JPS6224237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加工工具支持部材を位置決めするた
めの機械的リスト（手首）機構であつて、より詳
細には、互いに交差する点を持つ独立した回転軸
線の周りに加工工具支持部材を回動させるための
歯車ユニツトを有する機械的リスト機構に関す
る。

従来の装置（例えば米国特許第4218166号）で
は、静止ベース部材と加工工具支持部材との間に
障害のない通路を保ちながら２つの軸線の周りの
独立した運動を許容するようになつている。もう
１つの公知なもの（例えば米国特許第3231098号
及び同第3315542号）は多軸線機構を提供してい
るが、障害のない通路は提供していない。

障害のない通路を用いるということには、支持
部材に装着した加工工具に流体および電力を供給
するホースやワイヤのための保護を行なえるとい
う利点がある。第３の独立した運動軸線（独特の
歯車配置およびハウジング構造を伴う）を包含
し、かつそれにもかかわらず障害のない通路を用
いることができる機械的リスト機構が要求されて
いる。

この目的のために、本発明による機械的リスト
機構は本願の特許請求の範囲第１項の特徴記載部
分に記載した特徴によつて特徴付けられる。

このようにして、工具部材の選択的な位置決め
が実質的に半球形のエンベロープ内で可能とな
り、３つの独立して作動できる歯車機構がそれぞ
れ２つの中間ハウジングおよび工具支持部材を回
転させて前記の工具の位置決めを行なうことがで
きるようになる。

本発明による好ましい配置においては、静止し
たベース部材が３つの入力駆動部材を回転自在に
支持し、これらの入力駆動部材がそれぞれの歯車
列を介して第１のハウジング、この第１のハウジ
ングに回転自在に支えられた第２のハウジングお
よびこの第２のハウジングに回転自在に支えられ
た工具支持部材に連結してあり、これらのハウジ
ングおよび支持部材の各々がそれぞれの軸線周り
に回転できるようになつている。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

図面に示したように、リスト機構１０はブーム
または支持アーム（不図示）に連結されるように
なつている相対的静止ベース部材１２を包含す
る。このベース部材１２は長手方向の軸線１４を
有し、この軸線周りに複数の入力駆動軸１６，１
８，２０が周方向に離間して設けてある。駆動軸
１６は一対のニードル軸受２２，２４に回転自在
に支えられており、駆動歯車２６が固着してあ
る。駆動軸１８は一対のニードル軸受２８，３０
に回転自在に支えられており、駆動歯車３２が固
着してある。駆動軸２０は一対のニードル軸受３
４，３６に回転自在に支えられており、駆動歯車
３８が固着されている。

ベース部材１２は、玉軸受４２，４４によつて
回転自在に支えられて軸線１４の周りに回転でき
るようになつているハウジング部材４０を有す
る。このハウジング４０の軸線１４の周りの回転
は一体の歯車４６によつて行なわれ、この歯車４
６は駆動歯車２６とかみ合つており、したがつて
入力駆動軸１６の回転に応じて回転する。

ベース部材１２は、軸線１４の周りに回転でき
るように玉軸受５０，５２に回転自在に支えられ
たスリーブ部材４８を有する。このスリーブ部材
４８には歯車部材５４が固着してあり、この歯車
部材は駆動歯車３８とかみ合つており、したがつ
て、入力軸２０が回転した時、スリーブ部材４８
が軸線１４の周りに回転することになる。このス
リーブ部材４８にはかさ歯車５６も固着してあ
る。

入力軸１８にある駆動歯車３２は歯車５８とか
み合つており、この歯車５８は一対の玉軸受６
０，６２によつてスリーブ４８上に軸線１４周り
に回転できるように支えられている。歯車５８に
はかさ歯車６４が取付けてある。

ハウジング４０は中間の軸線６８の周りに配置
された孔（開口）６６を有し、この中間軸線６８
は角度７０だけ軸線１４から角度的に変位してい
る。軸線６８，１４は点７２のところで交差して
いる。孔６６には一対の玉軸受７４，７６が取り
付けてあり、これらの玉軸受は軸線６８の周りに
回転できるように中間ハウジング７８を回転自在
に支えている。

第１図で分るように、中間ハウジング７８は軸
線８２に沿つて延びるスリーブ部８０を有し、こ
の軸線８２は角度８４だけ軸線６８から角度的に
変位している。軸線８２は点７２のところで軸線
１４，６８双方と交差しており、したがつて、３
つの軸線１４，１６，８２が互に交差する点を持
つことになる。

中間ハウジング７８にはかさ歯車８６が固着し
てあり、このかさ歯車はかさ歯車６４とかみ合つ
ており、したがつて、入力軸１８によつて歯車３
２が回転する時、中間ハウジング７８が軸線６８
の周りに回転することになる。

中間ハウジング７８には一対の玉軸受８８，９
０が固着してあり、これらの軸受は、軸線６８の
周りに回転できるようにかさ歯車組立体９２を回
転自在に支えている。かさ歯車組立体９２はかさ
歯車５６とかみ合うかさ歯車９４と、かさ歯車９
６とを包含する。このかさ歯車９６はかさ歯車９
８とかみ合つており、このかさ歯車９８は工具支
持部材１００に固着されるかあるいはそこに一体
に形成されている。工具支持部材１００は、中間
ハウジング７８に固着された玉軸受１０２，１０
４によつて軸線８２の周りに回転できるように支
えられている。

工具支持部材１００は工具取付面１０６が固着
してあり、この工具取付面は製品の組立または仕
上げで用いる溶接機、塗料噴霧器その他の装置の
ような加工工具を与えるようになつている。工具
支持部材１００は歯車３８と５４、かさ歯車５６
と９４、かさ歯車９６と９８のかみ合いを介して
駆動軸２０の回転に応じて軸線８２の周りに回転
させられる。

図面で分るように、スリーブ部材４８は長手方
向の通路１０８を有し、この通路は軸線１４に沿
つて障害のないものとなつている。ハウジング４
０は空所１１０を有する。この空所にはかさ歯車
１１２が配置してあり、これは障害のない中心孔
１１２を有する。中間ハウジング７８はかさ歯車
組立体９２の一部を囲む大きな内部空所１１４を
有する。工具支持部材１００は障害のない長手方
向の開口１１６を有し、この開口は軸線８２に沿
つて配置されている。このようにして、相対的に
静止したベース部材１２から工具取付面１０６ま
で障害のない通路が設けられる。この障害のない
通路は、公知なもの（例えば米国特許第4218166
号）と同様の方式でホースおよびワイヤを収容す
ることができる。

軸線８２は、ハウジング部材４０に対する中間
ハウジング７８の位置を維持しながらハウジング
部材４０を180度の角度にわたつて回転させるこ
とによつて第１図に示す位置から移動させること
ができ軸線６８と一直線上に整列させることがで
きる。360度の角度にわたつてハウジング部材４
０を回転させることによつて、軸線８２は角度８
４に等しい角度を有する円錐形を発生することに
なる。軸線８２は第１図に示す位置から第２図に
示す位置まで移動することができる。この移動は
ハウジング部材４０に対して180度の角度にわた
つて中間ハウジング７８を回転させ、その間ハウ
ジング４０をベース部材１２に対して静止状態に
保つことによつて行なわれる。

第２図に示す位置から、工具取付面１０６はハ
ウジング７８をハウジング部材４０に対して静止
した状態に維持しながらハウジング部材４０を回
転させることによつて360度の角度にわたつて回
転させられ得る。ハウジング７８を適切に回転さ
せることによつて、軸線８２は、角度８４と７０
との差だけ軸線１４から変位した境界域と、角度
８４と７０の和だけ軸線１４から変位した境界域
によつて画成されるエンベロープ（領域）内で選
択的に位置決めすることができる。このエンベロ
ープ内で工具取付面１０６は実質的に360度の角
度にわたつて回転することができ、このようにし
て、取付面１０６に配置した工具の自在位置決め
が達成させられ得る。角度７０，８４の値の選択
はエンベロープの全寸法を決定する。本実施例で
は角度７０は30度であり、８４は60度である。所
望のエンベロープ寸法に応じて他の角度も用いる
ことができる。

このリスト機構１０は、特に、噴霧塗装や溶接
のような種々の製造生産過程を達成するように制
御される産業ロボツトで有益である。リスト機構
１０は組立時に構成要素を位置決めするように作
動するクランプ装置と共に用いることができる。
入力軸１６，１８，２０の回転運動は電動機、空
気圧モータ、流体圧モータのような周知の回転駆
動装置によつて行なうことができる。所望なら
ば、入力軸１６，１８，２０は手動で操作しても
よい。これらの入力軸の回転は、もし必要である
ならば、それらの回転を制御する適当なプログラ
ムを有するコンピユータを用いることによつて所
望のパターンで制御することができる。

これらの装置はほんの一例として挙げたまで
で、本願のリスト機構が自在位置決め装置を必要
とするたいていの場合に有効でありうることは前
記の説明からあきらかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による機械的リスト機構の一実
施例を１つの作動姿勢で示す部分側面縦断面図で
ある。第２図はリスト機構を別の作動姿勢で示
す、第１図と同様の図である。 〔主要部分の符号の説明〕、１０……リスト機
構、１２……ベース部材、１６，１８，２０……
入力駆動軸、２６……駆動歯車、３２……駆動歯
車、３８……駆動歯車、４０……ハウジング部
材、４２，４４……玉軸受、４８……スリーブ部
材、７８……中間ハウジング、９２……かさ歯車
組立体、１００……工具支持部材、１０６……工
具取付面、１０８……長手方向通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに交差する点７２を持つ独立した回転軸
   線１４，８２の周りに加工工具支持部材１００を
   回動させるための歯車ユニツト２６，４６および
   ３８，５４，５６，９４，９６，９８を有して加
   工工具支持部材を位置決めするための機械的リス
   ト機構であつて、相対的に静止したベース部材１
   ２が、互いに交差する点７２を持つ３つの独立し
   た第１、第２及び第３回転軸線１４，６８，８２
   を収めており、該３つの回転軸線のうちの２つ即
   ち第１回転軸線１４及び第２回転軸線６８が互い
   に角度的に固定されており、第１回転軸線１４が
   前記ベース部材１２に対して固定されており、第
   ３の回転軸線８２が前記相互の交差点７２を維持
   しつつ前記第１及び第２回転軸線１４，６８の両
   方に対して角度的に動くことができ、かつ第２回
   転軸線６８と一直線を形成するよう整列でき、一
   対のハウジング手段４０，７８が前記各第１、第
   ２回転軸線１４，６８の回りに回転自在に支えら
   れており中空のスリーブシヤフト４８の外表面上
   に設けられる第２歯車手段５４，５６がスリーブ
   シヤフト４８外部の第１歯車手段２０，３８によ
   り駆動され、かわつて、中空部材９２上に設けら
   れかつ第４歯車手段９８と噛合している第３歯車
   手段９４，９６を駆動して中空の加工工具支持部
   材１００を回転させ、 前記スリーブシヤフト４８の外部に回転可能に
   設けられる第５歯車手段２２，２６，４６が前記
   ハウジング手段の一方４０をそれぞれの軸回りに
   回転させて前記加工工具支持部材１００を実質的
   に半球形の範囲内で任意に位置決めし、ベース部
   材と前記加工工具支持部材上の工具取付面１０６
   との間に連続的に障害のない通路が形成され、該
   通路が前記ベース部材と前記ハウジング手段と前
   記加工工具支持部材内の中空部より成り、加工工
   具に関連する構造物を内部に封じ込められるよう
   になつていることを特徴とする機械的リスト機
   構。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の機械的リスト機
   構において、前記半球形の範囲は、前記第１及び
   第２回転軸線１４，６８間の角度７０と第２及び
   第３の回転軸線６８，８２間の角度８４の差によ
   つて決定される１つの境界域と、これらの角度７
   ０，８４の合計によつて決定される別の境界域と
   を有することを特徴とする機械的リスト機構。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の機
   械的リスト機構において、前記第１、第５歯車手
   段の各々２６等、３８等は、前記相対的に静止し
   たベース部材１２の第１回転軸線１４に対して平
   行に延びかつ半径方向に変位している入力駆動装
   置２２，２０，１８を有し、各歯車手段の歯車部
   材４６，５４，５８が第１回転軸線１４と一致す
   る回転軸線を有することを特徴とする機械的リス
   ト機構。