JP2020122503A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の動作を継続しながら、トルクの周期特性を目論見通りに調整可能な駆動力伝達装置を提供する。【解決手段】駆動力伝達装置１０のトルク付与機構２０は、第１回転体１６に対向して配置され、かつ第２回転体１８に保持される可動部６０と、一端が第１回転体１６に他端が可動部６０にそれぞれ接続される弾性体６４と、第１回転体１６が回転し、かつ第２回転体１８が一時的に回転を停止している間に、第２回転体１８に保持された状態を保ちながら可動部６０を移動させる移動機構６６と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の回転体を介して駆動力を伝達する駆動力伝達装置に関する。

従来から、複数の回転体を介して駆動力を伝達する駆動力伝達装置が知られている。例えば、弾性力を利用して、周期的に向きが反転するトルクを回転体に与えることで、ブレーキ機構を追加的に設けることなくトルクを制御する技術がある。

特許文献１には、弾性体の一端を第１軸に、弾性体の他端を第２軸にそれぞれ接続した駆動力伝達装置が開示されている。この構成によれば、例えば、第２軸の回転に伴って弾性体が伸長する場合、当該弾性体の復元力が第２軸の制動力として作用する。

特開２０１８−０４０３７９号公報

ところで、上記した装置構成において、弾性体の接続位置を変更するための可動部を回転体に設け、当該可動部の位置・姿勢を変更することでトルクの周期特性を動的に調整することが考えられる。しかしながら、回転に伴う慣性力によって可動部の移動中に部材間の滑りなどが起こり、移動量の目標値と実際値との間に乖離が生じると、この周期特性を目論見通りに調整できないという問題がある。

本発明の目的は、回転体の動作を継続しながら、トルクの周期特性を目論見通りに調整可能な駆動力伝達装置を提供することである。

本発明における駆動力伝達装置は、第１回転体と、第２回転体と、前記第１回転体の回転に伴って周期的に変化するトルクを前記第２回転体に付与するトルク付与機構と、を備える装置であって、前記トルク付与機構は、前記第１回転体に対向して配置され、かつ前記第２回転体に保持される可動部と、一端が前記第１回転体に他端が前記可動部にそれぞれ接続される弾性体と、前記第１回転体が回転し、かつ前記第２回転体が一時的に回転を停止している間に、前記第２回転体に保持された状態を保ちながら前記可動部を移動させる移動機構と、を備える。

また、上記した駆動力伝達装置は、前記第２回転体の回転方向が反対になるとき前記第２回転体を第１静止物体に固定する逆転防止機構をさらに備え、前記トルク付与機構は、回転方向が周期的に反転するトルクを前記第２回転体に付与してもよい。

また、前記可動部は、前記第２回転体の周面に沿って回動可能に構成され、前記移動機構は、前記第１静止物体と同一の又は異なる第２静止物体に固定配置され、かつ操作子からの操作を通じてトルクを出力する操作機構と、前記操作機構と前記可動部の間に設けられ、かつ、前記操作機構から前記可動部へのトルクを伝達する一方、前記可動部から前記操作機構へのトルクの伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備えてもよい。

また、前記移動機構は、前記第２回転体が回転している間に前記操作子からの操作をロックするロック機構をさらに備えてもよい。

また、前記ロック機構は、前記第２回転体からの負荷トルクが前記第１静止物体に作用する場合に前記操作子と前記操作機構の出力軸を係合可能に構成され、かつ、前記第２回転体からの負荷トルクが前記第１静止物体に作用しない場合に前記操作子を固定可能に構成されるロック型のトルクダイオードを含んで構成されてもよい。

また、前記移動機構は、前記可動部の移動制御を行う制御装置と、前記第２回転体の回転状態を検出する回転センサと、を備え、前記制御装置は、前記回転センサによって回転中の前記第２回転体が停止したことを検出した後に前記可動部の移動を開始してもよい。

また、前記制御装置は、前記回転センサによって停止中の前記第２回転体が回転を開始したことを検出する前に前記可動部の移動を終了してもよい。

本発明によれば、回転体の動作を継続しながら、トルクの周期特性を目論見通りに調整することができる。

本発明の一実施形態における駆動力伝達装置の基本構成を示す図である。 図１の駆動力伝達装置の具体的構成を示す側面図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 図２に示す移動機構の模式図である。 図２及び図３の駆動力伝達装置の動作例を示すタイムチャートである。 位相調整量に対応するトルク周期特性を示す図である。 第２回転体が回転状態である場合における移動機構の動作を示す図である。 図７の動作に伴って変化する、第２回転体と可動部の間の相対的位置関係を示す遷移図である。 第２回転体が停止状態である場合における移動機構の動作を示す図である。 図９の動作に伴って変化する、第２回転体と可動部の間の相対的位置関係を示す遷移図である。 変形例におけるトルク付与機構の模式図である。 図１１の制御装置における第１処理シーケンスを示す図である。 図１１の制御装置における第２処理シーケンスを示す図である。

［駆動力伝達装置１０の構成］
＜基本構成＞
図１は、本発明の一実施形態における駆動力伝達装置１０の基本構成を示す図である。駆動力伝達装置１０は、入力軸１２から入力された駆動力を伝達し、出力軸１４に出力する装置である。具体的には、駆動力伝達装置１０は、入力軸１２と、出力軸１４と、第１回転体１６と、第２回転体１８と、トルク付与機構２０と、速度センサ２２，２４と、を含んで構成される。

入力軸１２及び出力軸１４はいずれも、時計回り又は反時計回りに回転可能な駆動軸である。第１回転体１６は、入力軸１２と出力軸１４の間に介在する中間軸であってもよいし、入力軸１２そのものであってもよい。第２回転体１８は、上記した中間軸であってもよいし、出力軸１４そのものであってもよい。

トルク付与機構２０は、第１回転体１６及び第２回転体１８の相対回転に伴って周期的に変化するトルクを第２回転体１８に対して付与する。このトルク付与機構２０は、トルク付与機構２０の一部を構成する制御装置２６の駆動制御に伴って、第２回転体１８の回転角度に対するトルクの変化特性（以下、「トルク周期特性」ともいう）を調整可能に構成されている。

速度センサ２２は、入力軸１２の回転速度（以下、入力速度という）を検出し、この入力速度を示す検出信号を出力する。速度センサ２４は、出力軸１４の回転速度（以下、出力速度もいう）を検出し、この出力速度を示す検出信号を出力する。速度センサ２２，２４はそれぞれ、トルク制御を司るコンピュータである制御装置２６に接続されている。

制御装置２６は、速度センサ２２，２４から取得した２種類の検出信号を用いて、入力速度に対する出力速度の比、つまり変速比の実測値を算出する。制御装置２６は、算出された実測値と、与えられた要求値の差が管理範囲内に収まるようにトルク指令値を求め、当該トルク指令値に応じた制御信号を出力する。

なお、制御装置２６は、出力速度の実測値と、与えられた要求値の差が管理範囲に収まるようにトルク制御を行ってもよい。この場合、入力速度を検出するための速度センサ２２を省略することができる。

＜具体的構成＞
図２は、図１の駆動力伝達装置１０の具体的構成を示す側面図である。この駆動力伝達装置１０は、上記した第１回転体１６、第２回転体１８及びトルク付与機構２０の他に、逆転防止機構３０と、ワンウェイクラッチ３２と、回転軸３４と、を含んで構成される。第１回転体１６、第２回転体１８及び回転軸３４の回転速度をそれぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３と表記するとき、この駆動力伝達装置１０は、Ｖ１＞Ｖ３≧Ｖ２の関係が常に成り立つ「減速駆動」を行うように構成される。

第１回転体１６は、例えばクランクシャフトから構成され、軸心に対して互いに反対方向に突出する２つのクランク部３６，３８を有する。

第２回転体１８は、２つの底面部４０，４２を有する中空円筒状のケース４４と、一方の底面部４０からケース４４と同軸的に設けられる軸部４６と、を有する。ケース４４の他方の底面部４２の中心には、ケース４４の内部空間４８と外部とを連通する連通孔５０が設けられている。

ケース４４の内部空間４８は、底面部４０，４２、第１内周部５２及び第２内周部５４に囲まれることで、軸方向に延びて形成されている。なお、第１内周部５２と第２内周部５４は、それぞれ円周面を有するとともに、環状の段差部を介して互いに接続される。

逆転防止機構３０は、第２回転体１８の軸部４６に設けられており、例えばバックストッパ機能を果たすワンウェイクラッチから構成される。逆転防止機構３０の内輪が軸部４６に、外輪が固定部材５６（第１静止物体）にそれぞれ接続されており、第２回転体１８は一方向にのみ回転することができる。

ワンウェイクラッチ３２は、第２回転体１８と回転軸３４の間に設けられており、オーバーランニング機能を果たすクラッチである。このワンウェイクラッチ３２は、Ｖ２＜Ｖ３の関係を満たす場合に「切断状態」（解放状態）となり、Ｖ２≧Ｖ３の関係を満たす場合に「接続状態」（係合状態）になる。これにより、第２回転体１８からの動力を回転軸３４へ効率よく伝達することができる。

続いて、トルク付与機構２０の具体的構造について説明する。このトルク付与機構２０は、可動部６０と、２つの弾性体６２，６４と、移動機構６６と、を備える。

可動部６０は、一方が開口する有底円筒状の形状を有し、かつ、その内周面が第１内周部５２と略面一になるようにケース４４に収容されている。可動部６０と第２内周部５４の間には、可動部６０をケース４４に保持するための摩擦材６８が設けられている。これにより、可動部６０は、軸方向に沿って第１回転体１６に対向して配置され、かつ第２回転体１８に保持されたままで第２回転体１８とともに回転可能に構成される。

弾性体６２，６４は、例えば、ばねから構成され、ケース４４の内部空間４８にて第１回転体１６と第２回転体１８を直接的又は間接的に接続する。具体的には、弾性体６２の一端は第１回転体１６のクランク部３６に、他端はケース４４の第１内周部５２にそれぞれ接続されている。また、弾性体６４の一端は第１回転体１６のクランク部３８に、他端は可動部６０の内周面にそれぞれ接続されている。

図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。本図は、第１回転体１６及び第２回転体１８がともに停止し、かつ可動部６０が初期位置である配置関係を示している。以下、回転角度θに関して、時計回りを正方向とし、かつ、弾性体６２の接続端が最上点となる位置をθ＝０°、最下点となる位置をθ＝１８０°と定義する。ここで、第１回転体１６の回転角度をθ１、第２回転体１８の回転角度をθ２とすると、本図の例では、θ１＝１８０°かつθ２＝０°である。また、第２回転体１８（ケース４４）に対する可動部６０の位相調整量をφとすると、初期位置ではφ＝０°となる。

図４は、図２に示す移動機構６６の模式図である。図示の便宜上、第１回転体１６及び第２回転体１８を部分的に省略している。この移動機構６６は、第２回転体１８に対して可動部６０を回動（つまり、周方向に移動）させる駆動機構である。具体的には、移動機構６６は、操作子８０からの操作を通じてトルクを出力する操作機構７０と、操作子８０からの操作をロック可能なロック機構７２と、操作機構７０と可動部６０の間に設けられるワンウェイクラッチ７４と、を含んで構成される。

この操作機構７０は、ロック機構７２を介して固定部材７６（第２静止物体）に固定されており、第２回転体１８の回転状態にかかわらず静止状態を保っている。なお、固定部材７６は、図２の逆転防止機構３０に接続される固定部材５６と同一の部材であってもよいし、異なる部材であってもよい。

操作機構７０は、上記した制御装置２６と操作子８０の他に、アクチュエータ８２と、出力軸部８４と、をさらに備える。操作子８０は、例えば、可動部６０の回動操作を行うための円柱状部材である。アクチュエータ８２は、例えば、回転モータから構成され、その駆動軸が操作子８０の底面中心部に固定されている。つまり、制御装置２６がアクチュエータ８２を駆動するための駆動信号（電流波形）を出力することで、操作子８０は、アクチュエータ８２と連動しながら時計回り又は反時計回りに回動する。

ロック機構７２は、それぞれ同軸的に配置される操作子８０と出力軸部８４の間に設けられている。このロック機構７２は、第２回転体１８からの負荷トルクが固定部材５６に作用する場合に操作子８０と出力軸部８４（つまり、操作機構７０の出力軸）を係合し、第２回転体１８からの負荷トルクが固定部材５６に作用しない場合に操作子８０を固定するロック型のトルクダイオードを含んで構成される。

ワンウェイクラッチ７４は、操作機構７０が有する出力軸部８４と、可動部６０が有する軸部８６の間に設けられた、オーバーランニング機能を果たすクラッチである。ワンウェイクラッチ７４は、操作機構７０から可動部６０へのトルクを伝達する一方、可動部６０から操作機構７０へのトルクの伝達を遮断するように構成される。つまり、ワンウェイクラッチ７４は、Ｖ２＜Ｖ４の関係を満たす場合に「切断状態」（解放状態）となり、Ｖ２≧Ｖ４の関係を満たす場合に「接続状態」（係合状態）になる。ここで、Ｖ４は、出力軸部８４の回転速度である。

［駆動力伝達装置１０の動作］
この実施形態における駆動力伝達装置１０は、以上のように構成される。続いて、駆動力伝達装置１０の動作について、図５〜図９を参照しながら説明する。

図５は、図２及び図３の駆動力伝達装置１０の動作例を示すタイムチャートである。具体的には、図５（ａ）は回転速度及びトルクの時間変化を示すとともに、図５（ｂ）は制御装置２６の処理シーケンスを示している。

＜基本動作＞
図５（ａ）に示すように、時点ｔ＝Ｔ０において、第２回転体１８が加速し、回転速度Ｖ２が回転軸３４の回転速度Ｖ３に達する。そうすると、ワンウェイクラッチ３２が「切断状態」から「接続状態」となり、両者の回転速度が等しくなる（Ｖ２＝Ｖ３）。

時間帯ｔ＝Ｔ０〜Ｔ１において、第１回転体１６が負荷を受け、かつ第２回転体１８を駆動する向き（正方向）にトルクが発生する。これと併せて、第１回転体１６と第２回転体１８の間の回転角度差が増加し、弾性体６２，６４の圧縮により弾性エネルギーが蓄積される。

時点ｔ＝Ｔ１において、正方向のトルクがゼロになり、その後のトルクの向きが反転する。そうすると、第２回転体１８が減速を開始し（Ｖ２＜Ｖ３）、ワンウェイクラッチ３２が「接続状態」から「切断状態」となる。

時間帯ｔ＝Ｔ１〜Ｔ２において、第１回転体１６を駆動する向き（負方向）にトルクが発生し、第２回転体１８は減速し続ける。

時点ｔ＝Ｔ２において、第２回転体１８の回転速度Ｖ２がゼロになり、逆方向に回転しようとする。そうすると、逆転防止機構３０によって第２回転体１８が固定部材５６に固定され、第２回転体１８が一時的に停止する（Ｖ２＝０）。

時間帯ｔ＝Ｔ２〜Ｔ３において、第１回転体１６と第２回転体１８の間の回転角度差がさらに増加し、弾性体６２，６４の伸長により弾性エネルギーの放出を開始する。そうすると、第２回転体１８を通じて固定部材５６が負荷を受け、かつ第１回転体１６を駆動する向き（負方向）にトルクが発生する。

時点ｔ＝Ｔ３において、弾性体６２，６４が自身の弾性エネルギーを放出しきると、負方向のトルクがゼロになり、その後のトルクの向きが反転する。

時間帯ｔ＝Ｔ３〜Ｔ４において、第１回転体１６が負荷を受け、かつ第２回転体１８を駆動する向き（正方向）にトルクが発生する。そうすると、第２回転体１８は、逆転防止機構３０の固定部材５６から切り離され、加速を開始する（Ｖ２＞０）。

このように、駆動力伝達装置１０は、（Ｔ４−Ｔ０）を１周期とする動作を逐次繰り返すことで、第１回転体１６と回転軸３４の間で駆動力を伝達することができる。なお、時点ｔ＞Ｔ４であるＴ５，Ｔ６，Ｔ７は、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３にそれぞれ対応する。

＜制御装置２６の動作＞
続いて、トルク周期特性の調整時における制御装置２６の動作について、図５（ｂ）及び図６〜図１０を参照しながら説明する。

図５（ｂ）のステップＳ１において、制御装置２６は、入力速度を示す検出信号を速度センサ２２（図１）から取得するとともに、出力速度を示す検出信号を速度センサ２４（図１）から取得する。なお、検出信号の取得タイミングは、定期的であってもよいし不定期であってもよい。

ステップＳ２において、制御装置２６は、ステップＳ１で取得された２種類の検出信号に基づいてトルク指令値を算出し、当該トルク指令値に応じた位相調整量φを決定する。このトルク指令値は、例えば、トルク周期特性の振幅であり、位相調整量φとの対応関係に基づいて定めることができる。

図６は、位相調整量φに対応するトルク周期特性を示す図である。グラフの横軸は回転角度差θｇａｐ（単位：度）を示すとともに、グラフの縦軸はトルク相対値（単位：なし）を示している。ここで、回転角度差θｇａｐは、第１回転体１６の回転角度（θ１）と第２回転体１８の回転角度（θ２）の差（θ１−θ２）に相当する。また、トルク相対値は、取り得る値の範囲を［−１，１］に正規化したトルクに相当する。

本図の例では、位相調整量がφ＝０°である場合、θｇａｐ＝約４５°，約２２５°にてトルクが最大（＝１）となる一方、θｇａｐ＝約１３５°，約３１５°にて負のトルクが最大（＝−１）となる。位相調整量φが０°から正方向に増加するにつれて、トルク周期特性のピーク位置が正方向にシフトするとともにピーク値（振幅）が減少する。位相調整量がφ＝１８０°である場合、弾性体６２，６４による弾性力が相殺され、回転角度差θｇａｐにかかわらずトルクが常にゼロになる。なお、位相調整量φが０°から負方向に増加するにつれて、トルク周期特性のピーク位置が負方向にシフトするとともにピーク値が減少する。

ステップＳ３において、制御装置２６は、ステップＳ２で決定された位相調整量φに応じた駆動信号をアクチュエータ８２に向けて出力する。例えば、Ｔ４＜ｔ＜Ｔ５の範囲にてステップＳ２が終了した場合、時点ｔ＝Ｔ６に到達するまでの間、位相の調整が行われない「未調整状態」が続く。そして、時点ｔ＝Ｔ６の到達後であって、所望の移動が終了するまでの間、位相の調整が行われる「調整状態」が続く。

図７は、第２回転体１８が回転状態である場合における移動機構６６の動作を示す図である。図８は、図７の動作に伴って変化する、第２回転体１８と可動部６０の間の相対的位置関係を示す遷移図である。なお、説明の便宜上、図８の（ａ）（ｂ）の前後にわたって、弾性体６２，６４の伸縮に起因する回転角度差θｇａｐの変化がない（θｇａｐ＝１８０°）ものとみなす。

図７に示すように、第１回転体１６の回転に伴って、第２回転体１８及び可動部６０が一体的に回転する（Ｖ１＞０、Ｖ２＞０）。第２回転体１８が回転している間は固定部材５６にトルクの負荷がかからないため、ロック機構７２によるロック機能が作動し、操作子８０及び出力軸部８４はそれぞれ固定される。これにより、第２回転体１８の回転状態において、制御装置２６がアクチュエータ８２の駆動を試みたとしても、ロック機構７２が発揮するロック機能によって、操作子８０に対する操作が禁止される。

なお、この状態下にてＶ２＞Ｖ４＝０の関係が成り立っているので、ワンウェイクラッチ７８が「切断状態」となって軸部８６が空転し、可動部６０からのトルクが出力軸部８４には伝達されない点に留意する。

その結果、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１回転体１６及び第２回転体１８の両方が回転している間、第２回転体１８と可動部６０の間の相対的位置関係が保たれる。つまり、トルク周期特性は、第２回転体１８が回転している間に調整されない。

図９は、第２回転体１８が停止状態である場合における移動機構６６の動作を示す図である。図１０は、図９の動作に伴って変化する、第２回転体１８と可動部６０の間の相対的位置関係を示す遷移図である。なお、説明の便宜上、図１０の（ａ）（ｂ）の前後にわたって、弾性体６２，６４の伸縮に起因する回転角度差θｇａｐの変化がない（θｇａｐ＝１８０°）ものとみなす。

図９に示すように、第１回転体１６が回転している間、第２回転体１８及び可動部６０が一時的に停止する（Ｖ１＞０、Ｖ２＝０）。第２回転体１８が停止している間は固定部材５６にトルクの負荷がかかるため、ロック機構７２によるロック機能が解除され、操作子８０と出力軸部８４が係合する。また、この状態下にてＶ２＝０＜Ｖ４の関係が成り立っているので、ワンウェイクラッチ７８が「接続状態」となって出力軸部８４と軸部８６が係合する。

つまり、第２回転体１８の停止状態において、制御装置２６による操作子８０の操作が許可される。そうすると、可動部６０がアクチュエータ８２の駆動軸と一体的に周方向に移動することで、複数の弾性体６２，６４同士の位相差が調整される。

その結果、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１回転体１６が回転し、かつ第２回転体１８が一時的に回転を停止している間、第２回転体１８と可動部６０の間の相対的位置関係が変化する。位相調整量φ（本図の例では、φ＝３０°）に相当する位相差を設けることで、所望のトルク周期特性に調整される。

＜トルク付与機構２０による効果＞
以上のように、駆動力伝達装置１０のトルク付与機構２０は、第１回転体１６に対向して配置され、かつ第２回転体１８に保持される可動部６０と、一端が第１回転体１６に他端が可動部６０にそれぞれ接続される弾性体６４と、第１回転体１６が回転し、かつ第２回転体１８が一時的に回転を停止している間に、第２回転体１８に保持された状態を保ちながら可動部６０を移動させる移動機構６６と、を備える。

このように、第２回転体１８が一時的に回転を停止している間に、第２回転体１８に保持された状態を保ちながら可動部６０を移動させる移動機構６６を設けたので、回転に伴う慣性力が作用しない状態下に可動部６０を移動可能となり、この慣性力に起因する移動量の誤差が抑制される。これにより、第１回転体１６及び第２回転体１８の動作を継続しながら、トルクの周期特性を目論見通りに調整することができる。

特に、駆動力伝達装置１０の逆転防止機構３０は、第２回転体１８の回転方向が反対になるとき第２回転体１８を固定部材５６に固定し、トルク付与機構２０は、回転方向が周期的に反転するトルクを第２回転体１８に付与することが好ましい。その理由は、第１回転体１６が１回転するうちに第２回転体１８が間欠的に停止する時間帯を利用して、トルク周期特性を逐次的に調整できるからである。

また、可動部６０が第２回転体１８の周面に沿って回動可能に構成される場合、移動機構６６は、固定部材７６に固定配置され、かつ操作子８０からの操作を通じてトルクを出力する操作機構７０と、操作機構７０と可動部６０の間に設けられるワンウェイクラッチ７４と、を備えてもよい。これにより、操作機構７０が固定配置された状態にて可動部６０の回動操作が可能となり、回転体に電力を供給するためのスリップリングを含む各種機構が不要となる。この場合、スリップリングの使用による発熱や損失などを考慮しなくても済む。

また、移動機構６６は、第２回転体１８が回転している間に操作子８０からの操作をロックするロック機構７２をさらに備えてもよい。これにより、第２回転体１８が回転している間に操作子８０からの操作を試みた場合であっても、ロック機能により可動部６０の移動を阻止することができる。

［変形例］
上記した実施形態では、ロック機構７２（図４）を含むトルク付与機構２０を例に挙げて説明したが、このロック機構を含まない構成を採用してもよい。以下、変形例におけるトルク付与機構９０の構成及び動作について図１１〜図１３を参照しながら説明する。

＜トルク付与機構９０の構成＞
図１１は、変形例におけるトルク付与機構９０の模式図である。このトルク付与機構９０は、上記した可動部６０及び弾性体６２，６４の他に、図４に示す構成とは異なる移動機構９２を備える。この移動機構９２は、第２回転体１８に対して可動部６０を回動させる駆動機構であり、具体的には、アクチュエータ９４と、回転センサ９６と、制御装置９８と、を備える。

アクチュエータ９４は、例えば、回転モータから構成され、その本体がケース４４の底面部４０に、その駆動軸が可動部６０の底面中心部にそれぞれ固定されている。これにより、可動部６０は、アクチュエータ９４の駆動に伴い、第２回転体１８の周面に沿って時計回り又は反時計回りに回動可能である。

回転センサ９６は、例えば、速度センサ又は加速度センサから構成され、第２回転体１８（本図例では、底面部４０）に取り付けられている。回転センサ９６から出力される検出信号により、少なくとも「回転」「停止」を含む、第２回転体１８の回転状態を検出することができる。

制御装置９８は、アクチュエータ９４を駆動するための駆動信号（電流波形）を出力することで、第２回転体１８に対するトルク制御を行う。また、後述するように、制御装置９８は、回転センサ９６からの検出信号に基づいて、駆動信号の出力タイミングを決定する。

＜処理シーケンスの第１例＞
変形例におけるトルク付与機構９０は、以上のように構成される。続いて、制御装置９８の動作（具体的には、アクチュエータ９４の駆動タイミング制御）について、図１２及び図１３に示す処理シーケンスを参照しながら説明する。

図１２のステップＳ１１において、制御装置９８は、入力速度又は出力速度を示す検出信号を取得し、この検出信号を用いてトルク指令値に応じた位相調整量φを決定する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理は、上記したステップＳ１，Ｓ２（図５（ｂ）参照）と同様であるため、詳しい説明を省略する。

ところで、制御装置９８は、回転センサ９６からの検出信号を逐次取得し、第２回転体１８の回転状態を監視する。ここでは、制御装置９８は、第２回転体１８の回転状態が「回転」から「停止」へ移行したか否かを検出する。例えば、制御装置９８は、ステップＳ１２の終了時点ｔ（Ｔ４＜ｔ＜Ｔ５）にて第２回転体１８の「回転」が検出された場合、次の「停止」（時点ｔ＝Ｔ６）が検出されるまで一時的に待機する。

ステップＳ１３において、制御装置９８は、第２回転体１８の回転状態が「回転」から「停止」に移行したことを検出した場合、次のステップ（Ｓ１４）に進む。

ステップＳ１４において、制御装置９８は、ステップＳ１２で決定された位相調整量φに応じた駆動信号をアクチュエータ９４に向けて出力する。そうすると、可動部６０がアクチュエータ９４の駆動軸と一体的に周方向に移動することで、複数の弾性体６２，６４同士の位相差が調整される。

以上のように、移動機構９２は、回転センサ９６によって回転中の第２回転体１８が停止したことを検出した後に可動部６０の移動を開始してもよい。あるいは、移動機構９２は、回転センサ９６によって停止中の第２回転体１８が回転を開始したことを検出する前に可動部６０の移動を終了してもよい。回転センサ９６による実際の検出結果に基づいて移動の開始／終了タイミングを決定するので、信頼性がより高い移動制御を行うことができる。

＜処理シーケンスの第２例＞
ところで、ステップＳ１２（図１２参照）の位相調整量φを決定するタイミングによって、第２回転体１８が停止する残り時間が短くなってしまい、可動部６０の移動中に第２回転体１８の回転が再開することもあり得る。

そこで、図１３（ａ）に示すように、ステップＳ１２の終了時点ｔ（Ｔ２＜ｔ＜Ｔ３）にて第２回転体１８の「停止」が検出された場合、制御装置９８は、一旦「回転」（時点ｔ＝Ｔ３）となり、次の「停止」（時点ｔ＝Ｔ６）が検出されるまでの間、可動部６０の移動を一時的に保留してもよい。これにより、位相調整量φの決定時点にかかわらず可動部６０の移動のための時間マージンをより多く確保できる。

あるいは、図１３（ｂ）に示すように、制御装置９８は、「回転」から「停止」への移行時点を逐次検出してもよい（ステップＳ１３ａ）。この場合、制御装置９８は、ステップＳ１２の終了時点と、直近に検出された移行時点（ｔ＝Ｔ２）との関係から、決定された位相調整量φを修正してもよい（ステップＳ１３ｂ）。アクチュエータ９４の駆動時間を必要に応じて短縮することで、停止中の第２回転体１８が回転し始める前に可動部６０の移動を終了させることができる。

＜他の変形例＞
また、本発明は、上記の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

上記の例では、２つの弾性体６２，６４（図２参照）を用いて第１回転体１６と第２回転体１８を接続しているが、弾性体の個数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、弾性体は、可動部６０に１つ以上接続されていればよく、様々な位置に設けられてもよい。

上記の例では、可動部６０（図２参照）が第２回転体１８に対して周方向に移動可能であるが、弾性体６４の接続位置の変更によってトルク周期特性を調整可能であればこの形態に限られない。具体的には、この移動は、周方向への「回転移動」の他に、軸方向又は径方向への「平行移動」、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。

上記の例では、アクチュエータ８２，９４（図４，図１１参照）として回転モータを用いているが、可動部６０の形状、移動方向、配置構造、要求仕様などに応じて様々なアクチュエータを採用してもよい。

１０ 駆動力伝達装置、１２ 入力軸、１４ 出力軸、１６ 第１回転体、１８ 第２回転体、２０，９０ トルク付与機構、２６，９８ 制御装置、３０ 逆転防止機構、５６ 固定部材（第１静止物体）、６０ 可動部、６２，６４ 弾性体、６６，９２ 移動機構、７０ 操作機構、７２ ロック機構、７４ ワンウェイクラッチ、７６ 固定部材（第２静止物体）、８０ 操作子、８２，９４ アクチュエータ、９６ 回転センサ。

Claims (7)

1. 第１回転体と、第２回転体と、前記第１回転体の回転に伴って周期的に変化するトルクを前記第２回転体に付与するトルク付与機構と、を備える駆動力伝達装置であって、
   前記トルク付与機構は、
   前記第１回転体に対向して配置され、かつ前記第２回転体に保持される可動部と、
   一端が前記第１回転体に他端が前記可動部にそれぞれ接続される弾性体と、
   前記第１回転体が回転し、かつ前記第２回転体が一時的に回転を停止している間に、前記第２回転体に保持された状態を保ちながら前記可動部を移動させる移動機構と、
   を備えることを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の駆動力伝達装置において、
   前記第２回転体の回転方向が反対になるとき前記第２回転体を第１静止物体に固定する逆転防止機構をさらに備え、
   前記トルク付与機構は、回転方向が周期的に反転するトルクを前記第２回転体に付与する
   ことを特徴とする駆動力伝達装置。
3. 請求項２に記載の駆動力伝達装置において、
   前記可動部は、前記第２回転体の周面に沿って回動可能に構成され、
   前記移動機構は、
   前記第１静止物体と同一の又は異なる第２静止物体に固定配置され、かつ操作子からの操作を通じてトルクを出力する操作機構と、
   前記操作機構と前記可動部の間に設けられ、かつ、前記操作機構から前記可動部へのトルクを伝達する一方、前記可動部から前記操作機構へのトルクの伝達を遮断するワンウェイクラッチと、
   を備えることを特徴とする駆動力伝達装置。
4. 請求項３に記載の駆動力伝達装置において、
   前記移動機構は、前記第２回転体が回転している間に前記操作子からの操作をロックするロック機構をさらに備えることを特徴とする駆動力伝達装置。
5. 請求項４に記載の駆動力伝達装置において、
   前記ロック機構は、前記第２回転体からの負荷トルクが前記第１静止物体に作用する場合に前記操作子と前記操作機構の出力軸を係合し、かつ、前記第２回転体からの負荷トルクが前記第１静止物体に作用しない場合に前記操作子を固定するロック型のトルクダイオードを含んで構成されることを特徴とする駆動力伝達装置。
6. 請求項２に記載の駆動力伝達装置において、
   前記移動機構は、
   前記可動部の移動制御を行う制御装置と、
   前記第２回転体の回転状態を検出する回転センサと、
   を備え、
   前記制御装置は、前記回転センサによって回転中の前記第２回転体が停止したことを検出した後に前記可動部の移動を開始することを特徴とする駆動力伝達装置。
7. 請求項６に記載の駆動力伝達装置において、
   前記制御装置は、前記回転センサによって停止中の前記第２回転体が回転を開始したことを検出する前に前記可動部の移動を終了することを特徴とする駆動力伝達装置。