JPS6334090A - 産業用ロボツトの手首機構 - 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〕 本発明は、産業用ロボットの手首機構に係り、特に手首
の外部から噛み合い位でを調整し、かつ傘歯車噛み合い
位置調整機構を小型化するために好適な産業用ロボット
の手首機構に関する。

〔従来の技術〕

従来、産業用ロボットの手首としては、特公昭５４−４
０８２２号公報に開示されている技術がある。この従来
技術では１手首の回転駆動軸から動力伝達軸へ、さらに
は動力伝達軸から手首の先端軸へそれぞれ傘歯車対を通
じて動力を伝達するようにしている。

しかし、前記従来技術には手首の外部より傘歯車の噛み
合い位置を微調整する傘歯車噛み合い位置調整機構が開
示されていない。

一般に、傘歯車噛み合い位置調整機構を持たない手首で
は傘歯車の噛み合い不良の時、手首を分解し、締結部の
面にシムをはさんで傘歯車の噛み合い位置を変える手段
を取っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のごとく、傘歯車噛み合い位置調整機構を持たない
従来技術では、２組の傘歯車対における傘歯車の噛み合
い位置調整が、手首の組み立てやメンテナンス上のコス
トに大きなウェイトを占めていた。

つまり、従来技術において、シムをはさんで傘歯車の噛
み合い位置を調整する場合、その調整作業は手首を組み
立てた後、傘歯車の噛み合いをチエツクし、噛み合いが
不良の時は分解してシムの厚さを変えるという試行錯誤
的な手段を取らざるを得す、この調整作業によって手首
の組み立てやメンテナンスにおけるコストが大きくなる
問題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、手首を
分解せずに傘歯車対の傘歯車の噛み合い位置を調整し得
る小型の産業用ロボットの手首機構を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕 前記目的は、少なくとも動力伝達軸の一方の端部に、こ
の動力伝達軸に取り付けられている傘歯車をスラヌト方
向に押すばねと、動力伝達軸の端部に形成されたねじと
、これに螺合されたナツトを有しかつ手首の外部から調
整操作可能な傘歯車噛み合い位置調整機構を設けるとと
もに、前記動力伝達軸に取り付けられている傘歯車を、
前記はねに傘歯車の対の回転時に発生する方向および大
きさの異なるスラスト力のうちの、小さいスラスト力が
加わる方向に向けて配置したことにより、達成される。

〔作用〕

本発明では、傘歯車噛み合い位置調整機構のナツトを締
め付けたり緩めることにより、動力伝達軸に取り付けら
れている傘歯車が動力伝達軸の軸方向に変位する。これ
により、回転駆動軸に取り付けられている傘歯車と被動
軸に取り付けられている傘歯車とに対して、動力伝達軸
に取り付けられている傘歯車の噛み合い位置を調整する
ことができる。

また２本発明では前記傘歯車噛み合い位置調整機構が手
首の外部から調整操作できるようにしているので、傘歯
車の噛み合い位置調整時に、手猶を分解する必要がなく
、したかって手首の組み立てやメンテナンスを容易に行
うことができる、しかも、本発明では前記動力伝達軸に
取り付けられている傘歯車を、傘歯車噛み合い位置調整
機能のばねに傘歯車対の回転時に発生する方向および大
きさの異なるスラスト力のうちの、小さいスラスト力が
加わる方向に向けて配置しているので、傘歯車噛み合い
位置調整機構のばねを小さくすることができる。これに
より、前記傘歯車噛み合い位置調整機構を小型化でき、
これに伴い手首機構全体の小型化を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明を適用した産業用ロボットの外観図、第３図は第１
図の一部分の拡大断面図、第４「（Ａ）、（Ｂ）は動力
伝達軸に取り付けられる傘歯車の配置方向と、傘歯車対
の回転時に発生するスラスト力との関係を示す説明図で
ある。

その第２図に示す産業用ロボットは、ロボット本体１と
、上腕２と、前腕３と１手首４とを備えている。

前記ロボット本体１は、旋回駆動モータ５により旋回操
作されるようになっている。

前記上腕２は、上腕駆動モータ６と、ボールねじ７によ
り駆動されるようになっている。

前記前腕３は、前腕駆動モータ８と、ボールねじ９と、
前腕駆動リンク１０により駆動されるように構成されて
いる。

前記手首４には、手首駆動モータ１１から動力が伝達さ
れるようになっている。また、手首４は第１図に示すよ
うに、手首機構を構成している色々な部材を収容するハ
ウジング１２を有している。

前記前腕３の内部には、第１図に示すように、手首４の
回転駆動軸１３が支持されている。前記回転駆動軸１３
の外周には、同第１図に示すように、手首４の曲げ駆動
軸１６が嵌合されており、この曲げ駆動軸１６も前腕３
の内部に支持されいる。−カー手首４のハウジング１２
には、第１図に示すように、動力伝達軸１４と、手首４
の先端軸である被動軸１５とが支持されている。

前記回転駆動軸１３と曲げ駆動軸１４とは、それぞれ独
立して第１図に示す回転軸１７の回りに可逆回転可能に
構成されている。

前記動力伝達軸１４の両端部は、この実施例ではスラス
ト方向に移動可能な軸受２０，２１を介してハウジング
１２に支持されている。

前記回転駆動軸１３から動力伝達軸１４には、第１図に
示すように、第１の傘歯車対２２を通じて動力が伝達さ
れるようになっている。この第１の傘歯車対２２は、前
記回転駆動軸１３に取り付けられた傘歯車２３と、動力
伝達軸１４の一方の端部寄りに取り付けられた傘歯車２
４とを噛み合わせて構成されている。

前記動力伝達軸１４から被動軸１５には、第１図に示す
ように、第２の傘歯車対２５を通じて動力が伝達される
ようになっている。前記第２の傘歯車対２５は、動力伝
達軸１４の他方の端部寄りに取り付けられた傘歯車２６
と、被動軸１５の一方の端部に取り付けられた傘歯車２
７とを噛み合わせて構成されている。

そして、前記被動軸１５は第１図示す回転軸１９の回り
に可逆回転し、その回転速度は第１の減速機２８により
減速され１手首４に伝達されるようになっている。

前記曲げ駆動軸１６からは、第１図に示すように、第３
の歯車対２９を通じて第２の減速機３２に動力が伝達さ
れるようになっている。この第３の歯車対２９は、曲げ
駆動軸１６の端部に取り付けられた傘歯車３０と、第２
の減速機３２の入力側に取り付けられた傘歯車３１とを
噛み合わせて構成されている。

前記第２の減速機３２は、第３の歯車対２９から伝達さ
れた動力を減速し、８力側に取り付けられた曲げ回転板
３３に伝達するように構成されている。

そして、曲げ回転板３３は第１図に示す曲げ軸１８の回
りに手首４を可逆回転させるようになっている。

なお、前記動力伝達軸１４のほぼ中間部の外側には、第
１図に示すように、筒軸３４が配置されている。この筒
軸３４の一端部は、フランジ３４′を通じて前記第２の
減速機３２に当接されている。

前記動力伝達軸〕４の一方の端部側には第１の傘歯車噛
み合い位置調整機構３５が設けられ、他方の端部には第
２の傘歯車噛み合い位置調整機構４０が設けられている
。また、前記被動軸１５には第３の傘歯車噛み合い位置
調整機構４６が設けられている。

さらに、前記動力伝達軸１４のほぼ中間部に配置された
筒軸３４には、第４の傘歯車噛み合い位置調整機構５０
が設けられている。

前記第１の傘歯車噛み合い位置調整機構３５は、第１図
、第４図（Ａ）に示すように、動力伝達軸１４の端部に
形成されたねじ３６と、これに螺合されたナツト３７と
、動力伝達軸１４の外周に装着された皿ばね３８と、動
力伝達軸１４に取り付けられている傘歯車２４と皿はね
３８間に介装されたスリーブ３９とを有して構成されて
いる、この第１の傘歯車噛み合い位置調整機構３５では
、ナツト３７を緩めることにより、軸受２０と皿はね３
８とスリーブ３９と傘歯車２４とが一緒に第１図の矢印
ａ方向に移動し、反対にナツト３７をる締め付けること
により、前記軸受２ｏや第１の傘歯車噛み合い位置調整
機構３５の構成部材と一緒に傘歯車２４が矢印ａと反対
方向に移動し、傘歯車２３に対する傘歯車２４の噛み合
い位置を調整し得るように構成されている。

前記第２の傘歯車噛み合い位置調整機構４０は。

第１図、第３図および第４図（Ａ）に示すように、動力
伝達軸１４の他方の端部に形成されたねし４１と、これ
に螺合されたナツト４２と、軸受２１と傘歯車２６間に
設けられたスペーサ４３と、皿ばね４５と、傘歯車２６
と皿ばね４５間に介装されたスリーブ４４とを備えてい
る。この第２の傘歯車噛み合い位置調整機構４０では、
ナツト４２を締め付けることにより、軸受２１と、スペ
ーサ４３とスリーブ４４と一緒に傘歯車２６が第１図の
矢印す方向に移動し、またナツト４２を緩めることによ
り、前記軸受２１や第２の傘歯車噛み合い位置調整機構
４０の構成部材と一緒に傘歯車２６が矢印すと反対方向
に移動し、傘歯車２７に対して傘歯車２６の噛み合い位
置を調整し得るように構成されている。

前記第３の傘歯車噛み合い位置調整機構４６は、第１図
に示すように、被動軸１５の端部に形成されたねじ４７
と、これに螺合されたナツト４８と。

被動軸１５を支持している２個の軸受間に介装された皿
ばね４９とを有している。而して、この第３の傘歯車噛
み合い位置調整機構４６では、ナツト４８を締め付けた
り緩めたりすることにより、皿ばね４９の作用により被
動軸１５に付属の部材と一緒に傘歯車２７が移動し、傘
歯車２６に対して傘歯車２７の噛み合い位置を調整し得
るように構成されている。

前記第４の傘歯車噛み合い位置調整機構５ｏは、第１図
に示すように筒軸３４に形成されたねじ５１と、これに
螺合された断面Ｕ型のダブルナラに５２と、筒軸３４の
軸受と第２の減速機３２間に介装された皿ばね５４−と
を備えている。前記ダブルナツト５２には、止めねじ５
３が装着されている。この第４の傘歯車噛み合い位置調
整機構５０では、止めねじ５３を外したうえで、ダブル
ナツト５２を締め付けまたは緩めることにより、筒軸３
４に付属の部材と一緒に傘歯車３１が移動し、傘歯車３
０に対して傘歯車３１の噛み合い位置を調整し得るよう
に構成され、調整後、ダブルナツト５２に止めねじ５３
をねじ込んで止めるようになっている。

この実施例では、前記ダブルナツト５２の内部に、第２
の傘歯車噛み合い位置調整機構４０の皿ばね４５が収容
されている。

そして、前記動力伝達軸１４に取り付けられている傘歯
車２４．２６とは、当該節１、第２の傘歯車噛み合い位
置調整機構３５，４０の皿ばね３８．４５に、相手方の
傘歯車２３．２７と噛み合って回転している時に発生す
る方向および大きさの異なるスラスト力のうちの、小さ
いスラスト力が加わる方向に向けて配置されている。

いま、傘歯車２６について見ると、傘歯車２６゜２７の
噛み合い状態において、傘歯車２６を順方向または逆方
向に回転させた時、第４図（Ａ）に矢印５５．５６で示
すように、方向および大きさが異なるスラスト力が発生
する。ここで、傘歯車２６を第４図（Ａ）に示す方向に
向けて配置すると、矢印５５で示す大きなスラスト力は
第２の傘歯車噛み合い位置調整機構４０の皿ばね４５に
は加算されず、矢印５６で示す小さいスラスト力が加算
される。

これに対して、傘歯車２６を第４図（Ｂ）に示す方向に
向けて配置すると、矢印５６′で示す小さなスラスト力
は第２の傘歯車噛み合い位置調整機構４０の皿ばね４５
に加算されず、矢印５５゜で示す大きなスラスト力が加
算されることになり、これに対応させて皿ばね４５を大
きくする必要がある。

前記実施例の手首機構は１次のように操作され、機能す
る。

まず、組み立てやメンテナンス時に、第１．第２および
第３の傘歯車対２２，２５．２９の傘歯車２４．２Ｇ、
２７．３１の噛み合い位置を調整する場合には、次のよ
うに操作する。

すなわち、第１の傘歯車対２２の傘歯車２４の噛み合い
位置を調整する場合には、第１の傘歯車噛み合い位置調
整機構３５のねじ３６に螺合されたナツト３７を緩めた
り締め付けたりすることにより、皿ばね３８の作用によ
って軸受２０が動力伝達軸１４の軸方向に移動し、これ
に伴いスリーブ３９と一緒に傘歯車２４が第１図に矢印
ａで示すように傘歯車２３に強力に噛み合う方向、また
は前記矢印ａとは反対の緩く噛み合う方向に移動する。

その結果、傘歯車２３に対して、傘歯車２４の噛み合い
位置を調整することができる。

次に、第２の傘歯車対２５の傘歯車２６の噛み合い位置
を調整する場合には、第２の傘歯車噛み合い位置調整機
構４０のねじ４１に螺合されているナツト４２を締め付
けることにより、軸受２１とスペーサ４３とスリーブ４
４と一緒に傘歯車２６が皿はね４５を圧縮しつつ第１図
に矢印すで示すように傘歯車２７に強力に噛み合う方向
に移動し、ナツト４２を緩めることにより、皿はね４５
の作用により軸受２１や第２の傘歯車噛み合い位置調整
機構４ｏの構成部材と一緒に傘歯車２６が前記矢印すと
反対に、つまり傘歯車２７と緩く噛み合う方向に移動す
る。その結果、傘歯車２７に対して、傘歯車２６の噛み
合い位置を調整することができる。

また、第２の傘歯車対２５の傘歯車２７の噛み合い位置
を調整する場合には、第３の傘歯車噛み合い位置調整機
構４６のねじ４７に螺合されたナツト４８を締め付けた
り緩めたりすることにより、皿ばね４９の伸縮作用を通
じて被動軸１５に付属の部材と一緒に傘歯車２７が傘歯
車２６に強力にみ合う方向または緩く噛み合う方向に移
動する。

その結果、傘歯車２６対して、傘歯車２７の噛み合い位
置を調整することができる。

そして、この実施例では前記傘歯車２４．２６２７の噛
み合い位置の調整作業を全て手首の外部で行うことがで
きる、 前記第３の傘歯車対２９の傘歯車３１の噛み合い位置を
調整する場合には、ハウジング１２を組み立て前または
分解したうえで、第４の傘歯車噛み合い位置調整機構５
０のダブルナツト５２の止めねじ５３を外した状態で、
ダブルナツト５２を締め付けたり緩めたりすることによ
って、筒軸３４に付属の部材と一緒に傘歯車３１が皿ば
ね５４の作用により傘歯車３０に強力に噛み合う方向ま
たは緩く噛み合う方向に移動する。ついで、前記傘歯車
３０に対して、傘歯車３］の噛み合い位置を調整後、ダ
ブルナツト５２に止めねじ５３をねじ込んで固定する。

各傘歯車対の傘歯車の噛み合い位置を調整後、手首４の
回転駆動軸１３を順方向または逆方向に回転させると、
第１図に示すように、第１の傘歯車対２２を構成してい
る傘歯車２３．２４を通じて、動力伝達軸１４に動力が
伝達される。

前記動力伝達軸１４が順方向または逆方向に回転すると
、第２の傘歯車対２５を構成している傘歯車２６．２７
を通じて被動軸１５に動力が伝達さ才りる、 ついで、前記被動力１５が順方向または逆方向に回転す
ると、その回転速度は第１の減速機２８により減速され
て手首４に伝達され、手首４が第１図に示す回転軸１９
の回りに順方向または逆方向に回転する。

また１手首４の曲げ関動輪１６を順方向または逆方向に
回転させると、第１図に示すように、第３の傘歯車対２
９を構成している傘歯車３０゜３１を通じて第２の減速
機３２に動力が伝達され、この第２の減速機３２により
減速される。

ついで、前記第２の減速機３２から曲げ回転板３３に動
力が伝達され、この曲げ回転板３３により手首４が第１
図に示す曲げ軸１８の回りに回転操作される。

この実施例では、前記第１．第２の傘歯車対２２．２５
における動力伝達軸１４に取り付けられている＊歯車２
４，２６を、第１、第２の傘歯車対２２．２５が可逆回
転時に発生する方向および大きさの異なるスラスト力の
うちの、小さいスラスト力が第１、第２の傘歯車噛み合
い位置調整機構３５．４０の皿ばね３８．４５に作用す
るように配置している。したがって、前記器ばね３８゜
４５を小型化することができ、これに伴い、手首機構全
体の小型化を図ることができる。

また、この実施例では第４の傘歯車噛み合い位置調整機
構５０のねじ５１に断面−口型のダブルナツト５２を螺
合し、このダブルナツト５２の内部に第２の傘歯車噛み
合い位置調整機構４０の皿ばね４５を収容するようにし
ているので、より一層小型化を図ることができる。

なお、本発明では第１．第２の傘歯車噛み合い位置調整
機構３５．４０のいずれか一方のみを手首４の外部から
調整操作し得るようにしてもよい。

また、各傘歯車噛み合い位置調整機構とも、皿はねに代
えて他のばねを使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によ九ば、傘歯車噛み合い位置調整
機構のナツトを締め付けたり緩めることにより、動力伝
達軸に取り付けられている傘歯車が動力伝達軸の軸方向
に変位させることができる。

これにより、回転駆動軸に取り付けられている傘歯車と
被動軸に取り付けられている傘歯車とに対して、動力伝
達軸に取り付けられている傘歯車の噛み合い位置を適正
に調整し得る効果がある。

また、本発明によれば、前記傘歯車噛み合い位置調整機
構を手首の外部から調整操作できるようにしているので
、傘歯車の噛み合い位置調整時に、手首を分解する必要
がなく、したがって手首の組み立てやメンテナンスを容
易に行い得る効果がある。

しかも、本発明によれば、前記動力伝達軸に取り付けら
れている傘歯車を、傘歯車噛み合い位置調整機構のばね
に、傘歯車対の回転時に発生する方向および大きさの異
なるスラスト力のうちの。

小さいスラスト力が加わる方向に向けて配置しているの
で、傘歯車噛み合い位置調整機構のばねを小さくするこ
とができる。これにより、前記傘歯車噛み合い位置調整
機構を小型化でき、したがって、手首機構全体の小型化
を図り得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明を適用した産業用ロボットの外観図、第３図は第１
図の一部分の拡大断面図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は動力
伝達軸に取り付けられる傘歯車の配置方向と・、傘歯車
対の回転時に発生するスラスト力との関係を示す説明図
である。 ４・・・産業用ロボットの手首、ユ２・・・手首のハウ
ジング、１３・・・同回転駆動軸、１４・・・同動力伝
達軸、１５・・・手首の先端軸としての被動軸、２２゜
２５・・・第１、第２の傘歯車対、２４．２６・・動力
伝達軸に取り付けられている傘歯車、３５・・・第１の
傘歯車噛み合い位置調整機構、３６・・・ねじ、３７・
・・ナツト、３８・・・ばねとしての皿はね、４０・・
・第２の傘歯車噛み合い位置調整機構、４１・・・ねじ
、４２・・・ナツト、４Ｓ・・・ばねととしての皿ばね
、５５．５６・・・皿ばねに作用するスラス−、） 第　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、手首の回転駆動軸から動力伝達軸へ第１の傘歯車対
   を通じて動力を伝達し、前記動力伝達軸から手首の先端
   軸である被動軸へ第２の傘歯車対を通じて動力を伝達す
   る産業用ロボットの手首機構において、少なくとも前記
   動力伝達軸の一方の端部に、この動力伝達軸に取り付け
   られている傘歯車をスラスト方向に押すばねと、動力伝
   達軸の端部に形成されたねじと、これに螺合されたナッ
   トとを有しかつ手首の外部から調整操作可能な傘歯車噛
   み合い位置調整機構を設けるとともに、前記動力伝達軸
   に取り付けられている傘歯車を、前記ばねに傘歯車対の
   回転時に発生する方向および大きさの異なるスラスト力
   のうちの、小さいスラスト力が加わる方向に向けて配置
   したことを特徴とする産業用ロボットの手首機構。