JP7428050B2 - 回転モジュールおよびロボット - Google Patents

Description

本発明は、回転モジュールおよびロボットに関するものである。

特許文献１には、溶接ロボットのアーム側に取り付けられる略円筒状の固定体と、ハンド側に取り付けられる略円筒状の回転体と、を備えるロータリージョイントが開示されている。このロータリージョイントでは、回転体が固定体に対して３６０°以上の角度で回転可能に連結支持されている。また、固定体のボス部と回転体の軸部との間には、流体としての水およびエアーを授受するためのスイベルジョイントが設けられている。一方、固定体のボス部外周には、円筒状のハウジングと、リング板状の電極と、を備える電気信号スリップリングが設けられている。したがって、特許文献１では、スイベルジョイントと電気信号スリップリングとが同心状に配置されている。

特開２００４－１９５６５０号公報

しかしながら、スイベルジョイントと電気信号スリップリングとを同心状に設けた場合、ロータリージョイントの外径が大きくなる。そうすると、ロータリージョイントをロボットアームに装着した場合、ロボットアームの外径を小さくすることが困難になる。

本発明の適用例に係る回転モジュールは、
第１外筒と、
前記第１外筒の内部に設けられ、前記第１外筒に対して相対的に回転する第１内筒と、
前記第１外筒と前記第１内筒との間を通過し、前記第１外筒の外部と前記第１内筒の内部とを接続する流路と、を備え、
前記第１内筒に対して前記第１外筒が相対的に回転するとき、前記流路の機能が維持される第１部材と、
第２外筒と、
前記第２外筒の内部に設けられ、前記第２外筒に対して相対的に回転する第２内筒と、
前記第２外筒の内周面に設けられている第１端子と、
前記第２内筒の外周面に設けられている第２端子と、を備え、
前記第２内筒に対して前記第２外筒が相対的に回転するとき、前記第１端子と前記第２端子との電気的接続が維持される第２部材と、を有し、
前記第１外筒と前記第２外筒とが固定され、
前記第１内筒と前記第２内筒とが固定され、
前記第１部材および前記第２部材は、互いに同じ軸に沿って並んでいることを特徴とする。

第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 図１に示すロボットの概略図である。 図１に示すロボットの主要部を示すブロック図である。 図１に示すロボットの第４アーム、第５アームおよび第６アームを示す断面図である。 図４の部分拡大図である。 図５のＡ－Ａ線断面図である。 図５のＢ－Ｂ線断面図である。 図５のＣ－Ｃ線断面図である。 図５のＤ－Ｄ線断面図である。 内部配管と内部配線とを連結する連結体を示す斜視図である。 第２実施形態に係るロボットの第５アームおよび第６アームを示す断面図である。 図１１の部分拡大図である。

以下、本発明の回転モジュールおよびロボットの好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

１．第１実施形態
まず、第１実施形態について説明する。

図１は、第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３は、図１に示すロボットの主要部を示すブロック図である。

なお、各図では、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定している。各軸を示す矢印の先端側を「＋（プラス）側」とし、基端側を「－（マイナス）側」とする。また、Ｚ軸を鉛直軸とし、Ｘ－Ｙ平面を水平面とする。

本明細書において「平行」とは、２つの線または面が、互いに完全な平行である場合のみならず、±５°以内でずれている場合を含む。また、本明細書において「直交」とは、２つの線または面が、互いに完全な直交である場合のみならず、±５°以内でずれている場合も含む。

１．１ ロボット
図１に示すロボット１は、例えば、各種ワーク（対象物）の搬送、組立、検査等の各作業で用いられる。

図１ないし図３に示すように、ロボット１は、基台４および基台４に変位可能に連結されたロボットアーム１０を有するロボット本体２と、第１駆動機構４０１、第２駆動機構４０２、第３駆動機構４０３、第４駆動機構４０４、第５駆動機構４０５および第６駆動機構４０６と、制御基板８１と、電源基板８２と、駆動基板８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６と、を備えている。

また、ロボットアーム１０は、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６を備えている。また、第５アーム１５および第６アーム１６により「リスト」が構成され、第６アーム１６の先端には、例えば図示しないハンド等のエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができ、そのエンドエフェクターで対象物を把持等することができる。エンドエフェクターで把持等する対象物としては、特に限定されず、例えば、電子部品、電子機器等、各種のものが挙げられる。なお、本明細書では、第６アーム１６を基準にしたときの基台４側を「基端側」とし、基台４を基準にしたときの第６アーム１６側を「先端側」とする。

また、エンドエフェクターとしては、特に限定されないが、対象物を把持するハンド、対象物を吸着する吸着ヘッド等が挙げられる。

なお、第６アーム１６とエンドエフェクターとの間には、図示しない力検出部が設けられていてもよい。力検出部は、エンドエフェクターに加わる力を検出する。力検出部としては、例えば、互いに直交する３軸のそれぞれの軸方向の力成分（並進力成分）と、その３軸のそれぞれの軸周りの力成分（回転力成分）と、を検出可能な６軸力覚センサー等が挙げられる。

ロボット１は、基台４と、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、第５アーム１５と、第６アーム１６とが、基端側から先端側に向ってこの順に連結された単腕の６軸垂直多関節ロボットである。以下では、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６をそれぞれ「アーム」とも言う。また、第１駆動機構４０１、第２駆動機構４０２、第３駆動機構４０３、第４駆動機構４０４、第５駆動機構４０５および第６駆動機構４０６をそれぞれ「駆動機構」とも言う。なお、アーム１１～１６の長さは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台４と第１アーム１１とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１１は、基台４に対し、鉛直軸と平行な第１回動軸Ｏ１を回動中心として回動可能となっている。また、第１回動軸Ｏ１は、基台４の設置面である床１０１の法線と一致している。第１アーム１１は、モーター４０１Ｍおよび図示しない減速機を有する第１駆動機構４０１の駆動により回動する。モーター４０１Ｍは、第１アーム１１を回動させる駆動力を発生する駆動源の１例である。また、モーター４０１Ｍは、モータードライバー３０１を介して制御基板８１により制御される。

第１アーム１１と第２アーム１２とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１２は、第１アーム１１に対し、水平面と平行な第２回動軸Ｏ２を回動中心として回動可能となっている。第２アーム１２は、第１アーム１１の先端部において片持ち支持されている。また、第２アーム１２は、モーター４０２Ｍおよび図示しない減速機を有する第２駆動機構４０２の駆動により回動する。モーター４０２Ｍは、第２アーム１２を回動させる駆動力を発生する駆動源の１例である。モーター４０２Ｍは、モータードライバー３０２を介して制御基板８１により制御される。

第２アーム１２と第３アーム１３とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１３は、第２アーム１２に対し、水平面と平行な第３回動軸Ｏ３を回動中心として回動可能となっている。第３アーム１３は、第２アーム１２の先端部において片持ち支持されている。また、第３アーム１３は、モーター４０３Ｍおよび図示しない減速機を有する第３駆動機構４０３の駆動により回動する。モーター４０３Ｍは、第３アーム１３を回動させる駆動力を発生する駆動源の１例である。モーター４０３Ｍは、モータードライバー３０３を介して制御基板８１により制御される。

第３アーム１３と第４アーム１４とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１４は、第３アーム１３に対し、第３アーム１３の中心軸と平行な第４回動軸Ｏ４を回動中心として回動可能となっている。第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交している。第４アーム１４は、モーター４０４Ｍおよび図示しない減速機を有する第４駆動機構４０４の駆動により回動する。モーター４０４Ｍは、第４アーム１４を回動させる駆動力を発生する駆動源の１例である。モーター４０４Ｍは、モータードライバー３０４を介して制御基板８１により制御される。

第４アーム１４と第５アーム１５とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１５は、第４アーム１４に対し、第４アーム１４の中心軸と直交する第５回動軸Ｏ５を回動中心として回動可能となっている。第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交している。第５アーム１５は、第４アーム１４の先端部において片持ち支持されている。また、第５アーム１５は、モーター４０５Ｍおよび図示しない減速機を有する第５駆動機構４０５の駆動により回動する。モーター４０５Ｍは、第５アーム１５を回動させる駆動力を発生する駆動源の１例である。モーター４０５Ｍは、モータードライバー３０５を介して制御基板８１により制御される。

第５アーム１５と第６アーム１６とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１６は、第５アーム１５に対し、第５アーム１５の後述する第２部分１５２の中心軸と平行な第６回動軸Ｏ６を回動中心として回動可能となっている。第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交している。第６アーム１６は、モーター４０６Ｍおよび図示しない減速機を有する第６駆動機構４０６の駆動により回動する。モーター４０６Ｍは、第６アーム１６を回動させる駆動力を発生する駆動源の１例である。モーター４０６Ｍは、モータードライバー３０６を介して制御基板８１により制御される。

駆動機構４０１～４０６には、それぞれのモーターまたは減速機に、第１角度センサー４１１、第２角度センサー４１２、第３角度センサー４１３、第４角度センサー４１４、第５角度センサー４１５、第６角度センサー４１６が設けられている。これらの角度センサー４１１～４１６としては、例えば、ロータリーエンコーダー等の各種エンコーダーを用いることができる。角度センサー４１１～４１６により、駆動機構４０１～４０６のモーターまたは減速機の出力軸の回動角度を検出する。

駆動機構４０１～４０６のモーターとしては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等が挙げられる。

駆動機構４０１～４０６の減速機としては、例えば、複数の歯車で構成された遊星ギア型の減速機、波動減速機等が挙げられる。

駆動機構４０１～４０６および角度センサー４１１～４１６は、それぞれ、制御基板８１と電気的に接続されている。

制御基板８１は、駆動機構４０１～４０６の作動を独立して制御する。具体的には、制御基板８１は、角度センサー４１１～４１６や図示しない力検出部の検出結果に基づいて、駆動機構４０１～４０６の作動条件、例えば角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。この制御プログラムは、制御基板８１が備える図示しない記憶部に記憶しておけばよい。

次に、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６について詳細に説明する。

図４は、図１に示すロボットの第４アーム、第５アームおよび第６アームを示す断面図である。

第４アーム１４は、図４の範囲外に設けられたモーター４０５Ｍ、４０６Ｍを収容する。

第５アーム１５は、第５回動軸Ｏ５と平行に延在し、筒状をなす第１部分１５１と、第１部分１５１から第６回動軸Ｏ６と平行に延在し、筒状をなす第２部分１５２と、を有している。第１部分１５１と第２部分１５２との間には、空間１５３が形成されている。

第６アーム１６は、ロボットアーム１０の最も先端側のアームである。第６アーム１６は、第５アーム１５の第２部分１５２の先端側に設けられている。そして、第６アーム１６は、モーター４０６Ｍから第５アーム１５の内部を介して伝達された駆動力により、第５アーム１５に対して回動可能となっている。

第５駆動機構４０５は、図４の範囲外に設けられたモーター４０５Ｍと、減速機６５と、モーター４０５Ｍの駆動力を減速機６５の入力軸に伝達する伝達機構７０５と、を有している。伝達機構７０５は、ロボットアーム１０の内部に設けられている。具体的には、モーター４０５Ｍは、第４アーム１４の内部に設けられており、減速機６５は、第４アーム１４と第５アーム１５とを連結する関節１７５の内部に設けられている。

伝達機構７０５は、ベルト７１５と、プーリー７３５と、を有している。
ベルト７１５は、モーター４０５Ｍの出力軸に接続されている。ベルト７１５は、無端ベルトであり、モーター４０５Ｍの出力軸とプーリー７３５とに掛け渡されている。プーリー７３５は、減速機６５の入力軸に接続されている。

図４に示す減速機６５は、波動減速機であり、剛性歯車６５１と、可撓性歯車６５２と、波動発生器６５３と、クロスローラーベアリング６５４と、を有している。

減速機６５の出力軸である可撓性歯車６５２は、第５アーム１５に接続されている。モーター４０５Ｍの回転は、ベルト７１５およびプーリー７３５を介して減速機６５の入力軸である波動発生器６５３に伝達される。減速機６５では、回転速度を低下させ、出力軸である可撓性歯車６５２を介して第５アーム１５に伝達する。剛性歯車６５１は、クロスローラーベアリング６５４を介して第５アーム１５の第１部分１５１に固定されている。

第６駆動機構４０６は、図４の範囲外に設けられたモーター４０６Ｍと、減速機６６と、モーター４０６Ｍの駆動力を減速機６６の入力軸に伝達する伝達機構７０６と、を有している。伝達機構７０６は、ロボットアーム１０の内部に設けられている。具体的には、モーター４０６Ｍは、第４アーム１４の内部に設けられており、減速機６６は、第５アーム１５と第６アーム１６とを連結する関節１７６の内部に設けられている。

伝達機構７０６は、ベルト７１６と、プーリー７３６と、互いに噛み合う一対の傘歯車７４６、７５６と、を有している。

ベルト７１６は、モーター４０６Ｍの出力軸に接続されている。ベルト７１６は、無端ベルトであり、モーター４０６Ｍの出力軸とプーリー７３６とに掛け渡されている。

プーリー７３６は、傘歯車７４６の軸部７４６１に接続されている。傘歯車７４６は、第５アーム１５の第１部分１５１の内部に設けられている。一方、傘歯車７５６は、第５アーム１５の第２部分１５２の内部に設けられている。傘歯車７５６の軸部７５６１は、減速機６６の入力軸に接続されている。

図４に示す減速機６６は、波動減速機であり、剛性歯車６６１と、可撓性歯車６６２と、波動発生器６６３と、クロスローラーベアリング６６４と、を有している。

減速機６６の出力軸である可撓性歯車６６２は、第６アーム１６に接続されている。モーター４０６Ｍの回転は、ベルト７１６およびプーリー７３６により、傘歯車７４６に伝達される。傘歯車７４６の回転は、傘歯車７４６、７５６により、その回転軸の方向が９０°変更され、傘歯車７５６の軸部７５６１に接続された、減速機６６の入力軸である波動発生器６６３に伝達される。減速機６６では、回転速度を低下させ、出力軸である可撓性歯車６６２を介して第６アーム１６に伝達する。剛性歯車６６１は、クロスローラーベアリング６６４を介して第５アーム１５の第２部分１５２に固定されている。

なお、伝達機構７０６が有する傘歯車７４６、７５６は、同様の機能を有する他の機構、例えば、ウオームとウオームホイールとを有する機構等で代替されてもよい。

また、本実施形態では、減速機６５、６６として波動減速機が用いられている。これにより、減速機６５、６６の小型化および軽量化を図ることができ、ロボット１の小型化および軽量化を図ることができる。

ここで、減速機６６および第６アーム１６には、第６回動軸Ｏ６に沿って延在する貫通孔６６５が形成されている。具体的には、剛性歯車６６１、可撓性歯車６６２、波動発生器６６３および第６アーム１６には、それぞれ第６回動軸Ｏ６に沿って延在する貫通孔が形成されており、それらによって貫通孔６６５が構成されている。

また、傘歯車７５６には、第６回動軸Ｏ６に沿って延在する貫通孔７５６２が形成されている。そして、貫通孔６６５内と貫通孔７５６２内を連続して貫くように、筒体３２が配置されている。つまり、筒体３２は、第６アーム１６から傘歯車７５６に至るまで延在している。この筒体３２は、Ｙ軸－側の端部において第５アーム１５と固定されている。一方、筒体３２は、傘歯車７５６とは離間している。このため、モーター４０６Ｍの回転により、傘歯車７５６が回転しても、筒体３２は回転しない。そうすると、筒体３２の内部空間３２２に挿通されている配線３１０や配管３１２ａ、３１２ｂが回転中の傘歯車７５６に接触するのを防止することができる。このようにして、配線３１０や配管３１２ａ、３１２ｂが損傷するのを抑制することができる。

上述したように、図４に示す筒体３２の内部空間３２２には、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂが挿通されている。配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、貫通孔６６５および筒体３２の内部空間３２２に挿通されている。そして、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、空間１５３で９０°曲げられている。

また、傘歯車７４６には、第５回動軸Ｏ５に沿って延在する貫通孔７４６２が形成されている。貫通孔６６５に挿通されている配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、貫通孔７４６２にも挿通されている。

以上のように、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、貫通孔６６５、内部空間３２２および空間１５３を介して、貫通孔７４６２に挿通されている。そして、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、図示しないものの、第４アーム１４、第３アーム１３、第２アーム１２および第１アーム１１を経て、基台４まで引き回されている。

配線３１０としては、例えば、第６アーム１６の先端に取り付けられるエンドエフェクターと制御基板８１とを接続する電源線または通信線、各駆動機構４０１～４０６と制御基板８１とを接続する電源線または通信線、その他ロボット１に付属する力検出部のようなセンサー等の付属物と制御基板８１とを接続する電源線または通信線等が挙げられる。なお、配線３１０には、例えば、導体を絶縁材料で被覆した被覆配線が用いられるが、チューブと、チューブ内に挿通された１本または複数本の被覆配線と、を有する配線束が用いられてもよい。

配管３１２ａ、３１２ｂとしては、例えば、エンドエフェクター等の作動に用いられる吸気用配管または圧縮空気用配管、冷媒用配管等が挙げられる。配管３１２ａ、３１２ｂは、双方が吸気用配管または圧縮空気用配管であってもよいし、一方が吸気用配管、他方が圧縮空気用配管であってもよい。

なお、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、途中で分岐していてもよい。また、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、一部、ロボットアーム１０の外部を引き回されていてもよい。さらに、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂは、基台４に至っていなくてもよく、ロボットアーム１０の途中で外部に引き出されていてもよい。

配線３１０の本数は、特に限定されず、２本以上であってもよい。同様に、配管３１２ａ、３１２ｂの本数は、特に限定されず、１本でも３本以上であってもよい。

１．２ 回転モジュール
図４に示すロボットアーム１０は、回転モジュール５を有している。図５は、図４の部分拡大図である。図６は、図５のＡ－Ａ線断面図である。図７は、図５のＢ－Ｂ線断面図である。図８は、図５のＣ－Ｃ線断面図である。

回転モジュール５は、エアー流路を備える第１部材５１と、電源用または通信用の配線を備える第２部材５２と、を有している。そして、第１部材５１および第２部材５２は、互いに同じ軸に沿って並んでいる。具体的には、図５に示すように、第１部材５１および第２部材５２が、互いに同じ軸である第６回動軸Ｏ６に沿って並んでいる。

このため、第１部材５１および第２部材５２を有する回転モジュール５は、従来に比べて、外径が大きくなるのを抑制することができる。これにより、図４に示すように、回転モジュール５の一部を、減速機６６の内部に配置することが可能になる。その結果、スペースの有効利用を図ることができ、ロボットアーム１０の外径を小さくすることができる。
なお、図６ないし図８では、図示の便宜のため、第１部材５１のみ図示している。

１．２．１ 第１部材
第１部材５１は、いわゆるエアーロータリージョイントであって、筒状をなしており、第１外筒５１２と、第１内筒５１４と、流路５１６と、を備えている。

第１外筒５１２は、図５に示すように、筒状をなしており、第６回動軸Ｏ６（Ｙ軸）に沿って延在している。第１外筒５１２は、相対的に外径が小さい小径部５１２１と、小径部５１２１より外径が大きい大径部５１２２と、を備えている。また、第１外筒５１２は、その側壁内に設けられ、流路５１６の一部である２系統の外筒流路５１６１ａ、５１６１ｂを備えている。この外筒流路５１６１ａ、５１６１ｂは、それぞれ、図６ないし図８に示すように、筒状をなす第１外筒５１２のうち、周の略半分の範囲に形成されている。そして、外筒流路５１６１ａ、５１６１ｂは、隔壁によって区画されている。また、外筒流路５１６１ａ、５１６１ｂは、図５に示すように、第１外筒５１２の第６回動軸Ｏ６に沿う全長のうち、略全体にわたって形成されている。

第１外筒５１２の内部には、第１内筒５１４が設けられている。第１外筒５１２と第１内筒５１４との間には隙間が設けられており、第６回動軸Ｏ６を回転軸として、双方が相対的に回転可能になっている。

第１内筒５１４は、図５に示すように、筒状をなしており、第６回動軸Ｏ６に沿う長さが、第１外筒５１２より長くなっている。そして、第１内筒５１４のうち、Ｙ軸－側の端部は、図４に示すように、筒体３２に対して嵌合している。これにより、第１内筒５１４は、筒体３２とともに一体で回転可能に接続されている。

第１内筒５１４は、外周面に設けられた５つの溝５１４１～５１４５を備えている。５つの溝５１４１～５１４５は、第６回動軸Ｏ６を中心とする環状をなしており、第６回動軸Ｏ６に沿ってＹ軸＋側からこの順で並んでいる。なお、溝の数は、５つに限定されず、４つ以下または６つ以上であってもよい。

前述したように、第１内筒５１４は、第１外筒５１２の内部に設けられているため、５つの溝５１４１～５１４５の開口は、それぞれ第１外筒５１２の内面で覆われた状態になっている。このため、５つの溝５１４１～５１４５の内部は、略閉空間になっている。

溝５１４１、５１４３、５１４５には、それぞれシールリングであるＯリング５１７が嵌められている。このＯリング５１７は、溝５１４１、５１４３、５１４５と第１外筒５１２との間を気密的に封止する。このため、溝５１４１、５１４３で挟まれた溝５１４２は、第１外筒５１２と２つのＯリング５１７とで囲まれる。その結果、溝５１４２は、流路５１６の一部であって、気密性を有する内筒流路５１６２ａとなる。同様に、溝５１４３、５１４５で挟まれた溝５１４４も、第１外筒５１２と２つのＯリング５１７とで囲まれるため、流路５１６の一部であって、気密性を有する内筒流路５１６２ｂとなる。

したがって、図５ないし図８に示す第１部材５１は、第１外筒５１２と第１内筒５１４との間に、２系統の内筒流路５１６２ａ、５１６２ｂを備えている。

また、第１部材５１は、第１内筒５１４の内部に挿通されている内部配管５１９ａ、５１９ｂを備えている。内部配管５１９ａのＹ軸＋側の端部は、溝５１４２の位置にあって、第１内筒５１４の側壁を貫通する窓部５１４０ａを介して、内筒流路５１６２ａと接続されている。内部配管５１９ｂのＹ軸＋側の端部は、溝５１４４の位置にあって、第１内筒５１４の側壁を貫通する窓部５１４０ｂを介して、内筒流路５１６２ｂと接続されている。なお、第１部材５１が備える内部配管の数は、２つに限定されず、１つまたは３つ以上であってもよい。

一方、前述した第１外筒５１２は、その内部と外筒流路５１６１ａとを接続する窓部５１６０ａを備えている。外筒流路５１６１ａは、窓部５１６０ａを介して、内筒流路５１６２ａと接続されている。また、前述した第１外筒５１２は、その内部と外筒流路５１６１ｂとを接続する窓部５１６０ｂを備えている。外筒流路５１６１ｂは、窓部５１６０ｂを介して、内筒流路５１６２ｂと接続されている。

なお、図５において窓部５１６０ａ、５１６０ｂを表す破線は、図５に示す断面から外れた位置に存在していることを示している。

また、図４および図５は、それぞれ、図６ないし図８をＸ－Ｙ平面で切断してなる断面図に相当するが、一部は、説明の便宜上、外筒流路５１６２ａ、５１６２ｂ、窓部５１４０ａ、５１４０ｂおよび内部配管５１９ａ、５１９ｂを同一図面内に図示するべく、Ｘ－Ｙ平面をＹ軸まわりに回転させた面で切断してなる断面図に相当している。

第１部材５１は、接続ポート５１８ａ、５１８ｂを備えている。接続ポート５１８ａ、５１８ｂは、図６に示すように、それぞれ第１外筒５１２の外周面に設けられている。そして、接続ポート５１８ａは、外筒流路５１６１ａと接続され、接続ポート５１８ｂは、外筒流路５１６１ｂと接続されている。

このような接続ポート５１８ａ、５１８ｂを備えることにより、例えばエアー流路として用いられる外筒流路５１６１ａ、５１６１ｂを、図５に示すように、エンドエフェクターやセンサー向けの接続配管５３と接続することができる。また、接続ポート５１８ａ、５１８ｂに着脱機構を付加することにより、組立作業や分解作業を容易に行うことができる。第１部材５１における接続ポート５１８ａ、５１８ｂの位置は、特に限定されないが、図５では、大径部５１２２に位置している。なお、図５において接続ポート５１８ａ、５１８ｂを表す破線は、図５に示す断面から外れた位置に存在していることを示している。

また、第６アーム１６には、接続配管５３が接続されている継手５４が固定されている。継手５４は、接続配管５３の流路を第６アーム１６の外部に引き出す。継手５４を設けることにより、エンドエフェクター等の外部機器と接続配管５３との接続作業を容易に行うことができる。

以上のように、第１部材５１では、外筒流路５１６１ａ、窓部５１６０ａ、内筒流路５１６２ａおよび窓部５１４０ａで構成された流路５１６を介して、内部配管５１９ａと接続ポート５１８ａとが接続されている。これにより、接続ポート５１８ａ側から内部配管５１９ａ側へ、またはその反対方向に、エアーまたは各種気体を流通させることができる。また、外筒流路５１６１ｂ、窓部５１６０ｂ、内筒流路５１６２ｂおよび窓部５１４０ｂで構成された流路５１６を介して、内部配管５１９ｂと接続ポート５１８ｂとが接続されている。これにより、接続ポート５１８ｂ側から内部配管５１９ｂ側へ、またはその反対方向に、エアーまたは各種気体を流通させることができる。

ここで、第１部材５１では、第１外筒５１２に対して第１内筒５１４が相対的に回転可能になっている。「相対的に回転可能」とは、第１外筒５１２が固定された状態で第１内筒５１４が回転可能な状態、または、第１内筒５１４が固定された状態で第１外筒５１２が回転可能な状態、のことをいうが、本実施形態は、後者の状態にある。

本実施形態では、第１内筒５１４が図４に示す筒体３２を介して第５アーム１５に固定されている。また、第１外筒５１２は、図５に示すように、第６アーム１６に固定されている。そして、第５アーム１５に対して第６アーム１６を回転させると、第１内筒５１４に対して第１外筒５１２が回転するが、その際、流路５１６は、途切れることなく、その機能が維持されている。具体的には、内筒流路５１６２ａ、５１６２ｂは、それぞれ第１内筒５１４の外表面を巻くように環状をなしていることから、外筒流路５１６１ａ、５１６１ｂの一部に形成されている窓部５１６０ａ、５１６０ｂは、常時、内筒流路５１６２ａ、５１６２ｂと接続されることになる。したがって、流路５１６においてエアー等の流通を継続しつつ、第６アーム１６を駆動することが可能になる。

流路５１６の機能、すなわち気体を流通させる機能は、第１内筒５１４に対する第１外筒５１２の回転角度によらず、維持される。このため、第６アーム１６は、第５アーム１５に対して、回転角度の制限なく、つまり実質的に無限に回転させることができる。

第１内筒５１４と第１外筒５１２との間では、Ｏリング５１７が溝５１４１、５１４３、５１４５に嵌められているとともに、第１外筒５１２に対して摺動している。したがって、Ｏリング５１７が加圧されて変形しつつ、第１外筒５１２に対して摺動することにより、流路５１６の気密性が確保されている。

これを踏まえると、第１外筒５１２の構成材料は、Ｏリング５１７等のシールリングに対して摺動性が高い材料であるのが好ましい。具体的には、第１外筒５１２の構成材料としては、ポリアセタール系樹脂（ＰＯＭ）、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリイミド系樹脂等の各種樹脂材料の他、金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。このうち、樹脂材料が好ましく用いられ、ポリアセタール系樹脂がより好ましく用いられる。

第１内筒５１４の樹脂材料も、第１外筒５１２の樹脂材料として挙げた材料から適宜選択される。

また、Ｏリング５１７は、第１外筒５１２に対する高い摺動性を有しているものであれば、他のシールリングで代替可能である。

なお、前述したように、第１部材５１は、第１内筒５１４の内部に挿通されている内部配管５１９ａ、５１９ｂを備えている。そして、この内部配管５１９ａ、５１９ｂと前述した流路５１６とが接続されている。

このような構成によれば、回転モジュール５の内部に生じた空間を、内部配管５１９ａ、５１９ｂの収納スペースとして利用することが可能になる。つまり、減速機６６の内側の空間を、減速機６６を大径化させることなく、収納スペースとして有効利用することができる。そして、減速機６６の内側に位置する内部配管５１９ａ、５１９ｂを、減速機６６の外側まで引き出すことができる。これにより、内部配管５１９ａ、５１９ｂの収納スペースを節約することができ、回転モジュール５の外径が大きくなるのを抑制することができる。

なお、内部配管５１９ａのＹ軸－側の端部は、前述した配管３１２ａと接続され、内部配管５１９ｂのＹ軸－側の端部は、前述した配管３１２ｂと接続されている。これにより、前述した内部配管５１９ａ、５１９ｂを、第６アーム１６より基端側に敷設されている配管３１２ａ、３１２ｂに接続することができる。なお、接続部には、必要に応じて、継手等を用いるようにしてもよい。

１．２．２ 第２部材
第２部材５２は、いわゆるスリップリングであって、筒状をなしており、第２外筒５２２と、第２内筒５２４と、第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄと、第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄと、を備えている。

第２外筒５２２は、図５に示すように、筒状をなしており、第６回動軸Ｏ６（Ｙ軸）に沿って延在している。第２外筒５２２は、相対的に外径が小さい小径部５２２１と、小径部５２２１より外径が大きい大径部５２２２と、を備えている。また、第２外筒５２２は、その側壁内に設けられた４系統の外筒配線５２６１ａ、５２６１ｂ、５２６１ｃ、５２６１ｄを備えている。これらの外筒配線５２６１ａ、５２６１ｂ、５２６１ｃ、５２６１ｄは、第２外筒５２２の外部に引き出され、図４に示す入出力コネクター５５まで引き回されている。

第２外筒５２２は、Ｙ軸－側に開放する開口部５２２３を有している。開口部５２２３には、後述する第２内筒５２４に接続されたコネクター部５２４５が挿通されている。また、第２外筒５２２の開口部５２２３と反対側の内壁には、Ｙ軸＋側に凹没した凹部５２２４が形成されている。

第２部材５２は、内周部に突出するように設けられた４つの第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄを備えている。第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄは、第６回動軸Ｏ６に沿って等間隔に配置されている。なお、第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄについては、後に詳述する。

第２外筒５２２の内部には、第２内筒５２４が設けられている。第２外筒５２２と第２内筒５２４との間には隙間が設けられており、第６回動軸Ｏ６を回転軸として、双方が相対的に回転可能になっている。

第２内筒５２４は、図５に示すように、筒状をなしている。そして、第２内筒５２４のうち、Ｙ軸－側の端部である後述のコネクター部５２４５は、図５に示すように、第１内筒５１４のＹ軸＋側端部に設けられた開口部５１４９に対して嵌合している。これにより、第２内筒５２４は、第１内筒５１４とともに一体で回転可能に接続されている。

第２内筒５２４は、円筒状をなす胴部５２４０と、胴部５２４０の外周面に設けられた４つの第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄと、を備えている。第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄは、第６回動軸Ｏ６に沿って等間隔に配置されている。また、第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄは、それぞれ、第６回動軸Ｏ６を中心とする環状をなしている。

また、第２内筒５２４は、胴部５２４０のＹ軸＋側の端部から突出する突出部５２４４と、胴部５２４０のＹ軸－側の端部から突出するコネクター部５２４５と、を備えている。

突出部５２４４は、第２外筒５２２の凹部５２２４に挿入されている。これにより、凹部５２２４が軸受として機能し、突出部５２４４に対して凹部５２２４が相対的に回転する。

コネクター部５２４５は、開口部５２２３を挿通しているとともに、第１内筒５１４の内部にも挿入されている。コネクター部５２４５は、内部に４本の内筒配線５２４２ａ、５２４２ｂ、５２４２ｃ、５２４２ｄを備えている。内筒配線５２４２ａ、５２４２ｂ、５２４２ｃ、５２４２ｄは、胴部５２４０の内部まで延在しており、第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄと電気的に接続されている。

また、前述した第１内筒５１４の内部には、第６回動軸Ｏ６に沿って被覆管５２７が挿通されている。そして、被覆管５２７のＹ軸＋側の端部は、コネクター部５２４５に接続されている。被覆管５２７の内部には、内筒配線５２４２ａ、５２４２ｂ、５２４２ｃ、５２４２ｄが挿通されている。ここでは、内筒配線５２４２ａ、５２４２ｂ、５２４２ｃ、５２４２ｄと、被覆管５２７と、を含めて内部配線５２８という。すなわち、第１内筒５１４の内部には、第６回動軸Ｏ６に沿って内部配線５２８が挿通されている。これにより、第１部材５１と第２部材５２とを第６回動軸Ｏ６に沿って並べたとき、内部配線５２８を第１内筒５１４内に挿通して設けることができ、回転モジュール５およびロボットアーム１０の大径化を抑制することが可能となる。内部配線５２８のＹ軸－側の端部は、必要に応じて設けられるコネクター等を介して、前述した配線３１０と接続されている。なお、内部配線５２８の構成は、これに限定されず、例えば被覆管５２７が省略されたものであってもよい。

さらに、第２部材５２は、第２外筒５２２の外周面に設けられた外部接続部５２９を備えている。図４に示す外部接続部５２９は、第２外筒５２２から延在し、外部との接続部となる入出力用配線である。そして、外部接続部５２９は、第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄと電気的に接続されている。このような外部接続部５２９を設けることにより、第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄを、容易に外部に引き出すことができる。

また、第６アーム１６には、入出力コネクター５５が固定されている。外部接続部５２９は、この入出力コネクター５５に接続されている。このような入出力コネクター５５を設けることにより、外部接続部５２９を、例えばエンドエフェクターやセンサー等に接続するための作業を容易に行うことができる。つまり、エンドエフェクターやセンサー等を、ロボット１の制御基板８１に対して容易に接続することができる。また、かかる接続を実現するにあたり、ロボットアーム１０の大径化を抑制することができる。

ここで、第２部材５２の構成について、さらに詳述する。
図９は、図５のＤ－Ｄ線断面図である。

図９に示すように、前述した第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄは、それぞれ２本の導電性ワイヤーで構成される。したがって、第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄは、いわゆるブラシ電極として機能する。なお、導電性ワイヤーの本数は、１本でも３本以上でもよい。

以下、第１端子５２６２ａを代表して説明する。第１端子５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄの各構成は、第１端子５２６２ａの構成と同様であるため、説明を省略する。

第１端子５２６２ａは、第２外筒５２２の内周面から内部に向かって突出するように設けられている。そして、第１端子５２６２ａは、第２内筒５２４に設けられた第２端子５２４１ａと接触している。第１端子５２６２ａは、弾性を有しているので、第２端子５２４１ａに接触し、かつ、第２端子５２４１ａに押し付けられた状態、つまり「接触状態」が維持される。これにより、第２端子５２４１ａに対して第１端子５２６２ａが相対的に回転したとしても、接触状態を維持することができる。

また、第１端子５２６２ａは、２本の導電性ワイヤーで構成されているが、これらの導電性ワイヤーの先端は、互いに反対方向を向いている。このため、第１端子５２６２ａは、第２端子５２４１ａの回転方向によらず、接触状態を維持することができる。

以上のように、第２部材５２では、外筒配線５２６１ａ、第１端子５２６２ａ、第２端子５２４１ａおよび内筒配線５２４２ａを介して、図４に示す入出力コネクター５５と配線３１０とが電気的に接続されている。これにより、例えば、制御基板８１と入出力コネクター５５との間で、電力供給や通信を行うことができる。

また、前述したように、第２部材５２は、第２内筒５２４の内部に挿通されている内部配線５２８を備えている。そして、内部配線５２８と第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄとが電気的に接続されている。

このような構成によれば、回転モジュール５の内部に生じた空間を、内部配線５２８の収納スペースとして利用することが可能になる。これにより、回転モジュール５の外径が大きくなるのを抑制することができる。

ここで、第２部材５２では、第２外筒５２２に対して第２内筒５２４が相対的に回転可能になっている。「相対的に回転可能」とは、第２外筒５２２が固定された状態で第２内筒５２４が回転可能な状態、または、第２内筒５２４が固定された状態で第２外筒５２２が回転可能な状態、のことをいうが、本実施形態は、後者の状態にある。

本実施形態では、第２内筒５２４が、第１内筒５１４と固定されている。第２内筒５２４がＹ軸－側に凸部（図示せず）を有し、第１内筒５１４がＹ軸＋側に凹部（図示せず）有し、凸部および凹部は同一の多角形の形状を有することにより嵌合することで、第２内筒５２４を第１内筒５１４と固定することが可能となる。なお、「固定」には、第１内筒５１４と第２内筒５２４との位置ずれを含むように固定されている場合も含む。例えば、凸部および凹部は、隙間を有して嵌合することにより、第２内筒５２４と第１内筒５１４とが固定されていてもよい。これにより、第１内筒５１４と第２内筒５２４との位置ずれが発生した場合でも、位置ずれを吸収し、解消することが可能となる。

また、第２外筒５２２は、第１外筒５１２とともに、第６アーム１６に固定されている。この固定には、本実施形態では、第２外筒５２２の大径部５２２２および第１外筒５１２の大径部５１２２を共に貫通するボルト５０１を、第６アーム１６に螺合させる方法が用いられている。この固定により、第５アーム１５に対して第６アーム１６を回転させると、第２内筒５２４に対して第２外筒５２２が回転するが、その際、前述した電気的接続が維持される。具体的には、第１端子５２６２ａは、第２端子５２４１ａに対して相対的に回転しても接触状態を維持する。したがって、電気的接続を維持しつつ、第６アーム１６を駆動することが可能になる。

また、この電気的接続は、第２内筒５２４に対する第２外筒５２２の回転角度によらず、維持される。このため、第６アーム１６は、第５アーム１５に対して、回転角度の制限なく、つまり実質的に無限に回転させることができる。

さらに、前述したように、第６アーム１６を回転させると、第２外筒５２２とともに、第１外筒５１２も回転する。このため、流路５１６においてエアー等の流通を継続しつつ、第６アーム１６を駆動することが可能になる。

なお、第１外筒５１２および第２外筒５２２を第６アーム１６に固定する方法は、上記に限定されない。例えば、第１外筒５１２を第２外筒５２２に固定した後、それらを第６アーム１６に固定するようにしてもよいし、第２外筒５２２を第１外筒５１２に固定した後、それらを第６アーム１６に固定するようにしてもよい。また、第１外筒５１２と第２外筒５２２との間には、スペーサーとして任意の部材を設けるようにしてもよい。

以上のような第１実施形態では、モーター４０６Ｍが回転すると、その回転は、まず、傘歯車７４６に伝達される。傘歯車７４６の回転は、前述したように、傘歯車７５６および減速機６６を介して第６アーム１６に伝達される。その後、本実施形態では、第６アーム１６の回転が、第６アーム１６に固定されている第１外筒５１２および第２外筒５２２に伝達される。一方、第１内筒５１４および第２内筒５２４は、筒体３２を介して第５アーム１５に固定されているため、回転しない。このようにして、回転モジュール５が作動する。

以上のように、本実施形態に係る回転モジュール５は、第１部材５１と、第２部材５２と、を有し、第１部材５１および第２部材５２が、互いに同じ軸に沿って並んでいる。

また、第１部材５１は、第１外筒５１２と、第１外筒５１２の内部に設けられ、第１外筒５１２に対して相対的に回転する第１内筒５１４と、第１外筒５１２の外部と第１内筒５１４の内部とを接続する流路５１６と、を備えている。そして、第１部材５１では、第１内筒５１４に対して第１外筒５１２が相対的に回転するとき、流路５１６の機能が維持される。

さらに、第２部材５２は、第２外筒５２２と、第２外筒５２２の内部に設けられ、第２外筒５２２に対して相対的に回転する第２内筒５２４と、第２外筒５２２の内周面に設けられている第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄと、第２内筒５２４の外周面に設けられている第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄと、を備えている。そして、第２部材５２では、第２内筒５２４に対して第２外筒５２２が相対的に回転するとき、第１端子５２６２ａ、５２６２ｂ、５２６２ｃ、５２６２ｄと第２端子５２４１ａ、５２４１ｂ、５２４１ｃ、５２４１ｄとの電気的接続が維持される。

また、第１外筒５１２と第２外筒５２２とが固定され、第１内筒５１４と第２内筒５２４とが固定されている。さらに、第１部材５１および第２部材５２は、互いに同じ軸である第６回動軸Ｏ６に沿って並んでいる。

このような回転モジュール５によれば、第１部材５１および第２部材５２が、互いに同じ軸である第６回動軸Ｏ６に沿って並んでいる。このため、回転モジュール５は、従来に比べて、外径が大きくなるのを抑制することができる。これにより、例えば図４に示すように、回転モジュール５の一部を、減速機６６の内部に配置することが可能になる。その結果、スペースの有効利用を図ることができ、ロボットアーム１０の外径を小さくすることができる。

また、第１外筒５１２に対して第１内筒５１４が相対的に回転しても、流路５１６が維持される。さらに、第２外筒５２２に対して第２内筒５２４が相対的に回転しても、電気的接続が維持される。このため、第５アーム１５に対して第６アーム１６を、回転角度の制限なく回転させることができる。これにより、使い勝手のよいロボット１を実現することができる。

また、本実施形態に係るロボット１は、回転モジュール５と、ロボットアーム１０と、を有している。ロボットアーム１０は、基端側アームである第５アーム１５と、基端側アームの先端側に接続されている先端側アームである第６アーム１６と、を備えている。そして、第６アーム１６は、第１外筒５１２および第２外筒５２２と接続されている。また、第５アーム１５は、第１内筒５１４および第２内筒５２４と接続されている。

このようなロボット１によれば、大径化を抑制可能な回転モジュール５により、ロボットアーム１０の外径を小さくすることができる。また、エアー等の流通や電気的接続を損なうことなく、第５アーム１５に対する第６アーム１６の回転角度に制限をかける必要がなくなる。このため、小型で使い勝手のよいロボット１を実現することができる。

１．３ 位置ずれ吸収の変形例
第１内筒５１４と第２内筒５２４との位置ずれに関し、本実施形態では、前述したように、第２内筒５２４がＹ軸－側に凸部（図示せず）を有し、第１内筒５１４がＹ軸＋側に凹部（図示せず）を有するとともに、凸部および凹部は同一の多角形の形状を有し、隙間を有して嵌合する形態を説明したが、位置ずれを吸収するための構成は、これに限らない。以下、位置ずれを吸収するための構成の変形例について説明する。

図１０は、内部配管５１９ａと内部配線５２８とを連結する連結体９を示す斜視図である。

回転モジュール５は、図１０に示すような連結体９を有している。連結体９は、例えば第２部材５２のＹ軸－側に設けられ、第２部材５２から突出している内部配管５１９ａと内部配線５２８とを連結する。

具体的には、図１０に示す連結体９は、内部配管５１９ａに装着される第１装着部９１と、内部配線５２８に装着される第２装着部９２と、第１装着部９１と第２装着部９２との間を接続し、弾性を有する弾性部９３と、を備えている。このような連結体９を設けることにより、回転モジュール５が作動したとき、内部配管５１９ａと内部配線５２８との間に拘束力を発生させることができる。これにより、内部配管５１９ａと内部配線５２８との間で位置ずれが発生するのを抑制することができる。特に、連結体９は、弾性部９３を備えていることから、位置ずれが発生したとしても、弾性部９３の弾性を利用して位置ずれを吸収し、解消することができる。その結果、位置ずれに伴う不具合の発生を抑制することができる。

図１０に示す連結体９は、１本の金属ワイヤーを成形することにより形成されている。具体的には、第１装着部９１は、内部配管５１９ａの外周面に巻き付けられるように、金属ワイヤーを湾曲させた部位で構成されている。

第２装着部９２は、内部配線５２８の外周面に嵌合するように、金属ワイヤーを湾曲させ、かつ、折り返すように加工した部位で構成されている。このような加工が施された金属ワイヤーは、内部配線５２８の外周面のうち、周方向の半分以上に巻き付け可能な形状を有している。ただし、全周には巻き付けられないようになっている。これにより、第２装着部９２は、内部配線５２８の側方から嵌合可能になっている。つまり、第２装着部９２は、内部配線５２８に対して着脱する機能を有している。これにより、第２装着部９２は、内部配線５２８の延長の途中位置であっても、装着および取り外しが可能なものとなる。その結果、取り扱い性が良好な連結体９を実現することができる。

弾性部９３は、金属ワイヤーを湾曲させ、コイル状に成形した部位で構成されている。金属ワイヤーがコイル状をなしていることにより、弾性部９３に弾性を付与することができる。なお、弾性部９３を構成する金属ワイヤーは、弾性を有する形状であれば、いかなる形状に成形されていてもよい。コイル状以外の形状としては、例えば波形状、渦巻き状等が挙げられる。

また、連結体９は、金属ワイヤー以外の材料を含んでいてもよい。かかる材料としては、弾性を有する材料が挙げられ、具体的には、ゴム、エラストマー、樹脂等が挙げられる。

さらに、図１０では、連結体９により、内部配管５１９ａと内部配線５２８とを連結しているが、別の連結体９を用意して、内部配管５１９ｂと内部配線５２８とを連結するようにしてもよい。また、連結体９は、内部配管５１９ａ、５１９ｂと内部配線５２８とを連結するように構成されていてもよい。

２．第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。

図１１は、第２実施形態に係るロボットの第５アームおよび第６アームを示す断面図である。図１２は、図１１の部分拡大図である。なお、図１１では、第５アーム１５の内部において、一部の図示を省略している。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１１および図１２において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

第２実施形態は、第１部材５１と第２部材５２の配置および回転モジュール５の挙動が異なる以外、第１実施形態と同様である。

具体的には、前述した第１実施形態では、回転モジュール５において、筒体３２、第１部材５１および第２部材５２が、Ｙ軸－側からＹ軸＋側に向かってこの順で並んでいる。これに対し、本実施形態では、第１実施形態とは逆に、筒体３２、第１部材５１および第２部材５２が、Ｙ軸＋側からＹ軸－側に向かってこの順で並んでいる。

より具体的には、第１実施形態では、筒体３２が第５アーム１５に固定されているのに対し、本実施形態では、筒体３２が第６アーム１６に固定されている。また、第１部材５１のうち、第１内筒５１４のＹ軸＋側の端部は、図１１に示すように、筒体３２に対して嵌合している。

また、第１外筒５１２は、小径部５１２１のＹ軸－側の端部に位置する大径部５１２２に加え、図１２に示すように、小径部５１２１のＹ軸に沿う長さの中央部に位置する別の大径部５１２３を備えている。

そして、第２部材５２の第２外筒５２２の大径部５２２２と、第１部材５１の第１外筒５１２の大径部５１２２とが、図１２に示すように、ボルト５０２により互いに固定されている。一方、第１外筒５１２の別の大径部５１２３は、図１２に示すように、ボルト５０３により、第５アーム１５の第２部分１５２に固定されている。

また、第１実施形態では、配線３１０および配管３１２ａ、３１２ｂが回転モジュール５と第５アーム１５およびその基端側との間に敷設されているのに対し、本実施形態では、回転モジュール５と第６アーム１６との間に敷設されている。具体的には、本実施形態では、図１１に示すように、配管３１２ａ、３１２ｂが回転モジュール５と継手５４との間に敷設されている。また、配線３１０が回転モジュール５と入出力コネクター５５との間に敷設されている。

さらに、第１実施形態では、接続配管５３が回転モジュール５と継手５４とを接続しているのに対し、本実施形態では、接続配管５３が傘歯車７４６の貫通孔７４６２に挿通され、回転モジュール５から第５アーム１５およびその基端側との間を接続している。

また、第１実施形態では、第２部材５２の外部接続部５２９が入出力コネクター５５に接続されているのに対し、本実施形態では、外部接続部５２９が傘歯車７４６の貫通孔７４６２に挿通され、第５アーム１５およびその基端側に向かって延在している。

ここで、第１部材５１では、第１外筒５１２に対して第１内筒５１４が相対的に回転可能になっている。「相対的に回転可能」とは、第１外筒５１２が固定された状態で第１内筒５１４が回転可能な状態、または、第１内筒５１４が固定された状態で第１外筒５１２が回転可能な状態、のことをいうが、本実施形態は、前者の状態にある。

また、第２部材５２では、第２外筒５２２に対して第２内筒５２４が相対的に回転可能になっている。「相対的に回転可能」とは、第２外筒５２２が固定された状態で第２内筒５２４が回転可能な状態、または、第２内筒５２４が固定された状態で第２外筒５２２が回転可能な状態、のことをいうが、本実施形態は、前者の状態にある。

以上のような第２実施形態では、モーター４０６Ｍが回転すると、その回転は、まず、第１実施形態と同様、傘歯車７４６に伝達される。傘歯車７４６の回転は、第１実施形態と同様、傘歯車７５６および減速機６６を介して第６アーム１６に伝達される。その後、本実施形態では、第６アーム１６の回転が、第６アーム１６に固定されている筒体３２に伝達される。そして、筒体３２に嵌合している第１内筒５１４、および、第１内筒５１４に嵌合している第２内筒５２４にそれぞれ伝達される。一方、第１外筒５１２は第５アーム１５に固定され、さらに第２外筒５２２は第１外筒５１２に固定されているため、回転しない。このようにして、回転モジュール５が作動する。

なお、第１外筒５１２および第２外筒５２２を第５アーム１５に固定する方法は、上記に限定されない。例えば、第１外筒５１２および第２外筒５２２を１本のボルトで第５アーム１５に固定するようにしてもよいし、第１外筒５１２を第２外筒５２２に固定した後、それらを第５アーム１５に固定するようにしてもよい。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、本発明のロボットでは、ロボットアームにおけるアームの数が、２～５であっても、７以上であってもよい。また、本発明のロボットは、単腕ロボットに限定されず、双腕ロボットであってもよい。すなわち、基台に対して２つ以上のロボットアームが設けられていてもよい。

また、本発明のロボットの設置面は、床以外、例えば天井、壁、台車上等であってもよい。

また、上述の実施形態のロボット１においては、回転モジュール５の第１外筒５１２および第２外筒５２２が先端側アームである第６アーム１６に接続され、第１内筒５１４および第２内筒５２４が基端側アームである第５アーム１５と接続されている形態を示したが、これに限らない。例えば、回転モジュール５の第１外筒５１２および第２外筒５２２が第４アーム１４に接続され、第１内筒５１４および第２内筒５２４が第３アーム１３と接続されていてもよい。このとき、第４アーム１４は、先端側アームであり、第３アーム１３は、基端側アームである。また、回転モジュール５の第１外筒５１２および第２外筒５２２が第１アーム１１に接続され、第１内筒５１４および第２内筒５２４が基台４と接続されていてもよい。このとき、第１アーム１１は、先端側アームであり、基台４は、基端側アームである。また、回転モジュール５の第１外筒５１２および第２外筒５２２が第２アーム１２に接続され、第１内筒５１４および第２内筒５２４が第１アーム１１と接続されていてもよい。このとき、第２アーム１２は、先端側アームであり、第１アーム１１は、基端側アームである。また、回転モジュール５の第１外筒５１２および第２外筒５２２が第３アーム１４に接続され、第１内筒５１４および第２内筒５２４が第２アーム１２と接続されていてもよい。このとき、第３アーム１３は、先端側アームであり、第２アーム１２は、基端側アームである。また、回転モジュール５の第１外筒５１２および第２外筒５２２が第５アーム１５に接続され、第１内筒５１４および第２内筒５２４が第４アーム１４と接続されていてもよい。このとき、第５アーム１５は、先端側アームであり、第４アーム１４は、基端側アームである。

このようなロボット１によれば、大径化を抑制可能な回転モジュール５により、ロボットアーム１０の外径を小さくすることができる。また、エアー等の流通や電気的接続を損なうことなく、基端側アームに対する先端側アームの回転角度に制限をかける必要がなくなる。このため、小型で使い勝手のよいロボット１を実現することができる。

また、回転モジュール５において、筒体３２、第１部材５１および第２部材５２が、基端側から先端側に向かってこの順で並んでいる例を示したが、これに限らず、筒体３２、第１部材５１および第２部材５２が、先端側から基端側に向かってこの順で並んでいてもよい。

１…ロボット、２…ロボット本体、４…基台、５…回転モジュール、９…連結体、１０…ロボットアーム、１１…第１アーム、１２…第２アーム、１３…第３アーム、１４…第４アーム、１５…第５アーム、１６…第６アーム、３２…筒体、５１…第１部材、５２…第２部材、５３…接続配管、５４…継手、５５…入出力コネクター、６５…減速機、６６…減速機、８１…制御基板、８２…電源基板、９１…第１装着部、９２…第２装着部、９３…弾性部、１０１…床、１５１…第１部分、１５２…第２部分、１５３…空間、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、３０１…モータードライバー、３０２…モータードライバー、３０３…モータードライバー、３０４…モータードライバー、３０５…モータードライバー、３０６…モータードライバー、３１０…配線、３１２ａ…配管、３１２ｂ…配管、３２２…内部空間、４０１…第１駆動機構、４０１Ｍ…モーター、４０２…第２駆動機構、４０２Ｍ…モーター、４０３…第３駆動機構、４０３Ｍ…モーター、４０４…第４駆動機構、４０４Ｍ…モーター、４０５…第５駆動機構、４０５Ｍ…モーター、４０６…第６駆動機構、４０６Ｍ…モーター、４１１…第１角度センサー、４１２…第２角度センサー、４１３…第３角度センサー、４１４…第４角度センサー、４１５…第５角度センサー、４１６…第６角度センサー、５０１…ボルト、５０２…ボルト、５０３…ボルト、５１２…第１外筒、５１４…第１内筒、５１６…流路、５１７…Ｏリング、５１８ａ…接続ポート、５１８ｂ…接続ポート、５１９ａ…内部配管、５１９ｂ…内部配管、５２２…第２外筒、５２４…第２内筒、５２７…被覆管、５２８…内部配線、５２９…外部接続部、６５１…剛性歯車、６５２…可撓性歯車、６５３…波動発生器、６５４…クロスローラーベアリング、６６１…剛性歯車、６６２…可撓性歯車、６６３…波動発生器、６６４…クロスローラーベアリング、６６５…貫通孔、７０５…伝達機構、７０６…伝達機構、７１５…ベルト、７１６…ベルト、７３５…プーリー、７３６…プーリー、７４６…傘歯車、７５６…傘歯車、８３１…駆動基板、８３２…駆動基板、８３３…駆動基板、８３４…駆動基板、８３５…駆動基板、８３６…駆動基板、５１２１…小径部、５１２２…大径部、５１２３…大径部、５１４０ａ…窓部、５１４０ｂ…窓部、５１４１…溝、５１４２…溝、５１４３…溝、５１４４…溝、５１４５…溝、５１４９…開口部、５１６０ａ…窓部、５１６０ｂ…窓部、５１６１ａ…外筒流路、５１６１ｂ…外筒流路、５１６２ａ…内筒流路、５１６２ｂ…内筒流路、５２２１…小径部、５２２２…大径部、５２２３…開口部、５２２４…凹部、５２４０…胴部、５２４１ａ…第２端子、５２４１ｂ…第２端子、５２４１ｃ…第２端子、５２４１ｄ…第２端子、５２４２ａ…内筒配線、５２４２ｂ…内筒配線、５２４２ｃ…内筒配線、５２４２ｄ…内筒配線、５２４４…突出部、５２４５…コネクター部、５２６１ａ…外筒配線、５２６１ｂ…外筒配線、５２６１ｃ…外筒配線、５２６１ｄ…外筒配線、５２６２ａ…第１端子、５２６２ｂ…第１端子、５２６２ｃ…第１端子、５２６２ｄ…第１端子、７４６１…軸部、７４６２…貫通孔、７５６１…軸部、７５６２…貫通孔、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸

Claims (7)

1. 回転モジュールと、
   基端側アームと、前記基端側アームの先端側に接続されている先端側アームと、を備え
   るロボットアームと、
   前記基端側アームと前記先端側アームの連結部に設けられる減速機と、を有し、
   前記回転モジュールは、
   第１外筒と、
   前記第１外筒の内部に設けられ、前記第１外筒に対して相対的に回転する第１内筒と、
   前記第１外筒と前記第１内筒との間を通過し、前記第１外筒の外部と前記第１内筒の内
   部とを接続する流路と、を備え、
   前記第１内筒に対して前記第１外筒が相対的に回転するとき、前記流路の機能が維持さ
   れる第１部材と、
   第２外筒と、
   前記第２外筒の内部に設けられ、前記第２外筒に対して相対的に回転する第２内筒と、
   前記第２外筒の内周面に設けられている第１端子と、
   前記第２内筒の外周面に設けられている第２端子と、を備え、
   前記第２内筒に対して前記第２外筒が相対的に回転するとき、前記第１端子と前記第２
   端子との電気的接続が維持される第２部材と、を有し、
   前記第１外筒と前記第２外筒とが固定され、
   前記第１内筒と前記第２内筒とが固定され、
   前記第１部材および前記第２部材は、互いに同じ軸に沿って並んでおり、
   前記第１部材は、前記第１内筒の内部に挿通されている内部配管を備え、
   前記内部配管と前記流路とが接続されており、
   前記第２部材は、前記第２内筒の内部に挿通されている内部配線を有し、
   前記内部配線と前記第２端子とが電気的に接続されており、
   前記減速機には、貫通孔が形成され、
   前記内部配線および前記内部配管は、前記貫通孔の内部に配置されることを特徴とする
   ロボット。
2. 前記内部配線は、前記第１内筒の内部に挿通されている請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１部材は、前記第１外筒の外周面に設けられ、前記流路と接続されている接続ポ
   ートを備える請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記第２部材は、前記第２外筒の外周面に設けられ、前記第１端子と電気的に接続され
   ている接続部を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
5. 前記先端側アームは、前記第１外筒および前記第２外筒と接続され、
   前記基端側アームは、前記第１内筒および前記第２内筒と接続されていることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
6. 前記第２内筒はコネクター部を有し、
   前記コネクター部は、前記第１内筒の開口部に嵌合することで、前記第１内筒と前記第
   ２内筒とが固定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボッ
   ト。
7. 回転モジュールと、
   基端側アームと、前記基端側アームの先端側に接続されている先端側アームと、を備え
   るロボットアームと、
   前記基端側アームと前記先端側アームの連結部に設けられる減速機と、を有し、
   前記回転モジュールは、
   第１外筒と、
   前記第１外筒の内部に設けられ、前記第１外筒に対して相対的に回転する第１内筒と、
   前記第１外筒と前記第１内筒との間を通過し、前記第１外筒の外部と前記第１内筒の内
   部とを接続する流路と、を備え、
   前記第１内筒に対して前記第１外筒が相対的に回転するとき、前記流路の機能が維持さ
   れる第１部材と、
   第２外筒と、
   前記第２外筒の内部に設けられ、前記第２外筒に対して相対的に回転する第２内筒と、
   前記第２外筒の内周面に設けられている第１端子と、
   前記第２内筒の外周面に設けられている第２端子と、を備え、
   前記第２内筒に対して前記第２外筒が相対的に回転するとき、前記第１端子と前記第２
   端子との電気的接続が維持される第２部材と、を有し、
   前記第１外筒と前記第２外筒とが固定され、
   前記第１内筒と前記第２内筒とが固定され、
   前記第１部材および前記第２部材は、互いに同じ軸に沿って並んでおり、
   前記減速機には、貫通孔が形成され、
   前記回転モジュールの一部は、前記貫通孔の内部に配置されることを特徴とするロボッ
   ト。

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