JPH063591U

JPH063591U - 駆動力伝達装置

Info

Publication number: JPH063591U
Application number: JP4249492U
Authority: JP
Inventors: 政浩五十嵐
Original assignee: トキコ株式会社
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】工業用ロボットにおいて、駆動源の出力を動
力伝達手段を用いて減速しつつ出力部に伝達する際のガ
タや振れ回りを防止する。【構成】工業用ロボットの第二アーム６はアーム基部
７、アーム胴部８、アーム前部９とからなり、アーム前
部９に取り付けられた手首機構１０は、軸Ｄを中心に回
転する第一ケース部材１１と、軸Ｅを中心に揺動する第
二ケース部材１２および軸Ｆを中心に回転する軸部材１
３とからなっている。そして、アーム基部７内に設置さ
れたモータとアーム胴部８内に設けられた出力軸との間
および第二ケース部材１２内には、プーリと減速機とか
らなる減速手段がそれぞれ設けられている。そして、前
記モータの回転は、まず、前記プーリにおいて前記出力
軸が振れ回りを起こさない程度に減速され、次いで、前
記減速機において軸部材１３による作業に必要な程度に
まで減速される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は工業用ロボットにおける駆動力伝達装置に係り、特に、駆動力を減速させつつ伝達する際に用いて好適な駆動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工業用ロボットは、駆動源たるモータの出力を、出力軸（トルクチューブ）および減速機構等からなる動力伝達手段を用いて減速しつつ手首機構の出力部に伝達し、この出力を回転させることにより種々の作業を行うものである。従来、前記工業用ロボットにおける動力伝達系の構成は、モータ−減速機構−出力軸−手首機構−出力部、または、モータ−出力軸−減速機構を内蔵する手首機構−出力部、のように、前記出力軸の前後いずれかに減速機構を設け、前記モータの回転数を例えば１／５０程度に減速して前記出力部を駆動する方式が一般的である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の工業用ロボットにおける動力伝達系においては、以下のような問題が生じる場合があった。まず、出力軸の前に減速機構を設けると、減速後に生じた機械的なガタ（機械加工上の精度低下）を除去する手段がない為、このガタが出力部に直接伝わり、前記出力部における作業精度が低下する傾向があった。

【０００４】また、出力軸の後に減速機構を設けると、比較的長い出力軸を使用する場合には、前記出力軸の基端側を支点として前記出力軸が自らの軸線回りに回転する、いわゆる振れ回りが発生する場合があった。一方、振れ回り防止のため、前記出力軸の中央部付近に支持点を追加する方法もあるが、この場合には、部品点数や重量が増加し、かつ構造も複雑となるという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は上記問題を解決するためになされたもので、駆動源の駆動力を前記出力部に伝達する動力伝達手段と、前記駆動源の駆動力を減速して前記出力部に伝達する減速手段とを具備する工業用ロボットの駆動力伝達装置において、前記減速手段が、前記駆動源と前記動力伝達手段の間および前記動力伝達手段と前記出力部との間の双方に設けられているものである。

【０００６】

【作用】

本考案の駆動力伝達装置では、駆動源の出力は、まず、駆動源と動力伝達手段の間に設けられた減速手段において、前記動力伝達手段が振れ回りを起こさない程度に減速され、次いで、前記動力伝達手段と前記出力部との間に設けられた減速手段において、出力軸における作業に必要な程度にまで減速される。

【０００７】

【実施例】

以下、図面に基づき、本考案の実施例について更に詳しく説明する。図１は、本考案に係る工業用ロボットの一例を示すロボットの全体図である。基台１は床面に固定され、その上部には旋回ベース２が軸Ａを中心として回転自在に支持されている。旋回ベース２には第一アーム３の下端が矢印Ｂ方向に揺動自在に支持され、第一アーム３の上端には第二アーム６が矢印Ｃ方向に揺動自在に支持されている。また、第二アーム６と旋回ベース２の間はリンク部材４，５で連結されている。

【０００８】第二アーム６はアーム基部７、アーム胴部８およびアーム前部９とからなり、アーム前部９には手首機構１０が取り付けられている。この手首機構１０は、アーム前部９に設けられた軸Ｄを中心に回転する第一ケース部材１１と、第一ケース部材１１に設けられた軸Ｅを中心に揺動する第二ケース部材１２および第二ケース部材１２に設けられた軸Ｆを中心に回転する軸部材（出力部）１３とから構成されている。ここで、軸Ｄはアーム胴部８の軸線Ｇに直交し、かつ軸線Ｇを含む平面上に位置し、軸Ｅは軸Ｄに直交し、また、軸Ｆは軸Ｅに直交し、かつ軸Ｄを含む平面上に位置している。

【０００９】図２および図３に、本考案の駆動力伝達装置を具備する第２アーム６の構造を示す。アーム基部７の後部には駆動源たるモータ１４，１５，１６が並列に設置され、フランジ１７，１８，１９を介してアーム基部７のケース２０に固定されている。ここで、本実施例の駆動力伝達装置においては、モータ１４の駆動軸２１先端にプーリ２２が固定されている。また、駆動軸２１はベアリング２３を介してフランジ１７に回転自在に支持されている。

【００１０】一方、アーム筒部８の軸線Ｇ上を貫通する出力軸（トルクチューブ）２４の基端側端にはプーリ２５が固定され、プーリ２２，２５はタイミングベルト２６により連結されて減速手段を構成している。本実施例の場合、プーリ２２と２５の歯数は１：２の比率とされているため、駆動軸２１の回転は、プーリ２２，２５間で１／２に減速される。なお、フランジ１７はケース２０に対し出力軸２４から遠ざかる方向にスライド可能に取り付けられ、タイミングベルト２６に適正な張力を与えられる位置で固定できるようになっている。

【００１１】また、アーム胴部８内には、円筒状の出力軸２７，２８がそれぞれ出力軸２４と同軸をなすように設けられ、出力軸２７，２８はそれぞれ平歯車２９，３０を介してモータ１５，１６と連動している。そして、これら出力軸２４，２７，２８は、その両端に設けられたベアリング３１，３２，３３，３４，３５，３６により、アーム胴部８の両端部に、軸線Ｇを中心に互いに独立して回転自在に支持されている。更に、出力軸２４，２７，２８はアーム胴部８の先端から突出するとともに、出力軸２４，２７，２８の先端にはそれぞれ傘歯車３７，３８，３９が固定されている。

【００１２】図４および図５に本考案の駆動力伝達装置を具備する手首機構１０の構造を示す。図４において、符号４０は、第一ケース部材１１の基端側に固定された軸受４１に、軸Ｄを中心として回転自在に支持された軸部材で、その軸Ｇ側の端部には傘歯車３７と噛み合う傘歯車４２が固定されているとともに、反対側の端部にはプーリ４３が固定されている。

【００１３】また、符号４４は、第一ケース部材１１の先端側に固定された軸受４５に、軸Ｄと平行な軸Ｈを中心として回転自在に支持された軸部材で、その軸Ｇ側の端部には傘歯車４６が固定されているとともに、反対側の端部にはプーリ４７が固定されている。そして、プーリ４３と４７はタイミングベルト４８により連結されている。なお、符号４９はタイミングベルト４８の張力を調整するテンションプーリである。

【００１４】一方、軸Ｇを挟んで軸受４１と対向する位置には軸受５０が固定され、軸受５０には軸部材５１が軸Ｄを中心として回転自在に支持されている。そして、軸部材５１の軸Ｇ側の端部には傘歯車３８と噛み合う傘歯車５２が固定されているとともに、反対側の端部には平歯車５３が固定されている。また、軸Ｇを挟んで軸受４５と対向する位置には軸受５５が固定され、軸受５５には軸部材５４が軸Ｄと平行な軸Ｈを中心として回転自在に支持されている。そして、軸部材５４の軸Ｇ側の端部には傘歯車５６が固定されているとともに、反対側の端部には平歯車５７が固定されている。更に、平歯車５３，５７は平歯車５８，５９を介して連動可能となっている。

【００１５】符号６０は第一ケース部材１１に軸Ｅを中心として回転自在に支持された軸受で、この軸受６０には、第二ケース部材１２が固定されているとともに、軸受６０の上端には、傘歯車５６と噛み合う傘歯車６１が固定されている。また、符号６２は、軸受６０に軸Ｅを中心として回転自在に支持された軸部材で、その両端にはそれぞれ傘歯車６３，６４が固定されている。そして、傘歯車６３は傘歯車４６と噛み合っている。

【００１６】更に、第二ケース部材１２の先端には減速機（減速手段）６５が固定されている。減速機６５の基端側には軸Ｆを中心に回転する入力軸６６が設けられ、入力軸６６の先端には傘歯車６４と噛み合う傘歯車６７が固定されている。更に、減速機６５の先端からは軸部材（出力部）１３が突出している。

【００１７】次に、本実施例の駆動力伝達装置の動作について以下に説明する。モータ１４が例えば３０００ｒ．ｐ．ｍ．で回転すると仮定すると、その回転は出力軸２４に伝達される前にプーリ２２，２５において予め１／２に減速され、１５００ｒ．ｐ．ｍの回転として出力軸２４に伝達される。更に、伝達された回転は出力軸２４から傘歯車３７，４２、軸部材４０、プーリ４３、タイミングベルト４８、プーリ４７、軸部材４４、傘歯車４６，６３、軸部材６２、傘歯車６４，６７、および入力軸６６を経て減速機６５に伝達される。ここで、減速機６５の減速比を１／２５とすれば、軸部材１３の回転はモータ１４の回転の１／５０となり、実用範囲の回転速度が得られる。

【００１８】ここで、上記の減速比は一例であり、出力軸２４の長さにより減速比を変えることができる。例えば、出力軸２４が長い場合には、モータ１４側に設けられた減速手段における減速比を若干大きくし、出力軸２４が短い場合には、モータ１４側における減速比を若干小さく設定することももちろん可能である。

【００１９】すなわち、本考案の駆動力伝達装置では、モータ１４の回転は、まず、プーリ２２，２５において出力軸２４が振れ回りを起こさない程度に減速され、次いで、減速機６５において、軸部材１３による作業に必要な程度にまで減速される。その結果、出力軸２４の振れ回りが防止されるとともに、第二ケース部材１２先端に設けた減速機６５により、減速機６５までのガタが減速分の１に低下されるため、軸部材１３のガタが小さくなる。更に、回転が段階的に減速されるため、駆動力伝達装置に用いられるベアリング類の回転寿命が延長する。従って、小型のベアリングが使用可能となり、ロボット全体を小さくできる。

【００２０】また、出力軸２４を長くした場合でも、プーリ２２，２５と減速機６５間における減速比を変えるだけでよいため、出力軸２４の途中に新たな支持点を増やす必要がなく、大きな改造が不要となるとともに、部品点数が低減される。しかも、減速比を僅かに変更する必要がある際、減速機を改めて選定し直す必要がなく、モータ１４側の減速比を必要に応じて変更するだけで対応可能である。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案の駆動力伝達装置を工業用ロボットに適用することにより、（１）出力部におけるガタが低減される。（２）出力軸が振れ回りを起こさない。（３）出力軸を長くした際でも、出力軸の途中に支持点を設ける必要がなく、部品点数を低減できる。（４）駆動力伝達装置に小型のベアリングが使えるため、ロボット全体の小型化が可能となる。（５）減速比の微調整が可能となる。といった優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る工業用ロボットの構造の一例を示
すロボットの全体図である。

【図２】本考案に係る工業用ロボットにおける第二アー
ムの構造の例を示す図３中ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
である。

【図３】本考案に係る工業用ロボットにおけるモータの
配置例を示す図２中矢印ＩＩＩに沿った矢視図である。

【図４】本考案に係る工業用ロボットにおける第一ケー
ス部材の構造の例を示す図５中ＩＶ−ＩＶ線に沿った断
面図である。

【図５】本考案に係る工業用ロボットにおける第二ケー
ス部材の構造の例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１基台２旋回ベース３第一アーム４，５リンク部材６第二アーム７アーム基部８アーム胴部９アーム前部１０手首機構１１第一ケース部材１２第二ケース部材１３軸部材（出力部）４０，４４，５１，５４，６２軸部材１４，１５，１６モータ（駆動源）１７，１８，１９フランジ２０ケース２１駆動軸２２，２５，４３，４７プーリ２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６ベアリン
グ２４，２７，２８出力軸（トルクチューブ）２６，４８タイミングベルト２９，３０，５３，５７，５８，５９平歯車３７，３８，３９，４２，４６，５２，５６，６１，６
３，６４，６７傘歯車４１，４５，５０，５５，６０軸受４９テンションプーリ６５減速機６６入力軸Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ軸Ｂ第一アームの旋回方向Ｃ第二アームの旋回方向

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】駆動源の駆動力を出力部に伝達する動力
伝達手段と、前記駆動源の駆動力を減速して前記出力部
に伝達する減速手段とを具備する工業用ロボットの駆動
力伝達装置において、前記減速手段が、前記駆動源と前記動力伝達手段の間お
よび前記動力伝達手段と前記出力部との間の双方に設け
られていることを特徴とする駆動力伝達装置。