【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボット本体に接続されたアームが水平方向に駆動される水平多関節型の産業用ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来より、各種の作業を行なうロボットとして、ロボット本体にアームを旋回自在に取り付けた水平多関節型の産業用ロボットが知られている。 この種の水平多関節型ロボットにおいては、アームの先端側に設けられた作業ヘッド部にて、例えばモータを回転させてドリルによる切削等の加工を行なうために、作業ヘッド部のモータに電力を供給している。 また、モータ内に加工屑等が入り込まない様に、モータを収容したケース内にエアーを供給している。

【０００３】そして、この作業ヘッド部に電気及びエアーの供給を行なうために、例えばアーム内部に電気の配線やエアーの配管用のケーブルを通したものや、ファイバー等の芯棒にてケーブルを自立させる自立型ケーブルを用いたものが使用されているが、それぞれ一長一短あり、一層の改善が望まれていた。

【０００４】例えばアーム内にケーブルを通したものは、ケーブルがロボット内部に収容されているので、作業等の邪魔にならず、しかもロボットの配置のための空間が少なくて済むという利点があるが、ケーブルに断線等の不具合を生じた時のメンテナンスが困難であるという問題がある。 一方、自立型ケーブルを用いたものは、ケーブルがロボットの上方に大きく張り出しているので、メンテナンスの点では好適であるが、ロボット自体の高さが高くなり、ロボットの大型化につながるので、ロボットを配置する空間を大きくとらなければならないという問題がある。

【０００５】しかしながら、近年のロボットでは、上述したどちらかの利点があればよいというのではなく、メンテナンス性の容易化とロボット設置空間（スペース）
の縮小とを共に実現したいという強い要望がある。 本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、
ロボットのケーブルのメンテナンス性の容易化と、ロボット設置スペースの縮小とを共に実現できる産業用ロボットを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するための請求項１の発明は、ロボット本体に接続されたアーム部が水平方向に駆動される水平多関節型ロボットにおいて、電気を送るための配線且つ／又はエアー等を送るための配管用のフラットケーブルが、前記ロボット本体と前記アーム部の先端側に設けられた作業ヘッド部とを接続して、ロボット外部にて水平に伸びるように配置されるとともに、該フラットケーブルのフラット面が前記水平方向と垂直となるように配置されたことを特徴とする産業用ロボットを要旨とする。

【０００７】請求項２の発明は、前記ロボット本体が、
略コの字形のコラムを備えるとともに、前記アーム部が、前記コラムの上下に同軸的に旋回自在に取り付けられた第１アーム及び第２アームと、該第１アーム及び第２アームの各自由端側にそれぞれ旋回自在に取り付けられた第３アーム及び第４アームと、を備えた４節リンク構造を有することを特徴とする前記請求項１記載の産業用ロボットを要旨とする。

【０００８】請求項３の発明は、前記第１アーム及び第３アームと前記第２アーム及び第４アームとによって挟まれて水平方向に伸びる空間に、前記フラットケーブルが配置されたことを特徴とする前記請求項２記載の産業用ロボットを要旨とする。

【０００９】請求項４の発明は、前記第１アーム又は第３アームから下方に向かって前記フラットケーブルの配置位置にまで伸びて、前記フラットケーブルの動きを規制する第１ケーブルステーと、前記第２アーム又は第４
アームから上方に向かって前記フラットケーブルの配置位置にまで伸びて、前記フラットケーブルの動きを規制する第２ケーブルステーと、を備えたことを特徴とする前記請求項３記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１０】請求項５の発明は、前記フラットケーブルが、経路的に前記ロボット本体側に近い前記ケーブルステーにて係止部材によって係止されて、その動きを抑制されていることを特徴とする前記請求項４記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１１】請求項６の発明は、前記ロボット本体から伸びる１本のアーム部の動作によって作業を行なう産業用ロボットであって、前記アーム部が、前記ロボット本体に旋回自在に取り付けられた基端側アームと、該基端側アームの自由端側に旋回自在に取り付けられた先端側アームと、を備えたことを特徴とする前記請求項１記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１２】請求項７の発明は、前記アーム部の下方に、前記フラットケーブルが配置されたことをことを特徴とする前記請求項６記載の産業用ロボットを要旨とする。 請求項８の発明は、前記アーム部から下方に向かって立設され、前記フラットケーブルの配置位置にまで伸びて、前記フラットケーブルの動きを規制するケーブルステーを備えたことを特徴とする前記請求項６又は７記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１３】請求項９の発明は、前記ケーブルステーが、前記フラットケーブルを挟む様に、前記基端側アーム又は先端側アームに１対配置されていることを特徴とする前記請求項８記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１４】請求項１０の発明は、前記ケーブルステーに、該ケーブルステーと同軸に回転自在に取り付けられた回転部材を備えたことを特徴とする前記請求項４，
５，８又は９のいずれか記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１５】請求項１１の発明は、前記フラットケーブルが、少なくとも２本のフラットケーブルからなり、各フラットケーブルは、そのフラット面を同一として並列に配置されて互いに接続されていることを特徴とする前記請求項１〜１０のいずれか記載の産業用ロボットを要旨とする。

【００１６】

【作用及び発明の効果】請求項１の発明では、配線や配管用のフラットケーブルが、ロボット本体と作業ヘッド部とを接続して、ロボットの外側に水平方向に伸びるように配置されるとともに、フラットケーブルのフラット面が前記水平方向に対して垂直となるように配置されている。

【００１７】つまり、本発明では、ロボットの外部にフラットケーブルが配置されているので、フラットケーブルの配線や配管等に異常が発生した場合に容易に対処でき、フラットケーブルのメンテナンス性が向上するという効果がある。 また、フラットケーブルのフラット面が垂直に配置されているので、フラットケーブルの自重によるたれを防止して、ロボット本体と作業ヘッド部とを水平に接続することができ、それによって、ロボット設置スペースを縮小することができる。 即ち、フラットケーブルのメンテナンス性の向上とロボット設置スペースの縮小とを共に実現できるという顕著な効果を奏する。

【００１８】このフラットケーブルとしては、内部に配線や配管が形成された帯状のケーブルを採用できるが、
自重によるたれ下がりが少ないフラットなケーブルであれば、その構造に特に限定はない。 請求項２の発明では、前記フラットケーブルの配置を適用するロボットとして、略コの字形のコラムと第１〜第４アームとを備えた４節リンク構造を有する産業用ロボットを採用できる。

【００１９】請求項３の発明では、第１アーム及び第３
アームと第２アーム及び第４アームとによって挟まれて水平方向に伸びる空間に、フラットケーブルが配置されているので、フラットケーブルが作業等の邪魔にならず、その配置のための空間を最小限に設定することができる。

【００２０】請求項４の発明では、第１アーム又は第３
アームから下方に向かって伸びる第１ケーブルステーと、第２アーム又は第４アームから上方に向かって伸びる第２ケーブルステーとによって、フラットケーブルの動きが規制される。 そのため、フラットケーブルは、左右に大きくはみ出すことなく前記空間内に位置する様に好適に保持されるので、ロボットの動作や作業の邪魔になることもない。

【００２１】尚、第１ケーブルステー及び第２ケーブルステーは、内側に配置されたアームに設けると、ステーの長さも短くて済み好適である。 また第１ケーブルステー及び第２ケーブルステーを、各々第１アーム及び第２
アームに設けると、第１アーム及び第２アームの動きが他のアームほど複雑ではないので、フラットケーブルの動きの規制を好適に行なうことができる。

【００２２】請求項５の発明では、フラットケーブルが、経路的にロボット本体側に近いケーブルステーにて係止部材によって係止されて、その動きを抑制されているので、下方へのたれを好適に防止することができる。
つまり、ロボット本体側に近いケーブルステーの動きはそれほど大きくはないので、このケーブルステーを利用して係止部材によってフラットケーブルを係止することにより、例えばフラットケーブルの移動が可能な様に、
弾性のある紐状の係止部材によって緩く結ぶことにより、フラットケーブルのたれを防止することができる。

【００２３】請求項６の発明では、前記フラットケーブルの配置を適用するロボットとして、前記４節リンク構造のロボット以外に、基端側アーム及び先端側アームを備える、通常の１本のアーム部の動作によって作業を行なう産業用ロボットを採用できる。

【００２４】請求項７の発明では、アーム部の下方に、
前記のフラットケーブルが配置されているので、自重によるたれが発生することなく、メンテナンス性の向上とロボット設置スペースの縮小とを共に実現することができる。 請求項８の発明では、アーム部から下方に向かって立設されたケーブルステーによって、フラットケーブルの動きを規制している。 よって、フラットケーブルがアーム部から左右にはみ出さない様にすることができるので、作業の邪魔になることはない。

【００２５】請求項９の発明では、ケーブルステーが、
フラットケーブルを挟む様に、基端側アーム又は先端側アームに１対配置されているので、フラットケーブルの保持位置を確実に設定することができる。 よって、より好適にフラットケーブルがアーム部から左右のはみ出さない様にすることができるので、作業の邪魔になることはない。

【００２６】請求項１０の発明では、ケーブルステーに、ケーブルステーと同軸に回転自在に取り付けられた回転部材を備えている。 そのため、ロボットの動作に応じてフラットケーブルが移動した場合でも、ケーブルステーとの接触による摩耗を防止することができ、しかも、フラットケーブルの移動が滑らかに行なわるので、
ロボットの作業の妨げになることがない。

【００２７】請求項１１の発明では、フラットケーブルとして、例えば２本のフラットケーブルを、そのフラット面を同一として並列に配置されたものを採用できる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明における実施例である産業用ロボットを、図面に基づいて説明する。 （実施例１）図１は、本発明が適用された実施例１の産業用ロボット（以下単にロボットと称す）の概略構成図である。

【００２９】図１に示す様に、本実施例のロボットは、
水平方向に複数のアームが移動する水平多関節ロボットであり、詳しくは後述する様な４節リンク機構を備えたロボットである。 まず、本実施例のロボットの固定部分（ベース）であるロボット本体は、コラム１を備えている。 このコラム１は側面がコ字形をなしており、その上部２ａにはサーボモータ３ａおよび減速機４ａが設けられている。

【００３０】コラム１の上部２ａに設置されたサーボモータ３ａは、減速機４ａを介して上部回転軸５ａを回転駆動するものである。 上部回転軸５ａは、コラム１の上部２ａから下向きに突出されており、この突出端部には上部回転節６ａが取り付けられ、上部回転節６ａには上部基端連結アーム（第１アーム）７ａが水平方向に延びて連設されている。 そして、前記サーボモータ３ａの回転により、上部基端連結アーム７ａは水平面内で旋回する。

【００３１】前記上部基端連結アーム７ａの先端に設置されたサーボモータ３ｂは、減速機４ｂを介して枢軸８
ａを回転駆動するものである。 枢軸８ａは、上部基端連結アーム７ａの先端から下向きに突出されており、この突出端部より、上部先端連結アーム（第３アーム）９ａ
が水平方向に延びて連設されている。 そして、前記サーボモータ３ｂの回転により、上部先端連結アーム９ａは水平面内で旋回する。 尚、上部先端連結アーム９ａの（後述する作業ヘッド部１１に固定される）先端固定部９ａ1は、コラム１側に向かって略コ字状に形成されている。

【００３２】また、コラム１の下部２ｂには、回動自在に取り付けられた下部回転軸５ｂが設置されている。 下部回転軸５ｂは、コラム１の下部２ｂから上向きに突出されており、この突出端部には下部回転節６ｂが取り付けられている。 下部回転節６ｂには、下部基端連結アーム（第２アーム）７ｂが取り付けられており、この下部基端連結アーム７ｂと前記上部先端連結アーム９ａとは、互いに一体的に同方向に旋回可能であるとともに互いに独立して旋回し得る。

【００３３】前記下部基端連結アーム７ｂには、枢軸８
ｂを介して下部先端連結アーム９ｂが回動自在に連結されている。 また、下部先端連結アーム９ｂの先端は、上述した上部先端連結アーム９ａの先端固定部９ａ1の凹部９ａ2に嵌め込まれるとともに、上部先端連結アーム９ａと下部先端連結アーム９ｂとが、その先端側にて連結軸１０により互いに回動自在に連結されている。

【００３４】また、上部先端連結アーム９ａの先端には、作業ヘッド部１１が固定されており、この作業ヘッド部１１は、ボックス形状のフレーム１２に矢印Ｚ方向に移動可能な上下移動部１３が取り付けられて構成されている。 このうち、フレーム１２の上端部には、サーボモータ１４が搭載され、フレーム１２内部には、回転自在に固定されたボールねじナット２３と、ボールねじナット２３に固定されたギア２４とが設けられている。 そして、このギア２４とサーボモータ１４の出力シャフトに取り付けられたギア（図示せず）が噛みあっていて、
サーボモータ１４の回転力をボールねじナット２３に伝達している。

【００３５】一方、上下移動部１３の基台としてスライダ１６が設けてあり、このスライダ１６は、フレーム１
２の外部にＬＭガイド１５を介して取り付けられるとともに、ボールねじ１７の下端に固定されている。 そして、前記ボールねじナット２３の回転に対し、ボールねじ１７はＬＭガイド１５によりその回転が阻止されているため、ボールねじ１７は上下に移動し、それによって、スライダ１６も上下方向に移動する。

【００３６】また、スライダ１６には、軸受ボックス１
８が連結されており、この軸受ボックス１８の上端部には、加工用モータ１９が取り付けられている。 加工用モータ１９には、軸受ボックス１８を貫通した駆動軸２０
が回転自在に取り付けられており、この駆動軸２０の下端にはチャック２１が設けられている。 尚、加工ツール２２はその軸が垂直方向となる様にしてチャック２１に取り付けられており、加工しようとする孔径に応じて加工ツール２２を取り換えることができる。

【００３７】特に本実施例では、前記上部基端連結アーム７ａの下面に、後述するフラットケーブル３０の配置位置にまで伸びる第１ケーブルステー３１が、下方に向けて立設されるとともに、下部基端連結アーム７ｂの上面には、フラットケーブル３０の配置位置にまで伸びる第２ケーブルステー３３が、上方に向けて立設されている。

【００３８】前記フラットケーブル３０は、電気及びエアーの供給のため使用される帯状のケーブルであり、上部基端連結アーム７ａ及び上部先端連結アーム９ａと下部基端連結アーム７ｂ及び下部先端連結アーム９ｂとの間の水平方向に伸びる空間Ｋに配置されている。 つまり、このフラットケーブル３０は、そのフラット面を地面に対して垂直にして、図２に示す様に、両ケーブルステー３１，３３にて掛けられる様に、略Ｓ字状に曲げられて配置され、しかもコラム１の中央部から出て下部先端連結アーム９ｂの先端側固定部９ａ1から入る様に配置されることによって、コラム１と作業ヘッド部１１とを連結している。

【００３９】前記各ケーブルステー３１，３３のうち、
例えば第１ケーブルステー３１は（尚、第２ケーブルステー３３も同様）、図３（ａ）に示す様に、各上部基端連結アーム７ａにねじ込まれるボルト状の軸部３１ａ
と、軸部３１ａの周囲に配置されて同軸に回動可能な筒状の回転部材３１ｂと、（固定部材を兼ねる）スペーサ３１ｃとから構成されている。

【００４０】また、フラットケーブル３０は、図３
（ｂ）に示す様に、一対の帯状の第１フラットケーブル３０Ａ及び第２フラットケーブル３０Ｂとが、各フラット面が同一面となる様に上下に配置されて、ベルト状の係止部材３５にて所定間隔を保って係止されたものである。 尚、各フラットケーブル３０Ａ，３０Ｂのコラム１
及び作業ヘッド部１１の連結部分には、ゴム等による補強部材３７が配置されている。

【００４１】前記第１フラットケーブル３０Ａ及び第２
フラットケーブル３０Ｂは、各々駆動用サーボモータ１
４及び加工用モータ１９に対して用いられる。 つまり、
各フラットケーブル３０Ａ，３０Ｂは、図３（ａ）に示す様に、各々駆動用サーボモータ１４及び加工用モータ１９を駆動するための電気の配線３０Ａａ，３０Ａｃ，
３０Ｂａ，３０Ｂｃと、両モータ１４，１９の内部に切削屑等が入らない様に、両モータ１４，１９のケース内に各々エアーを供給するための配管３０Ａｂ，３０Ｂｂ
とを、同一平面内に配置したものである。 尚、配線３０
Ａａ，３０Ａｃ，３０Ｂａ，３０Ｂｃ及び配管３０Ａ
ｂ，３０Ｂｂは、上から順に、各々モータ制御信号用線３０Ａａ，３０Ｂｂ，エアー供給用配管３０Ａｂ３０Ｂ
ｂ，モータ駆動用線３０Ａｃ，３０Ｂｃである。

【００４２】以下に、このような構成による本実施例のロボットの作動を説明する。 図１の制御ボックス４０の操作により、コラム１の上部２ａおよび上部基端連結アーム７ａの先端に設けたそれぞれのサーボモータ３ａ，
３ｂを回転させると、減速機４ａ，４ｂを介して上部基端連結アーム７ａと上部先端連結アーム９ａが水平面内で旋回され、このため下部基端連結アーム７ｂと上部先端連結アーム９ｂも水平面内で旋回される。 従って作業ヘッド１１の加工ツール２２は水平に移動される。

【００４３】この時、サーボモータ３ａ，３ｂのそれぞれの回転量を調整することにより、加工ツール２２を図２に示す点，点，点を通る二点鎖線で包囲した領域内にて、ＸおよびＹ方向に移動させることができ、領域内の任意の位置へ加工ツール２２を配置することができる。 これにより、フラットケーブル３０は、両ケーブルステー３１，３３によりアーム７ａ，ｂ，９ａ，ｂの動きと同調して蛇の様に動作する。

【００４４】そして、加工ツール２２がワークＷを加工するのに好適な位置に配置されると、上下移動部１３の加工用モータ１９を回転させ、これにより駆動軸２０を介して加工ツール２２を回転させる。 更に駆動用サーボモータ１４を回転させてボールねじナット２３を回転させる。 これによりスライダ１６がＺ方向、つまり図１の上下方向に移動する。 このことにより回転している加工ツール２２をワークＷに接触させて穿孔加工を開始する。 この穿孔加工動作を所定時間続けることにより、所定の深さの穿孔加工がなされる。

【００４５】この様に、本実施例では、可動部である作業ヘッド１１への電源およびエアー源の供給のために、
フラットケーブル３０を上部基端連結アーム７ａ及び上部先端連結アーム９ａと下部基端連結アーム７ｂ及び下部先端連結アーム９ｂとの間の水平な空間Ｋに配置したので、即ち、ロボット外部に配置したので、断線等の不具合が起きた場合でも比較的容易に対処することができる。 また、フラットケーブル３０を前記コラム１の中央部より引き出すことにより、ロボットの高さにおいて無駄なスペースを使わず、ロボット自体を小型化することができる。 つまり、本実施例では、メンテナンス性の容易化とロボット設置空間の縮小とを共に実現できるという顕著な効果を奏する。

【００４６】また、本実施例では、フラットケーブル３
０のフラット面が地平面に垂直になるように接続することで、ケーブルの自重による垂れを防止することができる。 つまり、このフラット面の方向を規定することで、
フラットケーブル３０を上述した狭い空間Ｋに配置することが可能となる。

【００４７】更に、フラットケーブル３０は、両ケーブルステー３１，３３によってその動きを規制されているので、左右方向（水平方向）に大きくはみ出すことがなく、よってロボットの作業の邪魔になることがない。 その上、前記両ケーブルステー３１，３３は、その表面に、回動可能な円筒部材３１ｂを備えているので、フラットケーブル３０がこすれて摩耗することを防止することができる。 尚、第１ケーブルステー３１に対しては、
フラットケーブル３０はそれほど摺動しないので、フラットケーブル３０の下方への移動を防止するために、例えば紐状の係止部材（図示せず）にてフラットケーブル３０を第１ケーブルステー３１にゆるく係止してもよい。

【００４８】また、各フラットケーブル３０は、図３に示す様な断面形状を有しており、その内部には、モータ制御信号用線３０Ａａ，３０Ｂａ，エアー供給用配管３
０Ａｂ，３０Ｂｂ，モータ駆動用線３０Ａｃ，３０Ｂｃ
の順序に配列されているので、信号用線３０Ａａ，３０
Ｂａに対するモータ駆動線３０Ａｃ，３０Ｂｃにて発生するノイズの影響を低減できる。

【００４９】更に、フラットケーブル３０の外部シース材を、耐油，耐水性に富む材質を選定し、ロボット本体との固定部分の補強部材３７として、耐水コネクタを使用することにより、耐環境性を向上させることができる。 （実施例２）次に、実施例２の水平多関節型ロボットについて説明する。

【００５０】本実施例のロボットは、前記実施例１の４
節リンク機構のロボットではなく、関節を有する１本のアーム部を備えたものである。 図４に示す様に、本実施例のロボットは、ロボット本体５１と、ロボット本体５
１の上部から略水平方向に、回動自在に伸びる１本のアーム部５３とを備えている。

【００５１】前記アーム部５３は、その上部に接続された基端連結アーム５５と、基端連結アーム５５の自由端側に接続された先端連結アーム５７と、先端連結アーム５７との自由端側に固定された作業ヘッド部５９とから構成されている。 前記基端連結アーム５５の自由端側の節５５Ａの下面には、前記実施例１と同様な構成の一対のケーブルステー６１，６３が、下方に向かって平行に立設されている。

【００５２】そして、この両ケーブルステー６１，６３
の間を通過する様に、前記ロボット本体５１の側面と作業ヘッド部５９の側面とを連設して、前記実施例１のフラットケーブルと同様な配線及び配管を有するフラットケーブル６５が配設されている。 但し、本実施例では、
フラットケーブル６５は、作業ヘッド部５９の図示しない１個のモータを駆動する１本を使用するだけであるので、自重によるたれを防止するために、フラットケーブル６５のうちの配線や配管を設けていない部位、即ち配線や配管の側方のフラット面を上下方向に広く設定してある。

【００５３】よって、本実施例においても、前記実施例と同様な効果を奏する。 尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。 例えばフラットケーブルとしては、配線及び配管の両方が設けられたもの以外に、配線又は配管のみが設けられたものを採用できる。

【００５４】また、下方に向けて立設されるケーブルステーを略Ｕ字状に曲げ、そのＵ字の隙間にフラットケーブを配置することによって、フラットケーブルの下方へのたれを防止できる。 特に実施例２にこのＵ字状のケーブルステーを採用する場合には、ケーブルステーを１本にすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の産業ロボットを側面から示す概略構成図である。

【図２】 実施例１の産業ロボットを上面から示す概略構成図である。

【図３】 実施例１のフラットケーブルを示し、（ａ）
はケーブルステー周辺のフラットケーブルを示す説明図、（ｂ）は第１及び第２フラットケーブルを示す説明図である。

【図４】 実施例２の産業用ロボットを示し、（ａ）はその側面を示す説明図、（ｂ）はその上面を示す説明図である。

【符号の説明】

１…カラム、 ７ａ…上部基端連結アーム、７ｂ…下部基端連結アーム、 ９ａ…上部先端連結アーム、９ｂ…下部先端連結アーム、 １１，５
９…作業ヘッド部、３１，３３，６１，６３…ケーブルステー、３０，３０Ａ，３０Ｂ，６５…フラットケーブル、５１…ロボット本体