(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材（１）と、
前記第一部材（１）の壁部（１ｂ）の一方の面に結合された減速機（２）であり、該減速機（２）の入力部のシャフト（２ｂ）が前記壁部（１ｂ）を貫通している減速機（２）と、
前記壁部（１ｂ）の前記一方の面とは反対側に配置されたモータ（４）と、
前記モータ（４）のシャフトに取付けられた第一ギヤ（５）と、
前記入力部のシャフト（２ｂ）に取付けられていて前記第一ギヤ（５）に噛合う第二ギヤ（７）と、
前記減速機（２）の出力部に取付けられた第二部材（３）と、を備え、
前記第二ギヤ（７）は、前記減速機（２）の前記第一部材（１）と結合する結合部（２ａ）の径（Ｄ）よりも大きい径を有し、
前記第一部材（１）には、互いに噛合った前記第一ギヤ（５）および前記第二ギヤ（７）を収容するギヤ収容部（１４）が設けられており、
前記ギヤ収容部（１４）は、前記互いに噛合った前記第一ギヤ（５）および前記第二ギヤ（７）を覆うカバー部材によって形成されており、
前記カバー部材は前記壁部（１ｂ）の前記一方の面とは反対側に配置されるとともに前記第一部材（１）に着脱可能に固定されており、前記モータ（４）は前記カバー部材に保持されている、ロボットの関節構造。
【請求項２】
第一部材（１）と、
前記第一部材（１）の壁部（１ｂ）の一方の面に結合された減速機（２）であり、該減速機（２）の入力部のシャフト（２ｂ）が前記壁部（１ｂ）を貫通している減速機（２）と、
前記壁部（１ｂ）の前記一方の面とは反対側に配置されたモータ（４）と、
前記モータ（４）のシャフトに取付けられた第一ギヤ（５）と、
前記入力部のシャフト（２ｂ）に取付けられていて前記第一ギヤ（５）に噛合う第二ギヤ（７）と、
前記減速機（２）の出力部に取付けられた第二部材（３）と、を備え、
前記第二ギヤ（７）は、前記減速機（２）の前記第一部材（１）と結合する結合部（２ａ）の径（Ｄ）よりも大きい径を有し、
前記第一部材（１）には、互いに噛合った前記第一ギヤ（５）および前記第二ギヤ（７）を収容するギヤ収容部（１４）が設けられており、
前記ギヤ収容部（１４）は、
前記第一部材（１）と一体成形された、前記第一ギヤ（５）を収容するとともに前記モータ（４）を保持するモータ保持部（１５）と、
前記第一部材（１）に着脱可能に固定された、前記第二ギヤ（７）を覆うカバー部（１６）とからなる、ロボットの関節構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの関節構造に関し、特に、モータと減速機とを備えたロボットの関節構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットとして多関節マニュピレータが知られている。当該ロボットは肩関節やひじ関節といった複数の関節部を備えており、各関節部においては、第一部材と第二部材とが回転駆動機構を介して互いに連結されている。回転駆動機構としては、モータ、減速機、ギヤなどが使用されている。
【０００３】
図４は従来技術におけるロボットの関節構造を模式的に示す断面図である。図４を参照すると、第一部材１に減速機２を介して第二部材３が連結されている。減速機２としては、遊星歯車減速機や波動歯車装置などが使用されている。そのような減速機２は出力部と入力部と固定部とから構成されるが、図４においては減速機２の出力部、入力部、および固定部の各態様は省略されている。
【０００４】
図４に示されるように、第一部材１の壁部１ｂの一方の面にはボルト６により減速機２が結合されていて、当該一方の面とは反対側の空間１ａにモータ４が配置されている。モータ４のシャフトには第一ギヤ５が取付けられている。また、減速機２の出力部に第二部材３が結合されている。減速機２の入力部のシャフトに第二ギヤ７が取付けられている。
【０００５】
さらに、第一部材１の壁部１ｂには、減速機２の第二ギヤ７を収容する凹部８が形成されている。凹部８は壁部１ｂを窪ませて形成されている。凹部８の開口８ａは、第二ギヤ７を通過可能に形成されている。また、第一部材１の凹部８の底部には、凹部８内を空間１ａと連通させる連通孔９が形成されている。そして、モータ４のシャフトが連通孔９に通され、モータ４は連通孔９を塞ぐように連通孔９の周縁部に支持および固定されている。
【０００６】
図４に示されるように、減速機２を第一部材１の壁部１ｂに結合すると、第二ギヤ７は第一部材１の凹部８内に配置されて、第一ギヤ５と噛合うようになる。そして、モータ４の回転駆動力は、第一ギヤ５および第二ギヤ７によって増幅されて減速機２に入力され、入力された回転駆動力は減速機２の内部において更に増幅され、それにより、第二部材３が所定の回転軸回りに揺動するようになっている。
【０００７】
さらに、上述した構造においては、第二ギヤ７を第一部材１の凹部８内に配置するように減速機２を第一部材１の壁部１ｂに結合したとき、減速機２は凹部８の開口８ａを塞ぐようになっている。このため、減速機２を第一部材１に結合する前に、第二ギヤ７を減速機２の入力部に予め取付けておく必要がある。したがって、減速比をより大きくするために第二ギヤ７をより大きい径のギヤに変更すると、減速機２を第一部材１に結合するときに、減速機２に取り付けられた第二ギヤ７が第一部材１の壁部１ｂと干渉する問題が発生する。また、この問題を回避するために、第一部材１における凹部８の開口８ａを、減速機２の第一部材１に結合させる部位（以下、結合部と称す。）２ａの径Ｄより大きくしてしまうと、減速機２を第一部材１に結合できなくなる。よって、減速比を変更する場合、第二ギヤ７の外径を減速機２の結合部２ａの径Ｄよりも大きくすることができない。
以上のことから、図４に示された構造においては、第二部材３を駆動するためのトルクを増加させるために減速機２の入力部のギヤ径を拡大してより大きな減速比を設定するには限界がある。
【０００８】
これに対し、特許文献１は、モータが収容されたアーム部に減速機が結合される構造において、減速機の本体よりも大きい径のギヤを使用できるように、アーム部の減速機が結合される壁部を分割可能にした構造を開示している。この構造の模式的断面図が図５である。この図５においては、図４に示された構成要素と同様の構成要素には同一符号を付してある。
【０００９】
図５に示される構造においては、第一部材１と減速機２との間に、第一部材１と減速機２とを相互に結合する結合プレート１０が配置されている。結合プレート１０は、第一部材１の壁部１ｂにボルト６により着脱可能に固定されている。さらに、第一部材１の壁部１ｂに固定された結合プレート１０に減速機２がボルト１１により着脱可能に固定されている。
【００１０】
さらに、図５に示される構造においては、第一部材１を起点に第二部材３を動かす駆動力は、図５中に破線の矢印で示されるような動力伝達経路１２を通る。つまり、モータ４およびギヤ５、７から発生する駆動力は第一部材１から第二部材３にボルト６、結合プレート１０、ボルト１１、および減速機２を順次経て伝達される。したがって、図５に示される構造の場合、ボルト６、１１には、動力伝達に耐えうるものが使用されている。
【００１１】
図５に示される構造によると、結合プレート１０を介して第一部材１と減速機２とを相互に結合するため、第一部材１の凹部８の開口８ａを減速機２の結合部２ａの径Ｄより広げることができる。それにより、第二ギヤ７の外径を減速機２の結合部２ａの径Ｄよりも拡大できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平８−１５５８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図５に示される構造においては、第一部材１と減速機２とを相互に結合する結合プレート１０が、第一部材１と減速機２との間の動力伝達経路１２を分断する構造となっている。そのため、ボルト６、１１に加えて結合プレート１０も、動力伝達に耐えうる強度を持つ必要がある。その結果、部品コストや作業工数が増加するといった問題が発生する。
【００１４】
また、図５に示されるように、第一部材１の結合プレート１０が結合される部位、すなわち凹部８の開口８ａの周縁部よりも第二ギヤ７の径を小さくしないと、当該周縁部にプレート１０を結合することができない。そのため、図５に示される構造の場合、第二ギヤ７の径を減速機２の結合部２ａの径Ｄよりも拡大できるものの、ギヤ径の拡大は第一部材１における凹部８の開口８ａの寸法によって制限されるという新たな問題が発生する。
【００１５】
さらに、保守のために第二ギヤ７を交換する場合、比較的重い減速機ならびに減速機に取付けられた第二部材３を第一部材１から取外す必要があるため、第二ギヤ７を容易に交換できないといった問題もある。
【００１６】
そこで本発明は、上述したような問題点に鑑み、部品コストや作業工数が増加させることなく、減速機の入力部のギヤの径を自由に設定でき、かつ該ギヤの交換が容易となるロボットの関節構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第一態様によれば、第一部材と、第一部材の壁部の一方の面に結合された減速機であり、該減速機の入力部のシャフトが該壁部を貫通している減速機と、該壁部の一方の面とは反対側に配置されたモータと、モータのシャフトに取付けられた第一ギヤと、入力部のシャフトに取付けられていて第一ギヤに噛合う第二ギヤと、減速機の出力部に取付けられた第二部材と、を備えた、ロボットの関節構造が提供される。
さらに、第一態様によれば、第二ギヤは、減速機の第一部材と結合する結合部の径よりも大きい径を有する。そして、第一部材には、互いに噛合った第一ギヤおよび第二ギヤを収容するギヤ収容部が設けられており、該ギヤ収容部は、互いに噛合った第一ギヤおよび第二ギヤを覆うカバー部材によって形成されており、カバー部材は前記壁部の一方の面とは反対側に配置されるとともに第一部材に着脱可能に固定されていて、モータはカバー部材に保持されている。
【００１９】
本発明の第二態様によれば、第一部材と、第一部材の壁部の一方の面に結合された減速機であり、該減速機の入力部のシャフトが該壁部を貫通している減速機と、該壁部の一方の面とは反対側に配置されたモータと、モータのシャフトに取付けられた第一ギヤと、入力部のシャフトに取付けられていて第一ギヤに噛合う第二ギヤと、減速機の出力部に取付けられた第二部材と、を備えた、ロボットの関節構造が提供される。
さらに、第二態様によれば、第二ギヤは、減速機の第一部材と結合する結合部の径よりも大きい径を有し、第一部材には、互いに噛合った第一ギヤおよび第二ギヤを収容するギヤ収容部が設けられている。さらに、第二態様のギヤ収容部は、第一部材と一体成形され、第一ギヤを収容するとともにモータを保持するモータ保持部と、第一部材に着脱可能に固定され、第二ギヤを覆うカバー部と、からなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第一態様によれば、第一部材の壁部の一方の面に減速機が結合されている。モータのシャフトには第一ギヤが取付けられ、該モータは第一部材の壁部の一方の面とは反対側に配置されている。さらに、第一部材には、モータの第一ギヤとこれに噛合う減速機の第二ギヤとを収容するギヤ収容部が設けられている。そして、該ギヤ収容部の少なくとも第二ギヤを覆う部位は第一部材に対して着脱可能である。このため、ギヤ収容部の第二ギヤを覆う部位を第一部材から取外すことにより、減速機を第一部材に結合したままにして減速機の第二ギヤを取外すことができる。
【００２１】
また、ギヤ収容部の第二ギヤを覆う部位が第一部材から取外せるので、第二ギヤの取付けは、第一部材に減速機を結合した状態で行える。そのため、第一部材と結合させる減速機の結合部の径を考慮することなく、減速機に取付ける第二ギヤの径を自由に設定することができる。したがって、減速機の結合部よりも大きい径の第二ギヤを使用して、より大きな減速比を設定することができる。
【００２２】
さらに、減速機の結合部よりも大きい径の第二ギヤを使用するとき、図５に示される従来技術の構造のように結合プレートを第一部材と減速機との間に配置する必要が無いため、第一部材と減速機との間の動力伝達経路が分断されずに済む。また、結合プレートならびに、結合プレートを第一部材および減速機に締結するボルトが不要となるため、部品コストや作業工数が増加する問題も防ぐことができる。
さらに、保守のために第二ギヤを交換する場合、比較的重い減速機ならびに減速機に取付けられた第二部材を第一部材から取外す必要が無い。ギヤ収容部の少なくとも第二ギヤを覆う部位を取外すだけで第二ギヤの交換が可能であるため、保守性が向上する。
【００２３】
さらに、本発明の第一態様によれば、ギヤ収容部は、第一ギヤおよび第二ギヤを覆うカバー部材によって形成されている。このため、ギヤ収容部を第一部材に対して着脱可能とする構成を容易に実現することができる。さらに、保守のために第二ギヤを交換する場合、比較的軽いカバー部材を取外すので、第二ギヤを容易に交換することができる。
【００２４】
本発明の第二態様によれば、ギヤ収容部は、モータ保持部と、第二ギヤを覆うカバー部とから構成されている。そして、カバー部は第一部材に着脱可能に固定されているが、モータ保持部は第一部材と一体成形されている。そのため、第一部材に取付けられたモータの位置精度は第一部材のみの精度により決定される。それにより、第一部材に取付けられた部材にモータを保持させる構造と比べ、モータの第一ギヤと減速機の第二ギヤとの軸間距離の精度を確保することが容易である。その結果、駆動ギヤ部のバックラッシが抑えられ、ロボットの動作精度を高めることができる。
【００２５】
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態のロボットの関節構造を模式的に示す断面図である。
【図２】第二実施形態のロボットの関節構造を模式的に示す断面図である。
【図３】第三実施形態のロボットの関節構造を模式的に示す断面図である。
【図４】従来技術におけるロボットの関節構造を模式的に示す断面図である。
【図５】従来技術におけるロボットの関節構造の別の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、以下の各実施形態において、図４および図５に示された従来技術と同じ構成要素については同じ符号を付して説明することとする。
【００２８】
（第一実施形態）
図１は第一実施形態のロボットの関節構造を模式的に示す断面図である。
第一実施形態のロボットの関節構造は、図１に示すように、第一部材１と、第一部材１の壁部１ｂの一方の面に結合された減速機２と、減速機２に取付けられた第二部材３と、第一部材１の壁部１ｂの一方の面とは反対側に配置されたモータ４と、を備える。モータ４のシャフトには第一ギヤ５が取付けられている。
【００２９】
減速機２としては、遊星歯車減速機、サイクロ（登録商標）減速機、ＲＶ（登録商標）減速機、または波動歯車装置などを使用することができる。そのような減速機２は出力部と入力部と固定部とから構成されるが、図１においては減速機２の出力部、入力部、および固定部の各態様は省略されている。
【００３０】
第一部材１の壁部１ｂの一方の面にはボルト６により減速機２が結合されている。減速機２の出力部に第二部材３が取付けられている。減速機２の入力部のシャフト２ｂには、モータ４の第一ギヤ５と噛合う第二ギヤ７が取付けられている。
【００３１】
図１に示されるように、第一部材１の壁部１ｂには、減速機２のシャフト２ｂを通すための開口部１３が形成されている。開口部１３は、減速機２の結合部２ａの径Ｄよりも小さく形成されている。そのため、図１に示すように減速機２を第一部材１の壁部１ｂに結合したとき、開口部１３は減速機２により塞がれる。また、第二ギヤ７は、減速機２を第一部材１の壁部１ｂに結合した後に、第一部材１の減速機２とは反対側の空間１ａから減速機２のシャフト２ｂに取付けられている。
【００３２】
さらに、第一部材１には、第一ギヤ５および第二ギヤ７を収容するギヤ収容部１４が設けられている。
本実施形態において、ギヤ収容部１４は、図１に示されるように、第二ギヤ７とこれに噛合う第一ギヤ５とを覆うカバー部材として形成されている。そして、ギヤ収容部１４であるカバー部材は、第一部材１の減速機２とは反対側の空間１ａにおいて、第一部材１の壁部１ｂにボルト１７によって着脱可能に固定されている。
【００３３】
ギヤ収容部１４には、図１に示されるように、モータ４のシャフトが通過可能な開口部１４ａが形成されている。そして、第一部材１の減速機２とは反対側の空間１ａに配置されたモータ４のシャフトをギヤ収容部１４の開口部１４ａに通過させて、モータ４は開口部１４ａを塞ぐように開口部１４ａの周縁部に支持および固定されている。つまり、本実施形態においては、ギヤ収容部１４の開口部１４ａの周縁部は、モータ保持部として形成されている。
【００３４】
図１に示されるように減速機２が第一部材１に結合され、かつモータ４がギヤ収容部１４に固定されると、モータ４の第一ギヤ５が減速機２の第二ギヤ７と噛合う。そして、モータ４の回転駆動力は、第一ギヤ５および第二ギヤ７によって増幅されて減速機２に入力され、入力された回転駆動力は減速機２の内部において更に増幅される。それにより、第二部材３が所定の回転軸回りに揺動するようになっている。
【００３５】
本願においては、ギヤ収容部１４と、第一部材１の開口部１３を塞いだ減速機２とによって形成される密閉空間に第二ギヤ７が収容されている。第一部材１の減速機２とは反対側の空間１ａにおいて、ギヤ収容部１４を第一部材１の壁部１ｂから取外すことが可能である。そのため、減速機２を第一部材１に結合したままにして減速機２の第二ギヤ７を取外すことができる。
【００３６】
さらに、本実施形態においては、減速機２により減速される前のモータ４の回転駆動力によって生じる反力のみがギヤ収容部１４に掛かる。そのため、ギヤ収容部１４を第一部材１の壁部１ｂに締結するボルト１７には比較的小さな固定ボルトを使用することができる。
【００３７】
以上に説明した第一実施形態によると、第一部材１を減速機２に結合した後に第二ギヤ７を減速機２の入力部のシャフト２ｂに取付けて、ギヤ収容部１４を第一部材１の壁部１ｂに固定する。また、ギヤ収容部１４を第一部材１の壁部１ｂから取外した後に、第一部材１を減速機２に結合させた状態で第二ギヤ７を減速機２の入力部のシャフト２ｂから取外すことができる。つまり、減速機２の入力部のシャフト２ｂに対する第二ギヤ７の着脱は、第一部材１に減速機２を結合した状態で行える。そのため、第二ギヤ７の径に関して、第一部材１と結合させる減速機２の結合部２ａの径Ｄや、減速機２の入力部のシャフト２ｂを通過させる開口部１３の寸法を考慮することなく、第二ギヤ７の径を自由に設定することができる。
したがって、第二部材３を駆動するためのトルクを増加させるためにより大きな減速比を設定する場合、図１に示されるように第一部材１の開口部１３や減速機２の結合部２ａよりも大きい径の第二ギヤ７を使用することができる。
【００３８】
さらに、上記のように大きな減速比を得るとき、図５に示される従来技術の構造のように結合プレート１０を第一部材１と減速機２との間に配置する必要が無い。言い換えれば、第一部材１と減速機２との間の動力伝達経路を分断することなく、減速機２の結合部２ａよりも大きい径の第二ギヤ７を使用することができる。また、結合プレート１０ならびに、結合プレート１０を減速機２に締結するボルト１１が不要となるため、部品コストや作業工数が増加する問題も防ぐことができる。
【００３９】
さらに、保守のために第二ギヤ７を交換する場合、比較的重い減速機２ならびに減速機２に取付けられた第二部材３を第一部材１から取外す必要が無い。比較的軽いカバー部材からなるギヤ収容部１４を取外すことにより、第二ギヤ７の交換が可能である。つまり、ロボットのリンクを構成するベースおよびアーム、ならびに減速機などを取り外すことなく、減速機の入力部のギヤを交換できるため、保守性が向上する。
【００４０】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。ここでは、前述した第一実施形態に対して異なる点を主に説明する。
前述した第一実施形態（図１）においては、第一部材１内にモータ４と減速機２のギヤ７とを配置し、第一部材１を固定して第二部材３を所定の回転軸回りに揺動させる場合の構造を示した。しかし、本願においては、第一部材１と第二部材３とは減速機２を介して相対的に運動する関係にあるため、駆動源は第一部材１または第二部材３のどちらに配置されていてもよい。したがって、第二実施形態においては、被駆動部としての第二部材３内にモータ４と減速機２のギヤ７とが配置された構造を示す。また、特許請求の範囲において「第一部材」および「第二部材」の文言は相互に読替えられるものとする。
【００４１】
図２は第二実施形態のロボットの関節構造を示す断面図である。
図２に示されるように、第二実施形態のロボットの関節構造は、第一部材１と、第一部材１に取付けられた減速機２と、減速機２に結合された第二部材３と、第二部材３の減速機２とは反対側に配置されたモータ４と、を備える。モータ４のシャフトには第一ギヤ５が取付けられている。
【００４２】
第二部材３の壁部３ｂにはボルト６により減速機２が結合されている。減速機２の出力部に第一部材３が取付けられている。さらに、図２に示されるように、第二部材３の壁部３ｂには、減速機２のシャフト２ｂを通すための開口部１３が形成されている。開口部１３は、減速機２の結合部２ａの径Ｄよりも小さく形成されている。そのため、図２に示すように減速機２を第二部材３の壁部３ｂに結合したとき、開口部１３は減速機２により塞がれる。また、第二ギヤ７は、減速機２を第二部材３の壁部３ｂに結合した後に、第二部材３の減速機２とは反対側の空間３ａから減速機２のシャフト２ｂに取付けられている。
【００４３】
さらに、第二部材３には、第一ギヤ５および第二ギヤ７を収容するギヤ収容部１４が設けられている。
本実施形態において、ギヤ収容部１４は、図２に示されるように、第二ギヤ７とこれに噛合う第一ギヤ５とを覆うカバー部材として形成されている。そして、ギヤ収容部１４であるカバー部材は、第二部材３の減速機２とは反対側の空間３ａにおいて、第二部材３の壁部３ｂにボルト１７によって着脱可能に固定されている。
【００４４】
ギヤ収容部１４には、図２に示されるように、モータ４のシャフトが通過可能な開口部１４ａが形成されている。そして、第二部材３の減速機２とは反対側の空間３ａに配置されたモータ４のシャフトをギヤ収容部１４の開口部１４ａに通過させて、モータ４は開口部１４ａを塞ぐように開口部１４ａの周縁部に支持および固定されている。つまり、第一実施形態と同様に、第二実施形態においても、ギヤ収容部１４の開口部１４ａの周縁部は、モータ保持部として形成されている。
【００４５】
図２に示されるように減速機２が第二部材３に結合され、かつモータ４がギヤ収容部１４に固定された構成において、モータ４の第一ギヤ５が減速機２の第二ギヤ７と噛合う。そして、モータ４の回転駆動力は、第一ギヤ５および第二ギヤ７によって増幅されて減速機２に入力される。入力された回転駆動力は減速機２の内部において更に増幅され、第一部材１に伝達される。第一部材１と第二部材３とは減速機２を介して相対的に運動する関係にあるため、第一部材１が固定されている場合、第二部材３が所定の回転軸回りに駆動される。
【００４６】
本願においては、ギヤ収容部１４と、第二部材３の開口部１３を塞いだ減速機２とによって形成される密閉空間に第二ギヤ７が収容されている。第二部材３の減速機２とは反対側の空間３ａにおいて、ギヤ収容部１４を第二部材３の壁部３ｂから取外すことが可能である。そのため、減速機２を第二部材３に結合したままにして減速機２の第二ギヤ７を取外すことができる。
【００４７】
さらに、本実施形態においては、減速機２により減速される前のモータ４の回転駆動力によって生じる反力のみがギヤ収容部１４に掛かる。そのため、ギヤ収容部１４を第二部材３の壁部３ｂに締結するボルト１７には比較的小さな固定ボルトを使用することができる。
【００４８】
以上に説明した第二実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。第二実施形態においては、第二部材３を減速機２に結合した後に第二ギヤ７を減速機２の入力部のシャフト２ｂに取付けて、ギヤ収容部１４を第二部材３の壁部３ｂに固定する。また、ギヤ収容部１４を第二部材３の壁部３ｂから取外した後に、第二部材３を減速機２に結合させた状態で第二ギヤ７を減速機２の入力部のシャフト２ｂから取外すことができる。つまり、第二部材３に減速機２を結合した状態で第二ギヤ７を着脱することができる。そのため、第二部材３と結合させる減速機２の結合部２ａの径Ｄや、減速機２の入力部のシャフト２ｂを通過させる開口部１３の寸法を考慮することなく、第二ギヤ７の径は自由に設定することができる。それにより、より大きな減速比の設定が可能となる。
【００４９】
また、図５に示される従来技術の構造のように第一部材１と減速機２との結合部に結合プレート１０を必要とする構造と比べて、第一部材１と減速機２との間の動力伝達経路を分断することなく、減速機２の結合部２ａよりも大きい径の第二ギヤ７を使用することができる。結合プレート１０が不要なので、部品コストや作業工数が増加する問題も防ぐことができる。さらに、比較的軽いカバー部材からなるギヤ収容部１４を取外すだけで第二ギヤ７を交換できるため、保守性が向上する。
【００５０】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態について説明する。ここでは、前述した第一実施形態に対して異なる点を主に説明する。
第一実施形態においては、ギヤ収容部１４は、図１に示されるように第一ギヤ５と第二ギヤ７とを覆うカバー部材として形成されていて、該カバー部材にモータ４が保持されている。しかし、本発明においては、ギヤ収容部１４の少なくとも第二ギヤ７を覆う部位が第一部材１に対して着脱できる構造であれば、ギヤ収容部１４はどのような構成であってもよい。そのような構成の一例として、以下の第三実施形態を示す。
【００５１】
図３は第三実施形態のロボットの関節構造を示す断面図である。
図３に示されるように、第一部材１には、第一ギヤ５および第二ギヤ７を収容するギヤ収容部１４が設けられている。本実施形態において、ギヤ収容部１４は、モータ４を保持するモータ保持部１５と、第二ギヤ７を覆うカバー部１６とからなる。
【００５２】
モータ保持部１５は、第一部材１と一体成形されるとともに、モータ４の第一ギヤ５を収容できるように形成されている。カバー部１６は、モータ保持部１５および第一部材１をそれぞれ形成する壁部にボルト１８により締結されている。
また、モータ保持部１５には、モータ４のシャフトが通過可能な開口部１５ａが形成されている。そして、第一部材１の減速機２とは反対側の空間１ａに配置されたモータ４のシャフトをモータ保持部１５の開口部１５ａに通過させて、モータ４は開口部１５ａを塞ぐように開口部１５ａの周縁部に支持および固定されている。開口部１５ａの周縁部に固定されたモータ４の第一ギヤ５は、モータ保持部１５を形成する壁部に囲まれている。
【００５３】
図３に示されるように減速機２が第一部材１に結合され、かつモータ４がモータ保持部１５に固定された構成において、モータ４の第一ギヤ５が減速機２の第二ギヤ７と噛合う。そして、モータ４の回転駆動力は、第一ギヤ５および第二ギヤ７によって増幅されて減速機２に入力され、入力された回転駆動力は減速機２の内部において更に増幅される。それにより、第二部材３が所定の回転軸回りに揺動するようになっている。
【００５４】
本実施形態においては、ギヤ収容部１４をモータ保持部１５とカバー部１６とに分けて構成したため、カバー部１６はモータ４から発生される駆動力の影響を受けない。それにより、カバー部１６は、第二ギヤ７を覆う機能さえ有ればよく、簡単な板状の形にすることができる。さらに、カバー部１６の固定に使用するボルト１８も、動力伝達に耐えうるものにする必要がない。
【００５５】
また、本願においては、ギヤ収容部１４と、第一部材１の開口部１３を塞いだ減速機２とによって形成される空間内に第二ギヤ７が収容されている。第一部材１の減速機２とは反対側の空間１ａにおいて、ギヤ収容部１４のうちのカバー部１６を取外し可能である。そのため、減速機２を第一部材１に結合したままにして減速機２の第二ギヤ７を取外すことができる。
【００５６】
以上に説明した第三実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。第三実施形態においては、第一部材１を減速機２に結合した後に第二ギヤ７を減速機２の入力部のシャフト２ｂに取付けて、ギヤ収容部１４を第一部材１の壁部１ｂに固定する。また、ギヤ収容部１４を第一部材１の壁部１ｂから取外した後に、第一部材１を減速機２に結合させた状態で第二ギヤ７を減速機２の入力部のシャフト２ｂから取外すことができる。つまり、第一部材１に減速機２を結合した状態で第二ギヤ７を着脱することができる。そのため、第一部材１と結合させる減速機２の結合部２ａの径Ｄや、減速機２の入力部のシャフト２ｂを通過させる開口部１３の寸法を考慮することなく、第二ギヤ７の径は自由に設定することができる。それにより、より大きな減速比の設定が可能となる。
【００５７】
また、図５に示される従来技術の構造のように第一部材１と減速機２との結合部に結合プレート１０を必要とする構造と比べて、第一部材１と減速機２との間の動力伝達経路を分断することなく、減速機２の結合部２ａよりも大きい径の第二ギヤ７を使用することができる。結合プレート１０が不要なので、部品コストや作業工数が増加する問題も防ぐことができる。さらに、比較的軽いカバー部１６を取外すだけで第二ギヤ７を交換できるため、保守性が向上する。
【００５８】
さらに、第一実施形態および第二実施形態においては、第一部材１に着脱可能なギヤ収容部１４にモータ４が保持されているが、第三実施形態においては、図３に示すようにモータ保持部１５が第一部材１と一体成形されている。そのため、第一部材１に取付けられたモータ４の位置精度は第一部材１のみの加工精度により決定される。それにより、第一実施形態または第二実施形態のように第一部材１または第二部材３に取付けられたギヤ収容部１４にモータ４を保持させる構造と比べ、第一ギヤ５と第二ギヤ７との軸間距離の精度を確保することが容易である。その結果、駆動ギヤ部のバックラッシが抑えられ、ロボットの動作精度を高めることができる。
つまり、モータ４や減速機２が取付けられる構造部分が複数の部品から構成される場合には、第一ギヤ５と第二ギヤ７との軸間距離の精度は、各部品の寸法精度や部品どうしの組立精度の影響を受けてしまう問題がある。このような問題は第三実施形態においては発生しなくなる。
【００５９】
なお、上述した第三の実施形態の構造は、第二実施形態の構造（図２）にも適用できる。
【００６０】
以上に説明した各実施形態において、図示した第一部材１または第二部材３の態様はモータ４を第一部材１または第二部材３の内側に配置するような態様となっている。しかし、本発明においては、そのような態様に限定されない。つまり、第一部材１または第二部材３の態様はモータ４を第一部材１または第二部材３の外側に配置するような態様であってもよい。
以上では典型的な実施形態を示したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲で上述の実施形態を様々な形、構造や材料などに変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１    第一部材
１ａ    空間
１ｂ    壁部
２    減速機
２ａ    結合部
３    第二部材
３ａ    空間
３ｂ    壁部
４    モータ
５    第一ギヤ
６、１７、１８    ボルト
７    第二ギヤ
１３    開口部
１４    ギヤ収容部
１４ａ    開口部
１５    モータ保持部
１５ａ    開口部
１６    カバー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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