JP2016068202A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】線状体を引き回す際の自由度を高める技術を提供すること、線状体を外部に引き出すための接続部がアームの可動範囲を制限しない技術を提供すること、との少なくとも一方を実現可能な技術の提供。【解決手段】第ｎアーム（ｎは自然数）と、前記第ｎアームに対して回転可能に支持された第（ｎ＋１）アームと、前記第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先を、前記第ｎアームの外部に存在する線状体と前記第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体とから選択可能な接続先選択部と、を備えるロボットを構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットに関する。

従来、ロボットのアームの内部に存在する線状体（cable routing）をアームの筐体からアームの外部に引き回し、エンドエフェクター等の他の部位に接続する構成が知られている。例えば、特許文献１においては、捻転するアーム（特許文献１、図３のアーム１５）を捻転可能に支持するアーム（特許文献１、図３のアーム１４）に設けられた接続部（コネクター）によって内部の線状体と外部の線状体とを接続する構成が開示されている。

特開２０１３−２１２５６０号公報

上述した従来の技術においては、特定のアームから接続部を介して線状体を外部に引き回す必要があり、線状体を引き回すための選択肢が他に存在しないため、線状体を引き回す際の自由度が低かった。また、接続部は特定のアームに設けられているが、接続部の位置が特定の位置であると、アームの可動範囲が制限される場合があった。
本発明は、線状体を引き回す際の自由度を高める技術を提供すること、線状体を外部に引き出すための接続部がアームの可動範囲を制限しない技術を提供すること、との少なくとも一方を目的とする。

上記目的を達成するためのロボットは、第ｎアーム（ｎは自然数）と、第ｎアームに対して回転可能に支持された第（ｎ＋１）アームと、第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先を、第ｎアームの外部に存在する線状体と第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体とから選択可能な接続先選択部と、を備える。すなわち、任意のアームから他のアームに線状体を引き回すにあたり、当該線状体を外部と内部とのいずれに対しても引き回すことができるようにロボットが構成されている。この構成により、線状体を引き回す際の自由度を高めることができる。

ここで、第ｎアームと第（ｎ＋１）アームは、互いに相対回転可能に連結されていればよく、複数のアームの中で他のアームを回転可能に支持するアームを第ｎアームとした場合に、回転するアームが第（ｎ＋１）アームである。また、ｎは自然数であり、アームの数は２個以上の任意の数とすることができる。すなわち、ロボットは、複数のアームを備えるとともに、端から順に１番目のアーム、、、、ｎ番目のアームと数えられるように各アームが順番に連結される。そして、複数個のアームの中の少なくとも２個において、一方のアームの内部に存在する線状体の接続先が選択できるように構成されていれば良い。

第（ｎ＋１）アームは、所定の回転軸を回転中心として第ｎアームに対して回転可能に支持されていればよい。回転可能な支持構造は任意の構造を採用することが可能であり、例えば、第（ｎ＋１）アームから第ｎアームに渡って存在するとともに回転軸を回転中心として回転する部材を配置し、当該部材をモーター等の駆動部で回転させることで、第（ｎ＋１）アームを第ｎアームに対して回転させることができればよい。むろん、回転に伴う他の部材、例えば、減速機などが備えられていてもよい。

接続先選択部は、第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先を、第ｎアームの外部に存在する線状体と第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体とから選択可能であればよい。すなわち、接続先選択部は、第ｎアームの内部に存在する線状体における伝達対象を他の線状体に伝達可能であるとともに、伝達先の線状体を選択できればよい。線状体の選択は、線状体の着脱によって行われてもよいし、第ｎアームの内部に存在する線状体が他の線状体に分岐する構成において分岐先が選択可能（例えば、スイッチやバルブ等によって）であってもよい。なお、第ｎアームの内部に存在する線状体を、第ｎアームの外部に存在する線状体に接続する状態とは、第ｎアームの筐体を介して内外の線状体が接続される状態である。

線状体は、任意の伝達対象を伝達する部材であればよく、少なくとも第ｎアームの内部、第（ｎ＋１）アームの内部、第ｎアームの外部に存在する。なお、線状体による伝達対象としては、各種の対象を想定可能であり、電力や信号、流体等が想定される。電力や信号が伝達対象である場合、線状体は伝導体であり、流体が伝達対象である場合、線状体は配管である。むろん、線状体の数は複数であってよいし、線状体の種類も複数であってよい。

第ｎアームの外部に存在する線状体を第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先とする場合、第ｎアームの内外に存在する線状体が接続された状態となるが、この状態は、第ｎアームの内外に存在する線状体の間に任意の部材が配置されて実現されてもよい。例えば、接続先選択部が、第ｎアームの内部に存在する線状体を、第ｎアームの内部から外部に通じている線状体と、第（ｎ＋１）アームの内部に達する線状体と、に接続可能であるとともに着脱可能な中継器を備える構成であってもよい。すなわち、着脱可能な中継器によれば、利用者は、中継器を付け替えることによって極めて容易に第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先を選択することができる。

むろん、中継器以外にも第ｎアームの内外に存在する線状体の間に他の部材が配置されていてよい。例えば、第ｎアームの筐体に、第ｎアームの内外に存在する線状体を接続する接続部（コネクタや継手等）が備えられ、当該接続部を介して第ｎアームの内外に存在する線状体が接続されてもよいし、第ｎアームの内外に存在する線状体の間に他の線状体が接続されてもよい。また、第（ｎ＋１）アームおよび第ｎアームの内部に存在する線状体同士を接続する構成は、両線状体を接続する中継器（コネクタや継手等）等で実現可能であるが、むろん、両線状体の間に他の線状体が接続されてもよい。

さらに、中継器が、線状体を接続可能な接続部を少なくとも２カ所備えており、各接続部に対する線状体の接続方向が互いに異なる構成であってもよい。すなわち、第ｎアームの内部の線状体が、他の線状体と接続される部位においては、線状体の向きが大きく変動し得る。そこで、線状体の接続方向が互いに異なる中継器によって、第ｎアームの内部の線状体を他の線状体と接続する構成とすれば、中継器によって線状体の向きを変更することができる。従って、線状体に過度の応力を与えることを防止するができる。

なお、中継器は、少なくとも２個の線状体を接続可能であり、各線状体の接続方向が互いに異なればよく、各線状体の接続方向は、各線状体を引き回した状態での向きやアームの回転角度等に応じて調整可能である。例えば、第ｎアームの内部に存在する線状体と、当該線状体との向きが９０度異なっている場合、中継器に対する線状体の接続方向が９０度になるように中継器を構成すれば良い。

さらに、第（ｎ＋１）アームが、第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体と、第（ｎ＋１）アームの外部に存在する線状体と、を接続するための第（ｎ＋１）接続部を備えている構成であってもよい。すなわち、接続先選択部による選択によって第（ｎ＋１）アームの内部に引き回された線状体を、第（ｎ＋１）アームに備えられた第（ｎ＋１）接続部を介して外部に引き回すことができるように構成されていても良い。この構成によれば、利用者は、第ｎアームの内部に存在する線状体が、第ｎアームの外部に存在する線状体に接続される状態と、第（ｎ＋１）アームの外部に存在する線状体に接続される状態と、を選択することが可能になる。

なお、以上のように、第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体を第（ｎ＋１）アームの外部に引き回す構成を採用すると、第（ｎ＋１）アームの全域にわたって内部に線状体を配置する必要がなくなるため、第（ｎ＋１）アームにおいて、第ｎアームとの連結部の逆側に位置する先端部位を小型化することができる。従って、第（ｎ＋１）アームにおける当該先端部位側には、大きい筐体を必要としない部位（例えば、エンドエフェクターやエンドエフェクターを回転可能に支持するアーム等）が接続されることが好ましい。

さらに、第ｎアームが、第ｎアームの内部に存在する線状体と、第ｎアームの外部に存在する線状体と、を接続するための第ｎ接続部を備えており、第ｎ接続部が、第ｎアームの回転軸から最も遠い第ｎアームの部位と回転軸との距離を半径とし、回転軸を中心とした円内に存在する構成としてもよい。すなわち、第ｎアームに対して、内部の線状体を外部の線状体に接続するための構造体（コネクターや継手等）が設けられると、当該構造体が周囲の物体と干渉し得る状態になる。

しかし、第ｎアームの可動円内に第ｎ接続部を設ける構成とすれば、第ｎ接続部を第ｎアームに設けたことに起因して第ｎアームの可動円の外側で第ｎ接続部が周囲の物体と干渉することはない。従って、第ｎ接続部が第ｎアームの可動範囲を制限することはない。なお、第ｎアームの可動円は、第ｎアームの回転軸から最も遠い第ｎアームの部位と回転軸との距離を半径とし、回転軸を中心とした円である。すなわち、第ｎアームの可動円は、第ｎアームが他の部位（例えば、基台や他のアーム）に回転可能に支持されている場合において回転によって第ｎアームの最も外側の部位が達し得る範囲であり、通常、当該可動円の範囲に周囲の部位が入らないようにロボットが駆動される。従って、第ｎアームの可動円内に第ｎ接続部を設ける構成とすれば、第ｎ接続部を第ｎアームに設けたことに起因して第ｎアームの可動円の外側で第ｎ接続部が周囲の物体と干渉することはない。

さらに、第ｎアームが、第ｎアームの内部に存在する線状体の余長部の少なくとも一部が収容される余長収容部を備えており、第ｎアームの回転軸から最も遠い第ｎアームの部位と回転軸との距離を半径とし、回転軸を中心とした円の大きさが余長収容部によって規定される構成であってもよい。すなわち、第ｎアームの回転軸から最も遠い第ｎアームの部位が余長収容部であり、余長収容部によって可動円の半径が規定される構成であってもよい。

当該余長収容部は、第ｎアームの内部に線状体の余長部を配置するために設けられているため、第ｎアームにおいて不可避的に存在する部位である。このように、当該余長収容部によって可動円の大きさが決定されることが不可避であっても、当該可動円内に第ｎ接続部を設けることにより、余長収容部によって決定される可動円の大きさを大きくすることはない。

さらに、第ｎアームの内部から第（ｎ＋１）アームの内部に延びる線状体が、第ｎアームから第（ｎ＋１）アームに向かう方向の逆方向に向けて曲げられた後にさらに曲げられて第（ｎ＋１）アームに向かう余長部を備えている構成であってもよい。

すなわち、第ｎアームの内部から第（ｎ＋１）アームの内部に延びる線状体が、第ｎアームから第（ｎ＋１）アームに向かう方向に直接的に向いている場合、線状体に余長がなく、線状体に過度の応力が作用し得る。そこで、第ｎアームから第（ｎ＋１）アームに向かう方向の逆方向に線状体が一旦曲げられ、その後さらに曲げられて第（ｎ＋１）アームに向かうように余長部を設ければ、第（ｎ＋１）アームが第ｎアームに対して回転する場合であっても、線状体に過度の応力を作用させることがなく、線状体の耐用期間が短くなることを防止することができる。

さらに、本発明が適用されたロボットは、ロボットの制御や各種の機器との連携を行う制御部等を含むロボットシステムとして提供されても良く、種々の構成を採用可能である。

（１Ａ）は本発明の実施形態にかかるロボットを示す図であり、（１Ｂ）は第３アームの内部を示す図である。 （２Ａ）は継手、（２Ｂ）（２Ｃ）は、第３アームおよび第２アームを示す図である。 （３Ａ）は第３アームおよび第２アームを示す図であり、（３Ｂ）は（３Ａ）の断面図である。 第３アームの内部を示す図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ロボットの構成：
（２）接続先選択部の構成：
（３）他の実施形態：

（１）ロボットの構成：
図１Ａは、本発明の一実施形態であるロボット１０の構成を示す図である。本実施形態にかかるロボット１０は、複数のアーム１１〜１６および基台２０を備えている。本明細書においては、基台２０側から順にアームに番号を付して区別する。すなわち、基台２０には第１アーム１１が回転可能に支持され、第１アーム１１には第２アーム１２が回転可能に支持される。さらに、第２アーム１２には第３アーム１３が回転可能に支持され、第３アーム１３には第４アーム１４が回転可能に支持され、第４アーム１４には第５アーム１５が回転可能に支持され、第５アーム１５には第６アーム１６が回転可能に支持される。各アームの回転は、基台２０やアームの内部に備えられた図示しないモーター等によって実現される。なお、本実施形態において、第６アーム１６には図示しないエンドエフェクターを取り付けることが可能である。

図１Ａにおいてロボット１０は、基台２０を設置場所に置き、ボルト等で設置場所に締結することで設置される。本明細書においては、基台２０が設置された平面に垂直な方向が上下であり、基台２０が設置された平面において各アームの主な駆動範囲が存在する方向が前方であるとして方向を対応付け、図１Ａに記入している。以下、上下、前後左右という方向は図１Ａに示す方向に準拠している。

基台２０は、略円筒形の本体２０ａと略矩形の矩形部２０ｂとが連結されたような概略形状であり、図１Ａにおいては、本体２０ａが前方、矩形部２０ｂが後方に配置されている。本体２０ａの上方には、第１アーム１１が図１Ａの上下方向に延びる回転軸を回転中心にして回転できるように本体２０ａに支持される。第１アーム１１は、本体１１ａと支持部１１ｂとを備えており、本体１１ａが基台２０の本体２０ａの上方に配置された状態で基台２０に支持される。支持部１１ｂは、第２アーム１２を挟んで支持する部位である。第２アーム１２は、本体１２ａと支持部１２ｂとを備えており、本体１２ａが支持部１１ｂに挟まれた状態で図１Ａの左右方向に延びる回転軸を回転中心にして回転できるように支持部１１ｂに支持される。支持部１２ｂは、第３アーム１３を挟んで支持する部位である。

第３アーム１３は、略直方体であり、当該第３アームが支持部１２ｂに挟まれた状態で図１Ａに示す左右方向に延びる回転軸を回転中心にして回転できるように支持部１２ｂに支持される。第３アームの端面（図１Ａに示す状態では前方側の端面）には、第３アーム１３の回転軸（図１Ａに示す状態では左右方向）に垂直な方向（図１Ａに示す状態では前後方向）に平行な回転軸で第４アーム１４が回転できるように、当該第４アーム１４が支持される。

第４アーム１４は、本体１４ａと支持部１４ｂとを備えており、本体１４ａが図１Ａの前後方向に延びる回転軸を回転中心にして回転できるように第３アーム１３に支持される。すなわち、本実施形態において第４アーム１４が延びる方向と回転軸が延びる方向は平行であり、第４アーム１４は捻転可能であるといえる。支持部１４ｂは、第５アーム１５を挟んで支持する部位である。第５アーム１５は、支持部１４ｂに挟まれた状態で図１Ａの左右方向に延びる回転軸を回転中心にして回転できるように支持部１４ｂに支持される。また、第６アーム１６は、図１Ａの前後方向に延びる回転軸を回転中心にして回転できるように第５アームに支持される。すなわち、第６アーム１６も捻転可能に構成されている。

基台２０には、電力、信号、流体（空気）を他の部位に伝達するための複数の線状体を接続可能である。すなわち、基台２０には、これらの線状体が接続されるとともに基台２０の内部においてこれらの線状体が引き回され、基台２０や第１アーム１１〜第６アーム１６の中の任意のアームに電力、信号、流体等が伝達され、利用される。

（２）接続先選択部の構成：
本実施形態において、これらの線状体は、基台２０から第３アーム１３の内部まで引き回され、第３アーム１３より先端側のアーム（番号が大きいアーム）に対しては、アームの内部において線状体を引き回す状態と外部において線状体を引き回す状態とを選択することが可能である。すなわち、本実施形態は、請求項におけるｎが３の場合、すなわち、第ｎアームが第３アーム１３であり、第（ｎ＋１）アームが第４アーム１４である場合に相当する。

図１Ｂは、第３アーム１３の内部を示す図であり、第３アーム１３の後部の筐体（カバー部）を取り外した状態で、後方から前方に向けて第３アーム１３を眺めた図である。同図１Ｂに示すように、第３アーム１３は、第２アーム１２の支持部１２ｂに回転可能に支持されており、図１Ｂの左右方向に延びる回転軸Ａｘ₃を回転中心にして回転することができる。

第２アーム１２の内部には、線状体としての配線および配管が引き回されており、当該線状体は、第２アーム１２の支持部１２ｂから第３アーム１３の内部に引き回される。図１Ｂにおいては、第２アーム１２の支持部１２ｂから第３アーム１３の内部に引き回された線状体を１３ａ，１３ｂ，１３ｃとして示している。なお、本実施形態において、線状体１３ａは、信号または電力を伝達する配線であり、線状体１３ｂ，１３ｃは流体（空気）を伝達する配管である。線状体１３ａ，１３ｂ，１３ｃの端部は第３アームの内部に位置し、線状体１３ａの端部にはコネクター１３ｊ、線状体１３ｂ，１３ｃの端部には継手１３ｋ，１３ｍが接続されている。

一方、第３アーム１３においては、図１Ｂに示す上部の筐体を構成する部材にコネクター１３ｔが設けられており、コネクター１３ｔには配線によって構成される線状体１３ｄが接続されている。線状体１３ｄの、コネクター１３ｔと逆側の端部にはコネクター１３ｎが接続されている。また、第３アーム１３の上部の筐体を構成する部材には２個の継手１３ｖ（図１Ａ参照）が取り付けられており、継手１３ｖには配管によって構成される線状体１３ｅ，１３ｆが接続されている（図１Ｂ参照）。線状体１３ｅ，１３ｆの、継手１３ｖと逆側の端部には継手１３ｏ，１３ｐが接続されている。

コネクター１３ｔに対しては、コネクター１３ｕを接続することが可能であり、コネクター１３ｕには配線としての線状体（第３アーム１３の外部に存在する線状体）を接続することが可能である。なお、図１Ａ，図１Ｂにおいて、コネクター１３ｕに接続される線状体は省略してある。継手１３ｖに対しては、配管としての線状体（第３アーム１３の外部に存在する線状体）を接続することが可能である。なお、図１Ａにおいて、継手１３ｖに接続される線状体は省略してある。

第４アーム１４の内部には、線状体としての配線および配管が引き回されており、当該線状体は、第４アーム１４を回転可能に支持する中空の回転軸部材の内部を引き回される。なお、当該線状体は第４アーム１４の内部から第３アーム１３の内部まで延びており、図１Ｂにおいては、端部が第３アームの内部に位置する線状体１３ｇ，１３ｈ，１３ｉが示されている。これらの線状体１３ｇ，１３ｈ，１３ｉの中で、線状体１３ｇは配線、線状体１３ｈ，１３ｉは配管であり、線状体１３ｇの端部にはコネクター１３ｑ、線状体１３ｈ，１３ｉの端部には継手１３ｒ，１３ｓが接続されている。

第３アーム１３の内部において、コネクター１３ｊは、コネクター１３ｎまたはコネクター１３ｑに接続することが可能である。また、継手１３ｋ，１３ｍは、継手１３ｏ，１３ｐまたは継手１３ｒ，１３ｓに接続することが可能である。すなわち、図１Ｂに示されるように、コネクター１３ｊがコネクター１３ｎに接続された状態においては、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ａが、コネクター１３ｊ，１３ｎ、線状体１３ｄ、コネクター１３ｔ，１３ｕを介して、第３アーム１３の外部の線状体に接続された状態となる。一方、コネクター１３ｊが付け替えられて、コネクター１３ｊがコネクター１３ｑに接続された状態においては、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ａが、コネクター１３ｊ，１３ｑを介して、第４アーム１４の内部に存在する線状体１３ｇに接続された状態となる。

さらに、図１Ｂに示されるように、継手１３ｋが継手１３ｏに接続された状態においては、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ｂが、継手１３ｋ，１３ｏ、線状体１３ｅ、継手１３ｖを介して、第３アーム１３の外部の線状体に接続された状態となる。継手１３ｍが継手１３ｐに接続された状態においては、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ｃが、継手１３ｍ，１３ｐ、線状体１３ｆ、継手１３ｖを介して、第３アーム１３の外部の線状体に接続された状態となる。

一方、継手１３ｋが付け替えられて、継手１３ｋが継手１３ｒに接続された状態においては、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ｂが、継手１３ｋ，１３ｒを介して、第４アーム１４の内部に存在する線状体１３ｈに接続された状態となる。継手１３ｍが付け替えられて、継手１３ｍが継手１３ｓに接続された状態においては、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ｃが、継手１３ｍ，１３ｓを介して、第４アーム１４の内部に存在する線状体１３ｉに接続された状態となる。

以上のように、本実施形態によれば、第３アーム１３の内部に存在する線状体の接続先を、第３アーム１３の外部に存在する線状体と第４アーム１４の内部に存在する線状体とから選択可能である。従って、本実施形態においては、コネクター１３ｊ，１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｕ、継手１３ｋ，１３ｍ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｖ、線状体１３ｄ，１３ｅ，１３ｆが、第３アーム１３の内部に存在する線状体の接続先を選択する接続先選択部として機能する。

以上の構成によれば、第３アーム１３から第４アーム１４に線状体を引き回すにあたり、当該線状体を外部と内部とのいずれに対しても引き回すことができる。従って、高い自由度で線状体を引き回すことができる。この構成は、配線としての線状体の接続先が、第３アーム１３の外部かつ第３アーム１３付近に存在する第１の接続先と、第３アーム１３より先に存在する第２の接続先とで選択できる場合に特に好ましい。本実施形態は、このような選択が可能な構成の例であり、流体の圧力を制御する電磁弁を第３アーム１３の筐体の取付部位１３ｗと他の部位（例えばエンドエフェクター）とのいずれにも取り付け可能である。

従って、本実施形態のように、接続先選択部によって第３アーム１３の内部に存在する配管の接続先を選択可能であれば、利用者は、第３アーム１３の内部に存在する配管を第３アーム１３の外部に存在する配管に接続し、当該第３アーム１３の外部に存在する配管をさらに、第３アーム１３の筐体に取り付けられた電磁弁（第１の接続先）に接続することが可能である。一方、第３アーム１３の内部に存在する配管を第４アーム１４の内部に存在する配管に接続し、当該第４アーム１４の内部に存在する配管を他の部位に取り付けられた電磁弁（例えば、エンドエフェクターに取り付けられた電磁弁：第２の接続先）まで引き回すことが可能である。

電磁弁によって流体の圧力を効率的に制御するためには、流体の圧力を利用する部位であるエンドエフェクターと電磁弁との距離が近いことが好ましい。従って、本実施形態において、エンドエフェクターに取り付けられた電磁弁に配管を引き回す場合に、第４アーム１４の内部に存在する配管を利用すればよい。しかし、ロボット１０の周囲の物体等との干渉を防止するため、小型のエンドエフェクター（電磁弁を取り付けられないエンドエフェクター）を利用することが必要となる場合もある。この場合、本実施形態によれば、第３アーム１３に電磁弁を取り付け、第３アーム１３の内部の配管を外部に引き回して接続して電磁弁に接続しつつ、さらに、電磁弁からエンドエフェクターに配管を接続する構成を選択可能である。

なお、線状体の接続先の選択自由度が高まり、線状体の引き回しの自由度が高まると、線状体に対して他の部位が接触する可能性が低い接続先や、線状体を曲げる必要性が小さい接続先、線状体を曲げる角度が小さい接続先等を選択することが容易になり、線状体の耐用期間が短くなることを防止することができる。

なお、本実施形態において、コネクター１３ｊや継手１３ｋ，１３ｍより先の線状体１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは第３アーム１３の外部に通じている線状体と見なすことができ、コネクター１３ｊや継手１３ｋ，１３ｍより先の線状体１３ｇ，１３ｈ，１３ｉは第４アームの内部に達する線状体と見なすことができる。従って、コネクター１３ｊ，１３ｎ，１３ｑ、継手１３ｋ，１３ｍ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓは、第３アーム１３の内部に存在する線状体を、第３アーム１３の内部から外部に通じている線状体と、第４アーム１４の内部に達する線状体と、に接続可能であるとともに着脱可能な中継器である。従って、本実施形態においては、着脱可能な中継器によって第３アーム１３の内部に存在する線状体の接続先を選択することが可能である。このため、利用者は、中継器を付け替えることによって極めて容易に第３アーム１３の内部に存在する線状体の接続先を選択することができる。

なお、本実施形態にかかるロボット１０においては、第４アーム１４の内部に存在する線状体と、第４アーム１４の外部に存在する線状体と、を接続するための第４接続部が第４アーム１４に備えられている。すなわち、第３アーム１３の内部の線状体１３ａが、コネクター１３ｊ，１３ｑを介して第４アーム１４の内部に引き回された状態において、第４アーム１４に備えられた第４接続部を介して線状体を外部に引き回すことができるように構成されている。

具体的には、第４アーム１４の筐体には、第４接続部としての外部コネクター１４ｃ（図１Ａ参照）と内部コネクターとが取り付けられており、外部コネクター１４ｃに対しては、第４アーム１４の外部に存在する配線としての線状体を接続可能である。一方、第４アーム１４の内部においては、第４アーム１４の内部に引き回された線状体１３ｇが当該内部コネクターに接続されている。従って、第３アーム１３の内部の線状体１３ａが、コネクター１３ｊ，１３ｑによって線状体１３ｇに接続され、第４アーム１４の外部の線状体が外部コネクター１４ｃに接続されると、第４アーム１４の内外の線状体が接続された状態となる。

この構成によれば、利用者は、第３アーム１３の内部に存在する線状体１３ａが、第３アーム１３の外部に存在する線状体に接続される状態と、第４アーム１４の外部に存在する線状体に接続される状態と、を選択することが可能になる。なお、以上のように、第４アーム１４の内部に存在する線状体を第４アーム１４の外部に引き回す構成を採用すると、第４アーム１４の全域にわたって内部に当該線状体を配置する必要がなくなるため、第４アーム１４において、第５アーム１５側に位置する先端部位を小型化することができる。なお、ここでは、配線としての線状体１３ｇを第４アーム１４の外部に引き回す構成を説明したが、むろん、配管としての線状体１３ｈ，１３ｉを第４アーム１４の外部に引き回すことができるように構成されていても良い。また、第４接続部が第４アームの可動円内になるように構成されていても良い。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、他にも種々の構成を採用可能である。例えば、ロボット１０の態様は、図１Ａに示す態様に限定されず、双腕ロボットや人型ロボット、スカラーロボットなど、他のいかなるロボットであっても良い。むろん、アームの構成も図１Ａに示す態様に限定されず、７個のアームを備える７軸ロボットであってもよいし、アームの数は限定されない。さらに、上述の実施形態において、任意のアームの内部に存在する線状体の接続先を、外部の線状体と次のアームの内部の線状体とで選択できるように構成されていても良い。

接続先選択部は、第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先を選択できればよく、着脱可能な中継器を着脱することによって線状体同士の接続先を選択する構成に限定されない。従って、例えば、上述の図１Ｂに示す構成において、コネクター１３ｊ等や継手１３ｋ等の代わりに、線状体１３ａから線状体１３ｄおよび線状体１３ｇに分岐する中継器や、線状体１３ｂから線状体１３ｅおよび線状体１３ｈに分岐する中継器等を第３アーム１３の内部に設け、スイッチやバルブ等によって線状体１３ａ，１３ｂ等の分岐先を選択する構成であってもよい。この構成によれば、接続先の選択を行うために中継器の着脱を行う必要はなくなる。

さらに、接続先選択部としての中継器が、線状体を接続可能な接続部を少なくとも２カ所備えており、各接続部に対する線状体の接続方向が互いに異なる構成であってもよい。すなわち、第ｎアームの内部の線状体が、他の線状体と接続される部位においては、線状体の向きが大きく変動し得る。例えば、上述の実施形態において、第２アーム１２の支持部１２ｂから第３アーム１３の内部に延びる配管としての線状体１３ｂ，１３ｃを第３アーム１３の内部において直線状にする（曲げない状態とする）と、第３アーム１３の回転軸Ａｘ₃方向（すなわち、図１Ｂに示す左右方向）を向く。

また、継手１３ｖに接続された線状体１３ｅ，１３ｆを第３アーム１３の内部において直線状にする（曲げない状態とする）と、図１Ｂに示す上下方向を向く。さらに、第４アーム１４の内部から第３アーム１３の内部に延びる配管としての線状体１３ｈ，１３ｉを第３アーム１３の内部において直線状にする（曲げない状態とする）と、第４アーム１４の回転軸方向（すなわち、図１Ｂに示す前後方向）を向く。従って、これらの線状体に曲げによる応力が作用することを極力抑制すると、各線状体がほぼ直角な状態となる。

そこで、図２Ａに示す中継器１３ｘ（継手）のように、線状体の接続方向が互いに直交する中継器によって、第３アーム１３の内部の線状体を他の線状体（線状体１３ｅ，１３ｆや線状体１３ｈ，１３ｉ）と接続する構成とすれば、中継器によって線状体の向きを変更することができる。従って、線状体に過度の応力を与えることを防止するができる。なお、ここでは、配管としての線状体についての中継器１３ｘが屈曲している例を説明したが、むろん、配線としての線状体についての中継器において、線状体の接続方向が互いに異なる構成であってもよい。

むろん、接続先選択部としての中継器の構成は、上述の構成以外にも種々の構成を採用可能である。例えば、線状体を接続可能な接続部を２カ所備えるとともに、各接続部に対する線状体の接続方向が同一直線状にある（互いに逆向き）である構成であってもよい。図４は、図１Ｂに示す継手１３ｋ，１３ｏ，１３ｒを１個の継手１３０ｋで置換し、図１Ｂに示す継手１３ｍ，１３ｐ，１３ｓを１個の継手１３０ｍで置換した構成を示す図である。この構成においては、継手１３０ｋの一方の接続部に線状体１３ｂが接続されており、他方の接続部に線状体１３ｅまたは１３ｈを接続する。また、継手１３０ｍの一方の接続部に線状体１３ｃが接続されており、他方の接続部に線状体１３ｆまたは１３ｉを接続する。

さらに、内部に存在する線状体の接続先を選択可能に構成された第ｎアームにおいて、第ｎアームの内部に存在する線状体と、第ｎアームの外部に存在する線状体と、を接続するための第ｎ接続部が、第ｎアームの回転軸から最も遠い第ｎアームの部位と回転軸との距離を半径とし、回転軸を中心とした円内に存在する構成としてもよい。図２Ｂは、図１Ａに示すロボット１０の第３アームの筐体を一部変更（内部構成は図１Ｂと同様）した構成を示しており、図１Ａに示す右側から左側を眺めた状態で第３アーム１３０および第２アーム１２の一部を示している。本実施形態において、第３アーム１３０以外の構成は図１Ａに示す実施形態と同様である。

第３アーム１３０は、開口部を有する中空の本体１３０ａに開口部を有する中空のカバー部１３０ｂを取り付けることによって構成される。本実施形態において、本体１３０ａの上部にはコネクター１３ｕや継手１３ｖが設けられておらず、カバー部１３０ｂに設けられている。すなわち、図２Ｂに示す状態において、カバー部１３０ｂの上部は、図１Ａに示す第３アーム１３における該当部分よりも切り欠かれており、当該切り欠かれた部分に、図２Ｂに示すように、カバー部１３０ｂの上部から上方に延びる継手１３０ｖが取り付けられる。なお、配線としての線状体を内外で接続するコネクターは図示されていない。

本実施形態においては、これらの継手１３０ｖや図示されていないコネクターが、第３アーム１３０の内部の線状体と、第３アーム１３０の外部の線状体とを接続する第３接続部を構成する。当該継手１３０ｖ等の第３接続部は、第３アーム１３０の回転軸から最も遠い第３アーム１３０の部位Ｐ₃と第３アーム１３０の回転軸Ａｘ₃との距離Ｒｍを半径とし、回転軸Ａｘ₃を中心とした円で規定される可動円Ｃｍ内に存在する。

一般に、ロボットのアームに対して、内部の線状体を外部の線状体に接続するための構造体（コネクターや継手等）が設けられると、当該構造体が周囲の物体と干渉し得る状態になる。しかし、本実施形態においては、第３アーム１３０の可動円Ｃｍ内に第３接続部が設けられているため、第３接続部を第３アーム１３０に設けたことに起因して第３アームの可動円の外側で第３接続部が周囲の物体と干渉することはない。従って、第３接続部が第３アーム１３０の可動範囲を制限することはない。

なお、第３接続部が第３アーム１３０の可動円内に存在すれば、第３アーム１３０の可動円の外側で第３接続部が周囲の物体と干渉することはないが、第３接続部のごく一部が第３アーム１３０の可動円の外側に存在する構成であれば、ほぼ同様の効果を得ることは可能である。図２Ｃは、図２Ｂに示す第３アーム１３０に取り付けられた第３接続部としての継手１３１ｖのごく一部が第３アーム１３０の可動円の外側に存在する構成を示す図である。このように図２Ｃに示す構成であっても、第３接続部を第３アーム１３０に設けたことに起因して第３アームの可動円の外側で第３接続部が周囲の物体と干渉する可能性がわずかに上昇するのみである。従って、第３接続部が第３アーム１３０の可動範囲を制限する度合いを抑制しながら第３接続部を第３アーム１３０に接続することができる。

さらに、第ｎアームが、第ｎアームの内部に存在する線状体の余長部の少なくとも一部が収容される余長収容部を備えていてもよい。例えば、図２Ｂに示す第３アーム１３０におけるカバー部１３０ｂは、余長収容部を構成する。図３Ａ，図３Ｂは、図１Ａに示す右側から左側を眺めた状態で図２Ｂに示す第３アーム１３０と第２アーム１２とを示す図である。図３Ａにおいては、第３アーム１３０のカバー部１３０ｂを取り外し、本体１３０ａを残した状態で第３アーム１３０を示し、第２アーム１２の右側の筐体カバーを取り外し、第２アーム１２の内部が視認できる状態で第２アーム１２を示している。また、図３Ｂにおいては、第３アーム１３０および第２アーム１２を、図３Ｂに示す左右方向に垂直な平面で切断した状態で第３アーム１３０の本体１３０ａの内部を示している。なお、これらの図において、接続先を選択するための接続先選択部は明示されていない。

図３Ａ，図３Ｂにおいては、第２アーム１２の内部を通る線状体１３０ｅ（配線、配管、またはこれらの結束体）が、第３アーム１３０の内部で引き回され、さらに、第４アーム１４の内部（第４アーム１４は図示せず。第３アーム１３０の前方に存在。）に引き回された状態を示している。これらの図３Ａ，図３Ｂに示すように、第２アーム１２から第３アーム１３０の内部に延びる線状体１３０ｅは、第３アーム１３０から第４アーム１４に向かう方向の逆方向（前方から後方へ向かう方向）に向けて曲げられる。

当該曲げられた線状体１３０ｅは、結束具１３０ｃによって第３アーム１３０の内部で結束され、その後、カバー部１３０ｂで覆われる部位Ｐｃでさらに曲げられ、結束具１３０ｄによって第３アーム１３０の内部で結束される。そして、当該結束具１３０ｄから第４アーム１４に向かう（後方から前方へ向かう）。このように、線状体１３０ｅが第２アーム１２の内部から直接的に第４アーム１４の内部に向かうのではなく、一旦、曲げられた後に第４アーム１４の内部に向かう構成であるため、結束具１３０ｃ，１３０ｄの間に存在する線状体１３０ｅは、余長部となる。

第３アーム１３０の内部から第４アーム１４の内部に延びる線状体が、第３アーム１３０から第４アーム１４に向かう方向に直接的に向いている場合、線状体に余長がなく、線状体に過度の応力が作用し得る。しかし、本実施形態においては余長部が設けられているため、第４アーム１４が第３アーム１３０に対して回転する場合や、第３アーム１３０が第２アームに対して回転する場合に線状体１３０ｅに過度の応力を作用させることがない。従って、線状体１３０ｅの耐用期間が短くなることを防止することができる。

本実施形態において、以上のような余長部は、線状体１３０ｅがカバー部１３０ｂで覆われる部位Ｐｃに形成される。従って、当該カバー部１３０ｂは、線状体１３０ｅの余長部を収容する余長収容部を構成する。そして、当該余長収容部としてのカバー部１３０ｂは、図２Ｂに示すように、可動円の半径を規定する部分、すなわち、第３アーム１３０の回転軸Ａｘ₃から最も遠い第３アーム１３０の部位Ｐ₃を有している。従って、回転軸Ａｘ₃を中心とした可動円Ｃｍの大きさが余長収容部としてのカバー部１３０ｂによって規定される。当該余長収容部は、第３アーム１３０の内部に線状体１３０ｅの余長部を配置するために設けられているため、第３アーム１３０において不可避的に存在する部位である。このように、当該余長収容部によって可動円Ｃｍの大きさが決定されることが不可避であっても、本実施形態においては、可動円Ｃｍ内に第３接続部を設ける構成を採用しているため、余長収容部によって決定される可動円Ｃｍの大きさを大きくすることはない。

なお、図２Ｂ，図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂに示す構成は、第３アーム１３０の内部に存在する線状体の接続先が、第３アーム１３０の外部に存在する線状体と、第４アーム１４の内部に存在する線状体とで選択可能である構成が想定されていたが、線状体の接続先が選択できない構成であってもよい。例えば、第３接続部が第３アーム１３０の可動円内に存在する構成や、可動円が余長収容部で規定される構成、第３アーム内に余長部が設けられている構成が、線状体の接続先を選択できない構成に適用されてもよい。

１０…ロボット、１１〜１６…第１アーム〜第６アーム、１１ａ…本体、１１ｂ…支持部、１２ａ…本体、１２ｂ…支持部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ…線状体、１３ｊ，１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｕ…コネクター、１３ｋ，１３ｍ，１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｖ…継手、１３ｗ…取付部位、１３ｘ…中継器、１４ａ…本体、１４ｂ…支持部、１４ｃ…外部コネクター、２０…基台、２０ａ…本体、２０ｂ…矩形部、１３０…アーム、１３０…カバー部、１３０…アーム、１３０ａ…本体、１３０ｂ…カバー部、１３０ｃ，１３０ｄ…結束具、１３０ｅ…線状体、１３０ｖ，１３１ｖ…継手

Claims (7)

1. 第ｎアーム（ｎは自然数）と、
   前記第ｎアームに対して回転可能に支持された第（ｎ＋１）アームと、
   前記第ｎアームの内部に存在する線状体の接続先を、前記第ｎアームの外部に存在する線状体と前記第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体とから選択可能な接続先選択部と、
   を備えるロボット。
2. 前記接続先選択部は、
   前記第ｎアームの内部に存在する線状体を、
   前記第ｎアームの内部から外部に通じている線状体と、前記第（ｎ＋１）アームの内部に達する線状体と、に接続可能であるとともに着脱可能な中継器を備える、
   請求項１に記載のロボット。
3. 前記中継器は、
   線状体を接続可能な接続部を少なくとも２カ所備えており、各接続部に対する線状体の接続方向が互いに異なる、
   請求項２に記載のロボット。
4. 前記第（ｎ＋１）アームは、
   前記第（ｎ＋１）アームの内部に存在する線状体と、前記第（ｎ＋１）アームの外部に存在する線状体と、を接続するための第（ｎ＋１）接続部を備えている、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載のロボット。
5. 前記第ｎアームは、
   前記第ｎアームの内部に存在する線状体と、前記第ｎアームの外部に存在する線状体と、を接続するための第ｎ接続部を備えており、
   前記第ｎ接続部は、
   前記第ｎアームの回転軸から最も遠い前記第ｎアームの部位と前記回転軸との距離を半径とし、前記回転軸を中心とした円内に存在する、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載のロボット。
6. 前記第ｎアームは、
   前記第ｎアームの内部に存在する線状体の余長部の少なくとも一部が収容される余長収容部を備えており、
   前記円の大きさは前記余長収容部によって規定される、
   請求項５のいずれかに記載のロボット。
7. 前記第ｎアームの内部から前記第（ｎ＋１）アームの内部に延びる線状体は、
   前記第ｎアームから前記第（ｎ＋１）アームに向かう方向の逆方向に向けて曲げられた後にさらに曲げられて前記第（ｎ＋１）アームに向かう余長部を備えている、
   請求項１〜請求項６のいずれかに記載のロボット。

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