(57)【要約】【課題】  アクチュエータの軸方向の長さを格段に短くし、検出器を構成する部品点数を削減することにより、安価な薄形アクチュエータを提供する。【解決手段】  回転軸１２に固定された複数のモータ磁石６を有する回転子４と、回転子４の外周側と空隙を介して対向させた固定子鉄心２に回転磁界を発生させる電機子巻線３を有する固定子１と、回転軸１２に固定した回転位置検出器の回転部と、回転位置検出器の回転部に対向する回転位置検出器の固定部とを備えたアクチュエータにおいて、回転子４は、中心に回転軸１２を貫通するように一体に設けられたカップ状の回転子ヨーク１５を構成すると共に、モータ磁石６を回転子ヨーク１５の外周に固着してあり、回転位置検出器を構成する磁気式エンコーダの回転部となるエンコーダ磁石７と固定部となる磁気検出器８を、回転子ヨーク１５の内周側に対向配置したものである。【選択図】図１
2005051969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された複数のモータ磁石を有する回転子と、
前記回転子の外周側と空隙を介して対向させた固定子鉄心に回転磁界を発生させる電機子巻線を有する固定子と、
前記回転軸に固定した回転位置検出器の回転部と、
前記回転位置検出器の回転部に対向する回転位置検出器の固定部と、
を備えたアクチュエータにおいて、
前記回転子は、中心に前記回転軸を貫通するように一体に設けられたカップ状の回転子ヨークを構成すると共に、前記モータ磁石を前記回転子ヨークの外周に固着してあり、
前記回転位置検出器の回転部と前記回転位置検出器の固定部を、前記回転子ヨークの内周側に対向配置したことを特徴とする薄形アクチュエータ。
【請求項２】
前記回転検出器が磁気式エンコーダであることを特徴とする請求項１記載の薄形アクチュエータ。
【請求項３】
前記磁気式エンコーダは、前記回転子ヨークの内周面からの漏れ磁束を検出することにより動作することを特徴とする請求項１または２記載の薄形アクチュエータ。
【請求項４】
前記回転軸の負荷側に減速機ケースを付加したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の薄形アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、 モータ本体の端部に減速機ケースを取付けたアクチュエータの構造に関し、特にアクチュエータの薄型化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ本体の負荷側の端部に減速機ケースを取付け、モータ本体の反負荷側の端部に回転位置検出器を取り付けたアクチュエータは公知である（例えば、特許文献１参照）。
また、このような非特許文献１記載のアクチュエータに適用可能なモータとしては、信頼性の高いスロットレスタイプでＳＭ形のＡＣサーボモータがよく用いられており、公知である（例えば、非特許文献１参照）。
図４は従来のアクチュエータの側断面図である。
図４において、１は固定子、２は固定子鉄心、３は電機子巻線、４は回転子、５は回転子ヨーク、６はモータ磁石、１０はブラケット、１１はベアリング、１２は回転軸、１３は減速機ケース、１４は出力軸、１６は回転位置検出器、１７は検出器カバー、ΦＬは漏れ磁束である。
固定子鉄心２は円筒状をしており、固定子鉄心２の内周面に回転磁界を発生させる電機子巻線３が固定されると共に、固定子鉄心２と電機子巻線３とで固定子１を構成している。また、回転軸１２に回転子ヨーク５が固定されており、回転子ヨーク５の外周面にモータ磁石６が固定されていて、回転軸１２、回転子ヨーク５、モータ磁石６とで回転子４を構成している。それから、固定子鉄心２の負荷側、反負荷側の両端部にはブラケット１０が設けられており、固定子鉄心２とブラケット１０によりモータ本体のハウジングが構成される。このブラケット１０の内周側にはベアリング１１が設けられており、このベアリング１１により、回転軸１２の両側が軸支持されている。モータの反負荷側にはモータの回転角度や回転速度を検出する回転位置検出器１６が取り付けられ、検出器カバー１７により保護されている。さたに、モータ本体の回転軸端の負荷側には減速機ケース１３が取り付けられ、減速機ケース１３内には図示しない歯車減速機構が収納され、該減速機構の入力部に回転軸１２が結合されており、減速機構の出力軸１４は、減速機ケース１３を貫通して外部に導出されている。この減速機ケース１３をモータ本体に取り付ける際は、負荷側のブラケット１０に設けられた図示しない減速機ケース取付け用孔を通して、減速機ケース１３内の該取付け用孔（不図示）に対向する位置に設けられた図示しないねじ孔にねじをねじ込むことにより、減速機ケース１３がブラケット１０に締結されるようになっている。
このような構成において、電機子巻線３に３相交流電流を通電すると、固定子１の内部に回転磁界が発生し、この回転磁界とモータ磁石６が作る磁界との相互作用により回転子４を回転させることができる。また、減速機により回転速度を減速してその代わりとして出力軸１４の端部で大きなトルクを得ることができる。
【特許文献１】特開平１０−１６４８７９号公報（明細書第２頁、図１参照）
【非特許文献１】電気学会精密小形電動機調査専門委員会編「小形モータ」コロナ社、１９９１年６月２５日、ｐ．１３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のアクチュエータは、モータと回転位置検出器が回転軸の軸方向に並んだ構成となっているため軸方向に長くなり、薄形化が困難という問題があった。また、減速機付きの場合はモータの回転軸の端部に追加されることになるので、さらに軸方向に長くなり薄形化がより一層困難というような問題もあった。
本発明は上記課題に解決するためになされたものであり、アクチュエータの軸方向の長さを格段に短くして、薄形のアクチュエータを提供することを第一の目的とする。
さらに、検出器を構成する部品点数を削減することにより、安価な薄形アクチュエータを提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明に係る薄型アクチュエータは次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、回転軸に固定された複数のモータ磁石を有する回転子と、前記回転子の外周側と空隙を介して対向させた固定子鉄心に回転磁界を発生させる電機子巻線を有する固定子と、前記回転軸に固定した回転位置検出器の回転部と、前記回転位置検出器の回転部に対向する回転位置検出器の固定部と、を備えたアクチュエータにおいて、前記回転子は、中心に前記回転軸を貫通するように一体に設けられたカップ状の回転子ヨークを構成すると共に、前記モータ磁石を前記回転子ヨークの外周に固着してあり、前記回転位置検出器の回転部と前記回転位置検出器の固定部を、前記回転子ヨークの内周側に対向配置したことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の薄型アクチュエータにおいて、前記回転検出器が磁気式エンコーダであることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の薄形アクチュエータにおいて、前記磁気式エンコーダは、前記回転子ヨークの内周面からの漏れ磁束を検出することにより動作することを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項1〜３の何れか1項に記載の薄形アクチュエータにおいて、回転軸の負荷側に減速機ケースを付加したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、モータが中空またはカップ形状構造であり、その内部にエンコーダを配置する構造となっているため、アクチュエータの軸方向の長さを格段に短くすることができ、薄形のアクチュエータを得ることができる。
また、請求項２に記載の発明によると、前記検出器を磁気式エンコーダとしているためアクチュエータの構造を単純にすることができる。
また、請求項３に記載の発明によると、回転子ヨークの内周面からの漏れ磁束を検出することにより動作しているため、磁気式エンコーダのエンコーダ磁石を省略するができ、部品点数を削減することができるため、部品コストを低く抑えることができる。
また、請求項４に記載の発明によると、請求項１〜３の薄形アクチュエータに減速機ケースを付加しているため、減速機付きであってもアクチュエータの軸方向の長さを短くすることができ、薄形のアクチュエータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は本発明の実施例を示す薄形アクチュエータの側断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、本発明の構成要素が従来技術と異なる点についてはその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図１、図２において、１５は回転子ヨーク、７はエンコーダ磁石、８は磁気検出器、Φｅはエンコーダ磁石からの磁束である。
本発明の特徴は以下のとおりである。
すなわち、回転子４は、中心に回転軸１２を貫通するように一体に設けられたカップ状の回転子ヨーク１５を構成すると共に、モータ磁石６を回転子ヨーク１５の外周に固着してあり、回転位置検出器を構成する磁気式エンコーダの回転部となるエンコーダ磁石７と固定部となる磁気検出器８を、回転子ヨーク１５の内周側に対向配置した点である。
【０００８】
次に動作について説明する。
図１に示すように、電機子巻線３に３相交流電流を通電すると、固定子１の内部に回転磁界が発生し、この回転磁界とモータ磁石６が作る磁界との相互作用により回転子４が回転する。また、回転軸の端部に取り付けた減速機ケース１３内の歯車減速機構によりモータ部の回転速度を減速し、その代わりとして大きなトルクが得ることができる。さらに、エンコーダ磁石７からの磁束Φｅを磁気検出器８で検出することにより、モータの回転角度や回転速度が検出される。
【実施例２】
【０００９】
次に本発明の第２実施例を説明する。
以下においては、第２実施例の構成のうち、第１実施例と異なる点について説明し、構成が同じ部分に対する説明は省略する。
図３は本発明の第２実施例を示す薄形アクチュエータであって、図１のＡ−Ａ線に沿う断面においてエンコーダ磁石を取り除いた図に相当するものである。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、エンコーダ磁石７を取り除き、磁気検出器８を回転子ヨーク１５に近づけた点である。
回転子ヨーク１５の外周面にはモータ磁石６が固定されており、モータ磁石６から出る磁束のほとんどは回転子ヨーク１５の内部を通過するが、僅かながら回転子ヨーク１５の内周面からの漏れ磁束ΦＬが存在する。この漏れ磁束ΦＬを磁気検出器８で検出することにより、回転角度や回転速度を検出することができる。このように、回転子ヨーク１５の内周面からの漏れ磁束ΦＬを検出して回転角度や回転速度を検出するような構成をしているので、エンコーダ磁石を省略することができ、部品点数を削減することができるため、部品コストを低く抑えることができる。
【００１０】
なお、本実施例では回転子ヨーク１５の形状が中心に回転軸１２を貫通するように一体に設けられたカップ状のものを例示して説明したが、これに替えて回転子ヨークを中空状のものを用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
モータをカップ形状とし、その内部に検出器を配置することによって、アクチュエータの軸方向の長さを格段に短くすることができるので、ロボットの関節駆動用アクチュエータという用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例を示す薄形アクチュエータの側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う正断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す薄形アクチュエータであって、図１のＡ−Ａ線に沿う断面においてエンコーダ磁石を取り除いた図に相当するものである。
【図４】従来のアクチュエータの側断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  固定子
２  固定子鉄心
３  電機子巻線
４  回転子
５、１５  回転子ヨーク
６  モータ磁石
７  エンコーダ磁石
８  磁気検出器
１０  ブラケット
１１  ベアリング
１２  回転軸
１３  減速機ケース
１４  出力軸
１６  回転位置検出器
１７  検出器カバー
ΦＬ  漏れ磁束
Φｅ  エンコーダ磁石からの磁束
【図１】
2005051969.tif 000003
【図２】
2005051969.tif 000004
【図３】
2005051969.tif 000005
【図４】
2005051969.tif 000006