JP6283499B2 - 産業用ロボットの関節構造 - Google Patents

Description

本発明は産業用ロボットの関節構造に関する。

産業用ロボットにおいて、アーム内の中空減速機の中空穴に溶接ケーブルを配線する例が、特許文献１で公知である。この従来例を図９を参照して説明する。図９に示すように、産業用ロボットである溶接ロボットの固定側アーム２００と可動側アーム２０２間に設けられた中空減速機２０４に溶接ケーブル２０８が配線されている。可動側アーム２０２は、可動側アーム２０２に設けられた図示しない駆動モータの出力が前記中空減速機２０４により減速されて中空減速機２０４の軸心Ｏの周りで回転する。

前記中空減速機２０４の中空部２０６には、固定側アーム２００内に配置された溶接ケーブル２０８が挿通されている。溶接ケーブル２０８の両端は、固定側アーム２００の壁部に設けられた接続端子２０３及び可動側アーム２０２の各壁部に設けられた端子２０５に接続されている。このように溶接ケーブル２０８は、中空減速機２０４の中空部２０６に挿通された部位と、前記部位からそれぞれ固定側アーム２００の壁部に設けられた接続端子２０３及び可動側アーム２０２の各壁部に設けられた端子２０５に接続される部位とにより、コ字状に屈曲されている。

特開２０１１−１６１５７１号公報

ところで、可動側アーム２０２が回転（旋回）すると、コ字状に屈曲された溶接ケーブル２０８には、ねじれと曲げにより、局所的に負荷が集中することになる。このため、溶接ケーブル２０８の屈曲部分２０８ａ，２０８ｂは、前記負荷集中を解除する方向に動こうとする。しかし、屈曲部分２０８ａ，２０８ｂの動きは予測しにくく、溶接ケーブル２０８に無理な負荷がかかったり、周辺の部材と干渉して、その部分で摩耗、或いは断線等の損傷が生ずる虞がある。

上記の従来例は、溶接ロボットの例で説明したが、溶接ロボット以外の他の産業用ロボットにおいても、同様な問題がある。例えば、固定側アームと可動側アーム間に形成された中空部に管を挿通させて固定側アームから可動側アーム側へガス等の物体を送給する産業用ロボットにおいても、可動側アームを回転させたときに、前記管に同様の損傷する虞がある。

本発明の目的は、固定側アームと可動側アーム間に設けられた中空部に配置されている送給体の負荷を軽減し、送給体の破損を抑制できる産業用ロボットの関節構造を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明の産業用ロボットの関節構造は、固定側アームと、前記固定側アームに対して回転軸心の周りで回転自在に設けられた可動側アームと、前記可動側アームと前記固定側アーム間に設けられるとともに前記回転軸心と同軸に配置された中空部と、前記中空部内に挿通されるとともに、各端部が前記固定側アーム及び前記可動側アーム内にそれぞれ配置されて、前記固定側アームから前記可動側アームへ物を送る可撓性の送給体と、前記固定側アームと前記可動側アームにそれぞれ設けられるとともに前記送給体の各端部が取り付けられて、前記送給体を前記中空部と同軸に配置する一対の端部連結部を備え、前記一対の端部連結部のうち、少なくとも一方の端部連結部は、前記可動側アームの回転時に、前記送給体の前記中空部における軸線上で前記少なくとも一方の端部連結部が移動することを許容する可動機構に設けられており、前記可動機構は、当該可動機構を取り付けるための係止部材を含んで構成され、前記端部連結部の移動許容距離は、前記係止部材の頭頂部の位置により定められているものである。
また、前記可動機構は、前記端部連結部が連結された可動ブロックと、前記可動ブロックを貫通して当該可動ブロックを前記固定側アーム又は前記可動側アームに取り付ける前記係止部材としてのボルトとを備え、前記可動ブロックが前記固定側アーム又は前記可動側アームと前記ボルトの頭頂部との間を往復移動することにより、前記端部連結部が移動することが許容される。

また、前記中空部の軸線上において、前記送給体が直線状に配置されていることが好ましい。
また、前記可動側アームが前記固定側アームに対して中空減速機を介して回転自在に連結されており、前記中空部が、前記中空減速機が有する中空としてもよい。

また、前記物が電流であり、前記送給体がケーブルとしてもよい。
また、前記端部連結部は、圧着端子を含み、前記可動機構は、前記少なくとも一方の端部連結部を前記中空部の軸線に対して平行に往復移動自在にするものであることが好ましい。

本発明によれば、固定側アームと可動側アーム間に設けられた中空部に配置されている送給体の負荷を軽減し、送給体の破損を抑制できる。

一実施形態の多関節形ロボットの側面図。 一実施形態の関節構造の断面図。 図２とは反対側からみた関節構造の断面図。 要部拡大断面図。 可動機構の正面図。 可動機構の斜視図。 他の実施形態の可動機構の正面図。 他の実施形態の可動機構の斜視図。 従来例の関節構造の要部断面図。

（第１実施形態の構成）
以下、本発明を、７自由度を有するアーク溶接ロボットの関節構造に具体化した一実施形態を図１〜図６を参照して説明する。

図１に示すように、マニピュレータ１０の旋回台３０は、基台２０に対して第１回転軸心Ｊ１の周りに旋回可能に設けられている。前記旋回台３０には前記第１回転軸心Ｊ１と直交する面内の第２回転軸心Ｊ２の周りに第１アーム４０が回動可能に設けられている。また、前記第１アーム４０の先端部には、前記第２回転軸心Ｊ２と直交する第３回転軸心Ｊ３の周りに第２アーム５０が旋回可能に設けられている。本実施形態では第１アーム４０を固定側アームの一例としている。また、第２アーム５０を可動側アームの一例としている。

さらに、第２アーム５０の先端部に、第３回転軸心Ｊ３と直交する面内の第４回転軸心Ｊ４の周りに第３アーム６０が回動可能に設けられている。また、前記第３アーム６０の先端部には手首組立体７０が取り付けられている。

前記手首組立体７０は、第３アーム６０の先端部に対して、第４回転軸心Ｊ４と直交する第５回転軸心Ｊ５の周りで回動可能に設けられた胴体７２と、胴体７２の先端部に対して第５回転軸心Ｊ５と直交する第６回転軸心Ｊ６の周りで回転可能に設けられた揺動体７４を備えている。また、手首組立体７０は、揺動体７４の先端に対して第６回転軸心Ｊ６と直交する第７回転軸心Ｊ７の周りで回転可能に設けられた回転体７６を備えている。回転体７６には作業ツールとしての溶接トーチ７８が取り付けられている。マニピュレータ１０の第１回転軸心Ｊ１乃至第７回転軸心Ｊ７には、減速機を介したモータが設けられていて、図示しないロボット制御装置からの指令（制御信号）を入力して駆動される。

次に第１アーム４０と第２アーム５０の関節構造を図２〜図６を参照して説明する。
図２、図３に示すように第１アーム４０の先端部には、収納部４１が形成されている。収納部４１は、底壁４５、第１アーム４０の底壁４５から先端へ延びる周壁４２、及び先端壁４３により図２において横側方、上方及び一部の下方域が囲まれることにより形成されている。

図３、図４に示すように先端壁４３には、第３回転軸心Ｊ３と同軸の断面円形の貫通孔４３ａが形成されている。また、図３、図４に示すように先端壁４３の上面には板状のアダプタ３４が固定されている。図４に示すようにアダプタ３４の中央には下方に突出した段部３５が、先端壁４３に設けられた貫通孔４３ａに嵌合されている。段部３５には、円形の透孔３５ａが形成されている。

図２、図３及び図４に示すようにアダプタ３４上面には、減速機４７が配置されている。減速機４７は、図示はしないが最内周側に高速軸、中間部に前記高速軸に噛合した低速軸、及び最外周側に前記低速軸に噛合した枠からなる。

図４に示すように高速軸の上端からは、中空部４７ａと同軸（すなわち、第３回転軸心Ｊ３と同軸）の円筒部４９が突出されている。図２に示すように円筒部４９の外周には歯車４９ａが固定されている。

図３に示すように、歯車４９ａは、第２アーム５０に設けられた図示しない駆動モータの出力軸３２に設けられた歯車３３と噛み合いしている。前記低速軸は、アダプタ３４に固定されている。また、前記枠は第２アーム５０の下面に固定された減速機ケース３６に固定されている。そして、前記駆動モータの駆動により、減速機４７の減速比に従って第２アーム５０が第３回転軸心Ｊ３の周りで回転（旋回）する。

図４に示すように減速機４７の円筒部４９及び高速軸には、第３回転軸心Ｊ３と同軸であって、最小径部位が段部３５の透孔３５ａと略同径の中空部４７ａが形成されている。減速機４７は中空減速機の一例である。

図２に示すように、第２アーム５０の基端部には、収納部５１が設けられている。収納部５１は、底壁５２、底壁５２から上方へ立設された周壁５３、及び上壁５４により囲まれて形成されている。図２に示すように前記収納部５１において、第２アーム５０の上壁５４、周壁５３には、開口５１ａが設けられている。開口５１ａは、周縁部に対してビス等の取付手段により取付けされたカバー５１ｂにより覆われている。なお、図３では、カバー５１ｂの図示は省略されている。

図４に示すように収納部５１の底壁５２には、透孔５２ａが形成されていて、前記透孔５２ａには減速機ケース３６の上面から上方へ突出した段部５５が嵌合されている。図４に示すように減速機ケース３６の段部５５には、アダプタ３４の段部３５の透孔３５ａと同径、かつ同軸（すなわち、第３回転軸心Ｊ３と同軸）に配置された円形をなす透孔５５ａが形成されている。

図４に示すように、透孔５５ａには、円筒状の外筒体５６が第３回転軸心Ｊ３と同軸となるように貫通されている。外筒体５６は、その外径が透孔５５ａの内径と略同一に設定されるとともに、その下端がアダプタ３４の段部３５の透孔３５ａ内に位置するように延出されている。

また、外筒体５６の材質は限定するものではなく、例えば合成樹脂、或いは金属製のいずれであってもよい。外筒体５６の上端には外向きフランジ５６ａが形成されている。外筒体５６の外向きフランジ５６ａは、ボルト５７により段部５５上面に取付け固定されている。

図４に示すように、外筒体５６内には円筒状の内筒体５８が第３回転軸心Ｊ３と同軸となるように挿通されている。内筒体５８の上端には外向きフランジ５８ａが形成されている。内筒体５８の外向きフランジ５８ａは、前記ボルト５７によりフランジ５６ａの上面に対して重なり合って段部５５上面に取付け固定されている。図４に示すように、外向きフランジ５８ａには、複数の透孔５８ｂが所定の間隔をおいて形成されている。透孔５８ｂには、制御信号ケーブルＣ２が挿通されている。

内筒体５８の外径は、外筒体５６の内径よりも小径に形成されている。上記のようにして外筒体５６に対して内筒体５８が挿通されていることにより、両筒体は２重円筒状に配置されており、断面視した場合、リング状の間隙を有して、制御信号ケーブルＣ２が挿通可能されている。また、内筒体５８の下端は、段部３５の透孔３５ａ内に位置するように延出されている。

内筒体５８は、少なくとも一部（例えば内周面全体）が電磁波シールド材からなる。電磁波シールド材は、導電性を有する材（例えば、金属）、或いはメッシュ金属等を挙げることができる。なお、内筒体５８の全体を電磁波シールド材にて形成してもよい。

図４に示すように、前記フランジ５８ａ上面には、リング状のスペーサ５９が、前記ボルト５７により、外筒体５６、内筒体５８の両フランジ５６ａ，５８ａとともに、段部５５に対して共締めされて固定されている。

図４に示すようにスペーサ５９の内周面には周回する係止段部５９ａが形成され、係止段部５９ａには、ケーブルホルダ６１が外周面に突出したフランジ６２にて係止されている。前記フランジ６２には、リング状のホルダ押さえ６３が係止されている。ホルダ押さえ６３は、スペーサ５９に対して螺着されたボルト６４により締め付け固定されている。

前記ケーブルホルダ６１は、エラストマー、合成ゴム、天然ゴム等の弾性部材から形成されている。図４に示すようにケーブルホルダ６１は、第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置されたパワーケーブル貫通用の大径の貫通孔６５と、貫通孔６５の周囲において相互に離間配置された複数個のホルダ孔６６を有する。各ホルダ孔６６は、前記透孔５８ｂと相対するように配置されている。

また、図４に示すように、アダプタ３４の段部３５下面には、リング状のスペーサ６９が、ボルト６７により締め付け固定されている。スペーサ６９の内周面には周回する係止段部６９ａが形成され、係止段部６９ａには、ケーブルホルダ７１が外周面に突出したフランジ７２にて係止されている。ケーブルホルダ７１は、その下面周縁に当接したリング状のホルダ押さえ７３が、スペーサ６９に対して螺着されたボルト７３ａにより締め付けられることにより、スペーサ６９に対して固定されている。

前記ケーブルホルダ７１は、エラストマー、合成ゴム、天然ゴム等の弾性部材から形成されている。図４に示すようにケーブルホルダ７１は、第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置されたパワーケーブル貫通用の大径の貫通孔７５と、貫通孔７５の周囲において相互に離間配置された複数個のホルダ孔７７を有する。ホルダ孔７７の数は、ケーブルホルダ６１のホルダ孔６６と同数としていることが好ましい。

次に、アーム内のケーブル類の配置について説明する。
図２に示すように第１アーム４０の周壁４２外面、及び第２アーム５０の周壁５３外面には、外配されたパワーケーブルＰＣ１を内配されたパワーケーブルＰＣ２に中継するための電力端子部９０と、外配されたパワーケーブルＰＣ５を内配されたパワーケーブルＰＣ４に中継するための電力端子部９１とがそれぞれ設けられている。図２に示すようにパワーケーブルＰＣ２は、その一端が前記電力端子部９０に接続されるとともに他端が底壁４５に設けられた第１中継端子部８０に接続されている。第１中継端子部８０は、端部連結部の一例である。なお、パワーケーブルＰＣ１及びＰＣ２は、電力端子部９０で中継接続する代わりに１つのケーブルとして配置してもよい。同様に、パワーケーブルＰＣ４及びＰＣ５もまた、電力端子部９１で中継接続する代わりに一つのケーブルとして配置してもよい。

図５、図６に示すように第１中継端子部８０は、底壁４５に対して一対のボルト８１により取付けられた可動ブロック８２に設けられている。前記可動ブロック８２は絶縁材より形成され、中央の突部８２ａと突部８２ａよりも低い一対の肩部８２ｂにより凸状に形成され、幅方向の各端が底壁４５に取り付けられたボルト８１に対して上下移動自在に貫通されている。

すなわち、可動ブロック８２は、肩部８２ｂがボルト８１のヘッドに規制される位置を最上位置とし、可動ブロック８２が底壁４５上に接した位置を最下位置とした両位置間を中空部４７ａの軸線（第３回転軸心Ｊ３）に対して平行に往復移動自在に設けられている。図５に示すようにこの両位置間は、ストロークＳ分の長さを有する。なお、ストロークＳの長さは、後述するパワーケーブルＰＣ３が第３回転軸心Ｊ３の周りで回転したときに、パワーケーブルＰＣ３によって可動ブロック８２が上動を許容する長さ以上あればよい。前記ボルト８１及び可動ブロック８２により可動機構が構成されている。本実施形態の可動機構の例は一例である。

図５に示すように、突部８２ａには、上下方向及び可動ブロック８２の長手方向にそれぞれ直交する貫通孔８２ｃが形成されている。貫通孔８２ｃには、金属等の導電性を有する柱状の取付部材８３が固定されている。図５に示すように取付部材８３の両端は、貫通孔８２ｃから外部に突出している。取付部材８３の両端面には、それぞれ一対の圧着端子８４，８５が取付部材８３を貫通したボルト８６及び前記ボルト８６に螺合したナット８７により取付け固定されている。

圧着端子８４，８５は、それぞれスリーブ状の胴部８４ａ，８５ａと胴部８４ａ，８５ａに一体に設けられた板状の舌部８４ｂ，８５ｂを有し、舌部８４ｂ，８５ｂが前記ボルト８６に取り付けられている。

図５、図６に示すように圧着端子８４の胴部８４ａには、前記パワーケーブルＰＣ２の端部が接続されている。なお、図５では、説明の便宜上、圧着端子８４の胴部は真上に向かって配置したところを図示しているが、使用上は、図２及び図６に示すように電力端子部９０に向かうように横向き、或いは斜め上方横向きに使用することが好ましい。

一方、圧着端子８５は、胴部８５ａが上方に向かうように舌部８５ｂが前記ボルト８６に取付け固定されている。圧着端子８５の胴部８５ａにはパワーケーブルＰＣ３の下端が接続されている。

図２、図３に示すように前記パワーケーブルＰＣ３は、内筒体５８に挿通されている。パワーケーブルＰＣ３の上端は、第２アーム５０の収納部５１において、上壁５４に固定された第２中継端子部９６に接続されている。第２中継端子部９６は、端部連結部の一例である。図２、図３に示すように第２中継端子部９６は、上壁５４に取付け固定された絶縁ブロック９７を有する。

絶縁ブロック９７には、図示しない貫通孔が形成され、前記貫通孔には図２、図３に示すように金属等の導電性を有する柱状の取付部材９８が固定されている。絶縁ブロック９７に固定された取付部材９８は、その両端が前記貫通孔から外部に突出している。取付部材９８の両端面には、図２、図３に示すようにそれぞれ一対の圧着端子９９，１００が取付部材９８を貫通したボルト１０１及び前記ボルト１０１に螺合したナット１０２により取付け固定されている。

圧着端子９９，１００は、それぞれスリーブ状の胴部９９ａ，１００ａと胴部９９ａ，１００ａに一体に設けられた板状の舌部９９ｂ，１００ｂを有し、舌部９９ｂ，１００ｂが前記ボルト１０１に取り付けられている。

図２、図３に示すように圧着端子９９の胴部９９ａには、前記パワーケーブルＰＣ３の端部が接続されている。パワーケーブルＰＣ３は、上記のように第１中継端子部８０と第２中継端子部９６とにより各端部が接続されることにより、図２、図３に示すように、内筒体５８内を直線状になって挿通されている。また、パワーケーブルＰＣ３は、第１中継端子部８０と第２中継端子部９６とにより各端部が接続されることにより、その軸心が第３回転軸心Ｊ３に一致するように配置されている。また、パワーケーブルＰＣ３は、より線で構成されて可撓性を有するとともに、より線の周囲は可撓性の絶縁材で被覆されている。また、パワーケーブルＰＣ３は、より線で構成されているため、第３回転軸心Ｊ３の周りのねじりが許容される。なお、パワーケーブルＰＣ３は、可撓性の送給体の一例であり、物としての一例である電流を送給するものである。

図２、図３に示すように圧着端子１００は、胴部１００ａが電力端子部９１側に向くように舌部１００ｂが前記ボルト１０１に取付け固定されている。図２、図３に示すように圧着端子１００の胴部１００ａには、一端が電力端子部９１に接続されたパワーケーブルＰＣ４の他端が接続されている。

また、図２に示すように第１アーム４０の周壁４２外面、及び第２アーム５０における収納部５１の周壁５３内面には、信号端子ボックス９２、９３がそれぞれ設けられている。前記信号端子ボックス９２、９３に対して、収納部４１、中空部４７ａ、及び収納部５１内に配置した複数の制御信号ケーブルＣ２が、互いに分離してかつ各端が接続されている。なお、図３では説明の便宜上、制御信号ケーブルＣ２の図示は省略されている。

図２及び図４に示すように、前記各制御信号ケーブルＣ２は、ケーブルホルダ７１のホルダ孔７７、外筒体５６と内筒体５８間の間隙、透孔５８ｂ及びケーブルホルダ６１のホルダ孔６６に挿通されている。

前記制御信号ケーブルＣ２は、ホルダ孔６６及びホルダ孔７７に挿通されることにより、図４に示すように外筒体５６、内筒体５８間の間隙に挿通する部位において収納部５１側及び収納部４１が保持されて、すなわち、位置の変動が抑制されている。

そして、図２に示すように制御信号ケーブルＣ２は、収納部４１内に位置する部位、外筒体５６、内筒体５８間の間隙に挿通する部位及び収納部５１内に位置する部位により、第２アーム５０が旋回原点位置に位置している際にコ字状に配置される。

図１に示すように、旋回台３０及び第１アーム４０にはパワーケーブルＰＣ１が外配されている。パワーケーブルＰＣ１の各端は、図１に示すように、旋回台３０の外面に設けられた電力端子部９４及び第１アーム４０の前記電力端子部９０に対してそれぞれ取り外し可能に接続されている。

前記電力端子部９４は、電源装置に接続されたパワーケーブル（ともに図示しない）が接続されている。
また、図１に示すように、第２アーム５０及び第３アーム６０にはパワーケーブルＰＣ５が外配されている。パワーケーブルＰＣ５は、一端が前記電力端子部９１に接続されるとともに、他端が図示しない接続用のパワーケーブルに接続されて前記溶接トーチ７８に電力を供給する。なお、前述したパワーケーブルＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ４、ＰＣ５は、より線で構成され、周囲は絶縁材で被覆されている。

また、図１に示すように、旋回台３０及び第１アーム４０には、各種の制御信号を送信するための複数本の制御信号ケーブルが束ねられた状態で、可撓性、或いは弾性を有するチューブＴ１内に挿通されて外配されている。

図１に示すように旋回台３０の周壁内には図示しない中継用の信号端子ボックスが設けられているとともに図示しないロボット制御装置からの制御信号送出用の制御信号ケーブルが接続されている。そして、図示しない同信号端子ボックスに対して前記周壁の図示しない開口を介して、チューブＴ１内の複数の制御信号ケーブルＣ１（図２参照）の一端が接続されている。また、前記チューブＴ１は、図２に示すように、第１アーム４０の収納部４１において、下部壁４４が省略された開口４６に導入されている。そして、前記信号端子ボックス９２に対して、チューブＴ１内の各制御信号ケーブルＣ１の一端が取り外し可能に接続されている。

図１に示すように、第２アーム５０及び第３アーム６０には、各種の制御信号を送信するための複数本の制御信号ケーブルＣ３（図２参照）が束ねられた状態で、可撓性、或いは弾性を有するチューブＴ２内に挿通されて外配されている。また、前記チューブＴ２は、図２に示すように、第２アーム５０の収納部５１において、上壁５４が省略された開口５４ａに導入されている。そして、前記信号端子ボックス９３に対して、チューブＴ２内の各制御信号ケーブルＣ２の一端が取り外し可能に接続されている。

また、前記チューブＴ２は、図１に示すように、第３アーム６０の周壁に設けられた図示しない開口に導入され、該開口内に設けられた図示しない信号端子ボックスに対して、チューブＴ２内の各制御信号ケーブルＣ２の他端が取り外し可能に接続されている。前記各制御信号ケーブルにより、マニピュレータ１０の各関節部に設けられた駆動モータ等の制御対象に対して図示しないロボット制御装置から制御信号が送られる。

（実施形態の作用）
さて、上記のように構成された溶接ロボットの関節構造の作用を説明する。
図２は第１アーム４０に対して第２アーム５０が、旋回原点位置に位置している状態を示している。この状態で、前記旋回原点位置から、第１アーム４０に対して第２アーム５０が、第３回転軸心Ｊ３の周りでいずれか一方の方向へ旋回すると、第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置されたパワーケーブルＰＣ３も同軸の周りでねじられる。このねじりにより、パワーケーブルＰＣ３の端部が引っ張られて、この引っ張りにより、第１中継端子部８０の可動ブロック８２が上動する。また、上記のようにパワーケーブルＰＣ３が一旦ねじられた状態で、前記第１アーム４０に対して第２アーム５０が、第３回転軸心Ｊ３の周りで逆方向に旋回して、旋回原点位置まで達すると、第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置されたパワーケーブルＰＣ３も同軸の周りで前記とは反対方向にねじられる。この反対方向のねじりにより、パワーケーブルＰＣ３の端部へ対する引っ張りが解除されて、第１中継端子部８０の可動ブロック８２が図２の最下位置まで下動する。

さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１）本実施形態のアーク溶接ロボットの関節構造は、第１アーム４０（固定側アーム）と、第１アーム４０に対して第３回転軸心Ｊ３（回転軸心）の周りで回転自在に設けられた第２アーム５０（可動側アーム）を有する。また、第１アーム４０と第２アーム５０間に設けられるとともに第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置された中空部４７ａを有する。また、溶接ロボットの関節構造は、第１アーム４０から第２アーム５０へ電流（物）を送るパワーケーブルＰＣ３（可撓性の送給体）が中空部４７ａ内に挿通されるとともに、その各端部が第１アーム４０及び第２アーム５０内にそれぞれ配置されている。また、アーク溶接ロボットの関節構造は、パワーケーブルＰＣ３の各端部が取り付けられて、パワーケーブルＰＣ３を中空部４７ａと同軸に配置する第１中継端子部８０、第２中継端子部９６（端部連結部）を有する。また、溶接ロボットの関節構造の第１中継端子部８０は、第１アーム４０が旋回（回転）した時に、パワーケーブルＰＣ３の中空部４７ａにおける軸線（第３回転軸心Ｊ３）上の第１中継端子部８０が移動することを許容するボルト８１及び可動ブロック８２（可動機構）に設けられている。

上記構成により、パワーケーブルＰＣ３の下端に設けられた可動ブロック８２は、第２アーム５０が第１アーム４０に対して旋回した場合、パワーケーブルＰＣ３のねじりによる端部の動きに追従して動作できる。この結果、従来と異なりパワーケーブルに負荷がかかることによる破損を抑制できるとともに、安全性、及びケーブルの寿命の向上が可能となる。また、本実施形態の構成によって、パワーケーブルＰＣ３の挙動を制限できるため、パワーケーブルＰＣ３の想定外の動作による周辺部材との干渉、負荷、或いは摩擦の発生がなくなるため、安全性及び寿命の向上ができる。

（２）本実施形態では、中空部４７ａの軸線（第３回転軸心Ｊ３）上において、パワーケーブルＰＣ３（送給体）が直線状に配置されている。この結果、パワーケーブルＰＣ３全体が第３回転軸心Ｊ３の周りでねじられることにより、パワーケーブルＰＣ３の挙動をより一層制限することができる。

（３）本実施形態では、第２アーム５０（可動側アーム）が第１アーム４０（固定側アーム）に対して減速機４７（中空減速機）を介して回転自在に連結されている。また、中空部４７ａが、減速機４７の中空としている。この結果、中空減速機の中空部４７ａを利用して、パワーケーブルＰＣ３を第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置して、上記（１）の構成にすることにより、上記（１）の効果を実現できる。

（４）本実施形態では、送給体をパワーケーブルＰＣ３とし、パワーケーブルＰＣ３により、物としての電流を送給するようにしている。この結果、特に本発明をアーク溶接ロボットやスポット溶接ロボットの関節構造に適用した場合において、上記（１）の効果を容易に実現できる。

（５）本実施形態では、第１中継端子部８０、第２中継端子部９６（端部連結部）は、圧着端子を含む。また、ボルト８１及び可動ブロック８２（可動機構）は、第１中継端子部８０（端部連結部）を中空部４７ａの軸線（第３回転軸心Ｊ３）に対して平行に往復移動自在にしている。この結果、上記（１）の効果を容易に実現できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図７及び図８を参照して説明する。なお、第１実施形態の構成と同一または相当する構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態では、可動機構の構成が第１実施形態と異なっている。
図７、図８に示すように、可動機構１５０は底壁４５に固定されるとともに両端に一対のガイド孔１５２を有するガイド部材１５４を備える。可動機構１５０は、各ガイド孔１５２をスライドする軸１５６に下端が軸着された一対のリンク１５８と、各リンク１５８の上端間を連結した可動軸１６０を有する。また、ガイド部材１５４の長手方向の中間部には、固定軸１６４が貫通されている。固定軸１６４の両端には、前記各リンク１５８の中間部に一端が回転自在に連結されたリンク１６２が回動自在に連結されている。

図７、図８に示すように前記固定軸１６４の一端には、パワーケーブルＰＣ２の一端を圧着した圧着端子８４の舌部８４ｂが固定されている。
また、前記パワーケーブルＰＣ３の下端に接続された圧着端子８５の舌部８５ｂは可動軸１６に回動自在に連結されている。この連結により、圧着端子８５は、第２中継端子部９６と協働してパワーケーブルＰＣ３を第３回転軸心Ｊ３と同軸に配置している。また、可動機構１５０により、前記圧着端子８５を第３回転軸心Ｊ３に沿って上下移動可能にされている。

また、前記ガイド部材１５４は、絶縁材により形成されている。一方、リンク１５８、可動軸１６０、リンク１６２、固定軸１６４、軸１５６は、鉄材等の導電性を有する金属からなる。このため、底壁４５との絶縁が確保された状態で、パワーケーブルＰＣ２とパワーケーブルＰＣ３との導通が確保されている。

なお、図７は、可動軸１６０が最上位置に位置したときの状態を示している。また、第２アーム５０が旋回原点位置に位置している（図２参照）ときは、可動軸１６０が図示しない最下位置に位置する。可動軸１６０が図示しない最下位置に位置する場合、軸１５６は、図７に示す実線の位置から二点鎖線で示す位置に位置する。この位置は軸１５６が可動する場合において、ガイド部材１５４の最寄りの端面に最近位の位置である。

従って、第２アーム５０が第１アーム４０に対して旋回した場合、前記可動機構１５０の可動軸１６０が、パワーケーブルＰＣ３のねじりによる端部の動きに追従して上下方向に直線的に動作できる。

また、前記実施形態では、説明はしていないが、パワーケーブルＰＣ２は、可動ブロック８２に連結されているため、可動ブロック８２の上下移動とともに追従して移動する。これに対して、本実施形態では、パワーケーブルＰＣ２は移動することがなく、ねじれの発生するパワーケーブルＰＣ３のみ上下移動させることができる。従って、可動側アームの旋回時において、効率的にパワーケーブルＰＣ３を上下移動させることができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記各実施形態においては、第１中継端子部８０の可動機構を第２中継端子部９６にも採用して、両中継端子部において、パワーケーブルＰＣ４の両端部の移動を許容するようにしてもよい。

・或いは、前記各実施形態において、第１中継端子部８０の可動機構を省略して、第２中継端子部９６に前記可動機構を採用して、第２中継端子部において、パワーケーブルＰＣ４の端部の移動を許容するようにしてもよい。

・前記実施形態の可動ブロック８２の形状は凸状にしたが、凸状に限定されるものではなく、例えば、立方体等の他の形状にしてもよい。
・前記実施形態では、ケーブルホルダ６１，７１に設けられた複数のホルダ孔６６，７７の径については、説明していないが、複数のホルダ孔は、互いに径が異なるように設けられていてもよく、同径としてもよい。或いは、同径のホルダ孔を複数個設けて一グループとし、このグループとは異なる径を有する複数のホルダ孔を他のグループとして設けるようにしてもよい。

・前記実施形態では、７自由度を有する多関節形ロボットに具体化したが、７自由度に限定されるものではなく、６自由度以下、或いは８自由度以上のロボットに具体化してもよい。

・前記実施形態ではアーク溶接ロボットに具体化したが、アーク溶接ロボット以外に、スポット溶接ロボット、塗装ロボット等の他の産業用ロボットに具体化してもよい。
例えば、塗装ロボットでは、物の一例として塗装のためのガス、或いは塗料を挙げることができる。また、送給体としては、可撓性を有するチューブ、パイプを挙げることができる。

・前記実施形態では、減速機４７の中空部４７ａに送給体を挿通したが、中空部は減速機４７の中空部４７ａに限定されるものではない。例えば、固定側アームに対して可動側アームを回転自在に支持して、その回転中心軸に減速機を設けずに、中空部を有するタイプの産業用ロボットの関節構造に採用してもよい。

１０…マニピュレータ、２０…基台、３０…旋回台、
４０…第１アーム（固定側アーム）、
４７…減速機、４７ａ…中空部、
５０…第２アーム（可動側アーム）、
８０…第１中継端子部（端部連結部）、
８１…ボルト、８２…可動ブロック（ボルト８１とともに可動機構を構成する）、
９６…第２中継端子部（端部連結部）、
Ｊ３…第３回転軸心（回転軸心）
ＰＣ３…パワーケーブル（送給体）。

Claims (6)

1. 固定側アームと、
   前記固定側アームに対して回転軸心の周りで回転自在に設けられた可動側アームと、
   前記可動側アームと前記固定側アーム間に設けられるとともに前記回転軸心と同軸に配置された中空部と、
   前記中空部内に挿通されるとともに、各端部が前記固定側アーム及び前記可動側アーム内にそれぞれ配置されて、前記固定側アームから前記可動側アームへ物を送る可撓性の送給体と、
   前記固定側アームと前記可動側アームにそれぞれ設けられるとともに前記送給体の各端部が取り付けられて、前記送給体を前記中空部と同軸に配置する一対の端部連結部を備え、
   前記一対の端部連結部のうち、少なくとも一方の端部連結部は、前記可動側アームの回転時に、前記送給体の前記中空部における軸線上で前記少なくとも一方の端部連結部が移動することを許容する可動機構に設けられており、
   前記可動機構は、当該可動機構を取り付けるための係止部材を含んで構成され、前記端部連結部の移動許容距離は、前記係止部材の頭頂部の位置により定められている産業用ロボットの関節構造。
2. 前記可動機構は、前記端部連結部が連結された可動ブロックと、前記可動ブロックを貫通して当該可動ブロックを前記固定側アーム又は前記可動側アームに取り付ける前記係止部材としてのボルトとを備え、
   前記可動ブロックが前記固定側アーム又は前記可動側アームと前記ボルトの頭頂部との間を往復移動することにより、前記端部連結部が移動することが許容される請求項１に記載の産業用ロボットの関節構造。
3. 前記中空部の軸線上において、前記送給体が直線状に配置されている請求項１または請求項２に記載の産業用ロボットの関節構造。
4. 前記可動側アームが前記固定側アームに対して中空減速機を介して回転自在に連結されており、
   前記中空部が、前記中空減速機が有する中空である請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の産業用ロボットの関節構造。
5. 前記物が電流であり、前記送給体がケーブルである請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の産業用ロボットの関節構造。
6. 前記端部連結部は、圧着端子を含み、
   前記可動機構は、前記少なくとも一方の端部連結部を前記中空部の軸線に対して平行に移動自在にするものである請求項５に記載の産業用ロボットの関節構造。