JPS5922330Y2 - アクチユエ−タ機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば産業用ロボットのアーム先端に手首機構
として適用されるアクチュエータに関する。

この種アクチュエータの場合、２以上の自由度を確保す
べく、一般に垂直軸回りを回転すると共に水平軸回りを
回転する機能を有していることが好ましい。

現在使用されているアクチュエータでは、夫々独立した
２つの回転部を組み合わせて、圧力流体をこの回転部に
給排することにより垂直軸回りの回転と垂直軸回りの回
転とを行わせている。

そうして第１図及び第２図に示、すように、ロボットの
アーム１に連結された垂直回転部２の片側に、配管３〜
６の一端を取り付け、例えば、配管４及び６から垂直回
転部２の固定軸７に穿設された貫通孔８及び９を介して
垂直回転部２の内部に対して給排される圧力流体でもっ
て垂直回転部２のケーシング１０をアーム１に対して回
転させるようにし、配管３及び５から垂直回転部２の固
定軸７及び支持部材１１に穿設された貫通孔１２及び１
３を介してケーシング１０に連結された水平回転部１４
の内部に対して給排される圧力流体でもって水平回転部
１４の回転軸１５を水平回転部１４のケーシング１６に
対して回転させるようにしたアクチュエータ１７も提案
されている。

ところでアクチュエータ１７においては、配管３〜６を
垂直回転部２の片側に集中して配置するため、圧力流体
の流路としての貫通孔８，９及び１２は、固定軸７にお
いて、重合して形成しなければならず、このため固定軸
７の軸径は実質的に大きくなると共に固定軸７の重量は
重くなり、アーム１に対する負荷が増大することになる
。

加えて配管の集中により組み立てが比較的困難となり、
必ずしも製造性に優れたものとはいえない。

本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、軽量に形成し得、組み立て作業性を向
上し得るアクチュエータ機構を提供することにある。

次に本考案による好ましい一具体例を図面に基づいて説
明する。

第３図ないし第７図に示すように、固定軸２０はその両
端部においてブラケツ）２１，２１により固定的に支持
されており、ブラケツ） ２１．２１はロボットのアー
ムその他のベース２２ ａに固定される。

本例においては、固定軸２０はいわゆる両持式にブラケ
ツ） ２１．２１に支持されているが、いずれか一方の
ブラケット２１により、片持式に支持するようにしても
よい。

固定軸２０には前もってその軸心方向に固定軸２０の端
部２２及び２３側から夫々２つの貫通孔２４゜２５及び
２６．２７を穿つとともに、端部２２及び２３の側面部
は盲プラグで栓をする（図示してない）。

この固定軸２０の端部２２及び２３を夫々、内側に断面
円形の内クリ加工２８ ａ及び２８ ｂを施した円筒部
材２９及び３０の夫々の貫通孔３１及び３２に圧入する
。

円筒部材２９及び３０の夫々の外周面３３及び３４から
穴３５．３６及び３７．３８を穿ち穴３５は貫通孔２４
に、穴３６は貫通孔２５に、穴３７は貫通孔２６に、穴
３８は貫通孔２７にそれぞれ連通する。

固定軸２０には、第１ステータ（このステータおよび後
述のロータは機能に基づいて名付けたもので゛ある）３
９をボルト４０によって固定し、このように固定した第
１ステータ３９を第１ケーシング４１によって囲繞せし
め、第１ケーシング４１が固定軸回りを回転可能となる
ごとく形成する。

第１ケーシング４１は、突出端部４２を有する蓋４３と
、中央に断面円形の内クリ加工４４を施した本体４５と
からなる。

蓋４３の突出端部４２を円筒部材２９の内クリ加工２８
ａ内に挿入し、蓋４３が回転可能となるごとく設置す
る。

第１ケーシングを構成する本体４５の内クリ加工部４４
内には第１ステータ３９と第１０−タ４７とが位置し、
これらと固定軸２０とにより流体室４８と４９とが国威
されるごとく、本体４５からピン５０を打ち込み、第１
０−タ４７を第１ケーシングの本体４５に固定する。

本体４５には、固定軸２０の貫通孔２６及び２７の夫々
の開口５１及び５２に対向する位置に内クリ５３及び５
４を設け、この内クリ５３及び５４の夫々に連通ずる貫
通孔５５及び５６を本体４５の外側面で後述する第２ケ
ーシングとの接合面５７まで穿設してあり、本体４５の
一端５８を円筒部材３０の内クリ加工２８ ｂ内に挿入
し、本体４５が円筒部材３０に対して回転可能となるご
とく設置する。

４６．５９゜６０及び６１はそれぞれシール用のＯ−リ
ングで゛ある。

本体４５と蓋４３とはボルト６２により締め付け、両者
を固定して第１ケーシングは形成される。

第２ケーシング６３は第１ケーシング４１とほぼ゛同じ
構成であるが、第１ケーシング４１に設ける固定軸２０
と第２ケーシング６３に設ける回転軸６４とはそれぞれ
軸心が互いに直交するごとく配置される。

第２ケーシング６３は、断面円形の内クリ６５を有する
本体６６と、蓋６７とからなり、中央に、第２０−タ６
８をボルト６９により固定した回転軸６４を回転自在に
装着している。

回転軸６４の一端中央には穴７０を穿って、この穴内に
、蓋６７を貫通して突出している軸７１を嵌入させ、ブ
ッシング７２を介して回転軸６４を支持させ、回転軸６
４の他方の端部をベアリング７３とベアリング押さえ７
４とにより支持する。

回転軸６４の一端部はベアリング押さえ７４よりも外方
へ突出しており、この突出端部にキー７５によりブラケ
ット７６を固着し、このブラケツ１へ７６に例えばスプ
レーガン７７を連結する。

第２ステータ７８はピン７９により本体６６に固定され
、この第２ステータ７８、第２０−タ６８および回転軸
６４により、本体内に流体室８０と８１とが形成される
。

本体６６内に回転軸６４を装着するに先だち、第１ケー
シング４１の本体４５と第２ケーシング６３の本体６６
とのそれぞれの接合面５７と８２３とを接合し、第２ケ
ーシングの本体６６の内クリからボルト８３ａ、８４
ａを挿し込んでこれを第１ケーシングの本体４５にネジ
込み、側本体を一体的に固定する。

側本体を固定する際に、各流体室８０．８１にそれぞれ
連通する貫通孔８２と８３とを、第１ケーシングの本体
４５に設けた貫通孔５５と５６とにそれぞれ対向させ、
Ｏ−リング８４と８５とを接合面に配置して、圧力流体
が外部へ漏れ出るのを防止した状態でその固定を行い、
流体室８０と８１とに至る第１ケーシングからの流路を
形成する。

前記のごとく、側本体４５と６６との固定を行った後、
回転軸６４を装着し、第２ケーシングの本体６６と蓋６
７とはボルト８６により締め付は固定する。

前記構成からなる本考案アクチュエータ機構の操作は次
のごとく行われる。

円筒部材２９及び３０に設けた各穴３５．３６．３７お
よび３８に圧力流体供給用の配管８７．８８．８９及び
９０を接続し、まず配管８７から穴３５に圧力流体を供
給すると、この流体は貫通孔２４を経て、第１ケーシン
グ４１内の流体室４８への開口２４ ａに至り、流体室
４８へ圧力流体が供給される。

この結果、第１ステータ３９が固定軸２０に固定されて
いるので、圧力流体は第１０−タ４７を押し動かし、こ
の第１０−タ４７を一体的に固定している第１ケーシン
グ４１は固定軸２０の回りを第５図において時計回りの
方向に回転する。

一方流体室４９内の流体は開口２５ ａから貫通孔２５
に至り、穴３６から配管８８を介して排出される。

逆に、第１ケーシング４１を第５図において反時計回り
の方向へ回転させるには、配管８８がら流体室４９へ圧
力流体の供給を行い、流体室４８の流体を配管８７を介
して系外へ排出するようにする。

第１ケーシング４１の回転変位は、本体４５に連結した
Ｌ型部材９１によってポテンショメータ９２へ伝えられ
、電気的に取り出される。

第１ケーシング４１の回転に応じて、この第１ケーシン
グと一体となった第２ケーシング６３も固定軸２０回り
の回転を行い、第２ケーシングに接続される、例えばス
プレーガン７７にもこの回転がそのまま取り出される。

次に、配管８９から穴３７へ圧力流体の供給を行うと、
圧力流体は、貫通孔２６を経て、開口５１から内クリ５
３の部分へ至り、貫通孔５５から第２ケーシングの本体
６６に設けた貫通孔８２を経て、流体室８１に達する。

第２ステータ７８は本体６６に固定されているので、流
体室８１内の圧力流体は第２０−タ６８を押し動かし、
回転軸６４が第２ケーシング６３に対して第４図におい
て反時計方向の回転を行う。

この回転により、流体室８０内の流体は、貫通孔８３か
ら貫通孔５６に至り、さらに貫通孔５６から内クリ５４
の部分に至り、開口５２から貫通孔２７を経て、円筒部
材の穴３８に達し、配管９０から系外へ排出される。

逆に、回転軸６４に、第４図において時計方向の回転を
行わせるためには、配管９０から流体室８０へ圧力流体
の供給を行い、流体室８１の流体を配管８９から系外へ
排出するように行えばよい。

回転軸６４の回転は、この回転軸に接続される、例えば
スプレーガン７７にそのまま伝えられる。

回転軸６４の回転変位は回転軸６４に固定したブラケッ
ト７６、Ｌ型部材９３を経てポテンショメータ９４に伝
えられ、検出される。

前記動作は同時に行うこともでき、この結果、例えば手
首機構は、垂直軸回りおよび水平軸回りの運動を行うこ
ととなる。

前記例において、圧力流体供給用の流路については次の
ような変形も考えられる。

第４図の想像線で示すように、円筒部材３０の外側面に
対して、流体シール部９５を回転可能に形成する一方、
円筒部材３０への圧力流体の供給は固定軸２０に平行す
る方向から円筒部材３０の端面に向けて行うようにし、
流体シール部９５からパイプ９６を第１ケーシング、第
２ケーシングのそれぞれ外周に沿わせて第２ケーシング
の本体６６の位置へ導き、流体室８０または８１と連通
させる。

この場合、Ｌ型部材９１及びポテンショメータ９２を円
筒部材２つ側に設けるとよい。

また第１ケーシング内の流体室４８．４９への流路も第
２図の想像線９７で示すごとく、固定軸２０の開口から
行うのではなく、蓋４３を経て行うようにしてもよい。

前記の如く、本考案によれば、圧力流体供給用の配管を
垂直回転部の両側に分散して取り付けられるため、固定
軸に設けられる貫通孔の重合を少なくし得、従って垂直
回転部の固定軸を径の小さいものを使用し得る結果、軽
量化を計り得る。

加えて、配管等の絡み合い等を低減し得、組み立て性を
向上し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアクチュエータ機構の平面図、第２図は
第１図のＩＩ −ＩＩ線端面図、第３図は本考案アクチ
ュエータ機構の平面図、第４図は断面図で、第３図の紙
面と平行する面に沿って切断したものであり、第５図は
断面図で、第３図の紙面に垂直する面に沿って切断した
ものであり、第６図は第４図のＶＩ−ＶＩ線端面図、第
７図は第４図のＶＩＩ−Ｖｌｌ線端面図である。 ２０・・・・・・固定軸、３９・・・・・・第１ステー
タ、４１・・・・・・第１ケーシング、４７・・・・・
・第１０−タ、６３・・・・・・第２ケーシング、６４
・・・・・・回転軸、６８・・・・・・第２０−タ、７
８・・・・・・第２ステータ、４８．４９．８０．８１
・・・・・・流体室、８７゜８８、８９．９０・・・・
・・配管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースに固定して設けられた固定軸と、該固定軸に固定
   して設けられた第１ステータと、該第１ステータを囲繞
   して前記固定軸回りに回動可能に設けられかつ内部に第
   １０−タを固定して設けた第１ケーシングと、該第１ケ
   ーシングに固定して設けられかつ内部に第２ステータを
   固定して設けた第２ケーシングと、該第２ケーシング内
   に設けられた第２０−タと、前記第２ケーシング内へ挿
   通されかつ第２０−タを固定して設けた回転軸とからな
   り、前記第１ケーシング内に国威された流体室に対する
   流体の給排は、前記固定軸の一端側から前記固定軸に設
   けた流路を介して行うようにし、前記第２ケーシング内
   に国威された流体室に対する流体の給排は、前記固定軸
   の他端側から前記固定軸に設けた他の流路を介して行う
   ようにしてなるアクチュエータ機構。