JPH0426228Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、複数の腕を有する多関節ロボツトの
油圧装置に係り、特に各腕を作動させる複数のア
クチユエータを油圧ポンプからの圧油で駆動する
多関節ロボツトの油圧装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、多関節ロボツトは少なくとも２つ以上
の腕を備えており、これら各腕はそれぞれアクチ
ユエータによつて駆動され、また各アクチユエー
タは該アクチユエータを油圧ポンプとの間に設け
たそれぞれの方向切換弁によつて圧油の方向と流
量とが制御されるようになつている。

第３図は、多関節ロボツトの一例を示す概略構
成図であり、１はベースフレーム、２はベースフ
レーム１の上部にピン３にて回動自在に支承され
た第１の腕すなわちブーム、４はブーム２の先端
にピン５にて回動自在に支承された第２の腕すな
わちアーム、６はアーム４の先端にピン７にて回
動自在に支承された回動体すなわちリスト、８は
リスト６の先端に固着されたグリツプ、９はリス
ト６の先端にピン１０にて回動自在に支承された
グリツプで、上記したブーム２、アーム４によつ
て腕部が構成されている。１１はブーム２を作動
させる第１のアクチユエータすなわちブームシリ
ンダ、１２はアーム４を作動させる第２のアクチ
ユエータすなわちアームシリンダ、１３はリスト
６を作動させるリストシリンダ、１４はグリツプ
９を作動させるグリツプシリンダである。

第４図は上記した多関節ロボツトに具備される
従来の油圧回路の一例を示す回路図、第５図は第
４図に示す油圧回路の配管状態を模式的に示す説
明図である。これらの図において、１１，１２，
１３，１４は前述したブームシリンダ、アームシ
リンダ、リストシリンダ、グリツプシリンダを示
し、１５は油圧ポンプである。１６，１７，１
８，１９はセンタブロツク型の電磁弁すなわち４
ポート３位置方向切換弁で、このうち方向切換弁
１６は油圧ポンプ１５とブームシリンダ１１との
間に配置され、ブームシリンダ１１に供給される
圧油の流れを制御する第１の方向切換弁であり、
方向切換弁１７は油圧ポンプ１５とアームシリン
ダ１２との間に配置され、アームシリンダ１２に
供給される圧油の流れを制御する第２の方向切換
弁である。同様に、方向切換弁１８は油圧ポンプ
とリストシリンダ１３との間に、方向切換弁１９
は油圧ポンプ１５とグリツプシリンダ１４との間
にそれぞれ介設され、それぞれリストシリンダ１
３、グリツプシリンダ１４に供給される圧油の流
れを制御する。各方向切換弁１６〜１９は１つの
油圧ポンプ１５に対して並列に接続されている。
２０はタンク、２１は各方向切換弁１６〜１９の
タンクポートとタンク２０とを接続する管路、２
２は各方向切換弁１６〜１９のポンプポートと油
圧ポンプ１５の吐出側とを接続する管路、２３は
リリーフ弁である。また、２４，２５は方向切換
弁１６のシリンダポートとブームシリンダ１１と
を接続する管路、２６，２７は方向切換弁１７の
シリンナポートとアームシリンダ１２とを接続す
る管路、２８，２９は方向切換弁１８のシリンダ
ポートとリストシリンダ１３とを接続する管路、
３０，３１は方向切換弁１９のシリンダポートと
グリツプシリンダ１４とを接続する管路である。

また、かかる油圧回路を構成する主要部品のう
ち、油圧ポンプ１５とタンク２０および各方向切
換弁１６〜１９はベースフレーム１側に配設さ
れ、各アクチユエータすなわちブームシリンダ１
１、アームシリンダ１２、リストシリンダ１３お
よびグリツプシリンダ１４は、管路を介してベー
スフレーム１側の各方向切換弁１６〜１９に接続
されるようになつている。

そして、方向切換弁１６〜１９の１つまたは複
数が動作されると、油圧ポンプ１５から吐出され
た圧油が当該動作された方向切換弁を経て方向切
換弁に接続されたシリンダに送られ、該シリンダ
から再び方向切換弁を経てタンク２０に戻り、こ
のアクチユエータの駆動により各腕が作動され
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、このように構成された従来の多関節
ロボツトの油圧装置にあつては、各方向切換弁１
６〜１９がベースフレーム１側に配設されている
ため、各方向切換弁１６〜１９のシリンダポート
と各シリンダ１１〜１４とを接続する管路が各関
節部を多数本通ることになる。例えば、ベースフ
レーム１とブーム２との関節部においては６本の
管路２６〜３１が配設され、またブーム２とアー
ム４との関節部においては４本の管路２８〜３１
が配設される。このように数多くの管路が関節部
に配設されると、腕を動かした際に、各管路が互
いに接触したりこれらの管路が他の構造物と接触
し易くなり、そのために当該管路の損傷事故が増
加するという欠点があり、また管路が邪魔になつ
てロボツトの可動範囲を大きくとれなくなる等の
欠点がある。このことは、腕を駆動するアクチユ
エータの数に比例して管路の数も増加するため、
アクチユエータの数が多い、すなわち自由度の大
きい多関節ロボツトにおいては大きな問題とな
る。

また、上記した従来の多関節ロボツトの油圧装
置にあつては、ベースフレーム１とブーム２との
連結部、すなわちブーム１の回動支点付近に６本
の管路２６〜３１が配置されること、およびブー
ム１の回動が頻繁に行われることから、このブー
ム１の回動支点付近で管路同志の摩擦を伴うくり
返し曲げが行われ、このくり返し曲げによる管路
の疲労破断が生じやすく、このため、一般に一定
期間が経過したとき当該管路２６〜３１の交換を
行つている。ところが、このような管路２６〜３
１の交換を行う以前に、管路の疲労破断を生じ、
仮にその管路がアームシリンダ１２に圧油を供給
する管路２６，２７である場合は、当該管路２
６，２７からアームシリンダ１２内の圧油が流出
し、アーム４の自重による落下を生じて危険な事
態を招きやすい。このことはブーム２やアーム４
の重量が大きくなる程顕著なものとなる。

本考案は、上記した従来技術における事情に鑑
みてなされたもので、関節部に配設される管路の
数を少なくすることができるとともに、第１の腕
の回動支点付近に配置される管路の疲労破断によ
る圧油の流出を抑制することができる多関節ロボ
ツトの油圧装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本考案は、ベース
フレームと、このベースフレームに回動可能に連
結した第１の腕と、この第１の腕に回動可能に連
結した第２の腕と、この第２の腕に回動可能に連
結した回動体と、上記第１の腕を駆動する第１の
アクチユエータと、上記第２の腕を駆動する第２
のアクチユエータと、上記回動体を駆動する第３
のアクチユエータと、上記ベースフレームに配設
され、上記第１のアクチユエータ、第２のアクチ
ユエータ、および第３のアクチユエータに圧油を
供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプが連絡さ
れるタンクと、上記油圧ポンプと上記第１のアク
チユエータ間に配置され、該第１のアクチユエー
タに供給される圧油の流れを制御するセンタブロ
ツク型の電磁弁からなる第１の方向切換弁と、上
記油圧ポンプと上記第２のアクチユエータ間に配
置され、該第２のアクチユエータに供給される圧
油の流れを制御するセンタブロツク型の電磁弁か
らなる第２の方向切換弁と、上記油圧ポンプと上
記第３のアクチユエータ間に配置され、該第３の
アクチユエータに供給される圧油の流れを制御す
るセンタブロツク型の電磁弁からなる第３の方向
切換弁とを備えるとともに、上記第１の方向切換
弁、第２の方向切換弁、第３の方向切換弁のそれ
ぞれのポンプポートを上記油圧ポンプに対して並
列に接続し、上記第１の方向切換弁を上記ベース
フレームに配設した多関節ロボツトの油圧装置に
おいて、上記油圧ポンプに連絡される第１の管路
と、上記タンクに連絡される第２の管路とを上記
第１の腕に沿つて配管し、上記第２の切換弁を上
記第１の腕に配設し、上記第３の方向切換弁を上
記第２の腕に配設するとともに、上記第１の腕に
沿つて配管された上記第１の管路部分、第２の管
路部分と上記第２の方向切換弁とをそれぞれ接続
する管路、および上記第１の腕に沿つて配管され
た上記第１の管路部分、第２の管路部分と上記第
３の方向切換弁とをそれぞれ接続する管路を設け
た構成にしてある。

〔作用〕

本考案は、上記のように構成してあることか
ら、ベースフレームから第１の腕に沿つて延設さ
れる管路の数が少なくて済み、また管路同志の摩
擦等による損傷が少なくなり、また第１の腕の回
動支点付近の管路の摩擦を伴うくり返し曲げによ
る疲労破断を少なくすることができ、さらに、仮
にこの第１の腕の回動支点付近での管路の疲労破
断を生じてもセンタブロツク型の電磁弁からなる
第２の方向切換弁を中立復帰させることによつて
この第２の方向切換弁と第２のアクチユエータ間
の圧油の流出が防がれるので当該疲労破断した管
路からの圧油の流出は抑制される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図により説明する。第
１図は、本考案による多関節ロボツトの油圧装置
における配管状態を模式的に示す説明図、第２図
は第１図に示す多関節ロボツトの油圧装置に具備
される油圧回路を示す回路図であり、前述した第
４図、第５図に対応する部分には同一符号を付け
てある。

これらの図において、第１の方向切換弁１６は
第１のアクチユエータであるブームシリンダ１１
に最も近いベースフレーム１に、第２の方向切換
弁１７は第２のアクチユエータであるアームシリ
ンダ１２に最も近い第１の腕であるブーム２に、
方向切換弁１８はリストシリンダ１３に最も近い
第２の腕であるアーム４に、方向切換弁１９はグ
リツプシリンダ１４に最も近い回動体、すなわち
リスト６にそれぞれ配設しており、また油圧ポン
プ１５とタンク２０はベースフレーム１に配設さ
れている。

また油圧回路は、各方向切換弁１６〜１９をベ
ースフレーム１と各腕、および腕に連結される回
動体とに分散させたという点を除いて、先に説明
した従来の油圧回路と基本的に同じである。すな
わち、方向切換弁１６は管路２１，２２と管路２
４，２５との間に介設され、方向切換弁１７は管
路２１，２２と管路２６，２７との間に介設さ
れ、方向切換弁１８は管路２１，２２と管路２
８，２９との間に介設され、方向切換弁１９は管
路２１，２２と管路３０，３１との間に介設さ
れ、管路２１，２２，２６，２７はブーム２、ア
ーム４に沿つて配置されている。また、各方向切
換弁１６〜１９のそれぞれのポンプポートとタン
クポートは油圧ポンプ１５に対して並列に接続さ
れている。

各方向切換弁、例えば方向切換弁１６が第２図
の右位置に切り換えられると、油圧ポンプ１５か
ら吐出された圧油が管路２２、方向切換弁１６お
よび管路２４を経てブームシリンダ１１のボトム
側に供給され、該ブームシリンダ１１のロツド側
の圧油が管路２５、方向切換弁１６および管路２
１を経てタンク２０に戻され、ブーム２がピン３
を支点として上方へ回動される。同様に、２つ以
上の方向切換弁が同時に動作されると、油圧ポン
プ１５から吐出された圧油が動作された方向切換
弁を経て当該方向切換弁に接続されたそれぞれの
シリンダに供給され、２つ以上の腕が所望の方向
へ同時に動かされる。この様に、本実施例におけ
る油圧回路の作用は先に説明した従来の油圧回路
の作用と同じである。

しかしながら、本実施例においては、各方向切
換弁１６〜１９をそれぞれのシリンダ１１〜１４
に最も近いベースフレーム１または各腕すなわち
ブーム２、アーム４、回動体すなわちリスト６に
配設したため、各関節部を通る管路の数を油圧ポ
ンプ１５の吐出側管路２２とタンク２０の戻り側
管路２１とに相当する２本のみとすることができ
る。特に、ベースフレーム１とブーム２の関節部
においては、従来６本必要としていた管路の数を
２本で済ませることが可能なため、管路の損傷事
故を減らせることができ、かつ管路設置空間を小
さくできるためロボツト全体の可動範囲を大きく
できる。このことは、ブーム２とアーム４の関節
部においても、従来４本必要としていた管路の数
を２本で済ませることができるため同様であり、
各関節部の管路の数を減らすことによりロボツト
の外観を優れたものとすることができる。また、
各方向切換弁１６〜１９と各シリンダ１１〜１４
との間の配管を従来に比べて短くできるため、圧
油の圧縮性とボリユームの関係および管路の膨張
による配管剛性が高くなり、それ故、各方向切換
弁１６〜１９による各腕、および腕に連結される
回動体の制御性を向上させることができる。

そして、また、上述のようにベースフレーム１
とブーム２の関節部すなわちブーム２の回動支点
付近の管路は２本のみであることから、これらの
管路同志の摩擦による損耗が少なくなり、したが
つてこのような摩擦を伴うくり返し曲げによる疲
労破断が少なくなり、これらの管路の疲労破断に
至るまでの耐久時間が長くなり、当該管路の交換
時期を遅らせることができる。

さらに、仮に上記管路を交換する以前の作業時
に疲労破断を生じたとしても、オペレータの戻し
操作によつて各方向切換弁１７，１８，１９を直
ちに中立位置に復帰させればよく、このとき各方
向切換弁１７，１８，１９はセンタブロツク型で
あるため、方向切換弁１７とアームシリンダ１２
とを接続する管路２６，２７、方向切換弁１８と
リストシリンダ１３とを接続する管路２８，２
９、方向切換弁１９とグリツプシリンダ１４とを
接続する管路３０，３１は、それぞれ密閉状態に
保持され、したがつてこれらの管路２６，２７，
２８，２９，３０，３１からの圧油の流出はな
く、それ故、疲労破断した管路からの圧油の流出
は抑制され、アーム４等の自重落下が防止され、
安全である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、関節部
に配設される管路の数が少ないため、管路が他の
管路や他の構造物に接触して損傷するという事故
を減少させることができ、またロボツト全体の可
動範囲を充分にとることができる。

また、第１の腕の回動支点の管路の数が少ない
ことにより、この第１の腕の回動支点に位置する
管路同志の摩擦による損耗を少なくすることがで
き、したがつて摩耗を伴うくり返し曲げによる管
路の疲労破断の発生を少なくすることができ、こ
れらの管路の疲労破断に至るまでの耐久時間を長
くすることができ、これらの管路の交換時期を従
来に比べて遅らせることができ、経済的である。

さらに、第１の腕の回動支点に位置する管路に
おいて交換以前に疲労破断を生じた場合でも、第
２の方向切換弁を中立位置に復帰させることによ
りセンタブロツクされ、第２の腕の自重による落
下を生じることがなく、優れた安全性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による多関節ロボツトの油圧装
置における配管状態を模式的に示す説明図、第２
図は第１図の多関節ロボツトに具備される油圧回
路の一例を示す回路図、第３図は本考案が対象と
する多関節ロボツトの一例を示す概略構成図、第
４図は多関節ロボツトの従来の油圧回路を示す回
路図、第５図は従来の多関節ロボツトの油圧装置
における配管状態を模式的に示す説明図である。 １……ベースフレーム、２……ブーム、４……
アーム、６……リスト、８，９……グリツプ、１
１……ブームシリンダ、１２……アームシリン
ダ、１３……リストシリンダ、１４……グリツプ
シリンダ、１５……油圧ポンプ、１６，１７，１
８，１９……方向切換弁、２０……タンク、２
１，２２，２４，２５，２６，２７，２８，２
９，３０，３１……管路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースフレームと、このベースフレームに回動
   可能に連結した第１の腕と、この第１の腕に回動
   可能に連結した第２の腕と、この第２の腕に回動
   可能に連結した回動体と、上記第１の腕を駆動す
   る第１のアクチユエータと、上記第２の腕を駆動
   する第２のアクチユエータと、上記回動体を駆動
   する第３のアクチユエータと、上記ベースフレー
   ムに配設され、上記第１のアクチユエータ、第２
   のアクチユエータ、および第３のアクチユエータ
   に圧油を供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   が連絡されるタンクと、上記油圧ポンプと上記第
   １のアクチユエータ間に配置され、該第１のアク
   チユエータに供給される圧油の流れを制御するセ
   ンタブロツク型の電磁弁からなる第１の方向切換
   弁と、上記油圧ポンプと上記第２のアクチユエー
   タ間に配置され、該第２のアクチユエータに供給
   される圧油の流れを制御するセンタブロツク型の
   電磁弁からなる第２の方向切換弁と、上記油圧ポ
   ンプと上記第３のアクチユエータ間に配置され、
   該第３のアクチユエータに供給される圧油の流れ
   を制御するセンタブロツク型の電磁弁からなる第
   ３の方向切換弁とを備えるとともに、上記第１の
   方向切換弁、第２の方向切換弁、第３の方向切換
   弁のそれぞれのポンプポートを上記油圧ポンプに
   対して並列に接続し、上記第１の方向切換弁を上
   記ベースフレームに配設した多関節ロボツトの油
   圧装置において、上記油圧ポンプに連絡される第
   １の管路と、上記タンクに連絡される第２の管路
   とを上記第１の腕に沿つて配管し、上記第２の方
   向切換弁を上記第１の腕に配設し、上記第３の方
   向切換弁を上記第２の腕に配設するとともに、上
   記第１の腕に沿つて配管された上記第１の管路部
   分、第２の管路部分と上記第２の方向切換弁とを
   それぞれ接続する管路、および上記第１の腕に沿
   つて配管された上記第１の管路部分、第２の管路
   部分と上記第３の方向切換弁とをそれぞれ接続す
   る管路を設けたことを特徴とする多関節ロボツト
   の油圧装置。