JPS6263089A

JPS6263089A - 電動ロボツト用駆動装置

Info

Publication number: JPS6263089A
Application number: JP20078185A
Authority: JP
Inventors: 行雄大谷; 浩志五代
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1985-09-11
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1987-03-19

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】「産業上の利用分野Ｊ本発明は、電動ロボット用駆動装置に係わり、特に、塗
装ロボット等、引火性の雰囲気中で使用される電動ロボ
ットに用いて好適な駆動装置に関するものである。

「従来の技術」一般に引火性気体中で使用される諸機器にあっては、引
火性気体への着火を防止して安全性を硫保するために、
いわゆる防爆装置の設置が義務付けられている。

このような条件下で使用される機器の一つとして塗装に
用いられる電動ロボットが挙げられ、該塗装用の電動ロ
ボットに設けられる防爆装置として、従来では、駆動機
構を構成する電動モータ、減速機、クラッチおよび位置
検出機構の内、電動−モータのみを気密な容器内に設置
して引火性気体から分離するとともに、該容器内に保護
気体としての圧縮空気を供給してその内部を大気圧以上
に保持することにより、容器が損傷した場合にあっても
、引火性気体が容器内へ侵入することを防止して、電動
モータにおいて発生する火花により引火性気体が着火さ
せられることを防止する構造のものが知られている。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は、前述した従来の技術における次のような問題
点を解決せんとするものである。

すなわち、前述した技術は、引火性気体の着火の原因と
なる熱や火花が、特に電動モータにおいて発生しやすい
ことから、該電動モータのみを密閉容器内に設置するよ
うにしたものであるが、駆動機構の他の構成部材である
クラッチや減速機および位置検出機構においても引火性
気体への着火を誘発してしまうことが想定され、これを
防止せんとすると、使用可能なりラッチ、減速機および
位置検出機構の種類が限定されてしまうといった問題点
や、クラッチ、減速機、位置検出機構のそれぞれに防爆
処理を施さなければならないといった問題点である。そ
して、後者の問題点は駆動機構の大型化を招いてしまい
、ひいては電動ロボットの可動部の重量を増加させて、
応答性低下の原因となりやすい。

「問題点を解決するための手段」本発明は、前述した従来の問題点を育効に解決し得る電
動ロボット用駆動装置を提供せんとするもので、該駆動
装置は、特に、電動モータと、電動ロボットの回転ベー
スやアーム等に接続される出力軸と、該出力軸へ伝達さ
れる電動モータからの駆動力を調整する減速機構と、該
減速機構の作動およびその停止をなすクラッチ機構と、
前記回転ベースやアームの作動状態を検出する位置検出
機構とを、単一の密閉容器内に収納してなることを特徴
とし、前記減速機構は、密閉容器の内周壁に沿って設け
られかつ該密閉容器に回動可能に支持された環状のアウ
タギヤと、出力軸に取り付けられるとともに、前記アウ
タギヤにその内周部において噛合するインナギヤとを備
え、前記クラッチ機構は、前記アウタギヤに係脱させら
れてその回動の拘束および許容をなす可動部材を備えた
構造のものを含み、また、前記位置検出機構は、前記出
力軸の外周に沿って設けられていることを含むものであ
る。

「作用」本発明に係わる駆動装置は、前述した構成とすることに
より、各構成部材の防爆を行ないつつ装置のコンパクト
化を可能にし、かつ、重量増加を極力抑えるもである。

「実施例」以下、本発明を第１図〜第３図に示す一実施例に基づき
詳細に説明する。

第１図および第２図中、符号１は本実施例が適用された
電動ロボットを示すもので、基台２と、該基台２に回動
自在に取り付けられた回転ベース３と、該回転ベース３
上に揺動自在に設けられた第１アーム４と、該第１アー
ム４の揺動端部に揺動自在に設けられた第２アーム５と
、該第２アーム５の揺動端部に設けられた作業用ヘッド
６と、前記第２アーム５の基端部と回転ベース３との間
に設けられたリンク機構７とを備え、前記基台２の内部
、回転ベース３と第１アーム４との接続部、および第２
アーム５の基端部のそれぞれに、本実施例に係わる駆動
装置８が設けられている。

該駆動装置８は、第３図に示すように、電動モータ９と
、前記回転ベース３や第１アーム４に接続され、また、
第２アーム５にリンク機構機構７を介して接続される出
力軸１０と、該出力軸ＩＯへ伝達される電動モータ９か
らの駆動力を調整する減速機構１１と、該減速機構１１
の作動およびその停止をなすクラッチ機構１２と、前記
回転ベース３やアーム４・５の作動状態を検出する位置
検出機構１３とを、単一の密閉容器１４内に収納した概
略構成となっている。

次いでこれらの詳細について説明すれば、前記密閉容器
１４は、はぼ有底筒状に形成されており、その底部側に
、前記電動モータ９が駆動軸１５を開口部へ向けた状態
で取り付けられている。

前記出力軸１０は、密閉容器１４の一端部に取り付けら
れたベアリング１６によって回転自在に支持されている
とともに、その一部が密閉容器１４の開口部から外部へ
突出させられて、前記回転ベース３やアーム４・５へ一
体に固定されるようになっている。そして、該出力軸ｌ
Ｏの突出端と密閉容器Ｉ４の開口部との間には、メカニ
カルシール１７が設けられて、両者間の気密性が保持さ
れている。

前記減速機構１１は、密閉容器１４の内周壁に沿って設
けられ、内周面にギヤが形成された環状のアウタギヤ１
８と、前記出力軸１０に取り付けられるとともに、前記
アウタギヤ１８にその内周部において噛合する環状のイ
ンナギヤ１９と、前記電動モータ９の駆動軸１５に取り
付けられて、前記インナギヤ１９の内周面に接触させら
れるウエーブヂエネレータ２０とを備え、かつ、前記ア
ウタギヤ１８は、密閉容器１４の内周面に取り付けられ
たベアリング２１によって、駆動軸１５と同軸上で回転
自在に支持されている。

前記クラッチ機構１２は、前記アウタギヤ１８の側部に
一体に取り付けられ、密閉容器１４の開口部へ向かう係
合歯２２が形成された環状の係合部材・２３と、該係合
部材２３に対して対向状態に設けられ、かつ、前記出力
軸ＩＯの長さ方向に摺動させられることによって前記係
合部材２３の係合歯２２に係脱させられる係合歯２４が
形成された可動部材２５と、該可動部材２５が摺動自在
に嵌合させられて、該可動部材２５と密閉容器１４との
相対回動を拘束するガイドピン２６と、前記可動部材２
５と密閉容器１４の内面との間に介装されて、可動部材
２５を係合部材２３へ向けて常時弾発するコイルスプリ
ング２７とによって構成されている。また、前記可動部
材２５の外周で、前記コイルスプリング２７が介装され
た側の反対側には、出力軸１０と直交した当接面２５ａ
が形成され、密閉容器１４に形成された係止面１４ａへ
対向させられるようになっており、さらに、可動部材２
５の外周部で、前記当接面２５ａを出力軸１０の長さ方
向に挟む２箇所には、可動部材２５と密閉容器１４との
間を気密にシールすることにより、当接面２５ａ１係止
面１４ａ　、密閉容器１４の内面および可動部材２５の
外面との間に気密室を形成する０リング２８が取り付け
られている。

そして、前記当接面２５ａと係止面１４ａとの間の気密
室には、密閉容器１４の側壁に設けられた作動気体供給
口２９が連通させられており、前記気密室内に供給され
る作動気体によって、前記可動部材２５がコイルスプリ
ング２７の弾発力に抗して移動させられて、係合部材２
３との係合が解除させられるようになっている。

前記位置検出機構１３は、前記出力軸ｌＯを取り囲んで
設けられており、該出力軸ｌＯの回動角度を直接的に検
出することにより、前記回転ベース３やアーム４・５の
姿勢を検出するようになっている。

さらに、本実施例では駆動装置８の各構成部材を冷却す
るとともに、密閉容器１４内を加圧して外部の引火性気
体が侵入することを防止するために、保護気体（例えば
°不活性ガスや空気）の循環手段が設けられている。

該保護気体の循環手段について詳述すれば、密閉容器１
４の側壁にその長さ方向に間隔をおいて設けられた保護
気体供給口３０および保護気体排出口３１と、前記係合
部材２３の内周面と係合部材２３の電動モータ９側の側
面とを連絡する通風通路３２と、係合部材２３に設けら
れ該通風通路３２に連通する開口３２ａと、該通風通路
３２から侵入する保護気体を電動モータ９内に導く通風
通路３３と、密閉容器１４と電動モータ９、減速機構Ｉ
ｔ、クラッチ機構１２、位置検出機構１３との間に形成
される隙間とによって構成されている。

しかして、このような構成を有する本実施例の駆動装置
８は、密閉容器１４内に電動モータ９、減速機構１１、
クラッチ機構１２、位置検出機構１３および出力軸ｌＯ
を順次取り付けることによって組み立てられ、密閉容器
１４を基台２、回転ベース３およびアーム４・５の固定
部分に、また、出力軸１０を回転ベース３、アーム４・
５および作業用ヘッド６の可動部分に接続することによ
って電動ロボットｌへ組み付けられる。

そして、組み立てられた状態において、駆動装置８のほ
ぼ全部の構成部材が密・閉容器１４内にセットされてい
るから、各構成部材が非防爆型のものであっても十分に
使用することができ、もって、それらの選択範囲が拡大
される。しかも、単一の密閉容器１４内に保護気体を供
給することによって、各構成部材総ての防爆を実施でき
るので、駆動装置８の防爆装置が簡素化されるとともに
駆動装置８自体の小型化が可能となる。また、本実施例
では＼減速機構１１、クラッチ機構１２および位置検出
機構１３を環状にして電動モータ９や出力軸ｌＯまわり
に重畳させであるので、一層のコンバク化が可能となる
。

一方、密閉容器１４内に供給された保護気体は、位置検
出機構１３と密閉容器１４との間から減速機構１１まわ
りへ、また、開口３２８１通風通路３２や両ギヤ１８・
１９の噛合部分を経て電動モータ９内の通風通路３３お
よび電動モータ９と密閉容器１４との間を通って保護気
体排出口３１から放出される。そして、このような保護
気体の循環に際して密閉容器１４内の圧力が外部よりも
高く保持されて、外部の引火性気体の侵入が防止される
とともに、通風通路３２や３３の存在により保護気体の
円滑な流れが確保され、かつ、各構成部材と保護気体と
の接触が十分に行なわれて、効率のよい冷却作用か得ら
れる。

そして、駆動装置８は、前述したように保持気体が供給
された状態において電動ロボット１の回転ベース３やア
ーム４・５の駆動を行なう。

ここでその作動について説明すれば、動作教示時にあっ
ては、作動気体供給口２９から作動気体を送り込むこと
により、クラッチ機構１２の可動部材２５をコイルスプ
リング２７の弾発力に抗して移動させて係合部材２３と
の係合を解除する。

この状態において、係合部材２３と一体化されている減
速機構１１のアウタギヤ１８が自由に回転できる状態に
保持され、この結果、減速機構１１における減速作用が
解除されて、出力軸１０、減速機構１１および電動モー
タ９の駆動軸１５が一体回転させられる。したがって出
力軸ｌＯ側を回転させる際に、減速機構１１による増速
作用の影響が回避されて、動作教示のための操作力が軽
減される。

一方、電動ロボット！を作動させるには、作動気体供給
口２９から供給した作動気体を排出することにより、ク
ラッチ機構１２の可動部材２５と係合部材２３とを係合
させ、しかるのちに、電動モータ９を駆動させればよい
。

このような操作により、減速機構１１のアウタギヤ１８
が固定されてインナギヤ１９やウェーブヂエネレータ２
０との相対移動が行なわれることにより、該減速機構１
１に減速作用が発生して、回転ベース３や各アーム４・
５および作業用ヘッド６の駆動がなされる。

そして、このような電動ロボットＩの駆動操作に際して
、クラッチ機構１２が密閉容器１４に固定された状態に
保持されるから、該クラッチ機構１２の重量が電動モー
タ９へ作用することがなく、この結果、電動モータ９へ
かかる負荷が軽減される。

また、位置検出機構１３によって出力軸１０の位置が直
接検出されて、制御手段へフィードバックされるもので
あるから、バックラッシュ等の影響を抑制して精度の高
い駆動が行なわれる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可
能である。例えば、首記減速機構１１はサイクロ減速機
としてもよく、また、前述したような噛み合い式のクラ
ッチ機構１２に代えて、摩擦式のものを用いてもよい。

さらに、クラッチ機構１２を作動させるための手段とし
て、ソレノイド等の電気的な手段を用いることもてきる
。

「発明の効果」以上説明したように本発明に係わる電動ロボット用駆動
装置は、電動モータと、電動ロボットの回転ベースやア
ーム等に接続される出力軸と、該出力軸へ伝達される電
動モータからの駆動力を調整する減速機構と、該減速機
構の作動およびその停止をなすクラッチ機構と、前記回
転ベースやアームの作動状態を検出する位置検出機構と
を、単一の密閉容器内に収納した構成としたから、次の
ような優れた効果を奏する。

■駆動装置の各構成部材が非防爆型のものであっても十
分に使用することができ、もって、それらの選択範囲を
広範囲に拡大することができる。

■単一の密閉容器内に保護気体を供給することにより各
構成部材総ての防爆を実施できるので、防爆装置の構造
を簡素化することができるとともに、ひいては駆動装置
自体の小型化を可能とする。

■総ての構成部材を１つにユニット化して、メンテナン
ス等を容易にする。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は一実施例が適用された電動ロボットの側面図、第２
図は第１図の左側面図、第３図は要部の拡大縦断面図で
ある。１・・・・・・電動ロボット、２・・・・・・基台、３
・・・・・・回転ベース、４・５・・・・・・アーム、
６・・・・・・作業用ヘッド、８・・・・・・駆動装置
、９・・・・・・電動モータ、ｌＯ・・・・・・出力軸
、１１・・・・・・減速機構、１２・・・・・・クラッ
チ機構、１３・・・・・・位置検出機摺、１４・・・・
・・密閉容器、１８・・・・・・アウタギヤ、１９・・
・・・・インナギヤ、２０・・・・・・ウェーブヂエネ
レータ、２３・・・・・・係合部材、２５・・・・・・
可動部材、２６・・・・・・ガイドピン、２７・・・・
・・コイルスプリング、２９・・・・・・作動気体供給
口、３０・・・・・・保護気体供給口、３１・・・・・
保護気体排出口、３２・３３・・・・・・通風通路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電動ロボットの回転ベースや該回転ベース上に設
置されたアーム等を回転駆動するための駆動装置であっ
て、電動モータと、前記回転ベースやアーム等に接続さ
れる出力軸と、該出力軸へ伝達される前記電動モータか
らの駆動力を調整する減速機構と、該減速機構の作動お
よびその停止をなすクラッチ機構と、前記回転ベースや
アームの作動状態を検出する位置検出機構とを、単一の
密閉容器内に収納、かつ、該密閉容器内に保護気体を供
給してなることを特徴とする電動ロボット用駆動装置。
（２）前記減速機構は、密閉容器の内周壁に沿って設け
られかつ該密閉容器に回動可能に支持された環状のアウ
タギヤと、出力軸に取り付けられるとともに、前記アウ
タギヤにその内周部において噛合するインナギヤとを備
え、前記クラッチ機構は、前記アウタギヤに係脱させら
れてその回動の拘束および許容をなす可動部材を備えて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電動
ロボット用駆動装置。
（３）前記位置検出機構は、前記出力軸の外周に沿って
設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の電動ロボット用駆動装置。