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JP2012010518A - Fixing unit for drive part, fixing method for drive part, motor unit, and robot device - Google Patents

Fixing unit for drive part, fixing method for drive part, motor unit, and robot device Download PDF

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JP2012010518A
JP2012010518A JP2010145269A JP2010145269A JP2012010518A JP 2012010518 A JP2012010518 A JP 2012010518A JP 2010145269 A JP2010145269 A JP 2010145269A JP 2010145269 A JP2010145269 A JP 2010145269A JP 2012010518 A JP2012010518 A JP 2012010518A
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JP
Japan
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unit
holding member
fixing
rotor
drive
Prior art date
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Application number
JP2010145269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akimitsu Ebihara
明光 蛯原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

【課題】位置調整可能な駆動部を安定して固定することができる駆動部の固定ユニット、駆動部の固定方法、モータ装置、及びロボット装置を提供すること。
【解決手段】駆動部を保持するとともに外部機構に接続される保持部材と、保持部材を固定するベース部と、外部機構に対する駆動部の位置を調整可能な調整部と、を備えた駆動部の固定ユニットである。保持部材は、ベース部に固定される固定部を有し、調整部は、固定部に当接することで駆動部の位置を調整可能に構成される。
【選択図】図2
A driving unit fixing unit, a driving unit fixing method, a motor device, and a robot device capable of stably fixing a position-adjustable driving unit.
A drive unit that includes a holding member that holds the drive unit and is connected to an external mechanism, a base unit that fixes the holding member, and an adjustment unit that can adjust the position of the drive unit with respect to the external mechanism. It is a fixed unit. The holding member has a fixing portion fixed to the base portion, and the adjusting portion is configured to be able to adjust the position of the driving portion by contacting the fixing portion.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、駆動部の固定ユニット、駆動部の固定方法、モータ装置、及びロボット装置に関する。   The present invention relates to a driving unit fixing unit, a driving unit fixing method, a motor device, and a robot apparatus.

例えば旋回系機械を駆動させるアクチュエータとして、モータ装置が用いられている。このようなモータ装置として、例えば電動モータや超音波モータなど、高トルクを発生させることが可能なモータ装置が広く知られている。近年では、ヒューマノイドロボットの関節部分など、より精密な部分を駆動させるモータ装置が求められている。このようなモータ装置として、回転子を駆動するための駆動部として電気機械変換素子を用いたものがある(例えば、特許文献1参照)。   For example, a motor device is used as an actuator for driving a turning machine. As such a motor device, a motor device capable of generating a high torque, such as an electric motor or an ultrasonic motor, is widely known. In recent years, there has been a demand for a motor device that drives a more precise portion such as a joint portion of a humanoid robot. As such a motor device, there is one using an electromechanical conversion element as a drive unit for driving a rotor (see, for example, Patent Document 1).

ところで、上述のような精密な駆動を行う場合、電気機械変換素子をモータ装置内の所定位置に位置決めした状態で組み込む必要がある。例えば、特許文献1,2には、インチワーム構造において、電気機械変換素子の位置調整を行う方法が開示されている。そこで、モータ装置において、このように電気機械変換素子の取付位置を調整可能とする調整部を設ける構成が考えられる。   By the way, when performing the precise driving as described above, it is necessary to incorporate the electromechanical conversion element in a state of being positioned at a predetermined position in the motor device. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a method for adjusting the position of an electromechanical transducer in an inchworm structure. Therefore, in the motor device, a configuration in which an adjustment unit that can adjust the mounting position of the electromechanical transducer is provided.

米国特許第7045932号U.S. Pat. No. 7,045,932 国際公開第01/15308号International Publication No. 01/15308

しかしながら、調整部は構造的にガタが存在する場合があるため、結果的に電気機械変換素子をモータ装置内で安定して固定することができず、精密にモータを駆動させることができないおそれがある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、位置調整可能な駆動部を安定して固定することができる駆動部の固定ユニット、駆動部の固定方法、モータ装置、及びロボット装置を提供することにある。
However, since there is a case where the adjustment unit has a backlash structurally, the electromechanical conversion element cannot be stably fixed in the motor device, and the motor may not be driven accurately. is there.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a driving unit fixing unit, a driving unit fixing method, a motor device, and a robot device capable of stably fixing a position-adjustable driving unit. There is.

本発明の第1の態様に従えば、駆動部を保持するとともに外部機構に接続される保持部材と、前記保持部材を固定するベース部と、前記外部機構に対する前記駆動部の位置を調整可能な調整部と、を備え、前記保持部材は、前記ベース部に固定される固定部を有し、前記調整部は、前記固定部に当接することで前記駆動部の位置を調整可能に構成される駆動部の固定ユニットが提供される。   According to the first aspect of the present invention, the holding member that holds the driving unit and is connected to the external mechanism, the base unit that fixes the holding member, and the position of the driving unit with respect to the external mechanism can be adjusted. An adjustment portion, and the holding member has a fixing portion fixed to the base portion, and the adjustment portion is configured to be capable of adjusting the position of the driving portion by contacting the fixing portion. A fixed unit of the drive is provided.

本発明の第2の態様に従えば、保持部材に保持されており、該保持部材を介して外部機構に駆動力を伝達する駆動部を前記外部機構に対して位置合わせした状態でベース部に固定する駆動部の固定方法であって、前記保持部材を前記ベース部に対して仮固定する仮固定工程と、位置調整ねじを用いて前記保持部材に保持される前記駆動部の前記外部機構に対する位置を調整する位置調整工程と、前記位置調整工程の後、前記保持部材を前記ベース部に本固定する本固定工程と、を備える駆動部の固定方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, the drive unit that is held by the holding member and transmits the driving force to the external mechanism via the holding member is aligned with the external mechanism to the base unit. A fixing method of a driving unit to be fixed, the temporary fixing step of temporarily fixing the holding member to the base unit, and the external mechanism of the driving unit held by the holding member using a position adjusting screw Provided is a driving unit fixing method including a position adjusting step for adjusting a position, and a main fixing step for permanently fixing the holding member to the base portion after the position adjusting step.

本発明の第3の態様に従えば、回転子と、前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を一定距離移動させると共に前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部を所定の位置に復帰させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、上記第1の態様の固定ユニットに配置されるモータ装置が提供される。   According to the third aspect of the present invention, the rotor, the transmission portion that is hung on at least a part of the outer periphery of the rotor, and the transmission portion between the rotor and the transmission portion as a rotational force transmission state. And a drive unit that returns the transmission unit to a predetermined position in a state in which the rotational force transmission state is eliminated, and the drive unit is disposed in the fixed unit of the first aspect. A motor device is provided.

本発明の第4の態様に従えば、回転軸部材と、前記回転軸部材を回転させるモータ装置と、を備え、前記モータ装置として、第3の態様のモータ装置が用いられているロボット装置が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a robot apparatus comprising: a rotary shaft member; and a motor device that rotates the rotary shaft member, wherein the motor device of the third aspect is used as the motor device. Provided.

本発明によれば、位置調整可能な駆動部を安定して固定することができる駆動部の固定ユニットを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fixing | fixed unit of the drive part which can fix the drive part which can adjust a position stably can be provided.

第1実施形態に係るモータ装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the motor apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本実施形態に係るモータ装置が含む駆動部固定ユニットの要部構成を示す図。The figure which shows the principal part structure of the drive part fixing unit which the motor apparatus which concerns on this embodiment contains. 本実施形態に係るモータ装置の特性を示すグラフ。The graph which shows the characteristic of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本発明の第2実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the motor apparatus which concerns on this embodiment. 本発明の第3実施形態に係るモータ装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the motor apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本実施形態に係るモータ装置の一部の構成を示す図。The figure which shows the structure of a part of motor apparatus which concerns on this embodiment. 本発明の第4実施形態に係るロボットハンドの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the robot hand which concerns on 4th Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
以下、図面に基づき、本発明の一実施形態を説明する。
図1(a)は、本実施形態に係るモータ装置MTRの一例を示す概略構成図である。図1(b)は、図1(a)におけるA−A´断面に沿った構成を示す図である。図2はモータ装置MTRに含まれる駆動部固定ユニット100の要部構成を示す図である。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a schematic configuration diagram illustrating an example of a motor device MTR according to the present embodiment. FIG.1 (b) is a figure which shows the structure along the AA 'cross section in Fig.1 (a). FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of the drive unit fixing unit 100 included in the motor device MTR.

以下、各図の説明においてはXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。回転子SFの円筒軸方向をZ軸方向とし、当該Z軸方向に垂直な平面上の直交方向をそれぞれX軸方向及びY軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸周りの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。   Hereinafter, in the description of each drawing, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A cylindrical axis direction of the rotor SF is defined as a Z-axis direction, and orthogonal directions on a plane perpendicular to the Z-axis direction are defined as an X-axis direction and a Y-axis direction, respectively. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

図1(a)及び図1(b)に示すように、モータ装置MTRは、駆動部ACと、該駆動部ACを所定位置に固定保持する駆動部固定ユニット100と、回転子SFと、接触部材BTと、制御部CONTとを有している。当該モータ装置MTRは、制御部CONTの制御によって駆動部固定ユニット100により所定位置に固定保持された駆動部AC及び該駆動部ACが接続される接触部材BTを用いて回転子SFを回転させると共に、当該回転子SFの回転を調整する構成である。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the motor device MTR includes a drive unit AC, a drive unit fixing unit 100 that fixes and holds the drive unit AC at a predetermined position, a rotor SF, and a contact. It has the member BT and the control part CONT. The motor device MTR rotates the rotor SF using the drive unit AC fixed and held at a predetermined position by the drive unit fixing unit 100 under the control of the control unit CONT and the contact member BT to which the drive unit AC is connected. In this configuration, the rotation of the rotor SF is adjusted.

回転子SFは、例えば円柱状に形成されており、例えば不図示のベアリング装置などによって回転可能に支持されている。当該ベアリング装置は、例えばベース部BSなどに支持されている。回転子SFは、中心軸Cを回転軸としてθZ方向に回転するようになっている。   The rotor SF is formed in a columnar shape, for example, and is rotatably supported by, for example, a bearing device (not shown). The bearing device is supported by, for example, the base portion BS. The rotor SF rotates in the θZ direction about the central axis C as a rotation axis.

駆動部ACは、駆動素子31,32を含む。駆動素子31及び32としては、例えばピエゾ素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子31及び駆動素子32は、電気機械変換素子に電圧が印加されることにより、X方向に伸縮する構成である。制御部CONTは駆動部ACに接続されており、当該駆動部ACに対して制御信号を供給可能になっている。   The drive unit AC includes drive elements 31 and 32. As the driving elements 31 and 32, for example, electromechanical conversion elements such as piezoelectric elements are used. The drive element 31 and the drive element 32 are configured to expand and contract in the X direction when a voltage is applied to the electromechanical conversion element. The control unit CONT is connected to the drive unit AC, and can supply a control signal to the drive unit AC.

図2に示されるように、駆動部固定ユニット100は、ベース部BSと、ベース部BSに固定され、駆動部ACを保持する保持部材130と、位置調整部140と、を含む。ベース部BSは、例えばステンレス等の材料を用いて板状に形成された部分であり、保持部材130の他、回転子SF、駆動部ACと、接触部材BTと、制御部CONTを支持している。本実施形態では板状に形成された例を説明するが、例えば筐体など、他の形状であっても構わない。   As shown in FIG. 2, the driving unit fixing unit 100 includes a base unit BS, a holding member 130 that is fixed to the base unit BS and holds the driving unit AC, and a position adjusting unit 140. Base part BS is a part formed in plate shape using materials, such as stainless steel, for example, and supports rotor SF, drive part AC, contact member BT, and control part CONT other than holding member 130. Yes. In this embodiment, an example of a plate shape will be described, but other shapes such as a housing may be used.

保持部材130は、駆動素子31,32を保持する本体部131と固定部132とを有し、該固定部132を介してベース部BSに例えば螺子止め固定されている。固定部132には螺子135を挿通するための固定螺子穴136が形成されており、該固定螺子穴136は長孔形状となっている。   The holding member 130 includes a main body portion 131 that holds the drive elements 31 and 32 and a fixing portion 132, and is fixed to the base portion BS via the fixing portion 132 by, for example, screws. A fixing screw hole 136 for inserting the screw 135 is formed in the fixing part 132, and the fixing screw hole 136 has a long hole shape.

位置調整部140は、接触部材BTに対する駆動部ACの位置を調整するためのものである。位置調整部140は固定部132に当接する位置調整螺子137を主体として構成されている。この位置調整螺子137は、固定部132に対して着脱可能とされている。ベース部BSには、例えば保持部材130を保持するための開口部130Aが形成されており、該開口部130Aを介して位置調整螺子137が固定部132に当接可能とされている。   The position adjustment unit 140 is for adjusting the position of the drive unit AC with respect to the contact member BT. The position adjustment unit 140 is mainly configured by a position adjustment screw 137 that abuts on the fixing unit 132. The position adjusting screw 137 is detachable from the fixing portion 132. For example, an opening 130A for holding the holding member 130 is formed in the base portion BS, and the position adjusting screw 137 can come into contact with the fixing portion 132 through the opening 130A.

また、本体部131と駆動素子31,32との間には隙間Sが設けられており、この隙間Sに楔部材138が挿入されている。これにより、駆動素子31,32は高い与圧が付与された状態で本体部131に挟みこまれた構成となっている。これにより、駆動素子31,32は本体部131に対してガタのない状態で保持されたものとなっている。   A gap S is provided between the main body 131 and the drive elements 31 and 32, and a wedge member 138 is inserted into the gap S. Accordingly, the drive elements 31 and 32 are configured to be sandwiched between the main body 131 in a state where a high pressure is applied. As a result, the drive elements 31 and 32 are held with no backlash relative to the main body 131.

また、本体部131は駆動素子31,32の伸縮時に一定の与圧を付与する与圧バネ部134を有している。これにより、駆動素子31,32は一定の伸縮幅となり、後述するように接触部材BTに一定の駆動力を伝達可能になっている。   Further, the main body 131 has a pressurizing spring portion 134 that applies a constant pressurizing force when the drive elements 31 and 32 are expanded and contracted. As a result, the drive elements 31 and 32 have a constant expansion / contraction width, and a constant drive force can be transmitted to the contact member BT as will be described later.

保持部材130は、後述する接触部材BTに接続される接続部133を有し、接続部133と本体部131との間に第1揺動部141を有している。第1揺動部141は、他の部分よりも例えばY方向の厚さが薄くなるように形成されており、保持部材130の本体部131が接触部材BTに対して揺動可能となっている。また、保持部材130は、本体部131と固定部132との間に設けられる第2揺動部142を有している。第2揺動部142は、他の部分よりも例えばY方向の厚さが薄くなるように形成されており、本体部131が固定部132に対して揺動可能となっている。   The holding member 130 has a connection portion 133 connected to a contact member BT described later, and has a first swinging portion 141 between the connection portion 133 and the main body portion 131. The first swing portion 141 is formed so that the thickness in the Y direction is thinner than other portions, for example, and the main body 131 of the holding member 130 can swing with respect to the contact member BT. . In addition, the holding member 130 has a second swinging part 142 provided between the main body part 131 and the fixing part 132. The second oscillating part 142 is formed so that the thickness in the Y direction is thinner than other parts, for example, and the main body part 131 can oscillate with respect to the fixed part 132.

これにより、保持部材130は接触部材BTに対して、保持部材130は接触部材BTに対して柔軟性を有しつつ、且つガタのない状態で接続されたものとなる。したがって、駆動素子31,32の駆動力を良好に接触部材BTに伝達可能となっている。また、例えば、少なくとも保持部材130と与圧バネ部134とは、一体化された構造である。   As a result, the holding member 130 is connected to the contact member BT, and the holding member 130 is connected to the contact member BT while being flexible and free from backlash. Therefore, the driving force of the drive elements 31 and 32 can be transmitted to the contact member BT satisfactorily. For example, at least the holding member 130 and the pressurizing spring portion 134 have an integrated structure.

以上のようにして、駆動素子31及び32は、保持部材130を介してベース部BSにより+X側の位置が所定の位置に固定されている。このため、駆動素子31及び32は、X方向に伸縮した場合、当該伸縮に伴って−X側の端部のX方向における位置が変化することになる。このように本実施形態においては、固定部132と駆動素子31、32との間に構造的にガタを持った位置調整部140が配置されないため、駆動素子31及び32を安定的に精度良く固定することができる。   As described above, the positions of the drive elements 31 and 32 on the + X side are fixed to a predetermined position by the base portion BS via the holding member 130. For this reason, when the drive elements 31 and 32 expand and contract in the X direction, the position in the X direction of the end portion on the −X side changes along with the expansion and contraction. As described above, in the present embodiment, since the position adjustment unit 140 having a structural backlash is not disposed between the fixing unit 132 and the driving elements 31 and 32, the driving elements 31 and 32 are stably and accurately fixed. can do.

接触部材BTは、第一端部21、第二端部22及びベルト部23を有している。第一端部21は、駆動素子31を保持する上記保持部材130の−X側の端部に設けられた第1揺動部141に接続されている。同様に、第二端部22は、駆動素子32を保持する保持部材130の−X側の端部に設けられた第1揺動部141に接続されている。   The contact member BT has a first end portion 21, a second end portion 22, and a belt portion 23. The first end portion 21 is connected to a first swing portion 141 provided at an end portion on the −X side of the holding member 130 that holds the drive element 31. Similarly, the second end portion 22 is connected to a first swinging portion 141 provided at an end portion on the −X side of the holding member 130 that holds the drive element 32.

第一端部21及び第二端部22は、回転子SFの外周上の基準位置F(図1(b)参照)を挟んで配置されている。本実施形態では、回転子SFの+X側端部を基準位置Fとした場合を例に挙げて説明する。第一端部21及び第二端部22は、基準位置Fについて対称な位置に配置されている。   The first end 21 and the second end 22 are arranged with a reference position F (see FIG. 1B) on the outer periphery of the rotor SF interposed therebetween. In the present embodiment, the case where the + X side end of the rotor SF is set as the reference position F will be described as an example. The first end portion 21 and the second end portion 22 are arranged at symmetrical positions with respect to the reference position F.

ベルト部23は、例えば帯状に形成され、回転子SFの少なくとも一部に掛けられる部分である。ベルト部23は、例えば第一端部21及び第二端部22に接続されており、例えば回転子SFの−X側に掛け回されている。   The belt portion 23 is a portion that is formed in, for example, a belt shape and is hung on at least a part of the rotor SF. The belt portion 23 is connected to, for example, the first end portion 21 and the second end portion 22, and is wound around, for example, the −X side of the rotor SF.

上記の駆動素子31及び32が縮むと、第一端部21及び第二端部22が+X方向に移動する。このため、ベルト部23が回転子SFに巻きつき、当該ベルト部23に張力が加わる。駆動素子31及び32が伸びると、第一端部21及び第二端部22が−X方向に移動する。このため、ベルト部23が回転子SFから離れて弛緩する。   When the driving elements 31 and 32 are contracted, the first end 21 and the second end 22 move in the + X direction. For this reason, the belt portion 23 is wound around the rotor SF, and tension is applied to the belt portion 23. When the drive elements 31 and 32 extend, the first end 21 and the second end 22 move in the −X direction. For this reason, the belt part 23 moves away from the rotor SF and relaxes.

次に、モータ装置MTRの動作を説明する。
本実施形態に係るモータ装置MTRにおいて、回転子SFにトルクを作用させる原理を説明する。回転子SFを駆動させる際には、回転子SFに巻き掛けられた接触部材BTに有効張力を生じさせ、当該有効張力によって回転子SFにトルクを伝達する。
Next, the operation of the motor device MTR will be described.
In the motor device MTR according to the present embodiment, the principle of applying torque to the rotor SF will be described. When driving the rotor SF, an effective tension is generated in the contact member BT wound around the rotor SF, and torque is transmitted to the rotor SF by the effective tension.

オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子SFに巻き掛けられた接触部材BTの第一端部21側の張力(T1)及び第二端部22側の張力(T2)が下記[数1]を満たすとき、接触部材BTと回転子SFとの間で摩擦力が生じ、接触部材BTが回転子SFに対して滑りを生じることの無い状態(接触状態)で回転子SFと共に移動する。この移動により、回転子SFにトルクが伝達される。ただし、[数1]において、μは接触部材BTと回転子SFとの間の見かけ上の摩擦係数であり、θは接触部材BTの有効巻き付き角である。   According to Euler's friction belt theory, the tension (T1) on the first end portion 21 side and the tension (T2) on the second end portion 22 side of the contact member BT wound around the rotor SF satisfy the following [Equation 1]. At this time, a frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF, and the contact member BT moves together with the rotor SF in a state in which the contact member BT does not slip with respect to the rotor SF (contact state). By this movement, torque is transmitted to the rotor SF. In [Equation 1], μ is an apparent coefficient of friction between the contact member BT and the rotor SF, and θ is an effective winding angle of the contact member BT.

Figure 2012010518
Figure 2012010518

このとき、トルクの伝達に寄与する有効張力は、(T1−T2)によって表される。上記[数1]に基づいて有効張力(T1−T2)を求めると、[数2]のようになる。[数2]は、T1を用いて有効張力を表す式である。   At this time, the effective tension contributing to torque transmission is represented by (T1-T2). When the effective tension (T1-T2) is obtained based on the above [Equation 1], [Equation 2] is obtained. [Equation 2] is an expression representing an effective tension using T1.

Figure 2012010518
Figure 2012010518

上記[数2]より、回転子SFに伝達されるトルクは駆動素子31の張力T1によって一意に決定されることがわかる。[数2]の右辺のT1の係数部分は、接触部材BTと回転子SFとの間の摩擦係数μ及び接触部材BTの有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。
図3は、摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。
From the above [Equation 2], it can be seen that the torque transmitted to the rotor SF is uniquely determined by the tension T1 of the drive element 31. The coefficient portion of T1 on the right side of [Expression 2] depends on the friction coefficient μ between the contact member BT and the rotor SF and the effective winding angle θ of the contact member BT.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the effective winding angle θ and the value of the coefficient portion when the friction coefficient μ is changed. The horizontal axis of the graph indicates the effective winding angle θ, and the vertical axis of the graph indicates the value of the coefficient portion.

図3に示すように、例えば摩擦係数μが0.3の場合には、有効巻き付き角θが300°以上のときに係数部分の値が0.8以上となっている。このことから、摩擦係数μが0.3の場合には、有効巻き付き角θを300°以上とすることにより、駆動素子31による張力T1の80%以上の力が回転子SFのトルクに寄与することがわかる。この巻き付き角の他、図3のグラフから、例えば接触部材BTと回転子SFとの間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。   As shown in FIG. 3, for example, when the friction coefficient μ is 0.3, the value of the coefficient portion is 0.8 or more when the effective winding angle θ is 300 ° or more. From this, when the friction coefficient μ is 0.3, by setting the effective winding angle θ to 300 ° or more, a force of 80% or more of the tension T1 by the drive element 31 contributes to the torque of the rotor SF. I understand that. In addition to the winding angle, it is estimated from the graph of FIG. 3 that, for example, the value of the coefficient portion increases as the friction coefficient between the contact member BT and the rotor SF increases.

このように、トルクの大きさは駆動素子31の張力T1によって一意に決定されることになり、例えば接触部材BTの移動距離などには無関係であることがわかる。したがって、例えば駆動素子31及び駆動素子32に用いられるピエゾ素子などは、数ミリ程度の小型素子であっても、数百ニュートン以上の力を出すことができるので非常に大きな回転力を付与することができる。   Thus, the magnitude of the torque is uniquely determined by the tension T1 of the drive element 31, and it can be seen that it is independent of, for example, the moving distance of the contact member BT. Therefore, for example, the piezo element used for the drive element 31 and the drive element 32 can give a force of several hundred newtons or more even if it is a small element of about several millimeters, and therefore gives a very large rotational force. Can do.

このような原理に基づいて、制御部CONTは、図4に示すように、まず、第一端部21及び第二端部22がそれぞれ+X方向に移動するように駆動素子31及び駆動素子32を変形させる。この動作により、接触部材BTの第一端部21側には張力T1が発生し、接触部材BTの第二端部22側には張力T2が発生する。したがって、接触部材BTに有効張力(T1−T2)が発生する。   Based on this principle, as shown in FIG. 4, the control unit CONT first sets the drive element 31 and the drive element 32 so that the first end 21 and the second end 22 move in the + X direction, respectively. Deform. By this operation, a tension T1 is generated on the first end portion 21 side of the contact member BT, and a tension T2 is generated on the second end portion 22 side of the contact member BT. Accordingly, an effective tension (T1-T2) is generated in the contact member BT.

制御部CONTは、接触部材BTに有効張力を発生させた状態を保持しつつ、図5に示すように、接触部材BTの第一端部21が−X方向に移動するように、かつ、第二端部22が+X方向に移動するように駆動素子31及び駆動素子32を変形させる(駆動動作)。この動作において、制御部CONTは、第一端部21の移動距離と第二端部22の移動距離とを等しくさせる。この動作により、接触部材BTと回転子SFとの間に摩擦力が発生した状態で接触部材BTが移動し、当該移動と共に回転子SFがθZ方向に回転する。   As shown in FIG. 5, the control unit CONT maintains the state in which the effective tension is generated in the contact member BT so that the first end 21 of the contact member BT moves in the −X direction. The drive element 31 and the drive element 32 are deformed so that the two end portions 22 move in the + X direction (drive operation). In this operation, the control unit CONT makes the moving distance of the first end 21 and the moving distance of the second end 22 equal. By this operation, the contact member BT moves in a state where a frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF, and the rotor SF rotates in the θZ direction along with the movement.

制御部CONTは、第一端部21及び第二端部22を所定距離だけ移動させた後、図6に示すように、第一端部21が移動しないように、かつ、第二端部22が駆動の開始位置(所定位置)へ戻るように、駆動素子32だけを変形させる。この動作により、第二端部22が−X方向へ移動し、接触部材BTの巻き掛けが緩んだ状態になる。つまり、接触部材BTに付加されていた有効張力が解除された状態になる。この状態においては、接触部材BTと回転子SFとの間に摩擦力は発生せず、回転子SFは慣性によって回転し続けることになる。   The controller CONT moves the first end 21 and the second end 22 by a predetermined distance and then moves the second end 22 so that the first end 21 does not move as shown in FIG. Only the drive element 32 is deformed so that the valve returns to the drive start position (predetermined position). By this operation, the second end portion 22 moves in the −X direction, and the contact member BT is loosely wound. That is, the effective tension applied to the contact member BT is released. In this state, no frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF, and the rotor SF continues to rotate due to inertia.

制御部CONTは、接触部材BTの巻き掛けを緩ませた後、図7に示すように、第一端部21が駆動の開始位置(所定位置)へ戻るように駆動素子31を変形させる。この動作により、接触部材BTの巻き掛けが緩んだまま、すなわち、有効張力が発生しないまま、接触部材BTの第一端部21が駆動の開始位置(所定位置)へ戻っていく(復帰動作)。   After loosening the winding of the contact member BT, the controller CONT deforms the drive element 31 so that the first end 21 returns to the drive start position (predetermined position) as shown in FIG. By this operation, the first end portion 21 of the contact member BT returns to the driving start position (predetermined position) while the winding of the contact member BT is loose, that is, the effective tension is not generated (return operation). .

第一端部21が駆動開始位置に戻される直前になったら、制御部CONTは、駆動素子31を変形させて第一端部21を+X方向に移動させる。この動作により、第一端部21が駆動開始位置に戻されるのとほぼ同時に、第一端部21側に張力T1が発生し、第二端部22側に張力T2が発生する。これにより、駆動開始時に接触部材BTに有効張力を付加させた状態(図4の状態)と同様の状態となる。   If it is just before the 1st end part 21 returns to a drive start position, the control part CONT will deform the drive element 31, and will move the 1st end part 21 to + X direction. By this operation, the tension T1 is generated on the first end 21 side and the tension T2 is generated on the second end 22 side almost simultaneously with the return of the first end 21 to the driving start position. Thereby, it will be in the state similar to the state (state of FIG. 4) which applied effective tension to contact member BT at the time of a drive start.

接触部材BTに有効張力が付加された後、制御部CONTは、接触部材BTの第一端部21が+X方向に移動するように駆動素子31を変形させ、第二端部22が+X方向に移動するように駆動素子32を変形させる(駆動動作)。このとき、第一端部21の移動距離と第二端部22の移動距離とを等しくさせる。この動作により、接触部材BTと回転子SFとの間に摩擦力が発生した状態で接触部材BTが移動し、当該移動と共に回転子SFがθ方向に回転する。   After the effective tension is applied to the contact member BT, the controller CONT deforms the drive element 31 so that the first end 21 of the contact member BT moves in the + X direction, and the second end 22 moves in the + X direction. The drive element 32 is deformed so as to move (drive operation). At this time, the moving distance of the first end 21 and the moving distance of the second end 22 are made equal. By this operation, the contact member BT moves in a state where a frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF, and the rotor SF rotates in the θ direction along with the movement.

この後、制御部CONTは、接触部材BTに付加されていた有効張力を再度解除させる。制御部CONTは、有効張力を解除させた後、接触部材BTの第一端部21及び第二端部22が開始位置に戻るように移動させる(復帰動作)。このように制御部CONTが上記駆動動作と復帰動作とを駆動部ACに繰り返し行わせることにより、回転子SFがθZ方向に回転し続けることになる。   Thereafter, the control unit CONT releases the effective tension applied to the contact member BT again. After releasing the effective tension, the controller CONT moves the first end 21 and the second end 22 of the contact member BT so as to return to the start position (return operation). In this way, the control unit CONT causes the drive unit AC to repeatedly perform the drive operation and the return operation, whereby the rotor SF continues to rotate in the θZ direction.

次に、モータ装置MTRを用いて回転子SFの回転を調整する動作を説明する。
制御部CONTは、上記駆動動作及び復帰動作によって回転子SFがθZ方向に回転している状態で、例えば図8に示すように、第一端部21及び第二端部22がそれぞれ+X方向に移動するように駆動素子31及び駆動素子32を変形させる。
Next, an operation for adjusting the rotation of the rotor SF using the motor device MTR will be described.
In the state where the rotor SF is rotated in the θZ direction by the drive operation and the return operation, the control unit CONT has the first end portion 21 and the second end portion 22 in the + X direction, respectively, for example, as shown in FIG. The drive element 31 and the drive element 32 are deformed so as to move.

この動作により、接触部材BTのベルト部23が回転子SFに接触すると共に、ベルト部23の第一端部21側には張力T1が発生し、接触部材BTの第二端部22側には張力T2が発生する。したがって、接触部材BTに有効張力(T1−T2)が発生する。この状態において、ベルト部23と回転子SFとの間には、回転子SFの回転方向とは逆向きに摩擦力が生じている。当該摩擦力により、回転子SFの回転が規制される。   By this operation, the belt portion 23 of the contact member BT contacts the rotor SF, and a tension T1 is generated on the first end portion 21 side of the belt portion 23, and on the second end portion 22 side of the contact member BT. A tension T2 is generated. Accordingly, an effective tension (T1-T2) is generated in the contact member BT. In this state, a frictional force is generated between the belt portion 23 and the rotor SF in a direction opposite to the rotation direction of the rotor SF. The rotation of the rotor SF is restricted by the frictional force.

この状態で、制御部CONTは、接触部材BTに有効張力を発生させた状態を保持しつつ、図9に示すように、接触部材BTの第一端部21が+X方向に移動するように、かつ、第二端部22が−X方向に移動するように駆動素子31及び駆動素子32を変形させる。   In this state, the control unit CONT maintains the state in which the effective tension is generated in the contact member BT, and as shown in FIG. 9, the first end 21 of the contact member BT moves in the + X direction. In addition, the driving element 31 and the driving element 32 are deformed so that the second end 22 moves in the −X direction.

この動作において、制御部CONTは、例えば第一端部21の移動距離と第二端部22の移動距離とを等しくさせる。この動作により、接触部材BTと回転子SFとの間に摩擦力が発生した状態で接触部材BTが回転子SFの回転方向とは逆の方向に移動する。このため、回転子SFの回転は更に規制される。   In this operation, the control part CONT makes the movement distance of the first end part 21 equal to the movement distance of the second end part 22, for example. By this operation, the contact member BT moves in a direction opposite to the rotation direction of the rotor SF in a state where a frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF. For this reason, the rotation of the rotor SF is further restricted.

その後、制御部CONTは、第二端部22が移動しないように、かつ、第一端部21が開始位置(所定位置)へ戻るように、駆動素子31だけを変形させる。この動作により、第一端部21が−X方向へ移動し、接触部材BTの巻き掛けが緩んだ状態になる。つまり、接触部材BTに付加されていた有効張力が解除された状態になる。この状態においては、接触部材BTと回転子SFとの間に摩擦力は発生せず、回転子SFの回転は規制されない。このため、回転子SFは、慣性によって回転し続けることになる。   Thereafter, the control unit CONT deforms only the drive element 31 so that the second end portion 22 does not move and the first end portion 21 returns to the start position (predetermined position). By this operation, the first end portion 21 moves in the −X direction, and the contact member BT is loosely wound. That is, the effective tension applied to the contact member BT is released. In this state, no frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF, and the rotation of the rotor SF is not restricted. For this reason, the rotor SF continues to rotate due to inertia.

制御部CONTは、接触部材BTの巻き掛けを緩ませた後、第二端部22が駆動の開始位置(所定位置)へ戻るように駆動素子32を変形させる。この動作により、接触部材BTの巻き掛けが緩んだまま、すなわち、有効張力が発生しないまま、接触部材BTの第二端部22が駆動の開始位置(所定位置)へ戻っていく(復帰動作)。   After loosening the winding of the contact member BT, the control unit CONT deforms the drive element 32 so that the second end 22 returns to the drive start position (predetermined position). By this operation, the second end portion 22 of the contact member BT returns to the driving start position (predetermined position) while the winding of the contact member BT is loose, that is, the effective tension is not generated (return operation). .

第二端部22が駆動開始位置に戻される直前になったら、制御部CONTは、駆動素子32を変形させて第二端部22を+X方向に移動させる。この動作により、第二端部22が駆動開始位置に戻されるのとほぼ同時に、第一端部21側に張力T1が発生し、第二端部22側に張力T2が発生する。これにより、駆動開始時に接触部材BTに有効張力を付加させた状態(図4の状態)と同様の状態となる。この動作を繰り返すことにより、回転子SFの回転を調整する。   When it is just before the second end 22 is returned to the drive start position, the control unit CONT deforms the drive element 32 and moves the second end 22 in the + X direction. By this operation, the tension T1 is generated on the first end 21 side and the tension T2 is generated on the second end 22 side almost simultaneously with the return of the second end 22 to the drive start position. Thereby, it will be in the state similar to the state (state of FIG. 4) which applied effective tension to contact member BT at the time of a drive start. By repeating this operation, the rotation of the rotor SF is adjusted.

また、図10に示すように、回転子SFの回転が停止している場合には、制御部CONTは、ベルト部23と回転子SFとの間を接触状態にさせ、当該接触状態を維持するように駆動素子31及び駆動素子32を変形させる。この場合、回転子SFは、ベルト部23との間に働く静摩擦力によって回転が規制された状態となる。回転子SFを回転させる場合、制御部CONTは、接触状態が解消されるように駆動素子31、32を変形させる。この動作により、回転子SFの回転の規制が解消される。その後、制御部CONTは、モータ装置MTRによる駆動動作が行われる。   Further, as shown in FIG. 10, when the rotation of the rotor SF is stopped, the control unit CONT brings the belt portion 23 and the rotor SF into contact with each other and maintains the contact state. Thus, the drive element 31 and the drive element 32 are deformed. In this case, the rotation of the rotor SF is restricted by the static friction force acting between the belt portion 23 and the rotor SF. When rotating the rotor SF, the controller CONT deforms the drive elements 31 and 32 so that the contact state is eliminated. This operation eliminates the restriction on the rotation of the rotor SF. Thereafter, the control unit CONT performs a driving operation by the motor device MTR.

このように、本実施形態によれば、接触部材BTが回転子SFの少なくとも一部に掛けられた状態で駆動部ACに駆動動作及び復帰動作を行わせることとしたので、オイラーの摩擦ベルト理論により、接触部材BTに付加する一方の張力によってトルクが一意に決定されることになる。したがって、小型の駆動部ACであっても高いトルクを回転子SFに付加させることが可能となる。これにより、高トルクを発生させることができる小型のモータ装置MTRを得ることができる。また、小型の駆動部ACであっても高効率で回転子SFを回転させることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the driving unit AC is caused to perform the driving operation and the returning operation in a state in which the contact member BT is hung on at least a part of the rotor SF. Thus, the torque is uniquely determined by one tension applied to the contact member BT. Therefore, it is possible to add a high torque to the rotor SF even with a small drive unit AC. Thereby, the small motor apparatus MTR which can generate a high torque can be obtained. Further, even with a small drive unit AC, the rotor SF can be rotated with high efficiency.

また、本実施形態によれば、回転子SFを回転させる時には回転子SFと接触部材BTとの間を回転力伝達状態として接触部材BTを一定距離移動させると共に回転力伝達状態を解消した状態で接触部材BTを所定の位置に復帰させ、回転子SFを回転させない時には回転子SFと接触部材BTとの間を接触させた接触状態で接触部材BTの移動を調整する駆動部ACを備えることとしたので、ブレーキ機構を別途設けることなく、回転子SFの回転を停止させたり、停止状態を維持したりさせることができる(ブレーキ手段)。これにより、モータ装置MTRの大型化を回避することができる。   Further, according to the present embodiment, when rotating the rotor SF, the contact member BT is moved a certain distance between the rotor SF and the contact member BT, and the torque transmission state is canceled. A drive unit AC for returning the contact member BT to a predetermined position and adjusting the movement of the contact member BT in a contact state in which the rotor SF and the contact member BT are in contact when the rotor SF is not rotated; Therefore, the rotation of the rotor SF can be stopped or the stopped state can be maintained without providing a brake mechanism separately (brake means). Thereby, the enlargement of the motor device MTR can be avoided.

また、本実施形態によれば、固定部132と駆動素子31、32との間に構造的にガタを持った位置調整部140が配置されない構造を採用することで、上述したように駆動素子31、32がガタのない状態(又はガタの低減された状態)でベース部BSに安定して取り付けられることとなり、回転子SFに対して駆動素子31、32の伸縮力を良好に伝達することができ、回転子SFを効率的に回転させることができる。   In addition, according to the present embodiment, as described above, the drive element 31 is configured by adopting a structure in which the position adjusting unit 140 having a structural backlash is not disposed between the fixed part 132 and the drive elements 31 and 32. , 32 can be stably attached to the base portion BS in a state where there is no backlash (or a state where the backlash is reduced), and the expansion / contraction force of the drive elements 31, 32 can be satisfactorily transmitted to the rotor SF. And the rotor SF can be efficiently rotated.

(第二実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
本実施形態では、モータ装置MTRの駆動動作及び回転調整動作の際、接触部材BT及び接触部材BTの弾性変形を利用する点で、第1実施形態とは異なっている。したがって、モータ装置MTRの構成については、モータ装置MTRの接触部材BTが弾性変形可能になっている点以外は、第1実施形態と同一の構成を用いることができる。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment is different from the first embodiment in that the elastic deformation of the contact member BT and the contact member BT is used during the drive operation and rotation adjustment operation of the motor device MTR. Therefore, the configuration of the motor device MTR can be the same as that of the first embodiment except that the contact member BT of the motor device MTR can be elastically deformed.

本実施形態では、接触部材BTのばね定数をkとする。ここで、オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子SFの保持力TCを下記[数3]のように設定する。この保持力TCとは、静止している回転子SFを動き出させるために必要な力である。また、第一端部21側の目標張力をT1e、第二端部22側の目標張力をT2e、目標有効張力をTgoalとすると、以下の[数4]及び[数5]を満たす。 In this embodiment, the spring constant of the contact member BT is k. Here, according to Euler's friction belt theory, the holding force TC of the rotor SF is set as shown in the following [Equation 3]. The holding force TC is a force necessary to start the stationary rotor SF. When the target tension on the first end 21 side is T 1e , the target tension on the second end 22 side is T 2e , and the target effective tension is T goal , the following [Equation 4] and [Equation 5] are satisfied. .

Figure 2012010518
Figure 2012010518

Figure 2012010518
Figure 2012010518

Figure 2012010518
Figure 2012010518

以下、図11〜図16に基づいて、回転子SFの駆動動作を中心に説明する。本実施形態では、説明をわかりやすくするため、モータ装置の構成を模式的に示している。以下の説明においては、接触部材BTに張力が付加されることなく当該接触部材BTが回転子SFに1回転巻き掛けられた状態となるような接触部材BTの第一端部21及び第二端部22のそれぞれの位置を原点位置0とする。したがって、接触部材BTの第一端部21及び第二端部22が共に原点位置0に配置されている状態においては、接触部材BTと回転子SFとの間に摩擦力は発生しない。   Hereinafter, the driving operation of the rotor SF will be mainly described with reference to FIGS. In the present embodiment, the configuration of the motor device is schematically shown for easy understanding. In the following description, the first end 21 and the second end of the contact member BT such that the contact member BT is wound around the rotor SF without applying tension to the contact member BT. Each position of the portion 22 is set to an origin position 0. Therefore, in a state where both the first end portion 21 and the second end portion 22 of the contact member BT are disposed at the origin position 0, no frictional force is generated between the contact member BT and the rotor SF.

<駆動動作>
まず、制御部CONTは、図11に示すように、接触部材BTの第一端部21が原点位置0からX1だけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動するように駆動素子31を変形させる。また、制御部CONTは、接触部材BTの第二端部22が原点位置0からXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動するように駆動素子32を変形させる。この状態を駆動動作の初期状態とする。このとき、X及びXについては、下記[数6]を満たす。
<Drive operation>
First, as shown in FIG. 11, the control unit CONT drives the driving element 31 so that the first end 21 of the contact member BT moves in the + X direction (for example, the direction approaching the base BS) from the origin position 0 by X1. Deform. The control part CONT contact member second end portion 22 of the BT only X 2 from the origin position 0 + X direction (e.g., toward the base portion BS) deforms the driving element 32 to move. This state is the initial state of the driving operation. At this time, X 1 and X 2 satisfy the following [Equation 6].

Figure 2012010518
Figure 2012010518

この状態から、図12に示すように、制御部CONTは、駆動素子31を変形させて、接触部材BTの第一端部21側の張力Tが目標張力T1eとなるように第一端部21をΔXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動させる。また、制御部CONTは、駆動素子32を変形させて、第二端部22側の張力T2が目標張力T2eとなるように第二端部22をΔXだけ−X方向(例えば、ベース部BSから遠ざかる方向)に移動させる。この動作により、接触部材BTから回転子SFにトルクが伝達される。このとき、ΔXとΔXとの間には、[数7]の関係が成立する。 From this state, as shown in FIG. 12, the control unit CONT deforms the driving element 31 so that the tension T 1 on the first end 21 side of the contact member BT becomes the target tension T 1e . the part 21 only [Delta] X 1 + X direction (e.g., toward the base portion BS) is moved to. In addition, the control unit CONT deforms the drive element 32 so that the second end 22 is moved by ΔX 2 in the −X direction (for example, the base portion) so that the tension T2 on the second end 22 side becomes the target tension T 2e. Move in a direction away from the BS). By this operation, torque is transmitted from the contact member BT to the rotor SF. At this time, the relationship of [Equation 7] is established between ΔX 1 and ΔX 2 .

Figure 2012010518
Figure 2012010518

接触部材BTから回転子SFにトルクが伝達されると、回転子SFが回転し、接触部材BTの弾性変形が初期状態と同一の状態になる。図13に示すように、このため接触部材BTの第一端部21側の張力T1と第二端部22側の張力T2とが保持力Tとなってつり合う。このとき有効張力については、Tgoalからゼロへと近似的に線形に変化するため、接触部材BTに付加されている実効的な有効張力は、Tgoal/2となる。また、接触部材BTによって回転子SFに伝達するトルクはゼロになる。 When torque is transmitted from the contact member BT to the rotor SF, the rotor SF rotates and the elastic deformation of the contact member BT becomes the same state as the initial state. As shown in FIG. 13, the order and the first end portion 21 side of the tension T1 of the contact member BT and the second end portion 22 side of the tension T2 becomes the holding force T C balances. At this time, since the effective tension changes approximately linearly from T goal to zero, the effective effective tension applied to the contact member BT is T goal / 2. Further, the torque transmitted to the rotor SF by the contact member BT becomes zero.

<復帰動作>
次に、図15に示すように、制御部CONTは、第一端部21が原点位置0まで移動すると共に第二端部22が原点位置0よりも−X側(例えば、ベース部BSから遠ざかる方向)へ移動するように、駆動素子31と駆動素子32とを同時に変形させる。駆動素子31と駆動素子32とを例えば同時に等しい変形量で変形させることにより、接触部材BTが2ΔXだけ緩むこととなる。この結果、接触部材BTと回転子SFとの間に隙間が生じる。回転子SFは、接触部材BTによって摩擦力を受けることなく、慣性回転している状態となる。
<Return operation>
Next, as shown in FIG. 15, the control unit CONT moves the first end portion 21 to the origin position 0 and the second end portion 22 from the origin position 0 to the −X side (for example, away from the base portion BS). The driving element 31 and the driving element 32 are simultaneously deformed so as to move in the direction). By deforming the the drive element 31 and drive element 32 for example simultaneously with equal amount of deformation, the contact member BT becomes loosen only 2ΔX 1. As a result, a gap is generated between the contact member BT and the rotor SF. The rotor SF is in an inertial rotation state without receiving a frictional force by the contact member BT.

接触部材BTと回転子SFとの間に隙間が生じている間に、図15に示すように、制御部CONTは、第一端部21を移動させること無く第二端部22のみが原点位置0に戻るように駆動素子32を変形させる。この動作により、第一端部21及び第二端部22が共に原点位置0に戻ることになる。この状態においても、回転子SFは接触部材BTによって摩擦力を受けることなく、慣性回転している状態となる。このように、復帰動作では、回転子SFに摩擦力による抵抗を与えることなく、当該回転子SFを回転させた状態で第一端部21及び第二端部22を原点位置0まで移動させる。   While the gap is generated between the contact member BT and the rotor SF, as shown in FIG. 15, the controller CONT does not move the first end 21, and only the second end 22 is the origin position. The drive element 32 is deformed so as to return to zero. By this operation, both the first end portion 21 and the second end portion 22 return to the origin position 0. Even in this state, the rotor SF is in an inertial rotation state without receiving a frictional force by the contact member BT. Thus, in the return operation, the first end 21 and the second end 22 are moved to the origin position 0 in a state where the rotor SF is rotated without giving resistance to the rotor SF due to frictional force.

<駆動動作(慣性回転状態)>
制御部CONTは、回転子SFに設けられた検出器により、回転子SFの外周速度vを検出する。制御部CONTは、検出結果に基づき、第一端部21及び第二端部22の移動距離を決定する。回転子SFが静止している状態の上記駆動動作では、第一端部21の初期位置をX、第二端部22の初期位置をX(=X)とした。回転子SFが慣性回転している状態で、上記同様の目標有効張力を接触部材BTに付加するには、回転子SFの静止状態と同一の環境が必要である。すなわち、回転子SFの外周と接触部材BTとの相対速度をゼロにする必要がある。このため、第一端部21の初期位置及び第二端部22の初期位置を決定するに当たり、回転子SFの外周の所定時間当たりの移動距離を考慮する必要がある。一例として、第一端部21の初期位置をX+vΔt、第二端部22の初期位置をX−vΔtとして設定する。ここで、Δtとしては、例えば制御部CONTのサンプリングタイムなどが挙げられる。
<Drive operation (inertia rotation state)>
The controller CONT detects the outer peripheral speed v of the rotor SF by a detector provided in the rotor SF. The control unit CONT determines the moving distance between the first end 21 and the second end 22 based on the detection result. In the driving operation in the state where the rotor SF is stationary, the initial position of the first end 21 is X 1 and the initial position of the second end 22 is X 2 (= X 1 ). In order to apply the target effective tension similar to the above to the contact member BT in a state where the rotor SF is inertially rotated, the same environment as the stationary state of the rotor SF is required. That is, it is necessary to make the relative speed between the outer periphery of the rotor SF and the contact member BT zero. For this reason, in determining the initial position of the first end 21 and the initial position of the second end 22, it is necessary to consider the moving distance per predetermined time of the outer periphery of the rotor SF. As an example, the initial position of the first end 21 is set as X 1 + vΔt, and the initial position of the second end 22 is set as X 2 −vΔt. Here, examples of Δt include a sampling time of the control unit CONT.

この状態から、図16に示すように、制御部CONTは、駆動素子31を変形させて、接触部材BTの第一端部21側の張力T1が目標張力T1eとなるように第一端部21をΔXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動させる。また、制御部CONTは、駆動素子32を変形させて、第二端部22側の張力T2が目標張力T2eとなるように第二端部22をΔXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動させる。この動作により、接触部材BTから回転子SFにトルクが伝達される。このときの第一端部21は原点位置0に対してX1+vΔt+ΔXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)へ移動した状態となる。また、このときの第二端部22は原点位置に対してX−vΔt−ΔXだけ−X方向(例えば、ベース部BSから遠ざかる方向)へ移動した状態となる。 From this state, as shown in FIG. 16, the control unit CONT deforms the drive element 31 so that the tension T1 on the first end 21 side of the contact member BT becomes the target tension T1e. 21 only [Delta] X 1 + X direction (e.g., toward the base portion BS) is moved to. The control part CONT to deform the drive element 32, as the tension T2 of the second end portion 22 side becomes the target tension T2e the second end 22 by [Delta] X 2 + X direction (e.g., the base unit BS Move in the direction of approach). By this operation, torque is transmitted from the contact member BT to the rotor SF. The first end portion 21 at this time is relative to the origin position 0 X1 + vΔt + ΔX 1 only the + X direction (e.g., toward the base portion BS) in a state of being moved to. At this time, the second end portion 22 is moved in the −X direction (for example, the direction away from the base portion BS) by X 2 −vΔt−ΔX 1 with respect to the origin position.

<復帰動作>
この後、制御部CONTは、第一端部21が原点位置0まで移動すると共に第二端部22が原点位置0よりも+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)へ移動するように駆動素子31と駆動素子32とを同時に変形させ、接触部材BTと回転子SFとの間に隙間が生じている間に、第一端部21を移動させること無く第二端部22のみが原点位置0に戻るように駆動素子32を変形させる。この動作により、第一端部21及び第二端部22が共に原点位置0に戻ることになる。復帰動作は、回転子SFの回転速度によらず同一の動作として行うことができる。
<Return operation>
Thereafter, the controller CONT is driven so that the first end 21 moves to the origin position 0 and the second end 22 moves in the + X direction (for example, the direction approaching the base BS) from the origin position 0. While the element 31 and the driving element 32 are simultaneously deformed and a gap is generated between the contact member BT and the rotor SF, only the second end 22 is moved to the original position without moving the first end 21. The drive element 32 is deformed so as to return to zero. By this operation, both the first end portion 21 and the second end portion 22 return to the origin position 0. The return operation can be performed as the same operation regardless of the rotation speed of the rotor SF.

以下、駆動動作と復帰動作とを繰り返すことにより、回転子SFをさせることができる。回転子SFが慣性回転状態になっている場合において、上記X1+vΔt+ΔXの値が駆動素子31の最大変形量を超えない限り、駆動動作及び復帰動作を繰り返すことで、回転子SFにトルクを伝達させ続けることができる。 Thereafter, the rotor SF can be made by repeating the driving operation and the returning operation. In the case where the rotor SF is in the inertial rotation state, as long as the value of the X1 + vΔt + ΔX 1 does not exceed the maximum deformation amount of the driving element 31, by repeating the driving operation and the return operation, to transmit torque to the rotor SF You can continue.

次に、本実施形態におけるモータ装置MTRの回転調整動作を説明する。
例えば駆動動作によって回転子SFが回転している状態で、制御部CONTは、図17に示すように、接触部材BTの第一端部21が原点位置0からXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動するように駆動素子31を変形させる。また、制御部CONTは、接触部材BTの第二端部22が原点位置0からX2だけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動するように駆動素子32を変形させる。このとき、接触部材BTのベルト部23が回転子SFに接触されることになるため、回転子SFとベルト部23との間に摩擦力が生じる。当該摩擦力により、回転子SFの回転が規制されることになる。
Next, the rotation adjustment operation of the motor device MTR in the present embodiment will be described.
For example, in a state where the rotor SF is rotated by the driving operation, the control unit CONT has the first end portion 21 of the contact member BT in the + X direction (for example, base 1) from the origin position 0 by X1 as shown in FIG. The drive element 31 is deformed so as to move in a direction approaching the part BS. Further, the control unit CONT deforms the drive element 32 so that the second end portion 22 of the contact member BT moves in the + X direction (for example, a direction approaching the base portion BS) from the origin position 0 by X2. At this time, since the belt portion 23 of the contact member BT comes into contact with the rotor SF, a frictional force is generated between the rotor SF and the belt portion 23. The rotation of the rotor SF is restricted by the frictional force.

この状態から、例えば図18に示すように、制御部CONTは、駆動素子31を変形させて、接触部材BTの第一端部21側の張力T1が目標張力T1eとなるように第一端部21をΔXだけ−X方向(例えば、ベース部BSから遠ざかる方向)に移動させる。また、制御部CONTは、駆動素子32を変形させて、第二端部22側の張力T2が目標張力T2eとなるように第二端部22をΔXだけ+X方向(例えば、ベース部BSに近づく方向)に移動させる。この動作により、接触部材BTから回転子SFにトルクが伝達される。回転子SFの回転方向とは逆方向にトルクが伝達されるため、回転子SFの回転が規制されることになる。また、制御部CONTは、復帰動作については、上記の復帰動作と同様の動作を行わせるようにする。 From this state, for example, as shown in FIG. 18, the control unit CONT deforms the drive element 31 so that the tension T1 on the first end 21 side of the contact member BT becomes the target tension T1e . the part 21 only [Delta] X 1 -X direction (e.g., direction away from the base unit BS) is moved to. Further, the control unit CONT deforms the driving element 32 so that the second end 22 is moved by ΔX 2 in the + X direction (for example, the base unit BS) so that the tension T2 on the second end 22 side becomes the target tension T 2e. In the direction of approaching). By this operation, torque is transmitted from the contact member BT to the rotor SF. Since torque is transmitted in a direction opposite to the rotation direction of the rotor SF, the rotation of the rotor SF is restricted. Further, the control unit CONT causes the return operation to be the same as the above-described return operation.

次に、本実施形態の回転子SFの駆動動作におけるトルク制御について説明する。
本実施形態における実効トルクNeは、駆動動作と復帰動作とを1サイクル行うのに要する時間tall、有効張力の伝達開始から回転子SFが慣性状態になるまでの時間t、目標有効張力Tgoal、回転子SFの半径Rに依存する。一例として、下記[数8]によって示される。
Next, torque control in the driving operation of the rotor SF of this embodiment will be described.
The effective torque Ne in the present embodiment includes a time t all required for one cycle of the driving operation and the return operation, a time t e from the start of transmission of the effective tension until the rotor SF enters an inertia state, and a target effective tension T. goal and depends on the radius R of the rotor SF. As an example, it is shown by the following [Equation 8].

Figure 2012010518
Figure 2012010518

[数8]に示すように、実効トルクNeを制御するパラメータとしては、tall、te、Tgoalの3つが挙げられる。駆動動作と復帰動作の1サイクルの時間tallについては回転子SFの駆動制御を行う上で一定に設定される場合があるため、t、Tgoalの2つの値を変化させることで実効トルクNeの制御を行っても良い。 As shown in [Equation 8], there are three parameters for controlling the effective torque Ne, t all , te, and T goal . The time “tall” for one cycle of the driving operation and the return operation may be set constant in performing the driving control of the rotor SF. Therefore, the effective torque Ne can be changed by changing two values of t e and T goal. You may control.

このように、本実施形態によれば、接触部材BTの弾性変形を利用し、回転子SFの外周と接触部材BTとの相対速度をゼロにして接触部材BTの有効張力を回転子SFに伝達する駆動動作と、第一端部21及び第二端部22を同時に内側へ移動させる復帰動作とを繰り返し行うことにより、回転子SFを加速あるいは減速させながらダイナミックに回転させることができる。また、小型の駆動部ACであっても高効率で回転子SFを回転させることが可能となる。   Thus, according to this embodiment, the effective deformation of the contact member BT is transmitted to the rotor SF by making the relative speed between the outer periphery of the rotor SF and the contact member BT zero using the elastic deformation of the contact member BT. The rotor SF can be dynamically rotated while accelerating or decelerating by repeatedly performing the driving operation to perform and the returning operation to simultaneously move the first end portion 21 and the second end portion 22 inward. Further, even with a small drive unit AC, the rotor SF can be rotated with high efficiency.

また、本実施形態によれば、小型の駆動部ACであっても高いブレーキトルクを生じさせることができる(ブレーキ手段)。また、接触部材BTの弾性変形を利用しつつ駆動動作と復帰動作とを繰り返し行うことにより、回転子SFに対してブレーキトルクをダイナミックに作用させることができる(ブレーキ手段)。   Further, according to the present embodiment, a high brake torque can be generated even with a small drive unit AC (brake means). Further, by repeatedly performing the drive operation and the return operation while utilizing the elastic deformation of the contact member BT, the brake torque can be dynamically applied to the rotor SF (brake means).

また、本実施形態によれば、上述したように固定部132と駆動素子31、32との間に構造的にガタを持つ位置調整部140が配置されないため、駆動素子31、32がガタのない状態(又はガタの低減された状態)でベース部BSに安定して取り付けられる。よって、回転子SFに対して駆動素子31、32の伸縮力を良好に伝達することができ、回転子SFを効率的に回転させることができる。   In addition, according to the present embodiment, as described above, the position adjustment unit 140 having a structural backlash is not disposed between the fixed portion 132 and the drive elements 31 and 32, and thus the drive elements 31 and 32 have no backlash. It is stably attached to the base part BS in a state (or a state in which the backlash is reduced). Therefore, the expansion / contraction force of the drive elements 31 and 32 can be satisfactorily transmitted to the rotor SF, and the rotor SF can be efficiently rotated.

(第三実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
図19は、本実施形態に係るモータ装置MTRの構成を示す図である。本実施形態に係るモータ装置MTRは、駆動部固定ユニット100の保持部材130の構成が上記実施形態とは異なっている。本実施形態では、保持部材130が変位拡大機構50を含む構成になっている。他の構成については、例えば第一実施形態に示すモータ装置MTRと同一の構成となっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of the motor device MTR according to the present embodiment. In the motor device MTR according to the present embodiment, the configuration of the holding member 130 of the drive unit fixing unit 100 is different from that of the above embodiment. In the present embodiment, the holding member 130 includes the displacement magnifying mechanism 50. About another structure, it is the same structure as the motor apparatus MTR shown in 1st embodiment, for example.

図20は、変位拡大機構50の構成を示す図である。なお、図20では接触部材BTの第二端部22側に設けられた変位拡大機構50について示しているが、接触部材BTの第一端部21側にも同一の構成の変位拡大機構50が設けられている。   FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of the displacement magnifying mechanism 50. 20 shows the displacement magnifying mechanism 50 provided on the second end 22 side of the contact member BT. However, the displacement magnifying mechanism 50 having the same configuration is also provided on the first end 21 side of the contact member BT. Is provided.

図20に示すように、変位拡大機構50は取付部52及び変位伝達部53を有している。取付部52は、ベース部BSの−X側の表面に取り付けられている。また、変位伝達部53には保持部材130に保持された駆動素子32が接続されている。保持部材130は変位伝達部53に接続されており、保持部材130の固定部132はベース部BSに固定されている。また、例えば、少なくとも保持部材130と与圧バネ部134と変位伝達部53とは、一体化された構造である。   As shown in FIG. 20, the displacement magnifying mechanism 50 has an attachment portion 52 and a displacement transmission portion 53. The attachment portion 52 is attached to the surface on the −X side of the base portion BS. In addition, the drive element 32 held by the holding member 130 is connected to the displacement transmitting portion 53. The holding member 130 is connected to the displacement transmitting portion 53, and the fixing portion 132 of the holding member 130 is fixed to the base portion BS. Further, for example, at least the holding member 130, the pressurizing spring part 134, and the displacement transmitting part 53 have an integrated structure.

変位伝達部53は、ベース部BSとの間で駆動素子32を挟むようにそれぞれ配置されている。変位伝達部53は、第1揺動部141を介して保持部材130のそれぞれの−X側の端部に接続されている。変位伝達部53は、例えばY方向の一の端部53bが取付部52に連結されている。変位伝達部53のY方向の他の端部53aには、例えば接触部材BTの第一端部21、第二端部22が接続されている。   The displacement transmission parts 53 are respectively arranged so as to sandwich the drive element 32 between the base part BS. The displacement transmission unit 53 is connected to the −X side end of each holding member 130 via the first swinging unit 141. In the displacement transmitting portion 53, for example, one end portion 53b in the Y direction is connected to the mounting portion 52. For example, the first end portion 21 and the second end portion 22 of the contact member BT are connected to the other end portion 53a of the displacement transmitting portion 53 in the Y direction.

取付部52と変位伝達部53との接続部分54は、第1揺動部141および第2揺動部142と同様、他の部分よりも例えばY方向の厚さが薄くなるように形成されている。例えば駆動素子32が伸縮して−X方向の先端部56がX方向に変位すると、変位伝達部53は、接続部分54を支点としてθZ方向に回転するようになっている。   The connection portion 54 between the mounting portion 52 and the displacement transmission portion 53 is formed so that the thickness in the Y direction is thinner than other portions, for example, like the first swing portion 141 and the second swing portion 142. Yes. For example, when the drive element 32 expands and contracts and the distal end portion 56 in the −X direction is displaced in the X direction, the displacement transmitting portion 53 rotates in the θZ direction with the connection portion 54 as a fulcrum.

このため、図20に示すように、接続部分54と先端部56との距離をS1とし、接続部分54と端部53aとの距離をS2とし、先端部56のX方向の変位をL1とすると、端部53aのX方向の変位L2は、
L2=L1・(S2/S1)
となる。
Therefore, as shown in FIG. 20, when the distance between the connecting portion 54 and the tip portion 56 is S1, the distance between the connecting portion 54 and the end portion 53a is S2, and the displacement of the tip portion 56 in the X direction is L1. The displacement L2 in the X direction of the end portion 53a is
L2 = L1 · (S2 / S1)
It becomes.

本実施形態では、S2>S1であるため、端部53aにおける変位L2は、先端部56の変位L1に対して拡大されていることになる。先端部56の変位が拡大されて端部53aに伝達される結果、当該端部53aに接続される第一端部21、第二端部22の移動量が拡大されることになる。本実施形態における変位拡大機構50は、駆動素子32の駆動量(伸縮量)に基づく接触部材BTの移動量を拡大して接触部材BTに伝達する。   In the present embodiment, since S2> S1, the displacement L2 at the end portion 53a is larger than the displacement L1 of the distal end portion 56. As a result of the displacement of the distal end portion 56 being enlarged and transmitted to the end portion 53a, the amount of movement of the first end portion 21 and the second end portion 22 connected to the end portion 53a is enlarged. The displacement enlarging mechanism 50 in the present embodiment enlarges the amount of movement of the contact member BT based on the drive amount (expansion / contraction amount) of the drive element 32 and transmits it to the contact member BT.

先端部56の変位は、駆動素子32のX方向の寸法に対して例えば0.1%程度となる場合があり、この値は例えば数ミクロンとなる場合がある。本実施形態によれば、てこの原理によって駆動素子32の変位を拡大することで、回転子SFを精度良く回転させることができる。また、駆動素子31についても、同様の変位拡大機構50を介して接触部材BTの第一端部21側に接続されており、てこの原理によって変位を拡大することで回転子SFを精度良く回転させることができる。   The displacement of the tip 56 may be, for example, about 0.1% with respect to the dimension of the drive element 32 in the X direction, and this value may be, for example, several microns. According to the present embodiment, the rotor SF can be rotated with high accuracy by enlarging the displacement of the drive element 32 based on the lever principle. The drive element 31 is also connected to the first end 21 side of the contact member BT via a similar displacement enlarging mechanism 50, and the rotor SF can be accurately rotated by enlarging the displacement according to the principle of leverage. Can be made.

本実施形態によれば、上述したように駆動素子31、32がガタのない状態(又はガタの低減された状態)でベース部BSに安定して取り付けられているので、回転子SFに対して駆動素子31、32の伸縮力を良好に伝達することができ、回転子SFを効率的に回転させることができる。   According to the present embodiment, as described above, since the drive elements 31 and 32 are stably attached to the base portion BS in a state where there is no backlash (or a state where backlash is reduced), The expansion / contraction force of the drive elements 31, 32 can be transmitted well, and the rotor SF can be efficiently rotated.

(第四実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
図21は、上記実施形態のいずれかに記載のモータ装置MTRを備えるロボット装置RBTの一部(例、指部分の関節)の構成を示す図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a part (for example, a joint of a finger portion) of a robot apparatus RBT including the motor apparatus MTR according to any of the above embodiments.

同図に示すように、ロボット装置RBTは、末節部101、中節部102及び関節部103を有しており、末節部101と中節部102とが関節部103を介して接続された構成になっている。関節部103には軸支持部103a及び軸部103bが設けられている。軸支持部103aは中節部102に固定されている。軸部103bは、軸支持部103aによって固定された状態で支持されている。   As shown in the figure, the robot apparatus RBT includes a distal node portion 101, a middle node portion 102, and a joint portion 103, and the distal node portion 101 and the middle node portion 102 are connected via the joint portion 103. It has become. The joint portion 103 is provided with a shaft support portion 103a and a shaft portion 103b. The shaft support portion 103 a is fixed to the middle joint portion 102. The shaft portion 103b is supported in a state of being fixed by the shaft support portion 103a.

末節部101は、接続部101a及び歯車101bを有している。接続部101aには、関節部103の軸部103bが貫通した状態になっており、当該軸部103bを回転軸として末節部101が回転可能になっている。この歯車101bは、接続部101aに固定されたベベルギアである。接続部101aは、歯車101bと一体的に回転するようになっている。   The end node portion 101 includes a connecting portion 101a and a gear 101b. The shaft portion 103b of the joint portion 103 is penetrated through the connecting portion 101a, and the end node portion 101 is rotatable with the shaft portion 103b as a rotation axis. The gear 101b is a bevel gear fixed to the connecting portion 101a. The connecting portion 101a rotates integrally with the gear 101b.

中節部102は、筐体102a及び駆動装置ACTを有している。駆動装置ACTは、上記実施形態に記載のモータ装置MTRを用いることができる。駆動装置ACTは、筐体102a内に設けられている。駆動装置ACTには、回転軸部材104aが取り付けられている。回転軸部材104aの先端には、歯車104bが設けられている。この歯車104bは、回転軸部材104aに固定されたベベルギアである。歯車104bは、上記の歯車101bとの間で噛み合った状態になっている。   The middle joint portion 102 includes a housing 102a and a driving device ACT. As the drive device ACT, the motor device MTR described in the above embodiment can be used. The driving device ACT is provided in the housing 102a. A rotating shaft member 104a is attached to the driving device ACT. A gear 104b is provided at the tip of the rotating shaft member 104a. The gear 104b is a bevel gear fixed to the rotating shaft member 104a. The gear 104b is in mesh with the gear 101b.

上記のように構成されたロボット装置RBTは、駆動装置ACTの駆動によって回転軸部材104aが回転し、当該回転軸部材104aと一体的に歯車104bが回転する。
歯車104bの回転は、当該歯車104bと噛み合った歯車101bに伝達され、歯車101bが回転する。当該歯車101bが回転することで接続部101aも回転し、これにより末節部101が軸部103bを中心に回転する。
In the robot apparatus RBT configured as described above, the rotation shaft member 104a is rotated by the drive of the drive device ACT, and the gear 104b is rotated integrally with the rotation shaft member 104a.
The rotation of the gear 104b is transmitted to the gear 101b meshed with the gear 104b, and the gear 101b rotates. As the gear 101b rotates, the connecting portion 101a also rotates, whereby the end node portion 101 rotates about the shaft portion 103b.

このように、本実施形態によれば、低速高トルクの回転を出力することができる駆動装置ACTを搭載することにより、例えば減速器を用いることなく直接末節部101を回転させることができる。さらに本実施形態では、駆動装置ACTが非共振に駆動される構成になっているため、樹脂など軽量な材料で大部分を構成することが可能になる。また、駆動装置ACTとして用いるモータ装置MTRが、駆動素子31、32がガタのない状態(又はガタの低減された状態)でベース部BSに安定して取り付けられた構成を有するので、回転軸部材104aに対して駆動素子31、32の伸縮力を良好に伝達することができ、回転軸部材104aを効率的に回転させることができる。   Thus, according to the present embodiment, by mounting the drive device ACT capable of outputting low-speed and high-torque rotation, for example, the end node portion 101 can be directly rotated without using a speed reducer. Furthermore, in this embodiment, since the drive device ACT is configured to be driven non-resonantly, most of the configuration can be configured with a lightweight material such as resin. Further, since the motor device MTR used as the drive device ACT has a configuration in which the drive elements 31 and 32 are stably attached to the base portion BS in a state where there is no backlash (or a state where the backlash is reduced), the rotating shaft member The expansion / contraction force of the drive elements 31 and 32 can be satisfactorily transmitted to 104a, and the rotating shaft member 104a can be efficiently rotated.

また、上記実施形態では、ベース部BSに形成した開口部130A内に駆動部固定ユニット100の固定部132を固定する構成を例にあげて説明したが、これに限られることは無く、他の形状であっても構わない。例えば、ベース部BSの表面から突出した状態に形成されている台座部分に固定部132を固定する構成や、保持部材130に保持された駆動素子31,32がベース部BSに対して傾斜した状態となるように固定部132をベース部BSに固定する構成であっても構わない。   In the above embodiment, the configuration in which the fixing portion 132 of the driving unit fixing unit 100 is fixed in the opening portion 130A formed in the base portion BS has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. It may be a shape. For example, a configuration in which the fixing portion 132 is fixed to a pedestal portion formed so as to protrude from the surface of the base portion BS, or the drive elements 31 and 32 held by the holding member 130 are inclined with respect to the base portion BS The fixing part 132 may be fixed to the base part BS so that

また、上記実施形態では、ベース部BSが正面視で矩形に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、他の形状であっても構わない。例えば、円形、楕円形としても構わないし、台形、平行四辺形、ひし形、三角形、五角形、六角形など、他の多角形としても構わない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated and demonstrated the structure in which base part BS was formed in the rectangle by the front view, it is not restricted to this, Other shapes may be sufficient. For example, it may be a circle or an ellipse, or may be another polygon such as a trapezoid, a parallelogram, a diamond, a triangle, a pentagon, or a hexagon.

また、ベルト部23の形状として、上記実施形態では、帯状に形成されたベルト部23を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば線状や鎖状など、他の形状であっても構わない。   Further, as the shape of the belt portion 23, in the above-described embodiment, the belt portion 23 formed in a belt shape has been described as an example. However, the shape is not limited to this, and other shapes such as a linear shape and a chain shape are exemplified. It does not matter.

MTR…モータ装置、BS…ベース部、BT…接触部材、AC…駆動部、CONT…制御部、SF…回転子、C…中心軸、F…基準位置、RBT…ロボット装置、ACT…駆動装置、21…第一端部、22…第二端部、23…ベルト部、31…駆動素子、32…駆動素子、50…変位拡大機構、100…駆動部固定ユニット、130…保持部材、132…固定部、134…与圧バネ部、137…位置調整螺子、138…楔部材、140…調整部、141…第1揺動部、142…第2揺動部 MTR ... motor device, BS ... base portion, BT ... contact member, AC ... drive portion, CONT ... control portion, SF ... rotor, C ... center axis, F ... reference position, RBT ... robot device, ACT ... drive device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... 1st end part, 22 ... 2nd end part, 23 ... Belt part, 31 ... Drive element, 32 ... Drive element, 50 ... Displacement expansion mechanism, 100 ... Drive part fixing unit, 130 ... Holding member, 132 ... Fixed 134: Pressurizing spring part, 137 ... Position adjusting screw, 138 ... Wedge member, 140 ... Adjusting part, 141 ... First swing part, 142 ... Second swing part

Claims (11)

駆動部を保持するとともに外部機構に接続される保持部材と、
前記保持部材を固定するベース部と、
前記外部機構に対する前記駆動部の位置を調整可能な調整部と、を備え、
前記保持部材は、前記ベース部に固定される固定部を有し、
前記調整部は、前記固定部に当接することで前記駆動部の位置を調整可能に構成される駆動部の固定ユニット。
A holding member that holds the drive unit and is connected to an external mechanism;
A base portion for fixing the holding member;
An adjustment unit capable of adjusting the position of the drive unit with respect to the external mechanism,
The holding member has a fixing portion fixed to the base portion,
The adjustment unit is a fixed unit of the drive unit configured to be able to adjust the position of the drive unit by contacting the fixed unit.
前記保持部材は、前記外部機構と接続され該保持部材を揺動可能にさせる第1揺動部を有する請求項1に記載の駆動部の固定ユニット。   The drive unit fixing unit according to claim 1, wherein the holding member includes a first swinging portion that is connected to the external mechanism and allows the holding member to swing. 前記保持部材は、前記固定部と接続され該保持部材を揺動可能にさせる第2揺動部を有する請求項1又は2に記載の駆動部の固定ユニット。   The driving unit fixing unit according to claim 1, wherein the holding member includes a second swinging portion that is connected to the fixing portion and allows the holding member to swing. 前記調整部は前記保持部材に対して着脱可能な位置調整部材を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の駆動部の固定ユニット。   The fixed unit of the drive unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjustment unit includes a position adjustment member that can be attached to and detached from the holding member. 前記保持部材は、前記駆動部の伸縮時に当該駆動部に与圧を与える与圧部を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の駆動部の固定ユニット。   The driving unit fixing unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the holding member includes a pressurizing unit that applies a pressure to the driving unit when the driving unit expands and contracts. 前記保持部材は、前記駆動部の移動量を拡大して前記外部機構に伝達する拡大機構を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の駆動部の固定ユニット。   The drive unit fixing unit according to claim 1, wherein the holding member includes an enlargement mechanism that enlarges an amount of movement of the drive unit and transmits the enlarged amount to the external mechanism. 前記駆動部は、電気機械変換素子を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の駆動部の固定ユニット。   The drive unit fixing unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the drive unit includes an electromechanical conversion element. 前記電気機械変換素子と前記保持部材との間隙間に配置された楔部材を備える請求項7に記載の駆動部の固定ユニット。   The fixed unit of the drive unit according to claim 7, further comprising a wedge member disposed in a gap between the electromechanical conversion element and the holding member. 保持部材に保持されており、該保持部材を介して外部機構に駆動力を伝達する駆動部を前記外部機構に対して位置合わせした状態でベース部に固定する駆動部の固定方法であって、
前記保持部材を前記ベース部に対して仮固定する仮固定工程と、
位置調整ねじを用いて前記保持部材に保持される前記駆動部の前記外部機構に対する位置を調整する位置調整工程と、
前記位置調整工程の後、前記保持部材を前記ベース部に本固定する本固定工程と、を備える駆動部の固定方法。
A driving unit fixing method in which a driving unit that is held by a holding member and that transmits a driving force to an external mechanism through the holding member is fixed to the base unit in a state of being aligned with the external mechanism,
A temporary fixing step of temporarily fixing the holding member to the base portion;
A position adjustment step of adjusting the position of the drive unit held by the holding member with respect to the external mechanism using a position adjustment screw;
A fixing method of the driving unit comprising: a main fixing step of fixing the holding member to the base portion after the position adjusting step.
回転子と、
前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を一定距離移動させると共に前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部を所定の位置に復帰させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の固定ユニットに配置されるモータ装置。
A rotor,
A transmission portion hung on at least a part of the outer periphery of the rotor;
A drive unit that moves the transmission unit a fixed distance with the rotational force transmission state between the rotor and the transmission unit, and returns the transmission unit to a predetermined position in a state in which the rotational force transmission state is canceled; Prepared,
The said drive part is a motor apparatus arrange | positioned at the fixed unit as described in any one of Claims 1-8.
回転軸部材と、
前記回転軸部材を回転させるモータ装置と、を備え、
前記モータ装置として、請求項10に記載のモータ装置が用いられているロボット装置。
A rotating shaft member;
A motor device for rotating the rotating shaft member,
A robot apparatus in which the motor apparatus according to claim 10 is used as the motor apparatus.
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