JP2019188497A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタを配置するための必要なスペースを確保しながら、動作範囲の確保および全高を低減することによるコンパクト化を図る【解決手段】床面に設置されるベース２と、鉛直な軸線回りにベースに対して回転可能に支持された旋回胴３を含む可動部４とを備え、ベースが、ベース外部から内部に線条体９，１２を引き込む開口部１０を備え、ベースおよび旋回胴が、軸線を含む位置に、ベース内部に引き込まれた線条体を軸線に沿って旋回胴内に導く空洞部Ａを備え、開口部近傍においてベースに着脱可能に取り付けられた分線盤部材１３を備え、分線盤部材が、ベースに取り付ける取付部１４と、取付部をベースに取り付けたときに開口部の外側に隙間を空けて配置される中継部１５とを備え、中継部が、線条体の少なくとも一部を中継するコネクタ１９を配置可能な開口部よりも広い面積の配置可能領域１８を有するロボット１である。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットに関するものである。

従来、ロボットとして、床面に設置されるベースと、鉛直軸線回りにベースに対して回転可能に支持された旋回胴を含む可動部とを備える構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１のロボットにおいては、旋回胴に、ベース内部の空間を旋回胴の内部空間に接続する中空部が、鉛直軸線の周囲に設けられている。ベースの外部からベースの内部に引き込んだ線条体を、中空部を経由して旋回胴内に引き込むことにより、ベースに対して旋回胴が回転したときに、線条体に大きな負荷がかかることを防止することができる。

特開２０１７−１８５５８０号公報

一般に、ロボットの動作範囲を大きく確保しつつ全高を低減してコンパクトに構成する方法として、ベースの高さを低減することが考えられる。
しかしながら、ベースの外部からベースの内部に引き込む線条体のうち、ロボットと制御装置とを接続する線条体は、ベースに固定された分線盤においてコネクタにより中継することが行われるので、ベースの高さを低減するとコネクタを配置するための必要なスペースを確保することができなくなるという不都合がある。

本発明は、コネクタを配置するための必要なスペースを確保しながら、動作範囲の確保および全高を低減することによるコンパクト化を図ることができるロボットを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、床面に設置されるベースと、鉛直な軸線回りに前記ベースに対して回転可能に支持された旋回胴を含む可動部とを備え、前記ベースが、該ベース外部から内部に線条体を引き込む開口部を備え、前記ベースおよび前記旋回胴が、前記軸線を含む位置に、前記ベース内部に引き込まれた前記線条体を前記軸線に沿って前記旋回胴内に導く空洞部を備え、前記開口部近傍において前記ベースに着脱可能に取り付けられた分線盤部材を備え、該分線盤部材が、前記ベースに取り付ける取付部と、該取付部を前記ベースに取り付けたときに前記開口部の外側に隙間を空けて配置される中継部とを備え、該中継部が、前記線条体の少なくとも一部を中継するコネクタを配置可能な前記開口部よりも広い面積の配置可能領域を有するロボットである。

本態様によれば、ロボットの外部からロボットの内部に繋がる線条体は、取付部によってベースに取り付けられた分線盤部材の中継部を経由してベースの開口部内に入り、ベース内からベースおよび旋回胴に設けられた空洞部を経由して、鉛直な軸線に沿って旋回胴内に導かれる。空洞部が軸線を含む位置に形成されているので、ベースに対して旋回胴が回転しても、空洞部を貫通する線条体には大きな負荷がかからずに済み、線条体を耐久的に健全な状態を維持することができる。

この場合において、線条体の一部は、中継部においてコネクタにより中継される。本態様によれば、ベースの高さを低く抑えて開口部としてコネクタを配置するために十分な面積を確保できなくなっても、開口部の外側に隙間を空けて配置される中継部に、開口部より広い面積の配置可能領域が確保されるので、中継部にコネクタを配置することができる。これにより、コネクタを配置するための必要なスペースを確保しながら、ロボットの動作範囲を確保し、かつ、ロボットの全高を抑えてコンパクト化を図ることができる。

上記態様においては、前記分線盤部材が箱状に形成され、前記取付部が、前記分線盤部材の一の面に形成され、前記開口部に一致する位置に配置される開口と、該開口の周囲において前記ベースに固定するための１以上の取付孔とを備え、前記中継部が、前記分線盤部材の前記一の面に対向する他の面に形成され、前記取付部を前記ベースに取り付けた状態で、前記配置可能領域が前記開口部に対して鉛直方向および水平方向の少なくとも一方向に拡張された状態に配置されていてもよい。

この構成により、ベースの開口部に取付部の開口を一致させて、開口の周囲に設けられた取付孔を利用して箱状の分線盤部材をベースに取り付けることができる。取付部の開口をベースの開口部に一致させることで、開口部の面積を減らすことなく分線盤部材を取り付けることができる。この状態で、中継部の配置可能領域は開口部に対して鉛直方向および水平方向の少なくとも一方向に拡張された状態に配置されることにより、拡張された分だけ配置可能領域の面積が開口部の面積よりも大きくなり、コネクタを配置するための必要なスペースを確保することができる。

また、上記態様においては、前記分線盤部材が、前記取付部から前記中継部に向かって漸次広がる方向に傾斜する傾斜面を備えていてもよい。
この構成により、傾斜面により、箱状の分線盤部材が占有する空間を必要最小限に抑えることができる。すなわち、ベースに固定された分線盤部材は、ベースに回転可能に支持されている旋回胴に近接する位置に配置されるため、中継部からベースに向かって先細になる方向に傾斜する傾斜面により、余計な出っ張りを少なくして旋回胴との距離を大きく確保することができる。

また、上記態様においては、前記分線盤部材が、直方体の箱状に形成されていてもよい。
この構成により、分線盤部材を簡易に構成することができる。

また、上記態様においては、前記中継部が、前記配置可能領域のうち、前記コネクタを配置した領域以外の領域に、他の線条体を中継せずに貫通させる貫通口を有していてもよい。
この構成により、例えば、ロボットの先端に取り付けたツールまで導かれる線条体等の中継せずにツールまで導くことが好ましい線条体については、ベースの外側から貫通口およびベースの開口部を通過させて、直接ベースの内部に引き込むことができる。

また、上記態様においては、前記ベースが、前記中継部の拡張方向に配置されている前記開口部の周縁の一部を切り欠いた形状を有する溝を備え、該溝が、前記中継部により中継される前記線条体を収容可能であってもよい。
この構成により、開口部に対して拡張された側の中継部にコネクタを固定すれば、コネクタからベース内に配線される線条体を溝内に収容することができ、他の線条体やその配線作業時の作業空間を大きく確保することができる。

本発明によれば、コネクタを配置するための必要なスペースを確保しながら、動作範囲の確保および全高を低減することによるコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るロボットを示す部分的な斜視図である。 図１のロボットのベースおよび分線盤部材を示す縦断面図である。 図１のロボットのベースに設けられた開口部と分線盤部材との関係を示す側面図である。 図２のベースの内面に形成された溝を示す斜視図である。 図２のロボットの分線盤部材の変形例を示す縦断面図である。

本発明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、例えば、６軸多関節型のロボットであって、図１に示されるように、床面に設置されるベース２と、鉛直軸線（軸線）回りにベース２に対して回転する旋回胴３とを含む可動部４とを備えている。

ベース２は、ロボット１を床面に設置するための底面５と、底面５から鉛直方向に立ち上がる側壁６と、鉛直軸線を含む位置に中央孔７を備える天板８とを備える箱状に形成されている。ロボット１の背面となる方向に配置される側壁６には、ベース２の内外を貫通し、ベース２外部から内部に線条体９を引き込むための開口部１０が設けられている。

旋回胴３にもベース２の天板８の中央孔７に一致する位置に上下方向に貫通する図示しない貫通孔が設けられており、ベース２の中央孔７および旋回胴３の貫通孔によって、図２に示されるように、鉛直軸線を含む領域においてベース２の内部空間と旋回胴３の内部空間とを接続する空洞部Ａが形成されている。
開口部１０を経由してベース２の外部から内部に引き込まれた線条体９は、空洞部Ａを鉛直方向に立ち上がることにより、ベース２内から旋回胴３内に導かれる。空洞部Ａは、ベース２に対する旋回胴３の回転の軸線を含む領域に形成されているので、ベース２に対して旋回胴３が回転しても、空洞部Ａ内を鉛直方向に立ち上がった線条体９には大きな負荷を作用させずに済む。

ベース２の天板８の下面には、図２から図４に示されるように、開口部１０と中央孔７とを接続する溝１１が設けられている。溝１１は、図３に示されるように、開口部１０の上縁の一部を切り欠く形態で形成され、線条体９とは異なる線条体１２を収容可能な寸法を有している。

本実施形態に係るロボット１は、図１に示されるように、ベース２の開口部１０近傍に着脱可能に取り付けられた分線盤部材１３を備えている。分線盤部材１３は、板金により箱状に形成されている。
分線盤部材１３は、図２に示されるように、開口部１０が形成された側壁６に取り付けられる取付面（取付部）１４と、取付面１４に対して間隔をあけて平行に配置される中継面（中継部）１５とを備えている。

取付面１４は、図３に示されるように、ベース２の開口部１０と略同等の大きさおよび形状を有する開口１６と、開口１６の周囲に複数設けられた取付孔とを備えている。取付面１４の取付孔をベース２の側壁６に設けられたネジ孔に一致させて、取付孔を貫通したボルト１７をネジ孔に締結することにより、分線盤部材１３がベース２の側壁６に着脱可能に取り付けられている。取付面１４をベース２の側壁６に固定した状態では、取付面１４の開口１６とベース２の開口部１０とが概略一致する。これにより、取付面１４はベース２の側壁６に取り付けたときに、開口部１０の開口面積を大幅に縮小しない形態を有している。

中継面１５は、図１および図２に示されるように、開口（配置可能領域）１８と、開口１８の周囲に複数設けられたネジ孔とを備えている。そして、中継面１５の開口１８の一部を閉塞する位置に、コネクタ１９を取り付けたプレート２０が固定されている。プレート２０により閉塞された領域を除く開口（貫通口）１８は開放された状態となっている。この開放された領域の開口１８を利用して、コネクタ１９により中継しない線条体９をベース２外部から内部に引き込むことができる。

中継面１５の開口１８は、図３に示されるように、取付面１４の開口１６に対して鉛直方向上方に拡張された形態を有している。そして、分線盤部材１３においては、図２に示されるように、取付面１４と中継面１５とが、取付面１４から中継面１５に向かって高くなる傾斜面２１によって接続されている。

このように構成された本実施形態に係るロボット１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るロボット１によれば、制御装置とロボット１とを接続する線条体１２は、中継面１５のプレート２０に固定されたコネクタ１９によって中継される。中継面１５の内側において、コネクタ１９に接続された線条体１２はベース２の開口部１０の上縁を切り欠いて形成された溝１１を経由してベース２の中央孔７まで導かれた後、ベース２および旋回胴３に形成された空洞部Ａを経由して旋回胴３内に導かれ、旋回胴３よりも上方に配置されている可動部４の各軸のモータに接続される。

また、ロボット１の先端に取り付けられたツールに接続される１以上の線条体９は、可撓性を有するコンジット内に纏められた状態で、中継面１５において中継されることなく、中継面１５の開口１８の開放された部分を通過してベース２外部から内部に引き込まれる。そして、ベース２内で鉛直方向に湾曲させられて空洞部Ａを通過し、旋回胴３内に導かれ、可動部４を経由して先端のツールに接続される。

上述したように、これらの線条体９，１２は、旋回胴３の回転軸である鉛直軸線を含む領域に形成された空洞部Ａを経由してベース２内から旋回胴３内へと導かれているので、旋回胴３がベース２に対して回転しても、各線条体９，１２には緩やかな捩りモーメントが作用するのみであり、大きな負荷がかからない。その結果、線条体９，１２が耐久的に健全な状態に維持される。

コネクタ１９によって中継する線条体１２が存在する場合、線条体１２の横断面の外形寸法よりもコネクタ１９の外形寸法の方が大きくなる。したがって、線条体１２をベース２内に導入するための開口部１０を小さくしていくと、線条体１２を通過させることはできるが、コネクタ１９を開口部１０に配置することが困難になっていく。

本実施形態においては、ベース２の開口部１０が設けられた側壁６に箱状の分線盤部材１３を取り付けて、ベース２に取り付けられる取付面１４の外側に、取付面１４の開口１６よりも面積の大きな開口１８を有する中継面１５を設けることにより、ベース２の側壁６の開口部１０を小さくしても、線条体１２を中継するためのコネクタ１９を配置可能なスペースを確保することができる。

すなわち、ロボット１の全高を低くするために、ベース２の天板８の高さを低くすると、開口部１０の面積が小さくなるが、開口部１０の外側に、開口部１０に対して鉛直方向上方に拡張された中継面１５を配置することにより、線条体１２を中継するためのコネクタ１９を配置可能なスペースを確保することができる。その結果、可動部４の動作範囲を変更することなくロボット１の全高を抑えてコンパクト化を図ることができるとともに、線条体１２の少なくとも一部を中継するコネクタ１９を配置可能なスペースを確保することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、中継面１５の上部にコネクタ１９を取り付けたプレート２０を固定しているので、中継面１５の下部を大きく開口させておくことができる。これにより、コネクタ１９によって中継しない線条体９をベース２外部から内部に導入するためのスペースを大きく確保することができるという利点がある。

さらに、ロボット１の各軸を駆動するための線条体１２については、ベース２の天板８の下面に形成された溝１１内に収容しているので、コネクタ１９によって中継せずにベース２外部から内部に導入される線条体９との干渉を少なくすることができる。すなわち、コネクタ１９によって中継しないツール用の線条体１２については、ユーザが取り付ける場合も多く、その取付作業において、ロボット１の駆動に必要な線条体９が邪魔にならないので、取付作業を容易にすることができる。逆に、ロボット１の駆動に必要な線条体９を、後付けされる線条体１２から保護することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、中継面１５の開口１８を開口部１０より大きく形成するために、分線盤部材１３がベース２の上面よりも上方に突出しているが、分線盤部材１３に、取付面１４から中継面１５に向かって高くなる傾斜面２１を設けることにより、旋回胴３に近接する位置における分線盤部材１３の上方への突出量を抑えている。これにより、旋回胴３回りのスペースを大きく確保することができる。

なお、本実施形態においては、分線盤部材１３が、取付面１４と中継面１５との間に傾斜面２１を有する場合を例示したが、旋回胴３等との干渉等の問題が発生しなければ、傾斜面２１を設けなくてもよい。この場合、分線盤部材１３は、図５に示されるように、直方体の箱状に構成してもよい。
これにより、分線盤部材１３をより単純な形状として製造容易にすることができる。

また、本実施形態においては、分線盤部材１３が、中継面１５の開口１８を、取付面１４の開口１６に対して鉛直上方に拡張する形態で設けたが、これに限定されるものではなく、左右いずれの水平方向に拡張してもよいし、鉛直上方および水平方向の両方に拡張する形態で設けることにしてもよい。コネクタ１９を配置可能なスペースを確保するその他の対処法として、ベース２の横幅を広げる方法は、ロボット１の接地面を広げなければならないため適していないが、分線盤部材１３を用いることにより、ベース２の横幅を広げる必要はない。

また、本実施形態においては、分線盤部材１３の取付面１４と中継面１５とが平行である場合を例示したが、互いに角度をなして配置されていてもよい。
また、ベース２の天板８の下面に設けた溝１１については、中継する線条体１２を通過させるスペースを開口部１０に確保できれば、設けなくてもよい。

１ ロボット
２ ベース
３ 旋回胴
４ 可動部
９，１２ 線条体
１０ 開口部
１１ 溝
１３ 分線盤部材
１４ 取付面（取付部）
１５ 中継面（中継部）
１６ 開口
１８ 開口（配置可能領域、貫通口）
１９ コネクタ
２１ 傾斜面
Ａ 空洞部

Claims (6)

1. 床面に設置されるベースと、
   鉛直な軸線回りに前記ベースに対して回転可能に支持された旋回胴を含む可動部とを備え、
   前記ベースが、該ベース外部から内部に線条体を引き込む開口部を備え、
   前記ベースおよび前記旋回胴が、前記軸線を含む位置に、前記ベース内部に引き込まれた前記線条体を前記軸線に沿って前記旋回胴内に導く空洞部を備え、
   前記開口部近傍において前記ベースに着脱可能に取り付けられた分線盤部材を備え、
   該分線盤部材が、前記ベースに取り付ける取付部と、該取付部を前記ベースに取り付けたときに前記開口部の外側に隙間を空けて配置される中継部とを備え、
   該中継部が、前記線条体の少なくとも一部を中継するコネクタを配置可能な前記開口部よりも広い面積の配置可能領域を有するロボット。
2. 前記分線盤部材が箱状に形成され、
   前記取付部が、前記分線盤部材の一の面に形成され、前記開口部に一致する位置に配置される開口と、該開口の周囲において前記ベースに固定するための１以上の取付孔とを備え、
   前記中継部が、前記分線盤部材の前記一の面に対向する他の面に形成され、前記取付部を前記ベースに取り付けた状態で、前記配置可能領域が前記開口部に対して鉛直方向および水平方向の少なくとも一方向に拡張された状態に配置されている請求項１に記載のロボット。
3. 前記分線盤部材が、前記取付部から前記中継部に向かって漸次広がる方向に傾斜する傾斜面を備える請求項２に記載のロボット。
4. 前記分線盤部材が、直方体の箱状に形成されている請求項２に記載のロボット。
5. 前記中継部が、前記配置可能領域のうち、前記コネクタを配置した領域以外の領域に、他の線条体を中継せずに貫通させる貫通口を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載のロボット。
6. 前記ベースが、前記中継部の拡張方向に配置されている前記開口部の周縁の一部を切り欠いた形状を有する溝を備え、
   該溝が、前記中継部により中継される前記線条体を収容可能である請求項１から請求項５のいずれかに記載のロボット。

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