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公開番号2024176217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094601
出願日2023-06-08
発明の名称手首関節ユニットおよびそれを備えた作業装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B25J 17/02 20060101AFI20241212BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】小型化および軽量化を図ることができる手首関節ユニットおよびそれを備えた作業装置を提供する。
【解決手段】手首関節ユニットHUは、アーム5と、第1回転軸C1回りに回転可能に設けられる第1の回転部材6と、第1回転軸C1と直交する第2回転軸C2回りに回転可能に設けられる第2の回転部材である傘歯車7と、アーム5に支持され第1の回転部材6を回転駆動する第1モータ9と、アーム5に支持され傘歯車7を回転駆動する第2モータとを備える。第1の回転部材6はアーム5に片持ち支持され、第2の回転部材である傘歯車7は、第1の回転部材6に片持ち支持される。前記傘歯車7には、エンドエフェクタ11が取付け可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アームと、
前記アームに片持ち支持され、第１回転軸回りに回転可能に設けられる第１の回転部材と、
前記第１の回転部材に片持ち支持され、第１回転軸と直交する第２回転軸回りに回転可能に設けられる第２の回転部材である傘歯車と、
前記アームに支持され前記第１の回転部材を回転駆動する第１モータと、
前記アームに支持され前記傘歯車を回転駆動する第２モータと、を備え、
前記傘歯車は、エンドエフェクタが取付け可能な手首関節ユニット。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
請求項１に記載の手首関節ユニットにおいて、前記傘歯車と噛合う傘歯車と、この傘歯車が固定され、且つ前記アームおよび前記第１の回転部材に対して軸受（２，４）を介して回転支持される歯車軸と、をさらに備え、
前記アームに対して前記第１の回転部材が軸受（１）を介して回転支持され、この軸受（１）と、前記アームに対して前記歯車軸を回転支持する軸受（４）とが同軸に設けられている手首関節ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の手首関節ユニットにおいて、前記第２の回転部材である傘歯車のボス外径Ｄは、常用するはめあいの軸で用いる寸法許容差における公差域クラスがｈ７以下またはｇ６以下であり、且つ前記ボス外径Ｄは、軸受（３）を嵌合する前記傘歯車のボス内径ｄに対する同軸度が０．０３ｍｍ以下である手首関節ユニット。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の手首関節ユニットにおいて、前記第２の回転部材である傘歯車のボス端面は、軸受（３）を嵌合する前記傘歯車のボス内径ｄに対する直角度が０．０５ｍｍ以下である手首関節ユニット。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の手首関節ユニットにおいて、前記第２の回転部材である傘歯車のボス側面および端面には、前記エンドエフェクタを取付けるためのねじ孔が設けられている手首関節ユニット。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の手首関節ユニットにおいて、前記第２の回転部材である傘歯車のボス端面には、前記エンドエフェクタの取付け再現性と、回転方向のずれ防止を図るピンを設置可能な取付け孔が設けられている手首関節ユニット。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の手首関節ユニットにおいて、前記第２の回転部材である傘歯車のボス外径Ｄには、前記エンドエフェクタにおける第２回転軸方向の取付け位置を規制する肩が設けられ、前記肩の隅の半径Ｒが０．２ｍｍ以下、または前記肩の隅にぬすみが設けられている手首関節ユニット。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の手首関節ユニットを備えた作業装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、手首関節ユニットおよびそれを備えた作業装置に関し、例えば、スカラーロボット、直交ロボット、垂直多関節ロボット等に適用される技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ロボットのアームの先端部には、手首関節ユニットが回転可能に連結されている。この手首関節ユニットは、互いに直交する２軸の回転軸を有し、一方の軸のまわりに回転する第１部材と、他方の軸のまわりに回転するように、第１部材に連結された第２部材とを備える。第２部材には、所定の作業が行えるようにエンドエフェクタが設置されている。
手首関節ユニットは、ロボットのアーム先端部に備えられることから、軽量であることが好ましく、また手首関節ユニットに設置されたエンドエフェクタで所定の作業を行うことから、周囲との干渉を避けるため小型であることが好ましい。
【０００３】
特許文献１には、手首ユニットが開示されている。この手首ユニットでは、２つの駆動モータを有し、これら駆動モータと、これら駆動モータによって揺動および回転可能に設けられた手首との間に複数段のプーリ・ベルト機構を設置し、波動歯車減速機等の減速機を使用せずに必要な減速比を確保することで、大型化と高コスト化を回避できるとしている。
【０００４】
特許文献２には、垂直多関節ロボットが開示されている。この垂直多関節ロボットでは、ＡアームにＢアームが回動可能に片持ち支持されている。前記Ａアームを駆動する減速機には貫通孔が設けられ、前記Ｂアームを駆動する伝達機構が、前記貫通孔を挿通することにより、小型化、軽量化を図れるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－２２６０２８号公報
特許第７００９９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の手首ユニットでは、揺動中心軸が両端で支持されているため、手首の幅が大きくなり、所定の作業を行っているときに、手首部が周辺と干渉する恐れがある。また、構造上、回動範囲が制限される。
【０００７】
特許文献２に記載の垂直多関節ロボットでは、先端側のアームが片持ち支持されていることから、一定の小型化は実現できているが、減速機等が回動部に搭載されているため、これ以上の小型化、軽量化には限界がある。
【０００８】
本発明の目的は、小型化および軽量化を図ることができる手首関節ユニットおよびそれを備えた作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の手首関節ユニットは、アームと、
前記アームに片持ち支持され、第１回転軸回りに回転可能に設けられる第１の回転部材と、
前記第１の回転部材に片持ち支持され、第１回転軸と直交する第２回転軸回りに回転可能に設けられる第２の回転部材である傘歯車と、
前記アームに支持され前記第１の回転部材を回転駆動する第１モータと、
前記アームに支持され前記傘歯車を回転駆動する第２モータと、を備え、
前記傘歯車には、エンドエフェクタを取付け可能である。
【００１０】
この構成によると、第１の回転部材はアームに片持ち支持され、第２の回転部材である傘歯車は第１の回転部材に片持ち支持されているため、第１，第２の回転部材は、第１，第２モータおよび支持部材等に干渉することなく回転運動の自由度を高めることが可能となる。また第１，第２の回転部材が片持ち支持されているため、これら第１，第２の回転部材が両持ち支持される構造よりも小型化および軽量化を図ることができる。第１，第２モータは、回転運動する回転部材ではなく、ベースとなるアームに支持されているため、モータ本体が動くことがない。これにより軽量でコンパクトな第１，第２の回転部材を実現できる。さらに第２の回転部材である傘歯車に、エンドエフェクタが取付け可能なため、部品点数が少なく、コンパクトかつ軽量な手首関節ユニットを実現できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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