JPH01247844A

JPH01247844A - 駆動機構

Info

Publication number: JPH01247844A
Application number: JP7331288A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Matsuhira; 松日楽　信人
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-10-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はロボット等の駆動機構に関する。

（従泌〃術）従来、ロボットアームの各関節には、ロボットの自在動
作を笑現するべく複数の自由度が付加されでいる。そし
て例えばマスタ・スレーブマニピュレータへの適用によ
り、人間の操縦勢作を正確に再現することが可能となっ
ている。こういったロボットの高精度な制御を行うため
には、アームにモータ等の重量物を搭載しないような構
造とし、アームにかかる負担を極力回避することが重要
となっている。そして、モータ等の重量物をできる限り
アームの先端から離れた位置ｌこまとめて取付けること
によって、アームの旋回軸まわりの慣性モーメントや、
各モータに作用する重量負荷を軽。

減する方法が考案されている。

第３図、第４図は、複数のモータを−か所に集め、それ
らの出力をロボットアームの各関節にトルク伝達するた
めの一般的な駆動機構を示した部分断面図及び上面図で
ある。モータ、減速機、ブレーキ、速度検出器９位置検
出器などから構成されるドライブユニット１．２．３の
出方軸１ａ、２ａ。

３ａには平歯車１ｂ、２ｂ、３ｂが固着されており、−
万、ロボットアーム（図示せず）の各関節にドライブユ
ニッ）　１．２．３の出方をトルク伝達する伝達軸ＩＣ
，２Ｃ，３Ｃには、そのドライブユニット側の端部に平
歯車１ｂ、２ｂ、３ｂと同じ噛合いピッチ円直径の平歯
車１ｄ、２ｄ、３ｄが固着されている。そして、これら
平歯車は１坂とｌｄ、２ｂと２ｄ、３ｂと３ｄがそれぞ
れ噛合している。また、伝達軸１ｃは伝達軸２ｃに、伝
達軸２ｃは伝達軸３ｃに、伝達軸３ｃはハウジング４に
対してそれぞれ回転自在となるように、ベアリング１１
．２１．３１が取付けられている。以上のような構造の
駆動機構を用いることにより、ドライブユニット１が駆
動すると伝達軸１０が、ドライブユニット２が駆動する
と伝達軸２ｃが、ドライブユニット３が駆動すると伝達
軸３Ｃがそれぞれ回転し、これら伝達軸１ｃ、２ｃ＊３
ｃの他端に具備されたロボットアームの各関節機構が駆
動するしくみとなっている。

このように複数のドライブユニットを、ロボ。

トアームの各関節付近に配置せずに１か所にまとめたも
のとすることにより、ドライブユニットの保守９点検を
１か所で行うことができる。そのため、ロボットアーム
の各部にドライブユニットが取付けられた場合のように
、１つ１つのドライブユニットの取付は場所ごとに分解
作業を要した今までの保守９点検と比べ、その作業能率
は向上し非常に合理的なものであると言える。

しかし、ドライブユニット３の平歯車３ｂと伝達軸３ｃ
の平歯車３ｄを１合させる場合１．今までは平歯車３ｂ
と平歯車３ｄの半径方向から接近して噛合するような方
法をとっていたため、ドライブユニット３が平歯車３ｄ
の半径方向にある程度余裕ある空間を有する必要があり
、そのためハウジング４を平歯車３ｄの半径方向に大き
くシ、適当な空間を４えていた。

ところが今日ではこういった駆動機構も小形化する方向
にあり、前述のようなハウジング４の空間もできる限り
小さくする必要がある。そのため平歯車３ｂをその軸方
向から直接平歯車３ｄに１合させる方法が採られるべき
である。しかし従来、製作費や製作工程の問題や、平歯
車の半径方向からの噛合で特に不都合が生じなかったな
どの理由から、平歯車１ｂ、２ｂ、３ｂ、１ｄ、２ｄ、
３ｄは全て同じモジュールであり、平歯車３ｂをその軸
方向から噛合わせようとする時、平歯車１ｄ及び平歯車
２ｄを通過しなければならないことから、平歯車３ｂと
平歯車１ｄ、２ｄの歯の位相が一致した状態でなければ
組立てることができない。しかも歯車が多段である程、
この条件を満たすことが難しくなる。また、構造上、伝
達軸側の平歯車１ｄ、２ｄ、３ｄは、この順に負荷荷重
が小さいため、全ての平歯車１ｂ、２ｂ、３ｂ。

１ｄ、２ｄ、３ｄを同じモジュールにすると、例えは最
大のモジュールに合わせた場合、平歯車１ｂと１ｄは、
荷重が小さくて済むにもかかわらず大きいモジュールつ
まり大きな歯を用いるため、噛合い軍が小さくなり回転
の滑らかさを欠く上、バックラッシュも大きくなる。こ
れに対して例えば最小のモジュールに合わせた場合、平
歯車３ｂと３ｄは、荷重が大きくなるにもかかわらず小
さな歯を用いるため、荷重に対する歯の耐久性が悪く、
組立ての際にも位相合わせが困難である。

（発明が解決しようとする課題）以上のように従来は、駆動機構の保守１点検後の組立て
を容易にするために、平ｉの半径方向にある程度の空間
を設ける必要があった。また、この空間を設けることを
避けるためには、歯車のモジュールに関して制限を加え
なければならなかっ向に大形化することなく、シかも必
要なモジー−ルを歯車ごとに選択できる駆動機構の提供
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本発明においては複数の駆
動手段と、これら駆動手段の出方を伝達する、回転軸が
平行な複数の出力歯車と、これら出力歯車と噛合し、そ
の回転軸が全て同心で、かつ出力歯車の回転軸と平行で
ある複数の伝達歯車と同心多重構造をなし、その一端を
伝達歯車に固着した複数の伝達軸とからなる駆動機構に
おいて、伝達歯車のピッチ円直径を、その固着した伝達
軸の直径が大きいもの程大きくする構造とした。

（作用）上記の構造とすることにより、出力歯車と伝達歯車を噛
合させる場合、他の歯車との干渉がないままに軸方向か
らの噛合ができるために、伝達歯車の半径方向に大形化
することのない駆動機構が実現する。また、他の歯車と
の干渉がないために、噛合する歯車ごとに最適なモジュ
ールを選択することができることから、最適な出力を各
関節に伝達することが可能な駆動機構が実現する。

（実施例）以下、図面に従って本実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す駆動機構の部分断面図、
第２図はその上面図である。

モータ、減速機、ブレーキ、速度検出器１位置検出器な
どから構成される、駆動手段であるドライユニット１０
，２０．３０の出力軸１０ａ、２０ａ、３０ａには、出
力歯車である平歯車１０ｂ、２０ｂ、３０ｂが固着され
ている。平歯車１０ｂ、２０ｂ、３０ｂは、その回転軸
が平行となっている。−万、ロボットアーム（図示せず
）の各関節にドライブユニｙ　）　１０−２０−３０の
出力をトルク伝達する伝達軸１０ｃ＋２０ｃｍ３０ｃに
は、そのドライブユニット側の端部に、伝達歯車である
平歯車１０ｄ、２０ｄ、３０ｄが固着されており、平歯
車１０ｂと１０ｄ、　２０ｂと２０ｄ、　３０ｂと３０
ｄがそれぞれ１合している。また平歯車１０ｄ、２０ｄ
、３０ｄは、平歯車１０ｄが最も小さいピッチ直径を有
し、平歯車３０ｄが最も大きいピッチ円直径を有してい
る。これら平歯ｊｌ　１０ｄ、２０ｄ、３０ｄに固着し
た伝達軸１０　ｃ　＃　２０　ｃ　＊　３０　ｃは同心
多重構造となっており、伝達軸１０ｅは伝達軸２０ｃに
、伝達軸２０ｃは伝達軸３０ｃに、伝達軸３０ｃはハウ
ジング４０に対してそれぞれ回転自在となるように、ベ
アリング１０１゜２０１　、３０１が取付けられている
。

以上のような構造の本実施例においては、ドライユニッ
ト１０が駆動するとその出力は平歯車１０ｂ、１０ｄを
介して伝達軸１０ｃに伝達される。同様にしてドライブ
ユニット２０が駆動するとその出力は平歯車２０ｂ　、
　２０ｄを介して伝達軸２０ｃｊこ、ドライブユニット
３０が駆動するとその出力は平歯車３０ｂ　、　３０ｄ
を介して伝達軸３０ｃに伝達される。そしてこれら伝達
軸１０ｃｍ２０ｃ、３０ｃの他端に具備されたロボット
アームの各関節機構が駆動するしくみとなっている。

以上のような動作をする本実施例においては、平歯車１
０ｄ　、　２０ｄ　、　３０ｄのピッチ円直径がこの順
に大きくなっているため、平歯車１０ｂ、２０ｂ、３０
ｂをその回転軸方向から（第１図では紙面上方向から）
平歯車１０ｄ、２０ｄ、３０ｄに噛合させる場合、他の
平歯車と干渉することなく容易に噛合が行える。そのた
め、従来のように平歯車の半径方向からの噛合を行う必
要がなく、ハウジング４の、平歯車の半径方向への大形
化を防止することが可能となる。

また、上記のように平歯車の吻合の際に干渉が生じない
ため、噛合する平歯車ごとに最適なモジュールを選択す
ることが可能である。こうすることにより各関節で必要
な負荷荷重や回転数の調整を、できる限り本発明の駆動
機構内で行うことができ、各関節の機構を必要以上に複
雑化９重量化することを防止できる。

尚、本実施例では、ドライブユニットが３つ具備された
駆動機構、つまり伝達歯車が３つの駆動機構について述
べたが、伝達歯車が複数個であれば本発明は効力を奏し
、その数が多くなればなる程顕著に現われるものである
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においては、平歯車の半径方向に大
形化することなく、シかも最適な出力を各関節に伝達す
ることの可能な駆動機構が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示す駆動機構の部
分断面図及び上面図、第３図及び第４図は従来の一例を
示す駆動機構の部分断面図及び上面図である。１０．２０．３０・・・駆動手段（ドライブユニット）
、１０ａ＋　１０ｂ＋　１０ｃ　’−出力軸、１０ｂ、
　２０ｂ、　３０ｂ　・・・出力歯車（平歯車）、１０
ｃ　、　２０ｃ　＊　３０ｃ　・・・伝達軸、１”Ｏｄ
。２０ｄ　、　３０ｄ・・・伝達歯車（平歯車）、ＩＯｌ
、２０Ａ！、３０１・・・ベアリング、４０・・・ハウ
ジング。

Claims

【特許請求の範囲】

複数の駆動手段と、前記複数の駆動手段の出力を伝達す
る回転軸が平行な複数の出力歯車と、前記複数の出力歯
車と噛合し、その回転軸は同心でかつ前記出力歯車の回
転軸と平行である複数の伝達歯車と、同心多重構造をな
し、その一端を前記伝達歯車に固着した複数の伝達軸と
からなる駆動機構において、前記伝達歯車はその固着し
た前記伝達軸の直径が大きいもの程、そのピッチ円直径
が大きいことを特徴とする駆動機構。