JPH06197492A - 複合駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機構の構造を簡素化し、製造性、信頼性及び
保守性の向上を図ると共に、コストダウンを可能とし、
しかも該機構の軽量、小型化も図る。 【構成】 モータのアウターロータとしてモータケース
１６内に回転自在に支持され、対向する一方の組の傘歯
車１，３と、この一方の組の傘歯車１，３内にそれぞれ
配置され、前記モータケース１６に固定される各ステー
タ８と、前記一方の組の傘歯車１，３の直交方向に対向
すると共にこの一方の組の傘歯車１，３にそれぞれ噛み
合い、自転自在かつ前記一方の組の傘歯車１，３の回転
方向に揺動自在にそれぞれ支持される他方の組の傘歯車
２，４と、この他方の組の傘歯車２，４の一方と一体に
動作する出力体６とを備えてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合駆動装置に関し、
さらに詳しくは２自由度の複合駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロボットは６自由度があると殆
どの作業を行うことができると謂れており、実際垂直多
関節ロボットにおいては、６自由度のロボットが多々用
いられている。この６自由度のロボットの先端には、回
転運動及び旋回運動を行うことにより人間の手首と同様
な動作を行う機構が設けられており、その代表的な例と
して差動歯車機構が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置においては、以下の問題点がある。すなわち、差
動歯車機構及びその周辺部の機構が複雑な構造となり、
造りづらく信頼性が低下すると共に高コストになり、し
かも保守が容易に出来ないという問題がある。また、該
機構を軽量、小型化しにくいという問題もある。これは
該機構をロボット先端に用いる場合には、極めて問題と
なる。ここで、これら問題点を解決する装置として、本
出願人が出願した実公昭６２−２５３４７号公報記載の
装置等が知られているが、この２自由度の複合構造とし
たロボットにおいても構成部品が多く、上記問題はあま
り解決されておらず、さらには、その機構が出力軸方向
に筒長になってしまうという問題もある。

【０００４】そこで本発明は、機構の構造を簡素化し、
製造性、信頼性及び保守性の向上が図れると共に、コス
トダウンが可能で、しかも該機構の軽量、小型化も図れ
る複合駆動装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の複合駆動装置は
上記目的を達成するために、モータのアウターロータと
してモータケース内に回転自在に支持され、対向する一
方の組の傘歯車と、この一方の組の傘歯車内にそれぞれ
配置され、前記モータケースに固定される各ステータ
と、前記一方の組の傘歯車の直交方向に対向すると共に
この一方の組の傘歯車にそれぞれ噛み合い、自転かつ前
記一方の組の傘歯車の回転方向に揺動自在にそれぞれ支
持される他方の組の傘歯車と、この他方の組の傘歯車の
一方と一体に動作する出力体とを備えていることを特徴
としている。

【０００６】

【作用】このような手段における複合駆動装置によれ
ば、一方の組の傘歯車はモータのアウターロータの機能
も兼ねており、しかもその機構はモータの駆動力をベル
トにより伝達する構造ではないことから、部品点数を減
少させると共に簡易な構造にし得るよう働く。また、モ
ータ及びその関連機構はケース内に内蔵されてこのケー
スごと交換可能であり、しかもケース内の部品点数が少
ないことから、保守性を向上させるよう働く。また、モ
ータは傘歯車と共にケース内にあり、しかも一方の組の
傘歯車の内方にそれぞれ配置されており、さらにはその
ステータがケースに固定されていて放熱性が良いことか
ら、装置を小型化、軽量化させるよう働く。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す複合駆動装置の一
部破断正面図、図２は図１の一部破断側面図であり、図
２においてはＡ−Ａ’より右半分のみが断面として示さ
れているが、Ａ−Ａ’より左半分も右半分と全く同様な
構造となっている。この装置はロボットの手首部分に用
いられるもので、モータケースには、モータ並びにこの
モータにより駆動する差動歯車機構が極めてコンパクト
に内蔵されている。図１、図２において、符号１６はモ
ータケースを示しており、このモータケース１６内に
は、十字状に直交する軸５ａ，５ｂよりなる十字軸５が
配設されている。この十字軸５の軸５ａの両端部は、モ
ータケース１６の両端面の略中央にその外輪がそれぞれ
嵌合固定される軸受１５により回転自在に支持されてお
り、この十字軸５の軸５ａの両端部から内方に離間した
位置には軸受１４の内輪が、軸５ｂの両端部には軸受１
２，１３の内輪がそれぞれ固定されている。モータケー
ス１６の両端内面には、リング状のステータコア８がそ
れぞれ固定されており、このステータコア８にはコイル
９が巻き回されている。アウターロータを構成すると共
に歯車部を備える傘歯車１，３は、その歯車部分が対向
するよう配置されており、これら一方の組の傘歯車１，
３は、上記軸受１４により軸５ａに対して回転自在にそ
れぞれ支持されている。これら一方の組の傘歯車１，３
の内周の上記ステータコア８に対向する位置には、Ｎ極
Ｓ極が交互に着磁された駆動マグネット７がそれぞれ固
定されている。上記一方の組の傘歯車１，３の直交方向
には傘歯車２，４がそれぞれ配置され、これら他方の組
の傘歯車２，４は、上記軸受１２，１３により軸５ｂに
対して回転自在にそれぞれ支持されており、しかもこれ
ら他方の組の傘歯車２，４は、上記一方の組の傘歯車
１，３にそれぞれ噛み合うようセットされている。これ
ら他方の組の傘歯車２，４の何れか一方、本実施例にお
いては傘歯車２には、ロボットヘッドの支持体としての
出力体６が固定されており、この出力体６はモータケー
ス１６外に配置されている。

【０００８】上記一方の組の傘歯車１，３の歯車が形成
されていない側の端面には、周方向に沿う溝１０がそれ
ぞれ形成されており、モータケース１６のこの溝１０に
対向する位置には、貫通孔が１箇所それぞれ形成されて
いる。プランジャピン１１は、この貫通孔に対して摺動
可能であり、停止時（電源が投入されていない時）にお
いては、このプランジャピン１１が、図示されないバネ
により付勢されて溝１０に噛み込んでおり、上記装置は
ロックされた状態となっている。

【０００９】次に、本複合駆動装置の動作について簡単
に説明する。先ず、該装置を駆動すべく電源を投入する
と、プランジャに給電がなされ、プランジャピン１１が
後退して溝１０に対する噛み込みが解除される。次に、
図示されない駆動スイッチをオンすると、コイル９に所
定の電圧が印加され、駆動マグネット７及びこの駆動マ
グネット７を内周に固定する一方の組の傘歯車１，３が
回転を行う。

【００１０】ここで、一方の組の傘歯車１，３を共に同
一方向に回転させると、他方の組の傘歯車２，４は噛み
合いを変えないまま公転し、出力体６はその公転方向に
従って図１に示される示矢Ａ方向に揺動する。この公転
方向は一方の組の傘歯車１，３の回転方向により設定さ
れる。また、一方の組の傘歯車１，３を等速で逆方向に
回転させると、他方の組の傘歯車２，４はその位置に停
止したまま軸５ｂを中心として自転し、出力体６はその
自転方向に従って図１に示される示矢Ｂ方向に回転す
る。これら公転、自転運動は単独でも行われるが、同時
に行うことも可能である。

【００１１】このように、本実施例においては、一方の
組の傘歯車１，３がモータのアウターロータの機能も兼
ねており、しかもその機構はモータの駆動力をベルトに
より伝達する構造ではないので、部品点数を減少できる
と共に構造を簡易にでき、製造性、信頼性の向上並びに
コストダウンを図れるようになっている。また、モータ
及びその関連機構がケース１６内に内蔵され、このケー
ス１６ごと交換可能であり、しかもケース１６内の部品
点数が上述のように少なくなるので、保守性の向上も図
れるようになっている。また、モータが傘歯車１，２，
３，４と共にケース１６内にあり、しかも一方の組の傘
歯車１，３の内方にそれぞれ配置されており、さらには
そのステータ８がケース１６に固定されていて放熱性が
良いので、装置の小型化、軽量化も図れるようになって
いる。特に本実施例にように、装置をロボット先端に用
いる場合においては、小型化、軽量化が重要となるの
で、その効果は極めて大きい。ここで、実公昭６２−２
５３４７号公報記載のインナーロータ型の装置と比べる
と、本実施例の装置の方が軸５ｂの軸方向において極め
て短くなっている。

【００１２】因みに、本実施例においては、モータの動
力線や各種センサ線を可動部、すなわち出力体６に結線
しなくて良く、特殊な耐屈曲線を用いる必要がないの
で、信頼性の向上及びコストダウンがさらに図れるよう
になっている。

【００１３】なお、高速応答を得るため（イナーシャを
少なくするため）に、インナーロータ型のモータが一般
的に用いられるが、上述のように傘歯車を使用している
場合には、傘歯車のイナーシャが大きく、この傘歯車の
イナーシャにより機構全体のイナーシャが殆ど決まって
しまうために、本実施例のようなアウターロータ型を用
いても、何ら応答性がインナーロータ型より劣るという
ことはない。

【００１４】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例え
ば、上記実施例においては、モータケース１６にモータ
を内蔵する構成としているが、さらに、例えばハーモニ
ックドライブ式等の減速機を組み込むことも可能であ
る。

【００１５】また、上記実施例においては、電気的作用
によりプランジャピン１１の移動がなされているが、人
がプランジャピン１１を移動させるようにしても良い。
また緊急時にロックを解除するよう構成することも可能
である。

【００１６】さらにまた、上記実施例において、ロボッ
トの手首部分への適用例が述べられているが、手首部分
に限定されるものではなく、他の部位にも適用可能であ
り、またロボット以外の他の装置に対しても勿論適用可
能である。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明の複合駆動装置
によれば、一方の組の傘歯車がモータのアウターロータ
の機能も兼ねており、しかもその機構はモータの駆動力
をベルトにより伝達する構造ではないので、部品点数が
減少すると共に簡易な構造となり、製造性、信頼性の向
上並びにコストダウンが図れる。また、モータ及びその
関連機構がケース内に内蔵され、このケースごと交換可
能であり、しかもケース内の部品点数が少なくなるの
で、保守性の向上が図れる。また、モータが傘歯車と共
にケース内にあり、しかも一方の組の傘歯車の内方にそ
れぞれ配置されており、さらにはそのステータがケース
に固定されていて放熱性が良いので、装置の小型化、軽
量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す複合駆動装置の一部破
断正面図である。

【図２】図１の一部破断側面図である。

【符号の説明】

１，３ 一方の組の傘歯車 ２，４ 他方の組の傘歯車 ６ 出力体 ８ ステータ １６ モータケース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータのアウターロータとしてモータケ
   ース内に回転自在に支持され、対向する一方の組の傘歯
   車と、 この一方の組の傘歯車内にそれぞれ配置され、前記モー
   タケースに固定される各ステータと、 前記一方の組の傘歯車の直交方向に対向すると共にこの
   一方の組の傘歯車にそれぞれ噛み合い、自転自在かつ前
   記一方の組の傘歯車の回転方向に揺動自在にそれぞれ支
   持される他方の組の傘歯車と、 この他方の組の傘歯車の一方と一体に動作する出力体と
   を備えてなる複合駆動装置。