JP5888988B2 - 産業用ロボット - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるパラレルリンク型の産業用ロボットに関する。

従来、電子部品等のワークを搬送する産業用ロボットとして、いわゆるパラレルリンク型の産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットは、本体部と、本体部に回動可能に連結される３本のレバーと、３本のレバーのそれぞれに連結される３組の平行リンクと、３組の平行リンクに連結される可動部とを備えている。３本のレバーは、本体部の外周側へ１２０°ピッチで略放射状に伸びるように本体部に連結されており、３本のレバーのそれぞれには、レバーを回動させる駆動機構が連結されている。可動部は、たとえば、ワークを把持する把持機構を備えている。

この産業用ロボットでは、本体部とレバーとの連結部では、本体部からレバーが伸びる方向に略直交する方向を回動の軸方向とした本体部に対するレバーの回動が可能となるように、レバーが本体部に連結されている。レバーと平行リンクとの連結部では、ジョイント用のボールとこのボールが収容される凹部が形成されるジョイントソケットとからなる３軸ボールソケットジョイントによって、レバーと平行リンクとが連結されている。また、平行リンクと可動部との連結部では、レバーと平行リンクとの連結部と同様に、３軸ボールソケットジョイントによって、平行リンクと可動部とが連結されている。レバーと平行リンクとの連結部、および、平行リンクと可動部との連結部では、ジョイントソケットの凹部をボールに向かって付勢する引張りコイルバネが平行リンク間に配置されている。

このように構成された特許文献１に記載の産業用ロボットでは、所定のエリア内において、任意の位置に配置されたワークを可動部で把持して、上下方向、前後方向および／または左右方向の任意の方向へ搬送することが可能となっている。

特表２００２−５３１７７８号公報

特許文献１に記載の産業用ロボットでは、レバーと平行リンクとの連結部、および、平行リンクと可動部との連結部において、３軸ボールソケットジョイントが使用されており、ジョイントソケットの凹部とこの凹部に接触するボールとによって、レバーに対する平行リンクの回動、および、平行リンクに対する可動部の回動が可能になっている。そのため、この産業用ロボットでは、ボールおよび凹部の寸法精度等の精度を高くしなければ、ワークを把持する可動部の本体部に対する相対位置精度が低下する。一方で、ボールおよび凹部の精度を高くすると、３軸ボールソケットジョイントの製造コストが高くなり、その結果、産業用ロボットの製造コストが高くなる。

そこで、本発明の課題は、本体部に対する可動部の相対位置精度を確保しつつ、コストを削減することが可能な産業用ロボットを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、本体部と、本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数のレバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数のアーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数のレバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、複数のレバーは、本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように本体部に連結され、アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、レバーの先端側に２本のアームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本のアームの先端側に可動部が回動可能に連結され、本体部とレバーとの連結部である第１関節部では、レバーの基端側は、本体部からレバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした本体部に対するレバーの回動が可能になるように、本体部に連結され、レバーとアームとの連結部である第２関節部は、レバーに対するアームの第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、レバーに対するアームの、アームの長さ方向と第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受と、レバーに固定されるとともに第１の転がり軸受の内輪が固定される第１軸部材と、第１の転がり軸受の外輪および第２の転がり軸受の内輪が固定される第２軸部材とを備え、第２の転がり軸受の外輪は、アームに固定され、アームと可動部との連結部である第３関節部は、アームに対する可動部の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、アームに対する可動部の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受とを備えることを特徴とする。また、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、本体部と、本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数のレバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数のアーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数のレバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、複数のレバーは、本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように本体部に連結され、アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、レバーの先端側に２本のアームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本のアームの先端側に可動部が回動可能に連結され、本体部とレバーとの連結部である第１関節部では、レバーの基端側は、本体部からレバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした本体部に対するレバーの回動が可能になるように、本体部に連結され、レバーとアームとの連結部である第２関節部は、レバーに対するアームの第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、レバーに対するアームの、アームの長さ方向と第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受と、レバーに固定されるとともに第２の転がり軸受の内輪が固定される第１軸部材と、第２の転がり軸受の外輪および第１の転がり軸受の内輪が固定される第２軸部材とを備え、第１の転がり軸受の外輪は、アームに固定され、アームと可動部との連結部である第３関節部は、アームに対する可動部の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、アームに対する可動部の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受とを備えることを特徴とする。さらに、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、本体部と、本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数のレバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数のアーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数のレバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、複数のレバーは、本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように本体部に連結され、アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、レバーの先端側に２本のアームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本のアームの先端側に可動部が回動可能に連結され、本体部とレバーとの連結部である第１関節部では、レバーの基端側は、本体部からレバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした本体部に対するレバーの回動が可能になるように、本体部に連結され、レバーとアームとの連結部である第２関節部は、レバーに対するアームの第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、レバーに対するアームの、アームの長さ方向と第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受とを備え、アームと可動部との連結部である第３関節部は、アームに対する可動部の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、アームに対する可動部の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受と、可動部に固定されるとともに第３の転がり軸受の内輪が固定される第３軸部材と、第３の転がり軸受の外輪および第４の転がり軸受の内輪が固定される第４軸部材とを備え、第４の転がり軸受の外輪は、アームに固定されていることを特徴とする。また、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、本体部と、本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数のレバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数のアーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数のレバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、複数のレバーは、本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように本体部に連結され、アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、レバーの先端側に２本のアームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本のアームの先端側に可動部が回動可能に連結され、本体部とレバーとの連結部である第１関節部では、レバーの基端側は、本体部からレバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした本体部に対するレバーの回動が可能になるように、本体部に連結され、レバーとアームとの連結部である第２関節部は、レバーに対するアームの第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、レバーに対するアームの、アームの長さ方向と第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受とを備え、アームと可動部との連結部である第３関節部は、アームに対する可動部の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、アームに対する可動部の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受と、可動部に固定されるとともに第４の転がり軸受の内輪が固定される第３軸部材と、第４の転がり軸受の外輪および第３の転がり軸受の内輪が固定される第４軸部材とを備え、第３の転がり軸受の外輪は、アームに固定されていることを特徴とする。

本発明の産業用ロボットでは、レバーとアームとの連結部である第２関節部は、レバーに対するアームの第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、レバーに対するアームの、アームの長さ方向と第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受とを備え、アームと可動部との連結部である第３関節部は、アームに対する可動部の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、アームに対する可動部の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受とを備えている。

そのため、本発明では、汎用部品であるとともに寸法精度等の精度を確保しやすい第１から第４の転がり軸受を用いて、本体部に対する可動部の相対位置精度を確保することが可能になる。すなわち、本発明では、本体部に対する可動部の相対位置精度を確保しつつ、産業用ロボットのコストを削減することが可能になる。また、本発明では、特許文献１に記載の産業用ロボットのように、第２関節部および第３関節部に引張りコイルバネを配置する必要がないため、第２関節部および第３関節部を軽量化することが可能になる。また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、ジョイントソケットの凹部とボールとが接触しているため、ジョイントソケットやボールの摩耗が問題となるが、本発明では、第１から第４の転がり軸受を用いているため、かかる問題は生じない。

本発明において、第２関節部は、第１の転がり軸受の内輪または外輪を第１方向の一方へ付勢して、第１の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第１付勢部材と、第２の転がり軸受の内輪または外輪を第２方向の一方へ付勢して、第２の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第２付勢部材とを備えることが好ましい。このように構成すると、第１の転がり軸受の内輪と外輪との間のがたつき、および、第２の転がり軸受の内輪と外輪との間のがたつきを防止して、本体部に対する可動部の相対位置精度を高めることが可能になる。

本発明において、第１付勢部材および第２付勢部材は、皿バネであることが好ましい。このように構成すると、第１付勢部材および第２付勢部材が板バネや圧縮コイルバネである場合と比較して、第２関節部を小型化することが可能になる。

本発明において、第３関節部は、第３の転がり軸受の内輪または外輪を第１方向の一方へ付勢して、第３の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第３付勢部材と、第４の転がり軸受の内輪または外輪を第２方向の一方へ付勢して、第４の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第４付勢部材とを備えることが好ましい。このように構成すると、第３の転がり軸受の内輪と外輪との間のがたつき、および、第４の転がり軸受の内輪と外輪との間のがたつきを防止して、本体部に対する可動部の相対位置精度を高めることが可能になる。

本発明において、第３付勢部材および第４付勢部材は、皿バネであることが好ましい。このように構成すると、第３付勢部材および第４付勢部材が板バネや圧縮コイルバネである場合と比較して、第３関節部を小型化することが可能になる。

本発明において、第１の転がり軸受、第２の転がり軸受、第３の転がり軸受、および、第４の転がり軸受は、玉軸受であることが好ましい。玉軸受は、ラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを受けることが可能であるため、このように構成すると、第１の転がり軸受、第２の転がり軸受、第３の転がり軸受、および、第４の転がり軸受として、ラジアル軸受とスラスト軸受との２種類の軸受を用いる必要がなくなる。したがって、第２関節部および第３関節部の構成を簡素化して、第２関節部および第３関節部を小型化、軽量化することが可能になる。また、産業用ロボットのコストをより削減することが可能になる。

本発明において、産業用ロボットは、たとえば、３本のレバーと、３個のアーム部とを備えている。３本のレバーと３個のアーム部とを備えるパラレルリンク型の産業用ロボットでは、たとえば、４本のレバーと４個のアーム部とを備えるパラレルリンク型の産業用ロボットと比較して、レバーに対するアームの回動角度の範囲、および、アームに対する可動部の回動角度の範囲が大きくなるが、本発明では、第１から第４の転がり軸受、および、第１から第４軸部材を用いることで、レバーに対するアームの回動角度の範囲、および、アームに対する可動部の回動角度の範囲を確保することが可能になる。

以上のように、本発明の産業用ロボットでは、本体部に対する可動部の相対位置精度を確保しつつ、コストを削減することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの斜視図である。 図１に示す産業用ロボットの平面図である。 図２のＥ−Ｅ方向から産業用ロボットを示す側面図である。 図２のＦ−Ｆ方向から産業用ロボットを示す側面図である。 図１に示す産業用ロボットの底面図である。 図１に示す産業用ロボットの要部を説明するための平面図である。 図６のＧ部の構成を説明するための拡大図である。 図７のＨ部の拡大図である。 （Ａ）は、図８のＪ−Ｊ方向から第２関節部を示す側面図であり、（Ｂ）は、図８のＫ−Ｋ断面の断面図である。 図５のＬ部の拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（産業用ロボットの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の斜視図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１の平面図である。図３は、図２のＥ−Ｅ方向から産業用ロボット１を示す側面図である。図４は、図２のＦ−Ｆ方向から産業用ロボット１を示す側面図である。図５は、図１に示す産業用ロボット１の底面図である。図６は、図１に示す産業用ロボット１の要部を説明するための平面図である。

本形態の産業用ロボット１は、いわゆるパラレルリンク型の産業用ロボットである。また、本形態の産業用ロボット１は、たとえば、電子部品等のワークを搬送するためのロボットである。この産業用ロボット１は、本体部２と、本体部２に連結される３本のレバー３と、３本のレバー３のそれぞれに連結される３個のアーム部４と、３個のアーム部４に連結される可動部としてのヘッドユニット５を備えている。なお、以下の説明では、産業用ロボット１を「ロボット１」とする。

３本のレバー３は、図２に示すように、本体部２の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように本体部２に連結されている。すなわち、３本のレバー３は、本体部２の外周側へ略１２０°ピッチで略放射状に伸びるように本体部２に連結されている。また、３本のレバー３の基端側は、本体部２に回動可能に連結されている。具体的には、本体部２とレバー３との連結部である第１関節部７では、本体部２からレバー３が伸びる方向（すなわち、レバー３の長手方向）に略直交する第１方向を回動の軸方向とした本体部２に対するレバー３の回動が可能になるように、レバー３の基端側が本体部２に連結されている。すなわち、第１関節部７では、図３、図４における水平方向の所定方向（すなわち、後述の平面Ｐ内の所定方向）を回動の軸方向とするレバー３の回動が可能になるように、レバー３の基端側が本体部２に連結されている。

図５、図６に示すように、３本のレバー３のそれぞれを、「レバー３Ａ」、「レバー３Ｂ」および「レバー３Ｃ」とし、また、レバー３Ａの長手方向に略直交する第１方向を「第１方向ＸＡ」、レバー３Ｂの長手方向に略直交する第１方向を「第１方向ＸＢ」、および、レバー３Ｃの長手方向に略直交する第１方向を「第１方向ＸＣ」とすると、第１方向ＸＡと第１方向ＸＢと第１方向ＸＣとは、同一の平面Ｐ（図３、図４参照）上に配置されている。また、第１方向ＸＡに対して第１方向ＸＢは、略６０°傾いており、第１方向ＸＢに対して第１方向ＸＣは、略６０°傾いており、第１方向ＸＣに対して第１方向ＸＡは、略６０°傾いている。

第１関節部７には、レバー３を回動させる回動駆動機構としての減速機付きのモータ８が配置されている。本形態のロボット１は、３本のレバー３のそれぞれを回動させる３個のモータ８を備えている。モータ８は、図５、図６に示すように、モータ本体９と、モータ本体９に連結される減速機１０とを備えている。モータ８の出力軸は、レバー３の基端側に固定されている。

アーム部４の基端側は、レバー３の先端側に回動可能に連結されている。具体的には、アーム部４は、互いに平行な直線状の２本のアーム１２を備えており、２本のアーム１２のそれぞれの基端側がレバー３の先端側に回動可能に連結されている。アーム１２の基端側は、第１方向におけるレバー３の先端側の両側に配置されている。アーム１２は、細長い円筒状のカーボンパイプからなるアーム本体１３と、アーム本体１３の両端に固定される２個のアーム端部１４とから構成されている。レバー３とアーム１２との連結部は、第２関節部１５となっている。この第２関節部１５の具体的な構成については後述する。なお、本形態では、アーム本体１３は、軽量化を図るため、カーボンパイプで形成されているが、アーム本体１３は、アルミニウム合金等の金属で形成された金属パイプで形成されても良い。

ヘッドユニット５は、ユニット本体１６と、ワークを把持するための把持機構（図示省略）が取り付けられる取付部１７とを備えている。ユニット本体１６は、３個のアーム部４の先端側に回動可能に連結されている。すなわち、ユニット本体１６は、６本のアーム１２の先端側に回動可能に連結されている。アーム１２とヘッドユニット５との連結部は、第３関節部１８となっている。この第３関節部１８の具体的な構成については後述する。

ユニット本体１６には、モータ１９が固定されている。モータ１９には、取付部１７が連結されている。取付部１７は、モータ１９の動力によって、図５の紙面垂直方向（図３、図４の上下方向）を回転の軸方向とする回転が可能になっている。

以上のように構成されたロボット１では、３個のモータ８を個別に駆動することで、所定のエリア内において、図３、図４の上下方向、左右方向および紙面垂直方向の任意の位置へ、かつ、ヘッドユニット５が一定の姿勢を保ったままの状態で（具体的には、取付部１７が図３、図４の下方向を向いたままの状態で）、ヘッドユニット５を移動させることが可能になっている。

（第２関節部の構成および第３関節部の構成）
図７は、図６のＧ部の構成を説明するための拡大図である。図８は、図７のＨ部の拡大図である。図９（Ａ）は、図８のＪ−Ｊ方向から第２関節部１５を示す側面図であり、図９（Ｂ）は、図８のＫ−Ｋ断面の断面図である。図１０は、図５のＬ部の拡大図である。

直線状に形成されるアーム１２の長さ方向と上述の第１方向とに略直交する方向を第２方向とすると、第２関節部１５は、レバー３に対するアーム１２の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受としての２個の玉軸受２２と、レバー３に対するアーム１２の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受としての２個の玉軸受２３とを備えている。本形態の玉軸受２２、２３は、深溝玉軸受である。また、第２関節部１５は、レバー３に固定される第１軸部材としての軸部材２４と、軸部材２４に回動可能に保持される第２軸部材としての軸部材２５とを備えている。図７〜図９において、Ｘ方向は、第１方向であり、Ｙ方向は、第２方向であり、Ｚ方向は、アーム１２の長さ方向である。

軸部材２４は、レバー３の先端部分に固定されている。軸部材２４の両端側は、レバー３よりも第１方向の外側へ突出している。第２関節部１５は、第１方向において、レバー３の先端部分の両側に配置されている。レバー３の先端部分の両側に配置される２個の第２関節部１５は、レバー３に対して対称に配置されている。図８に示すように、２個の玉軸受２２は、第１方向において、所定の間隔をあけた状態で配置されており、２個の玉軸受２２の内輪２２ａは、軸部材２４の端部の外周面に固定されている。軸部材２４の、第１方向における玉軸受２２の外側には、止め輪２６が固定されている。

軸部材２５は、図９（Ｂ）に示すように、玉軸受２２を保持する軸受保持部２５ａと、軸受保持部２５ａから第２方向の両側へ突出する円柱状の軸部２５ｂとを備えている。軸受保持部２５ａには、第１方向に貫通する丸孔状の貫通孔２５ｃ（図８参照）が形成されている。貫通孔２５ｃの内周面には、玉軸受２２の外輪２２ｂが固定されている。２個の玉軸受２３は、２個の軸部２５ｂのそれぞれを支持している。玉軸受２３の内輪２３ａは、軸部２５ｂの外周面に固定されている。

アーム１２は、上述のように、アーム本体１３とアーム端部１４とから構成されている。アーム端部１４は、図９（Ｂ）に示すように、玉軸受２３の外輪２３ｂが固定される２枚の固定板２７と、固定板２７が固定される固定ブロック２８とを備えている。固定板２７および固定ブロック２８は、アルミニウム合金によって形成されている。固定ブロック２８は、アーム本体１３の端部に固定されている。２枚の固定板２７は、第２方向の外側から軸部材２５の軸受保持部２５ａを挟むように固定ブロック２８に固定されている。固定板２７には、第２方向に貫通する丸孔状の貫通孔２７ａ（図８参照）が形成されており、貫通孔２７ａの内周面に、玉軸受２３の外輪２３ｂが固定されている。

２個の玉軸受２２のうちの第１方向の外側に配置される玉軸受２２と止め輪２６との間には、第１付勢部材としての複数の皿バネ３０が配置されている。複数の皿バネ３０は、第１方向で重なるように配置されている。複数の皿バネ３０のうちの、第１方向の最も内側に配置される皿バネ３０は、玉軸受２２の内輪２２ａに接触しており、玉軸受２２の内輪２２ａを第１方向の内側に向かって付勢している。この皿バネ３０は、玉軸受２２の内輪２２ａと外輪２２ｂとの間のがたつきを防止する機能を果たしている。

２個の玉軸受２３のうちの一方の玉軸受２３と、第２方向における軸受保持部２５ａの一方の側面との間には、図８に示すように、第２付勢部材としての複数の皿バネ３１が配置されている。複数の皿バネ３１は、第２方向で重なるように配置されている。複数の皿バネ３１のうちの、第２方向の最も外側に配置される皿バネ３１は、玉軸受２３の内輪２３ａに接触している。また、第２方向における軸受保持部２５ａの他方の側面には、２個の玉軸受２３のうちの他方の玉軸受２３の内輪２３ａに接触する接触部２５ｄが第２方向の他方側へ突出するように形成されている。皿バネ３１は、一方の玉軸受２３の内輪２３ａを第２方向の外側に向かって付勢しており、玉軸受２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとの間のがたつきを防止する機能を果たしている。

第３関節部１８は、第２関節部１５と同様に構成されている。そのため、第３関節部１８の詳細な構成の説明は省略する。なお、図１０では、第２関節部１５の構成と共通する第３関節部１８の構成については、同じ符号を付してあり、第３関節部１８は、アーム１２に対するヘッドユニット５の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする玉軸受２２と、アーム１２に対するヘッドユニット５の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする玉軸受２３と、ヘッドユニット５に固定される軸部材２４と、軸部材２４に回動可能に保持される軸部材２５とを備えている。また、第３関節部１８では、軸部材２４は、ユニット本体１６に固定されており、軸部材２４の両端側は、ユニット本体１６の軸部材２４の固定部よりも、第１方向の外側へ突出している。

第３関節部１８においては、玉軸受２２は、第３の転がり軸受であり、玉軸受２３は、第４の転がり軸受である。また、第３関節部１８においては、軸部材２４は、第３軸部材であり、軸部材２５は、第４軸部材である。また、第３関節部１８においては、皿バネ３０は、第３付勢部材であり、皿バネ３１は、第４付勢部材である。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の第２関節部１５では、玉軸受２２によって、レバー３に対するアーム１２の第１方向を回動の軸方向とした回動が可能となっており、かつ、玉軸受２３によって、レバー３に対するアーム１２の第２方向を回動の軸方向とした回動が可能となっている。また、本形態の第３関節部１８では、玉軸受２２によって、アーム１２に対するヘッドユニット５の第１方向を回動の軸方向とした回動が可能となっており、かつ、玉軸受２３によって、アーム１２に対するヘッドユニット５の第２方向を回動の軸方向とした回動が可能となっている。そのため、本形態では、汎用部品であるとともに寸法精度等の精度を確保しやすい玉軸受２２、２３を用いて、本体部２に対するヘッドユニット５の相対位置精度を確保することが可能になる。すなわち、本形態では、本体部２に対するヘッドユニット５の相対位置精度を確保しつつ、ロボット１のコストを削減することが可能になる。

また、本形態では、特許文献１に記載の産業用ロボットのように、第２関節部１５および第３関節部１８に引張りコイルバネを配置する必要がないため、第２関節部１５および第３関節部１８を軽量化することが可能になる。したがって、本形態では、ヘッドユニット５をより高速で移動させることが可能になる。また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、ジョイントソケットの凹部とボールとが接触しているため、ジョイントソケットやボールの摩耗が問題となるが、本形態では、玉軸受２２、２３を用いているため、かかる問題は生じない。

本形態では、玉軸受２２の内輪２２ａが軸部材２４に固定され、玉軸受２２の外輪２２ｂおよび玉軸受２３の内輪２３ａが軸部材２５に固定され、玉軸受２３の外輪２３ｂがアーム１２に固定されている。本形態のロボット１は、３本のレバー３と３個のアーム部４とを備えるパラレルリンク型のロボットであるため、たとえば、４本のレバーと４個のアーム部とを備えるパラレルリンク型のロボットと比較して、レバー３に対するアーム１２の回動角度の範囲、および、アーム１２に対するヘッドユニット５の回動角度の範囲が大きくなるが、本形態では、玉軸受２２、２３および軸部材２４、２５を用いることで、レバー３に対するアーム１２の回動角度の範囲、および、アーム１２に対するヘッドユニット５の回動角度の範囲を確保することが可能になる。

本形態では、レバー３に対するアーム１２の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受として、深溝玉軸受である玉軸受２２が用いられ、レバー３に対するアーム１２の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受として、深溝玉軸受である玉軸受２３が用いられている。また、本形態では、アーム１２に対するヘッドユニット５の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受として、玉軸受２２が用いられ、アーム１２に対するヘッドユニット５の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受として、玉軸受２３が用いられている。深溝玉軸受は、ラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを受けることができるため、本形態では、第１から第４の転がり軸受として、ラジアル軸受とスラスト軸受との２種類の軸受を用いる必要がない。したがって、本形態では、第２関節部１５および第３関節部１８の構成を簡素化して、第２関節部１５および第３関節部１８を小型化、軽量化することが可能になる。また、ロボット１のコストをより削減することが可能になる。

本形態では、第２関節部１５および第３関節部１８は、玉軸受２２の内輪２２ａと外輪２２ｂとの間のがたつきを防止する皿バネ３０と、玉軸受２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとの間のがたつきを防止する皿バネ３１とを備えている。そのため、本形態では、玉軸受２２の内輪２２ａと外輪２２ｂとの間のがたつき、および、玉軸受２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとの間のがたつきを防止して、本体部２に対するヘッドユニット５の相対位置精度を高めることが可能になる。

また、本形態では、皿バネ３０によって、玉軸受２２の内輪２２ａと外輪２２ｂとの間のがたつきが防止され、皿バネ３１によって、玉軸受２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとの間のがたつきが防止されているため、板バネや圧縮コイルバネ等によって、玉軸受２２、２３の内輪２２ａ、２３ａと外輪２２ｂ、２３ｂとの間のがたつきが防止される場合と比較して、第２関節部１５および第３関節部１８を小型化することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、玉軸受２２、２３は、深溝玉軸受である。この他にもたとえば、玉軸受２２、２３は、アンギュラ玉軸受等の他の玉軸受であっても良い。また、玉軸受２２、２３に代えて、円錐コロ軸受が配置されても良い。このように、ラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを受けることが可能な軸受を用いる場合には、第１から第４の転がり軸受として、ラジアル軸受とスラスト軸受との２種類の軸受を用いる必要がないため、上述のように、第２関節部１５および第３関節部１８の構成を簡素化して、第２関節部１５および第３関節部１８を小型化、軽量化することが可能になる。なお、第１から第４の転がり軸受として、ラジアル軸受とスラスト軸受との２種類の軸受を組み合わせて用いても良い。

上述した形態では、皿バネ３０は、玉軸受２２の内輪２２ａを第１方向に向かって付勢している。この他にもたとえば、皿バネ３０は、玉軸受２２の外輪２２ｂを第１方向に向かって付勢しても良い。同様に、上述した形態では、皿バネ３１は、玉軸受２３の内輪２３ａを第２方向に向かって付勢しているが、皿バネ３１は、玉軸受２３の外輪２３ｂを第２方向に向かって付勢しても良い。

上述した形態では、皿バネ３０によって、玉軸受２２の内輪２２ａと外輪２２ｂとの間のがたつきが防止され、皿バネ３１によって、玉軸受２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとの間のがたつきが防止されている。この他にもたとえば、バネ鋼板製の平座金を波型に曲げて形成した波形座金（ウェーブワッシャ）によって、玉軸受２２、２３の内輪２２ａ、２３ａと外輪２２ｂ、２３ｂとのがたつきが防止されても良い。この場合であっても、板バネや圧縮コイルバネ等によって、玉軸受２２、２３の内輪２２ａ、２３ａと外輪２２ｂ、２３ｂとの間のがたつきが防止される場合と比較して、第２関節部１５および第３関節部１８を小型化することが可能になる。また、板バネや圧縮コイルバネ等の他のバネ部材によって、玉軸受２２、２３の内輪２２ａ、２３ａと外輪２２ｂ、２３ｂとのがたつきが防止されても良いし、ゴム等の弾性部材によって、玉軸受２２、２３の内輪２２ａ、２３ａと外輪２２ｂ、２３ｂとのがたつきが防止されても良い。

上述した形態では、第２関節部１５において、玉軸受２２の内輪２２ａが軸部材２４に固定され、玉軸受２２の外輪２２ｂと玉軸受２３の内輪２３ａとが軸部材２５に固定され、玉軸受２３の外輪２３ｂが固定板２７に固定されている。この他にもたとえば、第２関節部１５において、レバー３に対するアーム１２の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする玉軸受の内輪が軸部材２４に固定され、この玉軸受の外輪が軸部材２５に固定されるとともに、レバー３に対するアーム１２の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする玉軸受の内輪が軸部材２５に固定され、この玉軸受の外輪が固定板２７に固定されても良い。

同様に、上述した形態では、第３関節部１８において、玉軸受２２の内輪２２ａが軸部材２４に固定され、玉軸受２２の外輪２２ｂと玉軸受２３の内輪２３ａとが軸部材２５に固定され、玉軸受２３の外輪２３ｂが固定板２７に固定されているが、第３関節部１８において、アーム１２に対するヘッドユニット５の第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする玉軸受の内輪が軸部材２４に固定され、この玉軸受の外輪が軸部材２５に固定されるとともに、アーム１２に対するヘッドユニット５の第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする玉軸受の内輪が軸部材２５に固定され、この玉軸受の外輪が固定板２７に固定されても良い。

上述した形態では、ロボット１は、３本のレバー３と、３個のアーム部４とを備えているが、ロボット１は、４本以上のレバー３と、４個以上のアーム部４とを備えていても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、ワークを搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、組立用ロボット等の搬送用ロボット以外の産業用ロボットであっても良い。

１ ロボット（産業用ロボット）
２ 本体部
３ レバー
４ アーム部
５ ヘッドユニット（可動部）
７ 第１関節部
８ モータ（回動駆動機構）
１２ アーム
１５ 第２関節部
１８ 第３関節部
２２ 玉軸受（第１の転がり軸受、第３の転がり軸受）
２２ａ 内輪（第１の転がり軸受の内輪、第３の転がり軸受の内輪）
２２ｂ 外輪（第１の転がり軸受の外輪、第３の転がり軸受の外輪）
２３ 玉軸受（第２の転がり軸受、第４の転がり軸受）
２２ａ 内輪（第２の転がり軸受の内輪、第４の転がり軸受の内輪）
２２ｂ 外輪（第２の転がり軸受の外輪、第４の転がり軸受の外輪）
２４ 軸部材（第１軸部材、第３軸部材）
２５ 軸部材（第２軸部材、第４軸部材）
３０ 皿バネ（第１付勢部材、第３付勢部材）
３１ 皿バネ（第２付勢部材、第４付勢部材）
Ｘ（ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ） 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ アームの長さ方向

Claims (10)

1. 本体部と、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数の前記レバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数の前記アーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数の前記レバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、
   複数の前記レバーは、前記本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように前記本体部に連結され、
   前記アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、
   前記レバーの先端側に２本の前記アームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本の前記アームの先端側に前記可動部が回動可能に連結され、
   前記本体部と前記レバーとの連結部である第１関節部では、前記レバーの基端側は、前記本体部から前記レバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした前記本体部に対する前記レバーの回動が可能になるように、前記本体部に連結され、
   前記レバーと前記アームとの連結部である第２関節部は、前記レバーに対する前記アームの前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、前記レバーに対する前記アームの、前記アームの長さ方向と前記第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受と、前記レバーに固定されるとともに前記第１の転がり軸受の内輪が固定される第１軸部材と、前記第１の転がり軸受の外輪および前記第２の転がり軸受の内輪が固定される第２軸部材とを備え、
   前記第２の転がり軸受の外輪は、前記アームに固定され、
   前記アームと前記可動部との連結部である第３関節部は、前記アームに対する前記可動部の前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、前記アームに対する前記可動部の前記第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
2. 本体部と、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数の前記レバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数の前記アーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数の前記レバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、
   複数の前記レバーは、前記本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように前記本体部に連結され、
   前記アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、
   前記レバーの先端側に２本の前記アームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本の前記アームの先端側に前記可動部が回動可能に連結され、
   前記本体部と前記レバーとの連結部である第１関節部では、前記レバーの基端側は、前記本体部から前記レバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした前記本体部に対する前記レバーの回動が可能になるように、前記本体部に連結され、
   前記レバーと前記アームとの連結部である第２関節部は、前記レバーに対する前記アームの前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、前記レバーに対する前記アームの、前記アームの長さ方向と前記第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受と、前記レバーに固定されるとともに前記第２の転がり軸受の内輪が固定される第１軸部材と、前記第２の転がり軸受の外輪および前記第１の転がり軸受の内輪が固定される第２軸部材とを備え、
   前記第１の転がり軸受の外輪は、前記アームに固定され、
   前記アームと前記可動部との連結部である第３関節部は、前記アームに対する前記可動部の前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、前記アームに対する前記可動部の前記第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受とを備えることを特徴とする産業用ロボット。
3. 前記第２関節部は、前記第１の転がり軸受の内輪または外輪を前記第１方向の一方へ付勢して、前記第１の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第１付勢部材と、前記第２の転がり軸受の内輪または外輪を前記第２方向の一方へ付勢して、前記第２の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第２付勢部材とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
4. 前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、皿バネであることを特徴とする請求項３記載の産業用ロボット。
5. 本体部と、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数の前記レバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数の前記アーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数の前記レバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、
   複数の前記レバーは、前記本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように前記本体部に連結され、
   前記アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、
   前記レバーの先端側に２本の前記アームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本の前記アームの先端側に前記可動部が回動可能に連結され、
   前記本体部と前記レバーとの連結部である第１関節部では、前記レバーの基端側は、前記本体部から前記レバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした前記本体部に対する前記レバーの回動が可能になるように、前記本体部に連結され、
   前記レバーと前記アームとの連結部である第２関節部は、前記レバーに対する前記アームの前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、前記レバーに対する前記アームの、前記アームの長さ方向と前記第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受とを備え、
   前記アームと前記可動部との連結部である第３関節部は、前記アームに対する前記可動部の前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、前記アームに対する前記可動部の前記第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受と、前記可動部に固定されるとともに前記第３の転がり軸受の内輪が固定される第３軸部材と、前記第３の転がり軸受の外輪および前記第４の転がり軸受の内輪が固定される第４軸部材とを備え、
   前記第４の転がり軸受の外輪は、前記アームに固定されていることを特徴とする産業用ロボット。
6. 本体部と、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される複数のレバーと、複数の前記レバーの先端側のそれぞれにその基端側のそれぞれが回動可能に連結される複数のアーム部と、複数の前記アーム部の先端側に回動可能に連結される可動部と、複数の前記レバーのそれぞれを回動させる複数の回動駆動機構とを備え、
   複数の前記レバーは、前記本体部の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように前記本体部に連結され、
   前記アーム部は、互いに平行な直線状の２本のアームを備え、
   前記レバーの先端側に２本の前記アームのそれぞれの基端側が回動可能に連結されるとともに、２本の前記アームの先端側に前記可動部が回動可能に連結され、
   前記本体部と前記レバーとの連結部である第１関節部では、前記レバーの基端側は、前記本体部から前記レバーが伸びる方向に略直交する第１方向を回動の軸方向とした前記本体部に対する前記レバーの回動が可能になるように、前記本体部に連結され、
   前記レバーと前記アームとの連結部である第２関節部は、前記レバーに対する前記アームの前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第１の転がり軸受と、前記レバーに対する前記アームの、前記アームの長さ方向と前記第１方向とに略直交する第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第２の転がり軸受とを備え、
   前記アームと前記可動部との連結部である第３関節部は、前記アームに対する前記可動部の前記第１方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第３の転がり軸受と、前記アームに対する前記可動部の前記第２方向を回動の軸方向とした回動を可能にする第４の転がり軸受と、前記可動部に固定されるとともに前記第４の転がり軸受の内輪が固定される第３軸部材と、前記第４の転がり軸受の外輪および前記第３の転がり軸受の内輪が固定される第４軸部材とを備え、
   前記第３の転がり軸受の外輪は、前記アームに固定されていることを特徴とする産業用ロボット。
7. 前記第３関節部は、前記第３の転がり軸受の内輪または外輪を前記第１方向の一方へ付勢して、前記第３の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第３付勢部材と、前記第４の転がり軸受の内輪または外輪を前記第２方向の一方へ付勢して、前記第４の転がり軸受の内輪と外輪とのがたつきを防止する第４付勢部材とを備えることを特徴とする請求項５または６記載の産業用ロボット。
8. 前記第３付勢部材および前記第４付勢部材は、皿バネであることを特徴とする請求項７記載の産業用ロボット。
9. 前記第１の転がり軸受、前記第２の転がり軸受、前記第３の転がり軸受、および、前記第４の転がり軸受は、玉軸受であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の産業用ロボット。
10. ３本の前記レバーと、３個の前記アーム部とを備えることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の産業用ロボット。

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