JP2575587Y2 - 調和変速機を備えた駆動装置の出力特性補正装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は調和変速機を介して回転
駆動源からの出力を得るように構成された駆動装置の出
力特性補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】割り出しテーブルなどのように正確な位
置決めが要求される駆動系には、応答性および制御精度
の高い調和減速機が利用されている。このような駆動系
は、例えば、モータと、この出力軸に連結されたコップ
型の歯車式調和減速機から構成され、この調和減速機か
ら出力される減速回転出力を用いてテーブルなどを目標
とする角度位置に回転させるようになっている。コップ
型の歯車式調和減速機は、一般的には、環状の剛性内歯
歯車部材と、この内側に配置されたコップ形状の可とう
性外歯歯車部材と、この可とう性外歯歯車部材を楕円形
状にたわめてその長軸両端の部分で剛性内歯歯車にかみ
合わせると共にこれらのかみ合わせ位置を周方向に移動
させるための楕円形状をした波動発生器とから構成され
ている。そして、剛性内歯歯車部材は回転しないように
固定され、コップ形状の可とう性外歯歯車部材は回転自
在に支持され、この可とう性外歯歯車部材から減速回転
出力が得られるようになっている。

【０００３】このように構成された駆動系においては、
調和減速機の非線形の応力伝達特性が原因となって、そ
の出力に速度むら、トルクむらなどの振動が発生する場
合がある。また、これらが原因となって位置決め誤差が
発生する場合がある。このような出力特性の変動を抑制
するために、調和減速機の出力特性、例えば速度むら、
トルクむらなどを検出し、検出値に基づき、調和変速機
の入力要素に連結されているモータの駆動をフィードバ
ック制御するようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、このような
駆動系においてモータ自体の駆動をフィードバック制御
することなく、調和変速機の出力特性をフィードバック
制御により補正可能なフィードバック制御系を実現する
ことにある。

【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、本考案においては、調和変速機の出力特性に関す
る情報に基づき、この調和変速機の固定側要素を微小回
転させることにより、調和変速機の出力特性を補正制御
するようにしている。調和変速機の出力特性に関する情
報を得るための機構としては、調和変速機の出力要素に
速度センサあるいはトルクセンサを取付ければよい。ま
た、調和変速機の固定側要素を微小回転させるための機
構としては、応答性の点から圧電素子を使用することが
好ましい。なお、調和変速機の出力特性に基づき圧電素
子を駆動して、出力特性の変動をフィードバック制御に
より抑制するための補正制御方法としては一般的に知ら
れている制御方法を利用すればよい。

【０００６】

【実施例】以下に、図１を参照して本考案の実施例を説
明する。

【０００７】図１に示す駆動装置１は、高速回転出力源
であるモータ２と、この出力軸２ａに連結されたコップ
型の歯車式調和減速機３から構成され、この調和減速機
３の出力側が負荷（図示せず）側に連結されている。調
和減速機３は、環状の剛性内歯歯車部材３１と、その内
側に配置したコップ型の可とう性外歯歯車部材３２と、
さらにその内側に装着した楕円形の波動発生器３３から
構成されている。波動発生器３３により可とう性外歯歯
車部材３２は楕円形状にたわまされて周方向の２箇所の
位置で剛性内歯歯車にかみ合っている。波動発生器３３
はモータ２により高速回転させられる。波動発生器３３
が回転すると、それに伴って外歯と内歯のかみ合わせ位
置が周方向に移動して、これら外歯および内歯の歯数差
に応じて外歯歯車部材３２と内歯歯車部材３１との間に
相対回転が発生する。内歯歯車部材３１は後述のように
実質的に固定されているので、外歯歯車部材３２が回転
し、この回転が負荷側に伝達される。このように、本例
においては、剛性内歯歯車部材３１が固定側要素とさ
れ、波動発生器３１が入力要素とされ、可とう性外歯歯
車部材３２が出力要素とされている。

【０００８】本例の駆動装置１においては、その調和減
速器３の出力要素である可とう性外歯歯車部材３２の出
力特性を検出するためのセンサ４が配置されている。こ
のセンサは、一般的には速度センサ、トルクセンサであ
る。このセンサ４の出力は圧電素子制御回路５に供給さ
れるようになっている。圧電素子制御回路５の制御出力
は圧電素子６に供給されるようになっている。圧電素子
６は、調和減速機３の固定側要素である剛性内歯歯車３
１の外側近傍に位置しており、その歪み方向が剛性内歯
歯車３１の接線方向に向くように配列されている。

【０００９】また、圧電素子６は、その歪み方向の元端
側が固定支持され、その先端側は剛性内歯歯車部材３１
の外周面から半径方向の外側に突出した突起部分３１ａ
に丁度当たった状態に設定されている。一方、剛性内歯
歯車部材３１は不図示の機構により一定の弾性力で圧電
素子６の側に向けて常時押しつけられた状態に設定され
ている。したがって、圧電素子６と不図示の機構によっ
て、剛性内歯歯車部材３１は実質的に固定された状態に
あり、圧電素子６の変形によってのみ微小回転可能とな
っている。

【００１０】このように構成された本例の駆動装置１に
おいては、その駆動時における出力特性の変動は、セン
サ４の検出出力に基づき圧電素子制御回路５において検
出される。圧電素子制御回路５では、出力特性の変動を
抑制する方向に剛性内歯歯車部材３１を微小回転させる
ための必要な圧電素子駆動電圧を算出する。そして、こ
の算出した値の駆動電圧を圧電素子６に印加する。この
結果、圧電素子は駆動電圧に応じて歪みが発生し、剛性
内歯歯車部材３１を微小に回転させる。詳細に説明する
と、圧電素子６が延びた場合には、圧電素子によって剛
性内歯歯車部材３１は図１において実線で示す矢印の方
向に微小回転する。これに対して圧電素子６が縮んだ場
合には、それに追従して、弾性力により剛性内歯歯車部
材３１は図１において破線で示す矢印の方向に微小回転
する。このようにして、速度むらなどの出力特性の変動
を抑制する方向に向けて、剛性内歯歯車部材３１は微小
回転させられる。

【００１１】なお、本例の駆動装置１はコップ型の歯車
式調和減速機を備えたものであるが、これ以外の形式の
調和変速機を備えた駆動装置に対して本考案を適用でき
ることは勿論である。例えばフラット型あるいはパンケ
ーキ型と呼ばれる歯車式調和減速機に対しても本考案を
適用でき、また、摩擦係合式の調和変速機に対しても本
考案を適用できる。

【００１２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案における調
和変速機を備えた駆動装置の出力特性補正装置において
は、その調和変速機の固定側要素を出力特性の変動を抑
制する方向に微小回転させるように構成されている。従
って、本考案によれば、従来のように回転力発生源であ
るモータの駆動をフィードバック制御する場合と同様に
駆動装置の出力特性の変動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用した駆動装置の出力特性補正装置
の概略構成を示す全体構成図である。

【符号の説明】

１・・・駆動装置 ２・・・モータ ３・・・調和減速機 ３１・・・剛性内歯歯車部材（固定側要素） ４・・・センサ ５．・・圧電素子制御回路 ６・・・圧電素子

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転力発生源と、ここからの回転出力を
   変速して出力する調和変速機とを有する駆動装置におい
   て、前記調和変速機の出力特性に関する情報を検出する
   検出手段と、前記調和変速機における固定側要素を微小
   回転させる回転手段と、前記検出手段の検出出力に基づ
   き前記回転手段の駆動を制御して、前記調和変速機の出
   力特性をフィードバック制御する補正制御手段とを有
   し、 前記調和変速機は、環状の剛性内歯歯車部材と、この内
   側に配置された環状の可とう性外歯歯車部材と、前記可
   とう性外歯歯車部材を半径方向にたわませて前記剛性内
   歯歯車部材に対して複数箇所でかみ合わせると共にこれ
   らのかみ合わせ箇所を周方向に移動させる波動発生器と
   を有し、 前記剛性内歯歯車部材は前記回転手段によってのみ微小
   回転可能に支持され、 前記波動発生器は前記回転力発生源の回転出力により回
   転駆動されるように配置されており、 前記回転手段は圧電素子を備えており、 前記補正制御手段は、前記検出手段の検出出力に基づき
   前記圧電素子に印加する電圧を調整するようになってい
   ることを特徴とする調和変速機を備えた駆動装置の出力
   特性補正装置。