JP2013139062A - 産業機械の旋回装置 - Google Patents

Abstract

【課題】産業機械の旋回装置の旋回部材の回転を、簡易な構成で制限する。
【解決手段】固定第１部材１４と、遊星歯車減速機２０を介して前記固定第１部材１４に対し旋回するアーム等の旋回第２部材１６と、を有する産業ロボット１２の旋回装置１０において、前記遊星歯車減速機２０が、固定第１部材１４と連結される固定ケーシング４６、および旋回第２部材１６と連結される回転キャリヤ体１８を備え、かつ、前記遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８に、第１ストッパ部材６６が設けられるとともに、固定ケーシング４６に、第１ストッパ部材６６が当接することにより、旋回第２部材１６の旋回を制限する第２ストッパ部材６８が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業機械の旋回装置に関する。

特許文献１に、ベース部材（第１部材）と旋回部材を備え、旋回部材（第２部材）をベース部材に対して所定の範囲内で回動・旋回させるための産業ロボットの旋回装置が開示されている。この旋回装置には、旋回部材の旋回範囲を物理的に制限するためのストッパ機構が設けられている。

ストッパ機構は、前記ベース部材に対し同軸に特定の範囲のみで回動可能とされた第２のベース部材と、該第２のベース部材に設けられたストッパ部材と、前記旋回部材に設けられたストッパ部材と、で構成されている。この構成により、特許文献１に係る旋回装置においては、旋回部材をベース部材に対して３６０度以上の回転角で旋回可能としながら、各ストッパ部材の当接により、旋回部材の旋回範囲を制限している。

特開平４−２７５８９４号公報（図１）

前記特許文献１において開示されている構成は、旋回部材の旋回範囲を制限するために、当該産業ロボットの旋回部材自体に旋回範囲を規制するためのストッパ部材を設けていた。

しかしながら、産業ロボットのベース部材や旋回部材は、該産業ロボットにおける主要な大型メンバである上に、作業が工場での現場作業となることが少なくなく、現実には、ストッパ部材を設けることが必ずしも容易でない、という問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、産業機械の第１部材に対する第２部材の旋回を簡易な構成で制限することのできる産業機械の旋回装置を提供することをその課題としている。

本発明は、第１部材と、減速機を介して該第１部材に対して相対的に旋回する第２部材と、を有する産業機械の旋回装置において、前記減速機は、前記第１部材と連結されるケーシング、および前記第２部材と連結されるキャリヤ体を備え、かつ、前記減速機のキャリヤ体に、第１ストッパ部材が設けられるとともに、前記減速機のケーシングに、前記第１ストッパ部材が当接することにより、前記産業機械の前記第２部材の前記第１部材に対する旋回を制限する第２ストッパ部材が設けられた構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、減速機は、産業機械の第１部材と連結されるケーシング、および第２部材と連結されるキャリヤ体を備える。そして、減速機のキャリヤ体に第１ストッパ部材が設けられるとともに、減速機のケーシングに第２ストッパ部材が設けられる。第２ストッパ部材は、第１ストッパ部材が当接することにより産業機械の第１部材に対する第２部材の旋回を制限する。

このため、第１、第２ストッパ部材は、（産業機械の主要メンバにではなく）減速機のキャリヤ体とケーシングに取り付ければ済むようになるため、簡易な構成で第１、第２ストッパ部材を取り付けることができ、結果として産業機械の第１部材に対する第２部材の旋回範囲を簡易な構成で制限することができる。

なお、本発明における「キャリヤ体」は、減速機において、ケーシングに対して最も遅い速度で相対回転する部材を意味するものとする。したがって、本発明における「キャリヤ体」には、遊星歯車減速機において遊星歯車を支持する部材として一般的に称されている、いわゆる「キャリヤ体」の概念のほか、遊星歯車減速機以外の減速機において、ケーシングが固定されるときの「出力部材」、ケーシングが回転部材となるときの、「固定部材」の概念を含む。

本発明によれば、旋回装置の第１部材に対する第２部材の旋回範囲を、簡易な構成で制限することができる。

本発明の実施形態の一例に係る産業機械の旋回装置の構成例を示す縦断面図 図１の矢示ＩＩ方向から見た側面図 図１の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図 図１の矢示ＩＶ方向から見た部分展開図 上記実施形態の変形例を示す側面図および部分断面図 本発明の他の実施形態の一例に係る産業機械の旋回装置の構成例を示す縦断面図 図６の矢示ＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図 （一部に部分平面図を含む）図６の矢示ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図 第３ストッパ部材の使用態様を説明する図４相当の部分展開図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る産業機械の旋回装置の構成例を示す縦断面図、図２は、図１の矢示ＩＩ方向から見た側面図、図３は、図１の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。なお、便宜上、図１は、第１ストッパ部材と第２ストッパ部材の双方を記載している。また、図２、図３も、旋回装置の他の構成要素との関係を分り易くするために、主要な構成要素を適宜重ねて描写してある。

この実施形態に係る旋回装置１０は、産業ロボット１２（産業機械）の第１関節部分に組み込まれる。この旋回装置１０は、後述する回転キャリヤ体１８に固定されたモータ（図示略）と、揺動内接噛合型の遊星歯車減速機２０と、を備え、産業ロボット１２のベース部材等の固定第１部材１４に対して旋回部材であるアーム等の旋回第２部材１６を所定の範囲内でのみ旋回させる。

以下、該旋回装置１０の動力伝達系の構成から説明してゆく。

前記モータは、図示せぬモータ軸の回転を、遊星歯車減速機２０の入力歯車２２に入力可能である。入力歯車２２は、スプライン２４を介して入力軸２６と連結されている。入力軸２６には、伝動歯車２８が歯切り形成されている。伝動歯車２８は、センタ歯車３０と噛合している。

センタ歯車３０は、遊星歯車減速機２０の軸心Ｏ１（後述する内歯歯車３２、あるいは回転キャリヤ体１８の軸心に同じ）位置に配置された内側筒体３４にニードル３６を介して回転自在に支持されている。センタ歯車３０は、前記伝動歯車２８と噛合すると同時に３個の偏心体軸歯車３８Ａ〜３８Ｃ（図１では偏心体軸歯車３８Ａのみ図示）と噛合している。

３個の偏心体軸歯車３８Ａ〜３８Ｃは、３本の偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃ（図１では偏心体軸４０Ａのみ図示）にそれぞれ一体的に歯切り形成されている。各偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃは、この実施形態では、遊星歯車減速機２０の軸心Ｏ１からオフセットされた位置で周方向に等間隔に設けられており、２枚の外歯歯車４１、４２をそれぞれ軸方向に貫通する態様で配置されている。

各偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃの偏心体軸歯車３８Ａ〜３８Ｃの軸方向両側には、それぞれ偏心体４３、４４が一体的に形成されている。各偏心体４３、４４の外周には、偏心体軸受４５、４７を介して前記外歯歯車４１、４２がそれぞれ嵌合している。外歯歯車４１、４２の偏心位相差は１８０度である。

外歯歯車４１、４２は、それぞれ内歯歯車３２に内接噛合している。この実施形態では、内歯歯車３２は、円柱状の内歯ピン３２Ａと該内歯ピン３２Ａを回転自在に支持するピン溝３２Ｂ１を備えた内歯歯車本体３２Ｂとで構成されている。内歯歯車本体３２Ｂは遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６と一体化されている。内歯歯車３２の歯数（内歯ピン３２Ａの数）は、外歯歯車４１、４２の歯数よりも僅かだけ（この実施形態では１だけ）多い。

外歯歯車４１、４２の軸方向両側には回転キャリヤ体１８、４８が一対の主軸受（アンギュラローラ軸受５１、５３）を介して固定ケーシング４６に支持されている。回転キャリヤ体１８、４８は、この実施形態において、固定ケーシング４６に対して最も遅い速度で相対回転する「キャリヤ体」に相当する。回転キャリヤ体１８、４８は、それぞれ中空部１８Ｓ、４８Ｓを有し、複数（この例では６本）のキャリヤピン５４およびキャリヤボルト５５（共に図２にのみ図示）によって連結・一体化されている。回転キャリヤ体１８、４８は、それぞれの入力軸穴１８Ｌ、４８Ｌにおいて前記入力軸２６を一対の玉軸受５６、５７を介して支持している。また、回転キャリヤ体１８、４８は、それぞれの偏心体軸穴１８Ｋ、４８Ｋにおいて前記偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃを一対のアンギュラローラ軸受５８、５９を介して支持している。

なお、前記センタ歯車３０を支持している前記内側筒体３４は、回転キャリヤ体１８の中空部１８Ｓと同径の中空部３４Ｓを有し、回転キャリヤ体１８、４８の段部１８Ａ、４８Ａに嵌め込まれることで、該回転キャリヤ体１８、４８と一体回転可能に組み込まれている。また、回転キャリヤ体４８の軸方向反外歯歯車側には、ボルト６０を介してケーシングカバー６１が取り付けられている。

ケーシングカバー６０と内側筒体３４との間にはオイルシール６５、固定ケーシング４６と回転キャリヤ体１８との間にはオイルシール６２、回転キャリヤ体１８の入力軸穴１８Ｌと入力軸２６との間にはオイルシール６３が、それぞれ設けられている。また、回転キャリヤ体１８と内側筒体３４の間にはＯリング６４が介在されている。これらのオイルシール６２、６３および６５やＯリング６４により、遊星歯車減速機２０内の空間が密閉されている。

ここで、旋回装置１０の旋回範囲を制限するための構成について詳細に説明する。

この実施形態に係る旋回装置１０では、遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８に設けられた第１ストッパ部材６６が、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６に設けられた第２ストッパ部材６８に当接することによって、結果として回転キャリヤ体１８に固定された産業機械のアーム等の旋回第２部材１６の固定第１部材１４に対する旋回が規制・制限される。なお、固定第１部材１４は、工場の土台（あるいは、基礎フレーム）１９に、ボルト２１により固定されている。

始めに、遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８、旋回第２部材１６、および第１ストッパ部材６６の周辺の構成から説明する。

遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８は、該遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６の外周の最小径部４６Ｓ（外径ｄ１）よりも径方向外側にδ１だけ延長された外径ｄ２の延長部１８Ｅを有している（ｄ２−ｄ１＝δ１）。この延長部１８Ｅに、旋回装置１０の第１ストッパ部材６６が設けられる。

第１ストッパ部材６６は、図１において軸と平行な断面で、図２の付記描写において後述する第１ボルト穴６６Ｆのピッチ円を含む円周方向の断面で、図３において軸と直角の断面で、図４において図３の矢示ＩＶの半径方向から固定ケーシング４６の外周を見た部分展開図で、それぞれ示されている。

この実施形態では、第１ストッパ部材６６は、回転キャリヤ体１８の延長部１８Ｅと同一の外径ｄ２の外周面６６Ａ、該外周面６６Ａと同軸（平行）の内周面６６Ｂ、後述する第２ストッパ部材６８に当接する第１、第２当接面６６Ｃ、６６Ｄ、および取付面６６Ｅを有している。第１、第２当接面６６Ｃ、６６Ｄは、回転キャリヤ体１８に組み付けられたときに軸と直角でかつ半径方向（放射方向）に延在している。また、第１ストッパ部材６６には、軸と平行に第１ストッパボルト７０がねじ込まれる２個の第１ボルト穴６６Ｆが形成されている。

この実施形態では、第１ストッパ部材６６の取り付け部として、回転キャリヤ体１８の延長部１８Ｅに、該第１ストッパ部材６６の内周面６６Ｂおよび取付面６６Ｅを位置決めするための１２個の第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌが、円周方向において１２箇所、均等の間隔で形成されている（図１、図２に第１凹部７２Ａ、図４に第１凹部７２Ａ、第１２凹部７２Ｌのみ図示）。第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌには、それぞれ、第１ストッパ部材６６の前記２個の第１ボルト穴６６Ｆに対応する位置に２個のフランジボルト穴１８Ｄが形成されている。なお、フランジボルト穴１８Ｄには、ねじは切られていない。

要するならば、この実施形態に係る回転キャリヤ体１８は、第１ストッパ部材６６の取り付け部として、該回転キャリヤ体１８の円周方向の３６０／１２＝３０（度）毎に１２個設けられた第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌと、第１ストッパ部材６６を回転キャリヤ体１８に固定する第１ストッパボルト７０を貫通させるための１２対、計２４個のフランジボルト穴１８Ｄを備えている。フランジボルト穴１８Ｄのピッチ円径はｄ５である。

なお、この実施形態では、第１ストッパ部材６６が回転キャリヤ体１８に固定されたときの中心角は、α１である（図２、図３参照）。

第１ストッパ部材６６を取り付けるには、先ず、回転キャリヤ体１８の延長部１８Ｅの第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌのいずれかの位置（この実施形態では、第１凹部７２Ａ）に位置決めする。その後、フランジボルト穴１８Ｄを介して２個の第１ストッパボルト７０を、該第１ストッパ部材６６の第１ボルト穴６６Ｆにねじ込む。これにより、第１ストッパ部材６６は、回転キャリヤ体１８の延長部１８Ｅ（の任意の位置）に固定される。

回転キャリヤ体１８には、産業ロボット１２の旋回第２部材１６がアームボルト７６を介して固定されている。このため、回転キャリヤ体１８には旋回第２部材１６の心出しおよび位置決めを行うためのリング状の溝１８Ｆ、およびアームボルト穴１８Ｈが形成されており、旋回第２部材１６には前記溝１８Ｆに係合する突部１６Ａが形成されている。

第１ストッパ部材６６を回転キャリヤ体１８に固定するための前記フランジボルト穴１８Ｄは、旋回第２部材１６を回転キャリヤ体１８に固定するためのアームボルト穴１８Ｈよりも径方向外側に設けられ、また、第１ストッパボルト７０は、旋回第２部材１６の外周１６Ｂ（外径ｄ３）よりも更に径方向外側に位置している。これにより、旋回第２部材１６を回転キャリヤ体１８から取り外すことなく、第１ストッパ部材６６を取り付けたり、あるいは位置を変えたりすることができる。

次に減速機の固定ケーシング４６、固定第１部材１４、および第２ストッパ部材６８の周辺の構成を説明する。

先ず、図１の紙面下側に着目して、減速機の固定ケーシング４６は、該固定ケーシング４６の径方向外側に突出するリング状の突出部４６Ａを備えている。突出部４６Ａは、軸と直角の一対の第１、第２平行面４６Ｂ、４６Ｃを有し、固定第１部材１４を固定するベースボルト７８を貫通させるための（ねじなしの）ボルト穴４６Ｈを有している。ベースボルト７８（ボルト穴４６Ｈ）のピッチ円径は、前記フランジボルト穴１８Ｄのピッチ円径と同一のｄ５である。

これに対し、産業ロボット１２の固定第１部材１４は、リング板状の基部１４Ａに中空の円筒部１４Ｂが連続した形状とされ、この円筒部１４Ｂの軸方向端面１４Ｂ１に、ベースボルト７８がねじ込まれるベースボルト穴１４Ｄを有している。

固定第１部材１４の円筒部１４Ｂの軸方向端面１４Ｂ１は、前記固定ケーシング４６の（突出部４６Ａよりベース部材側の）外周４６Ｍと、該突出部４６Ａの固定第１部材１４側の第１平行面４６Ｂとによって位置決めされている。固定第１部材１４は、この位置決め状態で、ベースボルト７８を介して、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６に固定されている。

一方、図１の紙面上側を参照して、固定ケーシング４６の突出部４６Ａの反ベース部材側の第２平行面４６Ｃには、第１〜第１２凹部８２Ａ〜８２Ｌが、円周方向に等間隔に１２個形成されている（図３参照。図１には第１凹部８２Ａのみ図示。図４に第１凹部８２Ａ、第２凹部８２Ｂおよび第１２凹部８２Ｌの３個のみ図示）。本実施形態では、このうちの第１凹部８２Ａに第２ストッパ部材６８が設けられている例が示されている。

また、該第１〜第１２凹部８２Ａ〜８２Ｌ内には、第２ストッパ部材６８を固定ケーシング４６に固定する第２ストッパボルト８６をねじ込むためのケーシングボルト穴４６Ｅが、各２個（円周全体で１２対、計２４個）形成されている。

ケーシングボルト穴４６Ｅのピッチ円径ｄ５は、前記ベースボルト７８（ボルト穴４６Ｈ）のピッチ円径と同一であり、さらに、前述したように、このピッチ円径は、前記フランジボルト穴１８Ｄのピッチ円径とも同一である（全てｄ５）。

第２ストッパ部材６８は、図１において軸と平行な断面で、図３において軸と直角の断面で、図４において図３の矢示ＩＶの半径方向から固定ケーシング４６の外周を見た部分展開図で、それぞれ示されている。

この実施形態では、第２ストッパ部材６８は、固定ケーシング４６の突出部４６Ａと同一の外径ｄ４の外周面６８Ａ、該外周面６８Ａと同軸（平行）の内周面６８Ｂ、前記第１ストッパ部材６６の第１、第２当接面６６Ｃ、６６Ｄの当接を受ける第１、第２受け面６８Ｃ、６８Ｄ、および取付面６８Ｅを有している。

第１、第２受け面６８Ｃ、６８Ｄは、固定ケーシング４６に組み付けられたときに軸と直角でかつ半径方向（放射方向）に延在している。また、第２ストッパ部材６８には、軸平行に２個の第２ボルト孔６８Ｆが形成されている。なお、この第２ボルト孔６８Ｆには、ねじは切られていない。

第２ストッパ部材６８は、固定ケーシング４６の突出部４６Ａの第１〜第１２凹部８２Ａ〜８２Ｌのいずれかの位置（この実施形態では、第１凹部８２Ａ）に位置決めした状態で、第２ボルト孔６８Ｆを介して２個の第２ストッパボルト８６を、該固定ケーシング４６の突出部４６Ａのケーシングボルト穴４６Ｅにねじ込むことによって、固定ケーシング４６の突出部４６Ａ（の任意の位置）に固定される。なお、この実施形態では、第２ストッパ部材６８が固定ケーシング４６に固定されたときの中心角は、β１である。

結局、固定第１部材１４および第２ストッパ部材６８は、固定ケーシング４６の突出部４６Ａを挟んで固定ケーシング４６に対して固定されていることになる。これにより、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６を固定第１部材１４に据え付けたまま、第２ストッパボルト８６のみを締め付けるだけで該第２ストッパ部材６８を取り付けることができる。

図４に示されるように、第１ストッパ部材６６の第１当接面６６Ｃと第２ストッパ部材６８の第１受け面６８Ｃは、その一部が円周方向からみてδ２だけ重なっている。また、回転キャリヤ体１８（および該回転キャリヤ体１８と連結された産業ロボット１２の旋回第２部材１６）が矢印Ｂ方向に回転してほぼ一周すると、第１ストッパ部材６６の第２当接面６６Ｄと第２ストッパ部材６８の第２受け面６８Ｄが円周方向からみてやはりδ２だけ重なるようになる。

次に、この旋回装置１０の作用を説明する。

モータの回転を受けて入力歯車２２が回転すると、スプライン２４を介して入力軸２６が回転する。入力軸２６の回転は、伝動歯車２８を介してセンタ歯車３０に伝達される。センタ歯車３０が回転すると、該センタ歯車３０と噛合している３個の偏心体軸歯車３８Ａ〜３８Ｃが回転し、３本の偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃが同時にかつ同方向に回転する。この結果、各偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃに設けられた偏心体４３、４４がそれぞれ同期して回転し、各偏心体４３、４４の外周に偏心体軸受４５、４７を介して嵌合している外歯歯車４１、４２が互いに１８０度の偏心位相差を維持しつつ揺動しながら内歯歯車３２に内接噛合する。

この実施形態では、固定ケーシング４６が旋回装置１０の固定第１部材１４に固定されているため、各偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃの偏心体４３、４４が１回回転すると（外歯歯車４１、４２が１回揺動すると）、外歯歯車４１、４２は内歯歯車３２に対して歯数差に相当する「１歯」分だけ位相がずれる（自転する）。この外歯歯車４１、４２の自転成分が、各偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃの遊星歯車減速機２０の軸心Ｏ１まわりの公転として回転キャリヤ体１８から取り出される。この結果、回転キャリヤ体１８とアームボルト７６を介して連結されている旋回装置１０の旋回第２部材１６が旋回する。

なお、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６は、固定第１部材１４に固定されており、キャリヤ体側が回転キャリヤ体１８、４８として回転する構成とされているため、モータを可動部材である回転キャリヤ体１８に取り付けることで、回転キャリヤ体１８とモータを一緒に旋回させることができ、したがって、旋回第２部材１６とモータが干渉することはない。

ここで、今、回転キャリヤ体１８が図４の矢印Ａ方向に回転して図４の位置に到達すると、回転キャリヤ体１８に固定された第１ストッパ部材６６の第１当接面６６Ｃが、固定ケーシング４６に固定された第２ストッパ部材６８の第１受け面６８Ｃに（重なりδ２の部分で）当接するようになる。この結果、回転キャリヤ体１８が固定ケーシング４６に対してこれ以上回転することができなくなる。

遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８は、旋回装置１０の旋回第２部材１６に固定されており、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６は、旋回装置１０の固定第１部材１４に固定されている。このため、結局、旋回装置１０の固定第１部材１４に対する旋回第２部材１６の矢印Ａ方向の旋回が規制（制限）される。

一方、回転キャリヤ体１８は、この状態でも、図４の矢印Ｂ方向には回転（逆転）可能である。しかし、回転キャリヤ体１８が図４の位置から矢印Ｂ方向に回転すると、やがて、該回転キャリヤ体１８に固定された第１ストッパ部材６６が図４の想像線の位置に到達し、第１ストッパ部材６６の第２当接面６６Ｄが第２ストッパ部材６８の第２受け面６８Ｄに（重なりδ２の部分で）当接するようになる。これにより、全く同様に、旋回装置１０の固定第１部材１４に対する旋回第２部材１６の矢印Ｂ方向のこれ以上の旋回が規制（制限）される。

以上の作用により、この実施形態では、結局、旋回装置１０の旋回第２部材１６は、固定ケーシング４６の第１凹部８２Ａを基点として、固定第１部材１４に対して、３６０−（α１＋β１）度の範囲のみ旋回が許容されることになる。

固定第１部材１４に対する旋回第２部材１６の旋回の範囲を変更したいときは、回転キャリヤ体１８に設けられる第１ストッパ部材６６の固定位置を変更すればよい。なお、第１、第２ストッパ部材の中心角α１、β１の大きさを変更しても、旋回範囲を変更することができる。

また、第１ストッパ部材６６を回転キャリヤ体１８に２個設けるようにした場合には、３６０−（α１＋β１）度よりも小さな角度でのみ旋回を許容する旋回装置１０とすることができる。例えば、第１ストッパ部材６６を第１凹部７２Ａと１２０度離れた位置の第４凹部７２Ｄ（図示はされていない）の２箇所に固定した場合には、回転キャリヤ体１８（すなわち該回転キャリヤ体１８に固定された旋回第２部材１６）を１２０−（α１＋β１）度の範囲、或いは２４０−（α１＋β１）度の範囲でのみ旋回を許容する旋回装置１０とすることができる。

なお、旋回範囲の変更は、固定ケーシング４６に固定される第２ストッパ部材６８の固定位置を、変更することによっても相対的に固定第１部材１４に対する旋回第２部材１６の旋回範囲を変更することができる。すなわち、今、第２ストッパ部材６８が固定されている第１凹部８２Ａからそれ以外の第２〜第１２凹部８２Ｂ〜８２Ｌのいずれかに変更することによっても旋回第２部材１６の旋回範囲を変更できる。

また、３６０−（α１＋β１）度よりも狭い範囲のみ旋回が許容される状態についても、１個の第１ストッパ部材６６に対して第２ストッパ部材６８を２個配置することによっても、先の第１ストッパ部材６６を２個設ける場合と同様にして実現することができる。

この実施形態においては、第１ストッパ部材６６が（旋回装置１０の旋回第２部材１６にではなく）遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８に固定されているため、極めて簡易な構成で自由度の高い制限機構を構築することができる。

また、本実施形態においては、回転キャリヤ体１８が、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６の最小外径部４６Ｓよりも径方向を外側に延長された延長部１８Ｅを有し、該延長部１８Ｅに前記第１ストッパ部材６６が設けられているため、第１ストッパ部材６６を回転キャリヤ体１８の周方向のいずれの位置に取り付けても、回転キャリヤ体１８が旋回した際に第１ストッパ部材６６が遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６と干渉することがない。

また、上記実施形態においては、第１ストッパ部材６６を前記回転キャリヤ体１８に固定する第１ストッパボルト７０をねじ込むためのフランジボルト穴１８Ｄを、旋回第２部材１６を該回転キャリヤ体１８に固定するアームボルト７６をねじ込むためのアームボルト穴１８Ｈよりも径方向外側に設けるようにしたため、旋回第２部材１６を回転キャリヤ体１８に取り付けた状態のまま、第１ストッパ部材６６の取り付け、位置換えが可能である。

また、上記実施形態では、固定ケーシング４６が径方向外側に突出した突出部４６Ａを有し、固定第１部材１４および第２ストッパ部材６８を、該突出部４６Ａを挟んで前記固定ケーシング４６に対して固定するようにしたため、遊星歯車減速機２０のケーシング、ひいては該遊星歯車減速機２０の回転キャリヤ体１８に固定されている旋回装置１０の旋回第２部材１６の全体を固定第１部材１４に据え付けたまま、第２ストッパ部材６８を取り付けることができる。また、第２ストッパ部材６８の位置の変更も容易である。

また、回転キャリヤ体１８に第１ストッパ部材６６の取り付け部が複数設けられ、いずれかの取り付け部に第１ストッパ部材６６が取り付けられる構成を採用したため、第１ストッパ部材６６の位置の変更が、容易であり、かつ再現性が高い。第２ストッパ部材６８についても同様の作用効果が得られている。

また、第１、第２ストッパ部材６６、６８の取り付け部が、いずれも第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌ、８２Ａ〜８２Ｌと、第１、第２ストッパボルト７０、８６をねじ込むためのボルト穴１８Ｄ、４６Ｅと、を備える構成とされているため、簡易な構成で第１、第２ストッパ部材６６、６８の位置決めと固定が実現できる。

本実施形態の場合、第１ストッパ部材６６のみならず、第２ストッパ部材６８も（旋回装置１０の固定第１部材１４にではなく）減速機の固定ケーシング４６に固定されているため、旋回装置１０の旋回範囲の設定・変更を、「遊星歯車減速機２０のみ」で行うことができるため（旋回装置１０のメインの構成要素である固定第１部材１４と旋回第２部材１６には一切手を加える必要がないため）、設計の自由度およびを格段に向上させることができる。

図５（Ａ）〜（Ｃ）に上記実施形態の変形例を示す。

上記実施形態においては、第２ストッパボルト８６とベースボルト７８は、別々に使用されていたが、この図５の変形例では、これを共通化し（兼用し）、第２ストッパ部材１６８が取り付けられる部分については、第２ストッパ部材１６８、固定ケーシング１４６（の突出部１４６Ａ）、および固定第１部材１１４を同一の共締めボルト１７９によって共締めするようにしている。

具体的には、この変形例においては、第２ストッパ部材１６８を位置決めする第１〜第１２凹部１８２Ａ〜１８２Ｌの周方向の範囲を、先の実施形態の第１〜第１２凹部８２Ａ〜８２Ｌの周方向の範囲より若干狭めている。また、第２ストッパ部材１６８の周方向長さを先の実施形態の第２ストッパ部材６８の周方向長さよりも大きくするとともに（中心角β２を大きくするとともに）、周方向中央に第１〜第１２凹部１８２Ａ〜１８２Ｌに係合する突部１６８Ｔを有する形状としている。

その上で、１個の第２ストッパ部材１６８を、先の実施形態の２つのベースボルト７８相当部に跨がって２本の共締めボルト１７９によって取り付けている。結局、この共締めボルト１７９は、先の実施形態における第２ストッパ部材６８を取り付ける第２ストッパボルト８６と、固定第１部材１４と固定ケーシング４６とを連結するベースボルト７８の機能を兼用したものとなっている。また、第２ストッパ部材１６８の中心角β２が、先の実施形態の第２ストッパ部材６８の中心角β１より大とされ、旋回第２部材１１６（図５では図示略）の旋回範囲を若干狭めている。この変形例によれば、共締めボルト１７９を使用した分、部品点数の削減ができ、また、先の実施形態では必要とされた第２ストッパ部材６８を取り付けるためだけに用いるケーシングボルト穴（４６Ｅ）の穴開けが不要となるため、製造の簡素化も図れる。

その他の構成は、先の実施形態と同様であるため、図５中で先の実施形態と同一または機能的に類似する部位に、下２桁が先の実施形態と同一の符号を付し、重複説明を省略する。

なお、上記実施形態においては、遊星歯車減速機２０の固定ケーシング４６が固定された部材である固定第１部材１４に固定されるとともに、回転キャリヤ体１８が旋回部材である旋回第２部材１６に固定され、遊星歯車減速機のケーシングに対してキャリヤ体側が旋回する構成が採用されていた。しかし、本発明は、このような適用例に限定されるものではなく、例えば、キャリヤ体側が固定され、ケーシングが回転する、いわゆる枠回転タイプの減速機を備えた旋回装置にも適用可能である。この例を図６〜図８に示す。

この実施形態では、入力駆動系の構造が先の実施形態と異なっている。それは、先の実施形態では、モータの動力が外歯歯車４１、４２の中心からオフセットされた位置で、外歯歯車４１、４２を貫通する入力軸２６を介して遊星歯車減速機２０の３本の偏心体軸４０Ａ〜４０Ｃに入力される構成とされていたため、この構成のまま、単に回転キャリヤ体１８、４８側を固定し、固定ケーシング４６側を回転させる構造に転換しようとすると、入力軸２６が外歯歯車４１、４２の自転を阻害してしまうからである。

そこで、図６〜図８に示す実施形態においては、下記のような構成を採用して、この不具合が発生するのを回避している。なお、本発明では、ケーシングと連結される部材を第１部材、キャリヤ体と連結される部材を第２部材と定義しているため、この実施形態では、先の実施形態とは逆に、第１部材が旋回し、第２部材が固定されることになる。

入力駆動系から説明してゆくと、この実施形態に係る遊星歯車減速機２０８では、先の実施形態と異なり、モータ２１０は、回転ケーシング２１４と一体化されている旋回第１部材２１６にボルト２１８を介して取り付けられている。なお、この実施形態では、回転ケーシング２１４に対して最も遅い速度で相対回転する部材（キャリヤ体）は、固定キャリヤ体２１２である。モータ軸２１０Ａの回転は、該モータ軸２１０Ａの先端に形成されたピニオン２２０および第１センタギヤ２２２を介して回転ケーシング２１４の回転軸心Ｏ２と同軸に配置された内側筒体２２４に伝達される。

内側筒体２２４には、第２センタギヤ２２６が固定されており、この第２センタギヤ２２６が３本の偏心体軸２２８Ａ〜２２８Ｃ（図８参照）にそれぞれ組み込まれた３個の偏心体歯車２３０Ａ〜２３０Ｃ（２３０Ａのみ図示）と同時噛合している。この構成により、（中空部Ｈ１をフルに活用できるように）モータ２１０自体を中空部Ｈ１の軸心（回転ケーシング２１４の回転軸心Ｏ２と同じ）からオフセットさせつつ、該モータ２１０を回転ケーシング２１４と一体化された旋回第１部材２１６に取り付け、且つ回転ケーシング２１４が回転しても位置関係の変わらない（回転ケーシング２１４と同軸の）内側筒体２２４を介して動力を３本の偏心体軸２２８Ａ〜２２８Ｃに振り分けることができる。

そのため、外歯歯車２３４、２３５は、３本の偏心体軸２２８Ａ〜２２８Ｃを回転させるための入力駆動系と干渉することなく軸心Ｏ２の周りで揺動回転することができ、且つ、モータ２１０は、回転ケーシング２１４とともに旋回する旋回第１部材２１６と一体的に旋回するため、モータ２１０と旋回第１部材２１６との干渉が生じることもない。

なお、同時駆動された３本の偏心体軸２２８Ａ〜２２８Ｃによって外歯歯車２３４、２３５が揺動回転し、内歯歯車２４０の噛合位置が変化する構成は、先の実施形態と同様であり、該外歯歯車２３４、２３５と内歯歯車２４０の相対回転によって固定キャリヤ体２１２に固定された固定第２部材２４２と、回転ケーシング２１４に固定された旋回第１部材２１６が相対回転する。なお、捉え方によっては、旋回第１部材２１６は、（第１部材ではなく）回転ケーシング２１４の一部を構成している部材と捉えることもできる。この場合には、タップ穴２３６を介して該旋回第１部材２１６に取り付けられる部材が、本来の第１部材ということになる。

遊星歯車減速機２０８の径方向中央には、固定第２部材２４２側で拡開しているセンタパイプ２５０が配置され、ボルト２５２によって固定第２部材２４２に固定されている。なお、ピニオン２２０および第１センタギヤ２２２を含む遊星歯車減速機２０８内の空間は、旋回第１部材２１６とセンタパイプ２５０の間および回転ケーシング２１４と固定キャリヤ体２１２の間に配置されたオイルシール２５４、２５５、固定キャリヤ体２１２と内側筒体２２４との間に配置されたＯリング２５６によって封止されている。

この実施形態においても、遊星歯車減速機２０８の固定キャリヤ体２１２に、第１ストッパ部材２５８が設けられている。また、ケーシング２１４に第２ストッパ部材２６０が設けられている。第２ストッパ部材２６０は、第１ストッパ部材２５８が当接することにより、産業ロボットの旋回第１部材２１６の固定第２部材２４２に対する旋回を制限可能である。

具体的には、この実施形態においても、遊星歯車減速機２０８の固定キャリヤ体２１２は、該遊星歯車減速機２０８の回転ケーシング２１４の最小外径部ｄ１０よりも径方向外側に延長された延長部２１２Ａを有し、該延長部２１２Ａに第１ストッパ部材２５８が設けられる。また、回転ケーシング２１４は、径方向外側に突出した突出部２１４Ａを有しており、旋回第１部材２１６および前記第２ストッパ部材２６０が、該突出部２１４Ａを挟んで回転ケーシング２１４に対して固定されている。

第１、第２ストッパ部材２５８、２６０の具体的な形状は、先の実施形態と同様のブロック形状とされている。第１ストッパ部材２５８を取り付けるための第１取り付け部２６４が、固定キャリヤ体２１２の延長部２１２Ａに形成されている。また、第２ストッパ部材２６０を取り付けるための第２取り付け部２６６が、回転ケーシング２１４の突出部２１４Ａに形成されている。第１、第２取り付け部２６４、２６６は、それぞれ第１、第２ストッパ部材２５８、２６０を位置決めする凹部２１２Ｂ、２１４Ｂと、第１、第２ストッパ部材２５８、２６０を固定キャリヤ体２１２あるいは回転ケーシング２１４に固定するボルト２７０、２７２のボルト孔２１２Ｃ、２１４Ｃと、を備えている。この点も先の実施形態と同様である。

また、この実施形態においては、第１ストッパ部材２５８を固定キャリヤ体２１２に固定するボルト２７０のボルト孔２１２Ｃを、固定第２部材２４２を固定キャリヤ体２１２に固定するボルト２８０のボルト孔２１２Ｄよりも径方向外側に設けている。そして、この実施形態では、さらに、第２ストッパ部材２６０を回転ケーシング２１４に固定するボルト２７２のボルト孔２１４Ｃも、旋回第１部材２１６を回転ケーシング２１４に固定するボルト２８２のボルト孔２１４Ｄよりも径方向外側に設けている。

これにより、遊星歯車減速機２０８と産業ロボットの旋回第１部材２１６および固定第２部材２４２を全く分解することなく第１、第２ストッパ部材２５８、２６０の双方を任意の位置に取り付け、または取り外しすることができる。

なお、本発明は、旋回装置の旋回範囲を規制することができる発明であるが、本発明の構成を利用することによって、例えば点検時において、一時的にベース部材に対して旋回部材が意図せぬ旋回をしないように、固定するための手段としても活用することができる。

この活用例を図１０に示す。

すなわち、この実施形態では、基本構造自体は先の図１〜図４の構成と同様の構成を有している。すなわち、第１ストッパ部材６６を位置決めするための第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌが、回転キャリヤ体１８に形成されている。また、第２ストッパ部材６８を位置決めするための第１〜第１２凹部８２Ａ〜８２Ｌが、固定ケーシング４６に形成されている。そして、第３ストッパ部材９５が、第１ストッパ部材６６用の第１〜第１２凹部７２Ａ〜７２Ｌと第２ストッパ部材６８用の第１〜第１２凹部８２Ａ〜８２Ｌの双方に係合した上で、第１ストッパボルト７０（図１０では図示略）によって回転キャリヤ体１８に固定されている。なお、第３ストッパ部材９５の固定は、固定ケーシング４６側で行ってもよく、一時的ならば、ボルト止めはしなくてもよい。各部の具体的な構成は、既に説明した第１、第２ストッパ部材６６、６８およびその周辺の構成と同様である。

点検時の旋回部材の物理的な固定は、安全上、必要であるが、従来は、必ずしも簡単には実現できず、準備等に多大な時間とコストを要することがあった。上記構成を採用することにより、旋回第２部材１６（旋回部材）を固定第１部材１４に対して完全に止めることが容易にできる。別の見方をするならば、簡単に旋回可能範囲を「零」とすることができる。

なお、本発明は、第１部材に対する第２部材の旋回範囲を、物理的に制限するものであるが、実際の旋回制御においては、必ずしもメインの制御ルーチンで本発明の旋回規制を直接利用する必要はない。例えば、（メインの制御ルーチンでは、例えばモータのエンコーダの検出値等を利用して旋回範囲を規制するが）メインの制御ルーチンに何らかの不具合が生じたときの旋回の暴走を防止するフェイルセーフ用として本発明を適用してもよい。また、第１、第２ストッパ部材の実際の当接あるいは当接の直前を検知するタッチセンサや磁気センサ等を本発明の第１、第２ストッパ部材の当接面と受け面の間に組み込み、これらのセンサの信号にて、第１、第２ストッパ部材の当接あるいは当接の直前を検知して旋回範囲を規制するものであってもよい。この場合であっても、（センサに不具合があったとしても）本発明の旋回制限がフェイルセーフ用として有効に機能する。

なお、上記実施形態においては、減速機として、いずれも偏心揺動型の減速機構を有する遊星歯車減速機が採用されていたが、本発明に係る旋回装置に適用される減速機は、このような減速機に限定されるものではなく、例えば、単純遊星歯車機構を備えた減速機や、平行軸減速機構や直交減速機構を備えた減速機、あるいはこれらを組み合わせた減速機構を備えた減速機であってもよい。この場合、本発明の「キャリヤ体」は、ケーシングに対して最も遅い速度で相対回転する部材を意味するものであるのは、既に定義した通りである。

また、上記実施形態においては、前記キャリヤ体が、減速機のケーシングの最小外径部よりも径方向外側に延長された延長部を有し、該延長部に前記第１ストッパ部材が設けられていたが、例えば旋回範囲が比較的限定されていてケーシングとの干渉が問題とならないような場合には、必ずしもこのような構成とされている必要はない。

また、上記第１の実施形態においては、ケーシングが径方向外側に突出した突出部を有し、第１部材および第２ストッパ部材が、該突出部を挟んで前記ケーシングに対して固定されている構成を採用していた。しかし、本発明においては、第２ストッパ部材とケーシングの取り付けと、ベース部材とケーシングの取り付けは、特に関連させる必要はない。

また、上記実施形態においては、第１、第２ストッパ部材の取り付け部が複数設けられ、いずれかの取り付け部に第１、第２ストッパ部材が取り付けられる構成を採用していたが、取り付け部の個数も特に限定されず、例えば１個のみでもよい。

また、第１ストッパ部材（あるいは第２ストッパ部材）の取り付け部の構成も、要は、第１ストッパ部材（あるいは第２ストッパ部材）の適切な位置決めと固定がなされる構成であれば良く、上記構成例に限定されるものではない。

また、第１、第２ストッパ部材の取り付け位置等も、必ずしも上記位置に限定されない。

更に、上記実施形態においては、点検時等において旋回部材を完全固定するための第３ストッパの装着を可能とする構成が開示されていたが、本発明においては、当該第３ストッパについては、必ずしも装着可能な構成となっている必要はない。

１０…旋回装置
１２…産業ロボット
１４…固定第１部材
１６…旋回第２部材
１８…回転キャリヤ体
２０…遊星歯車減速機
２２…入力歯車
３２…内歯歯車
４６…固定ケーシング
４６Ａ…突出部
４８…回転キャリヤ体
６６…第１ストッパ部材
６８…第２ストッパ部材

Claims (8)

1. 第１部材と、減速機を介して該第１部材に対して相対的に旋回する第２部材と、を有する産業機械の旋回装置において、
   前記減速機は、前記第１部材と連結されるケーシング、および前記第２部材と連結されるキャリヤ体を備え、かつ、
   前記減速機のキャリヤ体に、第１ストッパ部材が設けられるとともに、
   前記減速機のケーシングに、前記第１ストッパ部材が当接することにより、前記産業機械の前記第２部材の前記第１部材に対する旋回を制限する第２ストッパ部材が設けられた
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
2. 請求項１において、
   前記減速機のキャリヤ体は、前記減速機のケーシングの最小外径部よりも径方向外側に延長された延長部を有し、
   該延長部に前記第１ストッパ部材が設けられる
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第２ストッパ部材の取り付けボルトが、前記ケーシングを前記第１部材に取り付けるボルトと兼用されている
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記ケーシングが径方向外側に突出した突出部を有し、
   前記第１部材および前記第２ストッパ部材が、該突出部を挟んで前記ケーシングに対して固定されている
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記キャリヤ体に前記第１ストッパ部材の取り付け部が複数設けられ、いずれかの取り付け部に前記第１ストッパ部材が取り付けられる
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
6. 請求項５において、
   前記取り付け部が、第１ストッパ部材を位置決めする凹部と、該第１ストッパ部材を前記キャリヤ体に固定するボルトのボルト孔と、を備える
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記第１ストッパ部材を前記キャリヤ体に固定するボルトのボルト孔を、前記第２部材を出力フランジに固定するボルトのボルト孔よりも径方向外側に設けた
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
   前記第１ストッパ部材を位置決めする第１ストッパ部材用の凹部が前記キャリヤ体に形成されるとともに、前記第２ストッパ部材を位置決めする第２ストッパ部材用の凹部が前記ケーシングに形成され、かつ、
   前記第１ストッパ部材用の凹部と第２ストッパ部材用の凹部の双方に同時に係合する第３ストッパ部材を備えた
   ことを特徴とする産業機械の旋回装置。

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