(57)【要約】【課題】ケーブルの余長の短縮を図ることが可能なケーブルクランプおよびロボットを提供する。【解決手段】このケーブルクランプ５０は、ロボット１０のアーム２０の所定位置に固定されたベース部材５１と、ベース部材５１に設けられた回転機構と、回転機構を用いてベース部材５１に回転可能に支持されたクランプベース５３とを備え、クランプベース５３が、ケーブル４１，４２，４３をクランプベース５３に固定する固定バンドＢＡを巻付けるためのバンド巻付け部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのアームの所定位置に固定されたベース部材と、
前記ベース部材に設けられた回転機構と、
前記回転機構を用いてベース部材に回転可能に支持されたクランプベースとを備え、
前記クランプベースが、ケーブルを前記クランプベースに固定するための固定バンドを巻付けるためのバンド巻付け部を有する、ケーブルクランプ。
【請求項２】
前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、
前記ベース部材が、前記複数のアーム部材のうちの１つに固定されており、
前記クランプベースの前記回転機構による回転の回転軸線が、前記ベース部材が固定された前記アーム部材よりも１つ先端側のアーム部材の回転軸線と平行である、請求項１に記載のケーブルクランプ。
【請求項３】
前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、
前記ベース部材が、前記複数のアーム部材のうちの１つに固定されており、
前記クランプベースの前記回転機構による回転の回転軸線と、前記ベース部材が固定された前記アーム部材の回転軸線とが、平行ではない、請求項１に記載のケーブルクランプ。
【請求項４】
前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、
前記複数のアーム部材のうち１つが上下方向に長い円筒状であり、前記円筒状のアーム部材がその中心軸線周りに回転するものであり、
前記ベース部材が、前記円筒状のアーム部材の上端に固定されており、
前記クランプベースに固定されたケーブルの一端側が前記円筒状のアーム部材内の空間に配置されている、請求項１に記載のケーブルクランプ。
【請求項５】
前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、
前記複数のアーム部材のうち１つが上下方向に長い円筒状であり、
前記円筒状のアーム部材の下端部に前記円筒状のアーム部材の中心軸線周りに回転する回転部材が取付けられており、
前記ベース部材が、前記円筒状のアーム部材の上端に固定されており、
前記クランプベースに固定されたケーブルの一端側が前記円筒状のアーム部材内の空間に配置されている、請求項１に記載のケーブルクランプ。
【請求項６】
前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、
前記ベース部材が、前記複数のアーム部材のうち最も先端のアーム部材、先端から２つ目のアーム部材、又は先端から３つ目のアーム部材に固定されている、請求項１に記載のケーブルクランプ。
【請求項７】
前記回転機構による前記クランプベースの回転の抵抗となる摩擦力を調整する摩擦力調整機構を有する、請求項１〜６の何れかに記載のケーブルクランプ。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載のケーブルクランプが取付けられたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーブルクランプおよびロボットに関し、より具体的には、ロボットに取付けるケーブルクランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットの先端部にはハンドリング、溶接等の作業のためのツールが取付けられている。このため、ロボットには、ツールに電力、信号等を送信するためのケーブル、ツールに空気、油等の動力源を供給するためのケーブルが配線される。
ここで、ロボットは複数のアーム部材を有し、複数のアーム部材は互いに対して動作する。このため、ロボットの動作によってケーブルの破断、損傷等が生じないように、ケーブルはロボットの動作を考慮した余長を有する。
【０００３】
また、ロボットの動作によって生ずるケーブルの意図しない挙動を防止するために、ロボットにケーブルクランプが固定され、ケーブルの中間部がケーブルクランプに固定される（例えば、特許文献１参照。）。
また、基端側アーム部材の先端部に先端側アーム部材が支持され、先端側アーム部材がその長手軸線周りに回転するロボットにおいて、基端側アーム部材と先端側アーム部材の両方にケーブルクランプが固定されたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０４７６４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のロボットは、基端側アーム部材にケーブルクランプが固定され、先端側アーム部材の基端側が基端側アーム部材の先端側に回転可能に支持され、ケーブルクランプに固定されたケーブルの一端が先端側アーム部材の開口部に入っている。このため、先端側アーム部材の回転によってケーブルの破断、損傷等が生じないように、ケーブルクランプと先端側アームとの間に余長が設けられる。
【０００６】
特許文献２のロボットでも、基端側アームに対して先端側アームが回転するので、基端側アーム部材に固定されたケーブルクランプと先端側アーム部材に固定されたケーブルクランプとの間のケーブルに余長が設けられる。
このようにケーブルの余長は必要である。しかし、ケーブルの余長が長いと、ロボットの高速動作の妨げ、ロボットによる作業の邪魔等となる。
【０００７】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされている。本発明の目的の一つは、ケーブルの余長の短縮を図ることが可能なケーブルクランプおよびロボットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様のケーブルクランプは、ロボットのアームの所定位置に固定されたベース部材と、前記ベース部材に設けられた回転機構と、前記回転機構を用いてベース部材に回転可能に支持されたクランプベースとを備え、前記クランプベースが、ケーブルを前記クランプベースに固定するための固定バンドを巻付けるためのバンド巻付け部を有する。
【０００９】
当該態様では、固定バンドによってケーブルがクランプベースに固定される。また、ケーブルが固定されたクランプベースは回転機構によってベース部材に対して回転可能である。例えば、ベース部材があるアーム部材に固定され、当該アーム部材よりも先端側のアーム部材側にケーブルが接続されており、先端側のアーム部材が動作する時に、先端側アーム部材の動作に応じてクランプベースが回転する。このようにアーム部材の動作にクランプベースが追従するので、その分だけケーブルの余長を短くすることが可能である。
【００１０】
上記態様において、好ましくは、前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有するものであり、前記ベース部材が、前記複数のアーム部材のうちの１つに固定されており、前記クランプベースの前記回転機構による回転の回転軸線が、前記ベース部材が固定された前記アーム部材よりも１つ先端側のアーム部材の回転軸線と平行である。
先端側のアーム部材がその回転軸線周りの動作を行うと、当該回転軸線周りの方向にケーブルも動く傾向がある。当該態様では、当該回転軸線と回転機構の回転軸線とが平行であるので、クランプベースがケーブルの動きに応じて回転し易い。
【００１１】
上記態様において、好ましくは、前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有するものであり、前記ベース部材が、前記複数のアーム部材のうちの１つに固定されており、前記クランプベースの前記回転機構による回転の回転軸線と、前記ベース部材が固定された前記アーム部材の回転軸線とが、平行ではない。
【００１２】
ベース部材が固定されたアーム部材よりも１つ先端側のアーム部材の回転軸線は、ベース部材が固定されたアーム部材の回転軸線と９０°異なる方向に延びていることが多い。また、先端側のアーム部材がその回転軸線周りの動作を行う時に、当該回転軸線周りの方向にケーブルも動く傾向がある。当該態様では、回転機構の回転軸線とベース部材が固定されたアーム部材の回転軸線とが平行でないので、クランプベースがケーブルの動きに応じて回転し易い。
【００１３】
上記態様において、好ましくは、前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有するものであり、前記複数のアーム部材のうち１つが上下方向に長い円筒状であり、前記円筒状のアーム部材がその中心軸線周りに回転するものであり、前記ベース部材が、前記円筒状のアーム部材の上端に固定されており、前記クランプベースに固定されたケーブルの一端側が前記円筒状のアーム部材内の空間に配置されている。
【００１４】
円筒状のアーム部材は、その基端側のアーム部材に対して、中心軸線周りに回転するので、円筒状のアーム部材の外周面側にケーブルを配置すると、円筒状のアーム部材の回転によってケーブルが円筒状のアーム部材に巻付く。これに対し、当該態様では、ケーブルの一端側が円筒状のアーム部材内の空間に配置され、円筒状のアーム部材の回転時にクランプベースが回転する。このため、ケーブルの余長を短くすることが可能である。
【００１５】
上記態様において、好ましくは、前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、前記複数のアーム部材のうち１つが上下方向に長い円筒状であり、前記円筒状のアーム部材の下端部に前記円筒状のアーム部材の中心軸線周りに回転する回転部材が取付けられており、前記ベース部材が、前記円筒状のアーム部材の上端に固定されており、前記クランプベースに固定されたケーブルの一端側が前記円筒状のアーム部材内の空間に配置されている。
【００１６】
円筒状のアーム部材の下端の回転部材は円筒状のアーム部材に対して回転する。このため、ケーブルの一端側が回転部材側に接続されていると、回転部材の回転によってケーブルが円筒状のアーム部材に巻付く。これに対し、当該態様では、ケーブルの一端側が円筒状のアーム部材内の空間に配置され、回転部材の回転時にクランプベースが回転する。このため、ケーブルの余長を短くすることが可能である。
【００１７】
上記態様において、好ましくは、前記ロボットの前記アームが複数のアーム部材を有し、前記ベース部材が、前記複数のアーム部材のうち最も先端のアーム部材、先端から２つ目のアーム部材、又は先端から３つ目のアーム部材に固定されている。
このようにアームの先端側にケーブルクランプのベース部材が固定されるが、ケーブルクランプが簡易な構造を有しているので、アームの先端側の軽量化を図る上で有利である。
【００１８】
上記態様において、好ましくは、前記回転機構による前記クランプベースの回転の抵抗となる摩擦力を調整する摩擦力調整機構を有する。
当該構成を用いると、ロボットの動作が速い時のクランプベースの意図しない回転を抑制することができる。
本発明の第２の態様は、前記ケーブルクランプが取付けられたロボットである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ケーブルの余長の短縮を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態のケーブルクランプおよびロボットの概略構成図である。
【図２】第１実施形態のケーブルクランプの一部断面斜視図である。
【図３】第１実施形態のケーブルクランプの使用状態を示す図である。
【図４】第１実施形態に用いるロボットのブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態のケーブルクランプおよびロボットの概略構成図である。
【図６】第２実施形態のケーブルクランプの一部断面斜視図である。
【図７】第２実施形態のケーブルクランプの使用状態を示す図である。
【図８】第２実施形態に用いるロボットのブロック図である。
【図９】第１実施形態のケーブルクランプの変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態に係るケーブルクランプ５０が、図面を用いながら以下説明されている。
本実施形態のケーブルクランプ５０は、図１に示されるように、垂直多関節型の６軸ロボットであるロボット１０に取付けられている。ロボット１０は、アーム２０と、制御装置３０と、アーム２０の先端に取付けられたツール４０とを備えている。
【００２２】
本実施形態では、ツール４０は、通常ロボットに用いられるツールであり、加工ツール、組立に用いるツール、測定ツール、各種センサ、ビジョンシステム用のカメラ等である。加工ツールは、例えば、電動ドリル等の穴あけツール、先端にタップが付いているねじ形成ツール、電動研磨ツール、塗装ガン等の塗装ツール、サーボガン等の溶接ツール等である。組立に用いるツールは、例えば、電動ドライバ、ピンを把持して穴に挿入するツール等である。測定ツールは、例えば、膜厚測定器、超音波を用いた内部検査器、硬度測定器、非接触式の温度計、接写式のカメラ等である。
【００２３】
アーム２０は、複数のアーム部材２１，２２，２３，２４，２５，２６および複数の関節を備えている。また、アーム２０は、複数の関節をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａを備えている（図４参照）。各サーボモータ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａとして、回転モータ、直動モータ等の各種のサーボモータが用いられ得る。各サーボモータ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａはその作動位置および作動速度を検出するための作動位置検出装置を有し、作動位置検出装置は一例としてエンコーダである。作動位置検出装置の検出値は制御装置３０に送信される。
【００２４】
本実施形態では、アーム部材２１の基端側は図示しない基部によって支持され、アーム部材２１はサーボモータ２１ａによって基部に対してＪ１軸線周りに回転する。アーム部材２２の基端側はアーム部材２１の先端側によって支持され、アーム部材２２はサーボモータ２２ａによってＪ２軸線周りに回転する。アーム部材２３の基端側はアーム部材２２の先端側によって支持され、アーム部材２３はサーボモータ２３ａによってＪ３軸線周りに回転する。
【００２５】
また、アーム部材２４の基端側はアーム部材２３の先端側によって支持され、アーム部材２４はサーボモータ２４ａによってＪ４軸線周りに回転する。アーム部材２５の基端側又は中間部はアーム部材２４の先端側によって支持され、アーム部材２５はサーボモータ２５ａによってＪ５軸線周りに回転する。アーム部材２６の基端側はアーム部材２５の先端側によって支持され、アーム部材２６はサーボモータ２６ａによってＪ６軸線周りに回転する。
【００２６】
本実施形態では、アーム部材２２、アーム部材２３、およびアーム部材２５は、その基端側又は中間部を中心として、一端側が所定の軌道上を移動する。一方、アーム部材２１，アーム部材２４，およびアーム部材２６の基端側から先端側に延びる軸線は、Ｊ１軸線、Ｊ４軸線、およびＪ６軸線にそれぞれ沿っている。つまり、アーム部材２１，アーム部材２４，およびアーム部材２６は、その基端側から先端側に延びる軸線周りに回転する。前述のＪ１軸線〜Ｊ６軸線周りのアーム部材２１〜２６の動きを本実施形態では回転と称する。
【００２７】
制御装置３０は、図４に示されるように、プロセッサ等を有する制御部３１と、表示装置３２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する記憶部３３と、キーボード、タッチパネル、操作盤等である入力装置３４と、信号の送受信を行うための送受信部３５と、各サーボモータ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａにそれぞれ接続されたサーボ制御器３６とを備えている。入力装置３４および送受信部３５は入力部として機能する。
【００２８】
また、制御装置３０は通信ケーブル４１（図１、図３）を介してツール４０に接続されており、ツール４０は制御装置３０によって制御される。
本実施形態では、制御装置３０はロボット１０の動作を制御するロボット制御装置である。一方、制御装置３０は、ロボット制御装置内又はロボット制御装置外に設けられた制御装置であって、上記の構成を有する制御装置であればよい。
【００２９】
記憶部３３にはシステムプログラム３３ａが格納されており、システムプログラム３３ａは制御装置３０の基本機能を担っている。また、記憶部３３には動作プログラム３３ｂが格納されている。制御部３１は、動作プログラム３３ｂに基づき、各サーボモータ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａおよびツール４０を駆動するための制御指令をサーボ制御器３６およびツール４０に送信する。これにより、ロボット１０のアーム２０およびツール４０が動作プログラム３３ｂに基づく動作を行う。
【００３０】
図２に示されるように、ケーブルクランプ５０は、アーム２０の所定位置に固定されたベース部材５１と、ベース部材５１に設けられた回転機構としてのベアリング５２と、ベアリング５２を用いてベース部材５１に回転可能に支持されたクランプベース５３とを備えている。
【００３１】
ベース部材５１は金属材料、プラスチック材料等から成る。本実施形態では、ベース部材５１は、複数のボルトＢを用いてアーム部材２４の外周面に固定されている。なお、ボルトＢ以外の締結部材、溶接等を用いて、ベース部材５１がアーム部材２４の外周面に固定されてもよい。
【００３２】
本実施形態では、ベアリング５２の内輪および外輪のうちの一方がベース部材５１に固定され、ベアリング５２の内輪および外輪のうちの他方がクランプベース５３に固定されている。これにより、クランプベース５３がベース部材５１によって支持され、クランプベース５３はベース部材５１に対してベアリング５２の回転軸線周りに回転可能である。
本実施形態では、ベアリング５２の回転軸線はＪ５軸線と平行であり、ベアリング５２の回転軸線はＪ５軸線の近傍又はＪ５軸線と一致する位置に配置されている。
【００３３】
本実施形態では、ベアリング５２は玉軸受等の回転軸受である。回転機構として、ベアリング５２の代わりに、摺動軸受を用いることも可能である。また、ベース部材５１の一部の円形部又は円弧状部とクランプベース５３の一部とがベアリング５２を用いずに直接連結され、これにより、クランプベース５３がベース部材５１に対して前記回転軸線周りに回転してもよい。この場合、クランプベース５３の一部およびベース部材５１の一部によって回転機構が構成される。
【００３４】
クランプベース５３は金属材料、プラスチック材料等から成る。図３に示されるように、クランプベース５３は、通信ケーブル４１、ツール４０に電力を供給するための電力ケーブル４２、ツール４０に空気、油等の動力源を供給するための動力源供給ケーブル４３等を取付ける取付面５３ａを有する。本実施形態では、クランプベース５３の厚さ方向の一方の面が取付面５３ａである。
【００３５】
図３に示されるように、クランプベース５３には、複数の取付孔５３ｂが設けられている。各取付孔５３ｂはクランプベース５３を厚さ方向に貫通している。複数の取付孔５３ｂは、後述されているように、固定バンドＢＡを巻付けるためのバンド巻付け部として機能する。固定バンドＢＡは通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、動力源供給ケーブル４３等をクランプベース５３に固定できるものであればよい。固定バンドＢＡはプラスチック材料、金属材料等から成り、固定バンドＢＡは例えば周知の結束バンドである。
【００３６】
固定バンドＢＡとして、紐、両端に面ファスナーを有するベルト、針金、ゴムベルト、ナイロンベルト、これらに類する部材等を用いることも可能である。これらの場合でも、固定バンドＢＡは通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、動力源供給ケーブル４３等をクランプベース５３に固定できる。
【００３７】
続いて、本実施形態のケーブルクランプ５０を使用する場合について説明する。
先ず、通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、および動力源供給ケーブル４３は、その一端がツール４０に接続されており、その他端側がアーム部材２４に設けられた開口部内に入っている。この時、図３に示されるように、通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、および動力源供給ケーブル４３の中間部が、固定バンドＢＡを用いて、クランプベース５３に固定される。
【００３８】
例えば、ロボット１０の使用者は、ある取付孔５３ｂを挿通した固定バンドＢＡの一端をクランプベース５３の厚さ方向の他方の面側に配置した後、固定バンドＢＡの一端を他の取付孔５３ｂに挿入する。これにより、固定バンドＢＡがクランプベース５３に巻付けられた状態となる。続いて、使用者は、通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、および動力源供給ケーブル４３の中間部をクランプベース５３の取付面５３ａ上に配置し、これらケーブル４１，４２，４３が固定バンドＢＡの一端側と他端側との間に配置されている状態で、固定バンドＢＡの一端側と他端側とを連結する。また、使用者は、固定バンドＢＡの一端側又は他端側を引っ張ることにより、図３に示されるように通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、および動力源供給ケーブル４３の中間部をクランプベース５３に固定する。
【００３９】
ロボット１０が作動する時に、ロボット１０のアーム部材２５がアーム部材２４に対しＪ５軸線周りに回転すると、各ケーブル４１，４２，４３の一端側が前記回転に応じて移動する。ここで、ケーブルクランプ５０のクランプベース５３はベアリング５２によって回転可能である。このため、各ケーブル４１，４２，４３の一端側の移動に応じた回転位置にクランプベース５３が回転する。このように構成されているので、クランプベース５３がベアリング５２によって回転しない場合と比較し、ケーブルクランプ５０とツール４０との間の各ケーブル４１，４２，４３の余長を短くすることができる。また、クランプベース５３がベアリング５２によって回転しない場合と比較し、ケーブルクランプ５０とツール４０との間の各ケーブル４１，４２，４３に加わるダメージを低減することができる。
【００４０】
このように、本実施形態では、固定バンドＢＡによってケーブル４１，４２，４３がクランプベース５３に固定される。また、ケーブル４１，４２，４３が固定されたクランプベース５３はベアリング５２によってベース部材５１に対して回転可能である。本実施形態では、ベース部材５１がアーム部材２４に固定され、アーム部材２４よりも先端側のアーム部材２５側に配置されたツール４０にケーブル４１，４２，４３が接続されている。そして、アーム部材２５が動作する時に、アーム部材２５の動作に応じてクランプベース５３が回転する。このようにアーム部材２５の動作にクランプベース５３が追従するので、その分だけケーブル４１，４２，４３の余長を短くすることが可能であり、ケーブル４１，４２，４３に加わるダメージも低減される。
【００４１】
また、本実施形態では、ベース部材５１がアーム部材２４に固定されており、クランプベース５３のベアリング５２による回転の回転軸線が、ベース部材５１が固定されたアーム部材２４よりも１つ先端側のアーム部材２５の回転軸線であるＪ５軸線と平行である。
【００４２】
アーム部材２５がＪ５軸線周りの動作を行うと、Ｊ５軸線周りの方向にケーブル４１，４２，４３も動く傾向がある。本実施形態では、Ｊ５軸線とベアリング５２の回転軸線とが平行であるので、クランプベース５３がケーブル４１，４２，４３の動きに応じて回転し易い。
【００４３】
また、本実施形態では、ベース部材５１がアーム部材２４に固定されており、クランプベース５３のベアリング５２による回転の回転軸線と、ベース部材５１が固定されたアーム部材２４の回転軸線であるＪ４軸線とが、平行ではない。
【００４４】
ベース部材５１が固定されたアーム部材２４よりも１つ先端側のアーム部材２５の回転軸線であるＪ５軸線は、ベース部材５１が固定されたアーム部材２４の回転軸線であるＪ４軸線と９０°異なる方向に延びている。また、アーム部材２５がＪ５軸線周りの動作を行う時に、Ｊ５軸線周りの方向にケーブル４１，４２，４３も動く傾向がある。本実施形態では、ベアリング５２の回転軸線とベース部材５２が固定されたアーム部材２４の回転軸線であるＪ４軸線とが平行ではないので、クランプベース５３がケーブル４１，４２，４３の動きに応じて回転し易い。
【００４５】
また、本実施形態では、ベース部材５１が、複数のアーム部材２１〜２６のうち先端から３つ目のアーム部材２４に固定されている。
このようにアーム２０の先端側にケーブルクランプ５０のベース部材５１が固定されるが、ケーブルクランプ５０が簡易な構造を有しているので、アーム２０の先端側の軽量化を図る上で有利である。なお、本実施形態では、複数のアーム部材２１〜２６のうち先端から３つ目までがアーム２０の先端側である。
【００４６】
なお、ケーブルクランプ５０のベアリング５２の回転軸線が、Ｊ５軸線と異なる位置に配置されていてもよい。例えば、ケーブルクランプ５０のベース部材５１が、アーム部材２４に設けられた開口部とＪ５軸線との中間位置に固定されていてもよい。この場合でも前述と同様の効果が達成され得る。
【００４７】
なお、ケーブルクランプ５０のベース部材５１が例えばアーム部材２３、アーム部材２５等に固定されてもよい。この場合でも前述と同様の効果が達成され得る。
また、ケーブルクランプ５０に、通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、および動力源供給ケーブル４３のうち１つ又は複数が固定されてもよく、他のケーブルが固定されてもよい。
【００４８】
本発明の第２実施形態に係るケーブルクランプ５０が、図面を用いながら以下説明されている。
第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号が付され、第１実施形態と同様の構成および処理の説明は省略されている。また、第２実施形態も、第１実施形態と同様に変形することができる。例えば、ツール４０を他のツールに変更すること、ケーブルクランプ５０の回転機構の種類の変更等が可能である。
【００４９】
第２実施形態では、ケーブルクランプ５０は水平多関節型のロボット６０に取付けられている。ロボット６０は、アーム７０と、制御装置８０と、アーム７０の先端に取付けられたツール４０とを備えている。
【００５０】
アーム７０は、複数のアーム部材７１，７２，７３および複数の関節を備えている。また、アーム７０は、複数の関節をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａを備えている（図８参照）。各サーボモータ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａとして、回転モータ、直動モータ等の各種のサーボモータが用いられ得る。各サーボモータ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａはその作動位置および作動速度を検出するための作動位置検出装置を有し、作動位置検出装置は一例としてエンコーダである。作動位置検出装置の検出値は制御装置８０に送信される。
【００５１】
本実施形態では、アーム部材７１の基端側は基部７０ａによって支持され、アーム部材７１はサーボモータ７１ａによって基部７０ａに対して上下方向の延びる第１の軸線７１ｂ周りに回転する。アーム部材７２の基端側はアーム部材７１の先端側によって支持され、アーム部材７２はサーボモータ７２ａによって上下方向に延びる第２の軸線７２ｂ周りに回転する。アーム部材７３は上下方向に延びる円筒部材である。アーム部材７３はアーム部材７２の先端側によって支持され、アーム部材７３はサーボモータ７３ａによって上下方向に延びる第３の軸線７３ｂに沿って移動する。また、アーム部材７３の一部又は全部はサーボモータ７４ａによって第３の軸線７３ｂ周りに回転する。アーム部材７３の一部は、例えばアーム部材７３の下端部である。この場合、アーム部材７３はその下端部に第３の軸線７３ｂ周りに回転する回転部材を有することになる。
【００５２】
本実施形態では、アーム部材７１およびアーム部材７２は、その基端側を中心として、一端側が所定の軌道上を移動する。一方、アーム部材７３の一部又は全部は、その中心軸線である第３の軸線７３ｂ周りに回転する。これらの第１〜第３の軸線７１ｂ〜７３ｂ周りのアーム部材７１〜７３の動きを本実施形態では回転と称する。
【００５３】
制御装置８０は、図８に示されているように、第１実施形態の制御装置３０と同等である。制御装置８０は通信ケーブル４１（図５、図７）を介してツール４０に接続されており、ツール４０は制御装置８０によって制御される。第２実施形態では、通信ケーブル４１に電力線が含まれている。
【００５４】
ケーブルクランプ５０は、第１実施形態と同様のベース部材５１、ベアリング５２、およびクランプベース５３を有する。
第２実施形態では、ベース部材５１は複数のボルトＢを用いてアーム部材７３の上端面に固定されている。また、ベアリング５２の回転軸線は第３の軸線７３ｂと平行であり、ベアリング５２の回転軸線は第３の軸線７３ｂの近傍又は第３の軸線７３ｂと一致する位置に配置されている。
【００５５】
第２実施形態では、図５および図６に示されるように、ベース部材５１の中央部にベース部材５１を上下方向に貫通する貫通孔５１ａが設けられ、クランプベース５３にもクランプベース５３を上下方向に貫通する貫通孔５３ｃが設けられている。貫通孔５３ｃは貫通孔５１ａに対応する位置に設けられている。また、貫通孔５１ａはアーム部材７３内の空間に対応する位置に配置されている。
【００５６】
クランプベース５３には板状部材から成るケーブル固定部材５３ｄが固定されている。ケーブル固定部材５３ｄの固定はボルト、溶接等により行われる。ケーブル固定部材５３ｄには複数の取付孔５３ｅが設けられ、各取付孔５３ｅはケーブル固定部材５３ｄをその厚さ方向に貫通している。複数の取付孔５３ｅは、後述されているように、固定バンドＢＡを巻付けるためのバンド巻付け部として機能する。また、クランプベース５３に固定されているケーブル固定部材５３ｄ等の部材は、クランプベース５３の一部であると言える。第２実施形態では、ケーブル固定部材５３ｄの厚さ方向の一方の面に各ケーブル４１，４３が押付けられる。
【００５７】
続いて、第２実施形態のケーブルクランプ５０を使用する場合について説明する。
先ず、通信ケーブル４１および動力源供給ケーブル４３は、その一端がツール４０に接続されており、その他端側がアーム部材７２に設けられた開口部内に入っている。この時、図７に示されるように、通信ケーブル４１および動力源供給ケーブル４３の中間部が、固定バンドＢＡを用いて、クランプベース５３に固定される。
【００５８】
例えば、ロボット６０の使用者は、ある取付孔５３ｅを挿通した固定バンドＢＡの一端をケーブル固定部材５３ｄの厚さ方向の他方の面側に配置した後、固定バンドＢＡの一端を他の取付孔５３ｅに挿入する。これにより、固定バンドＢＡがクランプベース５３のケーブル固定部材５３ｄに巻付けられた状態となる。続いて、使用者は、通信ケーブル４１および動力源供給ケーブル４３の中間部をクランプベース５３の取付面５３ａ上およびケーブル固定部材５３ｄ上に配置する。そして、使用者は、これらケーブル４１，４３が固定バンドＢＡの一端側と他端側との間に配置されている状態で、固定バンドＢＡの一端側と他端側とを連結する。また、使用者は、固定バンドＢＡの一端側又は他端側を引っ張ることにより、図７に示されるように通信ケーブル４１および動力源供給ケーブル４３の中間部をクランプベース５３に固定する。
【００５９】
ロボット６０が作動する時、アーム部材７３の一部又は全部がアーム部材７２に対し第３の軸線７３ｂ周りに回転する。ここで、ケーブルクランプ５０のクランプベース５３はベアリング５２によって回転可能である。このため、クランプベース５３はアーム部材７３と共に回転せず、各ケーブル４１，４３の一端側のねじれに応じた回転位置にクランプベース５３が回転する。このように構成されているので、クランプベース５３がベアリング５２によって回転しない場合と比較し、ケーブルクランプ５０からアーム部材７２側に延びる各ケーブル４１，４３の余長を短くすることができる。また、クランプベース５３がベアリング５２によって回転しない場合と比較し、各ケーブル４１，４３に加わるダメージを低減することができる。
【００６０】
このように、第２実施形態では、固定バンドＢＡによってケーブル４１，４３がクランプベース５３に固定される。また、ケーブル４１，４３が固定されたクランプベース５３はベアリング５２によってベース部材５１に対して回転可能である。本実施形態では、ベース部材５１がアーム部材７３に固定され、アーム部材７３よりも先端側に配置されたツール４０にケーブル４１，４３が接続されている。そして、アーム部材７３が動作する時に、アーム部材７３の動作に応じてクランプベース５３が回転する。このようにアーム部材７３の動作にクランプベース５３が追従するので、その分だけケーブル４１，４３の余長を短くすることが可能であり、ケーブル４１，４３に加わるダメージも低減される。
【００６１】
また、第２実施形態では、円筒状のアーム部材７３の一部又は全部がその中心軸線である第３の軸線７３ｂ周りに回転するものである。また、ベース部材５１がアーム部材７３の上端に固定されており、クランプベース５３に固定されたケーブル４１，４３の一端側が円筒状のアーム部材７３内の空間に配置されている。
【００６２】
円筒状のアーム部材７３は、その基端側のアーム部材７２に対して、第３の軸線７３ｂ周りに回転する。このため、円筒状のアーム部材７３の外周面側にケーブル４１，４３を配置すると、アーム部材７３の一部又は全部の回転によってケーブル４１，４３がアーム部材７３に巻付く。これに対し、第２実施形態では、ケーブル４１，４３の一端側が円筒状のアーム部材７３内の空間に配置され、アーム部材７３の回転時にクランプベース５３が回転する。このため、ケーブル４１，４３の余長を短くすることが可能であり、ケーブル４１，４３に加わるダメージも効果的に低減される。
【００６３】
また、第２実施形態では、ベース部材５１が、複数のアーム部材７１〜７３のうち最も先端のアーム部材７３に固定されている。
このようにアーム７０の先端側にケーブルクランプ５０のベース部材５１が固定されるが、ケーブルクランプ５０が簡易な構造を有しているので、アーム７０の先端側の軽量化を図る上で有利である。なお、第２実施形態では、複数のアーム部材７１〜７３のうち先端から２つ目までがアーム７０の先端側である。
【００６４】
なお、ケーブルクランプ５０が他のアーム部材７１，７２に取付けられてもよい。例えば、ケーブルクランプ５０のベース部材５１がアーム部材７２の下面に取付けられてもよい。この場合、各ケーブル４１，４３は、アーム部材７３内を通過することなく、アーム部材７２の開口部からツール４０に直接延びていてもよい。このようなケーブル４１，４３の中間部がケーブルクランプ５０のクランプベース５３に取付けられることによって、余長の短縮、ケーブル４１，４３のダメージの低減等の効果が達成される。
【００６５】
また、ツール４０は、アーム部材７２又はアーム部材７１の下面に取付けられたセンサ、カメラ等であってもよい。この場合でも、アーム部材７１，７２等にケーブルクランプ５０を取付け、ケーブルクランプ５０のクランプベース５３にケーブル４１，４３の中間部を取付けることによって、余長の短縮、ケーブル４１，４３のダメージの低減等の効果が達成される。
【００６６】
なお、ケーブルクランプ５０に、通信ケーブル４１、電力ケーブル４２、および動力源供給ケーブル４３のうち１つ又は複数が固定されてもよく、他のケーブルが固定されてもよい。
【００６７】
なお、上記様々な実施形態において、取付面５３ａがベアリング５２の回転軸線に対して垂直な平面でなくてもよい。例えば、取付面５３ａが、ベアリング５２の回転軸線に対して垂直な面に対して、４５°以下で傾いていてもよい。また、取付面５３ａが曲面、凹凸を有する面等であってもよい。
【００６８】
また、上記様々な実施形態において、固定バンドＢＡがクランプベース５３に設けられた凸部、凹部等に巻付くことによって、ケーブル４１，４２，４３がクランプベース５３に固定されてもよい。
また、上記様々な実施形態において、ケーブル４１，４２，４３の他端側がロボット１０，６０内を通らずに各種機器に接続されていてもよい。
【００６９】
また、上記様々な実施形態において、ケーブルクランプ５０がロボット１０，６０の内部空間に固定されてもよい。この場合、ケーブル４１，４２，４３がケーブルクランプ５０に固定されると、ケーブルクランプ５０の近傍のケーブル４１，４２，４３の少なくとも一部がロボット１０，６０の内部空間内に配置される。
【００７０】
また、上記様々な実施形態において、ケーブルクランプ５０が摩擦力調整機構を有していてもよい。例えば、図９に示されるように、クランプベース５３を挿通するネジ部品５４と、ネジ部品５４の先端に設けられた摩擦接触部材５４ａとを用いて、摩擦力調整機構を実現できる。この場合、ネジ部品５４を締込むと、ネジ部品５４の先端の摩擦接触部材５４ａがベアリング５２の内輪、ベース部材５１等に接触し、当該接触がクランプベース５３の回転に対する摩擦力（抵抗力）を生ずる。つまり、摩擦力調整機構は、ベース部材５１とクランプベース５３との間に発生する摩擦力（抵抗力）を調整することができる。当該構成を用いると、ロボット１０，６０の動作が速い時のクランプベース５３の意図しない回転を抑制することができる。
【００７１】
また、クランプベース５３をベース部材５１に対して所定の回転位置に付勢する付勢部材を設けることも可能である。当該構成を用いると、付勢部材が無い場合に比べてケーブル４１，４２，４３の位置決めが容易になる場合がある。
【００７２】
なお、ロボット１０，６０の代わりに、パラレルリンクロボットにケーブルクランプ５０を取付けることが可能である。パラレルリンクロボットは、例えば、それぞれ複数のアーム部材を有する複数のアームと、複数のアームによって支持された手首部材とを有する。また、手首部材は、複数のアームの先端によって支持された固定側部材と、固定側部材に対して回転する回転部材とを有する。複数のアームを構成する複数のアーム部材の何れかにケーブルクランプ５０を取付けることも可能であり、固定側部材にケーブルクランプ５０を取付けることも可能である。これらの場合でも前述と同様の作用効果が達成され得る。
【符号の説明】
【００７３】
１０  ロボット
２０  アーム
２１〜２６  アーム部材
３０  制御装置
４０  ツール
４１  通信ケーブル
４２  電力ケーブル
４３  動力源供給ケーブル
５０  ケーブルクランプ
５１  ベース部材
５２  ベアリング
５３  クランプベース
５３ａ  取付面
５３ｂ  取付孔
５３ｃ  貫通孔
５３ｄ  ケーブル固定部材
５３ｅ  取付孔
６０  ロボット
７０  アーム
７１〜７３  アーム部材
８０  制御装置
ＢＡ  固定バンド
【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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