JP2006289589A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、安価でかつロボットの運動性能に悪影響を及ぼさないロボット関節部の防水・防塵構造を提供する。
【解決手段】マニピュレータの外周の一部に設けられたケーブル通過孔４ａ，４ｂを有し、前記ケーブル通過孔を通して前記マニピュレータ内側および外側に配線したケーブルを備えたマニピュレータ型ロボットであって、前記ケーブルは、前記ケーブル通過孔付近に、内部を通る１つまたは複数の導線の外周を取り巻くモールドガイド７を備え、前記モールドガイド内側を樹脂充填によりモールド処理８し、モールドガイドの外側にシーリング材９を備えたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は産業用ロボットに関し、特に、産業用ロボットの関節部における機内配線ケーブルの防塵や防水の構造に関するものである。

一般的に、産業用ロボットでは、ロボットの各関節軸を駆動するモータやロボットに搭載された溶接用送給装置や各種センサ機器で使用する電気ケーブル及びエアやガス等を供給するための流体導管などの各種線条体が配線される。

そして、これら配線線条体には、ロボットの関節部が回転運動する際の屈曲及び捻転動作を受けることによる機械的耐久性に配慮した屈曲半径及び回転動作範囲といった制約条件があり、また、前記産業用ロボットが配置される環境や用途により、ロボットの関節部の防塵・防水構造にも配慮する必要がある。

なお、従来のロボットの関節部の防塵・防水構造としては、関節中心部に設けた貫通孔を通して線条体を配線し、アーム開口部をカバー及びパッキンで塞ぐ手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２５４３７７号公報（第６頁、第１図）

しかしながら、上記従来の構成では、線条体を通すための貫通孔を関節軸と同軸上に設けるため、駆動モータを関節軸中心部から避けて配置させる必要があり、これに伴いプーリやタイミングベルトなどの動力伝達系部品及び軸受け機構が増加してしまい、ロボット全体の高コスト化が避けられない。

また、関節部の構造が複雑化することで関節部が大型化して質量増加を招き、さらに、減速機に設けた貫通孔に線条体を通しているので、この線条体の本数が増えて貫通孔に通らなくなってしまう場合、貫通孔の大きな大型の減速機を採用する必要が生じ、これに伴ってプーリやモータ等の他の部材も大型のものを採用する必要が生じ、結果として関節部の大型化および質量増加を招いてしまい、高重量となるとロボット自体の重量が自身の負荷となってしまうので、ロボットの運動性能の悪化を招いてしまう。

本発明は、上記従来の課題に鑑み、安価でかつロボットの運動性能に悪影響を及ぼさないロボットの関節部の防水・防塵構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の産業用ロボットは、マニピュレータ関節部付近の外周の一部に設けられたケーブル通過孔を有し、前記ケーブル通過孔を通して前記マニピュレータ内側および外側に配線したケーブルを備えたマニピュレータ型ロボットにおいて、前記ケーブルは、前記ケーブル通過孔付近に、内部を通る１つまたは複数の導線の外周を取り巻くモールドガイドを備え、前記モールドガイド内側を樹脂充填によりモールド処理し、外側にシーリング材を備えるものである。

この構成によれば、ケーブル貫通孔部分のみに防塵・防水処理を行うことで、安価でかつ小型な防塵・防水特性を有する関節部構造が実現可能となる。

また、ロボットの各関節軸を駆動するモータやロボットに搭載された溶接用送給装置および各種センサ機器等の仕様変更に伴い、前記ケーブル及びエア、ガス等を供給するための流体導管等の数量や大きさの変更があった場合でも、関節軸に配置する動力伝達系部品などに影響を与えることなく、容易に対応することができる。

以上のように、本発明によると、マニピュレータの関節部の防塵・防水構造を非常に簡単な構成で実現でき、また、ケーブル及び流体導管等の変更に対しても動力伝達系部品等に形状変更などの影響を与えることなく、容易に対応できるという効果を奏する。

（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。

図１は本実施の形態における産業用ロボットの概略構成を示す斜視図であり、図１において、１、２、３はマニピュレータの第１アーム、第２アーム、第３アームである。４ａ、４ｂはこのマニピュレータの外周（外表面）の関節部近傍に設けたケーブル通過孔である。５は第２アーム２の側面に沿設したケーブルガイド管であり、その内部にはロボットの各関節軸を駆動するモータやロボットに搭載された溶接用送給装置や各種センサ機器で使用する電気ケーブル（導線等）及びエアやガス等を供給するための流体導管などの各種線条体（以下ケーブル束と呼ぶ）６を収容している。また、前記ケーブルガイド管５は、図１に示すように、ケーブル通過孔４ａ、４ｂを通して、第１アーム１から第３アーム３までの配線処理が行われている。そして、このケーブルガイド管５はケーブル束６を保護する機能を有するものであり、一例としては金属バネから構成されるものである。

また、図２はロボット関節部の防塵・防水構造を示す要部斜視図であり、図３は、前記ケーブル通過孔４ａ、４ｂ付近における防塵・防水構造の要部断面を示した図である。図２および図３において、６はケーブルガイド管５の内部に収容されているケーブル束である。７はケーブルガイド管５の端部に設けられたモールドガイドであり、その内部にはケーブル束６が貫通されている。なお、このモールドガイド７は略円筒の形状をしており、例えば樹脂等により形成されるものであり、弾性を有していても、いなくてもよい。８はモールドガイド７の内側においてケーブル束６を隙間なく固着させるために樹脂充填されたモールド処理部である。なお、この充填樹脂としてはエポキシ樹脂等を用いても良い。９はモールドガイド７の外側（外周面）とケーブル通過孔４ａ、４ｂの内側（内周面）との隙間をシール処理するためのシーリング材である。なお、このシーリング材としては、固形パッキンの一例としてＯリングを使用しても良いし、その代替としてオイルシールやＶリング及び液状界面シール材などを使用しても良い。

上記構成により、ケーブル通過孔４ａ、４ｂの内側に位置するモールドガイド７の部分にのみ設けたモールド処理部８およびシーリング材９により、アーム外部からアーム内部への塵や水等の浸入を防ぐことができる。すなわち、ケーブル通過孔４ａ、４ｂを設けた第１アーム１及び第３アーム３の内部空間を防塵・防水構造とすることができる。

また、モールドガイド７が無く、単にケーブル束６のみではこの束の外形が安定せず、このケーブル束６の不安定な外形部分とケーブル通過孔４ａ、４ｂとの間で防塵・防水を行うことは困難であるが、本実施の形態のように、安定したシール外形を有するモールドガイド７を設け、その内部にケーブル束６を通して樹脂充填する構造としたことで外形（モールドガイド７の外形）が定まったものとなるので、アーム１、３に設けるケーブル通過孔４ａ、４ｂの形状をモールドガイド７に対応した形状とし、ケーブル通過孔４ａ、４ｂの位置にモールドガイド７が位置するように配設することで、容易に防塵・防水構造を実現することができる。そして、ケーブル束６の外形がモールドガイド７の内径より小さい範囲であれば、ケーブル束６を構成する線条体の本数や種類を変更した場合であっても、ケーブル通過孔４ａ、４ｂとモールドガイド７とによる防塵・防水構造に影響しない、すなわち、ケーブル通過孔４ａ、４ｂを変更する必要もなく、また、関節軸に配置する動力伝達に関する部品等に影響を与えることもない。

また、仮に、ケーブル束６の仕様変更によって線条体の数量の増加や大きさの変更があり、モールドガイド７に通すことができなくなった場合でも、そのケーブル束６が通るモールドガイド７を別途設け、ケーブル通過孔４ａ、４ｂもそれに対応した形状とすることで容易に対応可能となり、従来のロボットのように関節軸に配置する動力伝達系部品等に影響を与えることもなく、防塵・防水構造を実現することができる。

以上のように、決まった内部空間と安定したシール外形を有しているモールドガイド７を設け、このモールドガイド７の内側にケーブル束６を通してモールド処理を施し、モールドガイド７の外側にシール処理を施すだけで、ロボットの外部から内部に対するケーブル配線の防塵・防水構造を実現することができる。従って、背景技術で示した従来のロボットの防塵・防水構造のように、マニピュレータの関節軸に対して同軸上に中空空間を設けることによる関節部構造の複雑化を招くことはなく、簡単な構造で防塵・防水構造を実現することができる。また、従来のロボットのように、防塵・防水構造とすることによる関節部分の大型化や重量の増加を招くことがないので、ロボットの運動性能に悪影響を及ぼすこともない。

なお、本実施の形態では、ケーブル束６は複数の線条体からなる例を示しているが、線条体の数に制限はなく、１つであっても複数であってもよい。

また、ケーブル通過孔４ａ、４ｂの形状が略円形の例を示したが、形状はこれに限るものではなく、略楕円形状等としてもよい。

本発明によれば、簡単な構成でロボットの関節部の防水・防塵構造を達成することができ、また、ケーブル束の仕様変更によるケーブルの数量や大きさの変更に対しても、関節軸に配置する動力伝達系部品等に影響を与えることなく、容易に対応可能であることから、産業用ロボットの関節部構造やケーブル配線処理として非常に有用である。

本発明の実施の形態におけるマニピュレータの概略構成を示す斜視図 同関節部の防塵・防水構造の概略構成を示す要部斜視図 同関節部の防塵・防水構造の概略構成を示す要部断面図 従来のロボットの関節部の防塵・防水構造を示す要部断面図

符号の説明

１ 第１アーム
２ 第２アーム
３ 第３アーム
４ａ、４ｂ ケーブル通過孔
５ ケーブルガイド管
６ ケーブル束
７ モールドガイド
８ モールド処理部
９ シーリング材

Claims (6)

1. マニピュレータの外周の一部に設けられたケーブル通過孔を有し、前記ケーブル通過孔を通して前記マニピュレータ内側および外側に配線したケーブルを備えたマニピュレータ型ロボットであって、前記ケーブルは、前記ケーブル通過孔付近に、内部を通る１つまたは複数の導線の外周に位置するモールドガイドを備え、前記モールドガイド内側を樹脂充填によりモールド処理した産業用ロボット。
2. ケーブル通過孔の内周面とモールドガイドの外周面との間隙をシーリング材によりシール処理した請求項１記載の産業用ロボット。
3. シーリング材は、固形パッキンを用いた請求項２記載の産業用ロボット。
4. シーリング材は、固形パッキンとしてＯリングを用いた請求項３記載の産業用ロボット。
5. ケーブル通過孔はマニピュレータの関節部付近に設けられた請求項１から４のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
6. モールド処理に用いる樹脂はエポキシ樹脂である請求項１から５のいずれか１項に記載の産業用ロボット。

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