JPH08141974A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアームの端部にケーブル及びチュー
ブが捩じれないように接続された工業用ロボットを提供
することを目的とする。 【構成】 工業用ロボット１１は、基台１２，旋回ベー
ス１３，第１アーム１４，第２アーム１５，手首部１６
よりなる。第１アーム１４の下端部１４ａの関節構造２
９は、第１アーム１４の下端部１４ａの側面に設けられ
た開口１４ｃに取り付けられており、開口１４ｃに嵌合
固定された環状の取付部材３０に保持されたボールべア
リング３１と、ボールべアリング３１の内輪３１ａに圧
入された円盤状の蓋３２と、ケーブル接続部３３及びチ
ューブ接続部３４を有する接続部材３７と、よりなる。
複数のケーブル２７及びチューブ２８は、一端が旋回ベ
ース１３の上面に接続され、他端が第１アーム１４に対
して相対的に回動するように設けられたケーブル接続部
３３、チューブ接続部３４に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工業用ロボットに係り、
特にアームの端部にケーブル及びチューブを接続するよ
う構成した工業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来よりモータの駆動力により
アーム等の可動部を駆動する工業用ロボットが種々開発
されている。この種の工業用ロボットでは、例えば塗装
工程のように可燃性のシンナを扱う引火性の高い雰囲気
で使用される場合等があるため、モータ等の電気系統で
発生するスパークにより引火することを防止するため、
主に内圧防爆構造が採用されている。

【０００３】この内圧防爆構造では、各モータが内圧防
爆構造とされた内圧容器内に収納され、各内圧容器には
保護気体（例えば空気又は窒素ガス等）を供給するチュ
ーブが接続される。又、制御回路からのケーブルは、各
内圧容器を挿通されて各モータに接続される。そして、
保護気体が供給された内圧容器には、上記チューブを介
して所定圧力の保護気体が供給されており、もしチュー
ブ又はモータの内圧容器が破損して保護気体が外部に漏
洩すると、圧力スイッチにより漏れ発生に伴う圧力低下
が検出される。従って、圧力スイッチが圧力低下を検出
してその検出信号を出力したとき、制御回路はアラーム
を発して作業者に異常発生を報知するとともに、ロボッ
トの動作を停止させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記内圧防爆構造を有
する工業用ロボットでは、回動するアームの基端部にケ
ーブル及びチューブが直接接続されているため、アーム
が駆動されると、ケーブル及びチューブが捩じれたり、
あるいはアームの接続用孔に擦られてケーブル及びチュ
ーブが破損するおそれがあった。

【０００５】又、上記従来の構成では、アームを回動さ
せる際にケーブル及びチューブが捩じれたり、擦られた
りすると、アームを駆動するモータの負荷が増大し、モ
ータの性能低下や寿命の短縮などが発生するといった課
題がある。そこで、本発明は上記課題を解決した工業用
ロボットを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基台上に回動
自在に支持されたアームの回動中心となる基端部の側面
にケーブルとチューブとを接続した工業用ロボットにお
いて、前記アームの基端部に前記アームの基端部の回動
中心と同軸となる回転体を回転自在に設け、前記回転体
に前記ケーブルとチューブとを並列に接続してなること
を特徴とする。

【０００７】

【作用】アームの基端部にアームの基端部の回動中心と
同軸となる回転体を回転自在に設けるとともに、回転体
にケーブルとチューブとを並列に接続することにより、
アーム回動時にケーブル及びチューブが捩じれたり、ア
ームに擦られることを防止する。

【０００８】

【実施例】図１及び図２に本発明になる工業用ロボット
の一実施例を示す。各図中、工業用ロボット１１は多関
節型ロボットであり、大略、基台１２，旋回ベース１
３，第１アーム１４，第２アーム１５，手首部１６より
なる。基台１２内には旋回ベース１３を駆動する旋回駆
動部１９が設けられている。旋回ベース１３は旋回駆動
部１９の駆動力により基台１２上で軸線Ａを中心として
回動する。旋回ベース１３の上面に起立したブラケット
１３ａには、軸線Ａと直交する水平方向の軸線Ｂを中心
に揺動する第１アーム１４の下端部（基端部）１４ａが
回動自在に支承されている。

【０００９】又、ブラケット１３ａの側面には第１アー
ム１４を駆動する第１アーム駆動部２０が設けられてい
る。従って、第１アーム１４はブラケット１３ａにより
片持ち構造で回動自在に支承されており、その分旋回ベ
ース１３の構成が簡略化及び軽量化されている。そのた
め、第１アーム１４を両側から支持する構成よりも旋回
ベース１３の製作及び組立作業が容易に行える。

【００１０】そして、第１アーム１４の上端部（先端
部）１４ｂには、上記軸線Ｂと平行な軸線Ｃを中心とし
て揺動する第２アーム１５が回動自在に支承されてい
る。第２アーム１５の側面には第２アーム１５を駆動す
る第２アーム駆動部２１が設けられている。又、第２ア
ーム１５の先端部１５ａには手首部１６が設けられてお
り、上記第２アーム１５の基端部１５ｂには手首部１６
を駆動する手首駆動部２２が設けられている。手首部１
６は、第２アーム１５の軸線Ｃと平行な軸線Ｄを中心と
して回動する第１ケーシング２３と、軸線Ｄと直交する
軸線Ｅを中心として回動する第２ケーシング２４と、軸
線Ｅと直交する軸線Ｆを中心として回動する軸２５と、
を有する。

【００１１】そして、軸２５には、例えば塗装ガン（図
示せず）等の作業治具が取り付けられる。又、第１アー
ム１４には、コイルバネ２６の一端が連結されており、
コイルバネ２６の他端はブラケット１３ａの上端に連結
されている。従って、第１アーム１４が傾斜するように
回動した場合、コイルバネ２６に引っ張り荷重が作用す
る。そのため、コイルバネ２６は、第１アーム１４が自
重で水平方向に倒れないように付勢する。

【００１２】上記旋回駆動部１９、第１アーム駆動部２
０、第２アーム駆動部２１、手首駆動部２２には駆動用
モータが収納されており、各駆動部１９〜２２は夫々塗
装工程のようなシンナ等が空気中に浮遊する引火性雰囲
気でも安全に作動できるように内圧防爆構造となってい
る。従って、各駆動部１９〜２２のハウジング１９ａ〜
２２ａは、周囲の引火性雰囲気が侵入できないように外
部から遮断された密閉構造とされており、内圧容器とし
て機能する。

【００１３】従って、各駆動部１９〜２２のハウジング
１９ａ〜２２ａには、各駆動用モータを駆動するための
ケーブル２７及びハウジング１９ａ〜２２ａに保護気体
（例えば空気又は窒素ガス等）を供給するチューブ２８
が接続される。ここで、本発明の要部を構成する第１ア
ーム１４の下端部１４ａの関節構造２９について図３及
び図４を併せ参照して説明する。

【００１４】両図中、関節構造２９は、第１アーム１４
の下端部１４ａの側面に設けられた開口１４ｃに取り付
けられており、開口１４ｃに嵌合固定された環状の取付
部材３０に保持されたボールべアリング３１と、ボール
べアリング３１の内輪３１ａに圧入された円盤状の蓋
（回転体）３２と、ケーブル接続部３３及びチューブ接
続部３４を有する接続部材３７と、よりなる。

【００１５】複数（本実施例では２本ずつ）のケーブル
２７及びチューブ２８は、一端が旋回ベース１３の上面
の接続部（図示せず）にナット３５，３６の締め付けに
より接続されている。そして、複数のケーブル２７及び
チューブ２８は、旋回ベース１３の上面から並列に引き
出された他端がケーブル接続部３３、チューブ接続部３
４に接続される。

【００１６】このケーブル接続部３３、チューブ接続部
３４は、ゴム製の接続部材３７に設けられており、例え
ばケーブル２７又はチューブ２８が引っ張られても接続
部材３７が弾性変形してケーブル２７及びチューブ２８
に無理な力が作用しないようになっている。ケーブル２
７はケーブル接続部３３を貫通して第１アーム１４の下
端部１４ａ内に挿入されており、第１アーム駆動部２０
のハウジング２０ａに接続される。さらに、ケーブル２
７が挿通されるケーブル接続部３３は、弾性を有するゴ
ム製であるので、ケーブル２７の外周に密着してケーブ
ル２７の外周を気密にシールするようになっている。
又、チューブ２８が接続されるチューブ接続部３４で
は、チューブ２８の端部が第１アーム１４の下端部１４
ａ内の空間３８に開口するため、チューブ２８を介して
供給された保護気体の供給部となる。

【００１７】上記ケーブル接続部３３、チューブ接続部
３４を有する接続部材３７は、蓋３２の開口３２ａに嵌
合し、且つ開口３２ａを密閉するようにボルト４０によ
り蓋３２に取り付けられている。この蓋３２は、第１ア
ーム１４の下端部１４ａの回転中心となる軸線Ｂと同軸
的となる位置に設けられている。又、蓋３２はボールべ
アリング３１の内輪３１ａに嵌合する環状の嵌合部材３
９にボルト４０により固定されている。従って、蓋３２
はボールべアリング３１の内輪３１ａとともに外輪３１
ｂに対し回動自在に設けられている。

【００１８】尚、外輪３１ｂの側面には、外輪３１ｂが
外側に外れることを防止する環状の押さえ板３９が当接
する。この押さえ板３９は、ボルト４２により取付部材
３０に固定されている。従って、上記のようにケーブル
接続部３３、チューブ接続部３４を有する接続部材３７
が固定された蓋３２には、複数（本実施例では２本ず
つ）のケーブル２７及びチューブ２８が接続されている
が、蓋３２はボールべアリング３１により低摩擦で回転
可能に支承されている。

【００１９】そのため、例え第１アーム１４が第１アー
ム駆動部２０により駆動されて所定角度回動しても複数
のケーブル２７及びチューブ２８が接続された蓋３２
は、ケーブル２７及びチューブ２８が捩じれないように
第１アーム１４の下端部１４ａに対して相対的に回動す
ることができる。よって、第１アーム１４が回動したと
きケーブル２７及びチューブ２８が接続された蓋３２
は、下端部１４ａとともに一体的に回動するのではな
く、ボールべアリング３１の内輪３１ａとともに外輪３
１ｂに対して相対回転する。即ち、ケーブル接続部３
３、チューブ接続部３４を有する接続部材３７及び蓋３
２は、第１アーム１４の回動動作にかかわりなく、見か
け上停止している。そのため、ケーブル接続部３３、チ
ューブ接続部３４に接続されたケーブル２７及びチュー
ブ２８は、第１アーム１４が回動したときに捩じれるこ
とが防止される。

【００２０】又、第１アーム１４が回動したときケーブ
ル２７及びチューブ２８が擦れることも無いため、ケー
ブル２７及びチューブ２８の外皮が摩耗して破損するこ
とも防止できる。よって、第１アーム１４の下端部１４
ａに接続された複数のケーブル２７及びチューブ２８
は、第１アーム１４の回動に伴う捩じれ又は擦れ等によ
り破損が防止されて寿命が延びるとともに、内圧防爆構
造の信頼性を高められる。

【００２１】しかも、ボールべアリング３１によりケー
ブル２７及びチューブ２８が接続された蓋３２が相対的
に回動する際の負荷がかなり低減されているので、第１
アーム１４を駆動する第１アーム駆動部２０の負担が軽
減されているとともに、第１アーム駆動部２０に設けら
れたモータの性能低下や寿命の短縮を防止することがで
きる。

【００２２】尚、上記実施例では、ボールべアリング３
１によりケーブル２７及びチューブ２８が接続された蓋
３２を第１アーム１４に対して回転自在な構成とした
が、これに限らず、要はケーブル２７及びチューブ２８
の端部が第１アーム１４と一体に回転しないように第１
アーム１４に対して相対的に回転できる構成であれば良
い。

【００２３】又、上記実施例では、第１アーム１４の下
端部１４ａの関節構造を一例として説明したが、これに
限らず、他の関節部分にも適用できるのは言うまでもな
い。又、上記実施例では、塗装工程で使用される工業用
ロボットに適用された構成を一実施例として挙げたが、
これ以外の用途に使用される工業用ロボットにも本発明
を適用することができるのは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、アームの
基端部にアームの基端部の回動中心と同軸となる回転体
を回転自在に設けるとともにケーブルとチューブとを回
転体に並列に接続するため、アームが所定角度回動して
もケーブル及びチューブが接続された回転体がアームに
対して相対的に回動し、回転体に接続されたケーブル及
びチューブがアームの回動により捩じれることを防止で
きる。又、アームが回動したときケーブル及びチューブ
が擦れることを防止できるため、ケーブル及びチューブ
が摩耗して破損することも防止でき、アームに接続され
たケーブル及びチューブの寿命を延ばすとともに、内圧
防爆構造の信頼性を高めことができる。しかも、アーム
を駆動するモータの負担を軽減してモータの性能低下や
寿命の短縮を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる工業用ロボットの一実施例の斜視
図である。

【図２】工業用ロボットの側面図である。

【図３】第１アームの下端部を拡大して示す側面図であ
る。

【図４】第１アームの下端部の関節構造を説明するため
一部切截縦断面図である。

【符号の説明】

１１ 工業用ロボット １３ 旋回ベース １４ 第１アーム １５ 第２アーム １６ 手首部 １９ 旋回駆動部 ２０ 第１アーム駆動部 ２１ 第２アーム駆動部 ２２ 手首駆動部 ２３ 第１ケーシング ２４ 第２ケーシング ２５ 軸 ２７ ケーブル ２８ チューブ ２９ 関節構造 ３０ 取付部材 ３１ ボールべアリング ３２ 蓋 ３３ ケーブル接続部 ３４ チューブ接続部 ３７ 接続部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に回動自在に支持されたアームの
   回動中心となる基端部の側面にケーブルとチューブとを
   接続した工業用ロボットにおいて、 前記アームの基端部に前記アームの基端部の回動中心と
   同軸となる回転体を回転自在に設け、 前記回転体に前記ケーブルとチューブとを並列に接続し
   てなることを特徴とする工業用ロボット。