WO2022210327A1 - アーム状構造体およびロボット - Google Patents

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一隆 中山
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ファナック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B25J9/0012—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases making use of synthetic construction materials, e.g. plastics, composites
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • F16B11/008—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing of tubular elements or rods in coaxial engagement

Definitions

  • the present disclosure relates to arm-shaped structures and robots.
  • the structure in which an arm-shaped structure with hollow mounting interfaces provided at both ends of a hollow pipe-shaped arm body is integrally molded with resin does not require a core to be arranged over the entire length of the long arm body. There is, and ingenuity is required for the structure of the core. Therefore, it is desirable to easily manufacture an arm-like structure with a hollow mounting interface at at least one end of a hollow pipe-like body.
  • One aspect of the present disclosure includes a pipe-shaped main body and a mounting interface that is joined to at least one end of the main body and can be fixed to another component, wherein at least the main body and the mounting interface A portion of the body portion and the mounting interface portion are molded by injection molding a resin containing discontinuous reinforcing fibers, and the body portion and the mounting interface portion are formed by the projections and depressions formed by the injection molding. It is an arm-like structure that is joined in a state in which relative movement around the longitudinal axis is locked.
  • the definition of discontinuous reinforcing fibers here will be explained.
  • the length of reinforcing fibers contained in resin pellets for injection molding is said to be about 1 mm for short fibers and about 2 mm for long fibers.
  • the discontinuous reinforcing fibers here refer to reinforcing fibers for injection molding having a length of about 1 to 2 mm, which are called short fibers or long fibers.
  • FIG. 1 is a front view showing an arm-like structure according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the arm-shaped structure of FIG. 1
  • FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view showing an attachment interface portion of the arm-like structure of FIG. 1
  • FIG. 2 is a perspective view showing reinforcing fibers forming a body portion and an attachment interface portion of the arm-shaped structure of FIG. 1
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of a mold for manufacturing the arm-shaped structure of FIG. 1
  • FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view of a mounting interface showing a first modification of the arm-like structure of FIG.
  • FIG. 1 2 is a partial vertical cross-sectional view of a mounting interface showing a second modification of the arm-like structure of FIG. 1;
  • FIG. FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view of a mounting interface showing a third modification of the arm-like structure of FIG. 1;
  • FIG. 10 is a partial vertical cross-sectional view of a mounting interface showing a fourth modification of the arm-like structure of FIG. 1;
  • FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view of an attachment interface showing a fifth modification of the arm-like structure of FIG. 1;
  • the arm-shaped structure 1 according to this embodiment is, for example, a robot arm.
  • the robot according to this embodiment has at least one arm-like structure 1 .
  • the arm-shaped structure 1 according to this embodiment includes a cylindrical pipe-shaped main body 2 having an inner hole 2a and both ends of the main body 2 in the longitudinal direction. and a pair of mounting interface portions 3 joined to each other.
  • the main body 2 is made of, for example, carbon fiber reinforced resin (CFRP).
  • CFRP carbon fiber reinforced resin
  • the attachment interface portion 3 is also made of carbon fiber reinforced resin containing discontinuous reinforcing fibers, and has a hollow portion 4 communicating with the inner hole 2 a of the main body portion 2 .
  • the mounting interface portion 3 is provided with an annular flange portion 5 for fixing to other parts constituting the robot, for example, the output shaft of a speed reducer.
  • the flange portions 5 of the pair of mounting interface portions 3 are provided with flange surfaces 5 a arranged on the same plane parallel to the longitudinal axis of the body portion 2 .
  • the flange portion 5 has a central hole 6 that opens the hollow portion 4 in the center, and has a plurality of through holes 7 arranged around the central hole 6 at intervals in the circumferential direction.
  • a filamentous body such as a cable is passed through the central hole 6 of one of the flanges 5 and into the inner hole 2a of the main body 2, and the filamentary body is routed along the route taken out from the central hole 6 of the other flange 5. can do.
  • the flange portion 5 is provided in the hollow portion 4 to improve the appearance of the arm, and the opening 11 is of a relatively large size so that tools and human hands can be inserted therein.
  • the mounting interface portion 3 also includes a flat metal plate 41 embedded in the flange portion 5 .
  • the metal plate 41 is formed in a ring plate shape having a central hole 42, as shown in FIGS.
  • the metal plate 41 is provided with a plurality of through holes 43 penetrating in the plate thickness direction at intervals in the circumferential direction.
  • the metal plate 41 exposes the entire mounting surface 41a with one surface in the plate thickness direction as the mounting surface 41a. Further, the other surface of the metal plate 41 in the plate thickness direction is partially exposed in the through holes 7 of the flange portion 5 with the surroundings of some through holes 43 partially exposed in the through holes 7 of the flange portion 5 . partially covered.
  • the surface of the metal plate 41 exposed around the through-hole 43 functions as a bearing surface for a mounting screw (not shown) inserted into the through-hole 43 .
  • the body portion 2 and the pair of mounting interface portions 3 are joined by the following structure. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the body portion 2 has through holes (concave portions) 8 that penetrate in the radial direction at positions separated by a predetermined distance from both ends in the longitudinal direction. .
  • the through-holes 8 have a circular cross-sectional shape, and a plurality of, for example, four, are provided in the vicinity of each end at intervals in the circumferential direction.
  • the mounting interface portion 3 includes a cylindrical fitting portion 9 to which the outer peripheral surfaces of both ends of the body portion 2 are fitted, and a cylindrical fitting portion 9 that protrudes radially inward from the inner surface of the fitting portion 9 and penetrates the body portion 2 .
  • Complementary projections (concave and convex portions) 10 are provided that fit snugly into the holes 8 . As shown in FIG.
  • the orientation direction of the reinforcing fibers 30 in the resin forming the main body portion 2 and the attachment interface portion 3 is such that at least a part of the reinforcing fibers 30 is in the shear direction of the convex portion 10, that is, the convex portion 10 is preferably oriented in a direction perpendicular to the circumferential direction and the axial direction of the body portion 2 in .
  • the arm-shaped structure 1 according to this embodiment is manufactured by injection molding a resin using a mold 100 shown in FIG.
  • the mold 100 includes an upper mold 110 and a lower mold 120 that can be opened and closed in the vertical direction, a cylindrical first movable mold 125 supported so as to be linearly movable in the vertical direction, and a horizontal movable mold 125 that passes through the first movable mold 125. and a cylindrical second movable mold 130 supported so as to be linearly movable.
  • the tip of the second movable mold 130 is provided with a fitting protrusion 131 that can be fitted into the inner hole 2a of the main body 2 without a gap.
  • the through holes 8 are formed in the vicinity of both ends of the main body 2 .
  • one end of the main body 2 is inserted horizontally in one direction into the space formed between the upper mold 110 and the lower mold 120 and accommodated. do.
  • the metal plate 41 attached to the tip of the first movable die 125 the first movable die 125 is inserted vertically upward, and the second movable die 130 is inserted horizontally from the opposite direction to the main body 2.
  • the fitting convex portion 131 is fitted into the inner hole 2a of the main body portion 2. As shown in FIG.
  • a cavity 140 corresponding to the mounting interface portion 3 is formed by the upper die 110 , the lower die 120 , the first movable die 125 , the second movable die 130 and the outer surfaces of the body portion 2 . Then, by injecting molten resin into the cavity 140 through the through hole 111 provided in the upper mold 110 , the mounting interface portion 3 can be molded at one end of the main body portion 2 .
  • the position of the through hole 111 is not limited to the position shown in FIG. Considering the orientation of the reinforcing fibers 30 in the resin, they may be arranged at optimum positions. Alternatively, the mounting interface portion 3 may be molded while the metal plate 41 is mounted on the lower mold 120 .
  • a cylindrical fitting portion 9 surrounding one end portion of the main body portion 2 over a longitudinal range including the through hole 8 is formed. It is formed at a position in close contact with the outer peripheral surface of the body portion 2 . Along with this, part of the molten resin of the fitting portion 9 flows into the through hole 8 and extends radially inward from the inner surface of the fitting portion 9 to form a cylindrical shape having a shape complementary to the through hole 8 . is formed.
  • the protrusions 10 that are formed when the molten resin is injected are fitted into the through holes 8 formed in the main body 2 .
  • the pair of mounting interface portions 3 joined to both ends of the body portion 2 is restricted from relative movement in the axial direction and the circumferential direction of the body portion 2, that is, the longitudinal axis direction and the longitudinal axis of the body portion 2 are restricted. It can be fixed to the main body part 2 in a state in which relative movement around it is locked.
  • the mold 100 can be constructed relatively easily.
  • the elongated main body 2 is configured in the shape of a metal pipe, there is no need to arrange cores over the entire length of the main body 2 when molding the mounting interface 3, which is advantageous in that it can be manufactured easily.
  • the through hole 8 of the main body 2 is closed from the inside by the second movable die 130 having the fitting protrusion 131 that fits into the inner hole 2a of the main body 2, the molten resin leaks into the main body 2. You can prevent it from coming out.
  • a first movable mold 125 and a second movable mold 130 that move relative to the upper mold 110 and the lower mold 120 that open and close in the vertical direction are provided. As a result, the working opening 11 that communicates with the inner hollow portion 4 can be formed in the mounting interface portion 3 located on the path of the first movable mold 135 and the second movable mold 130 .
  • the mounting interface portion 3 is made of the same carbon fiber reinforced resin as the resin forming the main body portion 2, fusion of the resin between the main body portion 2 and the mounting interface portion 3 is facilitated. By bonding, the bonding strength can be improved.
  • the main body 2 is made of carbon fiber reinforced resin in this embodiment, it is not limited to this.
  • a metal such as an aluminum alloy or a magnesium alloy may be used as the material of the body portion 2 .
  • the body portion 2 may be made of resin that does not contain the reinforcing fibers 30 .
  • the attachment interface portion 3 may be made of a metal such as an aluminum alloy or a magnesium alloy, set in the mold 100 as a metal insert, and the body portion 2 may be molded of carbon fiber resin.
  • the through hole 8 provided in the main body 2 has a circular cross section, it may have an arbitrary cross section instead. Also, the size of the cross-sectional shape may be arbitrary. Moreover, the number of through holes 8 provided in the body portion 2 should be one or more. It is desirable to provide a sufficient number of protrusions 10 or recessed through-holes 8 with respect to the main body 2 to ensure sufficient strength so that the fitting portion 9 does not come off or rotate due to shear failure. In order to secure tough strength, a plurality of through-holes 8 may be provided and evenly arranged on the circumference of the body portion 2 .
  • the concave portion provided in the main body portion 2 is the through hole 8, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. A non-through recess 12 may be employed that extends to the . With this configuration, there is no need to close the through hole 8 with the second movable die 130, and the configuration of the die 100 can be further simplified.
  • the recessed portion 12 may be recessed radially inward from the outer peripheral surface of the main body portion 2 or may be recessed radially outward from the inner peripheral surface of the main body portion 2 .
  • the fitting portion 9 of the mounting interface portion 3 may be formed in a cylindrical shape that fits into the inner peripheral surface of the main body portion 2, as shown in FIG. good.
  • the fitting portion 9 of the mounting interface portion 3 is formed with a concave portion (concavo-convex portion) 14 that has a complementary shape to the convex portion 13 and accommodates the convex portion 13 . be done.
  • the fitting portion 9 of the mounting interface portion 3 as shown in FIG. A shape having both may be adopted.
  • the convex portion 10 formed in the through hole 8 of the main body portion 2 is formed in a columnar shape connecting the inner fitting portion 15 and the outer fitting portion 16 .
  • the attachment interface portion 3 and the main body portion 2 can be joined more firmly.
  • another member (metal, fiber reinforced resin, etc.) different from the body portion 2 and the mounting interface portion 3 is set as an insert in the mold 100 together with the body portion 2.
  • the mounting interface portion 3 may be injection molded.
  • a reinforcing member having a through-hole made of metal or fiber-reinforced resin inside the main body 2 may be inserted together with the main body 2 .
  • the arm-shaped structure 1 having the attachment interface portions 3 at both ends of the main body portion 2 is illustrated, but instead of this, a structure having the attachment interface portion 3 only at one end is adopted.
  • a structure having the attachment interface portion 3 only at one end is adopted.
  • attachment interface portions 3 at both ends are molded in advance in a separate process, set in the injection molding mold for the main body portion 2 side, and then the main body portion 2 is injection-molded to form the main body portion 2 and the attachment interface portion. 3 may be integrated.
  • the body portion 2 is not limited to a straight round pipe shape, and may have a shape in which the diameter increases toward both ends, or may have a square pipe shape.

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Abstract

パイプ状の本体部（２）と、本体部（２）の少なくとも一方の端部に接合され、他部品に固定可能な取付インタフェース部（３）とを備え、本体部（２）および取付インタフェース部（３）の少なくとも一部が、不連続な強化繊維を含む樹脂を射出成形することによって成形され、本体部（２）と取付インタフェース部（３）とは、射出成形により形成される凹凸部（１０）によって、本体部（２）の長手軸方向および長手軸回りの相対移動を係止された状態に接合されているアーム状構造体（１）である。

Description

アーム状構造体およびロボット
　本開示は、アーム状構造体およびロボットに関するものである。
　産業用ロボットのアームとして、軽量化を図りながら強度を保持するために、樹脂製の長尺のアーム本体の両端に取付インタフェース部を備える構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１８－１７６３３７号公報
　中空のパイプ状に構成したアーム本体の両端に中空の取付インタフェース部を設けたアーム状構造体を樹脂により一体的に成形する構造は、長尺のアーム本体の全長にわたって中子を配置する必要があり、中子の構造に工夫を要する。したがって、中空のパイプ状の本体部の少なくとも一端に中空の取付インタフェースを備えたアーム状構造体を容易に製造することが望まれている。
　本開示の一態様は、パイプ状の本体部と、該本体部の少なくとも一方の端部に接合され、他部品に固定可能な取付インタフェース部とを備え、前記本体部および前記取付インタフェース部の少なくとも一部が、不連続な強化繊維を含む樹脂を射出成形することによって成形され、前記本体部と前記取付インタフェース部とは、射出成形により形成される凹凸部によって、前記本体部の長手軸方向および該長手軸回りの相対移動を係止された状態に接合されているアーム状構造体である。
　ここでの不連続の強化繊維の定義について説明する。一般的に射出成形用の樹脂ペレットに含まれる強化繊維の長さは、短繊維と言われるもので１ｍｍ前後、長繊維と言われるもので２ｍｍ前後と言われている。これより長い繊維となると、射出成形機のスクリューに強化繊維が絡まってしまい、射出成形機を破損させるリスクが高まってしまう。ここでの不連続の強化繊維は、短繊維、長繊維と言われる１～２ｍｍ前後の長さの射出成形用の強化繊維のことを指している。
本開示の一実施形態に係るアーム状構造体を示す正面図である。 図１のアーム状構造体を示す縦断面図である。 図１のアーム状構造体の取付インタフェース部を示す部分的に拡大した縦断面図である。 図１のアーム状構造体の本体部および取付インタフェース部を構成する強化繊維を示す斜視図である。 図１のアーム状構造体を製造するための金型の一例を示す縦断面図である。 図１のアーム状構造体の第１の変形例を示す取付インタフェース部の部分的な縦断面図である。 図１のアーム状構造体の第２の変形例を示す取付インタフェース部の部分的な縦断面図である。 図１のアーム状構造体の第３の変形例を示す取付インタフェース部の部分的な縦断面図である。 図１のアーム状構造体の第４の変形例を示す取付インタフェース部の部分的な縦断面図である。 図１のアーム状構造体の第５の変形例を示す取付インタフェース部の部分的な縦断面図である。
　本開示の一実施形態に係るアーム状構造体１およびロボットについて、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係るアーム状構造体１は、例えば、ロボットアームである。
　本実施形態に係るロボットは、アーム状構造体１を少なくとも１つ備えている。
　本実施形態に係るアーム状構造体１は、図１および図２に示されるように、内孔２ａを有する円筒のパイプ状の本体部２と、本体部２の長手軸方向の両方の端部に接合された一対の取付インタフェース部３とを備えている。
　本体部２は、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）より構成されている。
　取付インタフェース部３も、不連続の強化繊維を含む炭素繊維強化樹脂により構成され、本体部２の内孔２ａに連絡する中空部４を有している。
　また、取付インタフェース部３には、ロボットを構成する他部品、例えば、減速機の出力軸に固定するための円環状のフランジ部５が設けられている。一対の取付インタフェース部３のフランジ部５は、本体部２の長手軸に平行な同一平面上に配置されるフランジ面５ａを備えている。
　フランジ部５は、中央に中空部４を開口させる中央孔６を有し、中央孔６の周囲に、周方向に間隔をあけて配置された複数の貫通孔７を備えている。一方のフランジ部５の中央孔６を経由してケーブル等の線条体を本体部２の内孔２ａに通し、他方のフランジ部５の中央孔６から取り出す経路に沿って線条体を配線することができる。フランジ部５はアームの外観向上のために中空部４内に設けられ、開口１１は内部に工具や人の手が入るよう、比較的大きなサイズとなっている。
　また、取付インタフェース部３は、フランジ部５に埋め込まれた平板状の金属プレート４１を備えている。
　金属プレート４１は、図１から図３に示されるように、中央孔４２を有するリング板状に形成されている。金属プレート４１には、板厚方向に貫通する複数の貫通孔４３が、周方向に間隔をあけて設けられている。
　金属プレート４１は、板厚方向の一面を取付面４１ａとして、取付面４１ａ全体を露出させている。また、金属プレート４１の板厚方向の他の面は、幾つかの貫通孔４３の周囲をフランジ部５の貫通孔７内に部分的に露出させた状態で、フランジ部５を構成する樹脂によって部分的に覆われている。貫通孔４３の周囲に露出している金属プレート４１の表面は、貫通孔４３に挿入される取付ネジ（図示略）の座面として機能する。
　本体部２と一対の取付インタフェース部３とは、以下の構造により接合されている。
　すなわち、本体部２は、図２および図３に示されるように、長手軸方向の両方の端部から所定距離だけ離れた位置に、径方向に貫通する貫通孔（凹部）８を備えている。貫通孔８は、円形の横断面形状を有し、各端部近傍に、周方向に間隔をあけて複数、例えば、４個ずつ設けられている。
　取付インタフェース部３には、本体部２の両方の端部の外周面を嵌合させる円筒状の嵌合部９と、嵌合部９の内面から径方向内方に突出し、本体部２の貫通孔８にぴったりと嵌合する相補的な形状の凸部（凹凸部）１０とが設けられている。
　本体部２および取付インタフェース部３を構成する樹脂内の強化繊維３０の配向方向は、図４に示されるように、強化繊維３０の少なくとも一部が凸部１０のせん断方向、すなわち、凸部１０における本体部２の周方向および軸方向に対し垂直な方向に配向されていることが好ましい。
　このように構成された本実施形態に係るアーム状構造体１の製造方法について以下に説明する。
　本実施形態に係るアーム状構造体１は、図５に示される金型１００を用いて、樹脂を射出成形することにより製造される。
　金型１００は上下方向に開閉される上型１１０および下型１２０と、鉛直方向に直線移動可能に支持された円柱状の第１可動型１２５と、第１可動型１２５を貫通して水平方向に直線移動可能に支持された円柱状の第２可動型１３０とを備えている。第２可動型１３０の先端部には、本体部２の内孔２ａに隙間なく嵌合可能な嵌合凸部１３１が備えられている。
　本実施形態に係る製造方法は、まず、本体部２の両方の端部近傍に貫通孔８を形成する。
　そして、図５に示されるように、上型１１０と下型１２０とを閉鎖することにより間に形成される空間に、本体部２の一方の端部を水平方向一方向から挿入した状態に収容する。これとともに、第１可動型１２５の先端に金属プレート４１を取り付けた状態で、鉛直上方から第１可動型１２５を挿入し、本体部２とは逆方向から水平方向に第２可動型１３０を挿入して、嵌合凸部１３１を本体部２の内孔２ａに嵌合させる。
　これにより、上型１１０、下型１２０、第１可動型１２５、第２可動型１３０および本体部２の外面によって、取付インタフェース部３に相当するキャビティ１４０が形成される。そして、上型１１０に設けられた貫通孔１１１を介してキャビティ１４０内に溶融樹脂を射出することにより、本体部２の一方の端部に取付インタフェース部３を成形することができる。
　貫通孔１１１の位置は、図５の位置に限るものではない。樹脂内の強化繊維３０の配向を考慮して、最適な位置に配置すればよい。
　また、金属プレート４１は下型１２０に取り付けた状態で取付インタフェース部３を成形してもよい。
　この取付インタフェース部３の成形過程において、キャビティ１４０内に溶融樹脂が射出されていくと、本体部２の一端部を、貫通孔８を含む長手軸方向範囲にわたって取り囲む円筒状の嵌合部９が本体部２の外周面に密着する位置に形成される。これとともに、嵌合部９の溶融樹脂の一部が、貫通孔８に流入して嵌合部９の内面から径方向内方に延びていき、貫通孔８と相補的な形状を有する円柱状の凸部１０が形成される。
　すなわち、本実施形態に係るアーム状構造体１は、溶融樹脂を射出する際に成形されていく凸部１０を本体部２に形成された貫通孔８に嵌合させている。これにより、本体部２の両方の端部に接合される一対の取付インタフェース部３を、本体部２の軸方向および周方向の相対移動を規制、すなわち、本体部２の長手軸方向および長手軸回りの相対移動を係止した状態に、本体部２に固定することができる。
　その結果、本体部２および取付インタフェース部３を樹脂により一体的に成形しないので、金型１００を比較的容易に構成することができる。特に、長尺の本体部２を金属製のパイプ状に構成したので、取付インタフェース部３の成形時に本体部２の全長にわたって中子を配置する必要がなく、容易に製造することができるという利点がある。
　また、本体部２の内孔２ａに嵌合する嵌合凸部１３１を有する第２可動型１３０によって、本体部２の貫通孔８を内側から閉塞するので、溶融樹脂が本体部２内に漏れ出ることを防止することができる。
　また、上下方向に開閉する上型１１０および下型１２０に対して移動する第１可動型１２５および第２可動型１３０を設けた。これにより、第１可動型１３５および第２可動型１３０の経路に位置する取付インタフェース部３に内側の中空部４に連通する作業用の開口１１を形成することができる。
　また、本実施形態によれば、取付インタフェース部３を、本体部２を構成する樹脂と同じ、炭素繊維強化樹脂により構成しているので、本体部２と取付インタフェース部３との樹脂どうしの融着により、接合強度を向上することができる。
　なお、本実施形態においては、本体部２を炭素繊維強化樹脂により構成したが、これに限定されるものではない。本体部２の材料として、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属を採用してもよい。もちろん、本体部２を、強化繊維３０を含まない樹脂によって構成してもよい。また、取付インタフェース部３をアルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属で構成し、金属インサートとして金型１００にセットし、本体部２を炭素繊維樹脂で成形してもよい。
　また、本体部２に設ける貫通孔８として、横断面円形のものを例示したが、これに代えて、任意の横断面形状のものを採用してもよい。また、横断面形状の大きさも任意でよい。
　また、本体部２に設ける貫通孔８の数は１以上であればよい。本体部２に対し、凸部１０あるいは凹部である貫通孔８がせん断破壊して、嵌合部９が抜けたり回ったりしないような十分な強度を確保できる数を設けることが望ましい。強靭な強度を確保するために、貫通孔８を複数とし、本体部２の周上に均等に配置してもよい。
　また、本実施形態においては、本体部２に設ける凹部を貫通孔８としたが、これに限定されるものではなく、図６に示されるように、本体部２の外周面から径方向内方に延びる、貫通していない凹部１２を採用してもよい。この構成により、第２可動型１３０によって貫通孔８を閉塞する必要がなく、金型１００をさらに簡易な構成にすることができる。
　凹部１２は、本体部２の外周面から径方向内方に凹んでいてもよいし、本体部２の内周面から径方向外方に凹んでいてもよい。内周面に凹部１２が設けられる場合には、取付インタフェース部３の嵌合部９は、図７に示されるように、本体部２の内周面に嵌合する円筒状に形成されればよい。
　また、凹部１２に代えて、図８に示されるように、本体部２の外周面または内周面に径方向に延びる凸部１３を採用してもよい。この場合には、図８に示されるように、取付インタフェース部３の嵌合部９には、凸部１３と相補的な形状を有し凸部１３を収容する凹部（凹凸部）１４が形成される。
　また、取付インタフェース部３の嵌合部９として、図９に示されるように、本体部２の内周面に嵌合する内側嵌合部１５と外周面に嵌合する外側嵌合部１６の両方を有する形状のものを採用してもよい。この場合には、本体部２の貫通孔８内に形成される凸部１０が、内側嵌合部１５と外側嵌合部１６とを連結する柱状に形成される。これにより、取付インタフェース部３と本体部２とをより強固に接合することができる。
　また、図１０に示すように、本体部２や取付インタフェース部３とは異なる別の部材（金属や繊維強化樹脂など）２０をインサートとして、本体部２と一緒に金型１００にセットした後に、取付インタフェース部３を射出成形することにしてもよい。
　また、図示しないが、本体部２の内側に金属や繊維強化樹脂製の貫通孔を備える補強部材を本体部２と一緒にインサートとした構造としてもよい。
　また、本実施形態においては、本体部２の両方の端部に取付インタフェース部３を有するアーム状構造体１を例示したが、これに代えて、一端のみに取付インタフェース部３を有するものを採用してもよい。また、アーム状構造体１の長手軸に平行なフランジ部５を有する場合を例示したが、アーム状構造体１の長手軸に交差する方向に延びるフランジ部５を有する場合に適用してもよい。また、アーム状構造体１としてロボットアームを例示したが、これに代えて、他の任意のアーム状構造体に適用してもよい。
　また、両端部の取付インタフェース部３を別工程で予め成形しておき、本体部２側の射出成形型にセットした上で、本体部２を射出成形することにより、本体部２と取付インタフェース部３とを一体化してもよい。
　また、本体部２はストレートの丸パイプ形状に限定されるものではなく、両端部に向かって直径が大きくなる形状でもよく、あるいは、角パイプ形状であってもよい。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、後述する請求の範囲の開示範囲から逸脱することなく様々な修正および変更を為し得ることは、当業者なら理解することができる。また、上記で説明した実施形態の幾つかを適宜組み合わせることや、記載の無い製造手法による実施についても、本開示の範囲に含まれる。
　１　アーム状構造体
　２　本体部
　２ａ　内孔
　３　取付インタフェース部
　８　貫通孔（凹部）
　９　嵌合部
　１０　凸部（凹凸部）
　１２　凹部
　１３　凸部
　１４　凹部（凹凸部）
　１５　内側嵌合部
　１６　外側嵌合部
　３０　強化繊維
　１００　金型
　１２５　第１可動型
　１３０　第２可動型
　１４０　キャビティ
 

Claims (10)

  1. 　パイプ状の本体部と、
    　該本体部の少なくとも一方の端部に接合され、他部品に固定可能な取付インタフェース部とを備え、
    　前記本体部および前記取付インタフェース部の少なくとも一部が、不連続な強化繊維を含む樹脂を射出成形することによって成形され、
    　前記本体部と前記取付インタフェース部とは、射出成形により形成される凹凸部によって、前記本体部の長手軸方向および該長手軸回りの相対移動を係止された状態に接合されているアーム状構造体。
  2. 　前記取付インタフェース部が、前記本体部の両方の前記端部にそれぞれ接合されている請求項１に記載のアーム状構造体。
  3. 　前記本体部の前記端部近傍に、内周面または外周面から径方向に延びる１以上の凹部または凸部がそれぞれ設けられ、
    　前記取付インタフェース部が、射出成形時に前記本体部の前記端部から前記凹部または前記凸部を覆う軸方向位置まで延びて前記本体部の前記端部を嵌合させる筒状の嵌合部を備え、
    　前記凹凸部が、射出成形時に前記嵌合部から径方向に延びて前記凹部または前記凸部と嵌合する相補的な形状に形成されている請求項１に記載のアーム状構造体。
  4. 　前記凹部または前記凸部が周方向に間隔をあけて複数設けられている請求項３に記載のアーム状構造体。
  5. 　前記嵌合部が、前記本体部の外面を嵌合させる請求項３または請求項４に記載のアーム状構造体。
  6. 　前記凹部が、前記本体部の径方向に貫通する１以上の貫通孔である請求項３から請求項５のいずれかに記載のアーム状構造体。
  7. 　前記嵌合部が、前記本体部の外面に嵌合する外側嵌合部と、前記本体部の内面に嵌合する内側嵌合部とを備え、
    　前記凹部が、前記本体部の径方向に貫通する貫通孔であり、
    　前記凹凸部が、前記貫通孔に嵌合し、前記外側嵌合部と前記内側嵌合部とを連結する柱状に形成されている請求項３または請求項４に記載のアーム状構造体。
  8. 　前記本体部および前記取付インタフェース部の少なくとも一部が不連続の強化繊維を含む樹脂により構成されている請求項１に記載のアーム状構造体。
  9. 　前記強化繊維の少なくとも一部の繊維の方向が、前記凹凸部のせん断方向に対し垂直な方向に配向されている請求項１または請求項８に記載のアーム状構造体。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載のアーム状構造体を少なくとも１つ備えるロボット。
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7339476B1 (ja) 2023-04-28 2023-09-05 ファナック株式会社 アーム部材およびロボット

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10272707A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Tokai Rubber Ind Ltd 樹脂アームおよび樹脂アームの製造方法
JP2014024392A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Honda Motor Co Ltd 自動車の車体前部構造
JP2018176337A (ja) * 2017-04-10 2018-11-15 ファナック株式会社 ロボットアームおよびロボット
WO2019097908A1 (ja) * 2017-11-20 2019-05-23 ヤマハ発動機株式会社 ストラドルドビークル用変動荷重伝達部品、ストラドルドビークル及びクラッチハブの射出成形方法
JP2020015127A (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 ファナック株式会社 ロボットアームとその製造方法およびロボット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10272707A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Tokai Rubber Ind Ltd 樹脂アームおよび樹脂アームの製造方法
JP2014024392A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Honda Motor Co Ltd 自動車の車体前部構造
JP2018176337A (ja) * 2017-04-10 2018-11-15 ファナック株式会社 ロボットアームおよびロボット
WO2019097908A1 (ja) * 2017-11-20 2019-05-23 ヤマハ発動機株式会社 ストラドルドビークル用変動荷重伝達部品、ストラドルドビークル及びクラッチハブの射出成形方法
JP2020015127A (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 ファナック株式会社 ロボットアームとその製造方法およびロボット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7339476B1 (ja) 2023-04-28 2023-09-05 ファナック株式会社 アーム部材およびロボット

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