WO1987007450A1 - Device for arranging cable of industrial robot - Google Patents

Description

明 細 書

產業用 ロ ボ ッ 卜 の ケー ブル処理装置

技- 術 分 野

*発明 は 、 產業用 ロ ボ ッ ト の ケ ー ブル処理装置に 関 し 、 詳 し く は 、 旋回軸を有する産業用 ロ ボ ッ ト の支持筐 体 と 旋回筐体 と の間 に設けたケーブルを処理す る産業用 ロ ボ ッ ト のケ ー ブル処理装置に関する。

背 景 技 術

産業用 ロ ボ ッ ト は床面に固定されるか あ る い は床面 に 沿 っ て移動可能な基台に設け られる のが普通で あ る 。 第 4 図は床面に 固定 された基台に設け られた産業用 ロ ボ ッ ト の一例 を示す側面図 である。 · 図 に おいて 、 1 は工場などの床面に固定 された基台で あ り 、 こ の基合 1 の上部には、 旋回铀固定側 と な る支 '持 筐体 2 が設 tナ られ、 該支持筐体 2 の上部 に は旋回轴可動 側 と な る 回動可能な旋回筐体 3 が設け られてい る 。

また 、 旋回筐体 3 の上方には揺動角度 Wの作動を行 う 第 1 の ア ー ム 0 4 の支持部 0 5 が取付け られて お り 、 さ ら に第 1 のア ー ム 0 4 の上部には、 手首 0 7 を備えた第 2 の ア ー ム 0 6 が揺動可能に取付け られてい る 。

こ の種、 産業用 ロ ボ ッ ト に おいては、 前記第 1 の ァ ー ム 0 4 に動力や信号 を導 く ケー ブルを 、 旋回筐体 3 を介 し て第 1 のア ー ム 0 4 に導入するのが通常であ る 。 そ し て 、 旋回筐体 3 の内部を通過するケー ブルは、 旋回筐体 3 の 回動作動 に 従 っ て 、 よ じ れた り 、 引かれた り 移動 し 、 ケー ブルの外面が互いに擦れ合い、 また、 旋回筐体 3 の狭い内部 に接蝕 し ながら移動 してい る 。

上述の よ う に 、 旋回筐体 3 の回動作動 に よ り ケー ブル の外面が、 旋回 体内部 と接触 して移動する の で、 ケ ー ブル外面が損傷 した り 、 また、 損傷が進む と ケー ブルの 芯線が切断 し て 、 産業用 ロ ボ ッ ト の故障を招 く ばか り か、 動力線が旋回筐体に接地 して不測の事故の原因 と な る虞を生ずる 。

こ の よ う な間題に対処 して、 例えば、 日 *国特許出願 であ る 特願昭 6 1 — 0 5 3 2 2 4号に記載 されてい る よ う な発明が、 本発明者 ら に よ っ て提案されて い る 。 こ の 提案に よれば、 旋回筐体 と、 支持 '貧体と の結合部分の旋 回轴用轴受に 中空部分を設け、 これにケー ブル を貫通 さ せてい る が、 旋回軸の回動作動に対 して 、 機械的強度の 大なる 支持筐体、 旋回筐体および旋回軸用軸受が必要 と な リ 、 特に中空部分に多数のケーブルの 回線を収容する よ う な場合 こ の中空部分の剛性を低下さ せない構造に す る こ と は困難であ る 。

本発明 は 、 上記の 問題点に 鑑み て な された も の で あ り 、 そ の 目 的は、 相対的に回転自在に轴承 され る 2 つの 筐体間 を 貫通す る ケ ー ブル の外面 を 損傷する こ と が な く 、 ケ ー ブル 自体に無理な力の加わる こ と の ない、 産業 用 ロ ボ ッ 卜 の ケ ー ブ ル 処 理装置 を 提供 す る こ と に あ る 。

発 明 の 開 示 本発明 に よれば、 支持筐体と 、 該支持筐体に よ リ 回動 自在に支持 されて旋回作動する旋回筐体 と を有 し、 支持 筐体か ら旋回筐体の内部に導入される ケ ー ブル を備えた 産業用 ロ ボ ッ ト の ケー ブル処理装置において、 中空状の 支持筐体の上部に設け られた上壁と 、 該上壁に設け ら れ た扇形状の第 1 切欠部 と 、 中空状の旋回筐体の下部に設 け られ、 前記支持筐体の上部に設け られた上壁 と 瞵接 し て設け られた下壁 と 、 該下壁に設け られ、 少な く と も 支 持筐体の上壁 に設け られた第 1 切欠部 と 一部が重複す る 扇形状の第 2 切欠部 と 、 上腕 と下腕 と こ れ ら上腕 と下腕 の先端を結合す る背柱部を有 して略 々 " コ " の形状に形 成 され る と と も に背柱.部が前記第 1 、 第 2 切欠部を貫通 し上腕 と 下腕の 自 由先端にて上記 2 つの筐体内で回動 自 在に支持 され る ケー ブルガイ ド と 、 ケー ブルガ イ ドの背 柱部に沿 っ て設け られ支持筐体と旋回筐体 と の間を連結 する ケ ー ブル と を有する こ と を特徴 とす る 産業用 ロ ボ ッ ト のケ ー ブル処理装置が提供される。

図面の簡単な説明

第 1 図は、 本発明 に係る産業用ロ ボ ッ ト のケ一 プル処 理装置の一実施例 を示す斜視図、 第 2 図 は、 '本実施例 に おけ る ケー ブルの状態を示す説明図、 第 3 図は、 ケー プ ルガ イ ド の斜視図、 第 4 図ほ、 産業用 0 ボ ッ ト の一例 を 示す側面図で あ る 。

発明 を実施するための最良の形態

つぎ に 、 本発明の一実施例について図面を用いて詳細 に説明する 。

第 1 図は、 本発明 に係る産業用ロ ボ ッ ト のケ ー ブル処 理装置の一実施例を示す斜視図でぁ リ 、 第 4 図 と 同一部 分には同一の符号を付 してあ る。

第 1 図において、 1 は工場などロ ボ ッ ト を設置する 床 面上に 固定された基台でぁ リ 、 こ の基台 1 の上部には 、 旋回铀固定側 と な り 、 かつ中空円筒状の支持筐体 2 が設 け られ、 該支持筐体 2 の上部には所定回動範囲 を回動可 能な旋回轴可動側 と な リ 、 ゃは リ 中空円筒状の旋回筐体 3 が設け られている 。 中空円柱状の支持筐体 2 の上壁 2 a には切欠部 2 a ' を有する。 該切欠部 2 a ' は所定角 度の扇形に形成 されてい る'が、 支持筐体 2 と 旋回筐体 3 に共通な回転中心線か ら見て 1 8 0 ° の広が リ を有す る も のが望ま し い。

支持筐体 2 の上壁 2 a に対面する旋回筐体 3 の下壁 3 a に も また切欠部 3 a ， が形成されてい る 。 こ の切欠部 3 a ' は扇形に形成 されてお り 、 前記切欠部 2 a ' と 略 々 同一形状に形成 され、 かつ支持筐体 2 と 旋回筐体 3 に 共通な回転中心線か ら見て 1 8 0 の広が り を有する も のが望 ま し い。

4 は 、 旋回筐体 3 と 、 支持筐体 2 と を 回転 自 在に轴承 する旋回轴用铀受で あ る。

第 3 図は、 ケー ブルガ イ ド 5 の斜視図であ り 、 側面 よ リ 見た外形形状が、 日 *語のかたかな文字であ る " コ " 字状を し てぉ リ 、 板金加工にて形成された リ 、 あ る い は 合成樹脂成型 に て形成 される。 該ケー プルガ ィ ド 5 の上 部に設け られた上腕 5 a ' 先端部近傍 と 下部に設け られ た下腕 5 b ' 先端部近傍には、 铀穴 5 a ， 5 b がそれぞ れ形成 されてい る 。 上腕 5 a ， の軸穴 5 a が設け られ て い ない方の端部 と 、 下腕 5 b ' の軸穴 5 b が設け られて い な い方 の端部 と の 間 は背柱部 5 c に て結合 されて い る。 該背柱部 5 c の断面は外側に通線溝 5 d を設けた凹 型に形成 されてい る 。 そ して、 該通線溝 5 d の上部近傍 と 下部近傍に は、 背柱部 5 c の内側から通線溝 5 d 側 に 貫通す る通線穴 5 e , 5 f がそれぞれ穿設 され、 これ ら 通線穴 5 e , 5 f に は支持筐体 2 と旋回筐体 3 間に設け られる ケー ブルが挿通 される。

図 に お い て 、 ケ ー ブルガ イ ド 5 の轴穴 5 a に は旋 回筐体 3 の上面の中心部に設けた ビ ン 3 g が遊嵌 され、 また、 轴穴 5 b に は支持筐体 2 の底面 2 c の中心部に設 けた ビ ンが遊嵌されている。 また、 ケー ブルガ イ ド 5 の 背柱部 5 c は、 旋回筐体 3 の下壁 3 a に形成 さ れた切欠 部 3 a ' と 、 支持筐体 2 の上壁 2 a に形成 された切欠部 2 a ' と が重な リ 合 っ て形成される空間部を貫通 し て い る 。

こ の よ う な構成に よ り 、 支持筐体 2 と 旋回筐体 3 と が 相対的 に回転す る と き 、 ケーブルガ イ ド 5 は上下の軸穴 5 a ， 5 b の それぞれの中心を結ぶ直線即ち旋回軸を 中 心 と し て揺動で き る 。

6 は支持筐体 2 側 よ り 、 旋回筐体 3 側 に電力や信号 を 送受す る ケー ブルであ り 、 ケー ブルガ イ ド 5 の下方の軸 穴 5 b の上部近傍よ り 通線穴 5 f を通っ て通線溝 5 d に 導かれ、 さ ら に上方の通線穴 5 e を通過 し て、 旋回筐体 3 の下壁 3 a の上面 に通線されている。 7 ほ旋回筐体 3 を 回動せ し め る題動用モー タ であ り 、 下壁 3 a に取付け られて い る 。

つぎ に 、 こ の よ う に構成された本実施例の作動につい て説明する 。

第 2 図 は旋 回筐体 3 の旋回作動 に おけ る本実施例の ケー ブルの状態を示す説明図であり 、 旋回筐体 3 内の上 側ケー ブル 6 a (実線にて示す） と 、 支持筐体 2 内の下 側ケー ブル 6 b (—点鎖線にて示す） と を 、 上方 よ り 模 式的に示 した も ので あ る。

第 2 図 （ B ) は旋回筐体 3 の下壁 3 a と 、 支持筐体 2 の上壁 2 a と の それぞれの切欠部とが互い に合致 した状 態 で あ り 、 上側 ケ ー ブル 6 a と 、 下側 ケー ブル 6 b と は、 と も に よ じ られ る こ と な く 、 ケー ブルガ イ ド 5 を合 む平面内に位置 し て い る。 次に第 2 図 （ B ) の状態 よ リ 旋回筐体 3 を所定角度反時計方向に回転 させて、 第 2 図 ( A ) に示す よ う な位置になる と 、 ケー ブルガ イ ド 5 も そ の回転角度の約 1 / 2 角度時計方向に 回転 され、 上方 通線穴 5 e か ら旋回筐体 3内に通線された上側ケー ブル 6 a は 、 大き な半径の弧状に湾曲する。 また、 下方の通 線穴 5 f か ら の下側ケー ブル 6 b も 図示の一点鎖線の よ う に、 大 き な半径の弧状に湾曲する こ と に な る 。 次に 、 第 2 図 （ B ) の状態よ り 旋回筐体' 3 を反時計方 向 に 回転 さ せ る と 、 第 2 図 （ C ) に 示す よ う に な リ 、 ケ ー ブル ガ イ ド 5 は約 1 ノ 2 角度反時計方向 に 回転 さ れ、 上側ケー ブル 6 a 、 下側ケーブル 6 b は、 それぞれ 大 き な半径を有する 弧状に湾曲 される。

即ち 、 支持筐体 2 に対する旋回筐体 3 の 、 回転角 （旋 回角） の約 1 Z 2 は ケー ブルガ イ ドが回転す る こ と で、 ケ ー ブル に 加 わ る 外力 を 、 上側 ケ ー ブル 6 a 、 と 下側 ケー ブル 6 b と に平均に分散 し、 ケー ブルは大 き な半径 の弧状 に 曲げ られ る ので、 ケー ブルの内部に は無理な応 力は生 じ ない。

なお、 上述の よ う に *発明を一実施例 に よ り 説明 し た が、 *発明の主旨の範囲内で種 々'の変形が可能であ り 、 これ ら を *発明の範囲か ら棑除する も の では ない。

术発明は、 略 " コ " の形状に形成されたケー ブルガ イ ドの上腕先端部を旋回筐体に轴承 し、 下睐先端部を支持 筐体轴承 し 、 支持筐体 と旋回筐体と が接する部分に切欠 か ら な る 空間を形成 し 、 該空問内でケー ブルガ イ ドが 自 由 に移動で き る よ う に構成 したので、 ケ ー ブル に加わ る 応力 に 応 じ て 、 ケ ー ブル ガ イ ド が上記空間 を揺動 し 、 ケ ー ブル 自 体 は 応 力 を 特定 な狭 い部分 で受け る こ と な く 、 広い部分 に分散 されるため、 無理な 曲げ応力がな く な り 、 長寿命 と な る 効果が得られる。 ま た、 ケー ブルが 大 き く 動か される 部分はケー ブルガ イ ド に保持 されて い る の で 、 ケー ブル表面 と両筐体内面とが直接摺接する こ と な く 、 ケー ブルの損傷を防止でき る。

産業上の利用可能性

本発明に係る産業用 ロ ボッ ト のケー ブル処理装置は、 接座標型口 ポ ッ ト に使用でき る だけでな く 、 円筒座標型 D ボ ッ ト 、 多関節型 ロ ボ ッ ト な ど、 他の形式の ロ ボ ッ ト に も適用で き 、 さ ら に建設機械などにおいて、 2 つの支 柱な どが回転 自在に轴承されている部分に も適用でき る こ と はい う ま で も ない。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 支持筐体 と 、 該支持筐体に よ リ 回動 自 在に支持 されて旋回作動する 旋回筐体と を有 し、 支持筐体か ら 旋 回筐体 の 内部 に 導入 さ れ る ケ ー ブル を備えた産業用 口 ボ ッ ト の ケー ブル処理装置は次を含む ：

中空状の支持筐体の上部に設け られた上壁 と ； 該上壁に設け られた扇形状の第 1 切欠部 と ；

中空状の旋回筐体の下部に設け られ、 前記支持筐体の 上部に設け られた上壁 と 隣接 して設け られた下壁 と ； 該下壁に設け られ、 少な く と も支持筐体の上壁に設け られた第 1 切欠部 と 一部が重複する扇形状の第 2 切欠部 上腕 と下腕 と これ ら上腕と下腕の先端 を結合する背柱 部を有 し て略 々 " コ " の形状に形成され る と と も に背柱 部が前記第 1 、 第 2 切欠部を貢通 し上腕 と 下腕の 自 由先 端に て上記 2 つの筐体内で回動自在に支持 され る ケー プ ルガ イ ド と ；

ケー ブルガ イ ドの背柱部に沿っ て設け られ支持筐体 と 旋回筐体 と の間を連結するケー ブル。

( 2 ) 上記ケ ー ブルはケーブルガイ ドの背柱部 に設け ら れた 2 つの通線穴を貫通 してケーブルガ イ ド に保持され てい る こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の産 業用 π ボ ッ ト のケー ブル処理装置。 ( 3 ) ケー ブルガ イ ドの上腕と下腕は共 に支持筐体 と 旋 回筐体に共通な回転中心線上に回動自在 に保持 されて い る こ と を特徵 と する 請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の産業用 ロ ボ ッ ト のケ 一 ブル処理装置。

( ) 支持筐体の上縁部分と旋回筐体の下縁部分におい て軸受で支持筐体 と 旋回筐体と が回転自在に軸承 され て い る こ と を特徴 と す る請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の産業 用 tt ボ ッ ト の ケー ブル処理装置。

( 5 ) 第 1 切欠部 と 第 2 切欠部は略々同一形状 に形成 さ れかつ支持筐体 と旋回筐体に共通な回転中心線か ら見て 1 8 0 の広が リ を有する こ と を特徴 と する請求の範掘 第 （ 1 ) 項 記 載 の 産 業用 ロ ボ ッ ト の ケ ー ブル処理装

( 6 ) ケー ブルガ イ ド'の上腕 と下腕と の間に旋回筐体 と 支持筐体 と を相対的 に回動せ しめる翳動機構を S置せ し めた こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の産業 用 コ ボ ッ ト の ケー ブル処理装置。