JPS6052289A - 駆動ユニツト - 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】 本発明は駆動ユニット、特に同芯状に配置した複数個の
出力軸から別個の回転駆動力を取シ出すことのできる駆
動ユニットに関する。

通常複数個のモータを組み合せてその各々の出力軸から
別個の独立した回転駆動力を取り出す場合は出力軸の配
置の関係から各モータを横方向に並べたり、軸方向に離
して配置するなど、スペースを多くとり、構造全体が大
型となって１−まう。

この場合各出力軸を同芯状にかつ一箇所にまとめて配置
し、この一箇所から歯車等を介して必要箇所に駆動力の
伝達を行うことができるようにユニット化すれば装置斤
全体がコンパクトにオと１す、きわめて便利でらる。

本発明は上述した要望ｆ、満すように複数個の出力軸を
１箇所１ｃｔとめ、各出力ｉｆ！Ｉ＋から各ノζ独ｑに
駆動力を取り出し得るようにしたコンパクトな駆動ユニ
ットを提供することを目的とする。

この目的のために本発明は、複数個のモータを同芯状に
配置してその各モータの出力軸を順次ｑいに入子式に突
出せしめ、見かけ上１本の駆動側１から複数の駆動力を
別個に取り出し得るようにしたものである。

以下１本発明を、図面を参照しながら、実施例について
説明する。

第１図は３個のモータを組み合せた実施例の駆動ユニッ
トを示す斜視図、第２図はこの実施例の拡大した縦断面
図である。ユニットハウジング２２内に第１．第２．第
３の３個の電気モータ２３；２４，２５が同芯状に上下
に重ね合せて配置されている。最上端の第３モータ２５
の出力軸２８は中空状に形成されて上端部分がハウジン
グ２２から突出し、その外周に歯車３０が固着されてい
る。第２図の如くハウジング内で出力軸２８の外周部に
ロータ２５ａが取シ付けられ、これに対応１−てハウジ
ング内周部にステータ２５ｂが固着されている。中間部
にある第２モータ２４の出力＃ＱＩ＋　２７も同様例中
空伏に形成され、かつ前記第３モータの出力軸２８内を
貫通してユニットハウジング２２外へ延在し、その上端
に別の歯車２９が、またその下端には第３モータ２５の
ロータとは独立した別のロータ２４ａがそれぞれ固着さ
れている。暖下段の第１モータ２３の出力＊ｂ２６は中
実であって第２モータ２４の中空状出力軸２７を上下Ｖ
Ｃ貫通して延在し、ハウジング内でその下端付近にさら
に別のロータ２３ａが固着されている。出力軸２６の上
端には図示の」局舎は他の被動軸と係合するための係止
面３１が形成さＪしているが、勿論これに限るものでな
く、前記第３．第２のモータ２５．２４と同様に歯車な
どの回転伝達手段でもよい。２４ｂ、２３ｂはそれぞれ
前記ロータ２４ａ、２３ａに対応したステータであって
ハウジング内周部に固着されている。なお、このように
入子式に配置された出力軸２Ｇ、２７．２８の間には軸
受が介在されている。この第１．第２．第３の各モータ
２３，２４．２５はそれぞれ別個に駆動ｉｉＪ能であり
、したがって同一１ｌｑｌ＋線上の位１ｉ′ｉがら３つ
の異なるパワーの回転部ｍｌ力を取シ出すことができる
。

第３図は本発明の他の実施例を示しブこ弗１に断面図で
ある。第１図および第２図の実施例は各モータが軸方向
に離隔したラジアル型のものであるが、この第３図の実
施例は第１．第２．第３のｅ−タ２３．２４．２５が同
芯状【かっ同一平面内に配置されたアキンヤル型である
。即ちハウジング２２の底壁内面に同芯状に３個のステ
ータ２３ｂ、２４ｂ。

２５ｂが固着され、また入子式に組み付けられた３個の
出力軸２’６，２７．２８の外側の２個２７゜２８の下
部がカップ形に形成され、とれら各出力＠２６，２７．
２８の下端に、前記３個のステータに対応して、それぞ
ｔｔ　ｒ＋−夕２３　ａ＋　２４　ａ＋　２５　ａが取
り付けられている。これらの各モータもそれぞれ独立し
て駆動可能であることは勿論である。

この第２の実施例のものは全体として扁平な外形に構成
しイ得る。

第４図、第５図および第６図は一ヒ述した駆動ユニット
の使用例を示した図である。この装置は多関節ロボット
であって、以丁にその構成を説明する。

第４図はモジュラ−型多関節ロボットに適用されるアー
ムユニット（アーム関節ユニット）の内部構造を示ｌ〜
だ斜視図である。一端が円筒形で他端が中空の半球体と
なった２個のハウジング１゜２が該半球体の部分で互い
に相対摺動回転し得るように面接触によシ接合されてい
る。なお、同図で下側のハウジング１が多関節ロボッＩ
・の基部側、上側のハウジング２が先端側である。下π
（１１のハウジング１内にはそのほぼ中心部に中央回転
ｌｌ１１１３（第４図例は破線で示される）が配置され
、この中央回転軸３を囲むようにその周囲例はぼ等間開
で４本の伸縮’ＩＱＩＩ　４　、５　、６　、７が配置
されている。

図示のように各伸縮軸４，５，６．７の下端にはそれぞ
れ歯車４ａ＋　５ａ＋　６ａ　＋７ａが固オオされてい
る。これらの伸縮軸は好ましくはボールスクリューの形
態に形成され、ハウジング１内周部に保持されたボール
スクリューナツト４ｂ、５ｂ、６ｂ。

７ｂと螺合して中央回転軸３と平行方向に往復移動する
ようになっている。

他方のハウジング２内にも同様に中火回転１１Ｑｂ　８
（破線）および該Ｍｏｂを囲むように４本のボールスク
リュー形状の伸縮軸９，１０，１１．１２が配置され、
これらの伸縮軸がハウジング２内周部に保持された４個
のボールスクリューナツト９１３，１０ｂ。

１１ｂ、１２ｂとそれぞれ螺合して伸縮移動するように
なっている。これら上下の中央回転軸および伸縮軸は互
いに一対づつ対応しており、かつこれらがハウジング１
，２の中空半球体内で一平面内に配列された等速ジヨイ
ント１３，１４，１．５，１６゜１７によって連結され
ている。なお、ここでは各軸４〜７および９〜１２が等
速ジヨイント１３〜１７側へ移動する場合を伸張と称ｌ
〜、その反対側へ移動する場合を収縮と称することと１
〜、この意味で中央回転軸を囲む前記８郷のｌＩ′ｌｈ
４〜７および９〜１２をそれぞれ伸縮軸と称している。

上側ハウジング２の中央回転軸８にはネジ溝が形成され
、該ハウジング２の先端に収納された円筒形能ネジ部材
１８と螺合１７、中央回転軸８の回転によりこの円筒形
雌ネジ部拐１８がハウジング２に対して出入するように
なっている。１９はハウジング内周壁に形成された雌ネ
ジ部材Ｊ８の回り止め用突起であって雌ネジ部材１８の
外周に形成１−た縦溝１８ａに摺動ｆｉｌ能に嵌入され
ている。

各伸縮軸４〜７および９〜１２の伸縮関係は、伸縮軸４
が伸張するとき伸縮軸９もジヨイント１３を介して伸張
し、同時にこれらとそれぞれ対向している伸縮軸７，１
２がともに同−叶収縮し、才だ同様に伸縮軸５が伸張す
るとき伸＃ｉｉｉ　ＩＩｌ＋　Ｉ　Ｏが伸張し、これら
とそれぞれ対向している伸縮ｌ１ｊｌｌ　６　、１１が
回置収縮する、という関係に定められ、寸だこのとき各
伸縮軸の４個の等速ジョイン）　１３，１４゜１５．１
６が同一平面上にあり、かつハウジング１゜２の半球体
軸受の中心（この点に中央回転軸３゜８のジヨイント１
７がある）を通る平面上に存することとなるように設定
される。伸張、収縮逆の場合も同様であって、このだめ
に伸縮軸４，９（または５，１．０）と伸縮軸７．１２
（−または６゜１」）のボールスクリューがそれぞれ互
いにｊ勇す−ドに形成されるかあるいは下側伸縮軸の歯
車４ａと７ａ（または５ａと（ｉａ）が互いに逆回転す
るように構成される。上述１−た１↓！１係で各伸縮軸
が伸縮することにより、その伸縮方向に応じて、−ヒＦ
のハウジング１，２の相対角度が変化ｉ−、アームの関
節運動がもたらされる。なお、互いに連結される上下の
伸縮軸のスクリューピッチをよ同一ピッチに形成される
。

第５図はモジュラ−型多関節ロボットのリストユニット
（リスト関節ユニット）の内部構造を示した斜視図であ
る。上下ハウジング１，２および中央回転軸３，８、伸
縮軸４〜７，９〜１２で構成される関節部分は第４図で
説明した構成と全く同一であり、したがってその部分の
重複１．、た説明は省略するが、このリストユニットは
上１１１Ｑハウジング２の中央回転軸８にはネジ溝が形
成されず、これと螺合するような雌ネジ部材（第４図の
１８相当）は設けられていない。その代りに図示実施例
では」二側の中央回転軸８がハウジング２から突出し、
この突出部分に回転環２０が固着され、この回転環２０
に第６図に関（−で後述する作業部材が連結されるよう
になっている。なお、第４図。

第５図では中央回転軸あるいは伸縮軸の軸支部分、その
他ボールスクリューナツトの）・ウジング内周部への保
持構造は明瞭化のため図示省略しである。

本発明に係る上記実施例の３出力軸型の駆動ユニットｅ
→は第４図で示した関節アームの下側ハウジング１の下
部に取り付けられ、該ユニツ１尋→の第１モ〜り２３の
出力ｉ１’ｌｌ＋　２６が中火回転１１１１３に係合さ
れ、第２モータ２４の出力軸２７の歯車２９および第３
モータ２５の出力軸２８の歯車３０がそれぞれ対角線上
に対向した一対の伸縮軸４．７の平歯車４ａ、７ａおよ
び一対の伸縮１１１５　。

６の平歯車５ａ、６ａと噛み合される。図示の構成例で
は各モータは同じ方向に回転され、このときの各モータ
の回転数に応じて一ヒ側ハウジング２は所望方向に角度
を変えることができ、１／こその先端の円筒形雌ネジ部
拐１８を伸縮させることができる。

第６図は一ヒ述した駆動ユニット、アームコーニット、
リストユニットを組み合せてモジュラ−型多関節ロボッ
トを構成ｉ〜だ場合の１例を示すのＩＷ斜視図である。

既に述べたよう例−アームユニソ１３２のド端にＪ枢動
ユニット２１を取り（ｊｌけ、このアームユニツ１３２
の円筒形−ｂ１ネジ部利１８に別の駆動ユニット２］’
を取り付け、さらにこの駆動ユニット２１’の上に第５
図で説明したりストユニット３３を取シ付け、該駆動ユ
ニットの各出力軸をリストユニット３３の中央回転軸に
係合させるとともに伸縮軸に歯車を介して連結する。リ
ストユニット３３の上部の回転環２０には作業部月３４
を連結する。

既に一上述の説明からも明らかなよう例、このようにユ
ニット化した部分を連結し、最下段の、駆動ユニット２
１を駆動すれはアース・ユニット３２０角度変化および
その先端部の伸張によりリストユニット３３を所望位置
へもってくることができ、さらに中間部の駆動ユニツ１
−２１’の付勢（でよりその位置でリスト先端がリスト
基部の関節部に対して角度を変える、即ち醒振りを行う
ことができ、さらにこのリスト先端の作秦部拐３４はそ
の軸線まわシに回転運動することができる。したがって
作業部材として各種の切削工具、穿孔工具、溶接工具あ
るいはロボットハンドなどを用いることによシ任意所望
の動作を行わせることができる。−上述の実施例ではア
ーム関節ユニット３２およびリスト関節ユニット３３を
１個づつ組み合せたが、必要に応じて複数個のアームあ
るいはリスト関節ユニットおよび本発明に係る駆動ユニ
ットを順次連結することができるのけいうオでもない。

また上述の駆動ユニットは３つの独立した駆動力が取り
出されるものについて述べたが、）・ウジング内のロー
タおよびステータの個数によって任意の数の駆動力を同
一軸線上から取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る１枢動ユニツトの斜視図
、第２図は第１図に示す実施例の縦＋ｌｊ白石図、第３
図１ｄ本発明の他の実施例を示す縦断面図、第４図は本
発明の使用例を示すモジュラ−４，ｔ、１条間節ロボッ
トのアーム関節ユニットの概略的な斜視図、第５図は同
じく本発明の使用例を示すリスト関節ユニットの概略的
な斜視図、第６図は本発明を使用したモジュラ−型多関
節ロボットを組立順に分解して示した斜視図である。 １・・・基部側ハウジング、 ２・・先端側ハウジング、 ３．８・・・中央回転軸、 ４．５，６，７，９，１０，１１．１２・・・伸縮軸、
１３．１４，１５，１６．１７　・等速ジヨイント、２
１・・・駆動ユニット、 ２２゛°“ユニットハウジング、 ２３．２４．２５・・・モータ、 ２６．２７．２８・・・出力軸、 ２３ａ、２４ａ、２５ａ　−−−ｒｖ−タ、２３ｂ、２
４ｂ、２５ｂ・・・ステータ、２９．３０　・・歯車、 ３２・・・アームユニット、 ３３・・リストユニット、 ３４・・作業部材。 代理人　弁理士　染用利吉（ほか１４ 第１図 １ 第２図 ３１ と５０　２６ ・第３図 −／ Σ　＆ ■ 、］■−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、複数個のモータを同芯状に配置して各モータの
   出力軸を順次互いに入子式に突出せしめ、各出力軸から
   それぞれ別個に回転駆動力を取り出すようにしたことを
   特徴とする駆動ユニット。
2. （２）、前記モータは電気モータであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載した駆動ユニット。
3. （３）、前記モータは流体圧モータであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載した１駆動ユニツト。
4. （４）、前記流体圧モータはエアタービン型モータであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載した駆
   動ユニット。