JP5833836B2 - 多関節型産業用ロボット - Google Patents

Description

本発明は、アーム部と、アーム部の先端部に連結される手首部と、手首部を駆動する複数のモータとを備える多関節型産業用ロボットに関する。特に、エンドエフェクタに電力等を供給するためのエフェクタ用ケーブルが手首部を通過する多関節型産業用ロボットに関する。

多関節型産業用ロボットは、溶接及び塗装等の各種作業に広く利用されている。例えば特許文献１には、手首部にスポット溶接ガンを装着したスポット溶接ロボットが開示されている。このロボットでは、手首部を駆動するモータの幾つかがアーム部後端に取り付けられている。手首部には、スポット溶接ガンに電力を供給するためのケーブルが取り付けられている。このケーブルは手首部の外側で取り回されている。

特開２００３−１３６４６２号公報

しかし、モータが特許文献１に開示されるようにアーム部後端に取り付けられると、モータから手首部先端まで動力を伝達するための動力伝達機構を配置しなくてはならない。その結果、部品点数が増えて手首部の組立てが煩雑となったり、手首部の構成を全体として大型化する必要が生じたりする。特に、スポット溶接用のロボットでは、大電流を溶接ガンに供給するためケーブルが大径化しがちであるので、ケーブルとの干渉を避けるようにして動力伝達機構を配置することが非常に困難となる。

また、特許文献１に開示されるように、ケーブルと動力伝達機構との干渉を避け得るためにケーブルを手首部の外側で取り回すと、手首部が回転してもケーブルに張力が作用しないよう、ケーブルを部分的に弛ませなくてはならない。すると、ケーブルが、作業スペース周辺の構造物やワークと干渉しやすくなり、円滑な作業の妨げになるおそれがある。また、弛みの分だけ、手首部で支持しなくてはならないケーブルの重量が大きくなる。

そこで本発明は、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を目的としている。

本発明に係る多関節型産業用ロボットは、アーム部と、前記アーム部の先端部に連結される手首部と、前記手首部を駆動する複数のモータと、を備え、前記手首部が、前記アーム部に連結され、前記アーム部に対して第１手首軸線周りに回転する第１可動部と、前記第１可動部に連結され、前記第１可動部に対して前記第１手首軸線に垂直な第２手首軸線周りに回転する第２可動部と、前記第２可動部に連結され、前記第２可動部に対して前記第２手首軸線に垂直な第３手首軸線周りに回転し、エンドエフェクタが装着される第３可動部と、前記エンドエフェクタに電力、動力、信号及び材料の少なくともいずれかを供給するためのエフェクタ用ケーブルが挿通されるケーブル挿通部と、を有し、前記複数のモータが、前記第１可動部、前記第２可動部及び前記第３可動部をそれぞれ回転させる第１手首モータ、第２手首モータ及び第３手首モータを有し、前記ケーブル挿通部が、前記第１手首軸線上に位置するようにして前記第１可動部に設けられ、前記第２手首モータ及び前記第３手首モータが、前記ケーブル挿通部を前記第１手首軸線に垂直な方向に挟むようにして前記第１可動部に取り付けられている。

前記構成によれば、エフェクタ用ケーブルが、第１可動部の回転中心となる第１手首軸線上に位置するケーブル挿通部に挿通される。このため、手首部の動作に伴ってエフェクタ用ケーブルが大きく振れ回ったり、周辺構造と干渉したりするのを良好に抑制することができる。そして、第２手首モータ及び第３手首モータが、第１可動部の回転中心となる第１手首軸線上に位置するケーブル挿通部を挟むようにして第１可動部に取り付けられている。このため、第１可動部の回転時に第１可動部の重量バランスを保つことができる。また、第２手首モータから第２可動部までの動力伝達機構を簡素化することができ、第３手首モータから第３可動部までの動力伝達機構を簡素化することができる。

前記第１手首軸線が、前記第１可動部の長手方向に延在しており、前記第２手首モータの出力軸と前記第３手首モータの出力軸とが、前記第１手首軸線と垂直な方向であり前記第２手首軸線と平行な方向に延在していてもよい。

前記構成によれば、第１可動部に第２手首モータ及び第３手首モータを取り付けるようにしながらも、第１可動部の長手方向の寸法を短くすることができる。これにより手首部が全体として小型化される。

前記第２手首モータ及び前記第３手首モータに電力及び信号を供給するためのモータ用ケーブルを更に備え、前記第１可動部は、前記アーム部に対して回転可能に連結された略円筒状の筒部を有し、前記モータ用ケーブルは、前記アーム部に対して固定された固定クランプと、前記第１可動部に対して固定された可動クランプとにより拘束され、且つ、前記固定クランプ及び前記可動クランプの間に弛み部を有しており、前記弛み部が、前記筒部の外周面に沿って配置されていてもよい。

前記構成によれば、第１可動部が回転して可動クランプが角変位したときに、モータ用ケーブルの弛み部が筒部の外周面に沿って移動する。これにより、モータ用ケーブルが擦れるのを極力抑制することができる。

前記アーム部は、前記筒部を外囲する略円筒状の外筒部を有し、前記筒部の外周面と前記外筒部の内周面との間にケーブル収容空間が形成され、前記外筒部は、前記モータ用ケーブルを前記外筒部の外部から前記ケーブル収容空間内へ導入するケーブル導入部を有し、前記モータ用ケーブルが、前記ケーブル導入部から前記ケーブル収容空間を介して前記第２手首モータ及び前記第３手首モータまで延在し、前記弛み部が、前記ケーブル収容空間内に配置されていてもよい。

前記構成によれば、簡易な構造によってモータ用ケーブルをＵ字処理することができ、且つモータ用ケーブルを外筒部で良好に保護することができる。

前記ケーブル挿通部は、前記第１手首軸線上に延在すると共に前記エフェクタ用ケーブルが挿通されるガイド孔を有し、前記ガイド孔が、前記第２手首モータ及び前記第３手首モータにより挟まれている部分から前記エンドエフェクタ側に向かって拡開していてもよい。

前記構成によれば、第２可動部及び第３可動部が動作したときに、エフェクタ用ケーブルが振れ回るのを抑えつつ、エフェクタ用ケーブルを第２可動部及び第３可動部の動作に良好に追従させて変形させることができる。

本発明によれば、円滑な作業の妨げとならないようにしてエフェクタ用ケーブルを取り回しつつも、手首部の構成を全体として小型化することができる。

本発明の実施形態に係るロボットの全体構成を示す斜視図である。 図２（ａ）は、外筒部を取り外した先端アーム及び手首部を示す斜視図である。図２（ｂ）は、外筒部を取り付けた先端アーム及び手首部を示す斜視図である。 先端アーム及び手首部の断面図である。 先端アーム及び手首部の断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、同一又は相当する要素については、全図を通じて同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。

［ロボットの全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係るロボット１の全体構成を示す斜視図である。図１に示すロボット１は、垂直多関節型６軸ロボットである。ロボット１は、アーム部２と、アーム部２の先端部に連結された手首部３と、アーム部２及び手首部３を駆動する複数のモータと、各モータに動力及び信号を供給するモータ用ケーブル４（図２参照）とを備えている。

手首部３の先端部には、所要作業を行うためのエンドエフェクタ８が取外し可能に装着される。エンドエフェクタ８には、例えば、スポット溶接作業を行うためのスポット溶接ガン、アーク溶接作業を行うためのアーク溶接トーチ、塗装作業を行うための塗装ガン、ピッキング作業を行うための把持具又は吸着具など、様々なエフェクタを適用することができる。また、ロボット１には、エンドエフェクタ８に電力、動力、信号及び材料（例えば塗料や接着剤）の少なくともいずれかを供給するためのエフェクタ用ケーブル９が取り付けられる。スポット溶接ガン又はアーク溶接トーチがエンドエフェクタ８に適用される場合、エフェクタ用ケーブル９には、ガン又はトーチに電力を供給するための電気ケーブルなど複数本のケーブルが含まれる。このため、エフェクタ用ケーブル９は、これら複数本のケーブルを束ねて成る。

アーム部２は、基台１０、基端アーム１１、中間アーム１２及び先端アーム１３を有している。基台１０は、作業現場に据え付けられる。基端アーム１１は、基台１０の上面側に連結され、基台１０に対して第１腕軸線Ａ１周りに回転する。第１腕軸線Ａ１は、基台１０が水平面上に適正に設置されたときに鉛直方向に延在する。中間アーム１２は、長尺に形成され、その基端部にて基端アーム１１に連結され、基端アーム１１に対して第２腕軸線Ａ２周りに回転する。第２腕軸線Ａ２は、第１腕軸線Ａ１に対して垂直な方向に延在する。先端アーム１３は、中間アーム１２の先端部に連結され、中間アーム１２に対して第３腕軸線Ａ３周りに回転する。第３腕軸線Ａ３は、第２腕軸線Ａ２と平行に延在している。先端アーム１３はアーム部２の先端部を成し、手首部３は先端アーム１３に連結されている。

手首部３は、第１可動部１４、第２可動部１５及び第３可動部１６を有している。第１可動部１４は、長尺に形成され、その基端部にて先端アーム１３に連結され、先端アーム１３に対して第１手首軸線Ｓ周りに回転する。第２可動部１５は、第１可動部１４の先端部に連結され、第１可動部１４に対して第２手首軸線Ｂ周りに回転する。第３可動部１６は、第２可動部１５に連結され、第２可動部１５に対して第３手首軸線Ｔ周りに回転する。第３可動部１６は手首部３の先端部を成し、エンドエフェクタ８は第３可動部１６に装着されて固定される。

第１手首軸線Ｓは、第３腕軸線Ａ３に対して垂直な方向であって第１可動部１４の長手方向に延在している。第１手首軸線Ｓの向きは、基端アーム１１の第１腕軸線Ａ１周りの回転位置、中間アーム１２の第２腕軸線Ａ２周りの回転位置及び先端アーム１３の第３腕軸線Ａ３周りの回転位置に応じて変化する。第１手首軸線Ｓの向きが変化すると、手首部３及びエンドエフェクタ８の姿勢が変化する。

第２手首軸線Ｂは、第１手首軸線Ｓに対して垂直な方向に延在している。第２手首軸線Ｂの向きは、基端アーム１１、中間アーム１２及び先端アーム１３の回転位置、第１可動部１４の第１手首軸線Ｓ周りの回転位置に応じて変化する。第２手首軸線Ｂの向きが変化すると、第２可動部１５、第３可動部１６及びエンドエフェクタ８の姿勢が変化する。

第３手首軸線Ｔは、第２手首軸線Ｂに対して垂直な方向に延在している。第３手首軸線Ｔの向きは、基端アーム１１、中間アーム１２、先端アーム１３及び第１可動部１４の回転位置、第２可動部１５の第２手首軸線Ｂ周りの回転位置に応じて変化する。第３手首軸線Ｔの向きが変化すると、第３可動部１６及びエンドエフェクタ８の姿勢が変化する。

以降、図１に示されたロボット１の姿勢を「基準姿勢」と称す。アーム部２及び手首部３を構成している部分１１〜１６が所定の基準回転位置に位置していれば、ロボット１の姿勢が基準姿勢となる。図１に示すように、基準姿勢では、３つの手首軸線Ｓ，Ｂ，Ｔが水平に向けられ、第３手首軸線Ｔが第１手首軸線Ｓと同一直線上に位置し、第２手首軸線Ｂが第１手首軸線Ｓ及び第３手首軸線Ｔに垂直に交差する。部分１１〜１６は、基準回転位置から正方向にも逆方向にも回転可能である。基準回転位置からの回転により、ロボット１の姿勢は基準姿勢から変化する。

複数のモータには、基端アーム１１を第１腕軸線Ａ１周りに回転させる第１アームモータ２１と、中間アーム１２を第２腕軸線Ａ２周りに回転させる第２アームモータ２２と、先端アーム１３を第３腕軸線Ａ３周りに回転させる第３アームモータ２３とが含まれる。更に、複数のモータには、第１可動部１４を第１手首軸線Ｓ周りに回転させる第１手首モータ２４と、第２可動部１５を第２手首軸線Ｂ周りに回転させる第２手首モータ２５と、第３可動部１６を第３手首軸線Ｔ周りに回転させる第３手首モータ２６とが含まれる。これら６つのモータ２１〜２６は、例えばブラシレスサーボモータである。

第２及び第３手首モータ２５，２６は、第１可動部１４に取り付けられる。他のモータ２１〜２４の配置は特に限定されない。例えば、第３アームモータ２３及び第１手首モータ２４は、先端アーム１３に取り付けられる。

第１、第２及び第３アームモータ２１〜２３が動作すると、エンドエフェクタ８は、手首部３と共に、第１、第２及び第３腕軸線Ａ１〜Ａ３周りに回転する。第１手首モータ２４が動作すると、エンドエフェクタ８は、手首部３と共に、先端アーム１３に対して旋回するようにして第１手首軸線Ｓ周りに回転する。第２手首モータ２５が動作すると、エンドエフェクタ８は、第２及び第３可動部１５，１６と共に、第１可動部１４に対して屈曲するようにして第２手首軸線Ｂ周りに回転する。第３手首モータ２６が動作すると、エンドエフェクタ８は、第３可動部１６と共に、第２可動部１５に対して捻られるようにして第３手首軸線Ｔ周りに回転する。これにより、アーム部２及び手首部３が姿勢を変えながら、エンドエフェクタ８が所望の経路に沿って移動する。

［先端アーム及び手首部の外部構造］
図２（ａ）は、外筒部３６が取り外された先端アーム１３及び手首部３の外観を示す斜視図、図２（ｂ）は、外筒部３６が取り付けられた先端アーム１３及び手首部３の外観を示す斜視図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されたロボット１の姿勢も、図１と同様にして基準姿勢である。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、エンドエフェクタ８及びエフェクタ用ケーブル９の図示を省略する。以降、アーム部２に近い側を「基端側」、エンドエフェクタ８に近い側を「先端側」と称する場合がある。

図２（ａ）に示すように、先端アーム１３は、モータ収容部３１、手首受け部３２及びモータステー部３３を有している。先端アーム１３には、第３アームモータ２３及び第１手首モータ２４が取り付けられる。

モータ収容部３１は、両端が開放された略円筒状に形成されている。第３アームモータ２３は、モータ収容部３１の開口を介してモータ収容部３１内に収容される。モータ収容部３１の中心軸線は、第３腕軸線Ａ３と一致する。手首受け部３２は、先端側が開放されて基端側が閉鎖された略円筒状に形成されている。手首部３は、手首受け部３２の先端側に形成された円形状の開口を介し、手首受け部３２に受容される。手首受け部３２はモータ収容部３１の外周側に配置され、手首受け部３２の中心軸線はモータ収容部３１の中心軸線に垂直な方向に延在し且つ第１手首軸線Ｓと一致する。すなわち、第１手首軸線Ｓは、第３腕軸線Ａ３とねじれの位置の関係にある。モータステー部３３は、手首受け部３２の基端部に設けられている。第１手首モータ２４は、モータステー部３３から基端側に突出するようにしてモータステー部３３に取り付けられている。第１手首モータ２４の出力軸は、手首受け部３２の中心軸線と平行である。モータステー部３３は、第１手首軸線Ｓの延在方向において、モータ収容部３１の中心軸線よりも先端側に配置される。このため、第１手首モータ２４は、第３アームモータ２３の半径方向に見て第３アームモータ２３と部分的に重なるようにして配置される。

このように、第３腕軸線Ａ３と第１手首軸線Ｓとがねじれの位置の関係にあるので、先端アーム１３の構造が第１手首軸線Ｓの延在方向に小型化する。第１手首モータ２４の出力軸が第１手首軸線Ｓからオフセットされているので、第１手首モータ２４が第１手首軸線Ｓ上に配置される他の部品（特に、エフェクタ用ケーブル９）と干渉するのを避けることができる。第１手首モータ２４の出力軸は、第１手首軸線Ｓと平行であるので、第１手首モータ２４の回転を減速して手首部３に伝達するための動力伝達機構８１（図３参照）に、例えば平歯車列などの平行軸式減速機構を適用することができるようになり、先端アーム１３の構造が全体として小型化及び簡素化する。

第１可動部１４は、筒部４１、大径筒部４２、一対の第１梁部４３及び第２梁部４４、ブリッジ部４５を有している。筒部４１は、中空の円筒状に形成され、その基端部にて手首受け部３２に受容される。大径筒部４２は、筒部４１よりも大径を有した中空円筒状に形成されている。大径筒部４２は、その基端部にて筒部４１の先端部と結合されている。筒部４１は、先端アーム１３に対して回転可能に連結され、筒部４１の中心軸線は、手首受け部３２の中心軸線と一致する。大径筒部４２の中心軸線は、筒部４１の中心軸線と一致する。つまり、筒部４１及び大径筒部４２の中心軸線は、第１手首軸線Ｓと一致する。第１梁部４３及び第２梁部４４は、大径筒部４２の先端部から、第１手首軸線Ｓと略平行に延在しており、第１手首軸線Ｓと垂直な方向に向き合っている。第１梁部４３及び第２梁部４４の先端部同士の間には、第２可動部１５が挟み込まれる。第２可動部１５の回転中心となる第２手首軸線Ｂは、第１梁部４３及び第２梁部４４が向き合う方向に延在している。

第２可動部１５は、一対の第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２と、ディスク部５３とを有している。ディスク部５３は、円環状に形成されている。第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２は、ディスク部５３の外周部から基端側に向けて略平行に延在している。第１フランジ部５１は、第１梁部４３の内面に接触し、第２フランジ部５２は、第２梁部４４の内面に接触している。第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２は、第１梁部４３及び第２梁部４４と同様、第２手首軸線Ｂの延在方向に向き合っている。ディスク部５３の中心軸線は、第３手首軸線Ｔと一致する。第１フランジ部５１、第２フランジ部５２及びディスク部５３は、第２手首軸線Ｂ及び第３手首軸線Ｔと垂直な方向（基準姿勢では鉛直方向）から見て略Ｕ字状を呈している。

第３可動部１６は、基部６１及びアタッチメント部６２を有している。基部６１は、ディスク部５３の外径と略同径を有する円筒状に形成され、ディスク部５３の先端部に連結されている。アタッチメント部６２は、円盤状に形成され、基部６１に結合されている。エンドエフェクタ８は、アタッチメント部６２の円形状の先端面に装着されて固定される。基部６１の中心軸線及びアタッチメント部６２の中心軸線は、ディスク部５３の中心軸線すなわち、第３手首軸線Ｔと一致する。アタッチメント部６２には、第３手首軸線Ｔ上に貫通孔６３が形成されている。

第１可動部１４のブリッジ部４５は、第１梁部４３及び第２梁部４４の長手方向における中間部同士の間を接続している。このため、第１梁部４３、第２梁部４４及びブリッジ部４５は、第１手首軸線Ｓとも第２手首軸線Ｂとも垂直な方向（基準姿勢では鉛直方向）から見て略Ｈ字状を呈している。このようなブリッジ部４５が設けられたことにより、第１可動部１４の強度が高くなり、第１可動部１４は、第２可動部１５、第３可動部１６及びエンドエフェクタ８を良好に支持することができるようになる。

［ケーブル挿通部，第２及び第３手首モータ］
ブリッジ部４５が設けられたことにより、第１可動部１４は、ブリッジ部４５よりも基端側に、大径筒部４２、第１梁部４３及び第２梁部４４により囲まれた基端スペースを有する。また、第１可動部１４は、ブリッジ部４５よりも先端側に、第１梁部４３、第２梁部４４及び第２可動部１５により囲まれた先端スペース４９を有する。

そして、先端アーム１３及び手首部３には、エフェクタ用ケーブル９（図１，図３及び図４参照）が挿通されるケーブル挿通部７０が設けられている。ケーブル挿通部７０は、先端アーム１３及び第１可動部１４には第１手首軸線Ｓ上に位置するようにして設けられ、第３可動部１６には第３手首軸線Ｔ上に位置するようにして設けられている。第１可動部１４において、ケーブル挿通部７０は、筒部４１の内部、大径筒部４２の内部、基端スペース、ブリッジ部４５及び先端スペース４９に亘って、第１可動部１４の長手方向に沿って設けられている。ケーブル挿通部７０は、先端スペース４９から、第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２の間の空隙、ディスク部５３の内側及び貫通孔６３へと連続する。

基端スペースは、第１手首軸線Ｓ上に位置するケーブル挿通部７０によって、第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｂに垂直な方向（基準姿勢では鉛直方向）に分けられる。ここで、二分された基端スペースのうち、基準姿勢で鉛直方向上側に位置するものを第１基端スペース４７とし、基準姿勢で鉛直方向下側に位置するものを第２基端スペース４８とする。第３手首モータ２６は、第１基端スペース４７に配置され、第２手首モータ２５は、第２基端スペース４８に配置される。このように、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６は、第１手首軸線Ｓと垂直な方向に互いに重なり合うように、且つ、当該方向においてケーブル挿通部７０を挟むようにして第１手首部１４に取り付けられる。

エフェクタ用ケーブル９が、第１可動部１４の回転中心となる第１手首軸線Ｓ上に位置するケーブル挿通部７０に挿通されるので、エフェクタ用ケーブル９が手首部３の動作に連れて大きく振れ回ったり、作業スペース周辺の構造体やワークと干渉したりするのを良好に抑制することができる。第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６は、ケーブル挿通部７０を挟むようにして第１可動部１４に取り付けられているので、第１可動部１４が回転するときに第１可動部１４の重量バランスを保つことができる。ケーブル挿通部７０のより詳細な構成については、先端アーム１３及び手首部３の内部構造についての説明と併せて後述する。

第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６は、各々の出力軸が第１手首軸線Ｓと垂直な方向であって第２手首軸線Ｂと平行な方向（基準姿勢では水平方向）に延在するようにして配置されている。換言すれば、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６は、各々の出力軸が第１可動部１４の長手方向に垂直な方向に延在するようにして配置されている。したがって、第１可動部１４に第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６を取り付けながらも、第１可動部１４の長手方向の寸法を短くすることができる。

第１梁部４３の基端部及び第２梁部４４の基端部は、第１手首軸線Ｓにも第２手首軸線Ｂにも垂直な方向（基準姿勢では鉛直方向）においてズレて配置されている。第１梁部４３の基端部は、第１手首軸線Ｓよりも第１基端スペース４７側（基準姿勢では上側）に配置されており、第２梁部４４の基端部は、第１手首軸線Ｓよりも第２基端スペース４８側（基準姿勢では下側）に配置されている。例えば、第１梁部４３及び第２梁部４４を第１手首軸線Ｓ周りに１８０度回転対称に配置した場合、このような構造が実現される。

すると、第１基端スペース４７は、第２手首軸線Ｂと平行な方向のうち一側では第１梁部４３で覆われる一方、他側では第２梁部４４で覆われずに開放される。このため、出力軸が第２手首軸線Ｂと平行な方向に延在するようにして第３手首モータ２６を第１基端スペース４７に配置する場合に、第３手首モータ２６のハウジングを、第２梁部４４の内面よりも他側へとはみ出すようにして配置することができる。逆に言えば、第１梁部４３と第２梁部４４の間隔を、手首モータ２５，２６の出力軸の軸線方向の寸法よりも短くすることができる。第２基端スペース４８、第１梁部４３、第２梁部４４及び第２手首モータ２５の間の関係も、これと同様である。したがって、第１可動部１４の長手方向の寸法が短くなるようにして第１可動部１４に第２及び第３手首モータ２５，２６を取り付けながら、第１可動部１４の第２手首軸線Ｂ方向の寸法を短くすることができる。また、モータ２５，２６が配置されるスペース４７，４８が、モータ２５，２６の出力軸の軸線方向のうち何れか一方の側で開放されるので、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６の第１手首部１４に対する取付け及び取外しを簡便に行うことができ、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６を簡便に組立及び整備することができるようになる。

第２手首モータ２５の出力軸は、第２手首軸線Ｂと平行に配置される。このため、第２手首モータ２５の回転を、回転軸線の向きを変えずに第２可動部１５に伝達することができる。このため、第２手首モータ２５から第２可動部１５に動力を伝達するための動力伝達機構８２（図３参照）を簡素化可能になる。第３手首モータ２６の出力軸は、第３手首軸線Ｓと垂直な方向に配置されている。このため、第３手首モータ２６から第３可動部１６に動力を伝達するための動力伝達機構８３（図３参照）は、回転軸線の向きを９０度変える機構を備えていればよい。そして、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６が第１可動部１４に取り付けられているので、例えば先端アーム１３のようにアーム部２を構成する部分１０〜１３に取り付けられた場合と比べ、動力伝達機構８２，８３（図３参照）を小型化することができる。

第１基端スペース４７は第１梁部４３で覆われ、第２基端スペース４８は第２梁部４４で覆われるが、第１梁部４３は、第１サイドカバー７１で覆われ、第２梁部４４は、第２サイドカバー７２で覆われている。第３手首モータ２６は、第１梁部４３の内面に取り付けられ、第３手首モータ２６の出力軸は、第１梁部４３と第１サイドカバー７１とにより囲まれた第１サイドスペース７３（図３参照）内に配置される。この第１サイドスペース７３内には、第３手首モータ２６の回転を第３手首軸線Ｔに伝達するための動力伝達機構８３（図３参照）が収容される。第２手首モータ２５は、第２梁部４４の内面に取り付けられ、第２手首モータ２５の出力軸は、第２梁部４４と第２サイドカバー７２とにより囲まれた第２サイドスペース７４（図３参照）内に配置される。この第２サイドスペース７４（図３参照）内には、第２手首モータ２５の回転を第２手首軸線Ｂに伝達するための動力伝達機構８２（図３参照）が収容される。

このように、一対の第１梁部４３及び第２梁部４４は、単に第１可動部１４のフレームメンバとしての機能だけでなく、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６をそれぞれ取り付けるためのステー、動力伝達機構８２，８３を個別に収容するためのハウジングメンバとしての機能も有する。これにより、２つの動力伝達機構８２，８３は、第１手首軸線Ｓと垂直な方向に離れるようにして、また、第１手首軸線Ｓを当該垂直な方向において挟むようにして配置される。このため、第１可動部１４が回転するときに第１可動部１４の重量バランスを保つことができる。さらに、第１サイドカバー７１を取り外せば第３手首モータ２６に対応した動力伝達機構８３を整備することができ、第２サイドカバー７２を取り外せば第２手首モータ２５に対応した動力伝達機構８２を整備することができるようになる。このように、一方の動力伝達機構を整備するときに他方の動力伝達機構が邪魔にならないので、ロボット１の整備を簡便に行うことができる。

［モータ用ケーブル］
第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６は、筒部４１よりも先端側に配置され、第１手首部１４の長手方向の略中央部に配置されている。一方、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６に電力等を供給するためのモータ用ケーブル４は、基台１０（図１参照）から延在する。このため、モータ用ケーブル４は、先端アーム１３及び第１手首部１４の基端部（すなわち、筒部４１及び大径筒部４２）を順次経由して、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６へと接続されることとなる。第１手首部１４は、先端アーム１３に対し相対的に回転し得るので、モータ用ケーブル４は、第１手首部１４が相対回転しても断線しないように、第１手首部１４の基端部周辺において、いわゆるＵ字処理を用いて取り回されている。

先端アーム１３は、手首受け部３２の外周面に、モータ用ケーブル４を先端アーム１３の内部から外部に引き出すためのケーブル引出部３５を有している。ケーブル引出部３５は、モータ用ケーブル４を外部に引き出すための開口を有しており、この開口は、第１手首軸線Ｓの延在方向の先端側に向けられている。このため、モータ用ケーブル４は、ケーブル引出部３５から第１手首軸線Ｓの延在方向の先端側に向けて引き出される。

そして、モータ用ケーブル４は、固定クランプ７６及び可動クランプ７７により拘束され、且つ、固定クランプ７６及び可動クランプ７７の間において筒部４１の外周面に沿って延在する。固定クランプ７６は、先端アーム１３に対して固定され、筒部４１の外周面に近接対向して配置される。可動クランプ７７は、筒部４１に対して固定され、筒部４１の外周面上に配置される。固定クランプ７６と可動クランプ７７とは、第１手首軸線Ｓの延在方向において離れて配置されている。

モータ用ケーブル４は、固定クランプ７６と可動クランプ７７との間において弛み部４ａを有している。弛み部４ａは、固定クランプ７６と可動クランプ７７との間を最短で結んだ場合の距離よりも長寸を有し、そのため、筒部４１の外周面上で略Ｕ字を描くようにして延在しうる。弛み部４ａは、筒部４１の外周面に沿って延在している。なお、モータ用ケーブル４は、可動クランプ７７よりも先端側においては、大径筒部４２の内部又は外部で第１手首軸線Ｓに沿って延在し、最終的に第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６それぞれに接続される。

第１可動部１４が先端アーム１３に対して相対的に回転すると、固定クランプ７６の位置は変わらないが、可動クランプ７７の位置は第１手首軸線Ｓ周りに回転変位する。これにより、固定クランプ７６と可動クランプ７７との間の距離が変化する。一方、モータ用ケーブル４は、固定クランプ７６と可動クランプ７７との間に弛み部４ａを有しており、固定クランプ７６と可動クランプ７７との間の距離が長くなると、弛み部４ａにおける弛みが解消されていく。この弛みの解消により、モータ用ケーブル４に過大な張力が作用するのを避けることができ、モータ用ケーブル４の断線を良好に抑制することができる。固定クランプ７６と可動クランプ７７との間の距離が短くなっていく場合は、弛み部４ａの弛みが増していく。なお、弛み部４ａを設けたことにより、モータ用ケーブル４は、固定クランプ７６よりも基端側において、第１可動部１４の回転に関わらず先端アーム１３に対する姿勢が殆ど変わらず、可動クランプ７７よりも先端側において、第１可動部１４の回転に関わらず第１可動部１４に対する姿勢が変わらない。このため、モータ用ケーブル４が先端アーム１３又は第１可動部１４に絡まることもない。

仮に、弛み部４ａが固定側である先端アーム１３又は該先端アーム１３に対して固定された部材の外周面に沿って配置されていれば、第１可動部１４が回転したときに弛み部４ａが当該外周面上を摺動することになるので、モータ用ケーブル４が擦れにより損傷するおそれがある。これに対し、本実施形態によれば、弛み部４ａが、可動側である第１可動部１４の外周面に沿って配置されている。このため、第１可動部１４が回転したときに、弛み部４ａは、第１可動部１４と共回りしながらその弛みを解消又は増幅する。したがって、前述のような弛み部４ａの摺動及びこれに伴うモータ用ケーブル４の損傷を良好に抑制することができる。

なお、固定クランプ７６は筒部４１の外周面基端部に近接し、可動クランプ７７は筒部４１の外周面先端部上に配置されており、これにより２つのクランプ７６，７７の第１手首軸線Ｓ方向における距離が極力大きくなっている。したがって、弛み部４ａの長さを極力長くすることができ、第１可動部１４の回転変位量が大きくても、モータ用ケーブル４に過大な張力が作用するのを避けることができる。また、基準姿勢において、固定クランプ７６と可動クランプ７７とが、第１手首軸線Ｓ方向に並ぶようにして配置されている。つまり、基準姿勢において、固定クランプ７６の第１手首軸線Ｓ周りの位相が、可動クランプ７７のものと略一致している。そして、この基準姿勢において弛み部４ａが略Ｕ字を描くようにして筒部４１の外周面上で延在する。したがって、第１可動部１４が基準回転位置から正方向及び逆方向のいずれの方向に回転しても、モータ用ケーブル４に過大な張力が作用するのを避けることができる。

筒部４１は、手首受け部３２及び大径筒部４２と比べて小径であり、手首受け部３２、筒部４１及び大径筒部４２が全体としてダンベル状の段付き円筒を成している。図２（ｂ）に示すように、先端アーム１３には、このような筒部４１を外囲する略円筒状の外筒部３６が取り付けられる。外筒部３６は、両端部が開放されており、その基端部において手首受け部３２の先端側外周面により支持され、その先端部において大径筒部４２の基端側外周面により支持される。

外筒部３６の基端部には、半径方向外周側に突出するようにしてケーブル導入部３７が設けられている。ケーブル導入部３７は、外筒部３６が手首受け部３２及び大径筒部４２に支持されると、先端アーム１３のケーブル引出部３５に接続される。ケーブル導入部３７は、外筒部３６の内周面に開口している。この外筒部３６の内周面と筒部４１の外周面との間には、閉じたケーブル収容空間７８（図３参照）が略円環状に形成される。固定クランプ７６は、このようにケーブル収容空間７８を成す外筒部３６の内周面上に設けられ、前述のとおり筒部４１の外周面に近接して配置される。可動クランプ７７も、このケーブル収容空間７８内に収容される。

すると、モータ用ケーブル４は、先端アーム１３のケーブル引出部３５から、ケーブル導入部３７を介してケーブル収容空間７８の内部へ導入されていき、固定クランプ７６により拘束される。弛み部４ａは、ケーブル収容空間７８内に配置され、外筒部３６により外囲される。したがって、モータ用ケーブル４は、外部に露出することなくアーム部２側から第２及び第３手首モータ２５，２６へと延在する。このように、外筒部３６を設けたことにより、可動側となる筒部４１の外周面上でＵ字処理するという構造を実現しながら、エフェクタ用ケーブル９だけでなくモータ用ケーブル４をもロボット１の外部構造体から良好に保護することができる。

前述のとおり、エフェクタ用ケーブル９は、第１手首部１４において、第１手首軸線Ｓに沿って設けられる。したがって、エフェクタ用ケーブル９が挿通されるスペースと、モータ用ケーブル４の弛み部４ａが配置されるスペースとが、筒部４１の周壁を介して第１手首軸線Ｓの直交方向に区画されることとなる。エフェクタ用ケーブル９がスポット溶接ガン用であれば、エフェクタ用ケーブル９は一般にモータ用ケーブル４よりも大径となる。このため、エフェクタ用ケーブル９は、モータ用ケーブル４と比べ、捩られたときに断線するおそれが低い。本実施形態では、筒部４１の周壁で区画された２つのスペースのうち、エフェクタ用ケーブル９が中心寄りのスペースで取り回され、モータ用ケーブル４が外周寄りのスペースでＵ字処理を用いて取り回される。これにより、モータ用ケーブル４の断線を良好に抑制することができると共に、エフェクタ用ケーブル９の弛みを小さくすることができる。弛みが小さくなれば、エフェクタ用ケーブル９の全長が短くなり、エフェクタ用ケーブル９の重量が小さくなる。

［先端アーム及び手首部の内部構造］
図３及び図４は、基準姿勢での先端アーム１３及び手首部３の断面図である。図３においては、３つの手首軸線Ｓ，Ｂ，Ｔが図示された断面上で延在している。図４においては、第１手首軸線Ｓ及び第３手首軸線Ｔが図示された断面上で延在する一方、第２手首軸線Ｂが当該断面に直交している。なお、図３及び図４では、エンドエフェクタ８の図示を省略している。

（エフェクタ用ケーブルの導入）
図３に示すように、先端アーム１３の内部には、第１手首モータ２４の回転を手首部３に伝達する第１動力伝達機構８１が収容されている。また、手首受け部３２の中央部には、円筒管９１が設けられている。円筒管９１の中心軸線は、手首受け部３２の中心軸線上に位置している。円筒管９１は、第１手首モータ２４の動作に基づいては回転しない。

手首部３の基端側には、第１手首モータ２４の回転を入力する旋回軸４０が設けられている。旋回軸４０は、円筒管９１に外嵌されて円筒管９１と同心に配置され、円筒管９１に対して相対的に回転可能である。第１動力伝達機構８１は、第１手首モータ２４の出力軸と一体に回転する駆動歯車８１ａと、駆動歯車８１ａと噛合する従動歯車８１ｂとを有し、従動歯車８１ｂは旋回軸４０と同心に配置され且つ旋回軸４０と結合されている。駆動歯車８１ａ及び従動歯車８１ｂは平歯車であり、従動歯車８１ｂは駆動歯車８１ａよりも大径を有する。第１手首モータ２４が動作すると、第１手首モータ２４の出力軸の回転が、第１動力伝達機構８１により減速されて旋回軸４０に伝達される。これにより、手首部３が、旋回軸４０の中心軸線周りに回転する。

この旋回軸４０の中心軸線が、第１手首軸線Ｓとなる。手首受け部３２の中心軸線、円筒管９１の中心軸線、筒部４１の中心軸線及び大径筒部４２の中心軸線は、この旋回軸４０の中心軸線と一致するようにして配置されている。

エフェクタ用ケーブル９は、先端アーム１３の外部から手首受け部３２の内部に導入されるようになっている。前述のとおり、手首受け部３２の基端側には、第１手首モータ２４が取り付けられている。第１手首モータ２４は、第１手首軸線Ｓからオフセットして配置され且つ第１手首軸線Ｓと平行に配置されている。本実施形態では、第１手首モータ２４の出力軸は、第１手首軸線Ｓから第３腕軸線Ａ３の延在方向の一側に離れるようにして配置されている。すると、手首受け部３２の基端側では、第１手首軸線Ｓから見て第３腕軸線Ａ３の延在方向の他側にスペースが確保される。エフェクタ用ケーブル９は、当該スペースを有効に活用して、第１手首軸線Ｓから第３腕軸線Ａ３の延在方向の他側に離れた位置において、手首受け部３２の内部へと導入される（図１参照）。

このように、第１手首モータ２４を第１手首軸線Ｓからオフセットして配置したことにより、第１動力伝達機構８１を簡易な構造によって実現することができ、エフェクタ用ケーブル９を導入するスペースを確保することができ、導入されたエフェクタ用ケーブル９と第１動力伝達機構８１との干渉を良好に抑制することができる。また、第１手首モータ２４が第１手首軸線Ｓからオフセットされていても、エフェクタ用ケーブル９がそのカウンタウェイトとして機能し、先端アーム１３の第３腕軸線Ａ３方向における重量バランスが保たれる。

（ケーブル挿通部：先端アーム〜大径筒部）
円筒管９１は、両端とも開放されている。円筒管９１の基端側の開口は、先端アーム１３の内部に配置されている。円筒管９１の先端部には、筒部４１の基端部が外嵌している。このため、円筒管９１の先端側の開口は筒部４１の内部空間と緊密に連通し、また、筒部４１は円筒管９１よりも大きい内径を有する。筒部４１の内部空間は、大径筒部４２の内部空間と連通している。大径筒部４２は筒部４１よりも大きい内径を有している。

エフェクタ用ケーブル９は、円筒管９１よりも基端側において手首受け部３２の内部に導入された後、円筒管９１の基端側の開口を介して円筒管９１の内部に導入される。円筒管９１よりも基端側で導入されるので、エフェクタ用ケーブル９を先端アーム１３の内部で無理に曲げなくても、エフェクタ用ケーブル９を円筒管９１の内部に導入することができる。エフェクタ用ケーブル９は、円筒管９１の内部を通過した後、筒部４１の内部空間及び大径筒部４２の内部空間に順次導入される。このように、エフェクタ用ケーブル９は、第１手首軸線Ｓに沿って延在するようにして手首部３に取り付けられる。手首部３の内部に導入される前に、固定側となる円筒管９１の内部に導入される。このため、手首部３が動作したときに、エフェクタ用ケーブル９が可動側となる手首部３の内部で振れ回るのを良好に抑制することができる。

（ケーブル挿通部：大径筒部〜ガイド孔）
次に、エフェクタ用ケーブル９は、第１手首軸線Ｓに沿って基端スペース、ブリッジ部４５及び先端スペース４９を通り抜けていくこととなる。ブリッジ部４５は、第１手首軸線Ｓの延在方向に貫通孔が形成されている。貫通孔は略円形の断面を有し、貫通孔の中心軸線は第１手首軸線Ｓ上に位置している。

貫通孔の内部には、ガイド部材９２が挿し込まれている。ガイド部材９２は、全体としてラッパ状に形成されている。より具体的には、ガイド部材９２は、両端が開口した筒状に形成され、内側にガイド孔９３を有している。ガイド孔９３は、基端部において比較的小型の断面を有し、先端部において比較的大型の断面を有している。

ガイド部材９２の長手方向は、ガイド孔９３の中心軸線の延在方向であり、ガイド孔９３の中心軸線は第１手首軸線Ｓと一致するようにして配置される。ガイド部材の先端部は、ブリッジ部４５の先端側の端面に係止及び締結されている。よって、ガイド孔９３の先端側は、先端スペース４９と連通している。ガイド部材９２の長手方向の寸法は、ブリッジ部４５の貫通孔の中心軸線方向の長さよりも長いので、ガイド部材９２の基端部はブリッジ部４５から基端スペース内に突出する。ガイド部材９２の基端側の開口は、大径筒部４２の内部空間に配置され、ガイド孔９３の基端側は大径筒部４２の内部空間と連通している。

エフェクタ用ケーブル９は、大径筒部４２の内部空間に導入された後、ガイド部材９２の基端側の開口を介してガイド孔９３に導入される。エフェクタ用ケーブル９は、ガイド孔９３を通過した後、ガイド部材９２の先端側の開口を介して先端スペース４９に導入される。このように、ガイド部材９２及びそのガイド孔９３は、第１手首軸線Ｓ上に位置するようにして第１可動部１４に設けられてエフェクタ用ケーブル９が挿通されるケーブル挿通部７０を構成している。

ケーブル挿通部７０は、基端スペースを、第２手首モータ２５が配置される第１基端スペース４７と、第３手首モータ２６が配置される第２基端スペース４８とに二分している。したがって、ガイド部材９２は、単にケーブル挿通部７０を構成しているだけでなく、エフェクタ用ケーブル９が挿通されるガイド孔９３を、第２手首モータ２５が配置される第１基端スペース４７及び第３手首モータ２６が配置される第２基端スペース４８から物理的に分離する。第２手首モータ２５は、このガイド部材９２の外面に設置されている。第３手首モータ２６は、ガイド部材９２の外面であって、第２手首モータ２５が取り付けられている側とは第１手首軸線Ｓ周りに略１８０度離れた部分に設置されている。このように、ガイド部材９２は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６を取り付けるためのモータステーとしての機能を有する。

このように、基端スペース内にガイド部材９２が設けられていることにより、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６を安定的に設置することができるようになる。また、エフェクタ用ケーブル９が第２手首モータ２５又は第３手首モータ２６と干渉するのを良好に抑制することもできる。このモータの安定設置及びケーブルの干渉抑制のため、例えば、ガイド部材９２の先端部は、第２手首モータ２５の出力軸及び第３手首モータ２６の出力軸よりも、第１手首軸線Ｓ方向における基端側へと突出していることが好ましい。また、ガイド部材９２は、第１梁部４３及び第２梁部４４を接続するブリッジ部４５に設けられ、第１梁部４３及び第２梁部４４の間に配置される一方、この第１梁部４３により形成される第１サイドスペース７３内に第３動力伝達機構８３が収容され、第２梁部４４により形成される第２サイドスペース７４内に第２動力伝達機構８２が収容される。このため、エフェクタ用ケーブル９は、第２動力伝達機構８２及び第３動力伝達機構８３と干渉することもない。

そして、ガイド部材９２は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６により挟まれている箇所において、第２手首軸線Ｂの延在方向に長寸である。第２手首軸線Ｂの延在方向は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６の出力軸の軸線方向でもある。このため、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６を効果的に安定支持することができるようになる。

逆に言えば、ガイド部材９２は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６により挟まれている箇所において、第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｂに垂直な方向（基準姿勢では鉛直方向）に短寸となっている。ガイド孔９３は、当該垂直な方向において、定常状態におけるエフェクタ用ケーブル９を挿通させるために必要とされるだけの小さい寸法を有している。このため、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６が、エフェクタ用ケーブル９及びガイド部材９２、ガイド孔９３及びエフェクタ用ケーブル９を第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｂに垂直な方向において挟むようにして配置しつつも、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６を当該垂直な方向に極力密集させることができる。これにより、手首部３が第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｂに垂直な方向に大型化するのを良好に抑制することができる。

ガイド孔９３は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６により挟まれる部分において、第２手首軸線Ｂの延在方向に長寸で、第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｓに垂直な方向に短寸であればよいので、当該部分における断面は、長方形状であっても略楕円状であってもよい。このようなガイド孔９３に挿通されたエフェクタ用ケーブル９は、第１可動部１４及び第３可動部１６が、前述した基準回転位置に位置していれば、捩られずに定常状態となる。第１可動部１４又は第３可動部１６が基準回転位置から回転すると、エフェクタ用ケーブル９が捩られる。前述のとおり、エフェクタ用ケーブル９は、複数本のケーブルを束にして成るので、捩りにより、エフェクタ用ケーブル９は全体の断面が楕円状に変形する。つまり、エフェクタ用ケーブル９は、ある方向に縮径して収縮するが、別の方向に拡径して膨張する。ガイド孔９３は、第２手首軸線Ｂの延在方向に長寸であるので、エフェクタ用ケーブル９が捩れて楕円状になっても、このような膨張に対応することができ、エフェクタ用ケーブル９がガイド部材９２の内面により圧迫されるのを良好に抑制することができる。

（ケーブル挿通部：ガイド孔〜第３可動部）
ガイド孔９３の先端部は、基端部と比べて、先端側に向かうに従ってより顕著に拡径している。特に、ガイド孔９３は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６により挟まれている部分から先端側に向かって拡開している。ガイド孔９３は、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６により挟まれている部分において第２手首軸線Ｂの延在方向に長寸である一方、この部分よりも先端側では、第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｂに垂直な方向の寸法の拡大率が、第２手首軸線Ｂの延在方向の寸法の拡大率よりも大きい。このため、ガイド孔９３は、先端部において略真円形状の断面を有している。

ここで、第２可動部１５及び第３可動部１６の内部構造について簡単に説明する。第２フランジ部５２は、第１フランジ部５１よりもディスク部５３からの突出長さが大きい。第２フランジ部５２の内部には、第２手首モータ２５の回転を入力する屈曲軸５０が設けられている。第２手首モータ２５の回転が屈曲軸５０に入力されると、屈曲軸５０は、自身の中心軸線周りに回転する。この屈曲軸５０の中心軸線が第２手首軸線Ｂとなる。屈曲軸５０が回転すると、第２可動部１５の全体、第３可動部１６及びエンドエフェクタ８が第２手首軸線Ｂ周りに回転する。第１フランジ部５１は、第１梁部４３に回転可能に支持されているので、屈曲軸５０が第２手首軸線Ｂの延在方向において偏在していても、第２可動部１５の全体が円滑に回転する。なお、第２動力伝達機構８２は、例えば、第２手首モータ２５の出力軸と屈曲軸５０との間に設けられたベルト伝動機構によって構成される。前述したが、第２手首モータ２５の出力軸の軸線方向が、第２手首軸線Ｂと平行であるので、単一のベルト伝動機構を設けるだけで、第２手首モータ２５の回転を屈曲軸５０及び第２可動部１５に伝達可能になる。

第２可動部１５のディスク部５３の中央部及び第３可動部１６の基部６１の中央部には、円筒管９４が挿し込まれている。円筒管９４は第３可動部１６に対して固定され、第２可動部１５は、円筒管９４に対して相対的に回転可能になっている。ディスク部５３の内部には、第３手首モータ２６の回転を入力する捩り軸６０が設けられている。捩り軸６０は、円筒管９４に外嵌されて円筒管９４と同心に配置され、円筒管９４に対して相対的に回転可能である。捩り軸６０は、第３可動部１６の基部６１と結合されている。捩り軸６０に第３手首モータ２６の回転が入力されると、捩り軸６０は自身の中心軸線周りに回転し、これに伴い第３可動部１６及びエンドエフェクタ８が捩り軸６０の中心軸線周りに回転する。この捩り軸６０の中心軸線が第３手首軸線Ｔとなる。

第３動力伝達機構８３は、ベルト伝動機構８３ａ、プライマリ軸８３ｂ、傘歯車列８３ｃ、セカンダリ軸８３ｄ及び平歯車列８３ｅを有している。プライマリ軸８３ｂは、第２手首軸線Ｂの延在方向（すなわち、第３手首モータ２６の出力軸の軸線方向）と平行に延在し、第１サイドスペース７３の内部及び第１フランジ部５１の内部に配置されている。セカンダリ軸８３ｄは、第３手首軸線Ｔの延在方向（すなわち、捩り軸６０の中心軸線方向）と平行に延在しており、第１フランジ部５１の内部及びディスク部５３の内部に配置されている。なお、セカンダリ軸８３ｄは、ディスク部５３の内部において、円筒管９４及び捩り軸６０よりも外周側に配置されている。ベルト伝動機構８３ａは、第１サイドスペース７３の内部に収容され、第３手首モータ２６の出力軸の回転をプライマリ軸８３ｂに伝達する。傘歯車列８３ｃは、第１フランジ部５１の内部に収容され、プライマリ軸８３ｂの回転をセカンダリ軸８３ｄに伝達する。平歯車列８３ｅは、ディスク部５３の内部に収容され、セカンダリ軸８３ｄの回転を捩り軸６０に伝達する。

円筒管９４は、両端とも開放されている。円筒管９４の基端側の開口は、第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２の間に配置されている。円筒管９４の先端側の開口は、第３可動部１６のアタッチメント部６２に形成されている貫通孔６３と連通している。

エフェクタ用ケーブル９は、ガイド孔９３から抜け出して先端スペース４９に導入された後、第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２の間のスペースを通過していく。次に、円筒管９４の基端側の開口を介し、円筒管９４の内部及び貫通孔６３の内部に順次導入される。エフェクタ用ケーブル９は、円筒管９４及び貫通孔６３を通過した後、貫通孔６３から引き出され、エンドエフェクタ８に接続される。このようにして、エフェクタ用ケーブル９は、ガイド孔９３から抜け出した後は、第３手首軸線Ｔに沿って延在する。

基準姿勢では、第１手首軸線Ｓ及び第３手首軸線Ｔが同一直線上に位置する。このため、基準姿勢では、エフェクタ用ケーブル９は、定常状態であり、且つ、ガイド孔９３から貫通孔６３まで第１手首軸線Ｓ及び第３手首軸線Ｔに沿って直線的に延在する。すると、エフェクタ用ケーブル９は、ガイド孔９３の中心部を通過する。

基準姿勢から第１可動部１４及び／又は第３可動部１６が回転すると、エフェクタ用ケーブル９は、直線的に延在する状態を維持し、第１可動部１４及び／又は第３可動部１６の回転に連れて捩られる。基準姿勢から第２可動部１５のみが回転すると、第３手首軸線Ｔが第１手首軸線Ｓに対して傾斜する。これにより、エフェクタ用ケーブル９は、第２手首軸線Ｂが通過する位置周辺で屈曲する。

ここで、ガイド部材９２の先端側の開口から第１手首軸線Ｓと第２手首軸線Ｂとが交差する位置までの第１手首軸線Ｓの延在方向における距離をＤ１、第３手首軸線Ｔと第２手首軸線Ｂとが交差する位置から円筒管９４の基端側の開口までの第３手首軸線Ｔの延在方向における距離をＤ２とする。なお、第１手首軸線Ｓと第２手首軸線Ｂとが交差する位置と、第２手首軸線Ｂと第３手首軸線Ｔとが交差する位置とは、第２手首軸線Ｂ及び第３手首軸線Ｔの向きに関わらず一致する。本実施形態に係る手首部３においては、Ｄ１のＤ２に対する比（Ｄ１／Ｄ２）が、１よりも大きく、より限定的に言えば２以上である。

上記比（Ｄ１／Ｄ２）が１よりも大きい場合、第１フランジ部５１及び第２フランジ部５２の長さを極力短くすることができ、第２可動部１５が、第３可動部１６及びエンドエフェクタ８を良好に支持することができるようになる。一方、上記比（Ｄ１／Ｄ２）が１よりも大きい場合において、第２手首軸線Ｂが第１手首軸線Ｓと交差する位置でエフェクタ用ケーブル９が屈曲すると、当該交差する位置から円筒管９４の基端側の開口までの距離が短いため、エフェクタ用ケーブル９の曲げがきつくなる。このため、エフェクタ用ケーブル９の屈曲位置は、曲げを緩めるように、第２手首軸線Ｂが通過する位置よりも基端側にシフトしようとし、また、第３可動部１６が屈曲する方向とは反対側に向かって隆起しようとする。上記比（Ｄ１／Ｄ２）が大きくなるほど、このような傾向がより顕著に現れる。

そこで、ガイド部材９２の先端側の開口は、円筒管９４の基端側の開口よりも大きくなるように形成されている。更に、エフェクタ用ケーブル９は、先端スペース４９、ガイド孔９３の先端部においては拘束されていない。替わりに、エフェクタ用ケーブル９は、ガイド孔９３の第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６により挟まれている部分において、第１手首軸線Ｓ及び第２手首軸線Ｂに垂直な方向に拘束されている。

したがって、上記比（Ｄ１／Ｄ２）が１よりも大きい値であり、エフェクタ用ケーブル９の屈曲位置へのシフトやエフェクタ用ケーブル９の隆起が生じようとするときに、大径のガイド孔９３によって当該シフト及び隆起を許容することができる。そして、エフェクタ用ケーブル９がガイド部材９２の先端部に引っ掛かって急激に折り曲げられることも抑制することができる。したがって、上記比（Ｄ１／Ｄ２）を大きい値にしながらも、エフェクタ用ケーブル９の断線を良好に抑制することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記構成のものに限定されず、本発明の範囲内で適宜変更可能である。例えば、第２手首モータ２５及び第３手首モータ２６は、先端スペース４９に配置されていてもよい。本実施形態のように基端スペースにモータ２５，２６が配置された場合、第１可動部１４の重心を長手方向において極力基端側に位置させることができ、第１可動部１４の基端部に作用する負荷を軽減可能になる。また、先端側では、第２可動部１５を第２手首軸線Ｂの延在方向に挟む構造を実現するため、第１梁部４３及び第２梁部４４が対向している必要があるが、基端側では、必ずしも完全に対向させる必要はないため、前述のようにモータ２５，２６の端部を露出させる構造が容易に実現される。

本発明は、円滑な作業の妨げとならないようにしてエフェクタ用ケーブルを取り回しながらも、手首部の構成を全体として小型化することができるとの優れた作用効果を奏し、特に、垂直多関節型スポット溶接用ロボットに利用すると有益である。

Ｓ 第１手首軸線
Ｂ 第２手首軸線
Ｔ 第３手首軸線
１ ロボット
２ アーム部
３ 手首部
４ モータ用ケーブル
４ａ 弛み部
８ エンドエフェクタ
９ エフェクタ用ケーブル
１４ 第１可動部
１５ 第２可動部
１６ 第３可動部
２４ 第１手首モータ
２５ 第２手首モータ
２６ 第３手首モータ
３６ 外筒部
３７ ケーブル導入部
４１ 筒部
７０ ケーブル挿通部
９３ ガイド孔

Claims (5)

1. アーム部と、前記アーム部の先端部に連結される手首部と、前記手首部を駆動する複数のモータと、を備え、
   前記手首部が、
   前記アーム部に連結され、前記アーム部に対して第１手首軸線周りに回転する第１可動部と、
   前記第１可動部に連結され、前記第１可動部に対して前記第１手首軸線に垂直な第２軸線周りに回転する第２可動部と、
   前記第２可動部に連結され、前記第２可動部に対して前記第２手首軸線に垂直な第３手首軸線周りに回転し、エンドエフェクタが装着される第３可動部と、
   前記エンドエフェクタに電力、動力、信号及び材料の少なくともいずれかを供給するためのエフェクタ用ケーブルが挿通されるケーブル挿通部と、を有し、
   前記複数のモータが、前記第１可動部、前記第２可動部及び前記第３可動部をそれぞれ回転させる第１手首モータ、第２手首モータ及び第３手首モータを有し、
   前記ケーブル挿通部が、前記第１可動部に前記第１手首軸線上に位置するように設けられたガイド部材により構成され、前記ガイド部材は、その内側に、前記第１手首軸線上に延在すると共に前記エフェクタ用ケーブルが挿通されるガイド孔を有し、
   前記第２手首モータ及び前記第３手首モータが、前記ケーブル挿通部を前記第１手首軸線および前記第２手首軸線と垂直な方向に挟むようにして前記ガイド部材の外面に取り付けられ、
   前記ガイド孔は、前記第２手首モータおよび前記第３手首モータで挟まれている個所においては前記第１手首軸線および前記第２手首軸線に垂直な方向における寸法が前記第２手首軸線の延在方向における寸法よりも短く、前記第２手首モータ及び前記第３手首モータで挟まれている前記個所から前記エンドエフェクタ側に向かって前記第１手首軸線および前記第２手首軸線に垂直な方向における寸法の拡大率が前記第２手首軸線の延在方向における寸法の拡大率よりも大きくなるようにして拡開する、多関節型産業用ロボット。
2. 前記第１手首軸線が、前記第１可動部の長手方向に延在しており、前記第２手首モータの出力軸と前記第３手首モータの出力軸とが、前記第１手首軸線と垂直な方向に延在している、請求項１に記載の多関節型産業用ロボット。
3. 前記第２手首モータ及び前記第３手首モータに電力及び信号を供給するためのモータ用ケーブルを更に備え、
   前記第１可動部が、前記アーム部に対して回転可能に連結された略円筒状の筒部を有し、
   前記モータ用ケーブルが、前記アーム部に対して固定された固定クランプと、前記第１可動部に対して固定された可動クランプとにより拘束され、且つ、前記固定クランプ及び前記可動クランプの間に弛み部を有しており、前記弛み部が、前記筒部の外周面に沿って配置されている、請求項１又は２に記載の多関節型産業用ロボット。
4. 前記アーム部が、前記筒部を外囲する略円筒状の外筒部を有し、前記筒部の外周面と前記外筒部の内周面との間にケーブル収容空間が形成され、
   前記外筒部が、前記モータ用ケーブルを前記外筒部の外部から前記ケーブル収容空間内へ導入するケーブル導入部を有し、前記モータ用ケーブルが、前記ケーブル導入部から前記ケーブル収容空間を介して前記第２手首モータ及び前記第３手首モータまで延在し、前記弛み部が、前記ケーブル収容空間内に配置されている、請求項３に記載の多関節型産業用ロボット。
5. 前記ケーブル挿通部が、前記ガイド部材と、前記第３可動部に固定されて前記エフェクタ用ケーブルが通過する円筒管とで構成され、
   前記ガイド部材の先端側の開口が前記円筒管の基端側の開口よりも大きくなるように形成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多関節型産業用ロボット。

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