JPS60186394A - 産業用ロボツトの手首機構 - Google Patents

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】 本発明は、産業用ロボットの手首機構に関し、一層詳細
には手首回転駆動系、手首曲げ駆動系、手首ひねり駆動
系等を構成する回転駆動部をシールタイプの軸受により
外部と遮断するよう構成した産業用ロボットの手首機構
に関する。

各種の電子応用機器の開発により産業用ロボットの普及
が著しい。溶接ロボット、塗装ロボット、搬送ロボット
はその好適な一例と謂えよう。この種のロボットは、そ
の目的、用途に応じて各種の動作を行うが、特にその手
首機構に関して謂えば、回転動作、曲げ動作およびひね
り動作に分けることができる。このような複雑な動作を
行わせるためには、一般的に、複数種の傘歯車をロボッ
トの手首機構に組み込んでおき回転駆動軸から夫々別異
の回転力を供与してこれを行っている。

一方、産業用ロボットの中、特に生産ロボツＩ・では、
その手首は作業性に鑑み、通常、耐熱性、耐アーク性あ
るいは耐スバ・ツタ性等の種々の耐性に優れていなけれ
ばならない。従って、前記手首機構を構成する傘歯車等
は外部に対して遮蔽するようにシールが施されているの
が一般的である。その好適な一例として 特公昭５６−４３９５号に開示されている発明［工業用
ロボットの手首機構」を掲げる。この公報に記載の手首
機構では剛性に冨む材質からなるカバ部材で手首の駆動
系を包被している。すなわち、手首のシールに際しては
ドーナツ状のシールド板体、円筒カバ、山形カバ等各種
のカッく部材が用いられている。然しながら、このよう
に各種のカバ部材を用いることは形状を複雑にするばか
りか部品点数も著しく増加させてしまう。

しかも、前記カバ部材が剛性に富むものであるために手
首機構全体としての重量も増加する等の難点が存在しい
る。また、このよう力／ｓ１部材をジャバラで構成した
ものも存在するが実用的でない不都合がある。

そこで、本発明者等は、鋭意考究並びに工夫を重ねた結
果、産業用ロボットの手首では回転動作、曲げ動作を行
う傘歯車を支承する軸部材が最も外部に近く位置してお
りしかもこの軸部材が回動動作だけしかしないことに着
目し、この軸部材とひねり動作を行う手首本体との間に
シールタイプの軸受を配設すれば、ロボ・）Ｉ・の手首
機構内部と外部とが効果的に遮断され且つシールするた
めの特別な部材を用いることなく遮蔽が行われるために
軽量で手首機構の動作に対して何らの制約も与えず位置
決めも確実なしかも廉価に製造できる産業用ロボ・７１
・の手首機構が得られ前記の不都合が一掃されることが
判った。

従って、本発明の目的は、動作が正確に行われ、遮蔽効
果も十分であり、さらに軽量で経済的な産業用ロボット
の手首機構を提供するにある。

前記の目的を達成するために、本発明はロボットの手首
内部に少なくとも前記手首の本体を回転動作するための
第１の回転駆動軸に連動する傘歯車と前記手首本体を揺
動動作するための第２の回転駆動軸に連動する傘歯車と
を配設し、前記揺動動作用傘歯車は円筒状の揺動用軸に
係着されると共にこの揺動用軸に前記手首本体を着脱自
在に係着し、さらにひねり動作を行うための第３の回転
駆動軸に連動するひねり部本体により前記傘歯車を囲繞
し、このひねり部本体と前記揺動用軸との間にシールタ
イプ軸受を介装して前記揺動用軸を回転自在に支承し且
つこのシールタイプ軸受により前記手首内部と外部とを
遮断するよう構成することを特徴とする。

次に、本発明に係る産業用ロボットの手首機構について
好適な実施例を挙げ添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

第１図において、参照符号１０は第１の回転駆動軸を示
し、前記第１回転駆動軸１０の先端部には比較的大径な
第１の傘歯車１２が固着される。

前記第１傘歯車１２は、第２の大径な傘歯車１４と噛合
する。前記第２傘歯車１４は連結軸１６の一端部に支承
されている。そこで、前記連結軸１６にはその胴部に軸
受１８が嵌合し、前記軸受１８の夕１側部に揺動用軸２
０の内側面が当接する。前記揺動用軸２０は手首機構２
２の内部空間２４を横断するように配設されるものであ
り、その外側面にはシールタイプの軸受２６ａ　、２６
ｂを摺接してお（。

なお、前記軸受２６ａ、軸受１８は、夫々、軸受ナツト
２８．３０により揺動用軸２０からそのｌ１Ｉｌ（脱が
阻止されるように構成しておく。

一方、前記連結軸１６の他端部には比較的小径の第３の
傘歯車３２が係着され、この第３傘歯車３２は第４の傘
歯車３４と噛合している。第４傘歯車３４は手首本体３
６を構成する胴部３８の端部に係着され、前記手首本体
３６の先端部は外部に露呈している。なお、揺動用軸２
０に画成された孔部４０を利用してこの揺動用軸２０に
は円筒状のハウジング４２が嵌合固着されると共に前記
ハウジング４２の内部には上下に軸受４４．４６を装着
してこれらの軸受４４．４６により前記手首本体３６の
胴部３８を回転自在に支承する。この場合、前記ハウジ
ング４２の内部先端部に形成された段部４８と、胴部３
８に形成された段部５０との間にオイルシール５２を嵌
合しておく。

次に、前記手首機構２２を形成する曲げ駆動系について
説明する。曲げ駆動系統は第１回転駆動軸１０を囲繞す
る円筒状の第２の回転駆動軸５４を含み、前記第２回転
駆動軸５４の先端部には第５の傘歯車５６が固着される
。第２回転駆動軸５４、第５傘歯車５６と前記第１回転
駆動軸１０との間には軸受５Ｂが介装され、前記軸受５
Ｂは第１回転駆動軸１０の先端部に螺入する軸受ナツト
６０により保持される。ところで、前記第５傘歯車５６
ば大径な第６の傘歯車６２と噛合する。この第６傘歯車
６２は揺動用軸２０に固着されてなるものである。

さらに、前記手首機構２２を形成するひねり駆動系につ
いて説明する。ひねり駆動系は、前記第２回転駆動軸５
４を囲繞し且つ先端部６４がフランジ状に形成された中
空状の第３回転駆動軸６６を含む。前記先端部６４内側
と第２回転駆動軸５４の先端部近傍との間には軸受６８
が嵌着され、この軸受６８は前記第２回転駆動軸５４に
螺入する軸受ナツト７０によりしっかりと保持される。

前記先端部６４は、実質的には平面正四角形状であって
相対する一側部から夫々側面半長円状のひねり部本体７
２を立ち上がらせる。ひねり部本体７２の頂部は内方に
指向して屈曲し、その先端部は前記軸受２６ａ　、２６
ｂを保持する。ひねり部本体７２は、小径の孔７４．７
４と大径の孔７６．７６とを有し、前記小孔７４．７４
の間に揺動用軸２０が回転自在に装着され、一方、大孔
７６．７６は半長円状の蓋部材７Ｂ、７Ｂにより閉塞さ
れる。

なお、図中、参照符号８０は手首機構２２を全体的に支
持するアームであり、前記第３回転駆動軸６６はその周
壁部に装着された軸受８２により前記アーム８０に対し
回動自在である。

本発明に係る産業用ロボットの手首機構は基本的には以
上のように構成されるものであって、次にその作用並び
に効果について説明する。

先ず、手首本体３６の回転動作について説明する。第１
回転駆動軸１０を回転するとその先端部の第１傘歯車１
２が回転し、これと噛合する第２傘歯車１４も回転する
に至る。この第２傘歯車１４の回転により軸受１８に回
転自在に支承された連結軸１６が回転し且つ第３傘歯車
３２を回転する。

この第３傘歯車３２は第４傘歯車３４と噛合しているた
めに、この第４傘歯車３４が回転する。手首本体３６は
軸受４４．４６により回転自在に支承されているために
、前記第４傘歯車３４０回転により手首本体３６も第２
図に示す矢印入方向に回転するに至る。

次に、手首本体３６の曲げ動作について説明する。第２
回転駆動軸５４を回転するとその回転力は第５傘歯車５
６に伝達される。前記第５傘歯車５６は第６傘歯車６２
と噛合するため揺動用軸２ｏを回転する。揺動用軸２０
には手首本体３６を保持するハウジング４２が固着され
ているため前記第２回転駆動軸５４の回転度合に応じて
手首本体３６は第２図において矢印Ｂで示す曲げ動作を
行う。

すなわち、第６傘歯車６２が回転すると軸受２６ａ、２
６ｂおよび軸受１８に支承された揺動用軸２０は、連結
軸１６、ひねり部本体７２とは関係することなく回転で
き前記手首本体３６を回転できる。

さらに、手首本体３６のひねり動作について説明する。

第３回転駆動軸６６は第２回転駆動軸５４と関連するこ
となく回転する。この結果、ひねり本体７２は手首本体
３６に対してひねり動作が達成される。

ところで、以上のような全ての動作中において、手首本
体３６とハウジング４２との間隙はオイルシール５２に
より完全にシールされ外部と内部空間２４とは完璧に遮
断されている。一方、揺動用軸２０とひねり部本体７２
の屈曲部先端との間にはシールタイプの軸受２６ａ　、
２６ｂが介装されているために前記と同様に内部空間２
４と外部とが連通ずることはない。すなわち、この手首
本体３６は、多種多用な動作が行われるにも拘らず前記
オイルシール５２とシールタイプ軸受２６ａ１２６ｂと
により内部と外部とが完全に遮断されており、アークの
飛沫、スパッタの飛散により内部に無用なものが入り込
む可能性は全くない。

さらにこの遮蔽に関してはそのシールのために特別な板
体等を必要とするものではなく、そのために手首本体の
軽量化が一層促進されると共に製造に際しても部品点数
が少ないために廉価にできる利点がある。

なお、組立に際しては、蓋部材７８．７８をはずしてお
き、孔７６を介して傘歯車１２．１４．５６．６２、揺
動用軸２０等の組み込みを行い、最後に前記揺動用軸２
０に手首本体３６を螺入すればよい。従って、組立も容
易で時間効率にも優れるという効果も得られる。

以上、本発明につき好適な実施例を挙げて説明したが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計
変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る産業用ロボ・ノドの手首機構の
縦断面図、第２図は、第１図に示す手首機構の斜視図で
ある。 １０・・回転駆動軸　１２．１４・・傘歯車１６・・連
結軸　１８・・軸受 ２０・・揺動用軸　２２・・手首機構 ２４・・内部空間　２６ａ　、　ｂ　・・軸受２８．３
０・・軸受ナツト３２．３４・・傘歯車３６・・手首本
体　３８・・胴部 ４０・・孔部　４２・・ハウジング ４４．４６・・軸受　４８．５０・・段部５２・・オイ
ルシール　５４・・回転駆動軸５６・・傘歯車　５８・
・軸受 ６０・・軸受ナツト６２・・傘歯車 ６４・・先端部　６６・・回転駆動軸 ６８・・軸受　７０・・軸受す・ノド ７２・・ひねり部本体　７４．７６・・孔１■ ７８・・蓋部材　８０・・アーム ８２・・軸受 特許出願人　東芝機械株式会社 出願人代理人　弁理士　千葉Ｍ＋７宏頁ｊｊ：。 ゛　ｔし ２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ロボットの手首内部に少なくとも前記手首の本
   体を回転動作するための第１の回転駆動軸に連動する傘
   歯車と前記手首本体を揺動動作するための第２の回転駆
   動軸に連動する傘歯車とを配設し、前記揺動動作用傘歯
   車は円筒状の揺動用軸に係着されると共にこの揺動用軸
   に前記手首本体を着脱自在に係着し、さらにひねり動作
   を行うための第３の回転駆動軸に連動するひねり部本体
   により前記傘歯車を囲繞し、このひねり部本体と前記揺
   動用軸との間にシールタイプ軸受を介装して前記揺動用
   軸を回転自在に支承し且つこのシールタイプ軸受により
   前記手首内部と外部とを遮断するよう構成することを特
   徴とする産業用ロボットの手首機構。
2. （２）　特許請求の範囲第１項記載の装置において、手
   首本体の端部は、揺動用軸に螺入して係着されてなる産
   業用ロボットの手首機構。