(57)【要約】【課題】ロボットアームの内部空間に配線が配置されるものにおいて、その配線を適切に保護しつつ、ロボット全体の小型化を図る。【解決手段】ロボット（１０）は、相対的に回転可能に連結された第１アーム（２０）及び第２アーム（３０）と、第１アームの内部及び第２アームの内部に通される配線（６０）と、を備える。第１アームは、第１アーム本体（２１）と非回転部（２１、２２１）と回転軸（２２２）と延出部（２１１）とを有する。第２アームは、第２アーム本体（３１）と連結部（３２）とを有する。延出部は、第１隙間の周囲の少なくとも一部を囲んでいる。配線は、延出部の周囲に巻き掛けられている。第２アームは、回転軸の軸方向に沿って第２アーム本体の内壁面から第１アーム側へ向かって突出するように設けられ延出部から離間した状態で第２隙間の周囲の少なくとも一部を囲む第１突出部（３３）を有している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転可能に連結された第１アーム及び第２アームと、
前記第１アームの内部及び前記第２アームの内部に通される配線と、を備え、
前記第１アームは、
前記第１アームの外殻を構成する第１アーム本体と、
前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転不可に設けられた非回転部と、
前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転可能に設けられた回転軸と、
前記第１アーム本体から前記第２アーム側へ延び出るように設けられ中空状に形成されてその中空状の内側に前記回転軸が通された延出部と、を有し、
前記第２アームは、
前記第２アームの外殻を構成する第２アーム本体と、
前記第２アーム本体の内部にあって前記第２アーム本体に対して回転不可に設けられ前記延出部の内側に通されて前記回転軸が接続された連結部と、を有し、
前記連結部と前記非回転部との間には前記回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第１隙間が形成され、
前記延出部と前記第２アーム本体の内壁面との間には前記回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第２隙間が形成され、
前記延出部は、前記第１隙間の周囲の少なくとも一部を囲み、
前記配線は、前記延出部の周囲に巻き掛けられ、
前記第２アームは、
前記回転軸の軸方向に沿って前記第２アーム本体の前記内壁面から前記第１アーム側へ向かって突出するように設けられ前記延出部から離間した状態で前記第２隙間の周囲の少なくとも一部を囲む第１突出部を有している、
ロボット。
【請求項２】
前記第２アームは、
前記第２アーム本体における前記配線の収容空間を臨む位置にあって前記第２アーム本体を前記回転軸の軸方向へ貫いて形成された穴部と、
前記第２アーム本体に着脱可能であって前記第１突出部が設けられ前記第１突出部が前記穴部に挿入されて前記穴部を閉塞するキャップ部材と、を有している、
請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記配線は、前記キャップ部材を前記第２アーム本体から取り外した状態において前記穴部から外部を臨む位置でコネクタによって接続されている、
請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１突出部は、前記第２アーム本体の内方から外方へ向かって窪むように形成された窪み部を有している、
請求項１から３のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項５】
相対的に回転可能に連結された第１アーム及び第２アームと、
前記第１アームの内部及び前記アームの内部に通される配線と、を備え、
前記第１アームは、
前記第１アームの外殻を構成する第１アーム本体と、
前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転不可に設けられた非回転部と、
前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸の周囲を囲むように前記第１アーム本体から前記第２アーム側へ突出して設けられた第２突出部と、を有し、
前記第２アームは、
前記第２アームの外殻を構成する第２アーム本体と、
前記第２アーム本体の内部にあって前記第２アーム本体に対して回転不可に設けられ前記回転軸が接続された連結部と、を有し、
前記連結部と前記非回転部との間には前記回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第１隙間が形成され、
前記配線は、前記連結部の周囲に巻き掛けられ、
前記第２突出部は、前記第１隙間の周囲を囲っている、
ロボット。
【請求項６】
前記第１アームは、前記第１アーム本体を貫いて形成されて前記回転軸の軸方向に対して前記第２アームの回転方向に沿って傾斜した配線用穴を有し、
前記配線は、前記配線用穴を通って前記第１アーム本体の内部から前記第２アーム本体の内部へ導かれている、
請求項１から５のいずれか一項に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ロボットアームの内部空間に配線を配置したロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、関節を備えるロボットにおいて、連結された複数のロボットアームの内部空間に信号線や動力線などの配線を配置したものがある。このような構成においては、ロボットアームが駆動すると、そのロボットアームの移動に伴ってロボットアームの内部空間に配置された配線も引っ張られて移動する。すると、その配線は、ロボットアーム内の構造物と擦れたり挟まれたりして、摩耗したり損傷を受けたりするおそれがある。そのため、ロボットアームが駆動した際の配線の動きを許容できる程度に十分な容量の内部空間を確保する必要があった。
【０００３】
一方で、近年、関節を備えるロボットは、ロボットアームを細く軽くすることで、小型化を目指す傾向にある。この場合、ロボットアームの内部においては、配線の動きを許容できる程度に十分な容量の空間を確保し難くなる。そのため、ロボットアームの内部空間に配線が配置された構成において、配線に生じ得る摩耗や損傷を適切に防止しつつ、ロボット全体の小型化を図ることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４６５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットアームの内部空間に配線が配置されるものにおいて、その配線を適切に保護しつつ、ロボット全体の小型化を図ることができるロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（請求項１）
ロボットアーム（以下、単にアームと称する）の内部空間に配置される配線は、連結されたアーム同士の相対回転を考慮すると、アームの回転中心軸の中心を通すことが望ましい。この場合、例えばアームを駆動するモータの回転軸を中空軸に構成し、その中空軸内に配線を通すことが考えられる。しかし、ロボットを小型化するためにモータも小型化すると、モータの回転軸の径も小さくなって、その回転軸の内側に配線を通すことが困難になる。更に、例えば複数の関節を備えたロボットの場合、アームの本数も多くる。すると、アームを駆動するためのモータの数も増えて、配線の本数も増えることになる。その結果、特に根元付近のアームを通る配線の本数が増えるため、モータの回転軸の内側に配線を通すことがますます困難になる。
【０００７】
また、モータの回転軸内に配線を通す方法以外の方法としては、例えば次のようなものがある。すなわち、アームの回転に伴って配線が引っ張られることを考慮し、アームの内部空間に配置する配線を、予めある程度の余裕を持った長さ寸法に設定しておく。これにより、アームの回転に伴って配線が引っ張られても、配線に過度な張力が加わらないようにすることができる。しかし、この場合、アームの回転に伴って配線が弛んで広がったり引っ張られて締まったりすると、その配線は、アーム内の空間で動いてアーム内の空間に存在する構造物の角部等と擦れる。その結果、配線が磨耗等によって損傷し、ひいては断線に至る可能性もある。
【０００８】
そのため、この場合、配線を磨耗等から保護するためには、例えば配線を巻いているアームの関節部分を大型化してアーム内部に配線の動きを許容できる程度に十分な容量の空間を確保したり、アーム内部の構造物と配線との間に配線を保護するための部材を設けたりすることが考えられる。しかしながら、いずれの方法も、アームの関節部分が大型化するため、ロボット全体の小型化を行うことが困難になる。
【０００９】
そこで、請求項１に記載のロボットは、相対的に回転可能に連結された第１アーム及び第２アームと、前記第１アームの内部及び前記第２アームの内部に通される配線と、を備える。前記第１アームは、前記第１アームの外殻を構成する第１アーム本体と、前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転不可に設けられた非回転部と、前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記第１アーム本体から前記第２アーム側へ延び出るように設けられ中空状に形成されてその中空状の内側に前記回転軸が通された延出部と、を有している。前記第２アームは、前記第２アームの外殻を構成する第２アーム本体と、前記第２アーム本体の内部にあって前記第２アーム本体に対して回転不可に設けられ前記延出部の内側に通されて前記回転軸が接続された連結部と、を有している。前記連結部と前記非回転部との間には前記回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第１隙間が形成されている。前記延出部と前記第２アーム本体の内壁面との間には前記回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第２隙間が形成されている。前記延出部は、前記第１隙間の周囲の少なくとも一部を囲んでいる。前記配線は、前記延出部の周囲に巻き掛けられ、前記第２アームは、前記回転軸の軸方向に沿って前記第２アーム本体の前記内壁面から前記第１アーム側へ向かって突出するように設けられ前記延出部から離間した状態で前記第２隙間の周囲の少なくとも一部を囲む第１突出部を有している。
【００１０】
すなわち、本構成において、非回転部は、例えば第１アーム本体に取り付けられたモータや第１アーム本体そのものなどである。この場合、連結部と非回転部との間に第１隙間が形成されている。これにより、第２アームは、連結部と非回転部とが接触して擦れることなく円滑に回転することができる。また、配線は、第１アーム本体に設けられた延出部の周囲に巻き掛けられている。この場合、配線は、第２アームの回転に伴って弛んだり締まったりするが、延出部の周囲に巻き掛けられていることで、配線のある１巻き部分が他の１巻き部分の内側に入り込んで絡まることを防止できる。更にこの場合、配線が延出部の周囲に巻き掛けられていることで、第２アームの回転に伴って配線が弛む際に、その配線が第２アーム本体内の空間において乱雑に広がることを抑制することができる。その結果、配線が、第２アーム本体内の内壁に押し付けられて過度に屈曲することを防止できる。したがって、本構成によれば、関節部分の内部空間を比較的小さなものとしても、第２アームの回転に伴う配線の動きから、その配線を適切に保護することができる。
【００１１】
また、延出部は、第１隙間の周囲の少なくとも一部を囲んでいる。これにより、第２アームの回転に伴って配線が引っ張られて回転軸の径方向の内側へ向かって締まった場合であっても、その配線が第１隙間に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００１２】
また、延出部と第２アーム本体の内壁面との間には回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第２隙間が形成されている。これにより、第２アームは、延出部と第２アーム本体の内壁面とが接触して擦れることなく円滑に回転することができる。この場合、第２アームの回転に伴って配線が引っ張られて回転軸の径方向の内側へ向かって締まると、その配線が第２隙間に入り込んでしまうおそれがある。そこで、第２アームは、第１突出部を有している。第１突出部は、回転軸の軸方向に沿って第２アーム本体の前記内壁面から第１アーム側へ向かって突出するように設けられ延出部から離間した状態で第２隙間の周囲の少なくとも一部を囲んでいる。これによれば、第２アームの回転に伴って配線が引っ張られて回転軸の径方向の内側へ向かって締まった場合であっても、配線の第２隙間側へ移動が第１突出部によって阻害される。したがって、配線が第２隙間に入り込んでしまうことを防止することができる。その結果、配線が、延出部と第２アーム本体の内壁面との間で擦れて断線等することを防止することができる。
【００１３】
このように、本構成によれば、配線を延出部の周囲に巻き掛けることで、配線の広がりを最小限に抑えることができ、したがって、配線の動きを許容するための第２アーム内の空間を小さくすることができる。すなわち、これによれば、第１アームと第２アームとの連結部分つまり関節部分の構成を小型化することができる。更に、第１突出部を備えることで、配線が延出部と第２アーム本体の内壁面との間の第２隙間に入り込んでしまうことを防止することができる。これらの結果、アームの内部空間に配線が配置されるものにおいて、その配線を適切に保護しつつ、ロボット全体の小型化を図ることができる。
【００１４】
（請求項２）
請求項２に記載のロボットにおいて、前記第２アームは、穴部と、キャップ部材と、を有している。穴部は、前記第２アーム本体における前記配線の収容空間を臨む位置にあって前記第２アーム本体を前記回転軸の軸方向へ貫いて形成されている。キャップ部材は、前記第２アーム本体に着脱可能であって前記第１突出部が設けられ前記第１突出部が前記穴部に挿入されて前記穴部を閉塞する。これによれば、ユーザは、第１アームと第２アームとを連結する際に、キャップ部材を第２アーム本体から取り外した状態で、穴部から第２アーム本体の内部を目視で確認しながら第２アーム本体内に各配線を配置することができる。これにより、各アームの組み立て作業性が向上し、その結果、組み立てに要する時間が短縮されて生産性の向上を図ることができる。
【００１５】
更に、これによれば、ユーザは、第２アーム本体内に配線を配置してロボットを組み立てた後でも、キャップ部材を第２アーム本体から取り外して穴部を開放させることで、第２アームの内部に配置された配線を、第２アームの外部から取り扱うことができるようになる。そのため、ロボットの組み立て後におけるメンテナンス性の向上が図られる。
【００１６】
また、キャップ部材は、第２アーム本体と別体に構成されている。第２アームの剛性は、第２アーム本体の剛性によって確保されるため、キャップ部材の剛性はそれほど必要にならない。そのため、例えばキャップ部材を、第２アーム本体よりも剛性が弱く軽い材質で構成することができる。これにより、第２アームを軽量化することができる。ここで、アームの軽量化は、アームを駆動するモータの小型化、省電力化にも繋がる。したがって、本構成によれば、第２アームを軽量化することで、第２アームを駆動するモータの小型化、省電力化を行うことができ、ひいてはロボット全体の小型化、省電力化を図ることができる。
【００１７】
（請求項３）
従来、例えば配線の一部が損傷した場合、その損傷した配線を交換するためには、各アームを分解する必要があった。ロボットは、通常、組み立てられた後に原点情報が設定されるが、一度分解されてしまうと、再度原点情報を設定し直す必要がある。そのため、配線の一部を交換する度に各アームを分解すると、原点情報の再設定作業が煩雑となり、メンテナンス性に劣ることになる。そこで、請求項３に記載のロボットの前記配線は、前記キャップ部材を前記第２アーム本体から取り外した状態において前記穴部から外部を臨む位置でコネクタ接続されている。
【００１８】
すなわち、配線は、第１アームと第２アームとの連結部分において、コネクタ接続によって、第１アーム側と第２アーム側とで切り離し可能に構成されている。これによれば、ユーザは、キャップ部材を第２アーム本体から取り外した状態で、第２アーム本体に形成された穴部からコネクタを外すことで、第１アームと第２アームとの連結を分解することなく、損傷した配線を交換することができる。したがって、配線の一部を交換する場合であっても、再度原点情報を設定し直す必要がなくなる。その結果、メンテナンス性の向上が図られる。
【００１９】
（請求項４）
第２アームの回転に伴って配線の巻き掛けが緩むと、配線の巻き掛け状態は、回転軸に対して直角方向の外側つまり延出部の径方向の外側へ向かって広がる。このとき、配線が収容されている収容空間に、配線の広がりを許容できる程度に十分な容量が確保されていないと、広がった配線が第２アーム本体の内側部分に押し付けられて過度に屈曲し、その結果、配線の破損等に繋がるおそれがある。そして、収容空間内に第１突出部を設ける構成にすると、第１突出部によって収容空間が圧迫されるため、収容空間の容量の確保がより難しくなる。
【００２０】
これに対し、本実施形態において、第１突出部は、第２アーム本体の内方から外方へ向かって窪むように形成された窪み部を有している。これによれば、延出部の径方向の外側へ広がった配線は、窪み部に入り込んで緩やかに曲がることができる。すなわち、窪み部の容量分、第２アーム本体内において配線を配置するための空間の容量を大きくすることができる。これにより、延出部の径方向の外側へ広がった配線が、第２アーム本体の内側部分に押し付けられて過度に屈曲することを防ぎ、その結果、配線を破損や断線等から適切に保護することができる。
【００２１】
（請求項５）
また、請求項５に記載のロボットは、相対的に回転可能に連結された第１アーム及び第２アームと、前記第１アームの内部及び前記アームの内部に通される配線と、を備える。前記第１アームは、前記第１アームの外殻を構成する第１アーム本体と、前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転不可に設けられた非回転部と、前記第１アーム本体の内部にあって前記第１アーム本体に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸の周囲を囲むように前記第１アーム本体から前記第２アーム側へ突出して設けられた第２突出部と、を有している。前記第２アームは、前記第２アームの外殻を構成する第２アーム本体と、前記第２アーム本体の内部にあって前記第２アーム本体に対して回転不可に設けられ前記回転軸が接続された連結部と、を有している。前記連結部と前記非回転部との間には前記回転軸の軸方向に対して直角方向へ開放された第１隙間が形成され、前記配線は、前記連結部の周囲に巻き掛けられ、前記第２突出部は、前記第１隙間の周囲を囲っている。
【００２２】
すなわち、請求項１の構成と本構成との相違は、次の点にある。請求項１の構成において、第１アームは、延出部を備えており、配線は、延出部に巻き掛けられている。これに対し、本構成において、第１アームは、延出部を備えておらず、配線は、連結部に巻き掛けられている。そして、本構成は、第２隙間を覆う第１突出部に換えて、第１隙間を覆う第２突出部を備えている。これによれば、上記請求項１の構成と、同様の作用効果が得られる。
【００２３】
つまり、第２アームの回転に伴って配線が引っ張られて回転軸の径方向の内側へ向かって締まった場合であっても、配線の第１隙間側へ移動が第２突出部によって阻害される。したがって、配線が第１隙間に入り込んでしまうことを防止することができる。その結果、非回転部と連結部との間で配線が擦れて断線等することを防止することができる。更に、本構成では、延出部を備えていない分だけ、第１アーム本体を軽量化することができる。
【００２４】
（請求項６）
請求項６に記載のロボットにおいて、前記第１アームは、前記第１アーム本体を貫いて形成されて前記回転軸の軸方向に対して前記第２アームの回転方向に沿って傾斜した配線用穴を有している。前記配線は、前記配線用穴を通って前記第１アーム本体の内部から前記第２アーム本体の内部へ導かれている。すなわち、上記請求項１〜５の構成において、配線は、延出部又は連結部に対して、回転軸の軸方向へ巻き進められる。この場合、配線用穴が、単純に回転軸の軸方向へ貫かれて形成されたものである場合、配線用穴に通されて第２アーム本体内に導かれた配線は、略直角に回転軸側へ曲げられて延出部又連結部に巻き掛けられることになる。すると、その配線には、略直角に曲げられた部分に過度な負荷がかかることになる。
【００２５】
一方、本構成によれば、配線は、回転軸の軸方向に対して第２アームの回転方向に沿って傾斜した配線用穴に通されて第２アーム本体内に導かれる。これによれば、配線を、回転軸の軸方向に対して第２アームの回転方向に沿って傾斜させた状態で第２アーム本体内に導くことができる。したがって、配線用穴に通されて第２アーム本体内に導かれた配線を、略直角に回転軸側へ曲げることなく滑らかに、延出部又連結部に巻き掛け始めることができる。これにより、配線に過度な負荷が加わることが防止でき、配線を破損等からより適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態によるロボットの一例を示す斜視図
【図２】第１実施形態について、第１アーム及び第２アームの連結部分を示す断面図
【図３】第１実施形態について、キャップ部材の構成を示す斜視図
【図４】第１実施形態について、第２アーム本体の外観を部分的に示す斜視図
【図５】第１実施形態について、図２のＸ５−Ｘ５線に沿って示す断面図
【図６】第１実施形態について、図５のＸ６−Ｘ６線に沿う断面を示すもので、配線が巻き掛けられた状態を示す図（その１）
【図７】第１実施形態について、配線が巻き掛けられた状態を示す図（その２）
【図８】第１実施形態について、第１突出部の窪み部に配線が入り込んだ状態を示す断面図
【図９】第２実施形態について、第１アーム及び第２アームの連結部分を示す断面図
【図１０】他の実施形態について、第１アーム及び第２アームの連結部分を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２８】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１に示すロボット１０は、６軸型の垂直多関節ロボットであり、ベース１１、ショルダ部２０、下アーム３０、１段目上アーム１２、２段目上アーム１３、手首１４、及びフランジ１５を備えている。ベース１１は、作業台などの設置面に固定される。ショルダ部２０は、ベース１１の上部に対して、垂直方向へ向かう持つ第１軸Ｊ１を中心に水平方向に回転可能に連結されている。下アーム３０は、ショルダ部２０に対して上方へ延びるように設けられている。下アーム３０は、ショルダ部２０に対して、水平方向へ向かう第２軸Ｊ２を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。
【００２９】
１段目上アーム１２は、下アーム３０の先端部に対して、水平方向へ向かう持つ第３軸Ｊ３を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。２段目上アーム１３は、第３軸Ｊ３に対して直角方向へ向かう第４軸Ｊ４を中心に捻り回転可能に連結されている。手首１４は、第３軸Ｊ３と平行に設定された第５軸Ｊ５を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。そして、フランジ１５は、第４軸Ｊ４と同軸上に設定された第６軸Ｊ６を中心に捻り回転可能に連結されている。
【００３０】
ベース１１、ショルダ部２０、下アーム３０、１段目上アーム１２、２段目上アーム１３、手首１４及びフランジ１５は、それぞれロボット１０のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ１５（手先に相当）には、図示はしないが、例えばエアチャックなどのツールが取り付けられる。６軸ロボット１０に設けられる複数の軸（Ｊ１〜Ｊ６）は、それぞれに対応して設けられるモータにより駆動される。
【００３１】
本実施形態において、上述した各アームのうち相互に連結された２つのアームの相互間の関係は、ベース１１側にあるものが第１アームであり、フランジ１５側にあるものが第２アームとなる。すなわち、例えばベース１１を第１アームとした場合、ショルダ部２０は第２アームとなる。また、例えばショルダ部２０を第１アームとした場合、下アーム３０は第２アームとなる。
【００３２】
以下では、ショルダ部２０を第１アーム２０とし、下アーム３０を第２アーム３０として説明する。図２に示すように、第１アーム２０は、第１アーム本体２１と、モータ２２と、を有している。第１アーム本体２１は、第１アーム２０の外殻を構成している。第１アーム本体２１は、例えば金属製又は高剛性を有する樹脂製であって、内部に第１空間４１及び第２空間４２を有している。第１空間４１は、第２アーム３０との連結部分以外の部分に設けられており、例えば上下方向に伸びる円筒形状に形成されている。第２空間４２は、第２アーム３０との連結部分つまり第２アーム３０と常に重なっている部分に設けられており、第２アーム３０側へ向かって開口した円筒の容器状に形成されている。第１空間４１及び第２空間４２は相互に連通している。
【００３３】
モータ２２は、第１アーム本体２１の第２アーム３０側の端部の内部つまり第２空間４２内に設けられている。モータ２２は、モータ本体２２１と、回転軸２２２と、を有している。モータ本体２２１は、第１アーム本体２１に対して回転不可となるように、第１アーム本体２１の内側の壁面に固定されている。この場合、モータ本体２２１は、第２アーム３０との関係において非回転部となる。回転軸２２２は、モータ本体２２１に対して回転可能に設けられている。つまり、回転軸２２２は、第１アーム本体２１に対して回転可能となっている。回転軸２２２は、第１アーム２０の長手方向に対して直角方向へ延びている。
【００３４】
第１アーム本体２１は、延出部２１１を一体に有している。延出部２１１は、第１アーム本体２１のうち第２アーム３０と常に対向する部分に設けられている。延出部２１１は、中空状に形成されており、第２アーム３０側へ延び出るように設けられている。延出部２１１の中空状の内部は、一方側が第２空間４２に連通し、他方側が外部に連通している。そして、延出部２１１は、その中空状の内側にモータ２２の回転軸２２２が通されている。
【００３５】
第２アーム３０は、第２アーム本体３１と、連結部３２と、を有している。第２アーム本体３１は、第２アーム３０の外殻を構成している。第２アーム本体３１は、例えば金属製又は高剛性を有する樹脂製であって、長尺状に構成されており、内部に第３空間４３及び第４空間４４を有している。第３空間４３は、第１アーム２０との連結部分に設けられており、第１アーム２０側へ向かって開口した円筒の容器状に形成されている。第４空間４４は、第２アーム本体３１の長手方向に沿って形成されている。第３空間４３及び第４空間４４は相互に連通している。
【００３６】
連結部３２は、第２アーム本体３１の第３空間４３内に設けられており、連結軸３２１と減速機３２２とを有している。連結軸３２１は、例えば円柱状に形成されており、基端部が第２アーム本体３１の内側の壁面３１１に固定されている。この場合、連結部３２は、第３空間４３の容器状の底となる内壁面３１１部分から第１アーム２０側へ向かって、回転軸２２２の軸方向に沿うように突出している。このように、連結部３２の基端部は壁面３１１に固定されており、その結果、連結部３２は第２アーム本体３１に対して回転不可となっている。
【００３７】
減速機３２２は、連結軸３２１の内壁面３１１側とは反対の端部側つまり先端部側に設けられている。そして、モータ２２の回転軸２２２は、連結部３２の中心軸と同軸上になるように減速機３２２に取り付けられている。減速機３２２は、例えば内部に図示しない減速機構を有している。減速機３２２は、モータ２２の回転軸２２２に生じる回転力を、回転数を減速させた状態で連結軸３２１へ伝達する。
【００３８】
第１アーム２０の延出部２１１は、第２アーム３０の第３空間４３内に挿入されている。そして、連結部３２は、延出部２１１の中空状の内側の周囲の面から離間した状態で、延出部２１１の内部に挿入されている。連結部３２の減速機３２２とモータ本体２２１との間には第１隙間５１が形成されている。すなわち、第１隙間５１は、減速機３２２のモータ本体２２１側の面と、モータ本体２２１の減速機３２２側の面との間に形成された空間である。また、延出部２１１の先端部と第２アーム本体３１との間には第２隙間５２が形成されている。すなわち、第２隙間５２は、延出部２１１における内壁面３１１側の先端面部と、第２アーム本体３１の内壁面３１１との間に形成された空間である。
【００３９】
第１隙間５１は、第２アーム３０が第１アーム２０に対して相対的に回転した際に連結部３２とモータ本体２２１とが接触しないようにするために確保することが必要な空間、いわゆるマージンである。同様に、第２隙間５２は、第２アーム３０が第１アーム２０に対して相対的に回転した際に延出部２１１と第２アーム本体３１の内壁面３１１とが接触しないようにするために確保することが必要な空間、いわゆるマージンである。第１隙間５１及び第２隙間５２は、回転軸２２２の軸方向に対して直角方向、つまり回転軸２２２、連結軸３２１、及び延出部２１１の径方向の外側へ向かって開放されている。この場合、延出部２１１は、第１隙間５１の周囲全体を囲っている。
【００４０】
第２アーム３０は、第１突出部３３を有している。第１突出部３３は、回転軸２２２の軸方向に沿って第２アーム本体３１の内壁面３１１から第１アーム２０側へ向かって突出するように設けられている。第１突出部３３は、延出部２１１から離間した状態で第２隙間５２の周囲の少なくとも一部を囲んでいる。
【００４１】
第２アーム３０は、キャップ部材３４を有している。キャップ部材３４は、例えば樹脂製であって、第２アーム本体３１に着脱可能に取り付けられている。キャップ部材３４は、第２アーム本体３１の外面であって第１アーム２０との連結部分における第１アーム２０とは反対側の面に取り付けられている。本実施形態の場合、キャップ部材３４は、図３にも示すように、複数個この場合４個の第１突出部３３を一体に有している。各第１突出部３３は、円弧状に形成されており、キャップ部材３４の内側面に設けられている。各第１突出部３３は、全体として第２隙間５２の周囲を囲む円環状に形成されている。
【００４２】
第２アーム３０は、図４にも示すように、複数の穴部３１２を有している。穴部３１２は、第２アーム本体３１の内壁面３１１に対応する部分を回転軸２２２の軸方向へ貫いて形成されている。各穴部３１２の内形は、第１突出部３３の外形と略同形状に形成されている。キャップ部材３４が第２アーム本体３１に取り付けられると、キャップ部材３４の第１突出部３３は、第２アーム本体３１の穴部３１２に挿入される。これにより、穴部３１２は、第１突出部３３によって閉塞される。
【００４３】
また、第１突出部３３は、図２及び図３に示すように、窪み部３３１を有している。窪み部３３１は、第１突出部３３の内側を窪ませて形成された部分である。すなわち、窪み部３３１は、キャップ部材３４が第２アーム本体３１に取り付けられた状態において、第２アーム本体３１の内方つまり第３空間４３側から外方へ向かって窪むように形成されている。つまり、窪み部３３１は、キャップ部材３４が第２アーム本体３１に取り付けられた状態において、回転軸２２２の軸方向に沿って窪んでいる。
【００４４】
ロボット１０は、複数本の配線６０を備えている。なお、対象となるアームがベース１１側に近いものほど、配線６０の本数は多くなるが、本実施形態の図では、図の内容を理解し易くするため配線６０を１本のみで図示している。配線６０は、第２アーム３０よりも先端のアームに設けられた機器に接続されている。配線６０は、例えば対象となる機器と信号を送受信するための信号線や、対象となる機器に電力やエアを供給するための動力線等で構成されている。この場合、第１隙間５１及び第２隙間５２の寸法は、配線６０の外径寸法よりも小さく設定されている。配線６０は、第３空間４３内において、相互に着脱可能なコネクタ６１、６２により接続されている。コネクタ６１、６２を取り外すことで、配線６０を第１アーム２０側部分と第２アーム３０側部分とに分離することができる。
【００４５】
第１アーム２０は、図５〜図７に示すように、配線用穴２３を有している。配線用穴２３は、第２アーム３０内の第３空間４３に対向する位置にあって、第１アーム本体２１を貫いて形成されている。配線用穴２３は、第１アーム本体２１内の空間４１、４２と外部とを連通している。本実施形態の場合、配線用穴２３は、第１アーム本体２１内の第２空間４２と第２アーム本体３１の第３空間４３とを連通している。
【００４６】
配線用穴２３の中心軸は、回転軸２２２の軸方向に対して、第２アーム３０の回転方向に沿うように傾斜している。すなわち、配線用穴２３は、図５に示すように、回転軸２２２を中心とする円Ｃの円周に沿うように形成されている。換言すれば、図５に示すように、配線用穴２３を回転軸２２２の軸方向に見た場合、配線用穴２３の第２空間４２側の開口と第３空間４３側の開口とが円Ｃの円周に沿ってずれるように形成されている。この場合、配線用穴２３を構成する周囲の面の一部には、回転軸２２２の軸方向に対して、第２アーム３０の回転方向に沿って傾斜した傾斜面２３１が含まれている。
【００４７】
図６に示すように、配線６０は、まず、第１アーム本体２１の第１空間４１及び第２空間４２内に通され、その後、配線用穴２３に通されて第２空間４２の外部へ引き出された後、第２アーム本体３１の第３空間４３内に引き込まれている。その後、配線６０は、延出部２１１の外周面部分に巻き掛けられた後、第４空間４４に通されて、第２アーム３０よりも先端側に設けられた対象機器に導かれる。
【００４８】
この場合、配線６０は、次のようにして延出部２１１に巻き掛けられている。すなわち、配線６０は、配線用穴２３を通って第１アーム２０内の第２空間４２から第２アーム３０内の第３空間４３に引き込まれた後、延出部２１１の根本側つまりモータ２２側から先端側つまり内壁面３１１側へ向けて巻き進められる。その後、配線６０は、延出部２１１の先端側まで巻き掛けられると、再び延出部２１１の根本側へ向かって巻き掛けられる。その後、配線６０は、延出部２１１の軸方向の中央部分において、延出部２１１に対する巻き掛けが終了され、第４空間４４側へ引き込まれる。この場合、配線６０は、図６に示すように、比較的緩くつまりある程度の余裕を残した状態で、巻き掛けられている。
【００４９】
次に、図８も参照して上記構成の作用効果について説明する。
本実施形態の場合、第２アーム３０が図６の矢印Ａに示す方向へ回転すると、図７に示すように、配線６０が第２アーム３０の先端側へ引っ張られて、配線６０の巻き掛けが締まる。すると、配線６０の巻き掛け状態は、回転軸２２２に対して直角方向の内側つまり延出部２１１の径方向の内側へ向かって締まる。このとき、例えば第１突出部３３によって第２隙間５２が覆われていないと、延出部２１１の径方向の内側へ向かって締まった配線６０が、第２隙間５２内に入り込んでしまうおそれがある。この場合、第１アーム２０の延出部２１１と第２アーム３０の内壁面３１１とは、相対的に回転移動している。そのため、配線６０が第２隙間５２内に入り込んでしまうと、延出部２１１の先端部と内壁面３１１との間で配線６０が擦れてしまい、摩耗して破損するおそれがある。
【００５０】
これに対し、本実施形態によれば、第２アーム３０は、第１突出部３３を有している。第１突出部３３は、回転軸２２２の軸方向に沿って内壁面３１１から第１アーム２０側へ向かって突出するように設けられている。そして、第１突出部３３は、第２隙間５２の周囲を囲んでいる。これによれば、第２アーム３０が駆動した際に配線６０が延出部２１１の径方向の内側へ向かって締まったとしても、配線６０は、第１突出部３３によって、第２隙間５２側へ移動することを阻害される。これにより、配線６０が第２隙間５２内に入り込んでしまうことが防止される。
【００５１】
また、第２アーム３０が図６の矢印Ｂに示す方向へ回転すると、配線６０の巻き掛けが緩む。これにより、配線６０の巻き掛け状態は、回転軸２２２に対して直角方向の外側つまり延出部２１１の径方向の外側へ向かって広がる。このとき、配線６０が収容されている第３空間４３に、配線６０の広がりを許容できる程度に十分な容量が確保されていないと、広がった配線６０が第２アーム本体３１の内側部分に押し付けられて過度に屈曲し、その結果、配線６０の破損等に繋がるおそれがある。この場合、第３空間４３内に第１突出部３３を設ける構成にすると、第１突出部３３によって第３空間４３が圧迫されるため、第３空間４３の容量の確保がより難しくなる。
【００５２】
これに対し、本実施形態において、第１突出部３３は、第２アーム本体３１の内方から外方へ向かって窪むように形成された窪み部３３１を有している。これによれば、窪み部３３１の容量分、第３空間４３において配線６０の広がりを許容できる容量を大きくすることができる。すなわち、延出部２１１の径方向の外側へ広がった配線６０は、図８に示すように、窪み部３３１に入り込んで緩やかに曲がる。これにより、延出部２１１の径方向の外側へ広がった配線６０が、第２アーム本体３１の内側部分に押し付けられて過度に屈曲することを防ぎ、その結果、配線６０を破損や断線等から適切に保護することができる。
【００５３】
また、図２等に示すように、第２アーム３０は、穴部３１２と、キャップ部材３４と、を有している。穴部３１２は、第２アーム本体３１における配線の収容空間つまり第３空間４３を臨む位置にあって、第２アーム本体３１を回転軸２２２の軸方向へ貫いて形成されている。キャップ部材３４は、第２アーム本体３１に着脱可能であって第１突出部３３が設けられている。そして、キャップ部材３４は、第１突出部３３が穴部３１２に挿入されて穴部３１２を閉塞する。これによれば、ユーザは、第１アーム２０と第２アーム３０とを連結する際に、キャップ部材３４を第２アーム本体３１から取り外した状態で、穴部３１２から第２アーム本体３１の内部を目視で確認しながら、第２アーム本体３１内に配線６０を配置することができる。これにより、各アームの組み立て作業性が向上し、その結果、組み立てに要する時間が短縮されて生産性の向上を図ることができる。
【００５４】
更に、これによれば、ユーザは、配線６０を第２アーム本体３１内に配置してロボット１０を組み立てた後でも、キャップ部材３４を第２アーム本体３１から取り外して穴部３１２を開放させることで、第２アーム３０の内部に配置された配線６０を、第２アーム３０の外部から取り扱うことができるようになる。そのため、ロボット１０の組み立て後におけるメンテナンス性の向上が図られる。
【００５５】
また、キャップ部材３４は、第２アーム本体と別体に構成されている。第２アームの剛性は、第２アーム本体の剛性によって確保されるため、キャップ部材３４の剛性はそれほど必要にならない。そのため、例えばキャップ部材３４を、第２アーム本体３１よりも剛性が弱く軽い材質で構成することができる。これにより、第２アーム３０を軽量化することができる。ここで、第２アーム３０の軽量化は、第２アーム３０を駆動するモータ２２の小型化、省電力化にも繋がる。したがって、本実施形態によれば、第２アーム３０を軽量化することで、第２アーム３０を駆動するモータ２２の小型化、省電力化を行うことができ、ひいてはロボット１０全体の小型化、省電力化を図ることができる。
【００５６】
また、配線６０は、第１アーム２０と第２アーム３０との連結部分において、コネクタ６１、６２によって接続されている。すなわち、配線６０は、キャップ部材３４を第２アーム本体３１から取り外した状態において穴部３１２から外部を臨むことが可能な位置でコネクタ６１、６２によって接続されている。そのため、配線６０は、コネクタ６１、６２の接続を外すことで、第１アーム側と第２アーム側とに切り離し可能に構成されている。これによれば、ユーザは、キャップ部材を第２アーム本体から取り外した状態で、第２アーム本体に形成された穴部からコネクタ６１、６２を外すことで、第１アーム２０と第２アーム３０との連結を分解することなく、損傷した配線６０を部分的に交換することができる。したがって、配線６０の一部を交換する場合であっても、再度原点情報を設定し直す必要がなくなる。その結果、メンテナンス性の向上が図られる。
【００５７】
また、第１アーム２０は、配線用穴２３を有している。配線用穴２３は、第１アーム本体２１を貫いて形成されて、回転軸２２２の軸方向に対して第２アーム本体３１の回転方向に沿って傾斜している。配線６０は、配線用穴２３を通って第１アーム本体２１の内部空間４１から第２アーム本体３１の内部空間４３へ導かれている。本実施形態において、配線６０は、延出部２１１の周囲に対して、回転軸２２２の軸方向へ巻き進められる。この場合、配線用穴２３が、単純に回転軸２２２の軸方向へ貫かれて形成されたものであると、配線用穴２３に通されて第２アーム本体３１内に導かれた配線６０は、略直角に回転軸２２２側へ曲げられて延出部２１１に巻き掛けられることになる。すると、その配線６０には、略直角に曲げられた部分に過度な負荷がかかることになる。
【００５８】
一方、本実施形態によれば、配線６０は、回転軸２２２の軸方向に対して第２アーム本体３１の回転方向に沿って傾斜した配線用穴２３に通されて第２アーム本体３１内に導かれる。これによれば、配線６０を、回転軸２２２の軸方向に対して第２アーム本体３１の回転方向に沿って傾斜させた状態で第２アーム本体３１内に導くことができる。したがって、配線用穴２３に通されて第２アーム本体３１内に導かれた配線６０を、略直角に回転軸側へ曲げることなく滑らかに、延出部２１１に巻き掛け始めることができる。これにより、配線６０に過度な負荷が加わることが防止でき、配線６０を破損等からより適切に保護することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図９を参照して説明する。
第１実施形態において、第１アーム２０は、延出部２１１を備えており、配線６０は、延出部２１１に巻き掛けられている。これに対し、第２実施形態において、第１アーム２０は、延出部２１１を備えておらず、配線６０は、連結部３２に直接巻き掛けられている。この場合、配線６０は、第１隙間５１に入り込んでしまうおそれが生じる。そのため、本実施形態のロボット１０は、第２隙間５２を覆う第１突出部３３に換えて、第１隙間５１を覆う第２突出部２４を備えている。
【００６０】
すなわち、本実施形態の第１アーム本体２１は、第２突出部２４を一体に有している。第２突出部２４は、上記第１実施形態の延出部２１１を途中で切断したような形態である。第２突出部２４は、第１アーム本体２１のうち第２アーム３０と対向する部分に設けられている。第２突出部２４は、第２アーム３０側へ突出するように設けられている。第２突出部２４内側は、第２空間４２と外部とを連通させている。そして、突出部２４は、第１隙間５１の周囲全体を囲っている。
【００６１】
これによれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、第２アーム３０の回転に伴って、配線６０が引っ張られて回転軸２２２の径方向の内側へ向かって締まった場合であっても、配線６０の第１隙間５１側への移動が第２突出部２４によって阻害される。したがって、配線６０が第１隙間５１に入り込んでしまうことを防止することができる。その結果、非回転部であるモータ本体２２１と連結部３２との間で配線６０が擦れて断線等することを防止することができる。更に、第２実施形態の構成によれば、第１実施形態に対して延出部２１１を備えていない分だけ、第１アーム本体２１を軽量化することができる。
【００６２】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施形態は、上記しかつ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。本発明の実施形態は、例えば次のような変形または拡張が可能である。
【００６３】
例えば上記各実施形態では６軸型の多関節ロボットについて説明したが、ロボットの形式はこれに限られず、１つ以上の関節を有するロボットであればよい。
また、例えば図１０に示すように、延出部２１１を第１アーム本体２１とは別体に構成してもよい。この場合、モータ２２の回転軸２２２が貫かれた延出部２１１の壁部２１２は、第２アーム３０との関係において非回転部となる。
【００６４】
また、例えば第１実施形態において、延出部２１１は、必ずしも第１隙間５１の周囲全体を囲っている必要はなく、配線６０が第１隙間５１に入り込まない程度に、第１隙間５１の周囲の少なくとも一部を囲っていればよい。また、第１突出部３３は、必ずしも第２隙間５２の周囲全体を囲っている必要はなく、配線６０が第２隙間５２に入り込まない程度に、第２隙間５２の周囲の少なくとも一部を囲っていればよい。
同様に、第２実施形態において、第２突出部２４は、必ずしも第１隙間５１の周囲全体を囲っている必要はなく、配線６０が第１隙間５１に入り込まない程度に、第１隙間５１の周囲の少なくとも一部を囲っていればよい。
また、配線用穴２３は、必ずしも回転軸２２２に対して傾斜させる必要はない。例えば、配線用穴２３に通した配線６０を、回転軸２２２に対して第２アーム３０の回転方向に沿って傾斜させて支持する支持部材を別途設けてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
図面中、１０はロボット、２０はショルダ部（第１アーム）、２１は第１アーム本体（非回転部）、２１１は延出部、２２１はモータ本体（非回転部）、２２２は回転軸、２３は配線用穴、２４は第２突出部、３０は下アーム（第２アーム）、３１は第２アーム本体、３１１は内壁面、３１２は穴部、３２は連結部、３３は第１突出部、３３１は窪み部、３４はキャップ部材、５１は第１隙間、５２は第２隙間、６０は配線、６１、６２はコネクタ、２１２は壁部（非回転部）を示す。
【図１】
2017121671.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017121671.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017121671.tif 000008
【図７】
2017121671.tif 000009
【図８】
2017121671.tif 000010
【図９】
2017121671.tif 000011
【図１０】
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