特許 7481480 ロボット

(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】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20240501BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022559048

(86)(22)【出願日】2021-10-20

(86)【国際出願番号】 JP2021038692

(87)【国際公開番号】W WO2022091892

(87)【国際公開日】2022-05-05

【審査請求日】2023-05-12

(31)【優先権主張番号】P 2020178820

(32)【優先日】2020-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】松尾 啓斗

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８８４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５１８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３３７６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部空間と該内部空間を外部に開放する第１開口部とを有するベースと、
該ベースに対して所定の回転軸線回りに回転可能に支持された旋回胴と、
前記回転軸線の延長線上に配置される前記第１開口部を閉塞する位置に着脱可能に固定される分線盤と、
該分線盤に固定されたコネクタが一端に取り付けられた機内ケーブルとを備え、
前記旋回胴が、前記回転軸線を含む位置において該回転軸線に沿う方向に貫通する貫通孔を備え、
前記機内ケーブルが、前記内部空間内において第１ケーブルクランプにより前記分線盤に固定されるとともに、前記貫通孔を挟んで前記ベースとは反対側において第２ケーブルクランプにより前記旋回胴に固定され、
前記第１ケーブルクランプと前記第２ケーブルクランプとの間に配置される部分の前記機内ケーブルが、前記ベースに対する前記旋回胴の回転により、曲げ変形および捩り変形の両方を受ける形態で前記第１ケーブルクランプおよび前記第２ケーブルクランプにより固定されるロボット。

【請求項2】

前記第１ケーブルクランプが、前記回転軸線に対して間隔をあけて平行に配置された前記機内ケーブルの部分を固定する請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記間隔が、前記機内ケーブルの外径寸法以上である請求項２に記載のロボット。

【請求項4】

前記第１ケーブルクランプが、前記分線盤に固定されている請求項２または請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

前記ベースが、前記回転軸線に平行な側面において前記内部空間を外部に開放する第２開口部を備え、
前記分線盤が、前記第２開口部を閉塞する位置にも着脱可能に固定可能であるとともに、
前記分線盤および前記第１ケーブルクランプが、前記機内ケーブルを固定したままの状態において前記第１開口部および前記第２開口部を通過可能な大きさを有する請求項４に記載のロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

床面に設置されるベースと、所定の回転軸線回りにベースに対して回転させられる旋回胴とを備え、回転軸線の周囲において旋回胴を回転軸線に沿う方向に貫通する貫通孔を経由して機内ケーブルを配線したロボットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
機内ケーブルは、ベースの側面に設けられた開口部を閉塞するプレートを経由して、直接、またはコネクタにより接続される外部ケーブルによって間接的に外部の制御装置に接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１５１８０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロボットの設置形態によっては、ベースへのプレートの取付位置が旋回胴の貫通孔の延長線上に配置される場合がある。この場合に、プレートから貫通孔に真っ直ぐに機内ケーブルが配線されると、ベースに対する旋回胴の回転が全て機内ケーブルの捩りとして作用するため、機内ケーブルの耐久性が低下する。
したがって、ベースへのプレートの取付位置が旋回胴の貫通孔の延長線上に配置される場合においても、ケーブルの耐久性を向上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、内部空間と該内部空間を外部に開放する第１開口部とを有するベースと、該ベースに対して所定の回転軸線回りに回転可能に支持された旋回胴と、前記回転軸線の延長線上に配置される前記第１開口部を閉塞する位置に着脱可能に固定される分線盤と、該分線盤に固定されたコネクタが一端に取り付けられた機内ケーブルとを備え、前記旋回胴が、前記回転軸線を含む位置において該回転軸線に沿う方向に貫通する貫通孔を備え、前記機内ケーブルが、前記内部空間内において第１ケーブルクランプにより前記分線盤に固定されるとともに、前記貫通孔を挟んで前記ベースとは反対側において第２ケーブルクランプにより前記旋回胴に固定され、前記第１ケーブルクランプと前記第２ケーブルクランプとの間に配置される部分の前記機内ケーブルが、前記ベースに対する前記旋回胴の回転により、曲げ変形および捩り変形の両方を受ける形態で前記第１ケーブルクランプおよび前記第２ケーブルクランプにより固定されるロボットである。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係るロボットを示す全体構成図である。

【図2】図１のロボットにおいて、ベースの底面の開口部を閉塞する位置に分線盤が取り付けられた状態を示す部分断面図である。

【図3】図１のロボットのベースの開口部を示す拡大斜視図である。

【図4】図１のロボットにおいて、ベースの側面の開口部を閉塞する位置に分線盤が取り付けられた状態を示す部分断面図である。

【図5】図１のロボットにおいて、分線盤の移設方法を示す部分断面図である。

【図6】図１のロボットの第１の変形例を示す拡大斜視図である。

【図7】図６のロボットのベースおよび分線盤の部分断面図である。

【図8】図１のロボットの第２の変形例を示す拡大斜視図である。

【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。
本実施形態に係るロボット１は、図１に示されるように、垂直多関節型のロボットであって、被設置面に設置されるベース１０と、第１軸線（回転軸線）Ａ回りにベース１０に対して回転可能に支持された旋回胴２０とを備えている。本実施形態においては、被設置面が水平な床面である場合を例に挙げて説明するが、被設置面は天井、壁面あるいは架台に設けられた任意の角度の平面であってもよい。

【0008】

ベース１０を床面に設置すると、第１軸線Ａは鉛直方向に延びる。ベース１０は、図２に示されるように、内部空間Ｂを有する中空の箱状に形成され、床面に対向する底面、旋回胴２０が取り付けられる天面および背面となる側面にそれぞれ開口部１１，１２，１３を備えている。

【0009】

天面の開口部１２には、旋回胴２０が図示しない減速機およびベアリングによって第１軸線Ａ回りに水平回転可能に取り付けられている。
底面に配置される開口部（第１開口部）１１は、第１軸線Ａの延長線上に配置され、ベース１０の内部空間Ｂをベース１０よりも下方の外部に開放している。側面に配置される開口部（第２開口部）１３は、ベース１０の内部空間Ｂを、第１軸線Ａに交差する水平方向の外部に開放している。開口部１１と開口部１３とは、図３に示されるように、略同等の形状および大きさを有しており、いずれも後述する分線盤３１が通過可能な大きさを有し、各開口部１１，１３の周囲には分線盤３１を取り付けるためのネジ孔１０ｈがそれぞれ設けられている。

【0010】

旋回胴２０および図示しない減速機には、図２に示されるように、ベース１０に取り付けられた状態で、第１軸線Ａを中心として第１軸線Ａに沿う方向に貫通する貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１はベース１０の天面に設けられた開口部１２を経由してベース１０の内部空間Ｂ内に連絡している。

【0011】

また、本実施形態に係るロボット１は、旋回胴２０に支持された複数の関節軸のモータ（図示略）を駆動するための電力および信号を伝送する機内ケーブル３０と、機内ケーブル３０の一端に設けられたコネクタ３２が固定される分線盤３１とを備えている。分線盤３１はコネクタ３２を固定した平板部材であって、周縁近傍に周方向に間隔をあけて複数の孔を備えている。

【0012】

これらの孔に貫通させたボルト３１ａを開口部１１または開口部１３の周囲のネジ孔１０ｈに締結することにより、分線盤３１を開口部１１または開口部１３を閉塞する位置に着脱可能に取り付けることができる。そして、分線盤３１を開口部１１または開口部１３を閉塞する位置に取り付けることにより、コネクタ３２の接続部を外部に露出させ、コネクタ３２が接続されている機内ケーブル３０の一端をベース１０の内部空間Ｂに配置することができる。

【0013】

分線盤３１には、ベース１０の内部空間Ｂに配置された機内ケーブル３０の一部を固定する第１ケーブルクランプ３３が固定されている。第１ケーブルクランプ３３は、分線盤３１に交差する方向に延びる支持部３３ａを備えている。支持部３３ａに機内ケーブル３０の長さ方向の途中位置を結束バンド等の結束具３３ｂによって固縛することにより、機内ケーブル３０を支持部３３ａに沿わせて支持させることができる。

【0014】

第１ケーブルクランプ３３の支持部３３ａは、開口部１１を閉塞する位置に分線盤３１を固定したときに、第１軸線Ａに対して水平方向に間隔をあけて平行に延びる位置に配置される。これにより、第１ケーブルクランプ３３の支持部３３ａに沿わされている部分の機内ケーブル３０は、第１軸線Ａに対して水平方向にオフセットした位置に固定される。

【0015】

一方、貫通孔２１を挟んでベース１０とは反対側に位置する旋回胴２０には、貫通孔２１を貫通してベース１０の内部空間Ｂから引き出された機内ケーブル３０の長さ方向の途中位置を固定する第２ケーブルクランプ２２が固定されている。
これにより、機内ケーブル３０は、第１ケーブルクランプ３３によりベース１０の内部空間Ｂ内において、第１軸線Ａに対して水平方向に離れた位置に固定され、貫通孔２１よりも上方において第２ケーブルクランプ２２により旋回胴２０に固定される。

【0016】

ベース１０に対して第１軸線Ａ回りに旋回胴２０が回転させられると、旋回胴２０と共に第２ケーブルクランプ２２が回転させられる。この場合に、機内ケーブル３０が第１軸線Ａを含む貫通孔２１内に配置されているので、旋回胴２０の回転による機内ケーブル３０の変位量を小さく抑えることができる。

【0017】

そして、第２ケーブルクランプ２２が回転させられると、第２ケーブルクランプ２２に固定されている機内ケーブル３０も回転させられるので、第１ケーブルクランプ３３と第２ケーブルクランプ２２との間の機内ケーブル３０は第１軸線Ａ回りに捩られる。
この場合において、第１ケーブルクランプ３３によって、第１ケーブルクランプ３３と第２ケーブルクランプ２２との間における機内ケーブル３０は、単に鉛直方向に真っ直ぐ配線されているのではなく、水平成分を有する方向に湾曲させられている。

【0018】

その結果、旋回胴２０の回転によって、機内ケーブル３０が捩られると、第１ケーブルクランプ３３と第２ケーブルクランプ２２との間の機内ケーブル３０には捩り変形が発生するとともに、水平成分を有する方向に延びる部分に曲げ変形が発生する。
すなわち、ベース１０から旋回胴２０まで配線される機内ケーブル３０の可動部分に捩り変形のみならず曲げ変形をも発生させることができる。これにより、機内ケーブル３０に捩り変形のみが発生する場合よりも、曲げ変形を発生させる分だけ機内ケーブル３０にかかる捩り方向の負荷を軽減することができ、機内ケーブル３０の耐久性を向上することができるという利点がある。

【0019】

一方、第１ケーブルクランプ３３の支持部３３ａは、図４に示されるように、開口部１３を閉塞する位置に分線盤３１を固定したときに、第１軸線Ａに交差する平面に沿って延びる位置に配置される。これにより、機内ケーブル３０は、第１ケーブルクランプ３３の支持部３３ａに沿わされて略水平に配置されている部分から、鉛直方向に湾曲させられて貫通孔２１を通過させられる。

【0020】

すなわち、この場合においても、第１ケーブルクランプ３３と第２ケーブルクランプ２２との間における機内ケーブル３０は、貫通孔２１内を鉛直方向に延びる部分の下方に、水平成分を有する方向に延びる部分を有する。したがって、旋回胴２０の回転によって機内ケーブル３０が捩られると、ベース１０から旋回胴２０まで配線される機内ケーブル３０の可動部分に捩り変形のみならず曲げ変形をも発生させることができる。

【0021】

このように構成された本実施形態に係るロボット１において、図４に示されるように、開口部１３を閉塞する位置に固定されている状態の分線盤３１を図２に示されるように、開口部１１を閉塞する位置に固定し直す場合について説明する。
分線盤３１が開口部１３を閉塞する位置に固定されている場合には、上述したように、機内ケーブル３０は、コネクタ３２が分線盤３１に固定されるとともに、第１ケーブルクランプ３３に結束具３３ｂによって固縛されている。

【0022】

この状態で、第１ケーブルクランプ３３は第１軸線Ａに交差する水平面に沿って延びている。これにより、機内ケーブル３０は、第１ケーブルクランプ３３における固定位置において水平方向に延ばされる部分から略９０°湾曲させられて、第１軸線Ａに沿って貫通孔２１内を立ち上がっている。
この状態から分線盤３１の取り付け位置を変更するには、分線盤３１をベース１０に固定しているボルト３１ａを取り外し、分線盤３１をベース１０から取り外す。

【0023】

次いで、図５に示されるように、第１ケーブルクランプ３３によって機内ケーブル３０の一部を支持した状態の分線盤３１を、開口部１３からベース１０の内部空間Ｂ内に挿入した後、開口部１１からベース１０の外側に取り出す。そして、ボルト３１ａによって開口部１１を閉塞する位置に分線盤３１を固定することにより、第１ケーブルクランプ３３が、第１軸線Ａに対し、水平方向に間隔をあけて平行に配置される。
これにより、機内ケーブル３０は、図２に示されるように、第１ケーブルクランプ３３の固定位置において鉛直方向に延ばされる部分から、クランク状に湾曲させられて、第１軸線Ａに沿って貫通孔２１内を立ち上がる。

【0024】

このように、本実施形態に係るロボット１によれば、開口部１３を閉塞する位置に分線盤３１が固定された状態で出荷された場合であっても、ユーザにおける設置条件に応じて、開口部１１を閉塞する位置に分線盤３１を容易に移設することができる。すなわち、分線盤３１の位置の変更は、分線盤３１をベース１０に取り付けているボルト３１ａの着脱のみで済み、分線盤３１を移設しても、ロボット１の動作により機内ケーブル３０にかかる負荷の増大を最小限に抑えることができる。したがって、第１ケーブルクランプ３３への固定位置の変更等、機内ケーブル３０を組み替える必要がなく、分線盤３１の取り付け位置の変更を簡易に行うことができるという利点がある。

【0025】

なお、本実施形態においては、開口部１３を閉塞する位置に固定されている分線盤３１を、開口部１１を閉塞する位置に移設する場合について説明したが、これに代えて、開口部１１を閉塞する位置から開口部１３を閉塞する位置に移設する場合も同様である。

【0026】

また、本実施形態においては、分線盤３１が開口部１１を閉塞する位置に固定された場合には、機内ケーブル３０は、第１ケーブルクランプ３３によって、第１軸線Ａに対して水平方向に間隔をあけた位置に固定されていた。この間隔は、任意に設定することができる。ただし、第１軸線Ａに対して、機内ケーブル３０の外径寸法以上の間隔をあけて配置することが好ましい。これにより、ベース１０の内部空間Ｂに配置される機内ケーブル３０の可動部分をより確実に水平成分を有する方向に湾曲させることができる。

【0027】

また、本実施形態においては、分線盤３１として、平板部材からなるものを例示したが、これに代えて、図６に示されるように、ボックス状の構造の分線盤３５を採用してもよい。

【0028】

図６および図７に示す例では、分線盤３５は、中空の略直方体状のボックス状に構成されている。分線盤３５は、開口部１３の一部を被覆する背面板３５ａと、背面板３５ａに対して間隔をあけて平行に配置される前面板３５ｂと、背面板３５ａと前面板３５ｂとの間に配置された枠部材３５ｃとを備えている。

【0029】

背面板３５ａは、図６に示されるように、枠部材３５ｃの平行な一対の側面よりも外側に張り出した一対の取付部３５ａ′を備えている。取付部３５ａ′には、複数の貫通孔が設けられており、貫通孔を貫通させたボルト３１ａを、開口部１３の周囲のネジ孔（図示略）に締結することにより、分線盤３５を、開口部１３を閉塞する位置に固定することができる。

【0030】

背面板３５ａには、図７に示されるように、第１ケーブルクランプ３３が固定されている。また、背面板３５ａには機内ケーブル３０を貫通させる貫通孔３５ｈが設けられ、貫通孔３５ｈと機内ケーブル３０との間の隙間は、グロメット３６によって防水されている。
前面板３５ｂには、機内ケーブル３０の一端に取り付けられたコネクタ３２が、接続部を外部に露出させて、固定されている。

【0031】

背面板３５ａおよび前面板３５ｂは、それぞれ、ガスケット等のシール部材（図示略）を挟んでボルト３１ｂによって枠部材３５ｃに着脱可能に取り付けられている。これにより、分線盤３５の内部は液密状態に密閉され、コネクタ３２に接続される機内ケーブル３０の一端において、シース内からバラ線が露出していても、この部分を粉塵や液体などから保護することができる。

【0032】

また、開口部１１および開口部１３は、分線盤３５が通過可能な大きさに設定されている。これにより、第１ケーブルクランプ３３によって機内ケーブル３０の一部を支持した状態の分線盤３５を、開口部１３を閉塞する位置から取り外し、ベース１０の内部空間Ｂを通して開口部１１から引き出すことができる。
すなわち、平板部材からなる分線盤３１の場合と同様に、分線盤３５の位置の変更は、分線盤３５をベース１０に取り付けているボルト３１ａの着脱のみで済み、容易に行うことができる。また、分線盤３５の位置の変更の都度、機内ケーブル３０を配線し直さなくても、機内ケーブル３０の可動部分を、水平成分を有する方向に湾曲させて配置することができる。

【0033】

また、本実施形態においては、ベース１０の開口部１１と開口部１３とは略同等の形状および大きさとしたが、これに代えて、開口部１１と開口部１３との形状および大きさが異なっていてもよい。
この場合には、図８に示されるように、開口部１１および開口部１３のいずれか大きい方に、分線盤３１，３５を着脱可能に取り付けるアダプタ４０が、ボルト４０ａ等によって固定されていればよい。これにより、開口部１１と開口部１３との形状および大きさが異なっていても、分線盤３１，３５を、開口部１１を閉塞する位置および開口部１３を閉塞する位置のいずれにも配置することができる。

【符号の説明】

【0034】

１ ロボット
１０ ベース
１１ 開口部（第１開口部）
１３ 開口部（第２開口部）
２０ 旋回胴
２１ 貫通孔
２２ 第２ケーブルクランプ
３０ 機内ケーブル
３１，３５ 分線盤
３２ コネクタ
３３ 第１ケーブルクランプ
Ａ 第１軸線（回転軸線）
Ｂ 内部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】