(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022048738
(43)【公開日】2022-03-28
(54)【発明の名称】ブレーキ付き減速機ユニット
(51)【国際特許分類】
F16D 27/07 20060101AFI20220318BHJP
F16H 1/32 20060101ALI20220318BHJP
F16D 27/01 20060101ALI20220318BHJP
F16D 27/112 20060101ALI20220318BHJP
F16D 55/28 20060101ALI20220318BHJP
F16D 65/16 20060101ALI20220318BHJP
B25J 17/00 20060101ALI20220318BHJP
F16D 121/20 20120101ALN20220318BHJP
F16D 121/22 20120101ALN20220318BHJP
【ＦＩ】
F16D27/07
F16H1/32 B
F16D27/01
F16D27/112 G
F16D55/28
F16D55/28 B
F16D65/16
B25J17/00 E
F16D121:20
F16D121:22
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020154728
(22)【出願日】2020-09-15
(71)【出願人】
【識別番号】000002059
【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142022
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 一晃
(72)【発明者】
【氏名】粥川 正康
(72)【発明者】
【氏名】小▲崎▼ 守
(72)【発明者】
【氏名】原田 天晴
【テーマコード（参考）】
3C707
3J027
3J058
【Ｆターム（参考）】
3C707CX03
3C707HT25
3C707HT40
3J027FA36
3J027FB32
3J027GB03
3J027GC07
3J027GC22
3J027GD04
3J027GD08
3J027GD12
3J058AA43
3J058AA47
3J058AA58
3J058AA78
3J058AA79
3J058AA87
3J058AA88
3J058BA67
3J058CC07
3J058CC13
3J058CC72
3J058FA50
(57)【要約】
【課題】軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットを得る。
【解決手段】ブレーキ付き減速機ユニット１は、回転軸線Ｐを中心として回転する入力軸１１の回転を減速して、回転軸線Ｐを中心として出力軸１２を回転させる減速機１０と、入力軸１１の回転を抑制するブレーキ２０と、を備えている。ブレーキ２０は、入力軸１１と一体で回転する回転部材２８と、回転軸線Ｐを中心として回転不能であり、且つ、回転部材２８に接触して入力軸１１の回転を抑制する第１位置と回転部材２８に対して離間して入力軸１１の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体２１と、可動体２１に対し、可動体２１を前記第１位置と前記第２位置との間で回転軸線Ｐの軸線方向に移動させる駆動力を付与する電磁石２５と、を有する。回転部材２８、可動体２１及び電磁石２５の少なくとも一部は、減速機１０の径方向外方に位置する。
【選択図】図１
【解決手段】ブレーキ付き減速機ユニット１は、回転軸線Ｐを中心として回転する入力軸１１の回転を減速して、回転軸線Ｐを中心として出力軸１２を回転させる減速機１０と、入力軸１１の回転を抑制するブレーキ２０と、を備えている。ブレーキ２０は、入力軸１１と一体で回転する回転部材２８と、回転軸線Ｐを中心として回転不能であり、且つ、回転部材２８に接触して入力軸１１の回転を抑制する第１位置と回転部材２８に対して離間して入力軸１１の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体２１と、可動体２１に対し、可動体２１を前記第１位置と前記第２位置との間で回転軸線Ｐの軸線方向に移動させる駆動力を付与する電磁石２５と、を有する。回転部材２８、可動体２１及び電磁石２５の少なくとも一部は、減速機１０の径方向外方に位置する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸線を中心として回転する入力軸の回転を減速して、前記回転軸線を中心として出力軸を回転させる減速機と、
前記入力軸の回転を抑制するブレーキと、
を備えているブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記ブレーキは、
前記入力軸と一体で回転する回転部材と、
前記回転部材の回転を抑制する第１位置と前記回転部材の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体と、
前記可動体に対し、前記可動体を前記第１位置と前記第２位置との間で前記回転軸線の軸線方向に移動させる駆動力を付与する駆動部と、
を有し、
前記回転部材、前記可動体及び前記駆動部の少なくとも一部は、前記減速機の径方向外方に位置する、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記入力軸の回転を抑制するブレーキと、
を備えているブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記ブレーキは、
前記入力軸と一体で回転する回転部材と、
前記回転部材の回転を抑制する第１位置と前記回転部材の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体と、
前記可動体に対し、前記可動体を前記第１位置と前記第２位置との間で前記回転軸線の軸線方向に移動させる駆動力を付与する駆動部と、
を有し、
前記回転部材、前記可動体及び前記駆動部の少なくとも一部は、前記減速機の径方向外方に位置する、ブレーキ付き減速機ユニット。
【請求項2】
請求項１に記載のブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記駆動部は、前記減速機の径方向外方に位置し、
前記回転部材及び前記可動体は、前記駆動部に対して前記入力軸側または前記出力軸側に前記回転軸線の軸線方向に並んでいる、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記駆動部は、前記減速機の径方向外方に位置し、
前記回転部材及び前記可動体は、前記駆動部に対して前記入力軸側または前記出力軸側に前記回転軸線の軸線方向に並んでいる、ブレーキ付き減速機ユニット。
【請求項3】
請求項１または２に記載のブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記駆動部は、電流の流れる方向に応じて磁束を生じる電磁石を有し、
前記可動体は、前記電磁石により生じる磁束によって、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方の位置に位置付けられ、
前記電磁石の少なくとも一部は、前記減速機の径方向外方に位置する、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記駆動部は、電流の流れる方向に応じて磁束を生じる電磁石を有し、
前記可動体は、前記電磁石により生じる磁束によって、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方の位置に位置付けられ、
前記電磁石の少なくとも一部は、前記減速機の径方向外方に位置する、ブレーキ付き減速機ユニット。
【請求項4】
請求項３に記載のブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記回転部材において前記可動体が接触する部分は、強磁性を有する強磁性体によって構成されていて、
前記可動体は、
永久磁石によって構成された可動体磁石を有し、
前記回転軸線を中心として回転不能であり、
前記電磁石により生じる磁束によって、前記可動体が前記回転部材に接触して前記回転部材の回転を抑制する前記第１位置と、前記可動体が前記回転部材に対して離間して前記回転部材の回転を許容する前記第２位置とに移動可能である、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記回転部材において前記可動体が接触する部分は、強磁性を有する強磁性体によって構成されていて、
前記可動体は、
永久磁石によって構成された可動体磁石を有し、
前記回転軸線を中心として回転不能であり、
前記電磁石により生じる磁束によって、前記可動体が前記回転部材に接触して前記回転部材の回転を抑制する前記第１位置と、前記可動体が前記回転部材に対して離間して前記回転部材の回転を許容する前記第２位置とに移動可能である、ブレーキ付き減速機ユニット。
【請求項5】
請求項３に記載のブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記駆動部は、
前記電磁石と、
前記可動体に対して前記電磁石から離間する方向に弾性復元力を生じる弾性変形部材と、
を有し、
前記可動体は、
前記電磁石により生じる磁束によって、前記回転部材に対して離間した前記第２位置に移動可能であり、且つ、前記弾性変形部材の弾性復元力によって、前記回転部材の回転を抑制する前記第１位置に移動可能である、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記駆動部は、
前記電磁石と、
前記可動体に対して前記電磁石から離間する方向に弾性復元力を生じる弾性変形部材と、
を有し、
前記可動体は、
前記電磁石により生じる磁束によって、前記回転部材に対して離間した前記第２位置に移動可能であり、且つ、前記弾性変形部材の弾性復元力によって、前記回転部材の回転を抑制する前記第１位置に移動可能である、ブレーキ付き減速機ユニット。
【請求項6】
請求項３に記載のブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記駆動部は、
前記電磁石と、
前記可動体に対して前記電磁石から離間する方向に弾性復元力を生じる弾性変形部材と、
前記可動体を前記電磁石に近づける方向に磁束を生じる磁石と、
を有し、
前記電磁石は、前記回転軸線を中心として回転不能であり、
前記可動体は、
前記電磁石により生じる磁束及び前記弾性変形部材の弾性復元力によって、前記第１位置または前記第２位置の一方に移動可能であり、且つ、前記磁石により生じる磁束によって、前記第１位置または前記第２位置の他方に移動可能である、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記駆動部は、
前記電磁石と、
前記可動体に対して前記電磁石から離間する方向に弾性復元力を生じる弾性変形部材と、
前記可動体を前記電磁石に近づける方向に磁束を生じる磁石と、
を有し、
前記電磁石は、前記回転軸線を中心として回転不能であり、
前記可動体は、
前記電磁石により生じる磁束及び前記弾性変形部材の弾性復元力によって、前記第１位置または前記第２位置の一方に移動可能であり、且つ、前記磁石により生じる磁束によって、前記第１位置または前記第２位置の他方に移動可能である、ブレーキ付き減速機ユニット。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一つに記載のブレーキ付き減速機ユニットにおいて、
前記減速機及び前記ブレーキを収容するケーシングをさらに備え、
前記減速機は、
前記ケーシングに固定され、内周側に内歯を有する環状の固定部と、
前記固定部の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向の一方側が前記出力軸に接続され、且つ、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の径方向内方に前記入力軸と一体で回転可能に配置され、前記入力軸の回転によって、前記外歯歯車を径方向に変形させる楕円状のカムと、
を有する波動歯車減速機であり、
前記駆動部は、前記固定部に対して径方向外方に位置し、前記固定部に前記可動体に駆動力を生じさせる磁路の一部を形成するように構成されている、ブレーキ付き減速機ユニット。
前記減速機及び前記ブレーキを収容するケーシングをさらに備え、
前記減速機は、
前記ケーシングに固定され、内周側に内歯を有する環状の固定部と、
前記固定部の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向の一方側が前記出力軸に接続され、且つ、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の径方向内方に前記入力軸と一体で回転可能に配置され、前記入力軸の回転によって、前記外歯歯車を径方向に変形させる楕円状のカムと、
を有する波動歯車減速機であり、
前記駆動部は、前記固定部に対して径方向外方に位置し、前記固定部に前記可動体に駆動力を生じさせる磁路の一部を形成するように構成されている、ブレーキ付き減速機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、減速機とブレーキとを備えているブレーキ付き減速機ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
減速機とブレーキとを備えているブレーキ付き減速機ユニットとして、例えば特許文献１に開示されるようなブレーキ付き減速機などが知られている。
【0003】
前記特許文献１に開示されているブレーキ付き減速機では、駆動モータの回転を減速して被駆動部材側へ出力する減速機構と、前記被駆動部材から加えられる逆入力トルクに対して機械的にロックし、前記駆動モータの停止時に前記被駆動部材の位置を保持するブレーキとしてのロック式の逆入力遮断機構とが、ユニット化されている。
【0004】
なお、前記特許文献１に開示されているブレーキ付き減速機では、前記減速機構及び前記逆入力遮断機構が入力軸の軸線方向に並んで配置されている。
【0005】
上述の構成により、前記減速機構及び前記逆入力遮断機構を別々に組み込んだ装置に比べて、組み立て作業の効率化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１５－２０６４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述の特許文献１の構成では、ブレーキ及び変速機が入力軸の軸線方向に並んで位置するため、ブレーキ付き減速機を軸線方向にコンパクトな構成にすることができない。
【0008】
ところで、近年、多関節ロボットアームの関節部分などに用いられる駆動装置として、モータ及び減速機が用いられている。このような駆動装置では、関節部分をコンパクトな構成にするために軸線方向にコンパクトな構成が求められている。
【0009】
本発明の目的は、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一実施形態に係るブレーキ付き減速機ユニットは、回転軸線を中心として回転する入力軸の回転を減速して、前記回転軸線を中心として出力軸を回転させる減速機と、前記入力軸の回転を抑制するブレーキと、を備えているブレーキ付き減速機ユニットである。前記ブレーキは、前記入力軸と一体で回転する回転部材と、前記回転部材の回転を抑制する第１位置と前記回転部材の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体と、前記可動体に対し、前記可動体を前記第１位置と前記第２位置との間で移動させる駆動力を付与する駆動部と、を有する。前記回転部材、前記可動体及び前記駆動部の少なくとも一部が前記減速機の径方向外方に位置する（第１の構成）。
【0011】
上述の構成では、ブレーキを構成する、回転部材、可動体及び駆動部の少なくとも一部は、減速機の径方向外方に位置する。そのため、減速機及びブレーキを有するブレーキ付き減速機ユニットを、入力軸の軸線方向にコンパクトな構成にすることができる。したがって、前記軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットが得られる。
【0012】
前記第１の構成において、前記駆動部は、前記減速機の径方向外方に位置する。前記回転部材及び前記可動体は、前記駆動部に対して前記入力軸側または前記出力軸側に前記回転軸線の軸線方向に並んでいる（第２の構成）。
【0013】
これにより、可動体に駆動力を付与する駆動部を減速機の径方向外方に配置して、移動するスペースを必要とする前記可動体、及び、入力軸とともに回転するスペースを必要とする回転部材を、前記駆動部に対して回転軸線の軸線方向に配置することができる。よって、前記駆動部、前記可動体及び前記回転部材を、前記減速機に対してよりコンパクトに配置することができる。
【0014】
前記第１または第２の構成において、前記駆動部は、電流の流れる方向に応じて磁束を生じる電磁石を有する。前記可動体は、前記電磁石により生じる磁束によって、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方の位置に位置付けられている。前記電磁石の少なくとも一部は、前記減速機の径方向外方に位置する（第３の構成）。
【0015】
これにより、比較的サイズが大きい電磁石を、減速機の径方向外方に配置できるため、電磁石によって作動するブレーキを有するブレーキ付き減速機ユニットを、入力軸の軸線方向にコンパクトな構成にすることができる。したがって、前記軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットが得られる。
【0016】
前記第３の構成において、前記回転部材において前記可動体が接触する部分は、強磁性を有する強磁性体によって構成されている。前記可動体は、永久磁石によって構成された可動体磁石を有し、前記回転軸線を中心として回転不能であり、前記電磁石により生じる磁束によって、前記可動体が前記回転部材に接触して前記回転部材の回転を抑制する前記第１位置と、前記可動体が前記回転部材に対して離間して前記回転部材の回転を許容する前記第２位置とに移動可能である（第４の構成）。
【0017】
このように、電磁石により生じる磁束によって、可動体磁石を有する可動体が強磁性体によって構成された回転部材に吸着する第１位置と前記電磁石に近い第２位置とに移動するブレーキでは、前記電磁石の少なくとも一部を減速機の径方向外方に配置することによって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットを実現することができる。
【0018】
前記第３の構成において、前記駆動部は、前記電磁石と、前記可動体に対して前記電磁石から離間する方向に弾性復元力を生じる弾性変形部材と、を有する。前記可動体は、前記電磁石により生じる磁束によって、前記回転部材に対して離間した前記第２位置に移動可能であり、且つ、前記弾性変形部材の弾性復元力によって、前記回転部材の回転を抑制する前記第１位置に移動可能である（第５の構成）。
【0019】
このように、可動体が、電磁石により生じる磁束によって、前記回転部材に対して離間した第２位置に移動可能であり、且つ、弾性変形部材の弾性復元力によって、前記回転部材の回転を抑制する第１位置に移動可能である、ブレーキでも、前記電磁石の少なくとも一部を減速機の径方向外方に配置することによって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットを実現することができる。
【0020】
前記第３の構成において、前記駆動部は、前記電磁石と、前記可動体に対して前記電磁石から離間する方向に弾性復元力を生じる弾性変形部材と、前記可動体を前記電磁石に近づける方向に磁束を生じる磁石と、を有する。前記可動体は、前記電磁石により生じる磁束及び前記弾性変形部材の弾性復元力によって、前記第１位置または前記第２位置の一方に移動可能であり、且つ、前記磁石により生じる磁束によって、前記第１位置または前記第２位置の他方に移動可能である（第６の構成）。
【0021】
このように、可動体が、電磁石により生じる磁束及び弾性変形部材の弾性復元力によって、第１位置または第２位置の一方に移動可能であり、且つ、磁石により生じる磁束によって、前記第１位置または前記第２位置の他方に移動可能である、ブレーキでも、前記電磁石の少なくとも一部を減速機の径方向外方に配置することによって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットを実現することができる。
【0022】
前記第１から第６の構成のうちいずれか一つの構成において、ブレーキ付き減速機ユニットは、前記減速機及び前記ブレーキを収容するケーシングをさらに備える。前記減速機は、前記ケーシングに固定され、内周側に内歯を有する環状の固定部と、前記固定部の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向の一方側が前記出力軸に接続され、且つ、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、前記外歯歯車の径方向内方に前記入力軸と一体で回転可能に配置され、前記入力軸の回転によって、前記外歯歯車を径方向に変形させる楕円状のカムと、を有する波動歯車減速機である。前記駆動部は、前記波動歯車減速機の前記固定部に対して径方向外方に位置し、前記固定部に前記可動体に駆動力を生じさせる磁路の一部を形成するように構成されている（第７の構成）。
【0023】
これにより、波動歯車減速機とブレーキとが軸線方向にコンパクトに配置されたブレーキ付き減速機ユニットを実現できる。すなわち、前記波動歯車減速機の径方向の最も外方に位置する固定部に対し、ブレーキの駆動部は径方向外方に位置するため、前記波動歯車減速機と前記ブレーキとを軸線方向に重なるように配置できる。よって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットを実現することができる。
【発明の効果】
【0024】
本発明の一実施形態に係るブレーキ付き減速機ユニットにおいて、ブレーキは、入力軸と一体で回転する回転部材と、前記回転部材の回転を抑制する第１位置と前記回転部材の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体と、前記可動体に対し、前記可動体を前記第１位置と前記第２位置との間で前記回転軸線の軸線方向に移動させる駆動力を付与する駆動部と、を有する。前記回転部材、前記可動体及び前記駆動部の少なくとも一部は、前記減速機の径方向外方に位置する。
【0025】
これにより、減速機及びブレーキを軸線方向にコンパクトに配置できる。よって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。なお、以下の説明において、「径方向」は、減速機１０の径方向を意味し、「軸線方向」は、減速機１０の入力軸１１の回転軸線Ｐが延びる方向を意味する。
【0028】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るブレーキ付き減速機ユニット１の概略構成を示す断面図である。図１は、ブレーキ付き減速機ユニット１を、入力軸１１の回転軸線Ｐを含む面で切断し、その一部を拡大して示した拡大断面図である。
図１は、本発明の実施形態１に係るブレーキ付き減速機ユニット１の概略構成を示す断面図である。図１は、ブレーキ付き減速機ユニット１を、入力軸１１の回転軸線Ｐを含む面で切断し、その一部を拡大して示した拡大断面図である。
【0029】
ブレーキ付き減速機ユニット１は、減速機１０と、ブレーキ２０と、ケーシング３０とを有する。ブレーキ付き減速機ユニット１では、減速機１０及びブレーキ２０は、回転軸線Ｐの軸線方向に並んだ状態でケーシング３０内に収容されている。ブレーキ付き減速機ユニット１は、例えば、多関節ロボットアームの関節部分などに用いられる。
【0030】
減速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２と、固定部１３と、外歯歯車１４と、カム１５と、可撓性軸受１６と、第１軸受１７と、第２軸受１８とを有する。入力軸１１は、図示しないモータなどの駆動源の出力軸に連結されている。入力軸１１は、第１軸受１７によって回転可能に支持されている。
【0031】
カム１５は、前記軸線方向から見て楕円状の外形を有する円環状部材である。カム１５は、その厚み方向が前記軸線方向と一致するように、入力軸１１の外周面上に嵌合されている。なお、入力軸１１に対するカム１５の固定方法は、溶接であってもよいし、接着やボルト締めであってもよい。また、入力軸及びカムは、一体で形成されていてもよい。
【0032】
カム１５の一部は、前記軸線方向に延びている。カム１５において軸線方向に延びた部分の外周面上には、回転部材２８が固定されている。これにより、回転部材２８は、入力軸１１と一体で回転する。
【0033】
回転部材２８は、円盤状の回転基部２８ａと、円盤状の接触部２８ｂとを有する。回転基部２８ａは、非磁性体によって構成されている。接触部２８ｂは、回転部材２８において後述するブレーキ２０の可動体２１が接触する部分であり、強磁性を有する強磁性体によって構成されている。回転基部２８ａの内周側は、カム１５において軸線方向に延びた部分の外周面に接続されている。回転基部２８ａの外周側には、接触部２８ｂの内周側が接続されている。
【0034】
接触部２８ｂは、回転基部２８ａよりも径方向外方に位置する。接触部２８ｂは、ブレーキ２０の可動体２１側に位置する部分に、可動体２１が接触した際に入力軸１１の回転を抑制可能な高摩擦係数の面を有する。接触部２８ｂは、例えばディスクブレーキである。
【0035】
なお、回転基部及び接触部は、一体で形成されていてもよい。
【0036】
カム１５を囲むように、有底円筒状の外歯歯車１４及び円環状の固定部１３が配置されている。すなわち、カム１５の径方向外方には、外歯歯車１４が位置し、外歯歯車１４の径方向外方には固定部１３が位置している。固定部１３の内周面には、複数の内歯が周方向に一定のピッチで形成されている。前記内歯は、前記軸線方向における固定部１３の内周面に、前記軸線方向に延びるように形成されている。固定部１３は、強磁性を有する強磁性体によって構成されている。
【0037】
前記軸線方向から見て、カム１５と外歯歯車１４との間には、カム１５と外歯歯車１４とを相対回転可能に支持する可撓性軸受１６が配置されている。可撓性軸受１６は、カム１５と外歯歯車１４との間に配置され、カム１５の回転に応じてカム１５の径方向に変形可能である。これにより、楕円状のカム１５が回転した際に、カム１５の長軸方向の端部が可撓性軸受１６を介して外歯歯車１４の内周側を径方向外方に向かって押圧する。
【0038】
外歯歯車１４は、可撓性を有する薄板によって構成された有底円筒状の部材である。具体的には、外歯歯車１４は、カム１５を径方向外方から覆う円筒部１４ａと、円筒部１４ａにおける前記軸線方向の一方側に、径方向内方に向かって延びる底部１４ｂとを有する。
【0039】
円筒部１４ａには、外周面（外周側）のうちカム１５の径方向外方の位置に、複数の外歯が周方向に一定のピッチで形成されている。前記外歯は、前記軸線方向における円筒部１４ａの他方側の外周面に、前記軸線方向に延びるように形成されている。円筒部１４ａは、その内周面がカム１５の外周に配置された可撓性軸受１６に接触している。
【0040】
これにより、楕円状のカム１５が回転することにより、楕円状のカム１５における長軸方向の端部が、可撓性軸受１６を介して、円筒部１４ａに径方向に変形を生じさせる。このように、楕円状のカム１５が回転することにより、外歯歯車１４の外歯に対して径方向に波動を与えることができる。
【0041】
底部１４ｂは、前記軸線方向から見て円環状である。底部１４ｂには、出力軸１２が連結されている。底部１４ｂは、前記軸線方向において、入力軸１１とは反対側に、出力軸１２が連結されている。出力軸１２の外周面上には、円筒状の出力軸支持部１９の内面が接続されている。出力軸支持部１９は、第２軸受１８によって回転可能に支持されている。
【0042】
ブレーキ２０は、回転軸線Ｐを中心として回転する入力軸１１の回転を抑制する。ブレーキ２０は、可動体２１と、ブレーキコイル２６と、ブレーキヨーク２７と、回転部材２８とを有する。ブレーキコイル２６がブレーキヨーク２７に巻回されることにより、ブレーキ２０の電磁石２５を構成する。可動体２１は、例えばアーマチュアである。ブレーキ２０の電磁石２５は、例えばフィールドである。
【0043】
ブレーキ２０では、ブレーキコイル２６が生じる磁束によって可動体２１の位置を制御することで、減速機１０の入力軸１１の回転を抑制したり許容したりする。すなわち、可動体２１は、回転部材２８に接触して入力軸１１の回転を抑制する第１位置（図３に示す位置）と、回転部材２８に対して離間して入力軸１１の回転を許容する第２位置（図１に示す位置）とに移動可能である。
【0044】
可動体２１は、前記第１位置では、回転部材２８に接触して回転部材２８との間で摩擦力を生じる。また、可動体２１は、前記第２位置では、電磁石２５に接触する。可動体２１は、回転部材２８とともに、前記軸線方向において、電磁石２５よりも入力軸１１側に位置する。なお、前記第２位置は、可動体２１が電磁石２５に接触する位置ではなく、ブレーキコイル２７に流す電流を止めても可動体２１の磁石２２の磁力により定位置に保持することができれば、回転部材２８よりも電磁石２５に近い位置であってもよい。
【0045】
可動体２１は、可動体磁石２２と、保持部２３とを有する。可動体磁石２２は、円環状の永久磁石である。保持部２３は、可動体磁石２２の内周側に位置する円環状の内側保持部２３ａと、可動体磁石２２の外周側に位置する円環状の外側保持部２３ｂとを有する。可動体磁石２２は、保持部２３の内側保持部２３ａ及び外側保持部２３ｂによって径方向に挟み込まれた状態で接着等されることにより、保持されている。内側保持部２３ａは、例えばインナープレートである。外側保持部２３ｂは、例えばアウタープレートである。
【0046】
保持部２３は、鉄、コバルト、ニッケルなどの元素を含む強磁性体によって構成されている。可動体磁石２２は、ネオジウム磁石やフェライト磁石などの永久磁石である。可動体磁石２２の着磁方向は、径方向内方から径方向外方に向かう方向である。保持部２３は、可動体磁石２２で生じる磁力を強める機能を果たす。
【0047】
上述の構成により、可動体２１の周りには、例えば図２に破線で示すようにループ状の磁束が形成されている。可動体磁石２２及び保持部２３の少なくとも一方は、可動体２１の周りに生じる磁束を強化するような形状または構成を有していてもよい。
【0048】
保持部２３の外側保持部２３ｂの外周面上には、一対の係止部２４が設けられている。一対の係止部２４は、外側保持部２３ｂの外周面における径方向の反対側に位置し、それぞれ、前記軸線方向に延びている。保持部２３の外側保持部２３ｂ及び一対の係止部２４は、別部材であってもよいし、一体に形成されていてもよい。
【0049】
一対の係止部２４において保持部２３の径方向外方に位置する部分は、ケーシング３０の内周面における径方向の反対側にそれぞれ設けられた一対のキー溝（図示省略）内に位置する。一対のキー溝は、それぞれ、係止部２４が軸線方向に移動可能なように、軸線方向に延びている。
【0050】
これにより、可動体２１は、一対の係止部２４がケーシング３０の一対のキー溝に沿って移動するように、軸線方向に移動可能である。一方、一対の係止部２４は一対のキー溝内で周方向の移動を規制されるため、可動体２１は回転軸線Ｐを中心として回転しない。
【0051】
よって、可動体２１が第１位置に位置する状態で回転部材２８と接触することにより、回転部材２８の回転を、可動体２１と回転部材２８との摩擦力、及び、一対の係止部２４とキー溝との係合によって、抑制することができる。
【0052】
なお、保持部２３の一部が、回転部材２８に向かって前記軸線方向に突出していてもよい。この場合には、可動体２１が前記第１位置に位置する状態で、保持部２３の前記一部が回転部材２８に接触する。
【0053】
これにより、可動体２１が前記第１位置で回転部材２８に接触する際に、可動体磁石２２が回転部材２８に接触して損傷を受けるのを防止できる。
【0054】
ブレーキヨーク２７は、ケーシング３０の内周面上に固定された円筒状の部材である。ブレーキヨーク２７は、鉄、コバルト、ニッケルなどの元素を含む強磁性体によって構成されている。よって、ブレーキヨーク２７は、ブレーキコイル２６に電流を流した際に生じる磁束の磁路の一部を構成する。ブレーキヨーク２７の内周側は、第２軸受１８を支持している。
【0055】
ブレーキコイル２６は、ブレーキヨーク２７の可動体２１側に、巻回されている。ブレーキコイル２６は、減速機１０の固定部１３に対して径方向外方に位置する。減速機１０の固定部１３は、ブレーキコイル２６の径方向内方に位置するため、後述するようにブレーキコイル２６に電流を流した際に発生する磁束の磁路の一部を構成する。これにより、減速機１０に対してブレーキ２０を前記軸線方向にコンパクトに配置できる。
【0056】
なお、ブレーキ２０のうち減速機１０の固定部１３に対して径方向外方に位置する部分は、回転部材２８、可動体２１及び電磁石２５の少なくとも一部であってもよい。
【0057】
ブレーキコイル２６に対する通電は、図示しないブレーキ駆動制御部によって制御される。ブレーキコイル２６には、図１の紙面表側から紙面裏側に向かって、または、図１の紙面裏側から紙面表側に向かって、電流が流れる。ブレーキコイル２６に対して電流を流す方向を切り替えることにより、例えば図２及び図４に示すように、ブレーキコイル２６によって生じる磁束の向きを切り替えることができる。図２から図５は、それぞれ、ブレーキ２０の動作を説明するための部分拡大断面図である。
【0058】
詳しくは後述するように、ブレーキコイル２６に流れる電流の方向を切り替えてブレーキコイル２６によって生じる磁束の向きを切り替えることにより、可動体２１を、回転部材２８に接触する第１位置（図３に示す位置）と、ブレーキヨーク２７に接触する第２位置（図５に示す位置）とに移動させることができる。可動体２１を回転部材２８に接触させることにより、可動体２１と回転部材２８との摩擦力、及び、一対の係止部２４とキー溝との係合によって、入力軸１１の回転を抑制することができる。
【0059】
詳しくは後述するように、可動体２１は、電磁石２５及び可動体磁石２２によって、前記第１位置と前記第２位置とに移動する。したがって、電磁石２５及び可動体磁石２２が本発明の駆動部２０ａとして機能する。
【0060】
次に、図１から図５を用いて、上述の構成を有するブレーキ２０の動作について説明する。以下の説明では、可動体２１がブレーキコイル２６に近い位置に位置している状態（図１に示す状態）を、可動体２１の初期状態とする。なお、ブレーキ２０の作動開始時に、入力軸１１は、停止していてもよいし回転していてもよい。
【0061】
ブレーキ２０をブレーキ作動状態にする場合には、ブレーキコイル２６に紙面奥から紙面手前に向かって電流を流す。図１に示すように、可動体２１が電磁石２５に接触した状態において、ブレーキコイル２６に紙面奥から紙面手前に向かって電流を流した場合、ブレーキコイル２６の周りに一点鎖線で示すような磁束が生じる。この場合の磁束の向きは、可動体２１の可動体磁石２２により生じる磁束の強さを弱める方向である。そのため、可動体２１と電磁石２５との間に生じる吸引力は弱まる。これにより、可動体２１の可動体磁石２２の磁束によって可動体２１と回転部材２８との間に生じる吸引力は、可動体２１と電磁石２５との間に生じる吸引力に比べて強くなる。
【0062】
その結果、図２に示すように、可動体２１は、回転部材２８に引き寄せられるため、回転部材２８に向かって軸線方向に移動する（白抜き矢印参照）。このとき、可動体２１の係止部２４は、ケーシング３０のキー溝に沿って軸線方向に移動する。
【0063】
図３に示すように、可動体２１は、可動体２１の可動体磁石２２の磁束によって生じる吸引力によって回転部材２８に吸着する。保持部２３は、係止部２４によって回転軸線Ｐを中心とした回転方向の変位が規制される。回転部材２８の回転は、可動体２１と回転部材２８との摩擦力、及び、一対の係止部２４とキー溝との係合によって、抑制される。したがって、回転軸線Ｐを中心とする入力軸１１の回転は抑制される。
【0064】
なお、可動体２１が回転部材２８に吸着した状態では、ブレーキコイル２６に流す電流を止めてもよいし、可動体２１と回転部材２８との吸着状態を維持できる程度に、図１及び図２に示す磁束が生じるような電流をブレーキコイル２６に流してもよい。図３に示す状態において、ブレーキコイル２６に流す電流を止めた場合でも、可動体２１は、可動体磁石２２の磁力によって、回転部材２８に吸着した状態で保持される。このように、図３に示す状態において、ブレーキコイル２６に流す電流を止めることで、ブレーキコイル２６に流す電力量を低減できるため、ブレーキ２０の駆動制御において省電力化を図れるとともに、ブレーキコイル２６の温度上昇を抑制できる。
【0065】
ブレーキ２０をブレーキ解除状態にする際には、ブレーキコイル２６に紙面手前から紙面奥に向かって電流を流す。図４に示すように、可動体２１が回転部材２８に接触した状態において、ブレーキコイル２６に紙面手前から紙面奥に向かって電流を流した場合、ブレーキコイル２６に一点鎖線で示すような磁束が生じる。この場合の磁束の向きは、可動体２１の可動体磁石２２により生じる磁束の強さを強める方向である。そのため、可動体２１と電磁石２５とは互いに吸引する方向に力を受ける。これにより、可動体２１と電磁石２５との間で生じる吸引力は、可動体２１と回転部材２８との間で生じる吸引力に比べて強くなる。
【0066】
その結果、図４に示すように、可動体２１は、電磁石２５に引き寄せられるため、電磁石２５に向かって軸線方向に移動する（白抜き矢印参照）。このとき、可動体２１の係止部２４は、ケーシング３０のキー溝に沿って軸線方向に移動する。
【0067】
可動体２１は、図５に示すように、可動体磁石２２及びブレーキコイル２６の各磁束によって生じる吸引力によって、電磁石２５に吸着する。
【0068】
なお、可動体２１が電磁石２５に吸着した状態では、ブレーキコイル２６に流す電流を止めてもよいし、可動体２１と電磁石２５との吸着状態を維持できる程度に、図４及び図５に示す磁束が生じるような電流をブレーキコイル２６に流してもよい。図５に示す状態において、ブレーキコイル２６に流す電流を止めた場合でも、可動体２１は、可動体磁石２２の磁力によって、電磁石２５に吸着した状態で保持される。このように、図５に示す状態において、ブレーキコイル２６に流す電流を止めることで、ブレーキコイル２６に流す電力量を低減できるため、ブレーキ２０の駆動制御において省電力化を図れるとともに、ブレーキコイル２６の温度上昇を抑制できる。
【0069】
本実施形態では、ブレーキ付き減速機ユニット１は、回転軸線Ｐを中心として回転する入力軸１１の回転を減速して、回転軸線Ｐを中心として出力軸１２を回転させる減速機１０と、入力軸１１の回転を抑制するブレーキ２０と、を備えている。ブレーキ２０は、入力軸１１と一体で回転する回転部材２８と、回転軸線Ｐを中心として回転不能であり、且つ、回転部材２８に接触して入力軸１１の回転を抑制する第１位置と回転部材２８に対して離間して入力軸１１の回転を許容する第２位置とに移動可能である可動体２１と、可動体２１に対し、可動体２１を前記第１位置と前記第２位置との間で回転軸線Ｐの軸線方向に移動させる駆動力を付与する電磁石２５と、を有する。回転部材２８、可動体２１及び電磁石２５の少なくとも一部は、減速機１０の径方向外方に位置する。
【0070】
上述の構成では、ブレーキ２０を構成する回転部材２８、可動体２１及び電磁石２５の少なくとも一部は、減速機１０の径方向外方に位置する。そのため、減速機１０及びブレーキ２０を有するブレーキ付き減速機ユニット１を、入力軸１１の軸線方向にコンパクトな構成にすることができる。したがって、前記軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニット１が得られる。
【0071】
本実施形態では、回転部材２８において可動体２１が接触する部分は、強磁性を有する強磁性体によって構成されている。可動体２１は、永久磁石によって構成された可動体磁石２２を有する。可動体２１は、ブレーキコイル２６により生じる磁束によって、回転部材２８に接触する前記第１位置と電磁石２５に接触する前記第２位置とに移動可能である。
【0072】
このように、ブレーキコイル２６により生じる磁束によって、磁石２２を有する可動体２１が強磁性体によって構成された回転部材２８の接触部２８ｂに吸着する第１位置と電磁石２５に吸着する第２位置とに移動するブレーキ２０では、ブレーキコイル２６の少なくとも一部を減速機２０の径方向外方に位置付けることによって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニット１を実現することができる。
【0073】
本実施形態では、電磁石２５は、ブレーキコイル２６と、ブレーキコイル２６を保持し且つブレーキコイル２６によって生じる磁束の磁路の一部を構成するブレーキヨーク２７とをさらに有する。減速機１０の一部は、ブレーキヨーク２７とともに前記磁路の一部を構成する。
【0074】
これにより、ブレーキコイル２６によって生じる磁束の磁路の一部を、ブレーキヨーク２７及び減速機１０の一部によって構成することができる。よって、コンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニット１を実現することができる。
【0075】
しかも、上述の構成により、個別にユニット化されたブレーキと減速機とを組み合わせる場合に比べて、減速機１０及びブレーキ２０のそれぞれの部品点数を少なくすることができるとともに、減速機１０及びブレーキ２０でそれぞれ組立公差を管理する必要がないため、ブレーキ付き減速機ユニット１の生産性を向上することができる。
【0076】
本実施形態では、ブレーキ付き減速機ユニット１は、減速機１０及びブレーキ２０を収容するケーシング３０をさらに備える。減速機１０は、ケーシング３０に固定され、内周側に内歯を有する環状の固定部１３と、固定部１３の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向の一方側が出力軸１２に接続され、且つ、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車１４と、外歯歯車１４の径方向内方に入力軸１１と一体で回転可能に配置され、入力軸１１の回転によって、外歯歯車１４を径方向に変形させる楕円状のカム１５と、を有する波動歯車減速機である。電磁石２５は、前記波動歯車減速機の固定部１３に対して径方向外方に位置し、固定部１３に可動体２１に駆動力を生じさせる磁路の一部を形成するように構成されている。
【0077】
これにより、波動歯車減速機である減速機１０とブレーキ２０とが軸線方向にコンパクトに配置されたブレーキ付き減速機ユニット１を実現できる。すなわち、減速機１０において、径方向の最も外方に位置する固定部１３に対し、ブレーキ２０の電磁石２５は径方向外方に位置するため、減速機１０とブレーキ２０とを軸線方向に重なるように配置できる。よって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニット１を実現することができる。
【0078】
本実施形態では、回転部材２８及び可動体２１は、前記軸線方向において、減速機１０の固定部１３よりも入力軸１１側に位置する。これにより、入力軸１１とともに回転するスペースを必要とする回転部材２８と、移動するスペースを必要とする可動体２１とを、波動歯車減速機である減速機１０において径方向のスペースの余裕が大きい入力軸１１側に配置できる。よって、減速機１０に対して回転部材２８及び可動体２１を径方向にコンパクトに配置することができる。したがって、減速機１０として波動歯車減速機を用いたブレーキ付き減速機ユニット１において、よりコンパクトな構成を実現することができる。
【0079】
本実施形態では、駆動部２０ａは、電流の流れる方向に応じて磁束を生じる電磁石２５を有する。可動体２１は、電磁石２５により生じる磁束によって、前記第１位置及び前記第２位置の少なくとも一方の位置に位置付けられる。電磁石２５の少なくとも一部は、減速機１０の径方向外方に位置する。
【0080】
これにより、比較的サイズが大きい電磁石２５を、減速機１０の径方向外方に配置できるため、電磁石２５によって作動するブレーキ２０を有するブレーキ付き減速機ユニット１を、入力軸１１の軸線方向にコンパクトな構成にすることができる。したがって、前記軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニット１が得られる。
【0081】
（実施形態１の変形例１）
上述の実施形態１では、減速機１０の固定部１３の径方向外方にブレーキコイル２６が位置する。しかしながら、減速機の固定部の径方向外方に、ブレーキの他の部材も位置していてもよい。図６は、実施形態１の変形例１の概略構成を示す図である。以下の説明において、実施形態１の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
上述の実施形態１では、減速機１０の固定部１３の径方向外方にブレーキコイル２６が位置する。しかしながら、減速機の固定部の径方向外方に、ブレーキの他の部材も位置していてもよい。図６は、実施形態１の変形例１の概略構成を示す図である。以下の説明において、実施形態１の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0082】
図６に示すように、減速機１１０の固定部１１３は、断面Ｌ字状になるようなフランジ部１１３ａを有する円環部材であり、非磁性体によって構成されている。フランジ部１１３ａは、軸線方向において固定部１１３の出力軸１２側に位置する。固定部１１３の外周面上には、電磁石１２５が固定されている。すなわち、固定部１１３の径方向外方には、電磁石１２５が位置している。また、固定部１１３の径方向外方で、且つ、軸線方向において電磁石１２５よりも入力軸１１側には、可動体２１が位置する。このように、固定部１１３の径方向外方には、電磁石１２５及び可動体２１が位置する。
【0083】
固定部１１３は、アダプタ１３１を介して、ケーシング１３０に固定されている。固定部１１３の内周面の一部には、内歯が設けられている。
【0084】
可動体２１は、電磁石１２５に対して、軸線方向の入力軸１１側に位置する。電磁石１２５は、ブレーキコイル１２６と、Ｃ字状の断面を有するブレーキヨーク１２７とを有する。ブレーキ１２０の駆動部１２０ａは、電磁石１２５と、可動体磁石２２とを有する。
【0085】
回転部材１２８は、円盤状の部材である。本実施形態の回転部材１２８は、一体の部材だが、実施形態１の回転部材２８のように、複数の部材に分かれていてもよい。回転部材１２８は、カム１１５の外周面上に接続されている。これにより、回転部材１２８は、カム１１５と一体で回転する。カム１１５は、図示しない入力軸に接続されている。
【0086】
この変形例では、減速機１１０の固定部１１３の径方向外方に、ブレーキ１２０の電磁石１２５及び可動体２１が位置する。これにより、減速機１１０及びブレーキ１２０を軸線方向によりコンパクトに配置できる。したがって、軸線方向によりコンパクトなブレーキ付き減速機ユニット１００が得られる。
【0087】
なお、上述の実施形態１では、ブレーキ付き減速機ユニット１の減速機１０の固定部１３が、ブレーキ２０のブレーキコイル２６によって形成される磁束の磁路の一部を構成している。しかしながら、本変形例では、減速機１１０の固定部１１３がブレーキコイル１２６によって形成される磁束の磁路の一部を構成しない。
【0088】
本変形例では、係止部２４は、可動体２１の保持部２３における外側保持部２３ｂの外周面上に設けられている。係止部２４において保持部２３の径方向外方に位置する部分は、ケーシング３０の内周面に設けられたキー溝（図示省略）内に位置する。しかしながら、係止部材は、可動体の保持部における内側保持部の内周面上に設けられていてもよい。この場合には、係止部において保持部の径方向内方に位置する部分は、固定部１１３の外周面に設けられたキー溝（図示省略）内に位置する。
【0089】
（実施形態１の変形例２）
上述の実施形態１及び変形例１では、軸線方向においてブレーキコイルの入力軸側に可動体が位置する。しかしながら、軸線方向においてブレーキコイルの出力軸側に可動体が位置してもよい。図７は、実施形態１の変形例２の概略構成を示す図である。以下の説明において、実施形態１の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
上述の実施形態１及び変形例１では、軸線方向においてブレーキコイルの入力軸側に可動体が位置する。しかしながら、軸線方向においてブレーキコイルの出力軸側に可動体が位置してもよい。図７は、実施形態１の変形例２の概略構成を示す図である。以下の説明において、実施形態１の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0090】
図７に示すように、減速機２１０の固定部２１３は、断面Ｌ字状になるようなフランジ部２１３ａを有する円環部材であり、非磁性体によって構成されている。フランジ部２１３ａは、軸線方向において固定部２１３の入力軸側に位置する。固定部２１３の外周面上には、電磁石２２５が固定されている。すなわち、固定部２１３の径方向外方には、電磁石２２５が位置している。
【0091】
また、固定部２１３の径方向外方で、且つ、軸線方向において電磁石２２５よりも出力軸１２側には、可動体２１及び回転部材２２８の接触部２２８ｂが位置する。このように、固定部２１３の径方向外方には、電磁石２２５、可動体２１及び回転部材２２８の接触部２２８ｂが位置する。本変形例では、電磁石２２５、可動体２１及び回転部材の接触部２２８ｂは、この順番で、軸線方向に入力軸１１から出力軸１２に向かって並んでいる。
【0092】
固定部２１３は、アダプタ１３１に固定されている。アダプタ１３１は、ケーシング２３０に接続されている。固定部２１３の内周面の一部には、内歯が設けられている。
【0093】
回転部材２２８は、断面Ｌ字状の回転基部２２８ａと、円盤状の接触部２２８ｂとを有する。回転基部２２８ａの内周側は、カム１１５において軸線方向に延びた部分の外周面に接続されている。回転基部２２８ａは、軸線方向の出力軸１２側に折曲したＬ字状の断面を有する有底円筒状の部材であり、非磁性体によって構成されている。接触部２２８ｂは、回転部材２２８において可動体２１が接触する部分であり、強磁性を有する強磁性体によって構成されている。接触部２２８ｂは、回転基部２２８ａの出力軸１２側の端部に、径方向内方に向かって延びるように、接続されている。なお、カム１１５は、図示しない入力軸に接続されている。
【0094】
この変形例も、減速機２１０の固定部２１３の径方向外方に、ブレーキ２２０の電磁石２２５、可動体２１及び回転部材２２８の接触部２２８ｂが位置する。よって、減速機２１０及びブレーキ２２０を軸線方向によりコンパクトに配置できる。したがって、軸線方向によりコンパクトなブレーキ付き減速機ユニット２００が得られる。
【0095】
しかも、本変形例では、回転部材２８及び可動体２１は、電磁石２５に対して出力軸１２側に回転軸線Ｐの軸線方向に並んでいる。
【0096】
これにより、可動体２１に駆動力を付与する電磁石２２５を減速機２１０の径方向外方に配置して、移動するスペースを必要とする可動体２１及び入力軸とともに回転するスペースを必要とする回転部材２２８を、電磁石２２５に対して回転軸線Ｐの軸線方向に配置することができる。よって、電磁石２２５、可動体２１及び回転部材２２８を、減速機１０に対して軸線方向にコンパクトに配置することができる。
【0097】
なお、本変形例のブレーキ２２０の駆動部２２０ａは、電磁石２２５と、可動体磁石２２とを有する。
【0098】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るブレーキ付き減速機ユニット３００の概略構成を示す断面図である。この実施形態の構成は、減速機が遊星歯車減速機である点で、実施形態１の構成と異なる。以下では、実施形態１の構成と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１の構成と異なる部分についてのみ説明する。
図８は、実施形態２に係るブレーキ付き減速機ユニット３００の概略構成を示す断面図である。この実施形態の構成は、減速機が遊星歯車減速機である点で、実施形態１の構成と異なる。以下では、実施形態１の構成と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１の構成と異なる部分についてのみ説明する。
【0099】
ブレーキ付き減速機ユニット３００は、遊星歯車減速機である減速機３１０を有する。減速機３１０は、太陽歯車３１１と、その周囲に配置された複数の遊星歯車３１２と、複数の遊星歯車３１２と噛み合う内歯車３１３と、キャリア３１４とを有する。
【0100】
太陽歯車３１１及び複数の遊星歯車３１２は、円環状の内歯車３１３の径方向内方に位置する。すなわち、太陽歯車３１１と複数の遊星歯車３１２とは、内歯車３１３の径方向内方で噛み合っている。複数の遊星歯車３１２は、太陽歯車３１１及び内歯車３１３に噛み合うことで、太陽歯車３１１の周りを自転しつつ公転する。
【0101】
キャリア３１４は、複数の遊星歯車３１２をその回転軸の軸線方向に挟み込み且つ複数の遊星歯車３１２とともに太陽歯車３１１の回転軸を中心として回転する一対の板状の部材を有する。キャリア３１４は、太陽歯車３１１に対する複数の遊星歯車３１２の公転を、太陽歯車３１１の回転軸を中心とした回転として出力する。
【0102】
遊星歯車減速機の構成は、従来の構成と同様である。よって、減速機３１０の構成の詳しい説明は省略する。
【0103】
ブレーキ３２０は、可動体２１と、ブレーキコイル３２６と、ブレーキヨーク３２７と、回転部材３２８とを有する。ブレーキコイル３２６がブレーキヨーク３２７に巻回されることにより、ブレーキ３２０の電磁石３２５を構成する。回転部材３２８は、入力軸３０１の外周面上に固定されている。本実施形態では、回転部材３２８は、一体の部材であるが、複数の部材によって構成されていてもよい。入力軸３０１は、モータの出力軸などに連結されている。本実施形態のブレーキ３２０の駆動部３２０ａは、電磁石３２５と、可動体磁石２２とを有する。
【0104】
ケーシング３３０は、ブレーキヨーク３２７に固定されている。ブレーキヨーク３２７には、減速機３１０の内歯車３１３が固定されている。軸線方向においてブレーキヨーク３２７の可動体２１側には、ブレーキコイル３２６が巻回されている。ブレーキコイル３２６は、内歯車３１３の径方向外方に位置する。内歯車３１３は、例えば強磁性を有する強磁性体によって構成されている。これにより、内歯車３１３は、ブレーキヨーク３２７とともに、ブレーキコイル３２６によって形成される磁束の磁路の一部を構成する。
【0105】
本実施形態の構成により、遊星歯車減速機である減速機３１０及びブレーキ３２０を軸線方向にコンパクトに配置できる。したがって、軸線方向にコンパクトなブレーキ付き減速機ユニット３００が得られる。
【0106】
なお、図８に示す例では、可動体２１の一部も、減速機３１０の径方向外方に位置する。これにより、減速機３１０及びブレーキ３２０を軸線方向によりコンパクトに配置できる。なお、可動体の一部は、図８に示すように減速機の径方向外方に位置していなくてもよい。
【0107】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【0108】
前記実施形態１では、減速機１０は、波動歯車減速機である。前記実施形態２では、減速機３１０は、遊星歯車減速機である。しかしながら、減速機は、径方向外方に固定部（非回転部）を有する構成であれば、どのような種類の減速機であってもよい。
【0109】
前記各実施形態では、ブレーキ２０，１２０，２２０，３２０は、可動体２１の可動体磁石２２と電磁石２５，１２５，２２５，３２５との磁力の関係を利用して、可動体２１を、回転部材２８、１２８，２２８，３２８の回転を抑制する第１位置と、回転部材２８、１２８，２２８，３２８から離間させる第２位置とに移動させる。しかしながら、ブレーキは、減速機の入力軸の回転抑制可能な状態と、前記入力軸の回転を許容する状態とに切り替え可能な構成を有していれば、どのような構成を有するブレーキであってもよい。例えば、ブレーキの駆動部は、電磁石以外であってもよい。
【0110】
ブレーキは、例えば図９及び図１０に示すように、スプリング４２９（弾性変形部材）を有していてもよい。スプリング４２９は、図１０に示すように、電磁石４２５による吸引力が生じていないときに、可動体４２１を回転部材４２８の接触部４２８ｂに押し付ける。
【0111】
詳しくは、ブレーキ付き減速機ユニット４００は、減速機１０と、ブレーキ４２０と、ケーシング３０とを有する。減速機１０及びケーシング３０の構成は、実施形態１の構成と同様である。よって、減速機１０及びケーシング３０の構成の説明は省略する。
【0112】
ブレーキ４２０は、可動体４２１と、ブレーキコイル４２６と、ブレーキヨーク４２７と、回転部材４２８と、スプリング４２９とを有する。ブレーキコイル４２６及びブレーキヨーク４２７によって電磁石４２５が構成される。後述するように、ブレーキ４２０は、電磁石４２５及びスプリング４２９によって、可動体４２１に対して軸線方向に移動させる駆動力を付与する。すなわち、ブレーキ４２０の駆動部４２０ａは、電磁石４２５と、スプリング４２９とを有する。
【0113】
ブレーキヨーク４２７には、圧縮ばねであるスプリング４２９を収容可能な収容凹部４２７ａが設けられている。スプリング４２９の一端は、収容凹部４２７ａの底部に接続されている。スプリング４２９の他端は、可動体４２１に接続されている。可動体４２１は、強磁性体によって構成された円盤状の部材であり、可動体磁石を有していない。可動体４２１は、実施形態１の可動体２１とは、前記可動体磁石を有しない点で異なる。可動体４２１は、実施形態１の可動体２１と同様、一対の係止部２４によって、軸線方向に延びる図示しないキー溝に沿って軸線方向に移動可能であり、且つ、回転軸線Ｐを中心として回転不能である。
【0114】
回転部材４２８は、回転基部４２８ａと、接触部４２８ｂとを有する。回転基部４２８ａは、実施形態１の回転基部２８と同様、非磁性体によって構成されていて、回転基部４２８ａの内周側が、カム１５において軸線方向に延びた部分の外周面に接続されている。回転基部４２８ａの外周側には、接触部４２８ｂが軸線方向に移動可能なように、軸線方向に延びる溝が形成されている。よって、回転基部４２８ａの外周側には、接触部４２８ｂの内周側が軸線方向に移動可能に接続されている。接触部４２８ｂは、入力軸１１及びカム１５の回転に伴って、回転基部４２８ａと一体で回転する。接触部４２８ｂも、回転基部４２８ａと同様、非磁性体によって構成されている。
【0115】
図９に示すように、ブレーキコイル４２６に通電した状態でブレーキコイル４２６によって一点鎖線のような磁束が発生するため、電磁石４２５に可動体４２１が吸引される。この状態では、可動体４２１は、回転部材４２８に対して離間した第２位置に位置しており、回転部材４２８の接触部４２８ｂと接触しない。よって、回転部材４２８の回転は抑制されない。また、この状態では、スプリング４２９は、可動体４２１によって軸線方向に圧縮された状態で収容凹部４２７ａ内に収容されている。
【0116】
ブレーキコイル４２６への通電を停止すると、上述のようなブレーキコイル４２６による磁束が生じないため、可動体４２１は、スプリング４２９の弾性復元力によって電磁石４２５から離間する方向に移動する。図１０に示すように、可動体４２１は、スプリング４２９によって回転部材４２８の接触部４２８ｂに押し付けられて、回転部材４２８に接触した第１位置に移動する。これにより、接触部４２８ｂは、回転基部４２８ａに対してケーシング３０の内面に向かって移動して、可動体４２１とケーシング３０の内面とに挟まれた状態になる。したがって、可動体４２１と回転部材４２８との摩擦及びケーシング３０の内面と回転部材４２８の接触部４２８ｂとの摩擦によって、回転部材４２８の回転が抑制されるため、入力軸１１及びカム１５の回転が抑制される。
【0117】
また、ブレーキは、例えば図１１及び図１２に示すように、板バネ５２９（弾性変形部材）を有していてもよい。可動体５２１が接触板５４０を介して電磁石５２５に接触した状態において、図１２に示すように、永久磁石５５０が生じる磁束の強さを弱める方向に磁束を生じさせることにより、可動体５２１と電磁石５２５との間に生じる吸引力が弱まる。これにより、板バネ５２９は、可動体５２１を電磁石５２５に対して離間した位置に位置付ける。
【0118】
詳しくは、ブレーキ付き減速機ユニット５００は、減速機１０と、ブレーキ５２０と、ケーシング３０とを有する。減速機１０及びケーシング３０の構成は、実施形態１の構成と同様である。よって、減速機１０及びケーシング３０の構成の説明は省略する。
【0119】
ブレーキ５２０は、可動体５２１と、ブレーキコイル５２６と、ブレーキヨーク５２７と、回転部材５２８と、板バネ５２９と、永久磁石５５０とを有する。ブレーキコイル５２６及びブレーキヨーク５２７によって電磁石５２５が構成される。後述するように、ブレーキ５２０は、電磁石５２５、板バネ５２９及び永久磁石５５０によって、可動体５２１に対して軸線方向に移動させる駆動力を付与する。すなわち、ブレーキ５２０の駆動部５２０ａは、電磁石５２５と、板バネ５２９と、永久磁石５５０とを有する。
【0120】
なお、ブレーキコイル５２６、ブレーキヨーク５２７及び電磁石５２５の構成は、実施形態１の構成と同様である。よって、ブレーキコイル５２６、ブレーキヨーク５２７及び電磁石５２５の詳しい構成は、説明を省略する。電磁石５２５は、ケーシング３０に固定されていて、回転軸線Ｐを中心として回転不能である。
【0121】
永久磁石５５０は、軸線方向においてブレーキコイル５２６を挟んで可動体５２１とは反対側に位置する。永久磁石５５０の着磁方向は、径方向内方から径方向外方に向かう方向である。永久磁石５５０は、一体のリング状であってもよいし、複数の磁石がリング状に配置されていてもよい。永久磁石５５０によって、ブレーキヨーク５２７、減速機１０の固定部１３には、磁束が生じる（図１１及び図１２の破線参照）。
【0122】
電磁石５２５における可動体５２１側の面には、中空円板状の接触板５４０が設けられている。接触板５４０は、後述するように、電磁石５２５のブレーキコイル５２６への通電によって生じた磁束により可動体５２１が電磁石５２５によって吸引された際に、可動体５２１と接触する。接触板５４０は、非磁性体によって構成されている。
【0123】
なお、本実施形態では、接触板５４０は、ブレーキコイル５２６の可動体５２１側の面を覆いつつ、ブレーキヨーク５２７及び固定部１３における可動体５２１側の面の一部を覆うように配置されている。これにより、ブレーキコイル５２６を保護しつつ、接触板５４０が、ブレーキコイル５２６によって生じる磁束を妨げることを防止できる。接触板５４０は、ブレーキヨーク５２７及び固定部１３における可動体５２１側の面全体を覆ってもよいし、ブレーキヨーク５２７を覆わなくてもよいし、固定部１３を覆わなくてもよい。
【0124】
可動体５２１は、回転部材５２８の外周側に位置する。回転部材５２８の外周側には、可動体５２１が接触する部分に、可動体５２１が軸線方向のみに移動可能なように、軸線方向に延びる図示しない溝が形成されている。よって、回転部材５２８の外周側には、可動体５２１の内周側が軸線方向に移動可能に接続されている。可動体５２１は、入力軸１１及びカム１５の回転に伴って、回転部材５２８と一体で回転する。可動体５２１は、強磁性体によって構成されている。
【0125】
可動体５２１と回転部材５２８とは、板バネ５２９によって接続されている。詳しくは、可動体５２１及び回転部材５２８の軸線方向に対向する面において、可動体５２１の径方向外側と回転部材５２８の径方向外側とが中空円板状の板バネ５２９によって接続されている。
【0126】
図１１に示すように、ブレーキコイル５２６に通電していない状態では、可動体５２１は、永久磁石５５０によって生じる磁束により電磁石５２５側に吸引されるため、電磁石５２５に設けられた接触板５４０と接触する。すなわち、可動体５２１は、接触板５４０を介して電磁石５２５に間接的に接触する第１位置に位置する。これにより、可動体５２１の回転が、可動体５２１と接触板５４０との摩擦によって抑制される。よって、入力軸１１及びカム１５の回転が抑制される。この状態では、板バネ５２９は、可動体５２１によって端部が厚み方向に引っ張られた状態であり、前記厚み方向に弾性変形を生じている。
【0127】
図１２に示すように、ブレーキコイル５２６に通電した状態では、一点鎖線のように磁束が発生するため、上述のような永久磁石５５０によって生じる磁束を打ち消して、永久磁石５５０による磁気吸引力を低下させる。これにより、可動体５２１は、板バネ５２９の弾性復元力によって電磁石５２５から離間する方向に移動して、電磁石５２５に対して離間した第２位置に移動する。
【0128】
上述の図９から図１２に示す構成を有するブレーキ４２０，５２０においても、電磁石４２５，５２５の少なくとも一部を減速機１０の径方向外方に配置することによって、軸線方向にコンパクトな構成を有するブレーキ付き減速機ユニット４００，５００を実現することができる。
【0129】
なお、図９及び図１０に示す構成を有するブレーキ付き減速機ユニットが、永久磁石を有していてもよい。具体的には、図１３及び図１４に示すように、ブレーキ付き減速機ユニット６００は、永久磁石６５０を有していてもよい。この場合におけるブレーキ付き減速機ユニット６００のブレーキ６２０の動作は、図１１及び図１２に示すように板バネ５２９によって可動体５２１と回転部材５２８とが接続された構成を有するブレーキ５２０の動作と同様である。
【0130】
すなわち、図１３に示すように、ブレーキコイル４２６に通電していない状態では、可動体４２１は、永久磁石６５０によって生じる磁束により電磁石４２５側に吸引される。この状態では、可動体４２１は、回転部材４２８に対して離間した第１位置に位置しており、回転部材４２８の接触部４２８ｂと接触しない。よって、回転部材４２８の回転は抑制されない。また、この状態では、スプリング４２９は、可動体４２１によって軸線方向に圧縮された状態で収容凹部４２７ａ内に収容されている。
【0131】
図１４に示すように、ブレーキコイル４２６に通電した状態では、一点鎖線のように磁束が発生するため、上述のような永久磁石６５０によって生じる磁束を打ち消して、永久磁石６５０による磁気吸引力を低下させる。これにより、可動体４２１は、スプリング４２９の弾性復元力によって電磁石４２５から離間する方向に移動する。すなわち、可動体４２１は、スプリング４２９によって回転部材４２８の接触部４２８ｂに押し付けられて、回転部材４２８に接触した第１位置に移動する。これにより、接触部４２８ｂは、回転基部４２８ａに対してケーシング３０の内面に向かって移動して、可動体４２１とケーシング３０の内面とに挟まれた状態になる。したがって、可動体４２１と回転部材４２８との摩擦及びケーシング３０の内面と回転部材４２８の接触部４２８ｂとの摩擦によって、回転部材４２８の回転が抑制されるため、入力軸１１及びカム１５の回転が抑制される。
【0132】
また、図１１及び図１２に示す構成を有するブレーキ付き減速機ユニットが、永久磁石を有していなくてもよい。具体的には、図１５及び図１６に示すように、可動体５２１と回転部材５２８とが板バネ５２９によって接続されたブレーキ付き減速機ユニット７００は、永久磁石を有していない。この場合におけるブレーキ付き減速機ユニット７００のブレーキ７２０の動作は、図９及び図１０に示すようにスプリング４２９によって可動体４２１がブレーキヨーク４２７に接続された構成を有するブレーキ４２０の動作と同様である。
【0133】
すなわち、図１５に示すように、ブレーキコイル５２６に通電した状態でブレーキコイル５２６によって一点鎖線のような磁束が発生するため、可動体５２１は、電磁石５２５側に吸引され、電磁石５２５に設けられた接触板５４０と接触する。すなわち、可動体５２１は、接触板５４０を介して電磁石５２５に間接的に接触する第１位置に位置する。これにより、可動体５２１の回転が、可動体５２１と接触板５４０との摩擦によって抑制される。よって、入力軸１１及びカム１５の回転が抑制される。この状態では、板バネ５２９は、可動体５２１によって端部が厚み方向に引っ張られた状態であり、前記厚み方向に弾性変形を生じている。
【0134】
図１６に示すように、ブレーキコイル５２６に通電していない状態では、可動体５２１は、板バネ５２９の弾性復元力によって電磁石５２５から離間する方向に移動して、電磁石５２５に対して離間した第２位置に移動する。
【0135】
【0136】
【0137】
前記実施形態１では、ブレーキ２０，１２０，２２０のブレーキコイル２６，１２６，２２６は、減速機１０，１１０，２１０の固定部１３，１１３，２１３の径方向外方に位置する。しかしながら、ブレーキコイルは、減速機の固定部以外の部分の径方向外方に位置していてもよい。また、ブレーキの他の部分が、減速機の径方向外方に位置していてもよい。
【0138】
前記実施形態２では、ブレーキ３２０のブレーキコイル３２６は、減速機３１０の内歯車３１３の径方向外方に位置する。しかしながら、ブレーキコイルは、減速機の内歯車以外の部分の径方向外方に位置していてもよい。また、ブレーキの他の部分が、減速機の径方向外方に位置していてもよい。
【0139】
前記各実施形態では、可動体磁石２２は、内側保持部２３ａと外側保持部２３ｂとによって径方向に挟み込まれた状態で接着等されることにより、保持されている。しかしながら、可動体磁石は、内側保持部及び外側保持部のうち、係止部を有する保持部のみに保持されていてもよい。すなわち、本発明の保持部は、内側保持部及び外側保持部のうち係止部を有する保持部のみを含んでいてもよい。
【0140】
前記各実施形態では、可動体磁石２２の着磁方向は、径方向内方から径方向外方に向かう方向である。しかしながら、可動体磁石の着磁方向は、径方向外方から径方向内方に向かう方向であってもよいし、軸線方向であってもよい。このように可動体磁石が軸線方向に着磁されている場合には、可動体の周りに、図２に破線で示すループ状の磁束と同様の磁束が形成されるように、保持部の形状を変更すればよい。
【0141】
前記各実施形態では、永久磁石５５０の着磁方向は、径方向内方から径方向外方に向かう方向である。しかしながら、永久磁石の着磁方向は、径方向外方から径方向内方に向かう方向であってもよいし、軸線方向であってもよい。このように永久磁石が軸線方向に着磁されている場合には、ブレーキヨークにおいてブレーキコイルが巻回される側に、溝を形成し、その溝内に前記永久磁石を配置すればよい。
【0142】
前記各実施形態では、板バネ５２９は、可動体５２１の径方向外側と回転部材５２８の径方向外側とを接続している。しかしながら、ブレーキコイルに通電することによって永久磁石による磁気吸引力を低下させた際に、電磁石に対して離間可能な弾性復元力を生じることができれば、板バネは、可動体の径方向外側以外の部分と回転部材の径方向外側以外の部分とを接続してもよい。また、板バネは、可動体の径方向外側と、回転部材の径方向外側以外の部分とを接続してもよい。さらに、板バネは、可動体の径方向外側以外の部分と、回転部材の径方向外側とを接続してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0143】
本発明は、減速機とブレーキとを備えているブレーキ付き減速機ユニットに利用可能である。
【符号の説明】
【0144】
１、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ ブレーキ付き減速機ユニット
１０、１１０、２１０、３１０ 減速機
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１３、１１３、２１３ 固定部
１４ 外歯歯車
１４ａ 円筒部
１４ｂ 底部
１５、１１５ カム
１６ 可撓性軸受
１７ 第１軸受
１８ 第２軸受
１９ 出力軸支持部
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０ ブレーキ
２０ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ 駆動部
２１、４２１、５２１ 可動体
２２ 可動体磁石
２３ 保持部
２３ａ 内側保持部
２３ｂ 外側保持部
２４、２２４ 係止部
２５、１２５、２２５、３２５、４２５、５２５ 電磁石
２６、１２６、２２６、３２６、４２６、５２６ ブレーキコイル
２７、１２７、２２７、３２７、４２７、５２７ ブレーキヨーク
２８、１２８、２２８、３２８、４２８、５２８ 回転部材
２８ａ、２２８ａ、４２８ａ 回転基部
２８ｂ、２２８ｂ、４２８ｂ 接触部
３０、１３０、２３０、３３０ ケーシング
１１３ａ、２１３ａ フランジ部
１３１ アダプタ
３１１ 太陽歯車
３１２ 遊星歯車
３１３ 内歯車
３１４ キャリア
４２７ａ 収容凹部
４２９ スプリング（弾性変形部材）
５２９ 板バネ（弾性変形部材）
５４０ 接触板
５５０、６５０ 永久磁石
Ｐ 回転軸線
１０、１１０、２１０、３１０ 減速機
１１ 入力軸
１２ 出力軸
１３、１１３、２１３ 固定部
１４ 外歯歯車
１４ａ 円筒部
１４ｂ 底部
１５、１１５ カム
１６ 可撓性軸受
１７ 第１軸受
１８ 第２軸受
１９ 出力軸支持部
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０ ブレーキ
２０ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ、４２０ａ、５２０ａ 駆動部
２１、４２１、５２１ 可動体
２２ 可動体磁石
２３ 保持部
２３ａ 内側保持部
２３ｂ 外側保持部
２４、２２４ 係止部
２５、１２５、２２５、３２５、４２５、５２５ 電磁石
２６、１２６、２２６、３２６、４２６、５２６ ブレーキコイル
２７、１２７、２２７、３２７、４２７、５２７ ブレーキヨーク
２８、１２８、２２８、３２８、４２８、５２８ 回転部材
２８ａ、２２８ａ、４２８ａ 回転基部
２８ｂ、２２８ｂ、４２８ｂ 接触部
３０、１３０、２３０、３３０ ケーシング
１１３ａ、２１３ａ フランジ部
１３１ アダプタ
３１１ 太陽歯車
３１２ 遊星歯車
３１３ 内歯車
３１４ キャリア
４２７ａ 収容凹部
４２９ スプリング（弾性変形部材）
５２９ 板バネ（弾性変形部材）
５４０ 接触板
５５０、６５０ 永久磁石
Ｐ 回転軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】