JP5625348B2 - マニピュレータ - Google Patents
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Description
ロボットアームは、複数のアームを関節部を介して連結した装置であり、関節部の構成部材として、複列の転がり軸受を組み込んだ装置が知られている(例えば、特許文献1)。また、パートナーロボットや家事ロボットの腕の指部分の関節にはすべり軸受等が使用されているが,より滑らかな動きや様々な方向からの負荷容量が必要なため,これら関節部分にも転がり軸受が適用されている。
さらに、小型化を図った転がり軸受としては、二つの軸受の配置を工夫したり、外輪や内輪を他の部品と共用化したものが知られている(例えば、特許文献5及び6参照。)。
しかしながら、マニピュレータの関節部には、前述した特許文献1に記載のロボットアーム用転がり軸受を採用することはできない。すなわち、内輪及び外輪の厚さ寸法を増大させる特許文献1の転がり軸受の諸元を適用するとマニピュレータ用の転がり軸受が大型になってしまうので、小型化が必要なマニピュレータ用関節に採用することはできない。
また、特許文献5,6では、小型化した転がり軸受についての記載はあるが、ロボットアームについての記載はない。
(1) 基部アーム及び回動アームの端部同士を連結し、前記端部を支点として前記回動アームを回動させる関節部を複数有するマニピュレータであって、
前記基部アームの前記端部に設けられた関節軸と前記回動アームの前記端部に設けられた装着孔との間に配置され、前記回動アームを前記関節軸に対して回転自在に支持する2つの深溝玉軸受と該2つの深溝玉軸受の間に配置された1つの針状ころ軸受と、
前記回動アームに前記関節軸回りの回動を伝達する駆動機構と、を有し、
前記2つの深溝玉軸受と前記1つの針状ころ軸受の外輪は、それぞれ同一の外径を有して前記装着孔に内嵌され、
前記2つの深溝玉軸受と前記1つの針状ころ軸受の内輪は、それぞれ同一の内径を有してスリーブに外嵌され、
前記スリーブは、前記基部アームの一端に形成した一対の連結板間に設けられ、
前記スリーブと前記一対の連結板は前記関節軸としての連結ネジによって結合されており、
前記駆動機構は、前記深溝玉軸受の外周、或いは前記回動アームの前記端部外周に掛け渡され、複数の前記関節部に対してそれぞれ個別に設けられた線状部材と、当該線状部材に張力を付与して前記回動アームを前記関節軸回りに回動させる張力付与装置と、を備える、
ことを特徴とするマニピュレータ。
(2) 前記2つの深溝玉軸受は、少なくとも前記関節軸の軸方向外側において、二重シール構造を有することを特徴とする(1)に記載のマニピュレータ。
(3) 前記2つの深溝玉軸受に封入される潤滑剤は、基油が植物油及び流動パラフィンから選ばれる1種以上からなり、増ちょう剤が金属石けんからなるグリース組成物であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のマニピュレータ。
(4) 前記2つの深溝玉軸受は、複数のポケットを周方向に形成して該ポケット内で転動体を保持する保持器を備え、前記保持器の隣接するポケットの間に所定量の潤滑剤が乗せられて封入されていることを特徴とする(1)から(3)のいずれか1項に記載のマニピュレータ。
(5) 前記駆動機構は、前記深溝玉軸受の外周、或いは前記回動アームの前記端部外周に、前記関節軸の軸心を円弧中心として円弧形状に形成した入力ギヤと、前記基部アームに配置した回転モータと、この回転モータの出力軸に固定されて前記入力ギヤに噛合しており、前記回転モータの正逆方向の回転駆動力を前記入力ギヤに伝達する出力ギヤとを備えていることを特徴とする(1)から(4)のいずれか1項に記載のマニピュレータ。
図1は本発明に係るマニピュレータ用関節部を有するマニピュレータの概略を示す斜視図、図2は第1実施形態のマニピュレータ用関節部を示す要部断面図、図3は第2実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図、図4は第3実施形態のマニピュレータ用関節部の要部断面図である。
第2アーム3及び第3アーム4を連結している第2関節部6は、図1及び図2に示すように、第3アーム4の一端に形成した連結板4cを貫通するユニット装着孔7に嵌合する軸受ユニット8と、この軸受ユニット8の回転中心P位置に装着され、第2アーム3の一端に形成した連結板3cに配設される連結ネジ9と、軸受ユニット8の外周に掛け渡されており、軸受ユニット8を介して第3アーム4を連結ネジ9(回転中心P)回りに回動させる駆動ワイヤ10と、軸受ユニット8を所定角度まで回転させる引張力を駆動ワイヤ10に伝達する駆動力伝達装置11と、を備えている。
2組の玉軸受のうち一方の玉軸受(第1の転がり軸受)12は、外輪(第1の外輪)12a及び内輪(第1の内輪)12bと、外輪12aの軌道溝及び内輪12bの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉(第1の転動体)12cと、外輪12a及び内輪12bの間の軸方向の両端部を閉塞する環状シール体12dとを備えている。また、他方の玉軸受(第2の転がり軸受)13も、一方の玉軸受12と同一形状の外輪(第2の外輪)13a及び内輪(第2の内輪)13bと、外輪13aの軌道溝及び内輪13bの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉(第2の転動体)13cと、外輪13a及び内輪13bの間の軸方向の両端部を閉塞する環状シール体13dとを備えている。
このため、上記ラビリンス隙間によって、シールトルクの発生を防止するとともに、グリースの漏れ、及び外部からの水や水蒸気の混入を防ぎ、グリースの劣化を最小限に抑えられるため長時間安定した潤滑性能を得ることができる。また、仮にグリース組成物が漏れてもその生分解性能により環境に与える影響を最小限とすることが可能である。
なお、防錆油を使用しないために玉軸受12,13及び軸受ユニット8の金属材料はステンレス鋼を用いることが好ましい。
また、玉軸受12,13は、少なくとも関節部6の軸方向外側において、二重シール構造を有していればよく、軸方向内側の環状封止部材40b,41bが設けられなくてもよい。
また、第1関節部5及び第2関節部6は、ユニット化された軸受ユニット18,8を構成部材としているので、組立てが容易であり、組立てコストの低減化を図ることができる。
さらに、本実施形態は、軸受ユニット8,18に掛け渡した駆動ワイヤ10,20に駆動力伝達装置11から引張力が付与されると、連結ネジ9,19の軸心を回転中心として第2アーム3、第3アーム4がスムーズに回動するので、高精度のマニピュレータ動作を実現することができる。
次に、本発明に係る第2実施形態のマニピュレータ用関節部について、図3を参照して説明する。なお、本実施形態の関節部は、図1で示した第2アーム3の他端部及び第3アーム4の一端部を連結する関節部として使用されるものとして説明する。また、本実施形態の関節部は、図1で示した第1アーム2の一端部及び第2アーム3の一端部を連結する関節部として使用してもよい。
2組の玉軸受のうち一方の玉軸受(第1の転がり軸受)26は、外輪(第1の外輪)26a及び内輪(第1の内輪)26bと、外輪26aの軌道溝及び内輪26bの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉(第1の転動体)26cと、外輪26a及び内輪26bの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体26dと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉26cを配置している保持器(第1の保持器)26eとを備えている。また、他方の玉軸受(第2の転がり軸受)27も、一方の玉軸受26と同一形状の外輪(第2の外輪)27a及び内輪(第2の内輪)27bと、外輪27aの軌道溝及び内輪27bの軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉(第2の転動体)27cと、外輪27a及び内輪27bの間の軸方向の一方の端部を閉塞する環状シール体27dと、全体が円環状若しくは円筒状をなして複数のポケットを周方向にわたって間欠的に形成し、各ポケット内に玉27cを配置している保持器(第2の保持器)27eとを備えている。
スリーブ29は、玉軸受26,27の内輪26b,27bの内周部に嵌合する円筒形状の部材であり、連結ネジ24が挿通する一端側の内周面にはテーパ面29aが形成されているとともに、テーパ面29aに連続して軸心位置に貫通孔29bが形成されている。
また、関節部21は、ユニット化された軸受ユニット23を構成部材としているので組立てが容易であり、組立てコストの低減化を図ることができる。
また、本実施形態は、第3アーム4の端部に形成した環状のワイヤ係合部25に掛け渡した駆動ワイヤ10に駆動力伝達装置11から引張力が付与されると、連結ネジ24の軸心を回転中心として第3アーム4がスムーズに回動するので、高精度のマニピュレータ動作を実現することができる。
次に、本発明に係る第3実施形態のマニピュレータ用関節部について、図4を参照して説明する。なお、図3で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
また、第2アーム3の他端側には回転モータ33が配置されており、この回転モータ33の出力軸34に同軸に固定したはすば歯車(ヘリカルギヤ)35が第3アームギヤ32に噛合している。
上記構成の関節部31を使用したマニピュレータ1は、回転モータ33の正逆方向の駆動によりはすば歯車35が正逆方向に回転すると、このはすば歯車35に第3アームギヤ32が噛合している第3アーム4が、図1に示したY2方向、或いはY2方向に対して逆方向に回動する。
次に、本発明に係る第4実施形態のマニピュレータ用関節部について、図5を参照して説明する。なお、図3で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
その他の構成及び作用については、上記実施形態と同様である。
次に、本発明に係る第5実施形態のマニピュレータ用関節部について、図7を参照して説明する。なお、図3で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
その他の構成及び作用については、上記実施形態と同様である。
次に、本発明に係る第6実施形態のマニピュレータ用関節部について、図9を参照して説明する。なお、図2で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
これにより、重いものを持ち上げたり、激しく稼動するような用途で使用されるマニピュレータ用関節部においては、運動中に玉軸受72,73の負荷容量を越えてしまった場合でも針状ころ軸受74によって負荷を受けることができるので、揺動性能や耐久性能に影響を生じることがない。この針状ころ軸受を適用する形態は、産業用ロボットアームの関節部にも適用することができる。
また、上記各実施形態は、実施可能な範囲において、組み合わせて適用することが可能である。
2 第1アーム(基部アーム)
3 第2アーム(基部アーム、回動アーム)
4 第3アーム(回動アーム)
5 第1関節部(マニピュレータ用関節部)
6 第2関節部(マニピュレータ用関節部)
8、18、23 軸受ユニット
9、19、24 連結ネジ(関節軸)
10、20 駆動ワイヤ(線状部材)
11 駆動力伝達装置(張力付与装置)
12、13、26、27、52、53、62、63、72、73 玉軸受(転がり軸受)
12a 、13a、26a、27a、52a、53a、62a、63a、72a、73a 外輪
12b、13b、26b、27b、52b、53b、62b、63b、72b、73b 内輪
12c 、13c、26c、27c、52c、53c、62c、63c、72c、73c 玉(転動体)
14、28 ハウジング
15、29 スリーブ
26e、27e 保持器
32 第3アームギヤ(入力ギヤ)
33 回転モータ
34 出力軸
35 はすば歯車(出力ギヤ)
54、65 関節軸
74 針状ころ軸受
Claims (5)
- 基部アーム及び回動アームの端部同士を連結し、前記端部を支点として前記回動アームを回動させる関節部を複数有するマニピュレータであって、
前記基部アームの前記端部に設けられた関節軸と前記回動アームの前記端部に設けられた装着孔との間に配置され、前記回動アームを前記関節軸に対して回転自在に支持する2つの深溝玉軸受と該2つの深溝玉軸受の間に配置された1つの針状ころ軸受と、
前記回動アームに前記関節軸回りの回動を伝達する駆動機構と、を有し、
前記2つの深溝玉軸受と前記1つの針状ころ軸受の外輪は、それぞれ同一の外径を有して前記装着孔に内嵌され、
前記2つの深溝玉軸受と前記1つの針状ころ軸受の内輪は、それぞれ同一の内径を有してスリーブに外嵌され、
前記スリーブは、前記基部アームの一端に形成した一対の連結板間に設けられ、
前記スリーブと前記一対の連結板は前記関節軸としての連結ネジによって結合されており、
前記駆動機構は、前記深溝玉軸受の外周、或いは前記回動アームの前記端部外周に掛け渡され、複数の前記関節部に対してそれぞれ個別に設けられた線状部材と、当該線状部材に張力を付与して前記回動アームを前記関節軸回りに回動させる張力付与装置と、を備える、
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記2つの深溝玉軸受は、少なくとも前記関節軸の軸方向外側において、二重シール構造を有することを特徴とする請求項1に記載のマニピュレータ。
- 前記2つの深溝玉軸受に封入される潤滑剤は、基油が植物油及び流動パラフィンから選ばれる1種以上からなり、増ちょう剤が金属石けんからなるグリース組成物であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマニピュレータ。
- 前記2つの深溝玉軸受は、複数のポケットを周方向に形成して該ポケット内で転動体を保持する保持器を備え、前記保持器の隣接するポケットの間に所定量の潤滑剤が乗せられて封入されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のマニピュレータ。
- 前記駆動機構は、前記深溝玉軸受の外周、或いは前記回動アームの前記端部外周に、前記関節軸の軸心を円弧中心として円弧形状に形成した入力ギヤと、前記基部アームに配置した回転モータと、この回転モータの出力軸に固定されて前記入力ギヤに噛合しており、前記回転モータの正逆方向の回転駆動力を前記入力ギヤに伝達する出力ギヤとを備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のマニピュレータ。
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JP2002122153A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-04-26 | Nsk Ltd | 転がり軸受、軸受装置 |
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JP2004162729A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-06-10 | Minebea Co Ltd | 複列玉軸受および複列玉軸受の予圧付与方法 |
JP2005249161A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Ntn Corp | ジョイント用爪付き転動軸 |
JP2007177097A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nsk Ltd | グリース組成物及び車両用ハブユニット軸受 |
JP2008232403A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Jtekt Corp | ストラット用軸受ユニット |
JP2008267500A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Ntn Corp | スラスト自動調心ころ軸受 |
JP2009148846A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Tokyo Institute Of Technology | 把持機構 |
JP5040729B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2012-10-03 | 日本精工株式会社 | 一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置 |
JP2009242548A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nsk Ltd | グリース組成物、転動装置及び転がり軸受 |
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