JPH0326028B2

JPH0326028B2 -

Info

Publication number: JPH0326028B2
Application number: JP61071037A
Authority: JP
Inventors: Nariaki Koyama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1991-04-09
Also published as: JPS62230337A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はロボツト等の駆動源に使用されるモー
タに関し、特に、モータ本体と減速機及び減速機
の出力軸の回転位置を検出する検出器を一体的に
した高精度大トルクモータに関する。

従来の技術ロボツトを駆動する場合、大きなトルクを必要
とすると共に、ロボツトアーム等の軸の回転や移
動量を正確に検出し位置制御する必要がある。従
来はモータと被駆動部間に減速機を入れて、大き
な出力トルクを得るようにしていたが、減速機を
介在させると、減速機のバツクラツシユ等により
位置決め精度が悪くなるという欠点があつた。

そこで、モータと被駆動部との間に減速機を入
れずにモータのロータ軸を被駆動部の軸に直接連
結し、被駆動部を直接駆動する、いわゆるダイレ
クトドライブ方式が使用されようとしている。し
かし、このダイレクトドライブ方式では、使用す
るモータのトルクが非常に大きな値のものが要求
され、さらに、位置制御のために位置検出器を必
要とする。減速機を使用するものであれば、減速
機によつて一定比率で減速されるため、モータ軸
の回転位置を検出する検出器の分解能は数万パル
ス／回転程度で充分であつたが、ダイレクトドラ
イブ方式だと数十から数百万パルス／回転の分解
能が要求される。そのため、新らたに高精度な位
置検出器を開発する必要がある。

発明が解決しようとする問題点そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解
善し、高精度で位置の検出ができ、かつ、大トル
クの出力が出る高精度大トルクモータを提供する
ことを目的とするものである。

問題点を解決するための手段本発明は、モータのロータ軸をクロスローラ軸
受けで１か所でハウジングに軸支し、上記ロータ
軸を遊星ローラ減速機の太陽ローラとする。又、
該遊星ローラ減速機の遊星ローラを軸支するキヤ
リアの径大部周面に磁気式位置検出器の磁気コー
ド盤を設け、該コード盤と近接してベアリングを
並設し、上記キヤリアの径大部周面で、該キヤリ
アが上記ハウジングに軸支されるようにすること
によつて、モータと減速機及び減速機の出力であ
るキヤリアの回転位置を検出する検出器を１つの
ハウジング内に一体的に構成する。

作用モータを駆動すると、モータのロータ軸の回転
は遊星ローラ減速機で減速され、該減速機の出力
軸であるキヤリアから減速された出力が出され、
大トルクを出力することができる。また、出力軸
のキヤリアの回転位置は、キヤリアの径大部に設
けられた磁気式位置検出器の磁気コード盤より読
取りヘツドで読取られ、高分解能に検出される。

実施例第１図は本発明の一実施例の一部断面図で、本
発明は、電気的エネルギーを機械的回転エネルギ
ーに変換させるモータ部１と、モータ部１から出
力される回転を減速して出力する減速部２より構
成されている。モータ部１は、本実施例において
は、デイスク状のステータとロータを持つ永久磁
石式の同期電動機で構成されており、３はロータ
軸で、４はステータである。上記ロータ軸には、
複数の永久磁石がその極性が交互に変わるように
固着されたデイスク状ロータ５が固着されてい
る。そして、上記ステータ４には上記ロータ５面
と一定エアギヤツプをもつて対面した位置に巻線
部（図示せず）を有している。上記ロータ軸３は
アキシヤル、スラストな両方向を支持できる１つ
のクロスローラ軸受６で上記ステータ４に回転自
在に軸支されている。

減速部２は公知の遊星ローラ減速機を利用する
もので、該遊星ローラ減速機の原理図を第２図に
示す。太陽ローラ３′のまわりには３つの遊星ロ
ーラ７が圧接し、該３つの遊星ローラ７のまわり
に弾性リング８が圧接されている。該弾性リング
８は断面Ｕ字状（第１図参照）に形成され、弾性
リング８の両側面の全周に予圧を与えることによ
り、該弾性リング８の内径を一様に縮小させ、弾
性リング８と遊星ローラ７の接触部分、及び遊星
ローラ７と太陽ローラ３′の接触部分に圧接力を
発生させるもので、太陽ローラ３′を回転させる
と、遊星ローラ７は太陽ローラ３′の軸心のまわ
りに太陽ローラ３′の回転に対し一定比率で公転
し、この遊星ローラ７の公転を出力として取出す
ものである。

本発明においては、第１図の実施例で示すよう
に、モータ部のロータ軸３が減速部の遊星ローラ
減速機の太陽ローラを構成しており、遊星ローラ
７は内輪７ａと外輪７ｂを有し、該内輪７ａと外
輪７ｂ間には転動体７ｃが介在し、内輪７ａと外
輪７ｂは互いに摺動自在となつている。該各遊星
ローラ７の内輪７ａはキヤリア９に固着されたキ
ヤリアピン１０に各々固着され、３つの遊星ロー
ラ７の公転と共にキヤリア９も回転するようにな
つている。該キヤリア９の外周面にはキヤリア９
の回転位置を検出するための磁気式位置検出器の
アブソリユート形の磁気コード盤１１が固着され
ており、ハウジング１４には該磁気コード盤１１
と一定ギヤツプを持つて磁気抵抗素子の読取りヘ
ツド１２が固着されている。又、上記磁気コード
盤１１と並設してベアリング１３が設けられてお
り、キヤリア９は該ベアリング１３により、ハウ
ジング１４に支持されている。又、上記弾性リン
グ８はハウジング１４によつて該弾性リング８の
両側面に与圧が付与されており、弾性リング８と
遊星ローラ７、及び遊星ローラ７と太陽ローラと
してのロータ軸３は互いに圧接している。

なお、９ａはキヤリア９と一体のキヤリア軸
で、ロボツト等の被駆動体と直結されるようにな
つている。又、ロータ軸３の他端（減速部２の連
結される方と反対側の端で第１図中右側）は、モ
ータ制御用のロータ極位置を検出するための位置
検出器が取付けられるように凹部が形成されてい
る。

次に本実施例の動作を説明する。

モータ部１の同期電動機を駆動し、ロータ軸３
を回転させると、該ロータ軸３に圧接する遊星ロ
ーラ７の外輪７ｂも回転し、該外輪７ｂは弾性リ
ング８と圧接しているため、遊星ローラ７はロー
タ軸３の軸心のまわりに公転し、遊星ローラ７の
内輪７ａに固着されたキヤリアピン１０を介して
キヤリア９はロータ軸３の回転に対し、一定比率
で減速して回転する。そして、このキヤリア９の
回転位置はアブソリユート形の磁気コード盤１１
から読取りヘツド１２により読取られることとな
る。

特に、円筒の外周面に磁気記録した情報を、読
取りヘツドで読取るような磁気位置検出器におい
ては、磁気記録された円筒周面、即ち磁気コード
盤面と読取りヘツド間のギヤツプを常に一定に保
持することが位置を正確に検出する上で重要であ
るが、本発明のおいては、キヤリア９の外周面に
設けられた磁気コード盤１１がキヤリア９を軸受
するベアリング１３と近接して並設されているの
で、軸ぶれが少なく磁気コード盤１１と読取りヘ
ツド間のギヤツプが精度高く常に一定に保持され
ることとなる。さらに、キヤリア９の径が大きい
位置に磁気コード盤１１が設けられているから、
分解能がよくキヤリア軸９ａ、即ちロボツト等の
被駆動部の位置を正確に検出することができる。
そして、遊星ローラ減速機で減速するようにして
いるから、バツクラツシがなく、モータの回転は
正確にキヤリア９、及び被駆動部へ伝達される。

発明の効果本発明は、モータのロータ軸を遊星ローラ減速
機の太陽ローラとし、遊星ローラ減速機のキヤリ
ア軸を出力軸として、モータの回転を減速して取
出すようにしたから、大トルクを得ることができ
ると共に、バツクラツシユ等がなく、かつ、ロー
タ軸と減速機のの入力軸が同一であるため、ロー
タ軸と減速機の入力軸を軸結合する従来の場合と
比較して、軸結合に伴つて生じるロータ軸と減速
機の入力軸の回転中心の偏心がなく、該偏心によ
る回転むらが生じることがないので、減速機の出
力軸で駆動されるロボツト等の被駆動体を精度よ
く位置決めすることができる。

また、出力軸である遊星ローラ減速機のキヤリ
アの径大部を軸受部とすると共に、該軸受部と並
設してキヤリアの周面に位置検出器としての磁気
コード盤を設けたから、キヤリアの径大部自体
が、遊星ローラ減速機の遊星ローラの軸支部、キ
ヤリアの軸受部、および位置検出器の磁気コード
盤として３つの役割を行うこととなり構造が簡単
となる。さらに、位置検出器の磁気コード盤と出
力軸のキヤリアが同一であるから、出力軸に位置
検出器のコード盤を軸結合する従来のものと比較
して、軸結合にともなつて発生する回転中心の偏
心による回転むらがなく、出力軸の回転位置を正
確に検出することができる。

またキヤリアの径大部に磁気コード盤が設けら
れているから、出力軸の回転位置を高い分解能で
検出できると共に、キヤリアの軸受部と磁気コー
ド盤が近接して並設されていることから、磁気コ
ード盤と該コード盤よりコードを読取る読取りヘ
ツド間のギヤツプ変動が少なく、正確に回転位置
を読取ることができる。

さらに、モータと減速機、及び出力軸の回転位
置を検出する位置検出器を１つのハウジング内に
１体的に構成し、モータのロータ軸を軸支するク
ロスロータ軸受とキヤリアを軸支するベアリング
の２つによつて、モータのロータ、減速機の出力
軸、位置検出器の磁気コード盤を軸受けするよう
にしたから、部品点数が少なくなり、構造が簡潔
となり、コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一部断面図、第２
図は遊星ローラ減速機の原理図を示すものであ
る。１……モータ部、２……減速部、３……ロータ
軸、４……ステータ、５……ロータ、６……クロ
スローラ軸受、７……遊星ローラ、８……弾性リ
ング、９……キヤリア、１０……キヤリアピン、
１１……磁気コード盤、１２……読取りヘツド、
１３……ベアリング。

Claims

【特許請求の範囲】

１モータのロータ軸をクロスローラ軸受けで１
か所でハウジングに軸支し、上記ロータ軸を遊星
ローラ減速機の太陽ローラとし、該遊星ローラ減
速機の遊星ローラを軸支するキヤリアの径大部周
面に磁気式位置検出器の磁気コード盤を設け、該
コード盤と対向して該磁気コードを読み取る読取
りヘツドを上記ハウジングに固着し、上記磁気コ
ード盤と近接して並設されたベアリングにより、
上記キヤリアの径大部周面で該キヤリアが上記ハ
ウジングに軸支され、モータと減速機及び減速機
の出力であるキヤリアの回転位置を検出する検出
器が１つハウジング内に一体的に構成されている
ことを特徴とする高精度大トルクモータ。