JP7311367B2 - 水平多関節ロボット - Google Patents

Description

本発明は、水平多関節ロボットに関する。

特許文献１に開示されるような水平多関節ロボット（スカラロボット）が公知である。この水平多関節ロボットは、基台上に固定されるベース部と、このベース部に対して旋回可能に支持された第１アーム部と、この第１アーム部の先端に旋回可能に連結された第２アーム部と、この第２アーム部の先端に昇降及び鉛直軸回りの回転が可能に支持された作動軸と、を備えている。

第２アーム部には、作動軸と平行に配置されたねじ軸と、ねじ軸を回転駆動するモータと、ねじ軸に装着されたナット部材とが備えられ、このナット部材に前記作動軸が連結されている。つまり、モータの駆動によりねじ軸が回転すると、作動軸がナット部材と共にねじ軸に沿って昇降（上下方向に移動）するのである。

作動軸を昇降させるための機構部分（ねじ軸等）は、全体が樹脂製のカバー部材で覆われており、これにより、ねじ軸に塗布されたグリスの周辺への飛散が防止されるとともに、高速駆動されるねじ軸等への不用意なアクセスが規制される。

特開２０１２－１６１８８７号公報

特許文献１のような水平多関節ロボットでは、作動軸に要求される昇降ストロークによって作動軸の軸長やねじ軸の軸長など、前記機構部分の高さが異なる。そのため、水平多関節ロボットの生産では、作動軸の軸長やその昇降ストロークが異なる数タイプ（品種）の水平多関節ロボットが予め企画され、その中から受注を受けたタイプが製造される、多品種少量生産が一般的である。そのため、以下のような課題がある。

カバー部材については、作動軸の軸長やその昇降ストロークに応じたサイズ（高さ）のものが必要となるため、サイズごとに異なる金型を準備して製造する必要があり、金型費用が嵩む。また、受注に応じてカバー部材をその都度受注数だけ少量で製造する場合には、カバー部材の製造コストが嵩む。これを避けるために、予め各サイズのカバー部材を一定数ずつ製造して在庫として保管しておく場合には、受注数の少ないタイプのカバー部材に変形、変色等の経時劣化が生じるおそれがある。さらに、企画されたタイプ以外の水平多関節ロボット、すなわち作動軸の軸長やその昇降ストロークが企画されたタイプとは異なる水平多関節ロボット（いわゆる特注品）についての受注があった場合に、当該ロボットにとって最適なカバー部材を使用することが困難となる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、生産面での利便性が高い水平多関節ロボットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一局面に係る水平多関節ロボットは、第１アーム部と、その先端に回動可能に連結された第２アーム部とを含み、前記第２アーム部に、上下方向に延在する作動軸とこの作動軸を昇降させるための昇降機構部とが備えられた水平多関節ロボットであって、前記第２アーム部は、前記作動軸及び前記昇降機構部が搭載されるアーム本体部と、このアーム本体部の上面部に組み付けられて前記作動軸及び前記昇降機構部の周囲を覆うカバー部材と、を含み、前記カバー部材は、上下方向に貫通する筒状であってかつ上下方向の全体に亘って水平断面形状が同一の押出成型部材からなるとともに、周方向の一乃至複数の位置において上下方向の全体に亘って延在するリブを備え、前記リブは、前記カバー部材の外周面に設けられ、ナット部材を、そのねじ孔の軸方向が前記カバー部材の前記外周面と直交する横向きの姿勢で支持可能な溝形の断面形状を有しており、前記アーム本体部は、前記カバー部材の前記外周面の下端部が内嵌される部分であってかつ当該カバー部材の前記リブに対応する位置、中心軸が前記壁面に直交するに横向きの貫通孔が形成された嵌合部を備え、前記カバー部材は、前記リブの下端部に前記ナット部材を支持した状態でアーム本体部の前記嵌合部に内嵌され、当該嵌合部の外側から前記貫通孔を通じて前記ナット部材に螺合挿入されたボルト部材により前記アーム本体部に固定されているものである。

上記のような多関節ロボットの構成によれば、カバー部材が、上下方向に貫通する筒状であってかつ上下方向の全体に亘って水平断面形状が同一ものであるから、例えば、以下のような製造方法を採用することが可能であり、これにより、作動軸の軸長やその昇降ストロークが異なる複数タイプの多関節ロボットの製造を合理的に行うことが可能となる。

すなわち、製造方法は、前記カバー部材の断面形状に対応するダイスを備えた押出成形機に、樹脂または金属からなる素材を挿入し、当該素材を、前記ダイスを通じて押し出して切断することにより、前記カバー部材と同一の断面形状を有する所定長さの成型品を押し出し成形する成型工程と、前記成型品を、前記昇降機構部の高さに対応する長さに切断することにより前記カバー部材を取得するカバー切り出し工程と、前記カバー切り出し工程で取得したカバー部材を、前記アーム本体部の上面部に組み付ける組付工程と、を含む。

この製造方法では、作動軸の軸長やその昇降ストロークが異なる複数タイプの水平多関節ロボットを製造する場合、カバー部材を共通の前記成型品から切り出すこととなる。つまり、前記成型品を事前に製造しておき、受注タイプの水平多関節ロボットに応じて、前記成型品から当該受注タイプに対応するカバー部材を切り出すのである。そのため、従来のように、前記複数タイプの水平多関節ロボットに対応するために事前に各タイプのカバー部材を製造し、在庫として保管しておく必要がなくなる。また、予め企画されたタイプとは異なるタイプ、すなわち、作動軸の軸長やその昇降ストロークが企画されたタイプとは異なる水平多関節ロボットについての受注があった場合でも、これに最適なサイズのカバー部材を難なく準備して当該水平多関節ロボットを製造することが可能となる。

従って、上記の水平多関節ロボットによれば、生産面での利便性が向上する。

また、前記カバー部材は、周方向の一乃至複数の位置において上下方向の全体に亘って延在するリブを備えているので、カバー部材の肉厚を抑えつつその面強度や剛性を確保することが可能となる。そのため、カバー部材の上下方向の寸法が長くなるような場合でも、その変形（ゆがみ等）を効果的に抑制することができ、その結果、カバー部材のサイズ（上下方向の寸法）に拘わらずその外観品質を良好に保つことが可能となる。

また、カバー部材は、リブの下端部にナット部材を支持した状態でアーム本体部の嵌合部に内嵌され、当該嵌合部の外側から貫通孔を通じてナット部材に螺合挿入されたボルト部材により前記アーム本体部に固定されているので、カバー部材をアーム本体部に対して安定的に固定させることができ、また、アーム本体部に対するカバー部材の固定部分としてリブを利用した合理的な構成が達成される。

この場合、上記の水平多関節ロボットは、前記嵌合部を有しかつ前記アーム本体部の上面部に着脱可能に組付けられたベース部材をさらに含むものでもよい。

この構成によれば、例えばアーム本体部の平坦な上面部に対しても、カバー部材を安定的に組み付けることが可能となる。

上記各態様の水平多関節ロボットにおいては、前記カバー部材を第１固定カバー部材と定義したときに、当該第１固定カバー部材の上端部に固定されて、前記第１固定カバー部材の上端開口を塞ぐ第２固定カバー部材を備えているのが好適である。

この構成によれば、第１、第２の固定カバーにより作動軸及び昇降機構部の全体、すなわち、作動軸及び昇降機構部の周囲と上方を覆うことが可能となる。

また、上記各態様の水平多関節ロボットにおいては、前記カバー部材を固定カバー部材と定義したときに、前記固定カバー部材の内側に配置されて前記作動軸の上端部に連結され、当該作動軸と共に昇降する可動カバー部材をさらに備えているものであってもよい。

この構成によれば、固定カバー部材にその上端開口を塞ぐための他の固定カバー部材を別途固定する場合にくらべ、高さを低く抑えることが可能となる。

上記の各態様に係る水平多関節ロボットによれば、生産面での利便性が高い水平多関節ロボットを提供することが可能となる。

本発明に係る水平多関節ロボットの側面図である。 前記水平多関節ロボットを上方から視た斜視図である。 カバー部材の取り付け構造を示す第２アーム部の要部分解斜視図である。 リブを含むカバー部材の要部断面図である。 カバー部材の他の取付構造を示す第２アーム部の要部分解斜視図である。 リブを用いたカバー部材の取付構造を示す第２アーム部の要部斜視図である。 図６の一部分解斜視図である。 図７の要部拡大図である。 リブを用いたカバー部材の取付構造の変形例を示す第２アーム部の要部斜視図である。 カバー部材に天井カバーが取り付けられた第２アーム部の要部斜視図である。 天井カバーの取り付け構造を示す第２アーム部の要部分解斜視図である。 （ａ）は天井カバーを上方から視た斜視図、（ｂ）は天井カバーを下方から視た斜視図である。 可動の天井カバーを備えた第２アーム部の要部斜視図である。 天井カバーの取り付け構造を示す第２アーム部の要部分解斜視図である。 （ａ）は可動カバーを上方から視た斜視図、（ｂ）は可動カバーを下方から視た斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

［水平多関節ロボットの全体構成］
図１は、本発明に係る水平多関節ロボット（スカラロボット）の側面図であり、図２は、水平多関節ロボットを上方から視た斜視図である。

図１及び図２に示す水平多関節ロボット（以下、ロボットと略す）１は、基台ＢＰ上に設置される略円柱状のアーム支持台２と、このアーム支持台２に連結されたアーム３と、このアーム３の先端部に支持される作業軸５とを有する。なお、図１中の符号７は、アーム３に搭載された後記モータ２４、３０、３８等に対する電力や制御信号送信用のケーブル等が収容された筒状案内部材であり、アーム支持台２とアーム３（後記第２アーム部４Ｂ）とに亘ってアーチ状に設けられている。

アーム３は、アーム支持台２に支持されて水平方向に延びる第１アーム部４Ａと、この第１アーム部４Ａの先端に支持されて水平方向に延びる第２アーム部４Ｂとを備えている。

第１アーム部４Ａは、細長い中空構造のフレーム部材１２を備えている。フレーム部材１２は、断面矩形（長方形）で細長くかつ長手方向両端が開口した筒状のフレーム本体部１３ａと、その長手方向両端に固定されて、当該両端の開口を塞ぐ一対のエンドキャプ１３ｂとを有し、少なくともフレーム本体部１３ａが、アルミニウム合金などの剛性を有した軽量の金属材料で構成されている。

第１アーム部４Ａのフレーム部材１２は、アーム支持台２の箱形のフレーム部材１０内に配置された第１アームモータ１６に減速機構１８を介して連結されている。この構成により、第１アーム部４Ａは、アーム支持台２の上部に垂直軸Ａｘ１周りに回動（旋回）可能に支持され、前記第１アームモータ１６により回転駆動される。

第２アーム部４Ｂは、第１アーム部４Ａと同様の細長い中空構造のフレーム部材２２を備えている。すなわち、フレーム部材２２は、断面矩形（長方形）で細長くかつ長手方向両端が開口した筒状のフレーム本体部２３ａと、その長手方向両端に固定されて、当該両端の開口を塞ぐ一対のエンドキャプ２３ｂとを有し、少なくともフレーム本体部２３ａが、アルミニウム合金などの剛性を有した軽量の金属材料で構成されている。

フレーム部材２２の基端部（第１アーム部４Ａ側の端部）には、第２アームモータ２４が下向きに配置されており、フレーム部材２２は、この第２アームモータ２４及び減速機構２５を介して第１アーム部４Ａ（フレーム部材１２）の先端の上面部に連結されている。この構成により、第２アーム部４Ｂは、第１アーム部４Ａの先端部に垂直軸Ａｘ２周りに回動（旋回）可能に支持され、前記第２アームモータ２４により回転駆動される。

第２アーム部４Ｂ（フレーム部材２２）には、さらに、前記作業軸５と、作業軸５の駆動機構部２６と、駆動機構部２６を覆うカバー部材２８とが備えられている。なお、当例では、フレーム部材２２が本発明の「アーム本体部」に相当し、駆動機構部２６が本発明の「昇降機構部」に相当する。

作業軸５は、スプライン軸からなり、フレーム部材２２の先端部に、当該フレーム部材２２を上下方向に貫通するように配置されている。作業軸５は、駆動機構部２６を介して当該フレーム部材２２に上下方向の移動（昇降）及び軸心回りの回転が可能に支持されるとともに、当該駆動機構部２６により駆動される。

より具体的には、駆動機構部２６は、作業軸５を上下方向に移動させる昇降駆動機構と、作業軸５を回転させるための回転駆動機構とを備えている。

回転駆動機構は、フレーム部材２２の先端部に配置されたＲ軸モータ３０と、減速機構３２と、スプラインナット３４とを備えている。Ｒ軸モータ３０は、筒状のロータの外周にステータが配置されたいわゆる中空モータであり、当該Ｒ軸モータ３０のロータに、スプラインナット３４が減速機構３２を介して連結されている。

そして、これらＲ軸モータ３０、減速機構３２及びスプラインナット３４を上下方向に貫通するように作業軸５が配置されるとともに、スプラインナット３４に対して相対的な上下方向の移動（昇降）が可能でかつ相対回転が阻止されるように、当該作業軸５とスプラインナット３４とがスプライン結合されている。

昇降駆動機構は、フレーム部材２２に回転自在に支持されて当該フレーム部材２２から上方に延びるねじ軸３６と、フレーム部材２２の内部に配置されて、前記ねじ軸３６の一端に連結されたＺ軸モータ３８と、ねじ軸３６に装着されたナット部材４０と、このナット部材４０と作業軸５の上端部分とを連結する連結部材４２とを含む。なお、連結部材４２は、作業軸５の回転を許容する状態で当該作業軸５の上端部分に連結されている。

つまり、昇降駆動機構は、Ｚ軸モータ３８の駆動によりねじ軸３６を回転させ、このねじ軸３６の回転運動をナット部材４０及び連結部材４２を介して作業軸５の上下運動に変換して、当該作業軸４を上下方向に移動させる。一方、回転駆動機構は、Ｒ軸モータ３０の駆動によりスプラインナット３４を介して作業軸５を回転させる。

なお、作業軸５の先端部分には、図外の作業用ツール（エンドエフェクタ）が装着される。例えば、ワークを把持して搬送するためのチャック装置、ワークに対して溶接等の各種加工を施す加工装置及びワークを測定するための測定装置など、ワークに対して所定の作業を行うための作業用ツール６が作業軸５の先端部分に装着される。但し、作業用ツール６の種類は、チャック装置、加工装置及び測定装置に限定されるものではない。

第２アーム部４Ｂのフレーム部材２２の上面部２２ａには、前記作業軸５および駆動機構部２６のうち、フレーム部材２２の上方に配置される部分を覆う、前記カバー部材２８が固定されている。以下、このカバー部材２８およびその取り付け構造について詳述する。

［カバー部材２８及びその取付構造］
以下、カバー部材２８の詳細とその取り付け構造について説明する。なお、以下の説明で用いる各方向に関する記載は、特に言及する場合を除き、図２中に記載した指標に基づくものとする。すなわち、第２アーム部４Ｂの長手方向を「前後方向」と称し、第２アーム部４Ｂの先端側（作業軸５が配置する側）を「前」とする。また、前後方向と水平面上で直交する方向を「幅方向（左右方向）」と称す。

図３は、カバー部材２８の取り付け構造を示す第２アーム部４Ｂの要部分解斜視図である。カバー部材２８は、ねじ軸３６に塗布されたグリスの飛散を防止するとともに、高速で駆動されるねじ軸３６等への不用意なアクセスを規制するためのものである。

カバー部材２８は、上下方向に貫通する筒状であってかつ上下方向の全体に亘って水平断面形状が同一の押出成型部材からなり、全体がＡＢＳ等の樹脂材料により一体に形成されている。このカバー部材２８は、前壁部５０ａ、後壁部５０ｂ、左壁部５０ｃ及び右壁部５０ｄを備えており、その断面形状は、前後方向に細長い略長方形（矩形）である。

カバー部材２８の各コーナー部分には、その他の部分よりも厚みが大きい肉厚部５２が、当該カバー部材２８の上下方向全体に亘って設けられている。各肉厚部５２には、それぞれ、上下方向に貫通する貫通孔５４が形成されている。

カバー部材２８の各壁部５０ａ～５０ｄには、それぞれ、各壁部５０ａ～５０ｄの外壁面から外向きに突出して上下方向に延びる、同一断面形状のリブ５６ａ～５６ｄが形成されている。前後の壁部５０ａ、５０ｂの各リブ５６ａ、５６ｃは、各壁部５０ａ、５０ｂの幅方向略中央において各壁部５０ａ、５０ｂの上下方向全体に亘って形成されている。また、左右の壁部５０ｃ、５０ｄの各リブ５６ｃ、５６ｄは、各壁部５０ｃ、５０ｄの前後方向略中央において各壁部５０ａ、５０ｂの上下方向全体に亘って形成されている。

図４に示すように、各リブ５６ａ～５６ｄは、その長手方向に亘って延在する溝部５７を有した断面溝形（断面Ｃ字型）の形状を有する。具体的には、各リブ５６ａ～５６ｄは、断面視において、各壁部５０ａ～５０ｄの壁面から外向きに立ち上がる一対の立ち上がり部５８ａと、これらの先端から互いに接近する方向に延びる鉤部５８ｂとを備え、これら一対の立ち上がり部５８ａ及び鉤部５８ｂにより溝部５７が形成された形状を有している。

なお、各リブ５６ａ～５６ｄの溝部５７の形状は、より詳しくは、図４中に二点鎖線で示すように、所定サイズのナットＮを各壁部５０ａ～５０ｄの外壁面（外周面）に沿った横向きの姿勢、すなわち、ねじ孔の軸方向が各壁部５０ａ～５０ｄの外壁面と直交する方向に向く姿勢で両立ち上がり部５８ａの間に支持することが可能な形状とされている。そして、各リブ５６ａ～５６ｄに支持されたナットＮの脱落を阻止しつつ、当該ナットＮに対して、当該ナットＮに対応するボルトを外側から螺合挿入できるように、前記鉤部５８ｂ同士の間隔が設定されている。

一方、前記フレーム部材２２の上面部２２ａには、前記カバー部材２８を取り付けるための取付孔２２ｂが形成されている。これら取付孔２２ｂは、図３に示すように、カバー部材２８の前記貫通孔５４に対応して形成されている。そして、同図に示すように、タッピングボルトからなるボルトＢ１が上面部２２ａの下側から取付孔２２ｂを通じてカバー部材２８の前記貫通孔５４に螺合挿入されている。これにより、図１及び図２に示すように、カバー部材２８がフレーム部材２２の上面部２２ａに固定され、上述の通り、作業軸５および駆動機構部２６のうち、フレーム部材２２の上方に配置される部分の周囲が覆われている。

なお、当例では、カバー部材２８の上端開口が塞がれていない。しかし、前記連結部材４２には、図１及び図２に示すように、カバー部材２８の内周面に摺接可能、又は微少隙間を隔てて非接触となるように拡張された拡張部４２ａが設けられており、その結果、連結部材４２がカバー部材２８の上蓋として機能している。

［作用効果等］
上記のようなロボット１の構成によれば、上記の通り、カバー部材２８は、上下方向に貫通する筒状であってかつ上下方向の全体に亘って水平断面形状が同一の押出成形部材である。そのため、ロボット１の製造に際して、以下のような製造方法を採用することにより、合理的にロボット１を製造することが可能となる。

１）カバー部材２８の断面形状に対応するダイスを備えた押出成形機に、樹脂からなる素材を挿入し、当該素材を、前記ダイスを通じて押し出して定寸に切断する。これにより、カバー部材２８と同一断面形状を有し、かつ、カバー部材２８の上下方向寸法よりも十
分に長い成型品を押し出し成形する（成型工程）。

２）前記成型品を、駆動機構部２６の高さ（すなわち、作業軸５の軸長及び昇降ストローク）に対応する長さに切断することにより前記カバー部材２８を取得する（カバー切り出し工程）。

３）カバー切り出し工程で取得したカバー部材２８を、第２アーム部４Ｂ（フレーム部材２２）の上面部２２ａに組み付ける（組付工程）。

このような製造方法によれば、成型工程で形成した一つの前記成型品から、作業軸５の軸長や昇降ストロークが異なる複数タイプのロボット１のカバー部材２８を切り出して使用することが可能となる。つまり、前記成型品を事前に製造しておき、受注のあったタイプのロボット１に応じて、当該ロボット１に対応する寸法のカバー部材２８を前記成型品から切り出せばよい。

そのため、作業軸５の軸長や昇降ストロークが異なる複数タイプのロボット１について、当該タイプ毎のカバー部材２８を予め製造して在庫として保管しておく必要がなくなる。従って、例えば、受注数の少ないタイプのロボット１のカバー部材２８が長期的に保管されて経時劣化（変形や変色）することを回避することが可能となる。

また、予め企画されたタイプとは異なるタイプ、すなわち、作業軸５の軸長やその昇降ストロークが企画されたタイプとは異なるロボット１（いわゆる特注品）についての受注があった場合でも、当該タイプのロボット１に最適なカバー部材２８を難なく準備すること、ひいては当該特注品に係るロボット１を速やかに製造することが可能となる。従って、上述したロボット１は、構成が合理的で、生産面での利便性が高いものと言える。

なお、成型工程で成型された前記成型品からカバー部材２８を切り出す場合、例えば、カバー部材２８の寸法（上下方向の寸法）が長くなると、カバー部材２８に自重による変形（ゆがみ）が生じ、形状的な安定性が低下することが考えられる。

しかし、上記ロボット１のカバー部材２８によれば、各壁部５０ａ～５０ｄに上下方向に延在するリブ５６ａ～５６ｄが各々形成されているので、カバー部材２８の肉厚を抑えながらもの面強度や剛性が良好に確保される。そのため、カバー部材２８の寸法が比較的長い場合でも、自重による変形（ゆがみ）が効果的に抑制され、これにより、カバー部材２８の外観品質を良好に保つことが可能となる。

また、後に詳述するが、上記カバー部材２８は、貫通孔５４の代わりに（又は貫通孔５４と共に）、リブ５６ａ～５６ｄを用いてフレーム部材２２に固定することも可能である。そのため、上記カバー部材２８の構成によれば、リブ５６ａ～５６ｄがカバー部材２８の補強機能と、当該カバー部材２８をフレーム部材２２に固定するための機能とを兼ね備えた合理的な構成が達成される、という利点もある。

なお、上記実施形態では、貫通孔５４にねじを切ることなく（雌ねじを形成することなく）、上述の通り、当該貫通孔５４にタッピングボルトからなるボルトＢ１を螺合挿入し、これにより、カバー部材２８を当該ボルトＢ１でフレーム部材２２に固定している。しかし、貫通孔５４を下孔として予めねじを切った上で、六角穴付きボルトなどの一般的なボルト（タッピングボルトでないボルト）でカバー部材２８をフレーム部材２２に固定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、上面部２２ａの下側からボルトＢ１でカバー部材２８を固定しているが、例えば、カバー部材２８の上下方向の寸法が比較的短い場合には、図５に示すように、六角穴付きボルトなどのボルトＢ２によりカバー部材２８の上から当該カバー部材２８をフレーム部材２２に固定するようにしてもよい。すなわち、フレーム部材２２の上面部２２ａの取付孔２２ｂをねじ孔とし、貫通孔５４に対してカバー部材２８の上側からボルトＢ２を挿入して、当該ボルトＢ２を取付孔２２ｂに螺合挿入する。

［リブ５６ａ～５６ｄを用いたカバー部材２８の取付構造］
上記カバー部材２８は、リブ５６ａ～５６ｄを用いてフレーム部材２２に固定することも可能である。以下、その場合の構造について説明する。

図６は、リブ５６ａ～５６ｄを用いたカバー部材２８の取付構造を示す第２アーム部４Ｂの要部斜視図であり、図７は、図６の一部分解斜視図であり、図８は、図７の要部拡大図である。

図６～図８に示すように、リブ５６ａ～５６ｄを用いてカバー部材２８がフレーム部材２２に固定される場合には、ロボット１は、枠型のアタッチメント６０（本発明の「ベース部材」に相当する）をさらに含む。

アタッチメント６０は、カバー部材２８の輪郭と同等の断面形状を有しかつカバー部材２８が内嵌可能な周壁部６２（本発明の「嵌合部」に相当する）と、この周壁部６２の下端部から外向きに延びる板状の台座部６４とを備えた平面視略長方形の枠型を成し、周壁部６２と台座部６４とが同一の樹脂材料または金属材料により一体に形成された構成を有している。

周壁部６２のうちリブ５６ａ～５６ｄに対応する位置には、各々横向き（周壁部６２の厚み方向）に貫通する貫通孔６２ａが形成され、また、台座部６４のうちコーナー部分には上下方向（台座部６４の厚み方向）に貫通する貫通孔６４ａが形成されている。

一方、第２アーム部４Ｂのフレーム部材２２の上面部２２ａには、アタッチメント６０の前記台座部６４の貫通孔６４ａに対応する位置に各々ねじ孔２２ｃが形成されている。

アタッチメント６０は、台座部６４を介してフレーム部材２２の上面部２２ａに載置され、六角穴付きボルト等のボルトＢ３が台座部６４の上方から貫通孔６４ａを通じてねじ孔２２ｃに螺合挿入されることにより、前記上面部２２ａに固定されている。

そして、カバー部材２８が、その下端部を上面部２２ａに当接させた状態で、アタッチメント６０の周壁部６２の内側に内嵌されている。

カバー部材２８の各リブ５６ａ～５６ｄには、図８に示すように、ナットＮが横向きの姿勢（図４参照）、つまり、上述の通り、ねじ孔の軸方向が各壁部５０ａ～５０ｄの外壁面と直交する方向に向く姿勢で支持されている。ナットＮは、各リブ５６ａ～５６ｄの上端又は下端から溝部５７に挿入されている。

そして、六角穴付きボルト等からなるボルトＢ４が、アタッチメント６０の周壁部６２の外側から貫通孔６２ａに挿入され、さらに、リブ５６ａ～５６ｄに支持されているナットＮに螺合挿入されている。これにより、カバー部材２８の各壁部５０ａ～５０ｄがアタッチメント６０に固定され、カバー部材２８が当該アタッチメント６０を介してフレーム部材２２の上面部２２ａに固定されている。

このような、リブ５６ａ～５６ｄを用いたカバー部材２８の取付構造によれば、カバー部材２８の下端部がアタッチメント６０（周壁部６２）でサポートされるので、カバー部材２８をより安定的にフレーム部材２２に固定することが可能となる。

この場合、図３、図５に示したように、カバー部材２８の貫通孔５４を用いて、ボルトＢ１、Ｂ２によりカバー部材２８をフレーム部材２２に固定する構造を併用すれば、カバー部材２８をより一層安定的にフレーム部材２２に固定することが可能となる。

なお、上記ロボット１では、リブ５６ａ～５６ｄを用いてカバー部材２８をフレーム部材２２に取り付ける構造の変形例として、図９に示すような構造を採用することも可能である。

図９は、リブ５６ａ～５６ｄを用いたカバー部材２８の取付構造の変形例を示す要部分解斜視図である。

図９に示す例では、フレーム部材２２の上面部２２ａ（フレーム本体部２３ａの上面部）に、カバー部材２８の輪郭と同等の断面形状を有しかつカバー部材２８が内嵌可能な開口部２２１が形成されている。開口部２２１の内壁面のうち、前側の壁面及び左右の壁面であってかつリブ５６ａ～５６ｄに対応する位置には、各々横向きに貫通する（フレーム本体部２３ａの壁部を貫通する）貫通孔２２ｄが形成されている。当例では、フレーム部材２２（フレーム本体部２３ａ）の上壁部が本発明の「嵌合部」に相当する。

そして、カバー部材２８の下端部が開口部２２１の内壁面に内嵌され、この状態で、六角穴付きボルト等からなるボルトＢ５が、フレーム部材２２の外側から貫通孔２２ｄに挿入され、さらに、リブ５６ａ～５６ｄに支持されているナットＮに螺合挿入されている。これにより、カバー部材２８がフレーム部材２２に直接固定されている。

このような取付構造によれば、カバー部材２８の下端部が開口部２２１の内壁面でサポートされるので、図６～図８の取付構造と同様に、カバー部材２８を安定的にフレーム部材２２に固定することが可能となる。

なお、図９の例では、フレーム部材２２（フレーム本体部２３ａ）の構造上、カバー部材２８は、前壁部５０ａ及び左右の壁部５０ｃ、５０ｄのみがボルトＢ５でフレーム部材２２に固定されている。しかし、例えばフレーム部材２２の上面部２２ａに、当該上面部２２ａから上方に突出する平面視略長方形の突出部分を形成し、当該突出部分に前記開口部２２１を形成するとともに、当該突出部分の周面の各リブ５６ａ～５６ｄに対応する位置に前記貫通孔２２ｄを形成するようにすれば、カバー部材２８のすべての壁部５０ａ～５０ｄをボルトＢ５でフレーム部材２２に固定することが可能となる。

［天井カバー７０を備えた構造］
次に、カバー部材２８の上端部に天井カバー７０が備えられたロボット１の構成について説明する。図１０は、カバー部材２８に天井カバー７０が取り付けられた構成の第２アーム部４Ｂの要部斜視図であり、図１１は、天井カバー７０の取り付け構造を示す第２アーム部の要部分解斜視図であり、図１２（ａ）は天井カバーを上方から視た斜視図、図１２（ｂ）は天井カバーを下方から視た斜視図である。

図１０及び図１１に示すロボット１では、カバー部材２８の上端に天井カバー７０が固定されることにより、作業軸５および駆動機構部２６のうち、フレーム部材２２の上方に配置される部分が、それら周囲のみならず上方からも覆われている。

天井カバー７０は、カバー部材２８の周壁部（すなわち壁部５０ａ～５０ｄ）と略同一断面形状、すなわち断面略長方形の周壁部７２と、その上端に繋がる天井部７４とを備えた概略ドーム型の形状であり、周壁部７２と天井部７４とが同一の樹脂材料により一体に形成された構造を有している。なお、天井部７４は、若干前下がりに形成されている。

周壁部７２のコーナー部分、具体的には、カバー部材２８の前記貫通孔５４に対応する位置には、当該周壁部７２を上下方向に貫通する貫通孔７２ａが形成されている。

そして、図１１に示すように、天井カバー７０の周壁部７２がカバー部材２８の周壁部（壁部５０ａ～５０ｄ）に突き当てられた状態で、天井カバー７０がカバー部材２８の上部に配置され、タッピングボルトからなるボルトＢ６が天井カバー７０の上方から貫通孔７２ａを通じてカバー部材２８の前記貫通孔５４に螺合挿入されている。これにより、天井カバー７０がカバー部材２８の上部に固定されて、作業軸５および駆動機構部２６が上方から覆われている。

このような図１０～図１２に示す構成によると、作業軸５および駆動機構部２６がその周囲のみならず上方からも覆われる。そのため、ねじ軸３６に塗布されたグリスの飛散をより高度に防止するとともに、高速で駆動されるねじ軸３６等への不用意なアクセスをより高度に規制することが可能となる。

また、上記天井カバー７０によれば、カバー部材２８のサイズ、すなわち上下方向の寸法に関わらず同じものを使用することが可能であり、しかも、その取り付けには、カバー部材２８をフレーム部材２２に固定するための貫通孔５４が共用されているので、合理的な構成で、カバー部材２８の上方を覆うことができいるという利点がある。

なお、この実施形態では、貫通孔５４にねじを切ることなく（雌ねじを形成することなく）、タッピングボルトからなるボルトＢ６を貫通孔５４に螺合挿入し、これにより、カバー部材２８をボルトＢ６でカバー部材２８に固定している。しかし、貫通孔５４を下孔として予めねじを切った上で、六角穴付きボルトなどの一般的なボルト（タッピングボルトでないボルト）で天井カバー７０をカバー部材２８に固定するようにしてもよい。

当例では、カバー部材２８が本発明の「第１固定カバー部材」に相当し、天井カバー７０が本発明の「第２固定カバー部材」に相当する。

［可動の天井カバー８０を備えた構造］
次に、可動の天井カバー８０が備えられたロボット１の構成について説明する。図１３は、可動の天井カバー８０が備えられたロボット１の第２アーム部４Ｂの要部斜視図であり、図１４は、天井カバー８０の取り付け構造を示す第２アーム部の要部分解斜視図であり、図１５（ａ）は天井カバー８０を上方から視た斜視図であり、図１２（ｂ）は天井カバー８０を下方から視た斜視図である。

図１３及び図１４に示すロボット１では、天井カバー８０が、カバー部材２８の内側に配置されて、前記連結部材４２に固定されている。つまり、天井カバー８０は、作業軸５に連結されて、当該作業軸５と共に上下方向に移動する可動カバーである。

天井カバー８０は、断面略長方形の周壁部８２と、その上端に繋がる天井部８４とを備えた概略ドーム型の形状であり、周壁部８２と天井部８４とが同一の樹脂材料により一体に形成された構造を有している。周壁部８２は、カバー部材２８の周壁部（すなわち壁部５０ａ～５０ｄ）と略同一の断面形状であるが、カバー部材２８の周壁部よりも一回り小さく形成されている。つまり、天井カバー８０の周壁部８２は、カバー部材２８の周壁部の内周面に摺接可能、又は微少隙間を隔てて非接触となるように形成されている。なお、天井部８４は、図１０に示す天井カバー７０と同様に若干前下がりに形成されている。

天井部８４には、その下面から下向きに伸びる前後一対のボス部８４ｂが形成されており、これらボス部８４ｂに、天井部８４を上下方向に貫通する、ざぐり部を備えた貫通孔８４ａが形成されている。また、天井部８４のうちこれら貫通孔８４ａよりも後方であって、駆動機構部２６の前記ねじ軸３６に対応する位置には、当該ねじ軸３６を導出するための開口部８６が形成されている。

一方、前記駆動機構部２６の連結部材４２には、上記貫通孔８４ａ（ボス部８４ｂ）に対応する位置にねじ孔４２ｂが形成されている。

そして、図１３及び図１４に示すように、天井カバー８０がカバー部材２８の周壁部（壁部５０ａ～５０ｄ）の内側において連結部材４２上に配置され、六角穴付きボルト等のボルトＢ７が天井カバー８０の上方から貫通孔８４ａを通じて連結部材４２の前記ねじ孔４２ｂに螺合挿入されている。これにより、天井カバー８０が連結部材４２の上部に固定されて、作業軸５および駆動機構部２６が上方から覆われている。

図１３及び図１４に示すロボット１の構成では、作業軸５が昇降すると、この作業軸５と一体に天井カバー８０がカバー部材２８の内側を昇降する。そして、天井カバー８０が作業軸５と共に下降する際には、天井カバー８０の前記開口部８６を通じてねじ軸３６が天井カバー８０の上方に導出される。

このような図１３及び図１４に示すロボット１の構成によると、図１０及び図１１に示すロボット１の構成に比べて、カバー部材２８の上端から天井カバー８０の上端までの高さ寸法ｈ（図１３参照）を低く抑えることが可能となる。そのため、第２アーム部４Ｂの上下方向の寸法を出来るだけ小さく抑えたいという要求があるような場合に有効な構成となる。

なお、当例では、カバー部材２８が本発明の「固定カバー部材」に相当し、天井カバー８０が本発明の「可動カバー部材」に相当する。

以上、本発明に係るロボット１及びその製造方法について説明したが、これらのロボット１及びその製造方法は、本発明の好ましい実施形態の例示であって、ロボット１の具体的な構成や製造方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、カバー部材２８の変形（ゆがみ）を抑制するために、各壁部５０ａ～５０ｄにリブ５６ａ～５６ｄが形成されている。しかし、例えば、作業軸５が比較的短くかつその昇降ストロークも比較的小さいために、カバー部材２８の上下方向の寸法が比較的小さくなるタイプのロボット１が対象となる場合や、カバー部材２８の各壁部５０ａ～５０ｄの厚みが比較的大きく、カバー部材２８の剛性が十分に確保されるような場合には、リブ５６ａ～５６ｄを省略してもよい。

また、上記実施形態では、リブ５６ａ～５６ｄがナットＮを支持することが可能な断面溝形の形状を有しており、これにより、リブ５６ａ～５６ｄが、カバー部材２８の補強機能と、当該カバー部材２８をフレーム部材２２に固定するための機能とを兼ね備えた構成とっている。しかし、リブ５６ａ～５６ｄは、単にカバー部材２８を補強するだけものであってもよい。この場合には、各壁部５０ａ～５０ｄの壁面に、断面形状が単純な矩形（四角形）や三角形のリブ５６ａ～５６ｄを設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、カバー部材２８、アタッチメント６０、天井カバー７０、８０は何れも樹脂製であるが、勿論、アルミニウム合金などの比較的軽量の金属材料で形成されていてもよい。

１ 水平多関節ロボット
２ アーム支持台
３ アーム
４Ａ 第１アーム部
４Ｂ 第２アーム部
５ 作業軸
１０、１２ フレーム部材
２２ フレーム部材２２（アーム本体部）
２２ａ 上面部
２６ 駆動機構部（昇降機構部）
２８ カバー部材（固定カバー部材、第１固定カバー部材）
６０ アタッチメント（ベース部材）
６２ 周壁部（嵌合部）
７０ 天井カバー（第２固定カバー部材）
８０ 天井カバー（可動カバー部材）

Claims (4)

1. 第１アーム部と、その先端に回動可能に連結された第２アーム部とを含み、前記第２アーム部に、上下方向に延在する作動軸とこの作動軸を昇降させるための昇降機構部とが備えられた水平多関節ロボットであって、
   前記第２アーム部は、前記作動軸及び前記昇降機構部が搭載されるアーム本体部と、このアーム本体部の上面部に組み付けられて前記作動軸及び前記昇降機構部の周囲を覆うカバー部材と、を含み、
   前記カバー部材は、上下方向に貫通する筒状であってかつ上下方向の全体に亘って水平断面形状が同一の押出成型部材からなるとともに、周方向の一乃至複数の位置において上下方向の全体に亘って延在するリブを備え、
   前記リブは、前記カバー部材の外周面に設けられ、ナット部材を、そのねじ孔の軸方向が前記カバー部材の前記外周面と直交する横向きの姿勢で支持可能な溝形の断面形状を有しており、
   前記アーム本体部は、前記カバー部材の前記外周面の下端部が内嵌される壁面であってかつ当該カバー部材の前記リブに対応する位置に、中心軸が前記壁面に直交する横向きの貫通孔が形成された嵌合部を備え、
   前記カバー部材は、前記リブの下端部に前記ナット部材を支持した状態でアーム本体部の前記嵌合部に内嵌され、当該嵌合部の外側から前記貫通孔を通じて前記ナット部材に螺合挿入されたボルト部材により前記アーム本体部に固定されている、
   ことを特徴とする水平多関節ロボット。
2. 請求項１に記載の水平多関節ロボットにおいて、
   前記嵌合部を有しかつ前記アーム本体部の上面部に着脱可能に組付けられたベース部材をさらに含む、ことを特徴とする水平多関節ロボット。
3. 請求項１又は２に記載の水平多関節ロボットにおいて、
   前記カバー部材を第１固定カバー部材と定義したときに、当該第１固定カバー部材の上端部に固定されて、前記第１固定カバー部材の上端開口を塞ぐ第２固定カバー部材を備えている、ことを特徴とする水平多関節ロボット。
4. 請求項１又は２に記載の水平多関節ロボットにおいて、
   前記カバー部材を固定カバー部材と定義したときに、
   前記固定カバー部材の内側に配置されて前記作動軸の上端部に連結され、当該作動軸と共に昇降する可動カバー部材をさらに備えている、ことを特徴とする水平多関節ロボット。