the weight. 6. 請求項2において、前記歪素子は、前記偏心回転体を前記環状壁の接線方向に押圧するように設けられていることを特徴とする回転駆動装置。   3. The rotation drive device according to claim 2, wherein the strain element is provided so as to press the eccentric rotating body in a tangential direction of the annular wall. 請求項3において、前記第1支持装置は、基端が前記本体ケースに固定され先端が自由端であり前記偏心回転体を囲むように弾性材で形成され、前記歪素子は前記第1支持装置の基端部に取り付けられていることを特徴とする回転駆動装置。   4. The first support device according to claim 3, wherein the first support device is formed of an elastic material so that a proximal end is fixed to the main body case, a distal end is a free end, and surrounds the eccentric rotating body, and the strain element is the first support device. It is attached to the base end of the rotary drive device. 請求項7において、前記支持装置は、前記第1支持装置の先端に行くにつれて前記第1支持装置の振幅が大きくなるように構成されていることを特徴とする回転駆動装置。

8. The rotary drive device according to claim 7, wherein the support device is configured such that an amplitude of the first support device increases as going to a tip of the first support device.

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