JPH11216698A - 産業用ロボットの配線及び配管支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベースと旋回フレームとを含む旋回部構造を
大型化させることなく配線及び配管の増加に対応できる
産業用ロボットの配線及び配管支持装置を提供。 【課題を解決する手段】ベース31内壁に一端を固定され
旋回フレーム32の旋回軸Ｏに対してほぼ同心円上に第１
と第２の中間隔壁13a,13b により、空間33,34 は４個の
環状空間35,36,37,38 に分割される。配線及び配管を含
む束12を内蔵した可撓性コンジット5,6,7,8 は、それぞ
れ一端を前記ベース内壁にクランプ9 で固定されてベー
ス31内壁の環状空間35,36 に沿って周方向に左方向に約
半周往方向に延在したあと、上方にＵ字形部14を形成す
るように折り返され、旋回フレーム32内壁下面に接触可
能に２個の環状空間37,38 内を周方向に右方向に約半周
復方向に延在し、旋回フレーム32の右端に到った４本の
各可撓性コンジット5,6,7,8は、クランプ10,11 により
その一端を旋回フレーム32に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に第１の空間
を有するベースと、内部に第２の空間を有し前記ベース
に対し回動可能に取り付けられた旋回フレームとを含む
産業用ロボットに配置される複数個の配線及び／又は配
管の支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業用ロボットの配線ケーブル等
に代表される配線支持装置は、美観とロボットの周囲に
自由空間を保持するため、及び配線を保護するためなど
の理由からロボット機体内に収納し配置されることが多
い。例えば従来技術を示す実開平3-36790 号及び特開平
2-100892号に開示する図７及び図７のD-D 矢視断面図で
ある図８にそれぞれ示すように、内部に第１の空間20を
有するベース1 と、内部に第２の空間21を有しベース1
及びこのベース1 に対し回動可能に取り付けられた旋回
フレーム2 とを含む産業用ロボットに配置される複数の
配線42a を含む配線の束42は、旋回フレーム2 の旋回軸
Ｏを中心としたほぼ同心円部分に沿って、それぞれ配線
の束42を収納した２個の可撓性の弾性コンジット51,52
が、一端をベース１内壁にクランプ9,9 で固定されてベ
ース１内壁の第１の空間20に沿って周方向に約半周往方
向に延在したあと上方にＵ字形44に適度な曲率半径で折
り返されて旋回フレーム2 内壁下面23に接触可能に周方
向に約半周復方向に延在し、他端を旋回フレーム2 にク
ランプ10,10 で固定されている。図において、4 はベー
ス1 に固定されかつその出力軸が旋回フレーム2 に固定
された減速機で、旋回フレーム2 に固定された駆動モー
タ3 の出力軸24と連結されている。

【０００３】２個の弾性コンジット51,52 はそれぞれ旋
回軸Ｏを通る横方向中心線25に対して線対称となるよう
に約半周ずつに分けて配置されている。このように配置
することにより、旋回フレーム2 が一方向へ旋回すると
き、２個の弾性コンジット51,52 の一方に内蔵された配
線の束42は適度な曲率半径で折り曲げられて前進し、他
方は同様に折り曲げられて後退するので互いに干渉する
ことがなく、旋回時に配線の束42に対して安定した負荷
がかかるため、配線トラブルを防止するには有利な構造
として広く用いられてきた。特開平9-150393号に示すよ
うに、旋回フレームの旋回動作によって配線同士が重な
らないように、旋回部の変位方向に対して平行に高さを
変えて配線の束を配置しているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロボットに
搭載する配線及びエヤー・水等の配管の数は年々増加す
る傾向にある。例えば、手首部に溶接ガンを把持させて
所定の溶接作業を行うようにされたスポット溶接ロボッ
トにおいては、溶接ガンの電極チップを動作させるアク
チュエータとしては、以前はエアシリンダが使用されて
いたが、最近はサーボモータが使用されるようになり、
その結果サーボモータへの動力線や制御線、及びエヤー
・水等の配管が配線に追加されることとなった。また、
力制御に使用する力センサやハンドリングロボットに使
用する視覚センサ等も配線及び配管増加の要因となって
いる。

【０００５】しかし、配線及び配管が増加すると、実開
平3-36790 号及び特開平2-100892号の構成においては、
配線配管を収納する弾性コンジットが太くなることに起
因してベースと旋回部フレームとの間にわたるＵ字形部
44の曲率半径が大きくなるため、鉛直方向に旋回部構造
を大型化せざるを得なくなるという問題があった。同様
に特開平9-150393号においても、配線及び配管が増加す
ると配線及び配管が鉛直方向に平行に重なっていくため
鉛直方向に必要な高さが増して旋回部構造を大型化する
という問題があった。したがって、従来の配線及び配管
処理機構においては、配線及び配管の増加が、そのまま
ロボット本体の高さの増加、大型化につながるという課
題があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、ベースと旋回フレームとを含む旋回部構
造を大型化させることなく配線及び配管の増加に対応で
きるような、産業用ロボットの配線及び配管支持装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、請求項１で、内部に第１の空間を有す
るベースと、内部に第２の空間を有し前記ベースに対し
回動可能に取り付けられた旋回フレームとを含む産業用
ロボットにおいて、前記第１及び第２の空間は、前記ベ
ース及び旋回フレームの少なくとも一方の内壁に一端を
固定され前記旋回フレームの旋回軸に対してほぼ同心円
上に延在する部分を有する少なくとも１つ以上の中間隔
壁により複数の環状部分を含む環状空間に分割されてお
り、各前記複数の環状空間に配置された、複数個の配線
及び／又は配管を含む束である配線及び配管を含む束
は、それぞれ、一端を前記ベース内壁に固定されて前記
ベース内壁の環状空間の１に沿って周方向に約半周往方
向に延在したあと上方にＵ字形部を形成するように折り
返されて前記旋回フレーム内壁下面に接触可能に周方向
に約半周復方向に延在し、他端を前記旋回フレーム内壁
に固定されたことを特徴とする産業用ロボットの配線及
び配管支持装置を提供する。 これにより、ベース及び
旋回フレーム内の第１及び第２の空間は、中間隔壁によ
りそれぞれ２個以上の環状空間に分割され、それぞれの
環状空間に配置される配線及び配管を含む束は、分割さ
れた数だけ分割されるので、単位環状空間当たりに配置
される配線及び配管の数が少なくなり、この結果、ベー
ス及び旋回フレーム内の配線及び配管を含む束の折り返
し部であるＵ字形部の曲率半径を小さく抑えることがで
き、ベースと旋回フレームとを含む旋回部構造を大型化
させることなく配線及び配管の増加に対応できる産業用
ロボットの配線及び配管支持装置を提供するものとなっ
た。

【０００８】また、請求項２にかかる発明のように、中
間隔壁にて仕切られる各環状空間毎に配線及び配管を含
む束を可撓性コンジット内に収納するようにすれば、配
線及び配管を含む束は可撓性コンジットにて保護される
とともに、旋回フレームの旋回動作の際にも隣接する可
撓性コンジット同士が干渉し合うことがなくなる。可撓
性コンジットとしては、コイルスプリングの使用が一般
的であるが、曲げ動作に対する充分な弾力性を有しかつ
摩擦に強いという特性を有するものであれば、例えばプ
ラスチックチューブのようなものであってもよい。

【０００９】さらに、請求項３にかかる発明のように、
各配線及び配管を含む束はそれぞれコイルスプリングに
収納され、かつ各コイルスプリングは前記旋回軸を通る
横方向中心線に対して線対称となるように約半周ずつに
分けて配置するようにすれば、旋回フレームが一方向へ
旋回するとき、複数のコイルスプリングの半周分はそれ
ぞれ適度な曲率半径で折り曲げられて前進し、残余の他
方のコイルスプリングの半周分は同様に折り曲げられて
後退するので互いに干渉することがなく、旋回時に各配
線及び配管を含む束に対して安定した負荷がかかるた
め、配線及び配管トラブルを防止する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の一例を
図面に基づいて説明する。図１は本発明の産業用ロボッ
トの配線及び配管支持装置の一実施形態を示す立面要部
断面図、図２は図１におけるＰ矢視図、図３は図２のB-
B 線に沿った要部断面図、図４は図１のC-C 線に沿った
断面図をそれぞれ示す。実施形態の産業用ロボットは、
内部に第１の空間33を有するベース31と、内部に第２の
空間34を有しベース31に対し回動可能に取り付けられた
旋回フレーム32と含む。ベース31に減速機4 が固定さ
れ、旋回フレーム32に固定された駆動モータ3 の出力軸
24と連結された減速機4 の出力軸である外側ハウジング
26が旋回フレーム32に固定されており、出力軸24の回転
により旋回フレーム32が回転される。旋回フレーム32の
上部には図示しないロボットアームが設けられる。ベー
ス31内壁に一端を固定され旋回フレーム32の旋回軸Ｏに
対してほぼ同心円上に約280度にわたり延在する部分39
（図４）を有する第１の中間隔壁13a により、第１の空
間33は２個の環状空間35,36 に分割される。そして旋回
フレーム32内壁に一端を固定され第１の中間隔壁13a と
僅かな隙間を介して対向配置された第２の中間隔壁13b
により、第２の空間34は２個の環状空間37,38 に分割さ
れる。

【００１１】共に図示しないロボット制御装置及びロボ
ット手首の作業装置と接続される複数個の配線12a 及び
／又は配管12b を含む束である、配線及び配管を含む束
12は、それぞれコイルスプリング内に収容されており、
図１で見てベース31の右端から第１の空間33が分割され
た２個の環状空間35,36 内に入る。配線及び配管を含む
束12は、複数個の配線12a を含む束、複数個の配線12a
と１本の配管を含む束、複数個の配線12a と複数本の配
管を含む束、及び複数本の配管を含む束、を含む。ベー
ス31に入る配線及び配管を含む束12は、４つのグループ
に区分けされ、コイルスプリングからなる４本の可撓性
コンジット5,6,7,8 によってそれぞれ保護するようにさ
れている。図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である図４で
見て判るように、４本の可撓性コンジット5,6,7,8 は、
旋回フレーム32の旋回軸Ｏを通る横方向中心線40に対し
可撓性コンジット6,8 と可撓性コンジット5,7 とが線対
称となるように約半周ずつにを分けて配置されている。

【００１２】図１及び図３で見て判るように、配線及び
配管を含む束12を内蔵した４本の可撓性コンジット5,6,
7,8 は、それぞれ一端を前記ベース内壁にクランプ9 で
固定されてベース31内壁の環状空間35,36 に沿って周方
向に左方向に約半周往方向に延在したあと、上方にＵ字
形部14を形成するように折り返され、旋回フレーム32内
壁下面に接触可能に２個の環状空間37,38 内を周方向に
右方向に約半周復方向に延在し、旋回フレーム32の右端
に到った４本の各可撓性コンジット5,6,7,8 は、図２に
示すように、クランプ10,11 によりその一端を旋回フレ
ーム32に固定される。これにより、配線及び配管を含む
束は可撓性コンジットにて保護されるとともに、旋回フ
レーム32の旋回動作の際にも隣接する可撓性コンジット
同士が干渉し合うことがなくなる。尚、可撓性コンジッ
トとしては、曲げ動作に対する充分な弾力性を有しかつ
摩擦に強いという特性を有するものであればよく、この
ような特性を有するものであれば例えばプラスチックチ
ューブのようなものであってもよい。

【００１３】かかる構成により、ベース31及び旋回フレ
ーム32内の第１及び第２の空間33,34 は、中間隔壁13a,
13b によりそれぞれ２個以上の環状空間35,36,37,38 に
分割され、それぞれの環状空間に配置される配線及び配
管を含む束12は、分割された数だけ分割されるので、単
位環状空間当たりに配置される配線及び配管の数が少な
くなり、この結果、ベース及び旋回フレーム内の配線及
び配管を含む束の折り返し部であるＵ字形部14の曲率半
径を小さく抑えることができ、ベースと旋回フレームと
を含む旋回部構造を大型化させることなく配線及び配管
の増加に対応できる。旋回部構造の大型化を防いだの
で、材料費の増加を防ぎコストの面で従来より有利な産
業用ロボットの配線及び配管支持装置を提供するものと
なった。

【００１４】以下、旋回フレーム32の旋回動作の際の、
上記の構成における機能を説明する。配線及び配管を含
む束12を収容した可撓性コンジット5,7 は、他の２本の
可撓性コンジット6,8 とは旋回フレーム32の旋回軸Ｏを
通る横方向中心線40に対して線対称になるように据付ベ
ース31内及び旋回フレーム32内に配設されているので、
これにより、旋回フレーム32が一方向へ旋回するとき、
複数の可撓性コンジットの半周分はそれぞれ適度な曲率
半径で折り曲げられて前進し、残余の他方の可撓性コン
ジットの半周分は同様に折り曲げられて後退するので互
いに干渉することがなく、旋回時に配線及び配管を含む
束12に対して安定した負荷がかかるため、配線及び配管
トラブルを防止する。

【００１５】前述の実施形態においては２つの中間隔壁
13a,13b により配線及び配管を含む束12が収納された可
撓性コンジットを旋回軸Ｏに対し同心円上に２重に配設
するようにしていたが、これを図５に示すように、４つ
の中間ガイド13a,13b 及び17a,17b により配線及び配管
を含む束12が収納された可撓性コンジット5,6,7,8,15,1
6 を旋回軸Ｏに対し同心円上に３重に配設するようにす
ることにより、配線及び配管を含む束12のより多くの増
加に対しても対応できるものとなる。

【００１６】また、前述の実施形態においては配線及び
配管を含む束12を収納した可撓性コンジット5,6,7,8 の
断面積は互いに同じであったが、これを図６に示すよう
に、可撓性コンジット毎に断面積を適宜設定することに
より、ベース31及び旋回フレーム32からなる旋回機構部
の形状や配線及び配管を含む束12の使用目的に対応させ
ることができる。

【００１７】以上、本発明の実施形態について説明し
た。なお、前述の実施形態ではいずれのものも旋回フレ
ーム32の旋回軸Ｏはベース31に対して鉛直方向であった
が、これを水平方向としたような産業用ロボットに適応
することも可能である。また、これに関連して、本発明
の適用はベース31と旋回フレーム32との関節部に限定さ
れず、他の関節部、例えば、垂直多関節ロボットにおけ
る上腕と下腕との関節部に適用してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、ベース及び旋回フレー
ムの少なくとも一方の内壁に一端を固定され旋回フレー
ムの旋回軸に対してほぼ同心円上に延在する部分を有す
る少なくとも１つ以上の中間隔壁により複数の環状部分
を含む環状空間に分割されており、各複数の環状空間に
配置された配線及び配管を含む束は、それぞれ、一端を
ベース内壁に固定されてベース内壁の環状空間の１に沿
って周方向に約半周往方向に延在したあと上方にＵ字形
を形成するように折り返されて旋回フレーム内壁下面に
接触可能に周方向に約半周復方向に延在し、他端を旋回
フレーム内壁に固定したので、これにより、ベース及び
旋回フレーム内の第１及び第２の空間は、中間隔壁によ
りそれぞれ２個以上の環状空間に分割されると、それぞ
れの環状空間に配置される配線及び配管を含む束は、分
割された数だけ分割されるので、単位環状空間当たりに
配置される配線及び配管の数を少なくし、この結果、ベ
ース及び旋回フレーム内の配線及び配管を含む束の折り
返し部であるＵ字形部の曲率半径を小さく抑えることが
でき、ベースと旋回フレームとを含む旋回部構造を大型
化させることなく配線及び配管の増加に対応できる産業
用ロボットの配線及び配管支持装置を提供するものとな
った。

【００１９】好ましくは、中間隔壁にて仕切られる各環
状空間毎に配線及び配管を含む束を可撓性コンジット内
に収納するようにすれば、配線及び配管を含む束は可撓
性コンジットにて保護されるとともに、旋回フレームの
旋回動作の際にも隣接する可撓性コンジット同士が干渉
し合うことがなくなる。可撓性コンジットとしては、コ
イルスプリングの使用が一般的であるが、曲げ動作に対
する充分な弾力性を有しかつ摩擦に強いという特性を有
するものであれば、例えばプラスチックチューブのよう
なものであってもよい。

【００２０】さらに好ましくは、配線及び配管を含む束
はそれぞれコイルスプリングに収納され、かつ各コイル
スプリングは前記旋回軸を通る横方向中心線に対して線
対称となるように約半周ずつに分けて配置するようにす
れば、旋回フレームが一方向へ旋回するとき、複数のコ
イルスプリングの半周分はそれぞれ適度な曲率半径で折
り曲げられて前進し、残余の他方のコイルスプリングの
半周分は同様に折り曲げられて後退するので互いに干渉
することがなく、旋回時に各配線及び配管を含む束に対
して安定した負荷がかかるため、配線及び配管トラブル
を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の産業用ロボットの配線及び配管支持装
置の一実施形態を示す立面要部断面図。

【図２】図１におけるＰ矢視図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿った要部断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図５】図３に示した本発明の一実施形態に対して、配
線配管の列数を増加させた場合の一例を示す図３と同様
な要部断面図である。

【図６】図３に示した本発明の一実施形態に対して、配
線配管の配設形態を変化させた場合の一例を示す図３と
同様な要部断面図である。

【図７】従来の配線配管処理機構の一例を示す立面要部
断面図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿った要部断面図である。

【符号の説明】

5,6,7,8,15,16 可撓性コンジット 12 配線及び配管を含む束 13a,13b,17a,17b 中間隔壁 14 Ｕ字形部 31 ベース 32 旋回フレーム 33 第１の空間 34 第２の空間 35,36,37,38 環状空間 39 旋回フレームの旋回軸に対してほぼ同心円上に延在
する部分 40 旋回フレームの旋回軸を通る横方向中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蟹谷 清 富山県富山市不二越本町一丁目１番１号 株式会社不二越内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に第１の空間を有するベースと、内部
   に第２の空間を有し前記ベースに対し回動可能に取り付
   けられた旋回フレームとを含む産業用ロボットにおい
   て、前記第１及び第２の空間は、前記ベース及び旋回フ
   レームの少なくとも一方の内壁に一端を固定され前記旋
   回フレームの旋回軸に対してほぼ同心円上に延在する部
   分を有する少なくとも１つ以上の中間隔壁により複数の
   環状部分を含む環状空間に分割されており、 各前記複数の環状空間に配置された、複数個の配線及び
   ／又は配管を含む束である配線及び配管を含む束は、そ
   れぞれ、一端を前記ベース内壁に固定されて前記ベース
   内壁の環状空間の１に沿って周方向に約半周往方向に延
   在したあと上方にＵ字形部を形成するように折り返され
   て前記旋回フレーム内壁下面に接触可能に周方向に約半
   周復方向に延在し、他端を前記旋回フレーム内壁に固定
   されたことを特徴とする産業用ロボットの配線及び配管
   支持装置。
2. 【請求項２】各前記中間隔壁はそれぞれ、前記ベース内
   壁上面に一端を固定された第１の中間隔壁と、前記旋回
   フレーム内壁下面に一端を固定された前記第１の中間隔
   壁と僅かな隙間を介して対向配置された第２の中間隔壁
   とからなり、各前記配線及び配管を含む束はそれぞれ可
   撓性コンジット内に収納したことを特徴とする請求項１
   に記載の産業用ロボットの配線及び配管支持装置。
3. 【請求項３】各前記配線及び配管を含む束はそれぞれコ
   イルスプリングに収納され、かつ各前記コイルスプリン
   グは前記旋回軸を通る横方向中心線に対して線対称とな
   るように約半周ずつに分けて配置されたことを特徴とす
   る請求項１記載の産業用ロボットの配線及び配管支持装
   置。