特開 2024-176641 ロボットアーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176641

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】ロボットアーム

(51)【国際特許分類】

   B25J 17/02 20060101AFI20241212BHJP

【ＦＩ】

B25J17/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095364

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼原 大地

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS12

3C707BS15

3C707BS26

3C707BT05

3C707CX03

3C707CY29

3C707CY30

3C707CY37

3C707HS27

3C707HT02

3C707HT24

3C707HT26

3C707HT31

3C707KV01

(57)【要約】

【課題】ベアリングの破損や損傷を抑制することのできるロボットアームを提供する。
【解決手段】ロボットアームは、内部で連通する第１挿入孔および第２挿入孔を有する第１アームと、前記第１挿入孔に挿入されているベアリングケースと、前記ベアリングケースを貫通して前記第１挿入孔に挿入されている第１歯車と、前記ベアリングケース内に配置され、前記第１歯車が前記第１アームに対して第１回転軸まわりに回転するように支持し、前記第１回転軸に沿って離間して配置された第１ベアリングおよび第２ベアリングと、前記第２挿入孔に挿入され、前記第１アーム内で前記第１歯車と噛み合っている第２歯車と、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部で連通する第１挿入孔および第２挿入孔を有する第１アームと、
前記第１挿入孔に挿入されているベアリングケースと、
前記ベアリングケースを貫通して前記第１挿入孔に挿入されている第１歯車と、
前記ベアリングケース内に配置され、前記第１歯車が前記第１アームに対して第１回転軸まわりに回転するように支持し、前記第１回転軸に沿って離間して配置された第１ベアリングおよび第２ベアリングと、
前記第２挿入孔に挿入され、前記第１アーム内で前記第１歯車と噛み合っている第２歯車と、を有することを特徴とするロボットアーム。

【請求項2】

前記ベアリングケース、前記第１歯車、前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングがユニット化されている請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項3】

前記第１挿入孔は、載置面を有し、
前記載置面に前記ベアリングケースが載置されている請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項4】

前記ベアリングケースは、第１部分と、前記第１部分よりも前記第２歯車側に位置し、前記第１部分よりも幅が小さい第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との境界部に位置する段差面である被載置面と、を有し、
前記被載置面が前記載置面に載置されている請求項３に記載のロボットアーム。

【請求項5】

前記載置面と前記ベアリングケースとの間に介在し、前記載置面と前記ベアリングケースとの離間距離を調整する調整部材を有する請求項３に記載のロボットアーム。

【請求項6】

前記ベアリングケースに収容され、前記第１ベアリングおよび前記第２ベアリングを前記第１回転軸に沿う方向に予圧する予圧機構を有する請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項7】

前記予圧機構は、前記第１ベアリングを前記第１回転軸に沿う方向に予圧する予圧部材と、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間に配置され、前記第１ベアリングが前記予圧部材から受ける力を前記第２ベアリングに伝達する予圧伝達部材と、を有する請求項６に記載のロボットアーム。

【請求項8】

前記第１挿入孔は、前記第２歯車側に向けて幅が漸減し、前記ベアリングケースを誘導するガイド部を有する請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項9】

前記第１アームに対して前記第１回転軸まわりに回動するように連結されている第２アームを有し、
前記第２アームは、前記第１回転軸に沿う方向からの平面視で、前記ベアリングケースと重なる位置に前記ベアリングケースよりも大きな貫通孔を有する請求項１に記載のロボットアーム。

【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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ベースと、ベースに連結されたロボットアームと、を有する６軸構成の垂直多関節ロボットが開示されている。また、ロボットアームは、ベースに対して第１回動軸まわりに回動可能に連結されたショルダ部と、ショルダ部に対して第２回動軸まわりに回動可能に連結された下アームと、下アームに対して第３回動軸まわりに回動可能に連結された第１上アームと、第１上アームに対して第４回動軸まわりに回動可能に連結された第２上アームと、第２上アームに対して第５回動軸まわりに回動可能に連結された手首部と、手首部に対して第６回動軸まわりに回動可能に連結されたフランジと、を有する。

【0003】

また、手首部には、第５回動軸まわりに回転する入力傘歯車と、入力傘歯車と噛み合い第６回動軸まわりに回転する出力傘歯車と、が配置されている。また、入力傘歯車および出力傘歯車は、それぞれ、ベアリングを介して手首部に軸受けされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－０７０６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような構成の垂直多関節ロボットでは、出力傘歯車との歯当たり調整を行うために入力傘歯車を第５回動軸に沿う方向に移動させると、ベアリングがずれたり、入力傘歯車や第２上アームに接触したりし、破損または損傷するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のロボットアームは、内部で連通する第１挿入孔および第２挿入孔を有する第１アームと、
前記第１挿入孔に挿入されているベアリングケースと、
前記ベアリングケースを貫通して前記第１挿入孔に挿入されている第１歯車と、
前記ベアリングケース内に配置され、前記第１歯車が前記第１アームに対して第１回転軸まわりに回転するように支持し、前記第１回転軸に沿って離間して配置された第１ベアリングおよび第２ベアリングと、
前記第２挿入孔に挿入され、前記第１アーム内で前記第１歯車と噛み合っている第２歯車と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。

【図2】アームの内部を示す断面図である。

【図3】アームの内部を示す断面図である。

【図4】アームから入力傘歯車ユニットを取り外した様子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、ロボットアームの好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0009】

図１は、好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。図２は、アームの内部を示す断面図である。図３は、アームの内部を示す断面図である。図４は、アームから入力傘歯車ユニットを取り外した様子を示す断面図である。

【0010】

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の駆動を制御するロボットコントローラー１０と、を有する。

【0011】

また、ロボット２は、６つの駆動軸を有する垂直多関節ロボットである。ロボット２は、床に固定された基台２１と、基台２１に接続されたロボットアーム２２と、を有する。

【0012】

また、ロボットアーム２２は、基台２１に接続され、基台２１に対して回動軸Ｊ１まわりに回動するアーム２２１と、アーム２２１に接続され、アーム２２１に対して回動軸Ｊ２まわりに回動するアーム２２２と、アーム２２２に接続され、アーム２２２に対して回動軸Ｊ３まわりに回動するアーム２２３と、アーム２２３に接続され、アーム２２３に対して回動軸Ｊ４まわりに回動する第２アームとしてのアーム２２４と、アーム２２４に接続され、アーム２２４に対して第１回転軸としての回動軸Ｊ５まわりに回動する第１アームとしてのアーム２２５と、アーム２２５に接続され、アーム２２５に対して回動軸Ｊ６まわりに回動するアーム２２６と、を有している。そして、アーム２２６の先端部にエンドエフェクター２４が接続されている。

【0013】

また、ロボット２は、アーム２２１を基台２１に対して回動軸Ｊ１まわりに回動させる駆動機構２３１と、アーム２２２をアーム２２１に対して回動軸Ｊ２まわりに回動させる駆動機構２３２と、アーム２２３をアーム２２２に対して回動軸Ｊ３まわりに回動させる駆動機構２３３と、アーム２２４をアーム２２３に対して回動軸Ｊ４まわりに回動させる駆動機構２３４と、アーム２２５をアーム２２４に対して回動軸Ｊ５まわりに回動させる駆動機構２３５と、アーム２２６をアーム２２５に対して回動軸Ｊ６まわりに回動させる駆動機構２３６と、を有する。

【0014】

ロボットコントローラー１０は、駆動機構２３１～２３６を独立して制御し、ロボット２に所定の作業を行わせる。ロボットコントローラー１０は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサーと、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。

【0015】

以上、ロボットシステム１について簡単に説明した。ただし、ロボットシステム１の構成については、特に限定されない。例えば、ロボット２としては、６軸ロボットの他にも、水平多関節ロボット（スカラロボット）、アームを２つ有する双腕ロボット等であってもよい。また、ロボット２は、床に固定されていなくてもよく、例えば、ＡＭＲ（Autonomous Mobile Robot）、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）等の無人搬送車に固定されていてもよい。

【0016】

次に、アーム２２５をアーム２２４に対して回動軸Ｊ５まわりに回動させる駆動機構２３５と、アーム２２６をアーム２２５に対して回動軸Ｊ６まわりに回動させる駆動機構２３６と、について図２ないし図４に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図２ないし図４の上側を「上」、下側を「下」とも言う。

【0017】

図２に示すように、アーム２２４は、その先端部が二股に分かれており、その間においてアーム２２５を回動軸Ｊ５の両側から両持ち支持している。そして、上側の先端部２２４ａに駆動機構２３６が配置され、下側の先端部２２４ｂに駆動機構２３５が配置されている。このように、アーム２２５を両持ち支持することにより、アーム２２５の回動精度が向上すると共に、駆動機構２３５、駆動機構２３６の配置スペースを別々に確保することができる。

【0018】

また、アーム２２４は、筐体３１と、筐体３１に取り付けられたカバー３２と、を有する。そして、筐体３１の基端部がアーム２２３に回動可能に接続され、筐体３１の先端部がアーム２２５に回動可能に接続されている。また、上側の先端部２２４ａには、筐体３１に回動軸Ｊ５と同心的な貫通孔３１１が形成されている。貫通孔３１１は、回動軸Ｊ５に沿う方向からの平面視で、アーム２２５に取り付けられた後述する入力傘歯車ユニット５と重なる位置に形成され、かつ、入力傘歯車ユニット５よりも大きい。そのため、貫通孔３１１を介してアーム２２５から入力傘歯車ユニット５を取り外すことができる。

【0019】

また、アーム２２５には、回動軸Ｊ５に沿う円筒状の第１挿入孔２５１と、回動軸Ｊ６に沿う円筒状の第２挿入孔２５２と、が形成されている。また、第１挿入孔２５１は、先端部２２４ａ側に開口し、中心軸が回動軸Ｊ５と一致している。また、第２挿入孔２５２は、アーム２２６側に開口し、中心軸が回動軸Ｊ６と一致している。また、第１挿入孔２５１と第２挿入孔２５２とは、その先端部同士がアーム２２５内において直交して繋がっている。そして、第１挿入孔２５１には入力傘歯車ユニット５が挿入されており、第２挿入孔２５２には出力傘歯車６６が挿入されている。ただし、第１、第２挿入孔２５１、２５２は、円筒状に限定されず、例えば、その平面視が、四角形、六角形等の多角形、楕円形、異形等であってもよい。

【0020】

また、第１挿入孔２５１は、その内径が下側に向けて３段階に縮径しており、基端部２５１ａと、基端部２５１ａの下側に位置し、基端部２５１ａよりも小径な中央部２５１ｂと、中央部２５１ｂの下側に位置し、中央部２５１ｂよりも小径な先端部２５１ｃと、を有する。また、基端部２５１ａと中央部２５１ｂとの境界には、回動軸Ｊ５と直交する段差面で構成され、上側を向く載置面２５１ｄが形成されている。また、中央部２５１ｂと先端部２５１ｃとの境界部には、内径が下側つまり出力傘歯車６６側に向けて漸減するテーパー状のガイド部２５１ｅが形成されている。なお、前記「径」は、第１、第２挿入孔２５１、２５２の平面視形状が円形以外の場合、「幅」と言い換えることができる。

【0021】

また、駆動機構２３５は、筐体３１に固定されたエンコーダー内蔵型のモーター４１と、モーター４１の回転を減速する減速機４２と、モーター４１の出力軸に取り付けられたプーリー４３と、減速機４２に取り付けられたプーリー４４と、プーリー４３、４４に回し掛けられている動力伝達ベルト４５と、を有する。減速機４２は、波動歯車装置であり、サーキュラスプライン４２２が筐体３１に固定され、フレクスプライン４２３がアーム２２５に固定されている。また、ウェーブジェネレーター４２１にプーリー４４が固定されている。

【0022】

このような構成によれば、モーター４１の回転がプーリー４３、動力伝達ベルト４５およびプーリー４４を介して減速機４２のウェーブジェネレーター４２１に伝わり、ウェーブジェネレーター４２１が回転する。さらに、ウェーブジェネレーター４２１の回転に対して所定の減速比でフレクスプライン４２３が回転し、その結果、アーム２２５がアーム２２４に対して回動軸Ｊ５まわりに回動する。

【0023】

以上、駆動機構２３５について説明したが、駆動機構２３５の構成は、特に限定されない。

【0024】

駆動機構２３６は、第１挿入孔２５１に挿入され、載置面２５１ｄに載置された入力傘歯車ユニット５を有する。図３に示すように、入力傘歯車ユニット５は、載置面２５１ｄに載置されたベアリングケース５１と、ベアリングケース５１に予圧された状態で収容されたベアリング５２と、ベアリングケース５１を貫通し、ベアリング５２を介してベアリングケース５１に軸受けされた第１歯車である入力傘歯車５３と、を有する。

【0025】

ベアリングケース５１は、第１挿入孔２５１の形状に合う円筒状である。また、ベアリングケース５１は、基体５１１と、基体５１１の上側に位置し、基体５１１に固定された蓋体５１２と、を有する。そして、ベアリングケース５１の内部にベアリング５２および入力傘歯車５３を収容するための収容空間が形成されている。ただし、ベアリングケース５１の形状は、円筒状に限定されず、第１挿入孔２５１の形状に合わせて決定することができる。

【0026】

また、基体５１１は、その外径が下側に向けて３段階に縮径しており、第１部分である基端部５１１ａと、基端部５１１ａの下側に位置し、基端部５１１ａよりも小径な第２部分である中央部５１１ｂと、中央部５１１ｂの下側に位置し、中央部５１１ｂよりも小径な先端部５１１ｃと、を有する。また、基端部５１１ａと中央部５１１ｂとの境界部には、回動軸Ｊ５と直交する段差面で構成され、下側を向く被載置面５１１ｄが形成されている。また、先端部５１１ｃには、収容空間内に突出するフランジ５１１ｅが形成されている。一方、蓋体５１２は、基体５１１の上側に位置し、図示しないネジによって基端部５１１ａに締結、固定されている。これら基体５１１および蓋体５１２は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。

【0027】

以上のようなベアリングケース５１は、基体５１１側から第１挿入孔２５１に挿入され、被載置面５１１ｄが載置面２５１ｄに載置される。これにより、アーム２２５へのベアリングケース５１の取り付けが容易となる。また、この際、被載置面５１１ｄが載置面２５１ｄに載置されるよりも早く、ベアリングケース５１の先端部５１１ｃが第１挿入孔２５１のガイド部２５１ｅによって先端部２５１ｃに案内されるため、第１挿入孔２５１へのベアリングケース５１の挿入が容易となる。ベアリングケース５１は、載置面２５１ｄに載置された状態で、複数のネジＮによってアーム２２５に締結、固定されている。ベアリングケース５１がアーム２２５に固定された状態では、入力傘歯車５３は、回動軸Ｊ５まわりに回転する。なお、ベアリングケース５１をアーム２２５に固定する固定部材としては、特に限定されない。

【0028】

ベアリング５２は、収容空間に配置されている。つまり、ベアリング５２は、ベアリングケース５１に収容されている。また、ベアリング５２は、第１ベアリング５２１と、第２ベアリング５２２と、を有する。また、これら第１、第２ベアリング５２１、５２２は、回動軸Ｊ５に沿って離間して配置されている。第１、第２ベアリング５２１、５２２を離間して配置することで、入力傘歯車５３が離間した２点で支持されるため、入力傘歯車５３の回転が安定する。

【0029】

また、第１ベアリング５２１は、アンギュラ玉軸受けであり、基体５１１の内周面に支持された第１外輪５２１ａと、入力傘歯車５３が挿入された第１内輪５２１ｂと、第１外輪５２１ａと第１内輪５２１ｂとの間に配置された第１回転体としてのボール５２１ｃと、を有する。同様に、第２ベアリング５２２は、アンギュラ玉軸受けであり、基体５１１の内周面に支持された第２外輪５２２ａと、入力傘歯車５３が挿入された第２内輪５２２ｂと、第２外輪５２２ａと第２内輪５２２ｂとの間に配置された第２回転体としてのボール５２２ｃと、を有する。

【0030】

入力傘歯車５３は、ベアリングケース５１を貫通し、第１、第２ベアリング５２１、５２２を介してベアリングケース５１に軸受けされたシャフト５３１と、シャフト５３１の先端部に配置され、ベアリングケース５１の下側に位置する歯車部５３２と、を有する。また、歯車部５３２は、第１挿入孔２５１の先端部に位置し、第２挿入孔２５２に臨んでいる。

【0031】

入力傘歯車ユニット５は、さらに、第１、第２ベアリング５２１、５２２を予圧する予圧機構５９を有する。予圧機構５９は、第１ベアリング５２１と蓋体５１２との間に配置された予圧部材５４と、第１ベアリング５２１と第２ベアリング５２２との間に配置された予圧伝達部材５５と、を有する。予圧部材５４は、環状（リング状）のスペーサーシムであり、蓋体５１２と第１ベアリング５２１の第１外輪５２１ａとの間に挟み込まれている。一方、予圧伝達部材５５は、入力傘歯車５３が挿通された筒状のスペーサーであり、第１ベアリング５２１の第１内輪５２１ｂと第２ベアリング５２２の第２内輪５２２ｂとの間に配置されている。また、第２ベアリング５２２の第２外輪５２２ａは、フランジ５１１ｅに当接し、それ以上の変位が規制されている。

【0032】

予圧部材５４は、蓋体５１２によって第１外輪５２１ａに押し当てられ、第１外輪５２１ａを下方に押圧する。また、第１外輪５２１ａが予圧部材５４から受けた力は、第１内輪５２１ｂから予圧伝達部材５５を介して第２内輪５２２ｂに伝わり、第２内輪５２２ｂを下方に押圧する。これにより、第１、第２ベアリング５２１、５２２が均等に予圧される。予圧部材５４の厚さが厚いほど、第１外輪５２１ａを押圧する力が大きくなり、その分、第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧が大きくなる。そのため、予圧部材５４の厚さを調整することで、第１、第２ベアリング５２１、５２２を所望の力で予圧することができる。これにより、第１、第２ベアリング５２１、５２２の回転精度や剛性が向上する。

【0033】

なお、予圧部材５４の厚さを調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、厚さの異なる複数の予圧部材５４を準備し、その中から１つを選択して用いることで、予圧部材５４の厚さを調整してもよい。また、厚さが同じ複数の予圧部材５４を準備し、使用する枚数を選択することで、予圧部材５４の厚さを調整してもよい。これらの方法によれば、簡単に、予圧部材５４の厚さを調整することができる。なお、予圧部材５４は、スペーサーシムに限定されず、例えば、ウェーブワッシャーであってもよい。この場合、ネジＮを締め込んでウェーブワッシャーを押し潰すように弾性変形させることで、予圧部材５４の厚さを調整することができる。

【0034】

以上、入力傘歯車ユニット５について説明した。このように、本実施形態では、ベアリングケース５１、ベアリング５２、入力傘歯車５３および予圧機構５９が入力傘歯車ユニット５としてユニット化されている。そのため、これらを一括してアーム２２５に取り付けたり、アーム２２５から取り外したりすることができ、ロボット２の組み立てや調整が容易となる。また、アーム２２５に取り付ける前に第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧を調整することができ、当該作業が容易となる。

【0035】

なお、入力傘歯車ユニット５の構成は、特に限定されない。例えば、ベアリングケース５１が基体５１１と蓋体５１２とで構成されているが、これに限定されず、３つ以上の部材が連結した構成であってもよい。また、基体５１１と蓋体５１２とがネジ止めされているが、これらを固定する方法は、特に限定されない。また、ベアリングの数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。また、第１ベアリング５２１および第２ベアリング５２２は、アンギュラ玉軸受けでなくてもよく、例えば、アンギュラコロ軸受けであってもよい。また、図示では、第１ベアリング５２１が第２ベアリング５２２よりも大きいが、これに限定されず、第１ベアリング５２１が第２ベアリング５２２よりも小さくてもよいし、同じであってもよい。

【0036】

図２に示すように、駆動機構２３６は、さらに、エンコーダー内蔵型のモーター６１と、モーター６１の出力軸に取り付けられたプーリー６３と、入力傘歯車５３に取り付けられたプーリー６４と、プーリー６３とプーリー６４とに回し掛けられている動力伝達ベルト６５と、を有する。また、駆動機構２３６は、さらに、アーム２２６に接続された第２歯車である出力傘歯車６６を有する。出力傘歯車６６は、第２挿入孔２５２に挿入されており、ベアリングを介してアーム２２５に軸受けされたシャフト６６１と、シャフト６６１の先端部に配置され、アーム２２５内において歯車部５３２と噛み合う歯車部６６２と、を有する。このような出力傘歯車６６の回転軸は、回動軸Ｊ６と一致している。

【0037】

このような構成の駆動機構２３６では、モーター６１の回転がプーリー６３、動力伝達ベルト６５およびプーリー６４を介して入力傘歯車５３に伝わり、入力傘歯車５３が回転する。さらに、入力傘歯車５３の回転が出力傘歯車６６に伝わり、出力傘歯車６６に接続されているアーム２２６が回動軸Ｊ６まわりに回動する。

【0038】

図３に示すように、駆動機構２３６は、さらに、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシを調整するための調整部材７を有する。調整部材７は、環状（リング状）のスペーサーシムであり、載置面２５１ｄと被載置面５１１ｄとの間に挟み込まれている。調整部材７は、載置面２５１ｄと被載置面５１１ｄとの回動軸Ｊ５に沿う離間距離を調整する部材である。調整部材７の厚さが厚いほど、入力傘歯車ユニット５がアーム２２５に対して上側に変位し、その分、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との噛み合わせが浅くなる。そのため、調整部材７の厚さを調整することで、入力傘歯車５３の位置を定め、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシを調整することができる。これにより、回転運動の伝達精度の向上、騒音の低減、長寿命化等を図ることができる。

【0039】

なお、調整部材７の厚さを調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、厚さの異なる複数の調整部材７を準備し、その中から１つを選択して用いることで、調整部材７の厚さを調整してもよい。また、厚さが同じ複数の調整部材７を準備し、使用する枚数を選択することで、調整部材７の厚さを調整してもよい。これらの方法によれば、簡単に、調整部材７の厚さを調整することができる。なお、調整部材７は、スペーサーシムに限定されず、例えば、ウェーブワッシャーであってもよい。この場合、ネジＮを締め込んでウェーブワッシャーを押し潰すように弾性変形させることで、調整部材７の厚さを調整することができる。

【0040】

以上のような駆動機構２３６によれば、予圧部材５４の厚さを変更することで、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシの変動を生じさせることなく、第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧だけを調整することができる。また、調整部材７の厚さを調整することで、第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧の変動を生じさせることなく、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシだけを調整することができる。つまり、第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧の調整と、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシの調整と、をそれぞれ独立して行うことができる。

【0041】

特に、本実施形態では、ベアリングケース５１、ベアリング５２、入力傘歯車５３および予圧機構５９が入力傘歯車ユニット５としてユニット化されている。そのため、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシを調整する際、図４に示すように、入力傘歯車ユニット５をアーム２２５から取り外すだけで、調整部材７の交換を行うことができる。さらに、入力傘歯車ユニット５をアーム２２５から取り外しても、それに影響を受けることなく、第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧が一定に保たれる。したがって、予圧の変動を招くことなく、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシの調整を行うことができる。

【0042】

また、前述したように、筐体３１に形成された貫通孔３１１を介して入力傘歯車ユニット５をアーム２２５から取り外すことができる。そのため、アーム２２４とアーム２２５とを連結させたまま調整部材７を交換することができる。したがって、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシの調整を容易に行うことができる。

【0043】

また、第１、第２ベアリング５２１、５２２が共にベアリングケース５１内に配置されている。そのため、第１、第２ベアリング５２１、５２２がベアリングケース５１で保護される。したがって、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシを調整する際、調整部材７の交換のためにアーム２２５に対して入力傘歯車ユニット５の着脱を繰り返しても、第１、第２ベアリング５２１、５２２がアーム２２４、アーム２２５等に直接ぶつかることがなく、第１、第２ベアリング５２１、５２２の損傷や破壊を効果的に抑制することができる。

【0044】

以上、ロボットシステム１について説明した。このようなロボットシステム１が有するロボットアーム２２は、前述したように、内部で連通する第１挿入孔２５１および第２挿入孔２５２を有する第１アームであるアーム２２５と、第１挿入孔２５１に挿入されているベアリングケース５１と、ベアリングケース５１を貫通して第１挿入孔２５１に挿入されている第１歯車である入力傘歯車５３と、ベアリングケース５１内に配置され、入力傘歯車５３がアーム２２５に対して第１回転軸である回動軸Ｊ５まわりに回転するように支持し、回動軸Ｊ５に沿って離間して配置された第１ベアリング５２１および第２ベアリング５２２と、第２挿入孔２５２に挿入され、アーム２２５内で入力傘歯車５３と噛み合っている第２歯車である出力傘歯車６６と、を有する。このような構成によれば、第１、第２ベアリング５２１、５２２をベアリングケース５１で保護することができる。そのため、例えば、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシを調整するために入力傘歯車５３を回動軸Ｊ５に沿って変位させても、その際、第１、第２ベアリング５２１、５２２がアーム２２４、アーム２２５等に直接ぶつかることがなく、第１、第２ベアリング５２１、５２２の損傷や破壊を効果的に抑制することができる。

【0045】

また、前述したように、ベアリングケース５１、入力傘歯車５３、第１ベアリング５２１および第２ベアリング５２２が入力傘歯車ユニット５としてユニット化されている。これにより、これらのアーム２２５への取り付け、アーム２２５からの取り外しが容易となる。また、アーム２２５に取り付ける前に第１、第２ベアリング５２１、５２２の予圧を調整することができ、当該作業が容易となる。

【0046】

また、前述したように、第１挿入孔２５１は、載置面２５１ｄを有し、載置面２５１ｄにベアリングケース５１が載置されている。これにより、アーム２２５へのベアリングケース５１の取り付けが容易となる。

【0047】

また、前述したように、ベアリングケース５１は、第１部分である基端部５１１ａと、基端部５１１ａよりも下側つまり出力傘歯車６６側に位置し、基端部５１１ａよりも幅が小さい第２部分である中央部５１１ｂと、基端部５１１ａと中央部５１１ｂとの境界部に位置する段差面である被載置面５１１ｄと、を有し、被載置面５１１ｄが載置面２５１ｄに載置されている。これにより、アーム２２５へのベアリングケース５１の取り付けが容易となる。

【0048】

また、前述したように、ロボットアーム２２は、載置面２５１ｄとベアリングケース５１との間に介在し、載置面２５１ｄとベアリングケース５１との離間距離を調整する調整部材７を有する。これにより、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシを調整することができる。

【0049】

また、前述したように、ロボットアーム２２は、ベアリングケース５１に収容され、第１ベアリング５２１および第２ベアリング５２２を回動軸Ｊ５に沿う方向に予圧する予圧機構５９を有する。予圧機構５９によって第１、第２ベアリング５２１、５２２を適正に予圧することで、第１、第２ベアリング５２１、５２２の回転精度や剛性が向上する。

【0050】

また、前述したように、予圧機構５９は、第１ベアリング５２１を回動軸Ｊ５に沿う方向に予圧する予圧部材５４と、第１ベアリング５２１と第２ベアリング５２２との間に配置され、第１ベアリング５２１が予圧部材５４から受ける力を第２ベアリング５２２に伝達する予圧伝達部材５５と、を有する。これにより、第１、第２ベアリング５２１、５２２を均等に予圧することができる。

【0051】

また、前述したように、第１挿入孔２５１は、出力傘歯車６６側に向けて幅がテーパー状に漸減し、ベアリングケース５１を誘導するガイド部２５１ｅを有する。これにより、第１挿入孔２５１へのベアリングケース５１の挿入が容易となる。

【0052】

また、前述したように、ロボットアーム２２は、アーム２２５が回動軸Ｊ５まわりに回動するように連結されている第２アームであるアーム２２４を有する。そして、アーム２２４は、回動軸Ｊ５に沿う方向からの平面視で、ベアリングケース５１と重なる位置にベアリングケース５１よりも大きな貫通孔３１１を有する。そのため、アーム２２４とアーム２２５とを連結させたまま、貫通孔３１１を介してベアリングケース５１をアーム２２５から取り外すことができる。したがって、入力傘歯車５３と出力傘歯車６６との歯当たりやバックラッシの調整を容易に行うことができる。

【0053】

以上、本発明のロボットアームを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

【0054】

また、前述した実施形態では、第１歯車が入力傘歯車５３で、第２歯車が出力傘歯車６６であったが、これに限定されず、第１歯車が出力傘歯車６６で、第２歯車が入力傘歯車５３であってもよい。つまり、出力傘歯車６６が、ベアリングケース、ベアリングおよび予圧機構と共に出力傘歯車ユニットとしてユニット化されていてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１…ロボットシステム、１０…ロボットコントローラー、２…ロボット、２１…基台、２２…ロボットアーム、２２１…アーム、２２２…アーム、２２３…アーム、２２４…アーム、２２４ａ…先端部、２２４ｂ…先端部、２２５…アーム、２２６…アーム、２３１…駆動機構、２３２…駆動機構、２３３…駆動機構、２３４…駆動機構、２３５…駆動機構、２３６…駆動機構、２４…エンドエフェクター、２５１…第１挿入孔、２５１ａ…基端部、２５１ｂ…中央部、２５１ｃ…先端部、２５１ｄ…載置面、２５１ｅ…ガイド部、２５２…第２挿入孔、３１…筐体、３１１…貫通孔、３２…カバー、４１…モーター、４２…減速機、４２１…ウェーブジェネレーター、４２２…サーキュラスプライン、４２３…フレクスプライン、４３…プーリー、４４…プーリー、４５…動力伝達ベルト、５…入力傘歯車ユニット、５１…ベアリングケース、５１１…基体、５１１ａ…基端部、５１１ｂ…中央部、５１１ｃ…先端部、５１１ｄ…被載置面、５１１ｅ…フランジ、５１２…蓋体、５２…ベアリング、５２１…第１ベアリング、５２１ａ…第１外輪、５２１ｂ…第１内輪、５２１ｃ…ボール、５２２…第２ベアリング、５２２ａ…第２外輪、５２２ｂ…第２内輪、５２２ｃ…ボール、５３…入力傘歯車、５３１…シャフト、５３２…歯車部、５４…予圧部材、５５…予圧伝達部材、５９…予圧機構、６１…モーター、６３…プーリー、６４…プーリー、６５…動力伝達ベルト、６６…出力傘歯車、６６１…シャフト、６６２…歯車部、７…調整部材、Ｊ１…回動軸、Ｊ２…回動軸、Ｊ３…回動軸、Ｊ４…回動軸、Ｊ５…回動軸、Ｊ６…回動軸、Ｎ…ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】