JP2020116681A - 取付ブラケット - Google Patents

Abstract

【課題】連結部に設けられた開口部から線条体を取り出す際の線条体の曲げ半径を可能な限り大きく確保することができる取付ブラケットを提供する。【解決手段】手首先端の回転中心軸に沿って線条体１５０を貫通可能なロボットの手首先端面に取り付けられ、線条体１５０を通過させる第１貫通孔１４を有する第１フランジ１１と、第１フランジ１１に対して回転中心軸方向に間隔をあけて配置されエンドエフェクタが取り付けられる第２フランジ１２と、第１フランジ１１の外縁と第２フランジ１２の外縁とを連結する筒状の連結部１３とを備え、連結部１３に、第１貫通孔１４を貫通した線条体１５０を通過させる開口部１８，１９が設けられ、少なくとも開口部１８，１９の位置において、第１フランジ１１の外縁よりも第２フランジ１２の外縁が回転中心軸に近い位置に配置されている取付ブラケット１である。【選択図】図９

Description

本開示は、取付ブラケットに関するものである。

産業用ロボットの手首先端部における線条体案内装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この線条体案内装置は、ロボットの手首先端部の回転軸部材とエンドエフェクタとの間に介装される線条体案内部材を備えている。

線条体案内部材は、手首先端部に取り付けられる第１板部とエンドエフェクタを取り付ける第２板部とを対向して配置し、第１板部と第２板部とを連結する連結部を備えている。連結部には開口部が設けられている。ロボットの手首先端部の回転軸部材を貫通した線条体は、第１板部の貫通孔を通過して開口部から外側に取り出すことができる。

特開２０１４−９４４４０号公報

特許文献１においては、連結部に設けられた開口部から取り出した線条体を、第２板部に設けられたスリットを経由して第２板部の貫通孔内に移動可能であるため、線条体の曲げ半径を大きく確保できる。しかしながら、線条体やエンドエフェクタによっては線条体を第２板部の貫通孔内に移動させることができないものもある。この場合には、連結部に設けられた開口部から線条体を取り出す際の線条体の曲げ半径を可能な限り大きく確保することが望まれている。

本開示の一態様は、手首先端の回転中心軸に沿って線条体を貫通可能なロボットの手首先端面に取り付けられ、前記線条体を通過させる第１貫通孔を有する第１フランジと、該第１フランジに対して前記回転中心軸方向に間隔をあけて配置されエンドエフェクタが取り付けられる第２フランジと、前記第１フランジの外縁と前記第２フランジの外縁とを連結する筒状の連結部とを備え、該連結部に、前記第１貫通孔を貫通した前記線条体を通過させる開口部が設けられ、少なくとも該開口部の位置において、前記第１フランジの外縁よりも前記第２フランジの外縁が前記回転中心軸に近い位置に配置されている取付ブラケットである。

本開示の一実施形態に係る取付ブラケットによってエンドエフェクタをロボットに取り付けた状態を示す斜視図である。 図１の取付ブラケットを第２フランジ側から見た斜視図である。 図１の取付ブラケットを第１フランジ側から見た斜視図である。 図１の取付ブラケットの正面図である。 図１の取付ブラケットを第１開口部側から見た側面図である。 図１の取付ブラケットを第２開口部側から見た側面図である。 図３の取付ブラケットのＡ−Ａ縦断面図である。 図３の取付ブラケットのＢ−Ｂ縦断面図である。 図３の取付ブラケットのＣ−Ｃ縦断面図である。

本開示の一実施形態に係る取付ブラケット１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る取付ブラケット１は、図１に示されるように、ロボット１００の手首先端面に取り付けられて、エンドエフェクタ２００を手首先端面に固定する部材である。エンドエフェクタ２００は任意であるが、図１に示す例では、溶接ガンである。

取付ブラケット１は、図２から図８に示されるように、ロボット１００の手首先端面に固定される第１フランジ１１と、該第１フランジ１１に対して平行に、手首先端の回転中心軸Ａ方向に間隔をあけて配置される第２フランジ１２と、第１フランジ１１の外縁と第２フランジ１２の外縁とを接続する筒状の連結部１３とを備えている。

第１フランジ１１は、図３に示されるように円板状に構成され、中央に板厚方向に貫通する第１貫通孔（貫通孔）１４を備えている。また、第１フランジ１１は、第１貫通孔１４の径方向外方に周方向に間隔をあけて配置され、板厚方向に貫通する複数の取付孔１５を備えている。取付孔１５には、ロボット１００の手首先端面に固定するための図示しないボルトが貫通させられる。

第２フランジ１２は、図４に示されるように、第１フランジ１１と同心に配置され、第１フランジ１１よりも小さい外径の円板状に構成されている。第２フランジ１２は、中央に板厚方向に貫通する第２貫通孔１６を備えている。

また、第２フランジ１２は、第２貫通孔１６の径方向外方に周方向に間隔をあけて配置され、板厚方向に貫通する複数のネジ孔１７を備えている。ネジ孔１７には、エンドエフェクタ２００に固定するためのボルトが締結される。図４においては、ネジ孔１７は、同心円状に２列に設けられ、インタフェースの異なるエンドエフェクタ２００を取り付けることができる。

連結部１３は、図２および図３に示されるように、外径の異なる円板状の第１フランジ１１の外縁と第２フランジ１２の外縁とを接続し、第１フランジ１１から第２フランジ１２に向かって先細になる円錐台形状の筒状に形成されている。連結部１３には、径方向に貫通する２つの第１開口部（開口部）１８と、第１開口部１８よりも小さい２つの第２開口部（開口部）１９とが設けられている。

第１開口部１８は、図５に示されるように、曲率の異なる複数の曲線と直線とを接続して形成されている。隣接する曲線と曲線および曲線と直線とは、それぞれ、接続点において法線を共通にしており、これによって、段差なく滑らかに連続し、角のない開口形状を有する第１開口部１８が構成されている。
本実施形態においては、第１開口部１８は、図５に鎖線によって示されるように、第１フランジ１１側よりも第２フランジ１２側において、すなわち、回転中心軸Ａに沿って先端に向かう方向に幅広となる形状を有している。

第２開口部１９も、図６に示されるように、曲率の異なる複数の曲線と直線とを接続して形成されている。隣接する曲線と曲線および曲線と直線とは、それぞれ、接続点において法線を共通にしており、これによって、段差なく滑らかに連続し、角のない開口形状を有する第２開口部１９が構成されている。
本実施形態においては、第２開口部１９は、第１開口部１８とは逆に、図６に示されるように、第２フランジ１２側よりも第１フランジ１１側において、すなわち、回転中心軸Ａに沿って基端に向かう方向に幅広となる形状を有している。

上述したように、第２フランジ１２が第１フランジ１１よりも小さい外径の円板状に構成されかつ、同心に配置されている。これにより、第１開口部１８および第２開口部１９の位置のみならず、周方向の全ての位置において、第１フランジ１１の外縁よりも第２フランジ１２の外縁が回転中心軸Ａに近い位置に配置されている。

また、図７に示されるように、第２フランジ１２は第１フランジ１１よりも厚く構成されている。
また、図８に示されるように、連結部１３は、第１フランジ１１および第２フランジ１２に近接する端部において肉厚が最も小さく、第１開口部１８と第２開口部１９とが周方向に最も近接する中央近傍の位置において、肉厚が最も大きくなるよう、肉厚を滑らかに変化させている。

このように構成された本実施形態に係る取付ブラケット１の作用について以下に説明する。
本実施形態によれば、図１に示されるように、第１フランジ１１をロボット１００の手首先端面に取り付け、第２フランジ１２にエンドエフェクタ２００を取り付けることにより、取付ブラケット１を介在させてエンドエフェクタ２００をロボット１００の手首先端に支持させることができる。

この状態で、ロボット１００の手首先端面を回転中心軸Ａに沿って貫通させた線条体１５０を第１フランジ１１の第１貫通孔１４に通過させた後、連結部１３に設けられた開口を経由して外部に取り出す。そして、取り出された線条体１５０をエンドエフェクタ２００に接続することにより、配線作業が完了する。線条体１５０としては、モータ駆動用のケーブルの他、給電用ケーブル、冷却液供給用の配管あるいは圧縮空気供給用の配管等を挙げることができる。

この場合において、第１フランジ１１の第１貫通孔１４を経由してロボット１００の手首先端面から回転中心軸Ａに沿って取り出された線条体１５０は、図９に示されるように、回転中心軸Ａから離れる方向に湾曲させられることによって連結部１３の開口部１８，１９から外部に取り出される。本実施形態に係る取付ブラケット１によれば、第１開口部１８の位置における第１フランジ１１の外縁よりも第２フランジ１２の外縁が回転中心軸Ａに近い位置に配置されている。

図９中の鎖線は、第１フランジ１１の外縁と第２フランジ１２の外縁とが回転中心軸Ａに対して同位置に配置されている場合を示している。この場合と比較すると、本実施形態に係る取付ブラケット１によれば、図９に実線によって示されるように、第１開口部１８から取り出される線条体１５０を大きく曲げる必要がなく、曲げ半径を大きく確保することができるという利点がある。すなわち、線条体１５０の曲げ半径を大きく確保することにより、出し入れが容易になり、作業性が向上するという利点がある。また、線条体１５０に係る負担を軽減し、線条体１５０を耐久的に使用することができる。

また、本実施形態においては、図５に示されるように、第１開口部１８が、先端に向かって幅広になる開口形状を有しているので、線条体１５０が複数存在する場合に、より多くの線条体１５０を第１開口部１８の先端側の位置を通過させて取付ブラケット１の外部に取り出すことができる。すなわち、より多くの線条体１５０の曲げ半径を大きく確保することができるという利点がある。

そして、図５に示されるように、第１開口部１８の開口形状を、先端に向かって幅広になる形状とするとともに、図６に示されるように、第１開口部１８の間に配置される第２開口部１９の開口形状を、基端に向かって幅広になる形状としたので、第１開口部１８と第２開口部１９との間に配置されている連結部１３の幅寸法が先端に向かって極度に小さくなることが防止される。これにより、第１開口部１８を大きく確保して、線条体１５０の配線作業を容易にすることができるとともに、連結部１３の剛性を維持することができるという利点がある。

さらに、第１開口部１８および第２開口部１９を、曲率の異なる複数の曲線と直線とを接続して形成し、隣接する曲線と曲線および曲線と直線とを、それぞれ、接続点において法線を共通にしたので、段差なく滑らかに連続し、角のない開口形状を構成している。これにより、第１開口部１８および第２開口部１９において発生する応力集中を極力低減することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、図７に示されるように、面積の大きい第１フランジ１１よりも面積の小さい第２フランジ１２の厚さ寸法を大きく設定しているので、取付ブラケット１の剛性を向上することができる。また、図８に示されるように、第１フランジ１１と第２フランジ１２とを連結する連結部１３の厚さ寸法を滑らかに変化させ、第１開口部１８と第２開口部１９とが最も近接する位置近傍において最も大きくなる形状に設定しているので、連結部１３が細くなることによる剛性低下を防止することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、図２および図３に示されるように、開口部１８，１９に対応する周方向位置において、第１フランジ１１および第２フランジ１２の外縁を平面によって切り欠いた形状としている。この部分は、剛性に大きな影響を与えないので、切り欠くことによって軽量化を図ることができるという利点がある。

１ 取付ブラケット
１１ 第１フランジ
１２ 第２フランジ
１３ 連結部
１４ 第１貫通孔（貫通孔）
１８ 第１開口部（開口部）
１９ 第２開口部（開口部）
１００ ロボット
１５０ 線条体
２００ エンドエフェクタ
Ａ 回転中心軸

Claims (8)

1. 手首先端の回転中心軸に沿って線条体を貫通可能なロボットの手首先端面に取り付けられ、前記線条体を通過させる貫通孔を有する第１フランジと、
   該第１フランジに対して前記回転中心軸方向に間隔をあけて配置されエンドエフェクタが取り付けられる第２フランジと、
   前記第１フランジの外縁と前記第２フランジの外縁とを連結する筒状の連結部とを備え、
   該連結部に、前記貫通孔を貫通した前記線条体を通過させる開口部が設けられ、
   少なくとも該開口部の位置において、前記第１フランジの外縁よりも前記第２フランジの外縁が前記回転中心軸に近い位置に配置されている取付ブラケット。
2. 前記第１フランジの面積が前記第２フランジの面積よりも大きい請求項１に記載の取付ブラケット。
3. 前記開口部は、第１開口部と、該第１開口部よりも開口面積の小さい第２開口部とを備える請求項１に記載の取付ブラケット。
4. 前記第１開口部と前記第２開口部とが周方向に交互に配置されている請求項３に記載の取付ブラケット。
5. 前記第１開口部および前記第２開口部が、全周にわたって複数の曲線または直線を接続した開口形状を有し、
   前記曲線と前記直線とが、接続点において共通の法線を有する請求項４に記載の取付ブラケット。
6. 前記連結部の肉厚は、前記第１開口部と前記第２開口部とが最も近接する位置において最も大きく形成されている請求項５に記載の取付ブラケット。
7. 前記第１開口部が、前記第１フランジ側よりも前記第２フランジ側において幅広になる形状を有し、
   前記第２開口部が、前記第２フランジ側よりも前記第１フランジ側において幅広になる形状を有する請求項３から請求項６のいずれかに記載の取付ブラケット。
8. 前記第２フランジの厚さ寸法が前記第１フランジの厚さ寸法よりも大きい請求項１に記載の取付ブラケット。

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