JP2018089766A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの剛性やメンテナンス性を確保しつつ、更なる小型化が可能な産業用ロボットを提供する。【解決手段】下腕部１５が、一対の基端側支持部と、一対の先端側支持部と、基端側支持部及び先端側支持部をそれぞれ一体に支持するハウジング３９とを有する。ハウジング３９は、基端側支持部と先端側支持部との間に配置される第１駆動モータ２９及び第２駆動モータ３１と、第１駆動モータ２９の回転を第１関節軸に伝達する第１動力伝達機構と、第２駆動モータ３１の回転を第２関節軸に伝達する第２動力伝達機構と、少なくとも第１駆動モータと第２駆動モータに接続されるケーブルを含むケーブル束とが収容される。ハウジング３９の第１関節軸及び第２関節軸のいずれか一方の軸端側に、第１動力伝達機構と第２動力伝達機構が配置され、いずれか他方の軸端側に、ケーブル束６９が配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、産業用ロボットに関する。

近年、産業用ロボットは製造現場において盛んに活用されている。一般に、この種の産業用ロボットには６軸自由度を有する関節構造を有するもの等、多関節ロボットが多用される。この多関節ロボットとしては、基台上に設けられた旋回部、旋回部に基端側が回転自在に連結される下腕部、下腕部の先端側に連結される上腕部、上腕部に設けられる手首部等を有して構成される。多関節ロボットは、限られた作業空間で使用されることもあり、ロボット本体の小型化が要望されている。例えば、特許文献１では円滑な作業の妨げとならないようにしてケーブルを取り回しつつ、手首部の構成を全体として小型化することが挙げられている。

特開２０１３−１１１７１６号公報

特許文献１では、上腕部の小型化を達成してはいるが、下腕部に関しては言及していない。さらに、下腕部や上腕部等の構成要素を細くすると、ロボット自体の剛性が低下し、駆動中に望まない振動を招くことや、高精度な位置決めが困難になる場合がある。また、小型化によって、ロボットの構成要素内に設けられるモータや動力伝達機構等のメンテナンス性が低下する場合もある。特に下腕部については、上腕部や手首部等を安定して支持する剛性が必要になることから、積極的な小型化が難しいのが実情である。

そこで本発明は、ロボットの剛性やメンテナンス性を確保しつつ、更なる小型化が可能な産業用ロボットを提供することを目的とする。

本発明は、下記の構成からなる。
旋回部と、前記旋回部に第１関節軸を介して回転自在に基端側が連結された下腕部と、前記下腕部の先端側に前記第１関節軸と平行な第２関節軸を介して回転自在に連結された上腕部と、を備える産業用ロボットであって、
前記下腕部は、
互いに離間して配置され前記第１関節軸を構成する一対の基端側支持部と、
互いに離間して配置され前記第２関節軸を構成する一対の先端側支持部と、
前記基端側支持部及び前記先端側支持部をそれぞれ一体に支持するハウジングと、
を有し、
前記ハウジングは、
前記基端側支持部と前記先端側支持部との間に配置される第１駆動モータ及び第２駆動モータと、
前記第１駆動モータの回転を前記第１関節軸に伝達する第１動力伝達機構と、
前記第２駆動モータの回転を前記第２関節軸に伝達する第２動力伝達機構と、
少なくとも前記第１駆動モータと前記第２駆動モータに接続されるケーブルを含むケーブル束と、
が収容され、
前記第１関節軸及び前記第２関節軸のいずれか一方の軸端側に、前記第１動力伝達機構と前記第２動力伝達機構が配置され、いずれか他方の軸端側に、前記ケーブル束が配置された産業用ロボット。

本発明によれば、ロボットの剛性やメンテナンス性を確保しつつ、産業用ロボットの更なる小型化が図れる。

本発明の産業用ロボットの外観を示す斜視図である。 図１に示す産業用ロボットの側面図である。 下腕部の斜視図である。 図３に示す下腕部のIV−IV線断面図である。 図４に示すカバー部材を外した状態のハウジングのＶ２方向から見た側面図である。 図４に示すカバー部材を外した状態のハウジングのＶ３方向から見た側面図である。 テンション調整機構の構成を示す斜視図である。 テンション調整機構のテンション調整方向を模式的に示す説明図である。 図８に示す場合と異なるテンション調整方向に設定されたテンション調整機構の模式的な説明図である。 図８に示す場合と異なるテンション調整方向に設定されたテンション調整機構の模式的な説明図である。 テンション調整機構の配置に応じて凹部を形成したハウジングの形状を示す説明図である。 テンション調整機構の配置に応じて凹部を形成したハウジングの形状を示す説明図である。 テンション調整機構の配置に応じて凹部を形成したハウジングの形状を示す説明図である。 下腕部と上腕部を折り畳んだ姿勢の産業用ロボットの側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態においては６軸自由度を有する多関節ロボットを一例として説明するが、これに限らない。
＜産業用ロボットの全体構成＞
図１は産業用ロボットの外観を示す斜視図、図２は図１に示す産業用ロボットの側面図である。
産業用ロボット１００は、基台１１、旋回部１３、下腕部１５、上腕部１７、手首旋回部１９、手首曲げ部２１、及び手首回転部２３を有する、一般的な６軸自由度の構造を有する多軸ロボットである。

旋回部１３は、基台１１上で第１回転軸線Ａｘ１を中心とする旋回が可能となっている。下腕部１５の基端側１５ａは、旋回部１３に、第２回転軸線Ａｘ２を中心とする第１関節軸２５を介して回転自在に連結される。上腕部１７は、第３回転軸線Ａｘ３を中心とする第２関節軸２７を介して、下腕部１５の先端側１５ｂに回転自在に連結される。第２回転軸線Ａｘ２と第３回転軸線Ａｘ３は互いに平行となっている。

また、詳細な説明は省略するが、手首旋回部１９は回転軸線Ａｘ４を中心に旋回自在に上腕部１７に連結される。手首曲げ部２１は、回転軸線Ａｘ５を中心に回転自在に手首旋回部１９に支持され、手首回転部２３は、回転軸線Ａｘ６を中心に回転自在に手首曲げ部２１に支持される。

基台１１は、その内部に不図示のモータを有し、モータの駆動によって旋回部１３を第１回転軸線Ａｘ１回りに旋回させる。また、図２に示すように、下腕部１５は、第２回転軸線Ａｘ２回りに下腕部１５を回転駆動する第１駆動モータ２９と、第３回転軸線Ａｘ３回りに上腕部１７を回転駆動する第２駆動モータ３１とを内蔵する。

図３は下腕部１５の斜視図である。
下腕部１５は、一対の基端側支持部３５Ａ，３５Ｂと、一対の先端側支持部３７Ａ，３７Ｂと、基端側支持部３５Ａ，３５Ｂ及び先端側支持部３７Ａ，３７Ｂをそれぞれ一体に支持するハウジング３９を有する。基端側支持部３５Ａと３５Ｂは、それぞれ軸方向に離間してハウジング３９に固定され、双方の間に旋回部１３の関節部が同軸で連結される。同様に、先端側支持部３７Ａと３７Ｂもそれぞれ軸方向に離間してハウジング３９に配置され、双方の間に上腕部１７の関節部が同軸で連結される。

ハウジング３９は、図３のＶ１方向から見た正面視でＨ形の形状を有する。ハウジング３９は、ハウジング本体４５と、一対のカバー部材４７Ａ，４７Ｂとを有する。一対のカバー部材４７Ａ，４７Ｂは、ハウジング本体４５の第１関節軸２５及び第２関節軸２７の軸方向端部にそれぞれ着脱可能に取り付けられる。

ハウジング本体４５は、ハウジング３９の長手方向（図３の上下方向）中央の本体部４０と、本体部４０の長手方向基端側から突出する一対の基端側端部４１ａ，４１ｂと、本体部４０の長手方向先端側から突出する一対の先端側端部４３ａ，４３ｂとを有する。

この基端側端部４１ａには基端側支持部３５Ａが固定され、基端側端部４１ｂには基端側支持部３５Ｂが固定される。同様に、先端側端部４３ａには先端側支持部３７Ａが固定され、先端側端部４３ｂには先端側支持部３７ｂが固定される。上記構成により、基端側支持部３５Ａ，３５Ｂと、先端側支持部３７Ａ，３７Ｂとは、Ｈ形のハウジング本体４５に一体に支持される。ハウジング本体４５は、各関節軸を１箇所の支持部で支持する場合と比較して、１対の支持部で荷重を分担して支持するため、支持部の厚さを薄く形成することもできる。その場合、下腕部１５を軽量化して慣性重量を小さく抑え、振動等が生じにくく高い位置決め精度が確保できる構成にできる。

＜ハウジング内の動力伝達部材とケーブル束との配置＞
図４は図３に示す下腕部１５のIV−IV線断面図、図５は図４に示すカバー部材４７Ａを外した状態のハウジング３９のＶ２方向から見た側面図、図６は図４に示すカバー部材４７Ｂを外した状態のハウジング３９のＶ３方向から見た側面図である。

図４に示すように、基端側支持部３５Ａ，３５Ｂと先端側支持部３７Ａ，３７Ｂとの間のハウジング本体４５の内部には、前述した第１駆動モータ２９及び第２駆動モータ３１が、互いのモータ出力軸４９，５１を平行にして配置される。

図４，図５に示すように、第１駆動モータ２９のモータ出力軸４９には、第１駆動プーリ５３が設けられる。基端側端部４１ａの基端側支持部３５Ａは、一端側に高速軸５５を有する減速機で構成される。減速機の高速軸５５には、第１従動プーリ５７が設けられる。そして、第１駆動プーリ５３と第１従動プーリ５７には、第１ベルト部材５９が架け渡される。上記の第１駆動プーリ５３、第１従動プーリ５７、第１ベルト部材５９は、第１駆動モータ２９の回転を第１関節軸に伝達する第１動力伝達機構６０を構成する。

また、第２駆動モータ３１のモータ出力軸５１には、第２駆動プーリ６１が設けられる。先端側端部４３ａの先端側支持部３７Ａは、一端側に高速軸６３を有する減速機で構成される。減速機の高速軸６３には、第２従動プーリ６５が設けられる。そして、第２駆動プーリ６１と第２従動プーリ６５には、第２ベルト部材６７が架け渡される。上記の第２駆動プーリ６１、第２従動プーリ６５、第２ベルト部材６７は、第２駆動モータ３１の回転を第２関節軸２７に伝達する第２動力伝達機構６８を構成する。

これら第１動力伝達機構６０と第２動力伝達機構６８は、ハウジング３９の第２回転軸線Ａｘ２及び第３回転軸線Ａｘ３の軸方向一端側において、同一面内に配置される。これにより、各機構を高いスペース効率で配置でき、関節軸の軸方向に関してハウジング３９を薄型化できる。

一方、図４，図６に示すように、ハウジング３９の第２回転軸線Ａｘ２、第３回転軸線Ａｘ３の軸方向他端側には、電源ケーブルや信号線ケーブル等を含むケーブル束６９がそれぞれ配置される。ハウジング本体５４の上記軸方向他端側の側面には、管状のガイド部材７１，７３が固定具７４により固定される。ハウジング本体４５内から開口孔７５，７７を通じて延出されたケーブル束６９は、ガイド部材７１，７３に挿通されて、第１関節軸２５と第２関節軸２７まで案内される。なお、ガイド部材７１，７３には、第１関節軸２５と第２関節軸２７との間に設けられる他のケーブル類が挿通されていてもよい。

これらケーブルのガイド部材は、内径が１８〜２６ｍｍであることが好ましい。内径が１８ｍｍ以上であることで関節軸動作時のケーブルの屈曲に対する保護空間が確保でき、２６ｍｍ以下であることでケーブル及びガイド部材の屈曲半径が必要以上に大きくなることを防止できる。

上記した下腕部１５の構成によれば、ハウジング３９の第１関節軸２５及び第２関節軸２７のいずれか一方の軸端側に、第１動力伝達機構６０と第２動力伝達機構６８が配置される。また、いずれか他方の軸端側に、ガイド部材７１，７３により案内されるケーブル束６９が配置される。

これにより、動力伝達のための部材とケーブル配線のための部材とを、ハウジング３９内の互いに異なる空間に分離して配置できる。よって、ロボットの駆動時にケーブルが動力伝達のための部材と干渉し、ケーブルが損傷を受けることを防止できる。また、双方が同じ側に混在配置された場合と比較して、下腕部１５の組立性やメンテナンス性を向上できる。

＜テンション調整機構＞
次に、第１ベルト部材５９と第２ベルト部材６７のテンション調整機構について説明する。
図７はテンション調整機構の構成を示す斜視図である。
図５，図７に示すように、第１動力伝達機構６０は、モータ出力軸４９を、第１関節軸２５の高速軸５５に接近又は離反させて第１ベルト部材５９のテンションを変更する第１テンション調整機構９３を有する。また、第２動力伝達機構６８も同様に、モータ出力軸５１を、第２関節軸２７の高速軸６３に接近又は離反させて第２ベルト部材６７のテンションを変更する第２テンション調整機構９５を有する。

以下、テンション調整機構の詳細を説明する。
第１駆動モータ２９は、第１モータ支持プレート８１に固定される。第１モータ支持プレート８１は、略矩形の板状部材であって、その一部に係止部８１ａを有する。この第１モータ支持プレート８１には、ハウジング３９の長手方向に沿った複数の長孔８３ｂが形成される。また、第２駆動モータ３１は、第２モータ支持プレート８３に固定される。第２モータ支持プレート８３も略矩形の板状部材であって、その一部に係止部８３ａを有する。この第２モータ支持プレート８３も、ハウジング３９の長手方向に沿った複数の長孔８３ｂが形成される。

第１モータ支持プレート８１と第２モータ支持プレート８３は、ハウジング本体４５の側面部に形成された平坦面状のスライド支持部８５に載置される。スライド支持部８５は、ハウジング本体４５の側面部に、段部を有して窪んで形成される。スライド支持部８５には、第１駆動モータと第２駆動モータの軸が挿通される２つの開口８４，８８が形成される。スライド支持部８５の開口８４，８８の外周縁部には、第１モータ支持プレート８１の長孔８１ｂと第２モータ支持プレート８３の長孔８３ｂに対面する部位に、締結ボルト８６に螺合する雌ねじ孔（不図示）が形成される。図示例では、第１モータ支持プレート８１及び第２モータ支持プレート８３の長孔８１ｂ，８３ｂは、それぞれ４箇所に設けてあるが、これに限らない。

スライド支持部８５の第１モータ支持プレート８１と第２モータ支持プレート８３との間には、テンション調整用ボルト８７，８９を支持する固定ブロック９１が、ハウジング本体４５と一体となって立設される。固定ブロック９１は、ハウジング３９の長手方向に沿って一対のボルト挿通孔（不図示）が形成される。一方のボルト挿通孔には、テンション調整用ボルト８７が第２モータ支持プレート８３に対面する側から挿入される。また、他方のボルト挿通孔には、テンション調整用ボルト８９が第１モータ支持プレート８１に対面する側から挿入される。

テンション調整用ボルト８７の軸部先端側は、第１モータ支持プレート８１の係止部８１ａに形成された雌ねじ孔（不図示）に螺合する。また、テンション調整用ボルト８９の軸部先端側は、第２モータ支持プレート８３の係止部８３ａに形成された雌ねじ孔（不図示）に螺合する。

なお、本構成の係止部８１ａ，８３ａは、第１モータ支持プレート８１の一部と第２モータ支持プレート８３の一部を、プレート面からそれぞれ直角に折り曲げた突片により形成しているが、テンション調整用ボルト８７，８９と螺合できれば、この構成に限らない。

上記構成のテンション調整機構によれば、固定ブロック９１に取り付けられたテンション調整用ボルト８７，８９を回転調整することで、第１モータ支持プレート８１、第２モータ支持プレート８３がハウジング３９の長手方向に沿って変位する。これにより、第１ベルト部材５９，第２ベルト部材６７のテンションが調整可能となる。

そして、テンション調整後に第１モータ支持プレート８１、第２モータ支持プレート８３を、締結ボルト８６によりハウジング本体４５に固定することで、調整されたテンションが維持される。この場合、第１駆動モータ２９側と第２駆動モータ３１側のテンション調整が一つの固定ブロック９１を用いて可能となる。固定ブロックをそれぞれの側に個別に配置して調整する場合と比較して、調整機構が簡単になり、調整作業も煩雑とならない。

上記構成のテンション調整機構によれば、第１駆動モータ２９と第２駆動モータ３１のテンション調整によるテンション調整方向を、互いに交差させた関係にできる。これにより、テンション調整を行うテンション調整用ボルト８７，８９同士が同軸上に配置されて長い軸長を要することがない。よって、固定ブロック９１の配置スペースや、工具等を挿入する作業スペースを確保しつつ、第１関節軸２５と第２関節軸２７の軸間距離をより短縮できる。その結果、下腕部１５の小型化が図れる。

なお、下腕部１５の第１関節軸２５と第２関節軸２７との間の軸間距離、つまり、図４に示す第２回転軸線Ａｘ２と第３回転軸線Ａｘ３との軸間距離は、３００〜４００ｍｍであることが好ましい。３００ｍｍ以上であることで、ロボットの可動範囲を必要以上に狭めることがなく、４００ｍｍ以下であることで限られた作業空間の中でロボットアームが周囲に干渉することなく目的とする姿勢に位置決めすることができる。

図８はテンション調整機構のテンション調整方向を模式的に示す説明図である。
図８は図５に示すテンション調整機構の配置形態を示している。ここで、第１関節軸２５と第２関節軸２７の軸方向一端側から見た側面視において、第１関節軸２５となる高速軸５５の軸心と、第１駆動モータのモータ出力軸４９の軸心とを結ぶ線を第１基準線Ｌ_１する。また、第２関節軸２７となる高速軸６３の軸心と、第２駆動モータのモータ出力軸５１の軸心とを結ぶ線を第２基準線Ｌ_２とする。そして、高速軸５５の軸心と高速軸６３の軸心とを結ぶ線を中心軸線Ｌ_３とする。つまり、第１テンション調整機構９３は、第１駆動モータを第１基準線Ｌ_１に沿って移動させ、第２テンション調整機構９５は、第２駆動モータを第２基準線Ｌ_２に沿って移動させる。

この場合、第２テンション調整機構９５は、第２基準線Ｌ_２が中心軸線Ｌ_３と角度θ_１で交差して配置されるため、第１テンション調整機構９３のモータ出力軸４９と、第２テンション調整機構９５のモータ出力軸５１とは、距離ｄ_１だけ中心軸線Ｌ_３に直交する方向にずれて配置される。この距離ｄ_１のずれが存在することで、前述した一対のテンション調整用ボルト８７，８９の軸線方向をオフセットさせて配置できる。よって、テンション調整用ボルト８７，８９は、相互干渉を生じることなく、固定ブロック９１の配置スペースや作業スペースを確保しつつ、第１駆動モータ２９と第２駆動モータ３１とを近づけて配置できる。これにより、第１関節軸２５と第２関節軸２７の軸間距離Ｈをより短縮できる。

図９Ａ，図９Ｂは、図８に示す場合と異なるテンション調整方向に設定されたテンション調整機構の模式的な説明図である。
図９Ａに示すテンション調整機構の配置例は、図８に示す第２テンション調整機構９５の第２基準線Ｌ_２が中心軸線Ｌ_３と角度θ_１で交差することに加えて、第１テンション調整機構９３の第１基準線Ｌ_１が中心軸線Ｌ_３と角度θ_１は逆方向の角度θ_２で交差している。この配置形態の場合、モータ出力軸４９，５１の中心軸線Ｌ_３に直交する方向のずれが、距離ｄ_１より大きい距離ｄ_２となる。この場合、より大きなテンション調整用の作業スペースを確保でき、第１関節軸２５と第２関節軸２７との軸間距離Ｈがより短縮可能となる。

図９Ｂに示すテンション調整機構の配置例は、第１テンション調整機構９３の第１基準線Ｌ_１の傾斜方向が、図９Ａに示す場合と逆向きにされ、中心軸線Ｌ_３と角度θ_３で交差している。つまり、第１テンション調整機構９３の第１基準線Ｌ_１と第２テンション調整機構９５の第２基準線Ｌ_２が、中心軸線Ｌ_３の同じ側に向けて傾斜している。つまり、中心軸線Ｌ_３の直交方向に関して、中心軸線Ｌ_３からモータ出力軸４９までの距離がｄ_３、中心軸線Ｌ_３からモータ出力軸５１までの距離がｄ_４となる。この配置形態の場合も前述同様の理由で、第１関節軸２５と第２関節軸２７の軸間距離Ｈを短縮できる。なお、この場合には、角度θ_１と角度θ_３とを互いに異ならせ、距離ｄ_３と距離ｄ_４とを互いに異ならせることで、第１テンション調整機構９３と第２テンション調整機構９５との相互干渉をより確実に回避できる。

更に、図示したように、第１モータ支持プレート８１と第２モータ支持プレート８３の係止部８１ａ，８３ａの両方又は一方を、プレート同士の対面側と反対側に設けることで、テンション調整用ボルト同士の干渉を回避して、双方のプレート同士をより接近させて配置できる。その結果、軸間距離Ｈの更なる短縮化が図れる。

図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃは、テンション調整機構の配置に応じて凹部を形成したハウジングの形状を示す説明図である。
テンション調整機構を図８に示す配置にした場合、ハウジング３９は、図１０Ａに示すハウジングの側面視の一部に、ハウジング３９の内側に窪む凹部Ｐが形成可能となる。また、図９Ａや図９Ｂに示すテンション調整機構の配置の場合、図１０Ｂや図１０Ｃに示すようにそれぞれ凹部Ｐが形成可能となる。

ここで、図１１に示すように産業用ロボット１００が、下腕部１５と上腕部１７を折り畳んだ姿勢にする場合を考える。この場合、旋回部１３の上面に配置され上方に突出する突起部９７が、下腕部１５に接近する。また、下腕部１５の上方に上腕部１７や手首旋回部１９が接近する。このようなロボット姿勢においては、下腕部１５が突起部９７に干渉したり、上腕部１７、手首旋回部１９等、他の部位と干渉したりするおそれがある。

そこで、干渉のおそれがある部材の設置部分、又はその部材と対面する部分に図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃに示すような凹部Ｐを形成する。図１１に示す場合は、下腕部１５の突起部９７に対面する部位に凹部Ｐ１を形成することで、突起部９７と、これに対面する下腕部１５の面との距離が長くなる。また、下腕部１５の上腕部１７や手首旋回部１９と対面する部位に凹部Ｐ２を形成することで、上腕部１７や手首旋回部１９と、これに対面する下腕部１５の面との距離が長くなる。その結果、下腕部１５，上腕部１７、手首旋回部１９等のロボットの駆動軸における、部材同士の相互干渉を生じさせない実質的な可動範囲を拡大できる。これにより、ロボットの作業領域を更に拡大できる。

上記の凹部の配置は一例であって、下腕部１５に凹部を設けることに代えて、旋回部１３、上腕部１７、手首旋回部１９側に凹部を設けてもよい。また、下腕部１５とこれに対面する他の駆動軸との双方に凹部を設けてもよい。更に、下腕部１５や上腕部１７等のロボット駆動軸の駆動可能範囲を特に広げたい回転領域において、干渉が生じる部材の位置に対応して、適宜な部位に凹部を設けることで、駆動可能範囲を拡大できる。

上記凹部の曲率半径は、５０〜２５０ｍｍであることが好ましい。凹部の曲率半径が５０ｍｍ以上であることで凹部の応力集中を避けてハウジングの剛性を確保することができ、２５０ｍｍ以下であることでロボット駆動軸の駆動可能範囲を広げるのに有効な凹部を確保できる。

以上説明した本構成の産業用ロボット１００によれば、動力伝達のための部材とケーブル配線のための部材とを、下腕部１５内で互いに異なる空間に分離して配置でき、組立性やメンテナンス性を向上できる。
また、図８に示すように、第１テンション調整機構９３の第１基準線Ｌ_１と、第２テンション調整機構９５の第２基準線Ｌ２との少なくとも一方が、中心軸線Ｌ_３と交差するため、モータ出力軸４９，５１同士が中心軸線Ｌ_３に直交する方向に距離ｄ_１だけずれて配置される。これにより、テンション調整用ボルト８７，８９同士を干渉させることなく配置でき、テンション調整用ボルト８７，８９の調整用の工具を挿入する作業スペースを容易に確保できる。そして、第１基準線Ｌ_１と第２基準線Ｌ_２が、中心軸線Ｌ_３と同軸に配置された場合と比較して、テンション調整用ボルト８７，８９を、互いの軸線方向をオフセットさせて配置でき、第１関節軸２５と第２関節軸２７の軸間距離Ｈを短縮できる。その結果、下腕部１５の長手方向寸法を短縮でき、産業用ロボット１００を小型化できる。

そして、下腕部１５がＨ形構造のハウジングを有することで、コンパクトな構成でありながら高い剛性が得られる。また、第１駆動モータ、第２駆動モータを安定して内蔵させることができる広い設置スペースを確保できる。

更に、下腕部１５に凹部を設けることで、図１１に示すように産業用ロボット１００の下腕部１５や上腕部１７を折り畳んだ場合に、周囲部材との干渉を回避できる。また、凹部を設けることで、下腕部１５と上腕部１７の可動範囲を拡大でき、産業用ロボットの作業範囲を拡大できる。更に、下腕部１５や上腕部１７の折り畳み時における産業用ロボットの最大高さを低く抑えられる。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば、本実施の形態の産業用ロボットは、多軸ロボットの先端軸側に溶接トーチを取り付けた溶接ロボットであってもよく、その他にも、種々の組立工程や検査工程等に使用するロボットであってもよい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 旋回部と、前記旋回部に第１関節軸を介して回転自在に基端側が連結された下腕部と、前記下腕部の先端側に前記第１関節軸と平行な第２関節軸を介して回転自在に連結された上腕部と、を備える産業用ロボットであって、
前記下腕部は、
互いに離間して配置され前記第１関節軸を構成する一対の基端側支持部と、
互いに離間して配置され前記第２関節軸を構成する一対の先端側支持部と、
前記基端側支持部及び前記先端側支持部をそれぞれ一体に支持するハウジングと、
を有し、
前記ハウジングは、
前記基端側支持部と前記先端側支持部との間に配置される第１駆動モータ及び第２駆動モータと、
前記第１駆動モータの回転を前記第１関節軸に伝達する第１動力伝達機構と、
前記第２駆動モータの回転を前記第２関節軸に伝達する第２動力伝達機構と、
少なくとも前記第１駆動モータと前記第２駆動モータに接続されるケーブルを含むケーブル束と、
が収容され、
前記第１関節軸及び前記第２関節軸のいずれか一方の軸端側に、前記第１動力伝達機構と前記第２動力伝達機構が配置され、いずれか他方の軸端側に、前記ケーブル束が配置された産業用ロボット。
この産業ロボットによれば、下腕部の第１関節軸と第２関節軸となる基端側支持部及び先端側支持部が、Ｈ形の高い剛性を有するハウジングに支持される。そのため、ハウジング自体の薄肉化も可能となり、下腕部の軽量化が図れる。また、関節軸の一方の軸端側に、第１動力伝達機構と第２動力伝達機構が配置され、他方の軸端側に、ケーブル束が配置される。これにより、動力伝達機構とケーブル束とが、ハウジングの互いに異なる空間に配置され、部材同士の相互干渉を生じさせず、組立性やメンテナンス性を向上できる。

（２） 前記第１動力伝達機構は、
前記第１駆動モータの出力軸に接続された第１駆動プーリと、
前記一方の軸端側の前記基端側支持部に接続された第１従動プーリと
前記第１駆動プーリと前記第１従動プーリに架け渡された第１ベルト部材と、
を有し、
前記第２動力伝達機構は、
前記第２駆動モータの出力軸に設けられた第２駆動プーリと、
前記一方の軸端側の前記先端側支持部に設けられた第２従動プーリと
前記第２駆動プーリと前記第２従動プーリに架け渡された第２ベルト部材と、
を有し、
前記第１動力伝達機構と前記第２動力伝達機構が同一面内に配置された（１）に記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、第１動力伝達機構と前記第２動力伝達機構とが同一面内に配置されることで、下腕部を関節軸の方向に関して薄型化できる。

（３） 前記ハウジングの前記第１関節軸と前記第２関節軸の軸方向から見た側面視において、前記第１関節軸の軸心と前記第１駆動モータの出力軸の軸心とを結ぶ線を第１基準線、前記第２関節軸の軸心と前記第２駆動モータの出力軸の軸心とを結ぶ線を第２基準線、前記第１関節軸の軸心と前記第２関節軸の軸心とを結ぶ線を中心軸線とした場合に、
前記第１駆動モータを前記第１基準線に沿って移動させる第１スライド機構と、
前記第２駆動モータを前記第２基準線に沿って移動させる第２スライド機構と、
を備え、
前記第１スライド機構と前記第２スライド機構は、前記第１基準線と前記第２基準線の少なくとも一方が前記中心軸線と交差して配置される（２）に記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、第１基準線と第２基準線の少なくとも一方が中心軸線と交差するので、ベルト部材のテンション調整用の作業スペースを確保しつつ、ハウジングの長手方向寸法を短縮できる。これにより、下腕部が小型化された、よりコンパクトな産業用ロボットが得られる。

（４）前記ハウジングは、前記側面視における少なくとも一部が、前記中心軸線に向けて窪む凹部を有する（３）に記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、下腕部や上腕部を折り畳んだ場合に、周囲部材との干渉を回避でき、ロボットの可動範囲を拡大できる。

（５） 前記凹部の曲率半径は、５０〜２５０ｍｍである（４）に記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、凹部の曲率半径を上記範囲にすることで、周囲部材との干渉を回避するための窪みを、必要とされる大きさで最小限の範囲に形成できる。

（６） 前記第１関節軸と前記第２関節軸との離間距離は、３００〜４００ｍｍである（１）〜（５）のいずれか一つに記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、関節同士の軸間距離を上記範囲にまで短縮でき、ロボットの小型化に寄与できる。

（７） 前記ケーブルは、少なくとも前記第１駆動モータと前記第２駆動モータの駆動用ケーブルを含む（１）〜（６）のいずれか一つに記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、第１駆動用モータと第２駆動用モータの駆動用ケーブルが、ハウジングの片側の軸端側に配置されることで、ケーブルの配置やメンテナンスが容易となる。

（８） 少なくとも６軸の自由度を有する多軸ロボットである（１）〜（７）のいずれか一つに記載の産業用ロボット。
この産業用ロボットによれば、高剛性でメンテナンス性が確保され、小型化が図れる６軸の多軸ロボットが得られる。

１３ 旋回部
１５ 下腕部
１５ａ 基端側
１５ｂ 先端側
１７ 上腕部
２５ 第１関節軸
２７ 第２関節軸
２９ 第１駆動モータ
３１ 第２駆動モータ
３５Ａ、３５Ｂ 基端側支持部
３７Ａ、３７Ｂ 先端側支持部
３９ ハウジング
４５ ハウジング本体
４９ モータ出力軸
５１ モータ出力軸
５３ 第１駆動プーリ
５５ 高速軸
５７ 第１従動プーリ
５９ 第１ベルト部材
６０ 第１動力伝達機構
６１ 第２駆動プーリ
６３ 高速軸
６５ 第２従動プーリ
６７ 第２ベルト部材
６８ 第２動力伝達機構
６９ ケーブル束
９３ 第１テンション調整機構
９５ 第２テンション調整機構
１００ 産業用ロボット

Claims (8)

1. 旋回部と、前記旋回部に第１関節軸を介して回転自在に基端側が連結された下腕部と、前記下腕部の先端側に前記第１関節軸と平行な第２関節軸を介して回転自在に連結された上腕部と、を備える産業用ロボットであって、
   前記下腕部は、
   互いに離間して配置され前記第１関節軸を構成する一対の基端側支持部と、
   互いに離間して配置され前記第２関節軸を構成する一対の先端側支持部と、
   前記基端側支持部及び前記先端側支持部をそれぞれ一体に支持するハウジングと、
   を有し、
   前記ハウジングは、
   前記基端側支持部と前記先端側支持部との間に配置される第１駆動モータ及び第２駆動モータと、
   前記第１駆動モータの回転を前記第１関節軸に伝達する第１動力伝達機構と、
   前記第２駆動モータの回転を前記第２関節軸に伝達する第２動力伝達機構と、
   少なくとも前記第１駆動モータと前記第２駆動モータに接続されるケーブルを含むケーブル束と、
   が収容され、
   前記第１関節軸及び前記第２関節軸のいずれか一方の軸端側に、前記第１動力伝達機構と前記第２動力伝達機構が配置され、いずれか他方の軸端側に、前記ケーブル束が配置された産業用ロボット。
2. 前記第１動力伝達機構は、
   前記第１駆動モータの出力軸に接続された第１駆動プーリと、
   前記一方の軸端側の前記基端側支持部に接続された第１従動プーリと
   前記第１駆動プーリと前記第１従動プーリに架け渡された第１ベルト部材と、
   を有し、
   前記第２動力伝達機構は、
   前記第２駆動モータの出力軸に設けられた第２駆動プーリと、
   前記一方の軸端側の前記先端側支持部に設けられた第２従動プーリと
   前記第２駆動プーリと前記第２従動プーリに架け渡された第２ベルト部材と、
   を有し、
   前記第１動力伝達機構と前記第２動力伝達機構が同一面内に配置された請求項１に記載の産業用ロボット。
3. 前記ハウジングの前記第１関節軸と前記第２関節軸の軸方向から見た側面視において、前記第１関節軸の軸心と前記第１駆動モータの出力軸の軸心とを結ぶ線を第１基準線、前記第２関節軸の軸心と前記第２駆動モータの出力軸の軸心とを結ぶ線を第２基準線、前記第１関節軸の軸心と前記第２関節軸の軸心とを結ぶ線を中心軸線とした場合に、
   前記第１駆動モータを前記第１基準線に沿って移動させる第１スライド機構と、
   前記第２駆動モータを前記第２基準線に沿って移動させる第２スライド機構と、
   を備え、
   前記第１スライド機構と前記第２スライド機構は、前記第１基準線と前記第２基準線の少なくとも一方が前記中心軸線と交差して配置される請求項２に記載の産業用ロボット。
4. 前記ハウジングは、前記側面視における少なくとも一部が、前記中心軸線に向けて窪む凹部を有する請求項３に記載の産業用ロボット。
5. 前記凹部の曲率半径は、５０〜２５０ｍｍである請求項４に記載の産業用ロボット。
6. 前記第１関節軸と前記第２関節軸との離間距離は、３００〜４００ｍｍである請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の産業用ロボット。
7. 前記ケーブルは、少なくとも前記第１駆動モータと前記第２駆動モータの駆動用ケーブルを含む請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の産業用ロボット。
8. 少なくとも６軸の自由度を有する多軸ロボットである請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の産業用ロボット。

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