JP6849363B2 - 回転アクチュエータおよびロボット - Google Patents

Description

本発明は、同軸上に配置される中空モータと中空減速機とを備える中空型の回転アクチュエータに関する。また、本発明は、かかる回転アクチュエータを備えるロボットに関する。

従来、中空モータと中空減速機とを備える中空型回転アクチュエータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の中空型回転アクチュエータでは、中空減速機は、中空波動歯車装置であり、円環状の装置ハウジングと、装置ハウジングの内周部に固定される剛性内歯歯車と、剛性内歯歯車の内側に配置されるカップ形状の可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車の内側に配置される波動発生器とを備えている。可撓性外歯歯車は、クロスローラベアリングを介して装置ハウジングに回転可能に支持されている。波動発生器の一部は、中空モータの中空モータ軸の外周面に固定されている。

また、特許文献１に記載の中空型回転アクチュエータでは、中空モータと中空減速機とが同軸上に配置されている。中空モータおよび中空減速機の内周側には、円筒状に形成されるスリーブが配置されている。スリーブは、可撓性外歯歯車の一部を構成するボスにレーザ溶接によって固定されている。そのため、スリーブは、可撓性外歯歯車が回転すると、可撓性外歯歯車と一緒に回転する。

特開２０１４−２０６２６５号公報

特許文献１に記載の中空型回転アクチュエータは、たとえば、産業用ロボットの関節部に使用される。特許文献１に記載の中空型回転アクチュエータが産業用ロボットの関節部に使用される場合、一般に、各種の配線や配管がスリーブの内周側を通過するように引き回される。特許文献１に記載の中空型回転アクチュエータでは、可撓性外歯歯車にスリーブが固定されており、可撓性外歯歯車が回転するとスリーブが回転するため、この中空型回転アクチュエータが産業用ロボットの関節部に使用されると、回転するスリーブの内周面と配線や配管とが接触して、配線や配管が損傷するおそれがある。

そこで、本発明の課題は、中空型の回転アクチュエータにおいて、たとえば、ロボットの関節部に使用された場合に、回転アクチュエータの内周側を通過する配線や配管の損傷を従来以上に抑制することが可能な回転アクチュエータを提供することにある。また、本発明の課題は、かかる回転アクチュエータを備えるロボットを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の回転アクチュエータは、中空状の回転軸を有する中空モータと、回転軸と同軸上に配置されるとともに回転軸に連結される中空状の入力軸を有する中空減速機と、回転軸および入力軸の内周側に配置される筒状の管状部材と、管状部材の一端側を保持する保持部材と、中空減速機の出力軸に固定される被固定部材と、を備え、保持部材は、管状部材の内周側に通じる貫通孔が形成された保持部を備え、管状部材の一端側は、保持部に保持され、管状部材の他端側は、中空減速機の出力側部分に動きばめされ、被固定部材は、管状部材の他端側部分の内周側に挿入される被挿入部を備え、被挿入部は、入力軸の内周側に配置され、管状部材の内周面と被挿入部の外周面とが接触していることを特徴とする。
また、上記の課題を解決するため、本発明の回転アクチュエータは、中空状の回転軸を有する中空モータと、回転軸と同軸上に配置されるとともに回転軸に連結される中空状の入力軸を有する中空減速機と、回転軸および入力軸の内周側に配置される筒状の管状部材と、管状部材の一端側を保持する保持部材と、中空減速機の出力軸に固定される被固定部材と、を備え、保持部材は、管状部材の内周側に通じる貫通孔が形成された保持部を備え、管状部材の一端側は、保持部に保持され、管状部材の他端側は、中空減速機の出力側部分に動きばめされ、被固定部材は、管状部材の他端側部分が挿入される挿入部を備え、挿入部は、入力軸の内周側に配置され、管状部材の外周面と挿入部の内周面とが接触していることを特徴とする。

本発明の回転アクチュエータでは、中空モータの回転軸および中空減速機の入力軸の内周側に配置される筒状の管状部材の一端側は、保持部材の保持部に回転可能に保持され、管状部材の他端側は、中空減速機の出力側部分に動きばめされている。すなわち、管状部材の他端側は、中空減速機の出力側部分に固定されていない状態で保持されている。そのため、本発明では、中空減速機の出力軸が回転しても管状部材は必ずしも回転しない。したがって、本発明では、たとえば、回転アクチュエータがロボットの関節部に使用された場合に、管状部材の内周側を通過するように配線や配管が引き回されても、回転アクチュエータの内周側を通過する配線や配管の損傷を従来以上に抑制することが可能になる。また、本発明では、管状部材の他端側が中空減速機の出力側部分に固定されていないため、たとえば、管状部材の他端側が中空減速機の出力側部分に溶接や接着等で固定されている場合と比較して、回転アクチュエータの組立作業が容易になる。

また、本発明では、回転アクチュエータは、中空減速機の出力軸に固定される被固定部材をさらに備え、被固定部材は、管状部材の他端側部分の内周側に挿入される被挿入部を備え、管状部材の内周面と被挿入部の外周面とが接触しているか、または、回転アクチュエータは、中空減速機の出力軸に固定される被固定部材をさらに備え、被固定部材は、管状部材の他端側部分が挿入される挿入部を備え、管状部材の外周面と挿入部の内周面とが接触している。すなわち、管状部材の内周面と被挿入部の外周面とが接触することにより、または、管状部材の外周面と挿入部の内周面とが接触することで、管状部材の他端側が中空減速機の出力側部分に保持されている。そのため、比較的簡易な構成で、管状部材の他端側を中空減速機の出力側部分に保持させることが可能になる。

また、本発明では、被挿入部は、入力軸の内周側に配置されている。そのため、入力軸の軸方向において入力軸と被挿入部とがずれた状態で配置されている場合と比較して、回転アクチュエータを入力軸の軸方向で小型化することが可能になる。

本発明において、管状部材は、樹脂で形成されていること、または、管状部材の内周面には、樹脂がコーティングされていることが好ましい。このように構成すると、たとえば、回転アクチュエータがロボットの関節部に使用されて管状部材の内周側を通過するように配線が引き回された場合に、管状部材の内周面と配線とが摺動して管状部材の内周側に配置される配線の被覆が万が一、破損したとしても、管状部材と配線との間の短絡を防止することが可能になる。

本発明の回転アクチュエータは、回転アクチュエータによって構成される関節部と、管状部材の内周側を通過するように引き回される配線とを備えるロボットに用いることができる。このロボットでは、回転アクチュエータの内周側を通過する配線の損傷を従来以上に抑制することが可能になる。

以上のように、本発明では、中空型の回転アクチュエータにおいて、たとえば、ロボットの関節部に回転アクチュエータが使用された場合に、回転アクチュエータの内周側を通過する配線や配管の損傷を従来以上に抑制することが可能になる。また、本発明のロボットでは、回転アクチュエータの内周側を通過する配線の損傷を従来以上に抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの正面図である。 （Ａ）は、図１に示す産業用ロボットの斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す産業用ロボットが動作している状態を示す斜視図である。 図１に示す関節部の縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（産業用ロボットの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の正面図である。図２（Ａ）は、図１に示す産業用ロボット１の斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す産業用ロボット１が動作している状態を示す斜視図である。

本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、所定の製品の組立や製造等に用いられる多関節ロボットであり、組立ラインや製造ラインに設置されて使用される。ロボット１は、複数の関節部２と複数のアーム３とを備えている。本形態では、ロボット１は、６個の関節部２と、２本のアーム３とを備えている。以下では、６個の関節部２のそれぞれを区別して表す場合には、６個の関節部２のそれぞれを「第１関節部２Ａ」、「第２関節部２Ｂ」、「第３関節部２Ｃ」、「第４関節部２Ｄ」、「第５関節部２Ｅ」および「第６関節部２Ｆ」とする。また、以下では、２本のアーム３のそれぞれを区別して表す場合には、２本のアーム３のそれぞれを「第１アーム３Ａ」および「第２アーム３Ｂ」とする。

また、ロボット１は、第１関節部２Ａに相対回動可能に連結される支持部材４を備えている。支持部材４は、フランジ部４ａを有する鍔付きの円筒状に形成されており、支持部材４の内周側には、支持部材４の軸方向に貫通する貫通孔（図示省略）が形成されている。フランジ部４ａは、円環状に形成されており、ロボット１の底面部分を構成している。アーム３は、細長い円筒状に形成されている。

ロボット１では、第１関節部２Ａと第２関節部２Ｂとが相対回動可能に連結され、第２関節部２Ｂと第１アーム３Ａの基端とが固定されている。また、第１アーム３Ａの先端と第３関節部２Ｃとが固定され、第３関節部２Ｃと第４関節部２Ｄとが相対回動可能に連結され、第４関節部２Ｄと第２アーム３Ｂの基端とが相対回動可能に連結され、第２アーム３Ｂの先端と第５関節部２Ｅとが固定され、第５関節部２Ｅと第６関節部２Ｆとが相対回動可能に連結されている。また、第６関節部２Ｆには、ハンドや工具等が相対回動可能に取付可能となっている。

以下、関節部２の具体的な構成を説明する。なお、図１に示すように、本形態では、第１関節部２Ａと第２関節部２Ｂと第３関節部２Ｃとが同じ大きさで形成され、第４関節部２Ｄと第５関節部２Ｅと第６関節部２Ｆとが同じ大きさで形成されている。また、第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂおよび第３関節部２Ｃの大きさは、第４関節部２Ｄ、第５関節部２Ｅおよび第６関節部２Ｆの大きさよりも大きくなっている。ただし、第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂおよび第３関節部２Ｃと、第４関節部２Ｄ、第５関節部２Ｅおよび第６関節部２Ｆとは、大きさが相違する点を除けば同様に構成されている。

（関節部の構成）
図３は、図１に示す関節部２の縦断面図である。以下では、説明の便宜上、図３のＺ１方向側を「上」側とし、その反対側であるＺ２方向側を「下」側とする。

関節部２は、モータ７と、モータ７に連結される減速機８と、モータ７が電気的に接続される回路基板１０と、モータ７と減速機８と回路基板１０とが収容されるケース体１１とを備えており、関節部２自体が回転アクチュエータとなっている。すなわち、関節部２は、回転アクチュエータによって構成されている。

モータ７は、径方向の中心に貫通孔が形成された中空モータであり、中空状の回転軸１３を備えている。また、モータ７は、ロータ１４とステータ１５とを備えている。減速機８は、径方向の中心に貫通孔が形成された中空減速機である。モータ７と減速機８とは上下方向で重なるように配置されている。具体的には、モータ７が上側に配置され、減速機８が下側に配置されている。また、モータ７と減速機８とは同軸上に配置されている。

本形態の減速機８は、中空波動歯車装置であり、剛性内歯歯車１６と可撓性外歯歯車１７と波動発生部１８とクロスローラベアリング１９とを備えている。波動発生部１８は、回転軸１３に連結される中空状の入力軸２０と、入力軸２０の外周側に取り付けられるウエーブベアリング２１とを備えている。本形態では、剛性内歯歯車１６が減速機８の出力軸となっている。また、関節部２は、回転軸１３および入力軸２０の内周側に配置される筒状（より具体的には、円筒状）の管状部材２６と、剛性内歯歯車１６に固定される出力側部材２７とを備えている。

モータ７は、上述のように、ロータ１４とステータ１５とを備えている。ロータ１４は、回転軸１３と、回転軸１３に固定される駆動用磁石２９とを備えている。回転軸１３は、上下方向に細長い略円筒状に形成されており、回転軸１３の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、回転軸１３の軸方向であるとともにロータ１４の軸方向である。回転軸１３は、バックヨークとしての機能を果たしており、軟磁性材料で形成されている。本形態の回転軸１３は、鋼材等の鉄系金属で形成されている。

駆動用磁石２９は、円筒状に形成されている。駆動用磁石２９の長さ（上下方向の長さ）は、回転軸１３よりも短くなっており、駆動用磁石２９は、回転軸１３の下端側部分の外周面に固定されている。本形態では、回転軸１３の下端面と駆動用磁石２９の下端面とが一致するように、駆動用磁石２９が回転軸１３の外周面に固定されている。

ステータ１５は、全体として略円筒状に形成されており、駆動用磁石２９の外周面を覆うように、駆動用磁石２９の外周側に配置されている。回転軸１３の上端側部分は、ステータ１５の上端面よりも上側に突出している。このステータ１５は、駆動用コイルと、インシュレータを介して駆動用コイルが巻回される複数の突極を有するステータコアとを備えている。ステータコアの突極は、内周側に向かって突出するように形成されており、突極の先端面は、駆動用磁石２９の外周面に対向している。ステータ１５は、ケース体１１に固定されている。

減速機８は、上述のように、剛性内歯歯車１６と可撓性外歯歯車１７と波動発生部１８とクロスローラベアリング１９とを備えている。剛性内歯歯車１６は、扁平な略円筒状に形成されており、剛性内歯歯車１６の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、減速機８の出力軸である剛性内歯歯車１６の軸方向となっている。剛性内歯歯車１６は、クロスローラベアリング１９の内輪１９ａに固定されている。クロスローラベアリング１９の外輪１９ｂは、ケース体１１の下端側部分に固定されており、剛性内歯歯車１６は、クロスローラベアリング１９を介してケース体１１の下端側部分に回転可能に保持されている。

可撓性外歯歯車１７は、上端にフランジ部１７ａを有する鍔付きの略筒状に形成されている。フランジ部１７ａは、略円環状に形成されており、フランジ部１７ａの外周側部分は、ケース体１１に固定されている。剛性内歯歯車１６は、減速機８の下端側部分を構成している。フランジ部１７ａは、減速機８の上端側部分を構成している。剛性内歯歯車１６の内周面には、内歯が形成されている。可撓性外歯歯車１７の下端側の外周面には、剛性内歯歯車１６の内歯と噛み合う外歯が形成されている。

波動発生部１８は、上述のように、入力軸２０とウエーブベアリング２１とを備えている。入力軸２０は、全体として上下方向に細長い筒状に形成されており、入力軸２０の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。この入力軸２０は、回転軸１３を形成する軟磁性材料よりも比重の小さい材料で形成されている。また、入力軸２０は、非磁性材料で形成されている。具体的には、入力軸２０は、アルミニウム合金で形成されている。入力軸２０の、下端側部分以外の部分は、細長い略円筒状に形成されている。入力軸２０の下端側部分は、入力軸２０の軸方向から見たときの内周面の形状が円形状となり、入力軸２０の軸方向から見たときの外周面の形状が楕円形状となる楕円部２０ａとなっている。なお、入力軸２０は、回転軸１３を形成する軟磁性材料よりも比重の小さい材料で形成されるのであれば、アルミニウム合金以外の材料で形成されても良い。

回転軸１３と入力軸２０とは同軸上に配置されており、入力軸２０の内周側は、回転軸１３の内周側に通じている。入力軸２０の上端側部分は、回転軸１３の下端側部分の内周側に挿入されて固定されている。具体的には、入力軸２０の上端側部分は、回転軸１３の、駆動用磁石２９が固定された部分の内周側に挿入されて固定されている。すなわち、回転軸１３は、駆動用磁石２９が外周側に固定される筒状（より具体的には、円筒状）の磁石固定部１３ａを回転軸１３の下端側に備えており、入力軸２０の上端側は、この磁石固定部１３ａの内周側に挿入されて固定されている。また、入力軸２０の上端側部分は、接着によって回転軸１３に固定されている。本形態では、駆動用磁石２９の上端面と入力軸２０の上端面とが上下方向において同じ位置に配置されている。

上下方向における入力軸２０の中心部分は、ベアリング３０に回転可能に支持されている。ベアリング３０は、ボールベアリングである。このベアリング３０は、軸受保持部材３１に取り付けられ、軸受保持部材３１は、ケース体１１に固定されている。すなわち、入力軸２０は、軸受保持部材３１を介してケース体１１に取り付けられるベアリング３０に回転可能に支持されている。軸受保持部材３１は、円環状かつ平板状に形成されており、可撓性外歯歯車１７のフランジ部１７ａと上下方向で重なるようにケース体１１に固定されている。

ウエーブベアリング２１は、可撓性の内輪および外輪を備えたボールベアリングである。このウエーブベアリング２１は、楕円部２０ａの外周面に沿って配置されており、楕円状に撓んでいる。可撓性外歯歯車１７の、外歯が形成される下端側部分は、ウエーブベアリング２１を囲むようにウエーブベアリング２１の外周側に配置されており、この部分は、楕円状に撓んでいる。可撓性外歯歯車１７の外歯は、楕円状に撓む可撓性外歯歯車１７の下端側部分の長軸方向の２か所で、剛性内歯歯車１６の内歯と噛み合っている。

出力側部材２７は、フランジ部２７ａと筒部２７ｂとを有する鍔付きの略円筒状に形成されている。この出力側部材２７は、出力側部材２７の軸方向と上下方向とが一致するように配置されており、出力側部材２７の内周側には、上下方向に貫通する貫通孔２７ｃが形成されている。フランジ部２７ａは、平板状かつ円環状に形成されており、筒部２７ｂの下端に繋がっている。フランジ部２７ａは、フランジ部２７ａの上面が剛性内歯歯車１６の下面に接触するように剛性内歯歯車１６に固定されている。また、フランジ部２７ａは、ケース体１１の下端よりも下側に配置されており、ケース体１１の外側に配置されている。

筒部２７ｂの上端側には、筒部２７ｂの下端側部分よりも外径の小さい小径部２７ｄが形成されており、筒部２７ｂの上端側部分の外周側には、上下方向に直交する円環状の段差面２７ｅが形成されている。小径部２７ｄは、管状部材２６の下端側部分の内周側に挿入されており、管状部材２６の下端面は、段差面２７ｅに対向している。また、貫通孔２７ｃは、管状部材２６の内周側に通じている。

本形態では、管状部材２６の内周面と小径部２７ｄの外周面とが接触している。また、管状部材２６の内周面と小径部２７ｄの外周面とが接触することで、管状部材２６の下端側が出力側部材２７に保持されている。すなわち、管状部材２６の内周面と小径部２７ｄの外周面とが接触することで、減速機８の出力軸である剛性内歯歯車１６と出力側部材２７とから構成される減速機８の出力側部分に管状部材２６の下端側が保持されており、管状部材２６の下端側は、減速機８の出力側部分に動きばめされている。本形態の出力側部材２７は、減速機８の出力軸である剛性内歯歯車１６に固定される被固定部材であり、小径部２７ｄは、管状部材２６の他端側部分の内周側に挿入される被挿入部である。なお、動きばめされている状態とは、管状部材２６の下端側が減速機８の出力側部分に固定されていない状態で保持されていることをいう。

筒部２７ｂの上端側部分は、入力軸２０の下端側部分の内周側に配置されている。すなわち、小径部２７ｄは、入力軸２０の下端側部分の内周側に配置されている。筒部２７ｂの外周面と入力軸２０の下端側部分の内周面との間には、ベアリング３４が配置されている。ベアリング３４は、ボールベアリングである。

管状部材２６は、アルミニウム合金によって形成されている。また、管状部材２６は、上下方向に細長い円筒状に形成されており、管状部材２６の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、管状部材２６の軸方向である。なお、管状部材２６は、アルミニウム合金以外の金属によって形成されても良い。

上述のように、管状部材２６は、回転軸１３および入力軸２０の内周側に挿入されている。管状部材２６の上端面は、回転軸１３の上端面よりも上側に配置され、管状部材２６の下端面は、入力軸２０の下端面よりも上側に配置されている。また、上述のように、管状部材２６の下端側部分の内周側に出力側部材２７の小径部２７ｄが挿入されるとともに管状部材２６の下端面が段差面２７ｅに対向しており、管状部材２６の下端側は、出力側部材２７に保持されている。具体的には、管状部材２６の下端側は、上下方向を回転の軸方向とした、出力側部材２７に対する管状部材２６の相対回転が可能となるように出力側部材２７に保持されている。

管状部材２６の上端側は、保持部材３２に保持されている。保持部材３２は、支柱３３に固定され、支柱３３は、ケース体１１に固定されている。すなわち、保持部材３２は、支柱３３を介してケース体１１に固定されている。保持部材３２は、管状部材２６の上端側を保持する円筒状の保持部３２ａを備えている。保持部３２ａは、保持部３２ａの軸方向と上下方向とが一致するように配置されており、保持部３２ａの内周側には、上下方向に貫通する貫通孔３２ｂが形成されている。なお、支柱３３は、回路基板１０に固定されても良い。

保持部３２ａの下端側には、保持部３２ａの上端側よりも内径の大きい大径部３２ｃが形成されており、保持部３２ａの下端側部分の内周側には、上下方向に直交する円環状の段差面３２ｄが形成されている。管状部材２６の上端側は、大径部３２ｃの内周側に挿入されており、管状部材２６の上端面は、段差面３２ｄに対向している。また、管状部材２６の上端側は、上下方向を回転の軸方向とする管状部材２６の回転が可能となるように保持部３２ａに保持されている。保持部３２ａの貫通孔３２ｂは、管状部材２６の内周側に通じている。すなわち、保持部材３２には、管状部材２６の内周側に通じる貫通孔３２ｂが形成されている。

ケース体１１は、上下の両端が開口するケース本体４１と、ケース本体４１の上端側の開口を塞ぐカバー４２とから構成されている。ケース本体４１の下端側の開口は、減速機８によって塞がれている。ケース本体４１の側面には、上下方向に直交する方向で開口する開口部４１ａが形成されている。すなわち、ケース体１１には、上下方向に直交する方向で開口する開口部４１ａが形成されている。開口部４１ａは、ケース本体４１の側面部分を貫通するように形成されている。

回路基板１０は、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板であり、平板状に形成されている。この回路基板１０は、回路基板１０の厚さ方向と上下方向とが一致するようにケース体１１に固定されている。また、回路基板１０は、ケース体１１の上端側に固定されている。管状部材２６の上端は、回路基板１０の上面よりも上側に配置されている。回路基板１０には、モータ７を駆動するためのモータ駆動回路等が実装されている。

また、回路基板１０には、少なくとも２個のコネクタ（図示省略）が実装されている。２個のコネクタのうちの一方のコネクタに接続される配線６０は、管状部材２６の内周側を通過するように引き回された後、出力側部材２７の貫通孔２７ｃから引き出されている。すなわち、配線６０は、回転軸１３および入力軸２０の内周側を通過するように引き回された後、出力側部材２７の貫通孔２７ｃから引き出されている。また、２個のコネクタのうちの他方のコネクタに接続される配線６１は、ケース体１１の開口部４１ａから引き出されている。

（関節部、アームの連結構造）
ロボット１の関節部２およびアーム３の連結構造として、たとえば、図２（Ｂ）に示す動作をロボット１が行うことが可能となるように、以下のように、各関節部２およびアーム３が連結されている。

なお、以下の説明では、第１関節部２Ａの剛性内歯歯車１６の軸方向を「第１関節部２Ａの軸方向」とし、第２関節部２Ｂの剛性内歯歯車１６の軸方向を「第２関節部２Ｂの軸方向」とし、第３関節部２Ｃの剛性内歯歯車１６の軸方向を「第３関節部２Ｃの軸方向」とし、第４関節部２Ｄの剛性内歯歯車１６の軸方向を「第４関節部２Ｄの軸方向」とし、第５関節部２Ｅの剛性内歯歯車１６の軸方向を「第５関節部２Ｅの軸方向」とし、第６関節部２Ｆの剛性内歯歯車１６の軸方向を「第６関節部２Ｆの軸方向」とする。

まず、支持部材４と第１関節部２Ａとは、第１関節部２Ａのフランジ部２７ａに、支持部材４の、フランジ部４ａが形成されていない側の端面が固定されることで連結されている。すなわち、第１関節部２Ａの軸方向と支持部材４の軸方向とが一致するように支持部材４と第１関節部２Ａとが連結されている。第１関節部２Ａと第２関節部２Ｂとは、第１関節部２Ａの軸方向と第２関節部２Ｂの軸方向とが直交するように連結されている。また、第２関節部２Ｂのフランジ部２７ａに、第１関節部２Ａのケース本体４１の、開口部４１ａが形成された側面が固定されている。

第２関節部２Ｂと第１アーム３Ａとは、第２関節部２Ｂの軸方向と第１アーム３Ａの長手方向（軸方向）とが直交するように連結されている。また、第２関節部２Ｂのケース本体４１の、開口部４１ａが形成された側面に第１アーム３Ａの基端が固定されている。第１アーム３Ａと第３関節部２Ｃとは、第１アーム３Ａの長手方向と第３関節部２Ｃの軸方向とが直交するように連結されている。また、第３関節部２Ｃのケース本体４１の、開口部４１ａが形成された側面に第１アーム３Ａの先端が固定されている。

第３関節部２Ｃと第４関節部２Ｄとは、第３関節部２Ｃの軸方向と第４関節部２Ｄの軸方向とが直交するように連結されている。また、第３関節部２Ｃのフランジ部２７ａに、第４関節部２Ｄのケース本体４１の、開口部４１ａが形成された側面が固定されている。より具体的には、第４関節部２Ｄのケース本体４１の開口部４１ａが形成された側面に固定される連結部材６３を介して、第３関節部２Ｃのフランジ部２７ａに、第４関節部２Ｄのケース本体４１の開口部４１ａが形成された側面が固定されている。連結部材６３は、第３関節部２Ｃのフランジ部２７ａに固定されるフランジ部６３ａを備える鍔付きの円筒状に形成されている。

第４関節部２Ｄと第２アーム３Ｂとは、第４関節部２Ｄの軸方向と第２アーム３Ｂの長手方向とが一致するように連結されている。また、第４関節部２Ｄのフランジ部２７ａに第２アーム３Ｂの基端が固定されている。なお、第２アーム３Ｂの基端には、第４関節部２Ｄのフランジ部２７ａに第２アーム３Ｂの基端を固定するためのフランジ部３ａが形成されており、第４関節部２Ｄのフランジ部２７ａとフランジ部３ａとが互いに固定されている。

第２アーム３Ｂと第５関節部２Ｅとは、第２アーム３Ｂの長手方向と第５関節部２Ｅの軸方向とが直交するように連結されている。また、第５関節部２Ｅのケース本体４１の、開口部４１ａが形成された側面に第２アーム３Ｂの先端が固定されている。第５関節部２Ｅと第６関節部２Ｆとは、第５関節部２Ｅの軸方向と第６関節部２Ｆの軸方向とが直交するように連結されている。また、第５関節部２Ｅのフランジ部２７ａに、第６関節部２Ｆのケース本体４１の、開口部４１ａが形成された側面が固定されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、管状部材２６の上端側は、上下方向を回転の軸方向とする管状部材２６の回転が可能となるように保持部３２ａに保持されている。また、本形態では、管状部材２６の下端側は、出力側部材２７に動きばめされている。そのため、本形態では、剛性内歯歯車１６に固定される出力側部材２７が剛性内歯歯車１６と一緒に回転しても管状部材２６は必ずしも回転しない。したがって、本形態では、管状部材２６の内周側を通過する配線６０の損傷を従来以上に抑制することが可能になる。また、本形態では、管状部材２６の下端側が出力側部材２７に固定されていないため、管状部材２６の下端側が出力側部材２７に溶接や接着等で固定されている場合と比較して、関節部２の組立作業が容易になる。

本形態では、管状部材２６の内周面と出力側部材２７の小径部２７ｄの外周面とが接触することで、管状部材２６の下端側が出力側部材２７に保持されている。そのため、本形態では、比較的簡易な構成で、管状部材２６の下端側を出力側部材２７に保持させることが可能になる。また、本形態では、小径部２７ｄが入力軸２０の下端側部分の内周側に配置されているため、上下方向において小径部２７ｄと入力軸２０とがずれた状態で配置されている場合と比較して、関節部２を上下方向で小型化することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、管状部材２６は、アルミニウム合金等の金属で形成されているが、管状部材２６は、樹脂で形成されていても良い。また、金属製の管状部材２６の内周面に、樹脂がコーティングされていても良い。この場合には、管状部材２６の内周面と配線６０とが摺動して、管状部材２６の内周側に配置される配線６０の被覆が万が一、破損しても、管状部材２６と配線６０との間の短絡を防止することが可能になる。

また、管状部材２６が樹脂で形成されている場合には、管状部材２６は、摺動性に優れる樹脂で形成されていることが好ましい。たとえば、管状部材２６は、ポリテトラフルオロエチレンやポリアセタールで形成されていることが好ましい。また、管状部材２６の内周面に樹脂がコーティングされている場合には、ポリテトラフルオロエチレン等の摺動性に優れる樹脂が管状部材２６の内周面にコーティングされていることが好ましい。これらの場合には、管状部材２６の内周面と配線６０とが摺動しても、配線６０の被覆が破損しにくくなる。なお、管状部材２６が樹脂で形成されている場合には、管状部材２６と保持部材３２とが一体成形されても良い。

上述した形態では、管状部材２６の内周面と出力側部材２７の小径部２７ｄの外周面とが接触することで、管状部材２６の下端側が出力側部材２７に保持されている。この他にもたとえば、出力側部材２７の筒部２７ｂの上端側に、管状部材２６の下端側部分が挿入される挿入部が形成されるとともに、この挿入部の内周面と管状部材２６の下端側部分の外周面とが接触することで、管状部材２６の下端側が出力側部材２７に保持されていても良い。この場合であっても、比較的簡易な構成で、管状部材２６の下端側を出力側部材２７に保持させることが可能になる。

上述した形態では、管状部材２６の下端側は、出力側部材２７に動きばめされているが、管状部材２６の下端側は、減速機８の出力軸である剛性内歯歯車１６に動きばめされていても良い。また、上述した形態では、出力側部材２７の小径部２７ｄは入力軸２０の下端側部分の内周側に配置されているが、小径部２７ｄは入力軸２０より下側に配置されても良い。

上述した形態では、剛性内歯歯車１６が減速機８の出力軸となっているが、可撓性外歯歯車１７が減速機８の出力軸となっていても良い。この場合には、剛性内歯歯車１６がケース体１１に固定され、可撓性外歯歯車１７がクロスローラベアリング１９の内輪１９ａに固定される。また、上述した形態では、減速機８は、中空波動歯車装置であるが、減速機８は、中空波動歯車装置以外の中空減速機であっても良い。また、上述した形態では、モータ７は、いわゆるインナーロータ型のモータであるが、モータ７は、アウターロータ型のモータであっても良い。

上述した形態では、ロボット１は、６個の関節部２を備えているが、ロボット１が備える関節部２の数は、５個以下であっても良いし、７個以上であっても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、２本のアーム３を備えているが、ロボット１が備えるアーム３の数は、１本であっても良いし、３本以上であっても良い。また、上述した形態において、関節部２の内周側（すなわち、管状部材２６の内周側（回転軸１３および入力軸２０の内周側））を通過するようにエア配管が引き回されても良い。

上述した形態では、ロボット１の関節部２が、モータ７および減速機８等を有する回転アクチュエータによって構成されているが、回転アクチュエータは、ロボット１の関節部２以外に使用されても良い。たとえば、回転アクチュエータは、θステージ（回転ステージ）の駆動部等に使用されても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、産業用ロボットであるが、ロボット１は、様々な用途に適用可能である。たとえば、ロボット１は、サービス用ロボットであっても良い。

１ ロボット（産業用ロボット）
２ 関節部（回転アクチュエータ）
７ モータ（中空モータ）
８ 減速機（中空減速機）
１３ 回転軸
１６ 剛性内歯歯車（中空減速機の出力軸、中空減速機の出力側部分の一部）
２０ 入力軸
２６ 管状部材
２７ 出力側部材（被固定部材、中空減速機の出力側部分の一部）
２７ｄ 小径部（被挿入部）
３２ 保持部材
３２ａ 保持部
３２ｂ 貫通孔
６０ 配線

Claims (4)

1. 中空状の回転軸を有する中空モータと、
   前記回転軸と同軸上に配置されるとともに前記回転軸に連結される中空状の入力軸を有する中空減速機と、
   前記回転軸および前記入力軸の内周側に配置される筒状の管状部材と、
   前記管状部材の一端側を保持する保持部材と、
   前記中空減速機の出力軸に固定される被固定部材と、を備え、
   前記保持部材は、前記管状部材の内周側に通じる貫通孔が形成された保持部を備え、
   前記管状部材の一端側は、前記保持部に保持され、
   前記管状部材の他端側は、前記中空減速機の出力側部分に動きばめされ、
   前記被固定部材は、前記管状部材の他端側部分の内周側に挿入される被挿入部を備え、
   前記被挿入部は、前記入力軸の内周側に配置され、
   前記管状部材の内周面と前記被挿入部の外周面とが接触していることを特徴とする回転アクチュエータ。
2. 中空状の回転軸を有する中空モータと、
   前記回転軸と同軸上に配置されるとともに前記回転軸に連結される中空状の入力軸を有する中空減速機と、
   前記回転軸および前記入力軸の内周側に配置される筒状の管状部材と、
   前記管状部材の一端側を保持する保持部材と、
   前記中空減速機の出力軸に固定される被固定部材と、を備え、
   前記保持部材は、前記管状部材の内周側に通じる貫通孔が形成された保持部を備え、
   前記管状部材の一端側は、前記保持部に保持され、
   前記管状部材の他端側は、前記中空減速機の出力側部分に動きばめされ、
   前記被固定部材は、前記管状部材の他端側部分が挿入される挿入部を備え、
   前記挿入部は、前記入力軸の内周側に配置され、
   前記管状部材の外周面と前記挿入部の内周面とが接触していることを特徴とする回転アクチュエータ。
3. 前記管状部材は、樹脂で形成されていること、または、前記管状部材の内周面には、樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項１または２記載の回転アクチュエータ。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の回転アクチュエータによって構成される関節部と、前記管状部材の内周側を通過するように引き回される配線とを備えることを特徴とするロボット。

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