JP2008221357A - 多関節ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ケーブルをフレームに沿うように配置させ、カバーとアームでケーブルやコネクタおよびコネクタの両端のケーブルを固定することで、ケーブルの断線、コネクタの破損を防ぎ、かつ安価に構成することができるアーム部の配線構造を提供する。
【解決手段】フレーム２２と、フレーム２２を可動に連結した関節部９と、フレーム２２に装着されるカバー５と、フレーム２２およびフレーム２２を可動に連結した関節部９に配置されたケーブル１とを備えた多関節ロボットにおいて、 フレーム２２およびフレーム２２を可動に連結した関節部９に配置されたケーブル１をフレーム２２に沿うように配置させたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の関節部を有する多関節ロボットに関する。

フレームと、フレームを可動に連結した関節部と、フレームに装着されるカバーと、フレームおよびフレームを可動に連結した関節部に配置されたケーブルとを備えた多関節ロボットのアーム部の配線構造において、従来の多関節ロボットの関節部におけるケーブルの配線には、フレキシブルチューブやフラットケーブルを関節内で旋回しているものがある（例えば、特許文献１参照）。図６の従来の多関節ロボットの屈曲部配線構造の側断面図に示すようにフレキシブルチューブ２７は、関節部において、出力軸２５の先端側の周囲のうち内周側に位置して、例えば右回り（時計回り方向）にスパイラル（螺旋）状に緩やかに（出力軸２５の外周面との間に隙間をもって）巻回して配置されている（このスパイラル状部分を巻回部分２７ａと称する）。このとき、図７の従来の多関節ロボットのアームの先端面を示す側面図にも示すように、連結板２１及びアーム４のフレーム２２の端板２２ａの図で上部には、内周寄り部分に位置して、前記フレキシブルチューブ２７が通される湾曲状のチューブ挿通孔２１ｂ及び２２ｂが夫々互いにラップするように形成されている。なお、前記チューブ挿通孔２１ｂ及び２２ｂは、フレキシブルチューブ２７の巻回部分２７ａの先端側の端部を、例えば摩擦力により保持する機能も有している。
一方、フラットケーブル２８は、関節部において、前記出力軸２５の先端側の周囲のうち外周側に位置して、緩やかに（巻回層間に隙間をもって）巻回して配置されている（この巻回された部分を巻回部分２８ａと称する）。このとき、図７にも示すように、前記連結板２１及びアーム４のフレーム２２の端板２２ａの図で下部には、外周寄り部分に位置して、前記フラットケーブル２８が通される湾曲状のケーブル挿通孔２１ｃ及び２２ｃが夫々互いにラップするように形成されている。なお、前記ケーブル挿通孔２１ｃ及び２２ｃは、フラットケーブル２８の巻回部分２８ａの内周側の端部を保持する機能も有している。
特開２００４−９０１３５公報（第９頁、図１、図２）

従来の多関節ロボットのアーム部の配線構造において、関節部の可動によるケーブル全体への疲労や断線を防ぐために関節部に近い部分でケーブルを固定する必要があるが、フレーム内にケーブルを収納しているためにケーブルの固定が非常に困難であった。
また、ケーブルの交換を容易にするためにケーブルの数ヶ所をコネクタ化することが考えられるが、コネクタもしくはコネクタの両端のケーブルの固定を行わないとコネクタの結線部での断線やコネクタ本体の破損等の問題が生じる恐れがあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ケーブルをフレームに沿うように配置させ、カバーとアームでケーブルやコネクタおよびコネクタの両端のケーブルを固定することで、ケーブルの断線、コネクタの破損を防ぎ、かつ安価に構成することができるアーム部の配線構造を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、フレームと、フレームを可動に連結した関節部と、フレームに装着されるカバーと、フレームおよびフレームを可動に連結した関節部に配置されたケーブルとを備えた多関節ロボットにおいて、 フレームおよびフレームを可動に連結した関節部に配置されたケーブルをフレームに沿うように配置させたものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記ケーブルが前記カバーと前記フレームをはめ合わせることにより固定されるものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記ケーブルが、少なくとも１つの前記関節部を通過する前後でコネクタにより接続されたものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記フレームが、前記ケーブルを係止する構造を形成したものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記フレームが、前記ケーブルを係止するようにかぎ状の構造を形成したものである。
また、請求項６に記載の発明は、少なくとも一方の前記カバーが、前記ケーブルを係止する突起部を備えたものである。
また、請求項７に記載の発明は、前記突起部が、弾性部材を備えたものである。
また、請求項８に記載の発明は、前記ケーブルが、コネクタにより接続され、前記コネクタを収納するコネクタ収納部が前記フレームに形成されたものである。
また、請求項９に記載の発明は、前記コネクタ収納部が、前記コネクタを収納するとともに前記ケーブルを係止するケーブル系止部を備えたものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記ケーブル係止部に係止された前記ケーブルを係止するようにカバーが取り付けられたものである。

請求項１から１０に記載の発明によると、ケーブルの固定を容易にし、固定に関する部材を削減することができ、アーム部および関節部を小さく構成させることができるため、ケーブルの信頼性と、交換などの組み立ておよび保守性を向上させ、かつ安価で小形にすることができる。また、複数の単芯ケーブルや多芯ケーブル、光ケーブルであるためケーブル外径がより小さくでき、配線する空間の形状により柔軟に対応することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の第一の実施例である多関節ロボットの側面図、図２は本発明の第一の実施例である多関節ロボットのカバーを取り除いた図、図３は本発明の第一の実施例である多関節ロボットの関節部のカバーの一方を取り除いた斜視図、図４は本発明の第一の実施例である多関節ロボットのアーム部の断面図である。図２において、１は多芯ケーブルであり、フレーム２２に沿うように配置され、多芯ケーブル１とフレーム２２を覆うようにカバー５が両側から取り付けられている。図３において、２はそれぞれの多芯ケーブルを接続するコネクタであり、各関節部９の根元に対して１ヵ所ずつ、計２ヶ所設けられている。なお、多芯ケーブル１は、本体コネクタ７にて図示しないコントローラへ接続される。
また、図４において、各コネクタ２の前後には、フレーム２２にかぎ状に形成されたケーブル係止部３が設けられ、多芯ケーブル１が収納されている。これに対応するようにカバー５には、ケーブル係止部３とともに多芯ケーブル１をケーブル係止部３に固定することができる突起部８が設けられており、カバー５をフレーム２２に取り付けることにより、アーム部内での多芯ケーブル１の固定が完了する。
本発明が従来技術と異なる部分は、フレームと一体化されたかぎ状のケーブル係止部とこれに対応するようにカバーにケーブル係止部とともにケーブルをケーブル係止部に固定することができる突起部が設けられている部分である。
本構成によると、多芯ケーブル１の固定を容易にし、固定に関する部材を削減することができ、アーム部および関節部９を小さく構成させることができるため、ケーブルの信頼性と、交換などの組み立ておよび保守性を向上させ、かつ安価で小形にすることができる。
ここで、多芯ケーブル１本を例に説明したが、ケーブルの太さが変更された場合や、本数が増えた場合などは、たとえば、カバー５の突起部８にばね等の弾性部材を備えることにより、多芯ケーブル1の係止圧を調整するとともに多芯ケーブル１の太さや本数の変更に対応することが可能である。

図５は本発明の第二の実施例である多関節ロボットの関節部９のカバーを取り除いた図である。第二の実施例が第一の実施例と異なる点は、フレーム２２と一体化され、一面が開口した箱状のコネクタ収納部６を有し、その両端にケーブル係止部３を備えている点である。このコネクタ収納部６およびそれに付随したケーブル係止部３とカバーに設けられた突起部（図示せず）により、図４に示した要領でコネクタ２とその両端の多芯ケーブル１をアーム部内に固定させることができる。

本構成によると、ケーブルおよびコネクタの固定を容易にし、固定に関する部材を削減することができ、アーム部および関節部９を小さく構成させることができるため、ケーブルおよびコネクタの信頼性と、交換などの組み立ておよび保守性を向上させ、かつ安価で小形にすることができる。
カバーおよびフレームの材質については説明しなかったが、一般的な産業用ロボットに使用されている材料でも良いし、ＡＢＳ樹脂のような合成樹脂から形成されても良い。また、ケーブルについて多芯ケーブルの１本を例示したが、複数のケーブルを通しても良いことは自明であり、ケーブルでなくチューブのような配管であっても良い。

本発明の第一の実施例である多関節ロボットの全体図 本発明の第一の実施例である多関節ロボットのカバーを取り除いた図 本発明の第一の実施例である多関節ロボットの関節部のカバーの一方を取り除いた図 本発明の第一の実施例である多関節ロボットのアーム部の断面図 本発明の第二の実施例である多関節ロボットの関節部のカバーを取り除いた図 従来の多関節ロボットの屈曲部配線構造の側断面図 従来の多関節ロボットのアームの先端面を示す側面図

符号の説明

１ 多芯ケーブル
２ コネクタ
３ ケーブル係止部
４ アーム
５ カバー
６ コネクタ収納部
７ 本体コネクタ
８ 突起部
９ 関節部
２１ 連結板
２１ｂ、２２ｂ チューブ挿通孔
２２ フレーム
２２ａ 端板
２１ｃ、２２ｃ ケーブル挿通孔
２５ 出力軸
２７ フレキシブルチューブ
２７ａ 巻回部分
２８ フラットケーブル
２８ａ 巻回部分

Claims (10)

1. フレームと、フレームを可動に連結した関節部と、フレームに装着されるカバーと、フレームおよびフレームを可動に連結した関節部に配置されたケーブルとを備えた多関節ロボットにおいて、
   フレームおよびフレームを可動に連結した関節部に配置されたケーブルをフレームに沿うように配置させたことを特徴とする多関節ロボット。
2. 前記ケーブルが前記カバーと前記フレームをはめ合わせることにより固定されることを特徴とする請求項１記載の多関節ロボット。
3. 前記ケーブルは、少なくとも１つの前記関節部を通過する前後でコネクタにより接続されたことを特徴とする請求項１記載の多関節ロボット。
4. 前記フレームは、前記ケーブルを係止する構造を形成したことを特徴とする請求項1記載の多関節ロボット。
5. 前記フレームは、前記ケーブルを係止するようにかぎ状の構造を形成したことを特徴とする請求項４記載の多関節ロボット。
6. 少なくとも一方の前記カバーは、前記ケーブルを係止する突起部を備えたことを特徴とする請求項１記載の多関節ロボット。
7. 前記突起部は、弾性部材を備えたことを特徴とする請求項６記載の多関節ロボット。
8. 前記ケーブルは、コネクタにより接続され、前記コネクタを収納するコネクタ収納部が前記フレームに形成されたことを特徴とする請求項１記載の多関節ロボット。
9. 前記コネクタ収納部は、前記コネクタを収納するとともに前記ケーブルを係止するケーブル系止部を備えたことを特徴とする請求項８記載の多関節ロボット。
10. 前記ケーブル係止部に係止された前記ケーブルを係止するようにカバーが取り付けられたことを特徴とする請求項９記載の多関節ロボット。

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