JPH0349715B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、産業用ロボツト装置のアーム駆動
機構の改良に関するものである。

［従来の技術］ まず、第２図ａ，ｂによつて従来の歯車駆動式
ロボツトアームの動力伝達手段を説明する。第２
図ａはロボツトアームの駆動手段を示すロボツト
アームの内部構造図である。図において１は入力
軸２に嵌合固定され、入力軸２の回動に伴なつて
回動する入力側歯車、３は入力側歯車１と噛合
し、支持軸たる出力軸４に嵌合固定されている回
動自在な出力側歯車であり、この出力側歯車３の
歯数を入力側歯車１の歯数よりも多くして減速さ
せている。

なお、入力軸２と支持軸たる出力軸４との軸方
向は直交している。５，６は、それぞれ入力軸
２、出力軸４を回動自在に支持する、ベアリング
等を用いた軸受であり、産業用ロボツト装置の入
力側アーム７に固定されている。この入力側アー
ム７内部には入力軸２、入力側歯車１、出力側歯
車３、軸受５、軸受６の一部、出力軸４の一部等
が収納されている。８は出力軸４に一体的に固定
され、出力軸４の回動に伴なつて出力軸４の軸心
を中心にして揺動する出力側アームであり、この
出力側アーム８は入力側アーム７に軸支されてい
る。これら入力側歯車１、入力軸２、出力側歯車
３、出力軸４、軸受５，６、入力側アーム７、出
力側アーム８によつてアーム系９が構成されてい
る。また、入力側歯車１、出力側歯車３の２つの
歯車により歯車機構１０を構成している。

なお、図において、入力軸２、入力側アーム
７、出力側アーム８の一部等を省略して表わして
いる。

従来の産業用ロボツト装置における歯車駆動式
ロボツトアームの動力伝達手段は上記のように構
成され、図示しない動力源からの動力により入力
軸２を回動して入力側歯車１を回動させると、こ
の入力側歯車１に噛合されている出力側歯車３が
歯車の減速比に応じて減速されて回動するととも
に、減速比に対応してトルクが増巾される。出力
側歯車３の回動により、出力側４を介して、この
出力軸４に一体的に固定されている出力側アーム
８が揺動し、これによりこの出力側アーム８は入
力側アーム７に対して、所要の相対位置及び相対
角度を得ることになる。

したがつて、駆動力は、入力側アーム７から歯
車機構１０を介して、該入力側アーム７に軸支さ
れた出力側アーム８に伝達されることになる。

［発明が解決しようとする問題点］ 産業用ロボツト装置のロボツトアームは一般
に、周辺装置との干渉を避けるために形状が細い
ことが望まれるが、上記のような従来の歯車駆動
式ロボツトアームの動力伝達手段では、入力側ア
ーム７と出力側アーム８との関節部は片側のみか
ら駆動しているため出力側歯車３に、大きな負荷
トルクがかかり、その結果強度上、出力側歯車３
は大きくなり、これを収納する入力側アーム７も
大きくする必要があるため、ロボツトの関節及び
アーム系９の形状の小型化が制限されるという問
題点があつた。

また、出力軸４を軸受６のみで支持する片持形
であるため、剛性的に弱く、故障が発生しやすい
という問題点もあつた。

この発明は上記のような問題点を解消するもの
で、同一のアーム系の負荷条件のもとで、アーム
形状の細いロボツトアームを有する産業用ロボツ
ト装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る、入力側アームに軸支した出力
側アームに、歯車機構を介して駆動力を伝達する
ロボツトアームを備えた産業用ロボツト装置は、
入力側アームを出力側アームの両側に該出力側ア
ームをはさんで軸支するように設けるとともに、
出力側アームの支持軸に駆動力を伝達するための
歯車機構を該出力側アームの両側の入力側アーム
に各別にそれぞれ設けたものである。

［作用］ この発明においては、出力側アームを両側では
さんで支持し、且つ両側の入力側アームに各別に
それぞれ設けた歯車機構により支持軸を駆動する
ようにしたから、歯車機構は小形化されることと
なり、ロボツト関節部及びアーム系の形状の小形
化が達成される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について第１図ａ，
ｂを参照しながら説明する。第１図ａは、ロボツ
トアームの駆動手段を示すロボツトアームの内部
構造図である。図において１ａ，１ｂはそれぞれ
入力軸２ａ，２ｂの回動に伴なつて回動する入力
側歯車、３ａ，３ｂはそれぞれ入力側歯車１ａ，
１ｂと噛合し支持軸たる出力軸４ａ，４ｂに嵌合
固定されている回動自在な出力側歯車であり、こ
の出力側歯車３ａ，３ｂのそれぞれの歯数を入力
側歯車１ａ，１ｂの歯数よりも多くして減速させ
ている。

なお、入力軸２ａと出力軸４ａ、入力軸２ｂと
出力軸４ｂの軸方向はそれぞれ直交しており、出
力軸４ａ，４ｂの軸心は一致している。５ａ，６
ａはそれぞれ入力軸２ａ、出力軸４ａを回動自在
に支持するベアリング等を用いた軸受であり、５
ｂ，６ｂも、前記軸受５ａ，６ａと同様に、それ
ぞれ入力軸２ｂ、出力軸４ｂを回動自在に支持す
るベアリング等を用いた軸受である。７ａは産業
用ロボツト装置のロボツトアームのうちの１つの
入力側アームであり、入力軸２ａ、入力側歯車１
ａと出力側歯車３ａにより構成される歯車機構１
０ａ、軸受５ａ、出力軸４ａの一部、軸受６ａの
一部等を内部に収納し、軸受５ａ，６ａが固定さ
れている。

一方、７ｂはこの入力側アーム７ａと構成が対
称的なロボツトアームのうちの１つの入力側アー
ムであり、入力軸２ｂ、入力側歯車１ｂと出力側
歯車３ｂにより構成される歯車機構１０ｂ、軸受
５ｂ、出力軸４ｂの一部、軸受６ｂの一部等を内
部に収納し、軸受５ｂ，６ｂが固定されている。
８は支持軸たる出力軸４ａ，４ｂに一体的に固定
され、この出力軸４ａ，４ｂの回動に伴なつて出
力軸４ａ，４ｂの軸心を中心にして揺動する、ロ
ボツトアームのうちの１つの出力側アームであ
り、入力側アーム７ａ，７ｂに両側からはさんで
軸支されている。これら入力側歯車１ａ，１ｂ、
入力軸２ａ，２ｂ、出力側歯車３ａ，３ｂ、出力
軸４ａ，４ｂ、軸受５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ、入
力側アーム７ａ，７ｂ、出力側アーム８によつて
アーム系９を構成している。

また、入力側歯車１ａと出力側歯車３ａの２つ
の歯車により歯車機構１０ａを、入力側歯車１ｂ
と出力側歯車３ｂの２つの歯車により歯車機構１
０をそれぞれ構成して、支持軸たる出力軸４ａ，
４ｂに駆動力を伝達するが、歯車の数は２つに限
定されるものではなく、３個以上の歯車を用いた
歯車列であつてもよい。なお、第１図ａ，ｂは、
入力軸２ａ，２ｂ、入力側アーム７ａ，７ｂ、出
力側アーム８の一部等を省略して表わしている。
また、入力側歯車１ａと出力側歯車３ａ、入力側
歯車１ｂと出力側歯車３ｂの減速比は完全に同一
である。したがつて、入力側歯車１ａ，１ｂの歯
数を同一とし、出力側歯車３ａ，３ｂの歯数を同
一とするのが望ましい。

次に、以上のように構成された上記実施例の動
作について説明する。図示しない動力源からの動
力により、動作時期、回転速度、回転加速度が完
全に一致して同期した逆方向の回動（例えば第１
図ａ中の矢印回転方向）を入力軸２ａ，２ｂにそ
れぞれ与えて、入力側歯車１ａ，１ｂを逆方向に
回転させると、この入力側歯車１ａ，１ｂに噛合
している出力側歯車３ａ，３ｂが歯車の減速比に
応じて減速されて同一方向に同一速度で回動する
とともに、該減速比に対応してトルクが増巾され
る。出力側歯車３ａ，３ｂの回動により支持軸た
る出力軸４ａ，４ｂを介して、該出力軸４ａ，
4bに一体的に固定されている出力側アーム８が
揺動し、これにより、この出力側アーム８は入力
側アーム７ａ，７ｂに対して、所要の相対位置及
び相対角度を得ることになる。

したがつて、第１図ａ，ｂに示すような構成の
アーム系９の歯車機構１０ａ，１０ｂに分散され
ることになり、第２図ａ，ｂに示す構成のアーム
系９の負荷は、歯車機構（第２図ａ，ｂ中の１
０）と比較して各歯車を小形化できる。さらに、
各歯車１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂとして曲がり歯か
さ歯車（スパイラルベベルギア）等のような、駆
動時にスラスト力が発生する減速系歯車を使用し
た場合には、出力側歯車３ａと３ｂの歯のねじれ
方向をそれぞれ適当に選び、入力側歯車１ａ，１
ｂをこれに合致させることに、より、スラスト力
を打ち消し合つて、その結果、軸受６ａ，６ｂを
小形化することができる。

なお、上記実施例では各歯車１ａ，１ｂ，３
ａ，３ｂとして曲がり歯かさ歯車を使用する減速
機構について説明したが、トロコイドギア、ウオ
ームギア等を用いた減速機構としても同様な作
用、効果が得られることは明白である。

また上記実施例では、出力側歯車３ａ，３ｂの
出力側に出力軸４ａ，４ｂをそれぞれ設ける場合
について説明したが、この出力軸４ａ，４ｂは、
１本の軸として、この軸に出力側アーム８を嵌合
固定させてもよい。

さらに、歯車機構１０ａ，１０ｂは減速機構を
構成するとしたが、それぞれの歯数を適当に選ぶ
ことによつて、増速又は同一速度の機構を構成す
るようにしても上記と同様な効果が得られる。

ところで、出力側アーム８を支持する手段とし
て従来は１つの軸受（第２図ａ中の軸受６）のみ
で支持する片持形であつたが、この発明では出力
側アーム８の両側を２個の軸受６ａ，６ｂで支持
する両持形としたので、剛性的に強くなり、例え
出力側アーム８に少々無理な外力が加えられて
も、ロボツトアームに故障が発生し難しいという
効果がある。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、入力側アーム
により出力側アームをはさんで両側を軸支して、
該両側の入力側アームに歯車機構を各別にそれぞ
れ設けて、両側から支持軸に駆動力を伝達するよ
うに構成したことから、負荷が分散して、歯車
軸、軸受等の構成要素が小形化され、産業用ロボ
ツト装置のロボツトアームの関節、アーム系の形
状を細くできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはこの発明の一実施例を示すロボツト
アームの内部構造図、第１図ｂは第１図ａ中の
−線に沿う矢視図、第２図ａは従来のロボツト
アームの内部構造図、第２図ｂは第２図ａ中の
−線に沿う矢視図である。 図において、４ａ，４ｂは支持軸（出力軸）、
７ａ，７ｂはロボツトアーム（入力側アーム）、
８はロボツトアーム（出力側アーム）、１０ａ，
１０ｂは歯車機構である。なお、各図中同一符号
は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力側アームに軸支した出力側アームに、歯
   車機構を介して駆動力を伝達するロボツトアーム
   を備えた産業用ロボツト装置において、出力側ア
   ームをはさんでこれを軸支する両側の入力側アー
   ムを設け、支持軸に駆動力を伝達する歯車機構を
   両側の入力側アームに各別にそれぞれ設けたこと
   を特徴とする産業用ロボツト装置。 ２ 上記歯車機構は減速機構であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボツト
   装置。