(57)【要約】【課題】アームの取り付けや追加等の作業を容易に行うことができる非接触給電式回転モジュールを提供すること。【解決手段】ロボットに用いられる非接触給電式回転モジュールであって、前記ロボットの第１アームと、前記第１アームの中に設けられ、前記第１アームを回動させる第１アクチュエータと、前記第１アームの中または前記第１アクチュエータの出力軸に設けられ、第１供給要素から電力を非接触で受け取る受け取り要素と、前記電力を前記受け取り要素から前記第１アクチュエータに伝達するために、前記第１アームの中で、前記受け取り要素から前記第１アクチュエータに延びる第１ケーブルと、前記アームに繋がる他のアームに設けられた第２アクチュエータに電力を供給する第２供給要素に、前記電力を前記受け取り要素から伝達するために、前記第１アームの中で、前記受け取り要素から前記第２供給要素に延びる第２ケーブルと、を備える。【選択図】  図１
2020196085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットに用いられる非接触給電式回転モジュールであって、
前記ロボットの第１アームと、
前記第１アームの中に設けられ、前記第１アームを回動させる第１アクチュエータと、
前記第１アームの中または前記第１アクチュエータの出力軸に設けられ、第１供給要素から電力を非接触で受け取る受け取り要素と、
前記電力を前記受け取り要素から前記第１アクチュエータに伝達するために、前記第１アームの中で、前記受け取り要素から前記第１アクチュエータに延びる第１ケーブルと、
前記第１アームに繋がる他のアームに設けられた第２アクチュエータに電力を供給する第２供給要素に、前記電力を前記受け取り要素から伝達するために、前記第１アームの中で、前記受け取り要素から前記第２供給要素に延びる第２ケーブルと、
を備えることを特徴とする非接触給電式回転モジュール。
【請求項２】
前記受け取り要素は前記第１アクチュエータの出力軸に設けられ、前記第１供給要素は前記出力軸が取り付けられる構造体に設けられることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項３】
前記第２供給要素は、前記第１アームに取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項４】
前記第１アクチュエータを貫通し、前記第１アクチュエータの中心軸に沿って設けられた中空軸を備え、前記第１ケーブルは前記中空軸を通った後に前記第１アクチュエータに接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項５】
前記中空軸は、前記受け取り要素に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項６】
前記中空軸は、前記第１アームに固定され、前記第１アームと共に回動することを特徴とする請求項４に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項７】
前記第１供給要素と前記受け取り要素は、所定間隔で、前記第１アームの中に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項８】
前記第１アクチュエータを貫通し、前記第１アクチュエータの中心軸に沿って設けられた中空軸を備え、前記第１供給要素には、前記中空軸を通って前記第１アクチュエータの出力軸の外に延びるケーブルが接続されていることを特徴とする請求項７に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項９】
前記中空軸は、前記第１供給要素に固定されていることを特徴とする請求項７または８に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１０】
前記中空軸は、前記第１アームに固定されておらず、前記第１アームと共に回動しないことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１１】
前記受け取り要素は、前記第１アームに固定され、前記第１アームと共に回動することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１２】
前記受け取り要素は前記第１アームの中に設けられ、前記第１供給要素は前記第１アームを挟んで、前記出力軸とは反対側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１３】
前記第２供給要素は前記第１アームに取り付けられることを特徴とする請求項１２に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１４】
前記第１アームは、前記他のアームを取り付けるためのリンク部材を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１５】
前記第１アクチュエータと前記出力軸の間に、減速機構を備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１６】
前記第１アクチュエータは、ダイレクトドライブモータであることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の非接触給電式回転モジュール。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の非接触給電式回転モジュールを備えるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに用いられる非接触給電式回転モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な多関節ロボットでは、関節を回転させるためのアクチュエータ（モータ）への給電やエンコーダの回転情報の通信は有線で行われているため、ロボットの内側や外側にケーブル配線を施す必要がある。また、ロボットの動きに合わせケーブルも動く必要がある。さらに、ロボットの関節にはケーブルが有るため、関節が無限回転することは不可能である。
これら課題に対し、ケーブルの途中に非接触給電ユニットを用いる技術が特許文献１に開示されている。特許文献１のロボットは、第１アームと第２アームを有する多関節ロボットである。特許文献１では、第１アームと第２アームの間に回転軸モジュールが設けられており、回転軸モジュールは、アクチュエータと、当該アクチュエータを取り付けるケースとを備えている。アクチュエータは、第１アームと一体的に動作する固定部材と、第２アームと一体的に回動する可動部材とを有する。アクチュエータを駆動するモータは、回転軸モジュールのケースに取り付けられている。アクチュエータへの給電や信号送信は線条体（ケーブル）を介して行われる。特許文献１には、当該ケーブルの途中に、電気を伝達するワイヤレス伝達部を設けた構成が開示されている。ワイヤレス伝達部は、アクチュエータの内部に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５９３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている構成では、２つのアームの間にアクチュエータが設けられている。つまり、アクチュエータは、アームの外部に設けられている。また、アクチュエータを駆動するモータも、アームの外部に設けられている。さらに、ケーブルの途中に設けられるワイヤレス伝達部も、アームの外部に設けられている。このように、特許文献１の構成では、アームの外部に種々の部品が配置されているので、アームの周囲の構造が複雑になり、アームを追加する際の作業が煩雑になる。
そこで、本発明は、アームの取り付けや追加等の作業を容易にできる構成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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一つの態様によるロボットに用いられる非接触給電式回転モジュールは、前記ロボットの第１アームと、前記第１アームの中に設けられ、前記第１アームを回動させる第１アクチュエータと、前記第１アームの中または前記第１アクチュエータの出力軸に設けられ、第１供給要素から電力を非接触で受け取る受け取り要素と、前記電力を前記受け取り要素から前記第１アクチュエータに伝達するために、前記第１アームの中で、前記受け取り要素から前記第１アクチュエータに延びる第１ケーブルと、前記第１アームに繋がる他のアームに設けられた第２アクチュエータに電力を供給する第２供給要素に、前記電力を前記受け取り要素から伝達するために、前記第１アームの中で、前記受け取り要素から前記第２供給要素に延びる第２ケーブルと、を備える。
【０００６】
このような構成にすることで、アームの取り付けや追加等の作業を容易にできる。例えば、アームを基台に取り付ける場合、第１供給要素が基台に設けられていれば、第１アクチュエータの出力軸を基台に取り付けるだけでよい。第１供給要素と受け取り要素との間の電力伝達は、非接触で行われるので、第１供給要素を受け取り要素に繋ぐ配線は不要である。アームの中には、当該アームを回動させる第１アクチュエータと、第１アクチュエータへの電力供給ケーブルとが設けられているので、第１アクチュエータは、第１受け取り要素から電力を受け取ることができ、当該アームも回動させることができる。当該アームに他のアーム（第２アーム）を追加する場合は、第２供給要素が第１アームに設けられているならば、第２アームの第２アクチュエータの出力軸を第１アームに取り付けるだけでよい。
【０００７】
また、前記非接触給電式回転モジュールにおいて、前記第１アクチュエータは、前記第１アクチュエータの中心軸に沿って設けられた中空軸を備え、前記第１ケーブルは前記中空軸を通った後に前記第１アクチュエータに電気的に接続されてもよい。このような構成にすることで、前記第１アクチュエータを前記受け取り要素の近傍に配置することができる。前記中空軸は、前記受け取り要素に固定されてもよい。
【０００８】
また、前記非接触給電式回転モジュールは、前記第１アクチュエータと前記出力軸の間に、減速機構を備えてもよい。このような構成にすることで、前記第１アクチュエータの回動速度を所望の速度に減速することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様によれば、ロボットのアームの取り付けや追加等の作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は実施形態１による非接触給電式回転モジュールを備える多関節ロボットの概略外形図である。
【図２】図２は図１のロボットの概略断面図である。
【図３】図３は非接触給電パッドの概略図である。
【図４】図４は実施形態１の変形例を示す概略図である。
【図５】図５は実施形態２による非接触給電式回転モジュールを備える多関節ロボットの概略外形図である。
【図６】図６は図５のロボットの概略断面図である。
【図７】図７は実施形態２の第１変形例を示す概略図である。
【図８】図８は実施形態２の第２変形例を示す概略図である。
【図９】図９は実施形態３による非接触給電式回転モジュールを備える多関節ロボットの概略断面図である。
【図１０】図１０は実施形態３の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で変更及び修正等をすることが可能である。
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図３に基づいて説明する。
＜ロボットの構成＞
図１は、本発明の実施形態１によるロボット１０の概略外形図である。ロボット１０は、第１アーム１２と第２アーム１４とを有する。ロボット１０は基台１６に設けられている。基台１６は、床１７に設置される本体１６ａと、本体１６ａの左上から延出する支持部１６ｂとを有する。ロボット１０の第１アーム１２が、基台１６の支持部１６ｂに取り付けられている。
ロボット１０は、基台１６と第１アーム１２との間に第１関節部１８を有している。第１関節部１８はフランジ部１８ａを有している。フランジ部１８ａをボルト（図示せず）によって基台１６の支持部１６ｂに固定することにより、第１関節部１８は基台１６の支持部１６ｂに固定される。第１関節部１８は、第１アーム１２と接続される位置にボス部１８ｂを有している。符号Ｊ１は、第１アーム１２の回転中心軸を示している。
【００１３】
また、ロボット１０は、第１アーム１２と第２アーム１４の間に第２関節部２０を有している。第２関節部２０はフランジ部２０ａを有している。フランジ部２０ａをボルト（図示せず）によって第１アーム１２の表面に固定することにより、第２関節部２０は第１アーム１２に固定される。第２関節部２０は、第２アーム１２と接続される位置にボス部２０ｂを有している。符号Ｊ２は第２アーム１４の回転中心軸を示している。
第１アーム１２は、第１関節部１８を介して、基台１６の支持部１６ｂから水平に延びている。第１関節部１８は中空円筒部材である。第２アーム１４は、第２関節部２０を介して、第１アーム１２から上方向に延びている。第２関節部２０も中空円筒部材である。本実施形態のロボット１０は、２つのアーム１２及び１４を有する多関節ロボットである。
【００１４】
ロボット１０から隔てられた位置に、電源３５及び制御装置３６が設けられている。ロボット１０には、電源３５及び制御装置３６から供給ケーブル３７を介して、電力及び制御信号が供給される。ロボット１０は、制御装置３６から受信する制御信号に基づいて動作する。ロボット１０から制御装置３６に送信される信号（例えば、アクチュエータの回転速度等の検出信号）も、供給ケーブル３７を通る。供給ケーブル３７は、基台１６の中を通って、第１関節部１８の近傍まで延びる（図２）。尚、本明細書において、ケーブルという用語は、物理的に１本の線を意味するのではなく、電力及び信号を伝達するのに必要な数の線の集合体を意味する。
【００１５】
＜第１アーム＞
図２は、図１のロボット１０の概略断面図である。図２に示すように、第１アーム１２の中に第１アクチュエータ２２が設けられている。図２において、第１アクチュエータ２２には符号ＡＣＴが付けられている。第１アクチュエータ２２は、第１アーム１２の左側に位置している。本実施形態では、第１関節部１８が第１アクチュエータ２２の出力軸として用いられる。第１アクチュエータ２２は、例えば、ダイレクトドライブモータである。第１アクチュエータ２２は、ロータ、ステータ及びコイル（図示せず）を有している。また、第１アクチュエータ２２は、ロータ、ステータ及びコイルを収容する筐体を有している。
【００１６】
第１アクチュエータ２２の筐体は、第１アーム１２に結合しており、第１アーム１２と共に回転する。つまり、第１アクチュエータ２２のロータが回転すると、基台１６に対して第１アクチュエータ２２の筐体が回転し、第１アーム１２も回転する。第１アーム１２の回転は、第１アクチュエータ２２の出力軸である第１関節部１８を中心とした回転である。図１では、第１アーム１２の回転は、軸Ｊ１回りの回転として示されている。
【００１７】
第１関節部１８は断面コの字状の中空円筒部材である。第１関節部１８の中には、一対の非接触給電パッドである第１授側パッド２４と第１受側パッド２６が設けられている。第１授側パッド２４の半分は、基台１６の支持部１６ｂに埋設されている。第１受側パッド２６は、所定間隔をおいて、第１授側パッド２４の右に位置している。つまり、第１授側パッド２４と第１受側パッド２６は、非接触である。第１授側パッド２４は、例えば、基台１６に貼り付けられるか、ボルトにより固定される。ボルトにより固定される場合、第１授側パッド２４の周囲に、複数のボルト孔が形成される。
【００１８】
第１授側パッド２４と第１受側パッド２６の各々は、図３に示すように、円柱状のパッドであり、第１授側パッド２４から第１受側パッド２６へ非接触で電力や信号を伝達することができる。第１授側パッド２４と第１受側パッド２６の間の電力・信号伝達は、例えば、電磁誘導方式、電磁界共鳴方式または電波方式で行われる。本実施形態では、第１授側パッド２４と第１受側パッド２６をまとめて、第１非接触給電ユニット３２と称する。
【００１９】
図２に戻る。第１受側パッド２６からは第１中空軸２８ａが延びて、第１アクチュエータ２２を貫通している。第１中空軸２８ａは、第１アクチュエータ２２の中心軸Ｊ１に沿って延びており、左端が第１受側パッド２６に固定され、右端が第１アーム１２に固定されている。また、第１アクチュエータ２２の中には、第２中空軸２８ｂが設けられている。第２中空軸２８ｂは、第１中空軸２８ａと同一の中心軸を有する。第１中空軸２８ａは、第２中空軸２８ｂの中を延びる。第２中空軸２８ｂの左端は第１関節部１８のボス部１８ｂに挿入されている。第２中空軸２８ｂは第１関節部１８に固定されており、第１中空軸２８ａは、第２中空軸２８ｂの中で回転可能である。第１受側パッド２６は、第１中空軸２８ａを介して、第１アーム１２と結合されており、第１アーム１２と共に回転する。
【００２０】
第１受側パッド２６からは、右方向に第１ケーブル２９が延びている。第１ケーブル２９は、第１中空軸２８ａを通って第１アクチュエータ２２の右端から出る。そして、第１ケーブル２９は、第１分岐ケーブル２９ａと第２分岐ケーブル２９ｂに分岐する。第１分岐ケーブル２９ａは第１アクチュエータ２２に接続され、第２分岐ケーブル２９ｂは第１アーム１２に設けられている第２授側パッド４４に接続されている。第１アーム１２は、第２授側パッド４４を取り付けるための窪み部３３を有する。第２授側パッド４４は第１アーム１２に取り付けられている（第２授側パッド４４の半分は、第１アーム１２に埋設されている）が、第２アーム１４に電力及び信号を送信するために設けられたパッドである。第２授側パッド４４は、第１アーム１２と結合しており、第１アーム１２と共に回動する。第２授側パッド４４は、例えば、第１アーム１２に貼り付けられるか、ボルトにより固定される。ボルトにより固定される場合、第２授側パッド４４の周囲に、複数のボルト孔が形成される。
尚、第１ケーブル２９は途中から分岐せずに、初めから２本のケーブルに分けてもよい。あるいは、２本のケーブルを用いて、１本目のケーブルで第１受側パッド２６と第１アクチュエータ２２とを接続し、２本目のケーブルで第１アクチュエータ２２と第２授側パッド４４とを接続するように構成してもよい。
【００２１】
図１で説明したように、電源３５及び制御装置３６からの電力及び信号は、供給ケーブル３７を通ってロボット１０に供給される。図２に示すように、供給ケーブル３７は、基台１６の本体１６ａ及び支持部１６ｂの中を通って、第１授側パッド２４まで延びている。供給ケーブル３７と第１授側パッド２４との接続は、例えば、差し込み式のソケットで行われる。この場合、例えば、供給ケーブル３７の先端に雄型のソケットが設けられ、第１授側パッド２４に雌型のソケットが設けられる。
【００２２】
よって、電源３５及び制御装置３６から供給されてくる電力及び信号は、供給ケーブル３７を通って第１授側パッド２４に伝達され、第１授側パッド２４から非接触で第１受側パッド２６に伝達される。その後、電力及び信号は、第１受側パッド２６から第１ケーブル２９及び第１分岐ケーブル２９ａを通って第１アクチュエータ２２に伝達されると共に、第１ケーブル２９及び第２分岐ケーブル２９ｂを通って第２授側パッド４４に伝達される。第１アクチュエータ２２は、伝達された電力及び信号により回転駆動される。
基台１６は、第１関節部（出力軸）１８が取り付けられる構造体の一例である。
【００２３】
＜第２アーム＞
第２関節部２０の中に、第２の一対の非接触給電パッドである第２授側パッド４４と第２受側パッド４６が設けられている。第２受側パッド４６は、所定間隔をおいて第２授側パッド４４の上に位置している。また、第２アーム１４の中に第２アクチュエータ４２が設けられている。図２において、第２アクチュエータ４２にも符号ＡＣＴが付けられている。
【００２４】
第２アクチュエータ４２は、第２アーム１４の下側に位置している。本実施形態では、第２関節部２０が第２アクチュエータ４２の出力軸として用いられる。第２アクチュエータ４２は、例えば、第１アクチュエータ２２と同じモータである。第２アクチュエータ４２の筐体は、第２アーム１４に結合しており、第２アーム１４と共に回転する。つまり、第２アクチュエータ４２のロータが回転すると、第２アクチュエータ４２の筐体が回転し、第２アーム１４も回転する。第２アーム１４の回転は、第２アクチュエータ２２の出力軸である第２関節部２０を中心とした回転である。図１では、第２アーム１４の回転は、軸Ｊ２回りの回転として示されている。
第２アーム１４用の第２授側パッド４４と第２受側パッド４６は、第１アーム１２用の第１授側パッド２４と第１受側パッド２６と同じ形状及び機能を有する。本実施形態では、第２授側パッド４４と第２受側パッド４６をまとめて、第２非接触給電ユニット５１と称する。
【００２５】
第２受側パッド４６からは第１中空軸４８ａが延びて、第２アクチュエータ４２を貫通している。第１中空軸４８ａは、第２アクチュエータ４２の中心軸Ｊ２に沿って延びている。また、第２アクチュエータ４２の中には、第２中空軸４８ｂが設けられている。第２中空軸４８ｂは、第１中空軸４８ａと同一中心軸を有する。第１中空軸４８ａは、第２中空軸４８ｂの中を延びる。第２中空軸４８ｂの下端は第２関節部２０のボス部２０ｂに挿入されている。第２中空軸４８ｂは第２関節部２０に固定されており、第１中空軸４８ａは、第２中空軸４８ｂの中で回転可能である。
【００２６】
第２受側パッド４６からは、第２ケーブル４９が延びている。第２ケーブル４９は、第１中空軸４８ａを通って第２アクチュエータ４２の上端から出る。そして、第２ケーブル４９は、第３分岐ケーブル４９ａと第４分岐ケーブル４９ｂに分岐する。第３分岐ケーブル４９ａは第２アクチュエータ４２に接続され、第４分岐ケーブル４９ｂは第２アーム１４の左側面に形成されている窪み部５３に露出する。第２受側パッド４６は、第１中空軸４８ａを介して第２アーム１４と結合されており、第２アーム１４と共に回転する。
尚、第２ケーブル４９は途中から分岐せずに、初めから２本のケーブルに分けてもよい。あるいは、２本のケーブルを用いて、１本目のケーブルで第２受側パッド４６と第２アクチュエータ４２とを接続し、２本目のケーブルで第２アクチュエータ４２と次の授側パッド（例えば後述の第３授側パッドＳ）とを接続するように構成してもよい。
【００２７】
尚、図２において２点鎖線で示されているように、第３授側パッドＳが第２アーム１４に取り付けられてもよい。第３授側パッドＳが第２アーム１４に取り付けられる場合、第４分岐ケーブル４９ｂが第３授側パッドＳに接続される。
また、第３授側パッドＳを設けないで、第２アーム１４にエンドエフェクタを取り付けてもよい。
【００２８】
図１及び図２に示すように、電源３５及び制御装置３６からの電力及び信号は、上述したように、第１アーム１２を通った後、第２授側パッド４４に到達する。当該電力及び信号は、第２授側パッド４４から非接触で受側パッド４６に伝達される。そして、電力及び信号は、第２受側パッド４６から第２ケーブル４９及び第３分岐ケーブル４９ａを通って第２アクチュエータ４２に伝達される。第２アクチュエータ４２は、伝達された電力及び信号により回転駆動される。第３授側パッドＳまたはエンドエフェクタが第２アーム１４に取り付けられる場合、当該電力及び信号は、第２ケーブル４９及び第４分岐ケーブル４９ｂを通って第３授側パッドＳまたはエンドエフェクタに伝達される。
【００２９】
＜実施形態１の効果＞
以上説明したように、本実施形態のロボット１０によれば、第１アーム１２を基台１６に取り付ける際には、第１授側パッド２４を基台１６の支持部１６ｂに固定し、第１関節部１８のフランジ部１８ａを基台１６の支持部１６ｂに固定すればよい。また、第２アーム１４を第１アーム１２に取り付ける際には、第２授側パッド４４を第１アーム１２に固定し、第２関節部２０のフランジ部２０ａを第１アーム１２に固定すればよい。よって、第１アーム１２の取り付け作業を容易に行うことができると共に、第２アーム１４の追加作業（第１アーム１２への取り付ける作業）を容易に行うことができる。
本実施形態では、第１授側パッド２４、第１受側パッド２６、第１関節部１８、第１アーム１２、第１アクチュエータ２２、第１ケーブル２９、第１分岐ケーブル２９ａ、第２分岐ケーブル２９ｂ、第１中空軸２８ａ及び第２中空軸２８ｂをまとめて非接触給電式回転モジュールと称する。つまり、本実施形態によれば、多関節ロボットの関節及びその先のアームを容易に追加していくことが可能な非接触給電式回転モジュールが提供される。
【００３０】
また、本実施形態では、関節部１８、２０に非接触給電ユニット３２、５１を用いることでアクチュエータ２２、４２への給電や通信を非接触で行うことができるようになり、ケーブルの断線の防止や関節部の無限回転を可能にしている。一般的な多関節ロボットではアクチュエータへの給電はケーブルを用いており、ロボットが可動する際、ケーブルが可動したり擦れたりすることで断線する虞がある。また、ケーブルがあるため関節部は無限回転することが不可能であり、ロボットの可動効率を低下させる一因となっている。本実施形態では関節部１８、２０のケーブル（有線）を非接触給電ユニット３２、５１に置き換え、非接触給電ユニット３２と５１の間のケーブル２９、２９ａ、２９ｂは第１アーム１２の内部に格納することで、ケーブル２９、２９ａ、２９ｂは回動しない（捩じれない）。よって、第１アーム１２及び第２アーム１４は無限回転が可能となる。
【００３１】
尚、第１授側パッド２４と第１受側パッド２６は、非接触で電力や信号を伝達する一対の要素の一例であり、パッド以外の要素を使用してもよい。例えば、第１授側パッド２４と第１受側パッド２６の代わりに、コイルを使用してもよい。第２授側パッド４４と第２受側パッド４６についても、同様に、パッド以外の要素に置換してもよい。
また、第１授側パッド２４と第１受側パッド２６は、非接触で電力のみを伝達する一対の要素として用いてもよいし、非接触で信号のみを伝達する一対の要素として用いてもよい。
【００３２】
＜変形例＞
図４は実施形態１の変形例のロボット１０Ａを示す概略断面図である。以下、実施形態１（図２）との相違点を説明する。実施形態１と同様な要素には同じ参照番号を付けた。変形例では、アクチュエータとしてダイレクトドライブモータを使用してよいし、通常のステッピングモータを使用してもよい。また、ロボット１０Ａは、図１で示したように、供給ケーブル３７を介して電源３５及び制御装置３６に接続されているとする。
図２の構造では、第１アクチュエータ２２の中に２つの中空軸２８ａ、２８ｂが設けられていたが、図４の構造では、第１アクチュエータ２２Ａの中に中空軸が設けられていない。また、図２の構造では、第２アクチュエータ４２の中に２つの中空軸４８ａ、４８ｂが設けられていたが、図４の構造では、第２アクチュエータ４２Ａの中に中空軸が設けられていない。
【００３３】
図４の構造では、第１アクチュエータ２２Ａの軸２２ｂと、第１関節部１８の第２中空軸２８ｂとの間に、第１減速機構５４が設けられている。第１減速機構５４は、ギア減速機構であり、第１ギア５４ａ、第２ギア５４ｂ及び第３ギア５４ｃを有する。また、図４の構造では、第２アクチュエータ４２Ａの軸４２ｂと第２関節部２０の第２中空軸４８ｂとの間に、第２減速機構５６が設けられている。第２減速機構５６も、ギア減速機構であり、第１ギア５６ａ、第２ギア５６ｂ及び第３ギア５６ｃを有する。図４の第１アーム１２Ａの中には、第１減速機構５４が設けられているので、第１アーム１２Ａの形状は、図２の第１アーム１２とは異なっている。また、図４の第２アーム１４Ａの中には、第２減速機構５６が設けられているので、第２アーム１４Ａの形状は、図２の第２アーム１４とは異なっている。図４の第１アーム１２Ａの中における第１アクチュエータ２２Ａの配置は、図２とは異なっており、第２アーム１４Ａの中における第２アクチュエータ４２Ａの配置は、図２とは異なっている。
【００３４】
図４に示すように、この変形例では、第１関節部１８のボス部１８ｂが第１アーム１２Ａの中に延びている。そして、第２中空軸２８ｂがボス部１８ｂの中に延びて、第１中空軸２８ａが第２中空軸２８ｂの中に延びている。第１中空軸２８ａの左端には第１受側パッド２６が取り付けられている。
第１アーム１２の中において、第２中心軸２８ｂの外周には第１ギア５４ａが設けられている。第１ギア５４ａは第２ギア５４ｂに噛み合い、第２ギア５４ｂは第３ギア５４ｃに噛み合っている。第１アクチュエータ２２Ａの軸２２ｂは第３ギア５４ｃに結合されている。第２ギア５４ｂは図示しない軸に支持されている。
第１受側パッド２６は第１ケーブル２９及び第１分岐ケーブル２９ａにより第１アクチュエータ２２Ａに接続されている。第２分岐ケーブル２９ｂは、第２授側パッド４４に接続されている。
【００３５】
第２関節部２０及び第２アーム１４Ａの構成は、第１関節部１８及び第１アーム１２Ａと同様である。
第２関節部２０のボス部２０ｂが第２アーム１４Ａの中に延びている。そして、第２中空軸４８ｂがボス部２０ｂの中に延びて、第１中空軸４８ａが第２中空軸４８ｂの中に延びている。第１中空軸４８ａの下端には第２受側パッド４６が取り付けられている。
第２アーム１４Ａの中において、第２中空軸４８ｂの外周には、第２減速機構５６の第１ギア５６ａが設けられている。第１ギア５６ａは第２ギア５６ｂに噛み合い、第２ギア５６ｂは第３ギア５６ｃに噛み合っている。第２アクチュエータ４２Ａの軸４２ｂは第３ギア５６ｃに結合されている。第２ギア５６ｂは図示しない軸に支持されている。
第２受側パッド４６は第１ケーブル４９及び第３分岐ケーブル４９ａにより第２アクチュエータ４２Ａに接続されている。第４分岐ケーブル４９ｂは、第３授側パッドＳに接続される。
【００３６】
図４に示すように、電源３５及び制御装置３６（図１参照）からの電力及び信号は、供給ケーブル３７から第１授側パッド２４に伝達される。その後、電力及び信号は、第１授側パッド２４から非接触で第１受側パッド２６に伝達される。そして、電力及び信号は、第１受側パッド２６から第１ケーブル２９及び第１分岐ケーブル２９ａを通って第１アクチュエータ２２Ａに伝達される。当該電力及び信号により駆動される第１アクチュエータ２２Ａの回転は、第１減速機構５４により減速される。
第２分岐ケーブル２９ｂを通って第２授側パッド４４に伝達された電力及び信号は、非接触で受側パッド４６に伝達される。そして、電力及び信号は、第２受側パッド４６から第２ケーブル４９及び第３分岐ケーブル４９ａを通って第２アクチュエータ４２Ａに伝達される。第２アクチュエータ４２Ａは、伝達された電力及び信号により回転駆動される。この際、第２減速機構５６により、第２アクチュエータ４２Ａの回転は減速される。第４分岐ケーブル４９ｂを通る電力及び信号は、第３授側パッドＳに伝達される。
【００３７】
上記した変形例によれば、実施形態１の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
第１アーム１２Ａ内に第１減速機構５４を設けたので、第１アクチュエータ２２Ａの位置を第１関節部１８のボス部１８ｂの中心軸からオフセットすることができる。この配置により、第１アクチュエータ２２Ａの中に、中空軸２８ａ、２８ｂを設ける必要がなくなる。また、第１アーム１２Ａ内に第１減速機構５４を設けたので、第１アクチュエータ２２Ａの回転を減速することができる。
【００３８】
また、第２アーム１４Ａ内に第２減速機構５６を設けたので、第２アクチュエータ４２Ａの位置を第２関節部２０のボス部２０ｂの中心軸からオフセットすることができる。この配置により、第２アクチュエータ４２Ａの中に、中空軸４８ａ、４８ｂを設ける必要がなくなる。また、第２アーム１４Ａ内に第２減速機構５６を設けたので、第２アクチュエータ４２Ａの回転を減速することができる。
尚、第１減速機構５４及び第２減速機構５６の各々は、プーリとベルトからなる減速機構に置換してもよい。
また、第１減速機構５４及び第２減速機構５６は、図２のように第１アクチュエータ２２の中に中空軸２８ａ、２８ｂが延び、第２アクチュエータ４２の中に中空軸４８ａ、４８ｂが延びる構成にも適用できる。
【００３９】
＜実施形態２＞
図５は、本発明の実施形態２によるロボット１１０の概略断面図である。実施形態２では、参照番号を１００番台で付けている。実施形態２で使用する第１アクチュエータ１２２及び第２アクチュエータ１４２は、実施形態１の第１アクチュエータ２２及び第２アクチュエータ４２と同じである。また、実施形態２の第１授側パッド１２４、第１受側パッド１２６、第２授側パッド１４４及び第２受側パッド１４６も、実施形態１の第１授側パッド２４、第１受側パッド２６、第２授側パッド４４及び第２受側パッド４６と同じである。実施形態２の基台１１６、電源１３５、制御装置１３６及び供給ケーブル１３７も、実施形態１の基台１６、電源３５、制御装置３６及び供給ケーブル３７と同じである。第１授側パッド１２４、第１受側パッド１２６、第２授側パッド１４４及び第２受側パッド１４６の取り付け方法も、実施形態１と同じである。
【００４０】
図５に示すように、ロボット１１０は、第１アーム１１２と第２アーム１１４とを有する。第１アーム１１２と第２アーム１１４の外形はほぼ同一で、円筒形状である。ロボット１１０は基台１１６に設けられている。基台１１６は、床１１７に設置される本体１１６ａと、本体１１６ａの左上から延出する支持部１１６ｂとを有する。ロボット１１０の第１アーム１１２が、基台１１６の支持部１１６ｂに取り付けられている。
ロボット１１０は、基台１１６と第１アーム１１２との間に第１関節部１１８を有している。第１関節部１１８はフランジ部１１８ａを有している。フランジ部１１８ａをボルト（図示せず）によって基台１１６の支持部１１６ｂに固定することにより、第１関節部１１８は基台１１６の支持部１１６ｂに固定される。
【００４１】
また、ロボット１１０は、第１アーム１１２と第２アーム１１４の間に第２関節部１２０を有している。第２関節部１２０はフランジ部１２０ａを有している。フランジ部１２０ａをボルト（図示せず）によって第１アーム１１２の表面に固定することにより、第２関節部１２０は第１アーム１１２に固定される。
第１アーム１１２は、第１関節部１１８を介して、基台１１６の支持部１１６ｂから水平に延びている。第１関節部１１８は中空円筒部材である。第２アーム１１４は、第２関節部１２０を介して、第１アーム１１２の右端部近傍から上方向に延びている。第２関節部１２０も中空円筒部材である。本実施形態のロボット１１０は、２つのアーム１１２及び１１４を有する多関節ロボットである。基台１１６の支持部１１６ｂの右側面には、第１コネクタ１１９が設けられている。
【００４２】
ロボット１１０から隔てられた位置に、電源１３５及び制御装置１３６が設けられている。ロボット１１０には、電源１３５及び制御装置１３６から供給ケーブル１３７を介して、電力及び制御信号が供給される。ロボット１１０から制御装置１３６に送信される信号（例えば、アクチュエータの回転速度等の検出信号）も、供給ケーブル１３７を通る。供給ケーブル１３７は、基台１１６の中を通って、第１関節部１１８の近傍まで延びる（図６）。
【００４３】
＜第１アーム＞
図６は、図５のロボット１１０の概略断面図である。図６に示すように、第１アーム１１２の中に第１アクチュエータ１２２が設けられている。第１アクチュエータ１２２は、第１アーム１１２の左側に位置している。本実施形態では、第１関節部１１８が第１アクチュエータ１２２の出力軸として用いられる。第１アクチュエータ１２２は例えば、ダイレクトドライブモータである。第１アクチュエータ１２２は、ロータ、ステータ及びコイル（図示せず）を有している。また、第１アクチュエータ１２２は、ロータ、ステータ及びコイルを収容する筐体を有している。第１アクチュエータ１２２の筐体は、第１アーム１１２に結合しており、第１アーム１１２と共に回転する。つまり、第１アクチュエータ１２２のロータが回転すると、基台１１６に対して第１アクチュエータ１２２の筐体が回転し、第１アーム１１２も回転する。第１アーム１１２の回転は、第１アクチュエータ１２２の出力軸である第１関節部１１８を中心とした回転である。図５では、第１アーム１１２の回転は、軸Ｊ１回りの回転として示されている。
【００４４】
第１アーム１１２の中には、第１アクチュエータ１２２だけでなく、一対の非接触給電パッドである第１授側パッド１２４と第１受側パッド１２６も設けられている。第１授側パッド２４は、第１アクチュエータ１２２の右に位置し、第１受側パッド１２６は第１授側パッド１２４の右に位置している。第１授側パッド１２４と第１受側パッド１２６は、所定間隔を有して設けられている。つまり、第１授側パッド１２４と第２受側パッド１２６は、非接触である。第１授側パッド１２４の上方において、第１アーム１１２の外周面１１２ａには第２コネクタ１２７が設けられている。第１授側パッド１２４と第１受側パッド１２６をまとめて、第１非接触給電ユニット１３２と称する。
【００４５】
第１アクチュエータ１２２の中心側には、第１アクチュエータ１２２をその中心軸に沿って貫通する中空軸１２８が設けられている。中空軸１２８の左端は、第１関節部１１８に挿入され、第１関節部１１８に固定されている。また、第１授側パッド１２４は、中空軸１２８の右端に固定されている。第１授側パッド１２４は、第１ケーブル１２９によって第１コネクタ１１９に接続されている。第１ケーブル１２９は、中空軸１２８の中を延びている。
第１受側パッド１２６と第１アクチュエータ１２２は、第２ケーブル１３０により接続されている。第２ケーブル１３０は、第１アーム１１２に埋設されている。第１受側パッド１２６は、第１アーム１１２と結合されており、第１アーム１１２と共に回転する。第１受側パッド１２６と第２コネクタ１２７は、第３ケーブル１３１により接続されている。第３ケーブル１３１は、第１アーム１１２に埋設されている。
【００４６】
供給ケーブル１３７は、基台１１６の本体１１６ａ及び支持部１１６ｂを通って、第１コネクタ１１９まで延びている。よって、図５及び図６に示すように、電源１３５及び制御装置１３６から供給されてくる電力及び信号は、供給ケーブル１３７を通って第１コネクタ１１９に伝達され、第１コネクタ１１９から第１ケーブル１２９を通って第１授側パッド１２４に伝達される。その後、電力及び信号は、第１授側パッド１２４から非接触で第１受側パッド１２６に伝達される。そして、電力及び信号は、第１受側パッド１２６から第２ケーブル１３０を通って第１アクチュエータ１２２に伝達されると共に、第２ケーブル１３０から分岐した第３ケーブル１３１を通って第２コネクタ１２７に伝達される。第１アクチュエータ１２２は、伝達された電力及び信号により回転駆動される。
供給ケーブル１３７と第１アーム１１２との電気的な接続は、第１コネクタ１１９のみを用いて行われる。
尚、第２ケーブル１３０は途中から分岐せずに、初めから２本のケーブルに分けてもよい。例えば、１本目のケーブルで第１受側パッド１２６と第２コネクタ１２７とを接続し、２本目のケーブルで第１受側パッド１２６と第１アクチュエータ１２２とを接続するように構成してもよい。あるいは、１本目のケーブルで第１受側パッド１２６と第１アクチュエータ１２２とを接続し、２本目のケーブルで第１アクチュエータ１２２と第２コネクタ１２７とを接続するように構成してもよい。
【００４７】
＜第２アーム＞
第２アーム１１４の中に第２アクチュエータ１４２が設けられている。第２アクチュエータ１４２は、第２アーム１１４の下側に位置している。本実施形態では、第２関節部１２０が第２アクチュエータ１４２の出力軸として用いられる。第２アクチュエータ１４２の筐体は、第２アーム１１４に結合しており、第２アーム１１４と共に回転する。つまり、第２アクチュエータ１４２のロータが回転すると、第２アクチュエータ１４２の筐体が回転し、第２アーム１１４も回転する。第２アーム１１４の回転は、第２アクチュエータ１２２の出力軸である第２関節部１２０を中心とした回転である。図５では、第２アーム１１４の回転は、軸Ｊ２回りの回転として示されている。
【００４８】
第２アーム１１４の中には、第２アクチュエータ１４２だけでなく、一対の非接触給電パッドである第２授側パッド１４４と第２受側パッド１４６も設けられている。第２授側パッド１４４は、第２アクチュエータ１４２の上に位置し、第２受側パッド１４６は授側パッド１４４の上に位置している。第２授側パッド１４４と第２受側パッド１４６は、所定間隔を有して設けられている。つまり、第２授側パッド１４４と第２受側パッド１４６は、非接触である。第１アーム１１４の中に設けられている第２授側パッド１４４と第２受側パッド１４６は、第１アーム１１２の中に設けられている第１授側パッド１２４と第１受側パッド１２６と同じ形状及び機能を有する。第２授側パッド１４４と第２受側パッド１４６をまとめて、第２非接触給電ユニット１５１と称する。
第２アーム１１４の外周面１１４ａには第３コネクタ１４７が設けられている。
【００４９】
第２アクチュエータ１４２の中には、第２アクチュエータ１４２をその中心軸に沿って貫通する中空軸１４８が設けられている。中空軸１４８の下端は第２関節部１２０に挿入されている。中空軸１４８は第２関節部１２０に固定されている。また、第２授側パッド１４４は、中空軸２８の上端に固定されている。第２授側パッド１４４は、第４ケーブル１４９によって第２コネクタ１２７に接続されている。第４ケーブル１４９は、中空軸１４８の中を延びている。
第２受側パッド１４６と第２アクチュエータ１４２は、第５ケーブル１５０により接続されている。第５ケーブル１５０は、第２アーム１１４に埋設されている。第２受側パッド１４６は、第２アーム１１４と結合されており、第２アーム１１４と共に回転する。
第２受側パッド１４６は、第６ケーブル１５３により第３コネクタ１４７に接続されている。
【００５０】
図５及び図６に示すように、電源１３５及び制御装置１３６からの電力及び信号は、上述したように、第１アーム１１２を通った後、第２コネクタ１２７に到達する。当該電力及び信号は、第２コネクタ１２７から第４ケーブル１４９を通って第２授側パッド１４４に伝達され、第２授側パッド１４４から非接触で第２受側パッド１４６に伝達される。そして、電力及び信号は、第２受側パッド１４６から第５ケーブル１５０を通って第２アクチュエータ１４２に伝達される。第２アクチュエータ１４２は、伝達された電力及び信号により回転駆動される。
第１アーム１１２と第２アーム１１４の電気的な接続は、第２コネクタ１２７のみを用いて行われる。
【００５１】
尚、図５及び図６では、２本のアーム１１２及び１１４を有するロボット１１０が示されているが、第２アーム１１４に第３アームを取り付けることもできる。第３アームが第２アーム１１４に取り付けられる場合、第３アームのケーブルが、第３コネクタ１４７に接続される。また、第３アームの代わりに、第２アーム１１４にエンドエフェクタを取り付けてもよい。第３アームまたはエンドエフェクタへの電力及び信号は、第２受側パッド１４６から、第５ケーブル１５０から分岐した第６ケーブル１５３を通って供給される。
尚、第５ケーブル１５０は途中から分岐せずに、初めから２本のケーブルに分けてもよい。例えば、１本目のケーブルで第２受側パッド１４６と第３コネクタ１４７とを接続し、２本目のケーブルで第２受側パッド１４６と第２アクチュエータ１４２とを接続するように構成してもよい。あるいは、１本目のケーブルで第２受側パッド１４６と第２アクチュエータ１４２とを接続し、２本目のケーブルで第２アクチュエータ１４２と第３コネクタ１４７とを接続するように構成してもよい。
【００５２】
＜実施形態２の効果＞
以上説明したように、本実施形態のロボット１１０では、第１アーム１１２の中に第１アクチュエータ１２２、第１授側パッド１２４、第１受側パッド１２６、第２コネクタ１２７、第１ケーブル１２９、第２ケーブル１３０及び第３ケーブル１３１が設けられている。また、第２アーム１１４の中に第２アクチュエータ１４２、第２授側パッド１４４、第２受側パッド１４６、第３コネクタ１４７、第４ケーブル１４９、第５ケーブル１５０及び第６ケーブル１５３が設けられている。さらに、第１アーム１１２を基台１１６に取り付ける際には、第１ケーブル１２９を第１コネクタ１１９に接続し、第１関節部１１８のフランジ部１１８ａを基台１１６の支持部１１６ｂに固定すればよい。また、第２アーム１１４を第１アーム１１２に取り付ける際には、第４ケーブル１４９を第２コネクタ１２７に接続し、第２関節部１２０のフランジ部１２０ａを第１アーム１１２に固定すればよい。よって、第１アーム１１２の取り付け作業を容易に行うことができると共に、第２アーム１１４の追加作業（第１アーム１１２への取り付ける作業）を容易に行うことができる。
本実施形態では、第１授側パッド１２４、第１受側パッド１２６、第１関節部１１８、第１アーム１１２、第１アクチュエータ１２２、中空軸１２８、第１ケーブル１２９、第２ケーブル１３０、第３ケーブル１３１、及び第２コネクタ１２７をまとめて非接触給電式回転モジュールと称する。つまり、本実施形態によれば、多関節ロボットの関節及びその先のアームを容易に追加していくことが可能な非接触給電式回転モジュールが提供される。
【００５３】
また、本実施形態では、アーム１１２、１１４内に非接触給電ユニット１３２、１５１を設けることでアクチュエータ１２２、１４２への給電や通信を非接触で行うことができる。その結果、ケーブルの断線の防止やアーム１１２、１１４の無限回転を可能にしている。本実施形態ではケーブル（有線）を非接触給電ユニット１３２、１５１に置き換え、授側パッド１２４、１４４に繋がるケーブル１２９、１４９は、ケーブル１３０、１３１、１５０、１５３と分離される（ケーブル１３０、１３１、１５０、１５３はアーム１１２、１１４の内部に格納されている）ので、ケーブル１２９、１４９は回動しない（捩じれない）。
【００５４】
＜第１変形例＞
図７は実施形態２の第１変形例のロボット１１０Ａを示す概略図である。以下、実施形態２との相違点を説明する。実施形態２と同様な要素には同じ参照番号を付けている。
図６に示した実施形態２では、第１アーム１１２と第２アーム１１４の外形はほぼ同一でとしたが、第１アーム１１２の形状は第２アーム１１４の形状とは異なってもよい。例えば、図７に示すように、第１アーム１１２は円筒形状の本体の外周面１１２ａに、突出部１５２を有してもよい。突出部１５２は、第１アーム１１２の外周面１１２ａにおいて、第１アーム１１２と第２関節部１２０の間に位置する。そして、第１コネクタ１１９が突出部１５２に設けられている。このような構造にすると、第１アーム１１２と第２アーム１１４の距離を大きくすることができる。また、第１コネクタ１１９を第１アーム１１２から離すことができるので、第２アーム１１４を第１アーム１１２に追加する際の作業スペースを確保することができる。
【００５５】
＜第２変形例＞
図８は実施形態２の第２変形例のロボット１１０Ｂを示す概略図である。以下、実施形態２との相違点を説明する。実施形態２と同様な要素には同じ参照番号を付けている。第２変形例では、アクチュエータとしてダイレクトドライブモータを使用してよいし、通常のステッピングモータを使用してもよい。また、ロボット１１０Ｂは、図５で示したように、供給ケーブル１３７を介して電源１３５及び制御装置１３６に接続されているとする。
【００５６】
図６の構造では、第１アクチュエータ１２２と第１関節部１１８は直結されていたが、図８の構造では、第１アクチュエータ１２２Ａと第１関節部１１８の間に第１減速機構１５４が設けられている。第１減速機構１５４は、ギア減速機構であり、第１ギア１５４ａ、第２ギア１５４ｂ及び第３ギア１５４ｃを有する。また、図６の構造では、第２アクチュエータ１４２と第２関節部１２０は直結されていたが、図８の構造では、第２アクチュエータ１４２Ａと第２関節部１２０の間に第２減速機構１５６が設けられている。第２減速機構１５６も、ギア減速機構であり、第１ギア１５６ａ、第２ギア１５６ｂ及び第３ギア１５６ｃを有する。
【００５７】
さらに、図８の第１アーム１１２Ａの中における第１アクチュエータ１２２Ａ、第１授側パッド１２４及び第１受側パッド１２６の配置は、図６とは異なっており、第２アーム１１４Ａの中における第２アクチュエータ１４２Ａ、第２授側パッド１４４及び第２受側パッド１４６の配置は、図６とは異なっている。また、図８の第１アーム１１２Ａは、基台１６より上に延びている。図８の第１アーム１１２Ａと第２アーム１１４Ａは同じ構造を有している。図８の構造では、第１アクチュエータ１２２Ａを貫通する中空軸１２８も設けられていない。第２アクチュエータ１４２Ａを貫通する中空軸１４８も設けられていない。
【００５８】
図８に示すように、第２変形例では、第１関節部１１８は、基台１１６の支持部１１６ｂの右側面から第１アーム１１２Ａの中にまで延びている。第１アーム１１２Ａの中において、第１関節部１１８の外周には第１ギア１５４ａが設けられており、第１関節部１１８の右端には第１授側パッド１２４が取り付けられている。第１ギア１５４ａは第２ギア１５４ｂに噛み合い、第２ギア１５４ｂは第３ギア１５４ｃに噛み合っている。第１授側パッド１２４の右には、所定間隔をおいて、第１受側パッド１２６が設けられている。第１受側パッド１２６は第２ケーブル１３０により第１アクチュエータ１２２Ａに接続されている。第１アクチュエータ１２２Ａの軸１２２ｂは第３ギア１５４ｃに結合されている。第２ギア１５４ｂは図示しない支持部材により支持されている。
【００５９】
また、第１受側パッド１２６は、第３ケーブル１３１により第２コネクタ１２７に接続されている。第２変形例では、第１コネクタ１１９から延びる第１ケーブル１２９は、中空円筒部材である第１関節部１１８の中空部を通って第１授側パッド１２４に接続されている。第２コネクタ１２７は、第１アクチュエータ１２２Ａの上方において、第１アーム１１２Ａの外周面１１２ａに設けられている。
【００６０】
第２関節部１２０は、第１アーム１１２の外周面１１２ａから第２アーム１１４の中にまで延びている。第２アーム１１４の中において、第２関節部１２０の外周には第１ギア１５６ａが設けられており、第２関節部１１８の上端には第２授側パッド１４４が取り付けられている。第１ギア１５６ａは第２ギア１６４ｂに噛み合い、第２ギア１５６ｂは第３ギア１５６ｃに噛み合っている。第２授側パッド１４４の上には、所定間隔をおいて、第２受側パッド１４６が設けられている。第２受側パッド１４６は第５ケーブル１５０により第２アクチュエータ１４２Ａに接続されている。第２アクチュエータ１４２Ａの軸１４２ｂは第３ギア１６４ｃに結合されている。第２ギア１５６ｂは図示しない支持部材により支持されている。第２変形例では、第２コネクタ１２７から延びる第４ケーブル１４９は、中空円筒部材である第２関節部１１８の中空部を通って第２授側パッド１４４に接続されている。
【００６１】
電源１３５及び制御装置１３６（図５参照）からの電力及び信号は、供給ケーブル１３７を通って第１コネクタ１１９に伝達され、第１コネクタ１１９から第１ケーブル１２９を通って第１授側パッド１２４に伝達される。その後、電力及び信号は、第１授側パッド１２４から非接触で第１受側パッド１２６に伝達される。そして、電力及び信号は、第１受側パッド１２６から第２ケーブル１３０を通って第１アクチュエータ１２２Ａに伝達されると共に、第２ケーブル１３０から分岐した第３ケーブル１３１を通って第２コネクタ１２７伝達される。第１アクチュエータ１２２Ａは、伝達された電力及び信号により回転駆動される。この際、第１減速機構１５４により、第１アクチュエータ１２２Ａの回転は減速される。
【００６２】
第２コネクタ１２７に到達した電力及び信号は、第２コネクタ１２７から第４ケーブル１４９を通って第２授側パッド１４４に伝達され、第２授側パッド１４４から非接触で第２受側パッド１４６に伝達される。そして、電力及び信号は、第２受側パッド１４６から第５ケーブル１５０を通って第２アクチュエータ１４２Ａに伝達される。第２アクチュエータ１４２Ａは、伝達された電力及び信号により回転駆動される。この際、第２減速機構１５６により、第２アクチュエータ１４２Ａの回転は減速される。
【００６３】
第２変形例によれば、実施形態２の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
第１アーム１１２Ａ内に第１減速機構１５４を設けたので、第１アクチュエータ１２２Ａの位置を第１関節部１１８の中心軸からオフセットすることができる。この配置により、第１アクチュエータ１２２Ａの中に、中空軸１２８を設ける必要がなくなる。また、第１アーム１１２Ａ内に第１減速機構１５４を設けたので、第１アクチュエータ１２２Ａの回転を減速することができる。
また、第２アーム１１４Ａ内に第２減速機構１５６を設けたので、第２アクチュエータ１４２Ａの位置を第２関節部１２０の中心軸からオフセットすることができる。この配置により、第２アクチュエータ１４２Ａの中に、中空軸１４８を設ける必要がなくなる。また、第２アーム１１４Ａ内に第２減速機構１５６を設けたので、第２アクチュエータ１４２Ａの回転を減速することができる。
尚、第１減速機構１５４及び第２減速機構１５６の各々は、プーリとベルトからなる減速機構に置換してもよい。
また、第１減速機構１５４及び第２減速機構１５６は、図６及び図７のように第１アクチュエータ１２２の中に中空軸１２８が延び、第２アクチュエータ１４２の中に中空軸１４８が延びる構成にも適用できる。
【００６４】
＜実施形態３＞
図９は、本発明の実施形態３によるロボット２１０の概略断面図である。実施形態３では、参照番号を２００番台で付けている。実施形態３で使用する第１アクチュエータ２２２及び第２アクチュエータ２４２は、実施形態１の第１アクチュエータ２２及び第２アクチュエータ４２と同じである。また、実施形態３の第１授側パッド２２４、第１受側パッド２２６、第２授側パッド２４４及び第２受側パッド２４６も、第１実施形態の第１授側パッド２４、第１受側パッド２６、第２授側パッド４４及び第２受側パッド４６と同じである。実施形態３の電源２３５及び制御装置２３６も、実施形態１の電源３５及び制御装置３６と同じである。第１授側パッド２２４、第１受側パッド２２６、第２授側パッド２４４及び第２受側パッド２４６の取り付け方法も、実施形態１と同じである。
【００６５】
図９に示すように、ロボット２１０は、第１アーム２１２と第２アーム２１４を有する。第２アーム２１４は、Ｌ字状のリンク部材２１５により第１アーム２１２に接続されている。第１アーム２１２と第２アーム２１４の外形はほぼ同一で、円筒形状である。ロボット２１０は基台２１６に設けられている。リンク部材２１５は、第１アーム２１２に固定されており、第１アーム２１２と共に動く。
基台２１６は、床２１７に設置される本体２１６ａと、本体２１６ａの左上から延出する支持部２１６ｂと、本体２１６ａの右側面から上方に延出する延出部２１６ｃとを有する。延出部２１６ｃは、第１アーム２１２の右側面に対向するように設けられている。
【００６６】
ロボット２１０の第１アーム２１２が、基台２１６の支持部２１６ｂに取り付けられている。ロボット２１０は、基台２１６と第１アーム２１２との間に第１関節部２１８を有し、リンク部材２１５と第２アーム２１４の間に第２関節部２２０を有している。第１アーム２１２は、第１関節部２１８を介して、基台１６の支持部２１６ｂの右に位置している。第１アーム２１２は、延出部２１６ｃと所定距離だけ隔てられている。第１関節部２１８は（中実）円筒部材である。Ｌ字状のリンク部材２１５は、第１アーム２１２の左上部から上方に延びる垂直部分２１５ａと、垂直部分２１５ａから水平に延びる水平部分２１５ｂとを有する。水平部分２１５ｂの右端に、第２関節部２２０が設けられている。第２関節部２２０は下方に延びている。
【００６７】
第２アーム２１４は、第２関節部２２０の下端に位置している。また、第２アーム２１４は、リンク部材２１５の垂直部分２１５ａの右に位置し、且つ、水平部分２１５ｂの下に位置している。本実施形態のロボット２１０は、２つのアーム２１２及び２１４を有する多関節ロボットである。第１関節部２１８はフランジ部２１８ａを有している。フランジ部２１８ａをボルトにより、基台２１６の支持部２１６ｂに固定することにより、第１関節部２１８を支持部２１６ｂに取り付けることができる。
基台２１６の延出部２１６ｃの左側面には、第１授側パッド２２４が設けられている。第１授側パッド２２４と対になる第１受側パッド２２６は、第１アーム２１２の右側面に設けられている。第１授側パッド２２４と第１受側パッド２２６をまとめて、第１非接触給電ユニット２３２と称する。
【００６８】
＜第１アーム＞
図９に示すように、第１アーム２１２の中に第１アクチュエータ２２２が設けられている。第１アクチュエータ２２２は、第１アーム２１２の左下側に位置している。本実施形態では、第１関節部２１８が第１アクチュエータ２２２の出力軸として用いられる。第１アクチュエータ２２２の筐体は、第１アーム２１２に結合しており、第１アーム２１２と共に回転する。つまり、第１アクチュエータ２２２のロータが回転すると、基台２１６に対して第１アクチュエータ２２２の筐体が回転し、第１アーム２１２も回転する。第１アーム２１２の回転は、第１アクチュエータ２２２の出力軸である第１関節部２１８を中心とした回転である。
【００６９】
第１アーム２１２の中には、第１アクチュエータ２２２の右に、第１受側パッド２２６が設けられている。第１受側パッド２２６は、第１授側パッド２２４と対向する位置に設けられる。第１アーム２１２と基台２１６の延出部２１６ｃは隔てられているので、第１授側パッド２２４と第１受側パッド２２６の間には、所定間隔が設けられる。
【００７０】
第１受側パッド２２６からは第１ケーブル２３０が延びており、第１ケーブル２３０は第１分岐ケーブル２３０ａと第２分岐ケーブル２３０ｂに分岐している。第１受側パッド２２６と第１アクチュエータ２２２は、第１ケーブル２３０と第１分岐ケーブル２３０ａにより接続されている。第１ケーブル２３０、第１分岐ケーブル２３０ａ及び第２分岐ケーブル２３０ｂは、第１アーム２１２に埋設されている。第１受側パッド２２６は、第１アーム２１２と結合されており、第１アーム２１２と共に回転する。
【００７１】
第１アーム２１２の上端には窪み部２３３が設けられている。窪み部２３３には、第２授側パッド２４４が取り付けられる。第２授側パッド２４４は第１アーム２１２に取り付けられているが、第２アーム２１４に電力及び信号を送信するために設けられたパッドである。第２授側パッド２４４は、第１アーム２１２と結合しており、第１アーム２１２と共に回動する。第２授側パッド２４４は、例えば、第１アーム１２に貼り付けられるか、ボルトにより固定される。第１受側パッド２２６と第２授側パッド２４４は、第１ケーブル２３０及び第２分岐ケーブル２３０ｂにより接続されている。尚、第１ケーブル２３０は途中から分岐せずに、初めから２本のケーブルに分けてもよい。あるいは、２本のケーブルのケーブルを用いて、１本目のケーブルで第１受側パッド２２６と第１アクチュエータ２２２とを接続し、２本目のケーブルで第１アクチュエータ２２２と第２授側パッド２４４とを接続するように構成してもよい。
【００７２】
本実施形態では、電源２３５及び制御装置２３６は、ロボット２１０の右側に位置している。電源２３５及び制御装置２３６からロボット２１０に繋がる供給ケーブル２３７は、基台２１６の本体２１６ａ及び延出部２１６ｃを通って、第１授側パッド２２４まで延びている。よって、電源２３５及び制御装置２３６から供給されてくる電力及び信号は、供給ケーブル２３７を通って第１授側パッド２２４に伝達される。その後、電力及び信号は、第１授側パッド２２４から非接触で第１受側パッド２２６に伝達される。そして、電力及び信号は、第１受側パッド２２６から第１ケーブル２３０及び第１分岐ケーブル２３０ａを通って第１アクチュエータ２２２に伝達される。第１アクチュエータ２２２は、伝達された電力及び信号により回転駆動される。また、電力及び信号は、第１受側パッド２２６から第１ケーブル２３０及び第２分岐ケーブル２３０ｂを通って第２授側パッド２４４に伝達される。
【００７３】
＜第２アーム＞
図９に示すように、第２アーム２１４の中に第２アクチュエータ２４２が設けられている。第２アクチュエータ２４２は、第２アーム２１４の上側に位置している。本実施形態では、第２関節部２２０が第２アクチュエータ２４２の出力軸として用いられる。第２アクチュエータ２４２の筐体は、第２アーム２１４に結合しており、第２アーム２１４と共に回転する。つまり、第２アクチュエータ２４２のロータが回転すると、第２アクチュエータ２４２の筐体が回転し、第２アーム２１４も回転する。第２アーム２１４の回転は、第２アクチュエータ２２２の出力軸である第２関節部２２０を中心とした回転である。
【００７４】
第２アーム２１４の中には、第２アクチュエータ２４２だけでなく、第２受側パッド２４６も設けられている。第２授側パッド２４４と第２受側パッド２４６をまとめて、第２非接触給電ユニット２５１と称する。
第２受側パッド２４６は第２授側パッド２４４の上方に位置している。第２アーム２１４は、第１アーム２１２から隔てられており、第２受側パッド２４６は第２授側パッド２４４と対向するように位置している。第２授側パッド２４４と第２受側パッド２４６は、所定間隔を有して設けられており、第２授側パッド２４４と第２受側パッド２４６は、非接触である。
第２関節部２２０はフランジ部２２０ａを有している。フランジ部２２０ａをボルトにより、リンク部材２１５の水平部２１５ｂに固定することにより、第２関節部２２０をリンク部材２１５に取り付けることができる。つまり、フランジ部２２０ａをボルトにより、リンク部材２１５の水平部２１５ｂに固定することにより、第２アーム２１４をリンク部材２１５に取り付けることができる。
【００７５】
第２受側パッド２４６からは第２ケーブル２４９が延びており、第２ケーブル２４９は第３分岐ケーブル２４９ａと第４分岐ケーブル２４９ｂに分岐している。第２受側パッド２４６と第２アクチュエータ２４２は、第２ケーブル２４９と第３分岐ケーブル２４９ａにより接続されている。第２ケーブル２４９、第３分岐ケーブル２４９ａ及び第４分岐ケーブル２４９ｂは、第２アーム２１２に埋設されている。第２受側パッド２４６は、第２アーム２１４と結合されており、第２アーム２１４と共に回転する。
尚、第２ケーブル２４９は途中から分岐せずに、初めから２本のケーブルのケーブルに分けてもよい。あるいは、２本のケーブルを用いて、１本目のケーブルで第２受側パッド２４６と第２アクチュエータ２４２とを接続し、２本目のケーブルで第２アクチュエータ２４２と次の授側パッド（例えば後述の第３授側パッドＳ）とを接続するように構成してもよい。
【００７６】
第２アーム２１４の右端には窪み部２５３が設けられている。窪み部２５３には、２点鎖線で示すように、第３授側パッドＳを取り付けることができる。第３授側パッドＳが取り付けられた場合、第３授側パッドＳは、第２ケーブル２４９及び第４分岐ケーブル２４９ｂにより、第２受側パッド２４６に接続される。
【００７７】
電源２３５及び制御装置２３６からの電力及び信号は、上述したように、第１アーム２１２を通って第２授側パッド２４４に伝達され、第２授側パッド２４４から非接触で第２受側パッド２４６に伝達される。そして、電力及び信号は、第２受側パッド２４６から第２ケーブル２４９及び第３分岐ケーブル２４９ａを通って第２アクチュエータ２４２に伝達される。第２アクチュエータ２４２は、伝達された電力及び信号により回転駆動される。
【００７８】
＜実施形態３の効果＞
以上説明したように、本実施形態の非接触給電モジュールを備えたロボット２１０によれば、第１アーム２１２を基台２１６に取り付ける際には、第１授側パッド２２４を基台２１６の延出部２１６ｃに固定し、第１関節部２１８のフランジ部２１８ａを基台２１６の支持部２１６ｂに固定すればよい。また、第２アーム２１４を第１アーム２１２に取り付ける際には、第２授側パッド２４４を第１アーム２１２に固定し、第２関節部２２０のフランジ部２２０ａをリンク部材２１５に固定すればよい。よって、第１アーム２１２の取り付け作業を容易に行うことができると共に、第２アーム２１４の追加作業（第１アーム２１２への取り付ける作業）を容易に行うことができる。
本実施形態では、第１授側パッド２２４、第１受側パッド２２６、第１関節部２１８、第１アーム２１２、第１アクチュエータ２２２、第１ケーブル２３０、第１分岐ケーブル２３０ａ及び第２分岐ケーブル２３０ｂをまとめて非接触給電式回転モジュールと称する。つまり、本実施形態によれば、多関節ロボットの関節及びその先のアームを容易に追加していくことが可能な非接触給電式回転モジュールが提供される。
【００７９】
また、本実施形態では、非接触給電ユニット２３２、２５１を用いることでアクチュエータ２２２、２４２への給電や通信を非接触で行うことができるようになり、ケーブルの断線の防止や関節部の回転を可能にしている。本実施形態では関節部２１８、２２０にケーブル（有線）を設けていない。非接触給電ユニット１３２と１５１の間のケーブル２３０、２３０ａ、２３０ｂは第１アーム２１２の内部に格納することで、ケーブル２３０、２３０ａ、２３０ｂは回動しない（捩じれない）。
【００８０】
＜変形例＞
図１０は実施形態３の変形例のロボット２１０Ａを示す概略断面図である。以下、実施形態３（図９）との相違点を説明する。実施形態３と同様な要素には同じ参照番号を付けた。変形例では、アクチュエータとしてダイレクトドライブモータを使用してよいし、通常のステッピングモータを使用してもよい。また、ロボット２１０Ａは、図９で示したように、供給ケーブル２３７を介して電源２３５及び制御装置２３６に接続されているとする。
【００８１】
図１０の構造では、第１アクチュエータ２２２Ａの軸２２２ｂと、第１関節部２１８との間に、第１減速機構２５４が設けられている。第１減速機構２５４は、ギア減速機構であり、第１ギア２５４ａ、第２ギア２５４ｂ及び第３ギア２５４ｃを有する。また、図１０の構造では、第２アクチュエータ２４２Ａの軸２４２ｂと第２関節部２２０との間に、第２減速機構２５６が設けられている。第２減速機構２５６も、ギア減速機構であり、第１ギア２５６ａ、第２ギア２５６ｂ及び第３ギア２５６ｃを有する。図１０の第１アーム２１２Ａの中には、第１減速機構２５４が設けられているので、第１アーム２１２Ａの形状は、図９の第１アーム２１２とは異なっている。また、図１０の第２アーム２１４Ａの中には、第２減速機構２５６が設けられているので、第２アーム２１４Ａの形状は、図９の第２アーム２１４とは異なっている。図１０の第１アーム２１２Ａの中における第１アクチュエータ２２２Ａの配置と、第２アーム２１４Ａの中における第２アクチュエータ２４２Ａの配置は、図９とは異なっている。
【００８２】
図１０に示すように、この変形例では、第１関節部１１８が第１アーム１１２Ａの中に延びている。そして、第１アーム２１２の中において、第１関節部１１８の右端に第１ギア２５４ａが設けられている。第１ギア２５４ａは第２ギア２５４ｂに噛み合い、第２ギア２５４ｂは第３ギア２５４ｃに噛み合っている。第２アクチュエータ２２２Ａの軸２２２ｂは第３ギア２５４ｃに結合されている。第２ギア２５４ｂは図示しない軸に支持されている。
第１受側パッド２２６は第１ケーブル２３０及び第１分岐ケーブル２３０ａにより第１アクチュエータ２２２Ａに接続されている。第２分岐ケーブル２３０ｂは、第２授側パッド２４４に接続されている。
【００８３】
第２関節部２２０及び第２アーム２１４Ａの構成は、第１関節部２１８及び第１アーム２１２Ａと同様である。
第２関節部２２０が第２アーム２１４Ａの中に延びている。そして、第２アーム２１４Ａの中において、第２関節部２２０の下端に、第２減速機構２５６の第１ギア２５６ａが設けられている。第１ギア２５６ａは第２ギア２５６ｂに噛み合い、第２ギア２５６ｂは第３ギア２５６ｃに噛み合っている。第２アクチュエータ２４２Ａの軸２４２ｂは第３ギア２５６ｃに結合されている。第２ギア２５６ｂは図示しない軸に支持されている。
第２受側パッド２４６は第２ケーブル２４９及び第３分岐ケーブル２４９ａにより第２アクチュエータ２４２Ａに接続されている。第４分岐ケーブル２４９ｂは、第３授側パッドＳに接続される。
【００８４】
電源２３５及び制御装置２３６（図９参照）からの電力及び信号は、供給ケーブル２３７から第１授側パッド２２４に伝達される。その後、電力及び信号は、第１授側パッド２２４から非接触で第１受側パッド２２６に伝達される。そして、電力及び信号は、第１受側パッド２２６から第１ケーブル２２９及び第１分岐ケーブル２２９ａを通って第１アクチュエータ２２２Ａに伝達される。当該電力及び信号により駆動される第１アクチュエータ２２２Ａの回転は、第１減速機構２５４により減速される。
第２分岐ケーブル２２９ｂを通って第２授側パッド２４４に伝達された電力及び信号は、非接触で第２受側パッド２４６に伝達される。そして、電力及び信号は、第２受側パッド２４６から第２ケーブル２４９及び第３分岐ケーブル２４９ａを通って第２アクチュエータ２４２Ａに伝達される。第２アクチュエータ２４２Ａは、伝達された電力及び信号により回転駆動される。この際、第２減速機構２５６により、第２アクチュエータ２４２Ａの回転は減速される。第４分岐ケーブル２４９ｂを通る電力及び信号は、第３授側パッドＳに伝達される。
【００８５】
上記した変形例によれば、実施形態３の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
第１アーム２１２Ａ内に第１減速機構２５４を設けたので、第１アクチュエータ２２２Ａの位置を第１関節部２１８からオフセットすることができる。この配置により、第１アーム２１２を図１０の上方向に長くすることができる。また、第１アーム２１２Ａ内に第１減速機構２５４を設けたので、第１アクチュエータ２２２Ａの回転を減速することができる。
【００８６】
また、第２アーム２１４Ａ内に第２減速機構２５６を設けたので、第２アクチュエータ２４２Ａの位置を第２関節部２２０からオフセットすることができる。この配置により、第２アーム２１４を図１０の右方向に長くすることができる。また、第２アーム２１４Ａ内に第２減速機構２５６を設けたので、第２アクチュエータ２４２Ａの回転を減速することができる。
尚、第１減速機構２５４及び第２減速機構２５６の各々は、プーリとベルトからなる減速機構に置換してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…ロボット
１２…第１アーム
１４…第２アーム
１６…基台（構造体）
１８…第１関節部
２０…第２関節部
２２…第１アクチュエータ
２４…第１授側パッド（第１供給要素）
２６…第１受側パッド（受け取り要素）
２８ａ…中空軸
２９、２９ａ…第１ケーブル
２９、２９ｂ…第２ケーブル
３２…第１非接触給電ユニット
３５…電源
３７…供給ケーブル
４２…第２アクチュエータ
４４…第２授側パッド（第２供給要素）
４６…第２受側パッド
５４…第１減速機構
５６…第２減速機構
【図１】
2020196085.tif 000003
【図２】
2020196085.tif 000004
【図３】
2020196085.tif 000005
【図４】
2020196085.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020196085.tif 000008
【図７】
2020196085.tif 000009
【図８】
2020196085.tif 000010
【図９】
2020196085.tif 000011
【図１０】
2020196085.tif 000012