(57)【要約】      （修正有）【課題】中空軸の内径に挿通・収容されるパイプ、ホースおよびリード線の引っ掛かりや損傷を防止でき、かつアクチュエータ内部の過熱を軽減・防止することのできる中空アクチュエータを提供すること。【解決手段】中空アクチュエータの中空軸構造１０は中空アクチュエータ８が備える構造であり、センサ内蔵部４における内部側表面４１と、中空軸２の内径表面２１とが段差の無い面一に形成されており、中空軸２の端部２３とセンサ内蔵部４の中空軸側端部４３との間には空隙Ｖが設けられている構成である。中空アクチュエータ８には減速機付きのものを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空アクチュエータの中空軸構造であって、センサ内蔵部における内部側表面と、中空軸内径表面とが段差の無い面一に形成されており、該中空軸端部と該センサ内蔵部の中空軸側端部との間には空隙が設けられていることを特徴とする、中空アクチュエータの中空軸構造。
【請求項２】
請求項１に記載の中空軸構造を備えた、中空アクチュエータ。
【請求項３】
発熱抑制型かつ中空軸内挿通物の損傷防止可能であることを特徴とする、請求項２に記載の中空アクチュエータ。
【請求項４】
前記センサ内蔵部には、磁気式センサとレゾルバがアクチュエータの軸に直交する方向に配置されたセンサ配置構造により各センサが設けられていることを特徴とする、請求項２または３に記載の中空アクチュエータ。
【請求項５】
前記レゾルバはアウタロータ型であり、そのロータが前記磁気式センサの歯車の内側になるよう該レゾルバが取り付けられることを特徴とする、請求項４に記載の中空アクチュエータ。
【請求項６】
軸方向の寸法を変えることなく内部に変換基板またはその他の物品を内蔵可能なスペースが設けられていることを特徴とする、請求項４または５に記載の中空アクチュエータの中空軸構造。
【請求項７】
変換基板を内蔵していることを特徴とする、請求項２ないし６のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【請求項８】
減速機付であることを特徴とする、請求項２、３、４、５または７のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータに係り、特に、中空軸の内径を通すパイプ、ホースおよびリード線の引っ掛かりや損傷を防止でき、かつアクチュエータ内部の過熱を軽減・防止することのできる、中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータその他のアクチュエータにおける小型化を目的とした技術的取り組みは、多くなされている。後掲特許文献１開示技術は、センサとしてレゾルバを用いたアクチュエータにおける小型化を技術要素に含むものの一例である。ここでは、電動式パワーステアリングにおいて磁気シールドを設ける必要故にモータ小型化が困難であったことに鑑み、モータのハウジングの蓋部を磁性体材料により構成することで磁気シールドとしても機能させ、もって蓋部とは別に磁気シールド板を設ける場合に比べて、モータを中心軸方向において小型化可能とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１９９９５号公報「モータ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、中空アクチュエータは、ロボットや各種自動化装置に使用することによって、可動域の拡大やスリム化を可能とすることができる。しかしそのメリットを十分に活かすためには、アクチュエータ長を長くしないこと、すなわち、できる限り薄型のアクチュエータとすることが大いに望ましい。また中空アクチュエータは、その中空軸内に、制御用等の種々のリード線やホースが挿通されることが通常である。
【０００５】
図４は、従来の中空アクチュエータの構成例を示す要部断面図である。図示するように従来の中空アクチュエータ４８においては、磁気式センサ４１とレゾルバ４３が軸方向に並んで設けられており、このようなセンサの配置とすることによって、アクチュエータ長はその分長いものとなっていた。さらに、図の例ではケーブル４０によって外付けする構成としている１７ｂｉｔ変換ボードのような変換基板４９を、アクチュエータ４８内に内蔵させる構成とする場合には、さらにアクチュエータ長が長くなってしまうことを避けられない。中空アクチュエータのメリットを十分に活かし、かつ内蔵されるセンサの耐環境性を高めることが、求められている。このことはもちろん、上記特許文献開示技術によっても解決できるものではない。
【０００６】
一方図３は、図４に示す従来技術の問題点を解決すべく本願発明者が試作した中空アクチュエータの要部断面図である（出願時未公開の発明）。図示するようにこの発明では、中空アクチュエータ３８における各センサの配置を見直し、磁気式センサ３１とレゾルバ３３とがアクチュエータ３８の軸３２に直交する方向に配置された構成とし、さらにレゾルバ３３にはアウタロータ型を用い、レゾルバ３３のロータが磁気式センサ３１の歯車の内側になるようにレゾルバ３３が取り付けられた構成とした。これにより、図４に示す従来技術の内包する課題は解決できた。
【０００７】
しかし、図３に示した構成でもなお解消されていない問題がある。すなわち、中空軸３２の内径表面３２１とセンサ内蔵部における内部側表面３４１との間には段差があり、このため中空軸３２内に挿通・収容されている制御用等の種々のリード線やホースがこの段差部分に引っかかってしまったり、さらには損傷が発生するという問題である。
【０００８】
さらに、アクチュエータ内部では熱が発生するが、これが過剰な状態とならないような構造が求められている。アクチュエータ全長を長くすることが押さえられた構成を備えつつ、しかも、中空軸内部のリード線等の引っかかりやそれによる損傷発生を防止し、さらにアクチュエータ内部の過熱状態を軽減できる構成が、中空アクチュエータには求められている。これはもちろん、上記特許文献開示技術によって解決できるものではない。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、従来技術の問題点を踏まえ、中空軸の内径に挿通・収容されるパイプ、ホースおよびリード線の引っ掛かりや損傷を防止でき、かつアクチュエータ内部の過熱を軽減・防止することのできる、中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータを提供することである。
【００１０】
また、本発明が解決しようとする課題はこれに加え、耐環境性にも優れ、アクチュエータ長を抑えてできる限り扁平な形態とすることで中空アクチュエータの利点を十分に活かすことのできる、中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明者は上記課題について検討した結果、中空アクチュエータの中空内径の段差を付けないようにする、つまり段差を無くすることでリード線等の引っ掛かりや損傷を防止でき、さらに所定のスリットを設けることで内部の空気循環を可能ならしめて過熱を防止できることを見出し、このことを基礎として本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【００１２】
（１）  中空アクチュエータの中空軸構造であって、センサ内蔵部における内部側表面と、中空軸内径表面とが段差の無い面一に形成されており、該中空軸端部と該センサ内蔵部の中空軸側端部との間には空隙が設けられていることを特徴とする、中空アクチュエータの中空軸構造。
（２）  （１）に記載の中空軸構造を備えた、中空アクチュエータ。
（３）  発熱抑制型かつ中空軸内挿通物の損傷防止可能であることを特徴とする、（２）に記載の中空アクチュエータ。
（４）  前記センサ内蔵部には、磁気式センサとレゾルバがアクチュエータの軸に直交する方向に配置されたセンサ配置構造により各センサが設けられていることを特徴とする、（２）または（３）に記載の中空アクチュエータ。
【００１３】
（５）  前記レゾルバはアウタロータ型であり、そのロータが前記磁気式センサの歯車の内側になるよう該レゾルバが取り付けられることを特徴とする、（４）に記載の中空アクチュエータ。
（６）  軸方向の寸法を変えることなく内部に変換基板またはその他の物品を内蔵可能なスペースが設けられていることを特徴とする、（１）に記載の中空アクチュエータの中空軸構造。
（７）  変換基板を内蔵していることを特徴とする、（２）ないし（５）のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
（８）  減速機付であることを特徴とする、（２）、（３）、（４）、（５）または（７）のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータは上述のように構成されるため、これによれば、中空軸の内径に挿通・収容されるパイプ、ホースおよびリード線等の通しやすさ・収容しやすさを高めることができ、引っ掛かりや損傷を有効にかつ確実に防止できる。さらに同時に、アクチュエータ内部の過熱を軽減ないしは防止することができる。しかもこれらの効果を、アクチュエータ長を伸長させることなく実現することができる。
【００１５】
また、本発明の中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータによれば、これに加えて、耐環境性にも優れた中空アクチュエータを提供することができる。もちろん、アクチュエータ長を抑えてできる限り扁平な形態（薄型の形態）とすることができるため、ロボットや各種自動化装置での使用時における可動域の拡大やスリム化という、中空アクチュエータとしての利点を十分に活かすこともできる。
【００１６】
さらに本発明によれば、変換基板等の付属物品を内蔵可能なスペースを備えた構成とすることができるため、１７ｂｉｔ変換基板等を内蔵する構成の場合であっても、薄型の中空アクチュエータとすることができる。すなわち、中空アクチュエータの軸方向の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の中空アクチュエータの中空軸構造および減速機付中空アクチュエータの基本構成例を示す要部断面視の説明図である。
【図２】図１の要部を示す断面図である。
【図３】図４に示す従来技術の問題点を改善すべく本願発明者が試作した中空アクチュエータの要部断面図である。
【図４】従来の中空アクチュエータの構成例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の中空アクチュエータの中空軸構造および減速機付中空アクチュエータの基本構成例を示す要部断面視の説明図である。また、
図２は、図１の要部を示す断面図である。これらに図示するように本発明の中空アクチュエータの中空軸構造１０は中空アクチュエータ８が備える構造であり、センサ内蔵部４における内部側表面４１と、中空軸２の内径表面２１とが段差の無い面一に形成されており、中空軸２の端部２３とセンサ内蔵部４の中空軸側端部４３との間には空隙Ｖが設けられていることを、主たる構成とする。なお、中空アクチュエータ８には減速機付きのものを含む（以下同様）。
【００１９】
かかる構成により本発明中空軸構造１０によれば、中空軸２内径表面２１とセンサ内蔵部４における内部側表面４１との間に段差が形成されないため、中空軸２内に挿通・収容されるホース・リード線等（図示せず）の段差への引っ掛かりが発生せず、したがって、引っ掛かりによるこれらリード線等の損傷を防ぐことができる。また、リード線等の挿通や収容もしやすい。
【００２０】
これに加えて本発明中空軸構造１０によれば、空隙Ｖ（スリット）が中空アクチュエータ８内部へと通じる状態で形成されているため、中空アクチュエータ８の内部に外部の空気が流通・循環可能となり、中空アクチュエータ８内部を空冷して温度を低下させ、過熱（過剰発熱）状態を防止することができる。しかもこれらの作用は、中空アクチュエータ８の全長を長くすることなしに実現することができる。
【００２１】
かかる中空軸構造１０を備えた中空アクチュエータ８自体もまた本発明の範囲内であるが、すなわち本発明のアクチュエータは、発熱抑制型であり、かつ中空軸内挿通物の損傷防止可能な中空アクチュエータ８である。
【００２２】
図示するように本発明中空アクチュエータ８のセンサ内蔵部４には、磁気式センサ１とレゾルバ３が、アクチュエータ８の軸２に直交する方向に配置されたセンサ配置構造によって設けられた構成とし、さらにレゾルバ３をアウタロータ型とし、そのロータ３４が磁気式センサ１の歯車１２の内側になるようレゾルバ３を取り付けた構成とすることができる。
【００２３】
かかる構成により、磁気式センサ１とレゾルバ３とが軸２方向に並ばずに、軸２方向上の同一位置に並んで配置されるため、中空アクチュエータ８のアクチュエータ長におけるセンサ部分の占有範囲としてセンサ１個分を要するのみで足りる。したがってその分、アクチュエータ長を短くすることができ、中空アクチュエータ８を扁平化（薄型化）することができる。
【００２４】
なお２種類のセンサの組み合わせとして、レゾルバ３にはアウタロータ型レゾルバ、もう１種類のセンサにはスペースをとらない磁気式センサ１を用いるという組み合わせは、アクチュエータ長の抑制（薄型化）の目的上、最適な構成の一つである。
【００２５】
図示するように、本発明の中空アクチュエータの中空軸構造１０は、中空軸２方向の寸法を変えることなく内部に変換基板またはその他の物品９を内蔵可能なスペースＳを確保した構成とすることができる。したがって、従来外付けにしていた１７ｂｉｔ変換ボードのような基板を、アクチュエータ長を伸ばすことなく内蔵することができる。このような変換基板を内蔵した中空アクチュエータ８もまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の中空アクチュエータの中空軸構造および中空アクチュエータによれば、中空軸の内径に挿通・収容されるパイプ、ホースおよびリード線等の通しやすさ・収容しやすさを高め、引っ掛かりや損傷を防止し、同時にアクチュエータ内部の過熱を軽減ないしは防止することができる。しかもこれらの効果を、アクチュエータ長を長くすることなく実現できる。さらに本中空アクチュエータは耐環境性にも優れている。したがって、センサ製造・利用、ＡＣサーボモータ、ロボット・自動化装置その他関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００２７】
１…磁気式センサ
１２…磁気式センサの歯車
３…レゾルバ
３４…ロータ
２…中空軸
２１…中空軸の内径表面
２３…中空軸の端部
４…センサ内蔵部
４１…内部側表面
４３…センサ内蔵部の中空軸側端部
８…中空アクチュエータ
９…変換基板またはその他の物品
１０…中空軸構造
Ｓ…スペース
Ｖ…空隙
【００２８】
３１…磁気式センサ
３２…中空アクチュエータの軸
３２１…中空軸内径表面
３３…レゾルバ
３４１…センサ内蔵部における内部側表面
３７…センサカバー
３８…中空アクチュエータ
４０…ケーブル
４１…磁気式センサ
４２…中空アクチュエータの軸
４３…レゾルバ
４８…中空アクチュエータ
４９…変換基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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