JP6540184B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、駆動対象の直線的な駆動を行うアクチュエータに関する。

ボールねじやリニアガイドはともに直動機械要素であり、これらを組み合わせたリニアアクチュエータが産業機械やロボットなどに広く用いられている。ボールねじは、ねじ軸と、駆動対象に固着されるナットと、ねじ軸とナットとの間に介装された多数のボールとから構成されている。ボールねじは、例えば、電気モータによってねじ軸を回転させることにより、ナットがねじ軸の軸方向に沿って移動する（特許文献１参照）。

また、リニアガイドは、機械テーブルなどに固定されるレールと、レールを跨ぐように配置され駆動対象を支持するスライダと、スライダとレールに形成された転動面を転動する多数の転動体とから構成されている。リニアガイドは、例えば、ボールねじと共に用いられ、ボールねじからの力が駆動対象に加わると、スライダが高い位置精度をもってレール上を移動し、駆動対象を案内する（特許文献２参照）。

一方、自動車では、積荷の軽重による姿勢変化を抑制するため、実効スプリングレート調整式のサスペンションが開発されている。ここで、実効スプリングレートとは、サスペンションスプリングの付勢力に抗して車高を単位高さ低くするのに必要な荷重を意味するものとする。この種のサスペンションとしては、空気圧を用いたエアサスペンションが一般的であるが、サスペンションスプリングの位置を変化させることで実効スプリングレートを増減させるものも公知となっている（特許文献３の図６参照）。

特許文献３の図６に開示されたサスペンションは、車体とサスペンションアームとの間にサスペンションスプリングを平面視で旋回可能に保持するとともに、サスペンションスプリングを旋回駆動する電動のクランク式アクチュエータを備え、サスペンションアームの基端側に近づくようにサスペンションスプリングを旋回させることで実効スプリングレートを低下させ、車輪側に近づくようにサスペンションスプリングを旋回させることで実効スプリングレートを上昇させる構造を採っている。

特開２００１−１９３８１５号公報 特開２００１−１８２７４５号公報 米国特許第７３９２９７８Ｂ２号公報

ボールねじとリニアガイドとからなるリニアアクチュエータは、比較的大きな駆動力を要する駆動対象に適用することができるものの、構成部品点数が多くなることから、これを組み込んだ機械装置の製造コストや保守コストが高くなることが避けられない。したがって、この種のリニアアクチュエータは、工作機械やロボットなどに用いることはできても、自動車に代表される比較的安価な機械に採用することが難しい。

一方、特許文献３のクランク式アクチュエータを備えたサスペンションでは、サスペンションスプリングを水平方向に旋回させることに起因して、以下に述べるような問題が生じる。すなわち、旋回するサスペンションスプリングとの干渉を避けるべく、サスペンションアームの上側に大きなスペースを確保する必要があり、ブレーキやダンパなどの周辺装置のレイアウトが難しくなる問題があった。また、サスペンションスプリングが意図しない方向（アームのピボット回転半径方向に対し直角方向）にも大きく変位するため、狙い以外の剛性の変化も生じ、サスペンションアームが意図しない方向にねじれるといった問題があった。

このような問題に鑑みて、本発明は、コストを抑えながら、比較的大きな駆動力を要する駆動対象を直線的に運動させることができるアクチュエータを提供することを目的とする。

また、上記課題を解決するために本発明では、
基部と、
前記基部に固定された内歯歯車と、
前記内歯歯車と中心軸線を共通にして前記基部に固定された第１の軸受と、
前記第１の軸受に回転可能に取り付けられた回転軸部と、前記内歯歯車の径方向内側に配置され、前記回転軸部の回転により旋回する旋回部とを備えた軸部材と、
前記旋回部に固定された第２の軸受と、
前記第２の軸受と中心軸線を共通にして前記第２の軸受に回転可能に取り付けられ、前記内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、
前記回転軸部を回転させる駆動機構と、を有し、
前記内歯歯車に対する前記外歯歯車の歯数比が１／２よりも大きく、
前記駆動機構は前記外歯歯車の少なくとも一部分が直線的に移動する回転角の範囲内において回転することを特徴とするアクチュエータを提供する。

好ましくは、前記第１の軸受は、すべり軸受、４点接触玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受および複列テーパローラベアリングのいずれかである。

また、好ましくは、前記第２の軸受は、すべり軸受、４点接触玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受および複列テーパローラベアリングのいずれかである。

また、上記課題を解決するために本発明では、
第１の面を有する基部と、
第１の軸受を介し、前記基部に相対回転可能に取り付けられた回転軸部と、前記回転軸部の回転により旋回する旋回部とを備えた軸部材と、
第２の軸受を介して前記旋回部に相対回転可能に取り付けられ、前記第１の面と略平行に配置された第２の面を有する可動部材と、
前記回転軸部を回転させる駆動機構と、を有し、
前記第１の面と前記第２の面のいずれか一方に、内サイクロイド曲線状の第１の転動溝が形成されており、前記第１の面と前記第２の面のもう一方に、前記第１の転動溝の内サイクロイド曲線よりも山数が２つ少ない外サイクロイド曲線状の第２の転動溝が形成され、
前記第１の転動溝と前記第２の転動溝の間に、複数の転動体が配置されており、
前記複数の転動体の位置関係を保つ保持器を有し、
前記駆動機構は、前記可動部材の少なくとも一部分が直線的に移動する回転角の範囲内において前記回転軸部を回転させることを特徴とするアクチュエータを提供する。

好ましくは、前記第１の転動溝は、第１の内溝と、前記第１の内溝を囲う第１の外溝からなり、
前記第２の転動溝は、第２の内溝と、前記第２の内溝を囲う第２の外溝からなる。

本発明によれば、コストを抑えながら、比較的大きな駆動力を要する駆動対象を直線的に運動させることができるアクチュエータを提供することができる。

本願の第１実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。 本願の第１実施形態に係るアクチュエータの縦断面図である。 本願の第１実施形態に係るアクチュエータの要部分解斜視図である。 本願の第１実施形態に係るアクチュエータの作動説明図である。 本願の第２実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。（ａ）と（ｂ）において異なる角度から見た状態を示している。 本願の第２実施形態に係るアクチュエータの軸方向に沿って切断した断面を示す断面図である。 本願の第２実施形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。 本願の第２実施形態に係るアクチュエータの別の角度から見た分解斜視図である。 本願の第２実施形態に係るアクチュエータの作動説明図である。

（第１実施形態）
以下、本願の第１実施形態に係るアクチュエータである内接歯車式アクチュエータについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態の説明にあたっては、図１〜図３中に前後・上下を矢印で示し、各部材の位置や方向をこれに沿って説明する。

（第１実施形態の構成）
図１〜図３に示すように、本実施形態の内接歯車式アクチュエータ１（以下、単に「アクチュエータ１」と記す。）は、機械本体８に固定される基部２と、基部２の中心に回転自在に支持された軸部材であるクランクシャフト３（図２参照）と、基部２の前面に固着されたリング状の内歯歯車４と、可動部材としてクランクシャフト３に回転自在に支持された外歯歯車５と、駆動部として外歯歯車５の前面に締結されたピンプレート６と、クランクシャフト３を回転させる駆動機構としての電動モータ７５とを主要構成要素としている。

基部２は略円板形状を呈しており、内歯歯車４が前面に接合される環状凸部１１が前方に突設されるとともに、図２に示す通り、その中心部に第１の軸受としての転がり軸受（以下、単に軸受と記す）２１が圧入される軸受保持穴部１２が設けられている。また、基部２には、図３に示すように、環状凸部１１の外側に固定ボルト９（図１参照）が挿通される４つのボルト穴１３が穿設されている。本実施形態の基部２と内歯歯車４とは溶接によって接合されているが、ボルトによって締結されていてもよいし、鋳造などによる一体品であってもよい。

クランクシャフト３は、回転軸部として軸受２１の内輪に保持されたクランクジャーナル３１と、クランクジャーナル３１の前端に連なる円板状のクランクアーム３２と、クランクアーム３２の前面から前方に突設し、第２の軸受としての軸受２２の内輪に内嵌したクランクピン（旋回部）３３とを有している。図２に示す通り、クランクジャーナル３１とクランクピン３３とは径方向に所定のオフセット量Ｓをもってオフセットしており、クランクシャフト３が回転するとクランクピン３３がオフセット量Ｓを半径として旋回する。

クランクジャーナル３１の後方には、連続して、アクチュエータ側プーリ４１（図２参照）が外嵌するプーリ保持部３４と、プーリ固定ナット４２が螺合するねじ軸３５とが形成されている。一方、クランクピン３３の前方には、連続して、歯車固定ナット４３が螺合するねじ軸３６が形成されている。クランクジャーナル３１およびクランクピン３３の基部には、軸受２１、２２の内輪の端面に接する円形の軸受座３７、３８が各々設けられている。

外歯歯車５は、軸受２２の外輪が圧入される軸受保持穴部５１を軸心に有しており、軸受２２を介してクランクピン３３に回転自在に支持されている。外歯歯車５は、ねじ軸３６に歯車固定ナット４３を螺合させて締め付けることにより、クランクピン３３に保持される。外歯歯車５は、その外歯５ａが内歯歯車４の内歯４ａと常時噛み合うように構成されており、クランクピン３３の旋回に伴って旋回（公転）しながら回転（自転）する。本実施形態では、内歯歯車４に対する外歯歯車５の歯数比が１／２よりも大きい値（４／５程度）に設定されている。

ピンプレート６は、外歯歯車５の前端面に締結されるプレートベース６１と、プレートベース６１に圧入などによって一体化された駆動ピン６２とからなっている。駆動ピン６２は、大径の基端部の前方に小径の先端部が形成された段付ピンであり、先端部が駆動対象７１（図２参照）に係合する。図１に示すように、ピンプレート６は、駆動ピン６２が外歯歯車５の外周より径方向外側に位置するように、外歯歯車５から径方向外側へ張り出している。プレートベース６１の後面には内歯歯車４との干渉を避けるための逃げ部６１ａが設けられている。

軸受２１、２２は公知の４点接触玉軸受であり、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介装される多数のボールと、隣り合うボールの周方向の間隔を維持する保持器とから構成されており、モーメント荷重、アキシャル荷重、及び、ラジアル荷重の複合荷重を負担することができる。

図２に示すように、機械本体８の後面には電動モータ７５が取り付けられており、この電動モータ７５のシャフト７５ａの先端にモータ側プーリ４５が固着されている。モータ側プーリ４５と前述したアクチュエータ側プーリ４１との間にはベルト７６が掛け渡されており、電動モータ７５によってクランクシャフト３が回転され、外歯歯車５が駆動する。

（第１実施形態の作用）
図４は、駆動ピン６２が可動範囲の上端から下端まで移動する過程を示している。図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、電動モータ７５に駆動されてクランクシャフト３が左回転すると、クランクピン３３に支持された外歯歯車５は、左方向に旋回すると同時に、内歯歯車４に噛み合い右回転する。これにより、駆動対象７１（図２参照）が係合した駆動ピン６２は、図４（ａ）に示す上端位置から直線的な軌跡Ｌを描いて図４（ｅ）に示す下端位置に移動する。駆動ピン６２の軌跡Ｌは、内歯歯車４に対する外歯歯車５の歯数比によって変化するトロコイド曲線の一部となる。このように、内歯歯車４と外歯歯車５と軸受２２は、クランクピン３３の旋回運動を駆動ピン６２の直線的な運動に変換する変換機構を構成している。

クランクシャフト３をさらに回転させると、駆動ピン６２の軌跡Ｌは略四角形を描くが、本実施形態においては、往復アクチュエータとして利用するため、電動モータ７５に設けた制御部によって、図４の範囲で往復運動するように電動モータ７５の回転角を制御する。

図２において駆動対象７１を下方に移動させる場合、駆動ピン６２には図２中にＦで示す上方への反力が作用するが、クランクシャフト３は、モーメント荷重、アキシャル荷重、及びラジアル荷重の複合荷重を負担可能な軸受２１、２２によって支持されているため、反力がある程度大きなものであったとしても、作動中に傾いたりすることがない。荷重下の作用線が軸受２１、２２の中心からオフセットし、大きなモーメント荷重が負荷されるので、その荷重に耐える軸受で支持される。また、駆動ピン６２が駆動対象７１から図２の左右方向の荷重を受けることもできる。ただし、荷重が大きくなれば、外歯歯車５は内歯歯車４に対して多少変位するため、内歯歯車４と外歯歯車５の干渉が起きないように、用途等に応じて、歯車のバックラッシュと軸受２１、２２の剛性との関係を設定することが好ましい。

以上に説明した実施形態に係る内接歯車式アクチュエータによれば、比較的簡素かつ安価な構成を採りながら、比較的大きな駆動力を要する駆動対象を直線的に運動させることができる。

本第１実施形態のアクチュエータは、自動車用サスペンションに用いることもできる。例えば、特許文献３の図６の旋回式アクチュエータの代替として用いることで、サスペンションスプリングを直線移動させることが可能となる。さらに、サスペンションの剛性が変化すると、意図しないサスペンションアームのねじれを防止する効果があり高価なリニアガイドを使用せずとも良い。

以上で第１実施形態の説明を終えるが、本願発明は上記第１実施形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、内歯歯車に対する外歯歯車の歯車比を４／５程度とし、トロコイド曲線の一部となる軌跡を描くように駆動ピンを移動させるようにしたが、歯車比はこれに限らない。例えば、内歯歯車に対する外歯歯車の歯数比を１／２に近づければ駆動ピンをより直線的に駆動することが可能となる。また、内歯歯車に対する外歯歯車の歯数比を１／２とし、外歯歯車のピッチ円上に駆動ピンを配置すれば、駆動ピンに直線運動をさせることができる。

また、本第１実施形態の内接歯車式アクチュエータは、自動車用サスペンションに限らず、ブレーキの倍力装置やステアリング装置など、直線的な駆動が必要な箇所に利用することができる。

また、上記実施形態では軸受として４点接触玉軸受を用いたが、すべり軸受、複列アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受および複列テーパローラベアリングなど、アキシャル方向の荷重を負担可能な転がり軸受であればどのような転がり軸受でも採用可能であり、その場合にも上記実施形態と同様の作用が得られる。

その他、内接歯車式アクチュエータの具体的構造や各部材に具体的形状などについても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

（第２実施形態）
以下、本願の第２実施形態に係るアクチュエータについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第２実施形態の構成）
図５に示すように、本実施形態のアクチュエータ２０１は、機械本体等に固定される基部として設けられた円盤状の固定板２０２と、固定板２０２に対して相対回転可能に取り付けられた軸部材２０３と、軸部材２０３に対して相対回転可能に取り付けられ、軸部材２０３の回転に伴って旋回（公転）する可動部材としての可動板２０４とを有する。可動板２０４は、円盤状をして、駆動部２０５が形成されており、電動モータなどの駆動機構によって軸部材２０３を回転させると、駆動部２０５が直線的に動くように構成されている。

図６は本願の第２実施形態に係るアクチュエータ２０１を軸部材２０３の軸線方向に切断した断面を示す断面図である。固定板２０２の中心には貫通孔２０２ａが形成されており、その貫通孔ａに軸部材２０３の回転軸部２０３ａが通されている。貫通孔２０２ａと回転軸部２０３ａとの隙間には、第１の軸受２０６が介在し、軸部材２０３が固定板２０２に対して相対回転可能に取り付けられている。また、可動板２０４の中心にも貫通孔２０４ａが形成されており、その貫通孔２０４ａには軸部材２０３の旋回部２０３ｂが挿入されている。貫通孔２０４ａと旋回部２０３ｂとの隙間には、第２の軸受２０７が介在し、可動板２０４が軸部材２０３に対して相対回転可能に取り付けられている。なお、第１の軸受２０６と第２の軸受２０７は、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受にすることで、アキシャル荷重とラジアル荷重の両方の荷重を受けることができる。

軸部材２０３は、回転軸部２０３ａと旋回部２０３ｂとを一体に有する。旋回部２０３ｂには、その端部から軸方向に雌ネジ部２０３ｃが形成されており、雌ネジ部２０３ｃにはネジ２０８が締め付けられている。ネジ２０８は、座金２０９を介して第２の軸受２０７を可動板２０４に押圧している。旋回部２０３ｂとは反対側の回転軸部２０３ａの端部には、軸部材２０３を回転させる駆動機構２１２が設けられている。駆動機構２１２としては、例えば、ベルト、歯車、モータといったように、軸部材２０３を回転させるあらゆる手段を用いることができる。

可動板２０４に対向する固定板２０２の面（第１の面）には、第１の転動溝として、断面が円弧状もしくはゴシックアーチ状をした固定側外溝２０２ｂと固定側内溝２０２ｃが形成されている。また、固定板２０２に対向する可動板２０４の面（第２の面）にも、第２の転動溝として、断面が円弧状もしくはゴシックアーチ状をした可動側外溝２０４ｂと可動側内溝２０４ｃが形成されている。固定側外溝２０２ｂと可動側外溝２０４ｂの間には、複数の転動体２１０が収容されている。また、固定側内溝２０２ｃと可動側内溝２０４ｃとの間にも複数の転動体２１０が収容されている。また、固定板２０２と可動板２０４との間には、円盤状をして、転動体２１０を保持する貫通孔を複数形成した保持器２１１が配置されている。

図７は、本実施形態に係るアクチュエータ２０１の分解斜視図である。保持器２１１は、可動側外溝２０４ｂ及び固定側外溝２０２ｂに対応する位置で円周方向に等間隔に形成された５つの貫通孔部を有し、その貫通孔部内にそれぞれ転動体２１０が収容されている。また、保持器２１１は、可動側内溝２０４ｃ及び固定側内溝２０２ｃに対応する位置で円周方向に等間隔に形成された５つの貫通孔部を有し、その貫通孔部内にそれぞれ転動体２１０が収容されている。

可動側外溝２０４ｂと可動側内溝２０４ｃは、外サイクロイド曲線状に形成されている。具体的には、可動側外溝２０４ｂは、可動板２０４の面内に収まる大きさで、半径Ａ／Ｎ（Ａは正の数、Ｎは自然数）の円が、軸部材２０３の旋回部２０３ｂの中心軸線を中心とする半径Ａの定円の外側を外接しながら滑らずに転がるときに半径Ａ／Ｎ（本実施形態はＮ＝４）の円の円周付近のある定点が描く軌跡を中心として転動体２１０を収容する溝幅を持たせた平面形状をしている。一方、可動側内溝２０４ｃは、可動側外溝２０４ｂの内側に収まる大きさで、半径Ｂ／Ｎ（Ｂは正の数）の円が、軸部材２０３の旋回部２０３ｂの中心軸線を中心とする半径Ｂの定円の外側を外接しながら滑らずに転がるときに半径Ｂ／Ｎの円の円周上の定点が描く軌跡を中心として転動体２１０を収容する溝幅を持たせた平面形状をしており、軸部材２０３の旋回部２０３ｂの中心軸線を中心として可動側外溝２０４ｂに対して１８０°÷Ｎ異なる向きに配置されている。これにより、本実施形態（Ｎ＝４）は駆動部が直線的に動く距離を長くすることが可能となる。

図８は、本実施形態に係るアクチュエータ２０１の、別の角度から見た分解斜視図である。固定側外溝２０２ｂと固定側内溝２０２ｃは、可動側外溝２０４ｂと可動側内溝２０４ｃよりも山数（円弧状の部分の数）が２つ多い内サイクロイド曲線状に形成されている。具体的には、固定側外溝２０２ｂは、入力板２０２の面内に収まる大きさで、半径Ｃ／６（Ｃ＝Ａ×（１＋（２／Ｎ）））の円が、軸部材２０３の回転軸部２０３ａの中心軸線を中心とする半径Ｃの定円の内側を内接しながら滑らずに転がるときに半径Ｃ／６の円の円周付近のある定点が描く軌跡を中心として転動体２１０を収容する溝幅を持たせた平面形状をしている。一方、固定側内溝２０２ｃは、固定側外溝２０２ｂの内側に収まる大きさで、半径Ｄ／６（Ｄ＝Ｂ×（１＋（２／Ｎ）））の円が、軸部材２０３の回転軸部２０３ａの中心軸線を中心とする半径Ｄの定円の内側を内接しながら滑らずに転がるときに半径Ｄ／６の円の円周上の定点が描く軌跡を中心として転動体２１０を収容する溝幅を持たせた平面形状をしており、軸部材２０３の回転軸部２０３ａの中心軸線を中心として固定側外溝２０２ｂに対して１８０°／（Ｎ＋２）異なる向きに配置されている。

（第２実施形態の作用）
図９は本実施形態に係るアクチュエータ２０１の作動説明図である。図９は可動板２０４側から見た平面を示しており、（ａ）から（ｅ）にかけて、軸部材２０３を反時計回りに回した様子を示している。

固定板２０２が固定された状態で軸部材２０３の回転軸部２０３ａが反時計回りに回されると、回転軸部２０３ａに対して偏心した旋回部２０３ｂが、回転軸部２０３ａを中心として反時計回りに旋回（公転）し、これに伴い可動板２０４も旋回（公転）する。可動板２０４は、第２の軸受２０７を介し、旋回部２０３ｂに対して相対回転可能に取り付けられているため、固定板２０２と可動板２０４との間に配置された転動体２１０から掛かる負荷よって回転（自転）する。即ち、可動板２０４は、上述のように、転動体２１０を収容した溝の特徴的な形状により、上記公転の角速度よりも遅い角速度で、時計回りに回転（自転）する。この自転と上記公転との合成によって、駆動部２０５は、図９に示すように、直線的に変位する。このように、可動板２０４、第２の軸受２０７、転動体２１０、固定側外溝２０２ｂ及び固定側内溝２０２ｃは、旋回部２０３ｂの旋回運動を駆動部２０５の直接的な運動に変換する変換機構を構成している。

その後も回転軸部２０３ａを回転し続けると、駆動部２０５が略三角形の軌跡を描く。したがって、対象物を直線的にのみ動かす場合には、駆動機構２１２に設けた制御部によって、上述のように駆動部２０５が直線的に動く範囲内で回転軸部２０３ａが回転するように駆動機構２１２の回転角を制御する。

以上に説明した本第２実施形態によれば、駆動部２０５に、固定板２０２側に向かう大きなアキシャル荷重がかかったとしても、固定板２０２及び可動板２０４に形成されたサイクロイド溝と転動体２１０とによって荷重を受けることができる。また、サイクロイド溝と転動体２１０は、可動板２０４の公転に対する可動板２０４の自転の角速度の比率を決める減速機構の役割も果たす。これにより、リニアガイドなどの直動支持要素や歯車などの減速機構を用いずに、非常にコンパクトかつ軽量で、大きなアキシャル荷重を受けながら、対象物を直線的に動かすことのできるアクチュエータを実現することができる。

本第２実施形態のアクチュエータは、自動車用サスペンションに用いることもできる。例えば、特許文献３の図６の旋回式アクチュエータの代替として用いることで、サスペンションスプリングを直線移動させることが可能となる。サスペンションの剛性の変化に伴う意図しないサスペンションアームのねじれを防止する効果があり、高価なリニアガイドを使用せずとも良い。また、本第２実施形態のアクチュエータは、自動車用サスペンションに限らず、ブレーキの倍力装置やステアリング装置等、直線的な駆動が必要な箇所に利用することができる。

以上で第２実施形態の説明を終えるが、本願発明は第２実施形態に限られるものではない。

例えば、固定板２０２に形成されたサイクロイド溝と、そのサイクロイド溝可動板２０４に形成されたサイクロイド溝は、必ずしも上記第２実施形態のように内側と外側に設ける必要はない。しかし、可動側と固定側で対応する一対のサイクロイド溝の間に挿入可能な転動体２１０の数は、サイクロイド溝の山数の平均値である。例えば、可動側のサイクロイド溝の山数が４で、固定側のサイクロイド溝の山数が６の上記第２実施形態においては、５個の転動体２１０の配置が可能である。したがって、内側と外側にサイクロイド溝を設け、転動体２１０の数を１０個にすることで、転動体２１０の一個当たりにかかる荷重を半減することができる。これにより、球径を小さくし、アクチュエータの小型化、薄型化に寄与することができる。

また、固定板２０２と可動板２０４は、必ずしも円盤状をしている必要はなく、例えば、直方体状をしていても良いが、円盤状とすることで、コンパクトなものとすることができる。

さらに、上記第２実施形態においては、固定側に山数が６の内サイクロイド曲線状をした転動溝を形成し、可動側に山数が４の外サイクロイド曲線状をした転動溝を形成しているが、転動溝の構成はこれに限らない。

例えば、固定側に山数が４の外サイクロイド曲線状をした転動溝を形成し、可動側に山数が６の内サイクロイド曲線状をした転動溝を形成しても良い。この場合、上記第２実施形態に比べて駆動部の動きが直線的でなくなるが、軸部材の回転角に対する駆動部の移動量が小さくなり、小さなトルクで大きな駆動力を発揮することが可能となる。

また、固定側に山数が８の内サイクロイド曲線状をした転動溝を形成し、可動側に山数が６の外サイクロイド曲線状をした転動溝を形成しても良い。この場合、上記第２実施形態に比べて駆動部が直線的に動く範囲が狭くなるか、駆動部の動きが直線的になりにくくなる。しかし、転動体をより多く（７個）介在させることができるため、負荷容量を上げることができる。

すなわち、転動溝は、固定側に外サイクロイド曲線状の転動溝を形成して可動側に内サイクロイド曲線状の転動溝を形成するか、固定側に内サイクロイド曲線状の転動溝を形成して可動側に外サイクロイド曲線状の転動溝を形成し、かつ、外サイクロイド曲線状の転動溝の山数が内サイクロイド曲線状の転動溝の山数よりも２つ多い構成であれば良い。

１ 内接歯車式アクチュエータ
２ 基部
３ クランクシャフト
４ 内歯歯車
５ 外歯歯車
６ ピンプレート
８ 機械本体
９ 固定ボルト
１１ 環状凸部
１３ ボルト穴
２１〜２３ 軸受
３１ クランクジャーナル
３２ クランクアーム
３３ クランクピン
３４ プーリ保持部
３５、３６ ねじ軸
３７、３８ 軸受座
４１ アクチュエータ側プーリ
４２ プーリ固定ナット
４３ 歯車固定ナット
４５ モータ側プーリ
５１ 軸受保持穴部
６２ 駆動ピン
７１ 駆動対象
７５ 電動モータ
７５ａ シャフト
２０１ アクチュエータ
２０２ 固定板
２０２ａ 貫通孔
２０２ｂ 固定側外溝
２０２ｃ 固定側内溝
２０３ 軸部材
２０３ａ 回転軸部
２０３ｂ 旋回部
２０３ｃ 雌ネジ部
２０４ 可動板
２０４ａ 貫通孔
２０４ｂ 可動側外溝
２０４ｃ 可動側内溝
２０５ 駆動部
２０６ 第１の軸受
２０７ 第２の軸受
２０８ ネジ
２０９ 座金
２１０ 転動体
２１１ 保持器
２１２ 駆動機構

Claims (5)

1. 基部と、
   前記基部に固定された内歯歯車と、
   前記内歯歯車と中心軸線を共通にして前記基部に固定された第１の軸受と、
   前記第１の軸受に回転可能に取り付けられた回転軸部と、前記内歯歯車の径方向内側に配置され、前記回転軸部の回転により旋回する旋回部とを備えた軸部材と、
   前記旋回部に固定された第２の軸受と、
   前記第２の軸受と中心軸線を共通にして前記第２の軸受に回転可能に取り付けられ、前記内歯歯車に噛み合う外歯歯車と、
   前記回転軸部を回転させる駆動機構と、を有し、
   前記内歯歯車に対する前記外歯歯車の歯数比が１／２よりも大きく、
   前記駆動機構は前記外歯歯車の少なくとも一部分が直線的に移動する回転角の範囲内において回転することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第１の軸受は、すべり軸受、４点接触玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受および複列テーパローラベアリングのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の内接歯車式アクチュエータ。
3. 前記第２の軸受は、すべり軸受、４点接触玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受および複列テーパローラベアリングのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
4. 第１の面を有する基部と、
   第１の軸受を介し、前記基部に相対回転可能に取り付けられた回転軸部と、前記回転軸部の回転により旋回する旋回部とを備えた軸部材と、
   第２の軸受を介して前記旋回部に相対回転可能に取り付けられ、前記第１の面と略平行に配置された第２の面を有する可動部材と、
   前記回転軸部を回転させる駆動機構と、を有し、
   前記第１の面と前記第２の面のいずれか一方に、内サイクロイド曲線状の第１の転動溝が形成されており、前記第１の面と前記第２の面のもう一方に、前記第１の転動溝の内サイクロイド曲線よりも山数が２つ少ない外サイクロイド曲線状の第２の転動溝が形成され、
   前記第１の転動溝と前記第２の転動溝の間に、複数の転動体が配置されており、
   前記複数の転動体の位置関係を保つ保持器を有し、
   前記駆動機構は、前記可動部材の少なくとも一部分が直線的に移動する回転角の範囲内において前記回転軸部を回転させることを特徴とするアクチュエータ。
5. 前記第１の転動溝は、第１の内溝と、前記第１の内溝を囲う第１の外溝からなり、
   前記第２の転動溝は、第２の内溝と、前記第２の内溝を囲う第２の外溝からなることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。

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