JP2003205486A - ロボット等の関節構造 - Google Patents
ロボット等の関節構造Info
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 210000003857 wrist joint Anatomy 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軽量でかつコンパクトなロボット等の関節構造
を提供する。 【解決手段】基部ケーシング１０から減速機２０を介し
て端部ケーシング３０を回動可能にしたロボット等の関
節構造において、基部ケーシング１０に減速機２０の構
造体である支持体２４を形成し、端部ケーシング３０の
一端に減速機２０の構造体である内歯歯車２１を形成
し、基部ケーシング１０と減速機２０との取付け部を省
略している。
を提供する。 【解決手段】基部ケーシング１０から減速機２０を介し
て端部ケーシング３０を回動可能にしたロボット等の関
節構造において、基部ケーシング１０に減速機２０の構
造体である支持体２４を形成し、端部ケーシング３０の
一端に減速機２０の構造体である内歯歯車２１を形成
し、基部ケーシング１０と減速機２０との取付け部を省
略している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットや工作機
械等の回動関節部の構造に関するものである。
械等の回動関節部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボットの関節部の構造として
は、例えば特開昭６４−２０９９３号公報に記載されて
いるようなものが知られている。このものは、ロボット
の腕部分と手部分とが連結される関節部において、腕部
分の基部（支持）ケーシングに手部分の端部（可動）ケ
ーシングを回動自在に軸支し、基部ケーシング側に配置
した電動モータにより、減速機を介して回動させるよう
にしている。基部ケーシングには、減速機のケースを取
り付けるための取付部が形成され、端部ケーシングの一
側には、減速機の出力軸に結合される結合部が形成され
ている。さらに、端部ケーシングの他側には、手回転用
のもう１つの減速機を取り付けるための取付部を形成し
ている。
は、例えば特開昭６４−２０９９３号公報に記載されて
いるようなものが知られている。このものは、ロボット
の腕部分と手部分とが連結される関節部において、腕部
分の基部（支持）ケーシングに手部分の端部（可動）ケ
ーシングを回動自在に軸支し、基部ケーシング側に配置
した電動モータにより、減速機を介して回動させるよう
にしている。基部ケーシングには、減速機のケースを取
り付けるための取付部が形成され、端部ケーシングの一
側には、減速機の出力軸に結合される結合部が形成され
ている。さらに、端部ケーシングの他側には、手回転用
のもう１つの減速機を取り付けるための取付部を形成し
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のロボットの関節部の構造では、基部ケーシン
グの取付部に減速機のケースをボルトで締結するように
なっており、この結果、２つのケーシングが存在し、減
速機のケースの外側に基部ケーシングが存在することと
なり、関節部は大きく、また、重くなる問題があった。
うな従来のロボットの関節部の構造では、基部ケーシン
グの取付部に減速機のケースをボルトで締結するように
なっており、この結果、２つのケーシングが存在し、減
速機のケースの外側に基部ケーシングが存在することと
なり、関節部は大きく、また、重くなる問題があった。
【０００４】また、減速機の出力軸には、端部ケーシン
グの一側の結合部（取付部）をボルトで締結し、さら
に、端部ケーシングの他側の取付部には、もう１つの減
速機をボルトで締結するようになっており、ますます、
関節部は大きくかつ重くなっていた。
グの一側の結合部（取付部）をボルトで締結し、さら
に、端部ケーシングの他側の取付部には、もう１つの減
速機をボルトで締結するようになっており、ますます、
関節部は大きくかつ重くなっていた。
【０００５】さらに、きめ細かな動作を行なう産業用ロ
ボットにおいて関節部が大きくなると、動作範囲に制約
を受けるため動作範囲が狭くなったり、周囲の装置と衝
突し易くなる等の問題があった。
ボットにおいて関節部が大きくなると、動作範囲に制約
を受けるため動作範囲が狭くなったり、周囲の装置と衝
突し易くなる等の問題があった。
【０００６】そこで、本発明は、軽量でかつコンパクト
なロボット等の関節構造を提供することを目的とする。
なロボット等の関節構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のロボット等の関節構造は、基部ケーシング
から減速機を介して端部ケーシングを回動可能にしたロ
ボット等の関節構造において、基部ケーシングに減速機
の少なくとも１つの構造体を形成していることを特徴と
している。従って、基部ケーシングと減速機との取付け
部を省略した構成であるので、関節部を軽量でかつコン
パクトにすることができる。また、本発明のロボット等
の関節構造をロボットの手首関節に用いれば、ロボット
が搬送物を搬送する重量を増やすことができる。また本
発明のロボット等の関節構造は、基部ケーシングから減
速機を介して端部ケーシングを回動可能にしたロボット
等の関節構造において、端部ケーシングの一側に減速機
の少なくとも１つの構造体を形成していることを特徴と
している。従って、端部ケーシングと減速機との取付け
部を省略した構成であるので、関節部を軽量でかつコン
パクトにすることができる。また、本発明のロボット等
の関節構造をロボットの手首関節に用いれば、ロボット
が搬送物を搬送する重量を増やすことができる。さらに
本発明のロボット等の関節構造は、第２減速機が前記端
部ケーシングに設けられ、端部ケーシングの他側に第２
減速機の少なくとも１つの構造体を形成していることを
特徴としている。従って、端部ケーシングと第２減速機
との取付け部を省略した構成であるので、第２減速機を
設けたロボット等の関節構造においても関節部を軽量で
かつコンパクトにすることができる。また、本発明のロ
ボット等の関節構造をロボットの手首関節に用いれば、
ロボットが搬送物を搬送する重量を増やすことができ
る。
に、本発明のロボット等の関節構造は、基部ケーシング
から減速機を介して端部ケーシングを回動可能にしたロ
ボット等の関節構造において、基部ケーシングに減速機
の少なくとも１つの構造体を形成していることを特徴と
している。従って、基部ケーシングと減速機との取付け
部を省略した構成であるので、関節部を軽量でかつコン
パクトにすることができる。また、本発明のロボット等
の関節構造をロボットの手首関節に用いれば、ロボット
が搬送物を搬送する重量を増やすことができる。また本
発明のロボット等の関節構造は、基部ケーシングから減
速機を介して端部ケーシングを回動可能にしたロボット
等の関節構造において、端部ケーシングの一側に減速機
の少なくとも１つの構造体を形成していることを特徴と
している。従って、端部ケーシングと減速機との取付け
部を省略した構成であるので、関節部を軽量でかつコン
パクトにすることができる。また、本発明のロボット等
の関節構造をロボットの手首関節に用いれば、ロボット
が搬送物を搬送する重量を増やすことができる。さらに
本発明のロボット等の関節構造は、第２減速機が前記端
部ケーシングに設けられ、端部ケーシングの他側に第２
減速機の少なくとも１つの構造体を形成していることを
特徴としている。従って、端部ケーシングと第２減速機
との取付け部を省略した構成であるので、第２減速機を
設けたロボット等の関節構造においても関節部を軽量で
かつコンパクトにすることができる。また、本発明のロ
ボット等の関節構造をロボットの手首関節に用いれば、
ロボットが搬送物を搬送する重量を増やすことができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。図１において、１はロボッ
トの関節構造であり、基部ケーシング１０はロボットの
関節構造の一部である。基部ケーシング１０から減速機
２０を介して端部ケーシング３０を基部ケーシング１０
に対して回動可能にしている。端部ケーシング３０の他
端にもう１つの減速機即ち第２減速機４０が設けられて
いる。減速機２０及び第２減速機４０は共に偏心揺動型
減速機であり、内歯歯車２１，４１と、内歯歯車２１，
４１と噛み合う併設2枚の外歯歯車２２，４２と、外歯
歯車２２，４２を揺動運動させる複数の偏心体軸２３，
４３と、偏心体軸２３，４３を回転支持するための支持
体部２４，４４との構造体からなる。支持体部２４，４
４は、外歯歯車２２，４２の孔２２ａ，４２ａを貫通す
る柱部２４ｂ，４４ｂと、該柱部２４ｂ，４４ｂを形成
した基円板部２４ａ，４４ａと、柱部２４ｂ，４４ｂの
端部に当接しピン２５やボルト２６，４６によって取付
けられて結合された端板２４ｃ，４４ｃとからなってい
る。偏心体軸２３，４３は軸受７０、７１を介して支持
体部２４，４４に回転自在に支持されている。
て図面に基づいて説明する。図１において、１はロボッ
トの関節構造であり、基部ケーシング１０はロボットの
関節構造の一部である。基部ケーシング１０から減速機
２０を介して端部ケーシング３０を基部ケーシング１０
に対して回動可能にしている。端部ケーシング３０の他
端にもう１つの減速機即ち第２減速機４０が設けられて
いる。減速機２０及び第２減速機４０は共に偏心揺動型
減速機であり、内歯歯車２１，４１と、内歯歯車２１，
４１と噛み合う併設2枚の外歯歯車２２，４２と、外歯
歯車２２，４２を揺動運動させる複数の偏心体軸２３，
４３と、偏心体軸２３，４３を回転支持するための支持
体部２４，４４との構造体からなる。支持体部２４，４
４は、外歯歯車２２，４２の孔２２ａ，４２ａを貫通す
る柱部２４ｂ，４４ｂと、該柱部２４ｂ，４４ｂを形成
した基円板部２４ａ，４４ａと、柱部２４ｂ，４４ｂの
端部に当接しピン２５やボルト２６，４６によって取付
けられて結合された端板２４ｃ，４４ｃとからなってい
る。偏心体軸２３，４３は軸受７０、７１を介して支持
体部２４，４４に回転自在に支持されている。
【０００９】基部ケーシング１０は、図示しないロボッ
トアームの末端に支持される接続部１０ａと、ロボット
アーム側に配置した電動モータにより駆動される駆動軸
を収容する筒部１０ｂと、減速機２０の支持体部２４の
基円板部２４ａと柱部２４ｂとが一体的に形成される減
速機取付部１０ｃと、減速機２０の回転軸線２と同軸で
減速機取付部１０ｃと対向する反対側に設けられ軸受ユ
ニット５０を収容する軸受収容部１０ｄとからなってい
る。基部ケーシング１０の他端に減速機２０の構造体で
ある支持体部２４を形成している。
トアームの末端に支持される接続部１０ａと、ロボット
アーム側に配置した電動モータにより駆動される駆動軸
を収容する筒部１０ｂと、減速機２０の支持体部２４の
基円板部２４ａと柱部２４ｂとが一体的に形成される減
速機取付部１０ｃと、減速機２０の回転軸線２と同軸で
減速機取付部１０ｃと対向する反対側に設けられ軸受ユ
ニット５０を収容する軸受収容部１０ｄとからなってい
る。基部ケーシング１０の他端に減速機２０の構造体で
ある支持体部２４を形成している。
【００１０】端部ケーシング３０は、その一側に減速機
２０の内歯歯車２１（複数のピンと該ピンを挿入する複
数の半円形溝）が一体的に形成される減速機取付部３０
ａと、減速機２０の回転軸線２と同軸で減速機取付部３
０ａと対向する反対側に設けられ軸受ユニット５０を収
容し取付ける軸受収容部３０ｂと、減速機取付部３０ａ
と軸受収容部３０ｂとを連結する連結部３０ｃと、他側
に第２減速機４０の支持体部４４の基円板部４４ａと柱
部４４ｂとが一体的に形成される減速機取付部３０ｄと
からなっている。端部ケーシング３０の一側には減速機
２０の構造体である内歯歯車２１を形成し、その他側に
は第２減速機４０の構造体である支持体部４４形成して
いる。
２０の内歯歯車２１（複数のピンと該ピンを挿入する複
数の半円形溝）が一体的に形成される減速機取付部３０
ａと、減速機２０の回転軸線２と同軸で減速機取付部３
０ａと対向する反対側に設けられ軸受ユニット５０を収
容し取付ける軸受収容部３０ｂと、減速機取付部３０ａ
と軸受収容部３０ｂとを連結する連結部３０ｃと、他側
に第２減速機４０の支持体部４４の基円板部４４ａと柱
部４４ｂとが一体的に形成される減速機取付部３０ｄと
からなっている。端部ケーシング３０の一側には減速機
２０の構造体である内歯歯車２１を形成し、その他側に
は第２減速機４０の構造体である支持体部４４形成して
いる。
【００１１】基部ケーシング１０の筒部１０ｂ内には、
電動モータにより駆動される駆動軸と連結されるベベル
ギヤを有した第１の駆動歯車１２が一対の軸受１１を介
して回転自在に支持されている。第１の駆動歯車１２内
には、電動モータにより駆動される駆動軸と連結される
ベベルギヤを有した第２の駆動歯車１４が一対の軸受１
３を介して回転自在に支持されている。第１の駆動歯車
１２のベベルギヤは、一対の軸受７３を介して回転自在
に支持された入力軸１５の一端のベベルギヤ１６に噛み
合っている。第２の駆動歯車１４のベベルギヤは、軸受
ユニット５０のハウジング５２の中央に一対の軸受７３
を介して回転自在に支持された回転軸５３の一端のベベ
ルギヤ５４に噛み合っている。入力軸１５の他端の入力
歯車１７は、減速機２０の偏心体軸２３の一端に設けら
れた伝達歯車１８に噛み合っている。
電動モータにより駆動される駆動軸と連結されるベベル
ギヤを有した第１の駆動歯車１２が一対の軸受１１を介
して回転自在に支持されている。第１の駆動歯車１２内
には、電動モータにより駆動される駆動軸と連結される
ベベルギヤを有した第２の駆動歯車１４が一対の軸受１
３を介して回転自在に支持されている。第１の駆動歯車
１２のベベルギヤは、一対の軸受７３を介して回転自在
に支持された入力軸１５の一端のベベルギヤ１６に噛み
合っている。第２の駆動歯車１４のベベルギヤは、軸受
ユニット５０のハウジング５２の中央に一対の軸受７３
を介して回転自在に支持された回転軸５３の一端のベベ
ルギヤ５４に噛み合っている。入力軸１５の他端の入力
歯車１７は、減速機２０の偏心体軸２３の一端に設けら
れた伝達歯車１８に噛み合っている。
【００１２】基部ケーシング１０の軸受収容部１０ｄに
は、軸受ユニット５０のアンギュラ玉軸受５１が設けら
れている。アンギュラ玉軸受５１と、減速機２０の支持
体２４の端板２４ｃと内歯歯車２１との間に設けられた
アンギュラ玉軸受２８とによって、端部ケーシング３０
を基部ケーシング１０に対して回転軸線２上で回転自在
に支持している。アンギュラ玉軸受５１及びアンギュラ
玉軸受２８は、与圧がかけられて組み込まれており、例
えば特開昭６４−２０９９３号公報の図２に見られるよ
うな、減速機のケース外周に設けた軸受と軸受ユニット
の軸受を備えた従来の支持構造より、軽量かつコンパク
トにすることができる。
は、軸受ユニット５０のアンギュラ玉軸受５１が設けら
れている。アンギュラ玉軸受５１と、減速機２０の支持
体２４の端板２４ｃと内歯歯車２１との間に設けられた
アンギュラ玉軸受２８とによって、端部ケーシング３０
を基部ケーシング１０に対して回転軸線２上で回転自在
に支持している。アンギュラ玉軸受５１及びアンギュラ
玉軸受２８は、与圧がかけられて組み込まれており、例
えば特開昭６４−２０９９３号公報の図２に見られるよ
うな、減速機のケース外周に設けた軸受と軸受ユニット
の軸受を備えた従来の支持構造より、軽量かつコンパク
トにすることができる。
【００１３】回転軸５３の他端には第１歯車５５が設け
られている。中間軸６０は、端部ケーシング３０に一対
の軸受７４を介して回転自在に支持されており、その一
端には第２歯車６１、その他端にはベベルギヤ５７が設
けられている。入力軸６２は、減速機４０の中央に一対
の軸受７５を介して回転自在に支持されており、その一
端にはベベルギヤ５８、その他端には入力歯車６３が設
けられている。減速機４０の偏心体軸４３の一端には、
伝達歯車６４が設けられている。第１歯車５５と第２歯
車６１が噛み合っている。ベベルギヤ５７とベベルギヤ
５８が噛み合っている。入力歯車６３と伝達歯車６４が
噛み合っている。蓋部材８０は減速機取付部３０ａの端
面に取付けられている。蓋部材８１は軸受収容部３０ｂ
の端面に取付けられている。蓋部材８２は内歯歯車４１
の端面に取付けられている。減速機４０の出力部即ち内
歯歯車４１又は蓋部材８２には、エンドエフェクタが取
り付くようになっている。各々の回転部と固定部間には
オイルシールなどのシール部材を設けている。
られている。中間軸６０は、端部ケーシング３０に一対
の軸受７４を介して回転自在に支持されており、その一
端には第２歯車６１、その他端にはベベルギヤ５７が設
けられている。入力軸６２は、減速機４０の中央に一対
の軸受７５を介して回転自在に支持されており、その一
端にはベベルギヤ５８、その他端には入力歯車６３が設
けられている。減速機４０の偏心体軸４３の一端には、
伝達歯車６４が設けられている。第１歯車５５と第２歯
車６１が噛み合っている。ベベルギヤ５７とベベルギヤ
５８が噛み合っている。入力歯車６３と伝達歯車６４が
噛み合っている。蓋部材８０は減速機取付部３０ａの端
面に取付けられている。蓋部材８１は軸受収容部３０ｂ
の端面に取付けられている。蓋部材８２は内歯歯車４１
の端面に取付けられている。減速機４０の出力部即ち内
歯歯車４１又は蓋部材８２には、エンドエフェクタが取
り付くようになっている。各々の回転部と固定部間には
オイルシールなどのシール部材を設けている。
【００１４】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。第１の駆動歯車１２の回転は、入力軸１５を介して
減速機２０の偏心体軸２３に伝達され、外歯歯車２２を
揺動運動させる。その結果、内歯歯車２１及び端部ケー
シング３０が，回転軸線２廻りに回動できる。一方、第
２の駆動歯車１４の回転は、回転軸５３、中間軸６０及
び入力軸６２を介して第2減速機４０の偏心体軸４３に
伝達され、外歯歯車４２を揺動運動させる。その結果、
内歯歯車４１が，回転軸線３廻りに回動できる。基部ケ
ーシング１０に減速機２０の少なくとも１つの構造体即
ち減速機の支持体部２４を形成しており、基部ケーシン
グ１０と減速機２０との取付け部を省略している。端部
ケーシング３０の一側に減速機２０の少なくとも１つの
構造体即ち内歯歯車２１を形成しており、端部ケーシン
グ３０と減速機２０との取付け部を省略している。端部
ケーシング３０の他側に第２減速機４０の少なくとも１
つの構造体即ち第２減速機４０の支持体部４４を形成し
ており、端部ケーシング３０と第２減速機４０との取付
け部を省略している。
る。第１の駆動歯車１２の回転は、入力軸１５を介して
減速機２０の偏心体軸２３に伝達され、外歯歯車２２を
揺動運動させる。その結果、内歯歯車２１及び端部ケー
シング３０が，回転軸線２廻りに回動できる。一方、第
２の駆動歯車１４の回転は、回転軸５３、中間軸６０及
び入力軸６２を介して第2減速機４０の偏心体軸４３に
伝達され、外歯歯車４２を揺動運動させる。その結果、
内歯歯車４１が，回転軸線３廻りに回動できる。基部ケ
ーシング１０に減速機２０の少なくとも１つの構造体即
ち減速機の支持体部２４を形成しており、基部ケーシン
グ１０と減速機２０との取付け部を省略している。端部
ケーシング３０の一側に減速機２０の少なくとも１つの
構造体即ち内歯歯車２１を形成しており、端部ケーシン
グ３０と減速機２０との取付け部を省略している。端部
ケーシング３０の他側に第２減速機４０の少なくとも１
つの構造体即ち第２減速機４０の支持体部４４を形成し
ており、端部ケーシング３０と第２減速機４０との取付
け部を省略している。
【００１５】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲で各種の変形が可能である。
基部ケーシングや端部ケーシングに、減速機の少なくと
も１つの構造体としての内歯歯車や支持体部を形成した
が、減速機の他の構造体をそれらケーシングに形成して
も良い。また、両端に２つの減速機の構造体を形成した
端部ケーシングを基部ケーシングとして使用してもよ
い。
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲で各種の変形が可能である。
基部ケーシングや端部ケーシングに、減速機の少なくと
も１つの構造体としての内歯歯車や支持体部を形成した
が、減速機の他の構造体をそれらケーシングに形成して
も良い。また、両端に２つの減速機の構造体を形成した
端部ケーシングを基部ケーシングとして使用してもよ
い。
【００１６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、基部ケー
シングと減速機との取付け部を省略した構成であるの
で、関節部を軽量でかつコンパクトにすることができ
る。請求項２記載の発明によれば、端部ケーシングと減
速機との取付け部を省略した構成であるので、関節部を
軽量でかつコンパクトにすることができる。請求項３記
載の発明によれば、端部ケーシングと第２減速機との取
付け部を省略した構成であるので、第２減速機を設けた
ロボット等の関節構造においても関節部を軽量でかつコ
ンパクトにすることができる。
シングと減速機との取付け部を省略した構成であるの
で、関節部を軽量でかつコンパクトにすることができ
る。請求項２記載の発明によれば、端部ケーシングと減
速機との取付け部を省略した構成であるので、関節部を
軽量でかつコンパクトにすることができる。請求項３記
載の発明によれば、端部ケーシングと第２減速機との取
付け部を省略した構成であるので、第２減速機を設けた
ロボット等の関節構造においても関節部を軽量でかつコ
ンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の側面断面図
１ ・・・・ロボット等の関節構造
１０・・・・基部ケーシング
２０・・・・減速機
３０・・・・端部ケーシング
４０・・・・第２減速機
２１・・・・内歯歯車（減速機の構造体）
２４・・・・支持体部（減速機の構造体）
４４・・・・支持体部（第２減速機の構造体）
Claims (3)
- 【請求項１】基部ケーシングから減速機を介して端部ケ
ーシングを回動可能にしたロボット等の関節構造におい
て、前記基部ケーシングに前記減速機の少なくとも１つ
の構造体を形成していることを特徴とするロボット等の
関節構造。 - 【請求項２】基部ケーシングから減速機を介して端部ケ
ーシングを回動可能にしたロボット等の関節構造におい
て、前記端部ケーシングの一側に前記減速機の少なくと
も１つの構造体を形成していることを特徴とするロボッ
ト等の関節構造。 - 【請求項３】第２減速機が前記端部ケーシングに設けら
れ、前記端部ケーシングの他側に前記第２減速機の少な
くとも１つの構造体を形成していることを特徴とする請
求項１または２記載のロボット等の関節構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003970A JP2003205486A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | ロボット等の関節構造 |
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2002
- 2002-01-10 JP JP2002003970A patent/JP2003205486A/ja active Pending
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