JPH0351115Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、産業用ロボツトに係り、特に、塗
装、シーリング作業に用いて好適なフレキシブル
な手首機構に関するものである。

「従来の技術」 一般に、工業用ロボツトのアームには、屈曲自
在な手首機構が設けられている。このような手首
機構として、第２図に示す手首機構が知られてい
る。これらの図に示す手首機構は、上下に向けて
配置された工業用ロボツトのアーム１と、該アー
ム１の上面に回転可能に設けられた円筒状の第１
端部材２と、第１端部材２の上部に傾斜した状態
で回転可能に設けられた円筒状の中央部材４と、
中央部材４の上部に前記中央部材４と異なる方向
に傾斜した状態で回転可能に設けられた円筒状の
第２端部材６とによつて手首機構本体８が構成さ
れている。

前記手首機構本体８の第１端部材２は、アーム
１の円筒部材１０によつて軸線２Ａを中心に回転
し、前記中央部材４は、アーム１の回転軸１１に
設けられた歯車１２と噛合する歯車１３によつ
て、軸線４Ａを中心に第１端部材２に対して相対
回転するようになつている。また、前記第２端部
材６は、前記中央部材４の回転に伴い、その下部
に設けられた歯車１７が、中央部材４に連結部材
１８を介して固定された歯車１９により回転させ
られて、軸線６Ａを中心に中央部材４に対して相
対回転するようになつている。

また、第２端部材６の上部中空部６ａには、各
種作業を行う作業装置２０が設けられ、この作業
装置２０には、電力を供給するケーブル２１が接
続されている。前記ケーブル２１は、第２図に示
すように、第２端部材６の側部に設けられた貫通
孔２２を経由して、中空部６ａから外部に向けて
配置され、更に、手首機構本体８の外周面に沿っ
て図中上下方向に配設され、その途中には、ケー
ブル２１を手首機構本体８の外面に支持する支持
部材２３，２３が、ケーブル２１同士を連結する
コネクタ２４が設けられている。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、上記の手首機構Ａにおいては、第１
端部材２、中央部材４、第２端部材６の相対回転
に伴って、以下のような不具合が生じていた。

(1) ケーブル２１に繰り返しのねじれと、曲げが
生じ、該ケーブル２１の破断が起こる。

(2) ケーブル２１が部材と接触して、該ケーブル
２１の切断が起こる。

(3) ケーブル２１が緊張することによつて、前記
第１端部材２、中央部材４、第２端部材６の回
転範囲に制限が生ずる。

また、上記の手首機構にあっては、第１端部材
２、中央部材４、第２端部材６を組み付けた後
に、貫通孔２２にケーブル２１を挿通しなければ
ならないため、その作業が面倒であり、装置全体
が完成するまでに多くの時間を要するという問題
があつた。

「問題点を解決するための手段」 この考案は、上記に事情に鑑みてなされたもの
であつて、ケーブルを保護しつつワーク（部材）
の回転範囲の拡大を図る手首機構を得ることを目
的とし、この目的を達成するために、中央部材と
その両端側の第１、第２端部材とからなる筒状の
３部材を直列に相対回転可能に設け、第１、第２
端部材の端部筒面と、中央部材の端部円筒面とを
それぞれ対向するように設け、前記第１端部材の
円筒面の周方向に沿つて第１電極を設け、該第１
の電極と摺動する第２の電極を前記第１端部材の
円筒面と対向する中央部材の一端部円筒面に設
け、かつ前記第２部材の円筒面の周方向に沿つて
第３の電極を設け、該第３の電極と摺動する第４
の電極を前記第２端部材の円筒面と対向する中央
部材の他端部円筒面に設け、前記第２の電極と第
３の電極との間を電気的に接続するケーブルを配
設するようにしている。

「作用」 この考案によれば、第１端部材が中央部材に対
して相対回転した場合に、第１の電極と第２の電
極とが摺動し、また、中央部材が第２端部材に対
して相対回転した場合に、第４の電極と第３の電
極とが摺動する。

「実施例」 以下、この考案の実施例について第１図を参照
して説明する。なお、以下実施例では、従来の技
術で示した手首機構と共通する構成要素について
同一符号を付し説明を省略する。

図において符号３０，３２，３４は、同じ曲率
を持つパイプ材によつてそれぞれ形成された円筒
状の第２端部材、中央部材、第１端部材である。

前記第２端部材３０の下端部横断面の外周は真
円に形成されており、その周方向に沿つてスリッ
プリング（第３の電極）３６，３６，３６が固定
されている。また、前記第２端部材３０には、塗
装、シーリング作業を行う作業装置３７が設けら
れている。この作業装置３７は、モータ３７ａ
と、該モータ３７ａを第２端部材３０の上面に固
定するモータユニツト３７ｂと、前記モータ３７
ａの変速を行う速度機３７Ｃと、前記モータ３７
ａの回転軸３７ｄの位置を検知する位置検出器３
７ｅとから構成されたものであつて、該作業装置
３７からのケーブル３８，３８，３８は前記スリ
ツプリング３６，３６，３６にそれぞれ接続され
ている。

前記中央部材３２の上端部内面には、スリツプ
リング３６，３６，３６とそれぞれ摺動するブラ
シ（第４の電極）３９，３９，３９が設けられて
いる。これらブラシ３９，３９，３９は、前記第
２端部材３０の外側円筒面と対向する中央部材３
２の内側円筒面に設けられたものであつて、中央
部材３２の内部に配設されたケーブル４３，４
３，４３介在させて該中央部材３２下端部のブラ
シ（第２の電極）４４，４４，４４にそれぞれ電
気的に接続されている。

前記ブラシ４４，４４，４４は、前記ブラシ３
９，３９，３９と同様に中央部材３２の下端部内
面に設けられて、第１端部材３４の上端外周面に
固定されたスリツプリング（第１の電極）４６，
４６，４６とそれぞれ摺動するようになつてい
る。

前記スリツプリング４６，４６，４６が固定され
た第１端部材３４の上端の外側円筒面は、前記中
央部材３２の内側円筒面と対向するように配置さ
れており、その断面形状は真円に形成されてい
る。

前記スリツプリング４６，４６，４６には、ケ
ーブル５０，５０，５０が設けられており、該ケ
ーブル５０，５０，５０の下端部にはソケツト５
１，５１，５１が設けられている。これらソケツ
ト５１，５１，５１は、アーム１の円筒部材１０
が所定の位置（第１図に示す位置）にまで回転し
たときに、該円筒部材１０に設けられたピン５
２，５２，５２とそれぞれ接続されるようになつ
ている。また、前記ピン５２，５２，５２にはア
ーム１の中空部１ａに配置されて電源に接続され
たケーブル５３，５３，５３がそれぞれ設けられ
ている。

次に、上記のように構成された手首機構の作用
について説明する。

図示しない駆動モータによつて回転軸１１が駆動
すると、第１端部材３４が中央部材３２に対して
相対回転し、かつ、中央部材３２が第２端部材３
０に対して相対回転する。これによつて、ブラシ
４４，４４，４４がスリツプリング４６，４６，
４６とそれぞれ摺動するとともに、ブラシ３９，
３９，３９がスリツプリング３６，３６，３６と
それぞれ摺動する。これによつて、ケーブル５
０，５０，５０と対応するケーブル４３，４３，
４３との接続状態が保たれ、ケーブル４３，４
３，４３と対応するケーブル３８，３８，３８と
の接続状態が保たれる。

また、図示しない第２駆動モータによつて円筒
部材１０が回転すると、第１端部材３４がアーム
１に対して相対回転する。このとき、前記第１端
部材３４が第１図に示したように配置されるとソ
ケツト５１，５１，５１とピン５２，５２，５２
が係合して、ケーブル５０，５０，５０とケーブ
ル５３，５３，５３とが接続状態となる。

上記のように構成された手首機構においては、
第１端部材３４、中央部材３２、第２端部材３０
が相対回転した場合に、ブラシ４４，４４，４４
がスリツプリング４６，４６，４６とそれぞれ摺
動し、ブラシ３９，３９，３９がスリツプリング
３６，３６，３６とそれぞれ摺動して、ケーブル
５０，５０，５０と対応するケーブル４３，４
３，４３との接続状態が常時保たれ、かつ、ケー
ブル４３，４３，４３と対応するケーブル３８，
３８，３８との接続が常時保たれることによつ
て、従来の手首機構に使用された一体型ケーブル
のような、ケーブルのねじれ、あるいは該ケーブ
ルと回転する部材との引つ掛かり等による、ケー
ブル同士の接触不良、切断が防止されて、これら
ケーブルの保護が行なわれる。

また前記第１端部材３４、中央部材３２、第２
端部材３０の相対的な位置によらず、これら部材
の接続状態が保たれるようになつているので、前
記部材の回転が制御されずに、自由度の大きい動
作を行うことができる。

なお、上記実施例では第２端部材３０にスリツ
プリング３６，３６，３６を、中央部材３２の上
端部にブラシ３９，３９，３９を設けたが、必ず
しもこれに限定されず、第２端部材３０にブラシ
を、中央部材３２にスリツプリングを設けるよう
にしても良い。また、第１端部材３４にスリツプ
リング４６，４６，４６を、中央部材３２の下端
部にブラシ４４，４４，４４を設けたが、必ずし
もこれに限定されず、第１端部材３４にブラシ
を、中央部材３２にスリツプリングを設けるよう
にしても良い。

「考案の効果」 以上詳細に説明したように、この考案によれば
第１端部材と第２端部材の円筒面に第１、第３の
電極をそれぞれ設け、前記第１、第３の電極と摺
動する第２、第４の電極を前記第１、第２端部材
の円筒面と対向する中央部材両端部の円筒面にそ
れぞれ設け、前記第２、第４の電極を接続するケ
ーブルを設けたので、第１端部材、中央部材、第
２端部材の相対的な位置によらず、前記第１、第
３の電極間の接続状態が常時保たれて、これら部
材の回転が自由に行なわれる。従って、前記第１
端部材、中央部材、第２端部材の回転に際して、
部材の軸方向に向けて配置されたケーブルに無理
な力が掛からず、これによつて、該ケーブルの保
護が行なわれるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の構成を示す正断面
図、第２図は従来の手首機構をそれぞれ示す正断
面図である。 ３０……第２端部材、３２……中央部材、３４
……第１端部材、３６……スリツプリング（第３
の電極）、３９……ブラシ（第４の電極）、４３…
…ケーブル、４４……ブラシ（第２の電極）、４
６……スリツプリング（第１の電極）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 中央部材とその両端側の第１、第２端部材とか
   らなる筒状の３部材を直列に相対回転するように
   設け、前記第１、第２端部材の端部円筒面と、中
   央部材の端部円筒面とをそれぞれ対向するように
   設けてなり、 前記第１端部材の円筒面の周方向に沿つて第１
   の電極を設け、該第１の電極と摺動する第２の電
   極を前記第１端部材の円筒面と対向する中央部材
   の一端部円筒面に設け、かつ、前記第２端部材の
   円筒面の周方向に沿つて第３の電極を設け、該第
   ３の電極と摺動する第４の電極を前記第２端部材
   の円筒面と対向する中央部材の他端部円筒面に設
   けるとともに、前記第２の電極と第４の電極との
   間を電気的に接続するケーブルを配設したことを
   特徴とする手首機構。