JP6658877B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
<1−1.多関節ロボットの概略構成>
図1は、多関節ロボットRの構成例を示す斜視図である。多関節ロボットRは、たとえば、半導体装置などの製造システムに用いられる産業ロボットである。多関節ロボットRは、図1に示すように、第1アームR1と、第2アームR2と、関節軸R3と、基台R4と、アクチュエータ100a〜100cと、を備える。このほか、多関節ロボットRは、組立、搬送作業などを行う把持装置又は撮像装置などの作業部などを備えているが、図1ではその図示を省略している。
図2は、アクチュエータ100の構成例を示す断面図である。図2では、中心軸CAを含む切断面でアクチュエータ100を切断している。アクチュエータ100は、図2に示すように、モータ110と、減速機120と、クロスローラベアリング130と、第2ロータ140と、第2ベアリング150と、を備える。
まず、モータ110の構成を説明する。モータ110は、第1ロータ1と、静止部2と、第1ベアリング3と、を有する。モータ110は、アウタロータ型であり、アクチュエータ100の駆動源である。
次に、減速機120の構成を説明する。減速機120は、第1ロータ1の回転を減速して第2ロータ140にトルクを伝達する。減速機120には、本実施形態では減速比1/100の波動歯車装置である日本電産シンポ株式会社製のFlexwave(登録商標)を採用しているが、本実施形態の例示に限定されない。アクチュエータ100の減速機120には、遊星歯車装置などの他の減速機が採用されてもよい。
次に、第2ロータ140の構成を説明する。第2ロータ140は、中心軸CAを中心にして周方向に回転可能である。第2ロータ140は、駆動出力部141と、回転伝達部142と、筒状の第2筒部143と、ロータ支持部144と、マグネット支持部145と、センサマグネット146と、を有する。
次に、第2ベアリング150の構成を説明する。第2ベアリング150は、軸方向及び径方向のうちの少なくとも一方において、第2ロータ140と、モータ110の静止部2が有するシャフト20の円盤部2021との間に設けられる。図2では、第2ベアリング150は、第2ロータ140の駆動出力部141と円盤部2021との間に設けられている。
次に、第1〜第3例を挙げて、蓋部202及び第2ロータ140に対する第2ベアリング150の径方向における取付位置を説明する。
図7は、第2ベアリング150の径方向における取付位置の第1例を示す断面図である。なお、図7は、図2において一点鎖線で囲まれた部分に対応している。第1例では図7に示すように、軸方向から見て、第2ベアリング150は、第1ベアリング3よりも径方向の外方にあり、且つ、径方向において弾性ベアリング124の少なくとも一部の領域と重なる。図7では、軸方向から見て、第2ロータ140及び円盤部2021の少なくとも一方に設けられる第2ベアリング150は、径方向において第1ベアリング3よりも外方にある弾性ベアリング124の少なくとも一部の領域と重なる。さらに、軸方向から見て、第2ベアリング150は、シャフト20の柱部201に設けられる第1ベアリング3よりも径方向の外方にある。従って、第2ベアリング150が弾性ベアリング124よりも径方向の内方にある場合(たとえば、後述する図8、図9参照)よりも第2ベアリング150と柱部201との間の空間を広くできる。よって、たとえば、該空間に第2ロータ140の回転を減速又は停止するブレーキ部などをさらに配置できる。
図8は、第2ベアリング150の径方向における取付位置の第2例を示す断面図である。なお、図8は、図2において一点鎖線で囲まれた部分に対応している。第2例では、図8に示すように、軸方向から見て、第2ベアリング150は、径方向において第1ベアリング3と弾性ベアリング124との間にある。より具体的には、軸方向から見て、第2ベアリング150は、第1ベアリング3よりも径方向の外方であり且つ弾性ベアリング124よりも径方向の内方である。図8では、軸方向から見て、第2ロータ140及び円盤部202の少なくとも一方に設けられる第2ベアリング150は、径方向において、シャフト20の柱部201に設けられる第1ベアリング3と、径方向において第1ベアリング3よりも外方にある弾性ベアリング124との間にある。従って、径方向において、第2ベアリング150と柱部201との間の空間を、軸方向において第2ベアリング150が第1ベアリング3の少なくとも一部の領域と重なる場合(たとえば、図9参照)よりも広くすることができる。また、第2ベアリング150が柱部201に近づくので、軸方向から見て第2ベアリング150が弾性ベアリング124の少なくとも一部の領域と重なる場合(たとえば、図7参照)よりも径方向における円盤部202のサイズを短くして、円盤部202の剛性を向上できる。
図9は、第2ベアリング150の径方向における取付位置の第3例を示す断面図である。なお、図9は、図2において一点鎖線で囲まれた部分に対応している。第3例では図9に示すように、軸方向から見て、第2ベアリング150は、径方向において第1ベアリングの少なくとも一部の領域と重なり、且つ、第3ベアリングよりも径方向の内方にある。図9では、軸方向から見て、第2ロータ140及び円盤部202の少なくとも一方に設けられる第2ベアリング150は、柱部201に設けられる第1ベアリング3の少なくとも一部の領域と重なる。さらに、軸方向から見て、第2ベアリング150は、径方向において第1ベアリング3よりも外方にある弾性ベアリング124よりも内方にある。従って、軸方向から見て第2ベアリング150が第1ベアリング3よりも径方向の外方にある場合(たとえば図7、図8参照)よりも径方向における円盤部202のサイズを短くして、円盤部202の剛性をさらに向上できる。
アクチュエータ100のセンサ26及びセンサマグネット146は、上述の実施形態では軸方向において対向していたが、この例示に限定されず、径方向において対向していてもよい。なお、以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
まず、上述の実施形態の第1変形例を説明する。図10Aは、センサ26及びセンサマグネット146の径方向における配置例を示す断面図である。図10Bは、センサ26及びセンサマグネット146の径方向における他の配置例を示す断面図である。なお、図10A及び図10Bは、図2において破線で囲まれた部分に対応している。センサ26は、図10A及び図10Bに示すように、周方向に回転するセンサマグネット146の軌跡の一部と径方向において対向する。
次に、上述の実施形態の第2変形例を説明する。図13は、センサ26及びセンサマグネット146の径方向における他の配置例を示す断面図である。なお、図13は、図2において破線で囲まれた部分に対応している。
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
Claims (18)
- 上下方向に延びる中心軸を中心にして周方向に回転可能な第1ロータを有するモータと、
センサマグネットを有し前記中心軸を中心にして周方向に回転可能な第2ロータと、
前記第1ロータの回転を減速して前記第2ロータに伝達する減速機と、を備え、
前記モータは、
前記第1ロータと対向するステータを有する静止部と、
前記静止部に対して、前記第1ロータを回転可能に支持する第1ベアリングと、
を有し、
前記静止部は、
周方向に回転する前記センサマグネットの軌跡の一部と対向し、前記センサマグネットの回転位置を検出するセンサと、
前記中心軸に沿って延びる柱部を有するシャフトと、を有し、
前記シャフトは、前記柱部の軸方向における一方端に設けられる蓋部を有し、
前記蓋部は、前記柱部から径方向の外方に延びる円盤部を有し、
前記センサが前記蓋部に設けられ、
前記アクチュエータは、軸方向及び径方向のうちの少なくとも一方において、前記第2ロータと前記円盤部との間に設けられる第2ベアリングをさらに備え、
前記静止部は、前記第2ベアリングを介して前記第2ロータを回転可能に支持するアクチュエータ。 - 前記第1ベアリングは前記柱部と前記第1ロータとに固定される請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記シャフトは、軸方向に貫通する貫通孔を有し、
前記柱部は、前記貫通孔が貫通する筒状の中空部材であり、
前記静止部は、
軸方向において前記柱部の前記センサとは反対側に設けられる基板と、
前記貫通孔の内部を通り、前記センサ及び前記基板を電気的に接続する配線と、
をさらに有する請求項2に記載のアクチュエータ。 - 前記第2ベアリングは、玉軸受であって、
前記玉軸受の内輪が前記第2ロータ及び前記円盤部のうちの一方に固定され、
前記玉軸受の外輪が前記第2ロータ及び前記円盤部のうちの他方に固定される請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記第2ベアリングは、軸方向及び径方向のうちの一方において、前記第2ロータと前記円盤部との間に配置される摺動部材である請求項1に記載のアクチュエータ。
- 軸方向において、前記柱部と前記蓋部との間に溝部が形成され、
前記溝部は、径方向に凹み、且つ、周方向に延びる請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記第2ロータは、ロータ支持部を有し、
前記ロータ支持部は、軸方向において、前記第2ベアリングを位置決めするとともに、前記センサマグネットを支持する請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記第2ロータは、ロータ支持部と、前記センサマグネットを支持するセンサマグネット支持部と、を有し、
前記ロータ支持部は、軸方向において、前記第2ベアリングを位置決めし、
前記センサマグネット支持部は、前記ロータ支持部とは異なる部材である請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記減速機は第3ベアリングを有し、
前記第3ベアリングは、前記第1ベアリングよりも径方向の外方において前記第1ロータに保持され、前記第2ロータを回転可能に支持し、
前記第2ベアリングは、前記第1ベアリングよりも径方向の外方にあり、且つ、径方向において前記第3ベアリングの少なくとも一部の領域と重なる請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記減速機は第3ベアリングを有し、
前記第3ベアリングは、前記第1ベアリングよりも径方向の外方において前記第1ロータに保持され、前記第2ロータを回転可能に支持し、
前記第2ベアリングは、径方向において前記第1ベアリングと前記第3ベアリングとの間にある請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記減速機は第3ベアリングを有し、
前記第3ベアリングは、前記第1ベアリングよりも径方向の外方において前記第1ロータに保持され、前記第2ロータを回転可能に支持し、
軸方向から見て、前記第2ベアリングは、径方向において前記第1ベアリングの少なくとも一部の領域と重なり、且つ、前記第3ベアリングよりも径方向の内方にある請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記センサは、前記円盤部に設けられ、周方向に回転する前記センサマグネットの軌跡の一部と軸方向において対向し、
前記第2ベアリングは、前記センサよりも径方向の外方に設けられる請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記センサは、前記円盤部に設けられ、周方向に回転する前記センサマグネットの軌跡の一部と軸方向において対向し、
前記第2ベアリングは、前記センサよりも径方向の内方に設けられる請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記蓋部は、前記円盤部から前記柱部に向かって軸方向に延びて、前記柱部の軸方向における一方端に繋げられる筒部をさらに有し、
前記センサは、前記筒部及び前記柱部のうちの少なくとも一方の径方向における外側面に設けられ、周方向に回転する前記センサマグネットの軌跡の一部と径方向において対向する請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記蓋部及び前記柱部のうちの少なくとも一方は、軸方向におけるセンサの取付位置を決めるセンサ位置決め部をさらに有する請求項14に記載のアクチュエータ。
- 前記蓋部は、前記円盤部から前記柱部に向かって軸方向に延びて、前記柱部の軸方向における一方端に繋げられる筒部をさらに有し、
前記静止部は、前記筒部及び前記柱部のうちの少なくとも一方に設けられるセンサ支持部をさらに有し、
前記センサは、前記センサ支持部の径方向における外側面に設けられ、周方向に回転する前記センサマグネットの軌跡の一部と径方向において対向する請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記センサ支持部は、軸方向におけるセンサの取付位置を決めるセンサ位置決め部をさらに有する請求項16に記載のアクチュエータ。
- 前記第2ロータは、軸方向における前記センサマグネットの取付位置を決めるセンサマグネット位置決め部を有する請求項14〜請求項17のいずれかに記載のアクチュエータ。
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