特許 5718134 ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5718134

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20150423BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/00 E

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2011-87187(P2011-87187)

(22)【出願日】2011年4月11日

(65)【公開番号】特開2012-218118(P2012-218118A)

(43)【公開日】2012年11月12日

【審査請求日】2013年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】特許業務法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】馬目 俊文

【審査官】 青山 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８００１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０１０５９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２４５３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２６９０３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動部と、
基部と、
前記基部を中心として水平方向に回転可能に設けられたアームと、
前記アームの先端部に配置され、前記駆動部の作動により軸の上下移動および軸の回転を可能にして設けられた中空の作動軸と、
前記作動軸に挿通された可撓性を有する線条部材と、
前記作動軸を覆うカバーと
を備えるロボットであって、
前記カバーにおける前記作動軸の上方部分には挿通穴が形成され、
前記作動軸の上端に連結され、前記挿通穴を貫通して外部に延びる中空シャフトとをさらに備え、
前記線条部材は、前記中空シャフトの内部に挿入されたことを特徴とするロボット。

【請求項2】

前記線条部材に、配線および配管の少なくとも一方が含まれる請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記中空シャフトは、前記作動軸の上端に着脱される着脱部を備えている請求項１または２に記載のロボット。

【請求項4】

前記作動軸が上下方向の下端位置にあるときに、前記中空シャフトの上端部が、前記カバーの挿通穴よりも上方に位置するようにした請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載のロボット。

【請求項5】

前記作動軸は、スプラインシャフトを含み、
前記作動軸に取り付けられ、前記スプラインシャフトの上下移動をガイドするスプラインナットと、
前記スプラインナットに取り付けられ、前記スプラインナットと前記アームとの間に配置されたベアリングとを、さらに備えた請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載のロボット。

【請求項6】

前記駆動部は、
前記作動軸と平行して前記カバー内に配置されたボールねじ軸と、
前記作動軸に連結され前記ボールねじ軸の回転によって前記作動軸とともに上下移動する連結部と、
前記ボールねじ軸を軸周り方向に回転させるモータと
を含む請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のロボット。

【請求項7】

前記線条部材は、基端側配線と前記基端側配線に着脱可能に接続された接続配線とからなる配線と、基端側配管と前記基端側配管に着脱可能に接続された接続配管とからなる配管との少なくとも一方を含み、
前記作動軸は、前記接続配線と前記接続配管とを組み付けた作動軸組付体に含まれる請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のロボット。

【請求項8】

前記作動軸組付体は、
前記作動軸の上端開口に取り付けられ、前記接続配線と前記接続配管との少なくとも一方を取り付ける上端接続部材と、
前記作動軸の下端開口に取り付けられ、前記接続配線と前記接続配管との少なくとも一方を取り付ける下端接続部材と
を含む請求項７に記載のロボット。

【請求項9】

前記中空シャフトの前記作動軸との接続部の近傍に下部貫通穴を設けるとともに、前記中空シャフトの前記下部貫通穴よりも上方に上部貫通穴を設け、
前記中空シャフト内における前記下部貫通穴と前記上部貫通穴との間に、前記接続配線または前記接続配管の一方を接続するコネクタを設け、
前記接続配線または前記接続配管の他方を、前記下部貫通穴と前記上部貫通穴との間で前記中空シャフトの外部に出した請求項７または８に記載のロボット。

【請求項10】

前記中空シャフトをアルミニウムで構成した請求項１ないし９のうちのいずれか一つに記載のロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水平方向に回転可能に設けられたアームの先端に、中空の作動軸を、上下移動および軸周り方向への回転を可能にして設けるとともに、作動軸の内部に配線および配管を通したロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電子部品の実装にロボットが用いられており、このようなロボットの中に、配線や配管がアームの移動の邪魔にならないようにするために、その配線や配管を作動軸の内部に配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。このロボットは、ロボット基台を備えたロボットコラムと、ロボットコラムの上端に水平方向に回転可能に設けられた第１アームと、第１アームの先端に水平方向に回転可能に設けられた第２アームとを備えている。そして、第２アームの先端に取付シャフトが設けられ、この取付シャフト内に上下動および回転動が可能になった中空のロボットスプラインシャフトが設置されている。

【0003】

また、ロボットスプラインシャフトの下部には、電磁弁を備えたエアマニホールド、リモート端末制御プリント基板および圧縮エアの供給により作動するハンドやツールなどが取り付けられている。そして、ロボットコラムから第２アームを介して延びてくるケーブルやエア配管が、ロボットスプラインシャフトの上端開口からロボットスプラインシャフトの内部を挿通しロボットスプラインシャフトの下端開口から外部に引き出されている。ケーブルの先端はリモート端末制御プリント基板の端子に接続され、エア配管の先端はエアマニホールドの接続口に接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−２７７１７８号公報

【発明の概要】

【0005】

前述した従来のロボットが備えるロボットスプラインシャフトは、通常、鋼などの剛性を有する金属を高精度に加工しているため高価なものである。しかしながら、前述した従来のロボットでは、ロボットスプラインシャフト内に配線や配管を通すため、上下移動するロボットスプラインシャフトを、第２アームの上部に設けられたカバーの上方に突出する長さにする必要があり、このため、ロボットスプラインシャフトが必要以上に長くなり高価につくという問題がある。また、ロボットスプラインシャフトがカバーの上部に突出しているため、さび易いという問題や、取り替え作業が面倒であるという問題もある。

【0006】

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、安価につくとともに、配線や配管を収容してカバーの上部から突出する部分の取り換え作業が容易になるロボットを提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

【0007】

前述した目的を達成するため、本発明に係るロボットの構成上の特徴は、駆動部（３３，４０，６２，６５）と、基部（２１ｂ）と、基部を中心として水平方向に回転可能に設けられたアーム（２０）と、アームの先端部に配置され、駆動部の作動により軸の上下移動および軸の回転を可能にして設けられた中空の作動軸（３２，７１，８１）と、作動軸に挿通された可撓性を有する線条部材（５２ａ，５２ｂ，７４ａ，７４ｂ，８４，８４ａ）と、作動軸を覆うカバー（３１，５１，６１）とを備えるロボット（Ａ，Ｂ）であって、カバーにおける作動軸の上方部分には挿通穴（３１ａ）が形成され、作動軸の上端に連結され、挿通穴を貫通して外部に延びる中空シャフト（４５，６８，８５）とをさらに備え、線条部材は、中空シャフトの内部に挿入されたことにある。

【0008】

本発明に係るロボットでは、中空の作動軸にそのまま線条部材を通すのではなく、作動軸の上端に中空シャフトを着脱可能に連結し、中空シャフトの上端開口から線条部材を挿入して中空シャフトと作動軸とに通している。また、中空シャフトは、作動軸を収容するカバーの上部に挿通穴を設け、この挿通穴を介して外部に突出するようにしている。このため、作動軸を延長させてカバーの外部に突出させる必要がなくなる。また、中空シャフトは、線条部材を通せるだけの簡単な構成のものでよいため、強度や精度が要求されず安価なものを用いることができる。

【0009】

本発明に係るロボットの他の構成上の特徴は、線条部材に、配線（５２ａ，７４ａ，８４ａ）および配管（５２ｂ，７４ｂ，８４）の少なくとも一方が含まれることにある。本発明に係る線条部材には、各装置間を電気的に接続する配線または空気を送ったり吸引したりするための配管の少なくとも一方が含まれる。これによると、所定の機能を有する線条部材を作動軸と中空シャフト内を挿通させて目的の部分に延ばすことができる。

【0010】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、中空シャフトは、作動軸の上端に着脱される着脱部（４７）を備えていることにある。

【0011】

本発明では、中空シャフトが作動軸に着脱可能になっているため、中空シャフトを簡単に交換できる。さらに、中空シャフトは、ロボットの製造時に、最初からロボットに組み込んでおくことに限らず、既存のロボットに後から取り付けることもできる。たとえば、配線や配管をアームの所定部分からアームの側方を通過させて、作動軸の下端側に延ばしていたロボットの作動軸に、中空シャフトを連結して、中空シャフトの上端開口から線条部材を挿入することができる。この場合、カバーに挿通穴を設けて、作動軸と中空シャフトを着脱部を介して連結する。

【0012】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、作動軸が上下方向の下端位置にあるときに、中空シャフトの上端部が、カバーの挿通穴よりも上方に位置するようにしたことにある。本発明によると、中空シャフトが上下移動する際に、線条部材が挿通穴の周縁部に接触することがなくなる。このため、線条部材が挿通穴の周縁部に擦られて消耗することがなくなる。なお、線条部材は、所定の固定具によって中空シャフトの上端開口に固定しておくことが好ましい。これによると、線条部材が中空シャフトの上端開口の周縁部に擦られて消耗することも防止できる。

【0013】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、作動軸は、スプラインシャフトを含み、作動軸に取り付けられスプラインシャフトの上下移動をガイドするスプラインナット（３７）と、スプラインナットに取り付けられスプラインナットとアームとの間に配置されたベアリング（３６）とを、さらに備えたことにある。本発明によると、作動軸に中空シャフトを連結することで軸が長くなるが、スプラインナットとベアリングとにより強固に保持できる。また、この場合の作動軸を回転させるためのモータとしては、アームにおける作動軸の周囲に設けられ、作動軸を直接または減速機を介して回転させるものであってもよいし、ベルトを介して作動軸を回転させるものであってもよい。

【0014】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、駆動部は、作動軸と平行してカバー内に配置されたボールねじ軸（４３，６７）と、作動軸に連結されボールねじ軸の回転によって作動軸とともに上下移動する連結部（４１）と、ボールねじ軸を軸周り方向に回転させるモータ（３４，６３）とを含むことにある。

【0015】

本発明に係るロボットでは、カバー内に、作動軸とボールねじ軸とが配置されるためカバー内の空きスペースが少なくなっている。このため、線条部材を中空シャフトと作動軸内を通すことがより、カバー内に線条部材を収容するスペースを設ける必要がなくなる。なお、ボールねじ軸を軸周り方向に回転させるモータとしては、ボールねじ軸の外周に設けられてボールねじ軸を直接回転させるものであってもよいし、ベルトを介してボールねじ軸を回転させるものであってもよい。

【0016】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、線条部材は、基端側配線（７５ａ，８４ｂ）と基端側配線に着脱可能に接続された接続配線（７４ａ，８４ａ）とからなる配線と、基端側配管（７５ｂ）と基端側配管に着脱可能に接続された接続配管（７４ｂ）とからなる配管との少なくとも一方を含み、作動軸は、接続配線と接続配管とを組み付けた作動軸組付体（７０，８０）に含まれることにある。

【0017】

本発明によると、作動軸と、作動軸の内部に設けられた接続配線と接続配管との少なくとも一方を一体に構成することができる。このため、作動軸を取り替える際に、配線と配管を作動軸から抜き取ったり、挿入したりする作業が不要になる。このため、メンテナンスのための作業や取り替え作業が容易になる。

【0018】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、作動軸組付体は、作動軸（７１，８１）の上端開口に取り付けられ、接続配線と接続配管との少なくとも一方を取り付ける上端接続部材（７２，８２）と、作動軸の下端開口に取り付けられ、接続配線と接続配管との少なくとも一方を取り付ける下端接続部材（７３，８３）とを含むことにある。本発明によると、作動軸と、作動軸内に設けられた接続配線と接続配管との少なくとも一方からなる作動軸組付体を共通する部材として他のロボットにも使用することができる。

【0019】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、中空シャフトの作動軸との接続部の近傍に下部貫通穴（８５ｂ）を設けるとともに、中空シャフトの下部貫通穴よりも上方に上部貫通穴（８５ａ）を設け、中空シャフト内における下部貫通穴と上部貫通穴との間に、接続配線または接続配管の一方を接続するコネクタ（８６）を設け、接続配線または接続配管の他方を、下部貫通穴と上部貫通穴との間で中空シャフトの外部に出したことにある。

【0020】

本発明によると、作動軸内に組み込まれた接続配線や接続配管などの他に、他の配線や配管を中空シャフトと作動軸を介して作動軸の下部に通すことができる。また、作動軸内のスペースが狭くなった場合には、作動軸に組み込まれた接続部分以外の他の配線や配管を、中空シャフトと作動軸との連結部のところで、一旦外部に出すことができる。このため、配線および配管の数が多い場合にも中空シャフトと作動軸を介して配線と配管とを作動軸の下部に通すことができる。なお、作動軸の下端近傍にも貫通穴を設けて、作動軸の下端に接続部材を設けたために、作動軸内のスペースが狭くなった場合には、他の配線または配管を、作動軸の下部における接続部材の上方部分から外部に出すこともできる。

【0021】

本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、中空シャフトをアルミニウムで構成したことにある。本発明によると、中空シャフトが安価につくとともに、軽量化が可能になる。さらに、さびが発生することを防止できる。なお、中空シャフトの表面にはアルマイト処理を施しておくことがより好ましい。これによると、中空シャフトの耐食性、耐摩耗性および美観を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態に係るスカラロボットを示した斜視図である。

【図2】図１のスカラロボットの作動軸が下降した状態を示した斜視図である。

【図3】スカラロボットの内部を示した断面図である。

【図4】作動軸と中空シャフトとの連結部を示した断面図である。

【図5】配線および配管を中空シャフトの上端開口に固定した状態を示した斜視図である。

【図6】配線および配管を作動軸の下部から引き出してハンドに接続した状態を示した斜視図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係るスカラロボットを示した斜視図である。

【図8】図７のスカラロボットの内部を示した断面図である。

【図9】作動軸の内部に配線および配管を組み込んだ状態を示した一部切欠き断面図である。

【図10】作動軸から中空シャフトを外した状態を示した斜視図である。

【図11】図１０の作動軸と中空シャフトを連結させた状態を示した斜視図である。

【図12】作動軸に先端側配管を取り付ける状態を示した側面図である。

【図13】図１２の作動軸に先端側配線と先端側配管とを接続する状態を示した斜視図である。

【図14】本発明の第３実施形態に係るスカラロボットが備える作動軸と中空シャフトを連結させた状態を示した斜視図である。

【図15】図１４の縦断面図である。

【図16】作動軸に中空シャフトを取り付ける状態を示した斜視図である。

【図17】本発明の第３実施形態に係るスカラロボットが備える作動軸に先端側配線を接続する状態を示した斜視図である。

【図18】図１７の作動軸に接続配線および接続配管を接続した状態を示した斜視図である。

【図19】中空シャフトを取り付ける前のスカラロボットを示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るロボットを図面を用いて説明する。図１および図２は、同実施形態に係るスカラロボットＡを示している。このスカラロボットＡはベース部１０と、第１アーム１８と、第２アーム２０と、第２アーム２０に設けられた昇降回転駆動装置３０とを備えている。ベース部１０は床や台等に固定設置されており、図３に示したように、矩形箱形のケース１１と、ケース１１内の上部に固定設置されたモータ１２と、モータ１２の上部に組み付けられケース１１の上面部１１ａに固定設置された減速機１３とを備えている。以下の説明において、上下方向および左右方向は、図３に基づいて記載する。

【0024】

ケース１１の上面部１１ａにおける左側部分に取付用穴１１ｂが形成されており、モータ１２と減速機１３とは、この取付用穴１１ｂを介して上面部１１ａに取り付けられている。モータ１２は、モータケース１２ａに軸受を介して回転自在に支持された回転軸１２ｂ、回転軸１２ｂの外周に設けられたロータ、ロータの外周に対向して配置されたステータおよび回転検出用レゾルバなどで構成されている。このモータ１２は、回転軸１２ｂを上方に向けて突出させるとともに、取付用穴１１ｂ内を下方から上方に向かって貫通させて、減速機１３の入力部１３ａに連結されており、モータケース１２ａを上面部１１ａの下面に固定することにより、ケース１１に組み付けられている。

【0025】

減速機１３は、ハーモニックドライブ（登録商標）として知られているもので、詳細は省略するが、モータ１２の回転軸１２ｂに連結された入力部１３ａと、第１アーム１８に連結された出力部１３ｂとを備えている。そして、出力部１３ｂの外周にはベアリング１４が設けられており、このベアリング１４によって、第１アーム１８は、ケース１１に対して回転可能に支持されている。また、モータ１２の駆動力は、回転軸１２ｂ、入力部１３ａおよび出力部１３ｂを介して減速されて第１アーム１８に伝達される。

【0026】

また、ケース１１の右側面部１１ｃの上部には、後述するカバー５１に向かって延びる可撓性のあるケーブル１５の一端部が取付部材１５ａによって固定されている。ケーブル１５の内部には、各種の配線や吸引用の配管等が収容されている。また、ケース１１の右側面部１１ｃの下部には、ケース１１内の各種の配線や吸引用の配管等の各端部を、ケース１１の外側の配線および配管１６に接続するための配線配管用コネクタ１６ａが設けられている。この配線配管用コネクタ１６ａと、ケーブル１５内の配線および配管は、ケース１１内で接続されている。

【0027】

第１アーム１８は、長円形の板状に形成されている。第１アーム１８の下面における右側部分には天井面の高さが低い取付用凹部が形成されており、この取付用凹部に減速機１３の出力部１３ｂが固定されている。そして、第１アーム１８の上面における左側部分にも同様の深さが浅い取付用凹部が形成され、その取付用凹部に、モータ２１と減速機２２を介して第２アーム２０が取り付けられている。

【0028】

第２アーム２０は、第１アーム１８よりも長軸方向に長い長円形の板状に形成されており、その右側部分には、上下に貫通する取付用穴２３が形成されている。そして、モータ２１は、回転軸２１ｂを下方に向けて突出させて、取付用穴２３内を上方から下方に向かって貫通させ、モータケース２１ａを第２アーム２０の上面に固定させて、第２アーム２０に組み付けられている。このモータ２１は、前述したモータ１２と上下方向の位置が逆になっているが、同機種のもので構成されている。なお、本実施形態においては、回転軸２１ｂで本発明に係る基部が構成され、第２アーム２０で本発明に係るアームが構成される。

【0029】

減速機２２も、前述した減速機１３と上下方向の位置が逆になっているが、同機種のもので構成されており、モータ２１の回転軸２１ｂに連結された入力部２２ａと第１アーム１８に連結された出力部２２ｂとを備えている。減速機２２は、モータ２１の回転軸２１ｂの回転を減速して第１アーム１８に伝達する。そして、出力部２２ｂの外周にベアリング２４が設けられている。このベアリング２４を介して、第２アーム２０は、第１アーム１８に対して回転可能に支持される。また、モータ２１の駆動力は回転軸２１ｂ、入力部２２ａおよび出力部２２ｂを介して第１アーム１８に伝達される。第２アーム２０の左側部分には、後述する作動軸３２を挿通させる取付用穴２５が形成されている。

【0030】

昇降回転駆動装置３０は、第２アーム２０の左側に設けられており、縦長のカバー３１と、取付用穴２５を挿通して垂直に配置された中空の作動軸３２と、作動軸３２を軸周り方向に回転させる回転装置３３と、作動軸３２を上下方向に移動させる昇降装置４０とを備えている。また、作動軸３２の上端部には、カバー３１の上面に形成された挿通穴３１ａを貫通して外部に延びる中空シャフト４５が連結されている。なお、回転装置３３と昇降装置４０とで本発明に係る駆動部が構成される。カバー３１は、第２アーム２０の上面の左側に設けられ、作動軸３２、回転装置３３および昇降装置４０の第２アーム２０よりも上方に位置する部分を周囲と上方から囲っている。また、カバー３１の上面における右側部分には上方に突出する有天筒状の突出収容部３１ｂが形成されている。

【0031】

回転装置３３は、作動軸３２が貫通するモータ３４と減速機３５とを備えている。モータ３４は、取付用穴２５を貫通して第２アーム２０に固定されており、モータケース３４ａ内に回転自在に支持された円筒状の回転軸３４ｂ、回転軸３４ｂの外周に設けられたロータ、ロータの外周に対向して配置されたステータおよび回転検出用レゾルバなどで構成されている。減速機３５は、前述した減速機１３，２２と同機種のもので構成されており、入力部３５ａおよび出力部３５ｂを備えている。そして、出力部３５ｂの外周にはベアリング３６が設けられている。

【0032】

ベアリング３６の外輪には、取付部材３７ａを介してボールスプラインナット３７が連結されている。このボールスプラインナット３７の内周面には複数の縦溝が周方向に一定間隔で形成されている。また、作動軸３２は、外周部に複数の縦溝３２ａが形成された鋼製のボールスプライン軸からなっており、縦溝３２ａをボールスプラインナット３７の縦溝に噛み合わせて、モータ３４、減速機３５およびボールスプラインナット３７に対して上下移動可能な状態で設置されている。また、作動軸３２は、下部がボールスプラインナット３７、ベアリング３６を介して第２アーム２０に回転自在に支持されており、モータ３４の作動により生じる回転力を減速機３５によって減速されてボールスプラインナット３７とともに回転する。

【0033】

作動軸３２の上端部は、図４に示したように、上下に配置されたベアリング３８ａ，３８ｂによって軸回り方向に回転可能で、かつ上下方向には固定された状態で、昇降装置４０に備わった連結部材４１に支持されている。昇降装置４０は、連結部材４１、ボールねじナット４２、ボールねじ軸４３およびモータ４４を備えている。モータ４４は、第２アーム２０におけるモータ３４が取り付けられた部分の右側に固定されている。ボールねじ軸４３は、モータ４４の回転軸に連結され、モータ４４の作動により回転する。

【0034】

そして、ボールねじナット４２は、ボールねじ軸４３に螺合しており、連結部材４１は、ボールねじナット４２と作動軸３２の上端部とを連結している。このため、モータ４４の作動により、ボールねじ軸４３が軸周り方向に回転すると、ボールねじナット４２は、ボールねじ軸４３に沿って上下移動し、これによって、作動軸３２も連結部材４１を介して上下移動する。なお、ボールねじ軸４３の上端側部分は、カバー３１の突出収容部３１ｂ内に突出している。

【0035】

作動軸３２の上端には、ベアリングナット４６を介して中空シャフト４５が連結されている。中空シャフト４５は、外径および内径が、作動軸３２と略同じに設定されたアルミニウム製の管部材で構成されており、表面にはアルマイト処理が施されている。これによって、耐食性、耐摩耗性および美観を向上させている。また、中空シャフト４５の下端部には外部側に突出する連結用のフランジ部４７が形成されており、このフランジ部４７の下面外周には下方に突出するリング状の突起４７ａがフランジ部４７の周縁部に沿って形成されている。そして、フランジ部４７における中空シャフト４５の本体と突起４７ａとの間には、上下に貫通する複数のねじ挿通穴４７ｂが形成されている。

【0036】

ベアリングナット４６は、円筒状のナット本体４６ａと、ナット本体４６ａの外周上部から円周に沿って外部側に延びるフランジ部４６ｂとからなっている。ナット本体４６ａは、内周側に作動軸３２の上端外周を位置させてねじどうしの螺合により作動軸３２に固定されている。フランジ部４６ｂは、フランジ部４７の突起４７ａの内部に嵌め込める大きさに形成されており、上下に貫通する複数のねじ穴４６ｃがねじ挿通穴４７ｂと同じ間隔で形成されている。そして、中空シャフト４５は、突起４７ａの内部にフランジ部４６ｂを入れ、ねじ挿通穴４７ｂの上部からねじ４８を挿入してそのねじ４８をねじ穴４６ｃに螺合させることにより、作動軸３２に連結されている。

【0037】

第２アーム２０の上面の右側には、カバー３１と並んでカバー３１よりも小さなカバー５１が設けられている。このカバー５１は、高さがカバー３１の半分程度に設定され、下面および左側面が開放された略矩形の箱状に形成されている。そして、カバー５１は、下面の開放縁部を第２アーム２０の上面に当て、左側面の開放縁部をカバー３１の右側面に当てて、第２アーム２０とカバー３１とに固定されている。カバー３１の右側面の下部には開口が形成されており、これによってカバー３１とカバー５１とは内部で連通している。また、カバー５１の上面における左側部分には、ケース１１の上面部１１ａから延びてくるケーブル１５の先端部が取付部材１５ｂによって固定されている。

【0038】

そして、カバー５１の上面右側からは、配線５２ａおよび配管５２ｂが中空シャフト４５の上端に向かって延びており、この配線５２ａおよび配管５２ｂの基端側部分は、カバー５１の上面に設けられた配線コネクタと配管継手とからなる接続部材５２ｃによって固定されている。配線５２ａおよび配管５２ｂの基端部は、カバー５１内で、ケーブル１５を介して延びてきた配線および配管にそれぞれ接続されている。

【0039】

また、第２アーム２０の前後の側部の左右方向の中央部分には、カバー３１とカバー５１との境界部分に沿って延び、上部がカバー３１の上面よりもさらに高くなったコ字状のステー５３が設けられている。このステー５３の上部側部分には、所定間隔をおいて複数のねじ挿通穴５３ａが形成されている。そして、配線５２ａおよび配管５２ｂは、このステー５３の前部の上下に延びる部分に沿うように配置され、間隔をおいて複数のナイロンクランプ５４とねじ５４ａとナットによってステー５３に固定されている。

【0040】

配線５２ａおよび配管５２ｂの先端側部分は、中空シャフト４５および作動軸３２の内部を通って、作動軸３２の下端から外部に延びている。また、中空シャフト４５の上端には、図５に示したように、固定用のステー５５が取り付けられており、配線５２ａおよび配管５２ｂは、このステー５５によって中空シャフト４５の上端に固定されている。ステー５５は、それぞれ外周縁側に間隔をおいて複数のねじ挿通穴が形成された水平片５５ａと垂直片５５ｂとからなるＬ形の部材で構成されており、水平片５５ａの中央には、配線５２ａおよび配管５２ｂを通すための挿通穴が形成されている。

【0041】

また、中空シャフト４５の上端には、複数のねじ穴を備えたフランジ部４５ａが形成されている。ステー５５は、水平片５５ａの挿通穴を中空シャフト４５の上端開口に合わせてフランジ部４５ａの上面に配置され、ねじ５６によって中空シャフト４５に固定されている。そして、配線５２ａおよび配管５２ｂは、２個のナイロンクランプ５７とそれぞれ４個のねじ５７ａとナット（図示せず）によって垂直片５５ｂに固定されている。

【0042】

そして、配線５２ａおよび配管５２ｂにおける接続部材５２ｃとステー５５との間の部分の長さは、中空シャフト４５が、図１に示した移動範囲の上端に位置しているときと、図２に示した移動範囲の下端に位置しているときとの間のストロークと、中空シャフト４５が軸回り方向に回転する際の捻じれを考慮して、中空シャフト４５に追従でき、かつたるみが生じない長さに設定されている。また、中空シャフト４５の長さおよび高さは、中空シャフト４５が、図２に示した移動範囲の下端に位置しているときに、ステー５５が取り付けられた上端部が、カバー３１の上面から上方に僅かに上方に突出するようにして設定されている。

【0043】

また、作動軸３２の下部には、図６に示したように、アダプタ５８を介してハンド５８ａが取り付けられている。ハンド５８ａには、工具等の作業用具や、チャック、作業アーム、吸引装置等の作業装置や、センサ５８ｂが取り付けられる。ケース１１内やケーブル１５内を通る各種の配線および配管の一部は、モータ１２，２１，３４，４４等に接続され、残りの配線および配管は、さらに配線５２ａおよび配管５２ｂを介してハンド５８ａに取り付けられる作業装置やセンサ５８ｂに接続される。また、配線５２ａ、または、ケーブル１５内を通る配線や、配線および配管１６の配線は、制御装置（図示せず）や電源に接続されており、スカラロボットＡに備わった各装置は、制御装置の制御にしたがって作動する。なお、配線５２ａおよび配管５２ｂにおける作動軸３２の下端部とハンド５８ａやセンサ５８ｂとの間の部分の長さは余裕を持たせる必要がないため、最小限の長さにしておく。

【0044】

このように構成されたスカラロボットＡを、例えば基板等に電子部品を実装する部品実装機として作動させる際には、基板等、電子部品が装着される部材を所定の場所に設置するとともに、電子部品を所定の場所に準備しておく。また、作動軸３２の下部のハンド５８ａに、吸引装置を装着し、この吸引装置に、配管５２ｂの中の負圧管を接続しておく。そして、スイッチ等の操作により、スカラロボットＡの作動を開始させる。これによって、ベース部１０に対して、第１アーム１８がモータ１２の回転軸１２ｂを中心として水平面上で回転するとともに、第１アーム１８に対して、第２アーム２０がモータ２１の回転軸２１ｂを中心として水平面上で回転して作動軸３２を電子部品の設置場所に移動させる。

【0045】

ついで、モータ３４，４４の作動により、作動軸３２の下端の吸引装置が下降するとともに、軸周り方向に回転して電子部品を所定方向から吸着できるようにする。その状態で、吸引装置の作動により、吸引装置に電子部品が吸着される。つぎに、モータ４４の作動により吸引装置が上昇し、モータ１２，２１の作動により第１アーム１８がベース部１０に対して、第２アーム２０が第１アーム１８に対してそれぞれ回転し、吸引装置は基板の所定位置の上方に移動する。ついで、モータ３４，４４の作動により、吸引装置が下降するとともに、軸周り方向に回転して電子部品を基板の設定位置に位置させる。その状態で、吸引装置による電子部品の吸引を解除して、電子部品を基板上に実装する。この操作を繰り返すことにより、複数の電子部品が順次基板に装着される。

【0046】

このスカラロボットＡが作動する際、配線５２ａおよび配管５２ｂにおける移動する部分は、第２アーム２０に設けられたステー５３の上部と、第２アーム２０に設けられたカバー３１の上方で上下移動する中空シャフト４５の上端との間に、たるみを生じさせることなく掛け渡されているため、スカラロボットＡの作動の邪魔になることはない。

【0047】

以上のように、本実施形態に係るスカラロボットＡでは、作動軸３２の上端に中空シャフト４５をベアリングナット４６を介して着脱可能に連結し、中空シャフト４５の上端開口から配線５２ａおよび配管５２ｂを挿入して中空シャフト４５と作動軸３２とに通している。また、中空シャフト４５は、カバー３１の挿通穴３１ａから外部に突出するようにしている。このため、作動軸３２を延長させてカバー３１の外部に突出させる必要がなくなる。この場合の中空シャフト４５は、作動軸３２のような強度や加工精度が要求されないため、配線５２ａおよび配管５２ｂを通せるだけの簡単な構成のものでよく、安価で軽量のアルミニウムを用いている。また、中空シャフト４５が破損した場合には新たな中空シャフト４５に簡単に交換できる。

【0048】

さらに、作動軸３２および中空シャフト４５が上下方向に移動する際の下端位置にあるときに、中空シャフト４５の上端部が、カバー３１の挿通穴３１ａよりも上方に位置するようにしている。このため、中空シャフト４５が上下移動する際に、配線５２ａおよび配管５２ｂが挿通穴３１ａの周縁部に擦られて消耗することがなくなる。また、配線５２ａおよび配管５２ｂを、ステー５５によって中空シャフト４５の上端部に固定しているため、これによっても、配線５２ａおよび配管５２ｂが中空シャフト４５の上端開口の周縁部に擦られて消耗することを防止できる。

【0049】

さらに、本実施形態に係るスカラロボットＡでは、カバー３１内に、作動軸３２とボールねじ軸４３とを配置しているためカバー３１内の空きスペースが少なくなっているが、配線５２ａおよび配管５２ｂを中空シャフト４５と作動軸３２の内部を通すことにより、別途、配線５２ａおよび配管５２ｂを配置するためのスペースを設ける必要がなくなる。

【0050】

（第２実施形態）
図７および図８は、本発明の第２実施形態に係るスカラロボットＢを示している。このスカラロボットＢでは、昇降回転駆動装置６０は、カバー６１と、作動軸組付体７０（図９参照）と、作動軸組付体７０を軸周り方向に回転させる回転装置６２と、作動軸組付体７０を上下方向に移動させる昇降装置６５とを備えている。また、作動軸組付体７０の上端部には、中空シャフト６８が着脱可能に連結されている。カバー６１は、前述したカバー３１，５１を一体に形成した段違いの箱形形状をしており、カバー３１の突出収容部３１ｂに相当する突出収容部は設けられていない。

【0051】

回転装置６２は、モータ６３と、減速機６４の入力部６４ａに連結された状態で作動軸組付体７０の外周に設けられたプーリ６４ｂと、モータ６３の回転軸６３ａに設けられたプーリ６３ｂと、プーリ６３ｂとプーリ６４ｂとの間に掛け渡されたタイミングベルト６３ｃとを備えている。モータ６３は、カバー６１の上面が低くなった右側部分の内部右側に配置されている。また、減速機６４は、前述した減速機３５と同様の構成をしており、その入力部６４ａにプーリ６４ｂが連結されている。このため、モータ６３が作動すると、その駆動力が、回転軸６３ａからプーリ６３ｂ、タイミングベルト６３ｃおよびプーリ６４ｂを介して減速機６４の入力部６４ａに伝達される。

【0052】

昇降装置６５は、前述した昇降装置４０のモータ４４に代えて、モータ６６と、ボールねじ軸６７の下端側外周に設けられたプーリ６７ａと、モータ６６の回転軸６６ａに設けられたプーリ６６ｂと、プーリ６６ｂとプーリ６７ａとの間に掛け渡されたタイミングベルト６６ｃとを備えた構成をしている。モータ６６は、カバー６１の上面が低くなった右側部分の内部左側にモータ６３と並んで配置されている。このため、モータ６６が作動すると、その駆動力が、回転軸６６ａからプーリ６６ｂ、タイミングベルト６６ｃおよびプーリ６７ａを介してボールねじ軸６７に伝達される。

【0053】

作動軸組付体７０は、図９に示したように、中空の作動軸７１の上下の開口にそれぞれ、接続部材７２，７３を取り付けるとともに、接続部材７２，７３間をそれぞれ、接続配線７４ａと接続配管７４ｂとで接続した一体からなる構成をしている。作動軸７１は、前述した作動軸３２と同様、外周部に複数の縦溝７１ａ（図１０および図１１参照）が形成された鋼製のボールスプライン軸からなっている。接続部材７２は、肉厚円板状のブッシュフランジ７２ａの中央部分に、それぞれ上下に連通する二つの穴部を設け、この穴部の両側にそれぞれ接続部を構成する配線コネクタ７２ｂと配管継手７２ｃを設けて構成されている。

【0054】

そして、接続部材７２は、配線コネクタ７２ｂと配管継手７２ｃとをそれぞれ作動軸７１の内部側と外部側とに突出させて作動軸７１の上端開口内部に取り付けられている。接続部材７３は、肉厚円板状のブッシュフランジ７３ａの内部に、それぞれ上下に連通する二つの穴部を設け、この穴部の両側にそれぞれ接続部を構成する配線コネクタ７３ｂと配管継手７３ｃを設けて構成されている。

【0055】

また、接続部材７３は、配線コネクタ７３ｂと配管継手７３ｃとをそれぞれ作動軸７１の内部側と外部側とに突出させて作動軸７１の下端開口内部に取り付けられている。接続部材７２，７３は、それぞれ配線コネクタ７２ｂと配線コネクタ７３ｂおよび配管継手７２ｃと配管継手７３ｃが互いに対向するようにして、作動軸７１の開口に対してねじ止めまたは圧入することによって固定されている。そして、作動軸７１の内部側の配線コネクタ７２ｂと配線コネクタ７３ｂとに接続配線７４ａの両端部が接続され、作動軸７１の内部側の配管継手７２ｃと配管継手７３ｃとに接続配管７４ｂの両端部が接続されている。なお、接続部材７２，７３をねじ止めによって作動軸７１に取り付ける場合には、上下のねじを逆方向に形成して、接続配線７４ａと接続配管７４ｂとに捻じれが生じないようにする。

【0056】

また、図１０に示したように、接続部材７２の外部側の配線コネクタ７２ｂと配管継手７２ｃには、中空シャフト６８内を通り下端開口から突出する基端側配線７５ａと基端側配管７５ｂとを接続することができる。図１１は、配線コネクタ７２ｂを介して基端側配線７５ａと接続配線７４ａを接続するとともに、配管継手７２ｃを介して基端側配管７５ｂと接続配管７４ｂとを接続し、作動軸７１の上端に中空シャフト６８を連結した状態を示している。また、カバー６１内の右側の低い上面からは、上方に延びたのちに湾曲して中空シャフト６８の上方に開口を向けた管状ガイド部７６ａ，７６ｂが設けられている。そして、基端側配線７５ａは、管状ガイド部７６ａ内を通過して中空シャフト６８の上端開口から内部に延び、基端側配管７５ｂは、管状ガイド部７６ｂ内を通過して中空シャフト６８の上端開口から内部に延びている。

【0057】

また、図１２および図１３に示したように、接続部材７３の外部側の配線コネクタ７３ｂと配管継手７３ｃとは、下方に向かって突出しており、この配線コネクタ７３ｂと配管継手７３ｃとに、図１３に示したようにして、先端側配線７７ａと先端側配管７７ｂとを接続していくことができる。なお、配線コネクタ７３ｂと配管継手７３ｃとをそれぞれ、先端側配線７７ａと先端側配管７７ｂとに接続すると、図６と同様の状態になる。そして、先端側配線７７ａの先端部は、センサ７８ａなどに接続され、先端側配管７７ｂの先端はハンド７８ｂに取り付けられる作業装置などに接続される。このスカラロボットＢのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。

【0058】

本実施形態に係るスカラロボットＢでは、作動軸７１の上下の開口にそれぞれ、接続部材７２，７３を取り付けるとともに、接続部材７２，７３間をそれぞれ、接続配線７４ａと接続配管７４ｂとで接続して一体に構成された作動軸組付体７０を用いている。このため、作動軸７１を取り替える際に、接続配線７４ａと接続配管７４ｂとを作動軸７１から抜き取ったり、挿入したりすることなく、接続配線７４ａと接続配管７４ｂも作動軸７１と一緒に取り替えることができる。このため、メンテナンスのための作業や取り替え作業が容易になる。このスカラロボットＢのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。

【0059】

（第３実施形態）
図１４ないし図１６は、本発明の第３実施形態に係るスカラロボットが備える作動軸組付体８０と中空シャフト８５との連結部分を示しており、図１７および図１８は、作動軸組付体８０とハンド８８側部分との連結部分を示している。作動軸組付体８０は、中空の作動軸８１の上下の開口にそれぞれ、接続部材８２，８３を取り付けるとともに、接続部材８２，８３間を、接続配線８４ａで接続した一体からなる構成をしている。作動軸８１は、外周部に複数の縦溝８１ａが形成された鋼製のボールスプライン軸からなっている。

【0060】

接続部材８２は、肉厚円板状のブッシュフランジで構成されており、下部に接続配線８４ａの上端部が接続され、上部に配線コネクタ８２ａが形成されている。そして、接続部材８２は、接続配線８４ａを作動軸８１内に入れ、配線コネクタ８２ａを上方に突出させて作動軸８１の上端開口内部に取り付けられている。接続部材８３は、肉厚円板状のブッシュフランジで構成されており、上部に接続配線８４ａの下端部が接続され、下部に配線コネクタ８３ａが形成されている。そして、接続部材８３は、配線コネクタ８３ａを下方に突出させて作動軸８１の下端開口内部に取り付けられている。接続部材８２，８３は、それぞれ作動軸８１の開口内周部に対してねじ止めまたは圧入することによって固定されている。

【0061】

中空シャフト８５の下部側部分には上下に間隔をおいて一対の貫通穴８５ａ，８５ｂが形成され、作動軸８１の上端側には上部貫通穴８１ａが形成されている。また、中空シャフト８５内を通り下端開口から突出する基端側配線８４ｂの先端部には、接続部材８２の配線コネクタ８２ａに嵌合できるコネクタ８６が取り付けられている。そして、図１４および図１５に示したように、作動軸８１と中空シャフト８５とは、配線コネクタ８２ａとコネクタ８６とを接続して連結することができる。このとき、中空シャフト８５の貫通穴８５ｂと、作動軸８１の上部貫通穴８１ａとが一致するようにする。図１６は、作動軸８１と中空シャフト８５とを連結する前の状態を示している。

【0062】

この作動軸８１と中空シャフト８５には、配管８４も通されており、図１６の状態で、中空シャフト８５内を延びてくる配管８４の先端部を貫通穴８５ａから一旦外部に引き出したのちに、貫通穴８５ｂと上部貫通穴８１ａとを通して作動軸８１の内部に入れる。その状態で、作動軸８１と中空シャフト８５とを連結し、さらに、中空シャフト８５と配管８４との周囲に紐状のインシュロック８５ｃを巻き付けて配管８４を中空シャフト８５に固定することにより、図１４および図１５の状態になる。また、図１７に示したように、作動軸８１の下部における接続部材８３の上方部分には下部貫通穴８１ｂが形成されている。そして、接続部材８３の配線コネクタ８３ａに接続される先端側配線８４ｃの上端部には、配線コネクタ８３ａに嵌合できるコネクタ８６ａが取り付けられている。

【0063】

そして、図１８に示したように、配線コネクタ８３ａとコネクタ８６ａとを接続するとともに、配管８４の下部を下部貫通穴８１ｂから外部に引き出す。先端側配線８４ｃの先端部は、センサ８７などに接続され、配管８４の先端はハンド８７ａに取り付けられる作業装置などに接続される。このスカラロボットＢのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＢと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。

【0064】

本実施形態に係るスカラロボットでは、中空シャフト８５に一対の貫通穴８５ａ，８５ｂを形成するとともに、作動軸８１の上端側に上部貫通穴８１ａを形成し下端側に下部貫通穴８１ｂを形成している。このため、接続部材８２，８３を介して作動軸８１内に組み込まれた接続配線８４ａの他に、配管８４を中空シャフト８５と作動軸８１を介して作動軸８１の下部に通すことができる。このスカラロボットのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＢと同様である。

【0065】

また、本発明に係るロボットは、前述した各実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した各実施形態において用いる中空シャフト４５，６８，８５は、既存のロボットに、取り付けることもできる。例えば、図１９に示したスカラロボットＣに、中空シャフト４５を組み込むことにより、スカラロボットＡを構成することができる。なお、図示は省略するが、第２アーム２０の底面には、配線５２ａおよび配管５２ｂを接続できるタップが形成されている。そして、配線５２ａおよび配管５２ｂは、このタップの部分から作動軸３２の下端側に延びている。また、カバー３１の挿通穴３１ａは、シール８９で塞がれている。

【0066】

このため、キャップ８９を外して、作動軸３２に中空シャフト４５を連結するとともに、ステー５３を第２アーム２０に取り付ける。そして、タップに接続された配線５２ａおよび配管５２ｂを取り外して、その基端部を接続部材５２ｃに接続して先端側部分を中空シャフト４５の上端から内部に入れていく等の操作をすることにより、スカラロボットＡを得ることができる。また、前述した第３実施形態においては、作動軸８１の内部に接続配線８４ａを設置して、作動軸組付体８０を構成しているが、接続配線８４ａに代えて接続配管を用いて作動軸組付体を構成してもよいし、接続配線の一部と接続配線の一部を用いて作動軸組付体を構成してもよい。

【0067】

同様に、第３実施形態においては、配管８４を中空シャフト８５の貫通穴８５ａから一旦外部に引き出したのちに、貫通穴８５ｂと上部貫通穴８１ａとを通して作動軸８１の内部に入れ、下部貫通穴８１ｂから外部に引き出しているが、この配管８４に代えて配線を用いてもよいし、接続配線の一部と接続配線の一部を用いてもよい。また、第１実施形態のスカラロボットＡにおいて、作動軸３２、配線５２ａおよび配管５２ｂに代えて、第２実施形態の作動軸組付体７０、基端側配線７５ａ、基端側配管７５ｂ、先端側配線７７ａおよび先端側配管７７ｂを設けてもよいし、第２および第３実施形態の作動軸組付体８０、基端側配線８４ｂ、先端側配線８４ｃおよび配管８４を設けてもよい。

【0068】

また、逆に、第２実施形態のスカラロボットＢにおいて、作動軸組付体７０、基端側配線７５ａ、基端側配管７５ｂ、先端側配線７７ａおよび先端側配管７７ｂに代えて、第１実施形態の作動軸３２、配線５２ａおよび配管５２ｂを設けてもよいし、第３実施形態のスカラロボットにおいて、作動軸組付体８０、基端側配線８４ｂ、先端側配線８４ｃおよび配管８４に代えて、第１実施形態の作動軸３２、配線５２ａおよび配管５２ｂを設けてもよい。さらに、第１実施形態のスカラロボットＡでは、カバーを別体からなるカバー３１とカバー５１とを組み付けて構成しているが、これは一体からなるカバーで構成してもよい。また、第２実施形態のスカラロボットＢでは、基端側配線７５ａおよび基端側配管７５ｂを管状ガイド部７６ａ，７６ｂで支持しているが、この管状ガイド部７６ａ，７６ｂは省略してもよい。さらに、本発明に係るロボットのそれ以外の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0069】

２１ｂ…回転軸、２０…第２アーム、３０，６０…昇降回転駆動装置、３１，５１，６１…カバー、３１ａ…挿通穴、３２，７１，８１…作動軸、３３，６２…回転装置、３４，６３…モータ、３６…ベアリング、３７…ボールスプラインナット、４０，６５…昇降装置、４１…連結部材、４３，６７…ボールねじ軸、４５，６８，８５…中空シャフト、５２ａ…配線、５２ｂ，８４…配管、７０，８０…作動軸組付体、７２，７３，８２，８３…接続部材、７４ａ，８４ａ…接続配線、７４ｂ…接続配管、７５ａ，８４ｂ…基端側配線、７５ｂ…基端側配管、８５ａ，８５ｂ…貫通穴、８６…コネクタ、Ａ，Ｂ…スカラロボット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】