パラレルメカニズムロボット
【課題】 軸回転機構を繰り返し回転したとしても軸回転機構における回転方向の位相ずれを僅かなものに維持する。
【解決手段】 軸端部３６と軸受カップ３７との連結部において、角柱形の軸端部３６の少なくとも２つの外側面４３ａ，４３ｂを軸受カップ３７の２つの内側面４４ａ，４４ｂに押し付けた状態で軸端部３６を軸受カップ３７に連結固定する。
【解決手段】 軸端部３６と軸受カップ３７との連結部において、角柱形の軸端部３６の少なくとも２つの外側面４３ａ，４３ｂを軸受カップ３７の２つの内側面４４ａ，４４ｂに押し付けた状態で軸端部３６を軸受カップ３７に連結固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドエフェクタを軸回転させるための軸回転機構を備えたパラレルメカニズムロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸回転機構を備えたパラレルメカニズムロボットの基本構造は、特許文献１に公知である。公知のパラレルメカニズムロボットは、ベースと、このベースに設けられる３つのリンクモータと、各リンクモータにより動作される３本のリンクと、３本のリンクにより支持される操作ヘッドとを有する。各リンクモータの回転を独立に制御することで、操作ヘッドが上下左右前後の任意の位置で動作及び停止する。パラレルメカニズムロボットの軸回転機構は、ベースと操作ヘッドとの間で伸縮しながら回転動力を操作ヘッドの操作軸に伝える入れ子式軸と、この入れ子式軸の動力源としての軸モータとを含む。軸モータの回転を入れ子式軸を通じて操作軸に伝え、操作ヘッドに取り付けられたエンドエフェクタが軸回転する。
【０００３】
既に実用化されているパラレルメカニズムロボットでは、入れ子式軸の駆動軸と軸モータ、及び入れ子式軸の受動筒と操作ヘッドの操作軸のいずれもが自在継手（ユニバーサルジョイント）を介して連結される。図１０に、既存の連結構造の一例を示す。駆動軸１０１の端部１０２と自在継手１０３の一方の軸受カップ１０４とが連結している。駆動軸端部１０２を軸受カップ１０４に挿入し、駆動軸端部１０２の貫通孔及び軸受カップ１０４の孔にスプリングピン１０６を圧入し、セットスクリュー１０５が駆動軸端部１０２を軸受カップ１０４の内周面に押し付ける。こうして、駆動軸１０１と自在継手１０３とが回転を伝達可能に連結されている。
【０００４】
図１０に示す連結構造では、軸モータにより軸回転する自在継手１０３の回転がスプリングピン１０６を通じて駆動軸１０１に伝わる。本件発明者らが、図１０の連結構造を採用した既存の軸回転機構について耐久試験を実施したところ、軸回転機構の往復回転数が概ね４，０００万回を超えると、貫通孔とスプリングピン１０６の外周との間に僅かな隙間が形成され、駆動軸端部１０２と軸受カップ１０４との回転方向の位相ずれが飛躍的に大きくなることを見出した。さらに、スプリングピン１０６を駆動軸端部１０２の貫通孔に差し込む又は抜き出す作業は作業者にとって比較的に面倒であるため、軸回転機構の組立て及び解体作業の効率化の点において改善される必要があった。
【０００５】
この改善項目に対して、本件発明者らは、摩擦締結構造により軸と自在継手とを連結することを提案して組立て及び解体作業の効率化を図っており、既に特許文献２にこれを開示している。図１０に、特許文献２の摩擦締結構造を駆動軸１１１の端部１１２と自在継手１１３の一方の軸受カップ１１４との連結に適用した例を示す。この例では、テーパ面を介して内外に隣接する内輪１１５及び外輪１１６と、外輪１１６を軸線に沿って移動させるナット１１７とで摩擦締結構造１１８を構成している。このため、ナット１１７を締める又は緩める操作だけで、駆動軸端部１１２と軸受カップ１１４とが連結され又は解体される。図１０の摩擦締結構造１１８は、その磨耗に起因する位相ずれを僅かなものに留める効果を達成できたが、部品点数の大幅な増加に伴うコストの上昇の点、及びナット１１７を締める又は緩める際にアームのロッドが邪魔になることの作業容易性の点において、未だ改善の余地が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表昭６３−５０１８６０号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、パラレルメカニズムロボットにおいて本発明が解決した課題は、軸回転機構を繰り返し回転したとしても軸回転機構における回転方向の位相ずれを僅かなものに維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ベースと、エンドエフェクタを軸回転させるための操作軸が取り付けられたヘッドと、前記ベースと前記ヘッドとを並列に連結する複数のリンクとから構成される移動機構と、入れ子式軸と、前記ベースに固定される軸モータと、第１及び第２の自在継手とから構成される軸回転機構とを含み、第１の自在継手では、一方の軸受カップに前記軸モータの出力軸の軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記入れ子式軸の一方軸端部を挿入して連結し、第２の自在継手では、一方の軸受カップに前記入れ子式軸の他方軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記ヘッドの操作軸の軸端部を挿入して連結したパラレルメカニズムロボットに関する。その好ましい態様では、前記入れ子式軸の一方軸端部及び他方軸端部、前記操作軸の軸端部並びに前記軸モータの出力軸の軸端部と、前記第１及び第２の自在継手の各軸受カップとの連結部の少なくとも一つにおいて、前記軸端部が角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記角柱の相似形であり、前記軸端部を前記軸受カップの受入凹所に挿入した状態に固定する固定部材を少なくとも一つ以上を有し、固定状態において前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられる。
【０００９】
前述の好ましい態様に従うと、いずれかの軸の軸端部と軸受カップとの連結部において、角柱形の軸端部の少なくとも２つの外側面を軸受カップの角柱形の受入凹所の２つの内側面に押し付けた状態で軸端部を軸受カップに固定している。従って、軸回転機構が軸回転した際に回転方向のトルクが平面で受け止められ、軸端部の外側面と軸受カップの内側面との間ですべりや磨耗が殆ど生じない。このため、軸回転機構の述べ回転回数が増大しても、軸端部と軸受カップの回転方向の位相ずれが殆ど変わらない。さらに、特許文献２の摩擦締結構造に比較すると、部品点数が極めて少なく且つ組み付け作業性も良好である。また、特許文献２の摩擦締結構造に比較すると、メンテナンス時に軸端部と軸受カップを分離した後に、再組み付け時において両者の相対的な角度位置を再現できる。
【００１０】
本発明では、前記軸端部が正角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱に相似形であることが好ましく、例えば、前記軸端部が偶数個の外側面を持つ正角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱の相似形であることがなお好ましく、さらに例えば、前記軸端部が正四角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正四角柱の相似形であることがなお好ましい。
【００１１】
前述の好ましい態様に従うと、軸端部及び軸受カップの受入凹所の形状を正角柱としたので、軸回転機構が軸回転した際に回転方向のトルクを面積の等しい２つ以上の平面で受けることになるため、力のバランスが良く、軸回転機構が安定して軸回転できる。
【００１２】
本発明では、前記少なくとも一つ以上の固定部材が前記角柱の側面を押すことにより、前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられることが好ましい。
【００１３】
前述の好ましい態様に従うと、軸端部の外側面と一つ以上の固定部材との当接部においても、軸回転機構が軸回転した際の回転トルクを受けることができるので、軸端部の外側面と軸受カップの内側面との間ですべりや磨耗がさらに生じない。
【００１４】
本発明では、前記角柱が任意の一つの切断線で２つの第１及び第２ブロックに分割され、第１ブロックのみに貫通孔が形成され、該貫通孔に挿入した前記固定部材を前記第２ブロックの切断線に面する面に当接させ、前記第１ブロック及び第２ブロックを前記切断線を基準に互いに離れる方向に押し広げることにより、前記第１ブロックの２つの外側面と前記第２ブロックの２つの外側面とが前記軸受カップの対応する内側面に押し当てられることが好ましい。特に、前記切断線が前記角柱の第１の対角線であって、前記貫通孔が前記第１対角線とは異なる任意の第２対角線上に形成されていることが好ましい。
【００１５】
前述の好ましい態様に従うと、軸端部の少なくとも４つの外側面が軸受カップの受入凹所を画定する内側面に押し当てられるので、軸回転機構が軸回転した際の回転トルクを均等に且つさらに広い面積で受けることができるので、当接面においてすべりや磨耗が殆ど生じない。さらに、軸受カップの軸中心に対して軸端部の軸中心が一致する又は殆どずれないから、軸回転機構はさらに安定して軸回転する。
【００１６】
本発明では、前記固定部材がピン形状であり、さらに言えばこのピン形状の固定部材がセットスクリューであることが好ましい。
【００１７】
セットスクリューなどのピン形状の固定部材を採用することで、軸回転機構の組立て及び解体作業の簡便性が確保される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、軸回転機構の述べ回転数が増大しても軸回転機構における回転方向の位相ずれを僅かなものに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発明の第１実施例を示す側面図である。
【図２】発明の各実施例に共通する構成を示す正面図である。
【図３】発明の第１実施例を示す断面図である。
【図４】発明の第２実施例を示す側面図である。
【図５】発明の第２実施例を示す断面図である。
【図６】発明の第３実施例を示す断面図である。
【図７】発明の第４実施例を示す断面図である。
【図８】発明の第５実施例を示す図である。
【図９】第１従来例を示す側面図である。
【図１０】第２従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図８を参照して本発明を好適な複数の実施例として説明するが、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載により定められるべきものであり、これらの実施例の記載により限定的に解釈されるべきではない。
【００２１】
図２に、本発明の一実施態様のパラレルメカニズムロボット３１の正面図を示す。パラレルメカニズムロボット３１は、ベース２が高剛性の架台１に固定され、テーブルやコンベアを跨ぐ状態に支持される。パラレルメカニズムロボット３１は、移動機構３２と軸回転機構３３とを備える。移動機構３２は、エンドエフェクタが取り付けられる操作ヘッド５を上下左右前後の任意の空間位置に移動及び停止する。軸回転機構３３は、操作ヘッド５に取り付けられた操作軸２０を軸回転する。吸着パッド、ベルヌーイチャック又はクランプ等のエンドエフェクタが、操作軸２０に固定される。エンドエフェクタに保持された太陽電池セル、包装食品又は錠剤等の被搬送物は、移動機構３２により任意の空間位置に移動し、軸回転機構３３によりその向きが整えられる。
【００２２】
移動機構３２は、ベース２、このベース２の下面に配列される３つのリンクモータ３、リンクモータ３で駆動される３本のリンク４、及びリンク４によりベース２に並列に支持される操作ヘッド５等を備える。ベース２の下面に３つのモータブラケット１０が均等な間隔をあけて設けられ、各モータブラケット１０がリンクモータ３を固定的に支持する。
【００２３】
リンク４は、リンクモータ３で上下に揺動されるアーム１２、及びこのアーム１２の揺動を操作ヘッド５に伝える一対のロッド１３等を含む。アーム１２の基端のボス１４がリンクモータ３の出力軸に固定される。一対のロッド１３は互いに平行に並べられ、ロッド１３の上下端寄りに設けた２つのばねユニット１６，１６が一対のロッド１３を互いに引き寄せる。ロッド１３の上下両端は、アーム１２及び操作ヘッド５に対して、それぞれボールジョイント１７を介して連結される。アーム１２をリンクモータ３で上下に往復揺動することにより、ロッド１３がアーム１２に追従して動き、操作ヘッド５が所定の３次元空間内で移動する。
【００２４】
操作ヘッド５は三角形状の板状ブロックであって、その中央部分に操作軸２０が回転自在に軸支され、この操作軸２０の下端部にエンドエフェクタが取り付けられる。この操作軸２０に軸回転機構３３の回転が伝達され、エンドエフェクタが回転し、保持された被搬送物も回転する。
【００２５】
軸回転機構３３は、上下に延びる入れ子式軸６、ベース２に出力軸を下向きにして固定される軸モータ７、入れ子式軸６の上端部と軸モータ７の出力軸とを回転伝達可能に連結する第１自在継手（ユニバーサルジョイント）１８、及び入れ子式軸６の下端部と操作ヘッド５の操作軸２０の上端とを回転伝達可能に連結する第２自在継手（ユニバーサルジョイント）１９等を含む。
【００２６】
入れ子式軸６は、上側の駆動軸２２と下側の受動筒２３とを含む。駆動軸２２は、軸線に沿って延びる細長い円柱体又は円筒体であり、受動筒２３は軸線に沿って延びる細長い中空円筒体である。駆動軸２２が受動筒２３内に上下に摺動可能に挿入され、両者はセレーション部を通じて互いに回転が伝えられる。
【００２７】
駆動軸２２の上側軸端部が、第１自在継手１８の下側の軸受カップに連結される。第１自在継手１８の上側の軸受カップに、軸モータ７の出力軸端部が連結される。受動筒２３の下側軸端部が第２自在継手１９の上側の軸受カップに連結される。第２自在継手１９の下側の軸受カップに、操作軸２０の上側端部が連結される。こうした連結態様により、軸モータ７の回転が入れ子式軸６及び操作軸２０を介してエンドエフェクタに伝えられ、エンドエフェクタに保持されたワークの向きが変えられる。
【００２８】
本実施形態のパラレルメカニズムロボット３１においては、入れ子式軸６の一方軸端部（駆動軸２２の上側軸端部）及び他方軸端部（受動筒２３の下側軸端部）、操作軸２０の上側軸端部並びに軸モータ７の出力軸端部と、第１及び第２自在継手１８，１９の各軸受カップとの４つの連結部の少なくとも一つの連結部において、以下に詳細に説明する第１〜第５実施例の連結構造を採用し得る。第１〜第５実施例では、駆動軸２２の上側軸端部と第１自在継手１８の下側の軸受カップとの連結を一例として説明する。
【００２９】
（第１実施例）
図１及び図３に第１実施例を示す。図１は、駆動軸２２の上側軸端部３６と第１自在継手１８の下側の軸受カップ３７との連結構造を示す側面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。駆動軸２２は、全体として細長い円柱体又は円筒体であり、その軸端部３６を、偶数である４個の外側面を持つ中実の正四角柱として形成する。第１実施例は軸端部３６の最も好ましい形状を示すが、軸端部３６として、中空の角柱、奇数個の外側面を持つ角柱又は正角柱でない角柱であってもよい。
【００３０】
第１自在継手１８において、上下一対の軸受カップ３７，３８が、互いに直交する軸中心周りに揺動可能に十字軸４０を介在して連結される。以下、下側の軸受カップ３７についてのみその構造を説明する。なお、上側の軸受カップ３８に軸受カップ３７と同構造を採用し得るが、異なる構造を採用しても構わない。
【００３１】
軸受カップ３７に、軸端部３６を受け入れる受入凹所３９が形成される。受入凹所３９は、隣り合う面が直交する４つの内側面４４ａ〜４４ｄによって画定され、十字軸４０の配設側とは反対側において開口し、軸端部３６の外形形状に相似で僅かに大きい正四角柱形状を有する。この軸受カップ３７に、その外周面から受入凹所３９までを連通した２つの連通孔４１，４１が形成される。連通孔４１，４１は、軸中心Ｌ２に関して互いに直交関係にある。この連通孔４１，４１に、ピン部材としてのセットスクリュー４２，４２が挿入される。
【００３２】
セットスクリュー４２，４２の先端は受入凹所３９に挿入された軸端部３６の２つの隣り合う外側面４３ｃ，４３ｄに当接しており、セットスクリュー４２，４２は軸端部３６の外側面４３ａ，４３ｂを連通孔４１を持たない内側面４４ａ，４４ｂに押し付ける。こうして、軸受カップ３７に軸端部３６が連結固定される。
【００３３】
第１実施例の連結構造によると、軸端部３６の２つの外側面４３ａ，４３ｂと軸受カップ３７の２つの内側面４４ａ，４４ｂとの当接面と、セットスクリュー４２，４２の先端と軸端部の２つの外側面４４ｃ，４４ｄの接触部とを通じて、軸受カップ３７の回転が軸端部３６に伝達されるため、回転方向のトルクを平面で受け止めることになる。従って、これらの当接面及び接触部において軸端部３６と軸受カップ３７とのすべりや磨耗が殆ど生じない。また、両当接面の接触面積が等しい故に、トルク伝達のバランスが良く、軸回転機構３３の軸回転が安定する。さらに、図１０の摩擦締結構造に比較すると、部品点数が極めて少なく且つ組み付け作業性も良好である。また、図１０の摩擦締結構造に比較すると、メンテナンス時に軸端部と軸受カップを分離した後に、再組み付け時において両者の相対的な角度位置を再現できる。
【００３４】
（第２実施例）
図４及び図５に第２実施例を示す。図４は、駆動軸１２２の上側軸端部１３６と第１の自在継手１８の下側の軸受カップ１３７との連結構造の側面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。駆動軸１２２は、全体として細長い円柱体又は円筒体である。駆動軸１２２の軸端部１３６は、偶数である４個の外側面１４３ａ〜１４３ｄを持つ中実の正四角柱を、任意の一つの切断線である第１対角線Ｍ１において分割した２つの形状の等しい、二等辺三角柱形状の第１及び第２ブロック１５０ａ，１５０ｂとして構成する。一方の第１ブロック１５０ａのみに、第１対角線Ｍ１と異なる第２対角線Ｍ２に沿った貫通孔としての雌ねじ１５１が形成されており、この雌ねじ１５１にピン部材としてのセットスクリュー１４２がねじ入れられる。
【００３５】
軸受カップ１３７は、軸端部１３６を受け入れる受入凹所１３９を有する。受入凹所１３９は、隣り合う面が直交する４つの内側面１４４ａ〜１４４ｄによって画定され、十字軸４０の配設側とは反対側において開口し、軸端部１３６の外形形状に相似で僅かに大きい正四角柱形状を有している。この軸受カップ１３７に、その外周面から受入凹所１３９までを連通した一つの連通孔１４１が形成される。この連通孔１４１は、受入凹所１３９の正方形断面における任意の対角線Ｍ３に沿っている。
【００３６】
軸端部１３６は、雌ねじ１５１と連通孔１４１とを位置合わせして、受入凹所１３９に挿入される。セットスクリュー１４２は、外側から軸受カップ１３７の連通孔１４１に緩やかに挿入され、第１ブロック１５０ａの雌ねじ１５１に緊密にねじ入れられる。セットスクリュー１４２は、その先端を第２のブロック１５０ｂの第１対角線Ｍ１に面する面１５２に押し付けており、第１ブロック１５０ａと第２ブロック１５０ｂとは、第１対角線Ｍ１を基準に互いに離れる方向、つまり第２対角線Ｍ２に沿って押し広げられる。従って、第１ブロック１５０ａの２つの外側面１４３ａ，１４３ｂがそれぞれ軸受カップ１３７の２つの内側面１４４ａ，１４４ｂに押し当たり、第２ブロック１５０ｂの２つの外側面１４３ｃ、１４３ｄがそれぞれ軸受カップ１３７の２つの内側面１４４ｃ，１４４ｄに押し当たる。こうして、軸受カップ１３７に軸端部１３６が連結固定される。
【００３７】
こうした第２実施例の連結構造によると、軸端部１３６の４つの外側面１４３ａ〜１４３ｄと軸受カップ１３７の４つの内側面１４４ａ〜１４４ｄの当接面を通じて、軸受カップ１３７の回転が軸端部１３６に伝達されるため、第１実施例に比較して、回転方向のトルクをさらに広い平面で伝えることになる。したがって、全ての当接面において、軸端部１３６と軸受カップ１３７とのすべりや磨耗が殆ど生じない。また、全ての当接面の接触面積が概ね等しく、且つ当接面が軸中心Ｌ１に均等に配置されているために、回転トルクの伝達バランスに特に秀でており、軸回転機構３３の軸回転がさらに安定している。また、軸受カップ１３７の軸中心Ｌ１と軸端部１３６の軸中心とが一致又は殆どずれていないことも、軸回転機構３３の安定的な軸回転に寄与している。なお、第２実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【００３８】
図７に第３実施例を示す。第３実施例では、駆動軸の上側軸端部２３６を、奇数である３個の外側面２４３ａ〜２４３ｃを持つ中実の正三角柱として形成し、第１自在継手の軸受カップ２３７に上側軸端部２３６を受け入れるための正三角柱形状の受入凹所２３９を形成している。軸受カップ２３７には一つの連通孔２４１が形成され、この連通孔２４１は内側面の一つと外周とを連通する。この連通孔にセットスクリュー２４２を挿入し、セットスクリュー２４２の先端を受入凹所２３９に挿入された軸端部２３６の一つの外側面２４３ｃに強く当接させて、軸端部２３６の２つの外側面２４３ａ，２４３ｂを軸受カップ２３７の２つの内側面２４４ａ，２４４ｂに押し付けている。こうして、軸受カップ２３７に軸端部２３６が連結固定される。この第３実施例の連結構造によっても、第１実施例と同様に、回転方向のトルクを平面で受け止めることになり、当接面及び接触部において軸端部２３６と軸受カップとのすべりや摩擦が殆ど生じない。なお、第３実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【００３９】
図８に第４実施例を示す。第４実施例では、駆動軸の上側軸端部３３６を、中実の正六角柱を任意の一つの第１対角線Ｄ６で分割した２つの形状の等しい、断面台形の角柱形状の第１及び第２ブロック３５０ａ，３５０ｂとして構成し、且つ軸受カップ３３７も受入凹所を軸端部３３６の外形形状に相似で僅かに大きい正六角柱形状として構成している。セットスクリュー３４２の先端を第１ブロック３５０ａの第一対角線Ｄ６に面する面に押し付けることによって、第１及び第２ブロック３５０ａ，３５０ｂの４つの外側面のそれぞれを軸受カップ３３７の対応する内側面に押し当てている。この第４実施例の連結構造によっても、第２実施例と同様に、回転トルクの伝達バランスに特に秀でており、軸受カップ３３７の軸中心と軸端部３３６の軸中心とが一致又は殆どずれていない。なお、第４実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【００４０】
図９に第５実施例を示す。第５実施例では、駆動軸の上側軸端部４３６を、中実の正六角柱を任意の２辺に垂直な切断線Ｄ７で分割した２つの形状の等しい、断面五角形の角柱形状の第１及び第２ブロック４５０ａ，４５０ｂとして構成し、且つ軸受カップ４３７も受入凹所を軸端部４３６の外形形状に相似で僅かに大きい正六角柱形状として構成している。この第５実施例では、セットスクリュー４４２を挿通するための貫通孔としての雌ねじ４５１を第２ブロック４５０ｂに形成し、雌ねじ４５１を切断線Ｄ７に直交する対角線上に位置させたものである。セットスクリュー３４２の先端を第１ブロック４５０ａの切断線Ｄ７に面する面に押し付けることによって、第１及び第２ブロック４５０ａ，４５０ｂの少なくとも４つの外側面のそれぞれを軸受カップ４３７の対応する内側面に押し当てている。この第５実施例の連結構造によると、軸対称に均等に配置された少なくとも４つの当接面で回転が伝達され且つ各当接面の当接面積は概ね等しくなるので、回転トルクの伝達バランスに特に秀でており、軸受カップ４３７の軸中心と軸端部４３６の軸中心とが一致又は殆どずれていない。なお、第５実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
２ ベース
５ 操作ヘッド
６ 入れ子式軸
７ 軸モータ
１８ 第１自在継手
１９ 第２自在継手
２０ 操作軸
３１ パラレルメカニズムロボット
３２ 移動機構部
３３ 軸回転機構部
３６ 軸端部
３７ 軸受カップ
３９ 受入凹所
４１ 貫通孔
４２ セットスクリュー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドエフェクタを軸回転させるための軸回転機構を備えたパラレルメカニズムロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸回転機構を備えたパラレルメカニズムロボットの基本構造は、特許文献１に公知である。公知のパラレルメカニズムロボットは、ベースと、このベースに設けられる３つのリンクモータと、各リンクモータにより動作される３本のリンクと、３本のリンクにより支持される操作ヘッドとを有する。各リンクモータの回転を独立に制御することで、操作ヘッドが上下左右前後の任意の位置で動作及び停止する。パラレルメカニズムロボットの軸回転機構は、ベースと操作ヘッドとの間で伸縮しながら回転動力を操作ヘッドの操作軸に伝える入れ子式軸と、この入れ子式軸の動力源としての軸モータとを含む。軸モータの回転を入れ子式軸を通じて操作軸に伝え、操作ヘッドに取り付けられたエンドエフェクタが軸回転する。
【０００３】
既に実用化されているパラレルメカニズムロボットでは、入れ子式軸の駆動軸と軸モータ、及び入れ子式軸の受動筒と操作ヘッドの操作軸のいずれもが自在継手（ユニバーサルジョイント）を介して連結される。図１０に、既存の連結構造の一例を示す。駆動軸１０１の端部１０２と自在継手１０３の一方の軸受カップ１０４とが連結している。駆動軸端部１０２を軸受カップ１０４に挿入し、駆動軸端部１０２の貫通孔及び軸受カップ１０４の孔にスプリングピン１０６を圧入し、セットスクリュー１０５が駆動軸端部１０２を軸受カップ１０４の内周面に押し付ける。こうして、駆動軸１０１と自在継手１０３とが回転を伝達可能に連結されている。
【０００４】
図１０に示す連結構造では、軸モータにより軸回転する自在継手１０３の回転がスプリングピン１０６を通じて駆動軸１０１に伝わる。本件発明者らが、図１０の連結構造を採用した既存の軸回転機構について耐久試験を実施したところ、軸回転機構の往復回転数が概ね４，０００万回を超えると、貫通孔とスプリングピン１０６の外周との間に僅かな隙間が形成され、駆動軸端部１０２と軸受カップ１０４との回転方向の位相ずれが飛躍的に大きくなることを見出した。さらに、スプリングピン１０６を駆動軸端部１０２の貫通孔に差し込む又は抜き出す作業は作業者にとって比較的に面倒であるため、軸回転機構の組立て及び解体作業の効率化の点において改善される必要があった。
【０００５】
この改善項目に対して、本件発明者らは、摩擦締結構造により軸と自在継手とを連結することを提案して組立て及び解体作業の効率化を図っており、既に特許文献２にこれを開示している。図１０に、特許文献２の摩擦締結構造を駆動軸１１１の端部１１２と自在継手１１３の一方の軸受カップ１１４との連結に適用した例を示す。この例では、テーパ面を介して内外に隣接する内輪１１５及び外輪１１６と、外輪１１６を軸線に沿って移動させるナット１１７とで摩擦締結構造１１８を構成している。このため、ナット１１７を締める又は緩める操作だけで、駆動軸端部１１２と軸受カップ１１４とが連結され又は解体される。図１０の摩擦締結構造１１８は、その磨耗に起因する位相ずれを僅かなものに留める効果を達成できたが、部品点数の大幅な増加に伴うコストの上昇の点、及びナット１１７を締める又は緩める際にアームのロッドが邪魔になることの作業容易性の点において、未だ改善の余地が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表昭６３−５０１８６０号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、パラレルメカニズムロボットにおいて本発明が解決した課題は、軸回転機構を繰り返し回転したとしても軸回転機構における回転方向の位相ずれを僅かなものに維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ベースと、エンドエフェクタを軸回転させるための操作軸が取り付けられたヘッドと、前記ベースと前記ヘッドとを並列に連結する複数のリンクとから構成される移動機構と、入れ子式軸と、前記ベースに固定される軸モータと、第１及び第２の自在継手とから構成される軸回転機構とを含み、第１の自在継手では、一方の軸受カップに前記軸モータの出力軸の軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記入れ子式軸の一方軸端部を挿入して連結し、第２の自在継手では、一方の軸受カップに前記入れ子式軸の他方軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記ヘッドの操作軸の軸端部を挿入して連結したパラレルメカニズムロボットに関する。その好ましい態様では、前記入れ子式軸の一方軸端部及び他方軸端部、前記操作軸の軸端部並びに前記軸モータの出力軸の軸端部と、前記第１及び第２の自在継手の各軸受カップとの連結部の少なくとも一つにおいて、前記軸端部が角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記角柱の相似形であり、前記軸端部を前記軸受カップの受入凹所に挿入した状態に固定する固定部材を少なくとも一つ以上を有し、固定状態において前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられる。
【０００９】
前述の好ましい態様に従うと、いずれかの軸の軸端部と軸受カップとの連結部において、角柱形の軸端部の少なくとも２つの外側面を軸受カップの角柱形の受入凹所の２つの内側面に押し付けた状態で軸端部を軸受カップに固定している。従って、軸回転機構が軸回転した際に回転方向のトルクが平面で受け止められ、軸端部の外側面と軸受カップの内側面との間ですべりや磨耗が殆ど生じない。このため、軸回転機構の述べ回転回数が増大しても、軸端部と軸受カップの回転方向の位相ずれが殆ど変わらない。さらに、特許文献２の摩擦締結構造に比較すると、部品点数が極めて少なく且つ組み付け作業性も良好である。また、特許文献２の摩擦締結構造に比較すると、メンテナンス時に軸端部と軸受カップを分離した後に、再組み付け時において両者の相対的な角度位置を再現できる。
【００１０】
本発明では、前記軸端部が正角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱に相似形であることが好ましく、例えば、前記軸端部が偶数個の外側面を持つ正角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱の相似形であることがなお好ましく、さらに例えば、前記軸端部が正四角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正四角柱の相似形であることがなお好ましい。
【００１１】
前述の好ましい態様に従うと、軸端部及び軸受カップの受入凹所の形状を正角柱としたので、軸回転機構が軸回転した際に回転方向のトルクを面積の等しい２つ以上の平面で受けることになるため、力のバランスが良く、軸回転機構が安定して軸回転できる。
【００１２】
本発明では、前記少なくとも一つ以上の固定部材が前記角柱の側面を押すことにより、前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられることが好ましい。
【００１３】
前述の好ましい態様に従うと、軸端部の外側面と一つ以上の固定部材との当接部においても、軸回転機構が軸回転した際の回転トルクを受けることができるので、軸端部の外側面と軸受カップの内側面との間ですべりや磨耗がさらに生じない。
【００１４】
本発明では、前記角柱が任意の一つの切断線で２つの第１及び第２ブロックに分割され、第１ブロックのみに貫通孔が形成され、該貫通孔に挿入した前記固定部材を前記第２ブロックの切断線に面する面に当接させ、前記第１ブロック及び第２ブロックを前記切断線を基準に互いに離れる方向に押し広げることにより、前記第１ブロックの２つの外側面と前記第２ブロックの２つの外側面とが前記軸受カップの対応する内側面に押し当てられることが好ましい。特に、前記切断線が前記角柱の第１の対角線であって、前記貫通孔が前記第１対角線とは異なる任意の第２対角線上に形成されていることが好ましい。
【００１５】
前述の好ましい態様に従うと、軸端部の少なくとも４つの外側面が軸受カップの受入凹所を画定する内側面に押し当てられるので、軸回転機構が軸回転した際の回転トルクを均等に且つさらに広い面積で受けることができるので、当接面においてすべりや磨耗が殆ど生じない。さらに、軸受カップの軸中心に対して軸端部の軸中心が一致する又は殆どずれないから、軸回転機構はさらに安定して軸回転する。
【００１６】
本発明では、前記固定部材がピン形状であり、さらに言えばこのピン形状の固定部材がセットスクリューであることが好ましい。
【００１７】
セットスクリューなどのピン形状の固定部材を採用することで、軸回転機構の組立て及び解体作業の簡便性が確保される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、軸回転機構の述べ回転数が増大しても軸回転機構における回転方向の位相ずれを僅かなものに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発明の第１実施例を示す側面図である。
【図２】発明の各実施例に共通する構成を示す正面図である。
【図３】発明の第１実施例を示す断面図である。
【図４】発明の第２実施例を示す側面図である。
【図５】発明の第２実施例を示す断面図である。
【図６】発明の第３実施例を示す断面図である。
【図７】発明の第４実施例を示す断面図である。
【図８】発明の第５実施例を示す図である。
【図９】第１従来例を示す側面図である。
【図１０】第２従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図８を参照して本発明を好適な複数の実施例として説明するが、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載により定められるべきものであり、これらの実施例の記載により限定的に解釈されるべきではない。
【００２１】
図２に、本発明の一実施態様のパラレルメカニズムロボット３１の正面図を示す。パラレルメカニズムロボット３１は、ベース２が高剛性の架台１に固定され、テーブルやコンベアを跨ぐ状態に支持される。パラレルメカニズムロボット３１は、移動機構３２と軸回転機構３３とを備える。移動機構３２は、エンドエフェクタが取り付けられる操作ヘッド５を上下左右前後の任意の空間位置に移動及び停止する。軸回転機構３３は、操作ヘッド５に取り付けられた操作軸２０を軸回転する。吸着パッド、ベルヌーイチャック又はクランプ等のエンドエフェクタが、操作軸２０に固定される。エンドエフェクタに保持された太陽電池セル、包装食品又は錠剤等の被搬送物は、移動機構３２により任意の空間位置に移動し、軸回転機構３３によりその向きが整えられる。
【００２２】
移動機構３２は、ベース２、このベース２の下面に配列される３つのリンクモータ３、リンクモータ３で駆動される３本のリンク４、及びリンク４によりベース２に並列に支持される操作ヘッド５等を備える。ベース２の下面に３つのモータブラケット１０が均等な間隔をあけて設けられ、各モータブラケット１０がリンクモータ３を固定的に支持する。
【００２３】
リンク４は、リンクモータ３で上下に揺動されるアーム１２、及びこのアーム１２の揺動を操作ヘッド５に伝える一対のロッド１３等を含む。アーム１２の基端のボス１４がリンクモータ３の出力軸に固定される。一対のロッド１３は互いに平行に並べられ、ロッド１３の上下端寄りに設けた２つのばねユニット１６，１６が一対のロッド１３を互いに引き寄せる。ロッド１３の上下両端は、アーム１２及び操作ヘッド５に対して、それぞれボールジョイント１７を介して連結される。アーム１２をリンクモータ３で上下に往復揺動することにより、ロッド１３がアーム１２に追従して動き、操作ヘッド５が所定の３次元空間内で移動する。
【００２４】
操作ヘッド５は三角形状の板状ブロックであって、その中央部分に操作軸２０が回転自在に軸支され、この操作軸２０の下端部にエンドエフェクタが取り付けられる。この操作軸２０に軸回転機構３３の回転が伝達され、エンドエフェクタが回転し、保持された被搬送物も回転する。
【００２５】
軸回転機構３３は、上下に延びる入れ子式軸６、ベース２に出力軸を下向きにして固定される軸モータ７、入れ子式軸６の上端部と軸モータ７の出力軸とを回転伝達可能に連結する第１自在継手（ユニバーサルジョイント）１８、及び入れ子式軸６の下端部と操作ヘッド５の操作軸２０の上端とを回転伝達可能に連結する第２自在継手（ユニバーサルジョイント）１９等を含む。
【００２６】
入れ子式軸６は、上側の駆動軸２２と下側の受動筒２３とを含む。駆動軸２２は、軸線に沿って延びる細長い円柱体又は円筒体であり、受動筒２３は軸線に沿って延びる細長い中空円筒体である。駆動軸２２が受動筒２３内に上下に摺動可能に挿入され、両者はセレーション部を通じて互いに回転が伝えられる。
【００２７】
駆動軸２２の上側軸端部が、第１自在継手１８の下側の軸受カップに連結される。第１自在継手１８の上側の軸受カップに、軸モータ７の出力軸端部が連結される。受動筒２３の下側軸端部が第２自在継手１９の上側の軸受カップに連結される。第２自在継手１９の下側の軸受カップに、操作軸２０の上側端部が連結される。こうした連結態様により、軸モータ７の回転が入れ子式軸６及び操作軸２０を介してエンドエフェクタに伝えられ、エンドエフェクタに保持されたワークの向きが変えられる。
【００２８】
本実施形態のパラレルメカニズムロボット３１においては、入れ子式軸６の一方軸端部（駆動軸２２の上側軸端部）及び他方軸端部（受動筒２３の下側軸端部）、操作軸２０の上側軸端部並びに軸モータ７の出力軸端部と、第１及び第２自在継手１８，１９の各軸受カップとの４つの連結部の少なくとも一つの連結部において、以下に詳細に説明する第１〜第５実施例の連結構造を採用し得る。第１〜第５実施例では、駆動軸２２の上側軸端部と第１自在継手１８の下側の軸受カップとの連結を一例として説明する。
【００２９】
（第１実施例）
図１及び図３に第１実施例を示す。図１は、駆動軸２２の上側軸端部３６と第１自在継手１８の下側の軸受カップ３７との連結構造を示す側面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。駆動軸２２は、全体として細長い円柱体又は円筒体であり、その軸端部３６を、偶数である４個の外側面を持つ中実の正四角柱として形成する。第１実施例は軸端部３６の最も好ましい形状を示すが、軸端部３６として、中空の角柱、奇数個の外側面を持つ角柱又は正角柱でない角柱であってもよい。
【００３０】
第１自在継手１８において、上下一対の軸受カップ３７，３８が、互いに直交する軸中心周りに揺動可能に十字軸４０を介在して連結される。以下、下側の軸受カップ３７についてのみその構造を説明する。なお、上側の軸受カップ３８に軸受カップ３７と同構造を採用し得るが、異なる構造を採用しても構わない。
【００３１】
軸受カップ３７に、軸端部３６を受け入れる受入凹所３９が形成される。受入凹所３９は、隣り合う面が直交する４つの内側面４４ａ〜４４ｄによって画定され、十字軸４０の配設側とは反対側において開口し、軸端部３６の外形形状に相似で僅かに大きい正四角柱形状を有する。この軸受カップ３７に、その外周面から受入凹所３９までを連通した２つの連通孔４１，４１が形成される。連通孔４１，４１は、軸中心Ｌ２に関して互いに直交関係にある。この連通孔４１，４１に、ピン部材としてのセットスクリュー４２，４２が挿入される。
【００３２】
セットスクリュー４２，４２の先端は受入凹所３９に挿入された軸端部３６の２つの隣り合う外側面４３ｃ，４３ｄに当接しており、セットスクリュー４２，４２は軸端部３６の外側面４３ａ，４３ｂを連通孔４１を持たない内側面４４ａ，４４ｂに押し付ける。こうして、軸受カップ３７に軸端部３６が連結固定される。
【００３３】
第１実施例の連結構造によると、軸端部３６の２つの外側面４３ａ，４３ｂと軸受カップ３７の２つの内側面４４ａ，４４ｂとの当接面と、セットスクリュー４２，４２の先端と軸端部の２つの外側面４４ｃ，４４ｄの接触部とを通じて、軸受カップ３７の回転が軸端部３６に伝達されるため、回転方向のトルクを平面で受け止めることになる。従って、これらの当接面及び接触部において軸端部３６と軸受カップ３７とのすべりや磨耗が殆ど生じない。また、両当接面の接触面積が等しい故に、トルク伝達のバランスが良く、軸回転機構３３の軸回転が安定する。さらに、図１０の摩擦締結構造に比較すると、部品点数が極めて少なく且つ組み付け作業性も良好である。また、図１０の摩擦締結構造に比較すると、メンテナンス時に軸端部と軸受カップを分離した後に、再組み付け時において両者の相対的な角度位置を再現できる。
【００３４】
（第２実施例）
図４及び図５に第２実施例を示す。図４は、駆動軸１２２の上側軸端部１３６と第１の自在継手１８の下側の軸受カップ１３７との連結構造の側面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。駆動軸１２２は、全体として細長い円柱体又は円筒体である。駆動軸１２２の軸端部１３６は、偶数である４個の外側面１４３ａ〜１４３ｄを持つ中実の正四角柱を、任意の一つの切断線である第１対角線Ｍ１において分割した２つの形状の等しい、二等辺三角柱形状の第１及び第２ブロック１５０ａ，１５０ｂとして構成する。一方の第１ブロック１５０ａのみに、第１対角線Ｍ１と異なる第２対角線Ｍ２に沿った貫通孔としての雌ねじ１５１が形成されており、この雌ねじ１５１にピン部材としてのセットスクリュー１４２がねじ入れられる。
【００３５】
軸受カップ１３７は、軸端部１３６を受け入れる受入凹所１３９を有する。受入凹所１３９は、隣り合う面が直交する４つの内側面１４４ａ〜１４４ｄによって画定され、十字軸４０の配設側とは反対側において開口し、軸端部１３６の外形形状に相似で僅かに大きい正四角柱形状を有している。この軸受カップ１３７に、その外周面から受入凹所１３９までを連通した一つの連通孔１４１が形成される。この連通孔１４１は、受入凹所１３９の正方形断面における任意の対角線Ｍ３に沿っている。
【００３６】
軸端部１３６は、雌ねじ１５１と連通孔１４１とを位置合わせして、受入凹所１３９に挿入される。セットスクリュー１４２は、外側から軸受カップ１３７の連通孔１４１に緩やかに挿入され、第１ブロック１５０ａの雌ねじ１５１に緊密にねじ入れられる。セットスクリュー１４２は、その先端を第２のブロック１５０ｂの第１対角線Ｍ１に面する面１５２に押し付けており、第１ブロック１５０ａと第２ブロック１５０ｂとは、第１対角線Ｍ１を基準に互いに離れる方向、つまり第２対角線Ｍ２に沿って押し広げられる。従って、第１ブロック１５０ａの２つの外側面１４３ａ，１４３ｂがそれぞれ軸受カップ１３７の２つの内側面１４４ａ，１４４ｂに押し当たり、第２ブロック１５０ｂの２つの外側面１４３ｃ、１４３ｄがそれぞれ軸受カップ１３７の２つの内側面１４４ｃ，１４４ｄに押し当たる。こうして、軸受カップ１３７に軸端部１３６が連結固定される。
【００３７】
こうした第２実施例の連結構造によると、軸端部１３６の４つの外側面１４３ａ〜１４３ｄと軸受カップ１３７の４つの内側面１４４ａ〜１４４ｄの当接面を通じて、軸受カップ１３７の回転が軸端部１３６に伝達されるため、第１実施例に比較して、回転方向のトルクをさらに広い平面で伝えることになる。したがって、全ての当接面において、軸端部１３６と軸受カップ１３７とのすべりや磨耗が殆ど生じない。また、全ての当接面の接触面積が概ね等しく、且つ当接面が軸中心Ｌ１に均等に配置されているために、回転トルクの伝達バランスに特に秀でており、軸回転機構３３の軸回転がさらに安定している。また、軸受カップ１３７の軸中心Ｌ１と軸端部１３６の軸中心とが一致又は殆どずれていないことも、軸回転機構３３の安定的な軸回転に寄与している。なお、第２実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【００３８】
図７に第３実施例を示す。第３実施例では、駆動軸の上側軸端部２３６を、奇数である３個の外側面２４３ａ〜２４３ｃを持つ中実の正三角柱として形成し、第１自在継手の軸受カップ２３７に上側軸端部２３６を受け入れるための正三角柱形状の受入凹所２３９を形成している。軸受カップ２３７には一つの連通孔２４１が形成され、この連通孔２４１は内側面の一つと外周とを連通する。この連通孔にセットスクリュー２４２を挿入し、セットスクリュー２４２の先端を受入凹所２３９に挿入された軸端部２３６の一つの外側面２４３ｃに強く当接させて、軸端部２３６の２つの外側面２４３ａ，２４３ｂを軸受カップ２３７の２つの内側面２４４ａ，２４４ｂに押し付けている。こうして、軸受カップ２３７に軸端部２３６が連結固定される。この第３実施例の連結構造によっても、第１実施例と同様に、回転方向のトルクを平面で受け止めることになり、当接面及び接触部において軸端部２３６と軸受カップとのすべりや摩擦が殆ど生じない。なお、第３実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【００３９】
図８に第４実施例を示す。第４実施例では、駆動軸の上側軸端部３３６を、中実の正六角柱を任意の一つの第１対角線Ｄ６で分割した２つの形状の等しい、断面台形の角柱形状の第１及び第２ブロック３５０ａ，３５０ｂとして構成し、且つ軸受カップ３３７も受入凹所を軸端部３３６の外形形状に相似で僅かに大きい正六角柱形状として構成している。セットスクリュー３４２の先端を第１ブロック３５０ａの第一対角線Ｄ６に面する面に押し付けることによって、第１及び第２ブロック３５０ａ，３５０ｂの４つの外側面のそれぞれを軸受カップ３３７の対応する内側面に押し当てている。この第４実施例の連結構造によっても、第２実施例と同様に、回転トルクの伝達バランスに特に秀でており、軸受カップ３３７の軸中心と軸端部３３６の軸中心とが一致又は殆どずれていない。なお、第４実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【００４０】
図９に第５実施例を示す。第５実施例では、駆動軸の上側軸端部４３６を、中実の正六角柱を任意の２辺に垂直な切断線Ｄ７で分割した２つの形状の等しい、断面五角形の角柱形状の第１及び第２ブロック４５０ａ，４５０ｂとして構成し、且つ軸受カップ４３７も受入凹所を軸端部４３６の外形形状に相似で僅かに大きい正六角柱形状として構成している。この第５実施例では、セットスクリュー４４２を挿通するための貫通孔としての雌ねじ４５１を第２ブロック４５０ｂに形成し、雌ねじ４５１を切断線Ｄ７に直交する対角線上に位置させたものである。セットスクリュー３４２の先端を第１ブロック４５０ａの切断線Ｄ７に面する面に押し付けることによって、第１及び第２ブロック４５０ａ，４５０ｂの少なくとも４つの外側面のそれぞれを軸受カップ４３７の対応する内側面に押し当てている。この第５実施例の連結構造によると、軸対称に均等に配置された少なくとも４つの当接面で回転が伝達され且つ各当接面の当接面積は概ね等しくなるので、回転トルクの伝達バランスに特に秀でており、軸受カップ４３７の軸中心と軸端部４３６の軸中心とが一致又は殆どずれていない。なお、第５実施例の連結構造も、第１実施例の連結構造の効果を奏することは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
２ ベース
５ 操作ヘッド
６ 入れ子式軸
７ 軸モータ
１８ 第１自在継手
１９ 第２自在継手
２０ 操作軸
３１ パラレルメカニズムロボット
３２ 移動機構部
３３ 軸回転機構部
３６ 軸端部
３７ 軸受カップ
３９ 受入凹所
４１ 貫通孔
４２ セットスクリュー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、エンドエフェクタを軸回転させるための操作軸が取り付けられたヘッドと、前記ベースと前記ヘッドとを並列に連結する複数のリンクとから構成される移動機構と、
入れ子式軸と、前記ベースに固定される軸モータと、第１及び第２の自在継手とから構成される軸回転機構とを含み、
第１の自在継手では、一方の軸受カップに前記軸モータの出力軸の軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記入れ子式軸の一方軸端部を挿入して連結し、
第２の自在継手では、一方の軸受カップに前記入れ子式軸の他方軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記ヘッドの操作軸の軸端部を挿入して連結したパラレルメカニズムロボットであって、
前記入れ子式軸の一方軸端部及び他方軸端部、前記操作軸の軸端部並びに前記軸モータの出力軸の軸端部と前記第１及び第２の自在継手の各軸受カップとの連結部の少なくとも一つにおいて、
前記軸端部が角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記角柱の相似形であり、前記軸端部を前記軸受カップの受入凹所に挿通した状態に固定する固定部材を少なくとも一つ以上を有し、
固定状態において、前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられている、ことを特徴とするパラレルメカニズムロボット。
【請求項２】
前記軸端部が正角柱であり、且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱に相似形である、ことを特徴とする請求項１に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項３】
前記軸端部が偶数個の外側面を持つ正角柱であり、且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱の相似形である、ことを特徴とする請求項２に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項４】
前記軸端部が正四角柱であり、且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正四角柱の相似形である、ことを特徴とする請求項２に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項５】
前記少なくとも一つ以上の固定部材が前記角柱の側面を押し付けることにより、前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項６】
前記角柱が任意の一つの切断線上で２つの第１及び第２ブロックに分割され、第１ブロックのみに貫通孔が形成され、該貫通孔に挿入した前記固定部材を前記第２ブロックの切断線に面する面に当接させ、前記第１ブロック及び第２ブロックを前記切断線を基準に離れる方向に押し広げることにより、前記第１ブロックの２つの外側面と前記第２ブロックの２つの外側面とが前記軸受カップの対応する内側面に押し当てられる、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項７】
前記切断線が前記角柱の第１の対角線であって、前記貫通孔が前記第１対角線とは異なる任意の第２対角線上に形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のパラレルメカニズムロボット
【請求項８】
前記固定部材がピン形状である、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項９】
前記ピン形状の固定部材が、セットスクリューであることを特徴とする請求項８に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項１】
ベースと、エンドエフェクタを軸回転させるための操作軸が取り付けられたヘッドと、前記ベースと前記ヘッドとを並列に連結する複数のリンクとから構成される移動機構と、
入れ子式軸と、前記ベースに固定される軸モータと、第１及び第２の自在継手とから構成される軸回転機構とを含み、
第１の自在継手では、一方の軸受カップに前記軸モータの出力軸の軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記入れ子式軸の一方軸端部を挿入して連結し、
第２の自在継手では、一方の軸受カップに前記入れ子式軸の他方軸端部を挿入して連結し、他方の軸受カップに前記ヘッドの操作軸の軸端部を挿入して連結したパラレルメカニズムロボットであって、
前記入れ子式軸の一方軸端部及び他方軸端部、前記操作軸の軸端部並びに前記軸モータの出力軸の軸端部と前記第１及び第２の自在継手の各軸受カップとの連結部の少なくとも一つにおいて、
前記軸端部が角柱であり且つ前記軸受カップの受入凹所が前記角柱の相似形であり、前記軸端部を前記軸受カップの受入凹所に挿通した状態に固定する固定部材を少なくとも一つ以上を有し、
固定状態において、前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられている、ことを特徴とするパラレルメカニズムロボット。
【請求項２】
前記軸端部が正角柱であり、且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱に相似形である、ことを特徴とする請求項１に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項３】
前記軸端部が偶数個の外側面を持つ正角柱であり、且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正角柱の相似形である、ことを特徴とする請求項２に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項４】
前記軸端部が正四角柱であり、且つ前記軸受カップの受入凹所が前記正四角柱の相似形である、ことを特徴とする請求項２に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項５】
前記少なくとも一つ以上の固定部材が前記角柱の側面を押し付けることにより、前記軸端部の少なくとも２つの外側面が前記軸受カップの対応する少なくとも２つの内側面に対して押し当てられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項６】
前記角柱が任意の一つの切断線上で２つの第１及び第２ブロックに分割され、第１ブロックのみに貫通孔が形成され、該貫通孔に挿入した前記固定部材を前記第２ブロックの切断線に面する面に当接させ、前記第１ブロック及び第２ブロックを前記切断線を基準に離れる方向に押し広げることにより、前記第１ブロックの２つの外側面と前記第２ブロックの２つの外側面とが前記軸受カップの対応する内側面に押し当てられる、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項７】
前記切断線が前記角柱の第１の対角線であって、前記貫通孔が前記第１対角線とは異なる任意の第２対角線上に形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のパラレルメカニズムロボット
【請求項８】
前記固定部材がピン形状である、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のパラレルメカニズムロボット。
【請求項９】
前記ピン形状の固定部材が、セットスクリューであることを特徴とする請求項８に記載のパラレルメカニズムロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２５１３５８（Ｐ２０１１−２５１３５８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５４７９（Ｐ２０１０−１２５４７９）
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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