(57)【要約】【課題】  関節部に配線するケーブルに無理な力が作用しないようにする。【解決手段】  下側アーム２の一端部と上側アーム３の一端部とを関節部材４を介して回転できる関節部１を形成する。下側アーム２の内側を通して関節部１に導いたケーブル５は、関節部１の上端部に設けたケーブル支持部材６に、所要の弛みを持たせた状態で吊り下げ、且つ下側アーム２と上側アーム３の相対的な回転方向の可動角度範囲に応じた捩じりを予め加えた状態で上側アーム３の内側へ配線させる。関節部にて、下側アーム２に対して上側アーム３が相対的に回転するときに、ケーブル５が、予め与えてある捩じり量以上に捩じられる虞を未然に防止することで、予期せぬ力が作用しないようにさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側アームと上側アームをリング状の関節部材を介して相対的に回転可能に連結してあるロボットアームの関節部における上部所要位置に、ケーブル支持部材を設けて、該ケーブル支持部材に、下側アームの内側を通して導いたケーブルを、所要の弛みを持たせ且つ所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させ、更に、該ケーブル支持部材に吊り下げて支持されたケーブルを、上記上側アームの内側へ配線するようにした構成を有することを特徴とするロボットアーム関節部用ケーブル保持装置。
【請求項２】
ケーブル支持部材に所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させるケーブルの捩じり量を、下側アームに対する上側アームの相対的な回転方向の可動角度範囲を考慮した捩じり量とした請求項１記載のロボットアーム関節部用ケーブル保持装置。
【請求項３】
ロボットアームの関節部にてケーブルを所要の弛みを持たせ且つ所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させるためのケーブル支持部材を、柔軟な材質製のものとした請求項１又は２記載のロボットアーム関節部用ケーブル支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アームロボットのロボットアームに配線する電気ケーブルやエアホースや油圧ホース等のケーブルを該ロボットアームの関節部に保持させるためのロボットアーム関節部用ケーブル保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、産業用ロボットとしてアームロボットが多く使用されている。この種のアームロボットでは、ロボットアームの先端側に取り付けられているエンドエフェクタや、ロボットアーム自体の関節部等の動力用や信号伝達用の電気ケーブルを、ロボットアームの根元側から先端側まで配線することが要求されることがある。又、上記エンドエフェクタやロボットアームの関節部の駆動形式によっては、ロボットアームの根元側から先端側へかけて、エア（空圧）ホースや油圧ホースを配線する必要が生じることがある。
【０００３】
そのために、従来のアームロボットでは、関節部に上記電気ケーブルやエアホースや油圧ホースの如きケーブルを配線する場合は、該ケーブルをロボットアームの関節部の基端寄り位置で一旦外側に出し、関節部は周囲空間を利用して空間にケーブルを配置し、関節部よりも先端寄りとなる位置で再びアーム内に導入する構成の配線手法が従来行われてきていた。
【０００４】
又、アームロボットの関節部における関節回転中心位置に支持棒を設けて、該支持棒にケーブルを予め巻いた状態でロボットアームの内部に収納する構成として、該ロボットアームの関節部の回転作動時には、上記ケーブルの支持棒に巻いてある部分を該ロボットアームの回転に応じて弾性的に伸縮させることで、該ケーブルの折れ曲がりや断線を防止するようにすることも従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５７７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ロボットアームの外側空間にケーブルを通す方式では、ロボットアームの関節部の周囲に相当量の空間が必要とされるというのが実状である。更に、ロボットアーム関節部の回転時に回転時にケーブルが無理な力を受けたり、ロボットアームに干渉したりすることで、ケーブルが損傷、断線する虞も懸念される。
【０００７】
上記特許文献１に示された構成では、ロボットアームの関節部の回転中心位置に、支持棒を設けなければならない。又、ケーブルの収納部の構造が複雑なため、ケーブルの配線や、メンテナンスの際の分解やケーブルの取り出しに非常に手間が嵩むと云う問題もある。更に、ケーブル同士の擦れを防ぐことができないため、ケーブルの寿命低下に繋がるという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、アームロボットのロボットアームの関節部におけるケーブルに無理な力が作用したり擦れが発生する虞を未然に防止できて、ケーブルの寿命を長くすることができ、しかも、ケーブルの配線作業やメンテナンス作業を容易なものとすることができるロボットアーム関節部用ケーブル保持装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、下側アームと上側アームをリング状の関節部材を介して相対的に回転可能に連結してあるロボットアームの関節部における上部所要位置に、ケーブル支持部材を設けて、該ケーブル支持部材に、下側アームの内側を通して導いたケーブルを、所要の弛みを持たせ且つ所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させ、更に、該ケーブル支持部材に吊り下げて支持されたケーブルを、上記上側アームの内側へ配線するようにした構成とする。
【００１０】
又、上記構成において、ケーブル支持部材に所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させるケーブルの捩じり量を、下側アームに対する上側アームの相対的な回転方向の可動角度範囲を考慮した捩じり量とした構成とする。
【００１１】
更に、上記各構成において、ロボットアームの関節部にてケーブルを所要の弛みを持たせ且つ所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させるためのケーブル支持部材を、柔軟な材質製のものとした構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のロボットアーム関節部用ケーブル保持装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。  
（１）下側アームと上側アームをリング状の関節部材を介して相対的に回転可能に連結してあるロボットアームの関節部における上部所要位置に、ケーブル支持部材を設けて、該ケーブル支持部材に、下側アームの内側を通して導いたケーブルを、所要の弛みを持たせ且つ所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させ、更に、該ケーブル支持部材に吊り下げて支持されたケーブルを、上記上側アームの内側へ配線するようにした構成とし、更に、ケーブル支持部材に所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させるケーブルの捩じり量を、下側アームに対する上側アームの相対的な回転方向の可動角度範囲を考慮した捩じり量とした構成としてあるので、上記関節部を中心に下側アームと上側アームを相対的に回転させても、上記ケーブルに、初期状態で付与した捩じりを上回る捩じり作用する虞を未然に防止できる。よって、下側アームより関節部を経て上側アームに配線するケーブルに無理な力が作用する虞を解消できる。しかも、上記ケーブルは、上記関節部の内側に吊り下げるようにして配線してあるため、ケーブル同士の擦れや、各アームとの擦れを防止できて、ケーブルの寿命を長いものとすることができる。又、クリーン度の向上化を図る効果が期待できる。  
（２）更に、ケーブルの配線作業を容易なものとすることができると共に、メンテナンス時には、分解作業やケーブルの取り外し作業を速やかに行うことが可能になる。しかも、上記ケーブルは、ロボットアームの関節部に、立体的に曲げて収納させることができるため、最小曲げ半径が大きなケーブルであっても無理なく使用することが可能になる。  
（３）ロボットアームの関節部にてケーブルを所要の弛みを持たせ且つ所要の捩じりを予め加えた状態で吊り下げて支持させるためのケーブル支持部材を、柔軟な材質製のものとした構成とすることにより、関節部にて上側アームと下側アームの相対的な回転に応じて、ケーブルに予め付与されている捩じりが解かれたり、捩じりが回復される際の該ケーブルのある程度の動きを許容でき、よって、上記ケーブルに作用するストレスをより軽減させることができて、ケーブルの寿命の更なる延長化を図る効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（イ）（ロ）（ハ）は本発明のロボットアーム関節部用ケーブル保持装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００１５】
すなわち、中空構造としてある下側アーム２の一端部と、中空構造としてある上側アーム３の一端部とを、リング状の関節部材４を介し連結して、水平方向に回転可能なロボットアームの関節部１を構成する。
【００１６】
上記下側アーム２側から上側アーム３側へ配線すべきケーブル５は、上記下側アーム２の内側を通して関節部１まで導くと共に、該関節部１の上部における関節部１回転中心と対応する個所に設けたケーブル支持部材６に一旦吊り下げるようにして支持させ、更に、上ケーブル支持部材６に支持された上記ケーブル５の先端側を、上記上側アーム３の内側を通して配線させる構成とする。
【００１７】
詳述すると、上記ケーブル支持部材６は、たとえば、中央部にケーブル５を挿通させるためケーブル挿通孔６ａを備えた矩形断面の短い角筒状としてあり、且つ上記関節部１の上端部となる上記上側アーム３の一端部における上側壁に設けた開口部７を上側から閉塞させるため蓋部材８の下面の中央部に取り付けた構成としてある。
【００１８】
更に、上記関節部１にて、上記下側アーム２の内側より引き出されたケーブル５を、上記ケーブル支持部材６のケーブル挿通孔６ａへ通してから、下側アーム３の内側へ導いて配線する際、上記ケーブル５には、長さ方向に所要の弛みを持たせておくと共に、予め所要の捩じりを与えておくようにする。
【００１９】
具体的には、上記ケーブル５に予め与える捩じりは、たとえば、上記下側アーム２に対して上側アーム３が、図１（イ）に示すように、１８０度対向する位置から図１（ロ）に示すように重なる位置まで相対的に回転する形式のロボットアームでは、図１（イ）に示すように、上記下側アーム２に対し上側アーム３が１８０度対向する配置となっていて、下側アーム２に対し上側アーム３が相対的な回転方向可動域における一端側に位置する状態のときに上記ケーブル５に予め与えてある捩じりが、上記下側アーム２に対して上側アーム３を相対的な回転方向可動域における一端側から他端側へ相対的に回転させることで緩み、更に、図１（ロ）に示すように、上記下側アーム２に対し上側アーム３が重なる配置となっていて、下側アーム２に対して上側アーム３を相対的な回転方向可動域における他端側に達するまで相対的に回転させると、上記ケーブル５に予め付与してあった捩じりが解かれるような捩じり量としておくようにする。
【００２０】
９は上記ケーブル５を上側アーム２及び下側アーム３の内側にそれぞれ取り付けるために用いるケーブル支持具である。
【００２１】
以上の構成としてある本発明のロボットアーム関節部用ケーブル支持装置により上側アーム２と下側アーム３との関節部１にケーブル５を保持させてなるロボットアームにて、上記下側アーム２と、上側アーム３を相対的に回転させると、上記下側アーム２と上側アーム３に回転方向の相対変位が生じるため、上記ケーブル５における下側アーム２にケーブル支持具９を介して取り付けてある部分と、上側アーム３にケーブル支持具９を介して取り付けてある部分との間でも回転方向の相対変位が生じるが、上記したように、該ケーブル５における上記関節部１の上端部に設けたケーブル支持部材６に保持させてある部分に弛みを設け、更に、該ケーブル５に予め捩じりが付与してあることで、このケーブルに予め付与された捩じりの捩じり量（回転量）分は、上記下側アーム２と上側アーム３の相対的な回転が生じても、上記ロボットアームの関節部１に配線するケーブル５に無理な力が作用することは未然に防止される。
【００２２】
このように、本発明のロボットアーム関節部用ケーブル保持装置によれば、ロボットアームの関節部１を中心に下側アーム２と上側アーム３を回転させてロボットアームの屈伸を行っても、該下側アーム２より関節部１を経て上側アーム３に配線するケーブル５に無理な力が作用する虞を解消でき、しかも、上記ケーブル５は、上記関節部の内側に吊り下げるようにして配線することで、ケーブル５同士の擦れや、各アーム２，３との擦れを防止できるようにしてあることから、上記ケーブル５の寿命を長いものとすることができる。又、クリーン殿恒常化を図る効果が期待できる。
【００２３】
更に、上記ケーブル５は、ロボットアームの関節部１に、所要の捩じりを与えた状態で、ケーブル支持部材６より吊り下げるようにすればよいため、配線作業を容易なものとすることができると共に、メンテナンス時には、分解作業やケーブル５の取り外し作業を速やかに行うことが可能になる。
【００２４】
しかも、上記ケーブル５は、上記ロボットアームの関節部１に、立体的に曲げて収納させるようにしてあるため、最小曲げ半径が大きなケーブル５であっても無理なく使用することが可能になる。
【００２５】
次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１（イ）（ロ）（ハ）の実施の形態の変形例を示すもので、図１（イ）（ロ）（ハ）に示したものと同様の構成において、ロボットアームの関節部１にてケーブル５を支持させるためのケーブル支持部材６を、中央部にケーブル５を挿通させるためケーブル挿通孔６ａを備えた矩形断面の短い角筒状とする構成に代えて、柔軟な材質製のケーブル支持部材１０としたものである。
【００２６】
更に、該ケーブル支持部材１０は、その上端部を、ロボットアームの関節部１の上端部となる上側アーム３の一端部における上側壁に直接取り付けた構成として、その下端部に、図１（イ）（ロ）（ハ）に示したと同様に、所要の捩じりを付与した状態で関節部１に収納するケーブル５を支持させるようにしてある。
【００２７】
なお、図示してないが、上記ケーブル支持部材１０により上記ケーブル５の所要個所を支持させるための具体的な構成としては、ケーブル支持部材１０の下端部にケーブル挿通孔を設けてケーブル５を挿通させる構成としたり、ケーブル支持部材１０の下端部に設けた孔やフックに、結束バンド等の結束部材を介して上記ケーブル５を取り付ける等、任意の支持構造を採用してよい。
【００２８】
その他の構成は図１（イ）（ロ）（ハ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００２９】
本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果を得ることができ、更に、上記ケーブル５におけるロボットアームの関節部１に配されている部分に、上側アーム２と下側アーム３の相対的な回転に応じて、該ケーブル５に予め付与されている捩じりが解かれたり、捩じりが回復されたりする際、上記柔軟な材質製のケーブル支持部材１０により、該ケーブル５のある程度の動きを許容できるため上記ケーブル５に作用するストレスをより軽減させることができて、ケーブル５の寿命の更なる延長化を図る効果が期待できる。
【００３０】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態として、図１（イ）（ロ）（ハ）の実施の形態の別の変形例を示すもので、図１（イ）（ロ）（ハ）に示したと同様の構成において、ロボットアームの関節部１にてケーブル５を支持させるためのケーブル支持部材６を、ロボットアームの関節部１の上端部となる上側アーム３の一端部における上側壁に取り付けた構成に代えて、上記上側アーム３の一端部の壁面、たとえば、一端壁の上部所要個所に、上記関節部１の回転中心位置まで水平方向に突出するケーブル支持部材１１を設け、図１（イ）（ロ）（ハ）に示したと同様に、所要の捩じりを付与した状態で関節部１に収納するケーブル５を、上記ケーブル支持部材１１の先端部に保持させるようにしたものである。
【００３１】
なお、図示してないが、上記ケーブル支持部材１１により上記ケーブル５の所要個所を支持させるための具体的な構成としては、ケーブル支持部材１１の突出端部にケーブル挿通孔を設けてケーブル５を直接挿通させる構成としたり、ケーブル支持部材１１の突出端部に設けた孔やフックに、結束バンド等の結束部材を介して上記ケーブル５を取り付ける等、任意の支持構造を採用してよい。
【００３２】
その他の構成は図１（イ）（ロ）（ハ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００３３】
本実施の形態によっても、図１（イ）（ロ）（ハ）の実施の形態と同様の効果を得ることができる。又、ケーブル５が比較的細径の柔軟なケーブル５である場合は、関節部１に配する該ケーブル５の上端部の高さ位置を抑えることで、ケーブル５の全長の短縮化を図ることで、該ケーブル５に要するコストの削減化を図る効果が期待できる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、図１（イ）（ロ）（ハ）の実施の形態では、下側アーム２と上側アーム３が関節部１を挟んで１８０度対向する配置となっている状態のときにケーブル５が捩じられ、下側アーム２と上側アーム３が重なる配置のときにケーブル５の捩じりが解かれるものとして示したが、下側アーム２と上側アーム３が重なる配置のときにケーブル５が捩じられ、下側アーム２と上側アーム３が関節部１を挟んで１８０度対向する配置となっている状態のときにケーブル５の捩じりが解消されるようにしてもよい。
【００３５】
又、上側アーム３と下側アーム２が関節部１を挟んで１８０度対向する位置から、上側アーム３が下側アーム２の上を通過して再び下側アーム２と関節部１を挟んで１８０度対向する位置まで回転するようなフロッグレッグ形式のロボットアームにも適用できる。この場合は、上側アーム３の下側アーム２に対する相対的な回転方向の可動角度範囲が３６０度となるため、この上側アーム３の下側アーム２に対する相対的な回転方向の可動角度範囲を考慮して、上記関節部１内にてケーブル５に予め付与する捩じり量を設定するようにすればよい。
【００３６】
更に、関節部１にて上側アーム２の下側アーム３に対する相対的な回転角度に制限がある形式のロボットアームであれば、任意のロボットアームに、本発明のロボットアーム関節用ケーブル保持装置を適用できる。
【００３７】
更に、下側アーム２と上側アーム３との間に電気ケーブルやエアホースや油圧ホース等の複数本のケーブル５を配線する場合にも適用できる。
【００３８】
ケーブル支持部材６は、ロボットアームの関節部１の回転中心と対応する上部位置にて、下側アーム２と上側アーム３の間に通すケーブル５に弛みを持たせ、且つ所要の捩じりを加えた状態で保持できるようにしてあれば、図示した以外の形状やサイズとしてもよく、又、材質を適宜変更してもよい。
【００３９】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のロボットアーム関節部用ケーブル保持装置の実施の一形態を示すもので、（イ）はロボットアームの関節部に捩じりを付与したケーブルを配線した状態を示す概略切断側面図、（ロ）はロボットアームの関節部の回転に伴いケーブル捩じりが解かれた状態を示す概略側面図、（ハ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概略切断側面図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概略切断側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  関節部
２  下側アーム
３  上側アーム
４  関節部材
５  ケーブル
６  ケーブル支持部材
１０  ケーブル支持部材
１１  ケーブル支持部材
【図１】
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【図２】
2009220221.tif 000004
【図３】
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