JPH0627348Y2 - 流体通路内蔵手首を備える産業用ロボット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、流体通路を内蔵した手首を備える産業用ロボ
ツトに関する。

従来の技術 産業用ロボツトを用いてシーリング作業を行う場合、そ
の産業用ロボツトとワークとの干渉を避けるため、でき
るだけ小形の手首が要求される。この手首の構造を小形
に構成しても、その手首の先端部に取付けられるシーリ
ングガンにシーラ剤および圧縮空気などを供給する可撓
管が、大きなデツドスペースまたは占有空間を生むの
で、手首の小形化および産業用ロボツトのスリムさが生
かされない。

典型的な先行技術は、第８図に示されている。このシー
リング作業を行う産業用ロボツトでは、基台１上に、ア
ーム２が軸３のまわりに前後に角変位可能に設けられ、
このアーム２にはもう１つの軸４のまわりに上下に角変
位可能なアーム５が設けられる。モータ６によつてアー
ム５は軸７のまわりに旋回可能である。アーム５の先端
部に取付けられている手首８にはシーリングガン９が装
着される。このシーリングガン９には、シーラ剤および
圧縮空気を供給する可撓管１０が参照符１１で示す範囲
において大きく弛ませて設けられ、この可撓管１０はア
ーム５に沿つて巻付けられ、アーム２側に延びる手首
８、したがつてシーリングガン９はアーム５に対して３
自由度で角変位可能に構成される。

このような第８図に示される先行技術では、可撓管１０
の可動範囲１１がデツドスペースとなる。この可動範囲
１１内にワークが存在すると、その可撓管１０がワーク
に接触して干渉し、可撓管１０が破損するおそれがあ
る。

他の先行技術は、たとえば特開昭６１−３３８８７に開
示されている。この先行技術では、複数の中空管を同心
構造に重設し、これら中空管の両端部に回転伝動歯車を
回転可能に保持させた中空ロボツトアームの一端をロボ
ツト関節部に結合し、また他端を中空構造手首に結合す
るように構成し、中空ロボツトアームの内部の中空室を
配管用の空間として利用する。

このような先行技術では、アームの全長にわたつてシー
ラ剤を輸送するためなどの管を内蔵しているので、スペ
ース的にも、加工上も、せいぜい１本の管しか内蔵する
ことができず、それ以上の本数の管は、アームの外部に
沿つて配置する必要があり、そのようにすれば前述の先
行技術と同様な問題が生じる。

またこの先行技術では、管がアームに複雑に折れ曲がっ
て内蔵されるので、管の保守点検作業が困難となり、特
にシーラ剤が固形化しやすい材質の場合などには、その
管内を洗浄することが困難であるという問題がある。

考案が解決すべき課題 本考案の目的は、前述の先行技術における可撓管が生じ
る大きなデツドスペースを必要とせず、しかも複数の流
体を個別に輸送することができるようにした産業用ロボ
ツトの流体通路内蔵手首を提供することである。

課題を解決するための手段 本考案は、流体通路内蔵手首を備える産業用ロボツトに
おいて、 流体通路内蔵手首は、第１軸２１に同軸に設けられる中
心軸２６と、 中心軸２６の基端部に着脱可能に固定され、第１軸２１
に垂直な第２軸２０に同軸に延びる接続用軸２７と、 中心軸２６に第１軸２１のまわりに回転自在に、かつ中
心軸２６を着脱可能に外嵌される先端部材２２と、 接続用軸２７に第２軸２０のまわりに回転自在に、かつ
接続用軸２７を着脱可能に外嵌される接続部材２８と、 接続用軸２７と、先端部材２２と、接続部材２８とを相
互に回転自在に支持する手首本体１５とを含み、 中心軸２６と接続用軸２７とにわたってＬ字状に屈曲し
た通路が形成され、この通路の両端部は、中心軸２６と
接続用軸２７との外周面にそれぞれ形成された開口端に
連なり、 先端部材２２と、接続部材２８とには、前記各開口端に
連なる環状凹溝と、この環状凹溝にそれぞれ連なる接続
口８３，７９とが形成され、 手首本体１６の基端部が、第１軸２１を含みかつ第２軸
２０に垂直な平面内で、第２軸２０に垂直な第３軸１８
を有するアーム１７に固定され、 アーム１７内には、第３軸１８を有する駆動軸２３と、
その駆動軸２３が同軸に挿通する駆動部材１２０とが、
第３軸１８のまわりに回転自在に設けられ、 駆動軸２３によって先端部材２２が第１軸２１のまわり
に回転駆動され、駆動部材１２０によって先端部材２２
が第２軸２０のまわりに回転駆動され、 アーム１７の外周に、可撓管９１が緩やかに巻付けら
れ、接続部材２８の接続口７９に接続されることを特徴
とする流体通路内蔵手首を備える産業用ロボツトであ
る。

作用 本考案に従えば、手首本体はアームなどに固定され、こ
の手首本体に回転自在に支持されている接続部材の接続
口に、可撓管などの管を接続する。この管からの流体
は、接続部材の前記接続口から環状凹溝を経て、接続用
軸と中心軸とにわたって形成されているＬ字状の通路を
経て流れ、その中心軸の開口端から先端部材の環状凹溝
を経て、その先端部材に形成されている接続口に導か
れ、あるいは、この逆方向に流れる。したがって先端部
材が第１軸のまわりに回転したとき、ならびに中心軸お
よび接続用軸が第２軸のまわりに回転したときには、接
続部材の接続口に接続されている管は変位しない。こう
して前述の先行技術における管が必要とする大きなデツ
ドスペースを生ぜず、また複数の通路を個別に形成する
ことが可能となる。こうしてロボツトの手首の小形化お
よび産業用ロボツトのスリムさを生かすことが可能にな
る。

またこの中心軸と接続用軸とにわたつて形成される通路
はＬ字状に屈曲しており、したがつて通路の形状が単純
であり、このことによつて、管の保守点検が容易とな
り、シーラ剤が固形化しやすい材質の場合などにおいて
も、管内の通路の洗浄などを容易に行うことが可能とな
る。

実施例 第１図は本考案の一実施例の手首１５の断面図であり、
第２図はその手首１５の平面図であり、第３図はその手
首１５の底面図である。この手首１５の手首本体１６
は、アーム１７のスイベル軸１８のまわりに回転する外
筒１９に固定される。このアーム１７は、外筒１９と、
この外筒１９に同軸に設けられるベンド軸２０のための
筒状の駆動部材１２０と、この駆動部材１２０上に同軸
に挿通されツイスト軸２１のまわりに先端部材２２を駆
動する駆動軸２３とを有する。

スイベル軸１８は、ツイスト軸２１を含みかつベンド軸
２０に垂直な平面内で、そのベンド軸２０に垂直であ
る。

第４図は、先端部材２２の第１図における左方から見た
正面図である。この先端部材２２は、取付片２３によつ
て回転筒２４に固定される。先端部材２２と回転筒２４
とには、軸受２５によつてツイスト軸２１のまわりに回
転可能にして中心軸２６が挿通される。この中心軸２６
の基端部（第１図の右方の端部）には、接続用軸２７が
固定される。

第５図は、中心軸２６と接続用軸２７との分解斜視図で
ある。中心軸２６はツイスト軸２１に同軸である。接続
用軸２７は、ツイスト軸２１に垂直なベンド軸２０に同
軸に延びる。接続用軸２７には、ベンド軸２０のまわり
に回転自在に接続部材２８が外嵌される。回転筒２４は
軸受２９によつて支持部材３０に支持される。この支持
部材３０には、軸受３１，３２によつて接続部材２８が
支持される。支持部材３０は、ボルト３３によつて接続
用軸２７に固定される。この支持部材３０は、軸受３
４，３５によつて手首本体１６に回転自在に支持され
る。

第６図は、接続用軸２７と接続部材２８とを示す簡略化
した斜視図である。軸受３２の外輪の外径は、軸受３１
の外輪の外径よりも小さく形成されている。軸受３１の
外輪３１ａは、支持部材３０に形成された段差３６と、
この支持部材３０から着脱可能な軸受抑え３７によつて
挟持される。軸受３１の内輪３１ｂは、接続部材２８に
形成された段差３８と、その接続部材２８に取付けられ
た軸受抑え３９とによつて挟持される。接続用軸２７に
は、その軸線方向に平行な取付用ボルト４０が挿通し、
このボルト４０は中心軸２６の基端部４１に形成された
内ねじ４２に螺合し、こうして前述のように基端部４１
と接続用軸２７とが固定される。取付ボルト４０を基端
部４１の内ねじ４２から外すとともに、軸受抑え３７を
支持部材３０から取外すことによつて、第６図に示され
るように接続用軸２７と、接続部材２８とを軸受３１，
３２とともに支持部材３０から抜き出すことが可能であ
る。これによつて後述のように洗浄などの保守が容易と
なる。

手首本体１６には、接続部材２８が挿通するカバー４３
と、ケース４４とが着脱自在に取付けられる。接続用軸
２７および接続部材２８を前述のように支持部材３０か
ら取出す際には、カバー４３を手首本体１６から予め取
外しておく。

駆動部材１２０は軸受４５によつて手首本体１６に支持
されている。この駆動部材１２０の端部には傘歯車４６
が取付けられている。この傘歯車４６は、軸線１８に垂
直な回転軸線を有する傘歯車４７に噛合う。傘歯車４７
は、軸受４８によつて手首本体１６に支持される。傘歯
車４７には歯車４９が固定される。この歯車４９は、手
首本体１６に軸受５０によつて支持されている歯車５１
に噛合う。歯車５１は、支持部材３０に一体的である歯
車５２に噛合う。こうして駆動部材１２０が回転するこ
とによつて、接続用軸２７および中心軸２６は、ベンド
軸２０のまわりに回転することができる。

駆動軸２３は、軸受５３によつて駆動部材１２０と相互
に回転自在に支持される。この駆動軸２３には傘歯車５
４が固定されており、この傘歯車５４は軸線１８に垂直
な回転軸線を有する傘歯車５５に噛合う。傘歯車５５の
軸５６は、軸受５７によつて手首本体１６に支持され
る。回転軸５６に固定されているプーリ５８と、ベンド
軸２０に同軸のもう１つのプーリ５９との間には、無端
状の歯付ベルト６０が巻掛けられており、このベルト６
０に接触するアイドラ６１は手首本体１６に支承され
る。プーリ５９の軸６２は軸受６３によつて支持部材３
０に回転自在に支持される。この回転軸６２は減速機６
４の入力軸に連結される。減速機６４の出力軸は傘歯車
６５に連結される。この傘歯車６５は回転筒２４に形成
されている傘歯車６６に噛合う。減速機６４は、軸受６
８によつて支承される。こうして駆動軸２３の動力は、
傘歯車５４，５５、ベルト６０、減速機６４および傘歯
車６５，６６を介して先端部材２２に伝達され、この先
端部材２２がツイスト軸２１のまわりに回転駆動され
る。

さらにまたアーム１７の外筒１９が、軸線１８であるス
イベル軸のまわりに回転されて手首本体１６が回転され
る。

中心軸２６には、その軸線であるツイスト軸２１に平行
であつて、かつそのツイスト軸２１からずれた位置に通
路１６８が形成されている。この通路１６８はたとえば
ドリルによつて穿孔され、基端部４１寄りで栓６９によ
つて閉塞される。通路１６８は半径方向に延びる通路７
０によつてその外周面に形成された開口端７１に連な
る。基端部４１にはまた、通路１６８に連なる半径方向
に延びる通路７２が形成される。

接続用軸２７には、その軸線であるベンド軸２０に平行
であつて、かつベンド軸２０からずれた位置に通路７３
が形成される。この通路７３は接続用軸２７の遊端部で
栓７４によつて閉塞される。通路７３と通路７２とは、
基端部４１に接続用軸２７がボルト４０を用いて固定さ
れた状態において、相互に連通する。こうして通路１６
８と通路７２，７３とはＬ字状に屈曲して連なる。これ
らの通路１６８，７２，７３は、シーラ剤を輸送するた
めに用いられる。基端部４１の端面には通路７２を囲ん
でＯリング９６が設けられており、このＯリング９６が
接続用軸２７の端面９７に当接し、これによつて通路７
２，７３が気密に連通される。また圧縮空気を供給する
ための通路が同様に形成されており、対応する部分には
添字ａ，ｂを付して示す。接続用軸２７の通路７３は、
その遊端部付近において通路７５を介して開口端７６に
連なる。開口端７６，７６ａ，７６ｂは接続用軸２７の
軸線方向にずれて配置される。

接続部材２８の内周面には接続用軸２７に形成されてい
る開口端７６，７６ａ，７６ｂに個別的に対応して環状
凹溝７７，７７ａ，７７ｂが形成される。環状凹溝７７
は接続部材２８内に形成された通路７８を介して接続口
７９に連なる。また同様にして環状凹溝７７ａ，７７ｂ
は接続口７９ａ，７９ｂに連なる。これらの環状凹溝７
７，７７ａ，７７ｂに関連して気密性を確保するＯリン
グ８０が設けられる。

先端部材２２の内周面には、中心軸２６に形成されてい
る開口端７１，７１ａ，７１ｂに個別的に対応して軸線
方向にずれて形成された環状凹溝８１，８１ａ，８１ｂ
が形成される。この環状凹溝８１は先端部材２２に形成
された通路８２を介してその外周面に形成された接続口
８３に連なる。環状凹溝８１ａ，８１ｂは、先端部材２
２の端面に形成された接続口８３ａ，８３ｂに連なる。

第７図は、手首１５が備えられた産業用ロボツトの側面
図である。この産業用ロボツトは、基本的には、軸９０
のまわりに左右に角変位可能な基台８５上に、軸９０に
直交し水平な軸８６まわりにアーム８７が前後に角変位
可能に設けられ、このアーム８７の上部には水平な軸８
８のまわりに上下に角変位可能なアーム１７が設けられ
る。

接続部材２８の接続口７９に接続される可撓性を有する
シーラ剤輸送用可撓管９１はアーム１７の外周に緩やか
に巻付けられて、そのアーム１７に沿つて配置される。
先端部材２２に固定されるシーリングガン９２には接続
口８３からシーラ剤が供給される。圧縮空気を輸送する
ための可撓管もまた同様にして接続口７９ａ，７９ｂに
接続され、先端部材２２の接続口８３ａ，８３ｂから供
給される。このようにして手首１５の先端部材２２がツ
イスト軸２１のまわりに動くとき、および中心軸２６お
よび接続用軸２７がベンド軸２０のまわりに動くとき、
接続部材２８に連結されている可撓管９１は全く動かな
い。したがつて手首１５にワークが接触しないようにす
るためのデツドスペースは前述の先行技術に比べて大幅
に減少され、本件手首１５の適用範囲が大幅に広がり、
狭い場所で本件手首１５を適用しても、ワークの干渉に
よる可撓管９１の損傷の心配がなくなる。

アーム１７の外筒１９が軸線１８のスイベル軸のまわり
に動くとき、可撓管９１はその外筒１９の動きに伴つて
動くけれども、この可撓管９１はアーム１７の外周に巻
付けられているので、その可撓管９１が作業時に大きな
デツドスペースを生むことはなく、したがつてその可撓
管９１をアーム１７に内蔵する必要はない。

シーラ剤を供給せずに使用しないときには、第６図に示
されるように接続用軸２７と接続部材２８と軸受３１，
３２とを支持部材３０から取出して、通路７３などの洗
浄を行うことができる。また支持部材３０に第１図に示
されるようにボルト９４によつて着脱自在に取付けられ
ている端板９５を取外すことによつて、中心軸２６と回
転筒２４と、軸受２９とを支持部材３０から外部に取出
すことができ、これによつて中心軸２６の通路１６８な
どの洗浄を行うことができる。このような洗浄時には栓
６９，７４などを取外し、圧縮空気を吹込むようにすれ
ばよい。

考案の効果 以上のように本考案によれば、前述の先行技術における
可撓管が必要とする大きなデツドスペースを、本考案で
は生ぜず、複数の流体を個別に容易に輸送することが可
能となり、手首の小形化および産業用ロボツトのスリム
さを生かすことが可能になるとともに、中心軸と接続用
軸とにわたつて形成された通路をＬ字状に屈曲して形成
することによつて、その通路の洗浄などの保守が容易と
なる。

特に本考案によれば、アーム１７には複数の可撓管９１
を配置し、先端部材２２に複数の各流体を供給すること
ができる。

しかも本考案では、中心軸２６と接続用軸２７とは着脱
可能であり、また中心軸２６と先端部材２２とは着脱可
能であり、さらに接続用軸２７と接続部材２８とは着脱
可能であり、このような構成によつて、中心軸２６と接
続用軸２７との通路を洗浄することが容易であり、シー
ラ剤および塗料などを輸送するとき、洗浄が容易であ
り、メンテナンス性が優れている。しかも流体を輸送す
る必要がないときには、中心軸２６および接続用軸２７
を取外しておけばよく、このときであつても、手首とし
て使用することができる。

しかも本考案では、先端部材２２が第１軸２１のまわり
に動くとき、ならびに中心軸２６および接続用軸２７が
第２軸２０のまわりに動くとき、接続部材２８の接続口
７９に接続されている可撓管９１は全く動かない。した
がつて手首にワークが接触しないようにするためのデツ
ドスペースは、前述の先行技術に比べて大幅に減小さ
れ、本件手首の適用範囲が大幅に広がり、狭い場所で本
件手首を適用しても、ワークの干渉による可撓管９１の
損傷の心配がなくなるという優れた効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の手首１５の断面図、第２図
はその手首１５の平面図、第３図はその手首１５の底面
図、第４図は先端部材２２の第１図における左方から見
た正面図、第５図は中心軸２６と接続用軸２７との分解
斜視図、第６図は接続用軸２７と接続部材２８とを示す
簡略化した斜視図、第７図は手首１５が備えられた産業
用ロボツトの側面図、第８図は先行技術の側面図であ
る。 １５…手首、１６…手首本体、１７…アーム、１９…外
筒、１２０…駆動部材、２２…先端部材、２３…駆動
軸、２６…中心軸、２７…接続用軸、２８…接続部材、
６８，７１，７２，７３，７５…通路、７６，７１…開
口端、７７，８１…環状凹溝、７９…接続口、９１…可
撓管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−274896（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−109994（ＪＰ，Ａ) 実公 昭59−17589（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体通路内蔵手首を備える産業用ロボツト
   において、 流体通路内蔵手首は、第１軸２１に同軸に設けられる中
   心軸２６と、 中心軸２６の基端部に着脱可能に固定され、第１軸２１
   に垂直な第２軸２０に同軸に延びる接続用軸２７と、 中心軸２６に第１軸２１のまわりに回転自在に、かつ中
   心軸２６を着脱可能に外嵌される先端部材２２と、 接続用軸２７に第２軸２０のまわりに回転自在に、かつ
   接続用軸２７を着脱可能に外嵌される接続部材２８と、 接続用軸２７と、先端部材２２と、接続部材２８とを相
   互に回転自在に支持する手首本体１５とを含み、 中心軸２６と接続用軸２７とにわたつてＬ字状に屈曲し
   た通路が形成され、この通路の両端部は、中心軸２６と
   接続用軸２７との外周面にそれぞれ形成された開口端に
   連なり、 先端部材２２と、接続部材２８とには、前記各開口端に
   連なる環状凹溝と、この環状凹溝にそれぞれ連なる接続
   口８３，７９とが形成され、 手首本体１６の基端部が、第１軸２１を含みかつ第２軸
   ２０に垂直な平面内で、第２軸２０に垂直な第３軸１８
   を有するアーム１７に固定され、 アーム１７内には、第３軸１８を有する駆動軸２３と、
   その駆動軸２３が同軸に挿通する駆動部材１２０とが、
   第３軸１８のまわりに回転自在に設けられ、 駆動軸２３によつて先端部材２２が第１軸２１のまわり
   に回転駆動され、駆動部材１２０によつて先端部材２２
   が第２軸２０のまわりに回転駆動され、 アーム１７の外周に、可撓管９１が緩やかに巻付けら
   れ、接続部材２８の接続口７９に接続されることを特徴
   とする流体通路内蔵手首を備える産業用ロボツト。