(57)【要約】【課題】軽量コンパクト性を損ねることなく、次段部材（アタッチメント含む）の取付穴の設計自由度の高いロボット手首駆動用の動力伝達装置を提供する。【解決手段】外歯歯車１３８の自転成分を取り出す内ピン１３６と第１出力フランジ体１００を１の部材で一体形成することにより、第１出力フランジ体１００の内部に別部材としての内ピンやキャリヤボルトが嵌合する必要をなくす。その結果、第１出力フランジ体１００への次段部材１３１の取付穴１７０の設計自由度を高める。【選択図】図２
2006263878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車を備え、入力された動力をアタッチメントへと伝達可能なロボット手首駆動用の動力伝達装置において、
前記内歯歯車と外歯歯車の相対回転成分を取り出すための内ピンと、
該内ピンと連結される出力フランジ体とを備え、
前記内ピンと前記出力フランジ体とが１の部材で一体的に形成され、且つ、
前記出力フランジ体の反内ピン面に前記アタッチメントと連結するための取付穴が形成されている
ことを特徴とするロボット手首駆動用の動力伝達装置。
【請求項２】
内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車を備え、入力された動力を次段部材へと伝達可能なロボット手首駆動用の動力伝達装置において、
前記内歯歯車と外歯歯車の相対回転成分を取り出すための内ピンと、
該内ピンと連結される出力フランジ体とを備え、
前記内ピンと前記出力フランジ体とが１の部材で一体的に形成され、且つ、
前記出力フランジ体の反内ピン面に前記次段部材と連結するための取付穴が形成されている
ことを特徴とするロボット手首駆動用の動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、更に、
前記外歯歯車における反出力フランジ体側に第２の出力フランジ体を備え、且つ
前記出力フランジ体と該第２の出力フランジ体が前記内ピンのみによって連結されている
ことを特徴とするロボット手首駆動用の動力伝達装置。
【請求項４】
内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車を備え、入力された動力を次段部材へと伝達可能な動力伝達装置において、
前記内歯歯車と外歯歯車の相対回転成分を取り出すための内ピンと、
該内ピンと連結される出力フランジ体とを備え、
前記内ピンと前記出力フランジ体とが１の部材で一体的に形成され、且つ、
前記出力フランジ体の反内ピン面に前記次段部材と連結するための取付穴が形成されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４において、更に、
前記外歯歯車における反出力フランジ体側に第２の出力フランジ体を備え、且つ
前記出力フランジ体と該第２の出力フランジ体が前記内ピンのみによって連結されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置、特に、入力された動力を次段部材（アタッチメント含む）へと伝達可能なロボット手首駆動用として適用するのに好適な動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１記載の動力伝達装置が知られている。この動力伝達装置は、出力軸をフランジ状の形状として、次段部材（例えば、産業用ロボットのアタッチメント等）に直接取付けることができるようにしたものである。
【０００３】
上記特許文献１記載の動力伝達装置と略同様の構成の動力伝達装置２９０を図４に示してある。（Ａ）は当該動力伝達装置２９０の正面図、（Ｂ）は矢示IVＢ線に沿う断面図、（Ｃ）は裏面図である。
【０００４】
動力伝達装置２９０は、入力軸２６０と、入力軸２６０の回転に伴い偏心回転する偏心体２４０と、偏心体２４０の偏心回転を伝える偏心体用軸受２３０と、偏心体用軸受２３０に嵌合する外歯歯車２３８と、外歯歯車２３８が内接噛合する内歯歯車２３４を有している。内歯歯車２３４と外歯歯車２３８との間には、僅少の歯数差が存在する。なお、内歯歯車２３４はケーシング２５０も兼ねている。
【０００５】
外歯歯車２３８には複数の内ピン孔２３８ａが備えられ、この内ピン孔２３８ａを内ピン２３６及び内ローラ２３２が遊挿している。
【０００６】
内ピン２３６は、第１出力フランジ体２００及び第２出力フランジ体２０２に嵌合している。第１出力フランジ体２００と第２出力フランジ体２０２は、キャリヤボルト２２８を介して連結されている。
【０００７】
図の符号２７０は、当該動力伝達装置２９０にロボットのアタッチメント（図示略）を取付けるための取付穴（あるいは取付孔）である。
【０００８】
入力軸２６０が軸心Ｏ４を中心に回転すると、入力軸２６０の外周に設けられた偏心体２４０が回転する。偏心体２４０の回転により、外歯歯車２３８も入力軸２６０の周りで揺動回転しようとするが、内歯歯車２３４によってその自転が拘束されているため、外歯歯車２３８は内歯歯車２３４に接しながら殆ど揺動のみを行なうことになる。
【０００９】
この外歯歯車２３８の回転は、内ピン孔２３８ａ及び内ピン２３６（及び内ローラ２３２）によってその揺動成分が吸収され、外歯歯車２３８と内歯歯車２４２との歯数差から生じる自転成分のみが第１出力フランジ体２００を介してアタッチメントへと伝達される。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−６１７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような動力伝達装置を特に産業用ロボットに使用する場面においては、産業用ロボットの目的、例えば溶接、運搬、組立等に応じて、取付けるアタッチメントなどの次段部材（以下単にアタッチメント等と表現する場合がある）は必然的に異なったものとなる。即ち、多種類のアタッチメント等に対して動力を伝達可能であることが要求されている。
【００１２】
そのため、動力伝達装置の出力フランジ体に取付穴（例えばタップ）を切り、取付ねじ等によりアタッチメント等を取付けようとした場合、出力フランジ体内に他の部材（例えば内ピンやキャリヤボルト等）が嵌合されていると、必然的にその部材を避けて取付穴を設ける必要があり、取付穴の形成位置や形成可能数が制限されてしまう（図４（Ａ）参照）。
【００１３】
換言すると、取付けようとするアタッチメント等の種類によっては、十分な取付強度を得つつ取付穴を設けることができず、別途の継フランジを用意して連結せざるを得ない場合や、動力伝達装置自体又は取付けるアタッチメント等の取付部分の再設計が必要となるなどの不具合が生じる場合もあった。
【００１４】
そこで本発明は、アタッチメント等を取付けるための取付穴の設計自由度の高い出力フランジ体を有する動力伝達装置を提供し、より多種類のアタッチメント等を別途の継フランジを用意したり動力伝達装置等を再設計したりすることなく直接取付可能とすることをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合する外歯歯車を備え、入力された動力をアタッチメントへと伝達可能なロボット手首駆動用の動力伝達装置において、前記内歯歯車と外歯歯車の相対回転成分を取り出すための内ピンと、該内ピンと連結される出力フランジ体とを備え、前記内ピンと前記出力フランジ体とが１の部材で一体的に形成され、且つ、前記出力フランジ体の反内ピン面に前記アタッチメントと連結するための取付穴が形成されている構成とすることにより、上記目的を解決するものである。
【００１６】
本発明によれば、内ピンと出力フランジ体とを一体で形成したことによって、内ピンの位置を避けてアタッチメント等を取付けるための取付穴を設計しなければならない不都合を回避でき、より自由にアタッチメント等を取付るための取付穴を設計できる。
【００１７】
尚、本発明では、前述した例、あるいは後述する例のように内ピンを両持ち支持するタイプの減速機にも、又、出力フランジ体から片持ち状態で突出させるタイプの減速機にも適用可能である。両持ち支持するタイプの減速機にあっては、キャリヤボルトの存在を否定するものではないが、本発明に係る内ピンは出力フランジと一体化されていてキャリヤボルトとしての機能を十分果し得る強度を有しているため、キャリヤボルトを全廃し、全て内ピンとして機能させ得るようにすると、本発明の作用を一層顕著に得ることができる。
【００１８】
又、本明細書では、産業用ロボットにおいて、より作業部（アタッチメント）に近い方を「次段」と表現する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アタッチメント等に合わせて別途の継フランジを用意したり、動力伝達装置等の設計を変更したりすることを回避でき、コンパクトで回転バランスが良く、強度の高い動力伝達装置の設計を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、前記説明した従来例と同一又は類似する部分については、下二桁が共通の番号を付することで、重複部分の説明は適宜省略し、異なる部分のみ説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態の一例に係る動力伝達装置がロボットの手首部分に取付けられた状態を示す全体一部断面図である。尚、以下の説明において、ロボットの手首部分とは、ロボットに備わる複数の軸のうち、４軸目以降の部分を意味している。より具体的には、旋回、前後、上下の基本３軸で構成されるロボットの腕部以降（よりアタッチメント側）の部分を意味している。
【００２２】
腕部から繋がるロボットのアーム１５４には、３つの関節Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６を有する手首が設けられ、最後にアタッチメント１７６（一部のみ図示）が取付けられている。本実施形態で手首における関節は３つであるが、これに限られず４以上、或いは２以下の関節から構成されていてもよい。  これらの関節Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６には、それぞれ動力伝達装置が備わっている。関節Ｊ４には動力伝達装置１９０が備わり、関節Ｊ５には動力伝達装置４９０（外観のみ図示）が備わり、関節Ｊ６には動力伝達装置３９０が備わっている。関節Ｊ４は軸心Ｏ１を中心としてＸ方向に回転可能であり、関節Ｊ５は軸心Ｏ２を中心としてＹ方向に回転可能であり、関節Ｊ６は軸心Ｏ３を中心としてＺ方向に回転可能である。即ち、これらの関節Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６が協同して回転することによって、アタッチメント１７６を三次元的に自在に操ることが可能となっている。
【００２３】
これらの関節Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６に備わる動力伝達装置１９０，３９０，４９０は、細部は異なるものの基本的には同様な構成とされている。
【００２４】
次に図２を用いて動力伝達装置１９０を代表例として説明する。他の動力伝達装置も略同様の構成であるため、同一又は類似する部材については下２桁が同一の符号を付すことに留め、重複説明は省略する。図２は、前記動力伝達装置１９０の全体図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）がIIＢ線に沿う断面図である。
【００２５】
本実施形態においては、内ピン１３６は第１出力フランジ体（出力フランジ体）１００と、１の部材で一体的に形成されている。ここで、「１の部材で一体的に形成」とは、圧入や接着等の手段で複数の部材が固着されることによって一体的に構成されるものでなく、鍛造等本来的に一体性を有したまま形成されることを意味している。
【００２６】
又、前記内ピン１３６と一体となっている第１出力フランジ体１００と、第２出力フランジ体（第２の出力フランジ体）１０２とは、第２出力フランジ体１０２の反内ピン側からねじ込まれたボルト１２８によって内ピン１３６を介して連結、固定されている。ここではキャリヤボルトは使用されていない。第１出力フランジ体１００には、図２（Ａ）で斜線を施した完全に何もなく、且つフラットな第１出力フランジ面１００ａが反内ピン側に確保されている。そのため、ここに予め、或いは次段部材１３１側の孔位置に合わせて、事後的に、自由に取付穴を形成することができる。その形成例を図３に示す。尚、図の符号１７０は形成した取付穴の一例を示している。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明するが、ここでも重複部分は省略し、異なる部分のみを説明する。
【００２８】
外歯歯車１３８の自転成分を伝達する内ピン１３６は、第１出力フランジ体１００と一体形成されているため、第１出力フランジ体１００の次段部材１３１側（反内ピン側）には斜線を施した第１出力フランジ面１００ａが確保されている（図２（Ａ）参照）。図３には、便宜上この第１出力フランジ面１００ａに図４と同様の位置にねじ孔１７０が形成されているが、図４との比較から明らかなように、形成位置はこの位置に全く限定されない。これは、この第１出力フランジ面１００ａに従来存在していた内ピン２３６やキャリヤボルト２２８等の端面が全く臨んでいないためである。
【００２９】
このため、たとえ次段部材が変わっても、別途の継フランジを用意したり動力伝達装置自体をそれに合わせて設計変更したりする必要性は少ない。
【００３０】
特に、産業用ロボットの手首部に取付け使用される動力伝達装置の場合、ロボットの正確な制御（位置決め）、広い作業範囲の確保及び省電力のためには、少しでも軽量でコンパクトな装置の方が好ましい。
【００３１】
よって本実施形態のように重量増大等を招くことなく、取付穴１７０の加工位置の自由度を高めた意義は大きい。
【００３２】
又、本実施形態では、従来のキャリヤボルトを廃止して、全て内ピン１３６のみで第１出力フランジ体１００と第２出力フランジ体１０２とを連結している。しかしながら、第１出力フランジ体は内ピン１３６と一体化されており、第２出力フランジ体はボルト１２８により強固に連結されているため、各内ピン１３６がそれぞれ従来のキャリヤボルトとしての連結機能も十分に果している。
【００３３】
しかも、全ての内ピン１３６が動力伝達に寄与できるので、各内ピン当たりの負荷は、従来のキャリヤボルトの位置に内ピン１３６が新たに配置された分軽減されている。
【００３４】
更に、半径方向に均等に内ピン１３６やボルト１２８を配置構成できるため、運転時の回転バランスに優れた動力伝達装置を実現できる。
【００３５】
なお、本実施形態では、内ピン１３６の先端が第２出力フランジ体１０２によって支持された構成とされているが、第２出力フランジ体を省略し、内ピン１３６が片持ち状態で第１出力フランジ体１００から突出するような構成とすることも可能である。即ち、内ピン１３６の先端側（前述した実施形態においては第２出力フランジ体側）の構成は特に限定されない。
【００３６】
又、本実施形態では、外歯歯車が３枚の構成とされているが、必ずしもこれに限定されるものでなく、伝達容量に見合った枚数（例えば１枚や２枚）で構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、実施形態として説明した産業用ロボットの手首部分に装着される動力伝達装置として利用と最も顕著な効果が得られるが、これ以外の相手機械等に対して動力を伝達するための動力伝達装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るロボット手首部分に取付けられた動力伝達装置１９０の全体一部断面図
【図２】本発明の実施形態に係る動力伝達装置部分の全体図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が矢示IIＢ線に沿う断面図
【図３】次段部材取付穴を設けた図２記載の動力伝達装置であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が矢示IIIＢ線に沿う断面図
【図４】従来技術である動力伝達装置の全体図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が矢示IVＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が裏面図
【符号の説明】
【００３９】
１００…第１出力フランジ体
１０２…第２出力フランジ体
１２０、１２２、１２４、１２６…軸受
１２８…取付ボルト
１３０…偏心体用軸受
１３２…内ローラ
１３４…内歯
１３６…内ピン
１３８…外歯歯車
１４０…偏心体
１４２…内歯歯車
１５０…ケーシング
１６０…入力軸
１７０…取付穴
１７６…アタッチメント
１８０…手首
１９０、３９０、４９０…動力伝達装置
２２８…キャリヤボルト
【図１】
2006263878.tif 000003
【図２】
2006263878.tif 000004
【図３】
2006263878.tif 000005
【図４】
2006263878.tif 000006