JP4695287B2 - Rotation drive - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動装置、特に、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比較的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。特開平10−161752号に開示された回転駆動装置は、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、伝動手段と、速度検出機構と、フィードバック制御手段とを備えている。
【0003】
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る。減速装置は、モータの出力軸に形成された太陽ローラ、遊星ローラと及びキャリアからなる。伝動手段は、主に、減速機側から被動装置側に延びる出力軸を有している。この出力軸はボールベアリング等の軸受を介してハウジングに回転自在に支持されている。
【0004】
速度検出機構は、例えば、パルス板とパルス板を検出する光検出器とからなるロータリーエンコーダから構成されている。フィードバック制御手段は、速度検出機構によって検出された回転速度に基づいて、モータの制御を行う。
【0005】
ここで、速度検出機構は、減速装置のハウジングの出力側に配置されることになるが、そのため回転駆動装置の軸方向の寸法が長くなっている。ところが、例えば、カラーコピー装置に回転駆動装置を使用した場合、省スペース化要求が強くなり、軸方向に短い回転駆動装置の要求が強くなった。そこで、本願出願人は、特願2000−262539号において速度検出機構を減速装置のハウジング内に配置し、かつ減速装置の付勢部材をモータ側の壁面に移動した。これによって従来にない軸方向に短縮された回転駆動装置が実現された。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
回転駆動装置への要求は、軸方向への短縮化のみではない。他の用途、つまりスペースよりコスト低減と長期間の安定動作を求める要求もあり、これに対応できる回転駆動装置も必要となる。
【0007】
そこで、本願出願人は、特願2000−262540号において、速度検出機構を減速装置のハウジング内に配置するとともに、キャリアと遊星ローラとの間にシール部材を設ける構造を発明した。この減速装置では、減速装置のハウジング内の潤滑油や摩耗粉等が速度検出機構側に侵入してパルス板や光検出器が汚染するのを防止している。これにより、この回転駆動装置の軸方向の短縮化に加えて、正確な回転速度の検出が行え、長期間にわたる安定動作が実現された。
【0008】
しかし、速度検出機構と減速装置が同じハウジング内に収納されることで、速度検出機構やシール部材を配置するために構造的に複雑になり、部品点数が多くなっている。
【0009】
本発明の課題は、軸方向への短縮化を犠牲にしてでも、従来より部品点数及び加工工数が少なく、かつ長期間安定に動作する回転駆動装置を実現することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
転駆動装置は、回転駆動源としてモータを使用し、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、モータの駆動回転速度をフィードバック制御する回転駆動装置であって、減速装置と伝動手段と速度検出機構とハウジングと第1軸受と第2軸受とを備えている。減速装置はモータによって駆動される。伝動手段は、減速装置から被動装置側に延びる出力軸を有し、減速装置の出力を被動装置に伝える。速度検出機構は、減速装置の被動装置側に配置され、出力軸の回転速度を検出するための機構である。ハウジングは、出力軸及び速度検出機構の周囲を覆う外壁部と、外壁部の被動装置側に一体に形成され出力軸が貫通する第1隔壁部と、外壁部の減速装置側に一体に形成され出力軸が貫通する第2隔壁部とを有する。第1軸受は第1隔壁部の内周面と出力軸との間に配置されている。第2軸受は第2隔壁部の内周面と出力軸との間に配置されている。第2隔壁部は、第1隔壁部及び外壁部とともに速度検出機構が設置される収容空間部を形成し、減速装置と速度検出機構とを軸方向に分離している。
【0011】
この回転駆動装置では、モータの回転が減速装置によって減速され、伝動手段の出力軸から出力されて被動装置が駆動される。このとき、減速装置の出力回転速度は速度検出機構によって検出され、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。
【0012】
この回転駆動装置では、従来、複数の部品で構成していたハウジングを一体成形により構成すること、第2隔壁部と第2軸受により速度検出機構への不純物を防止するためだけの部材(シール部材)が不要となることで、全体としての部品点数及び加工工数を低減でき、加えてハウジングの剛性及び組立精度の向上が図れる。さらに、第2隔壁部及び第2軸受が減速装置と速度検出機構とを軸方向に分離しているため、速度検出機構部分にグリス等の潤滑剤や減速機構部分で発生した摩耗粉等が侵入するのが防止でき、正確な速度検出によって長期間安定に動作することができる。
【0013】
例えば、ハウジングには、速度検出機構を収容空間部に設置するための窓部が形成されている。ウジングに形成された窓部を利用して速度検出機構の設置を行うことができるため、ハウジングが一体成形されていても組立作業が容易である。
【0014】
例えば、窓部は外壁部を出力軸の径方向に貫通している。窓部の中心軸は貫通方向に延びて出力軸に直交している。
【0015】
例えば、速度検出機構は、検出手段と、出力軸と一体回転し検出手段によって検出される被検出部材とからなる。窓部は、被検出部材を収容空間部内に設置するための第1窓部と、検出手段が配設される第2窓部とを有する。
【0016】
例えば、第1窓部は外壁部を出力軸の第1径方向に貫通している。第1窓部の中心軸は第1径方向に延びて出力軸に直交している。第2窓部は外壁部を出力軸の第2径方向に貫通している。第2窓部の中心軸は第2径方向に延びて出力軸に直交している。
【0017】
例えば、ハウジングには、検出手段を配設する際に取付位置を調節するための調整用窓部が設けられている。
【0018】
この回転駆動装置では、調整用窓部があることによって、ハウジングが一体成形されていても検出手段を所望の位置に精度良く取り付けることができる。調整用窓部は第1隔壁部を出力軸の軸方向に貫通している。調整用窓部の中心軸は貫通方向に延びて出力軸に平行である。
【0019】
例えば、速度検出機構は磁気センサである。検出手段は磁束の変化を検出する少なくとも1つの磁気的検出手段であり、被検出部材は着磁部を有する被磁気的検出部材である。
【0020】
例えば、速度検出機構は光学センサである。検出手段は光学的な変化を検出する少なくとも1つの光学的検出手段であり、被検出部材は被光学的検出部材である。
【0021】
例えば、被検出部材は、出力軸に対して軸方向に移動可能に嵌合する中心孔を有する略円板状である。出力軸は第1係合部を有している。被検出部材は、第1係合部に対して相対回転不能に係合しかつ軸方向に着脱自在である第2係合部を有している。回転駆動装置は、第1係合部と第2係合部が互いに係合するように被検出部材を軸方向に付勢する弾性部材をさらに備えている。
【0022】
この回転駆動装置では、軸方向に着脱自在な第1係合部と第2係合部とを弾性部材の付勢力によって係合させているため、被検出部材の取付が簡単である。例えば、第2係合部は被検出部材の減速装置側の面に形成され、弾性部材は第1軸受と被検出部材との間に配置されている。
【0023】
この回転駆動層装置では、弾性部材を支持する部材として第1軸受を利用しているため、特別な部材が不要となり、部品点数が少なくなる。例えば、減速装置は、モータの回転が入力される太陽車と、太陽車と同心に配置されたインタナルリングと、太陽車に当接し、インタナルリングから付勢力を受けながら当接する複数の遊星車と、複数の遊星車を支持し出力軸に連結されたキャリアとを有している。
【0024】
この回転駆動装置では、減速装置は、インタナルリングから遊星車が圧接され、摩擦(トラクション)によるトルク伝達を行う。例えば、モータの出力軸は、減速装置の太陽車を構成する。
【0025】
例えば、第2隔壁の減速装置側の面には付勢部材を収容する凹部が形成されている。凹部の底面は、第2軸受の減速装置側端面よりさらに被動装置側に位置している。
【0026】
この回転駆動装置では、第2隔壁部に凹部を設けることで、付勢部材と第2軸受が径方向に重なる軸方向寸法だけ、回転駆動装置の軸方向寸法を短縮できる。例えば、ハウジングは、外壁部から一体に形成され減速装置の周囲を覆う第2外壁部をさらに有している。
【0027】
この回転駆動装置では、ハウジングは、伝動手段及び減速装置の両方を覆う一体の部材として機能しているため、構造が簡単になっている
【0028】
例えば、速度検出機構からの検出に基づいて、モータの駆動速度をフィードバック制御するフィードバック制御手段をさらに備えている。そして、例えば、第1窓部の幅寸法は、被検出部材の外形寸法よりも大きく形成されている。第1窓部を通じて被検出部材が収容空間部に配置される。その状態で出力軸をハウジング内に挿入することにより、出力軸が、第2隔壁部の中心孔、被検出部材の中心孔、及び第1隔壁部の中心孔を貫通している。
【0029】
【発明の実施の形態】
1.第1実施形態
(1)構成
図1は本発明の一実施形態による回転駆動装置1を示したものである。この回転駆動装置1は例えば画像形成装置に用いられる。回転駆動装置1は、モータ2と、モータ2からの回転を減速して出力する遊星方式の減速装置3と、減速装置3の出力を被動装置としての画像形成装置に出力するための伝動手段4とから構成されている。伝動手段4は、出力軸7や、その出力回転速度を検出するための速度検出機構8を有している。またこの回転駆動装置1は、速度検出機構8からの出力が入力されるコントローラ5と、コントローラ5からの制御信号に従ってモータ2の回転速度を制御するドライブ装置6とをさらに有している。
【0030】
なお、図1に示すO−Oが回転駆動装置1の回転軸線である。以後、説明の便宜のため、回転軸線が延びる方向を軸方向として、図1右側を軸方向入力側とし、図1左側を軸方向出力側とする。回転軸線に対して回転する方向を回転方向又は円周方向とする。回転軸線を中心に描く円半径の方向を径方向とする。
【0031】
モータ2は、ドライブ装置6からのドライブ信号により駆動され、回転駆動装置1の回転駆動源として機能する。モータ2は、ブラケット10と、ステータ11と、ロータ12とから主に構成されている。
【0032】
ブラケット10は、筒状部10aと、その一端から外周側に延びるフランジ10bとから構成されている。さらに、フランジ10bの一方の側面には、ベース基板10cが取り付けられ、他方の側面にはベース基板10cを支持する支持部材10dが取り付けられている。なお、モータ2は減速装置3の側面に固定されており、具体的には支持部材10dがボルト9によって伝動手段4のハウジング31(後述)に固定されている。
【0033】
ステータ11は、複数枚の磁性板を積層してなる鉄心コアにコイルが巻設されてなり、ブラケット10の筒状部10aの外周に固定されている。ロータ12は、ロータヨーク15と、ロータマグネット16とから構成されている。ロータヨーク15は、磁性材料からなる薄板形状であり、均一の厚みを有している。具体的には、ロータヨーク15は、円板状の垂直壁15aと、その外周縁から減速装置3側に延びる筒状の環状壁15bとから構成されている。
【0034】
ロータマグネット16は、円周方向に並んだ複数の極を有する円筒状の部材であり、環状壁15bの内周面に固定されている。このようにして、ロータマグネット16はステータ11に径方向に対向してかつ同心に配置されている。
【0035】
回転駆動軸14は、モータ2の出力軸であり、ブラケット10の筒状部10a内を延び、軸方向に並んだ複数の軸受18,19によって筒状部10aに回転自在に支持されている。なお、軸受18,19はそれぞれシール機能付きの軸受であり、減速装置3からの潤滑剤がモータ2側に漏れ出ること、及び当該軸受の潤滑剤が減速装置3側へ浸入することを防止している。回転駆動軸14の先端(減速装置3側)は、減速装置3内に進入して、減速装置3の入力軸である太陽ローラ20を構成している。回転駆動軸14の端部(減速装置3の反対側)はロータヨーク15の垂直壁15aの内周部に固定されている。
【0036】
減速装置3は、1段系であり、さらには差動遊星方式を採用している。さらに具体的には、減速装置3は、金属ローラを圧接駆動するトラクション式であり、歯車を使った減速装置に比べて、角速度変動が少なく、さらには低騒音・低振動・低バックラッシといった優れた機能を有している。
【0037】
減速装置3は、モータ2の回転を例えば1回転/秒程度に減速するものであり、前述の太陽ローラ20と、インタナルリング21と、複数の(本実施形態では、3個)遊星ローラ22と、遊星ローラ22を支持するキャリア23とを有している。そして、太陽ローラ20、インタナルリング21、複数の遊星ローラ22及びキャリア23は、潤滑剤としてのグリスが充填されたハウジング(後述)内に収納されている。なお、減速装置3を構成する各部材の材質あるいは仕様によっては、潤滑剤なしのドライタイプで使用される場合もある。
【0038】
インタナルリング21は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は遊星ローラ22を挟むように対向して設けられている。固定リング21aは支持部材10d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21bは、ハウジング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。
【0039】
遊星ローラ22は、ロッド23aによりキャリア23に対して片持ちで回転自在に支持されており、大径ローラ部22aと小径ローラ部22bとから構成されている。大径ローラ部22aの外周面は太陽ローラ20の外周面に当接している。小径ローラ部22bは、大径ローラ部22aの両側面中央部から大径ローラ部22aと同心でかつ円錐台状に突出して形成されている。そして、この小径ローラ部22bのテーパ面に固定リング21a及び可動リング21bの内周面に形成されたテーパ面が当接している。このような構成によって、各遊星ローラ22は太陽ローラ20の回りを公転しながら自転することが可能である。キャリア23は、リング状の部材であり、中心部の孔には出力軸7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23と出力軸7とは一体に形成することも可能である。
【0040】
次に、伝動手段4について説明する。伝動手段4は、ハウジング31、出力軸7、速度検出機構8等を有している。ハウジング31は、主に、出力軸7の周りに配置された外壁部32と、その内部に形成された第1隔壁部33及び第2隔壁部34とから構成されている。図2及び図3に示すように、外壁部32は概ね四角筒形状である。外壁部32の軸方向出力側(被動装置側)には、磁気ホイル25をハウジング31内部に収容するための被検出部材挿入用窓部32aと、センサ26を取り付けるための2つの検出手段挿入用窓部32bが形成されている。なお、磁気ホイル25及びセンサ26は速度検出機構8を構成する部材であり、詳細は後述する。
【0041】
被検出部材挿入用窓部32aは外壁部32の一壁面に円周方向に長く形成された矩形形状である。検出手段挿入用窓部32bは、外壁部32の被検出部材挿入用窓部32aが形成された壁面とは別の壁面で互いに対向する二壁面にそれぞれ円周方向に長く形成された矩形形状である。被検出部材挿入用窓部32aの開口幅寸法は、磁気ホイル25が挿通しやすいように磁気ホイル25の外形寸法より幾分大きい。検出部材挿入用窓部32bの開口幅寸法は、センサ26を取り付けるためにセンサ26の外形寸法とほぼ同一である。各検出手段挿入用窓部32bは、被検出部材挿入用窓部32aに比べれば円周方向に短くなっている。なお、被検出部材挿入用窓部32aと検出手段挿入用窓部32bとは、ともに、径方向に開口している。
【0042】
より詳細に説明すると、被検出部材挿入用窓部32aは外壁部32を出力軸7の第1径方向に貫通している孔であり、この孔の中心軸(孔の円周方向及び軸方向の中心を第1径方向に延びる軸)は出力軸7に直交している。また、検出手段挿入用窓部32bは外壁部32を出力軸7の第2径方向に貫通している孔であり、この孔の中心軸(孔の円周方向及び軸方向の中心を第2径方向に延びる軸)は出力軸7に直交している。
【0043】
外壁部32の被動装置側端には第1隔壁部33が一体的に形成されている。第1隔壁部33は、略矩形で、出力軸7が貫通する円形の中心孔33aが形成されている。第1隔壁部33の各角部には、その取付孔は被動装置に固定するための取付孔が形成されている。第1隔壁部33の中心孔33a内周面には、出力軸7を回転自在に支持する第1軸受27が設けられている。第1軸受27は、当該軸受内から外へ潤滑剤が流出すること、及び当該軸受外から内へ異物が侵入するのを防止するシール機能を有するボールベアリングである。また、第1軸受27は、そのアウターレースが中心孔33aに嵌合され、軸方向入力側が中心孔33aに形成されたフランジ33cによって支持されている。そして、第1軸受27のインナーレースには、これの軸方向出力側に出力軸7に装着されたスナップリング42が係止しており、これによりインナレースの軸方向出力側への移動が禁止されている。
【0044】
さらに、第1隔壁部33において、中心孔33aの両側には一対のセンサ調整用窓部33bが形成されている。各センサ調整用窓部33bは、外壁部32に形成された2つの検出手段挿入用窓部32bにそれぞれ近接している。センサ調整用窓部33bは、第1隔壁部33を出力軸7の軸方向に貫通する孔であり、その孔の中心軸は出力軸7に平行である。この調整用窓部33bは、その中に位置決め用治具を挿入し、磁気ホイル25に対するセンサ26を正確に位置決めするために使用される。
【0045】
第2隔壁部34は、外壁部32に一体的に形成されているが、第1隔壁部33から軸方向入力側(減速装置側)に離れている。したがって、第1隔壁部33と第2隔壁部34との軸方向間には、外壁部32に覆われた矩形の収容空間部35が確保されている。前述の被検出部材挿入用窓部32a,検出手段挿入用窓部32b及び調整用窓部33bは、収容空間部35に連通しており、その意味でそれら窓部は収容空間部35の一部を構成していると考えても良い。
【0046】
第2隔壁部34は、略矩形で出力軸7が貫通する円形の中心孔34aが形成されている。第2隔壁部34の中心孔34aの内周面には、出力軸7を回転自在に支持する第2軸受28が設けられている。第2軸受28も第1軸受27と同じシール機能を有するボールベアリングである。第2軸受28は、そのアウターレースが中心孔34aによって支持され、軸方向出力側が中心孔34aに形成されたフランジ34cにウェーブワッシャ36を介して支持されている。また、第2軸受28のインナーレースは軸方向入力側がキャリア23に当接しており、これによりインナーレースの軸方向入力側への移動が規制されている。
【0047】
以上に述べたように、第2隔壁部34及び第2軸受28によって収容空間部35と減速装置3側の空間とを軸方向に分離し、さらに第2軸受28にシール機能を持たせている。したがって、減速装置3内部にグリス等の潤滑剤が充填されている場合には、この潤滑剤が速度検出機構8側に侵入するのを抑えることができる。また、減速装置3内で発生したダスト(ドライタイプの場合)や摩耗粉が速度検出機構8側に侵入するのを抑えることができる。したがって速度検出を精度良く行うことが可能になる。
【0048】
前述のように、第1軸受27と第2軸受28とは、それぞれ、第1隔壁部33と第2隔壁部34の内周面に装着され、出力軸7を回転自在に支持している。ここで、第1軸受27と第2軸受28は、磁気ホイル25等(後述)を軸方向に挟んでいるため、軸方向に互いに離れている。そのため、同じ2個の軸受が軸方向に近接して配置された構造に比べて、出力軸7のラジアル剛性が高くなる。
【0049】
第2隔壁部34の減速装置3側には、円周方向に等間隔で並んだ複数(本実施形態では、6個)の収納用凹部34bが形成されている。収納用凹部34bは軸方向出力側に長く延びている。収納用凹部34bにはコイルスプリング29が配置されている。コイルスプリング29は、ワッシャ29aを介して可動リング21bを常に固定リング21a側に付勢している。これにより、各遊星ローラ22の大径ローラ部22aと太陽ローラ20との各接触面と、各小径ローラ部22bと固定リング21a及び可動リング21bとの各接触面とに、所定の圧接力を与えることができる。したがって、各当接部はトラクション方式によってトルク伝達され、各遊星ローラ22は太陽ローラ20の回りを自転しながら公転することが可能である。
【0050】
このように、コイルスプリング29をモータ2側ではなく第2隔壁34側に配置し、さらに第2隔壁34内に配置しているため、回転駆動装置1の軸線方向寸法が短くなっている。より具体的に説明すると、収納用凹部34bの底面は、第2軸受28の減速装置3側端面よりさらに軸方向出力側に長く延びている。このことは、第2軸受28と凹部34bは少なくともその一部同士が同一の軸方向位置にあり、両者が径方向に重なっていることを意味する。つまり、コイルスプリング29と第2軸受28が径方向に重なる軸方向寸法分だけ、回転駆動装置1の軸方向寸法を短縮することができる。
【0051】
なお、付勢部材としてコイルスプリングを用いているため、常に安定した圧接力が得られる。付勢部材としてはウェーブスプリングを用いても良く、その場合はコイルスプリングに比較して軸方向寸法が更に短くなる。また、付勢部材を省略して、インタナルリング自体が遊星ローラ22に付勢力を作用するような構成であってもよく、例えば、コの字断面のリングが遊星ローラを付勢力を作用しながら挟持する構成や、遊星ローラの外径部に径方向内方に付勢力を作用するリング部材にてなる構成等をあげることができる。
【0052】
ハウジング31は、さらに、外壁部32から軸方向入力側に延びる筒状の第2外壁部39を有している。第2外壁部39は外壁部32と一体に形成され、減速装置3の周囲を覆っている。つまり、第2外壁部39は減速装置3のハウジングを構成している。第2壁部39の外壁面は、外壁部32と同じ四角筒形状で、その内壁面は減速装置3の遊星ローラ22の公転軌道に沿った大径の円筒形状と、キャリア23の外径に沿った小径の円筒形状とからなる。第2外壁部39の先端(モータ2側)は、ブラケット10の支持部材10dに当接し、前述のボルト9によって互いに固定されている。以上のように、伝動手段4のハウジングと減速装置3のハウジングが一体形成されているため、部品点数が少なくなるとともに構成が簡単になる。
【0053】
出力軸7は、減速装置3から被動装置側に延びる軸であり、減速装置3側端にはキャリア23が固定されている。出力軸7はモータ2の回転駆動軸14と同心に配置されている。出力軸7は、前述のように、ハウジング31内で第1隔壁部33及び第2隔壁部34を貫通している。より詳細には、出力軸7は、第1隔壁部33においては中心孔33aに装着された第1軸受27によって回転自在に支持され、第2隔壁部34においては中心孔34aに装着された第2軸受28によって回転自在に支持されている。
【0054】
速度検出機構8は、ハウジング31の収容空間部35内に配置され、減速装置3の出力回転速度を検出するための機構である。速度検出機構8は、磁気式ロータリー形エンコーダであり、出力軸7の外周面に回転不能に係止された磁気ホイル25と、磁気ホイル25の外周面と径方向に所定の間隙をあけて配置された1対の磁気センサ26とを有している。磁気ホイル25は、概ね円板状のプラスチックマグネットであり、出力軸7が貫通する中心孔25aを有している。磁気ホイル25の外周部には、円周方向に例えば650個程度のN極、S極が交互にかつ等間隔に着磁されて形成されている。
【0055】
磁気ホイル25と出力軸7の係止構造について説明する。図4に示すように、磁気ホイル25のモータ2側面には、中心孔25aの径方向に対向する2箇所に径方向に直線で延びる1対の溝25bが形成されている。また、出力軸7の軸方向中間付近には径方向に貫通する孔7aが形成され、その中に回り止めピン30が嵌められている。回り止めピン30の両端は、出力軸7の外側に突出し、1対の溝25bにはまり込んでいる。そのため、係合状態では磁気ホイル25は出力軸7と一体回転するようになっている。また、回り止めピン30の長さは、1対の溝25bの径方向外側端同士の間の長さより短く、また、第2隔壁部34の中心孔34aの径より短くなっている。
【0056】
回り止めピン30と1対の溝25bとは軸方向に容易に係合及び離脱が可能であり、取付性が向上している。また、第1軸受27と磁気ホイル25との間にはウェーブワッシャ41が配置され、ウェーブワッシャ41は磁気ホイル25を回り止めピン30側に付勢している。このため、磁気ホイル25は回り止めピン30に係合した状態を維持している。
【0057】
なお、磁気ホイル25を出力軸7に一体回転不能に固定する方法としは、セットボルトを用いて磁気ホイルを出力軸にネジ止めすることもできる。その場合には、ネジ孔を確保するために一定の軸方向寸法を有する肉厚部分を確保することが必要となってしまう。そのため、軸方向寸法が限定されている場合にはネジ孔の形成が困難になるという問題が生じる。また、回り止めピン30と溝25bを互いに係合させる部材としてウェーブワッシャの代わりにスナップリングを用いることもできる。しかし、その場合には、磁気ホイルに掛ける予圧が安定せず、磁気ホイルの幅公差を精密に設定しなければならない。また、部材が熱膨張しても、ウェーブワッシャは磁気ホイル25に常時所定の予圧が付与されるので取付精度に歪みが生じにくい。以上の点において、本実施形態の構造は優れている。
【0058】
1対の磁気センサ26は、それぞれ磁気抵抗効果素子(MR素子)からなるものであり、互いに対向する位置(180°間隔)に配置されている。より詳細には、各磁気センサ26は、各検出手段挿入用窓部32bに配設されている。各磁気センサ26のMR素子は磁気ホイル25に近接しており、その近接部分はセンサ調整用窓部33bに対応している。
【0059】
コントローラ5は、水晶発振器、分周器、位相差検出手段、駆動パルス出力手段等を含む制御回路であり、2つの磁気センサ26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パルスを出力する回路である。また、ドライブ装置6は、コントローラ5からの駆動パルスに基づいてモータ2を駆動するための装置である。コントローラ5及びドライブ装置6を構成する部品等はベース基板10cに実装されている。
【0060】
上述したコントローラ5及びドライブ装置6は、速度検出機構8の速度検出結果に基づいてモータ2の駆動状態を制御する機能を実現するためのフィードバック制御手段である。
【0061】
(2)動作
モータ2において、ステータ11に所用電力が通電されると、ステータ11とロータ12のロータマグネット16との電磁的作用により、ロータ12が回転駆動される。この結果、回転駆動軸14が回転し、この回転は減速装置3に入力される。この回転は、太陽ローラ20、遊星ローラ22及びインタナルリング21のそれぞれの外径、内径によって決まる減速比によって減速され、キャリア23及び出力軸7を介して出力される。
【0062】
磁気ホイル25及び1対の磁気センサ26によって出力軸7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5に入力される。コントローラ5では、2つの磁気センサ26の検出信号を比較演算することにより、磁気ホイル25が正しく取り付けられている状態での出力軸7の回転信号を合成する。そしてこの合成信号と、回転基準パルス(出力軸7の均一回転に対応するパルス)との位相差を検出し、この位相差がなくなるような制御信号がドライブ装置6に入力される。なお、この制御に関しては、特開平11−341854号公報に詳しく記述されている。そして、ドライブ装置6からの駆動信号によってモータ2の回転速度が増減される。
【0063】
このようなフィードバック制御によって、減速装置3の出力回転速度が所望の設定速度になるようにモータ2の回転速度が制御される。
(3)組立
次に、図3を用いて、伝動手段4の組立動作について説明する。なお、図3は各部材の関係を説明するための概略図であり、形状等を単純化している。
【0064】
出力軸7には、あらかじめ第2軸受28及びウェーブワッシャ36を組み付け、さらに回り止めピン30を嵌入しておく。次に、磁気ホイル25を被検出部材挿入用窓部32aから矢印Yの方向に案内し収容空間部35に仮配置する。そして、出力軸7をハウジング31内に第2隔壁部34から第1隔壁部33に向けて挿入していく。出力軸7の先端は、第2隔壁部34の中心孔34aを貫通し、次に磁気ホイル25の中心孔25a内を貫通し、さらに、第1隔壁部33の中心孔33a内を貫通し、第1隔壁部33の外部に突出する。このとき、回り止めピン30は、第2隔壁部34の中心孔34aを通過し、磁気ホイル25の溝25b内に入り込む。次に、ウェーブワッシャ41を出力軸7の先端からはめ込んで第1隔壁部33の中心孔33a内に挿入する。さらに、第1軸受27を出力軸7の先端からはめ込んで、中心孔33aのフランジ34cに当接するまで押し込んで、スナップリング42を出力軸7の外周面に取り付ける。なお、ウェーブワッシャ41は、第1軸受27のインナーレースと、磁気ホイル25の内周部との間で軸方向に圧縮されている。そのため、磁気ホイル25は、回り止めピン30に回転方向の移動が規制され、しかも、回り止めピン30とウェーブワッシャ41とに挟まれて軸方向移動が規制されて、出力軸7に固定されている。
【0065】
続いて、磁気センサ26を検出手段挿入用窓部32bに取り付ける。その際に、磁気センサ26のMR素子と磁気ホイル25外周面との間の距離を正確に設定する必要がある。そこで、調整用窓部33bから位置決め用治具(その微小間隙幅と同寸法の肉厚の隙間ゲージ)を挿入し、磁気ホイル25とMR素子との間に治具を挟み付けるように磁気センサ26を第2径方向に移動させる。磁気センサ26がその治具に当接した状態でこの磁気センサ26を固定し、治具を抜き取ると、磁気ホイル25とMR素子との間に所望の微小隙間が確保されている。この結果、一体成形されたハウジング31の内部に速度検出機構8を収容することとなっても磁気センサ26の取付を極めて高い精度で、かつ、簡単に行うことができる。なお、磁気ホイル25とMR素子との間は例えば数十μmである。この後、被検出部材挿入用窓部32a、検出部材挿入用窓部32b及び調整用窓部33bは、収容空間部33内に埃等が浸入するのを防止するために封止用テープ(図示なし)が貼り着けられる
(4)作用効果
本願発明の特徴は「ハウジングが一体成形されていること」であり、これにより以下の効果が生じる。
【0066】
〈1〉部品点数の低減
従来、複数の部品で構成していたハウジングを一体成形により構成すること、第2隔壁部と第2軸受により速度検出機構への不純物を防止するためだけの部材(シール部材)が不要となることで、全体としての部品点数を低減できた。
【0067】
〈2〉ハウジング製造コストの低減
一体成形であるため、高精度の複雑な形状を短い工数で製造できるようになり、製造コストが低減できた。
【0068】
〈3〉部品取付の容易化
一体成形で比較的複雑な形状のハウジングとなり、速度検出機構や軸受等の取付性を損なう恐れがあるが、本願発明で各窓部を適切に配置することで、速度検出機構や軸受等の部品の取付性を損なうことなく容易にすることができた。
【0069】
〈4〉
組立工数の低減従来に比べ部品点数が少なくなったこと、及び部品取付を容易にする窓等の追加形状をハウジングに用意したことから、全体としての組立工数が少なくなった。
【0070】
〈5〉組立精度の向上
従来の複数部品の構成では、個々の部品誤差に加えて組立誤差が蓄積され全体として精度向上は困難であったが、ハウジングを一体成形することで組立誤差がなくなった。これによりハウジング面を基準に組み立てることが容易にでき、組立精度が向上した。
【0071】
〈6〉部品自体の性能向上
ハウジングの表面精度と剛性の向上により、組立精度と強度が向上した。その結果高い回転精度及び長期間の運転に耐えうる強度を実現できた。加えて速度検出機構への防塵性が向上し、長期間の安定運転が可能になった。
【0072】
〈7〉ラジアル荷重の強化
速度検出機構を出力側に設けたため、出力軸を支える一対のベアリング間隔を広くすることができた。これにより先行例に比較して高いラジアル荷重性が実現できた。
【0073】
〈8〉
発明では軸方向に短くする狙いは少ないと考えられる。
2.第2実施形態
前記実施形態では磁気センサは2つ設けられていたが、図5に示すように一方の磁気センサを省略し、磁気センサ26を1つとしてもよい。これに伴い、一方の検出手段挿入用窓部32b及び一方の調整用窓部33bも省略できるが、その他の基本的な構造は前記実施形態と同様である。
【0074】
3.第3実施形態
前記実施形態では、何れも、被検出部材挿入用窓部32a及び検出手段挿入用窓部32bが別々に設けられていたが、図6及び図7に示すように、磁気センサ26を被検出部材挿入用窓部32aに取り付けて、検出手段挿入用窓部32bを省略しても良い。従って、被検出部材挿入用窓部32aは、磁気ホイル25を収容空間部35内に挿入する機能と、磁気センサ26を配設する機能とを有していることになる。また、調整用窓部33dは、磁気センサ26に対応させて第1隔壁部33の上部に設けられている。この場合、被検出部材挿入用窓部32aは磁気センサ26に比べて十分大きい寸法なので、磁気センサ26の取付には、窓部32aとの間にスペーサ等を介在させるなどするとよい。
【0075】
4.第4実施形態
前記実施形態では何れも検出手段用窓部33eが外壁部32に設けられていたが、図8に示すように、ハウジング31の第1隔壁部33に磁気センサを取り付けるための検出手段挿入用窓部33eを設けても良い。検出手段挿入用窓部33eはこの孔の中心軸が出力軸7に対して平行となるよう開口している。調整用窓部を設ける場合は外壁部に設けるとよい。勿論、磁気センサを一対設けて検出精度の向上を図ってもよい。
【0076】
5.第5実施形態
前記実施形態の磁気的検出機構の代わりに、光学的検出機構を用いても良い。図9に示すように、速度検出機構51は、光学式ロータリー形エンコーダであって、パルス円板52と、投光器及び受光器を含む光検出器53とを有している。パルス円板52の外周部には、複数のスリット等の光透過部が円周方向に等間隔に並べて配置されている。光検出器53はコ字状であり、その隙間にパルス円板52の光透過部が形成された部分が侵入している。パルス円板52はホイル55に固定されている。ホイル55の構造及び他の部材との関係は前記実施形態の磁気ホイルと外形寸法が小さい以外は同様であるのでここでは説明を省略する。光検出器53は被検出部材挿入用窓部32aに固定され、装置内部に入り込むように組み込まれている。
【0077】
6.他の実施形態
ハウジングの外壁部は、概ね四角筒形状に限定されず円筒形状であってもよい。
【0078】
窓部の形状は、矩形に限定されず、円形等各種形状であってよい。前記実施形態では、減速装置を構成する部材をローラ等の摩擦車とし、太陽ローラと各遊星ローラとの間、各遊星ローラとインタナルリングとの間をトラクション方式としたが、トラクション方式はその一部でもよい。さらに、親子型と呼ばれる減速装置や特願2000−307496号で開示された減速装置でもよい。
【0079】
【発明の効果】
本発明に係る回転駆動装置では、従来、複数の部品で構成していたハウジングを一体成形により構成すること、第2隔壁部と第2軸受により速度検出機構への不純物を防止するためだけの部材(シール部材)が不要となることで、全体としての部品点数及び加工工数を低減でき、加えてハウジングの剛性及び組立精度の向上が図られ、更に速度検出機構が汚染されないため長期間安定に動作することができる。また、速度検出機構の配置に絡む各種窓部をハウジングに設けることで、一体成形されたハウジングであっても速度検出機構を高精度かつ簡単に取付けることができる。
【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II矢視図で、当該回転駆動装置の正面図。
【図3】伝動手段の分解斜視図。
【図4】磁気ホイルと出力軸の係合状態を示す図。
【図5】第2実施形態による回転駆動装置の正面図。
【図6】第3実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図7】図6のVII矢視図。
【図8】第4実施形態による回転駆動装置の正面図。
【図9】第5実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【符号の説明】
1 回転駆動装置
2 モータ
3 減速装置
4 伝動手段
5 コントローラ
6 ドライブ装置
7 出力軸
8 速度検出機構
25 磁気ホイル(被検出部材)
25b 溝(第2係合部)
26 磁気センサ(検出手段)
27 第1軸受
28 第2軸受
29 コイルスプリング(付勢部材)
30 回り止めピン(第1係合部)
31 ハウジング
32 外壁部
32a 被検出部材挿入用窓部(第1窓部)
32b 検出手段挿入用窓部(第2窓部)
33 第1隔壁部
33b 調整用窓部
34 第2隔壁部
35 収容空間部
39 第2外壁部
41 ウェーブワッシャ(弾性部材)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary drive device, and more particularly to a rotary drive device that can rotationally drive a driven device and can detect an output rotational speed and feedback control the drive rotational speed.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printing machine, or the like, a rotation driving device for rotating a photosensitive drum or a roller for feeding a film with relatively low speed and high accuracy is required. The rotational drive device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-161752 includes a motor, a planetary reduction device that decelerates the rotation of the motor, a transmission means, a speed detection mechanism, and a feedback control means.
[0003]
The planetary reduction device includes a gear reduction device and a traction, that is, a friction transmission reduction device. The speed reducer includes a sun roller, a planetary roller, and a carrier that are formed on the output shaft of the motor. The transmission means mainly has an output shaft extending from the reduction gear side to the driven device side. The output shaft is rotatably supported by the housing via a bearing such as a ball bearing.
[0004]
The speed detection mechanism includes, for example, a rotary encoder including a pulse plate and a photodetector that detects the pulse plate. The feedback control means controls the motor based on the rotation speed detected by the speed detection mechanism.
[0005]
Here, the speed detection mechanism is disposed on the output side of the housing of the speed reducer, and therefore, the dimension in the axial direction of the rotary drive device is long. However, for example, when a rotary drive device is used in a color copying apparatus, the demand for space saving has increased, and the demand for a rotary drive device that is short in the axial direction has increased. Therefore, the applicant of the present application arranged the speed detection mechanism in the housing of the speed reducer in Japanese Patent Application No. 2000-262539 and moved the urging member of the speed reducer to the wall surface on the motor side. As a result, an unprecedented rotary drive device shortened in the axial direction was realized.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The demand for the rotary drive device is not limited to shortening in the axial direction. There is also a demand for cost reduction and long-term stable operation from other applications, that is, space, and a rotary drive device that can cope with this is also required.
[0007]
Accordingly, the applicant of the present invention invented a structure in which a speed detection mechanism is arranged in a housing of a reduction gear and a seal member is provided between a carrier and a planetary roller in Japanese Patent Application No. 2000-262540. In this reduction gear, the lubricating oil, wear powder, etc. in the housing of the reduction gear are prevented from entering the speed detection mechanism and contaminating the pulse plate and the photodetector. As a result, in addition to the shortening of the rotational drive device in the axial direction, an accurate rotational speed can be detected and a stable operation over a long period of time can be realized.
[0008]
However, since the speed detection mechanism and the speed reducer are housed in the same housing, the speed detection mechanism and the seal member are arranged in a complicated manner, and the number of parts is increased.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a rotary drive device that has a smaller number of parts and processing man-hours than before and can operate stably for a long time even at the expense of shortening in the axial direction.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Rotation driving apparatus uses the motor as a rotation drive source, thereby rotating the driven device, by detecting the output rotation speed, a rotation driving device for feedback control of the driving rotational speed of the motor, a deceleration device A transmission means, a speed detection mechanism, a housing, a first bearing, and a second bearing are provided. The reduction gear is driven by a motor. The transmission means has an output shaft extending from the reduction gear toward the driven device, and transmits the output of the reduction gear to the driven device. The speed detection mechanism is a mechanism that is disposed on the driven device side of the speed reducer and detects the rotational speed of the output shaft. The housing is formed integrally with the outer wall portion that covers the periphery of the output shaft and the speed detection mechanism, the first partition wall portion that is integrally formed on the driven device side of the outer wall portion and through which the output shaft passes, and the speed reducer side of the outer wall portion. And a second partition wall through which the output shaft passes. The first bearing is disposed between the inner peripheral surface of the first partition wall and the output shaft. The second bearing is disposed between the inner peripheral surface of the second partition wall and the output shaft. The second partition part forms an accommodation space part in which the speed detection mechanism is installed together with the first partition part and the outer wall part, and separates the speed reduction device and the speed detection mechanism in the axial direction.
[0011]
In this rotation drive device, the rotation of the motor is decelerated by the reduction device and is output from the output shaft of the transmission means to drive the driven device. At this time, the output rotation speed of the reduction gear is detected by the speed detection mechanism, and the rotation speed of the motor is feedback-controlled so that the output rotation speed becomes a desired set speed based on the detection result.
[0012]
In this rotary drive device, a housing that has conventionally been composed of a plurality of parts is formed by integral molding, and a member (seal member only for preventing impurities in the speed detection mechanism by the second partition wall portion and the second bearing) ) Is not necessary, the number of parts and the number of processing steps as a whole can be reduced, and the rigidity and assembly accuracy of the housing can be improved. Furthermore, since the second partition and the second bearing separate the speed reduction device and the speed detection mechanism in the axial direction, lubricant such as grease and wear powder generated in the speed reduction mechanism enter the speed detection mechanism. And can operate stably for a long period of time by accurate speed detection.
[0013]
For example, the housings, opening portions for installing a speed detecting mechanism housing space is formed. It is possible to perform the installation of the speed detection mechanism utilizing the window formed on the housings, the housing is easy to assemble work be integrally molded.
[0014]
For example, the window portion penetrates the outer wall portion in the radial direction of the output shaft. The central axis of the window portion extends in the penetrating direction and is orthogonal to the output shaft.
[0015]
For example, velocity detection mechanism is composed of a detection means, and the detected member to be detected by integral rotation detecting means and the output shaft. The window portion includes a first window portion for installing the member to be detected in the accommodation space portion, and a second window portion in which the detection means is disposed.
[0016]
For example, the first window portion passes through the outer wall portion in the first radial direction of the output shaft. The central axis of the first window portion extends in the first radial direction and is orthogonal to the output shaft. The second window portion passes through the outer wall portion in the second radial direction of the output shaft. The central axis of the second window portion extends in the second radial direction and is orthogonal to the output shaft.
[0017]
For example, the housings, adjustment window for adjusting the mounting position when arranging the detection means.
[0018]
In this rotary drive device, the presence of the adjustment window allows the detection means to be attached to a desired position with high accuracy even when the housing is integrally formed. Windows for adjustment penetrates in the axial direction of the output shaft of the first partition wall. The central axis of the adjustment window portion extends in the penetrating direction and is parallel to the output shaft.
[0019]
For example, velocity detection mechanism is a magnetic sensor. The detection means is at least one magnetic detection means for detecting a change in magnetic flux, and the detection member is a magnetic detection member having a magnetized portion.
[0020]
For example, velocity detection mechanism is an optical sensor. The detection means is at least one optical detection means for detecting an optical change, and the detection member is an optical detection member.
[0021]
For example, the member to be detected has a substantially disc shape having a center hole that is movably fitted in the axial direction with respect to the output shaft. The output shaft has a first engaging portion. The member to be detected has a second engagement portion that engages with the first engagement portion so as not to rotate relative to the first engagement portion and is detachable in the axial direction. The rotation drive device further includes an elastic member that urges the detected member in the axial direction so that the first engagement portion and the second engagement portion engage with each other.
[0022]
In this rotary drive device, since the first engaging portion and the second engaging portion that are detachable in the axial direction are engaged by the biasing force of the elastic member, the detection member can be easily attached. For example, the second engaging portion is formed on the surface of the detected member on the speed reduction device side, and the elastic member is disposed between the first bearing and the detected member.
[0023]
In this rotational drive layer device, since the first bearing is used as a member for supporting the elastic member, a special member is not required and the number of parts is reduced. For example, deceleration device includes a sun wheel which rotation of the motor is inputted, and the inter null ring disposed to the sun wheel and concentric contact with the sun wheel, a plurality abutting while receiving an urging force from the inter null ring A planetary vehicle and a carrier that supports the plurality of planetary vehicles and is coupled to the output shaft are included.
[0024]
In this rotary drive device, the speed reducer receives the planetary wheel from the internal ring and transmits torque by friction (traction). For example, the output shaft of the motors constitute the sun wheel of the reduction gear.
[0025]
For example, a recess for accommodating the biasing member is formed on the surface of the second partition wall on the speed reduction device side. The bottom surface of the recess is located further on the driven device side than the speed reducer side end surface of the second bearing.
[0026]
In this rotary drive device, by providing a recess in the second partition wall, the axial size of the rotary drive device can be shortened by an axial dimension in which the biasing member and the second bearing overlap in the radial direction. For example, housings further includes a second outer wall portion covering the periphery of the integrally formed speed reduction gear from the outer wall portion.
[0027]
In this rotary drive device, the housing functions as an integral member that covers both the transmission means and the speed reduction device, and thus the structure is simplified .
[0028]
For example, based on the detection of the velocity detecting mechanism further includes a feedback control means for feedback controlling the driving speed of the motor. For example, the width dimension of the first window is formed larger than the outer dimension of the member to be detected. A member to be detected is arranged in the accommodation space through the first window. By inserting the output shaft into the housing in this state, the output shaft passes through the center hole of the second partition wall, the center hole of the member to be detected, and the center hole of the first partition wall.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. First Embodiment (1) Configuration FIG. 1 shows a rotary drive device 1 according to an embodiment of the present invention. The rotation driving device 1 is used for an image forming apparatus, for example. The rotation drive device 1 includes a motor 2, a planetary speed reduction device 3 that decelerates and outputs rotation from the motor 2, and a transmission unit 4 that outputs the output of the speed reduction device 3 to an image forming apparatus as a driven device. It consists of and. The transmission means 4 has an output shaft 7 and a speed detection mechanism 8 for detecting the output rotation speed. The rotation drive device 1 further includes a controller 5 to which an output from the speed detection mechanism 8 is input, and a drive device 6 that controls the rotation speed of the motor 2 in accordance with a control signal from the controller 5.
[0030]
Note that OO shown in FIG. 1 is the rotation axis of the rotary drive device 1. Hereinafter, for convenience of explanation, the direction in which the rotation axis extends is the axial direction, the right side of FIG. 1 is the axial input side, and the left side of FIG. 1 is the axial output side. A direction rotating with respect to the rotation axis is defined as a rotation direction or a circumferential direction. The direction of the circle radius drawn around the rotation axis is the radial direction.
[0031]
The motor 2 is driven by a drive signal from the drive device 6 and functions as a rotational drive source of the rotational drive device 1. The motor 2 is mainly composed of a bracket 10, a stator 11, and a rotor 12.
[0032]
The bracket 10 is comprised from the cylindrical part 10a and the flange 10b extended from the one end to the outer peripheral side. Further, a base substrate 10c is attached to one side surface of the flange 10b, and a support member 10d that supports the base substrate 10c is attached to the other side surface. The motor 2 is fixed to the side surface of the reduction gear 3. Specifically, the support member 10 d is fixed to a housing 31 (described later) of the transmission means 4 by a bolt 9.
[0033]
The stator 11 has a coil wound around an iron core formed by laminating a plurality of magnetic plates, and is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 10 a of the bracket 10. The rotor 12 includes a rotor yoke 15 and a rotor magnet 16. The rotor yoke 15 has a thin plate shape made of a magnetic material and has a uniform thickness. Specifically, the rotor yoke 15 is composed of a disc-shaped vertical wall 15a and a cylindrical annular wall 15b extending from the outer periphery to the speed reduction device 3 side.
[0034]
The rotor magnet 16 is a cylindrical member having a plurality of poles arranged in the circumferential direction, and is fixed to the inner peripheral surface of the annular wall 15b. Thus, the rotor magnet 16 is disposed concentrically facing the stator 11 in the radial direction.
[0035]
The rotational drive shaft 14 is an output shaft of the motor 2, extends in the tubular portion 10 a of the bracket 10, and is rotatably supported by the tubular portion 10 a by a plurality of bearings 18 and 19 arranged in the axial direction. Each of the bearings 18 and 19 is a bearing having a sealing function, and prevents the lubricant from the reduction gear 3 from leaking to the motor 2 side and preventing the lubricant of the bearing from entering the reduction gear 3 side. ing. The tip of the rotational drive shaft 14 (on the side of the speed reduction device 3) enters the speed reduction device 3 and constitutes the sun roller 20 that is the input shaft of the speed reduction device 3. The end of the rotary drive shaft 14 (opposite the speed reduction device 3) is fixed to the inner peripheral portion of the vertical wall 15a of the rotor yoke 15.
[0036]
The reduction gear 3 is a one-stage system and further employs a differential planetary system. More specifically, the speed reduction device 3 is a traction type that presses and drives a metal roller, and has a smaller angular velocity variation than that of a speed reduction device that uses gears, and further has excellent low noise, low vibration, and low backlash. It has a function.
[0037]
The speed reduction device 3 reduces the rotation of the motor 2 to, for example, about 1 rotation / second, and includes the above-described sun roller 20, internal ring 21, and a plurality of (three in the present embodiment) planetary rollers 22. And a carrier 23 that supports the planetary roller 22. The sun roller 20, the internal ring 21, the plurality of planetary rollers 22, and the carrier 23 are housed in a housing (described later) filled with grease as a lubricant. In addition, depending on the material or specification of each member constituting the speed reducer 3, it may be used as a dry type without a lubricant.
[0038]
Each of the internal rings 21 has an annular fixed ring 21a and a movable ring 21b, and both the rings 21a and 21b are provided to face each other with the planetary roller 22 interposed therebetween. The fixing ring 21a is fixed to the support member 10d so as not to move in the axial direction and the rotation direction. The movable ring 21b is mounted so as to be movable in the axial direction with respect to the housing and not to be relatively rotatable. And the surface which the inner peripheral part of both the rings 21a and 21b opposes is formed in the taper shape, respectively.
[0039]
The planetary roller 22 is supported by the rod 23a so as to be cantilevered and rotatable with respect to the carrier 23. The planetary roller 22 includes a large-diameter roller portion 22a and a small-diameter roller portion 22b. The outer peripheral surface of the large-diameter roller portion 22 a is in contact with the outer peripheral surface of the sun roller 20. The small-diameter roller portion 22b is formed so as to protrude concentrically with the large-diameter roller portion 22a from a central portion on both sides of the large-diameter roller portion 22a and in a truncated cone shape. And the taper surface formed in the inner peripheral surface of the fixed ring 21a and the movable ring 21b is in contact with the taper surface of this small diameter roller part 22b. With such a configuration, each planetary roller 22 can rotate while revolving around the sun roller 20. The carrier 23 is a ring-shaped member, and the output shaft 7 is inserted into a hole in the center portion and fixed so as not to rotate relative to each other. The carrier 23 and the output shaft 7 can be formed integrally.
[0040]
Next, the transmission means 4 will be described. The transmission means 4 includes a housing 31, an output shaft 7, a speed detection mechanism 8, and the like. The housing 31 mainly includes an outer wall portion 32 disposed around the output shaft 7 and a first partition wall portion 33 and a second partition wall portion 34 formed therein. As shown in FIGS. 2 and 3, the outer wall portion 32 has a generally rectangular tube shape. On the axial output side (driven device side) of the outer wall portion 32, a detection member insertion window portion 32a for housing the magnetic foil 25 in the housing 31 and two detection means insertion portions for attaching the sensor 26 are inserted. A window portion 32b is formed. The magnetic foil 25 and the sensor 26 are members constituting the speed detection mechanism 8 and will be described in detail later.
[0041]
The detection member insertion window portion 32 a has a rectangular shape that is long on one wall surface of the outer wall portion 32 in the circumferential direction. The detection means insertion window 32b has a rectangular shape that is long in the circumferential direction on two wall surfaces that face each other on a wall surface different from the wall surface on which the detection member insertion window portion 32a of the outer wall portion 32 is formed. is there. The opening width dimension of the detection member insertion window 32a is somewhat larger than the outer dimension of the magnetic foil 25 so that the magnetic foil 25 can be easily inserted. The opening width dimension of the detection member insertion window portion 32 b is substantially the same as the outer dimension of the sensor 26 for mounting the sensor 26. Each detection means insertion window 32b is shorter in the circumferential direction than the detection member insertion window 32a. The detected member insertion window 32a and the detection means insertion window 32b are both open in the radial direction.
[0042]
More specifically, the detected member insertion window portion 32a is a hole penetrating the outer wall portion 32 in the first radial direction of the output shaft 7, and the center axis (circumferential direction and axial direction of the hole) of the hole. (The axis extending in the first radial direction) is orthogonal to the output shaft 7. The detection means insertion window 32b is a hole penetrating the outer wall 32 in the second radial direction of the output shaft 7, and the center axis of the hole (the circumferential direction and the axial center of the hole are the second). (Axis extending in the radial direction) is orthogonal to the output shaft 7.
[0043]
A first partition wall 33 is integrally formed at the driven device side end of the outer wall 32. The first partition wall 33 is substantially rectangular and is formed with a circular center hole 33a through which the output shaft 7 passes. At each corner of the first partition wall 33, an attachment hole is formed for fixing the attachment hole to the driven device. A first bearing 27 that rotatably supports the output shaft 7 is provided on the inner peripheral surface of the center hole 33 a of the first partition wall 33. The first bearing 27 is a ball bearing having a sealing function for preventing the lubricant from flowing out from the inside of the bearing and preventing foreign matter from entering from the outside to the inside of the bearing. The first bearing 27 has an outer race fitted into the center hole 33a, and the axial input side is supported by a flange 33c formed in the center hole 33a. The inner race of the first bearing 27 is locked with a snap ring 42 attached to the output shaft 7 on the axial output side thereof, thereby preventing the inner race from moving to the axial output side. Has been.
[0044]
Further, in the first partition wall 33, a pair of sensor adjustment windows 33b are formed on both sides of the center hole 33a. Each sensor adjustment window 33b is close to two detection means insertion windows 32b formed on the outer wall 32, respectively. The sensor adjustment window 33 b is a hole that passes through the first partition wall 33 in the axial direction of the output shaft 7, and the center axis of the hole is parallel to the output shaft 7. The adjustment window 33b is used to insert a positioning jig therein and accurately position the sensor 26 with respect to the magnetic foil 25.
[0045]
The second partition wall portion 34 is formed integrally with the outer wall portion 32, but is separated from the first partition wall portion 33 toward the axial direction input side (reduction gear side). Therefore, a rectangular accommodation space 35 covered with the outer wall 32 is secured between the first partition wall 33 and the second partition wall 34 in the axial direction. The detected member insertion window 32a, the detection means insertion window 32b, and the adjustment window 33b are in communication with the accommodation space 35. In this sense, these windows are a part of the accommodation space 35. It may be considered that it constitutes.
[0046]
The second partition wall 34 has a substantially rectangular shape and a circular center hole 34a through which the output shaft 7 passes. A second bearing 28 that rotatably supports the output shaft 7 is provided on the inner peripheral surface of the center hole 34 a of the second partition wall 34. The second bearing 28 is also a ball bearing having the same sealing function as the first bearing 27. The second bearing 28 has an outer race supported by a center hole 34a and an axial output side supported by a flange 34c formed in the center hole 34a via a wave washer 36. Further, the inner race of the second bearing 28 is in contact with the carrier 23 on the axial direction input side, thereby restricting movement of the inner race to the axial direction input side.
[0047]
As described above, the housing space 35 and the space on the reduction gear 3 side are separated in the axial direction by the second partition wall 34 and the second bearing 28, and the second bearing 28 has a sealing function. . Therefore, when the lubricant such as grease is filled in the reduction gear 3, the lubricant can be prevented from entering the speed detection mechanism 8. Further, it is possible to suppress the dust (in the case of a dry type) and wear powder generated in the reduction gear 3 from entering the speed detection mechanism 8 side. Therefore, speed detection can be performed with high accuracy.
[0048]
As described above, the first bearing 27 and the second bearing 28 are mounted on the inner peripheral surfaces of the first partition wall 33 and the second partition wall 34, respectively, and rotatably support the output shaft 7. Here, since the first bearing 27 and the second bearing 28 sandwich the magnetic foil 25 and the like (described later) in the axial direction, they are separated from each other in the axial direction. Therefore, the radial rigidity of the output shaft 7 is higher than that of a structure in which the same two bearings are arranged close to each other in the axial direction.
[0049]
On the speed reduction device 3 side of the second partition wall portion 34, a plurality (six in this embodiment) of storage recesses 34b are formed that are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The storage recess 34b extends long toward the axial output side. A coil spring 29 is disposed in the storage recess 34b. The coil spring 29 always urges the movable ring 21b toward the fixed ring 21a via the washer 29a. As a result, a predetermined pressure contact force is applied to each contact surface between the large-diameter roller portion 22a of each planetary roller 22 and the sun roller 20, and each contact surface between each small-diameter roller portion 22b, the fixed ring 21a, and the movable ring 21b. Can be given. Accordingly, torque is transmitted to each contact portion by a traction method, and each planetary roller 22 can revolve while rotating around the sun roller 20.
[0050]
As described above, since the coil spring 29 is disposed not on the motor 2 side but on the second partition wall 34 side and further disposed in the second partition wall 34, the axial dimension of the rotary drive device 1 is shortened. More specifically, the bottom surface of the storage recess 34b extends further to the axial output side than the end surface of the second bearing 28 on the speed reducer 3 side. This means that the second bearing 28 and the recess 34b are at least partially in the same axial position, and both overlap in the radial direction. That is, the axial dimension of the rotary drive device 1 can be shortened by the axial dimension in which the coil spring 29 and the second bearing 28 overlap in the radial direction.
[0051]
Since a coil spring is used as the urging member, a stable pressure contact force can always be obtained. A wave spring may be used as the urging member. In that case, the axial dimension is further shortened as compared with the coil spring. Further, the biasing member may be omitted, and the internal ring itself may be configured to apply a biasing force to the planetary roller 22. For example, a ring having a U-shaped cross section applies a biasing force to the planetary roller. For example, a configuration in which the urging force is applied to the outer diameter portion of the planetary roller and a ring member that applies a biasing force inward in the radial direction can be given.
[0052]
The housing 31 further has a cylindrical second outer wall portion 39 extending from the outer wall portion 32 toward the axial direction input side. The second outer wall portion 39 is formed integrally with the outer wall portion 32 and covers the periphery of the reduction gear 3. That is, the second outer wall portion 39 constitutes the housing of the reduction gear 3. The outer wall surface of the second wall portion 39 has the same rectangular tube shape as the outer wall portion 32, and the inner wall surface has a large-diameter cylindrical shape along the revolution orbit of the planetary roller 22 of the reduction gear 3 and the outer diameter of the carrier 23. It consists of a small-diameter cylindrical shape along. The distal end (motor 2 side) of the second outer wall portion 39 abuts on the support member 10d of the bracket 10 and is fixed to each other by the bolt 9 described above. As described above, since the housing of the transmission means 4 and the housing of the reduction gear 3 are integrally formed, the number of parts is reduced and the configuration is simplified.
[0053]
The output shaft 7 is an axis extending from the reduction gear 3 to the driven device side, and a carrier 23 is fixed to the end of the reduction gear 3 side. The output shaft 7 is disposed concentrically with the rotational drive shaft 14 of the motor 2. As described above, the output shaft 7 passes through the first partition wall 33 and the second partition wall 34 in the housing 31. More specifically, the output shaft 7 is rotatably supported by the first bearing 27 mounted in the center hole 33a in the first partition wall 33, and the second partition wall 34 is mounted in the center hole 34a. Two bearings 28 are rotatably supported.
[0054]
The speed detection mechanism 8 is a mechanism for detecting the output rotation speed of the reduction gear 3 that is disposed in the accommodation space 35 of the housing 31. The speed detection mechanism 8 is a magnetic rotary encoder, and is arranged with a magnetic foil 25 that is non-rotatably locked to the outer peripheral surface of the output shaft 7 and a predetermined gap in the radial direction from the outer peripheral surface of the magnetic foil 25. And a pair of magnetic sensors 26. The magnetic foil 25 is a generally disc-shaped plastic magnet and has a center hole 25a through which the output shaft 7 passes. On the outer periphery of the magnetic foil 25, for example, about 650 N poles and S poles are alternately magnetized at equal intervals in the circumferential direction.
[0055]
A locking structure between the magnetic foil 25 and the output shaft 7 will be described. As shown in FIG. 4, on the side surface of the motor 2 of the magnetic foil 25, a pair of grooves 25b extending linearly in the radial direction are formed at two locations facing the radial direction of the center hole 25a. Further, a hole 7a penetrating in the radial direction is formed in the vicinity of the middle in the axial direction of the output shaft 7, and a detent pin 30 is fitted therein. Both ends of the non-rotating pin 30 protrude outside the output shaft 7 and fit into a pair of grooves 25b. For this reason, the magnetic foil 25 rotates integrally with the output shaft 7 in the engaged state. Further, the length of the anti-rotation pin 30 is shorter than the length between the radially outer ends of the pair of grooves 25b, and is shorter than the diameter of the center hole 34a of the second partition wall portion 34.
[0056]
The anti-rotation pin 30 and the pair of grooves 25b can be easily engaged and disengaged in the axial direction, and the mounting property is improved. A wave washer 41 is disposed between the first bearing 27 and the magnetic foil 25, and the wave washer 41 urges the magnetic foil 25 toward the detent pin 30. For this reason, the magnetic foil 25 maintains the state engaged with the rotation prevention pin 30.
[0057]
As a method of fixing the magnetic foil 25 to the output shaft 7 so as not to rotate integrally, the magnetic foil can be screwed to the output shaft using a set bolt. In that case, it is necessary to secure a thick portion having a certain axial dimension in order to secure the screw hole. Therefore, there is a problem that it is difficult to form a screw hole when the axial dimension is limited. Further, a snap ring can be used in place of the wave washer as a member for engaging the rotation preventing pin 30 and the groove 25b with each other. However, in that case, the preload applied to the magnetic foil is not stable, and the width tolerance of the magnetic foil must be set precisely. Even if the member is thermally expanded, the wave washer is always given a predetermined preload to the magnetic foil 25, so that the mounting accuracy is hardly distorted. The structure of this embodiment is excellent in the above points.
[0058]
The pair of magnetic sensors 26 are each composed of a magnetoresistive effect element (MR element), and are disposed at positions facing each other (at intervals of 180 °). More specifically, each magnetic sensor 26 is disposed in each detection means insertion window 32b. The MR element of each magnetic sensor 26 is close to the magnetic foil 25, and the proximity portion corresponds to the sensor adjustment window 33b.
[0059]
The controller 5 is a control circuit including a crystal oscillator, a frequency divider, a phase difference detection unit, a drive pulse output unit, and the like. Based on detection outputs from the two magnetic sensors 26, the output rotation speed is set to a desired set value. This is a circuit for outputting motor drive pulses. The drive device 6 is a device for driving the motor 2 based on the drive pulse from the controller 5. Components constituting the controller 5 and the drive device 6 are mounted on the base substrate 10c.
[0060]
The controller 5 and the drive device 6 described above are feedback control means for realizing a function of controlling the driving state of the motor 2 based on the speed detection result of the speed detection mechanism 8.
[0061]
(2) Operation In the motor 2, when required power is supplied to the stator 11, the rotor 12 is rotationally driven by the electromagnetic action between the stator 11 and the rotor magnet 16 of the rotor 12. As a result, the rotation drive shaft 14 rotates, and this rotation is input to the reduction gear 3. This rotation is decelerated by a reduction ratio determined by the outer diameter and inner diameter of the sun roller 20, the planetary roller 22, and the internal ring 21, and is output via the carrier 23 and the output shaft 7.
[0062]
The rotational speed of the output shaft 7 is detected as a pulse signal by the magnetic foil 25 and the pair of magnetic sensors 26, and this pulse signal is input to the controller 5. The controller 5 compares the detection signals of the two magnetic sensors 26 to synthesize the rotation signal of the output shaft 7 in a state where the magnetic foil 25 is correctly attached. Then, the phase difference between this synthesized signal and the rotation reference pulse (pulse corresponding to the uniform rotation of the output shaft 7) is detected, and a control signal that eliminates this phase difference is input to the drive device 6. This control is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-341854. Then, the rotational speed of the motor 2 is increased or decreased by a drive signal from the drive device 6.
[0063]
By such feedback control, the rotation speed of the motor 2 is controlled so that the output rotation speed of the reduction gear 3 becomes a desired set speed.
(3) Assembly Next, the assembly operation of the transmission means 4 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the relationship between the members, and the shape and the like are simplified.
[0064]
A second bearing 28 and a wave washer 36 are assembled to the output shaft 7 in advance, and a detent pin 30 is further fitted therein. Next, the magnetic foil 25 is guided in the direction of arrow Y from the detected member insertion window 32 a and temporarily placed in the accommodation space 35. Then, the output shaft 7 is inserted into the housing 31 from the second partition wall portion 34 toward the first partition wall portion 33. The tip of the output shaft 7 passes through the center hole 34a of the second partition wall 34, then passes through the center hole 25a of the magnetic foil 25, and further passes through the center hole 33a of the first partition wall 33, It protrudes outside the first partition wall 33. At this time, the detent pin 30 passes through the center hole 34 a of the second partition wall 34 and enters the groove 25 b of the magnetic foil 25. Next, the wave washer 41 is fitted from the tip of the output shaft 7 and inserted into the center hole 33 a of the first partition wall 33. Further, the first bearing 27 is fitted from the tip of the output shaft 7 and pushed until it comes into contact with the flange 34c of the center hole 33a, and the snap ring 42 is attached to the outer peripheral surface of the output shaft 7. The wave washer 41 is compressed in the axial direction between the inner race of the first bearing 27 and the inner peripheral portion of the magnetic foil 25. Therefore, the movement of the magnetic foil 25 in the rotational direction is restricted by the anti-rotation pin 30, and the movement in the axial direction is restricted by being sandwiched between the anti-rotation pin 30 and the wave washer 41, and is fixed to the output shaft 7. Yes.
[0065]
Subsequently, the magnetic sensor 26 is attached to the detection means insertion window 32b. At that time, it is necessary to accurately set the distance between the MR element of the magnetic sensor 26 and the outer peripheral surface of the magnetic foil 25. Therefore, a magnetic sensor is inserted so that a positioning jig (a gap gauge having a thickness equal to the minute gap width) is inserted from the adjustment window 33b and the jig is sandwiched between the magnetic foil 25 and the MR element. 26 is moved in the second radial direction. When the magnetic sensor 26 is fixed while the magnetic sensor 26 is in contact with the jig and the jig is removed, a desired minute gap is secured between the magnetic foil 25 and the MR element. As a result, even if the speed detection mechanism 8 is housed inside the integrally formed housing 31, the magnetic sensor 26 can be attached with very high accuracy and easily. The distance between the magnetic foil 25 and the MR element is, for example, several tens of μm. Thereafter, the detection member insertion window 32a, the detection member insertion window 32b, and the adjustment window 33b are sealed with a sealing tape (not shown) to prevent dust and the like from entering the housing space 33. (4) Operational effect The feature of the present invention is “the housing is integrally formed”, and the following effects are produced.
[0066]
<1> Reduction in the number of parts Conventionally, a housing composed of a plurality of parts is formed by integral molding, and a member (seal only for preventing impurities in the speed detection mechanism by the second partition wall and the second bearing) As a result, the number of parts as a whole can be reduced.
[0067]
<2> Reduction of housing manufacturing cost Since it is an integral molding, it has become possible to manufacture a highly accurate and complicated shape with a short man-hour, thereby reducing the manufacturing cost.
[0068]
<3> Facilitating component mounting The housing becomes a relatively complicated shape by integral molding, which may impair the mounting capability of the speed detection mechanism, the bearing, etc., but by properly arranging the windows in the present invention, The speed detection mechanism and bearings can be easily installed without impairing the mounting properties.
[0069]
<4>
Reduction of assembly man-hours Since the number of parts is reduced compared to the prior art and additional shapes such as windows are provided in the housing to facilitate mounting of parts, the total assembly man-hours are reduced.
[0070]
<5> Improving assembly accuracy With conventional multi-part configurations, assembly errors are accumulated in addition to individual component errors, making it difficult to improve overall accuracy. However, assembly errors have been eliminated by molding the housing integrally. . As a result, it was easy to assemble with reference to the housing surface, and the assembly accuracy was improved.
[0071]
<6> Improved performance of parts themselves Assembly accuracy and strength have been improved by improving the surface accuracy and rigidity of the housing. As a result, high rotational accuracy and strength that can withstand long-term operation were realized. In addition, dust resistance to the speed detection mechanism has been improved, enabling stable operation over a long period of time.
[0072]
<7> Enhancement of radial load Since the speed detection mechanism is provided on the output side, the distance between the pair of bearings that support the output shaft can be increased. As a result, a higher radial loadability was realized compared to the previous example.
[0073]
<8>
The aim of shortening the axial direction in the present gun invention is considered to be small.
2. Second Embodiment In the above embodiment, two magnetic sensors are provided. However, as shown in FIG. 5, one magnetic sensor may be omitted and one magnetic sensor 26 may be used. Accordingly, one detection means insertion window 32b and one adjustment window 33b can be omitted, but the other basic structure is the same as that of the above embodiment.
[0074]
3. Third Embodiment In each of the above embodiments, the detection member insertion window 32a and the detection means insertion window 32b are provided separately. However, as shown in FIGS. 6 and 7, the magnetic sensor 26 is provided. May be attached to the detection member insertion window 32a, and the detection means insertion window 32b may be omitted. Therefore, the detection member insertion window 32 a has a function of inserting the magnetic foil 25 into the accommodation space 35 and a function of disposing the magnetic sensor 26. Further, the adjustment window portion 33 d is provided on the upper portion of the first partition wall portion 33 so as to correspond to the magnetic sensor 26. In this case, the detected member insertion window 32a is sufficiently larger than the magnetic sensor 26, and therefore, the magnetic sensor 26 may be attached by interposing a spacer or the like between the window 32a and the like.
[0075]
4). Fourth Embodiment In any of the above embodiments, the detection means window 33e is provided on the outer wall 32. However, as shown in FIG. 8, detection for attaching a magnetic sensor to the first partition wall 33 of the housing 31 is performed. A means insertion window 33e may be provided. The detection means insertion window 33e is opened so that the central axis of the hole is parallel to the output shaft 7. When the adjustment window is provided, it may be provided on the outer wall. Of course, a pair of magnetic sensors may be provided to improve detection accuracy.
[0076]
5. Fifth Embodiment An optical detection mechanism may be used instead of the magnetic detection mechanism of the above embodiment. As shown in FIG. 9, the speed detection mechanism 51 is an optical rotary encoder, and includes a pulse disk 52 and a photodetector 53 including a projector and a light receiver. On the outer peripheral portion of the pulse disc 52, light transmitting portions such as a plurality of slits are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The photodetector 53 is U-shaped, and a portion where the light transmission part of the pulse disk 52 is formed enters the gap. The pulse disk 52 is fixed to the foil 55. Since the structure of the foil 55 and the relationship with other members are the same as those of the magnetic foil of the above embodiment except that the outer dimensions are small, the description thereof is omitted here. The photodetector 53 is fixed to the detected member insertion window 32a and is incorporated so as to enter the inside of the apparatus.
[0077]
6). Other Embodiments The outer wall portion of the housing is not limited to a generally rectangular tube shape, but may be a cylindrical shape.
[0078]
The shape of the window is not limited to a rectangle, and may be various shapes such as a circle. In the above embodiment, the member constituting the speed reducer is a friction wheel such as a roller, and the traction method is used between the sun roller and each planetary roller and between each planetary roller and the internal ring. Some may be used. Furthermore, a speed reducer called a parent-child type or a speed reducer disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-307696 may be used.
[0079]
【The invention's effect】
In the rotary drive device according to the present invention, a member that is conventionally formed by integrally molding a housing that has been configured by a plurality of parts, and a member only for preventing impurities in the speed detection mechanism by the second partition wall and the second bearing. By eliminating the need for (seal members), the total number of parts and processing man-hours can be reduced. In addition, the rigidity and assembly accuracy of the housing are improved, and the speed detection mechanism is not contaminated, so it operates stably for a long period of time. can do. Further, by providing the housing with various window portions related to the arrangement of the speed detection mechanism, the speed detection mechanism can be easily and accurately attached even to an integrally molded housing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the rotary drive device as seen in the direction of arrow II in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a transmission means.
FIG. 4 is a diagram showing an engagement state between a magnetic foil and an output shaft.
FIG. 5 is a front view of a rotary drive device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a third embodiment.
7 is a view taken along arrow VII in FIG. 6;
FIG. 8 is a front view of a rotary drive device according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation drive apparatus 2 Motor 3 Deceleration apparatus 4 Transmission means 5 Controller 6 Drive apparatus 7 Output shaft 8 Speed detection mechanism 25 Magnetic foil (detected member)
25b Groove (second engaging part)
26 Magnetic sensor (detection means)
27 First bearing 28 Second bearing 29 Coil spring (biasing member)
30 Non-rotating pin (first engaging part)
31 Housing 32 Outer Wall 32a Detected Member Insertion Window (First Window)
32b Detection means insertion window (second window)
33 First partition 33b Adjusting window 34 Second partition 35 Housing space 39 Second outer wall 41 Wave washer (elastic member)

Claims (14)

回転駆動源としてモータを使用し、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、モータの駆動回転速度をフィードバック制御する回転駆動装置であって、
前記モータによって駆動される減速装置と、
前記減速装置から前記被動装置側に延びる出力軸を有し、前記減速装置の出力を前記被動装置に伝える伝動手段と、
前記減速装置の前記被動装置側に配置され、前記出力軸の回転速度を検出するための速度検出機構と、
前記出力軸及び前記速度検出機構の周囲を覆う外壁部と、前記外壁部の前記被動装置側に一体に形成され前記出力軸が貫通する中心孔が形成された第1隔壁部と、前記外壁部の前記減速装置側に一体に形成され前記出力軸が貫通する中心孔が形成された第2隔壁部とを有するハウジングと、
前記第1隔壁部の中心孔の内周面と前記出力軸との間に配置された第1軸受と、
前記第2隔壁部の中心孔の内周面と前記出力軸との間に配置された第2軸受と
を備え、
前記速度検出機構は、検出手段と、前記検出手段によって検出される被検出部材とからなり、
前記被検出部材は、前記出力軸に対して軸方向に移動可能に嵌合する中心孔を有する略円板状であり、
前記第2隔壁部は、前記第1隔壁部及び前記外壁部とともに前記速度検出機構が設置される収容空間部を形成し、前記減速装置と前記速度検出機構とを軸方向に分離し
前記ハウジングには、前記外壁部を前記出力軸の径方向に貫通し、その中心軸が前記貫通方向に延びて前記出力軸に直交する第1窓部が形成され、
前記第1窓部の幅寸法は、前記被検出部材の外形寸法よりも大きく形成され、
前記第1窓部を通じて前記被検出部材が前記収容空間部に配置され、その状態で前記出力軸をハウジング内に挿入することにより、前記出力軸が、前記第2隔壁部の前記中心孔、前記被検出部材の前記中心孔、及び前記第1隔壁部の前記中心孔を貫通していることを特徴とする、回転駆動装置。
A rotational drive device that uses a motor as a rotational drive source, rotationally drives the driven device, detects an output rotational speed, and feedback controls the drive rotational speed of the motor,
A reduction gear driven by the motor;
An output shaft extending from the reduction gear toward the driven device, and transmission means for transmitting the output of the reduction gear to the driven device;
A speed detecting mechanism that is disposed on the driven device side of the speed reducer and detects the rotational speed of the output shaft;
An outer wall covering the periphery of the output shaft and the speed detection mechanism, a first partition wall formed integrally with the outer wall on the driven device side and having a central hole through which the output shaft passes, and the outer wall A housing having a second partition wall formed integrally with the speed reducer side and having a center hole through which the output shaft passes,
A first bearing disposed between an inner peripheral surface of a center hole of the first partition wall and the output shaft;
A second bearing disposed between an inner peripheral surface of a center hole of the second partition wall and the output shaft ;
With
The speed detection mechanism includes a detection unit and a detected member detected by the detection unit,
The detected member has a substantially disc shape having a center hole that is movably fitted in the axial direction with respect to the output shaft,
The second partition wall, together with the first partition wall and the outer wall, forms an accommodation space where the speed detection mechanism is installed , and separates the speed reduction device and the speed detection mechanism in the axial direction ,
The housing is formed with a first window portion that penetrates the outer wall portion in the radial direction of the output shaft, a central axis of which extends in the penetration direction and is orthogonal to the output shaft,
The width dimension of the first window is formed larger than the outer dimension of the detected member,
The detected member is disposed in the accommodating space through the first window, and the output shaft is inserted into the housing in that state, so that the output shaft is connected to the central hole of the second partition wall, A rotation drive device characterized by passing through the center hole of the member to be detected and the center hole of the first partition wall .
前記検出手段が配設される第2窓部を有する、請求項1に記載の回転駆動装置。The rotation drive device according to claim 1, further comprising a second window portion in which the detection unit is disposed . 前記第2窓部は、前記外壁部を前記出力軸の径方向に貫通しており、前記第2窓部の中心軸は、前記貫通方向に延びて前記出力軸に直交している、請求項2に記載の回転駆動装置。 The second window portion penetrates the outer wall portion in a radial direction of the output shaft, and a central axis of the second window portion extends in the penetration direction and is orthogonal to the output shaft. The rotation drive device according to 2. 前記ハウジングには、前記検出手段を配設する際に取付位置を調節するための調整用窓部が設けられている、請求項3に記載の回転駆動装置。The rotary drive device according to claim 3, wherein the housing is provided with an adjustment window for adjusting an attachment position when the detection means is disposed . 前記調整用窓部は、前記第1隔壁部を前記出力軸の軸方向に貫通しており、前記調整用窓部の中心軸は、前記貫通方向に延びて前記出力軸に平行である、請求項4に記載の回転駆動装置。 The adjustment window portion passes through the first partition wall portion in the axial direction of the output shaft, and a central axis of the adjustment window portion extends in the penetration direction and is parallel to the output shaft. Item 5. The rotational drive device according to Item 4. 前記速度検出機構は磁気センサであり、前記検出手段は、磁束の変化を検出する少なくとも1つの磁気的検出手段であり、前記被検出部材は、着磁部を有する被磁気的検出部材である、請求項2〜5のいずれかに記載の回転駆動装置。 The speed detection mechanism is a magnetic sensor, the detection means is at least one magnetic detection means for detecting a change in magnetic flux, and the detection member is a magnetic detection member having a magnetized portion. The rotational drive apparatus in any one of Claims 2-5 . 前記速度検出機構は光学センサであり、前記検出手段は、光学的な変化を検出する少なくとも1つの光学的検出手段であり、前記被検出部材は被光学的検出部材である、請求項2〜5のいずれかに記載の回転駆動装置。 The speed detection mechanism is an optical sensor, the detection means is at least one optical detection means for detecting an optical change, and the detected member is an optically detected member. The rotational drive apparatus in any one of. 前記出力軸は第1係合部を有し、前記被検出部材は、前記第1係合部に対して相対回転不能に係合しかつ軸方向に着脱自在である第2係合部を有し、前記第1係合部と前記第2係合部が互いに係合するように前記被検出部材を軸方向に付勢する弾性部材をさらに備えている、請求項2〜8のいずれかに記載の回転駆動装置。 The output shaft has a first engaging portion, and the detected member has a second engaging portion that engages with the first engaging portion in a relatively non-rotatable manner and is detachable in the axial direction. And an elastic member that urges the member to be detected in the axial direction so that the first engagement portion and the second engagement portion engage with each other. The rotational drive device described. 前記第2係合部は前記被検出部材の前記減速装置側の面に形成され、前記弾性部材は前記第1軸受と前記被検出部材との間に配置されている、請求項8に記載の回転駆動装置。 The said 2nd engaging part is formed in the surface at the side of the said deceleration device of the said to-be-detected member, The said elastic member is arrange | positioned between the said 1st bearing and the to-be-detected member . Rotation drive device. 前記減速装置は、前記モータの回転が入力される太陽車と、前記太陽車と同心に配置されたインタナルリングと、前記太陽車に当接し、前記インタナルリングからの付勢力を受けながら当接する複数の遊星車と、前記複数の遊星車を支持し、前記出力軸に連結されたキャリアと、を有している、請求項1〜9に記載の回転駆動装置。 The reduction gear includes a solar wheel to which rotation of the motor is input, an internal ring disposed concentrically with the solar wheel, abutting the solar wheel, and receiving a biasing force from the internal ring. The rotation drive device according to claim 1, further comprising: a plurality of planetary vehicles in contact with each other; and a carrier that supports the plurality of planetary vehicles and is connected to the output shaft . 前記モータの出力軸は、前記減速装置の前記太陽車を構成する、請求項10に記載の回転駆動装置。The rotary drive device according to claim 10 , wherein an output shaft of the motor constitutes the solar wheel of the reduction gear. 前記第2隔壁の前記減速装置側の面には前記付勢部材を収容する凹部が形成されており、前記凹部の底面は、前記第2軸受の前記減速装置側端面よりさらに前記被動装置側に位置している、請求項10又は11に記載の回転駆動装置。 A recess for accommodating the urging member is formed on a surface of the second partition wall on the speed reduction device side, and a bottom surface of the recess is further on the driven device side than an end surface of the second bearing on the speed reduction device side. The rotary drive device according to claim 10 or 11 , wherein the rotary drive device is located. 前記ハウジングは、前記外壁部から一体に形成され前記減速装置の周囲を覆う第2外壁部をさらに有している、請求項1〜12のいずれかに記載の回転駆動装置。The rotary drive device according to any one of claims 1 to 12, wherein the housing further includes a second outer wall portion that is integrally formed with the outer wall portion and covers the periphery of the speed reduction device. 前記速度検出機構からの検出に基づいて、前記モータの駆動速度をフィードバック制御するフィードバック制御手段をさらに備えている、請求項1〜13のいずれかに記載の回転駆動装置 The rotary drive device according to claim 1, further comprising feedback control means for performing feedback control of the drive speed of the motor based on detection from the speed detection mechanism .
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