(57)【要約】【課題】ケーブルを通した状態で使用される中空アクチュエータにおいて、そのケーブル自体が回転するような用途でも、ケーブルの断線等のトラブルを防止できるようにする。【解決手段】中空モータ１のモータ軸１２、ブレーキユニット４のうちの逆入力遮断機構２の出力部２１、減速機構５の入力軸５１のそれぞれの内周面と径方向の隙間をもって対向する筒状の中空カバー８を、中空モータ１の回転検出部１３の内周側に組み込んだ入力側軸受８１と出力部材７の内周側に組み込んだ出力側軸受８２とで回転自在に支持する状態で設けることにより、中空カバー８の内側に通されたケーブルＣがモータ軸１２、ブレーキユニット４および減速機構５と接触せず、ケーブルＣが中空カバー８と接触する状態で回転しても、中空カバー８がケーブルＣと摺動することなく回転し、ケーブルＣの断線等のトラブルを防止できるようにしたのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のモータ軸を有する中空モータを一端部に配し、前記モータ軸から中空の減速機構を介して伝達された回転を出力する環状の出力部材を他端部に配した中空アクチュエータにおいて、
前記中空モータの内周側に、転がり軸受からなる入力側軸受が前記モータ軸と干渉しないように組み込まれるとともに、前記出力部材の内周側に転がり軸受からなる出力側軸受が組み込まれており、前記モータ軸の内周面および前記減速機構の内周面と径方向の隙間をもって対向する筒状の中空カバーが、その両端部を前記入力側軸受の内輪と出力側軸受の内輪に支持された状態で設けられていることを特徴とする中空アクチュエータ。
【請求項２】
前記入力側軸受および出力側軸受は、それぞれの内輪と外輪の間の環状空間の軸方向外側を塞ぐシールを有する片側シール付き軸受であり、それぞれの内輪に、前記環状空間の軸方向内側を塞ぐシール部を有し、前記中空カバーの軸方向端部を支持する環状のカバー保持部材が取り付けら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。
【請求項３】
前記中空カバーがメッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の中空アクチュエータ。
【請求項４】
前記中空モータは、前記モータ軸の回転数を検出するエンコーダを組み込むための回転検出部が固定的に設けられており、その回転検出部の内周側に前記入力側軸受が組み込まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【請求項５】
前記出力部材の回転位置を検出するアブソリュートエンコーダと、前記モータ軸の回転数を検出するエンコーダを組み込み、前記出力部材の回転位置の検出値および前記モータ軸の回転数の検出値に基づいて、前記出力部材の回転位置が目標位置となるように前記中空モータを制御するクローズド制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の中空アクチュエータ。
【請求項６】
前記アブソリュートエンコーダが、前記出力部材に取り付けられる磁気ホイールと、前記磁気ホイールに軸方向で対向する位置に固定的に設けられる磁気センサを構成要素とするものであり、前記磁気センサは磁気ホイールの軸心に対して対称に複数配置さ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】
前記減速機構が波動歯車装置であることを特徴とする請求項１乃至６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、産業ロボットの関節部等に用いられる中空アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業ロボット等のケーブルの配線方法として、ロボットの関節部等を駆動するアクチュエータに中空のものを用い、その中空アクチュエータにケーブルを通して配線を行う方法がある。しかし、この配線方法では、ケーブルを通している中空アクチュエータの中空軸自体が回転するため、ケーブルが中空軸に接触して断線等のトラブルを生じるおそれがある。
【０００３】
これに対しては、中空アクチュエータの中空軸よりも内周側に筒状の中空カバーを固定的に設けることにより、中空アクチュエータに通したケーブルが回転する中空軸と接触しないようにしていることが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５００３３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば多関節ロボット等、複数のアクチュエータが組み合わされ、そのアクチュエータがそれぞれ別々に作動する装置では、上記のような中空カバーを設けた中空アクチュエータを用いても、各中空アクチュエータの内部でケーブル自体が回転することがあるため、回転するケーブルが固定的に設けられている中空カバーと摺動して断線するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、ケーブルを通した状態で使用される中空アクチュエータにおいて、そのケーブル自体が回転するような用途でも、ケーブルの断線等のトラブルを防止できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、中空のモータ軸を有する中空モータを一端部に配し、前記モータ軸から中空の減速機構を介して伝達された回転を出力する環状の出力部材を他端部に配した中空アクチュエータにおいて、前記中空モータの内周側に、転がり軸受からなる入力側軸受が前記モータ軸と干渉しないように組み込まれるとともに、前記出力部材の内周側に転がり軸受からなる出力側軸受が組み込まれており、前記モータ軸の内周面および前記減速機構の内周面と径方向の隙間をもって対向する筒状の中空カバーが、その両端部を前記入力側軸受の内輪と出力側軸受の内輪に支持された状態で設けられている構成を採用した。
【０００８】
すなわち、モータ軸の内周面および減速機構の内周面と径方向の隙間をもって対向する筒状の中空カバーを、回転自在な状態で設けることにより、中空カバー内に通されたケーブルのモータ軸や減速機構との接触を防止するとともに、ケーブルが中空カバーと接触する状態で回転しても、中空カバーがケーブルと摺動することなく回転してケーブルの断線等のトラブルが生じないようにしたのである。
【０００９】
ここで、前記入力側軸受および出力側軸受は、それぞれの内輪と外輪の間の環状空間の軸方向外側を塞ぐシールを有する片側シール付き軸受であり、それぞれの内輪に、前記環状空間の軸方向内側を塞ぐシール部を有し、前記中空カバーの軸方向端部を支持する環状のカバー保持部材が取り付けられている構成とするとよい。このようにすれば、入力側軸受および出力側軸受を良好な潤滑状態で使用できるし、中空カバーの内径を両軸受の内輪内径以上にしてケーブルを通すスペースを広くとり、ケーブルどうしの絡み合いによるトラブルも生じにくくすることができる。
【００１０】
また、前記中空カバーがメッシュ状に形成されている構成とすれば、中空アクチュエータの放熱性が向上して、中空モータや減速機構の発熱によるトラブルの防止が図れるし、中空アクチュエータ全体の軽量化を図ることもできる。
【００１１】
また、前記中空モータは、前記モータ軸の回転数を検出するエンコーダを組み込むための回転検出部が固定的に設けられており、その回転検出部の内周側に前記入力側軸受が組み込まれている構成とすることができる。このようにすれば、入力側軸受は、モータ軸の内周に組み込んだ場合に比べて回転量が少なくなるので、良好な潤滑状態が維持される時間が長くなって軸受寿命の延長が図れる。
【００１２】
そして、前記出力部材の回転位置を検出するアブソリュートエンコーダと、前記モータ軸の回転数を検出するエンコーダを組み込み、前記出力部材の回転位置の検出値および前記モータ軸の回転数の検出値に基づいて、前記出力部材の回転位置が目標位置となるように前記中空モータを制御するクローズド制御を行うことにより、出力部材の位置決め精度の向上が図れる。
【００１３】
ここで、前記アブソリュートエンコーダが、前記出力部材に取り付けられる磁気ホイールと、前記磁気ホイールに軸方向で対向する位置に固定的に設けられる磁気センサを構成要素とするものである場合、前記磁気センサを磁気ホイールの軸心に対して対称に複数配置するようにすれば、その複数の磁気センサの信号を平均化して用いることにより、磁気ホイールの傾き等による誤差を吸収して、出力部材の回転位置の検出精度を向上させることができる。
【００１４】
また、前記減速機構として、高減速率でもコンパクトな構造とすることができる波動歯車装置を採用することにより、中空アクチュエータ全体の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の中空アクチュエータは、上述したように、中空モータのモータ軸の内周面および減速機構の内周面と径方向の隙間をもって対向する筒状の中空カバーを、回転自在な状態で設けたものであるから、中空カバー内に通されたケーブルのモータ軸や減速機構との接触を防止できるうえ、ケーブルが中空カバーと接触する状態で回転しても、中空カバーがケーブルと摺動することなく回転して、ケーブルの断線等のトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の中空アクチュエータの縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った拡大断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図１の入力側端部を拡大して示す縦断正面図
【図６】図１の出力側端部を拡大して示す縦断正面図
【図７】第２実施形態の中空アクチュエータの縦断正面図
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面を一部含む左側面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図６は第１実施形態を示す。この中空アクチュエータは、図１に示すように、中空モータ１と、逆入力遮断機構２および動作制御機構３からなるブレーキユニット４と、減速機構５と、クロスローラ軸受６と、環状の出力部材７とを軸方向に連結して、その中空部に筒状の中空カバー８を設け、中空カバー８の内側にケーブルＣを通すようにしたものである。
【００１８】
前記中空モータ１は、図示省略したステータ等を内蔵する本体部１１の内周側に中空のモータ軸１２が配されている。本体部１１の一端側には回転検出部１３が配され、その本体部１１と回転検出部１３とは、中空アクチュエータ全体の外周部を軸方向に貫通する長軸ボルト９によって固定一体化されている。また、モータ軸１２の一端部の外周に固定された環状の取付部材１４の外周に磁気ホイール１５が取り付けられ、回転検出部１３には磁気ホイール１５と軸方向で対向する位置に磁気センサ１６が取り付けられており、この磁気ホイール１５と磁気センサ１６を構成要素とするエンコーダ１７によって、モータ軸１２の回転数が検出されるようになっている。そして、回転検出部１３の内周側に、中空カバー８を保持するための入力側軸受８１が、モータ軸１２と干渉しないように組み込まれている。
【００１９】
なお、モータ軸１２の回転数を検出するエンコーダは、一般に、インクリメンタルエンコーダが用いられるが、アブソリュートエンコーダをインクリメンタルエンコーダとして使用してもよい。
【００２０】
前記ブレーキユニット４のうちの逆入力遮断機構２は、図１および図２に示すように、中空モータ１のモータ軸１２の他端部を入力部としており、この入力部のほか、減速機構５に連結される環状の出力部２１が一体に形成された内輪２２と、内輪２２の径方向外側に配されて動作制御機構３に連結される外輪２３と、内輪２２と外輪２３の径方向隙間に挿入される複数の柱部２４ａを有するロック解除片２４と、内輪２２と外輪２３の径方向隙間に組み込まれるころ２５およびコイルばね２６とで構成されている。なお、コイルばねは、板ばね等の他の弾性部材に代えることもできる。
【００２１】
この逆入力遮断機構２の入力部となるモータ軸１２の他端部の外周面と内輪２２の内周面には、ほぼ同形状の二面幅が形成されている。そして、そのモータ軸１２他端部が内輪２２内周に僅かな回転方向の隙間が生じる状態で挿入されて、モータ軸１２の回転が僅かな角度遅れをもって内輪２２に伝達されるようになっている。
【００２２】
また、内輪２２の外周にはカム面２２ａが周方向に複数設けられ、外輪２３の内周円筒面と内輪２２の各カム面２２ａとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間２７が形成されている。これらの各楔形空間２７には前記ころ２５が一対ずつ組み込まれ、前記コイルばね２６がその一対のころ２５に挟まれるように組み込まれて各ころ２５を楔形空間２７の狭小部へ押し込んでいる。そして、各楔形空間２７の周方向両側（ころ２５を挟んでコイルばね２６と周方向で対向する位置）に、前記ロック解除片２４の柱部２４ａが挿入されており、そのロック解除片２４は、モータ軸１２他端部の外周に隙間なく嵌め込まれて、モータ軸１２と一体回転するようになっている。
【００２３】
この逆入力遮断機構２は、各ころ２５がコイルばね２６の弾力で楔形空間２７の狭小部に押し込まれているので、後述するように外輪２３が拘束された状態では、出力部２１および内輪２２に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ２５が外輪２３と内輪２２に係合することにより内輪２２が外輪２３にロックされて回転しない。
【００２４】
また、外輪２３が拘束された状態で中空モータ１が駆動されたときは、まず、モータ軸１２の回転に伴って、モータ軸１２と一体のロック解除片２４の柱部２４ａが回転方向後側のころ２５をコイルばね２６の弾力に抗して楔形空間２７の広大部へ押し出すことにより、そのころ２５と外輪２３および内輪２２との係合が解除されて、内輪２２がロック状態から解放される。そしてモータ軸１２がさらに回転して、モータ軸１２の他端部が内輪２２の内周面と係合すると、モータ軸１２の回転が内輪２２および出力部２１に伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のころ２５は楔形空間２７の広大部に相対移動するので、外輪２３および内輪２２と係合することはない）。
【００２５】
一方、前記動作制御機構３は、逆入力遮断機構２の外輪２３にねじ止めされる可撓性のブレーキ板３１と、ブレーキ板３１の一側面と軸方向で対向するアーマチュア３２と、ブレーキ板３１の他側面と軸方向で対向する摩擦板３３と、アーマチュア３２をブレーキ板３１に押し付ける複数のブレーキばね３４と、通電によりアーマチュア３２をブレーキばね３４の弾力に抗してブレーキ板３１から離反させる電磁石３５とを備えた無励磁型電磁ブレーキである。
【００２６】
この動作制御機構３のブレーキ板３１の径方向外側には、アーマチュア３２を貫通して摩擦板３３と電磁石３５とに挟まれる複数の円管状のスペーサ３６が配され、各スペーサ３６に摩擦板３３と電磁石３５を連結するボルト３７または前記長軸ボルト９が通されることにより、摩擦板３３と電磁石３５とスペーサ３６とが固定一体化されるとともに、アーマチュア３２が軸方向移動可能かつ回転不能に保持されている。なお、ブレーキ板３１を挟むアーマチュア３２の他側面と摩擦板３３の一側面には、環状のライニングが取り付けられている。そして、電磁石３５のアーマチュア３２との対向面に設けられた複数の凹部にブレーキばね３４が弾性圧縮状態で保持されており、これらの各ブレーキばね３４がアーマチュア３２をブレーキ板３１に向けて押圧している。なお、ブレーキばね３４はコイルばねが用いられているが、他の弾性部材を採用することもできる。
【００２７】
したがって、電磁石３５に通電していないときには、図１に示したように、ブレーキばね３４に押されたアーマチュア３２がブレーキ板３１を撓ませて摩擦板３３に押し付け、電磁石３５に通電すると、図示は省略するが、電磁石３５に吸引されたアーマチュア３２がブレーキばね３４の弾力に抗して軸方向移動し、ブレーキ板３１は弾性復元してアーマチュア３２および摩擦板３３から離れて回転自在に解放される。
【００２８】
このブレーキユニット４では、通常は、動作制御機構３（の電磁石３５）が非通電状態であり、ブレーキ板３１とこれに連結された外輪２３が回転不能に拘束されているので、中空モータ１駆動時はモータ軸１２の回転を出力部２１から出力側に伝達し、中空モータ１停止時に出力側から出力部２１に逆入力トルクが加えられたときには、内輪２２を外輪２３とロックさせて回転させないようにする（ブレーキの役割を果たす）。そして、中空モータ１停止中にメンテナンス等を行う際には、動作制御機構３に通電して、ブレーキ板３１および外輪２３を回転自在に解放することにより、出力側からの逆入力トルクに対してブレーキをかけず、出力部２１の回転をモータ軸１２へ伝達するようになっている。
【００２９】
前記減速機構５は、ブレーキユニット４の出力部２１と一体回転するように連結される中空の入力軸５１のまわりに、第１遊星歯車機構５２ａと第２遊星歯車機構５２ｂを軸方向に並ぶ状態で配置した差動遊星歯車機構であり、両遊星歯車機構５２ａ、５２ｂの径方向外側に、長軸ボルト９が通される筒状のハウジング５３が配されている。なお、ハウジング５３はフランジ部に複数の取付孔５３ａが設けられており、これらの取付孔５３ａを利用して中空アクチュエータ全体を外部装置に固定できるようになっている。
【００３０】
第１遊星歯車機構５２ａは、図１および図３に示すように、入力軸５１の外周に相対回転不能に嵌め込まれる第１太陽歯車５４ａと、第１太陽歯車５４ａの径方向外側に配される第１内歯車５５ａと、第１太陽歯車５４ａと第１内歯車５５ａの両方に噛み合う複数の第１遊星歯車５６ａと、各第１遊星歯車５６ａの中心から突出する軸部を自転可能に支持する歯車支持部５７とからなる。その歯車支持部５７は、ハウジング５３の内周側に一体形成されている。また、第１太陽歯車５４ａは、入力軸５１の断面Ｄ字状部分の外周に嵌合固定されているが、入力軸５１と一体に形成してもよい。
【００３１】
また、第２遊星歯車機構５２ｂは、図１および図４に示すように、入力軸５１に一体形成された第２太陽歯車５４ｂと、第２太陽歯車５４ｂの径方向外側に配され、第１内歯車５５ａと異なる歯車仕様で一体に形成された第２内歯車５５ｂと、第２太陽歯車５４ｂと第２内歯車５５ｂの両方に噛み合う複数の第２遊星歯車５６ｂと、各第２遊星歯車５６ｂの中心に通される支軸を有し、各第２遊星歯車５６ｂを自転可能に支持する出力キャリア５８とからなる。そして、その出力キャリア５８が、後述するようにクロスローラ軸受６に連結されている。
【００３２】
なお、入力軸５１はその一端部が軸受を介して歯車支持部５７に回転自在に支持されており、第１内歯車５５ａと第２内歯車５５ｂは、２つの軸受を介してハウジング５３に回転自在に支持されている。また、出力キャリア５８には出力側に延びる円筒部が形成されており、この出力キャリア５８の円筒部と入力軸５１の他端部の間に組み込まれた２つの軸受により、出力キャリア５８と入力軸５１とが相対回転可能に保持されている。
【００３３】
この減速機構５では、ブレーキユニット４の出力部２１から入力軸５１にトルクが加えられたときは、まず、入力軸５１と第１太陽歯車５４ａおよび第２太陽歯車５４ｂが一体回転する。すると、第１遊星歯車機構５２ａでは、第１遊星歯車５６ａが歯車支持部５７に公転を拘束された状態で自転して、第１内歯車５５ａを入力軸５１と逆の方向に回転させる。そして、第２遊星歯車機構５２ｂでは、第２内歯車５５ｂが第１内歯車５５ａと一体に回転するので、第２遊星歯車５６ｂが第２太陽歯車５４ｂと第２内歯車５５ｂの回転速度差に応じて自転しながら公転し、この第２遊星歯車５６ｂの公転が出力キャリア５８の回転となる。したがって、ブレーキユニット４の出力部２１の回転を高い減速率で減速して出力側に伝達することができる。
【００３４】
前記クロスローラ軸受６は、内輪６１と外輪６２の間に複数のローラ６３を周方向で隣り合うものどうしが互いに直交するように配したもので、その内輪６１が減速機構５の出力キャリア５８および出力部材７と一体回転するようにボルト結合されている。また、外輪６２は、その出力側端面から前記長軸ボルト９が挿入されるようになっており、この長軸ボルト９が減速機構５のハウジング５３、ブレーキユニット４の摩擦板３３、スペーサ３６、電磁石３５を貫通して中空モータ１の本体部１１および回転検出部１３にねじ込まれることにより、中空アクチュエータ全体が一体化されている。
【００３５】
前記出力部材７は、上記のようにクロスローラ軸受６の内輪６１と一体化されており、適宜の手段により被駆動部材（図示省略）に連結されるようになっている。そして、出力部材７の内周側には、前記入力側軸受８１とともに前記中空カバー８を保持するための出力側軸受８２が組み込まれている。
【００３６】
前記入力側軸受８１と出力側軸受８２は、同じ構成の片側シール付きの転がり軸受（玉軸受）からなり、図５および図６に示すように、それぞれ内輪８３と外輪８４の間の環状空間の軸方向外側を塞ぐシール８５を有し、その内輪８３に環状のカバー保持部材８６が取り付けられている。カバー保持部材８６は、各軸受８１、８２の環状空間の軸方向内側を塞ぐ断面略Ｌ字状のシール部８６ａを有し、そのシール部８６ａの軸方向突出部が内輪８３の軸方向内側の肩部に嵌合している。そして、各カバー保持部材８６の内周面と内側面との間に形成された環状の凹部８６ｂに、中空カバー８の軸方向端部が嵌合固定されている。
【００３７】
前記中空カバー８は、中空モータ１のモータ軸１２、ブレーキユニット４の出力部２１、減速機構５の入力軸５１のそれぞれの内周面と径方向の隙間をもって対向し、上記のように両端部がそれぞれカバー保持部材８６を介して入力側軸受８１の内輪８３と出力側軸受８２の内輪８３に支持された状態で設けられている。また、図示は省略するが、中空カバー８はメッシュ状に形成されており、これにより、中空アクチュエータの放熱性が向上して、中空モータ１や減速機構５の発熱によるトラブルを防止できるとともに、中空アクチュエータ全体の軽量化が図れるようになっている。
【００３８】
この中空アクチュエータは、上記の構成であり、ブレーキユニット４の動作制御機構３に通電しない状態では、中空モータ１を駆動すると、そのモータ軸１２の回転がブレーキユニット４の逆入力遮断機構２を介して減速機構５に伝達され、減速機構５で減速された回転がクロスローラ軸受６を介して出力部材７から被駆動部材に出力される。また、中空モータ１停止中に被駆動部材から出力部材７に逆入力トルクが加えられても、ブレーキユニット４の逆入力遮断機構２がブレーキの役割を果たすので、出力部材７は回転せず、被駆動部材の位置（姿勢）を保持することができる。一方、中空モータ１停止中に動作制御機構３に通電すれば、逆入力遮断機構２が逆入力トルクに対してブレーキをかけなくなるので、メンテナンス等の際には、被駆動部材を出力側から動かして効率よく作業を行うことができる。
【００３９】
そして、中空モータ１のモータ軸１２、ブレーキユニット４の出力部２１、減速機構５の入力軸５１のそれぞれの内周面と径方向の隙間をもって対向する筒状の中空カバー８を、入力側軸受８１と出力側軸受８２で回転自在に支持しているので、中空カバー８の内側に通されたケーブルＣがモータ軸１２、ブレーキユニット４および減速機構５と接触しないし、ケーブルＣが中空カバー８と接触する状態で回転しても、中空カバー８がケーブルＣと摺動することなく回転し、ケーブルＣの断線等のトラブルを防止することができる。このため、特に多関節ロボットの関節部等、中空部に通したケーブル自体が回転するような用途に有効に適用できる。
【００４０】
また、中空カバー８を支持する入力側軸受８１と出力側軸受８２は片側シール付き軸受とし、各軸受８１、８２の内輪８３と中空カバー８の軸方向端部との間に、各軸受８１、８２の開放側をシールするカバー保持部材８６を設けているので、各軸受８１、８２を良好な潤滑状態で使用できるし、中空カバー８の内径を両軸受８１、８２の内輪８３の内径以上にしてケーブルＣを通すスペースを広くとり、ケーブルＣどうしの絡み合いによるトラブルも生じにくくすることができる。
【００４１】
さらに、入力側軸受８１は、中空モータ1の本体部１１に固定された回転検出部１３の内周側に組み込まれており、モータ軸１２の内周に組み込んだ場合に比べると回転量が少ないので、長期間潤滑状態が良好に維持され安定して使用できる。
【００４２】
図７および図８は第２実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態をベースとし、差動遊星歯車機構からなる減速機構５に代えて、楕円と真円の差動を利用した波動歯車装置を減速機構１０として採用している。
【００４３】
前記減速機構１０は、ブレーキユニット４の出力部２１と一体回転するように連結される中空の入力軸９１と、ブレーキユニット４とクロスローラ軸受６の間に配され、軸受を介して入力軸９１の一端部を回転自在に支持する環状の軸支持部材９２と、入力軸９１の他端部の外周に固定されるウェイブジェネレータ９３と、ウェイブジェネレータ９３の径方向外側に配されるクロスローラ軸受６の内輪６１の一部と一体形成されたサーキュラースプライン９４と、ウェイブジェネレータ９３とサーキュラースプライン９４との間に一部を挟まれるフレックススプライン９５とを備えている。
【００４４】
軸支持部材９２は、長軸ボルト９を通されてクロスローラ軸受６の外輪６２および中空モータ１の本体部１１等と一体化されており、中空アクチュエータ全体の外周から突出する外周部に、中空アクチュエータ全体を外部装置に固定するための複数の取付孔９２ａが設けられている。そして、サーキュラースプライン９４が出力部材７に固定され、フレックススプライン９５がクロスローラ軸受６の外輪６２に固定されることにより、ブレーキユニット４の出力部２１の回転を高い減速率で減速して出力部材７に伝達するようになっている。
【００４５】
この第２実施形態では、上述したように、高減速率でもコンパクトな構造とすることができる波動歯車装置を減速機構１０として採用したので、差動遊星歯車機構からなる減速機構５を組み込んだ第１実施形態に比べて、中空アクチュエータ全体が軸方向に小型化されたものとなっている。
【００４６】
また、この第２実施形態では、出力部材７の外周に取り付けた磁気ホイール１８と、磁気ホイール１８に軸方向で対向するようにクロスローラ軸受６の外輪６２に取り付けた磁気センサ１９を構成要素とするアブソリュートエンコーダ２０によって、出力部材７の回転位置を検出するようにしている。このアブソリュートエンコーダ２０は、クロスローラ軸受６の外輪６２に取り付けられたカバー６４で覆われている。
【００４７】
ここで、磁気センサ１９は、図８に示すように、２つ（１対）が磁気ホイール１８の軸心に対して対称に配置されており、これらの磁気センサ１９の信号を平均化して用いることにより、磁気ホイール１８の傾き等による誤差を吸収して、出力部材７の回転位置を精度よく検出できるようになっている。なお、磁気センサの配置は２対以上とすることもできる。
【００４８】
そして、このアブソリュートエンコーダ２０による出力部材７の回転位置の検出値と、入力側のエンコーダ１７によるモータ軸１２の回転数の検出値に基づいて、出力部材７の回転位置が目標位置となるように中空モータ１を制御するクローズド制御を行うことにより、出力部材７の位置決め精度の向上を図っている。
【００４９】
なお、入力側のエンコーダおよび出力側のアブソリュートエンコーダの検出方式は、光学式のものとすることもできるが、密封構造の重さや回転抵抗の大きさの点では、実施形態のような磁気式のものの方が好ましい。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１  中空モータ
２  逆入力遮断機構
３  動作制御機構
４  ブレーキユニット
５  減速機構（差動遊星歯車機構）
６  クロスローラ軸受
７  出力部材
８  中空カバー
１０  減速機構（波動歯車装置）
１２  モータ軸
１３  回転検出部
１５  磁気ホイール
１６  磁気センサ
１７  エンコーダ
１８  磁気ホイール
１９  磁気センサ
２０  アブソリュートエンコーダ
８１  入力側軸受
８２  出力側軸受
８３  内輪
８４  外輪
８５  シール
８６  カバー保持部材
８６ａ  シール部
Ｃ  ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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