特許 6675223 ロボットアームおよびロボット

(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】6675223

(24)【登録日】2020年3月12日

(45)【発行日】2020年4月1日

(54)【発明の名称】ロボットアームおよびロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 18/00 20060101AFI20200323BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20200323BHJP

【ＦＩ】

   B25J18/00

   B25J19/06

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-33378(P2016-33378)

(22)【出願日】2016年2月24日

(65)【公開番号】特開2017-148896(P2017-148896A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2018年11月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】592152266

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(72)【発明者】

【氏名】中村 勝年

【審査官】 貞光 大樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平５−３１８３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−８５７３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１２５９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２５４０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０７１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０３７５１（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】

基端側が回転可能に支持されるロボットアームにおいて、
前記ロボットアームの長手方向と上下方向とに直交する方向を第１方向とすると、
前記ロボットアームの基端側部分を構成する基端部と、前記ロボットアームの先端側部分を構成する先端部と、前記ロボットアームの上面を構成するとともに前記基端部の上端側と前記先端部の上端側とを繋ぐ平板状の第１の板バネと、前記ロボットアームの下面を構成するとともに前記第１の板バネと平行に配置され前記基端部の下端側と前記先端部の下端側とを繋ぐ平板状の第２の板バネと、前記第１方向における前記ロボットアームの両側面のそれぞれを構成する平板状の２枚の板状部材と、前記板状部材を前記第１方向へ移動させる駆動機構とを備え、
前記基端部は、前記基端部に対する前記板状部材の上側への相対移動を規制するための上側規制部を備え、
前記先端部は、前記先端部に対する前記板状部材の下側への相対移動を規制するための下側規制部を備え、
前記駆動機構は、前記上側規制部と前記板状部材とが上下方向で重なるとともに前記下側規制部と前記板状部材とが上下方向で重なって前記先端部が持ち上がる方向への前記第１の板バネおよび前記第２の板バネの弾性変形を規制する変形規制位置と、前記上側規制部および前記下側規制部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部と前記板状部材の少なくとも一部とが前記第１方向でずれて前記先端部が持ち上がる方向への前記第１の板バネおよび前記第２の板バネの弾性変形が可能となる変形可能位置との間で前記板状部材を移動させることを特徴とするロボットアーム。

【請求項2】

前記駆動機構は、前記基端部に取り付けられ、
前記板状部材の一端側は、前記先端部に回動可能に保持され、
前記板状部材の他端側に、前記駆動機構が連結され、
前記変形可能位置では、前記下側規制部と前記板状部材とが上下方向で重なるとともに前記第１方向において前記上側規制部の少なくとも一部と前記板状部材の少なくとも一部とがずれていることを特徴とする請求項１記載のロボットアーム。

【請求項3】

前記駆動機構は、エアシリンダを備え、
前記板状部材の他端側に、前記エアシリンダのロッドが連結されていることを特徴とする請求項２記載のロボットアーム。

【請求項4】

前記基端部は、前記基端部に対する前記板状部材の下側への相対移動を規制するための第２下側規制部を備え、
前記先端部は、前記先端部に対する前記板状部材の上側への相対移動を規制するための第２上側規制部を備え、
前記変形規制位置および前記変形可能位置において、前記第２下側規制部と前記板状部材とが上下方向で重なるとともに前記第２上側規制部と前記板状部材とが上下方向で重なって前記先端部が下がる方向への前記第１の板バネおよび前記第２の板バネの弾性変形が規制されていることを特徴とする請求項２または３記載のロボットアーム。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載のロボットアームと、前記ロボットアームの基端側を回転可能に支持する支持部とを備えることを特徴とするロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアームに関する。また、本発明は、かかるロボットアームを備えるロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、第１アームと、第１アームの先端部に基端部が連結される第２アームと、第２アームの先端部に取り付けられるチャックとを備えるロボットアームが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のロボットアームでは、第１アームの基端部が縦シャフトに固定されており、ロボットアームは、θ回転手段に回転可能に支持されている。また、このロボットアームでは、第１アームの先端部の下側に第２アームの基端部が重なるように配置されており、第１アームの先端部と第２アームの基端部とは関節部によって連結されている。関節部は、縦横のヒンジ機構と緩衝手段とを備えている。緩衝手段では、第２アームを第１アームの延長線上で維持するための姿勢維持手段と、第２アームの基端部を支点にして第２アームの先端部が左右方向および上方向へ移動するように第１アームの延長線上から第２アームを退避させる退避手段とが一体化されている。

【0003】

特許文献１に記載のロボットアームでは、たとえば、動作時のロボットアームが周辺の構造物等に衝突して、第２アームに側方から衝撃が加わると、第２アームの先端部が右上方あるいは左上方へ移動するように第１アームの延長線上から第２アームが退避する。また、このロボットアームでは、たとえば、動作時のロボットアームが周辺の構造物等に衝突して、第２アームに下方から衝撃が加わると、第２アームの先端部が上方へ移動するように第１アームの延長線上から第２アームが退避する。そのため、このロボットアームでは、ロボットアームに予期せぬ衝撃が加わったときのロボットアームの損傷を防止することが可能になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２４０４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のロボットアームは、先端部にチャックを備えており、チャックで部品を把持して所定の位置へ搬送する。このロボットアームを有するロボットは、所定の組立システムに設置されて使用されることがあり、この組立システムの市場では、たとえば、チャックで把持して所定位置へ搬送した後の部品をそのまま、他の部品に軽圧入したいとのニーズがある。すなわち、この組立システムの市場では、所定位置へ部品を搬送した後のロボットアームをそのまま用いて、ロボットアームの先端部に下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行いたいとのニーズがある。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載のロボットアームを用いてロボットアームの先端部に下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行うと、第２アームが退避して、軽圧入等の作業を行うことができないといった状況が生じうる。

【0007】

そこで、本発明の課題は、予期せぬ衝撃がロボットアームの下側から加わったときのロボットアームの損傷を防止することが可能であっても、ロボットアームに下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行うことが可能なロボットアームを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるロボットアームを備えるロボットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明のロボットアームは、基端側が回転可能に支持されるロボットアームにおいて、ロボットアームの長手方向と上下方向とに直交する方向を第１方向とすると、ロボットアームの基端側部分を構成する基端部と、ロボットアームの先端側部分を構成する先端部と、ロボットアームの上面を構成するとともに基端部の上端側と先端部の上端側とを繋ぐ平板状の第１の板バネと、ロボットアームの下面を構成するとともに第１の板バネと平行に配置され基端部の下端側と先端部の下端側とを繋ぐ平板状の第２の板バネと、第１方向におけるロボットアームの両側面のそれぞれを構成する平板状の２枚の板状部材と、板状部材を第１方向へ移動させる駆動機構とを備え、基端部は、基端部に対する板状部材の上側への相対移動を規制するための上側規制部を備え、先端部は、先端部に対する板状部材の下側への相対移動を規制するための下側規制部を備え、駆動機構は、上側規制部と板状部材とが上下方向で重なるとともに下側規制部と板状部材とが上下方向で重なって先端部が持ち上がる方向への第１の板バネおよび第２の板バネの弾性変形を規制する変形規制位置と、上側規制部および下側規制部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部と板状部材の少なくとも一部とが第１方向でずれて先端部が持ち上がる方向への第１の板バネおよび第２の板バネの弾性変形が可能となる変形可能位置との間で板状部材を移動させることを特徴とする。

【0009】

本発明のロボットアームでは、ロボットアームの基端側部分を構成する基端部と、ロボットアームの先端側部分を構成する先端部とが、ロボットアームの上面を構成する第１の板バネと、ロボットアームの下面を構成するとともに第１の板バネと平行に配置される第２の板バネとによって繋がれている。また、本発明では、第１方向におけるロボットアームの両側面のそれぞれを構成する板状部材は、上側規制部と板状部材とが上下方向で重なるとともに下側規制部と板状部材とが上下方向で重なって先端部が持ち上がる方向への第１の板バネおよび第２の板バネの弾性変形を規制する変形規制位置と、上側規制部および下側規制部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部と板状部材の少なくとも一部とが第１方向でずれて先端部が持ち上がる方向への第１の板バネおよび第２の板バネの弾性変形が可能となる変形可能位置との間で移動可能となっている。

【0010】

そのため、本発明では、板状部材が変形可能位置にあれば、ロボットアームに下側から衝撃が加わったときに、第１の板バネおよび第２の板バネの弾性変形を利用して、基端部に対して先端部が持ち上がるようにロボットアームを変形させることが可能になる。したがって、本発明では、板状部材が変形可能位置にあれば、予期せぬ衝撃がロボットアームの下側から加わったときのロボットアームの損傷を防止することが可能になる。また、本発明では、板状部材が変形規制位置にあれば、板状部材の剛性を利用して、ロボットアームに下側からの負荷が加わったときのロボットアームの変形を防止することが可能になる。以上から、本発明では、ロボットアームに下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行わないときに、板状部材を変形可能位置に配置し、ロボットアームに下側からの負荷がかかる作業を行うときに、板状部材を変形規制位置に移動させることで、予期せぬ衝撃がロボットアームの下側から加わったときのロボットアームの損傷を防止することが可能であっても、ロボットアームに下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業をロボットアームで行うことが可能になる。

【0011】

本発明において、駆動機構は、基端部に取り付けられ、板状部材の一端側は、先端部に回動可能に保持され、板状部材の他端側に、駆動機構が連結され、変形可能位置では、下側規制部と板状部材とが上下方向で重なるとともに第１方向において上側規制部の少なくとも一部と板状部材の少なくとも一部とがずれていることが好ましい。このように構成すると、先端部に駆動機構が取り付けられている場合と比較して、ロボットアームの先端側の重量を軽減することが可能になる。したがって、基端側を中心にして回転する際のロボットアームの回転モーメントを低減することが可能になる。

【0012】

本発明において、駆動機構は、エアシリンダを備え、板状部材の他端側に、エアシリンダのロッドが連結されていることが好ましい。このように構成すると、比較的簡易な構成によって、変形規制位置と変形可能位置との間で板状部材を動かすことが可能になる。

【0013】

本発明において、基端部は、基端部に対する板状部材の下側への相対移動を規制するための第２下側規制部を備え、先端部は、先端部に対する板状部材の上側への相対移動を規制するための第２上側規制部を備え、変形規制位置および変形可能位置において、第２下側規制部と板状部材とが上下方向で重なるとともに第２上側規制部と板状部材とが上下方向で重なって先端部が下がる方向への第１の板バネおよび第２の板バネの弾性変形が規制されていることが好ましい。このように構成すると、基端部に対して先端部が下降するロボットアームの変形を防止することが可能になる。したがって、たとえば、先端部に取り付けられるチャックによって重い部品を把持して持ち上げたときのロボットアームの変形を防止することが可能になる。

【0014】

本発明のロボットアームは、ロボットアームの基端側を回転可能に支持する支持部を備えるロボットに用いることができる。このロボットでは、予期せぬ衝撃がロボットアームの下側から加わったときのロボットアームの損傷を防止することが可能であっても、ロボットアームに下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行うことが可能になる。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明では、予期せぬ衝撃がロボットアームの下側から加わったときのロボットアームの損傷を防止することが可能であっても、ロボットアームに下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業をロボットアームで行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態にかかるロボットの側面図である。

【図2】図１に示すロボットアームの斜視図である。

【図3】図２に示す板状部材が変形可能位置にあるときにロボットアームを示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図である。

【図4】図２に示す板状部材が変形規制位置にあるときにロボットアームを示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図である。

【図5】図３に示すロボットアームの先端側に下側から衝撃が加わったときのロボットアームの状態を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

（ロボットの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるロボット１の側面図である。

【0019】

本形態のロボット１は、たとえば、複数の部品を自動的に整列させて供給する部品供給システムで使用される。この部品供給システムは、複数の部品を自動的に整列させる複数の部品整列装置を備えており、ロボット１は、部品整列装置で整列させた整列後の部品を取り出して所定の位置へ搬送する。具体的には、ロボット１は、部品整列装置で整列させた部品を把持して部品整列装置の上側へ持ち上げた後に、所定の位置へ搬送する。

【0020】

ロボット１は、ロボットアーム２と、ロボットアーム２の先端側に取り付けられるチャック３と、ロボットアーム２の基端側を回転可能に支持する支持部４とを備えている。チャック３は、部品を把持するための複数の爪や吸着パッド等を備えている。支持部４は、部品供給システムのフレームに取り付けられている。また、支持部４は、部品供給システムのフレームに対して水平方向および上下方向へ移動可能となっている。支持部４は、減速機を介してロボットアーム２の基端側が連結されるモータを備えており、ロボットアーム２の基端側は、支持部４の上面側に回転可能に連結されている。

【0021】

（ロボットアームの構成）
図２は、図１に示すロボットアーム２の斜視図である。図３は、図２に示す板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときにロボットアーム２を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図である。図４は、図２に示す板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときにロボットアーム２を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図である。図５は、図３に示すロボットアーム２の先端側に下側から衝撃が加わったときのロボットアーム２の状態を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。

【0022】

以下の説明では、ロボットアーム２の長手方向（図２等のＸ方向）を前後方向とし、前後方向と上下方向とに直交する方向（図２等のＹ方向）を左右方向とする。また、前後方向のうちのロボットアーム２の先端側（図２等のＸ１方向側）を「前」側とし、その反対側であるロボットアーム２の基端側（図２等のＸ２方向側）を「後（後ろ）側」とし、左右方向のうちの一方側（図２等のＹ１方向側）を「右」側とし、その反対側（図２等のＹ２方向側）を「左」側とする。本形態の左右方向（Ｙ方向）は、第１方向である。

【0023】

ロボットアーム２は、上下方向の厚さが薄い扁平な略直方体に形成されている。このロボットアーム２は、ロボットアーム２の基端側部分を構成する基端部７と、ロボットアーム２の先端側部分を構成する先端部８と、ロボットアーム２の上面を構成するとともに基端部７の上端側と先端部８の上端側とを繋ぐ第１の板バネとしての板バネ９と、ロボットアーム２の下面を構成するとともに基端部７の下端側と先端部８の下端側とを繋ぐ第２の板バネとしての板バネ１０とを備えている。また、ロボットアーム２は、ロボットアーム２の右側面を構成する平板状の板状部材１１と、ロボットアーム２の左側面を構成する平板状の板状部材１２と、板状部材１１、１２を左右方向へ移動させる駆動機構１３とを備えている。

【0024】

板バネ９、１０は、前後方向に細長い長方形の平板状に形成されている。この板バネ９、１０は、ロボットアーム２に外力が作用していないときに板バネ９、１０の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、板バネ９と板バネ１０とは、互いに平行になるように配置されている。板バネ９、１０は、繊維強化プラスチックによって形成されている。具体的には、板バネ９、１０は、炭素繊維が強化材として含まれる繊維強化プラスチックによって形成されている。ただし、板バネ９、１０は、ガラス繊維等が強化材として含まれる繊維強化プラスチックによって形成されても良いし、ステンレス等の薄鋼板によって形成されても良い。また、板バネ９、１０の厚さは、たとえば、０．１（ｍｍ）〜２（ｍｍ）程度となっている。

【0025】

なお、上下方向における板バネ９と板バネ１０との間には、板バネ９と板バネ１０との平行状態を維持するための円柱状のスペーサ（図示省略）が配置されている。このスペーサは、前後方向における板バネ９、１０の中心位置に配置されている。また、たとえば、左右方向に間隔をあけた状態で２本のスペーサが配置されている。このスペーサは、スペーサの下端面が板バネ１０の上面に当接するように板バネ１０に固定されている。また、スペーサの上端面は、板バネ９の下面に当接している。

【0026】

板状部材１１、１２は、前後方向に細長い長方形の平板状に形成されている。この板状部材１１、１２は、板状部材１１、１２の厚さ方向と左右方向とが略一致するように配置されている。板状部材１１、１２の幅（上下方向の幅）は、板バネ９、１０の幅（左右方向の幅）よりも狭くなっている。板状部材１１、１２は、板バネ９、１０と同様に、繊維強化プラスチックによって形成されており、バネ性を備えている。具体的には、板状部材１１、１２は、炭素繊維が強化材として含まれる繊維強化プラスチックによって形成されている。ただし、板状部材１１、１２は、ガラス繊維等が強化材として含まれる繊維強化プラスチックによって形成されても良いし、ステンレス等の薄鋼板によって形成されても良い。板状部材１１、１２の厚さは、板バネ９、１０の厚さよりも厚くなっている。

【0027】

基端部７は、ブロック状に形成される本体ブロック１５と、基端部７に対する板状部材１１、１２の上側への相対移動を規制するための上側規制部としての規制板１６と、基端部７に対する板状部材１１、１２の下側への相対移動を規制するための第２下側規制部としての規制板１７とを備えている。規制板１６、１７は、平板状に形成されている。規制板１６は、規制板１６の厚さ方向と上下方向とが一致するように本体ブロック１５の上面に固定されている。規制板１７は、規制板１７の厚さ方向と上下方向とが一致するように本体ブロック１５の下面に固定されている。本体ブロック１５の前端側部分の左右方向の幅は、本体ブロック１５の後端側部分の左右方向の幅よりも狭くなっている。

【0028】

先端部８は、ブロック状に形成される本体ブロック１８と、先端部８に対する板状部材１１、１２の上側への相対移動を規制するための第２上側規制部としての規制板１９と、先端部８に対する板状部材１１、１２の下側への相対移動を規制するための下側規制部としての規制板２０とを備えている。規制板１９、２０は、平板状に形成されている。規制板１９は、規制板１９の厚さ方向と上下方向とが一致するように本体ブロック１８の上面に固定されている。規制板２０は、規制板２０の厚さ方向と上下方向とが一致するように本体ブロック１８の下面に固定されている。

【0029】

本体ブロック１８の厚さ（上下方向の厚さ）は、本体ブロック１５の厚さと等しくなっており、上下方向における規制板１６と規制板１７との間隔と、上下方向における規制板１９と規制板２０との間隔とがほぼ等しくなっている。また、本体ブロック１５、１８の厚さは、板状部材１１、１２の幅（上下方向の幅）とほぼ等しくなっており、上下方向における規制板１６と規制板１７との間隔および規制板１９と規制板２０との間隔は、板状部材１１、１２の幅とほぼ等しくなっている。また、本体ブロック１８の幅（左右方向の幅）は、本体ブロック１５の前端側部分の幅とほぼ等しくなっている。

【0030】

駆動機構１３は、板状部材１１を左右方向へ移動させるエアシリンダ２１と、板状部材１２を左右方向へ移動させるエアシリンダ２２とを備えている（図３（Ｂ）参照）。エアシリンダ２１は、エアシリンダ２１のロッド２１ａが右側へ突出するように基端部７の本体ブロック１５の前端側部分に内蔵されている。エアシリンダ２２は、エアシリンダ２２のロッド２２ａが左側へ突出するように本体ブロック１５の前端側部分に内蔵されている。すなわち、駆動機構１３は、基端部７に取り付けられている。

【0031】

板バネ９の後端側は、本体ブロック１５の上面と規制板１６との間に挟まれた状態で本体ブロック１５の前端側部分の上面に固定されている。板バネ９の前端側は、本体ブロック１８の上面と規制板１９との間に挟まれた状態で本体ブロック１８の上面に固定されている。本形態では、板バネ９は、ロボットアーム２の上面の一部を構成している。板バネ１０の後端側は、本体ブロック１５の下面と規制板１７との間に挟まれた状態で本体ブロック１５の前端側部分の下面に固定されている。板バネ１０の前端側は、本体ブロック１８の下面と規制板２０との間に挟まれた状態で本体ブロック１８の下面に固定されている。本形態では、板バネ１０は、ロボットアーム２の下面の一部を構成している。

【0032】

左右方向における規制板１６、１７、１９、２０の幅は、板バネ９、１０の幅（左右方向の幅）よりも広くなっている。板バネ９、１０の後端側が固定される本体ブロック１５の前端側部分の左右方向の幅は、板バネ９、１０の幅とほぼ等しくなっている。本体ブロック１８の左右方向の幅も板バネ９、１０の幅とほぼ等しくなっている。すなわち、左右方向における規制板１６、１７、１９、２０の幅は、左右方向における本体ブロック１５の前端側部分の幅および本体ブロック１８の幅よりも広くなっている。規制板１６の後端側には、左右方向の両外側に向かって突出する突出部１６ａが形成されている。規制板１７の前端側には、左右方向の両外側に向かって突出する突出部１７ａが形成されている。

【0033】

板状部材１１、１２の前端側は、先端部８の本体ブロック１８に回動可能に保持されている。具体的には、板状部材１１の前端側は、本体ブロック１８の右側面に固定されるネジ２５に回動可能に保持され、板状部材１２の前端側は、本体ブロック１８の左側面に固定されるネジ２５に回動可能に保持されている。また、板状部材１１、１２は、左右方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように本体ブロック１８に保持されている。板状部材１１、１２の前端側には、玉軸受等の転がり軸受２６が取り付けられており、ネジ２５の軸部は、転がり軸受２６の内周側に挿通されている。板状部材１１の前端側の左面は、本体ブロック１８の右側面に接触し、板状部材１２の前端側の右面は、本体ブロック１８の左側面に接触している。

【0034】

上述のように、左右方向における規制板１９、２０の幅は、左右方向における板バネ９、１０の幅および本体ブロック１８の幅よりも広くなっている。本体ブロック１８に回動可能に保持されている板状部材１１、１２の前端側は、規制板１９の左右の両端部および規制板２０の左右の両端部と上下方向で重なるように規制板１９の左右の両端部と規制板２０の左右の両端部との間に配置されており、規制板１９によって先端部８に対する板状部材１１、１２の上側への相対移動が規制され、規制板２０によって先端部８に対する板状部材１１、１２の下側への相対移動が規制されている。具体的には、規制板１９によって先端部８に対する板状部材１１、１２の前端側部分の上側への相対移動が規制され、規制板２０によって先端部８に対する板状部材１１、１２の前端側部分の下側への相対移動が規制されている。

【0035】

本形態では、板状部材１１、１２が後述の変形規制位置１１Ａ、１２Ａにある場合、および、板状部材１１、１２が後述の変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにある場合のいずれの場合であっても、板状部材１１、１２の前端側は、規制板１９の左右の両端部および規制板２０の左右の両端部と上下方向で重なるように規制板１９の左右の両端部と規制板２０の左右の両端部との間に配置されており、規制板１９によって先端部８に対する板状部材１１、１２の上側への相対移動が規制され、規制板２０によって先端部８に対する板状部材１１、１２の下側への相対移動が規制されている。

【0036】

板状部材１１の後端側には、エアシリンダ２１のロッド２１ａが連結され、板状部材１２の後端側には、エアシリンダ２２のロッド２２ａが連結されている。すなわち、板状部材１１、１２には、駆動機構１３が連結されている。板状部材１２の後端側には、ロッド２２ａの先端側が係合する係合溝１２ａが形成されている（図５参照）。係合溝１２ａは、板状部材１２の後端から前側に向かって形成されるとともにＵ溝状に形成されている。板状部材１１の後端側には、ロッド２１ａの先端側が係合する係合溝が形成されている。この係合溝は、係合溝１２ａと同様に形成されており、板状部材１１の後端から前側に向かって形成されるとともにＵ溝状に形成されている。

【0037】

図３（Ｂ）に示すように、ロッド２１ａ、２２ａの先端側は、鍔付きの円筒状に形成されるスリーブ２７の内周側に挿通されている。ロッド２１ａ、２２ａの先端側が挿通されたスリーブ２７では、鍔部２７ａが左右方向の内側に配置されている。ロッド２１ａ、２２ａの先端には、ナット２８が取り付けられている。板状部材１１の係合溝および板状部材１２の係合溝１２ａには、スリーブ２７の、鍔部２７ａとナット２８との間の部分が係合しており、鍔部２７ａとナット２８とによって、ロッド２１ａ、２２ａに対する板状部材１１の後端側の左右方向の動きが規制されている。なお、図５（Ｂ）では、ナット２８の図示を省略している。

【0038】

左右方向における鍔部２７ａの内側では、ロッド２１ａ、２２ａを左右方向の外側へ付勢する圧縮コイルバネ（図示省略）にロッド２１ａ、２２ａが挿通されている。すなわち、ロッド２１ａは、圧縮コイルバネによって右側に付勢され、ロッド２２ａは、圧縮コイルバネによって左側に付勢されている。この圧縮コイルバネの一端は、左右方向における鍔部２７ａの内側面に接触している。エアシリンダ２１では、エアシリンダ２１に圧縮空気が供給されると、圧縮コイルバネによって右側に付勢されて右側へ突出していたロッド２１ａが左側へ移動する。エアシリンダ２２では、エアシリンダ２２に圧縮空気が供給されると、圧縮コイルバネによって左側に付勢されて左側へ突出していたロッド２２ａが右側へ移動する。すなわち、エアシリンダ２１、２２に圧縮空気が供給されると、左右方向の外側へ突出していたロッド２１ａ、２２ａが左右方向の内側へ移動して引っ込む。

【0039】

このように、駆動機構１３は、エアシリンダ２１、２２に圧縮空気が供給されて板状部材１１、１２の後端側が左右方向の内側へ閉じる変形規制位置１１Ａ、１２Ａ（図４に示す位置）と、エアシリンダ２１、２２への圧縮空気の供給が停止され圧縮コイルバネの付勢力によって板状部材１１、１２の後端側が左右方向の外側へ開く変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂ（図３に示す位置）との間で、板状部材１１、１２を移動させる。なお、図２では、板状部材１１が変形可能位置１１Ｂに配置され、板状部材１２が変形規制位置１２Ａに配置されているが、通常、板状部材１１、１２の両方が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂに配置されているか、あるいは、変形規制位置１１Ａ、１２Ａに配置されている。また、変形規制位置１１Ａ、１２Ａから変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂへ板状部材１１、１２が動くときには、板状部材１１、１２は弾性変形する。

【0040】

板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときには、図４に示すように、板状部材１１の左面は、板バネ９、１０の右端面、本体ブロック１５の前端側部分の右側面および本体ブロック１８の右側面に接触し、板状部材１２の右面は、板バネ９、１０の左端面、本体ブロック１５の前端側部分の左側面および本体ブロック１８の左側面に接触している。また、上述のように、左右方向における規制板１６、１７の幅は、左右方向における板バネ９、１０の幅および本体ブロック１５の前端側部分の幅よりも広くなっている。

【0041】

そのため、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときには、板状部材１１、１２の後端側は、規制板１６の左右の両端部および規制板１７の左右の両端部と上下方向で重なるように規制板１６の左右の両端部と規制板１７の左右の両端部との間に配置されており、規制板１６によって基端部７に対する板状部材１１、１２の上側への相対移動が規制され、規制板１７によって基端部７に対する板状部材１１、１２の下側への相対移動が規制されている。具体的には、規制板１６によって基端部７に対する板状部材１１、１２の後端側部分の上側への相対移動が規制され、規制板１７によって基端部７に対する板状部材１１、１２の後端側部分の下側への相対移動が規制されている。

【0042】

また、上述のように、規制板１９によって先端部８に対する板状部材１１、１２の前端側部分の上側への相対移動が規制され、規制板２０によって先端部８に対する板状部材１１、１２の前端側部分の下側への相対移動が規制されている。したがって、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときには、板状部材１１、１２によって、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が規制されるとともに、基端部７に対して先端部８が下がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が規制されている。すなわち、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときには、ロボットアーム２が変形しないように、板バネ９、１０の弾性変形が規制されている。

【0043】

板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときには、図３に示すように、板状部材１１、１２の後端側は、規制板１７の突出部１７ａの上側に配置されており、突出部１７ａと上下方向で重なっている。そのため、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときにも、規制板１７によって基端部７に対する板状部材１１、１２の後端側部分の下側への相対移動が規制されている。また、上述のように、規制板１９によって先端部８に対する板状部材１１、１２の前端側部分の上側への相対移動が規制されている。したがって、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときにも、基端部７に対して先端部８が下がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が規制されている。

【0044】

また、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときには、図３（Ａ）に示すように、板状部材１１の後端側は、規制板１６の、突出部１６ａ以外の部分よりも右側に配置され、板状部材１２の後端側は、規制板１６の、突出部１６ａ以外の部分よりも左側に配置されている。ただし、板状部材１１、１２の後端は、突出部１６ａの前端よりも後ろ側に配置されており、板状部材１１の後端部の一部分および板状部材１２の後端部の一部分は、突出部１６ａと上下方向で重なっている。すなわち、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときには、板状部材１１、１２の後端側の一部と規制板１６の一部とが左右方向でずれている。また、板状部材１１の後端側は、規制板１７の、突出部１７ａ以外の部分よりも右側に配置され、板状部材１２の後端側は、規制板１７の、突出部１７ａ以外の部分よりも左側に配置されている。

【0045】

このときには、ロボットアーム２の前端側に上方向の力が作用すると、板状部材１１、１２の後端側と規制板１６、１７とが干渉せずに板状部材１１、１２の前端側が持ち上がる。すなわち、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときには、図５に示すように、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が可能となっている。本形態では、板バネ９と板バネ１０とが平行になっているため、板バネ９、１０が弾性変形して基端部７に対して持ち上がったときの先端部８の姿勢は、基端部７に対して持ち上がる前の先端部８の姿勢と同じになっている。すなわち、図５（Ａ）に示すように、左右方向から見たときに、基端部７に対して持ち上がったときの先端部８は、前後方向に対して傾いておらず、基端部７と略平行になっている。

【0046】

なお、板状部材１１、１２の前端側が持ち上がるときには、板状部材１１、１２の前端側は、先端部８に対してネジ２５を回動の中心にして相対回動する。本形態では、板状部材１１、１２の前端側が先端部８に対して相対回動可能となるように、板状部材１１、１２の前端側に、規制板１９、２０との干渉を防止するための所定の切欠きが形成されている。

【0047】

先端部８は、チャック３の軸部が挿入される軸受３０と、チャック３を保持するチャック保持機構３１をと備えている。チャック保持機構３１は、本体ブロック１８に回動可能に保持されチャック３に係合する平板状の係合板３２と、係合板３２の回動方向の一方側へ係合板３２を付勢するバネ部材（図示省略）と、係合板３２の回動方向の他方側へ係合板３２を移動させるエアシリンダ（図示省略）とを備えている。

【0048】

ロボットアーム２では、板バネ９、１０と、板状部材１１、１２とに囲まれた部分が空間になっている。この空間の前端側には、チャック保持機構３１のエアシリンダの後端側の一部が配置されている。また、この空間には、チャック保持機構３１のエアシリンダに接続されるエア配管（図示省略）やチャック３に通じるエア配管（図示省略）が配置されている。さらに、この空間には、ロボットアーム２の基端側が連結されるモータの動力をロボットアーム２の先端側に伝達するための（具体的には、軸受３０に伝達するための）ベルト（図示省略）が配置されている。

【0049】

以上のように構成されたロボットアーム２では、チャック３で把持している部品を他の部品に軽圧入する場合等の、ロボットアーム２の先端側に下側からの負荷がかかる作業をロボット１が行うときに、エアシリンダ２１、２２に圧縮空気が供給されて、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａに移動する。また、ロボットアーム２の先端側に下側からの負荷がかかる作業をロボット１が行わないときには、エアシリンダ２１、２２への圧縮空気の供給が停止されており、板状部材１１、１２は、変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂに配置されている。

【0050】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときに、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の変形が可能となっており、ロボットアーム２の前端側に下側から衝撃が加わったときに、板バネ９、１０の弾性変形を利用して、基端部７に対して先端部８が持ち上がるようにロボットアーム２を変形させることが可能となっている。また、本形態では、チャック３で把持している部品を他の部品に軽圧入する場合等の、ロボットアーム２の先端側に下側からの負荷がかかる作業をロボット１が行わないときに、板状部材１１、１２は、変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂに配置されている。したがって、本形態では、予期せぬ衝撃がロボットアーム２の前端側に下側から加わったときのロボットアーム２の損傷を防止することが可能になる。

【0051】

また、本形態では、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときに、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の変形が規制されており、ロボットアーム２の先端側に下側からの負荷がかかっても、板状部材１１、１２の剛性によって、基端部７に対して先端部８が持ち上がるロボットアーム２の変形を防止することが可能となっている。また、本形態では、ロボットアーム２の先端側に下側からの負荷がかかる作業をロボット１が行うときに、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａに移動する。そのため、本形態では、ロボットアーム２の前端側に下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行うことが可能になる。すなわち、本形態では、予期せぬ衝撃がロボットアーム２の前端側に下側から加わったときのロボットアーム２の損傷を防止することが可能であっても、ロボットアーム２の前端側に下側からの負荷がかかる軽圧入等の作業を行うことが可能になる。

【0052】

本形態では、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにある場合、および、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにある場合のいずれの場合でも、基端部７に対して先端部８が下がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が規制されており、基端部７に対して先端部８が下降するロボットアーム２の変形を防止することが可能となっている。そのため、本形態では、チャック３で重い部品を把持して持ち上げたときのロボットアーム２の変形を防止することが可能になる。

【0053】

本形態では、駆動機構１３は、基端部７に取り付けられている。そのため、本形態では、先端部８に駆動機構１３が取り付けられている場合と比較して、ロボットアーム２の先端側の重量を軽減することが可能になる。したがって、本形態では、ロボットアーム２の基端側を中心にして回転する際のロボットアーム２の回転モーメントを低減することが可能になる。また、本形態では、板バネ９、１０と板状部材１１、１２とに囲まれた部分が空間になっているため、ロボットアーム２を軽量化することが可能になる。したがって、本形態では、ロボットアーム２の基端側を中心にして回転する際のロボットアーム２の回転モーメントをより低減することが可能になる。

【0054】

（他の実施の形態）
上述した形態では、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときに、板状部材１１、１２の後端側は、規制板１７の突出部１７ａの上側に配置されているが、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときに、板状部材１１、１２の後端側が規制板１７の左右の両端部の全体の上側に配置されるように、規制板１７が形成されても良い。この場合には、板状部材１１、１２の前端側が持ち上がって、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向へ板バネ９、１０が弾性変形するときに、板状部材１１、１２の後端側と規制板１７とが干渉しないように、板状部材１１、１２の後端側に切欠きが形成されれば良い。

【0055】

上述した形態では、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときに、基端部７に対して先端部８が下がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が規制されているが、チャック３で把持される部品が軽い場合には、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときに、基端部７に対して先端部８が下がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が可能となっていても良い。この場合には、たとえば、規制板１７に突出部１７ａが形成されていない。また、板状部材１１、１２が変形可能位置１１Ｂ、１２Ｂにあるときに加えて、板状部材１１、１２が変形規制位置１１Ａ、１２Ａにあるときに、基端部７に対して先端部８が下がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が可能となっていても良い。この場合には、規制板１７および規制板１９の少なくともいずれか一方が不要になる。

【0056】

上述した形態では、板状部材１１、１２の前端側は、先端部８の本体ブロック１８に回動可能に保持され、板状部材１１、１２の後端側に、基端部７の本体ブロック１５に内蔵されるエアシリンダ２１、２２のロッド２１ａ、２２ａが連結されている。この他にもたとえば、板状部材１１、１２の後端側が、本体ブロック１５に回動可能に保持され、板状部材１１、１２の前端側に、本体ブロック１８に内蔵されるエアシリンダ２１、２２のロッド２１ａ、２２ａが連結されても良い。この場合には、板状部材１１、１２が変形規制位置にあるとき、および、板状部材１１、１２が変形可能位置にあるときのいずれにおいても、板状部材１１、１２の後端側は、規制板１６の左右の両端部の下側に配置されており、規制板１６によって基端部７に対する板状部材１１、１２の後端側の上側への相対移動が規制されている。また、この場合には、板状部材１１、１２が変形規制位置にあるときに、板状部材１１、１２の前端側は、規制板２０の左右の両端部の上側に配置されており、規制板２０によって先端部８に対する板状部材１１、１２の前端側部分の下側への相対移動が規制されている。さらに、この場合には、板状部材１１、１２が変形可能位置にあるときに、板状部材１１、１２の前端側と規制板２０とが左右方向でずれており、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が可能となっている。

【0057】

また、板状部材１１、１２の前端側に、本体ブロック１８に内蔵されるエアシリンダ２１、２２のロッド２１ａ、２２ａが連結されるとともに、板状部材１１、１２の後端側に、本体ブロック１５に内蔵されるエアシリンダ２１、２２のロッド２１ａ、２２ａが連結されても良い。また、板状部材１１、１２の前後方向の中間位置にエアシリンダ２１、２２のロッド２１ａ、２２ａが連結されるとともに、板状部材１１、１２の前端側が本体ブロック１８に保持され、板状部材１１、１２の後端側が本体ブロック１５に保持されても良い。これらの場合には、板状部材１１、１２が変形規制位置にあるときに、板状部材１１、１２の後端側は、規制板１６の左右の両端部の下側に配置され、板状部材１１、１２の前端側は、規制板２０の左右の両端部の上側に配置されている。また、これらの場合には、板状部材１１、１２が変形可能位置にあるときに、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が可能となるように、板状部材１１、１２の後端側の一部と規制板１６の一部とが左右方向でずれているか、板状部材１１、１２の前端側と規制板２０とが左右方向でずれている。あるいは、基端部７に対して先端部８が持ち上がる方向への板バネ９、１０の弾性変形が可能となるように、板状部材１１、１２の後端側の一部と規制板１６の一部とが左右方向でずれるとともに板状部材１１、１２の前端側と規制板２０とが左右方向でずれている。

【0058】

上述した形態では、板状部材１２の前端側に転がり軸受２６が取り付けられる丸孔が形成され、板状部材１２の後端側にロッド２２ａの先端側が係合するＵ溝状の係合溝１２ａが形成されているが、板状部材１２の前端側に長孔が形成され、板状部材１２の後端側に丸孔が形成されても良い。同様に、板状部材１１の前端側に長孔が形成され、板状部材１１の後端側に丸孔が形成されても良い。また、上述した形態では、駆動機構１３は、エアシリンダ２１、２２と、エアシリンダ２１、２２のロッド２１ａ、２２ａが挿通される圧縮コイルバネとを備えているが、駆動機構１３は、エアシリンダ２１、２２および圧縮コイルバネに代えてモータを備えていても良い。また、上述した形態では、規制板１６に突出部１６ａが形成されているが、規制板１６に突出部１６ａが形成されていなくても良い。

【符号の説明】

【0059】

１ ロボット
２ ロボットアーム
４ 支持部
７ 基端部
８ 先端部
９ 板バネ（第１の板バネ）
１０ 板バネ（第２の板バネ）
１１、１２ 板状部材
１１Ａ、１２Ａ 変形規制位置
１１Ｂ、１２Ｂ 変形可能位置
１３ 駆動機構
１６ 規制板（上側規制部）
１７ 規制板（第２下側規制部）
１９ 規制板（第２上側規制部）
２０ 規制板（下側規制部）
２１、２２ エアシリンダ
２１ａ、２２ａ ロッド
Ｘ ロボットアームの長手方向
Ｙ 第１方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】