JP2011255495A - リセットユニットを備える導線案内装置およびかかる導線案内装置を備えるロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットなどの複雑な連続動作に追従でき、かつ簡単な構造を持つ導線案内装置を提供すること。
【解決手段】導線案内装置は、互いに関節式に接続された複数のチェーンリンクを備え、互いに相対的に移動可能な２つの接続点の間において導線・ホース類６を案内する導線案内ユニット２を備え、また、前記導線案内ユニット２に接続された弾性部材を少なくとも一つ有するリセットユニットを備え、前記弾性部材は少なくとも一つのコードにより前記導線案内ユニット２に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明の主題は、互いに相対的に移動可能な２つの接続箇所の間において導線・ホース類を案内する導線案内装置であって、互いに運動可能に連結された複数のチェーンリンクを備える導線案内装置に関する。また、本発明の主題は、導線・ホース類を案内するための少なくとも一つの導線案内装置を備えるロボットに関するものであり、この導線案内装置は、その一部を当該ロボットの外部に敷設されており、少なくとも一つの空間的に伸張可能な部分を有する。

固定の接続と可動の接続の間で導線・ケーブル類を案内するために、エネルギー案内ユニットまたはエネルギー案内チェーンとも呼ばれる導線案内装置が利用される。導線案内装置については、様々な構成が可能である。例えば、関節式に連結されたチェーンリンクよりなる導線案内装置が知られている。このチェーンリンクは、一体となった構成と、複数の部分からなる構成が可能である。１つのチェーンリンクは、２つのサイドバーを有し、これらは上側と下側の横方向ウェブにより互いに接続されている。この横方向ウェブのうちの一方は、サイドバーと一体となった構成とすることもできる。

導線案内ユニットについては、空間的に可撓な少なくとも一つの部分を備えるものが知られている。このような導線案内装置は、作業機器類の使用に向いており、特にロボット類に適している。「ロボット類」とは、特に、産業用ロボット、例えば自動車の自動生産工程において使用されるようなものを意味する。基本的には、広義において作業機械すべて、特に、産業用に設計されたものを包括することも意味している。

特許文献１には、導線・ホース類の案内用の導線案内装置を有するロボットが開示されている。この導線案内装置は、少なくとも一つの空間的に可撓な部分を備えている。導線案内装置を有するロボットの公知の実施形態では、導線案内装置を案内および格納するための装置をこのロボットのベースに備えており、この装置には、案内用の領域を第一の面に、格納用の領域を第二の面に有する構成になっている。

ロボットが複雑な連続動作を行うことを考慮すると、導線案内装置がこのロボットの動きに追従する能力を確保することは重要である。そのため、導線案内装置には相応な長さを持たせることが必要である。導線案内装置はその一部を格納領域に格納することができる。

ロボットの連続動作によって、導線案内装置に望ましくないたるみが生じる可能性がある。特許文献２には、互いに相対的に移動可能な２つの接続箇所の間で導線・ホース類を案内するための、導線案内ユニットを有する導線案内装置が開示されている。導線案内装置はリセットユニットを備え、このリセットユニットは導線案内ユニットに接続された少なくとも一つの弾性部材を有している。この弾性部材は渦巻ばねで構成されている。導線案内ユニットは、渦巻ばねを挿通するホースの形態をとっている。この渦巻ばねは、当接部とガイドアダプタの間に配置されている。ガイドアダプタは、望ましいマウント位置にてホースに固定して接続されうる。マウント位置を変えることで、ばね付勢は調節可能である。当接部およびガイドアダプタは、ホースがこれらを通して延びるように構成される。リセットユニットの比較しうる実施形態については、特許文献３により開示されている。

国際公開第０３／０８４７２１号 国際公開第２００５／１２３３５０ Ａ１号 国際公開第２００６／０８２０１３ Ａ１号 国際公開第０３／１８４７２１号

上記に基づき、本発明の目的は、設計上より簡易に構成可能となるように公知の導線案内装置を改良することである。

この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する導線案内装置によって実現される。本発明による導線案内装置の有利な改良例および実施例は、従属項の発明の主題である。

本発明の導線案内装置は、導線案内ユニットと、エンドフェイスユニットを有する。リセットユニットは、この導線案内ユニットに接続している少なくとも一つの弾性部材を有する。本発明の導線案内装置は、この弾性部材が少なくとも一つのコードにより導線案内ユニットに接続されていることを特徴とする。

「コード」とは、曲げに対して抵抗のない何らかの要素を意味する。例えば、バンド、チェーン等により構成することができる。

公知の解決手段と異なり、本発明は全く新しい方法をとっている。この導線案内装置では、機能を分離している。リセットユニットと導線案内ユニットは少なくとも一つのコードによって互いに接続されている。これにより、導線案内装置の設計はより簡略になっている。特に、導線案内ユニット内に案内される導線・ホース類を介する導線案内ユニットの交換や変形については、先行技術の場合よりも大幅に簡易に実現することができる。導線案内ユニットの作業性は、大幅に改良されている。

組立における複雑さを低減することも可能である。

弾性部材のばねの張りは、調節可能である。本発明の解決手段によれば、異なるばね力を簡易に実現可能である。さらに、このリセットユニットはロボットに取り付けられた導線案内装置に後付けすることもできる。このリセットユニットによって、導線案内装置がたるむことを防止する。末端部分が最初の位置から外れると、リセットユニットによって導線案内装置に力が加えられ、その結果最初の位置に戻される。

前述の弾性部材には、あらかじめ張力をかけておくこともでき、これにより、将来発生すると予想される導線案内装置の伸び、例としては接合部の磨耗に起因するものなどの影響を相殺することもできる。

弾性部材は、導線案内装置に、導線案内装置の撓みに応じて変化する引張力を加える。例えば、ロボットアームが休止位置と呼ばれる位置から外れて最大の可能な撓み位置に移動させられると、弾性部材は引っ張られた状態になる。このロボットアームの最大の可能な撓み位置への動きは、弾性部材の引張力に逆らって行われる。ロボットアームが休止位置に戻ると、導線案内装置は、弾性部材の引張力により、休止位置に引き戻される。

弾性部材には引張ばねまたは圧縮ばねを用いることができる。圧縮ばねが好適である。その理由は、圧縮ばねの接続部分が破損した場合でも、圧縮ばねならば、機能低下はあっても、その機能を維持することができるからである。圧縮ばねについては、例えばコイルばねとする構成にし、適当に迂回して導線案内装置が配された部分にこれを取り付けることができる。

弾性部材の省スペース型の構成としては、渦巻ばねが特に好適である。

渦巻ばねがハウジングの中に設けられている実施形態が特に好ましい。渦巻ばねの一端は、ハウジングに固定して接続されている。他端はコードに接続されている。コードは、ハウジングの中に巻き上げられることができる。コードがハウジングから引き出されると、渦巻ばねは張られた状態になる。導線案内装置が後方に移動するとき、コードを介して導線案内装置の一部に引張力が加えられ、それにより導線案内装置はコードにより引き戻される。コードは、このときハウジングの中に巻き上げられる。

本発明のさらなる別の有利な実施形態として、格納ユニットを設け、導線案内装置が固定された末端部分を有する場合に格納ユニット内に導線案内装置の一部分を配置することを提案する。この部分は、関節式に連結されたチェーンリンクによって形成することができる。導線案内装置とこの部分との間に、コードに接続された中間部材を設けることができる。中間部材は、格納ユニット内に構成された案内部の中で案内されうる。この中間部材を案内させるにあたっては、滑動するような態様で行うことができる。中間部材は、チェーンリンクとして構成可能であり、コードを接続する手段となる接続手段を有する。

別の発明概念によれば、導線・ホース類を案内するための少なくとも一つの敷設された導線案内ユニットを備えるロボットであって、この導線案内ユニットに少なくとも一つの空間的に可撓な部分を備えるものが提案されている。ここでは、導線案内ユニットに連接されたリセットユニットが備えられている。リセットユニットによって、ロボットに敷設された導線案内ユニットに少なくとも望ましくないたるみが発生することが防止される。

本発明の更なる詳細および有利な点については、本発明の主題をこの具体的に説明するための実施形態に限定することなく、図面に例示された説明用の実施形態に基づき説明される。

導線案内装置を有するロボットを示す図である。 回収装置を備える格納ユニットを示す図である。

図１では、ロボット１を側面図にて概略的に示している。ロボット１は、導線案内ユニット２を、外部に敷設された状態で備える。導線案内ユニット２内に導線・ホース６が案内されており、ロボットまたはロボットのツールに動力を供給する役割を果たす。導線案内ユニット２は、マウント４を介して、ロボットの個々の構成部分に取り付けられている。必ずしもこのようにする必要はない。ロボット及び導線案内ユニットの実施形態次第では、このようなマウントは省略可能である。このマウントについては、導線案内ユニットがマウントの内側を滑動して案内されるよう構成されることが好ましい。参照符号５は、導線案内ユニット２の末端部材を固定するホルダーを示している。

導線案内ユニット２は、少なくともの空間的に可撓な部分３を一つ備えている。導線案内ユニット２は、全体が空間的に可撓性を有するように構成することができる。特許文献４に記載されているような導線案内装置の構成が、ここでは好ましい。この文献の内容については、本明細書の内容にも記載されている。

図２は、ロボットの好適な位置に設けることができるリセットユニット７を示す。また、このリセットユニット７は、ロボットのベースに、または、ロボットの個々の構成部分に配置することも可能である。

リセットユニット７は、箱状に構成されている。リセットユニット７は円形の開口部８を有しており、これを通して導線案内ユニット２は延びる。この開口部８の縁は、導線案内ユニット２が滑動してリセットユニット７から出入りすることを容易にするように、断面形状が凸に湾曲していることが好ましい。

図２の記載から、導線案内ユニット２は中間部材９に接続していることがわかる。この中間部材９はコード１０に接続されている。このコード１０の他端は、ハウジング１１に取り付けられた渦巻ばね （図示せず）に接続されている。

導線案内ユニット２の部分１２が、中間部材９に連結されている。この部分１２は末端部材１３を有し、これはリセットユニット７の壁面に固定して接続されている。部分１２はチェーンリンク１４によって形成されており、このチェーンリンク１４は互いに関節式に連結されている。ロボットに取り付けられた導線案内ユニット２は、リセットユニット７に配置された導線案内装置とは異なるものである。必ずしもこのようにする必要はない。

図２は、中間部材９の移動に応じた部分１２の異なった位置を明示的に示している。

図２では、第一の端位置にある中間部材９を示している。この端位置において、導線案内ユニット２は完全にリセットユニット７から延伸した状態となる。導線案内ユニット２にたるみが生じ得るようにロボットまたはロボットの構成部分が移動すると、コード１０を介して導線案内ユニット２に引張力が作用し、これにより、中間部材９はリセットユニット７上を長手方向に移動する。導線案内ユニット２は、リセットユニット７内に引き入れられる。このようにして、ロボット１に取り付けられた導線案内装置２にたるみが生じることを防ぐ。

渦巻ばねの代わりに、引張ばね、圧縮ばね、空気ばね等の別種のばねを利用することもできる。

１ ロボット、２ 導線案内ユニット
３ 空間的に可撓な部分、４ マウント、５ 末端部材用ホルダー、
６ 導線類、７ リセットユニット、８ 開口部、９ 中間部材、
１０ コード、１１ ハウジング、１２ 部分、１３ 末端部材、
１４ チェーンリンク

Claims (12)

1. 導線案内装置であって、
   互いに関節式に接続された複数のチェーンリンクを備える、互いに相対的に移動可能な２つの接続点の間において導線・ホース類（６）を案内する導線案内ユニット（２）と、
   前記導線案内ユニット（２）に接続された少なくとも一つの弾性部材を有するリセットユニット（７）を備え、
   前記弾性部材は少なくとも一つのコード（１０）により前記導線案内ユニット（２）に接続されていることを特徴とする導線案内装置。
2. 請求項１に記載の導線案内装置であって、
   前記少なくともの一つ弾性部材は引張ばねまたは圧縮ばねであることを特徴とする導線案内装置。
3. 請求項１に記載の導線案内装置であって、
   前記弾性部材は渦巻ばねであることを特徴とする導線案内装置。
4. 請求項３に記載の導線案内装置であって、
   前記渦巻ばねの一端は、前記渦巻ばねを収納するハウジング（１１）に固定して接続されており、
   前記コード（１０）は、前記渦巻ばねの他端に接続されており、前記ハウジング（１１）の中に巻き上げられることができることを特徴とする導線案内装置。
5. 請求項１から４のうち少なくとも一項に記載の導線案内装置であって、
   格納ユニット（７）を備えており、この内部に導線案内装置の部分（１２）を配置し、導線案内装置が固定された末端部分を有することを特徴とする導線案内装置。
6. 請求項５に記載の導線案内装置であって、
   前記格納ユニット（７）に設けられている前記部分は、運動可能に連結されたチェーンリンク（１４）によって形成されていることを特徴とする導線案内装置。
7. 請求項１から６のうち少なくとも一項に記載の導線案内装置であって、
   前記導線案内装置（２）は、少なくとも一つの空間的に可撓な部分（３）を備えることを特徴とする導線案内装置。
8. 請求項１から７のうち少なくとも一項に記載の導線案内装置であって、
   前記コード（１０）は、前記導線案内ユニット（１）の末端部分に接続されていることを特徴とする導線案内装置。
9. 請求項１から７のうち少なくとも一項に記載の導線案内装置であって、
   前記導線ユニット（１）は、前記コード（１０）に接続される接続手段を備えることを特徴とする導線案内装置。
10. 請求項９に記載の導線案内装置であって、
    前記接続手段はチェーンリンクであり、前記チェーンリンクは案内部の中で案内されることを特徴とする導線案内装置。
11. ロボット（１）であって、
    互いに関節式に接続された複数のチェーンリンクを備え、互いに相対的に移動可能な２つの接続点の間において導線・ホース類（６）を案内する少なくとも一つの導線案内ユニット（２）を備え、
    前記導線案内ユニット（２）に接続された少なくとも一つの弾性部材を有するリセットユニット（７）を備え、
    前記弾性部材は少なくとも一つのコード（１０）により前記導線案内ユニット（２）に接続されていることを特徴とするロボット（１）。
12. 請求項１０に記載のロボット（１）であって、
    前記導線案内装置（２）は請求項２から１０のうち少なくとも一項に記載の構成を有する、ロボット（１）。

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