(57)【要約】      （修正有）【課題】必要なブレーキトルクを保ったまま、アクチュエータ長を短く抑えることのできる中空アクチュエータの内部構造および中空アクチュエータを提供する。【解決手段】中空アクチュエータ８の内部構造１０は、アクチュエータ８のベアリング５は長さ方向（軸方向）からではなく径方向（軸方向と直交する方向）から支持固定され、ベアリング５を収容するための特別のベアリングハウスおよび後蓋を設けることなく形成され、特にベアリング５は、ブレーキ６の内径面（ブレーキ内径）６５に当接した状態で支持固定されている。【選択図】図１
2014110750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空アクチュエータの内部構造であって、該アクチュエータのベアリングは長さ方向（軸方向）からではなく径方向（軸方向と直交する方向）から支持固定され、該ベアリングを収容するための特別のベアリングハウスおよび後蓋を設けることなく形成されており、これにより該アクチュエータ長を短縮可能である、中空アクチュエータの内部構造。
【請求項２】
前記ベアリングはブレーキの内径面に当接した状態で支持固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の中空アクチュエータの内部構造。
【請求項３】
前記ブレーキの全長を伸ばすことなく必要な磁路およびブレーキトルクが得られることを特徴とする、請求項２に記載の中空アクチュエ
【請求項４】
前記ブレーキのブレーキヨークの幅はその長さの２倍以上であ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の内部構造。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の内部構造を備えた、中空アクチュエータ。
【請求項６】
前記中空アクチュエータのセンサ内蔵部には、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設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の中空アクチュエータ。
【請求項７】
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６に記載の中空アクチュエータ。
【請求項８】
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６または７に記載の中空アクチュエータ。
【請求項９】
前記センサ内蔵部における内部側端面と、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中空軸構造を備えていることを特徴とする、請求項５ないし８のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【請求項１０】
所定の変換基板を内蔵していることを特徴とする、請求項５ないし９のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【請求項１１】
減速機付であることを特徴する、請求項５ないし１０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内部構造および中空アクチュエータに係り、特に、必要なブレーキトルクを保ったままでアクチュエータ長を短くすることのできる、中空アクチュエータの内部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。
【０００５】
図３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５８においては、後蓋５５Ｆにベアリングハウス５５Ｈを設け、かつ、ケース内部に納まるようにブレーキヨーク５６３、ブレーキサイドプレート５６８等から構成されるブレーキ５６を取り付けていたため、ブレーキ５６の全長を伸ばさなくては、ブレーキ５６に必要なブレーキトルクを得るための磁路の確保ができなかった。なぜならば磁路を確保するためには相応の体積が必要であるところ、後蓋５５Ｆにベアリングハウス５５Ｈを設けてベアリング５５を保持する構造では、ブレーキ５６の幅（外径−内径差）を大きくすることができなかったからである。しかしアクチュエータ長を長くせざるを得ないため、中空アクチュエータとしてのメリットは十分には活かされていなかった。
【０００６】
さらに従来の中空アクチュエータでは、ケーブルによって外付けしている１７ｂｉｔ変換ボードのような変換基板を、アクチュエータ５８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。必要なブレーキトルクを保持しつつ中空アクチュエータとしてのメリットを十分に活かせる技術が求められているが、それは、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。
【０００７】
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、必要なブレーキトルクを保ったまま、アクチュエータ長を短く抑える（薄型の形状とする）ことのできる、中空アクチュエータの内部構造および中空アクチュエータを提供することである。
【０００８】
換言すれば本発明が解決しようとする課題は、必要なブレーキトルクを保持しつつ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内部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】
【０００９】
本願発明者は上記課題について検討した結果、搭載するブレーキの内部に直接ベアリングを設置し、かつブレーキヨーク部の幅（内径−外径差。内外径差ともいう。）を大きく確保することによって扁平ブレーキの扁平化（薄型化）を可能とし、これによって中空アクチュエータのアクチュエータ長短縮が可能であることに想到し、これ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。
【００１０】
（１）  中空アクチュエータの内部構造であって、該アクチュエータのベアリングは長さ方向（軸方向）からではなく径方向（軸方向と直交する方向）から支持固定され、該ベアリングを収容するための特別のベアリングハウスおよび後蓋を設けることなく形成されており、これにより該アクチュエータ長を短縮可能である、中空アクチュエータの内部構造。
（２）  前記ベアリングはブレーキの内径面に当接した状態で支持固定さ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内部構造。
（３）  前記ブレーキの全長を伸ばすことなく必要な磁路およびブレーキトルクが得られることを特徴とする、（２）に記載の中空アクチュエータの内部構造。
【００１１】
（４）  前記ブレーキのブレーキヨークの幅はその長さの２倍以上であ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の内部構造。
（５）  （１）ないし（４）のいずれかに記載の内部構造を備えた、中空アクチュエータ。
（６）  前記中空アクチュエータのセンサ内蔵部には、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設けられていることを特徴とする、（５）に記載の中空アクチュエータ。
（７）  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、（６）に記載の中空アクチュエータ。
【００１２】
（８）  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、（６）または（７）に記載の中空アクチュエータ。
（９）  前記センサ内蔵部における内部側端面と、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中空軸構造を備えていることを特徴とする、（５）ないし（８）のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
（１０）  所定の変換基板を内蔵していることを特徴とする、（５）ないし（９）のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
（１１）  減速機付であることを特徴する、（５）ないし（１０）のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の中空アクチュエータの内部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、必要なブレーキトルクを保ったままブレーキを薄型化することができ、これによりアクチュエータ長を短く抑える（薄型の形状とする）ことができる。すなわち、必要なブレーキトルクを保持しつつアクチュエータ長を抑えてできる限り扁平な形態にできるため、中空アクチュエータの利点を十分に活かすことができる。
【００１４】
また、これに加えて、所定構成の本発明の中空アクチュエータの内部構造および中空アクチュエータによれば、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。また、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。
【００１５】
なおまた、後述する所定構成の本発明の中空アクチュエータの内部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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の中空アクチュエータの内部構造および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】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】
【００１７】
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内部構造および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内部構造１０は中空アクチュエータ８の内部構造であって、アクチュエータ８のベアリング５は長さ方向（軸方向）からではなく径方向（軸方向と直交する方向）から支持固定され、ベアリング５を収容するための特別のベアリングハウス（図３の５５Ｈ）および後蓋（図３の５５Ｆ）を設けることなく形成されていることを、主たる構成とする。特にベアリング５は、ブレーキ６の内径面（ブレーキ内径）６５に当接した状態で支持固定された構成とする。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）。
【００１８】
かかる構成により本発明の中空アクチュエータの内部構造１０によれば、ブレーキ６の全長（軸方向の長さ）を伸ばすことなく、ブレーキ内径６５とブレーキ外径６０との距離である内外径差が大きくなるように形成することによって必要な磁路およびブレーキトルクを得ることができ、したがってアクチュエータ８長を特別に長くする必要がなく、薄型の中空アクチュエータ８を得ることができる。また、ブレーキ内径６５がいわばベアリングハウスとして機能しベアリング５を保持するため、特別のベアリングハウスも後蓋構造も不要であり、このこともアクチュエータ８長を短く抑えることに役立っている。
【００１９】
図示するように本中空アクチュエータの内部構造１０において、ブレーキ６を構成するブレーキヨーク６３の幅（内外径差）は、その長さ（軸方向長さ）の２倍以上に形成するものとすることができる。この程度以上の比率にすることによって、より望ましいブレーキ６の薄型化および中空アクチュエータ８の薄型化を実現することができる。なお、以上述べた内部構造のいずれかを備えた中空アクチュエータもまた、本発明の範囲内である。
【００２０】
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、アクチュエータの軸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ものとすることができる。またさらに、レゾルバ３はアウタロータ型とし、そのロータ３４が磁気式セン１サの歯車の内側になるようレゾルバ３が取り付けられた構成とすることができる。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図示するように本発明の中空アクチュエータ８は、以上の各構成に加えて、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８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。
【００２４】
図示するように本発明の中空アクチュエータ８は、以上の各構成に加えて、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とすることができる。
【００２５】
かかる構成により本発明中空アクチュエータ８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。
【００２６】
これに加えて本発明中空アクチュエータ８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。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の中空アクチュエータの内部構造および中空アクチュエータによれば、必要なブレーキトルクを保ったままブレーキを薄型化することができ、これによりアクチュエータ長を短く抑える（薄型の形状とする）ことができる。すなわち、必要なブレーキトルクを保持しつつアクチュエータ長を抑えてできる限り扁平な形態にできるため、中空アクチュエータの利点を十分に活かすことができる。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】
【００２８】
１…磁気式センサ
２…中空アクチュエータの軸
２１…中空軸の内径表面
２３…中空軸の端部
３…レゾルバ
３４…ロータ
３５…ステータ
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
５…ベアリング
６…ブレーキ
６０…ブレーキ外径
６３…ブレーキヨーク
６５…ブレーキ内径
６６…可動プレート
６８…ブレーキサイドプレート
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…中空アクチュエータの内部構造
Ｓ…スペース
Ｖ…空隙
【００２９】
５２…中空アクチュエータの軸
５５…ベアリング
５５Ｆ…後蓋
５５Ｈ…ベアリングハウス
５６…ブレーキ
５６０…ブレーキ外径
５６３…ブレーキヨーク
５６５…ブレーキ内径
５６６…可動プレート
５６８…ブレーキサイドプレート
５８…中空アクチュエータ
【図１】
2014110750.tif 000003
【図２】
2014110750.tif 000004
【図３】
2014110750.tif 000005