CN109155570B - 致动器 - Google Patents

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Abstract

致动器包括：马达，所述马达具有第1转子，所述第1转子能够以在上下方向上延伸的中心轴线为中心沿周向旋转；第2转子，所述第2转子具有传感器磁铁，并能够以中心轴线为中心沿周向旋转；以及减速器，所述减速器对第1转子的旋转进行减速，并传递给第2转子。马达具有：静止部，所述静止部具有与第1转子对置的定子；以及第1轴承，所述第1轴承将第1转子支承为能够相对于静止部旋转。静止部具有传感器，所述传感器与沿周向旋转的传感器磁铁的轨迹的一部分对置，检测传感器磁铁的旋转位置。

Description

致动器
技术领域
本公开涉及致动器。
背景技术
以往，已知有多关节的产业用机器人。在这样的产业用机器人中，在第1臂与第2臂之间的关节部设置有致动器，该致动器将第1臂与第2臂连接成能够相对旋转。
例如，在日本特许公开公报第2006-149139号中，对驱动产业用机器人的关节等的中空致动器进行了公开。在该中空致动器中，减速器以及输出凸缘被设置于马达的负载侧。马达所包括的转子的驱动力被经由减速器传递到输出凸缘。输出凸缘借助减速器以及高速侧轴承以能够旋转的方式支承于转子，而且借助低速侧轴承以能够旋转的方式支承于马达的框架。并且，通过配置于马达的负载相反侧的位置检测器检测转子的旋转位置。该位置检测器具有固定于转子的角度检测用磁铁和固定于中空轴的磁传感器。
发明内容
但是，在日本特许公开公报第2006-149139号中，位置检测器并不检测将马达的旋转驱动力作为致动器的驱动力输出的负载侧的输出凸缘的旋转位置。因此，无法足够高精度地检测输出凸缘的旋转位置。
鉴于上述状况，本公开的目的在于高精度地对输出致动器的驱动力的部件的旋转位置进行检测。
为了实现上述目的，作为本公开的例示性的实施方式的致动器的结构为包括：马达，所述马达具有第1转子，所述第1转子能够以在上下方向上延伸的中心轴线为中心沿周向旋转；第2转子，所述第2转子具有传感器磁铁，并能够以所述中心轴线为中心沿周向旋转；以及减速器，所述减速器对所述第1转子的旋转进行减速，并传递给所述第2转子，所述马达具有：静止部，所述静止部具有与所述第1转子对置的定子；以及第1轴承，所述第1轴承将所述第1转子支承为能够相对于所述静止部旋转，所述静止部具有传感器，所述传感器与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，检测所述传感器磁铁的旋转位置。
根据本公开的例示性的致动器，能够高精度地对输出驱动力的部件的旋转位置进行检测。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是示出多关节机器人的结构例的立体图。
图2是示出致动器的结构例的剖视图。
图3是示出传感器以及传感器磁铁在轴向上的配置例的剖视图。
图4是示出实施方式中的转子支承部以及磁铁支承部的其他结构例的剖视图。
图5是示出第2轴承相对于传感器以及传感器磁铁的安装位置的其他一例的剖视图。
图6是示出在实施方式中第2轴承使用滑动部件的结构例的剖视图。
图7是示出第2轴承在径向上的安装位置的第1例的剖视图。
图8是示出第2轴承在径向上的安装位置的第2例的剖视图。
图9是示出第2轴承在径向上的安装位置的第3例的剖视图。
图10A是示出传感器以及传感器磁铁在径向上的配置例的剖视图。
图10B是示出传感器以及传感器磁铁在径向上的其他配置例的剖视图。
图11是示出第1变形例中的转子支承部以及磁铁支承部的其他结构例的剖视图。
图12是示出在第1变形例中第2轴承使用滑动部件的结构例的剖视图。
图13是示出传感器以及传感器磁铁在径向上的其他配置例的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的例示性的实施方式进行说明。
另外，在本说明书中，在多关节机器人R的致动器100中，将与中心轴线CA平行的方向称作“轴向”。而且，在轴向中，将从马达110的罩23朝向第2转子140的驱动输出部141的方向称作“上方”，将从第2转子140的驱动输出部141朝向马达110的罩23的方向称作“下方”。并且，在各个构成要素的表面中，将面向轴向上方的面称作“上表面”，将面向轴向下方的面称作“下表面”。
并且，将与中心轴线CA垂直的方向称作“径向”，将以中心轴线CA为中心的周向称作“周向”。在径向中，将朝向中心轴线CA的方向称作“内侧”，将远离中心轴线CA的方向称作“外侧”。而且，在各个构成要素的侧面中，将面向径向内侧的侧面称作“内侧面”，将面向径向外侧的侧面称作“外侧面”。
另外，以上说明的方向以及面的称呼并不表示组装于实际设备时的位置关系以及方向等。
图1是示出多关节机器人R的结构例的立体图。多关节机器人R例如是使用于半导体装置等制造系统的产业机器人。如图1所示，多关节机器人R包括第1臂R1、第2臂R2、关节轴R3、基座R4以及致动器100a～100c。此外，多关节机器人R还包括进行组装、搬运作业等的把持装置或摄像装置等的作业部等，但是在图1中省略了其图示。
在第1臂R1的一端设置有致动器100a。并且，在致动器100a上安装有作业部(未图示)。即，致动器100a设置于第1臂R1的一端与作业部之间的第1关节部分。在第1臂R1的另一端与第2臂R2的一端之间的第2关节部分设置有致动器100b。在第2臂R2的另一端与关节轴R3的一端之间的第3关节部分设置有致动器100c。另外，在第2臂R2中，固定于致动器100b的一端相对于固定于致动器100c的另一端垂直地弯折。并且，关节轴R3的另一端固定在用于设置多关节机器人R的基座R4上。
通过各致动器100a、100b、100c的驱动，第1臂R1、第2臂R2以及作业部相对于关节轴R3以及基座R4相对旋转。即，通过驱动第1关节部分的致动器100a，作业部相对于第1臂R1以致动器100a的旋转轴线为中心旋转。并且，通过驱动第2关节部分的致动器100b，第1臂R1、致动器100a以及作业部相对于第2臂R2以致动器100b的旋转轴线为中心旋转。并且，通过驱动第3关节部分的致动器100c，第1臂R1、第2臂R2、致动器100a、100b以及作业部相对于关节轴R3以致动器100c的旋转轴线为中心旋转。
另外，以下将各关节部分的致动器100a、100b、100c统称为致动器100。在该情况下，致动器100的中心轴线CA(参照后述的图2)与致动器100a、100b、100c的旋转轴线对应。并且，在本实施方式中，致动器100被设置于多关节机器人R的第1～第3关节部分，但是致动器100的用途并不限定于该例示。
图2是示出致动器100的结构例的剖视图。在图2中，用包含中心轴线CA的剖切面剖切了致动器100。如图2所示，致动器100包括马达110、减速器120、交叉滚子轴承130、第2转子140以及第2轴承150。
首先，对马达110的结构进行说明。马达110具有第1转子1、静止部2以及第1轴承3。马达110是外转子型马达，是致动器100的驱动源。
第1转子1能够以在上下方向上延伸的中心轴线CA为中心沿周向旋转。第1转子1具有筒状的第1筒部11、圆环形状的圆板部12、筒状的磁铁保持部件13以及转子磁铁14。第1筒部11沿轴向延伸，并在径向上与后述的轴20的柱部201对置。圆板部12从第1筒部11的轴向下端向径向外侧延伸。磁铁保持部件13从圆板部12的径向外周部向轴向下方延伸，并在径向上与后述的定子21对置设置，磁铁保持部件13保持转子磁铁14。转子磁铁14保持于磁铁保持部件13的内侧面，并能够与第1转子1一同沿周向旋转。转子磁铁14被配置成在径向上与定子21的外侧面对置。更具体地说，在磁铁保持部件13的内侧面上沿周向交替配置有多个不同的磁极。
静止部2借助交叉滚子轴承130以及第2轴承150将第2转子140支承为能够旋转。静止部2具有轴20、定子21、托架22、罩23、基板24、电缆25、传感器26以及FPC(FlexiblePrinted Circuits，柔性印刷电路)27。
轴20是固定轴。轴20具有在轴向上贯通的贯通孔20a。更具体地说，如后述，贯通孔20a是贯穿柱部201以及盖部202的圆盘部2021和筒部2022的空间。
并且，轴20具有：沿中心轴线CA延伸的柱部201；以及设置于柱部201的轴向一端(上端)的盖部202。柱部201是被贯通孔20a贯穿的筒状的中空部件。另外，柱部201和盖部202可以是如图2那样彼此分体地设置的不同部件，但是也可以是彼此相连的单一部件。
盖部202具有圆盘部2021和筒部2022。从轴向观察时，圆盘部2021从柱部201向径向外侧延伸。筒部2022从圆盘部2021的径向内周部向轴向下方延伸。筒部2022从圆盘部2021向柱部201沿轴向延伸，并与柱部201的轴向一端相连。筒部2022的轴向下部的内径比柱部201的轴向上部的外径稍大。因而，通过将柱部201的轴向上部嵌入到筒部2022的轴向下部的内部，筒部2022与柱部201的轴向上部相连。
并且，通过使筒部2022与柱部201的轴向上部相连，在轴向上，在柱部201与盖部202之间形成了槽部20b。槽部20b沿径向凹陷，并且沿周向延伸。因此，在将盖部202安装至柱部201时，能够通过槽部20b缓和因这些部件的公差产生的安装位置的偏差。
另外，在本实施方式中，如图2所示，槽部20b在柱部201与筒部2022之间形成于轴20的外侧面上，面向径向外侧开口，并且向径向内侧凹陷。但是，槽部20b并不限定于图2的例示，也可以在柱部201与筒部2022之间形成于轴20的内侧面。而且，槽部20b也可以面向径向内侧开口，并且向径向外侧凹陷。例如，筒部2022的轴向下部的内径也可以比柱部201的轴向上部的外径稍小。在该情况下，通过将筒部2022的轴向下部嵌入到柱部201的轴向上部的内部，筒部2022与柱部201的轴向上部相连，槽部20b被形成于轴20的内侧面。
定子21在径向上与第1转子1对置，驱动第1转子1。托架22是在内部收纳定子21并保持定子21的部件。罩23在内部收纳定子21以及基板24的轴向下部，罩23被安装于托架22。并且，罩23例如在多关节机器人R(参照图1)的第1～第3关节部分处分别固定于第1臂R1、第2臂R2以及关节轴R3。具体地说，致动器100a的罩23固定于第1臂R1的一端。致动器100b的罩23固定于第2臂R2的一端。致动器100c的罩23固定于关节轴R3的一端。
基板24在马达110的轴向下端安装于托架22的下表面。更具体地说，基板24在轴向上设置于柱部201的与传感器26相反的一侧。基板24与定子21电连接，而且借助电缆25以及FPC27还与传感器26电连接。基板24搭载有控制电路(未图示)、通信电路(未图示)等。控制电路进行马达110的驱动控制并且具有控制第2转子140的旋转位置的功能。通信电路例如内置有依照Ethernet标准的输入输出端子，具有与位于致动器100的外部的设备进行通信的功能。因而，能够利用与通信电路连接的外部设备来控制致动器100。
电缆25是穿过贯通孔20a的内部的配线，将传感器26与基板24电连接。这样一来，检测后述的传感器磁铁146的旋转位置的传感器26借助在轴向上穿过贯通孔20a的内部的电缆25与基板24连接，贯通孔20a在轴向上贯通轴20及其柱部201。这样一来，无需在比轴20靠径向外侧的位置使电连接传感器26与基板24的电缆25例如通到静止部2的外部。因而，能够有助于致动器100在径向上的小型化。
传感器26例如是霍尔元件，设置于盖部202。更具体地说，传感器26借助FPC27设置于圆盘部2021的下表面。传感器26与沿周向旋转的传感器磁铁146的轨迹的一部分对置，并检测传感器磁铁146的旋转位置。图3是示出传感器26以及传感器磁铁146在轴向上的配置例的剖视图。另外，图3与图2中由虚线包围的部分对应。更具体地说，如图3所示，传感器26借助FPC27设置于圆盘部2021，并在轴向上与沿周向旋转的传感器磁铁146的轨迹的一部分对置。
FPC27是搭载有传感器26的可弯曲的印刷基板，贴附在圆盘部2021的下表面。
第1轴承3设置在第1转子1与静止部2的轴20之间，更具体地说，设置在第1筒部11与柱部201之间。第1轴承3将第1转子1支承为能够相对于静止部2旋转。第1轴承3例如能够使用球轴承等。如图2所示，第1轴承3固定于静止部2所具有的轴20的柱部201和第1转子1。更具体地说，第1轴承3的内圈固定于柱部201的外侧面。并且，第1轴承3的外圈固定于第1转子1的第1筒部11的内侧面。这样一来，轴20的柱部201成为马达110的固定轴。
并且，第1轴承3位于比包含转子磁铁14以及定子21等的马达110的磁回路靠轴向上方的位置，在径向上与上述磁回路不重叠。因此，与第1轴承3和上述磁回路在径向上重叠的情况相比，能够增大马达110的磁回路的径向大小，或者减小致动器100的径向大小，从而实现致动器100的小型化。
接着，对减速器120的结构进行说明。减速器120对第1转子1的旋转进行减速，并将扭矩传递到第2转子140。在本实施方式中，减速器120采用了作为减速比为1/100的波动齿轮装置的日本电产新宝株式会社制造的Flexwave(注册商标)，但是并不限定于本实施方式的例示。致动器100的减速器120也可以采用行星齿轮装置等其他减速器。
如图2所示，减速器120具有内齿轮121、帽型齿轮122、凸轮123以及弹性轴承(第3轴承)124。
内齿轮121是在内侧面形成有沿周向排列的齿的具有刚性的内齿轮。内齿轮121与交叉滚子轴承130的内圈以及第2转子140的后述的驱动输出部141两者连接，并能够与该两者一同沿周向旋转。
帽型齿轮122具有：沿轴向延伸的圆筒部分；以及覆盖圆筒部分的轴向上端的圆环部分。在设置于圆环部分的中央的开口插入有轴20的柱部201。帽型齿轮122的圆筒部分能够在径向上变形。并且，在圆筒部分的径向外侧面上沿周向形成有数量比形成于内齿轮121的内侧面上的齿数量少的的齿。
从轴向观察时，凸轮123呈椭圆形状，固定于第1转子1，并能够与第1转子1一同旋转。在凸轮123的中央形成有在轴向上贯通的开口。通过在该开口中插入轴20的柱部201，凸轮123能够以中心轴线CA为中心相对于柱部201旋转。
弹性轴承124是能够在径向上变形的轴承，沿着椭圆形状的凸轮123的外周部设置于凸轮123的外侧面。弹性轴承124在比第1轴承3靠径向外侧的位置保持于第1转子1，并将第2转子140支承为能够旋转。弹性轴承124的内圈固定于凸轮123，借助凸轮123安装于第1转子1，并能够与第1转子1一同沿周向旋转。
弹性轴承124收纳在帽型齿轮122的圆筒部分的内侧，使帽型齿轮122的圆筒部分根据凸轮123的形状在径向上变形。更具体地说，弹性轴承124在径向上按压帽型齿轮122的圆筒部分来使其挠曲，由此使形成于挠曲了的部分的外侧面上的齿与形成于内齿轮121的内侧面上的齿局部啮合。并且，弹性轴承124与第1转子1一同旋转，由此使帽型齿轮122与内齿轮121局部啮合的位置在周向上移动。此时，齿数比帽型齿轮122的齿数多的内齿轮121根据帽型齿轮122的齿数与内齿轮121的齿数之差以比帽型齿轮122低的速度旋转。通过这样的作用，减速器120使与内齿轮121连接的第2转子140以比向弹性轴承124以及帽型齿轮122输入驱动力的第1转子1低的速度旋转。
接着，对第2转子140的结构进行说明。第2转子140能够以中心轴线CA为中心沿周向旋转。第2转子140具有驱动输出部141、旋转传递部142、筒状的第2筒部143、转子支承部144、磁铁支承部145以及传感器磁铁146。
驱动输出部141在多关节机器人R(参照图1)的第1～第3关节部分处分别与作业部、第1臂R1以及第2臂R2连接。而且，驱动输出部141与作业部、第1臂R1、第2臂R2连接，并输出致动器100的驱动力。更具体地说，致动器100a的驱动输出部141与作业部连接，向该作业部输出驱动力。致动器100b的驱动输出部141与第1臂R1的另一端连接，向该第1臂R1输出驱动力。致动器100c的驱动输出部141与第2臂R2的另一端连接，向该第2臂R2输出驱动力。
旋转传递部142与驱动输出部141及第2筒部143连接，并能够与驱动输出部141以及第2筒部143一同沿周向旋转。旋转传递部142将从第1转子1输入并且旋转速度被减速器120减速后的驱动力传递到第2转子140(尤其是驱动输出部141)。在本实施方式中，旋转传递部142是与减速器120的内齿轮121相同的部件。即，内齿轮121作为旋转传递部142发挥功能。但是，并不限定于该例示，旋转传递部142也可以是与内齿轮121分体的部件。在为分体部件的情况下，旋转传递部142与内齿轮121连接。
第2筒部143沿轴向延伸，并设置于比第1筒部11靠径向外侧的位置。在本实施方式中，第2筒部143是与交叉滚子轴承130的内圈相同的部件。即，交叉滚子轴承130的内圈作为第2筒部143发挥功能。但是，并不限定于该例示，第2筒部143也可以是与交叉滚子轴承130的内圈分体的部件。在为分体部件的情况下，第2筒部143与交叉滚子轴承130的内圈连接。
转子支承部144对第2轴承150相对于驱动输出部141的安装位置进行定位。并且，磁铁支承部145支承传感器磁铁146。
如图3所示，转子支承部144也可以是与传感器磁铁支承部145相连的同一部件。在该情况下，转子支承部144在轴向上对第2轴承150进行定位，并且支承传感器磁铁146。这样一来，能够通过转子支承部144确定第2轴承150相对于驱动输出部141以及盖部202的圆盘部2021的安装位置，并且能够利用转子支承部144支承传感器磁铁146。因而，能够削减致动器100的零件数。
或者，传感器磁铁支承部145也可以是与转子支承部144不同的部件。图4是示出实施方式中的转子支承部144以及磁铁支承部145的其他结构例的剖视图。另外，图4与图2中由虚线包围的部分对应。如图4所示，若转子支承部144与传感器磁铁支承部145是不同的部件，则还能够将磁铁支承部145配置在离开了转子支承部144的位置处。
而且，在转子支承部144与磁铁支承部145是不同的部件的情况下，转子支承部144以及磁铁支承部145中的至少任一个也可以是与驱动输出部141相同的部件。例如，转子支承部144也可以如图4所示的阶梯部或突出部那样在轴向上从驱动输出部141的上表面突出。更具体地说，转子支承部144也可以从驱动输出部141的沿内周部的阶梯部中的底面沿轴向突出。并且，磁铁支承部145也可以例如在径向上从驱动输出部141的内侧面突出。这样一来，能够削减致动器100的零件数。
传感器磁铁146能够与第2转子140一同沿周向旋转。具体地说，在本实施方式中，传感器磁铁146在周向上交替形成有不同的磁极，并在径向上与传感器26对置配置。但是，传感器磁铁146并不限定于本实施方式的例示，也可以是在周向上交替配置有多个不同磁极的磁铁片的结构。
如上述那样，通过传感器26检测旋转位置的传感器磁铁146设置于通过减速器120而以比第1转子1低的速度旋转驱动的第2转子140上。因此，传感器26能够检测作为输出致动器100的驱动力的部件的第2转子140的旋转位置。因而，例如与通过传感器26检测将致动器100的驱动力输入到第2转子140的第1转子1的旋转位置的情况相比，能够高精度地对输出致动器100的驱动力的部件(即，第2转子140的驱动输出部141)的旋转位置进行检测。
接着，对第2轴承150的结构进行说明。第2轴承150在轴向以及径向中的至少一方上设置于第2转子140与马达110的静止部2所具有的轴20的圆盘部2021之间。在图2中，第2轴承150设置于第2转子140的驱动输出部141与圆盘部2021之间。
例如，在未将第2轴承150设置于设置有传感器磁铁146的第2转子140与设置有传感器26的盖部202之间的情况下，在以马达110的除盖部202以外的部分、减速器120、第2转子140以及盖部202的顺序进行组装时，这些部件的公差会累积，从而导致盖部202相对于第2转子140的相对安装位置发生偏差。其结果是，导致传感器26相对于传感器磁铁146的相对位置发生偏差。另一方面，通过在第2转子140与盖部202之间设置第2轴承150，能够缓和或消除因在如上述那样组装时产生的部件的公差而引起的相对安装位置的偏差。因而，能够提高第2转子140的旋转位置的检测精度。
并且，在本实施方式中，如图2所示，第2轴承150设置于比传感器26以及传感器磁铁146靠径向外侧的位置。例如，在第2轴承150设置于比传感器26靠径向内侧的位置的情况下，圆盘部2021的设置有传感器26的部分在径向内侧被第2轴承150支承，但是在比第2轴承150靠径向外侧的位置未被支承。因此，当因第2转子140的旋转产生的振动经由第2轴承150传递到圆盘部2021，传感器26会在轴向上与圆盘部2021中的比第2轴承150靠径向外侧的部分一同振动。其结果是，有时导致传感器26的检测精度下降。另一方面，在第2轴承150设置于比传感器26靠径向外侧的位置的情况下，圆盘部2021的设置有传感器26的部分在径向的两端被支承。即，上述部分能够在径向内侧受到柱部201的支承，在径向外侧受到第2轴承150的支承。因而，能够防止因如上述的传感器26在轴向上的振动而导致检测精度下降。
另外，第2轴承150相对于传感器26以及传感器磁铁146的安装位置并不限定于图2的例示。图5是示出第2轴承150相对于传感器26以及传感器磁铁146的安装位置的其他一例的剖视图。图5与图2中由虚线包围的部分对应。如图5所示，第2轴承150也可以设置于比传感器26靠径向内侧的位置。这样一来，能够在传感器26的安装位置在径向上不太远离柱部201的情况下将第2轴承150的安装位置靠近柱部201。因而，与第2轴承150设置于比传感器26靠径向外侧的位置的情况相比，能够缩短设置有传感器26的圆盘部2021的径向大小。因而，能够提高圆盘部2021的刚性。
并且，第2轴承150例如是球轴承150a。球轴承150a的内圈固定于第2转子140以及圆盘部2021中的一方。并且，球轴承150a的外圈固定于第2转子140以及圆盘部2021中的另一方。例如，在图2中，球轴承150a的内圈固定于圆盘部2021。并且，球轴承150a的外圈固定于第2转子140，更具体地说，球轴承150a的外圈借助转子支承部144固定于驱动输出部141。例如，在第2轴承150使用滑动部件的情况下，有时因第2转子140在与滑动部件接触的状态下旋转而在致动器100的内部产生噪音以及滑动部件的碎片。这些噪音以及滑动部件的碎片的产生使致动器100的可靠性下降。另一方面，在第2轴承150使用球轴承150a的情况下，能够防止或抑制如上述的噪音的产生，还能够防止如上述的碎片的产生。
另外，并不限定于本实施方式的例示，第2轴承150也可以是在轴向以及径向中的一方上配置于第2转子140与圆盘部2021之间的滑动部件150b。图6是示出在实施方式中第2轴承150使用滑动部件150b的结构例的剖视图。另外，图6与图2中由虚线包围的部分对应。这样一来，与第2轴承150例如使用金属制的轴承的情况相比，能够利用价格低廉并且轻量的材料(例如树脂、橡胶等)来形成。因而，能够减轻制造成本，并且能够有助于致动器100的轻量化。
接着，举出第1～第3例对第2轴承150相对于盖部202以及第2转子140的径向上的安装位置进行说明。
图7是示出第2轴承150在径向上的安装位置的第1例的剖视图。另外，图7与图2中由单点划线包围的部分对应。在第1例中，如图7所示，从轴向观察时，第2轴承150位于比第1轴承3靠径向外侧的位置，并且在径向上与弹性轴承124的至少一部分区域重叠。在图7中，从轴向观察时，设置于第2转子140以及圆盘部2021中的至少一方的第2轴承150与比第1轴承3靠径向外侧的弹性轴承124的至少一部分区域重叠。而且，从轴向观察时，第2轴承150位于比设置于轴20的柱部201的第1轴承3靠径向外侧的位置。因而，与第2轴承150位于比弹性轴承124靠径向内侧的位置的情况(例如，参照后述的图8、图9)相比，能够扩大第2轴承150与柱部201之间的空间。由此，例如还能够将对第2转子140的旋转进行减速或使其停止的制动部等配置在该空间内。
图8是示出第2轴承150在径向上的安装位置的第2例的剖视图。另外，图8与图2中由单点划线包围的部分对应。在第2例中，如图8所示，从轴向观察时，第2轴承150在径向上位于第1轴承3与弹性轴承124的之间。更具体地说，从轴向观察时，第2轴承150比第1轴承3靠径向外侧并且比弹性轴承124靠径向内侧。在图8中，从轴向观察时，设置于第2转子140以及圆盘部202中的至少一方的第2轴承150在径向上位于设置在轴20的柱部201的第1轴承3与比第1轴承3靠径向外侧的弹性轴承124之间。因而，相比于第2轴承150在轴向上与第1轴承3的至少一部分区域重叠的情况(例如，参照图9)，能够在径向上扩大第2轴承150与柱部201之间的空间。并且，由于第2轴承150靠近柱部201，因此相比于从轴向观察时第2轴承150与弹性轴承124的至少一部分区域重叠的情况(例如，参照图7)，能够缩短圆盘部202的径向大小，从而能够提高圆盘部202的刚性。
图9是示出第2轴承150在径向上的安装位置的第3例的剖视图。另外，图9与图2中由单点划线包围的部分对应。在第3例中，如图9所示，从轴向观察时，第2轴承150在径向上与第1轴承的至少一部分区域重叠，并且位于比第3轴承靠径向内侧的位置。在图9中，从轴向观察时，设置于第2转子140以及圆盘部202中的至少一方的第2轴承150与设置于柱部201的第1轴承3的至少一部分区域重叠。而且，从轴向观察时，第2轴承150位于比弹性轴承124靠径向内侧的位置，弹性轴承124位于比第1轴承3靠径向外侧的位置。因而，与从轴向观察时第2轴承150位于比第1轴承3靠径向外侧的位置的情况(例如参照图7、图8)相比，能够缩短圆盘部202的径向大小，从而能够进一步提高圆盘部202的刚性。
在上述的实施方式中，致动器100的传感器26与传感器磁铁146在轴向上是对置的，但是并不限定于该例示，也可以在径向上对置。另外，以下对与上述的实施方式不同的结构进行说明。并且，对与上述的实施方式相同的构成要素标注相同的标号，有时省略其说明。
首先，对上述的实施方式的第1变形例进行说明。图10A是示出传感器26以及传感器磁铁146在径向上的配置例的剖视图。图10B是示出传感器26以及传感器磁铁146在径向上的其他配置例的剖视图。另外，图10A以及图10B与图2中由虚线包围的部分对应。如图10A以及图10B所示，传感器26在径向上与沿周向旋转的传感器磁铁146的轨迹的一部分对置。
并且，传感器26借助FPC27设置于盖部202的筒部2022以及柱部201的径向外侧面上。更具体地说，搭载有传感器26的FPC27的一部分贴在筒部2022上，FPC27的另一部分贴在柱部201上。并且，从径向观察时，传感器26的一部分与筒部2022重叠，传感器26的另一部分与柱部201重叠。另外，传感器26并不限定于图10A以及图10B的例示，也可以设置于筒部2022以及柱部201中的任一方的径向外侧面上。
即，传感器26只要设置于筒部2022以及柱部201中的至少一方的径向外侧面即可。这样一来，与传感器26设置于圆盘部2021并在径向上与沿周向旋转的传感器磁铁146的轨迹的一部分对置的情况相比，能够使传感器26以及传感器磁铁146与第2轴承150在径向上更加靠近轴20的柱部201。因而，能够有助于致动器100在径向上的小型化。并且，能够缩短圆盘部2021的径向大小，因此能够提高圆盘部2021的刚性。
并且，在第1变形例中，柱部201以及盖部202中的至少一方还具有确定传感器26在轴向上的安装位置的传感器定位部2011。具体地说，在传感器26的至少一部分或设置有传感器26的FPC27的至少一部分设置于柱部201的外侧面的情况下，如图10A以及图10B所示，传感器定位部2011设置于柱部201的外侧面。而且，为了进一步容易确定传感器26在轴向上的安装位置，也可以如图10B所示那样还将传感器定位部2011a设置于筒部2022的外侧面。或者，在传感器26整体或设置有传感器26的FPC27整体设置于筒部2022的外侧面的情况下，传感器定位部2011设置于筒部2022的外侧面。这样一来，由于容易在轴向上对传感器26进行定位，因此容易进行传感器26的安装作业。
并且，在第1变形例中，第2转子140具有确定传感器磁铁146在轴向上的安装位置的传感器磁铁定位部145a。更具体地说，第2转子140的磁铁支承部145具有传感器磁铁支承部145a。这样一来，容易在轴向上对传感器磁铁146进行定位，因此容易进行传感器磁铁146的安装作业。
并且，如图10A以及图10B所示，转子支承部144也可以是与传感器磁铁支承部145相连的相同部件，但是并不限定于图10A以及图10B的例示。图11是示出第1变形例中的转子支承部144以及磁铁支承部145的其他结构例的剖视图。另外，图11与图2中由虚线包围的部分对应。如图11所示，转子支承部144也可以是与传感器磁铁支承部145不同的部件。这样一来，还能够将磁铁支承部145配置在离开转子支承部144的位置处。
而且，转子支承部144以及具有传感器磁铁支承部145a的磁铁支承部145中的至少任一方也可以是与驱动输出部141相同的部件。例如，转子支承部144也可以如图11所示的阶梯部或突出部那样在轴向上从驱动输出部141的上表面突出。并且，传感器磁铁支承部145a例如也可以在径向上从驱动输出部141的内侧面突出。这样一来，能够削减致动器100的零件数。
并且，如图10A以及图10B所示，第2轴承150也可以是球轴承150a，但是并不限定于图10A以及图10B的例示，也可以是滑动部件150b。图12是示出在第1变形例中第2轴承150使用滑动部件150b的结构例的剖视图。另外，图12与图2中由虚线包围的部分对应。如图12所示，这样一来，能够利用价格低廉并且轻量的材料(例如树脂、橡胶等)形成滑动部件150b，因此能够减轻制造成本，能够有助于致动器100的轻量化。
接着，对上述的实施方式的第2变形例进行说明。图13是示出传感器26以及传感器磁铁146在径向上的其他配置例的剖视图。另外，图13与图2中由虚线包围的部分对应。
在第2变形例中，在第1变形例的结构的基础上，静止部2还具有设置于筒部2022以及柱部201中的至少一方的传感器支承部28。更具体地说，如图13所示，传感器支承部28的一部分设置于筒部2022的外侧面，传感器支承部28的另一部分设置于柱部201的外侧面。或者，也可以使传感器支承部28整体设置于筒部2022的外侧面或柱部201的外侧面。
传感器26借助FPC27设置于传感器支承部28的径向外侧面，并在径向上与沿周向旋转的传感器磁铁146的轨迹的一部分对置。或者，传感器26也可以直接设置于传感器支承部28的外侧面。即使这样，也与第1变形例同样地，与传感器26设置于圆盘部2021并在轴向上与传感器磁铁146的轨迹的一部分对置的情况相比，能够使第2轴承150在径向上更加靠近轴20的柱部201。因而，能够有助于致动器100在径向上的小型化。并且，能够缩短圆盘部2021的径向大小，因此能够提高圆盘部2021的刚性。而且，例如通过将设置有传感器26的传感器支承部28设置于盖部202的筒部2021以及柱部201中的至少一方，容易进行传感器26的安装作业。
并且，传感器支承部28还具有确定传感器26在轴向上的安装位置的传感器定位部280。如图13所示，传感器定位部280具有：设置于传感器支承部28的轴向下端的第1传感器定位部281；以及设置于传感器支承部28的轴向上端的第2传感器定位部282。或者，传感器定位部280也可以是只具有第1传感器定位部281以及第2传感器定位部282中的任一方的结构。根据该结构，能够在安装传感器支承部28之后，容易地通过第1传感器定位部281确定传感器26在轴向下方的安装位置，并能够通过第2传感器定位部282确定传感器26在轴向上方的安装位置。因而，传感器26的安装作业变得更加容易。
以上，对本公开的实施方式进行了说明。另外，本公开的范围并不限定于上述的实施方式。本公开在不脱离发明的主旨的范围内能够加以各种变更来实施。并且，在上述的实施方式中说明的事项在不发生矛盾的范围内能够适当地任意组合。
本公开例如对于安装于机器人等的致动器是有用的。

Claims (36)

1.一种致动器，其包括：
马达，所述马达具有第1转子，所述第1转子能够以在上下方向上延伸的中心轴线为中心沿周向旋转；
第2转子，所述第2转子具有传感器磁铁，并能够以所述中心轴线为中心沿周向旋转；以及
减速器，所述减速器对所述第1转子的旋转进行减速，并传递给所述第2转子，
所述致动器的特征在于，
所述马达具有：
静止部，所述静止部具有与所述第1转子对置的定子；以及
第1轴承，所述第1轴承将所述第1转子支承为能够相对于所述静止部旋转，
所述静止部具有传感器，所述传感器设置于所述静止部，所述传感器在径向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，检测所述传感器磁铁的旋转位置。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，
所述静止部还具有轴，所述轴具有沿所述中心轴线延伸的柱部，
所述第1轴承被固定于所述柱部和所述第1转子。
3.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，
所述轴具有在轴向上贯通的贯通孔，
所述柱部是被所述贯通孔贯穿的筒状的中空部件，
所述静止部还具有：
基板，所述基板在轴向上被设置于所述柱部的与所述传感器相反的一侧；以及
配线，所述配线穿过所述贯通孔的内部，将所述传感器与所述基板电连接。
4.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，
所述轴具有设置于所述柱部的轴向一端的盖部，
所述盖部具有从所述柱部向径向外侧延伸的圆盘部，
所述传感器被设置于所述盖部，
所述致动器还具有第2轴承，所述第2轴承在轴向以及径向中的至少一方上设置于所述第2转子与所述圆盘部之间，
所述静止部借助所述第2轴承将所述第2转子支承为能够旋转。
5.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述第2轴承是球轴承，
所述球轴承的内圈固定于所述第2转子以及所述圆盘部中的一方，
所述球轴承的外圈固定于所述第2转子以及所述圆盘部中的另一方。
6.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述第2轴承是在轴向以及径向中的一方上配置于所述第2转子与所述圆盘部之间的滑动部件。
7.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
在轴向上在所述柱部与所述盖部之间形成有槽部，
所述槽部沿径向凹陷，并且沿周向延伸。
8.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述第2转子具有转子支承部，
所述转子支承部在轴向上对所述第2轴承进行定位，并且支承所述传感器磁铁。
9.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述第2转子具有转子支承部和支承所述传感器磁铁的传感器磁铁支承部，
所述转子支承部在轴向上对所述第2轴承进行定位，
所述传感器磁铁支承部是与所述转子支承部不同的部件。
10.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述减速器具有第3轴承，
所述第3轴承在比所述第1轴承靠径向外侧的位置保持于所述第1转子，并将所述第2转子支承为能够旋转，
所述第2轴承位于比所述第1轴承靠径向外侧的位置，并且在径向上与所述第3轴承的至少一部分区域重叠。
11.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述减速器具有第3轴承，
所述第3轴承在比所述第1轴承靠径向外侧的位置保持于所述第1转子，并将所述第2转子支承为能够旋转，
所述第2轴承在径向上位于所述第1轴承与所述第3轴承之间。
12.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述减速器具有第3轴承，
所述第3轴承在比所述第1轴承靠径向外侧的位置保持于所述第1转子，并将所述第2转子支承为能够旋转，
从轴向观察时，所述第2轴承在径向上与所述第1轴承的至少一部分区域重叠，而且位于比所述第3轴承靠径向内侧的位置。
13.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述传感器被设置于所述圆盘部，并在轴向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，
所述第2轴承被设置于比所述传感器靠径向外侧的位置。
14.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述传感器被设置于所述圆盘部，并在轴向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，
所述第2轴承设置于比所述传感器靠径向内侧的位置。
15.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述盖部还具有筒部，所述筒部从所述圆盘部向所述柱部沿轴向延伸，并与所述柱部的轴向一端相连，
所述传感器设置于所述筒部以及所述柱部中的至少一方的径向外侧面上。
16.根据权利要求15所述的致动器，其特征在于，
所述盖部以及所述柱部中的至少一方还具有传感器定位部，所述传感器定位部确定传感器在轴向上的安装位置。
17.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，
所述盖部还具有筒部，所述筒部从所述圆盘部向所述柱部沿轴向延伸，并与所述柱部的轴向一端相连，
所述静止部还具有设置于所述筒部以及所述柱部中的至少一方的传感器支承部，
所述传感器设置于所述传感器支承部的径向外侧面上。
18.根据权利要求17所述的致动器，其特征在于，
所述传感器支承部还具有传感器定位部，所述传感器定位部确定传感器在轴向上的安装位置。
19.根据权利要求15所述的致动器，其特征在于，
所述第2转子具有传感器磁铁定位部，所述传感器磁铁定位部确定所述传感器磁铁在轴向上的安装位置。
20.一种致动器，其包括：
马达，所述马达具有第1转子，所述第1转子能够以在上下方向上延伸的中心轴线为中心沿周向旋转；
第2转子，所述第2转子具有传感器磁铁，并能够以所述中心轴线为中心沿周向旋转；以及
减速器，所述减速器对所述第1转子的旋转进行减速，并传递给所述第2转子，
所述致动器的特征在于，
所述马达具有：
静止部，所述静止部具有与所述第1转子对置的定子；以及
第1轴承，所述第1轴承将所述第1转子支承为能够相对于所述静止部旋转，
所述静止部具有传感器，所述传感器与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，检测所述传感器磁铁的旋转位置，
所述静止部还具有轴，所述轴具有沿所述中心轴线延伸的柱部，
所述第1轴承被固定于所述柱部和所述第1转子，
所述轴具有设置于所述柱部的轴向一端的盖部，
所述盖部具有从所述柱部向径向外侧延伸的圆盘部，
所述传感器被设置于所述盖部，
所述致动器还具有第2轴承，所述第2轴承在轴向以及径向中的至少一方上设置于所述第2转子与所述圆盘部之间，
所述静止部借助所述第2轴承将所述第2转子支承为能够旋转。
21.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述轴具有在轴向上贯通的贯通孔，
所述柱部是被所述贯通孔贯穿的筒状的中空部件，
所述静止部还具有：
基板，所述基板在轴向上被设置于所述柱部的与所述传感器相反的一侧；以及
配线，所述配线穿过所述贯通孔的内部，将所述传感器与所述基板电连接。
22.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述第2轴承是球轴承，
所述球轴承的内圈固定于所述第2转子以及所述圆盘部中的一方，
所述球轴承的外圈固定于所述第2转子以及所述圆盘部中的另一方。
23.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述第2轴承是在轴向以及径向中的一方上配置于所述第2转子与所述圆盘部之间的滑动部件。
24.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
在轴向上在所述柱部与所述盖部之间形成有槽部，
所述槽部沿径向凹陷，并且沿周向延伸。
25.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述第2转子具有转子支承部，
所述转子支承部在轴向上对所述第2轴承进行定位，并且支承所述传感器磁铁。
26.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述第2转子具有转子支承部和支承所述传感器磁铁的传感器磁铁支承部，
所述转子支承部在轴向上对所述第2轴承进行定位，
所述传感器磁铁支承部是与所述转子支承部不同的部件。
27.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述减速器具有第3轴承，
所述第3轴承在比所述第1轴承靠径向外侧的位置保持于所述第1转子，并将所述第2转子支承为能够旋转，
所述第2轴承位于比所述第1轴承靠径向外侧的位置，并且在径向上与所述第3轴承的至少一部分区域重叠。
28.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述减速器具有第3轴承，
所述第3轴承在比所述第1轴承靠径向外侧的位置保持于所述第1转子，并将所述第2转子支承为能够旋转，
所述第2轴承在径向上位于所述第1轴承与所述第3轴承之间。
29.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述减速器具有第3轴承，
所述第3轴承在比所述第1轴承靠径向外侧的位置保持于所述第1转子，并将所述第2转子支承为能够旋转，
从轴向观察时，所述第2轴承在径向上与所述第1轴承的至少一部分区域重叠，而且位于比所述第3轴承靠径向内侧的位置。
30.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述传感器被设置于所述圆盘部，并在轴向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，
所述第2轴承被设置于比所述传感器靠径向外侧的位置。
31.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述传感器被设置于所述圆盘部，并在轴向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置，
所述第2轴承设置于比所述传感器靠径向内侧的位置。
32.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述盖部还具有筒部，所述筒部从所述圆盘部向所述柱部沿轴向延伸，并与所述柱部的轴向一端相连，
所述传感器设置于所述筒部以及所述柱部中的至少一方的径向外侧面上，并在径向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置。
33.根据权利要求32所述的致动器，其特征在于，
所述盖部以及所述柱部中的至少一方还具有传感器定位部，所述传感器定位部确定传感器在轴向上的安装位置。
34.根据权利要求20所述的致动器，其特征在于，
所述盖部还具有筒部，所述筒部从所述圆盘部向所述柱部沿轴向延伸，并与所述柱部的轴向一端相连，
所述静止部还具有设置于所述筒部以及所述柱部中的至少一方的传感器支承部，
所述传感器设置于所述传感器支承部的径向外侧面上，并在径向上与沿周向旋转的所述传感器磁铁的轨迹的一部分对置。
35.根据权利要求34所述的致动器，其特征在于，
所述传感器支承部还具有传感器定位部，所述传感器定位部确定传感器在轴向上的安装位置。
36.根据权利要求32所述的致动器，其特征在于，
所述第2转子具有传感器磁铁定位部，所述传感器磁铁定位部确定所述传感器磁铁在轴向上的安装位置。
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