JP6558850B2 - ロボット装置およびパラレルロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボット装置およびパラレルロボットに関するものである。

従来から、製品部品であるワークを３次元的に搬送し、製品を組み立てるために用いるパラレルロボットが知られている。
パラレルロボットは、ベース部（基部材）と、ベース部の下面側に周方向に等間隔で配置された３つのリンク機構と、ベース部上に配置され、３つのリンク機構の基端側に別々に連結されている３つの駆動部（リンク用モータ装置）と、３つのリンク機構の先端側に設けられ、これら先端側と回動自在に連結されている可動部と、を備えている。３つのリンク機構は、周方向に等間隔で配置され、それぞれベース部の法線方向からみて放射状（三つ又状）に設けられている。そして、可動部側にハンドアームが設けられ、このハンドアームによってワークが把持されて搬送される。

また、パラレルロボットとして、ベース部と可動部との間に跨るように配置されると共に、パラレルロボットの中心軸線上に配置される回転駆動機構（回動部駆動機構）を備えたものがある。回転駆動機構によって、ハンドアームをパラレルロボットの中心軸回りに回転させることができ、ワークの向きを変更することが可能になる。
回転駆動機構は、主に、回動用モータ装置と、回転用モータ装置の回転を減速して出力する減速機構と、回転用モータ装置の回転が減速機構を介して伝達される回転部材と、回転部材と一体となって回転可能な棒状の直動部材と、直動部材の下端と可動部とを連結するユニバーサルジョイントと、を備えている。回動用モータ装置、減速機構、および回転部材は、組立上の理由、レイアウト上の理由等からベース部上に配置されている。

特開２０１４−３９９７７号公報

ところで、回動用モータ装置の回転軸、減速機構、および回転部材は、それぞれ歯車によって噛合わされることで、駆動伝達される。回動用モータ装置の回転軸、減速機構、および回転部材は、ベース部上に配置されているので、歯車の噛合せのために、回動用モータ装置と、減速機構および回転部材との相対位置を軸方向にずらす必要がある。このため、回動用モータ装置をベース部から嵩上げする必要があり、この分、パラレルロボットの高さ方向（軸方向）の寸法が大きくなってしまうという課題がある。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高さ方向の寸法を小さく設定でき、小型化が可能なロボット装置およびパラレルロボットを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るロボット装置は、ベース部と、該ベース部の一面側に設けられる伝達機構と、前記ベース部の他面側に設けられ、前記伝達機構に回転力を伝達するモータ部と、前記ベース部の一面側に設けられ、前記伝達機構を介して前記モータ部の回転力が入力される回転駆動機構と、前記伝達機構と前記回転駆動機構の一端部との間に連結された第一のジョイント部と、前記回転駆動機構の他端部に連結された第二のジョイント部と、前記ベース部の一面側に設けられた複数の駆動部と、前記第二のジョイント部に連結される回転部と、前記回転部に対して回転自在に取り付けられる可動プレートと、前記駆動部に連結され、前記可動プレートに接続されたリンク機構と、を有し、前記ベース部に、前記モータ部の回転軸を挿通可能な貫通孔が形成されており、該貫通孔を介して前記回転軸と前記伝達機構とが連結されていることを特徴とする。

このように、ベース部の同一面側（一面側）に伝達機構と回転駆動機構とを配置することにより、ベース部の他面側に配置される部品を減少できる。このため、ベース部の他面側への部品の突出高さを抑えることができ、結果的にロボット装置の高さ方向の寸法を小さく設定できる。
また、ベース部の同一面側（一面側）に伝達機構と回転駆動機構とを配置することにより、伝達機構からワークに至る間の距離、つまり、伝達機構から回転駆動機構のベース部とは反対側端に至る間の距離を短くできる。このため、回転駆動機構の長さを短く設定できる。この結果、回転駆動機構を支持する箇所、つまり、回転駆動機構の根元部や回転駆動機構と他の部品（例えば、可動プレート）との連結箇所にかかる応力を小さくできる。よって、部品を小型化でき、ロボット装置全体を小型化できる。
また、ベース部の伝達機構が配置されている面とは反対側にモータ部を配置した場合であってもモータ部と伝達機構とを容易に連結させることができる。そして、ベース部の他面側からモータ部を嵩上げする必要もなく、ロボット装置の高さ方向の寸法を小さく設定できる。

本発明に係るロボット装置において、第一のジョイント部および前記第二のジョイント部は、前記回転駆動機構の各前記端部と、該端部に対応する前記伝達機構および前記回転部とに取り付けられる一対の連結部と、前記一対の連結部の間に設けられる中間部と、前記一対の連結部と前記中間部とを連結する位置規制ピンと、前記連結部および前記中間部の何れか一方に設けられ、前記位置規制ピンを回転可能に支持する転がり軸受と、前記位置規制ピンの周囲に設けられると共に、前記転がり軸受と前記連結部および前記中間部の何れか他方との間に設けられ、前記転がり軸受の内輪に当接するスペーサと、を備え、前記一対の連結部は、前記回転駆動機構の延在方向に対して交差する方向に延びる基部と、前記基部の両端から互いに対向する方向に向かって延出する一対の延出部と、を有し、各前記基部が、それぞれ前記回転駆動機構と前記伝達機構および前記回転部とに別々に取り付けられ、前記位置規制ピンは、前記転がり軸受に挿通されるピン本体と、前記ピン本体の一端側に設けられ、前記転がり軸受の内輪に当接するフランジ部と、前記ピン本体の他端側に設けられる固定部と、を有し、前記連結部および前記中間部の何れか他方に、前記固定部と係止可能な被固定部を設けたことを特徴とする。

このように構成することで、モータ部の回転軸と、減速機構を構成する各歯車との軸間距離を短く設定することができる。このため、モータ部および減速機構の配置スペースを省スペース化でき、ロボット装置を小型化できる。

本発明に係るロボット装置は、前記回転駆動機構の両端のうち、少なくとも一端には、前記回転駆動機構と被連結体とを連結するための自由継ぎ手部が設けられており、該自由継ぎ手部は、一方が前記回転駆動機構の端部に取り付けられ、他方が前記被連結体に取り付けられる一対の連結部と、前記一対の連結部の間に設けられる中間部と、前記一対の連結部と前記中間部とを連結する位置規制ピンと、前記連結部および前記中間部の何れか一方に設けられ、前記位置規制ピンを回転可能に支持する転がり軸受と、前記位置規制ピンの周囲に設けられると共に、前記転がり軸受と前記連結部および前記中間部の何れか他方との間に設けられ、前記転がり軸受の内輪に当接するスペーサと、を備え、前記一対の連結部は、前記回転駆動機構の延在方向に対して交差する方向に延びる基部と、前記基部の両端から互いに対向する方向に向かって延出する一対の延出部と、を有し、各前記基部が、それぞれ前記回転駆動機構と前記被連結体とに別々に取り付けられ、前記位置規制ピンは、前記転がり軸受に挿通されるピン本体と、前記ピン本体の一端側に設けられ、前記転がり軸受の内輪に当接するフランジ部と、前記ピン本体の他端側に設けられる固定部と、を有し、前記連結部および前記中間部の何れか他方に、前記固定部と係止可能な被固定部を設けたことを特徴とする。

このように構成することで、回転駆動機構と被連結体との連結箇所の可動域を大きくすることができる。このため、小型でありながら広い範囲にワークを搬送可能なロボット装置を提供できる。

本発明に係るロボット装置において、前記固定部および前記被固定部は、ネジであることを特徴とする。

このように構成することで、固定部および被固定部の何れか一方の交換が容易になる。このため、メンテナンス性の優れたロボット装置を提供できる。

本発明に係るロボット装置において、前記スペーサは、前記位置規制ピン、前記連結部および前記中間部とは別体であることを特徴とする。

このように構成することで、スペーサの摩耗状況等におじてスペーサのみを交換することができ、メンテナンス性の優れたロボット装置を提供できる。

本発明に係るパラレルロボットは、上記に記載のロボット装置と、前記ベース部の他面側に設けられた３つの前記リンク機構と、を備えたことを特徴とする。

このように構成することで、高さ方向の寸法を小さく設定でき、小型化が可能なパラレルロボットを提供できる。

本発明に係るパラレルロボットは、前記３つのリンク機構の基端側に別々に連結されている３つの前記駆動部を備えたことを特徴とする。

このように構成することで、ベース部の他面側に空きスペースを大きく確保できる。このため、空きスペースを利用して例えば、ベース部にパラレルロボットを設置するための支持部材を取り付け易くすることができる。よって、小型化を図りつつ設置し易くすることが可能なパラレルロボットを提供できる。

本発明によれば、ベース部の同一面側（一面側）に伝達機構と回転駆動機構とを配置することにより、ベース部の他面側に配置される部品を減少できる。このため、ベース部の他面側への部品の突出高さを抑えることができ、結果的にロボット装置の高さ方向の寸法を小さく設定できる。
また、ベース部の同一面側（一面側）に伝達機構と回転駆動機構とを配置することにより、伝達機構からワークに至る間の距離、つまり、伝達機構から回転駆動機構のベース部とは反対側端に至る間の距離を短くできる。このため、回転駆動機構の長さを短く設定できる。この結果、回転駆動機構を支持する箇所、つまり、回転駆動機構の根元部や回転駆動機構と他の部品（例えば、可動部）との連結箇所にかかる応力を小さくできる。よって、部品を小型化でき、ロボット装置全体を小型化できる。

本発明の実施形態におけるパラレルロボットを斜め上からみた斜視図である。 本発明の実施形態におけるパラレルロボットを斜め下からみた斜視図である。 本発明の実施形態におけるベースプレートを上面側からみた斜視図である。 本図２の拡大図である。 本発明の実施形態における回転駆動用モータ付近の上面図であって、ベースプレートを透過した図である。 本発明の実施形態におけるジョイント部の縦断面図である。 本発明の実施形態におけるジョイント部を斜め上からみた斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（パラレルロボット）
図１は、パラレルロボット１を斜め上からみた斜視図、図２は、パラレルロボット１を斜め下からみた斜視図である。
図１、図２に示すように、パラレルロボット１は、製品部品であるワークを３次元的に搬送させて製品を組み立てるためのものである。そして、不図示のスライドレールにスライド移動可能に設けられた複数のスライダ（不図示）に、それぞれパラレルロボット１が取り付けられている。スライドレールは、製造ライン（組み立てライン）に沿って水平に配設されている。

なお、以下の説明では、パラレルロボット１のスライド移動方向（スライドレールの配設方向）をＸ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称し、Ｘ方向、およびＺ方向に直交する方向をＹ方向と称して説明する場合がある。さらに、以下の説明では、パラレルロボット１を設置した状態（スライドレールに取り付けた状態）で鉛直方向上側（例えば、図１における上側）を単に上側、鉛直方向下側（例えば、図１における下側）を単に下側と称して説明する。

パラレルロボット１は、スライドレールのスライダ（何れも不図示）に取り付けられている板状のベースプレート８と、ベースプレート８の上面８ａに固定されている回転駆動用モータ５０と、回転駆動用モータ５０に連結されている回転駆動機構５１と、ベースプレート８の下面８ｂにブラケット９を介して固定されている３つの下部減速機付モータ１０（１０Ａ〜１０Ｂ）と、各下部減速機付モータ１０にそれぞれ別々に連結されている３つのリンク機構１１と、これら３つのリンク機構１１の下部、および回転駆動機構５１の下部に連結されている可動プレート１２と、を主構成としている。

（ベースプレート）
図３は、ベースプレート８を上面８ａ側からみた斜視図である。
同図に示すように、ベースプレート８は、面方向がＸ−Ｙ平面に沿うように形成されている。また、ベースプレート８は、上面８ａからみた平面が略三つ又状となるように形成されており、３つのＸ−Ｙ平面に沿って突出する３つの凸部８１ａ，８１ｂ，８１ｃを有している。３つの凸部８１ａ〜８１ｃのうちの１つの凸部８１ｂには、スライドレールのスライダ（何れも不図示）にベースプレート８を固定するためのボルト挿通孔８２が形成されている。このボルト挿通孔８２に不図示のボルトを挿通し、ボルトをスライダに螺入することによって、このスライダにベースプレート８が締結固定される。

さらに、ベースプレート８の３つの凸部８１ａ〜８１ｃには、それぞれブラケット９を固定するためのボルト挿通孔８３が形成されている。
また、ベースプレート８の径方向中央には、第１貫通孔８４が形成されており、さらに、第１貫通孔８４に隣接するように（凸部８１ｂ寄りに）第２貫通孔８５が形成されている。これら第１貫通孔８４、および第２貫通孔８５は、ベースプレート８に回転駆動用モータ５０を取り付けるためのものである。

（回転駆動用モータ）
図４は、図２の拡大図、図５は、パラレルロボット１の回転駆動用モータ５０付近の上面図であって、ベースプレート８を透過した図である。
図１、図２、図４、図５に示すように、回転駆動用モータ５０は、回転駆動機構５１を駆動するためのものであって、モータ部５２とモータ部５２の回転力を減速して出力する減速部５３と、により構成されている。この減速部５３に、回転駆動機構５１が連結されている。

モータ部５２は、ベースプレート８の上面８ａに配置されている。そして、回転軸５２ａが第２貫通孔８５に挿通されている。ベースプレート８の上面８ａには、第２貫通孔８５に対応する位置に、モータ部５２を受け入れる凹部８ｃが形成されている。
また、回転軸５２ａの先端は、第２貫通孔８５を介してベースプレート８の下面８ｂ側に突出している。この突出した箇所にピニオンギヤ８６が取り付けられている。このピニオンギヤ８６に減速部５３が連結されている。

（減速部、伝達機構）
減速部５３は、ピニオンギヤ８６に噛合され、このピニオンギヤ８６よりも大径な平歯車８７を有している。平歯車８７は、一体化されたシャフト８８に支持されている。シャフト８８は、上端側が軸受ユニット８９に回転自在に支持されている。軸受ユニット８９は、ベースプレート８の上面８ａに第１貫通孔８４を閉塞するように設けられている。そして、第１貫通孔８４の中心とシャフト８８の軸心とが同軸上に配置される。また、シャフト８８の下端側に平歯車８７が挿通されている。

シャフト８８の両端は、それぞれ軸受ユニット８９、および平歯車８７から突出しており、この突出した両端にそれぞれベアリングナット９０ａ，９０ｂが螺着されている。これにより、シャフト８８に対する平歯車８７の軸方向への移動が規制される。
このように構成されたピニオンギヤ８６、減速部５３（シャフト８８、平歯車８７）は、モータ部５２の回転を回転駆動機構５１に伝達するための伝達機構８０として構成されている。伝達機構８０は、図２に２点鎖線で示すカバー９８によって覆われている。

ここで、図５に詳示するように、回転駆動用モータ５０のモータ部５２と減速部５３の平歯車８７は、ベースプレート８の厚さ方向（Ｚ方向）において、一部が重なるように配置されている。
なお、以下の説明では、シャフト８８の回転中心（平歯車８７の回転中心）をＣ１とし、この回転中心Ｃ１回りを周方向と称して説明する場合がある。

（ジョイント部）
図６は、ジョイント部１００の縦断面図、図７は、ジョイント部１００を斜め上からみた斜視図である。
図４、図６、図７に示すように、シャフト８８の下端８８ａには、ジョイント部１００を介して回転駆動機構５１が連結されている。
ジョイント部１００は、略Ｃ字状に形成された一対の連結部１０１ａ，１０１ｂ（第１連結部１０１ａ、第２連結部１０１ｂ）を有している。これら一対の連結部１０１ａ，１０１ｂは、互いに開口側が対向するように配置されている。そして、一対の連結部１０１ａ，１０１ｂのうち、第１連結部１０１ａの基端が、シャフト８８の下端８８ａに固定され、第２連結部１０１ｂの基端が、回転駆動機構５１の上端５１ａに固定されている。

ここで、各連結部１０１ａ，１０１ｂの基本的構成は同一であるので、同一構成については第１連結部１０１ａについてのみ説明し、第２連結部１０１ｂには第１連結部１０１ａと同一符号を付して説明を省略する。なお、第１連結部１０１ａと第２連結部１０１ｂとで構成の異なる点については、それぞれ説明する。

第１連結部１０１ａは、シャフト８８の下端８８ａからシャフト８８の延在方向に対して直交する方向に延びる略直方体状の基部１０２と、基部１０２の長手方向両端から互いに対向する方向に向かって延出する一対の延出部１０３と、が一体成形されたものである。基部１０２には、この基部１０２とシャフト８８の下端８８ａとを連結するための固定部１２１が一体成形されている。

固定部１２１は、シャフト８８の下端８８ａを挿通可能な挿通孔１２１ａがＺ方向に沿って形成されている。固定部１２１には、挿通孔１２１ａの中心を通るように、Ｙ方向に沿って延びるピン１２３が設けられている。
シャフト８８の下端８８ａには、ピン１２３に対応する位置に、このピン１２３を挿通可能な不図示の貫通孔が形成されている。これにより、固定部１２１と、この固定部１２１の挿通孔１２１ａに挿通されたシャフト８８の下端８８ａとの相対回転が規制される。

また、固定部１２１には、Ｘ方向に沿ってスリット１２１ｂが形成されている。このスリット１２１ｂは、固定部１２１の一端から挿通孔１２１ａに至る間に形成されている。このスリット１２１ｂにより、固定部１２１に２つの舌片部１２２ａ，１２２ｂが形成される。各舌片部１２２ａ，１２２ｂのうち、一方の舌片部１２２ａの先端には、Ｙ方向に沿うように不図示の雌ネジ部が刻設されている。また、他方の舌片部１２２ｂの先端には、不図示の雌ネジ部に対応する位置に、Ｙ方向に沿うボルト挿通孔（不図示）が形成されている。

そして、ボルト挿通孔にボルト１２４が挿入され、このボルト１２４が雌ネジ部に螺入される。ボルト１２４を締め付けていくと挿通孔１２１ａが縮径変形し、これにより、固定部１２１（第１連結部１０１ａの基部１０２）とシャフト８８の下端８８ａとの固着力が高まる。そして、シャフト８８の下端８８ａに対する第１連結部１０１ａのガタツキを防止できる。すなわち、固定部１２１は、シャフト８８の下端８８ａに第１連結部１０１ａを固定するための、いわゆる割締め固定構造となっている。

一方、第２連結部１０１ｂの基部１０２には、固定部１２１が一体成形されておらず、回転駆動機構５１の上端５１ａに、基部１０２が直接固定されている。第２連結部１０１ｂの基部１０２は、回転駆動機構５１の延在方向に対して直交する方向に延びるように略直方体状に形成されている。

各延出部１０３には、それぞれ２つの転がり軸受１０４，１０５（第１転がり軸受１０４、第２転がり軸受１０５）が設けられている。これら２つの転がり軸受１０４，１０５は、延出部１０３の厚さ方向に同軸上に並んで配置されている。すなわち、一対の延出部１０３同士が対向している側（以下、延出部１０３の内側という場合もある）に、第１転がり軸受１０４が配置されている。また、一対の延出部１０３の内側とは反対側の外側に、第２転がり軸受１０５が配置されている。そして、これら転がり軸受１０４，１０５の一側面がそれぞれ延出部１０３から露出した状態になっている。

また、各延出部１０３には、転がり軸受１０４，１０５を挟んで両側で、かつ各延出部１０３の厚さ方向両側に、それぞれ各転がり軸受１０４，１０５の外輪１０４ａ，１０５ａを押えるためのストッパボルト１０６が螺着されている。各ストッパボルト１０６の頭部１０６ａが、ワッシャ１０７を介して各転がり軸受１０４，１０５の外輪１０４ａ，１０５ａを押えている。

各転がり軸受１０４，１０５には、位置規制ピン１０８が挿通されている。位置規制ピン１０８は、転がり軸受１０４，１０５に挿通されるピン本体１０８ａと、ピン本体１０８ａの一端側に一体成形されているフランジ部（頭部）１０８ｂと、ピン本体１０８ａの他端側に一体成形されている雄ネジ部１０８ｃと、からなる。雄ネジ部１０８ｃは、ピン本体１０８ａに対して段差部１０８ｄを介して縮径形成されている。

そして、２つの転がり軸受１０４，１０５のうち、第２転がり軸受１０５側（延出部１０３の外側）からこの第２転がり軸受１０５側に位置規制ピン１０８の雄ネジ部１０８ｃを向けた状態で、各転がり軸受１０４，１０５に位置規制ピン１０８を挿入している。位置規制ピン１０８を挿入した状態では、フランジ部１０８ｂがワッシャ１０９を介して第２転がり軸受１０５の内輪１０５ｂを押えた形になっている。

このように構成された一対の連結部１０１ａ，１０１ｂは、Ｚ方向（軸方向）からみてそれぞれの基部１０２が交差して十字となるように配置されている。一対の連結部１０１ａ，１０１ｂの延出部１０３の間、つまり、４つの延出部１０３の間には、中間駒１１０が設けられている。
中間駒１１０は、４つの側面１１０ａが同一形状となるような直方体状に形成されたものであって、各側面１１０ａが延出部１０３と対向するように配置されている。各側面１１０ａには、中央部に雌ネジ部１１０ｂが刻設されている。そして、これら雌ネジ部１１０ｂに、位置規制ピン１０８の雄ネジ部１０８ｃが螺入される。

また、中間駒１１０の各側面１１０ａには、雌ネジ部１１０ｂに対応する位置にザグリ部１１０ｃが形成されている。このザグリ部１１０ｃに位置規制ピン１０８の段差部１０８ｄが挿入されて当接する。これにより、中間駒１１０の側面１１０ａからの位置規制ピン１０８の突出量が決定する。

さらに、各位置規制ピン１０８のピン本体１０８ａには、各延出部１０３と中間駒１１０との間に、スペーサ１１１が外挿されている。スペーサ１１１の外径は、各転がり軸受１０４，１０５の内輪１０４ｂ，１０５ｂの直径よりも若干大きくなる程度に設定されている。このため、スペーサ１１１の端面は、各延出部１０３の内側に配置された第１転がり軸受１０４の外輪１０４ａおよび内輪１０４ｂのうち、内輪１０４ｂのみに当接する。
このようにジョイント部１００を構成することにより、中間駒１１０に対し、一対の連結部１０１が対応する位置規制ピン１０８を中心にして回動可能に連結される。このため、一対の連結部１０１の相対的な可動域をできる限り大きく確保できる。

（回転駆動機構）
ジョイント部１００を介して減速部５３のシャフト８８に連結されている回転駆動機構５１は、第２連結部１０１ｂの基部１０２に上端５６ａが固定されている直動ガイド５６と、直動ガイド５６にスライド移動可能、かつ相対回転不能に連結された回転アーム５７と、を備えている。
直動ガイド５６は、円筒状に形成されたものであって、内周面に不図示のスプラインが形成されている。そして、直動ガイド５６内に下方から回転アーム５７が挿入されている。

回転アーム５７の外周面には、直動ガイド５６のスプラインに対応するように不図示のスプラインが形成されている。すなわち、直動ガイド５６と回転アーム５７は、スプライン嵌合されている。これにより、直動ガイド５６に対して回転アーム５７の回転が規制されると共に、直動ガイド５６に対する回転アーム５７の伸縮移動が可能になる。そして、この回転アーム５７の下端５７ａに、ジョイント部１００を介して可動プレート１２が連結されている。
なお、回転アーム５７の下端５７ａに設けられたジョイント部１００も、直動ガイド５６の上端５６ａに固定されたジョイント部１００も、基本的構成は同一である。このため、回転アーム５７の下端５７ａに設けられたジョイント部１００についての説明を省略する。

（下部減速機付モータ）
一方、図１、図２に示すように、ベースプレート８の下面８ｂに設けられている３つの下部減速機付モータ１０は、３つのリンク機構１１をそれぞれ別々に駆動するためのものであって、第１下部減速機付モータ１０Ａ、第２下部減速機付モータ１０Ｂ、および第３下部減速機付モータ１０Ｃの３つの下部減速機付モータ１０Ａ〜１０Ｃからなる。
なお、３つの下部減速機付モータ１０Ａ〜１０Ｃは、構成が全て同一であるので、以下の説明では、特に必要のない場合を除いて、第１下部減速機付モータ１０Ａ、第２下部減速機付モータ１０Ｂ、および第３下部減速機付モータ１０Ｃを総称して下部減速機付モータ１０という。

下部減速機付モータ１０は、モータ部１３とモータ部１３の回転力を減速して出力する減速部１４と、により構成されている。減速部１４としては、例えば遊星歯車減速機構が用いられる。
このように構成された下部減速機付モータ１０を支持するブラケット９は、略正方形の板状に形成されたもので、ベースプレート８の下面８ｂからＺ方向下方に向かって立設されている。ブラケット９も、下部減速機付モータ１０の個数に対応するように３つ設けられている。また、ブラケット９は、ベースプレート８に形成されているボルト挿通孔８３（図３参照）に対応するように配置され、Ｚ方向からみて、ベースプレート８の回転中心Ｃ１に対して放射状となるように、かつ周方向に等間隔となるように配置されている。

３つのブラケット９には、それぞれボルト挿通孔８３に対応する箇所に不図示の雌ネジ部が刻設されている。そして、３つのブラケット９は、それぞれベースプレート８の上面８ａ側からボルト挿通孔８３に挿入されたボルト７５によって、ベースプレート８に締結固定されている。

このようにベースプレート８に固定された３つのブラケット９の同一側面に、それぞれ３つの下部減速機付モータ１０の各減速部１４側の端面が取り付けられる。このため、下部減速機付モータ１０は、出力軸１４ａが、Ｘ−Ｙ平面（水平方向）、つまり、ベースプレート８の面方向に沿うように配置される。
このように配置された各下部減速機付モータ１０の出力軸１４ａは、ブラケット９に形成されている不図示の貫通孔を介し、取り付けられている面とは反対側の面に突出している。

（リンク機構）
各ブラケット９から突出している各下部減速機付モータ１０の出力軸１４ａに、それぞれリンク機構１１が取り付けられている。なお、リンク機構１１は、構成が全て同一であるので、以下の説明では、１つのリンク機構１１のみ説明し、他の２つのリンク機構１１については同一符号を付して説明を省略する。
リンク機構１１は、基端１５ａが出力軸１４ａに連結された第１アーム１５と、第１アーム１５の先端１５ｂ側に配置された第２アーム１６と、第１アーム１５の先端１５ｂと第２アーム１６の基端１６ａとを連結する第１連結部１７と、を備えている。

図４に詳示するように、第１アーム１５は板状の部材により形成されたものであって、基端１５ａ側には、下部減速機付モータ１０の出力軸１４ａの先端（縮径部）を挿通可能な貫通孔１９が形成されている。この貫通孔１９に第１アーム１５の基端１５ａ側を挿入した状態で、ボルト２１によって出力軸１４ａに第１アーム１５が締結固定されている。これにより、３つの第１アーム１５は、回転中心Ｃ１に対して放射状に配置され、かつ周方向に等間隔で配置される。

図１、図２、図４に示すように、第１アーム１５に第１連結部１７を介して連結される第２アーム１６は、第１アーム１５の両側面１５ｃ，１５ｄにそれぞれ配置された２つのアームバー２６を有している。これらアームバー２６の基端２６ａが、第２アーム１６の基端１６ａとなる。

図４に詳示するように、第１連結部１７は、第１アーム１５の先端１５ｂ側に、厚さ方向に貫通形成された貫通孔２７と、貫通孔２７に挿通される連結軸２８と、各アームバー２６の基端２６ａにそれぞれ設けられ、連結軸２８に連結される２つの小連結部２９と、を主構成としている。
小連結部２９は、連結軸２８を回転自在に支持するための転がり軸受３１と、転がり軸受３１が内嵌される略円環状の軸受ホルダ３２と、軸受ホルダ３２と各アームバー２６の基端２６ａとを回動自在に連結する支持部３３と、を備えている。

軸受ホルダ３２の外周面は、連結軸２８の軸方向からみて正方形状に形成されている。一方、支持部３３は、略Ｕ字状に形成されている。すなわち、支持部３３は、アームバー２６の基端２６ａに連結される基部３５と、基部３５の両側から軸受ホルダ３２側に向かって延出する２つの爪部３６とが一体成形されてなる。そして、軸受ホルダ３２の対向する２つの側面に、それぞれ爪部３６が配置される。つまり、これら２つの爪部３６によって、軸受ホルダ３２が挟持される。

軸受ホルダ３２の２つの爪部３６に対応する側面には、それぞれ軸部３７が突出形成されている。１つの軸受ホルダ３２に形成された２つの軸部３７は、同軸上に配置されている。また、２つの軸部３７は、連結軸２８に対して直交するように設けられる。
一方、支持部３３の２つの爪部３６には、それぞれ軸部３７を挿通可能な軸孔３８が形成されている。これにより、支持部３３は、軸受ホルダ３２に対し、連結軸２８に直交する軸部３７を中心にして回動自在に連結される。

図１、図２に示すように、第２アーム１６の先端１６ｂ、つまり、各アームバー２６の先端２６ｂには、第２連結部１８を介して可動プレート１２が回動自在に連結されている。可動プレート１２は、三つ又状に形成されたものであって、プレート本体４２と、このプレート本体４２の外周部に周方向に等間隔で一体成形された３つの凸部４６と、により構成されている。そして、３つの凸部４６に、それぞれ第２連結部１８を介して各リンク機構１１の下端（第２アーム１６の先端１６ｂ）が連結されている。
なお、第２連結部１８の基本的構成は、第１連結部１７と同様である。このため、第２連結部１８において、第１連結部１７と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。

このように、ベースプレート８に、３つのリンク機構１１を介して可動プレート１２を連結することにより、パラレルメカニズムを構成する。そして、３つのリンク機構１１を駆動させると、可動プレート１２は、姿勢を変えることなく（水平方向に沿った状態のまま）、３次元方向（Ｘ−Ｙ−Ｚ方向）に可動する。
また、可動プレート１２のプレート本体４２には、中央の大部分に回転部４４がプレート本体４２の厚さ方向を軸として回転自在に取り付けられている。この回転部４４が、ジョイント部１００を介して回転アーム５７の下端５７ａに連結されている。さらに、回転部４４の下端に、不図示のハンドアームが取り付け可能とされており、ハンドアームによって不図示のワークが把持される。

また、ベースプレート８の下面８ｂには、３つの凸部８１ａ，８１ｂ，８１ｃのうちの２つの凸部８１ａ，８１ｃの間に、不図示のワークを検出するためのカメラ７０が、ブラケット７１を介して取り付けられている。ブラケット７１は、ベースプレート８の下面８ｂからＹ方向に沿って他側８ｄ側に突出する水平ブラケット７２と、水平ブラケット７２の先端から垂設された縦ブラケット７３と、により構成されている。そして、縦ブラケット７３の下端にカメラ７０が下向きに取り付けられている。

（パラレルロボットの動作）
このような構成のもと、パラレルロボット１を作動させて製品を組み立てる際、まず、パラレルロボット１のカメラ７０によって製品部品であるワークを撮像する。これにより、ワークの位置、向きを検出し、これら検出結果を信号として不図示の制御部に出力する。
不図示の制御部は、カメラ７０による検出結果の信号に基づいて、パラレルロボット１の駆動制御を行う。具体的には、下部減速機付モータ１０の駆動制御を行い、可動プレート１２を所望の位置に移動させる。この後、回転駆動用モータ５０の駆動制御を行い、可動プレート１２に取付けられる不図示のハンドアームを所望の向きに変更し、このハンドアームによってワークを把持する。

不図示のハンドアームによってワークを把持した後、不図示のスライドレールに沿ってパラレルロボット１が移動し、次工程にワークが搬送される。つまり、製造ラインの下流側に位置するパラレルロボット１に対応する位置に、ワークが搬送される。下流側に位置するパラレルロボット１は、上流側から搬送されたワークをカメラ７０によって検出する。そして、上述したパラレルロボット１と同様の動作を行う。これを繰り返し行うことにより、製品が組み立てられる。

（効果）
ここで、パラレルロボット１のベースプレート８には、下面８ｂ側に、回転駆動用モータ５０の回転力を回転駆動機構５１に伝達するための伝達機構８０が設けられている。このため、伝達機構８０からワークに至る間の距離を短くできる。この結果、回転駆動機構５１（直動ガイド５６や回転アーム５７）の長さを短く設定できる。よって、回転駆動機構を支持する箇所、つまり、ジョイント部１００にかかる応力を小さくでき、パラレルロボット１全体を小型化できる。

また、ベースプレート８の下面８ｂ側に、伝達機構８０や回転駆動機構５１を配置するので、ベースプレート８の上面８ａに配置される部品を減少できる。このため、ベースプレート８の上面８ａ側への部品の突出高さを抑えることができ、結果的にパラレルロボット１の高さ方向の寸法を小さく設定できる。

さらに、ベースプレート８の下面８ｂに、リンク機構１１を駆動するための下部減速機付モータ１０を配置している。このため、ベースプレート８の上面８ａに配置する部品が減少し、この上面８ａの空きスペースを大きく確保できる。このため、空きスペースを利用して例えば、ベースプレート８の上面８ａにパラレルロボット１を設置するための支持部材（例えば、不図示のスライダ）を取り付け易くすることができる。また、空きスペースを有効活用することで、パラレルロボット１の設置スペースを省スペース化できる。

また、ベースプレート８に第２貫通孔８５を形成し、この第２貫通孔８５を介してベースプレート８の上面８ａに配置された回転駆動用モータ５０と、ベースプレート８の下面８ｂに配置された伝達機構８０（平歯車８７）とを連結するように構成している。このため、ベースプレート８を挟んで両側に配置された回転駆動用モータ５０と伝達機構８０との駆動伝達を容易、かつ省スペースで行うことができる。また、従来のように、回転駆動用モータ５０を、ベースプレート８の上面８ａに嵩上げする必要もなくなるので、パラレルロボット１の高さ方向の寸法を小さく設定できる。

さらに、回転駆動用モータ５０のモータ部５２と減速部５３の平歯車８７は、ベースプレート８の厚さ方向（Ｚ方向）において、一部が重なるように配置されている。このため、モータ部５２の回転軸５２ａと、平歯車８７との軸間距離を短く設定することができる。よって、回転駆動用モータ５０および減速部５３の配置スペースを省スペース化でき、ロボット装置を小型化できる。

また、回転駆動機構５１とシャフト８８および可動プレート１２とを連結するジョイント部１００を、一対の連結部１０１ａ，１０１ｂと、中間駒１１０と、これら連結部１０１ａ，１０１ｂと中間駒１１０とを相対回転可能に連結する位置規制ピン１０８と、位置規制ピン１０８を回転自在に支持する転がり軸受１０４，１０５と、連結部１０１ａ，１０１ｂの延出部１０３と中間駒１１０との間に設けられるスペーサ１１１と、により構成している。このため、回転駆動機構５１とシャフト８８との可動域をできるかぎり大きくすることができ、小型でありながら広範囲にワークを搬送可能なパラレルロボット１を提供できる。

さらに、中間駒１１０に雌ネジ部１１０ｂを刻設し、位置規制ピン１０８に雄ネジ部１０８ｃを設けることにより、中間駒１１０と位置規制ピン１０８との固定を締結固定としている。このため、位置規制ピン１０８の交換が容易になり、メンテナンス性の優れたパラレルロボット１を提供できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、減速部５３を構成する歯車が、平歯車８７のみである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、複数の歯車により減速部５３を構成してもよい。

また、上述の実施形態では、ジョイント部１００の固定部１２１に２つの舌片部１２２ａ，１２２ｂを形成し、一方の舌片部１２２ａの先端に雌ネジ部（不図示）を刻設すると共に、他方の舌片部１２２ｂにボルト挿通孔（不図示）を形成した場合について説明した。そして、ボルト１２４を利用してシャフト８８の下端８８ａにジョイント部１００の第１連結部１０１ａを固定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つの舌片部１２２ａ，１２２ｂの両者にボルト挿通孔を形成してこれらボルト挿通孔にボルト１２４を挿通し、ボルト１２４の先端にナットを螺入して２つの舌片部１２２ａ，１２２ｂを締め付けるように構成してもよい。
さらに、固定部１２１を割締め固定構造とせずに、シャフト８８の下端８８ａに固定部１２１を固定するように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、ジョイント部１００の延出部１０３に２つの転がり軸受１０４，１０５を設ける一方、中間駒１１０に雌ネジ部１１０ｂを刻設し、位置規制ピン１０８によって各連結部１０１ａ，１０１ｂと中間駒１１０とを相対回転可能に連結した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、延出部１０３に雌ネジ部１１０ｂを刻設し、中間駒１１０に２つの転がり軸受１０４，１０５を設けてもよい。この場合、位置規制ピン１０８にフランジ部１０８ｂを形成せずに、延出部１０３の内側からこの延出部１０３に位置規制ピン１０８を締結固定する。

さらに、延出部１０３、または中間駒１１０の何れか一方に２つの転がり軸受１０４，１０５をセットで設けず、２つの転がり軸受１０４，１０５のうちの何れか一方のみを設けるように構成してもよい。
また、延出部１０３、または中間駒１１０の何れか一方に位置規制ピン１０８を締結固定する構造としなくてもよい。延出部１０３、または中間駒１１０の何れか一方に位置規制ピン１０８が固定できればよい。例えば、延出部１０３、または中間駒１１０の何れか一方に位置規制ピン１０８を圧入固定としてもよい。

１…パラレルロボット（ロボット装置）、８…ベースプレート（ベース部）８ａ…上面（他面）、８ｂ…下面（一面）、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…下部減速機付モータ（駆動部）、１１…リンク機構、１２…可動プレート、４４…回転部、５０…回転駆動用モータ（モータ部）、５１…回転駆動機構、５１ａ…上端（一端部）、５２…モータ部、５３…減速部、５７ａ…下端（他端部）、８０…伝達機構、８５…第２貫通孔（貫通孔）、８６…ピニオンギヤ（小歯車）、８７…平歯車（歯車）、１００…ジョイント部（第一のジョイント部、第二のジョイント部、）、１０１ａ…第１連結部（連結部）、１０１ｂ…第２連結部（連結部）、１０２…基部、１０３…延出部、１０４…第１転がり軸受（転がり軸受）、１０５…第２転がり軸受（転がり軸受）、１０８…位置規制ピン、１０８ａ…ピン本体、１０８ｂ…フランジ部、１０８ｃ…雄ネジ部（ネジ）、１１０…中間駒（中間部）、１１０ｂ…雌ネジ部（ネジ）、１１１…スペーサ

Claims (7)

1. ベース部と、
   該ベース部の一面側に設けられる伝達機構と、
   前記ベース部の他面側に設けられ、前記伝達機構に回転力を伝達するモータ部と、
   前記ベース部の一面側に設けられ、前記伝達機構を介して前記モータ部の回転力が入力される回転駆動機構と、
   前記伝達機構と前記回転駆動機構の一端部との間に連結された第一のジョイント部と、
   前記回転駆動機構の他端部に連結された第二のジョイント部と、
   前記ベース部の一面側に設けられた複数の駆動部と、
   前記第二のジョイント部に連結される回転部と、
   前記回転部に対して回転自在に取り付けられる可動プレートと、
   前記駆動部に連結され、前記可動プレートに接続されたリンク機構と、
   を有し、
   前記ベース部に、前記モータ部の回転軸を挿通可能な貫通孔が形成されており、
   該貫通孔を介して前記回転軸と前記伝達機構とが連結されていることを特徴とするロボット装置。
2. 前記伝達機構は、
   前記モータ部の回転軸に設けられた小歯車と、
   前記小歯車の回転が伝達され、該小歯車の回転を減速させて出力する少なくとも１つの歯車からなる減速部と、
   を備え、
   前記減速部および前記モータ部は、前記ベース部の厚さ方向において前記減速部の一部と前記モータ部の一部とが重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
3. 前記第一のジョイント部および前記第二のジョイント部は、
   前記回転駆動機構の各前記端部と、該端部に対応する前記伝達機構および前記回転部とに取り付けられる一対の連結部と、
   前記一対の連結部の間に設けられる中間部と、
   前記一対の連結部と前記中間部とを連結する位置規制ピンと、
   前記連結部および前記中間部の何れか一方に設けられ、前記位置規制ピンを回転可能に支持する転がり軸受と、
   前記位置規制ピンの周囲に設けられると共に、前記転がり軸受と前記連結部および前記中間部の何れか他方との間に設けられ、前記転がり軸受の内輪に当接するスペーサと、を備え、
   前記一対の連結部は、
   前記回転駆動機構の延在方向に対して交差する方向に延びる基部と、
   前記基部の両端から互いに対向する方向に向かって延出する一対の延出部と、を有し、
   各前記基部が、それぞれ前記回転駆動機構と前記伝達機構および前記回転部とに別々に取り付けられ、
   前記位置規制ピンは、
   前記転がり軸受に挿通されるピン本体と、
   前記ピン本体の一端側に設けられ、前記転がり軸受の内輪に当接するフランジ部と、
   前記ピン本体の他端側に設けられる固定部と、
   を有し、
   前記連結部および前記中間部の何れか他方に、前記固定部と係止可能な被固定部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット装置。
4. 前記固定部および前記被固定部は、ネジであることを特徴とする請求項３に記載のロボット装置。
5. 前記スペーサは、前記位置規制ピン、前記連結部および前記中間部とは別体であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のロボット装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のロボット装置と、
   前記ベース部の他面側に設けられた３つの前記リンク機構と、
   を備えたことを特徴とするパラレルロボット。
7. 前記３つのリンク機構の基端側に別々に連結されている３つの前記駆動部を備えたことを特徴とする請求項６に記載のパラレルロボット。

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