(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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するための回転駆動装置であって、
回転駆動源としてのモータと、
該モータの回転が入力され、１つ以上の回転部材の摩擦接触によりトルク伝達を行う摩擦伝達部を有し、前記モータからの回転を減速して出力する減速装置と、
該減速装置の出力回転速度を検出するための速度検出機構とを備え、
前記摩擦伝達によりトルク伝達を行う部材のうちの少なくとも１つの部材は、摩擦接触部以外の部分を構成する構造体と摩擦接触部を構成するゴムとを有するゴム付部材を備え、
前記ゴム付部材のゴムは、該ゴム付き部材を有する部材および該ゴムが接する他の部材が移動することなく弾性変形して、該ゴムと接する他の部材と圧接させて設けられていることを特徴とする、回転駆動装置。
【請求項２】
前記構造体は外周部全周に環状の溝を有しており、前記ゴムは前記溝に装着されている、請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
前記ゴムは前記構造体の外周面に前記構造体と一体的に設けられている、請求項１または２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
前記構造体は樹脂成型品である、請求項１から３のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【請求項５】
前記減速装置は、少なくとも２つの回転伝達部を有し、前記少なくとも２つの回転伝達部は、前記ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部と、歯車の噛み合いによる回転伝達部とを含み、
前記歯車の噛み合いによる回転伝達部は、
前記モータの回転軸先端部に設けられ外周に歯が形成された太陽歯車と、
前記太陽歯車と噛み合う歯が外周に形成された複数の遊星歯車と、を有し、
前記ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部は、
該太陽歯車と同心に配置されたインタナルリングと、
前記インタナルリングに摩擦接触するとともに前記遊星歯車と相対回転不能に設けられた複数の遊星ローラと、を有し、
前記遊星ローラ及びインタナルリングのうちの少なくとも１つが前記ゴム付部材である、請求項１から４のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動装置、特に、複写機の感光体ドラム等を低速度かつ高精度に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。従来のこの種の装置は、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を備えている。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り、それぞれ、太陽車、インタナルリング、遊星車及びキャリアを有している。
【０００３】
トラクション方式の減速装置では、太陽車、インタナルリング及び遊星車をそれぞれ互いに圧接することによってトルクを摩擦伝達するような構成となっている。そして、太陽車、インタナルリング及び遊星車はそれぞれ主に鉄系材料により製作されている。
このような従来のトラクション方式の減速装置においては、太陽車、インタナルリング及び遊星車の各摩擦接触部はグリス等のトラクションオイルを介してトルク伝達が行われるようになっており、各接触部の焼き付き等を防止したり、あるいは鉄系材料同士のトルク伝達力の増加を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のトラクション方式の減速装置では、減速装置内部にトラクションオイルが充填されるために、このオイルが漏れ出すのを防止するためにシール部材等が必要になる。また、シール部材が当接する面を高精度に仕上げなければならない。
【０００５】
さらに、高い回転精度を得るためには、太陽車、インタナルリング及び遊星車の各摩擦接触部を高い精度で加工する必要があるとともに、組み付け精度も高い精度が要求され、製造コストが高くなる。
本発明の課題は、主に製造コストを低減することにある。
本発明の別の課題は、製造コストを低減できるとともに、伝達効率を良好にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る回転駆動装置は、回転駆動源としてのモータと、該モータの回転が入力され、１つ以上の回転部材の摩擦接触によりトルク伝達を行う摩擦伝達部を有し、前記モータからの回転を減速して出力する減速装置と、該減速装置の出力回転速度を検出するための速度検出機構とを備え、前記摩擦伝達によりトルク伝達を行う部材のうちの少なくとも１つの部材は、摩擦接触部以外の部分を構成する構造体と摩擦接触部を構成するゴムとを有するゴム付部材を備え、前記ゴム付部材のゴムは、該ゴム付き部材を有する部材および該ゴムが接する他の部材が移動することなく弾性変形して、該ゴムと接する他の部材と圧接させて設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この装置では、モータの回転が減速装置によって減速されて出力され、被動装置が駆動される。このとき、減速装置では、その少なくとも一部において回転部材の摩擦接触によりトルク伝達が行われる。摩擦伝達部を構成する部材のうちの少なくとも１つの部材は構造体とゴムとからなるゴム付部材であり、ゴムが相手の部材と接触して、トルク伝達が行われる。このとき、ゴムの摩擦接触に起因して回転精度が劣化する。しかし、この装置では、減速装置の出力回転速度が検出され、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。したがって、ゴムの接触によるトルク伝達にもかかわらず、所望の出力回転数を精度良く得られる。
【０００８】
ここでは、摩擦伝達部を構成する部材が構造体とゴムとで構成されており、ゴムが摩擦接触してトルク伝達が行われる。したがって、従来の鉄系の材料で形成されている回転部材と比較して、摩擦係数を大きくでき、また加工精度を高くする必要性がないとともに、潤滑剤が不要になる。それゆえ、製造コストを抑えることができるとともに、摩擦接触部の押し付け力を小さくでき、特に差動型の遊星方式においては、インタナルリングを遊星車に押し付けるための付勢部材をなくすことが可能となる。このように、例えば、減速装置を、摩擦伝達による部分と、歯車伝達による部分とに区分けした場合、摩擦伝達による部分においては、従来装置のようなトラクションオイルが不要となり、シール部材が不要になるとともに、シール部材が接触する相手側部材の高精度の加工も不要になる。また、一部に歯車の噛み合いによる伝達部分を含んでいても、その部分のみを潤滑剤が含浸された樹脂等により形成すれば、前記同様に、トラクションオイルが不要となり、すべての部材を潤滑剤が含浸された樹脂等により構成する場合に比較して製造コストが安価になる。
【０００９】
また、部材の摩擦接触する部分以外は構造体で形成されているので、この構造体の強度を高くすることによって強度不足になることもない。さらに、回転部材の加工誤差や組み付け誤差をゴムの弾性変形により吸収できるので、回転部材の加工精度、加工方法、材料の選択肢が広がる。以上より、製造コストが低減できる。
【００１０】
ここで、速度検出機構を減速装置内部に配置して軸方向寸法の短縮を図る場合、従来装置では、速度検出機構が設けられる部分とオイルが充填された減速機構部とを区分けする必要があった。しかし、この装置では、前述のように、減速機構部におけるオイルを不要とすることが可能となり、この場合は、減速装置内部に速度検出機構を配置してもこの部分を隔離するための部材が不要となり、装置の小型化が実現するとともに、構成が簡単になる。
【００１１】
なお、ゴム付部材を複数個所に用いる場合、弾性体あるいは構造体を用いられる個所によって異ならせるようにしても良い。
【００１３】
請求項２に係る回転駆動装置は、請求項１の装置において、構造体は外周部全周に溝を有しており、ゴムは溝に装着されている。ここでは、仕様に応じて種々のゴムを選択し、構造体に容易に装着することができる。したがって、構造体を共通化しながら、種々の特性を有するゴム付部材を容易に実現できる。
【００１４】
請求項３に係る回転駆動装置は、請求項１または２の装置において、ゴムは構造体の外周面に構造体と一体的に設けられている。ここで、「一体的」とは、接着、コーティング等により設けられていることを意味する。この場合はゴム付部材の加工が簡単になる。請求項４に係る回転駆動装置は、請求項１から３のいずれかの装置において、構造体は樹脂成型品である。
【００１７】
請求項５に係る回転駆動装置は、請求項１から４のいずれかの装置において、減速装置は、少なくとも２つの回転伝達部を有し、少なくとも２つの回転伝達部は、ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部と、歯車の噛み合いによる回転伝達部とを含み、歯車の噛み合いによる回転伝達部は、モータの回転軸先端部に設けられ外周に歯が形成された太陽歯車と、太陽歯車と噛み合う歯が外周に形成された複数の遊星歯車と、を有し、ゴム付部材の摩擦接触による回転伝達部は、該太陽歯車と同心に配置されたインタナルリングと、インタナルリングに摩擦接触するとともに遊星歯車と相対回転不能に設けられた複数の遊星ローラと、を有し、遊星ローラ及びインタナルリングのうちの少なくとも１つがゴム付部材である。
【００１８】
この装置は、減速装置が遊星方式で構成されており、モータの回転は太陽歯車に入力され、この回転は太陽歯車と噛み合う遊星歯車に伝達される。減速機構部では、遊星歯車と遊星ローラとは相対回転不能に設けられ、遊星ローラはインタナルリングに摩擦接触している。したがって、太陽歯車の回転はこの減速機構によって減速されてキャリアから出力される。
【００１９】
このような遊星方式の減速装置では、前記同様の効果に加え、太陽歯車と遊星歯車とを歯による噛み合い伝達としているために、回転が効率よく伝達される。なお、太陽歯車と遊星歯車との噛み合いによって速度変動が生じるが、ここで発生した速度変動は、それより出力側の遊星ローラとインタナルリングとの摩擦接触部に設けられたゴムにより吸収することができ、出力側に速度変動を伝えにくくすることができる。
【００２５】
この場合も前記同様の作用効果が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態による回転駆動装置を示したものである。
図１に示された回転駆動装置は、モータ１と、モータ１からの回転を減速して出力する遊星方式の減速装置２と、減速装置２の出力回転速度を検出するための速度検出機構３とを備えている。またこの回転駆動装置は、速度検出機構３からの出力が入力されるコントローラ４と、コントローラ４からの制御信号に従ってモータ１の回転速度を制御するドライブ装置５とをさらに有している。
【００２７】
モータ１は、カップ状のロータハブ１０と、ロータハブ１０内壁に固定されたロータマグネット１１と、中心部に配置されたブラケット１２と、ロータマグネット１１とブラケット１２との間に配置されたコイル１３と、回転軸１４とを有している。そして、ブラケット１２は、筒状の軸受ホルダ部１５と、軸受ホルダ部１５の出力側端部（図１において左端部）に径方向外方に広がるように延びて形成されたモータフランジ１６とを有している。回転軸１４は軸受ホルダ部１５の内周部に１対のボールベアリング等の軸受１７，１８を介して回転自在に支持されている。また、回転軸１４の先端は減速装置２内に進入して減速装置２の入力部である太陽歯車２０を構成している。減速装置２側の軸受１７の外輪には、両軸受１７，１８に予圧を与えるためのバネ１９が設けられている。
【００２８】
減速装置２は、モータ１の回転を例えば１回転／秒程度に減速する差動型の遊星機構を有しており、太陽歯車２０と、インタナルリング２１と、複数（本実施形態では３個であるが、図では２個のみが現れている）の遊星歯車２２及び遊星ローラ２３と、各遊星歯車２２及び遊星ローラ２３を回転自在に支持するキャリア２４と、出力軸２５とを有している。そして、太陽歯車２０、インタナルリング２１、複数の遊星歯車２２及び遊星ローラ２３及びキャリア２４はハウジング２６内に収納されている。ハウジング２６のモータと逆側の端面には出力軸２５が貫通する孔が形成されており、出力軸２５は１対の軸受２７，２８を介してハウジング２６に回転自在に支持されている。
【００２９】
太陽歯車２０は、外周に歯が形成された平歯車であり、回転軸１４の先端部に一体で形成されている。
インタナルリング２１は、図２に拡大して示すように、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は遊星歯車２２を挟むように対向して設けられている。固定リング２１ａはハウジング２６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２６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。
【００３０】
遊星歯車２２及び遊星ローラ２３は、後述する弾性体を除いて一体に形成されており、中央部に孔が形成されている。そして、遊星歯車２２及び遊星ローラ２３は、この孔に挿入されたロッド２９により、キャリア２４に対して片持ちで回転自在に支持されている。
遊星歯車２２は、外周に歯が形成された平歯車であり、太陽歯車２０と噛み合っている。また、遊星ローラ２３は、遊星歯車２２と一体形成された鉄系の金属製の構造体２３ａと、比較的弾性変形が容易なゴム又は樹脂あるいはこれらの複合体からなる弾性体２３ｂとから構成されている。構造体２３ａは遊星歯車２２の両側面に遊星歯車２２の外径よりも小径に形成されており、この構造体２３ａの外周面全周には断面略半円形状の溝が形成されている。弾性体２３ｂは、断面円形の部材であり、構造体２３ａの溝に固定されている。そして、弾性体２３ｂ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に摩擦接触している。
【００３１】
ここで、構造体２３ａとしては、金属製以外に、樹脂で形成することも可能である。この場合、ヤング率が１×１０2MPaを越えるような樹脂で形成されることが望ましく、ヤング率が１×１０3MPa以上であれば、より好ましい。また、弾性体２３ｂとしては、ヤング率が１×１０2MPa以下であればよく、１０MPa以下がより好ましい。なお、弾性体２３ｂのヤング率は、耐久性の面から、０．１MPa以上が好ましい。さらに、弾性体２３ｂの相手部材に対する摩擦係数としては、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましい。
【００３２】
また、可動リング２１ｂの側方には圧縮コイルばね３０が配置されており、この圧縮コイルばね３０により可動リング２１ｂは常に固定リング２１ａ側に付勢されている。これにより、各遊星ローラ２３の弾性体２３ｂ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が与えられ、各弾性体２３ｂが弾性変形して相手部材に圧接されている。なお、遊星ローラ２３に装着される弾性体２３ｂをより弾性変形しやすい材質のゴム等で形成することにより、圧縮コイルばね３０を省略することも可能である。
【００３３】
キャリア２４は、リング状の部材であり、中心部の孔には出力軸２５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２４と出力軸２５とは一体に形成することも可能である。
速度検出機構３は、キャリア２４の側面に固定されたパルス円板３５と、投光器及び受光器を含む光検出器３６とを有している。このような構成により、キャリア２４、すなわち出力軸の回転速度が検出され、検出結果はコントローラ４に送られる。
【００３４】
コントローラ４は、ＣＰＵ等で構成されたモータ駆動信号を出力できる制御回路であり、光検出部３６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信号を出力する回路である。また、ドライバ装置５は、コントローラ４からのモータ駆動信号に基づいてモータ１を駆動するための装置である。
【００３５】
次に動作について説明する。
モータ１を駆動することによって回転軸１４が回転すると、この回転は減速装置２に入力される。この回転は、太陽歯車２０と遊星歯車２２の歯数、遊星ローラ２３とインタナルリング２１の外径及び内径によって決まる減速比によって減速され、キャリア２４及び出力軸２５を介して出力される。
【００３６】
このとき、キャリア２４の側面に固定されたパルス板３５及び光検出器３６によってキャリア２４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４に入力される。コントローラ４では、光検出器３６により得られた回転速度検出パルスと基準パルスとの位相差が検出され、この位相差がなくなるようなモータ駆動信号がドライブ装置５に入力される。そして、ドライブ装置５からの駆動信号によってモータ１の回転速度が増減される。
【００３７】
このようなフィードバック制御によって、減速装置２の出力回転速度が所望の設定速度になるようにモータ１の回転速度が制御される。
この装置では、太陽歯車２０と遊星歯車２２とが歯車の噛み合いによりトルク伝達しているので、両者間にすべりがなく、摩擦接触に比較して伝達効率が向上する。また、この歯車の噛み合いによる伝達によって、速度変動が生じるが、出力側に設けられた遊星ローラ２３とインタナルリング２１との間の弾性体による摩擦接触によって、速度変動が吸収できる。
【００３８】
また、遊星ローラ２３を、摩擦接触する部分以外の金属製構造体２３ａと、摩擦接触する部分のゴム又は樹脂製弾性体２３ｂとで構成しているので、歯車部分を潤滑剤を含浸させたような樹脂で形成することにより、従来装置において必要であったトラクションオイルが不要となる。そして、トラクションオイルが不要となるので、シール部材やシール部材が摺接する相手部材のシール面の高精度の加工が不要となる。また、弾性体２３ｂの弾性変形により組み付け誤差、加工誤差等を吸収できるので、各部の加工精度を従来に比較して低くできる。さらに、構造体２３ｂにより強度を確保しつつ摩擦接触部の摩擦係数を大きくでき、効率的なトルク伝達を行うことができる。
【００３９】
［第１実施形態の変形例］
以下に、第１実施形態の変形例を示す。
（１）図３に遊星歯車及び遊星ローラの他の例を示す。
遊星歯車４０は前記同様に太陽歯車２０に噛み合い可能な平歯車である。また、遊星ローラ４１は、遊星歯車４０と一体形成された構造体４１ａと、弾性体４１ｂとから構成されている。構造体４１ａは遊星歯車４０の側面に形成され、その外周面は外方に行くに従って小径となるテーパ状に形成されている。各部材の材料は前記例と同様である。しかしこの例では、構造体４１ａの外周面全周に弾性体４１ｂが接着あるいはコーティングにより設けられている。
【００４０】
（２）図４に示す例では、遊星歯車４５と遊星ローラ４６とが一体形成されている。遊星歯車４５は前記同様に太陽歯車２０に噛み合い可能な平歯車である。また、遊星ローラ４６は遊星歯車４５の両側面に形成され、前記同様に、その外周面は外方に行くに従って小径となるテーパ状に形成されている。
一方、インタナルリング４７はそれぞれ円環状の固定リング４７１及び可動リング４７２を有しており、両リング４７１，４７２は遊星歯車４５及び遊星ローラ４６を挟むように対向して設けられている。そして、両リング４７１，４７２は、構造体４７１ａ，４７２ａと、弾性体４７１ｂ，４７２ｂとから構成されている。両部材の材質は前記例と同様である。構造体４７１ａ，４７２ａは内周部の対向する面がそれぞれテーパ状に形成されており、遊星ローラ４６のテーパ状外周面と対向している。そして、弾性体４７１ｂ，４７２ｂは構造体４７１ａ，４７２ａの内周テーパ面に接着あるいはコーティングにより設けられており、それぞれ遊星ローラ４６と摩擦接触している。
【００４１】
（３）図５に示す例では、インタナルリングを構成する１対のリング５０，５１が弾性体で構成されている。すなわち、この例におけるインタナルリングは、全体が弾性体で構成されており、構造体は有していない。他の構成は図４に示す例と同様である。
この場合は、インタナルリングにおいて大きく弾性変形量を確保できるので、リングを付勢するための部材（圧縮コイルばね）をなくすことができる。
【００４２】
（４）図６に示す例は、図４及び図５に示す例と基本的構成は同じである。ここでは、遊星ローラ５６及びインタナルリング５７の形状が異なっている。
すなわち、遊星ローラ５６は遊星歯車４５の両側面に円筒状に形成されており、構造体のみからなっている。また、インタナルリング５７は、１対のリングが一体形成された構造体５７ａと、弾性体５７ｂとから構成されている。弾性体５７ｂは一体形成された１対のリングの内周端面に接着あるいはコーティングにより設けられている。各部材の材質は前記例と同様である。
【００４３】
［第２実施形態］
図７に本発明の第２実施形態を示す。この実施形態は減速装置部分のみが異なり、他の構成は前記第１実施形態と同様である。
この減速装置６０は、太陽ローラ６１と、遊星ローラ６２及び遊星歯車６３と、内歯車６４と、遊星ローラ６２及び遊星歯車６３を支持するキャリア６５とを有している。
【００４４】
太陽ローラ６１はモータ回転軸１４の先端部に形成されている。遊星ローラ６２及び遊星歯車６３は、後述する弾性体６２ｂを除いて金属又は樹脂によって一体形成されており、中央部に形成された孔を挿通するロッド６６によってキャリア６５に片持ち支持されている。遊星ローラ６２は、構造体６２ａと弾性体６２ｂとから構成されている。構造体６２ａは外周全周に断面略半円形状の溝を有している。そして、この溝６２ａに弾性体６１ｂが嵌め込み等によって固定されており、弾性体６１ｂが太陽ローラ６１の外周に摩擦接触している。各部材の材質、ヤング率及び摩擦係数は前記例と同様である。また、遊星歯車６３は、外周に歯を有する平歯車であり、遊星ローラ６２の側部に形成され、遊星ローラ６２の外径よりは小径である。内歯車６４は、リング状に形成されており、ピン６７によりハウジングに固定されている。そして、この内歯車６４の内周面には遊星歯車６３と噛み合う歯が形成されている。
【００４５】
この実施形態の動作は、前記同様であるが、ここでは、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合いがある。したがって、歯車の噛み合いによる速度変動を弾性体によって吸収することができない。しかし、この装置では、減速された後に、歯車での噛み合い部分があるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数（以下、噛み合い周波数と記す）が比較的低くなる。一方、モータの周波数的な応答は、低周波数の場合に応答性がよいので、噛み合いによる速度変動をフィードバック制御で打ち消す場合に、打ち消しやすくなる。
【００４６】
速度変動を打ち消す場合の制御方法としては、以下の方法がある。
＜一般的なフィードバック制御＞
モータの周波数応答が噛み合い周波数よりも高ければ、フィードバック制御で噛み合い変動を緩和することができる。
＜学習制御＞
この装置での噛み合いは、内歯車の歯形に依存しているので、一旦、回転結果をサンプリングし、出力軸における打ち消すべき周期に同期して、その変動をキャンセルするようにモータの回転制御を行う。
【００４７】
＜学習制御＋フィードバック＞
フィードバック制御に継続的に学習制御を併用して回転制御を行う。すなわち、フィードバック制御を行いながら、フィードバック制御でとりきれない周期性変動に対して、常に、回転結果をサンプリングし、出力軸における打ち消すべき周期に同期して、その変動をキャンセルするように、モータの回転指令を発生させる。
【００４８】
［第２実施形態の変形例］
以下に、第２実施形態の変形例を示す。
（１）図８に示す遊星ローラ６２’は、構造体６２ａ’と弾性体６２ｂ’とから構成されている。各部材の材料等は前記例と同様である。しかし、この例では、構造体６２ａ’の外周面全周に弾性体６２ａ’が接着あるいはコーティングにより設けられている。
【００４９】
（２）図９に示す減速装置７０は、太陽ローラ７１と、遊星ローラ７２及び遊星歯車６３と、内歯車６４と、遊星ローラ７２及び遊星歯車６３を支持するキャリア６５とを有している。
この装置は、太陽ローラ７１及び遊星ローラ７２のみが前記例と異なり、他の構成は同様である。すなわち、太陽ローラ７１は、モータ回転軸１４の先端部に形成された構造体７１ａと、構造体７１ａの外周に設けられた弾性体７１ｂとから構成されている。弾性体７１ｂは構造体７１ａの外周に接着、コーティングあるいは嵌め込みによって設けられている。各部材の材質、ヤング率及び摩擦係数は前記例と同様である。
【００５０】
遊星ローラ７２は円板状の部材であり、その外周が太陽ローラ７１の弾性体７１ｂと摩擦接触している。
［第３実施形態］
図１０に本発明の第３実施形態を示す。
この装置は、２段型親子方式の内接型減速装置であり、モータ１と、第１減速部８０及び第２減速部８１からなる減速装置８２と、減速装置８２の出力回転速度を検出するための速度検出機構３と、コントローラ４と、ドライブ装置５とを有している。モータ１、速度検出機構３、コントローラ４及びドライブ装置５の構成については前記第１実施形態と同様である。
【００５１】
第１減速部８０は、モータ回転軸１４の先端部に一体形成された太陽歯車８５と、内歯車８６とを有している。内歯車８６は、太陽歯車８５と噛み合う歯車部８７と、歯車部８７の中心部に設けられた中間出力軸８８とを有している。そして、中間出力軸８８がハウジングの壁８９に軸受を介して回転自在に支持されている。
【００５２】
第２減速部８１は、出力軸９０と一体形成された摩擦車９１を有し、出力軸９０は２つの軸受を介してハウジングのエンドカバーに回転自在に支持されている。摩擦車９１は、金属あるいは樹脂製の構造体９２と、構造体９２の内周部に固定されたゴム又は樹脂製あるいはこれらの複合体からなる弾性体９３とを有している。構造体９２は、円板状の部材であり、円板部９２ａと、円板部９２ａの外周部から出力軸９０と平行に延びて形成された円筒部９２ｂとを有している。そして、弾性体９３は円筒部９２ｂの内周面全周に固定されている。
【００５３】
このような摩擦車９１における構造体９２及び弾性体９３の材質、ヤング率及び摩擦係数については、前記実施形態と同様である。
このような構成の回転駆動装置では、モータ１の回転は、第１減速部８０により減速された回転が中間出力軸８８に出力され、さらに第２減速部８１によって減速されて出力軸９０に出力される。出力軸９０の回転速度は速度検出機構３によって検出され、前記実施形態同様に、コントローラ４及びドライブ装置５によって回転速度がフィードバック制御される。したがって、出力軸９０の回転速度を高い精度で所望の回転速度に制御することができる。
【００５４】
ここでは、第１減速部８０は歯車の噛み合いによって回転が伝達されるので、良好な伝達効率が得られる。また、歯車の噛み合いによって速度変動が生じるが、この速度変動は、第２減速部８１の弾性体による摩擦接触によって吸収され、スムーズな回転出力が得られる。
［第４実施形態］
図１１に本発明の第４実施形態を示す。
【００５５】
この実施形態の装置は、前記第３実施形態における第１減速部と第２減速部の回転伝達部の構成を逆にしたものである。すなわち、第１減速部１００は摩擦接触による回転伝達を行い、第２減速部１０１は歯車の噛み合いによる回転伝達を行っている。他の構成は前記実施形態と同様である。
まず、第１減速部１００は、中間出力軸１０５を有する摩擦車１０６を有している。摩擦車１０６は、前記同様に、円板部及び円板部の外周部から出力軸１０７と平行に延びて形成された円筒部を有する構造体１１０と、構造体１１０の円筒部の内周面全周に固定された弾性体１１１とを有している。
【００５６】
また、第２減速部１０１は、摩擦車１０６の中間出力軸１０５にキーにより固定された小歯車１１５と、出力軸１０７と一体形成され小歯車１１５と噛み合う内歯車１１６とを有している。
動作は、基本的には前記第３実施形態と同様であるが、この場合は、第２実施形態と同様に、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合いがあるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数が比較的低くなり、噛み合いによる速度変動をフィードバック制御で打ち消しやすくなる。
【００５７】
［第５実施形態］
図１２に本発明の第５実施形態を示す。この実施形態は、第３実施形態と比較して第１減速部が異なるのみで、他の構成は同じである。
すなわち、この装置における第１減速部１２０は、回転軸１４の先端部に形成された太陽歯車８５と、外周に太陽歯車８５と噛み合う歯が形成された減速歯車１２１とを有している。この減速歯車１２１は２つの軸受１２２，１２３によって支持された中間出力軸１２４に固定されている。
【００５８】
この実施形態によっても、前記第３実施形態と同様の効果が得られる。
［第６実施形態］
図１３に本発明の第６実施形態を示す。
この実施形態の装置は、前記第５実施形態における第１減速部と第２減速部の回転伝達部の構成を逆にしたものである。すなわち、第１減速部１３０は摩擦接触による回転伝達を行い、第２減速部１３１は歯車の噛み合いによる回転伝達を行っている。他の構成は前記実施形態と同様である。
【００５９】
第１減速部１３０は、摩擦車１３２を有しており、この摩擦車１３２は２つの軸受１２２，１２３によって支持された中間出力軸１３３に固定されている。摩擦車１３２は構造体１３４と構造体１３４の外周面全周に設けられた弾性体１３５とを有している。そして、弾性体１３５が回転軸１４の先端部に摩擦接触している。
【００６０】
第２減速部１３１は、中間出力軸１３３の端部に一体形成された小歯車１４０と、図１１に示した内歯車１１６と同様の内歯車１４１とを有している。すなわち、この内歯車１４１は、出力軸１４２と一体形成され、小歯車１４０と噛み合っている。
動作は、基本的には前記第５実施形態と同様であるが、この場合は、第２及び第４実施形態と同様に、摩擦接触部の出力側に歯車による噛み合いがあるので、噛み合いによって生じる速度変動の周波数が比較的低くなり、噛み合いによる速度変動をフィードバック制御で打ち消しやすくなる。
【００６１】
［他の実施形態］
（１）前記各実施形態では、遊星ローラと遊星歯車とを一体で形成したが、これらは別体で形成しても良い。
（２）遊星減速機構を用いる場合、前記実施形態では遊星ローラと遊星歯車との径が異なる差動式遊星機構を例にとったが、両者の径が同径の単純遊星機構にも本発明を同様に適用できる。
【００６２】
（３）減速装置の構成は前記各実施形態の例に限定されない。例えば、図１４に模式的に示すように、モータ１の回転を１対の歯車１５０，１５１の噛み合いにより減速する第１伝達機構１５２と、この第１伝達機構１５２の出力が入力される遊星方式の第２伝達機構１５３とを配置し、この第２伝達機構１５３を構成する太陽車１５４、遊星車１５５及びインタナルリング１５６の少なくとも１つに弾性体付回転部材を用いてもよい。また、逆に、第１伝達機構１５２を、弾性体付回転部材を用いた摩擦伝達とし、第２伝達機構１５３を歯車の噛み合いによる回転伝達としても良い。
【００６３】
さらに、図１５に模式的に示すように、モータ１の回転が入力される遊星方式の第１伝達機構１６０と、この第１伝達機構１６０の出力が入力され１対の歯車１６１，１６２の噛み合いにより減速を行う第２伝達機構１６３とを配置し、第１伝達機構１６０を構成する太陽車１６４、遊星車１６５及びインタナルリング１６６の少なくとも１つに弾性体付回転部材を用いてもよい。また、逆に、第２伝達機構１６３を、弾性体付回転部材を用いた摩擦伝達とし、第１伝達機構１６０を歯車の噛み合いによる回転伝達としても良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明では、トラクション方式の減速装置における摩擦車を、構造体と適度なヤング率を有する弾性体とで構成したので、摩擦接触部の潤滑が不要となる。また、摩擦車の摩擦接触する部分以外は構造体で形成されているので、この構造体の強度を高くすることによって強度不足になることもない。さらに、組み付け誤差、加工誤差を弾性体の弾性変形により吸収できるので、摩擦車の加工精度、加工方法、材料の選択肢が広がり、製造コストを低減できる。
【００６５】
また、前述の弾性体付の摩擦車と併せて、伝達部の一部を歯車の噛み合いにした場合は、前記効果に加えて、回転伝達時の損失を抑えることができる。
【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の拡大部分図。
【図３】第１実施形態の変形例を示す図。
【図４】第１実施形態の変形例を示す図。
【図５】第１実施形態の変形例を示す図。
【図６】第１実施形態の変形例を示す図。
【図７】第１実施形態の変形例を示す図。
【図８】第２実施形態の変形例を示す図。
【図９】第２実施形態の変形例を示す図。
【図１０】本発明の第３実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図１１】本発明の第４実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図１２】本発明の第５実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図１３】本発明の第６実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態による回転駆動装置の模式図。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態による回転駆動装置の模式図。
【符号の説明】
１−−−モータ
２−−−減速装置
４−−−コントローラ
５−−−ドライブ装置
２０−−−太陽歯車
２１，４７−−−インタナルリング
２２，４０，４５，６３−−−遊星歯車
２３，４１，４６，５６，６２，７２−−−遊星ローラ
２３ａ，４１ａ，４７１ａ，５７ａ，６２ａ，７１ａ，９２ａ，１１０−−−構造体
２３ｂ，４１ｂ，４７１ｂ，５０，５１，５７ｂ，６２ｂ，７１ｂ，９２ｂ，１１１−−−弾性体
２４，６５−−−キャリア
２５，９０，１０７，１４２−−−出力軸
６１，７１−−−太陽ローラ
６４，８６，１１６，１４１−−−内歯車
９２，１１６−−−摩擦車
８８，１０５，１２４−−−中間出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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