JP5625348B2

JP5625348B2 - manipulator

Info

Publication number: JP5625348B2
Application number: JP2009291213A
Authority: JP
Inventors: 坂上　賢太郎; 賢太郎坂上; 直人堀内; 透七澤; 隆志下川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP2011131299A

Description

本発明は、人間の指に似た動作を機械的に行うマニピュレータにおいて複数のアームを回動自在に連結するマニピュレータに関する。 The present invention relates to a manipulator for connecting a plurality of arms rotatably A manipulator for performing operations similar to human finger mechanically.

産業機械の加工ライン、組立てライン等では、省力化、自動化のために種々のロボットアームを使用している。
ロボットアームは、複数のアームを関節部を介して連結した装置であり、関節部の構成部材として、複列の転がり軸受を組み込んだ装置が知られている（例えば、特許文献１）。また、パートナーロボットや家事ロボットの腕の指部分の関節にはすべり軸受等が使用されているが，より滑らかな動きや様々な方向からの負荷容量が必要なため，これら関節部分にも転がり軸受が適用されている。 In the processing line and assembly line of industrial machines, various robot arms are used for labor saving and automation.
A robot arm is a device in which a plurality of arms are connected via a joint, and a device incorporating a double-row rolling bearing as a component of the joint is known (for example, Patent Document 1). Also, slide bearings are used for the joints of the fingers of the partner robots and housework robots. However, since smoother movements and load capacities from various directions are required, rolling bearings are also applied to these joints. Has been applied.

特許文献１の関節部に組み込まれている転がり軸受は、軸受の軸方向断面幅と半径方向断面高さの比を所定値に設定することで内輪及び外輪の厚さ寸法を増大させ、高剛性、高回転精度、低トルク、低発熱を図っている。 The rolling bearing incorporated in the joint portion of Patent Document 1 increases the thickness dimension of the inner ring and the outer ring by setting the ratio of the axial sectional width and the radial sectional height of the bearing to a predetermined value, and has high rigidity. High rotational accuracy, low torque, and low heat generation.

また、転がり軸受に適用される、生分解性を有するグリース組成物としては、ポリオールエステルを主成分とするグリース組成物（例えば、特許文献２参照。）や、にはペンタエリスリトールを主成分とするグリース組成物（例えば、特許文献３参照。）、植物油を主成分とするグリース組成物（例えば、特許文献４参照。）が考案されている。
さらに、小型化を図った転がり軸受としては、二つの軸受の配置を工夫したり、外輪や内輪を他の部品と共用化したものが知られている（例えば、特許文献５及び６参照。）。 Further, as a grease composition that is applied to a rolling bearing and has biodegradability, a grease composition containing a polyol ester as a main component (see, for example, Patent Document 2), or pentaerythritol as a main component. Grease compositions (see, for example, Patent Document 3) and grease compositions based on vegetable oil (see, for example, Patent Document 4) have been devised.
Further, as rolling bearings that have been reduced in size, those in which the arrangement of the two bearings is devised or the outer ring and inner ring are shared with other parts are known (see, for example, Patent Documents 5 and 6). .

特開２００６―３２９４２０号公報JP 2006-329420 A 特開平６−１９８９号公報JP-A-6-1989 特開平８−２０７８９号公報JP-A-8-20789 特開２００２−３２３０５３号公報JP 2002-323053 A 特開２００２−１２２１５３号公報JP 2002-122153 A 特開平７−１６７１３３号公報JP 7-167133 A

ところで、ロボットアームのような大型の装置ではなく、人間の指に似た動作を機械的に行うマニピュレータの技術開発も行われており、それらを用いた腕（指）を備えたパートナーロボットや家事ロボットの実現が期待されている。
しかしながら、マニピュレータの関節部には、前述した特許文献１に記載のロボットアーム用転がり軸受を採用することはできない。すなわち、内輪及び外輪の厚さ寸法を増大させる特許文献１の転がり軸受の諸元を適用するとマニピュレータ用の転がり軸受が大型になってしまうので、小型化が必要なマニピュレータ用関節に採用することはできない。 By the way, instead of a large device such as a robot arm, technical development of a manipulator that mechanically performs an action similar to a human finger is also underway, and partner robots and housework equipped with arms (finger) using them Realization of a robot is expected.
However, the rolling bearing for the robot arm described in Patent Document 1 described above cannot be used for the joint portion of the manipulator. That is, if the specifications of the rolling bearing of Patent Document 1 that increases the thickness dimension of the inner ring and the outer ring are applied, the rolling bearing for the manipulator becomes large, so that it can be adopted for a manipulator joint that requires downsizing. Can not.

また、特許文献１は、転がり軸受の構成部材である外輪及び内輪が、固定部品（外輪押さえ、内輪押さえ等）を介して関節部に固定されており、固定部品の組み込みに多くの手間と時間を要し、しかも、複列の転がり軸受を組み込まなければならないので、関節部の組立てコストの面で問題がある。 In Patent Document 1, the outer ring and the inner ring, which are components of the rolling bearing, are fixed to the joint portion via fixed parts (outer ring presser, inner ring presser, etc.), and much labor and time are required for assembling the fixed part. In addition, since it is necessary to incorporate a double row rolling bearing, there is a problem in terms of the assembly cost of the joint.

さらに、パートナーロボットや家事ロボットの腕の指部分の関節部分は一つ一つが独立した動きをする必要があるため、その駆動方法は部品内に通したワイヤを利用したり、小型モータを組み込んだりと様々である。そのため、仕様をすべり軸受から転がり軸受に変更する際にはただ軸受部を変更するだけでなく、ワイヤの通す部分やモータ内蔵部分等のスペースを考慮しなければならない。こういった背景により、使用する転がり軸受にはより小型なものが要求されてきている。しかしながら軸受サイズを単純に小さくしてしまうと、ワイヤやモータ等のスペースを確保しやすくなるものの、負荷容量そのものが小さくなってしまうために使用時の性能や耐久性に影響が生じてしまう。 In addition, since the joints of the finger parts of the arms of partner robots and housework robots must move independently, the driving method uses wires passed through the parts or incorporates small motors. And various. Therefore, when changing the specification from a slide bearing to a rolling bearing, it is necessary to consider not only the bearing portion but also the space where the wire passes and the motor built-in portion. Due to such a background, smaller rolling bearings have been required. However, if the bearing size is simply reduced, it is easy to secure a space for a wire, a motor, etc., but the load capacity itself is reduced, which affects the performance and durability during use.

また、今後小型のロボット関節は人間にとってより身近な存在となると考えられており、より人体への安全性や環境面の配慮が必要となる。このため、パートナーロボットや家事ロボットに転がり軸受に使用されるグリースとして、生分解性グリースを使用することが望まれているが、特許文献２，３に記載のグリース組成物は汎用グリースと比較して潤滑性能に劣り、特許文献４に記載のグリースも外部から水滴が入り込んだ場合著しく性能が低下するという問題があった。
また、特許文献５，６では、小型化した転がり軸受についての記載はあるが、ロボットアームについての記載はない。 In the future, small robot joints are expected to be more familiar to humans, and more safety and environmental considerations are required for the human body. For this reason, it is desired to use a biodegradable grease as the grease used for rolling bearings in partner robots and housework robots. However, the grease composition described in Patent Documents 2 and 3 is compared with general-purpose grease. Thus, the grease performance is inferior, and the grease described in Patent Document 4 also has a problem that the performance is remarkably lowered when water drops enter from the outside.
In Patent Documents 5 and 6, there is a description of a downsized rolling bearing, but there is no description of a robot arm.

そこで、本発明は、組立てが容易な転がり軸受を採用することで組立てコストの低減化を図ることができるとともに、高精度のマニピュレータ動作を行うことができる小型のマニピュレータを提供することを目的としている。 The present invention has the aim of providing it is possible to reduce the assembling cost by assembling to adopt an easy rolling bearing, a small manipulator capable of performing high-precision manipulator operation Yes.

上記目的は以下の構成により達成される。
（１）基部アーム及び回動アームの端部同士を連結し、前記端部を支点として前記回動アームを回動させる関節部を複数有するマニピュレータであって、
前記基部アームの前記端部に設けられた関節軸と前記回動アームの前記端部に設けられた装着孔との間に配置され、前記回動アームを前記関節軸に対して回転自在に支持する２つの深溝玉軸受と該２つの深溝玉軸受の間に配置された１つの針状ころ軸受と、
前記回動アームに前記関節軸回りの回動を伝達する駆動機構と、を有し、
前記２つの深溝玉軸受と前記１つの針状ころ軸受の外輪は、それぞれ同一の外径を有して前記装着孔に内嵌され、
前記２つの深溝玉軸受と前記１つの針状ころ軸受の内輪は、それぞれ同一の内径を有してスリーブに外嵌され、
前記スリーブは、前記基部アームの一端に形成した一対の連結板間に設けられ、
前記スリーブと前記一対の連結板は前記関節軸としての連結ネジによって結合されており、
前記駆動機構は、前記深溝玉軸受の外周、或いは前記回動アームの前記端部外周に掛け渡され、複数の前記関節部に対してそれぞれ個別に設けられた線状部材と、当該線状部材に張力を付与して前記回動アームを前記関節軸回りに回動させる張力付与装置と、を備える、
ことを特徴とするマニピュレータ。
（２）前記２つの深溝玉軸受は、少なくとも前記関節軸の軸方向外側において、二重シール構造を有することを特徴とする（１）に記載のマニピュレータ。
（３）前記２つの深溝玉軸受に封入される潤滑剤は、基油が植物油及び流動パラフィンから選ばれる１種以上からなり、増ちょう剤が金属石けんからなるグリース組成物であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のマニピュレータ。
（４）前記２つの深溝玉軸受は、複数のポケットを周方向に形成して該ポケット内で転動体を保持する保持器を備え、前記保持器の隣接するポケットの間に所定量の潤滑剤が乗せられて封入されていることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１項に記載のマニピュレータ。
（５）前記駆動機構は、前記深溝玉軸受の外周、或いは前記回動アームの前記端部外周に、前記関節軸の軸心を円弧中心として円弧形状に形成した入力ギヤと、前記基部アームに配置した回転モータと、この回転モータの出力軸に固定されて前記入力ギヤに噛合しており、前記回転モータの正逆方向の回転駆動力を前記入力ギヤに伝達する出力ギヤとを備えていることを特徴とする（１）から（４）のいずれか１項に記載のマニピュレータ。 The above object is achieved by the following configuration.
(1) A manipulator having a plurality of joint portions for connecting the end portions of the base arm and the rotation arm and rotating the rotation arm with the end portion as a fulcrum,
Located between the joint shaft provided at the end of the base arm and the mounting hole provided at the end of the pivot arm, the pivot arm is rotatably supported with respect to the joint shaft. Two deep groove ball bearings and one needle roller bearing disposed between the two deep groove ball bearings;
A drive mechanism that transmits rotation about the joint axis to the rotation arm;
The outer rings of the two deep groove ball bearings and the one needle roller bearing have the same outer diameter and are fitted in the mounting holes,
The inner rings of the two deep groove ball bearings and the one needle roller bearing have the same inner diameter and are fitted on the sleeve,
The sleeve is provided between a pair of connecting plates formed at one end of the base arm,
The sleeve and the pair of connecting plates are connected by a connecting screw as the joint shaft ,
The drive mechanism spans the outer periphery of the deep groove ball bearing or the outer periphery of the end portion of the rotary arm, and a linear member provided individually for each of the plurality of joints, and the linear member A tension applying device that applies tension to the rotating arm to rotate the rotating arm around the joint axis.
A manipulator characterized by that.
(2) The manipulator according to (1), wherein the two deep groove ball bearings have a double seal structure at least on the outer side in the axial direction of the joint shaft.
(3) The lubricant enclosed in the two deep groove ball bearings is a grease composition in which the base oil is one or more selected from vegetable oil and liquid paraffin, and the thickener is a metal soap. The manipulator according to (1) or (2).
(4) The two deep groove ball bearings include a cage that forms a plurality of pockets in the circumferential direction and holds a rolling element in the pocket, and a predetermined amount of lubricant is provided between adjacent pockets of the cage. manipulator according to any one of (3) from the constitution (1) that is sealed is placed.
(5) The drive mechanism includes an input gear formed in an arc shape with the axis of the joint shaft as an arc center on the outer periphery of the deep groove ball bearing or the end portion of the rotating arm, and the base arm. A rotation motor arranged; and an output gear fixed to an output shaft of the rotation motor and meshing with the input gear, and transmitting a rotational driving force of the rotation motor in the forward and reverse directions to the input gear. manipulator according to any one of (4) from (1), wherein a.

本発明によると、基部アームの端部に設けられた関節軸と回動アームの端部に設けられた装着孔との間に配置され、回動アームを関節軸に対して回転自在に支持する転がり軸受と、回動アームに関節軸回りの回動を伝達する駆動機構と、を有するので、マニピュレータ用関節部を小型化することができる。 According to the present invention, it is arranged between the joint shaft provided at the end of the base arm and the mounting hole provided at the end of the rotary arm, and supports the rotary arm rotatably with respect to the joint shaft. Since the rolling bearing and the drive mechanism that transmits the rotation about the joint axis to the rotating arm are provided, the joint portion for the manipulator can be reduced in size.

本発明に係るマニピュレータ用関節部を有するマニピュレータの概略を示す斜視図である。It is a perspective view showing the outline of the manipulator which has the joint part for manipulators concerning the present invention. 第１実施形態のマニピュレータ用関節部を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the joint part for manipulators of 1st Embodiment. 第２実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the joint part for manipulators of 2nd Embodiment. 第３実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the joint part for manipulators of 3rd Embodiment. 第４実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the joint part for manipulators of 4th Embodiment. 第４実施形態のマニピュレータ用関節部の変形例の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the modification of the joint part for manipulators of 4th Embodiment. 第５実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the joint part for manipulators of 5th Embodiment. （ａ）は、第５実施形態のマニピュレータ用関節部の変形例の要部断面図であり、（ｂ）は、第５実施形態のマニピュレータ用関節部の他の変形例の要部断面図である。(A) is principal part sectional drawing of the modification of the joint part for manipulators of 5th Embodiment, (b) is principal part sectional drawing of the other modification of the joint part for manipulators of 5th Embodiment. is there. 第６実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the joint part for manipulators of 6th Embodiment.

以下、本発明のマニピュレータ用関節部の各実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係るマニピュレータ用関節部を有するマニピュレータの概略を示す斜視図、図２は第１実施形態のマニピュレータ用関節部を示す要部断面図、図３は第２実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図、図４は第３実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。 Hereinafter, each embodiment of the joint part for manipulators of the present invention is described in detail, referring to drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a manipulator having a joint part for manipulators according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing the joint part for manipulators of the first embodiment, and FIG. 3 is for the manipulator of the second embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view of a principal part of a joint part for a manipulator according to a third embodiment.

マニピュレータ１は、図１に示すように、中空円筒形状の第１アーム２と、小径部３ａ及び大径部３ｂからなる中空円筒形状の第２アーム３と、一端側を中空円筒形状とし、他端部を球面形状とした中空円筒形状の第３アーム４と、第１アーム２の一端部及び第２アーム３の一端部を連結している第１関節部５と、第２アーム３の他端部及び第３アーム４の一端部を連結している第２関節部６とを備えている。 As shown in FIG. 1, the manipulator 1 includes a hollow cylindrical first arm 2, a hollow cylindrical second arm 3 composed of a small diameter portion 3 a and a large diameter portion 3 b, one end side having a hollow cylindrical shape, A hollow cylindrical third arm 4 having a spherical end, a first joint 5 connecting one end of the first arm 2 and one end of the second arm 3, and the second arm 3 And a second joint 6 connecting the end and one end of the third arm 4.

（第１実施形態のマニピュレータ用関節部）
第２アーム３及び第３アーム４を連結している第２関節部６は、図１及び図２に示すように、第３アーム４の一端に形成した連結板４ｃを貫通するユニット装着孔７に嵌合する軸受ユニット８と、この軸受ユニット８の回転中心Ｐ位置に装着され、第２アーム３の一端に形成した連結板３ｃに配設される連結ネジ９と、軸受ユニット８の外周に掛け渡されており、軸受ユニット８を介して第３アーム４を連結ネジ９（回転中心Ｐ）回りに回動させる駆動ワイヤ１０と、軸受ユニット８を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ１０に伝達する駆動力伝達装置１１と、を備えている。 (Joint portion for manipulator of the first embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the second joint portion 6 that connects the second arm 3 and the third arm 4 has a unit mounting hole 7 that penetrates the connecting plate 4 c formed at one end of the third arm 4. A bearing unit 8 that is fitted to the bearing unit 8, a connection screw 9 that is attached to the rotation center P position of the bearing unit 8 and is formed on one end of the second arm 3, and an outer periphery of the bearing unit 8. A drive wire 10 that is wound around and rotates the third arm 4 around the connecting screw 9 (rotation center P) via the bearing unit 8 and a tensile force that rotates the bearing unit 8 to a predetermined angle are applied to the drive wire 10. And a driving force transmission device 11 for transmitting to the vehicle.

ユニット装着孔７は、第３アーム４の長手方向に対して直交する方向に円形に開口して形成されている。軸受ユニット８は、２組の玉軸受１２，１３と、単一のハウジング１４と、単一のスリーブ１５とを一体化した部品である。
２組の玉軸受のうち一方の玉軸受（第１の転がり軸受）１２は、外輪（第１の外輪）１２ａ及び内輪（第１の内輪）１２ｂと、外輪１２ａの軌道溝及び内輪１２ｂの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉（第１の転動体）１２ｃと、外輪１２ａ及び内輪１２ｂの間の軸方向の両端部を閉塞する環状シール体１２ｄとを備えている。また、他方の玉軸受（第２の転がり軸受）１３も、一方の玉軸受１２と同一形状の外輪（第２の外輪）１３ａ及び内輪（第２の内輪）１３ｂと、外輪１３ａの軌道溝及び内輪１３ｂの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉（第２の転動体）１３ｃと、外輪１３ａ及び内輪１３ｂの間の軸方向の両端部を閉塞する環状シール体１３ｄとを備えている。 The unit mounting hole 7 is formed in a circular shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the third arm 4. The bearing unit 8 is a component in which two sets of ball bearings 12, 13, a single housing 14, and a single sleeve 15 are integrated.
Of the two sets of ball bearings, one ball bearing (first rolling bearing) 12 includes an outer ring (first outer ring) 12a and an inner ring (first inner ring) 12b, a raceway groove of the outer ring 12a, and a raceway of the inner ring 12b. A plurality of balls (first rolling elements) 12c disposed between the grooves so as to freely roll, and an annular seal body 12d that closes both ends in the axial direction between the outer ring 12a and the inner ring 12b are provided. Also, the other ball bearing (second rolling bearing) 13 includes an outer ring (second outer ring) 13a and an inner ring (second inner ring) 13b having the same shape as the one ball bearing 12, and a raceway groove of the outer ring 13a. A plurality of balls (second rolling elements) 13c that are rotatably arranged between the raceway grooves of the inner ring 13b, and an annular seal body 13d that closes both axial ends between the outer ring 13a and the inner ring 13b. I have.

外輪１２ａ，１３ａ、内輪１２ｂ，１３ｂ及び玉１２ｃ，１３ｃの材料は、標準的な使用条件では軸受鋼（例えば、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３など）とするが、使用環境に応じて、耐食材料であるステンレス系材料（例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼材やＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼材、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼材など）、チタン合金やセラミック系材料（例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄、ＳｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂ 等）を採用してもよい。 The material of the outer rings 12a, 13a, the inner rings 12b, 13b and the balls 12c, 13c is a bearing steel (for example, SUJ2, SUJ3, etc.) under standard operating conditions, but depending on the usage environment, it is a stainless steel that is a corrosion-resistant material. Materials (for example, martensitic stainless steel materials such as SUS440C, austenitic stainless steel materials such as SUS304, precipitation hardening stainless steel materials such as SUS630), titanium alloys and ceramic materials (for example, Si ₃ N ₄ , SiC, Al ₂₎ O ₃ , ZrO _2, etc.) may be employed.

ハウジング１４は、２組の玉軸受１２，１３の外輪１２ａ，１３ａを内嵌し、第３アーム４のユニット装着孔７の内周部に外嵌される円筒形状の部材である。また、ハウジング１４には、その内周面の軸方向略中央部に径方向内方に向かって突出する環状凸部１４ａが設けられている。スリーブ１５は、玉軸受１２，１３の内輪１２ｂ，１３ｂの内周部に嵌合する円筒形状の部材であり、内周面には連結ネジ９が螺合する雌ネジ部が形成される。 The housing 14 is a cylindrical member that internally fits the outer rings 12 a and 13 a of the two sets of ball bearings 12 and 13 and is fitted to the inner peripheral portion of the unit mounting hole 7 of the third arm 4. In addition, the housing 14 is provided with an annular convex portion 14a that protrudes radially inward at a substantially central portion in the axial direction of the inner peripheral surface thereof. The sleeve 15 is a cylindrical member that fits into the inner peripheral portions of the inner rings 12 b and 13 b of the ball bearings 12 and 13, and a female screw portion into which the connecting screw 9 is screwed is formed on the inner peripheral surface.

また、２組の玉軸受１２，１３の外輪１２ａ、１３ａの軸方向両側には、環状封止部材（シール部材またはシールド部材）４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂが取り付けられている。これにより、各玉軸受１２，１３は、玉軸受１２，１３に取り付けられた環状シール体１２ｄ、１３ｄとともに二重シール構造を構成しており、軸受の密封性を高めることができるとともに、軸受空間内に封入されたグリースを漏れ難くしている。また、環状シール体１２ｄ、１３ｄや環状封止部材４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂは、ラビリンス隙間が０より大きく０．０５ｍｍ以下のラビリンスシール構造を構成している。隙間が０以下の場合にはシールトルクが発生してしまい、一方、０．０５ｍｍより大きいと、水や水蒸気が浸入する虞がある。 Further, annular sealing members (seal members or shield members) 40a, 40b, 41a, 41b are attached to both axial sides of the outer rings 12a, 13a of the two sets of ball bearings 12, 13. Thereby, each ball bearing 12 and 13 comprises the double seal structure with the annular seal bodies 12d and 13d attached to the ball bearings 12 and 13, and while improving the sealing performance of a bearing, it is bearing space. The grease enclosed inside is made difficult to leak. Further, the annular seal bodies 12d and 13d and the annular sealing members 40a, 40b, 41a and 41b constitute a labyrinth seal structure in which the labyrinth gap is greater than 0 and 0.05 mm or less. When the gap is 0 or less, seal torque is generated. On the other hand, when the gap is larger than 0.05 mm, water or water vapor may enter.

潤滑剤としては、植物油と流動パラフィンの少なくとも一種類以上からなる基油と金属石けんからなる増ちょう剤とを含有するグリース組成物が軸受に封入されている。また、添加剤として動物油等（例えば合成マッコウ油:巴工業株式会社製NoroilSE）を極性添加剤として加えても良い。
このため、上記ラビリンス隙間によって、シールトルクの発生を防止するとともに、グリースの漏れ、及び外部からの水や水蒸気の混入を防ぎ、グリースの劣化を最小限に抑えられるため長時間安定した潤滑性能を得ることができる。また、仮にグリース組成物が漏れてもその生分解性能により環境に与える影響を最小限とすることが可能である。
なお、防錆油を使用しないために玉軸受１２，１３及び軸受ユニット８の金属材料はステンレス鋼を用いることが好ましい。
また、玉軸受１２，１３は、少なくとも関節部６の軸方向外側において、二重シール構造を有していればよく、軸方向内側の環状封止部材４０ｂ，４１ｂが設けられなくてもよい。 As the lubricant, a grease composition containing a base oil made of at least one of vegetable oil and liquid paraffin and a thickener made of metal soap is sealed in the bearing. Moreover, you may add animal oil etc. (For example, synthetic sperm oil: Samurai Kogyo Co., Ltd. NoroilSE) as a polar additive as an additive.
For this reason, the labyrinth clearance prevents the occurrence of seal torque, prevents leakage of grease and the entry of water and water vapor from the outside, and minimizes the deterioration of grease. Can be obtained. Further, even if the grease composition leaks, it is possible to minimize the influence on the environment due to its biodegradation performance.
In addition, in order not to use antirust oil, it is preferable to use stainless steel for the metal materials of the ball bearings 12 and 13 and the bearing unit 8.
The ball bearings 12 and 13 may have a double seal structure at least on the outer side in the axial direction of the joint portion 6, and the annular sealing members 40 b and 41 b on the inner side in the axial direction may not be provided.

駆動ワイヤ１０は、その先端部がハウジング１４の外周に固定されたワイヤ止め部材１６に係止されているとともに、第２アーム３を構成する大径部３ｂの内部空間を通過し、小径部３ａの内部空間に配置したプーリ１７に係合した後に、第１アーム２の内部空間に延在し、第１アーム２の外部に配置した駆動力伝達装置１１に連結されている。 The driving wire 10 has its distal end locked to a wire fixing member 16 fixed to the outer periphery of the housing 14, and passes through the internal space of the large diameter portion 3 b constituting the second arm 3. After engaging with the pulley 17 arranged in the inner space of the first arm 2, it extends into the inner space of the first arm 2 and is connected to the driving force transmission device 11 arranged outside the first arm 2.

また、第１アーム２及び第２アーム３を連結している第１関節部５も、詳細には説明しないが、第２アーム３の小径部３ａに形成したユニット装着孔に嵌合する２組の玉軸受１２，１３を内蔵した軸受ユニット１８と、この軸受ユニット１８の回転中心位置に装着され、第１アーム２の一端に形成した連結板２ｃに配設される連結ネジ１９と、軸受ユニット１８の外周に掛け渡され、軸受ユニット１８を介して第２アーム３を連結ネジ１９回りに回動させる駆動ワイヤ２０とを備えており、駆動ワイヤ２０は、前述した駆動力伝達装置１１に連結されている。 In addition, the first joint portion 5 that connects the first arm 2 and the second arm 3 is not described in detail, but two sets that fit into unit mounting holes formed in the small-diameter portion 3a of the second arm 3. A bearing unit 18 including the ball bearings 12 and 13, a connecting screw 19 mounted on a connecting plate 2 c formed at one end of the first arm 2 and mounted at a rotational center position of the bearing unit 18, and a bearing unit 18 is provided with a drive wire 20 that is wound around the outer periphery of 18 and rotates the second arm 3 around the connection screw 19 via the bearing unit 18. The drive wire 20 is connected to the drive force transmission device 11 described above. Has been.

ここで、図１に示すマニピュレータ１には、詳細には図示しないが、第１関節部５には、駆動ワイヤ２０の引張力により軸受ユニット１８が回動する方向に対して軸受ユニット１８を逆方向（図１の符号Ｙ１で示す方向）に回動させようとする力を発生させる反力部材（例えばバネ等の弾性部材）が内蔵されているとともに、第２関節部６にも、駆動ワイヤ１０の引張力により軸受ユニット８が回動する方向に対して軸受ユニット８を逆方向（図１の符号Ｙ２で示す方向）に回動させようとする力を発生させる反力部材（例えばバネ等の弾性部材）が内蔵されているものとする。 Here, although not shown in detail in the manipulator 1 shown in FIG. 1, the bearing unit 18 is reversed at the first joint portion 5 with respect to the direction in which the bearing unit 18 rotates due to the tensile force of the drive wire 20. A reaction force member (for example, an elastic member such as a spring) that generates a force to rotate in a direction (direction indicated by Y1 in FIG. 1) is built in, and the second joint portion 6 also has a drive wire. A reaction force member (for example, a spring or the like) that generates a force to rotate the bearing unit 8 in the reverse direction (direction indicated by Y2 in FIG. 1) with respect to the direction in which the bearing unit 8 rotates by the tensile force of 10. Of the elastic member).

なお、本発明の基部アームが第１アーム２及び本発明の回動アームが第２アーム３に対応し、または、本発明の基部アームが第２アーム３及び本発明の回動アームが第３アーム４に対応し、本発明の複列の転がり軸受が２組の玉軸受１２，１３に対応し、本発明のマニピュレータ用関節部が第１関節部５または第２関節部６に対応し、本発明の関節軸が連結ネジ９，１９に対応し、本発明の線状部材が駆動ワイヤ１０に対応し、本発明の張力付与装置が駆動力伝達装置１１に対応している。 The base arm of the present invention corresponds to the first arm 2 and the pivot arm of the present invention corresponds to the second arm 3, or the base arm of the present invention is the second arm 3 and the pivot arm of the present invention is the third. Corresponding to the arm 4, the double row rolling bearing of the present invention corresponds to two sets of ball bearings 12, 13, the joint part for manipulator of the present invention corresponds to the first joint part 5 or the second joint part 6, The joint shaft of the present invention corresponds to the connection screws 9 and 19, the linear member of the present invention corresponds to the drive wire 10, and the tension applying device of the present invention corresponds to the drive force transmission device 11.

上記構成のマニピュレータ１は、駆動力伝達装置１１の駆動により駆動ワイヤ２０に引張力を付与すると、軸受ユニット１８の２組の玉軸受１２，１３に支持されたハウジング１４がスムーズに連結ネジ１９回りに回動するので、第２アーム３が、図１に示すＹ１方向に対して逆方向に所定角度まで高精度に回動する。また、駆動力伝達装置１１の駆動により駆動ワイヤ１０に引張力を付与すると、軸受ユニット８の２組の玉軸受１２，１３に支持されたハウジング１４がスムーズに連結ネジ９回りに回動するので、第３アーム４が、図１に示すＹ２方向に対して逆方向に所定角度まで高精度に回動する。また、駆動力伝達装置１１の駆動を解除して駆動ワイヤ２０を所定量だけ戻すと、第２アーム３は反力部材の力によりＹ１方向に所定角度まで回動する。さらに、駆動力伝達装置１１の駆動を解除して駆動ワイヤ１０を所定量だけ戻すと、第２アーム４は反力部材の力によりＹ２方向に所定角度まで回動する。 When the manipulator 1 configured as described above applies a tensile force to the driving wire 20 by driving the driving force transmission device 11, the housing 14 supported by the two sets of ball bearings 12 and 13 of the bearing unit 18 smoothly moves around the connecting screw 19. Therefore, the second arm 3 rotates with high accuracy up to a predetermined angle in the opposite direction to the Y1 direction shown in FIG. Further, when a tensile force is applied to the drive wire 10 by driving the drive force transmission device 11, the housing 14 supported by the two sets of ball bearings 12 and 13 of the bearing unit 8 smoothly rotates around the connecting screw 9. The third arm 4 rotates with high accuracy up to a predetermined angle in the opposite direction to the Y2 direction shown in FIG. When the driving force transmission device 11 is released and the driving wire 20 is returned by a predetermined amount, the second arm 3 is rotated to a predetermined angle in the Y1 direction by the force of the reaction force member. Further, when the driving force transmission device 11 is released and the driving wire 10 is returned by a predetermined amount, the second arm 4 is rotated to a predetermined angle in the Y2 direction by the force of the reaction member.

したがって、本実施形態は、軸受ユニット８，１８に小型の２組の玉軸受１２，１３を配置して第２アーム３及び第３アーム４を回動させることができるので、マニピュレータ用関節部（第１関節部５及び第２関節部６）を小型化することができる。
また、第１関節部５及び第２関節部６は、ユニット化された軸受ユニット１８，８を構成部材としているので、組立てが容易であり、組立てコストの低減化を図ることができる。 Therefore, in this embodiment, since the two small ball bearings 12 and 13 can be arranged in the bearing units 8 and 18 and the second arm 3 and the third arm 4 can be rotated, the joint portion for the manipulator ( The first joint portion 5 and the second joint portion 6) can be reduced in size.
Moreover, since the 1st joint part 5 and the 2nd joint part 6 use the bearing units 18 and 8 unitized as a structural member, an assembly is easy and it can aim at reduction of assembly cost.

また、軸受ユニット８，１８は、単一のハウジング１４と単一のスリーブ１５との間に２組の玉軸受１２，１３が組み込まれた部材であり、マニピュレータ１の組立て作業時には玉軸受１２，１３の難しい取付けが不要となるので、さらに組立てコストの低減化を図ることができる。また、故障時又はメンテナンス時の軸受１２、１３の交換が容易である。
さらに、本実施形態は、軸受ユニット８，１８に掛け渡した駆動ワイヤ１０，２０に駆動力伝達装置１１から引張力が付与されると、連結ネジ９，１９の軸心を回転中心として第２アーム３、第３アーム４がスムーズに回動するので、高精度のマニピュレータ動作を実現することができる。 The bearing units 8 and 18 are members in which two sets of ball bearings 12 and 13 are incorporated between a single housing 14 and a single sleeve 15. When the manipulator 1 is assembled, Since 13 difficult installations are not necessary, the assembly cost can be further reduced. Further, the bearings 12 and 13 can be easily replaced at the time of failure or maintenance.
Furthermore, in the present embodiment, when a tensile force is applied from the driving force transmission device 11 to the driving wires 10 and 20 that span the bearing units 8 and 18, the second axis centering on the axis of the connecting screws 9 and 19 is the second. Since the arm 3 and the third arm 4 rotate smoothly, a highly accurate manipulator operation can be realized.

（第２実施形態のマニピュレータ用関節部）
次に、本発明に係る第２実施形態のマニピュレータ用関節部について、図３を参照して説明する。なお、本実施形態の関節部は、図１で示した第２アーム３の他端部及び第３アーム４の一端部を連結する関節部として使用されるものとして説明する。また、本実施形態の関節部は、図１で示した第１アーム２の一端部及び第２アーム３の一端部を連結する関節部として使用してもよい。 (Joint part for manipulator of 2nd Embodiment)
Next, the joint part for manipulators of 2nd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, the joint part of this embodiment is demonstrated as what is used as a joint part which connects the other end part of the 2nd arm 3 shown in FIG. Moreover, you may use the joint part of this embodiment as a joint part which connects the one end part of the 1st arm 2 shown in FIG.

本実施形態の関節部２１は、第３アーム４の一端側に形成したユニット装着孔２２に嵌合する軸受ユニット２３と、この軸受ユニット２３の回転中心Ｐ位置に装着され、第２アーム３の一端に形成した連結板３ｃにねじ固定される連結ネジ２４と、ユニット装着孔２２の開口周縁から環状に突出しているワイヤ係合部２５の外周に掛け渡されており、第３アーム４を連結ネジ２４（回転中心Ｐ）回りに回動させる駆動ワイヤ１０と、第３アーム４を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ１０に伝達する駆動力伝達装置１１（図１参照）と、を備えている。 The joint portion 21 of the present embodiment is mounted on a bearing unit 23 that fits in a unit mounting hole 22 formed on one end side of the third arm 4, and is mounted at the rotational center P position of the bearing unit 23. The connection screw 24 fixed to the connection plate 3c formed at one end and the wire engagement portion 25 projecting annularly from the opening periphery of the unit mounting hole 22 are looped over to connect the third arm 4. A drive wire 10 that rotates about a screw 24 (rotation center P), and a drive force transmission device 11 (see FIG. 1) that transmits a tensile force that rotates the third arm 4 to a predetermined angle to the drive wire 10 are provided. ing.

軸受ユニット２３は、互いに隣接配置した２組の玉軸受２６，２７と、単一のハウジング２８と、単一のスリーブ２９とを一体化した部品である。
２組の玉軸受のうち一方の玉軸受（第１の転がり軸受）２６は、外輪（第１の外輪）２６ａ及び内輪（第１の内輪）２６ｂと、外輪２６ａの軌道溝及び内輪２６ｂの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉（第１の転動体）２６ｃと、外輪２６ａ及び内輪２６ｂの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体２６ｄと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉２６ｃを配置している保持器（第１の保持器）２６ｅとを備えている。また、他方の玉軸受（第２の転がり軸受）２７も、一方の玉軸受２６と同一形状の外輪（第２の外輪）２７ａ及び内輪（第２の内輪）２７ｂと、外輪２７ａの軌道溝及び内輪２７ｂの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉（第２の転動体）２７ｃと、外輪２７ａ及び内輪２７ｂの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体２７ｄと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉２７ｃを配置している保持器（第２の保持器）２７ｅとを備えている。 The bearing unit 23 is a component in which two sets of ball bearings 26, 27 arranged adjacent to each other, a single housing 28, and a single sleeve 29 are integrated.
One of the two sets of ball bearings (first rolling bearing) 26 includes an outer ring (first outer ring) 26a and an inner ring (first inner ring) 26b, a raceway groove of the outer ring 26a, and a raceway of the inner ring 26b. A plurality of balls (first rolling elements) 26c disposed so as to be freely rollable between the grooves, an annular seal body 26d for closing one end in the axial direction between the outer ring 26a and the inner ring 26b, and the whole A plurality of pockets are formed in an annular shape or a cylindrical shape intermittently in the circumferential direction, and cages (first cages) 26e in which balls 26c are arranged in the pockets are provided. Also, the other ball bearing (second rolling bearing) 27 includes an outer ring (second outer ring) 27a and an inner ring (second inner ring) 27b having the same shape as the one ball bearing 26, a raceway groove of the outer ring 27a, and A plurality of balls (second rolling elements) 27c disposed so as to be able to roll between the raceway grooves of the inner ring 27b, and an annular seal body 27d that closes one end in the axial direction between the outer ring 27a and the inner ring 27b. And a cage (second cage) 27e in which a plurality of pockets are formed in an annular shape or a cylindrical shape intermittently in the circumferential direction, and balls 27c are arranged in each pocket. Yes.

これら２組の玉軸受２６，２７の保持器２６ｅ，２７ｅの隣接するポケットの間には、所定量の潤滑剤が乗せられている。潤滑剤は、第１実施形態に記載の生分解性グリースに加え、鉱油系グリースや合成油系（例えば、リチウム系、ウレア系等）のグリースや油であり、高温環境用途などではフッ素系グリースまたはフッ素系の油、あるいはフッ素樹脂、ＭｏＳ2 などの固体潤滑剤である。但し、固体潤滑剤は玉２６ｃ，２７ｃや外輪２６ａ，２７ａ、内輪２６ｂ，２７ｂの軌道溝に直接塗布する。 A predetermined amount of lubricant is placed between the adjacent pockets of the cages 26e, 27e of the two sets of ball bearings 26, 27. In addition to the biodegradable grease described in the first embodiment, the lubricant is a mineral oil-based grease or a synthetic oil-based grease (for example, lithium-based or urea-based grease) or oil. Or it is a fluorine type oil, or a solid lubricant such as a fluororesin or MoS2. However, the solid lubricant is directly applied to the raceway grooves of the balls 26c and 27c, the outer rings 26a and 27a, and the inner rings 26b and 27b.

また、ハウジング２８は、２組の玉軸受２６，２７の外輪２６ａ，２７ａを内嵌し、第３アーム４のユニット装着孔２２の内周部に嵌合する円筒形状の部材である。より具体的に、ハウジング２８は、その内部が延出方向に沿って中空を成す円筒状に構成されており、外周面には、軸方向一方側（図４中下側）端部に雄ネジ部２８ｂが形成され、軸方向他方側（図３中上側）端部に外径側に突出する鍔部２８ａが形成される。そして、雄ネジ部２８ｂに六角ナット４０が締め付けられる。
スリーブ２９は、玉軸受２６，２７の内輪２６ｂ，２７ｂの内周部に嵌合する円筒形状の部材であり、連結ネジ２４が挿通する一端側の内周面にはテーパ面２９ａが形成されているとともに、テーパ面２９ａに連続して軸心位置に貫通孔２９ｂが形成されている。 The housing 28 is a cylindrical member that fits the outer rings 26 a and 27 a of the two sets of ball bearings 26 and 27 into the inner peripheral portion of the unit mounting hole 22 of the third arm 4. More specifically, the housing 28 is formed in a cylindrical shape whose inside is hollow along the extending direction, and the outer peripheral surface has a male screw at one end (lower side in FIG. 4) in the axial direction. A portion 28b is formed, and a flange portion 28a that protrudes to the outer diameter side is formed at the other end in the axial direction (upper side in FIG. 3). Then, the hexagon nut 40 is fastened to the male screw portion 28b.
The sleeve 29 is a cylindrical member that fits to the inner peripheral portions of the inner rings 26b, 27b of the ball bearings 26, 27, and a tapered surface 29a is formed on the inner peripheral surface on one end side through which the connecting screw 24 is inserted. In addition, a through hole 29b is formed at the axial center position continuously with the tapered surface 29a.

そして、上記構成の軸受ユニット２３を、ワイヤ係合部２５が形成されているユニット装着孔２２の開口部側から挿入し、他方側から六角ナット４０を雄ネジ部２８ｂに締め付けて、ハウジング２８の鍔部２８ａをユニット装着孔２２の開口周縁のワイヤ係合部２５に当接させて軸受ユニット２３に第３アーム４を固定する。続いて、スリーブ２９の貫通孔２９ｂに挿通した連結ネジ２４を連結板３ｃに形成した雌ネジ３ｃ１にねじ込んでいき、連結ネジ２４のテーパ面形状の頭部をスリーブ２９のテーパ面２９ａに当接させることで第２アーム３の連結板３ｃに軸受ユニット２３が固定され、第２アーム３に対し第３アーム４が回動可能に固定される。ここで、軸受ユニット２３及び第２アーム３の連結板３ｃに固定された連結ネジ２４の頂部には、玉軸受２６を閉塞する閉塞板３０が接合されている。 Then, the bearing unit 23 having the above-described configuration is inserted from the opening side of the unit mounting hole 22 in which the wire engaging portion 25 is formed, and the hexagon nut 40 is fastened to the male screw portion 28b from the other side. The third arm 4 is fixed to the bearing unit 23 by bringing the flange portion 28 a into contact with the wire engaging portion 25 at the periphery of the opening of the unit mounting hole 22. Subsequently, the connecting screw 24 inserted through the through hole 29 b of the sleeve 29 is screwed into the female screw 3 c 1 formed on the connecting plate 3 c, and the head of the connecting surface of the connecting screw 24 contacts the tapered surface 29 a of the sleeve 29. By doing so, the bearing unit 23 is fixed to the connecting plate 3 c of the second arm 3, and the third arm 4 is rotatably fixed to the second arm 3. Here, a closing plate 30 for closing the ball bearing 26 is joined to the tops of the connecting screws 24 fixed to the connecting plate 3 c of the bearing unit 23 and the second arm 3.

駆動ワイヤ１０は、その先端部がユニット装着孔２２の開口周縁から環状に突出しているワイヤ係合部２５の外周のワイヤ止め部材１６に固定された後に、ワイヤ係合部２５に掛け渡され、図１に示すように、第２アーム３を構成する大径部３ｂの内部空間を通過し、小径部３ａの内部空間に配置したプーリ１７に係合した後に、第１アーム２の内部空間に延在し、第１アーム２の外部に配置した駆動力伝達装置１１に連結されている。 After the drive wire 10 is fixed to the wire stopper member 16 on the outer periphery of the wire engagement portion 25 whose tip end protrudes annularly from the opening periphery of the unit mounting hole 22, the drive wire 10 is stretched over the wire engagement portion 25. As shown in FIG. 1, after passing through the internal space of the large-diameter portion 3b constituting the second arm 3 and engaging with the pulley 17 disposed in the internal space of the small-diameter portion 3a, It extends and is connected to a driving force transmission device 11 arranged outside the first arm 2.

上記構成の関節部２１を使用したマニピュレータ１は、駆動力伝達装置１１の駆動により駆動ワイヤ１０に引張力を付与してワイヤ係合部２５に回転力を伝達すると、軸受ユニット２３の２組の玉軸受２６，２７に支持された外輪ハウジング２８がスムーズに連結ネジ２４回りに回動するので、第３アーム４が、図１に示したＹ２方向に対して逆方向に所定角度まで高精度に回動する。 When the manipulator 1 using the joint portion 21 having the above-described configuration applies a tensile force to the drive wire 10 by driving the drive force transmission device 11 and transmits a rotational force to the wire engagement portion 25, two sets of the bearing unit 23 are obtained. Since the outer ring housing 28 supported by the ball bearings 26 and 27 smoothly rotates around the connecting screw 24, the third arm 4 is highly accurate up to a predetermined angle in the opposite direction to the Y2 direction shown in FIG. Rotate.

したがって、本実施形態も、軸受ユニット２３に小型の２組の玉軸受２６，２７を近接して配置して第３アーム４を回動させることができるので、マニピュレータ用の小型の関節部２１を提供することができる。
また、関節部２１は、ユニット化された軸受ユニット２３を構成部材としているので組立てが容易であり、組立てコストの低減化を図ることができる。 Therefore, this embodiment can also arrange the small two ball bearings 26 and 27 close to the bearing unit 23 and rotate the third arm 4, so that the small joint portion 21 for the manipulator is provided. Can be provided.
Moreover, since the joint part 21 uses the unitized bearing unit 23 as a constituent member, the joint part 21 is easy to assemble, and the assembling cost can be reduced.

また、軸受ユニット２３は、単一の外輪ハウジング２８と単一の軸部材２９との間に２組の玉軸受２６，２７が組み込まれた部材であり、マニピュレータ１の組立て作業時には玉軸受２６，２７の難しい取付けが不要となるので、さらに組立てコストの低減化を図ることができる。
また、本実施形態は、第３アーム４の端部に形成した環状のワイヤ係合部２５に掛け渡した駆動ワイヤ１０に駆動力伝達装置１１から引張力が付与されると、連結ネジ２４の軸心を回転中心として第３アーム４がスムーズに回動するので、高精度のマニピュレータ動作を実現することができる。 The bearing unit 23 is a member in which two sets of ball bearings 26, 27 are incorporated between a single outer ring housing 28 and a single shaft member 29, and the ball bearings 26, 27 are assembled when the manipulator 1 is assembled. 27 difficult attachments are not required, and the assembly cost can be further reduced.
Further, in the present embodiment, when a tensile force is applied from the driving force transmission device 11 to the driving wire 10 that is stretched over the annular wire engaging portion 25 formed at the end portion of the third arm 4, Since the 3rd arm 4 rotates smoothly centering on an axial center, a highly accurate manipulator operation | movement is realizable.

さらに、軸受ユニット２３を構成する２組の玉軸受２６，２７の保持器２６ｅ，２７ｅの隣接するポケットの間には所定量の潤滑剤が乗せられており、連結ネジ２４の軸心を回転中心として玉軸受２６，２７が回転する際のトルクが抑制されるので、駆動ワイヤ１０に小さな引張力を付与するだけで関節部２１をスムーズに可動させることができる。 Further, a predetermined amount of lubricant is placed between adjacent pockets of the cages 26e and 27e of the two sets of ball bearings 26 and 27 constituting the bearing unit 23, and the shaft center of the connecting screw 24 is the center of rotation. Since the torque when the ball bearings 26 and 27 rotate is suppressed, the joint portion 21 can be smoothly moved only by applying a small tensile force to the drive wire 10.

（第３実施形態のマニピュレータ用関節部）
次に、本発明に係る第３実施形態のマニピュレータ用関節部について、図４を参照して説明する。なお、図３で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。 (Joint part for manipulator of 3rd Embodiment)
Next, the joint part for manipulators of 3rd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態の関節部３１は、第２実施形態のように第３アーム４の一端側（ワイヤ係合部２５）に駆動ワイヤ１０を掛け渡さず、第３アーム４の一端の外周に、連結ネジ２４の軸心（回転中心Ｐ）を中心とした円弧形状に第３アームギヤ３２が形成されている。
また、第２アーム３の他端側には回転モータ３３が配置されており、この回転モータ３３の出力軸３４に同軸に固定したはすば歯車（ヘリカルギヤ）３５が第３アームギヤ３２に噛合している。 The joint portion 31 of the present embodiment is connected to the outer periphery of one end of the third arm 4 without passing the drive wire 10 on one end side (wire engaging portion 25) of the third arm 4 as in the second embodiment. A third arm gear 32 is formed in an arc shape centered on the axis (rotation center P) of the screw 24.
A rotary motor 33 is disposed on the other end side of the second arm 3, and a helical gear 35 fixed coaxially to the output shaft 34 of the rotary motor 33 meshes with the third arm gear 32. ing.

なお、本発明の入力ギヤが第３アームギヤ３２に対応し、本発明のはすば歯車３５が出力ギヤに対応している。
上記構成の関節部３１を使用したマニピュレータ１は、回転モータ３３の正逆方向の駆動によりはすば歯車３５が正逆方向に回転すると、このはすば歯車３５に第３アームギヤ３２が噛合している第３アーム４が、図１に示したＹ２方向、或いはＹ２方向に対して逆方向に回動する。 The input gear of the present invention corresponds to the third arm gear 32, and the helical gear 35 of the present invention corresponds to the output gear.
In the manipulator 1 using the joint portion 31 configured as described above, when the helical gear 35 rotates in the forward / reverse direction by driving the rotary motor 33 in the forward / reverse direction, the third arm gear 32 meshes with the helical gear 35. The third arm 4 is rotated in the Y2 direction shown in FIG. 1 or in the direction opposite to the Y2 direction.

したがって、本実施形態は、第２実施形態と同様の作用・効果を奏することができるとともに、回転モータ３３が正逆方向に駆動すると、はすば歯車３５及び第３アームギヤ３２を介して第３アームギヤ３２が連結ネジ２４の軸心を回転中心としてスムーズに回動するので、高精度のマニピュレータ動作を実現することができる。 Therefore, the present embodiment can achieve the same operations and effects as the second embodiment, and when the rotary motor 33 is driven in the forward and reverse directions, the third gear via the helical gear 35 and the third arm gear 32 is provided. Since the arm gear 32 smoothly rotates about the axis of the connecting screw 24 as a rotation center, a highly accurate manipulator operation can be realized.

（第４実施形態のマニピュレータ用関節部）
次に、本発明に係る第４実施形態のマニピュレータ用関節部について、図５を参照して説明する。なお、図３で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。 (Joint part for manipulator of 4th Embodiment)
Next, the joint part for manipulators of 4th Embodiment which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態の関節部５１では、２つの玉軸受５２，５３が第２アーム（基部アーム）３の一端に形成した連結板３ｃから円筒状に延出する関節軸５４と第３アーム４（回動アーム）の一端側に形成した装着孔２２との間に配置される。関節軸５４内には、連結ネジ５５が挿入され、ナット５６によって玉軸受２６を閉塞する閉塞板３０が接合されている。また、駆動ワイヤ１０は、装着孔２２の開口周縁から環状に突出しているワイヤ係合部２５の外周に掛け渡されており、第３アーム４を連結ネジ５５（回転中心Ｐ）回りに回動させ、駆動力伝達装置１１（図１参照）は、第３アーム４を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ１０に伝達する。 In the joint portion 51 of the present embodiment, the two ball bearings 52 and 53 extend in a cylindrical shape from the connecting plate 3c formed at one end of the second arm (base arm) 3 and the third arm 4 (turns). Between the mounting hole 22 formed on one end side of the moving arm). A connecting screw 55 is inserted into the joint shaft 54, and the closing plate 30 that closes the ball bearing 26 is joined by a nut 56. Further, the drive wire 10 is stretched around the outer periphery of the wire engaging portion 25 projecting annularly from the opening peripheral edge of the mounting hole 22, and the third arm 4 is rotated around the connecting screw 55 (rotation center P). Then, the driving force transmission device 11 (see FIG. 1) transmits a tensile force that rotates the third arm 4 to a predetermined angle to the driving wire 10.

２組の玉軸受のうち一方の玉軸受（第１の転がり軸受）５２は、外輪（第１の外輪）５２ａ及び内輪（第１の内輪）５２ｂと、外輪５２ａの軌道溝及び内輪５２ｂの間に転動自在に配設された複数の玉（第１の転動体）５２ｃと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉５２ｃを配置している保持器（第１の保持器）５２ｅとを備えるアンギュラ玉軸受である。また、他方の玉軸受（第２の転がり軸受）５３も、外輪（第２の外輪）５３ａ及び内輪（第２の内輪）５３ｂと、外輪５３ａの軌道溝及び内輪５３ｂの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉（第２の転動体）５３ｃと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉５３ｃを配置している保持器（第２の保持器）５３ｅとを備えるアンギュラ玉軸受である。両アンギュラ玉軸受５２、５３の接触角は交差する互いに異なる方向を向いている。 Of the two sets of ball bearings, one ball bearing (first rolling bearing) 52 is formed between an outer ring (first outer ring) 52a and an inner ring (first inner ring) 52b, a raceway groove of the outer ring 52a, and an inner ring 52b. A plurality of balls (first rolling elements) 52c that are arranged to be freely rollable to each other, and a plurality of balls are formed in an annular shape or a cylindrical shape, and a plurality of pockets are intermittently formed in the circumferential direction. It is an angular ball bearing provided with the holder | retainer (1st holder | retainer) 52e which has arrange | positioned 52c. The other ball bearing (second rolling bearing) 53 also rolls between the outer ring (second outer ring) 53a and the inner ring (second inner ring) 53b, and the raceway groove of the outer ring 53a and the raceway groove of the inner ring 53b. A plurality of balls (second rolling elements) 53c that are freely arranged, and the whole is formed in an annular shape or a cylindrical shape, and a plurality of pockets are intermittently formed in the circumferential direction, and the balls 53c are arranged in each pocket. An angular ball bearing provided with a cage (second cage) 53e. The contact angles of both angular ball bearings 52, 53 are in different directions that intersect each other.

外輪５２ａと外輪５３ａは、略等しい外径を有して、隣接して装着孔２２にそれぞれ内嵌される一方、内径は外輪５３ａが外輪５２ａより小さくなるように形成されている。また、外輪５３ａは、内周寄り部分が外輪５２ａと軸方向にオーバーラップするように筒状に延出しており、この延出部分の内周面に軌道溝が形成される。 The outer ring 52a and the outer ring 53a have substantially the same outer diameter, and are fitted into the mounting holes 22 adjacent to each other, while the inner diameter is formed so that the outer ring 53a is smaller than the outer ring 52a. The outer ring 53a extends in a cylindrical shape so that a portion near the inner periphery overlaps the outer ring 52a in the axial direction, and a raceway groove is formed on the inner peripheral surface of the extended portion.

内輪５３ｂは、関節軸５４に外嵌されており、また、内輪５２ｂは、内輪５３ｂの軌道溝から外れた位置で、内輪５３ｂに内周面全体が取り囲まれるように外嵌されている。また、内輪５２ｂは、内周面の軸方向幅が内輪５３ｂの軸方向幅の略１／３である一方、外周寄り部分が内輪５３ｂと軸方向にオーバーラップするように筒状に延出しており、この延出部分の外周面に軌道溝が形成されている。 The inner ring 53b is fitted on the joint shaft 54, and the inner ring 52b is fitted on the inner ring 53b so as to surround the entire inner peripheral surface at a position away from the raceway groove of the inner ring 53b. The inner ring 52b extends in a cylindrical shape so that the axial width of the inner peripheral surface is approximately 1/3 of the axial width of the inner ring 53b, while the outer peripheral portion overlaps the inner ring 53b in the axial direction. In addition, a raceway groove is formed on the outer peripheral surface of the extended portion.

第１及び第２の玉軸受５２、５３の玉５２ｃ、５３ｃは、互いに略等しい直径を有し、玉５２ｃは、玉５３ｃよりも径方向外側に配置されており、玉５２ｃのピッチ円と玉５３ｃのピッチ円の直径の差は、玉５２ｃ、５３ｃの直径の略４倍であり、玉５２ｃと玉５３ｃの各中心点は、玉５２ｃ、５３ｃの略半径分だけ軸方向にずれている。 The balls 52c and 53c of the first and second ball bearings 52 and 53 have substantially the same diameter, and the ball 52c is disposed on the outer side in the radial direction than the ball 53c. The difference in the diameter of the pitch circle of 53c is approximately four times the diameter of the balls 52c and 53c, and the center points of the balls 52c and 53c are shifted in the axial direction by the approximate radius of the balls 52c and 53c.

このような構成によれば、負荷容量を大きく減少させることなく薄型化することが可能であるため、性能面、耐久性に影響を及ぼすことなくマニピュレータ用関節部５、６とすることが可能である。
その他の構成及び作用については、上記実施形態と同様である。 According to such a configuration, since it is possible to reduce the thickness without greatly reducing the load capacity, it is possible to provide the manipulator joints 5 and 6 without affecting the performance and durability. is there.
Other configurations and operations are the same as those in the above embodiment.

なお、本実施形態の変形例として、図６に示すように、上記実施形態の２組の玉軸受５２，５３を２セット並列に並べて、その中間のスペースＳにワイヤを通したり、モータを配置することも可能である。また、図５では、連結板３ｃに関節軸５４が一体に形成されていたが、図６に示すように、関節軸５４は連結板３ｃと別体として、関節軸５４に連結ネジ５５を固定するようにしてもよい。 As a modification of this embodiment, as shown in FIG. 6, two sets of ball bearings 52 and 53 of the above embodiment are arranged in parallel and a wire is passed through a space S between them or a motor is arranged. It is also possible to do. In FIG. 5, the joint shaft 54 is integrally formed with the connecting plate 3c. However, as shown in FIG. 6, the joint shaft 54 is separated from the connecting plate 3c, and the connecting screw 55 is fixed to the joint shaft 54. You may make it do.

（第５実施形態のマニピュレータ用関節部）
次に、本発明に係る第５実施形態のマニピュレータ用関節部について、図７を参照して説明する。なお、図３で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。 (Joint part for manipulator of 5th Embodiment)
Next, the joint part for manipulators of 5th Embodiment which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態の関節部６１では、２つの玉軸受６２，６３が第２アーム（基部アーム）３の一端に形成した一対の連結板３ｃに挟持された関節軸６５と第３アーム４（回動アーム）の一端側に形成した装着孔２２との間に配置される。また、駆動ワイヤ１０は、装着孔２２の開口周縁から環状に突出しているワイヤ係合部２５の外周に掛け渡されており、第３アーム４を関節軸６５（回転中心Ｐ）回りに回動させ、駆動力伝達装置１１（図１参照）は、第３アーム４を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ１０に伝達する。 In the joint portion 61 of the present embodiment, the two ball bearings 62 and 63 are held between a pair of connecting plates 3c formed at one end of the second arm (base arm) 3 and the third arm 4 (rotating). Between the mounting hole 22 formed on one end side of the arm). Further, the drive wire 10 is looped over the outer periphery of the wire engaging portion 25 projecting annularly from the opening peripheral edge of the mounting hole 22, and the third arm 4 is rotated around the joint shaft 65 (rotation center P). Then, the driving force transmission device 11 (see FIG. 1) transmits a tensile force that rotates the third arm 4 to a predetermined angle to the driving wire 10.

複列玉軸受６２，６３は、各外輪６２ａ、６３ａが装着孔２２に内嵌された単一の外輪部材６４によって構成され、各内輪６２ｂ、６３ｂが関節軸６５によって構成される。従って、一方の玉軸受（第１の転がり軸受）６２は、外輪部材６４によって構成される外輪（第１の外輪）６２ａ及び関節軸６５によって構成される内輪（第１の内輪）６２ｂと、外輪部材６４の軌道溝６２ａ１及び関節軸６５の軌道溝６２ｂ１の間に転動自在に配設された複数の玉（第１の転動体）６２ｃと、外輪６２ａ及び内輪６２ｂの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体６２ｄと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉６２ｃを配置している保持器（第１の保持器）６２ｅとを備える。また、他方の玉軸受（第２の転がり軸受）６３も、外輪部材６４によって構成される外輪（第２の外輪）６３ａ及び関節軸６５によって構成される内輪（第２の内輪）６３ｂと、外輪部材６４の軌道溝６３ａ１及び関節軸６５の軌道溝６３ｂ１間に転動自在に配設された複数の玉（第２の転動体）６３ｃと、外輪６３ａ及び内輪６３ｂの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体６３ｄと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉５３ｃを配置している保持器（第２の保持器）６３ｅとを備える。 The double row ball bearings 62, 63 are configured by a single outer ring member 64 in which the outer rings 62 a, 63 a are fitted in the mounting holes 22, and the inner rings 62 b, 63 b are configured by the joint shaft 65. Accordingly, one ball bearing (first rolling bearing) 62 includes an outer ring (first outer ring) 62a constituted by an outer ring member 64 and an inner ring (first inner ring) 62b constituted by a joint shaft 65, and an outer ring. One of the plurality of balls (first rolling elements) 62c disposed between the raceway groove 62a1 of the member 64 and the raceway groove 62b1 of the joint shaft 65 so as to freely roll, and one of the axial directions between the outer ring 62a and the inner ring 62b. An annular seal body 62d that closes the end of each of the holders, and a cage (first member) in which a plurality of pockets are formed in an annular or cylindrical shape intermittently in the circumferential direction, and balls 62c are disposed in each pocket. 1 retainer) 62e. The other ball bearing (second rolling bearing) 63 also includes an outer ring (second outer ring) 63a constituted by an outer ring member 64, an inner ring (second inner ring) 63b constituted by a joint shaft 65, and an outer ring. One of the plurality of balls (second rolling elements) 63c, which is rotatably disposed between the raceway groove 63a1 of the member 64 and the raceway groove 63b1 of the joint shaft 65, and one of the axial directions between the outer ring 63a and the inner ring 63b. An annular seal body 63d that closes the end portion, and a cage (second second) in which the whole is formed in an annular shape or a cylindrical shape, and a plurality of pockets are intermittently formed in the circumferential direction, and balls 53c are arranged in each pocket. ) 63e.

従って、複列玉軸受６２，６３の外輪６２ａ，６３ａ及び内輪６２ｂ、６３ｂをそれぞれ一体化すると共に、さらに内輪６２ｂ、６３ｂを関節軸６５によって構成することにより、上記実施形態と同等の負荷容量を保ったまま、複列玉軸受の外径を小さくすることが可能となり、性能、耐久性に影響を与えることなくコンパクトなマニピュレータ用関節部を構成することができる。
その他の構成及び作用については、上記実施形態と同様である。 Accordingly, the outer rings 62a and 63a and the inner rings 62b and 63b of the double-row ball bearings 62 and 63 are respectively integrated, and the inner rings 62b and 63b are configured by the joint shaft 65, so that the load capacity equivalent to that in the above embodiment is obtained. The outer diameter of the double row ball bearing can be reduced while keeping it, and a compact joint portion for manipulator can be configured without affecting the performance and durability.
Other configurations and operations are the same as those in the above embodiment.

なお、図８（ａ）に示す変形例のように、複列玉軸受６２，６３は、２つの外輪６２ａ，６３ａを別々に設け、内輪６２ｂ，６３ｂのみ一体化して関節軸６５によって構成するようにしても同様の効果を奏することができる。また、図８（ｂ）に示す他の変形例のように、複列玉軸受６２，６３は、２つの内輪６２ｂ，６３ｂを別々に関節軸６５に外嵌させて設け、外輪６２ａ，６３ａのみ一体化して構成するようにしても同様の効果を奏することができる。 8A, the double-row ball bearings 62 and 63 are configured by the joint shaft 65 by providing two outer rings 62a and 63a separately and integrating only the inner rings 62b and 63b. However, the same effect can be achieved. 8B, the double-row ball bearings 62, 63 are provided by separately fitting two inner rings 62b, 63b to the joint shaft 65, and only the outer rings 62a, 63a. The same effect can be obtained even if they are integrated.

（第６実施形態のマニピュレータ用関節部）
次に、本発明に係る第６実施形態のマニピュレータ用関節部について、図９を参照して説明する。なお、図２で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。 (Joint part for manipulator of 6th Embodiment)
Next, the joint part for manipulators of 6th Embodiment which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIG. 2, and the description is abbreviate | omitted.

本実施形態の関節部７１では、第２アーム（基部アーム）３の一端に形成した一対の連結板３ｃ間に設けられたスリーブ１５と第３アーム４（回動アーム）の一端側に形成した装着孔２２との間には、２つの玉軸受７２，７３に加え、２つの玉軸受７２，７３間に針状ころ軸受が配置されている。また、スリーブ１５と一対の連結板３ｃは、両側から連結ネジ９によって結合されている。また、駆動ワイヤ１０は、装着孔２２の開口周縁から環状に突出しているワイヤ係合部２５の外周に掛け渡されており、第３アーム４を連結ネジ９（回転中心Ｐ）回りに回動させ、駆動力伝達装置１１（図１参照）は、第３アーム４を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ１０に伝達する。 In the joint portion 71 of the present embodiment, the sleeve 15 provided between one pair of connecting plates 3c formed at one end of the second arm (base arm) 3 and one end side of the third arm 4 (rotating arm) are formed. In addition to the two ball bearings 72 and 73, a needle roller bearing is disposed between the two mounting ball bearings 72 and 73. Further, the sleeve 15 and the pair of connecting plates 3c are coupled by connecting screws 9 from both sides. Further, the drive wire 10 is looped over the outer periphery of the wire engaging portion 25 projecting annularly from the opening peripheral edge of the mounting hole 22, and the third arm 4 is rotated around the connecting screw 9 (rotation center P). Then, the driving force transmission device 11 (see FIG. 1) transmits a tensile force that rotates the third arm 4 to a predetermined angle to the driving wire 10.

このため、２組の玉軸受のうち一方の玉軸受（第１の転がり軸受）７２は、外輪（第１の外輪）７２ａ及び内輪（第１の内輪）７２ｂと、外輪７２ａの軌道溝及び内輪７２ｂの間に転動自在に配設された複数の玉（第１の転動体）７２ｃと、外輪７２ａ及び内輪７２ｂの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体７２ｄと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉７２ｃを配置している保持器（第１の保持器）７２ｅとを備える。また、他方の玉軸受（第２の転がり軸受）７３も、外輪（第２の外輪）７３ａ及び内輪（第２の内輪）７３ｂと、外輪７３ａの軌道溝及び内輪７３ｂの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉（第２の転動体）７３ｃと、外輪７３ａ及び内輪７３ｂの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体７３ｄと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉７３ｃを配置している保持器（第２の保持器）７３ｅとを備える。また、２組の玉軸受７２、７３の間に配置された針状ころ軸受７４は、外輪（第３の外輪）７４ａ及び内輪（第３の内輪）７４ｂと、外輪７４ａの軌道溝及び内輪７４ｂの間に転動自在に配設された複数の針状ころ（第３の転動体）７４ｃとを備える。 Therefore, one of the two ball bearings (first rolling bearing) 72 includes an outer ring (first outer ring) 72a and an inner ring (first inner ring) 72b, and a raceway groove and an inner ring of the outer ring 72a. A plurality of balls (first rolling elements) 72c disposed between the outer ring 72b and an annular seal body 72d for closing one end in the axial direction between the outer ring 72a and the inner ring 72b; Is formed in an annular shape or a cylindrical shape, and a plurality of pockets are intermittently formed in the circumferential direction, and cages (first cages) 72e in which balls 72c are arranged in the pockets are provided. The other ball bearing (second rolling bearing) 73 also rolls between the outer ring (second outer ring) 73a and the inner ring (second inner ring) 73b, the raceway groove of the outer ring 73a, and the raceway groove of the inner ring 73b. A plurality of freely arranged balls (second rolling elements) 73c, an annular seal body 73d that closes one end in the axial direction between the outer ring 73a and the inner ring 73b, and a ring or cylinder as a whole And a plurality of pockets intermittently formed in the circumferential direction, and a cage (second cage) 73e in which balls 73c are arranged in each pocket. Further, the needle roller bearing 74 disposed between the two sets of ball bearings 72 and 73 includes an outer ring (third outer ring) 74a and an inner ring (third inner ring) 74b, and a raceway groove and an inner ring 74b of the outer ring 74a. And a plurality of needle rollers (third rolling elements) 74c disposed so as to be freely rotatable.

また、外輪７２ａ、７３ａ、７４ａは、装着孔２２にそれぞれ内嵌されており、内輪７２ｂ、７３ｂ、７４ｂは、スリーブ１５に外嵌されている。 Further, the outer rings 72 a, 73 a, 74 a are respectively fitted in the mounting holes 22, and the inner rings 72 b, 73 b, 74 b are fitted on the sleeve 15.

このように、針状ころ軸受７４を用いれば、同サイズの玉軸受を使用した場合に比べてラジアル方向の負荷容量を大きくすることが可能であり、また、玉軸受７２，７３と組み合わせることによりアキシアル負荷にも耐えうる構造とすることができる。
これにより、重いものを持ち上げたり、激しく稼動するような用途で使用されるマニピュレータ用関節部においては、運動中に玉軸受７２，７３の負荷容量を越えてしまった場合でも針状ころ軸受７４によって負荷を受けることができるので、揺動性能や耐久性能に影響を生じることがない。この針状ころ軸受を適用する形態は、産業用ロボットアームの関節部にも適用することができる。 As described above, when the needle roller bearing 74 is used, it is possible to increase the load capacity in the radial direction as compared with the case where a ball bearing of the same size is used. A structure capable of withstanding an axial load can be obtained.
Thereby, in the joint part for manipulators used for the purpose of lifting heavy objects or operating violently, even if the load capacity of the ball bearings 72 and 73 is exceeded during the movement, the needle roller bearings 74 Since it can receive a load, it does not affect the swing performance and durability performance. The form to which this needle roller bearing is applied can also be applied to the joint part of an industrial robot arm.

なお、本実施形態では、２組の玉軸受７２，７３と針状ころ軸受７４を有する構成としたが、１つの玉軸受７２と針状ころ軸受７４を有する構成であってもよく、アキシアル負荷を受ける他の転がり軸受と針状ころ軸受７４を有する構成であればよい。 In addition, in this embodiment, it was set as the structure which has two sets of ball bearings 72 and 73 and the needle roller bearing 74, However, The structure which has the one ball bearing 72 and the needle roller bearing 74 may be sufficient, and it is an axial load. What is necessary is just the structure which has the other roller bearing and needle roller bearing 74 which receive.

なお、上記各実施形態の関節部で使用した転がり軸受は、外輪、内輪、転動体、保持器等の構成は、上記各態様の実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
また、上記各実施形態は、実施可能な範囲において、組み合わせて適用することが可能である。 The rolling bearings used in the joint portions of the above embodiments are not limited to the configurations of the outer ring, the inner ring, the rolling elements, the cage, etc., as illustrated in the embodiments of the above embodiments. Changes can be made as appropriate without departing from the scope of the invention.
Further, the above embodiments can be applied in combination within a feasible range.

さらに、第１実施形態においては、シール部材をラビリンスシールとしたが、ユニット駆動用のモータやワイヤ等のパワーが強く、トルクなどが特に問題とならないような用途においては、接触シールを用いることが可能である。 Furthermore, in the first embodiment, the seal member is a labyrinth seal. However, a contact seal may be used in applications where the power of a unit driving motor or wire is strong and torque is not particularly problematic. Is possible.

１マニピュレータ
２第１アーム（基部アーム）
３第２アーム（基部アーム、回動アーム）
４第３アーム（回動アーム）
５第１関節部（マニピュレータ用関節部）
６第２関節部（マニピュレータ用関節部）
８、１８、２３軸受ユニット
９、１９、２４連結ネジ（関節軸）
１０、２０駆動ワイヤ（線状部材）
１１駆動力伝達装置（張力付与装置）
１２、１３、２６、２７、５２、５３、６２、６３、７２、７３玉軸受（転がり軸受）
１２ａ、１３ａ、２６ａ、２７ａ、５２ａ、５３ａ、６２ａ、６３ａ、７２ａ、７３ａ外輪
１２ｂ、１３ｂ、２６ｂ、２７ｂ、５２ｂ、５３ｂ、６２ｂ、６３ｂ、７２ｂ、７３ｂ内輪
１２ｃ、１３ｃ、２６ｃ、２７ｃ、５２ｃ、５３ｃ、６２ｃ、６３ｃ、７２ｃ、７３ｃ玉（転動体）
１４、２８ハウジング
１５、２９スリーブ
２６ｅ、２７ｅ保持器
３２第３アームギヤ（入力ギヤ）
３３回転モータ
３４出力軸
３５はすば歯車（出力ギヤ）
５４、６５関節軸
７４針状ころ軸受 1 Manipulator 2 First arm (base arm)
3 Second arm (base arm, pivot arm)
4 Third arm (rotating arm)
5 First joint (manipulator joint)
6 Second joint (manipulator joint)
8, 18, 23 Bearing unit 9, 19, 24 Connection screw (joint shaft)
10, 20 Drive wire (linear member)
11 Driving force transmission device (tensioning device)
12, 13, 26, 27, 52, 53, 62, 63, 72, 73 Ball bearings (rolling bearings)
12a, 13a, 26a, 27a, 52a, 53a, 62a, 63a, 72a, 73a Outer rings 12b, 13b, 26b, 27b, 52b, 53b, 62b, 63b, 72b, 73b Inner rings 12c, 13c, 26c, 27c, 52c, 53c, 62c, 63c, 72c, 73c Ball (rolling element)
14, 28 Housing 15, 29 Sleeve 26e, 27e Cage 32 Third arm gear (input gear)
33 Rotating motor 34 Output shaft 35 Helical gear (output gear)
54, 65 Joint shaft 74 Needle roller bearing

Claims

A manipulator having a plurality of joint portions for connecting ends of the base arm and the rotation arm and rotating the rotation arm with the end as a fulcrum,
Located between the joint shaft provided at the end of the base arm and the mounting hole provided at the end of the pivot arm, the pivot arm is rotatably supported with respect to the joint shaft. Two deep groove ball bearings and one needle roller bearing disposed between the two deep groove ball bearings;
A drive mechanism that transmits rotation about the joint axis to the rotation arm;
The outer rings of the two deep groove ball bearings and the one needle roller bearing have the same outer diameter and are fitted in the mounting holes,
The inner rings of the two deep groove ball bearings and the one needle roller bearing have the same inner diameter and are fitted on the sleeve,
The sleeve is provided between a pair of connecting plates formed at one end of the base arm,
The sleeve and the pair of connecting plates are connected by a connecting screw as the joint shaft ,
The drive mechanism spans the outer periphery of the deep groove ball bearing or the outer periphery of the end portion of the rotary arm, and a linear member provided individually for each of the plurality of joints, and the linear member A tension applying device that applies tension to the rotating arm to rotate the rotating arm around the joint axis.
A manipulator characterized by that.

2. The manipulator according to claim 1, wherein the two deep groove ball bearings have a double seal structure at least on the outer side in the axial direction of the joint shaft.

The lubricant encapsulated in the two deep groove ball bearings is a grease composition in which the base oil is at least one selected from vegetable oil and liquid paraffin, and the thickener is a metal soap. The manipulator according to 1 or 2.

The two deep groove ball bearings include a cage that forms a plurality of pockets in the circumferential direction and holds a rolling element in the pocket, and a predetermined amount of lubricant is placed between adjacent pockets of the cage. The manipulator according to any one of claims 1 to 3, wherein the manipulator is sealed.

The drive mechanism includes an input gear formed in an arc shape around the axis of the joint shaft on the outer periphery of the deep groove ball bearing or the end portion of the rotating arm, and a rotation disposed on the base arm. A motor and an output gear that is fixed to the output shaft of the rotary motor and meshes with the input gear, and that transmits the rotational driving force of the rotary motor in the forward and reverse directions to the input gear. The manipulator according to any one of claims 1 to 4 .