JPS639955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多関節形の産業用ロボツトの第１ア
ームと第２アームを接続する関節部の構造に係
り、更に詳しくは、分解・組立を容易とした可搬
式ロボツトの前記関節部の構造に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来より使用されている多関節形の産業用ロボ
ツトの一例を、先ず第１図及び第２図に基づいて
説明する。図面において、１はベース、２はベー
ス１上で旋回する旋回テーブル、３は旋回テーブ
ル２に設けた関節軸４を中心として揺動する第１
アーム、５は第１アーム３の端部に設けた関節軸
６を中心として揺動する第２アームである。第１
アーム３は、プーリ９，１０及びタイミングベル
ト１３を介して駆動係７により揺動される。ま
た、第２アーム５は、プーリ１１，１２及びタイ
ミングベルト１４並びにチエーン１６及びスプロ
ケツト（チエーン１６及びスプロケツト１５につ
いては第４図を参照、またチエーン１６を駆動す
るスプロケツトは図示していない。）を介して駆
動源８により揺動される。駆動源４１は、プーリ
４２，４３及び図示しないタイミングベルト、ス
プロケツトを介してチエーン３０（第４図参照）。
を駆動し、チエーン３０はスプロケツト、チエー
ンを介して手首の曲げ軸を駆動する。駆動源５１
はプーリ５２，５３、タイミングベルト５４及び
図示しないスプロケツトを介してチエーン３２
（第４図参照。）を駆動し、チエーン３２はスプロ
ケツト、チエーンを介して手首の振り軸を駆動す
る。

次に、従来の可搬式の多関節形の産業用ロボツ
トの第１アームと第２アームを接続する関節部の
一例を第４図及び第５図に基づいて説明する。

第１アーム３と第２アーム５を接続する関節軸
６は、内側にボス２６を嵌装した軸受２４及び６
０を介して第１アーム３に回転自在に支承されて
いる。第２アーム５の端部は２個に分岐されてそ
れぞれに関節軸挿通孔が 設されてある。また、
それぞれの分岐端部は、後述の組立作業の為に、
第５図に示すように、側面より関節軸挿通孔に通
じる該挿通孔の直径に等幅の切欠き溝が設けられ
ている。第２アーム５の分岐端部は、それぞれ第
１アーム３との軸受２４及び２０の内側にて、前
前記孔に関節軸６を嵌着して、関節軸６に固定さ
れている。固定要領は後述する。第２アーム５の
２個の分岐端部の間には、第２アーム及び手首の
駆動手段の一部のスプロケツト１５，１９，２０
が取付けられてある。スプロケツト１５は、関節
軸６にキー２８によつて回り止めされ、止め輪２
９によつて軸方向の位置を固定されて、関節軸６
に固定されている。スプロケツト１５にはチエン
１６が張架され、前述の如く駆動源８により駆動
され、第２アーム５が揺動される。スプロケツト
１９，２０は軸受３４，３５で関節軸６に支持さ
れ、それぞれチエン３０と３１及び３２と３３を
中介し、前述の如く手首の曲げ軸及び振り軸の駆
動手段の一部をなしている。

次に、第４，５図のロボツトの関節部の其他の
構造を、組立の手順と共に説明する。まず、関節
軸６にスプロケツト１５，１９，２０を組付け、
その部分組立体を第１アーム３の軸受２４，６０
を嵌着する孔３６内に挿入する。軸受２４，６０
には関節軸挿通孔を有するボス２６を嵌装してお
く。この軸受２４，６０を、外側より関節軸挿通
孔に関節軸６を挿入して、第１アーム３の孔３６
内に挿入する。軸受２４，６０は孔３６の段部２
５に係止せしめられるが、この時点では、軸受２
６，６０の内側端面と段部２５とは、いんろう部
３９（後述する。）の深さｈより大なる間隙を残
しておく。次に、第２アーム５の切欠き溝を関節
軸６に合わせて挿入し、第２アーム５の関節軸挿
入孔に関節軸６が挿入されたならば、前述の間隙
が無くなるまで、ボス２６を嵌着した軸受２４，
６０を押し込み、ボス２６のいんろう部と第２ア
ーム５のいんろう部を嵌合させる。第２アーム５
を直接関節軸６に固定しなく、ボス２６を介して
固定するので、いんろう部３９がアーム５とボス
２６の心合せをする為に必要である。次に、ボル
ト４０で第２アーム５とボス２６を締め付け、ボ
ス２６と関節軸６の間にキー２７を挿入し、ナツ
ト３８でボス２６を関節軸６に締付けることによ
り、関節部の組立が完了する。

第４図、第５図に示す従来のロボツトにおいて
は、関節部組立の際のいんろう部３９のはめあい
が盲作業となり、組立作業上非常に不利である。
また、第５図に示すように第２アーム５のいんろ
う部を切欠く必要があり、加工も大変である。い
んろう部の切欠きは、ばりの処理や、精度を出す
点から問題であるし、剛性も低くなる。

更に、問題点として、第２アーム５を駆動する
トルクの伝達が、関節軸６→キー２７→ボス２６
→ボルト４０→第２アーム５となつているのでこ
の部分の剛性が小さく、ロボツトの手首の位置決
め精度を低下させる原因になつていた。その上キ
ー部の面圧の関係からボス２６の材質は鋼の必要
があり、重量が重くなり、また、キー２７の長さ
をとるために、第１アーム３の幅寸法が大きなる
という不利がある。

このロボツトの関節部の第２アーム５の切欠部
をなくした場合を考えると、関節軸６を第１アー
ム３及び第２アーム５に途中まで挿入した状態
で、関節軸６にスプロケツト１９，１５，２０を
順番に取付けた後、関節軸６を第１アーム３及び
第２アーム５の関節軸挿入孔に完全に挿入して固
定すればよい。しかしながら、この作業は現実的
には極めて困難であると共に、分解は殆んど不可
能となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、部品に切欠等の特殊な加工を
施すことなしに第１アームと第２アームの関節部
の分解及び組立を容易に実施することができる関
節形ロボツトの関節部の構造を提供するにある。

本発明の他の目的は、軽量化が可能で、運搬を
容易とする関節形ロボツトの関節部の構造を提供
するにある。

〔発明の概要〕

本発明関節形ロボツトの関節部の構造は、次の
ように構成する。「軽合金で構成した第１アーム
に対して第２アームが関節軸及び、この関節軸上
に設けた軸受を介して回転自在に支承してあるも
のに於いて、前記第２アームの端部が２個に分岐
されて構成された分岐端部のそれぞれに孔が穿設
され、前記関節軸は前記孔の一方にのみキーを介
して回り止めして固定してあり、前記関節軸の前
記両分岐端の間には、前記第２アーム及び手首等
を駆動するためのスプロケツトが取り付けてあ
り、前記分岐端部に設けた前記孔のうちの他方の
孔は前記スプロケツトの外径より大で、外側の径
を更に大とする段部付き形状に構成してあり、こ
の孔には前記関節軸に嵌装してあり関節軸挿通孔
を有するフランジが外周縁を前記段部に係止させ
て固定してあり、前記第１アームの軸受挿入孔が
前記フランジの外径より更に大なる径とされ、該
軸受挿入孔は、軸受及び関節軸挿入孔を有するボ
スを介して前記関節軸を回転自在に支持してお
り、前記関節軸に前記スプロケツトを固定したま
まの状態で前記関節軸を前記軸受挿入孔及び前記
段部を付けた孔を通して分解組立できる構成に構
成してある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の関節形ロボツトの関節部の構造
を実施例の図面の第３図に基づいて説明する。第
３図の関節形ロボツトの関節部は、第４図に示し
た関節形ロボツトの関節部と同じ範ちゆうに属す
るもので、ロボツトの関節部として同一作動をな
すものである。従つて、本発明の特徴とする構成
部分以外は第４図の関節部と構成が同じである。
従つて、同一構成部分は同一符号で示し、重ねて
の説明を省略する。

このロボツトの関節部においては、第２アーム
５は軽量化を図るため軽合金の鋳物とされてい
る。従つて駆動トルクを伝達する第２アーム５の
一方の分岐端部（第３図で上側）の関節軸挿通孔
内壁部には、鋼材の埋込みブツシユ１７を第２ア
ーム５の軽合金に鋳ぐるんである。埋込ブツシユ
１７の外周部には回り止めと軸方向位置決めの為
の溝を設け、ブツシユ１７と第２アーム５本体と
の間のがたつき防止の手段を構じてある。また、
関節軸５との間にキー２７を挿入するキー溝を設
けてある。

第２アーム５の他方の分岐端部（第３図で下
側）には、スプロケツト１５，１９，２０の外径
より大なる関節軸挿通孔２１が 設され、孔２１
の外側は更に径を大とされ、段部２２が形成され
ている。関節軸挿通孔を有するフランジ２３が、
外周縁を段部２２に係止させて関節軸６に嵌装さ
れている。関節軸６は、埋込みブツシユ１７の挿
入孔とフランジ２３の挿入孔とにより、第２アー
ム５に対して が位置決めされる。

第１アーム３の軸受２４，６０を嵌装する孔３
６は、内側の径を第２アーム分岐端部の孔の外側
の径より大とし、段部２５を付して外側を更に大
径としてある。軸受２４及び６０はそれぞれ第１
アーム３の孔３６に挿入されて段部２５に係止せ
しめられる。軸受２４及び６０の内周面には、関
節軸挿通孔３７を有するボス２６が外側から押込
まれ外側のつば部で軸受２４及び６０に係止せし
められて嵌装されている。これによつて、第１ア
ーム３に対して関節軸６の を位置決めしてい
る。従つて、第１アーム３に対して関節軸６は軸
受２４及び２６で支持され、更にキー２７を挿入
することによつて関節軸６と第２アーム５は回転
方向に固定され、ナツト３８にてボス２６を締め
ることにより第１アーム３及び第２アーム５が軸
方向に固定されている。

組立順序を説明すると、まず関節軸６にスプロ
ケツト１５，１９，２０及びフランジ２３を取付
けて（フランジ２３の取付けはアームの孔への挿
入後でよい。）部分組立体を構成する。次に、第
１アーム３及び第２アームを接続位置に配置し、
前述の部分組立体を、大径の孔２１を有する第２
アーム分岐端部側（第３図の下側）より、第１ア
ーム３及び第２アームの孔に挿入し、フランジ２
３を第２アーム５の孔２１の段部２２に係止させ
る。次に軸受２４及び６０の内周面にボス２６圧
入したものを、ボス２６の孔３７に軸６を挿入さ
せて、第１アームの孔３６に挿入し、キー２７を
挿入し、ナツト３８を締付けることにより組立が
完了する。

この関節部の構造では、部品に特殊な切欠きは
設けられてなく、関節部の分解・組立を容易に実
施出来る。また、ボス２６を介さずにトルクを伝
達するので、ボス２６の材質を軽合金とし、更に
肉を盗むことが出来るので重量を軽減し、第１ア
ームの幅寸法を縮減してある。

〔発明の効果〕

本発明による関節形ロボツトの関節部は、以上
の如く構成され、作動し、且つ分解・組立される
ので、部品に切欠等の特殊な加工は施されてな
く、製作が容易であると共に、分解・組立を容易
に実施することができ、可搬式ロボツトにおける
関節部の構造として好適である。また、第２アー
ムを軽合金として軽量化が可能であると共に、第
２アームへボスを介さずトルクを伝達するので、
第２アーム駆動手段の剛性を大きくすることがで
きロボツトの位置決め精度を向上できる効果があ
る。

第２アームを軽量化することは、可搬式ロボツ
トの重量を単に低減して運搬を容易にすることが
できる等の効果があるだけでなく、更に著しい効
果をもたらすことができる。即ち、一例をあげる
と、可搬式ロボツトの全体の重量は40Kg程度であ
り、構造上手首に取付けられるトーチ等の工具の
重量は2.5Kg程度に限定される。ここで、第２ア
ームが１Kg軽量化されると、工具の重量を約１Kg
増加してもよいことになり、トーチ等の工具の機
能等の更に優れたものを塔載することができ、作
業能率を著しく向上することができることにな
る。

以上の如く本発明により直接的及間接的な多く
の効果がもたらされ、その総合的効果は顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は関節形ロボツトの一例の平
面図及び正面図、第３図及び第４図は関節形ロボ
ツトの関節部の本発明による実施例及び従来例の
断面図、第５図は第４図におけるＡ−Ａ線矢視断
面図である。 ３……第１アーム、５……第２アーム、６……
関節軸、１５，１９，２０……スプロケツト（第
２アーム及び手首等の駆動手段の一部）、１７…
…鋼製ブツシユ、２３……フランジ、２４，６０
……軸受、２６……ボス、２７……キー、３８…
…ナツト、４０……ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軽合金で構成した第１アームに対して第２ア
   ームが関節軸及び、この関節軸上に設けた軸受を
   介して回転自在に支承してあるものに於いて、前
   記第２アームの端部が２個に分岐されて構成され
   た分岐端部のそれぞれに孔が穿設され、前記関節
   軸は前記孔の一方にのみキーを介して回り止めし
   て固定してあり、前記関節軸の前記両分岐端の間
   には、前記第２アーム及び手首等を駆動するため
   のスプロケツトが取り付けてあり、前記分岐端部
   に設けた前記孔のうちの他方の孔は前記スプロケ
   ツトの外径より大で、外側の径を更に大とする段
   部付き形状に構成してあり、この孔には前記関節
   軸に嵌装してあり関節軸挿通孔を有するフランジ
   が外周縁を前記段部に係止させて固定してあり、
   前記第１アームの軸受挿入孔が前記フランジの外
   径より更に大なる径とされ、該軸受挿入孔は、軸
   受及び関節軸挿入孔を有するボスを介して前記関
   節軸を回転自在に支持しており、前記関節軸に前
   記スプロケツトを固定したままの状態で前記関節
   軸を前記軸受挿入孔、及び前記段部を付けた孔を
   通して分解組立できる構造に構成してあることを
   特徴とする関節形ロボツトの関節部の構造。