JP2000009192A - Driving unit with origin position detecting function - Google Patents

Driving unit with origin position detecting function

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JP2000009192A
JP2000009192A JP10171967A JP17196798A JP2000009192A JP 2000009192 A JP2000009192 A JP 2000009192A JP 10171967 A JP10171967 A JP 10171967A JP 17196798 A JP17196798 A JP 17196798A JP 2000009192 A JP2000009192 A JP 2000009192A
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JP
Japan
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output member
motor
origin position
drive unit
driving unit
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JP10171967A
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Masanori Suzuki
眞憲 鈴木
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Harmonic Drive Systems Inc
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Harmonic Drive Systems Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving unit with an origin position detecting function capable of highly accurately controlling the rotating position of an output member with a simple structure at low cost. SOLUTION: A driving unit 1 has a motor 2, a speed reducer 4 and an output member 5. A display part 7 for displaying the origin position of the output member 5 is formed on a part in the circumferential direction of the inner ring 6b of a cross roller bearing 6 for rotatably supporting the output member 5 in the side of a reduction gear case 44. The display part 7 is detected by a detacting part 8 attached to the reduction gear case 44. The rotting position of the output member 5 can be controlled with high accuracy based on origin position information obtained from the detecting part 8 and the output of a rotary encoder 31 for indicating the rotating position of a motor rotating shaft.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は出力部材の回転方向
の原点位置を検出するための原点位置検出機能を備えた
駆動ユニットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive unit having an origin position detecting function for detecting an origin position in a rotation direction of an output member.

【0002】[0002]

【従来の技術】駆動ユニットは、一般に、モータと、モ
ータ回転軸に同軸状態に連結した減速機と、減速機の減
速回転出力要素に連結された出力部材と、これらの各部
品が内蔵されたユニットケースから構成されている。
2. Description of the Related Art A drive unit generally includes a motor, a speed reducer coaxially connected to a motor rotation shaft, an output member connected to a speed reduction output element of the speed reducer, and these components. It consists of a unit case.

【0003】このように減速機が組み込まれている駆動
ユニットにおける出力部材の側の回転位置を高精度で管
理するためにはモータ回転軸1回転当たりの分割数を多
くする必要がある。このために、一般に、モータ回転軸
に取り付けた多回転アブソリュート・エンコーダ等の高
価なセンサと、複雑な演算機能を備えた信号処理回路と
が必要になる。
In order to control the rotation position on the output member side in the drive unit in which the speed reducer is incorporated with high accuracy, it is necessary to increase the number of divisions per rotation of the motor rotation shaft. For this purpose, generally, an expensive sensor such as a multi-rotation absolute encoder attached to a motor rotation shaft and a signal processing circuit having a complicated calculation function are required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、単純
でしかも廉価な構成によって、出力部材の回転位置の管
理を正確に行うことの可能な原点位置検出機能付き駆動
ユニットを提案することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a drive unit having an origin position detecting function capable of accurately controlling the rotational position of an output member with a simple and inexpensive structure. is there.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、モータと、このモータの回転軸によっ
て回転される出力部材と、この出力部材をユニットケー
スに対して回転自在に支持している軸受け機構とを有す
る駆動ユニットにおいて、前記軸受け機構における前記
出力部材に連結されている内輪あるいは外輪は、当該出
力部材の回転方向の原点位置を表す表示手段を備え、前
記ユニットケースは、前記原点位置を検出する検出手段
を備えていることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a motor, an output member rotated by a rotation shaft of the motor, and an output member rotatable with respect to a unit case. In the drive unit having a bearing mechanism that supports, an inner ring or an outer ring connected to the output member of the bearing mechanism includes a display unit that indicates an origin position in a rotation direction of the output member. And a detecting means for detecting the origin position.

【0006】典型的な駆動ユニットは、前記モータの出
力軸と前記出力部材の間を連結している減速機を有して
おり、前記出力部材は当該減速機の減速回転出力部材に
よって回転駆動される。
A typical drive unit has a speed reducer connecting between the output shaft of the motor and the output member, and the output member is rotationally driven by the speed reduction output member of the speed reducer. You.

【0007】また、スラスト荷重およびラジアル荷重を
受け持つ軸受け機構を簡単な構成とするためには、クロ
スローラベアリングを用いることが望ましい。
[0007] Further, in order to simplify the bearing mechanism for bearing the thrust load and the radial load, it is desirable to use a cross roller bearing.

【0008】この構成の駆動ユニットにおいて、出力部
材の回転方向の原点位置は、軸受け機構の内輪あるいは
外輪に形成した表示手段を固定側の検出手段によって検
出すればよい。従って、この原点位置と、モータの回転
軸の回転位置を検出するために一般的に組み込まれてい
るロータリエンコーダ等の位置検出機構の出力とに基づ
き、出力部材の回転位置を高精度に管理することができ
る。
In the drive unit having this configuration, the origin position in the rotation direction of the output member may be detected by the display means formed on the inner or outer ring of the bearing mechanism by the detection means on the fixed side. Therefore, the rotational position of the output member is managed with high accuracy based on the origin position and the output of a position detecting mechanism such as a rotary encoder which is generally incorporated for detecting the rotational position of the rotating shaft of the motor. be able to.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1には、本発明を適用した駆動
ユニットの例を示してある。
FIG. 1 shows an example of a drive unit to which the present invention is applied.

【0010】本例の駆動ユニット1は、駆動モータ2
と、この駆動モータの回転軸21の回転位置を検出する
ためのロータリエンコーダ31を備えた検出部3と、モ
ータ回転軸21の反対側に同軸状態に連結されている減
速機4と、この減速機出力要素に連結された出力部材5
とから構成されている。検出部3を除く上記の各部分
は、モータケース22および減速機ケース44から構成
されるユニットケース1a内に組み込まれている。
The drive unit 1 of the present embodiment comprises a drive motor 2
A detection unit 3 having a rotary encoder 31 for detecting the rotational position of the rotation shaft 21 of the drive motor; a reduction gear 4 coaxially connected to the opposite side of the motor rotation shaft 21; Output member 5 connected to the machine output element
It is composed of The above-described parts except the detection unit 3 are incorporated in a unit case 1a composed of a motor case 22 and a reduction gear case 44.

【0011】駆動モータ2は、モータケース22の円筒
部22aの内側に取り付けた駆動コイル23と、中空の
モータ回転軸21の外周に取り付けた駆動マグネットを
備えたロータ24とを有している。モータケース22の
両端には円盤状に端壁22b、22cが形成されてお
り、これらによって、モータ回転軸21が回転自在に支
持されている。なお、モータ回転軸21の中空部には中
心軸26が貫通している。
The drive motor 2 has a drive coil 23 mounted inside a cylindrical portion 22a of a motor case 22, and a rotor 24 provided with a drive magnet mounted on the outer periphery of a hollow motor rotation shaft 21. At both ends of the motor case 22, end walls 22b and 22c are formed in a disk shape, and the motor rotating shaft 21 is rotatably supported by these. Note that a central shaft 26 penetrates a hollow portion of the motor rotation shaft 21.

【0012】減速機4はカップ型波動歯車装置であり、
円環状の剛性内歯歯車41と、この内側に配置されたカ
ップ形状をした可撓性外歯歯車42と、この内側に嵌め
た波動発生器43と、円筒状の減速機ケース44とを有
している。可撓性外歯歯車42は、外歯が形成された円
筒部と42aと、この円筒部の一端に連続して半径方向
の内側に延びている円環状のダイヤフラム板42bと、
このダイヤフラム板の中心から同軸状態に延びている円
筒状のボス42cとを備えている。波動発生器43は、
モータ回転軸21の外周に嵌めた円筒状の剛性カム板4
3aと、この外周面に嵌めたボールベアリング43bか
ら構成されている。
The speed reducer 4 is a cup-type wave gear device,
It has an annular rigid internal gear 41, a cup-shaped flexible external gear 42 disposed inside, a wave generator 43 fitted inside this, and a cylindrical reduction gear case 44. are doing. The flexible external gear 42 includes a cylindrical portion having external teeth formed thereon, 42a, and an annular diaphragm plate 42b extending radially inward from one end of the cylindrical portion.
And a cylindrical boss 42c extending coaxially from the center of the diaphragm plate. The wave generator 43
Cylindrical rigid cam plate 4 fitted on the outer periphery of motor rotating shaft 21
3a and a ball bearing 43b fitted on the outer peripheral surface.

【0013】剛性カム板43aは一般に楕円形輪郭をし
ており、可撓性外歯歯車42の外歯形成部分を楕円形に
撓め、その楕円形の長軸の両端位置で剛性内歯歯車41
に噛み合わせている。可撓性外歯歯車42の歯数は剛性
内歯歯車41の歯数に対して2n枚(n:正の整数)の
差があり、本例では2枚少ない。従って、モータ2によ
って波動発生器43が回転すると、両歯車41、42の
噛み合い位置が円周方向に移動して歯数差に対応した相
対回転が発生する。
The rigid cam plate 43a generally has an elliptical contour, deflects the external teeth forming portion of the flexible external gear 42 into an elliptical shape, and places the rigid internal gear at both ends of the major axis of the elliptical shape. 41
Are engaged. The number of teeth of the flexible external gear 42 has a difference of 2n (n: a positive integer) from the number of teeth of the rigid internal gear 41, and in this example, the number is two less. Therefore, when the wave generator 43 is rotated by the motor 2, the meshing position of the two gears 41 and 42 moves in the circumferential direction, and a relative rotation corresponding to the difference in the number of teeth is generated.

【0014】ここで、可撓性外歯歯車42は、そのボス
42cの先端に大径のフランジ42dが形成されてお
り、ここに出力部材5が連結固定されている。この出力
部材5はクロスローラベアリング6によって減速機ケー
ス44に対して回転自在の状態で支持されている。よっ
て、両歯車41、42の間に発生した相対回転は、可撓
性外歯歯車42から出力部材5の側に伝達され、当該出
力部材5が減速回転駆動される。
Here, the flexible external gear 42 has a large-diameter flange 42d formed at the tip of a boss 42c, and the output member 5 is connected and fixed thereto. The output member 5 is rotatably supported by a cross roller bearing 6 with respect to a speed reducer case 44. Therefore, the relative rotation generated between the two gears 41 and 42 is transmitted from the flexible external gear 42 to the output member 5 side, and the output member 5 is driven to rotate at a reduced speed.

【0015】本例では、出力部材5の内側の円形端面5
aの外周縁の側の部分が円筒状に減速機4の側に突き出
ており、このようにして形成された環状突起5bの外周
面にはローラ6aの軌道面6bが形成されている。すな
わち、当該環状突起5bがクロスローラベアリング6の
内輪として機能する。これに対して、クロスローラベア
リング6の外輪6cは、分割型の外輪であり、減速機ケ
ース44の内周面に固定されている。
In this embodiment, the circular end face 5 inside the output member 5
The portion on the outer peripheral edge side of "a" protrudes cylindrically toward the reduction gear 4, and the orbital surface 6b of the roller 6a is formed on the outer peripheral surface of the annular projection 5b thus formed. That is, the annular projection 5b functions as an inner ring of the cross roller bearing 6. On the other hand, the outer ring 6c of the cross roller bearing 6 is a divided outer ring, and is fixed to the inner peripheral surface of the speed reducer case 44.

【0016】ここにおいて、クロスローラベアリング内
輪(環状突起)5bの環状端面には、円周方向の一か所
に、回転方向の原点位置を表示するための表示部(被検
出部)7が形成されている。また、内輪5bの環状端面
に対峙する位置には、減速機ケース44の内周面の一部
を半径方向の内側に突出させることにより形成した環状
突起44cが形成されている。この環状突起44cに
は、表示部7を検出するための検出器8が取り付け固定
されている。検出器8のリード線9は、駆動ユニット1
の外側に引き出されている。
Here, on the annular end face of the cross roller bearing inner ring (annular projection) 5b, a display section (detected section) 7 for displaying the origin position in the rotational direction is formed at one position in the circumferential direction. Have been. At a position facing the annular end surface of the inner ring 5b, an annular projection 44c formed by projecting a part of the inner peripheral surface of the speed reducer case 44 inward in the radial direction is formed. A detector 8 for detecting the display unit 7 is attached and fixed to the annular projection 44c. The lead wire 9 of the detector 8 is connected to the drive unit 1
Has been pulled out to the outside.

【0017】表示部7および検出器8としては、例え
ば、光学式センサを用いることができる。また、磁気セ
ンサを用いてもよい。
As the display unit 7 and the detector 8, for example, an optical sensor can be used. Further, a magnetic sensor may be used.

【0018】このように構成した本例の駆動ユニット1
においては、駆動モータ2の回転軸21の回転角度位置
は、ロータリエンコーダ3によって検出される。また、
出力部材5の回転方向の原点位置は、当該出力部材5と
一体回転する表示部7を検出器8によって検出すること
によって、検出される。従って、これらのモータ回転軸
の回転位置と、出力部材の原点位置とに基づき、出力部
材の回転角度位置を精度良く管理することができる。
The driving unit 1 according to the present embodiment thus configured.
In, the rotation angle position of the rotation shaft 21 of the drive motor 2 is detected by the rotary encoder 3. Also,
The origin position in the rotation direction of the output member 5 is detected by detecting the display unit 7 that rotates integrally with the output member 5 by the detector 8. Therefore, the rotation angle position of the output member can be accurately managed based on the rotation position of the motor rotation shaft and the origin position of the output member.

【0019】よって、多回転アブソリュート・エンコー
ダ等の高価なセンサや複雑な演算機能を備えた高価な信
号処理回路を用いることなく、廉価な構成により、出力
部材の回転角度位置を精度良く管理できる。
Therefore, the rotational angle position of the output member can be managed with high accuracy by using an inexpensive configuration without using an expensive sensor such as a multi-rotation absolute encoder or an expensive signal processing circuit having complicated arithmetic functions.

【0020】(その他の実施の形態)上記の実施例では
減速機として波動歯車装置を用いているが、その他の構
成の減速機を用いることも勿論可能である。
(Other Embodiments) In the above embodiment, a wave gear device is used as a speed reducer, but it is of course possible to use a speed reducer having another structure.

【0021】また、モータ回転軸の回転角度位置を検出
するためのセンサとしては、ロータリエンコーダ以外の
ものを採用してもよいことは勿論である。
Further, it goes without saying that a sensor other than the rotary encoder may be employed as a sensor for detecting the rotation angle position of the motor rotation shaft.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の駆動ユニ
ットは、その出力部材の回転方向の原点位置を検出する
ために、当該出力部材を回転自在に支持している軸受け
機構の内輪あるいは外輪の円周方向の1箇所に表示手段
を形成し、当該表示部を固定位置に配置した検出手段に
よって検出する構成を採用している。
As described above, in order to detect the origin position of the output member in the rotation direction, the drive unit of the present invention has an inner ring or outer ring of a bearing mechanism rotatably supporting the output member. The display means is formed at one location in the circumferential direction, and the display unit is detected by the detection means arranged at a fixed position.

【0023】従って、例えば、モータ回転軸の回転位置
情報と、当該出力部材の原点位置情報とに基づけば、高
価なセンサを搭載することなく、出力部材の回転角度位
置を高精度で管理することができる。
Therefore, for example, based on the rotation position information of the motor rotation shaft and the origin position information of the output member, it is possible to manage the rotation angle position of the output member with high accuracy without mounting an expensive sensor. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した駆動ユニットの一例を示す主
要部分の半断面図である。
FIG. 1 is a half sectional view of a main part showing an example of a drive unit to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動ユニット 1a ユニットケース 2 駆動モータ 22 モータケース 3 検出部 4 減速機 44 減速機ケース 5 出力部材 5b 内輪 6 クロスローラベアリング 6a ローラ 6c 外輪 7 表示部 8 検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive unit 1a Unit case 2 Drive motor 22 Motor case 3 Detector 4 Reducer 44 Reducer case 5 Output member 5b Inner ring 6 Cross roller bearing 6a Roller 6c Outer ring 7 Display 8 Detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F077 PP05 PP19 QQ11 3J027 FA17 FA50 FB34 GB03 GC07 GC22 GD03 GD08 GD12 GE25 5H303 DD01 GG06 GG11 GG20 HH01 HH05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F077 PP05 PP19 QQ11 3J027 FA17 FA50 FB34 GB03 GC07 GC22 GD03 GD08 GD12 GE25 5H303 DD01 GG06 GG11 GG20 HH01 HH05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータと、このモータの回転軸によって
回転される出力部材と、この出力部材をユニットケース
に対して回転自在に支持している軸受け機構とを有する
駆動ユニットにおいて、 前記軸受け機構における前記出力部材に連結されている
内輪あるいは外輪は、当該出力部材の回転方向の原点位
置を表す表示手段を備え、 前記ユニットケースは、前記原点位置を検出する検出手
段を備えていることを特徴とする原点位置検出機能付き
駆動ユニット。
1. A drive unit comprising: a motor; an output member rotated by a rotation shaft of the motor; and a bearing mechanism rotatably supporting the output member with respect to a unit case. The inner ring or the outer ring connected to the output member includes a display unit that indicates an origin position in a rotation direction of the output member, and the unit case includes a detection unit that detects the origin position. A drive unit with a home position detection function.
【請求項2】 請求項1において、 前記モータの出力軸と前記出力部材の間を連結している
減速機を有していることを特徴とする原点位置検出機能
付き駆動ユニット。
2. The drive unit according to claim 1, further comprising a speed reducer that connects an output shaft of the motor and the output member.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記軸受け機構はクロスローラベアリングであることを
特徴とする原点位置検出機能付き駆動ユニット。
3. The drive unit according to claim 1, wherein the bearing mechanism is a cross roller bearing.
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Cited By (6)

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