JPS6319401A - ロ−タリ−アクチユエ−タ− - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、入力軸と出力軸とを備え、入力軸の角度変
位に追従させて出力軸を回転させるように構成したロー
タリーアクチュエーターに関するものである。

〔従来の技術］ 近年、マニプレータ−等に使用されるロボットアームの
駆動装置としては、小さな力で人力軸を回転さ仕て出力
軸に大きなトルクを得ることができるロータリーアクチ
ュエーターか多用されつつある。この出願人は、先にこ
の種のロータリーアクチュエーターとして、第７図ない
し第１２図に示す装置（特公昭５２−１１３９９号公報
）を提供し１こ。

第７図ないし第１２図に示すロータリーアクチュエータ
ーは、ケーシングｌと、このケーシング内に回転自在に
支持されｒこ出力軸２と、この出力軸２内に軸線を出力
軸２の軸線と一致させて回転自在に配置された入力軸３
とから概略構成されたしのであって、ケーシング内は、
第８図に示すように、出力軸２に形成されたローター４
と、ケーシング１に取り付けられた仕切り５・５とによ
り第１の油圧室６・６と第２の油圧室７・７とに区画さ
れている。

上記出力軸２には、一端部が第１の油圧室６・６に開口
する第１の流路８・８と、一端部が第２の油圧室７・７
に開口する第２の流路９・９とが形成されている。一方
、入力軸３には、出力軸２との相対角度位置により第１
の流路８・８と第２の流路９・９のいずれか一方の流路
の他端部に連通される供給流路ｌＯ・ｌＯと、他方の流
路の他端部に連通される戻り流路１１・１１とが形成さ
れている。ここで、契り流路１１の開口端部には、円周
方向へ向かって突出する副流路１２か形成されている。

副流路１２は、第１１図および第１２図に示すように、
戻り流路１１の開口端部が扇状に切り欠かれてなるもの
であって、円周方向を向く底面１２ａおよび側面１２ｂ
−１２ｂにより構成されている。また、供給流路１０の
開口端部にら同様に副流路１２が形成されている。そし
て、供給流路ｌＯ側の底面１２ａと戻り流路１１側の底
面１２１とは、互いに平行でかつ間隔が所定の寸法にな
されており、底面１２ａ−１２ａどうしの間の壁部が、
静止状態（例えば第１１図において二点鎖線で示す状態
）において第２の流路９ま７−は第１の流路８を閉塞す
る弁１３とされている。

このようなロータリーアクチュエーターにおいては、入
力軸３を出力軸２に対して相対的に回転させたときに、
第１の油圧室６・６まｆ二は第２の油圧室７・７のいず
れか一方に作動油を選択的に供給すると同時に、他方の
油圧室から作動浦を吐出し、これによって出力軸２を所
定の角度位置まで回転させ、出力軸２に高いトルクを得
ることができる。

Ｊ発明が解決しようとする問題点コ ところか、上記のロータリーアクチュエーターをロボッ
トアーム等の駆励装置として使用する場合には、出力軸
２か停止する際に大きな衝撃力が作用し、第１３図に示
すように、出力軸２が正規の停止位置を越えて回転する
ｆこめ、ロボットアームの停止精度か悪化するばかりか
、出力軸２が正視の停止位置に戻ろうとして振動し、こ
れによって、ロータリーアクチュエーターやロボットア
ームか故障し易くなってしまうという問題があった。

すなわち、上３己のロータリーアクチュエーターにおい
ては、出力軸２が停止位置に近付くと、出力軸の流路と
入力軸の流路とが円周方向に互いにずれ、両者か重なり
合ってできる開口部Ｓの面積が漸次小さくなり、停止位
置において出力軸と入力軸との流路がすべて閉塞される
。ところが、弁１３の両側の底面１２ａ−１２２Ｌは互
いに平行になされているから、出力軸２が停止位置の近
くに位置した状態において、底面１２ａと出力軸２の流
路の内壁部とがほぼ平行となる。このため、底面１２ａ
に沿って流れる作動油は、開口部Ｓの面積にほぼ等しい
面積の隙間を流れて出力軸２の流路に流入するから、流
１が制限されることが少なく、出力軸２が制動されない
まま停止位置に達してしまうのである。

［発明の目的］ この発明は上記のような問題点を解決するｆこめになさ
れたもので、出力軸を充分に制動して停止時の衝撃力を
軽減することができ、しｆこがって、ロボットアーム等
の停止精度を大幅に向上させることができるのは勿論の
こと、停止時の瓶動９発生を防止することができるロー
タリーアクチュエーターをｔ長浜することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ この発明のロータリーアクチュエーターは、入刃軸の外
周部または出力軸の内周部に、いずれかの流路の開口端
部から略円周方向に向かって延びる溝を設け、かつ溝の
断面積を、溝と溝に対向する流路とが重なり合ったとき
に流路と溝とにより画成される開口部面積よりも流路の
縁部と溝の壁部とにより画成される隙間の面積の方が小
さくなるように設定して構成したものである。

〔作用］ 上記構成のロータリーアクチュエーターにあっては、出
力軸が停止位置に近付いたときに、溝と溝に対向する流
路とが重なりあってなす開口部面積よりも作動油が流れ
得る隙間の断面積が小さいから、作動油の流量が大きく
制限され、出力軸が制動される。

〔実施例コ 第１図ないし第６図はこの発明の一実施例を示す図であ
る。これらの図に示すロータリーアクチュエーターは、
入力軸の供給流路と戻り流路の縁部に溝を設けた点のみ
が前記従来例と構成が異なる。そこで、以下においては
、入力軸の構成にっいてのみ説明し、従来例と同一の構
成要素には同符号を付しその説明を省略する。

図において符号１４は入力軸である。入力軸Ｉ４には、
供給流路１５・１５および戻り流路１６・１６が円周方
向に等間隔をもって交互に形成されている。戻り流路１
６は、第２図に示すように、入力軸１４の内部に、軸線
を入力軸１４の軸線と一致させて形成された本孔１７と
、この本孔１７から径方向に向かって延び、入力軸１４
の外周部に開口する分岐孔１８・１８とから構成されて
いる。そして、分岐孔１８の開口端部には、入力軸１４
の円周方向へ向かって延びる溝１９・Ｉ９が形成されて
いる。

溝１９は、第６図に示すように、入力軸１４の外周部が
分岐孔１８の縁部から円周方向へ所定寸法離間した箇所
まで平坦に切り欠かれてなる断面矩形のものであって、
分岐孔１８の軸線に対して直交する底面（壁部）２０と
、側面（壁部）２＋・２１とから画成されている。

また、供給流路１５は、第３図に示すように、入力軸１
４の外周部に軸線方向に延びる溝が形成されてなるもの
であって、その一端部の上記分岐孔１９と対応する箇所
には、上記と同様に、供給流路１５の内側面１５．ａに
対して直交する方向へ延びる溝１９・１９が形成されて
いる。そして、供給流路１５側の溝１９の先端縁部と戻
り流路１６側の溝１９の先端縁部との間隔は、所定の寸
法になされており、それらの間の円弧状をなす壁部が、
図中二点鎖線で示すような静止状態において第２の流路
９（または第１の流路８）を閉塞する弁２２とされてい
る。

このような構成のロータリーアクチュエーターは、第４
図および第５図に示すように、入力軸１４を出力軸２に
対して相対的に回転させたときに、第１の油圧室６・６
または第２の油圧室７・７のいずれか一方に作動油を選
択的に供給すると同時に、他方の油圧室から作動油を吐
出し、これによって出力軸２を所定の角度位置まで回転
さ仕るようになっている。しかし、出力軸２が回転して
溝１９に達したとき、作動油の流れ得る隙間は、溝１９
の底面２０および側面２１・２１と出力軸２の第２の流
路９（または第１の流路８）の縁部９ａとにより画成さ
れる隙間Ｓ１となり、その面積は、溝１９と第２の流路
９（または第１の流路８）とが重なりあってなす開口部
Ｓの面積に比して、著しく小さくなっている。このため
、作動油の流量が大幅に制限されて出力軸が制動される
。そして、出力軸２が停止位置に近付くにつれ、出力軸
２の回転速度はさらに小さくなり、出力軸２は緩やかに
停止する。

上記構成のロータリーアクチュエーターにおいては、供
給流路Ｉ５と戻り流路１６の開口端部に、１１９を形成
し、かっ溝１９の底面２０を供給流路１５の内側面１５
ａまたは戻り流路１６の分岐孔１８の軸線に対して直交
させて形成することにより、出力軸２の流路が溝１９に
達したときの作動油の流れ得る隙間Ｓ１の面積を出力軸
２の流路とｒｒｓＹ　１９とが重なり合ってなす開口部
Ｓの面積よりも小さくなるように構成しているから、出
力軸２の流路が溝１９の達してから出力軸２が停止位置
まで回転する間に充分制動され、停止時の衝撃力を大幅
に軽減することができる。したがって、ロボットアーム
等の停止精度を大幅に向上さ仕ることができるのは勿論
のこと、停止時の振動を防止することができ、ロボット
アームやロータリーアクチュエーターの故障の発生を防
止することができる。

なお、上記実施例では入力軸１４の流路に溝１９を形成
しているが、出力軸２の流路の開口端部に形成してもよ
い。また、溝１９の底面２０は、上記実施例のような平
坦面に限るものではなく、例えば、入力軸１４の外周に
沿って延び、かつ溝の深さが漸次減少するような曲面に
形成してもよい。さらに、溝の断面形状は三角形状ある
いは半円状のものとしてもよい。

〔発明の効果コ 以上説明したようにこの発明のロータリーアクチュエー
ターでは、ケーシングに、入力軸の外周部または出力軸
の内周部に、いずれかの流路の開口端部から略円周方向
に向かって延びる溝を設け、かつ溝の断面積を、溝と溝
に対向するｔｔ路とか重なり合ったときに流路と溝とに
より画成さイーる開口部面積よりも流路の縁部と溝の壁
部とにより画成される隙間の面積の方が小さくなるよう
に設定しているので、出力軸が停止位置に近付いたとき
に、作動油の流量を大幅に制限することができ、これに
よって、出力軸を充分に制動して停止時の衝撃力を軽減
することができる。したがって、ロボットアーム等の停
止精度を大幅に向上させることができるのは勿論のこと
、停止時の振動の発生を防止することができ、ロボット
アームやロータリーアクチュエーターの故障の発生を防
止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はロータリーアクチュエーターを示す軸線方
向視断面図、第２図は入力軸の詳細を示す側面図、第３
図は第２図の■方向矢視図、第４図は出力軸が回転して
いる状態を説明するための断面図、第５図は第４図に示
す状態からさらに出力軸が回転した状態を示す断面図、
第６図は溝の詳細を示す拡大図である。 また、第７図ないし第１３図は従来のロータリーアクチ
ュエーターの一例を示す図であって、第７図はその側断
面図、第８図は第７図の■−■線視線面断面図９図は第
８図に示す状態から出力軸を回転させた状態を示す断面
図、第１０図は第９図に示す状態からさらに出力軸を回
転させた状態を示す断面図、第１１図は出力軸と入力軸
の流路の詳細を示す拡大図、第１２図は入力軸をその円
周方向に沿って展開した第１１図に■方向矢視図、第１
３図は出力軸が停止位置を越えて停止した状態を示す断
面図である。 ｌ・・・・ケーシング、２・・・・出力軸、３・・入力
軸、４・　・ローター、 ５・・・・・仕切り、６・・・・・第１の油圧室、７−
・・・−・第２の油圧室、８　・・・・第１の流路、９
・・・・第２の流路、９２Ｌ・・縁部、ｌＯ・・　供給
流路、１１・・　戻り流路、１４・・・・・入力軸、１
５・・・・・・供給流路、１６・・・・・・戻り流路、
１９　・・溝、２０・・・底面（壁部）、２１・・・・
・側面（壁面）、Ｓ　・・・開口部、ＳＩ・・・・・隙
間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシング内に出力軸を回転自在に支持するとともに、
   この出力軸の軸線に沿った中央部に入力軸を回転自在に
   配置し、かつ上記ケーシング内を、ケーシングと出力軸
   との間に設けられた仕切りと上記出力軸に設けられたロ
   ーターとにより第１の油圧室と第２の油圧室とに区画し
   、上記出力軸に、一端部が上記第１の油圧室に開口する
   第１の流路と、一端部が上記第２の油圧室に開口する第
   ２の流路とを設け、さらに上記入力軸に、出力軸との相
   対角度位置により第１の流路と第２の流路のいずれか一
   方の流路の他端部に連通される供給流路と、他方の流路
   の他端部に連通される戻り流路とを設け、第１の油圧室
   または第２の油圧室のいずれか一方に作動油を選択的に
   供給しかつ他方の油圧室から作動油を吐出するように構
   成してなるロータリーアクチュエーターにおいて、上記
   入力軸の外周部または出力軸の内周部に、いずれかの流
   路の開口端部から略円周方向に向かって延びる溝を設け
   、かつ溝の断面積を、溝と溝に対向する流路とが重なり
   合ったときに流路と溝とにより画成される開口部面積よ
   りも流路の縁部と溝の壁部とにより画成される隙間の面
   積の方が小さくなるように設定してなることを特徴とす
   るロータリーアクチュエーター。