JPS6337187Y2

JPS6337187Y2 -

Info

Publication number: JPS6337187Y2
Application number: JP1982116828U
Authority: JP
Priority date: 1982-07-31
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1988-10-03
Also published as: JPS5924293U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ロボツトアーム等の揺動腕に使用す
るのに好適な液圧式の原動装置に関するものであ
る。

一般に、産業用ロボツトの腕関接部等に搭載さ
れる原動装置は、小形かつ軽量でしかも高い出力
トルクを発揮し得るものであることが望まれる。

従来、かかる原動装置として、油圧モータとハ
ーモニツク減速機とを直列に接続し、前記ハーモ
ニツク減速機の出力軸から取出される動力によつ
てロボツトの腕等を作動させ得るものがあるがこ
のようにモータと減速機とを各別に構成したもの
は、嵩が高く、特に軸線方向の寸法を短かくする
のが難かしい上、軽量化にも一定の限界がある。
そのため、かかる原動装置をロボツトの腕関接等
に搭載した場合、軽量化によるロボツトの動特性
の向上を図り難く、また、原動装置の一部が腕関
接部のカバー外に出つ張る等、スペース的な問題
からアームの駆動可能範囲が制限されるというよ
うな不都合を招き易い。

本考案は、このような事情に着目してなされた
もので、特殊な構造のハーモニツク減速機と液圧
モータとを巧みに組合せ、さらに出力の取出しを
前記減速機の外周部から行なうという独特の構成
を採用することによつて、前述した不都合をこと
ごとく解消することができるようにした原動装置
を提供するものである。

以下、本考案の一実施例を第１図〜第４図を参
照して説明する。

産業用ロボツトＡの腕関接部Ｂに本考案に係る
原動装置Ｃを搭載している。

原動装置Ｃは、液圧モータ１の動力をハーモニ
ツク減速機２を介して出力するようにしている。

液圧モータ１は、偏心部３ａを有した支軸３
と、この支軸３の軸心０₁回りに回転可能なケー
シング４とを有している。ケーシング４は、前記
支軸３の偏心部３ａを囲繞するカツプ状の本体部
４ａと、この本体部４ａの開口部を閉塞する蓋部
４ｂとからなるもので、前記支軸３の一端部は前
記蓋部４ｂを通してケーシング４外へ突出してい
る。また、前記ケーシング４の内周に奇数個の平
面部４ｃ…を円周方向に等角間隔をあけて形成し
ている。そして、このケーシング４の内側の前記
各平面部４ｃ…に対応する部位にそれぞれピスト
ン５…を配設し、これら各ピストン５…の先端面
を静圧ベアリング６…を介して対応する平面部４
ｃ…に添接させている。静圧ベアリング６は、前
記ピストン５の先端面を前記平面部４ｃに密着す
るように平面状に形成するとともに、この先端面
に圧力ポケツト７を形成し、この圧力ポケツト７
内に流体圧を導入するようにしたものである。ま
た前記支軸３の偏心部３ａにシリンダブロツク８
を回転可能に嵌着し、このシリンダブロツク８に
よつて前記各ピストン５…の基端面側に前記ケー
シング４の回転に伴つて容積が増減する空間９…
を形成している。具体的に説明すれば、シリンダ
ブロツク８には複数のシリンダ１１…が円周方向
に等角間隔をあけて放射状に形成されている。そ
してこれら各シリンダ１１…に前記各ピストン５
…がスライド自在に嵌合させてあり、これら各ピ
ストン５…の基端面と前記各シリンダ１１…の内
面とによつて前記空間９…が形成されている。な
お、このシリンダブロツク８の端面にはピン１２
…が突設されており、このピン１２…の先端部を
前記ケーシングに設けたばか穴１３…に遊嵌させ
ることによつて該シリンダブロツク８が前記ケー
シング４に対して一定回転角度以上自転しないよ
うにしてある。すなわち、このシリンダブロツク
８は前記ケーシング４に追従して回転するように
なつている。また、前記ケーシング４内を前記支
軸３の軸心０₁と偏心部３ａの軸心０₂とを通る仮
想分割線Ｐを境にして第１領域Ａと第２領域Ｂと
に２分割し、前記第１領域Ａ内を通過中の前記空
間９…を第１の流体流通系路１４に連通させると
ともに第２領域Ｂ内を通過中の空間９を第２の流
体流通系路１５に連通させている。第１の流体流
通系路１４は、前記偏心部３ａの外周面に設けた
第１領域Ａ側の圧力ポケツト１６を支軸３の先端
部に設けた第１の流出入口（図示せず）に連通さ
せるためのもので、前記支軸３内に形成されてい
る。また、第２の流体流通系路１５は、前記偏心
部３ａの外周面に設けた第２領域Ｂ側の圧力ポケ
ツト１７を支軸３の先端部に設けた第２の流出入
口（図示せず）に連通させるためのもので、前記
支軸３内に形成されている。また、前記各ピスト
ン５の軸心部には対応する空間９内の流体圧を対
応する静圧ベアリング６の圧力ポケツト７内に導
入するための圧力導入路１８が設けてある。

一方、ハーモニツク減速機２は、一端面側を第
１の支持部材２１に支持された第１のサーキユ
ラ・スプライン２２と、一端面をこの第１のサー
キユラ・スプライン２２の他端面に近接させかつ
他端面側を第２の支持部材２３に支持された第２
のサーキユラ・スプライン２４と、これら両サー
キユラ・スプライン２２，２４の内側に軸心を一
致させて配設されウエーブジエネレータ２５に付
勢されて前記両サーキユラ・スプライン２２，２
４に噛合するフレクスプライン２６とを具備して
なる。前記サーキユラ・スプライン２２，２４は
相互に軸心を一致させて配置したリング状のもの
で、各内周に内向歯２２ａ…、２４ａ…を有して
いる。そして、前記両サーキユラ・スプライン２
２，２４の内向歯２２ａ…、２４ａ…同士は、相
互に若干歯数が異ならせてある。また、前記フレ
クスプライン２６は、弾性変形良好な材料により
作られた薄肉リング状のもので、その外周に前記
各内向歯２２ａ…、２４ａ…に噛合する外向歯２
６ａ…を有している。そして、この外向歯２６ａ
…の数は、例えば、一方のサーキユラ・スプライ
ン２２の内向歯２２ａの歯数と同一の値に設定し
てある。また、前記ウエーブジエネレータ２５
は、前記フレクスプライン２６の開口端部を横断
面楕円状に弾性変形させて、その長軸部分におい
て前記外向歯２６ａ…を前記両サーキユラ・スプ
ライン２２，２４の各内向歯２２ａ…２４ａ…に
噛合させるとともに、その噛合位置ａ，ｂを逐次
円周方向に移動させ得るように構成したもので、
具体的には、前記フレクスプライン２６の軸心回
りに回転可能な楕円カム２７をフレキシブルなボ
ールベアリング２８を介して前記フレクスプライ
ン２６の内周に嵌合させてなる。しかして、前記
ボールベアリング２８のアウターリング２８ａは
前記フレクスプライン２６とともに弾性変形し得
るようになつている。

また、前記フレクスプライン２６の内側に前記
両支持部材２１，２３に囲まれたモータ収容室２
９を形成するとともに前記支持部材２１の外周に
出力取出手段たる歯車３１を一体に形成し、前記
支持部材２３をロボツトＡの揺動腕（以下、単に
腕という）３２の一側壁３２ａ内面に固着してい
る。そして、前記液圧モータ１の支軸３を前記側
壁３２ａを介して前記支持部材２３に連結すると
ともに、該モータ１のケーシング４を前記モータ
収容室２９内に配設し、このケーシング４に前記
ウエーブジエネレータ２５を一体的に設けてい
る。すなわち、このケーシング４の本体部４ａの
外周に前記楕円カム２７を一体に形成している。
また、前記モータ１のケーシング４の端面中心部
には軸部４ｃが一体に突設されており、この軸部
４ｃは、前記ロボツトＡの腕３２の他側壁３２ｂ
にベアリング３３を介して枢支されている。

なお、このロボツトＡの腕３２は、該ロボツト
Ａの基体３４から突設した固定軸３５に回動可能
に支持されており、前記原動装置Ｃの出力取出手
段たる歯車３１は、前記固定軸３５に固着した固
定歯車３６に噛合させてある。

次いで、この実施例の作動を説明する。まず高
圧の流体を、例えば、第１の流体流通系路１４を
通して第１領域Ａに存在する空間９，９内に供給
すると、第１領域Ａに存在する静圧ベアリング
６，６部に高い流体圧が導入され、これらの流体
圧によつて該液圧モータ１のケーシング４に偏心
部３ａの軸心０₂を通り前記ケーシング４の平面
部４ｃに直交する力Fa，Fbが作用することにな
る。しかして、これらの力Fa，Fbの合力Fabの
作用線は前記軸心０₂を通り前記ケーシング４の
回転中心たる支軸３の軸心０₁からある距離だ
け偏位することになる（第４図参照）。その結果、
前記ケーシング４には｜Fab｜×なるモーメン
トが働くこととなり、それによつて該ケーシング
４が矢印Ｘ方向に回転する。この場合、第１領域
Ａに存在する空間９，９は前記ケーシング４の回
転に伴つて漸次容積が増大し、第２領域Ｂに存在
する空間９９は漸次容積が縮小するため、高圧の
流体は第１の流体流通系路１４を通して第１領域
Ａを通過中の空間９，９内に逐次流入し、仕事を
し終つた流体は第２領域Ｂを通過中の空間９，９
から第２の流体流通系路１５を通して逐次外部へ
排出される。このようにして液圧モータ１のケー
シング４が、例えば、矢印Ｘ方向に回転すると、
それに伴つてウエーブジエネレータ２５の楕円カ
ム２７が同じく矢印Ｘ方向に回転し、フレクスプ
ライン２６の外向歯２６ａ…と、サーキユラ・ス
プライン２２，２４の内向歯２２ａ…、２４ａ…
と噛合位置ａ，ｂが矢印Ｘ方向に移動する。そう
すると、前記楕円カム２７が１回転する毎に前記
フレクスプライン２６が前記内向歯２４ａ…と外
向歯２６ａ…との歯数差分だけ、例えば矢印Ｙ方
向に回転する。また、このフレクスプライン２６
が矢印Ｙ方向に回転すると、これと同一の歯数を
有したサーキユラ・スプライン２２が、該フレク
スプライン２６と同一の速度で矢印Ｙ方向に回転
することになる。そして、前記サーキユラ・スプ
ライン２２が回転すると、これと一体に回転する
歯車３１が固定歯車３６の外周を転動することに
なり、該原動装置Ｃを保持するロボツトＡの腕３
２が前記固転軸３５を軸にして図中下方へ回動す
る。また、原動装置Ｃの第２の流体流通系路１５
に高圧の流体を供給して該原動装置Ｃを逆転させ
ると、前述とは全く逆の作動が営まれ、前記腕３
２が図中上方へ回動することになる。

なお、液圧モータは、図示実施例のものに限ら
ず、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が
可能である。

また、本考案に係る原動装置の用途は、ロボツ
トの腕関接駆動に限られない。なお、ロボツトの
腕関接に用いる場合でも、第５図に示すような変
形例が考えられる。すなわち、第５図に示すもの
は、原動装置Ｃの出力取出手段たる歯車３１を遊
星歯車３７…を介して固定軸たる固定内歯歯車３
８に噛合させたものである。この場合には、前記
遊星歯車３７…の動きによつてロボツトＡの腕を
回動させる。

さらに、出力取出手段は歯車に限定されないの
は勿論であり、例えば、チエーンを係合させるた
めのスプロケツトやタイミングベルトを噛合させ
るためのタイミングプーリ等であつてもよい。

さらに、回転検出手段およびブレーキ手段を付
設する変形例も考えられる。

以上、説明したように、本考案は、液圧モータ
の動力をハーモニツク減速機を介して出力し得る
ようにしているので、高いトルクを発生させるこ
とができ、しかも、ハーモニツク減速機内に形成
したモータ収容室内に液圧モータを収納しそのケ
ーシングにウエーブジエネレータを一体的に設け
ているので、空間の有効利用と部品点数の削減に
より小形化並びに軽量化を図ることができるもの
である。特に、本考案では、カツプ状ではなくリ
ング状のフレクスプラインを用いて２つのサーキ
ユラ・スプラインを差動的に動作させるようにし
たハーモニツク減速機を用い、さらに出力を装置
の外周部から取り出し得るように構成しているの
で、減速機内にモータを完全に収納できる上にそ
の原動装置全体を揺動腕の内部にコンパクトに収
納できて、装置の軸線方向の寸法を従来のものに
比べて大幅に短縮することが可能となる。したが
つて、本考案に係る原動装置をロボツトの腕関接
等にその内部に収納して搭載することで、軽量化
によるロボツトの動特性の向上を図ることができ
るとともに、原動装置が嵩張つてロボツトの可動
範囲が制限されるという不都合を無理なく確実に
解消することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示し、第
１図は全体を示す概略正面図、第２図は第１図に
おける−線断面図、第３図は第２図における
−線断面図、第４図は作用説明図である。第
５図は本考案の他の実施例を示す概略正面図であ
る。１……液圧モータ、２……ハーモニツク減速
機、３……支軸、４……ケーシング、２１……第
１の支持部材、２２……第１のサーキユラ・スプ
ライン、２３……第２の支持部材、２４……第２
のサーキユラ・スプライン、２５……ウエーブジ
エネレータ、２６……フレクスプライン、２９…
…モータ収容室、３１……出力取出手段（歯車）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】一端面側を第１の支持部材に支持させたリング
状の第１のサーキユラ・スプラインと、一端面を
この第１のサーキユラ・スプラインの他端面に近
接させかつ他端面側を第２の支持部材に支持させ
た前記第１のサーキユラ・スプラインとは歯数の
異なるリング状の第２のサーキユラ・スプライン
と、これら両サーキユラ・スプラインの内側に配
設されウエーブジエネレータに付勢されて前記両
サーキユラ・スプラインに噛合するフレクスプラ
インとを有し、前記第１の支持部材又は前記第１
のサーキユラ・スプラインの外周に出力取出手段
を設けたハーモニツク減速機と、このハーモニツク減速機を構成する前記第２の
支持部材に支軸を連結するとともに、この支軸周
りに回転するケーシングを前記フレクスプライン
の内側に形成されるモータ収容室内に配置し、か
つこのケーシングに前記ウエーブジエネレータを
設けた液圧モータとを具備してなる原動装置であ
つて、前記ハーモニツク減速機を構成する前記第２の
支持部材を、揺動腕の一側壁内面に固着して前記
原動装置を該揺動腕の内部に収納するとともに、
この揺動腕を回動可能に支持して基体から該揺動
腕内に突設される固定軸に前記ハーモニツク減速
機の出力取出手段を係合し、この出力取出手段に
得られる前記液圧モータの減速動力で前記揺動腕
を回動させるようにしたことを特徴とする揺動腕
の原動装置。