DE112020005575T5 - drive device - Google Patents

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DE112020005575T5 DE112020005575.2T DE112020005575T DE112020005575T5 DE 112020005575 T5 DE112020005575 T5 DE 112020005575T5 DE 112020005575 T DE112020005575 T DE 112020005575T DE 112020005575 T5 DE112020005575 T5 DE 112020005575T5
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung bereitgestellt, bei der es möglich ist, ein von der Antriebsvorrichtung ausgegebenes Drehmoment mit hoher Genauigkeit zu detektieren und Kosten einer Komponente zum Detektieren des Drehmoments gering zu halten. Eine Antriebsvorrichtung (1) enthält: ein Antriebselement (13, 15a), in das ein Drehmoment eingeleitet wird; einen Untersetzungsmechanismus (15); ein Abtriebselement (16), auf das verlangsamte Drehung übertragen wird; einen antriebsseitigen Drehdetektor (18) zum Detektieren von Drehung des Antriebselements; und einen abtriebsseitigen Drehdetektor (19) zum Detektieren von Drehung des Abtriebselements. Ein Elastizitätsmodul eines Abschnitts (15d, 15e) mit einem minimalen Elastizitätsmodul bei dem Untersetzungsmechanismus (15) und bei dem Abtriebselement (16) ist kleiner als ein Elastizitätsmodul eines Abschnitts mit einem minimalen Elastizitätsmodul bei dem Antriebselement (13, 15a), und eine Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors (19) ist geringer als eine Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors (18).

Figure DE112020005575T5_0000
A driving device is provided, in which it is possible to detect a torque output from the driving device with high accuracy and to suppress a cost of a component for detecting the torque. A drive device (1) includes: a drive member (13, 15a) to which torque is input; a reduction mechanism (15); an output member (16) to which decelerated rotation is transmitted; a drive-side rotation detector (18) for detecting rotation of the drive member; and a driven-side rotation detector (19) for detecting rotation of the driven member. A modulus of elasticity of a portion (15d, 15e) having a minimum modulus of elasticity in the reduction mechanism (15) and the driven member (16) is smaller than a modulus of elasticity of a portion having a minimum modulus of elasticity in the driving member (13, 15a), and a resolution of driven-side rotation detector (19) is lower than a resolution of the drive-side rotation detector (18).
Figure DE112020005575T5_0000

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung.The present invention relates to a driving device.

Stand der TechnikState of the art

PTL 1 offenbart eine Robotervorrichtung, die ein Gelenk enthält, das durch einen Drehmotor und ein Untersetzungsgetriebe drehend angetrieben wird. Die Robotervorrichtung von PTL 1 enthält einen antriebsseitigen Kodierer, der jedes Mal, wenn der Drehmotor eine winzige Drehung ausführt, ein Impulssignal erzeugt, einen Rechteckwellengenerator, der ein Impulssignal gemäß einem Drehwinkel des Gelenks erzeugt, einen abtriebsseitigen Kodierer, der ein Impulssignal für jede Drehung um einen winzigen Winkel des Gelenks auf der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes erzeugt, und eine Steuereinheit, die einen Verdrehwinkel des Gelenks aus diesen Impulssignalen berechnet.PTL 1 discloses a robotic device that includes a joint that is rotationally driven by a rotary motor and a reduction gear. The robot device of PTL 1 includes a driving-side encoder that generates a pulse signal every time the rotary motor makes a minute rotation, a square wave generator that generates a pulse signal according to a rotation angle of the joint, a driven-side encoder that generates a pulse signal for each rotation by generates a minute angle of the joint on the output side of the reduction gear, and a control unit which calculates a twist angle of the joint from these pulse signals.

Zitatlistequote list

Patentliteraturpatent literature

[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2014-65097 [PTL 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-65097

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Technisches ProblemTechnical problem

Bei einer Antriebsvorrichtung, die Antriebsdrehmoment durch ein Untersetzungsgetriebe verstärkt und ausgibt, tritt Verdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement gemäß dem Drehmoment auf. Wenn ein Verdrehungssensor oder ein hochauflösender Kodierer verwendet wird, um die Verdrehung zu detektieren, steigen die Komponentenkosten der Vorrichtung.In a driving device that amplifies and outputs driving torque through a reduction gear, twisting occurs between a driving member and a driven member according to the torque. If a twist sensor or a high-resolution encoder is used to detect the twist, the component cost of the device increases.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, bei der es möglich ist, die Kosten für eine Komponente zum Detektieren des Drehmoments der Antriebsvorrichtung gering zu halten.An object of the present invention is to provide a driving device in which it is possible to suppress the cost of a component for detecting the torque of the driving device.

Lösung für das Problemsolution to the problem

Eine Antriebsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst:

  • ein Antriebselement, in das Drehmoment eingeleitet wird;
  • einen Untersetzungsmechanismus, der Drehung des Antriebselements verlangsamt;
  • ein Abtriebselement, auf das die durch den Untersetzungsmechanismus verlangsamte Drehung übertragen wird;
  • einen antriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren der Drehung des Antriebselements; und
  • einen abtriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren von Drehung des Abtriebselements,
  • wobei, wenn ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul zwischen einem Drehmomenteinleitabschnitt und dem Untersetzungsmechanismus bei dem Antriebselement als ein antriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird und ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul in einer Sektion, auf die das durch den Untersetzungsmechanismus verstärkte Drehmoment übertragen wird, bei dem Untersetzungsmechanismus und bei dem Abtriebselement als ein abtriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird,
  • ein Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts kleiner als ein Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts ist, und
  • eine Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors geringer als eine Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors ist.
A driving device according to an aspect of the present invention includes:
  • a driving member to which torque is input;
  • a reduction mechanism that slows down rotation of the driving member;
  • an output member to which the rotation decelerated by the reduction mechanism is transmitted;
  • a driving-side rotation detector for detecting the rotation of the driving member; and
  • a driven-side rotation detector for detecting rotation of the driven member,
  • wherein, when a portion having a minimum elastic modulus between a torque input portion and the reduction mechanism in the driving member is referred to as a drive-side minimum rigidity portion and a portion having a minimum elastic modulus in a section to which the torque boosted by the reduction mechanism is transmitted, in the reduction mechanism and in which the output element is referred to as an output-side minimum rigidity section,
  • a modulus of elasticity of the output-side minimum rigidity section is smaller than a modulus of elasticity of the input-side minimum rigidity section, and
  • a resolution of the driven-side rotation detector is lower than a resolution of the driving-side rotation detector.

Eine Antriebsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst
ein Antriebselement, in das Drehmoment eingeleitet wird;
einen Untersetzungsmechanismus, der Drehung des Antriebselements verlangsamt;
ein Abtriebselement, auf das die durch den Untersetzungsmechanismus verlangsamte Drehung übertragen wird;
einen antriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren der Drehung des Antriebselements; und
einen abtriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren von Drehung des Abtriebselements,
wobei, wenn ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul zwischen einem Drehmomenteinleitabschnitt und dem Untersetzungsmechanismus bei dem Antriebselement als ein antriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird und ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul in einer Sektion, auf die das durch den Untersetzungsmechanismus verstärkte Drehmoment übertragen wird, bei dem Untersetzungsmechanismus und bei dem Abtriebselement als ein abtriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird,
ein Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts kleiner als ein Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts ist, und
eine Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors geringer als eine Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors ist.A drive device according to a further aspect of the present invention comprises
a driving member to which torque is input;
a reduction mechanism that slows down rotation of the driving member;
an output member to which the rotation decelerated by the reduction mechanism is transmitted;
a driving-side rotation detector for detecting the rotation of the driving member; and
a driven-side rotation detector for detecting rotation of the driven member,
wherein, when a portion having a minimum elastic modulus between a torque input portion and the reduction mechanism in the driving member is referred to as a drive-side minimum rigidity portion and a portion having a minimum elastic modulus in a section to which the torque boosted by the reduction mechanism is transmitted, in the reduction mechanism and in which the output element is referred to as an output-side minimum rigidity section,
a modulus of elasticity of the input-side minimum stiffness section is smaller than a modulus of elasticity of the output-side minimum stiffness section, and
a resolution of the driving-side rotation detector is lower than a resolution of the driven-side rotation detector.

Vorteilhafte Effekte der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Kosten einer Komponente zum Detektieren des Drehmoments der Antriebsvorrichtung gering zu halten.According to the present invention, it is possible to suppress the cost of a component for detecting the torque of the driving device.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine Schnittansicht, die eine Antriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 12 is a sectional view showing a driving device according to an embodiment of the present invention.
  • 2 ist ein Diagramm, das eine Steuerkonfiguration der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt. 2 12 is a diagram showing a control configuration of the driving device according to the embodiment.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

1 ist eine Schnittansicht, die eine Antriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Verwendung einer Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders eingeschränkt. Die Antriebsvorrichtung 1 kann jedoch beispielsweise als eine gemeinsame Antriebsvorrichtung eines kooperativen Roboters verwendet werden, der Arbeiten in Zusammenarbeit mit einer Person ausführt. Nachstehend wird eine Richtung entlang einer Mittelachse O1 als eine Axialrichtung bezeichnet, eine Radialrichtung von der Mittelachse O1 wird als eine Radialrichtung bezeichnet, und eine Drehrichtung, die auf die Mittelachse O1 zentriert ist, wird als eine Umfangsrichtung bezeichnet. Die Mittelachse O1 ist eine Mittelachse jeweils eines Wellenabschnitts 16c eines Abtriebselements 16 und einer Rotorwelle 13. Ferner wird in der Axialrichtung der Mittelachse O1 eine Seite (linke Seite in 1), wo das Abtriebselement 16 mit einem Gegenelement 202 verbunden ist, als eine Abtriebsseite bezeichnet, und eine gegenüberliegende Seite (rechte Seite in 1) wird als eine Gegenabtriebsseite oder eine Antriebsseite bezeichnet. 1 12 is a sectional view showing a driving device according to an embodiment of the present invention. Use of a driving device 1 of the present embodiment is not particularly limited. However, the driving device 1 can be used, for example, as a common driving device of a cooperative robot that performs work in cooperation with a person. Hereinafter, a direction along a center axis O1 is referred to as an axial direction, a radial direction from the center axis O1 is referred to as a radial direction, and a rotational direction centered on the center axis O1 is referred to as a circumferential direction. The center axis O1 is a center axis of each of a shaft portion 16c of an output member 16 and a rotor shaft 13. Further, in the axial direction of the center axis O1, one side (left side in 1 ) where the output member 16 is connected to a mating member 202, referred to as an output side, and an opposite side (right side in 1 ) is referred to as a counter-driven side or a drive side.

Die Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Rahmenabschnitt 11, der mit einem Stützelement 201 außerhalb der Vorrichtung verbunden ist, einen Elektromotor 12, der teilweise von dem Rahmenabschnitt 11 gestützt wird, die Rotorwelle 13, in die Drehmoment durch den Elektromotor 12 eingeleitet wird, einen Bremsmechanismus 14, der teilweise von dem Rahmenabschnitt 11 getragen wird und der eine Bremskraft auf die Rotorwelle 13 aufbringen kann, einen Untersetzungsmechanismus 15, der die Drehbewegung der Rotorwelle 13 verlangsamt, das Abtriebselement 16, das die durch den Untersetzungsmechanismus 15 verlangsamte Drehbewegung an die Außenseite der Vorrichtung ausgibt, eine Schaltungsplatte (einen Treiber) 17, auf der eine Antriebsschaltung des Elektromotors 12 montiert ist, einen abtriebsseitigen Drehdetektor 18, der die Drehung der Rotorwelle 13 detektiert, und einen abtriebsseitigen Drehdetektor 19, der die Drehung des Abtriebselements 16 detektiert. Der Untersetzungsmechanismus 15, der Elektromotor 12, der Bremsmechanismus 14, Drehdetektionsteile (der antriebsseitige Drehdetektor 18 und der abtriebsseitige Drehdetektor 19) und die Schaltungsplatte 17 sind Seite an Seite in dieser Reihenfolge von der Abtriebsseite zu der Gegenabtriebsseite angeordnet. Die Rotorwelle 13 und ein Wellengenerator 15a des Untersetzungsmechanismus 15 entsprechen einem Beispiel des Antriebselements gemäß der vorliegenden Erfindung.The driving device 1 of the present embodiment includes a frame portion 11 connected to a support member 201 outside the device, an electric motor 12 partially supported by the frame portion 11, the rotor shaft 13 to which torque is inputted by the electric motor 12, a Brake mechanism 14, which is partially supported by the frame portion 11 and which can apply a braking force to the rotor shaft 13, a reduction mechanism 15, which slows down the rotation of the rotor shaft 13, the output member 16, the rotation slowed down by the reduction mechanism 15 to the outside of the device, a circuit board (a driver) 17 on which a driving circuit of the electric motor 12 is mounted, a driven-side rotation detector 18 that detects the rotation of the rotor shaft 13, and a driven-side rotation detector 19 that detects the rotation of the driven member 16. The reduction mechanism 15, the electric motor 12, the braking mechanism 14, rotation detecting parts (the driving side rotation detector 18 and the driven side rotation detector 19) and the circuit board 17 are arranged side by side in this order from the driven side to the counter driven side. The rotor shaft 13 and a shaft generator 15a of the reduction mechanism 15 correspond to an example of the driving member according to the present invention.

Der Rahmenabschnitt 11 enthält hohle rohrförmige oder ringförmige Elemente 11a bis 11g, die miteinander verbunden sind, und wird von dem Stützelement 201 außerhalb der Vorrichtung gestützt. Die Elemente 11f und 11g können mit dem Element 11e durch ein Element des Untersetzungsmechanismus 15 verbunden sein. Bei dem spezifischen Beispiel von 1 ist das Stützelement 201 an dem Element 11f durch eine Schraube befestigt, und ein erstes Innenzahnrad 15d ist zwischen dem Stützelement 201 und dem Element 11f gemeinsam befestigt. Weiter insbesondere bedeckt das Element 11a die innere Konfiguration auf der Gegenabtriebsseite der Antriebsvorrichtung 1 aus der Radialrichtung. Die Schaltungsplatte 17, der antriebsseitige Drehdetektor 18 und der abtriebsseitige Drehdetektor 19 können an dem Abschnitt angeordnet sein, der mit dem Element 11a abgedeckt ist. Das Element 11b deckt die innere Konfiguration der Antriebsvorrichtung 1 von der Axialrichtung auf der Gegenabtriebsseite ab. Das Element 11b weist ein Durchgangsloch auf, das in der Axialrichtung durchdringt, und das Durchgangsloch des Elements 11b ist so angeordnet, dass es mit einem Durchgangsloch des Wellenabschnitts 16c in Verbindung steht. Ein Außenring eines Lagers 21 ist an dem Element 11b angepasst, und das Element 11b trägt den Wellenabschnitt 16c drehbar durch das Lager 21. Das Element 11b ist mit dem Element 11a durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Das Element 11c ist mit dem Element 11a durch eine Schraube oder dergleichen verbunden und deckt die innere Konfiguration der Antriebsvorrichtung 1 von der Radialrichtung auf der Abtriebsseite in Bezug auf den Anordnungsabschnitt des Elements 11a ab. Der Bremsmechanismus 14 kann an dem Abschnitt angeordnet sein, der mit dem Element 11c abgedeckt ist. Das Element 11d ist mit dem Element 11c durch eine Schraube oder dergleichen verbunden und deckt die innere Konfiguration der Antriebsvorrichtung 1 von der Radialrichtung auf der Abtriebsseite in Bezug auf den Anordnungsabschnitt des Elements 11c ab. Der Elektromotor 12 kann an dem Abschnitt angeordnet sein, der mit dem Element 11d abgedeckt ist. Ein Teil (ein Stator 12a) des Elektromotors 12 ist an dem Rahmenabschnitt 11 (beispielsweise dem Element 11d) befestigt. Das Element 11e ist auf der Abtriebsseite des Elements 11d angeordnet und ist mit dem Element 11d durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Ein Außenring eines Lagers 23 ist an dem Element 11e angepasst, und das Element 11e trägt einen Wellenabschnitt des Wellengenerators 15a drehbar durch das Lager 23. Das Element 11e ist ferner mit dem ersten Innenzahnrad 15d des Untersetzungsmechanismus 15 durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Das Element 11f ist auf der Abtriebsseite des Untersetzungsmechanismus 15 angeordnet und mit dem ersten Innenzahnrad 15d des Untersetzungsmechanismus 15 durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Das erste Innenzahnrad 15d enthält einen Verlängerungsabschnitt, der sich von der Gegenabtriebsseite des Untersetzungsmechanismus 15, in dem ein Zahnabschnitt des ersten Innenzahnrads 15d angeordnet ist, zu der Abtriebsseite erstreckt, um die Außenseite in der Radialrichtung eines zweiten Innenzahnrads 15e abzudecken, und dieser Verlängerungsabschnitt ist mit dem Element 11f verbunden. Das Element 11g ist mit dem Element 11f und dem ersten Innenzahnrad 15d durch eine Schraube oder dergleichen verbunden und deckt die Innenkonfiguration auf der Abtriebsseite der Antriebsvorrichtung 1 aus der Radialrichtung ab. Das Element 11f ist zwischen dem Element 11g und dem zweiten Innenzahnrad 15e gemeinsam befestigt. Ein Außenring eines Lagers 22 ist an dem Element 11g angepasst, und das Element 11g lagert das Abtriebselement 16 drehbar durch das Lager 22. Das Element 11g enthält einen Verlängerungsabschnitt, der sich in Bezug auf das Lager 22 zu der Abtriebsseite hin erstreckt, und eine Dichtung für Staub oder ein Schmiermittel ist an dem Verlängerungsabschnitt angepasst. Die Struktur des Rahmenabschnitts 11 ist nicht auf das oben beschriebene spezifische Beispiel beschränkt.The frame portion 11 includes hollow tubular or annular members 11a to 11g connected to each other and is supported by the support member 201 outside the apparatus. The elements 11f and 11g may be connected to the element 11e through an element of the reduction mechanism 15. FIG. In the specific example of 1 For example, the supporting member 201 is fixed to the member 11f by a screw, and a first internal gear 15d is commonly fixed between the supporting member 201 and the member 11f. More specifically, the member 11a covers the inner configuration on the counter output side of the driving device 1 from the radial direction. The circuit board 17, the driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 may be arranged at the portion covered with the member 11a. The member 11b covers the internal configuration of the driving device 1 from the axial direction on the counter-driven side. The member 11b has a through hole penetrating in the axial direction, and the through hole of the member 11b is arranged to communicate with a through hole of the shaft portion 16c. An outer ring of a bearing 21 is fitted to the member 11b, and the member 11b rotatably supports the shaft portion 16c through the bearing 21. The member 11b is connected to the member 11a by a bolt or the like. The member 11c is connected to the member 11a by a bolt or the like, and covers the internal configuration of the driving device 1 from the radial direction on the output side with respect to the arrangement portion of the member 11a. The braking mechanism 14 may be arranged at the portion covered with the member 11c. The member 11d is connected to the member 11c by a bolt or the like, and covers the internal configuration of the driving device 1 from the radial direction on the output side with respect to the arrangement portion of the member 11c. Of the Electric motor 12 may be arranged at the portion covered with member 11d. A part (a stator 12a) of the electric motor 12 is fixed to the frame portion 11 (for example, the member 11d). The element 11e is arranged on the driven side of the element 11d and is connected to the element 11d by a screw or the like. An outer ring of a bearing 23 is fitted to the member 11e, and the member 11e rotatably supports a shaft portion of the wave generator 15a through the bearing 23. The member 11e is further connected to the first internal gear 15d of the reduction mechanism 15 by a screw or the like. The element 11f is arranged on the output side of the reduction mechanism 15 and connected to the first internal gear 15d of the reduction mechanism 15 by a screw or the like. The first internal gear 15d includes an extension portion that extends from the counter output side of the reduction mechanism 15 in which a tooth portion of the first internal gear 15d is disposed to the output side to cover the outside in the radial direction of a second internal gear 15e, and this extension portion is with connected to element 11f. The member 11g is connected to the member 11f and the first internal gear 15d by a screw or the like, and covers the internal configuration on the output side of the driving device 1 from the radial direction. The element 11f is commonly fixed between the element 11g and the second internal gear 15e. An outer ring of a bearing 22 is fitted to the member 11g, and the member 11g rotatably supports the driven member 16 through the bearing 22. The member 11g includes an extension portion extending toward the driven side with respect to the bearing 22 and a seal for dust or a lubricant is fitted to the extension portion. The structure of the frame portion 11 is not limited to the specific example described above.

Das Abtriebselement 16 enthält Elemente 16a und 16b, die miteinander und mit dem Wellenabschnitt 16c verbunden sind, und wird durch den Rahmenabschnitt 11 durch die Lager 21 und 22 drehbar gelagert. Das Abtriebselement 16 weist eine Hohlstruktur (eine hohle rohrförmige Form) auf. Ein Teil des Abtriebselements 16 ist auf der Abtriebsseite freiliegend, und der freiliegende Abschnitt ist mit dem Gegenelement 202 verbunden. Weiter insbesondere durchdringt der Wellenabschnitt 16c den Untersetzungsmechanismus 15 und erstreckt sich zu der Seite, wo die Rotorwelle 13 angeordnet ist. Ein Drehteil 19a des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 ist an dem Wellenabschnitt 16c auf der Gegenabtriebsseite in Bezug auf den Untersetzungsmechanismus 15 befestigt. Das Element 16a ist auf der Abtriebsseite der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet, und ein Ende des Wellenabschnitts 16c ist daran angepasst. Ein Innenring des Lagers 22 ist an dem Element 16a angepasst. Das Element 16a enthält einen Verlängerungsabschnitt, der sich in Bezug auf das Lager 22 zu der Abtriebsseite hin erstreckt, und dieser Verlängerungsabschnitt befindet sich auf einer Innenumfangsseite der Dichtung. Beispielsweise ist ein Kragen an dem Verlängerungsabschnitt angepasst, um einen Spalt auf der Innenumfangsseite der Dichtung zu füllen. Das Element 16b ist auf der Abtriebsseite des Untersetzungsmechanismus 15 auf der Gegenabtriebsseite des Elements 16a angeordnet, ein Teil auf der Abtriebsseite des Elements 16b ist mit dem Element 16a durch eine Schraube oder dergleichen verbunden, und ein Teil auf der Gegenabtriebsseite des Elements 16b ist mit dem zweiten Innenzahnrad 15e des Untersetzungsmechanismus 15 durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Ein Außenring eines Lagers 24 ist an dem Element 16b angepasst, und das Element 16b lagert den Wellengenerator 15a drehbar durch das Lager 24. Das Element 16b ist mit dem Gegenelement 202 durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Das Element 16a ist zwischen dem Element 16b und dem Gegenelement 202 gemeinsam befestigt. Die Struktur des Abtriebselements 16 ist nicht auf das oben beschriebene spezifische Beispiel beschränkt.The output member 16 includes members 16a and 16b connected to each other and to the shaft portion 16c, and is rotatably supported by the frame portion 11 through bearings 21 and 22. As shown in FIG. The driven member 16 has a hollow structure (a hollow tubular shape). A part of the driven member 16 is exposed on the driven side, and the exposed portion is connected to the mating member 202 . More specifically, the shaft portion 16c penetrates the reduction mechanism 15 and extends to the side where the rotor shaft 13 is located. A rotating part 19a of the driven-side rotation detector 19 is fixed to the shaft portion 16c on the counter-driven side with respect to the reduction mechanism 15 . The member 16a is arranged on the output side of the driving device 1, and one end of the shaft portion 16c is fitted thereto. An inner ring of the bearing 22 is fitted to the member 16a. The member 16a includes an extension portion that extends toward the driven side with respect to the bearing 22, and this extension portion is on an inner peripheral side of the seal. For example, a collar is fitted to the extension portion to fill a gap on the inner peripheral side of the gasket. The element 16b is arranged on the driven side of the reduction mechanism 15 on the counter-driven side of the element 16a, a part on the driven side of the element 16b is connected to the element 16a by a screw or the like, and a part on the counter-driven side of the element 16b is connected to the second internal gear 15e of the reduction mechanism 15 by a screw or the like. An outer ring of a bearing 24 is fitted to the member 16b, and the member 16b rotatably supports the wave generator 15a through the bearing 24. The member 16b is connected to the counter member 202 by a bolt or the like. The element 16a is fastened between the element 16b and the counter-element 202 in common. The structure of the driven member 16 is not limited to the specific example described above.

Der Elektromotor 12 enthält den Stator 12a und einen hohlen rohrförmigen Rotor 12b. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Rotor 12b aus einem Permanentmagneten aufgebaut.The electric motor 12 includes the stator 12a and a hollow tubular rotor 12b. In the present embodiment, the rotor 12b is composed of a permanent magnet.

Die Rotorwelle 13 weist eine Hohlstruktur auf und ist außen an dem Wellenabschnitt 16c des Abtriebselements 16 mit einem dazwischen eingefügten Spalt eingepasst. Die Rotorwelle 13 ist mit dem Rotor 12b des Elektromotors 12 verbunden. Der Elektromotor 12 und die Rotorwelle 13 sind auf der Gegenabtriebsseite des Untersetzungsmechanismus 15 angeordnet. Ein Drehteil 18a des antriebsseitigen Drehdetektors 18 ist an der Rotorwelle 13 auf der Gegenabtriebsseite befestigt.The rotor shaft 13 has a hollow structure and is fitted outside the shaft portion 16c of the driven member 16 with a gap interposed therebetween. The rotor shaft 13 is connected to the rotor 12b of the electric motor 12 . The electric motor 12 and the rotor shaft 13 are arranged on the counter-output side of the reduction mechanism 15 . A rotating part 18a of the driving-side rotation detector 18 is fixed to the rotor shaft 13 on the counter-driven side.

Der Untersetzungsmechanismus 15 ist ein rohrförmiger Getriebemechanismus des Biegeeingriffstyps und enthält den Wellengenerator 15a, ein Wellengeneratorlager 15b, ein Außenzahnrad 15c, das durch die Drehung des Wellengenerators 15a gebogen und verformt wird, und das erste Innenzahnrad 15d und zweite Innenzahnrad 15e, die in das Außenzahnrad 15c eingreifen. Der Wellengenerator 15a weist eine Hohlstruktur auf und ist außen an dem Wellenabschnitt 16c des Abtriebselements 16 mit einem dazwischen eingefügten Spalt angepasst. Der Wellengenerator 15a ist mit der Rotorwelle 13 verbunden (beispielsweise keilverbunden) und dreht sich integral mit der Rotorwelle 13. Das Antriebselement ist aus der Rotorwelle 13 und dem Wellengenerator 15a aufgebaut. Der Wellenabschnitt des Wellengenerators 15a wird durch den Rahmenabschnitt 11 und das Abtriebselement 16 durch die Lager 23 und 24 drehbar gelagert. Der Wellengenerator 15a weist eine Kreisform, die auf der Mittelachse O1 zentriert ist, in einer Querschnitts-Außenform senkrecht zu der Axialrichtung in dem Wellenabschnitt auf, und weist zum Beispiel eine elliptische Form in einer Querschnitts-Außenform senkrecht zu der Axialrichtung an dem Abschnitt auf, mit dem das Wellengeneratorlager 15b in Kontakt kommt. Das Außenzahnrad 15c weist Flexibilität auf. Das erste Innenzahnrad 15d ist mit dem Rahmenabschnitt 11 verbunden und greift in das Außenzahnrad 15c in einem Bereich auf der Gegenabtriebsseite in der Axialrichtung davon ein. Das zweite Innenzahnrad 15e ist mit dem Abtriebselement 16 verbunden und greift in das Außenzahnrad 15c in einem Bereich auf der Abtriebsseite in der Axialrichtung ein.The reduction mechanism 15 is a flexural meshing type tubular gear mechanism and includes the shaft generator 15a, a shaft generator bearing 15b, an external gear 15c which is bent and deformed by the rotation of the shaft generator 15a, and the first internal gear 15d and second internal gear 15e which fit into the external gear 15c intervention. The wave generator 15a has a hollow structure and is externally fitted to the shaft portion 16c of the driven member 16 with a gap interposed therebetween. The shaft generator 15a is connected to the rotor shaft 13 (e.g. spline-connected) and rotates integrally with the rotor shaft 13. The driving member is composed of the rotor shaft 13 and the Wave generator 15a constructed. The shaft portion of the wave generator 15a is rotatably supported by the frame portion 11 and the driven member 16 through the bearings 23 and 24. As shown in FIG. The wave generator 15a has a circular shape centered on the central axis O1 in a cross-sectional outer shape perpendicular to the axial direction in the shaft portion, and has, for example, an elliptical shape in a cross-sectional outer shape perpendicular to the axial direction at the portion with which the shaft generator bearing 15b comes into contact. The external gear 15c has flexibility. The first internal gear 15d is connected to the frame portion 11 and meshes with the external gear 15c at a portion on the counter-driven side in the axial direction thereof. The second internal gear 15e is connected to the driven member 16 and meshes with the external gear 15c at a portion on the driven side in the axial direction.

Bei dem Untersetzungsmechanismus 15 wird eine Drehbewegung in den Wellengenerator 15a eingeleitet und die verlangsamte Drehbewegung an das zweite Innenzahnrad 15e ausgegeben. Bei dem Untersetzungsmechanismus 15 wird das Drehmoment, das in den Wellengenerator 15a eingeleitet wird, verstärkt, das verstärkte Drehmoment wird auf das zweite Innenzahnrad 15e übertragen, und die Reaktionskraft des verstärkten Drehmoments wird auf das erste Innenzahnrad 15d übertragen. Das heißt, das verstärkte Drehmoment wird auf das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e übertragen.In the reduction mechanism 15, rotation is input to the wave generator 15a, and the decelerated rotation is output to the second internal gear 15e. In the reduction mechanism 15, the torque input to the shaft generator 15a is amplified, the amplified torque is transmitted to the second internal gear 15e, and the reaction force of the amplified torque is transmitted to the first internal gear 15d. That is, the boosted torque is transmitted to the first internal gear 15d and the second internal gear 15e.

Das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e sind aus einem Harzmaterial hergestellt. Als das Harzmaterial kann zum Beispiel ein einfaches Harz, wie etwa ein synthetisches Harz, oder ein faserverstärktes Harz, wie etwa FVK (faserverstärkter Kunststoff) oder CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) verwendet werden. Es gibt jedoch keine Beschränkung darauf, und es können verschiedene Harzmaterialien, wie beispielsweise ein Backmaterial aus Papier oder ein Backmaterial aus Gewebe als das Harzmaterial verwendet werden.The first internal gear 15d and the second internal gear 15e are made of a resin material. As the resin material, for example, a simple resin such as a synthetic resin or a fiber-reinforced resin such as FRP (Fiber Reinforced Plastic) or CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) can be used. However, there is no limitation to this, and various resin materials such as a paper baking material or a cloth baking material can be used as the resin material.

Der antriebsseitige Drehdetektor 18 enthält das Drehteil 18a, das sich integral mit der Rotorwelle 13 dreht, und ein Detektionsteil 18b, das in der Nähe des Drehteils 18a angeordnet ist und das den Drehungsbetrag des Drehteils 18a detektiert. Der abtriebsseitige Drehdetektor 19 enthält das Drehteil 19a, das sich integral mit dem Abtriebselement 16 dreht, und ein Detektionsteil 19b, das in der Nähe des Drehteils 19a angeordnet ist und das den Drehungsbetrag des Drehteils 19a detektiert. Der antriebsseitige Drehdetektor 18 und der abtriebsseitige Drehdetektor 19 sind beispielsweise Drehgeber, die die Drehungsverschiebung der Drehteile als ein digitales Signal ausgeben. Diese Detektoren können jedoch Resolver sein, die die Drehungsverschiebung als ein analoges Signal ausgeben, oder können andere Drehungsdetektoren sein. Der Drehgeber kann eine Konfiguration mit einem optischen Detektionsteil oder eine Konfiguration mit einem magnetischen Detektionsteil aufweisen. Der antriebsseitige Drehdetektor 18 und der abtriebsseitige Drehdetektor 19 können verschiedene Typen von Detektoren sein.The driving-side rotation detector 18 includes the rotating part 18a rotating integrally with the rotor shaft 13, and a detecting part 18b which is arranged in the vicinity of the rotating part 18a and which detects the rotation amount of the rotating part 18a. The driven-side rotation detector 19 includes the rotary part 19a which rotates integrally with the driven member 16, and a detecting part 19b which is arranged in the vicinity of the rotary part 19a and which detects the amount of rotation of the rotary part 19a. The driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 are, for example, rotary encoders that output the rotary displacement of the rotary parts as a digital signal. However, these detectors can be resolvers that output the rotational displacement as an analog signal, or can be other rotational detectors. The rotary encoder may have a configuration with an optical detection part or a configuration with a magnetic detection part. The driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 may be various types of detectors.

Die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18 ist höher als die Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors 19. Beispielsweise beträgt die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18 16 Bit pro Drehung, während die Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 8 Bit pro Drehung beträgt.The resolution of the driving-side rotation detector 18 is higher than the resolution of the driven-side rotation detector 19. For example, the resolution of the driving-side rotation detector 18 is 16 bits per rotation, while the resolution of the driven-side rotation detector 19 is 8 bits per rotation.

Bei dem antriebsseitigen Drehdetektor 18 und dem abtriebsseitigen Drehdetektor 19 sind die zwei Detektionsteile 18b und 19b auf der Schaltungsplatte 17 montiert, und die zwei Drehteile 18a und 19a sind so angeordnet, dass sie der Abtriebsseite der Schaltungsplatte 17 zugewandt sind. Weiter insbesondere sind die Einbauposition des Drehteils 19a an dem Abtriebselement 16 und die Installationsposition des Drehteils 18a an der Rotorwelle 13 an im Wesentlichen der gleichen Position in der Axialrichtung angeordnet, und ähnlich sind die zwei Detektionsteile 18b und 19b in der Axialrichtung im Wesentlichen an der gleichen Position angeordnet. Das heißt, das Drehteil 18a und das Drehteil 19a sind an überlappenden Positionen angeordnet, wenn sie aus der Radialrichtung betrachtet werden, und das Drehteil 18a ist an der Außenseite in der Radialrichtung angeordnet. Ferner sind das Detektionsteil 18b und das Detektionsteil 19b an überlappenden Positionen angeordnet, wenn sie aus der Radialrichtung betrachtet werden, und das Detektionsteil 18b ist an der Außenseite in der Radialrichtung angeordnet.In the driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19, the two detecting parts 18b and 19b are mounted on the circuit board 17, and the two rotating parts 18a and 19a are arranged to face the driven side of the circuit board 17. More specifically, the installation position of the rotary part 19a on the driven member 16 and the installation position of the rotary part 18a on the rotor shaft 13 are arranged at substantially the same position in the axial direction, and similarly the two detection parts 18b and 19b are substantially the same in the axial direction position arranged. That is, the rotary part 18a and the rotary part 19a are arranged at overlapping positions when viewed from the radial direction, and the rotary part 18a is arranged on the outside in the radial direction. Further, the detection part 18b and the detection part 19b are arranged at overlapping positions when viewed from the radial direction, and the detection part 18b is arranged on the outside in the radial direction.

<Betriebsbeschreibung><Facility Description>

Wenn der Elektromotor 12 angetrieben wird, um die Rotorwelle 13 und den Wellengenerator 15a zu drehen, wird die Bewegung des Wellengenerators 15a auf das Außenzahnrad 15c übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Außenzahnrad 15c auf eine Form entlang der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 15a begrenzt und wird in eine elliptische Form mit einem Hauptachsenabschnitt und einem Nebenachsenabschnitt, wenn aus der Axialrichtung gesehen, gebogen. Ferner greift das Außenzahnrad 15c in das befestigte erste Innenzahnrad 15d an dem Hauptachsenabschnitt ein. Daher dreht sich das Außenzahnrad 15c nicht mit der gleichen Drehzahl wie der Wellengenerator 15a, und der Wellengenerator 15a dreht sich relativ innerhalb des Außenzahnrads 15c. Dann wird bei dieser Relativdrehung das Außenzahnrad 15c gebogen und verformt, so dass sich die Hauptachsenposition und die Nebenachsenposition in der Umfangsrichtung bewegen. Die Periode dieser Verdrehung ist proportional zu der Drehperiode des Wellengenerators 15a. Wenn das Außenzahnrad 15c gebogen und verformt wird, bewegt sich die Hauptachsenposition davon, so dass sich die Eingriffsposition zwischen dem Außenzahnrad 15c und dem ersten Innenzahnrad 15d in der Drehrichtung ändert. Hier wird angenommen, dass die Anzahl an Zähnen des Außenzahnrads 15c 100 ist und die Anzahl an Zähnen des ersten Innenzahnrads 15d 102 ist. Dann werden jedes Mal, wenn die Eingriffsposition einmal revolviert, die Eingriffszähne des Außenzahnrads 15c und des ersten Innenzahnrads 15d verschoben, so dass sich das Außenzahnrad 15c dreht (um seine eigene Achse dreht). Mit der oben beschriebenen Anzahl an Zähnen wird die Drehbewegung der Wellengeneratorwelle 15a mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verlangsamt und auf das Außenzahnrad 15c übertragen. Da das Außenzahnrad 15c auch mit dem zweiten Innenzahnrad 15e in Eingriff steht, ändert sich indessen die Eingriffsposition zwischen dem Außenzahnrad 15c und dem zweiten Innenzahnrad 15e auch in der Drehrichtung aufgrund der Drehung des Wellengenerators 15a. Unter der Annahme, dass die Anzahl an Zähnen des zweiten Innenzahnrads 15e und die Anzahl an Zähnen des Außenzahnrads 15c gleich sind, drehen sich das Außenzahnrad 15c und das zweite Innenzahnrad 15e nicht relativ zueinander, und die Drehbewegung des Außenzahnrads 15c wird mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:1 auf das zweite Innenzahnrad 15e übertragen. Infolgedessen wird die Drehbewegung des Wellengenerators 15a mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verlangsamt, auf das zweite Innenzahnrad 15e übertragen und von dem zweiten Innenzahnrad 15e durch das Abtriebselement 16 an das Gegenelement 202 ausgegeben.When the electric motor 12 is driven to rotate the rotor shaft 13 and the shaft generator 15a, the movement of the shaft generator 15a is transmitted to the external gear 15c. At this time, the external gear 15c is constrained to a shape along the outer peripheral surface of the wave generator 15a, and is bent into an elliptical shape having a major axis portion and a minor axis portion when viewed from the axial direction. Further, the external gear 15c meshes with the fixed first internal gear 15d at the major axis portion. Therefore, the external gear 15c does not rotate at the same speed as the shaft generator 15a, and the shaft generator Gate 15a relatively rotates within external gear 15c. Then, with this relative rotation, the external gear 15c is bent and deformed so that the major-axis position and the minor-axis position move in the circumferential direction. The period of this twist is proportional to the period of rotation of the shaft generator 15a. When the external gear 15c is bent and deformed, the major axis position thereof moves, so that the meshing position between the external gear 15c and the first internal gear 15d changes in the rotating direction. Here, it is assumed that the number of teeth of the external gear 15c is 100 and the number of teeth of the first internal gear 15d is 102. Then, every time the meshing position revolves once, the meshing teeth of the external gear 15c and the first internal gear 15d are shifted so that the external gear 15c rotates (rotates around its own axis). With the above-described number of teeth, the rotation of the wave generator shaft 15a is decelerated at a reduction ratio of 100:2 and transmitted to the external gear 15c. Meanwhile, since the external gear 15c also meshes with the second internal gear 15e, the meshing position between the external gear 15c and the second internal gear 15e also changes in the rotational direction due to the rotation of the wave generator 15a. Assuming that the number of teeth of the second internal gear 15e and the number of teeth of the external gear 15c are equal, the external gear 15c and the second internal gear 15e do not rotate relative to each other, and the rotation of the external gear 15c is performed at a reduction ratio of 1 :1 transferred to the second internal gear 15e. As a result, the rotation of the wave generator 15a is decelerated at a reduction ratio of 100:2, transmitted to the second internal gear 15e, and output from the second internal gear 15e through the output member 16 to the counter member 202.

Während der oben beschriebenen Übertragung der Drehbewegung wird die Drehposition der Rotorwelle 13 durch den antriebsseitigen Drehdetektor 18 detektiert, und die Drehposition des Abtriebselements 16 wird durch den abtriebsseitigen Drehdetektor 19 detektiert.During the transmission of rotation as described above, the rotation position of the rotor shaft 13 is detected by the input-side rotation detector 18 , and the rotation position of the driven member 16 is detected by the driven-side rotation detector 19 .

<Drehmomentübertragung und -detektion><Torque transmission and detection>

Hier wird ein Fall beschrieben, bei dem das Drehmoment und die Drehbewegung von der Antriebsvorrichtung 1 auf das mit dem Abtriebselement 16 verbundene Gegenelement 202 übertragen werden. In diesem Fall werden das Drehmoment und die Drehbewegung, die von dem Elektromotor 12 ausgegeben werden, von der Rotorwelle 13 auf den Untersetzungsmechanismus 15 übertragen, und in dem Untersetzungsmechanismus 15 wird das Drehmoment verstärkt und die Drehbewegung verlangsamt. Dann werden das verstärkte Drehmoment und die verlangsamte Drehbewegung von dem Untersetzungsmechanismus 15 durch das Abtriebselement 16 auf das Gegenelement 202 übertragen.Here, a case is described in which the torque and the rotational movement are transmitted from the driving device 1 to the counter element 202 connected to the driven element 16 . In this case, the torque and rotation output from the electric motor 12 are transmitted from the rotor shaft 13 to the reduction mechanism 15, and in the reduction mechanism 15, the torque is amplified and the rotation is decelerated. Then, the boosted torque and the decelerated rotation are transmitted from the reduction mechanism 15 to the counter member 202 through the output member 16 .

Die Abschnitte, auf die das Drehmoment vor Verstärkung übertragen wird, sind eine Sektion von dem Drehmomenteinleitabschnitt (einem Verbindungsabschnitt des Rotors 12b) zu dem Verbindungsabschnitt mit dem Wellengenerator 15a in der Rotorwelle 13 und eine Sektion von dem Verbindungsabschnitt mit der Rotorwelle 13 zu dem Kontaktabschnitt mit dem Wellengeneratorlager 15b in dem Wellengenerator 15a. Die obigen Sektionen in dem Wellengenerator 15a und der Rotorwelle 13 sind alle aus Metall, wie beispielsweise einem Stahlmaterial, hergestellt. Wenn der Abschnitt, der einen minimalen Elastizitätsmodul aufweist, dieser Sektionen als ein antriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird, entsprechen all diese Sektionen dem antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitt, und ihr Elastizitätsmodul entspricht dem Elastizitätsmodul von Metall. Da der Abschnitt auf einer Gegenseite des Untersetzungsmechanismus in Bezug auf den Drehmomenteinleitabschnitt der Rotorwelle 13 nicht der Abschnitt ist, auf den das Drehmoment vor Verstärkung übertragen wird (durch den das Drehmoment vor Verstärkung geht), gibt es keine besondere Beschränkung für ein Material (Elastizitätsmodul) . Bei der vorliegenden Ausführungsform ist er jedoch ähnlich wie die anderen Abschnitte der Rotorwelle 13 aus Metall hergestellt.The portions to which the torque is transmitted before amplification are a section from the torque input portion (a connection portion of the rotor 12b) to the connection portion with the wave generator 15a in the rotor shaft 13 and a section from the connection portion with the rotor shaft 13 to the contact portion with the shaft generator bearing 15b in the shaft generator 15a. The above sections in the shaft generator 15a and the rotor shaft 13 are all made of metal such as a steel material. When the portion exhibiting a minimum Young's modulus of these sections is referred to as a minimum drive-side rigidity portion, all of these sections correspond to the minimum drive-side rigidity portion and their Young's modulus corresponds to the Young's modulus of metal. Since the portion on an opposite side of the reduction mechanism with respect to the torque input portion of the rotor shaft 13 is not the portion to which the torque is transmitted before boosting (through which the torque passes before boosting), there is no particular limitation on a material (Young's modulus) . However, in the present embodiment, it is made of metal similarly to the other portions of the rotor shaft 13 .

Die Abschnitte (Sektionen), auf die das verstärkte Drehmoment übertragen wird, enthalten einen Abschnitt, der das auf das Stützelement 201 zu übertragende verstärkte Drehmoment empfängt, und einen Abschnitt, durch den das verstärkte Drehmoment, das auf das Gegenelement 202 übertragen wird, hindurchgeht, und sind eine Sektion von dem Verbindungsabschnitt mit dem Stützelement 201 zu dem Verbindungsabschnitt mit dem ersten Innenzahnrad 15d in dem Rahmenabschnitt 11 und eine Sektion von dem Verbindungsabschnitt mit dem zweiten Innenzahnrad 15e zu dem Verbindungsabschnitt mit dem Gegenelement 202 in dem ersten Innenzahnrad 15d, dem Außenzahnrad 15c, dem zweiten Innenzahnrad 15e und dem Abtriebselement 16. Bei dem spezifischen Beispiel von 1 wird das durch den Untersetzungsmechanismus 15 verstärkte Drehmoment auf die Sektion von dem Element 11f des Rahmenabschnitts 11 zu den Elementen 16b und 16a des Abtriebselements 16 durch das erste Innenzahnrad 15d, das Außenzahnrad 15c und das zweite Innenzahnrad 15e übertragen. Von diesen sind das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e mit einem Harzelement konfiguriert, wie oben beschrieben, und andere Abschnitte sind aus Metall wie etwa einem Stahlmaterial hergestellt. Wenn der Abschnitt mit dem kleinsten Elastizitätsmodul dieser Abschnitte als ein abtriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird, handelt es sich bei dem abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitt um das erste Innenzahnrad 15d und die zweite Innenverzahnung 15e, und das Elastizitätsmodul davon entspricht dem Elastizitätsmodul des Harzmaterials.The portions (sections) to which the boosted torque is transmitted include a portion that receives the boosted torque to be transmitted to the support member 201 and a portion through which the boosted torque that is transmitted to the counter member 202 passes, and are a section from the connecting portion with the support member 201 to the connecting portion with the first internal gear 15d in the frame portion 11 and a section from the connecting portion with the second internal gear 15e to the connecting portion with the counterpart member 202 in the first internal gear 15d, the external gear 15c , the second internal gear 15e, and the driven member 16. In the specific example of FIG 1 the torque amplified by the reduction mechanism 15 is transmitted to the section from the member 11f of the frame portion 11 to the members 16b and 16a of the driven member 16 through the first internal gear 15d, the external gear 15c and the second internal gear 15e. Of these, the first internal gear 15d and the second internal gear 15e are configured with a resin member as described above, and other portions are made of metal such as a steel material. When the portion having the smallest Young's modulus of these portions is referred to as a driven-side minimum rigidity portion, the driven-side minimum rigidity portion is the first internal gear 15d and the second internal teeth 15e, and the Young's modulus thereof corresponds to the Young's modulus of the resin material.

Wenn das Drehmoment übertragen wird, tritt aufgrund des Drehmoments Verdrehung bei dem Element auf, und daher weicht die Drehposition des Abtriebselements 16 von einer abtriebsseitigen Referenzposition ab. Die abtriebsseitige Referenzposition bedeutet die Drehposition des Abtriebselements 16, die den Drehpositionen der Rotorwelle 13 und des Wellengenerators 15a in einer idealen Konfiguration entspricht, in der es keine Verdrehung gibt. Der Betrag an Verdrehung kann durch die Abweichung des Abtriebselements 16 von der abtriebsseitigen Referenzposition gemessen werden. Da ferner das Drehmoment und der Betrag an Verdrehung in einer bestimmten Beziehung stehen, kann das Drehmoment anhand des Betrags an Verdrehung detektiert werden.When the torque is transmitted, twisting occurs in the member due to the torque, and therefore the rotational position of the output member 16 deviates from an output-side reference position. The output-side reference position means the rotational position of the output member 16, which corresponds to the rotational positions of the rotor shaft 13 and the wave generator 15a in an ideal configuration where there is no twist. The amount of torsion can be measured by the deviation of the output element 16 from the reference position on the output side. Further, since the torque and the amount of torsion have a certain relationship, the torque can be detected from the amount of torsion.

Die Verdrehung in der Drehrichtung der Rotorwelle 13 ist relativ gering, da nur geringes Drehmoment aufgebracht wird, und der Betrag an Verdrehung wird durch ein Untersetzungsverhältnis durch den Untersetzungsmechanismus 15 reduziert und wirkt sich auf die Abtriebsseite aus. Selbst wenn die Abtriebsseite eine ideale Konfiguration aufweist, bei der keine Verdrehung auftritt, ist es daher notwendig, die Auflösung der Drehdetektion des Abtriebselements 16 sehr hoch zu wählen, um den Betrag an Verdrehung in der Drehrichtung der Rotorwelle 13 via die Abweichung des Abtriebselements 16 von der abtriebsseitigen Referenzposition zu detektieren.The twist in the rotating direction of the rotor shaft 13 is relatively small because little torque is applied, and the amount of twist is reduced by a reduction ratio by the reduction mechanism 15 and affects the output side. Therefore, even if the output side has an ideal configuration in which no twist occurs, it is necessary to make the resolution of rotation detection of the output member 16 very high in order to determine the amount of twist in the rotational direction of the rotor shaft 13 via the deviation of the output member 16 from to detect the output-side reference position.

Die Verdrehung in der Drehrichtung der Elemente auf der Abtriebsseite (das Abtriebselement 16, das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e) ist relativ groß, da großes Drehmoment aufgebracht wird, und die Größe der Verdrehung wirkt sich direkt auf die Abweichung der Drehposition des Abtriebselements 16 aus. Daher ist es relativ einfach, den Betrag an Verdrehung in der Drehrichtung der Abtriebsseite via die Abweichung des Abtriebselements 16 von der abtriebsseitigen Referenzposition zu detektieren.The torsion in the direction of rotation of the members on the output side (the output member 16, the first internal gear 15d and the second internal gear 15e) is relatively large because large torque is applied, and the amount of torsion directly affects the deviation of the rotational position of the output member 16 out. Therefore, it is relatively easy to detect the amount of torsion in the rotating direction of the driven side via the deviation of the driven member 16 from the driven-side reference position.

Die abtriebsseitige Referenzposition wird jedoch gemäß der Drehposition der Rotorwelle 13 bestimmt. Der Drehungsbetrag der Rotorwelle 13 wird jedoch mit dem Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsmechanismus 15 reduziert und wird auf die Abtriebsseite übertragen. Daher kann die abtriebsseitige Referenzposition in Bezug auf die Auflösung der Drehdetektion der Rotorwelle 13 genau bestimmt werden. Wenn beispielsweise die Drehposition der Rotorwelle 13 alle 1 Grad detektiert werden kann und das Untersetzungsverhältnis 1/50 beträgt, kann die abtriebsseitige Referenzposition alle 0,02 Grad (= 1 Grad/50) bestimmt werden. Wenn die abtriebsseitige Referenzposition genau bestimmt werden kann, kann die Abweichung des Abtriebselements 16 von der abtriebsseitigen Referenzposition mit hoher Genauigkeit gemessen werden. In diesem Fall muss die Auflösung der Drehungsdetektion der Abtriebsseite äquivalent zu einer Kerbe der abtriebsseitigen Referenzposition sein. Wenn die Auflösung der Drehungsdetektion der Abtriebsseite verringert wird, wird die Messgenauigkeit der Abweichung (des Betrags an Verdrehung) des Abtriebselements 16 von der abtriebsseitigen Referenzposition um einen entsprechenden Betrag verringert. In einem Fall, bei dem der Betrag an Verdrehung in Bezug auf das Drehmoment klein ist, nimmt ein Drehmomentdetektionsfehler zu, wenn die Messauflösung des Betrags an Verdrehung abnimmt.However, the output-side reference position is determined according to the rotational position of the rotor shaft 13 . However, the rotation amount of the rotor shaft 13 is reduced with the reduction ratio of the reduction mechanism 15 and is transmitted to the output side. Therefore, the output-side reference position can be accurately determined with respect to the resolution of rotation detection of the rotor shaft 13 . For example, if the rotational position of the rotor shaft 13 can be detected every 1 degree and the reduction gear ratio is 1/50, the output-side reference position can be determined every 0.02 degrees (=1 degree/50). If the driven-side reference position can be accurately determined, the deviation of the driven member 16 from the driven-side reference position can be measured with high accuracy. In this case, the resolution of the rotation detection of the output side must be equivalent to a notch of the output side reference position. When the resolution of the rotation detection of the output side is lowered, the measurement accuracy of the deviation (the amount of twist) of the output member 16 from the output-side reference position is lowered by a corresponding amount. In a case where the amount of twist with respect to the torque is small, a torque detection error increases as the measurement resolution of the amount of twist decreases.

Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts niedriger gemacht als der Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts. Selbst wenn die Verdrehung in der Drehrichtung des Abtriebselements 16 in Bezug auf das Drehmoment groß wird und die Auflösung des gemessenen Betrags an Verdrehung niedrig wird, kann auf diese Weise ein Drehmomentdetektionsfehler auf ein niedriges Niveau unterdrückt werden. Da ferner die zulässige Auflösung des gemessenen Betrags an Verdrehung verringert werden kann, kann die Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 niedriger gemacht werden als die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18, so dass die Komponentenkosten des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 reduziert werden können.Therefore, in the present embodiment, the Young's modulus of the driven-side minimum rigidity portion is made lower than the Young's modulus of the driving-side minimum rigidity portion. In this way, even if the twist in the rotational direction of the output member 16 with respect to the torque becomes large and the resolution of the measured amount of twist becomes low, a torque detection error can be suppressed to a low level. Further, since the allowable resolution of the measured amount of torsion can be reduced, the resolution of the driven-side rotation detector 19 can be made lower than the resolution of the driving-side rotation detector 18, so that the component cost of the driven-side rotation detector 19 can be reduced.

<Drehmoment-Berechnungskonfiguration><Torque calculation configuration>

2 ist ein Diagramm, das eine Steuerkonfiguration der Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt. 2 12 is a diagram showing a control configuration of the driving device according to the embodiment.

Wie in 2 gezeigt, enthält die Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ferner eine Berechnungseinheit 31, die das Drehmoment berechnet, das an das Gegenelement 202 ausgegeben wird. Die Berechnungseinheit 31 ist ein Mikrocomputer oder dergleichen und kann auf der Schaltungsplatte 17 montiert sein oder kann an einem von der Schaltungsplatte 17 getrennten Körper vorgesehen sein.As in 2 As shown, the drive device 1 of the present embodiment further includes a calculation unit 31 that calculates the torque that is output to the counter member 202 . The calculation unit 31 is a microcomputer or the like, and may be mounted on the circuit board 17 or may be provided on a separate body from the circuit board 17 .

Die Berechnungseinheit 31 enthält zum Beispiel einen I/O 33, in den ein Detektionswert von jedem des antriebsseitigen Drehdetektors 18 und des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 eingegeben wird, eine Speichereinheit 34, die eine Datentabelle 34a speichert, die die Beziehung zwischen der Abweichung der Drehposition des Abtriebselements 16 von der abtriebsseitigen Referenzposition und dem Drehmoment zeigt, und eine Drehmoment-Berechnungseinheit 32, die das von dem Abtriebselement 16 an das Gegenelement 202 auszugebende Drehmoment erhält. Die Drehmoment-Berechnungseinheit 32 berechnet die Abweichung der Drehposition des Abtriebselements 16 von der Abtriebsreferenzposition aus dem Detektionswert von jedem des antriebsseitigen Drehdetektors 18 und des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 und kann Drehmoment durch Vergleichen des Berechnungsergebnisses mit der Datentabelle 34a ermitteln. Jeder Tabellenwert der Datentabelle 34a wird durch Messen der Abweichung durch Aufbringen verschiedener Drehmomente via ein Experiment erhalten.The calculation unit 31 includes, for example, an I/O 33 to which a detection value of each of the driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 is input, a storage unit 34 storing a data table 34a showing the relationship between the deviation of the rotational position of the driven member 16 shows the output side reference position and torque, and a torque calculation unit 32 which obtains the torque to be output from the output member 16 to the counter member 202. The torque calculation unit 32 calculates the deviation of the rotational position of the output member 16 from the output reference position from the detection value of each of the input-side rotation detector 18 and the output-side rotation detector 19, and can obtain torque by comparing the calculation result with the data table 34a. Each table value of the data table 34a is obtained by measuring the deviation by applying various torques via an experiment.

Das von der Berechnungseinheit 31 erhaltene Drehmoment wird beispielsweise an eine übergeordnete Steuervorrichtung ausgegeben und kann für Daten zum Stoppen der Vorrichtung verwendet werden, wenn sie das Grenzdrehmoment überschreitet, oder zum Detektieren, dass etwas Unerwartetes (beispielsweise eine Person) mit dem Gegenelement 202 in Kontakt gekommen ist.The torque obtained by the calculation unit 31 is output to a higher-level control device, for example, and can be used for data to stop the device when it exceeds the limit torque or to detect that something unexpected (e.g., a person) has come into contact with the counter member 202 is.

Wie oben beschrieben, ist gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts (das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e) niedriger als der Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts (die Rotorwelle 13 und der Wellengenerator 15a). Ferner ist die Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 niedriger als die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18. Daher ist es, wie oben beschrieben, möglich, das Drehmoment mit weniger Fehler von jedem der Detektionswerte des antriebsseitigen Drehdetektors 18 und des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 zu detektieren, während die Kosten des antriebsseitigen Drehdetektors 19 reduziert werden.As described above, according to the drive device 1 of the present embodiment, the elastic modulus of the output-side minimum rigidity portion (the first internal gear 15d and the second internal gear 15e) is lower than the elastic modulus of the input-side minimum rigidity portion (the rotor shaft 13 and the wave generator 15a). Further, the resolution of the driven-side rotation detector 19 is lower than the resolution of the driving-side rotation detector 18. Therefore, as described above, it is possible to detect the torque with less error from each of the detection values of the driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 while the Cost of the drive-side rotation detector 19 can be reduced.

Ferner ist gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt aus einem Harzmaterial hergestellt, und der antriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt ist aus einem Metallmaterial hergestellt. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, geeignete Steifigkeit und geeignete Flexibilität zu erhalten, die zum Reduzieren eines Drehmomentdetektionsfehlers geeignet sind, während eine Abnahme der kinematischen Leistung der Antriebsvorrichtung 1 unterdrückt wird. Da die Antriebsvorrichtung 1 geeignete Steifheit und geeignete Flexibilität aufweist, kann sie ferner beispielsweise zufriedenstellend als eine Vorrichtung zum Bewegen eines Gelenks eines kooperativen Roboters angepasst werden, der Arbeit in Zusammenarbeit mit einer Person ausführt.Further, according to the drive device 1 of the present embodiment, the output-side minimum rigidity portion is made of a resin material, and the input-side minimum rigidity portion is made of a metal material. According to such a configuration, it is possible to obtain appropriate rigidity and appropriate flexibility capable of reducing a torque detection error while suppressing a decrease in kinematic performance of the drive device 1 . Further, since the driving device 1 has appropriate rigidity and appropriate flexibility, it can be satisfactorily adapted, for example, as a device for moving a joint of a cooperative robot that performs work in cooperation with a person.

Ferner ist gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Berechnungseinheit 31, die das Drehmoment berechnet, das an das Gegenelement 202 aus den Detektionswerten des antriebsseitigen Drehdetektors 18 und des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 ausgegeben wird, vorgesehen. Das Drehmoment, das an das Gegenelement 202 ausgegeben wird, kann in Drehmoment umgewandelt werden, das auf jeden Abschnitt zwischen dem Abtriebselement 16 und dem Antriebselement (der Rotorwelle 13 und dem Wellengenerator 15a) wirkt, so dass die Berechnungseinheit 31 auch als Berechnen des Drehmoments, das auf jeden der obigen Abschnitte wirkt, angesehen werden kann. Gemäß der Berechnungseinheit 31 kann Drehmoment erhalten werden, ohne einen teuren Sensor zu verwenden, der das Drehmoment direkt detektiert, und es kann für verschiedene Steuerungen gemäß dem Drehmoment verwendet werden.Further, according to the driving device 1 of the present embodiment, the calculation unit 31 that calculates the torque that is output to the counter member 202 from the detection values of the driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 is provided. The torque output to the counter member 202 can be converted into torque acting on each portion between the output member 16 and the input member (the rotor shaft 13 and the shaft generator 15a), so the calculation unit 31 can also be used as a calculation of the torque, affecting each of the above sections can be viewed. According to the calculation unit 31, torque can be obtained without using an expensive sensor that directly detects the torque, and can be used for various controls according to the torque.

Ferner werden gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Innenzahnräder (15d, 15e) des Untersetzungsmechanismus 15 als der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt verwendet. In dem Fall eines Innenzahnrads kann die Dicke in der Radialrichtung des Zahnrads erhöht werden, ohne einen Flankendurchmesser zu ändern. Daher ist es möglich, den Festigkeitsmangel, der durch eine Erhöhung der Dicke des Zahnrads und durch eine Verringerung der Steifigkeit verursacht wird, leicht zu kompensieren, ohne die Eingriffsstruktur und Abmessungen des Zahnrads zu ändern.Further, according to the driving device 1 of the present embodiment, the internal gears (15d, 15e) of the reduction mechanism 15 are used as the output-side minimum rigidity portion. In the case of an internal gear, the thickness in the radial direction of the gear can be increased without changing a pitch diameter. Therefore, it is possible to easily compensate for the lack of strength caused by an increase in the thickness of the gear and a decrease in the rigidity without changing the meshing structure and dimensions of the gear.

Ferner ist gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Untersetzungsmechanismus 15 ein rohrförmiger Getriebemechanismus des Biegeeingriffstyps, und das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e werden als der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt verwendet. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, leicht eine Konfiguration zu realisieren, bei der ein geeigneter Abweichungsbetrag an der Drehposition des Abtriebselements 16 gemäß dem Drehmoment auftritt, während eine Abnahme der Festigkeit der Vorrichtung aufgrund der Bereitstellung des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts unterdrückt wird.Further, according to the driving device 1 of the present embodiment, the reduction mechanism 15 is a flexural engagement type tubular gear mechanism, and the first internal gear 15d and the second internal gear 15e are used as the output-side minimum rigidity portion. According to such a configuration, it is possible to easily realize a configuration in which an appropriate amount of deviation occurs at the rotational position of the output member 16 according to the torque while suppressing a decrease in the rigidity of the device due to the provision of the output-side minimum rigidity portion.

Ferner weist gemäß der Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform das Abtriebselement 16 den Wellenabschnitt 16c auf, und der Wellenabschnitt 16c durchdringt den Untersetzungsmechanismus 15, um sich zu einer Drehmomenteinleitseite des Antriebselements (der Rotorwelle 13 und des Wellengenerators 15a) zu erstrecken. Dann ist der abtriebsseitige Drehdetektor 19 näher an dem antriebsseitigen Drehdetektor 18 als der Untersetzungsmechanismus 15 angeordnet. Daher werden der antriebsseitige Drehdetektor 18 und der abtriebsseitige Drehdetektor 19 nahe zueinander gebracht, so dass Positionen, an denen zwei Signale nach außen extrahiert werden, zusammengefasst werden können. Alternativ können Signalleitungen zusammengefasst werden, die jedes Signal an die Berechnungseinheit übertragen, die die beiden Signale verwendet. Aufgrund der Zusammenfassung dieser Signalleitungen ist es möglich, elektrische Teile kollektiv zu montieren, so dass die Komplexität des Montageprozesses der Antriebsvorrichtung 1 reduziert werden kann.Furthermore, according to the drive device 1 of the present embodiment, the output member 16 has the shaft portion 16c, and the shaft portion 16c penetrates the reduction mechanism 15 to extend to a torque input side of the driving member (the rotor shaft 13 and the shaft generator 15a). Then, the driven-side rotation detector 19 is arranged closer to the driving-side rotation detector 18 than the reduction mechanism 15 . Therefore, the driving-side rotation detector 18 and the driven-side rotation detector 19 are brought close to each other, so that positions where two signals are extracted to the outside can be combined. Alternatively, signal lines can be combined that transmit each signal to the calculation unit that uses the two signals. Due to the aggregation of these signal lines, it is possible to assemble electric parts collectively, so that the complexity of the assembling process of the drive device 1 can be reduced.

(Modifikationsbeispiel)(modification example)

Bei der obigen Ausführungsform wird eine Konfiguration vorgenommen, bei der der Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts niedriger als der Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts ist und die Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 niedriger als die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18 ist. Eine Antriebsvorrichtung eines Modifikationsbeispiels weist eine Konfiguration auf, bei der der Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts niedriger als der Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts ist und die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18 niedriger als die Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors 19 ist. Andere Teile sind die gleichen wie diejenigen der Antriebsvorrichtung 1 von Ausführungsform 1. Bei der Antriebsvorrichtung des Modifikationsbeispiels sind beispielsweise das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e des Untersetzungsmechanismus 15 aus Metall, wie beispielsweise einem Stahlmaterial, hergestellt, und andererseits kann beispielsweise in der Sektion, auf den das Drehmoment in dem Antriebselement (der Rotorwelle 13 und dem Wellengenerator 15a) übertragen wird, eine Harzkomponente enthalten sein.In the above embodiment, a configuration is made in which the Young's modulus of the driven-side minimum rigidity portion is lower than the Young's modulus of the driving-side minimum rigidity portion and the resolution of the driven-side rotation detector 19 is lower than the resolution of the driving-side rotation detector 18 . A driving device of a modification example has a configuration in which the Young's modulus of the driving-side minimum rigidity portion is lower than the Young's modulus of the driven-side minimum rigidity portion and the resolution of the driving-side rotation detector 18 is lower than the resolution of the driven-side rotation detector 19 . Other parts are the same as those of the driving device 1 of Embodiment 1. In the driving device of the modification example, for example, the first internal gear 15d and the second internal gear 15e of the reduction mechanism 15 are made of metal such as a steel material, and on the other hand, for example, in Section , to which torque is transmitted in the driving member (the rotor shaft 13 and the shaft generator 15a), a resin component may be contained.

Gemäß der Antriebsvorrichtung des Modifikationsbeispiels wird beispielsweise in einer idealen Konfiguration, in der es keine Verdrehung gibt, die Drehposition der Rotorwelle 13, die der Drehposition des Abtriebselements 16 entspricht, als eine antriebsseitige Referenzposition eingestellt, und in einem Fall, bei dem Drehmoment basierend auf der Abweichung der Drehposition der Rotorwelle 13 von der antriebsseitigen Referenzposition oder dergleichen erhalten wird, kann große Verdrehung, die dem Drehmoment entspricht, eher auf der Antriebsseite als auf der Abtriebsseite erhalten werden. Daher ist es möglich, das Drehmoment mit relativ hoher Genauigkeit zu erhalten, während die Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors 18 reduziert wird, um die Kosten zu reduzieren.According to the driving device of the modification example, for example, in an ideal configuration in which there is no twist, the rotational position of the rotor shaft 13, which corresponds to the rotational position of the driven member 16, is set as a driving-side reference position, and in a case where the torque is based on the deviation of the rotational position of the rotor shaft 13 from the driving side reference position or the like, large twist corresponding to the torque can be obtained on the driving side rather than on the driven side. Therefore, it is possible to obtain the torque with relatively high accuracy while reducing the resolution of the drive-side rotation detector 18 to reduce the cost.

Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise ist der Untersetzungsmechanismus nicht auf den rohrförmigen Getriebemechanismus des Biegeeingriffstyps beschränkt, und es können verschiedene Mechanismen, wie beispielsweise ein sogenannter Topftyp oder Zylinderhuttyp-Biegeeingriffsgetriebemechanismus, ein Planetengetriebemechanismus und ein Untersetzungsmechanismus des exzentrisch oszillierenden Typs angewendet werden. Ferner ist bei der vorstehenden Ausführungsform das Beispiel gezeigt, bei dem von dem antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitt und dem abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitt der Abschnitt mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul aus Harz hergestellt ist und der Abschnitt mit einem höheren Elastizitätsmodul aus Metall hergestellt ist. Solange jedoch die Größenbeziehung des Elastizitätsmoduls beibehalten wird, sind die Materialien jedoch nicht besonders eingeschränkt, und beispielsweise können zwei Arten von Metallen mit unterschiedlichen Elastizitätsmodulen auf jeden der Abschnitte mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul und dem Abschnitt mit einem höheren Elastizitätsmodul angewendet werden. Ferner ist bei der Ausführungsform das Beispiel gezeigt, bei dem das erste Innenzahnrad 15d und das zweite Innenzahnrad 15e als der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt angewendet werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt in der Sektion vorgesehen ist, auf den das durch den Untersetzungsmechanismus verstärkte Drehmoment übertragen wird, und der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt kann beispielsweise eines des ersten Innenzahnrads 15d und des zweiten Innenzahnrads 15e sein, oder das Abtriebselement, der Rahmenabschnitt oder ein Teil davon kann daran angebracht sein. Bei der Ausführungsform sind alle von der Rotorwelle 13 und der Wellengenerator 15a als der antriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt festgelegt. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der antriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt zwischen dem Drehmomenteinleitabschnitt in dem Antriebselement und dem Untersetzungsmechanismus vorgesehen ist, und beispielsweise die Elastizitätsmodule der Rotorwelle 13 und des Wellengenerators 15a voneinander verschieden gemacht werden können, und der Abschnitt mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul als der antriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt eingestellt werden kann. Der Bremsmechanismus 14, die Schaltungsplatte 17 oder beide, die die Antriebsvorrichtung 1 der Ausführungsform enthält, können weggelassen werden, und ein Mechanismus zur Erzeugung von Drehkraft, wie beispielsweise der Elektromotor 12, kann weggelassen werden, und stattdessen kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der Drehkraft von außen durch einen Bewegungsübertragungsmechanismus in das Antriebselement eingegeben wird. Darüber hinaus können die bei der Ausführungsform gezeigten Details in einem Umfang, der nicht von dem Kern der Erfindung abweicht, auf geeignete Weise geändert werden.The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the reduction mechanism is not limited to the flexural engagement type tubular gear mechanism, and various mechanisms such as a so-called cup type or silk hat type flexural engagement gear mechanism, a planetary gear mechanism, and an eccentric oscillating type reduction mechanism may be employed. Further, in the above embodiment, the example is shown in which, of the driving side minimum rigidity portion and the driven side minimum rigidity portion, the portion having a lower Young's modulus is made of resin and the portion having a higher Young's modulus is made of metal. However, as long as the magnitude relationship of the Young's modulus is maintained, the materials are not particularly limited, and for example, two kinds of metals having different Young's moduli can be applied to each of the lower Young's modulus portion and the higher Young's modulus portion. Further, in the embodiment, the example in which the first internal gear 15d and the second internal gear 15e are applied as the output-side minimum rigidity portion is shown. However, it is preferable that the output-side minimum rigidity portion is provided in the section to which the torque boosted by the reduction mechanism is transmitted, and the output-side minimum rigidity portion may be, for example, one of the first internal gear 15d and the second internal gear 15e, or the output member, the frame portion or part of it may be attached thereto. In the embodiment, all of the rotor shaft 13 and the wave generator 15a are set as the drive-side minimum rigidity portion. However, it is preferable that the drive-side minimum rigidity portion is provided between the torque input portion in the drive member and the reduction mechanism, and, for example, the Young's moduli of the rotor shaft 13 and the wave generator 15a can be made different from each other, and the portion having a lower Young's modulus than the drive-side minimum rigidity portion is set can be. The braking mechanism 14, the circuit board 17 or both, the The driving device 1 of the embodiment can be omitted, and a mechanism for generating rotational force such as the electric motor 12 can be omitted, and a configuration in which rotational force is externally input to the driving member through a motion transmission mechanism can be used instead. Furthermore, the details shown in the embodiment can be changed as appropriate within a scope that does not depart from the gist of the invention.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Die vorliegende Erfindung kann für eine Antriebsvorrichtung verwendet werden.The present invention can be used for a driving device.

BezugszeichenlisteReference List

11
Antriebsvorrichtungdrive device
1111
Rahmenabschnittframe section
1212
Elektromotorelectric motor
1313
Rotorwelle(Antriebselement)rotor shaft (drive element)
1414
Bremsmechanismusbraking mechanism
1515
Untersetzungsmechanismusreduction mechanism
15a15a
Wellengenerator(Antriebselement)shaft generator (drive element)
15c15c
Außenzahnradexternal gear
15d15d
erstes Innenzahnradfirst internal gear
15e15e
zweites Innenzahnradsecond internal gear
1616
Abtriebselementoutput element
16c16c
Wellenabschnittwave section
1717
Schaltungsplattecircuit board
1818
antriebsseitiger Drehdetektordrive-side rotation detector
18a18a
Drehteilturned part
18b18b
Detektionsteildetection part
1919
abtriebsseitiger Drehdetektoroutput side rotation detector
19a19a
Drehteilturned part
19b19b
Detektionsteildetection part
3131
Berechnungseinheitcalculation unit
3232
Drehmoment-BerechnungseinheitTorque calculation unit
34a34a
Datentabelledata table
201201
Stützelementsupport element
202202
Gegenelementcounter element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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  • JP 201465097 [0003]JP 201465097 [0003]

Claims (7)

Antriebsvorrichtung, umfassend: ein Antriebselement, in das Drehmoment eingeleitet wird; einen Untersetzungsmechanismus, der Drehung des Antriebselements verlangsamt; ein Abtriebselement, auf das die durch den Untersetzungsmechanismus verlangsamte Drehung übertragen wird; einen antriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren von Drehung des Antriebselements; und einen abtriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren von Drehung des Abtriebselements, wobei, wenn ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul zwischen einem Drehmomenteinleitabschnitt und dem Untersetzungsmechanismus bei dem Antriebselement als ein antriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird und ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul in einer Sektion, auf die das durch den Untersetzungsmechanismus verstärkte Drehmoment übertragen wird, bei dem Untersetzungsmechanismus und bei dem Abtriebselement als ein abtriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird, ein Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts kleiner als ein Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts ist, und eine Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors geringer als eine Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors ist.Drive device, comprising: a driving member to which torque is input; a reduction mechanism that slows down rotation of the driving member; an output member to which the rotation decelerated by the reduction mechanism is transmitted; a driving-side rotation detector for detecting rotation of the driving member; and a driven-side rotation detector for detecting rotation of the driven member, wherein, when a portion having a minimum elastic modulus between a torque input portion and the reduction mechanism in the driving member is referred to as a drive-side minimum rigidity portion and a portion having a minimum elastic modulus in a section to which the torque boosted by the reduction mechanism is transmitted, in the reduction mechanism and in which the output element is referred to as an output-side minimum rigidity section, a modulus of elasticity of the output-side minimum rigidity section is smaller than a modulus of elasticity of the input-side minimum rigidity section, and a resolution of the driven-side rotation detector is lower than a resolution of the driving-side rotation detector. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der antriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt aus Metall hergestellt ist, und der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt aus Harz hergestellt ist.drive device claim 1 wherein the driving-side minimum rigidity portion is made of metal, and the driven-side minimum rigidity portion is made of resin. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Berechnungseinheit, die Drehmoment berechnet, das auf einen Abschnitt zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement wirkt, basierend auf einem Detektionswert des antriebsseitigen Drehdetektors und auf einem Detektionswert des abtriebsseitigen Drehdetektors.drive device claim 1 or 2 , further comprising: a calculation unit that calculates torque acting on a portion between the driving member and the driven member based on a detection value of the driving-side rotation detector and a detection value of the driven-side rotation detector. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Untersetzungsmechanismus ein Innenzahnrad und ein Außenzahnrad, das in das Innenzahnrad eingreift, enthält, und der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt das Innenzahnrad ist.Drive device according to one of Claims 1 until 3 wherein the reduction mechanism includes an internal gear and an external gear meshing with the internal gear, and the output-side minimum rigidity portion is the internal gear. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Untersetzungsmechanismus ein Getriebemechanismus des Biegeeingriffstyps ist, der ein Außenzahnrad, einen Wellengenerator, der das Außenzahnrad biegt und verformt, und ein erstes Innenzahnrad und ein zweites Innenzahnrad, die in das Außenzahnrad eingreifen, enthält, und der abtriebsseitige Mindeststeifigkeitsabschnitt das erste Innenzahnrad und das zweite Innenzahnrad ist.Drive device according to one of Claims 1 until 4 , wherein the reduction mechanism is a flexural engagement type gear mechanism that includes an external gear, a wave generator that flexes and deforms the external gear, and a first internal gear and a second internal gear that mesh with the external gear, and the output-side minimum rigidity portion includes the first internal gear and the second internal gear is. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abtriebselement den Untersetzungsmechanismus durchdringt, um sich zu einer Drehmomenteinleitseite des Antriebselements zu erstrecken, und der abtriebsseitige Drehdetektor bezüglich des Untersetzungsmechanismus auf einer Antriebsseite installiert ist.Drive device according to one of Claims 1 until 5 wherein the driven member penetrates the reduction mechanism to extend to a torque input side of the driving member, and the driven-side rotation detector is installed on a driving side with respect to the reduction mechanism. Antriebsvorrichtung, umfassend: ein Antriebselement, in das Drehmoment eingeleitet wird; einen Untersetzungsmechanismus, der Drehung des Antriebselements verlangsamt; ein Abtriebselement, auf das die durch den Untersetzungsmechanismus verlangsamte Drehung übertragen wird; einen antriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren von Drehung des Antriebselements; und einen abtriebsseitigen Drehdetektor zum Detektieren von Drehung des Abtriebselements, wobei, wenn ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul zwischen einem Drehmomenteinleitabschnitt und dem Untersetzungsmechanismus bei dem Antriebselement als ein antriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird und ein Abschnitt mit einem minimalen Elastizitätsmodul in einer Sektion, auf die das durch den Untersetzungsmechanismus verstärkte Drehmoment übertragen wird, bei dem Untersetzungsmechanismus und bei dem Abtriebselement als ein abtriebsseitiger Mindeststeifigkeitsabschnitt bezeichnet wird, ein Elastizitätsmodul des antriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts kleiner als ein Elastizitätsmodul des abtriebsseitigen Mindeststeifigkeitsabschnitts ist, und eine Auflösung des antriebsseitigen Drehdetektors geringer als eine Auflösung des abtriebsseitigen Drehdetektors ist.Drive device, comprising: a driving member to which torque is input; a reduction mechanism that slows down rotation of the driving member; an output member to which the rotation decelerated by the reduction mechanism is transmitted; a driving-side rotation detector for detecting rotation of the driving member; and a driven-side rotation detector for detecting rotation of the driven member, wherein, when a portion having a minimum elastic modulus between a torque input portion and the reduction mechanism in the driving member is referred to as a drive-side minimum rigidity portion and a portion having a minimum elastic modulus in a section to which the torque boosted by the reduction mechanism is transmitted, in the reduction mechanism and in which the output element is referred to as an output-side minimum rigidity section, a modulus of elasticity of the input-side minimum stiffness section is smaller than a modulus of elasticity of the output-side minimum stiffness section, and a resolution of the driving-side rotation detector is lower than a resolution of the driven-side rotation detector.
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