JPH0450464B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボツトや工作機械等におけ
る精密位置制御を必要とする旋回あるいは回転部
分に好適に使用できる液圧式の原動装置に関する
ものである。

(ロ) 従来技術 従来、かかる原動装置として、油圧モータとハ
ーモニツク減速機とを直列に接続し、前記ハーモ
ニツク減速機の出力軸から取り出される動力によ
つてロボツトの腕等を作動させ得るものがある
が、このようにモータと減速機とを格別に構成し
たものは、嵩が高く、特に軸心方向の寸法を短く
するのが難しい上、軽量化にも一定の限界があ
る。

そのため、近時、第１図に示すように油圧モー
タａをハーモニツク減速機ｂの内部に収容したも
のが考えられている。すなわち、前記ハーモニツ
ク減速機ｂは、ハウジングｃに固設したサーキユ
ラ・スプラインｄの内側に可撓変形可能なカツプ
状のフレクスプラインｅを配設し、このフレクス
プラインｅをウエーブジエネレータｆにより変形
させて前記サーキユラ・スプラインｄに噛合させ
得るようにしたものである。そして、前記油圧モ
ータａの支軸ｇを前記ハウジングｃの端壁中心部
に固定するとともにこの支軸ｇ回りに回転する該
モータａのケーシングｈを前記フレクスプライン
ｅ内に配設し、このケーシングｈに前記ウエーブ
ジエネレータｆを一体に形成している。

ところが、このものは、可撓変形可能なフレク
スプラインｅの端面に出力軸ｉを取着し、この出
力軸ｉから動力を取り出すようにしているので、
前記ハウジングｃの端部に前記出力軸ｉを支承す
る軸受部ｊを設けることが不可欠となる。そのた
め、軸線方向の寸法を短かくするという効果が今
一つ十分なものとはいえなかつた。

(ハ) 目的 本考案は、このような事情によつてなされたも
ので、軸線方向の寸法を大幅に短くすることが可
能であり、ロボツトの腕関接部分をはじめ、狭小
な部位に無理なく配設できる原動装置を提供する
ものである。

(ニ) 構成 本考案は、かかる目的を達成するために、ハー
モニツク減速機のフレクスプラインの内部に液圧
モータのケーシングを収容するだけでなく、前記
ハーモニツク減速機のフレクスプラインを前記モ
ータの支軸を保持するカツプ状のハウジングに固
定し、前記ハウジングの内周の回転可能に支承さ
せたサーキユラ・スプラインから回転動力を取り
出し得るように構成したことを特徴とする。

(ホ) 実施例 以下、本発明の一実施例を第２図〜第４図を参
照して説明する。

本発明に係る原動装置は、第２図および第３図
に示すように、液圧モータ１の動力をハーモニツ
ク減速機２を介して出力するようにしている。

液圧モータ１は、偏心部３ａを有した支軸３
と、この支軸３の軸心O1回りに回転可能なケー
シング４とを有している。ケーシング４は、前記
支軸３の偏心部３ａを囲繞するカツプ状の本体部
４ａと、この本体４ａの開口部を閉塞する蓋部４
ｂとからなるもので、前記支軸３の一端部は前記
蓋部４ｂを嵌通してケーシング４外へ突出してい
る。また、前記ケーシング４の内周に奇数個の平
面部４ｃを円周方向に等角間隔をあけて形成して
いる。そして、このケーシング４の内側の前記各
平面部４ｃに対応する部位にそれぞれピストン５
を配設し、これら各ピストン５の先端面を静圧ベ
アリング６を介して対応する平面部４ｃに添設さ
せている。静圧ベアリング６は、前記ピストン５
の先端面を前記平面部４Ｃに密着するように平面
状に形成するとともに、この先端面に圧力ポケツ
ト７を形成し、この圧力ポケツト７内に流体圧を
導入するようにしたものである。また、前記支軸
３の偏心部３ａにシリンダブロツク８を回転可能
に嵌着し、このシリンダブロツク８によつて前記
各ピストン５の基端面側に前記ケーシング４の回
転に伴つて容積が増減する空間９を形成してい
る。具体的に説明すれば、シリンダブロツク８に
は複数のシリンダ１１が円周方向に等角間隔をあ
けて放射状に形成されている。そして、これら各
シリンダ１１に前記各ピストン５がスライド自在
に嵌合させてあり、これら各ピストン５の基端面
と前記各シリンダ１１の内面とによつて前記空間
９が形成されている。なお、このシリンダブロツ
ク８の端面にはピン１２が突設されており、この
ピン１２の先端面を前記ケーシング４に設けたば
か穴１３に遊嵌させることによつて該シリンダブ
ロツク８が前記ケーシング４に対して一定回転角
度以上自転しないようにしてある。すなわち、こ
のシリンダブロツク８は前記ケーシング４に追従
して回転するようになつている。また、前記ケー
シング４内を前記支軸３の軸心O2とを通る仮想
分割線Ｐを境にして第１領域と第２領域Ｂとに２
分割し、前記第１領域Ａ内を通過中の前記空間９
を第１の流体流通経路１４に連通させるとともに
第２領域Ｂを通過中の空間９を第２の流体流通経
路１５に連通させている。第１の流体流通経路１
４は、前記偏心部３ａの外周面に設けた第１領域
Ａ側の圧力ポケツト１６を支軸３の先端部に設け
た第１の流出入口（図示せず）に連通させている
ためのもので、前記支軸３に形成されている。ま
た、第２の流体流通経路１５は、前記偏心部の外
周面に設けた第２領域Ｂ側の圧力ポケツト１７を
支軸３の先端面に設けた第２の流出入口（図示せ
ず）に連通させるためのもので、前記支軸３内に
形成されている。また、前記各ピストン５の軸心
部には対応する空間９内の流体圧を対応する静圧
ベアリング６内の圧力ポケツト７内に導入するた
めの圧力導入路１８が設けてある。

一方、ハーモニツク減速機２は、内周に内向歯
２１を有したリング状のサーキユラ・スプライン
２２と、このサーキユラ・スプライン２２の内側
に軸心を一致させて配設され開口端部外周に前記
内向歯２１とピツチが同一で数が若干少ない外向
歯２３を有した薄肉カツプ状のフレクスプライン
２４と、このフレクスプライン２４の開口端部を
横断面楕円状に弾性変形させてその長軸部分にお
いて前記外向歯２３を前記内向歯２１に噛合させ
るとともにその噛合位置ａ，ｂを逐次円周方向に
移動させるウエーブジエネレータ２５とを具備し
てなる。サーキユラ・スプライン２２はリング状
の剛体で、出力円板２６と押え筒２７との間に挟
持されており、カツプ状のハウジング２８の内周
にベアリング２９を介して回転可能に支承されて
いる。また、フレクスプライン２４は弾性変形良
好な材料により作られたカツプ状のもので、その
端壁２４ａを前記ハウジング２８の端壁２８ａに
固着している。また、ウエーブジエネレータ２５
は、前記フレクスプライン２４の軸心回りに回転
可能な楕円カム２９をフレキシブルなボールベア
リング３０を介して前記フレクスプライン２４の
内周に嵌合させたもので、前記ボールベアリング
３０のアウターリング３０ａは前記フレクスプラ
イン２４と共に弾性変形し得るようになつてい
る。

そして、前記液圧モータ１の支軸３を前記ハウ
ジング２８の端壁２８ａの軸心部に固着するとと
もに該ポンプ１のケーシング４を前記フレクスプ
ライン２４内に配設し、このケーシング４に前記
ウエーブジエネレータ２５を一体的に設けてい
る。すなわち、このケーシング４の本体部４ａの
外周に前記楕円カム２９を一体に形成している。

また、前記フレクスプライン２４内に、前記液
圧モータ１のケーシング４が前記ハウジング２８
に対して停止するように制動をかけるための電磁
ブレーキ３２を設けている。電磁ブレーキ３２
は、前記ケーシング４の端面に固着したブレーキ
シユー３３と、複数の案内ピン３４を介して前記
ハウジング２８に回転可能にかつ軸心方向に進退
可能に保持された磁性体制のアーマチユア３５
と、このアーマチユア３５の前記ブレーキシユー
３３に対向する面に添設されたライニング３６
と、前記アーマチユア３５を前記ケーシング４方
向に付勢することにより前記ライニング３６を前
記ブレーキシユー３３に押し付けて前記ケーシン
グ４に制動をかける複数の制動用ばね３７と、前
記ウハジング２８に支持されて前記アーマチユア
３５の背面側に配置され通電時に前記アーマチユ
ア３５を前記ばね３７の付勢力に抗して前記ケー
シング４から離れる方向に吸引し前記ライニング
３５を前記ブレーキシユー３３から離間させる制
動解除用励磁コイル３８とを具備してなるもので
ある。なお、３９は電磁式の回転検出器であり、
この検出器３９によつて前記ケーシング４の前記
支軸３に対する回転位置および回転速度を検出す
るようになつている。

次いで、この原動装置の作動を説明する。ま
ず、高圧の流体を例えば、第１の流体流通系路１
４を通して第１領域Ａに存在する空間９，９内に
供給すると、第１領域Ａに存在する静圧ベアリン
グ６，６部に高い流体圧が導入され、これらの流
体圧によつて該液圧モータ１のケーシング４に偏
心部３ａの軸心O2を通り前記ケーシング４の平
面部４ｃに直行する力Fa，Fbが作用することに
なる。しかして、これらの力Fa，Fbの合力Fab
の作用線は、前記軸心O2を通り前記ケーシング
４の回転中心たる支軸３の軸心O1からある距離
Ｌだけ偏位することになる（第４図参照）。その
結果、前記ケーシング４には、｜Fab｜×Ｌなる
モーメントが働くこととなり、それによつて該ケ
ーシング４が矢印Ｘ方向に回転する。この場合、
第１領域Ａに存在する空間９，９は、前記ケーシ
ング４の回転に伴なつて漸次容積が増大し、第２
領域Ｂに存在する空間９，９は、漸次容積が縮小
するため、高圧の流体は第１の流体流通系路１４
を通して第１領域Ａを通過中の空間９，９内に逐
次流入し、仕事をし終つた流体は第２領域Ｂを通
過中の空間９，９から第２の流体流通系路１５を
通して逐次外部へ排出される。このようにして液
圧モータ１のケーシング４が、例えば、矢印Ｘ方
向に回転すると、それに伴なつてウエーブジエネ
レータ３０の楕円カム２９が同じく矢印Ｘ方向に
回転し、フレクスプライン２４の外向歯２３と、
サーキユラ・スプライン２２の内向歯２１との噛
合位置ａ，ｂが矢印Ｘ方向に移動する。そうする
と、前記楕円カム２９が１回転する毎に前記サー
キユラ・スプライン２２が前記内向歯２１と外向
歯２３との歯数差分だけ矢印Ｙ方向に回転するこ
とになり、その回転が出力円板２６を介してハウ
ジング２８外へ取り出される。しかして、このよ
うなものあれば、第１、第２の流体流通系路１
４，１５に供給する圧力流体の方向および流量を
制御することによつて、所望の回転力を前記回転
円板２６から取り出すことができる。

なお、液圧モータは、図示実施例のものに限ら
ず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が
可能である。

(ヘ) 効果 本発明は、以上のような構成であるから、次の
ような効果が得られる。

まず、液圧モータのケーシングをハーモニツク
減速機のフレクスプラインの内側に配設し、この
モータのケーシングにウエーブジエネレータを一
体に形成しているので、液圧モータとハーモニツ
ク減速機とを別体に構成する場合に比べて部品点
数の削減や空間の有効利用を図ることが可能であ
り、小型化ならびに軽量化の要請に応えることが
できる。

しかも、フレクスプラインをハウジングに固定
し、該ハウジングの内周に回転可能に支承したリ
ング状のサーキユラ・スプラインから回転動力を
取り出すようにしているので、可撓変形可能なフ
レクスプラインに出力軸を取着するばあいのよう
な軸受部が不要となる。そのため、液圧モータを
ハーモニツク減速機内に配設していることと相ま
つて、装置全体の軸線方向の寸法を大幅に短縮す
ることができる。したがつて、ロボツトの腕関節
をはじめ各種の狭小な部位に無理なく配置するこ
とができる優れた原動装置を提供できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す概略断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す断面図、第３図は第２図に
おける−線に沿う概略的な拡大断面図、第４
図は同実施例の作用説明図である。 １……液圧モータ、２……ハーモニツク減速
機、３……支軸、４……ケーシング、２２……サ
ーキユラ・スプライン、２４……フレクスプライ
ン、２５……ウエーブジエネレータ、２８……ハ
ウジング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カツプ状のハウジングと、このハウジングの
   内周にリング状のサーキユラ・スプラインを回転
   可能に支承させるとともにこのサーキユラ・スプ
   ラインの内側に配設されウエーブジエネータに付
   勢されて前記サーキユラ・スプラインに噛合する
   カツプ状のフレクスプラインを前記ハウジングに
   固定してなるハーモニツク減速機と、前記ハウジ
   ングに支軸の一端を固着するとともにこの支軸回
   りに回転するケーシングを前記フレクスプライン
   の内部に配設しこのケーシングに前記ウエーブジ
   エネレータを設けてなる液圧モータとを具備し、
   回転出力を前記サーキユラ・スプラインから取り
   出し得るように構成したことを特徴とする原動装
   置。