JPH0219340B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は出力回転軸の回転力或いは回転トルク
を検出する力検出器を組込んだコンパクトな動力
伝達装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕 モータの回転動力を用いて種々の仕事を行わせ
る場合、一般に減速機構を構成した動力伝達装置
が用いられる。第１図は、そのコンパクトな動力
伝達装置として、ハーモニツク減速機構を組込ん
だ従来装置の概略構成を示すもので、例えばロボ
ツトハンド装置等に広く用いられている。この装
置は、モータ１の回転軸２に楕円状のウエーブジ
エネレータ３を固定し、このウエーブジエネレー
タ３と同心的にケーシング４に固定された円環状
のサーキユラスプライン５との間に、前記ウエー
ブジエネレータ３に嵌合し、且つサーキユラスプ
ライン５に噛合して弾性変形し乍ら前記ウエーブ
ジエネレータ３に応動して回転する円筒状のフレ
ツクススプライン６を設け、このフレツクススプ
ライン６の端部に出力回転軸７を固定した構造を
有している。そして、この出力回転軸７にねじり
応力を利用した力検出器８を介して、動力伝達部
品である傘歯車９を連結している。

ここで上記ウエーブジエネレータ３、サーキユ
ラスプライン５、およびフレツクススプライン６
からなるハーモニツク減速機構は、第２図にその
平面構成を示すように、ウエーブジエネレータ３
に嵌合して弾性変形して２点においてサーキユラ
スプライン５に噛合するフレツクススプライン６
の歯数Z_fが上記サーキユラスプライン５の歯数Z_c
より僅かに少なく設定されており、（Z_f−Z_c）／
Z_fなる大きな減速比が得られるものである。この
フレツクススプライン６の弾性変形を伴う減速回
転が、その肉薄筒部を介して出力回転軸７に伝達
され、ここに出力回転軸７が大きな回転動力を以
つて回転駆動されることになる。尚、前記ウエー
ブジエネレータ３とフレツクススプライン６との
間には、一般にボールベアリング等が設けられ、
両者は独立に回転自在な構成となつている。

ところで、前記力検出器８は、出力回転軸７
（傘歯車９）の回転力あるいは回転トルクを検出
して、その回転力制御を行う為の重要な役割りを
担つている。然し乍ら、この力検出器８は、出力
回転軸７に直列に介在させた検出筒１１のねじり
応力をストレインゲージ１０等により検出するも
のである為、軸方向に長い形状を有し、この結果
動力伝達装置全体が軸方向に長く大型化すること
が否めなかつた。これ故、ロボツトハンド等に組
込む場合等、そのアーム長が長くなり、二次的に
はアーム長が長くなつた分だけ重量が増すので大
出力の駆動源が必要となつたり、更には機械的強
度を高める為に大型化することが否めなくなる等
の不具合が生じた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、出力回転軸の回
転力または回転トルクを検出する力検出器を組込
んだコンパクトで実用性の高い動力伝達装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は回転軸に固定された楕円状のウエーブ
ジエネレータ、このウエーブジエネレータと同軸
的に静止部に固定された円環状のサーキユラスプ
ライン、および前記ウエーブジエネレータに嵌合
し、且つ上記サーキユラスプラインに噛合して前
記ウエーブジエネレータの回転に応動して弾性変
形し乍ら回転する筒状のフレツクススプラインと
からなるハーモニツク減速機構の、上記フレツク
ススプラインの内部空間に筒状の力検出器を設
け、この力検出器を介してフレツクススプライン
と出力回転軸とを結合するようにしたものであ
る。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、その弾性変形を吸収
するべく肉薄筒状を為すフレツクススプラインの
内側空間を有効に利用して力検出器を組込み、こ
の力検出器を介して上記フレツクススプラインか
ら出力回転軸へ動力を伝達することができるの
で、その軸方向の長さの短いコンパクトな動力伝
達装置を実現することができる。また軸方向の長
さを短かくした分だけ、その軽量化を図ることが
できるので、駆動源の小出力化を図り、ロボツト
ハンドの動力伝達機構等として効果的に応用する
こと等が可能となる。故に実用上絶大なる効果が
奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。

第３図は実施例装置の概略構成を示すもので、
第１図に示す従来装置と同一部分には同一符合を
付して示してある。

フレツクススプライン６は、ウエーブジエネレ
ータ３に嵌合し、且つサーキユラスプライン５に
噛合する一端部と、底部を為す他端部とを肉薄状
の筒部で連結したカツプ形状を有し、上記一端部
の弾性変形を伴う回転を前記肉薄状筒部で変形を
吸収して他端部に伝達するものとなつている。し
かして、このフレツクススプライン６のウエーブ
ジエネレータ３とは反対側に位置する端部には力
検出器８の一部を構成する検出筒１１の一端部が
接続されており、この検出筒１１の他端部はフレ
ツクススプライン６内をウエーブジエネレータ３
側へと延びている。そして、検出筒１１のウエー
ブジエネレータ３側に位置する端部には出力回転
軸７の一端側が接続されており、この出力回転軸
７の他端側は検出筒１１内を通つて傘歯車９に接
続されている。

このようにして出力回転軸７とフレツクススプ
ライン６との間に介在された力検出器８は、その
動力伝達時にねじり応力を発生するものであり、
このねじり応力は力検出器８の検出筒１１に取付
けられたストレインゲージ１０により検出される
ようになつている。このストレインゲージ１０の
信号検出リード線（図示せず）は、例えば出力回
転軸７の中心軸位置に設けられた孔部を挿通し
て、外部に引出されるようになつている。

かくしてこのように構成された装置によれば、
フレツクススプライン６の内側空間を有効に利用
して力検出器８を組込むことができるので、その
軸方向の長さを短くして、コンパクトな構成とす
ることができる。しかも、力検出器８を、外部と
は遮断して装置の内側（フレツクススプライン６
の内側）に設けることができるので、その高信頼
性化を図ることができる。しかも、このような構
成を採用することによつて、軸受の数を減らすこ
とも可能となり、装置の低コスト化、軽量化を図
り得る等の効果も奏せられる。故に、ロボツトハ
ンドのアームを構成する場合等、実用上絶大なる
効果が奏せられる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えばハーモニツク減速機構による減速比
や、力検出器８の検出感度等は装置仕様に応じて
定めればよいものである。要するに本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の慨略構成を示す図、第２図
はハーモニツク減速装置の概略構成を示す図、第
３図は本発明の一実施例装置の概略構成を示す図
である。 １……モータ、２……回転軸、３……ウエーブ
ジエネレータ、４……ケーシング、５……サーキ
ユラスプライン、６……フレツクススプライン、
７……出力回転軸、８……力検出器、９……傘歯
車、１０……ストレインゲージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸と、この入力軸に固定された楕円状の
   ウエーブジエネレータと、このウエーブジエネレ
   ータの回りに前記入力軸と同心的に静止部に固定
   して設けられた円環状のサーキユラスプライン
   と、一端側を前記ウエーブジエネレータに嵌合さ
   せた状態で前記入力軸と同軸的に設けられるとと
   もに上記嵌合した部分の外周面に前記サーキユラ
   スプラインに歯合する歯合部を有し、上記ウエー
   ブジエネレータの回転に応動して弾性変形しなが
   ら回転する筒状のフレツクススプラインと、この
   フレツクススプラインの他端側に一端部が接続さ
   れるとともに他端部が上記フレツクススプライン
   内を前記ウエーブジエネレータ側へ向けて延びた
   検出筒および上記検出筒の表面に取付けられたス
   トレインゲージからなる力検出器と、この力検出
   器を構成する前記検出筒の他端部に一端側が接続
   されるとともに他端側が上記検出筒内を通つて外
   部へ導かれた出力軸とを具備してなることを特徴
   とする動力伝達装置。