JP2020168697A - ロボットの減速機を支持する治具、及び治具を用いて減速機を交換する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの減速機を交換する作業のさらなる効率化が求められている。【解決手段】ロボット２００の第１要素２０８と第２要素２１０とを互いに減速動作可能に接続する減速機２０２を、該第１要素２０８から該第２要素２１０を分離しているときに支持する治具１０は、第１要素２０８又は第２要素２１０に着脱可能に取り付けられる固定部１２と、固定部１２に回動式又は直動式に移動可能に取り付けられる可動部１４と、可動部１４に取り付けられ、減速機２０２を重力方向に吊り下げて支持する支持部１６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットの減速機を支持する治具、及び治具を用いて減速機を交換する方法に関する。

ロボットに設けられた減速機を交換するために、該減速機を支持する治具が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−７８８１５号公報

ロボットの減速機を交換する作業のさらなる効率化が求められている。

本開示の一態様において、ロボットの第１要素と第２要素とを互いに減速動作可能に接続する減速機を、該第１要素から該第２要素を分離しているときに支持する治具は、第１要素又は第２要素に着脱可能に取り付けられる固定部と、固定部に回動式又は直動式に移動可能に取り付けられる可動部と、可動部に取り付けられ、減速機を重力方向に吊り下げて支持する支持部とを備える。

本開示の他の態様において、上記の治具を用いて減速機を交換する方法は、分離された第１要素及び第２要素の一方に固定された減速機に、支持部を固定し、第１要素及び第２要素の一方から減速機を取り外し、支持部で減速機を重力方向に吊り下げて支持し、可動部を固定部に対し移動させることで、支持部に支持された減速機を第１要素及び第２要素の一方から離反するように移動させる。

本開示によれば、作業者は、可動部を移動させることで、支持部に吊り下げられた減速機を、ロボットの取付箇所に対して接近及び離反するように、移動させることができる。これにより、重機を用いて減速機を移動させる必要がなくなるので、減速機を交換する作業を効率化することができる。

一実施形態に係る治具、及び、減速機を備えたロボットの斜視図である。 図１の要部を拡大した拡大図である。 図１に示す治具で減速機を支持し、該治具によって該減速機を図１に示す位置から移動させた状態を示している。 図２に示す治具及び減速機の拡大図である。 図４に示す直動部材の断面図である。 図４に示す吊り下げ装置によって、減速機を図４に示す位置から重力方向下方へ移動させた状態を示す。 他の実施形態に係る治具で減速機を重力方向に吊り下げた状態を示す。 図７の要部を拡大した拡大図である。 図７に示す可動部及びレール部の断面図を示す。 さらに他の実施形態に係る治具で減速機を重力方向に吊り下げた状態を示す。 図１０の要部を拡大した拡大図である。 図１０に示す第１の直動部材の係合部、及びガイド機構のレール部の断面図を示す。 図１０に示す第２の直動部材、及び第１の直動部材のレール部の断面図を示す。 さらに他の実施形態に係る治具で減速機を重力方向に吊り下げた状態を示す。 図１４の要部を拡大した拡大図である。 図１に示す治具を、ロボットの下腕部に取り付けた状態を示す。 図１６の要部を拡大した拡大図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、上方及び下方とは、重力方向（すなわち、鉛直方向）の上方及び下方を示すことがある。

まず、図１〜図６を参照して、一実施形態に係る治具１０について説明する。治具１０は、ロボット２００に内蔵された減速機２０２を交換するためのものである。本実施形態においては、ロボット２００は、垂直多関節型ロボットであり、ベース部２０４、旋回胴２０６、下腕部２０８、上腕部２１０、及び手首部２２０を備える。ベース部２０４は、作業セルの床の上に固定される。旋回胴２０６は、軸線Ａ_１の周りに回動可能にベース部２０４に設けられている。軸線Ａ_１は、例えば、鉛直方向と平行である。

下腕部２０８は、基端部２１２、及び該基端部２１２とは反対側の先端部２１４を有し、該基端部２１２が旋回胴２０６に軸線Ａ_２の周りに回動可能となるように連結されている。軸線Ａ_２は、軸線Ａ_１と直交する。上腕部２１０は、基端部２１６、及び該基端部２１６とは反対側の先端部２１８を有し、該基端部２１６が下腕部２０８の先端部２１４に軸線Ａ_３の周りに回動可能となるように連結されている。軸線Ａ_３は、軸線Ａ_２と平行である。

手首部２２０は、上腕部２１０の先端部２１８に回動可能に設けられ、該手首部２２０の先端部には、ワークに対して所定の作業（溶接、ハンドリング、塗装等）を行うエンドエフェクタ（溶接トーチ、ロボットハンド、塗装材塗布器等。図示せず）が着脱可能に取り付けられる。手首部２２０は、エンドエフェクタを回動可能に支持する。

ロボット２００の各構成要素（すなわち、ベース部２０４、旋回胴２０６、下腕部２０８、上腕部２１０、手首部２２０）には、サーボモータ（図示せず）、及び減速機（例えば、減速機２０２）が内蔵されている。減速機は、ロボット２００の構成要素のうちの第１構成要素と第２構成要素とを互いに減速動作可能に接続する。サーボモータは、減速機を介して、第１要素と第２要素とを互いに対して回動させる。

ロボット２００には、ケーブル２２２が配線されている。具体的には、ケーブル２２２は、旋回胴２０６から引き出され、その先端に設けられたコネクタ（図示せず）が、上腕部２１０の基端部２１６に設けられたコネクタ（図示せず）に接続されている。ケーブル２２２は、例えば、手首部２２０を駆動するためのサーボモータ、又は、手首部２２０に取り付けられるエンドエフェクタへ信号を伝送する信号線を含む。ケーブル２２２は、各関節部の近傍に設けられた複数の取付具２２４によって拘束されている。

減速機２０２は、下腕部２０８と上腕部２１０とを互いに減速動作可能に接続する。具体的には、減速機２０２は、下腕部２０８の先端部２１４と、上腕部２１０の基端部２１６との間に介挿され、その入力側が、下腕部２０８の先端部２１４にボルト等の締結具（図示せず）で固定される一方、その出力側が、上腕部２１０の基端部２１６にボルト等の締結具（図示せず）で固定される。

減速機２０２を介して下腕部２０８と上腕部２１０とが連結された状態において、減速機２０２は、上腕部２１０の基端部２１６に形成された孔２２８（図３）と、下腕部２０８の先端部２１４に形成された孔２３０（図１、図３）とに受容される。孔２２８及び２３０は、円形孔であって、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結されたときに軸線Ａ_３を中心として同心に配置される。

治具１０は、減速機２０２を吊り下げて支持し、該減速機２０２を吊り下げたまま移動させることで、該減速機２０２の交換作業を補助する。治具１０は、固定部１２、可動部１４、及び支持部１６を有する。固定部１２は、上腕部２１０に着脱可能に取り付けられる。より具体的には、固定部１２は、複数の締結具（例えば、ボルト）１８を用いて、上腕部２１０の基端部２１６に取り付けられている。

図４に示すように、固定部１２は、平板状の第１の部分２０と、該第１の部分２０と略直交する平板状の第２の部分２２とを有する。第１の部分２０には、円形状の凹部２０ａと、複数の貫通孔２０ｂとが形成されている。凹部２０ａは、第１の部分２０の端面２０ｃから内方へ凹むように形成され、上腕部２１０の基端部２１６に形成された孔２２８と略同じ半径を有する。

貫通孔２０ｂは、凹部２０ａを画定する壁面２０ａに沿って配設されている。本実施形態においては、貫通孔２０ｂは、壁面２０ａに近接する内側列と、該内側列よりも壁面２０ａから離隔する外側列との、計２列に分かれて壁面２０ａに沿って整列するように、配設されている。

第２の部分２２は、第１の部分２０の側を向く内面２２ａと、該内面２２ａとは反対側の外面２２ｂとを有し、該外面２２ｂには、取付具２４及び２６が固定されている。取付具２４は、外面２２ｂに固定されたときに有底の穴２８を画定する。取付具２６は、外面２２ｂに固定されたときに、穴２８と軸線Ａ_４の方向に整列する貫通孔３０を画定する。

本実施形態においては、複数の締結具１８が、第１の部分２０に形成された内側列の貫通孔２０ｂにそれぞれ挿通され、上腕部２１０の基端部２１６に形成された締結穴（具体的には、タップ穴）２３２に締結されることにより、固定部１２が上腕部２１０の基端部２１６に着脱可能に固定される。

なお、固定部１２は、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結された状態で上腕部２１０の基端部２１６に着脱できるように、構成される。よって、固定部１２の第１の部分２０は、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結されたときに該下腕部２０８の先端部２１４と該上腕部２１０の基端部２１６との間に形成される隙間に挿入できる（換言すれば、第１の部分２０は、該隙間よりも小さい厚さを有する）ように、構成される。

締結穴２３２は、例えば、下腕部２０８に対する上腕部２１０の回動を規制するためのストッパ（図示せず）を締結するためのものであって、孔２２８の周囲（又は、軸線Ａ_３の周り）に略等間隔で並ぶように、基端部２１６に設けられている。第１の部分２０の内側列及び外側列の貫通孔２０ｂは、締結穴２３２と同じ間隔で並ぶように配設されている。

このように、本実施形態においては、固定部１２は、所定の用途（例えば、ストッパ締結用）のためにロボット２００に設けられた締結穴２３２を利用して、上腕部２１０に固定されている。なお、治具１０を、ロボット２００とは別のタイプのロボットに取り付ける場合において、締結具１８の締結用に、第１の部分２０の外側列の貫通孔２０ｂを用いることによって、該治具１０を該別のロボットに取り付けることができる。このように、内側列の貫通孔２０ｂと、外側列の貫通孔２０ｂとを使い分けることによって、治具１０を、異なる種類のロボットに適用できる。

可動部１４は、固定部１２に回動式及び直動式に移動可能に取り付けられる。具体的には、可動部１４は、回動部材３２及び直動部材３４を有する。回動部材３２は、断面円形状の略Ｌ字状の棒部材であって、軸線Ａ_４の周りに回動可能となるように固定部１２に取り付けられている。この軸線Ａ_４は、上腕部２１０の回転軸線Ａ_３と略直交する。

回動部材３２は、軸線Ａ_４に沿って直線状に延びる第１のアーム３２ａと、軸線Ａ_４と直交する方向へ直線状に延びる第２のアーム３２ｂとを有する。第１のアーム３２ａは、取付具２４の穴２８及び取付具２６の貫通孔３０に回動可能に受容され、取付具２４及び２６を介して固定部１２に回動可能に取り付けられている。第２のアーム３２ｂには、一対のストッパ３６が設けられている。これらストッパ３６は、互いから離隔して配置され、第２のアーム３２ｂから外方へ突出する。

直動部材３４は、第２のアーム３２ｂに直動可能に設けられている。具体的には、図４及び図５に示すように、直動部材３４は、本体部３８と、該本体部３８の内部に回動可能に設けられた転動体４０と、本体部３８の下側に固設された吊り下げ具４２とを有する。本体部３８は、円筒状の内周面３８ａを有する中空部材である。

転動体４０は、例えば玉（又は、ころ）であって、本体部３８の内周面３８ａから内方へ突出するように、内周面３８ａに回動可能に設けられている。第２のアーム３２ｂは、各々の転動体４０と当接するように本体部３８の内部に挿通され、これにより、直動部材３４は、第２のアーム３２ｂに沿って直動可能となっている。

第２のアーム３２ｂに対する直動部材３４の移動は、第２のアーム３２ｂに設けられた一対のストッパ３６によって規制される。これらストッパ３６によって、直動部材３４が第１のアーム３２ａまで移動してしまうことや、第２のアーム３２ｂの先端から脱落してしまうことが防止される。吊り下げ具４２は、いわゆるアイボルト等であって、本体部３８の下側から下方へ突出するように設けられている。

支持部１６は、可動部１４に取り付けられ、減速機２０２を重力方向に吊り下げて支持する。具体的には、支持部１６は、吊り下げ装置４４、及び取付部材４６を有する。吊り下げ装置４４は、いわゆるチェーンブロック等の装置であって、吊り下げ線４８、収容部５０、フック５２及び５４を有する。吊り下げ線４８は、例えば、金属製のチェーン又は高張力ロープ等、減速機２０２の重力に耐えることができる高張力の線状部材である。

収容部５０は、中空であって、その内部に吊り下げ線４８が巻き取られて収容されている。具体的には、収容部５０の内部には、巻き取り芯部５６が回転可能に設けられ、該巻き取り芯部５６の周囲に吊り下げ線４８が巻き取られている。巻き取り芯部５６の一端には、収容部５０の外部に突出するハンドル５６ａが設けられ、作業者は、該ハンドル５６ａを把持して回転操作することで、巻き取り芯部５６を回転させることができる。

作業者が、図４に示す状態からハンドル５６ａを一方へ回転させると、図６に示すように、巻き取り芯部５６に巻き取られた吊り下げ線４８が収容部５０から引き出されて、吊り下げ線４８の先端に吊り下げられたフック５４を下方へ移動させる。一方、図６に示す状態から作業者がハンドル５６ａを他方へ回転させると、吊り下げ線４８が巻き取り芯部５６に巻き取られて、フック５４を上方へ移動させる。

フック５２は、収容部５０の外周面に固設されている。フック５２は、金属等から構成された略Ｃ字状の部材であって、吊り下げ具４２に吊り下げられている。一方、フック５４は、吊り下げ線４８の先端に固設されている。フック５４は、フック５２と同様に、金属等から構成された略Ｃ字状の部材である。

取付部材４６は、第１の部材５８、第２の部材６０、及び吊り下げ具６２を有する。第１の部材５８は、略Ｌ字状であって、第１のアーム５８ａと、第１のアーム５８ａと略直交する第２のアーム５８ｂとを有する。第２のアーム５８ｂは、第１のアーム５８ａの他端から下方へ延出する。吊り下げ具６２は、第１のアーム５８ａの一端の上面に固設されている。吊り下げ具６２は、いわゆるアイボルト等であって、第１のアーム５８ａの一端から上方へ突出するように設けられている。吊り下げ具６２は、フック５４に吊り下げられる。

図２及び図４に示すように、第２の部材６０は、左右に長尺に延びる略矩形の平板部材である。第２の部材６０には、長孔６０ａ、及び複数の締結穴（タップ穴等）６０ｂが形成されている。長孔６０ａは、左右に長尺に延在している。締結穴６０ｂは、長孔６０ａの上側と下側に２列に分かれて、長孔６０ａに沿って整列するように配設されている。

第１の部材５８の第２のアーム５８ｂは、一対の締結具（ボルト等）６４で、第２の部材６０に固定されている。一対の締結具６４は、第２のアーム５８ｂに形成された一対の貫通孔（図示せず）にそれぞれ挿通され、一方が、長孔６０ａの上側に配置された締結穴６０ｂに締結され、他方が、長孔６０ａの下側に配置された締結穴６０ｂに締結されている。こうして、第１の部材５８及び第２の部材６０は、互いに強固に固定される。なお、締結具６４を締結する一対の締結穴６０ｂを変更することで、第１の部材５８に対する第２の部材６０の位置を左右へ調整することができる。

取付部材４６は、減速機２０２に着脱可能に取り付けられる。具体的には、図２に示すように、一対の締結具（ボルト等）６６が、第２のアーム５８ｂの左右両側の位置に配置され、右側の一方が、長孔６０ａに挿通され、左側の他方が、長孔６０ａの左側に離隔して第２の部材６０に形成された貫通孔（図示せず）に挿通される。そして、該一対の締結具６６は、その先端で、減速機２０２に設けられた一対の締結穴（図示せず）に締結される。

こうして、取付部材４６が減速機２０２に強固に固定され、図３及び図４に示すように減速機２０２を上腕部２１０から分離したときに、支持部１６は、減速機２０２を重力方向に吊り下げて支持することができる。なお、長孔６０ａによって、一対の締結具６６の間の距離を調整できるので、取付部材４６を、様々なピッチの締結穴が形成された、様々な径の減速機に取り付けることができる。

次に、治具１０を用いて、ロボット２００の減速機２０２を交換する方法について説明する。まず、作業者は、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結された状態で、治具１０の固定部１２を、上腕部２１０の基端部２１６に締結具１８で固定する。次いで、作業者は、上腕部２１０をクレーン等の重機（図示せず）で吊りながら、下腕部２０８と減速機２０２とを締結していた締結具を抜去し、下腕部２０８と減速機２０２とを分離する。

その結果、図１に示すように、上腕部２１０と、該上腕部２１０の基端部２１６に固定された減速機２０２とが、下腕部２０８から分離され、上腕部２１０及び減速機２０２が重機に吊り下げられる。このとき、重機は、治具１０の軸線Ａ_４が鉛直方向と略平行となるように、上腕部２１０を吊ってもよい。

ここで、作業者は、上腕部２１０を下腕部２０８から分離する作業を、ケーブル２２２を、基端部２１６に設けられたコネクタに接続した状態で行う。よって、下腕部２０８から分離された上腕部２１０は、ケーブル２２２を該コネクタに接続した状態を維持できる範囲で下腕部２０８から離反した位置で、重機に吊り下げられる。

次いで、作業者は、上腕部２１０に固定された減速機２０２に、支持部１６の取付部材を、締結具６６によって固定する。次いで、作業者は、上腕部２１０と減速機２０２とを締結していた締結具を抜去し、減速機２０２を上腕部２１０から分離する。これにより、減速機２０２は、支持部１６によって重力方向に吊り下げられて支持される。

ここで、減速機２０２が支持部１６に吊り下げられたとき、該減速機２０２の重心と、取付部材４６の吊り下げ具６２とは、重力方向に整列する。このような減速機２０２の重心と吊り下げ具６２との整列を実現するために、第１の部材５８は、略Ｌ字状に構成されている。

この構成によれば、減速機２０２が支持部１６に吊り下げたときに、減速機２０２が重力方向に対して傾いてしまうのを防止し、該減速機２０２を安定した姿勢で支持することができる。なお、締結具６４を締結する締結穴６０ｂを変更して第１の部材５８に対する第２の部材６０の位置を左右に調整することにより、減速機２０２が重力方向に対して傾くのを、より効果的に防止できる。

次いで、作業者は、可動部１４を固定部１２に対し移動させることで、支持部１６に支持された減速機２０２を、上腕部２１０から離反するように移動させる。具体的には、作業者は、可動部１４の回動部材３２を、図１及び図２に示す位置から図３及び図４に示す位置まで、軸線Ａ_４周りに回動させる。

これにより、支持部１６及び該支持部１６に支持された減速機２０２は、上腕部２１０から離反するように水平方向へ移動される。このように、可動部１４の回動部材３２は、固定部１２に対し回動して支持部１６及び減速機を水平方向へ移動させる。なお、図３及び図４は、回動部材３２が、図１及び図２に示す位置から略１８０°だけ回動された例を示している。

ここで、作業者は、必要に応じて、直動部材３４を第２のアーム３２ｂに沿って直動させることで、減速機２０２を第２のアーム３２ｂに沿って水平方向へ移動させることができる。具体的には、作業者は、例えば減速機２０２又は支持部１６に水平方向に力を加える。そうすると、可動部１４の直動部材３４は、第２のアーム３２ｂに沿って直動し、これにより、減速機２０２が支持部１６とともに水平方向へ移動する。

このように、直動部材３４は、固定部１２に対し直動して支持部１６及び減速機２０２を水平方向へ移動させることができる。この構成によれば、作業者は、回動部材３２の回動後に減速機２０２をさらに固定部１２から離反させたい場合（又は、固定部１２に接近させたい場合）等において、必要に応じて、減速機２０２の位置を水平方向へ調整することができる。

回動部材３２を回動させた後、作業者は、図４に示す状態から、吊り下げ装置４４のハンドル５６ａを一方へ回転させて、吊り下げ線４８を収容部５０から引き出す。その結果、図６に示すように、フック５４を介して吊り下げ線４８の先端に吊り下げられた取付部材４６及び減速機２０２を、下方へ移動させることができる。一例として、作業者は、吊り下げ装置４４を操作して、減速機２０２を、作業セルの床に載置されるまで、下方へ移動する。

次いで、作業者は、取付部材４６と減速機２０２とを固定する締結具６６を抜去し、取付部材４６を減速機２０２から取り外す。次いで、作業者は、新たな減速機２０２を取付部材４６に締結具６６によって固定する。次いで、作業者は、吊り下げ装置４４のハンドル５６ａを他方へ回転させる。

この動作によって、吊り下げ線４８が巻き取り芯部５６に巻き取られ、取付部材４６及び新たな減速機２０２が、図６に示す位置から図４に示す位置まで上方へ移動される。このように、吊り下げ装置４４は、取付部材４６及び減速機２０２を、重力方向に沿って往復動させることができる。こうして、新たな減速機２０２は、支持部１６によって重力方向に吊り下げられて支持される。

次いで、作業者は、可動部１４を固定部１２に対し移動させることで、支持部１６に支持された新たな減速機２０２を、上腕部２１０へ向かって移動させる。具体的には、作業者は、可動部１４の回動部材３２を、図３及び図４に示す位置から図１及び図２に示す位置まで回動させる。

その結果、新たな減速機２０２を、該減速機２０２の取付箇所である、上腕部２１０の基端部２１６に配置させることができる。このとき、作業者は、必要に応じて、直動部材３４を介して新たな減速機２０２を第２のアーム３２ｂに沿って水平方向へ移動させて、該新たな減速機２０２の位置を調整しつつ、該新たな減速機２０２を上腕部２１０の基端部２１６に位置決めしてもよい。

次いで、作業者は、締結具を用いて新たな減速機２０２の出力側を、上腕部２１０の基端部２１６に固定した後、該新たな減速機２０２の入力側を、下腕部２０８の先端部２１４に固定する。こうして、作業者は、治具１０を用いて、減速機２０２を交換することができる。

以上に述べたように、本実施形態によれば、作業者は、可動部１４を移動させることで、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を、ロボット２００の減速機取付箇所（本実施形態においては、基端部２１６）に対して接近及び離反するように、移動させることができる。この構成によれば、重機を用いて減速機２０２を移動させる必要がなくなるので、減速機２０２を交換する作業を効率化することができる。

また、本実施形態によれば、支持部１６で減速機２０２を安定して吊り下げて支持しつつ、該減速機２０２を移動させることができる。したがって、作業者は、比較的重量が大きな重量物である減速機２０２を、より安全に交換することができる。

また、固定部１２は、ロボット２００の構成要素（本実施形態においては、上腕部２１０）に着脱可能である。この構成によれば、作業者は、固定部１２を、所定の用途（例えば、ストッパ締結用）のためにロボット２００に設けられた締結穴２３２を利用して上腕部２１０に固定することが可能となる。このため、治具１０を固定するためのさらなる治具等が不要となるとともに、作業者は、固定部１２を容易且つ迅速にロボット２００の構成要素に着脱できる。

また、本実施形態においては、固定部１２は、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結された状態で、該上腕部２１０に着脱できるように構成されている。この構成によれば、上腕部２１０を重機で吊る前に治具１０を上腕部２１０に取り付けることができるので、作業効率を高めることができる。また、固定部１２に形成された凹部２０ａにより、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結された状態で固定部１２を取り付けるときに、該固定部１２が減速機２０２又はロボット２００の部材と干渉するのを回避できる。

また、本実施形態においては、固定部１２は、上腕部２１０のうち、下腕部２０８に対する回転軸線Ａ_３（すなわち、減速機２０２）に近接した部分である基端部２１６に固定されている。この構成によれば、治具１０を減速機２０２に近接配置させることができるので、治具１０の各構成要素（可動部１４、支持部１６）を小型化できる。

また、本実施形態においては、可動部１４は、回動部材３２の作用により、固定部１２に対し回動して支持部１６を水平方向へ移動させている。この構成によれば、作業者は、簡単且つ比較的小さな力で、重量物である減速機２０２を移動させることができる。また、本実施形態においては、可動部１４は、回転部材３２に加えて直動部材３４を有することで、固定部１２に対し回動及び直動して支持部１６を水平方向へ移動させている。この構成によれば、作業者は、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を複数の方向へ移動させて、該減速機２０２の位置を、より精細に調整できる。

また、本実施形態においては、作業者は、吊り下げ装置４４を操作することで、取付部材４６を重力方向に沿って往復動させることができる。この構成によれば、減速機２０２を移動させることができる範囲を拡大することができ、減速機２０２の交換作業の効率性を、さらに向上させることができる。

次に、図７〜図９を参照して、他の実施形態に係る治具７０について説明する。治具７０は、固定部７２、ガイド機構７４、可動部７６、及び支持部１６を有する。固定部７２は、複数の締結具１８を用いて、上腕部２１０の基端部２１６に着脱可能に取り付けられている。

図８に示すように、固定部７２は、略Ｌ字状に屈曲する平板部材であって、第１の部分７８と、該第１の部分７８と略直交する第２の部分８０とを有する。第１の部分７８は、基端部２１６から上方へ延びるように配置され、該第１の部分７８には、円形状の凹部７８ａと、複数の貫通孔７８ｂとが形成されている。凹部７８ａは、第１の部分７８の下端に形成され、上腕部２１０の基端部２１６に形成された孔２２８と略同じ半径を有する。

貫通孔７８ｂは、凹部７８ａを画定する壁面７８ａに沿って配設されている。本実施形態においては、貫通孔７８ｂは、壁面７８ａに近接する内側列と、該内側列よりも壁面７８ａから離隔する外側列との、計２列に分かれて壁面７８ａに沿って整列するように、配設されている。第２の部分８０は、第１の部分７８の側を向く内面８０ａと、該内面８０ａとは反対側の外面８０ｂとを有する。

本実施形態においては、複数の締結具１８が、第１の部分７８に形成された内側列の貫通孔７８ｂにそれぞれ挿通され、上腕部２１０の基端部２１６に形成された締結穴２３２に締結されることにより、固定部７２が上腕部２１０の基端部２１６に着脱可能に固定される。

固定部７２は、上述の固定部１２と同様に、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結された状態で上腕部２１０の基端部２１６に着脱できるように、構成される。よって、固定部７２の第１の部分７８は、下腕部２０８と上腕部２１０とが連結されたときに該下腕部２０８の先端部２１４と該上腕部２１０の基端部２１６との間に形成される隙間よりも小さい厚さを有し、該隙間に挿入可能である。

ガイド機構７４は、レール部８２、支持アーム８４及び８６、並びに、端板８８を有する。レール部８２は、軸線Ａ_５に沿って延在し、その基端部が、第２の部分８０の外面８０ｂに固定され、その先端部が、端板８８に固定されている。軸線Ａ_５は、上腕部２１０の回転軸線Ａ_３と略平行である。

図９に示すように、レール部８２は、上壁部８２ａと、該上壁部８２ａの両端縁から互いに対向して下方へ延出する一対の側壁部８２ｂと、該一対の側壁部８２ｂから突出する一対の鍔部８２ｃとを有する。上壁部８２ａ、側壁部８２ｂ、及び鍔部８２ｃによって、断面略Ｔ字状の凹部８２ｄがレール部８２の内部に画定されている。

図８に示すように、支持アーム８４は、レール部８２の一方側に離隔して配置され、その基端部が、第２の部分８０の外面８０ｂに固定され、その先端部が、端板８８に固定されている。一方、支持アーム８６は、レール部８２の他方側に離隔して配置され、その基端部が、第２の部分８０の外面８０ｂに固定され、その先端部が、端板８８に固定されている。支持アーム８４及び８６は、軸線Ａ_５に沿って直線状に延在する。端板８８は、軸線Ａ_５と直交する方向へ延び、レール部８２と支持アーム８４及び８６とを互いに一体に接続する。

可動部７６は、ガイド機構７４によって案内されて、固定部７２に対し、軸線Ａ_５に沿って直動する。具体的には、図９に示すように、可動部７６は、上下方向へ延びる本体部９０と、該本体部９０の上端から両側へ突出するフランジ部９２と、本体部９０の下端に設けられた環状の吊り下げ具９４とを有する。

フランジ部９２は、レール部８２の凹部８２ｄ内に収容されている。フランジ部９２と鍔部８２ｃとの間には、複数のころ９６が介挿されている。ころ９６は、軸線Ａ_５と直交する軸線周りに回転可能にレール部８２に各々設けられ、軸線Ａ_５に沿って整列するように配置されている。

フランジ部９２がころ９６を介して鍔部８２ｃと係合することによって、可動部７６のレール部８２からの脱落が防止され、ガイド機構７４は、可動部７６の軸線Ａ_５に沿った直動動作を円滑に案内する。吊り下げ具９４は、いわゆるアイボルト等である。本体部９０、フランジ部９２、及び吊り下げ具９４は、互いに一体に結合され、単一部材である可動部７６を構成している。

支持部１６は、可動部７６に取り付けられている。具体的には、図８に示すように、支持部１６のフック５２が、可動部７６の吊り下げ具９４に吊り下げられ、これにより、支持部１６が可動部７６に吊り下げられる。可動部７６は、固定部１２に対し直動することで、支持部１６と、該支持部１６が支持する減速機２０２とを水平方向へ移動させる。

作業者は、治具７０の可動部７６を直動させることで、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を、ロボット２００の減速機取付箇所（基端部２１６）に対して接近及び離反するように、移動させることができる。この構成によれば、上述の治具１０と同様に、重機を用いて減速機２０２を移動させる必要がなくなるので、減速機２０２を交換する作業を効率化することができる。

次に、図１０〜図１３を参照して、さらに他の実施形態に係る治具１００について説明する。治具１００は、上述の治具７０と、可動部１０２において相違する。具体的には、図１１に示すように、可動部１０２は、第１の直動部材１０４、及び第２の直動部材１０６を有する。

第１の直動部材１０４は、ガイド機構７４を介して固定部７２に取り付けられ、ガイド機構７４によって案内されて、固定部７２に対して軸線Ａ_５に沿って直動する。具体的には、第１の直動部材１０４は、レール部１０８と、該レール部１０８の上面１０８ｅから上方へ突出するように該上面１０８ｅに固設された係合部１１０、１１２及び１１４とを有する。

レール部１０８は、軸線Ａ_５と直交する軸線Ａ_６に沿って延在する。具体的には、図１３に示すように、レール部１０８は、上壁部１０８ａと、該上壁部１０８ａの両端縁から互いに対向して下方へ延出する一対の側壁部１０８ｂと、該一対の側壁部１０８ｂから突出する一対の鍔部１０８ｃとを有する。上壁部１０８ａ、側壁部１０８ｂ、及び鍔部１０８ｃによって、断面略Ｔ字状の凹部１０８ｄがレール部１０８の内部に画定されている。

再度、図１１を参照して、係合部１１０は、レール部１０８の上面１０８ｅの略中央部に配置され、レール部８２と直動可能に係合する。具体的には、図１２に示すように、係合部１１０は、本体部１１６と、該本体部１１６の上端から両側へ突出するフランジ部１１８とを有する。本体部１１６は、レール部１０８の上面１０８ｅから上方へ延出している。フランジ部１１８は、レール部８２の凹部８２ｄ内に収容され、該フランジ部１１８とレール部８２の鍔部８２ｃとの間には、ころ９６が介挿されている。

図１１に示すように、係合部１１２は、係合部１１０の一方側に離隔して配置され、貫通孔１１２ａを有する。この貫通孔１１２ａに、支持アーム８４が摺動可能に受容されている。一方、係合部１１４は、係合部１１０の他方側に離隔して配置され、貫通孔１１４ａを有し、該貫通孔１１４ａに、支持アーム８６が摺動可能に受容されている。

なお、貫通孔１１２ａ及び１１４ａの内部に、支持アーム８４及び８６との摺動を円滑にするために、転動体、低摩擦材料、潤滑剤等を設けてもよい。このように、係合部１１０、１１２、及び１１４が、レール部８２、支持アーム８４及び８６とそれぞれ係合することによって、第１の直動部材１０４は、ガイド機構７４から脱落することなく、軸線Ａ_５に沿って直動するように案内される。

第２の直動部材１０６は、第１の直動部材１０４に可動に取り付けられ、第１の直動部材１０４のレール部１０８によって案内されて、固定部７２に対して軸線Ａ_６に沿って直動する。具体的には、図１３に示すように、第２の直動部材１０６は、上述の可動部７６と同様の本体部９０、フランジ部９２、及び吊り下げ具９４を有する。第２の直動部材１０６のフランジ部９２と、レール部１０８の鍔部１０８ｃとの間には、複数のころ１２０が介挿されている。

ころ１２０は、軸線Ａ_６と直交する（すなわち、軸線Ａ_５と平行な）軸線周りに回転可能にレール部１０８に各々設けられ、軸線Ａ_６に沿って整列するように配置されている。第２の直動部材１０６のフランジ部９２がころ１２０を介して鍔部１０８ｃと係合することによって、第２の直動部材１０６は、レール部１０８からの脱落が防止されつつ、軸線Ａ_６に沿って直動するようにレール部１０８によって案内される。

支持部１６は、可動部１０２に取り付けられている。具体的には、図１０及び図１１に示すように、支持部１６のフック５２が、第２の直動部材１０６の吊り下げ具９４に吊り下げられ、これにより、支持部１６が第２の直動部材１０６に吊り下げられる。第１の直動部材１０４が軸線Ａ_５に沿って直動し、第２の直動部材１０６が軸線Ａ_６に沿って直動することによって、可動部１０２は、支持部１６と、該支持部１６が支持する減速機２０２とを、軸線Ａ_５及びＡ_６に沿って水平方向へ移動させる。

本実施形態によれば、作業者は、治具１００の可動部１０２を直動させることで、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を、ロボット２００の減速機取付箇所（基端部２１６）に対して接近及び離反するように、移動させることができる。この構成によれば、上述の治具１０と同様に、重機を用いて減速機２０２を移動させる必要がなくなるので、減速機２０２を交換する作業を効率化することができる。

また、本実施形態においては、可動部１０２は、軸線Ａ_５に沿って直動可能な第１の直動部材１０４と、軸線Ａ_６に沿って直動可能な第２の直動部材１０６とを有する。この構成によれば、作業者は、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を複数の方向へ移動させることで、該減速機２０２の位置を、より精細に調整できる。

次に、図１４及び図１５を参照して、さらに他の実施形態に係る治具１３０について説明する。治具１３０は、上述の治具１０と、可動部１３２において相違する。具体的には、可動部１３２は、第１の回動部材３２、支持部材１３４、第２の回動部材１３６、及び直動部材３４を有する。第１の回動部材３２は、上述の治具１０と同様に、取付具２４（図２）及び取付具２６を介して、固定部１２に回動可能に取り付けられている。

支持部材１３４は、略Ｌ字状であって、第１の部分１３８と、該第１の部分１３８と直交する第２の部分１４０とを有する。第１の部分１３８は、第１の回動部材３２の第２のアーム３２ｂと略平行に延在し、該第１の部分１３８の延在方向に沿って直線状に延びる受容穴１３８ａを有する。第２のアーム３２ｂの先端部は、受容穴１３８ａに相対回転不能に受容され、これにより、支持部材１３４が第１の回動部材３２に固定される。

なお、第１の部分１３８は、第２のアーム３２ｂにボルト等の締結具で相対回転不能に固定されてもよいし、又は、第２のアーム３２ｂ及び受容穴１３８ａを多角形に形成することで、第２のアーム３２ｂを受容穴１３８ａの壁面に相対回転不能に係合させてもよい。第２の部分１４０は、第１の部分１３８に一体に形成され、第１の部分１３８の一端から上方へ直線状に延出する。第２の部分１４０には、該第２の部分１４０の延在方向に直線状に延びる受容穴１４０ａが形成されている。

第２の回動部材１３６は、第１の回動部材３２に軸線Ａ_７の周りに回動可能となるように取り付けられている。具体的には、第２の回動部材１３６は、軸線Ａ_７に沿って直線状に延びる第１のアーム１３６ａと、軸線Ａ_７と直交する方向へ直線状に延びる第２のアーム１３６ｂとを有する。第１のアーム１３６ａは、その下端部が支持部材１３４の第２の部分１４０に形成された受容穴１４０ａに回動可能に受容されている。これにより、第２の回動部材１３６は、軸線Ａ_７の周りに回動可能である。軸線Ａ_７は、軸線Ａ_４と平行であり、且つ、第１の回動部材３２の回動とともに軸線Ａ_４周りに回動する。

第２のアーム１３６ｂは、直動部材３４の転動体４０（図５）と当接するように、直動部材３４の本体部３８の内部に挿通され、これにより、直動部材３４は、第２のアーム１３６ｂに沿って直動可能となっている。なお、図１５に示す形態においては、上述の一対のストッパ３６が図示されていないが、直動部材３４の移動範囲を制限するために、上述の治具１０と同様に一対のストッパ３６を第２のアーム１３６ｂに設けてもよい。

支持部１６は、可動部１３２の直動部材３４に取り付けられる。本実施形態においては、第１の回動部材３２が軸線Ａ_４周りに回動し、第２の回動部材１３６が軸線Ａ_７周りに回動し、直動部材３４が第２のアーム１３６ｂに沿って直動することによって、可動部１３２は、支持部１６と、該支持部１６が支持する減速機２０２とを、水平方向へ移動する。

本実施形態によれば、作業者は、治具１３０の可動部１３２を移動させることで、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を、ロボット２００の減速機取付箇所（基端部２１６）に対して接近及び離反するように、移動させることができる。この構成によれば、上述の治具１０と同様に、重機を用いて減速機２０２を移動させる必要がなくなるので、減速機２０２を交換する作業を効率化することができる。

また、本実施形態においては、可動部１３２は、軸線Ａ_４周りに回動する第１の回動部材３２と、軸線Ａ_７周りに回動する第２の回動部材１３６とを有する。この構成によれば、作業者は、簡単且つ比較的小さな力で、重量物である減速機２０２を２方向へ回動させることができ、該減速機２０２の位置を精細に調整できる。

なお、上述の実施形態においては、治具１０、７０、１００、１３０が、上腕部２１０の基端部２１６に固定される場合について述べた。しかしながら、これに限らず、治具１０、７０、１００、１３０は、下腕部２０８の先端部２１４に固定することもできる。このような形態を図１６及び図１７に示す。

図１６及び図１７に示す形態においては、治具１０の固定部１２が、下腕部２０８の先端部２１４に、締結具１８を用いて着脱可能に固定される。例えば、下腕部２０８の先端部２１４には、所定の用途（例えば、ストッパ締結用）のための締結穴（図示せず）が形成され、締結具１８を、固定部１２の貫通孔２０ｂに挿通して該締結穴に締結することによって、固定部１２を先端部２１４に固定できる。

このような形態においても、上述の実施形態と同様に、作業者は、治具１０の可動部１４を移動させることで、支持部１６に吊り下げられた減速機２０２を減速機取付箇所（基端部２１６）に対して接近及び離反するように、移動させることができる。なお、治具７０、１００、又は１３０も、下腕部２０８の先端部２１４に同様に固定できることを理解されよう。

なお、上述の取付具２４の穴２８、取付具２６の貫通孔３０、又は受容穴１４０ａに、回動部材３２又は１３６の回動を円滑にするために、転動体、低摩擦材料、潤滑剤等を設けてもよい。また、治具１０、１３０において、回動部材３２が図１及び図２に示す位置から所定の角度（例えば１８０°）だけ回転したときに、該回動部材３２をロックするロック機構が設けられてもよい。このようなロック機構は、例えばスナップ嵌め機構のような、回動部材３２に設けられた第１の係合部と、取付具２４又は２６に設けられた第２の係合部とを有し得る。

同様に、治具１３０において、支持部材１３４の第２の部分１４０に対して第２の回動部材１３６を所定の角度でロックするロック機構が設けられてもよい。このようなロック機構は、例えばスナップ嵌め機構のような、第２の回動部材１３６に設けられた第１の係合部と、第２の部分１４０に設けられた第２の係合部とを有し得る。

また、治具１０において、第２のアーム３２ｂに対して直動部材３４を所定の位置でロックするロック機構が設けられてもよい。同様に、治具７０（又は１００）において、レール部８２に対して可動部７６（又は係合部１１０）を所定の位置でロックするロック機構が設けられてもよい。また、治具１００において、レール部１０８に対して第２の直動部材１０６を所定の位置でロックするロック機構が設けられてもよい。これら直動部材３４、可動部７６、係合部１１０、又は第２の直動部材１０６のためのロック機構は、スナップ嵌め機構であってもよいし、又は、互いに吸着する一対の磁石から構成されてもよい。

また、上述の実施形態においては、固定部１２が締結具１８によって上腕部２１０又は下腕部２０８に固定される場合について述べた。しかしながら、固定部１２を上腕部２１０又は下腕部２０８に固定可能であれば、如何なる部材又は構造を採用してもよい。例えば、固定部１２に形成された第１の係合部と、上腕部２１０又は下腕部２０８に形成された第２の係合部との係合によって、固定部１２を上腕部２１０又は下腕部２０８に固定してもよい。同様に、締結具６４又は６６の代わりに、如何なる部材又は構造を採用してもよい。

また、支持部１６から、吊り下げ装置４４を省略し、取付部材４６を可動部１４、７６、１０２、１３２に直接固定してもよい。また、可動部１４又は１３２から直動部材３４を省略してもよい。また、直動部材３４は、転動体４０の代わりに、低摩擦材料又は潤滑剤等を有してもよい。また、取付部材４６は、上述の形態に限定されず、減速機２０２に取り付け可能であれば如何なる構造を有してもよい。同様に、固定部１２、７２は、上述の形態に限定されず、上腕部２１０又は下腕部２０８に取り付け可能であれば如何なる構造を有してもよい。

また、上述の実施形態においては、下腕部２０８と上腕部２１０とを接続する減速機２０２を交換するために、治具１０、７０、１００、１３０を下腕部２０８又は上腕部２１０に取り付ける場合について述べた。しかしながら、これに限らず、治具１０、７０、１００、１３０は、例えば、旋回胴２０６と下腕部２０８とを減速動作可能に接続する減速機、又は、上腕部２１０と手首部２２０とを減速動作可能に接続する減速機等、ロボット２００の構成要素のうちの第１構成要素と第２構成要素とを互いに減速動作可能に接続する、如何なる減速機を交換するために用いてもよい。

以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

１０，７０，１００，１３０ 治具
１２，７２ 固定部
１４，７６，１０２，１３２ 可動部
１６ 支持部
３２，１３６ 回動部材
３４，１０４，１０６ 直動部材
４４ 吊り下げ装置
４６ 取付部材

Claims (9)

1. ロボットの第１要素と第２要素とを互いに減速動作可能に接続する減速機を、該第１要素から該第２要素を分離しているときに支持する治具であって、
   前記第１要素又は前記第２要素に着脱可能に取り付けられる固定部と、
   前記固定部に回動式又は直動式に移動可能に取り付けられる可動部と、
   前記可動部に取り付けられ、前記減速機を重力方向に吊り下げて支持する支持部と、を備える、治具。
2. 前記可動部は、前記固定部に対し回動して前記支持部を水平方向へ移動させる、請求項１に記載の治具。
3. 前記可動部は、
   前記固定部に取り付けられる第１の回動部材と、
   前記第１の回動部材に取り付けられる第２の回動部材と、を有する、請求項２に記載の治具。
4. 前記可動部は、前記固定部に対し直動して前記支持部を水平方向へ移動させる、請求項１に記載の治具。
5. 前記可動部は、
   前記固定部に取り付けられる第１の直動部材と、
   前記第１の直動部材に取り付けられる第２の直動部材と、を有する、請求項４に記載の治具。
6. 前記可動部は、前記固定部に対し回動及び直動して前記支持部を水平方向へ移動させる、請求項２〜５のいずれか１項に記載の治具。
7. 前記支持部は、前記減速機に着脱可能に取り付けられ、前記重力方向に沿って往復動する取付部材を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の治具。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の治具を用いて前記減速機を交換する方法であって、
   分離された前記第１要素及び前記第２要素の一方に固定された前記減速機に、前記支持部を固定し、
   前記第１要素及び前記第２要素の一方から前記減速機を取り外し、前記支持部で前記減速機を重力方向に吊り下げて支持し、
   前記可動部を前記固定部に対し移動させることで、前記支持部に支持された前記減速機を前記第１要素及び前記第２要素の一方から離反するように移動させる、方法。
9. 前記減速機を移動させた後に、前記支持部から前記減速機を取り外し、該支持部に新たな減速機を固定して該支持部で該新たな減速機を重力方向に吊り下げて支持し、
   前記可動部を前記固定部に対し移動させることで、前記支持部に支持された前記新たな減速機を、前記第１要素及び前記第２要素の一方へ向かって移動させ、
   前記新たな減速機を前記第１要素及び前記第２要素の一方に固定する、請求項８に記載の方法。

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