JP2007136657A - 平行リンク機構及び産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】組み付けが容易な伝達機構によって２つのアームを回転させることのできる平行リンク機構及び産業用ロボットを提供することにある。
【解決手段】下端部を固定ベース２に回転可能に連結し、上端部を波動歯車減速機付き駆動モータ１０の本体カバーに連結した第１アーム３と、下端部を波動歯車減速機部の第２出力軸２９に、上端部を可動ベース４０に回転可能に連結された第２アーム３０とを備えている。また、第１アーム３及び第２アーム３０よりも外側（左側）に設けられ、波動歯車減速機部の第１出力軸２７に連結された連結ベース５０を備えている。さらに、下端部を固定ベース２の延長フレーム部２ａに、上端部を連結ベース５０の下側延長片５２ａに回転可能に連結された第１補助リンク５５と、下端部を連結ベース５０の上側延長片５２ｂに、上端部を可動ベース４０に回転可能に連結された第２補助リンク５６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、平行リンク機構及び産業用ロボットに関する。

一般的に、産業用ロボットは、速い動作速度と、高い処理精度と、生産現場に応じた高いクリーンレベルと、を要求される。特に、近年、こうした産業用ロボットは、特殊ガスや薬品を使用する特殊な環境の下で稼動することを望まれている。例えば、スカラ型ロボットの上下軸機構として、直動軸にボールネジを使用する機構が知られている。この種の機構は、アーム内部からの発塵やグリースの飛散を防ぐために、保護部材としてジャバラを有する。上下軸機構は、ジャバラが収縮することによって、動作速度と処理精度を維持しながら、高いクリーンレベルを確保することができる。

しかし、上下軸機構の内部は、ジャバラが収縮するときに、圧力変動を来たして発塵やグリースの飛散を誘起する。そのため、ジャバラを備えた上下軸機構は、高いクリーンレベルを維持し難いものであった。また、ジャバラを備えた上下軸機構は、ジャバラの機械的耐久性を確保する観点からジャバラの素材が限られるため、特殊な環境の下で稼動し難いものであった。

そこで、産業用ロボットの上下軸機構として、上記ジャバラを必要としない平行リンク機構を利用する機構がある。特許文献１は、一方のアームを固定ベースと連結ベースに連結し、他方のアームを連結ベースと可動ベースに連結し、固定ベースに駆動モータを搭載し、傘歯車を連結ベースの内部に内蔵する。駆動モータは、減速機を介して傘歯車を回転駆動し、傘歯車は、２つのアームに回転力を伝達して可動ベースを上下動する。
特開２００２−３２６１８１号公報

しかしながら、特許文献１の上下軸機構は、ジャバラを使用しない、いわゆるジャバラレスで構成することができるものの、傘歯車を使用した伝達機構によって、２つのアームを回転させていた。そのため、産業用ロボットを組み付けるときに、傘歯車同士の歯を噛合させる作業が必要となり、産業用ロボットの組み立て作業を煩雑する問題があった。

本発明は、前述した上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、組み付けが容易な伝達機構によって２つのアームを回転させることのできる平行リンク機構及び産業用ロボットを提供することにある。

本発明の平行リンク機構は、入力軸、第１出力軸及び第２出力軸を有した波動歯車減速機と、基端部が固定ベースに回転可能に連結されるとともに、先端部が前記波動歯車減速機の本体に連結された第１アームと、基端部が前記第２出力軸に連結されるとともに、先端部が可動ベースに回転可能に連結された第２アームと、前記波動歯車減速機に対して前記第２アームよりも外側に設けられ、前記波動歯車減速機の第１出力軸に連結される連結ベースと、一方の端部が前記連結ベースに回転可能に連結されるとともに、他方の端部が前記固定ベースに回転可能に連結され、前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、一方の端部が前記連結ベースに回動可能に連結されるとともに、他方の端部が前記可動ベースに回動可能に連結され、前記第２アームと平行に配置される第２補助リンクと、を備えた。

本発明の平行リンク機構によれば、波動歯車減速機の第１出力軸に連結ベースを取付け、第２出力軸に第２アームの基端部を取付けるようにした。これによって、波動歯車減速機の入力軸の回転に伴って、第１出力軸及び第２出力軸が回転して第１アーム及び第２アームを回転させることができる。従って、平行リンク機構の組み付け作業では、予め設計された波動歯車減速機の第１出力軸に連結ベースを取付け、第２出力軸に第２アームを取付けるだけでよい。この結果、平行リンク機構の組み付けを容易にすることができる。

本発明の平行リンク機構は、入力軸、第１出力軸及び第２出力軸を有した波動歯車減速機と、基端部が固定ベースに回転可能に連結されるとともに、先端部が前記波動歯車減速機の第２出力軸に連結された第１アームと、基端部が前記波動歯車減速機の本体に連結されるとともに、先端部が可動ベースに回転可能に連結された第２アームと、前記波動歯車減速機に対して前記第１アームよりも外側に設けられ、前記波動歯車減速機の第１出力軸に連結される連結ベースと、一方の端部が前記連結ベースに回転可能に連結されるとともに、他方の端部が前記固定ベースに回転可能に連結され、前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、一方の端部が前記連結ベースに回動可能に連結されるとともに、他方の端部が前記可動ベースに回動可能に連結され、前記第２アームと平行に配置される第２補助リンクと、を備えた。

本発明の平行リンク機構によれば、波動歯車減速機の第１出力軸に連結ベースを取付け、第２出力軸に第１アームの先端部を取付けるようにした。これによって、波動歯車減速機の入力軸の回転に伴って、第１出力軸及び第２出力軸が回転して第１アーム及び第２アームを回転させることができる。従って、平行リンク機構の組み付け作業では、予め設計された波動歯車減速機の第１出力軸に連結ベースを取付け、第２出力軸に第１アームを取付けるだけでよい。この結果、平行リンク機構の組み付けを容易にすることができる。

この平行リンク機構において、前記第１出力軸と前記第２出力軸は、同心円上に配設されるようにしてもよい。
この平行リンク機構によれば、第１出力軸と第２出力軸を同心円上に配設するため、波動歯車減速機を長手方向に短くすることができる。従って、平行リンク機構全体を小型化することができる。

この平行リンク機構において、前記入力軸に対する前記第１出力軸の減速比と前記入力軸前記第２出力軸の減速比の比は、２：１であってもよい。
この平行リンク機構によれば、第２アーム及び第２補助リンクの先端部に連結された可動ベースを直線的に移動させることができる。

この平行リンク機構において、前記波動歯車減速機は、前記入力軸を回転駆動する駆動モータと一体であってもよい。
この平行リンク機構によれば、駆動モータを回転させることによって、直接波動歯車減速機の入力軸を回転させることができる。

この平行リンク機構において、前記第１アームと前記第２アームは、中空構造であり、前記駆動モータは、中空モータであり、前記連結ベースは、前記波動歯車減速機と前記第２出力軸に取付けられるアームとを連通する中空構造の連通部を有するようにしてもよい。

この平行リンク機構によれば、平行リンク機構を中空構造とすることができるため、配線及び配管等を平行リンク機構の内部に通すことができる。
本発明の産業用ロボットは、固定ベースと、連結ベースと、基端部が前記固定ベースに
回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結された第１アームと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結されて前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、によって構成された第１平行リンクと、前記連結ベースと、可動ベースと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２アームと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２補助リンクと、によって構成された第２平行リンクと、駆動モータのモータ軸に連結された入力軸と、前記連結ベースに連結されて前記入力軸の駆動力を変換して前記連結ベースに出力する第１の出力軸と、前記入力軸の駆動力を変換して前記第２アームに出力する第２の出力軸と、を有し、前記第１アームの前記先端部に配設された波動歯車減速機と、を備えた。

また、本発明の産業用ロボットは、固定ベースと、連結ベースと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結された第１アームと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結されて前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、によって構成された第１平行リンクと、前記連結ベースと、可動ベースと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２アームと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２補助リンクと、によって構成された第２平行リンクと、駆動モータのモータ軸に連結された入力軸と、前記連結ベースに連結されて前記入力軸の駆動力を変換して前記連結ベースに出力する第１の出力軸と、前記入力軸の駆動力を変換して前記第１アームに出力する第２の出力軸と、を有し、前記第２アームの前記基端部に配設された波動歯車減速機と、を備えた。

本発明の産業用ロボットによれば、組み付けが容易な波動歯車減速機によって、第１アーム及び第２アームを回転させることができる。
この産業用ロボットにおいて、前記第１アームの前記先端部と、前記第２アームの基端部と、前記第１出力軸の軸心と、前記第２出力軸の軸心は、同一直線上に配置され、前記波動歯車減速機は、前記入力軸に対する前記第１の出力軸の減速比と、前記入力軸に対する前記第２の出力軸の減速比の比を２：１にする。

この産業用ロボットは、可動ベースを直線的に移動させるスカラ型の産業用ロボットとして利用することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。図１は産業用ロボット１を説明するための側面図、図２は産業用ロボット１を説明するための断面図である。

図１に示すように、産業用ロボット１は、床面Ｂに固定された略直方体状の固定ベース２を有する。図２に示すように、固定ベース２には、ベアリング４によって回動可能に支持された円筒状の第１連結軸５が備えられている。第１連結軸５には、第１アーム３の基端部が連結されている。第１アーム３には、第１アームカバー３ａが備えられ、この第１アームカバー３ａによって密閉された内部空間を有している。第１アーム３の基端部には、第１アーム３の内側と外側との間を連通する連通穴３Ｈが形成されている。連通穴３Ｈの外側周縁には、固定ボルトＢ１によって前記第１連結軸５が固着されている。第１連結軸５と第１アーム３の連結部分は、図示しないＯリングによってシールされている。

第１アーム３の上端部には、波動歯車減速機付き駆動モータ１０の本体カバーＫが連結
ボルトＢ２によって連結固定されている。
図３に示すように、波動歯車減速機付き駆動モータ１０は、駆動モータ部１０ａと波動歯車減速機部１０ｂとから構成されている。

駆動モータ部１０ａは、モータフランジ１３を介して波動歯車減速機部１０ｂに固定ボルトＢ３によって固着されている。駆動モータ部１０ａは、円筒状のモータ軸１５を有している。モータ軸１５は、波動歯車減速機部１０ｂに延出されて、波動歯車減速機部１０ｂの入力軸２１に連結されている。例えば、モータ軸１５は、回転方向にガタを生じないように、フランジ継ぎ手などによって入力軸２１に固く連結されている。駆動モータ部１０ａは、固定ボルトＢ３によってモータフランジ１３に固着されたモータハウジング１６を有している。モータハウジング１６には、中空構造のスリーブ１７が固着されている。スリーブ１７は、モータ軸１５と入力軸２１を内側から回転可能に支持する。波動歯車減速機付き駆動モータ１０は、このスリーブ１７によって、中空構造になる。

波動歯車減速機部１０ｂは、入力軸２１を備えている。入力軸２１には、前記駆動モータ部１０ａのモータ軸１５の回転力が伝達される。入力軸２１には、ウェーブジェネレータ２２が配設されている。ウェーブジェネレータ２２は、入力軸２１に固着された楕円形状のカム部２２ａと、カム部２２ａの外周の左右にそれぞれ設けられた第１ボールベアリング２２ｂ及び第２ボールベアリング２２ｃを有している。第１及び第２ボールベアリング２２ｂ，２２ｃの内輪は、入力軸２１が中心軸線Ｌ２を中心に回転するときに、中心軸線Ｌ２を中心にカム部２２ａと一体に回転する。

第１ボールベアリング２２ｂの外輪には、第１フレクスプライン２４が配設されている。第１フレクスプライン２４は、略カップ状に形成されて、その開口部が金属弾性体で構成されている。第１フレクスプライン２４の開口部は、その内周面を第１ボールベアリング２２ｂの外輪に当接している。第１フレクスプライン２４は、入力軸２１（カム部２２ａ）が回転するときに、その開口部をカム部２２ａの外周面に沿って楕円形状に弾性変形する。

第１フレクスプライン２４の開口部の外周には、歯（図示しない）が形成されている。また、第１フレクスプライン２４の基部２４ａには、図示しない連結ボルトによって第１出力軸２７が固着されている。第１出力軸２７は、入力軸２１に回動可能に支持されて、中心軸線Ｌ２を中心に回転する。

第２ボールベアリング２２ｃの外輪には、第２フレクスプライン２５が配設されている。第２フレクスプライン２５は、略シルクハット状に形成されて、その筒部が金属弾性体で構成されている。第２フレクスプライン２５の筒部は、内周面を第２ボールベアリング２２ｃの外輪に当接させる。第２フレクスプライン２５は、入力軸２１（カム部２２ａ）が中心軸線Ｌ２を中心に回転するときに、その筒部をカム部２２ａの外周面に沿って楕円形状に弾性変形する。この第２フレクスプライン２５の外周面には、歯（図示しない）が形成されている。第２フレクスプライン２５のフランジ部２５ａは、固定ボルトＢ４によって本体カバーＫに固着されている。

第１及び第２フレクスプライン２４，２５の外側には、円筒状のサーキュラスプライン２６が配設されている。サーキュラスプライン２６の外側には、図示しない連結ボルトによって第２出力軸２９が連結されている。第２出力軸２９は、第１出力軸２７の外側に配設されたベアリングによって、第１出力軸２７に回転可能に支持されている。第２出力軸２９は、サーキュラスプライン２６が回転するときに、中心軸線Ｌ２を中心に回転する。

サーキュラスプライン２６の内周には、第１フレクスプライン２４と噛合する左側歯部
２６ａが形成されている。また、サーキュラスプライン２６の内周には、第２フレクスプライン２５と噛合する右側歯部２６ｂが形成されている。左側歯部２６ａは、第１フレクスプライン２４の歯数よりも多い歯数の歯を有し、カム部２２ａの長径方向でのみ第１フレクスプライン２４と噛合する。右側歯部２６ｂは、第２フレクスプライン２５の歯数よりも多い歯数の歯を有し、カム部２２ａの長径方向でのみ第２フレクスプライン２５と噛合する。

左側歯部２６ａの各歯は、入力軸２１が右回りに１回転するときに、左側歯部２６ａの歯数が第１フレクスプライン２４の歯数よりも多い分だけ、それぞれ噛合う第１フレクスプライン２４の歯の位置を左回りに相対移動させる。すなわち、サーキュラスプライン２６は、入力軸２１が回転するときに、入力軸２１の回転方向の逆方向に沿って、第１出力軸２７をサーキュラスプライン２６に対して相対的に回転する。このサーキュラスプライン２６は、左側歯部２６ａの歯数と第１フレクスプライン２４の歯数の差に対応する減速比で第１出力軸２７を回転する。

右側歯部２６ｂの各歯は、入力軸２１が右回りに１回転するときに、右側歯部２６ｂの歯数が第２フレクスプライン２５の歯数よりも多い分だけ、それぞれ噛合う第２フレクスプライン２５の歯の位置を左回りに相対移動させる。すなわち、サーキュラスプライン２６は、入力軸２１が回転するときに、入力軸２１の回転方向の逆方向に沿って、第２出力軸２９を第２フレクスプライン２５（第１アーム３）対して相対的に回転する。このサーキュラスプライン２６は、右側歯部２６ｂの歯数と第２フレクスプライン２５の歯数の差に対応する減速比で第２出力軸２９を回転する。

つまり、第１出力軸２７には、第１フレクスプライン２４とサーキュラスプライン２６の左側歯部２６ａによって、入力軸２１の回転が逆方向に変換されて、かつ減速されて伝達される。また、第２出力軸２９には、第２フレクスプライン２５とサーキュラスプライン２６の右側歯部２６ｂによって、入力軸２１の回転が逆方向に変換されて、かつ減速されて伝達される。

入力軸２１に対する第１出力軸２７の減速比と入力軸２１に対する第２出力軸２９の減速比の比は、第１及び第２フレクスプライン２４，２５の歯数、左側歯部２６ａの歯数、右側歯部２６ｂの歯数を変更することによって、変更することができる。本実施形態では、入力軸２１に対する第１出力軸２７の減速比と入力軸２１に対する第２出力軸２９の減速比の比が２：１になるように、各歯数が設定されている。つまり、本実施形態の第２出力軸２９は、第１出力軸２７の回転角度の２倍の回転角度で第１出力軸２７と同方向に回転する。

第２出力軸２９には、第２アーム３０の下端部が連結されている。第２アーム３０は、その下端の筒状部３０ｂが第２出力軸２９の外周を覆うように、連結ボルトＢ５によって第２出力軸２９に固着されている。図２に示すように、第２アーム３０の上端部には、略箱体状に形成された可動ベース４０が連結されている。可動ベース４０には、ベアリング４２をよって回転可能に支持された円筒状の第２連結軸４３が備えられている。第２連結軸４３には、第２アーム３０の上端部が固定ボルトＢ６によって固着されている。第２アーム３０は、可動ベース４０に対して回転可能に連結され、第２連結軸４３の中心軸線Ｌ３を中心に回転する。第２アーム３０及び第２連結軸４３は中空構造になっており、第２アーム３０は第２アームカバー３０ａによって密閉され、第２連結軸４３と第２アーム３０との連結部分は図示しないＯリング等によってシールされている。

図３に示すように、第１出力軸２７には、第２アーム３０よりも外側（図２において左側）に設けられた連結ベース５０が固着されている。連結ベース５０は、カップ状の連結
部５１と、連結部５１に固着された延長部５２とから構成されている。連結部５１は、連結ボルトＢ７によって第１出力軸２７に連結固定されている。連結部５１は、連結部カバー５１ａとシール部材５７によって、連結ベース５０と第２アーム３０との間を摺動可能に密閉し、波動歯車減速機付き駆動モータ１０と第２アーム３０との間を連通する連通部５０ａを形成する。

つまり、産業用ロボット１は、固定ベース２、第１連結軸５、第１アーム３、波動歯車減速機部１０ｂ、スリーブ１７、連通部５０ａ、第２アーム３０、第２連結軸４３を経由して可動ベース４０に連通する空間（通路）を有している。図２に示すように、固定ベース２と可動ベース４０の間の配線・配管６０は、この空間（通路）を利用して各部に引き回されている。配線・配管６０の基端は、固定ベース２内に設けられた収納ボックス内の配線基板やバルブ（図示しない）に接続される。

図１に示すように、延長部５２には、下側延長片５２ａと上側延長片５２ｂとが延出形成されている。下側延長片５２ａには、第１補助リンク５５の上端部が回転可能に連結されている。第１補助リンク５５の下端部は、固定ベース２の延長フレーム部２ａに回転可能に連結されている。本実施形態では、第１アーム３の下側連結点と第１補助リンク５５の下側連結点を結ぶ線を第１平行線Ｒ１といい、第１アーム３の上側連結点と第１補助リンクの上側連結点を結ぶ線を第２平行線Ｒ２という。これら第１アーム３、第１補助リンク５５、第１平行線Ｒ１及び第２平行線Ｒ２は、それぞれ平行四辺形の各辺を構成する。また、第１アーム３、第１補助リンク５５、固定ベース２及び連結ベース５０は、第１平行線Ｒ１の固定された第１平行リンク機構Ｐ１を構成する。

上側延長片５２ｂには、第２補助リンク５６の下端部が回転可能に連結されている。第２補助リンク５６の上端部は、可動ベース４０に回転可能に連結されている。本実施形態では、第２アーム３０の下側連結点と第２補助リンク５６の下側連結点を結ぶ線を第３平行線Ｒ３といい、第２アーム３０の上側連結点と第２補助リンク５６の上側連結点を結ぶ線を第４平行線Ｒ４という。これら第２アーム３０、第２補助リンク５６、第３平行線Ｒ３、第４平行線Ｒ４は、それぞれ平行四辺形の各辺を構成する。また、第２アーム３０、第２補助リンク５６、連結ベース５０及び可動ベース４０は、第２平行リンク機構Ｐ２を構成する。

可動ベース４０の上部には、ロボットアーム機構６１が備えられている。ロボットアーム機構６１には、第１水平アーム６２と第１関節軸６３が設けられており、第１水平アーム６２は、第１関節軸６３を中心に回転する。第１水平アーム６２の先端部には、第２関節軸６４と第２水平アーム６５が設けられている。第２水平アーム６５は、第２関節軸６４を中心に回転する。第２水平アーム６５の先端部には、作業軸６６が回転可能に設けられている。作業軸６６には、ハンド装置等のエンドエフェクタ（図示しない）が取付けられている。

次に、上記のように構成される産業用ロボット１の作用について説明する。
図４に示すように、可動ベース４０が実線から２点鎖線に移動する場合について説明する。

まず、第１アーム３及び第２アーム３０を回転させるために、駆動モータ部１０ａを駆動して、波動歯車減速機部１０ｂの入力軸２１を左回りに回転させる。すると、第１出力軸２７は、第１フレクスプライン２４及びサーキュラスプライン２６の左側歯部２６ａによって、入力軸２１とは反対方向の右回りに回転する。第１出力軸２７は、その回転によって角度θａを制御する。

第２出力軸２９は、第２フレクスプライン２５及びサーキュラスプライン２６によって、入力軸２１とは反対方向の右回りに回転する。第２出力軸２９は、その回転によって角度θｂを制御する。

第１出力軸２７が右回りに回転するとき、第１平行リンク機構Ｐ１は、第１平行線Ｒ１に対する第２平行線Ｒ２の平行姿勢を維持する。すなわち、第１平行リンク機構Ｐ１は、連結ベース５０の水平線Ｄ１を床面Ｂに対して平行に維持しながら第１アーム３と第１補助リンク５５を回転し、連結ベース５０を実線の位置から２点鎖線の位置に（図４において左方）に移動する。

第１出力軸２７が右回りに回転するとき、第２出力軸２９は、第１出力軸２７の回転角度の２倍の回転角度で右回り（同方向）に回転する。すなわち、第２出力軸２９は、角度θａが回転角度θだけ大きくなるとき、角度θｂを回転角度θの２倍だけ大きくし、角度θｃを回転角度θだけ大きくする。その結果、第２出力軸２９は、角度θａと角度θｃを常に同じ角度にする。

第１出力軸２７が右回りに回動するとき、第２平行リンク機構Ｐ２は、第３平行線Ｒ３に対する第４平行線Ｒ４の平行状態を維持する。すなわち、第２平行リンク機構Ｐ２は、可動ベース４０の姿勢を水平に維持しながら第２アーム３０と第２補助リンク５６を回転し、可動ベース４０を鉛直線Ｃ１上の実線の位置から２点鎖線の位置まで上昇させる。

反対に、可動ベース４０を２点鎖線の位置から実線の位置に下降させる場合には、波動歯車減速機１０ｂの入力軸２１を右回転させる。
次に、本実施形態の効果を以下に記載する。

（１）本実施形態によれば、伝達機構として、１つの入力軸２１と２つの出力軸（第１及び第２出力軸２７，２９）を有する１入力２出力の波動歯車減速機部１０ｂを使用した。しがたって、駆動モータ部１０ａを駆動して入力軸２１を回転させることによって、第１出力軸２７（第１アーム３）を回転させることができ、第２出力軸２９（第２アーム３０）を回転させることができる。そのため、予め設計された波動歯車減速機部１０ｂの第１及び第２出力軸２７，２９にそれぞれ連結ベース５０及び第２アーム３０を取付けるだけで、２つのアーム３，３０を回転させることができる。すなわち、産業用ロボット１の組み付けを容易にすることができる。

（２）本実施形態によれば、第１アーム３、第１連結軸５、波動歯車減速機付き駆動モータ１０、連結ベース５０の連通部５０ａ、第２アーム３０、第２連結軸４３及び可動ベース４０を全て中空構造とした。これによって、固定ベース２から可動ベース４０の間に空間（通路）ができる。したがって、ロボットアーム機構６１の配線・配管６０及び駆動モータ部１０ａの配線を、アーム３，３０及び波動歯車減速機付き駆動モータ１０の内部に引き回すことができる。その結果、配線・配管６０が外部に露出しないため、平行リンク機構（第１平行リンク機構Ｐ１及び第２平行リンク機構Ｐ２）やロボットアーム機構６１の動きが制限されない。

（３）本実施形態によれば、第１出力軸２７と第２出力軸２９とを、同心円上に配置するようにした。これによって、波動歯車減速機部１０ｂのサイズを軸方向に短くすることができる。そのため、傘歯車等を使用する場合に比べて、伝達機構を小型化することができる。

（４）本実施形態によれば、連結ベース５０を第１及び第２アーム３０の最も外側（図２において左側）に配置した。これによって、波動歯車減速機部１０ｂからの出力を連結
ベース５０及び第２アーム３０に正確に伝達することができる。そのため、波動歯車減速機部１０ｂの出力（減速比）の選択性を向上することができる。

（５）本実施形態によれば、第１アーム３、第２アーム３０及び連結部５１をそれぞれ第１アームカバー３ａ、第２アームカバー３０ａ及び連結部カバー５１ａで密閉した。そして、第１アーム３と第１連結軸の連結部分、第２アーム３０と第２連結軸４３の連結部分、連結ベース５０と第２アーム３０との間をＯリングやシール部材５７によってシールするようにした。従って、産業用ロボット１のシール性を向上させることができ、アーム３，３０の内部からの発塵やグリース等の飛散を抑制させることができる。この結果、産業用ロボット１を、クリーン環境などの特殊な環境の下において稼動させることができる。

なお、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施形態では、駆動モータ部１０ａにスリーブ１７を取付けて駆動モータ部１０ａを中空モータになるようにしたが、スリーブ１７を省略してもよい。

・上記実施形態では、第１アーム３、第２アーム３０、第１連結軸５、第２連結軸４３及び連結ベース５０の連通部５０ａを中空構造になるようにしたが、中空構造でなくてもよい。

・上記実施形態では、伝達機構及び駆動部として波動歯車減速機付き駆動モータ１０を採用したが、これに限らず、波動歯車減速機部１０ｂと駆動モータ部１０ａとを切り離して、伝達機構と駆動部を別々に配設するようにしてもよい。例えば、駆動モータ部１０ａを固定ベース２に固定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、入力軸２１に対する第１出力軸２７の減速比と、入力軸２１に対する第２出力軸２９の減速比の比を２：１になるように設定したが、この値に特に制限されない。

・上記実施形態では、第１出力軸２７と第２出力軸２９を同心円上になるように配設したが、これに限らず、第１出力軸２７と第２出力軸２９は同心円状に配設されなくてもよい。

・上記実施形態では、波動歯車減速機付き駆動モータ１０を第１アーム３の上端部に取付けるようにした。これに限らず、例えば、取付け方を逆にして、第２アーム３０の下端部に波動歯車減速機付き駆動モータ１０を取付けるようにしてもよい。この場合、波動歯車減速機付き駆動モータ１０の第１出力軸２７に連結ベース５０を連結し、第２出力軸２９に第１アーム３の上端部を連結する。

・上記実施形態では、平行リンク機構（第１平行リンク機構Ｐ１及び第２平行リンク機構Ｐ２）を、鉛直線Ｃ１上に延びるように設置した。これに限らず、例えば平行リンク機構が水平になるように設置するようにしてもよい。

本実施形態における産業用ロボットを説明するための側面図。 同じく、産業用ロボットを説明するための断面図。 同じく、波動歯車減速機付き駆動モータを説明するための拡大断面図。 同じく、産業用ロボットの動作を説明するための作用図。

符号の説明

１…産業用ロボット、２…固定ベース、３…第１アーム、１０…波動歯車減速機付き駆動モータ、１０ａ…駆動モータ部、１０ｂ…波動歯車減速機部、１５…モータ軸、２１…入力軸、２７…第１出力軸、２９…第２出力軸、５５…第１補助リンク、５６…第２補助リンク、３０…第２アーム、４０…可動ベース、５０…連結ベース、５０ａ…連通部、６１…ロボットアーム機構、６０…配線・配管。

Claims (9)

1. 入力軸、第１出力軸及び第２出力軸を有した波動歯車減速機と、
   基端部が固定ベースに回転可能に連結されるとともに、先端部が前記波動歯車減速機の本体に連結された第１アームと、
   基端部が前記第２出力軸に連結されるとともに、先端部が可動ベースに回転可能に連結された第２アームと、
   前記波動歯車減速機に対して前記第２アームよりも外側に設けられ、前記波動歯車減速機の第１出力軸に連結される連結ベースと、
   一方の端部が前記連結ベースに回転可能に連結されるとともに、他方の端部が前記固定ベースに回転可能に連結され、前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、
   一方の端部が前記連結ベースに回動可能に連結されるとともに、他方の端部が前記可動ベースに回動可能に連結され、前記第２アームと平行に配置される第２補助リンクと、
   を備えたことを特徴とする平行リンク機構。
2. 入力軸、第１出力軸及び第２出力軸を有した波動歯車減速機と、
   基端部が固定ベースに回転可能に連結されるとともに、先端部が前記波動歯車減速機の第２出力軸に連結された第１アームと、
   基端部が前記波動歯車減速機の本体に連結されるとともに、先端部が可動ベースに回転可能に連結された第２アームと、
   前記波動歯車減速機に対して前記第１アームよりも外側に設けられ、前記波動歯車減速機の第１出力軸に連結される連結ベースと、
   一方の端部が前記連結ベースに回転可能に連結されるとともに、他方の端部が前記固定ベースに回転可能に連結され、前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、
   一方の端部が前記連結ベースに回動可能に連結されるとともに、他方の端部が前記可動ベースに回動可能に連結され、前記第２アームと平行に配置される第２補助リンクと、
   を備えたことを特徴とする平行リンク機構。
3. 請求項１又は２に記載の平行リンク機構において、
   前記第１出力軸と前記第２出力軸は、同心円上に配設されたことを特徴とする平行リンク機構。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の平行リンク機構において、
   前記入力軸に対する前記第１出力軸の減速比と前記入力軸に対する前記第２出力軸の減速比の比は、２：１であることを特徴とする平行リンク機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の平行リンク機構において、
   前記波動歯車減速機は、前記入力軸を回転駆動する駆動モータと一体であることを特徴とする平行リンク機構。
6. 請求項５に記載の平行リンク機構において、
   前記第１アームと前記第２アームは中空構造であり、
   前記駆動モータは中空モータであり、
   前記連結ベースは、前記波動歯車減速機と記第２出力軸に取付けられるアームとを連通する中空構造の連通部を有したことを特徴とする平行リンク機構。
7. 固定ベースと、連結ベースと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結された第１アームと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結されて前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、を有した第１平行リンクと、
   前記連結ベースと、可動ベースと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２アームと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２補助リンクと、を有した第２平行リンクと、
   駆動モータのモータ軸に連結された入力軸と、前記連結ベースに連結されて前記入力軸の駆動力を変換して前記連結ベースに出力する第１の出力軸と、前記入力軸の駆動力を変換して前記第２アームに出力する第２の出力軸と、を有し、前記第１アームの前記先端部に配設された波動歯車減速機と、
   を備えたことを特徴とする産業用ロボット。
8. 固定ベースと、連結ベースと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結された第１アームと、基端部が前記固定ベースに回動可能に連結され、先端部が前記連結ベースに回動可能に連結されて前記第１アームと平行に配置される第１補助リンクと、によって構成された第１平行リンクと、
   前記連結ベースと、可動ベースと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２アームと、基端部が前記連結ベースに回動可能に連結され、先端部が前記可動ベースに回動可能に連結された第２補助リンクと、によって構成された第２平行リンクと、
   駆動モータのモータ軸に連結された入力軸と、前記連結ベースに連結されて前記入力軸の駆動力を変換して前記連結ベースに出力する第１の出力軸と、前記入力軸の駆動力を変換して前記第１アームに出力する第２の出力軸と、を有し、前記第２アームの前記基端部に配設された波動歯車減速機と、
   を備えたことを特徴とする産業用ロボット。
9. 請求項７又は８に記載の産業用ロボットにおいて、
   前記第１アームの前記先端部と、前記第２アームの基端部と、前記第１出力軸の軸心と、前記第２出力軸の軸心は、同一直線上に配設され、
   前記波動歯車減速機は、前記入力軸に対する前記第１の出力軸の減速比と、前記入力軸に対する前記第２の出力軸の減速比の比を２：１にすることを特徴とする産業用ロボット。

Images