JP7844510B2 - 関節付きロボット - Google Patents

Description

本発明は、複数のアームを回転可能に接続する関節部を有するロボットアームを備えた関節付きロボットに関する。

関節部を有するロボットアームは、当該ロボットアームの動力源となるモータや減速機を、前記関節部に設けられた収容部に収容する構造を備える。ロボットアームの組み立て作業性を考慮して、前記収容部には開口が設けられ、当該開口を通して前記動力源が組み付けられる。組み付け後、前記動力源の露出を避けるため、前記開口を塞ぐように前記関節部にカバーが取り付けられる。特許文献１には、ネジ止めによってカバーが関節部に取り付けられるロボットアームが開示されている。

前記カバーは、前記動力源のメンテナンス時等を除いて取り外されることを想定していない。しかし、単純なネジ止め固定でカバーが関節部に取り付けられている場合、ユーザが無用に前記カバーを取り外してしまうことがある。一般工具では脱着が困難な特殊ネジを用いてカバーを関節部に固定したり、封印シールを貼着したりする対策が考えられるが、いずれも完全な対策とは言えない。

特開２０１９－６３９４０号公報

本発明の目的は、ロボットアームの関節部に取り付けられるカバーの無用な取り外しを抑制できる関節付きロボットを提供することにある。

本発明の一局面に係る関節付きロボットは、複数のアーム要素と、前記複数のアーム要素を回転可能に接続する関節部と、を有するロボットアームと、前記関節部の内部に設けられると共に当該関節部の側方に開口を有し、前記ロボットアームの駆動源となるモータを収容する収容部と、前記収容部の開口を塞ぐカバーと、を備える。前記カバーは係合部を有し、前記収容部は被係合部を有し、前記係合部の前記被係合部への係合により、前記開口を塞ぐように前記カバーが前記収容部に取り付けられる。前記係合部は、前記被係合部への嵌め込みにより係合する一方で、前記被係合部からの係脱が不能な係合爪を有する。

図１は、本発明の実施形態に係る多関節ロボットの斜視図である。 図２（Ａ）は、前記垂直多関節７軸ロボットの一つの関節部の正面図、図２（Ｂ）は、前記関節部からカバーを取り外した分解図である。 図３は、関節部の断面図である。 図４は、一つの関節部とカバーの分解斜視図である。 図５（Ａ）は、カバーの平面図、図５（Ｂ）は、カバーの斜視図、図５（Ｃ）はカバーの係合爪付近の拡大斜視図である。 図６は、シール構造が付加されたカバーの嵌合部分の断面図である。 図７は、被係合部の配置箇所の拡大断面図である。 図８（Ａ）～（Ｅ）は、カバーの係合爪の各種実施形態を示す側面図である。 図９（Ａ）は、変形例に係るカバーの平面図、図９（Ｂ）は、その斜視図である。 図１０（Ａ）は、他の変形例に係るカバーの平面図、図１０（Ｂ）は、その斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に係る関節付きロボットは、少なくとも２つのアーム要素と、これらアーム要素を回転可能に接続する関節部とを有するロボットアームを含む。前記アーム要素は、通常のアーム部分の他、基台に対して垂直軸回りに回転する胴部や、ロボットアームの先端の手首ユニット等を含む概念である。前記関節部は、一のアーム要素に対して他のアーム要素が揺動するように回転させる関節部である。典型的には前記関節部は、上手アームの先端に下手アームの基端を接続する関節部であって、下手アームを上下にスイングさせるための関節部である。本実施形態では、複数のアーム要素と複数の関節部とを備えた多関節ロボットを例示する。

［ロボットの全体構成］
図１は、実施形態に係る多関節ロボット１の斜視図である。ここでは、多関節ロボット１として垂直多関節７軸ロボットを例示している。多関節ロボット１は、７つの回転軸；第１軸２Ａ、第２軸２Ｂ、第３軸２Ｃ、第４軸２Ｄ、第５軸２Ｅ、第６軸２Ｆおよび第７軸２Ｇを有するロボットアーム１０を備える。ロボットアーム１０は、ベース部１１、胴部１２（第１アーム要素）、第１アーム１３（第２アーム要素）、第２アーム１４（第３アーム要素）、第３アーム１５およびヘッド部１６を含む。

ベース部１１は、床面や台座等の上に固定設置される筐体である。胴部１２は、ベース部１１の上面に、第１回転関節部２１を介して接続されている。胴部１２は、第１回転関節部２１により、鉛直方向に延びる第１軸２Ａの軸回りに正逆両方向に回転可能である。第１アーム１３は、所定の長さを有し、その基端部が第１揺動関節部２２（第１関節部）を介して胴部１２に接続されている。第１アーム１３は、第１揺動関節部２２により、水平方向に延びる第２軸２Ｂの軸周りに揺動可能である。第１アーム１３は、その中間に第２回転関節部２３を備える。第１アーム１３の先端側ピースは、第２回転関節部２３により、アーム軸方向に延びる第３軸２Ｃの軸回りに回転可能である。

第２アーム１４は、第１アーム１３の下手に連設されるアームであり、その基端部が第２揺動関節部２４（第２関節部）を介して第１アーム１３の先端部に接続されている。第２アーム１４は、第２揺動関節部２４により、水平方向に延びる第４軸２Ｄの軸周りに揺動可能である。第２アーム１４は、その中間に第３回転関節部２５を備える。第２アーム１４の先端側ピースは、第３回転関節部２５により、アーム軸方向に延びる第５軸２Ｅの軸回りに回転可能である。

第３アーム１５は、第２アーム１４の下手に連設されるアームであり、その基端部が第３揺動関節部２６を介して第２アーム１４の先端部に接続されている。第３アーム１５は、第３揺動関節部２６により、水平方向に延びる第６軸２Ｆの軸周りに揺動可能である。ヘッド部１６は、第３アーム１５の先端側に、垂直方向に延びる第７軸２Ｇの軸周りに回転可能に取り付けられている。

アーム要素を揺動させる３つの関節部、すなわち第１、第２、第３揺動関節部２２、２４、２６の側方には、カバー３が各々取り付けられている。詳しくは、略円筒型のハウジング形状を有する第１揺動関節部２２の両側面には第１カバー３Ａが、第２揺動関節部２４の両側面には第２カバー３Ｂが、それぞれ取り付けられている。第３揺動関節部２６の一方の側面には、第３カバー３Ｃが取り付けられている。本実施形態では、これらカバー３Ａ、３Ｂ、３Ｃの少なくとも一つが、工具レスで各関節部に取り付けが可能である一方で、元の形状を維持したままでの取り外しを不能とする工夫が施されている。

［関節部の詳細構造］
図２（Ａ）は、図１に示した第１揺動関節部２２の正面図、図２（Ｂ）は、第１揺動関節部２２から第１カバー３Ａが取り外された状態を示す図である。図３は、第１揺動関節部２２の断面図である。図４は、第１揺動関節部２２と第１カバー３Ａの分解斜視図である。図１及び図４を参照する。第２揺動関節部２４および第２カバー３Ｂ、第３揺動関節部２６および第３カバー３Ｃも、第１揺動関節部２２および第１カバー３Ａと実質的に同一の構造を備える。以下では、第１揺動関節部２２を単に関節部２２と、第１カバー３Ａを単にカバー３と称して説明する。

関節部２２には、ロボットアーム１０の駆動機構を収容するための収容部４（第１収容部）が備えられている。関節部２２は、胴部１２のハウジングの上端部分と、第１アーム１３の基端側ピース１３１のハウジングの下端部分とが、水平方向に並ぶ形態で構成され、既述の通り略円筒型の形状を有する。収容部４は、このような略円筒型の関節部２２の内部に設けられた、略円筒型の収容空間である。

図３には、収容部４に収容される駆動機構が示されている。ここでは、前記駆動機構として、モータ５１（第１モータ）、減速機５２、ブレーキ５３、トルクセンサ５４およびコントローラ基板５５を例示している。第２揺動関節部２４および第３揺動関節部２６にも、同一又は類似の収容部４（第２収容部および第３収容部）が設けられ、モータ５１（第２モータおよび第３モータ）を含む駆動機構がそれぞれの収容部４に収容される。なお、第２揺動関節部２４および第３揺動関節部２６に設けられた収容部４についての説明は、第１揺動関節部２２に設けられた収容部４の説明を援用できるため、省略する。

モータ５１は、第１アーム１３を第２軸２Ｂ回りに回転させる駆動源であり、回転力を発生するモータ軸５１Ｓを備える。なお、モータ５１は、モータ軸５１Ｓの回転運動を減速・停止する機能を備えていてもよい。減速機５２は、モータ軸５１Ｓの回転数を所定の減速比で低減して回転機構に伝達する。ブレーキ５３は、モータ５１の非通電時において、第１アーム１３が自重により回転することを抑止する機能（保持ブレーキ機能）を備えている。トルクセンサ５４は、モータ５１が第１アーム１３に与えている回転トルクを検出する。コントローラ基板５５は、機外の制御装置からの指令やトルクセンサ５４の検知結果に基づき、モータ５１の動作を制御する。

収容部４は、関節部２２の両側方に開口４Ｈを有している。開口４Ｈは、ロボットアーム１０の製造時におけるモータ５１他の収容部４への組み付け作業や、メンテナンス等におけるモータ５１の収容部４からの取り出しおよび再収容の作業を容易に行わせるための開口である。カバー３は、収容部４の開口４Ｈを塞ぐ部材である。カバー３の装着により、熱を帯びるモータ５１、ギアを含む減速機５２、電子部品を搭載するコントローラ基板５５などを、外部に露出させずに済む。

カバー３は、収容部４の奥行き方向に延びる係合爪３１（係合部）を有している。前記奥行き方向は、図２（Ｂ）に示す左方側のカバー３では矢印Ｆ１方向、右方側のカバー３では矢印Ｆ２方向となる。係合爪３１は、収容部４に対して機械的に係合する係合部であって、本実施形態では図４に示す通り、カバー３の環状の外周縁に１２０度間隔で３箇所に突設されている例を示している。収容部４の開口４Ｈ付近の内周壁には、係合爪３１の配置に対応させて、被係合部４１が設けられている。係合爪３１の被係合部４１への係合により、開口４Ｈを塞ぐようにカバー３が収容部４に取り付けられる。

［カバーおよび被係合部の詳細］
続いて、係合爪３１を有するカバー３、並びに被係合部４１の詳細構造を説明する。図５（Ａ）は、カバー３の平面図、図５（Ｂ）は、カバー３の斜視図、図５（Ｃ）は係合爪３１付近の拡大斜視図である。カバー３は、カバー本体３０、嵌合胴部３０２および係合爪３１を含む。カバー３は、係合爪３１を含めて樹脂材料製である。一方、収容部４の空間を区画するロボットアーム１０のハウジングは、被係合部４１を含めて金属材料製である。

カバー本体３０は、平面視で円形の形状を有し、収容部４の開口４Ｈを塞ぐサイズを有している。また、カバー本体３０は、収容部４の奥行き方向Ｆ１とは反対方向に凸の曲面形状を有している。嵌合胴部３０２は、カバー本体３０の周縁部３０１付近から奥行き方向Ｆ１に延びる円筒状の部分である。図３に示すように、左方側のカバー３の嵌合胴部３０２は、胴部１２の開口４Ｈ付近の内壁１２１に接するように、開口４Ｈに嵌め込まれている。周縁部３０１は、嵌合胴部３０２よりもやや大きい径を有し、胴部１２のハウジングの外表面と面一である。

多関節ロボット１においては、カバー３が装着されているとはいえ、外部から収容部４内への塵埃などの異物の侵入を十分に阻止できない場合も想定される。このため、開口４Ｈの内壁１２１と嵌合胴部３０２との間に、シール構造を施与することが望ましい。図６は、シール構造が付加されたカバー３の嵌合部分の断面図であって、図３の左方側のカバー３の上部付近に対応する嵌合部分を示す断面図である。内壁１２１には、嵌合状態において嵌合胴部３０２と重なる位置に、開口４Ｈの周方向に延びる環状溝１２２が設けられている。環状溝１２２には、Ｏリングやリップシールなどのシール材１２３が収容されている。なお、環状溝１２２およびシール材１２３を、嵌合胴部３０２側に設けても良い。

係合爪３１は、延長部３２および突出部３３を含む。延長部３２は、カバー本体３０の周縁部３０１から奥行き方向Ｆ１と平行に延びる平板状の部分である。延長部３２の根元部３２１は、周縁部３０１に繋がっている。突出部３３は、延長部３２の先端部３２２に設けられ、当該先端部３２２からカバー本体３０の径方向外側へ突出した部分である。本実施形態の突出部３３は、側面視で略直角三角形の形状を有している。係合爪３１の両側部には、嵌合胴部３０２の一部を切り欠いてなるスリット３０３が設けられている。図面には表れていないが、他の二つの係合爪３１も同様である。スリット３０３は、係合爪３１に所要の弾性変形量を発現させる奥行き方向Ｆ１の長さを具備させるために設けられている。

延長部３２は、カバー本体３０の周縁部３０１から奥行き方向Ｆ１に延びる第１当接面３４を有する。第１当接面３４は、平板状の延長部３２における、カバー本体３０の径方向外側の平面である。突出部３３は、第１当接面３４から径方向外側の側方に突出する第２当接面３５と、先端部３２２から斜め後方に延びるテーパ面３３１とを有する。第２当接面３５は、突出部３３において奥行き方向Ｆ１とは反対側を指向する面であり、被係合部４１に対して係合効果を発揮する面である。テーパ面３３１は、係合爪３１の被係合部４１に対する嵌め込みを容易とする面である。

図７は、図３における被係合部４１の配置箇所の拡大断面図である。図７には、開口４Ｈにカバー３が嵌め込まれ、被係合部４１に係合爪３１が係合した状態が示されている。被係合部４１は、胴部１２のハウジングにおける、収容部４の開口４Ｈを区画する開口縁１２４から、奥行き方向Ｆ１に延びる小突起である。被係合部４１は、係合爪３１の第１当接面３４が接面する第１受け面４２と、第２当接面３５が接面する第２受け面４３とを含む。第１受け面４２は、被係合部４１において径方向中心を指向する平面であり、第２受け面４３は奥行き方向Ｆ１を指向する平面である。

係合爪３１は、図７に示すように被係合部４１への嵌め込みにより係合する一方で、被係合部４１からの係脱が不能な爪である。「係脱が不能」とは、係合爪３１を変形または欠損させることなく、係合爪３１の被係合部４１に対する係合状態を解除することが実質的に不可能であることを意味する。開口４Ｈへのカバー３の嵌め込みの際には、テーパ面３３１が第１受け面４２の導入部でガイドされることで、係合爪３１が根元部３２１から径方向内側に弾性変形する。そして、突出部３３が第１受け面４２に摺接しながら、係合爪３１は奥行き方向Ｆ１に進む。

第１受け面４２の先端を通過すると、前記弾性変形が開放され、第２当接面３５が第２受け面４３に嵌り込む。これにより、係合爪３１は被係合部４１に係合された状態となり、カバー３が開口４Ｈに取り付けられた状態となる。係合爪３１の延長部３２の奥行き方向Ｆ１の長さは、突出部３３の第１受け面４２への摺接の際の前記弾性変形を許容する長さに設定されている。

一方、係合爪３１には、被係合部４１からの係脱のための機構が施与されていない。一般的なスナップフィットでは、被係合部に係合した係合爪等の前記係合を解除するためのバネ機構が備えられている。これに対し係合爪３１は、カバー本体３０の周縁部３０１から単純に奥行き方向Ｆ１へ延び出した形状であり、一旦被係合部４１に係合した突出部３３を、当該被係合部４１から取り外す形状的工夫や機構が施されていない。このため、無理矢理にカバー３を開口４Ｈから取り外そうと、奥行方向Ｆ１の反対側に向かって所定以上の力をカバー３に加えた場合、係合爪３１は塑性変形もしくは破損する。専ら、応力が集中し易い根元部３２１がダメージを受け易い。

開口４Ｈへのカバー３の嵌め込み時には、３つの係合爪３１は、各々テーパ面３３１がガイドされることで略均等に径方向内側に弾性変形する。このため、３つの係合爪３１は、奥行き方向Ｆ１に所定長だけ進行した後にそれぞれ被係合部４１に係合できる。一方、開口４Ｈからカバー３を取り外す際、上記のように３つの係合爪３１を略均等に径方向内側へ弾性変形させることは実質的に不可能である。このため、前記取り外しを実現するには、一つの係合爪３１を大幅に変形させるしかない。弾性変形が可能な領域を超えた変形力を一つの係合爪３１に与えると、その係合爪３１が損傷し、もはやカバー３は開口４Ｈを塞ぐカバーとしての役目を果たせなくなる。このことが、ユーザにおいて無用なカバー３の取り外しを躊躇させる抑止効果に繋がるものである。

［係合爪の各種実施形態］
続いて、係合爪３１の各種実施形態を図８（Ａ）～（Ｅ）に基づいて説明する。図８（Ａ）は、図２～図５、図７にも例示した、第１実施形態に係る係合爪３１および被係合部４１の拡大図である。係合爪３１の延長部３２が備える第１当接面３４と第２当接面３５とがなす角θ１は、９０度である。このような係合爪３１に倣って、被係合部４１の第１受け面４２と第２受け面４３とがなす角も９０度である。係合爪３１が被係合部４１に係合した状態では、第１当接面３４が第１受け面４２に、第２当接面３５が第２受け面４３に、それぞれ接面している。

θ１＝９０度（ないしは９０度以下）の係合爪３１が被係合部４１に係合した係合部では、第２当接面３５と第２受け面４３との係り合いを容易に解除できない。このため、カバー３の取り外しのための外力を加えると、当該係合爪３１の破損が生じ易くなる。つまり、本実施形態の係合爪３１は、スナップフィットのように、第２当接面３５を第２受け面４３に対して相対的に上方へ逃がし、両者の係合を解除させるバネ機構の類いを持たない。従って、両者の係合解除には、外力を与えて係合爪３１の根元部３２１を折損させる、もしくは突出部３３を欠落させる等、係合爪３１の本来の形状を損なわせるほかない。このように、図８（Ａ）に示す係合爪３１によれば、簡易な爪形状で、係脱が不能な係合爪３１を実現できる。

図８（Ｂ）は、第２実施形態に係る係合爪３１Ａおよび被係合部４１Ａを示す図である。係合爪３１Ａは、第１実施形態と同様に延長部３２Ａおよび突出部３３Ａを備え、延長部３２Ａは第１当接面３４Ａを有し、突出部３３Ａは第２当接面３５Ａを有する。第１実施形態と相違する点は、突出部３３Ａがいわゆる「返し」の形状を有している点である。「返し」の形状を有するゆえ、第１当接面３４Ａと第２当接面３５Ａとがなす角θ２は、９０度未満である。ここでは、θ２＝６０度程度の例を示している。

上記の係合爪３１Ａに密接係合するように、被係合部４１Ａも尖った形状を有している。すなわち、被係合部４１Ａの第１受け面４２Ａと第２受け面４３Ａとがなす角も、６０度程度に設定されている。係合爪３１Ａが被係合部４１Ａに係合した状態では、第１当接面３４Ａが第１受け面４２Ａに、第２当接面３５Ａが第２受け面４３Ａに、それぞれ接面している。第２実施形態の係合爪３１Ａによれば、θ２＝９０度未満に設定されているので、より被係合部４１Ａから係脱し難い係合爪３１Ａを実現できる。

図８（Ｃ）は、第３実施形態に係る係合爪３１Ｂおよび被係合部４１Ｂを示す図である。係合爪３１Ｂは、第１実施形態と同様な延長部３２Ｂおよび突出部３３Ｂを備え、延長部３２Ｂは第１当接面３４Ｂを有し、突出部３３Ｂは第２当接面３５Ｂを有する。第１当接面３４Ｂと第２当接面３５Ｂとがなす角が９０度である点も、第１実施形態と同じである。このような係合爪３１Ｂに倣って、被係合部４１Ｂの第１受け面４２Ｂと第２受け面４３Ｂとがなす角も９０度である。

第１実施形態と相違する点は、第２当接面３５Ｂが、その表面の一部が突出した凸部３６を有し、第２受け面４３Ｂが、その表面の一部が凹没した凹部４４を有する点である。凸部３６および凹部４４は、カバー３が収容部４に取り付けられた状態、すなわち係合爪３１Ｂが被係合部４１Ｂに係合した状態において、互いに嵌合可能な形状を有する。凸部３６と凹部４４とは、密に嵌合する態様でも、所定の遊びを持って嵌合する態様であっても良い。第３実施形態によれば、凹部４４への凸部３６の嵌合により、第２当接面３５Ｂと第２受け面４３Ｂとの間の相対的な滑り移動が規制される。従って、係脱が不能な係止部を容易に実現できる。

図８（Ｄ）は、第４実施形態に係る係合爪３１Ｃおよび被係合部４１Ｃを示す図である。第４実施形態は第３実施形態の変形例であり、凹凸の嵌合が逆の例である。係合爪３１Ｃは、延長部３２Ｃおよび突出部３３Ｃを備え、延長部３２Ｃは第１当接面３４Ｃを有し、突出部３３Ｃは第２当接面３５Ｃを有する。係合爪３１Ｃに倣って、被係合部４１Ｃは第１受け面４２Ｃおよび第２受け面４３Ｃを備える。

第２当接面３５Ｃは、その表面の一部が凹没した凹部３７を有し、第２受け面４３Ｃは、その表面の一部が突出した凸部４５を有している。凹部３７および凸部４５は、カバー３が収容部４に取り付けられた状態、すなわち係合爪３１Ｃが被係合部４１Ｃに係合した状態において、互いに嵌合可能な形状を有する。第４実施形態によっても、凹部３７への凸部４５の嵌合により、第２当接面３５Ｃと第２受け面４３Ｃとの間の相対的な滑り移動を規制できる。

図８（Ｅ）は、第５実施形態に係る係合爪３１Ｄおよび被係合部４１Ｄを示す図である。係合爪３１Ｄは、延長部３２Ｄと、二つの突出部：第１突出部３３Ｄ１および第２突出部３３Ｄ２とを備える。第１突出部３３Ｄ１と第２突出部３３Ｄ２とは、収容部４の奥行き方向Ｆ１に並ぶように、延長部３２Ｄから突設されている。延長部３２Ｄは第１当接面３４Ｄを有し、第１突出部３３Ｄ１および第２突出部３３Ｄ２は、それぞれ第２当接面３５Ｄ１、３５Ｄ２を有する。係合爪３１Ｄに倣って、被係合部４１Ｄは第１受け面４２Ｄと、二つの第２受け面４３Ｄ１、４３Ｄ２を備える。

係合爪３１Ｄが被係合部４１Ｄに係合した状態では、前方側の第１突出部３３Ｄ１の第２当接面３５Ｄ１が、被係合部４１Ｄの先端面である第２受け面４３Ｄ１と係合し、後方側の第２突出部３３Ｄ２の第２当接面３５Ｄ２が、後方側の第２受け面４３Ｄ２と係合する。後方側の第２受け面４３Ｄ２は、第１受け面４２Ｄの一部に第２突出部３３Ｄ２を収容可能な溝部４６を形成することで創出された受け面である。第５実施形態によれば、奥行き方向Ｆ１に並ぶ第１突出部３３Ｄ１および第２突出部３３Ｄ２が、被係合部４１Ｄにそれぞれ係合する。従って、カバー３の取り外しには第１、第２突出部３３Ｄ１、３３Ｄ２の双方の係合を解除が必要となり、係脱が不能な係止爪を容易に実現できる。

以上説明した本実施形態に係る関節付きロボットによれば、揺動関節部２２、２４、２６に設けられた開口４Ｈを有する収容部４に、モータ５１を含むロボットアーム１０の駆動機構が収容される。このため、作業者は、ロボットアーム１０の製造時におけるモータ５１の収容部４への組み付けや、当該モータ５１のメンテナンスを、開口４Ｈを通して簡便に行うことができる。

また、開口４Ｈを塞ぐカバー３は、係合爪３１の被係合部４１への嵌め込みにより係合できるので、工具レスで容易に収容部４に取り付けることができる。一方、係合爪３１は、被係合部４１に係合した後は、当該被係合部４１からの係脱が不能となる。このため、カバー３を収容部４から取り外すには、係合爪３１を破損させるほかない。つまり、カバー３を取り外して開口４Ｈを曝す行為には、係合爪３１の破損を伴う。係合爪３１の破損は、カバー３の機能の実質的な消失に繋がることから、ユーザに無用なカバー３の取り外しを躊躇させることができる。

［変形実施形態］
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態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用することができる。

（１）上述の通り、係合爪３１には、スナップフィットのように、被係合部４１に対する係合を積極的に解除させる機構が施与されていない。このため、メンテナンス作業者等の、正規の権限を有する作業者等がカバー３を取り外すには、カバー本体３０の周縁部３０１と、開口４Ｈの縁部との間の隙間に、取り外し工具を差し入れてカバー３をこじ開ける作業が必要となる。この作業においては、係合爪３１の近傍に取り外し工具を差し入れ、梃子の原理でカバー３に外力を与えることが望ましいが、外側からは係合爪３１の位置を識別できない。

図９（Ａ）は、変形例に係るカバー３Ｄの平面図、図９（Ｂ）は、その斜視図である。カバー３Ｄは、収容部４に取り付けた状態にある当該カバー３Ｄに対する取り外し工具の適用位置を示す目印部３８を有する。目印部３８は、一つの係合爪３１の配置位置の近傍において、カバー本体３０の周縁部３０１付近の表面に突設された小突起である。作業者は、目印部３８の位置を参照して、マイナスドライバー等の取り外し工具を差し入れることができる。目印部３８は、窪み、文字やマークの印字などであってもよい。なお、カバー３を取り外す際に係合爪３１は破損するので、作業者はメンテナンス後に新たなカバー３を開口４Ｈに取り付けることになる。

図１０（Ａ）は、他の変形例に係るカバー３Ｅの平面図、図１０（Ｂ）は、その斜視図である。カバー３Ｅは、上述の目印部３８に代替する部位として、マイナスドライバーの先端部を挿入可能な切り欠き部３９を備えている。切り欠き部３９は、一つの係合爪３１の配置位置の近傍において、周縁部３０１の一部を、マイナスドライバーの先端形状に応じて欠落させた部分である。切り欠き部３９は、収容部４のハウジング側に設けても良い。これらの変形例によれば、メンテナンス作業者等におけるカバー３の取り外し作業性を良好とすることができる。

（２）カバー３の係合爪３１に、多関節ロボット１若しくはロボットアーム１０の起動ボタンの押下機能を持たせるようにしても良い。例えば、収容部４のハウジングの内壁に、係合爪３１の先端部３２２で押下される起動ボタンを配置しておく。当然、係合爪３１の変形や脱落が生じると前記起動ボタンは押下されず、多関節ロボット１は動作しなくなる。例えば、カバー３の取り外し権限を有さないユーザがカバー３を外したような場合、多関節ロボット１を稼働させられないので、無用なカバー３の取り外しの抑止効果が期待できる。

（３）上記実施形態では、係合爪３１を含めてカバー３が樹脂材料製で、被係合部４１を含めてロボットアーム１０のハウジングが金属材料製である例を示した。これに代えて、係合爪３１および被係合部４１の双方を樹脂材料製、若しくは金属材料製としても良い。但し、上記実施形態の通り、係合爪３１は比較的強度の低い樹脂材料製で、被係合部４１は比較的強度が高い金属材料製で形成すれば、両者の強度差により、カバー３を取り外すための力を加えた際に、係合爪３１の変形や欠落を生じさせ易くすることができる。

［上記実施形態に含まれる発明］
本発明の一局面に係る関節付きロボットは、複数のアーム要素と、前記複数のアーム要素を回転可能に接続する関節部と、を有するロボットアームと、前記関節部の内部に設けられると共に当該関節部の側方に開口を有し、前記ロボットアームの駆動源となるモータを収容する収容部と、前記収容部の開口を塞ぐカバーと、を備え、前記カバーは係合部を有し、前記収容部は被係合部を有し、前記係合部の前記被係合部への係合により、前記開口を塞ぐように前記カバーが前記収容部に取り付けられ、前記係合部は、前記被係合部への嵌め込みにより係合する一方で、前記被係合部からの係脱が不能な係合爪を有する。

上記のロボットによれば、開口を有する収容部にモータが収容されるので、ロボットアームの製造時における前記モータの収容部への組み付けや、当該モータのメンテナンスを、前記開口を通して簡便に行うことができる。また、前記開口を塞ぐカバーは、係合爪の被係合部への嵌め込みにより係合できるので、工具レスで容易に前記収容部に取り付けることができる。一方、前記収容部の被係合部に係合した後は、前記係合爪は前記被係合部からの係脱が不能となる。このため、前記カバーを前記収容部から取り外すには前記係合爪を破損させるほかない。このような破損は、カバーの機能を実質的に消失させることから、ユーザに無用なカバーの取り外しを躊躇させることができる。

上記の関節付きロボットにおいて、前記ロボットアームは、第１アーム要素と第２アーム要素とを接続する第１関節部と、前記第２アーム要素と第３アーム要素とを接続する第２関節部とを含む多関節ロボットアームであり、前記収容部として、前記第１関節部の内部には第１モータを収容する第１収容部が、前記第２関節部の内部には第２モータを収容する第２収容部が、各々備えられ、前記第１収容部および前記第２収容部の少なくとも一方には、前記係合爪を有する前記カバーが取り付けられていても良い。

このロボットによれば、３以上のアーム要素と２以上の関節部とを有する多関節ロボットアームの前記関節部に、上述の利点を有するカバーを適用することができる。

上記の関節付きロボットにおいて、前記係合爪は、前記カバーの周縁部から前記収容部の奥行き方向に延びる第１当接面を有する延長部と、前記第１当接面から側方に突出する第２当接面を有する突出部と、を含み、前記被係合部は、前記第１当接面が接面する第１受け面と、前記第２当接面が接面する第２受け面と、を含み、前記第１当接面と前記第２当接面とがなす角は、９０度以下であることが望ましい。

このロボットによれば、係合爪は、カバーの周縁部から前記収容部の奥行き方向に突出する形態となる。また、第１当接面と第２当接面とがなす角が９０度以下である係合爪と、これらの当接面が接面する第１受け面および第２受け面を備える被係合部とで、カバーが収容部に係合する。このような係合形態では、カバーの取り外しのため前記接面の状態を解除させる外力を加えると、当該係合爪の根元部分で折損が生じ易くなる。従って、簡易な爪形状で、係脱が不能な係合爪を実現できる。

上記の関節付きロボットにおいて、前記係合爪は、前記突出部として、前記収容部の奥行き方向に並ぶ第１突出部および第２突出部を含み、前記被係合部は、前記第１突出部および前記第２突出部の各第２当接面が接面する二つの前記第２受け面を含む構成としても良い。

このロボットによれば、収容部の奥行き方向に並ぶ第１突出部および第２突出部が、被係合部にそれぞれ係合する。従って、カバーの取り外しには前記第１、第２突出部の双方の係合を解除が必要となり、係脱が不能な係止爪を容易に実現できる。

上記の関節付きロボットにおいて、前記第２当接面は、その表面の一部が突出した凸部を有し、前記第２受け面は、その表面の一部が凹没した凹部を有し、前記凸部は、前記カバーが前記収容部に取り付けられた状態において、前記凹部に嵌合可能な形状を有していても良い。或いは、前記第２当接面は、その表面の一部が凹没した凹部を有し、前記第２受け面は、その表面の一部が突出した凸部を有し、前記凹部は、前記カバーが前記収容部に取り付けられた状態において、前記凸部を受け入れ可能な形状を有していても良い。

このロボットによれば、凹部と凸部との嵌合により、第２当接面と第２受け面との間の相対的な滑り移動が規制される。従って、係脱が不能な係止爪を容易に実現できる。

上記の関節付きロボットにおいて、前記係合部は樹脂材料製であり、前記被係合部は金属材料製であることが望ましい。

このロボットによれば、係合部は比較的強度の低い樹脂材料製で、被係合部は比較的強度が高い金属材料製で形成される。両者の強度差により、係合爪を維持した状態でのカバーの取り外しをより困難にすることができる。

上記の関節付きロボットにおいて、前記カバーは、前記収容部に取り付けた状態にある当該カバーの取り外し工具の適用位置を示す目印部を有することが望ましい。前記目印部は、マイナスドライバーの先端部を挿入可能な切り欠き部でも良い。

このロボットによれば、メンテナンス作業者等の、本体的にカバーを取り外す権限を有する者の作業性を良好とすることができる。

Claims (9)

1. 複数のアーム要素と、前記複数のアーム要素を回転可能に接続する関節部と、を有するロボットアームと、
   前記関節部の内部に設けられると共に当該関節部の側方に開口を有し、前記ロボットアームの駆動源となるモータを収容する収容部と、
   前記収容部の開口を塞ぐカバーと、を備え、
   前記カバーは複数の係合爪を有し、前記収容部は被係合部を有し、前記複数の係合爪の前記被係合部への係合により、前記開口を塞ぐように前記カバーが前記収容部に取り付けられ、
   前記複数の係合爪は、
   弾性変形による前記被係合部への嵌め込みにより係合する一方で、損傷以外では前記被係合部からの係脱が不能であって、
   前記カバーの前記開口への嵌め込み時には前記係合が可能なように均等に弾性変形し、前記カバーを前記被係合部から取り外す際には均等な弾性変形が不可能なため損傷する、関節付きロボット。
2. 請求項１に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記ロボットアームは、第１アーム要素と第２アーム要素とを接続する第１関節部と、前記第２アーム要素と第３アーム要素とを接続する第２関節部とを含む多関節ロボットアームであり、
   前記収容部として、前記第１関節部の内部には第１モータを収容する第１収容部が、前記第２関節部の内部には第２モータを収容する第２収容部が、各々備えられ、
   前記第１収容部および前記第２収容部の少なくとも一方には、前記係合爪を有する前記カバーが取り付けられている、関節付きロボット。
3. 請求項１または２に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記複数の係合爪は各々、前記カバーの周縁部から前記収容部の奥行き方向に延びる第１当接面を有する延長部と、前記第１当接面から側方に突出する第２当接面を有する突出部と、を含み、
   前記被係合部は、前記第１当接面が接面する第１受け面と、前記第２当接面が接面する第２受け面と、を含み、
   前記第１当接面と前記第２当接面とがなす角は、９０度以下である、関節付きロボット。
4. 請求項３に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記複数の係合爪は各々、前記突出部として、前記収容部の奥行き方向に並ぶ第１突出部および第２突出部を含み、
   前記被係合部は、前記第１突出部および前記第２突出部の各第２当接面が接面する二つの前記第２受け面を含む、関節付きロボット。
5. 請求項３または４に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記第２当接面は、その表面の一部が突出した凸部を有し、
   前記第２受け面は、その表面の一部が凹没した凹部を有し、
   前記凸部は、前記カバーが前記収容部に取り付けられた状態において、前記凹部に嵌合可能な形状を有する、関節付きロボット。
6. 請求項３または４に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記第２当接面は、その表面の一部が凹没した凹部を有し、
   前記第２受け面は、その表面の一部が突出した凸部を有し、
   前記凹部は、前記カバーが前記収容部に取り付けられた状態において、前記凸部を受け入れ可能な形状を有する、関節付きロボット。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記複数の係合爪は樹脂材料製であり、前記被係合部は金属材料製である、関節付きロボット。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記カバーは、前記収容部に取り付けた状態にある当該カバーの取り外し工具の適用位置を示す目印部を有する、関節付きロボット。
9. 請求項８に記載の関節付きロボットにおいて、
   前記目印部は、マイナスドライバーの先端部を挿入可能な切り欠き部である、関節付きロボット。