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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025099339
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】多関節ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 19/00 20060101AFI20250626BHJP
【ＦＩ】
B25J19/00 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023215933
(22)【出願日】2023-12-21
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100093997
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀佳
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 健一
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS13
3C707BS12
3C707CT05
3C707CV08
3C707CW08
3C707CY05
3C707CY26
3C707HS27
(57)【要約】 （修正有）
【課題】引き出される電線の本数が多いエンドエフェクタであっても交換容易性を確保する。
【解決手段】本発明に係る多関節ロボットは、ロボットアームと、ロボットアームの先端に設けられエンドエフェクタと、エンドエフェクタをロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメント３と、エンドエフェクタと地上側に固定配置された制御盤とを接続する電線１３とを有する多関節ロボット１において、エンドエフェクタから引き出された電線と制御盤から引き出された電線とを接続するための接続部（端子台５１）が、ヘッドアタッチメント３と一体化されていることを特徴とする。
【選択図】図３Ｂ
【解決手段】本発明に係る多関節ロボットは、ロボットアームと、ロボットアームの先端に設けられエンドエフェクタと、エンドエフェクタをロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメント３と、エンドエフェクタと地上側に固定配置された制御盤とを接続する電線１３とを有する多関節ロボット１において、エンドエフェクタから引き出された電線と制御盤から引き出された電線とを接続するための接続部（端子台５１）が、ヘッドアタッチメント３と一体化されていることを特徴とする。
【選択図】図３Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットアームと、当該ロボットアームの先端に設けられエンドエフェクタと、当該エンドエフェクタを前記ロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメントと、前記エンドエフェクタと地上側に固定配置された制御盤とを接続する電線とを有する多関節ロボットにおいて、
前記エンドエフェクタから引き出された前記電線と前記制御盤から引き出された前記電線とを接続するための接続部が、前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする多関節ロボット。
前記エンドエフェクタから引き出された前記電線と前記制御盤から引き出された前記電線とを接続するための接続部が、前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする多関節ロボット。
【請求項2】
前記接続部が防爆規格に準拠した接続箱の内部に配設され、当該接続箱が前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする請求項１の多関節ロボット。
【請求項3】
前記接続部が端子台を有し、当該端子台に対して前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が着脱可能に接続されることを特徴とする請求項２の多関節ロボット。
【請求項4】
前記接続箱が前記端子台に臨んで開口した開口部を有し、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が前記開口部を通して前記端子台に対して接続されることを特徴とする請求項３の多関節ロボット。
【請求項5】
前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が当該電線が貫通する面板を有し、当該面板が前記開口部を塞ぐようにして前記接続箱に対して着脱可能に装着されることを特徴とする請求項４の多関節ロボット。
【請求項6】
前記エンドエフェクタが複数ユニットで構成されると共に、当該複数ユニットから引き出された複数電線が大形の前記面板で保持され、当該大形の面板が前記接続箱に形成された大形の前記開口部に対して着脱可能に装着されることを特徴とする請求項５の多関節ロボット。
【請求項7】
前記エンドエフェクタが複数ユニットで構成されると共に、当該複数ユニットのそれぞれが小形の前記面板を有し、当該小形の面板が前記接続箱に形成された小形の前記開口部に対して着脱可能に装着されることを特徴とする請求項５の多関節ロボット。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１項の多関節ロボットにおいて、前記エンドエフェクタがインクジェットヘッドで構成されていることを特徴とする塗装用多関節ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は多関節ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献１（特開２０１５‐０５８５１５）や特許文献２（特開２００４‐１１７７号公報）に記載のように、多関節ロボットの先端にエンドエフェクタ（例えば塗装用スプレーガン、スポット溶接用ガンなど）を取付けた作業用多関節ロボットが多くの産業分野で多用されている。エンドエフェクタから引き出されたエンドエフェクタ側電線は、ロボット側からくるロボット側電線と接続される。これら電線にはロボットが稼働する際に大きなストレス（屈曲や引張り）が掛かるので、特許文献１の発明では手首部（取付部とも言う）よりもエンドエフェクタ側で、エンドエフェクタ側電線とロボット側電線とを端子接続している。
【0003】
エンドエフェクタが塗装用のインクジェットヘッド等の場合、エンドエフェクタ側電線とロボット側電線の本数が多くなる。したがって、端子接続に手間が掛かり、インクジェットヘッド等の交換容易性を確保するのが難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで本発明の課題は、引き出される電線の本数が多いエンドエフェクタであっても交換容易性を確保可能な多関節ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための本発明の多関節ロボットは、ロボットアームと、当該ロボットアームの先端に設けられエンドエフェクタと、当該エンドエフェクタを前記ロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメントと、前記エンドエフェクタと地上側に固定配置された制御盤とを接続する電線とを有する多関節ロボットにおいて、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線と前記制御盤から引き出された前記電線とを接続するための接続部が、前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、引き出される電線の本数が多いエンドエフェクタであっても交換容易性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の第１実施形態に係る多関節ロボットの概略図である。
【図2】インクジェットヘッドの断面図である。
【図3A】内部を示すため前壁を省略したヘッドアタッチメントと接続箱の組立斜視図である。
【図3B】ヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメントに取付ける状態を示す図である。
【図4】ヘッドアレイユニットの斜視図である。
【図5】接続箱の斜視図である。
【図6】本発明の第２実施形態に係る多関節ロボットの概略図である。
【図7】本発明の第３実施形態に係る多関節ロボットの概略図である。
【図8】本発明の第４実施形態に係る多関節ロボットの概略図である。
【図9】手術用ロボットのアーム遠位端に取付けられた鉗子の（ａ）斜視図と（ｂ）拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、本発明の第１実施形態に係る多関節ロボットから図面を参照して順に説明する。本発明の多関節ロボット１の特徴は、エンドエフェクタとしてのインクジェットヘッド２０をロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメント３に、インクジェットヘッド２０から引き出された電線２４ａ、２４ｂと、エンドエフェクタ制御盤１４から引き出された電線１３Ｂとを接続するための接続部としての端子台５１が、一体化されていることである。
【0009】
●第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態に係る多関節ロボットの概略図である。多関節ロボット１は、図１に示すように複数のリンクと、各リンクを接続する複数の回転軸Ｊ１～Ｊ６を有する多関節ロボット（６軸の垂直多関節ロボット）である。
図１は本発明の第１実施形態に係る多関節ロボットの概略図である。多関節ロボット１は、図１に示すように複数のリンクと、各リンクを接続する複数の回転軸Ｊ１～Ｊ６を有する多関節ロボット（６軸の垂直多関節ロボット）である。
【0010】
この多関節ロボット１の基台１０上に、垂直な回転軸Ｊ６を介して水平旋回可能な旋回ベース（基本第１軸）９が配設されている。旋回ベース（基本第１軸）９上に、水平な回転軸Ｊ５を介して下部アーム（基本第２軸）８が前後動可能に配設されている。
【0011】
下部アーム（基本第２軸）の上端部に、水平な回転軸Ｊ４を介して旋回部７が配設されている。この旋回部７に、回転軸Ｊ３を介して上部アーム（基本第３軸）６が配設されている。上部アーム（基本第３軸）６は、回転軸Ｊ４を中心として上下動可能であり、回転軸Ｊ３を中心として旋回可能である。
【0012】
上部アーム（基本第３軸）６の先端に、回転軸Ｊ２を介して手首部（手首第１軸～手首第３軸）５が配設されている。手首部５に、ヘッドアタッチメント３を介してエンドエフェクタ２が取付けられている。ヘッドアタッチメント３は回転軸Ｊ１を中心として回転可能に構成されている。
【0013】
【0014】
ヘッドアタッチメント３には、エンドエフェクタ２と接続箱４が取付けられる。接続箱４は、エンドエフェクタ２から引き出された複数の電線を、ロボット側から配設された電線１３（１３Ａ、１３Ｂ）と接続するためのコネクタや端子台を取付ける部材を搭載し、接続箱４の中で接続するためのものである。
【0015】
接続箱４から電線１３が引き出され、当該電線１３は接続箱４の電線引出し部１１で固定される。その後、電線１３は、旋回部７の上面に立設された電線固定部１２Ａを介して、地上に固定配置されたエンドエフェクタ制御盤１４に接続される。旋回部７はアーム６、８に比べて動き（揺動量）が少ないので、電線固定部１２Ａの動き（揺動量）も少ない。
【0016】
ここで、各回転軸の回転制御については、図示はしていないが、一般的にはサーボモータを各軸に搭載し、これらをロボット制御装置で制御することにより、エンドエフェクタ２を移動させる。エンドエフェクタ２が塗料を吐出する吐出装置である場合は、塗装するターゲットの被塗装面に沿うように移動させることで塗装を行うことができる。
【0017】
電線１３の寿命は電線１３の屈曲による断線である。この断線に対して悪影響を及ぼすのは、電線１３の屈曲回数が大きく屈曲半径が小さいことである。逆に言えば、屈曲回数を減らし屈曲半径を大きくすれば、電線１３の寿命を延ばすことができる。
【0018】
本願発明は、屈曲回数と屈曲半径に悪影響を及ぼさない箇所で電線１３を固定することで、屈曲回数減と屈曲半径大を実現する。詳しくは、電線１３を、ヘッドアタッチメント３を取付ける手首部（手首第１軸～手首第３軸）５の回転軸と、
（１）平行なアームには固定しない。
（２）同じ直線上になる回転軸を持つアームであって、手首部（手首第１軸～手首第３軸）５の回転方向と逆に回転することが可能なアームには固定しない。
（３）同じ直線上になる回転軸を持つアームであって、手首部（手首第１軸～手首第３軸）５の回転方向と同一回転方向であっても位相差が発生するアームには固定しない。
（１）平行なアームには固定しない。
（２）同じ直線上になる回転軸を持つアームであって、手首部（手首第１軸～手首第３軸）５の回転方向と逆に回転することが可能なアームには固定しない。
（３）同じ直線上になる回転軸を持つアームであって、手首部（手首第１軸～手首第３軸）５の回転方向と同一回転方向であっても位相差が発生するアームには固定しない。
【0019】
前記（１）～（３）のアームに電線１３を固定すると、電線１３の屈曲回数が大きく屈曲半径が小さくなるので、電線１３の断線につながる。したがって、多関節ロボット１の上部アーム６や下部アーム８を避けて（アームから離間して）、電線１３の中間部を固定ないし支持することで屈曲回数減と屈曲半径大を実現し、電線１３の寿命を延ばすようにしている。
【0020】
●インクジェットヘッド
本実施形態では、エンドエフェクタ２として例えば図２のインクジェットヘッド２０を使用することができる。この図２を用いて、一般に知られたピエゾ素子を使用したインクジェットヘッド２０の概略について説明する。インクジェットヘッド２０はピエゾ素子２２を有し、このピエゾ素子２２に駆動機構部２３を介してニードル２１が取付けられている。
本実施形態では、エンドエフェクタ２として例えば図２のインクジェットヘッド２０を使用することができる。この図２を用いて、一般に知られたピエゾ素子を使用したインクジェットヘッド２０の概略について説明する。インクジェットヘッド２０はピエゾ素子２２を有し、このピエゾ素子２２に駆動機構部２３を介してニードル２１が取付けられている。
【0021】
インクジェットヘッド２０には８本のニードル２１が搭載されている。各ニードル２１はピエゾ素子２２を駆動源とし、ピエゾ素子２２の伸縮振動が駆動機構部２３を介してニードル２１に図２の左右動として伝達される。
【0022】
ピエゾ素子２２に電圧を加えるための正極用電線２４ａと負極用電線２４ｂの２本の電線が取付けられている。これら電線２４ａ、２４ｂを介してピエゾ素子２２に電圧を印加することによりピエゾ素子２２が圧縮・伸長する。この圧縮・伸長により、当該圧縮・伸長方向に取付けられたニードル２１が移動される。
【0023】
一方、ニードル２１を収容した液室２６の一端に対して、入口パイプ２５ａから高圧塗料が供給されるようになっている。液室２６に供給された塗料は、液室２６の反対側の出口パイプ２５ｂから出ていくようになっている。
【0024】
液室２６のニードル２１の先端が当たる面には、ノズル状の塗料吐出口２７が形成されている。ニードル２１が図２の左右方向に駆動（往復動）されることにより吐出口２７が開閉し、吐出口２７の開時に液室２６内の高圧塗料が吐出口２７から外部に吐出される。
【0025】
インクジェットヘッド２０は電線引出し口２８を有する。この電線引出し口２８から電線２４ａ、２４ｂがヘッド外に引き出される。
【0026】
電線引出し口２８にはシーリング材２９が充填されている。シーリング材２９によってヘッド内部が外部と遮断され、これによりインクジェットヘッド２０の耐圧防爆性が担保されている。
【0027】
耐圧防爆性の基準を満たすため、電線２４ａ、２４ｂを電線保護管である金属製のコンジット２４ｄに通すことが要求される場合もある。この場合、コンジット２４ｄの一端が、インクジェットヘッド２０の電線引出し口２８に取付けられるコンジットフィッチング２４ｃによって、電線引出し口２８に固定される。
【0028】
コンジット２４ｄを使用するとエンドエフェクタ２の重量増となり多関節ロボット１の作動性に影響する。またコンジット２４ｄによって電線のフレキシビリティが低下するので電線接続性も悪くなる。
【0029】
コンジット２４ｄを使用しない場合は、コンジット２４ｄ以外の何らかの方法で電線２４ａ、２４ｂを外部から受けるダメージより保護する必要がある。ところで、インクジェットヘッド２０の１つの吐出口２７から１回の開時に吐出する塗料の量は数ｎl（ナノリットル）程度と微量である。このため、例えば自動車の車体等の塗装で要求される、単位時間あたりの塗装面積に対応するために、吐出口２７の数を増やすことが行われている。
【0030】
詳細は省略するが、一般の塗装に要求される単位時間あたりの塗装面積を満足するために、図２に示すヘッドは６台以上必要となることが一般的である。つまり、インクジェットヘッド２０をエンドエフェクタ２として仮に６台搭載した場合、９６本の電線（２本ｘ８素子ｘ６台）がインクジェットヘッド２０から引き出されることになる。この引き出される電線の本数は、一般的に知られている静電塗装用の塗装ガンから引き出される電線本数（２～３本）と比較して格段に多い。
【0031】
静電塗装用塗装ガンは電線本数が少ないため、塗装ガンの交換作業性は特に問題とならない。塗装ガンの電線長さが仮に８ｍ程度であるとしても、電線自体の重量も軽いため塗装ガンの交換作業性が著しく悪化することはない。
【0032】
しかし、インクジェットヘッド２０は引き出される電線本数が格段に多いため、電線本数がヘッドの交換作業性を著しく悪化させる要因となる。本実施形態は、電線本数が多いヘッドの交換作業性を向上する。
【0033】
●ヘッドアタッチメントと接続箱
図３Ａは、ヘッドアタッチメント３と接続箱４の組立斜視図である。また、図３Ｂは図４のヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメント３へ取り付ける状態を示している。ここでヘッドアレイユニットとは、図４のように複数ヘッドが一体化されたインクジェットヘッド２０のことをいう。
図３Ａは、ヘッドアタッチメント３と接続箱４の組立斜視図である。また、図３Ｂは図４のヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメント３へ取り付ける状態を示している。ここでヘッドアレイユニットとは、図４のように複数ヘッドが一体化されたインクジェットヘッド２０のことをいう。
【0034】
【0035】
ヘッドアタッチメント３は、筐体側面に固定された円柱状の取付け部３ａを介して、上部アーム６の先端の手首部５に取付けられる。ヘッドアタッチメント３の上面には、接続箱４が配設される。
【0036】
ヘッドアタッチメント３内には、複数のインクジェットヘッド２０が搭載される。各インクジェットヘッド２０は、図４のようにそのノズル側がヘッドアレイホルダ３ｂに一体化されてヘッドアレイユニットを構成している。
【0037】
図４（ａ）（ｂ）は、ヘッドアレイユニットの実施形態を示す一例である。複数（図示例は６つ）のインクジェットヘッド２０が、板状のヘッドアレイホルダ３ｂ上に一列状（アレイ状）で一体化されている。
【0038】
インクジェットヘッド２０から引き出された電線は、面板４１の上面から立ち上がったポッド部４１ａに挿通・支持されている。面板４１は、インクジェットヘッド２０の上方においてヘッドアレイホルダ３ｂと平行に配設されている。
【0039】
インクジェットヘッド２０個々の位置調整は、ヘッドアレイホルダ３ｂに対する取付け時に実施することができる。ヘッドアレイホルダ３ｂは、インクジェットヘッド２０を接続箱４内に搭載後、ヘッドアタッチメント３の下側開口に固定されてヘッドアタッチメント３の一部を構成する。
【0040】
図４（ａ）では６個のポッド部４１ａがある大形の面板４１を使用しているが、各ヘッドアレイユニットに図４（ｂ）のように１つのポッド部４２ａを有する小形の面板４２を６つ使用する構成も可能である。小形の面板４２を使用する場合は、接続箱４の底板４ｂに当該小形の面板４２に対応した大きさの小形の切欠き孔（開口部）を複数形成することができる。小形の切欠き孔を形成することにより接続箱４の耐圧防爆性を向上することができる。
【0041】
ヘッドアレイホルダ３ｂは、インクジェットヘッド２０の数によって、図３Ａのように１枚で構成したり図３Ｂのように２枚以上の複数枚で構成したりすることができる。ヘッドアレイホルダ３ｂは、ヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメント３の下側開口からヘッドアタッチメント３内に収容した状態で、ヘッドアタッチメント３の下側開口の縁部に固定される。この状態でヘッドアレイホルダ３ｂはヘッドアタッチメント３の一部となる。
【0042】
接続箱４の上板４ａに、ロボット側の制御盤１４から引き回された電線（集約電線）１３を６分割した電線（集約電線）１３Ａが接続されている。接続箱４の内部には、左右側板４ｃ間に掛け渡されたディンレール５０が配設されている。
【0043】
このディンレール５０に、既知のプッシュ式の２段端子台５１が複数台取り付けられている。各電線（集約電線）１３Ａは多数本の個別電線１３Ｂとして端子台５１の上端に着脱可能に接続されている。
【0044】
【0045】
一方、ポッド部４１ａから立ち上がった電線２４ａ、２４ｂの上端部は、接続箱４内の端子台５１の下端に着脱可能に接続される。この端子台５１により、制御盤１４からくる電線１３Ａの個別電線１３Ｂと、ヘッド側の電線２４ａ、２４ｂとが接続される。
【0046】
ディンレール５０ないし端子台５１の下側の接続箱４の底板４ｂに、開口部としての矩形状の切欠き孔４ｄが左右一対で形成されている。当該切欠き孔４ｄを通して、ポッド部４１ａから立ち上がった電線２４ａ、２４ｂの上端部が接続箱４内に引き込まれ、端子台５１の下端に着脱可能に接続される。
【0047】
●ヘッドアレイユニットの取り付け
ヘッドアタッチメント３に対するヘッドアレイユニットの取り付けは、ヘッドアレイユニット全体を図３Ｂの矢印方向に持上げることで行う。そして面板４１を接続箱４の切欠き孔４ｄを塞ぐようにして接続箱４に着脱可能に取付ける。面板４１が接続箱４と一体化されることで接続箱４の耐圧防爆性を向上することができる。
ヘッドアタッチメント３に対するヘッドアレイユニットの取り付けは、ヘッドアレイユニット全体を図３Ｂの矢印方向に持上げることで行う。そして面板４１を接続箱４の切欠き孔４ｄを塞ぐようにして接続箱４に着脱可能に取付ける。面板４１が接続箱４と一体化されることで接続箱４の耐圧防爆性を向上することができる。
【0048】
次に、ヘッドアレイホルダ３ｂをヘッドアタッチメント３の下端開口部を塞ぐように着脱可能に取付ける。面板４１とヘッドアレイホルダ３ｂの取り付け順は逆でも構わない。そして、ヘッド側の電線２４ａ、２４ｂの上端に取り付けられた棒端子（又はフェルール端子）４３を端子台５１に差し込む。
【0049】
ここで、接続箱４と端子台５１は所定の防爆規格（例えば工場電気設備防爆指針による電気機械器具防爆構造規格）を満足するものを使用することができる。接続箱４と端子台５１に防爆性が要求されない場合は、面板４１を省略したり、端子台５１を代用品としての一般的な産業用コネクタに置き換えたりすることができる。
【0050】
接続箱４内の端子台５１に対してインクジェットヘッド２０の電線２４ａ、２４ｂを接続することで、電線２４ａ、２４ｂをロボット１のアーム６、８に沿って艤装する作業を省略することができる。また、電線２４ａ、２４ｂの接続部（端子台５１）を安全増防爆対応の接続箱４内に配置する場合は所定の防爆規格を満足することができる。このように、エンドエフェクタ２の交換単位（ヘッドアレイユニット）に、接続箱４の一部（切欠き孔４ｄや端子台５１）と協働して所定の防爆規格を満足する構成（面板４１や棒端子４３）を備えることで、エンドエフェクタ２の交換性を向上することができる。
【0051】
●ヘッドアレイユニットの取り外し
ヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメント３から取り外すには、先ず、ヘッドアタッチメント３の筐体前板を図３Ｂのように取外す。そして、棒端子４３を全て端子台５１より抜き取る。次に面板４１を接続箱４から取り外す。
ヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメント３から取り外すには、先ず、ヘッドアタッチメント３の筐体前板を図３Ｂのように取外す。そして、棒端子４３を全て端子台５１より抜き取る。次に面板４１を接続箱４から取り外す。
【0052】
そして、ヘッドアタッチメント３からヘッドアレイホルダ３ｂを取り外す。これで、ヘッドアレイユニットをヘッドアタッチメント３から取り外すことができる。
【0053】
●接続箱に対する面板の固定状態
図５を参照して、接続箱４に対する面板４１の固定状態について説明する。面板４１には、インクジェットヘッド２０から引き出された電線２４ａ、２４ｂを接続箱４内に引き込むための引き込み孔４１ｂが６個形成されている。
図５を参照して、接続箱４に対する面板４１の固定状態について説明する。面板４１には、インクジェットヘッド２０から引き出された電線２４ａ、２４ｂを接続箱４内に引き込むための引き込み孔４１ｂが６個形成されている。
【0054】
各引き込み孔４１ｂは、面板４１の内面から接続箱４内に突出したポッド部４１ａの孔と連通している。面板４１は図３Ｂに示す切欠き孔４ｄを閉塞するように接続箱４の底板４ｂに着脱可能に固定される。
【0055】
図５は、引き込み孔４１ｂ（６箇所）が形成された面板４１が２枚で接続箱４に取り付けられている図である。図５では１枚の面板４１に対して６個の引き込み孔４１ｂがある構成を示しているが、１枚の面板４１に設ける引き込み孔４１ｂの数は任意である。
【0056】
また、面板４１の形状は面を構成するもの（板状）であれば必ずしも四角形である必要はない。面板４１の形状は本発明には影響しないので円形等でも良い。
【0057】
図４のヘッドアレイユニットにおいて、ヘッド２０から引き出された電線２４ａ、２４ｂは面板４１上に形成されたポッド部４１ａに引き込まれている。ポッド部４１ａには防爆規格を満たすためにシーリング材が充填される。このシーリング材によって接続箱４の内部を外部から遮断し、外部から接続箱４内への爆発性雰囲気の流入を阻止する。
【0058】
電線２４ａ、２４ｂの先端（上端）には棒端子４３が取付けられている。棒端子４３は接続箱４内の端子台５１に接続される。
【0059】
図４のヘッドアレイユニットの構成を採用することにより、ヘッド単独の交換時に発生する電線孔通し作業、シーリング作業、コンジット２４ｄ、コンジットフィッチング２４ｃの取り付け作業等を予め済ませておくことができる。これにより、ヘッド交換時間を短縮して作業性を向上することができる。なお、電線２４ａ、２４ｂが何らかの形で防護されていれば、コンジット２４ｄやコンジットフィッチング２４ｃの取付け作業は不要である。
【0060】
【0061】
電線固定部１２Ｂは全体としてＬ字状であり、旋回部７の上面に立設されている。電線固定部１２Ｂの上部は上部アーム６の方向に水平に張出している。
【0062】
この水平に張出した先端に、伸縮部材１５の上端部が連結されている。伸縮部材１５の下端部は、電線１３の中間部の弛み部１３ａが被塗装物１６に触れないように弛み部１３ａに連結されている。
【0063】
電線１３の中間部の弛み部１３ａの弛み量は、電線固定部１２Ｂと電線引出し部１１との間の距離により決まるが、この距離は回転軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３の動作により変わる。当該距離の最大変化に対応して、伸縮部材１５の長さや電線固定部１２Ｂの高さを設定することができる。
【0064】
電線固定部１２Ｂと電線引出し部１１との間の距離が最短になった場合、電線１３の弛み量は最大になる。この場合でも、弛み部１３ａが被塗装物１６に触れないように、伸縮部材１５の長さや電線固定部１２Ｂの高さを設定することができる。伸縮部材１５の伸縮により、回転軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３の動作によるエンドエフェクタ２の移動を妨げない構成になっている。
【0065】
●第３実施形態
図７は本発明の第３実施形態に係る多関節ロボット１の概略図である。この図７は、多関節ロボット１の基台１０の側方に電線固定部１２Ｃを立設し、当該電線固定部１２Ｃの上端部に電線１３の中間部を固定するようにしたものです。
図７は本発明の第３実施形態に係る多関節ロボット１の概略図である。この図７は、多関節ロボット１の基台１０の側方に電線固定部１２Ｃを立設し、当該電線固定部１２Ｃの上端部に電線１３の中間部を固定するようにしたものです。
【0066】
電線固定部１２Ｃを多関節ロボット１の外側に配設したことが特徴である。多関節ロボット１に制限重量がある場合、電線固定部１２Ｃによって多関節ロボット１に制限重量を緩和することができる。
【0067】
●第４実施形態
図８は本発明の第４実施形態に係る多関節ロボット１の概略図である。この実施形態も、多関節ロボット１の基台１０の側方に電線固定部１２Ｄを立設している。多関節ロボット１に制限重量がある場合、電線固定部１２Ｃによって多関節ロボット１に制限重量を緩和することができる。
図８は本発明の第４実施形態に係る多関節ロボット１の概略図である。この実施形態も、多関節ロボット１の基台１０の側方に電線固定部１２Ｄを立設している。多関節ロボット１に制限重量がある場合、電線固定部１２Ｃによって多関節ロボット１に制限重量を緩和することができる。
【0068】
電線固定部１２Ｄは全体としてＬ字状であり、電線固定部１２Ｄの上部は上部アーム６の方向に水平に張出している。この水平に張出した先端に、伸縮部材１５の上端部が連結されている。
【0069】
伸縮部材１５の下端部は、電線１３の中間部の弛み部１３ａが被塗装物１６に触れないように弛み部１３ａに連結されている。すなわち、図８の本発明の第４実施形態は、図６の第２実施形態と図７の第３実施形態の組合せに相当する。
【0070】
●まとめ
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば本発明は、６軸の垂直多関節ロボットの他、５軸以下又は７軸以上の多関節ロボットにも適用可能である。
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば本発明は、６軸の垂直多関節ロボットの他、５軸以下又は７軸以上の多関節ロボットにも適用可能である。
【0071】
また本発明の多関節ロボットは手術用ロボットにも適用可能であり、この場合のエンドエフェクタ２は例えば図９（ａ）（ｂ）に示す鉗子１０２である。図９（ａ）は手術用ロボットのアーム１０１の遠位端に取付けられた鉗子１０２、１０２の斜視図である。図９（ｂ）は鉗子１０２の拡大図である。
【0072】
各鉗子１０２、１０２は関節部１０３、１０３を介してアーム１０１の遠位端に連結されている。関節部１０３、１０３は複数の関節を有し自在に屈曲可能とされている。アーム１０１の遠位端には関節部１０３、１０３の他に内視鏡１０４も連結されている。この内視鏡１０４で鉗子１０２、１０２の状態をモニタすることができる。
【0073】
関節部１０３は図９（ｂ）のように鉗子操作電線１０３ａとトルク伝達チューブ１０３ｂを有する。鉗子操作電線１０３ａをその延在方向に移動（往復動）させることで鉗子１０２を開閉することができる。また、トルク伝達チューブ１０３ｂを回動させることによって関節部１０３の先端の手首部としての手首関節を回動することができる。
【0074】
鉗子操作電線１０３ａとトルク伝達チューブ１０３ｂは、図１、図６～図８と同様にアーム１０１の遠位端に設けられた電線引出し部から引出され、エンドエフェクタ制御盤としての鉗子制御盤に接続される。鉗子操作電線１０３ａとトルク伝達チューブ１０３ｂの中間部は、アーム１０１から離間した電線固定部で支持される。
【0075】
●付記
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
＜第１態様＞
第１態様は、ロボットアームと、当該ロボットアームの先端に設けられエンドエフェクタと、当該エンドエフェクタを前記ロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメントと、前記エンドエフェクタと地上側に固定配置された制御盤とを接続する電線とを有する多関節ロボットにおいて、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線と前記制御盤から引き出された前記電線とを接続するための接続部が、前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする多関節ロボットである。
＜第２態様＞
第２態様は、前記接続部が防爆規格に準拠した接続箱の内部に配設され、当該接続箱が前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする第１態様の多関節ロボットである。
＜第３態様＞
第３態様は、前記接続部が端子台を有し、当該端子台に対して前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が着脱可能に接続されることを特徴とする第１態様又は第２態様の多関節ロボットである。
＜第４態様＞
第４態様は、前記接続箱が前記端子台に臨んで開口した開口部を有し、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が前記開口部を通して前記端子台に対して接続されることを特徴とする第３態様の多関節ロボットである。
＜第５態様＞
第５態様は、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が当該電線が貫通する面板を有し、当該面板が前記開口部を塞ぐようにして前記接続箱に対して着脱可能に装着されることを特徴とする第４態様の多関節ロボットである。
＜第６態様＞
第６態様は、前記エンドエフェクタが複数ユニットで構成されると共に、当該複数ユニットから引き出された複数電線が大形の前記面板で保持され、当該大形の面板が前記接続箱に形成された大形の前記開口部に対して着脱可能に装着されることを特徴とする第５態様の多関節ロボットである。
＜第７態様＞
第７態様は、前記エンドエフェクタが複数ユニットで構成されると共に、当該複数ユニットのそれぞれが小形の前記面板を有し、当該小形の面板が前記接続箱に形成された小形の前記開口部に対して着脱可能に装着されることを特徴とする第５態様の多関節ロボットである。
＜第８態様＞
第８態様は、第１態様から第７態様のいずれか１の態様の多関節ロボットにおいて、前記エンドエフェクタがインクジェットヘッドで構成されていることを特徴とする塗装用多関節ロボットである。
＜第９態様＞
第９態様は、前記電線の中間部を支持する電線固定部を、前記ロボットアームから離間した位置に配設したことを特徴とする第１態様から第８態様のいずれか１の態様の多関節ロボットである。
＜第１０態様＞
第１０態様は、前記多関節ロボットが、基台と、当該基台上に配設された旋回ベースと、当該旋回ベース上に配設された下部アームと、当該下部アームの上端部に配設された旋回部と、当該旋回部に配設された上部アームと、当該上部アームの先端に配設された手首部と、当該手首部に配設されたエンドエフェクタとを有することを特徴とする第１態様から第８態様のいずれか１の態様の多関節ロボットである。
＜第１１態様＞
第１１態様は、前記旋回ベースに前記電線固定部が配設されていることを特徴とする第１０態様の多関節ロボットである。
＜第１２態様＞
第１２態様は、前記電線固定部に伸縮部材の一端が連結されると共に、当該伸縮部材の他端が、前記エンドエフェクタと前記電線固定部との間の前記電線の中間部に連結されていることを特徴とする第１１態様の多関節ロボットである。
＜第１３態様＞
第１３態様は、前記基台の側方に前記電線固定部が立設されていることを特徴とする第１０態様の多関節ロボットである。
＜第１４態様＞
第１４態様は、前記電線固定部に伸縮部材の一端が連結されると共に、当該伸縮部材の他端が、前記エンドエフェクタと前記電線固定部との間の前記電線の中間部に連結されていることを特徴とする第１３態様の多関節ロボットである。
＜第１５態様＞
第１５態様は、前記エンドエフェクタが、塗装用スプレーガン、スポット溶接用ガン又は手術用鉗子であることを特徴とする第１態様から第１４態様のいずれか１の態様の多関節ロボットである。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
＜第１態様＞
第１態様は、ロボットアームと、当該ロボットアームの先端に設けられエンドエフェクタと、当該エンドエフェクタを前記ロボットアームの先端に取付けるためのヘッドアタッチメントと、前記エンドエフェクタと地上側に固定配置された制御盤とを接続する電線とを有する多関節ロボットにおいて、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線と前記制御盤から引き出された前記電線とを接続するための接続部が、前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする多関節ロボットである。
＜第２態様＞
第２態様は、前記接続部が防爆規格に準拠した接続箱の内部に配設され、当該接続箱が前記ヘッドアタッチメントと一体化されていることを特徴とする第１態様の多関節ロボットである。
＜第３態様＞
第３態様は、前記接続部が端子台を有し、当該端子台に対して前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が着脱可能に接続されることを特徴とする第１態様又は第２態様の多関節ロボットである。
＜第４態様＞
第４態様は、前記接続箱が前記端子台に臨んで開口した開口部を有し、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が前記開口部を通して前記端子台に対して接続されることを特徴とする第３態様の多関節ロボットである。
＜第５態様＞
第５態様は、前記エンドエフェクタから引き出された前記電線が当該電線が貫通する面板を有し、当該面板が前記開口部を塞ぐようにして前記接続箱に対して着脱可能に装着されることを特徴とする第４態様の多関節ロボットである。
＜第６態様＞
第６態様は、前記エンドエフェクタが複数ユニットで構成されると共に、当該複数ユニットから引き出された複数電線が大形の前記面板で保持され、当該大形の面板が前記接続箱に形成された大形の前記開口部に対して着脱可能に装着されることを特徴とする第５態様の多関節ロボットである。
＜第７態様＞
第７態様は、前記エンドエフェクタが複数ユニットで構成されると共に、当該複数ユニットのそれぞれが小形の前記面板を有し、当該小形の面板が前記接続箱に形成された小形の前記開口部に対して着脱可能に装着されることを特徴とする第５態様の多関節ロボットである。
＜第８態様＞
第８態様は、第１態様から第７態様のいずれか１の態様の多関節ロボットにおいて、前記エンドエフェクタがインクジェットヘッドで構成されていることを特徴とする塗装用多関節ロボットである。
＜第９態様＞
第９態様は、前記電線の中間部を支持する電線固定部を、前記ロボットアームから離間した位置に配設したことを特徴とする第１態様から第８態様のいずれか１の態様の多関節ロボットである。
＜第１０態様＞
第１０態様は、前記多関節ロボットが、基台と、当該基台上に配設された旋回ベースと、当該旋回ベース上に配設された下部アームと、当該下部アームの上端部に配設された旋回部と、当該旋回部に配設された上部アームと、当該上部アームの先端に配設された手首部と、当該手首部に配設されたエンドエフェクタとを有することを特徴とする第１態様から第８態様のいずれか１の態様の多関節ロボットである。
＜第１１態様＞
第１１態様は、前記旋回ベースに前記電線固定部が配設されていることを特徴とする第１０態様の多関節ロボットである。
＜第１２態様＞
第１２態様は、前記電線固定部に伸縮部材の一端が連結されると共に、当該伸縮部材の他端が、前記エンドエフェクタと前記電線固定部との間の前記電線の中間部に連結されていることを特徴とする第１１態様の多関節ロボットである。
＜第１３態様＞
第１３態様は、前記基台の側方に前記電線固定部が立設されていることを特徴とする第１０態様の多関節ロボットである。
＜第１４態様＞
第１４態様は、前記電線固定部に伸縮部材の一端が連結されると共に、当該伸縮部材の他端が、前記エンドエフェクタと前記電線固定部との間の前記電線の中間部に連結されていることを特徴とする第１３態様の多関節ロボットである。
＜第１５態様＞
第１５態様は、前記エンドエフェクタが、塗装用スプレーガン、スポット溶接用ガン又は手術用鉗子であることを特徴とする第１態様から第１４態様のいずれか１の態様の多関節ロボットである。
【符号の説明】
【0076】
１：多関節ロボット ２：エンドエフェクタ
３：ヘッドアタッチメント ３ａ：取付け部
３ｂ：ヘッドアレイホルダ ４：接続箱
４ａ：上板 ４ｂ：底板
４ｃ：側板 ４ｄ：切欠き孔（開口部）
５：手首部 ６：上部アーム（基本第３軸）
７：旋回部 ８：下部アーム（基本第２軸）
９：旋回ベース（基本第１軸） １０：基台
１１：電線引出し部 １２Ａ－１２Ｄ：電線固定部
１３：電線（集約電線） １３Ａ：電線（集約電線）
１３Ｂ：個別電線 １３ａ：弛み部
１４：エンドエフェクタ制御盤 １５：伸縮部材
１６：被塗装物 ２０：インクジェットヘッド
２１：ニードル ２２：ピエゾ素子
２３：駆動機構部 ２４ａ：正極用電線
２４ａ、２４ｂ：電線 ２４ｂ：負極用電線
２４ｃ：コンジットフィッチング ２４ｄ：コンジット
２５ａ：入口パイプ ２５ｂ：出口パイプ
２６：液室 ２７：吐出口
２８：電線引出し口 ２９：シーリング材
４１、４２：面板 ４１ａ、４２ａ：ポッド部
４１ｂ：引き込み孔 ４３：棒端子（又はフェルール端子）
５０：ディンレール ５１：端子台（接続部）
１０１：アーム １０２：鉗子
１０３：関節部 １０３ａ：鉗子操作電線
１０３ｂ：トルク伝達チューブ １０４：内視鏡
Ｊ１～Ｊ６：回転軸
３：ヘッドアタッチメント ３ａ：取付け部
３ｂ：ヘッドアレイホルダ ４：接続箱
４ａ：上板 ４ｂ：底板
４ｃ：側板 ４ｄ：切欠き孔（開口部）
５：手首部 ６：上部アーム（基本第３軸）
７：旋回部 ８：下部アーム（基本第２軸）
９：旋回ベース（基本第１軸） １０：基台
１１：電線引出し部 １２Ａ－１２Ｄ：電線固定部
１３：電線（集約電線） １３Ａ：電線（集約電線）
１３Ｂ：個別電線 １３ａ：弛み部
１４：エンドエフェクタ制御盤 １５：伸縮部材
１６：被塗装物 ２０：インクジェットヘッド
２１：ニードル ２２：ピエゾ素子
２３：駆動機構部 ２４ａ：正極用電線
２４ａ、２４ｂ：電線 ２４ｂ：負極用電線
２４ｃ：コンジットフィッチング ２４ｄ：コンジット
２５ａ：入口パイプ ２５ｂ：出口パイプ
２６：液室 ２７：吐出口
２８：電線引出し口 ２９：シーリング材
４１、４２：面板 ４１ａ、４２ａ：ポッド部
４１ｂ：引き込み孔 ４３：棒端子（又はフェルール端子）
５０：ディンレール ５１：端子台（接続部）
１０１：アーム １０２：鉗子
１０３：関節部 １０３ａ：鉗子操作電線
１０３ｂ：トルク伝達チューブ １０４：内視鏡
Ｊ１～Ｊ６：回転軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【0077】
【特許文献1】特開２０１５－５８５１５号公報
【特許文献2】特開２００４‐１１７７号公報
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
