JP6563607B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、昇降駆動される作動軸を備えるロボットに関する。

従来から、垂直軸回りに回動可能なアームに対して、少なくとも上下方向に昇降駆動される作動軸が支持されたロボットが知られている。このロボットにおいて、作動軸の下端には、ロボットハンド機構が取り付けられている。この種のロボットとしては、ロボットハンド機構に取り付けられる作業装置などに接続される配線や配管等の線条部材が、アームの移動の邪魔にならないようにするために、その線条部材を中空の作動軸の内部に挿通させるようにしたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に開示されるロボットでは、作動軸の内部に挿通される線条部材において、当該作動軸の上端から露出する露出領域部分がコイル状とされ、そのコイル状の露出領域部分が、作動軸の上端に固定される支持部材に支持されるとともに、アームの上面において作動軸と並んで立設された支柱に巻き付けられるように構成されている。

特許文献２に開示されるロボットでは、作動軸の上端に連結される中空シャフトが設けられ、線条部材が作動軸及び中空シャフトの内部に挿通される。そして、線条部材における中空シャフトの上端から露出する露出領域部分が、アームの上面に設けられたステーに固定されている。

特許文献１，２に開示されるロボットでは、作動軸の昇降駆動に応じて変位する線条部材における露出領域部分が、作動軸との接触が阻止された状態となるので、アーム及び作動軸の安定した駆動が可能となる。

特開２００８−３０７６３５号公報 特開２０１２−２１８１１８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるロボットでは、コイル状とされた特殊な線条部材を用いる必要がある。また、線条部材におけるコイル状の露出領域部分を作動軸の上方側において支持する支持部材や作動軸に並設される支柱の設置スペースが必要となり、小型化が困難である。

また、特許文献２に開示されるロボットでは、作動軸の上端に連結される中空シャフトや、線条部材における中空シャフトの上端から露出する露出領域部分を固定するためのステーの設置スペースが必要となり、小型化が困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、垂直軸回りに回動可能なアームに対して昇降駆動される作動軸が支持されたロボットにおいて、アーム及び作動軸の安定した駆動が可能であるとともに、特殊な線条部材を用いることなく簡単な構成で小型化が可能なロボットを提供することにある。

本発明の一の局面に係るロボットは、水平方向に延び、垂直軸回りに回動可能なアームと、前記アームの上面に配置される駆動部と、前記アームの先端部に、当該アームに対して上下方向の移動が可能となるように支持され、前記駆動部により前記上下方向に昇降駆動される中空の作動軸と、可撓性を有し、前記作動軸に挿通される線条部材と、前記線条部材における前記作動軸の上端から露出する領域部分であって、前記作動軸の前記昇降駆動に応じて変位する露出領域部分を、前記作動軸及び前記アームとの接触を阻止した状態で下方側から支持する支持面を有し、前記アームの上面に配置される支持部材と、を備える。そして、前記支持部材の前記支持面は、前記線条部材の前記露出領域部分に接触して支持し、当該露出領域部分における接触部分の一部が前記作動軸の上昇時に当該支持面から離れるように前記上下方向に傾斜した傾斜面である。

本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の一実施形態に係るロボットにおいて、作動軸が上昇した状態を示す斜視図である。 図１のロボットにおいて、外側カバー体を取り除いた状態を示す斜視図である。 図２のロボットを左側から見た側面図である。 図２のロボットを右側から見た側面図である。 本発明の一実施形態に係るロボットにおいて、作動軸が下降した状態を示す斜視図である。 図５のロボットにおいて、外側カバー体を取り除いた状態を示す斜視図である。 図６のロボットを側方から見た側面図である。 ロボットにおいて作動軸を回転駆動させる回転装置の構成を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態に係るロボットについて図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。左右方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する前後方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向と直交する上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸方向において一方向となる左方向を「＋Ｘ方向」と称し、Ｘ軸方向において一方向とは反対の他方向となる右方向を「−Ｘ方向」と称する。また、Ｙ軸方向において一方向となる前方向を「＋Ｙ方向」と称し、Ｙ軸方向において一方向とは反対の他方向となる後方向を「−Ｙ方向」と称する。また、Ｚ軸方向において一方向となる上方向を「＋Ｚ方向」と称し、Ｚ軸方向において一方向とは反対の他方向となる下方向を「−Ｚ方向」と称する。

図１乃至図７は、本発明の一実施形態に係るロボット１の構成を示す図である。図１乃至図４は、作動軸４１が上昇した状態のロボット１を示す図であり、図１が斜視図を示し、図２が外側カバー体４６を取り除いた状態の斜視図を示し、図３が図２のロボット１を左側から見た側面図を示し、図４が図２のロボット１を右側から見た側面図を示す。図５乃至図７は、作動軸４１が下降した状態のロボット１を示す図であり、図５が斜視図を示し、図６が外側カバー体４６を取り除いた状態の斜視図を示し、図７が図６のロボット１を右側から見た側面図を示す。また、図８は、ロボット１において作動軸４１を回転駆動させる回転装置４２の構成を説明するための図である。

ロボット１は、ベース部２と、第１アーム３Ａと、第２アーム３Ｂと、昇降回転駆動装置４と、線条部材５とを備える。ロボット１は、水平方向に第１アーム３Ａ及び第２アーム３Ｂが動作する水平多関節ロボット（スカラ型ロボット）である。

ベース部２は、床や台等に固定設置され、第１箱体２１と、その第１箱体２１に対して＋Ｙ方向側（前方側）に隣接して一体的に設けられ、不図示の第１モーターが収容された第２箱体２２と、第１減速機２３とを備える。第２箱体２２に収容された第１モーターは、後述の第１アーム３Ａを垂直軸の軸心Ｌ１回りに回動駆動させるための駆動力を発する。第１減速機２３は、ハーモニックドライブ（登録商標）として知られているもので、第２箱体２２の＋Ｚ方向側の部分（上部）において、当該第２箱体２２に収容された第１モーターに組み付けられている。第１減速機２３は、詳細は省略するが、第１モーターの出力軸に連結された入力部２３ａと、第１アーム３Ａの−Ｚ方向側の面（下面）における−Ｙ方向側の部分（後方側部分）に連結された出力部２３ｂとを備える。第１モーターの駆動力は、第１減速機２３の入力部２３ａ及び出力部２３ｂを介して減速されて第１アーム３Ａに伝達される。

第１箱体２１は、第１モーターが収容された第２箱体２２及び第１減速機２３に対し−Ｙ方向側（後方側）に配置される。第１箱体２１の＋Ｚ方向側の面（上面）には、後述の第２アーム３Ｂの＋Ｚ方向側の面（上面）に取り付けられた支持枠体３Ｂ１の上面板３Ｂ１ａに向かって延びる可撓性を有する管体２４の一端部が取付部材２４ａによって固定されている。管体２４の内部には、電力供給用あるいは通信用の配線と、空気等の気体供給用あるいは吸引用の配管との少なくともいずれか一方を、１本又は複数本含んで構成される線条部材が、収容されている。また、第１箱体２１の−Ｙ方向側の面（後方側の側面）には、第１箱体２１内の配線や配管の各端部を、第１箱体２１の外側の配線や配管に接続するためのコネクタ２５が設けられている。管体２４内の配線や配管は、第１箱体２１内でコネクタ２５と接続されている。

第１アーム３Ａは、水平方向に延びる長尺の、Ｚ軸方向（上下方向）に延びる垂直軸の軸心Ｌ１回りに回動可能なアームである。第１アーム３Ａの回動中心となる垂直軸は、第１アーム３Ａの−Ｙ方向側（後方側）の先端部に位置している。第１アーム３Ａの−Ｙ方向側（後方側）の先端部における−Ｚ方向側の面（下面）に、第１減速機２３の出力部２３ｂが固定されている。第１アーム３Ａは、第２箱体２２に収容された第１モーターの駆動力が第１減速機２３の入力部２３ａ及び出力部２３ｂを介して減速されて伝達されることにより、軸心Ｌ１回りに回動駆動される。また、第１アーム３Ａの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に、第２モーター２６及び第２減速機２７を介して第２アーム３Ｂが取り付けられている。

第２アーム３Ｂは、水平方向に延びる長尺の、Ｚ軸方向（上下方向）に延びる垂直軸の軸心Ｌ２回りに第１アーム３Ａに対して回動可能なアームである。第２アーム３Ｂの回動中心となる垂直軸は、第２アーム３Ｂの−Ｙ方向側（後方側）の先端部に位置している。第２アーム３Ｂは、その−Ｙ方向側（後方側）の先端部が、第１アーム３Ａの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部と、第２モーター２６及び第２減速機２７を介して連結されている。なお、本実施形態においては、第２アーム３Ｂで本発明に係るアームが構成されている。

第２アーム３Ｂの−Ｙ方向側（後方側）の先端部には、Ｚ軸方向（上下方向）に貫通する第１貫通開口（不図示）が形成されている。そして、第２モーター２６は、その出力軸を第２アーム３Ｂの第１貫通開口に挿通させた状態で、第２アーム３Ｂの−Ｙ方向側（後方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に固定されている。第２モーター２６は、第２アーム３Ｂを垂直軸の軸心Ｌ２回りに回動駆動させるための駆動力を発する。

なお、第２アーム３Ｂの−Ｙ方向側（後方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）には、第２モーター２６の上部に対向する上面板３Ｂ１ａと第２モーター２６の後方側の側部に対向する側面板３Ｂ１ｂとを有する支持枠体３Ｂ１が立設されている。この支持枠体３Ｂ１の上面板３Ｂ１ａには、コネクタ３Ｂ２が取り付けられている。また、図８に示すように、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部には、Ｚ軸方向（上下方向）に貫通する第２貫通開口３Ｂ２が形成されており、この第２貫通開口３Ｂ２に後述の昇降回転駆動装置４に備えられる作動軸４１が挿通されている。

第２減速機２７は、第１減速機２３と同様に構成され、第２モーター２６の出力軸に連結された入力部２７ａと、第１アーム３Ａの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に連結された出力部２７ｂとを備える。第２減速機２７は、第２モーター２６の出力軸の回転を減速して第１アーム３Ａに伝達する。そして、第２減速機２７における出力部２７ｂには、不図示のベアリングが設けられている。このベアリングを介して、第２アーム３Ｂは、第１アーム３Ａに対して軸心Ｌ２回りに回動可能とされる。

昇降回転駆動装置４は、中空の作動軸４１と、回転装置４２と、昇降装置４３と、連結部材４４と、内側カバー体４５と、外側カバー体４６とを備える。なお、回転装置４２と昇降装置４３とで本発明に係る駆動部が構成される。

中空の作動軸４１は、軸方向に延びる複数の縦溝４１ａが外周部に形成されたボールスプライン軸である。作動軸４１は、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部に、第２貫通開口３Ｂ２に挿通された状態で、当該第２アーム３Ｂに対するＺ軸方向（上下方向）の移動と、軸心Ｌ３回りの回転とが可能となるように支持されている。作動軸４１は、回転装置４２により軸心Ｌ３回りに回転駆動され、昇降装置４３によりＺ軸方向（上下方向）に昇降駆動される。また、作動軸４１の−Ｚ方向側の端部４１ｂ（下端部）には、不図示のアダプタを取り付けることができる。このアダプタには、詳細については後述するが、ロボットハンド機構が取り付けられる。

図８を参照して説明すると、回転装置４２は、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に配置され、作動軸４１が貫通する第３モーター４２１と第３減速機４２２とを備える。第３モーター４２１は、その出力軸を第２アーム３Ｂの第２貫通開口３Ｂ２に挿通させた状態で、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に固定されている。第３モーター４２１は、作動軸４１を軸心Ｌ３回りに回動駆動させるための駆動力を発する。第３減速機４２２は、第３モーター４２１の出力軸に連結された入力部４２２ａと、出力部４２２ｂとを備える。そして、第３減速機４２２における出力部４２２ｂには、不図示のベアリングが設けられている。

このベアリングには、ボールスプラインナット４２３が連結されている。このボールスプラインナット４２３の内周面には、複数の縦溝が周方向に一定間隔で形成されている。作動軸４１は、その縦溝４１ａがボールスプラインナット４２３の縦溝に噛み合わされており、第３モーター４２１、第３減速機４２２及びボールスプラインナット４２３に対してＺ軸方向（上下方向）に沿って昇降駆動可能な状態である。第３モーター４２１の駆動力は、第３減速機４２２の入力部４２２ａ及び出力部４２２ｂを介して減速されて、ベアリングを介してボールスプラインナット４２３に伝達される。縦溝４１ａがボールスプラインナット４２３の縦溝に噛み合わされた作動軸４１は、ボールスプラインナット４２３の回転に連動して回転駆動される。

昇降装置４３は、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）において、作動軸４１に対して−Ｙ方向側（後方側）に配置され、ボールねじナット４３１と、ボールねじ軸４３２と、第４モーター４３３とを備える。第４モーター４３３は、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）において、第３モーター４２１に対して−Ｙ方向側（後方側）に固定されている。第４モーター４３３は、作動軸４１を昇降駆動させるための駆動力を発する。

ボールねじ軸４３２は、作動軸４１と平行にＺ軸方向（上下方向）に沿って延びるように、第４モーター４３３の出力軸に連結され、第４モーター４３３の駆動力により軸心Ｌ４回りに回転する。ボールねじナット４３１は、ボールねじ軸４３２に螺合しており、ボールねじ軸４３２が回転すると、ボールねじ軸４３２に沿ってＺ軸方向（上下方向）に移動する。

連結部材４４は、作動軸４１の＋Ｚ方向側の端部（上端部）とボールねじナット４３１とを連結する部材である。連結部材４４は、作動軸４１の回転が可能で、且つ連結部材４４に対する作動軸４１のＺ軸方向（上下方向）への移動が規制された状態で、作動軸４１とボールねじナット４３１とを連結する。作動軸４１は、連結部材４４によってボールねじナット４３１と連結されているため、ボールねじナット４３１のボールねじ軸４３２に沿った移動に連動して、Ｚ軸方向（上下方向）に移動する。すなわち、作動軸４１は、ボールねじナット４３１のボールねじ軸４３２に沿った移動に連動して、Ｚ軸方向（上下方向）に昇降駆動される。

そして、中空の作動軸４１には、可撓性を有する線条部材５が挿通されている。線条部材５は、前述したように、電力供給用あるいは通信用の配線と、空気等の気体供給用あるいは吸引用の配管との少なくともいずれか一方を、１本又は複数本含んで構成される。このように、所定の機能を有する配線や配管を含む線条部材５を作動軸４１に挿通させることができる。

作動軸４１の＋Ｚ方向側の端部（上端部）とボールねじナット４３１とを連結する連結部材４４には、その連結部材４４の上部に対向して水平方向に延びる第１規制板４４１と、連結部材４４の後方側の側部から僅かに離れてＺ軸方向（上下方向）に延びる第２規制板４４２と、が取り付けられている。作動軸４１に挿通された線条部材５において、当該作動軸４１の＋Ｚ方向側の端部（上端部）から露出する露出領域部分５１は、作動軸４１の上端部に対応する部分から第１規制板４４１と接触するように折り曲げられて当該第１規制板４４１に沿って後方側に延び、更に、第２規制板４４２と接触するように折り曲げられて当該第２規制板４４２に沿って下方側に延びるようにされている。線条部材５の露出領域部分５１において、第１規制板４４１及び第２規制板４４２の各々と接触する部分は、変位が規制されている。換言すると、第１規制板４４１及び第２規制板４４２は、線条部材５の露出領域部分５１と接触することによって、当該露出領域部分５１における接触部分の変位を規制する機能を有する。

作動軸４１に挿通された線条部材５を構成する配線や配管は、支持枠体３Ｂ１の上面板３Ｂ１ａに端部が固定された管体２４内に通線されている。

線条部材５の露出領域部分５１において、連結部材４４に取り付けられた第２規制板４４２から支持枠体３Ｂ１の上面板３Ｂ１ａに端部が固定された管体２４に至るまでの部分は、作動軸４１の昇降駆動に応じて変位する。この線条部材５における露出領域部分５１の変位の様子は、例えば図２と図６とを比較することによって理解できる。

作動軸４１の昇降駆動に応じて変位する線条部材５の露出領域部分５１が、作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂに接触すると、作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂの駆動が不安定なものとなるおそれがある。そこで、本実施形態に係るロボット１において、昇降回転駆動装置４は、露出領域部分５１を支持する支持部材としての機能を有する内側カバー体４５を備える。

内側カバー体４５は、線条部材５の露出領域部分５１を、作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂとの接触を阻止した状態で−Ｚ方向側（下方側）から支持する支持面４５１を有し、第２アーム３Ｂの＋Ｚ方向側の面（上面）に配置される。ここで、内側カバー体４５の支持面４５１は、線条部材５の露出領域部分５１に接触して支持し、当該露出領域部分５１における接触部分の一部が作動軸４１の上昇時に当該支持面４５１から離れるように、Ｚ軸方向（上下方向）に傾斜した傾斜面である。本実施形態では、内側カバー体４５の支持面４５１は、Ｙ軸方向（前後方向）に並んだ作動軸４１とボールねじ軸４３２とにおいて、作動軸４１側からボールねじ軸４３２側に向かって（前方から後方に向かって）下方側に傾斜している。

このような構成の内側カバー体４５の支持面４５１によって線条部材５の露出領域部分５１を支持するので、作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂの安定した駆動が可能である。また、従来技術のような、線条部材５の露出領域部分５１を作動軸４１の上方側において支持するような構造体が不要であるので、コイル状等の特殊な線条部材を用いることなく簡単な構成で小型化が可能なロボット１とすることができる。

内側カバー体４５について、より具体的に説明すると、内側カバー体４５は、第２アーム３Ｂの＋Ｙ方向側（前方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に配置される回転装置４２及び昇降装置４３、並びに作動軸４１の外周の少なくとも一部を覆う筒状のカバー体である。そして、内側カバー体４５において、線条部材５の露出領域部分５１を支持する支持面４５１が、外周面４５２の一部が窪んで形成されている。更に、内側カバー体４５は、ボールねじ軸４３２の突出を許容するとともに、作動軸４１の上昇時に当該作動軸４１の上端部の突出を許容する上側開口部４５３を有する。

この態様では、内側カバー体４５が回転装置４２及び昇降装置４３、並びに作動軸４１の外周の少なくとも一部を覆うカバー体であり、線条部材５の露出領域部分５１を支持する支持面４５１が、外周面４５２の一部が窪んで形成されているので、作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂと、線条部材５の露出領域部分５１との間に、内側カバー体４５が介在した構造となる。このため、線条部材５の露出領域部分５１が作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂと接触することを、より確実に阻止することができる。また、従来技術のような、線条部材５の露出領域部分５１を支持するための、作動軸４１に並設された構造体が不要であるので、より小型化が可能なロボット１とすることができる。

また、回転装置４２及び昇降装置４３並びに作動軸４１の外周の少なくとも一部を覆うように構成された内側カバー体４５は、線条部材５の露出領域部分５１を、支持面４５１によって下方側から支持するとともに、外周面４５２によって側方側から支持するよう構成されている。

この態様では、線条部材５の露出領域部分５１が、その下方側及び側方側からそれぞれ内側カバー体４５によって支持されるので、作動軸４１やボールねじ軸４３２並びに第２アーム３Ｂとの接触がより確実に阻止される。また、線条部材５を構成する配線や配管を容易に追加することができる。

更に、ロボット１において、線条部材５の露出領域部分５１は、内側カバー体４５の外周面４５２における支持面４５１よりも＋Ｚ方向側（上方側）の部分に沿って巻回される姿勢で、当該内側カバー体４５により支持されている。この構成によって、更なる小型化が可能なロボット１とすることができる。

また、図１及び図５に示すように、ロボット１は、回転装置４２及び昇降装置４３並びに作動軸４１とともに内側カバー体４５を外側から覆う筒状の外側カバー体４６を更に備えている。この外側カバー体４６は、第２アーム３Ｂの−Ｙ方向側（後方側）の先端部における＋Ｚ方向側の面（上面）に立設される支持枠体３Ｂ１の上面板３Ｂ１ａが露出するように、第２アーム３Ｂにおける＋Ｚ方向側の面（上面）に配置される全ての構造体を覆うカバー体である。そして、外側カバー体４６の内周面と内側カバー体４５の外周面４５２との間に、線条部材５の露出領域部分が配置されている。

この態様では、線条部材５の露出領域部分５１が、外側カバー体４６と内側カバー体４５との間に配置されるので、第２アーム３Ｂの回動駆動によって露出領域部分５１に遠心力が加わったとしても、第２アーム３Ｂの回動軸心Ｌ２と交差する方向への露出領域部分５１の変位が外側カバー体４６と内側カバー体４５とによって規制される。このため、第１アーム３Ａ及び第２アーム３Ｂの回動駆動時において、線条部材５の露出領域部分５１が、大きく振れることを防止することができる。

また、作動軸４１の−Ｚ方向側の端部４１ｂ（下端部）には、アダプタを介してロボットハンド機構（不図示）が取り付けられている。このロボットハンド機構には、工具等の作業用具や、チャック、作業アーム、吸引装置等の作業装置、並びにセンサ等が取り付けられる。管体２４内の配線や配管の一部は、第２モーター２６、第３モーター４２１及び第４モーター４３３等に接続され、残りの配線や配管は、前述したように、線条部材５を構成する配線や配管として作動軸４１に挿通される。

作動軸４１に挿通されて、当該作動軸４１の−Ｚ方向側の端部４１ｂ（下端部）に取り付けられたアダプタから露出した線条部材５の配線や配管は、ロボットハンド機構に取り付けられた作業装置やセンサ等に接続される。

このように構成されたロボット１を、例えば組み立て機等の産業用ロボットとして作動させる際には、組み立てに用いられる部材（ワーク）を所定の場所に準備しておく。また、作動軸４１の−Ｚ方向側の端部４１ｂ（下端部）にアダプタを介して取り付けられたロボットハンド機構等の作業用具に線条部材５を接続しておく。そして、スイッチ等の操作により、ロボット１の作動を開始させる。これによって、第２箱体２２に収容された第１モーターの駆動力により第１アーム３Ａが軸心Ｌ１回りに回動するとともに、第１アーム３Ａに対して第２アーム３Ｂが第２モーター２６の駆動力により軸心Ｌ２回りに回動して、作動軸４１をワークの設置場所に移動させる。

次いで昇降装置４３によって昇降駆動された作動軸４１の下降に連動して、ロボットハンド機構等の作業用具を下降させるとともに、回転装置４２によって回転駆動された作動軸４１の回転に連動して作業用具を回転させて、所定方向からワークに対して組み立て作業ができる姿勢に姿勢変更させる。その状態で、作業用具の作動により、ワークに対する組み立て作業が行われる。

ワークに対する組み立て作業が終了すると、昇降装置４３によって昇降駆動された作動軸４１の上昇に連動して作業用具を上昇させる。この操作を繰り返すことにより、複数のワークに対する組み立て作業を順次行うことができる。

このように、ロボット１の作動によってワークに対する組み立て作業を行う際に、ロボット１における第１アーム３Ａ及び第２アーム３Ｂ、並びに、作動軸４１及びボールねじ軸４３２等の安定した駆動が可能であるので、ワークに対する組み立て作業の作業効率が低下することはない。

以上、本発明の実施形態に係るロボットについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。

（１）上記の実施形態においては、ロボット１が第１アーム３Ａと第２アーム３Ｂとの２本のアームを備える構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。作動軸４１が支持されるアームの数は、例えば１本でもよいし、３本以上でもよい。

（２）上記の実施形態においては、作動軸４１を昇降駆動させる昇降装置４３が、作動軸４１とは別のボールねじ軸４３２を備える構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。昇降装置４３としては、作動軸４１をボールねじ軸として構成し、作動軸４１を直接駆動する構成としてもよい。この場合は、作動軸４１が貫通するようにモーターを第２アーム３Ｂに配置し、このモーターにボールねじナット４３１を取り付けるようにすればよい。

（３）上記の実施形態においては、ロボット１がいわゆるスカラ型ロボットである構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。本発明は、アームに対して少なくとも昇降駆動される作動軸４１を備えたロボットであれば、スカラ型ロボット以外のロボットについても適用可能である。

（４）上記の実施形態においては、ロボット１を組み立て機として作動させる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。当該ロボット１の用途は組み立て機に限らず、種々の用途に適用可能である。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

本発明の一の局面に係るロボットは、水平方向に延び、垂直軸回りに回動可能なアームと、前記アームの上面に配置される駆動部と、前記アームの先端部に、当該アームに対して上下方向の移動が可能となるように支持され、前記駆動部により前記上下方向に昇降駆動される中空の作動軸と、可撓性を有し、前記作動軸に挿通される線条部材と、前記線条部材における前記作動軸の上端から露出する領域部分であって、前記作動軸の前記昇降駆動に応じて変位する露出領域部分を、前記作動軸及び前記アームとの接触を阻止した状態で下方側から支持する支持面を有し、前記アームの上面に配置される支持部材と、を備える。そして、前記支持部材の前記支持面は、前記線条部材の前記露出領域部分に接触して支持し、当該露出領域部分における接触部分の一部が前記作動軸の上昇時に当該支持面から離れるように前記上下方向に傾斜した傾斜面である。

このロボットによれば、垂直軸回りに回動可能なアームに中空の作動軸が支持され、この作動軸は駆動部により昇降駆動される。作動軸には、線条部材が挿通されている。この線条部材における作動軸の上端から露出する露出領域部分は、作動軸の昇降駆動に応じて変位する。このような、作動軸の昇降駆動に応じて変位する線条部材の露出領域部分が、作動軸やアームに接触すると、作動軸やアームの駆動が不安定なものとなるおそれがある。そこで、ロボットは、アームの上面に配置される支持部材を備えている。この支持部材は、線条部材の露出領域部分を、作動軸及びアームとの接触を阻止した状態で下方側から支持する、上下方向に傾斜した支持面を有する。このような構成の支持部材の支持面によって線条部材の露出領域部分を支持するので、作動軸及びアームの安定した駆動が可能である。

また、従来技術のような、線条部材の露出領域部分を作動軸の上方側において支持するような構造体が不要であるので、コイル状等の特殊な線条部材を用いることなく簡単な構成で小型化が可能なロボットとすることができる。

上記のロボットにおいて、前記支持部材は、外周面の一部が窪んで前記支持面が形成された筒状の、前記駆動部及び前記作動軸の外周の少なくとも一部を覆うカバー体であり、前記作動軸の上昇時に当該作動軸の上端部の突出を許容する開口部を有する、構成としてもよい。

この態様では、支持部材が駆動部及び作動軸の外周の少なくとも一部を覆う筒状のカバー体であり、線条部材の露出領域部分を支持する支持面が、外周面の一部が窪んで形成されているので、アーム及び作動軸と露出領域部分との間に支持部材が介在した構造となる。このため、露出領域部分がアームや作動軸と接触することを、より確実に阻止することができる。また、従来技術のような、線条部材の露出領域部分を支持するための、作動軸に並設された構造体が不要であるので、より小型化が可能なロボットとすることができる。

上記のロボットにおいて、前記支持部材は、前記線条部材の前記露出領域部分を、前記支持面によって下方側から支持するとともに、前記外周面によって側方側から支持するよう構成されていてもよい。

この態様では、線条部材の露出領域部分が、その下方側及び側方側からそれぞれ支持部材によって支持されるので、アームや作動軸との接触がより確実に阻止される。また、線条部材を構成する配線や配管を容易に追加することができる。

上記のロボットにおいて、前記線条部材の前記露出領域部分は、前記支持部材における前記外周面に沿って巻回される姿勢で、当該支持部材により支持されている、構成としてもよい。この構成によって、更なる小型化が可能なロボットとすることができる。

上記のロボットは、前記駆動部及び前記作動軸とともに前記支持部材を外側から覆う外側カバー体を更に備える構成としてもよい。そして、前記外側カバー体と前記支持部材との間に、前記線条部材の前記露出領域部分が配置されている。

この態様では、線条部材の露出領域部分が、外側カバー体と支持部材との間に配置されるので、アームの回動駆動によって露出領域部分に遠心力が加わったとしても、アームの回動軸心と交差する方向への露出領域部分の変位が外側カバー体と支持部材とによって規制される。このため、アームの回動駆動時において、線条部材の露出領域部分が、大きく振れることを防止することができる。

上記のロボットにおいて、前記線条部材は、配線及び配管の少なくともいずれか一方を、１本又は複数本含んで構成されていてもよい。

この態様では、電力供給用あるいは通信用の配線や、空気等の気体供給用あるいは吸引用の配管などのように、所定の機能を有する配線や配管を含む線条部材を、作動軸に挿通させることができる。また、コイル状の配線や配管などのように、特殊な配線や配管を用いる必要がないので、線条部材を構成する配線や配管を容易に追加することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、垂直軸回りに回動可能なアームに対して昇降駆動される作動軸が支持されたロボットにおいて、アーム及び作動軸の安定した駆動が可能であるとともに、特殊な線条部材を用いることなく簡単な構成で小型化が可能なロボットを提供することができる。

１ ロボット
２ ベース部
３Ａ 第１アーム
３Ｂ 第２アーム
４ 昇降回転駆動装置
４１ 作動軸
４２ 回転装置（駆動部）
４３ 昇降装置（駆動部）
４４ 連結部材
４４１ 第１規制板
４４２ 第２規制板
４５ 内側カバー体（支持部材）
４５１ 支持面
４５２ 外周面
４５３ 上側開口部
４６ 外側カバー体
５ 線条部材
５１ 露出領域部分

Claims (6)

1. 水平方向に延び、垂直軸回りに回動可能なアームと、
   前記アームの上面に配置される駆動部と、
   前記アームの先端部に、当該アームに対して上下方向の移動が可能となるように支持され、前記駆動部により前記上下方向に昇降駆動される中空の作動軸と、
   可撓性を有し、前記作動軸に挿通される線条部材と、
   前記線条部材における前記作動軸の上端から露出する領域部分であって、前記作動軸の前記昇降駆動に応じて変位する露出領域部分を、前記作動軸及び前記アームとの接触を阻止した状態で下方側から支持する支持面を有し、前記アームの上面に配置される支持部材と、を備え、
   前記支持部材の前記支持面は、前記線条部材の前記露出領域部分に接触して支持し、当該露出領域部分における接触部分の一部が前記作動軸の上昇時に当該支持面から離れるように前記上下方向に傾斜した傾斜面である、ことを特徴とするロボット。
2. 前記支持部材は、外周面の一部が窪んで前記支持面が形成された筒状の、前記駆動部及び前記作動軸の外周の少なくとも一部を覆うカバー体であり、前記作動軸の上昇時に当該作動軸の上端部の突出を許容する開口部を有する、請求項１に記載のロボット。
3. 前記支持部材は、前記線条部材の前記露出領域部分を、前記支持面によって下方側から支持するとともに、前記外周面によって側方側から支持するよう構成されている、請求項２に記載のロボット。
4. 前記線条部材の前記露出領域部分は、前記支持部材における前記外周面に沿って巻回される姿勢で、当該支持部材により支持されている、請求項３に記載のロボット。
5. 前記駆動部及び前記作動軸とともに前記支持部材を外側から覆う外側カバー体を更に備え、
   前記外側カバー体と前記支持部材との間に、前記線条部材の前記露出領域部分が配置されている、請求項４に記載のロボット。
6. 前記線条部材は、配線及び配管の少なくともいずれか一方を、１本又は複数本含んで構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボット。

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