(57)【要約】 【課題】  ケーブルにおける過度の弛みおよび張りを防いで、ケーブルの寿命を延ばすとともに、アームの可動範囲を広げることができる産業用ロボットを提供する。【解決手段】  カバー体６１がケーブル２２を覆い、ケーブル保持部５１が手先第１軸線Ｌ１まわりに角変位自在に設けられる。また第３手首可動部４２に連結されて、ケーブル２２が緩やかに挿通するケーブル案内部５２を有する。これによってケーブル２２が手先基部３９から大きく突出することがなく、弛んだケーブル２２が周辺機器に干渉することを防ぐことができる。これによってケーブル２２の寿命を延ばすとともに、狭い領域にロボットを配置することができる。また、ケーブル案内部５２の挿通孔をケーブル２２が挿通することによって、ケーブル案内部５２に対してケーブル２２が移動することが許容され、ケーブル２２が過度に張ることを防ぐことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
基部に連結されて、基部の軸線と一致する第１軸線まわりに角変位する第１可動部と、
第１可動部に連結されて、前記第１軸線に垂直な第２軸線まわりに変位する第２可動部と、
第２可動部に連結されて、前記第２軸線に垂直な第３軸線まわりに変位し、エンドエフェクタが装着される第３可動部と、
基部から離れた位置に配置される供給体とエンドエフェクタとを接続するケーブルと、
ケーブルを部分的に基部に固定するケーブル固定部と、
ケーブル固定部よりも第１可動部側に位置し、前記第１軸線まわりに角変位自在に設けられて、ケーブル固定部から延びるケーブル部分を湾曲させた状態で、保持するケーブル保持部と、
第３可動部に連結されて、ケーブル保持部から延びるケーブル部分が緩やかに挿通する挿通孔が形成されるケーブル案内部と、
ケーブル固定部とケーブル保持部との間を延びるケーブル部分を覆うカバー体とを有することを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記挿通孔を挿通するケーブルが基部側およびエンドエフェクタ側へ移動する移動量を制限する移動量制限手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
【請求項３】
移動量制限手段は、第２可動部に対して第３可動部が可動範囲内で角変位するときに、ケーブルがケーブル案内部を通過するのに必要なケーブルの最大移動量ΔＸの移動を許容することを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
【請求項４】
ケーブル保持部は、基部に対して第１可動部が最大可動範囲で角変位したときにケーブルの弛みが維持されるように、ケーブルを湾曲させた状態で保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の産業用ロボット。
【請求項５】
カバー体は、第１軸線を中心とする円筒状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の産業用ロボット。
【請求項６】
ケーブル保持部は、カバー体の内部空間に配置されることを特徴とする請求項５記載の産業用ロボット。
【請求項７】
ケーブル保持部とともに角変位し、ケーブルが貫通する貫通孔が形成されて、カバー体の開口を塞ぐ蓋体をさらに有することを特徴とする請求項５または６記載の産業用ロボット。
【請求項８】
カバー体は、第１軸線を含む平面で２分割される第１分割体と第２分割体とを含んで構成され、第１分割体にはフック部材が設けられ、第２分割体には係止部材が設けられて、フック部材が係止部材に係合することによって、第１分割体と第２分割体とが一体に構成されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の産業用ロボット。
【請求項９】
ケーブルの断面積が、１０００ｍｍ２以上２５００ｍｍ２以下となるように設定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドエフェクタに接続されるケーブルを案内する案内機構を備える産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の従来技術の産業用ロボットとして、スポット溶接を行うために、先端部に溶接ガンを装着するものがある。この産業用ロボットは、ワークの溶接位置に溶接ガンを移動させて、溶接作業を行う。溶接ガンには、ケーブルを介して動力源から動力が与えられる。ケーブルは、一端部が溶接ガンに接続され、他端部が動力源などに接続される。ケーブルは、ロボットの外側を伝って溶接ガンから動力源まで延びる。なおケーブルは、溶接電流、ガン駆動用の動力、冷却水および動作信号を供給するための配管および配線の束である。ケーブルは、産業用ロボットの各軸に設けられるクランプ部材によって部分的に拘束される。
【０００３】
ロボットアームが、手首ひねり、手首曲げまたは手首回転の少なくともいずれかを行うなどして、ロボットの各軸が互いに相対変位する場合、各軸に設けられるクランプ部材の間の距離が変化する。これによってケーブルは、クランプ部材間で変形して、弛みまたは張りが生じる。ロボットの各軸が大きく変位すると、ケーブルが弛みすぎて周辺機器と干渉したり、ケーブルが張りすぎて切断したりするおそれがある。したがってロボットの動作範囲が狭くなってしまう。
【０００４】
また第２の従来技術の産業用ロボットが、特許文献１に開示されている。このロボットは、クランプ部１ｂがアームの長手方向に移動可能に構成される。クランプ部１ｂは、ロボットの手首動作に応じて、前記長手方向に変位移動されることによって、クランプ部１ｂよりも先端側のケーブル部分の弛みおよび張りを防ぐ。
【０００５】
また第３の従来技術の産業用ロボットが、特許文献２に開示される。このロボットは、相対的に角変位する上部アーム１と手首基台２とが形成される。ケーブル７は、上部アーム１から手首基台２まで延びるまでに、上部アーム１に固定される２つのクランプ部１０，１１と、手首基台２に固定されるクランプ部１３とによってクランプされる。ケーブル７は、上部アーム１に固定される２つのクランプ部１０，１１の間を、上部アーム１の軸線まわりにＵ字状に巻きついて延びる。上部アーム１に対して手首基台２が角変位すると、手首基台に固定されるクランプ部１３に対して、ケーブル７が出し入れされる。ケーブル７は、上部アーム１に巻きつく量が増減することによって、手先基台２に沿って延びるケーブル７の弛みおよび張りが防がれる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５０３８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第２の従来技術では、クランプ部１ｂが移動することによって、クランプ部１ｂよりも先端側のケーブル部分の弛みおよび張りが防がれる。しかしながらクランプ部１ｂよりも基端側のケーブル部分に、弛みおよび張りが生じてしまう。またアームの長手方向の長さが短い場合には、クランプ部１ｂの変位量を大きくすることができない。したがって第１の従来技術と同様に、アームの動作範囲を大きくことができないという問題がある。さらにクランプ部１ｂを変位移動する変位手段が必要となり、ロボットが大形化するという問題がある。
【０００８】
第３の従来技術では、Ｕ字形状を保った状態でケーブル７が変形する。したがってケーブルが手先基台２に引き出されたときには、上部アーム１に沿って延びるケーブルの曲率半径が小さくなり、ケーブルに生じる負担が大きくなる。またケーブル７は、手首基台側のクランプ部１１から溶接ガンに向かって余分に抜け出しやすく、また抜け出したら元に戻りにくい。これによって手先基台２に沿って延びるケーブル部分が必要以上に弛んだ状態になりやすい。したがって第１の従来技術と同様に、アームの動作範囲を大きくことができないという問題がある。このような問題は、溶接ガン以外のエンドエフェクタを手先に装着する産業用ロボットであっても同様に生じる。
【０００９】
したがって本発明の目的は、ケーブルにおける過度の弛みおよび張りを防いで、ケーブルの寿命を延ばすとともに、アームの可動範囲を広げることができる産業用ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基部と、
基部に連結されて、基部の軸線と一致する第１軸線まわりに角変位する第１可動部と、
第１可動部に連結されて、前記第１軸線に垂直な第２軸線まわりに変位する第２可動部と、
第２可動部に連結されて、前記第２軸線に垂直な第３軸線まわりに変位し、エンドエフェクタが装着される第３可動部と、
基部から離れた位置に配置される供給体とエンドエフェクタとを接続するケーブルと、
ケーブルを部分的に基部に固定するケーブル固定部と、
ケーブル固定部よりも第１可動部側に位置し、前記第１軸線まわりに角変位自在に設けられて、ケーブル固定部から延びるケーブル部分を湾曲させた状態で、保持するケーブル保持部と、
第３可動部に連結されて、ケーブル保持部から延びるケーブル部分が緩やかに挿通する挿通孔が形成されるケーブル案内部と、
ケーブル固定部とケーブル保持部との間を延びるケーブル部分を覆うカバー体とを有することを特徴とする産業用ロボットである。
【００１１】
本発明に従えば、ケーブル保持部とケーブル固定部との間を延びるケーブル部分は、カバー体の内部空間に収容され、カバー体によって内部空間から抜出ることが阻止される。ケーブル保持部とケーブル固定部との間を延びるケーブル部分は、弛んだとしてもカバー体の内部空間内で変形し、カバー体の内部空間から突出することが防がれる。
【００１２】
基部に対して第１可動部が角変位すると、第１可動部とともにケーブル案内部が第１軸線まわりに角変位する。ケーブルおよびケーブル保持部は、ケーブル案内部とともに第１軸線まわりに角変位する。ケーブル保持部とケーブル固定部との間を延びるケーブル部分は、湾曲して弛んでいる状態から、第１可動部が第１軸線の周方向一方に角変位することで、弛みが解消されて張った状態となる。また張った状態から第１可動部が第1軸線の周方向他方に角変位することで、張りが解消されて弛んだ状態となる。
【００１３】
また第１可動部の角変位とともにケーブル保持部が角変位するので、カバー体の内部空間のケーブル部分はＵ字状以外の形状にも変形することができる。またケーブル固定部とケーブル保持部との間のケーブルの長さを一定に保つことができるので、内部空間からケーブルが引き出されることを防ぐことができる。
【００１４】
本発明は、前記挿通孔を挿通するケーブルが基部側およびエンドエフェクタ側へ移動する移動量を制限する移動量制限手段をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、第１可動部を基部に対して角変位する場合、エンドエフェクタ側のケーブル部分が基部側に引っ張られる。このような場合に移動量制限手段が、エンドエフェクタ側のケーブル部分の移動を制限することで、過剰なケーブルの移動を防いで、基部側のケーブル部分の弛みが大きくなることを防ぐことができる。
【００１６】
また第３可動部を第２可動部に対して角変位する場合、基部側のケーブル部分がエンドエフェクタ側に引っ張られる。このような場合に、移動量制限手段が、基部側のケーブル部分の移動を制限することで、過剰なケーブルの移動を防いで、エンドエフェクタ側のケーブル部分の弛みが大きくなることを防ぐことができる。また移動量制限手段が少量のケーブルの移動を許容することによって、ケーブルが過度に張ることを防ぐことができる。
【００１７】
また本発明は、移動量制限手段は、第２可動部に対して第３可動部が可動範囲内で角変位するときに、ケーブルがケーブル案内部を通過するのに必要なケーブルの最大移動量ΔＸの移動を許容することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、第３可動部が第２可動部に対して最大可動範囲内で角変位しても、ケーブル案内部とエンドエフェクタとの間のケーブル部分に大きな張りが生じることを防ぐことができる。
【００１９】
また本発明は、ケーブル保持部は、基部に対して第１可動部が最大可動範囲で角変位したときにケーブルの弛みが維持されるように、ケーブルを湾曲させた状態で保持することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、第１可動部が基部に対して最大可動範囲内で角変位しても、ケーブル保持部とケーブル固定部との間のケーブル部分に大きな張りが生じることを防ぐことができる。
【００２１】
また本発明は、カバー体は、第１軸線を中心とする円筒状に形成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、ケーブル保持部とケーブル固定部との間のケーブル部分の変形が、第１可動部の角変位ごとに異なっても、また、ケーブル保持部とケーブル固定部との間のケーブル部分の湾曲部分が大きくても、カバー体の内部空間からケーブルが突出することを確実に防ぐことができる。また切粉などの加工片がカバー体の内部空間に侵入することを防ぎ、ケーブルとカバー体との摺動を円滑に保つことができる。
【００２３】
また本発明は、ケーブル保持部は、カバー体の内部空間に配置されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、ケーブル保持部にごみやほこりが付着することを防止することができ、ケーブル保持部による円滑な角変位を長期にわたって継続することができる。
【００２５】
また本発明は、ケーブル保持部とともに角変位し、ケーブルが貫通する貫通孔が形成されて、カバー体の開口を塞ぐ蓋体をさらに有することを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、蓋体が設けられることによって、より確実にカバー体の内部空間内にごみおよびほこりが侵入することを防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、カバー体は、第１軸線を含む平面で２分割される第１分割体と第２分割体とを含んで構成され、第１分割体にはフック部材が設けられ、第２分割体には係止部材が設けられて、フック部材が係止部材に係合することによって、第１分割体と第２分割体とが一体に構成されることを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、カバー体を分割してカバー体の内部空間を開放することで、内部空間内のメンテナンスを容易に行うことができる。またフック部材が係止部材に係合または係合解除することによって、第１分割体と第２分割体とを一体または分割にすることができるので、ボルトおよびナットによって第１分割体と第２分割体とを一体または分割にする場合に比べて、カバー体の分割に関する作業に費やす時間を短縮することができる。
【００２９】
また本発明は、ケーブルの断面積が、１０００ｍｍ２以上２５００ｍｍ２以下となるように設定されることを特徴とする。なおケーブルの断面積と剛性とは、互いに相関関係を有する。
【００３０】
本発明に従えば、ケーブルの断面積が１０００ｍｍ２以上に設定されることによって、いわゆるケーブルのコシを強くすることができ、第１軸線まわりに角変位するケーブルとともに、ケーブル保持部を角変位させることができる。なお、ケーブルの断面積が１０００ｍｍ２未満であると、ケーブルに追従してケーブル保持部が角変位しない場合があり、ケーブルが損傷するおそれがある。
【００３１】
またケーブルの断面積が２５００ｍｍ２以下に設定されることによって、ケーブルに十分な可撓性を与えることができ、ロボットの動きに合わせてケーブルを変位させることができる。なお、ケーブルの断面積が２５００ｍｍ２を超える場合には、ケーブルが十分に変形せずに、ロボットの動作に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００３２】
本発明では、上述したようにケーブルの断面積が１０００ｍｍ２以上、２５００ｍｍ２以下に設定されることによって、ケーブルに追従させてケーブル保持部を角変位させるとともに、ケーブルがロボットの動作に悪影響を及ぼすことが防がれる。なお、ケーブルの剛性が低い場合には、剛性を高めるための模擬ケーブルをケーブルに混入して、ケーブルの剛性が上述した所定範囲を満足するように設定してもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、カバー体がケーブルを覆い、ケーブル保持部が第１軸線まわりに角変位自在に設けられる。これによってカバー体に覆われるケーブル部分が基部から突出することがなく、弛んだケーブルが周辺機器に干渉することを防ぐことができる。これによってケーブルの寿命を延ばすとともに、狭い領域にロボットを配置することができる。また、基部に対する第１可動部の角変位量を大きくすることができ、ロボットの可動範囲を広げることができる。
【００３４】
さらにケーブル保持部が第１軸線まわりに角変位自在に設けられるので、内部空間のケーブル部分は、Ｕ字状以外の形状にも変形することができ、負担の少ない形状に変形する。いいかえると内部空間内のケーブル部分の曲率半径が小さくなることを防いで、ケーブルを変形させることができる。これによってケーブルの損傷を防いで、寿命を延ばすことができる。また、ケーブル固定部とケーブル保持部との間のケーブル部分がケーブル保持部から引き出されることがないので、ケーブル保持部とケーブル案内部との間のケーブル部分の弛みが小さい状態に維持することができる。これによってケーブルが周辺機器に干渉することをさらに確実に防ぐことができる。なお、周辺機器は、ロボット自体も含む。
【００３５】
また、ケーブルが基部の外周を湾曲して巻きつくことによって、基部の長さが短くても、ケーブルが弛んだ状態から張るまでに角変位可能な第１可動部の可動範囲を広くすることができる。さらに第２の従来技術のように、弛みを防ぐためにケーブル保持部を変位させる駆動源を必要とせず、ロボットを安価にかつ軽量化することができる。
【００３６】
また本発明によれば、移動量制限手段が、挿通孔を移動するケーブルの移動量を制限することによって、ケーブル案内部に対して基部側のケーブル部分の弛みが大きくなることを防ぐことができる。またケーブル案内部に対してエンドエフェクタ側のケーブル部分の弛みが大きくなることを防ぐことができる。これによってケーブルによる周辺機器への干渉をさらに減らして、狭い領域にもエンドエフェクタを配置することができる。
【００３７】
また、基部に対する第１可動部の角変位量、第２可動部に対する第３可動部の角変位量を大きくすることができ、ロボットの可動範囲を広げることができる。さらに移動量制限手段が少量のケーブルの移動を許容することによって、ケーブルが過度に張ることを防ぐことができ、剛性が高いケーブルであっても円滑に変形させることができる。またケーブルの損傷を防止することができる。
【００３８】
また本発明によれば、第３可動部が第２可動部に対して最大可動範囲内で変位しても、ケーブル案内部とエンドエフェクタとの間のケーブル部分に大きな張りが生じることを防ぐことができる。したがって周辺機器との干渉を防ぐとともにケーブルの寿命を長くすることができる。
【００３９】
また本発明によれば、第１可動部が基部に対して最大可動範囲内で変位しても、ケーブル保持部とケーブル固定部との間のケーブル部分に大きな張りが生じることを防ぐことができる。したがってケーブルの寿命を長くすることができる。また、基部に対して第１可動部を最大可動範囲内で角変位させることができる。
【００４０】
また本発明によれば、カバー体が円筒状に形成されることによって、カバー体の内部空間からケーブルが突出することを確実に防ぐことができる。また切粉などの加工片がカバー体の内部空間に侵入することを防ぎ、ケーブルとカバー体との摺動状態を円滑に保つことができる。
【００４１】
また本発明によれば、カバー体の内部空間にケーブル保持部を配置することによって、カバー体によってケーブル保持部にごみやほこりが付着することを防止することができ、ケーブル保持部による円滑な角変位移動を長期にわたって継続することができる。具体的には、ケーブル保持部が第１軸線まわりに角変位する場合の抵抗力を小さい状態で維持することができる。
【００４２】
また本発明によれば、蓋体が設けられることによって、カバー体の内部空間内にごみおよびほこりが侵入することをさらに防ぐことができる。これによってケーブル保持部による円滑な角変位を長期にわたって継続することができる。また切粉などの加工片がカバー体の内部空間に侵入して、ケーブルとカバー体との摺動を妨げることを防ぐことができる。
【００４３】
また本発明によれば、カバー体が分割可能に形成されることによって、カバー体の内部空間内のメンテナンスを容易に行うことができる。またフック部材と係止部材とを用いることによって、カバー体の分割に関する作業に費やす時間を短縮することができる。
【００４４】
また本発明によれば、ケーブルの断面積が１０００ｍｍ２以上、２５００ｍｍ２以下に設定されることによって、ケーブルに追従させてケーブル保持部を角変位させるとともに、ロボットの動作に悪影響を及ぼすことが防がれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、本発明の実施の第１形態である産業用ロボット２０の一部を示す正面図であり、図２は、産業用ロボット２０の一部を示す側面図である。本実施の形態では、産業用ロボット２０は、垂直多関節型６軸ロボットであり、スポット接合を行う。産業用ロボット２０は、相互に角変位可能に複数の可動部が連結され、先端部に溶接ガン２１が装着される。産業用ロボット２０は、各可動部を相互に角変位することによって、溶接ガン２１を予め定める溶接位置に移動させて、溶接位置でスポット接合を行う。溶接ガン２１は、ロボットの先端部に装着されるエンドエフェクタとなる。溶接ガン２１は、ケーブル２２によって、ロボットに対して離反した位置に設けられる供給体に接続される。
【００４６】
本実施の形態では供給体は、溶接ガン２１に溶接用の電流を供給する電源装置、溶接ガン２１が駆動するための動力を供給する電源装置、溶接ガン２１の動作信号を与えるロボットコントローラ、冷却ガンを冷却する冷却水を供給する冷却水の供給ポンプなどの１または複数の装置である。したがってケーブル２２は、供給体から動力、信号、電力、気体および液体などを溶接ガン２１に供給する配線および配管の束となる。本実施の形態では、配線および配管の束は、可撓性および防火性を有する布状の被覆体によって被覆される。これによってロボット動作時にケーブルを保護することができる。
【００４７】
図３は、産業用ロボット２０を簡略化した図である。産業用ロボット２０は、主に溶接ガン２１の３次元位置を決定するための３つの関節部３０，３１，３２と、主に溶接ガン２１の姿勢を決定するための３つの関節部３３，３４，３５とを有する。また各関節部３０〜３５によって連結される複数の可動部３７〜４２を有する。
【００４８】
具体的には、産業用ロボット２０は、基台３６と、アーム第１関節部３０と、第１アーム３７と、アーム第２関節部３１と、第２アーム３８と、アーム第３関節部３２と、第３アーム３９とを含む。
【００４９】
基台３６は、予め定める固定位置に固定される。第１アーム３７は、アーム第１関節部３０を介して基台３６に連結される。第２アーム３８は、アーム第２関節部３１を介して第１アーム３７に連結される。第３アーム３９は、アーム第３関節部３２を介して第２アーム３８に連結される。
【００５０】
アーム第１関節部３０は、アーム第１軸線まわりに角変位可能に第１アーム３７を連結する。アーム第１軸線は、予め基台３６に設定され、たとえば鉛直に延びる。アーム第２関節部３１は、アーム第２軸線まわりに角変位可能に第２アーム３８を連結する。アーム第２軸線は、第１アーム３７に設定される。アーム第２軸線は、前記アーム第１軸線に交差し、アーム第１軸線に対して垂直に延びる。
【００５１】
アーム第３関節部３２は、アーム第３軸線まわりに角変位可能に第３アーム３９を連結する。アーム第３軸線は、第２アーム３８に設定され、前記アーム第２軸線に対して平行に延びる。なお、第３アーム３９を手首基部３９と称する場合がある。
【００５２】
また産業用ロボット２０は、手首第１関節部３３と、第１手首可動部４０と、手首第２関節部３４と、第２手首可動部４１と、手首第３関節部３５と、第３手首可動部４２とを含む。
【００５３】
第１手首可動部４０は、手首第１関節部３３を介して手首基部３９に連結される。第２手首可動部４１は、手首第２関節部３３を介して第１手首可動部４０に連結される。第３手首可動部４２は、手首第３関節部３５を介して第２手首可動部４１に連結される。
【００５４】
手首第１関節部３３は、手首第１軸線Ｌ１まわりに角変位可能に第１手首可動部４０を連結する。手首第１軸線Ｌ１は、手首基部３９に設定され、手首基部３９と同軸に延びて、アーム第３軸線に垂直に延びる。手首第２関節部３４は、手首第２軸線Ｌ２まわりに角変位可能に第２手首可動部４１を連結する。手首第２軸線Ｌ２は、第１手首可動部４０に設定される。手首第２軸線Ｌ２は、前記手首第１軸線に交差し、手首第１軸線に対して垂直に延びる。
【００５５】
手首第３関節部３５は、手首第３軸線Ｌ３まわりに角変位可能に第３手首可動部４２を連結する。手首第３軸線Ｌ３は、第２手首可動部４１に設定され、前記手首第２軸線Ｌ２に対して垂直に延びる。手首第１軸線Ｌ１、手首第２軸線Ｌ２および手首第３軸線Ｌ３は、互いに１点で交差する。また第３手首可動部４２は、溶接ガン２１が装着される。
【００５６】
上述した各アーム３７〜３９および各手首可動部４０〜４２は、ロボットの可動部となり、駆動手段によって対応する軸線まわりに角変位駆動する。これによって第３手首可動部４２に装着される溶接ガン２１を任意の位置および姿勢に配置することができる。なお、本明細書において角変位は、３６０°以上の角変位も含む。また、可動部に沿って溶接ガン２１に向かう方向を先端方向Ｘ１と称し、可動部に沿って基台３６に向かう方向を基端方向Ｘ２と称する場合がある。
【００５７】
溶接ガン２１と供給体２３とを接続するケーブル２２は、少なくとも基部３９と各手首可動部４０〜４２とに沿って延びる。産業用ロボット２０は、ケーブル２２を案内するケーブル案内機構を有する。案内機構は、各手首可動部４０〜４２が変位した場合でも、ケーブル２２を各手首可動部４０〜４２に沿わせた状態に保つ。ケーブル案内機構は、後述する基端側ケーブル固定部５０、ケーブル保持部５１、ケーブル案内部５２、カバー体６１およびストッパ部材６２，６３を含む。
【００５８】
図１および図２は、産業用ロボット２０の手首に関連する部分を示す図であり、図４は、産業用ロボット２０の外観を示す写真である。図１および図２を用いて、ケーブル案内機構について説明する。本実施の形態は、ケーブル案内機構は、手首基部３９および手首可動部４０〜４２に沿わせた状態で、ケーブル２２を案内する。なお、手首基部３９から供給体２３までのケーブル２２の案内ついては省略する。
【００５９】
基部３９は、外形形状が略円柱状に形成され、第１軸線Ｌ１と同軸に延びる。第１手首可動部４０は、第１関節部３３を介して基部３９の先端部に連結され、第１軸線Ｌ１と同軸に延びる。第２手首可動部４１は、略Ｕ字状に形成されて、凹所が形成される。第２手首可動部４１の凹所は、第１手首可動部４０の先端部に嵌り込む。第２関節部３４は、第１手首可動部４０と第２手首可動部４１とを連結する。第３手首可動部４１は、第３関節部３５を介して第２関節部４１の先端部に連結される。
【００６０】
第３手首可動部４２は、基端側部分５７と、先端側部分５８と、結合部分５９とを含む。基端側部分５７は、第３関節部３５に連結される。先端側部分５８は、基端側部分５７から第３軸線Ｌ３方向に離反して配置されて溶接ガン２１を固定する。結合部分５９は、基端側部分５７と先端側部分５８とを連結する。
【００６１】
基端側部分５７と先端側部分５８とは、第３軸線方向に間隔を開けて配置される。その間隔Ｙ３は、ケーブル２２の直径Ｙ４よりも大きく形成される。また結合部分５９は、第３軸線Ｌ３から垂直な方向に退避した配置される。これによって第３手首可動部４２には、第３軸線Ｌ３に関して結合部分５９と反対側に、第３軸線Ｌ３に垂直な平面に沿って開放する開放空間が形成される。
【００６２】
産業用ロボット２０は、基部３９にケーブル２２を部分的に固定する基端側ケーブル固定部５０ａ，５０ｂを有する。基端側ケーブル固定部５０ａ，５０ｂは、基部３９に直接または間接的に固定される。本実施の形態では、固定補助部材６８を介して基端側ケーブル固定部５０ａ，５０ｂが基部３９に固定される。固定補助部材６８は、基部３９に対して、基部３９の外周部に基端側ケーブル固定部５０ａ，５０ｂを固定する。基端側ケーブル５０ａ，５０ｂは、固定補助部材６８を介することによって、ケーブル２２を基部３９から離反した状態で、基部３９に固定する。
【００６３】
基端側ケーブル固定部５０ａ，５０ｂは、２つ設けられる。一方の基端側ケーブル固定部５０ａは、基部３９の長手方向に沿って延びるケーブル２２を、基部３９の長手方向に沿うように部分的に基部３９に固定する。他方の基端側ケーブル固定部５０ｂは、一方の基端側ケーブル固定部５０ａよりも先端方向Ｘ１に設けられ、一方の基端側ケーブル固定部５０ａから先端方向Ｘ１に向かうケーブルの方向を変えて、基部３９に固定する。
【００６４】
具体的には、他方の基端側ケーブル固定部５０ｂは、基部３９の周方向にケーブル２２が向くように、ケーブル２２を部分的に基部３９に固定する。これによって基部３９の長手方向に沿って延びるケーブル２２は、基端側ケーブル固定部５０によって曲げられて、基部３９の周方向に沿って延びる。
【００６５】
また産業用ロボット２０は、ケーブル２２を保持するケーブル保持部５１を有する。ケーブル保持部５１は、他方の基端側ケーブル固定部５０ｂよりも先端方向Ｘ１に位置して、他方の基端側ケーブル固定部５０ｂから延びるケーブル部分２２ａを湾曲させた状態で保持する。
【００６６】
またケーブル保持部５１は、基部３９の外周部に設けられ、基部３９に対して第１軸線Ｌ１まわりに角変位自在に構成される。ケーブル保持部５１は、ケーブル２２を保持した状態で、ケーブル２２とともに第１軸線Ｌ１まわりに角変位自在となる。ケーブル保持部５１は、先端方向Ｘ１および基端方向Ｘ２に抜け出すことを阻止してケーブルを保持する。したがってケーブル保持部５１と基端側ケーブル固定部５０との間のケーブル部分２２ａは、その長さが一定に保たれ、基部３９の外周面に沿って湾曲して延びる。
【００６７】
また産業用ロボット２０は、ケーブル２２を案内するケーブル案内部５２を有する。ケーブル案内部５２は、第２手首可動部４１に連結される。具体的には、ケーブル案内部５２は、第１連結部材５３を介して、第２手首可動部４１に連結される。第１連結部材５３は、第２手首可動部４１に固定される。
【００６８】
第１連結部材５３は、第２手首可動部４１から突出して延びる突出部分５３ａと、突出部分５３ａから第２軸線Ｌ２に平行に延びる受部５３ｂとが形成される。ケーブル案内部５２は、第１連結部材５３の受部５３ｂに連結され、第２軸線Ｌ２上に配置される。言換えると第２軸線Ｌ２は、ケーブル案内部５２を挿通する。
【００６９】
ケーブル案内部５２は、受部５３ｂに連結される支持部分５４と、支持部分５４から第２軸線Ｌ２に沿って延びる案内部分５５とが形成される。案内部分５５は、支持部分５４に対して第２軸線Ｌ２まわりに回転可能に形成される。また案内部分５５は、ケーブル２２が挿通可能な挿通孔が形成される。この挿通孔は、ケーブル２２の外径よりも大きい内径を有する。なお、挿通孔の軸線は、第２軸線Ｌ２と垂直に延びる。
【００７０】
ケーブル保持部５１から先端方向Ｘ１に向かって延びるケーブル部分２２ｂは、ケーブル案内部５２の挿通孔を挿通し、溶接ガン２１に向かって延びる。ケーブル２２は、ケーブル案内部５２の挿通孔に、緩やかに挿通することによって、ケーブル案内部５２に対して移動および角変位が許容された状態で案内される。
【００７１】
また産業用ロボット２０は、第３手首可動部４２にケーブル２２を部分的に固定する先端側ケーブル固定部５６を有する。先端側ケーブル固定部５６は、第３手首可動部４２の先端側部分５８に第２連結部材６０を介して固定される。
【００７２】
先端側ケーブル固定部５６は、第３手首可動部４２の結合部分５９よりも第３軸線Ｌ３に関して退避した位置に配置される。ケーブル案内部５２を通過して先端方向Ｘ１に延びるケーブル２２は、第３手首可動部４２の先端側部分５８と基端側部分５７との間を通過し第３軸線Ｌ３の近傍を通過して、結合部分５９を貫通して、先端側ケーブル固定部５６に固定される。また、先端側ケーブル固定部５６から先端方向Ｘ１に向かって延びるケーブル２２は、溶接ガン２１に設定される接続位置に接続される。
【００７３】
産業用ロボット２０は、カバー体６１を有する。カバー体６１は、基端側ケーブル固定部５０からケーブル保持部５１まで延びるケーブル部分２２ａを覆う。カバー体６１は、ケーブル２２が、基部３９に対して基部３９の半径方向に大きく離れることを防ぐ。カバー体６１は、円筒状に形成される。カバー体６１は、基部３９の軸線と同軸に形成されて、基部３９に固定される。
【００７４】
カバー体６１は、基部３９のうち、少なくとも基端側ケーブル保持部５０と、ケーブル保持部５１との間の部分を全周にわたって覆う。したがってカバー体６１は、その内部空間に基端側ケーブル固定部５０と、ケーブル保持部５１と、基端側ケーブル保持部５０とケーブル保持部５１との間を延びるケーブル部分２２ａとが収容される。カバー体６１は、ケーブル２２が内部空間で変形可能となるように、基部３９とカバー体６１との間の第１軸線Ｌ１に対して垂直な方向の距離Ｙ５が、ケーブル２２の直径Ｙ４よりも十分大きく形成される。
【００７５】
上述したように、ケーブル２２は、基部３９と各手首可動部４０〜４２とに沿って溶接ガン２１まで延びる。ケーブル２２は、基部３９を長手方向に沿って延び、一方の基端側ケーブル固定部５０ａによって、基部３９に固定される。また他方の基端側ケーブル固定部５０ｂによって曲げられる。ケーブル２２は、他方の基端側ケーブル固定部５０ｂから基部３９の外周面に沿って周方向に延びるとともに、基部３９の長手方向に湾曲して延びて、ケーブル保持部５１に保持される。
【００７６】
ケーブル保持部５１から先端方向Ｘ１に向かって延びたケーブル部分２２ｂは、ケーブル案内部５２の挿通孔を挿通する。ケーブル案内部５２から先端に向かって延びたケーブル部分２２ｃは、第３手首可動部４２の基端側部分５７と先端側部分５８との間を通過して、先端側ケーブル固定部５６によって固定される。そして先端側ケーブル固定部５６から溶接ガン２１に接続される。ケーブル２２には、前記挿通孔を挿通するケーブル部分が先端方向Ｘ１および基端方向Ｘ２へ移動するケーブルの移動量を制限する移動量制限手段となるストッパ部材６２，６３が設けられる。
【００７７】
図５は、図２のＶ−Ｖ切断面線から見て産業用ロボット２０を示す断面図であり、図６は、ケーブル保持部５１を拡大して示す図である。ケーブル保持部５１は、レール部分７０と、角変位部分７１と、保持部分７２とを含んで構成される。レール部分７０は、基部３９の外周部に固定されてリング状に形成される。角変位部分７１は、リング状に形成され、レール部分７０に嵌合してレール部分７０に沿って第１軸線Ｌ１まわりに角変位自在に設けられる。保持部分７２は、角変位部分７１に連結されてケーブル２２を保持する。
【００７８】
レール部分７０には、ベアリング７３が嵌り込むことによって、角変位部分７１を円滑に角変位させることができる。また保持部分７２は、第１軸線Ｌ１に垂直な軸線Ｌ４まわりに角変位自在に設けられる。保持部分７２は、２つの挟持部材７４，７５を有する。保持部分７２は、２つの挟持部材７４，７５によって、ケーブル２２を挟み込むことによってケーブル２２を保持する。２つの挟持部材７４，７５は、ボルト締結されることによって、その間に挟まれるケーブル２２を挟持することができる。ケーブル保持部５１は、ケーブル２２を基部３９から離反させた状態で保持する。
【００７９】
また産業用ロボット２０は、ケーブル案内部５２とともに角変位し、ケーブル２２が貫通する貫通孔６９が形成されて、カバー体６１の内部空間を部分的に塞ぐ蓋体６４が設けられる。蓋体６４は、加工片、スラグ、ごみおよびほこりなどがカバー体６１の内部空間に侵入することを防ぐ。蓋体６４は、ケーブル保持部５１の角変位部分７１に固定される。
【００８０】
図７（１）は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ切断面線から見て産業用ロボット２０を示す断面図であり、図７（２）は、図７（１）に示す状態から第２手首可動部４１に対して第３手首可動部４２が角変位した状態を示す図である。上述したように第３手首可動部４２は、結合部分５９から第３軸線Ｌに垂直な方向に開放する開放空間が形成される。先端側ケーブル固定部５６は、第３手首可動部４２の結合部分５９よりも第３軸線Ｌ３に関して退避した位置に配置される。
【００８１】
第３手首可動部４２に開放空間が形成されることによって、第２手首可動部４１に対して第３手首可動部４２が第３軸線Ｌ３まわりに角変位したときに、ケーブル２２は、開放空間内で変形する。これによって第３手首可動部４２とケーブル２２とが当接することが防がれ、ケーブル２２の変形を小さくすることができる。
【００８２】
図８は、ケーブル案内部５２を拡大して示す断面図である。ストッパ部材６２，６３は、ケーブル２２に固定されるリング状部材によって実現される。本実施の形態では、２つのストッパ部材６２，６３が設けられる。一方のストッパ部材６２は、挿通孔７６を挿通するケーブル部分に対して、基端方向Ｘ２に設けられる。
【００８３】
また他方のストッパ部材６２は、挿通孔７６を挿通するケーブル部分に対して、先端方向Ｘ１に設けられる。ストッパ部材６２，６３の外径Ｄ１は、ケーブル案内部５２の挿通孔７６の内径Ｄ２よりも大きく形成される。これによってストッパ部材６２，６３は、挿通孔７６を通過することが阻止される。
【００８４】
一方のストッパ部材６２と他方のストッパ部材６３とは、ケーブル案内部５２を挟んで、予め定める距離ΔＸ間隔を開けて配置される。この距離ΔＬは、図７に示すように、第２手首可動部４１に対して第３手首可動部４２が可動範囲内で角変位するときに、ケーブル２２がケーブル案内部５２を通過するのに必要なケーブルの最大移動量ΔＸである。本実施の形態では、ストッパ部材６２，６３の間隔ΔＬは、４５ｍｍに設定される。
【００８５】
図９は、ケーブル案内部５２を拡大して示す写真である。本実施の形態は、ストッパ部材６２，６３は、ケーブル２２に弾発性材料を旋回させることによって実現される。弾発性材料は、たとえばポリウレタンによって実現される。これによってストッパ部材６２，６３がケーブル案内部５２に当接するときの衝撃を抑えることができる。
【００８６】
図１０は、ストッパ部材６２，６３によってケーブル２２の移動が阻止された状態を示す図である。第１手首可動部４０が基部３９に対して角変位する場合、ケーブル案内部５２に対して先端方向Ｘ１のケーブル部分２２ｃが基端方向Ｘ２に引っ張られる。このような場合、図１０（１）に示すように、ケーブル案内部５２に対してケーブル２２が予め定める距離移動すると、ストッパ部材６３がケーブル案内部５２に当接して、基端方向Ｘ２へのケーブル２２の移動が阻止される。これによってケーブル案内部５２に対して基端方向Ｘ２のケーブル部分２２ｂの弛みが大きくなることを防ぐことができる。
【００８７】
また第３手首可動部４２が第２手首可動部４１に対して角変位する場合、ケーブル案内部５２に対して基端方向Ｘ２のケーブル部分２２ｂが先端方向Ｘ１に引っ張られる。このような場合、図１０（２）に示すように、ケーブル案内部５２に対してケーブル２２が予め定める距離移動すると、ストッパ部材６２がケーブル案内部５２に当接して、先端方向Ｘ１へのケーブル２の移動が阻止される。これによってケーブル案内部５２に対して先端部方向Ｘ１のケーブル部分２２ｃの弛みが大きくなることを防ぐことができる。
【００８８】
各ストッパ部材６２，６３の間隔ΔＸは、大きくなりすぎると、ケーブル２２の弛みが過度に発生する。間隔ΔＸが小さすぎると、基端方向Ｘ２のケーブル部分２２ｂおよび先端方向Ｘ１のケーブル部分２２ｃの張りが生じてしまう。本実施の形態では、上述したように、第３手首可動部４２が可動範囲内で角変位するときに、ケーブル２２がケーブル案内部５２を通過するのに必要なケーブルの最大移動量ΔＸに設定されることで、過度の弛みが発生することがなく、かつ過度の張りの発生を抑えることができる。
【００８９】
図１１は、カバー体６１の内部を示す写真であり、図１２は、図１のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面線から見て産業用ロボット２０を示す断面図である。カバー体６１は、第１軸線Ｌ１を含む平面で２分割される第１分割体６１ａと第２分割体６１ｂとを含んで構成される。第１分割体６１ａにはフック部材６５が設けられる。第２分割体６１ｂには係止部材６６が設けられる。フック部材６５が係止部材６６に係合することによって、第１分割体６１ａと第２分割体６１ｂとが一体に構成される。本実施の形態では、フック部材６５と係止部材６６とによって、いわゆるパチン錠を構成する。
【００９０】
ケーブル２２は、基端側ケーブル固定部５０から基部３９の外周面に沿って周方向に延びるとともに、基部３９の長手方向に湾曲して延びる。たとえばケーブル２２は、基端側ケーブル固定部５０から先端方向Ｘ１に向かうにつれて、基部３９の外周面に沿って周方向一方に進んで折り返し部分に達し、折り返し部分から基部３９の外周面に沿って周方向他方に進んでケーブル保持部５１に達する。
【００９１】
図１３は、カバー体６１における内部空間のケーブル２２の変形状態を説明するための斜視図である。図１３（１）に示すように、ケーブル２２は、第１の状態として、基端側ケーブル固定部５０から、周方向一方Ｒ１に延びて、折り返し部分２２ｅで周方向他方Ｒ２に延びて、ケーブル保持部５１に保持される。第１の状態では、第１軸線Ｌ１に垂直な断面で見た場合に、基端側ケーブル固定部５０とケーブル保持部５１とは、ほぼ同じ位置に配置される。
【００９２】
第１の状態から、第１手首可動部４０が基部３９に対して、周方向他方Ｒ２に角変位すると、ケーブル保持部５１が周方向他方Ｒ２に角変位する。図１３（２）は、第１の状態からケーブル保持部５１が周方向他方Ｒ２に１８０°角変位した第２の状態を示す。
【００９３】
第１の状態から、ケーブル保持部５１が周方向他方Ｒ２に変位することによって、ケーブル保持部５１側のケーブル部分が周方向他方Ｒ２に角変位し、それにともなって、基端側ケーブル固定部５０よりも周方向一方Ｒ１側に延びるケーブル部分が少なくなる。また折り返し部分２２ｅが周方向他方Ｒ２に移動する。
【００９４】
第２の状態では、ケーブル２２は、基端側ケーブル固定部５０から、周方向一方Ｒ１に延びて、折り返し部分２２ｅで周方向他方Ｒ２に延び、基部３９を周方向他方Ｒ２に半周以上巻きついてケーブル保持部５１に保持される。
【００９５】
図１３（３）は、第２の状態からケーブル保持部５１が周方向他方Ｒ２に１８０°角変位した第３の状態を示す。第２の状態から、ケーブル保持部５１が周方向他方Ｒ２に変位することによって、ケーブル保持部５１側のケーブル部分が周方向他方Ｒ２に角変位し、それにともなって、基端側ケーブル固定部５０よりも周方向一方Ｒ１側に配置されるケーブル部分がさらに少なくなる。
【００９６】
第３の状態では、ケーブル２２は、基端側ケーブル固定部５０から、周方向他方Ｒ２に延びて、基部３９を周方向他方Ｒ２に一周以上巻きついてケーブル保持部５１に保持される。すなわちケーブル２２が螺旋状に延びる。
【００９７】
このようにケーブル保持部５１の角変位に応じて、カバー体６１の内部空間のケーブル２２が変形する。これによって第１手首可動部４０が可動範囲内で角変位する場合に、ケーブル２２の弛みを維持して、ケーブル２２が大きく張ることを防ぐことができる。言換えると、第１手首可動部４０が可動範囲内で角変位するときに、最も角変位方向一方側に角変位したときと、最も角変位方向他方側に角変位したときとのいずれであっても、ケーブル２２が極度に張ることなく弛んだ状態を維持するように、ケーブル保持部５１は、ケーブル２２を湾曲した状態で保持する。なお、図１３に示す変形状態は、変形状態の一例示であって、第１手首可動部４０の可動範囲に応じて、またケーブルの剛性に応じて、適宜変更されてもよい。
【００９８】
本実施の形態では、ケーブルの剛性が予め定める範囲内に設定される。ケーブル２２の剛性が規定最小剛性以上に設定されることによって、いわゆるケーブル２２のコシを強くすることができ、第１軸線Ｌ１まわりに角変位するケーブル２２とともに、ケーブル保持部５１を角変位させることができる。なお、ケーブル２２の剛性が規定最小剛性であると、ケーブル２２に追従してケーブル保持部５１が角変位しない場合があり、ケーブル２２が損傷するおそれがある。
【００９９】
またケーブル２２の剛性が規定最小剛性以下に設定されることによって、ケーブル２２に十分な可撓性を与えることができ、ロボットの動きに合わせてケーブル２２を変位させることができる。なお、ケーブル２２の剛性が規定最小剛性を超える場合には、ケーブル２２が十分に変形せずに、ロボットの動作に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０１００】
本実施の形態では、上述したようにケーブル２２の剛性が予め定める範囲内に設定されることによって、ケーブル２２に追従させてケーブル保持部５１を角変位させるとともに、ケーブル２２がロボットの動作に悪影響を及ぼすことが防がれる。
【０１０１】
またケーブルの剛性とケーブルの断面積とは、相関関係がある。したがってケーブルの断面積が予め定める範囲に入る場合には、そのケーブルの剛性は予め定める範囲となる。具体的には、ケーブルの断面積は、１０００ｍｍ２以上でかつ２５００ｍｍ２以下に設定される。
【０１０２】
本実施の形態では、ケーブル内には、複数の小ケーブルが内蔵される。小ケーブルは、電流を流すための１つの溶接ケーブルと、水を流すための４つの水ホースと、サーボ信号を流すための２つのサーボガン用ケーブルと、温度検出用の１つのサーモケーブルである。
【０１０３】
溶接ケーブルは、直径φが２４．５ｍｍであって、日本フレックス工業株式会社製、型番ＮＦ−ＣＳＳ−２８６Ｓ３６３Ｐが用いられる。４つの各水ホースは、外径が１２ｍｍ、内径が８ｍｍであって、ニッタ・ムアー株式会社製、型番Ｕ２−４−１２×８が用いられる。２つのサーボガン用ケーブルは、直径φが１０ｍｍのモータ用電線であって、大電株式会社製、型番ＲＭＦＥ−ＳＢ（２．０ＳＱ×４Ｃ＋０．７５ＳＱ×２Ｃ）と、直径φが１０ｍｍのエンコーダ用電線であって、吉野川電線株式会社製、型番ＲＦＶ−Ｋ３８とが用いられる。サーモケーブルは、直径φが１１ｍｍであって、太陽電線株式会社製、型番２４６４−１００７／ＩＩＡ（２Ｃ×ＡＷＧ２０、ＣＯＬＯＲ ＣＯＤＥ Ａ）サンレックス２４が用いられる（ＩＩはローマ数字の２）。
【０１０４】
なお、このようなケーブルに内蔵される小ケーブルの構成は、あくまで一例示であって、適宜変更することができる。小ケーブルの構成を決定した場合に、ケーブルの剛性が所望の剛性範囲よりも小さい場合、剛性を高めるためにケーブルに小ケーブルとして模擬ケーブルを混入してもよい。たとえば模擬ケーブルを、ケーブル保持部５１とケーブル案内部５２との間に混入し、残余のケーブル部分への模擬ケーブルの混入を避けてもよい。これによってカバー体の内部空間でのケーブル部分の変形を容易に行わせることができる。
【０１０５】
またカバー体６１の内部空間に収容されるケーブル部分２２ａは、耐磨耗性を有するとともにカバー体６１の内周面に対して滑りやすい被覆体によって被覆される。このような被覆体は、たとえば帝人テクノプロダクツ株式会社製、コーネックス（ＣＯ５２６２）によって実現される。これによってカバー体６１によってケーブル２２を良好に案内することができる。また、カバー体６１の内部空間は、外部から保護されている。したがって産業用ロボットがアーク溶接を行う場合であっても、耐熱性が低い被覆体を用いることができる。
【０１０６】
図１４は、本発明の実施の第２形態である産業用ロボット１２０の一部を示す正面図である。産業用ロボット１２０は、上述した第１形態の産業用ロボット１２０と類似する。産業用ロボット１２０について、第１形態の産業用ロボット２０と同様の構成については、同様の参照符号を付し、説明を省略する。なお、産業用ロボット１２０は、ケーブル案内部５２に対してケーブル２２の移動を制限する移動量制限手段の構成が異なり、他の構成については、第１形態の産業用ロボット２０と同様である。
【０１０７】
産業用ロボット１２０は、ストッパ部材６２，６３に変えて、ケーブルの外周部に巻掛けられる２つのコイルバネ１２１，１２２を有する。一方のコイルバネ１２１は、一端部がケーブル案内部５２に接続され、他端部が先端側ケーブル固定部５６に接続される。一方のコイルバネ１２１は、ケーブル案内部５２から先端側ケーブル固定部５６まで延びるケーブル部分２２ｃに部分的に固定される。
【０１０８】
また他方のコイルバネ１２２は、一端部がケーブル案内部５２に接続され、他端部がケーブル保持部５１に接続される。他方のコイルバネ１２２は、ケーブル案内部５２からケーブル保持部５１まで延びるケーブル部分２２ｂに部分的に固定される。このようにケーブル案内部５２は、各コイルバネ１２１，１２２の一端部をそれぞれクランプする。ケーブル２２は、各コイルバネ１２１，１２２の内周空間を軸線方向に挿通し、コイルバネ１２１，１２２に対して、移動可能に構成される。
【０１０９】
各コイルバネ１２１，１２２は、予め定める標準状態で、ケーブル２２に外力を与えない自然状態となるように、バネ力および長さが設定される。なお予め定める標準状態は、ケーブルが各手首可動部４０に近接した状態に設定される。各手首可動部４０〜４２が変形すると、標準状態から、ケーブル２２が移動して、ケーブル案内部５２の挿通孔を挿通する。コイルバネ１２１，１２２は、ケーブル２２の移動を許容するが、その移動量が大きくなるとバネ力によってケーブル２２の移動を制限する。またケーブル案内部５２に対するケーブル２２の移動を制限する制限手段は、他の構成によって実現されてもよい。
【０１１０】
以上のように本実施の各実施形態に従えば、カバー体６１がケーブル２２を覆い、ケーブル保持部５１が第１軸線Ｌ１まわりに角変位自在に設けられる。これによってカバー体６１内で、ケーブル２２が弛んだとしても、基部３９から突出することがなく、弛んだケーブル２２が周辺機器に干渉することを防ぐことができる。
【０１１１】
これによってケーブル２２の寿命を延ばすとともに、狭い領域に溶接ガン２１を配置することができる。また、基部３９に対する第１手首可動部４０の角変位量を大きくすることができ、ロボットの可動範囲を広げることができる。
【０１１２】
ケーブル保持部５１の保持部分７２が第１軸線Ｌ１まわりに角変位自在に設けられるので、湾曲部分の曲率半径を大きくしてケーブル２２を変形させることができる。また本実施の形態では、保持部分７２が、第１軸線Ｌ１に垂直な軸線Ｌ４まわりに角変位自在に設けられることによって、ケーブルの曲率半径をさらに大きくすることができる。これによってケーブル２２の損傷を防いで、寿命を延ばすことができる。
【０１１３】
また、ケーブル２２がケーブル保持部５１から抜け出て先端方向Ｘ１に向かって移動することがないので、ケーブル保持部５１とケーブル案内部との間のケーブル部分２２ｂが大きく弛んだ状態になることを防ぐことができる。上述したように、ケーブル２２の弛みを少なくすることで、ケーブル２２が各手首可動部４０〜４２に接触する可能性を減らすことができる。
【０１１４】
また、カバー体６１の内部空間では、ケーブル２２が基部３９の外周を湾曲して巻きつくことによって、基部３９の長さが短くても、ケーブル２２が弛んだ状態から張った状態に移るまでに角変位可能な第１手首可動部４０の可動範囲を広くすることができる。さらに第２の従来技術のように、弛みを防ぐためにケーブル保持部５１を変位させる駆動源を必要とせず、ロボットを安価にかつ軽量化することができる。
【０１１５】
また、ストッパ部材６２，６３が、挿通孔７６を移動するケーブル２２の移動量を制限する。これによって、ケーブル案内部５２に対して、先端方向Ｘ１のケーブル部分２２ｃおよび基端方向Ｘ２のケーブル部分２２ｂの弛みが大きくなることを防ぐことができる。これによってケーブル２２による周辺機器への干渉をさらに減らして、狭い領域にも溶接ガン２１を配置することができ、溶接可能な適用範囲を広げて、汎用性を向上することができる。
【０１１６】
また、基部３９に対する第１手首可動部４０の角変位量、第２手首可動部４１に対する第３手首可動部４２の角変位量を大きくすることができ、ロボットの可動範囲を広げることができる。たとえば本実施の形態に従えば、基部３９に対して第１手首可動部４０を２４０°角変位させることができる。また第１手首可動部４０に対して第２手首可動部４１を１２０°角変位させることができる。また第２手首可動部４１に対して第３手首可動部４２を１８０°角変位させることができる。
【０１１７】
また第２形態では、コイルばね１２１，１２２を用いたが、コイルばねに変えて軸線方向に伸縮性および弾張性を有する２つの円筒状弾性体を用いてもよい。たとえば、じゃばら状の円筒部材をコイルばねの代りに用いてもよい。この場合、２つのうち１つの円筒部材は、ケーブルを覆い、ケーブル保持部５１から、ケーブル案内部５２に延びる。また２つのうち他方の円筒部材は、ケーブルを覆い、ケーブル案内部５２から先端側ケーブル固定部５６に延びる。
【０１１８】
また、カバー体６１が円筒状に形成されることによって、カバー体６１の内部空間からケーブル２２が突出することを確実に防ぐことができる。また切粉などの加工片がカバー体６１の内部空間に侵入することを防ぎ、ケーブル２２とカバー体６１との摺動を円滑に保つことができる。さらにカバー体６１の内部空間にケーブル保持部５１を配置することによって、ケーブル保持部５１にごみやほこりが付着することを防いで、ケーブル保持部５１による円滑な角変位を長期にわたって継続することができる。
【０１１９】
また、蓋体６４が設けられることによって、より確実にカバー体６１の内部空間内にごみおよびほこりが侵入することを防ぐことができる。また、カバー体６１が分割可能に形成されることによって、カバー体６１の内部空間内のメンテナンスを容易に行うことができる。またフック部材６５が係止部材６６に係合することによって、第１分割体６１ａと第２分割体６１ｂとを一体にすることができるので、ボルトおよびナットによって第１分割体６１ａと第２分割体６１ｂとを一体にする場合に比べて、分割作業および一体作業に費やす時間を短縮することができる。
【０１２０】
また本実施の形態では、一方の基端側ケーブル固定部５０ａによって、基部３９よりも基端側のケーブル部分２２ｄを基部３９と平行に延ばすことができる。これによって基部３９に対して第１手首可動部４０が角変位しても、基部３９よりも基端方向Ｘ２のケーブル部分２２ｄが変形することを防ぐことができる。また他方の基端側ケーブル固定部５０ｂによって、ケーブル２２を曲げた状態で基部３９に固定する。これによってケーブル２２の剛性が高い場合であっても、カバー体６１の内部のケーブル部分２２ａを、基部３９の周方向に湾曲した状態に保つことができる。
【０１２１】
基端側ケーブル固定部５０は、ケーブル２２を基部３９から離反させた状態でケーブル２２を固定する。またケーブル保持部５１は、ケーブル２２を基部３９から離反させた状態でケーブル２２を保持する。これによってケーブル２２が基部３９に対して摺動する領域を小さくすることができ、さらにケーブルの損傷を防ぐことができる。
【０１２２】
またケーブル案内部５２は、第２手首可動部４１に連結されて、第２軸線Ｌ２まわりに角変位可能である。これによって第２手首可動部４１が第１手首可動部４０に対して角変位した場合であっても、ケーブル案内部５２とケーブル保持部５１との距離をほぼ一定に保つことができ、ケーブル案内部５２とケーブル保持部５１との間のケーブル２２の弛みを少なくすることができる。また、ケーブル案内部５２は、第１連結部材５３によって、第２手首可動部４２から第２軸線Ｌ２方向に離反した位置に配置される。これによってケーブル２２が第２手首可動部４２に接触するおそれを低減することができる。
【０１２３】
以上のような実施の形態は、本発明の例示であって、発明の範囲内において構成を変更することができる。産業用ロボット２０に装着されるエンドエフェクタとして溶接ガン２１を用いたが、溶接ガン以外であってもよい。たとえばエンドエフェクタとして、ロボットハンド、塗装装置、アーク溶接装置またはバリ取り装置などであってもよい。またエンドエフェクタが装着される産業用ロボットとして、垂直多関節型６軸ロボットを用いて説明したが、垂直多関節型６軸ロボット以外の産業ロボットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の第１形態である産業用ロボット２０の一部を示す正面図である。
【図２】産業用ロボット２０の一部を示す側面図である。
【図３】産業用ロボット２０を簡略化した図である。
【図４】産業用ロボット２０の外観を示す写真である。
【図５】図２のＶ−Ｖ切断面線から見て産業用ロボット２０を示す断面図である。
【図６】ケーブル保持部５１を拡大して示す図である。
【図７】産業用ロボット２０を示す断面図である。
【図８】ケーブル案内部５２を拡大して示す断面図である。
【図９】ケーブル案内部５２を拡大して示す写真である。
【図１０】ストッパ部材６２，６３によってケーブル２２の移動が阻止された状態を示す図である。
【図１１】カバー体６１の内部を示す写真である。
【図１２】図１のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面線から見て産業用ロボット２０を示す断面図である。
【図１３】カバー体６１における内部空間のケーブル２２の変形状態を説明するための斜視図である。
【図１４】本発明の実施の第２形態である産業用ロボット１２０の一部を示す正面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
２０  産業用ロボット
２１  溶接ガン
２２  ケーブル
３９  手先基部
４０  第１手首可動部
４１  第２手首可動部
４２  第３手首可動部
５０  基端側ケーブル固定部
５１  ケーブル保持部
５２  ケーブル案内部
５６  先端側ケーブル固定部
６１  カバー体
６１ａ，６１ｂ  分割体
６２，６３  ストッパ部材
６５  フック部材
６６  係止部材
Ｌ１  手先第１軸線
Ｌ２  手先第２軸線
Ｌ３  手先第３軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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