JPS63312562A - 変速装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は変速装置に関し、特に所定角度範囲で往復回転
させるロボット等における駆動手段として好適に適用で
終る変速装置に閃するものである。

従来の技術 従来、ロボット等のアームの関節部に配設されているア
ーム駆動手段の変速装置として、例えば、固定の内歯歯
車と、これと噛合する歯数が２枚少ない歯を外周に有す
る可視部材と、この可視部材の内周に嵌合する楕円状の
カムとから成り、カムを回転駆動して可視部材から出力
回転を取り出すようにした減速装置や、円弧歯形の固定
内歯歯車を有する遊星歯ＪｔＬ機構と、そのＲ雇歯車の
低速０軟を取り出す等速度内歯車機構とを用いた減速装
置等が好適に用いられている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、上記構成では任意の減速比、特に１１５０程
度以下の小さい減速比を得て７−ム移動の高速化を図る
のが困難であるという問題があり、また可撓部材を用い
た減速装置は剛性が小さく、円弧歯形の遊星歯車機構を
用いた減速装置は重量が大になるという問題がある。又
、高精度で特殊な減速比や構造のものについては極めて
高価となり、また軸心位置に中空軸を用いることによっ
て可動アームに沿って配線や配管を施すというようなこ
とも不可能であり、さらに例えばロボットアームの移動
範囲を規制する場合には、アームに当接するストッパー
を外部に設けなければならない等の間層があった。

本発明は、上記従来の問題、党に鑑み、高精度で任意の
減速比の変速が安価な構成で得られるとともに剛性も高
く、また軸心位置の部材を中空構造とすることができ、
回転範囲を規制するストッパーを内蔵させることができ
る変速装置の提供を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の変速装置は、上記目的を達成するため、軸方向
に移動可能で回転不可能な移動部材に互いにリード角の
異なる第１のねじと第２のねじを形成し、軸方向に移動
不可能で駆動手段にて回転駆動可能な駆動部材を前記第
１のねじに螺合し、軸方向に移動不可能で回転のみ自在
な従動部材を前記第２のねじに螺合したことを特徴とす
る。

又、本発明の第２発明の変速装置は、軸方向に移動可能
で回転不可能な駆動軸体を設け、この駆動軸体の軸方向
に互いにリード角の異なる第１のねじとｖｉ２のねじを
並設し、軸方向に移動不可能で駆動手段にて回転駆動可
能な駆動部材を前記第１のねじに螺合し、軸方向に移動
不可能で回啄のみ自在な従動部材を前記第２のねじに螺
合したことを特徴とする。

又、本発明の＠３発明の変速装置は、回転駆動可能でか
つ軸方向に移動不可能な駆動部材の外周にリード角の小
さい第１のねじを形成し、軸方向に移動可能でかつ回転
不可能な移動円曲体を前記駆動軸の第１のねじに螺合す
るとともに、この移動円筒体の外周にリード角の大きい
第２のねじを形成し、回転可能で軸方向に移動不可能に
支持された従動部材を前記移動円筒体の第２のねじに螺
合したことを特徴とする。

作用 本発明は、上記構成を有するので、駆動部材を回転駆動
すると第１のねじを介して移動部材が軸方向に移動し、
その移動に伴って第２のねじを介して従動部材が回転し
、その際駆動部材と従動部材の変速比はＷＳｌと第２の
ねじのリード角によって決定される。従って、第１と第
２のねじのリード角を選定することによって任意の変速
比が得られ、また汎用されているボールねじ等の高精度
のねじをｍいることによって高精度で剛性の高い変速装
置が安価に得られる。又、移動部材に軸芯方向の通孔を
形成することにより、この回転しない通孔を通して配線
や配管をすることができ、配線や配管が容易となる。ま
た、従動部材の回転範囲を、移動部材にストッパを設け
ることによって外部にストッパを設けずに規制すること
ができる。

尚、従動部材の回転角は有限であるが、ロボット等にお
いては７−ムを１回転以上させることはなく支障はない
。

又、ＷＳ２発明によれば、第１と第２のねじが軸方向に
並設されているので、径方向のスペースが小さくて済み
、また軸心位置に回転しない駆動軸体が位置しているの
で、これを中空軸体とすることによって軸心位置に配線
や配管を簡単な支持構成で通すことができる。

又、＃４３発明によれば、駆動部材と移動円筒体と従動
部材を径方向に順次外嵌させて配設しでいるので、軸方
向にコンパクトに構成することができる。又、軸心位置
の駆動部材を中空軸体とするか、または回忙しない移動
円筒体に通孔を形成することにより配線や配管が容易と
なる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照しな
がら説明する。

第２図においで、１はロボットで、その基台２に第１ア
ーム３が回動駆動可能に取付けられ、その先端部に＄２
７−ム４が回動駆動可能に取付けられ、さらにその先端
にチャック５が取付けられでいる。

第１図は前記第１アーム３を回動駆動する駆動装置を示
す、前記基台２の上下方向中央部には、上下一対の輪受
７にて垂直軸心回りに回転自在に支持された駆動部材６
が配設され、基台２の上部には、上下一対の輪受９にて
前記駆動部材６と同−軸心回りに回転自在に支持された
従動部材８が配設されている。この従動部材８に前記Ｐ
１４１アーム３の基部３ａが外嵌固着されて、第１アー
ム３が水平回動自在に支持されている。前記駆動部材６
及び従動部材８の軸心位置を貫通するように中空の駆動
軸体１０が設けられており、この駆動軸体１０の駆動部
材６が嵌合する部分の外周にはリード角の小さい第１の
ねじ１１が形成され、従動部材８が嵌合する部分の外周
にはリード角の大きい第２のねじ１２が形成され、駆動
部材６及び従動部材８はそれぞれ第１及Ｃ／第２のねじ
１１．１２に螺合している。前記基台２の駆動部材６と
従動部材８の間には駆動軸体１０に外嵌する案内筒体１
３が設けられ、その内周に形成された軸方向溝１４に駆
動軸体１０の適当箇所から突出された保合片１５が係合
して、駆動軸体１０が回転不可能にかつ軸方向に移動自
在に保持されている。前記駆動部材６の外周には歯車１
６が形成され、その側方に配設された駆動ピニオン１７
にタイミングベルト１８を介して連結され、駆動ピニオ
ンは基台２の下部に固定された駆動モータ１９の出力軸
に取付けられている。２０はエンコーグである。

又、前記駆動軸体１０の上下端部にはストッパ２１．２
２が外嵌固定され、さらに駆動軸体１０の下部に対向す
る位置に前記ストッパ２２の検出により駆動軸体１０の
位置を検出するリニアセンサ２３が配貨されている。２
４は前記駆動軸体１０の自重を支持してその移動を円滑
にするばねである。

以上の構成において、駆動モータ１９にて駆動部材６を
一方向に回転すると、その回転角と第１のねじ１１のリ
ード角に応じて駆動軸体１０が上下方向に移動し、その
移動量と第２のねじ１２のリード角に対応して従動部材
８が回転し、第１アーム３が回動する。また、駆動モー
タ１９を逆回転させると、第１７−ム３も逆方向に回動
する。

前記従動部材８、即ち第１７−ム３の回動角と駆動部材
６の回転角との比、即ち減速比は、第１のねじ１１と第
２のねじ１２のねじピッチの比で与えられる。又、この
第１７−ム３の回動端は駆動軸体１０の両端部に固定さ
れたストッパ２１．２２が基台２に当接することによっ
て規制される。

さらに、駆動軸体１０は中空でかつ軸方向に移動するだ
けで回転しないので、配線や配管をこの駆動軸体１０に
通すことにより第１７−ム３に沿わせて配線や配管を施
すことができ、さらに第１アーム３と第２アーム４の間
の駆動装置も同様の構成とすることにより、各７−ムに
沿った配線や配管が可能となる。

上記実施例では、駆動軸体１０にストレート軸を用いた
例を示したが、第３図に示すように、段付き軸からなる
駆動軸体３０を用い、その小径部３１にリード角の小さ
い！＠１のねじ１１を形成し１、大径部３２にリード角
の大きいねじ１２を形成すれば、ねじ効率が高くなる。

さらに、上記実施例では駆動軸体１０の軸方向に第１と
第２のねじ１１．１２を並設した例を示したが、第４図
に示すように、径方向に配設してもよい、即ち、第４図
において、基台２に上下一対の輪受４２にて駆動軸体４
１が回転自在に支持されている。この駆動軸体４１に外
嵌するとともにその外周に形成された第１のねじ１１に
螺合する移動円筒体４３がガイドロッド４４にて回転不
可能にかつ軸方向に移動自在に支持されている。

この移動円筒体４３の外周には１２のねじ１２が形成さ
れている。前記移動円筒体４３の外周に外嵌するととも
に前記第２のねじ１２に螺合する従動部材４５が上下一
対の軸受４６を介して基台２にて回転自在に支持され、
この従動部材４５に前記第１７−ム３の基部３ａが固着
されている。前記駆動軸体４１の一端に固定された連動
歯車４７は、駆動モータ４８の出力軸に取付けられた駆
動ビニオン４９に噛合されている。

この実施例の動作は第１実施例と基本的に同様であり、
説明は省略する。なお、この実施例では第１のねじ１１
及び第２のねじ１２が径方向に配設されているので軸方
向のスペースが小さくて済む、また、配線や配管はがイ
ドロッド４４の配置位置に通すことによって回転部を通
らずに済む。

以上の実施例では、第１のねじ１１のリード角を小さく
第２のねじ１２のリード角を大きくして減速する例を示
したが、逆にして増速装置としてもよい。

また、第２のねじ１２がｍ数のものを例示したが、場合
によっては複数の第２のねじ１２を形成し、複数の従動
部材８．４５を同時に動作させるようにすることもでき
、その原菌２のねじ１２のリード角を互いに異ならせて
種々の速度で移動させるようにすることもできる。

発明の効果 本発明の変速装置によれば、第１と第２のねじのリード
角を選定することによって任意の変速比が得られ、また
汎用されているボールねじ等の高精度のねじ機構を用い
ることによって高精度で剛性の高い変速装置が安価に得
られる。又、移動部材に輪心方向の通孔を形成すること
により、この回転しない通孔を通して配線や配管をする
ことができ、配線や配管が容易となる。又、移動部材に
ストッパを設けることにより、従動部材の回転範囲を外
部にス）ツバを設けずミニ規制することができる。

又、第２発明によれば、第１と第２のねじを軸方向に配
設しているので、径方向のスペースが小さくて済み、ま
た輪心位置に回転しない駆動軸体が位置しでいるので、
これを中空輸体とすることによって軸心位置に配線や配
管を簡単な支持構成で通すことができ、一層配線や配管
が容易となる。

又、第３発明によれば、駆動軸体と移動円筒体と従動部
材を径方向に外嵌させているので、軸方向にコンパクト
に構成する二とができる等、大なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
要部の縦断正面図、第２図はロボットの斜視図、第３図
は駆動軸体の他の例の正面図、第４図は本発明の第２実
施例の縦断正面図である。 ６・・・・・・・・・駆動部材 ８・・・・・・・・・従動部材 １０・・・・・・・・・移動袖体 １１・・・・・・・・・第１のねじ １２・・・・・・・・・＃＆２のねじ ４１・・・・・・・・・駆動軸体 ４３・・・・・・・・・移動円筒体 ４５・・・・・・・・・従動部材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に移動可能で回転不可能な移動部材に互い
   にリード角の異なる第１のねじと第２のねじを形成し、
   軸方向に移動不可能で駆動手段にて回転駆動可能な駆動
   部材を前記第１のねじに螺合し、軸方向に移動不可能で
   回転のみ自在な従動部材を前記第２のねじに螺合したこ
   とを特徴とする変速装置。
2. （２）軸方向に移動可能で回転不可能な駆動軸体を設け
   、この駆動軸体の軸方向に互いにリード角の異なる第１
   のねじと第２のねじを並設し、軸方向に移動不可能で駆
   動手段にて回転駆動可能な駆動部材を前記第１のねじに
   螺合し、軸方向に移動不可能で回転のみ自在な従動部材
   を前記第２のねじに螺合したことを特徴とする変速装置
   。
3. （３）駆動軸体が大径部と小径部を有し、第１と第２の
   ねじの内、リード角の大きい方のねじは大径部に、リー
   ド角の小さい方のねじは小径部に形成されている特許請
   求の範囲第２項記載の変速装置。
4. （４）駆動軸体が中空軸体にて構成されている特許請求
   の範囲第２項又は第３項に記載の変速装置。
5. （５）回転駆動可能でかつ軸方向に移動不可能な駆動軸
   体の外周にリード角の小さい第１のねじを形成し、軸方
   向に移動可能でかつ回転不可能な移動円筒体を前記駆動
   軸体の第１のねじに螺合するとともに、この移動円筒体
   の外周にリード角の大きい第２のねじを形成し、回転可
   能で軸方向に移動不可能に支持された従動部材を前記移
   動円筒体の第２のねじに螺合したことを特徴とする変速
   装置。
6. （６）駆動軸体が中空軸体にて構成されている特許請求
   の範囲第５項記載の変速装置。
7. （７）移動円筒体に軸方向の通孔が形成されている特許
   請求の範囲第５項記載の変速装置。