JP2017154241A - ロボットの関節駆動構造 - Google Patents

Abstract

【課題】１個のモータの駆動力を２つの減速機に分配することができ、構造を簡素化、低コスト化することが可能なロボットの関節駆動構造を得る。【解決手段】第１減速機Ｇ１が組み込まれた第１関節Ｊ１と、第２減速機Ｇ２が組み込まれた第２関節Ｊ２と、を有し、第１減速機は、内歯歯車３０と、外歯歯車３２と、複数のクランク軸３４と、該クランク軸に設けられた振り分け歯車３６と、該振り分け歯車と噛合すると共にモータＭ１からの回転が入力されるセンタ歯車４０と、各クランク軸を支持するキャリヤ２４と、を有する。センタ歯車は、第１減速機を軸方向に貫通する筒状部４１を有し、筒状部は、キャリヤに軸受５６、５７を介して支持される。筒状部の反モータ側の端部に設けられた第１動力伝達部材６１の回転が、第２減速機の入力軸１４１に設けられた第２動力伝達部材１６２に伝達される。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットの関節駆動構造に関する。

特許文献１に、ロボットの関節駆動構造が開示されている。

この関節駆動構造は、第１減速機が組み込まれた第１関節と、第２減速機が組み込まれた第２関節とを有する。

第１減速機は、内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、内歯歯車の軸心からオフセットして複数本設けられたクランク軸と、該クランク軸に設けられた振り分け歯車と、該振り分け歯車と噛合すると共にモータからの回転が入力されるセンタ歯車と、クランク軸を支持するキャリヤと、を有している。

第１関節の第１減速機および第２関節の第２減速機は、専用のモータによってそれぞれ別々に駆動されている。

実開平６−６７８６号公報

しかしながら、上記関節駆動構造にあっては、第１関節の第１減速機および第２関節の第２減速機がそれぞれ専用のモータで駆動されていたため、構造が複雑化し、コストが増大するという問題があった。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、構造を簡素化、低コスト化することが可能なロボットの関節駆動構造を提供することをその課題としている。

本発明は、第１減速機が組み込まれた第１関節と、第２減速機が組み込まれた第２関節と、を有し、前記第１減速機は、内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、前記内歯歯車の軸心からオフセットして複数本設けられたクランク軸と、該クランク軸に設けられた振り分け歯車と、該振り分け歯車と噛合すると共にモータからの回転が入力されるセンタ歯車と、前記クランク軸を支持するキャリヤと、を有し、前記センタ歯車は、前記第１減速機を軸方向に貫通する筒状部を有し、前記筒状部は、前記第１減速機の前記キャリヤに軸受を介して支持され、前記筒状部の反モータ側の端部に、第１動力伝達部材が設けられ、前記第２減速機の入力軸に、第２動力伝達部材が設けられ、前記第１動力伝達部材の回転が前記第２動力伝達部材に伝達可能とされる構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、第１減速機は、モータからの回転が入力されるセンタ歯車を備え、センタ歯車は、当該第１減速機を軸方向に貫通する筒状部を有し、筒状部は、第１減速機のキャリヤに軸受を介して支持される。そして、筒状部の反モータ側の端部に設けられた第１動力伝達部材から第２減速機の入力軸に設けられた第２動力伝達部材に回転が伝達される。

これにより、１個のモータの回転を第１減速機および第２減速機に振り分け、２つの減速機を駆動することができる。

１個のモータの駆動力を２つの減速機に分配することができ、構造を簡素化、低コスト化することが可能なロボットの関節駆動構造を得ることができる。

本発明の実施形態の一例に係るロボットの関節駆動構造を示す断面図 図１の第１減速機の近傍を拡大して示す断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係るロボットの関節駆動構造を示す断面図、図２は図１の第１減速機の近傍を拡大して示す断面図である。

全体概略から説明すると、このロボットＲ（全体は図示略）の関節駆動構造は、例えば、液晶パネル搬送用ロボットに適用するのに好適なもので、第１関節Ｊ１および第２関節Ｊ２を有している。第１関節Ｊ１は、ロボットＲの所定の軸と軸、例えば、この例では、前段のＵ軸（Ｕpper arm）１２と後段のＲ軸（wrist Ｒotation）１４とを相対的に回転させる。第２関節Ｊ２は、当該Ｒ軸１４と、さらにその後段のＢ軸（wrist Ｂending）１６を相対的に回転させる。

第１関節Ｊ１には第１減速機Ｇ１が組み込まれている。第１減速機Ｇ１のケーシング２０がボルト１８を介してＵ軸１２と連結されており、第１減速機Ｇ１の（出力部材である）負荷側キャリヤ２４Ａがボルト１９を介してＲ軸１４と連結されている。

第２関節Ｊ２には第２減速機Ｇ２が組み込まれている。第２減速機Ｇ２のケーシング１２０がボルト１１８を介してＲ軸１４と連結されており、第２減速機Ｇ２の（出力部材である）負荷側キャリヤ１２４Ａがボルト１１９を介してＢ軸１６と連結されている。

第１減速機Ｇ１は、偏心揺動型と称される減速機である。第１減速機Ｇ１は、内歯歯車３０と、該内歯歯車３０に内接噛合する外歯歯車３２と、内歯歯車３０の軸心Ｃ３０からｒ３４だけオフセットして複数（この例では３本：１本のみ図示）設けられたクランク軸３４とを備える。第１減速機Ｇ１は、さらに、該クランク軸３４に設けられた（計３個の）振り分け歯車３６と、該振り分け歯車３６と噛合すると共にモータＭ１からの回転が入力されるセンタ歯車４０と、各クランク軸３４を支持するキャリヤ２４（負荷側キャリヤ２４Ａおよび反負荷側キャリヤ２４Ｂ）と、を有する。

センタ歯車４０は、第１減速機Ｇ１を軸方向に貫通する筒状部４１を有する。筒状部４１は、第１減速機Ｇ１のキャリヤ２４に、一対の負荷側テーパローラ軸受５６および反負荷側テーパローラ軸受５７を介して支持されている。筒状部４１の反モータ側の端部には第１プーリ（第１動力伝達部材）６１が設けられる。第２減速機Ｇ２の筒状部（入力軸）１４１には、第２プーリ（第２動力伝達部材）１６２が設けられる。第１プーリ６１の回転が、第２プーリ１６２に伝達可能である。

以下、詳述する。

本関節駆動構造においては、第１関節Ｊ１の第１減速機Ｇ１と第２関節Ｊ２の第２減速機Ｇ２の駆動に当たって、モータＭ１は、１個のみ設けられている。モータＭ１は、この例では、ロボットＲのＵ軸１２、すなわち第１関節Ｊ１の前段の軸に、モータ取付ボルト４４を介して取り付けられている。別言するならば、モータＭ１は、第１減速機Ｇ１のケーシング２０と一体化されている部材であるＵ軸１２に取り付けられている。

モータ軸４６の先端には入力ピニオン４８が設けられている。入力ピニオン４８は入力歯車５０と噛合している。入力ピニオン４８および入力歯車５０によって第１減速機Ｇ１の初段減速段セットが構成されている。

第１減速機Ｇ１では、入力歯車５０と軸方向に並んで該入力歯車５０と同軸にセンタ歯車４０が配置されている。センタ歯車４０は、筒状部４１を同軸に有している。ただし、センタ歯車４０と筒状部４１は、この例では、部材としては２つの部材で構成されており、センタ歯車４０は、スプライン４２Ａを介して筒状部４１と連結・一体化されている。センタ歯車４０は、筒状部４１を、（スプラインを介してではなく）同一の素材で一体的に有していてもよい。

前記入力歯車５０は、該センタ歯車４０の筒状部４１とスプライン４２Ｂを介して連結されている。なお、スプライン４２Ａとスプライン４２Ｂは、連続して形成されている。要するならば、センタ歯車４０は、筒状部４１を介して入力歯車５０と連結され、モータＭ１の回転を受けて回転する入力歯車５０および筒状部４１と一体的に回転可能である。センタ歯車４０は、クランク軸３４にスプライン３１を介して設けられた（３個の）振り分け歯車３６と同時に噛合している。

なお、本明細書では、「センタ歯車」は、「クランク軸に設けられた振り分け歯車と噛合すると共に、モータからの回転が入力される歯車」と定義される。モータからの回転がどのようにしてセンタ歯車に入力されるかは、問われない。この点については、後に説明する。

なお、この第１減速機Ｇ１は、筒状部４１と一体化されたセンタ歯車４０の回転を、若干減速した状態で３個の振り分け歯車３６に伝達している。

各クランク軸３４は、それぞれ外歯歯車３２を揺動回転させるための偏心部３５を一体的に２個備えている。各偏心部３５の外周は、クランク軸３４の軸心Ｃ３４に対してｅだけ偏心している。各偏心部３５の偏心位相は、１８０度ずれている（互いに離反する方向に偏心している）。複数のクランク軸３４の軸方向同位置にある偏心部３５同士の位相は、同一に揃えられている。

外歯歯車３２は、偏心体軸受３７を介してクランク軸３４の偏心部３５に組み付けられている。この構成により、各クランク軸３４を同一の方向に同一の回転速度で回転させることによって、２枚の外歯歯車３２を１８０度の偏心位相差で内歯歯車３０の軸心Ｃ３０の周りで揺動回転させることが可能である。

なお、外歯歯車３２を２枚設けているのは、伝達容量を増大させると共に、回転バランスをより向上させるためである。２枚の外歯歯車３２は、それぞれ内歯歯車３０に内接噛合している。内歯歯車３０は、ケーシング２０と一体化された内歯歯車本体３０Ａと、内歯歯車本体３０Ａに回転自在に組み込まれ、当該内歯歯車３０の内歯を構成する円柱状のピン部材３０Ｂを有している。内歯歯車３０の内歯の数（ピン部材３０Ｂの本数）は、外歯歯車３２の外歯の数よりも、僅かだけ（この例では１だけ）多い。

外歯歯車３２の軸方向両側には、負荷側キャリヤ２４Ａおよび反負荷側キャリヤ２４Ｂを含むキャリヤ２４が配置されている。負荷側キャリヤ２４Ａと反負荷側キャリヤ２４Ｂは、キャリヤピン２４Ｃを介して連結され、質量の大きなキャリヤ２４を構成している。具体的には、キャリヤピン２４Ｃは、負荷側キャリヤ２４Ａから一体的に突出すると共に反負荷側キャリヤ２４Ｂの軸方向端面２４Ｂ１に当接し、キャリヤボルト２４Ｄを介して負荷側キャリヤ２４Ａと反負荷側キャリヤ２４Ｂを連結している。負荷側キャリヤ２４Ａおよび反負荷側キャリヤ２４Ｂは、主軸受２５Ａ、２５Ｂを介してケーシング２０に支持されている。

なお、３本のクランク軸３４は、正面合わせで組み込まれた一対のテーパローラ軸受３８、３９を介して、負荷側キャリヤ２４Ａおよび反負荷側キャリヤ２４Ｂに支持されている。

次に、モータＭ１の動力を、センタ歯車４０を介して第１減速機Ｇ１および第２減速機Ｇ２に分配して伝達する構成について詳細に説明する。

既に述べたように、センタ歯車４０は、筒状部４１を同軸に有している。筒状部４１は、第１減速機Ｇ１を軸方向（内歯歯車３０の軸方向）に貫通している。具体的には、筒状部４１は、反負荷側キャリヤ２４Ｂの軸方向反負荷側にまで延在され、当該反負荷側キャリヤ２４Ｂの軸方向反負荷側位置において、入力歯車５０と連結されている。また、筒状部４１は、負荷側キャリヤ２４Ａの軸方向負荷側にまで延在され、当該負荷側キャリヤ２４Ａの軸方向負荷側位置において、第１プーリ６１（第１動力伝達部材）と連結されている。

筒状部４１は、第１減速機Ｇ１のキャリヤ２４（負荷側キャリヤ２４Ａおよび反負荷側キャリヤ２４Ｂ）に、正面合わせで組み込まれた一対の負荷側テーパローラ軸受５６および反負荷側テーパローラ軸受５７によって支持されている。

より具体的には、負荷側テーパローラ軸受５６は、外輪５６Ａ、内輪５６Ｂ、および転動体５６Ｃを備える。負荷側テーパローラ軸受５６の外輪５６Ａは、負荷側キャリヤ２４Ａに設けた止め輪５８によって軸方向負荷側の移動が拘束されている。負荷側テーパローラ軸受５６の内輪５６Ｂは、筒状部４１に形成された反負荷側段差部４１Ａによって軸方向反負荷側の移動が拘束されている。

また、反負荷側テーパローラ軸受５７は、外輪５７Ａ、内輪５７Ｂ、および転動体５７Ｃを備える。反負荷側テーパローラ軸受５７の外輪５７Ａは、反負荷側キャリヤ２４Ｂに設けた止め輪５９によって軸方向反負荷側の移動が拘束されている。反負荷側テーパローラ軸受５７の内輪５７Ｂは、筒状部４１に形成された負荷側段差部４１Ｂによって軸方向負荷側の移動が拘束されている。

筒状部４１の内周には、凹部（内径の大きな部分）６０が形成されている。これは、より軽量化することによって筒状部４１の慣性質量を低減することを意図したものである。

なお、主軸受２５Ａ、テーパローラ軸受３８、および負荷側テーパローラ軸受５６は、径方向から見たときに重なっている（内歯歯車３０の軸心Ｃ３０と直角の同一の平面上に並んでいる）。主軸受２５Ｂ、テーパローラ軸受３９、および反負荷側テーパローラ軸受５７も、径方向から見たときに重なっている（内歯歯車３０の軸心Ｃ３０と直角の同一の平面上に並んでいる）。

筒状部４１の反モータ側の端部には第１プーリ（第１動力伝達部材）６１が設けられている。第１プーリ６１は、筒状部４１の反モータ側の端部にプーリボルト６４を介して連結されている。具体的には、第１プーリ６１は、その反負荷側の段差部の内周端部において、筒状部４１の負荷側の段差部の外周端部とインロー嵌合され、筒状部４１の軸方向負荷側端面と当接している。

筒状部４１の内側（径方向内側）には、配線６８を保護するためのセンタパイプ７０が配置されている。センタパイプ７０は、軸方向反負荷側の端部に径方向外側に拡開する平板部７０Ａを備え、この平板部７０Ａにおいて、Ｕ軸１２にボルト７３を介して取り付けられている。

センタパイプ７０と筒状部４１は、相対的に回転する部材であり、かつ、接触していない。そのため、センタパイプ７０と筒状部４１の間の空間Ｐ１から（第１減速機Ｇ１の）潤滑剤が漏れるのを防止するために、シール部材７２が備えられている。

この構造例では、第１プーリ６１の軸方向反モータ側（プーリボルト６４の頭部６４Ａと第１プーリ６１の負荷側端面６１Ａとの間）に、ブッシュ（あるいはカラー）６６が配置されている。別言するならば、筒状部４１とブッシュ６６との間に第１プーリ６１が配置されている。そして、シール部材７２を、該ブッシュ６６の内周とセンタパイプ７０の外周との間に配置している。

これは、このロボットＲは、用途上の特性から、センタ歯車４０よりも第１プーリ６１が鉛直方向上側となるように、第１減速機Ｇ１が配置されるため（あるいは、配置されるときがあるため）、この場合に、シール部材７２が、該第１減速機Ｇ１に封入される潤滑剤のレベルよりも鉛直方向上側に位置することを意図したためである。

なお、このシール部材７２のほか、ケーシング２０と負荷側キャリヤ２４Ａとの間にもシール部材７５が配置されている。また、負荷側キャリヤ２４Ａと筒状部４１との間にもシール部材７７が配置されている。シール部材７５、７７も、第１減速機Ｇ１に封入される潤滑剤のレベルよりも鉛直方向上側に位置している。

第２減速機Ｇ２は、入力軸として機能するセンタ歯車１４０の筒状部１４１に、第２プーリ（第２動力伝達部材）１６２が設けられている。第１プーリ６１と第２プーリ１６２との間にはベルト７４が巻回されている。つまり、第１減速機Ｇ１の第１プーリ６１の回転は、第２減速機Ｇ２の第２プーリ１６２に伝達可能である。

第２減速機Ｇ２の構成は、第１減速機Ｇ１の構成と、概ね同一である。

ただし、第１減速機Ｇ１は、モータＭ１の回転を入力ピニオン４８および入力歯車５０を介してセンタ歯車４０に入力しているのに対し、第２減速機Ｇ２では、第１減速機Ｇ１の第１プーリ（第１動力伝達部材）６１の回転を第２プーリ（第２動力伝達部材）１６２を介してセンタ歯車１４０に入力している。

また、第１減速機Ｇ１は、第１関節Ｊ１の前段側のＵ軸１２（ケーシング２０にボルト１８を介して連結されている部材）に、センタパイプ７０が取り付けられているのに対し、第２減速機Ｇ２では、第２関節Ｊ２の後段側のＢ軸１６（負荷側キャリヤ１２４Ａにボルト１１９を介して連結されている部材）に、センタパイプ１７０が取り付けられている。

また、第１減速機Ｇ１では、センタパイプ７０と筒状部４１との間の空間Ｐ１から第１減速機Ｇ１内の潤滑剤が漏れるのを防止するシール部材７２を、第１プーリ６１の軸方向反モータ側に配置されたブッシュ６６とセンタパイプ７０との間に配置していたのに対し、第２減速機Ｇ２では、第２減速機Ｇ２内の潤滑剤がそもそもセンタパイプ１７０と筒状部１４１との間の空間Ｐ１０１に入らないように、筒状部１４１の外周にブッシュ（あるいはカラー）１６６を配置している。そして、（センタパイプ１７０と筒状部１４１との間の空間Ｐ１０１から潤滑剤が漏れるのを防止する）シール部材１７２を、該ブッシュ１６６の外周とＲ軸１４の内周との間に配置している。

なお、このシール部材１７２の配置構造は、第１減速機Ｇ１においても採用可能である。つまり、第１減速機Ｇ１においても、センタパイプ７０と筒状部４１との間の空間Ｐ１から第１減速機Ｇ１内の潤滑剤が漏れるのを防止するシール部材７２を、上記シール部材１７２の位置に配置してもよい。

さらには、シール部材７２は、第１プーリ６１とセンタパイプ７０との間に配置してもよく、当然に、センタパイプ７０と筒状部４１との間に直接配置するようにしてもよい。要は、センタパイプ７０と筒状部４１との間の空間Ｐ１から第１減速機Ｇ１内の潤滑剤が漏れるのを防止するシール部材７２が、センタパイプ７０と筒状部４１の近傍のいずれかの位置に配置されていればよい。

また、第１減速機Ｇ１は、筒状部４１と一体化されたセンタ歯車４０の回転を、若干減速した状態で３個の振り分け歯車３６に伝達していたのに対し、第２減速機Ｇ２では、センタ歯車１４０の回転を、若干増速した状態で３個の振り分け歯車１３６に伝達している。この結果、第２減速機Ｇ２のクランク軸１３４の回転速度は、第１減速機Ｇ１のクランク軸３４の回転速度の２倍となるように設定されている。そのため、第２減速機Ｇ２の出力回転速度（第２減速機Ｇ２の負荷側キャリヤ１２４Ａの回転速度：Ｂ軸１６の回転速度）は、第１減速機Ｇ１の出力回転速度（第１減速機Ｇ１の負荷側キャリヤ２４Ａの回転速度：Ｒ軸１４の回転速度）の２倍となっている。

その他の構成は、第２減速機Ｇ２は第１減速機Ｇ１と同一または実質的に同一の構成を有している。このため図１において、第１減速機Ｇ１と同一または実質的に同一の部位に、第１減速機Ｇ１と下２桁が同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

次に、この関節駆動構造の作用を説明する。

モータＭ１のモータ軸４６が回転すると、第１減速機Ｇ１の入力機構の初段減速段セットを構成する入力ピニオン４８および入力歯車５０が回転し、スプライン４２Ｂを介して、減速された回転がセンタ歯車４０の筒状部４１に伝達される。筒状部４１の回転は、スプライン４２Ａを介してセンタ歯車４０に伝達され、さらに、該センタ歯車４０と噛合している３個の振り分け歯車３６に同時に伝達される。この結果、３本のクランク軸３４が同時に同一の方向に回転し、偏心部３５および偏心体軸受３７を介して外歯歯車３２が揺動回転する。

外歯歯車３２は、内歯歯車３０に内接噛合しており、かつ内歯歯車３０の内歯の数は、外歯歯車３２の外歯の数よりも１だけ多い。このため、外歯歯車３２が１回揺動する毎に、外歯歯車３２は内歯歯車３０に対して１歯分だけ位相がずれる（自転する）。

この外歯歯車３２の内歯歯車３０に対する相対回転は、外歯歯車３２を貫通しているクランク軸３４の内歯歯車３０の軸心Ｃ３０周りの公転として、該クランク軸３４を支持している負荷側キャリヤ２４Ａおよび反負荷側キャリヤ２４Ｂから取り出される。この結果、内歯歯車３０（ケーシング２０）と連結されているロボットＲのＵ軸１２に対し、負荷側キャリヤ２４Ａと連結されているＲ軸１４を回転させる（具体的には範囲の限定された回動をさせる）ことができる。すなわち、第１減速機Ｇ１は、Ｕ軸１２とＲ軸１４とを連結している第１関節Ｊ１としての機能を果たすことができる。

一方、第１減速機Ｇ１のセンタ歯車４０の筒状部４１は、該第１減速機Ｇ１を軸方向に貫通している。筒状部４１の回転は、負荷側キャリヤ２４Ａの負荷側（反モータ側）において該筒状部４１の軸方向端部に設けられた第１プーリ６１に伝達される。

第１プーリ６１の回転は、（第１減速機Ｇ１の反モータ側において）ベルト７４を介して第２プーリ１６２に伝達される。その結果、第２減速機Ｇ２において第１減速機Ｇ１と同様の減速作用がなされ、第２減速機Ｇ２のケーシング１２０に連結されているＲ軸１４に対し、第２減速機Ｇ２の負荷側キャリヤ１２４Ａに連結されているＢ軸１６を回転させることができる。この結果、第２減速機Ｇ２は、Ｒ軸１４とＢ軸１６とを連結している第２関節Ｊ２としての機能を果たすことができる。

ここで、第１減速機Ｇ１のセンタ歯車４０と振り分け歯車３６の減速比、および第２減速機Ｇ２のセンタ歯車１４０と振り分け歯車１３６の増速比の設定により、第２減速機Ｇ２のクランク軸１３４の回転速度は、第１減速機Ｇ１のクランク軸３４の回転速度の２倍となっている。そのため、第２減速機Ｇ２の出力回転速度（負荷側キャリヤ１２４Ａの回転速度：Ｂ軸１６の回転速度）は、第１減速機Ｇ１の出力回転速度（負荷側キャリヤ２４Ａの回転速度：Ｒ軸１４の回転速度）の２倍となっている。これにより、Ｂ軸１６によって駆動される対象物を、所定の面内（例えば水平面内）において進退動するような運動を行わせることができる。

これまでの説明で明らかなように、本関節駆動構造においては、第１関節Ｊ１の第１減速機Ｇ１および第２関節Ｊ２の第２減速機Ｇ２を駆動するに当たって、モータＭ１が１個しか設けられていない。このため、各減速機ごとに専用のモータを設ける構成と比較して、重量軽減（あるいは小型化）およびコストの低減が可能である。また、構造も簡素化されている。特に、重量が軽減されることにより、この種のロボットＲにおいて重要な設計目標の１つである慣性質量の低減を促進することができるため、ロボットＲの基本性能をより向上させることができる。

本関節駆動構造では、第１減速機Ｇ１の出力回転速度と第２減速機Ｇ２の出力回転速度は、常に一定の比率（この例では１：２）を維持したものとなる。しかし、例えば、被駆動対象物を特定の面内で進退動をさせるなど、ロボットＲに所定の単純な運動を繰り返させるという用途は、現実的には非常に多い。そして、このような場合に、１個のモータＭ１で２つの関節を「連動させて動かすことができる」というのは、制御プログラムを簡素化できるという点で、むしろ大きなメリットとなり得る。

なお、本構造例では、モータＭ１の回転が初段減速段セット（入力ピニオン４８および入力歯車５０）を介してセンタ歯車４０に入力される構成とされていた。しかし、モータの回転がセンタ歯車４０に入力される構成は、これに限定されない。例えば、（初段減速段セット等を介することなく）モータＭ１から直接、センタ歯車４０に回転が入力される構成であってもよい。この場合には、入力歯車５０がなく、入力ピニオン４８とセンタ歯車４０が噛み合うことになる。

さらには、例えば、モータから先ず複数の振り分け歯車のうち、「特定の１つの振り分け歯車」に回転が伝達され（つまり、特定の１つの振り分け歯車３６と入力ピニオン４８が噛み合い）、この「特定の１つの振り分け歯車」を介して、当該「特定の１つの振り分け歯車」が噛合しているセンタ歯車に、モータからの回転が入力される構成であってもよい。なお、このような構成を採用した場合は、センタ歯車が回転することによって該センタ歯車と噛合している「その他の振り分け歯車」に、モータの回転が伝達されることになる。換言するならば、「特定の１つの振り分け歯車」には、モータの回転が直接入力されるが、「その他の振り分け歯車」には、モータの回転が、「特定の１つの振り分け歯車」および「センタ歯車」を介して伝達されることになる。このように、モータの回転は、全振り分け歯車に対して、必ずしも同一の態様で伝達されなくてもよい。

また、入力ピニオン４８および入力歯車５２に代えて、一対のプーリを設け、両プーリにベルトを掛け渡すことで、モータの回転をセンタ歯車４０に入力してもよい。

そして上記のいずれの場合においても、ある歯車が、「クランク軸に設けられた振り分け歯車と噛合すると共に、モータからの回転が入力される歯車」と捉え得る限り、その歯車は、本願発明の「センタ歯車」として機能し得る。

また、上記構造例においては、第１関節Ｊ１に組み込まれた第１減速機Ｇ１は、内歯歯車３０と、該内歯歯車３０に内接噛合する外歯歯車３２と、内歯歯車３０の軸心Ｃ３０からオフセットして複数本設けられたクランク軸３４と、該クランク軸３４に設けられた振り分け歯車３６と、該振り分け歯車３６と噛合すると共にモータＭ１からの回転が入力されるセンタ歯車４０と、各クランク軸３４を支持するキャリヤ２４と、を有していた。本関節駆動構造は、第１減速機Ｇ１がこの構造の減速機であることを前提として成立している。

しかし、第２減速機Ｇ２については、特に構造的に限定されない。第２減速機Ｇ２は、入力軸に第１動力伝達部材（上記構造例では第１プーリ６１）の回転を受ける第２動力伝達部材（上記構造例では第２プーリ１６２）が設けられていれば足り、具体的な構成は特に限定されない。例えば、クランク軸を内歯歯車の軸心上に１個のみ有するいわゆるセンタクランク型と称される偏心揺動型の減速機構を有する減速機であってもよいし、単純遊星減速機構を有する減速機であってもよい。

また、第１動力伝達部材および第２動力伝達部材は、上記構造例では第１プーリ６１および第２プーリ１６２で構成され、回転の伝達は、両者６１、１６２の間に巻回されたベルト７４によって行われる構造が採用されていた。しかし、第１動力伝達部材および第２動力伝達部材の具体的は構成あるいは回転伝達は、これに限定されず、例えば、歯車同士の噛合で回転伝達が行われる構造であってもよく、あるいは、トラクションローラ同士の圧接によるトラクションドライブにて回転伝達が行われる構造であってもよい。

また、上記構造例では、第２減速機Ｇ２の出力回転速度は、第１減速機Ｇ１の出力回転速度の２倍に設定されていたが、必ずしもこれに限定されず、第１減速機Ｇ１の出力回転速度と第２減速機Ｇ２の出力回転速度は、適宜の比率に設定されてもよい。

また、上記構造例では、第１減速機Ｇ１のセンタパイプ７０は、第１関節Ｊ１の前段側の軸（Ｕ軸１２：ケーシング２０と一体化されている部材）に取り付けられていた。しかし、同様の構成を有する第２減速機Ｇ２では、センタパイプ１７０は、第２関節Ｊ２の後段側の軸（Ｂ軸１６：負荷側キャリヤ１２４Ａと一体化されている部材）に取り付けられていた。この構造例から明らかなように、第１減速機においても、センタパイプは、必ずしも第１関節の前段側の軸に設けられる必要はなく、第１関節の後段側の軸（上記例ではＲ軸）に設けられていてもよい。さらには、センタパイプは、第１減速機のケーシングに設けられていてもよい。

また、上記構造例では、モータＭ１は、第１関節Ｊ１の前段側の軸（Ｕ軸１２：ケーシング２０と一体化されている部材）に取り付けられていた。しかし、モータＭ１は、例えば、反負荷側キャリヤ２４Ｂ（または反負荷側キャリヤ２４Ｂと一体化された部材）に取り付けられていてもよい。この場合は、モータは、反負荷側キャリヤと一体的に内歯歯車の軸心の周りを公転しながら、（筒状部の部分でキャリヤに支持されている）センタ歯車に回転を伝えることによって第１減速機を駆動することになる。そして、上記構造例と同様に、該センタ歯車の筒状部を介して当該筒状部の反モータ側の端部に設けられた第１動力伝達部材に回転を伝達することにより、上記構造例と同様に第２減速機をも駆動することができる。

Ｒ…ロボット
Ｇ１…第１減速機
Ｇ２…第２減速機
Ｊ１…第１関節
Ｊ２…第２関節
Ｍ１…モータ
２０…ケーシング
２４…キャリヤ
２４Ａ…負荷側キャリヤ
２４Ｂ…反負荷側キャリヤ
３０…内歯歯車
３２…外歯歯車
３４…クランク軸
３６…振り分け歯車
４０…センタ歯車
４１…筒状部
６１…第１プーリ（第１動力伝達部材）
１６２…第２プーリ（第２動力伝達部材）

Claims (5)

1. 第１減速機が組み込まれた第１関節と、第２減速機が組み込まれた第２関節と、を有し、
   前記第１減速機は、内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車と、前記内歯歯車の軸心からオフセットして複数本設けられたクランク軸と、該クランク軸に設けられた振り分け歯車と、該振り分け歯車と噛合すると共にモータからの回転が入力されるセンタ歯車と、前記クランク軸を支持するキャリヤと、を有し、
   前記センタ歯車は、前記第１減速機を軸方向に貫通する筒状部を有し、
   前記筒状部は、前記第１減速機の前記キャリヤに軸受を介して支持され、
   前記筒状部の反モータ側の端部に、第１動力伝達部材が設けられ、
   前記第２減速機の入力軸に、第２動力伝達部材が設けられ、
   前記第１動力伝達部材の回転が前記第２動力伝達部材に伝達可能とされる
   ことを特徴とするロボットの関節駆動構造。
2. 請求項１において、
   前記筒状部の内側に配線を保護するセンタパイプが配置され、
   該センタパイプと前記筒状部の間の空間から前記第１減速機の潤滑剤が漏れるのを防止するシール部材を有する
   ことを特徴とするロボットの関節駆動構造。
3. 請求項２において、
   前記第１減速機は、前記センタ歯車よりも前記第１動力伝達部材が鉛直方向上側となるように配置され、
   前記シール部材は、前記第１減速機に封入される潤滑剤のレベルよりも鉛直方向上側に配置される
   ことを特徴とするロボットの関節駆動構造。
4. 請求項２または３において、
   前記第１動力伝達部材の軸方向反モータ側にブッシュが配置され、該ブッシュの内周と前記センタパイプとの間に前記シール部材が配置される
   ことを特徴とするロボットの関節駆動構造。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記第２減速機の出力回転速度は、前記第１減速機の出力回転速度の２倍である
   ことを特徴とするロボットの関節駆動構造。

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