JP6904556B2 - スカラロボット - Google Patents

Description

本発明は、スカラロボットに関する。

自動車や電子部品等を生産する工場では、工場の自動化のために、スカラロボットが用いられる。スカラロボットの一例として、特許文献１には、水平方向に回動する第１アームと、当該第１アームの先端を支点に回動する第２アームと、を有するスカラロボットが開示されている。

特許第２８１８４０７号公報

特許文献１に記載のスカラロボットでは、その図２に示すように、モータに接続されているケーブルは、モータのシャフトに巻き付けられて配線されている。しかしながら、この場合、ケーブルが、スカラロボットの関節等の可動部分と干渉し、ケーブルが絡まるおそれがある。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、スカラロボットの可動部分とケーブルとの干渉が生じにくいスカラロボットを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係るスカラロボットは、
駆動側アーム部分と従動側アーム部分とを有するアームと、
前記アームに配置され、前記アームに支持されている機構部品を駆動させる少なくとも一つのモータユニットと、
第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有し、前記アームを回動自在に支持するアーム支持部材と、
前記アームと前記アーム支持部材との関節部の少なくとも一部を覆うカバーと、
前記アーム支持部材の前記関節部に支持される前記アームを回動させるアーム回動用モータユニットと、
前記モータユニットへ少なくとも電力を供給するケーブル群と、
を具備し、
前記駆動側アーム部分の基端は、前記第１の面に取り付けられ、
前記従動側アーム部分の基端は、前記第２の面に取り付けられ、
前記ケーブル群は、前記アームの前記従動側アーム部分と前記アーム支持部材とのそれぞれに支持されたクランプに固定されることで屈曲すると共に、前記カバー内に配置される屈曲部分を備え、
前記屈曲部分の内側に前記アーム回動用モータユニットが配置される。

前記アーム回動用モータユニットは、モータ本体と減速機とを有し、
前記減速機は、前記第１の面に取り付けられ、
前記減速機の出力軸は、前記駆動側アーム部分に取り付けられ、
前記モータ本体は、前記第２の面に取り付けられていてもよい。

前記屈曲部分は、略Ｕ字形状に構成されていてもよい。

前記ケーブル群は、複数のケーブル又はチューブが束ねられた群であり、
前記クランプは、複数のケーブル又はチューブを並列に保持していてもよい。

前記ケーブル群は、電力線、通信線、及び圧縮空気を供給するエアチューブを有し、
前記クランプは、前記エアチューブが最外部に配置されるように前記ケーブル群を固定していてもよい。

前記屈曲部分の両端で前記ケーブル群を固定する前記クランプの支持位置は、
一方の前記クランプが他方の前記クランプより上方に位置していてもよい。

本発明のスカラロボットのケーブル群は、屈曲部分を有している。この屈曲部分の内側に、スカラロボットの可動部分の一部を配置することで、当該可動部分との干渉を回避しつつ、ケーブル群を配線することが可能になる。これにより、ケーブル群が、スカラロボットの関節の可動部分に干渉することを抑制することができる。

本発明の実施形態に係るスカラロボットの斜視図である。 スカラロボットの側面図である。 第１アームの断面斜視図である。 第１アーム及び第２アームの側面図である。 スカラロボットの断面図である。 ケーブル群を説明するために一部を簡略して示したスカラロボットの断面図である。 第１の屈曲部分、第１クランプ、及び第２クランプの斜視図である。 第２の屈曲部分、第３クランプ、及び第４クランプの斜視図である。 第１クランプの一部を断面として示した斜視図（その１）である。 第１クランプの一部を断面として示した斜視図（その２）である。 本発明の実施形態に係るスカラロボットの効果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スカラロボット１００について説明する。なお、図中のＸＹＺ座標を用いて説明する。

本実施形態のスカラロボット１００は、図１及び図２に示すように、例えば、産業用ロボットとして用いられる水平多関節型ロボットである。スカラロボット１００は、基部１０と、第１アーム２０と、ボールねじ６０及びボールスプライン７０を有する第２アーム３０とを備える。スカラロボット１００は、４つの運動軸Ｌ１〜Ｌ４について運動する。詳しくは、運動軸Ｌ１を回転軸として第１アーム２０が基部１０に対して回動し、運動軸Ｌ２を回転軸として第２アーム３０が第１アーム２０に対して回動する。また、ボールねじ６０のボールねじナット６２は、運動軸Ｌ３に沿って往復運動（直線運動）をし、ボールスプライン７０のスプライン軸７２は、ボールねじナット６２の往復運動とともに運動軸Ｌ４に沿って往復運動（直線運動）をする。また、運動軸Ｌ４を回転軸として順逆双方向の回転運動をする。

基部１０は、第１アーム２０を回動可能に支持する部材で、熱容量及び熱伝導性が良好な素材のアルミ材からなる基部本体１２と、基部本体１２に配置されているＪ１モータユニット１１と、支柱１４と、連結部材１５と、ケーブルカバー１６と、を有する。

Ｊ１モータユニット１１（アーム回動用モータユニット）は、第１アーム２０を回動させるために用いられる。Ｊ１モータユニット１１は、第１アーム２０と、第１アーム２０を支持するためのアーム支持部材として機能する支柱１４と、の関節部に配置されている。Ｊ１モータユニット１１は、例えば、ＡＣサーボモータから構成され、モータ本体と、出力軸と、減速機と、エンコーダとを有する。

Ｊ１モータユニット１１のモータ本体には、後述するケーブル群９０のケーブルＣ１，Ｃ２等を介して電力が供給される。モータ本体に電力が供給されることによって、モータ本体のロータが回転する。このロータの回転運動は、減速機によって所定の減速比で減速され、出力軸に出力される。出力軸は、第１アーム２０に接続されており、出力軸の回転とともに、第１アーム２０は、運動軸Ｌ１を回転軸として回動する。エンコーダは、出力軸の回転位置、回転量、又は回転速度等を検出する。Ｊ１モータユニット１１のエンコーダは、例えば、アブソリュートエンコーダから構成される。

基部本体１２は、Ｊ１モータユニット１１を支持するとともに、Ｊ１モータユニット１１のモータ本体、出力軸、減速機、及びエンコーダを内装しているＺ軸方向を長手方向とするケース状の部材である。

支柱１４は、スカラロボット１００の各部のモータユニットに電力供給、及び通信をするための後述するケーブル群９０の一部を内装する筒状の部材である。支柱１４は、概ね、基部本体１２の長手方向と平行な方向に延在し、基部台板１３を介して支柱１４の−Ｚ側の端部と基部本体１２の−Ｚ側の端部とが接続される。

ケーブルカバー１６は、第１アーム２０と、第１アーム２０を支持するためのアーム支持部材として機能する支柱１４と、の関節部の少なくとも一部を覆うためのカバーである。後述する第２の屈曲部分Ｂ２は、このケーブルカバー１６内に配置される。

第１アーム２０は、Ｊ１モータユニット１１の減速機を介して、基部１０に回動可能となっていると共に、第２アーム３０を回動可能に支持する。第１アーム２０は、図３に示すように、第１アーム本体２１と、Ｊ２モータユニット２２と、放熱部２３と、Ｊ２モータユニット用ケース２４とを有する。また、第１アーム本体２１は第１アーム本体上側フレーム２１ａと第１アーム本体下側フレーム２１ｂとにより中空構造となっている。

第１アーム本体２１は、基部１０に接続される円筒部分２１ｃと、Ｊ２モータユニット２２が内部に配置される円筒部分２１ｄと、２つの円筒部分２１ｃ，２１ｄを連結する連結部分２１ｅとを有する。第１アーム本体２１は、例えば、熱容量及び熱伝導性が良好な素材のアルミ材からなる。第１アーム本体２１の中空構造には、ケーブル群９０の一部が配線される。また、第１アーム本体２１は、上側の面２１ｆと、上側の面２１ｆとは反対側の下側の面２１ｇと、を有する。また、支柱１４は、連結部材１５、及び第１アーム本体２１の上側の面２１ｆに設置された軸受１５ａ介して、第１アーム本体２１の円筒部分２１ｃに連結される。支柱１４が連結部材１５、軸受１５ａを介して第１アーム本体２１に接続されることで、第１アーム本体２１の中空構造に電力供給や通信をするための後述するケーブル等を配線することができる。また、連結部材１５の上方と支柱１４の上方はケーブルカバー１６により閉塞され、ケーブル群９０がスカラロボット１００の装置内に収まるようになっている。更に、支柱１４と連結部材１５とは、基部１０とともに、第１アーム２０を補助的に回動可能に支持している。

Ｊ２モータユニット２２（アーム回動用モータユニット）は、第２アーム３０を回動させるために用いられる。Ｊ２モータユニット２２は、第２アーム３０と、第２アーム３０を支持するためのアーム支持部材として機能する第１アーム２０と、の関節部に配置されている。Ｊ２モータユニット２２は、モータ本体２２ａと、減速機２２ｂと、出力軸２２ｃと、エンコーダとを有する。

Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａ及びエンコーダには、後述するケーブル群９０のケーブルＣ１，Ｃ２等を介して電力供給や通信が行われる。モータ本体２２ａに電力が供給されることによって、モータ本体２２ａのロータが回転する。このロータの回転運動は、減速機２２ｂによって所定の減速比で減速され、出力軸２２ｃに出力される。出力軸２２ｃは、図２及び図３を参照するとわかるように、第２アーム３０に接続されており、出力軸２２ｃの回転とともに、第２アーム３０は、運動軸Ｌ２を回転軸として回動する。エンコーダは、出力軸２２ｃの回転位置、回転量、又は回転速度等を検出する。

放熱部２３は、Ｊ２モータユニット２２等の動作時に生じる熱を外部に放出するために用いられる。放熱部２３は、第１アーム本体２１の連結部分２１ｅに、外部に露出して設けられている。詳しくは、放熱部２３は、第１アーム本体２１の下側の面２１ｇ（−Ｚ側の面）に設けられている。放熱部２３は、本実施形態では、複数枚の放熱フィンから構成されている。放熱フィンは、第１アーム２０の回動する方向に沿って設けられている。

Ｊ２モータユニット用ケース２４（カバー）は、Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａを覆うと共に、第２アーム３０と、第２アーム３０を支持するためのアーム支持部材として機能する第１アーム２０と、の関節部の少なくとも一部を覆うためのカバーである。後述する第１の屈曲部分Ｂ１は、このＪ２モータユニット用ケース２４内に配置される。Ｊ２モータユニット用ケース２４は、Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａを外部に露出しないように保護する。

図２に示すように、第２アーム３０は、駆動側アーム部分３１と、上述のボールねじ６０及びボールスプライン７０、ボールねじ軸６１とスプライン軸７２とを連結する連結部材８０、Ｚモータユニット５０と、を覆うカバー３３と、従動側アーム部分３２と、Ｒモータユニット４０と、を覆うカバー３４とを有する。尚、Ｊ２モータユニット用ケース２４は、カバー３４の一部を構成している。

駆動側アーム部分３１は、Ｊ２モータユニット２２の減速機２２ｂの出力軸２２ｃを介して、第１アーム本体２１に回動可能に取り付けられていると共に、Ｚモータユニット５０等を支持する。図４に示すように、駆動側アーム部分３１は、第１アーム２０の上側の面２１ｆに取り付けられている。駆動側アーム部分３１は、熱容量及び熱伝導性が良好な素材、例えば、アルミ材から形成されている。駆動側アーム部分３１の先端は、従動側アーム部分３２の先端に固定されている。

図２に示すように、従動側アーム部分３２は、軸受３２ａ（図３参照）を介して、第１アーム本体２１に回動可能に取り付けられていると共に、Ｒモータユニット４０等を支持する。図４に示すように、従動側アーム部分３２は、第１アーム２０の下側の面２１ｇに取り付けられている。従動側アーム部分３２は、熱容量及び熱伝導性が良好な素材、例えば、アルミ材から形成されている。従動側アーム部分３２は、駆動側アーム部分３１の素材と同じ素材から形成されている。ただし、これに限らず、従動側アーム部分３２と、駆動側アーム部分３１とは、異なる素材から形成されていてもよい。しかしながら、従動側アーム部分３２と、駆動側アーム部分３１とは、同じ素材から形成されている方が、製造コストや製造効率の観点から望ましい。

図２に示すように、Ｒモータユニット４０は、ボールスプライン７０のスプライン軸７２を回転運動させるために用いられる。Ｒモータユニット４０は、モータ本体と、モータ本体の出力軸と、出力軸の回転位置、回転量、又は回転速度等を検出するエンコーダとを有する。モータ本体及びエンコーダには、後述するケーブル群９０のケーブルＣ１，Ｃ２等を介して電力供給や通信が行われる。モータ本体内で発生した回転運動は、モータ本体の出力軸に出力される。Ｒモータユニット４０は、本実施形態においては、従動側アーム部分３２に配置されている。

Ｚモータユニット５０は、ボールスプライン７０のスプライン軸７２をＺ軸方向へ直線運動させるために用いられる。Ｚモータユニット５０は、モータ本体と、モータ本体の出力軸と、出力軸の回転位置、回転量、又は回転速度等を検出するエンコーダとを有する。モータ本体及びエンコーダには、後述するケーブル群９０のケーブルＣ１，Ｃ２等を介して電力供給や通信が行われる。モータ本体内で発生した回転運動は、モータ本体の出力軸に出力される。Ｚモータユニット５０は、本実施形態においては、駆動側アーム部分３１に配置されている。これにより、Ｚモータユニット５０及びＲモータユニット４０は、互いに別のアーム部分に配置される。

ボールねじ６０は、Ｚ軸方向に概ね平行に配置されている。ボールねじ６０は、ボールねじ軸６１と、ボールねじナット６２とを有する。

ボールねじ軸６１の−Ｚ側の端部には、プーリ及びベルトによって、Ｚモータユニット５０の出力軸に接続されている。ボールねじ軸６１は、Ｚモータユニット５０の出力軸の回転とともに回転する。また、ボールねじ軸６１の外周には、螺旋状の雄ねじ部が形成されている。このボールねじ軸６１の雄ねじ部には、ボールねじナット６２の雌ねじ部が、複数の鋼球を介して配置される。これにより、ボールねじ軸６１の回転運動が、ボールねじナット６２の直線運動に変換される。そして、ボールねじ軸６１は、直線運動をしない状態で回転運動を行う。

ボールスプライン７０は、駆動側アーム部分３１及び従動側アーム部分３２に貫通されるように配置されている。ボールスプライン７０は、スプライン外筒７１と、スプライン軸７２と、プーリ７３と、軸受とを有する。

スプライン軸７２の外周には、複数のスプライン溝がＺ軸方向に沿って形成されている。このスプライン軸７２は、スプライン外筒７１を貫通し、スプライン軸７２のスプライン溝にスプライン外筒７１の複数の鋼球が配置される。この鋼球がスプライン溝に配置されることにより、スプライン軸７２は、スプライン外筒７１に対して、Ｚ軸方向に摺動する。

プーリ７３は、スプライン外筒７１の外周に嵌め込まれることにより、スプライン外筒７１に固定されるとともに、軸受によって、従動側アーム部分３２に回転可能に配置されている。また、プーリ７３は、Ｒモータユニット４０の出力軸とベルトを介して接続されている。Ｒモータユニット４０の回転運動は、このベルトを介してプーリ７３に伝達される。

ボールねじナット６２とスプライン軸７２の上端（＋Ｚ側の端部）とは、連結部材８０によって連結されている。

連結部材８０は、軸受を有する。スプライン軸７２の＋Ｚ側の端部は、この軸受によって、連結部材８０に回転可能に支持されている。連結部材８０は、ボールねじナット６２と共に直線運動する。

スカラロボット１００は、図５及び図６に示すように、上述した基部１０、第１アーム２０、及び第２アーム３０に加えて、ケーブル群９０を、さらに備える。

ケーブル群９０は、支柱１４、連結部材１５、ケーブルカバー１６、第１アーム本体２１、Ｊ２モータユニット用ケース２４、カバー３４、従動側アーム部分３２、カバー３３の各内部の順に配線されている。このケーブル群９０は、屈曲した形状からなる第１の屈曲部分Ｂ１及び第２の屈曲部分Ｂ２を有した状態で配線されている。

第１の屈曲部分Ｂ１は、Ｊ２モータユニット用ケース２４の内部に配置されている。第１の屈曲部分Ｂ１は、略Ｕ字形状に構成されている。このＵ字形状の内側には、Ｊ２モータユニット２２（詳しくは、Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａ）が配置されている。これにより、Ｊ２モータユニット用ケース２４の内部のケーブル群９０は、Ｊ２モータユニット２２への干渉を回避するように配線される。

第２の屈曲部分Ｂ２は、ケーブルカバー１６の内部に配置されている。第２の屈曲部分Ｂ２は、第１の屈曲部分Ｂ１と同様に、略Ｕ字形状に構成されている。

また、スカラロボット１００は、ケーブル群９０に加えて、第１クランプ９１と、第２クランプ９２と、第３クランプ９３と、第４クランプ９４と、をさらに有する。

第１クランプ９１は、第１の屈曲部分Ｂ１の一端（＋Ｙ側の端部）を、第１アーム２０の第１アーム本体２１に固定する。

第２クランプ９２は、第１の屈曲部分Ｂ１の他端（−Ｙ側の端部）を、第２アーム３０の従動側アーム部分３２に固定する。
また、第１アーム本体２１に固定される第１クランプ９１のＺ軸方向の位置は、第２アーム３０の従動側アーム部分３２に固定される第２クランプ９２のＺ軸方向の位置より、＋Ｚ方向に固定されている。

図７に示すように、第１クランプ９１で固定された部分から第２クランプ９２で固定された部分までのケーブル群９０は、第１クランプ９１及び第２クランプ９２によって、フラットケーブル状に保持されている。

図５及び図６に戻り、第３クランプ９３は、第２の屈曲部分Ｂ２の一端（＋Ｙ側の端部）を、連結部材１５に固定する。

第４クランプ９４は、第２の屈曲部分Ｂ２の他端（−Ｙ側の端部）を、第１アーム２０の第１アーム本体２１に固定する。
また、連結部材１５に固定される第３クランプ９３のＺ軸方向の位置は、第１アーム本体２１に固定される第４クランプ９４のＺ軸方向の位置より、＋Ｚ方向に固定されている。

図８に示すように、第３クランプ９３で固定された部分から第４クランプ９４で固定された部分までのケーブル群９０は、第３クランプ９３及び第４クランプ９４によって、フラットケーブル状に保持されている。

第１クランプ９１は、図９に示すように、クランプ本体９５と、クランプブラケット９６とを有する。

クランプ本体９５は、ケーブル群９０と接触する部位である。クランプ本体９５は、第１パーツ９５Ａと第２パーツ９５Ｂとから構成される２パーツの部材である。クランプ本体９５は、ＰＯＭ、ＡＢＳ等の樹脂からなっている。

図９及び図１０に示すように、クランプ本体９５の第１パーツ９５Ａと第２パーツ９５Ｂとのそれぞれは、断面が略半円の複数の溝９５ａが形成されている。溝９５ａには、ケーブル群９０が配置される。溝９５ａの内周面には、複数の滑り止めの突部９５ｂが突出して形成されている。この突部９５ｂは、クランプ本体９５の溝９５ａに配置されたケーブル群９０の外周面に喰い込むことで、クランプ本体９５からのケーブル群９０の位置ずれを防止する防滑手段として用いられる。溝９５ａの開口の縁には、曲面９５ｃが施されている。

図９に示すように、クランプ本体９５は、クランプブラケット９６と対向する面に複数の凸部９７を有する。本実施形態では、凸部９７は、クランプ本体９５の第１パーツ９５Ａと第２パーツ９５Ｂとのそれぞれに２つずつ形成されている。

クランプブラケット９６は、例えば、アルミ材等の金属からなり、クランプ本体９５を保護するために用いられる。クランプブラケット９６は、第１パーツ９６Ａと第２パーツ９６Ｂとから構成される２パーツの部材である。第１パーツ９６Ａは、例えば、ボルト９９によって、クランプ本体９５を挟み込むようにして、第２パーツ９６Ｂに取り付けられる。クランプブラケット９６は、クランプ本体９５と対向する面に孔部９８を有する。孔部９８は、凸部９７が嵌り込む形状に形成されている。孔部９８は、凸部９７と同数形成され、本実施形態では、クランプブラケット９６の第１パーツ９６Ａと第２パーツ９６Ｂとのそれぞれに２つずつ形成されている。ケーブル群９０及びクランプ本体９５を保持したクランプブラケット９６は、第１アーム本体２１に固定される。

図６及び図９に示すように、第２クランプ９２、第３クランプ９３、及び第４クランプ９４は、第１クランプ９１と同様の構造を有し、２パーツのクランプ本体９５と、２パーツのクランプブラケット９６とを有する。第２クランプ９２のクランプブラケット９６は、従動側アーム部分３２に固定される。第３クランプ９３のクランプブラケット９６は、連結部材１５に固定される。第４クランプ９４のクランプブラケット９６は、第１アーム本体２１に固定される。

ケーブル群９０は、ケーブルＣ１，Ｃ２と、エアチューブＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、を有する。これらのケーブルＣ１，Ｃ２、エアチューブＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、上記の各クランプ９１〜９４によって、ケーブル群９０に束ねられている。なお、本実施形態では、ケーブル群９０は、２本のケーブルＣ１，Ｃ２と、４本のエアチューブＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、を有する。しかしながら、これに限られず、動力ケーブルＣ１，Ｃ２、エアチューブＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の本数は任意である。本実施形態で示した本数以外の本数であってもよい。

ケーブルＣ１，Ｃ２は、Ｊ１モータユニット１１、Ｊ２モータユニット２２、Ｒモータユニット４０、及びＺモータユニット５０の各モータ本体と各エンコーダに給電及び信号を伝送するために用いられる。

エアチューブＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、スプライン軸７２の先端に取り付けられたデバイスの動作に用いるエアを供給する。デバイスは、例えば、ワークを挟むための挟持装置である。

上述のように構成されたスカラロボット１００のスプライン軸７２の下端（−Ｚ側の端部）には、作業内容に合わせた任意の工具や機器が取り付けられる。また、スカラロボット１００には、ケーブル群９０のケーブルＣ１，Ｃ２を介して、図示しないコントローラが接続される。コントローラは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部等を含んで構成されている。コントローラは、Ｊ１モータユニット１１、Ｊ２モータユニット２２、Ｒモータユニット４０、及びＺモータユニット５０のエンコーダからの信号等に基づいて、Ｊ１モータユニット１１、Ｊ２モータユニット２２、Ｒモータユニット４０、及びＺモータユニット５０を制御する。スカラロボット１００の動作の内容は、コントローラに接続されたティーチングペンダント等によって設定され、コントローラの記憶部に記憶される。コントローラのＣＰＵは、記憶部からプログラムやデータを読み出して、プログラムの実行等を行う。

スカラロボット１００の動作について、図２を参照しつつ説明する。スカラロボット１００の動作は、例えば記憶部に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで、開始され又は進行する。

スカラロボット１００の図示しないコントローラは、Ｊ１モータユニット１１の出力軸を回転させることで、運動軸Ｌ１を回転軸として第１アーム２０を回動させる。また、Ｊ２モータユニット２２の出力軸２２ｃを回転させることで、運動軸Ｌ２を回転軸として第２アーム３０を回動させる。コントローラは、Ｊ１モータユニット１１の出力軸を回転させたり、Ｊ２モータユニット２２の出力軸を回転させたり、もしくは、両方を同時に回転させたりすることで、スプライン軸７２の下端に取り付けられた工具をＸＹ平面に水平に移動させる。これにより、プログラムによって設定された任意の位置まで当該工具を移動させる。

スプライン軸７２の下端に取り付けられた工具が、ＸＹ平面における設定位置まで移動すると、スカラロボット１００のコントローラは、Ｚモータユニット５０の出力軸を回転させることで、ベルトを介して、ボールねじ軸６１が回転する。そして、ボールねじ軸６１の回転運動に伴って、ボールねじナット６２は、＋Ｚ方向又は−Ｚ方向のいずれかに直線運動をする。

ボールねじナット６２が−Ｚ方向に直線運動をすると、ボールねじナット６２に連結されたスプライン軸７２も、運動軸Ｌ４に沿って、−Ｚ方向に直線運動をする。また、スプライン外筒７１は玉軸受として構成されており、スプライン軸７２は、スプライン外筒７１に対して円滑に移動する。やがて、スプライン軸７２は下死点まで移動する。これにより、例えば、スプライン軸７２に取り付けられた工具が、ワーク等に当接する。

また、コントローラは、Ｒモータユニット４０の出力軸を回転させた場合は、出力軸の回転運動は、ベルトを介して、プーリ７３に伝達される。プーリ７３が回転すると、スプライン外筒７１は、プーリ７３に固定されているため、スプライン外筒７１も、プーリ７３とともに回転する。この結果、スプライン外筒７１とスプライン係合されているスプライン軸７２は、スプライン外筒７１とともに、運動軸Ｌ４回りに回転する。

すなわち、コントローラが、Ｚモータユニット５０の出力軸のみを回転させた場合は、スプライン軸７２は直線運動をする。Ｒモータユニット４０の出力軸のみを回転させた場合は、スプライン軸７２は運動軸Ｌ４回りに回転運動をする。Ｚモータユニット５０の出力軸とＲモータユニット４０の出力軸とのいずれも回転させた場合は、スプライン軸７２は、スパイラル運動をする。

スプライン軸７２が、直線運動、回転運動、又はスパイラル運動等の所定の運動をすると、スカラロボット１００のコントローラは、再び、Ｊ１モータユニット１１の出力軸及びＪ２モータユニット２２の出力軸を回転させることで、第１アーム２０及び第２アーム３０を回動させて、スプライン軸７２に取り付けられた工具をＸＹ平面に水平に移動させる。そして、初期位置まで移動させる。

スカラロボット１００のコントローラは、記憶部に記憶されたプログラムにしたがって、以上のような運動を反復させる。

以上、説明したように、本実施形態のスカラロボット１００のケーブル群９０は、図６に示すように、略Ｕ字形状に構成されている第１の屈曲部分Ｂ１を有している。この第１の屈曲部分Ｂ１の内側に、第１アーム２０のＪ２モータユニット２２を配置することで、スカラロボット１００の可動部分（例えば、連結部材１５と第１アーム本体２１との接続部分、第１アーム本体２１と従動側アーム部分３２との接続部分など）との干渉を回避しつつ、ケーブル群９０を配線することが可能になる。これにより、ケーブル群９０が、スカラロボット１００の関節の可動部分に干渉することを抑制することができる。

また、図１１に示すように、本実施形態では、第１の屈曲部分Ｂ１は、Ｊ２モータユニット用ケース２４の内部に配置されている。このため、第１の屈曲部分Ｂ１が、スカラロボット１００の周辺の装置１０１（例えば、別のロボット、ベルトコンベアなど）と干渉するおそれがない。

また、本実施形態では、ケーブル群９０は、略Ｕ字形状に構成されている第２の屈曲部分Ｂ２を有している。これにより、ケーブル群９０が、連結部材１５と第１アーム本体２１との接続部分に干渉することを抑制することができる。

また、本実施形態では、第２の屈曲部分Ｂ２は、ケーブルカバー１６の内部に配置されている。このため、第２の屈曲部分Ｂ２が、スカラロボット１００の周辺の装置１０２と干渉するおそれがない。

また、本実施形態では、ケーブル群９０が、ケーブルカバー１６、第１アーム本体２１、Ｊ２モータユニット用ケース２４、カバー３４、従動側アーム部分３２、カバー３３に配線されている。このため、ケーブル群９０全体が、筐体に覆われているため、スカラロボット１００の周辺の装置１０１，１０２と干渉するおそれがない。

また、スカラロボット１００の可動部分である、第１アーム本体２１と従動側アーム部分３２との接続部分の近傍に、第１の屈曲部分Ｂ１を配置することができることから、スカラロボット１００の小型化を実現することが可能になる。同様に、スカラロボット１００の可動部分である、連結部材１５と第１アーム本体２１との接続部分の近傍に、第２の屈曲部分Ｂ２を配置することができることから、スカラロボット１００の小型化を実現することが可能になる。

また、本実施形態では、第１の屈曲部分Ｂ１の一端は、第１クランプ９１によって第１アーム本体２１に、第１の屈曲部分Ｂ１の他端は、第２クランプ９２によって従動側アーム部分３２に固定されている。また、第２の屈曲部分Ｂ２の一端は、第３クランプ９３によって連結部材１５に、第２の屈曲部分Ｂ２の他端は、第４クランプ９４によって第１アーム本体２１に固定されている。これにより、ケーブル群９０が、スカラロボット１００の関節の可動部分に干渉することを抑制することができる。
第１アーム本体２１に固定される第１クランプ９１のＺ軸方向の位置は、第２アーム３０の従動側アーム部分３２に固定される第２クランプ９２のＺ軸方向の位置より、＋Ｚ方向に固定されている。また、連結部材１５に固定される第３クランプ９３のＺ軸方向の位置は、第１アーム本体２１に固定される第４クランプ９４のＺ軸方向の位置より、＋Ｚ方向に固定されている。これにより、スカラロボット１００の関節が最大可動角度まで回動しても、各クランプ同士が干渉することを抑制することができる。

また、図１０に示すように、本実施形態では、第１クランプ９１，第２クランプ９２，第３クランプ９３，第４クランプ９４のクランプ本体９５には、ケーブル群９０との接触部分に防滑手段である複数の突部９５ｂが設けられている。このため、ケーブル群９０に対する各クランプ９１〜９４の保持力を向上させることができる。また、クランプ本体９５からのケーブル群９０の位置ずれを防止することができるため、結果として、ケーブル群９０が、スカラロボット１００の関節の可動部分に干渉することを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１クランプ９１，第２クランプ９２，第３クランプ９３，第４クランプ９４は、クランプ本体９５をそれぞれ有し、このクランプ本体９５は、ＰＯＭ、ＡＢＳ等の樹脂からなる。このため、スカラロボット１００の動作に伴って、各クランプ９１〜９４に対してケーブル群９０が僅かに移動して、各クランプ９１〜９４が、ケーブル群９０を傷付けることを抑制することができる。

本実施形態では、各クランプ９１〜９４の溝９５ａの開口の縁には、曲面９５ｃが施されている。このため、各クランプ９１〜９４が、ケーブル群９０を傷付けることを抑制することができる。

また、図９に示すように、本実施形態では、クランプ本体９５は、凸部９７を有し、クランプブラケット９６は、孔部９８を有する。孔部９８に凸部９７が嵌り込むことにより、クランプブラケット９６に対するクランプ本体９５の位置決めをすることができる。また、クランプブラケット９６に対するクランプ本体９５の位置ずれの防止をすることができると共に、クランプブラケット９６に対するクランプ本体９５の組み込み方向の誤りを防止することができる。また、ケーブル群９０のケーブルＣ１，Ｃ２、エアチューブＴ１〜Ｔ４をそれぞれ個別に結束バンド等で固定するよりも作業工数を削減することができる。更に、ケーブルが移動する箇所で結束バンドを使用して固定する場合のように、結束バンドのエッジで表面が摩耗することを避けることができる。
本実施形態では、ケーブル群９０が各クランプ９１〜９４で保持される場合、クランプ本体９５の中央付近に電源、通信のケーブルＣ１，Ｃ２を配置し、外側にエアチューブＴ１〜Ｔ４を配置している。これにより、スカラロボット１００の関節が回動した時に、繰り返しの曲げにより断線する可能性のある電源、通信のケーブル部の屈曲半径の変化をできる限り小さくすることができ、断線を予防することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。

例えば、本発明の実施形態では、第１の屈曲部分Ｂ１，第２の屈曲部分Ｂ２は、Ｕ字形状に構成されている。しかしながら、Ｕ字形状に限定されるものではない。例えば、第１の屈曲部分Ｂ１，第２の屈曲部分Ｂ２は、Ｕ字形状以外の形状であってもよい。また、本発明のＵ字形状は、角が丸みを帯びている形状等に限定されるものではなく、Ｊ字形状やＣ字形状も含むものとする。

また、本実施形態では、各クランプ９１〜９４それぞれは、一対のクランプ本体９５を有する。しかしながら、これに限られない。一対のクランプ本体９５が一体に形成されている単一のクランプ本体９５を有していてもよい。この場合、クランプ本体９５は、溝９５ａに代えて、ケーブル群９０を配置するための孔が形成される。

また、本実施形態では、クランプ本体９５は、凸部９７を有し、クランプブラケット９６は、凸部９７が嵌り込む孔部９８を有する。しかしながら、これに限られない。クランプ本体９５は、孔部９８を有し、クランプブラケット９６は、凸部９７を有していてもよい。

本実施形態では、クランプブラケット９６は、凸部９７が嵌り込む孔部９８を有する。しかしながら、これに限られない。クランプブラケット９６は、孔部９８に代えて、凸部９７が嵌り込む凹部を有していてもよい。

また、本実施形態では、溝９５ａの開口の縁には、曲面９５ｃが施されている。しかしながら、これに限られない。溝９５ａの開口の縁には、面取りが施されていてもよい。

また、本実施形態では、本実施形態のスカラロボット１００は、４つの運動軸Ｌ１〜Ｌ４について運動する４軸関節ロボットとして構成されているが、これに限らず、３軸以下又は５軸以上の多関節ロボットとして構成してもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１０ 基部
１１ Ｊ１モータユニット（アーム回動用モータユニット）
１２ 基部本体
１３ 基部台板
１４ 支柱
１５ 連結部材
１５ａ 軸受
１６ ケーブルカバー（カバー）
２０ 第１アーム
２１ 第１アーム本体
２１ａ 第１アーム本体上側フレーム
２１ｂ 第１アーム本体下側フレーム
２１ｃ、２１ｄ 円筒部分
２１ｅ 連結部分
２１ｆ 上側の面
２１ｇ 下側の面
２２ Ｊ２モータユニット（アーム回動用モータユニット）
２２ａ モータ本体
２２ｂ 減速機
２２ｃ 出力軸
２３ 放熱部
２４ Ｊ２モータユニット用ケース（カバー）
３０ 第２アーム
３１ 駆動側アーム部分
３２ 従動側アーム部分
３２ａ 軸受
３３、３４ カバー
４０ Ｒモータユニット
５０ Ｚモータユニット
６０ ボールねじ
６１ ボールねじ軸
６２ ボールねじナット
７０ ボールスプライン
７１ スプライン外筒
７２ スプライン軸
７３ プーリ
８０ 連結部材
９０ ケーブル群
９１ 第１クランプ
９２ 第２クランプ
９３ 第３クランプ
９４ 第４クランプ
９５ クランプ本体
９５Ａ 第１パーツ
９５Ｂ 第２パーツ
９５ａ 溝
９５ｂ 突部（防滑手段）
９５ｃ 曲面
９６ クランプブラケット
９６Ａ 第１パーツ
９６Ｂ 第２パーツ
９７ 凸部
９８ 孔部
９９ ボルト
１００ スカラロボット
１０１，１０２ 周辺の装置
Ｂ１ 第１の屈曲部分
Ｂ２ 第２の屈曲部分
Ｃ１，Ｃ２ ケーブル
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ エアチューブ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 運動軸

Claims (6)

1. 駆動側アーム部分と従動側アーム部分とを有するアームと、
   前記アームに配置され、前記アームに支持されている機構部品を駆動させる少なくとも一つのモータユニットと、
   第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有し、前記アームを回動自在に支持するアーム支持部材と、
   前記アームと前記アーム支持部材との関節部の少なくとも一部を覆うカバーと、
   前記アーム支持部材の前記関節部に支持される前記アームを回動させるアーム回動用モータユニットと、
   前記モータユニットへ少なくとも電力を供給するケーブル群と、
   を具備し、
   前記駆動側アーム部分の基端は、前記第１の面に取り付けられ、
   前記従動側アーム部分の基端は、前記第２の面に取り付けられ、
   前記ケーブル群は、前記アームの前記従動側アーム部分と前記アーム支持部材とのそれぞれに支持されたクランプに固定されることで屈曲すると共に、前記カバー内に配置される屈曲部分を備え、
   前記屈曲部分の内側に前記アーム回動用モータユニットが配置される、スカラロボット。
2. 前記アーム回動用モータユニットは、モータ本体と減速機とを有し、
   前記減速機は、前記第１の面に取り付けられ、
   前記減速機の出力軸は、前記駆動側アーム部分に取り付けられ、
   前記モータ本体は、前記第２の面に取り付けられる、請求項１に記載のスカラロボット。
3. 前記屈曲部分は、略Ｕ字形状に構成されている、請求項１又は２に記載のスカラロボット。
4. 前記ケーブル群は、複数のケーブル又はチューブが束ねられた群であり、
   前記クランプは、複数のケーブル又はチューブを並列に保持する、請求項１から３のいずれか一項に記載のスカラロボット。
5. 前記ケーブル群は、電力線、通信線、及び圧縮空気を供給するエアチューブを有し、
   前記クランプは、前記エアチューブが最外部に配置されるように前記ケーブル群を固定する、請求項４に記載のスカラロボット。
6. 前記屈曲部分の両端で前記ケーブル群を固定する前記クランプの支持位置は、
   一方の前記クランプが他方の前記クランプより上方に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載のスカラロボット。

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