特許 6852880 スカラロボット

(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】6852880

(24)【登録日】2021年3月15日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】スカラロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/06 20060101AFI20210322BHJP

【ＦＩ】

   B25J9/06 D

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-30035(P2017-30035)

(22)【出願日】2017年2月21日

(65)【公開番号】特開2018-134701(P2018-134701A)

(43)【公開日】2018年8月30日

【審査請求日】2019年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】391008515

【氏名又は名称】株式会社アイエイアイ

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(72)【発明者】

【氏名】浜野 光太

(72)【発明者】

【氏名】澤 真之輔

【審査官】 岩▲崎▼ 優

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０８６４８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−０６３０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２１３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２１２００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２３１１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０３５６６６９９（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 特開２０１８−０５１６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０７３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７９８６３（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】

基部と、
前記基部に回動可能に支持されている第１アームと、
前記第１アームに回動可能に支持され、駆動側アーム部分と従動側アーム部分とを有する第２アームと、
を備え、
前記第２アームは、
第１回転軸を有するＺモータユニットと、
前記第１回転軸の回転運動に伴って直線運動をするボールねじナットを有するボールねじと、
第２回転軸を有するＲモータユニットと、
前記ボールねじナットの直線運動に伴って直線運動をするとともに、前記第２回転軸の回転運動に伴って回転運動をするスプライン軸を備えたボールスプラインと、を有し、
前記Ｚモータユニット及び前記Ｒモータユニットのいずれか一方は、前記駆動側アーム部分に配置され、
前記Ｚモータユニット及び前記Ｒモータユニットのいずれか他方は、前記従動側アーム部分に配置されている、スカラロボット。

【請求項2】

前記駆動側アーム部分と、前記従動側アーム部分と、前記第１アームとの間には、空間が形成されている、請求項１に記載のスカラロボット。

【請求項3】

前記駆動側アーム部分、前記従動側アーム部分、及び前記第１アームの少なくともいずれかには、前記空間に露出する放熱部が設けられている、請求項２に記載のスカラロボット。

【請求項4】

前記第１アームは、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有し、
前記駆動側アーム部分の基端は、前記第１の面に取り付けられ、
前記従動側アーム部分の基端は、前記第２の面に取り付けられ、
前記駆動側アーム部分の先端は、前記従動側アーム部分の先端に固定されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のスカラロボット。

【請求項5】

前記第１アームは、モータフランジを有し、
前記モータフランジに前記第２アームを回動させるＪ２モータユニットが固定されている、請求項４に記載のスカラロボット。

【請求項6】

前記Ｊ２モータユニットは、モータ本体と、減速機と、を具備し、
前記モータ本体及び前記減速機のいずれか一方は、前記第１の面に取り付けられ、
前記モータ本体及び前記減速機のいずれか他方は、前記第２の面に取り付けられている、請求項５に記載のスカラロボット。

【請求項7】

前記Ｊ２モータユニットは、前記減速機から突出する第３回転軸を有し、
前記Ｊ２モータユニットの前記第３回転軸は、前記駆動側アーム部分に固定されている、請求項６に記載のスカラロボット。

【請求項8】

前記第１アームには、前記第１アームの外部に露出する放熱部が設けられている、請求項５から７のいずれか一項に記載のスカラロボット。

【請求項9】

前記放熱部は、前記第１アームの回動する方向に沿って設けられている複数の放熱フィンを有する、請求項８に記載のスカラロボット。

【請求項10】

前記第１アームは、前記放熱部と、前記Ｊ２モータユニットのモータ本体とを接続し、伝熱性の素材からなる伝熱部材を有する、請求項８又は９に記載のスカラロボット。

【請求項11】

前記基部は、前記第１アームを回動させるためのＪ１モータユニットを有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスカラロボット。

【請求項12】

基部と、
前記基部に回動可能に支持される第１アームと
前記第１アームに回動可能に支持され、駆動側アーム部分と従動側アーム部分とを有する第２アームと、を有し、
前記基部、前記第１アーム、前記駆動側アーム部分、及び従動側アーム部分には、それぞれ１つのモータが配置される、スカラロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スカラロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車や電子部品等を生産する工場では、工場の自動化のために、スカラロボットが用いられる。スカラロボットの一例として、特許文献１には、水平方向に回動する第１アームと、当該第１アームの先端を支点に回動する第２アームと、を有するスカラロボットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平５−８６４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなスカラロボットの各アームは、高速で回動する。このため、各アームの剛性が高いことが望ましく、特に、第１アームの先端を支点に回動する第２アームの剛性が高いことが望まれる。

【0005】

本発明は、上述の事情の下になされたもので、アームの剛性を向上させることができるスカラロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るスカラロボットは、
基部と、
前記基部に回動可能に支持されている第１アームと、
前記第１アームに回動可能に支持され、駆動側アーム部分と従動側アーム部分とを有する第２アームと、
を備え、
前記第２アームは、
第１回転軸を有するＺモータユニットと、
前記第１回転軸の回転運動に伴って直線運動をするボールねじナットを有するボールねじと、
第２回転軸を有するＲモータユニットと、
前記ボールねじナットの直線運動に伴って直線運動をするとともに、前記第２回転軸の回転運動に伴って回転運動をするスプライン軸を備えたボールスプラインと、を有し、
前記Ｚモータユニット及び前記Ｒモータユニットのいずれか一方は、前記駆動側アーム部分に配置され、
前記Ｚモータユニット及び前記Ｒモータユニットのいずれか他方は、前記従動側アーム部分に配置されている。

【0009】

前記駆動側アーム部分と、前記従動側アーム部分と、前記第１アームとの間には、空間が形成されていてもよい。

【0010】

前記駆動側アーム部分、前記従動側アーム部分、及び前記第１アームの少なくともいずれかには、前記空間に露出する放熱部が設けられていてもよい。

【0011】

前記第１アームは、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有し、
前記駆動側アーム部分の基端は、前記第１の面に取り付けられ、
前記従動側アーム部分の基端は、前記第２の面に取り付けられ、
前記駆動側アーム部分の先端は、前記従動側アーム部分の先端に固定されていてもよい。

【0012】

前記第１アームは、モータフランジを有し、
前記モータフランジに前記第２アームを回動させるＪ２モータユニットが固定されていてもよい。

【0013】

前記Ｊ２モータユニットは、モータ本体と、減速機と、を具備し、
前記モータ本体及び前記減速機のいずれか一方は、前記第１の面に取り付けられ、
前記モータ本体及び前記減速機のいずれか他方は、前記第２の面に取り付けられていてもよい。

【0014】

前記Ｊ２モータユニットは、前記減速機から突出する第３回転軸を有し、
前記Ｊ２モータユニットの前記第３回転軸は、前記駆動側アーム部分に固定されていてもよい。

【0015】

前記第１アームには、前記第１アームの外部に露出する放熱部が設けられていてもよい。

【0016】

前記放熱部は、前記第１アームの回動する方向に沿って設けられている複数の放熱フィンを有していてもよい。

【0017】

前記第１アームは、前記放熱部と、前記Ｊ２モータユニットのモータ本体とを接続し、伝熱性の素材からなる伝熱部材を有していてもよい。

【0018】

前記基部は、前記第１アームを回動させるためのＪ１モータユニットを有していてもよい。

【0019】

本発明の第２の観点に係るスカラロボットは、
基部と、
前記基部に回動可能に支持される第１アームと
前記第１アームに回動可能に支持され、駆動側アーム部分と従動側アーム部分とを有する第２アームと、を有し、
前記基部、前記第１アーム、前記駆動側アーム部分、及び従動側アーム部分には、それぞれ１つのモータが配置される。

【発明の効果】

【0020】

本発明のスカラロボットでは、第２アームは、駆動側アーム部分と従動側アーム部分との２本のアームを有する。このため、第２アームの剛性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係るスカラロボットの斜視図である。

【図2】スカラロボットの側面図である。

【図3】スカラロボットの断面図である。

【図4】第１アームの断面斜視図である。

【図5】第１アーム及び第２アームの側面図である。

【図6】本実施形態の効果を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態に係るスカラロボット１００について説明する。なお、図中のＸＹ平面は水平な面であり、図中のＺ軸の方向は鉛直方向である。

【0023】

本実施形態のスカラロボット１００は、図１〜図３に示すように、例えば、産業用ロボットとして用いられる水平多関節型ロボットである。スカラロボット１００は、基部１０と、第１アーム２０と、ボールねじ６０及びボールスプライン７０を有する第２アーム３０とを備える。スカラロボット１００は、４つの運動軸Ｌ１〜Ｌ４について運動する。詳しくは、運動軸Ｌ１を回転軸として第１アーム２０が基部１０に対して回動し、運動軸Ｌ２を回転軸として第２アーム３０が第１アーム２０に対して回動する。また、ボールねじ６０のボールねじナット６２は、運動軸Ｌ３に沿って往復運動（直線運動）をし、ボールスプライン７０のスプライン軸７２は、ボールねじナット６２の往復運動とともに運動軸Ｌ４に沿って往復運動（直線運動）をする。また、運動軸Ｌ４を回転軸として順逆双方向の回転運動をする。

【0024】

基部１０は、第１アーム２０を回動可能に支持する部材で、熱容量及び熱伝導性が良好な素材のアルミ材からなる基部本体１２と、基部本体１２に配置されているＪ１モータユニット１１を有する。基部本体１２は、Ｊ１モータユニット１１を支持するとともにＪ１モータユニット１１を覆っている。Ｊ１モータユニット１１は、例えば、ＡＣサーボモータから構成され、モータ本体１１ａと、減速機１１ｂと、エンコーダ１１ｃと、減速機１１ｂの出力軸１１ｄとを有する。

【0025】

Ｊ１モータユニット１１のモータ本体１１ａには、ケーブル等を介して電力が供給される。モータ本体１１ａに電力が供給されることによって、モータ本体１１ａの図示しないロータが回転する。このロータの回転運動は、減速機１１ｂによって所定の減速比で減速され、出力軸１１ｄに出力される。出力軸１１ｄは、第１アーム２０に接続されており、出力軸１１ｄの回転とともに、第１アーム２０は、運動軸Ｌ１を回転軸として回動する。エンコーダ１１ｃは、出力軸１１ｄの回転位置、回転量、又は回転速度等を検出する。Ｊ１モータユニット１１のエンコーダ１１ｃは、例えば、アブソリュートエンコーダから構成される。

【0026】

基部本体１２は、Ｚ軸方向を長手方向とするケース状の部材である。

【0027】

支柱１４は、スカラロボット１００の各部のモータユニットに電力供給、及び通信をするための図示しないケーブルを、内装する筒状の部材である。支柱１４は、概ね、基部本体１２の長手方向と平行な方向に延在し、基部台板１３を介して支柱１４の−Ｚ側の端部と基部本体１２の−Ｚ側の端部とが接続される。

【0028】

第１アーム２０は、減速機１１ｂの出力軸１１ｄに取り付けられることで、基部１０に回動可能となっていると共に、第２アーム３０を回動可能に支持する。第１アーム２０は、図４に示すように、第１アーム本体２１と、Ｊ２モータユニット２２と、放熱部２３と、伝熱板部２４と、モータフランジ２５とを有している。また、第１アーム本体２１は第１アーム本体上側フレーム２１ａと第１アーム本体下側フレーム２１ｂとにより中空構造となっている。

【0029】

第１アーム本体２１は、基部１０に接続される円筒部分２１ｃと、Ｊ２モータユニット２２が内部に配置される円筒部分２１ｄと、２つの円筒部分２１ｃ，２１ｄを連結する連結部分２１ｅとを有する。第１アーム本体２１は、例えば、熱容量及び熱伝導性が良好な素材のアルミ材からなる。第１アーム本体２１の連結部分２１ｅ内には、Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａ等に電力供給や通信をするための図示しないケーブルが配線される。また、第１アーム２０（詳しくは、第１アーム本体２１）は、上側の面２１ｆと、上側の面２１ｆとは反対側の下側の面２１ｇと、を有する。また、支柱１４は、連結部材１５及び第１アーム本体２１の上側の面２１ｆに設置された軸受１５ａを介して第１アーム本体２１の円筒部分２１ｃに連結される。支柱１４が連結部材１５及び軸受１５ａを介して第１アーム本体２１に接続されることで、第１アーム本体２１の中空構造に電力供給や通信をするための図示しないケーブルを配線することができるとともに、第１アーム本体２１が連結部材１５、ひいては支柱１４に対して回動可能とすることができる。尚、支柱１４、連結部材１５を経由して配置される図示しないケーブルは、ケーブルカバー１６によりスカラロボット１００の装置内に内装される。

【0030】

Ｊ２モータユニット２２は、第２アーム３０を回動させるために用いられる。Ｊ２モータユニット２２は、モータ本体２２ａと、減速機２２ｂと、減速機２２ｂから突出する出力軸２２ｄ（第３回転軸）と、エンコーダ２２ｃとを有する。

【0031】

Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａ及びエンコーダ２２ｃには、図示しないケーブルを介して電力供給や通信が行われる。モータ本体２２ａに電力が供給されることによって、モータ本体２２ａの図示しないロータが回転する。このロータの回転運動は、減速機２２ｂによって所定の減速比で減速され、出力軸２２ｄに出力される。出力軸２２ｄは、図２〜図４を参照するとわかるように、第２アーム３０に接続されており、出力軸２２ｄの回転とともに、第２アーム３０は、運動軸Ｌ２を回転軸として回動する。エンコーダ２２ｃは、出力軸２２ｄの回転位置、回転量、又は回転速度等を検出する。

【0032】

放熱部２３は、Ｊ２モータユニット２２等の動作時に生じる熱を外部に放出するために用いられる。放熱部２３は、第１アーム本体２１の連結部分２１ｅに、第１アーム本体２１の外部に露出して設けられている。詳しくは、放熱部２３は、第１アーム本体２１の下側の面２１ｇ（−Ｚ側の面）に設けられている。放熱部２３は、本実施形態では、複数枚の放熱フィンから構成されている。放熱フィンは、第１アーム２０の回動する方向に沿って設けられている。

【0033】

伝熱板部２４は、自身の動作によって比較的高温になりやすいモータ本体２２ａと、放熱部２３とを接続する部材である。伝熱板部２４は、熱伝導性の高い、例えば、銅等の金属からなる。伝熱板部２４の一端は、モータ本体２２ａの筐体の外周面に接続されている。伝熱板部２４の他端は、第１アーム本体２１の内部を延在し、放熱部２３にボルト等によって接続されている。

【0034】

モータフランジ２５は、Ｊ２モータユニット２２を固定するために用いられる。モータフランジ２５は、第１アーム２０の第１アーム本体２１の第１アーム本体下側フレーム２１ｂに一体に形成されている。モータフランジ２５及び第１アーム本体２１は、例えば、アルミ材により形成されている。Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａと減速機２２ｂとは、このモータフランジ２５を挟み込むように配置される。

【0035】

図２及び図３に示すように、第２アーム３０は、上述のボールねじ６０及びボールスプライン７０に加えて、駆動側アーム部分３１と、従動側アーム部分３２と、Ｒモータユニット４０と、Ｚモータユニット５０と、連結部材８０と、これらの各部材を覆うカバー９０，９１とを有する。

【0036】

図２及び図３に示すように、駆動側アーム部分３１は、Ｊ２モータユニット２２の減速機２２ｂの出力軸２２ｄを介して、第１アーム本体２１に回動可能に取り付けられていると共に、Ｚモータユニット５０等を支持する。図５に示すように、駆動側アーム部分３１は、第１アーム２０の上側の面２１ｆに取り付けられている。駆動側アーム部分３１は、熱容量及び熱伝導性が良好な素材、例えば、アルミ材から形成されている。駆動側アーム部分３１の先端は、従動側アーム部分３２の先端に固定されている。

【0037】

図２及び図３に示すように、従動側アーム部分３２は、軸受３２ａを介して、第１アーム本体２１に回動可能に取り付けられていると共に、Ｒモータユニット４０等を支持する。図５に示すように、従動側アーム部分３２は、第１アーム２０の下側の面２１ｇに取り付けられている。従動側アーム部分３２は、熱容量及び熱伝導性が良好な素材、例えば、アルミ材から形成されている。従動側アーム部分３２は、駆動側アーム部分３１の素材と同じ素材から形成されている。ただし、これに限らず、従動側アーム部分３２と、駆動側アーム部分３１とは、異なる素材から形成されていてもよい。しかしながら、従動側アーム部分３２と、駆動側アーム部分３１とは、同じ素材から形成されている方が、製造コストや製造効率の観点から望ましい。

【0038】

図２及び図３に示すように、Ｒモータユニット４０は、ボールスプライン７０のスプライン軸７２を回転運動させるために用いられる。Ｒモータユニット４０は、モータ本体４０ａと、出力軸４０ｃ（第２回転軸）と、出力軸４０ｃの回転位置、回転量、又は回転速度等を検出するエンコーダ４０ｂとを有する。モータ本体内で発生した回転運動は、出力軸４０ｃ、及びベルトプーリ機構７４によって所定の減速比で減速され、スプライン軸７２に出力される。尚、ベルトプーリ機構７４は、プーリ７３とベルトにより２段の減速を行っている。Ｒモータユニット４０は、本実施形態においては、モータ取付ブラケット４０ｄを介して従動側アーム部分３２に配置されている。

【0039】

Ｚモータユニット５０は、ボールスプライン７０のスプライン軸７２をＺ軸方向への直線運動させるために用いられる。Ｚモータユニット５０は、モータ本体５０ａと、出力軸５０ｃ（第１回転軸）と、出力軸５０ｃの回転位置、回転量、又は回転速度等を検出するエンコーダ５０ｂとを有する。モータ本体５０ａ内で発生した回転運動は、出力軸５０ｃ及びベルトプーリ機構６３によって所定の減速比で減速、または等速で出力され、ボールねじ軸６１に出力される。Ｚモータユニット５０は、本実施形態においては、モータ取付ブラケット５０ｄを介して駆動側アーム部分３１に配置されている。尚、出力軸５０ｃには、モータ本体５０ａ側から順にベルトプーリ機構６３の一方のプーリとブレーキ５０ｅが支持されている。また、ブレーキ５０ｅもモータ取付ブラケット５０ｄを介して駆動側アーム部分３１に配置されている。これにより、Ｚモータユニット５０及びＲモータユニット４０は、互いに別のアーム部分に配置される。

【0040】

ボールねじ６０は、Ｚ軸方向に概ね平行に配置されている。ボールねじ６０は、ボールねじ軸６１と、ボールねじナット６２とを有する。

【0041】

ボールねじ軸６１の−Ｚ側の端部は、ベルトプーリ機構６３によって、Ｚモータユニット５０の出力軸５０ｃに接続されている。ボールねじ軸６１は、Ｚモータユニット５０の出力軸５０ｃの回転とともに回転する。また、ボールねじ軸６１の外周には、螺旋状の雄ねじ部が形成されている。このボールねじ軸６１の雄ねじ部には、ボールねじナット６２の雌ねじ部が、複数の鋼球を介して配置される。これにより、ボールねじ軸６１の回転運動が、ボールねじナット６２の直線運動に変換される。そして、ボールねじ軸６１は、直線運動をしない状態で回転運動を行う。

【0042】

ボールスプライン７０は、駆動側アーム部分３１及び従動側アーム部分３２に貫通されるように配置されている。ボールスプライン７０は、スプライン外筒７１と、スプライン軸７２と、プーリ７３と、軸受７５とを有する。

【0043】

スプライン軸７２の外周には、複数のスプライン溝がＺ軸方向に沿って形成されている。このスプライン軸７２は、スプライン外筒７１を貫通し、スプライン軸７２のスプライン溝とスプライン外筒７１の内周面との間に複数の鋼球が配置される。この鋼球がスプライン溝に配置されることにより、スプライン軸７２は、スプライン外筒７１に対して、Ｚ軸方向に摺動する。

【0044】

プーリ７３は、スプライン外筒７１の外周に嵌め込まれることにより、スプライン外筒７１に固定されるとともに、軸受７５によって、従動側アーム部分３２に回転可能に配置されている。また、プーリ７３は、Ｒモータユニット４０の出力軸４０ｃに接続されるベルトプーリ機構７４の一部を構成している。Ｒモータユニット４０の回転運動は、ベルトプーリ機構７４を介してスプライン外筒７１に伝達され、スプライン軸７２を回転させる。

【0045】

ボールねじナット６２とスプライン軸７２の上端（＋Ｚ側の端部）とは、連結部材８０によって連結されている。

【0046】

連結部材８０は、軸受８１を有する。スプライン軸７２の＋Ｚ側の端部は、この軸受８１によって、連結部材８０に回転可能に支持されている。連結部材８０は、ボールねじナット６２と共に直線運動する。

【0047】

カバー９０は、駆動側アーム部分３１に装着され、Ｚモータユニット５０等を保護するものである。また、カバー９１は、従動側アーム部分３２に装着され、Ｒモータユニット４０等を保護するものである。

【0048】

駆動側アーム部分３１と、従動側アーム部分３２と、第１アーム２０の側面との間には、空間９２が形成されている。

【0049】

上述のように構成されたスカラロボット１００のスプライン軸７２の下端（−Ｚ側の端部）には、作業内容に合わせた任意の工具や機器が取り付けられる。また、スカラロボット１００には、ケーブルを介して、図示しないコントローラが接続される。コントローラは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部等を含んで構成されている。コントローラは、Ｊ１モータユニット１１、Ｊ２モータユニット２２、Ｒモータユニット４０、及びＺモータユニット５０のエンコーダ１１ｃ，２２ｃ，４０ｂ，５０ｂからの信号等に基づいて、Ｊ１モータユニット１１、Ｊ２モータユニット２２、Ｒモータユニット４０、及びＺモータユニット５０を制御する。スカラロボット１００の動作の内容は、コントローラに接続されたティーチングペンダント等によって設定され、コントローラの記憶部に記憶される。コントローラのＣＰＵは、記憶部からプログラムやデータを読み出して、プログラムの実行等を行う。

【0050】

スカラロボット１００の動作について、図２及び図３を参照しつつ説明する。スカラロボット１００の動作は、例えば図示しないコントローラの記憶部に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで、開始され又は進行する。

【0051】

スカラロボット１００のコントローラは、Ｊ１モータユニット１１の減速機１１ｂの出力軸１１ｄを回転させることで、運動軸Ｌ１を回転軸として第１アーム２０を回動させる。また、Ｊ２モータユニット２２の減速機２２ｂの出力軸２２ｄを回転させることで、運動軸Ｌ２を回転軸として第２アーム３０を回動させる。コントローラは、Ｊ１モータユニット１１の減速機１１ｂの出力軸１１ｄを回転させたり、Ｊ２モータユニット２２の減速機２２ｂの出力軸２２ｄを回転させたり、もしくは、両方を同時に回転させたりすることで、スプライン軸７２の下端に取り付けられた工具をＸＹ平面に水平に移動させる。これにより、プログラムによって設定された任意の位置まで当該工具を移動させる。

【0052】

スプライン軸７２の下端に取り付けられた工具が、ＸＹ平面における設定位置まで移動すると、スカラロボット１００のコントローラは、Ｚモータユニット５０の出力軸５０ｃを回転させることで、ベルトプーリ機構６３を介して、ボールねじ軸６１が回転する。そして、ボールねじ軸６１の回転運動に伴って、ボールねじナット６２は、＋Ｚ方向又は−Ｚ方向のいずれかに直線運動をする。

【0053】

ボールねじナット６２が−Ｚ方向に直線運動をすると、ボールねじナット６２に連結されたスプライン軸７２も、運動軸Ｌ４に沿って、−Ｚ方向に直線運動をする。また、スプライン外筒７１は玉軸受として構成されており、スプライン軸７２は、スプライン外筒７１に対して円滑に移動する。やがて、スプライン軸７２は下死点まで移動する。これにより、例えば、スプライン軸７２に取り付けられた工具が、ワーク等に当接する。この時、ブレーキ５０ｅによりボールねじ軸６１の回転が規制され、ひいては、スプライン軸７２のＺ軸方向への移動が規制され、スプライン軸７２に取り付けられた工具の位置が所望の位置で固定される。

【0054】

また、コントローラは、Ｒモータユニット４０の出力軸４０ｃを回転させた場合は、出力軸４０ｃの回転運動は、ベルトプーリ機構７４を介して、スプライン外筒７１に伝達され、スプライン外筒７１が回転する。この結果、スプライン外筒７１とスプライン係合されているスプライン軸７２は、スプライン外筒７１とともに、運動軸Ｌ４回りに回転する。

【0055】

すなわち、コントローラが、Ｚモータユニット５０の出力軸５０ｃのみを回転させた場合は、スプライン軸７２は直線運動をする。Ｒモータユニット４０の出力軸４０ｃのみを回転させた場合は、スプライン軸７２は運動軸Ｌ４回りに回転運動をする。Ｚモータユニット５０の出力軸５０ｃとＲモータユニット４０の出力軸４０ｃとのいずれも回転させた場合は、スプライン軸７２は、スパイラル運動をする。

【0056】

スプライン軸７２が、直線運動、回転運動、又はスパイラル運動等の所定の運動をすると、スカラロボット１００のコントローラは、再び、Ｊ１モータユニット１１の減速機１１ｂの出力軸１１ｄ及びＪ２モータユニット２２の減速機２２ｂの出力軸２２ｄを回転させることで、第１アーム２０及び第２アーム３０を回動させて、スプライン軸７２に取り付けられた工具をＸＹ平面に水平に移動させる。そして、初期位置まで移動させる。

【0057】

スカラロボット１００のコントローラは、記憶部に記憶されたプログラムにしたがって、以上のような運動を反復させる。

【0058】

以上、説明したように、本実施形態に係るスカラロボット１００の第２アーム３０は、図５に示すように、駆動側アーム部分３１と従動側アーム部分３２との２本のアーム部分から構成されている。このため、第２アーム３０の剛性を向上させることができる。結果として、第２アーム３０の剛性の向上により、スプライン軸７２の先端部の振れを抑え、スプライン軸７２の運動を安定したものにすることができる。

【0059】

また、本実施形態に係るスカラロボット１００では、駆動側アーム部分３１の基端は、第１アーム２０の上側の面２１ｆに取り付けられ、従動側アーム部分３２の基端は、第１アーム２０の下側の面２１ｇに取り付けられている。さらに、駆動側アーム部分３１の先端は、従動側アーム部分３２の先端に固定されている。これにより、第２アーム３０の剛性をさらに向上させることができる。

【0060】

また、本実施形態に係るスカラロボット１００では、Ｚモータユニット５０は、駆動側アーム部分３１に配置され、Ｒモータユニット４０は、従動側アーム部分３２に配置されている。これにより、Ｚモータユニット５０及びＲモータユニット４０が離間して配置される。これにより、Ｚモータユニット５０及びＲモータユニット４０の動作に基づいて、Ｚモータユニット５０及びＲモータユニット４０の温度が上昇しても、熱はそれぞれ駆動側アーム部分３１及び従動側アーム部分３２を介して外部に放出され、放熱性が良好になる。結果として、Ｚモータユニット５０及びＲモータユニット４０の連続回転を良好にすることができる。

【0061】

また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、Ｊ１モータユニット１１は、基部１０の基部本体１２に配置され、Ｊ２モータユニット２２は、第１アーム本体２１に配置されている。また、Ｚモータユニット５０は、駆動側アーム部分３１に配置され、Ｒモータユニット４０は、従動側アーム部分３２に配置されている。これにより、各モータユニット１１，２２，５０，４０は、全て別部材に配置されているため（１つのフレームに１つのモータを配置されているため）、各モータユニット１１，２２，５０，４０の発熱が各フレームに放熱でき、放熱性が良好になる。詳しくは、Ｊ１モータユニット１１の動作により生じた熱は、基部１０の基部本体１２を介して外部に排出され、Ｊ２モータユニット２２の動作により生じた熱は、第１アーム本体２１を介して外部に排出される。また、Ｚモータユニット５０の動作により生じた熱は、駆動側アーム部分３１を介して外部に排出され、Ｒモータユニット４０の動作により生じた熱は、従動側アーム部分３２を介して外部に排出される。結果として、各モータユニット１１，２２，５０，４０の連続回転を良好にすることができる。

【0062】

また、本実施形態では、Ｊ１モータユニット１１、Ｊ２モータユニット２２、Ｚモータユニット５０、Ｒモータユニット４０の全てのモータユニットが離間して配置されている。このため、各モータユニットの熱の相互の影響を低減させることができる。結果として、各モータユニットの連続回転を良好にすることができる。

【0063】

また、本実施形態では、図５に示すように、駆動側アーム部分３１と、従動側アーム部分３２と、第１アーム２０との間には、空間９２が形成されている。この空間９２により、Ｊ２モータユニット２２と、Ｚモータユニット５０とが離間して配置される。また、第１アーム２０、第２アーム３０の回動により、空間９２に空気の流れが発生することで、Ｊ２モータユニット２２、Ｚモータユニット５０、Ｒモータユニット４０で発生する熱を放熱することができる。このため各モータユニットの熱の相互の影響を低減させることができる。結果として、各モータユニットの連続回転を良好にすることができる。

【0064】

また、本実施形態では、Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａと減速機２２ｂとは、モータフランジ２５を挟み込むように配置され、モータフランジ２５は、第１アーム２０の第１アーム本体２１に一体に形成されている。このため、図６を参照すると分かるように、Ｊ２モータユニット２２の動作に基づいて、Ｊ２モータユニット２２の温度が上昇しても、モータフランジ２５及び第１アーム本体２１を伝熱して、外部に放出される。すなわち、熱の外部への逃げ道が確保されるため、放熱性が良好になる。結果として、Ｊ２モータユニット２２の連続回転を良好にすることができる。

【0065】

また、本実施形態では、図４に示すように、第１アーム本体２１の連結部分２１ｅには、第１アーム本体２１の外部に露出する放熱部２３が設けられている。これにより、Ｊ２モータユニット２２の動作に基づいて、Ｊ２モータユニット２２の温度が上昇しても、Ｊ２モータユニット２２の熱は、外部に放出され、放熱性が良好になる。結果として、Ｊ２モータユニット２２の連続回転を良好にすることができる。

【0066】

また、本実施形態では、放熱部２３の放熱フィンは、第１アーム２０の回動する方向に沿って設けられている。このため、第１アーム２０の回動に伴って、放熱フィン同士の隙間に風が流入しやすくなり、放熱性が良好になる。特に放熱部２３が形成されている部位は、Ｊ１モータユニット１１とＪ２モータユニット２２との熱により高温になりやすい部位であることから、放熱部２３の放熱効果をより高めている。
また、本実施形態では、Ｊ２モータユニット２２のモータ本体２２ａの筺体と放熱部２３とを接続する伝熱板部２４が設けられている。このため、モータ本体２２ａの駆動により発生する熱は、伝熱板部２４を介して放熱部２３に伝達されるため、モータ本体２２ａの放熱効果をより高めている。
また、本実施形態では、Ｚモータユニット５０のモータ本体５０ａとブレーキ５０ｅとをモータ取付ブラケット５０ｄを介して駆動側アーム部分３１に支持する構造となっている。このため、モータ本体５０ａの発熱、及びブレーキ５０ｅの発熱をそれぞれモータ取付ブラケット５０ｄを介して駆動側アーム部分３１へ放熱することができ、放熱効果を高めている。

【0067】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。

【0068】

例えば、本実施形態では、駆動側アーム部分３１は、第１アーム２０の上側の面２１ｆに取り付けられ、従動側アーム部分３２は、第１アーム２０の下側の面２１ｇに取り付けられている。そして、Ｊ２モータユニット２２の出力軸２２ｄは、駆動側アーム部分３１に固定されている。しかしながら、これに限らない。上下を入れ替えて、駆動側アーム部分３１が、下側の面２１ｇに取り付けられ、従動側アーム部分３２が、上側の面２１ｆに取り付けられていてもよい。この場合、Ｊ２モータユニット２２の出力軸２２ｄは、下側の面２１ｇに取り付けられた駆動側アーム部分３１に固定される。

【0069】

また、本実施形態では、Ｚモータユニット５０は、駆動側アーム部分３１に配置され、Ｒモータユニット４０は、従動側アーム部分３２に配置されている。しかしながら、これに限らない。Ｚモータユニット５０は、従動側アーム部分３２に配置され、Ｒモータユニット４０は、駆動側アーム部分３１に配置されていてもよい。

【0070】

また、本実施形態では、放熱部２３は、第１アーム本体２１の連結部分２１ｅに、第１アーム本体２１の外部に露出して設けられている。しかしながら、放熱部２３の形成場所は、これに限られない。例えば、空間９２に、突出して形成されていてもよい。

【0071】

また、本実施形態では、本実施形態のスカラロボット１００は、４つの運動軸Ｌ１〜Ｌ４について運動する４軸関節ロボットとして構成されているが、これに限らず、３軸以下又は５軸以上の多関節ロボットとして構成してもよい。
例えば、スカラロボット１００は、Ｒモータユニット４０を有さずに、３つの運動軸Ｌ１〜Ｌ３について運動する多関節ロボットとして構成されていてもよい。

【0072】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

【符号の説明】

【0073】

１０ 基部
１１ Ｊ１モータユニット
１１ａ モータ本体
１１ｂ 減速機
１１ｃ エンコーダ
１１ｄ 出力軸
１２ 基部本体
１３ 基部台板
１４ 支柱
１５ 連結部材
１５ａ 軸受
１６ ケーブルカバー
２０ 第１アーム
２１ 第１アーム本体
２１ａ 第１アーム本体上側フレーム
２１ｂ 第１アーム本体下側フレーム
２１ｃ、２１ｄ 円筒部分
２１ｅ 連結部分
２１ｆ 上側の面（第１の面）
２１ｇ 下側の面（第２の面）
２２ Ｊ２モータユニット
２２ａ モータ本体
２２ｂ 減速機
２２ｃ エンコーダ
２２ｄ 出力軸（第３回転軸）
２３ 放熱部
２４ 伝熱板部
２５ モータフランジ
３０ 第２アーム
３１ 駆動側アーム部分
３２ 従動側アーム部分
３２ａ 軸受
４０ Ｒモータユニット
４０ａ モータ本体
４０ｂ エンコーダ
４０ｃ 出力軸
４０ｄ モータ取付ブラケット
５０ Ｚモータユニット
５０ａ モータ本体
５０ｂ エンコーダ
５０ｃ 出力軸
５０ｄ モータ取付ブラケット
５０ｅ ブレーキ
６０ ボールねじ
６１ ボールねじ軸
６２ ボールねじナット
６３ ベルトプーリ機構
７０ ボールスプライン
７１ スプライン外筒
７２ スプライン軸
７３ プーリ
７４ ベルトプーリ機構
７５ 軸受
８０ 連結部材
８１ 軸受
９０，９１ カバー
９２ 空間
１００ スカラロボット
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 運動軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】