JP3673390B2

JP3673390B2 - Spring balancer structure

Info

Publication number: JP3673390B2
Application number: JP03351998A
Authority: JP
Inventors: 毅岡田; 博内田; 賢治山口
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2018-02-02
Also published as: JPH11216697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バネバランサ構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットアーム等を始めとする機械の揺動可動部の姿勢変化によって生じる重力負荷の変動を相殺するバネバランサ構造が公知である。図５および図６に従来のバネバランサ構造を示す。
【０００３】
図５は、ロボットアーム１の主要部とバネバランサ２の外観を示す側面図であり、ロボットアーム１はベース３上に揺動可能に取り付けられてサーボモータ等を駆動源として垂直面内で揺動駆動されるようになっている。姿勢１ａに示すようにロボットアーム１が直立した状態ではロボットアーム１の中心軸に沿って作用する荷重がロボットアーム１とベース３の枢着点Ｑの半径方向に作用するだけでＱ点の周りに何らの回転モーメントも作用しないが、姿勢１ｂに示すようにロボットアーム１が反時計方向に揺動するとＱ点の周りに左回りの回転モーメントが、また、姿勢１ｃに示すようにロボットアーム１が時計方向に揺動するとＱ点の周りに右回りの回転モーメントが作用し、これらのモーメントに抗してロボットアーム１の静止状態を保つためにサーボモータ等に大きな負荷が作用して電力の無駄につながる。
【０００４】
バネバランサ２は、このような姿勢変化で生じる重力負荷の変動を相殺または軽減するために設けられたものであり、図６（ａ）に示す通り、概略において、シリンダ４，フロントプレート８，ロッド５，リテーナ６，コイルスプリング７，リアプレート１０によって構成される。
【０００５】
シリンダ４の先端には、中央部に貫通孔を備えたフロントプレート８が固設され、その貫通孔に挿通したロッド５の一端に取り付けられたリテーナ６とフロントプレート８との間に予圧したコイルスプリング７が介装されて、ロッド５が常にシリンダ４に突入する方向に付勢されている。なお、スリーブ９はロッド５の直動性を保持するための補助部材であり、フロントプレート８側にボルト等で固着されてロッド５の直動をガイドするようになっている。
【０００６】
シリンダ４の外周部両側には、ベース３上に一体に立設されたステープル１１のピン１２と嵌合するスリーブ１３が一体的に設けられ、図５に示すように、スリーブ１３およびピン１２を介し、シリンダ４がステープル１１に対して揺動自在に枢着されている。また、ロッド５の先端には、ロボットアーム１の下端部に固着されたピン１４と嵌合する貫通孔を備えたクレビス１５が一体的に設けられ、図４に示すように、ピン１４を介してロッド５の先端がロボットアーム１の下端部に揺動自在に枢着されている。
【０００７】
要するに、図５の姿勢１ｂに示すようにロボットアーム１が反時計方向に揺動すると、バネバランサ２の姿勢が２ｂの状態に変化してコイルスプリング７が圧縮され、クレビス１５がピン１４を引いてロボットアーム１に時計方向の回転モーメントを与えることによりロボットアーム１の姿勢変化で生じた重力負荷による反時計方向の回転モーメントを打ち消し、また、姿勢１ｃに示すようにロボットアーム１が時計方向に揺動すると、バネバランサ２の姿勢が２ｃの状態に変化してコイルスプリング７が圧縮され、クレビス１５がピン１４を引いてロボットアーム１に反時計方向の回転モーメントを与えてロボットアーム１の姿勢変化で生じた重力負荷による時計方向の回転モーメントを打ち消す構造である。
【０００８】
このような構成においては、重力負荷の打ち消し効果を安定的に維持する必要上、コイルスプリング７が最大限に伸長した状態でも、その内部に或る程度の弾性エネルギーが蓄圧されるようにする必要がある。つまり、コイルスプリング７を或る程度予圧した状態でフロントプレート８とリテーナ６との間に介装しなければならないということであって、さもないと、ロボットアーム１が図５に示す直立姿勢１ａの状態から僅かに傾いた際に、コイルスプリング７の反力による重力負荷の打ち消し効果が全く期待できなくなるといった問題が生じる。
【０００９】
また、コイルスプリング７が予圧されていても、リテーナ６がリアプレート１０に底突きしてコイルスプリング７の反力がリアプレート１０で受け止められてしまっては無意味であるから、コイルスプリング７が最大限に伸長した状態でも、リテーナ６とリアプレート１０との間に或る程度の間隙ΔＤが形成されるようにしなければならない。機械各部の組み立て誤差やバネバランサ２の取り付け誤差を解消してコイルスプリング７の反力による重力負荷の打ち消し効果を確保するためにも、この間隙ΔＤは重要である。
【００１０】
一方、ステープル１１のピン１２およびロボットアーム１のピン１４に対しバネバランサ２を円滑に揺動させるためには、ピン１２とピン１４が平行であるのと同様、バネバランサ２の組み立て段階で、スリーブ１３の中心軸とクレビス１５の貫通孔の中心軸とが完全に平行となるようにシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相を合わせておく必要があり、図６（ｂ）に示されるようにスリーブ１３の中心軸とクレビス１５の貫通孔の中心軸との間に捩じれが生じてしまった場合には、クレビス１５、即ち、ロッド５を強制的に回転させてシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相を修正しなければならなくなる。
【００１１】
しかし、バネバランサ２の組み立て段階でシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相を合わせるためには専用の治具を利用した複雑な組み立て作業が必要であり、また、組み立て作業が完了してからシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相を修正する場合には、既に、予圧したコイルスプリング７がリテーナ６とフロントプレート８との間に介装されており、クレビス１５とリテーナ６もロッド５に対して溶接されているので、クレビス１５を回転させるためには、実質的にこれと一体化されているリテーナ６を、リテーナ６とコイルスプリング７の端面との間に作用する強力な摩擦力に抗して回転させなければならず、大きな力が必要になるという問題が生じる。
【００１２】
更に、このような強制的な作業によってクレビス１５を回転させることができたとしても、リテーナ６とコイルスプリング７の端面との間の摩擦によってコイルスプリング７が捩られる場合があり、クレビス１５から力を取り除いたときにこの捩じれが回復し、当初予定した回転位置にリテーナ６やクレビス１５が静止しなくなるといった問題もある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の欠点を解消し、組み立てが容易で、しかも、組み立てが完了してからでもロッドの先端とシリンダとの間の回転位置のずれを容易に修正することのできるバネバランサ構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中央部に貫通孔を備えたフロントプレートをシリンダの先端に固定し、前記貫通孔に挿入したロッドの一端に取り付けたリテーナと前記フロントプレートとの間に予圧したスプリングを介装して、前記シリンダを機械の固定部に枢着すると共に前記ロッドの他端を機械の揺動可動部に枢着して、前記揺動可動部の姿勢変化によって前記固定部と揺動可動部との間に生じる重力負荷の変動を、スプリングの伸縮で生じる反力の変化により軽減するようにしたバネバランサ構造において、前記リテーナの中央部に貫通孔を設けて前記ロッドの一端を貫通させ、該ロッドの一端に刻設された雄ネジにナットを螺合することにより前記リテーナに対し前記ロッドを容易に回転できるようにし、さらに、中央部に開口を有するリアプレートを前記シリンダの後端に固設または一体に形成し、前記リアプレートの開口から前記ナットを締結できるようにしたことを特徴とする構成により前記課題を達成した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１はリテーナ６の中央部に貫通孔を設けてロッド５の一端を貫通させ、ロッド５に刻設された雄ネジ１６にナット１９を螺合することによってリテーナ６にロッド５を回転自在に取り付けるようにした場合の実施形態について示す断面図である。
【００２０】
リテーナ６とロッド５の取り付け構造およびリアプレート１０の形状を除く他の構成に関しては図６の従来例と同様であるので、図１においては図６と重複する部分の記載は省略している。
【００２１】
図１に示すように、雄ネジ１６は縮径されたロッド５の一端に刻設され、リテーナ６の中央部には縮径されたロッド５の一端を通すための貫通孔１７が穿設されている。
【００２２】
リテーナ６は、最終的に、ロッド５の縮径部と大径部との間に形成された段差部１８と雄ネジ１６に螺合されたナット１９とによって表裏を挟まれてロッド５に一体的に固定されるが、バネバランサ２の組み立ての段階では、段差部１８とリテーナ６の内側端面との間に２〜３ピッチ分のネジ山を残してナット１９を螺合するようにし、リテーナ６に対してロッド５が自由に回転できるようにしておく。
【００２３】
この実施形態の場合、バネバランサ２の組み立て完了後にシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相のずれが発見された場合であっても、これを後から容易に修正することができるので、組み立ての段階でシリンダ４とクレビス１５の回転位置を正確に合わせる必要はない。
【００２４】
そして、バネバランサ２の組み立て完了後に図６（ｂ）に示されるようなシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相のずれが検出された場合には、図４に示すようにしてクレビス１５を回転させて、実質的な現物合わせによりロボットアーム１側のピン１４にクレビス１５の貫通孔を差し込めるようにする。
【００２５】
クレビス１５を固着したロッド５はリテーナ６に対して回転自在とされているので、クレビス１５の回転位置の修正は容易である。また、クレビス１５から手を放しても一旦決めた回転位置にロッド５およびクレビス１５がそのまま維持されるので、ピン１４とクレビス１５の貫通孔との間に捩じり戻しによる噛りが生じることもない。
【００２６】
リテーナ６とロッド５の最終的な固定作業は、リアプレート１０の中央部に穿設された開口２０からボックスレンチ等を差し込み、ナット１９でリテーナ６をロッド５に完全に締結させることで達成される。また、この作業によりリテーナ６の位置が組み立て段階で残しておいたネジ山の分だけフロントプレート８側に向けて前進し、リテーナ６とリアプレート１０との間に必要とされる間隙ΔＤが確保される。
【００２７】
図２はリテーナ６の中央部に雌ネジ２１を設けてロッド５の一端に刻設した雄ネジ１６を直に螺合することによってリテーナ６にロッド５を回転自在に取り付けるようにした場合の実施形態について示す断面図である。
【００２８】
リテーナ６とロッド５の取り付け構造を除く他の構成に関しては図５の従来例と同様であるので、図２においては図６と重複する部分の記載は省略している。
【００２９】
図２に示すように、雄ネジ１６は縮径されたロッド５の一端に刻設され、リテーナ６の中央部にはロッド５の雄ネジ１６を螺合させるための雌ネジ２１が刻設されている。
【００３０】
バネバランサ２の組み立てに際し、ロッド５の雄ネジ１６と大径部との間に形成された段差部１８とリテーナ６の内側端面との間に２〜３ピッチ分のネジ山を残して雄ネジ１６にリテーナ６を螺合するようにし、リテーナ６に対してロッド５が或る程度回転できるようにしておく。
【００３１】
この際、リテーナ６の回り止めとして段差部１８とリテーナ６の内側端面との間にスプリングワッシャ等を介装してもよく、その場合は、ロッド５の回転を妨げないよう、スプリングワッシャに圧縮される余地を残して取り付けるようにする。
【００３２】
前記と同様、バネバランサ２の組み立て完了後にシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相のずれが発見された場合であっても、これを後から容易に修正することができるので、組み立ての段階でシリンダ４とクレビス１５の回転位置を正確に合わせる必要はない。
【００３３】
バネバランサ２の組み立て完了後に図６（ｂ）に示されるようなシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相のずれが検出された場合には、クレビス１５を回転させて、実質的な現物合わせによりロボットアーム１側のピン１４にクレビス１５の貫通孔を差し込めるようにする。
【００３４】
クレビス１５を固着したロッド５はリテーナ６に対して回転可能とされているので、クレビス１５の回転位置の修正は容易である。また、クレビス１５から手を放しても一旦決めた回転位置にロッド５およびクレビス１５がそのまま維持されるので、ピン１４とクレビス１５の貫通孔との間に捩じり戻しによる噛りが生じることもない。
【００３５】
図３はリテーナ６の中央部に貫通孔１７を設けてロッド５を貫通させ、ロッド５の一端に設けたフランジ２２によってリテーナ６の抜け止めを形成し、更に、リテーナ６を前進させるための押圧部材を突入させるための孔２３をリアプレート１０に設けることで、リテーナ６に対してロッド５を回転自在に取り付けるようにした場合の実施形態について示す断面図である。
【００３６】
リテーナ６とロッド５の取り付け構造およびリアプレート１０の形状を除く他の構成に関しては図６の従来例と同様であるので、図３においては図６と重複する部分の記載は省略している。
【００３７】
図３に示すように、ロッド５の一端にはリテーナ６の抜け止めとなるフランジ２２が一体に形成され、ロッド５の全長は、フランジ２２の内側端面の位置までリテーナ６が後退したときに、リテーナ６とリアプレート１０との間に必要とされる間隙ΔＤが形成されるように調整されている。
【００３８】
また、孔２３はリアプレート１０を貫通する雌ネジによって構成され、この雌ネジ２３に押圧部材となる雄ネジ２４を螺合してネジジャッキのように突入させることにより、リテーナ６をコイルスプリング７の予圧に抗して前進させ、フランジ２２とリテーナ６との当接面、つまり、フランジ２２の内側端面とリテーナ６の外側端面との間に間隙を形成させて、リテーナ６と独立してロッド５を自在に回転させられるようになっている。
【００３９】
なお、リテーナ６をコイルスプリング７の予圧に抗して前進させる際にリテーナ６とロッド５の摺動面に不用意な噛りが発生するのを防止する必要上、雌ネジ２３は、リアプレート１０の周方向に沿って等間隔に複数配備することが望ましい。図３に示す例では１８０度ピッチで２ヵ所に配備している。
【００４０】
前記と同様、バネバランサ２の組み立て完了後にシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相のずれが発見された場合であっても、ロッド５の回転によってこれを後から容易に修正することができるので、組み立ての段階でシリンダ４とクレビス１５の回転位置を正確に合わせる必要はない。
【００４１】
そして、バネバランサ２の組み立て完了後に図６（ｂ）に示されるようなシリンダ４とクレビス１５の回転位置の位相のずれが検出された場合には、図３に示すようにしてリアプレート１０の孔２３(雌ネジ２３)に押圧部材となる雄ネジ２４を螺合し、雄ネジ２４の先端でリテーナ６を押圧して前進させ、フランジ２２とリテーナ６との当接面に間隙を形成させてロッド５が自由に回転できるようにしてクレビス１５の回転位置合わせを行う。
【００４２】
また、押圧部材となる雄ネジ２４として長めのものを使用してコイルスプリング７を圧縮すれば、クレビス１５をロッド５の軸方向にも或る程度自由に突出縮退させることができるので、バネバランサ２の取り付けに際して軸方向の誤差が生じてロボットアーム１側のピン１４とクレビス１５の貫通孔の位置にずれが生じたような場合にも、この取り付け誤差を解消して簡単に組立作業を行うことができる。
【００４３】
その後、押圧部材となる雄ネジ２４の螺合を解除してリアプレート１０から取り外せば、リテーナ６とリアプレート１０との間に必要とされる間隙ΔＤが自動的に形成される。
【００４４】
図３の実施形態ではリアプレート１０の孔２３を雌ネジによって構成し、この孔に雄ネジ２４を螺合することによってリテーナ６を容易に前進させられるようにしているが、リアプレート１０に孔さえ開けておけば、そこから押圧部材を突入させてリテーナ６を前進させることは可能である。
【００４５】
例えば、リアプレート１０に２つの孔を穿設して一方の孔からロッド材等の押圧部材を突入させてリテーナ６を前進させておき、その間にもう一方の孔からＬ型の六角レンチを突入させてその先端屈曲部をリアプレート１０の内側に引っ掛けてリテーナ６の戻りを防止することによっても、最低限必要とされる機能は達成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、バネバランサの組み立てが完了してからでもロッドの先端とシリンダとの間の回転位置のずれを容易に修正することができるので、回転位置を合わせるための専用治具を用いた複雑な組み立て作業をなくしてバネバランサの製造工程を簡略化することができる。
【００４７】
また、組み立てが完了してからロッドの先端とシリンダとの間の回転位置のずれを修正する際には、予圧されたコイルスプリングの押圧力によってロッドの回転が阻害されることはないので、僅かな力でロッドを回転させて修正作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のバネバランサの内部構造を示す断面図である。
【図２】本発明の他の一実施形態のバネバランサの内部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の更に他の一実施形態のバネバランサの内部構造を示す断面図である。
【図４】一実施形態のバネバランサの取り付け状態を示す断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図５】従来のバネバランサを示す側面図である。
【図６】従来のバネバランサの内部構造を示す断面図（ａ）と問題となる回転位置のずれを示す正面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１ロボットアーム
２バネバランサ（従来例）
３ベース
４シリンダ
５ロッド
６リテーナ
７コイルスプリング
８フロントプレート
９スリーブ
１０リアプレート
１１ステープル
１２ピン
１３スリーブ
１４ピン
１５クレビス
１６雄ネジ
１７貫通孔
１８段差部
１９ナット
２０開口
２１雌ネジ
２２フランジ
２３孔（雌ネジ）
２４押圧部材（雄ネジ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a spring balancer structure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A spring balancer structure that cancels out a variation in gravity load caused by a change in the posture of a swing movable part of a machine such as a robot arm is known. 5 and 6 show a conventional spring balancer structure.
[0003]
FIG. 5 is a side view showing the appearance of the main part of the robot arm 1 and the spring balancer 2. The robot arm 1 is swingably mounted on the base 3 and swings in a vertical plane using a servo motor or the like as a drive source. It is designed to be driven. In the state where the robot arm 1 stands upright as shown in the posture 1a, the load acting along the central axis of the robot arm 1 only acts in the radial direction of the pivot point Q between the robot arm 1 and the base 3 and is around the Q point. However, when the robot arm 1 swings counterclockwise as shown in the posture 1b, a counterclockwise rotational moment around the Q point and the robot arm 1 as shown in the posture 1c. When the oscillates clockwise, a clockwise rotation moment acts around the Q point, and a large load acts on the servo motor and the like to keep the robot arm 1 stationary against these moments. It leads to waste.
[0004]
The spring balancer 2 is provided in order to cancel or reduce the fluctuation of the gravity load caused by such a change in posture. As shown in FIG. 6A, in general, the cylinder 4, the front plate 8, and the rod 5 are arranged. , Retainer 6, coil spring 7, and rear plate 10.
[0005]
A front plate 8 having a through hole at the center is fixed to the tip of the cylinder 4, and a coil preloaded between a retainer 6 attached to one end of a rod 5 inserted through the through hole and the front plate 8. A spring 7 is interposed so that the rod 5 is always urged in a direction to enter the cylinder 4. The sleeve 9 is an auxiliary member for maintaining the linear movement of the rod 5, and is fixed to the front plate 8 side with a bolt or the like to guide the linear movement of the rod 5.
[0006]
On both sides of the outer peripheral portion of the cylinder 4, a sleeve 13 is integrally provided to be fitted with the pin 12 of the staple 11 that is integrally provided upright on the base 3. As shown in FIG. 5, the sleeve 13 and the pin 12 are provided. The cylinder 4 is pivotally attached to the staple 11 so as to be swingable. Further, a clevis 15 having a through hole that fits with a pin 14 fixed to the lower end of the robot arm 1 is integrally provided at the tip of the rod 5, and as shown in FIG. The tip of the rod 5 is pivotally attached to the lower end of the robot arm 1 so as to be swingable.
[0007]
In short, when the robot arm 1 swings counterclockwise as shown in the posture 1b of FIG. 5, the posture of the spring balancer 2 changes to the state 2b, the coil spring 7 is compressed, and the clevis 15 pulls the pin 14. Applying a clockwise rotational moment to the robot arm 1 counteracts the counterclockwise rotational moment caused by the gravity load caused by the posture change of the robot arm 1, and the robot arm 1 swings clockwise as shown in the posture 1c. When it moves, the posture of the spring balancer 2 changes to the state 2c, the coil spring 7 is compressed, the clevis 15 pulls the pin 14 and gives the robot arm 1 a counterclockwise rotational moment, and the posture of the robot arm 1 changes. The structure counteracts the clockwise rotational moment due to the generated gravity load.
[0008]
In such a configuration, it is necessary to stably maintain the effect of canceling the gravitational load, and it is necessary to store a certain amount of elastic energy in the coil spring 7 even when it is fully extended. There is. In other words, the coil spring 7 must be interposed between the front plate 8 and the retainer 6 in a state in which the coil spring 7 is preloaded to some extent. Otherwise, the robot arm 1 is in the upright posture 1a shown in FIG. When tilted slightly from this state, there arises a problem that the effect of canceling the gravitational load due to the reaction force of the coil spring 7 cannot be expected at all.
[0009]
Even if the coil spring 7 is preloaded, it is meaningless if the retainer 6 bottoms out on the rear plate 10 and the reaction force of the coil spring 7 is received by the rear plate 10. Even in a fully extended state, a certain amount of gap ΔD must be formed between the retainer 6 and the rear plate 10. This clearance ΔD is also important in order to eliminate the assembly error of each part of the machine and the mounting error of the spring balancer 2 and to secure the effect of canceling the gravity load due to the reaction force of the coil spring 7.
[0010]
On the other hand, in order to smoothly swing the spring balancer 2 with respect to the pin 12 of the staple 11 and the pin 14 of the robot arm 1, the sleeve 13 is assembled at the assembly stage of the spring balancer 2 in the same manner as the pins 12 and 14 are parallel. 6 and the central axis of the through-hole of the clevis 15 must be in phase with each other so that the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 are in phase, as shown in FIG. 13 is twisted between the central axis of the clevis 15 and the central axis of the through hole of the clevis 15, the clevis 15, that is, the rod 5 is forcibly rotated to change the rotational position of the cylinder 4 and the clevis 15. The phase will have to be corrected.
[0011]
However, in order to adjust the phase of the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 at the assembly stage of the spring balancer 2, a complicated assembly operation using a dedicated jig is required. When the phase of the rotational position of the clevis 15 is corrected, the pre-loaded coil spring 7 is already interposed between the retainer 6 and the front plate 8, and the clevis 15 and the retainer 6 are also attached to the rod 5. Because it is welded, in order to rotate the clevis 15, the retainer 6 that is substantially integrated with the retainer 6 resists the strong frictional force that acts between the retainer 6 and the end face of the coil spring 7. This causes a problem that a large force is required.
[0012]
Further, even if the clevis 15 can be rotated by such a forcible operation, the coil spring 7 may be twisted by friction between the retainer 6 and the end face of the coil spring 7, and the force from the clevis 15 There is also a problem that the torsion is recovered when the retainer 6 is removed, and the retainer 6 and the clevis 15 do not stop at the originally planned rotational position.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, to facilitate the assembly, and to easily correct the rotational position deviation between the rod tip and the cylinder even after the assembly is completed. An object of the present invention is to provide a spring balancer structure.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a front plate having a through hole at the center is fixed to the tip of a cylinder, and a preloaded spring is interposed between a retainer attached to one end of a rod inserted into the through hole and the front plate. The cylinder is pivotally attached to the fixed part of the machine, and the other end of the rod is pivotally attached to the swing movable part of the machine. In the spring balancer structure in which the fluctuation of the gravity load generated during the period is reduced by the change of the reaction force generated by the expansion and contraction of the spring, a through hole is provided in the central portion of the retainer, and one end of the rod is penetrated. the nut to the male screw which is inscribed on one end of the can easily rotate the rod with respect to the retainer by screwing, further, the rear plate having an opening in the central portion Formed in fixed or integral with the rear end of the serial cylinders was achieved the above objects by structure, characterized in that to be able to conclude the nut from opening of the rear plate.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a through hole is provided in the central portion of the retainer 6 so that one end of the rod 5 is penetrated, and a nut 19 is screwed into a male screw 16 engraved on the rod 5 so that the rod 5 can be rotated on the retainer 6. It is sectional drawing shown about embodiment at the time of making it attach.
[0020]
Since the structure other than the retainer 6 and rod 5 mounting structure and the shape of the rear plate 10 is the same as that of the conventional example of FIG. 6, the description of the portions overlapping those of FIG. 6 is omitted in FIG.
[0021]
As shown in FIG. 1, the male screw 16 is engraved at one end of the reduced diameter rod 5, and a through hole 17 is formed in the center of the retainer 6 for passing one end of the reduced diameter rod 5. ing.
[0022]
The retainer 6 is finally integrated with the rod 5 by sandwiching the front and back by a step portion 18 formed between the reduced diameter portion and the large diameter portion of the rod 5 and a nut 19 screwed to the male screw 16. However, at the stage of assembling the spring balancer 2, the nut 19 is screwed together leaving a screw thread of 2 to 3 pitches between the stepped portion 18 and the inner end surface of the retainer 6. In contrast, the rod 5 is allowed to rotate freely.
[0023]
In the case of this embodiment, even when a phase shift between the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 is found after the assembly of the spring balancer 2 is completed, this can be easily corrected later. Therefore, it is not necessary to accurately match the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15.
[0024]
Then, after the assembly of the spring balancer 2 is completed, if a phase shift between the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 as shown in FIG. 6B is detected, the clevis 15 is rotated as shown in FIG. Thus, the through hole of the clevis 15 can be inserted into the pin 14 on the robot arm 1 side by substantially matching the actual object.
[0025]
Since the rod 5 to which the clevis 15 is fixed is rotatable with respect to the retainer 6, the rotational position of the clevis 15 can be easily corrected. Further, even if the hand is released from the clevis 15, the rod 5 and the clevis 15 are maintained as they are in the rotational position once determined, and therefore, the pin 14 and the through hole of the clevis 15 are bitten by twisting back. Nor.
[0026]
The final fixing operation of the retainer 6 and the rod 5 is achieved by inserting a box wrench or the like through the opening 20 formed in the center of the rear plate 10 and completely fastening the retainer 6 to the rod 5 with the nut 19. The In addition, by this work, the position of the retainer 6 moves forward toward the front plate 8 by the amount of the thread left in the assembly stage, and a necessary gap ΔD is secured between the retainer 6 and the rear plate 10. Is done.
[0027]
FIG. 2 shows a case where the rod 5 is rotatably attached to the retainer 6 by providing a female screw 21 at the center of the retainer 6 and directly screwing the male screw 16 engraved at one end of the rod 5. It is sectional drawing shown about a form.
[0028]
Since the configuration other than the mounting structure of the retainer 6 and the rod 5 is the same as that of the conventional example of FIG. 5, the description overlapping with FIG. 6 is omitted in FIG. 2.
[0029]
As shown in FIG. 2, the male screw 16 is engraved at one end of the reduced diameter rod 5, and the female screw 21 for engraving the male screw 16 of the rod 5 is engraved at the center of the retainer 6. ing.
[0030]
When assembling the spring balancer 2, the male screw 16 leaves a screw thread of 2 to 3 pitches between the stepped portion 18 formed between the male screw 16 of the rod 5 and the large diameter portion and the inner end surface of the retainer 6. The retainer 6 is screwed with the rod 5 so that the rod 5 can rotate to some extent with respect to the retainer 6.
[0031]
At this time, a spring washer or the like may be interposed between the stepped portion 18 and the inner end surface of the retainer 6 as a detent for the retainer 6. In this case, the spring 5 is compressed by the spring washer so as not to prevent the rotation of the rod 5. Leave the room to be installed.
[0032]
Similarly to the above, even if a phase shift between the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 is found after the assembly of the spring balancer 2 is completed, this can be easily corrected later. It is not necessary to precisely match the rotational positions of 4 and clevis 15.
[0033]
When the phase difference between the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 as shown in FIG. 6B is detected after the assembly of the spring balancer 2 is completed, the clevis 15 is rotated and the robot is substantially aligned with the actual object. A through hole of the clevis 15 can be inserted into the pin 14 on the arm 1 side.
[0034]
Since the rod 5 to which the clevis 15 is fixed is rotatable with respect to the retainer 6, the rotational position of the clevis 15 can be easily corrected. Further, even if the hand is released from the clevis 15, the rod 5 and the clevis 15 are maintained as they are in the rotational position once determined, and therefore, the pin 14 and the through hole of the clevis 15 are bitten by twisting back. Nor.
[0035]
FIG. 3 shows that a through hole 17 is provided in the central portion of the retainer 6 to allow the rod 5 to pass therethrough, a flange 22 provided at one end of the rod 5 forms a retainer for the retainer 6, and a press for further moving the retainer 6 forward It is sectional drawing shown about embodiment at the time of attaching the rod 5 with respect to the retainer 6 by providing the hole 23 for making a member rush into in the rear plate 10. As shown in FIG.
[0036]
Since the mounting structure of the retainer 6 and the rod 5 and the configuration other than the shape of the rear plate 10 are the same as those in the conventional example of FIG. 6, the description of the portions overlapping those in FIG. 6 is omitted in FIG. 3.
[0037]
As shown in FIG. 3, a flange 22 is integrally formed at one end of the rod 5 so as to prevent the retainer 6 from coming off. The total length of the rod 5 is such that when the retainer 6 is retracted to the position of the inner end face of the flange 22, It is adjusted so that a required gap ΔD is formed between the retainer 6 and the rear plate 10.
[0038]
Further, the hole 23 is constituted by a female screw that penetrates the rear plate 10, and a male screw 24 that serves as a pressing member is screwed into the female screw 23 so as to protrude like a screw jack. The rod is moved forward against the preload of the flange 22 and a contact surface between the flange 22 and the retainer 6, that is, a gap is formed between the inner end surface of the flange 22 and the outer end surface of the retainer 6. 5 can be freely rotated.
[0039]
Note that when the retainer 6 is advanced against the preload of the coil spring 7, it is necessary to prevent inadvertent engagement between the sliding surfaces of the retainer 6 and the rod 5, and the female screw 23 is provided on the rear plate. It is desirable that a plurality of them are arranged at equal intervals along the ten circumferential directions. In the example shown in FIG. 3, it is arranged at two places with a pitch of 180 degrees.
[0040]
Similarly to the above, even when a phase shift between the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 is found after the assembly of the spring balancer 2 is completed, this can be easily corrected later by the rotation of the rod 5. It is not necessary to precisely match the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 at the stage of assembly.
[0041]
Then, after the assembly of the spring balancer 2 is completed, if a phase shift between the rotational positions of the cylinder 4 and the clevis 15 as shown in FIG. 6B is detected, the holes of the rear plate 10 as shown in FIG. 23 (female screw 23) is screwed with a male screw 24 serving as a pressing member, and the retainer 6 is pushed forward by the tip of the male screw 24 to advance, and a gap is formed on the contact surface between the flange 22 and the retainer 6. The rotational position of the clevis 15 is adjusted so that the rod 5 can freely rotate.
[0042]
Further, if the coil spring 7 is compressed using a long male screw 24 as a pressing member, the clevis 15 can be protruded and retracted to some extent also in the axial direction of the rod 5, so that the spring balancer 2 Even in the case where an axial error occurs during the mounting of the robot arm 1 and the position of the pin 14 on the robot arm 1 side and the position of the through hole of the clevis 15 is shifted, the mounting error can be eliminated and the assembly work can be performed easily. Can do.
[0043]
Thereafter, when the screwing of the male screw 24 serving as the pressing member is released and removed from the rear plate 10, a necessary gap ΔD is automatically formed between the retainer 6 and the rear plate 10.
[0044]
In the embodiment of FIG. 3, the hole 23 of the rear plate 10 is constituted by a female screw, and the retainer 6 can be easily advanced by screwing the male screw 24 into this hole. As long as it is opened, it is possible to advance the retainer 6 by inserting a pressing member therefrom.
[0045]
For example, two holes are formed in the rear plate 10 and a pressing member such as a rod member is inserted from one hole to advance the retainer 6, and an L-shaped hexagon wrench is inserted from the other hole between them. The minimum required function can also be achieved by preventing the retainer 6 from returning by hooking the tip bent portion inside the rear plate 10.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to easily correct the deviation of the rotational position between the rod tip and the cylinder even after the assembly of Banebaransa was complete using a dedicated jig for adjusting the rotational position The manufacturing process of the spring balancer can be simplified by eliminating complicated assembly work.
[0047]
Also, when correcting the displacement of the rotational position between the tip of the rod and the cylinder after the assembly is completed, the rotation of the rod is not hindered by the pressing force of the preloaded coil spring. It is possible to perform the correction work by rotating the rod with a sufficient force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a spring balancer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of a spring balancer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing an internal structure of a spring balancer according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view (a) and a front view (b) showing an attached state of the spring balancer of one embodiment.
FIG. 5 is a side view showing a conventional spring balancer.
FIG. 6 is a cross-sectional view (a) showing the internal structure of a conventional spring balancer and a front view (b) showing a shift in rotational position in question.
[Explanation of symbols]
1 Robot arm 2 Spring balancer (conventional example)
3 Base 4 Cylinder 5 Rod 6 Retainer 7 Coil Spring 8 Front Plate 9 Sleeve 10 Rear Plate 11 Staple 12 Pin 13 Sleeve 14 Pin 15 Clevis 16 Male Screw 17 Through Hole 18 Step 19 Nut 20 Opening 21 Female Screw 22 Flange 23 Hole ( Female thread)
24 Pressing member (male thread)

Claims

A front plate having a through hole in the center is fixed to the tip of the cylinder, and a spring preloaded between the retainer attached to one end of a rod inserted into the through hole and the front plate is interposed between the cylinder and the cylinder. Is pivotally attached to the stationary part of the machine and the other end of the rod is pivotally attached to the swinging movable part of the machine, and gravity is generated between the fixed part and the swinging movable part due to a change in posture of the swinging movable part. In a spring balancer structure that reduces fluctuations in the load by changing the reaction force generated by the expansion and contraction of the spring, a through hole is provided in the center of the retainer to penetrate one end of the rod and engraved at one end of the rod been so nuts can easily rotate the rod with respect to the retainer by screwing the male thread, further wherein the rear plate having an opening in the center cylinder Banebaransa structure fixedly or integrally formed on the rear end, characterized in that to be able to conclude the nut from opening of the rear plate.