JPH065102Y2 - 電動ロボツト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば塗装に用いられる電動ロボットに関
し、特に電動ロボットへの動作教示時に、その操作力を
軽減することができる電動ロボットに関する。

〔従来技術〕

従来、電動ロボットにおいては、そのブラケット，支
柱，アーム，作業部材等の可動部材とこれら可動部材の
基端側に設けられた電動機との間に減速機，クラッチが
介在されている。このクラッチは電動ロボットへの動作
教示時にその操作力を軽減するために役立つものであ
り、このクラッチには、ディスク，パッドを用いたもの
と、歯車を対向させ、その一方を他方に対し接離させる
ものとがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、ディスク，パッドを用いたクラッチにあって
は、大トルクを要する部分に使用するため、全体的に大
型となる問題があるので、従来、歯車を用いたクラッチ
が適用されているが、この歯車を用いたクラッチにその
歯車のボスがスプライン軸に軸線方向に移動自在に嵌合
された構造とされているため、互いに噛み合う歯車のボ
スとスプライン軸との嵌合歯面（円周方向の面圧を受け
る面）間に若干の隙間があり、この隙間をなくすとスプ
ライン軸に対する歯車の軸方向の摺動が困難となるので
この隙間をなくすことはできず、その結果スプライン軸
と歯車との嵌合部にガタが生じ、歯車とスプライン軸と
の間に僅かな相対回転が生じ易く、これが正逆回転する
駆動軸の回転精度を低下させ、ひいては電動ロボットの
作動精度を低下させ、また歯車の回転時に歯車とスプラ
イン軸との嵌合歯が当接して騒音を発生し、さらに耐久
性を悪くするという問題があった。

本考案は、従来のものがもつ以上のような問題点を解決
した電動ロボットを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、前記目的を達成するために次のような構成と
している。即ち、電動モータの出力軸端に形成された凹
部と、前記出力軸端に該出力軸と同軸状に固定状態に設
けられたガイド軸と、該ガイド軸に回転自在にかつ軸線
方向に移動不能に嵌合されて該ガイド軸の先方部に設け
られた可動部材と、前記出力軸端に同軸状に固定して設
けられた第１ギヤと、前記ガイド軸に摺動自在に嵌合さ
れ前記第１ギヤに対向して噛み合い可能に前記凹部内に
設けられた第２ギヤと、前記ガイド軸と同軸状に前記可
動部材端に一体的に設けられた第３ギヤと、該第３ギヤ
に対向し前記第２ギヤと一体的に回転及び移動自在に該
第２ギヤに同軸状に連結され前記第１ギヤと第２ギヤと
が噛み合う状態において前記第３ギヤに噛み合う第４ギ
ヤと、前記第１ギヤと第２ギヤとに互いの歯先面と歯底
面とが対向し得て互いに噛み合い可能に設けられた台形
歯と、前記第３ギヤと第４ギヤとに互いの歯先面と歯底
面とが対向し得て互いに噛み合い可能に設けられた台形
歯と、前記出力軸側へ前記第４ギヤを付勢するように設
けられた付勢部材と、前記可動部材への前記出力軸の回
転伝達状態においては前記付勢部材の付勢力に抗して前
記第２ギヤを第１ギヤ方向へ押圧移動させて前記第１ギ
ヤと第２ギヤとを噛み合わせると共に第３ギヤと第４ギ
ヤとを噛み合わせ、前記可動部材への前記出力軸の回転
非伝達状態においては前記付勢部材と協働して前記第１
ギヤから第２ギヤを前記第３ギヤから第４ギヤをそれぞ
れ軸線方向へ移動させて離間させる駆動部とからなるも
のとしている。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

第１図及び第２図中１は電動ロボットであり、この電動
ロボット１は、基部（基台）２と、この基台２上に旋回
自在に設けられたブラケット（可動部材）３とこのブラ
ケット３に回動自在に設けられた支柱（可動部材）４
と、この支柱４の回動端部に回動自在に設けられたアー
ム（可動部材）５と、このアーム５の先端に設けられた
作業部材（可動部材）６とを備え、基台２の内部、ブラ
ケット３の上端部、アーム５の基端部に、それぞれ電動
ロボットの各構成部材の駆動をなす電動モータ７（７ａ
〜７ｆ）が設けられており、これらの電動モータ７（７
ａ〜７ｆ）は気密な容器８（８ａ〜８ｆ）により覆われ
ている。なお、基台２は電動モータ７ａの容器に兼用さ
れている。

前記容器８内には引火性気体への着火を防止して安全性
を確保するための保護気体が所定圧になるように保たれ
ている。

各電動モータ７（７ａ〜７ｆ）の第３図に示す出力軸
７′側と各可動部材３，４，５，６（以下可動部材Ａと
いう）との間には回転伝達遮断機構（クラッチ）９が設
けられている。即ち、電動モータの出力軸７′の端部に
は円筒状の大径部１０が同軸状に形成されている。ま
た、出力軸７′の端部中心には凹部１１が形成されてい
る。

出力軸７′と可動部材Ａとの間にはガイド軸（軸状のガ
イド部材）１２が設けられている。このガイド部材１２
の一端部は凹部１１に密嵌入されて出力軸７′に同軸的
に固定されている。大径部１０内には、可動部材Ａ側に
歯１３ａが形成されかつガイド部材１２に摺動自在に嵌
合された第２ギヤ（回転伝達部材）１３（以下単にギヤ
１３という）が摺動自在に嵌入されている。また、大径
部１０の端部には、ギヤ１３に対向して設けられギヤ１
３の歯１３ａに噛み合う歯１４ａを有する第１ギヤ（回
転伝達部材）１４（以下単にギヤ１４という）が同軸状
に固定して取り付けられている。また、ギヤ１３の可動
部材Ａ側には第４ギヤ（回転伝達部材）１５（以下単に
ギヤ１５という）が設けられ、このギヤ１５はギヤ１３
のボス１６にギヤ１３と同軸状に固定して取り付けられ
ている。ギヤ１５の歯１５ａはギヤ１５の可動部材Ａ側
に形成されている。なお、歯１３ａと歯１４ａとが離間
した状態においてギヤ１３と出力軸７′の端面１７との
間には空間１８が設けられている。

一方、可動部材Ａの電動モータ出力軸７′側端部（基端
部）には、ギヤ１５に対向し、このギヤ１５に噛み合う
歯１９ａを有する第３ギヤ（回転伝達部材）１９（以下
単にギヤ１９という）がガイド軸１２と同軸状に形成さ
れている。なお、歯１３ａと歯１４ａ及び歯１５ａと歯
１９ａとは第４図に示すように互いの歯先面と歯底面と
が対向し得てそれぞれ互いに噛み合う台形歯とされてい
る。

また、可動部材Ａの出力軸７′側端部中心には凹部２０
が形成され、可動部材Ａの出力軸７′側端部には、凹部
２０の外側でギヤ１９の歯１９ａの内側に位置する凹部
２１が形成されている。

ガイド部材１２の他端部には可動部材Ａが凹部２０を嵌
合され、ベアリング２２を介して回転自在にかつガイド
部材１２の軸線方向に移動不可能能に取り付けられてい
る。また、凹部２１にはベアリング２３が嵌入され、こ
のベアリング２３とギヤ１５との間には、出力軸７′側
へギヤ１５を付勢するようにばね（付勢部材）２４が設
けられている。

また、出力軸７′の大径部１０側外周にはリング２５が
出力軸７′の回転を許して嵌合されている。リング２５
は前記の容器８に固定されている。リング２５には半径
方向に通路２６が形成され、この通路２６には管接手２
７を介してホース２８が接続されている。また、出力軸
７′の大径部１０側の所定個所には通路２６と空間１８
とを連通する通路２９が形成されている。なお、ホース
２８，このホース２８に接続されたエアー供給源（図示
せず），管接手２７，通路２６，２９，空間１８によ
り、可動部材Ａへの前記出力軸７′の回転伝達状態にお
いては付勢部材２４の付勢力に抗してギヤ１３をギヤ１
４方向へ押圧移動させてギヤ１４とギヤ１３とを噛み合
わせると共にギヤ１９とギヤ１５とを噛み合わせ、可動
部材Ａへの出力軸７′の回転非伝達状態においては付勢
部材２４と協働してギヤ１４からギヤ１３をギヤ１９か
らギヤ１５をそれぞれ軸線方向へ移動させて離間させる
駆動部が構成されている。また、３０，３１，３２，３
３，３４はＯリングである。

しかして、上記のように構成された電動ロボットを使用
する場合、第３図に示す状態において、ホース２８より
エアーを供給すると、このエアーは通路２６，２９を通
り空間１８に流入して、ギヤ１３を、可動部材Ａ側へ押
圧する。これにより、ギヤ１３がばね２４の力に抗して
可動部材Ａ側へガイド部材１２に沿って移動してギヤ１
４に噛み合うと共に、ギヤ１５が可動部材Ａ側へガイド
部材１２に沿って移動してギヤ１９に噛み合う。従っ
て、出力軸７′が回転すると、この回転が可動部材Ａに
伝達される。この場合、ギヤ１４とギヤ１３とに互いの
歯先面と歯底面とが対向し得て互いに噛み合い可能に台
形歯１４ａ，１３ａが設けられ、ギヤ１９とギヤ１５と
に互いの歯先面と歯底面とが対向し得て互いに噛み合い
可能に台形歯１９ａ，１５ａが設けられているので、駆
動部の作用によりギヤ１４にギヤ１３が押し付けられる
と台形歯１４ａと台形歯１３ａとの互いに噛み合う面
（円周方向の面圧を受ける面）間の隙間はなくなり、こ
れらギヤ１４，ギヤ１３が正逆回転しても回転伝達にお
けるギヤ１４，１３間のガタがなくなる。また、このと
き同時に、ギヤ１９にギヤ１５が押し付けられ、台形歯
１９ａと台形歯１５ａとの互いに噛み合う面（円周方向
の面圧を受ける面）間の隙間はなくなり、これらギヤ１
９，ギヤ１５が正逆回転しても回転伝達におけるギヤ１
９，１５間のガタがなくなる。

次にホース２８より空間１８内のエアーを排出すると、
ばね２４の力によりギヤ１５が出力軸７′側へガイド部
材１２に沿って移動し、ギヤ１９とギヤ１５とが離間
し、これに伴いギヤ１３もガイド部材１２に沿って出力
軸７′側へ移動し、ギヤ１４とギヤ１３とが離間する。
これにより、可動部材Ａへの出力軸７′の回転の伝達が
断たれる。

そこで、前記電動ロボット１への動作教示時に、ホース
２８より空間１８のエアーを排出し、即ちギヤ１９とギ
ヤ１５とを離間させると共にギヤ１４とギヤ１３とを離
間させる。次に、この状態で作業部材６を移動させ電動
ロボット１への動作教示を行なう。従って、この場合、
可動部材Ａの回転力に対する抵抗が減少し、動作教示の
ための可動部材Ａの移動力を大幅に軽減することができ
る。なお、プレイバック時には、ホース２８よりエアー
を空間１８に供給することにより、ギヤ１３とギヤ１４
が噛み合うと共に、ギヤ１５とギヤ１９とが噛み合い、
出力軸７′の回転は可動部材Ａに伝達される。

以上のように本実施例によれば、ギヤ１４とギヤ１３と
に互いの歯先面と歯底面とが対向し得て互いに噛み合い
可能に台形歯１４ａ，１３ａが設けられ、ギヤ１９とギ
ヤ１５とに互いの歯先面と歯底面とが対向し得て互いに
噛み合い可能に台形歯１９ａ，１５ａが設けられている
ので、駆動部の作用によりギヤ１４にギヤ１３が押し付
けられると台形歯１４ａと台形歯１３ａとの互いに噛み
合う面間の隙間はなくなり、これらギヤ１４，ギヤ１３
が正逆回転しても回転伝達における歯車歯間のガタがな
くなり、またこのとき、ギヤ１９にギヤ１５が押し付け
られ、台形歯１９ａと台形歯１５ａとの互いに噛み合う
面間の隙間はなくなり、これらギヤ１９，ギヤ１５が正
逆回転しても回転伝達における歯車歯間のガタがなくな
るので、小型の装置で、可動部材Ａへの電動モータ７の
回転の伝達におけるガタを大幅に減少させることがで
き、ひいては電動ロボットの作動精度を向上させること
ができ、かつ騒音の発生を減少させることができ、さら
に耐久性を増すことができる。

〔考案の効果〕 以上説明したように本考案によれば、第１ギヤと第２ギ
ヤとに互いの歯先面と歯底面とが対向し得て互いに噛み
合い可能に台形歯が設けられ、第３ギヤと第４ギヤとに
互いの歯先面と歯底面とが対向し得て互いに噛み合い可
能に台形歯が設けられているので、駆動部の作用により
第１ギヤに第２ギヤが押し付けられるとこれらのギヤの
各台形歯の互いに噛み合う面間の隙間はなくなり、これ
ら第１ギヤ，第２ギヤが正逆回転しても回転伝達におけ
る歯車歯間のガタがなくなり、またこのとき、第３ギヤ
に第４ギヤが押し付けられ、これらのギヤの各台形歯の
互いに噛み合う面間の隙間はなくなり、これら第３ギ
ヤ，第４ギヤが正逆回転しても回転伝達における歯車歯
間のガタがなくなるので、小型の装置で、可動部材への
電動モータの回転の伝達におけるガタを大幅に減少させ
ることができ、ひいては電動ロボットの作動精度を向上
させることができ、かつ騒音の発生を減少させることが
でき、さらに耐久性を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す電動ロボットの側面
図、第２図はその背面図、第３図はその要部の縦断面
図、第４図はその各ギヤの歯形を示す一部の断面図であ
る。 １……電動ロボット、２……基部（基台）、３……ブラ
ケット（可動部材）、４……支柱（可動部材）、５……
アーム（可動部材）、６……作業部材（可動部材）、７
……電動モータ、７′……出力軸、１１……凹部、１２
……ガイド軸（軸状のガイド部材）、１３……第２ギヤ
（回転伝達部材）、１４……第１ギヤ（回転伝達部
材）、１５……第４ギヤ（回転伝達部材）、１９……第
３ギヤ（回転伝達部材）、１３ａ，１４ａ，１５ａ，１
９ａ……台形歯、２４……ばね（付勢部材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータの出力軸端に形成された凹部
   と、前記出力軸端に該出力軸と同軸状に固定状態に設け
   られたガイド軸と、該ガイド軸に回転自在にかつ軸線方
   向に移動不能に嵌合されて該ガイド軸の先方部に設けら
   れた可動部材と、前記出力軸端に同軸状に固定して設け
   られた第１ギヤと、前記ガイド軸に摺動自在に嵌合され
   前記第１ギヤに対向して噛み合い可能に前記凹部内に設
   けられた第２ギヤと、前記ガイド軸と同軸状に前記可動
   部材端に一体的に設けられた第３ギヤと、該第３ギヤに
   対向し前記第２ギヤと一体的に回転及び移動自在に該第
   ２ギヤに同軸状に連結され前記第１ギヤと第２ギヤとが
   噛み合う状態において前記第３ギヤに噛み合う第４ギヤ
   と、前記第１ギヤと第２ギヤとに互いの歯先面と歯底面
   とが対向し得て互いに噛み合い可能に設けられた台形歯
   と、前記第３ギヤと第４ギヤとに互いの歯先面と歯底面
   とが対向し得て互いに噛み合い可能に設けられた台形歯
   と、前記出力軸側へ前記第４ギヤを付勢するように設け
   られた付勢部材と、前記可動部材への前記出力軸の回転
   伝達状態においては前記付勢部材の付勢力に抗して前記
   第２ギヤを第１ギヤ方向へ押圧移動させて前記第１ギヤ
   と第２ギヤとを噛み合わせると共に第３ギヤと第４ギヤ
   とを噛み合わせ、前記可動部材への前記出力軸の回転非
   伝達状態においては前記付勢部材と協働して前記第１ギ
   ヤから第２ギヤを前記第３ギヤから第４ギヤをそれぞれ
   軸線方向へ移動させて離間させる駆動部とからなること
   を特徴とする電動ロボット。