JP2003103489A - コンプライアンスユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンプライアンス機能によって生じたボディ
とベースとの間の相互の位置ずれを、滑らかに且つ確実
に原点復帰させる、簡単な構成の原点復帰機構を提供す
る。 【解決手段】 このコンプライアンスユニット１Ａは、
ボディ２Ａとベース３Ａとの間にコンプライアンス機構
４Ａを介在させ、該コンプライアンス機構によって生じ
たボディとベースとの間の相互の位置のずれを原点位置
に復帰させる原点復帰機構を備える。上記原点復帰機構
は、ボディまたはベースに設けられた磁石１５Ａと、そ
の他方と一緒に変位するように設けられ、該磁石に磁力
的に吸引されることより原点位置に引き戻される被吸着
部材２１Ａとで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットア
ームによる自動組立等において、結合すべきワーク相互
間の位置ずれや寸法公差等を吸収する場合に用いられる
コンプライアンスユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のコンプライアンスユニットとし
て一般的に知られているものは、ロボットアーム又はワ
ークチャック手段の一方に取付けられるボディと、他方
に取付けられるベースとを備え、これらボディとベース
との間に配設された上記コンプライアンス機構によりボ
ディとベースとの相互の位置をずらし、コンプライアン
ス機能を発揮させるものである。

【０００３】このようなコンプライアンスユニットは、
ボディとベースとの相互位置を原点に復帰させる原点復
帰機構を備えているのが通常であり、この原点復帰機構
としては、例えば図１７に示すように、ボディ６１とベ
ース６２の間における該ボディ６１に鋼球６３を遊動可
能に配設し、該鋼球６３をばねやシリンダ機構等の押圧
手段６４によってベース６２に設けた円錐状の窪み６５
に押し込むことにより、ボディ６１とベース６２との相
互の位置ずれを戻して原点に復帰させるものが広く知ら
れている。

【０００４】しかしながら、この種の原点復帰機構は、
鋼球６３が、ボディ６１やベース６２、あるいは押圧手
段６４との接触点Ｑ，Ｒ，Ｐのいずれかにおいて負荷が
かかった状態ですべり運動を起こす場合があり、しかも
それらの面の表面粗さの具合によって、ベース６２ある
いはボディ６１の滑らかな原点復帰動作が妨げられ、作
業内容によってはワークの故障や破損等の問題が発生す
る可能性がある。また、このような問題を避けようとす
ると、部品点数が多くなり、全体の構成が複雑になりが
ちであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、コンプライアンス機能によって生じたボディとベー
スとの間の相互の位置ずれを、滑らかに且つ確実に原点
復帰させる、簡単な構成の原点復帰機構を備えたコンプ
ライアンスユニットを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のコンプライアンスユニットは、ボディとベ
ースとの間にコンプライアンス機構を介在させ、該コン
プライアンス機構によって生じたボディとベースとの間
の相互の位置のずれを原点位置に復帰させる原点復帰機
構を備えたコンプライアンスユニットにおいて、上記原
点復帰機構が、上記ボディまたはベースの一方に設けら
れた磁石と、その他方と一緒に変位するように設けら
れ、該磁石に磁力的に吸引されることより原点位置に引
き戻される被吸着部材とで構成したことを特徴とするも
のである。

【０００７】上記構成を有するコンプライアンスユニッ
トは、上記被吸着部材の移動を拘束しない状態において
は、該被吸着部材が磁石によってそれに近接する位置ま
で引きつけられることにより、ベースがボディに対する
原点位置まで引き戻される。したがって、鋼球を利用し
た原点復帰機構のように、鋼球のすべり運動等が生じる
ことがなく、滑らか且つ確実な原点復帰動作を行うこと
ができる。また、原点復帰動作は磁石と被吸着部材との
磁気吸引力のみで行われるため、部品点数が少なく、全
体の構成を簡単にすることができる。

【０００８】上記本発明のコンプライアンスユニットに
おいては、上記ボディに、上記コンプライアンス機構に
より変位が生じたベースをその変位位置に固定するロッ
ク機構を備えたものとすることができ、この場合、上記
ロック機構を、上記被吸着部材と共に上記ボディ内を移
動する被押圧部材と、ボディ内部に設けられ、該被押圧
部材を押圧するピストン部材を有するシリンダ機構と、
該ピストン部材により押圧された上記被押圧部材を支持
してピストンと共に該被押圧部材を位置不動に固定する
支持部材とを備えた構成とすることができる。また、上
記ロック機構は、ボディ内部に設けられ、ベースを直接
的に押圧して該ベースを位置不動に固定するピストン部
材をもったシリンダ機構を備えたものとすることもでき
る。

【０００９】上記シリンダ機構のピストン部材は、上記
磁石と被吸着部材との間に配設すると共に、該ピストン
部材が、被吸着部材との対向面に該被吸着部材を収容し
て上記磁石との距離を短縮する凹部を備えているのが望
ましい。更に、本発明のコンプライアンスユニットにお
いては、上記磁石と被吸着部材とを複数対備えたものと
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は本発明に係るコン
プライアンスユニットの第１実施例を示すもので、この
実施例のコンプライアンスユニット１Ａは、ロボットア
ーム又はワークチャック手段のいずれか一方に取付けら
れるボディ２Ａと、他方に取付けられるベース３Ａと、
これらのボディ２Ａとベース３Ａとの間に介在させたコ
ンプライアンス機構４Ａと、ベース３Ａの位置を一時的
に保持するロック機構と、コンプライアンス機構４Ａに
よって生じたボディ２Ａとベース３Ａとの間の相互の位
置ずれを原点位置に復帰させる原点復帰機構とを備えて
いる。

【００１１】図３は、上記コンプライアンスユニットの
全体的構成を示すと同時に、一般的なコンプライアンス
ユニットにおけるベースの位置姿勢を決める６自由度に
ついて説明するためのもので、通常、上記ボディ２Ａの
中心軸線に沿うＺ方向、該Ｚ方向と直交し且つ互いに直
交するＸ，Ｙ方向、上記Ｘ及びＹ軸周りに回転するα及
びβ方向、上記Ｚ軸周りに回転するθ方向の自由度のう
ち、用途に応じて必要な自由度を持つように設計され
る。なお、上記第１実施例は、ＸＹ方向の２自由度を有
するものである。

【００１２】上記コンプライアンス機構４Ａは、ベース
３ＡをＸ方向に摺動自在に保持するインナーガイド５Ａ
と、該インナーガイド５ＡをＹ方向に摺動自在に保持す
るアウターガイド６Ａとを備え、該アウターガイド６Ａ
をボディ２Ａの一端側に取付けている。従って、このイ
ンナーガイド５Ａとアウターガイド６Ａとを介して、ベ
ース３Ａに対しＸ、Ｙ及びそれらの合成方向の自由度を
与え、ベース３Ａを外力によりそれらの方向に移動させ
ることができる。

【００１３】更に具体的に説明すると、上記インナーガ
イド５Ａは、ベース３Ａの両側面をＸ方向にガイドする
第１スライド機構７Ａを介して該ベース３Ａを保持し、
また、上記アウターガイド６Ａは、インナーガイド５Ａ
の両端面を、上記第１スライド機構７Ａによるガイド方
向と直交するＹ方向にガイドする第２スライド機構８Ａ
を介して保持している。上記第１スライド機構７Ａは、
インナーガイド５Ａの両側端からベース３Ａ側に突出し
た一対のガイド壁５Ａａ，５Ａａとベース３Ａの外側面
との対向面間に、また第２スライド機構８Ａは、アウタ
ーガイド６Ａからインナーガイド５Ａ側に突出する一対
のガイド壁６Ａａ，６Ａａとインナーガイド５Ａの外端
面との対向面間にそれぞれ配設され、そして上記両スラ
イド機構７Ａ，８Ａは、上記それぞれの対向面に設けた
溝７ａ，８ａ内に鋼球７ｂ，８ｂを転動自在に嵌入する
ことにより構成している。

【００１４】また、上記インナーガイド５Ａ及びアウタ
ーガイド６Ａには、コンプライアンスユニットの軸線方
向に開口して、ベース３Ａに連結されたロッド２０Ａを
挿通する中空部９Ａ，１０Ａがそれぞれ設けられてい
る。さらに、上記アウターガイド６Ａと上記ボディ２Ａ
との当接面間には、アウターガイド６Ａの中空部１０Ａ
の周囲を塞ぐ支持部材１１Ａが取付けられている。この
支持部材１１Ａは、その中央に上記ロッド２０Ａを挿通
する導孔１２を備えた平板状のものである。

【００１５】上記ボディ２Ａは、非磁性体で形成された
ボディ本体１３Ａと、該ボディ本体１３Ａ内に設けられ
たシリンダ機構１４Ａと、原点復帰機構の一部を構成す
る磁石１５Ａとを備えている。上記シリンダ機構１４Ａ
は、上記コンプライアンス機能４Ａにより変位したベー
ス３Ａの位置を一時的に固定するロック機構の一部をな
すものである。具体的には、該シリンダ機構１４Ａは、
上記ボディ本体１３Ａ内に形成されたシリンダ孔１６Ａ
と、該シリンダ孔１６Ａ内に収容されたピストン部材１
７Ａとを備え、ボディ本体１３Ａの側面にはシリンダ孔
１６Ａ内の圧力室１８Ａに圧縮流体を給排するポート１
９Ａを開口させている。また、上記磁石１５Ａは、上記
ボディ本体１３Ａにおける基端側、即ち上記シリンダ機
構１４Ａのエンドカバーをなす部分の中央部に、磁極が
コンプライアンスユニットの軸線方向に向くように配設
されている。

【００１６】上記ベース３Ａにおけるボディ２Ａ側の中
央に立設されたロッド２０Ａの先端には、上記磁石１５
Ａに磁力的に吸引される被吸着部材２１Ａが取付けられ
ている。上記ロッド２０Ａ及び被吸着部材２１Ａは、磁
性体によって形成されているもので、該ロッド２０Ａが
インナーガイド５Ａ及びアウターガイド６Ａの中空部
９，１０、及び支持部材１１Ａの導孔１２を貫通して、
上記ボディ本体１３Ａ内のピストン部材１７Ａに近接す
る位置まで導出されている。

【００１７】上記被吸着部材２１Ａは略球状に形成さ
れ、ベース３Ａがコンプライアンス機構４によって変位
した場合には、上記シリンダ孔１６内を該ベース３Ａと
一緒に変位するものである。この被吸着部材２１Ａは、
上記シリンダ孔１６Ａ内において、アウターガイド６Ａ
に取付けられた支持部材１１Ａのボディ２Ａ側板面上に
摺動自在に配設した平板状の被押圧部材２２Ａの中央の
挿入孔２３に嵌入させ、該被押圧部材と２２Ａと共に移
動可能にしたものである。

【００１８】上記被押圧部材２２Ａは、上記シリンダ機
構１４Ａと共にロック機構の一部をなすもので、該シリ
ンダ機構１４Ａのピストン部材１７Ａによって上記支持
部材１１Ａに押圧されることにより、該支持部材１１Ａ
上に位置不動に固定できるようになっている。したがっ
て、この被押圧部材２２Ａが上記ピストン部材１７Ａに
押圧されると、被吸着部材２１Ａがその変位位置におい
て固定され、結果として、ベース３Ａがボディ２Ａに対
する変位を保った状態で不動に固定される。なお、この
被押圧部材２２Ａは、上記シリンダ孔１６Ａの孔径より
も小さい平板状に形成され、被吸着部材２１Ａのシリン
ダ孔１６Ａ内における変位範囲を制限し、それによって
ベース３Ａの変位範囲を制限するものである。

【００１９】上記シリンダ機構１４Ａのピストン部材１
７Ａにおける上記被吸着部材２１Ａとの対向面側の中央
には凹部２４Ａが設けられていて、上記被押圧部材２１
Ａを避けて上記被押圧部材２２Ａのみをピストン部材１
７Ａにより押圧可能とし、また、上記磁石１５Ａと被吸
着部材２１Ａとの間の距離を短縮して、磁石１５Ａの磁
力ができる限り高いレベルで被吸着部材２１Ａに達する
ようにしている。

【００２０】上記構成を有するコンプライアンスユニッ
ト１Ａは、ピストン部材１７Ａによって支持部材１１Ａ
を押圧せず、それにより上記被吸着部材２１Ａの移動が
拘束されていない状態においては、該被吸着部材が磁石
１５Ａによってそれに近接する位置まで引きつけられる
ことにより、ベース３Ａがボディ２Ａに対する原点位置
にまで引き戻されている。そのためには、ロッド２０Ａ
やベース３Ａ、インナーガイド５Ａ、アウターガイド６
Ａ、ボディ本体１３Ａを磁性体により形成し、図１に示
すように磁石１５Ａから被吸着部材２１Ａ及びロッド２
０Ａ等を通る磁路を形成させる必要がある。

【００２１】この状態で、ボディ２Ａをロボットアーム
等に取付け、ベース３Ａに固定したワークチャック手段
等をワークに接触させると、ベース３Ａに作用する外力
により該ベース３Ａがインナーガイド５Ａに対し第１ス
ライド機構７Ａを介してＸ方向にガイドされ、また、上
記インナーガイド５Ａは第２スライド機構８Ａを介して
アウターガイド６Ａに対しＹ方向にガイドされ、即ち、
コンプライアンス機構４Ａによりベース３Ａの位置がワ
ークに倣って変位する。

【００２２】上記ベース３Ａをその変位状態にロックす
るためには、圧力室１８Ａに圧縮流体を供給し、ピスト
ン部材１７Ａによって被押圧部材２２Ａを支持部材１１
Ａに押圧させることにより、該被押圧部材２２Ａが支持
部材１１Ａ上に位置不動に固定され、それに伴って、被
吸着部材２１Ａがその変位位置に固定され、結果とし
て、ベース３Ａがボディ２Ａに対する変位を保った状態
で不動にロックされる。また、圧力室１８Ａの圧縮流体
を排出することにより上記ロックを解除すると、被吸着
部材２１Ａが磁石１５Ａによってそれに近接する位置ま
で引きつけられるので、ベース３Ａがボディ２Ａに対す
る原点位置にまで引き戻される。したがって、鋼球を利
用した原点復帰機構に比して滑らか且つ確実な原点復帰
動作を行うことができる。また、原点復帰動作は磁石１
５Ａと被吸着部材２１Ａとの磁気吸引力のみで行われる
ため、部品点数が少なく、全体の構成を簡単にすること
ができる。

【００２３】図４及び図５は、本発明の第２実施例のコ
ンプライアンスユニットを示すもので、この第２実施例
のコンプライアンスユニット１Ｂは、上記第１実施例の
ものとは主にコンプライアンス機構の構成が異なり、全
体としてコンパクトな態様としたものである。即ち、こ
のコンプライアンスユニット１Ｂも、基本的には、ボデ
ィ２Ｂと、ベース３Ｂと、これらの間に介在させたコン
プライアンス機構４Ｂと、ベース３Ｂの位置を一時的に
保持するロック機構と、コンプライアンス機構４Ｂによ
って生じたベース３Ｂの位置の変位を原点に復帰させる
原点復帰機構とを備えている。

【００２４】第１実施例と構造が異なる上記コンプライ
アンス機構４Ｂは、ベース３ＢをＸ方向に摺動自在に保
持するインナーガイド５Ｂと、該インナーガイド５Ｂを
Ｙ方向に摺動自在に保持するアウターガイド６Ｂとを備
え、該アウターガイド６Ｂをボディ２Ｂの一端側に取付
けているが、ベース３Ｂとインナーガイド５Ｂとの間に
設けた第１スライド機構７Ｂにおける溝７ａと、インナ
ーガイド５Ｂとアウターガイド６Ｂとの間に設けた第２
スライド機構８Ｂの溝８ａとを同一平面上に配置してい
る。また、上記第１実施例においては、インナーガイド
５Ａからベース３Ａ側に突出した一対のガイド壁５Ａ
ａ，５Ａａとベース３Ａの外側面との対向面間に第１ス
ライド機構７Ａを配設しているが、この第２実施例にお
いては、ベース３Ｂの両側端からインナーガイド５Ｂ側
に突出した一対のガイド壁３Ｂａとインナーガイド５Ｂ
の両側端との対向面間に上記第１スライド機構７Ｂを設
けている。

【００２５】なお、その他の構成及び作用は、前記第１
実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分
に、第１実施例の図面に付した符号におけるＡに代えて
Ｂの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略
する。

【００２６】図６及び図７は、本発明の第３実施例のコ
ンプライアンスユニットを示すもので、この第３実施例
のコンプライアンスユニット１Ｃは、上記第１及び２実
施例のものとコンプライアンス機構及びロック機構の構
成を異にし、全体として一層コンパクトな構成態様とし
たものである。即ち、このコンプライアンスユニット１
Ｃでは、基本的には、ボディ２Ｃと、ベース３Ｃと、こ
れらの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｃと、ベ
ース３Ｃの位置を一時的に保持するロック機構と、上記
コンプライアンス機構４Ｃによって生じたベース３Ｃの
位置の変位を原点に復帰させる原点復帰機構とを備えて
いる。

【００２７】この第３実施例におけるコンプライアンス
機構４Ｃと上記第２実施例におけるコンプライアンス機
構４Ｂとの差異は、インナーガイド５Ｃを中空のリング
状に形成し、その中空内に上記ベース３Ｃを収容した状
態で、ベース３Ｃの対向する一対の外側面とインナーガ
イド５Ｃの内壁面との間に第１スライド機構７Ｃを配設
し、それによってベース３Ｃ及びインナーガイド５Ｃを
アウターガイド６Ｃに設けられた凹部６Ｃａ内に収容
し、コンプライアンスユニットの中心軸線の方向の厚さ
を小さくし、コンパクト化を図っている。なお、アウタ
ーガイド６Ｃに対して第２スライド機構８Ｃによりイン
ナーガイド５Ｃを保持する機構は、前記第２実施例と同
様である。

【００２８】また、上記ベース３Ｃにおけるボディ２Ｃ
側の面には、ボディ２Ｃにおけるボディ本体１３Ｃに設
けた磁石１５Ｃによって吸引される磁性体製の被吸着部
材２１Ｃを直接取付けている。この被吸着部材２１Ｃ
は、略半球状のものである。上記ボディ本体１３Ｃに設
けたシリンダ機構１４Ｃや磁石１５Ｃ等の構成や取付け
位置は、実質的に第１実施例と同じである。ただし、上
記シリンダ機構１４Ｃにおけるピストン部材１７Ｃは、
ベース３Ｃを直接押圧し、該ベース３Ｃの変位をロック
するようになっている。

【００２９】従って、第１及び第２実施例と同様に、イ
ンナーガイド５Ｃとアウターガイド６Ｃとを介して、ベ
ース３Ｃに対しＸ、Ｙ及びそれらの合成方向の自由度を
与え、ベース３Ｃを外力によりそれらの方向に移動させ
ることができる。なお、この第３実施例のその他の構成
及び作用は、前記第１または第２実施例と実質的に変わ
るところがないので、主要部分に、第１実施例の図面に
付した符号におけるＡに代えてＣの補助記号を用いた符
号を付し、それらの説明は省略する。

【００３０】図８及び図９は、本発明の第４実施例のコ
ンプライアンスユニットを示すもので、この第４実施例
のコンプライアンスユニット１Ｄでは、前記図３におけ
るＸ及びＹ軸周りで回転するα及びβ方向の自由度を持
つように構成している。そして、このコンプライアンス
ユニット１Ｄと第１実施例のコンプライアンスユニット
１Ａとの差異は、主としてコンプライアンス機構４Ｄの
構成にあり、全体的な構成、即ち、ボディ２Ｄと、ベー
ス３Ｄと、ベース３Ｄの位置を一時的に保持するロック
機構と、上記コンプライアンス機構４Ｄによって生じた
ベース３Ｄの位置の変位を原点に復帰させる原点復帰機
構とは、第１実施例と格別差異がない。

【００３１】第１実施例と構造が異なる上記コンプライ
アンス機構４Ｄは、第１実施例における第１及び第２ス
ライド機構７Ａ，８Ａの溝７Ａａ，８Ａａが直線状であ
るのに対し、該コンプライアンス機構４Ｄでは、インナ
ーガイド５Ｄとベース３Ｄとの間に配設した第１スライ
ド機構７Ｄの溝７Ｄａ、及びアウターガイド６Ｄとイン
ナーガイド５Ｄとの間に配設した第２スライド機構８Ｄ
の溝８Ｄａが、ボディ２Ｄの中心軸線上の回転中心Ｏ
（図３を参照）またはその近辺を中心とする円弧状に形
成している点にある。従って、このコンプライアンスユ
ニット１Ｄでは、外力によってベース３Ｄが上記中心Ｏ
の周りで回転し、図３におけるＸ及びＹ軸周りで回転す
るα及びβ方向の自由度を持つことになる。

【００３２】なお、その他の構成及び作用は、前記第１
実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分
に、第１実施例の図面に付した符号におけるＡに代えて
Ｄの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略
する。

【００３３】上記第４実施例は、上述したように、第１
実施例における第１及び第２スライド機構７Ａ，８Ａの
溝７Ａａ，８Ａａを円弧状にしすることにより、Ｘ及び
Ｙ軸周りで回転するα及びβ方向の自由度を持つように
構成したものであるが、図１０に示す第５実施例及び図
１１に示す第６実施例は、同様にそれぞれ第２実施例及
び第３実施例における第１及び第２スライド機構の溝を
それぞれ円弧状にしたものである。

【００３４】従って、第１スライド機構７Ｅ，７Ｆの溝
７Ｅａ，７Ｆａ、及びアウターガイド６Ｅ，６Ｆとイン
ナーガイド５Ｅ，５Ｆとの間に配設した第２スライド機
構８Ｅ，８Ｆの溝８Ｅａ，８Ｆａは、上記第４実施例と
実質的に変わるところがなく、また、その他の構成及び
作用は、前記第２及び第３実施例と実質的に変わるとこ
ろがないので、主要部分に補助記号Ｅ，Ｆを用いた符号
を付し、それらの説明は省略する。

【００３５】図１２に示す第７実施例のコンプライアン
スユニット１Ｇは、図３に示すＸ及びＹ軸周りに回転す
るα及びβ方向、及びＺ軸周りに回転するθ方向の自由
度を持つようにしたもので、前記実施例と同様に、ボデ
ィ２Ｇと、ベース３Ｇと、これらのボディ２Ｇとベース
３Ｇとの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｇと、
ベース３Ｇの位置を一時的に保持するロック機構と、コ
ンプライアンス機構４Ｇによって生じたボディ２Ｇとベ
ース３Ｇとの間の相互の位置ずれを原点位置に復帰させ
る原点復帰機構とを備えている。

【００３６】上記ベース３Ｇは、ワークチャック手段等
の取付面とは反対側に、前記Ｏ点（図３）を中心とする
部分球面からなる支持面３Ｇａを形成し、一方、ボデイ
本体１３Ｇに固定した軸受ホルダー６Ｇ内に、上記支持
面３Ｇａと同一曲率半径の凹球面の軸受面７Ｇａを持つ
軸受７Ｇを配設して、上記ベース３Ｇの支持面３Ｇａを
支持させ、また、上記ベース３Ｇにおける支持面３Ｇａ
側に固定したガイド２２Ｇにも、上記Ｏ点を中心とする
部分凸球面からなるロック面２２Ｇａ及び上記軸受７Ｇ
の受け面７Ｇｂに接する支持面２２Ｇｂを形成し、ガイ
ド２２Ｇの周辺部分に、ボディ本体１３Ｇ内のシリンダ
機構１４Ｇにおけるピストン部材１７Ｇの周辺部を圧接
できるようにして、ロック機構を形成させている。上記
軸受７Ｇの受け面７Ｇｂ及びそれに接するガイド２２Ｇ
の支持面２２Ｇｂも、前記Ｏ点を中心とする部分球面で
あるのは勿論である。

【００３７】上記軸受７Ｇは、多孔質材により形成した
もので、軸受ホルダー６Ｇに設けた給気ポート２６Ｇか
らその内部に圧縮空気を供給し、それを軸受７Ｇの内部
から該軸受７Ｇとベース３Ｇにおける支持面３Ｇａ及び
ガイド２２Ｇにおける支持面２２Ｇｂとの間に流出させ
て、互いに接する面間の境界に薄い空気膜を形成させる
ことにより、ベース３Ｇの摺動抵抗を小さくして、α，
β及びθ方向の軽快な自由度を持つコンプライアンス機
構４Ｇを形成させている。

【００３８】非磁性体で形成されたボディ本体１３Ｇに
は、前述した実施例と同様に、原点復帰機構の一部を構
成する磁石１５Ｇを備え、一方、上記ガイド２２Ｇにお
けるピストン部材１７Ｇ側の面には、上記磁石１５Ｇに
よって吸引される磁性体製の略半球状の被吸着部材２１
Ｇを、該ピストン部材１７Ｇにおける中央の凹部２４Ｇ
内に位置するようにして、直接取付けている。この磁石
１５Ｇ及び被吸着部材２１Ｇは、原点位置において互い
に対向するようにその２対を設け、しかも、両磁石１５
Ｇの極性を逆にして固定することにより、図示したよう
な磁束を発生させ、コンプライアンス機構４Ｇによる
α，β及びθ方向の変位からの磁力による原点復帰を実
現できるようにしている。そのためには、ボディ本体１
３Ｇ、ピストン部材１７Ｇは非磁性体により形成し、被
吸着部材２１Ｇ、ガイド２２Ｇ及び磁石１５Ｇの上部を
覆うプレート２５Ｇ等は、磁性材料により形成される。

【００３９】上記シリンダ機構１４Ｇは、前記実施例と
同様に、給排ポート１９Ｇからピストン部材１７Ｇの背
面側の圧力室１８Ｇ内に圧縮流体を給排し、コンプライ
アンス機能４Ｇによりベース３Ｇが変位した際に、その
位置を一時的に固定したり、あるいは、ボディ２Ｇとベ
ース３Ｇとを原点位置に固定したりするロック機構の一
部をなすものである。

【００４０】図１３に示す第８実施例のコンプライアン
スユニット１Ｈは、図３に示すＸ及びＹ軸方向、並びに
Ｚ軸周りに回転するθ方向の自由度を持つようにしたも
ので、前記実施例と同様に、ボディ２Ｈと、ベース３Ｈ
と、これらのボディ２Ｈとベース３Ｈとの間に介在させ
たコンプライアンス機構４Ｈと、ベース３Ｈの位置を一
時的に保持するロック機構と、コンプライアンス機構４
Ｈによって生じたボディ２Ｈとベース３Ｈとの間の相互
の位置ずれを原点位置に復帰させる原点復帰機構とを備
えている。

【００４１】この第８実施例は、上記第７実施例におけ
るコンプライアンス機構４Ｇが、ベース３Ｇに、図３の
Ｏ点を中心とするα，β方向の回転の自由度を持たせる
と同時に、θ方向の回転の自由度を持たせるようにして
いるのに対し、基本的に同じ構成で、Ｘ及びＹ方向の自
由度を持つと同時に、θ方向の回転の自由度を持つよう
にしたものである。

【００４２】従って、上記第７実施例との差異は、該第
７実施例におけるベース３Ｇの支持面３Ｇａ、軸受７Ｇ
の軸受面７Ｇａ及び受け面７Ｇｂ、ガイド２２Ｇにおけ
るロック面２２Ｇａ及び支持面２２Ｇｂ、並びにピスト
ン部材１７Ｇの周辺部が全て球面状をなしているのに対
し、この第８実施例ではそれらが全て平面状をなしてい
る点であり、これらの点を除いて、第８実施例のその他
の構成及び作用は、上記第７実施例と実質的に変わると
ころがないので、主要部分に第７実施例の図面に付した
符号におけるＧに代えてＨの補助記号を用いた符号を付
し、それらの説明は省略する。

【００４３】図１４に示す第９実施例のコンプライアン
スユニット１Ｊは、上記第８実施例と同様に、図３に示
すＸ及びＹ軸方向、並びにＺ軸周りに回転するθ方向の
自由度を持つようにしたものであるが、該第８実施例に
おけるボディ２Ｈとベース３Ｈとの間に介在させたコン
プライアンス機構４Ｈに代えて、次のような構成を有す
るコンプライアンス機構４Ｊを備えている。即ち、この
第９実施例におけるコンプライアンス機構４Ｊは、ボデ
ィ本体１３Ｊにおけるベース３Ｊ側に固定した支持板６
Ｊの表裏両面側に、それぞれ鋼球７Ｊｂ，８Ｊｂを保持
したリテーナ７Ｊａ，８Ｊａを介して、ベース３Ｊ及び
それとスペーサ２０Ｊを介して連結したガイド２２Ｊを
当接させ、支持板６Ｊに対して、ベース３Ｊ及びそれと
一体化したガイド２２Ｊを、Ｘ，Ｙ方向及びそれらの合
成方向に対して移動可能に保持させている。ガイド２２
Ｊに二つの極性を逆にした磁石１５Ｊに対向する被吸着
部材２１Ｊを設けているのは、第８実施例と同様であ
る。

【００４４】なお、上記のコンプライアンス機構４Ｊの
構造を除いて、第９実施例のその他の構成及び作用は、
上記第８実施例と実質的に変わるところがないので、主
要部分に第８実施例の図面に付した符号におけるＨに代
えてＪの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は
省略する。

【００４５】図１５及び図１６に示す第１０実施例のコ
ンプライアンスユニット１Ｋは、上記図６及び７に示す
第３実施例並びに図１１に示す第６実施例のものを結合
し、それによって図３に示すＸ及びＹ軸方向、並びにそ
れらの軸周りに回転するα及びβ方向の自由度を持つよ
うにしたものであり、具体的には、前記第３実施例と第
６実施例におけるボディ本体１３Ｃ，１３Ｆを一体化し
たボディ本体１３Ｋにすると共に、磁石１５Ｃ，１５Ｆ
を一体化して単一の磁石１５Ｋとしている。この第１０
実施例の場合には、ベース３ＣＫ，３ＦＫのいずれか一
方を前記各実施例におけるボディとして機能させ、具体
的には、ベース３ＣＫ，３ＦＫのいずれか一方をロボッ
トアーム等に取付け、他方にワークチャック手段等を取
付けることになる。

【００４６】なお、その他の構成及び作用は、前記第３
実施例及び第６実施例と実質的に同一である。そのた
め、この第１０実施例を示す図１５及び図１６において
は、第３実施例と第６実施例の各部に付した符号に更に
Ｋの補助記号を付加して表示し、それらの説明を省略す
る。また、上述した各実施例においては、ボディ本体に
磁石を設け、コンプライアンス機構側に被吸着部材を設
けているが、それが逆であっても何ら差し支えない。

【００４７】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明のコンプ
ライアンスユニットによれば、コンプライアンス機能に
よって生じたボディとベースとの間の相互の位置ずれ
を、磁石の利用により滑らかに且つ確実に原点復帰させ
ることができ、しかもその構成が簡単な原点復帰機構を
具備させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンプライアンスユニットの第１
実施例を示す縦断正面図である。

【図２】同側断面図である。

【図３】コンプライアンスユニットの６自由度について
の説明図を兼ねる同外観斜視図である。

【図４】本発明に係るコンプライアンスユニットの第２
実施例の縦断正面である。

【図５】同側断面図である。

【図６】本発明に係るコンプライアンスユニットの第３
実施例の縦断正面である。

【図７】同側断面図である。

【図８】本発明に係るコンプライアンスユニットの第４
実施例の縦断正面である。

【図９】同側断面図である。

【図１０】本発明に係るコンプライアンスユニットの第
５実施例の縦断正面である。

【図１１】本発明に係るコンプライアンスユニットの第
６実施例の縦断正面である。

【図１２】本発明に係るコンプライアンスユニットの第
７実施例の縦断正面である。

【図１３】本発明に係るコンプライアンスユニットの第
８実施例の縦断正面である。

【図１４】本発明に係るコンプライアンスユニットの第
９実施例の縦断正面である。

【図１５】本発明に係るコンプライアンスユニットの第
１０実施例の縦断正面である。

【図１６】同側断面図である。

【図１７】従来のコンプライアンスユニットにおける原
点復帰機構の一例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｋ コンプライアンスユニット ２Ａ〜２Ｋ ボディ ３Ａ〜３Ｊ，３ＣＫ，３ＦＫ ベース ４Ａ〜４Ｊ，４ＣＫ，４ＦＫ コンプライアンス機構 １４Ａ〜１４Ｊ，１４ＣＫ，１４ＦＫ シリンダ機構 １５Ａ〜１５Ｋ 磁石 １７Ａ〜１７Ｊ，１７ＣＫ，１７ＦＫ ピストン部材 ２１Ａ〜２１Ｊ，２１ＣＫ，２１ＦＫ 被吸着部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボディとベースとの間にコンプライアンス
   機構を介在させ、該コンプライアンス機構によって生じ
   たボディとベースとの間の相互の位置のずれを原点位置
   に復帰させる原点復帰機構を備えたコンプライアンスユ
   ニットにおいて、 上記原点復帰機構が、上記ボディまたはベースの一方に
   設けられた磁石と、その他方と一緒に変位するように設
   けられ、該磁石に磁力的に吸引されることより原点位置
   に引き戻される被吸着部材とで構成された、ことを特徴
   とするコンプライアンスユニット。
2. 【請求項２】請求項１に記載のコンプライアンスユニッ
   トにおいて、上記ボディが、上記コンプライアンス機構
   により変位が生じたベースをその変位位置に固定するロ
   ック機構を備えていることを特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項２に記載のコンプライアンスユニッ
   トにおいて、上記ロック機構が、上記被吸着部材と共に
   上記ボディ内を移動する被押圧部材と、ボディ内部に設
   けられ、該被押圧部材を押圧するピストン部材を有する
   シリンダ機構と、該ピストン部材により押圧された上記
   被押圧部材を支持してピストンと共に該被押圧部材を位
   置不動に固定する支持部材とを備えていることを特徴と
   するもの。
4. 【請求項４】請求項２に記載のコンプライアンスユニッ
   トにおいて、上記ロック機構が、ボディ内部に設けら
   れ、ベースを直接的に押圧して該ベースを位置不動に固
   定するピストン部材をもったシリンダ機構を備えている
   ことを特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載のコンプライアン
   スユニットにおいて、上記シリンダ機構のピストン部材
   が、上記磁石と被吸着部材との間に配設されると共に、
   該ピストン部材が、被吸着部材との対向面に該被吸着部
   材を収容して上記磁石との距離を短縮する凹部を備えて
   いることを特徴とするもの。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５に記載のコンプライ
   アンスユニットにおいて、上記磁石と被吸着部材とを複
   数対備えていることを特徴とするもの。