JP2003301905A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを低減できるとともに、伝達効率
を良好にする。 【解決手段】 この装置は、被動装置を回転駆動すると
ともに、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィー
ドバック制御するための装置であって、モータ１と、減
速装置２と、速度検出機構３とを備えている。減速装置
２は、モータの回転が入力され、回転部材の摩擦接触に
よりトルク伝達を行う摩擦伝達部と、歯車の噛み合いに
よりトルク伝達を行う歯車伝達部とを有し、モータから
の回転を減速して出力する。速度検出機構は減速装置の
出力回転速度を検出する。そして、摩擦伝達部を構成す
る複数の回転部材のうちの少なくとも１つは、構造体と
弾性体とを有する弾性体付回転部材であり、弾性体付回
転部材の弾性体はヤング率が１×１０² Mpa以下であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動装置、特
に、複写機の感光体ドラム等を低速度かつ高精度に回転
駆動するとともに、出力回転速度を検出して駆動回転速
度をフィードバック制御可能な回転駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置や印刷機械等に
おいては、感光体ドラムやフィルムの送りのためのロー
ラを低速度かつ高精度で回転するための回転駆動装置が
必要となる。従来のこの種の装置は、モータと、モータ
の回転を減速する遊星方式の減速装置とを備えている。
そして、遊星方式の減速装置としては、歯車式の減速装
置と、トラクションすなわち摩擦伝達方式による減速装
置とがあり、それぞれ、太陽車、インタナルリング、遊
星車及びキャリアを有している。

【０００３】トラクション方式の減速装置では、太陽
車、インタナルリング及び遊星車をそれぞれ互いに圧接
することによってトルクを摩擦伝達するような構成とな
っている。そして、太陽車、インタナルリング及び遊星
車はそれぞれ主に鉄系材料により製作されている。この
ような従来のトラクション方式の減速装置においては、
太陽車、インタナルリング及び遊星車の各摩擦接触部は
グリス等のトラクションオイルを介してトルク伝達が行
われるようになっており、各接触部の焼き付き等を防止
したり、あるいは鉄系材料同士のトルク伝達力の増加を
図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のト
ラクション方式の減速装置では、減速装置内部にトラク
ションオイルが充填されるために、このオイルが漏れ出
すのを防止するためにシール部材等が必要になる。ま
た、シール部材が当接する面を高精度に仕上げなければ
ならない。

【０００５】さらに、高い回転精度を得るためには、太
陽車、インタナルリング及び遊星車の各摩擦接触部を高
い精度で加工する必要があるとともに、組み付け精度も
高い精度が要求され、製造コストが高くなる。本発明の
課題は、主に製造コストを低減することにある。本発明
の別の課題は、製造コストを低減できるとともに、伝達
効率を良好にすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る回転駆動
装置は、被動装置を回転駆動するとともに、出力回転速
度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御するた
めの装置であって、回転駆動源としてのモータと、減速
装置と、速度検出機構とを備えている。減速装置は、モ
ータの回転が入力され、１つ以上の回転部材の摩擦接触
によりトルク伝達を行う摩擦伝達部を有し、モータから
の回転を減速して出力する。速度検出機構は減速装置の
出力回転速度を検出する。そして、減速装置の摩擦伝達
部を構成する複数の回転部材のうちの少なくとも１つ
は、摩擦接触部以外の部分を構成する構造体と摩擦接触
部を構成する弾性体とを有する弾性体付回転部材であ
り、弾性体付回転部材の弾性体はヤング率が１×１０²
MPa以下である。

【０００７】この装置では、モータの回転が減速装置に
よって減速されて出力され、被動装置が駆動される。こ
のとき、減速装置では、その少なくとも一部において回
転部材の摩擦接触によりトルク伝達が行われる。摩擦伝
達部を構成する回転部材のうちの少なくとも１つは構造
体と弾性体とからなる弾性体付回転部材であり、弾性体
が相手の回転部材と接触して、トルク伝達が行われる。
このとき、弾性体の摩擦接触に起因して回転精度が劣化
する。しかし、この装置では、減速装置の出力回転速度
が検出され、この検出結果に基づいて、出力回転速度が
所望の設定速度になるようにモータの回転速度がフィー
ドバック制御される。したがって、弾性体の接触による
トルク伝達にもかかわらず、所望の出力回転数を精度良
く得られる。

【０００８】ここでは、摩擦伝達部を構成する回転部材
が構造体と弾性体とで構成されており、弾性体が摩擦接
触してトルク伝達が行われる。したがって、例えば、減
速装置を、摩擦伝達による部分と、歯車伝達による部分
とに区分けした場合、摩擦伝達による部分においては、
従来装置のようなトラクションオイルが不要となり、シ
ール部材が不要になるとともに、シール部材が接触する
相手側部材の高精度の加工も不要になる。また、一部に
歯車の噛み合いによる伝達部分を含んでいても、その部
分のみを潤滑剤が含浸された樹脂等により形成すれば、
前記同様に、トラクションオイルが不要となり、すべて
の部材を潤滑剤が含浸された樹脂等により構成する場合
に比較して製造コストが安価になる。

【０００９】また、回転部材の摩擦接触する部分以外は
構造体で形成されているので、この構造体の強度を高く
することによって強度不足になることもない。さらに、
回転部材の加工誤差や組み付け誤差を弾性体の弾性変形
により吸収できるので、回転部材の加工精度、加工方
法、材料の選択肢が広がる。以上より、製造コストが低
減できる。特に、弾性体のヤング率が１×１０² MPa以
下であるので、十分な弾性変形が得られる。

【００１０】ここで、速度検出機構を減速装置内部に配
置して軸方向寸法の短縮を図る場合、従来装置では、速
度検出機構が設けられる部分とオイルが充填された減速
機構部とを区分けする必要があった。しかし、この装置
では、前述のように、減速機構部におけるオイルを不要
とすることが可能となり、この場合は、減速装置内部に
速度検出機構を配置してもこの部分を隔離するための部
材が不要となり、装置の小型化が実現するとともに、構
成が簡単になる。

【００１１】なお、弾性体付回転部材を複数個所に用い
る場合、弾性体あるいは構造体を用いられる個所によっ
て異ならせるようにしても良い。請求項２に係る回転駆
動装置は、請求項１の装置において、摩擦接触部におけ
る弾性体の摩擦係数は、０．１以上である。この場合
は、弾性体の摩擦係数が大きいので、摩擦接触部の押し
付け力を従来装置に比較して小さくすることができ、従
来装置において必要とされた付勢部材を省略することも
可能となる。

【００１２】請求項３に係る回転駆動装置は、請求項１
又は２の装置において、弾性体付回転部材の構造体は、
ヤング率が１×１０² MPaを越えるものである。この場
合は、構造体の強度を確保することができる。請求項４
に係る回転駆動装置は、請求項１から３のいずれかの装
置において、速度検出機構の検出結果に基づいてモータ
の回転制御を行う回転制御手段をさらに備えている。

【００１３】この場合においても、請求項１と同様の作
用効果を奏する。請求項５に係る回転駆動装置は、請求
項１から４のいずれかの装置において、構造体は外周部
全周に溝を有しており、弾性体は溝に装着されている。
ここでは、仕様に応じて種々の弾性体を選択し、構造体
に容易に装着することができる。したがって、構造体を
共通化しながら、種々の特性を有する弾性体付回転部材
を容易に実現できる。

【００１４】請求項６に係る回転駆動装置は、請求項１
から５のいずれかの装置において、弾性体は構造体の外
周面に構造体と一体的に設けられている。ここで、「一
体的」とは、接着、コーティング等により設けられてい
ることを意味する。この場合は弾性体付回転部材の加工
が簡単になる。請求項７に係る回転駆動装置は、請求項
１から６のいずれかの装置において、構造体は樹脂成型
品である。

【００１５】ここでは、構造体を樹脂成型品とすること
により、製造コストを抑えることができる。請求項８に
係る回転駆動装置は、請求項１から７のいずれかの装置
において、弾性体はゴム、樹脂及びこれらの複合品のう
ちの１つで形成されている。この場合は、従来の鉄系の
材料で形成されている回転部材に比較して、摩擦係数を
大きくでき、また加工精度を高くする必要性がない。さ
らに潤滑剤が不要になる。したがって、製造コストを抑
えることができるとともに、摩擦接触部の押し付け力を
小さくでき、特に差動型の遊星方式においては、インタ
ナルリングを遊星車に押し付けるための付勢部材をなく
すことが可能である。

【００１６】請求項９に係る回転駆動装置は、請求項１
から８のいずれかの装置において、減速装置は少なくと
も２つの回転伝達部を有し、少なくとも２つの回転伝達
部は、弾性体付回転部材の摩擦接触による回転伝達部
と、歯車の噛み合いによる回転伝達部とを含んでいる。
この場合は、摩擦接触による伝達部を含むので、前記同
様の作用効果が得られると共に、歯車の噛み合いによる
回転伝達部を含むので、伝達効率の低下が抑えられる。

【００１７】請求項１０に係る回転駆動装置は、請求項
９に記載の装置において、減速装置は、モータの回転軸
先端部に設けられ外周に歯が形成された太陽歯車と、太
陽歯車と同心に配置されたインタナルリングと、太陽歯
車と噛み合う歯が外周に形成された複数の遊星歯車と、
インタナルリングに摩擦接触するとともに遊星歯車と相
対回転不能に設けられた複数の遊星ローラと、複数の遊
星歯車及び遊星ローラを支持するキャリアと、キャリア
が連結された出力軸とを有している。そして、複数の遊
星ローラ及びインタナルリングのうちの少なくとも１つ
が弾性体付回転部材である。

【００１８】この装置は、減速装置が遊星方式で構成さ
れており、モータの回転は太陽歯車に入力され、この回
転は太陽歯車と噛み合う遊星歯車に伝達される。減速機
構部では、遊星歯車と遊星ローラとは相対回転不能に設
けられ、遊星ローラはインタナルリングに摩擦接触して
いる。したがって、太陽歯車の回転はこの減速機構によ
って減速されてキャリアから出力される。

【００１９】このような遊星方式の減速装置では、前記
同様の効果に加え、太陽歯車と遊星歯車とを歯による噛
み合い伝達としているために、回転が効率よく伝達され
る。なお、太陽歯車と遊星歯車との噛み合いによって速
度変動が生じるが、ここで発生した速度変動は、それよ
り出力側の遊星ローラとインタナルリングとの摩擦接触
部に設けられた弾性体により吸収することができ、出力
側に速度変動を伝えにくくすることができる。

【００２０】請求項１１に係る回転駆動装置は、請求項
９の装置において、減速装置は、モータの回転軸先端部
に設けられた太陽ローラと、太陽ローラと同心に配置さ
れ内周に歯が形成された内歯車と、太陽ローラと摩擦接
触する複数の遊星ローラと、内歯車に噛み合う歯が外周
に形成されるとともに遊星ローラと相対回転不能に設け
られた複数の遊星歯車と、複数の遊星ローラ及び遊星歯
車を支持するキャリアと、キャリアが連結された出力軸
とを有している。そして、複数の太陽ローラ及び遊星ロ
ーラのうちの少なくとも１つが弾性体付回転部材であ
る。

【００２１】この装置は、減速装置が遊星方式で構成さ
れており、モータの回転は太陽ローラに入力され、この
回転は太陽ローラと噛み合う遊星ローラに伝達される。
減速機構部では、遊星ローラと遊星歯車とは相対回転不
能に設けられ、遊星歯車は内歯車に摩擦接触している。
したがって、太陽ローラの回転はこの減速機構によって
減速されてキャリアから出力される。

【００２２】このような遊星方式の減速装置において
は、前記同様の効果に加え、太陽ローラと遊星ローラと
の摩擦接触によって減速された後に遊星歯車と内場歯車
とを噛み合わせているので、歯車同士の噛み合い部で
は、回転が比較的低く、したがってこの噛み合い部で発
生する速度変動は周波数の低い周期的な変動となる。し
たがって、一般的なフィードバック制御や学習制御ある
いはこれらの制御の組み合わせによって、効果的に速度
変動を抑えることができる。

【００２３】請求項１２に係る回転駆動装置は、請求項
９の装置において、減速装置は、第１伝達機構と第２伝
達機構とを備えている。第１伝達機構は、第１出力軸を
有し、モータの回転軸との間で回転伝達を行って第１出
力軸に回転を出力する機構である。第２伝達機構は、第
２出力軸を有し、第１伝達機構との間で回転伝達を行っ
て第２出力軸に回転を出力する機構である。そして、第
１及び第２伝達機構のうちの一方は弾性体付回転部材を
用いた摩擦接触による回転伝達を行い、他方は歯車の噛
み合いによる回転伝達である。

【００２４】この場合も、前記同様の作用効果が得られ
る。請求項１３に係る回転駆動装置は、請求項９の装置
において、減速装置は、遊星歯車機構により減速を行う
第１伝達機構と、第１伝達機構の入力側又は出力側に設
けられ１対の回転部材により減速を行う第２伝達機構と
を有している。そして、第１及び第２伝達機構のうちの
一方は弾性体付回転部材を用いた摩擦接触による回転伝
達を含んだ伝達機構であり、他方は歯車の噛み合いによ
る回転伝達を含んだ伝達機構である。

【００２５】この場合も前記同様の作用効果が得られ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］図１は本発明の
第１実施形態による回転駆動装置を示したものである。
図１に示された回転駆動装置は、モータ１と、モータ１
からの回転を減速して出力する遊星方式の減速装置２
と、減速装置２の出力回転速度を検出するための速度検
出機構３とを備えている。またこの回転駆動装置は、速
度検出機構３からの出力が入力されるコントローラ４
と、コントローラ４からの制御信号に従ってモータ１の
回転速度を制御するドライブ装置５とをさらに有してい
る。

【００２７】モータ１は、カップ状のロータハブ１０
と、ロータハブ１０内壁に固定されたロータマグネット
１１と、中心部に配置されたブラケット１２と、ロータ
マグネット１１とブラケット１２との間に配置されたコ
イル１３と、回転軸１４とを有している。そして、ブラ
ケット１２は、筒状の軸受ホルダ部１５と、軸受ホルダ
部１５の出力側端部（図１において左端部）に径方向外
方に広がるように延びて形成されたモータフランジ１６
とを有している。回転軸１４は軸受ホルダ部１５の内周
部に１対のボールベアリング等の軸受１７，１８を介し
て回転自在に支持されている。また、回転軸１４の先端
は減速装置２内に進入して減速装置２の入力部である太
陽歯車２０を構成している。減速装置２側の軸受１７の
外輪には、両軸受１７，１８に予圧を与えるためのバネ
１９が設けられている。

【００２８】減速装置２は、モータ１の回転を例えば１
回転／秒程度に減速する差動型の遊星機構を有してお
り、太陽歯車２０と、インタナルリング２１と、複数
（本実施形態では３個であるが、図では２個のみが現れ
ている）の遊星歯車２２及び遊星ローラ２３と、各遊星
歯車２２及び遊星ローラ２３を回転自在に支持するキャ
リア２４と、出力軸２５とを有している。そして、太陽
歯車２０、インタナルリング２１、複数の遊星歯車２２
及び遊星ローラ２３及びキャリア２４はハウジング２６
内に収納されている。ハウジング２６のモータと逆側の
端面には出力軸２５が貫通する孔が形成されており、出
力軸２５は１対の軸受２７，２８を介してハウジング２
６に回転自在に支持されている。

【００２９】太陽歯車２０は、外周に歯が形成された平
歯車であり、回転軸１４の先端部に一体で形成されてい
る。インタナルリング２１は、図２に拡大して示すよう
に、それぞれ円環状の固定リング２１ａ及び可動リング
２１ｂを有しており、両リング２１ａ及び２１ｂは遊星
歯車２２を挟むように対向して設けられている。固定リ
ング２１ａはハウジング２６に対して軸方向及び回転方
向に移動不能に固定されている。また、可動リング２１
ｂは、ハウジング２６に対して、軸方向に移動自在で、
かつ相対回転不能に装着されている。そして、両リング
２１ａ，２１ｂの内周部の対向する面は、それぞれテー
パ状に形成されている。

【００３０】遊星歯車２２及び遊星ローラ２３は、後述
する弾性体を除いて一体に形成されており、中央部に孔
が形成されている。そして、遊星歯車２２及び遊星ロー
ラ２３は、この孔に挿入されたロッド２９により、キャ
リア２４に対して片持ちで回転自在に支持されている。
遊星歯車２２は、外周に歯が形成された平歯車であり、
太陽歯車２０と噛み合っている。また、遊星ローラ２３
は、遊星歯車２２と一体形成された鉄系の金属製の構造
体２３ａと、比較的弾性変形が容易なゴム又は樹脂ある
いはこれらの複合体からなる弾性体２３ｂとから構成さ
れている。構造体２３ａは遊星歯車２２の両側面に遊星
歯車２２の外径よりも小径に形成されており、この構造
体２３ａの外周面全周には断面略半円形状の溝が形成さ
れている。弾性体２３ｂは、断面円形の部材であり、構
造体２３ａの溝に固定されている。そして、弾性体２３
ｂに固定リング２１ａ及び可動リング２１ｂの内周面に
形成されたテーパ面に摩擦接触している。

【００３１】ここで、構造体２３ａとしては、金属製以
外に、樹脂で形成することも可能である。この場合、ヤ
ング率が１×１０²MPaを越えるような樹脂で形成される
ことが望ましく、ヤング率が１×１０³MPa以上であれ
ば、より好ましい。また、弾性体２３ｂとしては、ヤン
グ率が１×１０²MPa以下であればよく、１０MPa以下が
より好ましい。なお、弾性体２３ｂのヤング率は、耐久
性の面から、０．１MPa以上が好ましい。さらに、弾性
体２３ｂの相手部材に対する摩擦係数としては、０．１
以上が好ましく、０．３以上がより好ましい。

【００３２】また、可動リング２１ｂの側方には圧縮コ
イルばね３０が配置されており、この圧縮コイルばね３
０により可動リング２１ｂは常に固定リング２１ａ側に
付勢されている。これにより、各遊星ローラ２３の弾性
体２３ｂと固定リング２１ａ及び可動リング２１ｂとの
各接触面とに所定の圧接力が与えられ、各弾性体２３ｂ
が弾性変形して相手部材に圧接されている。なお、遊星
ローラ２３に装着される弾性体２３ｂをより弾性変形し
やすい材質のゴム等で形成することにより、圧縮コイル
ばね３０を省略することも可能である。

【００３３】キャリア２４は、リング状の部材であり、
中心部の孔には出力軸２５が挿入されて互いに相対回転
不能に固定されている。なお、キャリア２４と出力軸２
５とは一体に形成することも可能である。速度検出機構
３は、キャリア２４の側面に固定されたパルス円板３５
と、投光器及び受光器を含む光検出器３６とを有してい
る。このような構成により、キャリア２４、すなわち出
力軸の回転速度が検出され、検出結果はコントローラ４
に送られる。

【００３４】コントローラ４は、ＣＰＵ等で構成された
モータ駆動信号を出力できる制御回路であり、光検出部
３６からの検出出力に基づいて、出力回転速度が所望の
設定値になるようにモータ駆動信号を出力する回路であ
る。また、ドライバ装置５は、コントローラ４からのモ
ータ駆動信号に基づいてモータ１を駆動するための装置
である。

【００３５】次に動作について説明する。モータ１を駆
動することによって回転軸１４が回転すると、この回転
は減速装置２に入力される。この回転は、太陽歯車２０
と遊星歯車２２の歯数、遊星ローラ２３とインタナルリ
ング２１の外径及び内径によって決まる減速比によって
減速され、キャリア２４及び出力軸２５を介して出力さ
れる。

【００３６】このとき、キャリア２４の側面に固定され
たパルス板３５及び光検出器３６によってキャリア２４
の回転速度がパルス信号として検出され、このパルス信
号はコントローラ４に入力される。コントローラ４で
は、光検出器３６により得られた回転速度検出パルスと
基準パルスとの位相差が検出され、この位相差がなくな
るようなモータ駆動信号がドライブ装置５に入力され
る。そして、ドライブ装置５からの駆動信号によってモ
ータ１の回転速度が増減される。

【００３７】このようなフィードバック制御によって、
減速装置２の出力回転速度が所望の設定速度になるよう
にモータ１の回転速度が制御される。この装置では、太
陽歯車２０と遊星歯車２２とが歯車の噛み合いによりト
ルク伝達しているので、両者間にすべりがなく、摩擦接
触に比較して伝達効率が向上する。また、この歯車の噛
み合いによる伝達によって、速度変動が生じるが、出力
側に設けられた遊星ローラ２３とインタナルリング２１
との間の弾性体による摩擦接触によって、速度変動が吸
収できる。

【００３８】また、遊星ローラ２３を、摩擦接触する部
分以外の金属製構造体２３ａと、摩擦接触する部分のゴ
ム又は樹脂製弾性体２３ｂとで構成しているので、歯車
部分を潤滑剤を含浸させたような樹脂で形成することに
より、従来装置において必要であったトラクションオイ
ルが不要となる。そして、トラクションオイルが不要と
なるので、シール部材やシール部材が摺接する相手部材
のシール面の高精度の加工が不要となる。また、弾性体
２３ｂの弾性変形により組み付け誤差、加工誤差等を吸
収できるので、各部の加工精度を従来に比較して低くで
きる。さらに、構造体２３ｂにより強度を確保しつつ摩
擦接触部の摩擦係数を大きくでき、効率的なトルク伝達
を行うことができる。

【００３９】［第１実施形態の変形例］以下に、第１実
施形態の変形例を示す。 （１）図３に遊星歯車及び遊星ローラの他の例を示す。
遊星歯車４０は前記同様に太陽歯車２０に噛み合い可能
な平歯車である。また、遊星ローラ４１は、遊星歯車４
０と一体形成された構造体４１ａと、弾性体４１ｂとか
ら構成されている。構造体４１ａは遊星歯車４０の側面
に形成され、その外周面は外方に行くに従って小径とな
るテーパ状に形成されている。各部材の材料は前記例と
同様である。しかしこの例では、構造体４１ａの外周面
全周に弾性体４１ｂが接着あるいはコーティングにより
設けられている。

【００４０】（２）図４に示す例では、遊星歯車４５と
遊星ローラ４６とが一体形成されている。遊星歯車４５
は前記同様に太陽歯車２０に噛み合い可能な平歯車であ
る。また、遊星ローラ４６は遊星歯車４５の両側面に形
成され、前記同様に、その外周面は外方に行くに従って
小径となるテーパ状に形成されている。一方、インタナ
ルリング４７はそれぞれ円環状の固定リング４７１及び
可動リング４７２を有しており、両リング４７１，４７
２は遊星歯車４５及び遊星ローラ４６を挟むように対向
して設けられている。そして、両リング４７１，４７２
は、構造体４７１ａ，４７２ａと、弾性体４７１ｂ，４
７２ｂとから構成されている。両部材の材質は前記例と
同様である。構造体４７１ａ，４７２ａは内周部の対向
する面がそれぞれテーパ状に形成されており、遊星ロー
ラ４６のテーパ状外周面と対向している。そして、弾性
体４７１ｂ，４７２ｂは構造体４７１ａ，４７２ａの内
周テーパ面に接着あるいはコーティングにより設けられ
ており、それぞれ遊星ローラ４６と摩擦接触している。

【００４１】（３）図５に示す例では、インタナルリン
グを構成する１対のリング５０，５１が弾性体で構成さ
れている。すなわち、この例におけるインタナルリング
は、全体が弾性体で構成されており、構造体は有してい
ない。他の構成は図４に示す例と同様である。この場合
は、インタナルリングにおいて大きく弾性変形量を確保
できるので、リングを付勢するための部材（圧縮コイル
ばね）をなくすことができる。

【００４２】（４）図６に示す例は、図４及び図５に示
す例と基本的構成は同じである。ここでは、遊星ローラ
５６及びインタナルリング５７の形状が異なっている。
すなわち、遊星ローラ５６は遊星歯車４５の両側面に円
筒状に形成されており、構造体のみからなっている。ま
た、インタナルリング５７は、１対のリングが一体形成
された構造体５７ａと、弾性体５７ｂとから構成されて
いる。弾性体５７ｂは一体形成された１対のリングの内
周端面に接着あるいはコーティングにより設けられてい
る。各部材の材質は前記例と同様である。

【００４３】［第２実施形態］図７に本発明の第２実施
形態を示す。この実施形態は減速装置部分のみが異な
り、他の構成は前記第１実施形態と同様である。この減
速装置６０は、太陽ローラ６１と、遊星ローラ６２及び
遊星歯車６３と、内歯車６４と、遊星ローラ６２及び遊
星歯車６３を支持するキャリア６５とを有している。

【００４４】太陽ローラ６１はモータ回転軸１４の先端
部に形成されている。遊星ローラ６２及び遊星歯車６３
は、後述する弾性体６２ｂを除いて金属又は樹脂によっ
て一体形成されており、中央部に形成された孔を挿通す
るロッド６６によってキャリア６５に片持ち支持されて
いる。遊星ローラ６２は、構造体６２ａと弾性体６２ｂ
とから構成されている。構造体６２ａは外周全周に断面
略半円形状の溝を有している。そして、この溝６２ａに
弾性体６１ｂが嵌め込み等によって固定されており、弾
性体６１ｂが太陽ローラ６１の外周に摩擦接触してい
る。各部材の材質、ヤング率及び摩擦係数は前記例と同
様である。また、遊星歯車６３は、外周に歯を有する平
歯車であり、遊星ローラ６２の側部に形成され、遊星ロ
ーラ６２の外径よりは小径である。内歯車６４は、リン
グ状に形成されており、ピン６７によりハウジングに固
定されている。そして、この内歯車６４の内周面には遊
星歯車６３と噛み合う歯が形成されている。

【００４５】この実施形態の動作は、前記同様である
が、ここでは、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合
いがある。したがって、歯車の噛み合いによる速度変動
を弾性体によって吸収することができない。しかし、こ
の装置では、減速された後に、歯車での噛み合い部分が
あるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数
（以下、噛み合い周波数と記す）が比較的低くなる。一
方、モータの周波数的な応答は、低周波数の場合に応答
性がよいので、噛み合いによる速度変動をフィードバッ
ク制御で打ち消す場合に、打ち消しやすくなる。

【００４６】速度変動を打ち消す場合の制御方法として
は、以下の方法がある。 ＜一般的なフィードバック制御＞モータの周波数応答が
噛み合い周波数よりも高ければ、フィードバック制御で
噛み合い変動を緩和することができる。 ＜学習制御＞この装置での噛み合いは、内歯車の歯形に
依存しているので、一旦、回転結果をサンプリングし、
出力軸における打ち消すべき周期に同期して、その変動
をキャンセルするようにモータの回転制御を行う。

【００４７】＜学習制御＋フィードバック＞フィードバ
ック制御に継続的に学習制御を併用して回転制御を行
う。すなわち、フィードバック制御を行いながら、フィ
ードバック制御でとりきれない周期性変動に対して、常
に、回転結果をサンプリングし、出力軸における打ち消
すべき周期に同期して、その変動をキャンセルするよう
に、モータの回転指令を発生させる。

【００４８】［第２実施形態の変形例］以下に、第２実
施形態の変形例を示す。 （１）図８に示す遊星ローラ６２’は、構造体６２ａ’
と弾性体６２ｂ’とから構成されている。各部材の材料
等は前記例と同様である。しかし、この例では、構造体
６２ａ’の外周面全周に弾性体６２ａ’が接着あるいは
コーティングにより設けられている。

【００４９】（２）図９に示す減速装置７０は、太陽ロ
ーラ７１と、遊星ローラ７２及び遊星歯車６３と、内歯
車６４と、遊星ローラ７２及び遊星歯車６３を支持する
キャリア６５とを有している。この装置は、太陽ローラ
７１及び遊星ローラ７２のみが前記例と異なり、他の構
成は同様である。すなわち、太陽ローラ７１は、モータ
回転軸１４の先端部に形成された構造体７１ａと、構造
体７１ａの外周に設けられた弾性体７１ｂとから構成さ
れている。弾性体７１ｂは構造体７１ａの外周に接着、
コーティングあるいは嵌め込みによって設けられてい
る。各部材の材質、ヤング率及び摩擦係数は前記例と同
様である。

【００５０】遊星ローラ７２は円板状の部材であり、そ
の外周が太陽ローラ７１の弾性体７１ｂと摩擦接触して
いる。［第３実施形態］図１０に本発明の第３実施形態
を示す。この装置は、２段型親子方式の内接型減速装置
であり、モータ１と、第１減速部８０及び第２減速部８
１からなる減速装置８２と、減速装置８２の出力回転速
度を検出するための速度検出機構３と、コントローラ４
と、ドライブ装置５とを有している。モータ１、速度検
出機構３、コントローラ４及びドライブ装置５の構成に
ついては前記第１実施形態と同様である。

【００５１】第１減速部８０は、モータ回転軸１４の先
端部に一体形成された太陽歯車８５と、内歯車８６とを
有している。内歯車８６は、太陽歯車８５と噛み合う歯
車部８７と、歯車部８７の中心部に設けられた中間出力
軸８８とを有している。そして、中間出力軸８８がハウ
ジングの壁８９に軸受を介して回転自在に支持されてい
る。

【００５２】第２減速部８１は、出力軸９０と一体形成
された摩擦車９１を有し、出力軸９０は２つの軸受を介
してハウジングのエンドカバーに回転自在に支持されて
いる。摩擦車９１は、金属あるいは樹脂製の構造体９２
と、構造体９２の内周部に固定されたゴム又は樹脂製あ
るいはこれらの複合体からなる弾性体９３とを有してい
る。構造体９２は、円板状の部材であり、円板部９２ａ
と、円板部９２ａの外周部から出力軸９０と平行に延び
て形成された円筒部９２ｂとを有している。そして、弾
性体９３は円筒部９２ｂの内周面全周に固定されてい
る。

【００５３】このような摩擦車９１における構造体９２
及び弾性体９３の材質、ヤング率及び摩擦係数について
は、前記実施形態と同様である。このような構成の回転
駆動装置では、モータ１の回転は、第１減速部８０によ
り減速された回転が中間出力軸８８に出力され、さらに
第２減速部８１によって減速されて出力軸９０に出力さ
れる。出力軸９０の回転速度は速度検出機構３によって
検出され、前記実施形態同様に、コントローラ４及びド
ライブ装置５によって回転速度がフィードバック制御さ
れる。したがって、出力軸９０の回転速度を高い精度で
所望の回転速度に制御することができる。

【００５４】ここでは、第１減速部８０は歯車の噛み合
いによって回転が伝達されるので、良好な伝達効率が得
られる。また、歯車の噛み合いによって速度変動が生じ
るが、この速度変動は、第２減速部８１の弾性体による
摩擦接触によって吸収され、スムーズな回転出力が得ら
れる。 ［第４実施形態］図１１に本発明の第４実施形態を示
す。

【００５５】この実施形態の装置は、前記第３実施形態
における第１減速部と第２減速部の回転伝達部の構成を
逆にしたものである。すなわち、第１減速部１００は摩
擦接触による回転伝達を行い、第２減速部１０１は歯車
の噛み合いによる回転伝達を行っている。他の構成は前
記実施形態と同様である。まず、第１減速部１００は、
中間出力軸１０５を有する摩擦車１０６を有している。
摩擦車１０６は、前記同様に、円板部及び円板部の外周
部から出力軸１０７と平行に延びて形成された円筒部を
有する構造体１１０と、構造体１１０の円筒部の内周面
全周に固定された弾性体１１１とを有している。

【００５６】また、第２減速部１０１は、摩擦車１０６
の中間出力軸１０５にキーにより固定された小歯車１１
５と、出力軸１０７と一体形成され小歯車１１５と噛み
合う内歯車１１６とを有している。動作は、基本的には
前記第３実施形態と同様であるが、この場合は、第２実
施形態と同様に、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み
合いがあるので、噛み合いによって生じる速度変動の周
波数が比較的低くなり、噛み合いによる速度変動をフィ
ードバック制御で打ち消しやすくなる。

【００５７】［第５実施形態］図１２に本発明の第５実
施形態を示す。この実施形態は、第３実施形態と比較し
て第１減速部が異なるのみで、他の構成は同じである。
すなわち、この装置における第１減速部１２０は、回転
軸１４の先端部に形成された太陽歯車８５と、外周に太
陽歯車８５と噛み合う歯が形成された減速歯車１２１と
を有している。この減速歯車１２１は２つの軸受１２
２，１２３によって支持された中間出力軸１２４に固定
されている。

【００５８】この実施形態によっても、前記第３実施形
態と同様の効果が得られる。 ［第６実施形態］図１３に本発明の第６実施形態を示
す。この実施形態の装置は、前記第５実施形態における
第１減速部と第２減速部の回転伝達部の構成を逆にした
ものである。すなわち、第１減速部１３０は摩擦接触に
よる回転伝達を行い、第２減速部１３１は歯車の噛み合
いによる回転伝達を行っている。他の構成は前記実施形
態と同様である。

【００５９】第１減速部１３０は、摩擦車１３２を有し
ており、この摩擦車１３２は２つの軸受１２２，１２３
によって支持された中間出力軸１３３に固定されてい
る。摩擦車１３２は構造体１３４と構造体１３４の外周
面全周に設けられた弾性体１３５とを有している。そし
て、弾性体１３５が回転軸１４の先端部に摩擦接触して
いる。

【００６０】第２減速部１３１は、中間出力軸１３３の
端部に一体形成された小歯車１４０と、図１１に示した
内歯車１１６と同様の内歯車１４１とを有している。す
なわち、この内歯車１４１は、出力軸１４２と一体形成
され、小歯車１４０と噛み合っている。動作は、基本的
には前記第５実施形態と同様であるが、この場合は、第
２及び第４実施形態と同様に、摩擦接触部の出力側に歯
車による噛み合いがあるので、噛み合いによって生じる
速度変動の周波数が比較的低くなり、噛み合いによる速
度変動をフィードバック制御で打ち消しやすくなる。

【００６１】［他の実施形態］ （１）前記各実施形態では、遊星ローラと遊星歯車とを
一体で形成したが、これらは別体で形成しても良い。 （２）遊星減速機構を用いる場合、前記実施形態では遊
星ローラと遊星歯車との径が異なる差動式遊星機構を例
にとったが、両者の径が同径の単純遊星機構にも本発明
を同様に適用できる。

【００６２】（３）減速装置の構成は前記各実施形態の
例に限定されない。例えば、図１４に模式的に示すよう
に、モータ１の回転を１対の歯車１５０，１５１の噛み
合いにより減速する第１伝達機構１５２と、この第１伝
達機構１５２の出力が入力される遊星方式の第２伝達機
構１５３とを配置し、この第２伝達機構１５３を構成す
る太陽車１５４、遊星車１５５及びインタナルリング１
５６の少なくとも１つに弾性体付回転部材を用いてもよ
い。また、逆に、第１伝達機構１５２を、弾性体付回転
部材を用いた摩擦伝達とし、第２伝達機構１５３を歯車
の噛み合いによる回転伝達としても良い。

【００６３】さらに、図１５に模式的に示すように、モ
ータ１の回転が入力される遊星方式の第１伝達機構１６
０と、この第１伝達機構１６０の出力が入力され１対の
歯車１６１，１６２の噛み合いにより減速を行う第２伝
達機構１６３とを配置し、第１伝達機構１６０を構成す
る太陽車１６４、遊星車１６５及びインタナルリング１
６６の少なくとも１つに弾性体付回転部材を用いてもよ
い。また、逆に、第２伝達機構１６３を、弾性体付回転
部材を用いた摩擦伝達とし、第１伝達機構１６０を歯車
の噛み合いによる回転伝達としても良い。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明では、トラクション
方式の減速装置における摩擦車を、構造体と適度なヤン
グ率を有する弾性体とで構成したので、摩擦接触部の潤
滑が不要となる。また、摩擦車の摩擦接触する部分以外
は構造体で形成されているので、この構造体の強度を高
くすることによって強度不足になることもない。さら
に、組み付け誤差、加工誤差を弾性体の弾性変形により
吸収できるので、摩擦車の加工精度、加工方法、材料の
選択肢が広がり、製造コストを低減できる。

【００６５】また、前述の弾性体付の摩擦車と併せて、
伝達部の一部を歯車の噛み合いにした場合は、前記効果
に加えて、回転伝達時の損失を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による回転駆動装置の断
面構成図。

【図２】図１の拡大部分図。

【図３】第１実施形態の変形例を示す図。

【図４】第１実施形態の変形例を示す図。

【図５】第１実施形態の変形例を示す図。

【図６】第１実施形態の変形例を示す図。

【図７】第１実施形態の変形例を示す図。

【図８】第２実施形態の変形例を示す図。

【図９】第２実施形態の変形例を示す図。

【図１０】本発明の第３実施形態による回転駆動装置の
断面構成図。

【図１１】本発明の第４実施形態による回転駆動装置の
断面構成図。

【図１２】本発明の第５実施形態による回転駆動装置の
断面構成図。

【図１３】本発明の第６実施形態による回転駆動装置の
断面構成図。

【図１４】本発明のさらに他の実施形態による回転駆動
装置の模式図。

【図１５】本発明のさらに他の実施形態による回転駆動
装置の模式図。

【符号の説明】

１−−−モータ ２−−−減速装置 ４−−−コントローラ ５−−−ドライブ装置 ２０−−−太陽歯車 ２１，４７−−−インタナルリング ２２，４０，４５，６３−−−遊星歯車 ２３，４１，４６，５６，６２，７２−−−遊星ローラ ２３ａ，４１ａ，４７１ａ，５７ａ，６２ａ，７１ａ，
９２ａ，１１０−−−構造体 ２３ｂ，４１ｂ，４７１ｂ，５０，５１，５７ｂ，６２
ｂ，７１ｂ，９２ｂ，１１１−−−弾性体 ２４，６５−−−キャリア ２５，９０，１０７，１４２−−−出力軸 ６１，７１−−−太陽ローラ ６４，８６，１１６，１４１−−−内歯車 ９２，１１６−−−摩擦車 ８８，１０５，１２４−−−中間出力軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 契一郎 京都府長岡京市神足寺田１番地 日本電産 シンポ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J051 AA01 BA01 BB08 BC01 BD02 BE08 EC08 ED15 3J062 AA35 AB06 AB15 AC01 BA16 CG04 CG13 CG83 5H607 AA02 BB01 CC03 DD03 EE23 EE29 EE33 FF01 GG01 GG04 HH03 JJ05 KK07 KK08

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被動装置を回転駆動するとともに、出力回
   転速度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御す
   るための回転駆動装置であって、 回転駆動源としてのモータと、 前記モータの回転が入力され、１つ以上の回転部材の摩
   擦接触によりトルク伝達を行う摩擦伝達部を有し、前記
   モータからの回転を減速して出力する減速装置と、 前記減速装置の出力回転速度を検出するための速度検出
   機構とを備え、 前記減速装置の摩擦伝達部を構成する複数の回転部材の
   うちの少なくとも１つは、摩擦接触部以外の部分を構成
   する構造体と摩擦接触部を構成する弾性体とを有する弾
   性体付回転部材であり、 前記弾性体付回転部材の弾性体は、ヤング率が１×１０
   ² MPa以下である、回転駆動装置。
2. 【請求項２】前記弾性体付回転部材における前記弾性体
   の摩擦係数は、０．１以上である、請求項１に記載の回
   転駆動装置。
3. 【請求項３】前記弾性体付回転部材の構造体は、ヤング
   率が１×１０² MPaを越えるものである、請求項１又は
   ２に記載の回転駆動装置。
4. 【請求項４】前記速度検出機構の検出結果に基づいて前
   記モータの回転制御を行う回転制御手段をさらに備え
   た、請求項１から３のいずれかに記載の回転駆動装置。
5. 【請求項５】前記構造体は外周部全周に環状の溝を有し
   ており、 前記弾性体は前記溝に装着されている、請求項１から４
   のいずれかに記載の回転駆動装置。
6. 【請求項６】前記弾性体は前記構造体の外周面に前記構
   造体と一体的に設けられている、請求項１から５のいず
   れかに記載の回転駆動装置。
7. 【請求項７】前記構造体は樹脂成型品である、請求項１
   から６のいずれかに記載の回転駆動装置。
8. 【請求項８】前記弾性体はゴム、樹脂及びこれらの複合
   品のうちの１つで形成されている、請求項１から７のい
   ずれかに記載の回転駆動装置。
9. 【請求項９】前記減速装置は少なくとも２つの回転伝達
   部を有し、前記少なくとも２つの回転伝達部は、前記弾
   性体付回転部材の摩擦接触による回転伝達部と、歯車の
   噛み合いによる回転伝達部とを含んでいる、請求項１か
   ら８のいずれかに記載の回転駆動装置。
10. 【請求項１０】前記減速装置は、 前記モータの回転軸先端部に設けられ外周に歯が形成さ
    れた太陽歯車と、 前記太陽歯車と同心に配置されたインタナルリングと、 前記太陽歯車と噛み合う歯が外周に形成された複数の遊
    星歯車と、 前記インタナルリングに摩擦接触するとともに前記遊星
    歯車と相対回転不能に設けられた複数の遊星ローラと、 前記複数の遊星歯車及び遊星ローラを支持するキャリア
    と、 前記キャリアが連結された出力軸とを有し、 前記複数の遊星ローラ及びインタナルリングのうちの少
    なくとも１つが前記弾性体付回転部材である、請求項９
    に記載の回転駆動装置。
11. 【請求項１１】前記減速装置は、 前記モータの回転軸先端部に設けられた太陽ローラと、 前記太陽ローラと同心に配置され、内周に歯が形成され
    た内歯車と、 前記太陽ローラと摩擦接触する複数の遊星ローラと、 前記内歯車に噛み合う歯が外周に形成されるとともに前
    記遊星ローラと相対回転不能に設けられた複数の遊星歯
    車と、 前記複数の遊星ローラ及び遊星歯車を支持するキャリア
    と、 前記キャリアが連結された出力軸とを有し、 前記複数の太陽ローラ及び遊星ローラのうちの少なくと
    も１つが前記弾性体付回転部材である、請求項９に記載
    の回転駆動装置。
12. 【請求項１２】前記減速装置は、 第１出力軸を有し、前記モータの回転軸との間で回転伝
    達を行って前記第１出力軸に回転を出力する第１伝達機
    構と、 第２出力軸を有し、前記第１伝達機構との間で回転伝達
    を行って前記第２出力軸に回転を出力する第２伝達機構
    とを備え、 前記第１及び第２伝達機構のうちの一方は前記弾性体付
    回転部材を用いた摩擦接触による回転伝達を行い、他方
    は歯車の噛み合いによる回転伝達である、請求項９に記
    載の回転駆動装置。
13. 【請求項１３】前記減速装置は、 遊星機構により減速を行う第１伝達機構と、 前記第１伝達機構の入力側又は出力側に設けられ、１対
    の回転部材により減速を行う第２伝達機構とを有し、 前記第１及び第２伝達機構のうちの一方は前記弾性体付
    回転部材を用いた摩擦接触による回転伝達を含んだ伝達
    機構であり、他方は歯車の噛み合いによる回転伝達を含
    んだ伝達機構である、請求項９に記載の回転駆動装置。