JPS60191789A - ロボツトの関節装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はロボットのアーム等を連結する関節装置に係り
、さらに詳しくはこの関節部の支持補遺に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

関節形のロボットアームを備えるロボットにおける関節
部の駆動は、大略的に駆動源を関節部より離れた位置に
設置し、この駆動源の動力をチェーン等の伝′ａ半段を
通！、τｌｉｔ津すスナ幣幻ト１に曲筒部の回転軸線に
駆動源を設置し、これにより関節部に直接に動力を伝達
する方策がある。近年、小形モータの出現により、後者
の方策所謂関節直接駆動形式を採用したロボットが種々
提案されている。その−例として特開−紹５Ｂ−１２０
４９０号公報に示されるものがある。

この種の関節直接駆動形式のロボットにおいてその関節
部における支承部には一般にころがり軸受が使用されて
いる。このころがり軸受の使用はその摩擦係数が小さい
という理由の他にがた付きが小さいので、精度向上の点
からもよいという理由に依っている。一方、最近では前
述の関節直接駆動形式のロボットの小形軽量が強く要望
されている。このため、ロボットアームおよびケーシン
グを軽量高剛性材で構成したり、また軸受に薄形の特殊
なアンギュラ玉軸受を使用するなどが試みられている。

どころが、このアンギュラ玉軸受は高価であるので、多
数の関節部に使用することは原価低減の観点から好まし
いものではない。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、関節
部をさらに小形軽量にすると共に駆動性能が良好なロボ
ットの関節装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記の目的を達成するために、アーム等の部材
を関節部によって連結したロボットにおいて、前記関節
部を構成する相対的に対向移動する２つの部材を、これ
らのいずれが一方の部材に対して隙間なく密接するすべ
り軸受で支承したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の関節装置の一実施例を備えるロボット
の一例を示すもので、この図において１は旋回部で、第
１の関節部Ｂ１を構成する。この旋回部１内には旋回用
モータ（図示せず）が内蔵されている。２は旋回部１上
に設けた支持アーム、３は支持アーム２の先端に第２の
関節部Ｂ２によって回転可能に設けられた第１のアーム
、４は第１のアーム３の先端に第３の関節部Ｂ３によっ
て回転可能に設けられた第２のアーム、５は第２のアー
ム４の先端に設けられた手首部である。この手首部５は
矢印Ｐ方向に回転運動する第１の手首部５Ａと矢印Ｙ方
向に回転運動する第２の手錠部５１３と矢印Ｒ方向に回
転運動する第３の手首部５Ｃとを備えている。前述した
関節部Ｂ２．Ｂ３および手首部５Ａ〜５Ｃはそれぞれモ
ータ、減速機および検出器等を備えている。

前述した関節部Ｂ２．Ｂ３および手首部５Ａ〜５Ｃはほ
ぼ同様に構成されている。このため、関節部Ｂ２につい
てその詳細な構成の一例を第２図を用いて説明する。こ
の図において第１図と同符号のものは同一部分である。

第１のアーム３の基部には関節部ケーシング６が一体に
形成されている。この関節ケーシング６の両側部には支
持部材７が設けられている。支持アーム２の先端部楊は
関節部ケーシング８が一体に形成されている。この関節
部ケーシング８は関節部ケーシング６間において支持部
材７に設けた第１のずベリ軸受体９Ａと関節部ケーシン
グ８に設けた第２のすベリ軸受体９Ｂとからなるすべり
軸受９によって関節部ケーシング８に回転可能に支持さ
れている。関節部ケーシング６は支持部材７を通して関
節部ケーシング６に内蔵した減速機１０に連結している
。

減速機１０はさらに関節部ケーシング６に内蔵したモー
タ１１の一方のモータ軸１１Ａに結合している。モータ
１１の他方のモータ軸１１Ｂは支持アーム２に対する第
１のアーム３の変位量を検出する検出器１２に連結して
いる。この検出器１２は関節部ケーシング８に固定され
ている。モータ１■のモータ軸１１Ａ、１１Ｂは前述し
たすベリ軸受９と同様なすベリ軸受１３によって関節部
ケーシング８に支持されている。

前述したすべり軸受９を構成する第２のすべり軸受体９
Ｂは１組込み前において第３図に示すように関節部ケー
シング６側の第１のすベリ軸受体９Ａの内径寸法ｄより
もΔｄだけ大きい外径寸法（ｄ＋Δｄ）を有するように
設定されている。このように構成した第２のすべり軸受
体９Ｂを第１のすべり軸受体９Ａに組込めば、第２のす
べり軸受体９Ｂの弾性変形により、これらのすべり軸受
体９Δ、９Ｂの１２Ｙ動面は密接し、隙間の生じなし）
状態にすることができる。また、前述したすべり軸受体
９Ａ、９ｒ３の摺動面の摺動特性および耐摩耗性の向上
のために、第１のすべり軸受体９ＡをＳｉ３Ｎ４等のセ
ラミックス、多孔質セラミックス等の多孔質材と低摩擦
プラスチックス、固体潤滑体との複合材、アルミ合金お
よび樹脂等で構成することができ、また第２のすべり軸
受体９Ｂは前述の材料による表面処理層部で構成するこ
とができる′。さらに、第２のすべり軸受体９Ｂを第１
のすベリ軸受体９Ａの内周面に形成することも可能であ
る。

この実施例によれば、関節部の寸法を小さくすることが
できるので、この関節部を軽凰小形にすることができる
と共に、２つの部材を隙間を生じないすベリ軸受で支持
し得るので、ロボットの手首部先端の位置決め精度を高
めることができる。

第４図は本発明の関節装置の他の実施例を示すもので、
この図において第２図と同符号のものは同一部分である
。第１のアーム３の関節部ケーシング６は支持アーム２
の関節部ケーシング８に設けたすべり軸受１３によって
関節部ケーシング８に回転可能に支持されている。すベ
リ軸受１３は第５図に示すように関節部ケーシング６の
内面に形成したテーパ状の摺動面６Ａとこの摺動面６Ａ
に密接するように支持部材７に設けたすベリ軸受体１４
とで構成されている。すべり軸受体１４は関節部ケーシ
ング８に固定した基部１４Ａとこの基部１．４Ａに一体
に形成された断面り字状の弾性変形部１４Ｂとを備えて
いる。この弾性変形部１４Ｂの外周面１４Ｇはこの外周
面が摺動面６Ａに密接するようにテーパ面を有している
。そしてこのテーパ面の傾斜角を０とすると、これに密
接する摺動面６Ａの傾斜角は傾斜角Ｏよりも大きい傾斜
角（Ｏ＋Δθ）に設定されている。また摺動性能を向上
するために、弾性変形部１４Ｂの外周面１４Ｃに、アル
ミ合金等表面処理層を設けることがよい。

この実施例によれば、すベリ軸受体１４の弾性変形部１
４１３の弾性変形により、すべり軸受体１４を摺動面６
Ａに隙間なく密接させることができる。その結果、ロボ
ットの位置決め精度を向上させることができる。さらに
は、すべり軸受の径方向および幅方向の寸法が小さいの
で、関節部を小形Ｉ！景化することができる。また摺動
面６Ａとすべり軸受体１４の弾性変形部１４Ｂとはテー
パ面により摺動し得るので、スラスト荷重およびラジア
ル荷重との面荷重を支持することができる。

第６図は本発明の関節装置を構成するすベリ軸受のさら
に他の実施例を示すもので、この実施例は第４図に示す
実施例に改良を加えたもので、すベリ軸受体１４の基部
１４Ａと弾性変形部１４Ｂとの間に、弾性変形部１４Ｂ
のばね効果を補助する例えば硬質ゴム系統の弾性体１５
を設けたものである。

この実施例によれば、前述した第４図に示す実施例によ
り得られる利点に加えて、さらに弾性変形部１４Ｂの摺
動面６Ａへの密接を確実にするととができる。

なお、第４図および第６図に示す実施例においては、弾
性変形部１４Ｂの形状をヴ１〜面り字形で示したが、こ
の形状に限定されるものではない。

第７図は本発明の関節装置を構成するすベリ軸受の他の
実施例を示すもので、この実施例は一方の関節部ケーシ
ング６にテーパ慴動面１６Ａを有する第１のすべり軸受
体１６を固定し、この第１のすベリ軸受体１６のテーパ
摺動面１６Ａに接触するテーパ摺動面１７Ａを有する第
２のすべり軸受体１７を、関節部ケーシング８の外周面
において軸線方向に移動可能に支持部材７に設け、この
第２のすベリ軸受体１７の端面にこれを軸線方向に抑圧
するばね１８を設けて構成したものである。

このすベリ軸受体１６．１７は前述した第２図に示す実
施例において述べた材料を用いることができる。またテ
ーパ摺動面１６Ａ、１７Ａに表面処理層を形成してもよ
い。

この実施例によれば、第２のすべり軸受体１７はばね１
８によって軸方向に抑圧移動されるので、この第２のす
へり軸受体１７は第１のすベリ軸受体１Ｇに隙間なく密
接する。その結果、関節部はガタイ」きかなくロボット
の位置決め精度を向上させることができる。またすベリ
軸受の径方向寸法は大きくならないので、関節部を小形
軽量に構成することができる。

なお、第４図しこ示す実施例においては、モータ１ｉ１
１１１１　Ａ、１１　Ｂを支持する軸受をころがり軸受
で表示したが、これはモータ軸１１Ａ、ＩＩＢの軸径が
小さいからである。しかしこの部分に上述した軸受を用
いることは可能である。さらに本発明の関節装置は第１
図に示す形式以外の多関節ロボツ１〜の関節部に適用す
ることができるものである。

〔発明の効果〕

以」二詳述したように、本発明によれば、関節部の回転
部を隙間を生じないすべり軸受によって支持することが
できるので、関節部さらにはロボット全体を小形軽量に
することができると共に、ロボツ１−の位置決め精度を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の関節装置の一例を備えたロボットの一
例を示す正面図、第２図は本発明の関節装置の一実施例
を示す縦断面図、第３図番よ第２１列に示される関節装
置に用いたすべり軸受の一例の組立状態を示す断面図、
第４図は本発明の関節装置の他の実施例を示す縦断面図
、第５図は第４図に示される関節装置に用いたすベリ軸
受の他の例の組立状態を示す断面図、第６図は本発明に
用いられるすべり軸受のさらに他の例を示す断面図、第
７図は本発明に用いられるすベリ１ｌｉｌｌｆ受の他の
例を示す断面図である。 第１１２］ ３ 第　７（２１ ／１ １　図 笥　４１２１ １ 第　５（２］ ？ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アーム等の部材を関節部によって連結したロボット
   において、前記関節部を構成する相対的に対向移動する
   ２つの部材を、これらのいずれか一方の部材に対して隙
   間なく密接するすべり軸受で支承したことを特徴とする
   ロボットの関節装置。 ２、すベリ軸受は一方の部材に密接するように弾性変形
   する肉厚をもって形成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のロボツ１への関節装置。 ３、すべり軸受は他方の部材に固定した基部とこれに一
   体に形成され、かつ一方の部材に密接する弾性変形部と
   で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のロボットの関節装置。 ４、すべり軸受を構成する弾性変形部と基部と小１１１
   ｋｌ’Ｊｌｌ　Ｊ’１７＆九曾ｎ１斗巻シシＬ豹台し十
   ス豹背菅廊求の範囲第３項記載のロボッ１−の関節装置
   。 ５、弾性支持部と一方の部材とはテーパ面により密接し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項または第
   ４項記載のロボットの関節装置。 ６、すべり軸受は、一方の部材にテーパ面により密接し
   、かつ他の部材の軸線方向に沿って移動可能なすべり軸
   受体と、これを軸線方向に抑圧するばねとで構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの
   関節装置。