JP2013158878A - パラレルリンクロボット - Google Patents

Abstract

【課題】部品脱落の可能性を低減することが可能なパラレルリンクロボットを提供する。
【解決手段】このパラレルリンクロボット１００は、球体部２２を含む上アーム１１と、球体部２２に対して揺動可能に係合する凹状部１３ａを含み、上アーム１１とリンク機構を構成するように接続された下アーム１２と、凹状部１３ａを球体部２２側に付勢する付勢機構部１５とを備え、付勢機構部１５は、下アーム１２に取り付けられる第１接続部材４０を含み、第１接続部材４０は、下アーム１２に第１接続部材４０を係止する凸部４３を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、パラレルリンクロボットに関し、特に、関節部を有するパラレルリンクロボットに関する。

従来、並列に設けられ、関節部で屈伸可能な複数のアームを有するパラレルリンクロボットが知られている。（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、第１関節部を有する第１アームと、第１係合部と係合する第２関節部を有する第２アームと、第２関節部を第１関節部側に付勢する付勢機構部とを備えたパラレルリンクロボットが開示されている。第１関節部と第２関節部とは、球状部と球状部に係合する凹状部とからなり、ボールジョイント機構を構成している。付勢機構部は、球状部に対して凹状部を付勢することで係合状態を保持している。このパラレルリンクロボットは、付勢機構部の付勢力を上回る外力がアームに加えられた場合に第１関節部と第２関節部との係合が解除されるように構成され、異常時におけるパラレルリンクロボットや設備の破損を抑制している。

また、この特許文献１のパラレルリンクロボットの付勢機構部は、第２関節部が形成された第２アームのジョイント部に取り付けられており、ジョイント部に設けられた円柱状の被係止ピンに被さるように嵌合する有底円筒状のブシュ（第１接続部材）と、ブシュに係合するフック状の接続具と、接続具を第１関節部側に付勢するコイルスプリングとにより構成されている。

特開２０１１−１９４５３４号公報

しかしながら、上記特許文献１のパラレルリンクロボットでは、ジョイント部の被係止ピンに嵌合させたブシュ（第１接続部材）を介して付勢機構部が取り付けられているため、外力が作用して第１関節部と第２関節部との係合が解除された場合に、ブシュが被係止ピンから抜け落ちて、付勢機構部ごと脱落しやすいという問題点がある。この問題は、特にパラレルリンクロボットが食品、医薬品、化粧品などのピッキング作業用途に用いられる場合において、脱落部品の製造ラインへの混入の可能性を発生させるため、衛生面の観点から部品脱落の可能性をできるだけ低減することが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、部品脱落の可能性を低減することが可能なパラレルリンクロボットを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるパラレルリンクロボットは、第１関節部を含む第１アームと、第１関節部に対して揺動可能に係合する第２関節部を含み、第１アームとリンク機構を構成するように接続された第２アームと、第２関節部を第１関節部側に付勢する付勢機構部とを備え、付勢機構部は、第２アームに取り付けられる第１接続部材を含み、第１接続部材は、第２アームに第１接続部材を係止する第１係止部を有する。

この発明の一の局面によるパラレルリンクロボットでは、上記のように、付勢機構部を、第２アームに取り付けられる第１接続部材を含むように構成するとともに、第１接続部材を、第２アームに第１接続部材を係止する第１係止部を有するように構成することによって、第１係止部により第１接続部材を第２アームに係止することができるとともに、第２アームに係止された第１接続部材により付勢機構部を第２アームに取り付けることができる。これにより、第１アームの第１関節部と第２アームの第２関節部との係合が解除された場合にも、第１係止部によって付勢機構部の第１接続部材を第２アームから脱落しにくくすることができるので、付勢機構部が第１接続部材ごと脱落することを抑制することができる。この結果、部品脱落の可能性を低減することができる。

本発明によれば、上記のように、部品脱落の可能性を低減することが可能なパラレルリンクロボットを提供することができる。

本発明の第１および第２実施形態によるパラレルリンクロボットの全体構成を示した概略図である。 本発明の第１および第２実施形態によるパラレルリンクロボットの関節機構部の構成を説明するための概略図である。 本発明の第１実施形態によるパラレルリンクロボットの付勢機構部の構成について説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態によるパラレルリンクロボットの付勢機構部を模式的に示した側面図である。 図３に示した付勢機構部の第１接続部材を説明するための模式的な拡大断面図である。 図４に示した付勢機構部の各部を説明するための模式的な拡大図である。 図６に示した第２接続部材とバネ部材との取付方法を説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態によるパラレルリンクロボットの付勢機構部について説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態によるパラレルリンクロボットの付勢機構部を模式的に示した側面図である。 図８に示した第２実施形態による付勢機構部の第１接続部材を説明するための模式的な拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の変形例による付勢機構部について説明するための模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態によるパラレルリンクロボット１００の構成について説明する。

第１実施形態によるパラレルリンクロボット１００は、図１に示すように、ベース部１と、ベース部１に設けられた３つのサーボモータ２と、３つのサーボモータ２によりそれぞれ駆動される３つのアーム部３と、エンドエフェクタ１１０が取り付けられる１つのヘッド部４とを備えている。なお、ヘッド部４は、本発明の「第１アーム」の一例である。

ベース部１は、天井などの固定面に取り付けられている。また、ベース部１の内部に３つのサーボモータ２が設けられている。また、３つのサーボモータ２およびアーム部３は、平面的に見て（平面視で）、鉛直方向に延びるベース部１の中心軸Ｌ１回りに互いに等角度間隔（１２０度間隔）で配置されている。

３つのアーム部３は、互いに同様の構成を有している。具体的には、アーム部３は、上アーム１１と、リンク機構を構成するように上アーム１１に接続される下アーム１２とを有している。なお、上アーム１１および下アーム１２は、それぞれ、本発明の「第１アーム」および「第２アーム」の一例である。上アーム１１は、根元側端部がサーボモータ２の出力軸に取り付けられており、サーボモータ２により鉛直面内で上下方向（Ｚ方向）に揺動（回動）されるように構成されている。また、下アーム１２の根元側端部は、関節機構部２０を介して上アーム１１の先端側端部１１ａに連結されている。また、下アーム１２の先端側端部は、関節機構部３０を介してヘッド部４に連結されている。

図２に示すように、下アーム１２は、関節機構部２０（３０）を挟んで互いに平行に配置された円柱状の一対のポール１２ａと、一対のポール１２ａの両端にそれぞれ１対ずつ設けられたソケット１３および１４と、各１対のソケット１３および１４に対して１つずつ設けられた２つの付勢機構部１５とを含んでいる。

関節機構部２０および関節機構部３０は、図２に示すように、同一のボールジョイント型の関節構造を有している。具体的には、上アーム１１の先端側端部１１ａには、ブラケット２１を介して一対の球体部２２が固定的に取り付けられている。なお、球体部２２は、本発明の「第１関節部」の一例である。また、一対の球体部２２は、ブラケット２１の両側面から互いに反対方向（外側方向）に突出するように設けられている。また、一対のポール１２ａの一方端部（上アーム１１側の端部）には、一対のソケット１３が一対のポール１２ａに固定的に取り付けられている。一対のソケット１３は、球体部２２が挿入されて摺動可能に係合する半球状の凹状部１３ａを有している。なお、凹状部１３ａは、本発明の「第２関節部」の一例である。また、一対のソケット１３は、互いに対向し、各ソケット１３の凹状部１３ａが一対の球体部２２をそれぞれ外側から挟み込むように設けられている。そして、付勢機構部１５は、下アーム１２の一対のソケット１３の間の位置に配置され、一対のソケット１３をポール１２ａごと互いに近づける方向に引っ張ることにより、ソケット１３の凹状部１３ａを球体部２２側に付勢している。

関節機構部３０については、ヘッド部４には、取付部材３１を介して一対の球体部３２が固定的に取り付けられている。また、一対の球体部３２は、取付部材３１の両端部から外側に突出するように設けられている。また、下アーム１２の一対のポール１２ａの他方端部（ヘッド部４側の端部）には、一対のソケット１４が一対のポール１２ａに固定的に取り付けられている。一対のソケット１４は、球体部３２が挿入されて摺動可能に係合する半球殻状の凹状部１４ａを有している。また、一対のポール１２ａの他方端部側には、一対のソケット１４（ポール１２ａ）を互いに近づける方向に付勢する付勢機構部１５が設けられている。なお、関節機構部３０の球体部３２、ソケット１４および凹状部１４ａは、それぞれ、関節機構部２０の球体部２２、ソケット１３および凹状部１３ａに対応している。また、球体部３２および凹状部１４ａは、それぞれ、本発明の「第１関節部」および「第２関節部」の一例である。

第１実施形態では、付勢機構部１５は、下アーム１２の各ソケット１３（１４）の両側にそれぞれ取り付けられた第１接続部材４０と、第１接続部材４０にそれぞれ取り付けられた一対の第２接続部材５０と、一対の第２接続部材５０に両端が係合するバネ部材６０とを含んでいる。なお、ソケット１３および１４への付勢機構部１５の取り付け構造は同一であるので、以下ではソケット１３への付勢機構部１５の取り付け構造についてのみ説明する。

第１接続部材４０は、図３および図５に示すように、ソケット１３に設けられた取付ピン１６に嵌合可能な中空の筒形状を有する。取付ピン１６は、ソケット１３の挿入孔１３ｂを貫通して両側に突出するように設けられており、第１接続部材４０は、ソケット１３から突出した取付ピン１６の両端にそれぞれ嵌め込まれている。また、第１接続部材４０は、円筒状の軸部４１と、軸部４１よりも大きい外形寸法を有する抜止部４２とを一体的に含んでいる。軸部４１には、第２接続部材５０の後述する環状部５２が外側に嵌め込まれている。抜止部４２は、軸部４１の軸方向（矢印Ａ方向）の外側に形成されている。なお、抜止部４２は、本発明の「第２抜止部」の一例である。

第１実施形態では、第１接続部材４０の内周には、内側に向けて突出した周状の凸部４３が一体的に形成されている。凸部４３は、取付ピン１６の外周に一体形成された周状の凹部１６ａと係合し、第１接続部材４０をソケット１３（取付ピン１６）に係止するように構成されている。具体的には、図５に示すように、第１接続部材４０の凸部４３の内径Ｄ１は、取付ピン１６の凹部１６ａの外径Ｄ２と略等しい。また、第１接続部材４０の凸部４３以外の内周部４４の内径Ｄ３は、凹部１６ａ以外の取付ピン１６の外周部１６ｂの外径Ｄ４と略等しい。なお、第１接続部材４０は、耐摩耗性に優れ、弾性変形可能な樹脂（ポリアセタール（ＰＯＭ））製であり、取付ピン１６は、ステンレス製である。第１接続部材４０は、凸部４３を弾性変形させながら取付ピン１６に嵌合され、凸部４３の弾性変形の復元に伴って凸部４３と凹部１６ａとが互いに軸方向に係合するように構成されている。なお、凸部４３および凹部１６ａは、それぞれ、本発明の「第１係止部」および「第２係止部」の一例である。

また、取付ピン１６の先端には、先端に向けて小さい幅となる（小径になる）第１傾斜面部１６ｃが設けられている。第１傾斜面部１６ｃは、第１接続部材４０を取付ピン１６に嵌め込む際に、第１接続部材４０の凸部４３と当接するように形成されている。具体的には、第１傾斜面部１６ｃは、最も小径になる先端部における外径（取付ピン１６の外径）が第１接続部材４０の凸部４３の内径Ｄ１よりも小さく、最も大径になる軸方向（矢印Ａ方向）内側端部の外径が外周部１６ｂの外径Ｄ４と一致する（第１接続部材４０の凸部４３の内径Ｄ１よりも大きい）。

第２接続部材５０はステンレス製であり、図３および図４に示すように、第２接続部材５０は、基部５１と、基部５１から二股に分かれて延びる一対の環状部５２とを含んでいる。基部５１には環状部５２と反対側に突出する取付部５３が設けられており、取付部５３にはバネ部材６０を取り付けるための取付孔５４（図４参照）が形成されている。

第２接続部材５０の一対の環状部５２は、同一形状を有し、ソケット１３（図３参照）を挟んで両側に配置されている。図３および図６に示すように、環状部５２には、先端側に長円状の孔部５２ａが形成されている。第２接続部材５０と第１接続部材４０とは、ソケット１３の両側で、この環状部５２（孔部５２ａ）に第１接続部材４０の軸部４１が挿入されることにより、互いに係合するように構成されている。図６に示すように、第１接続部材４０の軸部４１の外径Ｄ５は孔部５２ａの内径（短径）Ｄ６よりも小さく、第１接続部材４０の抜止部４２の外径Ｄ７は孔部の内径（長径）Ｄ８よりも大きい。そして、図３に示すように、環状部５２は第１接続部材４０の軸部４１と係合しており、第１接続部材４０の抜止部４２によって軸方向（矢印Ａ方向）の移動（環状部５２の第１接続部材４０からの抜け落ち）が防止されている。また、環状部５２を挟んで抜止部４２の反対側には、第１接続部材４０と同じ樹脂（ＰＯＭ）製のワッシャ７０が設けられ、ステンレス製のソケット１３と第２接続部材５０との接触を防止している。

図４に示すように、バネ部材６０は、本体部６１と、本体部６１の両端に設けられた係合部６２とを含む引張コイルバネからなる。バネ部材６０は、両端の係合部６２が一対の第２接続部材５０の取付孔５４にそれぞれ挿入されることにより、第２接続部材５０と係合している。第１実施形態では、係合部６２は、円弧状に形成されており、係合の解除を抑制する抜止部６３を一体的に有している。なお、本体部６１および抜止部６３は、それぞれ、本発明の「バネ本体部」および「第１抜止部」の一例である。

抜止部６３は、異なる複数方向に屈曲しており、係合部６２から屈曲して略垂直に立ち上がる第１直立部６４と、第１直立部６４からさらに略垂直に屈曲して本体部６１に沿って延びる第２直立部６５とを有している。バネ部材６０は、第２直立部６５、第１直立部６４の順で取付孔５４を通過させ、係合部６２が取付孔５４内に挿入された状態で第２接続部材５０と係合するように構成されている。

第１実施形態では、図６に示すように、バネ部材６０は、本体部６１と第２直立部６５（抜止部６３）との間の間隔ＣＬが、取付部５３の取付孔５４の縁部（取付孔５４を取り囲む部分）５４ａの取付方向と直交する方向の幅Ｗ１よりも小さくなるように形成されている。幅Ｗ１は、縁部５４ａのうち最も幅の小さい部分の幅である。

このような構成により、図２に示すように、付勢機構部１５は、バネ部材６０が、第２接続部材５０と、第１接続部材４０（および取付ピン１６）とを介して一対のソケット１３（１４）の凹状部１３ａ（１４ａ）をそれぞれ一対の球体部２２（３２）に対して付勢している。これにより、ソケット１３（１４）は、球体部２２（３２）に対して外側から押圧された状態で一対の球体部２２（３２）を安定的に保持することが可能である。また、これにより、上アーム１１と下アーム１２とが関節機構部２０を介して屈伸動作可能に接続され、下アーム１２とヘッド部４とが関節機構部３０を介して揺動可能に接続されている。

関節機構部２０（関節機構部３０）では、付勢機構部１５の付勢力によって係合状態が保持されているので、下アーム１２やエンドエフェクタ１１０などが何らかの理由で外部の物体と干渉した場合など、付勢機構部１５の付勢力を超える外力が作用した場合には、球体部２２（３２）とソケット１３（１４）の凹状部１３ａ（１４ａ）との係合が解除される（関節機構部２０（関節機構部３０）が外れる）。これにより、干渉を起こした部位（下アーム１２やエンドエフェクタ１１０、または相手側の外部物体）が破損するのを抑制している。

ヘッド部４は、３つのアーム部３により支持されている。また、ヘッド部４は、３つのアーム部３それぞれの姿勢の組み合わせにより、任意の位置で任意の姿勢となるように移動される。これにより、ヘッド部４に取り付けられるエンドエフェクタ１１０を任意の位置で任意の姿勢にすることが可能である。

次に、図３〜図７を参照して、第１実施形態による付勢機構部１５の取り付け方法について説明する。

まず、第１接続部材４０および第２接続部材５０の取り付け方法について説明する。図３に示すように、ソケット１３の挿入孔１３ｂの両側に第２接続部材５０の環状部５２（孔部５２ａ）を配置し、ソケット１３と環状部５２との間にそれぞれワッシャ７０を配置する。この状態で、ソケット１３の挿入孔１３ｂ、２つのワッシャ７０および環状部５２を貫通するように取付ピン１６を挿入（図３の右側の破線部参照）する。そして、取付ピン１６の両端に、それぞれ第１接続部材４０を嵌め込む。

第１接続部材４０を嵌め込む際には、図５に示すように、第１接続部材４０の内周の凸部４３が取付ピン１６の先端の第１傾斜面部１６ｃと当接し、凸部４３が第１傾斜面部１６ｃに乗り上げるようにして徐々に弾性変形する。このため、第１接続部材４０の装着時には、過度に大きな押圧力を付与することなく第１接続部材４０を嵌め込むことができる。

その後、凸部４３が取付ピン１６の凹部１６ａの位置まで到達すると、第１接続部材４０の凸部４３の弾性変形が復元され、凸部４３が取付ピン１６の凹部１６ａ側に突出する（図５の二点鎖線部参照）。これにより、第１接続部材４０が取付ピン１６に係止される。

次に、第２接続部材５０およびバネ部材６０の取り付け方法について説明する。図７に示すように、バネ部材６０（第２直立部６５）を湾曲させて本体部６１と第２直立部６５との間の間隔を拡げる。この状態で、第２接続部材５０の取付孔５４に第２直立部６５を挿入する。その後、抜止部６３の屈曲に併せて第２直立部６５、第１直立部６４の順で取付孔５４を通過させ、円弧状の係合部６２まで到達させる。これにより、第２接続部材５０とバネ部材６０とが係合する。バネ部材６０（第２直立部６５）の湾曲を戻すと、本体部６１と第２直立部６５との間の間隔はＣＬ（図６参照）となり、第２接続部材５０の取付孔５４の縁部５４ａの幅Ｗ１よりも小さくなる。

次に、図３〜図７を参照して、第１実施形態による付勢機構部１５の部品脱落抑制作用について説明する。

上記の通り、外部物体との干渉などに起因して付勢機構部１５の付勢力を超える外力が下アーム１２やエンドエフェクタ１１０などに作用した場合には、関節機構部２０（３０）の係合が解除される場合（いわゆる脱臼）がある。この場合、付勢機構部１５を構成する第１接続部材４０、第２接続部材５０およびバネ部材６０の間には、関節機構部２０（３０）の係合解除に起因してバネ部材６０の付勢力が作用しなくなるため、第１接続部材４０、第２接続部材５０およびバネ部材６０の相互の係合が解除され、各部が個別に、または一体で脱落する可能性がある。第１実施形態では、上記の構成によって関節機構部２０（３０）の係合解除時に第１接続部材４０、第２接続部材５０およびバネ部材６０が脱落しにくくなっている。

具体的には、第１接続部材４０は、図５に示すように、凸部４３が取付ピン１６の凹部１６ａ側に突出し係合しているため、第１接続部材４０を取付ピン１６から引き抜くためには、凸部４３を弾性変形させて取付ピン１６の先端側の外周部１６ｂを乗り越えさせることが可能な引き抜き力を第１接続部材４０に付与する必要がある。このため、関節機構部２０（３０）の係合解除時に引き抜き力が第１接続部材４０に作用した場合にも、弾性変形を伴う凸部４３と凹部１６ａとの係合によって第１接続部材４０の脱落が効果的に抑制される。

また、第２接続部材５０は、図３に示すように、環状部５２（孔部５２ａ）に第１接続部材４０の軸部４１が挿入され、軸部４１の外側には孔部５２ａよりも大径の抜止部４２が設けられている。このため、第１接続部材４０が取付ピン１６から外れない限り第２接続部材５０と第１接続部材４０との係合は解除されない。これにより、関節機構部２０（３０）の係合解除時にバネ部材６０の付勢力が作用しなくなった場合にも、第２接続部材５０の第１接続部材４０からの脱落が効果的に抑制される。

また、バネ部材６０は、図３および図４に示すように、抜止部６３（第１直立部６４および第２直立部６５）が取付孔５４を通過して、係合部６２が取付孔５４内に挿入された状態で第２接続部材５０と係合している。したがって、バネ部材６０を第２接続部材５０から取り外す場合には、まず、第１直立部６４の根元部分が取付孔５４の位置に来るまで係合部６２を取付孔５４から引き出して、その後バネ部材６０を略９０度ひねるようにして向きを変え、第１直立部６４を取付孔５４から引き抜く必要がある。そして、バネ部材６０をさらに略９０度ひねるようにして向きを変え、第２直立部６５を取付孔５４から引き抜く必要がある。このとき、図６に示すように、本体部６１と第２直立部６５との間の間隔ＣＬが取付孔５４の周縁部の幅Ｗ１よりも小さいため、バネ部材６０を撓ませて本体部６１と第２直立部６５との間の間隔を幅Ｗ１まで拡げる必要（図７参照）がある。これらの動作が、関節機構部２０（３０）の係合解除時において自然的に行われる可能性は低い。この結果、関節機構部２０（３０）の係合解除時にバネ部材６０の付勢力が作用しなくなった場合にも、抜止部６３によってバネ部材６０の第２接続部材５０からの脱落が効果的に抑制される。

第１実施形態では、上記のように、付勢機構部１５を、下アーム１２のソケット１３（１４）に取り付けられる第１接続部材４０を含むように構成するとともに、第１接続部材４０を、下アーム１２のソケット１３（１４）に第１接続部材４０を係止する凸部４３を有するように構成することによって、凸部４３により第１接続部材４０を下アーム１２に係止することができるとともに、下アーム１２に係止された第１接続部材４０により付勢機構部１５を下アーム１２に取り付けることができる。これにより、関節機構部２０（３０）の球体部２２（３２）と凹状部１３ａ（１４ａ）との係合が解除された場合（脱臼時）にも、凸部４３によって付勢機構部１５の第１接続部材４０を下アーム１２から脱落しにくくすることができるので、付勢機構部１５が第１接続部材４０ごと一体で脱落することを抑制することができる。この結果、部品脱落の可能性を低減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１接続部材４０を、凸部４３が内周に設けられた筒形状に形成し、第１接続部材４０を取り付けるための取付ピン１６を下アーム１２に設け、第１接続部材４０の凸部４３と係合する凹部１６ａを取付ピン１６の外周に設ける。これにより、第１接続部材４０の凸部４３と取付ピン１６の凹部１６ａとを係合させる簡素な構造で、容易に第１接続部材４０をソケット１３（１４）に係止することができる。また、たとえばボルトおよびナットなどの締結部材を用いて第１接続部材４０を固定する場合と異なり、パラレルリンクロボット１００の動作によってねじが緩んで落下する恐れがないため、効果的に部品脱落の可能性を低減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、弾性変形可能な樹脂製の第１接続部材４０を設け、凸部４３を弾性変形させながら第１接続部材４０が取付ピン１６に嵌合されるとともに、凸部４３の弾性変形の復元に伴って凸部４３と凹部１６ａとが係合するように構成する。これにより、関節機構部２０（３０）の係合解除時（脱臼時）に引き抜き力が第１接続部材４０に作用した場合にも、弾性変形を伴う凸部４３と凹部１６ａとの係合によって第１接続部材４０の脱落を効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２接続部材５０の取付孔５４に取り付けられるとともに、第２接続部材５０との係合の解除を抑制する抜止部６３を有する係合部６２をバネ部材６０に設ける。これにより、関節機構部の係合解除時にも、抜止部６３によってバネ部材６０の第２接続部材５０からの脱落を効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、バネ部材６０の抜止部６３に第１直立部６４および第２直立部６５を形成し、抜止部６３が異なる複数の方向に屈曲するように構成する。これにより、抜止部６３の屈曲方向に合わせてバネ部材６０の向きを複数回変えなければ、バネ部材６０が第２接続部材５０から外れることがない。この結果、容易かつ効果的に、バネ部材６０の第２接続部材５０からの脱落を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２接続部材５０の取付孔５４を取り囲む縁部５４ａの取付方向と直交する方向の幅Ｗ１が、バネ部材６０の抜止部６３（第２直立部６５）と本体部６１との間の間隔ＣＬよりも大きくなるように形成する。これにより、バネ部材６０を撓ませて本体部６１と第２直立部６５との間の間隔を幅Ｗ１まで拡げなければ、バネ部材６０が第２接続部材５０から外れることがない。この結果、部品点数を増加させることなく、バネ部材６０の第２接続部材５０からの脱落をさらに効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、取付ピン１６の先端部に、取付ピン１６の先端側に向かって小さい幅（小径）となるように傾斜した第１傾斜面部１６ｃを設ける。これにより、第１接続部材４０を嵌め込む際に、第１接続部材４０の内周の凸部４３を第１傾斜面部１６ｃと当接させ、凸部４３を徐々に弾性変形させることができる。このため、第１接続部材４０に凸部４３を設けた場合にも、過度に大きな押圧力を付与することなく第１接続部材４０を取り付けることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２接続部材５０に環状部５２を設けるとともに、第１接続部材４０に、環状部５２が嵌め込まれる軸部４１と、軸部４１の軸方向の外側に形成され、環状部５２の内径（長径）Ｄ８よりも大きい外径Ｄ７を有する抜止部４２とを設ける。これにより、第１接続部材４０が下アーム１２のソケット１３（１４）から外れない限り第２接続部材５０と第１接続部材４０との係合は解除されないので、部品脱落の可能性をより効果的に低減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１接続部材４０の軸部４１の外側に第２接続部材５０の環状部５２が嵌め込まれるとともに、軸部４１の内側に取付ピン１６が嵌合されるように構成する。これにより、第１接続部材４０の軸部４１を、第２接続部材５０の環状部５２の内側を通しながら取付ピン１６に嵌め込むだけで、第１接続部材４０の下アーム１２（取付ピン１６）への取り付けと、第２接続部材５０の第１接続部材４０への取り付けとを一度に行うことができるので、付勢機構部１５の取付作業性を向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１接続部材４０を樹脂製とし、第２接続部材５０を金属（ステンレス）製とし、付勢機構部１５に、第２接続部材５０を挟んで第１接続部材４０の抜止部４２とは反対側に配置された樹脂製のワッシャ７０を設ける。これにより、第２接続部材５０は、第１接続部材４０の樹脂製の軸部４１と、軸方向の両側の樹脂製の抜止部４２およびワッシャ７０とによって囲まれるように設けられるので、金属製の第２接続部材５０が他の金属部品（ソケット１３など）と接触し、摩耗などが生じるのを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態の付勢機構部１５とは異なる付勢機構部１１５の構成について説明する。なお、付勢機構部１１５以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、付勢機構部１１５においても、上記第１実施形態と同様の部分は同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。

第２実施形態では、図８および図１０に示すように、付勢機構部１１５の第１接続部材１４０の外周面には、軸方向（取付方向）の両側の大径部１４１と、軸方向の中央で大径部１４１よりも小さい外径Ｄ９を有する小径部１４２とが形成されている。また、第２実施形態では、第１接続部材１４０の凸部１４３に第２傾斜面部１４４が形成されている。第２傾斜面部１４４は、凸部１４３の取付方向の後端部（軸方向（矢印Ａ方向）の外側）に設けられ、取付ピン１６の先端側に向かって大きい幅（大径）となるように形成されている。なお、凸部１４３は、本発明の「第１係止部」の一例である。

また、図８および図９に示すように、第２接続部材１５０には、基部５１から二股に分かれて延びる一対のフック部１５２が設けられている。フック部１５２は、基部５１から延びて第１接続部材１４０の周囲を部分的に取り囲むように弧状に湾曲しているとともに、第１接続部材１４０との係合の解除を抑制する突出部１５３を一体的に含んでいる。なお、突出部１５３は、本発明の「第３抜止部」の一例である。

フック部１５２は、基部５１から延びる第１部分１５４と、係合位置Ｐにおける第１接続部材１４０（小径部１４２）の周囲に回り込む第２部分１５５と、第２部分１５５から再び基部５１側に向けて延びる第３部分１５６とを含む略Ｊ字形状を有する。突出部１５３は、第３部分１５６の先端（基部５１側の端部）から連続するとともに、第３部分１５６に対して略垂直に折れ曲がりフック部１５２の内側（第１部分１５４側）に向けて突出するように形成されている。

第２接続部材１５０には、基部５１、フック部１５２および突出部１５３の隙間によって、通路部１５７が形成されている。通路部１５７は、第１接続部材１４０の小径部１４２（外径Ｄ９）を通過させることが可能であり、通路部１５７の幅（通路幅）は、大径部１４１の外径Ｄ１０（図１０参照）よりは小さい。第１接続部材１４０と第２接続部材１５０とを相対移動させることで、フック部１５２の第３部分１５６と基部５１との間の開口部１５８から第１接続部材１４０（小径部１４２）をフック部１５２の内側に進入させ、係合位置Ｐまで相対移動させることが可能である。なお、小径部１４２をフック部１５２の内側に配置させると、大径部１４１がフック部１５２に対して軸方向（矢印Ａ方向）の両側に配置されることによって、軸方向への移動（第２接続部材１５０の抜け落ち）が防止される。

第２実施形態では、突出部１５３は、係合位置Ｐからの第１接続部材１４０の係合が外れる方向（矢印Ｂ方向）の移動を遮るように、係合位置Ｐと開口部１５８との間の位置（第３部分１５６の先端）に配置されている。また、通路部１５７は、開口部１５８から係合位置Ｐに至る経路の途中で突出部１５３の周囲を回り込むことにより、異なる複数方向に屈曲している。

また、図９に示すように、通路部１５７は、突出部１５３と第２部分１５５の内周部との間で通路幅が狭くなる通路部分１５９を有している。この通路部分１５９の通路幅Ｗ２は、第１接続部材１４０の小径部１４２の外径Ｄ９と略等しくなるように形成されている。

図８および図９に示すように、バネ部材１６０の係合部１６２は、円弧状に形成されているとともに、係合部１６２から屈曲して略垂直に立ち上がる抜止部１６３を有している。バネ部材１６０は、抜止部１６３が取付孔５４を通過して、係合部１６２が取付孔５４内に挿入された状態で第２接続部材１５０と係合するように構成されている。なお、抜止部１６３は、本発明の「第１抜止部」の一例である。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

次に、図８〜図１０を参照して、第２実施形態による付勢機構部１１５の作用について説明する。

第２実施形態でも、第１接続部材１４０の凸部１４３と取付ピン１６の凹部１６ａとの係合により、第１接続部材１４０の脱落が抑制される点は上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、図１０に示すように、第１接続部材１４０を交換時に第１接続部材１４０を取り外す場合には、凸部１４３の第２傾斜面部１４４が取付ピン１６の外周部１６ｂに乗り上がり、徐々に弾性変形する。このため、メンテナンス時に第１接続部材１４０を引く抜く際には、過度に大きな引き抜き力が必要でない。したがって、関節機構部２０（３０）の係合解除時に作用し得る引き抜き力の大きさを考慮し、凸部１４３の幅および突出量および第２傾斜面部１４４の形状を適切に設定することで、第１接続部材１４０が、パラレルリンクロボットの動作時（関節機構部２０（３０）の係合解除時）には脱落することなく、メンテナンス時に作業者が意図的に力を加えることによって着脱可能となる適切な係止力で係止される。

また、第２接続部材１５０は、図９に示すように、係合位置Ｐからの第１接続部材１４０の移動を遮るように突出部１５３がフック部１５２の内側に向けて突出しているため、第２接続部材１５０と第１接続部材１４０との係合を解除しようとすると、まず第１接続部材１４０が突出部１５３と当接して係合が外れる方向（矢印Ｂ方向）への移動が遮られる。また、突出部１５３およびフック部１５２によって通路部１５７が異なる複数方向に屈曲しているので、通路部１５７の屈曲にあわせて第１接続部材１４０を開口部１５８まで移動させるように第２接続部材１５０と第１接続部材１４０とを相対的に移動させる必要がある。さらに、通路部１５７の通路部分１５９は、第１接続部材１４０の小径部１４２の外径Ｄ９（図１０参照）と略等しい通路幅Ｗ２を有するため、通路部分１５９を第１接続部材１４０が通過し難くなっている。これらにより、関節機構部２０（３０）の係合解除時にバネ部材１６０の付勢力が作用しなくなった場合にも、第２接続部材１５０の第１接続部材１４０からの脱落が効果的に抑制される。

また、バネ部材１６０については、図８および図９に示すように、バネ部材１６０を第２接続部材１５０から取り外そうとすると、まず、抜止部１６３の根元部分が取付孔５４の位置に来るまで係合部１６２を取付孔５４から引き出して、その後バネ部材１６０を略９０度ひねるようにして向きを変え、抜止部１６３を取付孔５４から引き抜く必要がある。この結果、関節機構部２０（３０）の係合解除時において、係合部１６２および抜止部１６３の両方が第２接続部材１５０の取付孔５４から自然的に引き抜かれる可能性は低い。これにより、関節機構部２０（３０）の係合解除時にバネ部材１６０の付勢力が作用しなくなった場合にも、バネ部材１６０の第２接続部材１５０からの脱落が効果的に抑制される。

第２実施形態では、上記のように、第１接続部材１４０の凸部１４３における取付方向の後端側の端部（軸方向（矢印Ａ方向）の外側）に、取付ピン１６の先端側に向かって大きい幅となるように傾斜した第２傾斜面部１４４を設ける。これにより、第１接続部材１４０を取り外す場合には、凸部１４３の第２傾斜面部１４４が取付ピン１６の外周部１６ｂに乗り上がり、徐々に弾性変形する。このため、第１接続部材１４０を引く抜くために過度に大きな引き抜き力が必要でない。この結果、関節機構部２０（３０）の係合解除時（脱臼時）には脱落することなく、メンテナンス時に作業者が意図的に力を加えることによって着脱可能となる適切な係止力で第１接続部材１４０を下アーム１２（取付ピン１６）に係止することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、係合の解除を抑制する突出部１５３を有するとともに、第１接続部材１４０の外周を取り囲むフック部１５２を含む第２接続部材１５０を設ける。これにより、第２接続部材１５０と第１接続部材１４０との係合が解除されるのを突出部１５３によって抑制することができる。この結果、部品脱落の可能性をより効果的に低減することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、第２接続部材１５０に対して第１接続部材１４０の係合が外れる方向（矢印Ａ方向）の移動を遮るようにフック部１５２の内側に突出するように突出部１５３を設ける。これにより、第２接続部材１５０に対して第１接続部材１４０が係合を解除するように動く場合にも、突出部１５３が第１接続部材１４０と当接して第１接続部材１４０の移動が遮られる。この結果、容易に、第２接続部材１５０と第１接続部材１４０との係合が解除されるのを抑制することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態の変形例として、図１１に示すように、第２接続部材１５０の取付孔５４に係合部２６２を連結した状態で係合部２６２を環状に形成することで第２接続部材１５０とバネ部材２６０とを接続するように構成される。このような構成にすれば、運転時に第２接続部材１５０とバネ部材２６０とが分離する可能性をさらに小さくすることができる。なお、係合部２６２は、本発明の「第１抜止部」の一例である。

なお、今回開示された実施形態は、すべ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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明のパラレルリンクロボットの一例として、３つのアーム部を備えたパラレルリンクロボットを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、２つまたは４つ以上のアーム部を備えたパラレルリンクロボットであってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、下アームのソケットに第１接続部材を取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、下アームのポールに第１接続部材を取り付けて、付勢機構部がポールを介してソケットの凹状部を球体部側に付勢するように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、上アームに球体部を設け、下アームにソケット（凹状部）および付勢機構部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、下アームに球体部を設け、上アームにソケット（凹状部）および付勢機構部を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、筒形状の第１接続部材を取付ピンに嵌め込むように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、取付ピンの代わりに筒状の取付具を設けて、この筒状の取付具の内側に第１接続部材を嵌め込むように構成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１接続部材に凸部を設け、取付ピンに凹部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１接続部材に凹部を設け、取付ピンに凸部を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１接続部材に第２接続部材を取り付け、バネ部材を第２接続部材に取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２接続部材を設けることなく、バネ部材を第１接続部材に直接取り付けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、取付ピンの先端に第１傾斜面部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１接続部材の凸部の取付方向の先端側の端部に第１傾斜面部を設けて、第１接続部材を取付ピンに嵌め込む際に、凸部の第１傾斜面部が取付ピンと当接するように形成してもよい。また、取付ピンの先端と、凸部の取付方向の先端側端部との両方に第１傾斜面部を設けてもよい。

また、上記第２実施形態では、第１接続部材の凸部の取付方向の後端部に第２傾斜面部を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、取付ピンの凹部に第２傾斜面部を設けて、第１接続部材を取付ピンから取り外す際に、凹部の第２傾斜面部が第１接続部材の凸部と当接するように形成してもよい。また、取付ピンの凹部と、凸部の取付方向の後端部との両方に第２傾斜面部を設けてもよい。

１１ 上アーム（第１アーム）
１２ 下アーム（第２アーム）
１３ａ、１４ａ 凹状部（第２関節部）
１５、１１５ 付勢機構部
１６ 取付ピン
１６ａ 凹部（第２係止部）
１６ｃ 第１傾斜面部
２２、３２ 球体部（第１関節部）
４０、１４０ 第１接続部材
４１ 軸部
４２ 抜止部（第２抜止部）
４３、１４３ 凸部（第１係止部）
５０、１５０ 第２接続部材
５２ 環状部
５３ 取付部
５４ 取付孔
６０、１６０、２６０ バネ部材
６２、１６２、２６２ 係合部
６３、１６３ 抜止部
１００ パラレルリンクロボット
１４４ 第２傾斜面部
１５２ フック部
１５３ 突出部（第３抜止部）

Claims (13)

1. 第１関節部を含む第１アームと、
   前記第１関節部に対して揺動可能に係合する第２関節部を含み、前記第１アームとリンク機構を構成するように接続された第２アームと、
   前記第２関節部を前記第１関節部側に付勢する付勢機構部とを備え、
   前記付勢機構部は、前記第２アームに取り付けられる第１接続部材を含み、
   前記第１接続部材は、前記第２アームに前記第１接続部材を係止する第１係止部を有する、パラレルリンクロボット。
2. 前記第１接続部材は、凸部または凹部からなる前記第１係止部が内周に設けられた筒形状を有し、
   前記第２アームは、前記第１接続部材を取り付けるための取付ピンを含み、
   前記取付ピンは、前記取付ピンの外周に設けられ、凹部または凸部からなり前記第１係止部と係合する第２係止部を有する、請求項１に記載のパラレルリンクロボット。
3. 前記第１接続部材は、弾性変形可能な樹脂製であり、
   前記第１係止部を弾性変形させながら前記第１接続部材が前記取付ピンに嵌合されるとともに、前記第１係止部の弾性変形の復元に伴って前記第１係止部と前記第２係止部とが係合するように構成されている、請求項２に記載のパラレルリンクロボット。
4. 前記付勢機構部は、
   前記第２アームに取り付けられた前記第１接続部材と係合する第２接続部材と、
   前記第２接続部材と係合し、前記第２関節部を前記第１関節部側に付勢するバネ部材とをさらに含み、
   前記バネ部材は、前記第２接続部材の取付部に取り付けられるとともに、前記第２接続部材との係合の解除を抑制する第１抜止部を有する係合部を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパラレルリンクロボット。
5. 前記第１抜止部は、異なる複数の方向に屈曲している、請求項４に記載のパラレルリンクロボット。
6. 前記第２接続部材の取付部は、取付孔を含み、
   前記バネ部材は、前記係合部を有するバネ本体部を含み、
   前記第２接続部材の前記取付孔を取り囲む部分の取付方向と直交する方向の幅が、前記第１抜止部と前記バネ本体部との間の間隔よりも大きい、請求項４または５に記載のパラレルリンクロボット。
7. 前記第１接続部材の前記第１係止部における取付方向の先端側の端部、および、前記取付ピンの先端部の少なくとも一方には、前記取付ピンの先端側に向かって小さい幅となるように傾斜した第１傾斜面部が設けられている、請求項２に記載のパラレルリンクロボット。
8. 前記第１接続部材の前記第１係止部における取付方向の後端側の端部、および、前記取付ピンの前記第２係止部の少なくとも一方には、前記取付ピンの先端側に向かって大きい幅となるように傾斜した第２傾斜面部が設けられている、請求項２または７に記載のパラレルリンクロボット。
9. 前記付勢機構部は、前記第２アームに取り付けられた前記第１接続部材と係合する第２接続部材をさらに含み、
   前記第２接続部材は、環状部を有し、
   前記第１接続部材は、前記環状部が嵌め込まれる軸部と、前記軸部の軸方向の外側に設けられ、前記環状部の内径よりも大きい外形を有する第２抜止部とを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパラレルリンクロボット。
10. 前記第２アームは、前記第１接続部材を取り付けるための取付ピンを含み、
    前記第１接続部材の軸部は、筒形状を有し、前記軸部の外側に前記第２接続部材の前記環状部が嵌め込まれるとともに、前記軸部の内側に前記取付ピンが嵌合されるように構成されている、請求項９に記載のパラレルリンクロボット。
11. 前記第１接続部材は、樹脂製であり、
    前記第２接続部材は、金属製であり、
    前記付勢機構部は、前記第２接続部材を挟んで前記第２抜止部とは反対側に配置された樹脂製のワッシャをさらに含む、請求項９または１０に記載のパラレルリンクロボット。
12. 前記付勢機構部は、前記第２アームに取り付けられた前記第１接続部材と係合する第２接続部材をさらに含み、
    前記第２接続部材は、係合の解除を抑制する第３抜止部を有するとともに、前記第１接続部材の外周を取り囲むように設けられたフック部を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のパラレルリンクロボット。
13. 前記第３抜止部は、前記第２接続部材に対して前記第１接続部材の係合が外れる方向の移動を遮るように前記フック部の内側に突出するように形成されている、請求項１２に記載のパラレルリンクロボット。

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