JPH04347709A - がたなし駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、がたなし（ノーバッ
クラッシュ）駆動装置の改善に係り、駆動時における歯
面圧の増加等を軽減する手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のがたなし駆動装置のシステ
ムブロック図である。駆動トルク指令６の他にオフセッ
トトルク目標値７が与えられ、正転駆動系の正転モータ
ドライバ１４，正転モータ１５，正転減速機１６により
正転駆動軸１８，正転駆動歯車１９には常に正トルクが
生じ、逆転駆動系の逆転モータドライバ３４，逆転モー
タ３５，逆転減速機３６により逆転駆動軸３８，逆転駆
動歯車３９には常に逆トルクが生じている。図２に示す
ように、本体駆動歯車８に正転駆動歯車１９が正トルク
をかけ、逆転駆動歯車３９が逆トルクをかけて対抗して
いるので、バックラッシュはない。例えば、駆動トルク
指令６が正転指令となれば、正転フィルタ１０を経て正
転駆動系は、オフセットトルク目標値７に駆動トルク指
令６の値を加算した正転トルクを本体駆動歯車８にかけ
る。一方、逆転駆動系には逆転フィルタ３０で遮断され
て、オフセットトルク目標値７による逆トルクのみがあ
り、これを本体駆動歯車８にかける。したがって、本体
駆動歯車８は、正転駆動系のトルクと逆転駆動系のトル
クとの差により、大きい方の正転方向に回転駆動される
。オフセットトルク目標値７の値は正逆同一値であるの
で、差は駆動トルク指令６の値となり、本体駆動歯車８
は駆動トルク指令６の指令どおりのトルクにより回転駆
動される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のがたなし駆動装
置は上記のようであるが、例えば、駆動トルク指令６が
正転の場合、正転駆動歯車１９の大きな正転トルクによ
り本体駆動歯車８は正転方向に回転し、本体駆動歯車８
は、逆転トルクがかかっている逆転駆動歯車３９を正転
方向に大きな増速比で駆動することになる（図２参照）
。ところが、一般に、高増速比の動力伝達では摩擦等の
抵抗が大きく現れるものであり、本体駆動歯車８により
逆転駆動歯車３９を正転駆動するトルクは、逆転駆動歯
車３９にかかるべき逆転トルクよりかなり大きなトルク
となる。すると、その分だけ正転駆動歯車１９の正転ト
ルクも大きくしなければ本体駆動歯車８を駆動すること
ができない。トルクを大きくしなければならなくなると
、装置の大形化，エネルギーの浪費，加減速特性の悪化
，歯車の歯面圧の増大による歯面の損傷等の不具合が生
じるというような課題があった。

【０００４】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、摩擦等の抵抗の影響を除くことに
より、トルクの軽減，歯車の歯面圧の低下，加減速特性
の向上等を図ることができるがたなし駆動装置を得るこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るがたなし
駆動装置は、正転駆動軸及び逆転駆動軸にそれぞれトル
ク検出器を設け、この各トルク検出器の検出値をそれぞ
れのトルク指令にフィードバックして駆動トルクを制御
させるようにしたものである。

【０００６】

【作用】この発明におけるがたなし駆動装置に設けられ
た各トルク検出器は、正転駆動軸及び逆転駆動軸のトル
クをそれぞれ検出する。この検出値は摩擦等の抵抗分を
含むので、この検出値をトルク指令にフィードバックし
て駆動トルクを制御させると、各駆動系の出力は摩擦等
の抵抗分を補償する。特に、回転方向がトルクと反対方
向である駆動系では、大きな摩擦等の抵抗分を補償して
、回転方向と反対方向のトルクが大幅に小さくなる。 これに伴い、回転方向がトルクと同じ方向である駆動系
でも、所要トルクが小さくなる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、９は本体であり、自動車のドライ
ブシミュレータ等の移動機械や各種のシミュレータ等の
慣性体を回転駆動するものである。６は駆動トルク指令
であり、本体９を回転駆動する所望のトルクを指令する
。７はオフセットトルク目標値であり、図の上側の正転
駆動系には所定のオフセットトルク目標値７を正転トル
クとして加え、図の下側の逆転駆動系には同じ値の所定
のオフセットトルク目標値７を逆転トルクとして加える
ものである。

【０００８】正転駆動系において、１０は正転フィルタ
であり、駆動トルク指令６が正転指令であったときのみ
、その指令を通過させる。１１は加算器であり、駆動ト
ルク指令６から正転フィルタ１０を通過した正転指令と
、オフセットトルク目標値７からの正転オフセットトル
ク指令値とを加算し、正転駆動トルク指令２０を出力す
る。１３は正転トルクコントローラであり、正転トルク
検出器１７からフィードバックされてきた検出値が正転
駆動トルク指令２０より大きいときは差額を減じ、小さ
いときは差額を増してやる。１４は正転モータドライバ
、１５は正転モータ、１６は正転減速機、１７は正転駆
動軸１８のトルクを検出する正転トルク検出器、１９は
正転駆動歯車である。

【０００９】逆転駆動系において、３０は逆転フィルタ
であり、駆動トルク指令６が逆転指令であったときのみ
、その指令を通過させる。３１は加算器であり、駆動ト
ルク指令６から逆転フィルタ３０を通過した逆転指令と
、オフセットトルク目標値７からの逆転オフセットトル
ク指令値とを加算し、逆転駆動トルク指令４０を出力す
る。３３は逆転トルクコントローラであり、逆転トルク
検出器３７からフィードバックされてきた検出値が逆転
駆動トルク指令４０より大きいときは差額を減じ、小さ
いときは差額を増してやる。３４は逆転モータドライバ
、３５は逆転モータ、３６は逆転減速機、３７は逆転駆
動軸３８のトルクを検出する逆転トルク検出器、３９は
逆転駆動歯車である。

【００１０】正転駆動歯車１９及び逆転駆動歯車３９は
、図２に示すように、本体駆動歯車８にかみ合い、回転
の有無や方向にかかわらず、常に、正転駆動歯車１９は
本体駆動歯車８を正転方向に駆動しようとして本体駆動
歯車８の歯に正転方向に圧接し、逆転駆動歯車３９は本
体駆動歯車８を逆転方向に駆動しようとして本体駆動歯
車８の歯に逆転方向に圧接する。したがって、この駆動
装置にはバックラッシュは全くない。

【００１１】次に、動作について説明する。駆動トルク
指令６の指令信号がでると、正転の場合は正転フィルタ
１０を通過して加算器１１に入り、逆転の場合は逆転フ
ィルタ３０を通過して３１に入る。また、常に、オフセ
ットトルク目標値７から、正転オフセットトルク信号が
加算器１１に入り、逆転オフセットトルク信号が３１に
入っている。加算器１１に入る正転オフセットトルク信
号と、加算器３１に入る逆転オフセットトルク信号との
絶対値は同一である。

【００１２】正転駆動系では、加算器１１で駆動トルク
指令６の正転信号とオフセットトルク目標値７の正転信
号とが加算され、加算器１１からの信号は正転トルクコ
ントローラ１３に入り、正転トルク検出器１７からのフ
ィードバックを受けて修正した後、正転トルクコントロ
ーラ１３から正転モータドライバ１４に出力し、正転モ
ータドライバ１４でこの受信信号に対応する駆動電源の
電圧，周波数等を調整し、正転モータ１５に送る。正転
モータ１５は、正転モータドライバ１４から送られた電
圧，周波数等に対応する正転トルクを発生し、正転減速
機１６を介して正転駆動軸１８，正転駆動歯車１９に正
転トルクをかける。

【００１３】逆転駆動系では、加算器３１で駆動トルク
指令６の逆転信号とオフセットトルク目標値７の逆転信
号とが加算され、加算器３１からの信号は逆転トルクコ
ントローラ３３に入り、逆転トルク検出器３７からのフ
ィードバックを受けて修正した後、逆転トルクコントロ
ーラ３３から逆転モータドライバ３４に出力し、逆転モ
ータドライバ３４でこの受信信号に対応する駆動電源の
電圧，周波数等を調整し、逆転モータ３５に送る。逆転
モータ３５は、逆転モータドライバ３４から送られた電
圧，周波数等に対応する逆転トルクを発生し、逆転減速
機３６を介して逆転駆動軸３８，逆転駆動歯車３９に逆
転トルクをかける。

【００１４】駆動トルク指令６が零の場合は、加算器１
１にはオフセットトルク目標値７からの正転指令のみが
入り、加算器３１にはオフセットトルク目標値７からの
逆転指令のみが入る。両者の絶対値は同一である。した
がって、前記正転駆動系により正転駆動歯車１９に生じ
る正転トルクと、前記逆転駆動系により逆転駆動歯車３
９に生じる逆転トルクとは、絶対値が同一であるので、
本体駆動歯車８にかかる正逆のトルクはバランスし、本
体駆動歯車８は中立で回転しない。

【００１５】例えば、駆動トルク指令６が正転指令とな
った場合は、駆動トルク指令６は正転フィルタ１０を通
過して正転駆動系に入り、前述の経過により、正転駆動
歯車１９には、正転オフセットトルク目標値７に正転駆
動トルク指令６を加算した正転トルクが生じる。逆転駆
動歯車３９に生じる逆転トルクは逆転オフセットトルク
目標値７にもとずくものだけである。したがって、本体
駆動歯車８には、正転駆動歯車１９のトルクと逆転駆動
歯車３９のトルクとの差のトルク、すなわち、駆動トル
ク指令６の正転信号に対応する正転トルクがかかり、本
体駆動歯車８は正転方向に回転して本体９を駆動する。 駆動トルク指令６が逆転指令である場合は、同様に、本
体駆動歯車８は逆転方向に回転して本体９を駆動する。

【００１６】例えば、駆動トルク指令６が正転指令であ
る場合、正転駆動歯車１９が本体駆動歯車８を正方向に
回転させるので、図２に示すように、逆転駆動歯車３９
は逆方向に回転しようとするのに、本体駆動歯車８から
駆動されて正方向に回転させられる。すなわち、本体駆
動歯車８は、逆転トルクがかかっている逆転駆動歯車３
９を正転方向に大きな増速比で駆動することになる。と
ころが、一般に、高増速比の動力伝達では摩擦や慣性等
の抵抗が大きな比率を占めるようになるものであり、本
体駆動歯車８により逆転駆動歯車３９を正転駆動するた
めのトルクは、摩擦等の抵抗分を含むので、逆転駆動歯
車３９にかかるべき逆転トルクよりかなり大きなトルク
となる。すると、その分だけ正転駆動歯車１９の正転ト
ルクも大きくしなければ本体駆動歯車８を駆動すること
ができなくなる。

【００１７】ところが、この実施例によるがたなし駆動
装置には、正転トルク検出器１７及び逆転トルク検出器
３７が設けられており、逆転トルク検出器３７は、上記
のように本体駆動歯車８から逆転駆動歯車３９に加えら
れる摩擦等の抵抗分を含む大きなトルクを検出し、その
検出値を逆転トルクコントローラ３３へフィードバック
する。逆転トルクコントローラ３３はこのフィードバッ
ク信号を受け、検出された実際の逆転トルクは大きすぎ
るので、オフセットトルク目標値までトルクを下げるよ
うに逆転モータドライバ３４に信号を送り、逆転モータ
ドライバ３４から逆転モータ３５に送られる電力は弱く
なり、逆転モータ３５から逆転減速機３６，逆転駆動軸
３８を介して逆転駆動歯車３９に働く逆転トルクは、オ
フセットトルク目標値まで小さくなる。逆転駆動歯車３
９の逆転トルクが小さくなれば、本体駆動歯車８が逆転
駆動歯車３９を駆動するトルクも小さくなる。このトル
クが、本来オフセットトルク目標値７により加えられる
べき逆転トルクと等しくなったときに、逆転トルク検出
器３７からのフィードバックによる修正はその役目を完
了する。オフセットトルク目標値７によるトルクは、バ
ックラッシュを除くためのものであるので、小さいトル
クであり、本体駆動歯車８がこの小さい逆転トルクに抗
して逆転駆動歯車３９を正転方向に回転駆動するのであ
れば、正転駆動歯車１９の正転駆動トルクの増加も少し
でよい。以上のようにして、正転系も逆転系もトルクが
小さくなり、正転駆動歯車１９，逆転駆動歯車３９及び
本体駆動歯車８の歯面圧が低下する。また、加減速特性
等が向上する。なお、駆動トルク指令６が逆転指令であ
る場合は、正逆を反対にして上記と全く同様に考えれば
よい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、各駆
動軸にトルク検出器を設け、検出値をフィードバックし
て、摩擦等の抵抗分を除くようにしたので、トルクと反
対方向に回転する駆動系のトルクが低下し、それに伴い
、トルクと同じ方向に回転する駆動系のトルクも低下す
るので、装置の小形化，加減速特性の向上，歯車の歯面
圧の低下による歯面の損傷防止等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例によるがたなし駆動装
置のシステムブロック図である。

【図２】　　がたなし駆動装置の駆動歯車の模式図であ
る。

【図３】　　従来のがたなし駆動装置のシステムブロッ
ク図である。

【符号の説明】

６：駆動トルク指令、 ７：オフセットトルク目標値、 ８：本体駆動歯車、 ９：本体、 １０，３０：フィルタ、 １１，３１，１２，３２：加算または減算器、１３．３
３：トルクコントローラ、 １７，３７：トルク検出器、 １８，３８：駆動軸、 １９，３９：駆動歯車、 ２０，４０：駆動トルク指令。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　正転トルクを出力する正転駆動軸と、
   逆転トルクを出力する逆転駆動軸とにより本体を駆動す
   るがたなし駆動装置において、前記正転駆動軸及び逆転
   駆動軸にそれぞれトルク検出器を設け、この各トルク検
   出器の検出値をそれぞれのトルク指令にフィードバック
   して駆動トルクを制御させるようにしたことを特徴とす
   るがたなし駆動装置。