特開 2022-101122 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022101122

(43)【公開日】2022-07-06

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/54 20060101AFI20220629BHJP

   B25J 11/00 20060101ALI20220629BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/54

B25J11/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020215523

(22)【出願日】2020-12-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】田中 博之

【テーマコード（参考）】

3C048

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C048BC01

3C048CC04

3C048DD15

3C707AS12

3C707BS24

3C707HS14

3C707HT12

3C707HT24

3C707HT39

(57)【要約】

【課題】エンドエフェクタを旋回する場合に生じる遠心力の増大を抑制し、エンドエフェクタの経路誤差の増大を防止することができる工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械は、第一軸回りに回転する回転部と、該回転部から延びる第一アームと、該第一アームに連結し、且つエンドエフェクタを支持する第二アームと、前記回転部及び第二アームに動力を供給する単一の動力源と、該動力源からの動力の供給先を前記回転部及び第二アームの一方から他方に切り替える切替機構とを備え、前記第二アームは前記第一軸に交差する第二軸回りに回転する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一軸回りに回転する回転部と、
該回転部から延びる第一アームと、
該第一アームに連結し、且つエンドエフェクタを支持する第二アームと、
前記回転部及び第二アームに動力を供給する単一の動力源と、
該動力源からの動力の供給先を前記回転部及び第二アームの一方から他方に切り替える切替機構と
を備え、
前記第二アームは前記第一軸に交差する第二軸回りに回転する
工作機械。

【請求項2】

前記回転部を支持する支持部を備え、
前記切替機構は、
前記回転部及び第一アームに設けてあり、前記第二アームに動力を伝達する伝達機構と、
前記動力源の動力によって駆動し、前記伝達機構に連結する駆動歯車と、
前記回転部に設けてあり、前記回転部を前記支持部に固定するか又は前記駆動歯車に連結するクラッチと
を備える
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記支持部に設けてあり、前記クラッチが係合する第一係合部と、
前記駆動歯車に設けてあり、前記クラッチが係合する第二係合部と
を備え、
前記クラッチは動力の供給先の切替時に、前記第一係合部及び第二係合部の少なくとも一方に係合する
請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記クラッチは筒状をなし、
前記クラッチの一端部に複数の第一歯が形成してあり、
前記クラッチの他端部に複数の第二歯が形成してあり、
前記第一歯の間に前記第一係合部が対向配置してあり、
前記第二歯の間に前記第二係合部が対向配置してあり、
前記クラッチを前記第一係合部又は第二係合部に向けて動かす移動機構を備える
請求項３に記載の工作機械。

【請求項5】

前記伝達機構は、
前記第二アームに連結し、前記第二軸回りに回転する第二回転部と、
該第二回転部及び駆動歯車の間に設けた少なくとも一つの中間軸と、
該中間軸及び前記駆動歯車の間、又は中間軸同士の間に設けた第一歯車機構と、
前記第二回転部及び中間軸の間に設けてあり、前記第一歯車機構よりも高い減速比を有する第二歯車機構と
を備える
請求項２から４のいずれか一つに記載の工作機械。

【請求項6】

前記回転部、第一アーム及び第二アームを覆うカバーを備え、
前記動力源は前記カバーの外側に設けてある
請求項１から５のいずれか一つに記載の工作機械。

【請求項7】

前記第一軸及び第二軸の間の角度は４５度よりも大きく９０度以下である
請求項１から６のいずれか一つに記載の工作機械。

【請求項8】

前記第二軸に平行な回転軸を備え、
前記第二軸に平行な回転軸の軸回りの起動トルクは、前記エンドエフェクタに作用する切削負荷の第二軸回りの成分と、前記第二軸と前記エンドエフェクタとの間の距離との積よりも大きい
請求項７に記載の工作機械。

【請求項9】

前記切替機構は、四つの傘歯車を有する伝動歯車装置、又は遊星歯車装置を含む
請求項１に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、ワークを加工する工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パラレルリンク機構を使用し、物品の加工及び組立を行うロボットがある。パラレルリンク機構の端部に、保持部に保持したエンドエフェクタが設けてある。保持部は上下軸回りに回転するモータと、左右軸回りに回転するモータとを有する。二つのモータは互いに独立して回転し、エンドエフェクタの位置決めを行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－２０３２８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方のモータを回転し、エンドエフェクタを旋回する場合、他方のモータを含む保持部全体が回転する。他方のモータの重量は大きく、旋回時にエンドエフェクタに作用する遠心力は増大し、エンドエフェクタの経路誤差が大きくなるおそれがある。更に、他方のモータに繋がる動力線と信号線が機械本体に巻き付くのを防ぐ為、一方のモータの旋回範囲を限定する必要がある。エンドエフェクタが一回転すれば加工ができる場合でも、旋回範囲を限定時、一回転の動作とは異なる複雑な動作をさせる必要が有る。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、エンドエフェクタを旋回させる場合に生じる遠心力の増大を抑制し、エンドエフェクタの旋回速度を高くしても経路誤差を小さくすることができる工作機械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】

【0006】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、第一軸回りに回転する回転部と、該回転部から延びる第一アームと、該第一アームに連結し、且つエンドエフェクタを支持する第二アームと、前記回転部及び第二アームに動力を供給する単一の動力源と、該動力源からの動力の供給先を前記回転部及び第二アームの一方から他方に切り替える切替機構とを備え、前記第二アームは前記第一軸に交差する第二軸回りに回転する。

【0007】

本開示の一実施形態においては、第一アームは回転部に設けてあり、回転部と共に第一軸回りに回転する。第二アームは第二軸回りに回転する。切替機構を介して、単一の動力源から回転部又は第二アームに動力を供給する。故に、エンドエフェクタの旋回速度を高くしてもモータが一つしかないので遠心力が増大することがなく経路誤差を小さくできる。また、モータが一つしかないので配線が容易となる。

【0008】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記回転部を支持する支持部を備え、前記切替機構は、前記回転部及び第一アームに設けてあり、前記第二アームに動力を伝達する伝達機構と、前記動力源の動力によって駆動し、前記伝達機構に連結する駆動歯車と、前記回転部に設けてあり、前記回転部を前記支持部に固定するか又は前記駆動歯車に連結するクラッチとを備える。

【0009】

本開示の一実施形態においては、クラッチが回転部を支持部に固定した場合、伝達機構及び駆動歯車によって、動力源からの動力は第二アームに伝達する。クラッチが駆動歯車に連結した場合、動力は回転部に伝達する。故に、本発明は切替機構を歯車、クラッチ等標準的な部品で構成したので小型化且つ安価に実現できる。

【0010】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記支持部に設けてあり、前記クラッチが係合する第一係合部と、前記駆動歯車に設けてあり、前記クラッチが係合する第二係合部とを備え、前記クラッチは動力の供給先の切替時に、前記第一係合部及び第二係合部の少なくとも一方に係合する。

【0011】

本開示の一実施形態においては、動力の供給先の切替時に、第一係合部及び第二係合部の少なくとも一方にクラッチは係合するので、クラッチと、第一係合部及び第二係合部との脱調を防止できる。

【0012】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記クラッチは筒状をなし、前記クラッチの一端部に複数の第一歯が形成してあり、前記クラッチの他端部に複数の第二歯が形成してあり、前記第一歯の間に前記第一係合部が対向配置してあり、前記第二歯の間に前記第二係合部が対向配置してあり、前記クラッチを前記第一係合部又は第二係合部に向けて動かす移動機構を備える。

【0013】

本開示の一実施形態においては、クラッチが第一係合部に向けて移動した場合、第一歯の間に第一係合部が係合し、クラッチが第二係合部に向けて移動した場合、第二歯の間に第二係合部が係合する。

【0014】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記伝達機構は、前記第二アームに連結し、前記第二軸回りに回転する第二回転部と、該第二回転部及び駆動歯車の間に設けた少なくとも一つの中間軸と、該中間軸及び前記駆動歯車の間、又は中間軸同士の間に設けた第一歯車機構と、前記第二回転部及び中間軸の間に設けてあり、前記第一歯車機構よりも高い減速比を有する第二歯車機構とを備える。

【0015】

本開示の一実施形態においては、第二回転部及び中間軸の間に第一歯車機構よりも高い減速比を有する第二歯車機構設けたので、第一歯車機構のバックラッシュによって生じる位置の誤差を、第二歯車機構にて調整できる。

【0016】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記回転部、第一アーム及び第二アームを覆うカバーを備え、前記動力源は前記カバーの外側に設けてある。

【0017】

本開示の一実施形態においては、熱発生源である動力源をカバーの外側に設けているので、カバー内での粉塵爆発等を防止し、安全性を高めることができる。また動力源の保守管理が容易になる。

【0018】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記第一軸及び第二軸の間の角度は４５度よりも大きく９０度以下である。

【0019】

本開示の一実施形態においては、第一軸及び第二軸の間の角度は４５度よりも大きく９０度以下であるので、第二軸回りにおけるエンドエフェクタの回転範囲が大きくなる。

【0020】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記第二軸に平行な回転軸を備え、前記第二軸に平行な回転軸の軸回りの起動トルクは、前記エンドエフェクタに作用する切削負荷の第二軸回りの成分と、前記第二軸と前記エンドエフェクタとの間の距離との積よりも大きい。

【0021】

本開示の一実施形態においては、上記関係が成立することによって、バックラッシュの影響によるびびりなどの加工不良の発生を抑制することができる。

【0022】

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記切替機構は、四つの傘歯車を有する伝動歯車装置、又は遊星歯車装置を含む。

【0023】

本開示の一実施形態においては、四つの傘歯車を有する伝動歯車装置又は遊星歯車装置を用いて、動力の供給先の切り替えを実現する。

【発明の効果】

【0024】

本開示の一実施形態に係る工作機械にあっては、第一アームは回転部に設けてあり、回転部と共に第一軸回りに回転する。第二アームは第二軸回りに回転する。切替機構を介して、単一の動力源から回転部又は第二アームに動力を供給する。動力源は回転せず、エンドエフェクタを旋回する場合に生じる遠心力の増大を抑制し、高速旋回時のエンドエフェクタの経路誤差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施の形態１に係る工作機械の外観斜視図である。

【図2】カバー内の工作機械の略示斜視図である。

【図3】主軸ユニットの第一縦断面図である。

【図4】主軸ユニットの第二縦断面図である。

【図5】主軸ユニットの断面斜視図である。

【図6】ドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大縦断面図である。

【図7】第一ハウジングの記載を省略した主軸ユニットの斜視図である。

【図8】上歯の間に第一係合部が係合した場合におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大斜視図である。

【図9】下歯の間に第二係合部が係合した場合におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大斜視図である。

【図10】Ａ軸又はＣ軸回りの回転に切り替わる途中におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大斜視図である。

【図11】Ｃ軸回りの回転からＡ軸回りの回転に切り替わる場合におけるドグクラッチ、第一係合部及び第二係合部の部分拡大縦断面図である。

【図12】実施の形態２に係るドグが下方に移動した場合における主軸ユニットの略示断面斜視図である。

【図13】ドグが下方に移動した場合における主軸ユニットの略示縦断面図である。

【図14】ドグが上方に移動した場合における主軸ユニットの略示断面斜視図である。

【図15】ドグが上方に移動した場合における主軸ユニットの略示縦断面図である。

【図16】実施の形態３に係るドグクラッチがハウジングに噛合した場合の主軸ユニットの略示縦断面図である。

【図17】ドグクラッチがハウジングに噛合した場合の主軸ユニットの略示部分拡大縦断面図である。

【図18】ドグクラッチがハウジングに噛合した場合における上方から視認した主軸ユニットの略示部分拡大縦断面斜視図である。

【図19】ドグクラッチがハウジングに噛合した場合における下方から視認した主軸ユニットの略示部分拡大縦断面斜視図である。

【図20】ドグクラッチが内歯車に噛合した場合における上方から視認した主軸ユニットの略示部分拡大縦断面斜視図である。

【図21】ドグクラッチが内歯車に噛合した場合における下方から視認した主軸ユニットの略示部分拡大縦断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図に示す上下前後左右を使用する。

【0027】

工作機械は保持台１を備える。保持台１の上面はワークを保持する。保持台１の周囲にカバー２が設けてある。カバー２は上下に延びた直方体をなし、前面部２ａ、右面部２ｂ、左面部２ｃ、後面部２ｄ及び上面部２ｅを備える。開閉扉３は前面部２ａに設け、透明な窓４は右面部２ｂ及び左面部２ｃに設ける。

【0028】

カバー２の内側に、上下方向に延びた三つの立柱５が設けてある。三つの立柱５は、平面視にて約１２０度の位相間隔を空けて、保持台１の周囲に配置してある。各立柱５の保持台１側の側面に軌道６が設けてある。軌道６は上下方向に延びる。軌道６に移動部７と駆動機構（図示略）を設け、移動機構はボールねじ機構等で構成する。駆動機構に動力を供給するモータ８は立柱５の上端部に設ける。モータ８の駆動によって、移動部７は軌道６に沿って上下方向に移動する。モータ８は上面部２ｅの上に設け、且つカバー２の外側に位置する。

【0029】

図２に示す如く、上面部２ｅは平面視三角形状の支持板２ｆを備える。支持板２ｆの上にモータ１０及び減速機１１が設けてある。モータ１０は単一の動力源を構成する。三つの立柱５の上端部は上面部２ｅから上方に突出する。前記上端部と支持板２ｆの角部は連結板９を介して連結する。図１にて、上端部、支持板２ｆ及び連結板９の記載を省略する。

【0030】

保持台１の上側に主軸ユニット２０が配置してある。主軸ユニット２０は、上下に延びたボールスプライン１２を介して減速機１１に連結する。モータ１０の回転は減速機１１で減速後、ボールスプライン１２に伝達する。ボールスプライン１２は軸回りに回転する。

【0031】

主軸ユニット２０は各立柱５に対向する。主軸ユニット２０と移動部７とは、平行な二つのリンク１３で連結する。リンク１３は棒状をなす。二つのリンク１３の一端部は主軸ユニット２０の第一ハウジング２１（図３参照）に回転可能な継手１４を介して連結する。二つのリンク１３の他端部は移動部７に継手１４を介して連結する。継手１４は自在継手等である。三つの移動部７の上下位置を変更して、主軸ユニット２０は上下前後左右に移動する。

【0032】

図３と図４の切断面の切断位置は異なる。主軸ユニット２０は円錐台形の第一ハウジング２１を備える。第一ハウジング２１は支持部を構成する。第一ハウジング２１は小径側を上方に向け、大径側を下方に向けて配置する。第一ハウジング２１の下面全体は開口する。第一ハウジング２１の下縁部にリンク１３が連結する。

【0033】

第一ハウジング２１の上面部２１ａに上下に貫通した貫通穴２１ｂが形成してある。貫通穴２１ｂに第一回転軸２４を挿入する。第一回転軸２４と貫通穴２１ｂとの間に滑り軸受２５が嵌まる。滑り軸受２５は第一回転軸２４を回転可能に支持する。第一回転軸２４は筒状をなし、第一回転軸２４の内側に配線６０が挿入してある。第一ハウジング２１の上面部２１ａ下側に複数の第一係合部２１ｃが固定してある。複数の第一係合部２１ｃは貫通穴２１ｂの周囲に周方向に略等しい間隔を空けて設ける。

【0034】

第一回転軸２４の略中途部に駆動歯車２７が設けてある。駆動歯車２７は二段歯車であり、二段歯車は小径歯車２７ｂ及び大径歯車２７ａを有する。小径歯車２７ｂが下側に位置し、大径歯車２７ａが上側に位置する。第一回転軸２４は駆動歯車２７の中央の穴に挿入する。第一回転軸２４と駆動歯車２７の間に、上下方向を軸方向とした二つの軸受２４ｂが嵌まる。二つの軸受２４ｂは上下に並び、第一回転軸２４及び駆動歯車２７を回転可能に支持する。ボールスプライン１２の回転は大径歯車２７ａに伝達する。

【0035】

駆動歯車２７は複数の第二係合部２７ｃを備える。第二係合部２７ｃは大径歯車２７ａの上面に固定し、且つ第一回転軸２４の周方向に略等しい間隔を空けて設けてある。第一ハウジング２１の上面部２１ａと駆動歯車２７の間にドグクラッチ２６が設けてある。ドグクラッチ２６は軸方向に短い円筒形をなし、上下方向を軸方向として配置してある。ドグクラッチ２６の外周面の軸方向中央部に、周方向に延びる環状の溝２６ａが形成してある。ドグクラッチ２６は熱可塑性樹脂材、例えばポリオキシメチレンを含む樹脂材等によって構成する。

【0036】

ドグクラッチ２６の上縁部に上向きに突出した複数の上歯２６ｂが設けてあり、下縁部に下向きに突出した複数の下歯２６ｃが設けてある。ドグクラッチ２６は第一回転軸２４の外側に設けてある。即ち、第一回転軸２４はドグクラッチ２６の内側に挿入する。第一回転軸２４の外周面及びドグクラッチ２６の内周面の一方にキー溝が、他方に該キー溝に嵌まるキーが設けてある（何れも図示略）。キー溝の軸方向寸法はキーよりも長く、キーはキー溝に沿って上下移動可能である。キー溝の周方向寸法はキーと略同じである。即ち、ドグクラッチ２６は第一回転軸２４に対して周方向に固定してあり、軸方向に移動可能である。

【0037】

第一ハウジング２１の下面開口に第二ハウジング２２が設けてある。第二ハウジング２２は、内部が空洞の円柱状をなし、上下方向を軸方向にして配置してある。第二ハウジング２２の上縁部は第一ハウジング２１の下縁部内側に配置してある。第二ハウジング２２の上縁部と第一ハウジング２１の下縁部との間にクロスローラベアリング２３が設けてある。クロスローラベアリング２３は第二ハウジング２２を回転可能に支持する。第二ハウジング２２は上下軸回りに回転する。

【0038】

第二ハウジング２２の上面中央部に第一支持筒２２ａが形成してある。第一支持筒２２ａは、第二ハウジング２２の上面部２２ｄを上下に貫通するように上面部２２ｄから上側及び下側に延びる。第一支持筒２２ａの内側に第一回転軸２４の下部を挿入する。第一回転軸２４の外周面及び第一支持筒２２ａの内周面の一方にキー溝が、他方に該キー溝に嵌まるキーが設けてある（何れも図示略）。キー溝及びキーの軸方向寸法及び周方向寸法は略同じであり、キー溝及びキーは、軸方向及び周方向にて、第一支持筒２２ａを第一回転軸２４に固定する。第一回転軸２４の下端部は第一支持筒２２ａから下方に突出する。第一回転軸２４の下端部外周に、円筒状の固定部材２４ａが取り付けてある。固定部材２４ａは、第一支持筒２２ａ及び第一回転軸２４の下端部を固定する。

【0039】

第二ハウジング２２の上面部２２ｄに第二支持筒２２ｂが形成してある。第二支持筒２２ｂは、径方向にて、第一支持筒２２ａの隣に位置する。第二支持筒２２ｂは上面部２２ｄから下方に突出し、第二ハウジング２２の内側に位置する。第二支持筒２２ｂの上端部開口は上面部２２ｄを貫通する。第二支持筒２２ｂに第一中間軸３１が挿入してある。第一中間軸３１の略中途部と第二支持筒２２ｂとの間に、上下方向を軸方向とした二つの軸受３１ａが設けてある。二つの軸受３１ａは上下に並び、第一中間軸３１を回転可能に支持する。第二ハウジング２２、第一回転軸２４、第一支持筒２２ａ及び第二支持筒２２ｂ等は、回転部を構成する。

【0040】

第一中間軸３１の上端部は第二支持筒２２ｂから上方に突出する。前記上端部に、上下方向を軸方向とした平歯車２９が嵌合する。平歯車２９は駆動歯車２７の小径歯車２７ｂに噛合する。平歯車２９及び小径歯車２７ｂは第一歯車機構を構成する。第一中間軸３１の下端部は第二ハウジング２２の下面部付近に位置する。前記下端部に傘歯車３０が嵌合する。

【0041】

第二ハウジング２２の周面部の一部が、径方向外側に且つ斜め下向きに突出している。以下、この突出した部分を突出部２２ｃと称する。突出部２２ｃの下端は開口している。突出部２２ｃは第二支持筒２２ｂの隣に位置する。突出部２２ｃの下端には、第一アーム４０が連結する。突出部２２ｃと第二ハウジング２２の周面部とのなす角は鋭角であり、例えば約３０度である。

【0042】

第一アーム４０は有底筒型のハウジング４１を備える。ハウジング４１の開口部は突出部２２ｃの開口部に連結する。ハウジング４１は、突出部２２ｃの突出方向と同方向に延びる。ハウジング４１の上部は第二中間軸３２と、二つの軸受３２ａを格納する。第二中間軸３２は前記突出方向と同方向に延びる。軸受３２ａは前記突出方向を軸方向とする。二つの軸受３２ａは前記突出方向に並び、第二中間軸３２を支持する。第二中間軸３２の上端部に傘歯車３４が嵌合する。該傘歯車３４は、第一中間軸３１の傘歯車３０に噛合する。二つの傘歯車３０、３４は第一歯車機構を構成する。

【0043】

ハウジング４１の中央部は第三中間軸３３及び二つの軸受３３ａを格納する。第三中間軸３３は前記突出方向と同方向に延びる。軸受３３ａは前記突出方向を軸方向とする。二つの軸受３３ａは前記突出方向に並び、第三中間軸３３を支持する。カップリング３７が第三中間軸３３の上端部と第二中間軸３２の下端部を連結する。第三中間軸３３の下端部はハイポイドピニオン３３ｂを形成する。

【0044】

ハウジング４１の下端部側面に開口４２が形成してある。開口４２は第二ハウジング２２側に位置する。ハウジング４１下端部は第二回転軸３５を格納する。第二回転軸３５は、前記突出方向に直交する方向（以下、直交方向）に延び、ハウジング４１下端部を貫通する。第二回転軸３５の一端部は前記開口４２から突出する。第二回転軸３５は筒形をなし、第二回転軸３５の内側に配線６０が挿入する。第二回転軸３５は第二回転部を構成する。

【0045】

ハウジング４１下端部は、第一軸受３５ａ、第二軸受３６ａ、ハイポイドギヤ３６を格納する。第一軸受３５ａは、開口４２の反対側に位置し、第二回転軸３５の他端部を支持する。第一軸受３５ａと開口４２との間に第二軸受３６ａが位置し、該第二軸受３６ａはハイポイドギヤ３６の外周側を支持する。第二回転軸３５はハイポイドギヤ３６に挿入し、第二回転軸３５の中央部にハイポイドギヤ３６は固定する。ハイポイドギヤ３６は第二回転軸３５に連結し、ハイポイドピニオン３３ｂに噛合する。ハイポイドギヤ３６及びハイポイドピニオン３３ｂは第二歯車機構を構成する。

【0046】

ハイポイドギヤ３６及びハイポイドピニオン３３ｂの減速比は、二つの傘歯車３０、３４の減速比よりも高く、平歯車２９及び小径歯車２７ｂの減速比よりも高い。尚、ハイポイドギヤ３６に代えてウォームホイールを使用し、ハイポイドピニオン３３ｂに代えてウォームギヤを使用してもよい。この場合においても、ウォームホイール及びウォームギヤの減速比は、二つの傘歯車３０、３４の減速比よりも高く、平歯車２９及び小径歯車２７ｂの減速比よりも高い。

【0047】

開口４２の周縁部に第二アーム４３が連結する。第二アーム４３は、アーム部４４及び支持筒４５を備える。アーム部４４は、棒の中央を曲げ、ハウジング４１に平行な方向に延びる第一部分４４ａと、第一部分４４ａに交差する方向に延びる第二部分４４ｂとを備える。第一部分４４ａの一端部と第二部分４４ｂの一端部は一体的に連結する。第一部分４４ａの他端部は、開口４２の周縁部に臨む。開口４２から突出した第二回転軸３５の一端部は、第一部分４４ａの他端部に固定してある。

【0048】

第二部分４４ｂには、配線６０を挿入する貫通穴４４ｃが形成してある。第二部分４４ｂの他端部に支持筒４５が設けてある。支持筒４５の軸線と、第一回転軸２４の軸線とが一致するように、支持筒４５は配置してある。支持筒４５は、その内側にて同軸的に主軸４６を支持する。支持筒４５の上端部にモータ４８が設けてある。主軸４６の下端部に工具４７が装着してある。モータ４８は主軸４６に動力を供給し、主軸４６及び工具４７が回転する。配線６０は第二回転軸３５、貫通穴４４ｃを通り、モータ４８に連結し、電力を供給する。主軸４６及び工具４７はエンドエフェクタを構成する。

【0049】

図３に示す如く、第一回転軸２４の軸線をＣとした場合、主軸４６及び工具４７の軸線はＣに一致する。第二回転軸３５の軸線をＡとした場合、工具４７の先端はＡ上に位置する。即ち、工具４７の先端が軸線Ｃ及びＡの交点に位置する。軸線Ｃ及びＡのなす角θは約６０度である。角θは４５度以上９０度以下であればよく、好ましくは、５０度以上９０度以下であり、より好ましくは５５度以上８０度以下である。

【0050】

図６に示す如く、第一係合部２１ｃは、第一ハウジング２１の上面部２１ａに固定する固定部２１ｃ１と、固定部２１ｃ１から下方に突出した突部２１ｃ２を備える。突部２１ｃ２の下端部両側に、下方に向かうに従って、ドグクラッチ２６の周方向における突部２１ｃ２の幅が短くなるように、傾斜面２１ｃ３が形成してある。突部２１ｃ２の下端部の幅は、上歯２６ｂ間の幅よりも小さい。

【0051】

第二係合部２７ｃは、大径歯車２７ａの上面部に固定する固定部２７ｃ１と、該固定部２７ｃ１から上方に突出した突部２７ｃ２を備える。突部２７ｃ２の上端部両側に、上方に向かうに従って、ドグクラッチ２６の周方向における突部２７ｃ２の幅が短くなるように、傾斜面２７ｃ３が形成してある。突部２７ｃ２の上端部の幅は、上歯２６ｂ間の幅よりも小さい。

【0052】

エアシリンダ５０が第一ハウジング２１の外側に取り付けてある。エアシリンダ５０は、上下方向を軸方向としたロッド５０ａを有する。ロッド５０ａはエアシリンダ５０から下方に突出し、空気圧によって上下動する。ロッド５０ａの下端に二股のフォーク５２が取り付けてある。フォーク５２の基端部はロッド５０ａの下端に、ドグクラッチ２６の径方向を回転軸方向として、回転可能に連結する。フォーク５２の二股部分は溝２６ａに係合する。フォーク５２の二股部分は第一ハウジング２１内に位置し、フォーク５２の基端部は第一ハウジング２１をドグクラッチ２６の径方向に貫通する。

【0053】

第一ハウジング２１内に、ドグクラッチ２６の径方向に延びる支軸５１が設けてある。支軸５１は、フォーク５２の基端部の中途部を貫通する。支軸５１は、軸回りに回転可能に、フォーク５２を支持する。

【0054】

ロッド５０ａが下方に移動した場合、フォーク５２の二股部分は支軸５１を支点にして上側に移動し、ドグクラッチ２６の上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃが係合する（図１１参照）。ロッド５０ａが上方に移動した場合、フォーク５２の二股部分は支軸５１を支点にして下側に移動し、ドグクラッチ２６の下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃが係合する。上歯２６ｂは第一歯を構成し、下歯２６ｃは第二歯を構成する。エアシリンダ５０、ロッド５０ａ、支軸５１及びフォーク５２は移動機構を構成する。

【0055】

図８において、第一ハウジング２１、エアシリンダ５０及びフォーク５２を省略した。フォーク５２の二股部分が上側に移動し、上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃが係合した場合、ドグクラッチ２６、第一回転軸２４及び第二ハウジング２２は第一ハウジング２１に固定する。ドグクラッチ２６の下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃは係合しない。

【0056】

ボールスプライン１２はモータ１０の回転によって回転し、回転は大径歯車２７ａに伝達し、駆動歯車２７は回転する。小径歯車２７ｂに噛合する平歯車２９が回転し、第一中間軸３１、傘歯車３０、３４、第二中間軸３２、第三中間軸３３が回転する。第三中間軸３３下端のハイポイドピニオン３３ｂが回転し、ハイポイドギヤ３６が回転する。ハイポイドギヤ３６と共に第二回転軸３５及び第二アーム４３が、軸線Ａ回りに回転する。以下、軸線ＡをＡ軸とも称する。Ａ軸は第二軸を構成する。尚、ドグクラッチ２６、第一回転軸２４及び第二ハウジング２２は、第一ハウジング２１に固定するので、回転しない。

【0057】

第二回転軸３５、ハイポイドギヤ３６、ハイポイドピニオン３３ｂ、第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３、平歯車２９、小径歯車２７ｂは伝達機構を構成する。また、伝達機構、駆動歯車２７、ドグクラッチ２６、第一係合部２１ｃ、第二係合部２７ｃは切替機構を構成する。

【0058】

図９において、第一ハウジング２１、エアシリンダ５０及びフォーク５２を省略した。フォーク５２の二股部分が下側に移動し、下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃが係合した場合、ドグクラッチ２６、第一回転軸２４及び第二ハウジング２２は駆動歯車２７に連結する。ボールスプライン１２の回転は駆動歯車２７に伝達し、駆動歯車２７と共に、第一回転軸２４、第二ハウジング２２、第一アーム４０及び第二アーム４３は、軸線Ｃ回りに回転する。以下、軸線ＣをＣ軸とも称する。Ｃ軸は第一軸を構成する。尚、第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５も、駆動歯車２７と共に、Ｃ軸回りに回転するので、第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５自身は回転せず、第二アーム４３はＡ軸回りに回転しない。

【0059】

Ａ軸回りの回転からＣ軸回りの回転に切り替わる場合、ドグクラッチ２６は下方に移動する。下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃが位置しない場合、下歯２６ｃは第二係合部２７ｃの傾斜面２７ｃ３に接触する。駆動歯車２７は、下歯２６ｃから傾斜面２７ｃ３に作用した力によってＣ軸回りに回転し、第二係合部２７ｃの突部２７ｃ２は下歯２６ｃの間に位置する。図６に示す如く、Ａ軸回りの回転からＣ軸回りの回転に切り替わる場合、突部２７ｃ２の上端位置Ｐ３は下歯２６ｃの下端位置Ｐ４よりも上側にあり、第二係合部２７ｃは下歯２６ｃの間に位置し、突部２１ｃ２の下端位置Ｐ１は、上歯２６ｂの上端位置Ｐ２よりも下側にあり、第一係合部２１ｃは、回転の切替前から継続して上歯２６ｂの間に位置する。

【0060】

図１０、図１１に示す如く、Ｃ軸回りの回転からＡ軸回りの回転に切り替わる場合、ドグクラッチ２６は上方に移動する。上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃが位置しない場合、上歯２６ｂは第一係合部２１ｃの傾斜面２１ｃ３に接触する。駆動歯車２７は、上歯２６ｂから傾斜面２１ｃ３に作用した力によってＣ軸回りに回転し、第一係合部２１ｃの突部２１ｃ２は上歯２６ｂの間に位置する。図６に示す如く、Ｃ軸回りの回転からＡ軸回りの回転に切り替わる場合、突部２１ｃ２の下端位置Ｐ１は、上歯２６ｂの上端位置Ｐ２よりも下側にあり、第一係合部２１ｃは上歯２６ｂの間に位置し、突部２７ｃ２の上端位置Ｐ３は下歯２６ｃの下端位置Ｐ４よりも上側にあり、第二係合部２７ｃは、回転の切替前から継続して下歯２６ｃの間に位置する。

【0061】

即ち、Ａ軸又はＣ軸回りの回転に切り替わる途中において、上歯２６ｂの間に第一係合部２１ｃは係合し、下歯２６ｃの間に第二係合部２７ｃは係合するので、回転の切り替わり時において、脱調の発生を防止できる。

【0062】

第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５を、第二ハウジング２２及びハウジング４１内に設けているが、第二ハウジング２２及びハウジング４１の外側に設け、第二アーム４３に動力を伝達する構成としてもよい。

【0063】

実施の形態に係る工作機械にあっては、第一アーム４０は第二ハウジング２２に設けてあり、第二ハウジング２２と共にＣ軸回りに回転する。第二アーム４３はＡ軸回りに回転する。切替機構を介して、単一のモータ１０から、第一回転軸２４又は第二回転軸３５に動力を供給する。第二回転軸３５のみを駆動するモータは無いので、Ｃ軸廻りに回転する場合に生じる遠心力の増大を抑制し、工具４７の経路誤差を小さくできる。

【0064】

ドグクラッチ２６が第一回転軸２４及び第二ハウジング２２等を第一ハウジング２１に固定した場合、第一中間軸３１、第二中間軸３２、第三中間軸３３及び第二回転軸３５等の伝達機構、並びに駆動歯車２７によって、モータ１０からの動力は第二アーム４３に伝達し、第二アーム４３はＡ軸回りに回転する。ドグクラッチ２６が駆動歯車２７に連結した場合、動力は第一回転軸２４及び第二ハウジング２２等に伝達し、第二ハウジング２２、第一アーム４０及び第二アーム４３はＣ軸回りに回転する。

【0065】

動力の供給先の切替時に、第一係合部２１ｃ及び第二係合部２７ｃの少なくとも一方にドグクラッチ２６は係合するので、ドグクラッチ２６と、第一係合部２１ｃ及び第二係合部２７ｃとの脱調を防止できる。

【0066】

また第二回転軸３５（第二回転部）及び第三中間軸３３の間に、二つの傘歯車３０、３４、並びに、平歯車２９及び小径歯車２７ｂ（第一歯車機構）よりも高い減速比を有するハイポイドピニオン３３ｂ及びハイポイドギヤ３６（第二歯車機構）を設けたので、第一歯車機構のバックラッシュによって生じる位置の誤差を、第二歯車機構にて調整できる。

【0067】

また熱発生源であるモータ１０（動力源）をカバー２の外側に設けているので、カバー２内での粉塵爆発等を防止し、安全性を高めることができる。またモータ１０の保守管理が容易になる。

【0068】

またＣ軸及びＡ軸の間の角度は４５度以上９０度以下なので、Ａ軸回りにおける工具４７の回転範囲を大きくできる。故に、ワークの上側部分に形成した穴に工具４７を挿入して、穴の縁のバリ取りを行うことができ、ワークの下側部分に形成した穴に工具４７を挿入して、穴の縁のバリ取りを行うことができる。

【0069】

Ｃ軸及びＡ軸の間の角度が４５度未満の場合、ワークの上部分及び右部分、又は、上部分及び左部分を加工できるが、下部分は加工できない。即ち、Ｃ軸及びＡ軸の間の角度を４５度以上９０度以下にすることによって、加工可能なワークの範囲を大きくできる。

【0070】

また工具４７の先端はＣ軸及びＡ軸の交点に位置するので、Ｃ軸又はＡ軸回りに位置決めする場合、第二回転軸３５及び第一回転軸２４等を支持する軸受２４ｂ、３５ａ等によって工具４７の先端の位置は常時同じ位置に留まるように強固に支持される。故に、Ｃ軸及びＡ軸回りの回転にギヤ機構を使用しても、加工時に工具４７に作用する負荷が加工精度に与える影響を抑制し、バックラッシュの影響によるびびりなどの加工不良の発生を抑制することができる。

【0071】

工具４７の先端がＡ軸及びＣ軸の交点に位置しない場合であっても、第二回転軸３５のＡ軸回りの起動トルクをＴとし、工具４７に作用する切削負荷のＡ軸まわりの成分をＦとし、Ａ軸と工具４７の先端との間の最短距離をＬとした場合、Ｔ＞Ｆ×Ｌの関係が成立すれば、加工時に工具４７に作用する負荷が加工精度に与える影響を抑制し、バックラッシュの影響によるびびりなどの加工不良の発生を抑制することができる。なお工具４７の先端がＡ軸及びＣ軸の交点に位置し且つ上記関係が成立する場合も同様な効果を奏する。この場合、Ｌは０となる。なお、切削負荷は想定される負荷が最も大きなワークで且つ負荷が最も大きくなる工具で加工した時の負荷とする。

【0072】

（実施の形態２）
実施の形態２の構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図１２、図１３に示す如く主軸ユニット２０Ａは、水平方向に延びる支持板７０を備える。支持板７０は継手１４を介してリンク１３（図２参照）に連結する。支持板７０の中央部に上下に貫通した貫通穴７０ａが形成してある。貫通穴７０ａから離れた箇所に、上下に貫通した第二挿入孔７０ｂが形成してある。第二挿入孔７０ｂは、後述の第一挿入孔７１ｆの下側に位置する。

【0073】

支持板７０の上側に四角筒形の支持枠７１が設けてある。支持枠７１の上部に、上下に貫通した上挿入穴７１ａが形成してあり、支持枠７１の下部に、上下に貫通した下挿入穴７１ｂが形成してある。下挿入穴７１ｂの周縁部は下方に突出し、且つ貫通穴７０ａに挿入してある。

【0074】

支持枠７１の一側部（図１３の右部）に、水平方向に貫通した横挿入穴７１ｃが形成してあり、支持枠７１の他側部（図１３の左部）に、水平方向に貫通した横挿入穴７１ｄが形成してある。横挿入穴７１ｄの下側に、支持枠７１の下部から支持枠７１の径方向外側に突出した突出部７１ｅが設けてある。突出部７１ｅには、上下に貫通した第一挿入孔７１ｆが形成してある。第一挿入孔７１ｆ及び第二挿入孔７０ｂは同軸的に上下に配置する。

【0075】

上挿入穴７１ａにボールスプライン１２が上から挿入してある。上挿入穴７１ａの内側において、上下方向を回転軸方向とした軸受１２ａがボールスプライン１２を支持する。ボールスプライン１２の下端部に傘歯車１２ｂが設けてあり、支持枠７１の内側に位置する。

【0076】

下挿入穴７１ｂに、上下に延びる下軸７２が下から挿入してある。下挿入穴７１ｂの内側において、上下方向を回転軸方向とした軸受７２ａが下軸７２の中途部を支持する。下軸７２の上端部に傘歯車７２ｂが設けてあり、支持枠７１の内側に位置する。下軸７２の下端部に傘歯車７２ｃが設けてあり、支持枠７１の外側に位置する。

【0077】

横挿入穴７１ｃに、水平方向に延びる横軸７３が挿入してある。横軸７３の一端部は横挿入穴７１ｃの内側に位置し、横挿入穴７１ｃから支持枠７１の外側に突出しない。横挿入穴７１ｃにおいて、水平方向を回転軸方向とした軸受７３ａが横軸７３を支持する。横軸７３の他端部は支持枠７１の内側に位置し、前記他端部に傘歯車７３ｂが設けてある。傘歯車７３ｂは傘歯車７２ｂ、１２ｂに噛合する。

【0078】

横挿入穴７１ｄに、水平方向に延びる横軸７４が挿入してある。横軸７４の一端部は、横挿入穴７１ｄから支持枠７１の外側に突出し、他端部は、横挿入穴７１ｄから支持枠７１の内側に突出する。横挿入穴７１ｄにおいて、水平方向を回転軸方向とした軸受７４ａが横軸７４の略中途部を支持する。横軸７４の他端部に傘歯車７４ｂが設けてあり、二つの傘歯車７２ｂ、１２ｂに噛合する。

【0079】

横軸７４の一端部に係止歯車７４ｃが設けてある。係止歯車７４ｃの下側に、ドグ７５が設けてある。ドグ７５は、上下に延びるピン７５ｂと、該ピン７５ｂの上端に形成した係止部７５ａとを備える。ピン７５ｂは、第一挿入孔７１ｆ及び第二挿入孔７０ｂの中心軸上に位置する。係止部７５ａは、係止歯車７４ｃに係止可能な上方に向けて尖った部分を有する。支持枠７１の外側に配置したエアシリンダ７６は、ドグ７５を上下動する。図１２及び図１３は、ドグ７５が下方に移動した状態を示し、係止歯車７４ｃに係止部７５ａは係止せず、ピン７５ｂは第一挿入孔７１ｆ及び第二挿入孔７０ｂに挿入する。

【0080】

支持板７０の下側に第一アーム４０Ａが設けてある。第一アーム４０Ａは、第一ハウジング部４１Ａａと、第二ハウジング部４１Ａｂとを備える。第一ハウジング部４１Ａａは水平方向に延びる。第一ハウジング部４１Ａａの一端部の上面に開口４１Ａ１が形成してあり、開口４１Ａ１に下軸７２の下端部が挿入してある。傘歯車７２ｃは第一ハウジング部４１Ａａの内側に位置する。第一ハウジング部４１Ａａの一端部と支持板７０の間に、クロスローラベアリング７８が設けてある。クロスローラベアリング７８の外輪は貫通穴７０ａの周縁部に固定してある。クロスローラベアリング７８の内輪は、下挿入穴７１ｂの周縁部及び開口４１Ａ１の周縁部に連結する。

【0081】

第二ハウジング部４１Ａｂは、第一ハウジング部４０Ａａの他端部から、斜め下方向且つ下軸７２の径方向外向きに延びる。第二ハウジング部４１Ａｂの下端部に、第二アーム４３Ａが連結する。第二アーム４３Ａは工具４７を保持する。ボールスプライン１２及び下軸７２はＣ軸上に位置する。

【0082】

第一ハウジング部４１Ａａ及び第二ハウジング部４１Ａｂの内側に伝動機構７７が設けてある。伝動機構７７は、傘歯車７２ｃに噛合する傘歯車７７ａを備える。伝動機構７７は傘歯車７２ｃの回転を第二アーム４３Ａに伝達し、第二アーム４３ＡはＡ軸回りに回転する。

【0083】

図１２及び図１３に示す如く、ドグ７５が下方に移動した場合、即ち、係止歯車７４ｃに係止部７５ａは係止せず、ピン７５ｂは第一挿入孔７１ｆ及び第二挿入孔７０ｂに挿入してある場合、支持枠７１は支持板７０に連結する。ボールスプライン１２は回転し、四つの傘歯車１２ｂ、７２ｂ、７３ｂ及び７４ｂは回転し、下軸７２及び傘歯車７２ｃは回転する。伝動機構７７は傘歯車とハイポイドギヤ、またはウォームギヤを用いて傘歯車７２ｃの回転を第二アーム４３Ａに伝達し、第二アーム４３ＡはＡ軸回りに回転する。支持枠７１は支持板７０に連結するので、Ｃ軸回りに回転しない。

【0084】

ドグが上方に移動した場合(図１４、１５参照)、即ち、係止歯車７４ｃに係止部７５ａは係止し、ピン７５ｂは第一挿入孔７１ｆ及び第二挿入孔７０ｂから抜き出してある場合、支持枠７１は支持板７０に非連結である。

【0085】

係止歯車７４ｃに係止部７５ａは係止するので、ボールスプライン１２が回転した場合、四つの傘歯車１２ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂは回転しない。支持枠７１は支持板７０に非連結なので、支持枠７１、クロスローラベアリング７８の内輪、第一アーム４１Ａ及び第二アーム４３ＡはＣ軸回りに回転する。上述したように、四つの傘歯車１２ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂは回転しないので、第二アーム４３ＡはＡ軸回りに回転しない。

【0086】

四つの傘歯車１２ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ、支持枠７１、第一挿入孔７１ｆ、第二挿入孔７０ｂ、下軸７２、傘歯車７２ｃ、横軸７３、７４、係止歯車７４ｃ、ドグ７５、クロスローラベアリング７８及び伝動機構７７は伝動歯車装置を構成する。実施の形態２においては、伝動歯車装置を用いて、動力の供給先の切り替えを実現することができる。

【0087】

（実施の形態３）
実施の形態３に係る構成の内、実施の形態１又は２と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0088】

図１６～１９に示す主軸ユニット２０Ｂはハウジング８０を備える。ハウジング８０は、内部が空洞の円柱形をなす。ハウジング８０は、下ハウジング８０ａと、上ハウジング８０ｂとを備える。下ハウジング８０ａは、底面を下に向けた有底円筒形をなす。下ハウジング８０ａの下面中央部に上下に貫通した貫通穴８０ｅが設けてある。上ハウジング８０ｂは底面を上に向けた有底円筒形をなす。上ハウジング８０ｂは下ハウジング８０ａの上側にて、下ハウジング８０ａと同軸的に配置してある。上ハウジング８０ｂの直径は下ハウジング８０ａよりも短く、上ハウジング８０ｂの下端部と下ハウジング８０ａの上端部とは、段差部分を形成して連なる。該段差部分には、複数の歯８０ｄが形成してある。複数の歯８０ｄはハウジング８０の周方向に並ぶ。

【0089】

上ハウジング８０ｂの上面中央部に、上下に貫通した貫通穴８０ｃが設けてある。貫通穴８０ｃにボールスプライン１２が挿入してある。

【0090】

下ハウジング８０ａにドグクラッチ８１が収納してある。ドグクラッチ８１は円盤８１ａ、上筒部８１ｂ、下筒部８１ｄを備える。円盤８１ａは上下方向を軸方向として、下ハウジング８０ａに対して同軸的に配置してある。上筒部８１ｂは円盤８１ａの中央部を上下に貫通し、上方に突出する。下筒部８１ｄは、円盤８１ａの周縁部から下方に突出する。円盤８１ａの周縁部に、上方に突出した複数の上歯８１ｃが設けてある。複数の上歯８１ｃは円盤８１ａの周方向に並ぶ。上歯８１ｃは歯８０ｄの間に噛合する。

【0091】

下筒部８１ｄの内周面に複数のキー８１ｅが設けてある。キー８１ｅは径方向内側に突出し、上下に延びる。複数のキー８１ｅは周方向に並ぶ。下筒部８１ｄの下縁部に、下方に突出した複数の下歯８１ｆが設けてある。ボールスプライン１２は上筒部８１ｂ及び下筒部８１ｄに挿入してある。

【0092】

ドグクラッチ８１の下側に遊星キャリア８５が設けてある。遊星キャリア８５は、上板部８５ａ、下板部８５ｃ及び軸部８５ｄを備える。上板部８５ａは平面視円形をなし、下筒部８１ｄの内側に同軸的に配置してある。上板部８５ａの中央部に筒部８５ｅが貫通する。筒部８５ｅは上板部８５ａから上方に突出し、筒部８５ｅの上周縁部は径方向内側に突出する。筒部８５ｅの内側に軸受１２ａが同軸的に設けてある。筒部８５ｅにボールスプライン１２が挿入してあり、軸受１２ａはボールスプライン１２を支持する。

【0093】

下板部８５ｃは上板部８５ａの下方に設けてある。下板部８５ｃは平面視円形をなし、上板部８５ａに対して同軸的に配置してある。上板部８５ａ及び下板部８５ｃは上下に所定距離離れる。上板部８５ａ及び下板部８５ｃの間に、上下方向を軸方向とした複数の軸部８５ｄが設けてある。複数の軸部８５ｄは、ボールスプライン１２の周囲にて、周方向に等しい間隔を空けて並ぶ。径方向にて、軸部８５ｄとボールスプライン１２とは、所定距離離れる。ボールスプライン１２の下端部は下板部８５ｃの上面に臨む位置まで延びる。

【0094】

上板部８５ａ及び下板部８５ｃの間において、ボールスプライン１２の下端部に太陽歯車８２が同軸的に設けてある。太陽歯車８２はボールスプライン１２と共に回転する。各軸部８５ｄに遊星歯車８４が設けてある。遊星歯車８４は太陽歯車８２に噛合する。複数の遊星歯車８４の周囲に内歯車８３が、太陽歯車８２に対して同軸的に設けてある。内歯車８３の内周面の歯は遊星歯車８４に噛合する。内歯車８３の上部外周面に、複数の歯８３ａが形成してある（図１８等参照）。複数の歯８３ａは下歯８１ｆの間に噛合する。内歯車８３は、上板部８５ａ及び下板部８５ｃの間に位置する。上板部８５ａの直径は、太陽歯車８２の直径と、遊星歯車８４の直径の二倍との合算値よりも若干大きく、下板部８５ｃの直径は、太陽歯車８２の直径と、遊星歯車８４の直径の二倍との合算値に略等しい。

【0095】

内歯車８３の下側に伝動体８７が設けてある。伝動体８７は円筒部８７ａと、円盤部８７ｂとを備える。円筒部８７ａは上下方向を軸方向とし、下板部８５ｃの下側に、下板部８５ｃに対して同軸的に配置してある。円盤部８７ｂは、円筒部８７ａの上端部から径方向に突出する。円盤部８７ｂは内歯車８３と、下ハウジング８０ａの下面部との間に位置する。円盤部８７ｂの直径は内歯車８３の直径に略等しい。円盤部８７ｂの周縁部は上方に突出し、内歯車８３に連結する。

【0096】

円筒部８７ａは貫通穴８０ｅに上から挿入してある。連結軸８６が下板部８５ｃの径方向中央部から下方に突出する。連結軸８６は円筒部８７ａに挿入してある。連結軸８６は下板部８５ｃに一体化している。円筒部８７ａの上端部と下板部８５ｃとの間に、上下方向を軸方向とした軸受８６ａが設けてある。軸受８６ａは連結軸８６を支持する。

【0097】

ハウジング８０の下側に第一アーム４０Ｂ及び第二アーム４３Ｂが設けてある。第一アーム４０Ｂはハウジング４１Ｂを備える。ハウジング４１Ｂの上面には、上下に貫通した貫通穴４１Ｂａが設けてある。貫通穴４１Ｂａは、貫通穴８０ｅに対して同軸的に配置してある。貫通穴４１Ｂａの周縁部と貫通穴８０ｅの周縁部との間にクロスローラベアリング９０が同軸的に設けてある。

【0098】

クロスローラベアリング９０の外輪は貫通穴８０ｅの周縁部に固定してあり、内輪は貫通穴４１Ｂａの周縁部に連結する。円筒部８７ａ及び連結軸８６は貫通穴４１Ｂａに上から挿入してある。円筒部８７ａの下端部に傘歯車８９が設けてある。連結軸８６の下端部は傘歯車８９の穴から下方に突出し、ハウジング４１Ｂの内側下面部に固定してある。尚、連結軸８６は円筒部８７ａ及び傘歯車８９と非連結である。ボールスプライン１２及び連結軸８６はＣ軸上に位置する。

【0099】

ハウジング４１Ｂの内側に伝動機構７７Ａが設けてある。伝動機構７７Ａは、傘歯車８９に噛合する傘歯車７７Ａａを備える。第一アーム４０Ｂ、第二アーム４３Ｂ及び伝動機構７７Ａの構成は、実施の形態２の第一アーム４０Ａ、第二アーム４３Ａ及び伝動機構７７と同様であり、その詳細な説明を省略する。実施の形態２と同様に、伝動機構７７Ａは傘歯車７７Ａａの回転を第二アーム４３Ｂに伝達し、第二アーム４３ＢはＡ軸回りに回転する。

【0100】

ハウジング８０はエアシリンダ８８を備える。エアシリンダ８８の不図示の駆動部（ロッド）はドグクラッチ８１と接続する。ドグクラッチ８１はエアシリンダ８８の駆動に基づき上下動し、上歯８１ｃが歯８０ｄに噛合するか又は下歯８１ｆが歯８３ａに噛合する。

【0101】

図１６～図１９に示す如く、ドグクラッチ８１が上方に移動した場合、即ち、上歯８１ｃと歯８０ｄが噛合してドグクラッチ８１がハウジング８０に連結し、下歯８１ｆと歯８３ａが噛合しない。故に内歯車８３は回転可能となる。ボールスプライン１２は回転し、太陽歯車８２、遊星歯車８４及び内歯車８３が自転する。尚、キー８１ｅがキー溝８５ｂに係合するので、遊星キャリア８５は回転しない。内歯車８３と共に伝動体８７は回転し、伝動機構７７Ａを介して、第二アーム４３Ｂ及び工具４７はＡ軸回りに回転する。

【0102】

図２０、２１に示す如く、ドグクラッチ８１が下方に移動した場合、即ち、上歯８１ｃと歯８０ｄが噛合せず、ドグクラッチ８１がハウジング８０に非連結となり、下歯８１ｆと歯８３ａが噛合する。また、キー８１ｅはキー溝８５ｂに係合するので、ドグクラッチ８１及び遊星キャリア８５は連結する。故にドグクラッチ８１と内歯車８３が連結し、太陽歯車８２、遊星歯車８４、内歯車８３及び伝動体８７は遊星キャリア８５に対して回転不可となる。ボールスプライン１２は回転し、太陽歯車８２、遊星歯車８４及び内歯車８３はそれぞれ自転せずに一体となってＣ軸回りに回転し、ドグクラッチ８１、遊星キャリア８５、連結軸８６、第一アーム４０Ｂ、第二アーム４３Ｂ及び工具４７がＣ軸回りに回転する。上述したように、太陽歯車８２、遊星歯車８４、内歯車８３及び伝動体８７は自転不可となるので、第二アーム４３ＢはＡ軸回りに回転しない。

【0103】

ドグクラッチ８１、歯８０ｄ、歯８３ａ、遊星キャリア８５、太陽歯車８２、遊星歯車８４、内歯車８３、伝動体８７、連結軸８６、クロスローラベアリング９０及び伝動機構７７Ａは遊星歯車装置を構成する。実施の形態３においては、遊星歯車装置を用いて、動力の供給先の切り替えを実現することができる。

【0104】

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0105】

２ カバー
１０ モータ（動力源）
２１ 第一ハウジング（支持部）
２１ｃ 第一係合部（切替機構）
２２ 第二ハウジング（回転部）
２２ａ 第一支持筒（回転部）
２２ｂ 第二支持筒（回転部）
２４ 第一回転軸（回転部）
２６ ドグクラッチ（クラッチ、切替機構）
２６ｂ 上歯（第一歯）
２６ｃ 下歯（第二歯）
５０ エアシリンダ（移動機構）
５０ａ ロッド（移動機構）
５１ 支軸（移動機構）
５２ フォーク（移動機構）
２７ 駆動歯車（切替機構）
２７ｂ 小径歯車（第一歯車機構、伝達機構、切替機構）
２７ｃ 第二係合部（切替機構）
２９ 平歯車（第一歯車機構、伝達機構、切替機構）
３１ 第一中間軸（伝達機構、切替機構）
３２ 第二中間軸（伝達機構、切替機構）
３３ 第三中間軸（伝達機構、切替機構）
３３ｂ ハイポイドピニオン（第二歯車機構、伝達機構、切替機構）
３５ 第二回転軸（第二回転部、伝達機構、切替機構）
３６ ハイポイドギヤ（第二歯車機構、伝達機構、切替機構）
４０ 第一アーム
４３ 第二アーム
４６ 主軸（エンドエフェクタ）
４７ 工具（エンドエフェクタ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】