JP6882667B2 - 駆動ギヤのロック制御装置及びアクチュエータのロック制御装置 - Google Patents
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Description
また、別の態様において、本発明に係る駆動ギヤのロック制御装置は、互いに噛合する駆動ギヤ及び空転ギヤと、これら両ギヤの軸と並行な軸に沿って移動可能なロックギヤとを有し、前記ロックギヤが前記両ギヤに同時に噛合したときに駆動ギヤがロック状態となり、前記ロックギヤが前記両ギヤのうち少なくとも何れか一つとの噛合を解除したときに駆動ギヤがロック解除状態となるギヤ列に対し、前記ロックギヤを進退方向に直線駆動する第1の駆動手段と、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを正逆方向に回転駆動する第2の駆動手段と、これら両駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、ロック解除動作時に前記ロックギヤに対して、前記第1の駆動手段を通じ噛合位置から噛合解除位置に向かって駆動を開始し、その駆動開始に伴い、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤに対して、前記第2の駆動手段を通じ正逆何れか一方向への駆動と正逆何れか他方向への駆動を所定周期で極性を反転して行うように構成されており、前記制御手段は、前記ギヤ列がバックラッシュ間で動作するために要する時間が、前記ロックギヤが所定の噛合状態から噛合解除位置に移動するまでに要する時間よりも長くなるような動作条件を満たすように、前記第1、第2の駆動手段を制御しており、前記駆動ギヤが、主モータと、動作指令に対して比例項と積分項の和から電流指令を生成して前記主モータに入力するPI制御系の主フィードバック回路とを含む主駆動機構によって駆動されるものであり、前記制御手段は、前記第2の駆動手段として前記主駆動機構を制御し、その際の積分ゲインを0に設定するとともに、比例ゲインを、ギヤが動けない場合に前記所定周期をかけて電流指令が比例項及び積分項を通じてリミット値に達するときの値よりも大きい値に設定していることを特徴とする。
また、別の態様において、本発明に係る駆動ギヤのロック制御装置は、互いに噛合する駆動ギヤ及び空転ギヤと、これら両ギヤの軸と並行な軸に沿って移動可能なロックギヤとを有し、前記ロックギヤが前記両ギヤに同時に噛合したときに駆動ギヤがロック状態となり、前記ロックギヤが前記両ギヤのうち少なくとも何れか一つとの噛合を解除したときに駆動ギヤがロック解除状態となるギヤ列に対し、前記ロックギヤを進退方向に直線駆動する第1の駆動手段と、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを正逆方向に回転駆動する第2の駆動手段と、これら両駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、ロック解除動作時に前記ロックギヤに対して、前記第1の駆動手段を通じ噛合位置から噛合解除位置に向かって駆動を開始し、その駆動開始に伴い、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤに対して、前記第2の駆動手段を通じ正逆何れか一方向への駆動と正逆何れか他方向への駆動を所定周期で極性を反転させることで、バックラッシュ分の隙間が存在する方向に前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを動作させ、前記ロックギヤが前記駆動ギヤ及び前記空転ギヤと接触しない状態で前記ロックギヤを引き抜くように構成されていることを特徴とする。
(1)ロックを解除する際に、モータ38にて駆動ギヤ33を動作させる目的は、ギヤ間負荷が発生している状態(図8(a)参照)から、ギヤ間負荷が解除された状態(図8(b)参照)へ変化させるためである。
(2)ギヤ間負荷が解除された状態(図8(b)参照)で、ロックギヤ35を軸方向に移動させて3つのギヤ33,34,35の噛みあわせを解除すればロックが解除される。
(3)ロックギヤ35を軸方向に移動させる手法として、ソレノイド37(図2参照)による引き抜きを用いているが、移動にはある一定の所要時間がある。ロックギヤ35の移動所要時間は、ロックギヤ35の質量、リターンスプリング36の力、引き抜き力、ソレノイド37を構成するコイルの抵抗、同コイルのインダクタンスによって決まるものであり、無くすことはできない。
(4)ギヤ間負荷が解除された状態(図8(b)参照)を維持する時間が、ロックギヤ35の移動所要時間より長ければ、ロック解除可能である。
(5)ギヤの接触状態は、図8(a)の状態又は図8(c)の状態(異なる接触面に接触した状態)の何れかである。そのため、ロックギヤ35」の動作は駆動ギヤ33の正逆両方に実施する必要があり、ロック解除の所要時間TL[s]は、モータ動作速度1/Vm[s/mm]、ギヤの動作量L[mm]を用いて、次式で示される。
(6)ギヤ間負荷が解除された状態を維持する時間Tk[s]は、モータ動作速度1/Vms/mm]、ギヤ列GLのバックラッシュB[mm]を用いて、次式で示される。
(7)ロックギヤ35を移動することが可能な条件は、ギヤ間負荷が解除された状態を維持する時間Tk[s]と、ロックギヤ35の移動所要時間Ts[s]を用いて、次式で示される。
(3)式を代入すると、
30…主駆動機構
33…駆動ギヤ
34…空転ギヤ
35…ロックギヤ
38…主モータ
3A…第1駆動手段(直線駆動)
3B…第2駆動手段(回転駆動)
5…ロック制御装置(コントローラ)
51…フィードバック回路
51(a)…電流フィードバックループ
51(b) …速度フィードバックループ
51(c) …位置フィードバックループ
130…補助駆動機構
Claims (5)
- 互いに噛合する駆動ギヤ及び空転ギヤと、これら両ギヤの軸と並行な軸に沿って移動可能なロックギヤとを有し、前記ロックギヤが前記両ギヤに同時に噛合したときに駆動ギヤがロック状態となり、前記ロックギヤが前記両ギヤのうち少なくとも何れか一つとの噛合を解除したときに駆動ギヤがロック解除状態となるギヤ列に対し、
前記ロックギヤを進退方向に直線駆動する第1の駆動手段と、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを正逆方向に回転駆動する第2の駆動手段と、これら両駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、ロック解除動作時に前記ロックギヤに対して、前記第1の駆動手段を通じ噛合位置から噛合解除位置に向かって駆動を開始し、その駆動開始に伴い、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤに対して、前記第2の駆動手段を通じ正逆何れか一方向への駆動と正逆何れか他方向への駆動を所定周期で極性を反転して行うように構成されており、
前記制御手段は、前記ギヤ列がバックラッシュ間で動作するために要する時間が、前記ロックギヤが所定の噛合状態から噛合解除位置に移動するまでに要する時間よりも長くなるような動作条件を満たすように、前記第1、第2の駆動手段を制御しており、
前記駆動ギヤが、主モータと、動作指令に対して比例項と積分項の和から電流指令を生成して前記主モータに入力するPI制御系の主フィードバック回路とを含む主駆動機構によって駆動されるものであり、
前記制御手段は、前記第2の駆動手段として前記主駆動機構を制御し、その際の積分ゲインを、ギヤが動けない場合に前記所定周期をかけて電流指令が比例項及び積分項を通じてリミット値に達するときの値よりも大きい値に設定している、
ことを特徴とする駆動ギヤのロック制御装置。 - 互いに噛合する駆動ギヤ及び空転ギヤと、これら両ギヤの軸と並行な軸に沿って移動可能なロックギヤとを有し、前記ロックギヤが前記両ギヤに同時に噛合したときに駆動ギヤがロック状態となり、前記ロックギヤが前記両ギヤのうち少なくとも何れか一つとの噛合を解除したときに駆動ギヤがロック解除状態となるギヤ列に対し、
前記ロックギヤを進退方向に直線駆動する第1の駆動手段と、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを正逆方向に回転駆動する第2の駆動手段と、これら両駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、ロック解除動作時に前記ロックギヤに対して、前記第1の駆動手段を通じ噛合位置から噛合解除位置に向かって駆動を開始し、その駆動開始に伴い、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤに対して、前記第2の駆動手段を通じ正逆何れか一方向への駆動と正逆何れか他方向への駆動を所定周期で極性を反転して行うように構成されており、
前記制御手段は、前記ギヤ列がバックラッシュ間で動作するために要する時間が、前記ロックギヤが所定の噛合状態から噛合解除位置に移動するまでに要する時間よりも長くなるような動作条件を満たすように、前記第1、第2の駆動手段を制御しており、
前記駆動ギヤが、主モータと、動作指令に対して比例項と積分項の和から電流指令を生成して前記主モータに入力するPI制御系の主フィードバック回路とを含む主駆動機構によって駆動されるものであり、
前記制御手段は、前記第2の駆動手段として前記主駆動機構を制御し、その際の積分ゲインを0に設定するとともに、比例ゲインを、ギヤが動けない場合に前記所定周期をかけて電流指令が比例項及び積分項を通じてリミット値に達するときの値よりも大きい値に設定している、
ことを特徴とする駆動ギヤのロック制御装置。 - 互いに噛合する駆動ギヤ及び空転ギヤと、これら両ギヤの軸と並行な軸に沿って移動可能なロックギヤとを有し、前記ロックギヤが前記両ギヤに同時に噛合したときに駆動ギヤがロック状態となり、前記ロックギヤが前記両ギヤのうち少なくとも何れか一つとの噛合を解除したときに駆動ギヤがロック解除状態となるギヤ列に対し、
前記ロックギヤを進退方向に直線駆動する第1の駆動手段と、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを正逆方向に回転駆動する第2の駆動手段と、これら両駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、ロック解除動作時に前記ロックギヤに対して、前記第1の駆動手段を通じ噛合位置から噛合解除位置に向かって駆動を開始し、その駆動開始に伴い、前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤに対して、前記第2の駆動手段を通じ正逆何れか一方向への駆動と正逆何れか他方向への駆動を所定周期で極性を反転させることで、バックラッシュ分の隙間が存在する方向に前記駆動ギヤ又は前記ロックギヤを動作させ、前記ロックギヤが前記駆動ギヤ及び前記空転ギヤと接触しない状態で前記ロックギヤを引き抜くように構成されていることを特徴とする駆動ギヤのロック制御装置。 - 前記制御手段は、前記ギヤ列がバックラッシュ間で動作するために要する時間が、前記ロックギヤが所定の噛合状態から噛合解除位置に移動するまでに要する時間よりも長くなるような動作条件を満たすように、前記第1、第2の駆動手段を制御している請求項3に記載の駆動ギヤのロック制御装置。
- 前記駆動ギヤは主モータによって駆動されて、当該駆動ギヤの回転を出力軸に取り出すアクチュエータを構成するものであり、前記ロック制御装置を、前記駆動ギヤを通じてアクチュエータの出力軸をロックまたはロック解除するために用いている請求項1〜4の何れかに記載のアクチュエータのロック制御装置。
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