JPH074791B2 - 産業用ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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、特に関節部におけ
る構造の改善をはかった産業用ロボットに関するもので
ある。

［従来の技術］ 一般に、産業用ロボットの手首部等の関節部などでは、
第４図に示すように、例えばアーム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
（駆動源）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
して支持されている。

このようなロボットの関節部において、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）は、従来、第５図に示すように、
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。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の産業用ロボットでは、ア
ーム１とケーシング５との間に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軸方向に長くする必要がある。

従って、関節部構造が大きくなり装置の大型化を招くほ
か、軸方向に長い出力軸２を確実に片持ち軸支するため
に高価なクロスローラベアリング６を用いるのでコスト
高も招くことになる。

また、リミットスイッチ機構が外部に露出しているた
め、例えば溶接ロボットや塗装ロボットでは、スパッ
タ，バリ，塗料等が飛散してリミットスイッチ機構に付
着したりリミットスイッチ機構を破損し機能不能に陥る
危険性がある。

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、回動位置検出機構が外部からの障害の悪影響を
受けるのを未然に防止しながら、出力軸の軸方向長さを
短縮できるようにして、コンパクトな構造の関節部をも
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、本発明の産業用ロボット
は、アームを回転駆動すべく前記アームが減速機を介し
て駆動源に連結されるとともに、前記減速機を収容する
ケーシングをそなえた関節部を有する産業用ロボットに
おいて、前記減速機は前記アームに結合される出力軸
と、その出力軸と共に回転する筒部と、前記筒部内に設
けられた減速機用給油室を含む減速機本体とを有し、前
記筒部の外側の前記ケーシング内にアーム回動位置検出
用の検出器が設けられ、前記検出器を作動させる検出片
が前記筒部の外周面に設けられていると共に、前記ケー
シング内部には前記減速機本体と前記検出器及び検出片
とを隔離するシール部が設けられていることを特徴とす
る。

［作用］ 上述した本発明の産業用ロボットでは、ケーシング内に
おいて、減速機の出力軸に形成された筒部と減速機内の
給油室との間にシール部があり、給油室内からのグリス
の漏洩が防止されるため、アームの回動位置を検出する
検出器をケーシング内の減速器近傍に配置しても、この
検出器が漏洩グリスの影響を受けることはない。従っ
て、検出器をケーシング内に配置することが可能にな
り、検出器は、ケーシング内の出力軸の外周部におい
て、検出片により作動してアームの回動位置を検出する
ので、従来のごとくアームの回動位置検出機構のために
出力軸を長く形成する必要がなくなる。

［発明の実施例］ 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,第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II−II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５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2A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（駆動源）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、本実施例において、減速機３の出力軸2Aには、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の内周面2b内に
減速機３自体が収容されている。そして、出力軸2A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2Aの内周部2b内周面に内接するニードルベア
リング９が介設されるほか、出力軸2A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
（シール部）10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5A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5Aにより
通常のボールベアリング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。

このようなロボットの関節部において、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5A内の出力軸2Aのハウジング
部2a外周に設けられている。つまり、出力軸2Aのハウジ
ング部2a外周面の適当な位置に、ストライカ（検出片）
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（検出器）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12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2Aを通
じて受け回転駆動される。そして、出力軸2A（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、ケーシング5A内において、減
速機３の出力軸2A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5A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5A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。

しかも、リミットスイッチ12,14をケーシング5A内に配
置でき、従来のように外部に曝していないので、スパッ
タ，バリ，塗料等による悪影響の発生を未然に防止でき
る。

また、リミットスイッチ12,14は、ケーシング5A内の出
力軸2Aの外周部において、検出片13,15により作動しア
ーム１の回動位置を検出するので、従来のごとく回動位
置検出機構を配置するために出力軸を長く形成する必要
がなくなるとともに、本実施例では、減速機３を出力軸
2Aのハウジング部2a内に収容するように構成したことに
より、出力軸2Aの軸方向長さを従来に比べて大幅に短縮
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。

さらに、本実施例では、出力軸2Aが短縮化されるととも
に、この出力軸2A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。

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
要部を示すブロック図であり、この第２実施例では、５
軸もしくは６軸の多関節型ロボットの上腕および下腕を
回転駆動するための関節部に本発明を適用した例が示さ
れている。ここでは、第３図に示すように、第1,2図と
全く同様の構成のものが軸対称にそなえられており、左
側の機構により下腕1Aが回転駆動される一方、右側の機
構により、レバー16およびリンク部材17を介して上腕
（図示せず）が回転駆動される。

上述の構成により、この第２実施例でも上述した第１実
施例と同様の作用効果が得られる。

これにより、この第３実施例でも第１実施例とほぼ同様
の効果が得られる。なお、この第３実施例では、回転駆
動力は、図示しない駆動源からベルト等によりプーリ18
へ伝達され、このプーリ18から減速機３へ伝達されるよ
うになっている。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の産業用ロボットによれ
ば、減速機の出力軸側と減速機内の給油室との間にシー
ル部を設けるとともに、アームの回動位置を検出する検
出器と、出力軸と一体的に回動して前記検出器を作動さ
せる検出片とを、前記減速機を収容するケーシング内の
前記出力軸外周に設けるという極めて簡素な構成によ
り、外部からのスパッタ，塗料，バリ等の悪影響を受け
るのを未然に防止しながら、出力軸の軸方向長さが大幅
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II−II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ブロッ
ク図、第４図は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、1A……下腕、2A……出力
軸、2a……減速機用ハウジング部、2b……内周部、３…
…減速機、４……駆動モータ（駆動源）、5A……ケーシ
ング、９……ニードルベアリング、10……オイルシール
（シール部）、11……ボールベアリング、12……リミッ
トスイッチ（検出器）、12a……取付金具、13……スト
ライカ（検出片）、14……リミットスイッチ（検出
器）、15……ストライカ（検出片）、16……レバー、17
……リンク部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アームを回転駆動すべく前記アームが減速
   機を介して駆動源に連結されるとともに、前記減速機を
   収容するケーシングをそなえた関節部を有する産業用ロ
   ボットにおいて、前記減速機は前記アームに結合される
   出力軸と、その出力軸と共に回転する筒部と、前記筒部
   内に設けられた減速機用給油室を含む減速機本体とを有
   し、前記筒部の外側の前記ケーシング内にアーム回動位
   置検出用の検出器が設けられ、前記検出器を作動させる
   検出片が前記筒部の外周面に設けられていると共に、前
   記ケーシング内部には前記減速機本体と前記検出器及び
   検出片とを隔離するシール部が設けられていることを特
   徴とする産業用ロボット。