JPS634632Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は産業用ロボツトにおける旋回軸を駆
動するための装置に関するものである。

例えば円筒座標形ロボツトは、旋回軸を回転さ
せることによりアームを旋回させる構成とされて
おり、このような旋回軸の駆動装置として、従
来、歯付ベルト（タイミングベルト）により駆動
軸と旋回軸とを連結した装置や歯車により駆動軸
と旋回軸とを連結した装置が知られている。しか
しながら、前者の歯付ベルトを用いた装置にあつ
ては、歯付ベルトがスチールベルトを芯材とし、
その表面にゴム被覆を施した構成が一般的である
ため、駆動軸にトルクの変動が生じた場合には、
旋回軸の回転ひいてはロボツトアームの動作が円
滑に行なわれなくなり、またベルトの消耗が速い
などの問題があつた。他方、後者の装置にあつて
は、バツクラツシユの除去が難しく、多くの場
合、バツクラツシユがアームの位置決め精度に悪
影響を与えており、また潤滑を行なうことに多く
の問題があるばかりか、高速回転に耐えられない
場合が多く、さらには大きな騒音を発する問題が
あつた。

上述のような問題を解消するには、リンク装置
によつて駆動軸の回転力を旋回軸に伝達すること
が考えられ、特に思案点を解消して円滑な回転を
行なわせるために、駆動軸と旋回軸とを２本のリ
ンク部材で連結した平行運動機構として駆動装置
を構成することが好ましいと考えられる。第１図
および第２図はリンク部材１，２同士の干渉を避
けるよう構成した平行運動機構からなる駆動装置
を示す略解図であつて、各リンク部材１，２は同
一長さに設定され、各々の一端部は、モータ３の
駆動軸４に取付けた連結プレート５にピン６，７
を介して回転自在に取付けられており、また各リ
ンク部材１，２の他端部は、旋回軸８と一体の連
結プレート９にピン１０，１１を介して回転自在
に取付けられている。そして一方のリンク部材１
の両端部におけるピン６，１０の長さが、他方の
リンク部材２の両端部におけるピン７，１１の長
さより短く設定され、したがつて一方のリンク部
材１と他方のリンク部材２とが互いに異なる平面
内を移動するようになつている。なお、各連結プ
レート５，９におけるピン６，７，１０，１１の
位置は、それぞれ回転中心について90゜ずれた位
置にあり、したがつて全体として平行運動機構と
なつている。この第１図および第２図に示す構成
の旋回駆動装置では、いずれか一方のリンク部材
１（または２）が、駆動軸４と旋回軸８とを結ん
だ線から外れた位置にあるから、装置全体として
は思案点が生ぜず、そのため安定した円滑な旋回
を行なわせることができ、また各リンク部材１，
２は互いに異なる平面内を移動するから、リンク
部材１，２同士が干渉することはない。しかしな
がら上述した装置では、各リンク部材１，２が各
連結プレート５，９の同一の面（図では下面）に
ピン６，７，１０，１１によつて取付けられてい
てそのピン６，７，１０，１１のうち長さの長い
ピン７，１１が一方のリンク部材１の移動する平
面を横切つた状態にあるため、各連結プレート
５，９が回転するにつれてその長さの長いピン
７，１１が一方のリンク部材１に干渉してしま
い、その結果旋回軸８を180度以上の角度に旋回
させることができず、ひいてはロボツトアームの
可動範囲が狭くなる問題があつた。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、旋回角度を大きくとることのできる産業用ロ
ボツトの旋回駆動装置を提供することを目的と
し、その特徴とするところは、２本のリンク部材
によつて駆動側連結部材と従動側連結部材とを連
結した平行運動機構を主体とし、前記駆動側連結
部材と従動側連結部材との少なくとも一方の連結
部材を、駆動軸もしくは旋回軸の軸線に対して垂
直でかつ駆動軸もしくは旋回軸に交差しない第１
の取付面と、この第１の取付面とほぼ平行で駆動
軸もしくは旋回軸に交差しない第２の取付面とを
有した構成とし、前記２本のリンク部材の各々を
相互に平行な互いに異なる平面内を平行移動する
よう配置するとともに、いずれか一方のリンク部
材の一端部を前記第１の取付面にピンによつて回
転自在に連結し、かつ他方のリンク部材の一端部
を前記第２の取付面にピンによつて回転自在に連
結し、さらにその各ピンをリンク部材に干渉しな
い長さに設定した点にある。

以下この考案の実施例を第３図ないし第１０図
を参照して説明する。

第３図ないし第６図はこの考案の一実施例を示
す略解図であつて、ロボツトアーム２０が旋回軸
２１の上端部にほぼ水平に取付けられるととも
に、その旋回軸２１が、基台２２に軸２３によつ
て回転自在に取付けた従動側連結部材すなわち旋
回用プレート２４に立設されている。その旋回用
プレート２４は第４図に示すように三角形状の第
１の取付面である上面板２４ａと下面板２４ｂと
を１つの角部に設けた支柱部２４ｃで連結した全
体としてコ字状断面をなすものであつて、その旋
回用プレート２４は下面板２４ｂの中心部で前記
回転軸２３の上端部に取付けられており、これに
対し旋回軸２１は回転軸２３と同一軸線上に位置
するよう前記上面板２４ａの中心部に立設されて
いる。

他方駆動モータ２５が旋回軸２１と平行でかつ
下向きに所定の固定部（図示せず）に取付けられ
ており、その駆動モータ２５の出力軸２６が減速
機２７に連結されるとともに、減速機２７の出力
軸である駆動軸２８の下端部に円板状の駆動側連
結部材すなわち駆動用プレート２９が取付けられ
ている。そして前記旋回用プレート２４と駆動用
プレート２９とは、平行運動機構を構成するよう
同一長さの２本のリンク部材３０，３１によつて
連結されている。すなわち第１のリンク部材３０
の一端部は、駆動用プレート２９の下面周辺部に
ピン３２によつて回転自在に取付けられ、かつそ
のリンク部材３０の他端部は、旋回用プレート２
４における上面板２４ａの下面で回転中心から外
れた個所にピン３３によつて回転自在に連結され
ている。また第２のリンク部材３１の一端部は、
駆動用プレート２９の下面周辺部で前記ピン３２
から90度位相のずれた個所にそのピン３２より長
いピン３４によつて回転自在に連結され、かつ第
２のリンク部材３１の他端部は、旋回用プレート
２４における下面板２４ｂの上面で回転中心から
外れた個所にピン３５によつて回転自在に連結さ
れている。したがつて上記の装置は、各リンク部
材３０，３１が相互に平行な互いに異なる平面内
を移動するよう構成されており、また旋回用プレ
ート２４側の各ピン３３，３５は、リンク部材３
０，３１に干渉しない長さに設定されている。な
お、旋回用プレート２４における支柱部２４ｃの
リンク部材３０，３１に対する干渉を極力避ける
ために、旋回用プレート２４側の各ピン３３，３
５の水平面上への投影点を結んだ直線の延長線上
に支柱部２４ｃの投影点が位置するよう構成され
ている。

したがつて上記の装置では、旋回用プレート２
４、駆動用プレート２９およびリンク部材３０，
３１が平行運動機構を構成しているから、駆動モ
ータ２５を起動して駆動用プレート２９を減速機
２７を介して回転させれば、旋回軸２１すなわち
アーム２０が旋回用プレート２４と共に駆動用プ
レート２９と同角度旋回する。その場合、前記各
リンク部材３０，３１は、互いに異なる平面内に
あつて干渉し合わず、また各リンク部材３０，３
１の旋回用プレート２４側の端部は、旋回用プレ
ート２４の上下に異なる面に取付けられ、しかも
そのピン３３，３５がリンク部材３０，３１に干
渉しない長さに設定されているから、これらのピ
ン３３，３５やリンク部材３０，３１によつて旋
回角度が特に規制されることはない。また上記の
装置では、旋回用プレート２４における支柱部２
４ｃが、各リンク部材３０，３１の移動平面を横
切つた状態にあり、したがつてその支柱部２４ｃ
は第５図および第６図のそれぞれに示す位置でリ
ンク部材３０，３１に干渉し、その回転が規制さ
れるが、第５図に示す状態から第６図に示す状態
までの旋回用プレート２４の回転角度θは300度
以上である。したがつて上記の装置では、たとえ
旋回用プレート２４における支柱部２４ｃがリン
ク部材３０，３１に干渉しても、アーム２０の可
動範囲を従来になく広くすることができる。

第７図および第８図はこの考案の他の実施例を
示す略解図であつて、ここに示す装置は、駆動側
連結部材と従動側連結部材とのそれぞれを、上中
下段の３枚の連結プレート３６ａ，３６ｂ，３６
ｃ，３７ａ，３７ｂ，３７ｃによつて構成したも
のである。駆動側の連結プレート３６ａ，３６
ｂ，３６ｃは相互に同一軸線上にかつ一定の間隔
をあけて上下方向に配列されており、上段の連結
プレート３６ａの上面中心部に駆動軸２８が取付
けられ、また下段の連結プレート３６ｃがその下
面中心部に取付けた回転軸３８によつて基台２２
に取付けられている。また上段の連結プレート３
６ａと中段の連結プレート３６ｂとは、両者の間
の周辺部に介在させたピン３９によつて連結さ
れ、かつそのピン３９に一方のリンク部材３０の
一端部が回転自在に取付けられている。さらに中
段の連結プレート３６ｂと下段の連結プレート３
６ｃとは、前記ピン３９に対し90度ずれた位置に
両者の間に介在させたピン４０によつて連結さ
れ、かつそのピン４０に他方のリンク部材３１の
一端部が回転自在に取付けられている。

他方、旋回軸２１側の連結プレート３７ａ，３
７ｂ，３７ｃも同様な構成であつて、これらの連
結プレート３７ａ，３７ｂ，３７ｃは同一軸線上
にかつ互いに一定の間隔をあけて平行に配列され
ており、上段の連結プレート３７ａの上面中心部
に旋回軸２１が取付けられ、また下段の連結プレ
ート３７ｃがその下面中心部に取付けた回転軸４
１を介して基台２２に回転自在に取付けられてい
る。そして上段の連結プレート３７ａと中段の連
結プレート３７ｂとが、両者の間の周辺部に介在
させたピン４２によつて連結され、かつそのピン
４２に前記一方のリンク部材３０の他端部が回転
自在に取付けられている。さらに中段の連結プレ
ート３７ｂと下段の連結プレート３７ｃとが前記
ピン４２に対し90度ずれた位置で両者の間に介在
させたピン４３によつて連結され、かつそのピン
４３に他方のリンク部材３１の他端部が回転自在
に取付けられている。

したがつて第７図および第８図に示す構成の装
置においても、各リンク部材３０，３１が互いに
平行な異なる平面内を移動するよう各連結部材の
異なる面に端部が取付けられ、かつ各ピン３９，
４０，４２，４３がリンク部材３０，３１に干渉
しない長さに設定されている。

しかして駆動軸２８を回転させれば、駆動側の
各連結プレート３６ａ，３６ｂ，３６ｃが一体と
なつて回転し、それに伴つて各リンク部材３０，
３１により従動側の連結プレート３７ａ，３７
ｂ，３７ｃが一体となつて回転させられ、その結
果旋回軸２１が回転する。その場合、上記の装置
では、各リンク部材３０，３１の移動する平面を
横切つてそのリンク部材３０，３１に干渉するも
のが存在しないから、旋回軸２１の回転角度は全
く制約されず。１回転以上回転させることができ
る。

なお、第７図および第８図に示す構成のうち、
駆動側および従動側のそれぞれにおける中段の連
結プレート３６ｂ，３７ｂは、前記各ピン３９，
４０，４２，４３を連結するためのものであるか
ら、特に円板状である必要はなく、例えば第９図
および第１０図に示すように長細い板状体であつ
てもよい。

以上の説明から明らかなようにこの考案の旋回
駆動装置は、回転駆動される駆動側連結部材と旋
回軸を取付けた従動側連結部材とを２本のリンク
部材によつて連結した平行運動機構を主体とし、
前記２本のリンク部材の各々を相互に平行で互い
に異なる平面内を移動するよう配置するととも
に、これらのリンク部材の少なくとも一方の端部
を、駆動側連結部材もしくは従動側連結部材にお
ける互いに平行でかつ駆動軸や旋回軸に交差しな
い第１および第２の取付面にピンによつて回転自
在に取付け、かつその各ピンをリンク部材に干渉
しない長さに設定した構成であるから、駆動側連
結部材の回転運動を円滑かつ正確に従動側連結部
材すなわち旋回軸に伝達することができ、しかも
リンク部材同士が干渉し合わないことは勿論のこ
と、リンク部材の少なくとも一方の端部における
ピンとリンク部材とが干渉し合わないから、回転
角度を従来になく大きくすることができ、したが
つて旋回軸にアームを取付けた構成の産業用ロボ
ツトにあつては、アームの可動範囲を広くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の旋回駆動装置の一例を示す略解
正面図、第２図は第１図の−線矢視図、第３
図はこの考案の一実施例を示す略解正面図、第４
図は第３図の−線矢視図、第５図および第６
図はその回転限界位置をそれぞれ示す第４図同様
の図、第７図はこの考案の他の実施例を示す略解
正面図、第８図は第７図の−線矢視図、第９
図はこの考案の更に他の実施例を示す略解正面
図、第１０図は第９図の−線矢視図である。 ２０……ロボツトアーム、２１……旋回軸、２
４……旋回用プレート、２４ａ……上面板、２４
ｂ……下面板、２４ｃ……支柱部、２５……駆動
モータ、２８……駆動軸、２９……駆動用プレー
ト、３０，３１……リンク部材、３２，３３，３
４，３５，３９，４０，４２，４３……ピン、３
６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ
……連結プレート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータによつて回転される駆動軸とロボツトア
   ームに連結された旋回軸とが相互に平行に配置さ
   れるとともに、駆動軸の先端部に取付けた駆動側
   連結部材と旋回軸の端部に取付けた従動側連結部
   材とが、これら駆動側連結部材と従動側連結部材
   とのそれぞれに対しその回転中心から外れた箇所
   にピンによつて両端部を回転自在に取付けた２本
   のリンク部材からなる平行運動機構により連結さ
   れ、その平行運動機構を介して前記駆動軸の回転
   力を旋回軸に伝達するよう構成した旋回駆動装置
   において、前記駆動側連結部材と従動側連結部材
   との少なくとも一方の連結部材が、駆動軸もしく
   は旋回軸の軸線に対して垂直でかつ駆動軸もしく
   は旋回軸に交差しない第１の取付面と、この第１
   の取付面とほぼ平行で駆動軸もしくは旋回軸に交
   差しない第２の取付面とを有し、前記２本のリン
   ク部材の各々が相互に平行な互いに異なる平面内
   を平行移動するよう配置されるとともに、いずれ
   か一方のリンク部材の一端部が前記第１の取付面
   にピンによつて回転自在に連結され、かつ他方の
   リンク部材の一端部が前記第２の取付面にピンに
   よつて回転自在に連結され、さらにその各ピンが
   リンク部材に干渉しない長さに設定されているこ
   とを特徴とする産業用ロボツトにおける旋回駆動
   装置。