(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボットの小型化を図ることができるロボットの関節構造体を提供することを目的とする。【解決手段】関節部１を介して、回動自在に連結されている、第１リンク１０及び第２リンク２０と、関節部１から離間した部分で、第１リンク１０と第２リンク２０とを連結している、直動アクチュエータ３０と、を備え、直動アクチュエータ３０は、筐体と、筐体の外表面に一体成形されている、一対の第１軸部３１Ａ、３１Ｂと、を有し、第１リンク１０は、第１軸部３１Ａ、３１Ｂにより、直動アクチュエータ３０に対して、揺動自在に軸支されていて、直動アクチュエータ３０が進退することにより、第１リンク１０が第２リンク２０に対して、揺動するように構成されている、ロボットの関節構造体。【選択図】図１
2018083255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、
前記関節部から離間した部分で、前記第１リンクと前記第２リンクとを連結している、直動アクチュエータと、を備え、
前記直動アクチュエータは、筐体と、前記筐体の外表面に一体成形されている、一対の第１軸部と、を有し、
前記第１リンクは、前記第１軸部により、前記直動アクチュエータに対して、揺動自在に軸支されていて、
前記直動アクチュエータが進退することにより、前記第１リンクが前記第２リンクに対して、相対的に揺動するように構成されている、ロボットの関節構造体。
【請求項２】
前記第１リンクは、一対の第１リンク部材を有し、
前記一対の第１リンク部材は、前記直動アクチュエータの前記筐体を挟み込むように配設されている、請求項１に記載のロボットの関節構造体。
【請求項３】
前記第１リンク部材には、貫通孔が設けられていて、
前記貫通孔には、軸受部材が配設されていて、
前記第１リンクは、前記軸受部材を介して、前記第１軸部に軸支されている、請求項２に記載のロボットの関節構造体。
【請求項４】
前記筐体は、前記軸部材を収容するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。
【請求項５】
前記直動アクチュエータは、駆動モータと、前記駆動モータの回転を前記軸部材に伝達する回転伝達部材と、をさらに有し、
前記筐体は、前記回転伝達部材を収容するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの関節構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１リンクと第２リンクとが関節部を介して連結され、第１リンクに対して第２リンクを揺動させる直動アクチュエータを備えたロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているロボットでは、電動モータと、電動モータによりベルトを介して回転駆動されるナット部材と、当該ナット部材に螺合するネジ軸と、ナット部材を収納する筐体と、を備えている。
【０００３】
そして、特許文献１に開示されているロボットでは、筐体に設けられた貫通穴に装着された軸受部材に第１リンクに設けられた支軸が嵌挿されている。これにより、筐体は、支軸の軸心周りに、揺動自在に第１リンクに支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているロボットでは、筐体に設けられた貫通穴に軸受部材を装着しているため、当該貫通穴の深さ（長さ）分で支軸を支えるため、強度が不充分となるおそれがあった。また、強度を充分に保つために、貫通穴の深さを大きくすると、筐体の厚みを大きくすることになり、直動アクチュエータ、ひいてはロボットが大型化し、未だ改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、第１リンクと第２リンクとを連結している、直動アクチュエータを備えるロボットの関節構造体において、第１リンクを軸支する軸部（第１軸部）の強度を充分に保つことができ、ロボットの小型化を図ることができる、ロボットの関節構造体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】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットの関節構造体は、関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、前記関節部から離間した部分で、前記第１リンクと前記第２リンクとを連結している、直動アクチュエータと、を備え、前記直動アクチュエータは、筐体と、前記筐体に対して軸心方向に相対的に直線運動する軸部材と、その軸心が前記軸部材の軸心上に位置するように配置され、前記筐体の外表面に一体成形されている、一対の第１軸部と、を有し、前記第１リンクは、前記第１軸部により、前記直動アクチュエータに対して、揺動自在に軸支されていて、前記直動アクチュエータが進退することにより、前記第１リンクが前記第２リンクに対して、相対的に揺動するように構成されている。
【０００８】
これにより、第１リンクを軸支する第１軸部の強度を充分に保つことができる。また、筐体の厚みを小さくすることができるため、ロボットの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のロボットの関節構造体によれば、第２リンクを軸支する第２軸部の強度を充分に保つことができ、ロボットの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すロボットの関節構造体の側面図である。
【図３】図３は、図１に示すロボットの関節構造体の側面図である。
【図４】図４は、図１に示すロボットの関節構造体の縦断面図である。
【図５】図５は、図１に示すロボットの関節構造体における直動アクチュエータの概略構成を模式的に示す左側面図である。
【図６】図６は、図５に示す直動アクチュエータの上面である。
【図７】図７は、図５に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図８は、図１に示すロボットの関節構造体における制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図９】図９は、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示すロボットの関節構造体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００１２】
（実施の形態１）
本実施の形態１に係るロボットの関節構造体は、関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、関節部から離間した部分で、第１リンクと第２リンクとを連結している、直動アクチュエータと、を備え、直動アクチュエータは、筐体と、筐体に対して軸心方向に相対的に直線運動する軸部材と、その軸心が軸部材の軸心上に位置するように配置され、筐体の外表面に一体成形されている、一対の第１軸部と、を有し、第１リンクは、第１軸部により、直動アクチュエータに対して、揺動自在に軸支されていて、直動アクチュエータが進退することにより、第１リンクが第２リンクに対して、相対的に揺動するように構成されている。
【００１３】
また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１リンクは、一対の第１リンク部材を有し、一対の第１リンク部材は、直動アクチュエータの筐体を挟み込むように配設されていてもよい。
【００１４】
また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１リンク部材には、貫通孔が設けられていて、貫通孔には、軸受部材が配設されていて、第１リンクは、軸受部材を介して、第１軸部に軸支されていてもよい。
【００１５】
さらに、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、筐体が、軸部材を収容するように構成されていてもよい。
【００１６】
以下、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の一例について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００１７】
［ロボットの構成］
図１は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。図２及び図３は、図１に示すロボットの関節構造体の側面図であり、図２は、第２リンクが起立した状態を示し、図３は、第２リンクが傾斜した状態を示す。図４は、図１に示すロボットの関節構造体の縦断面図である。
【００１８】
なお、図１においては、ロボットの関節構造体における上下方向、前後方向、及び左右方向を図における上下方向、前後方向、及び左右方向として表し、図２〜図４においては、ロボットの関節構造体における上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表している。
【００１９】
図１〜図４に示すように、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００は、第１リンク１０、第２リンク２０、直動アクチュエータ３０、及び制御装置１０１を備えていて、直動アクチュエータ３０が進退動作をすることで、第１リンク１０が第２リンク２０に対して、相対的に揺動するように構成されている。第１リンク１０と第２リンク２０は、関節部１を介して、揺動自在に連結されている。また、直動アクチュエータ３０は、関節部１部分から離間した部分で、第１リンク１０と第２リンク２０とを連結している。
【００２０】
なお、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボットの頭部分を構成し、第２リンク２０がロボットの胴体部分を構成し、関節部１がロボットの首関節を構成する形態であってもよく、第１リンク１０がロボットの下腿部分を構成し、第２リンク２０がロボットの大腿部分を構成し、関節部１がロボットの膝関節を構成する形態であってもよい。また、制御装置１０１は、ロボットの頭部分に配置されていてもよく、胴体部分に配置されていてもよく、後述する直動アクチュエータ３０の第３筐体３３内に配置されていてもよい。
【００２１】
第１リンク１０は、一対の第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂと、板状の固定部材１６と、ネジ１７と、を有している。第１リンク部材１０Ａと第１リンク部材１０Ｂは、後述する直動アクチュエータ３０の第１筐体３１を挟み込むように配設されている。固定部材１６は、第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂを跨ぐように配置されていて、ネジ１７により、第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに固定されている。
【００２２】
なお、第１リンク１０が、例えば、ロボットの頭を構成する場合には、固定部材１６にロボットの頭部分が装着されてもよく、また、固定部材１６を設けずに、直接ロボットの頭部分を第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂに固定してもよい。
【００２３】
第１リンク部材１０Ａは、ここでは、略短冊状に形成されている。また、第１リンク部材１０Ａの主面の先端部（図１等においては、上端部）には、第１貫通孔１１Ａが設けられていて、第１リンク部材１０Ａの主面の基端部（図１等においては、下端部）には、第２貫通孔１２Ａが設けられている。第１貫通孔１１Ａには、軸受部材１３Ａが嵌着されていて、第２貫通孔１２Ａには、軸受部材１４Ａが嵌着されている。なお、軸受部材１３Ａは、ボールベアリングであってもよく、軸受部材１４Ａは、ラジアルベアリングであってもよい。
【００２４】
第１リンク部材１０Ｂは、第１リンク部材１０Ａと同様に構成されていて、その主面の両端部には、第１貫通孔１１Ｂと第２貫通孔１２Ｂが、それぞれ、設けられている。第１貫通孔１１Ｂには、軸受部材１３Ｂが嵌着されていて、第２貫通孔１２Ｂには、軸受部材１４Ｂが嵌着されている。なお、軸受部材１３Ｂは、ボールベアリングであってもよく、軸受部材１４Ｂは、ラジアルベアリングであってもよい。
【００２５】
そして、第１リンク部材１０Ａの第１貫通孔１１Ａには、軸受部材１３Ａを介して、後述する直動アクチュエータ３０の第１軸部３１Ａが挿通されている。また、第１リンク部材１０Ｂの第１貫通孔１１Ｂには、軸受部材１３Ｂを介して、後述する直動アクチュエータ３０の第１軸部３１Ｂが挿通されている。これにより、第１リンク部材１０Ａは、第１軸部３１Ａにより、揺動自在に軸支され、第１リンク部材１０Ｂは、第１軸部３１Ｂにより、揺動自在に軸支される。
【００２６】
第２リンク２０は、板状に形成されている基部２０Ａ、段部２０Ｂ、及び壁部２０Ｃを有している。段部２０Ｂは、基部２０Ａの上面の前方部分に形成されていて、壁部２０Ｃは、基部２０Ａの上面の後方部分に形成されている。なお、本実施の形態１においては、後述する直動アクチュエータ３０の第２筐体３２を挟み込むことができるように、２つの壁部２０Ｃ、２０Ｃが立設されている。
【００２７】
壁部２０Ｃには、その軸心が水平方向（ここでは、左右方向）に向くように、第１貫通孔２１が設けられている。また、段部２０Ｂには、その軸心が水平方向（ここでは、左右方向）に向くように、第２貫通孔２２が設けられている（図４参照）。すなわち、第１貫通孔２１と第２貫通孔２２は、その軸心が、それぞれ、平行になるように形成されている。
【００２８】
また、段部２０Ｂの右側面と第１リンク部材１０Ａの左側面との間には、筒状のカラー４５Ａが設けられている。同様に、段部２０Ｂの左側面と第１リンク部材１０Ｂの右側面との間には、筒状のカラー４５Ｂが設けられている。具体的には、カラー４５Ａ、４５Ｂは、その軸心が、第２貫通孔２２の軸心と一致するように配設されている。これにより、第１リンク部材１０Ａ及び第１リンク部材１０Ｂは、左右方向のガタツキが抑制される。
【００２９】
第１貫通孔２１には、軸受部材２３が嵌着されている。なお、軸受部材２３は、ラジアルベアリングであってもよい。
【００３０】
第１貫通孔２１には、軸受部材２３を介して、第１軸部材４１が挿通されている。なお、第１軸部材４１は、後述する直動アクチュエータ３０の第２筐体３２に形成されている貫通孔３２Ａに嵌挿されている。これにより、直動アクチュエータ３０は、第１軸部材４１により、揺動自在に軸支される。
【００３１】
そして、第１軸部材４１、軸受部材２３、及び第２筐体３２は、ナット部材４３により、共締めされている。なお、本実施の形態１においては、第１軸部材４１が、軸受部材２３を介して、第１貫通孔２１を挿通する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、第２筐体３２の外表面に一対の軸部を設けて、当該軸部が、第１貫通孔２１を挿通する形態を採用してもよい。
【００３２】
一方、第２貫通孔２２には、第２軸部材４２が挿通されている。第２軸部材４２は、カラー４５Ａを挿通していて、軸受部材１４Ａを介して、第１リンク部材１０Ａの第２貫通孔１２Ａを挿通している。また、第２軸部材４２は、カラー４５Ｂを挿通していて、軸受部材１４Ｂを介して、第１リンク部材１０Ｂの第２貫通孔１２Ｂを挿通している。
【００３３】
そして、第２軸部材４２と、カラー４５Ａ、４５Ｂと、第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂと、は、ナット部材４４により、共締めされていて、これらの部材が、関節部１を構成する。
【００３４】
なお、本実施の形態１においては、第２軸部材４２が、軸受部材１４Ａ、１４Ｂを介して、第２貫通孔１２Ａ、１２Ｂを挿通する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、段部２０Ｂの外表面に一対の軸部を設けて、当該軸部が、第２貫通孔１２Ａ、１２Ｂを挿通する形態を採用してもよい。
【００３５】
直動アクチュエータ３０は、第１筐体３１と、第２筐体３２と、第３筐体３３と、第３筐体３３に収納されている駆動モータ（図示せず）と、第１回転伝達部材５１と、第２回転伝達部材５２と、ネジ軸６１及びナット部材６２を有するボールネジ機構と、を備えていて、駆動モータの回転を第１回転伝達部材５１、第２回転伝達部材５２を介して、ネジ軸６１に伝達し、ネジ軸６１の回転により、ナット部材６２が進退するように構成されている。
【００３６】
ここで、図５〜図７を参照しながら、直動アクチュエータ３０について、詳細に説明する。
【００３７】
図５は、図１に示すロボットの関節構造体における直動アクチュエータの概略構成を模式的に示す左側面図である。図６は、図５に示す直動アクチュエータの上面である。図７は、図５に示すＡ−Ａ線断面図である。なお、図５においては、直動アクチュエータにおける上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表し、図６及び図７においては、直動アクチュエータにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
【００３８】
図５〜図７に示すように、第１筐体３１〜第３筐体３３は、本実施の形態１においては、直方体状に形成されている。第１筐体３１と第３筐体３３は、その延伸方向が平行となるように、並設されている。第２筐体３２は、その外周面が、第１筐体３１の内周面と摺動するように配設されている。
【００３９】
第１筐体３１の外表面には、一対の第１軸部３１Ａ、３１Ｂが配設されている。具体的には、第１筐体３１の右側側面に第１軸部３１Ａが配設されていて、第１筐体３１の左側側面に第１軸部３１Ｂが配設されている。第１軸部３１Ａと第１軸部３１Ｂは、その軸心が一致するように形成されていて、本実施の形態１においては、左右方向に軸心が向くように形成されている。また、第１軸部３１Ａと第１軸部３１Ｂは、それぞれの軸心３が、ネジ軸６１の軸心６１Ａ上に位置するように、配設されている（図７参照）。より詳細には、本実施の形態１においては、水平方向（左右方向）から見て、第１軸部３１Ａと第１軸部３１Ｂは、ネジ軸６１と重なるように配設されている。さらに、第１軸部３１Ａと第１軸部３１Ｂは、第１筐体３１と一体成形されている。
【００４０】
また、第１筐体３１と第３筐体３３の基端（図５等における上端）は、蓋部材３５により閉鎖されている。蓋部材３５の後方側には、第１貫通孔３５Ａが設けられていて、蓋部材３５の前方側には、第２貫通孔３５Ｂが設けられている（図１参照）。
【００４１】
第１貫通孔３５Ａには、駆動モータの出力軸が挿通されていて、当該出力軸には、第１回転伝達部材５１が固定されている。駆動モータは、例えば、後述する制御装置１０１によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、第３筐体３３には、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
【００４２】
また、第２貫通孔３５Ｂには、ネジ軸（軸部材）６１の基端部が挿通されていて、ネジ軸６１の基端部には、第２回転伝達部材５２が固定されている。なお、第２貫通孔３５Ｂには、ネジ軸６１を軸受するための軸受部材（例えば、ボールベアリング等）が配置されていてもよい。
【００４３】
第１回転伝達部材５１と第２回転伝達部材５２は、歯合されていて、電動モータの回転が第１回転伝達部材５１を介して、第２回転伝達部材５２（ひいては、ネジ軸６１）に伝達されるように構成されている。第１回転伝達部材５１及び第２回転伝達部材５２としては、例えば、歯車であってもよい。
【００４４】
なお、本実施の形態１においては、第１回転伝達部材５１と第２回転伝達部材５２を歯合することにより、駆動モータの回転を伝達させる形態を採用したが、これに限定されず、駆動モータの回転を伝達することができれば、どのような形態を採ってもよい。例えば、第１回転伝達部材５１と第２回転伝達部材５２をプーリで構成し、当該プーリにベルトを巻きかけることにより、駆動モータの回転を伝達させる形態を採用してもよい。
【００４５】
また、第１筐体３１における内周面の上端部には、固定部材３６〜３８が固定されている。固定部材３６〜３８は、それぞれ、軸心が一致する貫通孔が設けられていて、当該貫通孔には、ネジ軸６１の基端部が嵌挿されている。これにより、ネジ軸６１は、回動自在に第１筐体３１に固定される。
【００４６】
ネジ軸６１の先端部の外表面には、ネジ溝が設けられている（図示せず）。そして、当該ネジ溝に螺合するように、ナット部材６２が配設されている。なお、ナット部材６２は、公知のボールネジ機構のナット部材と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
ナット部材６２には、第２筐体３２の基端部が固定されている。第２筐体３２の基端は、開口されていて、ネジ軸６１の先端部が挿通されている。また、第２筐体３２の先端部は閉鎖されていて、左右方向に延びる貫通孔３２Ａが設けられている。貫通孔３２Ａには、上述したように、第１軸部材４１が嵌挿されている。
【００４８】
そして、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、制御装置１０１が駆動モータを制御することにより、直動アクチュエータ３０が進退動作を行う。これにより、第１軸部３１Ａと第１軸部材４１との距離が変動して、第１リンク１０が第２リンク２０に対して、揺動する。
【００４９】
次に、制御装置１０１の構成について、図８を参照しながら説明する。
【００５０】
図８は、図１に示すロボットの関節構造体における制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【００５１】
図８に示すように、制御装置１０１は、ＣＰＵ等の演算部１０１ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１０１ｂと、サーボ制御部１０１ｃと、を備える。制御装置１０１は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。
【００５２】
なお、制御装置１０１は、集中制御する単独の制御装置１０１によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１０１によって構成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、記憶部１０１ｂが、制御装置１０１内に配置されている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部１０１ｂが、制御装置１０１と別体に設けられている形態を採用してもよい。
【００５３】
記憶部１０１ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１０１ａは、記憶部１０１ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボットの各種動作を制御する。すなわち、演算部１０１ａは、ロボットの制御指令を生成し、これをサーボ制御部１０１ｃに出力する。サーボ制御部１０１ｃは、演算部１０１ａにより生成された制御指令に基づいて、各関節に設けられているサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
【００５４】
［ロボットの関節構造体の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係る関節構造体１００の動作及び作用効果について、説明する。
【００５５】
まず、図２に示すように、第１リンク１０が起立（直立）した状態にあるとする。そして、制御装置１０１の演算部１０１ａが、記憶部１０１ｂに格納されている所定のプログラムを読み出すことにより、ナット部材６２がネジ軸６１の先端部側に移動するように、駆動モータを駆動させる。
【００５６】
これにより、直動アクチュエータ３０の第２筐体３２は、第１筐体３１から離間するように移動し、直動アクチュエータ３０は伸長する。これに従って、第１軸部３１Ａと第１軸部材４１との距離が大きくなる。そして、これに伴い、第１リンク１０は、第２リンク２０に対して、その先端部が下方に向かうように、揺動し、図３に示すように、第１リンク１０が傾斜した状態となる。
【００５７】
一方、図３に示すように、第１リンク１０が傾斜した状態にあるときに、制御装置１０１が、ナット部材６２がネジ軸６１の基端部側に移動するように、駆動モータを駆動させたとする。すると、直動アクチュエータ３０の第２筐体３２は、第１筐体３１に向かって移動し、直動アクチュエータ３０は縮退する。これに伴い、第１リンク１０は、第２リンク２０に対して、その先端部が上方に向かうように、揺動し、図２に示すように、第１リンク１０が起立した状態となる。
【００５８】
このように構成された、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１軸部３１Ａ及び第１軸部３１Ｂが、第１筐体３１と一体成形により形成されている。このため、上記特許文献１に開示されているロボットに比して、第１筐体３１に対する第１軸部３１Ａ及び第１軸部３１Ｂの強度を充分に保つことができる。
【００５９】
また、特許文献１に開示されているロボットのように、支軸の強度を充分に保つために、筐体の厚みを大きくする必要がないため、第１筐体３１の厚みを小さくすることができる。このため、本実施の形態１に係る関節構造体１００を備えるロボットを小型化することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態２に係るロボットの関節構造体は、直動アクチュエータが、駆動モータと、駆動モータの回転を軸部材に伝達する回転伝達部材と、をさらに有し、筐体が、回転伝達部材を収容するように構成されている。
【００６１】
以下、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体の一例について、図９〜図１０を参照しながら説明する。
【００６２】
［ロボットの構成］
図９は、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。図１０は、図９に示すロボットの関節構造体の側面図である。
【００６３】
なお、図９においては、ロボットの関節構造体における上下方向、前後方向、及び左右方向を図における上下方向、前後方向、及び左右方向として表し、図１０においては、ロボットの関節構造体における上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表している。
【００６４】
図９〜図１０に示すように、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体１００は、実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００と同様に構成されているが、以下の点が異なる。
【００６５】
第１リンク１０は、一対の第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂにより、挟みこまれるように配置されている箱状の本体１０Ｃを有している。本体１０Ｃは、その基端部（後方側端部）が、第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂの下端部に挟まれるように配置されている。そして、第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂの下端部は、ネジ１７により、本体１０Ｃの基端部に固定されている。なお、第１リンク部材１０Ａについては、図９及び図１０には、図示されていない。
【００６６】
また、第１リンク部材１０Ａと第１リンク部材１０Ｂは、後述する直動アクチュエータ３０の第４筐体３４を挟み込むように配置されている。具体的には、第４筐体３４に設けられている第１軸部３１Ａ、３１Ｂが、それぞれ、軸受部材１３Ａ、１３Ｂを介して、第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂに挿通されるように、第１リンク部材１０Ａ、１０Ｂが配置されている。
【００６７】
これにより、第１リンク部材１０Ａは、第１軸部３１Ａにより、揺動自在に軸支され、第１リンク部材１０Ｂは、第１軸部３１Ｂにより、揺動自在に軸支される。
【００６８】
また、第２リンク２０は、一対の第２リンク部材２０Ｄ、２０Ｅを有している。第２リンク部材２０Ｄ、２０Ｅは、短冊状に形成されていて、本体１０Ｃの先端部（前方側端部）を挟むように配置されている。また、第２リンク部材２０Ｄ、２０Ｅは、直動アクチュエータ３０の第２筐体３２の先端部を挟むように配置されている。
【００６９】
第２リンク部材２０Ｅの中央部には、第２貫通孔２２Ｂが設けられていて、第２貫通孔２２Ｂには、軸受部材２４Ｂが嵌着されている。軸受部材２４Ｂは、例えば、ボールベアリング等を用いてもよい。同様に、第２リンク部材２０Ｄの中央部には、第２貫通孔が設けられていて、当該第２貫通孔２２には、軸受部材が嵌着されている（いずれも図示せず）。軸受部材は、例えば、ボールベアリング等を用いてもよい。また、本体１０Ｃの先端部には、第２貫通孔２２Ｂと連通するように、貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００７０】
そして、第２リンク部材２０Ｄの第２貫通孔、第２リンク部材２０Ｅの第２貫通孔２２Ｂ、及び本体１０Ｃの貫通孔には、第２軸部材４２が挿通されている。第２軸部材４２、第２リンク部材２０Ｄ、本体１０Ｃ、及び第２リンク部材２０Ｅは、ナット部材４４により、共締めされている。
【００７１】
また、第２リンク部材２０Ｄの上端部には、第１貫通孔２１Ａが設けられていて、第１貫通孔２１Ａには、軸受部材２３Ａが嵌着されている。同様に、第２リンク部材２０Ｅの上端部には、第１貫通孔２１Ｂが設けられていて、第１貫通孔２１Ｂには、軸受部材２３Ｂが嵌着されている。軸受部材２３Ａ、２３Ｂは、例えば、ボールベアリング等を用いてもよい。
【００７２】
そして、第１貫通孔２１Ａ、第２筐体３２の貫通孔３２Ａ、及び第１貫通孔２１Ｂには、第１軸部材４１が挿通されている。第１軸部材４１、第２リンク部材２０Ｄ、第２筐体３２、及び第２リンク部材２０Ｅは、ナット部材４３により、共締めされている。
【００７３】
直動アクチュエータ３０は、本実施の形態２においては、第１回転伝達部材５１と第２回転伝達部材５２がプーリで構成されていて、当該プーリにベルト５３を巻きかけることにより、駆動モータの回転を伝達させる形態を採用している。
【００７４】
また、直動アクチュエータ３０は、第２回転伝達部材５２を覆うように配置されている第４筐体３４を有している。上述したように、本実施の形態２においては、第１軸部３１Ａと第１軸部３１Ｂが、第１筐体３１ではなく、第４筐体３４に一体形成されている。また、第１軸部３１Ａと第１軸部３１Ｂは、ネジ軸６１の軸心６１Ａ上に配設されているが、水平方向から見て、ネジ軸６１と重ならないように配置されている。
【００７５】
このように構成された、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体１００では、第１軸部３１Ａ及び第１軸部３１Ｂが、第４筐体３４と一体成形により形成されている。このため、上記特許文献１に開示されているロボットに比して、第４筐体３４に対する第１軸部３１Ａ及び第１軸部３１Ｂの強度を充分に保つことができる。
【００７６】
また、特許文献１に開示されているロボットのように、支軸の強度を充分に保つために、筐体の厚みを大きくする必要がないため、第４筐体３４の厚みを小さくすることができる。このため、本実施の形態２に係る関節構造体１００を備えるロボットを小型化することができる。
【００７７】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のロボットの関節構造体は、ロボットの小型化を図ることができるため、産業ロボットの分野において有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１  関節部
３  軸心
１０  第１リンク
１０Ａ  第１リンク部材
１０Ｂ  第１リンク部材
１０Ｃ  本体
１１Ａ  第１貫通孔
１１Ｂ  第１貫通孔
１２Ａ  第２貫通孔
１２Ｂ  第２貫通孔
１３Ａ  軸受部材
１３Ｂ  軸受部材
１４Ａ  軸受部材
１４Ｂ  軸受部材
１６  固定部材
１７  ネジ
２０  第２リンク
２０Ａ  基部
２０Ｂ  段部
２０Ｃ  壁部
２０Ｄ  第２リンク部材
２０Ｅ  第２リンク部材
２１  第１貫通孔
２１Ａ  第１貫通孔
２１Ｂ  第１貫通孔
２２  第２貫通孔
２２Ｂ  第２貫通孔
２３  軸受部材
２３Ａ  軸受部材
２３Ｂ  軸受部材
２４Ｂ  軸受部材
３０  直動アクチュエータ
３１  第１筐体
３１Ａ  第１軸部
３１Ｂ  第１軸部
３２  第２筐体
３２Ａ  貫通孔
３３  第３筐体
３４  第４筐体
３５  蓋部材
３５Ａ  第１貫通孔
３５Ｂ  第２貫通孔
３６  固定部材
４１  第１軸部材
４２  第２軸部材
４３  ナット部材
４４  ナット部材
４５Ａ  カラー
４５Ｂ  カラー
５１  第１回転伝達部材
５２  第２回転伝達部材
５３  ベルト
６１  ネジ軸
６１Ａ  軸心
６２  ナット部材
１００  関節構造体
１０１  制御装置
１０１ａ  演算部
１０１ｂ  記憶部
１０１ｃ  サーボ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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