JP7313790B2 - ロータリアクチュエータ - Google Patents

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Description

本発明は、波動歯車減速機およびモータを備えたロータリアクチュエータに関する。
波動歯車減速機とモータを備えたロータリアクチュエータとして、例えば、特許文献１、２において提案されている中空型のロータリアクチュエータが知られている。これらの特許文献１、２に記載の中空型のロータリアクチュエータは、中空型のモータと中空型の波動歯車減速機とが同軸に連結され、アクチュエータ中心部を軸線方向に中空部が貫通して延びている。ロータリアクチュエータのモータとして、一般的に、ＳＰＭモータ（Surface Permanent Magnet Motor）が用いられている。ＳＰＭモータは、中空モータ軸の外周面に取り付けたロータの外周面に永久磁石が貼り付けられた回転界磁形式の同期モータである。
図７は、波動歯車減速機とＳＰＭモータを備えた中空型のロータリアクチュエータを示す説明図である。ロータリアクチュエータ４００は、ＳＰＭモータ４１０と、これに同軸に連結した波動歯車減速機４５０とを備えている。ＳＰＭモータ４１０にはエンコーダ４６０が付設されている。ＳＰＭモータ４１０は、中空モータ軸４１１と、この外周に同軸に固定されたモータロータ４２０と、モータロータ４２０を同軸に取り囲むモータステータ４３０とを備えている。また、モータロータ４２０およびモータステータ４３０の側方にはモータ配線基板４４０が配置されている。
モータロータ４２０は、中空モータ軸４１１の外周に固定した円環状のロータヨーク４２１と、この外周面に貼り付けた複数のマグネット４２２とを備えている。モータステータ４３０は、電磁鋼板の積層体からなる円環状のステータコア４３１と、この内周面に沿って一定の角度間隔で形成されている複数の突極４３２と、各突極４３２に配置した巻線から構成されるステータコイル４３３とを備えている。各ステータコイル４３３はインシュレータ４３４によって覆われている。モータ配線基板４４０において、各相（例えば、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相）の巻線がハンダ付けにより結線されている。また、モータ配線基板４４０には、外部から引き込まれたモータ動力線４１３がハンダ結線により取り付けられている。
国際公開第２０１０／０８９７９６号 特開２００１－３０４３８２号公報
波動歯車減速機とモータを備えたロータリアクチュエータは、例えば、産業用ロボットその他の装置に、動力ユニットとして組み込まれる。装置の小型化等の観点から、軸長が短いロータリアクチュエータ、軸長が短く、かつ、中空径が大きいロータリアクチュエータが望まれている。
また、ロータリアクチュエータに用いられているＳＰＭモータは、上記のように、電磁鋼板の積層体からなるステータコアの内周面に形成した複数の突極のそれぞれに巻線を施すと共に各巻線に絶縁を施した構成のモータステータと、リング状のロータヨークの外周面にマグネットを貼り付けた構成のモータロータとを備えている。ＳＰＭモータは、相対的に、部品点数が多く、組立工数が多く、製造コストも高い。また、各突極の巻線の絶縁のために複雑な形状のインシュレータを用いる必要がある。さらに、モータステータに電磁鋼板を使用しているのでコギングトルクが発生する。
また、ＳＰＭモータでは、電磁鋼板の積層体であるステータコアの各突極の外周に巻線を施している。各突極に対する整列巻きは簡単ではなく、巻線占積率を高めることも簡単ではない。さらに、各突極への巻線作業の後においては、各相の巻線の結線作業が必要である。例えば、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相巻線の結線作業に当たっては、導線被膜剥離処理、ハンダ結線などの手作業が多く、熟練を要する。ハンダの品質を担保することも簡単ではない。さらには、動力線は、巻線に直接に接続しているので、動力線が破損すると、モータ毎、交換する必要がある。
本発明の目的は、波動歯車減速機とモータを備えた軸長の短いロータリアクチュエータを提供することにある。また、軸長が短く、かつ、中空径が大きい、波動歯車減速機とモータを備えた中空型のロータリアクチュエータを提供することにある。
本発明は、モータ、および、モータの出力回転を減速して出力するように当該モータに連結された波動歯車減速機を備えたロータリアクチュエータにおいて、モータとして、モータ軸と、モータ軸の中心軸線の方向から一定の間隔で対峙しているモータロータおよびモータステータとを備えたアキシャルギャップ型のモータを用いている。モータロータは、モータ軸に同軸に固定したロータ円盤と、このロータ円盤に固定したロータマグネットとを備えている。また、モータステータは、絶縁基板と、この絶縁基板の表面あるいは内部に形成されたプリント配線によって規定されるモータコイルとを備えている。
また、本発明の中空型のロータリアクチュエータは、上記構成に加えて、モータ軸として、モータの中心部分を中心軸線の方向に貫通して延びる中空モータ軸を用いている。また、波動歯車減速機は、当該波動歯車減速機を中心軸線の方向に貫通して延びる減速機中空部を備えており、減速機中空部は、中空モータ軸の中空部に同軸に連通している。
本発明のロータリアクチュエータのモータでは、絶縁基板と、この絶縁基板の表面あるいは内部に形成されたプリント配線によって規定されるモータコイルとを備えたプリント配線板（ＰＷＢ：Printed wiring board）から、モータステータが構成されている。この構成のモータを以下においてはＰＷＢモータと呼ぶ。ラジアルギャップ型のＳＰＭモータを用いている従来のロータリアクチュエータに比べて、アキシャルギャップ型のＰＷＢモータを用いている本発明のロータリアクチュエータは、軸長を短くでき、また、中空径を大きくできる。
本発明を適用した実施の形態１に係る中空型のロータリアクチュエータを示す縦断面図である。 図１のＰＷＢモータを示す正面図および斜視図である。 ＰＷＢモータの別の例を示す斜視図および分解斜視図である。 本発明を適用した実施の形態２に係る中空型のロータリアクチュエータを示す縦断面図である。 ２軸ロータリアクチュエータの一例を示す縦断面図である。 ２軸ロータリアクチュエータの別の例を示す縦断面図である。 従来の中空型のロータリアクチュエータを示す説明図である。
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るロータリアクチュエータを説明する。なお、以下の説明は、本発明を実施の形態に限定することを意図したものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る中空型のロータリアクチュエータを示す概略縦断面図である。ロータリアクチュエータ１は、ＰＷＢモータ２と、このＰＷＢモータ２の出力回転を減速して出力するようにＰＷＢモータ２に連結された波動歯車減速機３と、ＰＷＢモータ２の回転を検出するロータリエンコーダ４とを備えている。
ＰＷＢモータ２は、アキシャルギャップ型のモータであり、筒状のハウジング２１を備え、この内部に、中空モータ軸２２、モータステータ２３およびモータロータ２４が配置されている。中空モータ軸２２は、ハウジング２１の内部において、軸受を介して、回転自在の状態で同軸に配置されている。中空モータ軸２２は、ＰＷＢモータ２の中心部分を、中心軸線１ａの方向に貫通して延びている。モータステータ２３およびモータロータ２４は、中空モータ軸２２を同軸に取り囲む状態で、中空モータ軸２２の中心軸線１ａの方向から、一定の間隔で平行に対峙している。
中空モータ軸２２の後側の軸端部２２ａに、ロータリエンコーダ４が配置されている。ロータリエンコーダ４は、ハウジング２１の後側の開口端に取り付けたエンコーダカバー４１によって覆い隠されている。中空モータ軸２２の後端はエンコーダカバー４１の中心部分を貫通しており、その中空部２２ｂは後方に開口している。中空モータ軸２２の他方の前側の軸端部２２ｃは、波動歯車減速機３との間のハウジング仕切り壁２５を回転自在の状態で貫通して、波動歯車減速機３の側に延びている。
波動歯車減速機３は、剛性の内歯歯車３１、可撓性の外歯歯車３２および波動発生器３３を備えている。外歯歯車３２は本例ではシルクハット形状の外歯歯車であり、ハウジング２１に固定されている。外歯歯車３２と内歯歯車３１は、軸受３４を介して相対回転自在の状態に保持されている。波動発生器３３は、回転入力要素であり、中空モータ軸２２の前側の軸端部２２ｃの外周面に同軸に固定した剛性プラグ３３ａと、この剛性プラグ３３ａの楕円状外周面に嵌めたウエーブベアリング３３ｂとを備えている。外歯歯車３２の外歯３２ａが形成されている部分は、波動発生器３３によって楕円状に撓められている。これにより、楕円形状の長軸両端の位置において、外歯３２ａは、内歯歯車３１の内歯３１ａにかみ合っている。
内歯歯車３１は減速回転出力要素であり、内歯歯車３１には円盤状の出力軸３５が同軸に固定されている。出力軸３５の中心穴３５ａは中空モータ軸２２の中空部２２ｂに同軸に連通している。中空モータ軸２２の軸端部２２ｃの中空部分と中心穴３５ａによって、波動歯車減速機３の中心部分を貫通して延びる減速機中空部が形成されている。すなわち、ロータリアクチュエータ１には、その中心部分を中心軸線１ａの方向に貫通して延び、両端に開口する中空部が形成されている。
図２（ａ）はＰＷＢモータ２を示す概略正面図であり、図２（ｂ）はその概略斜視図である。図１、図２を参照して説明すると、ＰＷＢモータ２のモータステータ２３は、中空モータ軸２２が回転自在の状態で貫通している中心穴を備えた絶縁基板２６と、この絶縁基板２６に形成した銅箔からなるコイル巻線パターンによって規定されるモータコイル２７（コアレスコイル）を備えている。絶縁基板２６は、ハウジング２１に固定されている。本例では、モータコイル２７は、絶縁基板２６の表面において、中心軸線１ａを中心として等角度間隔に配列されている。例えば、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相を形成する１２個のモータコイル２７が円周方向に配列されている。モータコイル２７の配列形態、配列個数、形状等は図示の例に限定されるものではない。
モータロータ２４は、中空モータ軸２２に同軸に固定した一定板厚のロータ円盤２８と、このロータ円盤２８に取り付けたロータマグネット２９とを備えている。ロータマグネット２９は中心軸線１ａを中心として等角度間隔で配列されている。本例では、ロータ円盤２８には円周方向に等角度間隔で８個の円形のマグネット嵌め込み穴２８ａが形成されている。各マグネット嵌め込み穴２８ａに、ロータ円盤２８よりも厚い板厚の円盤形状のロータマグネット２９が嵌め込まれている。なお、ロータマグネット２９の配列形態、配列個数は図示の例に限定されるものではない。また、ロータマグネット２９の形状は、円盤形状に限定されるものではなく、四角形等であってもよい。さらに、取付け方法も、接着、圧入等、各種の方法を採用できる。
モータステータ２３のモータコイル２７と、モータロータ２４のロータマグネット２９とは、中心軸線１ａの方向から一定のギャップで対峙している。これにより、モータ磁気回路が構成される。また、ハウジング２１に形成した配線穴を通して、モータ動力線５が配置されている。モータ動力線５は、絶縁基板２６に搭載したコネクタ６に接続されており、コネクタ６を介して、絶縁基板２６に形成した結線パターン（図示せず）に接続されている。
以上説明したように、本実施の形態のロータリアクチュエータ１は、アキシャルギャップ型のＰＷＢモータ２を用いている。ＰＷＢモータ２はコイル巻線パターンが形成された絶縁基板２６からなるモータステータ２３と、ロータマグネット２９を取り付けたロータ円盤２８からなるモータロータ２４から構成される。ラジアルギャップ型のＳＰＭモータを用いている従来のロータリアクチュエータに比べて、軸長を短くでき、また、その中空径を大きくすることができる。
また、一般的に使用されているＳＰＭモータに比べて、部品点数、組立工数が少なく、製造コストも低減できる。各突極の巻線の絶縁のために複雑な形状のインシュレータを用いる必要がない。さらに、モータステータには電磁鋼板を使用していないのでコギングトルクが発生するおそれもない。
さらに、ＰＷＢモータ２では、絶縁基板の表面あるいは内部に、銅箔による巻線パターンを形成すればよいので、精度の高い巻線パターンを簡単に形成でき、巻線占積率も高めることができる。また、巻線のハンダ結線作業などの手作業が不要になる。さらに、動力線と巻線パターンとの接続は、絶縁基板に搭載したコネクタを介して形成することができる。これにより、動力線の破損の影響が、絶縁基板および巻線パターンに及ぶことを回避できる。
図３はＰＷＢモータ２の別の例を示す概略斜視図および概略分解斜視図である。これらの図に示すＰＷＢモータ２Ａは、中空モータ軸２２に同軸に取り付けたモータロータ２４Ａを挟み、中心軸線１ａの方向の両側に、モータステータ２３Ａ、２３Ｂが配置されている。モータステータ２３Ａ、２３Ｂは、上記のモータステータ２３と同一構造であり、モータロータ２４Ａを挟み、対称に配置されている。また、モータロータ２４Ａも上記のモータロータ２４と同一構造である。２枚のモータステータ２３Ａ、２３Ｂを用いることにより、モータ出力を高めることができる。
（実施の形態２）
図４は実施の形態２に係る扁平・中空型のロータリアクチュエータを示す概略縦断面図である。ロータリアクチュエータ１００は、ＰＷＢモータ１２０と、カップ型の波動歯車減速機１３０と、円環状の出力軸１４０と、ＰＷＢモータ１２０の回転を検出するロータリエンコーダ１５０とを備えている。ロータリエンコーダ１５０は、円筒状のハウジング１６０におけるアクチュエータ後方（中心軸線１００ａの方向の一方）の側の端（後端）に配置されている。ハウジング１６０の内部において、ハウジング１６０の後端からアクチュエータ前方に向けて、ＰＷＢモータ１２０および波動歯車減速機１３０が組み込まれており、ハウジング１６０の前端に、出力軸１４０が配置されている。出力軸１４０はクロスローラベアリング１７０を介して、ハウジング１６０によって回転自在の状態で支持されている。
ＰＷＢモータ１２０は、アキシャルギャップ型の中空モータであり、中空モータ軸１２２、中空モータ軸１２２に組み付けたモータロータ１２４、およびハウジング１６０に組み付けたモータステータ１２３を備えている。中空モータ軸１２２は、中心軸線１００aの方向における前側の部分が小径軸部分１２２aとなっており、後側の部分が大径軸部分１２２ｂとなっている。小径軸部分１２２aの後端には、半径方向の外方に広がるロータ円盤１２２ｃが一体形成されており、このロータ円盤１２２ｃに、大径軸部分１２２ｂの前端が同軸に連結固定されている。モータロータ１２４は、ロータ円盤１２２ｃにおける大径軸部分１２２ｂの外周側の部位に取り付けたロータマグネット１２４aを備えている。ロータマグネット１２４ａに対しては、中心軸線１００ａの方向の後側から微小ギャップを介して、モータステータ１２３が対峙している。
中空モータ軸１２２の大径軸部分１２２ｂの後側の軸端部には、ロータリエンコーダ１５０が組み付けられている。ロータリエンコーダ１５０は、ハウジング１６０の後側開口端に取り付けたエンコーダカバー１５１によって覆い隠されている。中空モータ軸１２２の中空部であるモータ中空部１２５は、エンコーダカバー１５１の中心開口部１５２から後方に開口している。エンコーダカバー１５１の中心開口縁にはオイルシール１５３が取り付けられる。モータ中空部１２５は、中心軸線１００aの方向の後側が大径中空部となっており、前側が小径中空部となっている。
波動歯車減速機１３０は、中空モータ軸１２２の前側の小径軸部分１２２ａに一体形成されている中空入力軸１３１と、中空入力軸１３１の外周面に組み付けた波動発生器１３２と、カップ形状をした可撓性の外歯歯車１３３と、ハウジング１６０の内周面に一体形成されている円環状の剛性の内歯歯車１３４とを備えている。内歯歯車１３４におけるモータ側の端面には、円盤状の仕切り板部分１６１が形成されている。仕切り板部分１６１によって、ＰＷＢモータ１２０と波動歯車減速機１３０との間が仕切られている。仕切り板部分１６１の内周縁部に装着されたベアリング１６２によって、中空入力軸１３１における中空モータ軸１２２に繋がっている部位が回転自在の状態で支持されている。
外歯歯車１３３は、半径方向に撓み可能な円筒状胴部１３３ａと、円筒状胴部１３３ａの後端から半径方向の内方に延びている円盤状のダイヤフラム１３３ｂと、ダイヤフラムの内周縁に連続して一体形成した剛性の円環状のボス１３３ｃと、円筒状胴部１３３ａの開口端の側の外周面部分に形成した外歯１３３ｄとを備えている。外歯歯車１３３は減速回転出力要素であり、その剛性のボス１３３ｃは、出力軸１４０に同軸に連結固定されている。出力軸１４０は本例では、クロスローラベアリング１７０の内輪１７１に一体形成されている。クロスローラベアリング１７０の外輪１７２はハウジング１６０に連結固定されている。
外歯歯車１３３の外歯１３３ｄが形成されている部分の内側に波動発生器１３２が配置されている。波動発生器１３２は、中空入力軸１３１の外周面に一体形成された楕円状輪郭のプラグ部分１３２ａと、このプラグ部分１３２ａの楕円状外周面に装着したウエーブベアリング１３２ｂとを備えている。外歯歯車１３３の外歯１３３ｄが形成されている部分は、波動発生器１３２によって楕円状に撓められている。これにより、外歯１３３ｄは、楕円形状の長軸両端の位置において、内歯歯車１３４の内歯１３４ａにかみ合っている。
中空入力軸１３１の前端部分は、外歯歯車１３３のボス１３３ｃの近傍まで延びている。ボス１３３ｃには、円環状のベアリング受け１３５が同軸に固定されている。ベアリング受け１３５に装着したベアリング１３６によって、中空入力軸１３１の前端部分は、回転自在の状態で支持されている。ボス１３３ｃの中空部、ベアリング受け１３５の中空部および中空入力軸１３１の中空部によって波動歯車減速機１３０の中心部分を貫通する減速機中空部１３７が形成されている。減速機中空部１３７はモータ中空部１２５に同軸に連通している。モータ中空部１２５と減速機中空部１３７によって、ロータリアクチュエータ１００を中心軸線１００ａの方向に貫通して延びるアクチュエータ中空部が形成されている。
この構成のロータリアクチュエータ１００において、ＰＷＢモータ１２０の中空モータ軸１２２の回転が中空入力軸１３１を介して波動発生器１３２に伝達される。波動発生器１３２が回転すると、内歯歯車１３４に対する外歯歯車１３３のかみ合い位置が円周方向に移動する。両歯車１３３、１３４の歯数差に応じた相対回転が、両歯車１３３、１３４の間に生じる。内歯歯車１３４はハウジング１６０に一体形成されている固定側部材であるので、外歯歯車１３３が回転する。外歯歯車１３３の回転は、出力軸１４０から出力される。
ＰＷＢモータ１２０は、図２に示すＰＷＢモータ２と同様に構成されている。ＰＷＢモータ１２０のモータステータ１２３は、中空モータ軸１２２の大径軸部分１２２ｂが回転自在の状態で貫通している中心穴を備えた絶縁基板１２３ａと、この絶縁基板１２３ａに形成した銅箔からなるコイル巻線パターンによって規定されるモータコイル（図示せず）を備えている。絶縁基板１２３ａは、ハウジング１６０に固定されている。モータコイルは、絶縁基板１２３ａの表面において、中心軸線１００ａを中心として等角度間隔に配列されている。例えば、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相を形成する１２個のモータコイルが円周方向に配列されている。モータコイルの配列形態、配列個数、形状等は図示の例に限定されるものではない。
モータロータ１２４は、中空モータ軸１２２の小径軸部分１２２ａに一体形成されている一定板厚のロータ円盤１２２ｃに取り付けたロータマグネット１２４ａを備えている。ロータマグネット１２４ａは中心軸線１００ａを中心として等角度間隔で配列されている。例えば、ロータ円盤１２２ｃには円周方向に等角度間隔で８個の円形のマグネット嵌め込み穴１２２ｄが形成されている。各マグネット嵌め込み穴１２２ｄに、ロータ円盤１２２ｃよりも厚い板厚の円盤形状のロータマグネット１２４ａが嵌め込まれている。なお、ロータマグネット１２４ａの配列形態、配列個数は図示の例に限定されるものではない。また、ロータマグネット１２４ａの形状は、円盤形状に限定されるものではなく、四角形等であってもよい。さらに、取付け方法も、接着、圧入等、各種の方法を採用できる。
モータステータ１２３のモータコイル（図示せず）と、モータロータ１２４のロータマグネット１２４ａとは、中心軸線１００ａの方向から一定のギャップで対峙している。これにより、モータ磁気回路が構成される。また、ハウジング１６０に形成した配線穴を通して、モータ動力線１８０が配置されている。モータ動力線１８０は、絶縁基板１２３ａに搭載したコネクタ１９０に接続されており、コネクタ１９０を介して、絶縁基板１２３ａに形成した結線パターン（図示せず）に接続されている。なお、ＰＷＢモータ１２０として、図３に示す構成のモータを用いることもできる。
以上説明したように、ロータリアクチュエータ１００は、アキシャルギャップ型のＰＷＢモータ１２０を用いている。ラジアルギャップ型のＳＰＭモータを用いている従来のロータリアクチュエータに比べて、軸長を短くでき、また、その中空径を大きくすることができる。特に、モータ中空部１２５を大径とすることができる。また、一般的に使用されているＳＰＭモータに比べて、部品点数、組立工数が少なく、製造コストも低減できる。各突極の巻線の絶縁のために複雑な形状のインシュレータを用いる必要がない。さらに、モータステータには電磁鋼板を使用していないのでコギングトルクが発生するおそれもない。
さらに、ＰＷＢモータ１２０では、絶縁基板１２３ａの表面あるいは内部に、銅箔による巻線パターンを形成すればよいので、精度の高い巻線パターンを簡単に形成でき、巻線占積率も高めることができる。また、巻線のハンダ結線作業などの手作業が不要になる。さらに、動力線と巻線パターンとの接続は、絶縁基板１２３ａに搭載したコネクタ１９０を介して形成することができる。これにより、動力線の破損の影響が、絶縁基板１２３ａおよび巻線パターンに及ぶことを回避できる。
（多軸ロータリアクチュエータ）
先に述べたように、ロータリアクチュエータ１００において、ＰＷＢモータ１２０はアキシャルギャップ型のモータであり、ラジアル方向に構成部品を並べる必要がないので、モータ中空部１２５の中空径を大きくすることが容易である。例えば、後端に開口しているモータ中空部１２５の大径中空部の中空径を、前端に配置されている出力軸１４０の前端部分の外径寸法よりも大きな寸法に設定することが容易である。このように寸法を設定すると、ロータリアクチュエータ１００を軸線方向に、同軸に連結して、多軸のロータリアクチュエータを構成できる。
図５は、同一サイズおよび同一構成のロータリアクチュエータ１００（１）、１００（２）を軸線方向に連結した構成の２軸ロータリアクチュエータ２００を示す概略縦断面図である。前段のロータリアクチュエータ１００（１）および後段のロータリアクチュエータ１００（２）は、上記のロータリアクチュエータ１００と同一サイズ、同一構造であるので、それらの構造の説明は省略する。前段のロータリアクチュエータ１００（１）の後端に開口しているモータ中空部１２５（１）に、後段のロータリアクチュエータ１００（２）の出力軸１４０（２）の前端部分を回転自在の状態で同軸に挿入する。この状態で、双方のロータリアクチュエータ１００（１）、１００（２）を連結固定する。モータ中空部１２５（１）の後端部分を規定しているエンコーダカバー１５１（１）の中心開口部１５２（１）の内周縁部と、後段の出力軸１４０（２）の外周面との間は、エンコーダカバー１５１に取り付けたオイルシール１５３（１）によって封止される。
同一サイズのロータリアクチュエータ１００（１）、１００（２）を同軸に連結することにより、前段の出力軸１４０（１）と後段の出力軸１４０（２）とを同じ軸上に配置することができる。同様にして、３台以上の同一サイズのロータリアクチュエータ１００を同軸に連結することにより、多軸ロータリアクチュエータを構成できる。
２軸ロータリアクチュエータ２００あるいは多軸ロータリアクチュエータには、その中心を貫通して延びる大きな内径の中空部が形成される。この中空部を、多数本の配線、配管を通すためのスペースとして利用できる。また、ボールねじ等の動力伝達部材を設置するためのスペースとして利用できる。さらには、レーザー光等の光路として利用できる。
図６は、異なるサイズ、同一構成のロータリアクチュエータ１００（１）、１００（３）を軸線方向に連結した構成の２軸ロータリアクチュエータ３００を示す概略縦断面図である。ロータリアクチュエータ１００（１）は上記のロータリアクチュエータ１００と同一サイズ、同一構成である。ロータリアクチュエータ１００（３）は、ロータリアクチュエータ１００と同一構成であるが、サイズが一回り小さい。本例では、ロータリアクチュエータ１００（３）のハウジング１６０（３）の外径寸法が、ロータリアクチュエータ１００（１）のモータ中空部１２５（１）の後側の大径中空部の内径寸法よりも小さな寸法に設定されている。また、ロータリアクチュエータ１００（３）の出力軸１４０（３）の前端部分の外径寸法が、ロータリアクチュエータ１００（１）のモータ中空部１２５（１）の前側の小径中空部の内径寸法よりも小さな寸法に設定されている。
図６に示すように、前側の大きなサイズのロータリアクチュエータ１００（１）のモータ中空部１２５（１）の後端開口部の側から、後側の小さなサイズのロータリアクチュエータ１００（３）を同軸状態に挿入する。この状態で、双方のロータリアクチュエータ１００（１）、１００（３）のハウジング同士を連結する。また、双方のロータリアクチュエータ１００（１）、１００（３）の間を、オイルシール１５３（１）で封止する。これにより、軸長さの短い２軸ロータリアクチュエータ３００を構成できる。

Claims (3)

  1. モータ、および、このモータの出力回転を減速して出力するように前記モータに連結された波動歯車減速機を備えたロータリアクチュエータにおいて、
    前記モータは、モータ軸と、前記モータ軸の中心軸線の方向から一定の間隔で対峙しているモータロータおよびモータステータとを備えたアキシャルギャップ型のモータであり、
    前記モータロータは、前記モータ軸に同軸に固定したロータ円盤と、このロータ円盤に固定したロータマグネットとを備えており、
    前記モータステータは、絶縁基板と、この絶縁基板の表面あるいは内部に形成されたプリント配線によって規定されるモータコイルとを備えており、
    前記モータ軸は、当該モータの中心部分を前記中心軸線の方向に貫通して延びる中空モータ軸であり、
    前記中空モータ軸の中空部によってモータ中空部が形成されており、
    前記波動歯車減速機は、当該波動歯車減速機を前記中心軸線の方向に貫通して延びる減速機中空部を備えており、
    前記減速機中空部と前記モータ中空部は同軸状態で連通しており、
    前記減速機中空部は、前記中心軸線の方向の一方であるアクチュエータ前方に開口しており、
    前記モータ中空部は、前記中心軸線の方向の他方であるアクチュエータ後方に開口しており、
    前記中空モータ軸は、前記中心軸線の方向の前側の部分が小径軸部分となっており、後側の部分が大径軸部分となっており、前記小径軸部分における前記中心軸線の方向の後端には、半径方向の外方に広がる前記ロータ円盤が形成されており、このロータ円盤に、前記大径軸部分の前記中心軸線の方向の前端が同軸に連結固定されており、前記ロータ円盤における前記大径軸部分の外周側の部位に、前記ロータマグネットが取り付けられており、
    前記モータ中空部は、前記大径軸部分によって規定される前記アクチュエータ後方に開口している大径中空部と、前記小径軸部分によって規定される小径中空部とを備えており、
    前記波動歯車減速機は、減速回転を出力する中空出力軸を備え、当該中空出力軸は、前記アクチュエータ前方の端に配置されており、
    前記大径中空部の中空径は、前記波動歯車減速機の前記中空出力軸における前記中心軸線の方向の前端部分の外径寸法よりも大きな寸法に設定されていることを特徴とするロータリアクチュエータ。
  2. 請求項１に記載のロータリアクチュエータにおいて、
    筒状のハウジングを備え、
    前記ハウジングの内部において、当該ハウジングの前記アクチュエータ後方の側の後端から前記アクチュエータ前方に向けて、前記モータおよび前記波動歯車減速機が組み込まれており、前記ハウジングにおける前記アクチュエータ前方の側の前端に、前記中空出力軸が配置されており、
    前記ハウジングの内周面には内歯歯車が形成されており、当該内歯歯車における前記モータの前記ロータ円盤の側を向く端面には、円盤状の仕切り板部分が形成されており、当該仕切り板部分の内周縁部と前記中空モータ軸の前記小径軸部分の外周面との間に装着されたベアリングによって、前記中空モータ軸の前記小径軸部分が回転自在の状態で支持されているロータリアクチュエータ。
  3. 前段ロータリアクチュエータおよび後段ロータリアクチュエータを備えており、
    前記前段ロータリアクチュエータおよび前記後段ロータリアクチュエータは、それぞれ、請求項１または２に記載のロータリアクチュエータであり、
    前記前段ロータリアクチュエータの中心軸線の方向の後端に開口している前記モータ中空部の大径中空部に、後段ロータリアクチュエータの前記中空出力軸の前記前端部分が回転自在の状態で同軸に挿入され、この状態で、前記前段ロータリアクチュエータおよび前記後段ロータリアクチュエータのそれぞれのハウジングが相互に連結固定されていることを特徴とする多軸ロータリアクチュエータ。
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