JPS6237921Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、組立てロボツト等に使用するのに好
適な液圧式の原動装置に関するものである。

例えば、組立てロボツトの関節部等に搭載され
る原動装置には、小形かつ軽量であること、
高い位置決め精度が得られること、回転速度を
巾広く変化させ得ること、安定した出力トルク
を発揮すること、高い応等性を有しているこ
と、サーボバルブ等とのマツチングが良いこと
回転装置の検出が容易に行なえること等の条件
を満足し得る性能を備えていることが要求され
る。

本考案は、このような事情に着目してなされた
もので、特称な液圧モータと、サーキユラ・スプ
ライン、フレクスプラインおよびウエーブジエネ
レータを有してなるハーモニツク減速機とを巧妙
に組合せることによつて、前述した要求に十分に
応えることができるようにした液圧式の原動装置
を提供するものである。

すなわち、本考案は、液圧モータを、偏心部を
有した支軸と、この支軸の軸心回りに回転可能な
ケーシングと、このケーシングの内側に円周方向
に所要の間隔をあけて配設されその先端面を静圧
ベアリングを介して前記ケーシングの内周面に添
接させた複数のピストンと、前記支軸の偏心部に
回転可能に支持され前記ピストンの基端面側に前
記ケーシングの回転に供つて容積が増減する空間
を形成するシリンダブロツクと、容積が増大しつ
つある空間および容積が減小しつつある空間にそ
れぞれ連通する対をなす流体流通系路と、前記各
空間内の流体圧を対応する各静圧ベアリング部に
供給するための圧力導入路とを具備してなるもの
にし、前記支軸を前記サーキユラ・スプラインを
保持する支持部材に固着するとともに前記ケーシ
ングを前記フレクスプライン内に配設し、このケ
ーシングに前記ウエーブジエネレータを一体的に
設けたことを特徴とするものである。

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

液圧モータ１の動力をハーモニツク減速機２を
介して出力するようにしている。

液圧モータ１は、偏心部３ａを有した支軸３
と、この支軸３の軸心０_１回りに回転可能なケー
シング４とを有している。ケーシング４は、前記
支軸３の偏心部３ａを囲繞するカツプ状の本体部
４ａと、この本体部４ａの開口部を閉塞する蓋部
４ｂとからなるもので、前記支軸３の一端部は前
記蓋部４ｂを貫通してケーシング４外へ突出して
いる。また、前記ケーシング４の内周に奇数個の
平面部４ｃ…を円周方向に等角間隔をあけて形成
している。そして、このケーシング４の内側の前
記各平面部４ｃ…に対応する部位にそれぞれピス
トン５…を配設し、これら各ピストン５…の先端
面を静圧ベアリング６…を介して対応する平面部
４ｃ…に添接させている。静圧ベアリング６は、
前記ピストン５の先端面を前記平面部４ｃに密着
するように平面状に形成するとともに、この先端
面に圧力ポケツト７を形成し、この圧力ポケツト
７内に流体圧を導入するようにしたものである。
また前記支軸３の偏心部３ａにシリンダブロツク
８を回転可能に嵌着し、このシリンダブロツク８
によつて前記各ピストン５…の基端面側に前記ケ
ーシング４の回転に伴つて容積が増減する空間９
…を形成している。具体的に説明すれば、シリン
ダブロツク８には複数のシリンダ１１…が円周方
向に等角間隔をあけて放射状に形成されている。
そしてこれら各シリンダ１１…に前記各ピストン
５…がスライド自在に嵌合させてあり、これら各
ピストン５…の基端面と前記各シリンダ１１…の
内面とによつて前記空間９…が形成されている。
なお、このシリンダブロツク８の端面にはピン１
２…が突設されており、このピン１２…の先端部
を前記ケーシング４に設けたばか穴１３…に遊嵌
させることによつて該シリンダブロツク８が前記
ケーシング４に対して一定回転角度以上自転しな
いようにしてある。すなわち、このシリンダブロ
ツク８は前記ケーシング４に追従して回転するよ
うになつている。また、前記ケーシング４内を前
記支軸３の軸心０_１と偏心部３ａの軸心０_２とを
通る仮想分割線Ｐを境にして第１領域Ａと第２領
域Ｂとに２分割し、前記第１領域Ａ内を通過中の
前記空間９…を第１の流体流通系路１４に連通さ
せるとともに第２領域Ｂ内を通過中の空間９を第
２の流体流通系路１５に連通させている。第１の
流体流通系路１４は、前記偏心部３ａの外周面に
設けた第１領域Ａ側の圧力ポケツト１６を支軸３
の先端部に設けた第１の流出入口（図示せず）に
連通させるためのもので、前記支軸３内に形成さ
れている。また、第２の流体流通系路１５は、前
記偏心部３ａの外周面に設けた第２領域Ｂ側の圧
力ポケツト１７を支軸３の先端部に設けた第２の
流出入口（図示せず）に連通させるためのもの
で、前記支軸３内に形成されている。また、前記
各ピストン５の軸心部には対応する空間９内の流
体圧を対応する静圧ベアリング６の圧力ポケツト
７内に導入するための圧力導入路１８が設けてあ
る。

一方、ハーモニツク減速機２は、内周に内向歯
２１…を有したリング状のサーキユラ・スプライ
ン２２と、このサーキユラ・スプライン２２の内
側に軸心を一致させて配設され開口端部外周に前
記内向歯２１…とピツチが同一で数が若干少ない
外向歯２３…を有した薄肉カツプ状のフレクスプ
ライン２４と、このフレクスプライン２４の開口
端部を横断面楕円状に弾性変形させてその長軸部
分において前記外向歯２３…を前記内向歯２１…
に噛合させるとともにその噛合位置ａ，ｂを逐次
円周方向に移動させるウエーブジエネレータ２５
とを具備してなる。サーキユラ・スプライン２２
はリング状の剛体であり、円板状の第１の支持部
材２６と円筒状の第２の支持部材２７との間に挟
持されてハウジング２８を構成している。また、
フレクスプライン２４は弾性変形良好な材料によ
り作られており、その底壁中心部には前記ハウジ
ング２８にベアリング２９，２９を介して支承さ
れた出力軸３１の基端が固着されている。また、
ウエーブジエネレータ２５は、前記フレクスプラ
イン２４の軸心回りに回転可能な楕円カム３２を
フレキシブルなボールベアリング３３を介して前
記フレクスプライン２４の内周に嵌合させたもの
で、前記ボールベアリング３３のアウターリング
３３ａは前記フレクスプライン２４と共に弾性変
形し得るようになつている。

そして、前記液圧ポンプ１の支軸３を前記第１
の支持部材２６の軸心部に固着するとともに該ポ
ンプ１のケーシング４を前記フレクスプライン２
４内に配設し、このケーシング４に前記ウエーブ
ジエネレータ２５を一体的に設けている。すなわ
ち、このケーシング４の蓋部４ｂの外周に前記楕
円カム３２を一体に形成している。

なお、３４は前記ウエーブジエネレータ２５の
楕円カム３２の回転数を検出するための検出器で
ある。この検出器３４による回転数の検出にはイ
ンクリメンタル形とアブソリユート形の２種類が
考えられる。

次いで、この原動装置の作用を説明する。ま
ず、高圧の流体を、例えば、第１の流体流通系路
１４を通して第１領域Ａに存在する空間９，９内
に供給すると、第１領域Ａに存在する静圧ベアリ
ング６，６部に高い流体圧が導入され、これらの
流体圧によつて該液圧モータ１のケーシング４に
偏心部３ａの軸心０_２を通り前記ケーシング４の
平面部４ｃに直交する力Fa，Fbが作用すること
になる。しかして、これらの力Fa，Fbの合力
Fabの作用線は前記軸心０_２を通り前記ケーシン
グ４の回転中心たる支軸３の軸心０_１からある距
離ｌだけ偏位することになる（第４図参照）。そ
の結果、前記ケーシング４には｜Fab｜×ｌなる
モーメントが働くこととなり、それによつて該ケ
ーシング４が矢印Ｘ方向に回転する。この場合、
第１領域Ａに存在する空間９，９は前記ケーシン
グ４の回転に伴つて漸次容積が増大し、第２領域
Ｂに存在する空間９９は漸次容積が縮小するた
め、高圧の流体は第１領域の流体流通系路１４を
通して第１領域Ａを通過中の空間９，９内に逐次
流入し、仕事をし終つた流体は第２領域Ｂを通過
中の空間９，９から第２の流体流通系路１５を通
して逐次外部へ排出される。このようにして液圧
モータ１のケーシング４が、例えば、矢印Ｘ方向
に回転すると、それに伴つてウエーブジエネレー
タ２５の楕円カム３２が同じく矢印Ｘ方向に回転
し、フレクスプライン２４の外向歯２３…と、サ
ーキユラ・スプライン２２の内向歯２１…との噛
合位置ａ，ｂが矢印Ｘ方向に移動する。そうする
と、前記楕円カム３２が１回転する毎に前記フレ
クスプライン２４が前記内向歯２１…と外向歯２
３…との歯数差だけ矢印Ｙ方向に回転することと
なり、その回転が出力軸３１を介してハウジング
２８外へ取り出される。

しかして、このようなものであれば、第１、第
２の流体流通系路１４，１５に供給する圧力流体
の方向および流量を制御することによつて、所望
の回転力を出力軸３１から取出すことができるわ
けであるが、本原動装置では固定された支軸３に
対して回転する液圧モータ１のケーシング４をハ
ーモニツク減速機２のフレクスプライン２４内に
配設しこのケーシング４にウエーブジエネレータ
２５を一体的に設けているので、空間の有効利用
を図つて装置の大幅なコンパクト化を促進するこ
とができるとともに、部品点数の削減により装置
の軽量化を促すことができるという効果が得られ
る。

また、前記のような構成の液圧モータ１は小形
の割に出力トルクが高いため、この面からも装置
の小形軽量化を図ることが可能である。しかもか
る液圧モータ１では、ピストン５…に倒れモーメ
ントが働かないため、流出入口圧が共に高圧でそ
の差が少ない場合においても高い機械効率を保つ
ことができる。また、同様にピストン５…に倒れ
モーメントが働かないため、支軸３の偏心部３ａ
とシリンダブロツク８との間にシールを目的とし
た適切な液圧バランスが得られることとなり低速
時においても高い容積効率が保証される。それに
加えて、本液圧モータ１は、主要コンポーネント
が回転中心に対してほぼバランスして配置されて
おり、他の形式の液圧モータのように偏心シヤフ
トのようなものが回転することがないので高速回
転も可能である。例えば、理論押し除け容積を10
c.c.／rev程度とした場合、本液圧モータ１では
10／3000rpmと約300倍の広い範囲で速度変換が
できる。一方、ハーモニツク減速機２は高い機械
効率と出力トルクを誇り、負荷からのねじれに対
して高い位置決め精度を有している。したがつ
て、前記のような構成の液圧モータ１とハーモニ
ツク減速機２とを組合せた場合、高い位置決め精
度を有し、回転速度を巾広く変化させることがで
き、常に安定した高い出力トルクを発揮させるこ
とができる等、前述した諸条件をことごとく満足
させ得る優れた特性が得られる。

そのため、本考案によれば、組立てロボツトや
小量多機種形製品の汎用加工装置等に組込むのに
好適な原動装置、すなわち、巾広い速度変換範囲
（数百倍）と高い出力トルクを有しているためサ
ーボ制御に最適であり、しかも、小形化並びに軽
量化が容易な原動装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図における−線断面図、第３図は第
１図における−線断面図、第４図は作用説明
図である。 １……液圧モータ、２……ハーモニツク減速
機、３……支軸、３ａ……偏心部、４……ケーシ
ング、５……ピフトン、６……静圧ベアリング、
８……シリンダブロツク、９……空間、１４，１
５……流体流通系路、１８……圧力導入路、２１
……内向歯、２２……サーキユラ・スプライン、
２３……外向歯、２４……フレクスプライン、２
５……ウエーブジエネレータ、２６……支持部
材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液圧モータの動力を、内向歯を有したリング状
   のサーキユラ・スプラインと、外向歯を有した薄
   肉カツプ状のフレクスプラインと、このフレクス
   プラインを横断面楕円状に弾性変形させてその長
   軸部分において前記外向歯を前記内向歯に噛合さ
   せるとともにその噛合位置を逐次円周方向に移動
   させるウエーブジエネレータとを有してなるハー
   モニツク減速機を介して出力するようにした原動
   装置であつて、前記液圧モータを、偏心部を有し
   た支軸と、この支軸の軸心回りに回転可能なケー
   シングと、このケーシングの内側に円周方向に所
   要の間隔をあけて配設されその先端面を静圧ベア
   リングを介して前記ケーシングの内周面に添接さ
   せた複数のピストンと、前記支軸の偏心部に回転
   可能に支持され前記ピストンの基端面側に前記ケ
   ーシングの回転に伴つて容積が増減する空間を形
   成するシリンダブロツクと、容積が増大しつつあ
   る空間および容積が減小しつつある空間にそれぞ
   れ連通する対をなす流体流通系路と、前記各空間
   内の流体圧を対応する各静圧ベアリング部に供給
   するための圧力導入路とを具備してなるものに
   し、前記支軸を前記サーキユラ・スプラインを保
   持する支持部材に固着するとともに前記ケーシン
   グを前記フレクスプライン内に配記し、このケー
   シングに前記ウエーブジエネレータを一体的に設
   けたことを特徴とする原動装置。