KR20080108917A

KR20080108917A - 로봇의 관절구동장치

Info

Publication number: KR20080108917A
Application number: KR1020080054555A
Authority: KR
Inventors: 쥰 다메나가
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2008-12-16
Also published as: DE102008026702B4; KR100975817B1; US8343003B2; DE102008026702A1; JP2009018412A; JP5103283B2; US20080305908A1; CN101323113A; CN101323113B

Abstract

[과제] 로봇의 관절구동장치에 있어서의 실(seal) 성, 내구성의 향상을 도모한다.

[해결수단] 외치기어(162B)의 축방향 측부(側部)에 배치되어 제1, 제2 캐리어(176A, 176B)로부터 인출하는 요동(搖動)내접맞물림식의 감속기구부로서, 센터 축 부재(136)는 이 제1, 제2 캐리어(176A, 176B)와 일체화됨과 함께, 센터 중공(center hollow)구멍(136B)을 가지며, 상기 제2 캐리어(176B)의 축방향 위치를 감속기구 반대 측으로 넘어간 위치까지 뻗은 축부(軸部)(136A)를 구비한 것과 일체화되고, 토대(土台)(112)와 일체화되어 상기 제2 캐리어(176B)의 축방향 외치기어 반대 측에 있어서, 반경방향 내측으로 뻗음으로써 센터 축 부재(136)의 축부(136A)와 대치된 링 부(190)와, 이 간극에 배치되어, 상기 출력부재와 상기 제1 부재 사이를 실 하는 오일 실(oil seal)(192)을 구비한다.

관절구동장치, 센터 축 부재, 오일 실, 센터 중공구멍

Description

로봇의 관절구동장치{Joint drive device for Robot}

본 발명은, 로봇의 관절구동장치에 관한 것이다.

예컨대 국제공개 WO2007/032400A1에 있어서, 로봇의 관절부분을 구동하는 장치가 제안되어 있다. 이 관절구동장치(10)는, 도 6에 도시되는 바와 같이, 로봇(도시 생략)의 일부를 구성하는 토대(土台)(12)에 고정된 상태에서 로봇의 다른 일부를 구성하는 가동(可動)부재(14)를 회전 가능하게 지지·구동하는 것이다.

관절구동장치(10)는, 모터(16)의 회전을 감속하는 감속기구부(18)를 구비한다. 모터(16)의 동력은, 모터 축(20)에 장착된 도시하지 않은 입력기어, 외치기어(22), 도시되어 있는 1개의 편심체 축(24), 이 편심체 축(24)에 설치된 편심체 축 기어(25)의 순으로 전달되어, 센터기어(23)에 이른다. 센터기어(23)는, 다른 2개의 편심체 축(24)(도면에는 나타나 있지 않음)에 각각 설치된 편심체 축 기어(25)(도면에는 나타나 있지 않음)와 맞물려 있고, 이로써, 3개의 편심체 축(24)(상기 1개만 도시)이 회전하도록 되어 있다.

편심체 축(24)에는 편심체(26A, 26B)가 일체적으로 형성되어 있고, 이 편심체(26A, 26B)의 편심회전에 의하여 외치기어(28A, 28B)가 내치기어(30)에 내접맞물리면서 요동회전한다.

이 관절구동장치(10)에 있어서는, 이 외치기어(28A, 28B)의 요동회전의 자전(自轉) 성분을 제1, 제2 캐리어(32A, 32B)(출력부재)로부터 인출하여, 볼트(34)를 통하여 상기 가동부재(14)로 전달하는 구성으로 되어 있다.

관절구동장치(10)의 반경방향 중앙부에는 중공(中空; hollow)구멍(36)이 형성되어 있고, 여기에 로봇의 자세를 제어하기 위한 제어 케이블(40)이 관통·배치되어 있다. 또한, 감속기구부(18)의 내외를 실(seal) 하기 위하여 중공 원통(41)과 O링(43, 45)으로 이루어지는 실 기구가 설치되어 있다. 또한, 마찬가지로 감속기구부(18)의 내외를 실 하기 위하여 오일 실(44A)이, 제1 캐리어(32A)와 케이싱(31) 사이에 배치되고, 같은 목적의 오일 실(44B)이, 제2 캐리어(32B)와 케이싱(31) 사이에 배치되어 있다.

이와 같은 구성의 로봇의 관절구동장치(10)에 있어서는, 감속기구부(18)의 내외를 실 하는 오일 실(44A, 44B)이 제1, 제2 캐리어(32A, 32B)와 케이싱(31) 사이에 배치되어 있었다. 그것은, 출력부재인 제1, 제2 캐리어(32A, 32B)가 외치기어의 축방향 측부에 배치되어 있을 경우에 있어서, 이 제1, 제2 캐리어(32A, 32B)와 로봇의 제1 부재 사이에 오일 실(44A, 44B)을 배치하는 데에는, 이 제1, 제2 캐리어(32A, 32B)의 최외주부에 오일 실(44A, 44B)을 배치하는 것이 가장 자연스럽고 또한 간이하기 때문이다.

그러나, 이 구성은, 이 오일 실(44A, 44B)의 직경(d1)이 극히 대경(大徑)이 되어, 실 면적이 커져서 실 누설에 대한 안정성이 저하되기 쉽다. 또한, 출력부재(제1, 제2 캐리어(32A, 32B))는, 기본적으로 저속이기는 하지만, 직경이 큰 외주부에서는 원주속도가 커서, 슬라이딩에 의한 마모가 진행되기 쉬워지므로, 오일 실(44A, 44B)의 수명이 짧아져, 장기간에 걸쳐서 안정된 밀폐 특성을 유지하는 것이 어렵다는 문제도 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 로봇의 관절구동장치에 있어서의 감속기구부의 내외를 실(seal) 함에 있어서, 보다 양호한 실 특성을 보다 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있는 로봇의 관절구동장치의 실 구조를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.

본 발명은, 로봇의 관절구동장치에 있어서, 내치기어와 외치기어의 상대회전을, 외치기어의 축방향 측부에 배치한 출력부재로부터 인출하는 요동내접맞물림식의 감속기구부로서, 로봇의 고정 측의 일부를 구성하는 제1 부재에 고정됨과 함께, 로봇의 가동 측의 일부를 구성하는 제2 부재와 상기 출력부재가 연결됨으로써, 이 제2 부재를 상기 제1 부재에 대하여 상대적으로 회전 구동하는 감속기구부와, 상기 출력부재와 일체화됨과 함께, 중공부(中空部)를 가지는 중공축(中空軸; hollow shaft)이 되어, 상기 감속기구부의 반경방향 중앙부를 관통하고, 또한 상기 출력부재의 축방향 외치기어 반대 측까지 뻗은 축부(軸部)를 구비한 센터 축 부재와, 상기 제1 부재와 일체화되고, 상기 출력부재의 축방향 외치기어 반대 측에 있어서, 반경방향 내측으로 뻗음으로써 상기 센터 축 부재의 상기 축부와 대치된 링 부와, 이 대치된 센터 축 부재와 링 부 사이에 배치되어, 상기 출력부재와 상기 제1 부재 사이를 실 하는 오일 실을 구비함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.

여기서, 본 명세서에 있어서, 「일체화된다」라는 문구는, 요컨대, 「결과로서 2개의 부재(구성요소)가 합체하여 동일한 움직임을 이루도록 구성된다」라는 취지로 사용되고 있다. 즉, 하나의 부재 그 자체로부터 또 하나의 부재가 돌출·뻗어 있는 구성이라도 좋고, 2개의 부재가 뭔가의 고정수단에 의하여 합체되는 구성이라도 좋으며, 나아가서는, 2개의 부재가 사이에 제3 부재를 통하여 합체되는 구성이라도 좋다.

본 발명에 있어서는, 감속기구부의 반경방향 중앙부에 출력부재와 일체화된 움직임을 하는 센터 축 부재를 배치하여, 이를 유효하게 이용하도록 하고 있다. 즉, 본 발명에서는, 이 센터 축 부재를, 외치기어의 축방향 측부에 배치된 출력부재의 축방향 외치기어 반대 측(출력부재의 축방향 위치를 감속기구 반대 측까지 넘어간 위치)까지 「축부」로서 뻗어 있게 한다. 한편, 이 축부에 대치하도록 제1 부재와 일체화된 부재를 「링 부」로서, 출력부재의 축방향 외치기어 반대 측에 있어서 반경방향 내측까지 일부러 뻗어 있도록 하였다. 오일 실은, 이 대치된 간극 부분에 배치된다.

이 센터 축 부재는, 「출력부재」와 일체화되어 있기 때문에, 그 회전속도가 원래 극히 느리고, 더욱이, 감속기구부의 가장 중심 측에 존재하기 때문에, (외치기어의 축방향 측부에 배치된 출력부재와 일체적으로 회전하는 부재이면서) 그 원주속도는, 외치기어의 측부에 위치하고 있는 출력부재의 외주부보다도 훨씬 느리다. 그로 인하여, 오일 실은 마모가 극히 적어, 내구성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 오일 실의 반경을 작게 할 수 있으므로, 실 면적(슬라이딩 면적)을 작게 억 제할 수 있어서, 그 실 성능을 높게 유지할 수 있다.

또한, 출력부재와 일체인 (느린 움직임을 하는) 센터 축 부재가, 감속기구의 중앙부에 배치되어 있음으로써, 이 센터 축 부재의 중공구멍에 로봇의 배선을 통과시켰을 때에 이 배선이 심하게 마찰되는 것을 방지할 수 있다는 효과도 얻어진다.

여기서, 외치기어의 축방향 외측에 위치하는 출력부재와 제1 부재 사이의 실의 경우, 크기 관계상, 이 출력부재는 주물(鑄物)로 제작된다. 종래는, 이 주물이 슬라이딩면으로서 이용되고 있었기 때문에, 이 실 면을 가공할 때에 「기공(작은 구멍)」이 출현하여, 이것이 누설의 원인이 되는 경우가 있었다. 또한, 주물 부분에서 슬라이딩시키면 오일 실의 마모나 손상이 생기기 쉽다는 문제도 있었다. 본 발명에서는, 출력부재와 일체화된 센터 축 부재의 축부를 슬라이딩면으로서 사용할 수 있으므로, 주물 이외의 소재를 선택하는 것이 용이하여, 예컨대 센터 축 부재의 소재로서 강재(鋼材) 등을 사용하였을 경우에는, 슬라이딩면이 주물인 경우의 상기 종래의 문제점도 용이하게 해소할 수 있다.

본 발명에 의하면, 로봇의 관절구동장치에 있어서의 감속기구의 출력부재와 로봇의 제1 부재(고정 측 부재) 사이를 실 하기 위한 구조에 관하여, 높은 실 성능을 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시예의 일례를 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 일례에 관계되는 로봇의 관절구동장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 요부 확대 단면도, 그리고, 도 3, 도 4는, 각각 도 1의 화살표 Ⅱ―Ⅱ선, Ⅲ―Ⅲ선을 따르는 단면도이다.

이 관절구동장치(110)는, 로봇(도시 생략)의 일부를 구성하는 토대(土台)(제1 부재)(112)에 고정된 상태에서, 로봇의 다른 일부를 구성하는 가동부재(제2 부재)(114)를 회전 가능하게 지지·구동하는 것이다. 다만, 관절구동장치(110)가 2단째 이후의 관절구동에 이용될 경우는, 토대(제1 부재)(112)는 전단(前段)의 가동부재에 상당한다. 따라서, 움직이지 않는다는 의미가 아니다.

관절구동장치(110)는, 가동부재(114) 상에 배치된 모터(116)와, 내접맞물림 유성기어구조의 감속기구부(118)로 주로 구성되어 있다. 감속기구부(118)의 케이싱(117)은, 토대(112)에 볼트(119)를 통하여 연결되어 있다.

모터(116)의 모터 축(120)의 선단에는 피니언(122)이 형성되어 있어, 기어(124)와 맞물려 있다. 기어(124)는, 스플라인(spline)(126)을 통하여 전동(傳動)축(128)과 일체화되어 있다. 전동축(128)에는 전동 피니언(130)이 형성되어 있다. 전동 피니언(130)은, 센터기어(132)와 맞물려 있다. 센터기어(132)는, 롤러(134)를 통하여 센터 축 부재(136)의 외주에 회전 가능하게 끼워 맞춤·지지되어 있다.

도 2 내지 도 4를 맞추어 참조하면, 이 센터기어(132)는, 상기 전동 피니언(130)과 맞물림과 함께, 복수(複數)의 편심체 축 기어(138, 140, 142)와도 동시 에 맞물려 있다. 각 편심체 축 기어(138, 140, 142)는, 각각 편심체 축(144, 146, 148)과 일체화되어 있다. 편심체 축(144, 146, 148)은, 후술하는 (출력부재인) 제1, 제2 캐리어(출력부재)(176A, 176B)에 테이퍼드 롤러 베어링(TB)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

편심체 축(144)은, 이 편심체 축(144)의 축심으로부터 편심된 편심체(150A, 150B)를 구비한다(도 1, 도 2 참조). 편심체 축(146)은, 편심체(152A, 152B)(편심체 152B 쪽은 도시되어 있지 않음)를 구비한다. 편심체 축(148)은, 편심체(154A, 154B)(편심체 154B 쪽은 도시되어 있지 않음)를 구비한다. 편심체(150A, 152A, 154A)에는, 롤러(156A, 158A, 160A)를 통하여 외치기어(162A)가 끼워 맞춤되어 있다. 또한, 도 4와 마찬가지의 방식으로 편심체(150B, 152B, 154B)도, 각각 롤러(156B, 158B, 160B)(롤러 158B, 160B는 도시되어 있지 않음)를 통하여 외치기어(162B)와 끼워 맞춤되어 있다. 외치기어(162A, 162B)의 편심 위상차는 180°이다.

외치기어(162A, 162B)는, 내치기어(170)에 요동(搖動)하면서 내접맞물림하고 있다. 외치기어(162A, 162B)의 잇수(齒數)는 이 예에서는 118이다. 내치기어(170)는, 케이싱(117)과 일체화되어 있다. 이 실시예에서는 내치기어(170)의 내치(內齒)는 롤러 형상의 외측 핀(172)에 의하여 구성되어 있다. 내치기어(170)의 내치(외측 핀(172))는, 원래 120개 있어야 하지만, 이 중, 2개씩을 교대로 빼낸 상태로 형성(배치)되어 있다.

외치기어(162A, 162B)의 축방향 양측에는, 제1, 제2 캐리어(출력부재)(176A, 176B)가, 베어링(178A, 178B)을 통하여 케이싱(117)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이싱(117)은, 토대(제1 부재)(112)와 일체화되어 있다. 제1, 제2 캐리어(176A, 176B)는, 캐리어 핀(181∼186)에 의하여 연결·일체화되어 있다. 상술한 가동부재(제2 부재)(114)는, 제1 캐리어(176A)에 볼트(188)를 통하여 연결되어 있다.

여기에서, 토대(112)로부터는, 링 부(190)가, 제2 캐리어(176B)의 외치기어 반대 측에 있어서 토대(제1 부재)(112)로부터 반경방향 내측으로 향하여 뻗어서, 센터 축 부재(136)의 축부(136A)(후술)와 대치하고 있다. 링 부(190)는, 제2 캐리어(출력부재)(176B)의 외주(d2)보다도 소경(小徑)인 내주(D1)(d2＞D1)의 중공구멍(190A)을 가진다. 링 부(190)는, 토대(112)와 일체로 성형되기 때문에, 소재로서는 주철(鑄鐵)이다. 이에 대하여, 센터 축 부재(136)는, 센터기어(132)의 하중을 받는 베이스체(體)로서의 기능을 겸용함과 함께 오일 실(192)의 슬라이딩면을 구성하는 점에서 강재(鋼材)로 형성되어 있다.

센터 축 부재(136)는, 제어 케이블(139)을 통과시키기 위한 센터 중공구멍(중공부)(136B)을 구비한다. 센터 축 부재(136)는, 제1, 제2 캐리어(출력부재)(176A, 176B)와 일체화됨과 함께, 감속기구부(118)의 반경방향 중앙부를 관통하고 있다. 또한, 센터 축 부재(136)는, 그 축방향 단부(端部)에 상기 링 부(190)의 중공구멍(190A) 내경(D1)보다도 소경인 축부(링 부(190)와 대치한 부분)(136A)를 가지고 있다. 즉, 축부(136A)는, 센터 축 부재(136)의 일부로서, 제2 캐리어(176B)의 축방향 외치기어 반대 측(제2 캐리어(176B)의 축방향 위치를 감속기구 반대 측 으로 넘어간 위치 : 도 1, 도 2에서 하측으로 벗어난 위치)까지 뻗은 원통 부분을 가리킨다. 축부(136A)의 외경은 d3이다. 링 부(190)의 중공구멍(190A)과 센터 축 부재(136)의 축부(136A) 사이의 간극에, 감속기구부(118)의 내외를 실 하는 내경(D2)(d3에 대응)의 오일 실(192)이 배치된다.

오일 실(192)은, 출력부재인 제2 캐리어(176B)와, 제1 부재인 토대(112)와 일체화된 링 부(190) 사이를 실 하기 위한 것이다.

센터 축 부재(136)에는 축방향 외치기어 측의 쪽이 직경이 커지게 되는(직경 d5＞d4) 단차부(136S)를 형성하고 있고, 이 단차부(136S)를 축방향으로 걸쳐서 제2 캐리어(176B)가 위치결정·배치되어 있다(도 2 참조). 직경 d5의 부분이 압입, 직경 d4의 부분이 간극 끼움이다. d5＞d4＞d3 이기 때문에, 센터 축 부재(136)는, (별도의 고정·위치결정 부재 등을 필요로 하지 않고) 외치기어 측으로부터(도 2의 상측으로부터) 제2 캐리어(176B)에 장착 가능하다. 센터 축 부재(136)는, 단차부(136S)에서 위치결정되어, 직경 d5의 압입 부분으로 동력전달 가능하게 제2 캐리어(176B)와 일체화되어 있다. 그 후, 제1 캐리어(176A)를 가동부재(114) 측으로부터(도 2의 상측으로부터) 센터 축 부재(136)의 직경 d6의 부분에 씌운다. 제1 캐리어(176A)와 센터 축 부재(136) 사이에는, O링(179)이 배치되어, 감속기구부(118) 내의 윤활제가 외부로 누설되지 않도록 실 되어 있다. 이 실시예에서는, 제1, 제2 캐리어(176A, 176B)가, 외치기어(162A, 162B)의 축방향 양측부에 배치되고, 제1 캐리어(176A)(모터 측 출력부재)의 내경 d7이 제2 캐리어(176B)(모터 반대 측의 출력부재)의 내경 d4 또는 d5보다 작게 설정되며, 이 내경 차가 존재하는 부위에 센터 축 부재(136)가 배치되어 있다. 그로 인하여, 센터 축 부재(136)의 내경 d8을 제1 캐리어(176A)의 내경 d7과 동일하게 할 수 있어서(d7＝d8), 센터 중공구멍(136B)을 크게 할 수 있으며, 또한 배선의 손상이 작다.

여기서, 도면의 부호 194는 제1 캐리어(176A)의 외주와 케이싱(117)의 내주 사이에 배치된 오일 실, 196은 제1 캐리어(176A)의 전동축 구멍(177)과 전동축(128) 사이에 배치된 오일 실이다. 감속기구부(118)는, 이들 오일 실(192, 194, 196)에 의하여, 그 내외가 실 되어 있다. 다만, 이 실시예에서는, 오일 실(192)에 대하여 본 발명이 적용되어 있다.

다음으로 이 관절구동장치(110)의 작용을 설명한다.

모터(116)의 동력은, 모터 축(120)에 형성된 피니언(122), 이 피니언(122)과 맞물림하는 기어(124), 이 기어(124)와 스플라인(126)을 통하여 연결되어 있는 전동축(128)을 통하여 전동 피니언(130)에 이른다. 전동 피니언(130)이 회전하면, 이와 맞물려 있는 센터기어(132)가 회전하고, 또한, 이 센터기어(132)와 동시에 맞물려 있는 3개의 편심체 축 기어(138, 140, 142)에 회전이 분배되어, 편심체 축(144, 146, 148)이 동일방향으로 동일한 회전속도로 회전한다. 이 결과, 편심체 축(144, 146, 148) 상의 편심체(150A, 152A, 154A)에 의하여 외치기어(162A)가 내치기어(170)에 내접하면서 요동회전한다. 또한, 이와 동시에, 편심체 축(144, 146, 148)의 편심체(150B, 152B, 154B)에 의하여 외치기어(162B)가 상기 외치기어(162A)와 180°위상차를 가지고 마찬가지로 내치기어(170)에 내접맞물림하면서 요동회전 한다.

내치기어(170)와 외치기어(162A, 162B)의 잇수 차(본래의 내치기어(170)의 잇수 120과 외치기어(162A, 162B)의 잇수 118의 차)는, 각각 2이기 때문에, 외치기어(162A, 162B)가 1회 요동을 행하면, 그 잇수 차만큼 외치기어(162A, 162B)는 자전하게 된다. 이 자전 성분이 편심체 축(144, 146, 148)을 통하여 제1, 제2 캐리어(176A, 176B)로 전달된다.

제1 캐리어(176A)는, 볼트(188)를 통하여 가동부재(114)와 일체화되어 있기 때문에, 가동부재(114)는 이 가동부재(114)에 배치되어 있는 모터(116)까지 함께 감속된 회전속도로 회전한다.

여기에 있어서, 감속기구부(118)의 실은, 오일 실(192, 194, 196)을 통하여 행하여진다. 이 중, 특히 링 부(190)의 중공구멍(190A)과 센터 축 부재(136)의 축부(136A) 사이에 배치된 오일 실(192)은, 링 부(190)가 토대(112)로부터 반경방향 내측으로 밀려나와 있는 만큼, 그 내경(D2)을 극히 작게 억제할 수 있다. 따라서, 오일 실(192)의 저(低)비용화가 도모됨과 함께, (실 개구(開口)를 소경의 D2로 억제할 수 있었던 만큼) 종래와 같이 대경(d1)의 오일 실(44B)을 사용하고 있었던 경우에 비하여, 원주속도의 저하나 슬라이딩 거리의 단축에 의하여 오일 실(192)의 마모가 억제되어, 누설 방지에 대한 신뢰성(내구성)을 장기간에 걸쳐서 향상시킬 수 있다.

또한, 오일 실(192)은, 주물인 링 부(제1 부재)(190) 측에 있어서 상대회전이 없고, 강재(鋼材)로 형성되어 있는 센터 축 부재(136)의 축부(136A) 측에 있어 서 상대회전이 있기 때문에, 밀페성이 높다는 메리트를 얻을 수 있다. 이는, 주물을 슬라이딩면으로서 이용하면, 이 실 면을 가공할 때, 기공(작은 구멍)이 출현하여, 이것이 누설의 원인이 되는 경우가 있지만, 강재를 실 면으로 하였을 경우에는 그러한 일이 없기 때문이다. 또한, 주물 부분에서 슬라이딩하는 것보다, 강재 부분에서 슬라이딩하는 쪽이 오일 실(192)의 마모나 손상이 쉽게 생기지 않아, 그 만큼, 장기간에 걸쳐서 양호한 밀폐 특성(고(高)내구성)을 얻을 수 있다. 이는, 오일 실(192)의 출력부재 측의 슬라이딩면을, 종래와 같이 (주물인) 제2 캐리어(176B)의 외주로 하고 있었던 때에 비하여, 명백히 양호한 결과를 가져다 주는 큰 메리트 중의 하나이다.

나아가서는, 이 오일 실(192)은, 상술한 종래 예(도 6)에 있어서의 O링(45)의 기능을 겸용하고 있기 때문에, 이 O링(45)에 상당하는 O링을 생략할 수 있어서, 부품 갯수의 저감도 실현할 수 있다.

또한, 이 실시예에 있어서는, 링 부(190)가 토대(112)와 주물(주철)에 의하여 일체로 성형되어 있기 때문에, 이 점에서도 부품 갯수를 저감할 수 있어서, 저비용화가 가능하다.

다음으로, 도 5를 이용하여 본 발명의 다른 실시예의 일례를 설명한다. 이 관절구동장치(210)에 있어서는, 링 부를 토대와 일체로 성형함으로써 형성하는 것이 아니라, 독립한 링 부재(290)에 의하여 형성하여, 이를 볼트(291)를 통하여 케이싱(217)에 고정하도록 하고 있다. 케이싱(217)은, 볼트(289)를 통하여 토대(제1 부재)(212)와 일체화되어 있기 때문에, 이 구성에 의하여서도, 링 부재(링 부)(290)는 결과적으로 토대(212) 측(제1 부재 측)에 고정된 상태가 된다.

이 실시예에 있어서는, 링 부가 독립한 링 부재(290)에 의하여 형성되어 있기 때문에, 관절구동장치(210)의 토대(212)에의 설치에 대한 설계의 자유도가 높다는 이점을 얻을 수 있다.

그 밖의 구성에 대하여서는, 앞의 실시예와 동일하기 때문에, 도면 중에서 동일 부분에 동일한 부호를 붙임에 그치고, 중복 설명을 생략한다.

다만, 상기 실시예에 있어서는, 제1 캐리어(176A) 측의 오일 실(194)에 대하여서는 본 발명을 적용하고 있지 않지만, 예컨대 모터의 위치가 이 실시예와 다른 경우에는, 제1 캐리어 측에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있는 경우가 있으며, 물론 본 발명에서는 이를 금지하는 것은 아니다. 또한, 상기 실시예에 있어서는, 감속기구부의 구성으로서, 요동내접맞물림식의 유성기어구조가 채용되어 있었지만, 본 발명에 있어서의 감속기구부의 구성은, 이 구성에 한정되지 않는다.

로봇의 관절을 구동하기 위한 장치의 출력부재와 제1 부재(고정 측 부재)의 실 구조로서 적용 가능하다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 일례가 적용된 로봇의 관절구동장치의 종단면도

도 2는, 도 1의 요부 확대 단면도

도 3은, 도 1의 화살표 Ⅱ―Ⅱ선을 따르는 단면도

도 4는, 도 1의 화살표 Ⅲ―Ⅲ선을 따르는 단면도

도 5는, 본 발명의 다른 실시예의 일례에 관련되는 로봇의 관절구동장치의 도 1 상당의 종단면도

도 6은, 종래의 로봇의 관절구동장치의 일례를 나타내는 종단면도

Claims

로봇의 관절구동장치에 있어서,

내치기어와 외치기어의 상대회전을, 외치기어의 축방향 측부에 배치한 출력부재로부터 인출하는 요동내접맞물림식의 감속기구부로서, 로봇의 고정(固定) 측의 일부를 구성하는 제1 부재에 고정됨과 함께, 로봇의 가동(可動) 측의 일부를 구성하는 제2 부재와 상기 출력부재가 연결됨으로써, 이 제2 부재를 상기 제1 부재에 대하여 상대적으로 회전 구동하는 감속기구부와,

상기 출력부재와 일체화됨과 함께, 중공부(中空部)를 가지는 중공축(中空軸; hollow shaft)이 되어, 상기 감속기구부의 반경방향 중앙부를 관통하고, 또한 상기 출력부재의 축방향 외치기어 반대 측까지 뻗은 축부를 구비한 센터 축 부재와,

상기 제1 부재와 일체화되고, 상기 출력부재의 축방향 외치기어 반대 측에 있어서, 반경방향 내측으로 뻗음으로써 상기 센터 축 부재의 상기 축부와 대치된 링 부와,

이 링 부와, 이 링 부에 대하여 상대회전하는 상기 센터 축 부재의 상기 축부 사이에 배치된 오일 실(oil seal)을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.
청구항 1에 있어서,

상기 감속기구부가,

상기 센터 축 부재의 외주에 회전 가능하게 끼워 맞춤된 센터기어와, 이 센터기어에 동시에 맞물리는 복수(複數)의 편심체 축 기어와, 각 편심체 축 기어 및 자신의 축심으로부터 편심한 편심체가 각각 끼워 넣어짐과 함께 상기 출력부재에 지지된 편심체 축을 구비하고,

모터의 회전을 상기 센터기어, 편심체 축 기어를 통하여 상기 복수의 편심체 축의 회전으로 분배하여, 각 편심체 축에 설치된 상기 편심체에 의하여 상기 외치기어를 상기 내치기어에 요동내접맞물림시키고, 이 외치기어와 내치기어의 상대회전 성분을 상기 편심체 축을 통하여 상기 출력부재로부터 인출하는 요동내접맞물림식의 유성기어구조로 된 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 링 부가, 상기 제1 부재로부터 돌출 및 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 링 부가, 상기 제1 부재와는 별개의 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링 부가 주철(鑄鐵), 상기 센터 축 부재가 강재(鋼材)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센터 축 부재가 축방향 외치기어 반대 측 쪽이 직경이 작아지는 단차부(段差部)를 가지고, 이 단차부에서 이 센터 축 부재가 상기 출력부재에 위치결정 및 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 출력부재가, 상기 외치기어의 축방향 양측부에 배치됨과 함께, 모터 반대 측 출력부재의 내경이 모터 측 출력부재의 내경보다 작게 설정되며, 이 내경 차가 존재하는 부위에 상기 센터 축 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절구동장치.