JPH1034588A - 工業用ロボットの配線ケーブル支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工業用ロボットにおいて配線ケーブルの撓み
や捩りによる損傷を防ぐ配線ケーブル支持装置の提供 【解決手段】 配線ケーブル支持装置は、外周面に円周
溝が形成され、且つ工業用ロボットの相対回動域での回
動軸線に配線されたケーブルの外周面を保持し得るケー
ブル保持部材とケーブル保持部材の円周溝に係合し得る
円弧状切欠部が先端縁に形成され、基端部が工業用ロボ
ットの構体内の配線ケーブル取付け箇所に固着され得る
弾性板材で形成された一対の取付部材とより構成された
第１ブラケット、並びに工業用ロボットの構体内で配線
ケーブルの外周面を保持し得るケーブル保持部材と、先
端部がケーブル保持部材に固着され、基端部が配線ケー
ブル取付け箇所に固着され得る弾性板材で形成された取
付部材とより構成された第２ブラケットを備え、相対回
動する各部に配線取付けられた配線ケーブルに捩りや引
張りが加えられても、取付位置が変位可能・傾き可能で
あるため、撓みない配線時の張力に大きな変動が生じな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工業用ロボット
のケーブル支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業用ロボットの旋回軸における配線ケ
ーブルの取り廻しは、旋回軸の旋回での配線ケーブルへ
の応力の掛り方により、曲げ方式と捩じり方式とに大別
される。そして、従来の技術における曲げ方式の取り廻
しとしては、例えば特開昭６１−２７４８９７号公報に
記載のものや実公昭６２−５９１２号公報に記載のもの
がある。

【０００３】特開昭６１−２７４８９７号公報に記載の
ものは、旋回ボディの旋回軸線を中心としたドーナツ状
空間を固定ボディに形成し、そのドーナツ状空間内に半
径方向に重なるように屈曲されて収納され、一端が固定
ボディに他端が旋回ボディに夫々取り付けられた可撓性
支持体に配線ケーブルを沿わせて取り付けている。そし
て旋回ボディの旋回に伴って屈曲部がドーナツ状空間内
で移動するようになっている。

【０００４】実公昭６２−５９１２号公報に記載のもの
は、固定部と旋回部との間で軸線方向に重なるったよう
に屈曲され、且つ旋回部の旋回軸線を中心とした円弧状
に湾曲され、一端が固定部に他端が旋回部に夫々取り付
けられた可撓性支持体に配線ケーブルを沿わせて取り付
けている。そして、旋回部の旋回に伴って屈曲部が円弧
に沿って移動するようになっている。

【０００５】又、捩じり方式の取り廻しとしては、例え
ば図９に示すものがある。側方に開口部１ａが開口した
中空部１ｂが形成された基台１の上には、中空体の旋回
台２が直立軸線Ｌ1 回りに回転自在に載置され、旋回台
２は、基台１に装置されたモータ３’により減速機４’
を介して回動されるようになっている。旋回台２には、
第１腕５の基部が水平軸線Ｌ2 回りに回転自在に支持さ
れモータにより旋回されるようになっている。

【０００６】基台１の周面の開口部１ａから内部空間に
嵌挿され、基台１の底面を直立軸線Ｌ1 に向って半径方
向に伸びた配線ケーブル２０は、直立軸線Ｌ1 付近でブ
ラケット５１により内部空間の底面に固定された上、直
立軸線Ｌ1 に一致するように直角に曲げられて、直立し
て旋回台２の内部空間内に入り、旋回台２の内部空間上
面において再び直角に曲げられて、直立軸線Ｌ1 付近で
ブラケット５２により固定された上、水平に取り廻され
る。従って、旋回台２が直立軸線Ｌ1 回りで回動すると
き、ブラケット５１による固定保持点とブラケット５２
による固定保持点との間の直立軸線Ｌ1 上で配線ケーブ
ル２０は捩じられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−２７４８
９７号公報に記載のものや実公昭６２−５９１２号公報
に記載のものは、配線ケーブルの曲げ半径が大きいため
ロボット自体が大きくなる（特開昭６１−２７４８９７
号公報に記載のものにおいては、特に幅方向に大きくな
り、実公昭６２−５９１２号公報に記載のものにおいて
は、特に高さ方向に大きくなる）と共に、部品点数が多
くなり、コスト高に繋がる問題がある。

【０００８】又、図９に示す従来の技術のものは、組付
けの際の配線ケーブルに加える張力の設定作業が難しい
という問題がある。即ち、張力が強過ぎると捩じれによ
って配線ケーブルが断線する恐れがあり、逆に張力が弱
過ぎると撓みが生じ、他の部材との干渉や接触摩擦が問
題となる。

【０００９】配線ケーブルをとぐろ状にして上記の問題
を解決した形式もあるが、配線ケーブルの設置スペース
が増大する問題が生じる。特に基台内にとぐろ状の配線
ケーブルを存在させるために、基台内面にリブを形成さ
せることが難くなり、基台の強度に影響を及ぼす。又、
この形式は、ロボットを床置き使用する場合はよいが、
天吊り使用する場合には適用不能である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の工業用ロボッ
トの配線ケーブル支持装置は、工業用ロボットの相対回
動域での回転軸線上に配設されたケーブルの外周面を保
持し得る第１の保持部材と、先端が前記第１のケーブル
保持部材に取り付けられ基端部が工業用ロボットの相対
回転する一方の部材の配線ケーブル取付け箇所に取り付
けられる弾性板で形成された取付部材とより構成される
第１ブラケット、並びに工業用ロボットの相対回動域で
の回転軸線上に配設されたケーブルの外周面を保持し得
る第２の保持部材と、先端が前記第２のケーブル保持部
材に取り付けられ基端部が工業用ロボットの相対回転す
る他方の部材の配線ケーブル取付け箇所に取り付けられ
る弾性板で形成された取付部材とより構成される第２ブ
ラケットを備えている。そして、第１ブラケット及び第
２ブラケットの少なくとも一方において、ケーブル保持
部材は外周面に円周溝が形成され、取付部材の先端縁は
前記ケーブル保持部材の円周溝に係合し得る円弧状切欠
部が形成されている。

【００１１】工業用ロボットにおいて互に相対回動する
各部（基台、旋回台、各段の回動腕、及び手首部）に第
１ブラケット及び第２ブラケットにより撓みなく適正な
張力で組付けられた配線ケーブルは、各部の相対回動に
おいて２箇所のブラケット間で捩りや引張りが加えられ
ても、２箇所のブラケットにおける取付位置が上記のよ
うに変位可能・傾き可能であるため、適切に設定された
配線時の張力に大きな変動が生じない。

【００１２】

【発明の実施の形態】先ず、この発明の実施の形態にお
ける工業用ロボットの配線ケーブル支持装置が適用され
る工業用ロボットの一例を図１、図２、図７及び図８に
従って説明する。なお、上下・水平方向は、図７におけ
る方向とする。直径方向で開口部１ａ，１ａが開口した
中空部１ｂが形成された基台１の上には、中空体の旋回
台２が直立軸線Ｌ1 回りに回転自在に載置され、旋回台
２は、内蔵された第１モータ３により内蔵された第１減
速機４を介して回動されるようになっている。

【００１３】旋回台２の側面には、第１腕５の基部の側
面が第２減速機６を介して係合し、第１腕５の基部は、
水平軸線Ｌ2 回りに回転自在に支持され、中空体の第１
腕５は、旋回台２に内蔵された第２モータ７により第２
減速機６を介して旋回されるようになっている。第１腕
５の先端部の側面には、第２腕８の基部の側面が第３減
速機９を介して係合し、第２腕３の基部は、水平軸線Ｌ
2 と平行な水平軸線Ｌ3 回りに回転自在に支持され、中
空体の第２腕８は、第２腕８に内蔵された第３モータ１
０により第３減速機９を介して旋回されるようになって
いる。

【００１４】第２腕８の先端部に取り付けられている手
首部１１は、第２腕８の先端部に第２腕８の軸線Ｌ4 回
りに回転自在に取り付けられ、軸線Ｌ4 方向に伸びた管
状の基部１１ａ、基部１１ａの先端部に軸線Ｌ4 と直交
する軸線Ｌ5 回りに回転自在に取り付けられた中空体の
中間部１１ｂ及び中間部１１ｂに軸線Ｌ5 と直交する軸
線Ｌ6 回りに回転自在に取り付けられた管状の工具取付
部１１ｃ（中心軸線Ｌ6 ）から構成されている。手首部
１１の基部１１ａ、中間部１１ｂ及び工具取付部１１ｃ
は、夫々の回転軸線Ｌ4 、Ｌ5 、Ｌ6 回りに第２腕８に
内蔵された夫々の第４モータ１２、第５モータ１３及び
第６モータ１４により回転駆動されるようになってい
る。

【００１５】基台１の周面には、開口部１ａ，１ａと９
０度位相がずれて第１コネクタ１５が設けられ、旋回台
２の中空部には第２コネクタ１６が設けられ、第２腕８
の中空部には第３コネクタ１７が設けられている。そし
て、第１コネクタ１５には、外部装置からの配線ケーブ
ル（図示しない）が接続され、第１コネクタ１５と第２
コネクタ１６とは基台１及び旋回台２の中空部に嵌挿さ
れている第１配線ケーブル２０ａで接続され、第２コネ
クタ１６と第３コネクタ１７とは旋回台２の中空部、第
１腕５内及び第２腕８内に嵌挿されている第２配線ケー
ブル２０ｂで接続されている。第１モータ３及び第２モ
ータ７は、図示しない配線ケーブルで第２コネクタ１６
と接続され、第３乃至第６モータ（１０，１２，１３，
１４）は、図示しない配線ケーブルで第３コネクタ１７
と接続されている。

【００１６】例えば図１に示すように、第１コネクタ１
５からの第１配線ケーブル２０ａは、基台１の内部空間
において、基台１の底面を直立軸線Ｌ1 に向って半径方
向に伸び、直立軸線Ｌ1 に一致するように直角に曲げら
れて直立し、後に述べる第１ブラケット３０で支持され
て基台１の底面に取り付けられる。そして、直立軸線Ｌ
1 上を上方の旋回台２内に伸び、旋回台２の内部空間に
おいて、後に述べる第２ブラケット４０で支持されて内
部空間側面に取り付けられ、内部空間頂面で直角に曲げ
られ水平方向に伸び、第２コネクタ１６に接続される。

【００１７】第２コネクタ１６からの第２配線ケーブル
２０ｂは、旋回台２の内部空間において、水平軸線Ｌ2
に一致するように下方で反転して第１腕５の基部内に伸
び、直角に曲げられて直立し、第１腕５の内部空間内で
後に述べる第２ブラケット４０で支持されて内部空間側
面に取付けられ、同空間内を上方に伸び、第１腕５の先
端で再び第２ブラケット４０で支持されて内部空間側面
に取り付けられる。そして、第１腕５の先端内部空間内
で水平軸線Ｌ3 に一致するように直角に曲げられて第２
腕８の基部内に伸び、第２腕８の内部空間内で第２ブラ
ケット４０で支持されて内部空間側面に取付けられた
上、反転するように曲げられ第３コネクタ１７に接続さ
れている。

【００１８】そこで、この発明の実施の形態における工
業用ロボットの配線ケーブル支持装置、即ち第１ブラケ
ット３０及び第２ブラケット４０を図面に従って説明す
る。第１ブラケット３０は、図３及び図４に示すように
配線ケーブルに固着される一対の第１取付部材３１，３
１とハウジングに固着される一対の第２取付部材３２，
３２とから構成されている。

【００１９】各第１取付部材３１は、内周面が配線ケー
ブル２０の外周面に略当接し得、外周面には両端部にお
いて半円周溝３１ａ，３１ａが形成された半円筒状部分
３１ｂと両半円周溝３１ａ，３１ａ間において半円筒状
部分３１ｂの両側縁から半径方向に突出した耳部３１
ｃ，３１ｃとで形成されており、２つの第１取付部材３
１，３１が後記のように組合わされたとき、対向する耳
部３１ｃ，３１ｃを貫通するように、各耳部３１ｃに
は、ボルト孔が穿設されている。

【００２０】一対の第１取付部材３１，３１の半円筒状
部分３１ｂ，３１ｂで配線ケーブル２０の外周面の略全
周を囲い、対向する一対の第１取付部材３１，３１の耳
部３１ｃ，３１ｃのボルト孔にボルト３３ａ，３３ａが
嵌挿され、ナット３３ｂ，３３ｂがねじ込まれ、配線ケ
ーブル２０の適宜の位置に第１取付部材３１，３１が固
着される。

【００２１】各第２取付部材３２は、段差のある平面部
３２ａ，３２ｂとを直立部３２ｃで接続した２重鉤型に
形成された板ばねであり、一方の平面部３２ａの先端縁
には第１取付部材３１の半円周溝３１ａに係合される半
円形切欠部３２ｄが形成され、他方の平面部３２ｂの先
端部にはボルト孔３２ｅ，３２ｅが穿設されている。

【００２２】一方の第２取付部材３２の平面部３２ａの
半円形切欠部３２ｄ先端縁を第１取付部材３１の一方の
半円周溝３１ａに係合し、他方の第２取付部材３２の平
面部３２ａの半円形切欠部３２ｄを第１取付部材３１の
他方の半円周溝３１ａに係合し、その上、各第２取付部
材３２のボルト孔３２ｅ，３２ｅにボルト３４，３４を
嵌挿し、ハウジングの適宜の箇所に穿設されたねじ穴に
ねじ込むことにより、第２取付部材３２，３２、即ち、
配線ケーブル２０は、ハウジングに取り付け支持され
る。

【００２３】２つの第２取付部材３２，３２における直
立部３２ｃの高さには差があり、その差は、例えば、第
１取付部材３１の２つの半円周溝３１ａ，３２ａの間隔
に相当し、それにより、２つの第２取付部材３２，３２
は、ハウジングの同一平面上に固着され得る。又は、２
つの第２取付部材３２，３２における直立部３２ｃの高
さを個別に適宜の高さにすることによりハウジングの段
差面に固着することもできる。

【００２４】板ばねである第２取付部材３２，３２の弾
性撓みにより、一対の第１取付部材３１，３１で把持さ
れた配線ケーブル２０の軸線方向の多少の変位及び傾き
が許される。そして、ハウジングへのケーブル取付けに
おいて、第２取付部材３２，３２の可撓性と相俟って、
配線ケーブル２０を把持した第１取付部材３１，３１に
対し各第２取付部材３２の半円形切欠部３２ｄを係合さ
せて第２取付部材３２をハウジングの所定位置に取り付
けるので、狭い開口・空間においても作業が容易であ
る。

【００２５】特に、基台１へのブラケットの取付けに際
して、基台１の中空部１ｂは非常に狭い空間であるの
で、従来は、クレーンによりロボット本体を持ち上げ、
下側から固定作業を行っており、非常に作業性が悪いも
のであったのに対し、この発明の支持装置は、第２取付
部材３２を基台１の開口部１ａに近い位置に取り付ける
ことが可能であり、基台１の開口部１ａから作業が可能
となるので、クレーンによりロボット本体を持ち上げる
必要がなくなり作業性が向上する。

【００２６】第２ブラケット４０は、図５及び図６に示
すように配線ケーブル２０に固着される第１取付部４１
とハウジングに固着される第２取付部４２とが一体的に
なって構成されている。第１取付部４１は、配線ケーブ
ル２０の外周面に外接する平面部４１ａと、平面部４１
ａの一側縁に続いて配線ケーブル２０の外周面に当接す
るよう湾曲した鞍状部４１ｂと、更に鞍状部４１ｂに続
いて平面部４１ａの他側縁部と対向する平坦な耳部４１
ｃとから形成され、対向する平面部４１ａの他側縁部と
耳部４１ｃとを貫通するように、平面部４１ａの他側縁
部と耳部４１ｃとには、ボルト孔が穿設されている。

【００２７】第２取付部４２は、段差のある平面部４２
ａ，４２ｂとを直立部４２ｃで接続した２重鉤型に形成
された板ばねであり、先端縁部が第１取付部４１の平面
部４１ａの外側面に溶接等で固着された一方の平面部４
２ａは、第１取付部４１の幅方向、即ち鞍状部４１ｂの
軸線方向に伸び、それに直立部４２ｃが続き、他方の平
面部４２ｂには、ボルト孔４２ｄ，４２ｄが穿設されて
いる。

【００２８】第１取付部４１の平面部４１ａと鞍状部４
１ｂとで囲む筒状部で配線ケーブル２０の外周面の略全
周を囲い、対向する平面部４１ａの他側縁部と耳部４１
ｃとのボルト孔にボルト４３ａ，４３ａが嵌挿され、ナ
ット４３ｂ，４３ｂがねじ込まれ、配線ケーブル２０の
適宜の位置に第１取付部４１が固着される。他方、第２
取付部４２のボルト孔４２ｄ，４２ｄにボルト４４，４
４を嵌挿し、ハウジングの適宜の箇所に穿設されたねじ
穴にねじ込むことにより、第２取付部４２、即ち、配線
ケーブル２０は、ハウジングに取り付け支持される。

【００２９】図１における図示から理解し得るように、
種々の配線ケーブル２０の取り付け支持位置に対応する
ように、第２ブラケット４０は、種々の寸法の第２取付
部４２の平面部４２ａ，４２ｂ及び直立部４２ｃが種々
の寸法のものが用意される。第２ブラケット４０により
ハウジングに取り付け支持された配線ケーブル２０は、
取り付け箇所において、板ばねである第２取付部４２，
４２の弾性撓みにより、第１取付部４１で把持された配
線ケーブル２０の軸線方向の多少の変位及び傾きが許さ
れる。

【００３０】そして、ハウジングへのケーブル取付けに
おいて、第２取付部４２の可撓性により配線ケーブル２
０を第２ブラケット４０をハウジングの所定位置に取り
付ける作業が容易である。上記のように工業用ロボット
において互に相対回動する各部（基台１、旋回台２、第
１腕５、第２腕８、手首部１１）に第１ブラケット３０
及び第２ブラケット４０により、他の部材への影響や無
駄なスペースを省くために撓みなく適宜な張力で取り付
けられた配線ケーブル２０は、各部の相対回動において
２箇所のブケット間で捩りや引張りが加えられても、２
箇所のブラケットにおける取付位置が上記のように変位
可能・傾き可能であるため、撓みがないよう適切に設定
された配線時の張力に大きな変動が生じない。

【００３１】

【発明の効果】この発明の配線ケーブル支持装置により
工業用ロボットの構体に配線ケーブルを支持した場合、
配線ケーブルに撓みが生じないので、据置き型は勿論の
こと、天吊り型の工業用ロボットにも適用できると共
に、狭いスペースで、ケーブルを配線取付けることがで
きる。

【００３２】そして、工業用ロボットの構体に配線ケー
ブルを支持した場合、工業用ロボットにおいて互に相対
回動する各部（基台、旋回台、各段の回動腕及び手首
部）に他の部材との接触影響や無駄なスペースを省くた
めに撓みなく第１ブラケット及び第２ブラケットにより
適宜な張力で取り付けられた配線ケーブルは、各部の相
対回動において２箇所のブケット間で捩りや引張りが加
えられても、２箇所のブラケットにおける取付位置が上
記のように変位可能・傾き可能であるため、適切に設定
された配線時の張力に大きな変動が生じないので、配線
ケーブルは損傷しない。

【００３３】そして、工業用ロボットの構体への配線ケ
ーブルの取付け作業において、取付部材の可撓性であ
り、取付位置における配線ケーブルが変位し得るので、
特に第１ブラケットの場合、取付部材の可撓性と相俟っ
て、ケーブル保持部材に対し係合させた上で取付部材を
構体の所定位置に取り付けるので、狭い開口・空間にお
いても作業が容易である。そして、第１ブラケットの２
つの取付部材における直立部の高さを適宜選定すること
により同一平面上に固着したり、段差面に固着すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の態様における工業用ロボット
の正面断面図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】この発明の実施の態様における工業用ロボット
の配線ケーブル取付け支持用の第１ブラケットの正面図
である。

【図４】この発明の実施の態様における工業用ロボット
の配線ケーブル取付け支持用の第１ブラケットの平面図
である。

【図５】この発明の実施の態様における工業用ロボット
の配線ケーブル取付け支持用の第２ブラケットの正面図
である。

【図６】図５のVI−VI線における断面図である。

【図７】この発明の実施の態様における配線ケーブル支
持装置が適用される工業用ロボットの側面図である。

【図８】この発明の実施の態様における配線ケーブル支
持装置が適用される工業用ロボットの正面図である。

【図９】従来の技術における配線ケーブル取付け支持状
態の工業用ロボットの断面部分図である。

【符号の説明】

１ 基台 １ａ 開口部 １ｂ 中空部 ２ 旋回台 ３ 第１モータ ４ 第１減速機 ５ 第１腕 ６ 第２減速機 ７ 第２モータ ８ 第２腕 ９ 第３減速機 １０ 第３モータ １１ 手首部 １１ａ 基部 １１ｂ 中間部 １１ｃ 工具取付部 １２ 第４モータ １３ 第５モータ １４ 第６モータ １５ 第１コネクタ １６ 第２コネクタ １７ 第３コネクタ ２０ 配線ケーブル ２０ａ 第１配線ケーブル ２０ｂ 第２配線ケーブル ３０ 第１ブラケット ３１ 第１取付部材 ３１ａ 半円周溝 ３１ｂ 半円筒状部分 ３１ｃ，４１ｃ 耳部 ３１ｄ，４２ｄ ボルト孔 ３２ 第２取付部材 ３２ａ，３２ｂ，４１ａ，４２ａ，４２ｂ 平面部 ３２ｃ，４２ｃ 直立部 ３２ｄ 半円形切欠部 ３３ａ，３４，４３ａ，４４ ボルト ３３ｂ，４３ｂ ナット ４０ 第２ブラケット ４１ 第１取付部 ４１ｂ 鞍状部 ４２ 第２取付部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 喜紳 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工業用ロボットの相対回動域での回転軸
   線上に配設されたケーブルの外周面を保持し得る第１の
   保持部材と、先端が前記第１のケーブル保持部材に取り
   付けられ基端部が工業用ロボットの相対回転する一方の
   部材の配線ケーブル取付け箇所に取り付けられる弾性板
   で形成された取付部材とより構成される第１ブラケッ
   ト、 並びに工業用ロボットの相対回動域での回転軸線上に配
   設されたケーブルの外周面を保持し得る第２の保持部材
   と、先端が前記第２のケーブル保持部材に取り付けられ
   基端部が工業用ロボットの相対回転する他方の部材の配
   線ケーブル取付け箇所に取り付けられる弾性板で形成さ
   れた取付部材とより構成される第２ブラケットを備えた
   工業用ロボット配線ケーブル支持装置。
2. 【請求項２】 第１ブラケット及び第２ブラケットの少
   なくとも一方において、ケーブル保持部材は外周面に円
   周溝が形成され、取付部材の先端縁は前記ケーブル保持
   部材の円周溝に係合し得る円弧状切欠部が形成されてい
   る請求項１に記載の工業用ロボット配線ケーブル支持装
   置。