KR102123935B1

KR102123935B1 - 로봇

Info

Publication number: KR102123935B1
Application number: KR1020187027799A
Authority: KR
Inventors: 유우 아유자와; 하루히로 츠네타; 히데유키 오다기리; 히로카즈 와타나베
Original assignee: 니혼덴산가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2020-06-17
Also published as: US11161255B2; CN108883531A; JP6684439B2; TWI704988B; TW201736062A; KR20180132654A; CN108883531B; US20200298422A1; JP2017177276A; WO2017169605A1

Abstract

본건은, 연결된 상태로 암의 단부에 설치되는 2개의 관절부를 구비하는 로봇이며, 예를 들어 로봇(1)의 관절부(2)에서는, 모터 및 감속기가 케이스체(11)에 수용되고, 감속기의 출력축에 플랜지부(27a)를 갖는 출력측 부재(27)가 고정되어 있다. 케이스체(11)에는, 감속기의 출력축의 축 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부가 형성되고, 개구부에는, 개구부의 개구 방향에 직교하는 평면 형상의 설치면이 형성되어 있다. 로봇(1)은, 2개의 관절부(2)에 의해 구성되는 2축 관절 유닛(6)을 복수 구비하고 있다. 이 로봇(1)에서는, 2축 관절 유닛(6)을 구성하는 한쪽 관절부(2A, 2D, 2E)의 케이스체(11)의 설치면과 다른 쪽 관절부(2B, 2C, 2E)의 플랜지부(27a)가 연결 부재(63)를 거쳐서, 또는 직접 고정되어 있다.

Description

로봇

본 발명은, 관절부와 암을 구비하는 로봇에 관한 것이다.

종래, 베이스와, 2개의 관절부를 거쳐서 베이스에 연결되는 제1 암과, 2개의 관절부를 거쳐서 제1 암의 선단측에 연결되는 제2 암과, 제2 암의 선단측에 연결되는 2개의 관절부를 구비하는 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1(도 27) 참조). 특허문헌 1에 기재된 로봇에서는, 제1 암 및 제2 암은, 가늘고 긴 원통형으로 형성되어 있다. 또한, 이 로봇에서는, 제1 암, 제2 암의 양단부에 배치되는 2개의 관절부는, 한쪽 관절부의 회동의 축 방향과 다른 쪽 관절부의 회동의 축 방향이 서로 직교하도록 연결되어 있다.

미국 특허 제8410732호 명세서

특허문헌 1에 기재된 로봇과 같이, 회동의 축 방향이 서로 직교하도록 연결된 2개의 관절부가 암의 단부에 설치되어 있는 로봇에서는, 이 2개의 관절부의 연결 강도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 이러한 로봇에서는, 한쪽 관절부의 회동의 축 방향과 다른 쪽 관절부의 회동의 축 방향이 직교하도록 2개의 관절부가 고정밀도로 연결되어 있는 것이 바람직하다.

그래서 본 발명의 과제는, 연결된 상태로 암의 단부에 설치되는 2개의 관절부를 구비하는 로봇에 있어서, 2개의 관절부의 연결 강도를 높이는 것이 가능하고, 또한 2개의 관절부를 고정밀도로 연결하는 것이 가능한 로봇을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 로봇은, 2개의 관절부에 의해 구성되는 2축 관절 유닛을 복수 구비함과 함께, 2개의 2축 관절 유닛을 연결하는 긴 형상의 암을 구비하는 로봇이며, 관절부는, 모터와, 모터에 연결되는 감속기와, 감속기의 출력축에 고정되는 출력측 부재와, 모터 및 감속기가 수용되는 케이스체를 구비하고, 모터와 감속기는, 케이스체에 고정되고, 모터의 회전축과 감속기의 입력축과 출력축은, 동축 상에 배치되고, 케이스체에는, 출력축의 축 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부가 형성됨과 함께, 개구부에는, 개구부의 개구 방향에 직교하는 평면 형상의 설치면이 형성되고, 출력측 부재는, 원환형으로 형성되고 케이스체의 외측에 배치되는 플랜지부를 구비하고, 2축 관절 유닛을 구성하는 2개의 관절부 중 한쪽의 관절부를 일방측 관절부라고 하고, 다른 쪽의 관절부를 타방측 관절부라고 하면, 일방측 관절부의 출력축의 축 방향과 타방측 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록, 일방측 관절부의 설치면과 타방측 관절부의 플랜지부가, 타방측 관절부의 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정되어, 암의 긴 변 방향과 타방측 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록 암이 관절부에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 로봇에서는, 2축 관절 유닛의 한쪽 관절부인 일방측 관절부의 평면 형상의 설치면과, 다른 쪽 관절부인 타방측 관절부의 플랜지부가, 타방측 관절부의 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정되어 있다. 즉, 본 발명에서는, 평면 형상의 설치면과 플랜지부를 사용하여 2축 관절 유닛을 구성하는 2개의 관절부가 연결되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 2축 관절 유닛을 구성하는 2개의 관절부의 연결 강도를 높이는 것이 가능해지는 동시에, 2개의 관절부를 고정밀도로 연결하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에서는, 개구부에 형성되는 설치면과 원환형 플랜지부를 사용하여 2개의 관절부가 연결되어 있기 때문에, 플랜지부의 내주측 및 개구부를 이용하여 2개의 관절부 사이에서 배선이나 배관을 배치하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 로봇은, 예를 들어 로봇의 기단 부분을 구성하는 지지 부재를 구비함과 함께, 암으로서, 제1 암과 제2 암을 구비하고, 또한 2축 관절 유닛으로서, 지지 부재와 제1 암 사이에 배치되는 기단측 2축 관절 유닛과, 제1 암과 제2 암 사이에 배치되는 중간 2축 관절 유닛과, 제2 암의 선단에 설치되는 선단측 2축 관절 유닛을 구비하고, 선단측 2축 관절 유닛에서는, 타방측 관절부의 케이스체에 제2 암의 선단이 고정됨과 함께, 일방측 관절부의 플랜지부에 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있다. 이 경우에는, 예를 들어 연결된 상태의 3개의 관절부가 제2 암의 선단에 설치되고, 이 3개의 관절부 중 1개의 관절부에 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있는 경우와 비교하여, 제2 암의 선단측의 중량을 경감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 로봇의 기단측에 가해지는 부하를 경감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력측 부재가 지지 부재에 고정되고, 기단측 2축 관절 유닛의 타방측 관절부의 케이스체에 제1 암의 기단이 고정되고, 중간 2축 관절 유닛의 타방측 관절부의 케이스체에 제1 암의 선단이 고정됨과 함께, 중간 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 플랜지부에 제2 암의 기단이 고정되고, 지지 부재에 대해, 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 기단측 2축 관절 유닛의 상대 회동이 가능하게 되어 있고, 제1 암에 대해, 중간 2축 관절 유닛의 타방측 관절부의 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 함과 함께 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력축의 축심을 포함하는 평면 상에서의 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있고, 중간 2축 관절 유닛에 대해, 제2 암의 긴 변 방향을 회동의 축 방향으로 하는 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 지지 부재에 대해 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 기단측 2축 관절 유닛의 상대 회동이 가능하게 되어 있고, 또한 제1 암에 대해 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력축의 축심을 포함하는 평면 상에서의 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있기 때문에, 로봇의 제어가 용이해진다.

본 발명에 있어서, 제2 암은, 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부와 선단측 2축 관절 유닛의 타방측 관절부의 간섭이 회피되도록 제1 암보다 짧게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 로봇을 콤팩트하게 접는 것이 가능해진다. 따라서, 로봇의 포장 비용이나 수송 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 기단측 2축 관절 유닛, 중간 2축 관절 유닛 및 선단측 2축 관절 유닛 중 적어도 어느 하나는, 모든 2축 관절 유닛의 관절부의 출력축의 축심이 동일 평면 상에 배치됨과 함께, 기단측 2축 관절 유닛과 선단측 2축 관절 유닛이 가장 근접하는 정대 자세에 있어서, 기단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력축의 축심과 선단측 2축 관절 유닛의 일방측 관절부의 출력축의 축심이 동일 직선 상에 배치되도록 연결 부재를 구비하고 있어도 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 모든 관절부가 갖는 모든 감속기의 감속비는, 서로 동일하게 되어 있다. 이 경우에는, 모터의 제어가 용이해진다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 로봇은, 제1 관절부와, 제2 관절부와, 제3 관절부와, 제4 관절부와, 제5 관절부와, 제6 관절부와, 긴 형상의 제1 암과, 긴 형상의 제2 암을 구비하는 로봇이며, 로봇의 기단 부분을 구성하는 지지 부재를 구비하고, 제1 관절부, 제2 관절부, 제3 관절부, 제4 관절부, 제5 관절부 및 제6 관절부 각각은, 모터와, 모터에 연결되는 감속기와, 감속기의 출력축에 고정되는 출력측 부재와, 모터 및 감속기가 수용되는 케이스체를 구비하고, 모터와 감속기는, 케이스체에 고정되고, 모터의 회전축과 감속기의 입력축과 출력축은, 동축 상에 배치되고, 케이스체에는, 출력축의 축 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부가 형성됨과 함께, 개구부에는, 개구부의 개구 방향에 직교하는 평면 형상의 설치면이 형성되고, 출력측 부재는, 원환형으로 형성되고 케이스체의 외측에 배치되는 플랜지부를 구비하고, 제1 관절부의 출력축의 축 방향과 제2 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록, 제1 관절부의 설치면과 제2 관절부의 플랜지부가 제2 관절부의 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제1 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 기단측 2축 관절 유닛이 구성되고, 제3 관절부의 출력축의 축 방향과 제4 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록, 제4 관절부의 설치면과 제3 관절부의 플랜지부가 제3 관절부의 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제2 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 중간 2축 관절 유닛이 구성되고, 제5 관절부의 출력축의 축 방향과 제6 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록, 제6 관절부의 설치면과 제5 관절부의 플랜지부가 제5 관절부의 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제3 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 선단측 2축 관절 유닛이 구성되고, 제1 관절부의 출력측 부재가 지지 부재에 고정되고, 기단측 2축 관절 유닛과 제1 암은, 제2 관절부의 출력축의 축 방향과 제1 암의 긴 변 방향이 직교하도록 연결됨과 함께, 제1 암의 기단이 제2 관절부의 케이스체에 고정되고, 제1 암과 중간 2축 관절 유닛은, 제1 암의 긴 변 방향과 제3 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록 연결됨과 함께, 제1 암의 선단이 제3 관절부의 케이스체에 고정되고, 중간 2축 관절 유닛과 제2 암은, 제4 관절부의 출력축의 축 방향과 제2 암의 긴 변 방향이 일치하도록 연결됨과 함께, 제2 암의 기단이 제4 관절부의 출력측 부재에 고정되고, 제2 암과 선단측 2축 관절 유닛은, 제2 암의 긴 변 방향과 제5 관절부의 출력축의 축 방향이 직교하도록 연결됨과 함께, 제2 암의 선단이 제5 관절부의 케이스체에 고정되고, 제6 관절부의 출력측 부재에는, 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 로봇에서는, 제1 관절부의 평면 형상의 설치면과 제2 관절부의 플랜지부가 제1 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 기단측 2축 관절 유닛이 구성되고, 제4 관절부의 평면 형상의 설치면과 제3 관절부의 플랜지부가 제2 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 중간 2축 관절 유닛이 구성되고, 제6 관절부의 평면 형상의 설치면과 제5 관절부의 플랜지부가 제3 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 선단측 2축 관절 유닛이 구성되어 있다. 즉, 본 발명에서는, 평면 형상의 설치면과 플랜지부를 사용하여 2개의 관절부가 연결되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 2개의 관절부의 연결 강도를 높이는 것이 가능해지는 동시에, 2개의 관절부를 고정밀도로 연결하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에서는, 개구부에 형성되는 설치면과 원환형 플랜지부를 사용하여 2개의 관절부가 연결되어 있기 때문에, 플랜지부의 내주측 및 개구부를 이용하여 2개의 관절부 사이에서 배선이나 배관을 배치하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 제1 암에 대해, 제3 관절부의 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 함과 함께 제1 관절부의 출력축의 축심을 포함하는 평면 상에서의 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 로봇의 제어가 용이해진다.

본 발명에 있어서, 제2 암은, 제1 관절부와 제5 관절부의 간섭이 회피되도록, 제1 암보다 짧게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 로봇을 콤팩트하게 접는 것이 가능해진다. 따라서, 로봇의 포장 비용이나 수송 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 제1 관절부와 제2 관절부는, 동일 구조로 되어 있고, 제5 관절부와 제6 관절부는, 동일 구조로 되어 있고, 제5 관절부 및 제6 관절부는, 제1 관절부 및 제2 관절부보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 로봇의 선단측의 중량을 경감시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 로봇의 기단측에 가해지는 부하를 경감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 제3 관절부는, 제1 관절부 및 제2 관절부와 동일 구조이고, 제4 관절부는, 제5 관절부 및 제6 관절부와 동일 구조이며, 제1 암 및 제2 암은, 원통형으로 형성되고, 제2 암의 외경은, 제1 암의 외경보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 로봇의 선단측의 중량을 보다 경감시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 로봇의 기단측에 가해지는 부하를 보다 경감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 로봇은, 예를 들어 제1 관절부의 출력축의 축심과 제2 관절부의 출력축의 축심과 제3 관절부의 출력축의 축심과 제4 관절부의 출력축의 축심과 제5 관절부의 출력축의 축심과 제6 관절부의 출력축의 축심이 동일 평면 상에 배치됨과 함께 기단측 2축 관절 유닛과 선단측 2축 관절 유닛이 가장 가까워지는 정대 자세에 있어서, 제1 관절부의 출력축의 축심과 제6 관절부의 출력축의 축심이 동일 직선 상에 배치되도록, 제1 연결 부재 및 제2 연결 부재 중 적어도 어느 한쪽을 구비하고 있어도 된다.

이상과 같이, 본 발명에서는, 연결된 상태에서 암의 단부에 설치되는 2개의 관절부를 구비하는 로봇에 있어서, 2개의 관절부의 연결 강도를 높이는 것이 가능해지는 동시에, 2개의 관절부를 고정밀도로 연결하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 정면도이다.
도 2의 (A)는 도 1에 나타낸 산업용 로봇의 사시도이고, (B)는 (A)에 나타낸 산업용 로봇이 동작하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 관절부의 종단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 제1 관절부와 제2 관절부와 제3 관절부와 제4 관절부와 제5 관절부와 제6 관절부 사이의 전기적인 접속 관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 정면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 개략 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 정면도이다. 도 2의 (A)는, 도 1에 나타낸 산업용 로봇(1)의 사시도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)에 나타낸 산업용 로봇(1)이 동작하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라 함)은, 소정의 제품의 조립이나 제조 등에 사용되는 다관절 로봇이며, 조립 라인이나 제조 라인에 설치되어 사용된다. 로봇(1)은, 복수의 관절부(2)와 복수의 암(3)을 구비하고 있다. 본 형태에서는, 로봇(1)은, 6개의 관절부(2)와, 2개의 암(3)을 구비하고 있다. 이하에서는, 6개의 관절부(2) 각각을 구별하여 나타내는 경우에는, 6개의 관절부(2) 각각을 「제1 관절부(2A)」, 「제2 관절부(2B)」, 「제3 관절부(2C)」, 「제4 관절부(2D)」, 「제5 관절부(2E)」 및 「제6 관절부(2F)」라 한다. 또한, 이하에서는, 2개의 암(3) 각각을 구별하여 나타내는 경우에는, 2개의 암(3) 각각을 「제1 암(3A)」 및 「제2 암(3B)」이라 한다.

또한, 로봇(1)은, 로봇(1)의 기단 부분을 구성하는 지지 부재(4)를 구비하고 있다. 지지 부재(4)는, 제1 관절부(2A)에 상대 회동 가능하게 연결되어 있다. 이 지지 부재(4)는, 플랜지부(4a)를 갖는 플랜지가 달린 원통형으로 형성되어 있고, 지지 부재(4)의 내주측에는, 지지 부재(4)의 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 플랜지부(4a)는, 원환형으로 형성되어 있고, 로봇(1)의 저면 부분을 구성하고 있다.

암(3)은, 가늘고 긴 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 암(3)은, 가늘고 긴 원통형으로 형성되어 있다. 제2 암(3B)의 외경은, 제1 암(3A)의 외경보다 작게 되어 있고, 제2 암(3B)의 내경은, 제1 암(3A)의 내경보다 작게 되어 있다. 또한, 제2 암(3B)의 길이는, 제1 암(3A)의 길이보다 짧게 되어 있다.

로봇(1)에서는, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 관절부(2B)와 제1 암(3A)의 기단이 고정되어 있다. 또한, 제1 암(3A)의 선단과 제3 관절부(2C)가 고정되고, 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)의 기단이 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 암(3B)의 선단과 제5 관절부(2E)가 고정되고, 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 상대 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제6 관절부(2F)에는, 핸드나 공구 등의 엔드 이펙터가 상대 회동 가능하게 설치 가능하게 되어 있다.

본 형태에서는, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)에 의해 지지 부재(4)와 제1 암(3A) 사이에 배치되는 기단측 2축 관절 유닛(6A)이 구성되고, 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)에 의해 제1 암(3A)과 제2 암(3B) 사이에 배치되는 중간 2축 관절 유닛(6B)이 구성되고, 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)에 의해 제2 암(3B)의 선단에 설치되는 선단측 2축 관절 유닛(6C)이 구성되어 있다. 즉, 로봇(1)은, 2개의 관절부(2)에 의해 구성되는 복수의 2축 관절 유닛(6)과, 2개의 2축 관절 유닛(6)을 연결하는 암(3)을 구비하고 있다. 구체적으로는, 로봇(1)은 3개의 2축 관절 유닛(6)과, 2개의 암(3)을 구비하고 있다.

또한, 본 형태에서는, 제1 관절부(2A), 제4 관절부(2D) 및 제6 관절부(2F)는, 2축 관절 유닛(6)을 구성하는 2개의 관절부(2) 중 한쪽 관절부(2)인 일방측 관절부로 되어 있고, 제2 관절부(2B), 제3 관절부(2C) 및 제5 관절부(2E)는, 2축 관절 유닛(6)을 구성하는 2개의 관절부(2) 중 다른 쪽 관절부(2)인 타방측 관절부로 되어 있다. 이하, 관절부(2)의 구체적인 구성을 설명한다.

또한, 본 형태에서는, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)와 제3 관절부(2C)가 동일 구조로 되어 있고, 제4 관절부(2D)와 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 동일 구조로 되어 있다. 즉, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)와 제3 관절부(2C)가 동일한 크기로 형성되고, 제4 관절부(2D)와 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 동일한 크기로 형성되어 있다. 또한, 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)는, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B) 및 제3 관절부(2C)보다 작게 되어 있다.

단, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B) 및 제3 관절부(2C)와, 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)는, 크기가 서로 다른 점을 제외하면 마찬가지로 구성되어 있다. 그 때문에, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B), 제3 관절부(2C), 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F) 각각이 구비하는 후술하는 감속기(8)의 감속비는 모두 동일하게 되어 있다. 즉, 6개의 관절부(2)가 구비하는 6개의 감속기(8)의 감속비는 서로 동일하게 되어 있다.

(관절부의 구성)

도 3은, 도 1에 나타낸 관절부(2)의 종단면도이다. 도 4는, 도 1에 나타낸 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)와 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)와 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F) 사이의 전기적인 접속 관계를 설명하기 위한 블록도이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 도 3의 Z1 방향측을 「상」측이라고 하고, 그 반대측인 Z2 방향측을 「하」측이라고 한다.

관절부(2)(보다 구체적으로는, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B), 제3 관절부(2C), 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F) 각각)는, 모터(7)와, 모터(7)에 연결되는 감속기(8)와, 모터(7)의 회전 위치를 검출하기 위한 위치 검출 기구(9)와, 모터(7) 및 위치 검출 기구(9)가 전기적으로 접속되는 회로 기판(10)과, 모터(7)와 감속기(8)와 위치 검출 기구(9)와 회로 기판(10)이 수용되는 케이스체(11)를 구비하고 있다. 모터(7)는, 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성된 중공 모터이며, 중공형의 회전축(13)을 구비하고 있다. 또한, 모터(7)는 로터(14)와 스테이터(15)를 구비하고 있다. 감속기(8)는, 직경 방향의 중심으로 관통 구멍이 형성된 중공 감속기이다. 모터(7)와 감속기(8)와는 상하 방향에서 겹치도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 모터(7)가 상측에 배치되고, 감속기(8)가 하측에 배치되어 있다. 또한, 모터(7)와 감속기(8)와는 동축 상에 배치되어 있다.

본 형태의 감속기(8)는, 중공 파동 기어 장치, 강성 내치 기어(16)와 가요성 외치 기어(17)와 파동 발생부(18)와 크로스 롤러 베어링(19)을 구비하고 있다. 파동 발생부(18)는, 회전축(13)에 연결되는 중공형의 입력축(20)과, 입력축(20)의 외주측에 설치되는 웹 베어링(21)을 구비하고 있다. 본 형태에서는, 강성 내치 기어(16)가 감속기(8)의 출력축으로 되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 감속기(8)의 출력축인 강성 내치 기어(16)와, 감속기(8)의 입력축(20)과, 모터(7)의 회전축(13)이 동축 상에 배치되어 있다. 또한, 관절부(2)(보다 구체적으로는, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B), 제3 관절부(2C), 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F) 각각)는, 정지하고 있는 로터(14)의 회전을 규제하는 회전 규제 기구(25)와, 회전축(13) 및 입력축(20)의 내주측에 삽입 관통되는 통형의 관형 부재(26)와, 강성 내치 기어(16)에 고정되는 출력측 부재(27)를 구비하고 있다.

모터(7)는, 상술한 바와 같이, 로터(14)와 스테이터(15)를 구비하고 있다. 로터(14)는, 회전축(13)과, 회전축(13)에 고정되는 구동용 자석(29)을 구비하고 있다. 회전축(13)은, 상하 방향에서 가늘고 긴 대략 원통형으로 형성되어 있고, 회전축(13)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 즉, 상하 방향은, 회전축(13)의 축 방향인 동시에 로터(14)의 축 방향이다. 구동용 자석(29)은, 원통형으로 형성되어 있다. 구동용 자석(29)의 길이(상하 방향의 길이)는, 회전축(13)보다 짧게 되어 있고, 구동용 자석(29)은 회전축(13)의 하단측 부분의 외주면에 고정되어 있다. 본 형태에서는, 회전축(13)의 하단면과 구동용 자석(29)의 하단면이 일치하도록, 구동용 자석(29)이 회전축(13)의 외주면에 고정되어 있다.

스테이터(15)는, 전체적으로 대략 원통 형상으로 형성되어 있고, 구동용 자석(29)의 외주면을 덮도록, 구동용 자석(29)의 외주측에 배치되어 있다. 회전축(13)의 상단측 부분은, 스테이터(15)의 상단면보다 상측으로 돌출되어 있다. 스테이터(15)는, 구동용 코일과, 인슐레이터를 거쳐서 구동용 코일이 권회되는 복수의 돌극을 갖는 스테이터 코어를 구비하고 있다. 스테이터 코어의 돌극은, 내주측을 향해 돌출되도록 형성되어 있고, 돌극의 선단면은, 구동용 자석(29)의 외주면에 대향하고 있다. 모터(7)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 스테이터(15)의 외주면이 케이스체(11)에 고정되어 있다.

감속기(8)는, 상술한 바와 같이, 강성 내치 기어(16)와 가요성 외치 기어(17)와 파동 발생부(18)과 크로스 롤러 베어링(19)을 구비하고 있다. 강성 내치 기어(16)는, 편평한 대략 원통 형상으로 형성되어 있고, 강성 내치 기어(16)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 즉, 상하 방향은, 감속기(8)의 출력축인 강성 내치 기어(16)의 축 방향으로 되어 있다. 강성 내치 기어(16)는 크로스 롤러 베어링(19)의 내륜(19a)에 고정되어 있다. 크로스 롤러 베어링(19)의 외륜(19b)은 케이스체(11)의 하단측 부분에 고정되어 있고, 강성 내치 기어(16)는 크로스 롤러 베어링(19)을 거쳐서 케이스체(11)의 하단측 부분에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다.

가요성 외치 기어(17)는, 상단에 플랜지부(17a)를 갖는 플랜지가 달린 대략 통 형상으로 형성되어 있다. 플랜지부(17a)는, 대략 원환형으로 형성되어 있고, 플랜지부(17a)의 외주측 부분은, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 감속기(8)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 강성 내치 기어(16)는, 감속기(8)의 하단측 부분을 구성하고 있다. 플랜지부(17a)는, 감속기(8)의 상단측 부분을 구성하고 있다. 강성 내치 기어(16)의 내주면에는, 내치가 형성되어 있다. 가요성 외치 기어(17)의 하단측의 외주면에는, 강성 내치 기어(16)의 내치와 맞물리는 외치가 형성되어 있다.

파동 발생부(18)는, 상술한 바와 같이, 입력축(20)과 웹 베어링(21)을 구비하고 있다. 입력축(20)은, 전체적으로 상하 방향에서 가늘고 긴 통형으로 형성되어 있고, 입력축(20)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 입력축(20)의, 하단측 부분이외의 부분은, 가늘고 긴 대략 원통형으로 형성되어 있다. 입력축(20)의 하단측 부분은, 입력축(20)의 축 방향으로부터 보았을 때의 내주면 형상이 원 형상이 되고, 입력축(20)의 축 방향으로부터 보았을 때의 외주면의 형상이 타원 형상으로 되는 타원부(20a)로 되어 있다.

입력축(20)의 상단측 부분은, 회전축(13)의 하단측 부분의 내주측에 삽입되어 고정되어 있다. 구체적으로는, 입력축(20)의 상단측 부분은, 회전축(13)의, 구동용 자석(29)이 고정된 부분의 내주측에 삽입되어 고정되어 있다. 회전축(13)과 입력축(20)은, 상술한 바와 같이, 동축 상에 배치되어 있다. 또한, 입력축(20)의 상단측 부분은, 접착에 의해 회전축(13)에 고정되어 있다.

상하 방향에 있어서의 입력축(20)의 중심 부분은, 베어링(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(30)은, 볼 베어링이다. 이 베어링(30)은, 베어링 보유 지지 부재(31)에 설치되고, 베어링 보유 지지 부재(31)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 입력축(20)은, 베어링 보유 지지 부재(31)를 거쳐서 케이스체(11)에 설치되는 베어링(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링 보유 지지 부재(31)는, 원환형 또한 평판형으로 형성되어 있고, 가요성 외치 기어(17)의 플랜지부(17a)와 상하 방향에서 겹치도록 케이스체(11)에 고정되어 있다.

웹 베어링(21)은, 가요성 내륜 및 외륜을 구비한 볼 베어링이다. 이 웹 베어링(21)은, 타원부(20a)의 외주면을 따라 배치되어 있고, 타원형으로 휘어 있다. 가요성 외치 기어(17)의, 외치가 형성되는 하단측 부분은, 웹 베어링(21)을 둘러싸도록 웹 베어링(21)의 외주측에 배치되어 있고, 이 부분은, 타원형으로 휘어 있다. 가요성 외치 기어(17)의 외치는, 타원형으로 휘는 가요성 외치 기어(17)의 하단측 부분의 장축 방향 2개소에서, 강성 내치 기어(16)의 내치와 맞물려 있다.

출력측 부재(27)는, 플랜지부(27a)와 통부(27b)를 갖는 플랜지가 달린 대략 원통형으로 형성되어 있다. 이 출력측 부재(27)는, 출력측 부재(27)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있고, 출력측 부재(27)의 내주측에는, 상하 방향에서 관통하는 관통 구멍(27c)이 형성되어 있다. 플랜지부(27a)는, 평판형이면서 원환형으로 형성되어 있고, 통부(27b)의 하단에 연결되어 있다. 플랜지부(27a)는, 플랜지부(27a)의 상면이 강성 내치 기어(16)의 하면에 접촉하도록 강성 내치 기어(16)에 고정되어 있다. 또한, 플랜지부(27a)는 케이스체(11)의 하단보다 하측에 배치되어 있고, 케이스체(11)의 외측에 배치되어 있다.

통부(27b)의 상단측에는, 통부(27b)의 하단측 부분보다 외경이 작은 소직경부(27d)가 형성되어 있고, 통부(27b)의 상단측 부분의 외주측에는, 상하 방향에 직교하는 원환형 단차면(27e)이 형성되어 있다. 소직경부(27d)는, 관형 부재(26)의 하단측 부분의 내주측에 삽입되어 있고, 관형 부재(26)의 하단면은, 단차면(27e)에 대향하고 있다. 또한, 관통 구멍(27c)은, 관형 부재(26)의 내주측에 연통되어 있다. 통부(27b)의 상단측 부분은, 입력축(20)의 하단측 부분의 내주측에 배치되어 있다. 통부(27b)의 외주면과 입력축(20)의 하단측 부분의 내주면 사이에는, 베어링(34)이 배치되어 있다. 베어링(34)은, 볼 베어링이다.

관형 부재(26)는, 상하 방향에서 가늘고 긴 원통형으로 형성되어 있고, 관형 부재(26)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 관형 부재(26)는 회전축(13) 및 입력축(20)의 내주측에 삽입 관통되어 있다. 관형 부재(26)의 상단면은, 회전축(13)의 상단면보다 상측에 배치되고, 관형 부재(26)의 하단면은, 입력축(20)의 하단면보다 상측에 배치되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 관형 부재(26)의 하단측 부분의 내주측에 출력측 부재(27)의 소직경부(27d)가 삽입됨과 함께 관형 부재(26)의 하단면이 단차면(27e)에 대향하고 있고, 관형 부재(26)의 하단측은, 출력측 부재(27)에 보유 지지되어 있다.

관형 부재(26)의 상단측은, 보유 지지 부재(32)에 보유 지지되어 있다. 보유 지지 부재(32)는, 지주(33)에 고정되고, 지주(33)는 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 보유 지지 부재(32)는, 지주(33)를 거쳐서 케이스체(11)에 고정되어 있다. 보유 지지 부재(32)는, 관형 부재(26)의 상단측을 보유 지지하는 원통형의 보유 지지부(32a)를 구비하고 있다. 보유 지지부(32a)는, 보유 지지부(32a)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있고, 보유 지지부(32a)의 내주측에는, 상하 방향에서 관통하는 관통 구멍(32b)이 형성되어 있다.

보유 지지부(32a)의 하단측에는, 보유 지지부(32a)의 상단측보다 내경이 큰 대직경부(32c)가 형성되어 있고, 보유 지지부(32a)의 하단측 부분의 내주측에는, 상하 방향에 직교하는 원환형 단차면(32d)이 형성되어 있다. 관형 부재(26)의 상단측은, 대직경부(32c)의 내주측에 삽입되어 있고, 관형 부재(26)의 상단면은, 단차면(32d)에 대향하고 있다. 또한, 관통 구멍(32b)은, 관형 부재(26)의 내주측에 연통되어 있다.

위치 검출 기구(9)는, 스테이터(15)의 상측에 배치되어 있다. 이 위치 검출 기구(9)는, 회전축(13)의 상단측에 고정되는 슬릿판(36)과, 센서(37)를 구비하고 있다. 센서(37)는, 서로 대향하도록 배치되는 발광 소자와 수광 소자를 구비하는 투과형 광학식 센서이다. 센서(37)는, 지지 부재(38)에 고정되어 있다. 지지 부재(38)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 센서(37)는, 지지 부재(38)를 개재하여 케이스체(11)에 고정되어 있다. 슬릿판(36)은, 얇은 평판형으로 형성됨과 함께 원환형으로 형성되어 있다. 슬릿판(36)에는, 슬릿판(36)의 둘레 방향으로 일정한 간격으로 복수의 슬릿 구멍이 형성되어 있다. 슬릿판(36)은, 슬릿판(36)의 둘레 방향의 일부분이 센서(37)의 발광 소자와 수광 소자 사이에 배치되도록 회전축(13)에 고정되어 있다.

케이스체(11)는, 상하의 양단부가 개구되는 케이스 본체(41)와, 케이스 본체(41)의 상단측의 개구를 폐색하는 커버(42)로 구성되어 있다. 케이스 본체(41)의 하단측의 개구는, 감속기(8)에 의해 폐색되어 있다. 케이스 본체(41)의 측면에는, 상하 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부(41a)가 형성되어 있다. 즉, 케이스체(11)에는, 상하 방향에 직교하는 방향에서 개구되는 개구부(41a)가 형성되어 있다. 개구부(41a)는, 케이스 본체(41)의 측면 부분을 관통하도록 형성되어 있다.

또한, 개구부(41a)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 단차식 구멍 형상으로 형성되어 있고, 개구부(41a)에는, 개구부(41a)의 개구 방향에 직교하는 평면형의 설치면(41b)이 형성되어 있다. 즉, 개구부(41a)에는, 상하 방향에 평행한 평면형의 설치면(41b)이 형성되어 있다. 설치면(41b)은, 개구부(41a)의, 케이스 본체(41)의 외주면측에 형성되어 있다. 또한, 설치면(41b)은, 원환형으로 형성되어 있다. 설치면(41b)의 외경은, 플랜지부(27a)의 외경과 거의 동일하게 되어 있다.

회전 규제 기구(25)는, 케이스체(11)에 수용되어 있다. 이 회전 규제 기구(25)는, 로터(14)에 고정되는 평판형이면서 대략 원환형 회전측 규제 부재(45)와, 회전측 규제 부재(45)와 결합되어 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 이동을 규제하는 고정측 규제 부재(46)와, 고정측 규제 부재(46)를 상하 방향에서 이동시키는 구동 기구(47)와, 고정측 규제 부재(46)를 상하 방향에서 안내하는 리니어 부시(48)를 구비하고 있다. 구동 기구(47)는, 고정측 규제 부재(46)를 상측으로 밀어붙이는 압축 코일 스프링(49)과, 고정측 규제 부재(46)를 하측으로 이동시키는 솔레노이드(50)를 구비하고 있다.

고정측 규제 부재(46)는, 상단에 플랜지부(46a)를 갖는 플랜지가 달린 원기둥형으로 형성되어 있고, 고정측 규제 부재(46)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 고정측 규제 부재(46)는, 고정측 규제 부재(46)의 상측에 배치되는 솔레노이드(50)의 플런저(50a)에 고정되어 있다. 고정측 규제 부재(46)의 하단면에는, 상측을 향해 오목하게 들어간 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부 내에는, 압축 코일 스프링(49)의 상단측 부분이 배치되어 있다.

리니어 부시(48)는, 상단에 플랜지부를 갖는 플랜지가 달린 원통형으로 형성되어 있고, 리니어 부시(48)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 리니어 부시(48)의, 플랜지부보다 하측의 부분은, 지지 부재(38)의 상면에 형성되는 오목부 내에 배치되어 있다. 이 오목부의 저면에는, 압축 코일 스프링(49)의 하단측 부분이 배치되는 오목부가 하측을 향해 오목해지도록 형성되어 있다. 리니어 부시(48)의 내주측에는, 고정측 규제 부재(46)의, 플랜지부(46a)보다 하측의 부분이 배치되어 있다.

회전측 규제 부재(45)는, 회전측 규제 부재(45)의 두께 방향과 상하 방향이 일치하도록 회전축(13)의 상단면에 고정되어 있고, 위치 검출 기구(9)보다 상측에 배치되어 있다. 회전측 규제 부재(45)에는, 로터(14)의 직경 방향의 외측으로 돌출되는 복수의 돌기가 로터(14)의 둘레 방향에 있어서 일정한 간격으로 형성되어 있다.

솔레노이드(50)가 통전 상태가 아닐 때에는, 압축 코일 스프링(49)의 가압력으로, 고정측 규제 부재(46)의 플랜지부(46a)가 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 돌기 사이에 배치되도록 고정측 규제 부재(46)가 상승하고 있다. 그 때문에, 회전측 규제 부재(45)의 돌기와 플랜지부(46a)에 의해, 정지하고 있는 로터(14)의 회전이 규제된다. 한편, 솔레노이드(50)가 통전 상태로 되면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 플런저(50a)가 하측으로 돌출되어, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 돌기의 사이로부터 플랜지부(46a)가 빠질 때까지, 고정측 규제 부재(46)가 하강한다. 그 때문에, 로터(14)가 회전 가능해진다.

회로 기판(10)은, 유리 에폭시 기판 등의 리지드 기판이며, 평판형으로 형성되어 있다. 이 회로 기판(10)은, 회로 기판(10)의 두께 방향과 상하 방향이 일치하도록 케이스체(11)에 고정되어 있다. 또한, 회로 기판(10)은, 케이스체(11)의 상단측에 고정되어 있고, 회전측 규제 부재(45)보다 상측에 배치되어 있다. 관형 부재(26)의 상단부는, 회로 기판(10)의 상면보다 상측에 배치되어 있다.

회로 기판(10)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 모터(7)를 구동하기 위한 모터 구동 회로(58)와, 회로 기판(10)에 입력되는 신호를 회로 기판(10)의 외부로 출력하기 위한 신호 전달 회로(59)가 실장되어 있다. 또한, 회로 기판(10)에는, 배선(60)의 단부가 접속되는 커넥터(61, 62)가 실장되어 있다. 구체적으로는, 적어도 2개의 커넥터(61, 62)가 회로 기판(10)에 실장되어 있다. 커넥터(61, 62)는, 회로 기판(10)의 상면에 실장되어 있다. 또한, 커넥터(61, 62)는, 수형 또는 암형의 커넥터이며, 배선(60)의 단부에 고정되는 수형 또는 암형의 커넥터가 커넥터(61, 62)에 걸림 결합됨으로써, 커넥터(61, 62)에 배선(60)의 단부가 접속된다.

신호 전달 회로(59)는, 예를 들어 위치 검출 기구(9)로부터의 출력 신호(구체적으로는, 센서(37)로부터의 출력 신호), 또는 이 출력 신호를 회로 기판(10) 상에서 처리한 후의 신호를 커넥터(61) 또는 커넥터(62)로부터 회로 기판(10)의 외부로 출력하기 위해 마련되어 있다. 또한, 신호 전달 회로(59)는, 커넥터(61)로부터 입력되는 신호를 커넥터(62)로부터 출력하고, 커넥터(62)로부터 입력되는 신호를 커넥터(61)로부터 출력하기 위해 마련되어 있다.

(관절부, 암의 연결 구조)

상술한 바와 같이, 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 관절부(2B)와 제1 암(3A)의 기단이 고정되고, 제1 암(3A)의 선단과 제3 관절부(2C)가 고정되고, 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)의 기단이 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 암(3B)의 선단과 제5 관절부(2E)가 고정되고, 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 상대 회동 가능하게 연결되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 도 2의 (B)에 나타낸 동작을 로봇(1)이 행하는 것이 가능해지도록, 이하와 같이, 각 관절부(2) 및 암(3)이 연결되어 있다.

또한, 이하의 설명에서는, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제1 관절부(2A)의 축 방향」이라고 하고, 제2 관절부(2B)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제2 관절부(2B)의 축 방향」이라고 하고, 제3 관절부(2C)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제3 관절부(2C)의 축 방향」이라고 하고, 제4 관절부(2D)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제4 관절부(2D)의 축 방향」이라고 하고, 제5 관절부(2E)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제5 관절부(2E)의 축 방향」이라고 하고, 제6 관절부(2F)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제6 관절부(2F)의 축 방향」이라고 한다.

먼저, 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)는, 제1 관절부(2A)의 출력측 부재(27)의 플랜지부(27a)가 지지 부재(4)에 고정됨으로써 연결되어 있다. 구체적으로는, 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)는, 제1 관절부(2A)의 플랜지부(27a)가 지지 부재(4)의, 플랜지부(4a)가 형성되지 않은 측의 단부면에 고정됨으로써 연결되어 있다. 즉, 제1 관절부(2A)의 축 방향과 지지 부재(4)의 축 방향이 일치하도록(보다 구체적으로는, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 지지 부재(4)의 축심이 일치하도록) 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)가 연결되어 있다. 제1 관절부(2A)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)은, 지지 부재(4)의 관통 구멍에 연통되어 있다.

제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)는, 제1 관절부(2A)의 축 방향과 제2 관절부(2B)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제1 관절부(2A)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 직접 고정되어 있고, 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)에, 제1 관절부(2A)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측이 고정되어 있다. 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)의 한쪽 면(도 3의 하면)은, 제1 관절부(2A)의 설치면(41b)에 맞닿아 있다. 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)는, 제1 관절부(2A)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)를 폐색하고 있고, 제2 관절부(2B)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)은, 제1 관절부(2A)의 케이스체(11)의 내부에 연통되어 있다.

이와 같이, 제1 관절부(2A)의 축 방향과 제2 관절부(2B)의 축 방향이 직교하도록, 제1 관절부(2A)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 직접 고정됨으로써, 기단측 2축 관절 유닛(6A)이 구성되어 있다. 또한, 지지 부재(4)에 대해, 제1 관절부(2A)의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 기단측 2축 관절 유닛(6A)의 상대 회동이 가능하게 되어 있다.

제2 관절부(2B)와 제1 암(3A)은, 제2 관절부(2B)의 축 방향과 제1 암(3A)의 긴 변 방향(축 방향)이 직교하도록 연결되어 있다. 즉, 기단측 2축 관절 유닛(6A)과 제1 암(3A)은, 제2 관절부(2B)의 축 방향과 제1 암(3A)의 긴 변 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제2 관절부(2B)의 케이스체(11)에 제1 암(3A)의 기단이 고정되어 있다. 구체적으로는, 제2 관절부(2B)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측에 제1 암(3A)의 기단이 고정되어 있다. 제1 암(3A)의 기단은, 제2 관절부(2B)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)를 폐색하고 있고, 제1 암(3A)의 내주측은, 제2 관절부(2B)의 케이스체(11)의 내부에 연통되어 있다.

제1 암(3A)과 제3 관절부(2C)는, 제1 암(3A)의 긴 변 방향과 제3 관절부(2C)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 즉, 제1 암(3A)과 중간 2축 관절 유닛(6B)은, 제1 암(3A)의 긴 변 방향과 제3 관절부(2C)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제3 관절부(2C)의 케이스체(11)에 제1 암(3A)의 선단이 고정되어 있다. 구체적으로는, 제3 관절부(2C)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측에 제1 암(3A)의 선단이 고정되어 있다. 제1 암(3A)의 선단은, 제3 관절부(2C)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)를 폐색하고 있고, 제1 암(3A)의 내주측은, 제3 관절부(2C)의 케이스체(11)의 내부에 연통되어 있다.

제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)는, 제3 관절부(2C)의 축 방향과 제4 관절부(2D)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)가 제3 관절부(2C)의 축 방향으로 소정의 두께(길이)를 갖는 제2 연결 부재로서의 연결 부재(63)를 거쳐서 고정되어 있고, 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)에, 제4 관절부(2D)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측이 연결 부재(63)를 거쳐서 고정되어 있다. 이와 같이, 제3 관절부(2C)의 축 방향과 제4 관절부(2D)의 축 방향이 직교하도록, 제4 관절부(2D)의 설치면(41b)과 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)가 연결 부재(63)를 거쳐서 고정됨으로써, 중간 2축 관절 유닛(6B)이 구성되어 있다.

연결 부재(63)는, 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)에 고정되는 플랜지부(63a)를 구비하는 플랜지가 달린 원통형으로 형성되어 있다. 이 연결 부재(63)는, 제4 관절부(2D)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)를 폐색하고 있고, 연결 부재(63)의 축 방향으로 관통하는 관통 구멍 및 제3 관절부(2C)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)은, 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)의 내부에 연통되어 있다. 또한, 연결 부재(63)의, 플랜지부(63a)가 형성되지 않은 측의 단부면은, 제4 관절부(2D)의 설치면(41b)에 맞닿아 있다.

제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)은, 제4 관절부(2D)의 축 방향과 제2 암(3B)의 긴 변 방향이 일치하도록(보다 구체적으로는, 제4 관절부(2D)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 암(3B)의 축심이 일치하도록) 연결되어 있다. 즉, 중간 2축 관절 유닛(6B)과 제2 암(3B)은, 제4 관절부(2D)의 축 방향과 제2 암(3B)의 긴 변 방향이 일치하도록 연결되어 있다. 또한, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)에 제2 암(3B)의 기단이 고정되어 있다.

그 때문에, 제1 암(3A)에 대해, 제3 관절부(2C)의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 제2 암(3B)의 상대 회동이 가능하게 되어 있다. 또한, 중간 2축 관절 유닛(6B)에 대해, 제2 암(3B)의 긴 변 방향(즉, 제4 관절부(2D)의 축 방향)을 회동의 축 방향으로 하는 제2 암(3B)의 상대 회동이 가능하게 되어 있다. 제2 암(3B)의 내주측은, 제4 관절부(2D)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)에 연통되어 있다. 또한, 제2 암(3B)의 기단에는, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)에 제2 암(3B)의 기단을 고정하기 위한 플랜지부(3a)가 형성되어 있고, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)와 플랜지부(3a)가 서로 고정되어 있다.

제2 암(3B)과 제5 관절부(2E)는, 제2 암(3B)의 긴 변 방향과 제5 관절부(2E)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 즉, 제2 암(3B)과 선단측 2축 관절 유닛(6C)은, 제2 암(3B)의 긴 변 방향과 제5 관절부(2E)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제5 관절부(2E)의 케이스체(11)에 제2 암(3B)의 선단이 고정되어 있다. 구체적으로는, 제5 관절부(2E)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측에 제2 암(3B)의 선단이 고정되어 있다. 제2 암(3B)의 선단은, 제5 관절부(2E)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)를 폐색하고 있고, 제2 암(3B)의 내주측은, 제5 관절부(2E)의 케이스체(11)의 내부에 연통되어 있다.

제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)는, 제5 관절부(2E)의 축 방향과 제6 관절부(2F)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제6 관절부(2F)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)가 직접 고정되어 있고, 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)에, 제6 관절부(2F)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측이 고정되어 있다. 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)의 한쪽 면(도 3의 하면)은, 제6 관절부(2F)의 설치면(41b)에 맞닿아 있다. 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)는, 제6 관절부(2F)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)를 폐색하고 있고, 제5 관절부(2E)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)은, 제6 관절부(2F)의 케이스체(11)의 내부에 연통되어 있다.

이와 같이, 제5 관절부(2E)의 축 방향과 제6 관절부(2F)의 축 방향이 직교하도록, 제6 관절부(2F)의 설치면(41b)과 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)가 직접 고정됨으로써, 선단측 2축 관절 유닛(6C)이 구성되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제6 관절부(2F)에는, 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 제6 관절부(2F)의 출력측 부재(27)의 플랜지부(27a)에 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있다.

본 형태에서는, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 관절부(2B)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제3 관절부(2C)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제4 관절부(2D)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제5 관절부(2E)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제6 관절부(2F)의 강성 내치 기어(16)의 축심이 동일 평면 상에 배치됨과 함께, 기단측 2축 관절 유닛(6A)과 선단측 2축 관절 유닛(6C)이 가장 근접하는 정대 자세(도 1 및 도 2의 (A)에 나타낸 자세)에 있어서, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 암(3B)의 축심이 동일 직선 상에 배치되어 있다.

그 때문에, 제1 암(3A)에 대해 제3 관절부(2C)의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 상대 회동이 가능하게 되어 있는 제2 암(3B)은, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심을 포함하는 평면 상에서 회동한다. 또한, 제2 암(3B)은, 제1 관절부(2A)와 제5 관절부(2E)가 간섭하지 않도록(제1 관절부(2A)와 제5 관절부(2E)의 간섭이 회피되도록), 제1 암(3A)보다 짧게 되어 있다.

(배선의 배치 구조)

이하, 로봇(1)의 내부에서의 배선(60)의 배치 구조를 설명한다. 이하의 설명에서는, 제1 관절부(2A)의 회로 기판(10)을 「회로 기판(10A)」이라고 하고, 제2 관절부(2B)의 회로 기판(10)을 「회로 기판(10B)」이라고 하고, 제3 관절부(2C)의 회로 기판(10)을 「회로 기판(10C)」이라고 하고, 제4 관절부(2D)의 회로 기판(10)을 「회로 기판(10D)」이라고 하고, 제5 관절부(2E)의 회로 기판(10)을 「회로 기판(10E)」이라고 하고, 제6 관절부(2F)의 회로 기판(10)을 「회로 기판(10F)」이라고 한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제6 관절부(2F)와 제5 관절부(2E) 사이에서는, 제6 관절부(2F)의 회로 기판(10F)의 커넥터(61)와 제5 관절부(2E)의 회로 기판(10E)의 커넥터(62)가 배선(60)에 의해 접속되어 있다. 즉, 회로 기판(10F)의 커넥터(61)에 일단부가 접속됨과 함께 제6 관절부(2F)의 케이스체(11)로부터 인출된 배선(60)의 타단부는, 회로 기판(10E)의 커넥터(62)에 접속되어 있다. 이 배선(60)은, 제6 관절부(2F)의 개구부(41a)를 통과하도록 제6 관절부(2F)의 케이스체(11)로부터 인출되고, 제5 관절부(2E)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c) 및 제5 관절부(2E)의 관형 부재(26)의 내주측을 통과하도록 배치되어 회로 기판(10E)의 커넥터(62)에 접속된다.

제5 관절부(2E)와 제4 관절부(2D) 사이에서는, 제5 관절부(2E)의 회로 기판(10E)의 커넥터(61)와 제4 관절부(2D)의 회로 기판(10D)의 커넥터(62)가 배선(60)에 의해 접속되어 있다. 즉, 회로 기판(10E)의 커넥터(61)에 일단부가 접속됨과 함께 제5 관절부(2E)의 케이스체(11)로부터 인출된 배선(60)의 타단부는, 회로 기판(10D)의 커넥터(62)에 접속되어 있다. 이 배선(60)은, 제5 관절부(2E)의 개구부(41a)를 통과하도록 제5 관절부(2E)의 케이스체(11)로부터 인출되고, 제2 암(3B)의 내주측, 제4 관절부(2D)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c) 및 제4 관절부(2D)의 관형 부재(26)의 내주측을 통과하도록 배치되어 회로 기판(10D)의 커넥터(62)에 접속된다.

제4 관절부(2D)와 제3 관절부(2C) 사이에서는, 제4 관절부(2D)의 회로 기판(10D)의 커넥터(61)와 제3 관절부(2C)의 회로 기판(10C)의 커넥터(62)가 배선(60)에 의해 접속되어 있다. 즉, 회로 기판(10D)의 커넥터(61)에 일단부가 접속됨과 함께 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)로부터 인출된 배선(60)의 타단부는, 회로 기판(10C)의 커넥터(62)에 접속되어 있다. 이 배선(60)은, 제4 관절부(2D)의 개구부(41a)를 통과하도록 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)로부터 인출되고, 연결 부재(63)의 관통 구멍, 제3 관절부(2C)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c) 및 제3 관절부(2C)의 관형 부재(26)의 내주측을 통과하도록 배치되어 회로 기판(10C)의 커넥터(62)에 접속된다.

제3 관절부(2C)와 제2 관절부(2B) 사이에서는, 제3 관절부(2C)의 회로 기판(10C)의 커넥터(61)와 제2 관절부(2B)의 회로 기판(10B)의 커넥터(62)가 배선(60)에 의해 접속되어 있다. 즉, 회로 기판(10C)의 커넥터(61)에 일단부가 접속됨과 함께 제3 관절부(2C)의 케이스체(11)로부터 인출된 배선(60)의 타단부는, 회로 기판(10B)의 커넥터(62)에 접속되어 있다. 이 배선(60)은, 제3 관절부(2C)의 개구부(41a)를 통과하도록 제3 관절부(2C)의 케이스체(11)로부터 인출되고, 제1 암(3A)의 내주측 및 제2 관절부(2B)의 개구부(41a)를 통과하도록 배치되어 회로 기판(10B)의 커넥터(62)에 접속된다.

제2 관절부(2B)와 제1 관절부(2A) 사이에서는, 제2 관절부(2B)의 회로 기판(10B)의 커넥터(61)와 제1 관절부(2A)의 회로 기판(10A)의 커넥터(62)가 배선(60)에 의해 접속되어 있다. 즉, 회로 기판(10B)의 커넥터(61)에 일단부가 접속됨과 함께 제2 관절부(2B)의 케이스체(11)로부터 인출된 배선(60)의 타단부는, 회로 기판(10A)의 커넥터(62)에 접속되어 있다. 이 배선(60)은, 제2 관절부(2B)의 관형 부재(26)의 내주측 및 제2 관절부(2B)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)을 통과하도록 제2 관절부(2B)의 케이스체(11)로부터 인출되고, 제1 관절부(2A)의 개구부(41a)를 통과하도록 배치되어 회로 기판(10A)의 커넥터(62)에 접속된다.

또한, 회로 기판(10A)의 커넥터(61)는, 배선(60)을 통해 로봇(1)의 컨트롤러(65)에 접속되어 있다. 이 배선(60)은, 제1 관절부(2A)의 관형 부재(26)의 내주측 및 제1 관절부(2A)의 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)을 통과하도록 제1 관절부(2A)의 케이스체(11)로부터 인출되어, 지지 부재(4)의 관통 구멍을 통과하도록 배치된다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 제1 관절부(2A)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 직접 고정됨으로써 기단측 2축 관절 유닛(6A)이 구성되고, 제4 관절부(2D)의 설치면(41b)과 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)가 연결 부재(63)를 거쳐서 고정됨으로써 중간 2축 관절 유닛(6B)이 구성되고, 제6 관절부(2F)의 설치면(41b)과 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)가 직접 고정됨으로써 선단측 2축 관절 유닛(6C)이 구성되어 있다. 즉, 본 형태에서는, 평면형의 설치면(41b)과 플랜지부(27a)를 사용하여 2개의 관절부(2)가 연결되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 2개의 관절부(2)의 연결 강도를 높이는 것이 가능해지는 동시에, 2개의 관절부(2)를 고정밀도로 연결하는 것이 가능해진다. 또한, 본 형태에서는, 개구부(41a)에 형성되는 설치면(41b)과 원환형 플랜지부(27a)를 사용하여 2개의 관절부(2)가 연결되어 있기 때문에, 플랜지부(27a)의 내주측 및 개구부(41a)를 이용하여 2개의 관절부(2) 사이에서 배선(60)을 배치하는 것이 가능해진다.

본 형태에서는, 지지 부재(4)에 대해, 제1 관절부(2A)의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 기단측 2축 관절 유닛(6A)의 상대 회동이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 제1 암(3A)에 대해 제3 관절부(2C)의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 상대 회동이 가능하게 되어 있는 제2 암(3B)이, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심을 포함하는 평면 상에서 회동 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 로봇(1)의 제어가 용이해진다.

본 형태에서는, 도 1 및 도 2의 (A)에 나타낸 로봇(1)의 정대 자세에 있어서, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 암(3B)의 축심이 동일 직선 상에 배치됨과 함께, 제1 관절부(2A)와 제5 관절부(2E)가 간섭하지 않도록 제2 암(3B)가 제1 암(3A)보다 짧게 되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 로봇(1)을 콤팩트하게 접는 것이 가능해지고, 그 결과, 로봇(1)의 포장 비용이나 수송 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

본 형태에서는, 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)는, 제1 관절부(2A) 및 제2 관절부(2B)보다 작게 되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 로봇(1)의 선단측의 중량을 경감시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 로봇(1)의 기단측에 가해지는 부하를 경감시키는 것이 가능해진다. 특히 본 형태에서는, 제4 관절부(2D)가 제3 관절부(2C)보다 작게 되어 있는 동시에, 제2 암(3B)의 외경은 제1 암(3A)의 외경보다 작게, 또한 제2 암(3B)은 제1 암(3A)보다 짧게 되어 있기 때문에, 로봇(1)의 선단측의 중량을 보다 경감시키는 것이 가능해진다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)의 기단측에 가해지는 부하를 보다 경감시키는 것이 가능해진다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 도 1 및 도 2의 (A)에 나타낸 로봇(1)의 정대 자세에 있어서, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 암(3B)의 축심이 동일 직선 상에 배치되어 있지만, 로봇(1)의 정대 자세에 있어서, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 암(3B)의 축심이 동일 직선 상에 배치되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 로봇(1)의 정대 자세에 있어서, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제2 암(3B)의 축심이 동일 직선 상에 배치되지 않고, 또한 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제6 관절부(2F)의 강성 내치 기어(16)의 축심이 동일 직선 상에 배치되어 있지 않아도 된다. 이 경우에는, 제2 암(3B)의 길이가 제1 암(3A)의 길이 이상으로 되어 있어도 된다.

또한, 예를 들어 도 7, 도 8에 나타낸 바와 같이, 로봇(1)의 정대 자세에 있어서, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축심과 제6 관절부(2F)의 강성 내치 기어(16)의 축심이 동일 직선 상에 배치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이, 상술한 형태의 연결 부재(63)보다, 제3 관절부(2C)의 축 방향의 두께가 두꺼운(길이가 긴) 연결 부재(63)를 개재하여, 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)가 고정된다. 또는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 관절부(2B)의 축 방향으로 소정의 두께(길이)를 갖는 제1 연결 부재로서의 연결 부재(64)를 개재하여, 제1 관절부(2A)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 제1 암(3A)과 제3 관절부(2C)는, 제1 암(3A)의 긴 변 방향과 제3 관절부(2C)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있고, 제3 관절부(2C)의 케이스체(11)에 제1 암(3A)의 선단이 고정되어 있다. 또한, 제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)은, 제4 관절부(2D)의 축 방향과 제2 암(3B)의 긴 변 방향이 일치하도록 연결되어 있고, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)에 제2 암(3B)의 기단이 고정되어 있다. 이 밖에도 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 암(3A)의 긴 변 방향과 제3 관절부(2C)의 축 방향이 일치하도록 제1 암(3A)과 제3 관절부(2C)가 연결되고, 제4 관절부(2D)의 축 방향과 제2 암(3B)의 긴 변 방향이 직교하도록 제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)이 연결되어도 된다. 이 경우에는, 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)에 제1 암(3A)의 선단이 고정되고, 제3 관절부(2C)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)가 고정되고, 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)에 제2 암(3B)의 기단이 고정된다. 또한, 이 경우에는, 제3 관절부(2C)가 일방측 관절부가 되고, 제4 관절부(2D)가 타방측 관절부가 된다.

또한, 상술한 형태에서는, 제1 관절부(2A)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 고정되고, 제2 관절부(2B)의 케이스체(11)에 제1 암(3A)의 기단이 고정되어 있지만, 제1 관절부(2A)의 플랜지부(27a)와 제2 관절부(2B)의 케이스체(11)의 설치면(41b)이 고정되고, 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)에 제1 암(3A)의 기단이 고정되어도 된다. 이 경우에는, 제2 관절부(2B)가 일방측 관절부가 되고, 제1 관절부(2A)가 타방측 관절부가 된다.

또한, 상술한 형태에서는, 제5 관절부(2E)의 케이스체(11)에 제2 암(3B)의 선단이 고정되고, 제6 관절부(2F)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)가 고정되어 있지만, 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)에 제2 암(3B)의 선단이 고정되고, 제5 관절부(2E)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제6 관절부(2F)의 플랜지부(27a)가 고정되어도 된다. 이 경우에는, 제5 관절부(2E)가 일방측 관절부가 되고, 제6 관절부(2F)가 타방측 관절부가 된다.

상술한 형태에서는, 제1 관절부(2A)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 직접 고정되어 있지만, 상술한 바와 같이, 연결 부재(64)를 개재하여, 제1 관절부(2A)의 설치면(41b)과 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)가 고정되어도 된다(도 8 참조). 마찬가지로, 상술한 형태에서는, 제6 관절부(2F)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)가 직접 고정되어 있지만, 제6 관절부(2F)의 설치면(41b)과 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)가 제5 관절부(2E)의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제3 연결 부재를 개재하여 고정되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 제4 관절부(2D)의 케이스체(11)의 설치면(41b)과 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)가 연결 부재(63)를 개재하여 고정되어 있지만, 제4 관절부(2D)의 설치면(41b)과 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)가 직접 고정되어도 된다.

상술한 형태에서는, 제3 관절부(2C)는, 제1 관절부(2A) 및 제2 관절부(2B)와 동일 구조로 되어 있지만, 제3 관절부(2C)는, 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)와 동일 구조로 되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 제4 관절부(2D)는, 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)와 동일 구조로 되어 있지만, 제4 관절부(2D)는, 제1 관절부(2A) 및 제2 관절부(2B)와 동일 구조로 되어 있어도 된다. 또한, 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)가 동일 구조로 됨과 함께, 제3 관절부(2C) 및 제4 관절부(2D)가, 제1 관절부(2A) 및 제2 관절부(2B)보다 작게, 또한 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)보다 크게 되어 있어도 된다. 또한, 제1 관절부(2A)의 크기와 제2 관절부(2B)의 크기가 상이해도 되고, 제5 관절부(2E)의 크기와 제6 관절부(2F)의 크기가 상이해도 되고, 6개의 관절부(2) 모두가 동일한 크기여도 된다.

상술한 형태에서는, 강성 내치 기어(16)가 감속기(8)의 출력축으로 되어 있지만, 가요성 외치 기어(17)가 감속기(8)의 출력축으로 되어 있어도 된다. 이 경우에는, 강성 내치 기어(16)가 케이스체(11) 및 크로스 롤러 베어링(19)의 내륜(19a)에 고정되고, 가요성 외치 기어(17)가 크로스 롤러 베어링(19)의 외륜(19b) 및 출력측 부재(27)의 플랜지부(27a)에 고정된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은, 3개의 2축 관절 유닛(6)을 구비하고 있지만, 로봇(1)이 구비하는 2축 관절 유닛(6)의 수는, 2개여도 되고, 4개 이상이어도 된다. 이 경우에는, 로봇(1)은, 2축 관절 유닛(6)의 수에 따른 개수의 암(3)을 구비하고 있다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 산업용 로봇이지만, 로봇(1)은 다양한 용도에 적용 가능하다. 예를 들어, 로봇(1)은, 서비스용 로봇이어도 된다.

1 : 로봇(산업용 로봇)
2 : 관절부
2A : 제1 관절부(일방측 관절부)
2B : 제2 관절부(타방측 관절부)
2C : 제3 관절부(타방측 관절부)
2D : 제4 관절부(일방측 관절부)
2E : 제5 관절부(타방측 관절부)
2F : 제6 관절부(일방측 관절부)
3 : 암
3A : 제1 암
3B : 제2 암
4 : 지지 부재
6 : 2축 관절 유닛
6A : 기단측 2축 관절 유닛
6B : 중간 2축 관절 유닛
6C : 선단측 2축 관절 유닛
7 : 모터
8 : 감속기
11 : 케이스체
13 : 회전축
16 : 강성 내치 기어(감속기의 출력축)
20 : 입력축
27 : 출력측 부재
27a : 플랜지부
41a : 개구부
41b : 설치면
63 : 연결 부재(제2 연결 부재)
64 : 연결 부재(제1 연결 부재)

Claims

2개의 관절부에 의해 구성되는 2축 관절 유닛을 복수 구비함과 함께, 2개의 상기 2축 관절 유닛을 연결하는 긴 형상의 암을 구비하는 로봇이며,
상기 관절부는, 모터와, 상기 모터에 연결되는 감속기와, 상기 감속기의 출력축에 고정되는 출력측 부재와, 상기 모터 및 상기 감속기가 수용되는 케이스체를 구비하고,
상기 모터와 상기 감속기는, 상기 케이스체에 고정되고,
상기 모터의 회전축과 상기 감속기의 입력축과 상기 출력축은, 동축 상에 배치되고,
상기 모터는, 상기 모터의 회전축에 고정되는 구동용 자석과, 상기 구동용 자석의 외주측에 배치되는 스테이터를 구비하고,
상기 스테이터의 외주면은 상기 케이스에 고정되고,
상기 입력축의 상단측 부분은, 상기 회전축의, 상기 구동용 자석이 고정된 부분의 내주측에 고정되며,
상기 케이스체에는, 상기 출력축의 축 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부가 형성됨과 함께, 상기 개구부에는, 상기 개구부의 개구 방향에 직교하는 평면 형상의 설치면이 형성되고,
상기 출력측 부재는, 원환형으로 형성되고 상기 케이스체의 외측에 배치되는 플랜지부를 구비하고,
상기 2축 관절 유닛을 구성하는 2개의 상기 관절부 중 한쪽의 상기 관절부를 일방측 관절부라고 하고, 다른 쪽의 상기 관절부를 타방측 관절부라고 하면,
상기 일방측 관절부의 상기 출력축의 축 방향과 상기 타방측 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록, 상기 일방측 관절부의 상기 설치면과 상기 타방측 관절부의 상기 플랜지부가, 상기 타방측 관절부의 상기 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정되고,
상기 암의 긴 변 방향과 상기 타방측 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록 상기 암이 상기 관절부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,
상기 로봇의 기단 부분을 구성하는 지지 부재를 구비함과 함께, 상기 암으로서, 제1 암과 제2 암을 구비하고, 또한 상기 2축 관절 유닛으로서, 상기 지지 부재와 상기 제1 암 사이에 배치되는 기단측 2축 관절 유닛과, 상기 제1 암과 상기 제2 암 사이에 배치되는 중간 2축 관절 유닛과, 상기 제2 암의 선단에 설치되는 선단측 2축 관절 유닛을 구비하고,
상기 선단측 2축 관절 유닛에서는, 상기 타방측 관절부의 상기 케이스체에 상기 제2 암의 선단이 고정됨과 함께, 상기 일방측 관절부의 상기 플랜지부에 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제2항에 있어서,
상기 기단측 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부의 상기 출력측 부재가 상기 지지 부재에 고정되고, 상기 기단측 2축 관절 유닛의 상기 타방측 관절부의 상기 케이스체에 상기 제1 암의 기단이 고정되고, 상기 중간 2축 관절 유닛의 상기 타방측 관절부의 상기 케이스체에 상기 제1 암의 선단이 고정됨과 함께, 상기 중간 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부의 상기 플랜지부에 상기 제2 암의 기단이 고정되고,
상기 지지 부재에 대해, 상기 기단측 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부의 상기 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 하는 상기 기단측 2축 관절 유닛의 상대 회동이 가능하게 되어 있고,
상기 제1 암에 대해, 상기 중간 2축 관절 유닛의 상기 타방측 관절부의 상기 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 함과 함께 상기 기단측 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부의 상기 출력축의 축심을 포함하는 평면상에서의 상기 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있고,
상기 중간 2축 관절 유닛에 대해, 상기 제2 암의 긴 변 방향을 회동의 축 방향으로 하는 상기 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제3항에 있어서,
상기 제2 암은, 상기 기단측 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부와 상기 선단측 2축 관절 유닛의 상기 타방측 관절부의 간섭이 회피되도록 상기 제1 암보다 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제2항에 있어서,
상기 기단측 2축 관절 유닛, 상기 중간 2축 관절 유닛 및 상기 선단측 2축 관절 유닛 중 적어도 어느 하나는, 모든 상기 2축 관절 유닛의 상기 관절부의 상기 출력축의 축심이 동일 평면 상에 배치됨과 함께 상기 기단측 2축 관절 유닛과 상기 선단측 2축 관절 유닛이 가장 근접하는 정대 자세에 있어서, 상기 기단측 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 선단측 2축 관절 유닛의 상기 일방측 관절부의 상기 출력축의 축심이 동일 직선 상에 배치되도록 상기 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
모든 상기 관절부가 갖는 모든 상기 감속기의 감속비는, 서로 동일하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1 관절부와, 제2 관절부와, 제3 관절부와, 제4 관절부와, 제5 관절부와, 제6 관절부와, 긴 형상의 제1 암과, 긴 형상의 제2 암을 구비하는 로봇이며,
상기 로봇의 기단 부분을 구성하는 지지 부재를 구비하고,
상기 제1 관절부, 상기 제2 관절부, 상기 제3 관절부, 상기 제4 관절부, 상기 제5 관절부 및 상기 제6 관절부 각각은, 모터와, 상기 모터에 연결되는 감속기와, 상기 감속기의 출력축에 고정되는 출력측 부재와, 상기 모터 및 상기 감속기가 수용되는 케이스체를 구비하고,
상기 모터와 상기 감속기는, 상기 케이스체에 고정되고,
상기 모터의 회전축과 상기 감속기의 입력축과 상기 출력축은, 동축 상에 배치되고,
상기 모터는, 상기 모터의 회전축에 고정되는 구동용 자석과, 상기 구동용 자석의 외주측에 배치되는 스테이터를 구비하고,
상기 스테이터의 외주면은 상기 케이스에 고정되고,
상기 입력축의 상단측 부분은, 상기 회전축의, 상기 구동용 자석이 고정된 부분의 내주측에 고정되며,
상기 케이스체에는, 상기 출력축의 축 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부가 형성됨과 함께, 상기 개구부에는, 상기 개구부의 개구 방향에 직교하는 평면 형상의 설치면이 형성되고,
상기 출력측 부재는, 원환형으로 형성되고 상기 케이스체의 외측에 배치되는 플랜지부를 구비하고,
상기 제1 관절부의 상기 출력축의 축 방향과 상기 제2 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록, 상기 제1 관절부의 상기 설치면과 상기 제2 관절부의 상기 플랜지부가 상기 제2 관절부의 상기 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제1 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 기단측 2축 관절 유닛이 구성되고,
상기 제3 관절부의 상기 출력축의 축 방향과 상기 제4 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록, 상기 제4 관절부의 상기 설치면과 상기 제3 관절부의 상기 플랜지부가 상기 제3 관절부의 상기 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제2 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 중간 2축 관절 유닛이 구성되고,
상기 제5 관절부의 상기 출력축의 축 방향과 상기 제6 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록, 상기 제6 관절부의 상기 설치면과 상기 제5 관절부의 상기 플랜지부가 상기 제5 관절부의 상기 출력축의 축 방향으로 소정의 두께를 갖는 제3 연결 부재를 거쳐서, 또는 직접 고정됨으로써 선단측 2축 관절 유닛이 구성되고,
상기 제1 관절부의 상기 출력측 부재가 상기 지지 부재에 고정되고,
상기 기단측 2축 관절 유닛과 상기 제1 암은, 상기 제2 관절부의 상기 출력축의 축 방향과 상기 제1 암의 긴 변 방향이 직교하도록 연결됨과 함께, 상기 제1 암의 기단이 상기 제2 관절부의 상기 케이스체에 고정되고,
상기 제1 암과 상기 중간 2축 관절 유닛은, 상기 제1 암의 긴 변 방향과 상기 제3 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록 연결됨과 함께, 상기 제1 암의 선단이 상기 제3 관절부의 상기 케이스체에 고정되고,
상기 중간 2축 관절 유닛과 상기 제2 암은, 상기 제4 관절부의 상기 출력축의 축 방향과 상기 제2 암의 긴 변 방향이 일치하도록 연결됨과 함께, 상기 제2 암의 기단이 상기 제4 관절부의 상기 출력측 부재에 고정되고,
상기 제2 암과 상기 선단측 2축 관절 유닛은, 상기 제2 암의 긴 변 방향과 상기 제5 관절부의 상기 출력축의 축 방향이 직교하도록 연결됨과 함께, 상기 제2 암의 선단이 상기 제5 관절부의 상기 케이스체에 고정되고,
상기 제6 관절부의 상기 출력측 부재에는, 엔드 이펙터가 설치 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제7항에 있어서,
상기 제1 암에 대해, 상기 제3 관절부의 상기 출력축의 축 방향을 회동의 축 방향으로 함과 함께 상기 제1 관절부의 상기 출력축의 축심을 포함하는 평면 상에서의 상기 제2 암의 상대 회동이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제8항에 있어서,
상기 제2 암은, 상기 제1 관절부와 상기 제5 관절부의 간섭이 회피되도록 상기 제1 암보다 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 관절부와 상기 제2 관절부는, 동일 구조로 되어 있고,
상기 제5 관절부와 상기 제6 관절부는, 동일 구조로 되어 있고,
상기 제5 관절부 및 상기 제6 관절부는, 상기 제1 관절부 및 상기 제2 관절부보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제10항에 있어서,
상기 제3 관절부는, 상기 제1 관절부 및 상기 제2 관절부와 동일 구조이고,
상기 제4 관절부는, 상기 제5 관절부 및 상기 제6 관절부와 동일 구조이고,
상기 제1 암 및 상기 제2 암은, 원통형으로 형성되고,
상기 제2 암의 외경은, 상기 제1 암의 외경보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제7항에 있어서,
상기 제1 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 제2 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 제3 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 제4 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 제5 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 제6 관절부의 상기 출력축의 축심이 동일 평면 상에 배치됨과 함께 상기 기단측 2축 관절 유닛과 상기 선단측 2축 관절 유닛이 가장 근접하는 정대 자세에 있어서, 상기 제1 관절부의 상기 출력축의 축심과 상기 제6 관절부의 상기 출력축의 축심이 동일 직선 상에 배치되도록 상기 제1 연결 부재 및 상기 제2 연결 부재 중 적어도 어느 한쪽을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.