JPH07290383A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線が作用軸にからまず、配線の断線を防止
することができる産業用ロボットを提供すること。 【構成】 作用軸１０の内部は、軸線に関して中空部に
なっていて、作用軸１０の先端への電気配線７５は、線
材巻き付けドラム６３の上部から導入すると共に、少な
くとも１回線材巻き付けドラム６３に巻き付け、受け部
材７０の所定位置に導き、受け部材７０に関連して作用
軸１０を中心に少なくとも１回巻いて、上記作用軸１０
の中空部に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボット、特にフ
ルアース型水平多関節ロボットにおいてその先端に付設
された上下動・回動する作用端の軸が第１アーム・第２
アームの姿勢を問わず、常に１の指令値によって一定の
回動角を保つようになした産業用ロボットの配線に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】水平多関節ロボットにおいては、一般に
基台柱に対して、その基台柱を中心軸として長手方向端
部を回動中心として水平回動するように据え付けられた
第１アームがあり、さらに第１アームの他端部分を中心
軸として長手方向端部を回動中心として水平回動するよ
うに据え付けられた第２アームがある。そして、第２ア
ームの回動源となる駆動機構は、第２アーム上もしくは
第１アーム上に固定されているのがほとんどである。

【０００３】この場合、第２アームの駆動源の駆動は第
１アームの動きによって影響を受けて、加減速を独立に
制御することができないといった問題点がある。この問
題を解決する手段として、フルアース型ロボットが提案
されている。フルアース型ロボットでは、第２アームを
駆動する駆動源を、第１アーム、第２アームのいずれに
も固定することなく、基台に対して固定するように構成
することで、第２アームの駆動に際して第１アームの動
きの影響を軽減しようとしている。

【０００４】そして、上記フルアース型ロボットには、
一般に第２アーム先端部分にＲＺ軸を有する。このＲＺ
軸は作用軸ともいい、たとえば工具が取り付けられてい
る。このＲＺ軸は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に伸縮すると
共にそれ自身がＲ軸を中心として回動する。このＲＺ軸
を駆動する駆動機構は、通常第２アーム上に固定されて
いる。

【０００５】しかし、上記フルアース型ロボットにおい
ては、ＲＺ軸の全ての駆動機構が第２アーム上に配設さ
れているために、第１アームの位置および第２アームの
位置に関係なく第２アームに対してＲ軸の位置角の絶対
的な位置関係を維持するために、Ｒ軸の位置角について
は第１アームの位置および第２アームの位置によって補
正した制御をしなければならない。

【０００６】これでは、制御が複雑すぎると共に、サー
ボ制御の遅れ等により、Ｒ軸の方向が第１アームおよび
第２アームの位置移動に伴なって移動中の変動を生ずる
ことがあり、精密制御をする際に不都合を生じることと
なっていた。

【０００７】このため、第１アームと第２アームをそれ
ぞれにフローティングされた支持軸で接続し、このフロ
ーティングされた軸が常に基台に対して同一の角度関係
を保つようにすると共に、ＲＺ軸の駆動機構も併せてこ
の軸と同一の角度関係を保つようにしたことで、Ｒ軸に
おける第１アームおよび第２アームとの関係をキャンセ
ルさせ、第１アームおよび第２アームの位置移動によっ
ても移動中の変動を生ずることがなく精密制御を容易に
実現しようとしたものを出願人は提案している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成をと
るロボットにおいては、作用軸が中空ではなく、第２ア
ームの一端をターミナルとしてこの一端から作用軸に配
線していた。このため、作用軸の回動によって配線が作
用軸にからみ、断線する事故が生じてしまう。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、配線もしくは線材が作用軸にからま
ず、配線の断線を防止することができる産業用ロボット
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第１発明に
あっては、基台と、長手方向一端部を回動中心として水
平面で回動するように上記基台に支持された第１アーム
と、上記第１アームの長手方向他端部に支持された第２
アームと、上記第２アームの長手方向端部において鉛直
方向に設定された作用軸と、上記第１アームおよび上記
第２アームを回動自在に支持する軸芯と、上記基台に対
して上記軸芯と同一の回動角に維持する軸芯角維持手段
と、上記軸芯の上端部に回動中心を略中心軸に一致させ
た線材巻き付けドラムと、上記第２アームの上面で上記
作用軸の突出する位置の近傍に上記作用軸の軸線を回動
中心とする配線受け部材と、上記配線受け部材の回動中
心に取り付けられた受け部材用のプーリと、上記第２ア
ームの上面で上記軸芯に取り付けられた受け部材駆動プ
ーリと、上記受け部材用のプーリと、上記受け部材駆動
プーリとの間に懸架された受け部材駆動ベルトと、上記
作用軸の内部は、軸線に関して中空部になっていて、上
記作用軸の先端への電気配線は、上記線材巻き付けドラ
ムの上部から導入すると共に、少なくとも１回上記線材
巻き付けドラムに巻き付け、上記受け部材の所定位置に
導き、上記受け部材に関連して上記作用軸を中心に少な
くとも１回巻いて、上記作用軸の中空部に導く構成とし
た産業用ロボットにより、達成される。

【００１１】本発明にあっては、好ましくは前記受け部
材は、前記作用軸に関連して設けられた受け皿である。
また、本発明にあっては、好ましくは前記受け部材駆動
ベルトにテンションを与えるテンショナを備える。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、作用軸の先端への電気配線
は、線材巻き付けドラムの上部から導入すると共に、少
なくとも１回線材巻き付けドラムに巻き付け、受け部材
の所定位置に導き、受け部材に関連して作用軸を中心に
少なくとも１回巻いて、作用軸の中空部に導くので、作
用軸に配線がからみのを防止することでき、配線の断線
を防ぐ。

【００１３】ここで、軸芯は、第２アーム内に基台と同
一の角度となる基準を伝達するように作用すると共に、
第１アームおよび第２アームを回動自在に軸支する機構
として作用する。軸芯角維持手段は、該軸芯を基台と同
一の回動角に維持するように作用する。

【００１４】第２アーム上に回動自在に付設された回転
軸を駆動する回転軸駆動部は第２アーム先端に付設され
た作用軸の回動駆動をするように作用する。これら全体
として回転軸における第１アームおよび第２アームとの
関係をキャンセルさせ、第１アームおよび第２アームの
位置移動によっても移動中の変動を相殺するように作用
する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００１６】本発明の産業用ロボットの実施例を図１な
いし図３を用いて説明する。図１は、本発明の産業用ロ
ボットの好ましい実施例における軸芯角維持手段１００
と、回転軸駆動部角維持手段２００等を示している。図
２は、第２アームの中の作用軸１０と、回転軸駆動部角
維持手段２００、そして軸方向駆動部角維持手段３００
を示している。図３は、第１アーム３と第２アーム１１
の駆動系等の構成を示している。

【００１７】まず、図３を参照して、実施例における第
１アーム３と第２アーム１１および駆動系を説明する。
図３の第１アーム駆動部１は、第１アーム３を駆動する
モータおよび減速機構からなっている。この第１アーム
駆動部１は、基台Ｂに対して固定され、駆動回動軸に回
動力を伝達して、伝達された駆動力は、第１アーム３の
全体を動かすようになっている。

【００１８】第２アーム駆動部２は、第２アーム１１を
駆動するモータと、モータ出力軸に接続された減速機構
よりなっている。第２アーム駆動部２は、第１アーム駆
動部１と同様に、基台Ｂに対して回動方向に固定されて
いる。モータの減速された駆動力は、駆動ベルト駆動プ
ーリ５に伝達され、このプーリ５を回動させるようにな
っている。これらの第１アーム駆動部１と第２アーム駆
動部２は、第１アーム３の先端３ｂに対応して配置され
ている。

【００１９】駆動ベルト４は、駆動ベルト駆動プーリ５
および第２軸駆動プーリ６の間に懸架され、第２アーム
駆動部２より発生した駆動力を、第２軸駆動プーリ６に
伝達するようになっている。駆動ベルト４としては、た
とえばスチールベルト等が用いられる。第２軸駆動プー
リ６は、第１アーム３の先端３ａに位置して、回動可能
になっており、第２軸駆動プーリ６の内部は、他の機構
を保持するように中空になっている。

【００２０】第２アーム１１の中央部は第２軸駆動プー
リ６に固着されている。第２アーム１１の先端１１ａに
は作用軸１０を付設し、併せて作用軸１１ａの反対側１
１ｂにＺ軸モータ９とＲ軸モータ８を有している。Ｚ軸
モータ９とＲ軸モータ８は、好ましくは第２アーム１１
の上に設定されている。この作用軸１０は、いわゆるツ
ール搭載軸であり、上下方向（Ｚ軸方向）の移動と、軸
回り方向（Ｒ方向）の回転が可能になっている。この作
用軸１０には、工具等が着脱自在に取り付けられる。Ｚ
軸モータ９は、この作用軸１０を上下方向（Ｚ軸方向）
に移動させるための軸方向駆動手段である。また、Ｒ軸
モータ８は、この作用軸１０を軸回り方向（Ｒ方向）に
回転させるための回転軸駆動手段である。

【００２１】次に、これらの駆動系の動作について、図
３により説明する。第１アーム駆動部１により回動され
る力は第１アーム３に伝達されて、第１アーム３は第１
アーム駆動部１を回動中心として回動できるようになっ
ている。

【００２２】一方、第２アーム駆動部２は、第１アーム
駆動部１と同位相に固定されており、このため、第１ア
ーム３の回動によっても第２アーム１１の姿勢は変化し
ないようになっている。つまり、第２アーム駆動部２に
よって駆動ベルト駆動プーリ５が回動させられ、駆動ベ
ルト４を伝達手段として駆動力は第２軸駆動プーリ６に
伝達され、第２軸駆動プーリ６は回動させられる。この
回動によって、第２軸駆動プーリ６に固定もしくは取り
付けられている第２アーム１１は回動できるようにな
る。図３では図示していない第２アーム１１上の機構に
より、Ｒ軸モータ８の駆動で作用軸１０は回動される。
また、Ｚ軸モータ９の駆動により、作用軸１０はＺ方向
に上下動できる。

【００２３】次に、Ｒ軸モータ８およびＺ軸モータ９の
姿勢の規制手段について、図１を用いて説明する。これ
らのＲ軸モータ８およびＺ軸モータ９は、第２アーム１
１に関して回動自在に設けられている。図１は、本発明
の実施例における軸芯角維持手段１００と、回転軸駆動
部角維持手段２００、そして軸方向駆動部角維持手段３
００を取り出して図示している。

【００２４】まず、軸芯角維持手段１００について説明
する。この軸芯角維持手段１００は、図３の基台Ｂに対
して軸芯であるアース受け軸１５を同一の回動角に維持
するための手段である。図１の基台固定プーリ１２、ア
ースベルト１３、およびアース受けプーリ１４は、図３
の第１アーム３の内部に組み込まれている。

【００２５】アース受け軸１５は、第１アーム３の先端
３ａに支持された第２アーム１１の回動軸中に組み込ま
れている。それ以外の部分は第２アーム１１の内部に組
み込まれている。基台固定プーリ１２は、図３の基台Ｂ
に対して固定した位置関係にある。そして図示されるご
とく、プーリ１２の中心部分には同心円状の開孔部１２
ａが設けられていて、先に説明した図３の第１アーム駆
動部１等を囲むようになっている。アースベルト１３は
タイミングベルト（歯付ベルト）であって、基台固定プ
ーリ１２およびアース受けプーリ１４の間に懸架がされ
ている。

【００２６】アース受けプーリ１４は第１アーム３のほ
ぼ先端３ａに位置したプーリであって、その中心にはア
ース受け軸１５が取り付けられている。アース受け軸１
５は、軸芯ともいい、前記アース受けプーリ１４、アー
スプーリ１６を取り付け、アース受けプーリ１４はアー
スプーリ１６と一体に回るようになっている。

【００２７】次に、回転軸駆動部角維持手段２００につ
いて説明する。この回転軸駆動部角維持手段２００は、
回転軸駆動手段であるＲ軸モータ８の回動角を、上述し
た軸芯であるアース受け軸１５と同一の回動角に維持す
るための手段である。

【００２８】アースプーリ１６は、方向規制プーリであ
り、アースプーリ１６には、Ｚ軸方向規制ベルト１８が
懸架されている。Ｚ軸方向規制プーリ１９は、その回動
中心にＺ軸モータ９を擁する。Ｚ軸方向規制プーリ１９
とアースプーリ１６には、Ｚ軸方向規制ベルト１８が懸
架されていて、アースプーリ１６の回転は、Ｚ軸方向規
制プーリ１９の回転となるようになっている。このＺ軸
方向規制ベルト１８は、回転軸方向規制ベルトともい
う。Ｒ軸方向規制ベルト２０が、Ｚ軸方向規制プーリ１
９とＲ軸方向規制プーリ２１との間に懸架されている。
Ｒ軸方向規制ベルト２０は、回転軸方向規制ベルトであ
る。Ｒ軸方向規制プーリ２１の中心には、Ｒ軸モータ８
が固定されている。Ｒ軸方向規制プーリ２１は、回転軸
方向規制プーリである。

【００２９】次に、軸方向駆動部角維持手段３００につ
いて説明する。この軸方向駆動部角維持手段３００は、
軸方向駆動手段としてのＺ軸モータ９の回動角を、上述
した軸芯であるアース受け軸１５と同一の回動角に維持
するための手段である。上述したＺ軸方向規制プーリ１
９とＺ軸方向規制ベルト１８からなる。

【００３０】次に、図２を用いて、Ｒ軸モータ８および
Ｚ軸モータ９から、回転軸である作用軸１０に動力を伝
達する機構について説明する。図２に記載した機構は、
全て第２アーム１１中に収納されているものである。

【００３１】Ｒ軸減速器２２の入力軸がＲ軸モータ８の
出力軸に接続されている。そして、Ｒ軸モータ８の出力
軸は、Ｒ軸駆動プーリ２３の回動軸に取り付けられてい
る。このため、Ｒ軸減速器２２は、Ｒ軸モータ８の回転
を所定の比率で減速してＲ軸駆動プーリ２３に伝達す
る。

【００３２】Ｒ軸モータ８の出力軸の回動に基づいて、
Ｒ軸駆動プーリ２３に懸架させられているＲ軸駆動ベル
ト２４を移動するようになっている。Ｚ軸モータ９の出
力軸は、直接Ｚ軸駆動プーリ２５の回動軸に取り付けら
れている。Ｚ軸駆動プーリ２５には、Ｚ軸駆動ベルト２
６が懸架されていて、Ｚ軸駆動ベルト２６の他方にはボ
ール螺子ナットプーリ２９が懸架されている。Ｚ軸モー
タ９の出力に基づいて、ボール螺子ナットプーリ２９が
回動されるようになる。

【００３３】一方、Ｒ軸駆動ベルト２４の他方には、ス
プラインナットプーリ３０が懸架させられている。これ
により、Ｒ軸モータ８の出力軸の回動により、スプライ
ンナットプーリ３０が所定の減速比をもって回動され
る。ボール螺子ナットプーリ２９の回動中心には、ボー
ル螺子ナット２８が付設されている。このボール螺子ナ
ット２８は、作用軸１０の螺子部分に螺合していて、Ｚ
軸モータ９の駆動によるボール螺子ナット２８の回動に
よって、作用軸１０がＺ方向に上下動するようになって
いる。

【００３４】また、スプラインナットプーリ３０の回動
中心は、図示しないスプライン係合部が付設されてい
て、Ｒ軸モータ８の駆動によるスプラインナットプーリ
３０の回動によって作用軸１０がＲ方向に軸中心に回動
されるようになっている。

【００３５】次に、上記構成による動作を説明する。い
ま本発明の実施例における産業用ロボットの図３の第１
アーム３が動いた場合を考える。図１の基台固定プーリ
１２は図３の基台Ｂに対して固定させられているので、
第１アーム３の移動によって、アースベルト１３に懸架
させられているアース受けプーリ１４およびアース受け
プーリ１４に取り付けられているアース受け軸１５の回
動角は、第１アーム３の姿勢を問わず不変である。

【００３６】一方、アース受け軸１５に取り付けられて
いるアースプーリ１６もその方向は不変であるので、Ｚ
軸方向規制ベルト１８を併せて懸架されているＺ軸方向
規制プーリ１９も第１アーム３の姿勢に拘わらず一定の
方向に向いている。このため、Ｚ軸モータ９は、Ｚ軸方
向規制プーリ１９の回動中心に固定させられているの
で、Ｚ軸モータ９の軸中心方向への向きも第１アーム３
の姿勢に拘わらず一定の方向を向いている。

【００３７】同様に、Ｚ軸方向規制プーリ１９に対して
Ｒ軸方向規制ベルト２０により懸架されているＲ軸方向
規制プーリ２１も、第１アーム３の姿勢を問わず一定の
方向を向いている。このため、Ｒ軸モータ８は、Ｒ軸方
向規制プーリ２１に回動中心で固着させられているの
で、Ｒ軸モータ９も一定の方向を向いていることにな
る。そして、図２のＲ軸モータ８の軸に駆動軸が取り付
けられているＲ軸減速器２２およびＲ軸駆動プーリ２３
も、第１アーム３の姿勢を問わず一定の方向を向いてい
る。そして、Ｒ軸駆動ベルト２４を通して、スプライン
ナットプーリ３０は、所定の回転角を持つことになる。
すなわち、本構成によれば、第１アーム３の姿勢を問わ
ず、作用軸１０の方向は同一の方向に常に向いているこ
とになる。そして、Ｒ軸モータ８を動作させることによ
り、Ｒ軸減速器２２を通して作用軸１０を所定の角度に
制御することによって任意の角を持たせることができる
ようになる。

【００３８】一方、Ｚ軸方向規制プーリ１９の同軸上に
固着させられているＺ軸モータ９の回動により、Ｚ軸駆
動プーリ２５も回動させられるが、この回動力はＺ軸駆
動ベルト２６を通じてボール螺子ナットプーリ２９を回
動させ、従ってボール螺子ナット２８を回動させること
になるので、ボール螺子ナット２８に螺合している作用
軸１０が上下動するようになる。

【００３９】いま、Ｒ軸モータ８およびＺ軸モータ９が
駆動せずに第１アーム３が移動した時を考える。する
と、Ｒ軸モータ８およびＺ軸モータ９は所定の角度を維
持し続けるので、結局作用軸１０も上下方向の力および
回動力は生じないので、所定の角度を保つようになる。

【００４０】なお、Ｒ軸モータ８を回動させたときに
は、ボール螺子ナット２８に対して作用軸１０が回動す
ることになるので、ボール螺子ナット２８には上下方向
いずれかの力がかかることになる。かかる不具合を回避
するためには、Ｒ軸モータ８の回動に伴ないＺ軸モータ
９を移動させ、結果としてボール螺子ナット２８が力を
受けないように制御する必要がある。かかる制御は、ボ
ール螺子ナットプーリ２９がスプラインナットプーリ３
０に対して同一角だけ回動するように行えば良い。従っ
てその演算は極めて容易なものとなっている。

【００４１】次に、上述した第１アーム３と第２アーム
１１、作用軸１０および、これらの姿勢維持をする機構
の具体例を、図４と図５を用いて説明する。図４は、本
発明の実施例における第１アーム３の具体的な構成を図
示したものである。第１アーム駆動部１の第１アーム用
モータ４５の出力軸には、減速機構４８が接続されてい
て、その減速機構４８の出力軸には第１アーム３が直接
接続されている。

【００４２】また、第２アーム駆動部２の第２アーム用
モータ４３の出力軸には、減速機構４４が接続されてい
て、減速機構４４の出力軸は駆動ベルト駆動プーリ５に
連接されている。ここで、第１アーム用モータ４５と減
速器構４８は、図３の第１アーム駆動部１を形成してい
る。また、第２アーム用モータ４３と減速機構４４は、
図３の第２アーム駆動部２を形成している。この第２ア
ーム駆動部２は、第１アーム３の動きに対しフロートす
るように第２アーム用駆動部支持ベアリング４２を介し
て、第２アーム駆動部保持部４０に付設されている。

【００４３】第２アーム駆動部保持部４０は、第２アー
ム駆動部２を回動自在に保持し、第１アーム３の慣性モ
ーメント軽減のため、第１アーム３のほぼ回動中心に付
設されている。

【００４４】また、第１アーム３の長手方向から保持張
力調整螺子４１が螺合されている。この螺子を回転する
ことにより、第２アーム駆動部２を駆動ベルト４に対し
て長手方向に移動可能とすることにより、駆動ベルト４
の張力調整ができるようになっている。

【００４５】一方、基台固定プーリ１２に懸架されたア
ースベルト１３はアース受けプーリ１４に懸架させられ
るが、アース受けプーリ１４の回動中心に取り付けられ
たアース受け軸１５は、アース受け軸１５の下部の支持
ベアリング４６によって支持されている。第２軸駆動プ
ーリ支持ベアリング５１は、第１アーム３と第２軸駆動
プーリ６との間に付設されていて、第１アーム３に対し
回動自在に支持されるようになっている。

【００４６】アース受け軸上部支持ベアリング４９とア
ース受け軸中部支持ベアリング５０は、第２軸駆動プー
リ６とアース受け軸１５との間に付設され、アース受け
軸１５を支持するようになっている。このため、第２軸
駆動プーリ支持ベアリング５１と第２軸駆動プーリ６
と、アース受け軸上部支持ベアリング４９およびアース
受け軸中部支持ベアリング５０とを介して、アース受け
軸１５は第１アーム３に対して支持されている。

【００４７】図３に示したように、第２軸駆動プーリ６
の回動中心に開口が設けられ、その中にアース受け軸１
５が貫通している。そして、第２軸駆動プーリ６の上端
部には直接第２アーム１１が固定されている。

【００４８】次に、第２アーム１１内の機構の具体例に
ついて、図５を用いて説明する。図１に示すように、ア
ース受け軸１５は第２アーム１１に係合することなく、
アース受け軸１５の上端部がアースプーリ１６の回動中
心に取り付けられる。Ｚ軸モータ支持ベアリング６０
は、第２アーム１１の筐体とＺ軸モータ９の間に設けら
れていて、Ｚ軸モータ９を回動自在に支持するベアリン
グである。Ｒ軸モータ支持ベアリング６１は、第２アー
ム１１の筐体とＲ軸モータ８の間に設けられ、Ｒ軸モー
タ８を回動自在に支持するベアリングである。

【００４９】そして、先の説明の通り、Ｚ軸の方向規制
ベルト１８が、Ｚ軸方向規制プーリ１９とアースプーリ
１６の間に懸架されると共に、Ｚ軸方向規制プーリとＲ
軸方向規制プーリ２１との間はＲ軸方向規制ベルト２０
が懸架されている。そしてＺ軸モータ９の駆動軸にはＺ
軸駆動プーリ２５が付設され、またＲ軸モータ８の出力
軸にはＲ軸減速器２２を介してＲ軸駆動プーリ２３が付
設されている。

【００５０】以上のような構成をとることによって、先
に説明した第１アーム３の機構と、第２アーム１１の機
構が組み合せられている。なお、上記機構において、図
１に示す基台固定プーリ１２とアース受けプーリ１４
は、その回動比が１対１でなければならない。また、Ｚ
軸方向規制ベルト１８の懸架させられているアースプー
リ１６とＺ軸方向規制プーリ１９、Ｒ軸方向規制ベルト
の懸架されているＺ軸方向規制プーリ１９とＲ軸方向規
制プーリ２１も、それぞれ１対１の回動比となる必要が
ある。

【００５１】具体的には、これらプーリの半径は、第１
アームと第２アームの容量により許容されるできるだけ
大きいものとすることが精度等の点から有利である。本
発明の実施例では、フルアース型ロボットにおいて第２
アーム１１上に付設したＺ軸モータ９およびＲ軸モータ
８を第１アーム３の回動に対して偏位角が不変となるよ
うにすることで、ロボット制御機構の制御において第１
アームと第２アームの角度に依存しないようにして、作
用軸１０に関するＺ軸・Ｒ軸の制御ができるようにした
ものである。

【００５２】つまり、第１アームと第２アームをそれぞ
れにフローティングされた支持軸で接続し、このフロー
ティングされた軸が常に基台に対して同一の角度関係を
保つようにしたことで、回転軸（Ｒ軸）における第１ア
ームおよび第２アームとの関係を保つようにすると共
に、ＲＺ軸の駆動機構も併せてこの軸と同一の角度関係
をキャンセルさせ、第１アームおよび第２アームの位置
移動によっても移動中の変動を生ずることがなく精密制
御を容易に実現することができる。

【００５３】ところで、上記実施例では、好ましくは例
えば、図示の実施例では、プーリとベルトを用いている
が、これに代えて、ギアとチェーンの組み合わせ等の駆
動力伝達手段を用いてもよい。

【００５４】次に線材配線部分について、図５を用いて
説明する。線材導入部６２は、図示しない基台付近から
ロボット上部を通して配管接続され、その内部を第２ア
ーム上のモータ等に供給する電気配線等を包摂するよう
になっている。線材導入部６２は、線材巻き付けドラム
６３の上端部に固定される。

【００５５】線材巻き付けドラム６３は、アースプーリ
１６上部に位置し、その中心軸が第２アーム１１の回動
中心と略同一となるように枢着されている。線材導入部
６２を通って得られる線材は、線材巻き付けドラム６３
の側面の一部を通って外側に引き出され、一旦少なくと
も１回以上、線材巻き付けドラム６３の周囲に巻き付け
られ、Ｚ軸モータ９もしくはＲ軸モータ８の外周部に導
出される。

【００５６】すなわち、線材導入部６２を通ったＺ軸モ
ータ９用の線材６４は線材巻き付けドラム６３の一部よ
り外側に引き出され、一旦巻かれた後Ｚ軸モータ９の周
囲にさらに少なくとも１回巻かれた後、電線の導入部分
に引き込まれるようになっている。同様に、Ｒ軸モータ
８用の線材６５も線材巻き付けドラム６３で少なくとも
１回以上巻かれた後、Ｒ軸モータ８の周囲に少なくとも
１回巻き付けられ、さらにＲ軸モータ８の線材導入部に
接続されるようになっている。

【００５７】支え板６６はＲ軸モータ８の下側に付設さ
れたフランジ状の板であり、巻き付けられるＲ軸モータ
８用の線材６５の巻き付け位置が不安定になるのを防止
している。同じく支え板６７はＺ軸モータ９の下側に付
設されたフランジ状の板であり、巻き付けられるＺ軸モ
ータ９用の線材６４の巻き付け位置が不安定になるのを
防止している。なお、Ｒ軸モータ８の周囲長と、Ｚ軸モ
ータ９の周囲長と、線材巻き付けドラム６３の周囲長
は、好ましくはほぼ同じである。このようにすること
で、線材ともいう配線のたるみを防げる。

【００５８】ところで、作用軸１０の先端にツール等を
配置する時において、当該ツールが電気配線およびエア
ー配管等を要求する場合がある。この場合においての実
施例を図６を用いて説明する。作用軸はその軸線上が中
空となっており、軸線部分に配線・配管が通じるように
なっている。

【００５９】受け皿７０は、その平面部に少なくとも１
つの開口７ａを持ち、作用軸１０の軸線が回動中心とな
るように回動自在に設けられている。

【００６０】受け皿プール７３は、受け皿７０の回動中
心に枢着されている。受け皿駆動ベルト７１は、受け皿
プーリ７３と受け皿駆動プーリ７２との間に懸架されて
いるタイミングベルトである。

【００６１】受け皿駆動ベルトテンショナ７４は、受け
皿駆動ベルト７１に当接し、かつ駆動ベルト７１に一定
の張力が生じるように作用している。

【００６２】受け皿駆動プーリ７２は線材巻き付けドラ
ム６３の直下に位置し、アース受け軸１５の回動と共に
連動するように枢着されている。

【００６３】作用軸１０の配線７５は、作用軸１０の中
空部分を通ってツールより作用軸１０の端上部に引き出
され、作用軸１０の周辺を少なくとも１回のらせん状の
余裕を持ち、受け皿７０の平面部に設けられ開口７０ａ
を通って上部より下部に導出され、さらに受け皿の直下
部で巻かれた後、線材巻き付けドラム６３に巻き付けら
れるように導かれる。

【００６４】次にこの動作について説明する。第１アー
ム３が動作した時にはこれに伴ない、Ｚ軸モータ９、Ｒ
軸モータ８、線材巻き付けドラム６３は特定の方向を向
くようにその姿勢が規制されている。このため第２アー
ム１１に対してはその方向が変化するようになるが、外
周に巻かれ線材巻き付けドラム６３から各モータ８，９
に伸びる線材の長さは一定となる。すなわち、線材巻き
付けドラム６３、Ｚ軸モータ９、Ｒ軸モータ８の方向が
変わった場合にも、一方が巻き出した長さだけ他方が巻
き取る関係を維持し、結果としてロボットの動作によっ
ては配線ともいう線材６５，６４がたるむような方向、
もしくは引きちぎるような方向に動作することはない。

【００６５】受け皿プーリ７２，７３の動作について説
明する。第１アームの動作により受け皿駆動プーリ７２
はアース受け軸１５（図３参照）の回動と共に回動し、
受け皿駆動ベルト７１を介して受け皿プーリ７３を回動
させ、結果受け皿７０を回動させる。

【００６６】このため、線材巻き付けドラム６３より導
出された作用軸１０の配線７５はたるみなく懸架される
ことになる。

【００６７】また、受け皿７０の上に螺旋状に作用軸１
０の配線７５が設けられているので、作用軸１０の回動
もしくは上下動によってもその姿勢を大幅に乱すことが
ないので、作用軸１０の配線７５に対するダメージが大
きくなることを防いでいる。

【００６８】本発明の実施例は、フルアース型ロボット
において、第２軸回動中心（アース受け軸１５）に線材
巻き付けドラム６３を付設し、かつＲ軸モータ８とＺ軸
モータ９までの線材６５，６４の引きまわして、各ドラ
ムとモータにおいて巻き付け部を設けておくことで、配
線材への不要な負担がかかるのを防止するものである。

【００６９】以上説明したように、本発明は第１アーム
と第２アームをそれぞれにフローティングされた支持軸
で接続し、このフローティングされた軸が常に基台に対
して同一の角度関係を保つようにすると共に、ＲＺ軸
（作用軸あるいは回転軸ともいう）の駆動機構も併せて
この軸と同一の角度関係を保つようにしている。このフ
ルアース型のロボットの作用軸を中空構造として、その
先端に設けられるツールへの配線もしくは配管等を、中
空部分を通すようにしているので、先端の回転によって
も配線もしくは配管の巻き付きが起こらない。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、配
線もしくは線材が作用軸にからまず、配線の断線を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の産業用ロボットの好ましい実施例にお
ける軸芯角維持手段と、回転軸駆動部角維持手段を示す
図。

【図２】第２アームの中の作用軸と、回転軸駆動部角維
持手段、そして軸方向駆動部角維持手段を示す図。

【図３】第１アームと第２アームの駆動部分等を示す
図。

【図４】第１アームの機構を示す図。

【図５】第２アームの機構と配線処理系統を示す図。

【図６】配線処理系統を示す図。

【符号の説明】

１ 第１アーム駆動部 ２ 第２アーム駆動部 ３ 第１アーム ８ Ｒ軸モータ（回転軸駆動部） ９ Ｚ軸モータ（軸方向駆動部） １０ 作用軸（回転軸、ＲＺ軸） １１ 第２アーム １５ アース受け軸（軸芯） １６ アースプーリ（方向規制プーリ） １８ Ｚ軸方向規制ベルト（回転軸方向規制ベル
ト） ２０ Ｒ軸方向規制ベルト（回転軸方向規制ベル
ト） ２１ Ｒ軸方向規制プーリ（回転軸方向規制プー
リ） ６２ 線材導入部 ６３ 線材巻き付けドラム ６４ Ｚ軸モータ用の線材（配線） ６５ Ｒ軸モータ用の線材（配線） ６６，６７ 支え板 ７０ 受け皿（受け部材） ７１ 受け皿駆動ベルト ７２ 受け皿駆動プーリ ７３ 受け皿プーリ ７４ 受け皿駆動ベルトテンショナ ７５ 配線（線材、配管） １００ 軸芯角維持手段 ２００ 回転角駆動部角維持手段 ３００ 軸方向駆動部角維持手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、 長手方向一端部を回動中心として水平面で回動するよう
   に上記基台に支持された第１アームと、 上記第１アームの長手方向他端部に支持された第２アー
   ムと、 上記第２アームの長手方向端部において鉛直方向に設定
   された作用軸と、 上記第１アームおよび上記第２アームを回動自在に支持
   する軸芯と、 上記基台に対して上記軸芯と同一の回動角に維持する軸
   芯角維持手段と、 上記軸芯の上端部に回動中心を略中心軸に一致させた線
   材巻き付けドラムと、 上記第２アームの上面で上記作用軸の突出する位置の近
   傍に上記作用軸の軸線を回動中心とする配線受け部材
   と、 上記配線受け部材の回動中心に取り付けられた受け部材
   用のプーリと、 上記第２アームの上面で上記軸芯に取り付けられた受け
   部材駆動プーリと、 上記受け部材用のプーリと、上記受け部材駆動プーリと
   の間に懸架された受け部材駆動ベルトと、 上記作用軸の内部は、軸線に関して中空部になってい
   て、 上記作用軸の先端への電気配線は、上記線材巻き付けド
   ラムの上部から導入すると共に、少なくとも１回上記線
   材巻き付けドラムに巻き付け、上記受け部材の所定位置
   に導き、上記受け部材に関連して上記作用軸を中心に少
   なくとも１回巻いて、上記作用軸の中空部に導く構成と
   したことを特徴とする産業用ロボット。
2. 【請求項２】 前記受け部材は、前記作用軸に関連して
   設けられた受け皿である請求項１に記載の産業用ロボッ
   ト。
3. 【請求項３】 前記受け部材駆動ベルトにテンションを
   与えるテンショナを備える請求項１に記載の産業用ロボ
   ット。