CN110788882B - 旋转致动器及机器人 - Google Patents

Abstract

提供了一种旋转致动器及机器人，在限制部件处于限制位置时，能够从壳体的外部操作该限制部件的限制解除，并且能够防止意外的限制解除。关节部（2）的驱动机构（40）包括对限制销（32）朝向限制位置施力的压缩螺旋弹簧（42）、使限制销（32）朝向限制解除位置移动的螺线管（41）。在壳体（80）上，在与螺线管（41）的柱塞（41a）的上端部（与限制销（32）抵接的一侧的一端部相反侧的另一端部）对置的部分形成有贯通孔（82a），柱塞（41a）的上端部在限制销（32）位于限制位置的状态下，位于壳体（80）的内部。

Description

旋转致动器及机器人

技术领域

本发明涉及旋转致动器和包含所述旋转致动器的机器人，该旋转致动器包含电动机和限制处于停止状态的电动机的旋转的旋转限制机构，可搭载于机器人等产业用机械。

背景技术

产业用机器人中有下述机器人，其包含作为支承部件的基座、经由关节部与基座连接的第一臂、经由关节部与第一臂的前端侧连接的第二臂、经由关节部与第二臂的前端侧连接的手腕部。另外，在这种产业用机器人中，关节部包含包括转子及定子的电动机、与电动机连接的减速器、用于维持转子的停止状态的安全制动器，关节部自身作为旋转致动器构成。

而且，作为搭载于这种产业用机器人的旋转致动器，公知的有包含电动机和限制处于停止状态的电动机的旋转的旋转限制机构(例如，参照专利文献1：日本特开2017－189081号公报)的旋转致动器。

在该专利文献1的旋转致动器中，旋转限制机构包含：固定于电动机的转子的圆盘状的旋转侧限制部件、与旋转侧限制部件卡合而限制其旋转移动的销状的限制部件、使限制部件向转子的轴向移动的驱动机构。另外，在该旋转侧限制部件的周缘设置有朝向转子的径向外侧突出的多个突起部。而且，在限制部件的前端设置有圆环状的限制部，该圆环状的限制部进入周向上相邻的突起部之间，限制旋转侧限制部件的旋转移动。

另外，该驱动机构使限制部件在限制位置和限制解除位置之间移动，该限制位置是限制部件配置在周向上的突起部之间的位置，该限制解除位置是限制部件从周向上的突起部之间脱离的位置。因此，驱动机构包括将限制部件向转子的轴向一侧(例如上侧)施力的施力部件和使限制部件向转子的轴向另一侧(例如下侧)移动的螺线管。螺线管包括按压限制部件的柱塞，在螺线管为非通电状态时，即在限制部件处于限制位置的情况下，螺线管的柱塞向螺线管的主体部的上侧移动而被保持。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1的旋转致动器中，在限制部件处于限制位置的情况下，螺线管的柱塞的上端部成为从形成于壳体的贯通孔突出的构造。因此，通过突出的柱塞的上端部，旋转限制机构的限制可能容易从壳体的外部解除，其结果，可能导致意外的电动机的驱动，存在改善的余地。

本发明提供一种旋转致动器及包含这种旋转致动器的机器人，在限制部件处于限制位置的情况下，能够从壳体的外部操作该限制部件的限制解除，并且能够防止意外的限制解除。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种旋转致动器，其包含：

电动机，所述电动机包括转子及定子；

旋转限制机构，所述旋转限制机构配置为限制处于停止状态的所述转子的旋转；以及

壳体，所述壳体收容所述电动机及所述旋转限制机构，

所述旋转限制机构包括：圆环状的旋转侧限制部件，所述旋转侧限制部件固定于所述转子上；限制部件，所述限制部件插入沿着周向形成于所述旋转侧限制部件的外周面的多个突起部之间，限制所述旋转侧限制部件在所述周向上的移动；以及驱动机构，所述驱动机构配置为使所述限制部件在限制位置及限制解除位置之间沿所述转子的轴向移动，所述限制位置是所述限制部件配置在所述周向上的所述突起部之间的位置，所述限制解除位置是所述限制部件从所述周向上的所述突起部之间脱离的位置，

所述驱动机构包括将所述限制部件朝向所述限制位置施力的施力部件和使所述限制部件朝向所述限制解除位置移动的螺线管，

所述螺线管的柱塞包括与所述限制部件抵接的一侧的一端部和与所述一端部相反侧的另一端部，在所述壳体上，在与所述螺线管的柱塞的另一端部对置的部分形成有贯通孔，

所述柱塞的所述另一端部在所述限制部件处于所述限制位置的状态下位于所述壳体的内部。

在根据本发明的一个方面的旋转致动器中，无论在限制部件处于限制位置和限制解除位置的任何情况下，螺线管的柱塞的另一端部均配置于壳体的内侧，在该柱塞的另一端部对置的壳体的部分形成有能够从壳体的外部按压柱塞的另一端部的贯通孔。因此，在限制部件处于限制位置的情况下，通过穿过壳体的贯通孔按压螺线管的柱塞的另一端部，能够从壳体的外部进行该限制部件的限制解除。另外，由于螺线管的柱塞不从壳体露出到外部，所以能够避免不经意的接触，防止意外的限制解除。

根据本发明的一个方面的旋转致动器，其中，

在所述限制部件处于所述限制位置的状态下，所述柱塞的所述另一端部位于所述贯通孔的内部。

根据本发明的一个方面，在限制部件处于限制位置时，螺线管的柱塞的另一端部容易通过壳体的贯通孔进行识别，因此，能够更容易地从壳体的外部按压柱塞的另一端部。另外，此时，在柱塞的另一端部被推入的情况下，就会难以从贯通孔识别柱塞的另一端部，因此，能够更容易地把握限制部件的限制解除已被进行。

根据本发明的一个方面的旋转致动器，其包含壁部，所述壁部设于所述壳体的内面上所述贯通孔的周围。

根据本发明的一个方面，壁部作为加强部发挥作用，即使在壳体上形成贯通孔，也能够提高贯通孔的周缘部的刚性。

根据本发明的一个方面，其中，

所述限制部件是与所述轴向垂直的截面的形状相同的柱状部件。

专利文献1记载的限制部件在限制部件的一端部包括凸缘部，在该凸缘部与旋转侧限制部件卡合。因此，在现有的限制部件中，在与旋转侧限制部件卡合时，在凸缘部承受面压，该面压经由滑动移动自如地支承限制部件的限制部件的凸缘部以外的小径部分传递到固定部件，因此，传递到固定部件上的力增大。

根据本发明的一个方面，限制部件是与轴向垂直的截面的形状相同的柱状部件。当这样构成时，能够较大地获得与固定部件的接触面积，因此，在旋转侧限制部件的突起部和限制部件卡合时，能够减小伴随该卡合的面压。由此，与现有的限制部件相比，能够减轻固定部件的负荷，抑制对固定部件的磨损及应力影响。另外，与目前的限制部件相比，能够简化构造，因此，能够降低制造成本。另外，即使在旋转轴限制部件与限制部件的卡合位置在轴向偏离的情况下，也能够可靠地进行限制，能够使限制部件的定位精度保持充裕。

根据本发明的一个方面，其中，在所述限制部件处于所述限制位置的状态下，所述限制部件的与所述柱塞的所述一端部抵接的一侧的面在所述轴向上位于比夹着所述限制部件的所述突起部之间靠外侧。

根据本发明的一个方面，能够更可靠地进行旋转侧限制部件与限制部件的卡合。

根据本发明的另一个方面，提供一种旋转致动器，其包含：

电动机，所述电动机包括转子及定子；

旋转限制机构，所述旋转限制机构配置为限制处于停止状态的所述转子的旋转；以及

壳体，所述壳体收容所述电动机及所述旋转限制机构，

所述旋转限制机构包括：圆环状的旋转侧限制部件，所述旋转侧限制部件固定于所述转子上；限制部件，所述限制部件插入沿着周向形成于所述旋转侧限制部件的外周面的多个突起部之间，限制所述旋转侧限制部件在所述周向上的移动；以及驱动机构，所述驱动机构配置为使所述限制部件在限制位置及限制解除位置之间沿所述转子的轴向移动，所述限制位置是所述限制部件配置在所述周向上的所述突起部之间的位置，所述限制解除位置是所述限制部件从所述周向上的所述突起部之间脱离的位置，

所述驱动机构包括将所述限制部件朝向所述限制位置施力的施力部件和使所述限制部件朝向所述限制解除位置移动的螺线管，

所述螺线管的柱塞包括与所述限制部件抵接的一侧的一端部和与所述一端部相反侧的另一端部，所述螺线管的柱塞的另一端部在所述限制部件处于所述限制位置的状态下，位于所述壳体内部且由所述壳体覆盖而非露出，

所述壳体中的与所述柱塞的所述另一端部对置的部分由能够接受来自与所述另一端部侧相反侧的外力向所述另一端部侧变形而与所述另一端部抵接的具有弹性的部件构成。

根据本发明的另一个方面，柱塞的另一端部从壳体非露出。因此，能够防止不经意的限制解除，并且能够防止异物混入壳体内部。

根据本发明的另一个方面的旋转致动器，其中，

在所述壳体的所述部分中的与所述另一端部侧对置的面上形成有朝向所述另一端部突出的凸部。

根据本发明的另一个方面，能够通过凸部使外力向柱塞的另一端部集中，能够容易进行限制解除操作。另外，通过适当设定凸部的高度，无需使壳体的所述部分过分弹性变形，能够提高壳体的设计自由度。

根据本发明的另一个方面，所述壳体中的形成所述部分的区域的外表面与所述旋转侧限制部件的轴向垂直，

相对于所述部分，在所述旋转侧限制部件的径向外侧形成有与所述轴向平行的所述壳体的侧面，

在所述壳体上形成有将所述区域的所述外表面与所述侧面相连且相对于该外表面倾斜的倾斜面。

根据本发明的另一个方面，例如在壳体整体由包括柔软性的材料形成的情况下，能够使所述部分弹性变形时壳体的支点向比上述部分更靠旋转侧限制部件的径向内侧离开，能够使所述部分容易挠曲。另外，在壳体中的比所述部分靠旋转侧限制部件的径向的外侧，将倾斜面和侧面相连的部分形成支点，因此，通过该倾斜面，所述部分变得容易翘曲。其结果，能够容易、迅速且可靠地进行限制解除操作。

根据本发明的又一个方面，提供一种机器人，其包含根据本发明的一个方面的旋转致动器构成的关节部。

根据本发明的又一个方面，在关节部，在限制部件处于限制位置的情况下，能够从壳体外部操作限制部件的限制解除，并且，能够防止意外的限制解除。

发明效果

根据本发明，在限制部件处于限制位置的情况下，能够从壳体外部操作该限制部件的限制解除，并且能够防止意外的限制解除。

附图说明

图1是本发明实施方式的产业机器人的主视图。

图2(A)是图1所示的产业用机器人的立体图，图2(B)是表示图2(A)所示的产业用机器人动作的情况的立体图。

图3是图1所示的关节部的纵剖面图。

图4(A)及图4(B)是用于说明图3所示的G部的结构的放大图，图4(A)是表示限制销处于限制解除位置的状态的放大图，图4(B)是表示限制销处于限制位置的状态的放大图。

图5是图3所示的旋转侧限制部件及限制销的俯视图。

图6(A)及图6(B)是用于说明图3所示的H部的结构的放大图，图6(A)是用于说明图3所示的限制销处于限制位置时的柱塞的上端部的状态的放大图，图6(B)是用于说明图3所示的限制销处于限制解除位置时的柱塞的上端部的状态的放大图。

图7是用于说明本发明实施方式的柱塞的变形例的放大图。

图8是用于说明本发明实施方式的限制销的变形例的放大图。

图9(A)及图9(B)是用于说明图3所示的H部的结构的变形例的放大图，图9(A)是用于说明限制销处于限制位置时的状态的放大图，图9(B)是用于说明限制销处于限制解除位置时的状态的放大图。

图10是用于说明壳体的形状的变形例的示意图，是表示图3所示的H部的结构的图。

附图标记说明

1 产业用机器人

2 关节部

10 电动机

11 转子

12 旋转轴

14 定子

30 旋转限制机构

31 旋转侧限制部件(第一限制部件)

31a 突起部

32 限制销(第二限制部件)

35 固定部件

40 驱动机构

41 螺线管

41a 柱塞

41b 本体部

42 压缩螺旋弹簧

80 壳体

82 罩

82a 贯通孔

82b 壁部

83 弹性部件

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(产业用机器人的概略结构)

首先，参考图1、图2(A)及图2(B)说明本发明实施方式的产业用机器人的结构。图1是本发明实施方式的产业机器人的主视图。图2(A)是图1所示的产业用机器人的立体图，图2(B)是表示图2(A)所示的产业用机器人动作的情况的立体图。

如图1、图2(A)及图2(B)所示，本实施方式的产业用机器人(以下也称为“机器人”)1是被用于规定的产品的组装或制造等的多关节机器人，被设置在组装线及制造线上使用。机器人1包含多个关节部2和多个臂3。在本实施方式中，机器人1包含6个关节部2和2个臂3。

此外，在以下的说明中，在区别表示6个关节部2各自时，将6个关节部2分别设为“第一关节部2A”、“第二关节部2B”、“第三关节部2C”、“第四关节部2D”、“第五关节部2E”及“第六关节部2F”。另外，在以下的说明中，在区别表示两个臂3各自时，将两个臂3分别设为“第一臂3A”及“第二臂3B”。

另外，机器人1还包含与第一关节部2A相对可旋转地连接的支承部件4。支承部件4包括凸缘部4a，形成为带凸缘的圆筒状。在支承部件4的内周侧形成有贯穿于支承部件4的轴向的贯通孔(省略图示)。凸缘部4a形成为圆环状，作为机器人1的基座构成底面部分。另外，臂3形成为细长的圆筒状。

在机器人1中，第一关节部2A和第二关节部2B可相对转动地连接，第二关节部2B和第一臂3A的基端被固定。另外，第一臂3A的前端和第三关节部2C被固定，第三关节部2C和第四关节部2D可相对转动地连接。而且，第四关节部2D和第二臂3B的基端可相对转动地连接，第二臂3B的前端和第五关节部2E被固定，第五关节部2E和第六关节部2F可相对转动地连接。另外，在第六关节部2F能够可相对转动地安装手或工具等。

以下，说明关节部2的具体的结构。此外，如图1所示，在本实施方式中，第一关节部2A、第二关节部2B以及第三关节部2C以相同大小形成，第四关节部2D、第五关节部2E以及第六关节部2F以相同大小形成。另外，第一关节部2A、第二关节部2B以及第三关节部2C的大小被设计为比第四关节部2D、第五关节部2E以及第六关节部2F的大小大。但是，第一关节部2A、第二关节部2B以及第三关节部2C与第四关节部2D、第五关节部2E以及第六关节部2F除了大小不同这一点以外，同样地构成。

(关节部的结构)

接着，参照图3～图6(A)及图6(B)具体说明关节部2的结构。图3是图1所示的关节部2的纵剖面图。图4(A)及图4(B)是用于说明图3所示的G部的结构的放大图，图4(A)是表示限制销(限制部件)32处于限制解除位置的状态的放大图，图4(B)是表示限制销32处于限制位置的状态的放大图。图5是图3所示的旋转侧限制部件31及限制销32的俯视图。图6(A)及图6(B)是用于说明图3所示的H部的结构的放大图，图6(A)是用于说明图3所示的限制销32处于限制位置时柱塞41a的上端部的状态的放大图，图6(B)是用于说明图3所示的限制销32处于限制解除位置时柱塞41a的上端部的状态的放大图。

此外，在以下的说明中，为了便于说明，将图3的Z1方向侧设为“上”侧，将其相反侧即Z2方向侧设为“下”侧。另外，将图3的X1方向侧设为“左”侧，将其相反侧即X2方向侧设为“右”侧。

如图3所示，关节部2包括电动机10、与电动机10连接的减速器20、用于检测电动机10的旋转位置的位置检测机构60、将电动机10及位置检测机构60电连接的电路基板B和壳体80，所述壳体80收纳电动机10、减速器20、位置检测机构60以及电路基板B，关节部2自身作为旋转致动器构成。

电动机10是在径向的中心形成有贯通孔的中空电动机，包含中空状的旋转轴12。另外，电动机10包含转子11和定子14。减速器20是在径向的中心形成有贯通孔的中空减速器。电动机10和减速器20在上下方向上重叠配置。具体而言，电动机10配置于上侧，减速器20配置于下侧。另外，电动机10和减速器20配置于同轴上。

本实施方式的减速器20是中空波动齿轮装置，包含刚性内齿轮21、挠性外齿轮22、波动产生部23、交叉滚子轴承26。波动产生部23包含与电动机10的旋转轴12连接的中空状的输入轴24、安装于输入轴24的外周侧的波动轴承25。在本实施方式中，刚性内齿轮21为减速器20的输出轴。

另外，关节部2还包含限制处于停止状态的转子11的旋转的旋转限制机构30、插通于电动机10的旋转轴12及减速器20的输入轴24的内周侧的筒状的管状部件17、固定于刚性内齿轮21的输出侧部件18。旋转限制机构30和管状部件17均同样被收纳于壳体80中。

如上所述，电动机10包含转子11和定子14。转子11包含旋转轴12和固定于旋转轴12上的驱动用磁铁13。旋转轴12形成为上下方向细长的大致圆筒状，且以使旋转轴12的轴向和上下方向一致的方式配置。即，上下方向是旋转轴12的轴向，并且是转子11的轴向。而且，驱动用磁铁13形成为圆筒状。驱动用磁铁13的长度(上下方向的长度)被设定为比旋转轴12短，驱动用磁铁13被固定于旋转轴12的下端侧部分的外周面上。

定子14整体形成为大致圆筒状，以覆盖驱动用磁铁13的外周面的方式配置于驱动用磁铁13的外周侧(径向外侧)。旋转轴12的上端侧部分突出到比定子14的上端面靠上侧。该定子14具备驱动用线圈(未图示)和包括经由绝缘子卷绕驱动用线圈的多个突极的定子铁芯(未图示)。定子铁芯的突极以朝向内周侧突出的方式形成，突极的前端面与驱动用磁铁13的外周面对置。电动机10被固定于壳体80上。具体而言，定子14的外周面固定于壳体80上。

减速器20如上所述包含刚性内齿轮21、挠性外齿轮22、波动产生部23以及交叉滚子轴承26。刚性内齿轮21形成为扁平的大致圆筒状，配置为刚性内齿轮21的轴向和上下方向一致。即，上下方向为减速器20的输出轴即刚性内齿轮21的轴向。而且，刚性内齿轮21固定于交叉滚子轴承26的内圈26a。交叉滚子轴承26的外圈26b固定于壳体80的下端侧部分，刚性内齿轮21经由交叉滚子轴承26可旋转地保持于壳体80的下端侧部分。

挠性外齿轮22在上端包括凸缘部22a，形成为带凸缘的大致筒状。凸缘部22a形成为大致圆环状，凸缘部22a的外周侧部分固定于壳体80上。即，减速器20固定于壳体80上。另外，刚性内齿轮21构成减速器20的下端侧部分。挠性外齿轮22的凸缘部22a构成减速器20的上端侧部分。在刚性内齿轮21的内周面形成有内齿。在挠性外齿轮22的下端侧的外周面形成有与刚性内齿轮21的内齿啮合的外齿。

波动产生部23如上所述包含输入轴24和波动轴承25。输入轴24作为整体形成为上下方向细长的筒状，以使输入轴24的轴向和上下方向一致的方式配置。另外，输入轴24的下端侧部分以外的部分形成为细长的大致圆筒状。输入轴24的下端侧部分构成椭圆部24a，所述椭圆部24a从输入轴24的轴向观察时的内周面的形状形成为圆形，从输入轴24的轴向观看时的外周面的形状为椭圆形状。

波动产生部23的输入轴24的上端侧部分被插入固定于电动机10的旋转轴12的下端侧部分的内周侧。具体而言，输入轴24的上端侧部分被插入固定于旋转轴12的固定有驱动用磁铁13的部分的内周侧。旋转轴12和输入轴24配置于同轴上。另外，输入轴24的上端侧部分通过粘接固定于旋转轴12上。

上下方向的输入轴24的中心部分被可旋转地支承于轴承16上。轴承16是滚珠轴承。该轴承16安装在轴承保持部件15上，轴承保持部件15固定于壳体80上。即，输入轴24可旋转地支承于经由轴承保持部件15安装在壳体80上的轴承16上。轴承保持部件15形成为圆环状且平板状，以与挠性外齿轮22的凸缘部22a在上下方向重叠的方式固定于壳体80上。

波动轴承25是具备挠性的内圈(未图示)和外圈(未图示)的滚珠轴承。该波动轴承25沿着椭圆部24a的外周面配置，呈椭圆形挠曲。挠性外齿轮22的形成有外齿的下端侧部分包围波动轴承25配置于波动轴承25的外周侧，该部分呈椭圆形挠曲。挠性外齿轮22的外齿在椭圆状挠曲的挠性外齿轮22的下端侧部分的长轴方向的两个部位与刚性内齿轮21的内齿啮合。

输出侧部件18包括凸缘部18a和筒部18b，形成为带凸缘的大致圆筒状。该输出侧部件18以输出侧部件18的轴向与上下方向一致的方式配置，在输出侧部件18的内周侧形成有贯穿上下方向的贯通孔18c。凸缘部18a形成为平板状且圆环状，与筒部18b的下端相连。凸缘部18a被固定于刚性内齿轮21上，且凸缘部18a的上表面与刚性内齿轮21的下表面接触。另外，凸缘部18a配置于比壳体80的下端靠下侧，配置于壳体80的外侧。

在筒部18b的上端侧形成有外径比筒部18b的下端侧部分小的小径部18d，在筒部18b的上端侧部分的外周侧形成有与上下方向正交的圆环状的台阶面18e。小径部18d插入到管状部件17的下端侧部分的内周侧，管状部件17的下端面与台阶面18e对置。另外，贯通孔18c与管状部件17的内周侧相通。筒部18b的上端侧部分配置于减速器20的输入轴24的下端侧部分的内周侧。在筒部18b的外周面和输入轴24的下端侧部分的内周面之间配置有轴承19。轴承19是滚珠轴承。

管状部件17形成为上下方向细长的圆筒状，以使管状部件17的轴向与上下方向一致的方式配置。如上所述，管状部件17被插通于旋转轴12及输入轴24的内周侧。管状部件17的上端面配置于比旋转轴12的上端面靠上侧，管状部件17的下端面配置于比输入轴24的下端面靠上侧。另外，如上所述，输出侧部件18的小径部18d插入管状部件17的下端侧部分的内周侧，同时，管状部件17的下端面与台阶面18e对置，管状部件17的下端侧保持于输出侧部件18。

管状部件17的上端侧保持于保持部件50。保持部件50固定于支柱51，支柱51固定于壳体80上。即，保持部件50经由支柱51固定于壳体80上。保持部件50包含保持管状部件17的上端侧的圆筒状的保持部50a。保持部50a被配置为保持部50a的轴向与上下方向一致，在保持部50a的内周侧形成有上下方向贯通的贯通孔50b。

在保持部50a的下端侧形成有内径比保持部50a的上端侧大的大径部50c，在保持部50a的下端侧部分的内周侧形成有与上下方向正交的圆环状的台阶面50d。管状部件17的上端侧插入大径部50c的内周侧，管状部件17的上端面与台阶面50d对置。另外，贯通孔50b与管状部件17的内周侧相通。

位置检测机构60配置于电动机10的定子14的上侧。该位置检测机构60包含固定于旋转轴12的上端侧的狭缝板61和传感器62。传感器62是透射型的光学式传感器，其包含相互对置配置的发光元件和受光元件。传感器62被固定于作为编码器保持架的固定部件35上。

固定部件35固定于壳体80上。即，传感器62经由固定部件35固定于壳体80上。位置检测机构60的狭缝板61形成为薄平板状，并且形成为圆环状。在狭缝板61中，以一定的间隔在狭缝板61的周向上形成有多个狭缝孔(未图示)。狭缝板61以将狭缝板61的周向的一部分配置于传感器62的发光元件和受光元件之间的方式固定于电动机10的旋转轴12上。

壳体80包含上下两端开口的壳体主体81、堵塞壳体主体81的上端侧的开口的罩82。壳体主体81的下端侧的开口由减速器20堵塞。在壳体主体81的侧面形成有在与上下方向正交的方向上开口的开口部81a。即，在壳体80上形成有在与上下方向正交的方向上开口的开口部81a。开口部81a形成为贯通壳体主体81的侧面部分。

另外，在罩82的上表面部分形成有面临构成后述的驱动机构40的螺线管41的柱塞41a的上端部的贯通孔82a。即，在壳体80上形成有贯通孔82a。贯通孔82a形成为在上下方向上贯穿罩82的上表面部分，经由贯通孔82a，壳体80的内部和外部连通。另外，贯通孔82a形成为大致圆孔状，在壳体80(罩82)的内面的贯通孔82a的周围，向下侧突出一体设置有大致筒状的壁部82b。

如图3、图4(A)及图4(B)所示，旋转限制机构30被设置为在停止位置保持处于停止状态的转子11，并收容于壳体80中。该旋转限制机构30包括平板状且大致圆环状的旋转侧限制部件31、与旋转侧限制部件31卡合而限制旋转侧限制部件(第一限制部件)31在旋转侧限制部件31的周向上的移动的限制销(第二限制部件)32、沿着转子11的轴向使限制销32向上下方向移动的驱动机构40。

如图3、图6(A)及图6(B)所示，驱动机构40包括将限制销32向上侧施力的作为施力部件的压缩螺旋弹簧42和经由柱塞41a使限制销32向下侧移动的螺线管41。螺线管41以在螺线管41处于通电状态时螺线管41的柱塞41a向下侧突出的方式固定于壳体80，柱塞41a的上端部(另一端部)向比螺线管41的主体部41b靠上侧突出。

螺线管41的柱塞41a通过以柱塞41a的下端部(一端部)与限制销32抵接并进行按压，使限制销32沿着转子11的轴向移动到后述的限制解除位置。另外，柱塞41a的上端部被设置为：即使在螺线管41处于非通电状态时，换言之，即使在柱塞41a向上侧移动，限制销32处于后述的限制位置时，柱塞41a的上端部仍位于壳体80的内部。

具体而言，如上所述，壳体80的贯通孔82a形成于与螺线管41的柱塞41a的另一端部对置的部分，所述另一端部是螺线管41的柱塞41a的与一端部相反侧的端部，所述一端部是螺线管41的柱塞41a的与限制销32抵接的一侧的端部。而且，在限制销32处于限制位置的状态下，螺线管41的柱塞41a的上端部以从壳体80的贯通孔82a在转子11的轴向上偏移的状态位于贯通孔82a的下侧。但是，此时，螺线管41的柱塞41a的上端部配置为通过壳体80的贯通孔82a容易识别。

如图3所示，旋转侧限制部件31以旋转侧限制部件31的厚度方向与上下方向一致的方式被固定于旋转轴12的上端面，且配置于比位置检测机构60靠上侧。如图5所示，在旋转侧限制部件31的外周面上，沿旋转侧限制部件31的周向以一定的间隔形成有向旋转侧限制部件31的径向的外侧突出的多个突起部31a。在本实施方式中，相对于旋转侧限制部件31的中心以30°节距形成有12个突起部31a。另外，突起部31a形成为从上下方向观察时的形状为大致等边梯形。此外，形成于旋转侧限制部件31的突起部31a的数量没有特别限定，既可以是11个以下，也可以是13个以上。

如图3、图4(A)、图4(B)、图6(A)及图6(B)所示，限制销32是与转子11的轴向(上下方向)垂直的断面的形状相同的圆柱形部件，被配置为限制销32的轴向与上下方向一致。限制销32固定在配置于限制销32上侧的柱塞41a上。具体而言，限制销32在与柱塞41a的下端部抵接的状态下被固定。

如图4(A)、图4(B)、图6(A)及图6(B)所示，在限制销32的下端面形成有朝向上侧凹陷的凹部32a，在凹部32a中配置有驱动机构40的压缩螺旋弹簧42的上端侧部分。

此外，在本实施方式中，将限制销32形成为圆柱状，但不限于此。只要是与上下方向垂直的截面的形状相同的柱状部件，则也可以是多棱柱，例如可适当采用三棱柱、四方柱、六棱柱等。

另外，在从上下方向观察时，限制销32配置于旋转侧限制部件31的外周侧。具体而言，如图5所示，在从上下方向观察时，限制销32被配置为限制销32的一部分与连接旋转侧限制部件31的多个突起部31a的前端面的虚拟圆VC相比配置于旋转侧限制部件31的径向的内侧。如图3及图4(A)及图4(B)所示，线性衬套33也同样被配置为：形成为与上下方向垂直的截面的形状相同的柱状，且线性衬套33的轴向与上下方向一致。

线性衬套33整体被嵌插配置在形成于固定部件35的上表面的凹部35a(参照图4(A)及图4(B))内。线性衬套33的下端面与凹部35a的底面抵接。另外，在凹部35a的底面以朝下侧凹陷的方式形成有配置驱动机构40的压缩螺旋弹簧42的下端侧部分的凹陷35b。在线性衬套33的内周侧整体嵌插配置有限制销32。

另外，在本实施方式中，驱动机构40的螺线管41在电动机10处于停止状态时形成非通电状态，在电动机10驱动时成为通电状态。如图4(B)所示，在螺线管41不是通电状态时，通过驱动机构40的压缩螺旋弹簧42的弹力，限制销32上升，使限制销32配置在旋转侧限制部件31的突起部31a之间。因此，通过旋转侧限制部件31的突起部31a和限制销32的卡合，限制处于停止状态的转子11的旋转。另一方面，在螺线管41形成通电状态时，如图4(A)所示，限制销32下降，直至柱塞31a向下侧突出而限制销32从旋转侧限制部件31的突起部31a之间脱离。由此转子11变为能够旋转。

因此，驱动机构40使限制销32在限制销32配置在旋转侧限制部件31的突起部31a之间的限制位置(图4(B)所示的位置)和限制销32从旋转侧限制部件31的突起部31a之间脱离的限制解除位置(图4(A)所示的位置)之间移动。另外，驱动机构40的压缩螺旋弹簧42对限制销32朝向限制位置施力。螺线管41使处于限制位置的限制销32朝向限制解除位置移动。

而且，如图6(A)所示，在限制销32处于限制位置时，螺线管41的柱塞41a的上端部位于壳体80的壁部82b内部且收纳在壳体80的内部，未露出到壳体80的外部。而且，当使用例如棒状部件等通过该贯通孔82a将柱塞41a的上端部朝向内部按压时(即，朝向下侧按压时)，如图6(B)所示，处于限制位置的限制销32向限制解除位置移动。此时，螺线管41的柱塞41a的上端部配置为难以通过壳体80的贯通孔82a进行识别。

另外，如图6(A)所示，在限制销32处于限制位置的状态下，限制销32的上端面(限制销32的与柱塞41a的一端部抵接的一侧的面)被设为位于比限制销32处于限制解除位置的状态(参照图6(B))下的旋转侧限制部件31的与限制销32侧相反侧的面、即比旋转侧限制部件31的上端面靠上侧。换言之，限制销32处于限制位置的状态下的限制销32的上端面在转子11的轴向(限制销32的可动方向)上位于比夹着限制销32的突起部31a之间靠外侧。再换言之，限制销32处于限制位置的状态下的限制销32的上端面从夹着限制销32的突起部31a之间向转子11的轴向突出。

通过这样构成，本实施方式的限制销32成为进入旋转侧限制部件31的突起部31a之间限制旋转侧限制部件31的移动的限制部。此外，在限制销32处于限制解除位置时，配置于旋转侧限制部件31的外周侧的驱动机构40的柱塞41a被配置在不与旋转侧限制部件31的突起部31a接触的位置。

如图3所示，电路基板B是玻璃环氧基板等刚性基板，形成为平板状。该电路基板B以电路基板B的厚度方向与上下方向一致的方式被固定于壳体80。另外，电路基板B被固定于壳体80的上端侧，且配置于比旋转侧限制部件31靠上侧。管状部件17的上端配置于比电路基板B的上表面靠上侧。

在电路基板B上安装有用于驱动电动机10的电动机驱动电路、用于将输入到电路基板B的信号输出到电路基板B的外部的信号传输电路。另外，在电路基板B上安装有至少两个连接器。与两个连接器中的一个连接器连接的配线以通过管状部件17的内周侧的方式穿绕后，从输出侧部件18的贯通孔18c引出。与另一连接器连接的配线从壳体80的开口部81a引出。

(关节部、臂的连接构造)

再次参照图2(A)及图2(B)，说明本实施方式的机器人1的关节部2及臂3的连接构造。

如上所述，支承部件4和第一关节部2A可相对转动地连接，第一关节部2A和第二关节部2B可相对转动地连接。另外，第二关节部2B和第一臂3A的基端被固定，第一臂3A的前端和第三关节部2C被固定，第三关节部2C和第四关节部2D可相对转动地连接。另外，第四关节部2D和第二臂3B的基端可相对转动地连接，第二臂3B的前端和第五关节部2E被固定，第五关节部2E和第六关节部2F可相对转动地连接。具体而言，例如为了使机器人1能够进行图2(B)所示的动作，如下连接各关节部2及臂3。

此外，在以下的说明中，将第一关节部2A的刚性内齿轮21的轴向设为“第一关节部2A的轴向”，将第二关节部2B的刚性内齿轮21的轴向设为“第二关节部2B的轴向”。另外，将第三关节部2C的刚性内齿轮21的轴向设为“第三关节部2C的轴向”，将第四关节部2D的刚性内齿轮21的轴向设为“第四关节部2D的轴向”。另外，将第五关节部2E的刚性内齿轮21的轴向设为“第五关节部2E的轴向”，将第六关节部2F的刚性内齿轮21的轴向设为“第六关节部2F的轴向”。

首先，支承部件4和第一关节部2A通过将支承部件4的未形成凸缘部4a的一侧的端面固定于第一关节部2A的凸缘部18a而被连接。即，以第一关节部2A的轴向与支承部件4的轴向一致的方式将支承部件4和第一关节部2A连接。第一关节部2A和第二关节部2B以第一关节部2A的轴向和第二关节部2B的轴向正交的方式连接。另外，第一关节部2A的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面被固定在第二关节部2B的凸缘部18a。

第二关节部2B和第一臂3A以第二关节部2B的轴向和第一臂3A的长度方向(轴向)正交的方式连接。另外，第一臂3A的基端固定于第二关节部2B的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面。第一臂3A和第三关节部2C以第一臂3A的长度方向与第三关节部2C的轴向正交的方式连接。另外，第一臂3A的前端固定于第三关节部2C的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面。

第三关节部2C和第四关节部2D以第三关节部2C的轴向和第四关节部2D的轴向正交的方式连接。另外，第四关节部2D的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面固定于第三关节部2C的凸缘部18a。更具体而言，经由固定于第四关节部2D的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面的连接部件5，在第三关节部2C的凸缘部18a固定第四关节部2D的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面。连接部件5包含固定于第三关节部2C的凸缘部18a上的凸缘部5a，形成为带凸缘的圆筒状。

第四关节部2D和第二臂3B以第四关节部2D的轴向与第二臂3B的长度方向一致的方式连接。另外，第二臂3B的基端固定于第四关节部2D的凸缘部18a。此外，在第二臂3B的基端形成有用于将第二臂3B的基端固定在第四关节部2D的凸缘部18a的凸缘部3a，第四关节部2D的凸缘部18a和凸缘部3a相互固定。

第二臂3B和第五关节部2E以第二臂3B的长度方向和第五关节部2E的轴向正交的方式连接。另外，第二臂3B的前端固定于第五关节部2E的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面。第五关节部2E和第六关节部2F以第五关节部2E的轴向和第六关节部2F的轴向正交的方式连接。另外，第六关节部2F的壳体主体81的形成有开口部81a的侧面固定于第五关节部2E的凸缘部18a。

(本实施方式的主要的效果)

如上说明，本实施方式的关节部2包含包括转子11及定子14的电动机10、用于限制处于停止状态的转子11的旋转的旋转限制机构30、收容电动机10及旋转限制机构30的壳体80，旋转限制机构30包括：固定于转子11的圆环状的旋转侧限制部件31、插入沿着周向形成在旋转侧限制部件31的外周面的多个突起部31a之间限制旋转侧限制部件31在该周向上的移动的限制销32、用于使限制销32沿转子11的轴向在限制销32于配置该周向上的突起部之间的限制位置及限制销32从该周向上的突起部31a之间脱离的限制解除位置之间移动的驱动机构40。驱动机构40包括将限制销32朝向限制位置施力的压缩螺旋弹簧42和使限制销32朝向限制解除位置移动的螺线管41。在壳体80上，在与螺线管41的柱塞41a的上端部对置的部分形成有贯通孔82a，柱塞41a的上端部在限制销32处于限制位置的状态下位于壳体80的内部。

在这种结构的关节部2，无论在限制销32处于限制位置和限制解除位置的任何情况下，螺线管41的柱塞41a的上端部均配置于壳体80的内侧，而且，在与该柱塞41a的上端部对置的壳体80的部分形成有能够从壳体80的外部按压柱塞41a的上端部的贯通孔82a。因此，在限制销32处于限制位置的情况下，通过穿过壳体80的贯通孔82a按压螺线管41的柱塞41a的上端部，能够从壳体80的外部进行限制销32的限制解除。另外，由于螺线管41的柱塞41a不从壳体80露出到外部，所以能够避免不经意的接触，防止意外的限制解除。

另外，在本实施方式中，包含在壳体80的内面的贯通孔82a的周围设置的壁部82b。因此，壁部82b作为加强部发挥作用，即使在壳体80上形成贯通孔82a，也能够提高贯通孔82a的周缘部的刚性。

另外，在本实施方式中，限制销32是与轴向垂直的截面的形状相同的柱状部件。因此，由于能够较大地获得与滑动移动自如地支承限制销32的固定部件35的接触面积，所以在旋转侧限制部件31的突起部31a与限制销32卡合时，能够减小伴随该卡合的面压。由此，与目前的限制部件相比，能够减轻固定部件35的负荷，抑制对固定部件35的磨损及应力影响。另外，与目前的限制部件相比，能够简化结构，因此，能够降低制造成本。另外，即使在旋转侧限制部件31和限制销32的卡合位置在上下方向(轴向)上偏离的情况下，也能够可靠地进行限制，能够使限制销32的定位精度保持充裕。

另外，在本实施方式中，在限制销32处于限制位置的状态下，限制销32的上端面位于比限制销32处于限制解除位置的状态下的旋转侧限制部件31的上端面靠柱塞41a侧。换言之，限制销32处于限制位置的状态下的限制销32的上端面位于比旋转侧限制部件31的突起部31a之间靠外侧。因此，能够更可靠地进行旋转侧限制部件31与限制销32的卡合。

(其他实施方式)

上述的实施方式是本发明的优选的实施方式之一例，但不限于此，可以在不变更本发明宗旨的范围内进行各种变形实施。

在上述的实施方式中，在限制销32处于限制位置的状态下，螺线管41的柱塞41a的上端部(另一端部)在从壳体80的贯通孔82a在转子11的轴向上偏移的状态下，位于贯通孔82a的下侧，但不限于此。

作为上述的方式的变形例，如图7所示，也可以设置为：突出于比螺线管41的主体部41b靠上侧的柱塞41a的上端部的长度被设置得较长，在限制销32处于限制位置的状态下，柱塞41a的上端部位于壳体80的贯通孔82a的内部。此外，此时也与上述的方式相同，螺线管41的柱塞41a的上端部不露出到壳体80的外部。

根据该变形例，通过壳体80的贯通孔82a更容易识别螺线管41的柱塞41a的上端部。因此，能够更容易地从壳体80的外部按压柱塞41a的上端部。另外，在柱塞41a的上端部被按下的情况下，柱塞41a的上端部变得难以从贯通孔82a识别，因此，能够更容易地掌握限制销32的限制解除已进行的情况。

在上述的实施方式中，限制销32由与轴向垂直的截面的形状相同的柱状部件构成，但不限于此。作为上述方式的另一变形例，如图8所示，也可以在限制销32的上端侧形成有内径比限制销32的下端侧小的小径部32b，在限制销32的小径部32b的下侧周缘形成与上下方向正交的圆环形的台阶面32c。限制销32的下端侧嵌插于固定部件35的凹部35a，限制销32的上端部成为与旋转侧限制部件31卡合的卡合部分。该情况下，在旋转侧限制部件31的突起部31a和限制销32卡合时，能够使伴随该卡合的面压更小。

在上述的实施方式中，在壳体80的罩82的与柱塞41a的上端部对置的部分形成有贯通孔82a，但也可以为去除该贯通孔82a，将柱塞41a的上端部由罩82覆盖，形成不露出于壳体80的外部的结构。

图9(A)及图9(B)是用于说明图3所示的H部的结构的变形例的放大图，图9(A)是用于说明限制销32处于限制位置时的状态的放大图，图9(B)是用于说明将柱塞41a从图9(A)的状态向下方按压，限制销32移动到限制解除位置的状态的放大图。

图9(A)及图9(B)所示的变形例除了罩82的与柱塞41a的上端部对置的位置处形成的贯通孔82a由弹性部件83填埋这一点和去除了壁部82b这一点以外，是与图6(A)及图6(B)相同的结构。

如图9(B)所示，弹性部件83是受到来自罩82的外侧(与柱塞41a的上端侧相反侧)的外力F，向柱塞41a的上端部变形，能够与该上端部抵接的具有弹性的部件。作为弹性部件83，只要具有弹性，就没有限定，但例如使用橡胶、硅酮、弹性体等。

另外，弹性部件83在罩82的内侧(柱塞41a的上端侧)的面包括朝向柱塞41a的上端部突出的凸部83a。弹性部件83在受到外力F时，该凸部83a与柱塞41a的上端部抵接，将柱塞41a向下方推压。

如图9(A)所示，在未对螺线管41通电的状态下，通过压缩螺旋弹簧42的弹力对柱塞41a向上方施力，柱塞41a和弹性部件83处于接近或抵接的状态。在进行限制解除时，操作者通过手指等将弹性部件83从罩82的外侧向下方按压。如图9(B)所示，通过该按压的外力F，弹性部件83向下方位移，凸部83a与柱塞41a的上端部抵接，并将该上端部压下去。即，该按压产生的外力F从凸部83a传递到柱塞41a的上端部。由此，柱塞41a向下移动，限制销32向限制解除位置移动。

根据图9(A)及图9(B)所示的变形例，由于柱塞41a不从壳体80露出到外部，所以能够避免对柱塞41a的不经意的接触，防止意外的限制解除。另外，能够防止异物混入壳体80内部。另外，因为在弹性部件83上形成有凸部83a，所以外力F容易集中在凸部83a上，能够容易地进行限制解除操作。

在上述的实施方式中，弹性部件83和罩82是分体的，是弹性部件83被埋入罩82的一部分的结构。但是，也可以是罩82整体由例如树脂等形成，使该罩82中的与柱塞41a的上端部对置的部分较薄地形成，由此使该部分具有弹性的结构。根据该结构，能够一体地形成罩82和弹性部件83，能够降低制造成本。

图10是表示图9(A)及图9(B)所示的罩82的形状的变形例即罩82A的结构的示意图，是表示图3的H部的结构的图。图10所示的罩82A的上端的外表面由与旋转侧限制部件31的轴向垂直的面820、821、和将面820与面821相连的与旋转侧限制部件31的轴向平行的面822构成。面821构成罩82A的形成有弹性部件83的区域的外表面。

另外，罩82A在比弹性部件83靠旋转侧限制部件31的径向外侧作为外表面包括与旋转侧限制部件31的轴向平行的侧面824。罩82A作为外表面还包括将该侧面824和面821相连且相对于面821倾斜的倾斜面823。

根据图10所示的变形例，在如上述那样一体形成弹性部件83和罩82的结构中，支承按压弹性部件83时的罩82的变形的支点的位置(图3的符号F1所示的位置)为远离形成弹性部件83的部分的位置，因此，罩82容易挠曲，结果是弹性部件83的部分容易挠曲。另外，按压弹性部件83时支承罩82的变形的支点的位置在比形成弹性部件83的部分靠旋转侧限制部件31的径向外侧成为将倾斜面823和侧面824相连的位置，罩82及该部分通过倾斜面823变得容易挠曲。其结果，容易进行限制解除作业，能够迅速且可靠地进行限制解除。

在上述的实施方式中，驱动机构40的压缩螺旋弹簧42对限制销32向上侧施力，螺线管41使限制销32向下侧移动，但不限于此。例如，也可以是压缩螺旋弹簧42对限制销32向下侧施力，螺线管41使限制销32向上侧移动。另外，在上述的实施方式中，由驱动机构40的压缩螺旋弹簧42对限制销32施力，但不限于此。例如，也可以通过拉伸螺旋弹簧等其它的弹簧部件对限制销32施力。

在上述的实施方式中，刚性内齿轮21为减速器20的输出轴，但不限于此。例如，挠性外齿轮22也可以构成减速器20的输出轴。在该情况下，刚性内齿轮21被固定于壳体80及交叉滚子轴承26的内圈26a，挠性外齿轮22被固定于交叉滚子轴承26的外圈26b及输出侧部件18的凸缘部18a。另外，在上述的实施方式中，减速器20是中空波动齿轮装置，但不限于此。例如，减速器20也可以是中空波动齿轮装置以外的中空减速器。另外，减速器20也可以是中空减速器以外的减速器。另外，在上述实施方式中，电动机10是中空电动机，但不限于此。例如，电动机10也可以是中空电动机以外的电动机。另外，在上述实施方式中，电动机10是所谓的内转子型的电动机，但不限于此。例如，电动机10可以是外转子型的电动机。

在上述的实施方式中，机器人1包含6个关节部2，但不限于此。例如，机器人1所包含的关节部2的数量可以是5个以下，也可以是7个以上。另外，在上述的实施方式中，机器人1包含两个臂3，但不限于此。例如，机器人1所包含的臂3的数量可以是一个，也可以是三个以上。另外，在上述的实施方式中，机器人1的关节部2由包括电动机10及减速器20等的旋转致动器构成，但不限于此。例如，旋转致动器也可以用于机器人1的关节部2之外的部分。另外，旋转致动器也可以用于θ工作台(旋转工作台)的驱动部等。另外，在上述的实施方式中，机器人1是工业用机器人，但机器人1能够应用于各种用途。例如，机器人1可以是服务用机器人。

Claims (6)

1.一种旋转致动器，其包含：

电动机，所述电动机包括转子及定子；

旋转限制机构，所述旋转限制机构配置为限制处于停止状态的所述转子的旋转；以及

壳体，所述壳体收容所述电动机及所述旋转限制机构，

所述旋转限制机构包括：圆环状的旋转侧限制部件，所述旋转侧限制部件固定于所述转子上；限制部件，所述限制部件插入沿着周向形成于所述旋转侧限制部件的外周面的多个突起部之间，限制所述旋转侧限制部件在所述周向上的移动；以及驱动机构，所述驱动机构配置为使所述限制部件在限制位置及限制解除位置之间沿所述转子的轴向移动，所述限制位置是所述限制部件配置在所述周向上的所述突起部之间的位置，所述限制解除位置是所述限制部件从所述周向上的所述突起部之间脱离的位置，

所述驱动机构包括将所述限制部件朝向所述限制位置施力的施力部件和使所述限制部件朝向所述限制解除位置移动的螺线管，

所述螺线管的柱塞包括与所述限制部件抵接的一侧的一端部和与所述一端部相反侧的另一端部，所述螺线管的柱塞的另一端部在所述限制部件处于所述限制位置的状态下，位于所述壳体内部且由所述壳体覆盖而非露出，

所述壳体由树脂形成，

所述壳体中的与所述柱塞的另一端部对置的部分形成得比所述壳体其他部分薄，具有接受来自与所述另一端部侧相反侧的外力向所述另一端部侧变形而能够与所述另一端部抵接的弹性。

2.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，

所述限制部件是与所述轴向垂直的截面的形状相同的柱状部件。

3.根据权利要求2所述的旋转致动器，其中，

在所述限制部件处于所述限制位置的状态下，所述限制部件的与所述柱塞的所述一端部抵接的一侧的面在所述轴向上位于比夹着所述限制部件的所述突起部之间靠外侧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转致动器，其中，

在所述壳体的所述部分中的与所述另一端部侧对置的面上形成有朝向所述另一端部突出的凸部。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转致动器，其中，

所述壳体中的形成所述部分的区域的外表面与所述旋转侧限制部件的轴向垂直，

相对于所述部分，在所述旋转侧限制部件的径向外侧形成有与所述轴向平行的所述壳体的侧面，

在所述壳体上形成有将所述区域的所述外表面与所述侧面相连且相对于该外表面倾斜的倾斜面。

6.一种机器人，其包含由权利要求1～5中任一项所述的旋转致动器构成的关节部。

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