物品搬送用垂直多関節アーム機構
【課題】駆動源の出力トルクを拡大して重量物の搬送に対応可能垂直多関節アーム機構を提供する。
【解決手段】所定部材３に第１関節部１０を介して連結され、該第１関節部１０周りに鉛直面内を旋回可能な第１アーム１１と、該第１アーム１１に第２関節部２０を介して連結され、該第２関節部２０周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アーム２１と、前記第１関節部１０に設けられ、前記第１アーム１１を前記第１関節部１０周りに旋回させる第１駆動機構５１と、前記第２関節部２０に設けられ、前記第２アーム２１を前記第２関節部２０周りに旋回させる第２駆動機構５２と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構１である。前記第１駆動機構５１及び前記第２駆動機構５２の少なくとも一方の駆動機構は、駆動源６１と、該駆動源６１から入力される回転動作に基づいて前記アーム１１，２１の旋回動作を作り出すカム機構とを備える。
【解決手段】所定部材３に第１関節部１０を介して連結され、該第１関節部１０周りに鉛直面内を旋回可能な第１アーム１１と、該第１アーム１１に第２関節部２０を介して連結され、該第２関節部２０周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アーム２１と、前記第１関節部１０に設けられ、前記第１アーム１１を前記第１関節部１０周りに旋回させる第１駆動機構５１と、前記第２関節部２０に設けられ、前記第２アーム２１を前記第２関節部２０周りに旋回させる第２駆動機構５２と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構１である。前記第１駆動機構５１及び前記第２駆動機構５２の少なくとも一方の駆動機構は、駆動源６１と、該駆動源６１から入力される回転動作に基づいて前記アーム１１，２１の旋回動作を作り出すカム機構とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品搬送用の垂直多関節アーム機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品の搬送や組み立て等に、垂直多関節ロボットが使用される。この垂直多関節ロボットは、関節部によって鉛直面内を旋回可能に連結された複数のアームを有する（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２０５３７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そして、例えば、各関節部に直結されたサーボモータを駆動源として、各アームを重力に抗して旋回駆動する。
【０００４】
しかしながら、サーボモータ単独では出力トルクが小さいため、大型ワーク等の重量物を高速搬送することは困難である。また、ワークを持った状態でアームを一定姿勢に維持する際には、モータの保持トルク（ローターとステータとの間の電磁的引力による回転を抑制する力）に頼ることになるが、一般に大型のモータであってもその保持トルクは小さい。そのため、重量物のワークを扱う場合には、別途、クランプユニット等の上記一定姿勢で固定するための機械的機構を追設せねばならず、全体として装置が大がかりになってしまう。
【０００５】
これらの点につき、上述のサーボモータに減速機を組み合わせて関節部に設ければ、出力トルクの拡大を図れるとともに、減速機の大きな抵抗力を、アームを一定姿勢に維持するためのモーメントに利用できて、上述の問題を解決できる。
【０００６】
但し、減速機には通常ギア機構が用いられ、当該ギア機構には、ギア同士の噛み合いに係りバックラッシ（ギアの歯面間の遊び）の問題を有する。そのため、この構成では、アームの旋回動作の安定性に欠く。特に、旋回動作の反転時にアームがばたつく虞がある。
【０００７】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、駆動源の出力トルクを拡大して重量物の搬送に対応可能であり、また、アームを一定姿勢に維持する際の安定性に優れ、更には、アームの鉛直面内の旋回動作の安定性に優れた物品搬送用垂直多関節アーム機構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】
【０００８】
かかる目的を達成するための主たる発明は、
所定部材に第１関節部を介して連結され、該第１関節部周りに鉛直面内を旋回可能な第１アームと、
該第１アームに第２関節部を介して連結され、該第２関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アームと、
前記第１関節部に設けられ、前記第１アームを前記第１関節部周りに旋回させる第１駆動機構と、
前記第２関節部に設けられ、前記第２アームを前記第２関節部周りに旋回させる第２駆動機構と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構の少なくとも一方の駆動機構は、
駆動源と、該駆動源から入力される回転動作に基づいて前記アームの旋回動作を作り出すカム機構と、を備え、
前記カム機構は、
前記駆動源からの回転動作が入力される入力軸と、
該入力軸に設けられ、該入力軸と一体的に回転するローラーギアカムと、
該ローラーギアカムの外周面に形成されたカム面としてのテーパー状リブと係合する複数のカムフォロワを外周面に有して、前記入力軸の回転によって、該入力軸よりも低い回転数で回転する出力軸と、を有し、
前記テーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接していることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構である。
【０００９】
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動源の出力トルクを拡大して重量物の搬送に対応可能であり、また、アームを一定姿勢に維持する際の安定性に優れ、更には、アームの鉛直面内の旋回動作の安定性に優れた物品搬送用垂直多関節アーム機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
所定部材に第１関節部を介して連結され、該第１関節部周りに鉛直面内を旋回可能な第１アームと、
該第１アームに第２関節部を介して連結され、該第２関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アームと、
前記第１関節部に設けられ、前記第１アームを前記第１関節部周りに旋回させる第１駆動機構と、
前記第２関節部に設けられ、前記第２アームを前記第２関節部周りに旋回させる第２駆動機構と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構の少なくとも一方の駆動機構は、
駆動源と、該駆動源から入力される回転動作に基づいて前記アームの旋回動作を作り出すカム機構と、を備え、
前記カム機構は、
前記駆動源からの回転動作が入力される入力軸と、
該入力軸に設けられ、該入力軸と一体的に回転するローラーギアカムと、
該ローラーギアカムの外周面に形成されたカム面としてのテーパー状リブと係合する複数のカムフォロワを外周面に有して、前記入力軸の回転によって、該入力軸よりも低い回転数で回転する出力軸と、を有し、
前記テーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接していることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【００１３】
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、駆動源の回転動作を、カム機構に入力してアームの旋回動作を作り出すが、その際に、カム機構によって回転数が低くされることに伴って、出力トルクは拡大される。よって、駆動源の出力トルクを拡大してアームを旋回させることができて、重量物を搬送可能となる。
【００１４】
また、上述のようにカム機構は減速機として機能するので、当該カム機構の慣性が、アームの自重等によりアームが勝手に旋回するのを抑える大きな制動力となる。よって、アームを一定姿勢に維持する際の安定性にも優れる。
【００１５】
更には、このカム機構は、バックラッシを有効に防ぎ得るローラーギアカムを用いている。すなわち、ローラーギアカムの外周面にはカム面としてのテーパー状リブが形成され、このテーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接している。よって、概ねバックラッシの無い状態にすることができて、鉛直面内のアームの旋回動作の安定性に優れたものとなる。
【００１６】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部は、
前記所定部材、前記第１アーム、及び前記第２アームのうちで互いに連結されるべき部材同士のうちの一方の部材に設けられた水平な軸体と、
前記連結されるべき部材同士のうちのもう一方の部材に水平に開口形成された、前記軸体が挿入される孔部と、
前記軸体と前記孔部との間に介装されて、前記軸体を前記孔部に相対回転可能に連結する軸受け部材と、を有し、
前記カム機構の前記出力軸は、前記軸体であり、
前記カム機構の前記入力軸は、前記孔部が形成された前記部材の内部に、該孔部に隣接して配置されるとともに、前記入力軸の軸方向は、前記出力軸の軸方向と直交する方向を向いているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記入力軸の軸方向は、前記出力軸の軸方向と直交する方向を向いている。よって、前記入力軸が設けられる前記部材の寸法を、当該出力軸の軸方向たる前記軸体の軸方向について小さくすることができて、物品搬送用垂直多関節アーム機構の小型化を図れる。
【００１７】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記孔部は前記部材の長手方向の端部に形成され、
前記入力軸は、前記部材における前記孔部よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記入力軸の軸方向は、前記部材の長手方向と交差する方向を向いているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記入力軸は、前記部材の長手方向の内側に配置され、且つ、前記入力軸は、前記部材の長手方向と交差する方向を向いている。よって、前記入力軸が設けられる前記部材の長手方向の寸法を小さくできて、物品搬送用垂直多関節アーム機構の小型化を図れる。また、前記部材が第１アーム又は第２アームの場合には、前記入力軸が前記部材の長手方向の内側に配置されることに伴って、当該アームを旋回する際の必要トルクを小さくできるという作用効果も奏する。
【００１８】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、前記部材における前記入力軸よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記駆動源の駆動回転軸の回転動作を前記入力軸へ伝達するための回転伝達部材が、前記駆動回転軸と前記入力軸との間に介装されているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記駆動源は、前記入力軸よりも前記部材の長手方向の内側に配置されるので、前記部材の長手方向の寸法を小さくできて、物品搬送用垂直多関節アーム機構の小型化を図れる。
【００１９】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１アームの内部には、該第１アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第１空間部が形成され、
前記第２アームの内部には、該第２アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第２空間部が形成され、
前記第１空間部及び前記第２空間部には、前記駆動源に電力等の動力を供給するための電源ケーブル等の動力供給部材が通されているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、第１アーム及び第２アームの内部に前記動力供給部材を収めることができるので、動力供給部材を外部に出さずに済み、すっきりした外観にすることができる。また、動力供給部材が外部でアーム等に絡まることも有効に防ぐことができる。更には、動力供給部材に塵や埃が溜まることも回避できて清浄性に優れたものとなり、当該物品搬送用垂直多関節アーム機構をクリーンルーム等でも使用可能となる。
【００２０】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部に係る前記孔部は、前記関節部によって連結されるべき部材同士のうちの前記据え付け面寄りの部材に設けられるのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記孔部は、前記連結されるべき部材同士のうちの前記据え付け面寄りの部材に設けられるので、必然、前記駆動源も、前記据え付け面寄りの部材に設けられることになる。よって、前記駆動源に動力供給するための電源ケーブル等の動力供給部材の長さを短くすることができる。
【００２１】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部の前記軸体の外径は、前記据え付け面寄りに位置する前記関節部の前記軸体ほど大きくなっているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記関節部の前記軸体の外径を、前記据え付け面寄りに位置する前記関節部の前記軸体ほど大きくしているので、前記据え付け面寄りのアームほど出力トルクが大きくなるように設定できて、一般的ニーズに応えることができる。
【００２２】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部の前記軸受け部材は、クロスローラー軸受けであるのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記関節部の軸受け部材として、クロスローラー軸受けを使用しており、スラスト荷重とラジアル荷重とを一挙に支持可能である。よって、スラスト軸受けとラジアル軸受けとを別々に設けずに済み、つまり軸受けを２列に並設せずに済んで、前記関節部を前記軸体の軸方向に薄くすることができる。
【００２３】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、駆動回転する駆動回転軸を有し、
前記駆動回転軸と前記入力軸とは、互いの回転中心を一致させた状態で相対回転不能に突き合わせて接続されているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、上述の駆動源の駆動回転軸を前記入力軸に突き合わせた構成と、前記ローラーギアカムを具備したカム装置とを組み合わせることにより、完全にバックラッシの無い駆動系を構成することができて、アームの旋回動作を最大限に安定化させることができる。
【００２４】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構が具備する全ての前記関節部に対して、前記ローラーギアカムを具備した前記駆動機構が設けられているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、物品搬送用垂直多関節アーム機構が具備する全てのアームの旋回動作を安定化させることができる。
【００２５】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第２アームに第３関節部を介して連結され、該第３関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第３アームと、
前記第３関節部に設けられ、前記第３アームを前記第３関節部周りに旋回させる第３駆動機構と、を有し、
該第３アームは、前記物品を着脱可能に保持する保持面を有し、
前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、及び前記第３駆動機構は、それぞれ、前記ローラーギアカムを具備した駆動機構であり、
前記所定部材は、工場内の所定の据え付け面に載置され、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構は、前記第１アーム、前記第２アーム、前記第３アームの旋回動作によって、前記保持面に保持された前記物品を一方の位置から他方の位置へ搬送するとともに、その搬送の過程で、前記保持面を、該保持面の法線方向に平行移動するのが望ましい。
【００２６】
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記物品を一方の位置から他方の位置へ搬送するとともに、その搬送の過程で、前記保持面を、該保持面の法線方向に平行移動させるという搬送動作を、高速且つ高精度で行うことができる。
この理由は、上述の搬送動作を行い得る十分条件の構成のうちで最もアーム数の少ない構成が、互いに平行な鉛直面内を旋回する３つのアームを具備する構成だからである。つまり、第１、第２、及び第３アームを具備した上記構成は、上述の搬送動作に不必要なアームを排除したものであり、もって、そのような不要なアームの付加に伴う機械的がたつきの抑制を図れるからである。
【００２７】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１Ａ乃至図１Ｃは、第１実施形態に係る垂直多関節アーム機構１の説明図である。図１Ａは、上方から見た平面図であり、図１Ｂは図１Ａ中のＢ−Ｂ矢視の側面図であり、図１Ｃは、図１Ａ中のＣ−Ｃ矢視の正面図である。
【００２８】
この垂直多関節アーム機構１は、例えば、前工程で切り出されて水平な資材置き場１００に載置された物品の一例としての液晶パネル等のガラス基板Ｗを、上下反転しながら、次工程の水平な資材置き場１１０に搬送して載置するものである（図４を参照）。
【００２９】
図１Ａ乃至図１Ｃに示すように、この垂直多関節アーム機構１は、多関節の一例として３つの関節部１０，２０，３０を有し、これら関節部１０，２０，３０によって順次直列に連結された３つのアーム１１，２１，３１を有している（以下、３軸の垂直多関節アーム機構１とも言う）。第１アーム１１は、工場の据え付け面Ｇに据え付け固定されたベース部材３（所定部材に相当）に第１関節部１０を介して連結され、当該第１関節部１０周りに鉛直面内を旋回可能である。第２アーム２１は、前記第１アーム１１に第２関節部２０を介して連結され、当該第２関節部２０周りに、前記第１アーム１１の旋回面と平行な鉛直面内を旋回可能である。第３アーム３１は、前記第２アーム２１に第３関節部３０を介して連結され、当該第３関節部３０周りに、前記第１アーム１１の旋回面と平行な鉛直面内を旋回可能である。
【００３０】
なお、第３アーム３１は、ガラス基板Ｗを着脱自在に吸着保持するガラス基板保持部４１を有している。また、各関節部１０，２０，３０には、それぞれに担当するアーム１１，２１，３１を駆動する駆動機構５１，５２，５３が設けられている。よって、コンピュータ等の適宜な制御装置が、これら駆動機構５１，５２，５３を制御することにより、ガラス基板保持部４１が目標の軌跡で目標位置へ移動するように各アーム１１，２１，３１を協調させながら各アーム１１，２１，３１を旋回動作するようになっている。
【００３１】
なお、以下の説明では、各アーム１１，２１，３１の長手方向に関してベース部材３に近い方の端部を根元部と言い、その逆側たるベース部材３から遠い方の端部、つまりガラス基板保持部４１に近い側の端部を先端部と言う。また、長手方向と直交する２方向のうちで鉛直面と平行な方向を厚み方向と言い、同水平方向を向いた方向を幅方向と言う。
【００３２】
ベース部材３は、その長手方向が上下方向を向いた略直方体部材である。そして、その上端部に設けられた前記第１関節部１０によって、第１アーム１１の根元部を支持している。
【００３３】
図２Ａ及び図２Ｂに、第１関節部１０の説明図を示す。なお、図２Ａは縦断面図であり、図２Ｂは図２Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
第１関節部１０は、第１アーム１１の根元部の側面に設けられ水平方向に突出する円形軸体１２と、前記ベース部材３の上端部の側面に水平に開口形成された円形の孔部４と、を有している。そして、この円形軸体１２が孔部４に水平方向に差し込まれた状態において、これらの間にクロスローラー軸受け１３（軸受け部材に相当）が介挿されており、これにより、第１アーム１１はベース部材３に相対回転自在に支持されている。なお、ここで、クロスローラー軸受け１３はスラスト荷重とラジアル荷重とを一挙に支持可能なので、スラスト軸受けとラジアル軸受けとを別々に並設せずに済み、その結果、第１関節部１０を幅方向に薄くできる。
【００３５】
第１アーム１１は、略直方体部材であり、第１アーム１１を旋回する駆動機構５１（第１駆動機構に相当）が、第１関節部１０に隣接して配置されている。
【００３６】
この駆動機構５１は、駆動源としてベース部材３側に設けられ電力により作動するサーボモータ６１と、サーボモータ６１の駆動回転軸６２の回転動作を減速して前記第１アーム１１の前記円形軸体１２に出力するカム機構７１とを有している。よって、当該カム機構７１により、サーボモータ６１の出力トルクを拡大して第１アーム１１を旋回させることができる。
【００３７】
カム機構７１のカムには、ローラーギアカム７２が使用されている。詳しくは、出力軸としての前記円形軸体１２の外周面には、周方向に沿って所定ピッチで複数のカムフォロワ７３が配置され、また、前記ベース部材３において前記円形軸体１２の外周面を臨む部位には、サーボモータ６１から回転動作が入力される入力軸７２ａが、前記円形軸体１２の周方向に接する方向を向きつつ軸受け７９，７９により回転可能に両端支持されている。そして、この入力軸７２ａの外周面に、ローラーギアカム７２が形成されている。つまり、ローラーギアカム７２のカム面をなすテーパー状リブ７４が、前記入力軸７２ａの周方向の位置に応じて軸方向の位置が均一且つ連続的に一方向に変位する略螺旋状に形成されている。よって、前記サーボモータ６１の駆動回転軸６２から回転動作がローラーギアカム７２に入力されてローラーギアカム７２が回転すると、そのテーパー状リブ７４とカムフォロワ７３との係合を介して、これらカムフォロワ７３が順次ローラーギアカム７２の軸方向に送られて、これにより、前記円形軸体１２が回転して第１アーム１１が旋回される。
【００３８】
なお、ここで、前記テーパー状リブ７４の一方側の側壁面７４ａと他方側の側壁面７４ｂとの両者には、それぞれ、常に何れかのカムフォロワ７３が当接するように前記テーパー状リブ７４は形成されている。例えば、カムフォロワ７３がテーパー状リブ７４の側壁面７４ａから離れる際には、その前に、当該側壁面７４ａに対して別のカムフォロワ７３が当接するようになっている。よって、常に、少なくとも一対のカムフォロワ７３，７３がテーパー状リブ７４を挟み込む状態に維持され、その結果、バックラッシの無い状態にできて、第１アーム１１の鉛直面内の旋回動作の安定化が図られる。
【００３９】
また、上述の入力軸７２ａは、ベース部材３において、第１関節部１０の前記孔部４よりもベース部材３の長手方向の内側（上下方向の下側）に配置されており、更には、入力軸７２ａの軸方向は、ベース部材３の厚み方向（出力軸たる円形軸体１２の軸方向と直交し、且つ、ベース部材３の長手方向と交差（直交）する方向に相当）を向いている。よって、前記孔部４よりも前記長手方向の外側（上下方向の上側）に入力軸７２ａが配置されたり、入力軸７２ａの軸方向がベース部材３の長手方向を向いて配置される場合と比べて、ベース部材３の長手方向の寸法を小さくできて、これにより、垂直多関節アーム機構１の小型化が図られている。
【００４０】
更には、サーボモータ６１の駆動回転軸６２と前記カム機構７１の入力軸７２ａとは、軸継ぎ手６３を介して互いの回転中心を一致させた状態で相対回転不能に突き合わせて接続されている。よって、この接続ではバックラッシを生じることは無く、もって、上述のローラーギアカム７２との組み合わせにより完全にバックラッシの無い駆動系を構成することができる。
【００４１】
図３Ａは、垂直多関節アーム機構１の一部を破断して示す側面図であり、図３Ｂは、図３Ａ中のＢ−Ｂ矢視図において、図３Ａの破断部を破断して示す図である。
【００４２】
第２アーム２１は、略直方体部材である。そして、第１アーム１１の先端部に設けられた第２関節部２０によって、第２アーム２１の根元部が支持されている。すなわち、第２関節部２０は、第２アーム２１の根元部の側面に設けられ水平方向に突出した円形軸体２２と、前記第１アーム１１の先端部の側面に水平に開口形成された孔部１４と、を有している。そして、この円形軸体２２が孔部１４に水平方向に差し込まれた状態において、これらの間にクロスローラー軸受け２３（軸受け部材に相当）が介挿されており、これにより、第２アーム２１は第１アーム１１に相対回転自在に支持されている。
【００４３】
なお、上述の第１関節部１０と同様に、この第２関節部２０にも第２アーム２１の駆動機構５２（第２駆動機構に相当）が隣接して配置されているが、この駆動機構５２は、上述の第１アーム１１の駆動機構５１よりもサイズが小さいだけであり、その基本構成は第１アーム１１の駆動機構５１と同じである。つまり、上述の第１アーム１１の駆動機構５１の説明における「ベース部材３」、「第１アーム１１」、及び「円形軸体１２」の語句を、それぞれ、「第１アーム１１」、「第２アーム２１」、及び「円形軸体２２」の語句に置き換えて読めば、それがそのまま当該第２アーム２１の駆動機構５２の説明になる。よって、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
但し、当該第２アーム２１の駆動機構５２は、旋回動作する第１アーム１１に設けられていることから、上述した第１アーム１１の駆動機構５１の作用効果に加えて、次のような作用効果も奏する。すなわち、この第２アーム２１の駆動機構５２に係るカム機構７１も、前記入力軸７２ａを有しており、当該入力軸７２ａの第１アーム１１における配置位置は、上述の第１アーム１１の駆動機構５１の入力軸７２ａのベース部材３における配置位置と同様に、第１アーム１１において第２関節部２０を構成する前記孔部１４よりも第１アーム１１の長手方向の内側の位置になっている。よって、第１アーム１１の長手方向の外側に入力軸７２ａを配置する場合と比べて、第１アーム１１の旋回動作時の必要トルクを小さくできるという作用効果も奏する。
【００４５】
第３アーム３１は、その根元部に、前記円形軸体１２の軸方向と平行な前記幅方向に長い円形軸体３２を有し（図１Ｃも参照）、当該円形軸体３２には前記ガラス基板保持部４１が固設されている。そして、前記円形軸体３２の一端部が、第２アーム２１の先端部の側面に水平に開口形成された孔部２４に差し込まれるとともに、孔部２４に設けられたクロスローラー軸受け３３（軸受け部材に相当）によって旋回可能に支持されている。つまり、これら円形軸体３２、孔部２４、及びクロスローラー軸受け３３が、前記第３関節部３０を構成する。
【００４６】
なお、上述の第１及び第２関節部１０，２０と同様に、この第３関節部３０にも第３アーム３１の駆動機構５３（第３駆動機構に相当）が隣接して配置されているが、この駆動機構５３は、第２アーム２１の駆動機構５２よりもサイズが小さいだけであり、その基本構成は同じである。つまり、第２アーム２１の場合と同様、上述の第１アーム１１の駆動機構５１の説明における「ベース部材３」、「第１アーム１１」、及び「円形軸体１２」の語句を、それぞれ、「第２アーム２１」、「第３アーム３１」、及び「円形軸体３２」の語句に置き換えて読めば、それがそのまま当該第３アーム３１の駆動機構５３の説明になる。よって、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、第３アーム３１のガラス基板保持部４１は、前記円形軸体３２の長手方向（幅方向）に適宜間隔に、当該長手方向と直交する方向に延出した複数（図１Ａ及び図１Ｃでは７本）の棒部材４３を有し、ガラス基板保持部４１の外観は略櫛状を呈している。そして、各棒部材４３には、搬送対象のガラス基板Ｗを載置保持する保持面４３ａが形成されており、各保持面４３ａには複数の吸盤（不図示）が設けられている。また、各棒部材４３の内部及び前記円形軸体３２の内部には、ホースや配管等の管路（不図示）が内蔵されており、当該管路の先端には前記吸盤が連結される一方、末端には不図示の真空ポンプが連結されている。よって、真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦ制御により、前記保持面４３ａに載置されたガラス基板Ｗを吸着保持したり、吸着保持を解除することができる。
【００４８】
なお、ガラス基板保持部４１が略櫛状になっているのは、前記前工程の資材置き場１００のガラス基板Ｗの載置台１０１が同様の櫛状に形成されていて、当該載置台１０１上に載置されたガラス基板Ｗをその下方から持ち上げて支持する際に、載置台１０１との干渉を回避するためである（図４を参照）。すなわち、資材置き場１００に載置されたガラス基板Ｗを持ち上げる際には、ガラス基板保持部４１の櫛と資材置き場１００の載置台１０１の櫛とが互いの隙間に入り込んだ状態になり、これにより、互いの干渉を防止しつつガラス基板Ｗをガラス基板保持部４１の保持面４３ａに載せることを可能にしている。
【００４９】
図４は、この垂直多関節アーム機構１によるガラス基板Ｗの搬送動作例の説明図である。
前述したように、この垂直多関節アーム機構１は、前工程で切り出されて資材置き場１００（一方の位置に相当）に載置されたガラス基板Ｗを、上下反転しながら、次工程の資材置き場１１０（他方の位置に相当）に水平方向に搬送して載置する。
【００５０】
図４に示すように、前工程の資材置き場１００には、ガラス基板Ｗの載置台１０１が設置され、ガラス基板Ｗは載置台１０１の水平な上面１０１ａに載置されている。この上面１０１ａは、上述したように、垂直多関節アーム機構１のガラス基板保持部４１の略櫛形状に対応して、略櫛型に形成されている。すなわち、ガラス基板保持部４１とは、互いに櫛の位置が前記幅方向に関して互い違いになるよう形成されている。他方、当該前工程の資材置き場１００の水平方向の前方には、次工程の資材置き場１１０の載置台１１１が設置されている。
【００５１】
そして、上述の垂直多関節アーム機構１によれば、次のようにしてガラス基板Ｗを搬送する。
【００５２】
先ず、図４中の状態Ａで示すように、初期状態として、ガラス基板保持部４１が前工程の載置台１０１の上面１０１ａの直下に位置しているとともに、その保持面４３ａの法線方向が鉛直方向の上方を向いた状態にあるものとする。そして、この状態から、図４中の状態Ｂで示すように、ガラス基板保持部４１が保持面４３ａの法線方向に平行移動して、載置台１０１上のガラス基板Ｗを下方から持ち上げるが、この持ち上げる際には、真空ポンプが作動開始して保持面４３ａの吸盤によりガラス基板Ｗを吸着保持する。
【００５３】
次に、第１、第２、第３アーム１１，２１，３１の協調した旋回動作によって、ガラス基板保持部４１を前方へ移動し、これにより、図４中の状態Ｃに示すように、ガラス基板Ｗを、次工程の資材置き場１１０の載置台１１１の上方に搬送する。なお、当該旋回動作によってガラス基板Ｗは上下反転されて下方を向いた状態となるが、ガラス基板Ｗはガラス基板保持部４１に吸着保持されているので、落下することはない。
【００５４】
そうしたら、保持面４３ａが鉛直方向の下方を向いた状態を維持しつつ同下方にガラス基板保持部４１を平行移動し、これにより、図４中の状態Ｄに示すように、ガラス基板Ｗを前記載置台１１１の上面１１１ａに載置する。そして、真空ポンプを停止してガラス基板Ｗの吸着保持を解除したら、ガラス基板保持部４１は、図４中の状態Ｃに示すように、保持面４３ａの法線方向が鉛直方向の下方を向いた状態に維持しつつ上方に平行移動し、これによりガラス基板Ｗを載置台１１１へ渡す。
【００５５】
最後に、第１、第２、第３アーム１１，２１，３１の協調した旋回動作により、ガラス基板保持部４１を後方へ移動しつつ、ガラス基板保持部４１を、前工程の載置台１０１の上面１０１ａの直下に潜り込ませ、これにより、図４中の状態Ａで示す初期状態に戻る。
【００５６】
ちなみに、上述のように、水平方向への搬送過程において保持面４３ａの法線方向にガラス基板保持部４１を平行移動させる場合には、２軸の垂直多関節アーム機構では動作の自由度が足りないが、３軸の垂直多関節アーム機構１であれば、上述のように、水平方向の搬送過程において保持面４３ａの法線方向にガラス基板保持部４１を平行移動することができる。つまり、互いに平行な鉛直面内を旋回する３つのアーム１１，２１，３１を具備する３軸の垂直多関節アーム機構１が、上記の搬送動作を行うための十分条件の構成のうちで最もアーム数の少ない構成となる。よって、この３軸の垂直多関節アーム機構１によれば、上記の搬送動作に有効に特化し得て、その結果、当該搬送動作を高速且つ高精度で行うことができる。
【００５７】
ところで、第１、第２、第３関節部１０，２０，３０の円形軸体１２，２２，３２の外径は、図３Ａを参照してわかるように、前記据え付け面Ｇ寄りに位置する関節部ほど大きくなっている。すなわち、第３関節部３０の円形軸体３２の外径よりも第２関節部２０の円形軸体２２の方が大きく、第２関節部２０の円形軸体２２の外径よりも第１関節部１０の円形軸体１２の方が大きくなっている。これは、据え付け面Ｇに近いアームほど他のアームの自重が作用する等の要因で必要トルクが大きくなるからである。
【００５８】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図５は、第２実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ａの説明図であり、図３Ａと同じ図示様式で示している。
【００５９】
第１実施形態では、第１、第２、第３アーム１１，２１，３１の各サーボモータ６１の駆動回転軸６２を、対応する入力軸７２ａに軸継ぎ手６３で接続した関係上、各サーボモータ６１は、ベース部材３、第１アーム１１、及び第２アーム２１の外側に突出していたが、この第２実施形態では、各サーボモータ６１を、ベース部材３、第１アーム１１、及び第２アーム２１の内部に収容している点で相違する。
【００６０】
すなわち、第１実施形態と同様に、図５の第２実施形態に係るベース部材３、第１アーム１１、及び第２アーム２１の何れの部材も、対応する関節部１０，２０，３０の孔部４，１４，２４よりも前記部材３，１１，２１の長手方向の内側の位置に、前記入力軸７２ａを収容する収容孔７２ｂを有しているが、当該収容孔７２ｂよりも更に前記長手方向の内側に、サーボモータ６１を収容するための収容孔６１ｂが形成されている。そして、入力軸７２ａ及びサーボモータ６１が、それぞれに対応する収容孔７２ｂ，６１ｂに収容された状態において、入力軸７２ａの端部とサーボモータ６１の駆動回転軸６２の端部とには、それぞれ、回転伝達部材としての歯車７２ｃ，６１ｃが固定され、これら歯車７２ｃ，６１ｃにより駆動回転軸６２の回転動作が入力軸７２ａへと伝達されるようになっている。
【００６１】
そして、このような構成によれば、各アーム１１，２１，３１の駆動機構５１，５２，５３は、それぞれに、対応する部材３，１１，２１の内部に収容されるので、すっきりした外観になる。
【００６２】
また、各サーボモータ６１は、それぞれに、対応する前記部材３，１１，２１の長手方向に関して前記入力軸７２ａよりも内側に配置されているので、第１アーム１１及び第２アーム２１におけるサーボモータ６１の取り付け位置は、前述の第１実施形態の場合よりも前記長手方向の内側に移動している。よって、少なくとも当該移動分だけ、第１アーム１１及び第２アーム２１を旋回するための必要トルクを小さくすることができる。
【００６３】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図６は、第３実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ｂの説明図であり、図３Ｂと略同じ図示様式で示している。
【００６４】
上述の第１及び第２実施形態では、各サーボモータ６１の電力供給用の電源ケーブル（動力供給部材に相当）の配線ルートについて述べていなかったが、その一例としては、電源ケーブルを第１アーム１１及び第２アーム２１の外側に沿わせて引き回すことが挙げられる。但し、その場合には、これらアーム１１，２１の旋回動作により電源ケーブルがアーム１１，２１に絡まる虞があるし、また、外部に置かれた電源ケーブルには塵や埃が溜まり易く清浄性の点でも問題がある。
【００６５】
そこで、第３実施形態では、図６に示すように、最も先端側のサーボモータ６１が設けられる第２アーム２１から第１アーム１１までに亘り、これらアーム２１，１１の内部に電源ケーブル６５を通すことにより、上記問題を解決している。なお、これ以外の構成は第２実施形態と同じである。
【００６６】
詳しく説明すると、第１アーム１１は略中空構造の箱体であり、つまり、第１アーム１１の前記孔部１４と連通する空洞１６を内部に有している。また、第１アーム１１の前記円形軸体１２には、その軸方向に沿って貫通孔１２ａが形成され、この貫通孔１２ａは、前記空洞１６に連通している。よって、第１アーム１１の内部には、前記孔部１４から前記円形軸体１２の端面１２ｂをつなぐ空間部１７（第１空間部に相当）が形成されている。
【００６７】
同様に、第２アーム２１も略中空構造の箱体であり、つまり、第２アーム２１の前記孔部２４と連通する空洞２６を内部に有している。また、第２アーム２１の前記円形軸体２２にも、同様の貫通孔２２ａが形成されている。よって、第２アーム２１の内部にも、前記孔部２４から前記円形軸体２２の端面２２ｂをつなぐ空間部２７（第２空間部に相当）が形成されている。
【００６８】
更に、ベース部材３の前記孔部４は、ベース部材３を幅方向に貫通して形成されている。
そして、このような第２アーム２１、第１アーム１１、及びベース部材３を順次連結すると、図６に示すように、第２アーム２１の先端部の孔部２４から第１アーム１１の根元部の円形軸体１２の貫通孔１２ａまでが連通するようになり、また、ベース部材３の孔部４は前記幅方向に貫通しているので、前記第１アーム１１の円形軸体１２の貫通孔１２ａは、ベース部材３の上端部の側面に露出することになる。
【００６９】
よって、第２アーム２１の内部に配置される第３アーム駆動用のサーボモータ６１の電源ケーブル６５の電源プラグ、及び、第１アーム１１の内部に配置される第２アーム駆動用のサーボモータ６１の電源ケーブル６５の電源プラグを、ベース部材３の上端部の孔部４から外部に取り出すことができて、これをもって、サーボモータ６１の電源ケーブル６５を第１アーム１１及び第２アーム２１の内部に完全に収めることができる。
【００７０】
ちなみに、第３アーム３１が具備するガラス基板保持部４１の棒部材４３及び円形軸体３２には、ガラス基板保持部４１の吸盤に吸着動作をさせるべくホースや配管等の空気の管路が設けられている旨を前述したが、その場合、前記円形軸体３２としては、例えば、図６に示すような中空パイプ等の中空構造体が使用される。そして、前記管路４７は、第２アーム２１の孔部２４から第２アーム２１の空洞２６に収容され、そこから先は、上述の電源ケーブル６５と同じルートを経て、ベース部材３の上端部の孔部４から前記管路４７の末端が取り出される。そして、当該末端に前述の真空ポンプが連結されることになる。
【００７１】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形が可能である。
【００７２】
（ａ）前述の実施形態では、垂直多関節アーム機構１の一例として３つの関節部１０，２０，３０と３つのアーム１１，２１，３１とを有する構成を示したが、これら関節部１０，２０，３０及びアーム１１，２１，３１の数は何等これに限るものではなく、関節部及びアームの数を、各々、２つ又は４つ以上にしても良い。
【００７３】
（ｂ）前述の実施形態では、垂直多関節アーム機構１が備える全てのアーム１１，２１，３１の駆動機構５１，５２，５３に対してローラーギアカムを用いたが、少なくとも一つのアームの駆動機構に対してローラーギアカムを用いれば、本発明の範囲に含まれるのは言うまでもない。但し、全てのアームの駆動機構に対してローラーギアカムを用いれば、全てのアームの旋回動作の安定化を通じて、最も先端側のアームの位置決め精度を最大限に高めることができる。
【００７４】
（ｃ）前述の実施形態では、第１アーム１１が連結される所定部材の一例として、工場の据え付け面Ｇに据え付け固定されるベース部材３を示したが、何等これに限るものではない。例えば、前記所定部材を水平方向に移動可能に構成しても良いし、更には、前記所定部材を別の産業用ロボットのアームに固定し、つまり、本実施形態に係る垂直多関節アーム機構１を産業用ロボットに搭載して複合化しても良い。
【００７５】
（ｄ）前述の実施形態では、第１アーム１１、第２アーム２１、及び第３アーム３１の何れも互いに平行な鉛直面内を旋回するように構成したが、何等これに限るものではなく、第３アーム３１が前記鉛直面以外の面を旋回するようにしても良い。
【００７６】
（ｅ）前述の実施形態では、ベース部材３、第１アーム１１、第２アーム２１、及び第３アーム３１のうちで、関節部により互いに連結されるべき部材同士のうちの据え付け面Ｇ寄りの部材に、前記関節部の孔部を設けるようにし、もう一方の部材には、前記孔部に挿入される円形軸体を設けるようにしていた。
【００７７】
例えば、第２関節部２０を例に具体的に説明すると、前述の実施形態では、図３Ｂに示すように、第２関節部２０によって第１アーム１１と第２アーム２１とが連結されており、そして、第２アーム２１よりも第１アーム１１の方が据え付け面Ｇ寄りに位置していたので、第２関節部２０の孔部１４を第１アーム１１に設け、第２アーム２１には円形軸体２２を設けていたが、この設置関係を、図７に示すように逆にしても良い。すなわち、第１アーム１１に円形軸体２２を設け、第２アーム２１に孔部１４を設けても良い。
但し、孔部１４が設けられた部材の方に駆動源たるサーボモータ６１が設けられることを勘案すると、孔部１４を、図７の例のように第２アーム２１に設けるよりは、図３Ｂの第１実施形態のように第１アーム１１に設ける方が好ましい。つまり、関節部２０により互いに連結されるべき部材１１，２１同士のうちの据え付け面Ｇ寄りの部材１１に、前記孔部１４を設けるのが好ましい。そして、このようにすれば、サーボモータ６１に動力供給するための電源ケーブル６５の長さを短くすることができる。
【００７８】
（ｆ）前述の実施形態では、動力の一例として電力を示し、また、駆動源として電力により作動するサーボモータ６１を例示したが、適宜な動力が供給されることにより作動するものであれば、何等これに限るものではなく、例えば、油圧で作動する油圧モータを、駆動源として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１Ａは、第１実施形態に係る垂直多関節アーム機構１の平面図であり、図１Ｂは同側面図であり、図１Ｃは同正面図である。
【図２】図２Ａは、第１関節部１０の縦断面図であり、図２Ｂは図２Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３Ａは、垂直多関節アーム機構１の一部を破断して示す側面図であり、図３Ｂは、図３Ａ中のＢ−Ｂ矢視図において、図３Ａの破断部を破断して示す図である。
【図４】垂直多関節アーム機構１によるガラス基板Ｗの搬送動作例の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ａの説明図である。
【図６】第３実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ｂの説明図である。
【図７】その他の実施の形態の説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 垂直多関節アーム機構（物品搬送用垂直多関節アーム機構）、
１ａ 垂直多関節アーム機構（物品搬送用垂直多関節アーム機構）、
１ｂ 垂直多関節アーム機構（物品搬送用垂直多関節アーム機構）、
３ ベース部材（所定部材）、４ 孔部、１０ 関節部、
１１ 第１アーム、１２ 円形軸体（出力軸、軸体）、
１２ａ 貫通孔、１２ｂ 端面、１３ クロスローラー軸受け（軸受け部材）、
１４ 孔部、１６ 空洞、１７ 空間部（第１空間部）、２０ 関節部、
２１ 第２アーム、２２ 円形軸体（出力軸、軸体）、
２２ａ 貫通孔、２２ｂ 端面、２３ クロスローラー軸受け（軸受け部材）、
２４ 孔部、２６ 空洞、２７ 空間部（第２空間部）、３０ 関節部、
３１ 第３アーム、３２ 円形軸体（出力軸、軸体）、
３３ クロスローラー軸受け（軸受け部材）、
４１ ガラス基板保持部、４３ 棒部材、４３ａ 保持面、４７ 管路、
５１ 第１アームの駆動機構（第１駆動機構）、
５２ 第２アームの駆動機構（第２駆動機構）、
５３ 第３アームの駆動機構（第３駆動機構）、
６１ サーボモータ（駆動源）、６１ｂ 収容孔、６１ｃ 歯車（回転伝達部材）、
６２ 駆動回転軸、６３ 軸継ぎ手、６５ 電源ケーブル（動力供給部材）、
７１ カム機構、７２ ローラーギアカム、７２ａ 入力軸、７２ｂ 収容孔、
７２ｃ 歯車（回転伝達部材）、７３ カムフォロワ、７４ テーパー状リブ、
７４ａ 側壁面、７４ｂ 側壁面、
１００ 前工程の資材置き場（一方の位置）、１０１ 載置台、１０１ａ 上面、
１１０ 次工程の資材置き場（他方の位置）、１１１ 載置台、１１１ａ 上面、
Ｇ 据え付け面、Ｗ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品搬送用の垂直多関節アーム機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品の搬送や組み立て等に、垂直多関節ロボットが使用される。この垂直多関節ロボットは、関節部によって鉛直面内を旋回可能に連結された複数のアームを有する（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２０５３７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そして、例えば、各関節部に直結されたサーボモータを駆動源として、各アームを重力に抗して旋回駆動する。
【０００４】
しかしながら、サーボモータ単独では出力トルクが小さいため、大型ワーク等の重量物を高速搬送することは困難である。また、ワークを持った状態でアームを一定姿勢に維持する際には、モータの保持トルク（ローターとステータとの間の電磁的引力による回転を抑制する力）に頼ることになるが、一般に大型のモータであってもその保持トルクは小さい。そのため、重量物のワークを扱う場合には、別途、クランプユニット等の上記一定姿勢で固定するための機械的機構を追設せねばならず、全体として装置が大がかりになってしまう。
【０００５】
これらの点につき、上述のサーボモータに減速機を組み合わせて関節部に設ければ、出力トルクの拡大を図れるとともに、減速機の大きな抵抗力を、アームを一定姿勢に維持するためのモーメントに利用できて、上述の問題を解決できる。
【０００６】
但し、減速機には通常ギア機構が用いられ、当該ギア機構には、ギア同士の噛み合いに係りバックラッシ（ギアの歯面間の遊び）の問題を有する。そのため、この構成では、アームの旋回動作の安定性に欠く。特に、旋回動作の反転時にアームがばたつく虞がある。
【０００７】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、駆動源の出力トルクを拡大して重量物の搬送に対応可能であり、また、アームを一定姿勢に維持する際の安定性に優れ、更には、アームの鉛直面内の旋回動作の安定性に優れた物品搬送用垂直多関節アーム機構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】
【０００８】
かかる目的を達成するための主たる発明は、
所定部材に第１関節部を介して連結され、該第１関節部周りに鉛直面内を旋回可能な第１アームと、
該第１アームに第２関節部を介して連結され、該第２関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アームと、
前記第１関節部に設けられ、前記第１アームを前記第１関節部周りに旋回させる第１駆動機構と、
前記第２関節部に設けられ、前記第２アームを前記第２関節部周りに旋回させる第２駆動機構と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構の少なくとも一方の駆動機構は、
駆動源と、該駆動源から入力される回転動作に基づいて前記アームの旋回動作を作り出すカム機構と、を備え、
前記カム機構は、
前記駆動源からの回転動作が入力される入力軸と、
該入力軸に設けられ、該入力軸と一体的に回転するローラーギアカムと、
該ローラーギアカムの外周面に形成されたカム面としてのテーパー状リブと係合する複数のカムフォロワを外周面に有して、前記入力軸の回転によって、該入力軸よりも低い回転数で回転する出力軸と、を有し、
前記テーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接していることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構である。
【０００９】
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動源の出力トルクを拡大して重量物の搬送に対応可能であり、また、アームを一定姿勢に維持する際の安定性に優れ、更には、アームの鉛直面内の旋回動作の安定性に優れた物品搬送用垂直多関節アーム機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
所定部材に第１関節部を介して連結され、該第１関節部周りに鉛直面内を旋回可能な第１アームと、
該第１アームに第２関節部を介して連結され、該第２関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アームと、
前記第１関節部に設けられ、前記第１アームを前記第１関節部周りに旋回させる第１駆動機構と、
前記第２関節部に設けられ、前記第２アームを前記第２関節部周りに旋回させる第２駆動機構と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構の少なくとも一方の駆動機構は、
駆動源と、該駆動源から入力される回転動作に基づいて前記アームの旋回動作を作り出すカム機構と、を備え、
前記カム機構は、
前記駆動源からの回転動作が入力される入力軸と、
該入力軸に設けられ、該入力軸と一体的に回転するローラーギアカムと、
該ローラーギアカムの外周面に形成されたカム面としてのテーパー状リブと係合する複数のカムフォロワを外周面に有して、前記入力軸の回転によって、該入力軸よりも低い回転数で回転する出力軸と、を有し、
前記テーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接していることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【００１３】
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、駆動源の回転動作を、カム機構に入力してアームの旋回動作を作り出すが、その際に、カム機構によって回転数が低くされることに伴って、出力トルクは拡大される。よって、駆動源の出力トルクを拡大してアームを旋回させることができて、重量物を搬送可能となる。
【００１４】
また、上述のようにカム機構は減速機として機能するので、当該カム機構の慣性が、アームの自重等によりアームが勝手に旋回するのを抑える大きな制動力となる。よって、アームを一定姿勢に維持する際の安定性にも優れる。
【００１５】
更には、このカム機構は、バックラッシを有効に防ぎ得るローラーギアカムを用いている。すなわち、ローラーギアカムの外周面にはカム面としてのテーパー状リブが形成され、このテーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接している。よって、概ねバックラッシの無い状態にすることができて、鉛直面内のアームの旋回動作の安定性に優れたものとなる。
【００１６】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部は、
前記所定部材、前記第１アーム、及び前記第２アームのうちで互いに連結されるべき部材同士のうちの一方の部材に設けられた水平な軸体と、
前記連結されるべき部材同士のうちのもう一方の部材に水平に開口形成された、前記軸体が挿入される孔部と、
前記軸体と前記孔部との間に介装されて、前記軸体を前記孔部に相対回転可能に連結する軸受け部材と、を有し、
前記カム機構の前記出力軸は、前記軸体であり、
前記カム機構の前記入力軸は、前記孔部が形成された前記部材の内部に、該孔部に隣接して配置されるとともに、前記入力軸の軸方向は、前記出力軸の軸方向と直交する方向を向いているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記入力軸の軸方向は、前記出力軸の軸方向と直交する方向を向いている。よって、前記入力軸が設けられる前記部材の寸法を、当該出力軸の軸方向たる前記軸体の軸方向について小さくすることができて、物品搬送用垂直多関節アーム機構の小型化を図れる。
【００１７】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記孔部は前記部材の長手方向の端部に形成され、
前記入力軸は、前記部材における前記孔部よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記入力軸の軸方向は、前記部材の長手方向と交差する方向を向いているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記入力軸は、前記部材の長手方向の内側に配置され、且つ、前記入力軸は、前記部材の長手方向と交差する方向を向いている。よって、前記入力軸が設けられる前記部材の長手方向の寸法を小さくできて、物品搬送用垂直多関節アーム機構の小型化を図れる。また、前記部材が第１アーム又は第２アームの場合には、前記入力軸が前記部材の長手方向の内側に配置されることに伴って、当該アームを旋回する際の必要トルクを小さくできるという作用効果も奏する。
【００１８】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、前記部材における前記入力軸よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記駆動源の駆動回転軸の回転動作を前記入力軸へ伝達するための回転伝達部材が、前記駆動回転軸と前記入力軸との間に介装されているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記駆動源は、前記入力軸よりも前記部材の長手方向の内側に配置されるので、前記部材の長手方向の寸法を小さくできて、物品搬送用垂直多関節アーム機構の小型化を図れる。
【００１９】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１アームの内部には、該第１アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第１空間部が形成され、
前記第２アームの内部には、該第２アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第２空間部が形成され、
前記第１空間部及び前記第２空間部には、前記駆動源に電力等の動力を供給するための電源ケーブル等の動力供給部材が通されているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、第１アーム及び第２アームの内部に前記動力供給部材を収めることができるので、動力供給部材を外部に出さずに済み、すっきりした外観にすることができる。また、動力供給部材が外部でアーム等に絡まることも有効に防ぐことができる。更には、動力供給部材に塵や埃が溜まることも回避できて清浄性に優れたものとなり、当該物品搬送用垂直多関節アーム機構をクリーンルーム等でも使用可能となる。
【００２０】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部に係る前記孔部は、前記関節部によって連結されるべき部材同士のうちの前記据え付け面寄りの部材に設けられるのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記孔部は、前記連結されるべき部材同士のうちの前記据え付け面寄りの部材に設けられるので、必然、前記駆動源も、前記据え付け面寄りの部材に設けられることになる。よって、前記駆動源に動力供給するための電源ケーブル等の動力供給部材の長さを短くすることができる。
【００２１】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部の前記軸体の外径は、前記据え付け面寄りに位置する前記関節部の前記軸体ほど大きくなっているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記関節部の前記軸体の外径を、前記据え付け面寄りに位置する前記関節部の前記軸体ほど大きくしているので、前記据え付け面寄りのアームほど出力トルクが大きくなるように設定できて、一般的ニーズに応えることができる。
【００２２】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部の前記軸受け部材は、クロスローラー軸受けであるのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記関節部の軸受け部材として、クロスローラー軸受けを使用しており、スラスト荷重とラジアル荷重とを一挙に支持可能である。よって、スラスト軸受けとラジアル軸受けとを別々に設けずに済み、つまり軸受けを２列に並設せずに済んで、前記関節部を前記軸体の軸方向に薄くすることができる。
【００２３】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、駆動回転する駆動回転軸を有し、
前記駆動回転軸と前記入力軸とは、互いの回転中心を一致させた状態で相対回転不能に突き合わせて接続されているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、上述の駆動源の駆動回転軸を前記入力軸に突き合わせた構成と、前記ローラーギアカムを具備したカム装置とを組み合わせることにより、完全にバックラッシの無い駆動系を構成することができて、アームの旋回動作を最大限に安定化させることができる。
【００２４】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構が具備する全ての前記関節部に対して、前記ローラーギアカムを具備した前記駆動機構が設けられているのが望ましい。
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、物品搬送用垂直多関節アーム機構が具備する全てのアームの旋回動作を安定化させることができる。
【００２５】
かかる物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第２アームに第３関節部を介して連結され、該第３関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第３アームと、
前記第３関節部に設けられ、前記第３アームを前記第３関節部周りに旋回させる第３駆動機構と、を有し、
該第３アームは、前記物品を着脱可能に保持する保持面を有し、
前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、及び前記第３駆動機構は、それぞれ、前記ローラーギアカムを具備した駆動機構であり、
前記所定部材は、工場内の所定の据え付け面に載置され、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構は、前記第１アーム、前記第２アーム、前記第３アームの旋回動作によって、前記保持面に保持された前記物品を一方の位置から他方の位置へ搬送するとともに、その搬送の過程で、前記保持面を、該保持面の法線方向に平行移動するのが望ましい。
【００２６】
このような物品搬送用垂直多関節アーム機構によれば、前記物品を一方の位置から他方の位置へ搬送するとともに、その搬送の過程で、前記保持面を、該保持面の法線方向に平行移動させるという搬送動作を、高速且つ高精度で行うことができる。
この理由は、上述の搬送動作を行い得る十分条件の構成のうちで最もアーム数の少ない構成が、互いに平行な鉛直面内を旋回する３つのアームを具備する構成だからである。つまり、第１、第２、及び第３アームを具備した上記構成は、上述の搬送動作に不必要なアームを排除したものであり、もって、そのような不要なアームの付加に伴う機械的がたつきの抑制を図れるからである。
【００２７】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１Ａ乃至図１Ｃは、第１実施形態に係る垂直多関節アーム機構１の説明図である。図１Ａは、上方から見た平面図であり、図１Ｂは図１Ａ中のＢ−Ｂ矢視の側面図であり、図１Ｃは、図１Ａ中のＣ−Ｃ矢視の正面図である。
【００２８】
この垂直多関節アーム機構１は、例えば、前工程で切り出されて水平な資材置き場１００に載置された物品の一例としての液晶パネル等のガラス基板Ｗを、上下反転しながら、次工程の水平な資材置き場１１０に搬送して載置するものである（図４を参照）。
【００２９】
図１Ａ乃至図１Ｃに示すように、この垂直多関節アーム機構１は、多関節の一例として３つの関節部１０，２０，３０を有し、これら関節部１０，２０，３０によって順次直列に連結された３つのアーム１１，２１，３１を有している（以下、３軸の垂直多関節アーム機構１とも言う）。第１アーム１１は、工場の据え付け面Ｇに据え付け固定されたベース部材３（所定部材に相当）に第１関節部１０を介して連結され、当該第１関節部１０周りに鉛直面内を旋回可能である。第２アーム２１は、前記第１アーム１１に第２関節部２０を介して連結され、当該第２関節部２０周りに、前記第１アーム１１の旋回面と平行な鉛直面内を旋回可能である。第３アーム３１は、前記第２アーム２１に第３関節部３０を介して連結され、当該第３関節部３０周りに、前記第１アーム１１の旋回面と平行な鉛直面内を旋回可能である。
【００３０】
なお、第３アーム３１は、ガラス基板Ｗを着脱自在に吸着保持するガラス基板保持部４１を有している。また、各関節部１０，２０，３０には、それぞれに担当するアーム１１，２１，３１を駆動する駆動機構５１，５２，５３が設けられている。よって、コンピュータ等の適宜な制御装置が、これら駆動機構５１，５２，５３を制御することにより、ガラス基板保持部４１が目標の軌跡で目標位置へ移動するように各アーム１１，２１，３１を協調させながら各アーム１１，２１，３１を旋回動作するようになっている。
【００３１】
なお、以下の説明では、各アーム１１，２１，３１の長手方向に関してベース部材３に近い方の端部を根元部と言い、その逆側たるベース部材３から遠い方の端部、つまりガラス基板保持部４１に近い側の端部を先端部と言う。また、長手方向と直交する２方向のうちで鉛直面と平行な方向を厚み方向と言い、同水平方向を向いた方向を幅方向と言う。
【００３２】
ベース部材３は、その長手方向が上下方向を向いた略直方体部材である。そして、その上端部に設けられた前記第１関節部１０によって、第１アーム１１の根元部を支持している。
【００３３】
図２Ａ及び図２Ｂに、第１関節部１０の説明図を示す。なお、図２Ａは縦断面図であり、図２Ｂは図２Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
第１関節部１０は、第１アーム１１の根元部の側面に設けられ水平方向に突出する円形軸体１２と、前記ベース部材３の上端部の側面に水平に開口形成された円形の孔部４と、を有している。そして、この円形軸体１２が孔部４に水平方向に差し込まれた状態において、これらの間にクロスローラー軸受け１３（軸受け部材に相当）が介挿されており、これにより、第１アーム１１はベース部材３に相対回転自在に支持されている。なお、ここで、クロスローラー軸受け１３はスラスト荷重とラジアル荷重とを一挙に支持可能なので、スラスト軸受けとラジアル軸受けとを別々に並設せずに済み、その結果、第１関節部１０を幅方向に薄くできる。
【００３５】
第１アーム１１は、略直方体部材であり、第１アーム１１を旋回する駆動機構５１（第１駆動機構に相当）が、第１関節部１０に隣接して配置されている。
【００３６】
この駆動機構５１は、駆動源としてベース部材３側に設けられ電力により作動するサーボモータ６１と、サーボモータ６１の駆動回転軸６２の回転動作を減速して前記第１アーム１１の前記円形軸体１２に出力するカム機構７１とを有している。よって、当該カム機構７１により、サーボモータ６１の出力トルクを拡大して第１アーム１１を旋回させることができる。
【００３７】
カム機構７１のカムには、ローラーギアカム７２が使用されている。詳しくは、出力軸としての前記円形軸体１２の外周面には、周方向に沿って所定ピッチで複数のカムフォロワ７３が配置され、また、前記ベース部材３において前記円形軸体１２の外周面を臨む部位には、サーボモータ６１から回転動作が入力される入力軸７２ａが、前記円形軸体１２の周方向に接する方向を向きつつ軸受け７９，７９により回転可能に両端支持されている。そして、この入力軸７２ａの外周面に、ローラーギアカム７２が形成されている。つまり、ローラーギアカム７２のカム面をなすテーパー状リブ７４が、前記入力軸７２ａの周方向の位置に応じて軸方向の位置が均一且つ連続的に一方向に変位する略螺旋状に形成されている。よって、前記サーボモータ６１の駆動回転軸６２から回転動作がローラーギアカム７２に入力されてローラーギアカム７２が回転すると、そのテーパー状リブ７４とカムフォロワ７３との係合を介して、これらカムフォロワ７３が順次ローラーギアカム７２の軸方向に送られて、これにより、前記円形軸体１２が回転して第１アーム１１が旋回される。
【００３８】
なお、ここで、前記テーパー状リブ７４の一方側の側壁面７４ａと他方側の側壁面７４ｂとの両者には、それぞれ、常に何れかのカムフォロワ７３が当接するように前記テーパー状リブ７４は形成されている。例えば、カムフォロワ７３がテーパー状リブ７４の側壁面７４ａから離れる際には、その前に、当該側壁面７４ａに対して別のカムフォロワ７３が当接するようになっている。よって、常に、少なくとも一対のカムフォロワ７３，７３がテーパー状リブ７４を挟み込む状態に維持され、その結果、バックラッシの無い状態にできて、第１アーム１１の鉛直面内の旋回動作の安定化が図られる。
【００３９】
また、上述の入力軸７２ａは、ベース部材３において、第１関節部１０の前記孔部４よりもベース部材３の長手方向の内側（上下方向の下側）に配置されており、更には、入力軸７２ａの軸方向は、ベース部材３の厚み方向（出力軸たる円形軸体１２の軸方向と直交し、且つ、ベース部材３の長手方向と交差（直交）する方向に相当）を向いている。よって、前記孔部４よりも前記長手方向の外側（上下方向の上側）に入力軸７２ａが配置されたり、入力軸７２ａの軸方向がベース部材３の長手方向を向いて配置される場合と比べて、ベース部材３の長手方向の寸法を小さくできて、これにより、垂直多関節アーム機構１の小型化が図られている。
【００４０】
更には、サーボモータ６１の駆動回転軸６２と前記カム機構７１の入力軸７２ａとは、軸継ぎ手６３を介して互いの回転中心を一致させた状態で相対回転不能に突き合わせて接続されている。よって、この接続ではバックラッシを生じることは無く、もって、上述のローラーギアカム７２との組み合わせにより完全にバックラッシの無い駆動系を構成することができる。
【００４１】
図３Ａは、垂直多関節アーム機構１の一部を破断して示す側面図であり、図３Ｂは、図３Ａ中のＢ−Ｂ矢視図において、図３Ａの破断部を破断して示す図である。
【００４２】
第２アーム２１は、略直方体部材である。そして、第１アーム１１の先端部に設けられた第２関節部２０によって、第２アーム２１の根元部が支持されている。すなわち、第２関節部２０は、第２アーム２１の根元部の側面に設けられ水平方向に突出した円形軸体２２と、前記第１アーム１１の先端部の側面に水平に開口形成された孔部１４と、を有している。そして、この円形軸体２２が孔部１４に水平方向に差し込まれた状態において、これらの間にクロスローラー軸受け２３（軸受け部材に相当）が介挿されており、これにより、第２アーム２１は第１アーム１１に相対回転自在に支持されている。
【００４３】
なお、上述の第１関節部１０と同様に、この第２関節部２０にも第２アーム２１の駆動機構５２（第２駆動機構に相当）が隣接して配置されているが、この駆動機構５２は、上述の第１アーム１１の駆動機構５１よりもサイズが小さいだけであり、その基本構成は第１アーム１１の駆動機構５１と同じである。つまり、上述の第１アーム１１の駆動機構５１の説明における「ベース部材３」、「第１アーム１１」、及び「円形軸体１２」の語句を、それぞれ、「第１アーム１１」、「第２アーム２１」、及び「円形軸体２２」の語句に置き換えて読めば、それがそのまま当該第２アーム２１の駆動機構５２の説明になる。よって、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
但し、当該第２アーム２１の駆動機構５２は、旋回動作する第１アーム１１に設けられていることから、上述した第１アーム１１の駆動機構５１の作用効果に加えて、次のような作用効果も奏する。すなわち、この第２アーム２１の駆動機構５２に係るカム機構７１も、前記入力軸７２ａを有しており、当該入力軸７２ａの第１アーム１１における配置位置は、上述の第１アーム１１の駆動機構５１の入力軸７２ａのベース部材３における配置位置と同様に、第１アーム１１において第２関節部２０を構成する前記孔部１４よりも第１アーム１１の長手方向の内側の位置になっている。よって、第１アーム１１の長手方向の外側に入力軸７２ａを配置する場合と比べて、第１アーム１１の旋回動作時の必要トルクを小さくできるという作用効果も奏する。
【００４５】
第３アーム３１は、その根元部に、前記円形軸体１２の軸方向と平行な前記幅方向に長い円形軸体３２を有し（図１Ｃも参照）、当該円形軸体３２には前記ガラス基板保持部４１が固設されている。そして、前記円形軸体３２の一端部が、第２アーム２１の先端部の側面に水平に開口形成された孔部２４に差し込まれるとともに、孔部２４に設けられたクロスローラー軸受け３３（軸受け部材に相当）によって旋回可能に支持されている。つまり、これら円形軸体３２、孔部２４、及びクロスローラー軸受け３３が、前記第３関節部３０を構成する。
【００４６】
なお、上述の第１及び第２関節部１０，２０と同様に、この第３関節部３０にも第３アーム３１の駆動機構５３（第３駆動機構に相当）が隣接して配置されているが、この駆動機構５３は、第２アーム２１の駆動機構５２よりもサイズが小さいだけであり、その基本構成は同じである。つまり、第２アーム２１の場合と同様、上述の第１アーム１１の駆動機構５１の説明における「ベース部材３」、「第１アーム１１」、及び「円形軸体１２」の語句を、それぞれ、「第２アーム２１」、「第３アーム３１」、及び「円形軸体３２」の語句に置き換えて読めば、それがそのまま当該第３アーム３１の駆動機構５３の説明になる。よって、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、第３アーム３１のガラス基板保持部４１は、前記円形軸体３２の長手方向（幅方向）に適宜間隔に、当該長手方向と直交する方向に延出した複数（図１Ａ及び図１Ｃでは７本）の棒部材４３を有し、ガラス基板保持部４１の外観は略櫛状を呈している。そして、各棒部材４３には、搬送対象のガラス基板Ｗを載置保持する保持面４３ａが形成されており、各保持面４３ａには複数の吸盤（不図示）が設けられている。また、各棒部材４３の内部及び前記円形軸体３２の内部には、ホースや配管等の管路（不図示）が内蔵されており、当該管路の先端には前記吸盤が連結される一方、末端には不図示の真空ポンプが連結されている。よって、真空ポンプのＯＮ／ＯＦＦ制御により、前記保持面４３ａに載置されたガラス基板Ｗを吸着保持したり、吸着保持を解除することができる。
【００４８】
なお、ガラス基板保持部４１が略櫛状になっているのは、前記前工程の資材置き場１００のガラス基板Ｗの載置台１０１が同様の櫛状に形成されていて、当該載置台１０１上に載置されたガラス基板Ｗをその下方から持ち上げて支持する際に、載置台１０１との干渉を回避するためである（図４を参照）。すなわち、資材置き場１００に載置されたガラス基板Ｗを持ち上げる際には、ガラス基板保持部４１の櫛と資材置き場１００の載置台１０１の櫛とが互いの隙間に入り込んだ状態になり、これにより、互いの干渉を防止しつつガラス基板Ｗをガラス基板保持部４１の保持面４３ａに載せることを可能にしている。
【００４９】
図４は、この垂直多関節アーム機構１によるガラス基板Ｗの搬送動作例の説明図である。
前述したように、この垂直多関節アーム機構１は、前工程で切り出されて資材置き場１００（一方の位置に相当）に載置されたガラス基板Ｗを、上下反転しながら、次工程の資材置き場１１０（他方の位置に相当）に水平方向に搬送して載置する。
【００５０】
図４に示すように、前工程の資材置き場１００には、ガラス基板Ｗの載置台１０１が設置され、ガラス基板Ｗは載置台１０１の水平な上面１０１ａに載置されている。この上面１０１ａは、上述したように、垂直多関節アーム機構１のガラス基板保持部４１の略櫛形状に対応して、略櫛型に形成されている。すなわち、ガラス基板保持部４１とは、互いに櫛の位置が前記幅方向に関して互い違いになるよう形成されている。他方、当該前工程の資材置き場１００の水平方向の前方には、次工程の資材置き場１１０の載置台１１１が設置されている。
【００５１】
そして、上述の垂直多関節アーム機構１によれば、次のようにしてガラス基板Ｗを搬送する。
【００５２】
先ず、図４中の状態Ａで示すように、初期状態として、ガラス基板保持部４１が前工程の載置台１０１の上面１０１ａの直下に位置しているとともに、その保持面４３ａの法線方向が鉛直方向の上方を向いた状態にあるものとする。そして、この状態から、図４中の状態Ｂで示すように、ガラス基板保持部４１が保持面４３ａの法線方向に平行移動して、載置台１０１上のガラス基板Ｗを下方から持ち上げるが、この持ち上げる際には、真空ポンプが作動開始して保持面４３ａの吸盤によりガラス基板Ｗを吸着保持する。
【００５３】
次に、第１、第２、第３アーム１１，２１，３１の協調した旋回動作によって、ガラス基板保持部４１を前方へ移動し、これにより、図４中の状態Ｃに示すように、ガラス基板Ｗを、次工程の資材置き場１１０の載置台１１１の上方に搬送する。なお、当該旋回動作によってガラス基板Ｗは上下反転されて下方を向いた状態となるが、ガラス基板Ｗはガラス基板保持部４１に吸着保持されているので、落下することはない。
【００５４】
そうしたら、保持面４３ａが鉛直方向の下方を向いた状態を維持しつつ同下方にガラス基板保持部４１を平行移動し、これにより、図４中の状態Ｄに示すように、ガラス基板Ｗを前記載置台１１１の上面１１１ａに載置する。そして、真空ポンプを停止してガラス基板Ｗの吸着保持を解除したら、ガラス基板保持部４１は、図４中の状態Ｃに示すように、保持面４３ａの法線方向が鉛直方向の下方を向いた状態に維持しつつ上方に平行移動し、これによりガラス基板Ｗを載置台１１１へ渡す。
【００５５】
最後に、第１、第２、第３アーム１１，２１，３１の協調した旋回動作により、ガラス基板保持部４１を後方へ移動しつつ、ガラス基板保持部４１を、前工程の載置台１０１の上面１０１ａの直下に潜り込ませ、これにより、図４中の状態Ａで示す初期状態に戻る。
【００５６】
ちなみに、上述のように、水平方向への搬送過程において保持面４３ａの法線方向にガラス基板保持部４１を平行移動させる場合には、２軸の垂直多関節アーム機構では動作の自由度が足りないが、３軸の垂直多関節アーム機構１であれば、上述のように、水平方向の搬送過程において保持面４３ａの法線方向にガラス基板保持部４１を平行移動することができる。つまり、互いに平行な鉛直面内を旋回する３つのアーム１１，２１，３１を具備する３軸の垂直多関節アーム機構１が、上記の搬送動作を行うための十分条件の構成のうちで最もアーム数の少ない構成となる。よって、この３軸の垂直多関節アーム機構１によれば、上記の搬送動作に有効に特化し得て、その結果、当該搬送動作を高速且つ高精度で行うことができる。
【００５７】
ところで、第１、第２、第３関節部１０，２０，３０の円形軸体１２，２２，３２の外径は、図３Ａを参照してわかるように、前記据え付け面Ｇ寄りに位置する関節部ほど大きくなっている。すなわち、第３関節部３０の円形軸体３２の外径よりも第２関節部２０の円形軸体２２の方が大きく、第２関節部２０の円形軸体２２の外径よりも第１関節部１０の円形軸体１２の方が大きくなっている。これは、据え付け面Ｇに近いアームほど他のアームの自重が作用する等の要因で必要トルクが大きくなるからである。
【００５８】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図５は、第２実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ａの説明図であり、図３Ａと同じ図示様式で示している。
【００５９】
第１実施形態では、第１、第２、第３アーム１１，２１，３１の各サーボモータ６１の駆動回転軸６２を、対応する入力軸７２ａに軸継ぎ手６３で接続した関係上、各サーボモータ６１は、ベース部材３、第１アーム１１、及び第２アーム２１の外側に突出していたが、この第２実施形態では、各サーボモータ６１を、ベース部材３、第１アーム１１、及び第２アーム２１の内部に収容している点で相違する。
【００６０】
すなわち、第１実施形態と同様に、図５の第２実施形態に係るベース部材３、第１アーム１１、及び第２アーム２１の何れの部材も、対応する関節部１０，２０，３０の孔部４，１４，２４よりも前記部材３，１１，２１の長手方向の内側の位置に、前記入力軸７２ａを収容する収容孔７２ｂを有しているが、当該収容孔７２ｂよりも更に前記長手方向の内側に、サーボモータ６１を収容するための収容孔６１ｂが形成されている。そして、入力軸７２ａ及びサーボモータ６１が、それぞれに対応する収容孔７２ｂ，６１ｂに収容された状態において、入力軸７２ａの端部とサーボモータ６１の駆動回転軸６２の端部とには、それぞれ、回転伝達部材としての歯車７２ｃ，６１ｃが固定され、これら歯車７２ｃ，６１ｃにより駆動回転軸６２の回転動作が入力軸７２ａへと伝達されるようになっている。
【００６１】
そして、このような構成によれば、各アーム１１，２１，３１の駆動機構５１，５２，５３は、それぞれに、対応する部材３，１１，２１の内部に収容されるので、すっきりした外観になる。
【００６２】
また、各サーボモータ６１は、それぞれに、対応する前記部材３，１１，２１の長手方向に関して前記入力軸７２ａよりも内側に配置されているので、第１アーム１１及び第２アーム２１におけるサーボモータ６１の取り付け位置は、前述の第１実施形態の場合よりも前記長手方向の内側に移動している。よって、少なくとも当該移動分だけ、第１アーム１１及び第２アーム２１を旋回するための必要トルクを小さくすることができる。
【００６３】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図６は、第３実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ｂの説明図であり、図３Ｂと略同じ図示様式で示している。
【００６４】
上述の第１及び第２実施形態では、各サーボモータ６１の電力供給用の電源ケーブル（動力供給部材に相当）の配線ルートについて述べていなかったが、その一例としては、電源ケーブルを第１アーム１１及び第２アーム２１の外側に沿わせて引き回すことが挙げられる。但し、その場合には、これらアーム１１，２１の旋回動作により電源ケーブルがアーム１１，２１に絡まる虞があるし、また、外部に置かれた電源ケーブルには塵や埃が溜まり易く清浄性の点でも問題がある。
【００６５】
そこで、第３実施形態では、図６に示すように、最も先端側のサーボモータ６１が設けられる第２アーム２１から第１アーム１１までに亘り、これらアーム２１，１１の内部に電源ケーブル６５を通すことにより、上記問題を解決している。なお、これ以外の構成は第２実施形態と同じである。
【００６６】
詳しく説明すると、第１アーム１１は略中空構造の箱体であり、つまり、第１アーム１１の前記孔部１４と連通する空洞１６を内部に有している。また、第１アーム１１の前記円形軸体１２には、その軸方向に沿って貫通孔１２ａが形成され、この貫通孔１２ａは、前記空洞１６に連通している。よって、第１アーム１１の内部には、前記孔部１４から前記円形軸体１２の端面１２ｂをつなぐ空間部１７（第１空間部に相当）が形成されている。
【００６７】
同様に、第２アーム２１も略中空構造の箱体であり、つまり、第２アーム２１の前記孔部２４と連通する空洞２６を内部に有している。また、第２アーム２１の前記円形軸体２２にも、同様の貫通孔２２ａが形成されている。よって、第２アーム２１の内部にも、前記孔部２４から前記円形軸体２２の端面２２ｂをつなぐ空間部２７（第２空間部に相当）が形成されている。
【００６８】
更に、ベース部材３の前記孔部４は、ベース部材３を幅方向に貫通して形成されている。
そして、このような第２アーム２１、第１アーム１１、及びベース部材３を順次連結すると、図６に示すように、第２アーム２１の先端部の孔部２４から第１アーム１１の根元部の円形軸体１２の貫通孔１２ａまでが連通するようになり、また、ベース部材３の孔部４は前記幅方向に貫通しているので、前記第１アーム１１の円形軸体１２の貫通孔１２ａは、ベース部材３の上端部の側面に露出することになる。
【００６９】
よって、第２アーム２１の内部に配置される第３アーム駆動用のサーボモータ６１の電源ケーブル６５の電源プラグ、及び、第１アーム１１の内部に配置される第２アーム駆動用のサーボモータ６１の電源ケーブル６５の電源プラグを、ベース部材３の上端部の孔部４から外部に取り出すことができて、これをもって、サーボモータ６１の電源ケーブル６５を第１アーム１１及び第２アーム２１の内部に完全に収めることができる。
【００７０】
ちなみに、第３アーム３１が具備するガラス基板保持部４１の棒部材４３及び円形軸体３２には、ガラス基板保持部４１の吸盤に吸着動作をさせるべくホースや配管等の空気の管路が設けられている旨を前述したが、その場合、前記円形軸体３２としては、例えば、図６に示すような中空パイプ等の中空構造体が使用される。そして、前記管路４７は、第２アーム２１の孔部２４から第２アーム２１の空洞２６に収容され、そこから先は、上述の電源ケーブル６５と同じルートを経て、ベース部材３の上端部の孔部４から前記管路４７の末端が取り出される。そして、当該末端に前述の真空ポンプが連結されることになる。
【００７１】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形が可能である。
【００７２】
（ａ）前述の実施形態では、垂直多関節アーム機構１の一例として３つの関節部１０，２０，３０と３つのアーム１１，２１，３１とを有する構成を示したが、これら関節部１０，２０，３０及びアーム１１，２１，３１の数は何等これに限るものではなく、関節部及びアームの数を、各々、２つ又は４つ以上にしても良い。
【００７３】
（ｂ）前述の実施形態では、垂直多関節アーム機構１が備える全てのアーム１１，２１，３１の駆動機構５１，５２，５３に対してローラーギアカムを用いたが、少なくとも一つのアームの駆動機構に対してローラーギアカムを用いれば、本発明の範囲に含まれるのは言うまでもない。但し、全てのアームの駆動機構に対してローラーギアカムを用いれば、全てのアームの旋回動作の安定化を通じて、最も先端側のアームの位置決め精度を最大限に高めることができる。
【００７４】
（ｃ）前述の実施形態では、第１アーム１１が連結される所定部材の一例として、工場の据え付け面Ｇに据え付け固定されるベース部材３を示したが、何等これに限るものではない。例えば、前記所定部材を水平方向に移動可能に構成しても良いし、更には、前記所定部材を別の産業用ロボットのアームに固定し、つまり、本実施形態に係る垂直多関節アーム機構１を産業用ロボットに搭載して複合化しても良い。
【００７５】
（ｄ）前述の実施形態では、第１アーム１１、第２アーム２１、及び第３アーム３１の何れも互いに平行な鉛直面内を旋回するように構成したが、何等これに限るものではなく、第３アーム３１が前記鉛直面以外の面を旋回するようにしても良い。
【００７６】
（ｅ）前述の実施形態では、ベース部材３、第１アーム１１、第２アーム２１、及び第３アーム３１のうちで、関節部により互いに連結されるべき部材同士のうちの据え付け面Ｇ寄りの部材に、前記関節部の孔部を設けるようにし、もう一方の部材には、前記孔部に挿入される円形軸体を設けるようにしていた。
【００７７】
例えば、第２関節部２０を例に具体的に説明すると、前述の実施形態では、図３Ｂに示すように、第２関節部２０によって第１アーム１１と第２アーム２１とが連結されており、そして、第２アーム２１よりも第１アーム１１の方が据え付け面Ｇ寄りに位置していたので、第２関節部２０の孔部１４を第１アーム１１に設け、第２アーム２１には円形軸体２２を設けていたが、この設置関係を、図７に示すように逆にしても良い。すなわち、第１アーム１１に円形軸体２２を設け、第２アーム２１に孔部１４を設けても良い。
但し、孔部１４が設けられた部材の方に駆動源たるサーボモータ６１が設けられることを勘案すると、孔部１４を、図７の例のように第２アーム２１に設けるよりは、図３Ｂの第１実施形態のように第１アーム１１に設ける方が好ましい。つまり、関節部２０により互いに連結されるべき部材１１，２１同士のうちの据え付け面Ｇ寄りの部材１１に、前記孔部１４を設けるのが好ましい。そして、このようにすれば、サーボモータ６１に動力供給するための電源ケーブル６５の長さを短くすることができる。
【００７８】
（ｆ）前述の実施形態では、動力の一例として電力を示し、また、駆動源として電力により作動するサーボモータ６１を例示したが、適宜な動力が供給されることにより作動するものであれば、何等これに限るものではなく、例えば、油圧で作動する油圧モータを、駆動源として用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１Ａは、第１実施形態に係る垂直多関節アーム機構１の平面図であり、図１Ｂは同側面図であり、図１Ｃは同正面図である。
【図２】図２Ａは、第１関節部１０の縦断面図であり、図２Ｂは図２Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３Ａは、垂直多関節アーム機構１の一部を破断して示す側面図であり、図３Ｂは、図３Ａ中のＢ−Ｂ矢視図において、図３Ａの破断部を破断して示す図である。
【図４】垂直多関節アーム機構１によるガラス基板Ｗの搬送動作例の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ａの説明図である。
【図６】第３実施形態に係る垂直多関節アーム機構１ｂの説明図である。
【図７】その他の実施の形態の説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 垂直多関節アーム機構（物品搬送用垂直多関節アーム機構）、
１ａ 垂直多関節アーム機構（物品搬送用垂直多関節アーム機構）、
１ｂ 垂直多関節アーム機構（物品搬送用垂直多関節アーム機構）、
３ ベース部材（所定部材）、４ 孔部、１０ 関節部、
１１ 第１アーム、１２ 円形軸体（出力軸、軸体）、
１２ａ 貫通孔、１２ｂ 端面、１３ クロスローラー軸受け（軸受け部材）、
１４ 孔部、１６ 空洞、１７ 空間部（第１空間部）、２０ 関節部、
２１ 第２アーム、２２ 円形軸体（出力軸、軸体）、
２２ａ 貫通孔、２２ｂ 端面、２３ クロスローラー軸受け（軸受け部材）、
２４ 孔部、２６ 空洞、２７ 空間部（第２空間部）、３０ 関節部、
３１ 第３アーム、３２ 円形軸体（出力軸、軸体）、
３３ クロスローラー軸受け（軸受け部材）、
４１ ガラス基板保持部、４３ 棒部材、４３ａ 保持面、４７ 管路、
５１ 第１アームの駆動機構（第１駆動機構）、
５２ 第２アームの駆動機構（第２駆動機構）、
５３ 第３アームの駆動機構（第３駆動機構）、
６１ サーボモータ（駆動源）、６１ｂ 収容孔、６１ｃ 歯車（回転伝達部材）、
６２ 駆動回転軸、６３ 軸継ぎ手、６５ 電源ケーブル（動力供給部材）、
７１ カム機構、７２ ローラーギアカム、７２ａ 入力軸、７２ｂ 収容孔、
７２ｃ 歯車（回転伝達部材）、７３ カムフォロワ、７４ テーパー状リブ、
７４ａ 側壁面、７４ｂ 側壁面、
１００ 前工程の資材置き場（一方の位置）、１０１ 載置台、１０１ａ 上面、
１１０ 次工程の資材置き場（他方の位置）、１１１ 載置台、１１１ａ 上面、
Ｇ 据え付け面、Ｗ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定部材に第１関節部を介して連結され、該第１関節部周りに鉛直面内を旋回可能な第１アームと、
該第１アームに第２関節部を介して連結され、該第２関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アームと、
前記第１関節部に設けられ、前記第１アームを前記第１関節部周りに旋回させる第１駆動機構と、
前記第２関節部に設けられ、前記第２アームを前記第２関節部周りに旋回させる第２駆動機構と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構の少なくとも一方の駆動機構は、
駆動源と、該駆動源から入力される回転動作に基づいて前記アームの旋回動作を作り出すカム機構と、を備え、
前記カム機構は、
前記駆動源からの回転動作が入力される入力軸と、
該入力軸に設けられ、該入力軸と一体的に回転するローラーギアカムと、
該ローラーギアカムの外周面に形成されたカム面としてのテーパー状リブと係合する複数のカムフォロワを外周面に有して、前記入力軸の回転によって、該入力軸よりも低い回転数で回転する出力軸と、を有し、
前記テーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接していることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項２】
請求項１に記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部は、
前記所定部材、前記第１アーム、及び前記第２アームのうちで互いに連結されるべき部材同士のうちの一方の部材に設けられた水平な軸体と、
前記連結されるべき部材同士のうちのもう一方の部材に水平に開口形成された、前記軸体が挿入される孔部と、
前記軸体と前記孔部との間に介装されて、前記軸体を前記孔部に相対回転可能に連結する軸受け部材と、を有し、
前記カム機構の前記出力軸は、前記軸体であり、
前記カム機構の前記入力軸は、前記孔部が形成された前記部材の内部に、該孔部に隣接して配置されるとともに、前記入力軸の軸方向は、前記出力軸の軸方向と直交する方向を向いていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項３】
請求項２に記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記孔部は前記部材の長手方向の端部に形成され、
前記入力軸は、前記部材における前記孔部よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記入力軸の軸方向は、前記部材の長手方向と交差する方向を向いていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項４】
請求項３に記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、前記部材における前記入力軸よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記駆動源の駆動回転軸の回転動作を前記入力軸へ伝達するための回転伝達部材が、前記駆動回転軸と前記入力軸との間に介装されていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１アームの内部には、該第１アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第１空間部が形成され、
前記第２アームの内部には、該第２アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第２空間部が形成され、
前記第１空間部及び前記第２空間部には、前記駆動源に電力等の動力を供給するための電源ケーブル等の動力供給部材が通されていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部に係る前記孔部は、前記関節部によって連結されるべき部材同士のうちの前記据え付け面寄りの部材に設けられることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部の前記軸体の外径は、前記据え付け面寄りに位置する前記関節部の前記軸体ほど大きくなっていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部の前記軸受け部材は、クロスローラー軸受けであることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項９】
請求項１乃至３の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、駆動回転する駆動回転軸を有し、
前記駆動回転軸と前記入力軸とは、互いの回転中心を一致させた状態で相対回転不能に突き合わせて接続されていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構が具備する全ての前記関節部に対して、前記ローラーギアカムを具備した前記駆動機構が設けられていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第２アームに第３関節部を介して連結され、該第３関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第３アームと、
前記第３関節部に設けられ、前記第３アームを前記第３関節部周りに旋回させる第３駆動機構と、を有し、
該第３アームは、前記物品を着脱可能に保持する保持面を有し、
前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、及び前記第３駆動機構は、それぞれ、前記ローラーギアカムを具備した駆動機構であり、
前記所定部材は、工場内の所定の据え付け面に載置され、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構は、前記第１アーム、前記第２アーム、前記第３アームの旋回動作によって、前記保持面に保持された前記物品を一方の位置から他方の位置へ搬送するとともに、その搬送の過程で、前記保持面を、該保持面の法線方向に平行移動することを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項１】
所定部材に第１関節部を介して連結され、該第１関節部周りに鉛直面内を旋回可能な第１アームと、
該第１アームに第２関節部を介して連結され、該第２関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第２アームと、
前記第１関節部に設けられ、前記第１アームを前記第１関節部周りに旋回させる第１駆動機構と、
前記第２関節部に設けられ、前記第２アームを前記第２関節部周りに旋回させる第２駆動機構と、を有した物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構の少なくとも一方の駆動機構は、
駆動源と、該駆動源から入力される回転動作に基づいて前記アームの旋回動作を作り出すカム機構と、を備え、
前記カム機構は、
前記駆動源からの回転動作が入力される入力軸と、
該入力軸に設けられ、該入力軸と一体的に回転するローラーギアカムと、
該ローラーギアカムの外周面に形成されたカム面としてのテーパー状リブと係合する複数のカムフォロワを外周面に有して、前記入力軸の回転によって、該入力軸よりも低い回転数で回転する出力軸と、を有し、
前記テーパー状リブの一方側の側壁面と他方側の側壁面との両者には、それぞれ、常に前記複数のカムフォロワのうちの何れかのカムフォロワが当接していることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項２】
請求項１に記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部は、
前記所定部材、前記第１アーム、及び前記第２アームのうちで互いに連結されるべき部材同士のうちの一方の部材に設けられた水平な軸体と、
前記連結されるべき部材同士のうちのもう一方の部材に水平に開口形成された、前記軸体が挿入される孔部と、
前記軸体と前記孔部との間に介装されて、前記軸体を前記孔部に相対回転可能に連結する軸受け部材と、を有し、
前記カム機構の前記出力軸は、前記軸体であり、
前記カム機構の前記入力軸は、前記孔部が形成された前記部材の内部に、該孔部に隣接して配置されるとともに、前記入力軸の軸方向は、前記出力軸の軸方向と直交する方向を向いていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項３】
請求項２に記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記孔部は前記部材の長手方向の端部に形成され、
前記入力軸は、前記部材における前記孔部よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記入力軸の軸方向は、前記部材の長手方向と交差する方向を向いていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項４】
請求項３に記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、前記部材における前記入力軸よりも前記長手方向の内側に配置され、
前記駆動源の駆動回転軸の回転動作を前記入力軸へ伝達するための回転伝達部材が、前記駆動回転軸と前記入力軸との間に介装されていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第１アームの内部には、該第１アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第１空間部が形成され、
前記第２アームの内部には、該第２アームの前記孔部と前記軸体の軸方向の端面とをつなぐ第２空間部が形成され、
前記第１空間部及び前記第２空間部には、前記駆動源に電力等の動力を供給するための電源ケーブル等の動力供給部材が通されていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部に係る前記孔部は、前記関節部によって連結されるべき部材同士のうちの前記据え付け面寄りの部材に設けられることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構における前記所定部材側の部分が、工場内の所定の据え付け面に据え付けられ、
前記関節部の前記軸体の外径は、前記据え付け面寄りに位置する前記関節部の前記軸体ほど大きくなっていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記関節部の前記軸受け部材は、クロスローラー軸受けであることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項９】
請求項１乃至３の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記駆動源は、駆動回転する駆動回転軸を有し、
前記駆動回転軸と前記入力軸とは、互いの回転中心を一致させた状態で相対回転不能に突き合わせて接続されていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構が具備する全ての前記関節部に対して、前記ローラーギアカムを具備した前記駆動機構が設けられていることを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れかに記載の物品搬送用垂直多関節アーム機構であって、
前記第２アームに第３関節部を介して連結され、該第３関節部周りに前記鉛直面と平行な鉛直面内を旋回可能な第３アームと、
前記第３関節部に設けられ、前記第３アームを前記第３関節部周りに旋回させる第３駆動機構と、を有し、
該第３アームは、前記物品を着脱可能に保持する保持面を有し、
前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、及び前記第３駆動機構は、それぞれ、前記ローラーギアカムを具備した駆動機構であり、
前記所定部材は、工場内の所定の据え付け面に載置され、
前記物品搬送用垂直多関節アーム機構は、前記第１アーム、前記第２アーム、前記第３アームの旋回動作によって、前記保持面に保持された前記物品を一方の位置から他方の位置へ搬送するとともに、その搬送の過程で、前記保持面を、該保持面の法線方向に平行移動することを特徴とする物品搬送用垂直多関節アーム機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−４６７７３（Ｐ２０１０−４６７７３Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１４３５４（Ｐ２００８−２１４３５４）
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（３９０００６５８５）株式会社三共製作所 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（３９０００６５８５）株式会社三共製作所 (46)
【Ｆターム（参考）】
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