(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸（Ｄ）が長手方向となるアーム（６）と、
前記アーム（６）の先端に設けられ、前記第１軸（Ｄ）周りに回転する第１手首部材（１０）と、
第１手首部材（１０）の先端に設けられ、前記第１軸と交差する第２軸（Ｅ）周りに回転する第２手首部材（１１）と、
前記第２手首部材（１１）の先端に設けられ、前記第２軸（Ｅ）と交差する第３軸（Ｆ）周りに回転する治具支持部（１３）と、
前記治具支持部（１３）に設けられた作業用治具（８）と、を備え、
前記第１手首部材（１０）、前記第２手首部材（１１）、および治具支持部（１３）を回転させるための第１乃至第３モータ（１４、１５、１６）の回転が、前記第１軸（Ｄ）を回転中心軸とした径がそれぞれ異なる第１の複数の中空円筒軸（５２、５６、６０）、
前記第２軸（Ｅ）を回転中心軸とした径がそれぞれ異なる第２の複数の中空円筒軸（６６、７０）、および前記第３軸（Ｆ）を回転中心軸とした第３の中空円筒軸（７９）を介して伝達される工業用ロボットにおいて、
一端に第１ギヤ（１００）を備えるとともに、前記第１の複数の中空円筒軸（５２、５６、６０）の最内周に位置する状態で前記アーム（６）先端部に設けられた第１中空部材（６３）と、
一端に第３ギヤ（７６）と他端に前記第１ギヤ（１００）と噛合う第２ギヤ（７５）とを備えるとともに、前記第２の複数の中空円筒軸（６６、７０）の最内周位置に前記２の複数の中空円筒軸（６６、７０）に対して相対回転可能に設けられた前記第２軸（Ｅ）を回転中心軸とする第２中空部材（７４）と、
一端に前記第３ギヤ（７６）と噛合う第４ギヤ（８４）とを備えるとともに、前記第３の中空円筒軸（７９）の内周位置に前記第３の中空円筒軸（７９）に対して相対回転可能に設けられた前記第３軸（Ｆ）を回転中心軸とする第３中空部材（８３）と、
前記第３中空部材（８３）と連結ピン（８５）を介して結合されるとともに、前記治具支持部（１３）に対して相対回転可能な軸（８８）と、を備え、
塗料またはエアが、前記第１乃至第３の中空部材（６３、７４、８３）の中空部分を通るチューブを介して前記作業用治具（８）に供給されることを特徴とする工業用ロボット。
【請求項２】
前記第３中空部材（８３）と前記軸（８８）との間に、
前記連結ピン（８５）に巻装されたコイルバネ（８６）の伸縮に伴い前記連結ピン（８５）の延在方向に摺動可能な円盤状の連結部材（８７）を備えたことを特徴とする請求項１記載の工業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は手首部の内部に作業用治具に接続される索条体を挿通させるよう構成された工業用ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば塗装用ロボットによりワーク表面を塗装する塗装工程では、ワークがコンベヤにより搬送されると、塗装用ロボットが予めティーチングされた塗装プログラムにしたがって所定の塗装作業を行う。即ち、塗装用ロボットは、ワークが作業エリアに到着すると、自動的に塗装作業を開始し、ワークが作業エリアを通過するまでに所定の塗装作業を終了させる。そして、所定の塗装作業が終了すると、塗装用ロボットは、アームを旋回させて塗装開始位置に戻す。
【０００３】
このように塗装用ロボットを使用して自動的に塗装作業を行う塗装システムでは、ワークによって塗料の色が指定されており、ワークの塗装色が切り替わる場合、ワークの搬送に連動して所謂色替えを行っている。
また、塗装用ロボットにおいては、アーム上に色替バルブユニットが設けられており、アーム先端の手首部には塗装ガンが装着されている。色替バルブユニットから引き出された塗料チューブ、エアチューブ、シンナチューブは、手首部のスイベル機構により構成されたアーム側チューブ接続部に接続される。さらに、アーム側端部から引き出された各チューブは、手首部の外周に螺旋状に巻付けられており、手首部の動作を邪魔しないように取り付けられている。
【０００４】
そして、アーム側チューブ接続部から引き出された各チューブの端部は、手首部の先端に設けられた手首部側チューブ接続部に接続される。さらに、手首部側チューブ接続部から引き出された各チューブは、塗装ガンに接続される。
このように、各チューブが接続されるチューブ接続部は、手首部の回動動作を妨げないようにスイベル機構により回動可能に取り付けられており、スイベル機構の内部には、チューブ接続部に連通する環状の通路が形成されている。そのため、各チューブから供給された塗料、エア、シンナは、スイベル機構内に形成された通路を介して供給されるため、手首部の回動位置に拘わらず塗装ガンに安定供給される。
【０００５】
そして、各スイベル機構に形成された回動部分は、手首部の回動動作により相対的に回転できるように構成されており、この回動部分にはスイベル機構内を流れる塗料、シンナ、エアが外部に漏れないようにＯリング又はリップシール等よりなるシール部材が取り付けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の塗装用ロボットでは、手首部の外側に塗料チューブやエアチューブ等を巻き付ける構成であるため、塗料チューブやエアチューブの弛み長さが短いと手首部の回動範囲が制限され、塗料チューブやエアチューブの弛み長さを大きくすると、色替え時にパージする塗料の増加、洗浄用シンナの増加等の無駄を招くばかりか、塗料チューブやエアチューブに塗料が付着して液垂れを起こすおそれがある。
【０００７】
さらに、従来は、手首部の先端軸のみスイベル機構であるため、手首部を軸回りに３６０°以上回動させると、塗装ガンに接続された塗料チューブやエアチューブ等の索条体が捩じれてしまい、手首部が無限回転制御できないので、塗装ガンの軸回りの回動範囲が３６０°以下に制限されていた。
また、上記構成の塗装用ロボットでは、スイベル機構の拘束手段が手首部の外部に設けられているので外側への出張りが多く、その分塗料が付着しやすく、洗浄しづらい。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題を解決した塗装用ロボットを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
上記請求項１記載の発明は、第１軸（Ｄ）が長手方向となるアーム（６）と、前記アーム（６）の先端に設けられ、前記第１軸（Ｄ）周りに回転する第１手首部材（１０）と、第１手首部材（１０）の先端に設けられ、前記第１軸と交差する第２軸（Ｅ）周りに回転する第２手首部材（１１）と、前記第２手首部材（１１）の先端に設けられ、前記第２軸（Ｅ）と交差する第３軸（Ｆ）周りに回転する治具支持部（１３）と、前記治具支持部（１３）に設けられた作業用治具（８）と、を備え、前記第１手首部材（１０）、前記第２手首部材（１１）、および治具支持部（１３）を回転させるための第１乃至第３モータ（１４、１５、１６）の回転が、前記第１軸（Ｄ）を回転中心軸とした径がそれぞれ異なる第１の複数の中空円筒軸（５２、５６、６０）、前記第２軸（Ｅ）を回転中心軸とした径がそれぞれ異なる第２の複数の中空円筒軸（６６、７０）、および前記第３軸（Ｆ）を回転中心軸とした第３の中空円筒軸（７９）を介して伝達される工業用ロボットにおいて、一端に第１ギヤ（１００）を備えるとともに、前記第１の複数の中空円筒軸（５２、５６、６０）の最内周に位置する状態で前記アーム（６）先端部に設けられた第１中空部材（６３）と、一端に第３ギヤ（７６）と他端に前記第１ギヤ（１００）と噛合う第２ギヤ（７５）とを備えるとともに、前記第２の複数の中空円筒軸（６６、７０）の最内周位置に前記２の複数の中空円筒軸（６６、７０）に対して相対回転可能に設けられた前記第２軸（Ｅ）を回転中心軸とする第２中空部材（７４）と、一端に前記第３ギヤ（７６）と噛合う第４ギヤ（８４）とを備えるとともに、前記第３の中空円筒軸（７９）の内周位置に前記第３の中空円筒軸（７９）に対して相対回転可能に設けられた前記第３軸（Ｆ）を回転中心軸とする第３中空部材（８３）と、前記第３中空部材（８３）と連結ピン（８５）を介して結合されるとともに、前記治具支持部（１３）に対して相対回転可能な軸（８８）と、を備え、塗料またはエアが、前記第１乃至第３の中空部材（６３、７４、８３）の中空部分を通るチューブを介して前記作業用治具（８）に供給されることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、作業用治具とアーム先端との間を連通する中空部材を複数の円筒軸の最内周に挿通し、作業用治具の動作に伴う中空部材とアーム先端との相対回転を防止する相対回転防止機構を設けると共に、中空部材の内側に作業用治具に接続される索条体を挿通させるため、作業用治具を回動させても作業用治具に接続される索条体が捩じれることが防止され、作業用治具の回動範囲を制限する必要がない。さらに、複数の円筒軸の最内周に挿通され回動自在に支持された中空部材にチューブ等の索条体を挿通してチューブ等の索条体を手首部の外側に露出させないため、これらのチューブ等に塗料の付着及び塗料の液垂れを防止できる。
【００１１】
また、上記請求項２記載の発明は、前記第３中空部材（８３）と前記軸（８８）との間に、前記連結ピン（８５）に巻装されたコイルバネ（８６）の伸縮に伴い前記連結ピン（８５）の延在方向に摺動可能な円盤状の連結部材（８７）を備えたことを特徴とするものである。
従って、請求項２記載の発明によれば、中空部材と作業用治具とを連結する連結部材を軸方向に移動可能に設けたため、作業用治具をワンタッチで取り付けることができ、作業用治具の交換作業が容易に行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明になる工業用ロボットとしての塗装用ロボットの構成を示す斜視図である。また、図２はロボットのアーム内部の構成を示す縦断面図である。
塗装用ロボット１は、塗装作業を行う塗装エリア内に設置されており、塗装エリア２には、被塗装物がコンベヤ（共に図示せず）により一定の速度で供給される。
【００１３】
塗装用ロボット１は、被塗装物が搬送されると、予めティーチングされた塗装動作を行うプレイバック形の多関節ロボットである。この塗装用ロボット１は、大略、基台３と、基台３上で旋回する旋回ベース４と、旋回ベース４上で起立する第１アーム５と、第１アーム５の上端から水平方向に延在する第２アーム６と、第２アーム６の先端に設けられた手首部７とよりなる。
【００１４】
手首部７は、第１手首部材１０と、第２手首部材１１と、塗装ガン８をＦ軸回りに回動させる治具支持部１３とを有する。手首部材１０，１１は、各々相対回転することにより手首部７をＤ軸回りに回転させたり、Ｅ軸回りに曲げたりする。
手首部材１０，１１及び治具支持部１３は、第２アーム６の基端側の後部に取り付けられたモータ収納ケース１９内に収納された各手首駆動モータ１４〜１６（図１では隠れて見えない）により駆動される。そして、各手首駆動モータ１４〜１６の回転駆動力は、第２アーム６及び手首部７の内部に設けられた伝達機構１７（図１では隠れて見えない）を介して手首部７の手首部材１０，１１に伝達される。
【００１５】
図２に示されるように、第２アーム６の内部には、筒状の内部通路６ａと、内部通路６ａの外側に形成された内部空間６ｂが形成されている。
また、第２アーム６の後端には、モータ取付部１８が設けられている。そして、モータ取付部１８には、減速機２０〜２２を介して各手首駆動モータ１４〜１６が取り付けられている。このモータ取付部１８には、各手首駆動モータ１４〜１６及び減速機２０〜２２を覆うモータ収納ケース１９が取り付けられている。
【００１６】
また、塗装用ロボット１は、可燃性雰囲気中で稼働されるため、手首駆動モータ１４〜１６が収容されるモータ取付部１８とモータ収納ケース１９との間に形成された空間２３内には、可燃性雰囲気の侵入を防止するため、保護気体が供給されている。すなわち、保護気体供給用のチューブ２４が継手２５を介してモータ取付部１８に接続され、保護気体排気用のチューブ２６が継手２７を介してモータ取付部１８に接続されている。
【００１７】
そのため、空間２３内は、保護気体供給用のチューブ２４から供給された保護気体により大気圧以上に加圧されている。これにより、シンナ等の可燃性雰囲気が空間２３内に侵入することが防止される。また、空間２３内に供給された保護気体は、保護気体排気用のチューブ２６を介して排気されており、常に一定圧力を保つように給排される。
【００１８】
また、各手首駆動モータ１４〜１６に接続されるケーブル２８ａ〜２８ｆは、保護気体の流出を防止するため、モータ取付部１８に設けられたシール部材２４にシールされた状態で空間２３内に挿通されている。
そして、手首駆動モータ１４〜１６の回転駆動力を手首部７に伝達する伝達機構１７は、減速機２０〜２２に連結された駆動軸３３〜３５と、駆動軸３３〜３５の端部に結合されたギヤ３６〜３８とからなる。ギヤ３６〜３８は、後述するように手首部材１０，１１及び治具支持部１３のギヤ（図２では隠れて見えない）に噛合しており、手首駆動モータ１４〜１６からの回転駆動力を手首部材１０，１１及び治具支持部１３に伝達する。
【００１９】
第２アーム６の先端には、手首部７を支持する円筒状の支持ケース４１が取り付けられている。この支持ケース４１の内部には、上記ギヤ３６〜３８が収容されている。
そして、モータ収納ケース１９を貫通する貫通孔１９ａ及び、第２アーム６の内部通路６ａ，後部開口６ｄには、塗装ガン８に接続される塗料、還流塗料、エアチューブ（索条体）４６〜４８が挿通されている。このチューブ４６〜４８は、基台３又は塗装用ロボット１から離間した位置に設置された色替えバルブユニット（図示せず）からアーム６の後部開口６ｄから内部通路６ａの内部に挿通される。
【００２０】
このように、アーム６は、色替えバルブユニット（図示せず）が取り付けられていない分、重量が軽減されている。そのため、アーム６を駆動するモータの負荷が軽減され、アーム６の動作特性を向上させることが可能となる。
また、アーム６の内部通路６ａに挿通されたチューブ４６〜４８は、上記支持ケース４１の開口４１ａを通過して手首部７の手首部材１０，１１の中心部分（図示せず）に挿通される。そして、後述するように手首部材１０，１１の最内周に位置する部分にチューブ４６〜４８を挿通させるための中空部材が設けられている。
【００２１】
そのため、チューブ４６〜４８は、第２アーム６の中心に形成された内部通路６ａ及び手首部材１０，１１の中心軸（図示せず）に挿通された状態で塗装ガン８に接続される。よって、各チューブ４６〜４８は、塗装ガン８に接続されるまで外部に露出されずに配設されている。
上記のように、アーム６内部の上部空間６ｃにチューブ４６〜４８を収容させることができるので、各チューブ４６〜４８がアーム外側に露出せず、各チューブ４６〜４８の全長を短くできると共に、各チューブ４６〜４８を保護することができる。また、各チューブ４６〜４８の全長がアーム６の外側に装架される場合よりも短くなるため、色替時にパージされる塗料を節約できると共に洗浄時間を短縮することができる。
【００２２】
これにより、各チューブ４６〜４８は、アーム６の周囲に露出させずに塗装ガン８に接続されるため、例えばアーム６がワーク内部に進入させてワーク内面を塗装する場合でも、各チューブ４６〜４８がワークに接触しないため、各チューブ４６〜４８が損傷することを防止できる。
また、塗装用ロボット１では、アーム６に色替えバルブユニット（図示せず）が設けられていないので、塗料が色替えバルブユニットに付着して液垂れを生じるおそれもない。
【００２３】
ここで、手首部７の内部構造について説明する。
図３は手首部７の内部構造を示す縦断面図である。また、図４は手首部７の内部のチューブ接続構造を拡大して示す縦断面図である。
図３及び図４に示されるように、第２アーム６の先端部の支持ケース４１には、駆動軸３３〜３５を軸承する軸受４０（４０ａ〜４０ｃ）が保持されている。この軸受４０ａ〜４０ｃより手首部７側に延在する駆動軸３３〜３５の端部には、ギヤ３６〜３８が支持される。
【００２４】
また、支持ケース４１の内側には、軸受５１を介して円筒軸５２がＤ軸回りに回転可能に支持されている。そして、円筒軸５２の一端に設けられたギヤ５３は、上記駆動軸３３のギヤ３６と噛合している。また、円筒軸５２の他端には、フランジ５４が設けられている。
さらに、円筒軸５２の内側には、軸受５５ａ，５５ｂが嵌合されており、軸受５５ａ，５５ｂの内周側には、円筒軸５６がＤ軸回りに回転可能に支持されている。そして、円筒軸５６の一端には、ギヤ５７が取り付けられており、ギヤ５７には駆動軸３４のギヤ３７が噛合している。
【００２５】
また、円筒軸５６の他端には、ベベルギヤ５８が取り付けられている。そして、円筒軸５６の内周には、軸受５９ａ，５９ｂが嵌合されており、軸受５９ａ，５９ｂの内周には、円筒軸６０がＤ軸回りに回転可能に支持されている。
円筒軸６０の一端には、ギヤ６１が取り付けられており、ギヤ６１には駆動軸３５のギヤ３８が噛合している。また、円筒軸６７の他端には、ベベルギヤ６２が取り付けられている。
【００２６】
さらに、円筒軸６０の内側には、中空部材６３が挿通されており、中空部材６３の一端は第２アーム６の先端部に固着されている。この中空部材６３は、Ｄ軸回りの最内周位置となるように取り付けられている。また、中空部材６３の他端には、ベベルギヤ１００が取り付けられている。
そして、中空部材６３の挿通路６３ａの一端は、上記第２アーム６の先端部に設けられた開口４１ａに連通される。そのため、中空部材６３の内側に形成された挿通路６３ａには、上記各チューブ４６〜４８が挿通される。すなわち、中空部材６３は、駆動力の伝達のためでなく、各チューブ４６〜４８を塗装ガン８へ導くためのガイド通路を形成するものである。
【００２７】
また、上記円筒軸５２のフランジ５４には、手首部材１０のケース６４が設けられている。このケース６４は、内側の軸受６５を介して円筒軸６６をＥ軸回りに回動可能に支持している。円筒軸６６の一端には、上記ベベルギヤ５８と噛合するベベルギヤ６７が取り付られている。また、円筒軸６６の他端には、フランジ６８が取り付けられている。
【００２８】
さらに、円筒軸６６は、内周に軸受６９ａ，６９ｂが嵌合され、軸受６９ａ，６９ｂを介して内周の円筒軸７０をＥ軸回りに回動可能に支持している。また、円筒軸７０は、一端に上記ベベルギヤ６２と噛合するベベルギヤ７ｌが取り付けられている。
さらに、円筒軸７０は、他端にはベベルギヤ７２が取り付けられている。そして、円筒軸７０の内周には、軸受７３ａ，７３ｂが嵌合されている。この軸受７３ａ，７３ｂは、内周に中空部材７４をＥ軸回りに回動可能に支持している。
【００２９】
中空部材７４は、内部に挿通路７４ａが形成されている。この挿通路７４ａは、上記中空部材６３の挿通路６３ａと所定角度に傾斜した状態で対向しており、内部には、挿通路６３ａから引き出された上記各チューブ４６〜４８が挿通される。すなわち、中空部材７４は、上記中空部材６３と共に、各チューブ４６〜４８を塗装ガン８へ導くためのガイド通路を形成している。
【００３０】
また、中空部材７４は、一端に中空部材６３のベベルギヤ１００と噛合するベベルギヤ７５が取り付けられている。さらに、中空部材７４は、他端には、ベベルギヤ７６が取り付けられている。また、円筒軸６６のフランジ６８は、手首部材１１のケース７７が取り付けられている。このケ―ス７７は、内周に軸受７８が嵌合されており、軸受７８の内周に嵌合する円筒軸７９をＦ軸回りに回動可能に支持している。
【００３１】
さらに、円筒軸７９の一端には、上記ベベルギヤ７２に噛合するベベルギヤ８０が取り付けられている。また、円筒軸７９の他端には、フランジ８ｌが設けられている。そして、円筒軸７９の内周には、軸受け８２ａ，８２ｂが嵌合している。
軸受８２ａ，８２ｂは、内周に嵌合する中空部材８３をＦ軸回りに回動可能に支持している。この中空部材８３は、一端にベベルギヤ７６に噛合するベベルギヤ８４が取り付けられている。中空部材８３は、内部に挿通路８３ａが形成されている。この挿通路８３ａは、上記中空部材７４の挿通路７４ａと所定角度に傾斜した状態で対向しており、内部には、挿通路７４ａから引き出された上記各チューブ４６〜４８が挿通される。すなわち、中空部材８３は、上記中空部材６３，７４と共に、各チューブ４６〜４８を塗装ガン８へ導くためのガイド通路を形成している。
【００３２】
図５は図３中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。また、図６は図３中Ｙ−Ｙ線に沿う縦断面図である。中空部材８３の一端には、連結ピン８５（８５ａ〜８５ｄ）が同一半径の周方向上９０°間隔で植設されている。また、各連結ピン８５ａ〜８５ｄの外周には、コイルバネ８６（８６ａ〜８６ｄ）が巻装されている。さらに、各連結ピン８５ａ〜８５ｄは、軸方向に摺動可能に嵌合された円盤状の摺動体（連結部材）８７が嵌合している。
【００３３】
そして、摺動体８７の先端側の端面に対向するように、円柱状の軸８８が取り付けられている。また、摺動体８７の一端には、継手８９（８９ａ〜８９ｃ）が取り付けられ、他端にはシール部材９０（９０ａ〜９０ｃ）が取り付けられている。
継手８９ａ〜８９ｃには、夫々上記中空部材６３，７４，８３の挿通路６３ａ，７４ａ，８３ａに挿通されたチューブ４６〜４８の先端部分が接続される。また、軸８８には、シール部材９０ａ〜９０ｃに連通されるように形成された通路８８ａ〜８８ｃが設けられている。
【００３４】
軸８８の他端側の外周には、軸受９２が嵌合されており、軸受９２を介して治具支持部１３のハウジング９３をＦ軸回りに回動可能に支持している。そして、ハウジング９３の一端には、上記フランジ８ｌが取り付けられ、他端（先端）には塗装ガン８が取り付けられている。また、軸８８の外周とハウジング９３の内周との間には、Ｆ軸回りに形成された環状流路９１ａ〜９１ｃが設けられている。そして、環状流路９１ａ〜９１ｃは、軸８８の外周とハウジング９３の内周との間に介在するシール部材９１ｄ〜９１ｇによって画成されている。
【００３５】
また、ハウジング９３には、環状流路９１ａ〜９１ｃの外周側に連通されるように形成された連通孔９３ａ〜９３ｃが設けられている。
図７は摺動体８７、軸８８、ハウジング９３の分解斜視図である。
図７に示されるように、摺動体８７は、４本の連結ピン８５ａ〜８５ｄにガイドされて軸方向に摺動可能に取り付けられている。また、摺動体８７の中央部には、チューブ４６〜４８が接続された継手８９ａ〜８９ｃが設けられている。
【００３６】
さらに、摺動体８７を貫通して突出した各連結ピン８５ａ〜８５ｄの先端は、軸８８の端面に形成された位置決め用孔８８ａ〜８８ｄに挿入されて軸８８と摺動体８７との相対位置を規制する。そして、連結ピン８５ａ〜８５ｄにより軸８８と摺動体８７との相対位置が位置決めされた状態で軸８８は、フランジ８１に固定される。
【００３７】
また、摺動体８７は、軸８８により軸方向に押圧されると、コイルバネ８６ａ〜８６ｄが伸縮動作して連結ピン８５ａ〜８５ｄの延在方向に摺動するため、塗装ガン８及び軸８８、ハウジング９３からなる塗装ガンユニットを装着する際の位置決めが容易となり、ワンタッチで装着できると共に、塗装ガン８の装着操作又は取り外し操作を容易に行うことができる。
【００３８】
また、軸８８には、環状流路９１ａ〜９１ｃの内周側に連通される連通孔８８ｅ〜８８ｇが設けられている。この連通孔８８ｅ〜８８ｇは、一端が摺動体８７側の軸８８の端面に開口し、他端が各環状流路９１ａ〜９１ｃに連通されている。各環状流路９１ａ〜９１ｃは、軸方向にずれて設けられているので、連通孔８８ｅ〜８８ｇの他端の開口位置も軸方向にずらして設けられている。
【００３９】
次に、上記構成とされた手首部７の動作について説明する。
手首駆動モータ１４〜１６の回転駆動力は、駆動軸３３〜３５を介して手首部７に伝達される。そして、駆動軸３３に伝達された回転駆動力は、ギヤ３６，５３，円筒軸５２，フランジ５４を介して手首部材１０のケース６４に伝達される。これにより、塗装ガン８は、Ｄ軸回りに回動する。
【００４０】
また、駆動軸３４に伝達された回転駆動力は、ギヤ３７，５７，円筒軸５６，ベベルギヤ５８，６７，６６，フランジ６８を介して手首部材１１のケース７７に伝達される。これにより、塗装ガン８は、Ｅ軸回りに回動する。
また、駆動軸３５に伝達された回転駆動力は、ギヤ３８，６１，円筒軸６０，ベベルギヤ８２，７１，円筒軸７０，ベベルギヤ７２，８０，円筒軸７９を介して手首部材１１のハウジング９３及び塗装ガン８に伝達される。これにより、塗装ガン８は、Ｆ軸回りに回動する。
【００４１】
そして、手首部７の最内周部分に回動自在に支持された中空部材６３と７４との間は、ベベルギヤ１００，７５の噛合により相互の回動規制され、中空部材７４と８３との間は、ベベルギヤ７６、８４の噛合により相互の回動規制されている。上記中空部材６３，７４，８３とベベルギヤ１００，７５，７６，８４により相対回転防止機構が構成されている。
【００４２】
また、中空部材６３は、第２アーム６の端部に固定され、且つ中空部材８３は、軸８８の端部に連結されている。さらに、軸８８は、軸受９２を介してハウジング９３の内部で回動自在に支持されている。しかしながら、軸８８は、上記中空部材８３に固定されているので、中空部材６３，７４，８３とベベルギヤ１００，７５，７６，８４により相対回転が防止される。
【００４３】
よって、手首部７の手首部材１０，１１又は塗装ガン８がＤ，Ｅ，Ｆ軸回りに回動されても軸８８は、回動せずに同一位置に保持されている。そのため、中空部材６３，７４，８３の各挿通路６３ａ，７４ａ，８３ａに挿通されたチューブ４６〜４８は、手首部７の回動動作に拘わらず捩れることがない。従って、上記手首部７の構成によれば、無限回転制御が可能となり、塗装ガン８の向きを制御する際の制限がなくなり、被塗装面に対する塗装ガン８の向きが最適となるように動作制御することができる。
【００４４】
次に塗袋ガン８への塗料及びエアの供給について説明する。
塗料供給装置（図示せず）から供給された塗料及びエアは、上記チューブ４６〜４８、連通孔８８ｅ〜８８ｇ、環状流路９１ａ〜９１ｃ、連通孔９３ａ〜９３ｃを介して塗袋ガン８へ供給される。
そのため、軸８８に対してハウジング９３がＦ軸回りに回動した場合、軸８８に設けられた連通孔８８ｅ〜８８ｇは、ハウジング９３に設けられた連通孔９３ａ〜９３ｃとの相対位置が変化するが、軸８８とハウジング９３との間に形成された環状流路９１ａ〜９１ｃを介して連通孔９３ａ〜９３ｃと連通されているので、塗装ガン８へ塗料、エア、シンナ等の供給が手首部７の回動動作に拘わらず安定的に行われる。
【００４５】
尚、上記実施の形態では、３本のチューブ４６〜４８が第２アーム６及び手首部７の内部に挿通されて摺動体８７に接続される構成を一例として挙げたが、これに限らず、４本あるいはそれ以上のチューブ数を接続することも可能である。また、上記実施の形態では、手首部７に塗装ガン８が装着された場合の構成を用いて説明したが、これに限らず、例えば手首部７に塗装ガン８以外の作業用治具を装着した場合にも適用することができる。
【００４６】
また、作業用治具の種類によって、上記ようなチューブの代わりに電源用ケーブルあるいは制御用ケーブルやワイヤ等を第２アーム６及び手首部７の内部に挿通させる構成とすることもできる。
図８は本発明の変形例を説明するための縦断面図である。
図８に示されるように、手首部７の最内周部分には、中空部材としての蛇腹軸９４が挿通されている。この蛇腹軸９４は、上記中空部材６３，７４，８３とベベルギヤ１００，７５，７６，８４の代わりに相対回転防止機構として設けられたものである。
【００４７】
蛇腹軸９４は、円筒軸６０の内側に挿通される筒状部９５と、ケース６４内で伸縮する第１の蛇腹部９６と、筒状部７０の内周側で軸受７３ａ，７３ｂを介して回転自在に支持された中空部９７と、ケース７７内で伸縮する第２の蛇腹部９８と、筒状部７９の内周側で軸受８２ａ，８２ｂを介して回転自在に支持された筒状部９９とから構成されている。
【００４８】
そして、蛇腹軸９４の一端に設けられた筒状部９５は、第２アーム６の端部に固定されている。また、蛇腹軸９４の他端に設けられた筒状部９９は、上記中空部材８３と同様に、連結ピン８５（８５ａ〜８５ｄ）が同一半径の周方向上９０°間隔で植設されている。従って、筒状部９９は、連結ピン８５（８５ａ〜８５ｄ）及び円盤状の摺動体８７を介して軸８８に連結されている。
【００４９】
また、蛇腹軸９４の内部に形成された挿通路９４ａには、チューブ４６〜４８が挿通されている。そのため、手首部７の手首部材１０，１１又は塗装ガン８がＤ，Ｅ，Ｆ軸回りに回動されても蛇腹軸９４は、回動せずに保持されている。そのため、蛇腹軸９４の挿通路９４ａに挿通されたチューブ４６〜４８は、手首部７の回動動作に拘わらず捩れることがない。従って、上記手首部７の構成によれば、無限回転制御が可能となり、塗装ガン８の向きを制御する際の制限がなくなり、被塗装面に対する塗装ガン８の向きが最適となるように動作制御することができる。
【００５０】
上記蛇腹軸９４は、手首部７の回動動作に応じて第１の蛇腹部９６及び第２の蛇腹部９８が伸縮動作して半径方向へ変形するフレキシブルな構成であり、各Ｄ，Ｅ，Ｆ軸回りに対しては変形しないように構成されている。また、蛇腹軸９４は、例えばゴム等の弾性材などによって形成されている。
このように、蛇腹軸９４は、一部材として形成されるため、前述した実施例よりも部品点数が少なく、メンテナンス性が向上している。また、手首部７の軽量化が可能となり、その分動作制御の制御性が向上して動作精度を改善して作業品質を高めることができる。
【００５１】
尚、上記実施例では、塗装用ロボットを用いて説明したが、これ以外のロボットの手首部にも本発明を適用できるのは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、作業用治具とアーム先端との間を連通する中空部材を複数の円筒軸の最内周に挿通し、作業用治具の動作に伴う中空部材とアーム先端との相対回転を防止する相対回転防止機構を設けると共に、中空部材の内側に作業用治具に接続される索条体を挿通させるため、作業用治具を回動させても作業用治具に接続される索条体が捩じれることが防止され、作業用治具の回動範囲を制限する必要がない。そのため、いつでも作業用治具の向きを作業に適した向きとすることができ、生産性を向上させることができる。
【００５３】
さらに、複数の円筒軸の最内周に挿通され回動自在に支持された中空部材にチューブ等の索条体を挿通してチューブ等の索条体を手首部の外側に露出させないため、索条体が損傷しにくい状態に保護することができ、例えば塗装用ロボットにおいては、塗装ガンに接続されるチューブ等に塗料の付着及び塗料の液垂れを防止できる。
【００５４】
また、請求項２記載の発明によれば、中空部材と回転防止機構とを連結する連結部材を軸方向に移動可能に設けたため、作業用治具をワンタッチで取り付けることができ、作業用治具の交換作業が容易に行える。よって、作業用治具の交換作業に要する交換時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる工業用ロボットとしての塗装用ロボットの構成を示す斜視図である。
【図２】ロボットのアーム内部の構成を示す縦断面図である。
【図３】手首部７の内部構造を示す縦断面図である。
【図４】手首部７の内部のチューブ接続構造を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図２中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図６】図２中Ｙ−Ｙ線に沿う縦断面図である。
【図７】摺動体８７、軸８８、ハウジング９３の分解斜視図である。
【図８】本発明の変形例を説明するための縦断面図である。
【符号の説明】
１  塗装用ロボット
４  旋回ベース
５  第１アーム
６  第２アーム
７  手首部
８  塗装ガン
１０  第１手首部材
１１  第２手首部材
１３  治具支持部
１４〜１６  手首駆動モータ
１７  伝達機構
１８  モータ取付部
１９  モータ収納ケース
２０〜２２  減速機
３３〜３５  駆動軸
３６〜３８，５３，５７，６１，８４  ギヤ
４６〜４８  チューブ
４１  支持ケース
４０（４０ａ〜４０ｃ），５１，５５ａ，５５ｂ，６９ａ，６９ｂ，７３ａ，７３ｂ，７８，８２ａ，８２ｂ，９２  軸受
５２，５６，６０，６６，７０，７９  円筒軸
５４，６８，８１  フランジ
６２，６７，７２，７６，１００  ベベルギヤ
６３，７４，８３  中空部材
６３ａ，７４ａ，８３ａ  挿通路
６４，７７  ケース
８５（８５ａ〜８５ｄ）  連結ピン
８６（８６ａ〜８６ｄ）  コイルバネ
８７  摺動体
８８  軸
９３  ハウジング
９４  蛇腹軸
９５  筒状部
９６  第１の蛇腹部
９７  中空部
９８  第２の蛇腹部
９９  筒状部
【図１】
0003951076.tif 000002
【図２】
0003951076.tif 000003
【図３】
0003951076.tif 000004
【図４】
0003951076.tif 000005
【図５】
0003951076.tif 000006
【図６】
0003951076.tif 000007
【図７】
0003951076.tif 000008
【図８】
0003951076.tif 000009