JP6443456B2 - ロボットアーム、ロボットシステム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットアーム及びロボットシステムに関する。

特許文献１には、中空構造のロボットアームを備えたロボットが記載されている。

特開２０１４−１５１４１３号公報

上記従来技術において、ロボットアームの中空径を確保しつつ薄型化を図る場合には、装置構成のさらなる最適化が要望される。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、中空径を確保しつつ薄型化が可能なロボットアーム及びロボットシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、対向配置された一対の挟持部を備えたアームフレームと、前記一対の挟持部の間に第１軸周りに回転可能に支持された第１軸可動部と、前記第１軸可動部に前記第１軸に直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２軸可動部と、２つのモータと、複数のギヤを備え、前記２つのモータの動力を前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部の少なくとも一方に伝達するように構成された動力伝達機構と、前記挟持部の前記第１軸可動部を支持する領域に形成され、前記動力伝達機構の少なくとも一部が配置された、前記第１軸方向の厚みが前記挟持部の他の領域よりも薄い薄肉部と、を有し、前記動力伝達機構は、前記第１軸周りに回転可能に支持され、一方の前記モータから動力が伝達される一方の第１傘歯車及び他方の前記モータから動力が伝達される他方の第１傘歯車の２つの第１傘歯車と、前記２つの第１傘歯車の両方と噛合し、前記第２軸周りに回転可能に支持された第２傘歯車と、を備えた干渉駆動機構を有するロボットアームが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、前記ロボットアームと、前記ロボットアームを制御するように構成されたコントローラと、を有するロボットシステムが適用される。

本発明のロボットアーム等によれば、ロボットアームの中空径を確保しつつ薄型化することができる。

第１実施形態のロボットシステムの概略構成の一例を表す斜視図である。 手首部の構成の一例を表す斜視図である。 図２中の矢印Ａ方向からフレームカバーを透視して見た矢視図である。 図３中のＢ−Ｂ断面による断面図である。 図４中の手首部の先端側の部分拡大図である。 ギヤユニットの構成の一例を表す平面図である。 図６中の矢印Ｅ方向から見た矢視図である。 図６中のＦ−Ｆ断面による断面図である。 図７中のＧ−Ｇ断面による断面図である。 複数の歯車の噛合部におけるバックラッシュ調整の一例を表す模式図である。 第１変形例の複数の歯車の噛合部におけるバックラッシュ調整の一例を表す模式図である。 第２変形例の複数の歯車の噛合部におけるバックラッシュ調整の一例を表す模式図である。 第２実施形態の手首部の構成の一例を表す断面図である。 図１３中の手首部の先端側の部分拡大図である。 図１３中のＨ−Ｈ断面による断面図である。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、原則として同一の符号で表し、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略する。

＜１．第１実施形態＞
以下、第１実施形態について説明する。

（１−１．ロボットシステムの概略構成の例）
まず、図１を参照しつつ、本実施形態のロボットシステムの概略構成の一例について説明する。

図１に示すように、ロボットシステムＳは、ロボット１と、コントローラＣＴとを有する。

ロボット１は、６軸垂直多関節型の単腕ロボットであり、基台２と、６つの可動部を備えたアーム部３とを有する。

基台２は、例えば床等の設置面に、例えばアンカーボルトにより固定されている。

アーム部３は、基台２に連結されている。なお、本明細書では、アーム部３の各可動部における基台２側の端を当該可動部の「基端」、基台２とは反対側の端を当該可動部の「先端」と定義する。アーム部３は、旋回部４と、下腕部６と、上腕部８と、３つの可動部を備えた手首部１０（「ロボットアーム」の一例に相当）とを有する。

旋回部４は、基台２に、上記設置面に直交する回転軸であるＳ軸ＡｘＳ周りに回転可能に支持されている。旋回部４は、例えば基台２に配置されたモータ（図示せず）の駆動により、基台２に対しＳ軸ＡｘＳ周りに回転可能である。

下腕部６は、旋回部４の先端部に、Ｓ軸ＡｘＳに直交する回転軸であるＬ軸ＡｘＬ周りに回転可能に支持されている。下腕部６は、旋回部４との間の関節部近傍に設けられたモータ部２０のモータ（図示せず）の駆動により、旋回部４の先端部に対しＬ軸ＡｘＬ周りに回転可能である。

上腕部８は、下腕部６の先端部に、Ｌ軸ＡｘＬに平行な回転軸であるＵ軸ＡｘＵ周りに回転可能に支持されている。上腕部８は、下腕部６との間の関節部近傍に設けられたモータ部２２のモータ（図示せず）の駆動により、下腕部６の先端部に対しＵ軸ＡｘＵ周りに回転可能である。

手首部１０は、上腕部８の先端部に連結されている。手首部１０は、第１手首可動部１２と、第２手首可動部１４（「第１軸可動部」の一例に相当）と、第３手首可動部１６（「第２軸可動部」の一例に相当）とを有する。

第１手首可動部１２は、上腕部８の先端部に、Ｕ軸ＡｘＵに直交する回転軸であるＲ軸ＡｘＲ周りに回転可能に支持されている。第１手首可動部１２は、上腕部８との間の関節部近傍に配置されたモータ（図示せず）の駆動により、上腕部８の先端部に対しＲ軸ＡｘＲ周りに回転可能である。

第２手首可動部１４は、第１手首可動部１２の先端部に、Ｒ軸ＡｘＲに直交する回転軸であるＢ軸ＡｘＢ（「第１軸」の一例に相当）周りに回転可能に支持されている。第２手首可動部１４は、第１手首可動部１２に配置された２つのモータＭ，Ｍ（後述の図３及び図４参照）の駆動により、第１手首可動部１２の先端部に対しＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能である。

第３手首可動部１６は、第２手首可動部１４の先端部に、Ｂ軸ＡｘＢに直交する回転軸であるＴ軸ＡｘＴ（「第２軸」の一例に相当）周りに回転可能に支持されている。第３手首可動部１６は、上記モータＭ，Ｍの駆動により、第２手首可動部１４の先端部に対しＴ軸ＡｘＴ周りに回転可能である。第３手首可動部１６の先端には、エンドエフェクタ（図示せず）が取り付けられる。

なお、上記で説明したロボット１の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。例えば、アーム部３の各可動部の回転軸方向は、上記方向に限定されるものではなく、他の方向であってもよい。また、手首部１０及びアーム部３の可動部の数は、それぞれ３つ及び６つに限定されるものではなく、他の数であってもよい。また、ロボット１は、アーム部３を１つのみ有する単腕ロボットに限定されるものではなく、アーム部３を複数有する複腕ロボットであってもよい。また、ロボット１は、垂直多関節型のロボットである限定されるものではなく、水平多関節型等の他のタイプのロボットであってもよい。

コントローラＣＴは、ロボット１と相互通信可能に接続され、ロボット１の各モータを適宜駆動してアーム部３の各可動部を適宜動作させる等、ロボット１を制御する。

（１−２．手首部の構成の例）
次に、図２〜図１０を参照しつつ、手首部１０の構成の一例について説明する。

図２〜図５に示すように、手首部１０は、上記第１手首可動部１２と、中空構造である上記第２手首可動部１４と、中空構造である上記第３手首可動部１６と、上記モータＭ，Ｍと、動力伝達機構ＰＳとを有する。

（１−２−１．第１〜第３手首可動部の例）
第１手首可動部１２は、フレーム３０（「アームフレーム」の一例に相当）を有する。

フレーム３０は、Ｂ軸ＡｘＢに直交し、且つＲ軸ＡｘＲを通る面を対称面とする面対称構造である２つのフレーム３００ａ，３００ｂが連結されて構成されている。フレーム３０は、上記上腕部８の先端部に連結されるフランジ部３１と、Ｒ軸ＡｘＲ方向に延設された延設部３２とを備える。

延設部３２のＢ軸ＡｘＢ方向両側の断面形状は、凹状である。延設部３２のＢ軸ＡｘＢ方向両端部には、フレームカバーＦＣ，ＦＣが取り付けられている。延設部３２は、Ｂ軸ＡｘＢ方向に空隙を介して対向配置された一対の挟持部３３，３３を備える。

挟持部３３，３３は、例えば延設部３２の延設方向中央部よりも少し基端側から先端側に向けて二股状に分岐して形成されている。挟持部３３，３３の先端部の間には、第２手首可動部１４がＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。各挟持部３３の第２手首可動部１４を支持する領域、具体的には各挟持部３３における第２手首可動部１４の可動範囲に対応する領域は、Ｂ軸ＡｘＢ方向の厚みが当該挟持部３３の他の領域よりも薄い薄肉部３４となっている。

各薄肉部３４には、Ｂ軸ＡｘＢ方向に中空状の軸部３５がＢ軸ＡｘＢ方向内側に突出して設けられている。

第２手首可動部１４は、フレーム４０を有する。

フレーム４０は、上記薄肉部３４，３４の間においてＢ軸ＡｘＢ方向に空隙を介して対向配置された一対の被支持部４２，４２と、Ｔ軸ＡｘＴ方向に延設された延設部４１とを備える。

各被支持部４２のＢ軸ＡｘＢ方向外側は、凹状である。各被支持部４２には、軸受Ｂｅ６及びハウジングＨｏを介して上記軸部３５が挿入されている。各被支持部４２のＢ軸ＡｘＢ方向外側の端部には、内周部に軸受Ｂｅ６が設けられたハウジングＨｏが取り付けられている。各軸受Ｂｅ６の内輪は、上記軸部３５の外周部に固定されている。

また、各被支持部４２の底部には、外周部に軸受Ｂｅ７，Ｂｅ８が設けられ上記軸部３５内に挿入されたシャフト４４が固定されている。

各シャフト４４には、キャップ４５を介して、上記薄肉部３４にＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されたスラスト軸受Ｂｅ１２（例えばスラストニードル軸受）の一端が連結されている。

延設部４１は、Ｔ軸ＡｘＴ方向に中空状である。延設部４１の内周部には、軸受Ｂｅ１０，Ｂｅ１１が設けられている。

このような第２手首可動部１４は、上記軸受Ｂｅ６〜Ｂｅ８によりＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。

第３手首可動部１６は、Ｔ軸ＡｘＴ方向に中空状であり、上記延設部４１に設けられた後述の第２傘歯車ＢＧ２の軸部に連結され、第２傘歯車ＢＧ２の回転と共にＴ軸ＡｘＴ周りに回転可能である。

なお、上記で説明した第１〜第３手首可動部１２，１４，１６の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。

（１−２−２．モータの例）
モータＭ、Ｍは、上記延設部３２の延設方向において第２手首可動部１４とは反対側、つまり延設部３２の基端側におけるＢ軸ＡｘＢ方向両側に形成されたモータ収容部３６，３６にそれぞれ収容されている。なお、以下では、フレーム３００ａ側のモータ収容部３６に収容されたモータＭを「一方のモータＭ」ともいう。また、フレーム３００ｂ側のモータ収容部３６に収容されたモータＭを「他方のモータＭ」ともいう。

各モータＭは、Ｒ軸ＡｘＲ方向に延設されたシャフトを備え、当該シャフトをＲ軸ＡｘＲに沿った回転軸Ａｘ１周りに回転して動力を出力する。

なお、モータ収容部３６は、延設部３２の基端側に形成される場合に限定されるものではなく、延設部３２の延設方向中央部近傍や延設部３２の先端側に形成されてもよい。

（１−２−３．動力伝達機構の例）
動力伝達機構ＰＳは、複数のギヤを備え、上記モータＭ，Ｍの動力を第２及び第３手首可動部１４，１６の少なくとも一方に伝達するように構成されている。動力伝達機構ＰＳは、２つの平歯車ＳＧ１，ＳＧ１と、２つの平歯車ＳＧ２，ＳＧ２と、２つのハイポイドピニオンＨＰ，ＨＰと、２つのハイポイドギヤＨＧ，ＨＧと、２つの平歯車ＳＧ３，ＳＧ３と、２つの平歯車ＳＧ４，ＳＧ４と、２つの平歯車ＳＧ５，ＳＧ５と、干渉駆動機構ＩＳとを有する。なお、平歯車ＳＧ１、平歯車ＳＧ２、ハイポイドピニオンＨＰ、ハイポイドギヤＨＧ、平歯車ＳＧ３、平歯車ＳＧ４、及び平歯車ＳＧ５は、上記フレーム３００ａ，３００ｂに１つずつ設けられている。

平歯車ＳＧ１は、モータＭのシャフトと連結され、回転軸Ａｘ１周りに回転可能に支持されている。

平歯車ＳＧ２は、平歯車ＳＧ１と噛合し、回転軸Ａｘ１に沿った回転軸Ａｘ２周りに回転可能に支持されている。

ハイポイドピニオンＨＰは、例えば軸部に平歯車ＳＧ２の貫通孔が嵌合されることで、平歯車ＳＧ２と連結され、軸受Ｂｅ１，Ｂｅ２により回転軸Ａｘ２周りに回転可能に支持されている。

ハイポイドギヤＨＧは、例えば平歯車ＳＧ３とボルト締結されて一体となり、軸受Ｂｅ４及びスラスト軸受Ｂｅ３（例えばスラストニードル軸受）によりＢ軸ＡｘＢに沿った回転軸Ａｘ３周りに回転可能に支持され、ハイポイドピニオンＨＰと噛合する。

スラスト軸受Ｂｅ３は、ハイポイドギヤＨＧのＢ軸ＡｘＢ方向内側に設けられ、ハイポイドギヤＨＧの回転軸Ａｘ３方向に働く力を受け止める。スラスト軸受Ｂｅ３のＢ軸ＡｘＢ方向内側には、ハイポイドギヤＨＧの回転軸Ａｘ３方向の位置を調整するシムｓｍ（「ハイポイドピニオンとハイポイドギヤとのバックラッシュを調整する手段」の一例に相当）が設けられている。

平歯車ＳＧ３は、例えば軸部が各ハイポイドギヤＨＧの内周部に嵌合されることで、ハイポイドギヤＨＧと連結され、軸受Ｂｅ４により回転軸Ａｘ３周りに回転可能に支持されている。

ここで、本実施形態では、上記フレーム３００ａ，３００ｂの各々に設けられた、上記平歯車ＳＧ２、ハイポイドピニオンＨＰ、ハイポイドギヤＨＧ、スラスト軸受Ｂｅ３、シムｓｍ、及び平歯車ＳＧ３等の部品は、ギヤユニットＧＵとしてユニット化されている。

（１−２−３−１．ギヤユニットの例）
ギヤユニットＧＵ，ＧＵは、上記延設部３２のモータ収容部３６，３６よりも先端側で、且つ上記薄肉部３４よりも基端側におけるＢ軸ＡｘＢ方向両側に形成されたユニット取り付け部３７，３７にそれぞれ取り付けられている。

図３〜図９に示すように、ギヤユニットＧＵは、平板状の２つのフレーム５０，５１（ギヤフレームの一例に相当）、フレーム５２と、上記平歯車ＳＧ２、上記ハイポイドピニオンＨＰ、上記ハイポイドギヤＨＧ、上記シムｓｍ、上記平歯車ＳＧ３等の部品がユニット化されて構成されている。

フレーム５０，５１は、例えば鉄等の強度の高い材料で構成され、Ｂ軸ＡｘＢ方向に空隙を介して対向配置されている。

フレーム５２は、例えばアムミニウム等で構成され、フレーム５０，５１の間に挟持されるように固定されている。

ハイポイドピニオンＨＰは、大部分がフレーム５０，５１，５２の内側に配置され、フレーム５０，５１の間の一方側、つまり基端側に設けられた上記軸受Ｂｅ１，Ｂｅ２により回転軸Ａｘ２周りに回転可能に支持されている。

平歯車ＳＧ２は、フレーム５０，５１，５２の外側においてハイポイドピニオンＨＰの軸部に嵌合され、回転軸Ａｘ２周りに回転可能に支持されている。

ハイポイドギヤＨＧは、フレーム５０，５１の間の他方側、つまり先端側に設けられた上記スラスト軸受Ｂｅ３により、回転軸Ａｘ３周りに回転可能に支持されている。

シムｓｍは、フレーム５１とスラスト軸受Ｂｅ３との間に設けられている。シムｓｍによりハイポイドギヤＨＧの回転軸Ａｘ３方向の位置を調整することで、ハイポイドピニオンＨＰとハイポイドギヤＨＧとの噛合部におけるバックラッシュを調整することができる。

平歯車ＳＧ３は、フレーム５０，５１の間の先端側においてハイポイドギヤＨＧの内周部に嵌合され、上記軸受Ｂｅ４により回転軸Ａｘ３周りに回転可能に支持されている。

なお、上記で説明したギヤユニットＧＵの構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。例えば、ギヤユニットＧＵでは、平歯車ＳＧ２，ＳＧ３についてもユニット化されていたが、これらの少なくとも一方についてはユニット化されなくてもよい。

図３〜図５に示すように、平歯車ＳＧ４は、上記薄肉部３４に配置されている。平歯車ＳＧ４は、平歯車ＳＧ３と噛合し、軸受Ｂｅ５によりＢ軸ＡｘＢ方向に沿った回転軸Ａｘ４周りに回転可能に支持されている。

平歯車ＳＧ５は、上記薄肉部３４の軸部３５近傍に配置され、内周部に上記軸受Ｂｅ７の外輪が固定されている。平歯車ＳＧ５は、平歯車ＳＧ４と噛合し、軸受Ｂｅ７によりＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。また、平歯車ＳＧ５は、干渉駆動機構ＩＳに備えられた後述の第１傘歯車ＢＧ１と連結されている。

なお、上記平歯車ＳＧ３〜ＳＧ５は、「互いに噛合した複数の歯車」の一例に相当する。また、平歯車ＳＧ５は、「第１傘歯車と連結された歯車」の一例に相当する。

ここで、本実施形態では、互いに噛合した平歯車ＳＧ３〜ＳＧ５の噛合部におけるバックラッシュは、例えば以下のようにして調整される。

（１−２−３−２．複数の歯車の噛合部におけるバックラッシュ調整の例）
図１０に示すように、平歯車ＳＧ４は、回転中心（回転軸Ａｘ４）が平歯車ＳＧ３の回転中心（回転軸Ａｘ３）及び平歯車ＳＧ５の回転中心（Ｂ軸ＡｘＢ）に対し回転軸Ａｘ４に垂直な方向の一方側（図１０中上側）にずれて配置されている。平歯車ＳＧ４の軸部近傍には、当該平歯車ＳＧ４を回転軸Ａｘ４に垂直な面方向（例えば図１０中のブロック矢印の方向）に付勢するばねＳｐ２（「第２付勢部材」の一例に相当）が設けられている。

ばねＳｐ２により平歯車ＳＧ４を回転軸Ａｘ４に垂直な面方向に付勢することで、平歯車ＳＧ４の歯部を予圧により平歯車ＳＧ３，ＳＧ５の歯部に押し付けて、平歯車ＳＧ３，ＳＧ４の噛合部におけるバックラッシュ及び平歯車ＳＧ４，ＳＧ５の噛合部におけるバックラッシュを調整することができる。

なお、上記で説明した平歯車ＳＧ３〜ＳＧ５の噛合部におけるバックラッシュを調整する手法は、あくまで一例であり、上記以外の手法であってもよい。例えば、平歯車ＳＧ４にばねＳｐ２を設けるのに代えて又は加えて、平歯車ＳＧ３〜ＳＧ５の周辺構造を適宜変更して、平歯車ＳＧ３及び平歯車ＳＧ５の少なくとも一方にばねを設けてもよい。

（１−２−３−３．干渉駆動機構の例）
図３〜図５に示すように、干渉駆動機構ＩＳは、２つの第１傘歯車ＢＧ１，ＢＧ１と、第２傘歯車ＢＧ２とを備える。

第１傘歯車ＢＧ１は、例えば軸部が上記平歯車ＳＧ５の軸部と固定されることで、平歯車ＳＧ５と連結されている。なお、以下では、上記フレーム３００ａ側の平歯車ＳＧ５と連結された、つまり上記一方のモータＭから動力が伝達される第１傘歯車ＢＧ１を「一方の第１傘歯車ＢＧ１」ともいう。また、上記フレーム３００ｂ側の平歯車ＳＧ５と連結された、つまり上記他方のモータＭから動力が伝達される第１傘歯車ＢＧ１を「他方の第１傘歯車ＢＧ１」ともいう。

具体的には、第１傘歯車ＢＧ１は、内周部に上記軸受Ｂｅ７，Ｂｅ８の外輪が固定されている。第１傘歯車ＢＧ１は、軸受Ｂｅ７，Ｂｅ８によりＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。なお、第１傘歯車ＢＧ１のＢ軸ＡｘＢ方向に働く力は、上記スラスト軸受Ｂｅ１２により受け止めることが可能である。

第２傘歯車ＢＧ２は、上記延設部４１に配置され、軸部の外周部に上記軸受Ｂｅ１０，Ｂｅ１１の内輪が固定されている。第２傘歯車ＢＧ２は、第２傘歯車ＢＧ１，ＢＧ１の両方と噛合し、軸受Ｂｅ１０，Ｂｅ１１によりＴ軸ＡｘＴ周りに回転可能に支持されている。

また、第１傘歯車ＢＧ１、上記平歯車ＳＧ５、及び上記スラスト軸受Ｂｅ１２の間には、第１傘歯車ＢＧ１及び平歯車ＳＧ５をＢ軸ＡｘＢ方向に付勢するばねＳｐ１（「第１傘歯車を第１軸方向に付勢する第１付勢部材」の一例に相当）が、例えばＢ軸ＡｘＢ周りに等間隔で複数設けられている。ばねＳｐ１により第１傘歯車ＢＧ１をＢ軸ＡｘＢ方向に付勢することで、第１傘歯車ＢＧ１の歯部を予圧により第２傘歯車ＢＧ２の歯部に押し付けて、第１及び第２傘歯車ＢＧ１，ＢＧ２の噛合部におけるバックラッシュを調整することができる。

なお、第１傘歯車ＢＧ１をＢ軸ＡｘＢ方向に付勢するばねＳｐ１に代えて又は加えて、第２傘歯車ＢＧ２をＴ軸ＡｘＴ方向に付勢するばね等の付勢部材（「第２傘歯車を第２軸方向に付勢する第１付勢部材」の一例に相当することとなる）を設けてもよい。

上記シムｓｍ及びばねＳｐ１，Ｓｐ２は、「動力伝達機構のバックラッシュを調整する手段」の一例に相当する。

ここで、一方のモータＭの動力に基づく一方の第１傘歯車ＢＧ１の回転量を「θ」、他方のモータＭの動力に基づく他方の第１傘歯車ＢＧ１の回転量を「φ」、第２手首可動部１４の回転量を「ｒ２」、第３手首可動部１６の回転量を「ｒ３」とすると、傘歯車のギヤ比が１：１のときは、ｒ２，ｒ３は、例えば次式のようになる。
ｒ２＝１／２×（θ＋φ）
ｒ３＝１／２×（θ−φ）

なお、上記で説明した干渉駆動機構ＩＳ及び動力伝達機構ＰＳの構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。

（１−３．手首部の製造方法の例）
次に、上記構造の手首部１０の製造方法の一例について説明する。

手首部１０の製造工程（組み付け工程）では、シムｓｍを用いてハイポイドピニオンＨＰとハイポイドギヤＨＧとの噛合部におけるバックラッシュが調整されたギヤユニットＧＵ，ＧＵを、上記フレーム３０におけるユニット取り付け部３７，３７に取り付ける。

なお、ここでは特に説明しないが、上記以外の部品も各部に適宜取り付ける。そして、全ての部品を取り付けることで、手首部１０が完成する。

（１−４．本実施形態による効果の例）
以上説明したように、本実施形態の手首部１０は、動力伝達機構ＰＳのバックラッシュを調整する手段（上記の例ではシムｓｍ及びばねＳｐ１，Ｓｐ２）を有するので、動力伝達機構ＰＳにバックラッシュが少ない波動歯車を使用することなく、平歯車や傘歯車等の複数のギヤを連結して必要な減速比を得ることが可能となる。これにより、波動歯車による速度制限が無くなるので、第２手首可動部１４や第３手首可動部１６を高速化できる。また、動力伝達機構ＰＳのバックラッシュを調整する手段（上記の例ではシムｓｍ及びばねＳｐ１，Ｓｐ２）により動力伝達機構ＰＳのギヤのバックラッシュを低減できるので、動作精度を向上できる。

また、手首部１０では、干渉駆動機構ＩＳにより、第２及び第３手首可動部１４，１６の単独動作を２つのモータＭ，Ｍで行うこととなるので、１つのモータで駆動する場合に比べて、片方のモータＭに必要なトルクを大幅に低減できるという特性がある。そこで、高速動作を実現するために、減速比を小さくした場合でも、小容量のモータＭで高速動作が可能となる。その結果、手首部１０が小型でありながら高速動作を実現できる。

また、本実施形態では特に、第１付勢部材（上記の例ではばねＳｐ１）により、第１傘歯車ＢＧ１をＢ軸ＡｘＢ方向に付勢することにより、第１傘歯車ＢＧ１と第２傘歯車ＢＧ２とを与圧により相互に押し付けて、バックラッシュを低減することができる。

また、本実施形態では特に、平歯車ＳＧ５、第１傘歯車ＢＧ１、及びスラスト軸受Ｂｅ１２の間に設けられたばねＳｐ１により、平歯車ＳＧ５及び第１傘歯車ＢＧ１をＢ軸ＡｘＢ方向に付勢する。平歯車ＳＧ５及び第１傘歯車ＢＧ１を付勢するばねＳｐ１をスラスト軸受Ｂｅ１２と第１傘歯車ＢＧ１のザグリ穴底部との間の空間に設けることにより、ばねＳｐ１の長さを確保することができる。その結果、変位に対するばね力の変動が小さくなり、安定した与圧が得られるので、安定したバックラッシュの低減効果を得ることができる。また、第２傘歯車ＢＧ２の両側に２つの第１傘歯車ＢＧ１、ＢＧ１が噛合する構成では、両側の第１傘歯車ＢＧ１、ＢＧ１についてばねＳｐ１を設置することで、個別にばねＳｐ１の調整をすることができるので、両側のばね与圧力の誤差を小さくすることができる。その結果、両側の第１傘歯車ＢＧ１，ＢＧ１の噛合部における動力伝達ロスのばらつきを低減でき、モータトルクのばらつきも低減できるので、モータトルクを有効に活用でき、動作性能を向上できる。

また、本実施形態では特に、第２付勢部材（上記の例ではばねＳｐ２）により、平歯車ＳＧ４をＢ軸ＡｘＢに沿った回転軸Ａｘ４に垂直な面方向に付勢する。これにより、平歯車ＳＧ３〜ＳＧ５の噛合部におけるバックラッシュを低減することができる。

また、本実施形態では特に、動力伝達機構ＰＳがハイポイドピニオンＨＰ及びハイポイドギヤＨＧを有し、シムｓｍによりハイポイドギヤＨＧのＢ軸ＡｘＢに沿った回転軸Ａｘ３方向の位置を調整する。動力伝達機構ＰＳにハイポイドギヤＨＧを用いることにより、大きな減速比を得ることができる。また、ハイポイドギヤＨＧは減速比が大きくなるのに伴い効率が低下するが、動力伝達機構ＰＳが傘歯車や平歯車等を有することで、各々の歯車の減速比を最適化して、動力伝達機構ＰＳ全体のギヤ効率を高めることができる。その結果、モータＭの小容量化が可能となり、手首部１０を小型化できる。また、シムｓｍによりハイポイドギヤＨＧのＢ軸ＡｘＢに沿った回転軸Ａｘ３方向の位置を調整することにより、ハイポイドピニオンＨＰとハイポイドギヤＨＧとの噛合部におけるバックラッシュを低減することができる。

また、本実施形態では特に、動力伝達機構ＰＳが、フレーム５０，５１、ハイポイドピニオンＨＰ、ハイポイドギヤＨＧ、及びシムｓｍがユニット化されたギヤユニットＧＵを有する。ハイポイドギヤＨＧをユニット化することにより、動力伝達機構ＰＳのフレーム３０への取り付けの自動化が容易となり、手首部１０の生産性を向上できる。また、ギヤユニットＧＵを手首部１０に組み付ける前に、シムｓｍを用いて、ギヤユニットＧＵ単体でのバックラッシュ調整が可能となる。これにより、調整の精度や作業性を向上できる。また、動力伝達機構ＰＳにバックラッシュが少ない波動歯車を使用することなく、平歯車や傘歯車等の複数のギヤを連結して必要な減速比を得ることが可能となる。したがって、第２手首可動部１４や第３手首可動部１６を高速化できる。また、高精度なバックラッシュ調整が行われたギヤユニットＧＵを動力伝達機構ＰＳに用いることにより、動作精度を向上できる。また、ハイポイドピニオンＨＰとハイポイドギヤＨＧとのラジアル・スラスト荷重によりフレーム５０，５１に内部応力が発生するが、フレーム５０，５１に強度の高い（例えば鉄製の）材料を用いることで、薄型化が可能となる。これにより、ギヤユニットＧＵのＢ軸ＡｘＢに沿った回転軸Ａｘ３方向の寸法を低減することが可能となり、手首部１０を薄型化できる。

また、本実施形態では特に、フレーム３０が、対向配置された一対の挟持部３３，３３を有し、第２手首可動部１４が挟持部３３，３３の先端部の間に支持される。これにより、フレーム３０の挟持部３３，３３の間に空間を形成して、中空構造の手首部１２を実現できる。その結果、手首部１２の内部に各種ケーブルを配線することができる。

また、本実施形態では、フレーム３０が備える一対の挟持部３３，３３の先端部の間に第２手首可動部１４を支持する構造とするので、挟持部３３，３３の間に空間を形成した中空構造の手首部１０とすることができる。このとき、挟持部３３の第２手首可動部１４を支持する領域に薄肉部３４を形成するので、挟持部３３が一定の厚みである場合に比べ、手首部１０のＢ軸ＡｘＢ方向の外形寸法（関節幅）を低減できる。

一方で、動力伝達機構ＰＳの複数のギヤによりモータＭと第２手首可動部１４との間で必要な減速比を得ることができるので、挟持部３３と第２手首可動部１４との間に減速機を用いる必要が無い。したがって、第２手首可動部１４のＢ軸ＡｘＢ方向の寸法を確保でき、中空径を確保できる。

したがって、中空径を確保しつつ手首部１０を薄型化できる。

また、本実施形態では特に、薄肉部３４が挟持部３３における第２手首可動部１４の可動範囲に対応する領域に形成される。これにより、第２手首可動部１４の可動空間を確保できる。

また、本実施形態では特に、第２及び第３手首可動部１４，１６が中空構造である。これにより、エンドエフェクタに使用される各種ケーブルを手首部１０の内部に配線することができる。

また、本実施形態では特に、フレーム３０が、当該フレーム３０の延設方向において第２手首可動部１４とは反対側に位置し、モータＭが収容されるモータ収容部３６を有する。これにより、比較的重量物であるモータＭを第２手首可動部１４側から遠ざけて配置することができるので、手首部１０より根元側の軸においては、手首部１０の負荷（慣性モーメント）を軽減できる。その結果、必要なトルクが軽減され、基本軸部のモータの小容量化やフレーム小形化、薄型化が可能となり、手首部１０より根元側の軸部を小型化できる。

また、本実施形態では特に、平歯車ＳＧ４，ＳＧ５が薄肉部３４に配置される。動力伝達機構ＰＳのうち、歯幅の小さな平歯車ＳＧ４，ＳＧ５を薄肉部３４に配置することで、薄肉構造を実現できる。

なお、上記で説明した第２手首可動部１４や第３手首可動部１６を高速化する効果等を得るためには、手首部１０は、必ずしも、挟持部３３，３３の先端部の間に第２手首可動部１４を支持する構造で、挟持部３３の第２手首可動部１４を支持する領域に薄肉部３４が形成されなくてもよい。また、上記で説明した中空径を確保しつつ手首部１０を薄型化する効果等を得るためには、手首部１０は、必ずしも動力伝達機構ＰＳのバックラッシュを調整する手段（上記の例ではシムｓｍ及びばねＳｐ１，Ｓｐ２）を備えなくてもよい。

（１−５．変形例等）
なお、第１実施形態は、上記内容に限定されるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順次説明する。

（１−５−１．第１変形例）
上記第１実施形態は、ばねＳｐ２により平歯車ＳＧ４を回転軸Ａｘ４に垂直な面方向に付勢することで、互いに噛合した平歯車ＳＧ３〜ＳＧ５の噛合部におけるバックラッシュを調整可能とした構成であった。

これに対し、本変形例では、図１１に示すように、前述の平歯車ＳＧ３に代えてテーパギヤＴＧ１、前述の平歯車ＨＧ４に代えてテーパギヤＴＧ２、前述の平歯車ＨＧ５に代えてテーパギヤＴＧ３が設けられている。なお、テーパギヤＴＧ１〜ＴＧ３は、「互いに噛合した複数の歯車」の一例に相当する。

テーパギヤＴＧ２の軸部には、当該テーパギヤＴＧ２を回転軸Ａｘ４方向（例えば図１１中のブロック矢印の方向）に付勢するばねＳｐ３（「第２付勢部材」の一例に相当）が設けられている。例えば、ばねＳｐ３の一端は、テーパギヤＴＧ２のＢ軸ＡｘＢ方向内側に固定され、ばねＳｐ３の他端は、上記薄肉部３４の外周面に固定されている。

ばねＳｐ３によりテーパギヤＴＧ２を回転軸Ａｘ４方向に付勢することで、テーパギヤＴＧ２の歯部を予圧によりテーパギヤＴＧ１，ＴＧ３の歯部に押し付けて、テーパギヤＴＧ１，ＴＧ２の噛合部におけるバックラッシュ及びテーパギヤＴＧ２，ＴＧ３の噛合部におけるバックラッシュを調整することができる。なお、ばねＳｐ３は、「動力伝達機構のバックラッシュを調整する手段」の一例に相当する。

なお、上記で説明したテーパギヤＴＧ１〜ＴＧ３の噛合部におけるバックラッシュを調整する手法は、あくまで一例であり、上記以外の手法であってもよい。例えば、テーパギヤＴＧ２にばねＳｐ２を設けるのに代えて又は加えて、テーパギヤＴＧ１及びテーパギヤＴＧ３の少なくとも一方にばねを設けてもよい。

以上説明した本変形例においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本変形例によれば、テーパギヤＴＧ１〜ＴＧ３の噛合部におけるバックラッシュを低減することができる。

（１−５−２．第２変形例）
本変形例では、図１２に示すように、前述の平歯車ＳＧ３に代えてヘリカルギヤＨＧ１、前述の平歯車ＨＧ４に代えて一対のヘリカルギヤＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂ（以下適宜「ヘリカルギヤＨＧ２」と総称）、前述の平歯車ＨＧ５に代えてヘリカルギヤＨＧ３が設けられている。なお、ヘリカルギヤＨＧ１，ＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂ，ＨＧ３は、「互いに噛合した複数の歯車」の一例に相当する。

ヘリカルギヤＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂの間には、当該ヘリカルギヤＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂを回転軸Ａｘ４方向外側（例えば図１２中のブロック矢印の方向）に付勢するばねＳｐ４（「第２付勢部材」の一例に相当）が設けられている。

ばねＳｐ４によりヘリカルギヤＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂを回転軸Ａｘ４方向外側に付勢することで、ヘリカルギヤＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂのいずれかの歯部を予圧によりヘリカルギヤＨＧ１に押し付けると共に、ヘリカルギヤＨＧ２ａ，ＨＧ２ｂのいずれかの歯部を予圧によりヘリカルギヤＨＧ３に押し付けて、ヘリカルギヤＨＧ１，ＨＧ２におけるバックラッシュ及びヘリカルギヤＨＧ２，ＨＧ３におけるバックラッシュを調整することができる。なお、ばねＳｐ４は、「動力伝達機構のバックラッシュを調整する手段」の一例に相当する。

なお、上記で説明したヘリカルギヤＨＧ１〜ＨＧ３の噛合部におけるバックラッシュを調整する手法は、あくまで一例であり、上記以外の手法であってもよい。

以上説明した本変形例においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本変形例によれば、ヘリカルギヤＨＧ１〜ＨＧ３の噛合部におけるバックラッシュを低減することができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下では、主として上記第１実施形態の構成と異なる点について説明する。

本実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、手首部の構成等である。以下、図１３〜図１５を参照しつつ、本変形例の手首部の構成の一例について説明する。

（２−１．手首部の構成の例）
図１３〜図１５に示すように、本変形例の手首部１０Ａ（「ロボットアーム」の一例に相当）は、第１手首可動部１２Ａと、中空構造である第２手首可動部１４Ａ（「第１軸可動部」の一例に相当）と、中空構造である第３手首可動部１６Ａ（「第２軸可動部」の一例に相当）と、２つのモータＭＡ，ＭＡと、動力伝達機構ＰＳＡとを有する。

（２−１−１．第１〜第３手首可動部の例）
第１手首可動部１２Ａは、フレーム６０（「アームフレーム」の一例に相当）を有する。

フレーム６０は、Ｂ軸ＡｘＢに直交し、且つＲ軸ＡｘＲを通る面を対称面とする面対称構造である２つのフレーム６００ａ，６００ｂが連結されて構成されている。フレーム６０は、Ｒ軸ＡｘＲ方向に延設された延設部６２を備える。

延設部６２のＢ軸ＡｘＢ方向両側の断面形状は、凹状である。延設部６２のＢ軸ＡｘＢ方向両端部には、フレームカバー（図示せず）が取り付けられる。延設部６２は、Ｂ軸ＡｘＢ方向に空隙を介して対向配置された一対の挟持部６３，６３を備える。

挟持部６３，６３の先端部の間には、第２手首可動部１４ＡがＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。各挟持部６３の第２手首可動部１４Ａを支持する領域、具体的には各挟持部６３における第２手首可動部１４Ａの可動範囲に対応する領域は、Ｂ軸ＡｘＢ方向の厚みが当該挟持部６３の他の領域よりも薄い薄肉部６４となっている。

各薄肉部６４には、Ｂ軸ＡｘＢ方向に中空状の軸部６５がＢ軸ＡｘＢ方向内側に突出して設けられている。

第２手首可動部１４Ａは、フレーム８０を有する。

フレーム８０は、上記薄肉部６４，６４の間においてＢ軸ＡｘＢ方向に空隙を介して対向配置された一対の被支持部８２，８２と、Ｔ軸ＡｘＴ方向に延設された延設部８１とを備える。

各被支持部８２のＢ軸ＡｘＢ方向外側は、凹状である。各被支持部８２には、上記軸部６５が挿入されている。各被支持部８２のＢ軸ＡｘＢ方向外側の端部には、内周部に軸受Ｂｅ１６が設けられたハウジングＨｏＡが取り付けられている。各軸受Ｂｅ１６の内輪は、上記軸部６５の外周部に固定されている。

また、各被支持部８２の底部には、外周部に軸受Ｂｅ１７，Ｂｅ１８が設けられ上記軸部６５内に挿入されたシャフト８４が固定されている。

各シャフト８４には、キャップ８５を介して、上記薄肉部６４にＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持された例えばスラストニードル軸受等のスラスト軸受Ｂｅ２２（「フレーム押さえ部材」の一例に相当）の一端が連結されている。各スラスト軸受Ｂｅ２２の他端は、支持部材９０を介して上記薄肉部３４の外側面に固定されている。各スラスト軸受Ｂｅ２２は、Ｂ軸ＡｘＢ方向に働く力を受け止めることで、上記薄肉部３４の外側面を押さえるように構成されている。

延設部８１は、Ｔ軸ＡｘＴ方向に中空状である。延設部８１の内周部には、軸受Ｂｅ２０，Ｂｅ２１が設けられている。

このような第２手首可動部１４Ａは、上記軸受Ｂｅ１６〜Ｂｅ１８によりＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。

第３手首可動部１６Ａは、Ｔ軸ＡｘＴ方向に中空状であり、上記延設部８１に設けられた後述の第２傘歯車ＢＧＢの軸部に連結され、第２傘歯車ＢＧＢの回転と共にＴ軸ＡｘＴ周りに回転可能である。

なお、上記で説明した第１〜第３手首可動部１２Ａ，１４Ａ，１６Ａの構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。

（２−１−２．モータの例）
モータＭＡ、ＭＡは、上記延設部６２の延設方向において第２手首可動部１４Ａとは反対側、つまり延設部６２の基端側におけるＢ軸ＡｘＢ方向両側に形成されたモータ収容部６６，６６にそれぞれ収容されている。なお、以下では、フレーム６００ａ側のモータ収容部６６に収容されたモータＭＡを「一方のモータＭＡ」ともいう。また、フレーム６００ｂ側のモータ収容部６６に収容されたモータＭＡを「他方のモータＭＡ」ともいう。

各モータＭＡは、Ｒ軸ＡｘＲ方向に延設されたシャフトＳＨを備え、当該シャフトＳＨをＲ軸ＡｘＲに沿った回転軸Ａｘ１０周りに回転して動力を出力する。

なお、モータ収容部６６は、延設部６２の基端側に形成される場合に限定されるものではなく、延設部６２の延設方向中央部近傍や延設部６２の先端側に形成されてもよい。

（２−１−３．動力伝達機構の例）
動力伝達機構ＰＳＡは、複数のギヤを備え、上記モータＭＡ，ＭＡの動力を第２及び第３手首可動部１４Ａ，１６Ａの少なくとも一方に伝達するように構成されている。動力伝達機構ＰＳＡは、２つの平歯車ＳＧ１０，ＳＧ１０と、２つの平歯車ＳＧ１２，ＳＧ１２と、２つのハイポイドピニオンＨＰＡ，ＨＰＡと、２つのハイポイドギヤＨＧＡ，ＨＧＡと、干渉駆動機構ＩＳＡとを有する。なお、平歯車ＳＧ１０、平歯車ＳＧ１２、ハイポイドピニオンＨＰＡ、及びハイポイドギヤＨＧＡは、上記フレーム６００ａ，６００ｂに１つずつ設けられている。

平歯車ＳＧ１０は、例えば軸部にモータＭＡのシャフトＳＨが嵌合されることで、シャフトＳＨと連結され、回転軸Ａｘ１０周りに回転可能に支持されている。

平歯車ＳＧ１２は、平歯車ＳＧ１０と噛合し、回転軸Ａｘ１０に沿った回転軸Ａｘ１２周りに回転可能に支持されている。

ハイポイドピニオンＨＰＡは、例えば軸部に平歯車ＳＧ１２の貫通孔が嵌合されることで、平歯車ＳＧ１２と連結され、先端側が上記薄肉部６４に配置されている。ハイポイドピニオンＨＰＡは、軸受ＢｅＡ（例えばアンギュラ軸受）及び軸受ＢｅＢ（例えばニードル軸受）により回転軸Ａｘ１２周りに回転可能に支持されている。

軸受ＢｅＡは、上記挟持部６３における上記薄肉部６４よりも基端側に配置され、ハイポイドピニオンＨＰＡの軸部の基端側を支持する。軸受ＢｅＢは、上記薄肉部６４に配置され、ハイポイドピニオンＨＰＡの軸部の先端側を支持する。

ハイポイドギヤＨＧＡは、ハイポイドピニオンＨＰＡと噛合し、Ｂ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。ハイポイドギヤＨＧＡは、干渉駆動機構ＩＳＡに備えられた後述の第１傘歯車ＢＧＡと連結されている。

（２−１−３−１．干渉駆動機構の例）
干渉駆動機構ＩＳＡは、２つの第１傘歯車ＢＧＡ，ＢＧＡと、第２傘歯車ＢＧＢとを備える。

第１傘歯車ＢＧＡは、例えば軸部が上記ハイポイドギヤＨＧＡの貫通孔に嵌合することで、ハイポイドギヤＨＧＡと連結されている。なお、以下では、上記フレーム６００ａ側のハイポイドギヤＨＧＡと連結された、つまり上記一方のモータＭＡから動力が伝達される第１傘歯車ＢＧＡを「一方の第１傘歯車ＢＧＡ」ともいう。また、上記フレーム６００ｂ側のハイポイドギヤＨＧＡと連結された、つまり上記他方のモータＭＡから動力が伝達される第１傘歯車ＢＧＡを「他方の第１傘歯車ＢＧＡ」ともいう。

具体的には、第１傘歯車ＢＧＡは、内周部に上記軸受Ｂｅ１７，Ｂｅ１８の外輪が固定されている。第１傘歯車ＢＧＡは、軸受Ｂｅ１７，Ｂｅ１８によりＢ軸ＡｘＢ周りに回転可能に支持されている。

第２傘歯車ＢＧＢは、上記延設部８１に配置され、軸部の外周部に上記軸受Ｂｅ２０，Ｂｅ２１の内輪が固定されている。第２傘歯車ＢＧＢは、第１傘歯車ＢＧＡ，ＢＧＡの両方と噛合し、軸受Ｂｅ２０，Ｂｅ２１によりＴ軸ＡｘＴ周りに回転可能に支持されている。

第２傘歯車ＢＧＢの軸部の外周部には、当該第２傘歯車ＢＧＢをＴ軸ＡｘＴ方向に付勢するばねＳｐ５（「第２傘歯車を第２軸方向に付勢する第１付勢部材」の一例に相当）が設けられている。ばねＳｐ５により第２傘歯車ＢＧＢをＴ軸ＡｘＴ方向に付勢することで、第２傘歯車ＢＧＢの歯部を予圧により第１傘歯車ＢＧＡの歯部に押し付けて、第１及び第２傘歯車ＢＧＡ，ＢＧＢの噛合部におけるバックラッシュを調整することができる。

なお、第２傘歯車ＢＧＢをＴ軸ＡｘＴ方向に付勢するばねＳｐ５に代えて又は加えて、第１傘歯車ＢＧＡをＢ軸ＡｘＢ方向に付勢するばね等の付勢部材（「第１傘歯車を第１軸方向に付勢する第１付勢部材」の一例に相当することとなる）を設けてもよい。

上記ばねＳｐ５は、「動力伝達機構のバックラッシュを調整する手段」の一例に相当する。

ここで、一方のモータＭＡの動力に基づく一方の第１傘歯車ＢＧＡの回転量を「θＡ」、他方のモータＭＡの動力に基づく他方の第１傘歯車ＢＧＡの回転量を「φＡ」、第２手首可動部１４Ａの回転量を「ｒ２Ａ」、第３手首可動部１６Ａの回転量を「ｒ３Ａ」とすると、傘歯車のギヤ比が１：１のときは、ｒ２Ａ，ｒ３Ａは、例えば次式のようになる。
ｒ２Ａ＝１／２×（θＡ＋φＡ）
ｒ３Ａ＝１／２×（θＡ−φＡ）

なお、上記で説明した干渉駆動機構ＩＳＡ及び動力伝達機構ＰＳＡの構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。

（２−２．本実施形態による効果の例）
以上説明した本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、手首部１０Ａが動力伝達機構ＰＳＡのバックラッシュを調整する手段（上記の例ではばねＳｐ５）を有するので、第２手首可動部１４Ａや第３手首可動部１６Ａを高速化できる。また、フレーム６０が備える一対の挟持部６３，６３の先端部の間に第２手首可動部１４Ａを支持する構造としつつ、挟持部６３の第２手首可動部１４Ａを支持する領域に薄肉部６４を形成するので、中空径を確保しつつ手首部１０Ａを薄型化できる。

また、本実施形態では特に、ばねＳｐ５により、第２傘歯車ＢＧＢをＴ軸ＡｘＴ方向に付勢することにより、第１傘歯車ＢＧＡと第２傘歯車ＢＧＢとを与圧により相互に押し付けて、バックラッシュを低減することができる。

また、本実施形態では特に、動力伝達機構ＰＳＡのうち、シャフト状のハイポイドピニオンＨＰＡの一部を薄肉部６４に配置することで、薄肉構造を実現できる。また、動力伝達機構ＰＳＡにハイポイドギヤＨＧＡを用いることにより、大きな減速比を得ることができる。また、ハイポイドギヤＨＧＡは減速比が大きくなるのに伴い効率が低下するが、動力伝達機構ＰＳＡが平歯車等を有することで、各々の歯車の減速比を最適化して、動力伝達機構ＰＳＡ全体のギヤ効率を高めることができる。その結果、モータＭＡの小容量化が可能となり、手首部１０Ａを小型化できる。

また、本実施形態では特に、ハイポイドピニオンＨＰＡを支持する軸受ＢｅＡが薄肉部６４に配置される。これにより、ハイポイドピニオンＨＰＡをハイポイドギヤＨＧＡの近傍で支持することができるので、ハイポイドピニオンＨＰＡに作用するラジアル荷重等に対する剛性を高めることができる。

また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、挟持部６３の薄肉部６４は比較的剛性が弱いので、例えば、ハイポイドギヤＨＧＡで発生するラジアル荷重や、第３手首可動部１６ＡがＴ軸ＡｘＴ周りに回転した際の負荷による遠心力等により、開く方向に変形を生じる可能性がある。この場合、ハイポイドピニオンＨＰＡとハイポイドギヤＨＧＡとの間で歯飛びが発生する可能性がある。本実施形態では、スラスト軸受Ｂｅ２２により上記薄肉部６４の変形を防止できる。その結果、上記歯飛びの発生も防止できる。

なお、上記で説明した第２手首可動部１４Ａや第３手首可動部１６Ａを高速化する効果等を得るためには、手首部１０Ａは、必ずしも、挟持部６３，６３の先端部の間に第２手首可動部１４Ａを支持する構造で、挟持部６３の第２手首可動部１４Ａを支持する領域に薄肉部６４が形成されなくてもよい。また、上記で説明した中空径を確保しつつ手首部１０Ａを薄型化する効果等を得るためには、手首部１０Ａは、必ずしも動力伝達機構ＰＳＡのバックラッシュを調整する手段（上記の例ではばねＳｐ５）を備えなくてもよい。

なお、第２実施形態は、上記内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

＜３．その他＞
また、実施形態は、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記第１実施形態において、上記スラスト軸受Ｂｅ１２と同様のスラスト軸受をさらに設けることで、当該スラスト軸受をフレーム押さえ部材として機能させることも可能である。

なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」等とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」等という意味である。

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」等とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」等という意味である。

また、以上既に述べた以外にも、上記各実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。

その他、一々例示はしないが、上記各実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０ 手首部（ロボットアームの一例）
１０Ａ 手首部（ロボットアームの一例）
１４ 第２手首可動部（第１軸可動部の一例）
１４Ａ 第２手首可動部（第１軸可動部の一例）
１６ 第３手首可動部（第２軸可動部の一例）
１６Ａ 第３手首可動部（第２軸可動部の一例）
３０ フレーム（アームフレームの一例）
３３ 挟持部
３４ 薄肉部
３６ モータ収容部
５０，５１ フレーム（ギヤフレームの一例）
６０ フレーム（アームフレームの一例）
６３ 挟持部
６４ 薄肉部
６６ モータ収容部
ＡｘＢ Ｂ軸（第１軸の一例）
ＡｘＴ Ｔ軸（第２軸の一例）
Ｂｅ２２ スラスト軸受（フレーム押さえ部材の一例）
ＢｅＡ，Ｂ 軸受
ＢＧ１，２ 傘歯車
ＣＴ コントローラ
ＧＵ ギヤユニット
ＨＧ ハイポイドギヤ
ＨＧＡ ハイポイドギヤ
ＨＰ ハイポイドピニオン
ＨＰＡ ハイポイドピニオン
Ｍ モータ
ＭＡ モータ
ＰＳ 動力伝達機構
ＩＳ 干渉駆動機構
Ｓ ロボットシステム
ＳＧ３〜５ 平歯車
ｓｍ シム
Ｓｐ１ ばね（第１付勢部材の一例）
Ｓｐ２ ばね（第２付勢部材の一例）
Ｓｐ３ ばね（第２付勢部材の一例）
Ｓｐ４ ばね（第２付勢部材の一例）
Ｓｐ５ ばね（第１付勢部材の一例）
ＴＧ１〜３ テーパギヤ
ＨＧ１ ヘリカルギヤ
ＨＧ２ａ，ｂ ヘリカルギヤ
ＨＧ３ ヘリカルギヤ

Claims (10)

1. 対向配置された一対の挟持部を備えたアームフレームと、
   前記一対の挟持部の間に第１軸周りに回転可能に支持された第１軸可動部と、
   前記第１軸可動部に前記第１軸に直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２軸可動部と、
   ２つのモータと、
   複数のギヤを備え、前記２つのモータの動力を前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部の少なくとも一方に伝達するように構成された動力伝達機構と、
   前記挟持部の前記第１軸可動部を支持する領域に形成され、前記動力伝達機構の少なくとも一部が配置された、前記第１軸方向の厚みが前記挟持部の他の領域よりも薄い薄肉部と、を有し、
   前記動力伝達機構は、
   前記第１軸周りに回転可能に支持され、一方の前記モータから動力が伝達される一方の第１傘歯車及び他方の前記モータから動力が伝達される他方の第１傘歯車の２つの第１傘歯車と、
   前記２つの第１傘歯車の両方と噛合し、前記第２軸周りに回転可能に支持された第２傘歯車と、
   を備えた干渉駆動機構を有すると共に、
   前記挟持部において前記薄肉部よりも前記第１軸方向の厚みが厚い前記他の領域に配置され、前記アームフレームの延設方向に沿った回転軸周りに回転可能に支持されたハイポイドピニオン及び前記第１軸周りに回転可能に支持され前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤを有し、さらに、
   前記薄肉部に配置され、各々が前記第１軸に沿った回転軸周りに回転可能に支持されて互いに噛合し、前記ハイポイドギヤから出力される動力を前記第１傘歯車に伝達する、複数の平歯車を有する
   ことを特徴とするロボットアーム。
2. 対向配置された一対の挟持部を備えたアームフレームと、
   前記一対の挟持部の間に第１軸周りに回転可能に支持された第１軸可動部と、
   前記第１軸可動部に前記第１軸に直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２軸可動部と、
   ２つのモータと、
   複数のギヤを備え、前記２つのモータの動力を前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部の少なくとも一方に伝達するように構成された動力伝達機構と、
   前記挟持部の前記第１軸可動部を支持する領域に形成され、前記動力伝達機構の少なくとも一部が配置された、前記第１軸方向の厚みが前記挟持部の他の領域よりも薄い薄肉部と、を有し、
   前記動力伝達機構は、
   前記第１軸周りに回転可能に支持され、一方の前記モータから動力が伝達される一方の第１傘歯車及び他方の前記モータから動力が伝達される他方の第１傘歯車の２つの第１傘歯車と、
   前記２つの第１傘歯車の両方と噛合し、前記第２軸周りに回転可能に支持された第２傘歯車と、
   を備えた干渉駆動機構を有し、
   前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部は、中空構造であり、
   前記挟持部における前記薄肉部よりも前記第１軸方向の厚みが厚い前記他の領域の中空径と、前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部の中空径とが、略同一であり、
   前記アームフレームは、
   前記第１軸に直交し、且つ前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部の中空部の中心を通る面を対称面とする面対称構造である
   ことを特徴とするロボットアーム。
3. 前記薄肉部は、
   前記挟持部における前記第１軸可動部の可動範囲に対応する領域に形成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットアーム。
4. 前記第１軸可動部及び前記第２軸可動部は、
   中空構造である
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボットアーム。
5. 前記アームフレームは、
   前記アームフレームの延設方向において前記第１軸可動部とは反対側に位置し、前記モータが収容されるモータ収容部を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロボットアーム。
6. 前記動力伝達機構は、
   前記アームフレームの延設方向に沿った回転軸周りに回転可能に支持されたハイポイドピニオンと、
   前記第１軸周りに回転可能に支持され、前記ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤと、を有し、
   前記ハイポイドピニオンの少なくとも一部が、前記薄肉部に配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボットアーム。
7. 前記動力伝達機構は、
   前記ハイポイドピニオンを支持する複数の軸受を有し、
   前記複数の軸受の少なくとも１つが、前記薄肉部に配置される
   ことを特徴とする請求項６に記載のロボットアーム。
8. 前記動力伝達機構は、
   各々が前記第１軸に沿った回転軸周りに回転可能に支持され、互いに噛合した複数の歯車を有し、
   前記複数の歯車の少なくとも一部が、前記薄肉部に配置される
   ことを特徴とする請求項２，６，７のいずれか１項に記載のロボットアーム。
9. 前記薄肉部に前記第１軸周りに回転可能に支持され、一端が前記第１軸可動部に連結され、他端が前記薄肉部の外側面を押さえるように構成されたフレーム押さえ部材をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のロボットアーム。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のロボットアームと、
    前記ロボットアームを制御するように構成されたコントローラと、
    を有することを特徴とするロボットシステム。
    

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