特許 7591426 産業用ロボット

(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】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】産業用ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021029404

(22)【出願日】2021-02-26

(65)【公開番号】P2022130804

(43)【公開日】2022-09-07

【審査請求日】2024-01-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷口 祐介

(72)【発明者】

【氏名】小山 潤悟

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１７５１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３４５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６８０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６７３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５１８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００９８１９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／０６－１９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
前記基台に取付けられ、前記基台に対して、第１軸の周りに旋回する旋回フレームと、
前記旋回フレームに対して、第２軸の周りに回動自在に枢着されたロアアームを有した多関節アームと、
前記基台からロアアームの先端に向かって配設されたケーブルと、を有した産業用ロボットであって、
前記旋回フレームは、前記基台に取付けられた台座部と、前記台座部からロアアームに向かって立ち上がった立ち上がり部と、前記立ち上がり部の先端側において前記ロアアームに連結される連結部と、を有しており、
前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の一方側において、前記ロアアームが前記連結部に取付けられており、
前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の他方側において、前記ロアアームを回動させる駆動モータが取付けられており、
前記立ち上がり部には、前記ケーブルが挿通される貫通孔が、前記一方側から他方側に沿って形成されており、
前記ケーブルには、
前記一方側から前記他方側に向かって、前記貫通孔に挿通された挿通部と、
前記他方側に配設された前記挿通部から、前記ロアアームに向かうように湾曲した湾曲部と、
前記湾曲部から、前記ロアアームの長手方向に沿って、前記ロアアームに取付けられた取付け部と、が形成されており、
前記ケーブルは、前記挿通部よりも前記一方側の部分において、前記第１軸よりも前記一方側の位置で、第１拘束具により前記台座部に拘束された第１被拘束部と、前記取付け部において、第２拘束具により、前記ロアアームに拘束された第２被拘束部と、を有しており、前記第２被拘束部は、前記ロアアームの長手方向に沿って配向されるように、拘束されており、
前記第１被拘束部と前記第２被拘束部との間において、前記ケーブルは、前記旋回フレームおよび前記ロアアームに対して非拘束な状態にあり、
前記第１および第２軸に直交する方向から視て、前記貫通孔は、前記第１軸よりも前記一方側から、前記第１軸を通過して、前記第１軸よりも他方側まで形成されていることを特徴とする産業用ロボット。

【請求項2】

前記貫通孔は、前記第２軸と平行に延在しており、
前記第２軸に沿った方向から視た前記貫通孔は、前記第１軸に対して直交する方向に拡がった長孔であることを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボット。

【請求項3】

前記貫通孔の両端に形成された開口部のうち、前記他方側に形成された開口部に隣接するように、前記ケーブルが非拘束で挿通されるガイド部材が設けられており、
前記旋回フレームは、金属材料からなり、前記ガイド部材は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の産業用ロボット。

【請求項4】

基台と、
前記基台に取付けられ、前記基台に対して、第１軸の周りに旋回する旋回フレームと、
前記旋回フレームに対して、第２軸の周りに回動自在に枢着されたロアアームを有した多関節アームと、
前記基台からロアアームの先端に向かって配設されたケーブルと、を有した産業用ロボットであって、
前記旋回フレームは、前記基台に取付けられた台座部と、前記台座部からロアアームに向かって立ち上がった立ち上がり部と、前記立ち上がり部の先端側において前記ロアアームに連結される連結部と、を有しており、
前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の一方側において、前記ロアアームが前記連結部に取付けられており、
前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の他方側において、前記ロアアームを回動させる駆動モータが取付けられており、
前記立ち上がり部には、前記ケーブルが挿通される貫通孔が、前記一方側から他方側に沿って形成されており、
前記ケーブルには、
前記一方側から前記他方側に向かって、前記貫通孔に挿通された挿通部と、
前記他方側に配設された前記挿通部から、前記ロアアームに向かうように湾曲した湾曲部と、
前記湾曲部から、前記ロアアームの長手方向に沿って、前記ロアアームに取付けられた取付け部と、が形成されており、
前記ケーブルは、前記挿通部よりも前記一方側の部分において、前記第１軸よりも前記一方側の位置で、第１拘束具により前記台座部に拘束された第１被拘束部と、前記取付け部において、第２拘束具により、前記ロアアームに拘束された第２被拘束部と、を有しており、前記第２被拘束部は、前記ロアアームの長手方向に沿って配向されるように、拘束されており、
前記第１被拘束部と前記第２被拘束部との間において、前記ケーブルは、前記旋回フレームおよび前記ロアアームに対して非拘束な状態にあり、
前記貫通孔は、前記第２軸と平行に延在しており、
前記第２軸に沿った方向から視た前記貫通孔は、前記第１軸に対して直交する方向に拡がった長孔であることを特徴とする産業用ロボット。

【請求項5】

前記貫通孔の両端に形成された開口部のうち、前記他方側に形成された開口部に隣接するように、前記ケーブルが非拘束で挿通されるガイド部材が設けられており、
前記旋回フレームは、金属材料からなり、前記ガイド部材は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項４に記載の産業用ロボット。

【請求項6】

基台と、
前記基台に取付けられ、前記基台に対して、第１軸の周りに旋回する旋回フレームと、
前記旋回フレームに対して、第２軸の周りに回動自在に枢着されたロアアームを有した多関節アームと、
前記基台からロアアームの先端に向かって配設されたケーブルと、を有した産業用ロボットであって、
前記旋回フレームは、前記基台に取付けられた台座部と、前記台座部からロアアームに向かって立ち上がった立ち上がり部と、前記立ち上がり部の先端側において前記ロアアームに連結される連結部と、を有しており、
前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の一方側において、前記ロアアームが前記連結部に取付けられており、
前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の他方側において、前記ロアアームを回動させる駆動モータが取付けられており、
前記立ち上がり部には、前記ケーブルが挿通される貫通孔が、前記一方側から他方側に沿って形成されており、
前記ケーブルには、
前記一方側から前記他方側に向かって、前記貫通孔に挿通された挿通部と、
前記他方側に配設された前記挿通部から、前記ロアアームに向かうように湾曲した湾曲部と、
前記湾曲部から、前記ロアアームの長手方向に沿って、前記ロアアームに取付けられた取付け部と、が形成されており、
前記ケーブルは、前記挿通部よりも前記一方側の部分において、前記第１軸よりも前記一方側の位置で、第１拘束具により前記台座部に拘束された第１被拘束部と、前記取付け部において、第２拘束具により、前記ロアアームに拘束された第２被拘束部と、を有しており、前記第２被拘束部は、前記ロアアームの長手方向に沿って配向されるように、拘束されており、
前記第１被拘束部と前記第２被拘束部との間において、前記ケーブルは、前記旋回フレームおよび前記ロアアームに対して非拘束な状態にあり、
前記貫通孔の両端に形成された開口部のうち、前記他方側に形成された開口部に隣接するように、前記ケーブルが非拘束で挿通されるガイド部材が設けられており、
前記旋回フレームは、金属材料からなり、前記ガイド部材は、樹脂材料からなることを特徴とする産業用ロボット。

【請求項7】

前記ロアアームには、前記長手方向に沿って、前記取付け部の一部を収容する収容溝が、形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の産業用ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多関節アームを有した産業用ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、この種の産業用ロボットとして、特許文献１には、基台に対して、第１軸の周りに旋回する旋回フレームと、旋回フレームに対して、第２軸の周りに回動自在に枢着された多関節アームを有した産業用ロボット（ロボット）が提案されている。多関節アームは、旋回フレームに対して第２軸の周りに回動自在に取付けられたロアアームと、ロアアームに回動自在に取付けられたアッパアームと、を有している。

【0003】

さらに、多関節ロボットは、基台から旋回フレームを介してロアアームの先端に向かって配設されたケーブルをさらに備えている。ここで、基台から配置されたケーブルは、旋回フレームに形成された貫通孔を通過し、ロアアームの長手方向に沿って配置される。ここで、ケーブルは、旋回フレームの貫通孔のロアアーム側の開口近傍と、ロアアームの下端部で拘束され、これらの拘束した部分の間で、ケーブルが湾曲している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－１７５１８８公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に係るロボットでは、ケーブルの湾曲した部分の両側は、旋回フレームに形成された貫通孔よりもロアアーム側において、拘束されている。したがって、第２軸の周りのロアアームの回動を確保しようとすると、ケーブルは、旋回フレームとロアアームから外側に大きく膨らんでしまう。特許文献１では、ロアアームに拘束されるケーブルの被拘束部は、ケーブルを旋回フレームとロアアームの外側に膨らませるように、拘束具で拘束しなければならない。これにより、ロボットが機械的に干渉する干渉領域が大きくなってしまう。

【0006】

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、旋回フレームからロアアームに配置されるケーブルの湾曲した部分が、旋回フレームとロアアームから外側に大きく膨らむことを抑えることができる産業用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】

【0007】

前記課題を鑑みて、本発明に係る産業用ロボットは、基台と、前記基台に取付けられ、前記基台に対して、第１軸の周りに旋回する旋回フレームと、前記旋回フレームに対して、第２軸の周りに回動自在に枢着されたロアアームを有した多関節アームと、前記基台からロアアームの先端に向かって配設されたケーブルと、を有した産業用ロボットであって、前記旋回フレームは、前記基台に取付けられた台座部と、前記台座部からロアアームに向かって立ち上がった立ち上がり部と、前記立ち上がり部の先端側において前記ロアアームに連結される連結部と、を有しており、前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の一方側において、前記ロアアームが前記連結部に取付けられており、前記第２軸に沿った前記立ち上がり部の他方側において、前記ロアアームを回動させる駆動モータが取付けられており、前記立ち上がり部には、前記ケーブルが挿通される貫通孔が、前記一方側から他方側に沿って形成されており、前記ケーブルには、前記一方側から前記他方側に向かって、前記貫通孔に挿通された挿通部と、前記他方側に配設された前記挿通部から、前記ロアアームに向かうように湾曲した湾曲部と、前記湾曲部から、前記ロアアームの長手方向に沿って、前記ロアアームに取付けられた取付け部と、が形成されており、前記ケーブルは、前記挿通部よりも前記一方側の部分において、前記第１軸よりも前記一方側の位置で、第１拘束具により前記台座部に拘束された第１被拘束部と、前記取付け部において、第２拘束具により、前記ロアアームに拘束された第２被拘束部と、を有しており、前記第２被拘束部は、前記ロアアームの長手方向に沿って配向されるように、拘束されており、前記第１被拘束部と前記第２被拘束部との間において、前記ケーブルは、前記旋回フレームおよび前記ロアアームに対して非拘束な状態にあることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、駆動モータにより、旋回フレームに対してロアアームが、第２軸の周りを回動する。旋回フレームからロアアームに配設されるケーブルには、立ち上がり部の一方側から、立ち上がり部に形成された貫通孔に沿って、立ち上がり部の他方側まで、ロアアームまで挿通されることで、挿通部が形成されている。さらに、ケーブルには、挿通部からロアアームに向かって湾曲した湾曲部が形成され、湾曲からロアアームの長手方向に沿って、取付け部が形成されている。

【0009】

ここで、ケーブルは、挿通部よりも立ち上がり部の一方側の部分において、第１軸よりも一方側の位置で、第１拘束具により台座部に拘束された第１被拘束部と、取付け部において、第２拘束具によりロアアームに拘束された第２被拘束部とを、有しており、これらの間のケーブルの部分は、旋回フレームおよびロアアームに対して非拘束な状態にある。すなわち、旋回フレームからロアアームまでの間のより広い範囲で、拘束具等で拘束しない部分を、ケーブルに設けることができる。このため、旋回フレームに対してロアアームが、第２軸の周りを回動したとしても、この非拘束の状態となった部分が、ケーブルの遊び代となり、ケーブルに負担がかかり難い。第２被拘束部は、ロアアームの長手方向に沿って配向されるように、拘束することができ、これまでのように、第２被拘束部において、ケーブルを旋回フレームとロアアームの外側に膨らませるような拘束を行わなくてもよい。この結果、旋回フレームからロアアームまでの間に配設されるケーブルの湾曲部が、旋回フレームとロアアームから、その外側に大きく膨らむように、ケーブルを引き回す必要がなく、ケーブルをロボット本体に寄せて配設することができる。このようにして、産業用ロボット全体のスリム化を図ることができる。

【0010】

より好ましい態様としては、前記第１および第２軸に直交する方向から視て、前記貫通孔は、前記第１軸よりも前記一方側から、前記第１軸を通過して、前記第１軸よりも他方側まで形成されている。

【0011】

この態様によれば、第１軸よりも一方側から、第１軸を通過して、第１軸よりも他方側まで形成された貫通孔に、ケーブルの挿通部が配置されるので、第１軸を挟んだより長い区間のケーブルの挿通部を、貫通孔で案内することができる。このような結果、第１被拘束部および第２被拘束部の間が非拘束であったとしても、ロアアームの回動により、これらの区間のケーブルの振れ回りを抑えることができる。

【0012】

より好ましい態様としては、前記貫通孔は、前記第２軸と平行に延在しており、前記第２軸に沿った方向から視た前記貫通孔は、前記第１軸に対して直交する方向に拡がった長孔である。

【0013】

ここで、たとえば、ロアアームが起立した姿勢から第２軸の周りに倒れ込むように回動すると、ケーブルの挿通部は、貫通孔内で、第１軸に対して直交する方向に移動し易い。そこで、この態様によれば、貫通孔は、第１軸に対して直交する方向に拡がった長孔であるので、このようなロアアームの回動に対して、挿通部の移動代を確保することができる。さらに、このケーブルに対して、第１軸に対して直交する方向に、他のケーブルが並設されるように、他のケーブルを挿通したとしても、これらのケーブルの移動代が確保され易い。この結果、ロアアームの回動によるケーブルへの曲げまたは捩れ等の負担を抑えることができる。

【0014】

より好ましい態様としては、前記貫通孔の両端に形成された開口部のうち、前記他方側に形成された開口部に隣接するように、前記ケーブルが非拘束で挿通されるガイド部材が設けられており、前記旋回フレームは、金属材料からなり、前記ガイド部材は、樹脂材料からなる。

【0015】

ところで、他方側に形成された開口部は、ロアアーム側の開口部であるため、ロアアームの回動により、この開口部にケーブルが擦れ易い。そこで、この態様によれば、この開口部に隣接するように、樹脂製のガイド部材が設けられているので、ロアアームの回動により、ガイド部材内を移動する非拘束状態のケーブルの損傷を抑えることができる。

【0016】

より好ましい態様としては、前記ロアアームには、前記長手方向に沿って、前記取付け部の一部を収容する収容溝が、形成されている。この態様によれば、ケーブルの取付け部の一部を、収容溝に沿って、収容することができるので、ロアアームの長手方向の中心線側に、ケーブルを寄せて配設することができる。このような結果、ケーブルの湾曲部が、旋回フレームとロアアームから、外側に大きく膨らむことを抑えることができる

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、旋回フレームからロアアームに配置されるケーブルの湾曲部が、旋回フレームとロアアームから、外側に大きく膨らむことを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る産業用ロボットを正面側から視た斜視図である。

【図2】図１に示す産業用ロボットを他の方向から視た斜視図である。

【図3】図１に示す産業用ロボットを背面側から視た斜視図である。

【図4】図２に示す方向から視た旋回フレームとケーブルの関係を示す斜視図である。

【図5】図４に示す旋回フレームに形成された貫通孔を説明するための図である。

【図6】図１に示す方向から視た旋回フレームとケーブルの関係を示す斜視図である。

【図7】図１に示す産業用ロボットの模式的断面図である。

【図8】図１に示すケーブルとロアアームとの配置関係を示した模式的斜視図である。

【図9】図７に示すＡ－Ａ線に沿った矢視方向の模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の実施形態に係る産業用ロボット１（以下、ロボット１という）を図１～図９を参照しながら詳述する。

【0020】

図１および図２に示すように、ロボット１は、その先端に把持装置、溶接装置などエンドエフェクタが取付けられるものである。

【0021】

１．ロボット１の全体構造
本実施形態に係るロボット１は、マニュピュレータである。なお、ロボット１は、各モータ等を制御する制御装置（図示せず）を備えており、制御装置により、ロボット１の動作が制御される。

【0022】

ロボット１は、基台１０と旋回フレーム２０とを備えており、基台１０は、設置面に固定されている。旋回フレーム２０は、減速機１２（図７参照）を介して基台１０に取付けられており、設置面に対して直交する方向に沿った第１軸Ｊ１の周りに旋回する。旋回フレーム２０は、第１モータ６１の出力軸（図示せず）に接続されている。これにより、旋回フレーム２０を基台１０に対して第１軸Ｊ１の周りに旋回させることができる。

【0023】

ロボット１は、多関節アーム１Ａをさらに備えている。多関節アーム１Ａは、旋回フレーム２０に基端が枢着されたロアアーム３０と、ロアアーム３０の先端に枢着されるアッパアーム４０と、アッパアーム４０の先端に枢着された支持アーム５０と、有している。これらのアームの接続部分が、多関節アーム１Ａの関節部分となる。これらのアームは、金属製であり、たとえば、鋳鉄、またはアルニウム合金鋳物等の鋳物からなる。

【0024】

ロアアーム３０は、第１軸Ｊ１と直交する方向に平行となる第２軸Ｊ２に、旋回フレーム２０に対して回動自在に枢着されており、第２モータ６２の動力により、ロアアーム３０は、旋回フレーム２０に対して第２軸Ｊ２の周りに回動する。本実施形態でいう第２モータ６２が、本発明でいう「駆動モータ」に相当する。アッパアーム４０は、第２軸Ｊ２と平行となる第３軸Ｊ３の周りに、ロアアーム３０に対して回動自在に枢着されており、第３モータ６３の動力により、アッパアーム４０は、ロアアーム３０に対して第３軸Ｊ３の周りに回動する。

【0025】

アッパアーム４０は、ロアアーム３０の先端に枢着される関節部４１と、アッパアーム４０の長手方向に沿った第４軸Ｊ４の周りに回動自在となるように、関節部４１に取付けられたアーム本体４２と、を備えている。具体的は、ロアアーム３０と関節部４１とが、上述した第３モータ６３を介して、回動自在に枢着されている。アーム本体４２は、第４モータ６４の動力により、関節部４１に対して第４軸Ｊ４の周りに回動する。

【0026】

さらに、アッパアーム４０の先端は、ロボット１の手首部に相当する部分であり、エンドエフェクタ（図示せず）を支持する支持アーム５０が取付けられている。本実施形態では、アッパアーム４０には、支持アーム５０をアーム本体４２に対して枢動させる第５モータ（図示せず）が内蔵されている。

【0027】

第５モータは、アッパアーム４０に内蔵された動力伝達ベルト等を介して、支持アーム５０に接続されている。これにより、第５モータの動力が、アッパアーム４０に内蔵された動力伝達ベルト（図示せず）に伝達されることで、支持アーム５０は、アーム本体４２に対して第５軸Ｊ５で枢動（揺動）する。さらに、アッパアーム４０には、支持アーム５０の軸心（具体的には第６軸Ｊ６）の周りに、支持アーム５０の先端部（本体部）を回動させる第６モータ（図示せず）が内蔵されている。

【0028】

ロボット１は、上述した第１～第６モータ等に電力を供給する動力用のケーブル７０Ａ（第１ケーブル）と、ロボット１に取付けられたエンドエフェクタ（たとえば、溶接装置）等に電力を供給するアプリケーション用のケーブル（第２ケーブル）７０Ｂと、を備えている。ケーブル７０Ａ、７０Ｂは、基台１０からロアアーム３０の先端に向かって配設されている。

【0029】

２．旋回フレーム２０の細部の構造について
図１および図２等で示すように、本実施形態に係る旋回フレーム２０は、台座部２１と、立ち上がり部２２と、連結部２３とを備えている。台座部２１は、減速機（図示せず）等を介して基台１０に取付けらており、第１モータ６１を介して、基台１０に対して回動する部分である。

【0030】

立ち上がり部２２は、台座部２１からロアアーム３０に向かって立ち上がった部分であり、本実施形態では、ロボット１の前方側に傾斜するように、立ち上がっている。これにより、図２および図３に示すように、立ち上がり部２２よりも、ロボット１の後方側（背面側）の台座部２１に、ケーブル７０Ａ、７０Ｂを中継する中継ボックス２９、および第１モータ６１を設置するスペースを確保することができる。さらに、ケーブル７０Ａ、７０Ｂを拘束するためのスペースも確保することができる。

【0031】

連結部２３は、立ち上がり部２２の先端側において、ロアアーム３０に連結された部分であり、ロアアーム３０は、連結部２３に対して、第２軸Ｊ２の周りに枢動自在に取付けられている。より具体的には、第２軸Ｊ２に沿った立ち上がり部２２の一方側において、ロアアーム３０が、連結部２３に取付けられている。さらに、連結部２３には、第２軸Ｊ２に沿った立ち上がり部２２の他方側において、ロアアーム３０を回動させる第２モータ６２が、減速機２７を介して、取付けられている。

【0032】

本実施形態では、立ち上がり部２２には、ケーブル７０Ａ、７０Ｂが挿通される貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４は、連結部２３に対してロアアーム３０が取付けられた側（立ち上がり部２２の一方側）から、連結部２３に対して第２モータ６２が取付けられた側（立ち上がり部２２の他方側）まで、第２軸Ｊ２と平行に延在している（たとえば図７参照）。

【0033】

さらに、本実施形態では、第１および第２軸Ｊ１、Ｊ２に対して直交する方向から視て（図７参照）、貫通孔２４は、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の一方側から、第１軸Ｊ１を通過して、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の他方側まで形成されている。具体的には、図７に示すように、第１および第２軸Ｊ１、Ｊ２に対して直交する方向から視て、台座部２１から連続した立ち上がり部２２の根元部分において、貫通孔２４は、第１軸Ｊ１を通過するように、形成されている。

【0034】

図５に示すように、本実施形態では、第２軸Ｊ２に沿った方向から視た貫通孔２４は、第１軸Ｊ１に対して直交する方向に拡がった長孔である。後述するように、貫通孔２４には、ケーブル７０Ａ、７０Ｂが挿通されている。貫通孔２４の高さは、ケーブル７０Ａ、７０Ｂのそれぞれの直径よりも大きく、貫通孔２４の幅は、ケーブル７０Ａの直径およびケーブル７０Ｂの直径を合わせた大きさよりも大きい。より具体的には、貫通孔２４の大きさは、後述するケーブル７０Ａ、７０Ｂを拘束した状態において、ロアアーム３０の回動により、ケーブル７０Ａ、７０Ｂの非拘束部分の移動を妨げない大きさであってもよい。たとえば、ケーブル７０Ａ、７０Ｂの非拘束部分が、貫通孔２４の開口部２４ａ、２４ｂを除く貫通孔２４の内壁面に接触しない大きさであってもよい。

【0035】

さらに、図６に示すように、貫通孔２４の両端に形成された開口部２４ａ、２４ｂのうち、立ち上がり部２２の他方側に形成された開口部２４ｂに隣接するように、ケーブル７０Ａが非拘束で挿通されるガイド部材２８が設けられている。上述した如く、旋回フレーム２０は、鋳鉄等の金属材料からなり、ガイド部材２８は、たとえば、ナイロン６６等の樹脂材料からなる。

【0036】

具体的には、ガイド部材２８は、ケーブル７０Ａが挿通される挿通孔２８ａがされている。挿通孔２８ａの大きさは、ケーブル７０Ａの直径よりも大きい。ガイド部材２８には、ガイド部材２８の本体を片持ちで支持する支持部２８ｂが形成されており、ガイド部材２８は、支持部２８ｂの先端で、取付け具２８ｃを介して、旋回フレーム２０に取付けされている。

【0037】

本実施形態によれば、貫通孔２４の開口部２４ｂは、ロアアーム３０側の開口部２４ｂであるため、ロアアーム３０の回動により、この開口部２４ｂにケーブルが擦れ易い。そこで、開口部２４ｂに隣接するように、樹脂製のガイド部材２８が設けられているので、ケーブル７０Ａの削れ等の損傷を抑えることができる。

【0038】

さらに、上述した如く、ガイド部材２８の取付け構造は、ガイド部材２８の支持部２８ｂが撓みやすい片持ち支持構造である。このため、ロアアーム３０の回動により、ケーブル７０Ａが振れ回ったとしても、ケーブル７０Ａからの荷重を、ガイド部材２８で吸収することができ、ケーブル７０Ａの削れ等の損傷を防止することができる。

【0039】

３．ロアアーム３０の細部の構造について
ロアアーム３０には、アーム本体３１と、アーム本体３１の両端に形成された連結部３２、３３とが形成されている。連結部３２は、ロアアーム３０の下端に形成されており、旋回フレーム２０の連結部２３に回動自在に連結されている。連結部３３は、ロアアーム３０の上端に形成されており、アッパアーム４０に回動自在に連結されている。

【0040】

図７に示すように、アーム本体３１には、中空部３４が形成されており、アーム本体３１を形成する壁のうち、対向する側壁３５Ａ、３５Ｂには、中空部３４に連通する連通口（肉抜き部）３８Ａ、３８Ｂが形成されている。

【0041】

図８に示すように、本実施形態では、アーム本体３１には、対向する側壁３５Ａ、３５Ｂの両縁を長手方向に沿って連結する一対の連結壁３６、３６が形成されている。連結壁３６、３６は、対向する側壁３５Ｂとは反対側に突出し、ロアアーム３０の長手方向Ｌに沿った側壁３５Ｂ側には、ケーブル７０Ａを収容する空間が形成されている。本実施形態では、図１に示すように、このケーブル７０Ａを収容する空間を塞ぐように、連結壁３６、３６には、カバー９１が取付けられている。

【0042】

さらに、連結壁３６、３６を繋ぐように、補強リブ３７が設けられており、補強リブ３７には、ケーブル７０Ａを収容する凹部３７ａが形成されている。さらに、図９に示すように、ロアアーム３０には、長手方向Ｌに沿って、後述するケーブル７０Ａの取付け部７３の一部を収容する収容溝３５ａが、形成されている。

【0043】

４．ケーブル７０Ａ、７０Ｂの取付け構造について
以下に、ケーブル７０Ａ、７０Ｂの取付け構造について説明する。本実施形態では、ケーブル７０Ａ、７０Ｂは、基台１０からロアアーム３０の先端に向かって配設されている。図１、図７等には直接的には示していないが、ケーブル７０Ａ、７０Ｂは、基台１０において、第１軸Ｊ１に沿って形成された挿通孔を通過し、図２に示すように、第２モータ６２近傍（具体的には、立ち上がり部２２）まで上方に延在し、そこから下方にある台座部２１に向かって湾曲している。

【0044】

さらに、ケーブル７０Ａには、ケーブル７０Ａの長手方向に沿って、挿通部７１、湾曲部７２、および取付け部７３が形成されている。挿通部７１は、立ち上がり部２２の一方側から立ち上がり部２２の他方側に向かって、貫通孔２４に挿通されたケーブルの部分である。本実施形態では、挿通部７１は、貫通孔２４の一方の開口部２４ａから、その他方の開口部２４ｂまで、第２軸Ｊ２と平行な線に沿って配設されている。本実施形態では、図７に示すように、第１軸Ｊ１および第２軸Ｊ２から直交する方向から視て、挿通部７１は、第１軸Ｊ１を横切っている。

【0045】

なお、本実施形態では、図４～図８には、具体的には示してないが、ケーブル７０Ａと並設するように、ケーブル７０Ｂが配設されている。詳細に説明しないが、ケーブル７０Ｂも、ケーブル７０Ｂと同じような形状で配置され、その拘束位置および非拘束区間も同様である。

【0046】

本実施形態では、貫通孔２４は、第１軸Ｊ１に対して直交する方向に拡がった長孔であるので、このようなロアアーム３０の回動に対して、ケーブル７０Ａの挿通部７１の移動代を確保することができる。さらに、このケーブル７０Ａに対して、第１軸Ｊ１に対して直交する方向に、ケーブル７０Ｂが並設されるように、ケーブル７０Ｂを挿通したとしても、これらのケーブル７０Ａ、７０Ｂの移動代が確保され易い。この結果、ロアアーム３０の回動によるケーブル７０Ａへの曲げまたは捩れ等の負担を抑えることができる。

【0047】

ケーブル７０Ａの湾曲部７２は、他方側に配設された挿通部７１から、ロアアーム３０に向かうように湾曲しており、旋回フレーム２０およびロアアーム３０が連結された部分から、外側に膨らむように形成されている。本実施形態では、挿通部７１寄りの湾曲部７２の端部は、ガイド部材２８に挿通されている。同様に、ケーブル７０Ｂも、ケーブル７０Ａと並ぶようにして、旋回フレーム２０およびロアアーム３０が連結された部分から、外側に膨らんでいる。

【0048】

取付け部７３は、湾曲部７２から、ロアアーム３０の長手方向Ｌに沿って、ロアアーム３０に取付けられている。具体的には、図８に示すように、本実施形態では、取付け部７３の一部が、図８に示すように、補強リブ３７に形成された凹部３７ａ、側壁３５Ｂに形成された収容溝３５ａに収容された状態で、結束バンド等の拘束具８２、８４、８５により、ロアアーム３０に拘束されている。ケーブル７０Ｂは、図１に示すように、カバー９１の表面において、結束バンド等の拘束具８６、８７により、ロアアーム３０に拘束されている。

【0049】

ケーブル７０Ａの取付け部７３の一部（ケーブル７０Ａの径方向の一部）を、収容溝３５ａに沿って収容することができるので、ロアアーム３０の長手方向Ｌの中心線側に、ケーブル７０Ａを寄せて配設することができる。このような結果、後述するケーブル７０Ａの湾曲部７２が、旋回フレーム２０とロアアーム３０から、外側に大きく膨らむことを抑えることができる。

【0050】

図４および図７等に示すように、ケーブル７０Ａは、挿通部７１よりも、立ち上がり部２２の一方側の部分７５において、第１軸Ｊ１よりも一方側の位置（すなわち、第２モータ６２側の位置）で、結束バンド等の第１拘束具８１により台座部２１に拘束された第１被拘束部７８Ａを有している。ここで、第１被拘束部７８Ａは、たとえば、ゴムシート、樹脂シート等の保護部材８９に巻かれた状態で、第１拘束具８１により、台座部２１に拘束されてもよい。図示しないが、ケーブル７０Ｂも、ケーブル７０Ａ等と同様に、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の一方側の部分において、第１軸Ｊ１よりも一方側の位置で、拘束されている。

【0051】

さらに、図７および図８等に示すように、ケーブル７０Ａは、取付け部７３において、第２拘束具８２により、ロアアーム３０に拘束された第２被拘束部７８Ｂと、を有している。そして、本実施形態では、第１被拘束部７８Ａと第２被拘束部７８Ｂとの間において、ケーブル７０Ａは、旋回フレーム２０およびロアアーム３０に対して非拘束な状態にある。すなわち、ケーブル７０Ａは、第１被拘束部７８Ａと第２被拘束部７８Ｂとの間において、結束バンド等の拘束具により、ロボット１に拘束されていない。

【0052】

ここでいう、「非拘束な状態にある」とは、結束バンド、クランパー等の拘束具により、ケーブルの長手方向と直交する断面において、ケーブル７０Ａが周方向に沿って、拘束されていない状態にあることをいう。たとえば、「非拘束な状態にある」とは、旋回フレーム２０に対するロアアーム３０の回動により、貫通孔２４に対して、ケーブル７０Ａ（の挿通部７１）が常時定位置になく、貫通孔２４内で移動可能な状態にあることをいう。

【0053】

さらに、第２被拘束部７８Ｂは、ロアアーム３０の長手方向Ｌに沿って配向されるように、ロアアーム３０の取付け支持部９２に拘束されている。なお、取付け支持部９２は、第２被拘束部７８Ｂが、ロアアームの長手方向Ｌに沿って案内するように凹んでおり、取付け支持部９２に向かって、第２拘束具８２で、第２被拘束部７８Ｂを拘束することにより、第２被拘束部７８Ｂは、ロアアーム３０の長手方向Ｌに沿って配向させることができる。

【0054】

本実施形態によれば、ケーブル７０Ａは、挿通部７１よりも立ち上がり部２２の一方側の部分７５において、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の一方側の位置で、第１拘束具８１により台座部２１に拘束されている。さらに、ケーブル７０Ｂは、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の他方側の位置で、第２拘束具８２によりロアアーム３０に拘束されている。このように拘束された第１および第２被拘束部７８Ａ、７８Ｂの間のケーブル７０Ａの部分は、旋回フレーム２０およびロアアーム３０に対して非拘束な状態となる部分である。

【0055】

したがって、旋回フレーム２０に対してロアアーム３０が、第２軸Ｊ２の周りを回動したとしても、この非拘束の状態となった部分が、ケーブル７０Ａの遊び代となり、ケーブル７０Ａに負担がかかり難い。この結果、旋回フレーム２０からロアアーム３０に配置されるケーブル７０Ａの湾曲部７２が、旋回フレーム２０とロアアーム３０から、その外側に大きく膨らませるように、ケーブル７０Ａを引き回す必要がない。具体的には、第２被拘束部７８Ｂは、ロアアーム３０の長手方向Ｌに沿って配向されるように、拘束することができ、これまでのように、第２被拘束部７８Ｂにおいて、ケーブル７０Ａを旋回フレーム２０とロアアーム３０の外側に膨らませるような拘束を行わなくてもよい。このような結果、ケーブル７０Ａの湾曲部７２を、旋回フレーム２０とロアアーム３０とに寄せて配設することができ、さらには、ケーブル７０Ｂも、旋回フレーム２０とロアアーム３０とに寄せて配設することができる。このような結果、ロボット１全体のスリム化を図ることができる。

【0056】

さらに、本実施形態では、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の一方側から、第１軸Ｊ１を通過して、第１軸Ｊ１よりも立ち上がり部２２の他方側まで形成された貫通孔２４に、ケーブル７０Ａの挿通部７１が配置される。これにより、第１軸Ｊ１を挟んだより長い区間のケーブル７０Ａの挿通部７１を、貫通孔２４で案内することができる。このような結果、第１被拘束部７８Ａおよび第２被拘束部７８Ｂの間が非拘束であったとしても、ロアアーム３０の回動により、これらの区間のケーブル７０Ａの振れ回りを抑えることができる。

【0057】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の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された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

【符号の説明】

【0058】

１：ロボット（産業用ロボット）、１Ａ：多関節アーム、１０：基台、２０：旋回フレーム、２１：台座部、２２：立ち上がり部、２３：連結部、２４：貫通孔、２８：ガイド部材、３０：ロアアーム、６２：第２モータ（駆動モータ）、７０Ａ：ケーブル、７１：挿通部、７２：湾曲部、７３：取付け部、７８Ａ：第１被拘束部、７８Ｂ：第２被拘束部、８１：第１拘束具、８２：第２拘束具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】