JPH106270A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットアーム先端の重量増加や邪魔なケー
ブルをなくし、しかも、モータによる駆動制御で正確に
エンドエフェクタを駆動すること。 【解決手段】 エンドエフェクタ１００を駆動するため
のサーボモータＭｄをロボット本体側に装備し、ロボッ
トアーム１内の第１の駆動用ドライブシャフト１９と、
手首２内の第２，第３の駆動用ドライブシャフト２０，
２４、および、最終ドライブシャフト２６を介してエン
ドエフェクタ１００のクランプ装置１０４を駆動する。
エンドエフェクタ１００自体に駆動用のサーボモータを
設ける必要がないので、アーム１の先端重量が軽くな
り、また、エントエフェクタ１００に邪魔なケーブルを
取り付ける必要もなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手首の先端にエン
ドエフェクタを装着して各種作業を行わせる産業用ロボ
ットの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】手首の先端にスポット溶接ガンやハンド
等のエンドエフェクタを装着して溶接作業や物品の取り
回し作業を行わせるようにした産業用ロボットが既に公
知である。従来の産業用ロボットにおいては、スポット
溶接ガンのクランプ装置やハンドの開閉駆動を空気圧を
利用して行うのが一般的であったが、最近では溶接や物
品の取り回しに関する作業精度の要求水準が高くなって
きており、その駆動源としてモータを利用するのが一般
化している。

【０００３】しかし、これまでの産業用ロボットでは、
図３に示す通り、エンドエフェクタ１００それ自体に駆
動源となるモータ１０１を装備し、これをロボットアー
ム１０２の先端に位置する手首１０３に取り付けてスポ
ット溶接時のクランプ作業や物品の取り回し作業を行わ
せるのが一般的であった。図３に示すエンドエフェクタ
１００はスポット溶接ガンであり、モータ１０１は、ボ
ールネジおよびボールナット等により構成されるスポッ
ト溶接ガンのクランプ装置１０４を開閉駆動するために
用いられている。

【０００４】ところが、このような構成では、モータ１
０１に電力を供給するためのケーブル１０５が必ず必要
となり、このケーブル１０５がエンドエフェクタ１００
と共に振り回されて作業環境内の物品に引っ掛かった
り、また、ケーブル１０５の屈伸動作の繰り返しによっ
てケーブル１０５自体に断線等の損傷が生じるといった
恐れがあり、これを防止するためには頻繁な点検作業や
定期的なケーブル交換作業が必要となる。

【０００５】また、空気圧を利用した駆動手段、例え
ば、エアシリンダ等に比べるとモータ１０１の重量の方
が遥かに重く、実際には、その重量に更にケーブル１０
５の重量が加わるため、ロボットアーム１０２の先端に
相当に大きな荷重が作用することになり、この結果、産
業ロボットの各部の強度や駆動力が同じであれば、エア
シリンダ等を用いた産業用ロボットに比べて、ハンド等
で持ち運ぶことのできる物品の重さに関する制限も増
え、また、同じだけの搬送能力を確保しようとすれば駆
動源の高出力化や機構部の剛性の強化が必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、ロボットアーム先端における
重量増加や邪魔なケーブルをなくし、しかも、モータを
駆動源として十分な精度でエンドエフェクタを駆動する
ことのできる産業用ロボットを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、産業用ロボッ
トの手首に装着するエンドエフェクタを駆動するための
モータをロボット本体側に装備し、ロボットアームおよ
び前記手首を介し、機械的な動力伝達機構により前記モ
ータの駆動力を前記手首先端のエンドエフェクタ装着部
まで導き、該装着部に装着されているエンドエフェクタ
を駆動するようにしたことを特徴とする構成により前記
目的を達成した。

【０００８】エンドエフェクタを駆動するためのモータ
がロボット本体側に装備される結果、ロボットアーム先
端の重量増加が防止され、また、ロボットアーム先端の
邪魔なケーブルも不要となる。

【０００９】エンドエフェクタを駆動するためのモータ
はロボット本体側の任意位置、例えば、先端に手首を有
するロボットアームの他端側に装備することができる。

【００１０】また、動力伝達機構はドライブシャフトお
よびギァの組み合わせによって構成することができる。

【００１１】より具体的な構成として、ロボットアーム
（１）の中心軸に沿って手首（２）を回転させるための
第１の回転軸（γ）と、ロボットアーム（１）の中心軸
に対して手首（２）を屈折させるかたちで揺動させるた
めの第２の回転軸（β）と、手首（２）に対してエンド
エフェクタ装着部（３）を回転させるための第３の回転
軸（α）とを設け、第２の回転軸（β）を中心として手
首（２）を揺動させる減速機（４）を駆動する減速機側
ベベルギァ（５）に噛合する第１のベベルギァ（６）を
先端外周部に備えた第１の中空ドライブシャフト（７）
を第１の回転軸（γ）に沿って設けると共に、先端外周
部に第２のベベルギァ（８）を備えた第２の中空ドライ
ブシャフト（９）を第１の中空ドライブシャフト（７）
に内嵌して設け、第２の回転軸（β）に沿って設けた第
３の中空ドライブシャフト（１０）の一端外周部に第２
のベベルギァ（８）と噛合する第３のベベルギァ（１
１）を固設する一方、該第３の中空ドライブシャフト
（１０）の他端外周部には、第１のスパーギァ（１２）
を固設して、手首（２）のケーシング内に軸支された第
２のスパーギァ（１３）に噛合させ、該第２のスパーギ
ァ（１３）に固設した第４の中空ドライブシャフト（１
４）の先端外周部に第４のベベルギァ（１５）を固設
し、第３の回転軸（α）を中心としてエンドエフェクタ
装着部（３）を回転させる第５の中空ドライブシャフト
（１６）の端部外周部に固設した第５のベベルギァ（１
７）に噛合させ、更に、先端に第６のベベルギァ（１
８）を備えた第１の駆動用ドライブシャフト（１９）を
前記第２の中空ドライブシャフト（９）に内嵌して設
け、第３の中空ドライブシャフト（１０）に内嵌して設
けた第２の駆動用ドライブシャフト（２０）の一端に第
６のベベルギァ（１８）と噛合する第７のベベルギァ
（２１）を固設する一方、第２の駆動用ドライブシャフ
ト（２０）の他端には、第３のスパーギァ（２２）を固
設して、手首（２）のケーシング内で第２のスパーギァ
（１３）と同一軸線上に回転自在に軸支された第４のス
パーギァ（２３）に噛合させ、該第４のスパーギァ（２
３）に固設した第３の駆動用ドライブシャフト（２４）
を前記第４の中空ドライブシャフト（１４）に貫通させ
て、その先端部に第８のベベルギァ（２５）を固設し、
第５の中空ドライブシャフト（１６）に内嵌されたエン
ドエフェクタ駆動用の最終ドライブシャフト（２６）の
端部に固設した第９のベベルギァ（２７）を前記第８の
ベベルギァ（２５）と噛合させ、第１の中空ドライブシ
ャフト（７），第２の中空ドライブシャフト（９），第
１の駆動用ドライブシャフト（１９）、および、前記第
１の回転軸（γ）を回転駆動させるためのモータの全て
（Ｍβ），（Ｍα），（Ｍｄ），（Ｍγ）をロボット本
体側（２８）に装備した構成を提案する。

【００１２】エンドエフェクタ装着部に取り付けるエン
ドエフェクタは、スポット溶接ガンやハンド等、軸の回
転出力を受けて駆動できるものであれば何であってもよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は本発明の構成を適用した一
実施形態の産業用ロボット２９の要部を示す断面図、ま
た、図２はその外観を示す側面図であり、図１の断面は
図２の矢視Ａ−Ａに相当する。図１および図２において
は産業用ロボット２９のロボットアーム１よりも先端側
の部分について主に示しており、旋回胴等の部分に関し
ては記載を省略しているが、これらの部分に関しては特
開平２−４１８８８号に添付された第４図等の従来例と
全く同様である。

【００１４】図１に示す通り、この産業用ロボット２９
は、ロボットアーム１の中心軸に沿って手首２を回転さ
せるための第１の回転軸γと、ロボットアーム１の中心
軸に対して手首２を屈折させるかたちで揺動させるため
の第２の回転軸β、および、手首２に対してエンドエフ
ェクタ装着部３を回転させるための第３の回転軸αとを
有する。

【００１５】ロボットアーム１は、ロボット本体側に固
設された外筒１ａと、その内部に回転自在に取り付けら
れた内筒１ｂとで構成され、内筒１ｂの端部外周面には
スパーギァ状の外歯３０が一体的に形成されて、ロボッ
ト本体側のギァケース３１内に回転自在に軸支された中
間スパーギァ３２を介し、γ軸駆動用のサーボモータＭ
γにより回転駆動されるようになっている。つまり、内
筒１ｂ全体を回転させることにより、その先端部に設け
られている手首２をγ軸を中心に回転させる構成であっ
て、このときのγ軸が第１の回転軸である。

【００１６】ロボットアーム１の中心軸γに対して手首
２を屈折させるかたちで揺動させるための第２の回転軸
βは、図１に示す通り、前述の中心軸γに対して直交す
るかたちで内筒１ｂの先端に設けられ、このβ軸上に、
手首２を揺動させるための減速機４が設けられている。
減速機４を駆動するための入力軸３３はβ軸に沿って減
速機４の中央部に設けられ、その先端部には減速機側ベ
ベルギァ５が固設されている。減速機４は特開平２−４
１８８８号におけるβ軸減速機４２と同様の構成を有
し、入力軸３３に入力される回転駆動力によってβ軸の
周りに手首２を回転させる機能と、内筒１ｂの先端に手
首２を枢支するための機能とを兼ね備える。また、減速
機４を配備していないβ軸の他端側では、第３の中空ド
ライブシャフト１０が手首２を枢支している。

【００１７】減速機側ベベルギァ５を回転駆動するため
の第１のベベルギァ６は、γ軸に沿って設けられた第１
の中空ドライブシャフト７の先端外周部に固設され、こ
の中空ドライブシャフト７は、その他端外周部に固設さ
れたスパーギァ３４を介し、β軸駆動用のサーボモータ
Ｍβにより回転駆動される。図１においてはβ軸駆動用
のサーボモータＭβよりもスパーギァ３４の方が手前に
位置するので、スパーギァ３４と噛合するサーボモータ
Ｍβ側のギァは見えない。

【００１８】手首２の先端部に設けられたエンドエフェ
クタ装着部３を第３の回転軸であるα軸に沿って回転さ
せるための手段は、第２のベベルギァ８を備えた第２の
中空ドライブシャフト９と、第３のベベルギァ１１およ
び第１のスパーギァ１２を備えた第３の中空ドライブシ
ャフト１０、および、第２のスパーギァ１３と第４のベ
ベルギァ１５を備えた第４の中空ドライブシャフト１
４、ならびに、第５のベベルギァ１７を備えてエンドエ
フェクタ装着部３に一体的に固設された第５の中空ドラ
イブシャフト１６によって構成される。

【００１９】図１に示す通り、先端外周部に第２のベベ
ルギァ８を備えた第２の中空ドライブシャフト９は、前
述した第１の中空ドライブシャフト７に内嵌して回転自
在に取り付けられ、第１の中空ドライブシャフト７の場
合と同様、基部外周部に固設されたスパーギァ３５を介
してα軸駆動用のサーボモータＭαにより回転駆動され
る。なお、中空ドライブシャフトに他の中空ドライブシ
ャフトや駆動用ドライブシャフトを内嵌するに際して
は、特開平２−４１８８８号に示されるような軸支構造
を必要に応じて適用するが、その技術内容については既
に開示されているので、ここでは敢えて説明しない。

【００２０】また、ベベルギァ８と噛合する第３のベベ
ルギァ１１を備えた第３の中空ドライブシャフト１０
は、減速機４の入力軸３３と同様、第２の回転軸βに沿
って設けられ、α軸の動力伝達機構として以外にも、β
軸上で手首２を枢支するための機能の一部を担ってい
る。第３の中空ドライブシャフト１０の他端外周部に固
設された第１のスパーギァ１２は手首２のケーシング内
に軸支された第２のスパーギァ１３と噛合している。

【００２１】また、第２のスパーギァ１３に固設された
第４の中空ドライブシャフト１４の他端外周部に固設さ
れた第４のベベルギァ１５は、第３の回転軸αを中心と
してエンドエフェクタ装着部３を回転させる第５の中空
ドライブシャフト１６の端部外周部に固設された第５の
ベベルギァ１７と噛合している。

【００２２】従って、γ軸駆動用のサーボモータＭγを
駆動すれば、ロボットアーム１の内筒１ｂが外筒１ａの
中で回転し、内筒１ｂの先端に取り付けられた手首２が
γ軸を中心として回転する。また、β軸駆動用のサーボ
モータＭβを駆動すれば第１の中空ドライブシャフト７
および第１のベベルギァ６を介して減速機４側のベベル
ギァ５が駆動され、β軸を中心として手首２が揺動する
ことになる。更に、α軸駆動用のサーボモータＭαを駆
動すれば、第２の中空ドライブシャフト９が回転し、第
２のベベルギァ８，第３のベベルギァ１１，第３の中空
ドライブシャフト１０，第１のスパーギァ１２，第２の
スパーギァ１３，第４の中空ドライブシャフト１４，第
４のベベルギァ１５，第５のベベルギァ１７，第５の中
空ドライブシャフト１６を介し、エンドエフェクタ装着
部３がα軸を中心として回転駆動されることになる。

【００２３】無論、サーボモータＭβやサーボモータＭ
αを固定したままサーボモータＭγのみを駆動してγ軸
の周りに手首２を回転させようとすれば、内筒１ｂに対
する第１の中空ドライブシャフト７や第２の中空ドライ
ブシャフト９の回転位置、要するに、ベベルギァ５と６
の噛合状態およびベベルギァ８と１１の噛合状態が変化
するので、厳密にいえば、β軸における手首２の揺動角
度や手首２に対するエンドエフェクタ装着部３の回転角
度に変化が生じることになるが、僅かであれば、問題は
ない。また、このような誤差を問題とする場合は、内筒
１ｂと同じように第１の中空ドライブシャフト７や第２
の中空ドライブシャフト９が回転するようにサーボモー
タＭβやサーボモータＭαの回転を従属制御すればよ
い。

【００２４】更に、この実施形態においては、エンドエ
フェクタ１００を作動させるための駆動力をロボット本
体側のサーボモータＭｄからエンドエフェクタ装着部３
にまで導く関係上、ロボットアーム１および手首２を通
ってサーボモータＭｄの駆動力をエンドエフェクタ装着
部３にまで伝達するための機械的な動力伝達機構が必要
となる。

【００２５】この動力伝達機構は、先端に第６のベベル
ギァ１８を備えた第１の駆動用ドライブシャフト１９
と、第７のベベルギァ２１および第３のスパーギァ２２
を備えた第２の駆動用ドライブシャフト２０と、第４の
スパーギァ２３および第８のベベルギァ２５を備えた第
３の駆動用ドライブシャフト２４、ならびに、第９のベ
ベルギァ２７を備えた最終ドライブシャフト２６により
構成される。

【００２６】図１に示す通り、先端に第６のベベルギァ
１８を備えた第１の駆動用ドライブシャフト１９は、前
述した第２の中空ドライブシャフト９に内嵌して回転自
在に取り付けられ、第１の中空ドライブシャフト７およ
び第２の中空ドライブシャフト９の場合と同様、基部に
固設されたスパーギァ３６を介してエンドエフェクタ駆
動用のサーボモータＭｄにより回転駆動される。

【００２７】また、第６のベベルギァ１８と噛合する第
７のベベルギァ２１を備えた第２の駆動用ドライブシャ
フト２０は、第３の中空ドライブシャフト１０に内嵌し
て回転自在に取り付けられ、その他端には、手首２のケ
ーシング内で第２のスパーギァ１３と同一軸線上に軸支
された第４のスパーギァ２３と噛合する第３のスパーギ
ァ２２が固設されている。更に、第４のスパーギァ２３
に固設された第３の駆動用ドライブシャフト２４の端部
には第８のベベルギァ２５が設けられ、第５の中空ドラ
イブシャフト１６に内嵌して回転自在に取り付けられた
最終ドライブシャフト２６の端部に固設された第９のベ
ベルギァ２７に噛合している。

【００２８】従って、エンドエフェクタ駆動用のサーボ
モータＭｄを駆動すれば、第１の駆動用ドライブシャフ
ト１９が回転し、第６のベベルギァ１８，第７のベベル
ギァ２１，第２の駆動用ドライブシャフト２０，第３の
スパーギァ２２，第４のスパーギァ２３，第３の駆動用
ドライブシャフト２４，第８のベベルギァ２５，第９の
ベベルギァ２７を介し、エンドエフェクタ駆動用の最終
ドライブシャフト２６が回転駆動されることになる。

【００２９】この最終ドライブシャフト２６の駆動力を
どのように利用してエンドエフェクタ１００を作動させ
るかは単に設計上の問題である。

【００３０】エンドエフェクタ１００がスポット溶接ガ
ンであるような場合に、そのクランプ装置１０４を駆動
するための手段の一例について図４で開示する。

【００３１】図４はクランプ装置１０４を備えたエンド
エフェクタ１００の要部を示す断面図であり、クランプ
装置１０４は、エンドエフェクタ１００のケーシング３
７に対して回転自在かつ軸方向移動不能に取り付けられ
たボールナット３８と、該ボールナット３８に螺合した
ボールネジ３９により構成され、ボールネジ３９の先端
にはスポット溶接用の電極４０が固設されている。ボー
ルネジ３９は図４に示すようにしてケーシング３７を表
裏に貫通し、その外周面に沿って軸方向に刻設されたセ
レーション４１をケーシング３７側の貫通孔に突設した
ボスに嵌合させ、ケーシング３７に対して回転不能かつ
軸方向移動可能に取り付けられている。

【００３２】従って、ボールナット３８を回転駆動する
ことにより、ボールネジ３９の突出縮退動作、つまり、
クランプ装置１０４における対象物の挾圧またはその解
除作業を行うことができる。

【００３３】ボールナット３８を回転させるタイミグヘ
ルト４２は、プーリ状に形成されたボールナット３８の
外周部とケーシング３７内に回転自在に軸支して設けら
れたプーリ４３との間に巻回され、プーリ４３の回転中
心には、エンドエフェクタ装着部３側の最終ドライブシ
ャフト２６の先端に形成された多角柱状の係合部２６ａ
に嵌合する形の孔４４が穿設されている。例えば、係合
部２６ａの形状は六角柱、また、孔４４の形状は六角穴
付ボルトの穴形状である。

【００３４】また、エンドエフェクタ１００をエンドエ
フェクタ装着部３に装着するときのケーシング３７側の
装着面３７ａには、最終ドライブシャフト２６の先端部
分を貫通させるための貫通孔４５が穿設され、エンドエ
フェクタ１００を装着部３に装着した状態で、最終ドラ
イブシャフト２６の係合部２６ａがプーリ４３の中央部
に接続されるようになっている。図４の例では貫通孔４
５にプーリ４３の縮径部を遊嵌させることでプーリ４３
を回転自在に軸支するようにしているが、ベアリングを
介してプーリ４３を支える場合もある。

【００３５】従って、エンドエフェクタ１００を装着し
た状態でサーボモータＭｄを駆動して最終ドライブシャ
フト２６を回転させれば、プーリ４３およびタイミング
ベルト４２を介してボールナット３８が回転駆動され、
クランプ装置１０４による対象物の挾圧またはその解除
作業が行われることになる。無論、タイミングベルト４
２に代えて動力伝達用の歯車列を用いるようにしてもよ
い。

【００３６】エンドエフェクタ１００にはスポット溶接
ガンの他にも物品取り回し用のハンド等を初めとして様
々なものがあるが、軸の回転出力を受けて駆動できるも
のであればどのようなエンドエフェクタ１００であって
も、最終的に、エンドエフェクタ駆動用のサーボモータ
Ｍｄにより、ローボットアーム１および手首２に沿って
設けられた前述の動力伝達機構を介して駆動することが
できる。

【００３７】また、各種エンドエフェクタ１００におけ
る動力受け入れのための構成、例えば、図４におけるプ
ーリ４３の配備位置や最終ドライブシャフト２６の係合
部２６ａおよびプーリ４３側の孔４４の寸法や形状等に
関する規格を統一しておけば、様々なエンドエフェクタ
１００を交換して使用することができる。

【００３８】エンドエフェクタ駆動用のサーボモータＭ
ｄはロボット制御装置の付加軸用ドライバによって駆動
制御されるので、γ軸やβ軸およびα軸の場合と同様、
他の軸の回転によるベベルギァの噛合状態の変化を原因
とする駆動位置の誤差を、ロボット制御装置側の処理で
解消することが可能である。この処理は、サーボモータ
ＭβやサーボモータＭαを固定したままサーボモータＭ
γのみを駆動してγ軸の周りに手首２を回転させたとき
にβ軸に生じる回転誤差を補正する場合の処理と原理的
に同様である。

【００３９】以上、γ軸やβ軸およびα軸を駆動する動
力伝達系の構成を特定のものに限定して本発明の動力伝
達機構の一実施形態を説明したが、当然、図１に示すよ
うなものと似たような各軸の動力伝達系を有する産業用
ロボットに対しては、本実施形態の技術思想をそのまま
適用することが可能である。

【００４０】例えば、特開平２−４８１９３号に添付さ
れた第３図に見られるような産業用ロボットにおいて
は、αを駆動するためのスパーギァ１２，１３に代えて
２つのプーリとそれらを接続するタイミングベルト状の
ものが利用されているが、このような構造の場合は、各
プーリのシャフトを中空構造としてその中に第２の駆動
用ドライブシャフト２０および第３の駆動用ドライブシ
ャフト２４に相当するドライブシャフトを設け、これら
のドライブシャフトの各々の先端に第３のスパーギァ２
２および第４のスパーギァ２３に相当する２つのプーリ
を固設し、該２つのプーリをタイミングベルトで接続す
ればよい。

【００４１】本実施形態の基本的な技術思想は、産業用
ロボットのα軸に動力を伝達するために利用されるドラ
イブシャフトを中空構造とし、更に、その中にエンドエ
フェクタ駆動用のドライブシャフトを内嵌して設け、エ
ンドエフェクタ駆動用のドライブシャフトの各々をベベ
ルギァやスパーギァ、また、場合によってはタイミング
ベルト等の機械的な動力伝達手段で接続して産業用ロボ
ット本体側のモータの回転を手首２におけるエンドエフ
ェクタ装着部３にまで伝達しようとするものであるが、
図１に示すようなγ軸やβ軸およびα軸の動力伝達系の
構成例においては、減速機４の構造如何によっては、別
の経路を用いてエンドエフェクタ駆動用の動力伝達経路
を構成することも可能である。

【００４２】もし、減速機４の入力軸３３を中空構造と
してその中に通したシャフトを減速機４に完全に貫通さ
せても支障がないとするなら、その中に第２の駆動用ド
ライブシャフト２０を貫通させて設け、図１において水
平方向に記された一点鎖線に対し、第７のベベルギァ２
１，第２の駆動用ドライブシャフト２０，第３のスパー
ギァ２２，第４のスパーギァ２３，第３の駆動用ドライ
ブシャフト２４，第８のベベルギァ２５を鏡像配置する
ことが可能である。当然、この場合は、第２の駆動用ド
ライブシャフト２０や第３の駆動用ドライブシャフト２
４は、α軸に動力を伝達するために利用されるドライブ
シャフト１０，１４には内嵌されず、ドライブシャフト
１０，１４が中空である必要はない。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、産業用ロボットの手首
に装着するエンドエフェクタから駆動用のモータを取り
除き、産業用ロボットの本体側に装備したモータでエン
ドエフェクタを駆動することができるので、ロボットア
ーム先端の重量増加が防止され、また、ロボットアーム
先端のケーブルも不要となる。

【００４４】この結果、ケーブルの断線によるエンドエ
フェクタの故障がなくなり、ケーブルメンテナンスのた
めの点検作業も不要となる。また、ロボットアーム先端
の重量が軽くなるので、ハンド等のエンドエフェクタを
使用して物品の取り回し作業を行う場合の搬送可能荷重
が相対的に大きくなり、また、各軸の加減速動作も高速
で行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の産業用ロボットの要部を
示す断面図である。

【図２】同実施形態の産業用ロボットの外観を示す側面
図である。

【図３】モータによってエンドエフェクタを駆動する従
来の産業用ロボットの一例を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態の産業用ロボットに装着す
るエンドエフェクタの構成例である。

【符号の説明】

γ 第１の回転軸 β 第２の回転軸 α 第３の回転軸 Ｍβ 第１の中空ドライブシャフトを回転駆動するモー
タ Ｍα 第２の中空ドライブシャフトを回転駆動するモー
タ Ｍｄ 第１の駆動用ドライブシャフトを回転駆動するモ
ータ Ｍγ 第１の回転軸を回転駆動するモータ １ ロボットアーム １ａ 外筒 １ｂ 内筒 ２ 手首 ３ エンドエフェクタ装着部 ４ 減速機 ５ 減速機側ベベルギァ ６ 第１のベベルギァ ７ 第１の中空ドライブシャフト ８ 第２のベベルギァ ９ 第２の中空ドライブシャフト １０ 第３の中空ドライブシャフト １１ 第３のベベルギァ １２ 第１のスパーギァ １３ 第２のスパーギァ １４ 第４の中空ドライブシャフト １５ 第４のベベルギァ １６ 第５の中空ドライブシャフト １７ 第５のベベルギァ １８ 第６のベベルギァ １９ 第１の駆動用ドライブシャフト ２０ 第２の駆動用ドライブシャフト ２１ 第７のベベルギァ ２２ 第３のスパーギァ ２３ 第４のスパーギァ ２４ 第３の駆動用ドライブシャフト ２５ 第８のベベルギァ ２６ 最終ドライブシャフト ２６ａ 係合部 ２７ 第９のベベルギァ ２８ ロボット本体側 ２９ 産業用ロボット ３０ 外歯 ３１ ギァケース ３２ 中間スパーギァ ３３ 入力軸 ３４ スパーギァ ３５ スパーギァ ３６ スパーギァ ３７ ケーシング ３７ａ 装着面 ３８ ボールナット ３９ ボールネジ ４０ 電極 ４１ セレーション ４２ タイミングベルト ４３ プーリ ４４ 孔 ４５ 貫通孔 １００ エンドエフェクタ １０１ モータ １０２ ロボットアーム １０３ 手首 １０４ クランプ装置 １０５ ケーブル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットの手首に装着するエンド
   エフェクタを駆動するためのモータをロボット本体側に
   装備し、ロボットアームおよび前記手首を介し、機械的
   な動力伝達機構により前記モータの駆動力を前記手首先
   端のエンドエフェクタ装着部まで導き、該装着部に装着
   されているエンドエフェクタを駆動するようにしたこと
   を特徴とする産業用ロボット。
2. 【請求項２】 先端に手首を有するロボットアームの他
   端に前記モータを装備したことを特徴とする請求項１記
   載の産業用ロボット。
3. 【請求項３】 前記機械的な動力伝達機構がドライブシ
   ャフトおよびギァの組み合わせによって構成されている
   請求項１または請求項２記載の産業用ロボット。
4. 【請求項４】 前記ロボットアーム（１）の中心軸に沿
   って前記手首（２）を回転させるための第１の回転軸
   （γ）と、前記ロボットアーム（１）の中心軸に対して
   前記手首（２）を屈折させるかたちで揺動させるための
   第２の回転軸（β）と、前記手首（２）に対して前記エ
   ンドエフェクタ装着部（３）を回転させるための第３の
   回転軸（α）とを設け、 前記第２の回転軸（β）を中心として前記手首（２）を
   揺動させる減速機（４）を駆動する減速機側ベベルギァ
   （５）に噛合する第１のベベルギァ（６）を先端外周部
   に備えた第１の中空ドライブシャフト（７）を第１の回
   転軸（γ）に沿って設けると共に、 先端外周部に第２のベベルギァ（８）を備えた第２の中
   空ドライブシャフト（９）を前記第１の中空ドライブシ
   ャフト（７）に内嵌して設け、 前記第２の回転軸（β）に沿って設けた第３の中空ドラ
   イブシャフト（１０）の一端外周部に前記第２のベベル
   ギァ（８）と噛合する第３のベベルギァ（１１）を固設
   する一方、 該第３の中空ドライブシャフト（１０）の他端外周部に
   は、第１のスパーギァ（１２）を固設して、前記手首
   （２）のケーシング内に軸支された第２のスパーギァ
   （１３）に噛合させ、 該第２のスパーギァ（１３）に固設した第４の中空ドラ
   イブシャフト（１４）の先端外周部に第４のベベルギァ
   （１５）を固設し、前記第３の回転軸（α）を中心とし
   て前記装着部（３）を回転させる第５の中空ドライブシ
   ャフト（１６）の端部外周部に固設した第５のベベルギ
   ァ（１７）に噛合させ、 更に、先端に第６のベベルギァ（１８）を備えた第１の
   駆動用ドライブシャフト（１９）を前記第２の中空ドラ
   イブシャフト（９）に内嵌して設け、 前記第３の中空ドライブシャフト（１０）に内嵌して設
   けた第２の駆動用ドライブシャフト（２０）の一端に前
   記第６のベベルギァ（１８）と噛合する第７のベベルギ
   ァ（２１）を固設する一方、 該第２の駆動用ドライブシャフト（２０）の他端には、
   第３のスパーギァ（２２）を固設して、前記手首（２）
   のケーシング内で第２のスパーギァ（１３）と同一軸線
   上に回転自在に軸支された第４のスパーギァ（２３）に
   噛合させ、 該第４のスパーギァ（２３）に固設した第３の駆動用ド
   ライブシャフト（２４）を前記第４の中空ドライブシャ
   フト（１４）に貫通させて、その先端部に第８のベベル
   ギァ（２５）を固設し、 前記第５の中空ドライブシャフト（１６）に内嵌された
   エンドエフェクタ駆動用の最終ドライブシャフト（２
   ６）の端部に固設した第９のベベルギァ（２７）を前記
   第８のベベルギァ（２５）と噛合させ、 前記第１の中空ドライブシャフト（７），第２の中空ド
   ライブシャフト（９），第１の駆動用ドライブシャフト
   （１９）、および、前記第１の回転軸（γ）を回転駆動
   させるためのモータの全て（Ｍβ），（Ｍα），（Ｍ
   ｄ），（Ｍγ）をロボット本体側（２８）に装備したこ
   とを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３のい
   ずれか１項に記載の産業用ロボット。
5. 【請求項５】 前記エンドエフェクタがスポット溶接ガ
   ンまたはハンドである請求項１，請求項２，請求項３ま
   たは請求項４のいずれか１項に記載の産業用ロボット。