JP5423910B1 - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】アームに連結される手首部を小型化することができるロボットを提供する。
【解決手段】ロボットは、第１の手首部に連結された第２の手首部を回転駆動する第１のアクチュエータと、第１のアクチュエータの駆動力を第２の手首部へ伝達する第１の回転体と、第２の手首部に連結された第３の手首部を回転駆動する第２のアクチュエータと、第２のアクチュエータの駆動力を第３の手首部へ伝達する第２の回転体とを備える。第１の回転体は、第２の回転体に対し、互いの回転軸同士が平行で、かつ互いに干渉しない位置までずらされるとともに、第２の回転体の回転軸方向において第２の回転体に重なるように配置される。
【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、ロボットに関する。

従来、産業用のロボットは、アームと、アームに回転可能に連結される手首部とを備え、手首部をアクチュエータによって回転駆動させつつ、先端に取り付けられたエンドエフェクタ（例えばアーク溶接用のトーチなど）で所定の作業を行うように構成される。

上記したロボットの手首部としては、例えば互いに回転可能に連結される複数のリンクを備えるものがある。そのようなロボットにあっては、例えば複数のリンクのうちの一方は、第１のアクチュエータの駆動力が第１の回転体（例えばプーリ）を介して伝達されて回転し、他方は、第２のアクチュエータの駆動力が第２の回転体を介して伝達されて回転するように構成される（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の技術にあっては、第１の回転体の回転軸と第２の回転体の回転軸とが同軸とされ、第１、第２の回転体は回転軸方向に沿って２段重ねとなるように配置される。

特開２００７−２３７３４２号公報

しかしながら、上記の如く、第１、第２の回転体を同軸上に重ねて配置するように構成すると、ロボットの手首部の幅が回転体の回転軸方向に沿って大きくなってしまう。このように手首部の幅が大きくなると、例えばロボットが所定の作業を行っているときに、手首部が作業対象物（ワーク）などと干渉するおそれがあるため、手首部の小型化が望まれていた。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、アームに連結される手首部を小型化することができるロボットを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットは、第１の手首部と、第２の手首部と、第３の手首部と、第１のアクチュエータと、第１の回転体と、第２のアクチュエータと、第２の回転体と、第１の駆動側回転体と、第２の駆動側回転体と、第１のベルトと、第２のベルトとを備える。第１の手首部は、アームに連結される。第２の手首部は、前記第１の手首部に第１の回転軸回りに回転可能に連結される。第３の手首部は、前記第２の手首部に、前記第１の回転軸と垂直な第２の回転軸回りに回転可能に連結される。第１のアクチュエータは、前記第２の手首部を回転駆動する。第１の回転体は、前記第１のアクチュエータの駆動力を前記第２の手首部へ伝達する。第２のアクチュエータは、前記第３の手首部を回転駆動する。第２の回転体は、前記第２のアクチュエータの駆動力を前記第３の手首部へ伝達する。第１の駆動側回転体は、前記第１のアクチュエータの駆動力を前記第１の回転体へ出力する。第２の駆動側回転体は、前記第２のアクチュエータの駆動力を前記第２の回転体へ出力する。第１のベルトは、前記第１の回転体および前記第１の駆動側回転体に巻き掛けられ、前記第１のアクチュエータの駆動力を前記第１の回転体へ伝達する。第２のベルトは、前記第２の回転体と前記第２の駆動側回転体とを直接結ぶように巻き掛けられ、前記第２のアクチュエータの駆動力を前記第２の回転体へ伝達する。また、第１のベルトは、前記第１の回転体の回転軸方向視において前記第２のベルトの内側に位置し、前記第１の回転体の回転軸方向において前記第２のベルトと重なるように配置される。また、前記第１および第２の駆動側回転体の回転軸と前記第１および第２の回転体の回転軸とは、前記第１の回転体の回転軸方向視において略一直線上に配置される。

実施形態の一態様によれば、ロボットのアームに連結される手首部を小型化することができる。

図１は、第１の実施形態に係るロボットを示す側面図である。 図２は、図１に示す上部アーム、第１〜第３の手首部付近のみを示す部分断面上面図である。 図３は、図２に示す第１の手首部を側面カバーを取り外した状態で示す側面図である。 図４は、第２の実施形態に係るロボットの上部アーム、第１〜第３の手首部付近のみを示す部分断面上面図である。 図５は、図４に示す第１の手首部を側面カバーを取り外した状態で示す側面図である。 図６は、第２の実施形態に係るロボットの変形例を示し、上部アーム、第１〜第３の手首部付近のみを示す部分断面上面図である。 図７は、図６に示す第１の手首部を側面カバーを取り外した状態で示す側面図である。 図８は、図７のVIII−VIII線拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るロボットを示す側面図である。なお、説明を分かり易くするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸、紙面における左右方向をＹ軸、紙面奥から手前方向をＸ軸とした３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。また、以下においては、ロボットの構成について「Ｘ軸方向」「Ｙ軸方向」「Ｚ軸方向」などと表現して説明するが、これはロボットが図示された姿勢にあるときの「Ｘ軸方向」「Ｙ軸方向」「Ｚ軸方向」を意味するものであって、その方向に限定されるものではない。

図１に示すように、ロボット１は、先端にエンドエフェクタとして例えばアーク溶接用のトーチ２が取り付けられたアーク溶接用の産業ロボットである。また、ロボット１は、複数の関節軸（以下「回転軸」ともいう）Ｊａ〜Ｊｆを有する多関節型ロボットである。かかるロボット１は、ベース１０と、旋回部１１と、下部アーム１２と、上部アーム１３と、第１から第３の手首部１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有する手首部１４とを備え、これらは互いに回転可能に連結される。

具体的には、旋回部１１は、ベース１０に対して回転軸Ｊａ回りに回転可能に連結され、下部アーム１２は、旋回部１１に対し、回転軸Ｊａと垂直な回転軸Ｊｂ回りに回転可能に連結される。また、上部アーム１３は、下部アーム１２に対して回転軸Ｊｂと平行な回転軸Ｊｃ回りに回転可能に連結され、第１の手首部１４ａは、上部アーム１３に対し、回転軸Ｊｃと垂直な回転軸Ｊｄ回りに回転可能に連結される。

第２の手首部１４ｂは、第１の手首部１４ａに対し、回転軸Ｊｄと垂直な回転軸（第１の回転軸）Ｊｅ回りに回転可能に連結され、第３の手首部１４ｃは、第２の手首部１４ｂに対し、回転軸Ｊｅと垂直な回転軸Ｊｆ（第２の回転軸）回りに回転可能に連結される。なお、第１の手首部１４ａと第２の手首部１４ｂとは、１ヶ所で連結される、いわゆる片持ち構造とされる（図２参照）。

なお、上記した「垂直」「平行」、あるいは後述する「水平」などの語句は、必ずしも数学的に厳密な精度を必要とするものではなく実質的な公差や誤差などについては許容されるものである。また、この明細書において「垂直」なる語句は、２つの直線（回転軸）が同一平面上で直角に交わることのみを意味するものではなく、２つの直線（回転軸）の関係がねじれの位置である場合も含めるものとする。

ロボット１は、上記した旋回部１１、下部アーム１２、上部アーム１３、第１〜第３の手首部１４ａ，１４ｂ，１４ｃを回転駆動するアクチュエータＭａ〜Ｍｆを備える。各アクチュエータＭａ〜Ｍｆは、具体的には例えばサーボモータである。

なお、上記でアクチュエータＭａ〜Ｍｆをサーボモータとしたが、それに限られるものではなく、例えば油圧モータなど他のモータであってもよい。また、以下においては、アクチュエータを「モータ」と表現する。

各モータＭａ〜Ｍｆについて説明すると、ベース１０に取り付けられたモータＭａは、旋回部１１に接続されて旋回部１１を回転駆動する。旋回部１１に取り付けられたモータＭｂは、下部アーム１２に接続されて下部アーム１２を回転駆動し、また下部アーム１２に取り付けられたモータＭｃは、上部アーム１３に接続されて上部アーム１３を回転駆動する。また、上部アーム１３に取り付けられたモータＭｄは、手首部１４、正確には第１の手首部１４ａに接続され、手首部１４のうちの第１の手首部１４ａを回転駆動する。

モータ（第１のアクチュエータ）Ｍｅおよびモータ（第２のアクチュエータ）Ｍｆはともに、第１の手首部１４ａに取り付けられる。モータＭｅは、モータＭｅの駆動力を第２の手首部１４ｂへ伝達する第１の動力伝達機構（図１で図示略）を介して第２の手首部１４ｂに接続され、第２の手首部１４ｂを回転駆動する。同様に、モータＭｆは、モータＭｆの駆動力を第３の手首部１４ｃへ伝達する第２の動力伝達機構（図１で図示略）を介して第３の手首部１４ｃに接続され、第３の手首部１４ｃを回転駆動する。なお、このモータＭｅ，Ｍｆや第１、第２の動力伝達機構については、後に詳しく説明する。

第３の手首部１４ｃは手首フランジ１４ｃ１を備え、手首フランジ１４ｃ１には、前述したトーチ２が取り付けられる。上記したモータＭａ〜Ｍｆには、図示しない制御装置から動作指令を示す信号が入力され、その信号に基づいて動作が制御される。そして、ロボット１は、モータＭａ〜Ｍｆの動作が制御されることで、例えばトーチ２の位置や角度などを適宜に変更しつつ、溶接対象へトーチ２を接近させ、トーチ２からアークを発生させてアーク溶接を行う。

ところで、上記のように、手首部の先端に取り付けられたエンドエフェクタで、アーク溶接などの所定の作業を行うように構成されたロボットにあっては、以前より、手首部の小型化が望まれていた。すなわち、例えば手首部の幅、具体的には例えば第１の手首部におけるＸ軸方向の幅が大きいと、ロボットが所定の作業を行っているときに、手首部が作業対象物（ワーク）などと干渉するおそれがあるため、手首部の幅は可能な限り小さい方が望ましい。

そこで、本実施形態に係るロボット１にあっては、モータＭｅ，Ｍｆの駆動力を第２、第３の手首部１４ｂ，１４ｃへ伝達する第１、第２の動力伝達機構を、手首部１４、詳しくは第１の手首部１４ａを小型化できるような構成にした。以下、それについて詳しく説明する。

図２は、図１に示す上部アーム１３、第１〜第３の手首部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ付近のみを示す部分断面上面図である。また、図３は、図２に示す第１の手首部１４ａにおいて、側面カバー１６を取り外してＸ軸方向の正側から見たときの側面図である。

なお、図２，３にあっては、図示の簡略化のため、下部アーム１２、トーチ２などの図示を省略した。また、図２，３にあっては、第２の手首部１４ｂを回転軸Ｊｅ回りに９０°回転させて水平にした状態、換言すれば、回転軸Ｊｄと回転軸Ｊｆとが同軸となるような姿勢を示した。また、図３にあっては、各動力伝達機構の構成の理解に必要な要素のみを示した。

図２に示すように、第１の手首部１４ａは、内部に空間を有するとともに、側面（詳しくは図においてＸ軸方向の正側）が開口された本体部１５と、本体部１５の開口に取り付けられる側面カバー１６とを備える。

第１の手首部１４ａの本体部１５の内部空間には、モータＭｅと、モータＭｆと、モータＭｅの駆動力を第２の手首部１４ｂへ伝達する第１の動力伝達機構２０と、モータＭｆの駆動力を第３の手首部１４ｃへ伝達する第２の動力伝達機構２１とが配置される。

モータＭｅは、出力軸２２を備え、出力軸２２の軸線２２ａが回転軸Ｊｄに対して垂直となる向き、換言すれば、回転軸Ｊｅに対して平行となる向きに配置される。また、モータＭｆは、出力軸２３を備え、モータＭｅと同様、出力軸２３の軸線２３ａが回転軸Ｊｄに対して垂直となる向き、換言すれば、回転軸Ｊｅに対して平行となる向きに配置される。すなわち、モータＭｅの出力軸２２の軸線２２ａと、モータＭｆの出力軸２３の軸線２３ａとは平行とされる。

第１の動力伝達機構２０は、第１の駆動側回転体３０と、中間ベルト３１と、中間回転体３２と、第１のベルト３３と、第１の回転体３４と、駆動歯車３５と、従動歯車３６とを備える。また、第２の動力伝達機構２１は、第２の駆動側回転体４０と、第２のベルト４１と、第２の回転体４２と、第１の中間軸４３と、第２の中間軸４４とを備える。

先ず第２の動力伝達機構２１について説明すると、第２の駆動側回転体４０は、モータＭｆの出力軸２３に取り付けられて、出力軸２３とともに軸線２３ａ回りに回転させられる。すなわち、第２の駆動側回転体４０の回転軸４０ａは、出力軸２３の軸線２３ａと同軸とされる。また、第２の駆動側回転体４０は、例えばプーリを備え、そこには、図３によく示すように、第２のベルト４１が巻き掛けられる。

第２の回転体４２は、第１の中間軸４３の一端に取り付けられるとともに、回転軸４２ａが第２の手首部１４ｂの回転軸Ｊｅと同軸となるように配置される。また、第２の回転体４２は、回転軸４２ａが上記した第２の駆動側回転体４０の回転軸４０ａに対して平行となるように配置される。

第２の回転体４２も、例えばプーリを備え、そこには第２のベルト４１が巻き掛けられる。このように、第２の駆動側回転体４０と第２の回転体４２とがともに、プーリを備えるようにしたことから、モータＭｆの駆動力を、簡易な構成で第２の回転体４２へ伝達することができる。

また、第２の駆動側回転体４０は、回転軸４２ａ方向（図でＸ軸方向）において第２の回転体４２に重なるように配置される。したがって、Ｚ軸方向視における第２のベルト４１は、回転軸４２ａに対して垂直となる方向（Ｙ軸方向）と平行な向きで、第２の駆動側回転体４０および第２の回転体４２に巻き掛けられることとなる。

また、第２の回転体４２は、プーリ径が第２の駆動側回転体４０のプーリ径よりも大きくなるように設定される。したがって、モータＭｆの駆動力は、第２の駆動側回転体４０と第２の回転体４２との間で変速されて、詳しくは減速されて第１の中間軸４３に伝達されることとなる。なお、上記ではモータＭｆの駆動力を減速させるようにしたが、これに限定されるものではなく、第２の回転体４２のプーリ径を第２の駆動側回転体４０のプーリ径よりも小さくして増速させるように構成してもよい。

第１の中間軸４３は、第１の手首部１４ａの本体部１５に回転可能に支持される。また、第１の中間軸４３の他端には、傘歯車４５が取り付けられる。第２の中間軸４４は、軸線４４ａが第２の回転体４２の回転軸４２ａ（換言すれば、回転軸Ｊｅ）に対して垂直で、かつ回転軸Ｊｆと平行な向きに配置され、第２の手首部１４ｂに回転可能に支持される。第２の中間軸４４には、上記した傘歯車４５と噛合する傘歯車４６が取り付けられる。また、第２の中間軸４４は、図示は省略するが、第３の手首部１４ｃに接続される。

第２の動力伝達機構２１は、上記のように構成することで、モータＭｆの駆動力を第２の駆動側回転体４０、第２のベルト４１を介して第２の回転体４２へ伝達する。そして、第２の回転体４２は、伝達されたモータＭｆの駆動力を、第１の中間軸４３、傘歯車４５、傘歯車４６、第２の中間軸４４を介して第３の手首部１４ｃへ伝達する。

次いで第１の動力伝達機構２０について説明する。第１の駆動側回転体３０は、モータＭｅの出力軸２２に取り付けられて出力軸２２とともに軸線２２ａ回りに回転させられる。すなわち、第１の駆動側回転体３０の回転軸３０ａは、出力軸２２の軸線２２ａと同軸とされる。また、第１の駆動側回転体３０は、例えばプーリを備え、そこに中間ベルト３１が巻き掛けられる。

中間回転体３２は、入力側回転体３２ａと、出力側回転体３２ｂとを備え、モータＭｅと第１の回転体３４との間に設けられる。入力側回転体３２ａと出力側回転体３２ｂとは、互いの回転軸３２ｃが同軸とされ、回転軸３２ｃ方向に沿って重なるように配置される。中間回転体３２の回転軸３２ｃは、Ｘ軸方向に対して平行とされる、具体的には例えば第１の駆動側回転体３０や第１の回転体３４、第２の回転体４２の回転軸３０ａ，３４ａ，４２ａなどと平行とされる。また、入力側回転体３２ａおよび出力側回転体３２ｂは、連結軸３２ｄによって一体に連結され、第１の手首部１４ａの本体部１５に回転可能に支持される。

入力側回転体３２ａおよび出力側回転体３２ｂはともに、例えばプーリを備え、入力側回転体３２ａには前述した中間ベルト３１が巻き掛けられる一方、出力側回転体３２ｂには第１のベルト３３が巻き掛けられる。なお、この中間回転体３２については、後に詳説する。

第１の回転体３４は、回転軸３４ａが第２の回転体４２の回転軸４２ａに対して平行となる向きに配置され、第１の手首部１４ａの本体部１５に回転可能に支持される。また、第１の回転体３４は、例えばプーリを備え、図３によく示すように、上記した第１のベルト３３が巻き掛けられる。このように、第１の駆動側回転体３０、入力側回転体３２ａ、出力側回転体３２ｂ、第１の回転体３４が全て、プーリを備えるようにしたことから、モータＭｅの駆動力を、簡易な構成で第１の回転体３４へ伝達することができる。

第１の回転体３４には、第１の回転体３４と一体に回転される駆動歯車３５が取り付けられる。駆動歯車３５は、例えば平歯車とされるが、これに限られるものではなく、例えばはすば歯車など他の歯車であってもよい。

従動歯車３６は、上記した駆動歯車３５と噛合可能に形成される。従動歯車３６は、例えばシザーズギヤとされるが、これに限定されるものではなく、例えば平歯車やはすば歯車など他の歯車であってもよい。従動歯車３６は、回転軸３６ａが第２の回転体４２の回転軸４２ａや第２の手首部１４ｂの回転軸Ｊｅと同軸となるように配置され、第１の手首部１４ａの本体部１５に回転可能に支持される。従動歯車３６は、中空に形成され、そこには上記した第１の中間軸４３が挿通される。また、従動歯車３６は、図示は省略するが、第２の手首部１４ｂに接続される。

第１の動力伝達機構２０は、上記のように構成することで、モータＭｅの駆動力を第１の駆動側回転体３０、中間ベルト３１、中間回転体３２の入力側回転体３２ａ、中間回転体３２の出力側回転体３２ｂ、第１のベルト３３を介して第１の回転体３４へ伝達する。そして、第１の回転体３４は、伝達されたモータＭｅの駆動力を、駆動歯車３５、従動歯車３６を介して第２の手首部１４ｂへ伝達する。

ここで、第１の回転体３４などについてさらに詳しく説明する。第１の回転体３４は、図２に示す如く、第２の回転体４２に対し、互いの回転軸３４ａ，４２ａ同士が平行で、かつ互いに干渉しない位置までずらされる。具体的に、第１の回転体３４は、第２の回転体４２から離間する方向、例えばモータＭｅ，Ｍｆや中間回転体３２が配置される側（図ではＹ軸方向の負側）に所定の距離だけずらして配置される。

さらに、第１の回転体３４は、第２の回転体４２の回転軸４２ａ方向（Ｘ軸方向）において第２の回転体４２に重なるように配置される。このように、Ｚ軸方向視における第１の回転体３４を、第２の回転体４２に対し、例えばＹ軸方向の負側にずらし、さらにＸ軸方向において重なるようにしたので、第１の動力伝達機構２０の回転軸４２ａ方向における厚さを減少させることができる。これにより、第１の動力伝達機構２０が収納される第１の手首部１４ａの幅（図２で符号Ａで示す）を、回転軸４２ａ方向、すなわちＸ軸方向において小さくすることができる。

また、第１の手首部１４ａの幅Ａを小さくして第１の手首部１４ａを小型化したことから、例えばロボット１がアーク溶接など所定の作業を行っているときに、第１の手首部１４ａを作業対象物などに対して干渉し難くすることができる。さらには、第１の手首部１４ａが小さくなったため、手首部１４の軽量化も図ることができる。

なお、上記では、Ｚ軸方向視における第１の回転体３４が、Ｘ軸方向において第２の回転体４２と重なると表現したが、これは完全に重なるものだけではなく、部分的に重なるものも含む意味であり、部分的に重なるものであっても上記の効果を得ることができる。

次いで中間回転体３２や各ベルト３１，３３，４１などについて詳しく説明する。図２に示すように、中間回転体３２の入力側回転体３２ａは、回転軸３２ｃ方向（Ｘ軸方向）において第１の駆動側回転体３０に重なるように配置される。これにより、Ｚ軸方向視における中間ベルト３１は、Ｙ軸方向と平行な向きで、第１の駆動側回転体３０および入力側回転体３２ａに巻き掛けられる。

また、第１の駆動側回転体３０および入力側回転体３２ａは、回転軸４２ａ方向（Ｘ軸方向）において第２の駆動側回転体４０や第２の回転体４２と重ならないように配置される。具体的には例えば、第１の駆動側回転体３０および入力側回転体３２ａは、第２の駆動側回転体４０や第２の回転体４２に対してＸ軸方向の負側にずれるように位置される。したがって、Ｚ軸方向視における中間ベルト３１は、Ｘ軸方向において第２のベルト４１と重ならないように位置される。これにより、中間ベルト３１が、第２のベルト４１に干渉するのを防ぐことができる。

なお、上記では、Ｚ軸方向視における中間ベルト３１が、Ｘ軸方向において第２のベルト４１と重ならないように位置させたが、これに限定されるものではなく、Ｘ軸方向において第２のベルト４１と部分的に重なるようにしてもよい。

また、出力側回転体３２ｂは、回転軸３２ｃ方向（Ｘ軸方向）において第１の回転体３４に重なるように配置される。これにより、Ｚ軸方向視における第１のベルト３３は、Ｙ軸方向と平行な向きで、出力側回転体３２ｂおよび第１の回転体３４に巻き掛けられる。

また、出力側回転体３２ｂおよび第１の回転体３４は、回転軸４２ａ方向（Ｘ軸方向）において第２の駆動側回転体４０や第２の回転体４２に重なるように配置される。また、図３に示すように、出力側回転体３２ｂおよび第１の回転体３４は、Ｘ軸方向視において第２のベルト４１の内側の領域に入るように設けられる。

したがって、出力側回転体３２ｂおよび第１の回転体３４に巻き掛けられる第１のベルト３３は、第１の回転体３４の回転軸３４ａ方向視（Ｘ軸方向視）において、第２のベルト４１の内側に位置されることとなる。これにより、Ｚ軸方向視における第１のベルト３３を、Ｘ軸方向において第２のベルト４１に重ねることができ、よって第１のベルト３３付近の第１の手首部１４ａの幅を、Ｘ軸方向において小さくすることができる。

また、図３に示すように、第１の駆動側回転体３０、入力側回転体３２ａ、出力側回転体３２ｂ、第１の回転体３４のプーリ径は、互い相違するように設定される。具体的には例えば、入力側回転体３２ａのプーリ径は、第１の駆動側回転体３０のそれよりも大きくなるように設定され、また出力側回転体３２ｂのプーリ径は、入力側回転体３２ａのそれよりも小さくなるように設定される。さらには、第１の回転体３４のプーリ径は、出力側回転体３２ｂのそれよりも大きくなるように設定される。

これにより、第１の駆動側回転体３０から出力されるモータＭｅの駆動力は、第１の駆動側回転体３０と入力側回転体３２ａとの間で変速、詳しくは減速された後、さらに出力側回転体３２ｂと第１の回転体３４との間で変速、詳しくは減速されることとなる。

このように、第１の動力伝達機構２０にあっては、中間回転体３２を備えることから、減速比を大きくすることができる、すなわち、モータＭｅの駆動力を２段階で大きく減速して第１の回転体３４へ伝達させることができる。

なお、上記では、各回転体３０，３２ａ，３２ｂ，３４のプーリ径を互いに相違させるようにしたが、これは例示であって限定されるものではない。すなわち、例えば第１の駆動側回転体３０と出力側回転体３２ｂとでプーリ径を同一にする、あるいは入力側回転体３２ａと第１の回転体３４とでプーリ径を同一にした場合であっても、同様の効果を得ることができる。

また、上記ではモータＭｅの駆動力を減速させるようにしたが、これに限定されるものではなく、増速させるようにしてもよい。また、上記では中間回転体３０を１個備えるようにしたが、２個以上であってもよい。

上述してきたように、第１の実施形態では、第１の回転体３４は、第２の回転体４２に対し、互いの回転軸３４ａ，４２ａ同士が平行で、かつ互いに干渉しない位置までずらされるとともに、第２の回転体４２の回転軸４２ａ方向において第２の回転体４２に重なるように配置するようにした。これにより、第１の手首部１４ａの幅Ａを、回転軸４２ａ方向において小さくすることができ、手首部１４を小型化することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るロボットの上部アーム１３、第１〜第３の手首部１４ａ〜１４ｃ付近のみを示す、図２と同様な部分断面上面図である。また、図５は、図４に示す第１の手首部１４ａにおいて、側面カバー１６を取り外してＸ軸方向の正側から見たときの側面図である。なお、以下においては、第１の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１の実施形態との相違点に焦点をおいて説明すると、第２の実施形態に係るロボット１においては、中間回転体３２および中間ベルト３１を除去し、第１の駆動側回転体３０と第１の回転体３４とを第１のベルト３３で直接つなげるようにした。

詳しくは、図５によく示すように、第１の駆動側回転体３０には、中間ベルト３１に代えて、第１のベルト３３が巻き掛けられる。したがって、第２の実施形態に係る第１の動力伝達機構２０は、モータＭｅの駆動力を、第１の駆動側回転体３０、第１のベルト３３、第１の回転体３４、駆動歯車３５、従動歯車３６を介して第２の手首部１４ｂへ伝達することとなる。

第１の駆動側回転体３０は、図４に示す如く、Ｘ軸方向において第１の回転体３４に重なるように配置される。これにより、第１のベルト３３は、回転軸４２ａに対して垂直となる方向（Ｙ軸方向）と平行な向きで、第１の駆動側回転体３０および第１の回転体３４に巻き掛けられる。また、図５に示すように、第１の駆動側回転体３０および第１の回転体３４は、Ｘ軸方向視において第２のベルト４１の内側の領域に入るように設けられる。

したがって、第１の駆動側回転体３０および第１の回転体３４に巻き掛けられる第１のベルト３３は、第１の回転体３４の回転軸３４ａ方向視（Ｘ軸方向視）において、第２のベルト４１の内側に位置されることとなる。これにより、Ｚ軸方向視における第１のベルト３３を、Ｘ軸方向において第２のベルト４１に重ねることができ、よって第１のベルト３３付近の第１の手首部１４ａの幅を、Ｘ軸方向において小さくすることができる。

さらには、第１の駆動側回転体３０、第１のベルト３３、および第１の回転体３４を、Ｘ軸方向視において第２のベルト４１の内側に位置するようにしたので、第１、第２の動力伝達機構２０，２１のＺ軸方向における厚さを減少させることができる。これにより、第１の手首部１４ａの幅をＺ軸方向において小さくすることも可能となる。

上記したように、第２の実施形態では、中間回転体３２および中間ベルト３１を不要としたことから、第１の動力伝達機構２０の構成を簡素化できるとともに、手首部１４をより一層小型化することができる。なお、残余の構成および効果は、第１の実施形態と同一であるので、説明を省略する。

上記した第２の実施形態では、第１のベルト３３がＸ軸方向視において第２のベルト４１の内側に位置される例を説明したが、それに限定されるものではない。以下、第２の実施形態の変形例を説明する。

図６は、第２の実施形態に係るロボットの変形例を示し、上部アーム、第１〜第３の手首部付近のみを示す部分断面上面図であり、図７は、図６に示す第１の手首部１４ａにおいて、側面カバー１６を取り外してＸ軸方向の正側から見たときの側面図である。また、図８は、図７のVIII−VIII線拡大断面図である。

この変形例においては、図７に示す如く、第１の駆動側回転体３０および第１の回転体３４は、Ｘ軸方向視において第２のベルト４１の外側の領域、換言すれば、Ｘ軸方向視において第１の手首部１４ａの本体部１５と第２のベルト４１との間の領域に入るように設けられる。

したがって、第１の駆動側回転体３０および第１の回転体３４に巻き掛けられる第１のベルト３３は、第１の回転体３４の回転軸３４ａ方向視（Ｘ軸方向視）において、第２のベルト４１の外側に位置されることとなる。これにより、第１のベルト３３と第２のベルト４１とが干渉するのを効果的に防止することができる。

なお、図６においては、第１の回転体３４および駆動歯車３５が、第２の回転体４２に隠れているため、図示されていないが、その構成は、図８から分かるように、従前の実施形態のものと略同じである。また、残余の構成および効果は、第２の実施形態と同一であるので、説明を省略する。

なお、上述した実施形態では、第１の駆動側回転体３０、入力側回転体３２ａ、出力側回転体３２ｂ、第１の回転体３４、第２の駆動側回転体４０、第２の回転体４２がそれぞれ、プーリを備えるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、各回転体は歯車などを備えるようにしてもよい。なお、各回転体が歯車を備える場合は、例えば回転体同士をローラーチェーンなどを介して連結させて、モータＭｅ，Ｍｆの駆動力を第２、第３の手首部１４ｂ，１４ｃへ伝達するようにしてもよい。

また、ロボット１をアーク溶接用のロボットとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、その他のロボットであってもよい。すなわち、上記では、エンドエフェクタとしてトーチ２を備えるようにしたが、例えばワークを把持するハンドや、ワークを吸着・保持する吸着部をエンドエフェクタとして備え、ハンドなどを介してワークの搬送などの作業を行うロボットであってもよい。

また、ロボット１を６軸構成のロボットで説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、６軸構成以外のロボット、例えば７軸や８軸構成のロボットを用いることも可能である。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ロボット
２ トーチ
１０ ベース
１１ 旋回部
１２ 下部アーム
１３ 上部アーム
１４ 手首部
２０ 第１の動力伝達機構
２１ 第２の動力伝達機構
３０ 第１の駆動側回転体
３１ 中間ベルト
３２ 中間回転体
３３ 第１のベルト
３４ 第１の回転体
４０ 第２の駆動側回転体
４１ 第２のベルト
４２ 第２の回転体
Ｊａ〜Ｊｆ 回転軸（関節軸）
Ｍａ〜Ｍｆ モータ（アクチュエータ）

Claims (3)

1. アームに連結される第１の手首部と、
   前記第１の手首部に第１の回転軸回りに回転可能に連結される第２の手首部と、
   前記第２の手首部に、前記第１の回転軸と垂直な第２の回転軸回りに回転可能に連結される第３の手首部と、
   前記第２の手首部を回転駆動する第１のアクチュエータと、
   前記第１のアクチュエータの駆動力を前記第２の手首部へ伝達する第１の回転体と、
   前記第３の手首部を回転駆動する第２のアクチュエータと、
   前記第２のアクチュエータの駆動力を前記第３の手首部へ伝達する第２の回転体と、
   前記第１のアクチュエータの駆動力を前記第１の回転体へ出力する第１の駆動側回転体と、
   前記第２のアクチュエータの駆動力を前記第２の回転体へ出力する第２の駆動側回転体と、
   前記第１の回転体および前記第１の駆動側回転体に巻き掛けられ、前記第１のアクチュエータの駆動力を前記第１の回転体へ伝達する第１のベルトと、
   前記第２の回転体と前記第２の駆動側回転体とを直接結ぶように巻き掛けられ、前記第２のアクチュエータの駆動力を前記第２の回転体へ伝達する第２のベルトと
   を備え、
   前記第１のベルトは、前記第１の回転体の回転軸方向視において前記第２のベルトの内側に位置し、前記第１の回転体の回転軸方向において前記第２のベルトと重なるように配置され、
   前記第１および第２の駆動側回転体の回転軸と前記第１および第２の回転体の回転軸とは、前記第１の回転体の回転軸方向視において略一直線上に配置されること
   を特徴とするロボット。
2. 前記第１のアクチュエータと前記第１の回転体との間に設けられ、前記第１のアクチュエータの駆動力を変速して前記第１の回転体へ伝達する中間回転体、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１、第２の回転体はプーリを備えること
   を特徴とする請求項１または２に記載のロボット。

Images