(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転アクチュエータと、
この回転アクチュエータの回転出力軸の先端部に同軸状態に固定した駆動側傘歯車と、
前記回転出力軸の中心軸線に直交する方向に配列されている関節軸と、
この関節軸に同軸状態に固定され、前記駆動側傘歯車に噛み合っている従動側傘歯車と、
前記関節軸に連結され、当該関節軸に直交する方向に延びている旋回アームと、
この旋回アームに連結されている指本体と、
先端が封鎖され、後端が開口部となっている筒状ハウジングとを有し、
前記筒状ハウジングには、前記関節軸、前記従動側傘歯車および前記駆動側傘歯車が収納されており、
前記関節軸の軸端部のうち、少なくとも一方の第１軸端部が前記筒状ハウジングを貫通して外側に突出し、当該筒状ハウジングの外側において、前記第１軸端部に前記旋回アームが連結されており、
前記筒状ハウジングの前記開口部は、当該筒状ハウジングに取り付けた前記回転アクチュエータの本体先端部によって封鎖されており、
前記筒状ハウジングの前記先端部は前記関節軸を中心として円弧状に突出した円弧状先端部であり、
この円弧状先端部のうち、前記従動側傘歯車を覆っている部分のみが、他の第１円弧状先端部分より大きな半径の第２円弧状先端部分とされており、
前記指本体の後端は、前記関節軸を中心として、前記第１円弧状先端部分の外側表面に沿って旋回するようになっていることを特徴とするロボットハンドの指ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドの指ユニットにおいて、
前記筒状ハウジングにおける前記関節軸の軸線方向の両端位置には、第１および第２開口部が形成されており、
前記第１開口部を通って前記第１軸端部が筒状ハウジングの外側に突出しており、
前記筒状ハウジングにおける前記第１開口部の内側の部位に取り付けた第１軸受けによって、前記関節軸における前記第１軸端部が回転自在に支持されており、
前記第１開口部と前記関節軸の隙間はオイルシールによって封鎖されており、
前記第２開口部は、当該第２開口部にねじ込み固定した蓋部材によって封鎖されており、
当該蓋部材の内側端面に形成した円形凹部に装着した第２軸受けによって、前記関節軸における他方の第２軸端部が回転自在に支持されていることを特徴とするロボットハンドの指ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボットハンドの指ユニットにおいて、
前記従動側傘歯車と前記駆動側傘歯車の噛み合い状態などを調整するためのシム板が、前記駆動側傘歯車と、前記回転アクチュエータの前記本体先端部の先端面との間に挿入されていることを特徴とするロボットハンドの指ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットハンドの指ユニットの組み立て方法であって、
前記関節軸に前記従動側傘歯車と前記第１および第２軸受けとを組み付け、
これらを、前記第２開口部から前記筒状ハウジング内に挿入して位置決めし、
前記蓋部材を前記第２開口部にねじ込み固定し、
前記オイルシールを装着し、
前記筒状ハウジングの後端の前記開口部から、前記駆動側傘歯車および前記シム板が取り付けられている前記回転アクチュエータの先端部分を挿入して、当該駆動側傘歯車を前記従動側傘歯車に噛み合わせ、
前記筒状ハウジングに前記回転アクチュエータを締結固定することを特徴とするロボットハンドの指ユニットの組立方法。
【請求項５】
請求項１に記載のロボットハンドの指ユニットにおいて、
前記指本体に内蔵されている第２回転アクチュエータと、
この第２回転アクチュエータの第２回転出力軸の先端部に同軸状態に固定した第２駆動側傘歯車と、
前記第２回転出力軸の中心軸線に直交する方向に配列されている第２関節軸と、
この第２関節軸に同軸状態に固定され、前記第２駆動側傘歯車に噛み合っている第２従動側傘歯車と、
前記第２関節軸に連結され、当該第２関節軸に直交する方向に延びている第２および第３旋回アームと、
先端が封鎖され、後端が開口部となっている第２筒状ハウジングとを有し、
前記第２筒状ハウジングには、前記第２関節軸、前記第２従動側傘歯車および前記第２駆動側傘歯車が収納されており、
前記第２関節軸の第１軸端部および他方の第２軸端部の双方が前記第２筒状ハウジングから外側に突出しており、
前記第２関節軸の前記第１軸端部に前記第２旋回アームが固定され、前記第２軸端部に前記第３旋回アームの他方が固定されており、
前記第２筒状ハウジングにおける前記第２関節軸の軸線方向の両端位置に第３および第４開口部が形成されており、
前記第３開口部を通って前記第２関節軸の前記第１軸端部が突出しており、前記第４開口部を通って前記第２軸端部が突出しており、
前記第３開口部の内周面と前記第２関節軸の前記第１軸端部の間に装着した第３軸受け、および、前記第４開口部の内周面と前記第２軸端部の間に装着した第４軸受けによって、前記第２関節軸が回転自在の状態で支持されており、
前記第２旋回アームおよび前記第３旋回アームによって、前記第３軸受けおよび前記第４軸受けの前記軸線方向の移動が拘束されていることを特徴とするロボットハンドの指ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のロボットハンドの指ユニットにおいて、
前記第２旋回アームおよび前記第３旋回アームの先端部分は、前記第２関節軸の軸線方向に折れ曲がって相互に接近する方向に延びており、これらの先端部分が相互に連結固定されていることを特徴とするロボットハンドの指ユニット。
【請求項７】
請求項５または６に記載のロボットハンドの指ユニットにおいて、
前記第２従動側傘歯車と前記第２駆動側傘歯車の噛み合い状態などを調整するための第２シム板が、前記第２駆動側傘歯車と、前記第２回転アクチュエータの本体先端部の先端面との間に挿入されていることを特徴とするロボットハンドの指ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のロボットハンドの指ユニットの組立方法であって、
前記第２関節軸に前記第２従動側傘歯車と前記第４軸受けを組み付け、
これらを、前記第３開口部から前記第２筒状ハウジング内に挿入して位置決めし、
前記第３開口部と前記第２軸端部の間に外側から前記第３軸受けを装着し、
前記第２旋回アームおよび前記第３旋回アームを前記第２関節軸の前記第１および第２軸端部に固定し、
前記第２筒状ハウジングの後端の前記開口部から、前記第２駆動側傘歯車および前記第２シム板が取り付けられている前記第２回転アクチュエータの先端部分を挿入して、前記第２従動側傘歯車に前記第２駆動側傘歯車を噛み合わせ、
前記第２筒状ハウジングに前記第２回転アクチュエータを固定することを特徴とするロボットハンドの指ユニットの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で正確に飛来物体などを掴むことができるロボットハンドの指ユニットおよび、その組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットハンドに用いる指ユニットは一般に多関節構造とされている。多関節の指ユニットによって物体の把握、摘み、投擲動作を高速かつ確実に行い得るようにするためには、各指ユニットを小型で軽量にする必要がある。このための指ユニット、および当該指ユニットを用いたロボットハンド用掌機構は、下記の特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
これらの特許文献に記載の指ユニットでは関節部に傘歯車を用いており、傘歯車の回転軸を支持している軸受けの間の位置において、当該回転軸に連結部材を取り付け、この連結部材の先端に指本体を取り付け、指本体を、傘歯車の回転軸を中心として旋回させるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１２２３３９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８１６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ロボットハンドは、粉塵が多く発生する環境下で使用される場合がある。この場合には、ロボットハンドの指ユニットの関節部分を構成している傘歯車の噛み合い部分、傘歯車の回転軸の軸受け部分に異物が侵入して、噛み合い不良、軸受け不良などが発生する可能性が高いという問題点がある。
【０００５】
また、クリーンルームでロボットハンドが使用される場合には、その関節部分における傘歯車の噛み合い部分、軸受け部分に塗布あるいは供給されている潤滑剤が飛散して、クリーンルームの清浄度を劣化させてしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明の課題は、このような弊害を解消可能な軽量でコンパクトな構成のロボットハンドの指ユニット、およびその組立方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明のロボットハンドの指ユニットは、
回転アクチュエータと、
この回転アクチュエータの回転出力軸の先端部に同軸状態に固定した駆動側傘歯車と、
前記回転出力軸の中心軸線に直交する方向に配列されている関節軸と、
この関節軸に同軸状態に固定され、前記駆動側傘歯車に噛み合っている従動側傘歯車と、
前記関節軸に連結され、当該関節軸に直交する方向に延びている旋回アームと、
この旋回アームに連結されている指本体と、
先端が封鎖され、後端が開口部となっている筒状ハウジングとを有し、
前記筒状ハウジングには、前記関節軸、前記従動側傘歯車および前記駆動側傘歯車が収納されており、
前記関節軸の軸端部のうち、少なくとも一方の第１軸端部が前記筒状ハウジングを貫通して外側に突出し、当該筒状ハウジングの外側において、前記第１軸端部に前記旋回アームが連結されており、
前記筒状ハウジングの前記開口部は、当該筒状ハウジングに取り付けた前記回転アクチュエータの本体先端部によって封鎖されており、
前記筒状ハウジングの前記先端部は前記関節軸を中心として円弧状に突出した円弧状先端部であり、
この円弧状先端部のうち、前記従動側傘歯車を覆っている部分のみが、他の第１円弧状先端部分より大きな半径の第２円弧状先端部分とされており、
前記指本体の後端は、前記関節軸を中心として、前記第１円弧状先端部分の外側表面に沿って旋回するようになっていることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、指ユニットの関節部分を構成している双方の傘歯車および関節軸が、先端が封鎖されている筒状ハウジングに収納されており、当該筒状ハウジングの後端の開口部が当該筒状ハウジングに締結固定した回転アクチュエータによって封鎖されている。したがって、関節部分の噛み合い部分、回転摺動部分に外側から異物が侵入することを防止できる。また、これらの部分から潤滑剤が外部に飛散することも防止できる。よって、粉塵の多い場所やクリーンルームで使用するのに適した軽量でコンパクトなロボットハンドの指ユニットを実現できる。
【０００９】
また、筒状ハウジングの先端部の全体を、従動側傘歯車を覆うことのできる大きさの円弧状先端部とすると、その内部において、従動側傘歯車が取り付けられていない関節軸の外周部分に大きなデッドスペースができてしまう。また、旋回アームの先端に取り付けられている指本体は、当該先端部に干渉することなく旋回できるように、関節軸から距離を離す必要があり、そのために旋回アームが長くなってしまう。さらに、回転アクチュエータの最大出力トルクの制約により、旋回アームが長くなると推力を大きくとれない。
【００１０】
本発明では、従動側傘歯車以外の部分は小径の円弧状先端部分で覆い、その外側表面に沿って指本体を旋回させるようにしている。この結果、筒状ハウジング内の無駄なスペースを無くすことができる。また、指本体を関節軸に近づけることができるので、旋回アームの長さを短くできる。さらに、負荷トルクを低減でき、推力を大きくとることができる。
【００１１】
ここで、本発明のロボットハンドの指ユニットは、
前記筒状ハウジングにおける前記関節軸の軸線方向の両端位置には、第１および第２開口部が形成され、第２開口部は前記従動側傘歯車を挿入可能な大きさとされており、
前記第１開口部を通って前記第１軸端部が筒状ハウジングの外側に突出しており、
前記筒状ハウジングにおける前記第１開口部の内側の部位に取り付けた第１軸受けによって、前記関節軸における前記第１軸端部が回転自在に支持されており、
前記第１開口部と前記関節軸の隙間はオイルシールによって封鎖されており、
前記第２開口部は、当該第２開口部にねじ込み固定した蓋部材によって封鎖されており、
当該蓋部材の内側端面に形成した円形凹部に装着した第２軸受けによって、前記関節軸における他方の第２軸端部が回転自在に支持されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、関節軸を回転自在に支持している一方の軸受けの外側がオイルシールによって封鎖され、他方の軸受けは蓋部材によって外側から遮断されている。よって、軸受け部分が外部から遮断されているので、外部から異物が軸受け部分に侵入することを確実に阻止でき、また、軸受け部分から外部に潤滑剤などが飛散してしまうことも確実に阻止できる。また、大きな第２開口部を利用して、関節軸、従動側傘歯車、第１および第２軸受けを筒状ハウジング内に組み込む作業を簡単に行うことができる。
【００１４】
次に、従動側傘歯車と駆動側傘歯車の噛み合い状態などを調整するためには、シム板を、前記駆動側傘歯車と、前記回転アクチュエータの前記本体先端部の先端面との間に挿入すればよい。
【００１５】
上記構成のロボットハンドの指ユニットは、次のようにして簡単に組み立てることが可能である。すなわち、本発明のロボットハンドの指ユニットの組立方法は、前記関節軸に前記従動側傘歯車と前記第１および第２軸受けとを組み付け、これらを、前記第２開口部から前記筒状ハウジング内に挿入して位置決めし、前記蓋部材を前記第２開口部にねじ込み固定し、前記オイルシールを装着し、前記筒状ハウジングの後端の前記開口部から、前記駆動側傘歯車および前記シム板が取り付けられている前記回転アクチュエータの先端部分を挿入して、当該駆動側傘歯車を前記従動側傘歯車に噛み合わせ、前記筒状ハウジングに前記回転アクチュエータを締結固定することを特徴としている。
【００１６】
一方、本発明のロボットハンドの指ユニットは、
前記指本体に内蔵されている第２回転アクチュエータと、
この第２回転アクチュエータの第２回転出力軸の先端部に同軸状態に固定した第２駆動側傘歯車と、
前記第２回転出力軸の中心軸線に直交する方向に配列されている第２関節軸と、
この第２関節軸に同軸状態に固定され、前記第２駆動側傘歯車に噛み合っている第２従動側傘歯車と、
前記第２関節軸に連結され、当該第２関節軸に直交する方向に延びている第２および第３旋回アームと、
先端が封鎖され、後端が開口部となっている第２筒状ハウジングとを有し、
前記第２筒状ハウジングには、前記第２関節軸、前記第２従動側傘歯車および前記第２駆動側傘歯車が収納されており、
前記第２関節軸の第１軸端部および他方の第２軸端部の双方が前記第２筒状ハウジングから外側に突出しており、
前記第２関節軸の前記第１軸端部に前記第２旋回アームが固定され、前記第２軸端部に前記第３旋回アームの他方が固定されており、
前記第２筒状ハウジングにおける前記第２関節軸の軸線方向の両端位置に第３および第４開口部が形成されており、
前記第３開口部を通って前記第２関節軸の前記第１軸端部が突出しており、前記第４開口部を通って前記第２軸端部が突出しており、
前記第３開口部の内周面と前記第２関節軸の前記第１軸端部の間に装着した第３軸受け、および、前記第４開口部の内周面と前記第２軸端部の間に装着した第４軸受けによって、前記第２関節軸が回転自在の状態で支持されており、
前記第２旋回アームおよび前記第３旋回アームによって、前記第３軸受けおよび前記第４軸受けの前記軸線方向の移動が拘束されていることを特徴している。
【００１８】
また、前記第２旋回アームおよび前記第３旋回アームの先端部分を、前記第２関節軸の軸線方向に折れ曲がって相互に接近する方向に延ばし、これらの先端部分を相互に連結固定することができる。このようにすれば、第２および第３旋回アームの連結体を指先として用いることができる。
【００１９】
さらに、前記第２従動側傘歯車と前記第２駆動側傘歯車の噛み合い状態などを調整するために、シム板を、前記第２駆動側傘歯車と、前記第２回転アクチュエータの前記本体先端部の先端面との間に挿入すればよい。
【００２０】
次に、この構成のロボットハンドの指ユニットの組立方法は、
前記第２関節軸に前記第２従動側傘歯車と前記第４軸受けを組み付け、
これらを、前記第３開口部から前記第２筒状ハウジング内に挿入して位置決めし、
前記第３開口部と前記第２軸端部の間に外側から前記第３軸受けを装着し、
前記第２旋回アームおよび前記第３旋回アームを前記第２関節軸の前記第１および第２軸端部に固定し、
前記第２筒状ハウジングの後端の前記開口部から、前記第２駆動側傘歯車および前記第２シム板が取り付けられている前記第２回転アクチュエータの先端部分を挿入して、前記第２従動側傘歯車に前記第２駆動側傘歯車を噛み合わせ、
前記第２筒状ハウジングに前記第２回転アクチュエータを固定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のロボットハンドの指ユニットでは、その関節部分が筒状ハウジングによって覆われており、当該筒状ハウジングの後端の開口部が、そこに締結固定した回転アクチュエータの本体先端部によって封鎖されている。したがって、実質的に密閉型の関節部分を備えた指ユニットを実現できる。よって、粉塵の発生の多い場所での使用、クリーンルームでの使用に適した軽量でコンパクトなロボットハンドの指ユニットを実現できる。また、シール付き軸受を使用することで、粉塵の侵入および潤滑剤などが飛散してしまうことを阻止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した高速ロボットハンドの多関節指ユニットを説明する。
【００２３】
図１（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態に係る高速ロボットハンドの多関節指ユニットの表面側および裏面側を示す外観斜視図である。図２（ａ）ないし（ｄ）は多関節指ユニットの平面図、側面図、先端側の端面図、および後端側の端面図である。図３は図２（ｃ）のＡ−Ａ線で切断した場合の縦断面図である。
【００２４】
多関節指ユニット１は、指付け根部２と、この指付け根部２の先端に取り付けた第１関節部３と、この第１関節部３の先端に取り付けた指本体部４と、この指本体部４の先端に取り付けた第２関節部５と、この第２関節部５の先端に取り付けた指先部６を備えた２関節型の指ユニットである。
【００２５】
指付け根部２は、全体として矩形の筒状ハウジング７の内部に、モータ８ａおよび減速機８ｂが同軸状態で連結された構成の回転アクチュエータ８が内蔵されており、筒状ハウジング７の後端にはカップ状のエンコーダケース７ａが同軸状態に取り付けられている。回転アクチュエータ８の先端部２ａからは前方に向けて回転出力軸９が突出している。この回転出力軸９には、同軸状態で駆動側傘歯車１０が固定されている。この駆動側傘歯車１０の中空歯車軸１０ａの後端面と先端部２ａの間には、必要に応じて、シム板１２が挿入されている。
【００２６】
第１関節部３は矩形断面の筒状ハウジング１３を備え、この後端開口部１３Ａは、指付け根部２の筒状ハウジング７によって封鎖されている。また、この状態で、筒状ハウジング１３が指付け根部２の筒状ハウジング７に、２本の締結ねじ７ｂによって締結固定されている。
【００２７】
筒状ハウジング１３の内部には、後端開口部１３Ａから挿入されている駆動側歯車１０に噛み合っている従動側傘歯車１４が配置されている。この従動側傘歯車１４は、回転出力軸９の軸線９ａに直交する方向に配列されている関節軸１５に同軸状に固定されている。関節軸１５は、その軸線１５ａの方向の両端に位置している筒状ハウジング１３の左右の側板部分１３ａ、１３ｂの間に架け渡されており、側板部分１３ａの側に配置されている第１軸受け１６と、側板部分１３ｂの側に配置されている第２軸受け１７とによって、回転自在の状態で支持されている。
【００２８】
関節軸１５における側板部分１３ａの側の軸端部１５ｂは、当該側板部分１３ａに形成した開口部１８から外側に突出している。この軸端部１５ｂには、旋回アーム２０の後端部２０ａが固定されている。旋回アーム２０は、関節軸１５に直交する方向に延びており、指本体部４と一体構造となっており、内部に配置されている回転アクチュエータ４２の動力線および信号線のクランプおよび粉塵侵入を防ぐためにカバー２０ｂが取り付けられている。部品の加工を容易にするために、旋回アーム２０と指本体部４を分割構造にすることもできる。
【００２９】
筒状ハウジング１３の他方の側板部分１３ｂには、従動側傘歯車１４を通すことのできる大きさの円形開口部２１が形成されている。この円形開口部２１は、内周面に雌ねじが刻まれたねじ穴であり、ここには、外側から円形蓋部材２２がねじ込み固定され、当該円形蓋部材２２によって円形開口部２１が封鎖されている。円形蓋部材２２の内側面には同心状に円形凹部２２ａが形成されており、ここに第２軸受け１７が装着され、当該第２軸受け１７を介して、関節軸１５の第２軸端部１５ｃが回転自在の状態で支持されている。関節軸１５における第２軸端部１５ｃの隣接部分には従動側傘歯車１４が装着されている。従動側傘歯車１４は、関節軸１５に形成されている大径のフランジ１５ｄと第２軸受け１７の間に挟まれた状態となっている。
【００３０】
関節軸１５を支持している他方の第１軸受け１６は、側板部分１３ａの開口部１８の内側面に形成した円形凹部１８ａに装着されている。円形凹部１８ａは開口部１８よりも一回り大きく、その円環状の凹部底面と、関節軸１５に形成されている円環状段面１５ｅとの間に第１軸受け１６が挟まれた状態となっている。また、関節軸１５における開口部１８を貫通している軸部分と、当該開口部１８の内周面との隙間は、ここに装着したオイルシール２３によって封鎖されている。
【００３１】
次に、筒状ハウジング１３の先端部１３Ｂは円弧状に突出した円弧状先端部となっている。本例では、円弧状先端部１３Ｂは、従動側傘歯車１４以外の関節軸１５の部分を覆っている一定幅の第１円弧状先端部分２４と、従動側傘歯車１４の部分を覆っている一定幅の第２円弧状先端部分２５とを備えている。これら第１、第２円弧状先端部分２４、２５は、関節軸１５の軸線１５ａを中心とする円弧面によって規定されており、第１円弧状先端部分２４は第２円弧状先端部分２５より小径である。
【００３２】
次に、指本体部４は、全体としてほぼ矩形の筒状ハウジング４１と、この内部に配置されている回転アクチュエータ４２とを備えている。指本体部４は、第１関節部３の筒状ハウジング先端の第１円弧状先端部分２４とほぼ同一の幅のものであり、その後端部４ａは、第２円弧状先端部分２５よりも関節軸１５に近い位置にある。したがって、当該後端部４ａは、第２円弧状先端部分２５より小径の第１円弧状先端部分２４の表面に沿った旋回軌跡を描く。
【００３３】
回転アクチュエータ４２は、上記の指付け根部２の回転アクチュエータ８と同様な機構であり、モータ４２ａおよび減速機４２ｂを備えており、その先端から突出している回転出力軸４３には同軸状態で駆動側傘歯車４４が固定されている。
【００３４】
次に、指本体部４の先端に取り付けられている第２関節部５は、矩形断面の筒状ハウジング５１を備えている。筒状ハウジング５１は、その矩形の後端開口部５２に同軸状態で指本体部４の先端部４ｂが挿入された状態で、当該指本体部４の筒状ハウジング４１に２本の締結ねじ５１ａによって締結固定されている。筒状ハウジング５１の先端部５３は、一回り小さな矩形筒状部分５４と、この矩形筒状部分５４の先端を封鎖している円弧状部分５５によって規定されている。この形状の先端部５３の内部には、回転出力軸４３の先端に取り付けた駆動側傘歯車４４に噛み合っている従動側傘歯車５６が配置されており、この従動側傘歯車５６は、回転出力軸４３の軸線４３ａに直交する方向に延びる関節軸５７に同軸状に固定されている。
【００３５】
先端部５３における関節軸５７の軸線方向の両端に位置している側板部分５３ａ、５３ｂには、それぞれ、円形開口部５３ｃ、５３ｄが形成されている。各円形開口部５３ｃ、５３ｄには第１軸受け５８および第２軸受け５９が外側から装着され、これらの軸受け５８、５９によって関節軸５７の両軸端部分が回転自在の状態で支持されている。関節軸５７の軸端部５７ａ、５７ｂは、軸受け５８、５９から外側に突出している。これらの軸端部５７ａ、５７ｂには、指先部６が取り付けられている。
【００３６】
指先部６は、左右対称形状の第１旋回アーム６１および第２旋回アーム６２を備えている。これらの旋回アーム６１、６２は、関節軸５７の軸端部５７ａ、５７ｂに固定されている後側部分６１ａ、６２ａと、これらから前方に延びると共に相互に接近する方向に直角に折れ曲がっている前側部分６１ｂ、６２ｂとを備えている。双方の前側部分６１ｂ、６２ａの先端面が相互に当接した状態で、これらが連結固定されている。前側部分６１ｂ、６２ｂの前面には部品連結用の雌ねじ６１ｃ、６２ｃがあり、ワークに合わせて任意の形状、材質からなる指先部品をボルト等で接続できるようになっている。指先部品を前側部分６１ｂ、６２ｂにボルト等で連結することで、旋回アーム６１、６２は指先部品の連結アームとして機能する。
【００３７】
（第１関節部の組立方法）
上記構成の第１関節部３の各部品は次のようにして組み付けることができる。まず、関節軸１５の第１軸端部１５ｂの側から第１軸受け１６を装着する。また、関節軸１５の第２軸端部１５ｃの側から、従動側傘歯車１４および第２軸受け１７をこの順序で装着する。第１軸受け１６、第２軸受け１７および従動側傘歯車１０が取り付けられた関節軸１５を、筒状ハウジング１３の開口部２１から挿入し、その第１軸端部１５ｂが他方の開口部１８に差し通された状態となるように装着する。
【００３８】
この後は、円形蓋部材２２を開口部２１にねじ込み固定して、関節軸１５が回転自在の状態で筒状ハウジング内に装着された状態を形成する。また、開口部１８の外側から、オイルシール２３を挿入して、当該開口部１８と関節軸１５の軸部分との隙間を封鎖する。
【００３９】
次に、筒状ハウジング１３の後端開口部１３Ａから指付け根部２の先端部２ａを差し込み、その駆動側傘歯車１０を従動側傘歯車１４に噛み合わせる。ここで、両歯車の噛み合い状態の調整、および、軸受けのスライド隙間の調整を、シム板１２を挿入することにより行う。調整後に、筒状ハウジング１３と指付け根部２の筒状ハウジング７を締結固定する。
【００４０】
このように、本例の第１関節部３では、各部品を組み付けるための作業を極めて簡単に行うことができる。また、組み付けに際して用いるねじ類の本数も少なくて済む。
【００４１】
（第２関節部の組立方法）
次に、第２関節部５の各部品は次のようにして組み付けることができる。まず、関節軸５７に第２軸受け５９および従動側傘歯車５６を装着する。これらが装着された関節軸５７を、開口部５３ｂから筒状ハウジング５１の内部に挿入して、その第１軸端部５７ａを開口部５３ｃから突出させた状態で装着する。
【００４２】
この後は、開口部５３ｃに外側から第１軸受け５８を装着する。次に、筒状ハウジング５１の両側から突出している関節軸５７の第１軸端部５７ａに第１旋回アーム６１の後端部６１ａを固定し、第２軸端部５７ｂに第２旋回アーム６２の後端部６２ａを固定する。さらに、これら第１、第２旋回アーム６１、６２の先端部を相互に締結固定する。この結果、筒状ハウジング５１の開口部５３ｃ、５３ｄに外側から装着されている第１軸受け５８および第２軸受け５９が、外側から第１および第２の旋回アーム６１、６２の後端部６１ａ、６２ａによって挟まれて、そのスラスト方向の移動が規制された状態になる。
【００４３】
次に、筒状ハウジング５１の後端開口部５２から指本体部４の先端部４ｂを差し込み、その駆動側傘歯車４４を従動側傘歯車５６に噛み合わせる。ここで、両歯車の噛み合い状態の調整、および、軸受けのスライド隙間の調整は、駆動側傘歯車４４と先端部４ｂの先端面との間に、シム板４５を挿入することにより行うことができる。調整後に、筒状ハウジング５１と指本体部４の筒状ハウジング４１を相互に締結固定する。
【００４４】
このように、本例の第２関節部５においても、各部品を組み付けるための作業を極めて簡単に行うことができる。また、組み付けに際して用いるねじ類の本数も少なくて済む。
【００４５】
（多関節指ユニットの作用効果）
上記構成の多関節指ユニット１では、第１関節部３の関節軸１５を中心として、指本体部４を上下にほぼ１８０度の角度範囲で旋回させることができる。また、第２関節部５の関節軸５７を中心として、指先部６を同じく、上下にほぼ１８０度の角度範囲で旋回させることができる。これら指本体部４および指先部６を同時あるいは個別に旋回させることにより、ロボットハンドに要求される各種の動作を実現できる。一般的なロボットハンドの掌機構では、複数本の多関節指ユニットが共通のベース板に取り付けられ、これらを同時あるいは個別に駆動するように構成される。
【００４６】
本例の多関節指ユニット１では、その関節部３、５が筒状ハウジング１３、５１によって覆われ、実質的に密閉状態の内部に、傘歯車、軸受け部分が収納されている。したがって、粉塵の多い場所で使用した場合に、異物が歯車の噛み合い部分、軸受け部分に侵入して、円滑な動作が阻害されてしまうなどの弊害を防止できる。また、歯車の噛み合い部分、軸受け部分に塗布あるいは供給される潤滑剤が外部に飛散することがないので、クリーンルームで使用した場合に、そこを汚染してしまうこともない。特に、第１関節部３は密閉度が高いのでクリーンルームなどにおいて用いるのに特に適している。
【００４７】
次に、本例の第１関節部３では、その筒状ハウジング３の先端部１３Ｂは、従動側傘歯車１４を覆っている部分のみを大径の円弧状先端部分２５としてある。したがって、筒状ハウジング１３内の無駄なスペースを少なくできる。また、小径の円弧状先端部分２４には、指本体部４の後端部４ａを接近させ、当該後端部４ａと関節軸１５の距離を短くしてある。したがって、関節軸１５と指本体部４を連結している旋回アーム２０を短くでき、その分、負荷トルクを低減できる（推力を大きくとることができる。）。
【００４８】
（その他の実施の形態）
上記の第１関節部３では、関節軸１５の第１軸端部１５ｂのみを筒状ハウジング１３から外側に突出させて、そこに旋回アーム２０を取り付けてある。関節軸１５の両端を筒状ハウジング１３の両側から突出させ、２本の旋回アームを各軸端部に取り付け、これらの旋回アームによって指本体部４を支持するようにしてもよい。
【００４９】
また、第２関節部５では、関節軸５７の両端を筒状ハウジング５１から外部に突出させ、２本の旋回アーム６１、６２を取り付けているが、一方の軸端部のみを突出させ、そこに１本の旋回アームを取り付けるようにしてもよい。
【００５０】
さらに、上記の例では、第１関節部３および第２関節部５が異なる構造となっている。この代わりに、第１関節部３および第２関節部５を、双方ともに、第１関節部３と同一の構造の関節部とすることもできる。また、双方の関節部を、第２関節部５と同一の構造の関節部とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用した高速ロボットハンドの多関節指ユニットの表面側および裏面側を示す外観斜視図である。
【図２】（ａ）ないし（ｄ）は多関節指ユニットの平面図、側面図、先端側の端面図、および後端側の端面図である。
【図３】図２（ｃ）のＡ−Ａ線で切断した場合の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  多関節指ユニット、２  指付け根部、３  第１関節部、４  指本体部、５  第２関節部、６  指先部、７  筒状ハウジング、８  回転アクチュエータ、９  回転軸、１０  駆動側傘歯車、１２  シム板、１３  筒状ハウジング、１３Ａ  後端開口部、１３Ｂ  先端部、１４  従動側傘歯車、１５  関節軸、１６  第１軸受け、１７  第２軸受け、１８  開口部、２０  旋回アーム、２１  円形開口部、２２  円形蓋部材、２３  オイルシール、２４  第１円弧状先端部、２５  第２円弧状先端部、４１  筒状ハウジング、４２  回転アクチュエータ、４３  回転出力軸、４４  駆動側傘歯車、５１  筒状ハウジング、５２  後端開口部、５３  先端部、５６  従動側傘歯車、５７  関節軸、５８，５９  軸受け、６１  第１旋回アーム、６２  第２旋回アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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