ロボット

【課題】全体の大きさや重量を大きくすることなく可搬重量を増やす。
【解決手段】水平多段式伸縮装置３のベース１１を、直動ガイド１３の長さより短い寸法に形成し、且つこのベース１１の下面に同じく直動ガイド１３の長さより短い寸法の平行状態をなす一対のレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒを設けている。又、直動ガイド１３を２本のレール１７Ｌ、１７Ｒと二つの連結端板１８Ａ（ひとつのみ図示）とから構成している。さらに一対のレールレール１７Ｌ、１７Ｒを連結するについて各レールの端面で各連結端板１８Ａをねじ止めする構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直移送装置に水平多段式伸縮装置を組み込んだロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多段式伸縮装置は、最終段の可動体を、当該多段式伸縮装置自身の設置スペース以上の目的のストロークで伸縮させ得る手段として知られている（例えば、特許文献１、２）。
この多段式伸縮装置の構成を概略的に示すと図２６ないし図３０のようになっている。これら図２６ないし図３０において、多段式伸縮装置１００は、固定側ガイド１０１と、直動ガイド１０２と、最終段の可動体としての可動ブロック１０３と、可動ブロック移動機構１０４とを備えて構成されている。
【０００３】
前記固定側ガイド１０１は、図２８に示すように、固定ベース１０１ａに一対の平行な第１のレール１０１ｂをねじ止めにより取り付けて構成されている。前記第１のレール１０１ｂの両側面には凹状の第１のガイド部１０１ｃが形成されている。上述したねじとしては、図３０に示すように、六角穴付きボルト１０５を用い、前記第１のレール１０１ｂには、当該ボルト１０５の頭部１０５ａを収容するためのねじ頭部収容凹部１０６ａと当該ボルト１０５のねじ部１０５ｂを挿通するためのねじ挿通孔部１０６ｂがレール長手方向と直交する方向に形成されている。そして、固定ベース１０１ａには、雌ねじ部１０６ｃが形成されている。上記六角穴付きボルト１０５を前記ねじ頭部収容凹部１０６ａ及びねじ挿通孔部１０６ｂに通して前記雌ねじ部１０６ｃに螺合することにより固定ベース１０１ａに各第１のレール１０１ｂがねじ止めされている。
【０００４】
又、前記直動ガイド１０２は、図２８に示すように、直動ベース１０２ａの下面に一対の平行な第２のレール１０２ｂを前述と同様のねじ止めにより取り付けて構成されており、この第２のレール１０２ｂには、凹状の第２のガイド部１０２ｄが形成されている。さらに該直動ベース１０２ａの上面には一対の平行なレール摺動体１０２ｃが連結されている。このレール摺動体１０２ｃにはボール状の第３のガイド部１０２ｅが形成されている。各レール摺動体１０２ｃはその第３のガイド部１０２ｅが前記各第１のレール１０１ｂの第１のガイド部１０１ｃに摺動可能に保持されている。
【０００５】
前記可動ブロック１０３は、ブロック本体１０３ａと、このブロック本体１０３ａの上面に取付けた一対の被ガイド体１０３ｂとから構成されており、この被ガイド体１０３ｂにはボール状の第４のガイド部１０３ｃが形成されている。この一対の被ガイド体１０３ｂの第４のガイド部１０３ｃが前記直動ガイド１０２の各第２のレール１０２ｂの第２のガイド部１０２ｄに摺動可能に保持されている。
【０００６】
前記可動ブロック移動機構１０４は、前記直動ガイド１０２の直動ベース１０２ａの一端部（図２６右端部）に設けた第１のプーリ１０４ａと、同じく直動ベース１０２ａの他端部に設けた第２のプーリ１０４ｂと、これらに架設されたベルト１０４ｃとから構成され、ベルト１０４ｃの上辺部における図Ａでの一端部側の部位Ｑ１が前記固定ベース１０１ａに連結され、同じくベルト１０４ｃの下辺部における図２６での他端部側の部位Ｑ２が前記可動ブロック１０３に連結されている。
【０００７】
前述した直動ガイド１０２は図示しない直動ガイド移動機構により図２６の位置から図２７に示す位置までの間で移動させられるようになっている。
ここで、上記固定側ガイド１０１が離間する２本のレール１０１ｂを備え、又、直動ガイド１０２も離間する２本のレール１０２ｂを備えた理由は、可動ブロック１０３に取り付けられたハンドなどの動きによって捩じり作用を受けた場合であっても直動ガイド１０２や可動ブロック１０３が変形や移動障害を起こすことがないようにするためと、上記直動ガイド移動機構を固定側ガイド１０１に配置するときにその配置スペースを確保するため、及び直動ガイド１０２に可動ブロック移動機構１０４を配置するときにその配置スペースを確保するためである。
【０００８】
そして、前記直動ガイド１０２が図示しない直動ガイド移動機構により図２６の位置から矢印Ｒ方向へ移動させられると、この直動ガイド１０２の移動により、該直動ガイド１０２に対して相対的にベルト１０４ｃの下辺部に連結された可動ブロック１０３が２倍の速さで矢印Ｒ方向へ移動する。この結果、図２７に示すように、可動ブロック１０３が最長でストロークＳの移動が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２８５９８９号公報
【特許文献１】特開平１１−２４５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述の多段式伸縮装置１００を、垂直・水平移動可能なロボットの垂直移動装置に水平に取付けた場合、上記レール摺動体１０２ｃを支持点として直動ガイド１０２から先が片持ち梁状態となり、この梁の剛性でこの多段伸縮装置１００の可搬重量が制限される。この可搬重量を増やすためには、この梁の体格を大きくして剛性を上げることが考えられるが、当該多段式伸縮装置の重量が増えてしまい、垂直移動装置における多段式伸縮装置昇降用のモータの出力を上げなければならず、ロボット全体が大きくなってしまう。
【００１１】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、全体の大きさや重量を大きくすることなく可搬重量を増やすことができ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】
【００１２】
本発明者は、上記目的を達成するために、次の調査及び試作を行った。図２６に示した従来構成において、多段式伸縮装置の重量を決定する主要な部材としては、固定側ガイド１０１、直動ガイド１０２、可動ブロック１０３があげられる。
本発明者は、上記各主要部材の軽量化について考察した。まず、直動ガイド１０２のレール摺動体１０２ｃ、及び可動ブロック１０３は、その大きさ自体さほど大きくないから、それ以上の軽量化は望めない。
【００１３】
次いで、固定側ガイド１０１の第１のレール１０１ｂの軽量化を検討した。第１のレール１０１ｂとレール摺動体１０２ｃの取付位置関係を逆（第１のレール１０１ｂを直動ベース１０２ａの上辺部に取付け、レール摺動体１０２ｃを固定ベース１０１ａ下面に固定する）としても（図９参照）、直動ガイド１０２（この構成の直動ガイドを以下直動ガイド１０２Ａという）は自身の移動ストロークを支障なく確保できることが分った。そして、この構成とすると、固定ベース１０１ａにおけるレール摺動体１０２ｃ以外の部分（図９の領域Ｌ部分）は不要となり、この領域Ｌ部分は削除でき、重量の軽量化に寄与できる。この削除した状態を図１０に示す。
【００１４】
上記構成とした場合、直動ガイド１０２Ａは図１１ないし図１３に示すように、直動ベース１０２ａに対して２倍の本数のレール１０１ｂ、１０２ｂが取り付けられることになり、このままでは、固定側ガイド１０１の重量を軽減できるものの、直動ガイド１０２Ａ自体の重量が増加する。
【００１５】
そこで、本発明者は、図１４ないし図１８に示すように、直動ベース１０２ａを廃止し上下のレール１０１ｂ、１０２ｂを一体化することを考えた。この場合、図１７に示すように、各レール１０１ｂ、１０２ｂが有するねじ挿通孔部１０６ｂ及びねじ頭部収容凹部１０６ａを利用し、各レール１０１ｂ、１０２ｂを六角穴付きボルト１０５とナット１０７とを用いて、上下のレール１０１ｂ、１０２ｂを１本に連結する構成とする。
【００１６】
この図１１ないし図１８の構成の場合、廃止した直動ベース１０２ａに代わり、レール１０１ｂ及び１０２ｂの一体化レール１０８の端部間を、連結端部１０９、１０９で連結する構成（図１９参照）とする。この構成の直動ガイドを直動ガイド１０２Ｂという。
【００１７】
上述の図１９に示した直動ガイド１０２Ｂの重量と、図２９に示した従来の直動ガイド１０２（レール摺動体１０２ｃを除く）の重量とを比較した場合、図１９で示した構成の直動ガイド１０２Ｂの重量を、図２９の従来の場合よりも軽量化できることが分かった。この軽量化達成について実証する。本発明では、搬送負荷が２０ｋｇ未満であるいわゆる小形のロボットを対象としており、このような小形のロボットにおいて、図２９で示した従来では、レールの幅をａとしたときレール１０２ｂ間の寸法は、前述したように捩じりに対する剛性強化や直動ガイド移動機構用のスペースなどを考慮し、通常５ａ以上に設定している。従って、従来における前記直動ベース１０２ａの幅寸法は、図２９から分かるように７ａ以上となっている。そして直動ベース１０２ａは、レール１０２ｂ連結の連結強度を満足すればいいので、一般的にはさほど剛性の高くない材料であるアルミニウムなどが採用される。このような剛性の高くない材料は、比較的密度も小さく軽量である。これに対して、レール１０２ｂは可動ブロック１０３を直接支持するから、一般的には高い剛性を期待できる材料である鋼材などが使用される。この鋼材は、密度としてアルミニウムのほぼ３倍程度あり、単位体積当たりの重量もほぼ３倍と重い。
【００１８】
今、図２９において、直動ベース１０２ａのレール１０２ｂから食み出した部分ｚ、ｚと、図１９における連結端板１０９、１０９とが重量的にほぼ相殺される。又、レール１０２ｂの高さ寸法Ｈａと直動ベース１０２ａの厚み寸法Ｈｂとが同じとすると、図２９における直動ガイド１０２の長手方向における単位重量は、レール１０２ｂの重量が、［ａ×２］×３（比重）＝６ａで、直動ベース１０２ａが、７ａ以上×１（比重）であるから、合計で１３ａ以上となる。
【００１９】
これに対して、図１８における直動ガイド１０２Ｂの重量は、ａ×４×３（比重）＝１２ａとなる。従って、図１４ないし図１９で示す構成とすることにより直動ガイド１０２Ｂの軽量化が図れた。
【００２０】
ここで、本発明者はさらなる軽量化を図るべく、図１７及び図１８における一体化レール１０８の高さ寸法ＨＡ（２×Ｈａ）を短くできないかを考えた。上記レール１０１ｂ、１０２ｂの高さＨａ及び幅寸法Ｈｂは、使用する必要最小限の六角穴付きボルト１０５の大きさに対して設定された前記ねじ挿通孔部１０６ｂの必要最小限長さとねじ頭部収容凹部１０６ａの必要最小限深さと、その周囲の必要肉厚寸法とを考慮して決定されており、このように大きさを小さくできない事情にある上記レール１０１ｂ、１０２ｂを２段連結した一体化レール１０８は、剛性上問題はないが（むしろ過剰な剛性）重量的には改善の余地がある。このため、上記レール１０１ｂ及び１０２ｂを上述のようにそのまま２段結合して一体化レール１０８を構成すると、剛性が過剰に高く且つ重量的にも重い一体化レール１０８となってしまう。
【００２１】
そこで本発明者は、一体化レール１０８を、図２０ないし図２５に示すように、上部及び下部にガイド部１１０ａ、１１０ｂを有する一本のレール１１０から構成し、且つ、レール１１０の端面から内部の長尺方向に雌ねじ部１１０ｃ（図２２参照）を形成し、連結端板１１１にはねじ頭部収容凹部１１１ａ及びねじ挿通孔部１１１ｂを形成し、この連結端板１１１を前記レール１１０の端面に宛がい、六角穴付きボルト１０５によりこの連結端板１１１とレール１１０とを連結する構成とした。これによると、レール１１０に形成するねじ穴としては、端面での雌ねじ部１１０ｃのみの形成ですみ（ねじ頭部収容凹部は形成せずに済み）、レール１１０に必要な剛性を確保しつつ該レール１１０の上下幅寸法ＨＡ´を短くでき、さらなる軽量化を図り得た。
【００２２】
請求項１の発明は、上述の調査及び試作を考慮してなされたものであり、垂直駆動用モータにより上下移動される昇降部材を備えた垂直昇降装置を備えると共に、この垂直昇降装置における前記昇降部材に水平状態に連結されるベースと、このベースに水平方向へ移動可能に設けられた直動ガイドと、水平装置用駆動モータを有して前記直動ガイドを移動させるガイド移動機構と、前記直動ガイドに対して移動可能な可動ブロックと、前記直動ガイドの移動によって前記可動ブロックを該直動ガイドに対してその移動方向と同方向へ移動させる可動ブロック移動機構とを有する水平多段式伸縮装置とを備えた小型ロボットであって、前記水平多段式伸縮装置の前記ベースは、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成され、このベースの下面に、夫々、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成され且つ下方に開放する凹部を前記直動ガイドを移動させるべき方向と同方向へ延びるように形成しさらにこの凹部の両内側面に当該凹部の延び方向と同方向へ延びる第１のガイド部を形成した一対のレール摺動体を平行状態に設け、前記水平多段伸縮装置の前記直動ガイドは、一対の平行なレールと、この一対のレールの各一端面に宛がわれた状態で該各一端面にねじ止めされた第１の連結端板と、前記一対のレールの各他端面に宛がわれた状態で該各他端面にねじ止めされた第２の連結端板とを有し、前記一対のレールの両側面上部にその長手方向に延びるように前記一対のレール摺動体の第１のガイド部に摺動可能に係合する上部ガイド部を形成し、且つ前記一対のレールの下部にその長手方向に延びるように下部ガイド部を形成し、前記可動ブロックは、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成されたブロック本体と、このブロック本体の上面に平行状態に設けられ、夫々、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成され且つ上方に開放する凹部を前記直動ガイドを移動させるべき方向と同方向へ延びるように形成しさらにこの凹部の両内側面に当該凹部の延び方向と同方向へ延びて前記下部ガイド部と摺動可能に係合する第２のガイド部を形成した一対の被ガイド体とから構成され、前記可動ブロック移動機構は、前記直動ガイドの前記第１の連結端板に前記一対のレール間に位置して設けられた第１のプーリと、前記直動ガイドの前記第２の連結端板に前記一対のレール間に位置して設けられた第２のプーリと、これら第１のプーリ及び第２のプーリに架設したベルトとを有し、該ベルトにおける対極位置の一方を前記ベースに固定すると共に他方を前記可動ブロックに固定したところに特徴を有する。
【００２３】
上記請求項１の発明においては、水平多段式伸縮装置のベースを、直動ガイドの長さより短い寸法に形成し、且つこのベースの下面に同じく直動ガイドの長さより短い寸法の平行状態をなす一対のレール摺動体を設けたから、従来の固定ベースよりも短くでき、水平多段伸縮装置の重量軽減に寄与できる。
又、直動ガイドが２本のレールと二つの連結端板とから構成されているから、平板状の直動ベースと２本のレールから構成されている従来に比して、直動ガイドの軽量化を図ることができる。
【００２４】
さらに一対のレールを連結するについて各レールの端面で各連結端板をねじ止めする構成としたから、このねじ止め方式だと、連結端板のほうにねじ頭部収容凹部及びねじ挿通孔部を形成し、レールの端面にはねじ頭部収容凹部よりは径が小さい雌ねじを形成するだけで済み、レールにねじ頭部収容凹部及びねじ挿通孔部を形成する従来構成とは異なり、レールに必要な剛性を確保しつつ該レールの上下幅を短くでき、さらなる軽量化を図り得る。これにより、水平多段式伸縮装置の軽量化を図り得、この結果、垂直装置用駆動モータの負荷を軽減でき、該垂直装置用駆動モータの小型化を図ることができる。そして、上述したように直動ガイドの軽量化を図り得ることにより、その分、可動ブロックで搬送する可搬重量を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態を示すロボット全体の斜視図
【図２】水平多段式伸縮装置部分を示す斜視図
【図３】ガイド移動機構を除いた水平多段式伸縮装置の斜視図
【図４】直動ガイドの斜視図
【図５】直動ガイドにおける端部ねじ止め箇所を示す断面図
【図６】図７（ａ）の切断線Ｅ−Ｅに沿う断面図
【図７】（ａ）は水平多段式伸縮装置部分の概略構成を示す側面図、（ｂ）は（ａ）とは異なる状態での水平多段式伸縮装置部分の概略構成を示す側面図
【図８】直動ガイドのレール部分の断面図
【図９】発明の経緯を説明するための第１参考例を示し、水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図１０】第２参考例を示す水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図１１】図１０の切断線Ｄ−Ｄに沿う断面図
【図１２】直動ガイドの断面図
【図１３】直動ガイドの斜視図
【図１４】第３参考例を示す水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図１５】図１４とはなる状態での水平多段式伸縮装置部分の概略構成を示す側面図
【図１６】図１４の切断線Ｆ−Ｆに沿う断面図
【図１７】レールの結合構造を示す断面図
【図１８】直動ガイドのレール部分の断面図
【図１９】直動ガイドの斜視図
【図２０】第４参考例を示すレールの断面図
【図２１】直動ガイドの斜視図
【図２２】直動ガイドにおける端部ねじ止め箇所を示す断面図
【図２３】図２４の切断線Ｇ−Ｇに沿う断面図
【図２４】水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図２５】図２４とはなる状態での水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図２６】従来例を示す水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図２７】図２７とはなる状態での水平多段式伸縮装置部分の概略構成の側面図
【図２８】図２６の切断線Ｃ−Ｃに沿う断面図
【図２９】レール摺動体を省略して示す直動ガイドの断面図
【図３０】ベースとレールとのねじ止め構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。この実施形態は、前述した最終改良案（図２０ないし図２５）を具体的に実施したものある。図１において、ロボット１は垂直昇降装置２と水平多段式伸縮装置３とを備えて構成されている。
前記垂直昇降装置２は、装置ベース４に２本の平行なガイドレール５，５を垂直状態に取付けると共に、垂直装置用駆動モータ６及び垂直移動機構７などを取り付けて構成されている。前記ガイドレール５、５には昇降部材８が垂直方向へ移動可能に設けられており、この昇降部材８は、前記垂直装置用駆動モータ６の駆動力を前記垂直移動機構７を介して受けて上下移動する。
【００２７】
前記垂直移動機構７は、前記ガイドレール５、５間に垂直状態に回転可能に設けたボールねじ９と、前記垂直装置用駆動モータ６の回転をこのボールねじ９に伝達するベルト伝達機構１０と、前記昇降部材８に設けられて前記ボールねじ９の回転により上下動する図示しないボールねじナットとを有して構成されている。前記垂直装置用駆動モータ６が一方向へ回転されると昇降部材８が例えば上方へ移動され、他方向へ回転されると昇降部材８が下方へ移動される。前記昇降部材８には、水平に張り出すベース取付板８ａが設けられている。
【００２８】
又、前記水平多段式伸縮装置３は、ベース１１と、一対のレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒと、直動ガイド１３と、ガイド移動機構１４と、可動ブロック１５と、可動ブロック移動機構１６とを有して構成されている。
前記ベース１１は前記昇降部材８のベース取付板８ａの下面に水平状態に連結されている。このベース１１の長さＬａ（直動ガイド１３の移動方向と同方向の長さ、図３参照）は、後述の直動ガイド１３の長さＬｇ（レール１７Ｌ及びレール１７Ｒの長さ）より短く設定している。
【００２９】
そして前記ベース１１の下面には、図３及び図６にも示すように、前記一対のレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒを、直動ガイド１３及び可動ブロック１５の移動方向（図３の矢印Ａ方向及び図１の矢印Ｂ方向）と水平面において直交する方向の両端部に位置させて平行状態に取り付けている。一対のレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒはいずれも同じ構成である。そのうち一方のレール摺動体１２Ｌには、図６に示すように、下面で開口する凹部１２Ｌａが矢印Ａ方向へ延びるように形成されており、この凹部１２Ｌａの両内側面には、前記矢印Ａ方向へ直動ガイド１３を摺動可能なボール状の第１のガイド部１２Ｌｂ、１２Ｌｂが形成されている。なお、他方のレール摺動体１２Ｒにも同様に凹部１２Ｒａ、第１のガイド部１２Ｒｂ、１２Ｒｂが形成されている。
【００３０】
又、前記直動ガイド１３は、図３及び図４に示すように、一対の平行なレール１７Ｌ、１７Ｒと、この一対のレール１７Ｌ、１７Ｒの各一端面に宛がわれた状態で該各一端面にねじ止めされた第１の連結端板１８Ａと、前記一対のレール１７Ｌ、１７Ｒの各他端面に宛がわれた状態で該各他端面にねじ止めされた第２の連結端板１８Ｂとを有する。
【００３１】
前記一方のレール１７Ｌの両側面上部にはその長手方向に延びるように凹状の上部ガイド部１７Ｌａ、１７Ｌａが形成され、又、下部にその長手方向に延びるように下部ガイド部１７Ｌｂ、１７Ｌｂが形成されている。さらに当該一方のレール１７Ｌの両端面（一方のみを図５に示す）には長手方向内部へ指向する雌ねじ部１７Ｌｃが形成されている。又、他方のレール１７Ｒの両側面にも、同様の上部ガイド１７Ｒａ、１７Ｒａ、下部ガイド１７Ｒｂ、１７Ｒｂが形成されていると共に、当該他方のレール１７Ｒの両端面にも前記雌ねじ部１７Ｌｃ同様の雌ねじ部（図示せず）が形成されている。
【００３２】
又、前記第１の連結端板１８Ａの両端部（図５に一方の端部を示している）には、夫々外面から内面へとねじ頭部収容凹部１８Ａａ及びねじ挿通孔部１８Ａｂが形成されている。さらにこの第１の連結端板１８Ａの前記には水平な張り出し面１８Ａｈを有する張り出し部１８Ａｄが形成されている。同様に前記第２の連結端板１８Ｂにも、その両端部に図示しないがねじ頭部収容凹部及びねじ挿通孔部が形成されていると共に、図４に示すように、水平な張り出し面１８Ｂｈを有する張り出し部１８Ｂｄが形成されている。
【００３３】
そして、この第１の連結端板１８Ａは、図５に示すように、前記一対のレール１７Ｌ、１７Ｒの一端面に宛がわれた状態で、前記ねじ頭部収容凹部１８Ａａ及びねじ挿通孔部１８Ａｂを挿通させた六角穴付きボルト１９を前記雌ねじ部１７Ｌｃに螺合することにより、該各一端面にねじ止めされている。さらに前記第２の連結端板１８Ｂも同様に、前記一対のレール１７Ｌ、１７Ｒの各他端面に宛がわれた状態で該各他端面にねじ止めされている。
【００３４】
前記上部ガイド部１７Ｌａは前記一方のレール摺動体１２Ｌの第１のガイド部１２Ｌｂに摺動可能に係合し、又、前記上部ガイド部１７Ｒａは前記他方のレール摺動体１２Ｒの第１のガイド部１２Ｒｂに摺動可能に係合している。これにより直動ガイド１３がベース１１のレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒに矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向へ移動可能に設けられている。
【００３５】
前記ガイド移動機構１４は、図１及び図２に示すように、前記ベース１１に設けた水平装置駆動用モータ２４と、この水平装置駆動用モータ２４によってベルト伝達機構２５を介して回転されるボールねじナット（図示せず）を有するナットケース２７と、このボールねじナットと噛合するボールねじ２６とを有する。前記ボールねじ２６の一端部は前記第１の連結端板１８Ａを押し引きできるように当該第１の連結端板１８Ａに連結されており、図２に示す元状態から水平装置駆動用モータ２４が一方向へ回転駆動されると第１の連結端板１８Ａひいては可動ブロック１５が矢印Ａ方向へ移動させられ、図１に示す最長ストローク位置に至る。そして、この図１の最長ストローク状態から前記水平装置駆動用モータ２４が他方向へ回転駆動されると、可動ブロック１５が矢印Ｂ方向へ移動させられる。
【００３６】
又、前記可動ブロック１５は、図６に示すように、前記直動ガイド１３の長さより短い寸法に形成されたブロック本体２０と、このブロック本体２０の上面に平行状態に取り付けられ、夫々、前記直動ガイド１３の長さより短い寸法の一対の被ガイド体２１Ｌ、２１Ｒとを有して構成されている。この一対の被ガイド体２１Ｌ、２１Ｒのうち一方の被ガイド体２１Ｌには、上方に開放する凹部２１Ｌａが前記直動ガイド１３を移動させるべき方向（矢印Ａ及びＢ方向）と同方向へ延びるように形成されており、さらにこの凹部２１Ｌａの両内側面には当該凹部２１Ｌａの延び方向と同方向へ延びて前記レール１７Ｌの下部ガイド部１７Ｌｂと摺動可能に係合するボール状の第２のガイド部２１Ｌｂが形成されている。
【００３７】
又、他方の被ガイド体２１Ｒにも、同様に、凹部２１Ｒａ、前記レール１７Ｒの下部ガイド部１７Ｒｂと摺動可能に係合する第２のガイド部２１Ｒｂが形成されている。
前記可動ブロック移動機構１６は、図３及び図７（ａ）に示すように、前記直動ガイド１３の前記第１の連結端板１８Ａに前記一対のレール１７Ｌ、１７Ｒ間に位置して軸支持体２２ｉを介して設けられた第１のプーリ２２Ａと、前記直動ガイド１３の前記第２の連結端板１８Ｂに前記一対のレール１７Ｌ、１７Ｒ間に位置して軸支持体２２ｊを介して設けられた第２のプーリ２２Ｂと、これら第１のプーリ２２Ａ及び第２のプーリ２２Ｂに架設したベルト２３とを有する。そして、該ベルト２３における対極位置の一方である上辺部（図３参照）の一部を前記ベース１１に固定具２３ａにより固定すると共に他方である下辺部の一部を前記可動ブロック１５のブロック本体２０に固定部２３ｂにより固定している。
【００３８】
この可動ブロック移動機構１６は、図３の状態から直動ガイド１３が矢印Ａ方向へ移動すると、これに伴って、ベルト２３の下辺部が、直動ガイド１３に対して矢印Ａ方向へ移動することにより可動ブロック１５が同矢印Ａ方向へ移動し、図１の最長ストローク位置に至る。
【００３９】
なお、前記可動ブロック１５には、例えば、図１に示すようなハンド２８が張り出しプレート２９を介して可動ブロック１５から矢印Ａ方向へ張り出した形態で取り付けられている。
【００４０】
ここで、図８に示すように、前記直動ガイド１３においてレール１７Ｌ、１７Ｒの横幅寸法をａ［ｍｍ]とした場合、各レール１７Ｌ、１７Ｒの上下幅寸法は既述した最終改良案（図２０参照）の寸法ＨＡ´としており、この場合例えば１．３×ａ[ｍｍ]としている。そしてレール１７Ｌ、１７Ｒの離間寸法を本実施形態では６×ａとしている。この離間寸法は５×ａ以上であれば、既述したように直動ガイド１３の軽量化が図れるものである。
【００４１】
さて、上記構成においては、前記垂直装置用駆動モータ６が一方向へ回転されると昇降部材８が例えば上方へ移動され、これにより、水平多段式伸縮装置３が上方向へ移動される。又、前記垂直装置用駆動モータ６が他方向（逆方向）へ回転されると昇降部材８が例えば下方へ移動され、これにより、水平多段式伸縮装置３が下方向へ移動される。
【００４２】
そして、水平装置駆動用モータ２４が一方向へ回転駆動されると直動ガイド１３が矢印Ａ方向へ移動され、これに伴い可動ブロック移動機構１６により可動ブロック１５が直動ガイド１３の２倍の速度でさらに矢印Ａ方向へ移動させられ、最長ストロークでは、図１に示した位置に至る。又、水平装置駆動用モータ２４が他方向（逆方向）へ回転駆動されると直動ガイド１３が矢印Ｂ方向へ移動され、これに伴い可動ブロック移動機構１６により可動ブロック１５が直動ガイド１３の２倍の速度でさらに矢印Ｂ方向へ移動させられる。
【００４３】
このようにして可動ブロック１５が上下及び前後へ移動されることによりハンド２８が所定の動作を行う。
このような本実施形態によれば、水平多段式伸縮装置３のベース１１を、直動ガイド１３の長さより短い寸法に形成し、且つこのベース１１の下面に同じく直動ガイド１３の長さより短い寸法の平行状態をなす一対のレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒを設けたから、これらベース１１及びレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒの長さを、図２６に示した従来の固定側ガイド１０１よりも短くでき、ベース１１及びレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒの合計重量をこの固定側ベース１０１の重量よりも軽減できる。
【００４４】
さらに本実施形態によれば、直動ガイド１３を、自身が前記レール摺動体１２Ｌに摺動可能に保持され且つ可動ブロック１５の被ガイド体２１Ｌを摺動可能に保持するレール１７Ｌと、自身が前記レール摺動体１２Ｒに摺動可能に保持され且つ可動ブロック１５の被ガイド体２１Ｒを摺動可能に保持するレール１７Ｒと、これら２本のレール１７Ｌ、１７Ｒを連結する２つの連結端板１８Ａ、１８Ｂとから構成したから、直動ガイド１０２が平板状の直動ベース１０２ａと２つのレール摺動体１０２ｃと２本のレール１０２ｂとから構成されている従来（図２６）に比して、直動ガイド１３の軽量化を図ることができる。
【００４５】
さらに又、本実施形態においては、レール１７Ｌを、図１８に示した２本レール結合形態のレール１０８とは異なり、上部及び下部にガイド部１７Ｌａ、１７Ｌｂを有する一本のレール部材から構成し、他のレール１７Ｒも同様に一本のレール部材から構成した。さらに各レール１７Ｌ、１７Ｒの各端面から内部の長尺方向に雌ねじ部１７ｌｃ（レール１７Ｒの雌ねじ部は図示していない）を形成し、第１の連結端板１８Ａ及び第２の連結端板１８Ｂにはねじ頭部収容凹部１８Ａａ及びねじ挿通孔部１８Ａｂ（第２の連結端板１８Ｂのねじ頭部収容凹部及びねじ挿通孔部は図示していない）を形成した。そしてこれら連結端板１８Ａ、１８Ｂを前記レール１７Ｌ、１７Ｒの各端面に宛がい、六角穴付きボルト１９によりこれら連結端板１８Ａ、１８Ｂとレール１７Ｌ、１７Ｒとを連結する構成とした。
【００４６】
これらの構成によって、レール１７Ｌ、１７Ｒに形成するねじ穴としては、各端面での雌ねじ部１７Ｌｃのみの形成ですみ（ねじ頭部収容凹部は形成せずに済み）、レール１７Ｌ、１７Ｒに必要な剛性を確保しつつ該レール１７Ｌ、１７Ｒの高さＨＡ´を短くでき、さらなる軽量化を図り得た。
【００４７】
このようにベース１１及びレール摺動体１２Ｌ、１２Ｒの合計重量を軽減できると共に、直動ガイド１３の重量も軽減できるから、水平多段式伸縮装置３の軽量化を図り得、この結果、垂直装置用駆動モータ６の負荷を軽減でき、該垂直装置用駆動モータ６の小型化を図ることができる。
【００４８】
そして、上述したように直動ガイド１３の軽量化を図り得ることにより、その分、可動ブロック１５で搬送する可搬重量を増やすことができる。
又、本実施形態によれば、可動ブロック移動機構１６のプーリ２２Ａ、２２Ｂ及びベルト２３を前記両レール１７Ｌ、１７Ｒ間に配置させる構成としたから、可動ブロック１５における両レール１７Ｌ、１７Ｒ間に作用させ得、これにより、該可動ブロック１５が均等移動力で当該両レール１７Ｌ、１７Ｒを移動するようになる。従って、可動ブロック１５が直動ガイド１３の両レール１７Ｌ、１７Ｒにこじるように作用することがない。
【００４９】
又、直動ガイド１３における両レール１７Ｌ、１７Ｒをほぼ６ａ（これは５ａ以上であれば良い）の間隔をおいたことで、搬送負荷が２０ｋｇ未満であるいわゆる小形のロボットにおいて、十分な剛性を確保しつつ軽量化も図り得た。逆にいえば、本実施形態では、上述の離間寸法が５倍以上である小形ロボットを前提としているから、図９ないし図２５に示した経緯を経て、重量軽減に寄与できたものである。
【００５０】
なお、上記実施形態では、第１のガイド部１２Ｌｂ及び１２Ｒｂ、第２のガイド部２１Ｌｂ及び２１Ｒｂをボール状（凸状）に形成し、レール１７Ｌ、１７Ｒの上部ガイド部１７Ｌａ、１７Ｒａ及び下部ガイド部１７Ｌｂ、１７Ｒｂを凹状に形成したが、それら凹状及び凸状の関係は逆でも良い。
【００５１】
なお、搬送負荷が２０ｋｇ以下の小型ロボットでは、ごく一般的に一対のレール離間寸法がレールの横幅寸法の５倍以上であるから、これについて請求項１には特段言及していないが、実質的には一対のレール離間寸法が５倍以上であることを示しており、そして、本願は、上述したように搬送負荷が２０ｋｇ以下の小型ロボットを対象としており、ロボット体格に比して搬送可能重量を大きくでき、逆にいえば、従前と同じ搬送重量であればロボット体格を小さくできる。
【符号の説明】
【００５２】
図面中、１はロボット、２は垂直昇降装置、３は水平多段式伸縮装置、６は垂直装置用駆動モータ、８は昇降部材、８ａはベース取付板、１１はベース、１２Ｌ、１２Ｒはレール摺動体、１２Ｌａ、１２Ｒａは凹部、１２Ｌｂ、１２Ｒｂは第１のガイド部、１３は直動ガイド、１４はガイド移動機構と、１５は可動ブロック、１６は可動ブロック移動機構、１７Ｌ、１７Ｒはレール、１７Ｌａ、１７Ｌａは上部ガイド部、１７Ｌｂ、１７Ｌｂは下部ガイド部、１８Ａは第１の連結端板、１８Ｂは第２の連結端板、２０はブロック本体、２１Ｌ、２１Ｒは被ガイド体、２１Ｌｂ、２１Ｒｂは第２のガイド部、２２Ａは第１のプーリ、２２Ｂは第２のプーリ、２３はベルト、２４は水平装置駆動用モータを示す。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直駆動用モータにより上下移動される昇降部材を備えた垂直昇降装置を備えると共に、この垂直昇降装置における前記昇降部材に水平状態に連結されるベースと、このベースに水平方向へ移動可能に設けられた直動ガイドと、水平装置用駆動モータを有して前記直動ガイドを移動させるガイド移動機構と、前記直動ガイドに対して移動可能な可動ブロックと、前記直動ガイドの移動によって前記可動ブロックを該直動ガイドに対してその移動方向と同方向へ移動させる可動ブロック移動機構とを有する水平多段式伸縮装置とを備えた小型ロボットであって、
前記水平多段式伸縮装置の前記ベースは、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成され、
このベースの下面に、夫々、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成され且つ下方に開放する凹部を前記直動ガイドを移動させるべき方向と同方向へ延びるように形成しさらにこの凹部の両内側面に当該凹部の延び方向と同方向へ延びる第１のガイド部を形成した一対のレール摺動体を平行状態に設け、
前記水平多段伸縮装置の前記直動ガイドは、一対の平行なレールと、この一対のレールの各一端面に宛がわれた状態で該各一端面にねじ止めされた第１の連結端板と、前記一対のレールの各他端面に宛がわれた状態で該各他端面にねじ止めされた第２の連結端板とを有し、前記一対のレールの両側面上部にその長手方向に延びるように前記一対のレール摺動体の第１のガイド部に摺動可能に係合する上部ガイド部を形成し、且つ前記一対のレールの下部にその長手方向に延びるように下部ガイド部を形成し、
前記可動ブロックは、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成されたブロック本体と、このブロック本体の上面に平行状態に設けられ、夫々、前記直動ガイドの長さより短い寸法に形成され且つ上方に開放する凹部を前記直動ガイドを移動させるべき方向と同方向へ延びるように形成しさらにこの凹部の両内側面に当該凹部の延び方向と同方向へ延びて前記下部ガイド部と摺動可能に係合する第２のガイド部を形成した一対の被ガイド体とから構成され、
前記可動ブロック移動機構は、前記直動ガイドの前記第１の連結端板に前記一対のレール間に位置して設けられた第１のプーリと、前記直動ガイドの前記第２の連結端板に前記一対のレール間に位置して設けられた第２のプーリと、これら第１のプーリ及び第２のプーリに架設したベルトとを有し、該ベルトにおける対極位置の一方を前記ベースに固定すると共に他方を前記可動ブロックに固定したことを特徴とするロボット。

【図１】