(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に多数の歯が設けられたケースと、前記ケース内に設けられ、外周に前記ケースの前記歯より歯数が若干少なくかつ前記ケースの前記歯に噛み合う外歯が設けられたピニオンと、前記ピニオンにクランク部が挿入された２本以上のクランクシャフトと、前記クランクシャフトの両端部を回転可能に支持するキャリアとを備えた偏心差動減速機と、
前記クランクシャフトに駆動力を付与することで前記ピニオンを偏心回転させる駆動モータとを有する産業ロボットに用いられる回転駆動機構において、
前記偏心差動減速機の前記キャリアを前記ケースの半径方向内側に配置する一方、該キャリアと前記ケースとはこれらの間に介装される軸方向に離れた一対の軸受により相対回転可能とするとともに、
前記駆動モータを前記ピニオンの偏心運動中心より半径方向外側に配置し、
かつ、前記駆動モータが取り付けられる一方、その中央近傍に設けられた孔を有し、前記キャリアの前記駆動モータに近接する他側部に取り付けられるとともに、半径方向外端が前記キャリアの半径方向外端より半径方向外側まで延在し、当該延在する部分が前記ケースの軸方向他端面に対向しているフランジ部材と、
前記ピニオン内に遊嵌され、一端部が前記キャリアの一側部に取り付けられる一方、他端部が、前記キャリアの他側部および前記フランジ部材の前記ケースに対向している対向面を越えて延在するとともに、前記フランジ部材の前記孔内に挿入されて該フランジ部材に固定された筒体とをさらに備え、該筒体の前記孔を、配線を通す通路として使用するようにしたことを特徴とする、産業ロボットに用いられる回転駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業ロボットに用いられる回転駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の産業ロボットに用いられる回転駆動機構としては、例えば図４、５に示すようなものが知られている。このものは、内周に多数の歯13が設けられた回転ケース14と、回転ケース14内に設けられ、外周に回転ケース14の歯13より歯数が若干少なくかつ回転ケース14の歯13に噛み合う外歯15が設けられたピニオン16と、ピニオン16にクランク部18が挿入された２本以上のクランクシャフト19と、クランクシャフト19を回転可能に支持するキャリア17と、外周に外歯車21、22が取り付けられた回転体20と、を備え、駆動モータ26の出力軸24の一端に固定された外歯車25が前記外歯車22に噛み合うとともに、前記外歯車21が各クランクシャフト19の他端に固定された２個の外歯車23に噛み合うようにしたものである。
【０００３】
また、従来の産業ロボットに用いられる回転駆動機構としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものも知られている。
【特許文献１】実開平６−６７８６号公報
【０００４】
このものは、内周に多数の歯が設けられた環状部材と、環状部材内に設けられ、外周に環状部材の歯より歯数が若干少なくかつ環状部材の歯に噛み合う外歯が設けられた偏心ギアと、偏心ギアに偏心軸部が挿入された２本以上のクランク軸と、クランク軸を回転可能に支持する保持部材とを備えた偏心差動減速機を備えるとともに、前記保持部材の他側部には固定のベース部材が取り付けられ、また、保持部材より他側には前記クランク軸に駆動力を付与することで偏心ギアを偏心回転させるサーボモータが配置されている。
【０００５】
そして、前記保持部材および偏心ギア内に第２サーボモータによって駆動回転される円筒状の第１駆動シャフトを遊嵌するとともに、該第１駆動シャフト内に第３サーボモータによって駆動回転される円筒状の第２駆動シャフトを挿入し、該第２駆動シャフト内にケーブルを通すようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、製作費を安価とすることができる回転駆動機構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】
【０００７】
この発明は、内周に多数の歯が設けられたケースと、前記ケース内に設けられ、外周に前記ケースの前記歯より歯数が若干少なくかつ前記ケースの前記歯に噛み合う外歯が設けられたピニオンと、前記ピニオンにクランク部が挿入された２本以上のクランクシャフトと、前記クランクシャフトの両端部を回転可能に支持するキャリアとを備えた偏心差動減速機と、
前記クランクシャフトに駆動力を付与することで前記ピニオンを偏心回転させる駆動モータとを有する産業ロボットに用いられる回転駆動機構において、
前記偏心差動減速機の前記キャリアを前記ケースの半径方向内側に配置する一方、該キャリアと前記ケースとはこれらの間に介装される軸方向に離れた一対の軸受により相対回転可能とするとともに、
前記駆動モータを前記ピニオンの偏心運動中心より半径方向外側に配置し、
かつ、前記駆動モータが取り付けられる一方、その中央近傍に設けられた孔を有し、前記キャリアの前記駆動モータに近接する他側部に取り付けられるとともに、半径方向外端が前記キャリアの半径方向外端より半径方向外側まで延在し、当該延在する部分が前記ケースの軸方向他端面に対向しているフランジ部材と、
前記ピニオン内に遊嵌され、一端部が前記キャリアの一側部に取り付けられる一方、他端部が、前記キャリアの他側部および前記フランジ部材の前記ケースに対向している対向面を越えて延在するとともに、前記フランジ部材の前記孔内に挿入されて該フランジ部材に固定された筒体とをさらに備え、該筒体の前記孔を、配線を通す通路として使用するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この回転駆動機構によれば、製作費を安価とすることができる。
【実施例】
【０００９】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、29は図示していない産業ロボット機体やインデックス装置等の装置本体に固定されたフランジ部材であり、このフランジ部材29の中央近傍に設けられた孔（通路）には筒体32の他端部が挿入されて該フランジ部材29に固定されている。この筒体32の他端部は後述するキャリア44の他側部およびフランジ部材29の回転ケース36に対向している対向面を越えてフランジ部材29の孔（通路）まで延在している。また、これら筒体32、33は中央近傍に孔32ａ、33ａを有し、これらの孔32ａ、33ａは配線を通す通路30として使用される。前述したフランジ部材29、筒体32、33は全体として中央近傍に通路を有する固定部材31を構成する。
【００１０】
この固定部材31の外側には該固定部材31と同軸で円筒状をした回転ケース36が遊嵌され、この回転ケース36の内周でその軸方向中央部には円柱状をした多数のピン歯37がほぼ半分だけ埋設された状態で設けられている。そして、これらのピン歯37は軸方向に延びるとともに周方向に等距離離れて配置されている。39は円板状をした２個のピニオンであり、これらのピニオン39の中央部には前記筒体32より大径の貫通孔40が形成されている。そして、これらピニオン39は貫通孔40内に筒体32が遊嵌された状態で固定部材31と回転ケース36との間に設けられている。また、これらピニオン39の外周には回転ケース36のピン歯37より若干歯数が少ない外歯41が形成され、これらの外歯41はサイクロイド歯から構成されるとともに、前記ピン歯37に全歯で噛み合っている。44は固定部材31と回転ケース36との間、即ち回転ケース36の半径方向内側に設けられ、固定部材31に取り付けられたキャリアであり、このキャリア44はピニオン39の軸方向一側に配置された一側フランジ45と、ピニオン39の軸方向他側、即ち、後述する駆動モータ58に近接する側に配置された他側フランジ46と、これら一側、他側フランジ45、46同士を連結するとともにピニオン39内に遊嵌された軸方向に延びる複数本の連結ロッド47と、から構成されている。そして、このキャリア44の一側フランジ45には筒体32の一端部が取り付けられ、他側フランジ46にはフランジ部材29が取り付けられている。ここで、前記フランジ部材29の半径方向外端は前記キャリア44の半径方向外端より半径方向外側まで延在するとともに、当該延在する部分は前記回転ケース36の軸方向他端面に対向している。49は一側、他側フランジ45、46と回転ケース36との間に介装された一対の軸方向に離れた軸受であり、これらの軸受49によってキャリア44と回転ケース36とは相対回転可能となる。50は周方向に等距離離れて配置された軸方向に延びる２本以上、ここでは２本のクランクシャフトであり、各クランクシャフト50はその一端が軸受51を介して一側フランジ45に、他端部が軸受52を介して他側フランジ46に回転可能に支持されている。また、各クランクシャフト50は中央部に偏心した２個のクランク部53を有し、各クランク部53はそれぞれピニオン39に形成された貫通孔54にニードル軸受55を介装した状態で挿入されている。前述した回転ケース36、ピニオン39、キャリア44、クランクシャフト50は全体として、入力回転を高比で減速することができる偏心差動減速機56を構成する。
【００１１】
58は１台の駆動モータ（サーボモータ）であり、この駆動モータ58は他側フランジ46より他側で固定部材31の外側に配置、詳しくは筒体33の外周側でフランジ部材29に取り付けられて固定されており、この結果、この駆動モータ58は前記ピニオン39の偏心運動中心より半径方向外側に配置されていることになる。また、この駆動モータ58の出力軸59の一端が継手60を介していずれか１本のクランクシャフト50ａの他端に直結されている。この結果、前記駆動モータ58が作動して出力軸59からクランクシャフト50ａに駆動力が直接付与されると、該クランクシャフト50ａが回転してピニオン39が偏心回転（公転）する。61は他側フランジ46より他側で固定部材31の外側に配置、詳しくは筒体33の外周に固定され、前記駆動モータ58に重なり合う（軸方向位置が一致し、並設している）検出器としてのエンコーダであり、このエンコーダ61は前記駆動モータ58から180度離れて配置されるとともに、その検出軸62が残りのクランクシャフト50の１本、即ちクランクシャフト50ｂの他端に継手63を介して連結されている。そして、このエンコーダ61は同期して回転するクランクシャフト50の回転量を検出し、その検出結果を基に駆動モータ58を制御する。65は前記フランジ部材29と筒体33の他端とに連結され、駆動モータ58およびエンコーダ61を覆う有底円筒状のカバーであり、66は回転ケース36と一側フランジ45との間および回転ケース36とフランジ部材29との間にそれぞれ介装されたオイルシールである。
【００１２】
次に、この発明の実施例の作用について説明する。
今、駆動モータ58が作動して出力軸59の回転がクランクシャフト50ａに伝達され、これにより、ピニオン39が該クランクシャフト50ａと同一回転数で偏心回転（公転）し、また、クランクシャフト50ｂも同一回転数で回転しているとする。このとき、ピニオン39の外歯41は歯数が回転ケース36のピン歯37より若干少なく、かつ、該回転ケース36のピン歯37に全歯で噛み合っており、しかも、キャリア44が回転できないよう固定部材31に固定されているため、前記駆動モータ58の回転は高比に減速されて回転ケース36から取り出される。
【００１３】
ここで、前述のように駆動モータ58の出力軸59をクランクシャフト50ａに直結し、該クランクシャフト50ａに駆動モータ58からの駆動力を、従来技術のような歯車を介することなく直接付与するようにしているため、歯車の噛み合いに基づくバックラッシや騒音が生じることはなく、これにより、低騒音としながら回転ケース36を高精度で減速回転させることができる。しかも、前述のように歯車を省略して駆動モータ58の出力軸59とクランクシャフト50ａを直結することにより、駆動モータ58をクランクシャフト50ａに接近させるとともに、エンコーダ61を駆動モータ58から分離して駆動モータ58から離れた他のクランクシャフト50ｂに連結するようにしているため、これら駆動モータ58とエンコーダ61とを互いに重なり合わせた状態（軸方向位置を一致させた並設状態）で配置することができ、これにより、装置全体の軸方向長さを飛躍的に短縮することができる。さらに、前述のことからエンコーダ61は発熱する駆動モータ58から離隔して配置され、これにより、エンコーダ61に対する駆動モータ58からの熱影響が低減してエンコーダ61の検出精度の低下が防止される。さらに、前述のように歯車を省略したので、製作費を安価とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
この発明は、産業ロボットに用いられる回転駆動機構に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施例を示す正面断面図である。
【図２】図１のＩーＩ矢視断面図である。
【図３】その概要を説明する正面断面図である。
【図４】従来の回転駆動機構の概要を示す正面断面図である。
【図５】その図２と同様の断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
31…固定部材               36…回転ケース
37…歯                     39…ピニオン
41…外歯                   44…キャリア
50…クランクシャフト       53…クランク部
58…駆動モータ             59…出力軸
【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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