JPH03117591A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、アーク溶接ロボット、塗装ロボット等として
用いて好適の産業用ロボットに関し、特に旋回軸、各ア
ーム駆動軸、もしくは手首軸に減速機を介して連結され
た駆動モータを有する駆動部の構造の改善をはかった産
業用ロボットに関する。

［従来の技術］ 一般に、産業用ロボット（アーク溶接ロボット等）は、
例えば第４，５図に示すように構成されている。これら
の第４，５図において、２１は駆動モータ（図示せず）
の動力で旋回する旋回台。

２２はこの旋回台２１を載置され支持する固定側の基台
、２３は旋回台２１に軸２１ａを中心として揺動自在に
支持された第１アーム（下腕）、２４は旋回台２１に軸
２１ａを中心にして揺動自在に支持されたレバー、２５
はこのレバー２４の揺動端と一端を回転自在に連結した
リンク部材、２６はこのリンク部材２５の他端と第１ア
ーム２３の揺動端とに各々回転自在に連結された第２ア
ーム（上腕）で、これらの第１アーム２３．レバー２４
゜リンク部材２５および第２アーム２６により、平行四
辺形リンクの腕機構が構成されている。また、２７は第
２アーム２６の先端に設けられた手首部、２８は第１ア
ーム２３を揺動させるための駆動モータ、２９はレバー
２４を揺動させリンク部材２５を介して第２アーム２６
を揺動させるための駆動モータ、３ｏは電力、制御信号
等を供給するためのケーブルで、関節部での回転を許容
すべく外部に露出して配設されている。

このような産業用ロボットの駆動モータをもつ関節部は
、例えば、第６図もしくは第７図に示すように構成され
ている。

第６図に示す関節部では、アーム１（第４，５図の第１
アーム２３等に対応）をＳ軸まわりに回転駆動するため
に、アーム１は、出力軸２および減速機（例えばハーモ
ニック減速機）３を介して駆動モータ４（第４，５図の
駆動モータ２８等に対応）に連結されており、駆動モー
タ４の回転駆動力が、減速機３により減速され出力軸２
を通じてアーム１へ伝達されるようになっている。また
。

減速機３は、モータ４側（モータ座４ａ）に固定される
ケーシング５内に収容され、減速機３の出力側とアーム
１とを連結する出力軸２が、ケーシング５によりクロス
ローラベアリング６を介して片持ち支持されている。

さらに、アーム１の動作範囲を検出して制限するための
リミットスイッチ機構（回動位置検出機構）が、アーム
１とケーシング５との間で出力軸２の外周部にそなえら
れている。つまり、アーム１にストライカ８が取り付け
られるとともに、このストライカ８に当接して作動する
リミットスイッチ７が、取付金具７ａを介してケーシン
グ５端面に取り付けられている。なお、出力軸２の外周
において、アーム１とケーシング５との間には、スペー
サ１９が設けられている。従って、アーム１が所定位置
まで回動しストライカ８がリミットスイッチ７に当接す
ると、このリミットスイッチ７から当接検出信号が出力
され、アーム１の回転駆動を停止するなどの処理が行な
われるようになっている。

一方、第７図に示す関節部では、第６図に示したものと
同様に、アーム１は、出力軸２Ａおよび減速機３を介し
て駆動モータ４に連結されており。

駆動モータ４の回転駆動力が、減速機３により減速され
出力軸２Ａを通じてアーム１へ伝達されるようになって
いる。

また、減速機３の出力側とアーム１とを連結する減速機
３の出力軸２Ａには、減速機３側端部において、その半
径方向へ同軸的に拡径した減速機用ハウジング部２ａが
形成されており、こ・のハウジング部２ａの内周部２ｂ
内に減速機３自体が収容されている。そして、出力軸２
Ａのハウジング部２ａ内局面と減速機３内の給油室との
間には、オイルシール１ｏが設けられている。

さらに、出力軸２Ａおよび減速機３は、モータ４側に固
定されるケーシング５内に収容され、減速機３の出力側
とアーム１とを連結する出力軸２Ａが、ケーシング５に
より２つの軸受（通常のボールベアリング）６ａ、６ｂ
を介して支持されており、アーム１はケーシング５の端
面のごく近傍に配置されている。従来、これらの２つの
軸受６ａ、６ｂによる一方向中心は、減速機３の出力側
端面よりもアーム１寄りに配置されている。

なお、リミットスイッチ７およびストライカ８からなる
リミットスイッチ機構は、ケーシング５内の出力軸２Ａ
のハウジング部２ａ外周に設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第４，５図に示すような産業用ロボットでは
、このロボット周辺に配置される各種機器との干渉を防
止したり、ロボット自体をコンパクトにする上で、ロボ
ットからの突出物、例えばロボット旋回中心からの駆動
モータ突出量Ｒ（第５図参照）を小さくすることが望ま
しい。

しかしながら、第６図に示した前者の従来の産業用ロボ
ットでは、アーム１とケーシング５との間Ｉこリミット
スイッチ機構を配置しているため。

出力軸２をリミットスイッチ機構の配置スペース分だけ
一方向に長くなり、どうしても回転軸２゜減速機３．駆
動モータ４からなる駆動部の全長が長くなる。また、こ
のとき、リミットスイッチ機構を、減速機３に塗布され
たグリスが外部へ漏洩した際にこのグリスの影響を受け
るのを防止すべく、ケーシング５側からある程度離隔さ
せて配置すると、さらに一方向長さが増してしまう。

また、第７図に示した後者の従来の産業用ロボットでは
、減速機３を出力軸２Ａのハウジング部りａ内に収容す
るとともに、ケーシング５内のハウジング部２ａ外周に
リミットスイッチ機構を配設したので、駆動部の一方向
長さをある程度短くできるほか、リミットスイッチ機構
が外部からの悪影響を受けるのを未然に防止することも
できる。

しかし、この場合、駆動部の全長は、第７図に示すよう
に、出力軸２Ａの軸受６ａ、６ｂ用長さＬｌと、減速機
３の長さＬ２と、駆動モータ４の長さＬ□との総和分だ
けあり、まだ駆動部全長の短縮の余地があり、より一層
の駆動部全長の短縮化が望まれている。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされた
もので、減速機の出力軸の一方向長さをより短縮して、
コンパクトな構造の駆動部をもつ産業用ロボットを提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために１本発明の産業用ロボットは
、被駆動部材と減速機とを連結する該減速機の出力軸の
前記減速機側に凹部を形成し、該凹部に前記減速機を収
納するとともに、前記減速機の出力側端面よりも前記減
速機の入力側に一方向中心を配設した軸受機構により、
前記出力軸を固定側に軸支したことを特徴としている。

［作　　　用コ 上述した本発明の産業用ロボットでは、減速機が出力軸
の凹部内に収容されるとともに、出力軸が、減速機の出
力側端面よりも入力側に一方向中心をもつ軸受機構にて
軸支されるので、出力軸の軸受機構用長さ（第７図のＬ
□参照）も短くでき、駆動部の一方向全長を短縮するこ
とができる。

［発明の実施例コ 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１，２図は本発明の第１実施例としての産業用ロボッ
トを示すもので、第１図はその要部を示す断面図、第２
図は第１図のｎ−ｎ矢視断面図である。

第１，２図に示すように、本実施例では、第６゜７図に
示した従来のものと同様に、産業用ロボット（例えばア
ーク溶接ロボット等のマニピュレータ）の関節部に、本
発明を適用した場合について説明する。この関節部にお
いて、アーム（被駆動部材）１をＳ軸まわりに回転駆動
するために、アーム１は、出力軸２Ｂおよび減速機（ハ
ーモニック減速機）３を介して駆動モータ４に連結され
ており、駆動モータ４の回転駆動力が、減速機３により
減速され出力軸２Ｂを通じてアーム１へ伝達されるよう
になっている。なお、減速機３は、そのサーキュラスプ
ライン３ａをモータ座４ａに取り付けることで駆動モー
タ４側に固定されている。

また、本実施例では、減速機３の出力軸２Ｂには、減速
機３側端部において、その半径方向へ同軸的に拡径した
減速機用ハウジング部（凹部）２ａが形成されており、
このハウジング部２ａの内周部２ｂ内に減速機３自体が
収容されている。そして、出力軸２Ｂと減速機３との間
には、減速機３の固定側（モータ側）に外接し出力軸２
Ｂの内周部２ｂ内周面に内接するニードルベアリング（
軸受機構）９が介設されるほか、出力軸２Ｂのハウジン
グ部２ａ内周面と減速機３内の給油室との間には、オイ
ルシール１０が設けられている。

さらに、出力軸２Ｂおよび減速機３は、モータ座４ａに
固定されるケーシング５内に収容され、減速機３の出力
側とアーム１とを連結する出力軸２Ｂが、ケーシング５
により通常のボールベアリング（軸受機構）１１を介し
て支持されており、アーム１はケーシング５の端面のご
く近傍に配置されている。

本実施例では、出力軸２Ｂは、上述のごとく配設された
ニードルベアリング９とボールベアリング１１とにより
固定側（ケーシング５側）に軸支されているので、ニー
ドルベアリング９およびボールベアリング１１からなる
軸受機構の一方向中心は、減速機３の出力側端面よりも
減速機３の入力側に配設されることになる。

また、本実施例では、アーム１の回動位置を検出するた
めのリミットスイッチ機構は、第２図に示すように、ケ
ーシング５内の出力軸２Ｂのハウジング部２ａ外周に設
けられている。つまり、出内軸２Ｂのハウジング部２ａ
外周面の適当な位置に、ストライカ１３．１５が取り付
けられるとともに、各ストライカ１３．１５に当接して
作動するリミットスイッチ１２．１４が、それぞれ取付
金具１２ａ、１４ａを介してケーシング５内の適当な位
置に取り付けられている。ここで、リミットスイッチ１
２およびストライカ１３は動作原点検出用のものであり
、リミットスイッチ１４およびストライカ１５はオーバ
トラベル（動作限）検出用のものである。

本発明の第１実施例としての産業用ロボットは上述のご
とく構成されているので、アーム１は、減速機３により
減速された駆動モータ４の回転駆動力を、出力軸２Ｂを
通じて受は回転駆動される。

そして、出力軸２Ｂ（つまりアーム１）の回転に伴いス
トライカ１３もしくは１５がリミットスイッチ１２もし
くは１４に当接すると、各リミットスイッチ１２もしく
は１４から当接検出信号が出力され、原点検出もしくは
アーム１の回転駆動停止などの処理が行なわれる。

ところで、本実施例では、リミットスイッチ１２．１４
が、ケーシング５内の出力軸２Ｂの外周部において、ス
トライカ１３．１５により作動しアーム１の回動位置を
検出するので、リミットスイッチ機構を配置するために
出力軸２Ｂを長く形成する必要がなくなるとともに、減
速機３を出力軸２Ｂのハウジング部りａ内に収容するよ
うに構成したことにより、出力軸２Ｂの一方向長さを短
縮できるほか、出力軸２Ｂが、減速機３の出力側端面よ
りも入力側に一方向中心をもつ軸受機構（ニードルベア
リング９およびボールベアリング１１）にて軸支される
ので、出力軸２Ｂの軸受機構用長さ（第７図のＬｉ参照
）も短縮できる。従って、駆動部の一方向全長を大幅に
短縮でき、産業用ロボットの関節部のコンパクト化を実
現できる。

また、本実施例では、出力軸２Ｂが短縮化されるととも
に、この出力軸２Ｂが、安価なボールベアリング１１お
よびニードルベアリング９により両持ち軸支されること
になるので、関節部の剛性が向上する利点もある。

さらに、本実施例では、ケーシング５内において、減速
機３の出力軸２Ｂ側と減速機内の給油室との間にオイル
シール１０が設けられ、給油室内からケーシングＳ内へ
グリスが漏洩するのを防止できるため、第１，２図に示
すように、アーム１の回動位置を検出するリミットスイ
ッチ１２゜１４をケーシング５内の減速機３近傍に配置
しても、各リミットスイッチ１２．１４が漏洩グリスの
影響を受けることはない。しがち、リミットスイッチ１
２，１４をケーシング５内に配置でき。

外部に曝していないので、スパッタ、パリ、塗料等によ
る悪影響の発生を未然に防止できる。

第３図は本発明の第２実施例としての産業用ロボットの
要部を示す断面図であり、この第２実施例も上記第１実
施例とほぼ同様に構成されているが、第１実施例におい
てはニードルベアリング９とボールベアリング１１とに
より軸支されていた出力軸２Ｂが、第２実施例では、第
３図に示すように、１つのクロスローラベアリング１６
のみによって固定側（ケーシング５側）に軸支されてい
る。

そして、クロスローラベアリング１６の位置つまり軸受
機構の一方向中心は、減速機３の出方側端面よりも減速
機３の入力側に配設されている。

このような構成により、上記第１実施例と同様の作用効
果が得られるほか、この第２実施例では、出力軸２Ｂの
軸受機構用長さ（第７図のＬ工参照）をさらに短縮、も
しくはほとんど無くすことができ、より一層、駆動部の
一方向全長を短縮できる。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明の産業用ロボットによれば
、減速機を出力軸の凹部内に収容するとともに、出力軸
を、減速機の出力側端面よりも入力側に一方向中心をも
つ軸受機構にて軸支するように構成したので、出力軸の
軸受機構用長さを短くでき、駆動部の一方向全長が大幅
に短縮され。

関節部を大幅に小型化できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１，２図は本発明の第１実施例としての産業用ロボッ
トを示すもので、第１図はその要部を示す断面図、第２
図は第１図の■−■矢視断面図であり、第３図は本発明
の第２実施例としての産業用ロボットの要部を示す断面
図、第４，５図は一般的な産業用ロボットの全体構成を
示すもので、第４図はその側面図、第５図はその平面図
であり、第６，７図はいずれも従来の産業用ロボットの
要部（関節部）を示す断面図である。 図において、１−アーム（被駆動部材）、２Ｂ−出力軸
、２ａ−減速機用ハウジング部、２ｂ−内周部、３−減
速機、３ａ−サーキュラスプライン、４−駆動モータ、
４ａ−モータ座、５−ケーシング、９−ニードルベアリ
ング（軸受機構）、１〇−オイルシール、１１−ボール
ベアリング（軸受機構）、１２−リミットスイッチ、１
２ａ−取付金具、１３−ストライカ、１４−リミットス
イッチ、１４ａ−取付金具、１５−ストライカ、１６−
クロスローラベアリング（軸受機構）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被駆動部材を回転駆動すべく前記被駆動部材に減速機
   を介して駆動モータを連結してなる駆動部を有する産業
   用ロボットにおいて、前記の被駆動部材と減速機とを連
   結する該減速機の出力軸の前記減速機側に凹部が形成さ
   れ、該凹部に前記減速機が収納されるとともに、前記減
   速機の出力側端面よりも前記減速機の入力側に一方向中
   心を配設した軸受機構により、前記出力軸が固定側に軸
   支されていることを特徴とする産業用ロボット。