JP2007154955A - 直動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】フレクスプラインに出力軸を結合すると直動アクチュエータが軸方向に長くなってしまう。
【解決手段】直動アクチュエータ１０は、内周面にねじ溝４０を有するサーキュラスプライン２８、外周面にねじ山３８を有するサーキュラスプライン２８の内側に配置されたフレクスプライン２６およびフレクスプライン２６を非円形に撓めてサーキュラスプライン２８に部分的に噛み合わせる波動発生器２０を備え、ねじ山３８およびねじ溝４０がサーキュラスプライン２８とフレクスプライン２６の相対回転によりサーキュラスプライン２８の軸方向変位を生ぜしめるように形成される波動歯車装置と、波動発生器２０を回転駆動するモータ１２と、サーキュラスプライン２８の一端に結合され、サーキュラスプライン２８と同軸上に軸方向に滑動可能に保持された出力軸３２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーキュラスプライン、フレクスプラインおよび波動発生器を有する波動歯車装置を備えるアクチュエータに関する。

サーキュラスプライン、フレクスプラインおよびフレクスプラインを非円形に撓めてサーキュラスプラインに部分的に噛み合わせる波動発生器を備える波動歯車装置は、大きい減速比を得るために利用される。例えば、特許文献１には、フレクスプラインの外周面および固定されたサーキュラスプラインの内周面に歯およびねじ溝を設けて、２つの波動発生器の回転を操作することによりフレクスプラインをその軸方向および周方向に変位させる技術が開示されている。この技術は、大幅に減速された周方向の運動を得るとともに、軸方向の運動をも得ることができ、直動アクチュエータにも利用できる点で有用であるといえる。
実公平６−３８１９５号公報

上記特許文献１の技術において、出力軸はフレクスプラインと連結している。出力軸を安定した状態に維持するためには、出力軸を少なくとも２点で支持しなければならないが、フレクスプラインは剛性が低くフレクスプラインに支持点を設けることができないため、剛性のある出力軸の少なくとも２箇所に支持点を設ける必要がある。また、このとき、出力軸の安定という観点から、これらの支持点の間にある程度の距離を確保する必要もある。従って、これらの必要性の下に設計される直動アクチュエータの出力軸は軸方向に長いものとなってしまう。さらに、フレクスプラインとサーキュラスプラインとの間に、出力軸が軸方向に移動するためのストローク代を確保することをも考慮すると、直動アクチュエータ全体としても軸方向に長くなる。その結果、スペース上の問題から直動アクチュエータの取付箇所が制限されてしまう。

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、直動アクチュエータを軸方向に短縮し、直動アクチュエータ全体の小型化を図ることにある。

本発明の一態様は、直動アクチュエータに関する。この直動アクチュエータは、内周面にねじ溝を有するサーキュラスプラインと、サーキュラスプラインの内側に配置された外周面にねじ山を有するフレクスプラインと、フレクスプラインを非円形に撓めてサーキュラスプラインに部分的に噛み合わせる波動発生器とを備え、サーキュラスプラインとフレクスプラインの相対回転によりサーキュラスプラインの軸方向変位を生ぜしめるようにねじ溝およびねじ山が形成される波動歯車装置と、波動発生器を回転駆動するモータと、サーキュラスプラインの一端に結合され、サーキュラスプラインと同軸上を軸方向に滑動可能に保持された出力軸と、を備える。

この態様では、出力軸は剛性の高いサーキュラスプラインに結合されている。そのため、サーキュラスプラインにおける１点および同じく剛性の高い出力軸における１点に支持点を設けて、これら２点において出力軸およびそれと結合されたサーキュラスプラインを支持することが可能となる。これによって、支持点の距離をある程度確保して出力軸の安定した状態を維持しつつ、出力軸における支持点の数を１点とする分、直動アクチュエータの軸方向の長さを短縮できる。また、出力軸が軸方向に移動するための十分なストローク代を確保できる。

この直動アクチュエータは、サーキュラスプラインの外周の少なくとも一部に設けられ、サーキュラスプラインの回転を規制しつつ軸方向の移動を許容する回転規制部材をさらに備えてもよい。この態様によれば、波動発生器が回転してフレクスプラインとサーキュラスプラインとが噛み合う位置が周方向に移動しても、回転支持部材によりサーキュラスプラインの回転が規制される。これによって、サーキュラスプラインを回転させずに軸方向に移動させることが可能となる。

この直動アクチュエータは、フレクスプラインの表面に貼付され、フレクスプラインの歪みを検出する歪ゲージをさらに備えてもよい。これによって、フレクスプラインの歪ゲージにより歪みを検出し、歪みが検出されたときに、その歪みを減少させるような処理を実行してラチェッティングを回避できる。

この直動アクチュエータは、前記波動発生器とともに回転し、前記フレクスプラインの内径方向への所定量以上の撓みを規制するストッパをさらに備えてもよい。フレクスプラインに対してその軸方向に荷重がかかった場合、フレクスプラインは剛性が低いため、その軸方向のみならず内径方向にも撓む。これによって、フレクスプラインとサーキュラスプラインにおけるねじ溝の噛み合わせが外れてラチェッティングが生じる可能性がある。そこで、フレクスプラインの内径方向への撓みを規制するようなストッパを設けた。これにより、フレクスプラインが内径方向に所定量以上撓んだとき、フレクスプラインの内周面はストッパに当接するので、フレクスプラインがそれ以上内径方向に撓むことを抑制できる。その結果、ねじ溝が外れることを抑制でき、ラチェッティングを回避できる。また、フレクスプラインが内径方向に撓まない限りストッパがフレクスプラインの内周面と接触することはない。

本発明の車両制動装置によれば、直動アクチュエータの小型化を実現できる。

本実施の形態では、まず、従来の直動アクチュエータにおける問題点について説明した後、第１の実施形態および第２の実施形態においてその問題点が解消された直動アクチュエータを説明する。
図６は、従来の直動アクチュエータの軸方向の断面図である。直動アクチュエータ２１０は、モータ２１２の回転を出力軸２３２の軸方向の出力として取り出すためのアクチュエータである。直動アクチュエータ２１０においてはモータ２１２と波動発生器２２０が一体化されている。モータ２１２は、ロータ２１６が中心軸２１４に取り付けられたステータ２１８を周方向に囲むように配置されて構成されている。

波動発生器２２０は、楕円形状のウェーブコア２２２および軸受２２４を含む。ウェーブコア２２２は、軸受２２４を介してフレクスプライン２２６を楕円形状に撓めて変形させる。フレクスプライン２２６の外周面にはねじ山２３８が形成されており、サーキュラスプライン２２８の内周面にはねじ山２３８と噛み合うねじ溝２４０が形成されている。楕円形状に変形されたフレクスプライン２２６のねじ山２３８は、楕円長軸上の２点でねじ溝２４０と噛み合う。ウェーブコア２２２の内側にはロータ２１６が取り付けられている。モータ２１２が回転駆動されると、ロータ２１６が回転するとともにウェーブコア２２２が回転する。ウェーブコア２２２が回転するとねじ山２３８およびねじ溝２４０の噛合の位置が周方向に移動する。噛合の位置の移動により、ねじ山２３８およびねじ溝２４０の作用によりフレクスプライン２２６は軸方向に移動する。フレクスプライン２２６の一端には出力軸２３２が結合されており、フレクスプライン２２６の移動とともに出力軸２３２も軸方向に移動する。なお、サーキュラスプライン２２８は固定されており、周方向へ回転することもなく、また、軸方向へ移動することもない。
なお、上述した出力軸を軸方向に移動させる直動アクチュエータは既知である。

出力軸２３２を安定した状態で支持するためには、少なくとも２点で支持する必要がある。直動アクチュエータ２１０では、剛性の低いフレクスプライン２２６に出力軸２３２が結合されている。ここで、フレクスプライン２２６は剛性が低いので、フレクスプライン２２６には支持点を設けることができない。このため、出力軸２３２を安定した状態に保つには、図６に示すように、出力軸２３２にブッシュ２３４およびブッシュ２３６の２つのブッシュを取り付けて出力軸２３２を支持しなければならない。ブッシュ２３４およびブッシュ２３６の間には、出力軸２３２を安定させるために十分な距離が確保されている。以下、２つの支持点間の軸方向の距離を「出力軸支持スパン」とも表記する。図６には、ブッシュ２３４およびブッシュ２３６の間隔を出力軸支持スパンとして示している。

また、直動アクチュエータ２１０においては、図６に示すようにフレクスプライン２２６が軸方向に移動可能な距離、すなわちストローク代をある程度確保する必要もある。従来の直動アクチュエータ２１０のように出力軸２３２をフレクスプライン２２６に結合させると、同図に示すように出力軸支持スパンおよびストローク代は直列して位置しているため、直動アクチュエータ２１０は軸方向に長くなってしまう。これにより、スペースという観点から直動アクチュエータ２１０の取付可能な箇所が制限されてしまうという問題が生じていた。
さらに、直動アクチュエータ２１０においては、フレクスプライン２２６に出力軸２３２が結合しているため、波動発生器２２０はモータの回転を伝達しながらフレクスプライン２２６とともに軸方向に移動する必要があり、直動アクチュエータ２１０の構造が複雑になるという問題も生じていた。
以下、第１の実施形態および第２の実施形態において、上述した従来の直動アクチュエータの問題点を解消するような直動アクチュエータについて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる直動アクチュエータ１０の軸方向の断面図である。直動アクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２の回転を、出力軸３２の軸方向の出力として取り出すためのアクチュエータである。直動アクチュエータ１０は、サーキュラスプライン２８、フレクスプライン２６およびフレクスプライン２６を楕円形に撓めてサーキュラスプライン２８に部分的に噛み合わせる波動発生器２０を含む。ここで、サーキュラスプライン２８、フレクスプライン２６および波動発生器２０により波動歯車装置が構成される。なお、本実施の形態では、波動発生器２０はフレクスプライン２６を楕円形に撓めることとしたが、これに代えて、波動発生器２０は、フレクスプライン２６を略三角形に撓めてもよい。

モータ１２は、回転軸１４、ロータ１６およびステータ１８を含む。モータ１２において、回転軸１４の軸周りにロータ１６が取り付けられ、ロータ１６を周方向に囲むようにステータ１８が配置される。ロータ１６とステータ１８との間における磁気作用によりロータ１６が回転し、回転軸１４からその回転を出力として取り出すことができる。なお、モータ１２は、図示しない電源により駆動される。

波動発生器２０は、ウェーブコア２２および軸受２４を含み、楕円形状のウェーブコア２２の外周に可撓性の軸受２４を嵌合してなる。ウェーブコア２２は、剛性の低いフレクスプライン２６を軸受２４を介して楕円形状に撓める。モータ１２の回転軸１４はウェーブコア２２と同軸上で連結されており、波動発生器２０は回転軸１４とともに回転する。

フレクスプライン２６の外周面の一部にはねじ山３８が形成されており、サーキュラスプライン２８の内周面の一部には、ねじ山３８と噛み合うねじ溝４０が形成されている。ここで、ねじ山３８とねじ溝４０とはねじれ角が異なっている。楕円形状に変形されたフレクスプライン２６のねじ山３８は、その楕円の長軸上の２点でねじ溝４０と噛み合う。波動発生器２０が回転するとその噛合の位置が周方向に移動する。具体的には、例えば波動発生器２０がモータ１２の側から見て反時計方向に回転すると、噛合の位置は時計方向に移動する。回転軸１４の回転に起因して噛合の位置が移動すると、フレクスプライン２６とサーキュラスプライン２８とは相対回転し、ねじれ角の異なるねじ山３８およびねじ溝４０の作用によって、サーキュラスプライン２８はその軸方向に移動する。このとき、後述するように、サーキュラスプライン２８の回転は規制されているので、サーキュラスプライン２８は回転しない。なお、フレクスプライン２６は、その軸方向には移動しないよう固定されている。

直動アクチュエータ１０は、図１に示すように、その駆動源であるモータ１２、および波動歯車装置および出力軸３２をハウジング３０で覆うことにより形成されている。サーキュラスプライン２８は円筒形状をしており、片側が天板で塞がれている。出力軸３２は、そのサーキュラスプライン２８の天板に結合され、サーキュラスプライン２８と同軸上に軸方向に滑動可能に保持されている。これにより、出力軸３２は、サーキュラスプライン２８とともに軸方向に移動する。なお、図１に示したストローク代は、サーキュラスプライン２８および出力軸３２の軸方向に移動可能な距離である。

ここで、サーキュラスプライン２８および出力軸３２は、それぞれの外周においてブッシュ３４およびブッシュ３６により支持されている。ここで、ブッシュ３４およびブッシュ３６の間には、出力軸３２を安定させるために十分な出力支持スパンが確保されている。図１には、ブッシュ３４およびブッシュ３６の間隔を出力軸支持スパンとして示している。なお、サーキュラスプライン２８および出力軸３２は、高い剛性を有するように厚み、太さをもって形成されている。

ブッシュ３４およびブッシュ３６は、サーキュラスプライン２８および出力軸３２の軸方向の移動は許容しつつ、周方向の回転を規制する。つまり、ねじ山３８とねじ溝４０の噛合の位置が周方向に移動すると、サーキュラスプライン２８には上述した軸方向の力とともに周方向に回転する力も働くが、ブッシュ３４およびブッシュ３６によってその回転が規制されるのでサーキュラスプライン２８および出力軸３２が回転することはない。

フレクスプライン２６の外周面には複数個の歪ゲージ４２が貼付されている。図１には、説明の便宜上１個の歪ゲージ４２のみを図示している。後述するように、歪ゲージ４２は、フレクスプライン２６に対して軸方向にかかる荷重に起因するフレクスプライン２６の歪みを抵抗値の変化として検出する。

波動発生器２０の同軸上には、波動発生器２０とともに回転する楕円盤状のストッパ４６が配置されている。ストッパ４６は、波動発生器２０の外周より小さい外周を有しており、図１に示すように、フレクスプライン２６とストッパ４６との間には隙間が設けられる。ストッパ４６は、図２を用いて後述するように、フレクスプライン２６の内径方向の撓みを抑制して、ラチェッティングの発生を抑制する役割を担う。ここでは、ストッパ４６の形状を楕円盤形状であるとしたがストッパ４６の形状はこれには限られず、例えば、楕円形状の波動発生器２０の長軸上に配置され、長軸より若干短い長さを有する長方形状であってもよい。つまり、ストッパ４６の形状はフレクスプライン２６の長軸方向における内径方向への撓みを抑制できる形状であればよい。

図２は、図１の一部を拡大した図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここでは、図２を用いて、ラチェッティングの回避について説明する。
まず、ラチェッティングの生じる原因を説明する。サーキュラスプライン２８に出力軸３２を介して矢印Ａの方向に過大な荷重がかかったとする。すると、ねじ溝４０とねじ山３８のそれぞれの表面が当接し、ねじ山３８およびねじ溝４０を介してフレクスプライン２６にも矢印Ａの方向の荷重がかかり、フレクスプライン２６が軸方向に歪む。
また、ねじ山３８およびねじ溝４０のそれぞれの表面は、図２に示すように、フレクスプライン２６およびサーキュラスプライン２８の外周面のそれぞれに対して斜めになるよう形成されている。そのため、フレクスプライン２６に対してその内径方向、つまり矢印Ｂの方向にも荷重がかかり、サーキュラスプライン２８の軸方向に荷重がかかるとフレクスプライン２６は矢印Ｂの方向にも撓む。フレクスプライン２６は剛性が低いのでその撓みは比較的大きい。軸方向の歪みおよび内径方向の撓みによりねじ山３８とねじ溝４０の噛み合わせが外れるとラチェッティングが生じる。

図２に示すように、ストッパ４６とフレクスプライン２６の間にはわずかに隙間が空く。ここで、矢印Ｂの方向にフレクスプライン２６がある程度撓んだときにフレクスプライン２６はストッパ４６と当接し、それ以上撓むことはない。ストッパ４６とフレクスプライン２６との隙間を、ねじ山３８とねじ溝４０の噛み合わせが外れない程度の間隔となるようにストッパ４６を配置すれば、フレクスプライン２６が撓んでもねじ山３８とねじ溝４０の噛み合わせが外れることはないため、ラチェッティングの発生を回避できる。例えば、隙間の間隔をねじ山３８の高さおよびねじ溝４０の深さより小さく設定することで、ラチェッティングを回避できる。
また、ストッパ４６とフレクスプライン２６の間に隙間を設けることにより、フレクスプラインが内径方向に撓まない限りストッパがフレクスプラインの内周面と接触することはない。

フレクスプライン２６の外周面に貼付された歪ゲージ４２は、フレクスプライン２６の軸方向の歪みの量を抵抗値の変化として検出する。検出された歪みの量に基づいてラチェッティングが生じるか否かを判定して、ラチェッティングが生じると判定されたときに、ラチェッティングを回避するための制御を実行できる。その制御については、図３および図４を用いて後述する。
なお、本実施の形態では、歪ゲージ４２はフレクスプライン２６の外周面に貼付されることとしたが、歪ゲージ４２の位置はこれには限られず、フレクスプライン２６の表面であればよい。つまり、歪ゲージ４２を貼付する位置はフレクスプライン２６の歪みを検出できる位置であればよい。

図３は、歪ゲージ４２を用いたラチェッティングを回避するための制御を説明するための制御ブロック図である。
上述のように歪ゲージ４２が歪みを検出すると、その検出結果である抵抗値の変化が図１および図２に示されないリード線を介してストレンアンプ５０に入力される。ストレンアンプ５０は、ブリッジ回路と電流増幅器を含んでおり、検出された抵抗値の変化に相当する出力電圧を出力する。制御部５２は、この出力電圧を用いて軸方向の荷重を算出し、算出された値に応じて、ラチェッティングを回避すべく、フレクスプライン２６に対する軸方向の荷重が減少するようモータ１２の回転を制御する。

制御部５２は、荷重計算部５４、閾値保持部５６、判定部５８および作動部６０を含む。荷重計算部５４は、ストレンアンプ５０から出力された電圧値を用いてフレクスプライン２６の軸方向にかかった荷重を算出する。閾値保持部５６は、荷重の程度を判定するための第１閾値および第２閾値の２つの閾値を保持している。第２閾値は、第１閾値よりも大きい。第１閾値は、モータ１２の回転を停止させれば、ラチェッティングを回避できるような程度の荷重の値である。第２閾値は、モータ１２の回転を停止させるだけでなく、モータ１２を反転させなければラチェッティングを回避できないような程度の荷重の値である。判定部５８は、荷重計算部５４により算出された荷重の値と閾値保持部５６に保持されている第１閾値および第２閾値のそれぞれとを比較し、モータ１２の回転制御を実行するか否か、実行するのであればどのように制御を実行するかを判定する。作動部６０は、判定部５８の判定結果に応じてモータ１２の回転を制御する。なお、車両に搭載されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が制御部５２として機能する。

図４は、ラチェッティングを回避するためのモータ１２の回転制御の過程を示すフローチャートである。歪ゲージ４２により歪み、すなわち抵抗値の変化が検出されると（Ｓ１０）、ストレンアンプ５０によりその抵抗値の変化に相当する出力電圧が出力される（Ｓ１２）。荷重計算部５４が、その出力電圧を用いてフレクスプライン２６の軸方向にかかる荷重を算出する（Ｓ１４）。算出された荷重が第１閾値より大きく（Ｓ１６のＹ）、かつ第２閾値より大きいとき（Ｓ１８のＹ）、作動部６０は、モータ１２を反転、すなわちそれまで回転させていた方向とは逆の方向に回転させた後、停止させる（Ｓ２０）。荷重が第１閾値より大きく、第２閾値より小さいとき（Ｓ１８のＮ）、作動部６０は、モータ１２を反転させることなく停止させる（Ｓ２２）。一方、荷重が第１閾値より小さい場合（Ｓ１６のＮ）、作動部６０は、モータ１２を停止させることも反転させることもない。

第１の実施形態によれば、剛性が比較的高いサーキュラスプライン２８および出力軸３２のそれぞれにおいて、ブッシュ３４およびブッシュ３６による支持点を設けることにより、出力軸３２を安定させるための十分な出力軸支持スパンを確保しつつ、直動アクチュエータ全体の軸方向の長さを短縮できる。具体的には、図１に示すように出力支持スパンとストローク代をこれらが重複する位置で確保できるため、その重複した分、図６に示した出力支持スパンとストローク代とが重複しない従来の直動アクチュエータ２１０と比較して、アクチュエータ全体の軸方向の長さが短縮され、小型化を実現できる。また、このとき、出力軸３２が軸方向に移動するためのストローク代も十分に確保できる。

また、従来のフレクスプラインに出力軸を結合するような構造においては、波動発生器はモータの回転を伝達しながらフレクスプラインとともに軸方向に移動する必要があった。第１の実施形態では、フレクスプライン２６が軸方向に移動することはないので、波動発生器２０も移動することはない。これにより、直動アクチュエータ１０の構造を簡便なものとできる。さらに、歪ゲージ４２およびストッパ４６を設けたので、上述したようにラチェッティングの発生を抑制できる。

直動アクチュエータ１０は、例えば、車両の操舵装置や懸架装置に取り付けることができる。この場合、直動アクチュエータ１０によりステアリングロッドの長さを調整してトー角を制御したり、直動アクチュエータ１０によりアッパーアームの長さを調整してキャンバ角を制御したりすることができる。また、直動アクチュエータ１０は、車輪と車体の間の距離を変化させ車高の調整に用いることもできる。上述したように直動アクチュエータ１０は軸方向の長さが短縮されて小型化されているため、従来の直動アクチュエータと比較してスペース上の観点から取付が容易となる。

第１の実施形態では、２個のブッシュにより、サーキュラスプライン２８およびブッシュ３６を支持したが、これらを支持するためのブッシュは３個以上設けてもよい。これによっても出力軸３２を安定させることができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態にかかる直動アクチュエータ１１０の軸方向の断面図である。直動アクチュエータ１１０においても、第１の実施形態と同様にねじ山１３８およびねじ溝１４０が楕円長軸上の２点で噛み合っており、噛合の位置が周方向に移動するとサーキュラスプライン１２８が軸方向に移動するとともにサーキュラスプライン１２８の一端に結合された出力軸１３２も軸方向に移動する。サーキュラスプライン１２８および出力軸１３２がそれらの外周のそれぞれに設けられたブッシュ１３４およびブッシュ１３６を介してハウジング１３０に支持されてる点も第１の実施形態と同様である。このとき、出力支持スパンとストローク代とは重複しており、図６に示した直動アクチュエータ２１０と比較して直動アクチュエータ全体の長さが短縮されている。歪ゲージ１４２およびストッパ１４６が設けられている点も第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態では、モータ１１２と波動発生器１２０が一体化されている点で第１の実施形態と異なる。また、第２の実施形態では、ロータ１１６が中心軸１１４に取り付けられたステータ１１８の周方向に回転するようなモータ１１２を用いる点で、ステータ１８の内側でロータ１６が回転するモータ１２を用いた第１の実施形態とは異なる。

図５に示すように、モータ１１２は、波動発生器１２０のウェーブコア１２２の内側に配置されている。具体的には、楕円形状のウェーブコア１２２の内側にロータ１１６が圧入されている。軸受１２４を介して楕円形状に撓められたフレクスプライン１２６のねじ山１３８が、その楕円の長軸上の２点でねじ溝１４０と噛み合う。ロータ１１６とともにウェーブコア１２２が回転すると、その噛合の位置が周方向に移動する。その結果、サーキュラスプライン１２８および出力軸１３２が軸方向へ移動する。

出力軸１３２には、円筒状の空洞１５２が同軸に形成され、この空洞１５２内に中心軸１１４の一端が侵入するようになっている。中心軸１１４と空洞１５２との間には鋼製の転動体１５０が図５に示すように複数嵌合している。これによって、中心軸１１４に対して出力軸１３２が直動するとき、出力軸１３２の内周面が転動体１５０を介して中心軸１１４と接触しながら移動するので出力軸１３２を滑らかに移動させることができる。また、重量のあるステータ１１８が嵌合された中心軸１１４が両持ちで支持されるので、中心軸１１４を安定させることができる。
また、中心軸１１４の外周に環状の転動路を複数形成し、この転動路内を移動する転動体を嵌合してもよい。あるいは、ボールねじのように螺旋状の溝を中心軸１１４の外周および出力軸１３２の内周に形成し、これらの溝で形成される転動路に転動体を配置するようにしてもよい。これによっても、同様に、出力軸１３２の滑らかな移動および中心軸１１４の安定を実現できる。

モータ１１２と波動発生器１２０を一体化させることにより、第１の実施形態の直動アクチュエータ１０と比較して、波動発生器２０の幅の分だけさらに直動アクチュエータを軸方向に短縮でき、これにより直動アクチュエータ全体のさらなる小型化を実現できる。このとき、出力軸３２を安定させるための出力軸支持スパンおよびストローク代を十分に確保できる。なお、ウェーブコア１２２の内側にロータ１１６を圧入するのではなく、ロータ１１６自体を楕円形状に形成し、その外周に軸受１２４を嵌合させてもよい。

第２の実施形態においても、フレクスプライン１２６は軸方向に移動しないため、波動発生器１２０も軸方向に移動しない。これによって、直動アクチュエータ１１０の構造を簡便なものとできる。また、直動アクチュエータ１１０には、歪ゲージ１４２およびストッパ１４６が設けられているので、第１の実施形態と同様にラチェッティングを抑制できる。

第２の実施形態では、２個のブッシュにより、サーキュラスプライン１２８および出力軸１３２を支持したが、これらを支持するためのブッシュは３個以上設けてもよい。これによっても、出力軸１３２の安定させることができる。

第１の実施形態にかかる直動アクチュエータの軸方向の断面図である。 図１の一部を拡大した図である。 歪ゲージを用いたラチェッティングを回避するための制御を説明するための制御ブロック図である。 ラチェッティングを回避するためのモータの回転制御の過程を示すフローチャートである。 第２の実施形態にかかる直動アクチュエータの軸方向の断面図である。 従来の直動アクチュエータの軸方向の断面図である。

符号の説明

１０ 直動アクチュエータ、 １２ モータ、 １４ 回転軸、 １６ ロータ、 １８ ステータ、 ２０ 波動発生器、 ２２ ウェーブコア、 ２４ 軸受、 ２６ フレクスプライン、 ２８ サーキュラスプライン、 ３０ ハウジング、 ３２ 出力軸、 ３４ ブッシュ、 ３６ ブッシュ、 ３８ ねじ山、 ４０ ねじ溝、 ４２ 歪ゲージ、 ４６ ストッパ、 ５０ ストレンアンプ、 ５２ 制御部、 ５４ 荷重計算部、 ５６ 閾値保持部、 ５８ 判定部、 ６０ 作動部、 １５０ 転動体、 １５２ 空洞。

Claims (4)

1. 内周面にねじ溝を有するサーキュラスプラインと、サーキュラスプラインの内側に配置された外周面にねじ山を有するフレクスプラインと、フレクスプラインを非円形に撓めてサーキュラスプラインに部分的に噛み合わせる波動発生器とを備え、サーキュラスプラインとフレクスプラインの相対回転によりサーキュラスプラインの軸方向変位を生ぜしめるように前記ねじ溝および前記ねじ山が形成される波動歯車装置と、
   前記波動発生器を回転駆動するモータと、
   前記サーキュラスプラインの一端に結合され、該サーキュラスプラインと同軸上を軸方向に滑動可能に保持された出力軸と、
   を備えることを特徴とする直動アクチュエータ。
2. 前記サーキュラスプラインの外周の少なくとも一部に設けられ、該サーキュラスプラインの回転を規制しつつ軸方向の移動を許容する回転規制部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の直動アクチュエータ。
3. 前記フレクスプラインの表面に貼付され、該フレクスプラインの歪みを検出する歪ゲージをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の直動アクチュエータ。
4. 前記波動発生器とともに回転し、前記フレクスプラインの内径方向への所定量以上の撓みを規制するストッパをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の直動アクチュエータ。

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