JP6539457B2 - ロボットの関節構造 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットの関節構造に関する。

従来、産業用のロボットとして複数のアームを有する多関節型のロボットが知られている。例えば、特許文献１には、複数のアーム（回動部材）を有し、先端のアームに溶接用の溶接トーチが固定された多関節型の溶接ロボットが記載されている。

また、特許文献１には、溶接トーチに電力を供給するためのパワーケーブルの一部の区間を、アームの内部に配置する技術が提案されている。具体的には、特許文献１の多関節型のロボットは、第１アームの内部と第２アームの内部とが筒体によって連通されている。また、パワーケーブルの一端側は第１アームに固定されている。パワーケーブルは、第１アームの内部、筒状体の内側を経て第２アームの内部に引き込まれている。パワーケーブルの他端側は、第２アームに固定されている。このように、第１アームと第２アームとの関節部分において、各アームの内部にパワーケーブルを配置することで、第２アームが第１アームに対して旋回する際に、パワーケーブルが周囲の物体にぶつかったり引っかかったりすることを抑制できる。

特開２０１１−１６１５７１号公報

特許文献１のロボットにおいては、パワーケーブルの一端側が第１アームに固定され、他端側が第２アームに固定されている。したがって、第２アームが第１アームに対して旋回すると、パワーケーブルにねじれが生じる。このようなねじれがパワーケーブルに繰り返し作用すると、パワーケーブルに破損が生じる可能性があり、好ましくない。

本発明は、このような従来技術の事情を鑑みてなされたものであり、パワーケーブルなどのような導電部材を回動可能な回動部材の内部に配置しつつ、その導電部材に生じるねじれを低減することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本願発明のロボットの関節構造は、固定側部材と当該固定側部材に対して回動可能な回動部材とを備えたロボットの関節構造であって、前記回動部材の回動軸線上には前記固定側部材の内部と前記回動部材の内部とを連通させる連通部が設けられ、前記連通部には、導電部材が挿通され、前記固定側部材及び前記回動部材の少なくとも一方には、前記導電部材と電気的に接続される集電部材が設けられ、前記集電部材には、前記導電部材と電気的に接続されるようにケーブル部材が取り付けられ、前記導電部材は、前記集電部材に対して摺動回転可能に当接していることを特徴とする。

本発明によれば、可動部材が固定側部材に対して回動しても、導電部材にねじれが生じることを低減できる。

多関節型ロボットの側面図。 多関節型ロボットの関節構造の断面図。 固定部材の斜視図。 集電部材の側面図。 集電部材の断面図。

（実施形態の構成）
本発明のロボットの関節構造を、アーク溶接を行う多関節型ロボットＲ（以下、ロボットＲと略記する。）に適用した実施形態を説明する。先ず、ロボットＲの概略について説明する。

図１に示すように、ロボットＲの基台Ｃ１の上部には、第１回動軸心Ｊ１を中心として回動可能に旋回台Ｃ２が設けられている。旋回台Ｃ２の上部には、第１回動軸心Ｊ１と直交する第２回動軸心Ｊ２を中心として回動可能に第１アームＣ３が設けられている。第１アームＣ３の先端部には、第２回動軸心Ｊ２と直交する第３回動軸心Ｊ３を中心として回動可能に第２アームＣ４が設けられている。第２アームＣ４の先端部には、第３回動軸心Ｊ３と直交する第４回動軸心Ｊ４を中心として回動可能に第３アームＣ５が設けられている。

図１に示すように、第３アームＣ５の先端部には、第４回動軸心Ｊ４と直交する第５回動軸心Ｊ５を中心として回動可能に第４アームＣ６が設けられている。第４アームＣ６の先端部には、第５回動軸心Ｊ５と直交する第６回動軸心Ｊ６を中心として回動可能に第５アームＣ７が設けられている。第５アームＣ７の先端には、第６回動軸心Ｊ６と直交する第７回動軸心Ｊ７を中心として回動可能にツール固定部材Ｃ８が設けられている。ツール固定部材Ｃ８には、作業ツールとして溶接トーチＣ９が固定されており、この溶接トーチＣ９はツール固定部材Ｃ８と一体的に回動する。なお、第４アームＣ６、第５アームＣ７及びツール固定部材Ｃ８は、これら全体で手首組立体と呼称されることもある。旋回台Ｃ２、第１アームＣ３〜第５アームＣ７及びツール固定部材Ｃ８は、それぞれサーボモータを駆動源として回動する。

図１に示すように、ロボットＲにおける旋回台Ｃ２の外面には、ケーブル部材としての第１パワーケーブルＰＣ１が取り付けられている。第１パワーケーブルＰＣ１の一端部は図示しない溶接電源装置に接続されている。第１パワーケーブルＰＣ１は、旋回台Ｃ２及び第１アームＣ３の外面に沿って延設され、他端部が第１アームＣ３の内部に引き込まれている。

図１に示すように、ロボットＲにおける第３アームＣ５の外面には、第２パワーケーブルＰＣ２が取り付けられている。図１では図示を省略しているが、第２パワーケーブルＰＣ２の一端部は、溶接トーチＣ９に接続されている。第２パワーケーブルＰＣ２は、第３アームＣ５及び第２アームＣ４の外面に沿って延設され、他端部が第２アームＣ４の内部に引き込まれている。第１パワーケーブルＰＣ１の他端と第２パワーケーブルＰＣ２の他端とは、第１アームＣ３及び第２アームＣ４の内部において電気的に接続されている。したがって、溶接電源装置からの電力は、第１パワーケーブルＰＣ１及び第２パワーケーブルＰＣ２を介して溶接トーチＣ９に供給される。

次に、ロボットＲにおける第１アームＣ３と第２アームＣ４との連結構造について説明する。なお、第１アームＣ３は、第２アームＣ４よりも固定側（基台Ｃ１）側であるため、第２アームＣ４との関係においては固定側部材に相当する。また、第２アームＣ４は、第１アームＣ３に対して回動可能であるため、第１アームＣ３との関係においては回動部材に相当する。

図２に示すように、第１アームＣ３の第１ハウジング１１は、先端側（図２において上側）に、第１パワーケーブルＰＣ１等を配設可能な中空部１１ａを有するように形成されている。具体的には、第１ハウジング１１は、第３回動軸心Ｊ３と直交するように延びる底壁部１２と、底壁部１２から第２アームＣ４側へと立設された側壁部１３と、側壁部１３の先端に連結されて第３回動軸心Ｊ３と直交するように延びる上壁部１４とを有する。そして、これら底壁部１２、側壁部１３及び上壁部１４によって、第１ハウジング１１の中空部１１ａが区画されている。第１ハウジング１１の側壁部１３には、２箇所の開口部１３ａが形成されている。これら開口部１３ａには、図示しないカバー部材がそれぞれ着脱可能に取り付けられる。第１ハウジング１１の上壁部１４には、円形状の貫通孔１４ａが形成されている。貫通孔１４ａの中心は、第３回動軸心Ｊ３上に位置している。第１ハウジング１１の上壁部１４の上面には、貫通孔１４ａを取り囲むように環状の凹部１４ｂが形成されている。

図２に示すように、第１アームＣ３における第１ハウジング１１の上壁部１４の上面には、減速機構１５が取り付けられている。減速機構１５は、全体として、中央に貫通孔１５ａが形成された略円筒状をなしている。減速機構１５の貫通孔１５ａの内径は、第１ハウジング１１の上壁部１４における貫通孔１４ａの内径よりも小さくされている。減速機構１５の貫通孔１５ａの中心は、第３回動軸心Ｊ３上に位置している。減速機構１５の下面には、貫通孔１５ａを取り囲むように環状の凸部１５ｂが形成されている。減速機構１５の凸部１５ｂは、第１アームＣ３における上壁部１４の凹部１４ｂに対応する寸法に形成されている。そして、減速機構１５の凸部１５ｂが、第１アームＣ３における上壁部１４の凹部１４ｂに嵌め合わされることにより、減速機構１５及び第１アームＣ３が互いに位置決めされる。減速機構１５の上面には、貫通孔１５ａを取り囲むように環状の凹部１５ｃが形成されている。減速機構１５には、図示しない複数の歯車が内蔵されており、歯車に入力された回転速度を所定の減速比で減速して出力する。そして、減速機構１５の第１アームＣ３側の一部が第１アームＣ３とともに回動し、第２アームＣ４側の他部が第２アームとともに回動する。なお、図２では、減速機構１５を一体的な部材として簡略化して図示している。

図２に示すように、減速機構１５の先端側（図２において上側）には、第２アームＣ４の第２ハウジング３１が取り付けられている。第２アームＣ４の第２ハウジング３１は、基端側（図２において下側）に第２パワーケーブルＰＣ２等を配設可能な中空部３１ａを有するように形成されている。具体的には、第２ハウジング３１は、第２ハウジング３１の基端側において第３回動軸心Ｊ３と直交するように延びる底壁部３２と、底壁部３２から第２アームＣ４の先端側へと立設された側壁部３３と、側壁部３３の先端側に連結されて第３回動軸心Ｊ３と直交するように延びる上壁部３４とを有する。そして、これら底壁部３２、側壁部３３及び上壁部３４によって、第２ハウジング３１の中空部３１ａが区画されている。

図２に示すように、第２ハウジング３１の底壁部３２には、円形状の貫通孔３２ａが形成されている。貫通孔３２ａの内径は、減速機構１５の貫通孔１５ａの内径と同一にされている。第２ハウジング３１の底壁部３２における貫通孔３２ａの中心は、第３回動軸心Ｊ３上に位置している。第２ハウジング３１の底壁部３２の下面には、貫通孔３２ａを取り囲むように環状の凸部３２ｂが形成されている。凸部３２ｂは、減速機構１５の凹部１５ｃに対応する寸法に形成されている。そして、第２ハウジング３１における底壁部３２の凸部３２ｂが、減速機構１５における凹部１５ｃに嵌め合わされることにより、第２アームＣ４及び減速機構１５が互いに位置決めされる。第２ハウジング３１の側壁部３３には、２箇所の開口部３３ａが形成されている。これら開口部３３ａには、図示しないカバー部材がそれぞれ着脱可能に取り付けられる。

図２に示すように、第２ハウジング３１の底壁部３２における貫通孔３２ａには、全体として円筒状の筒体３５が挿通されている。筒体３５の上端部には、フランジ部３５ａが形成されている。筒体３５のフランジ部３５ａは、図示しないねじ等により、第２ハウジング３１の底壁部３２の上面に固定されている。筒体３５は、減速機構１５の貫通孔１５ａ、及び第１アームＣ３の第１ハウジング１１における上壁部１４の貫通孔１４ａにも挿通されている。したがって、筒体３５は、第１アームＣ３における第１ハウジング１１の中空部１１ａと第２アームＣ４における第２ハウジング３１の中空部３１ａとを連通させる連通部として機能する。

図２に示すように、第１アームＣ３における第１ハウジング１１の底壁部１２には、集電部材２０が設けられている。この集電部材２０は第１パワーケーブルＰＣ１と電気的に接続されている。集電部材２０には、全体として柱状をなす導電部材５０の下端部が収容されている。導電部材５０は、集電部材２０を介して第１パワーケーブルＰＣ１と電気的に接続されている。導電部材５０は、第３回動軸心Ｊ３上に延設されるように筒体３５に挿通され、上端部が第２アームＣ４の中空部３１ａに至っている。導電部材５０の上端部は、第２アームＣ４における第２ハウジング３１の上壁部３４に設けられた固定部材４０に固定されている。固定部材４０には、第２パワーケーブルＰＣ２が固定されている。この第２パワーケーブルＰＣ２と導電部材５０とは固定部材４０を介して電気的に接続されている。このように、本実施形態において第１パワーケーブルＰＣ１は、集電部材２０、導電部材５０及び固定部材４０を介して第２パワーケーブルＰＣ２と電気的に接続されている。したがって、導電部材５０は、溶接トーチＣ９に電力を供給するためのパワーケーブルの一部を構成する。なお、図２では、第１パワーケーブルＰＣ１、集電部材２０、導電部材５０、固定部材４０及び第２パワーケーブルＰＣ２の接続関係を図示するため、これらの部材を断面図としては記載していない。

次に、固定部材４０及び集電部材２０等のより詳細な構成について説明する。
図２に示すように、固定部材４０の支持板４１は四角板状をなしており、第２アームＣ４における第２ハウジング３１の上壁部３４から、第１アームＣ３側に向けて延設されている。支持板４１は、第２ハウジング３１の上壁部３４に対して図示しないねじ等で固定されている。

図３に示すように、支持板４１の一方側の面（図３において右側の面）には、絶縁性の連結部材４２が固定されている。連結部材４２は、直方体状の基部４２ａと、上下方向（図３においてＹ軸方向）中央において基部４２ａから突出する突出部４２ｂとを有する。連結部材４２の厚み方向（図３においてＸ軸方向）の寸法は、支持板４１の短手方向の寸法と同一になっている。基部４２ａの上部及び下部には、それぞれ突出部４２ｂの突出方向に沿ってねじ４３が挿通されている。このねじ４３によって連結部材４２が支持板４１にねじ止め固定されている。連結部材４２の突出部４２ｂには、厚さ方向に貫通する貫通孔４２ｃ（図３においては破線で図示）が形成されている。

図３に示すように、第２パワーケーブルＰＣ２の他端部には、当該第２パワーケーブルＰＣ２を連結部材４２に固定するための導電性の圧着端子６１が取り付けられている。圧着端子６１は、第２パワーケーブルＰＣ２の他端部を覆う筒状部６１ａと筒状部６１ａから延びて平板状をなす平板部６１ｂとを有する。平板部６１ｂには、ボルト６５を挿通するための貫通孔が形成されている。なお、圧着端子６１は、第２パワーケーブルＰＣ２の内部配線に電気的に接続されている。

図３に示すように、略円柱状の導電部材５０は、導電性の材料（例えば、銅、アルミニウム、又はこれらの合金など）で円柱状に形成された導電部５１と導電部５１の外周面を覆う絶縁性の被膜部５２とを有する。導電部５１の上端面には、導電部材５０を連結部材４２に固定するための端子部５５が突出形成されている。端子部５５は、導電部５１と一体的に形成され、全体として矩形平板状をなしている。端子部５５の先端部には、ボルト６５を挿通するための貫通孔が形成されている。

図３に示すように、導電性のボルト６５は、圧着端子６１における平板部６１ｂの貫通孔、ワッシャ６７、連結部材４２における貫通孔４２ｃ、導電部材５０における端子部５５の貫通孔に挿通されている。また、ボルト６５の先端には、導電性のナット６６が螺合されている。したがって、第２パワーケーブルＰＣ２の他端部に取り付けられた圧着端子６１、固定部材４０における連結部材４２、及び導電部材５０の端子部５５は、ボルト６５及びナット６６に挟まれつつ、互いに固定されている。また、第２パワーケーブルＰＣ２は、圧着端子６１、ボルト６５、ナット６６を介して導電部材５０の端子部５５と電気的に接続されている。なお、固定部材４０は、導電部材５０が第３回動軸心Ｊ３上に延設されるように、第２ハウジング３１の上壁部３４に対する固定位置が決められている。

図５に示すように、導電部材５０における導電部５１の下端部には、被膜部５２によって覆われていない露出部５１ａが形成されている。露出部５１ａの外径は、導電部５１において被膜部５２に覆われている部分の外径よりも大きく形成されている。そして、導電部材５０において、被膜部５２が形成されている部分の外径と露出部５１ａの外径とはほぼ同一になっている。導電部材５０は、導電部５１における露出部５１ａの下端面に取り付けられた導電性の摺動部材５３を有する。摺動部材５３は、全体として円板状をなしている。摺動部材５３の外径は、導電部材５０における露出部５１ａの外径と同一にされている。摺動部材５３の下面（図５の上下方向において下側の面）には、凹部５３ａが形成されている。凹部５３ａの底面（図５においては上面）にはねじ孔が形成され、このねじ孔に挿通されるねじ５４によって摺動部材５３が露出部５１ａの下端面に固定されている。なお、ねじ５４は、摺動部材５３の凹部５３ａの内部に位置しているため、ねじ５４のねじ頭は、摺動部材５３の下端面よりも下側に突出しない。導電部材５０において露出部５１ａ及び摺動部材５３を含む下端側の一部は、集電部材２０に収容されている。

図４に示すように、集電部材２０の支持部２１は、第１アームＣ３における第１ハウジング１１の底壁部１２に固定される固定板部２１ａと、固定板部２１ａの縁部から直角に立設された立設板部２１ｂとを有し、側面視略Ｌ字状をなしている。図４及び図５に示すように、固定板部２１ａには、複数（本実施形態では２つ）のねじ２２が厚み方向に挿通され、当該ねじ２２によって支持部２１が第１ハウジング１１の底壁部１２に固定されている。

図４に示すように、支持部２１の立設板部２１ｂには、複数（図４では１つのみ図示）のねじ２３が厚み方向に挿通され、当該ねじ２３によって絶縁性の収容部２４が支持部２１に固定されている。収容部２４は、全体として直方体形状をなしている。収容部２４は、その下端面と支持部２１の固定板部２１ａとが離間するように、支持部２１の立設板部２１ｂに対する固定位置が定められている。

図５に示すように集電部材２０の収容部２４には、上端面から下端面へと貫通する断面円形状の収容孔２５が形成されている。収容孔２５の中心軸は、第３回動軸心Ｊ３上に位置している。収容孔２５は、上端面側から順に、大径部２５ａ、大径部２５ａよりも内径が小さい中径部２５ｂ、中径部２５ｂよりも内径が小さい小径部２５ｃを有する。収容孔２５の大径部２５ａの内径は、導電部材５０における露出部５１ａの外径及び摺動部材５３の外径と同一に形成されている。収容孔２５の大径部２５ａには、導電部材５０における露出部５１ａ及び摺動部材５３を含む下端側の一部が収容されている。そして、導電部材５０の摺動部材の５３の外周面が、収容部２４の大径部２５ａの内周面に対して摺動しつつ回転及び上下移動可能となっている。したがって、この実施形態でいう「内径と外径とが同一」とは、このような摺動関係を満たすような僅かな寸法の差が許容される概念である。

図５に示すように、収容部２４の収容孔２５には、導電部材５０の摺動部材５３と電気的に接続される導電性の集電子２６が収容されている。集電子２６は、円柱状の軸部２６ａと軸部２６ａの上端に連結された円板状の円板部２６ｂとを有する。軸部２６ａの外径は、収容孔２５の小径部２５ｃの内径と同一に形成されている。そして、集電子２６の軸部２６ａは収容孔２５の小径部２５ｃを貫通していて、軸部２６ａの下端側の一部が収容部２４の下端面側の外部に突出している。集電子２６において、円板部２６ｂの外径は、収容孔２５の大径部２５ａの内径と同一に形成されている。円板部２６ｂの上面は、導電部材５０における摺動部材５３の下面と摺動回転可能に当接している。なお、集電子２６は、その外周面が収容部２４の収容孔２５の内周面に摺動しつつ、上下方向に移動可能となっている。

図５に示すように、収容部２４において収容孔２５の中径部２５ｂには、付勢部材としてのばね２７が収容されている。ばね２７はいわゆるコイルスプリングであり、その中心に集電子２６の軸部２６ａが挿通されている。ばね２７の下端は、収容孔２５における中径部２５ｂと小径部２５ｃとの間の段部に当接されている。ばね２７の上端は、集電子２６における円板部２６ｂの下面に当接されている。したがって、ばね２７は、集電子２６を、導電部材５０側である上側に付勢している。

図５に示すように、集電子２６における軸部２６ａの下端面には、導電性の取付金具２８が取り付けられている。取付金具２８は、所定角度に屈曲させた長尺板状をなしている。取付金具２８の長手方向一端部（図５において右端部）は、ねじ２９により集電子２６における軸部２６ａの下端面に固定されている。取付金具２８の長手方向他端部（図５において左端部）には、ボルト７５を挿通するための貫通孔２８ａが形成されている。

図５に示すように、第１パワーケーブルＰＣ１の他端部には、当該第１パワーケーブルＰＣ１を取付金具２８に固定するための導電性の圧着端子７１が取り付けられている。圧着端子７１は、第１パワーケーブルＰＣ１の他端部を覆う筒状部７１ａと筒状部７１ａから延びて平板状をなす平板部７１ｂとを有する。平板部７１ｂには、ボルト７５を挿通するための貫通孔７１ｃが形成されている。なお、圧着端子７１は、第１パワーケーブルＰＣ１の内部配線に電気的に接続されている。

図５に示すように、導電性のボルト７５は、ワッシャ７７、圧着端子７１における平板部７１ｂの貫通孔７１ｃ、及び取付金具２８における貫通孔２８ａに挿通されている。また、ボルト７５の先端には、導電性のナット７６が螺合されている。したがって、第１パワーケーブルＰＣ１の他端部に取り付けられた圧着端子７１及び取付金具２８は、ボルト７５及びナット７６に挟まれつつ、互いに固定されている。また、第１パワーケーブルＰＣ１は、圧着端子７１、ボルト７５、ナット７６、取付金具２８、及び集電部材２０における集電子２６を介して、導電部材５０に電気的に接続されている。

（実施形態の作用）
上記実施形態の作用について説明する。
本実施形態において導電部材５０は、固定部材４０を介して第２アームＣ４の第２ハウジング３１に固定されている。したがって、第２アームＣ４が第３回動軸心Ｊ３を中心として第１アームＣ３に対して回動すると、導電部材５０も第３回動軸心Ｊ３を中心として回動する。

ここで、仮に、導電部材５０の下端部が第１アームＣ３の第１ハウジング１１に固定されているとする。この場合、導電部材５０の上端部が第２アームＣ４とともに回動するのに対して、導電部材５０の下端部は第１アームＣ３に固定されていて回動できない。したがって、導電部材５０にはねじれが生じることになる。この点、本願発明では、導電部材５０の下端部は、集電部材２０の収容部２４に収容されているものの固定されてはいない。したがって、導電部材５０の全体が第２アームＣ４とともに回動し、導電部材５０にねじれはほとんど生じない。

一方、第２アームＣ４が第１アームＣ３に対して回動したとき、導電部材５０の摺動部材５３は、集電部材２０における集電子２６の円板部２６ｂに摺動しつつ回動する。すなわち、第２アームＣ４が回動しても、導電部材５０と集電部材２０の集電子２６とは当接しており、両者の電気的な接続関係は維持される。したがって、第２アームＣ４が回動するのに伴って、第１パワーケーブルＰＣ１から導電部材５０を介した第２パワーケーブルＰＣ２への電力供給が途切れることはない。

（実施形態の特徴）
上記実施形態の特徴を、その効果とともに記載する。
（１）本実施形態では、導電部材５０の摺動部材５３が集電部材２０における集電子２６の円板部２６ｂに対して摺動回転可能である。したがって、第２アームＣ４が第１アームＣ３に対して回動したとき、導電部材５０全体が第２アームＣ４とともに回動し、その回動力は第１パワーケーブルＰＣ１にはほとんど伝達されない。そのため、導電部材５０にねじれが生じることを低減できる。

（２）本実施形態では、導電部材５０の下端側の一部が、集電部材２０における収容部２４に収容されている。したがって、導電部材５０の下端部の位置が、第３回動軸心Ｊ３からずれてしまうことを抑制できる。

（３）本実施形態では、集電部材２０における集電子２６がばね２７によって導電部材５０側へと付勢されている。そのため、例えばロボットＲの各アームが回動動作するのに伴って導電部材５０が第３回動軸心Ｊ３に沿って多少上下動したとしても、その上下動に追従して集電部材２０の集電子２６も上下動できる。したがって、集電部材２０の集電子２６と導電部材５０の摺動部材５３との当接関係維持の確実性が向上する。

（４）本実施形態では、導電部材５０の上端部が固定部材４０を介して第２アームＣ４の第２ハウジング３１に固定されている。したがって、導電部材５０の重量の大半を、第２アームＣ４の第２ハウジング３１に担わせることができ、集電部材２０における収容部２４や集電子２６に過度な重量が作用することを抑制できる。

（５）本実施形態では、導電部材５０における摺動部材５３の下端面が集電部材２０の集電子２６に当接する。そして、集電部材２０の集電子２６から摺動部材５３の下端面に作用する力（例えばばね２７の付勢力）の方向は、概ね第３回動軸心Ｊ３に沿った方向である。したがって、集電部材２０の集電子２６からの力によって、導電部材５０が第３回動軸心Ｊ３に対して傾いてしまうことが抑制できる。

（６）本実施形態では、第１アームＣ３に集電部材２０を設け、第２アームＣ４には集電部材２０を設けていない。図１に示すように、基台Ｃ１を地面に設置した場合、第２アームＣ４よりも第１アームＣ３の方が下側に位置する可能性の方が高い。このように下側に位置するであろうアームに集電部材２０を設けることで、集電部材２０の集電子２６と導電部材５０の摺動部材５３とが摺動することに伴って発生する摩耗粉を、集電部材２０の収容部２４に留めおくことができる。

（７）本実施形態では、集電部材２０の集電子２６に取付金具２８を取り付け、この取付金具２８に、第１パワーケーブルＰＣ１の他端部に取り付けられた圧着端子７１を固定するようにした。したがって、圧着端子７１を直接的に集電子２６に取り付ける場合に比較して、取り付け作業が行いやすい。

（８）本実施形態では、導電部材５０に第１パワーケーブルＰＣ１及び第２パワーケーブルＰＣ２が電気的に接続されており、導電部材５０は、溶接トーチＣ９に電力を供給するためのパワーケーブルの一部として機能する。そして、この種のパワーケーブルには、比較的に大きな電流が流れるため、太くて剛性の高いケーブルが使用される。剛性の高いケーブルに対して繰り返しねじれが生じると、ケーブルの被膜に破れが生じたりケーブルの内部配線に断線が生じたりしやすい。このようなパワーケーブルに関する構成として、上記実施形態の導電部材５０や集電部材２０の構成を採用することは、特に好適である。

（変更例）
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。また、各変更例を適宜組み合わせて適用してもよい。

・ 上記実施形態では、第１アームＣ３と第２アームＣ４との関節構造に、導電部材５０及び集電部材２０を適用したが、他の関節構造に導電部材５０及び集電部材２０を適用してもよい。例えば、基台Ｃ１と旋回台Ｃ２との関節構造、旋回台Ｃ２と第１アームＣ３との関節構造、他のアーム間の関節構造、第５アームＣ７とツール固定部材Ｃ８との関節構造に導電部材５０及び集電部材２０を適用してもよい。

・ 本発明が適用されるロボットは、少なくとも一つの関節構造を有してれば、上記実施形態の多関節型ロボットＲに限らない。例えば、物品を把持して搬送する搬送ロボットやワークの所定箇所を撮影して検査する検査ロボットであってもよい。

・ 上記実施形態では、導電部材５０に第１パワーケーブルＰＣ１及び第２パワーケーブルＰＣ２を電気的に接続したが、各パワーケーブルに代えて、制御用のケーブルを導電部材５０に電気的に接続するようにしてもよい。この場合、導電部材５０は、制御用のケーブルの一部として機能する。なお、制御用のケーブルとしては、例えば、各アームの回動の駆動源となるモータと信号をやり取りするためのケーブル等が挙げられる。

・ 上記実施形態では、固定側部材である第１アームＣ３側に集電部材２０を設け、導電部材５０と集電部材２０とが摺動回転可能に当接するようにした。このような構成に限らず、回動部材である第２アームＣ４側に集電部材２０を設け、導電部材５０と集電部材２０とが摺動回転可能に当接するようにしてもよい。この場合、固定側部材である第１アームＣ３にも集電部材２０を設けてもよいし、設けなくともよい。すなわち、固定側部材及び回動部材の少なくともいずれか一方において、導電部材５０と集電部材２０とが摺動回転可能に当接していればよい。

・ 第１アームＣ３の第１ハウジング１１において固定部材４０を固定するための構成（ねじ穴）を設けておき、必要に応じて集電部材２０に代えて固定部材４０を取り付けることができるようにしてもよい。同様に、第２アームＣ４の第２ハウジング３１において集電部材２０を固定するための構成（ねじ穴）を設けておき、必要に応じて固定部材４０に代えて集電部材２０を取り付けることができるようにしてもよい。この変更例によれば、例えば、ロボットＲが設置される姿勢等に応じて、第１アームＣ３及び第２アームＣ４のどちらにでも集電部材２０を設けることができる。

・ 上記実施形態において、導電部材５０における摺動部材５３の外周面に、集電部材２０の集電子２６が当接してもよい。つまり、導電部材５０が第３回動軸心Ｊ３を中心として回動した場合に、導電部材５０の摺動部材５３と集電部材２０の集電子２６との当接関係が維持できるのであれば、どのような態様であってもよい。

・ 上記実施形態において、導電部材５０における摺動部材５３を省略し、導電部材５０の露出部５１ａが集電部材２０の集電子２６に直接当接するようにしてもよい。この場合、例えば、導電部材５０の露出部５１ａの下面を、例えば鏡面仕上げのように滑らかに加工することにより、集電部材２０の集電子２６に対する摩擦力を小さくすることが好ましい。

・ 集電部材２０におけるばね２７の構成は、上記実施形態のものに限らない。例えば、図５に示す集電部材２０における支持部２１の固定板部２１ａと取付金具２８との間に板ばねを介在させて、取付金具２８とともに集電子２６を導電部材５０側へ付勢するようにしてもよい。

・ 集電部材２０におけるばね２７は省略できる。例えば、導電部材５０において、摺動部材５３に代えて複数の導電線からなる摺動ブラシを採用した場合、摺動ブラシがある程度弾性変形可能である。したがって、ばね２７で集電部材２０の集電子２６を付勢しなくとも、導電部材５０の摺動ブラシと集電部材２０の集電子２６との当接関係は維持できる。

・ 導電部材５０において、摺動部材５３を集電部材２０の集電子２６側に付勢するようにしてもよい。具体的には、例えば、導電部材５０において、導電部５１と摺動部材５３との間にばね部材を介在させるようにしてもよい。この場合でも、導電部材５０の摺動部材５３と集電部材２０の集電子２６との良好な当接関係を維持できる。

・ 集電部材２０において集電部材２０の収容部２４を導電性の材料で形成し、導電部材５０の摺動部材５３が集電部材２０の収容部２４に摺動回転可能に当接するようにしてもよい。この場合、第１パワーケーブルＰＣ１を収容部２４に電気的に接続すれば、集電子２６を省略することができ、収容部２４そのものが集電子の機能を兼ねることになる。

・ 集電部材２０において集電部材２０の収容部２４を省略することもできる。この場合、集電子２６を支持部２１における立設板部２１ｂに固定することになる。
・ 集電部材２０における取付金具２８を省略して、第１パワーケーブルＰＣ１の他端部に取り付けられた圧着端子７１を集電子２６に直接的に取り付けるようにしてもよい。また、集電部材２０における取付金具２８と圧着端子７１との間に、他の金具が介在されていてもよい。すなわち、第１パワーケーブルＰＣ１が集電部材２０の集電子２６に電気的に接続されるのであれば、その構成は問わない。

・ 上記実施形態において、第２パワーケーブルＰＣ２を筒体３５に挿通し、この第２パワーケーブルＰＣ２の他端部が、集電部材２０の集電子２６と摺動回転可能に当接されるようにしてもよい。この変更例の場合、第２パワーケーブルＰＣ２の他端部において上記実施形態の摺動部材５３等の構成を採用すればよい。なお、この変更例の場合においては第２パワーケーブルＰＣ２が、筒体３５（連通部）に連通された導電部材に相当する。

・ 導電部材５０において、導電部材５０を固定部材４０に固定できるのであれば、導電部材５０の上端部の構成は適宜変更できる。例えば、導電部材５０において、導電部５１の上端面に端子部５５を一体形成するのに代えて、導電部５１の上端部に、当該導電部５１とは別体の端子部材を固定してもよい。

・ 上記実施形態において、固定部材４０の構成は問わない。導電部材５０の上端部を第２アームＣ４の第２ハウジング３１に固定でき、且つ、第２パワーケーブルＰＣ２と導電部材５０とを電気的に接続できるのであれば、どのような構成であっても固定部材４０として採用できる。

上記実施形態及び変更例に基づく技術思想を以下に追記する。
・ ロボットは溶接トーチを有するアーク溶接ロボットであり、導電部材には溶接トーチに電力を供給するためのパワーケーブルが電気的に接続されている。

・ 集電子には導電性の取付金具が固定され、取付金具には導電ケーブルが電気的に接続されている。

Ｒ…ロボット、Ｃ１…基台、Ｃ２…旋回台、Ｃ３…第１アーム、Ｃ４…第２アーム、Ｃ５…第３アーム、Ｃ６…第４アーム、Ｃ７…第５アーム、Ｃ８…ツール固定部材、ＰＣ１…第１パワーケーブル、ＰＣ２…第２パワーケーブル、Ｊ３…第３回動軸心、１１…第１ハウジング、２０…集電部材、２４…収容部、２５…収容孔、２６…集電子、２７…ばね、２８…取付金具、３１…第２ハウジング、３５…筒体、４０…固定部材、５０…導電部材、５３…摺動部材。

Claims (2)

1. 固定側部材と当該固定側部材に対して回動可能な回動部材とを備えたロボットの関節構造であって、
   前記回動部材の回動軸線上には前記固定側部材の内部と前記回動部材の内部とを連通させる連通部が設けられ、
   前記連通部には、導電部材が挿通され、
   前記固定側部材及び前記回動部材の少なくとも一方には、前記導電部材と電気的に接続される集電部材が設けられ、
   前記集電部材には、前記導電部材と電気的に接続されるようにケーブル部材が取り付けられ、
   前記集電部材は、
   前記導電部材の端部を収容する絶縁性の収容部と、
   前記導電部材の端部に摺動回転可能に当接して当該導電部材の端部と電気的に接続される導電性の集電子と、
   前記集電子を前記導電部材側に向けて付勢する付勢部材とを備える
   ことを特徴とするロボットの関節構造。
2. 前記固定側部材及び前記回動部材のいずれか一方には、前記導電部材の一端部が電気的に接続される前記集電部材が設けられ、
   前記固定側部材及び前記回動部材のいずれか他方には、前記導電部材の他端部が固定される固定部材が設けられ、
   前記導電部材の一端部における先端面が前記集電部材に対して摺動回転可能に当接している
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。