JP2013255344A - Electrically-driven rotary actuator - Google Patents
Electrically-driven rotary actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013255344A JP2013255344A JP2012129541A JP2012129541A JP2013255344A JP 2013255344 A JP2013255344 A JP 2013255344A JP 2012129541 A JP2012129541 A JP 2012129541A JP 2012129541 A JP2012129541 A JP 2012129541A JP 2013255344 A JP2013255344 A JP 2013255344A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pair
- driven
- stepping motors
- spur gear
- side spur
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えばモータにより回転される駆動側回転歯体と従動側回転歯体とを噛み合わせ、当該モータの回転を従動側へ伝達して出力する電動ロータリーアクチュエータに適用して好適なものである。 The present invention is suitable for application to, for example, an electric rotary actuator that meshes a driving side rotating tooth body and a driven side rotating tooth body that are rotated by a motor, and transmits the rotation of the motor to the driven side for output. is there.
従来、駆動側回転歯体と従動側回転歯体との間のバックラッシを防止することを意図した電動ロータリーアクチュエータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an electric rotary actuator intended to prevent backlash between the driving side rotating tooth body and the driven side rotating tooth body has been proposed (for example, see Patent Document 1).
この電動ロータリーアクチュエータでは、図12に示すように、従動側平歯車1の歯1aの外側の歯面1bと駆動側平歯車2の歯面2cとの噛み合い接触関係と、従動側平歯車1の歯1aの外側の歯面1cと駆動側平歯車3の歯面3bとが接するような噛み合い接触関係とが、無負荷時において周方向に互いに反対向きに接する逆向き構造となっているため、従動側平歯車1及び駆動側平歯車2、3のバックラッシを除去することができる。
In this electric rotary actuator, as shown in FIG. 12, the meshing contact relationship between the
しかしながらかかる特許文献1の電動ロータリーアクチュエータにおいては、従動側平歯車1の歯1aの外側の歯面1b、1cと駆動側平歯車2、3の歯面2c、3bとが接しているため、当該従動側平歯車1の軸心ずれが生じた場合、従動側平歯車1の歯面1bと駆動側平歯車2の歯面2cとの噛合量と、従動側平歯車1の外側の歯面1cと駆動側平歯車3の3bとの噛合量との間には差が生じ、駆動側平歯車2と駆動側平歯車3との間で従動側平歯車1に対する角度精度誤差が生じるため、バックラッシを除去できなくなるという問題があった。
However, in the electric rotary actuator of
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、歯車精度が劣っている場合でも一対の駆動側回転歯体の間で異なる角度精度誤差を生じさせることなく、確実にバックラッシを除去し得る電動ロータリーアクチュエータを提案しようとするものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and even when the gear accuracy is inferior, the backlash is reliably removed without causing different angular accuracy errors between the pair of drive side rotating tooth bodies. The electric rotary actuator to be obtained is to be proposed.
かかる課題を解決するため本発明においては、モータにて回転される駆動側回転歯体と従動側回転歯体とを噛み合わせて、モータの回転を従動側に伝達して回転を出力する電動ロータリアクチュエータにおいて、前記モータとして一対のステッピングモータ、前記駆動側回転歯体として一対の駆動側回転歯体を備えて、一対の駆動側回転歯体をそれぞれのステッピングモータで回転させるようにしたこと、それらの歯面が無負荷時において前記従動側回転歯体の歯面と互いに反対側で接する関係となるように、一対のステッピングモータのロータ軸を相互設定したこと、これら一対のステッピングモータをモータドライブ回路にて同期駆動し、一対の駆動側回転歯体にて前記従動側回転歯体を駆動することにより、これら一対の駆動側回転歯体と前記従動側回転歯体とのバックラッシが互いに除去されるようにし、一対のステッピングモータの同相のコイルが直列に接続され、モータドライブ回路は、一対のステッピングモータを、それらのロータ軸に所定の位相差を与え、同期駆動回転させ、一対のステッピングモータの一方にのみ、その回転を検出するエンコーダを付設したうえで、前記一対の駆動側回転歯体が前記従動側回転歯体の円周方向の同一箇所にて互いの歯面が接触するようにする。 In order to solve such a problem, in the present invention, an electric rotary that meshes a driving side rotating tooth body and a driven side rotating tooth body that are rotated by a motor, transmits the rotation of the motor to the driven side, and outputs the rotation. The actuator includes a pair of stepping motors as the motor and a pair of driving side rotating tooth bodies as the driving side rotating tooth body, and the pair of driving side rotating tooth bodies are rotated by the respective stepping motors. The rotor shafts of the pair of stepping motors are set mutually so that the tooth surfaces of the pair of stepping motors are in contact with the tooth surfaces of the driven-side rotating tooth body on the opposite side when no load is applied. The pair of drive-side rotating teeth is driven synchronously by a circuit, and the driven-side rotating tooth body is driven by a pair of driving-side rotating tooth bodies. And the driven side rotating tooth bodies are removed from each other, the same phase coils of the pair of stepping motors are connected in series, and the motor drive circuit connects the pair of stepping motors to their rotor shafts in a predetermined manner. A phase difference is given, synchronously driven and rotated, and an encoder for detecting the rotation is attached to only one of the pair of stepping motors, and then the pair of drive side rotating tooth bodies is in the circumferential direction of the driven side rotating tooth body Each tooth surface is made to contact in the same location.
また本発明において、前記一対の駆動側回転歯体は互いに相補的であるようにする。 In the present invention, the pair of driving side rotating tooth bodies are complementary to each other.
さらに本発明において、前記一対のステッピングモータは前記一対の駆動側回転歯体に対して出力軸を同一方向に向かせるように配置されているようにする。 Further, in the present invention, the pair of stepping motors are arranged so that the output shafts are directed in the same direction with respect to the pair of driving side rotating tooth bodies.
本発明によれば、本発明によれば、一対の駆動側回転歯体の歯面が、従動側回転歯体の歯面に対し、無負荷時において互いに反対側で接する関係となるように、一対のステッピングモータのロータ軸を相互設定し、これら一対のステッピングモータを同期駆動して一対の駆動側回転歯体にて従動側回転歯体を回転させるので、一対の駆動側回転歯体と従動側回転歯体との協働によりそれらのバックラッシを簡単に除去できると同時に、一対の駆動側回転歯体が従動側回転歯体の円周方向の同一箇所にて互いの歯面が接触するため、一対の駆動側回転歯体の間で異なる角度精度誤差が生じることを防止できる。また、一対のステッピングモータの同相のコイルを直列に接続し、これらステッピングモータを、それらのロータ軸に所定の位相差を与え、同期駆動すると、一対のステッピングモータを、別々に制御することなく、恰も一つのステッピングモータを駆動させるのと全く同じ制御で駆動できるので、その駆動制御が簡素になる。また、一対のステッピングモータの一方にのみ、その回転を検出するエンコーダを付設すると、一対のステッピングモータを恰も一つのステッピングモータを制御するかのように閉ループ制御できるので、回路構成及び制御を単純化できる。 According to the present invention, according to the present invention, the tooth surfaces of the pair of drive-side rotating tooth bodies are in contact with the tooth surfaces of the driven-side rotating tooth bodies on the opposite sides at no load. The rotor shafts of the pair of stepping motors are mutually set, and the pair of stepping motors are driven synchronously so that the driven side rotating tooth body is rotated by the pair of driving side rotating tooth bodies. The backlash can be easily removed by cooperating with the side rotating tooth body, and at the same time, the pair of driving side rotating tooth bodies contact each other at the same circumferential position of the driven side rotating tooth body. Thus, it is possible to prevent the occurrence of different angular accuracy errors between the pair of drive side rotating tooth bodies. In addition, when the in-phase coils of a pair of stepping motors are connected in series, and these stepping motors are given a predetermined phase difference to their rotor shafts and driven synchronously, the pair of stepping motors can be controlled without separate control. Since the kite can be driven by exactly the same control as driving one stepping motor, the drive control is simplified. In addition, if an encoder that detects the rotation is attached to only one of the pair of stepping motors, the pair of stepping motors can be controlled in a closed loop as if only one stepping motor is being controlled, thus simplifying the circuit configuration and control. it can.
また本発明によれば、一対の駆動側回転歯体は互いに相補的であるため、一対の駆動側回転歯体の間で生じる角度精度誤差も共通となり、歯車精度の劣化を吸収することができる。 In addition, according to the present invention, the pair of driving side rotating tooth bodies are complementary to each other, and therefore, the angle accuracy error generated between the pair of driving side rotating tooth bodies is common, and the deterioration of the gear accuracy can be absorbed. .
さらに本発明によれば、一対のステッピングモータは一対の駆動側回転歯体に対して出力軸を同一方向に向かせるように配置されているため、一対の駆動側回転歯体に対するモータ励磁角度誤差を共通とすることができる。 Further, according to the present invention, since the pair of stepping motors are arranged so that the output shafts are directed in the same direction with respect to the pair of driving side rotating tooth bodies, the motor excitation angle error with respect to the pair of driving side rotating tooth bodies Can be common.
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)電動ロータリーアクチュエータの構成
図1においては、本発明に係る電動ロータリーアクチュエータを構成する歯車機構を示し、回転を出力するための従動側の大径の平歯車(以下、これを従動側平歯車と呼ぶ)1に対し、図2、図3に示す一対のステッピングモータ4、5により回転される駆動側の小径の一対の平歯車(以下、これを駆動側平歯車と呼ぶ)2、3が、従動側平歯車1における周面の同一箇所に並行配置され、バックラッシ除去のため無負荷時において周方向に互いに反対向きで駆動側回転歯体としての駆動側平歯車2、3の歯面と、従動側回転歯体としての従動側平歯車1の歯面とが接するようになされている。
(1) Configuration of Electric Rotary Actuator FIG. 1 shows a gear mechanism that constitutes an electric rotary actuator according to the present invention, and a driven-side large-diameter spur gear (hereinafter referred to as a driven-side flat gear) for outputting rotation. A pair of small spur gears on the drive side rotated by a pair of stepping
図2及び図3に示すように、この歯車機構は、一対の駆動側平歯車2、3のそれぞれに一対のステッピングモータ4、5が直結され、当該一対のステッピングモータ4、5のロータ軸4a、5aは同方向に同期駆動回転される。
As shown in FIGS. 2 and 3, in this gear mechanism, a pair of stepping
一対のステッピングモータ4、5は、一方のステッピングモータ4にのみその回転を検出するエンコーダ(ロータリエンコーダ)6が付設されているが、ステッピングモータ4、5はモータ単体としては実質的に同じ構造である。
The pair of stepping
ここで一対のステッピングモータ4、5は、一対の駆動側平歯車2、3に対して、自身の出力軸を同一方向に向かせるように配置されており、具体的には、ステッピングモータ4の出力軸(ロータ軸4a)が駆動側平歯車2に直結され、当該ステッピングモータ4の反出力軸(図示せず)がロータリエンコーダ6に直結されると共に、ステッピングモータ5の反出力軸(ロータ軸5b)が駆動側平歯車3に直結されている。
Here, the pair of stepping
すなわち、一対のステッピングモータ4、5は、当該ステッピングモータ4の出力軸(ロータ軸4a)の方向と、当該ステッピングモータ5の出力軸5aの方向とが一致するように、一対の駆動側平歯車2、3に対して配置されている。
That is, the pair of stepping
これにより、この歯車機構では、モータ単体として実質的に同じ構造である一対のステッピングモータ4、5の出力軸4a、5aの方向を一致させることができるため、両者の励磁方向が揃って励磁内誤差を共通とすることができ、かくして一対のステッピングモータ4、5による一対の駆動側平歯車2、3の回転精度を揃えることができる。
As a result, in this gear mechanism, the directions of the
ところで、従動側平歯車1における理想的な回転角度と、軸心ずれが生じた場合の実際の回転角度との間に生じる誤差は一般的に図4に示したようになる。例えば、従動側平歯車1を90度回転させたいにも拘わらず、従動側平歯車1が90.16度回転し、+0.16度の回転角度誤差が生じる等、軸心ずれにより一定周期の回転角度誤差を持つことが知られている。
By the way, an error generated between an ideal rotation angle of the driven
従って、この歯車機構では、従動側平歯車1の異なる周面に対して、駆動側平歯車2、3を配置するのではなく、当該従動側平歯車1の周面における円周方向の同一箇所にて互いの歯面が接触するように一対の駆動側平歯車2、3を配置する。
Therefore, in this gear mechanism, the drive-side spur gears 2 and 3 are not arranged on different peripheral surfaces of the driven-
これにより歯車機構では、従動側平歯車1と一対の駆動側平歯車2、3との間で異なる角度精度誤差が生じることを防止し、ひいては当該従動側平歯車1に軸心ずれが起きた場合でも駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間でバックラッシが生じることを防止することができる。
As a result, in the gear mechanism, different angular accuracy errors between the driven
ここで、一対の駆動側平歯車2、3は、1つの平歯車を切断して2分割した結果得られる相補的な関係を互いに有しているため、駆動側平歯車2と従動側平歯車1との噛合状態と、駆動側平歯車3と従動側平歯車1との噛合状態とが同じとなり、駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間で噛合状態の差によりバックラッシが生じることについても予め防止することができる。
Here, since the pair of drive side spur gears 2 and 3 have a complementary relationship obtained by cutting one spur gear and dividing it into two, the drive
この歯車機構におけるバックラッシ除去のための従動側平歯車1に対する駆動側平歯車2、3の配置状態を具体的に説明する。そのため、図5には大径の従動側平歯車1と小径の駆動側平歯車2との無負荷時での第1の噛み合い接触関係のモデルを示し、図6には大径の従動側平歯車1と小径の駆動側平歯車3との無負荷時での第1の噛み合い接触関係のモデルを示す。また、図7には大径の従動側平歯車1と小径の駆動側平歯車2との無負荷時での第2の噛み合い接触関係のモデルを示し、図8には大径の従動側平歯車1と小径の駆動側平歯車3との無負荷時での第2の噛み合い接触関係のモデルを示す。
The arrangement state of the drive side spur
ここで、一対の駆動側平歯車2、3は相補的関係を有する全く同じものであるが、従動側平歯車1に対する無負荷時の噛み合い接触関係が異なるため、これら3つの平歯車1、2、3の歯1a、2a、3aの両側の歯面の方向を区別するため、一方を「片側」、他方を「反対側」として以下表現する。
Here, the pair of drive-side spur gears 2 and 3 are exactly the same having a complementary relationship, but since the meshing contact relationship with the driven-
図5の場合、無負荷時において、一方の駆動側平歯車2の歯2aは、その片側の歯面2cが従動側平歯車1の歯1aの片側の歯面1bと接し、図6の場合、これとは逆に、他方の駆動側平歯車3の歯3aは、その反対側の歯面3bが従動側平歯車1の歯1aの反対側の歯面1cと接するような噛み合い接触関係となっている。
In the case of FIG. 5, when no load is applied, the
つまり、一対の駆動側平歯車2、3の中間で見ると、それらの歯2a、3aの内側の歯面2c、3bが、従動側平歯車1の歯1aの外側の歯面1b、1cと接するような噛み合い接触関係となっている。そして、無負荷時にこのような噛み合い接触となるように、一対の駆動側平歯車2、3のそれぞれに直結する一対のステッピングモータ4、5のロータ軸4a、5aに、初期設定で所定の位相差を与えてあり、一対のステッピングモータ4、5のロータ軸4a、5aは同方向に同期駆動回転される。
That is, when viewed in the middle of the pair of drive side spur gears 2 and 3, the tooth surfaces 2 c and 3 b inside the
一方、図7の場合には、無負荷時において、一方の駆動側平歯車2の歯2aは、その反対側の歯面2bが従動側平歯車1の歯1aの反対側の歯面1cと接し、図8の場合には、これとは逆に、他方の駆動側平歯車3の歯3aは、その片側の歯面3cが従動側平歯車1の歯1aの片側の歯面1bと接するような噛み合い接触関係となっている。
On the other hand, in the case of FIG. 7, when no load is applied, the
つまり、一対の駆動側平歯車2、3の中間で見ると、それらの歯2a、3aの外側の歯面2b、3cが、従動側平歯車1の歯1aの内側の歯面1c、1bと接するような噛み合い関係となっている。そして、無負荷時にこのような噛み合い接触となるように、一対の駆動側平歯車2、3のそれぞれに直結する一対のステッピングモータ4、5のロータ軸4a、5aに、初期設定で所定の位相差を与えてあり、一対のステッピングモータ4、5のロータ軸4a、5aは同方向に同期駆動回転される。
That is, when viewed in the middle of the pair of drive side spur gears 2 and 3, the tooth surfaces 2 b and 3 c outside the
図5及び図6の場合と、図7及び図8の場合とでは、このように無負荷時における接触歯面が逆になっているが、いずれの場合も、従動側平歯車1を時計方向へ回転させるために、一対のステッピングモータ4、5により一対の駆動側平歯車2、3を反時計方向へ同時回転させたときには、一対の駆動側平歯車2の歯2a、3aは、その回転方向(反時計方向)の前側の歯面2b、3bが従動側平歯車1の歯1aの後側の歯面1cと接した状態で、従動側平歯車1に対して時計方向へのトルクを同時に与え、従動側平歯車1を時計方向へ回転させる。
5 and 6, and FIGS. 7 and 8, the contact tooth surfaces at the time of no load are reversed as described above. In either case, the driven
一対のステッピングモータ4、5が停止すると、一対の駆動側平歯車2、3も回転を停止して、図5、図6に示した噛み合い接触関係の場合には、同図に示す無負荷時の状態、図7、図8に示した噛み合い接触関係の場合には同図に示す状態に復帰するので、いずれの場合も3つの平歯車1、2、3は、協働してバックラッシを除去し合うことになる。
When the pair of stepping
一方、従動側平歯車1を反時計方向へ回転させるために、一対のステッピングモータ4、5により一対の駆動側平歯車2、3を時計方向へ同時回転させたときには、図5、図6及び図7、図8のいずれの場合も、一対の駆動側平歯車2の歯2a・3aは、その回転方向(時計方向)の前側の歯面2c、3cが従動側平歯車1の歯1aの後側の歯面1bと接した状態で、従動側平歯車1に対して反時計方向へのトルクを同時に与え、従動側平歯車1を反時計方向へ回転させる。
On the other hand, when the pair of drive side spur gears 2 and 3 are simultaneously rotated clockwise by the pair of stepping
この際にも、一対のステッピングモータ4、5が停止すると、一対の駆動側平歯車2、3も回転を停止して、図5、図6に示した噛み合い関係の場合には同図に示す無負荷時の状態、図7、図8に示した噛み合い関係の場合には同図に示す無負荷時の状態に復帰するので、いずれの場合も、3つの平歯車1、2、3は、協働してバックラッシを除去し合うことになる。
Also in this case, when the pair of stepping
従って、3つの平歯車1、2、3は、時計方向又は反時計方向のいずれの方向に回転しても、協働してバックラッシを除去し合うとともに、両駆動側平歯車2、3のトルクが従動側平歯車1に対して同時に加わることになる。
Therefore, even if the three
図9に、一対のステッピングモータ4、5を駆動するモータドライブ回路の構成を示す。ステッピングモータ4、5は、一方のステッピングモータ4にのみその回転を検出するエンコーダ(ロータリエンコーダ)6が付設されているが、モータ単体としては実質的に同じ構造で、A相とB相の2相型であり、それらのA相のコイル4A、5A同士を直列に接続してあるとともに、B相のコイル4B、5B同士も直列に接続してある。そして、A相のコイル4A、5Aは、共通の一つのA相ドライブ部7Aにより励磁され、B相のコイル4B、5Bは、共通の一つのB相ドライブ部7Bにより励磁されるようになっている。
FIG. 9 shows a configuration of a motor drive circuit that drives the pair of stepping
また、A相、B相のそれぞれにおいて、コイルに流れる電流を電流センサ8A、8Bにより検出し、共通の電流帰還処理部9で処理して、両ステッピングモータ4、5を同時にフィードバック制御する。A相ドライブ部7A、B相ドライブ部7B、電流帰還処理部9は、ステッピングモータが1台のときと全く同じ構成で、しかも、1個のロータリエンコーダ6により回転を検出するので、閉ループ系を構成して、両ステッピングモータ4、5を、恰も1台のステッピングモータを制御しているのと同様に動作させることができるようになっている。
Further, in each of the A phase and the B phase, currents flowing through the coils are detected by the
従って、閉ループ系を構成して両ステッピングモータ4、5を駆動するモータドライブ回路(図9)は、これらステッピングモータ4、5のコイルをA相、B相それぞれについて直列接続するだけで、しかも、ロータリエンコーダ6を片側のステッピングモータ4にのみ付設するだけで、1台のステッピングモータを駆動する従来のものをそのまま使用することができる。なお、一対のステッピングモータ4、5を、エンコーダ無しの開ループ系モータドライブ回路で駆動することも可能である。
Therefore, the motor drive circuit (FIG. 9) that constitutes a closed loop system and drives both stepping
一対の駆動側平歯車2、3は、従動側平歯車1に対して、無負荷時に図5、図6又は図7、図8に示したような噛み合い関係とするために、一対のステッピングモータ4、5相互では、それらのロータ軸4a、5aに所定の位相差を機械的に与えてあり、両者のロータ軸4a、5aは同時に同速度で回転する。
The pair of drive side spur gears 2 and 3 is a pair of stepping motors so that the driven
一対のステッピングモータ4、5は、上記のように一方のステッピングモータ4にのみロータリエンコーダ6が付設され、他方のステッピングモータ5には付設されていないので、前者を「エンコーダ付きステッピングモータ」、後者を「エンコーダ無しステッピングモータ」と称すると、エンコーダ無しステッピングモータ5で回転される駆動側平歯車3は、上記のような噛み合い関係とする初期設定時の微調整のために、エンコーダ無しステッピングモータ5のロータ軸5aに対し、その回りを両方向に微調整可能に固定されている。
Since the pair of stepping
いま、両ステッピングモータ4、5が仕様まで全く同じで、同一トルク特性(sinθ)であるとすると、ロータ軸4a・5aは上記のように所定の位相差を保ったまま同時に同速回転するので、その位相差をφとすると、図10に示すように、一方のステッピングモータのトルク曲線はsinθ、他方のステッピングモータのトルク曲線はsin(θ+φ)、合成トルク曲線はsinθ+sin(θ+φ)として表すことができる。
Now, assuming that the two
また、片方のステッピングモータのトルク特性が1/2であると、図11に示すように、そのトルク曲線はsin(θ+φ)/2となるので、合成トルク曲線はsinθ+sin(θ+φ)/2として表すことができる。 If the torque characteristic of one of the stepping motors is ½, as shown in FIG. 11, the torque curve is sin (θ + φ) / 2, so the combined torque curve is expressed as sinθ + sin (θ + φ) / 2. be able to.
従って、上記のように3つの平歯車1、2、3のバックラッシを協働して除去できると同時に、両ステッピングモータ4、5により従動側平歯車1のトルクの増大及びトルク調整が可能になる。
Accordingly, the backlash of the three
因みに、エンコーダ付きステッピングモータ4の駆動側平歯車2は、ロータ軸4aに予め固定されているので、ロータリーエンコーダ6からのパルス数を確認しながら、エンコーダ無しステッピングモータ5側を調整することにより、ロータリーエンコーダ6からのパルス数によって、一対の駆動側平歯車2、3が従動側平歯車4に対して図5、図6又は図7、図8に示したような噛み合い関係となる場合の両ステッピングモータ4、5の機械的な励磁角のズレを判断することができる。
Incidentally, since the drive
(4)作用および効果
以上の構成において、電動ロータリーアクチュエータを構成する歯車機構は、従動側平歯車1の異なる周面に対して、駆動側平歯車2、3を配置するのではなく、従動側平歯車1の周面における円周方向の同一箇所にて互いの歯面が接触するように一対の駆動側平歯車2、3を並行配置した。
(4) Operation and Effect In the above configuration, the gear mechanism constituting the electric rotary actuator does not arrange the drive side spur gears 2 and 3 with respect to the different peripheral surfaces of the driven
これにより歯車機構では、例え従動側歯車1に軸心ずれが生じる場合でも、従動側平歯車1の周面における円周方向の同一箇所に一対の駆動側平歯車2、3が並行配置されているので、従動側平歯車1の軸心ずれを許容しながら、従動側平歯車1と一対の駆動側平歯車2、3との間で異なる角度精度誤差が生じることを予め防止し得ると共に、駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間でバックラッシが生じることについても予め防止することができる。
Thus, in the gear mechanism, even if the driven
また歯車機構は、一対の駆動側平歯車2、3に対して一対のステッピングモータ4、5の出力軸4a、5aの方向を一致させるように配置したことにより、当該ステッピングモータ4、5の励磁方向が揃って励磁内誤差を同一にすることができ、かくして一対のステッピングモータ4、5による一対の駆動側平歯車2、3の回転精度を揃えることができるので、駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間でバックラッシが生じることを防止することができる。
The gear mechanism is arranged so that the directions of the
さらに歯車機構は、一対の駆動側平歯車2、3が1つの平歯車を切断して2分割した結果得られる相補的な関係を有しているため、駆動側平歯車2と従動側平歯車1との噛合状態と、駆動側平歯車3と従動側平歯車1との噛合状態とが同じとなり、駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間で噛合状態の差によりバックラッシが生じることを防止することができる。
Further, the gear mechanism has a complementary relationship obtained as a result of the pair of drive-side spur gears 2 and 3 cutting one spur gear and dividing it into two, so that the drive-
このように歯車機構では、従動側平歯車1の周面における円周方向の同一箇所に一対の駆動側平歯車2、3を並行配置し、当該一対の駆動側平歯車2、3に対して一対のステッピングモータ4、5の出力軸4a、5aの方向を一致させるように配置すると共に、互いに相補的な関係を有する一対の駆動側平歯車2、3を用いたことにより、従動側平歯車1に軸心ずれが生じても、駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間でバックラッシが生じることを確実に防止することができる。
Thus, in the gear mechanism, a pair of drive-side spur gears 2 and 3 are arranged in parallel at the same location in the circumferential direction on the peripheral surface of the driven-
以上の構成によれば、歯車精度が劣っている場合でも一対の駆動側平歯車2、3の間で異なる角度精度誤差を生じさせることなく、簡易な構成で駆動側平歯車2、3と従動側平歯車1との間のバックラッシを確実に除去し得る電動ロータリーアクチュエータを実現することができる。
ことができる。
According to the above configuration, even if the gear accuracy is inferior, the driven side spur gears 2 and 3 can be driven with a simple configuration without causing different angular accuracy errors between the pair of driving side spur gears 2 and 3. An electric rotary actuator that can reliably remove backlash between the
be able to.
(6)他の実施の形態
なお、上述した実施の形態においては、一対のステッピングモータ4、5によりそれぞれ回転される一対の駆動側回転歯体として駆動側平歯車2、3を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、傘歯車、ウォーム、ピニオンの他にハイポイドギアや歯付きプーリ等を用いるようにしても良い。
(6) Other Embodiments In the above-described embodiments, the drive-side spur gears 2 and 3 are used as a pair of drive-side rotating tooth bodies respectively rotated by the pair of stepping
また、上述した実施の形態においては、従動側回転歯体として従動側平歯車1を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、傘歯車、ウォーム、ピニオン、ハイポイドギア及び歯付きプーリ等を用いるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the driven
1…従動側平歯車(従動側回転歯体)、2、3…駆動側平歯車(駆動側回転歯体)、4、5…ステッピングモータ、4A、5A、4B、5B…コイル、4a、5a、5b…ロータ軸、6…ロータリーエンコーダ、7A…A相ドライブ部、7B…B相ドライブ部、8A、8B…電流センサ、9…電流帰還部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記モータとして一対のステッピングモータ、前記駆動側回転歯体として一対の駆動側回転歯体を備えて、前記一対の駆動側回転歯体をそれぞれの前記ステッピングモータで回転させるようにしたこと、それらの歯面が無負荷時において前記従動側回転歯体の歯面と互いに反対側で接する関係となるように、前記一対のステッピングモータのロータ軸を相互設定したこと、これら前記一対のステッピングモータをモータドライブ回路にて同期駆動し、前記一対の駆動側回転歯体にて前記従動側回転歯体を駆動することにより、これら前記一対の駆動側回転歯体と前記従動側回転歯体とのバックラッシが互いに除去されるようにし、
前記一対のステッピングモータの同相のコイルが直列に接続され、前記モータドライブ回路は、前記一対のステッピングモータを、それらの前記ロータ軸に所定の位相差を与え、同期駆動回転させ、前記一対のステッピングモータの一方にのみ、その回転を検出するエンコーダを付設したうえで、
前記一対の駆動側回転歯体が前記従動側回転歯体の円周方向の同一箇所にて互いの歯面が接触する
ことを特徴とする電動ロータリアクチュエータ。 In the electric rotary actuator that meshes the driving side rotating tooth body rotated by the motor and the driven side rotating tooth body, and transmits the rotation of the motor to the driven side to output the rotation,
A pair of stepping motors as the motor and a pair of driving side rotating teeth as the driving side rotating tooth bodies, the pair of driving side rotating tooth bodies being rotated by the respective stepping motors; The rotor shafts of the pair of stepping motors are mutually set so that the tooth surfaces are in contact with the tooth surfaces of the driven-side rotating tooth body on the opposite side when no load is applied. Drive back synchronously with a drive circuit and drive the driven side rotating tooth body with the pair of driving side rotating tooth bodies, so that the backlash between the pair of driving side rotating tooth bodies and the driven side rotating tooth body is reduced. To be removed from each other,
The in-phase coils of the pair of stepping motors are connected in series, and the motor drive circuit applies a predetermined phase difference to the rotor shafts of the pair of stepping motors, rotates them synchronously, and rotates the pair of stepping motors. After attaching an encoder that detects the rotation of only one of the motors,
The pair of driving-side rotating tooth bodies contact each other at the same circumferential position of the driven-side rotating tooth body.
ことを特徴とする請求項1に記載の電動ロータリアクチュエータ。 The electric rotary actuator according to claim 1, wherein the pair of driving side rotating tooth bodies are complementary to each other.
ことを特徴とする請求項2に記載の電動ロータリアクチュエータ。 The electric rotary actuator according to claim 2, wherein the pair of stepping motors are arranged so that output shafts are directed in the same direction with respect to the pair of drive-side rotating tooth bodies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129541A JP2013255344A (en) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | Electrically-driven rotary actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129541A JP2013255344A (en) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | Electrically-driven rotary actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013255344A true JP2013255344A (en) | 2013-12-19 |
Family
ID=49952419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012129541A Pending JP2013255344A (en) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | Electrically-driven rotary actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013255344A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016226201A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | Geared motor and sensor device using the same |
CN116838754A (en) * | 2023-08-31 | 2023-10-03 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Planetary reducer and integrated joint |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5413950Y1 (en) * | 1975-09-25 | 1979-06-12 | ||
JPH08326878A (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-10 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Gear device having antibacklash |
JP2007315420A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Taiyo Ltd | Method and device for removing backlash |
-
2012
- 2012-06-07 JP JP2012129541A patent/JP2013255344A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5413950Y1 (en) * | 1975-09-25 | 1979-06-12 | ||
JPH08326878A (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-10 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Gear device having antibacklash |
JP2007315420A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Taiyo Ltd | Method and device for removing backlash |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016226201A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | Geared motor and sensor device using the same |
CN116838754A (en) * | 2023-08-31 | 2023-10-03 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Planetary reducer and integrated joint |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4871644B2 (en) | Backlash removing method and apparatus | |
JP5856686B2 (en) | Separate actuator | |
US9850996B2 (en) | Motor incorporating reducer | |
JP5943955B2 (en) | Range switching device | |
JP6703929B2 (en) | Reducer | |
JP4743874B2 (en) | Electric rotary actuator | |
JP6808474B2 (en) | Absolute encoder for motor with gear | |
JP5779766B2 (en) | Planetary gear reducer with controlled backlash | |
US10537992B2 (en) | Speed reducer | |
JP2013255344A (en) | Electrically-driven rotary actuator | |
JP2020056492A5 (en) | ||
JP2007085416A (en) | Motor with reducing gear | |
JP2008290593A (en) | Steering angle ratio variable steering device | |
JP2012191769A (en) | Drive unit and electronic device provided with the same | |
JP2006273295A (en) | Steering device for vehicle | |
WO2019223210A1 (en) | Transmission device | |
JP2006283874A (en) | Rotary transmission | |
JP2010064185A (en) | Finger structure of robot hand | |
JP2007315581A (en) | Reduction gear | |
JP2003159635A (en) | Index device | |
US20200269418A1 (en) | Speed reducer and robot | |
JP2016205521A (en) | Backlash-less planetary gear device | |
US11703109B2 (en) | Planetary gear actuator | |
JP4535540B2 (en) | Gear cutting method of wave gear device | |
JP2011022074A (en) | Multi-rotation angle detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140423 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150714 |