JP7137041B1

JP7137041B1 - ロボット

Info

Publication number: JP7137041B1
Application number: JP2022528294A
Authority: JP
Inventors: 圭渡邉
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2022-02-01
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2042-02-01
Also published as: US20240001532A1; WO2022168818A1; JPWO2022168818A1; TW202231425A; DE112022000274T5; TWI815297B; CN116745082A

Abstract

第１アーム（３）と、第２アーム（４）と、第１アーム（３）と第２アーム（４）とを鉛直軸線（Ｂ）回りに回転可能に接続する接続部（６）とを備え、接続部（６）が、鉛直軸線（Ｂ）方向に沿って延びる柱状の柱状部（６０）と、柱状部（６０）の外周面から鉛直軸線（Ｂ）に交差する方向に延びる第１カバー部（６５）とを備え、第２アーム（４）が、柱状部（６０）に接続される本体部（４１）と、第１カバー部（６５）に取り付けられることにより外周面の少なくとも一部および本体部（４１）の第１アーム（３）側の表面が面する空間を閉鎖した状態に取り囲む第２カバー部（４２）とを備えるロボット（１）である。

Description

本開示は、ロボットに関するものである。

水平回転可能な第１アームおよび第２アームを備える天吊り型スカラロボットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このスカラロボットは、第２アームの先端に支持された作動軸および作動軸を駆動する駆動部を上方から覆うヘッドカバーを備えている。

特開２０１７－７０１１号公報

特許文献１のスカラロボットにおいては、第１アームと第２アームとの接続部がヘッドカバーによって覆われていない。このため、第１アームから第２アームにケーブル等を配線する場合、ケーブル等を外部に露出させることなくヘッドカバー内の駆動部に接続するためには、第２アーム内にケーブルを通過させる必要があり、第２アームの構造が複雑になる。
したがって、第２アームの構造を複雑化することなく、第１アームから第２アームに配線されるケーブル等を保護することが望まれている。

本開示の一態様は、第１アームと、第２アームと、前記第１アームと前記第２アームとを鉛直軸線回りに回転可能に接続する接続部とを備え、該接続部が、前記鉛直軸線方向に沿って延びる柱状の柱状部と、該柱状部の外周面から前記鉛直軸線に交差する方向に延びる第１カバー部とを備え、前記第２アームが、前記柱状部に接続される本体部と、前記第１カバー部に取り付けられることにより前記外周面の少なくとも一部および前記本体部の前記第１アーム側の表面が面する空間を閉鎖した状態に取り囲む第２カバー部とを備えるロボットである。

本開示の一実施形態に係るロボットの全体構成を示す側面図である。図１のロボットの接続部および第２アームの一部を示す部分的な縦断面図である。図１のロボットの接続部および第２アームの一部を示す斜視図である。図１のロボットの接続部および本体部の一部を示す斜視図である。図１のロボットの第２カバー部を示す斜視図である。図１のロボットの第１の変形例の接続部および第２アームの一部を示す部分的な縦断面図である。図１のロボットの第２の変形例の接続部を示す側面図である。図７のロボットの第１カバー部と第２カバー部との組付方法を示す斜視図である。

本開示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、図１に示されるように、天吊り型の水平多関節型ロボットである。

ロボット１は、天井Ｒなどに設置されるベース２と、鉛直方向に延びる第１軸線Ａ回りにベース２に対して回転可能に支持された第１アーム３とを備えている。また、ロボット１は、第１アーム３の下方に間隔あけて配置される第２アーム４と、第２アーム４を、第１軸線Ａに平行な第２軸線（鉛直軸線）Ｂ回りに第１アーム３に回転可能に接続する接続部６とを備えている。

接続部６は、図２および図４に示されるように、第１アーム３の下方に第２軸線Ｂに沿って延びる柱状部６０と、柱状部６０の第２軸線Ｂ方向の途中位置から全周にわたって径方向外方に鍔状に突出する第１カバー部６５とを備えている。
柱状部６０は、第２軸線Ｂを中心軸とする円筒形状に形成され、柱状部６０の上端と第１アーム３との間には、図示しないサーボモータの回転を減速して出力する減速機３１が取り付けられている。本実施形態においては、柱状部６０および減速機３１は、第２軸線Ｂに沿って延びる中空孔６１を備えている。また、柱状部６０には、下端近傍に、外部から中空孔６１まで径方向に貫通する通路部６２が設けられている。

第２アーム４は、図１および図２に示されるように、柱状部６０の下端に固定され、水平方向に延びる本体部４１と、本体部４１の上面を覆う位置に取り付けられる第２カバー部４２とを備えている。第２アーム４の先端には、本体部４１を上下方向に貫通し、上端が第２カバー部４２により囲まれた空間Ｓ内において、第１軸線Ａに平行な第３軸線Ｃに沿って昇降可能に支持されたシャフト５が設けられている。シャフト５の下端には、例えば、ハンド等のツール７が取り付けられる。

第１アーム３、接続部６の柱状部６０、第１カバー部６５および第２アーム４の本体部４１は、例えば、アルミニウム合金等の金属により構成されている。また、第２カバー部４２は、樹脂により構成されている。

第１カバー部６５は、柱状部６０の中心から第２アーム４の後端部側に向かって延びる部分が、柱状部６０の直径よりも大きな一定の幅寸法を有し、後端において鉛直下方に９０°湾曲させられたＬ字状に形成され、下端が本体部４１の上面に固定されている。柱状部６０と第１カバー部６５との間は全周にわたって密閉されている。また、図４に示されるように、第１カバー部６５の外周縁には、外周縁に沿う方向に間隔をあけて、板厚方向に貫通する複数の貫通孔６５ａが設けられている。

また、第２カバー部４２は、図５に示されるように、天板４２ａと、天板４２ａの周囲に連続する４つの側壁４２ｂとを備え、下方に開口部４２ｃを有する箱型に形成されている。第２カバー部４２には、天板４２ａから１つの側壁４２ｂにかけて、切り欠き４２ｄが設けられている。切り欠き４２ｄは、接続部６の柱状部６０の直径よりも大きく、第１カバー部６５の幅寸法よりも小さい幅寸法を有し、天板４２ａの後部から後端の側壁４２ｂの全高にわたって開口部４２ｃまで形成されている。

切り欠き４２ｄの周縁部には、第２カバー部４２と第１カバー部６５とが組み合わせられたときに、第１カバー部６５の複数の貫通孔６５ａに一致する位置に複数のネジ孔４２ｅが設けられている。また、開口部４２ｃの周縁部には、第２カバー部４２を本体部４１の上面に取り付けるための複数の貫通孔（図示略）が設けられている。

そして、第２カバー部４２は、図３に示されるように、本体部４１の上面に被せられ、切り欠き４２ｄに柱状部６０を嵌め込んだ状態で、貫通孔６５ａを貫通させたボルト８をネジ孔４２ｅに締結することによって、第１カバー部６５に固定されている。また、第２カバー部４２は、開口部４２ｃの周縁部に設けられた貫通孔を貫通させたボルト（図示略）を、本体部４１に設けたネジ孔（図示略）に締結することにより、本体部４１に固定されている。
これにより、図２に示されるように、第２アーム４の本体部４１の上面および接続部６の柱状部６０の外周面の第１カバー部６５よりも下側の部分が面する空間Ｓが、第１カバー部６５および第２カバー部４２によって取り囲まれている。

また、第２カバー部４２によって取り囲まれた本体部４１の上方の空間Ｓには、シャフト５を駆動する駆動部（図示略）が配置されており、この駆動部には、図示しない制御装置から供給される電力や信号を伝送するケーブル１０が接続されている。
ケーブル１０は、図２に示されるように、制御装置から第１アーム３の内部および柱状部６０の中空孔６１を通過し、柱状部６０を径方向に貫通する通路部６２から、この空間Ｓ内に配線されている。

このように構成された本実施形態に係るロボット１の作用について説明する。
本実施形態に係るロボット１によれば、樹脂製の第２カバー部４２が、金属製の第１カバー部６５および金属製の本体部４１と組み合わせられて相互に締結されるので、本体部４１の上方の空間Ｓを密封状態に閉塞することができる。

すなわち、樹脂製の第２カバー部４２は弾性変形可能であって形態が安定しない。このため、組み合わせる相手の第１カバー部６５も樹脂製であると、両者の合わせ面の密封が困難となるが、組み合わせる相手の第１カバー部６５および本体部４１を金属製とすることにより、第２カバー部４２との合わせ面を容易に密封することができる。また、第１カバー部６５と柱状部６０との間は相対移動しないため、例えば、溶接あるいは接着等の任意の方法によって気密状態に密封することができる。

これにより、第２カバー部４２を樹脂製として軽量化を図ることができるとともに、本体部４１上方の空間Ｓを気密状態に密封して、外部からの飛沫等の侵入を防止し、空間Ｓ内に露出するケーブル１０等を保護することができるという利点がある。
また、柱状部６０の通路部６２が設けられた外周面が面する空間Ｓを第１カバー部６５および第２カバー部４２によって取り囲むことにより、ケーブル１０等を、本体部４１内を通さなくても、通路部６２を経由して、外部に露出させずに駆動部に配線することができる。これにより、第２アーム４の構造を複雑化せずに済むという利点がある。

また、本体部４１の上面に配置された駆動部を保守する場合には、第２カバー部４２を本体部４１および第１カバー部６５に固定しているボルトを取り外し、第２カバー部４２を取り外す。そして、本体部４１の上面から第２カバー部４２を取り除くことにより、本体部４１上面の駆動部を露出させる。
これにより、外部から駆動部にアクセスすることが可能になるとともに、駆動部の周囲に作業スペースが確保されるので、作業者は、駆動部の保守作業を容易に行うことができる。

また、第２カバー部４２を弾性変形可能な樹脂により構成することによって、第２カバー部４２を本体部４１に対して着脱する際、第２カバー部４２を弾性変形させることができる。これにより、第２カバー部４２によって取り囲まれる空間Ｓ内に配置される部材との干渉を容易に回避することができ、着脱作業をより円滑に行うことができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、第１カバー部６５を金属製の平板によって構成したが、これに代えて、第２カバー部４２よりも剛性の高い他の任意の材料によって構成してもよい。
また、本実施形態においては、本体部４１、柱状部６０および第１カバー部６５をそれぞれ別部材により構成したが、これに代えて、例えば、アルミダイキャスト鋳造等によって単一の部材として一体的に製造されてもよい。

これにより、部品点数を低減することができるとともに、本体部４１と柱状部６０とを着脱する作業および、第１カバー部６５を本体部４１および柱状部６０に着脱する作業を省略することができる。したがって、本実施形態に係るロボット１の製造時や保守時などの作業効率を向上することができる。また、第１カバー部６５と柱状部６０とを一体化することにより、両者間をより簡易かつ確実に密封することができる。

また、本実施形態においては、第１アーム３と柱状部６０とを別部材により構成したが、これに代えて、第１アーム３と柱状部６０とを単一の部材として一体的に製造してもよい。
具体的には、例えば、図６に示されるように、第１アーム３に固定された部分の柱状部６０の外周面と第１カバー部６５との間に、両者を回転可能に支持するベアリング６３と、オイルシール等の回転シール部材６４とが設けられていればよい。

また、本実施形態においては、第１カバー部６５は、柱状部６０の外周面を全周にわたって密封していたが、これに代えて、第１カバー部６５が、柱状部６０の外周面の周方向の一部だけを密封してもよい。
例えば、図７および図８に示されるように、通路部６２が設けられている部分の柱状部６０の外周面だけを第１カバー部６５および第２カバー部４２によって取り囲むことによって、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、柱状部６０を円筒形状としたが、これに限定されるものではなく、第１アーム３と第２アーム４との接続を可能とする形状であれば、任意の形状でよい。
また、本実施形態においては、ロボット１として、天吊り型の水平多関節型ロボットを例示したが、これに限定されるものではなく、水平な床面に設置される水平多関節型ロボットであってもよい。

１ロボット
３第１アーム
４第２アーム
４１本体部
４２第２カバー部
４２ｄ切り欠き
６接続部
６０柱状部
６５第１カバー部
Ｂ第２軸線（鉛直軸線）
Ｓ空間

Claims

第１アームと、
第２アームと、
前記第１アームと前記第２アームとを鉛直軸線回りに回転可能に接続する接続部とを備え、
該接続部が、前記鉛直軸線方向に沿って延びる柱状の柱状部と、該柱状部の外周面から前記鉛直軸線に交差する方向に延びる第１カバー部とを備え、
前記第２アームが、前記柱状部に接続される本体部と、前記第１カバー部に取り付けられることにより前記外周面の少なくとも一部および前記本体部の前記第１アーム側の表面が面する空間を閉鎖した状態に取り囲む第２カバー部とを備えるロボット。
前記第２カバー部が、前記柱状部の少なくとも一部を嵌め込むことができる切り欠きを備え、
前記第１カバー部が、前記切り欠きを閉塞可能な形状を有する請求項１に記載のロボット。
前記第２カバー部が弾性変形可能な材料により構成され、前記第１カバー部が、前記第２カバー部よりも硬質の材料により構成されている請求項１または請求項２に記載のロボット。
前記本体部および前記接続部が一体的に構成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載のロボット。