特許 7436584 ロボットの線条体処理構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】ロボットの線条体処理構造

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20240214BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022124613

(22)【出願日】2022-08-04

(62)【分割の表示】P 2019052067の分割

【原出願日】2019-03-20

(65)【公開番号】P2022160571

(43)【公開日】2022-10-19

【審査請求日】2022-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】井上 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】黒木 俊克

【審査官】岩▲崎▼ 優

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１５９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８５５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３０７３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０８５４４３６０（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１８／１６２４９２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被設置面に設置されるベースと、鉛直な第１軸線回りに前記ベースに対して回転可能に支持された旋回胴と、水平な第２軸線回りに前記旋回胴に対して回転可能に支持されるアームとを備え、
該アームが、前記第２軸線方向に沿って、前記旋回胴の前記第１軸線回りの最外縁よりも前記第１軸線側に内側面を備え、
前記旋回胴が、前記第１軸線に沿って前記ベース内から該旋回胴の上面に開口する中空部と、前記最外縁の周方向の一部を上下方向に沿って径方向内方に抉った形状で、前記内側面を含む平面を前記第２軸線方向に跨る位置に配置された切欠とを備えるロボットの線条体処理構造であって、
線条体を、前記ベース内から前記中空部を経由して前記旋回胴上面の開口から上方に引き出し、前記旋回胴の後方に曲げ、前記切欠において前記上面よりも下方に下降させた高さにおいて前記アームの下方まで導いて第１固定部材によって前記旋回胴に固定し、前記アームに沿う方向に湾曲させて前記第１固定部材との間で前記アームの動作に必要な長さの余裕を与えて第２固定部材によって前記アームの側面に固定するロボットの線条体処理構造。

【請求項2】

前記ベースおよび前記旋回胴に、所定の回転角度において相互に突き当たるストッパが設けられ、
前記線条体を、前記ストッパよりも前記第１軸線を中心とする径方向外方において前記上面よりも下方に下降させる請求項１に記載の線条体処理構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボットの線条体処理構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ロボットのベースと旋回胴との間に、旋回胴の回転軸線に沿ってパイプ材を設け、パイプ材の内部を挿通してベース内から旋回胴の上方に取り出した線条体をベース、旋回胴、上部アームおよび下部アームのそれぞれに固定する線条体処理構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５５９１８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の線条体は、旋回胴の旋回中心から上方に取り出された後、旋回胴の旋回中心よりも後方を回り込む形態に曲げられて、第１アームの下方において旋回胴に固定され、第１アームの側面に沿う方向に湾曲させられて、第１アームの側面に固定されている。
旋回胴の後方には線条体が回り込んで配置されるため第１アームの動作範囲を広げる場合に、第１アームと線条体との干渉を回避することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、被設置面に設置されるベースと、鉛直な第１軸線回りに前記ベースに対して回転可能に支持された旋回胴と、水平な第２軸線回りに前記旋回胴に対して回転可能に支持されるアームとを備え、該アームが、前記第２軸線方向に沿って、前記旋回胴の前記第１軸線回りの最外縁よりも前記第１軸線側に内側面を備え、前記旋回胴が、前記第１軸線に沿って前記ベース内から該旋回胴の上面に開口する中空部と、前記最外縁の周方向の一部を上下方向に沿って径方向内方に抉った形状で、前記内側面を含む平面を前記第２軸線方向に跨る位置に配置された切欠とを備えるロボットの線条体処理構造であって、線条体を、前記ベース内から前記中空部を経由して前記旋回胴上面の開口から上方に引き出し、前記旋回胴の後方に曲げ、前記切欠において前記上面よりも下方に下降させた高さにおいて前記アームの下方まで導いて第１固定部材によって前記旋回胴に固定し、前記アームに沿う方向に湾曲させて前記第１固定部材との間で前記アームの動作に必要な長さの余裕を与えて第２固定部材によって前記アームの側面に固定するロボットの線条体処理構造である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係る線条体処理構造を適用するロボットを示す部分的な側面図である。

【図2】図１のロボットの部分的な平面図である。

【図3】図１のロボットの部分的な正面図である。

【図4】図１のロボットの部分的な背面図である。

【図5】図１の線条体処理構造を説明する平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本開示の一実施形態に係るロボット１００の線条体処理構造１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る線条体処理構造１を適用するロボット１００は、図１および図２に示されるように、被設置面に設置されるベース１１０と、鉛直な第１軸線Ａ回りにベース１１０に対して回転可能に支持された旋回胴１２０とを備えている。

【0008】

また、ロボット１００は、水平な第２軸線Ｂ回りに旋回胴１２０に対して回転可能に支持される第１アーム（アーム）１３０と、第１アーム１３０の先端に支持された図示しない上側可動部とを備えている。

【0009】

第１アーム１３０は、図２に示されるように、旋回胴１２０の第１軸線Ａに対して第２軸線Ｂに沿う一方向にオフセットした位置に配置されている。第１アーム１３０は、第１軸線Ａにより近い内側面１３０ａと、内側面１３０ａよりも第１軸線Ａから離れた位置に配置される外側面１３０ｂとを備えている。内側面１３０ａは、図５に示されるように、旋回胴１２０の第１軸線Ａ回りの最外縁が描く円（最外縁）１２０ａよりも第１軸線Ａに近接する位置に配置されている。これにより、第１アーム１３０と旋回胴１２０とは第２軸線Ｂ方向に重複して配置されている。

【0010】

旋回胴１２０には、後部外縁の周方向の一部を上下方向に沿って径方向内方に抉った形状の切欠１２１が設けられている。切欠１２１は、図５に示されるように、第１アーム１３０の内側面１３０ａが移動する平面Ｃを挟んだ両側に跨る位置に配置されている。
上側可動部は、第１アーム１３０の先端に第２軸線Ｂに平行な第３軸線回りに回転可能に支持された長手軸を有する第２アームと、第２アームの先端に支持された手首ユニットとを備えている。

【0011】

ベース１１０に対して旋回胴１２０を回転駆動するモータ１１１は、図１に示されるように、旋回胴１２０の上面１２０ｂに固定されている。
旋回胴１２０に対して第１アーム１３０を回転駆動するモータ１２２は、旋回胴１２０に固定されている。

【0012】

第１アーム１３０に対して第２アームを回転駆動するモータは、第２アームに固定されている。手首ユニットを駆動する３つのモータ（図示略）は、第２アーム内および第１手首要素に内蔵されている。

【0013】

ロボット１００は、各モータ１１１，１２２に動力および制御信号を伝送するための基本ケーブル（線条体）１５０を備えている。また、ロボット１００には、後付けの線条体も装着される。
後付けの線条体は、例えば、手首ユニットの先端に取り付けるツール（図示略）に動力、制御信号、圧縮空気あるいは冷却媒体等を供給するための１以上のケーブルあるいはチューブであって、ユーザによってロボット１００に装着される。

【0014】

本実施形態に係る線条体処理構造１は、上記基本ケーブル１５０および後付けの線条体の処理構造である。両者の取り扱いはほぼ同様であるため、以下、主として基本ケーブル１５０を処理する処理構造について説明する。

【0015】

基本ケーブル１５０は、図１に示されるように、ベース１１０の背面に設けられた分線盤１１２に、コネクタ１１３によって一端が接続される。
基本ケーブル１５０は、ベース１１０内部から、ベース１１０および旋回胴１２０の第１軸線Ａ近傍を上下方向に貫通する中空部１６０を経由して立ち上がり、旋回胴１２０の上面１２０ｂにおける中空部１６０の開口から上方に引き出される。

【0016】

基本ケーブル１５０のうち、旋回胴１２０を駆動するモータ１１１へのケーブルおよび旋回胴１２０に対して第１アーム１３０を駆動するモータ１２２へのケーブルは、他の基本ケーブル１５０から分岐して、モータ１１１，１２２に接続される。
旋回胴１２０の上方に引き出された残りの基本ケーブル１５０は、図１に示されるように、旋回胴１２０の上方に引き出された位置から旋回胴１２０の後方に曲げられた後、旋回胴１２０に設けられている切欠１２１を通過させられる。

【0017】

これにより、基本ケーブル１５０は、切欠１２１の位置において、旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも下方に下降させられる。そして、基本ケーブル１５０は、上面１２０ｂよりも低い高さ位置において、旋回胴１２０の外側を回り込む形態に曲げられて第１アーム１３０の下方に導かれ、旋回胴１２０に取り付けられた第１固定部材２に固定される。

【0018】

第１固定部材２は、ボルトによって旋回胴１２０に固定され、基本ケーブル１５０を沿わせた状態で、結束バンド１２によって基本ケーブル１５０を固定する。
基本ケーブル１５０は、図１に示されるように、第１固定部材２の前方において上方に湾曲させられる。これにより、基本ケーブル１５０は、第１アーム１３０に沿う方向に導かれ、第１アーム１３０の外側面に、第２固定部材３および結束バンド１２によって固定される。

【0019】

基本ケーブル１５０は、第１固定部材２と第２固定部材３との間において第１アーム１３０の動作に必要な長さの余裕を与えられて、第１固定部材２および第２固定部材３に固定されている。第１固定部材２と第２固定部材３との間の基本ケーブル１５０は、第１アーム１３０の動作によって変形する可動ケーブルとなる。この部分の基本ケーブル１５０は、余裕を持たせて固定されることにより、第１アーム１３０の繰り返し動作によっても、十分な耐久性を有する。

【0020】

後付けの線条体は、ベース１１０の背面の分線盤１１２の位置からベース１１０内に挿入され、ベース１１０内から基本ケーブル１５０と同じ経路を経由して配線される。

【0021】

このように、本実施形態に係るロボット１００の線条体処理構造１によれば、基本ケーブル１５０および後付けの線条体（以下、両者をまとめて、単に線条体１５０という。）は、以下のように処理される。
すなわち、線条体１５０は、ベース１１０内から中空部１６０を経由して旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも上方に引き出される。そして、旋回胴１２０に設けられた切欠１２１を経由して旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも下方に下降させられる。さらに、旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも低い高さ位置で第１アーム１３０の下方まで導かれ、第１固定部材２によって旋回胴１２０に固定される。

【0022】

切欠１２１は、第１アーム１３０の内側面１３０ａが移動する平面Ｃを挟んで両側に跨る位置に配置されているので、線条体１５０を切欠１２１に通すことにより、第１アーム１３０と旋回胴１２０とが第２軸線Ｂ方向に重複する領域では、線条体１５０を旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも下降させることができる。これにより、図１に二点鎖線によって示されるように、第１アーム１３０が旋回胴１２０の上面１２０ｂに接触する位置まで回転させられても、第１アーム１３０が線条体１５０に接触することを防止できる。

【0023】

すなわち、線条体１５０を旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも低い位置まで下降させることにより、線条体１５０と第１アーム１３０との干渉を回避しつつ、第１アーム１３０の動作範囲を最大限に確保することができるという利点がある。また、旋回胴１２０に設けた切欠１２１を経由させることにより、図５に示されるように、旋回胴１２０を上下方向に横切る線条体１５０の径方向外方への張り出し量を最小限に抑えることができる。
図５においては、斜線によって示すように、旋回胴１２０の最外縁が描く円１２０ａの内側の領域Ｅにおいて、線条体１５０を上下方向に導いている。

【0024】

さらに、第１アーム１３０の下方から第１アーム１３０の外側面１３０ｂに沿う方向に線条体１５０を立ち上げる際には、旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも低い位置から立ち上げることができる。すなわち、可動ケーブルとなる線条体１５０の長さを上下方向に確保することができ、線条体１５０にかかる負担を軽減することができるという利点もある。

【0025】

なお、図１に示されるように、ベース１１０および旋回胴１２０には、通常、ベース１１０に対する第１軸線Ａ回りの旋回胴１２０の所定の回転角度において相互に突き当たるストッパ１３，１４が設けられている。旋回胴１２０に設けられているストッパ１４の移動経路上には線条体１５０を配置することができない。したがって、図３および図４に示されるように、旋回胴１２０の上面１２０ｂよりも低い位置まで下降する部分の線条体１５０を、ストッパ１４の移動経路よりも径方向外方に配置する。これにより、ストッパ１３，１４に干渉することなく、線条体１５０を処理することができる。

【符号の説明】

【0026】

１ 線条体処理構造
２ 第１固定部材
３ 第２固定部材
１３，１４ ストッパ
１００ ロボット
１１０ ベース
１２０ 旋回胴
１２１ 切欠
１３０ 第１アーム（アーム）
１３０ａ 内側面
１５０ 基本ケーブル（線条体）
１６０ 中空部
Ａ 第１軸線
Ｂ 第２軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】