JPS6284984A - 産業用ロボツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、産業用ロボッ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）によって従来の歯車駆動式
ロボットアームの動力伝達手段を説朋する。第２図（ａ
）はロボットアームの駆動手段を示すロボットアームの
内部構造図である０図において（１）は入力軸（２）に
嵌合固定され、入力軸（２）の回動に伴なって回動する
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（４ａ）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）、（８）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、産業用ロボット装置の入力側
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）に一体重に固定され、出力軸（４
）の回動に伴なって出力軸（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−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）によってアーム系（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（ｌＯ）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
。

従来の産業用ロボット装置における歯車駆動式ロボット
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）を回動駆動し
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１０される。出力側歯車（３）の回動によ
り、出力軸（４）を介して、この出力軸（４）に一体重
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。

したがって、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］ 産業用ロボット装置のロボットアームは一般に、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ットアームの動力
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、ロポ・
ントの関節及びアーム系（９）の形状の小形化が制限さ
れるという問題点があった。

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、強度的に弱く、故障が発生しやすいという
問題点もあった。

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
ットアームを有する産業用ロボッ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ットアーム
を備えた産業用ロボット装置は、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、ロボット関節部及びア
ーム系の形状の小形化が達成される。

［実施例コ 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
ットアームの駆動手段を示すロボットアームの内部構造
図である０図において（ｌａ）、　（ｌｂ）はそれぞれ
入力軸（２ａ）　、　（２ｂ）の回動に伴なって回動す
る入力側歯車、（３ａ）、　（３ｂ）はそれぞれ入力側
歯車（ｌａ）、（ｌｂ）と噛合し支持軸たる出力軸（４
ａ）、（４ｂ）に１羨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端歯車（ｌａ）、（ｌｂ）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）。

（６ｄ）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、
（５ｂ）　、　（８ｂ）も、前記軸受（５ａ）、　（８
ａ）と同様に、それぞれ入力４ｉｈ　（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）は産業川口ボット装置のロボット
アームのうちの１つの入力側アームであり、入力軸（２
ａ）、入力側ｍ１ｔｔ（１ａ）と出力側歯車（３ａ）に
より構成される尚車機構（１０ａ）　、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）　、　（８ａ）が固定されている
。

一方、（７ｂ）はこの入力側アーム（７ｄ）と構成が対
称的なロボットアームのうちの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）、（ｅｂ）が固定され
ている。

（８）は支持軸たる出力軸（４ａ）、（４ｂ）に一体重
に固定され、この出力軸（４ａ）、　（４ｂ）の回動に
伴なって出力軸（４ａ）　、　（４ｂ）の軸心を中心に
して揺動する、ロボットアームのうちの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（ｌａ
）、（Ｉｂ）、入力＋ｌ＋（２ａ）　、　（２ｂ）　、
出力側歯車（３ａ）、（３ｂ）　、出力軸（’４ａ）、
（４ｂ）　、軸受（５ａ、）、（５ｂ）、（６ａ）、（
Ｇｂ）　、入力側アーム（７ａ）、（７ｂ）　、　ｅｌ
ｊ力側子側アーム）によってアーム系（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（
１０ｂ）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
車列であってもよい。なお、第１図（ａ）。

（ｂ）は、入力軸（２ａ）、（２ｂ）　、入力側ブーｚ
＝＝　（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（１
ａ）と出力側歯車（３ａ）、入力側歯車（ｌｂ）と出力
側歯車（３ｂ）の減速比は完全に同一である。したがっ
て、入力側歯車（ｌａ）、（ｌｂ）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（ｌａ）、（ｌｂ）を逆方向に回動させると、この
入力側歯車（１ａ、）、（ｌｂ）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）
に一体重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。

したがって、第１図（ａ）、（ｂ）に示すような構成の
アーム系（９）の負荷は、歯車機構（１０ａ）　、（１
０ｂ）に分散されることになり、第２１ｆｆｌ　（ａ）
　、（ｂ）に示す構成のアーム系（９）の両車ａ構（第
２図（ａ）、（ｂ）中の（１０））と比較して各歯車を
小形化できる。さらに、各歯車（ｌａ）、（ｌｂ）、（
３ａ）、（３ｂ）として曲がり尚かさ歯車（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（ｌａ）、（ｌｂ）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って、その結果、軸受（
８ａ）、（６ｂ）を小形化することができる３なお、Ｅ
記実施例では各歯車（ｌａ）、（ｌｂ）、（３ａ）　。

（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Ｌ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、南・１（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込
ぶことによって、増速又は回−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）うのみで
支持する片持形であったが、この発明では出力側アーム
（８）の両側を２個の軸受（８ａ）、（Ｅｉｂ）で支持
する両持形としたので、強度的に強くなり、例え出力側
アーム（８）に少々無理な外力が加えられても、ロボッ
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で軸支して、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、
産業用ロボット装置のロボットアームの関節、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ットアー
ムの内部構造図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）中のＩ−
Ｉ線に沿う矢視図、第２図（ａ）は従来のロボットアー
ムの内部構造図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）中のＩＩ
　−ＩＩ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）はロボットアーム（入力側アーム）、（８
）はロボットアーム（出力側アーム）、（１０ａ）　、
　（１０ｂ）は歯車機構テアル。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　　理　　人　　　大　　岩　　増　　雄第２図 手続補正音（自Ｒ） 昭和　　、舌　９月　１７日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ットアームを備えた産
   業用ロボット装置において、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ット装置。
2. （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ット装置。