JP3514732B2 - 回転駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを使用し
た作業セルに設置され、物体を取付けた反転テーブルな
どを駆動するために好適に用いられる回転駆動装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ロボットを使用した作業セル
には、複数（通常２台）の反転テーブルもしくはポジシ
ョナが設置されている。これは、たとえば一方の反転テ
ーブルに取付けられた物体（以後、ワークと呼ぶ）に対
してロボットが作業を行っている間に、他方の反転テー
ブルで作業者がワークの着脱を行うことを可能にするた
めの工夫であり、これによって作業能率を向上すること
ができる。このような反転テーブルもしくはポジショナ
には、回転駆動装置がそれぞれ独立して設置されてい
る。回転駆動装置は、駆動モータと、減速機構とを含ん
で構成されており、単一の出力軸を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転駆動装置に
は次のような問題がある。

【０００４】（１）各回転駆動装置毎に駆動モータ、減
速機、制御手段を設ける必要があるので、全体の構成が
複雑になり、広い設置スペースが必要になる。また構成
部品点数が多いのでコストアップになる。

【０００５】（２）作業者が作業を行っている側の回転
駆動装置の電力を安全上遮断する必要があるので、制御
回路が複雑になる。

【０００６】（３）前記電力の遮断が電気的に行われる
ので、誤動作の恐れがあり、安全上の不安がある。

【０００７】本発明の目的は、前記問題を解決し、２つ
の出力軸を有し、かつ安全性の高い回転駆動装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、相互に間隔を
あけて配置された第１および第２被駆動物と、予め定め
る軸線まわりに回転駆動される入力軸と、第１および第
２被駆動物の間に配置され、これらの配列方向に沿って
延びる共通軸線を有し、第１および第２被駆動物にそれ
ぞれ連結される第１および第２出力軸とを備え、入力軸
の回転速度に対応する値ＮＯが第１および第２出力軸の
回転速度Ｎ１、Ｎ２の和になるように入力軸の回転動力
を第１および第２出力軸に伝達する差動歯車装置と、前
記入力軸を回転駆動する駆動手段と、前記配列方向に沿
って変位可能で、かつ前記共通軸線からずれた位置に配
置されるロック部材と、第１および第２被駆動物にそれ
ぞれ設けられ、ロック部材の端部に係合して第１および
第２被駆動物の前記軸線まわりの回転を阻止するロック
片と、ロック部材をその軸線方向に駆動し、ロック部材
と第１ロック片とがロック状態であり、かつロック部材
と第２ロック片とのロック状態が解除される第１位置
と、ロック部材と第２ロック片とがロック状態であり、
かつロック部材と第１ロック片とのロック状態が解除さ
れる第２位置との間を往復変位させるロック部材駆動手
段とを含むことを特徴とする回転駆動装置である。

【０００９】本発明に従えば、入力軸は駆動手段によっ
て回転駆動され、入力軸の回転運動は入力軸の回転速度
に対応する値ＮＯが第１および第２出力軸の回転速度Ｎ
１、Ｎ２の和になるように第１および第２出力軸に伝達
される。ロック部材は、ロック部材駆動手段によって駆
動され、第１および第２ロック片のいずれか一方、たと
えば第１ロック片と係合して第１被駆動物の回転を阻止
する。これによって、第１出力軸が固定され、第１出力
軸の回転速度Ｎ１が零になるので、第２出力軸は入力軸
の回転速度に対応する値ＮＯの２倍の回転速度で回転駆
動される。このように、第１および第２被駆動物のうち
のいずれかがロック部材によって機械的にロックされる
ので、誤動作が防止され、安全性を向上することができ
る。また出力軸が２つ設けられているので、駆動手段な
どを共通化することが可能となり、全体の構成をコンパ
クトにすることができ、省スペースを図ることができ
る。さらに、構成部品点数を削減することができるので
コストダウンを図ることが可能となる。

【００１０】また本発明では、差動歯車装置は、入力軸
を有する差動歯車手段と、第１および第２出力軸を有
し、差動歯車手段の出力が与えられ、第１および第２被
駆動物をそれぞれ駆動する第１および第２歯車減速機と
を含むことを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、第１および第２歯車減速
機が設けられているので、希望する回転速度で第１およ
び第２被駆動物を確実に回転駆動することができる。

【００１２】また本発明では、前記差動歯車手段の入力
軸は、前記共通軸線と同一の軸線を有し、第１および第
２出力軸の半径方向外方に間隔をあけて設けられる筒部
を備え、前記差動歯車手段はさらに、前記共通軸線に平
行な同一の軸線を有し、相互に隣接して、かつ筒部にそ
の軸線を中心として回転自在に設けられる第１および第
２歯車と、前記共通軸線に平行な同一の軸線を有し、第
１および第２歯車に対して筒部の周方向の異なる位置に
相互に隣接して、かつ筒部にその軸線を中心として回転
自在に設けられる第３および第４歯車と、第１および第
２出力軸にそれぞれ装着され、前記共通軸線まわりに回
転可能な第５および第６歯車とを含み、第１、第２およ
び第４歯車は、第３、第５および第６歯車とそれぞれ相
互に噛み合っており、さらに第２および第４歯車は第５
および第６歯車のまわりを回転可能であることを特徴と
する。

【００１３】本発明に従えば、第１〜第６歯車は各軸線
まわりを自転可能であり、かつ第２および第４歯車は第
５および第６歯車のまわりを公転することができるの
で、たとえば第１出力軸、すなわち第５歯車が固定され
ているときでも第２歯車が第５歯車のまわりを公転しな
がら自転し、後述のように第６歯車を自転させることが
できる。したがって、第１および第２出力軸のいずれか
一方が固定されているときでも、いずれか他方を確実に
回転させることができる。

【００１４】また本発明では、前記歯車減速機は、サイ
クロ減速機であることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、歯車減速機がサイクロ減
速機であるので、大きな減速比を確実に実現することが
できる。

【００１６】また本発明は、請求項１〜４のいずれかに
記載の回転駆動装置と、前記配列方向に垂直な方向に配
置されるロボットと、回転駆動装置およびロボットを収
納する移動可能な作業セルとを備え、前記第１および第
２被駆動物は物体を着脱自在に取付け可能な第１および
第２テーブルであって、前記ロボットは、第１および第
２テーブルのいずれか一方に取付けられている物体を加
工し、作業者は第１および第２テーブルのいずれか他方
で物体の着脱を行うことを特徴とする作業装置である。

【００１７】本発明に従えば、第１および第２被駆動物
が第１および第２テーブルであり、第１および第２テー
ブルには物体、たとえば被加工物を着脱可能に取付ける
ことが可能であり、さらに第１および第２テーブルの配
列方向に垂直な方向にロボットが配置されているので、
たとえばロックされていない第１テーブルでロボットに
よって被加工物を加工し、ロックされている第２テーブ
ルで作業者によって被加工物の着脱を行うことができ
る。これによって、作業者の安全を確保することが可能
になるとともに、作業能率を向上することができる。ま
た回転駆動装置およびロボットが作業セル内に収納さ
れ、作業セルが移動可能であるので、配置替えが容易で
あり、作業装置の稼動率を高めることが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る回転駆動装置１の構成を簡略化して示す正面断面図で
あり、図２は図１の平面図であり、図３は図１の右側面
図である。回転駆動装置１は、ハウジング２と第１およ
び第２被駆動物３，４と、差動歯車装置５と、駆動手段
６と、ロック手段７とを含んで構成される。ハウジング
２は、固定位置にほぼ垂直に立設されており、ハウジン
グ２には差動歯車装置５が回転自在に設けられている。
第１および第２被駆動物３，４は、たとえばワークを着
脱自在に取付け可能な一対の作業用反転テーブルであっ
て、ハウジング２を挟んで一直線上に対向して配置され
ている。以後、第１および第２被駆動物を第１および第
２テーブル３，４と呼ぶ。

【００１９】差動歯車装置５は、第１および第２テーブ
ル３，４の配列方向に沿って延びる水平軸線５ａを有
し、さらに１つの入力軸８と、２つの第１および第２出
力軸９，１０とを有している。入力軸８は差動歯車群３
９を介して第１および第２出力軸９，１０と連結されて
おり、第１および第２出力軸９，１０は、第１および第
２テーブル３，４と連結されている。第１および第２出
力軸９，１０の軸線は、前記水平軸線５ａと同一であ
る。したがって以後、前記水平軸線５ａを共通軸線と呼
ぶ。

【００２０】駆動手段６は、ハウジング２に固定されて
おり入力軸８を回転駆動する。ロック手段７はハウジン
グ２に設けられ、後述のように第１および第２テーブル
３，４のいずれか一方をロックし、かつ同時にいずれか
他方のロックを解除する。すなわち、ロック手段７によ
って第１および第２出力軸９，１０のいずれか一方がロ
ックされ、いずれか他方のロックが解除される。したが
って、両方のロックが同時に解除されることはない。入
力軸８の回転運動は、後述のように差動機能を有する差
動歯車群３９によって第１および第２出力軸９，１０の
いずれか一方がロックされていても、ロックされていな
いいずれか他方に伝達される。したがって、駆動手段６
は未ロック状態の第１または第２テーブル３，４を前記
共通軸線５ａまわりに回転させて反転させることができ
る。ここで、回転とは前記共通軸線５ａまわりの３６０
°以上または未満のあらゆる角変位の動作を含む。

【００２１】図４は図１に示す回転駆動装置１を備える
作業装置１３の全体構成を簡略化して示す平面図であ
り、図５は図４の側面図である。作業装置１３は、回転
駆動装置１と、ロボット１４と作業セル１５とを備え
る。回転駆動装置１の第１および第２テーブル３，４
は、角管から成る枠部材によって形成された平坦な矩形
テーブルであり、矢符１７で示す予め定める配列方向に
ハウジング２を挟んで直線上に配置されている。

【００２２】第１および第２テーブル３，４は、ハウジ
ング２の近傍に配置され、前記配列方向１７に垂直な方
向に延びる第１枠部材３ａ，４ａと、第１枠部材３ａ，
４ａに関してハウジング２と反対側に配置され、かつ第
１枠部材３ａ，４ａに対して平行に延びる第２枠部材３
ｂ，４ｂと、第１枠部材３ａ，４ａおよび第２枠部材３
ｂ，４ｂの一方の端部をそれぞれ連結し、前記配列方向
１７に平行に延びる第３枠部材３ｃ，４ｃと、第１枠部
材３ａ，４ａおよび第２枠部材３ｂ，４ｂの他方の端部
をそれぞれ連結し、前記配列方向１７に平行に延びる第
４枠部材３ｄ，４ｄとを含んで構成される。

【００２３】第１〜第４枠部材３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄ
は平坦なテーブル面をそれぞれ形成し、第１および第２
テーブル３，４の枠部材内方部分は前記テーブル面に垂
直な方向に開放されている。第１および第２テーブル
３，４の第２枠部材３ｂ，４ｂには、第１および第２軸
受手段１１，１２がそれぞれ設けられている。第１およ
び第２軸受手段１１，１２は第１および第２テーブル
３，４のハウジング２とは反対側の端部をそれぞれ回転
自在に支持する。ワーク１６は第１および第２テーブル
３，４の各第１〜第４枠部材に着脱自在に取付けられ
る。

【００２４】ロボット１４は、たとえば複数のアームが
関節によって連結される６軸垂直多関節ロボットであ
り、前記配列方向１７に垂直な方向に配置される。ロボ
ット１４の手首１９には、たとえばアーク溶接のトーチ
２０が取付けられる。これによって、ロックされていな
い第１または第２テーブル３，４に取付けられたワーク
１６に対して溶接加工を能率的に施すことができる。す
なわち、ロボット１４の姿勢と第１または第２テーブル
３，４の水平面に対する角度とを制御することによって
ワーク１６の所望の位置に溶接加工を施すことができ
る。また溶接加工の位置決めまでに要する時間を短縮す
ることが可能となる。さらに、第１または第２テーブル
３，４は前述のように枠部材で四方を囲まれた内方部分
がテーブル面に垂直な方向に開放されているので、第１
または第２テーブル３，４を反転することによって、ワ
ーク１６の裏側から溶接加工を施すことが可能となる。
これによってもまた、溶接時間を短縮することができ
る。

【００２５】作業セル１５は、回転駆動装置１およびロ
ボット１４を収納可能な作業空間を有する作業室であ
る。前記第１および第２テーブル３，４は、前記配列方
向１７に沿って延びる作業セル１５の一側部２１に近接
して配置されている。作業セル１５には、上下方向に昇
降する開閉扉２３と、ヒンジを介して開閉される点検用
の第１および第２ドア２４，２５とが設けられている。
開閉扉２３は、作業セル１５の前記一側部２１に設けら
れており、昇降手段２６によって開閉される。これによ
って、開閉扉２３を開放すれば、作業者は作業セル１５
の外部からワーク１６を出入れすることが可能となり、
ワーク１６の第１および第２テーブル３，４に対する着
脱を容易に、かつ安全に行うことが可能となる。また作
業セル１５は回転駆動装置１およびロボット１４を収納
した状態で移動可能であるので、配置替えが容易であ
り、作業装置１３の稼動率を高めることができる。

【００２６】このように、第１および第２テーブル３，
４のいずれか一方がロックされている状態では、いずれ
か他方のロックが解除されているので、ロックされてい
ない第１または第２テーブル３，４でロボット１４によ
ってワーク１６を溶接加工し、ロックされている第１ま
たは第２テーブル３，４で作業者によってワーク１６の
着脱を行うことができる。これによって、作業者の安全
を確保することが可能になるとともに、作業能率を向上
することができる。

【００２７】図６は図１の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た
断面図である。図１、図２、図３および図６を参照し
て、ハウジング２、差動歯車装置５および駆動手段６の
構成を説明する。ハウジング２は、台盤２７上にほぼ垂
直に立設される中空構造体であり、その水平断面形状は
矩形である。ハウジング２は、前記第１テーブル３の第
１枠部材３ａの近傍に配置され、前記配列方向１７に対
して垂直な方向に延びる第１側壁２ａと、前記第２テー
ブル４の第１枠部材４ａの近傍に第１側壁２ａと間隔を
あけて対向して配置され、第１側壁２ａに対して平行に
延びる第２側壁２ｂと、第１および第２側壁２ａ，２ｂ
の一端部（図２の上部）に連結され、前記配列方向１７
に対して平行に延びる第３側壁２ｃと、第１および第２
側壁２ａ，２ｂの他端部（図２の下部）に連結され、第
３側壁２ｃに対して平行に延びる第４側壁２ｄと第１〜
第４側壁２ａ〜２ｄの上端部を覆う天板２ｅとを有す
る。第１〜第４側壁２ａ〜２ｄは水平面に対してほぼ垂
直にそれぞれ立設され、第１および第２側壁２ａ，２ｂ
は前記第１および第２出力軸９，１０の共通軸線５ａに
対して垂直である。台盤２７は、ほぼ水平に延在し、作
業セル１５の床面上に固定される。

【００２８】第１および第２側壁２ａ，２ｂの上部付近
には、円形の透孔がそれぞれ形成されており、各透孔の
軸線は前記共通軸線５ａと同軸である。第１および第２
側壁２ａ，２ｂの透孔の周縁部には、ハウジング２の内
方側に突出して延びる第１および第２保持体２８，２９
がそれぞれ取付けられている。第１および第２保持体２
８，２９は、ほぼ円筒状の第１および第２保持部３０，
３１と、第１および第２保持部３０，３１の軸線方向内
方側端部に固定され、半径方向内方側に延びる第１およ
び第２内向きフランジ部３２，３３と、第１および第２
保持部３０，３１の軸線方向外方側端部に固定され、半
径方向外方側に延びる第１および第２外向きフランジ部
３４，３５とを備える。第１および第２外向きフランジ
部３４，３５は、ハウジング２の第１および第２側壁２
ａ，２ｂに複数のボルトによって着脱可能にそれぞれ取
付けられている。

【００２９】差動歯車装置５は、差動歯車手段３６と、
歯車減速機３７ａ，３７ｂとを備える。差動歯車手段３
６は、回転支持体３８と、入力軸８と差動歯車群３９と
を含み、第１および第２歯車減速機３７ａ，３７ｂは第
１および第２出力軸９，１０と、第１および第２サイク
ロ減速機４０，４１とをそれぞれ含む。第１および第２
サイクロ減速機４０，４１は前記第１および第２保持部
３０，３１の内部空間内に収納されている。回転支持体
３８は、前記共通軸線５ａと同一の軸線を有しており、
第１および第２内向きフランジ部３２，３３の内周面に
第１および第２玉軸受４３，４４を介して前記共通軸線
５ａまわりに回転自在に設けられる。

【００３０】入力軸８は、前記共通軸線５ａと同一の軸
線を有する中空回転体であり、プーリ部４６と、筒部４
７とを有する。プーリ部４６は、ほぼ円筒状の形状を有
し、前記第１保持体２８の第１保持部３０の半径方向外
方に間隔をあけて設けられる。プーリ部４６の一端部
（図１の左側）付近の外周面には、第１プーリ４８が設
けられており、プーリ部４６の他端部には中央孔を有す
るドーナツ状の端板４９が取付けられている。筒部４７
は、ほぼ円筒状の形状を有し、回転支持体３８の半径方
向外方に間隔をあけて同心円上に設けられる。筒部４７
の外径はプーリ部４６の外径よりも小径であり、筒部４
７の一端部は端板４９に固定されている。入力軸８と回
転支持体３８とは連結されており、前記共通軸線５ａま
わりに一体的に回転可能である。差動歯車群３９は、回
転支持体３８と、第１および第２出力軸９，１０に装着
されている。第１および第２歯車減速機３７ａ，３７ｂ
の第１および第２サイクロ減速機４０，４１は、第１お
よび第２出力軸９，１０と第１および第２テーブル３，
４との間に設けられ、両者を連結する。差動歯車手段３
６の回転支持体３８および差動歯車群３９と第１および
第２歯車減速機３７ａ，３７ｂの構成についてはさらに
後述する。

【００３１】前記駆動手段６はモータ５１を備える。モ
ータ５１は取付部材５０を介してハウジング２の第１側
壁２ａに着脱可能に取付けられている。モータ５１の上
下方向位置は、ボルトと固定ナットとから成る位置調整
手段５２によって調整可能である。モータ５１のモータ
軸５１ａには第２プーリ５３が装着されており、前記第
１プーリ４８と第２プーリ５３との間には伝動ベルト５
４が張架されている。また第１プーリ４８の直径は、第
２プーリ５３の直径よりも大きくなるように設定されて
いる。これによって、モータ５１を回転駆動するとモー
タ５１の回転運動は伝動ベルト５４を介して減速された
状態で入力軸８に伝達され、回転支持体３８を回転駆動
する。

【００３２】図７は、図１の背面図である。図２、図６
および図７を参照して回転駆動装置１のロック手段７の
構成を説明する。ロック手段７は、第１および第２スリ
ーブ５６，５７と、ロック部材５８と、第１および第２
ロック片５９，６０と、ロック部材駆動手段６１とを含
んで構成される。第１および第２スリーブ５６，５７は
円筒状部材であり、その内周面には軸受メタル６３が内
張りされている。第１および第２スリーブ５６，５７
は、ハウジング２の第４側壁２ｃに前記配列方向１７に
間隔をあけて設けられている。第１および第２スリーブ
５６，５７の軸線は、前記共通軸線５ａと平行な直線上
に存在する。

【００３３】ロック部材５８は、前記第１および第２ス
リーブ５６，５７と同一の軸線５８ａを有する棒状の部
材であり、その軸直角断面形状は円形である。ロック部
材５８は、第１および第２スリーブ５６，５７に軸受メ
タル６３を介して挿通され、その軸線５８ａに沿って摺
動変位可能である。ロック部材５８の軸線５８ａは、前
記共通軸線５ａに平行であり、かつ前記共通軸線５ａか
ら前記配列方向１７に垂直な方向にずれた位置に存在す
る。

【００３４】第１および第２ロック片５９，６０は、円
環状部材であり、第１および第２テーブル３，４の第１
枠部材３ａ，４ａに対向してそれぞれ設けられている。
第１および第２ロック片５９，６０はロック部材５８と
共通の軸線５８ａを有しており、第１および第２ロック
片５９，６０の内径は、ロック部材５８の外径よりもわ
ずかに大きくなるように設定されている。これによっ
て、ロック部材５８をその軸線５８ａに沿って摺動変位
させれば、ロック部材５８の一端部および他端部を第１
および第２ロック片５９，６０の中心孔に出入れするこ
とができる。

【００３５】ロック部材駆動手段６１は、複動空気圧シ
リンダ６５と、連結部材６６とを含む。複動空気圧シリ
ンダ６５は、ロック部材５８よりも下方に、かつ図３お
よび図６に示すようにロック部材５８の軸線５８ａを含
む鉛直面６７内に存在し、複動空気圧シリンダ６５のピ
ストンロッド６５ａを軸線５８ａに平行に伸縮変位駆動
する。連結部材６６は、上下方向に延びる板状部材であ
り、ロック部材５８とピストンロッド６５ａとを連結す
る。すなわち連結部材６６の上端部はロック部材５８に
固定され、下端部はピストンロッド６５ａの先端部に固
定される。

【００３６】ピストンロッド６５ａを伸長限まで伸長さ
せるとロック部材５８の一端部が第１ロック片５９に挿
入され、連結部材６６は予め定める第１位置６８まで移
動する。連結部材６６が第１位置６８に存在すること
は、第１位置検出器６９によって検出される。ピストン
ロッド６５ａを後退限まで縮退させるとロック部材５８
の他端部が第２ロック片６０に挿入され連結部材５８は
予め定める第２位置７１まで移動する。連結部材６６が
第２位置７１に存在することは第２位置検出器７２によ
って検出される。第１および第２位置検出器６９，７２
は、たとえば近接スイッチによって実現される。

【００３７】図８は図７に示すロック部材５８と第１お
よび第２ロック片５９，６０とのロック状態を示す図で
ある。ロック部材５８が第１位置６８に存在する状態で
は、図８（１）に示すようにロック部材５８の一端部は
第１ロック片５９の中央孔に充分に挿通しており、ロッ
ク部材５８と第１ロック片５９とは充分なロック状態に
ある。したがって、第１ロック片５９が固定されている
第１テーブル３はハウジング２に対して固定される。こ
れに対してロック部材５８の他端部は第２ロック片６０
の中央孔から完全に外れており、ロック部材５８と第２
ロック片６０とのロック状態は解除されている。したが
って第２ロック片６０が固定されている第２テーブル４
はハウジング２との連結から開放され、自在に回転する
ことが可能である。

【００３８】ロック部材５８を第１位置６８から第２位
置７１に向って移動させると、その途中位置において図
８（２）に示すようにロック部材５８の一端部および他
端部が第１および第２ロック片５９，６０にそれぞれ部
分的に係合した状態が出現する。この状態は、第１およ
び第２テーブル３，４とも回転することができないばか
りでなく、不充分な係合状態であるので、作業者の作業
中にロックが外れて第１または第２テーブル３，４が回
転する恐れがあり、回避するべき危険な状態である。

【００３９】ロック部材５８が第２位置７１に到達した
状態では、図８（３）に示すようにロック部材５８の他
端部は第２ロック片６０の中央孔に充分に挿通してお
り、ロック部材５８と第２ロック片６０とは充分なロッ
ク状態にある。したがって、第２ロック片６０が固定さ
れている第２テーブル４はハウジング２に対して固定さ
れる。これに対して、ロック部材５８の一端部は第１ロ
ック片５９の中央孔から完全に外れており、ロック部材
５８と第１ロック片５９とのロック状態は解除されてい
る。したがって、第１ロック片５９が固定されている第
１テーブル３は自在に回転することができる。

【００４０】このように、ロック部材５８を移動させる
ことによって第１および第２テーブル３，４のいずれか
一方を完全にロックすることができるとともに、第１お
よび第２テーブル３，４のいずれか他方のロック状態を
完全に解除することが可能であり、両方のロックが同時
に解除されることはないので、ロックされている側にお
ける作業者の安全性を向上することが可能となる。また
このような機械的な方式によるロックが行われるので、
電気的な方式によるロックに比べてロック状態に対する
信頼性を高めることができる。また第１および第２位置
検出器６９，７２が設けられているので、図８（２）に
示すような不完全なロック状態の出現を防止することが
可能となり、安全性をさらに高めることができる。また
ロック部材５８が単１本であるので、第１および第２位
置検出器６９，７２の設置数は１組でよい。したがっ
て、第１および第２テーブル３，４を２本の別々のロッ
ク部材でロックする場合に比べて位置検出器の数量を削
減することができる。

【００４１】図９は図１に示す差動歯車装置５の第１お
よび第２出力軸９，１０付近の構成を簡略化して示す拡
大断面図であり、図１０は図９のスケルトンを示す図で
ある。図６、図９および図１０を参照して図１に示す差
動歯車手段３６の回転支持体３８および差動歯車群３９
の構成と動作とを説明する。回転支持体３８は、第１お
よび第２回転支持部材７４，７５と、第１および第２回
転軸７６，７７とを備える。

【００４２】第１および第２回転支持部材７４，７５
は、軸線まわりに中央孔を有する段付部材であり、軸線
方向外方側に形成される第１および第２小径部７８，７
９と、それに連なり軸線方向内方側に形成される第１お
よび第２大径部８０，８１とを有する。第１および第２
小径部７８，７９の外周面は、前記第１および第２玉軸
受４３，４４に嵌合され、第１大径部８０の外周面は、
入力軸８の端板４９に固定され、第２大径部８１の外周
面付近は入力軸８の筒部４７の他端部に固定される。第
１および第２回転支持部材７４，７５の各中央孔には、
第３および第４玉軸受８３，８４がそれぞれ装着され、
第３および第４玉軸受８３，８４には、前記第１および
第２出力軸９，１０がそれぞれ嵌合される。第３および
第４玉軸受８３，８４はそれぞれ一対の玉軸受から成
る。第１大径部８０の第３玉軸受８３の半径方向外方に
は、第５および第６玉軸受８５，８６が周方向に隣接し
て嵌合されており、第２大径部８１の第４玉軸受８４の
半径方向外方には第７および第８玉軸受８７，８８が第
５および第６玉軸受８５，８６と対向して嵌合されてい
る。

【００４３】第１および第２回転軸７６，７７は、第１
および第２回転支持部材７４，７５の周方向の異なる位
置に、かつ第１および第２回転支持部材７４，７５間に
またがって回転自在に支持される回転軸である。すなわ
ち、第１回転軸７６の一端部は第５玉軸受８５に嵌合さ
れ、他端部は第７玉軸受８７に嵌合される。第２回転軸
７７の一端部は、第６玉軸受８６に嵌合され、他端部は
第８玉軸受８８に嵌合される。第１および第２回転軸７
６，７７の軸線７６ａ，７７ａは前記共通軸線５ａにそ
れぞれ平行である。

【００４４】差動歯車群３９は、第１〜第６歯車８９〜
９４から成る。第１〜第６歯車８９〜９４は、全て同一
の歯数とピッチ円直径とを有する。第１および第２歯車
８９，９０は第１回転軸７６にキー７６ｂによってキー
結合されており、第１歯車８９は、第１回転軸７６の軸
線方向中央部付近に配置され、第２歯車９０は第１回転
軸７６の第１歯車８９の第５玉軸受８５側に隣接して配
置されている。第３および第４歯車９１，９２は第２回
転軸７７にキー７７ｂによってキー結合されており、第
３歯車９１は第２回転軸７７の軸線方向中央部付近に配
置され、第４歯車９２は第２回転軸７７の第３歯車９１
の第８玉軸受８８側に隣接して配置されている。第５歯
車９３は、第１出力軸９の軸線方向内方側の端部にキー
９ａによってキー結合されており、第６歯車９４は第２
出力軸１０の軸線方向内方側の端部にキー１０ａによっ
てキー結合されている。第１および第２出力軸９，１０
の軸線方向外方側の端部には、図１０に示すように第７
歯車９５と第８歯車９６とがそれぞれ形成されている。
また、第１歯車８９は第３歯車９１と噛み合っており、
第２歯車９０は第５歯車９３と噛み合っており、第４歯
車９２は第６歯車９４と噛み合っている。図６に第１歯
車８９と第３歯車９１とが噛み合っている状態を示す。

【００４５】これによって、第１〜第６歯車８９〜９４
は各軸線まわりにそれぞれ自転することができるととも
に、第２歯車９０および第４歯車９２は第５歯車９３お
よび第６歯車９４のまわりを第１および第２回転軸７
６，７７とともにそれぞれ公転することが可能である。
図６には、１８０°公転後の第１および第２回転軸７
６，７７の周方向位置が参照符７６ａ，７７ａで併せて
示されており、さらに第１および第２回転軸７６，７７
とともに１８０°角変位した第１および第３歯車８９，
９１の周方向位置が参照符８９ａ，９１ａで示されてい
る。また図９では、図解の便宜のために第２回転軸７
７、第３および第４歯車９１，９２を周方向にずらして
示している。

【００４６】次に、差動歯車手段３６の動作を説明す
る。モータ５１の回転運動は、第２プーリ５３、伝動ベ
ルト５４および第１プーリ４８を介して伝達され、入力
軸８を回転駆動する。ロック手段７によって、たとえば
第１テーブル３がロックされている状態では、第１出力
軸９がロックされるので、第５歯車９３の回転が阻止さ
れる。これによって、入力軸８および回転支持体３８の
回転に伴って、第２歯車９０がロック状態の第５歯車９
３のまわりを公転するとともに自転する。この第２歯車
９０の自転は第１歯車８９を介して第３、第４および第
６歯車９１，９２，９４に伝達される。また入力軸８お
よび回転支持体３８の回転に伴って第４歯車９２が第６
歯車９４のまわりを公転するとともに、第６歯車９４を
自転させる。したがって、入力軸８が１回転すると、第
６歯車９４は第２歯車９０の公転に伴う１回転に第４歯
車９２の公転に伴う１回転を加えて２回転する。

【００４７】これに対して、ロック手段７によって、第
２テーブル４をロックして第６歯車９４の回転を阻止す
ると同様にして入力軸８が１回転する間に第５歯車９３
が２回転する。すなわち入力軸８の回転速度に対応する
値ＮＯ（本実施の形態では、入力軸８の回転速度の倍
数）が第１および第２出力軸９，１０の回転速度Ｎ１，
Ｎ２の和に等しい。このように、差動歯車手段３６の差
動機能によって第１および第２出力軸９，１０のいずれ
か一方がロックされているときにおいても、第１および
第２出力軸９，１０のいずれか他方を回転させることが
できるので、ロック手段７の切換えによって第１および
第２出力軸９，１０を交互に回転させることが可能とな
る。

【００４８】図１１は、図１に示す第２歯車減速機３７
ｂの構成を簡略化して示す断面図である。第１歯車減速
機３７ｂは前述のように第２出力軸１０と、第２サイク
ロ減速機４１とを備える。第２出力軸１０は前記共通軸
線５ａを有し、この軸線５ａまわりに回転可能に支持さ
れている。第２出力軸１０の軸線方向外方側端部付近の
外周面には、前述のように第８歯車９６が形成されてい
る。第２サイクロ減速機４１は、内歯歯車９８と、一対
の外歯歯車９９ａ，９９ｂ（以後、総称して呼ぶときは
添字ａ，ｂを省略する）とクランク軸１００と、支持体
１０１とを備える。

【００４９】内歯歯車９８は、ほぼ円筒状の形状を有す
る筒体の内周面に複数の内歯９８ａが形成された歯車で
あり、その軸線は前記共通軸線５ａの延長線上に存在す
る。内歯歯車９８は、軸線５ａまわりに回転可能であ
り、円板状の接続部材１０２を介して第２テーブル４に
連結されている。外歯歯車９９は、内歯歯車９８と噛み
合う歯車であり、その外周面には内歯歯車９８の歯数よ
りも１つだけ少ない歯数の外歯が形成されている。クラ
ンク軸１００は、外歯歯車９９に嵌合して外歯歯車９９
を揺動させる偏心入力軸であり、外歯歯車９９の周方向
に３本等間隔をあけて透孔を介して嵌合されている。ク
ランク軸１００は、内歯歯車９８の軸線５ａと平行な軸
線１００ａを有する。クランク軸１００の軸線方向中央
には、１８０°の位相を持つ一対のクランク部１００ｂ
が形成されており、クランク軸１００の軸線方向内方側
（図１１の左側）には平歯車１０３が取付けられてい
る。

【００５０】支持体１０１は、第１および第２支持部１
０４，１０５を有し、内歯歯車９８、外歯歯車９９およ
びクランク軸１００を支持する。第１および第２支持部
１０４，１０５は、軸線５ａ方向に間隔をあけて設けら
れ、位置決め部材１０６によって一体的に連結されてい
る。位置決め部材１０６は、内歯歯車９８の軸線５ａと
平行な軸線１０６ａを有する棒状体であり、外歯歯車２
９の周方向に３本等間隔をあけて透孔を介して挿通され
ている。位置決め部材１０６の挿通されている透孔の内
寸法は位置決め部材１０６の外寸法よりも大きくなるよ
うに設定される。これによって、外歯歯車２９は周方向
および半径方向に揺動変位可能に位置決めされる。

【００５１】支持体１０１の第１支持部１０４は、前記
第２保持体２９の第２内向きフランジ部３３に固定され
る。これによって、第１および第２支持部１０４，１０
５、すなわち支持体１０１はハウジング２に固定され
る。第１および第２支持部１０４，１０５の外周面に
は、第１および第２ころ軸受１０８，１０９が装着され
ており、前記内歯歯車９８は、支持体１０１の外周面に
第１および第２ころ軸受１０８，１０９を介して回転自
在に支持されている。第１および第２支持部１０４，１
０５のクランク軸嵌合用透孔を臨む位置には、第３およ
び第４ころ軸受１１０，１１１が装着されている。前記
クランク軸１００は、両端部を第３および第４ころ軸受
１１０，１１１によって回転自在に支持される。クラン
ク軸１００に取付けられている平歯車１０３は前記第２
出力軸１０の先端に形成された第８歯車９６と噛み合う
ように配置されており、平歯車１０３の歯数は第８歯車
９６の歯数よりも多い。これによって、第２出力軸１０
の出力が減速されてクランク軸１００に入力される。

【００５２】第１サイクロ減速機４０は、第２サイクロ
減速機４１と全く同一の構成を有しており、第１出力軸
９の出力が第１出力軸９の先端に形成された第７歯車９
５（図１０参照）を介して第１サイクロ減速機４０のク
ランク軸に入力される。

【００５３】次に第２サイクロ減速機４１の動作を図１
１を参照して説明する。第２出力軸１０の出力は、第１
歯車９６を介して平歯車１０３に伝達され、減速されて
クランク軸１００に入力される。クランク軸１００の回
転は、一対の外歯歯車９９を偏心揺動させ、外歯歯車９
９の歯と内歯歯車９８の歯９８ａとを１つずつずらしな
がら噛み合わせる。これによって、第２出力軸１０の回
転速度はさらに減速され、内歯歯車９８は軸線５ａまわ
りをゆっくりと自転して第２テーブル４を回動させる。
したがって、第２サイクロ減速機４１によって非常に大
きな減速比を得ることができる。第１サイクロ減速機４
０の動作も第２サイクロ減速機４１と同一である。この
ように、第１および第２サイクロ減速機４０，４１によ
って大きな減速比を得ることができるので、第１および
第２出力軸９，１０のいずれか一方がロックされ、いず
れか他方の回転速度が差動歯車群３９の働きによって、
たとえば２倍になっても充分に減速することが可能とな
る。したがって、第１または第２テーブル３，４を希望
する回転速度で回転させることができる。

【００５４】再び図３を参照して、前記第２保持体２９
の第２外向きフランジ部３５の下部には一対のストッパ
部材１１３が固定されている。１対のストッパ部材１１
３は、前記共通軸線５ａを含む鉛直平面１１４に関して
対称に間隔をあけて配置されており、各ストッパ部材１
１３の中間には爪部材１１５が共通軸線５ａに平行な軸
線まわりに角変位可能にピン１１６によってピン止めさ
れている。前記第２サイクロ減速機４１の内歯歯車９８
に連結されている接続部材１０２には、爪部材１１５と
係合する係合片１１７と前記第２テーブル４とが固定さ
れている。さらに詳しく述べると、係合片１１７および
第２テーブル４は、接続部材１０２の一直径線上の一方
および他方の外周部付近に配置されており、第２テーブ
ル４が水平状態であるとき、図３に示すように係合片１
１７が前記鉛直平面１１４内に存在するように配置され
ている。

【００５５】これによって、内歯歯車９８、すなわち接
続部材１０２が回転すると、係合片１１７と爪部材１１
５とが係合して爪部材１１５が角変位し、爪部材１１５
の角変位が一方のストッパ部材１１３によって阻止され
るので、第２テーブル４を水平状態に保持することがで
きる。接続部材１０２が逆方向に回転すると、爪部材１
１５の角変位が他方のストッパ部材１１３によって阻止
されるので、第２テーブル４を同様に水平状態に保持す
ることができる。このような第２テーブル４の水平保持
動作は、第１テーブル３においても同様に実現すること
ができる。したがって、前述のように作業者がワーク１
６を第１または第２テーブル３，４に着脱するとき、作
業の安全性を向上することが可能となる。また、前述の
ように第１または第２テーブル３，４は前記共通軸線５
ａのまわりを回転するので、その移動軌跡は図３の仮想
線に示すように円形となり、その移動範囲をハウジング
２から等距離の範囲に限定することができる。したがっ
て、作業セル１５の作業空間の体積を相対的に小さくす
ることが可能となる。第１または第２テーブル３，４の
移動軌跡円の直径Ｄ１は、たとえば６２６ｍｍである。

【００５６】以上述べたように、本実施の形態では第１
および第２歯車減速機３７ａ，３７ｂとして第１および
第２サイクロ減速機４０，４１が用いられているけれど
も、他の大減速比減速機、たとえば平行軸形歯車減速機
を用いるようにしてもよい。また差動歯車装置５の構成
は、本実施の形態の構成に限定されるものではなく、他
の構成であってもよい。また第１および第２被駆動部は
第１および第２テーブル３，４に限定されるものではな
く、他の物体であってもよい。また作業装置１３に備え
られる回転駆動装置１の構成はこのような構成のみに限
定されるものではなく、他の構成のものであってもよ
い。

【００５７】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、第１および第２被駆動物のうちのいずれかがロッ
ク部材によって機械的にロックされるので誤動作が防止
され、安全性を向上することができる。また出力軸が２
つ設けられているので、駆動手段などを共通化すること
が可能となり、全体の構成をコンパクトにすることがで
き、省スペースを図ることができる。さらに構成部品点
数を削減することができるので、コストダウンを図るこ
とができる。

【００５８】また請求項２記載の本発明によれば、第１
および第２歯車減速機が設けられているので、希望する
回転速度で第１および第２被駆動物を確実に回転駆動す
ることができる。

【００５９】また請求項３記載の本発明によれば、差動
歯車手段が設けられているので、第１および第２出力軸
のいずれか一方が固定されているときでも、いずれか他
方を確実に回転させることができる。

【００６０】また請求項４記載の本発明によれば、歯車
減速機がサイクロ減速機であるので、大きな減速比を確
実に実現することができる。

【００６１】また請求項５記載の本発明によれば、ロッ
クされていない第１または第２テーブルでロボットによ
って被加工物を加工し、ロックされている第２または第
１テーブルで作業者によって被加工物の着脱を行うこと
ができるので、作業者の安全を確保することが可能にな
るとともに、作業能率を向上することができる。また回
転駆動装置およびロボットが作業セル内に収納され、作
業セルが移動可能であるので、配置替えが容易であり、
作業装置の稼動率を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である回転駆動装置１の
構成を簡略化して示す正面断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の右側面図である。

【図４】図１に示す回転駆動装置１を備える作業装置１
３の全体構成を簡略化して示す平面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】図１の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面図であ
る。

【図７】図１の背面図である。

【図８】図７に示すロック部材５８と第１および第２ロ
ック片５９，６０とのロック状態を示す図である。

【図９】図１に示す差動歯車装置５の第１および第２出
力軸９，１０付近の構成を簡略化して示す拡大断面図で
ある。

【図１０】図９のスケルトンを示す図である。

【図１１】図１に示す第２歯車減速機３７ｂの構成を簡
略化して示す断面図である。

【符号の説明】

１ 回転駆動装置 ２ ハウジング ３ 第１テーブル ４ 第２テーブル ５ 差動歯車装置 ７ ロック手段 ８ 入力軸 ９ 第１出力軸 １０ 第２出力軸 ２８ 第１保持体 ２９ 第２保持体 ３６ 差動歯車手段 ３８ 回転支持体 ３９ 差動歯車群 ４０ 第１サイクロ減速機 ４１ 第２サイクロ減速機 ５８ ロック部材 ５９ 第１ロック片 ６０ 第２ロック片 ６１ ロック部材駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−103449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−61552（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−151540（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256340（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−100725（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−135449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90840（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−78233（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 1/00 - 1/48 F16H 48/00 - 48/30 F16H 37/00 - 37/16 B23Q 39/00 - 39/04 B23Q 1/00 - 1/76

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に間隔をあけて配置された第１およ
   び第２被駆動物と、 予め定める軸線まわりに回転駆動される入力軸と、第１
   および第２被駆動物の間に配置され、これらの配列方向
   に沿って延びる共通軸線を有し、第１および第２被駆動
   物にそれぞれ連結される第１および第２出力軸とを備
   え、入力軸の回転速度に対応する値ＮＯが第１および第
   ２出力軸の回転速度Ｎ１、Ｎ２の和になるように入力軸
   の回転動力を第１および第２出力軸に伝達する差動歯車
   装置と、 前記入力軸を回転駆動する駆動手段と、 前記配列方向に沿って変位可能で、かつ前記共通軸線か
   らずれた位置に配置されるロック部材と、 第１および第２被駆動物にそれぞれ設けられ、ロック部
   材の端部に係合して第１および第２被駆動物の前記軸線
   まわりの回転を阻止するロック片と、 ロック部材をその軸線方向に駆動し、ロック部材と第１
   ロック片とがロック状態であり、かつロック部材と第２
   ロック片とのロック状態が解除される第１位置と、ロッ
   ク部材と第２ロック片とがロック状態であり、かつロッ
   ク部材と第１ロック片とのロック状態が解除される第２
   位置との間を往復変位させるロック部材駆動手段とを含
   むことを特徴とする回転駆動装置。
2. 【請求項２】 差動歯車装置は、 入力軸を有する差動歯車手段と、 第１および第２出力軸を有し、差動歯車手段の出力が与
   えられ、第１および第２被駆動物をそれぞれ駆動する第
   １および第２歯車減速機とを含むことを特徴とする請求
   項１記載の回転駆動装置。
3. 【請求項３】 前記差動歯車手段の入力軸は、前記共通
   軸線と同一の軸線を有し、第１および第２出力軸の半径
   方向外方に間隔をあけて設けられる筒部を備え、 前記差動歯車手段はさらに、 前記共通軸線に平行な同一の軸線を有し、相互に隣接し
   て、かつ筒部にその軸線を中心として回転自在に設けら
   れる第１および第２歯車と、 前記共通軸線に平行な同一の軸線を有し、第１および第
   ２歯車に対して筒部の周方向の異なる位置に相互に隣接
   して、かつ筒部にその軸線を中心として回転自在に設け
   られる第３および第４歯車と、 第１および第２出力軸にそれぞれ装着され、前記共通軸
   線まわりに回転可能な第５および第６歯車とを含み、 第１、第２および第４歯車は、第３、第５および第６歯
   車とそれぞれ相互に噛み合っており、さらに第２および
   第４歯車は第５および第６歯車のまわりを回転可能であ
   ることを特徴とする請求項２記載の回転駆動装置。
4. 【請求項４】 前記歯車減速機は、サイクロ減速機であ
   ることを特徴とする請求項２または３記載の回転駆動装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の回転駆
   動装置と、 前記配列方向に垂直な方向に配置されるロボットと、 回転駆動装置およびロボットを収納する移動可能な作業
   セルとを備え、 前記第１および第２被駆動物は物体を着脱自在に取付け
   可能な第１および第２テーブルであって、 前記ロボットは、第１および第２テーブルのいずれか一
   方に取付けられている物体を加工し、作業者は第１およ
   び第２テーブルのいずれか他方で物体の着脱を行うこと
   を特徴とする作業装置。