Eine
Leistungsübertragungsvorrichtung,
die in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-61720
offenbart wird, ist allgemein bekannt. Diese Leistungsübertragungsvorrichtung hat
eine Ausgangswelle in Form eines Flansches und kann direkt an einem
Glied der nächsten
Stufe angebracht sein (beispielsweise eine Anbringung eines Industrieroboters).
4A, 4B und 4C zeigen eine Leistungsübertragungsvorrichtung 290 mit
ungefähr
der gleichen Struktur wie bei der zuvor erwähnten herkömmlichen Leistungsübertragungsvorrichtung,
die in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-61720
offenbart wird. 4A ist eine Frontansicht
der Leistungsübertragungsvorrichtung 290, 4B ist eine Querschnittsansicht davon,
die entlang der Linie IVB-IVB in 4A aufgenommen
wurde, und 4C ist eine Rückansicht
davon.
Die
Leistungsübertragungsvorrichtung 290 weist
eine Eingangswelle 260 auf, weiter einen exzentrischen
Körper 240,
der in exzentrischer Weise durch die Drehung der Eingangswelle 260 gedreht wird,
ein Lager 230 für
den exzent rischen Körper, welches
die exzentrische Drehung des exzentrischen Körpers 240 überträgt, ein
außen
verzahntes Zahnrad 238, welches mit dem Lager 230 zusammengepasst
ist und ein innen verzahntes Zahnrad 234, in dem das außen verzahnte
Zahnrad 238 umläuft.
Das innen verzahnte Zahnrad 234 und das außen verzahnte
Zahnrad 238 stehen miteinander in Eingriff. Es gibt eine
kleine Differenz zwischen der Anzahl der Zähne des innen verzahnten Zahnrades 234 und
jener des außen
verzahnten Zahnrades 238. Das innen verzahnte Zahnrad 234 dient
auch als Gehäuse 250.
Das
außen
verzahnte Zahnrad 238 hat eine Vielzahl von inneren Bolzenlöchern 238a.
Ein innerer Bolzen 236 und eine innere Rolle 232 sind
frei in jedes der inneren Bolzenlöcher 238a eingesetzt.
Der
innere Bolzen 236 wird in einen ersten Ausgangsflansch 200 und
einen zweiten Ausgangsflansch 202 gepasst. Der erste Ausgangsflansch 200 und
der zweite Ausgangsflansch 202 sind jeweils miteinander über einen
Trägerbolzen 228 verbunden.
Das
Bezugszeichen 270 in 4A bezeichnet
ein Befestigungsloch, welches verwendet wird, um eine (nicht gezeigte)
Anbringung eines Roboters an der Leistungsübertragungsvorrichtung 290 zu
befestigen.
Wenn
die Eingangswelle 260 sich um eine Wellenmitte O4 dreht,
dreht sich auch der exzentrische Körper 240, der an einem
Außenumfang
der Eingangswelle 260 vorgesehen ist. Die Drehung des exzentrischen
Körpers 240 versucht,
eine oszillierende Drehung des außen verzahnten Zahnrades 238 um
die Eingangswelle 260 herum zu verursachen. Jedoch wird
die Drehung des außen
verzahnten Zahnrades 238 durch das innen verzahnte Zahnrad 234 eingeschränkt. Daher
führt das
außen
verzahnte Zahnrad 238 fast nur eine oszillierende Bewegung aus,
während
es in Kontakt mit dem innen verzahnten Zahnrad 234 ist.
Die
oszillierende Bewegungskomponente der oszillierenden Drehung des außen verzahnten Zahnrades 238 wird
durch das innere Bolzenloch 238a und den inneren Bolzen 236 (und
die innere Rolle 232) aufgenommen. Nur die Drehungskomponente,
die durch den Unterschied zwischen der Anzahl der Zähne des
außen
verzahnten Zahnrades 238 und jener des innen verzahnten
Zahnrades 234 erzeugt wird, wird auf die Anbringung über den
ersten Ausgangsflansch 200 übertragen.
Wenn
die oben beschriebene Leistungsübertragungsvorrichtung
insbesondere in einem Industrieroboter verwendet wird, ist ein Glied
der nächsten Stufe,
wie beispielsweise eine Anbringung, die an der Leistungsübertragungsvorrichtung
zu befestigen ist (im Folgenden einfach als eine Anbringung oder ähnliches
Bezeichnete) unvermeidlicherweise abhängig vom Zweck des Industrieroboters
anders, beispielsweise Schweißen,
Transport oder Montage. Somit sollte die Leistungsübertragungsvorrichtung
fähig sein,
eine Leistung auf verschiedene Arten von Anbringungen und ähnliches
zu übertragen.
Wenn
daher ein Befestigungsloch (beispielsweise ein Gewindeloch) in dem
Ausgangsflansch der Leistungsübertragungsvorrichtung
geformt wird, und die Anbringung oder ähnliches durch eine Befestigungsschraube
oder ähnliches
befestigt wird, ist es daher, wenn ein anderes Glied (beispielsweise
der innere Bolzen oder der Trägerbolzen)
in den Ausgangsflansch eingepasst wird, unvermeidlicherweise notwendig,
das Befestigungsloch an einer anderen Position als einer Position
des anderen Gliedes zu formen. Somit sind die Position des Befestigungsloches
und die Anzahl der Befestigungslöcher,
die geformt werden kann, begrenzt (siehe 4A).
Anders
gesagt, damit einige Arten von Befestigungen oder ähnlichem
befestigt werden, kann das Befestigungsloch nicht geformt werden,
während eine
ausreichende Festigkeit der Montage sichergestellt wird. Somit ist
es in manchen Fällen
nötig,
einen getrennten angeschlossen Flansch zur Verbindung zu verwenden,
oder es wird ein Problem verursacht, und zwar dahingehend, dass
die Leistungsübertragungsvorrichtung
oder ein Befestigungs teil der Anbringung oder ähnliches, dass befestigt werden
soll, neu konstruiert werden muss.
Zusammenfassung
der Erfindung
Im
Hinblick auf die vorangegangenen Probleme sehen verschiedene beispielhafte
Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung eine Leistungsübertragungsvorrichtung
vor, die einen Ausgangsflansch aufweist, der einen hohen Freiheitsgrad
bei der Konstruktion für
ein Befestigungsloch hat, welches verwendet wird, um eine Befestigung
oder ähnliches
an der Leistungsübertragungsvorrichtung
anzubringen, wodurch eine größere Vielzahl
von Befestigungen oder ähnlichem
direkt an der Leistungsübertragungsvorrichtung
angebracht werden kann, ohne einen getrennten Verbindungsflansch
zu verwenden oder die Leistungsübertragungsvorrichtung
neu zu konstruieren oder ähnliches.
Verschiedene
beispielhafte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sehen eine Leistungsübertragungsvorrichtung zum
Antrieb eines Roboterhandgelenks vor. Die Leistungsübertragungsvorrichtung
weist ein innen verzahntes Zahnrad und ein außen verzahntes Zahnrad auf,
welches in dem innen verzahnten Zahnrad umläuft und mit dem innen verzahnten
Zahnrad in Eingriff steht, und kann eine Eingangsleistung an einer
Anbringung übertragen. Die
Leistungsübertragungsvorrichtung
weist weiter folgendes auf: einen inneren Bolzen, um eine relativ drehende
Komponente zwischen dem innen verzahnten Zahnrad und dem außen verzahnten
Zahnrad herauszuführen;
und einen Ausgangsflansch, der mit dem inneren Bolzen verbunden
ist. In dieser Konfiguration sind der innere Bolzen und der Ausgangsflansch
integral als ein Glied geformt, und ein Befestigungsloch zur Verbindung
des Ausgangsflansches mit der Anbringung ist in einer Oberfläche des
Ausgangsflansches ausgeformt, der dem inneren Bolzen gegenüberliegt.
Gemäß den verschiedenen
beispielhaften Ausführungsbeispielen
der Erfindung sind der innere Bolzen und der Ausgangsflansch integral
ausgeformt.
Somit
ist es möglich,
ein Problem zu vermeiden, bei dem das Befestigungsloch zur Befestigung der
Anbringung oder von ähnlichem,
an einer anderen Position konstruiert bzw. ausgelegt werden muss, als
einer Position des inneren Bolzens. Daher kann das Befestigungsloch
zur Befestigung der Anbringung oder ähnlichem freier ausgelegt werden.
Die
vorliegende Erfindung kann auf eine Reduktionsvorrichtung angewandt
werden, bei der der innere Bolzen an beiden Enden getragen wird.
Darüber
hinaus kann die vorliegende Erfindung auf eine Reduktionsvorrichtung
angewandt werden, bei der der innere Bolzen vom Ausgangsflansch
vorsteht, während
er an einem Ende getragen wird, wie in dem oben erwähnten Beispiel,
genauso wie in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, welches später beschrieben
wird. Übrigens
wird bei der Reduktionsvorrichtung, bei der der innere Bolzen an
beiden Enden getragen wird, die Anwendung eines Trägerbolzens nicht
abgelehnt. Jedoch ist der innere Bolzen gemäß verschiedenen beispielhaften
Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung mit dem Ausgangsflansch integriert und hat
eine Festigkeit, die ausreicht, um als Trägerbolzen zu dienen. Somit
kann ein Betrieb der vorliegenden Erfindung in signifikanterer Weise
erreicht werden durch vollständiges
Eliminieren des Trägerbolzens
und dadurch, dass alle Bolzen als innere Bolzen dienen.
In
dieser Beschreibung wird eine Seite, die näher an einem Arbeitsteil (Anbringung)
in einem Industrieroboter ist, als eine "nächste
Stufe" bezeichnet.
Gemäß verschiedenen
beispielhaften Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ist es nicht nötig, einen getrennten Verbindungsflansch
in Übereinstimmung
mit der Anbringung oder ähnlichem
zu verwenden, oder die Konstruktion der Leistungsübertragungsvorrichtung
usw. zu verändern. Darüber hinaus
hat die Leistungsübertragungsvorrichtung,
die kompakt ist, eine gute Ausgeglichenheit der Drehung und sie
kann mit großer
Festigkeit ausgelegt werden.
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
1 ist
eine Teil-Querschnittsansicht einer ganzen Leistungsübertragungsvorrichtung 190,
die an einem Roboterhandgelenk gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
2A und 2B zeigen
die gesamte Leistungsübertragungsvorrichtung
gemäß dem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei 2A eine
Vorderansicht davon ist, und wobei 2B eine
Querschnittsansicht davon ist, die entlang der Linie IIB-IIB in 2A aufgenommen wurde;
3A und 3B zeigen
die Leistungsübertragungsvorrichtung,
die in den 2A und 2B gezeigt ist,
in der ein Befestigungsloch für
ein Glied der nächsten
Stufe vorgesehen ist, wobei 3A eine Vorderansicht
davon ist, und wobei 3B eine Querschnittsansicht
davon ist, die entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A aufgenommen
wurde; und
4A, 4B und 4C zeigen eine vollständige Leistungsübertragungsvorrichtung
eines herkömmlichen
Beispiels, wobei 4A eine Vorderansicht
davon ist, wobei 4B eine Querschnittsansicht
davon ist, die entlang der Linie IVB-IVB in 4A aufgenommen
ist, und wobei 4C eine Rückansicht davon
ist.
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein
beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In der Beschreibung und in den Zeichnungen sind Komponenten,
die die Gleichen sind oder Ähnliche,
wie jene in dem zuvor erwähnten
herkömmlichen
Bei spiel, mit Bezugszeichen bezeichnet, bei denen die letzten zwei
Ziffern die Gleichen sind, wie jene bei dem herkömmlichen Beispiel, und wobei
die Beschreibung dieser Komponenten in geeigneter Weise weggelassen
wird. Das heißt,
nur der Unterschied zwischen den beispielhaften Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Beispiel wird beschrieben.
In 1 ist
eine teilweise quergeschnittene Ansicht, die eine vollständige Leistungsübertragungsvorrichtung
gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung ist
an einem Roboterhandgelenk angebracht. In der folgenden Beschreibung
bezeichnet Roboterhandgelenk einen Teil, der die vierte von einer
Vielzahl von Achsen aufweist, die in einem Roboter vorgesehen sind,
und alle folgenden Teile. Insbesondere bezeichnet das Roboterhandgelenk
einen Teil, der einen Armteil des Roboters aufweist, der durch drei
grundlegende Achsen gebildet wird, das heißt, eine Schwenkachse, eine Vor-Zurück-Achse
und eine Vertikalachse, und den folgenden Teil (ein Teil, der näher an der
Anbringung angeordnet ist).
Ein
Handgelenk, welches drei Verbindungen bzw. Gelenke J4, J5, und J6
aufweist, ist in einem Roboterarm 154 vorgesehen, der sich
von dem Armteil erstreckt. Eine Anbringung 176 ist an einem
Ende des Roboterarms 154 angebracht. 1 zeigt
nur einen Teil der Anbringung 176. Obwohl drei Gelenke
in dem Handgelenk bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel
vorgesehen sind, ist die Anzahl der Gelenke nicht darauf eingeschränkt. Vier oder
mehrere Gelenke oder zwei oder weniger Gelenke können das Handgelenk bilden.
Jedes dieser Gelenke J4, J5 und J6 weist eine Leistungsübertragungsvorrichtung
auf. Insbesondere weist das Gelenk J4 eine Leistungsübertragungsvorrichtung 190 auf,
das Gelenk J5 weist eine Leistungsübertragungsvorrichtung 490 auf
(wobei 1 nur eine äußere Erscheinung
davon zeigt), und das Gelenk J6 weist eine Leistungsübertragungsvorrichtung 390 auf.
Das Gelenk J4 ist angeordnet, um in einer X-Richtung um eine Wellenmitte O1 drehbar
zu sein, das Gelenk J5 ist ange ordnet, um in einer Y-Richtung um
eine Wellenmitte O2 drehbar zu sein, und das Gelenk J6 ist angeordnet,
um in Z-Richtung um eine Wellenmitte O3 drehbar zu sein. Gemäß dieser Struktur
ermöglicht
die zusammenarbeitende Drehung von diesen Gelenken J4, J5 und J6,
dass die Anbringung 176 frei dreidimensional geführt werden kann.
Die
Leistungsübertragungsvorrichtungen 190, 390 und 490,
die jeweils in den Gelenken J4, J5 und J6 vorgesehen sind, haben
im Grunde genommen die gleiche Struktur, obwohl sie im Detail unterschiedlich
sind.
Als
Nächstes
wird die Leistungsübertragungsvorrichtung 190 als
eine repräsentative
Vorrichtung für
die Leistungsübertragungsvorrichtungen 190, 390 und 490 mit
Bezugnahme auf die 2A und 2B beschrieben. Die anderen Leistungsübertragungsvorrichtungen 390 und 490 haben
ungefähr
die gleiche Struktur wie die Leistungsübertragungsvorrichtung 190.
Daher sind die gleichen oder ähnliche Komponenten
in den Leistungsübertragungsvorrichtungen 390 und 490 wie
jene in der Leistungsübertragungsvorrichtung 190 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet die auf den letzten beiden
Ziffern die gleichen wie bei der Leistungsübertragungsvorrichtung 190 sind
und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen. Die 2A und 2B zeigen
die gesamte Leistungsübertragungsvorrichtung 190. 2A ist eine Frontansicht davon, und 2B ist eine Querschnittsansicht davon,
die entlang der Linie IIB-IIB aufgenommen wurde.
In
dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel sind ein innerer
Bolzen 136 und ein erster Ausgangsflansch (Ausgabeflansch) 100 integral
als ein Glied geformt. Hierbei bedeutet der Ausdruck "integral als ein
Glied geformt" nicht,
dass eine Vielzahl von Teilen integriert ist, indem man sie durch Presspassung,
Klebstoff oder ähnliches
fixiert, sondern bedeutet, dass sie ursprünglich integral durch Schmieden
oder ähnliches
geformt wurden.
Der
erste Ausgangsflansch 100, der integral mit dem inneren
Bolzen 136 ausgeformt ist, ist mit einem zweiten Ausgangsflansch 102 (zweiter
Ausga beflansch) verbunden und festgelegt, und zwar über dem
inneren Bolzen 136 durch eine Schraube 128, die
von einer Seite des zweiten Ausgangsflansches 102 eingeschraubt
ist, und zwar entgegengesetzt zum inneren Bolzen 136. Bei
dieser Anordnung wird kein Trägerbolzen
verwendet. Eine erste Ausgangsflanschfläche 100a ist an dem
ersten Ausgangsflansch 100 an einer Seite gegenüberliegend
zum inneren Bolzen 136 befestigt, wie schraffiert in 2A gezeigt. Die erste Ausgangsflanschfläche 100a hat nichts,
was darauf ausgeformt ist, und ist flach. Daher kann ein Befestigungsloch
frei in der ersten Ausgangsflanschfläche 100a zuvor oder
gemäß einer Lochposition
in dem Glied 131 der nächsten
Stufe später
ausgeformt werden. Die 3A und 3B zeigen ein Beispiel der Bildung eines
beispielhaften Befestigungsloches 170.
Ein
Betrieb des vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiels wird nun beschrieben.
Im folgenden wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen, und
nur ein Unterschied zwischen dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel
und dem herkömmlichen
Beispiel wird beschrieben.
Da
der innere Bolzen 136 zur Übertragung einer Drehungskomponente
eines außen
verzahnten Zahnrades 138 integral mit dem ersten Ausgangsflansch 100 ausgeformt
ist, ist die erste Ausgangsflanschfläche 100a an der Seite
des ersten Ausgangsflansches 100 befestigt, die nahe an
dem Glied 131 der nächsten
Stufe liegt (d. h. auf einer Seite gegenüberliegend zum inneren Bolzen 136),
wie schraffierte gezeigt (siehe 2A).
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel,
welches in den 3A und 3B gezeigt
ist, sind die Schraubenlöcher 170 in der
ersten Ausgangsflanschfläche 100a an ähnlichen Positionen
geformten, wie in 4A, und zwar aus Zwecken
der Bequemlichkeit. Jedoch ist die Position, an der das Schraubenloch 170 ausgeformt
ist, nicht darauf eingeschränkt,
wie durch einen Vergleich zwischen der 3A und
der 4A offensichtlich wird. Dies kommt
daher, dass eine Endstirnseite des inneren Bolzens 236 oder
des Trägerbolzens
zu 228, die in herkömmlicher
Weise an der ersten Ausgangsflanschfläche 100a gelegen ist,
nicht an der ersten Ausgangsflanschfläche 100a beim gegenwärti gen beispielhaften
Ausführungsbeispiel
angeordnet ist.
Auch
wenn das Glied der nächsten
Stufe verändert
wird, gibt es daher wenig Notwendigkeit zur Verwendung eines getrennten
Verbindungsflansches oder zur Veränderung der Konstruktion der
Leistungsübertragungsvorrichtung
in Übereinstimmung mit
dem Glied der nächsten
Stufe.
Insbesondere
im Fall einer Leistungsübertragungsvorrichtung,
die in einem Handgelenk eines Industrieroboters verwendet wird und
daran angebracht ist, ist es vorzuziehen, die Leistungsübertragungsvorrichtung
so leicht und klein wie möglich
zu machen, um präzise
den Roboter zu steuern (den Roboter zu positionieren), einen großen Arbeitsbereich
sicherzustellen und elektrische Leistung einzusparen.
Daher
ist es besonders wichtig, dass der Freiheitsgrad zur Bestimmung
der Position, an der das Befestigungsloch 170 hergestellt
wird, verbessert wird, ohne das Gewicht oder ähnliches zu steigern, wie bei
dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel.
Darüber hinaus
sind in dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel der erste Ausgangsflansch 100 und
der zweite Ausgangsflansch 102 miteinander nur durch den
inneren Bolzen 136 verbunden, ohne einen Trägerbolzen
zu verwenden, der üblicherweise
verwendet wird. Jedoch ist der erste Ausgangsflansch mit dem inneren
Bolzen 136 integriert, und der zweite Ausgangsflansch ist
fest mit dem ersten Ausgangsflansch durch den Bolzen 128 verbunden.
Daher kann jeder der inneren Bolzen 136 ausreichend eine
Verbindungsfunktion des Trägerbolzens
erfüllen,
der üblicherweise
verwendet wird.
Zusätzlich können alle
inneren Bolzen 136 zur Leistungsübertragung beitragen. Daher
wird eine Last, die auf jeden inneren Bolzen 136 aufgebracht wird,
reduziert, weil der innere Bolzen 136 auch an einer Position
angeordnet ist, an der der Trägerbolzen üblicherweise
angeordnet ist.
Weiterhin
sind der innere Bolzen 136 und der Bolzen 128 gleichmäßig in radialer
Richtung angeordnet. Daher kann eine Leistungsübertragungsvorrichtung erreicht
werden, die eine gute Ausgeglichenheit der Drehung während des
Betriebs hat.
Bei
dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein oberes
Ende des inneren Bolzens 136 durch den zweiten Ausgangsflansch 102 getragen.
Alternativ kann eine andere Anordnung eingesetzt werden, bei der
der zweite Ausgangsflansch weggelassen wird und der innere Bolzen 136 vom
ersten Ausgangsflansch 100 vorsteht, während er am anderen Ende getragen
wird. Das heißt,
die Anordnung um das obere Ende des inneren Bolzens 136 (die
Seite nahe an dem zweiten Ausgangsflansch im obigen beispielhaften
Ausführungsbeispiel)
ist nicht speziell eingeschränkt.
Darüber hinaus
ist das außen
verzahnte Zahnrad aus drei Teilen bei dem vorliegenden beispielhaften
Ausführungsbeispiel
geformt. Jedoch ist die Struktur des außen verzahnten Zahnrades nicht notwendigerweise
darauf eingeschränkt.
Die Anzahl der Teile, die das außen verzahnte Zahnrad bilden, kann
in Übereinstimmung
mit einer Getriebekapazität ausgewählt werden
(beispielsweise eine oder zwei).
Der
wichtigste Effekte der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden,
wenn die vorliegende Erfindung auf eine Leistungsübertragungsvorrichtung
angewandt wird, die an einem Handgelenk eines Industrieroboters
angebracht ist, wie bei dem beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben.
Ein Servomotor kann mit der Leistungsübertragungsvorrichtung verbunden
sein. Es ist jedoch offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung
auch auf eine andere Art einer Leistungsübertragungsvorrichtung zur Übertragung
von Leistung an einer anderen Maschine angewandt werden kann.
Die
Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-86971, eingereicht
am 24. März 2005,
einschließlich
der Beschreibung, der Zeichnungen und des Anspruches sei hier durch
Bezugnahme in der Gesamtheit miteingeschlossen.