JP6717797B2 - 線条体固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、線条体固定方法に関するものである。

従来、産業用ロボットにモータケーブルやロボットの手首に取り付けるツール駆動用ケーブル等の種々の線条体を固定する装置として、産業用ロボットに取り付けられるベース部材と、線条体束の周囲を包囲するように配置される弾性体と、弾性体を圧縮し圧縮された弾性体を介して線条体束を押圧するようにベース部材にボルト等の締結具により固定されるクランプ部材とを備える固定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

産業用ロボットのアームや旋回胴は鋳物により構成され、特に、アームや旋回胴の内表面は未加工の粗い鋳肌であるため、線条体がアームや旋回胴の内部に配線される場合には、線条体が内表面で擦れることを防止する必要がある。

特開２０１６−５５３５６号公報

しかしながら、産業用ロボットのアームや旋回胴の内部空間は比較的狭隘であることが多く、ベース部材を取り付けるための取付面の加工やネジ加工が困難であるとともに、弾性体を圧縮しながらベース部材にクランプ部材を固定していく固定作業も困難であるという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ベース部材やクランプ部材を使用することなく、線条体を産業用ロボットのアームや旋回胴に比較的容易に固定することができる線条体固定方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、１以上の線条体の周囲を取り囲むように弾性体を配置する弾性体配置ステップと、該弾性体配置ステップにより前記線条体の周囲に配置された状態の前記弾性体を、前記線条体を通過させるロボットの隙間より小さな寸法まで前記線条体の長手方向に対し垂直方向に圧縮する圧縮ステップと、該圧縮ステップにより圧縮された状態の前記弾性体により囲まれた部分の前記線条体を前記隙間に挿入する線条体挿入ステップと、該線条体挿入ステップにより前記線条体が前記隙間に挿入された状態で前記弾性体の圧縮状態を解放して膨張させる膨張ステップと、前記隙間に前記弾性体が押し込まれた状態で、前記線条体のみを移動させることによって、該線条体の余長を調整する調整ステップとを含む線条体固定方法を提供する。
上記態様においては、前記調整ステップが前記膨張ステップ後に行われることとしてもよい。

本態様によれば、線条体の周囲を長手方向の部分的に取り囲むように弾性体を配置し、線条体を通過させようとするロボットの隙間よりも小さな寸法となるまで弾性体を線条体の長手方向に対し垂直方向に圧縮し、圧縮された弾性体により囲まれた部分の線条体を隙間に挿入した後に、圧縮状態を解放して膨張させることにより、弾性体が隙間を埋めるように広がってロボットの表面および線条体の両方に密着させられるようになる。これにより、ロボットの表面と弾性体との間、および弾性体と線条体との間の摩擦によって、線条体をロボットの隙間に動かないように固定することができる。

すなわち、線条体をロボットに固定するために、従来のようなベース部材やクランプ部材を必要としないので、ベース部材を取り付けるための取付面やネジの加工が不要となり、ロボットを構成している部品の狭隘な内部空間にも固定することができる。また、ベース部材やクランプ部材の固定作業が不要となり、固定作業を容易にすることができる。

上記態様においては、前記隙間が、前記ロボットを構成する鋳物部品の鋳抜き孔であってもよい。
このようにすることで、鋳物部品の鋳抜き孔であれば大きな力を加えても変形しないので、弾性体を高い圧縮力で圧縮して大きな摩擦力を発生させ、線条体をより確実に動かないように固定することができる。鋳抜き孔は鋳物部品の内部に形成されることが多く、鋳抜き穴に線条体を通すケースが多い。弾性体を線条体と鋳肌の間に挟むことで、線条体が鋳肌に接触することを防止して、線条体を健全な状態に維持することができる。

また、上記態様においては、前記隙間が、前記ロボットを構成する鋳物部品の少なくとも２つの壁面の間に形成されていてもよい。
このようにすることで、鋳物部品の２つの壁面であれば大きな力を加えても変形しないので、弾性体を高い圧縮力で圧縮して大きな摩擦力を発生させ、線条体をより確実に動かないように固定することができる。壁面としては鋳物部品の内壁面であってもよいし外壁面であってもよい。

また、上記態様においては、前記隙間が、前記ロボットを構成する鋳物部品の壁面と前記ロボットに備えられるモータとの間に形成されていてもよい。
このようにすることで、鋳物部品に強固に固定されるモータの外表面と、ロボットの鋳物部品との間に形成される隙間を利用して、弾性体を高い圧縮力で圧縮して大きな摩擦力を発生させ、線条体をより確実に動かないように固定することができる。壁面としては鋳物部品の内壁面であってもよいし外壁面であってもよい。

また、上記態様においては、前記弾性体が前記モータの最大表面温度より高い耐熱性を有していてもよい。
このようにすることで、ロボットの稼動によりモータが発熱しても弾性体自体が融解しないようにすることによって弾性を維持して、線条体をロボットに固定した状態に維持することができる。

また、上記態様においては、前記弾性体が、前記線条体の周囲に巻かれるシート状に形成されていてもよい。
このようにすることで、シート状の弾性体を線条体の長手方向の途中位置に巻き付けるだけで線条体の周囲を取り囲むように配置することができる。

また、上記態様においては、前記弾性体がスリットを備え、前記弾性体配置ステップが、前記スリットを開いて該スリット内に前記線条体を配置してもよい。
このようにすることで、弾性体のスリットを開いてスリット内に線条体の長手方向の途中位置を配置し、スリットを閉じることで、線条体の長手方向の途中位置に線条体の周囲を取り囲むように弾性体を配置することができる。

また、上記態様においては、前記弾性体が、前記線条体の径方向外方から組み合わせられる２以上の弾性体片を備えていてもよい。
このようにすることで、２以上の弾性体片を線条体の長手方向の途中位置に径方向外方から組み合せることで、線条体の長手方向の途中位置に線条体の周囲を取り囲むように弾性体を配置することができる。

また、上記態様においては、前記弾性体配置ステップが、前記線条体の周囲を取り囲むように配置された前記弾性体を固縛部材によって固縛するステップを含んでいてもよい。
このようにすることで、線条体の周囲を取り囲むように配置された弾性体が固縛部材によって固縛されることにより、線条体から脱落しないように保持することができる。これにより、ケーブル固定作業性が向上する。

また、上記態様においては、前記圧縮ステップが、圧縮された状態の前記弾性体を、該弾性体よりも摩擦係数の小さい材質からなるシート状あるいは筒状の薄肉部材によって被覆するステップを含み、前記線条体挿入ステップが、前記薄肉部材によって被覆された状態の前記弾性体により囲まれた部分の前記線条体を前記隙間に挿入し、前記膨張ステップが、前記薄肉部材を前記隙間から抜き出すステップを含んでいてもよい。

このようにすることで、シート状あるいは筒状の薄肉部材によって、線条体の周囲を取り囲むように配置した弾性体を隙間への挿入の際に一時的に圧縮状態に維持するので、ロボットの隙間への挿入性を容易にして作業性を向上することができる。挿入後には、ロボットと弾性体との間から少ない摩擦力で抜き出すことができ、弾性体の圧縮状態を瞬時に解放してロボットの隙間に固定することができる。

本発明によれば、ベース部材やクランプ部材を使用することなく、線条体を産業用ロボットのアームや旋回胴に固定す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線条体固定方法を説明するフローチャートである。 図１の線条体固定方法の配置ステップにおいて線条体に弾性体を取り付けた状態を示す斜視図である。 図２の線条体および弾性体の横断面図である。 図３の弾性体を圧縮ステップにおいて圧縮した状態を示す横断面図である。 図３の弾性体をシート状の薄肉部材を用いて圧縮した状態を示す斜視図である。 図５の線条体、弾性体および薄肉部材の横断面図である。 図３の弾性体を膨張ステップにおいて膨張させた状態を示す横断面図である。 図１の線条体固定方法において線条体を固定するロボットの一部を示す縦断面図である。 図８のロボットに固定する線条体と弾性体の一例を示す図である。 図８の線条体および弾性体を図８のロボットに取り付けた状態を示す縦断面図である。 図１０の状態から弾性体間の線条体の長さを適正に調整した状態を示す縦断面図である。 図２の弾性体の変形例を示す斜視図である。 図１２の弾性体を線条体に取り付けた状態を示す斜視図である。 図１３の弾性体を隙間内で膨張させた状態を示す縦断面図である。 図２の弾性体の他の変形例を示す斜視図である。 図１５の弾性体を線条体に取り付けた状態を示す縦断面図である。 図１６の弾性体を隙間内で膨張させた状態を示す縦断面図である。 図２の弾性体を結束バンドで固縛した状態を示す斜視図である。 図２の弾性体の他の変形例を示す斜視図である。

本発明の一実施形態に係る線条体固定方法について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係る線条体固定方法は、図１に示されるように、線条体１の長手方向の一部に部分的に、線条体１の周囲を取り囲むように弾性体２を配置する弾性体配置ステップＳ１と、弾性体配置ステップＳ１において配置した弾性体２を圧縮する圧縮ステップＳ２と、圧縮された状態の弾性体２が配置されている部分の線条体１を弾性体２ごとロボットの隙間に挿入する線条体挿入ステップＳ３と、弾性体２の圧縮を解放し膨張させる膨張ステップＳ４とを含んでいる。

弾性体配置ステップＳ１は、図２および図３に示されるように、一定の厚さ寸法を有するシート状の弾性体２を複数の線条体１を束ねた線条体束３の周囲に巻き付けることにより、線条体１の周囲を取り囲むように配置するステップである。弾性体２としては、例えば、シリコーン樹脂あるいは４フッ化エチレン樹脂のような耐熱性の高い材質からなるスポンジである。耐熱性としては、ロボットの稼動により発熱するモータの最大表面温度より高い耐熱性を有していればよい。これにより、モータが発熱しても弾性体２自体は融解しない。

弾性体２の厚さ寸法および収縮率は、線条体束３に巻き付けた自由状態において、線条体１を通過させようとしているロボットの隙間の幅寸法より十分に大きく、かつ、弾性体２を線条体１の長手方向に対し垂直方向に圧縮したときに上記隙間の幅寸法より小さくなるまで圧縮することができる寸法および収縮率に設定されている。

ロボットの隙間としては、アームや旋回胴等のロボットを構成する鋳物部品に設けられた鋳抜き孔４、鋳物部品の２つの壁面の間の開放された隙間、あるいは、鋳物部品の壁面とロボットに備えられたモータの外面との間の隙間を挙げることができる。なお、鋳物部品ではなく、押し出し材あるいは切削加工により製造されたロボットの構成部品自体の壁面を利用してもよいし、構成部品の強度確保のために溶接等により接合されたリブに設けられた肉抜き用の孔やリブ間の隙間を利用してもよい。

例えば、鋳抜き孔４を利用する場合には、圧縮ステップＳ２は、線条体束３に巻き付けられた弾性体２を全周にわたって線条体１の長手方向に対し垂直方向に圧力を加えて、図４に示されるように、鋳抜き孔４より小さくなるように圧縮する。具体的には、弾性体２を手で押して圧縮したり、図５および図６に示されるように、弾性体２より摩擦係数の小さいシート状または筒状の薄肉部材５を弾性体２の周囲に巻き付けて圧縮したりすることにより実現できる。

線条体挿入ステップＳ３は、圧縮ステップＳ２において圧縮された弾性体２を鋳抜き孔４に押し込むことにより実施される。薄肉部材５で弾性体２の横断面を鋳抜き孔４より小さく保持しておけば、容易に挿入することができる。

膨張ステップＳ４は、線条体挿入ステップＳ３において弾性体２を手で鋳抜き孔４内に押し込む場合には、線条体挿入ステップＳ３とほぼ同時に行われる。すなわち、手で圧縮した状態で鋳抜き孔４内に押し込み、手を離した瞬間に、弾性体２の圧縮が解放されて膨張する。

これにより、弾性体２は、図７に示されるように、鋳抜き孔４を埋める大きさまで膨張し、鋳抜き孔４の内面および線条体１の外面を弾発力によって押圧するようになる。
すなわち、弾性体２が鋳抜き孔４内で膨張した後には、弾性体２と鋳抜き孔４の内面との間および弾性体２と各線条体１との間に発生する摩擦力により、線条体１が鋳抜き孔４に対して動かないように固定される。

さらに具体的な例を挙げて、本実施形態に係る線条体固定方法について説明する。
図８に示す例では、ロボットのアーム（鋳物部品）６内の隔壁７に設けられた鋳抜き孔８を第１の隙間として利用し、ロボットのアーム６内に固定されたモータ９とアーム６の内壁面（壁面）６ａとの間を第２の隙間として利用して線条体１を固定する場合が示されている。

この場合には、図９に示されるように、弾性体２を線条体束３の長手方向に間隔をあけて２箇所に取り付ける。このとき、弾性体２の間隔は上述した２つの隙間の間隔より大きくあけておく。
そして、図１０に示されるように、各弾性体２を圧縮しながら第１の隙間および第２の隙間に押し込む。弾性体２の間隔を隙間の間隔より大きく設定しておくことにより、隙間への弾性体２の押し込み作業に際してケーブルの自由度を確保して、作業性を向上することができる。２つの弾性体２がそれぞれの隙間に押し込まれた状態では、弾性体２間の線条体束３が弛んでいるので、図１１に示されるように、線条体束３を長手方向に牽引することにより、各線条体１に対する一方の弾性体２の位置をずらして、大きな弛みのない適正な経路で線条体１を配線することができる。
また、図９に示される線条体束３の弛んだ余長分は、どちらか一方の弾性体２の中に畳んで、概ね直線状に並んだ線条体１と弾性体２との間に挟んで格納し、余長を吸収してもよい。

このように、本実施形態に係る線条体固定方法によれば、線条体束３に巻き付けた弾性体２を圧縮して隙間に挿入し圧縮を解放して膨張させるだけの簡単な操作により、線条体１をロボットに対して固定することができるという利点がある。したがって、従来必要であったベース部材やクランプ部材が不要となり、これらベース部材やクランプ部材をロボットのアーム６や旋回胴等の構成部品に固定するための取付面の加工やネジ孔の加工を不要とすることができて、加工コストを削減することができる。また、アーム６等の狭隘な内部空間内でベース部材やクランプ部材を取り付ける取付作業も不要となり、作業性を大幅に向上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、シート状の弾性体２を線条体束３に巻き付けるだけで取り付けているので、長尺のケーブルの長手方向の途中位置に直接取り付けることができる。そして、弾性体２が耐熱性を有する材質により構成されているので、モータ９と構成部品の壁面との間の隙間に圧入しても、ロボットの稼動によるモータ９の発熱によって劣化することを防止して、線条体１の取付状態を維持することができる。

なお、本実施形態に係る線条体固定方法では、弾性体２としてシート状のものを例示したが、これに代えて、図１２に示されるように、隣接する３面に貫通するスリット１０を設けた６面体状の弾性体１１を採用してもよい。図１２に示されるようにスリット１０を開いた状態で間に線条体束３を配置して、図１３に示されるようにスリット１０を閉じることにより、簡単に線条体１の周囲を取り囲むように弾性体１１を配置することができる。そして、図１４に示されるように、ロボットの構成部品の隙間の幅寸法より小さく圧縮した弾性体１１を隙間に押し込んで圧縮を解放することにより、線条体束３を簡単に固定することができる。

また、弾性体２は一体的な構造のものに限られず、図１５から図１７に示されるように２以上の弾性体片１２，１３を異なる形状にすることにより、隙間の横断面において、弾性体２全体に対して、線条体１の固定位置を弾性体２の中心付近から、意図的にずらした位置にすることもできる。線条体束３の配置が弾性体２の中心付近である場合に、線条体束３の固定していない部位と他の部材が干渉する場合等においては、上記の弾性体片１２，１３を用いることにより、干渉を回避することができる。

また、弾性体２を線条体束３に取付状態に維持するために、例えば、図１８に示されるように、結束バンド（固縛部材）１４のような固縛具によって弾性体２を固縛しておいてもよい。図１８に示す例では、弾性体２の長手方向の両端を結束バンド１４によって固縛している。これにより、弾性体２が線条体束３に取付状態に維持されるとともに、ロボットの鋳抜き孔４等に長手方向に挿入していく際に、結束バンド１４によって圧縮された状態の弾性体２の端部から鋳抜き孔４内に挿入していくことができて、挿入作業を容易にすることができるという利点もある。固縛具は、隙間への挿入後には切断することにより、弾性体２の圧縮を解放することで、固定力をより高めることができる。あるいは、固縛具は切断せずに、そのまま残すことも可能である。

また、本実施形態においては、鋳物部品の２つの壁面の間の開放された隙間、あるいは、鋳物部品の壁面とロボットに備えられたモータの外面との間の隙間等に弾性体２が挿入され、挿入された弾性体２の一部が外部に開放されている場合には、弾性体２における外部に開放されている外周面の少なくとも一部にカバー部材１５を設けるカバーステップを含んでいてもよい。また、図１９に示されるように、弾性体２が挿入される隙間を形成する構成物（例えば、鋳物部品の壁面、またはモータの外面等）にカバー部材１５を設けてもよい。これにより、弾性体２を外部から直接視認することができないように隠すことができる。特に、線条体１が露出するケースが多いロボットのアーム６の上腕部においては、見た目の外観の向上を図ることができる。
また、カバー部材１５の取り付けは、図１９に示されるように、ネジ１６による締結手段を用いてもよいし、接着材を用いて接着、または他の手段を用いて固定してもよい。

１ 線条体
２，１１ 弾性体
４，８ 鋳抜き孔
５ 薄肉部材
６ アーム（鋳物部品）
６ａ 内壁面（壁面）
９ モータ
１０ スリット
１２，１３ 弾性体片
１４ 結束バンド（固縛部材）
Ｓ１ 弾性体配置ステップ
Ｓ２ 圧縮ステップ
Ｓ３ 線条体挿入ステップ
Ｓ４ 膨張ステップ

Claims (11)

1. １以上の線条体の周囲を取り囲むように弾性体を配置する弾性体配置ステップと、
   該弾性体配置ステップにより前記線条体の周囲に配置された状態の前記弾性体を、前記線条体を通過させるロボットの隙間より小さな寸法まで前記線条体の長手方向に対し垂直方向に圧縮する圧縮ステップと、
   該圧縮ステップにより圧縮された状態の前記弾性体により囲まれた部分の前記線条体を前記隙間に挿入する線条体挿入ステップと、
   該線条体挿入ステップにより前記線条体が前記隙間に挿入された状態で前記弾性体の圧縮状態を解放して膨張させる膨張ステップと、
   前記隙間に前記弾性体が押し込まれた状態で、前記線条体のみを移動させることによって、該線条体の余長を調整する調整ステップとを含む線条体固定方法。
2. 前記調整ステップが前記膨張ステップ後に行われる請求項１に記載の線条体固定方法。
3. 前記隙間が、前記ロボットを構成する鋳物部品の鋳抜き孔である請求項１または請求項２に記載の線条体固定方法。
4. 前記隙間が、前記ロボットを構成する鋳物部品の少なくとも２つの壁面の間に形成されている請求項１または請求項２に記載の線条体固定方法。
5. 前記隙間が、前記ロボットを構成する鋳物部品の壁面と前記ロボットに備えられるモータとの間に形成されている請求項１または請求項２に記載の線条体固定方法。
6. 前記弾性体が前記モータの最大表面温度より高い耐熱性を有する請求項５に記載の線条体固定方法。
7. 前記弾性体が、前記線条体の周囲に巻かれるシート状に形成されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の線条体固定方法。
8. 前記弾性体がスリットを備え、
   前記弾性体配置ステップが、前記スリットを開いて該スリット内に前記線条体を配置する請求項１から請求項６のいずれかに記載の線条体固定方法。
9. 前記弾性体が、前記線条体の径方向外方から組み合わせられる２以上の弾性体片を備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の線条体固定方法。
10. 前記弾性体配置ステップが、前記線条体の周囲を取り囲むように配置された前記弾性体を固縛部材によって固縛するステップを含む請求項１から請求項９のいずれかに記載の線条体固定方法。
11. 前記圧縮ステップが、圧縮された状態の前記弾性体を、該弾性体よりも摩擦係数の小さい材質からなるシート状あるいは筒状の薄肉部材によって被覆するステップを含み、
    前記線条体挿入ステップが、前記薄肉部材によって被覆された状態の前記弾性体により囲まれた部分の前記線条体を前記隙間に挿入し、
    前記膨張ステップが、前記薄肉部材を前記隙間から抜き出すステップを含む請求項１から請求項１０のいずれかに記載の線条体固定方法。

Images