特許 7552392 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】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/02 20060101AFI20240910BHJP

   B25J 17/00 20060101ALI20240910BHJP

   F16H 19/02 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F16H7/02 Z

B25J17/00 G

F16H19/02 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021013794

(22)【出願日】2021-01-29

(65)【公開番号】P2022117213

(43)【公開日】2022-08-10

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【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】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】▲浜▼ 秀典

(72)【発明者】

【氏名】一宮 祐太

(72)【発明者】

【氏名】星野 真吾

【審査官】神山 貴行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００６２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００８－００６２３２０（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３６０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４７－０３３５７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０５２７１２９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０８２１５３９３（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｆ１６Ｈ ７／００－ ７／２４

Ｆ１６Ｈ １９／００－１９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
前記基台に接続され、前記基台に対して第１回動軸の回りに回動する第１アームと、
前記第１アームに接続され、前記第１アームに対して第２回動軸の回りに回動する第２アームと、を備え、
前記第２アームは、
第１軸の回りに回転する第１プーリーと、
前記第１プーリーを前記第１軸の回りに回転させるモーターと、
前記第１プーリーに対して離間して配置され、前記第１軸と平行な第２軸の回りに回転する第２プーリーと、
前記第１プーリーと前記第２プーリーとに回し掛けられ、前記モーターの動力を前記第１プーリーから前記第２プーリーに伝達する第１ベルトと、
前記第２プーリーと前記第２軸に沿う方向に並んで配置され、前記第２プーリーと一体的に前記第２軸の回りに回転する第３プーリーと、
前記第２プーリーおよび前記第３プーリーが固定されている軸部と、
前記第３プーリーに対して離間して配置され、前記第２軸と平行な第３軸の回りに回転する第４プーリーと、
前記第３プーリーと前記第４プーリーとに回し掛けられ、前記モーターの動力を前記第３プーリーから前記第４プーリーに伝達する第２ベルトと、
前記第２プーリーと前記第３プーリーとの間に位置し、前記軸部と接触する第１ベアリングと、
前記第１ベアリングとの間に前記第３プーリーを挟み込むように配置され、前記軸部と接触する第２ベアリングと、を有し、
前記第２軸と直交する方向に沿って前記軸部を見たときに、前記第３プーリーは、前記第２ベアリングと重ならないことを特徴とするロボット。

【請求項2】

前記第２軸と直交する方向に沿って前記軸部を見たときに、前記第２プーリーは、前記第１ベアリングと重ならない請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記第２アームに固定され、前記第２ベアリングを支持する第２ベアリング支持部を有する請求項１に記載のロボット。

【請求項4】

前記第２アームに固定され、前記第１ベアリングを支持する第１ベアリング支持部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。

【請求項5】

前記第２ベルトの剛性は、前記第１ベルトの剛性よりも高い請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。

【請求項6】

前記第２軸と平行な直線に沿って前記第２アームを平面視した場合において、前記第１軸は、前記第３軸を通り前記第２アームの長手方向に沿って延びる直線から離れており、前記直線と前記第２軸との間の距離は、前記直線と前記第１軸との間の距離よりも短い請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。

【請求項7】

基台と、
前記基台に接続され、前記基台に対して第１回動軸の回りに回動する第１アームと、
前記第１アームに接続され、前記第１アームに対して第２回動軸の回りに回動する第２アームと、を備え、
前記第２アームは、
第１軸の回りに回転する第１プーリーと、
前記第１プーリーを前記第１軸の回りに回転させるモーターと、
前記第１プーリーに対して離間して配置され、前記第１軸と平行な第２軸の回りに回転する第２プーリーと、
前記第１プーリーと前記第２プーリーとに回し掛けられ、前記モーターの動力を前記第１プーリーから前記第２プーリーに伝達する第１ベルトと、
前記第２プーリーと前記第２軸に沿う方向に並んで配置され、前記第２プーリーと一体的に前記第２軸の回りに回転する第３プーリーと、
前記第２プーリーおよび前記第３プーリーが固定されている軸部と、
前記第３プーリーに対して離間して配置され、前記第２軸と平行な第３軸の回りに回転する第４プーリーと、
前記第３プーリーと前記第４プーリーとに回し掛けられ、前記モーターの動力を前記第３プーリーから前記第４プーリーに伝達する第２ベルトと、
前記第２プーリーと前記第３プーリーとの間に位置し、前記軸部と接触する第１ベアリングと、
前記第１ベアリングとの間に前記第３プーリーを挟み込むように配置され、前記軸部と接触する第２ベアリングと、を有し、
前記第２軸と平行な直線に沿って前記第２アームを平面視した場合において、前記第１軸は、前記第３軸を通り前記第２アームの長手方向に沿って延びる直線から離れており、前記直線と前記第２軸との間の距離は、前記直線と前記第１軸との間の距離よりも短い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、駆動機構およびロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、直動モーターの回転軸に固定された第１プーリーと、スプラインシャフトに固定されたボールネジと、ボールネジに固定された第２プーリーと、第１プーリーおよび第２プーリーに回し掛けられたベルトと、を備えた駆動機構を有するスカラロボットが記載されている。このようなスカラロボットでは、直動モーターの回転軸が回転すると、第１プーリーの回転駆動力がベルトを介して第２プーリーに伝達され、スプラインシャフトが回転する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１８９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような構成の駆動機構では、直動モーターの回転軸の回転数に対してボールネジの回転数を大きく減速させたい場合に、第１プーリーと第２プーリーのプーリー比を大きくする必要があるため、第２プーリーの径が大きくなり、その分、スカラロボットの先端部分が肥大化してしまうという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の駆動機構は、第１軸まわりに回転する第１プーリーと、
前記第１プーリーを前記第１軸まわりに回転させるモーターと、
前記第１プーリーに対して離間して配置され、前記第１軸と平行な第２軸まわりに回転する第２プーリーと、
前記第１プーリーと前記第２プーリーとに回し掛けられ、前記モーターの動力を前記第１プーリーから前記第２プーリーに伝達する第１ベルトと、
前記第２プーリーと前記第２軸に沿う方向に並んで配置され、前記第２プーリーと一体的に前記第２軸まわりに回転する第３プーリーと、
前記第３プーリーに対して離間して配置され、前記第２軸と平行な第３軸まわりに回転する第４プーリーと、
前記第３プーリーと前記第４プーリーとに回し掛けられ、前記モーターの動力を前記第３プーリーから前記第４プーリーに伝達する第２ベルトと、
前記第２プーリーと前記第３プーリーとの間に位置し、前記第２プーリーおよび前記第３プーリーを支持する第１ベアリングと、を有する。

【0006】

本発明のロボットは、上述の駆動機構を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係るロボットの全体構成を示す側面図である。

【図2】図１のロボットが有する第２アームの内部構造を示す平面図である。

【図3】図２の第２アームが有する駆動機構を示す断面図である。

【図4】第２実施形態に係るロボットが有する駆動機構を示す断面図である。

【図5】第３実施形態に係るロボットが有する駆動機構を示す断面図である。

【図6】第４実施形態に係るロボットが有する駆動機構を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の駆動機構およびロボットを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0009】

なお、説明の便宜上、各図には互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、以下では、各図の上側すなわちＺ軸の矢印側を鉛直方向の上側とし、各図の下側すなわちＺ軸の矢印と反対側を鉛直方向の下側とする。なお、本願明細書の「平行」は、平行の場合の他、平行から若干ずれた状態も含む意味である。つまり、技術常識上平行と同一とみなせる状態も含む意味である。同様に、本願明細書の「直交」は、直交している場合の他、直交から若干ずれた状態も含む意味である。つまり、技術常識上直交と同一とみなせる状態も含む意味である。

【0010】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロボットの全体構成を示す側面図である。図２は、図１のロボットが有する第２アームの内部構造を示す平面図である。図３は、図２の第２アームが有する駆動機構を示す断面図である。

【0011】

図１に示すロボット１００は、スカラロボットであり、例えば、電子部品等のワークの保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いられる。ただし、ロボット１００の用途は、特に限定されない。

【0012】

ロボット１００は、床面に固定された基台１１０と、基台１１０に接続されたアーム１２０と、を有する。また、アーム１２０は、基端部が基台１１０に接続され、基台１１０に対して鉛直方向に沿った第１回動軸Ｊ１まわりに回動する第１アーム１３０と、基端部が第１アーム１３０の先端部に接続され、第１アーム１３０に対して鉛直方向に沿った第２回動軸Ｊ２まわりに回動する第２アーム１４０と、を有する。第１回動軸Ｊ１と第２回動軸Ｊ２とは平行である。

【0013】

また、第２アーム１４０の先端部には作業ヘッド１５０が設けられている。作業ヘッド１５０は、第２アーム１４０の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット１５１およびボールネジナット１５２と、スプラインナット１５１およびボールネジナット１５２に挿通されたスプラインシャフト１５３と、を有する。スプラインシャフト１５３は、第２アーム１４０に対して、その中心軸であり鉛直方向に沿った第３回動軸Ｊ３まわりに回転可能で、かつ、第３回動軸Ｊ３に沿って昇降可能である。第３回動軸Ｊ３は、第１回動軸Ｊ１および第２回動軸Ｊ２と平行である。

【0014】

ただし、作業ヘッド１５０としては、特に限定されない。例えば、２本のシャフトを設け、一方のシャフトが第３回動軸Ｊ３まわりに回転し、他方のシャフトが第３回動軸Ｊ３と平行な軸方向に昇降する構成であってもよい。

【0015】

また、スプラインシャフト１５３の下端部にはエンドエフェクター１６０が装着されている。エンドエフェクター１６０は、着脱自在であり目的の作業に適したものが適宜選択される。エンドエフェクター１６０としては、例えば、ワークを挟持、吸着により保持するハンド、ワークに対して所定の加工を行う作業具等が挙げられる。

【0016】

また、ロボット１００は、基台１１０と第１アーム１３０とを連結し、基台１１０に対して第１アーム１３０を第１回動軸Ｊ１まわりに回動させる関節アクチュエーター１７１と、第１アーム１３０と第２アーム１４０とを連結し、第１アーム１３０に対して第２アーム１４０を第２回動軸Ｊ２まわりに回動させる関節アクチュエーター１７２と、を有する。また、ロボット１００は、スプラインナット１５１を回転させてスプラインシャフト１５３を第３回動軸Ｊ３まわりに回転させる駆動機構１８１と、ボールネジナット１５２を回転させてスプラインシャフト１５３を第３回動軸Ｊ３に沿った方向に昇降させる駆動機構１８２と、を有する。

【0017】

また、ロボット１００は、基台１１０内に配置され、図示しないホストコンピューターからの指令に基づいて関節アクチュエーター１７１、１７２および駆動機構１８１、１８２の駆動を制御するロボット制御装置１９０を有する。ロボット制御装置１９０が関節アクチュエーター１７１、１７２および駆動機構１８１、１８２をそれぞれ独立して制御することにより、ロボット１００に所望の作業を行わせることができる。ロボット制御装置１９０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。

【0018】

以上、ロボット１００の全体構成について簡単に説明した。次に、スプラインナット１５１を回転させてスプラインシャフト１５３を第３回動軸Ｊ３まわりに回転させる駆動機構１８１について図２および図３に基づいて詳細に説明する。

【0019】

図２および図３に示すように、駆動機構１８１は、駆動源としてのモーター２を有する。モーター２は、第２アーム１４０の筐体１４１に固定されており、その出力軸２１が鉛直方向に沿う第１軸ＪＪ１まわりに回転する。モーター２は、ＡＣサーボモーターである。ただし、モーター２としては、特に限定されず、例えば、ＤＣサーボモーター、ステッピングモーター等を用いてもよい。

【0020】

また、駆動機構１８１は、モーター２の出力軸２１に配置され、出力軸２１と一体的に第１軸ＪＪ１まわりに回転する第１プーリー３１を有する。出力軸２１の下端は、自由端となっており、この下端側から第１プーリー３１を取り外すことができる。なお、本実施形態では、出力軸２１に第１プーリー３１が直接配置されているが、これに限定されず、これらの間に、例えば、歯車等を備えた動力伝達機構や減速機等の機構が介在していてもよい。

【0021】

また、駆動機構１８１は、第１プーリー３１と離間して配置され、第１軸ＪＪ１と平行な第２軸ＪＪ２まわりに回転する第２プーリー３２を有する。第２プーリー３２は、第１プーリー３１に対して第２アーム１４０の先端側に配置され、スプラインシャフト１５３と第１プーリー３１との間に位置している。また、第２プーリー３２は、第１プーリー３１とＸ－Ｙ平面に沿う方向に並んで配置されている。ただし、第２プーリー３２の配置は、特に限定されない。

【0022】

また、駆動機構１８１は、第１プーリー３１と第２プーリー３２とに回し掛けられ、これらを連結する第１ベルト４１を有する。そのため、第１プーリー３１が回転すると、その回転が第１ベルト４１を介して第２プーリー３２に伝わり、第２プーリー３２が第１プーリー３１に従動して回転する。第２プーリー３２の外径は、第１プーリー３１の外径よりも大きい。そのため、第１プーリー３１、第１ベルト４１および第２プーリー３２によって、モーター２の出力軸２１の回転数を減速する第１減速機５１が構成される。

【0023】

また、駆動機構１８１は、第２プーリー３２と第２軸ＪＪ２に沿う方向に並んで配置され、第２軸ＪＪ２まわりに回転する第３プーリー３３を有する。第３プーリー３３は、第２プーリー３２と一体的に回転する。第３プーリー３３の外径は、第２プーリー３２の外径よりも小さい。

【0024】

また、駆動機構１８１は、第３プーリー３３と離間して配置され、第１、第２軸ＪＪ１、ＪＪ２と平行な第３軸ＪＪ３まわりに回転する第４プーリー３４を有する。第４プーリー３４は、第３プーリー３３に対して第２アーム１４０の先端側に配置され、スプラインシャフト１５３と同軸的に配置されている。つまり、第３軸ＪＪ３は、第３回動軸Ｊ３と一致している。また、第４プーリー３４にはスプラインナット１５１が挿通、固定されており、これらが一体的に回転する。また、第４プーリー３４は、第３プーリー３３とＸ－Ｙ平面に沿う方向に並んで配置されている。ただし、第４プーリー３４の配置は、特に限定されない。

【0025】

また、駆動機構１８１は、第３プーリー３３と第４プーリー３４とに回し掛けられ、これらを連結する第２ベルト４２を有する。そのため、第３プーリー３３が回転すると、その回転が第２ベルト４２を介して第４プーリー３４に伝わり、第４プーリー３４が第３プーリー３３に従動して回転する。第４プーリー３４の外径は、第３プーリー３３の外径よりも大きい。そのため、第３プーリー３３、第２ベルト４２および第４プーリー３４によって、モーター２の出力軸２１の回転数を減速する第２減速機５２が構成される。

【0026】

なお、駆動機構１８１の構成としては、これに限定されず、例えば、第２ベルト４２に張力を与えるアイドラーを備えていてもよい。

【0027】

このような駆動機構１８１では、モーター２の駆動力が、第１減速機５１および第２減速機５２を介してスプラインナット１５１に伝達される。このように、モーター２とスプラインナット１５１との間に第１、第２減速機５１、５２を介在させることにより、所望の回転数でスプラインナット１５１を回転させることができる。また、モーター２の配置自由度が増し、第２アーム１４０を設計し易くもなる。

【0028】

特に、モーター２とスプラインナット１５１との間に２つの減速機を配置することにより、１つの減速機を配置する場合よりも第４プーリー３４の外径を小さく抑えることができる。そのため、第２アーム１４０の先端部の肥大化や重量化を抑制することができ、優れた駆動特性を有するロボット１００を実現することができる。例えば、第４プーリー３４を出力軸２１に対して１／９の回転数に減速したい場合、本実施形態の構成では、第１減速機５１のプーリー比を３とし、第２減速機５２のプーリー比を３とすればよい。そのため、第４プーリー３４の過度な大径化を抑制することができる。これに対して、第２減速機５２だけの場合、つまり、第１減速機５１を省略し、第３プーリー３３を出力軸２１に配置した場合には、第２減速機５２のプーリー比を９にしなければならず、第４プーリー３４の過度な大径化を招く。

【0029】

また、駆動機構１８１は、第２プーリー３２と第３プーリー３３との間に配置された第１ベアリング６１を有する。また、駆動機構１８１は、第３プーリー３３の下側に位置し、第１ベアリング６１との間に第３プーリー３３を挟み込むように配置された第２ベアリング６２を有する。つまり、第２軸ＪＪ２上には、下側から第２ベアリング６２、第３プーリー３３、第１ベアリング６１および第２プーリー３２が並んで配置されている。これら第１ベアリング６１および第２ベアリング６２は、それぞれ、第２プーリー３２および第３プーリー３３を第２軸ＪＪ２まわりに回転可能に支持する。第２プーリー３２は、第１ベアリング６１によって下側から片持ち支持され、第３プーリー３３は、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２によって上下から両持ち支持される。

【0030】

ここで、出力軸２１の回転数が第１減速機５１で減速される分、第２ベルト４２には第１ベルト４１よりも大きなトルクがかかる。そのため、耐久性を維持するために、第１ベルト４１に比べて第２ベルト４２の剛性を大きくする必要があり、その分、第２ベルト４２の張力も大きくなり、結果として、第３プーリー３３には第２プーリー３２よりも大きなラジアル荷重が加わる。そこで、本実施形態のように、第３プーリー３３を第１ベアリング６１および第２ベアリング６２で両持ち支持することにより、前記のラジアル荷重に起因した第３プーリー３３の変位をより効果的に抑制することができる。そのため、第３プーリー３３の回転が安定する。また、１つのベアリングで第３プーリー３３を片持ち支持する場合と比べて、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２を小型化することもできる。ただし、これに限定されず、第２ベアリング６２を省略してもよい。

【0031】

なお、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２としては、それぞれ、特に限定されない。本実施形態では、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２として、深溝玉軸受が用いられている。深溝玉軸受によれば、ラジアル荷重、両方向のアキシアル荷重またはそれらを組合せた合成荷重を受けることができ、高速回転にも対応することができる。また、広く使用されているため、低コスト化を実現することもできる。

【0032】

また、第１ベアリング６１は、同心的に配置された内輪６１１および外輪６１２と、これらの間に配置された複数の玉６１３と、を有する。同様に、第２ベアリング６２は、同心的に配置された内輪６２１および外輪６２２と、これらの間に配置された複数の玉６２３と、を有する。また、第１、第２ベアリング６１、６２の外輪６１２、６２２がそれぞれ第２アーム１４０の筐体１４１に固定されており、内輪６１１、６２１に第２軸ＪＪ２に沿った軸部７が挿入、固定されている。そして、この軸部７に第２プーリー３２および第３プーリー３３が固定されている。このような構成によって、第２プーリー３２および第３プーリー３３が第２軸ＪＪ２まわりに一体的に回転することができる。

【0033】

なお、軸部７の上端は、自由端である。そのため、後述するように、軸部７に阻害されることなく、第２プーリー３２から第１ベルト４１を取り外すことができる。

【0034】

次に、第１、第２ベアリング６１、６２の第２アーム１４０への固定について説明する。駆動機構１８１は、第１、第２ベアリング６１、６２の外輪６１２、６２２同士を連結する連結部８を有する。そして、連結部８が第２アーム１４０の筐体１４１に固定される。これにより、第１、第２ベアリング６１、６２が一括して第２アーム１４０の筐体１４１に固定される。このような構成によれば、第１、第２ベアリング６１、６２の第２アーム１４０への固定が容易となる。ただし、第１、第２ベアリング６１、６２の第２アーム１４０への固定方法は、特に限定されない。

【0035】

連結部８は、第１ベアリング６１の外輪６１２を支持する第１ベアリング支持部８１と、第２ベアリング６２の外輪６２２を支持すると共に第２アーム１４０の筐体１４１に固定された第２ベアリング支持部８２と、第１ベアリング支持部８１と第２ベアリング支持部８２とを接続する接続部８３と、を有する。このうち、第２ベアリング支持部８２と接続部８３とが一体形成され、接続部８３と第１ベアリング支持部８１とがネジ止めされている。ただし、連結部８の構成は、これに限定されず、例えば、第１ベアリング支持部８１、第２ベアリング支持部８２および接続部８３が互いに別部材で構成されていてもよい。

【0036】

また、接続部８３は、第３プーリー３３と第４プーリー３４とに輪っか状に回し掛けられた第２ベルト４２の内側を通って第１ベアリング支持部８１と第２ベアリング支持部８２とを接続している。つまり、連結部８は、第２ベルト４２の内側を通って第１ベアリング６１と第２ベアリング６２とを連結する。

【0037】

以上、駆動機構１８１の構成について説明した。駆動機構１８１によれば、修理、保守、点検等の作業時において第１ベルト４１の脱着を容易に行うことができる。具体的には、第１プーリー３１を出力軸２１から取り外すことにより第１ベルト４１が緩み、第１プーリー３１および第２プーリー３２から第１ベルト４１を取り外すことができる。装着する際は、逆の手順を行えばよく、第１プーリー３１および第２プーリー３２に第１ベルト４１を回し掛けた後に第１プーリー３１を出力軸２１に固定すればよい。このように、駆動機構１８１によれば、第１プーリー３１を脱着するだけで第１ベルト４１の脱着を行うことができる。そのため、第１ベルト４１の脱着が容易となる。

【0038】

また、作業ヘッド１５０を第２アーム１４０から取り外し、第４プーリー３４をフリーにすることにより第２ベルト４２が緩み、第３プーリー３３および第４プーリー３４から第２ベルト４２を取り外すことができる。装着する際は、逆の手順を行えばよく、第３、第４プーリー３３、３４に第２ベルト４２を回し掛けた後に、作業ヘッド１５０を第２アーム１４０の筐体１４１に挿入し、固定すればよい。このように、駆動機構１８１によれば、作業ヘッド１５０を脱着するだけで第２ベルト４２の脱着を行うことができる。そのため、第２ベルト４２の脱着が容易となる。特に、本実施形態では、連結部８が第２ベルト４２の内側を通って第１ベアリング６１と第２ベアリング６２とを連結している。そのため、連結部８によって第２ベルト４２の取り外しが阻害されることがなく、第２ベルト４２をスムーズに取り外すことができる。

【0039】

また、例えば、第２ベルト４２に張力を与えるアイドラーを備えている場合には、アイドラーを緩めることにより、作業ヘッド１５０を取り外すことなく、第３プーリー３３および第４プーリー３４から第２ベルト４２を取り外すことができる。

【0040】

ここで、ベルトは、一旦緩めると再装着する際に再び張力を加える必要があり、その作業に手間がかかる。そのため、仮に、第１ベルト４１を取り外すために第２ベルト４２を取り外す必要がある構成であると、第１、第２ベルト４１、４２のそれぞれについて張力を加え直す作業が必要となり大きな手間となる。第２ベルト４２を取り外すために第１ベルト４１を取り外す必要がある構成の場合も同様である。これに対して、駆動機構１８１では、第１ベルト４１を取り外すために第２ベルト４２を取り外す必要がないし、第２ベルト４２を取り外すために第１ベルト４１を取り外す必要がない。したがって、ベルト再装着時の張力を加え直す作業の手間が軽減される。

【0041】

以上、ロボット１００について説明した。このようなロボット１００に含まれる駆動機構１８１は、前述したように、第１軸ＪＪ１まわりに回転する第１プーリー３１と、第１プーリー３１を第１軸ＪＪ１まわりに回転させるモーター２と、第１プーリー３１に対して離間して配置され、第１軸ＪＪ１と平行な第２軸ＪＪ２まわりに回転する第２プーリー３２と、第１プーリー３１と第２プーリー３２とに回し掛けられ、モーター２の動力を第１プーリー３１から第２プーリー３２に伝達する第１ベルト４１と、第２プーリー３２と第２軸ＪＪ２に沿う方向に並んで配置され、第２プーリー３２と一体的に第２軸ＪＪ２まわりに回転する第３プーリー３３と、第３プーリー３３に対して離間して配置され、第２軸ＪＪ２と平行な第３軸ＪＪ３まわりに回転する第４プーリー３４と、第３プーリー３３と第４プーリー３４とに回し掛けられ、モーター２の動力を第３プーリー３３から第４プーリー３４に伝達する第２ベルト４２と、第２プーリー３２と第３プーリー３３との間に位置し、第２プーリー３２および第３プーリー３３を支持する第１ベアリング６１と、を有する。このような構成によれば、大きな減速比を得たい場合でも、第４プーリー３４の外径を小さく抑えることができる。そのため、第２アーム１４０の先端部の肥大化や重量化を抑制することができ、優れた駆動特性を有するロボット１００を実現することができる。また、第１ベルト４１を取り外すために第２ベルト４２を取り外す必要がないし、第２ベルト４２を取り外すために第１ベルト４１を取り外す必要がない。したがって、第１ベルト４１の脱着が容易となる。また、ベルト再装着時の張力を加え直す作業の手間が軽減される。

【0042】

また、前述したように、駆動機構１８１は、第１ベアリング６１との間に第３プーリー３３を挟み込むように配置され、第３プーリー３３を支持する第２ベアリング６２を有する。これにより、第３プーリー３３が第１ベアリング６１および第２ベアリング６２によって両持ち支持される。そのため、第２ベルト４２の張力に起因した第３プーリー３３の変位をより効果的に抑制することができ、第３プーリー３３の回転が安定する。また、第１ベアリング６１だけで第３プーリー３３を片持ち支持する場合と比べて、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２を小型化することもできる。

【0043】

また、前述したように、駆動機構１８１は、第２ベルト４２の内側を通って第１ベアリング６１と第２ベアリング６２とを連結する連結部８を有する。これにより、連結部８に阻害されることなく第２ベルト４２の脱着を行うことができる。

【0044】

また、前述したように、ロボット１００は、駆動機構１８１を有する。そのため、ロボット１００は、駆動機構１８１の効果を享受することができ、高いメンテナンス性を発揮することができる。

【0045】

＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係るロボットが有する駆動機構を示す断面図である。

【0046】

本実施形態のロボット１００は、第２ベアリング６２の配置と連結部８の構成とが異なること以外は、前述した第１実施形態のロボット１００と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。また、図４において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0047】

図４に示すように、本実施形態の駆動機構１８１では、第２ベアリング６２は、第２プーリー３２の上側に位置し、第１ベアリング６１との間に第２プーリー３２を挟み込むように配置されている。そのため、第２プーリー３２は、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２によって上下から両持ち支持され、第３プーリー３３は、第１ベアリング６１によって上側から片持ち支持される。このような構成によれば、第２プーリー３２をより安定した姿勢で支持することができ、第２プーリー３２の回転が安定する。また、第１ベアリング６１だけで第２プーリー３２を片持ち支持する場合と比べて、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２を小型化することもできる。

【0048】

また、連結部８は、第１ベアリング６１の外輪６１２を支持すると共に第２アーム１４０の筐体１４１に固定された第１ベアリング支持部８１と、第２ベアリング６２の外輪６２２を支持する第２ベアリング支持部８２と、第１ベアリング支持部８１と第２ベアリング支持部８２とを接続する接続部８３と、を有する。このうち、第１ベアリング支持部８１と接続部８３とが一体形成され、接続部８３と第２ベアリング支持部８２とがネジ止めされている。ただし、連結部８の構成は、これに限定されない。

【0049】

また、接続部８３は、第１プーリー３１と第２プーリー３２とに輪っか状に回し掛けられた第１ベルト４１の内側を通って第１ベアリング支持部８１と第２ベアリング支持部８２とを接続している。つまり、連結部８は、第１ベルト４１の内側を通って第１ベアリング６１と第２ベアリング６２とを連結する。これにより、第１プーリー３１を出力軸２１から取り外して、第１プーリー３１および第２プーリー３２から第１ベルト４１と取り外す作業が連結部８に阻害されず、当該作業をスムーズに行うことができる。

【0050】

以上のように、本実施形態の駆動機構１８１では、前述したように、第１ベアリング６１との間に第２プーリー３２を挟み込むように配置され、第２プーリー３２を支持する第２ベアリング６２を有する。これにより、第２プーリー３２が第１ベアリング６１および第２ベアリング６２によって両持ち支持される。そのため、第２プーリー３２の回転がより安定する。また、第１ベアリング６１だけで第２プーリー３２を片持ち支持する場合と比べて、第１ベアリング６１および第２ベアリング６２を小型化することもできる。

【0051】

また、前述したように、駆動機構１８１は、第１ベルト４１の内側を通って第１ベアリング６１と第２ベアリング６２とを連結する連結部８を有する。これにより、連結部８に阻害されることなく第１ベルト４１の脱着を行うことができる。

【0052】

このような第２実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0053】

＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態に係るロボットが有する駆動機構を示す断面図である。

【0054】

本実施形態のロボット１００は、駆動機構１８１がさらにブレーキ９を有すること以外は、前述した第１実施形態のロボット１００と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。また、図５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0055】

図５に示すように、本実施形態の駆動機構１８１は、各プーリー３１、３２、３３、３４の回転を規制するブレーキ９を有する。ブレーキ９は、軸部７に設けられ、軸部７の回転を規制することにより、各プーリー３１、３２、３３、３４の回転を規制する。ブレーキ９としては、軸部７の回転を規制する状態と許容する状態とを切り替えることができれば、特に限定されない。

【0056】

特に、ブレーキ９は、第２ベアリング６２の下側に配置されている。これにより、例えば、ブレーキ９を第２プーリー３２の上側に配置した場合と比べて、間に部材が介在しない分、ブレーキ９をベアリングの近傍に配置することができる。そのため、ブレーキ９によって、軸部７の回転を安定して規制することができる。また、ブレーキ９を第２ベアリング６２の下側に配置することにより、第１ベルト４１の脱着に影響を与え難くなる。

【0057】

このような第３実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0058】

＜第４実施形態＞
図６は、第４実施形態に係るロボットが有する駆動機構を示す断面図である。

【0059】

本実施形態のロボット１００は、駆動機構１８１がさらにブレーキ９を有すること以外は、前述した第２実施形態のロボット１００と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。また、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0060】

図６に示すように、本実施形態の駆動機構１８１は、各プーリー３１、３２、３３、３４の回転を規制するブレーキ９を有する。ブレーキ９は、軸部７に設けられ、軸部７の回転を規制することにより、各プーリー３１、３２、３３、３４の回転を規制する。ブレーキ９としては、軸部７の回転を規制する状態と許容する状態とを切り替えることができれば、特に限定されない。

【0061】

特に、ブレーキ９は、第２ベアリング６２の上側に配置されている。これにより、例えば、ブレーキ９を第３プーリー３３の下側に配置した場合と比べて、間に部材が介在しない分、ブレーキ９をベアリングの近傍に配置することができる。そのため、ブレーキ９によって、軸部７の回転を安定して規制することができる。また、ブレーキ９は、Ｚ軸に沿う平面視において、第１ベルト４１の内側で連結部８を介して第２アーム１４０の筐体１４１に固定されている。これにより、ブレーキ９が第１ベルト４１の脱着に影響を与え難くなる。

【0062】

このような第４実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0063】

以上、本発明の駆動機構およびロボット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。また、駆動機構は、ロボット以外の如何なる機器に適用されてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１００…ロボット、１１０…基台、１２０…アーム、１３０…第１アーム、１４０…第２アーム、１４１…筐体、１５０…作業ヘッド、１５１…スプラインナット、１５２…ボールネジナット、１５３…スプラインシャフト、１６０…エンドエフェクター、１７１…関節アクチュエーター、１７２…関節アクチュエーター、１８１…駆動機構、１８２…駆動機構、１９０…ロボット制御装置、２…モーター、２１…出力軸、３１…第１プーリー、３２…第２プーリー、３３…第３プーリー、３４…第４プーリー、４１…第１ベルト、４２…第２ベルト、５１…第１減速機、５２…第２減速機、６１…第１ベアリング、６１１…内輪、６１２…外輪、６１３…玉、６２…第２ベアリング、６２１…内輪、６２２…外輪、６２３…玉、７…軸部、８…連結部、８１…第１ベアリング支持部、８２…第２ベアリング支持部、８３…接続部、９…ブレーキ、Ｊ１…第１回動軸、Ｊ２…第２回動軸、Ｊ３…第３回動軸、ＪＪ１…第１軸、ＪＪ２…第２軸、ＪＪ３…第３軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】