JP7614384B2 - 芯出し構造、機械、及びロボット - Google Patents

Description

本発明は、機械の芯出し技術に関し、特に芯出し構造、機械、及びロボットに関する。

重量物を搬送する大型ロボットでは、ロボットの関節に掛かる負荷が大きくなるため、負荷を支持する軸受を減速機に内蔵せずに別置する構造が知られている。斯かる構造では、減速機内部に軸受がないため、減速機と軸受間の同芯を取る必要がある（芯出し、芯合わせ、軸合わせ、調芯等とも称する）。減速機と軸受の軸中心がずれて組み付けられると、振動が発生し、機械の早期破損や機械の位置決め精度の悪化に繋がる。本願に関連する背景技術としては、後述の文献が公知である。

特許文献１には、ロボット等の回転関節において、固定ベースにクロスローラ型の軸受を配置し、軸受の内輪に減速機のケースを回転可能に支持し、減速機のケースを旋回胴に固定することが記載されている。

特許文献２には、減速装置の遊星部材の軸方向の移動規制構造において、減速機の内歯歯車（ケース）が軸受の内輪の軸方向の一部にのみ接触し、軸受の内輪の内歯歯車の存在しない部分に押えリングが嵌め込まれ、押さえリングが遊星歯車の軸方向の移動規制を行うことが記載されている。

特開平７－１０８４８５号公報 特開２００２－２９５６０５号公報

本発明は、従来の問題点に鑑み、減速機と軸受間の同芯を取る技術を提供することを目的とする。

本開示の一態様は、減速機と、減速機の中心線より径方向外側に配置される軸受と、減速機に固定されていて減速機と軸受の同芯を保つアダプタと、前記減速機及び前記軸受を固定する第一リンクと、前記アダプタを嵌合する第二リンクと、を備える、芯出し構造を提供する。
本開示の他の態様は、減速機と、前記減速機の中心線より径方向外側に配置される軸受と、前記減速機に固定されるアダプタと、前記減速機及び前記軸受を固定する第一リンクと、を備え、前記アダプタが前記減速機のシャフトと前記軸受の同芯を保ち、前記第一リンクが前記減速機のケースと前記軸受の同芯を保つ、又は前記アダプタが前記減速機のケースと前記軸受の同芯を保ち、前記第一リンクが前記減速機のシャフトと前記軸受の同芯を保つ、芯出し構造を提供する。
本開示の別の態様は、斯かる芯出し構造を備える機械又はロボットを提供する。

本開示の一態様によれば、減速機と軸受の同芯を保つアダプタにより、減速機と軸受の軸中心を整合できる。ひいては、減速機の振動が低減し、減速機の破損を抑制できる。
本開示の他の態様によれば、減速機と軸受の同芯を保つリンクにより、減速機と軸受の軸中心を整合できる。ひいては、減速機の振動が低減し、減速機の破損を抑制できる。
本開示の別の態様によれば、機械又はロボットが斯かる芯出し構造を備えることにより、機械又はロボットの振動が低減するため、機械又はロボットの破損を抑制できると共に機械又はロボットの位置決め精度を向上できる。

第一実施形態の芯出し構造を備える機械の全体図である。 第一実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第二実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第三実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第四実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第五実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第六実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第七実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。 比較例の構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。

第一実施形態の芯出し構造を備える機械について詳細に説明する。図１は第一実施形態の芯出し構造を備える機械１の全体図である。本実施形態の機械１は、産業用ロボット、特に多関節ロボットで構成されるが、他の実施形態では、単関節ロボット、パラレルリンク型ロボット、ヒューマノイド等の他の種類のロボットで構成されることもあることに留意されたい。別の実施形態において、機械１は、工作機械、建設機械、農業機械等の産業機械、又は車両、航空機等の他の機械で構成されることもある。

機械１は回転可能に連結された複数のリンク１１～１７を備えるが、他の実施形態において機械１は直動可能に連結された複数のリンクを備えることもある。機械１は複数のリンク１１～１７間に回転関節を備えるが、他の実施形態において機械１は複数のリンク１１～１７間に直動関節を備えることもある。

第一リンク１１は所定位置に固定される固定ベースであり、第二リンク１２は第一軸線Ｊ１回りに第一リンク１１に対して回転可能に支持された旋回胴である。第三リンク１３は第一軸線Ｊ１に直交する第二軸線Ｊ２回りに第二リンク１２に対して回転可能に支持された上腕であり、第四リンク１４は第二軸線Ｊ２に平行な第三軸線Ｊ３回りに第三リンク１３に対して回転可能に支持された前腕である。第五リンク１５、第六リンク１６、及び第七リンク１７は、第四リンクに取付けられた三軸の手首ユニット１８である。

第五リンク１５は、第三軸線Ｊ３に直交する第四軸線Ｊ４回りに第四リンク１４に対して回転可能に支持された第一手首要素であり、第六リンク１６は、第四軸線Ｊ４に直交する第五軸線Ｊ５回りに第五リンク１５に対して回転可能に支持された第二手首要素であり、第七リンク１７は第五軸線Ｊ５に直交する第六軸線Ｊ６回りに第六リンク１６に対して回転可能に支持された第三手首要素である。

機械１は、複数のリンク１１～１７間の関節部分に、電動機、減速機、軸受等の種々の機械要素を含むアクチュエータ１０を備えている。アクチュエータ１０は、比較的大きな負荷を支持するため、軸受を減速機に内蔵せずに別置する構造を備えている。斯かる構造では、減速機内部に軸受がないため、減速機と軸受間の同芯を取る必要がある（芯出し、芯合わせ、軸合わせ、調芯等とも称する）。減速機と軸受の軸中心がずれて組み付けられると、振動が発生し、減速機の早期破損に繋がる。ひいては、機械の早期破損や機械の位置決め精度の悪化に繋がる。そこで、機械１又はアクチュエータ１０は減速機と軸受の軸中心を整合できる芯出し構造を備えている。

図２は第一実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。本実施形態の芯出し構造は、第一リンク１１と第二リンク１２の間の関節構造（第一軸線Ｊ１の関節構造）であるが、他の実施形態において芯出し構造は他のリンク１２～１７間の関節構造（他の軸線Ｊ２～Ｊ６の関節構造）にも適用できることに留意されたい。アクチュエータ１０は、電動機２０、減速機４０、軸受５０、及びアダプタ６０で構成され、本実施形態の芯出し構造は、減速機４０、軸受５０、アダプタ６０、第一リンク１１、及び第二リンク１２を備えている。

電動機２０は、回転軸２１と、回転軸２１に連結されたモータ側歯車２２と、を備えている。減速機４０は、モータ側歯車２２に噛合う中央歯車４１と、中央歯車４１に噛合う複数の周回歯車４２と、複数の周回歯車４２を回転可能に支持するシャフト４３と、シャフト４３に噛合うケース４４と、を備えている。本実施形態の減速機４０は、遊星歯車減速機で構成され、中央歯車４１が太陽歯車に相当し、周回歯車４２が遊星歯車に相当し、シャフト４３が遊星キャリアに相当し、ケース４４が内歯車に相当する。他の実施形態において減速機４０は波動歯車減速機等の他の種類の減速機で構成されることもあることに留意されたい。

軸受５０は、内輪５１と、外輪５２と、内輪５１と外輪５２との間で転動する転動体５３と、を備えている。軸受５０は、減速機４０の中心線より径方向外側に配置される。軸受５０は減速機４０の最外径より径方向外側に配置されているが、他の実施形態において、軸受５０の内輪５１が減速機４０の最外径より径方向内側に配置され、軸受５０の外輪５２が減速機４０の最外径より径方向外側に配置されることもある。また、軸受５０は減速機４０の頂面と底面との間に配置されているため、芯出し構造（つまり関節構造）を小型化できる。本実施形態の軸受５０は、アキシアル荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重等の種々の方向の負荷を支持できるクロスローラ軸受で構成される。他の実施形態において軸受５０、アンギュラ玉軸受、円錐ころ軸受等の他の種類の軸受で構成されることもある。アダプタ６０は、フランジ付き筒状体であり、筒状部６２と、筒状部６２から内側に延在する内側フランジ６１と、筒状部６２から外側に延在する第一外側フランジ６３と、筒状部６２から外側に延在する第二外側フランジ６４と、を備えている。

電動機２０は第二リンク１２に固定され、減速機４０は第一リンク１１とアダプタ６０に固定され、軸受５０は第一リンク１１と第二リンク１２に固定され、アダプタ６０は減速機４０と第二リンク１２に固定される。具体的には、減速機４０のケース４４が第一リンク１１にねじ３０で固定され、減速機４０のシャフト４３がアダプタ６０の内側フランジ６１にねじ３１で固定される。軸受５０の外輪５２は第一リンク１１にねじ（図示せず）等で固定され、軸受５０の内輪５１は第二リンク１２にねじ３２で固定される。アダプタ６０の第一外側フランジ６３は第二リンク１２にねじ３３で固定される。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びシャフト４３の順に減速回転し、シャフト４３からアダプタ６０へより大きなトルクを伝達する。アダプタ６０は回転して第二リンク１２へトルクを伝達し、軸受５０は第二リンク１２を回転可能に支持する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径より小さいため、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取る必要がある。第一リンク１１は、軸受５０の外輪５２に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１と、を備えることにより、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取ることができる。嵌合部７０、７１は例えば段付き穴である。減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のケース４４と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のシャフト４３の外径は軸受５０の内径や第二リンク１２の内径より小さいため、アダプタ６０は、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つ。アダプタ６０の内側フランジ６１が減速機４０のシャフト４３に嵌合する嵌合部７２を備え、アダプタ６０の第二外側フランジ６４の外周面が軸受５０の内輪５１に内接し（内周面に接触し）、第二リンク１２がアダプタ６０の第一外側フランジ６３に嵌合する嵌合部７３を備えることにより、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２間の同芯を取ることができる。嵌合部７２、７３は例えば段付き穴である。減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、アダプタ６０が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第一実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０と、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。

以下、第二実施形態の芯出し構造について説明する。図３は第二実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。第二実施形態の芯出し構造では、減速機４０のシャフト４３が第一リンク１１にねじ３１で固定され、減速機４０のケース４４がアダプタ６０の内側フランジ６１にねじ３０で固定される点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びケース４４の順に減速回転し、ケース４４からアダプタ６０へより大きなトルクを伝達する。アダプタ６０は回転して第二リンク１２へトルクを伝達し、軸受５０は第二リンク１２を回転可能に支持する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

第二実施形態では、減速機４０のケース４４が回転するため、第一実施形態のように第一リンク１１は減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１を備えていない。第一リンク１１は、軸受５０の外輪５２に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のシャフト４３をねじ３１で締結するねじ穴と、を備えることにより、減速機４０のシャフト４３と軸受５０間の同芯を取ることができる。つまり減速機４０のシャフト４３を締結する第一リンク１１のねじ穴は精密に機械加工されて減速機４０のシャフト４３を位置決めするものとする。減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のシャフト４３と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径や第二リンク１２の内径より小さいため、アダプタ６０は、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つ。アダプタ６０の内側フランジ６１が減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７２を備え、アダプタ６０の第二外側フランジ６４の外周面が軸受５０の内輪５１に内接し（内周面に接触し）、第二リンク１２がアダプタ６０の第一外側フランジ６３に嵌合する嵌合部７３を備えることにより、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２間の同芯を取ることができる。減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、アダプタ６０が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第二実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０と、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。

以下、第三実施形態の芯出し構造について説明する。図４は第三実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。第三実施形態の芯出し構造では、アダプタ６０が第二リンク１２に固定されておらず、軸受５０に固定される点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。具体的には、アダプタ６０の筒状部６２が軸受５０の内輪５１の内周面にねじ３４で固定される。また、アダプタ６０は、第一外側フランジ６３と第二外側フランジ６４を備えておらず、内側フランジ６１と筒状部６２のみを備えている点でも、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。つまり、アダプタ６０はより単純な形状で構成される。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びシャフト４３の順に減速回転し、シャフト４３からアダプタ６０へより大きなトルクを伝達する。アダプタ６０は回転して軸受５０の内輪５１へトルクを伝達し、軸受５０の内輪５１は回転して第二リンク１２へトルクを伝達する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径より小さいため、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取る必要がある。第一リンク１１は、軸受５０の外輪５２に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１と、を備えることにより、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取ることができる。減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のケース４４と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のシャフト４３の外径は軸受５０の内径や第二リンク１２の内径より小さいため、アダプタ６０は、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つ。アダプタ６０の内側フランジ６１が減速機４０のシャフト４３に嵌合する嵌合部７２を備え、アダプタ６０の筒状部６２の外周面が軸受５０の内輪５１に内接し（内周面に接触し）、第二リンク１２がアダプタ６０の筒状部６２に嵌合する嵌合部７３を備えることにより、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２間の同芯を取ることができる。減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、アダプタ６０が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第三実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０と、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。また、アダプタ６０は単純な形状で構成されるため、アダプタ６０による芯出し精度を向上できる。

以下、第四実施形態の芯出し構造について説明する。図５は第四実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。第四実施形態の芯出し構造では、軸受５０の内輪５１が第一リンク１１にねじ（図示せず）等で固定され、軸受５０の外輪５２がアダプタ６０を介して第二リンク１２にねじ３２で固定される点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。また、アダプタ６０は、第一外側フランジ６３を備えておらず、アダプタ６０の第二外側フランジ６４の嵌合部７５が軸受５０の外輪５２に外接する（外周面に接触する）点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びシャフト４３の順に減速回転し、シャフト４３からアダプタ６０へより大きなトルクを伝達する。アダプタ６０は回転して第二リンク１２へトルクを伝達し、軸受５０は第二リンク１２を回転可能に支持する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径より小さいため、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取る必要がある。第一リンク１１は、軸受５０の内輪５１に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１と、を備えることにより、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取ることができる。嵌合部７０は例えば段付きフランジであり、嵌合部７１は例えば段付き穴である。減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のケース４４と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のシャフト４３の外径は軸受５０の内径や第二リンク１２の内径より小さいため、アダプタ６０は、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つ。アダプタ６０の内側フランジ６１が減速機４０のシャフト４３に嵌合する嵌合部７２を備え、アダプタ６０の第二外側フランジ６４が軸受５０の外輪５２に外接する嵌合部７５を備え、第二リンク１２がアダプタ６０の筒状部６２に嵌合する嵌合部７３を備えることにより、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２間の同芯を取ることができる。嵌合部７２、７５、７３は例えば段付き穴である。減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０のシャフト４３、軸受５０、及び第二リンク１２のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、アダプタ６０が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第四実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０と、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。

以下、第五実施形態の芯出し構造について説明する。図６は第五実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。第五実施形態の芯出し構造では、軸受５０の内輪５１が第一リンク１１にねじ（図示せず）等で固定され、軸受５０の外輪５２がアダプタ６０を介して第二リンク１２にねじ３２で固定される点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。さらに、減速機４０のシャフト４３が第一リンク１１にねじ３１で固定され、減速機４０のケース４４がアダプタ６０の内側フランジ６１にねじ３０で固定される点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びケース４４の順に減速回転し、ケース４４を介してアダプタ６０へより大きなトルクを伝達する。アダプタ６０は回転して第二リンク１２へトルクを伝達し、軸受５０は第二リンク１２を回転可能に支持する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

第五実施形態では、減速機４０のケース４４が回転するため、第一実施形態のように第一リンク１１は減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１を備えていない。第一リンク１１は、軸受５０の内輪５１に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のシャフト４３をねじ３１で締結するねじ穴と、を備えることにより、減速機４０のシャフト４３と軸受５０間の同芯を取ることができる。つまり減速機４０のシャフト４３を締結する第一リンク１１のねじ穴は精密に機械加工されて減速機４０のシャフト４３を位置決めするものとする。減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のシャフト４３と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径や第二リンク１２の内径より小さいため、アダプタ６０は、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つ。アダプタ６０の内側フランジ６１が減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７２を備え、アダプタ６０の第二外側フランジ６４が軸受５０の外輪５２に外接する嵌合部７５を備え、第二リンク１２がアダプタ６０の筒状部６２に嵌合する嵌合部７３を備えることにより、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２間の同芯を取ることができる。嵌合部７２、７５、７３は例えば段付き穴である。減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、アダプタ６０が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第五実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０と、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。

以下、第六実施形態の芯出し構造について説明する。図７は第六実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。第六実施形態の芯出し構造では、軸受５０の内輪５１が第一リンク１１にねじ（図示せず）等で固定され、軸受５０の外輪５２がアダプタ６０を介して第二リンク１２にねじ３２で固定される点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。さらに、アダプタ６０は、第一外側フランジ６３と第二外側フランジ６４を備えておらず、内側フランジ６１と筒状部６２のみを備えている点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。つまり、アダプタ６０はより単純な形状で構成される。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びケース４４の順に減速回転し、ケース４４からアダプタ６０へより大きなトルクを伝達する。アダプタ６０は回転して第二リンク１２へトルクを伝達する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

第六実施形態では、減速機４０のケース４４が回転するため、第四実施形態のように第一リンク１１は減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１を備えていない。第一リンク１１は、軸受５０の内輪５１に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のシャフト４３をねじ３１で締結するねじ穴と、を備えることにより、減速機４０のシャフト４３と軸受５０間の同芯を取ることができる。つまり減速機４０のシャフト４３を締結する第一リンク１１のねじ穴は精密に機械加工されて減速機４０のシャフト４３を位置決めするものとする。減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のシャフト４３と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径や第二リンク１２の内径より小さいため、アダプタ６０は、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つ。アダプタ６０の内側フランジ６１が減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７２を備え、アダプタ６０の筒状部６２が軸受５０の外輪５２に外接する嵌合部７５を備え、第二リンク１２がアダプタ６０の筒状部６２に嵌合する嵌合部７３を備えることにより、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２間の同芯を取ることができる。減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０のケース４４、軸受５０、及び第二リンク１２のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、アダプタ６０が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第六実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０と、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。また、アダプタ６０は単純な形状で構成されるため、アダプタ６０による芯出し精度を向上できる。

以下、第七実施形態の芯出し構造について説明する。図８は第七実施形態の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。第七実施形態の芯出し構造では、アダプタ６０を一体化した第二リンク１２を備えている点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。具体的には、第二リンク１２が内側フランジ６１と筒状部６２を備え、第二リンク１２の内側フランジ６１が減速機４０のシャフト４３にねじ３１で固定され、第二リンク１２の筒状部６２が軸受５０の内輪５１にねじ３２で固定される。また、第二リンク１２がアダプタ６０を一体化しているため、減速機４０の中央歯車４１を第二リンク１２の内側フランジ６１よりも第二リンク１２の内側に配置できるように、第二リンク１２の内側フランジ６１の内径Ｄ２又は内側フランジ６１の一部分の内径Ｄ２は減速機４０の中央歯車４１の外径Ｄ１より大きく形成されることに留意されたい。

電動機２０は、回転軸２１及びモータ側歯車２２を回転し、モータ側歯車２２から減速機４０の中央歯車４１へトルクを伝達する。減速機４０は、中央歯車４１、周回歯車４２、及びシャフト４３の順に減速回転し、シャフト４３から第二リンク１２へ直接的により大きなトルクを伝達する。軸受５０は第二リンク１２を回転可能に支持する。軸受５０は機械１のリンク１２～１７や機械１の先端に掛かる負荷を支持する。

減速機４０のケース４４の外径は軸受５０の内径より小さいため、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取る必要がある。第一リンク１１は、軸受５０の外輪５２に嵌合する嵌合部７０と、減速機４０のケース４４に嵌合する嵌合部７１と、を備えることにより、減速機４０のケース４４と軸受５０間の同芯を取ることができる。嵌合部７０、７１は例えば段付き穴である。減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１により、減速機４０のケース４４と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

また、減速機４０のシャフト４３の外径は軸受５０の内径より小さいため、第二リンク１２は、減速機４０のシャフト４３と軸受５０間のサイズ差を補完すると共に、減速機４０のシャフト４３と軸受５０間の同芯を保つ。第二リンク１２の内側フランジ６１が減速機４０のシャフト４３に嵌合する嵌合部７２を備え、第二リンク１２の筒状部６２が軸受５０の内輪５１に内接する（内周面に接触する）嵌合部７４を備えることにより、減速機４０のシャフト４３と軸受５０間の同芯を取ることができる。嵌合部７２は例えば段付き穴であり、嵌合部７４は例えば段付きフランジである。減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第二リンク１２により、減速機４０のシャフト４３と軸受５０のそれぞれの軸中心が第一軸線Ｊ１に整合する。

減速機４０のシャフト４３とケース４４は、シャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因してそれぞれの軸中心がずれて組み付けられてしまうことがあるが、第二リンク１２が減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保ち、且つ、第一リンク１１が減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つため、減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心も第一軸線Ｊ１に整合する。

以上の第七実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つ第二リンク１２により、減速機４０と軸受５０の軸中心が整合するため、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。特に、減速機４０のシャフト４３と軸受５０の同芯を保つ第二リンク１２と、減速機４０のケース４４と軸受５０の同芯を保つ第一リンク１１とにより、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心が整合するため、減速機４０のシャフト４３とケース４４の軸中心がずれて組み付けられたときの振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。

以下、比較例の芯出し構造について説明する。図９は比較例の芯出し構造のＩＩ－ＩＩ断面図である。比較例の芯出し構造では、アダプタ８０が、リング状板体であり、内周部と外周部のみを備える点で、第一実施形態の芯出し構造とは異なる。アダプタ８０の内周部は減速機４０のシャフト４３に嵌合する嵌合部７２を備え、第二リンク１２がアダプタ８０の外周部に嵌合する嵌合部７３を備えているため、減速機４０のシャフト４３と第二リンク１２間の同芯を取ることができる。嵌合部７２、７３は例えば段付き穴である。

しかし、アダプタ８０は減速機４０のシャフト４３と軸受５０間の同芯を取ることができないため、第二リンク１２を軸受５０の内輪５１にねじ３２で固定するねじ穴の寸法がねじ３２に比べて大きい場合等では、第二リンク１２が軸受５０に対して矢印Ｓの方向へずれて組み付けられることがある。第二リンク１２が矢印Ｓの方向へずれて固定されると、第二リンク１２の嵌合部７３に嵌合するアダプタ８０も矢印Ｓの方向へずれるため、減速機４０のシャフト４３とケース４４間の隙間（例えば歯車間の隙間）に起因して減速機４０のシャフト４３の軸線Ｊｏとケース４４の軸線Ｊｃがずれて組み付けられることになる。減速機４０のシャフト４３とケース４４のそれぞれの軸中心がずれて組み付けられると、減速機４０に振動が発生し、減速機４０が破損することがある。また、機械１に振動が発生すると、機械１の早期破損や機械１の位置決め精度の悪化に繋がる。

しかしながら、前述した種々の実施形態の芯出し構造によれば、減速機４０と軸受５０の同芯を保つアダプタ６０により、減速機４０と軸受５０の軸中心を整合できる。ひいては、減速機４０の振動が低減し、減速機４０の破損を抑制できる。また、機械１が斯かる芯出し構造を備えることにより、機械１の振動が低減するため、機械１の破損を抑制できると共に機械１の位置決め精度を向上できる。

本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

１ 機械
１０ アクチュエータ
１１～１７ リンク
１８ 手首ユニット
２０ 電動機
２１ 回転軸
２２ モータ側歯車
３０～３４ ねじ
４０ 減速機
４１ 中央歯車
４２ 周回歯車
４３ シャフト
４４ ケース
５０ 軸受
５１ 内輪
５２ 外輪
５３ 転動体
６０ アダプタ
６１ 内側フランジ
６２ 筒状部
６３ 第一外側フランジ
６４ 第二外側フランジ
７０～７５ 嵌合部
Ｊ１～Ｊ６ 軸線
Ｄ１ 中央歯車の外径
Ｄ２ 内側フランジの内径

Claims (10)

1. 減速機と、
   前記減速機の中心線より径方向外側に配置される軸受と、
   前記減速機に固定されていて前記減速機と前記軸受の同芯を保つアダプタと、
   前記減速機及び前記軸受を固定する第一リンクと、
   前記アダプタを嵌合する第二リンクと、
   を備える、芯出し構造。
2. 前記アダプタが前記軸受の内輪に内接する又は前記軸受の外輪に外接する、請求項１に記載の芯出し構造。
3. 前記アダプタが前記減速機のシャフト又はケースに固定される、請求項１又は２に記載の芯出し構造。
4. 前記アダプタが前記減速機に嵌合する、請求項１から３のいずれか一項に記載の芯出し構造。
5. 前記第一リンクは前記減速機と前記軸受の同芯を保つ、請求項１から４のいずれか一項に記載の芯出し構造。
6. 前記軸受が前記減速機の頂面と底面の間に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の芯出し構造。
7. 減速機と、
   前記減速機の中心線より径方向外側に配置される軸受と、
   前記減速機に固定されるアダプタと、
   前記減速機及び前記軸受を固定する第一リンクと、
   を備え、
   前記アダプタが前記減速機のシャフトと前記軸受の同芯を保ち、前記第一リンクが前記減速機のケースと前記軸受の同芯を保つ、又は
   前記アダプタが前記減速機のケースと前記軸受の同芯を保ち、前記第一リンクが前記減速機のシャフトと前記軸受の同芯を保つ、芯出し構造。
8. 減速機と、
   前記減速機の中心線より径方向外側に配置される軸受と、
   前記減速機と前記軸受を固定する第一リンクと、
   前記減速機に固定される第二リンクと、
   を備え、
   前記第二リンクが前記減速機のシャフトと前記軸受の同芯を保ち、前記第一リンクが前記減速機のケースと前記軸受の同芯を保つ、又は
   前記第二リンクが前記減速機のケースと前記軸受の同芯を保ち、前記第一リンクが前記減速機のシャフトと前記軸受の同芯を保つ、芯出し構造。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の芯出し構造を備える機械。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の芯出し構造を備えるロボット。

Images