JP6257710B2 - Actuator - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator.

特許文献1に、4つのモータと、該4つのモータのモータ軸と一体に回転する4本のクランク軸と、該4本のクランク軸にそれぞれ同位相に設けられた偏心体と、該偏心体の外周に揺動回転可能に組込まれた外歯歯車と、該外歯歯車と内接噛合する内歯歯車と、を有するアクチュエータが開示されている。このアクチュエータにおいては、4つのモータのモータ軸が回転することで、4本のクランク軸を介して外歯歯車が揺動回転し、内歯歯車から出力を得ることができる。モータ軸にはブレーキが設けられており、ブレーキによりクランク軸の回転が制動される。なお、このアクチュエータは、更にエンコーダを備えている。   Patent Document 1 discloses four motors, four crankshafts that rotate integrally with the motor shafts of the four motors, eccentric bodies provided on the four crankshafts in the same phase, and the eccentric bodies. An actuator having an external gear incorporated on the outer periphery of the external gear so as to be able to swing and rotate, and an internal gear internally engaged with the external gear is disclosed. In this actuator, when the motor shafts of the four motors rotate, the external gears oscillate and rotate via the four crank shafts, and an output can be obtained from the internal gears. A brake is provided on the motor shaft, and the rotation of the crankshaft is braked by the brake. This actuator further includes an encoder.

WO2009/081840号公報WO2009 / 081840

しかしながら、特許文献1においては、ブレーキが設けられていないクランク軸にのみ、エンコーダが設けられている。このため、ブレーキが設けられているクランク軸の回転角に対して、エンコーダで検出される回転角は、差異を生ずるおそれがある。即ち、エンコーダでアクチュエータを精密制御しようとしても、特許文献1の構成においてはアクチュエータの十分な精密制御をなしえないおそれがあった。 However, in Patent Document 1, only the crank shaft brake are not provided, the encoder is provided. For this reason, the rotation angle detected by the encoder may be different from the rotation angle of the crankshaft provided with the brake. That is, even if it is attempted to precisely control the actuator with the encoder, the configuration disclosed in Patent Document 1 may not be able to achieve sufficient precision control of the actuator.

そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、ブレーキによる制動を行っても、高精度の回転角制御を可能とするアクチュエータを提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an actuator that enables highly accurate rotation angle control even when braking is performed by a brake.

本発明は、複数本のクランク軸と、前記クランク軸と一体回転するモータ軸を有するモータと、前記クランク軸に設けられた偏心体と、を有するアクチュエータにおいて、前記クランク軸または当該クランク軸と一体回転するモータ軸に、エンコーダとブレーキの両方が設けられ、前記クランク軸の反モータ側の端部に前記エンコーダおよび前記ブレーキの一方が設けられ、前記モータ軸の反偏心体側の端部に前記エンコーダおよびブレーキの他方が設けられることにより、上記課題を解決したものである。 The present invention, several the crankshaft double, the motor having a motor shaft that rotates integrally with the crankshaft, in the actuator having an eccentric body provided on the crankshaft, before chrysanthemum rank shaft or the crank the motor shaft to the shaft rotate integrally, both the encoder and the brake are provided, one is provided in the encoder and the brake on the end of the anti-motor side of the front Symbol crankshaft, the edge of the counter-eccentric side of the motor shaft the other of said encoder and brake by Rukoto provided parts is obtained by solving the above problems.

本発明においては、ブレーキが設けられたクランク軸若しくはモータ軸にエンコーダが設けられているため、ブレーキによる制動があっても、エンコーダで検出される回転角の誤差を最小限にすることができる。 In the present invention, since the encoder on the crankshaft or motor shaft brake is provided is provided, even when the braking by the brake, it is possible to minimize the error of the rotation angle detected by the encoder .

なお、エンコーダは1本のクランク軸若しくはモータ軸に設けられているだけでもよいが、更に他のクランク軸又は全てのクランク軸若しくはモータ軸に設けられていてもよい。その場合には、各クランク軸の制動のタイミングに僅かなずれが生じても、各エンコーダの検出結果から、より高精度にアクチュエータの回転角を求めることが可能となる。   The encoder may be provided only on one crankshaft or motor shaft, but may be provided on another crankshaft or all crankshafts or motor shafts. In this case, even if a slight deviation occurs in the braking timing of each crankshaft, the rotation angle of the actuator can be obtained with higher accuracy from the detection result of each encoder.

本発明によれば、ブレーキによる制動を行っても、アクチュエータの高精度な回転角制御が可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform highly accurate rotation angle control of an actuator even when braking is performed by a brake.

本発明の実施形態の一例が適用されたアクチュエータの断面図Sectional drawing of the actuator to which an example of embodiment of this invention was applied 図1の矢視II−II線に沿った断面図Sectional view along the line II-II in FIG. 図1の矢視III−III線に沿った断面図Sectional view along line III-III in FIG.

以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態の一例が適用されたアクチュエータの断面図である。なお、図1は、2つのモータ106A、106Bの異同が分かるように断面図化されている。また、図2、図3は、それぞれ、図1の矢視II−II線に沿った断面図、図1の矢視III−III線に沿った断面図、である。概略構成について以下説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an actuator to which an example of an embodiment of the present invention is applied. FIG. 1 is a cross-sectional view so that the difference between the two motors 106A and 106B can be seen. 2 and 3 are a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 and a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. A schematic configuration will be described below.

アクチュエータ100は、図1に示す如く、3つ(複数)のモータ106A〜106C(以下、モータ106と記す)と、ブレーキ126A〜126C(以下、ブレーキ126と記す)と、減速機構130と、エンコーダ160Aと、を備える(モータ106Cとブレーキ126Cとが不図示)。ここで、減速機構130は、3つのモータ106のモータ軸108A〜108C(以下、モータ軸108と記す)によってそれぞれ回転される3本のクランク軸132A〜132C(以下、クランク軸132と記す)と、3本のクランク軸132にそれぞれ同位相で設けられた偏心体136A〜136C(以下、偏心体136と記す)と、を有する(モータ軸108Cとクランク軸132Cと偏心体136Cとが不図示)。更に、減速機構130は、偏心体136の外周に揺動回転可能に組込まれた外歯歯車144と、外歯歯車144と内接噛合する内歯歯車150と、を有する。また、ブレーキ126は、3本のクランク軸132を制動するように、3本のモータ軸108全てに設けられている。エンコーダ160Aは、クランク軸132Aの回転角を検出するように、クランク軸132Aに設けられている。   As shown in FIG. 1, the actuator 100 includes three (plural) motors 106A to 106C (hereinafter referred to as motor 106), brakes 126A to 126C (hereinafter referred to as brake 126), a speed reduction mechanism 130, an encoder 160A (the motor 106C and the brake 126C are not shown). Here, the speed reduction mechanism 130 includes three crankshafts 132A to 132C (hereinafter referred to as crankshafts 132) rotated by motor shafts 108A to 108C (hereinafter referred to as motor shafts 108) of the three motors 106, respectively. Eccentric bodies 136A to 136C (hereinafter referred to as eccentric bodies 136) provided on the three crankshafts 132 in the same phase (the motor shaft 108C, the crankshaft 132C, and the eccentric body 136C are not shown). . Furthermore, the speed reduction mechanism 130 has an external gear 144 that is incorporated on the outer periphery of the eccentric body 136 so as to be able to swing and rotate, and an internal gear 150 that is in mesh with the external gear 144. The brake 126 is provided on all three motor shafts 108 so as to brake the three crankshafts 132. The encoder 160A is provided on the crankshaft 132A so as to detect the rotation angle of the crankshaft 132A.

なお、アクチュエータ100には、図1に示す如く、軸方向Oに沿って円筒部材102が組込まれている。このため、アクチュエータ100は、その円筒部材102の貫通孔104によって配管や配線などを通過させることができる。即ち、全ての構成要素は、円筒部材102の内径d1より外側に配置されている。   As shown in FIG. 1, a cylindrical member 102 is incorporated in the actuator 100 along the axial direction O. For this reason, the actuator 100 can pass piping or wiring through the through-hole 104 of the cylindrical member 102. That is, all the components are arranged outside the inner diameter d1 of the cylindrical member 102.

以下、各構成要素について詳細に説明する。   Hereinafter, each component will be described in detail.

まず、モータ106Aとブレーキ126Aについて、主に説明する。なお、本実施形態では、モータ106Aとブレーキ126Aが、それぞれモータ106B(106C)とブレーキ126B(126C)と同一であることから、それらの説明については省略する。   First, the motor 106A and the brake 126A will be mainly described. In the present embodiment, the motor 106A and the brake 126A are the same as the motor 106B (106C) and the brake 126B (126C), respectively, and therefore description thereof is omitted.

モータ106Aは、モータ軸108Aとロータ116Aとステータ118Aとを備えている。モータ軸108Aのロータ軸部110Aには、ロータ116Aが一体的に支持固定されている。ロータ116Aの表面には永久磁石が形成されている。   The motor 106A includes a motor shaft 108A, a rotor 116A, and a stator 118A. A rotor 116A is integrally supported and fixed to the rotor shaft portion 110A of the motor shaft 108A. A permanent magnet is formed on the surface of the rotor 116A.

一方、ステータ118Aは、ロータ軸部110Aに支持固定されたロータ116Aの外周と所定の間隔を隔てられて、本体ケーシング120の内側に取り付け固定されている。本体ケーシング120には、少なくともステータ118Aの側面(図1の右側及び図2)を覆うように中段カバー122が、ボルト182で固定されている。中段カバー122には、後述するブレーキ126Aを構成する固定部125Aが、取り付けられている。この固定部125Aで軸受166Aが支持される。また、中段カバー122には、ブレーキ126Aを覆うためのブレーキカバー128が、ボルト184により取り付けられている。なお、本体ケーシング120には、相手機械への取り付けを行うためのボルト孔186が設けてある。 On the other hand, the stator 118A is attached and fixed to the inner side of the main body casing 120 at a predetermined interval from the outer periphery of the rotor 116A supported and fixed to the rotor shaft portion 110A. An intermediate cover 122 is fixed to the main body casing 120 with bolts 182 so as to cover at least the side surface of the stator 118A (the right side in FIG. 1 and FIG. 2). The middle cover 122, solid tough 125A that make up the brake 126A to be described later, is attached. The bearing 166A is supported by the fixed portion 125A. Further, a brake cover 128 for covering the brake 126A is attached to the middle cover 122 by bolts 184. The main body casing 120 is provided with a bolt hole 186 for attaching to the counterpart machine.

ブレーキ126Aは可動部124Aと固定部125Aとからなる。可動部124Aは、ブレーキディスクなどであり、モータ軸108Aの軸先端部114Aに取り付けられて、モータ軸108Aと一体に回転する。固定部125Aには、電磁コイルや電磁コイルで変位量が与えられて前記ブレーキディスクに摩擦力を付与する可動鉄心などが配置され、後述する本体ケーシング120に固定されている。このため、電磁コイルへの印加電圧を制御することで、モータ軸108Aの回転を自在に制動することができる。   The brake 126A includes a movable part 124A and a fixed part 125A. The movable portion 124A is a brake disk or the like, is attached to the shaft tip portion 114A of the motor shaft 108A, and rotates integrally with the motor shaft 108A. The fixed portion 125A is provided with an electromagnetic coil or a movable iron core that imparts a frictional force to the brake disk by being given displacement by an electromagnetic coil, and is fixed to a main body casing 120 described later. For this reason, the rotation of the motor shaft 108A can be freely braked by controlling the voltage applied to the electromagnetic coil.

このように、モータ106Aとブレーキ126Aとは、小型とされて円筒部材102の内径d1とブレーキカバー128の外径d2との間の幅d3に配置されている。しかし、モータ106Aとブレーキ126Aとが小型とされていても、幅d3の間に周方向に等間隔に分散されてモータ106Aとブレーキ126Aとが3つ配置されている。このため、減速機構130に伝達される回転トルクと制動トルクを大きくすることができる。   Thus, the motor 106A and the brake 126A are small in size and are arranged in a width d3 between the inner diameter d1 of the cylindrical member 102 and the outer diameter d2 of the brake cover 128. However, even if the motor 106A and the brake 126A are small in size, three motors 106A and three brakes 126A are arranged at equal intervals in the circumferential direction between the widths d3. For this reason, the rotational torque and braking torque transmitted to the speed reduction mechanism 130 can be increased.

次に、減速機構130とエンコーダ160Aとについて、主に説明する。なお、エンコーダ160Aが設けられるクランク軸132Aの軸先端部140Aを除いて、他のクランク軸132B、132Cと、クランク軸132Aは同一である。このため、クランク軸132B、132Cと、それに関連する符号下1桁の英文字違いの部材については説明を省略する。   Next, the speed reduction mechanism 130 and the encoder 160A will be mainly described. The crankshaft 132A is the same as the other crankshafts 132B and 132C except for the shaft tip portion 140A of the crankshaft 132A where the encoder 160A is provided. For this reason, the description of the crankshafts 132B and 132C and the members with the lower-order alphabetic characters related to them are omitted.

減速機構130は、偏心体136と外歯歯車144と内歯歯車150とを有する。1本のクランク軸132Aに注目すると、1対の偏心体136Aが互いに180度ずれた位相の状態で一体形成されている。その1対の偏心体136は、3本のクランク軸132にそれぞれ同位相で設けられている。すなわち、3本のモータ軸108を回転制御することで、3本のクランク軸132上のそれぞれの偏心体136を同一の位相で同一の方向に同一の速度で回転させることができる。外歯歯車144は、偏心体孔148A〜148C(以下、偏心体孔148と記す)を備えている(図3参照)。そして、偏心体孔148と偏心体136の間にころ軸受142A〜142C(以下、ころ軸受142と記す)を配置させている。このため、外歯歯車144は、ころ軸受142を介して偏心体136の外周と嵌合している。   The speed reduction mechanism 130 includes an eccentric body 136, an external gear 144, and an internal gear 150. When attention is paid to one crankshaft 132A, a pair of eccentric bodies 136A are integrally formed in a state of being shifted from each other by 180 degrees. The pair of eccentric bodies 136 are provided on the three crankshafts 132 in the same phase. That is, by controlling the rotation of the three motor shafts 108, the eccentric bodies 136 on the three crankshafts 132 can be rotated in the same direction and the same speed in the same phase. The external gear 144 includes eccentric body holes 148A to 148C (hereinafter referred to as eccentric body holes 148) (see FIG. 3). Roller bearings 142 </ b> A to 142 </ b> C (hereinafter referred to as roller bearings 142) are disposed between the eccentric hole 148 and the eccentric body 136. For this reason, the external gear 144 is fitted to the outer periphery of the eccentric body 136 via the roller bearing 142.

外歯歯車144は、内歯歯車150に内接している。内歯歯車150は、出力部材152と一体化されている。内歯歯車150の内歯151は、具体的にはピンで構成され(図3参照)、その周方向の最小間隔Pから算出される数(内歯歯車150の歯数とする)は外歯歯車144の歯数より多く設定されている。なお、内歯歯車150の歯数と外歯歯車144の歯数との歯数差と、外歯歯車144の歯数とから、減速機構130の減速比が定まる。外歯歯車144には、また、柱孔145が周方向に一定間隔で、複数(本実施形態では6つ)形成されている(図3参照)。そして、柱孔145にキャリアプレート156から一体的に突出形成された柱部155が遊嵌している。キャリアプレート156は、本体ケーシング120から軸方向Oに一体的に延在して形成された延在部154と、ボルト190で連結されることで、本体ケーシング120に固定されている。なお、延在部154とキャリアプレート156とからキャリア158が構成されている。また、外歯歯車144には、中心軸孔146が形成されて、そこに円筒部材102が遊嵌される構成とされている。   The external gear 144 is inscribed in the internal gear 150. The internal gear 150 is integrated with the output member 152. Specifically, the internal teeth 151 of the internal gear 150 are configured by pins (see FIG. 3), and the number calculated from the minimum interval P in the circumferential direction (the number of teeth of the internal gear 150) is an external tooth. More than the number of teeth of the gear 144 is set. The reduction ratio of the reduction mechanism 130 is determined from the difference in the number of teeth between the number of teeth of the internal gear 150 and the number of teeth of the external gear 144 and the number of teeth of the external gear 144. A plurality (six in this embodiment) of column holes 145 are formed in the external gear 144 at regular intervals in the circumferential direction (see FIG. 3). A column portion 155 that is integrally projected from the carrier plate 156 is loosely fitted in the column hole 145. The carrier plate 156 is fixed to the main body casing 120 by being connected to the extending portion 154 formed integrally extending from the main body casing 120 in the axial direction O with a bolt 190. Note that a carrier 158 is constituted by the extending portion 154 and the carrier plate 156. The external gear 144 is formed with a central shaft hole 146 in which the cylindrical member 102 is loosely fitted.

出力部材152は、1対の軸受170、172で、キャリア158の外周に回転自在に支持されている。本実施形態では、本体ケーシング120を相手機械のケーシングにボルト孔186を用いて固定することで、出力部材152からアクチュエータ100の出力を相手機械に伝達する。しかし、出力部材152をボルト孔188を用いて相手機械のケーシングに固定して、本体ケーシング120からアクチュエータ100の出力を相手機械に伝達してもよい。なお、出力部材152の外径d4は、ブレーキカバーの外径dよりも大きくされて、大きなトルクを出力することができる。 The output member 152 is rotatably supported on the outer periphery of the carrier 158 by a pair of bearings 170 and 172. In the present embodiment, the output of the actuator 100 is transmitted from the output member 152 to the counterpart machine by fixing the main body casing 120 to the casing of the counterpart machine using the bolt holes 186. However, the output member 152 may be fixed to the casing of the counterpart machine using the bolt hole 188, and the output of the actuator 100 may be transmitted from the main body casing 120 to the counterpart machine. The outer diameter d4 of the output member 152 can be made larger than the outer diameter d 2 of the brake cover, and outputs a large torque.

なお、クランク軸132Aは、モータ軸108Aと一体形成されている。即ち、モータ軸108Aはクランク軸132Aと兼用とされている。モータ軸108Aは、その軸端部112Aで軸受166Aによって、本体ケーシング120に対して回転可能に支持されている。言い換えれば、モータ106Aの反偏心体側端部で、モータ軸108Aは軸受166Aで支持されている。一方、クランク軸132Aは、その軸端部138Aで、軸受168Aによって回転可能に支持されている。言い換えれば、偏心体136Aの反モータ側端部でクランク軸132Aが軸受168Aで支持されている。軸受168Aは、前述のキャリアプレート156に支持されている。モータ軸108Aとクランク軸132Aとが一体成形されていることから、モータ軸108Aとクランク軸132Aとは、2つの軸受166A、168Aのみで、本体ケーシング120およびキャリアプレート156に支持されている。このため、軸受166Aの代わりにクランク軸132Aの軸中央134Aに軸受を配置してそれで支持する場合に比べて、本実施形態では2つの軸受166A、168Aの間のスパンL1を長くすることができる。即ち、軸受166A、168Aとも玉軸受などの安価な軸受を用いても、前記スパンが短ければ生じうるクランク軸132A(モータ軸108A)の軸振れを減少させることができる。このため、軸受166B(166C)、168B(168C)を用いたクランク軸132B(132C)も同様に軸振れを減少させることができる。なお以下、軸受166A〜166C、168A〜168Cはそれぞれ、軸受166、168と記す。 The crankshaft 132A is integrally formed with the motor shaft 108A. That is, the motor shaft 108A is also used as the crank shaft 132A. The motor shaft 108A is rotatably supported with respect to the main body casing 120 by a bearing 166A at the shaft end portion 112A. In other words, the motor shaft 108A is supported by the bearing 166A at the end on the side opposite to the eccentric body of the motor 106A. On the other hand, the crankshaft 132A is rotatably supported at its shaft end 138A by a bearing 168A. In other words, the crankshaft 132A is supported by the bearing 168A at the non-motor side end of the eccentric body 136A. The bearing 168A is supported by the carrier plate 156 described above. Since the motor shaft 108A and the crankshaft 132A are integrally formed, the motor shaft 108A and the crankshaft 132A are supported by the main body casing 120 and the carrier plate 156 with only two bearings 166A and 168A. For this reason, in this embodiment, the span L1 between the two bearings 166A and 168A can be made longer than in the case where the bearing is arranged at the shaft central portion 134A of the crankshaft 132A instead of the bearing 166A and supported by the bearing. it can. That is, even if an inexpensive bearing such as a ball bearing is used for both the bearings 166A and 168A, the shaft runout of the crankshaft 132A (motor shaft 108A) that can occur if the span is short can be reduced. For this reason, the crankshaft 132B (132C) using the bearings 166B (166C) and 168B (168C) can similarly reduce the shaft runout. Hereinafter, the bearings 166A to 166C and 168A to 168C are referred to as bearings 166 and 168, respectively.

エンコーダ160Aは、可動部161Aと固定部162Aとからなる。可動部161Aは、スリット板などであり、クランク軸132Aの軸先端部140Aに取り付けられて、クランク軸132Aと一体に回転する。固定部162Aには、発光素子や前記スリット板のスリットを通過した光を受光する受光素子などがあり、その固定部162Aはキャリアプレート156に固定されている。このため、エンコーダ160Aは、クランク軸132Aの回転角を検出することができる。なお、キャリアプレート156には、エンコーダ160Aを覆うように、エンコーダカバー164Aが取り付けられている。   The encoder 160A includes a movable part 161A and a fixed part 162A. The movable portion 161A is a slit plate or the like, is attached to the shaft tip portion 140A of the crankshaft 132A, and rotates integrally with the crankshaft 132A. The fixing portion 162A includes a light emitting element and a light receiving element that receives light that has passed through the slit of the slit plate, and the fixing portion 162A is fixed to the carrier plate 156. For this reason, the encoder 160A can detect the rotation angle of the crankshaft 132A. Note that an encoder cover 164A is attached to the carrier plate 156 so as to cover the encoder 160A.

エンコーダ160Aに必要な軸方向Oの厚みt1は、クランク軸132Aの軸先端部140Aからエンコーダカバー164Aまでと考えられる。ここで、キャリアプレート156は、アクチュエータ100の出力を行う出力部材152を軸受172を介して支持している。即ち、キャリアプレート156で大きな出力トルク(制動トルク含む)を支持する必要があるため、高い剛性を持たせるのにキャリアプレート156に相応の厚みt2が必要とされる。このため、図1に示す如く、キャリアプレート156にエンコーダ160Aを組込むことで、前記厚みt1は厚みt2と配置上相殺されて、その軸方向Oへの突出長さをt3とすることができる。即ち、例えばブレーキの外側(図1の右側)にエンコーダを設けるよりも、突出長さt3は短くでき、アクチュエータ100の軸方向Oの長さの増大を最小限とすることができる。   The thickness t1 in the axial direction O necessary for the encoder 160A is considered to be from the shaft tip portion 140A of the crankshaft 132A to the encoder cover 164A. Here, the carrier plate 156 supports an output member 152 that outputs the actuator 100 via a bearing 172. That is, since it is necessary to support a large output torque (including braking torque) by the carrier plate 156, the carrier plate 156 needs to have a corresponding thickness t2 in order to have high rigidity. For this reason, as shown in FIG. 1, by incorporating the encoder 160A into the carrier plate 156, the thickness t1 is offset in terms of arrangement with the thickness t2, and the protruding length in the axial direction O can be set to t3. That is, for example, the protrusion length t3 can be shortened and the increase in the length of the actuator 100 in the axial direction O can be minimized as compared with the case where the encoder is provided outside the brake (the right side in FIG.

なお、符号174A、176A、178、180は、減速機構130で使用される潤滑剤を封止しておくためのオイルシールである。   Reference numerals 174A, 176A, 178, 180 are oil seals for sealing the lubricant used in the speed reduction mechanism 130.

次に、このアクチュエータ100の作用を説明する。   Next, the operation of the actuator 100 will be described.

図示せぬモータドライバからの電気信号により、3つのモータ106のモータ軸108を同時に回転させる。このとき、3つのモータ106は、1つのモータドライバで制御してもよいし、別々のモータドライバで制御してもよい。この結果、モータ軸108と一体形成されている3本のクランク軸132が回転し、各クランク軸132にそれぞれ設けられている偏心体136が、同一の位相で、同一の方向に、同一の速度で回転する。   The motor shafts 108 of the three motors 106 are simultaneously rotated by an electric signal from a motor driver (not shown). At this time, the three motors 106 may be controlled by one motor driver, or may be controlled by separate motor drivers. As a result, the three crankshafts 132 integrally formed with the motor shaft 108 rotate, and the eccentric bodies 136 respectively provided on the crankshafts 132 have the same phase and the same speed in the same direction. Rotate with.

これにより、ころ軸受142を介して各偏心体136と嵌合している外歯歯車144が揺動して、該外歯歯車144と内歯歯車150とが噛合する。ここで、外歯歯車144の柱孔145に遊嵌されているキャリアプレート156の柱部155は、(相手機械に取り付け固定された)本体ケーシング120に固定されている。このため、偏心体136が1回回転するたびに内歯歯車150は外歯歯車144との歯数差分だけ回転する。即ち、本体ケーシング120に対して内歯歯車150と一体とされている出力部材152が回転する。このときの出力部材152の回転角は、エンコーダ160Aで検出したクランク軸132Aの回転角に、減速機構130の減速比を乗ずることで求めることができる。なお、外歯歯車144の揺動成分はキャリアプレート156の柱部155と柱孔145との遊嵌によって吸収される。   As a result, the external gear 144 fitted to each eccentric body 136 via the roller bearing 142 is swung, and the external gear 144 and the internal gear 150 are engaged with each other. Here, the column portion 155 of the carrier plate 156 that is loosely fitted in the column hole 145 of the external gear 144 is fixed to the main body casing 120 (attached and fixed to the counterpart machine). For this reason, each time the eccentric body 136 rotates, the internal gear 150 rotates by a difference in the number of teeth from the external gear 144. That is, the output member 152 integrated with the internal gear 150 rotates with respect to the main body casing 120. The rotation angle of the output member 152 at this time can be obtained by multiplying the rotation angle of the crankshaft 132A detected by the encoder 160A by the reduction ratio of the reduction mechanism 130. The swing component of the external gear 144 is absorbed by loose fitting between the column portion 155 of the carrier plate 156 and the column hole 145.

ここで、3本のモータ軸108全てにブレーキ126を設けている。このため、全てのブレーキ126を効かせることで、3本のクランク軸132全てがブレーキ126で制動される。つまり、一部のクランク軸だけに逆向きの負荷がかかりそのクランク軸だけに回転角のずれが生じることを防止することができる。そして、1本のクランク軸132Aにエンコーダ160Aを設けている。ブレーキ126Aが設けられたクランク軸132Aにエンコーダ160Aが設けられているため、ブレーキ126Aによる制動があっても、エンコーダ160Aで検出される回転角の誤差を最小限にすることができる。 Here, brakes 126 are provided on all three motor shafts 108. For this reason, all the three crankshafts 132 are braked by the brake 126 by applying all the brakes 126. In other words, it is possible to prevent a reverse load from being applied to only a part of the crankshaft and a rotational angle shift to occur only on the crankshaft. An encoder 160A is provided on one crankshaft 132A. The brake 126A is provided an encoder 160A to the crankshaft 132A provided, even if the braking by the brake 126 A, it is possible to minimize the error of the rotation angle detected by the encoder 160A.

同時に、本実施形態では、全てのクランク軸132にブレーキ126が設けられているので、ブレーキ126の制動によって各クランク軸132にかかる負荷が均等となり、更に各クランク軸132にかかる負荷も低減することができる。このため、一部のクランク軸だけが疲労することを防ぐことができ、アクチュエータ100を長寿命化することができる。   At the same time, in this embodiment, since the brakes 126 are provided on all the crankshafts 132, the load applied to each crankshaft 132 is equalized by the braking of the brake 126, and the load applied to each crankshaft 132 is further reduced. Can do. For this reason, only a part of the crankshaft can be prevented from being fatigued, and the actuator 100 can have a long life.

また、エンコーダ160Aは、偏心体136A近傍であって、且つクランク軸132Aの先端部140Aに配置されている。即ち、クランク軸132Aにおける、偏心体136Aの軸方向O反モータ側にエンコーダ160Aが配置されている。このため、エンコーダ160Aの取り付けはモータ106Aに関係なく容易に行うことができる。また、クランク軸132Aのエンコーダ160A近傍を軸受168Aが支持しているので、クランク軸132Aの回転角を更に正確に検出することができる。 The encoder 160A is disposed in the vicinity of the eccentric body 136A and at the shaft tip portion 140A of the crankshaft 132A. That is, the encoder 160A is arranged on the crankshaft 132A on the side opposite to the axial direction O of the eccentric body 136A. For this reason, the encoder 160A can be easily attached regardless of the motor 106A. Further, since the bearing 168A supports the vicinity of the encoder 160A of the crankshaft 132A, the rotation angle of the crankshaft 132A can be detected more accurately.

また、エンコーダ160Aは、図1に示す如く、軸方向Oでブレーキ126Aの反対側のクランク軸132Aの軸先端部140Aであって、出力部材152の内側のキャリアプレート156に配置されている。このため、高精度な回転角の検出が可能でありながら、軸方向Oにおいてエンコーダ160Aのアクチュエータ100外部への突出長さt3を低減できる。つまり、アクチュエータ100の軸方向Oの長さの増大を最小限にとどめることができる。   Further, as shown in FIG. 1, the encoder 160 </ b> A is disposed on the carrier plate 156 on the inner side of the output member 152 at the shaft tip portion 140 </ b> A of the crankshaft 132 </ b> A opposite to the brake 126 </ b> A in the axial direction O. Therefore, while the rotation angle can be detected with high accuracy, the protruding length t3 of the encoder 160A to the outside of the actuator 100 in the axial direction O can be reduced. That is, an increase in the length of the actuator 100 in the axial direction O can be minimized.

なお、突出長さt3は、出力部材152の軸方向長さを長くすることで解消することもできる。その際には、出力部材152を支持する軸受170、172の間のスパンL2を長くできる。このため、出力部材152の回転振れを更に低減することができる。 Note that the protrusion length t3 can be eliminated by increasing the axial length of the output member 152. In that case, the span L2 between the bearings 170 and 172 supporting the output member 152 can be lengthened. For this reason, the rotational shake of the output member 152 can be further reduced.

また、クランク軸132とモータ軸108とが一体成形されて、モータ106の反偏心体側端部で、モータ軸108を軸受166で支持している。このため、モータ軸108の軸振れを低減できる。且つ、モータ106の反偏心体側にあるブレーキ126からのモータ軸108への負荷を本体ケーシング120で支持することができる。即ち、モータ106の回転が安定して、モータ106を長寿命化することができる。   Further, the crankshaft 132 and the motor shaft 108 are integrally formed, and the motor shaft 108 is supported by the bearing 166 at the end portion on the side opposite to the eccentric body of the motor 106. For this reason, shaft runout of the motor shaft 108 can be reduced. In addition, the load on the motor shaft 108 from the brake 126 on the side opposite to the eccentric body of the motor 106 can be supported by the main body casing 120. That is, the rotation of the motor 106 can be stabilized and the life of the motor 106 can be extended.

また、モータ106Aの反偏心体側端部で、モータ軸108Aを軸受166Aで支持し、更に、偏心体136Aの反モータ側端部で、クランク軸132Aを軸受168Aで支持している。つまり、クランク軸132Aとモータ軸108Aとが2つの軸受166A、168Aのみで支持されている。即ち、軸受166A、168Aとの間のスパンL1を長く取ることができる。このため、例えば軸受の間のスパンが短いためにエンコーダでの軸振れが生じてエンコーダエラーが発生するといったことを防止することができる。即ち、クランク軸132Aの軸振れを最小限に低減でき、エンコーダ160Aでの回転角の検出を高精度に行うことができる。同時に、軸受166A、168Aが玉軸受であり、別の軸受も設けていないので、上記クランク軸132Aの軸振れの低減を低コストで実現することができる。   Further, the motor shaft 108A is supported by a bearing 166A at the opposite end of the motor 106A, and the crankshaft 132A is supported by the bearing 168A at the opposite end of the eccentric 136A. That is, the crankshaft 132A and the motor shaft 108A are supported by only the two bearings 166A and 168A. That is, the span L1 between the bearings 166A and 168A can be increased. For this reason, for example, it is possible to prevent the occurrence of an encoder error due to a shaft runout at the encoder due to a short span between the bearings. That is, the shaft runout of the crankshaft 132A can be reduced to the minimum, and the rotation angle can be detected with high accuracy by the encoder 160A. At the same time, since the bearings 166A and 168A are ball bearings and no other bearings are provided, it is possible to reduce the shaft runout of the crankshaft 132A at a low cost.

即ち、本実施形態によれば、ブレーキ126による制動を行っても、アクチュエータ100の高精度な回転角制御が可能となる。なお、そのアクチュエータは、中心軸O方向に貫通孔104を備えて、外径大きさや軸方向長さなどの外形寸法でコンパクトでありながら、高出力とすることができる。   That is, according to the present embodiment, even when braking by the brake 126 is performed, it is possible to control the rotation angle of the actuator 100 with high accuracy. The actuator includes a through-hole 104 in the direction of the central axis O, and can be high in output while being compact in outer dimensions such as an outer diameter size and an axial length.

本発明について本実施形態を挙げて説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。   Although the present invention has been described with reference to the present embodiment, the present invention is not limited to the present embodiment. That is, it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

上記実施形態においては、モータ106は3つで、それに伴いモータ軸108とクランク軸132と偏心体136なども3本であったが、本発明はこれに限定されずに、それらが2つ以上の複数であればよい。   In the above embodiment, there are three motors 106, and accordingly, there are three motor shafts 108, crank shafts 132, eccentric bodies 136, etc., but the present invention is not limited to this, and two or more of them are included. It suffices if there is a plurality.

また、上記実施形態においては、エンコーダ160Aは、1本のクランク軸132Aに設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、更に他のクランク軸又は全てのクランク軸若しくはモータ軸に設けられていてもよい。その場合には、各クランク軸の制動のタイミングに僅かなずれが生じても、各エンコーダの検出結果から、より高精度にアクチュエータの回転角を求めることが可能となる。   In the above embodiment, the encoder 160A is provided on one crankshaft 132A, but the present invention is not limited to this. For example, it may be provided on another crankshaft or all crankshafts or motor shafts. In this case, even if a slight deviation occurs in the braking timing of each crankshaft, the rotation angle of the actuator can be obtained with higher accuracy from the detection result of each encoder.

また、上記実施形態においては、モータ軸108とクランク軸132とが一体形成されていたが、本発明はこれに限定されない。モータ軸とクランク軸とが、例えば継ぎ手を介して一体に回転してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the motor shaft 108 and the crankshaft 132 were integrally formed, this invention is not limited to this. For example, the motor shaft and the crankshaft may rotate together via a joint.

また、上記実施形態においては、モータ軸108の軸先端部114にブレーキ126、クランク軸132Aの軸先端部140Aにエンコーダ160Aが設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えばエンコーダとブレーキとが逆の配置であってもよいし、一方の軸端部にエンコーダとブレーキの両方が設けられていてもよい。あるいは、モータ軸とクランク軸との間、即ち、偏心体とモータとの間にブレーキとエンコーダ若しくはいずれかが配置されていてもよい。 In the above embodiment, the brake 126 A to the shaft distal end 114 A of the motor shaft 108 A, but the encoder 160A is provided on the shaft tip portion 140A of the crank shaft 132A, the present invention is not limited thereto. For example to an encoder and a brake may be reversed arrangement, both the encoder and the brake may be provided on one shaft destination end. Alternatively, a brake and / or an encoder may be disposed between the motor shaft and the crankshaft, that is, between the eccentric body and the motor.

また、上記実施形態においては、2つの軸受166A、168Aでモータ軸108Aとクランク軸132Aとが支持され、その外側にそれぞれブレーキ126Aとエンコーダ160Aとが設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えばモータと偏心体との間に更に軸受が配置されて3点支持としてもよいし、ブレーキとエンコーダの軸方向O外側に軸受が配置されていてもよい。更に、クランク軸の先端と、モータと偏心体との間と、にそれぞれ軸受が配置されて2点支持としてもよい。   In the above embodiment, the motor shaft 108A and the crankshaft 132A are supported by the two bearings 166A and 168A, and the brake 126A and the encoder 160A are provided on the outer sides thereof. However, the present invention is not limited to this. Not. For example, a bearing may be further arranged between the motor and the eccentric body to support three points, or a bearing may be arranged outside the brake and encoder in the axial direction O. Furthermore, bearings may be arranged at the tip of the crankshaft and between the motor and the eccentric body to provide two-point support.

100…アクチュエータ
102…円筒部材
104…貫通孔
106、106A、106B、106C…モータ
108、108A、108B、108C…モータ軸
110A、110B…ロータ軸部
112A、112B、138A、138B…軸端部
114A、114B、140A、140B…軸先端部
116A、116B…ロータ
118A、118B…ステータ
120…本体ケーシング
122…中段カバー
124A、161A…可動部
125A、162A…固定部
126、126A、126B、126C…ブレーキ
128…ブレーキカバー
130…減速機構
132、132A、132B、132C…クランク軸
134A、134B…軸中央部
136、136A、136B、136C…偏心体
142、142A、142B、142C…ころ軸受
144…外歯歯車
145…柱孔
146…中心軸孔
148、148A、148B、148C…偏心体孔
150…内歯歯車
151…内歯
152…出力部材
154…延在部
155…柱部
156…キャリアプレート
158…キャリア
160A…エンコーダ
164A…エンコーダカバー
166、166A、166B、166C、168、168A、168B、168C、170、172…軸受
174A、174B、176A、178、180…オイルシール
182、184、186、188、190…ボルト若しくはボルト孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Actuator 102 ... Cylindrical member 104 ... Through-hole 106, 106A, 106B, 106C ... Motor 108, 108A, 108B, 108C ... Motor shaft 110A, 110B ... Rotor shaft part 112A, 112B, 138A, 138B ... Shaft end part 114A, 114B, 140A, 140B ... shaft tip 116A, 116B ... rotor 118A, 118B ... stator 120 ... main body casing 122 ... middle cover 124A, 161A ... movable part 125A, 162A ... fixed part 126, 126A, 126B, 126C ... brake 128 ... Brake cover 130 ... Deceleration mechanism 132, 132A, 132B, 132C ... Crankshaft 134A, 134B ... Shaft center 136, 136A, 136B, 136C ... Eccentric body 142, 142A, 142B, 142C Roller bearing 144 ... External gear 145 ... Column hole 146 ... Center shaft hole 148, 148A, 148B, 148C ... Eccentric body hole 150 ... Internal gear 151 ... Internal tooth 152 ... Output member 154 ... Extension part 155 ... Column part 156 ... Carrier plate 158 ... Carrier 160A ... Encoder 164A ... Encoder cover 166, 166A, 166B, 166C, 168, 168A, 168B, 168C, 170, 172 ... Bearings 174A, 174B, 176A , 178, 180 ... Oil seals 182, 184 186, 188, 190 ... bolt or bolt hole

Claims (3)

数本のクランク軸と、前記クランク軸と一体回転するモータ軸を有するモータと、前記クランク軸に設けられた偏心体と、を有するアクチュエータにおいて、
記クランク軸または当該クランク軸と一体回転するモータ軸に、エンコーダとブレーキの両方が設けられ
記クランク軸の反モータ側の端部に前記エンコーダおよび前記ブレーキの一方が設けられ、前記モータ軸の反偏心体側の端部に前記エンコーダおよびブレーキの他方が設けられることを特徴とするアクチュエータ。
In the actuator having a few of the crankshaft double, a motor having a motor shaft that rotates integrally with the crankshaft, and a eccentric body provided on the crankshaft,
A motor shaft which rotates integrally with the front chrysanthemum rank shaft or the crankshaft, both the encoder and the brake is provided,
Before SL one of the encoder and the brake on the end of the anti-motor side of the crank shaft is provided, the actuator characterized by Rukoto other of said encoder and brake on the end of the anti-eccentric side of the motor shaft is provided .
請求項1において、
前記クランク軸反モータ側の端部に前記ブレーキが設けられ、前記モータ軸の反偏心体側の端部に前記エンコーダが設けられ
ことを特徴とするアクチュエータ。
In claim 1,
Wherein said brake is provided at the end of the anti-motor side of the crank shaft, an actuator, wherein said that the encoder Ru provided at the end of the anti-eccentric side of the motor shaft.
請求項1又は2において、
前記ブレーキは、前記クランク軸またはモータ軸と一回転する可動部と、前記クランク軸を支持するキャリアと一体化された固定部と、を有する
ことを特徴とするアクチュエータ。
In claim 1 or 2,
It said actuator brake, characterized in that it comprises a movable portion for rotating the crank shaft or the motor shaft and one body, and a fixing portion which is integrated with a carrier for supporting the crankshaft.
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