JP2011183459A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】落下防止機構の故障発生確率を低くすると共に、万一故障が発生した場合でも該故障に容易に気付くことができるようにする。
【解決手段】第１スライダ８は固定ベース７に対して垂直方向に移動可能であり、第２スライダ１０はこの第１スライダ８に垂直方向に移動可能である。第２スライダ１０は、第１スライダ８が移動されると、プーリ２２Ａ、２２Ｂ及びベルト２３を有する第２スライダ用移動機構１１により、第１スライダ８に対してこれより先行して移動させられる。落下防止機構２４は、第１スライダ８における前記両プーリ２２Ａ、２２Ｂ間の中間部に支軸２６により回動可能に支承されて、第１長孔部２７Ａ及び第２長孔部２７Ｂを有するレバー２５と、固定ベース７に設けられた第１ピン２９Ａと、第２スライダ１０に設けられた第２ピン２９Ｂとを有し、第１ピン２９Ａ及び第２ピン２９Ｂを前記支軸２６を中心として点対称配置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は複数段のスライダを有しこれらスライダを伸縮させる垂直多段式伸縮装置を備えた産業用ロボットに関する。

産業用ロボットでは、目的のストローク長に対して、設置スペースが小さい多段式伸縮装置を備えたものがある。この産業用ロボットでは、固定ベースに、第１スライダ用移動機構により移動される第１スライダを設け、この第１スライダに第２スライダを同方向に移動可能に設け、さらにプーリ及びベルトを有して当該第１スライダの移動に伴って前記第２スライダを移動させる第２スライダ用移動機構を設け、前記第１のスライダが前記第１スライダ用移動機構により移動されると、前記第２スライダ用移動機構により、第２スライダを当該第１スライダに対してさらに同方向に移動させるようにしている（特許文献１、特許文献２）。

上述の多段式伸縮装置を垂直方向の搬送に使用する場合には、該多段式伸縮装置の概略構成は図１２に示すようになる。図１２（ａ）は後述する第２スライダ１０４がその設定された移動ストロークＳｔにおける最上位置にある状態を示し、同図（ｂ）は同移動ストロークＳｔでの最下位置にある状態を示している。この多段式伸縮装置１０１は、固定ベース１０２と、この固定ベース１０２に垂直方向へ移動可能な第１スライダ１０３と、この第１スライダ１０３に垂直方向へ移動可能に設けた第２スライダ１０４と、第２スライダ用移動機構１０５とを備えている。なお、前記第１スライダ１０３を移動させるための第１スライダ用移動機構は図示していない。

前記第２スライダ用移動機構１０５は、前記第１スライダ１０３の垂直方向両端部に設けられたプーリ１０５ａ、１０５ｂと両プーリ１０５ａ、１０５ｂ間に架設されたベルト１０５ｃとを有し、当該ベルト１０５ｃの対向する二辺部のうち一方の辺部の一部１０５ｈを前記固定ベース１０２に連結し、他方の辺部にあって前記一部１０５ｈと対極する部分１０５ｉを前記第２スライダ１０４に連結してなる。

図１２（ａ）の状態から、図示しない第１スライダ用移動機構により第１スライダ１０３が下方（矢印Ａ方向）に移動させられると、一部１０５ｈが固定ベース１０２に固定されたベルト１０５ｃに対してプーリ１０５ａ、１０５ｂが矢印Ａ方向へ移動することから、ベルト１０５ｃの一辺１０５ｃａ側も第１スライダ１０３に対してさらに矢印Ａ´（矢印Ａと同方向）方向へさらに移動し、もって当該第２スライダ１０４が第１スライダ１０３のストロークより長いストロークＳｔで移動する。

ところでこのようにベルト１０５ｃを備えた第２スライダ用移動機構１０５により第２スライダ１０４を移動させる構成においては、当該ベルト１０５ｃが経時的に疲労切断するおそれがあり、万一切れてしまうと第２スライダ１０４に対するベルト１０５ｃの支持がなくなって当該第２スライダ１０５が落下してしまう。

これを防止する対応策として、特許文献３に記載の落下防止機構がある。
この落下防止機構は、モータの回転力をベルト伝達機構（モータ側プーリとボールねじ側プーリとベルトからなる）を介してボールねじに伝達してこれを回転させ、このボールねじのねじ受けを有したスライダを上下動させる昇降装置において、途中部が回動可能に軸支されたレバーの一端部を前記ベルト伝達機構のベルトに接触させ、該レバーの他端部に該ボールねじ側プーリと係止可能な係止部を形成し、このレバーを、その一端部が常時前記ベルトと接触する方向へ付勢するばねを設けた構成である。

そして、この落下防止機構では、前記ベルトが切断されていない正常状態では、レバーの係止部がボールねじ側プーリと係止していない状態とされ、該ベルトが何らかの原因で切断されたときには前記ばねが能動的に作動してレバーをボールねじ側プーリに係止させ、該ボールねじ側プーリの自由回転をロックする。これによりボールねじの自由回転を防止してスライダの落下を防止する。

特開平９−２８５９８９号公報 特開平１１−２４５１８９号公報 実開平５−７１５１０号公報

上述の落下防止機構の技術を、上記プーリ及びベルトを有したスライダ移動機構を備えた垂直方向の多段式伸縮装置に転用することが考えられる。具体的には、ベルトが切れたときにばねの能動的作動によりレバーを第２スライダに係止させて該第２スライダの落下を防止する構成とすることが考えられる。しかしこの構成の場合、前記ばねが壊れていても、垂直多段式伸縮装置としては支障なく動作できる。このため、前記落下防止機構が故障（例えばばねが壊れたり、レバーが固着したりするといった故障）に気付かないまま多段式伸縮装置が動作されてしまうこともあり、いざ、ベルトが切れたときには、ばねが能動的に作動せずに第２スライダの落下を防止できない事態を招来するおそれがある。さらにばねといった能動部材を有することで落下防止機構自体の故障発生確率も高い。

特にロボットにおいては、垂直多段式伸縮装置を停止して、作業者がロボットメンテナンスやハンド取付けなどを行う際に、落下防止機構の故障に気が付かないと、不意に第２スライダが落下する危険もあり、このような事態は絶対に避けなければならない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、落下防止機構の故障発生確率を低くできると共に、万一故障が発生した場合でも該故障に容易に気付くことができる安全性の高い産業用ロボットを提供することにある。

請求項１の産業用ロボットは、固定ベースと、この固定ベースに垂直方向へ移動可能に設けられ第１スライダ用移動機構により移動させられる第１スライダと、この第１スライダに垂直方向へ移動可能に設けられた第２スライダと、前記第１スライダの垂直方向両端部に夫々設けられたプーリとこの両プーリ間に架設されたベルトとを有し当該ベルトの一部を前記固定ベースに連結し前記一部と対極をなす部分を前記第２スライダに連結してなり前記第１スライダの移動に伴って前記第２スライダを該第１スライダと同方向へ先行移動させる第２スライダ用移動機構とから構成された垂直多段式伸縮装置を備えると共に、前記第２スライダの落下を防止する落下防止機構を備えた産業用ロボットにおいて、前記落下防止機構を、前記第１スライダにおける前記両プーリ間の中間部に、長手方向中間部が支軸により回動可能に支承されたレバーと、このレバーに前記支軸近傍から一端方向へ直線状に延びるように形成された第１溝部と、前記レバーに前記支軸近傍から他端方向へ直線状に延びるように形成された第２溝部と、前記固定ベースに設けられて前記第１溝部に移動可能に挿入された第１ピンと、前記第２スライダに設けられて前記第２溝部に移動可能に挿入された第２ピンとを有し、前記第１ピン及び第２ピンは前記支軸を中心として点対称配置としたところに特徴を有する。

上記請求項１によれば、ベルトが切れていない正常状態で、第１スライダが垂直方向へ移動すると、一部が固定ベースに固定されているベルトに対して、この第１スライダと共にスライダ移動機構の両プーリも移動するため、ベルトにおける第２スライダ側の辺部が、移動する第１スライドに対してさらにこれと同方向へ移動する。これにより前記第２スライダがこのベルトから移動力を受けてこの第１スライダに対して相対的に先行して移動する。そして、この第２スライダと共に移動する第２ピンがレバーの一方の第１溝部内面を押し、これによりレバーが回動する。この場合、第２ピンは第１ピンに対して前記支軸を中心として常に点対称配置であるから、この第２ピンは相対的に前記レバー中間部の前記支軸を中心として第１ピンと逆方向へ同期して該レバーの第２溝部内を移動し、もってレバーは支障なく回動するのである。このように落下防止機構は垂直多段式垂直装置の動作に伴って受動的に動作するのみであって、しかも構成自体もレバーを支軸で支承している程度の簡単な構成であるので、支軸部分での固着などの故障が発生することがほとんどない。

そして、垂直多段式垂直装置が上述のように正常に動作しているときには落下防止機構のレバーも問題なく追随して回動する。
ここであえて上記レバーが固着などして故障が発生したと想定した場合、垂直多段式伸縮装置を動作させたときに、第１スライダの移動が固着状態のレバーによってロックされて垂直多段式伸縮装置の動作が停止し、これをもって、落下防止機構に故障が発生したと認識できるから、落下防止機構の故障に作業者がすぐに気がつく。

又、作業者が、落下防止機構が正常に機能している状態で垂直多段式伸縮装置を停止してロボットメンテナンスやハンド取付けなどを行う際に、不意にベルトが切れた場合、第２スライダは該ベルトによる支持力がなくなって垂直に落下しようとするが、垂直多段式伸縮装置が動作停止していてレバーも停止しているから、垂直に落下しようとする該第２スライダの第２ピンの動きが斜状もしくは水平状をなすレバーの第２溝部により阻止され、もって、第２スライダの落下が防止される。

又、垂直多段式伸縮装置が第１スライダを下方へ移動させている状態（レバーの他端側が下方向へ回動している状態）で、ベルトが切れた場合、第２スライダに対する該ベルトによる支持はなくなるが、支軸と第１ピンとでレバーの回動姿勢が規制されているから、当該レバーによって該第２スライダが受け止められ、該第２スライダの落下が阻止される。この後、レバーの他端側が下方向へ回動するが、垂直にしか動き得ない第２スライダに対して交差した形態のレバーが常にこの第２スライダを受け止めているから、落下することはない。

この後、垂直多段式垂直装置の第１スライダが最下位置に至ってから上方向へ切り替え動作されるときには、レバーの他端側が上方向へ回動しようとするが、第２スライダの下方向の荷重を受けている第２ピンによりその回動が阻止され、結局、第１スライダ用移動機構が機能せず、つまり垂直多段式垂直装置が停止することになる。この停止動作によってベルトの切断発生が作業者によってすぐに認識される。

なお、垂直多段式伸縮装置が第１スライダ及び第２スライダを上方向へ移動させている状態でベルトが切れた場合には、第２スライダに対するベルトの支持がなくなるから該第２スライダが自重によって下方向へ移動（落下）しようとするが、レバーの他端側が上方向に回動しているから、第２スライダは当該レバーにより支えられ、第２スライダの落下を防止できる。同時に、垂直多段式垂直装置にとっては、第２スライドの下方向の荷重（これにはハンドやワークなどの重量も加わっている）がかかった時点でその荷重に抗してレバーが押し上げることができず、第１スライダ用移動機構がすぐに機能停止状態となり、つまり垂直多段式垂直装置が即停止することになる。これによって作業者がベルトの切断発生にすぐに気づくことになる。

本発明の第１実施形態を示すもので、第１スライダ用移動機構を省略した垂直多段式伸縮装置の斜視図 産業用ロボット全体の斜視図 垂直多段式伸縮装置の斜視図 第１スライダ用移動機構及び落下防止機構のレバーを省略した垂直多段式伸縮装置の斜視図 図８（ｂ）の切断線Ｓ−Ｓに沿う断面図 図８（ｂ）の切断線Ｔ−Ｔに沿う断面図 図８（ｂ）の切断線Ｕ−Ｕに沿う断面図 （ａ）〜（ｄ）は垂直多段式伸縮装置の動作状態が夫々異なる概略構成の側面図 （ａ）〜（ｄ）はベルト切断の様子を示すための垂直多段式伸縮装置の概略構成の側面図 本発明の第２実施形態を示すレバーの斜視図 本発明の第３実施形態を示す図６相当図 参考例を示すもので、（ａ）は第２スライダが最上位置にある状態での垂直多段式伸縮装置の概略構成の側面図、（ｂ）は第２スライダが最下位置にある状態での垂直多段式伸縮装置の概略構成の側面図

以下本発明の第１実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。図２において、産業用ロボット１（以下単にロボット１という）は水平移動機構２に垂直多段式伸縮装置３を水平移動可能に備えて構成されている。前記水平移動機構２は水平レール４に移動部材５を有すると共に、この移動部材５を移動させるためのボールねじ６を有する。このボールねじ６は図示しない駆動モータにより一方向及び逆方向へ回転駆動されるようになっている。上記移動部材５に前記垂直多段式伸縮装置３の固定ベース７が取り付けられている。

この垂直多段式伸縮装置３について説明する。垂直多段式伸縮装置３は、固定ベース７と、第１スライダ８と、第１スライダ用移動機構９と、第２スライダ１０と、第２スライダ用移動機構１１と、落下防止機構２４とを有して構成されている。
前記固定ベース７は、図４及び図５に示すように、ベース本体１２と、これの一面に取り付けられた一対のレール摺動体１３Ｌ、１３Ｒとから構成されている。この固定ベース７は、そのベース本体１２の他面が前記移動部材５のベース取付板５ａに取り付けられている。

前記一対のレール摺動体１３Ｌ、１３Ｒは、第１スライダ８及び第２スライダ１０の移動方向（図３及び図４の矢印Ａ方向）と直交する方向（図４及び図５の矢印Ｙ方向）の両端部に位置させて矢印Ａ方向に沿って平行状態に取り付けている。一対のレール摺動体１３Ｌ、１３Ｒはいずれも同じ構成である。

そのうち一方のレール摺動体１３Ｌには、図５に示すように、一面で開口する凹部１３Ｌａが矢印Ａ方向へ延びるように形成されており、この凹部１３Ｌａの両内側面には、前記矢印Ａ方向へ直線状に延びるボール状の第１のガイド部１３Ｌｂ、１３Ｌｂが形成されている。なお、他方のレール摺動体１３Ｒにも同様に凹部１３Ｒａ、第１のガイド部１３Ｒｂ、１３Ｒｂが形成されている。

又、前記第１スライダ８は、図４に示すように、一対の平行なレール１４Ｌ、１４Ｒと、この一対のレール１４Ｌ、１４Ｒの各一端面に宛がわれた状態で該各一端面にねじ止めされた第１連結端板１５Ａと、前記一対のレール１４Ｌ、１４Ｒの各他端面に宛がわれた状態で該各他端面にねじ止めされた第２連結端板１５Ｂとを有して枠状に構成されている。

そして、図５及び図６に示すように、前記一方のレール１４Ｌの両側面において一方の辺部近くにはその長手方向に延びるように円弧溝状のガイド部１４Ｌａ、１４Ｌａが形成され、又、他方の辺部近くにその長手方向に延びるように円弧溝状のガイド部１４Ｌｂ、１４Ｌｂが形成されている。

又、他方のレール１４Ｒも上記一方のレール１４Ｌと同様に形成されており、従って、円弧溝状のガイド部１４Ｒａ、１４Ｒａ、１４Ｒｂ、１４Ｒｂを有する。
前記ガイド部１４Ｌａは前記一方のレール摺動体１３Ｌの第１のガイド部１３Ｌｂに摺動可能に係合し、又、前記ガイド部１４Ｒａは前記他方のレール摺動体１３Ｒの第１のガイド部１３Ｒｂに摺動可能に係合している。これにより第１スライダ８が固定ベース７のレール摺動体１３Ｌ、１３Ｒに矢印Ａ方向（図４及び図８（ａ）参照）及びこれとは反対の矢印Ｂ方向（図２及び図８（ｄ）参照）へ移動可能に設けられている。

前記第１スライダ用移動機構９は、図２及び図３に示すように、前記固定ベース７に設けた駆動用モータ１６と、この駆動用モータ１６によってベルト伝達機構１７を介して回転されるボールねじナット（図示せず）を内部に有するナットケース１９と、前記ボールねじナットと噛合するボールねじ１８とを有する。前記ボールねじ１８の一端部は前記第１連結端板１５Ａを押し引きできるように当該第１連結端板１５Ａに連結されており、図３及び図８（ａ）に示す最上位置状態から駆動用モータ１６が一方向へ回転駆動されると第１連結端板１５Ａひいては第１スライダ８及び第２スライダ１０が矢印Ａ方向へ移動させられ、図８（ｄ）に示す最長ストローク位置に至る。そして、この図８（ｄ）の最長ストローク状態から前記駆動用モータ１６が他方向へ回転駆動されると、第２スライダ１０が矢印Ｂ方向へ移動させられる。

又、前記第２スライダ１０は、図７に示すように、前記第１スライダ８の移動方向での長さより短い寸法に形成された第２スライダ本体２０と、この第２スライダ本体２０に平行状態に取り付けられ、夫々、前記第１スライダ８の長さより短い寸法の一対の被ガイド体２１Ｌ、２１Ｒとを有して構成されている。この一対の被ガイド体２１Ｌ、２１Ｒのうち一方の被ガイド体２１Ｌには、凹部２１Ｌａが前記第１スライダ８を移動させるべき方向（矢印Ａ及びＢ方向）と同方向へ延びるように形成されており、さらにこの凹部２１Ｌａの両内側面には当該凹部２１Ｌａの延び方向と同方向へ延びて前記レール１４Ｌのガイド部１４Ｌｂと摺動可能に係合するボール状の第２のガイド部２１Ｌｂが形成されている。

又、他方の被ガイド体２１Ｒにも、同様に、凹部２１Ｒａ、前記レール１４Ｒのガイド部１４Ｒｂと摺動可能に係合する第２のガイド部２１Ｒｂが形成されている。
前記第２スライダ用移動機構１１は、図４に示すように、前記第１スライダ８の前記第１連結端板１５Ａに前記一対のレール１４Ｌ、１４Ｒ間に位置して軸支持体２２ｉを介して設けられた第１のプーリ２２Ａと、前記第１スライダ８の前記第２連結端板１５Ｂに前記一対のレール１４Ｌ、１７Ｒ間に位置して軸支持体２２ｊを介して設けられた第２のプーリ２２Ｂと、これら第１のプーリ２２Ａ及び第２のプーリ２２Ｂに架設したベルト２３とを有する。そして、該ベルト２３における一部を前記固定ベース７に固定具２３ａにより固定すると共に、前記一部（固定具２３ａ部分）と対極位置にある別の部分を前記第２スライダ１０の第２スライダ本体２０に固定部２３ｂにより固定している。

この第２スライダ用移動機構１１は、図８（ａ）の状態から第１スライダ８が矢印Ａ方向へ移動すると、これに伴って、両プーリ２２Ａ、２２Ｂも移動する。このとき、ベルト２３の一部が固定ベース７に固定されているので、当該ベルト２３の固定ベース７と反対側の辺部２３Ｑが、移動する第１スライダ８に対してさらに矢印Ａ方向へ移動することにより第２スライダ１０が第１スライダ８に対してさらに同矢印Ａ方向へ移動し、図８（ｂ）及び（ｃ）の状態を経て図８（ｄ）の最長ストローク位置（最下位置）に至る。

なお、前記第２スライダ１０には、例えば、図示しないがハンドやカメラなどが取り付けられている。
さて、前記落下防止機構２４について図１、図３、図５〜図８を参照して説明する。この落下防止機構２４は、レバー２５を備えており、このレバー２５は、長尺で細長な板部材から構成されている。このレバー２５の長手方向中間部には支軸２６が一体的に取り付けられている。このレバー２５には中間部近傍である支軸２６近傍から一端方向へ延びるように第１溝部に相当する第１長孔部２７Ａが形成され、又、上記支軸２６近傍から他端方向へ延びるように第２溝部に相当する第２長孔部２７Ｂが形成されている。

前記第１スライダ８おける前記両プーリ２２Ａ、２２Ｂ間の中間部（各プーリから等距離の地点）であるレール１４Ｒ中間部には、軸孔２８がレール１４側面と直交する方向に形成されている。

前記固定ベース７におけるベース本体１２及び第２スライダ１０における第２スライダ本体２０には、前記支軸２６を中心点とする点対称位置に第１ピン２９Ａ及び第２ピン２９Ｂがそれぞれ突出状態に取り付けられている。これらの外径寸法は前記第１長孔部２７Ａ及び第２長孔部２７Ｂにほとんどガタつきなく且つ移動可能に挿入し得る寸法に設定されている。

前記レバー２５は、前記支軸２６が前記軸孔２８に回動可能に挿通支承されることにより、前記第１スライダ８における前記両プーリ２２Ａ、２２Ｂ間の中間部に回動可能に軸支されている。この場合、前記第１ピン２９Ａは前記第１長孔部２７Ａに移動可能に挿入され、又第２ピン２９Ｂは前記第２長孔部２７Ｂに移動可能に挿入されている。
上記第１長孔部２７Ａ及び第２長孔部２７Ｂの長さは、第２スライダ１０の設定ストロークによって決まる前記第１ピン２７Ａ及び第２ピン２７Ｂの移動領域より長く設定している。

上記構成の作用について説明する。今、ベルトが切れていない正常状態（図８（ａ）の状態）で、なお且つ落下防止機構２４が故障（例えば支軸２６が軸孔２８に対して固着したようなことなどが原因での動作不良）状態でないとする。この状態で、第１スライダ用移動機構９（図８には図示せず、図２及び図３参照）が第１スライダ８を垂直下方向（矢印Ａ方向）へ移動させると、一部が固定ベース７に固定されているベルト２３に対して第１スライダ８の一対のプーリ２２Ａ、２２Ｂも移動することにより、該ベルト２３の辺部２３Ｑ（図８（ａ）参照）が第１スライダ８に対してさらに矢印Ａ方向へ移動する。

これにより、この辺部２３Ｑにおける固定具２３ｂでベルト２３に連結された前記第２スライダ１０がこのベルト２３から移動力を受けてこの第１スライダ８に対して相対的に先行して移動する。この場合第２スライダ１０の移動速度は、第１スライダ８の移動速度の２倍となる。その移動途中状態を図８（ｂ）、同図（ｃ）に示す。そして図８（ｄ）に示すように、第２スライダ１０が予め設定された最下位置に至る。

このような第１スライダ８及び第２スライダ１０の移動時において、第２スライダ１０に設けられた第２ピン２９Ｂも垂直下方へ移動することにより該第２ピン２９Ｂがレバー２５の他方の第２長孔部２７Ｂ内面を下方へ押す。この第２ピン２９Ｂの移動速度は、第１スライダ８の支軸２６より２倍の速度であるから、レバー２５が支軸２６を中心として矢印Ｋ方向（図８（ａ）参照）へ回動する。この場合、レバー２５の一方の第１長孔部２７Ａに第１ピン２９Ａが挿入配置されているが、この第１ピン２９Ａと第２ピン２９Ｂとは支軸２６を中心として点対称配置形態であるので、当該レバー２５は支障なく回動するのである。

この後、この図８（ｄ）の状態から第１スライダ用移動機構９により第１スライダ８が、逆に、上方向（矢印Ｂ方向）へ移動させられると、図８（ｃ）、（ｂ）の状態を経て図８（ａ）の最上位置に至る。この場合、前記第１スライダ８及び第２スライダ１０が上方へ移動するから、レバー２５も上述とは逆方向へ回動して図８（ａ）の状態に戻る。

上述のように落下防止機構２４は、垂直多段式垂直装置３の動作に伴って受動的に動作するのみであって、しかも構成自体もレバー２５を支軸２６で支承している程度の簡単な構成であるので、支軸２６部分での固着などの故障が発生することがほとんどない。

ここであえて、例えばレバー２５が前述の支軸２６部分で固着して落下防止機構２４が故障したと想定して、垂直多段式垂直装置３の動作について説明すると、次のようになる。第１スライダ用移動機構９が第１スライダ８を下方向又は上方向へ移動させようと（垂直多段式伸縮装置３を動作させようと）したときに、落下防止機構２４のレバー２５が動き得ないことで、第２ピン２９Ｂの移動が阻止（ロック）され、この阻止によって、結局第１スライダ８は動作せず、すなわち、垂直多段式伸縮装置３が動作しない。これをもって、落下防止機構２４に故障が発生したと認識できる。

このように、万一、落下防止機構２４に故障が発生したとしても、垂直多段式伸縮装置３が動作不能となることで、すぐに落下防止機構２４の故障を確認できる。従って、落下防止機構２４が故障したままで垂直多段式垂直装置３が稼動されるということもない。

次に、前記第１スライダ用移動機構９のベルト２３が疲労劣化などで切断した場合について説明する。前記第１スライダ用移動機構９のベルト２３は、使用時間が長期にわたると疲労劣化などして切断してしまうおそれがあり、この場合、その切断タイミングとしては、作業者が、垂直多段式垂直装置３を停止して各部の点検中とかメンテナンス中といったタイミングや、垂直多段式垂直装置３の稼働中であったりする。

まず、作業者が、落下防止機構２４が正常な状態で垂直多段式伸縮装置を停止してロボットメンテナンスやハンド取付けなどを行う際に、不意にベルトが切れた場合について説明する。この場合、垂直多段式垂直装置３が停止していることで、第１スライダ８ひいては支軸２６が動かず、そして第１ピン２９Ａがもともと動かないことから、レバー２５が動かない状態となっている。この状態で、ベルト２３が切れたとすると、当該ベルト２３による第２スライダ１０に対する支持力がなくなって、当該第２スライダ１０が、垂直に落下しようとするが、上述したようにレバー２５が動き不能状態であるから、垂直に落下しようとする該第２スライダ１０の第２ピン２９Ｂの真下への動きが斜状もしくは水平状をなすレバー２５の第２長孔部２７Ｂにより阻止され、もって、第２スライダ１０の落下が防止される。

ここで上記「第２スライダ１０の落下」とは、ベルト２３切断により拘束が解除されて第２スライダ１０が何ら下方からの抗力も受けずに自由落下することをいう。従って、本実施形態では、第１連結端板１５Ａが存在することで、該第１連結端板１５Ａが第２スライダ１０落下に対するストッパとして機能することも予測されるが、この第１連結端板１５Ａは、ベルト２３が切れたときの第２スライダ１０の自由落下を阻止するものではない。そして、本実施形態では、第２スライダ１０の落下（自由落下）を防止できるから当該第２スライダ１０が第１連結端板１５Ａに衝当することもなければ、勢い余って該第１連結端板１５Ａから脱落するということもない。

又、本実施形態では、落下防止機構２４を設けたことによって、他のストッパなどは本来的には必要ではなく、このため、例えば、上記第１連結端板１５Ａを、レール１４Ｌ、１４Ｒの端面間連結ではなく相互に対向する側面間を連結する構成としても良い。
次に、垂直多段式伸縮装置３が動作している状態で、ベルト２３が切れた場合を説明するが、まず、第２スライダ１０が下方向へ移動されている過程で、ベルト２３が切れた場合について図９を参照して述べる。

仮にこの図９（ｂ）のタイミング（第１スライダ８が下方向（矢印Ａ方向）へ移動しているタイミング）でベルト２３が切れた場合、第２スライダ１０に対する該ベルト２３による支持がなくなるから、該第２スライダ１０は自身の重量（この第２スライダ１０には自身の重量以外に自身に取り付くハンドなどの重量が加わっている）がレバー２５に対して、垂直下方向に作用するが、このレバー２５は第１スライダ８の矢印Ａ方向への移動に伴って受動的に回動（支軸２６を中心とした矢印Ｋ方向の回動）しているため、第２ピン２９Ｂが斜状をなす第２長孔部２７Ｂにより動きが規制され、一気に落下するようなことはない。

そして、この第２ピン２９Ｂ従って第２スライダ１０は、レバー２５の矢印Ｋ方向への回動に追随して下方へ動いてゆき、第１スライダ８が、図８（ｄ）に示す下限位置（レバー２５にとっては矢印Ｋ方向の回動限度位置）となると、真下にしか動き得ない第２スライダ１０に対して交差する形態でレバー２５の回動が停止するため、斜状をなす第２長孔部２７Ｂにより第２ピン２９Ｂの垂直下方向の動きが止められる。従って、この下限位置でも第２スライダ１０は落下することはない。

そして、最下位置から、第１スライダ用移動機構９により第１スライダ８が逆方向である上方向へ力を受けると、レバー２５も矢印Ｈ方向（矢印Ｋと反対方向、図９（ｄ）参照）へ回動しようとするが、第２スライダ１０の下方向の荷重を受けている第２ピン２９Ｂによりその矢印Ｈ方向の回動が阻止され、結局、第１スライダ用移動機構９が機能せず、つまり垂直多段式垂直装置３が停止することになる。この停止動作によってベルト２３の切断発生が作業者によってすぐに認識される。

なお、第２スライダ１０が上方向へ移動されているタイミング（レバー２５他端部が矢印Ｈ方向へ回動しているタイミング）で、ベルト２３が切れた場合には、当該ベルト２３が切れたことによって第２スライダ１０が自重によって下方向へ移動（落下）しようとするが、レバー２５が第１スライダ用移動機構９の動作つまり垂直多段式伸縮装置３の動作に受動的に矢印Ｈ方向に回動しているから、第２スライダ１０は当該レバー２５により支えられ、落下することはない。つまり、この場合も第２スライダ１０の落下を防止できる。同時に、垂直多段式垂直装置３にとっては、第２スライド１０の下方向の荷重がかかった時点でその荷重に抗してレバー２５が押し上げることができなくなり、第１スライダ用移動機構９がすぐに機能停止状態となり、つまり垂直多段式垂直装置３が異常停止することになる。これによって作業者がベルト２３の切断発生にすぐに気づくことになる。

このように本実施形態によれば、落下防止機構２４を、前記第１スライダ８における前記両プーリ２２Ａ、２２Ｂ間の中間部に支軸２６により回動可能に軸支されて、当該支軸２６から一端側及び他端側に夫々延びる第１長孔部２７Ａ及び第２長孔部２７Ｂを有するレバー２５と、前記固定ベース７に設けられて第１長孔部２７Ａに摺動可能に挿入された第１ピン２９Ａと、前記第２スライド１０に設けられて第２長孔部２７Ｂに摺動可能に挿入された第２ピン２９Ｂとを備え、前記第１ピン２９Ａと第２ピン２９ｂとを前記支軸２６を中心として点対称配置とする構成とした。これにより、従来のばねなどの能動部材を備えず、能動的な垂直多段式伸縮装置３と連係する受動的な落下防止機構２４を実現し得た。しかもこの場合落下防止機構２４の構成は、レバー２９及び第１ピン２９Ａ並びに第２ピン２９Ｂを有する程度であるから、構成も極めて簡単であり、落下防止機構２４自体の故障発生確率を低くできる。

さらに、このように落下防止機構２４は、上述の構成としたことにより、垂直多段式伸縮装置３と連係するレバー２５が、ベルト２３切断時では直ちに第２スライダ１０の落下に抗するから、垂直多段式伸縮装置３が動作停止時おいてベルト２３が切れた場合であっても、又、垂直多段式伸縮装置３が動作中にベルト２３が切れた場合であっても、確実に第２スライダ１０の落下を防止でき、且つ、垂直多段式伸縮装置３の動作自体も速やかに停止できる。

そして、落下防止機構２４を能動的に作動する垂直多段式伸縮装置３により受動的に動作させるから、万一、何らかの原因で落下防止機構２４が故障すれば、上述したように、垂直多段式伸縮装置３自体の動作が停止することになり、作業者が、落下防止機構２４が故障したことに容易に且つすぐに気付くようになる。この結果、落下防止機構２４の故障に気付かないまま作業者がロボット１に接近する危険を防止でき、ロボット１使用時において安全面を従来に比して格段に強化できる。

そして、必ず、落下防止機構２４が故障していないことを条件に垂直多段式伸縮装置３が動作するから、落下防止機構２４が故障のまま、垂直多段式伸縮装置３ひいてはロボット１が動作する不具合をなくすことができる。

上述した実施形態から分かるように、本発明の落下防止機構は、作業者の安全が追及されるロボットにおいて、ワークなどを保持する部材（第２スライダ）の落下を確実に防止し、且つ当該落下防止機構自体の故障にも速やかに気付かせてくれるものであり、単にシーソー的に動作するレバー機構やリンク機構とは異なるものである。

本発明は、上述した第１実施形態に限定されず、次のように変更しても良い。レバーの形状は、上記第１実施形態のレバー２５の形状以外に図１０に示すレバー３１の形状としても良い。すなわち、第１実施形態では、レバー２５の第１溝部及び第２溝部を、夫々第１ピン２９Ａ及び第２ピン２２Ｂの挿入先端側が開通し且つ両端が有端である第１長孔部２７Ａ及び第２長孔部２７Ｂから構成したが、レバー３１では、第１溝部及び第２溝部として、第１ピン及び第２ピンの挿入先端側が閉塞した断面Ｕ形状の第１溝部３２Ａ及び第２溝部３２Ｂを備えており、且つ、この第１溝部３２Ａ及び第２溝部３２Ｂは、レバー３１先端側が開放している。

又、図１１に示すように、第１ピン２９Ａは固定ベース７のレール摺動体１３Ｒに取付け、第２ピン２９Ｂは第２スライダ１０の被ガイド体２１Ｒに取付けるようにしても良い。
又、垂直多段式伸縮装置の固定ベースは、水平移動機構に取付ける構成でなくても良く、任意方向に移動可能な移動機構に取付けたり、或いは固定壁や固定フレームに取付ける構成としても良い。

図面中、１はロボット、２は水平移動機構、３は垂直多段式伸縮装置、７は固定ベース、８は第１スライダ、９は第１スライダ用移動機構、１０は第２スライダ、１１は第２スライダ用移動機構、１４Ｌ、１４Ｒはレール、１５Ａは第１連結端板、１５Ｂは第２連結端板、２２Ａ、２２Ｂはプーリ、２３はベルト、２４は落下防止機構、２５はレバー、２６は支軸、２７Ａは第１長孔部（第１溝部）、２７Ｂは第２長孔部（第２溝部）、２９Ａは第１ピン、２９Ｂは第２ピンを示す。

Claims (1)

1. 固定ベースと、この固定ベースに垂直方向へ移動可能に設けられ第１スライダ用移動機構により移動させられる第１スライダと、この第１スライダに垂直方向へ移動可能に設けられた第２スライダと、前記第１スライダの垂直方向両端部に夫々設けられたプーリとこの両プーリ間に架設されたベルトとを有し当該ベルトの一部を前記固定ベースに連結し前記一部と対極をなす部分を前記第２スライダに連結してなり前記第１スライダの移動に伴って前記第２スライダを該第１スライダと同方向へ先行移動させる第２スライダ用移動機構とから構成された垂直多段式伸縮装置を備えると共に、前記第２スライダの落下を防止する落下防止機構を備えた産業用ロボットにおいて、
   前記落下防止機構を、
   前記第１スライダにおける前記両プーリ間の中間部に、長手方向中間部が支軸により回動可能に支承されたレバーと、
   このレバーに前記支軸近傍から一端方向へ直線状に延びるように形成された第１溝部と、
   前記レバーに前記支軸近傍から他端方向へ直線状に延びるように形成された第２溝部と、
   前記固定ベースに設けられて前記第１溝部に移動可能に挿入された第１ピンと、
   前記第２スライダに設けられて前記第２溝部に移動可能に挿入された第２ピンとを有し、
   前記第１ピン及び第２ピンは前記支軸を中心として点対称配置としたことを特徴とする産業用ロボット。

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