JP4979075B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、空気配管、電力供給用ケーブルあるいは信号用ケーブルなどが中空部内に挿通された作動軸を備えたロボットに関するものである

従来のこの種のロボットとしては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に開示されたロボットは、基台に水平方向に揺動可動に支持された第１のアームと、この第２のアームの揺動端部に水平方向に揺動可能に支持された第２のアームと、この第２のアームの揺動端部にこの第２のアームに対して回動可能に支持された作動軸とを備えている。第２のアームは、第１のアームに近接する端部に駆動用モータを備えており、この駆動用モータの駆動により第１のアームに対して回動する。
前記作動軸は、中空状に形成されており、前記第２のアームを上下方向に貫通するように前記第２のアームに支持されている。この作動軸の下端部には、工具等の作業用具や、チャック、作業アーム等の作業用装置などの作業部材を取付けるためのヘッドが設けられている。

前記作動軸とヘッドとには、前記作業部材に設けられたアクチュエータなどを動作させるための空気配管と電力供給用や通信用のケーブルとが設けられている。これら空気配管とケーブルは特許請求の範囲における接続部材を構成するものであり、以下においては単に配管等という。
この配管等は、前記作業部材から前記ヘッド内に挿入され、このヘッドの内部を通して前記作動軸の中空部内に挿入されている。

このように作動軸内に挿入された前記配管等は、作動軸内を上下方向に貫通して作動軸の上方に導出され、前記アームの外を前記基台まで延びている。また、この配管等における作動軸の上方近傍の部位は、容易に弾性変形できるようにコイル状に形成されている。配管等をこのようにコイル状に形成しているのは、前記ヘッドが回動したときに配管等が捩られて無理に引かれ、損傷することがないようにするためである。

このコイル状部分は、作動軸から基台まで延びる１本の芯線の回りに配管等を巻回させた構造が採られている。前記芯線の一端部は、作動軸の上端部に回動自在に支持され、他端部は、第２のアームから基台に延びるケーブル収容用のフレキシブルチューブに支持されている。このフレキシブルチューブは、前記第２のアームの駆動用モータに接続された電力供給用ケーブルを収容して保持するためのもので、第２のアームと基台との間で上方に向けて凸になるように湾曲した状態で起立している。
特開平１０−５８３７６号公報

しかしながら、上述したように構成されたロボットでは、前記配管等が上方に向けて凸になるように湾曲した状態で作動軸の上端と前記フレキシブルチューブとの間に架け渡されているから、たとえばアームが急速に揺動したときには前記配管等が横に振られ易い。このように配管等が振られてアームの横方向に突出すると、配管等と周囲の他の装置などとの距離が短くなる。

このため、上述した従来のロボットでは、前記配管等が周囲の他の装置などに接触することがないように、周囲に作動スペースを広く形成しなければならず、設置スペースが広くなるという問題があった。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、作動軸の回動を許容できるように前記配管等をコイル状に形成しているにもかかわらず、設置スペースが狭くてよいロボットを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るロボットは、基台に揺動自在に支持されたアームと、作業部材を取付ける取付座が一端部に設けられかつ前記アームに回動自在に支持された作動軸とを備え、前記作動軸の軸心部に、前記作業部材に接続される接続部材を通す中空部が形成されたロボットにおいて、前記接続部材を空気配管、電力供給用あるいは通信用のケーブルのうち少なくとも一つによって構成し、前記接続部材における前記作動軸の他端部から導出された部位を、ねじりコイルばねを構成するようにコイル状に形成し、このコイル状部分を前記アームに設けられた支持部材によって前記作動軸と同一軸線上に位置するように保持させ、このコイル状部分の一端部を前記作動軸に一体に回動するように支持させ、このコイル状部分の他端部を前記支持部材によって作動軸と一体に回動することがないように作動軸の回転方向において支持させ、前記コイル状部分の他端部と前記アームとの間で接続部材を保持する保持部材を備え、複数の前記接続部材を備え、これらの接続部材のコイル状部分を、前記作動軸と軸線方向に並ぶ位置において、前記作動軸の軸線に沿って一列に並ぶように配設し、これらのコイル状部分のうち前記作動軸から最も離間した位置にあるコイル状部分を除いた残りのコイル状部分に、他のコイル状部分の一端部から前記作動軸側に延びる直線状部分を貫通させたものである。

本発明は、前記発明において、前記接続部材および前記コイル状部分の数を偶数とし、半分のコイル状部分と、他の半分のコイル状部分とで接続部材の巻回する方向を逆方向にしたものである。

本発明は、前記発明において、前記複数の接続部材を、合成樹脂からなる空気パイプとケーブルとから構成し、前記ケーブルを、専用の合成樹脂製パイプの中に挿通させることにより所定の弾性を有するように構成したものである。

本発明は、前記発明において、前記作業部材を、空気配管部とケーブル部とのうち少なくとも一方を有する工具が着脱可能に構成されたヘッドとし、前記ヘッドに、前記空気配管部が着脱可能に接続される配管接続用継手と、前記ケーブル部が着脱可能に接続される接続用端子とのうち少なくとも何れか一方を外部に露出する状態で取付け、前記配管接続用継手を、前記接続部材の空気配管に接続し、前記接続用端子を、前記接続部材のケーブルに接続したものである。

本発明は、前記発明において、前記作動軸とは離間する位置に設けられて前記作動軸と一体に回動する回転体と、前記アーム側に設けられ、前記回転体に設けられた突片が前記回転体の回転により当たるストッパーとを備えたものである。

本発明によれば、作動軸がアームに対して回動することにより、接続部材のコイル状部分が捩られ、作動軸の回る方向に対応してコイル状部分の径が増大または減少する。このため、作動軸が回動したときに接続部材が捩れて損傷するのを防ぐことができる。
前記コイル状部分は、一端部が作動軸に支持されるとともに他端部が支持部材によって作動軸の回転方向において支持されており、また、コイル状部分から基台側に延びる部分も保持部材によってアームに保持されているから、作動軸の他端部から導出された接続部材は、アームが急速に揺動したとしても大きく振られるようなことはなく、アームと一体に揺動する。

したがって、本発明によれば、接続部材と周辺の装置などとの間の隙間を従来のロボットに較べて狭くすることができるから、作動軸を貫通する接続部材が作動軸の回動により損傷するのを防ぐ構成を採りながら、設置スペースが狭くてよいロボットを提供することができる。

また、本発明においては、複数のコイル状部材が軸線方向に並べられているから、複数の接続部材によって一つのコイル状部分を形成する場合に較べて、コイル状部分の外径を小さく形成することができる。また、作動軸から最も離間した位置にあるコイル状部分を除いた残りのコイル状部分は、中心部に通された他の接続部材の直線状部分が実質的に芯として機能し、これによって作動軸と同一軸線上に保持される。

このため、この発明によれば、作動軸から最も離間した位置にあるコイル状部分を除いた残りのコイル状部分を作動軸と同一軸線上に保持するに当たって、専ら芯として機能する部材は不要か、使用したとしても接続部材の前記直線状部分と協働して芯を構成可能な小型のものでよい。
したがって、この発明によれば、コストダウンを図りながら、複数の接続部材を装備しかつ設置スペースが狭くなるロボットを提供することができる。

接続部材の巻回する方向が互いに逆方向になる複数のコイル状部分を備えた発明によれば、一方のコイル状部分の径が拡がるときは他方のコイル状部分の径が小さくなる。このため、コイル状部分が弾性変形することにより作動軸に加えられる反力は、作動軸が一方に回るときと、これとは逆方向に回るときとで等しくなる。したがって、この発明によれば、作動軸の回る方向の影響を受けることはなく、作動軸の回転方向が何れであっても等しく動作するロボットを提供することができる。

ケーブルを合成樹脂製パイプに挿通させた発明によれば、コイル状部分を形成するために必要な弾性は合成樹脂製パイプによって得られるから、電気接続用のケーブルとして多種多様なものを使用することができる。

ヘッドに配管接続用継手と接続用端子とのうち少なくとも一方を設ける発明によれば、空気圧や電力、センサなどの電子部品が必要な工具を簡単に取付けたり取外すことができる。このため、使用者が作動軸に接続部材を通す作業を行う必要はないから、使い勝手がよいロボットを提供することができる。

回転体とストッパーとを備えた発明によれば、作動軸の回動角度を所定の角度に規制することができるから、接続部材のコイル状部分が過度に捩られるのを防ぐことができる。

以下、本発明に係るロボットの一実施例を図１〜図１３によって詳細に説明する。ここでは本発明をスカラロボットに適用した例について説明する。
図１〜図３は本発明に係るロボットを示す図で、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は側面図、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は背面図、図３は斜視図である。図４は本発明に係るロボットの構成を示す側面図である。

図５は作動軸の支持部を拡大して示す断面図、図６は作動軸の上端部とコイル状部分の側面図、図７は作動軸の上端部とコイル状部分の正面図、図８は作動軸の上端部とコイル状部分とを破断して示す縦断面図、図９は図８におけるIX−IX線断面図で、同図中には、図８の破断位置をVIII−VIII線で示してある。図１０は図７におけるX−X線断面図、図１１は図６におけるXI−XI線断面図である。図１２は第２のアームに装備されている各部品を示す斜視図、図１３はキャプタイヤケーブルの断面図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施例によるスカラロボットを示す。このスカラロボット１は、図１〜図４に示すように、基台２と、この基台２に水平方向へ揺動自在に支持された第１のアーム３と、この第１のアーム３の揺動端部に水平方向へ揺動自在に支持された第２のアーム４と、この第２のアーム４の揺動端部に回動自在かつ上下方向に移動自在に支持された中空な作動軸５と、この作動軸５を回動させる回動駆動装置６と、前記作動軸５を上下方向に移動させる昇降装置７と、図示していない工具を取付けるためのヘッド８などを備えている。また、このスカラロボット１は、クリーンルームでも使用することができるもので、第２のアーム４の上で作動軸５およびその周辺の部品を覆うカバー９を備えている。

前記基台２は、箱状に形成されており、図４に示すように、前記第１のアーム３を支持するとともに駆動するための第１のアーム用駆動装置１１を備えている。この第１のアーム用駆動装置１１は、モータ１２と減速機１３とから構成されている。モータ１２および減速機１３は、軸線方向が上下方向を指向するように設けられている。この減速機１３は、ハーモニックドライブ（登録商標）と称して知られている減速機で、モータ１２の回転軸１２ａの回転を減速して第１のアーム３に伝達する。前記モータ１２のケーシングは基台２に支持され、モータ１２の出力軸１２ａと減速機１３の入力部材が連結されるとともに、減速機１３の出力側部材すなわちケーシングは、第１のアーム３に支持されている。

この基台２の上端部であって前記減速機１３と隣り合う位置には、フレキシブルチューブ１４の一端部が回動自在に取付けられている。このフレキシブルチューブ１４は、弾性変形が容易な合成樹脂材料によって形成されており、図４に示すように、側面視において逆Ｕ字状に湾曲した状態で基台２と第２のアーム４との間に架け渡されている。このフレキシブルチューブ１４の内部には、図１３に示すように、後述する３本の空気パイプ１５や各種のケーブル１６〜２３を収容したキャプタイヤケーブル２４と、後述する関節吸引用の２本の空気パイプ２５，２６とが挿通されている。

フレキシブルチューブ１４の両端部は、図４に示すように、それぞれチューブ取付部材３１，３２を介して基台２および第２のアーム４に支持されている。これらのチューブ取付部材３１，３２は、基台２、第２のアーム４に支持、固定されており、フレキシブルチューブ１４の端部を軸受３１ａ，３２ａによって回動自在に支持している。すなわち、フレキシブルチューブ１４は、基台２および第２のアーム４に回動自在に支持されている。

これに対して、フレキシブルチューブ１４内に挿通されたキャプタイヤケーブル２４の両端部は、基台２および第２のアーム４に固定部材３３によって回動することができないように固定されている。
また、前記チューブ取付部材３１の内部には、フレキシブルチューブ１４内の空間３４（図１３参照）と基台２内の空間３５（図４参照）とを連通するように空気通路３６が形成され、前記チューブ取付部材３２の内部には、フレキシブルチューブ１４内の空間３４と第２のアーム４内の空間３７（図５参照）とを連通するように空気通路３８が形成されている。

また、基台２の背面｛図１（ｂ）において右側の端面｝には、図２（ｂ）および図３に示すように、複数の配管接続用継手と複数のケーブルコネクタとが設けられている。複数の配管接続用継手としては、３個のヘッド用継手４１と、２個の基台内吸引用継手４２と、関節吸引用継手４３とがある。
前記３個のヘッド用継手４１は、前記ヘッド８に設けられている３個のユーザ配管用継手４４（たとえば図３参照）にそれぞれ前記空気パイプ１５（たとえば図５参照）によって接続されている。これらの３個のヘッド用継手４１は、図示していない空気圧制御装置の空気パイプを着脱可能に取付けることができるように構成されている。

前記２個の基台内吸引用継手４２は、それぞれ基台２内に開口している。これらの基台内吸引用継手４２は、図示していない吸引装置の吸引用パイプが着脱可能に取付けられるように構成されている。これらの基台内吸引用継手４２に吸引装置が接続されることによって、基台２内の粉塵などの微細な異物が空気とともに吸引されて吸引装置に排出される。

前記関節吸引用継手４３は、図示していない吸引装置の吸引用パイプが着脱可能に取付けられるように構成されており、基台２内に設けられた空気パイプ４５（図４参照）を介して前記第１のアーム３の支持部に連通されている。この空気パイプ４５は、前記第１のアーム３の支持部となる基台２上部に接続されている。また、前記関節吸引用継手４３は、前記フレキシブルチューブ１４内に挿通された空気パイプ２５，２６を介して第１のアーム３によって支持される部分の後述する第２のアーム４下部と、作動軸５を支持する部分の第２のアーム４下部とに接続されている。関節吸引用継手４３に吸引装置が接続されることによって、減速機１３、減速機４６（図４参照）、減速機４７（図４および図５参照）のそれぞれにおいて、内部で生じた粉塵などの異物が空気とともに吸引されて吸引装置に排出される。

前記複数のケーブルコネクタとしては、このスカラロボット１に設けられている４個のモータに接続されたモータ用兼センサー用コネクタ４８（図２参照）と、前記ヘッド８に設けられているユーザ配線用コネクタ４９（図５参照）に後述するケーブルを介して接続された配線用コネクタ５０とがある。基台２のこれらのコネクタ４８，５０に接続されたケーブルのうち、第２のアーム４側へ導かれるケーブルは、前記キャプタイヤケーブル２４内に収容されている。

前記キャプタイヤケーブル２４は、図１３に示すように、３本の空気パイプ１５と、１個の動力線ユニット１６と、２個の信号線ユニット１７，１８と、３個のレゾルバ用配線ユニット１９〜２１と、２本のアース線２２，２３と、これらの空気パイプとケーブルとの周囲を覆う綿糸５１および外皮５２とから構成されている。このキャプタイヤケーブル２４は、前記二つの固定部材３３，３３どうしの間において前記複数の空気パイプとケーブルとを一つに束ねるように形成されている。

前記動力線ユニット１６は、後述する第２のアーム用駆動装置５３のモータ５４（図４参照）、回動駆動装置６のモータ５５（図４参照）、昇降装置７のモータ５６（図４参照）に給電するための９本のケーブル１６ａと、芯となるパイプ１６ｂとを備えている。
前記２個の信号線ユニット１７，１８は、それぞれ内部に１３本のケーブル５７を備えている。

これら２６本のケーブル５７のうち、２本のケーブル５７ａ，５７ａは、昇降装置７のブレーキ（図示せず）に接続され、４本のケーブル５７ｂは、第２のアーム４に設けられた原点センサ（図示せず）に接続されている。２６本のケーブルのうち、他の２０本のケーブル５７ｃは、後述するように作動軸５の内部を通してヘッド８のユーザ配線用コネクタ４９に接続されている。

ケーブル５７を有する２個の信号線ユニット１７，１８は、それぞれシールド１７ａ，１８ａによって覆われている。これらのシールド１７ａ，１８ａは、互いに接続され、１本の配線として前記２０本のケーブル５７ｃと共にヘッド８のユーザ配線用コネクタ４９に接続されている。すなわち、ユーザ配線用コネクタ４９には合計２１本のケーブルが接続されている。以下においては、ユーザ配線用コネクタ４９に接続される２１本のケーブルをケーブル５８という。

３個のレゾルバ用配線ユニット１９〜２１には、３対のツイストペア線計６本のケーブル５９が収容されている。レゾルバ用配線ユニット１９のケーブル５９は、前記モータ５４のレゾルバ（図示せず）に接続されている。レゾルバ用配線ユニット２０のケーブル５９は、前記モータ５５のレゾルバ（図示せず）に接続されている。レゾルバ用配線ユニット２１のケーブル５９は、前記モータ５６のレゾルバ（図示せず）に接続されている。

前記第１のアーム３は、図示してはいないが、内部に空間を有する箱状に形成されている。この第１のアーム３は、図４に示すように、一端部に前記減速機１３が接続されるとともに、他端部に第２のアーム用駆動装置５３の減速機４６が接続されており、第２のアーム用駆動装置５３を介して第２のアーム４を揺動自在に支持している。

第２のアーム用駆動装置５３は、第２のアーム４を支持するとともに駆動するためのもので、モータ５４と減速機４６とから構成されている。これらのモータ５４および減速機４６は、軸線方向が上下方向を指向するように設けられている。この減速機４６は、ハーモニックドライブ（登録商標）と称して知られている減速機で、モータ５４のケーシングは第２のアーム４に支持され、モータ５４の出力軸５４ａと減速機４６の入力部材が連結されるとともに、減速機４６の出力側部材すなわちケーシングは、第１のアーム３に支持されている。

前記第２のアーム４下部には、前記基台２の関節吸引用継手４３に一端部が接続された空気パイプ２５の他端部が接続されている。この空気パイプ２５は、この減速機４６内で生じた粉塵などを空気とともに吸引する。

前記第２のアーム４は、図４に示すように、前記第２のアーム用駆動装置５３のモータ５４が設けられた揺動基部から水平方向に延びる細長い箱状に形成されている。第２のアーム４の揺動端部には、前記回動駆動装置６が設けられ、第２のアーム４の中間部分であって、前記回動駆動装置６より揺動基部側には、前記昇降装置７が設けられている。さらに、第２のアーム４における前記昇降装置７より揺動基部側には、後述する配管等保持装置６１の２本の支柱６２，６３が立設されている。

これらの支柱６２，６３は、それぞれ丸棒状に形成されており、上下方向に延びる状態で第２のアーム４に取付けられている。これら２本の支柱６２，６３は、第２のアーム４の長手方向とは直交する水平方向（幅方向）に所定の間隔をおいて並べられている。これらの支柱６２，６３と、前記昇降装置７および作動軸５の上部は、第２のアーム４の上に設けられたカバー９の中に収容されている。第２のアーム４における前記支柱６２，６３と前記モータ５４との間には前記チューブ取付部材３２が設けられている。

第２のアーム４の上に設けられた前記カバー９は、第２のアーム４から上方に突出する作動軸５、後述する昇降装置７および配管等保持装置６１などを周囲の四方と上方とから囲むように構成されている。
このカバー９は、図１〜図３、図６、図９および図１１に示すように、前記２本の支柱６２，６３を第２のアーム４の揺動基部側から覆うように形成された後側カバー６４と、この後側カバー６４の開口部分を閉塞する前側カバー６５とから構成されており、第２のアーム４の上に設けられた支持用プレート６６（図５参照）に上方から取付けられている。

前記後側カバー６４と前側カバー６５との接続部分の構造は、図９に示すように、後側カバー６４の開口縁部に設けられた接続用フランジ６４ａと、前側カバー６５の開口縁部に設けられた接続用フランジ６５ａとをシール材６７を挟んで重ね、これらのフランジ６４ａ，６５ａを複数の接続用ねじ６８によって互いに締め付けた構造が採られている。

また、後側カバー６４と前側カバー６５とを支持用プレート６６に取付ける部分の構造は、後側カバー６４の下端部に設けられた取付用フランジ６４ｂ（図９参照）と、前側カバー６５の下端部に設けられた取付用フランジ６５ｂ（図５および図９参照）とをそれぞれ支持用プレート６６の上面にシール材６７（図５参照）を挟んで重ね、これらのフランジ６４ｂ，６５ｂを固定用ねじ６９（図５参照）によって支持用プレート６６に締め付けた構造が採られている。前記シール材６７は、気密性が高くなるように、いわゆる独立発泡タイプのものが用いられている。

この実施例によるカバー９においては、後側カバー６４と前側カバー６５を接続したまま一体として第２のアーム４から取り外すことができる。さらに、全ての接続用ねじ６８を取り外した後、後側カバー６４と前側カバー６５の何れか一方あるいは両方の固定用ねじ６９を取り外すこともできる。この実施例においては、前側カバー６５を後側カバー６４および第２のアーム４から取り外すことにより、後側カバー６４より前側カバー６５の方が第２のアーム４の長尺方向に長いので、第２のアーム４上に位置する部品が全て露出するとともに、チューブ取付部材３２やフレキシブルチューブ１４が邪魔にならないので、メンテナンスを容易に行うことができる。しかも、カバー９の上方近傍に他の装置（図示せず）や作業室の天井が位置していたとしても、前側カバー６５を第２のアーム４の先端側に取外すことができるから、この場合でもメンテナンスを容易に行うことができる。

このカバー９の内部の空間７０と、第２のアーム４の内部の空間３７とは、図５に示すように、前記支持用プレート６６と第２のアーム４の上壁４ａとを貫通するように形成された連通路７１によって互いに連通されている。図５に示す連通路７１は、後述する昇降装置７のモータ５６の周囲に形成されているが、この実施例とは異なる位置に形成することができる。

前記回動駆動装置６は、図５に示すように、作動軸５が貫通するモータ５５と減速機４７とを備えている。前記作動軸５は、いわゆるボールスプライン軸からなり、図示してはいないが、外周部に複数の縦溝が形成されている。
前記モータ５５は、第２のアーム４に固定されたモータケース７２と、このモータケース７２に軸受７３によって回転自在に支持された円筒状の回転軸７４と、この回転軸７４に設けられたロータ７５と、このロータ７５の外周面に対向し、モータケース７２の内側に固定されるステータ（図示せず）および回転検出用レゾルバ（図示せず）などによって構成されている。この実施例によるモータ５５の上端部は、第２のアーム４の上に設けられている支持用プレート６６の開口６６ａを通して前記カバー９内に突出している。

前記減速機４７は、ハーモニックドライブ（登録商標）と称して知られている減速機で、前記回転軸７４の下端部に接続されたウェーブジェネレータ７６と、このウェーブジェネレータ７６が嵌合するサークラースプライン７７と、このサークラースプライン７７と接続された筒状出力軸７８を備えている。この筒状出力軸７８の下端部には、前記作動軸５に上下方向に移動自在かつ回転方向には連結固定された状態で嵌合されたボールスプラインナット８０が取付けられている。

このボールスプラインナット８０は、前記作動軸５が貫通するように筒状に形成されており、図示してはいないが、前記作動軸５の縦溝に係合する多数のボールが内部を循環するように構成されている。すなわち、この実施例による作動軸５は、前記ボールスプラインナット８０と、回動駆動装置６とを介して第２のアーム４の揺動端部に上下方向に移動自在に支持されている。

この回動駆動装置６のモータ５５が回転することにより、減速機４７の筒状出力軸７８が回転し、この回転がボールスプラインナット８０を介して作動軸５に伝達されて作動軸５が回転する。ボールスプラインナット８０は、作動軸５に上下方向に移動自在に嵌合されているから、後述する昇降装置７による作動軸５の昇降動作を妨げることはない。
前記筒状出力軸７８の下端部と前記ヘッド８との間には、図５に示すように、ゴム材料によって蛇腹状に形成された作動軸カバー８１が取付けられている。

この作動軸カバー８１は、前記筒状出力軸７８と前記ヘッド８と一体的に回転するとともに、作動軸５の昇降動作により上下方向に伸縮する。作動軸カバー８１は、ボールスプラインナット８０と作動軸５との嵌合部分で発生した粉塵などが周囲に飛散するのを防ぐためのものである。この作動軸カバー８１の上端部は、筒状出力軸７８の下面に気密状態となるように固定され、下端部は、前記ヘッド８の上面に気密状態となるように固定されている。

前記昇降装置７は、図４に示すように、前記第２のアーム４に取付けられたモータ５６と、このモータ５６の回転軸５６ａに結合されたボールねじ軸８２と、このボールねじ軸８２に螺合されたボールねじナット８３と、このボールねじナット８３と前記作動軸５とを連結する連結部材８４とから構成されている。
前記モータ５６は、軸線方向が上下方向を指向するように第２のアーム４に支持、固定されている。この実施例によるモータ５６の下端部は、第２のアーム４から下方に突出している。この突出部は、図５に示すように、第２のアーム４の下端部に取付けられたモータカバー８５によって覆われている。

前記ボールねじ軸８２は、図４、図９および図１１に示すように、前記作動軸５と前記支柱６２，６３との間であって、第２のアーム４の幅方向（揺動方向とは略直交するような方向）の中央部に位置付けられている。
前記連結部材８４は、図８および図９に示すように、金属材料によって第２のアーム４の長手方向に長い板状に形成されている。この連結部材８４の一端部は、前記ボールねじナット８３の軸心部分が貫通する状態でボールねじナット８３が連結固定されて一体化されている。

連結部材８４の他端部は、図８に示すように、作動軸５の上端部が貫通するように形成されている。この連結部材８４の他端部は、前記貫通部分に上方から軸受８６が嵌合されており、この軸受８６によって作動軸５を回動自在に支持している。この軸受８６の内輪は、連結部材８４より下側に位置するように作動軸５に嵌合させた作動軸側プーリ８７によって下方への移動が規制されている。

この内輪と前記作動軸側プーリ８７とは、作動軸５に螺着したロックナット８８により内輪を下方へ押圧することによって、作動軸５に固定されている。一方、軸受８６の外輪は連結部材８４の嵌合穴に圧入されるとともに、連結部材８４の上に固定された固定板８９（図８および図９参照）によって連結部材８４に上方へ外れることがないように固定されている。すなわち、連結部材８４は、作動軸５が連結部材８４に対して上下方向へ移動するのを規制しながら作動軸５を回転自在に支持している。このため、この昇降装置７においては、ボールねじ軸８２が回転してボールねじナット８３が上下方向に移動することによって、作動軸５がボールねじナット８３と同期して上下方向に移動する。

前記連結部材８４の下側に位置する作動軸側プーリ８７は、作動軸５の回動可能な角度を予め定めた角度に規制するためのもので、歯付きプーリからなり、図８および図１１に示すように、歯付きベルト９０によってストッパ側歯付きプーリ９１に連結されている。
前記ストッパ側歯付きプーリ９１の外径は、前記作動軸側歯付きプーリ８７の外径の約２倍に形成されている。このストッパ側歯付きプーリ９１は、前記連結部材８４の下端部に突設された支軸９２に軸受９３によって回転自在に支持されている。

前記支軸９２の軸心は、図１１に示すように、作動軸５の軸心とボールねじ軸８２の軸心とを結ぶ仮装線Ｌから側方にずれた位置に位置付けられている。この実施例によるストッパ側歯付きプーリ９１は、図８に示すように、外周部がボールねじナット８３の下方に臨むように位置付けられている。
このストッパ側歯付きプーリ９１の外周部の上には、図６、図７、図９および図１１に示すように、ボルトからなる移動規制用のピン９４が立設されている。このピン９４は、ストッパ側歯付きプーリ９１が回転することによって、ボールねじナット８３の下端部に取付けられたプラスチック製のリング９５（図８および図１１参照）に当接するように構成されている。このピン９４が前記リング９５に当接することによって、ストッパ側歯付きプーリ９１の回転が規制され、これに伴って作動軸５の回転が規制される。

前記ストッパ側歯付きプーリ９１によって、本発明でいう作動軸５と一体に回動する回転体が構成され、前記ピン９４によって、本発明でいう突片が構成されている。また、前記リング９５によって、本発明でいうストッパーが構成されている。
これらの歯付きプーリ８７，９１、ピン９４およびリング９５からなる回転規制構造は、作動軸５が原点位置から平面視において時計方向に３１５°または反時計方向に３１５°回転することによって、ピン９４がリング９５に当たり、作動軸５の回転が規制されるように構成されている。

前記作動軸５の下端部には、図５に示すように、他の部分より径が小さくなるように取付座９６が形成されている。この取付座９６には、上述したようにヘッド８が取付けられている。このヘッド８は、図５に示すように、内部に空間９７が形成された円板状に形成されている。

このヘッド８の下端部には、工具等の作業用具や、チャック、作業アーム等の作業用装置などの作業部材（図示せず）を取り付けるための取付座９８が形成されている。また、このヘッド８の外周部には、３個のユーザ配管用継手４４とユーザ配線用コネクタ４９とがヘッド８の外に露出するように取付けられている。前記ユーザ配管用継手４４によって、本発明でいう配管接続用継手が構成され、前記ユーザ配線用コネクタ４９によって、本発明でいう接続用端子が構成されている。

前記３個のユーザ配管用継手４４は、作業用装置の空気配管部に接続された配管（図示せず）が着脱可能に取付けられるように構成されている。これらのユーザ配管用継手４４には、前記基台２から前記キャプタイヤケーブル２４によって第２のアーム４側に導かれた３本の空気パイプ１５が接続されている。これらの空気パイプ１５は、図４に示すように、後述する配管等保持装置６１によって保持された状態で第２のアーム４内から作動軸５の上端部に導かれ、さらに、作動軸５の中空部内を通してヘッド８に導かれている。

前記ユーザ配線用コネクタ４９は、作業用装置のケーブルに接続された作業用装置側コネクタ９９（図５参照）が着脱可能に取付けられるように構成されている。また、このユーザ配線用コネクタ４９には、前記基台２から前記キャプタイヤケーブル２４によって第２のアーム４側に導かれた合計２１本のケーブル５８が接続されている。これらのケーブル５８は、前記空気パイプ１５と同様に、配管等保持装置６１によって保持された状態で第２のアーム４内から作動軸５の上端部に導かれ、さらに、作動軸５の中空部内を通してヘッド８に導かれている。

ヘッド８に取付けられる作業用装置としては、たとえばエアチャック（図示せず）がある。このエアチャックをヘッド８に取付ける場合、チャック駆動用の空気パイプがヘッド８のユーザ配管用継手４４に接続され、チャック開閉検出用センサの信号線がユーザ配線用コネクタ４９に接続される。

前記配管等保持装置６１は、前記作動軸５が回動したり昇降することにより前記３本の空気パイプ１５と２１本のケーブル５８とが損傷するのを防ぎながら、これらの空気パイプ１５とケーブル５８とを保持するものである。
前記３本の空気パイプ１５は、それぞれ合成樹脂によって形成されている。これらの空気パイプ１５における前記第２のアーム４内に位置する部分と、前記ヘッド８の近傍に位置する部分との間の部分は、互いに溶着されており、１本の空気用集合パイプ１０１（図８参照）として形成されている。

空気パイプ１５は、所定の弾性を有する材料によって形成されている。ここでいう所定の弾性とは、前記空気用集合パイプ１０１を後述するように巻回させることによって形成したコイルがねじり方向に弾性変形可能であってかつ初期の形状を維持可能な弾性である。

一方、２１本のケーブル５８は、７本ずつ３組に分けられ、各組毎に合成樹脂製のケーブル用パイプ１０２（図１０参照）の中に挿通されている。この実施例によるケーブル用パイプ１０２は、前記空気パイプ１５と同じ材料によって内径および外径が等しくなるように形成されている。これらのケーブル５８が前記ケーブル用パイプ１０２に挿通される範囲は、この実施例では作動軸５の上方近傍から第２のアーム４内に至る範囲である。

このようにケーブル５８が７本ずつ挿通された３本のケーブル用パイプ１０２は、互いに溶着されており、図８に示すように、１本のケーブル用集合パイプ１０３として形成されている。なお、図８、図９および図１１においては、前記ケーブル用パイプ１０２の破断部が描かれているが、これらの図においては、パイプ内に挿通されたケーブル５８を省略してある。

すなわち、この実施例による配管等保持装置６１は、前記１本の空気用集合パイプ１０１と、１本のケーブル用集合パイプ１０３とを作動軸５と第２のアーム４との間で保持している。以下においては、前記空気用集合パイプ１０１と前記ケーブル用集合パイプ１０３との両方を対象として説明する場合は、これらを単に配管等１０４（図８参照）という。

前記配管等保持装置６１は、前記配管等１０４が作動軸５の回動と昇降とを許容する余裕をもつように、配管等１０４をコイル状に巻回させた状態で保持している。この実施例による配管等保持装置６１は、パイプ１０１，１０３の一部をコイル状に形成することで、作動軸５の回転に対してパイプ１０１，１０３が損傷を受けなくする余裕部１１１と、パイプ１０１，１０３の一部をコイル状に形成することで、作動軸５の昇降に対してパイプ１０１，１０３が損傷を受けなくする余裕部１１２を支持保持する。

これら二箇所の余裕部１１１，１１２のうち、一方の余裕部１１１（以下、この余裕部を作動軸側余裕部１１１という）は、作動軸５の上方に形成され、他方の余裕部１１２（以下、この余裕部を支柱側余裕部１１２という）は、前記支柱６２，６３が貫通するように支柱６２，６３の周囲に形成されている。

前記作動軸側余裕部１１１は、図４、図７および図８に示すように、作動軸５の上端部から上方に導出された配管等１０４によって形成された下側コイル状部分１１３および上側コイル状部分１１４とによって構成されている。これらの下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とは、前記作動軸５の軸線を中心としたコイル状に形成されている。これらのコイル状部分１１３，１１４の下端部は、後述する下部支持部材１１５に支持され、コイル状部分１１３，１１４の上端部は、後述する上部支持部材１１６によって支持されている。

前記下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とは、前記作動軸５と軸線方向に並ぶ位置（作動軸５の上方近傍）において、前記作動軸５の軸線に沿って一列に並ぶように配設されている。下側コイル状部分１１３は、作動軸５の上方近傍に位置付けられ、上側コイル状部分１１４は、前記下側コイル状部分１１３の上方近傍に位置付けられている。この上側コイル状部分１１４の下端部と作動軸５との間の部分１１４ａ（図８参照）は、上下方向に直線状に形成されており、下側コイル状部分１１３の中心部に挿通されている。

これらのコイル状部分１１３，１１４は、後述する下部支持部材１１５と上部支持部材１１６とにより支持されることによって、作動軸５と同一軸線上に保持されている。下側コイル状部分１１３の下端部と、上側コイル状部分１１４の下端部および前記直線状部分１１４ａとは、後述する下部支持部材１１５に支持されている。一方、下側コイル状部分１１３の上端部と上側コイル状部分１１４の上端部とは、後述する上部支持部材１１６に支持されている。

前記下側コイル状部分１１３は、図８に示すように、配管等１０４のうち前記空気用集合パイプ１０１によって形成され、上側コイル状部分１１４は、前記ケーブル用集合パイプ１０３によって形成されている。
これらの下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とは、このスカラロボット１に装着される以前に所定のコイル状に成形されている。すなわち、これらのコイル状部分は、空気用集合パイプ１０１およびケーブル用集合パイプ１０３を型（図示せず）にコイル状に巻き付けて加熱することにより熱変形させ、その後冷却することによってコイルの形状を維持するように形成されている。

この実施例においては、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とでは、集合パイプ１０１，１０３を巻回させる方向が逆になっている。下側コイル状部分１１３は、上方から見て時計方向に回りながら下がるように形成されている。上側コイル状部分１１４は、上方から見て反時計方向に回りながら下がるように形成されている。

前記下部支持部材１１５は、図７および図８に示すように、作動軸５の上端部にこれを緊縛する状態で固定された筒状の支持用ボス１２１と、このボス１２１の上端部に固定された下部円板１２２と、この下部円板１２２の軸心部に立設された２本の支持棒１２３と、これらの支持棒１２３の上端部に固定された上部円板１２４とによって構成されている。

前記下側コイル状部分１１３は、前記下部円板１２２と上部円板１２４との間に位置付けられ、前記上側コイル状部分１１４は、前記上部円板１２４の上に位置付けられている。すなわち、下部円板１２２は、下側コイル状部分１１３の下方への移動を規制し、上部円板１２４は、下側コイル状部分１１３の上方への移動と、上側コイル状部分１１４の下方への移動とを規制している。なお、上側コイル状部分１１４の上方への移動は、後述する上部支持部材１１６に設けられたフランジ付きの軸部材１２５（図８参照）によって規制されている。

前記下部円板１２２の中心部には、図１０に示すように、前記両コイル状部分１１３，１１４を構成する３本の空気パイプ１５と、ケーブル５８が挿通された３本のケーブル用パイプ１０２とが嵌合されている。これらのパイプ１５，１０２は、空気パイプ１５の周囲にケーブル用パイプ１０２を組合わせた状態で下部円板１２２の貫通穴１２２ａに嵌合している。この貫通穴１２２ａの開口面積は、６本のパイプ１５，１０２の横断面積より僅かに小さく形成されている。このため、これら６本のパイプ１５，１０２は、前記貫通穴１２２ａに通されることによって径方向に圧縮され、下部円板１２２に対して水平方向と上下方向との両方に移動することができなくなる。

前記３本の空気パイプ１５は、図８に示すように、この下部円板１２２と前記支持用ボス１２１とを貫通して作動軸５内に挿入されている。一方、ケーブル５８が挿通された３本のケーブル用パイプ１０２は、下部円板１２２を貫通して支持用ボス１２１の上端部内まで延びている。このパイプ１０２内のケーブル５８は、このパイプ１０２の下端から下方に導出されており、支持用ボス１２１内と作動軸５内とを通して上述したようにヘッド８に導かれている。

作動軸５内に挿通された３本の空気パイプ１５とケーブル５８との下端部は、前記ヘッド８のユーザ配管用継手４４とユーザ配線用コネクタ４９とに接続されている。このため、作動軸５内に挿通された空気パイプ１５とケーブル５８とは、作動軸５と一体に回動することになり、作動軸５の内壁に摺接するようなことはない。

前記３本の空気パイプ１５（前記下側コイル状部分１１３の下端部）と、３本のケーブル用パイプ１０２（前記直線状部分１１４ａ）とは、前記下部円板１２２の上方近傍において結束用バンド１２６（図８参照）によって２本の支持棒１２３に括り付けられている。また、３本のケーブル用パイプ１０２（前記直線状部分１１４ａ）は、図７および図８に示すように、上部円板１２４の下方近傍において結束用バンド１２７によって３本の支持棒１２３に括り付けられている。

前記下部円板１２２の上には、図７に示すように、下側コイル状部分１１３の下端部を固定するための支持片１２８が立設されている。この支持片１２８には、下側コイル状部分１１３の下端部に巻き付けられたバンド１２９が固定されている。
前記支持棒１２３は、図７に示すように、水平方向から見てＬ字状に形成されており、固定用ボルト１３０によって下部円板１２２に固定されている。

前記上部円板１２４は、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４との間を仕切るためのもので、前記支持棒１２３の上端部に載せられた状態で固定用ボルト（図示せず）によって固定されている。この上部円板１２４には、図８に示すように、上側コイル状部分１１４の下端部から下方に延びる前記直線状部分１１４ａを通すための穴１２４ａが穿設されている。また、この上部円板１２４には、図７に示すように、上側コイル状部分１１４の下端部に巻き付けたバンド１３１が固定されている。

すなわち、この上側コイル状部分１１４の下端部と、上述した下側コイル状部分１１３の下端部とは、それぞれ下部支持部材１１５に固定されており、この下部支持部材１１５を介して作動軸５に一体に回動するように支持されている。

前記上部支持部材１１６は、図４、図６、図９および図１２に示すように、空気用集合パイプ１０１における前記下側コイル状部分１１３から支柱６２側へ延びる水平部分１０１ａを支持するとともに、ケーブル用集合パイプ１０３における前記上側コイル状部分１１４から支柱６３側へ延びる水平部分１０３ａを支持している。この上部支持部材１１６によって、本発明でいう支持部材が構成されている。

この上部支持部材１１６は、図８に示すように、連結部材８４の上面に取付けられている。上部支持部材１１６が取付けられる位置は、前記連結部材８４における作動軸５とボールねじ軸８２との間である。この上部支持部材１１６は、金属製の板を上面視でコの字状に折り曲げた形状をし、上下方向に延びる左右の上下方向延在部１１６ａと、中央部において上下方向に延びて前記下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とに対向する平坦面１１６ｄ（図６〜図８参照）と、さらに左右の上下方向延在部１１６ａにおいてそれぞれ前記二本の支柱６２，６３に向けて延びる二つのパイプ支持部１１６ｂ，１１６ｃとから構成されている。

前記上下方向延在部１１６ａは、図８に示すように、連結部材８４から前記上側コイル状部分１１４の上端と略同じ高さまで延びるように形成されている。

この上下方向延在部１１６ａの上端部分には、図８に示すように、上側コイル状部分１１４の上方に延びる上部支持板１３２が設けられている。この上部支持板１３２には、上側コイル状部分１１４の上方に配置されるフランジ１３３を有する軸部材１２５が取付けられている。この軸部材１２５は、前記上側コイル状部分１１４が横方向に遊動するのを防ぐ芯として機能するものである。

前記下側コイル状部分１１３の上端部の空気用集合パイプ１０１と、上側コイル状部分１１４の上端部のケーブル用集合パイプ１０３パイプとは、図７に示すように、第２のアーム４の先端側から見て第２のアーム４の幅方向の外側に向けて導出されている。これらの導出部分は、前記パイプ支持部１１６ｂ，１１６ｃに結束用バンド１３４によって取付けられて支持されている。この結束用バンド１３４による取付構造は、図６に示すように、空気用集合パイプ１０１やケーブル用集合パイプ１０３を屈曲変形することなく略水平に保持するために、これらのパイプ１０１，１０３をそれぞれ保護用パイプ１３５に挿通し、この保護用パイプ１３５をパイプ支持部１１６ｂ，１１６ｃに結束用バンド１３４で括り付けた構造が採られている。

この実施例のように下側コイル状部分１１３の上端部の空気用集合パイプ１０１と、上側コイル状部分１１４の上端部のケーブル用集合パイプ１０３とを第２のアーム４の幅方向の外側において支柱６２，６３に導くことによって、これらのパイプが連結部材８４の上方を横切るようなことがなくなる。このため、上下のコイル状部分１１３，１１４と支柱６２，６３との間に、パイプとの接触を避けながら前記上部支持部材１１６を上下方向に延びるように設けることができた。

下側コイル状部分１１３から支柱６２側に延びた空気用集合パイプ１０１の水平方向延在部１０１ａを支持するパイプ支持部１１６ｂは、前記上下方向延在部１１６ａの上下方向の中間部に位置付けられている。一方、上側コイル状部分１１４から支柱６３側に延びたケーブル用集合パイプ１０３の水平方向延在部１０３ａを支持するパイプ支持部１１６ｃは、前記上下方向延在部１１６ａの上端部に位置付けられている。

このように上部支持部材１１６に空気用集合パイプ１０１とケーブル用集合パイプ１０３とが支持されることによって、下側コイル状部分１１３の上端部と上側コイル状部分１１４の上端部とが上部支持部材１１６、取付部材８４、作動軸５、作動軸５の支持機構及び昇降装置７を介して第２のアーム４にＲ軸方向（上下軸回りに回転する方向）に回動することがないように支持されている。

このため、下側コイル状部分１１３と、上側コイル状部分１１４とは、作動軸５が第２のアーム４に対して回動することによって捩られ、作動軸５の回動を許容するように弾性変形する。下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４の外径は、この弾性変形により増大または減少する。すなわち、作動軸５が上面視で例えば右回転すると、右ねじ状にコイル形成された下側コイル状部分１１３の径が減少する一方、左ねじ状にコイル形成された上側コイル状部分１１４の径が増大する。

この実施例では、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４の周囲に移動規制用の３枚のプレート１４１〜１４３（図６〜図１０および図１２参照）が設けられている。これらのプレート１４１〜１４３は、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とがカバー９に上下方向に速い速度で摺動するのを防ぐためのものである。下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４は、第２のアーム４が急旋回しているときに作動軸５が速い速度で昇降しながら回動するような場合は、上下方向に速い速度で移動しながら、外径が増大するとともに遠心力によって横方向に突出するようになる。この実施例によれば、このような場合、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４は、プレート１４１〜１４３に当たるだけでこれらのプレート１４１〜１４３と一体的に昇降する。すなわち、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４を形成するパイプがカバー９の内面に衝突しながら上下方向に速い速度で摺動して摩耗粉が発生するのをプレート１４１〜１４３によって防いでいる。

これらのプレート１４１〜１４３は、上下方向に長い長方形状の板によって形成されており、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とを第２のアーム４の先端側と、幅方向の両側とから囲むような位置に配設されている。これらのプレート１４１〜１４３の下端部は、前記連結部材８４に固定され、上端部は、前記上部支持部材１１６の上端部に設けられた軸部材１２５に固定されている。なお、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とが第２のアーム４の基端部側へ移動するような場合は、上部支持部材１１６の上下方向延在部１１６ａによってこの移動が規制される。

前記支柱側余裕部１１２は、図４および図１２に示すように、前記２本の支柱６２，６３と、これらの支柱６２，６３のうち第２のアーム４の先端側から見て右側（図７参照）に位置する第１の支柱６２に巻回された空気用集合パイプ１０１からなる第１の支柱側コイル状部分１４５と、他方の第２の支柱６３に巻回されたケーブル用集合パイプ１０３からなる第２の支柱側コイル状部分１４６とによって構成されている。

前記２本の支柱６２，６３は、本発明でいう保持部材の一部を構成するもので、アルミニウム合金によって中空な丸棒状に形成されている。これらの支柱６２，６３の外周面には、第１、第２のコイル状部分１４５，１４６のパイプ１０１，１０３が接触したときに滑り易くなり、摩耗粉などが発生することがないように、シリコングリス（図示せず）が塗布されている。

第１の支柱側コイル状部分１４５は、図１２に示すように、上方から見て反時計方向に回ることによって下がるように第１の支柱６２に巻回されている。第２の支柱側コイル状部分１４６は、第１の支柱側コイル状部分１４５とは逆方向に巻回されており、上方から見て時計方向に回ることによって下がるように第２の支柱６３に巻回されている。

すなわち、これら第１、第２の支柱側コイル状部分１４５，１４６は、第１、第２の支柱６２，６３が中心部を貫通する状態でこれら第１、第２の支柱６２，６３に保持されている。
前記第１の支柱側コイル状部分１４５と第１の支柱６２との間と、第２の支柱側コイル状部分１４６と第２の支柱６３との間とには、これらのコイル状部分１４５，１４６のパイプ１０１，１０３が支柱６２，６３に対して容易に移動することができるように、作動軸５が最高位置まで上昇しコイル状部分１４５，１４６が最大に伸長した状態において、隙間が設けられている。

これらの第１、第２の支柱側コイル状部分１４５，１４６を形成する空気用集合パイプ１０１とケーブル用集合パイプ１０３とは、前記下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とを形成するパイプと同じものである。このため、この第１、第２の支柱側コイル状部分１４５，１４６は、コイルの軸線方向に弾性変形可能であってかつ初期の形状に復帰可能な弾性を有するように形成されている。

この実施例による第１、第２の支柱側コイル状部分１４５，１４６は、前記下側コイル状部分１１３および上側コイル状部分１１４と同様に、空気用集合パイプ１０１およびケーブル用集合パイプ１０３を型（図示せず）にコイル状に巻き付けて加熱することにより熱変形させ、その後冷却することによってコイルの形状を維持するように形成されている。

第１の支柱側コイル状部分１４５の下端部と第２の支柱側コイル状部分１４６の下端部とは、第１、第２の支柱６２，６３の下端部（基端部）に結束用バンド１４７（図４参照）によって固定されている。このため、第１、第２の支柱側コイル状部分１４５，１４６の下端部は、第２のアーム４に移動することがないように支持されている。
一方、第１の支柱側コイル状部分１４５の上端部と、第２の支柱側コイル状部分１４６６の上端部とは、作動軸５と一体に昇降するようにそれぞれ水平に延び、前記パイプ支持部１１６ｂ，１１６ｃに結束用バンド１３４で保持される前記下側コイル状部分１１３、前記上側コイル状部分１１４に連なり一体化されている。すなわち、第１、第２の支柱側コイル状部分１４５，１４６は、作動軸５が図４に示した上昇位置から下がることによって圧縮され、作動軸５が上昇することによって伸長する。

第１の支柱側コイル状部分１４５を形成した空気用集合パイプ１０１は、図４に示すように、第２のアーム４の内部に上方から挿入され、第２のアーム４内を通して前記キャプタイヤケーブル２４内に導かれている。
第２の支柱側コイル状部分１４６を形成したケーブル用集合パイプ１０３は、図示してはいないが、第２のアーム４の内部に上方から挿入され、第２のアーム４内でケーブル５８が導出されている。

すなわち、ケーブル用集合パイプ１０３の３本のケーブル用パイプ１０２の一端は、第２のアーム４の中で開口している。このパイプ１０２から導出されたケーブル５８（合計２１本のケーブル）は、第２のアーム４内を通して前記キャプタイヤケーブル２４内に導かれている。
空気用集合パイプ１０１とケーブル５８とは、前記上部支持部材１１６と基台２との間で前記支柱６２，６３、チューブ取付部材３２、フレキシブルチューブ１４およびチューブ取付部材３１によって保持されている。この実施例においては、前記前記支柱６２，６３、チューブ取付部材３１，３２およびフレキシブルチューブ１４などによって本発明でいう保持部材が構成されている。

上述したように構成されたスカラロボット１は、前記ヘッド８に作業用装置を取付け、この作業用装置に設けられている配管と装置側コネクタ９９などをヘッド８のユーザ配管用継手４４とユーザ配線用コネクタ４９とに接続した状態で使用する。
また、このスカラロボット１は、基台２上部内部や第２のアーム４の前後の各下部内部の空気を吸引することで、各関節部分を構成する減速機１３，４６，４７内部で生じる粉塵などの異物を空気とともに吸引するようにしている。

基台２内の空間３５は、前記フレキシブルチューブ１４の内部の空間３４と、第２のアーム４の内部の空間３７とを介してカバー９内の空間７０に連通されている。このため、上述したように基台２内の空気が吸引されて基台２内が負圧になることによって、この負圧が前記カバー９内の空間７０にまで導かれる。この結果、回動駆動装置６や昇降装置７が動作することによって発生する摩耗粉は、カバー９の外に出ることはなく、カバー９内から第２のアーム４内の空間３７、フレキシブルチューブ１４内の空間３４および基台２内の空間３５を介して吸引装置側に排出される。

前記ヘッド８に装着した作業用装置を用いて作業を行うときに作動軸５が第２のアーム４に対して回動する場合は、前記下側コイル状部分１１３と前記上側コイル状部分１１４とが捩られ、作動軸５の回る方向に対応してこれらのコイル状部分１１３，１１４の径が増大または減少する。このため、作動軸５が回動したときに空気パイプ１５とケーブル５８とが捩れて損傷するのを防ぐことができる。

また、作動軸５が昇降する場合は、前記第１の支柱側コイル状部分１４５と第２の支柱側コイル状部分１４６とが圧縮または伸長する。このため、作動軸５が昇降したときに空気パイプ１５とケーブル５８とが引っ張られて損傷するようなことがない。

前記作動軸５の回動を許容するための前記下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とは、下端部が作動軸５に支持されるとともに上端部がＲ方向において第２のアーム４に支持されているから、第２のアーム４が急速に揺動したとしても大きく振られるようなことはなく、作動軸５の軸線上に保持される。また、前記下側コイル状部分１１３を構成する空気用集合パイプ１０１（空気パイプ１５）と、上側コイル状部分１１４を構成するケーブル用集合パイプ１０３（ケーブル５８）とは、上部支持部材１１６と基台２とに間で前記支柱６２，６３、チューブ取付部材３１，３２およびフレキシブルチューブ１４などによって保持されているから、第２のアーム４が急速に揺動したとしても第２のアーム４と一体に揺動する。

したがって、この実施例によれば、空気用集合パイプ１０１とケーブル用集合パイプ１０３と周辺の装置（図示せず）などとの間の隙間を従来のロボットに較べて狭くすることができる。このため、この実施例によれば、作動軸５を貫通する空気パイプ１５とケーブル５８とが作動軸５の回動により損傷するのを防ぐ構成を採りながら、設置スペースが狭くてよいスカラロボット１を製造することができる。

この実施例によるスカラロボット１においては、下側コイル状部分１１３および上側コイル状部分１１４が作動軸５と軸線方向に並べられている。このため、この実施例によれば、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４の内径を設定するに当たって作動軸５の外径の影響を受けることはないから、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とを径方向にコンパクトに形成することができる。

この実施例によるスカラロボット１は、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とが軸線方向に並べられている。このため、この実施例によれば、複数の配管等１０４、すなわち空気用集合パイプ１０１とケーブル用集合パイプ１０３とによって一つのコイル状部分を形成する場合に較べて、コイル状部分の外径を小さく形成することができる。

また、下側コイル状部分１１３は、中心部に通された上側コイル状部分１１４の直線状部分１１４ａが実質的に芯の一部として機能し、作動軸５と同一軸線上に保持されている。このため、この実施例によれば、下側コイル状部分１１３を作動軸５と同一軸線上に保持するに当たって、専ら芯として機能する部材は不要になる。このため、下部支持部材１１５の下部円板１２２と上部円板１２４とを接続する支持棒１２３は、前記直線状部分１１４ａと協働して芯の機能をもつように形成すればよいから、この支持棒１２３を必要最小限の剛性を有するように細く形成することができる。

この実施例によるスカラロボット１は、パイプ１０１，１０３の巻回する方向が互いに逆方向となる下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とを備えている。このため、この実施例によれば、一方のコイル状部分の径が拡がるときは他方のコイル状部分の径が小さくなるから、前記コイル状部分が弾性変形することにより作動軸５に加えられる反力は、作動軸５が一方に回るときと、これとは逆方向に回るときとで等しくなる。したがって、この実施例によるスカラロボット１の動作は、パイプ類に起因する負荷変動がなく作動軸５の回る方向の影響を受けることはない。

この実施例によるスカラロボット１においては、上側コイル状部分１１４を形成するに当たって、ケーブル５８が合成樹脂製のケーブル用パイプ１０２に挿通されている。このため、この実施例によれば、上側コイル状部分１１４を形成するために必要な弾性はケーブル用パイプ１０２によって得られるから、ケーブル５８として多種多様なものを使用することができる。

この実施例によるスカラロボット１においては、ヘッド８にユーザ配管用継手４４とユーザ配線用コネクタ４９とが設けられている。このため、この実施例によれば、空気圧や電力、センサなどの電子部品などが必要な工具を簡単に取付けたり取外すことができるから、使用者が作動軸５に配管やケーブルを通す作業を行う必要はない。

この実施例によるスカラロボット１においては、作動軸５と一体に回転するストッパ側歯付きプーリ９１と、この歯付きプーリ９１に設けたピン９４が接触するリング９５とを備えている。このため、この実施例によれば、作動軸５の回動角度を所定の角度に規制することができるから、下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４とが過度に捩られるのを防ぐことができる。

作動軸５に設けたピンを第２のアーム４側のストッパーに当接させる構造を採る場合は、作動軸５を３６０°以上回転させることは困難であるが、この実施例の構造を採ることにより、作動軸５を３６０°より大きく回転させることができる。
実際のロボットを用いた作業では、工具のワークに対する回転方向の角度を一定に保持させながら、第２のアーム４を旋回させるような場合がある。このような場合、作動軸５は３６０°以上回転する必要がある。この実施例によるスカラロボット１によれば、このような動作が可能である。

この実施例によるスカラロボット１は、第１、第２のアーム３，４が水平方向に揺動する構成が採られているが、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、第１、第２のアーム３，４の揺動する方向は適宜変更することができる。また、作動軸５の移動する方向も上下方向に限定されることはなく、適宜変更することができる。
この実施例によるスカラロボット１は、第１のアーム３と第２のアーム４とを備えているが、作動軸５を支持するためのアームの数は、たとえば１本でもよいし、３本以上でもよい。

この実施例では作動軸５の回動を許容できるようにするために二つのコイル状部分（下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４）を使用しているが、このコイル状部分の数は１個でもよいし、３個以上でもよい。なお、支柱６２，６３の数は、このコイル状部分の数にあわせて１本または３本以上とすることが望ましい。このようにコイル状部分の数を増大させるに当たっては、作動軸５が回動するときに反力のバランスをとるために、配管等１０４およびコイル状部分の数を偶数とし、半分のコイル状部分と、他の半分のコイル状部分とで配管等１０４の巻回する方向を逆方向とすることが望ましい。

また、作動軸５の回動を許容するためのコイル状部分（下側コイル状部分１１３と上側コイル状部分１１４）は、作動軸５が中心部を貫通するように作動軸５の周囲に位置付けることもできる。
この実施例では、空気パイプ１５とケーブル５８との両方が作動軸５を貫通する例を示したが、空気パイプ１５とケーブル５８のうち何れか一方のみを作動軸５内に挿通させることができる。また、ケーブル５８としては、電力供給用ケーブルあるいは通信用ケーブルのうち少なくとも何れか一方を使用することができる。

この実施例による昇降装置７は、作動軸５とは別のボールねじ軸８２を使用する構成が採られているが、昇降装置７としては、作動軸５をボールねじ軸として構成し、作動軸５を直接駆動する構成を採ることができる。この場合は、作動軸５が貫通するようにモータを構成してこのモータを第２のアーム４に支持させ、このモータにボールねじナット８３を取付ける。この構成を採ることにより昇降専用のボールねじ軸８２が不要になるから、支柱６２，６３を３本並べることが可能になり、配管等１０４の本数をさらに増やすことがでできる。

この実施例では昇降装置７のボールねじ軸８２が作動軸５と支柱６２，６３との間に位置する例を示したが、前記ボールねじ軸８２と支柱６２，６３の位置を入れ替え、作動軸５とボールねじ軸８２との間に支柱６２，６３を位置付ける構成を採ることもできる。
この実施例では、ヘッド８にユーザ配管用継手４４とユーザ配線用コネクタ４９との両方を設ける例を示したが、ヘッド８には、作動軸５内に空気パイプ１５のみが挿通される場合は、ユーザ配管用継手４４のみを設け、作動軸５内にケーブル５８のみが挿通される場合には、ユーザ配線用コネクタ４９のみを設けることができる。

この実施例によるスカラロボット１は、空気パイプ１５とケーブル５８とが工場出荷時に予め装備されているものである。しかし、本発明に係るロボットは、工場出荷時には空気パイプ１５とケーブル５８とが装備されていない状態のものも含む。この場合は、使用者が空気パイプ１５とケーブル５８とを作動軸５に挿通させ、配管等保持装置６１に保持させる。なお、空気パイプ１５の配管作業と、ケーブル５８の配線作業とを容易行うことができるように、これらの空気パイプ１５、ケーブル５８の中間部分に配管継手（図示せず）やコネクタ（図示せず）を設けることができる。

この場合は、空気パイプ１５とケーブル５８とをそれぞれ作動軸５側の半部と基台２側の半部とに分断して形成し、これらの空気パイプ１５の半部どうしとケーブル５８の半部どうしを第２のアーム４内で接続する。
この実施例では、カバー９内や各減速機１３，４６，４７の近傍の空気を吸引する例を示したが、クリーンルームで使用しない場合は空気を吸引しなくてもよい。また、この実施例によるスカラロボット１によれば、第２のアーム４の上に位置する部品の略全てがカバー９で覆われているから、カバー９内の空気を吸引しなくても摩耗粉がカバー９の外に飛散し難くなる。

この実施例によるスカラロボット１においては、フレキシブルチューブ１４が基台２と第２のアーム４との間に架け渡されているが、このフレキシブルチューブ１４は、基台２とカバー９との間に架け渡すことができる。この構成を採る場合は、カバー９にフレキシブルチューブ１４を取付けるための段部を突設する。これとともに、この構成を採る場合は、第２のアーム４が急速に揺動したときにフレキシブルチューブ１４が横に振られるようなことがないように、フレキシブルチューブ１４の空中を延びる部分をステーなどによって第１のアーム３または第２のアーム４に支持させる。

本発明に係るロボットを示す図である。 本発明に係るロボットを示す図である。 本発明に係るロボットを示す図である。 本発明に係るロボットの構成を示す側面図である。 作動軸の支持部を拡大して示す断面図である。 作動軸の上端部とコイル状部分の側面図である。 作動軸の上端部とコイル状部分の正面図である。 作動軸の上端部とコイル状部分とを破断して示す縦断面図である。 図８におけるIX−IX線断面図である。 図７におけるX−X線断面図である。 図６におけるXI−XI線断面図である。 第２のアームに装備されている各部品を示す斜視図である。 キャプタイヤケーブルの断面図である。

符号の説明

１…スカラロボット、３…第１のアーム、４…第２のアーム、５…作動軸、６…回動駆動装置、７…昇降装置、１４…フレキシブルチューブ、１５…空気パイプ、３１，３２…チューブ取付部材、５８…ケーブル、６２…第１の支柱、６３…第２の支柱、８７…作動軸側歯付きプーリ、９１…ストッパ側歯付きプーリ、９４…ピン、９５…リング、１０１…空気用集合パイプ、１０３…ケーブル用集合パイプ、１１３…下側コイル状部分、１１４…上側コイル状部分、１１４ａ…直線状部分、１１５…作動軸側支持部材、１１６…アーム側支持部材、１４５…第１の支柱側コイル状部分、１４６…第２の支柱側コイル状部分。

Claims (5)

1. 基台に揺動自在に支持されたアームと、
   作業部材を取付ける取付座が一端部に設けられかつ前記アームに回動自在に支持された作動軸とを備え、
   前記作動軸の軸心部に、前記作業部材に接続される接続部材を通す中空部が形成されたロボットにおいて、
   前記接続部材は、空気配管、電力供給用あるいは通信用のケーブルのうち少なくとも一つによって構成され、
   前記接続部材における前記作動軸の他端部から導出された部位は、ねじりコイルばねを構成するようにコイル状に形成され、
   このコイル状部分は、前記アームに設けられた支持部材によって前記作動軸と同一軸線上に位置するように保持され、
   このコイル状部分の一端部は、前記作動軸に一体に回動するように支持され、
   このコイル状部分の他端部は、前記支持部材によって作動軸と一体に回動することがないように作動軸の回転方向において支持され、
   前記コイル状部分の他端部と前記アームとの間で接続部材を保持する保持部材を備え、
   複数の前記接続部材を備え、
   これらの接続部材のコイル状部分は、前記作動軸と軸線方向に並ぶ位置において、前記作動軸の軸線に沿って一列に並ぶように配設され、
   これらのコイル状部分のうち前記作動軸から最も離間した位置にあるコイル状部分を除いた残りのコイル状部分には、他のコイル状部分の一端部から前記作動軸側に延びる直線状部分が貫通していることを特徴とするロボット。
2. 請求項１記載のロボットにおいて、前記接続部材および前記コイル状部分の数は偶数とされ、半分のコイル状部分と、他の半分のコイル状部分とでは接続部材の巻回する方向が逆方向になっていることを特徴とするロボット。
3. 請求項１記載のロボットにおいて、前記複数の接続部材は、合成樹脂からなる空気パイプと電力供給用・通信用のケーブルとからなり、
   前記ケーブルは、専用の合成樹脂製パイプの中に挿通されることにより所定の弾性を有するように構成されていることを特徴とするロボット。
4. 請求項１記載のロボットにおいて、前記作業部材は、空気配管部とケーブル部とのうち少なくとも一方を有する作業用装置が着脱可能に構成されたヘッドであり、
   前記ヘッドには、前記空気配管部が着脱可能に接続される配管接続用継手と、前記ケーブル部が着脱可能に接続される接続用端子とのうち少なくとも何れか一方が外部に露出する状態で取付けられ、
   前記配管接続用継手は、前記接続部材の空気配管に接続され、
   前記接続用端子は、前記接続部材のケーブルに接続されていることを特徴とするロボット。
5. 請求項１記載のロボットにおいて、前記作動軸とは離間する位置に設けられて前記作動軸と一体に回動する回転体と、
   前記アーム側に設けられ、前記回転体に設けられた突片が前記回転体の回転により当たるストッパーとを備えたことを特徴とするロボット。

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