JP4293362B2 - 回動装置および移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、回動体の回動を適切に規制できる回動装置およびこれを具備する移載装置に関するものである。

従来、例えば産業用ロボットや荷役機械等の移載装置に用いられる回動装置として、ベース体に対して回動中心軸線を中心として回動する回動体と、ベース体にボルトにて固定されたベース側ストッパ体と、回動体に設けられベース側ストッパ体と当接して回動体の回動を規制する回動側ストッパ体とを備えた回動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１５６７８６号公報（第４頁、図３等）

しかしながら、上記従来の回動装置では、例えば回動側ストッパ体がベース側ストッパ体と当接した際に、その衝撃でボルトが折れてベース側ストッパ体がベース体から外れてしまうおそれがあり、回動体の回動を適切に規制できない場合がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、回動体の回動を適切に規制できる回動装置およびこれを具備する移載装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の回動装置は、ピン用孔部を有するベース体と、前記ピン用孔部に差し込まれたピンと、前記ベース体に対して回動中心軸線を中心として回動する回動体と、前記ベース体に設けられ、前記回動中心軸線を中心とする円周上に互いに間隔をおいて並んで位置する複数の係合体と、これら複数の係合体の中から選択された少なくとも１つの係合体と係合する少なくとも１つの係合部を有するベース側ストッパ体と、前記回動体に設けられ、前記ベース側ストッパ体と当接して前記回動体の回動を規制する回動側ストッパ体とを備え、前記ベース側ストッパ体が前記回動側ストッパ体との当接時に塑性変形してこの回動側ストッパ体との衝撃を吸収する回動装置であって、前記ベース側ストッパ体は、このベース側ストッパ体が前記回動側ストッパ体から受ける力で容易に塑性変形するように形成された複数の孔部を有し、これら複数の孔部の中から選択された孔部には前記ピンが挿脱自在に挿通され、この挿通されたピンにて前記ベース側ストッパ体が前記ベース体に対して脱着可能に取り付けられ、前記係合部が前記係合体と係合しているものである。

請求項２記載の回動装置は、請求項１記載の回動装置において、複数の係合体は、回動中心軸線を中心とする円周上に全周にわたって互いに間隔をおいて並んで位置し、ベース体は、前記回動中心軸線を中心とする円周上に全周にわたって互いに等間隔をおいて並んで位置する複数のピン用孔部を有するものである。

請求項３記載の移載装置は、請求項１または２記載の回動装置の回動体に設けられたロボットアームと、このロボットアームの先端部に設けられ、物品を保持するロボットハンドとを具備するものである。

請求項１に係る発明によれば、ベース側ストッパ体の係合部とベース体側の係合体とが係合するため、回動側ストッパ体とベース側ストッパ体との当接時にベース側ストッパ体がベース体から外れるようなことがなく、回動体の回動を適切に規制でき、また、ベース側ストッパ体の塑性変形により回動側ストッパ体とベース側ストッパ体との衝撃を適切に吸収できる。

請求項２に係る発明によれば、複数の係合体が回動中心軸線を中心とする円周上に全周にわたって互いに間隔をおいて並んで位置するため、回動体の回動範囲を任意に設定できる。

請求項３に係る発明によれば、ロボットアームの先端部に設けられたロボットハンドが動作領域外へ移動することを適切に防止でき、安全性の向上を図ることができる。

本発明の移載装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１および図２において、１は移載装置で、この移載装置１は、袋詰め商品や段ボールケース等の物品（図示せず）を保持して所望位置まで移載するロボットパレタイザ等の荷役用ロボットである。

移載装置１は、回動装置２と、この回動装置２の回動体３に設けられた多関節アーム等のロボットアーム４と、このロボットアーム４の先端部に設けられ物品を保持するロボットハンド５とを具備している。なお、ロボットハンド５の動作領域は、回動装置２の回動体３の回動角度に対応している。

そして、回動装置２は、図３ないし図５に示すように、所定位置に固定された回動体支持体であるベース体７と、ベース体７に回動可能に設けられベース体７の軸支部7aにて軸支された状態でこのベース体７に対して上下方向の回動中心軸線Ｘを中心として回動（例えば回動角度＝３２０°）する回動体（例えばロボット第１軸（旋回軸））３とを備えている。

ベース体７は、回動中心軸線Ｘを中心とする略円形皿状に形成されたもので、このベース体７の内周面部には、回動中心軸線Ｘを中心とする円周上に全周にわたって互いに等間隔をおいて並んで位置する断面略台形状の複数の係合体である係合凸状体11がベース体７の中心の回動中心軸線Ｘ側に向って突設されている。また、ベース体７の底面部の外周側には、回動中心軸線Ｘを中心とする円周上に全周にわたって互いに等間隔をおいて並んで位置する複数のピン用孔部12が形成されている。

そして、全周にわたって間隔をおいて並んだ同一形状をなす複数の係合凸状体11の中から選択された複数、例えば４つの係合凸状体11と一斉に面接触で係合する同一形状の複数、例えば４つの断面略台形状の係合部である係合凸部21を有する２つのベース側ストッパ体22がベース体７の所望箇所にそれぞれ脱着可能に取り付けられている。

各ベース側ストッパ体22は、鉄或いはアルミ等の金属にて一体に形成されたもので、ストッパ本体部23を有し、このストッパ本体部23の曲面状の一側面部には凸条をなす複数の係合凸部21が一体に設けられ、このストッパ本体部23の平面状の他側面部が当接受け面部24となっている。この当接受け面部24には弾性変形可能な緩衝用のゴムラバー25が貼着されている。なおこのゴムラバー25は必ずしも必要ではない。

また、各ベース側ストッパ体22は、回動体３に設けられた凸状の回動側ストッパ体27との当接時に塑性変形してこの回動側ストッパ体27との衝撃を吸収するもので、この各ベース側ストッパ体22のストッパ本体部23にはこのベース側ストッパ体22のストッパ本体部23が回動側ストッパ体27から受ける力で容易に塑性変形するように複数（例えば８つ）の空間部である略円形の孔部28がストッパ本体部23の上下面に貫通して形成されている。

そして、いずれのベース側ストッパ体22についても、選択された２つの孔部28には選択されたピン用孔部12に差し込まれた位置決め用のピン30が挿脱自在に挿通され、これら２本のピン30にてベース側ストッパ体22がベース体７の底面部に対して所望位置に位置決めされた状態として脱着可能に取り付けられ、ベース側ストッパ体22の４つの係合凸部21が対応する４つの係合凸状体11と面接触で係合している。

一方、回動体３の外周面部（つまりベース体７の内周面部と離間対向して位置する外周面部）には、対応するベース側ストッパ体22の当接受け面部24と当接して回動体３のベース体７に対する回動中心軸線Ｘを中心とする回動を規制する１つの平面視略山形状の回動側ストッパ体27が回動体３と一体となって回動するように固着されている。

この回動側ストッパ体27は、回動体３の一方向への回動時に一方のベース側ストッパ体22の当接受け面部24とゴムラバー25を介して当接する平面状の第１当接面部31と、回動体３の他方向への回動時に他方のベース側ストッパ体22の当接受け面部24とゴムラバー25を介して当接する第２当接面部32とを有している。なお、回動体３の上部にはアーム被取付部33が形成され、このアーム被取付部33にロボットアーム４の基端部が取り付けられている。

なお、移載装置１では、回動側ストッパ体27とベース側ストッパ体22との当接による回動体３の回動規制（メカストッパによる回動規制）に加えて、ソフトウエアによるソフトスイッチによる回動規制とリミットスイッチ（ハード切）による回動規制とが実行されるようになっている。すなわち、移載装置１は３段階の安全装置を有し、メカストッパによる回動規制は、残りの２つの回動規制が適正に実行されなかった場合のためのものである。

次に、上記一実施の形態の作用等を説明する。

回動装置２のメカストッパにて回動体３の回動つまりロボットハンド５の回動が規制される場合について説明すると、回動体３がベース体７に対して回動中心軸線Ｘを中心として回動し、回動側ストッパ体27がベース側ストッパ体22に当接（衝突）すると、このベース側ストッパ体22は、４つの係合凸部21が４つの係合凸状体11と面接触で係合した状態でかつ２本のピン30を介してベース体７に取り付けられた状態で、回動側ストッパ体27からの力を受ける。

このベース側ストッパ体22は、回動側ストッパ体27からの力を受けると、図６に示すように、塑性変形して回動側ストッパ体27との衝撃を吸収する。このとき、４つの係合凸部21と係合した４つの係合凸状体11がベース側ストッパ体22を支持するため、ピン30には無理な力は作用せず、回動側ストッパ体27とベース側ストッパ体22との当接時に、ベース側ストッパ体22がベース体７から外れるようなことはない。すなわち、ベース側ストッパ体22が飛んでしまうようなことはない。

このように上記一実施の形態によれば、ベース側ストッパ体22の複数の係合凸部21と選択された複数の係合凸状体11とが係合するため、回動体３側の回動側ストッパ体27とベース体７側のベース側ストッパ体22との当接時に、ベース側ストッパ体22がベース体７から外れるようなことがなく、回動体３の回動つまりロボットハンド５の回動を適切に規制でき、よって、例えばロボットハンド５が動作領域外へ移動を防止でき、安全性の向上を図ることができる。

また、複数の係合凸状体11が回動中心軸線Ｘを中心とする円周上に全周にわたって互いに間隔をおいて並んで位置するため、回動体３の回動範囲を任意に設定できる。

さらに、ベース側ストッパ体22に形成された複数の孔部28によってベース側ストッパ体22自体が容易に塑性変形するため、回動側ストッパ体27とベース側ストッパ体22との衝撃をより一層適切に吸収でき、よって、例えば減速機等の駆動系部品の損傷等の防止を図ることができる。

なお、上記実施の形態では、ベース側ストッパ体22の複数（例えば４つ）の係合凸部21と選択された複数（係合凸部21と同数、例えば４つ）の係合凸状体11とが係合する構成について説明したが、ベース側ストッパ体22の係合凸部（係合部）21の数は任意であり、２つ、３つ、或いは５以上でもよい。

また、回動中心軸線Ｘを中心として回動する回動体は、上下方向のロボット第１軸には限定されず、例えば水平方向のロボットアーム軸でもよく、この場合には旋回体にてベース体７が構成される。つまり、ベース体７は荷役用ロボットのベース部を構成するものには限定されない。

なお、衝突時に係合凸状体11とともにピン30にてベース側ストッパ体22を支持するようにしてもよい。

また、ベース側ストッパ体22は、鉄或いはアルミ等の金属にて一体に形成されたものには限定されず、塑性変形で衝撃を吸収する性質を有する他の材質（金属以外）でもよい。

また、上記実施の形態では、複数の係合凸状体11が回動中心軸線Ｘを中心とする円周上に全周にわたって間隔をおいて並んだものについて説明したが、例えば全周ではなく、半周や３分の１周の部分において複数の係合凸状体11が間隔をおいて並んで位置したようなものでもよい。

また、ベース側ストッパ体22の係合凸部21と係脱可能に係合する係合体は、係合凸状体11には限定されず、ベース体７の内周面部に形成された係合凹部等でもよく、また係合体はベース体７に対して一体か別体かは問わない。

また、回動側ストッパ体27は、回動体３の外周面部に着脱可能に取り付けられたものでもよく、回動体３の外周面部に一体に突設されたもの等でもよい。

また、回動体３の左右回転に対応して２つのベース側ストッパ体22をベース体７に設けた構成について説明したが、例えばベース側ストッパ体22を１つだけ設けた構成でもよい。

本発明の移載装置の一実施の形態を示す側面図である。 同上移載装置の平面図である。 同上移載装置の回動装置の平面図である。 同上回動装置の部分斜視図である。 同上回動装置の部分断面図である。 同上回動装置の塑性変形したベース側ストッパ体を示す図である。

１ 移載装置
２ 回動装置
３ 回動体
７ ベース体
11 係合体である係合凸状体
12 ピン用孔部
21 係合部である係合凸部
22 ベース側ストッパ体
27 回動側ストッパ体
28 孔部
30 ピン

Claims (3)

1. ピン用孔部を有するベース体と、
   前記ピン用孔部に差し込まれたピンと、
   前記ベース体に対して回動中心軸線を中心として回動する回動体と、
   前記ベース体に設けられ、前記回動中心軸線を中心とする円周上に互いに間隔をおいて並んで位置する複数の係合体と、
   これら複数の係合体の中から選択された少なくとも１つの係合体と係合する少なくとも１つの係合部を有するベース側ストッパ体と、
   前記回動体に設けられ、前記ベース側ストッパ体と当接して前記回動体の回動を規制する回動側ストッパ体とを備え、
   前記ベース側ストッパ体が前記回動側ストッパ体との当接時に塑性変形してこの回動側ストッパ体との衝撃を吸収する回動装置であって、
   前記ベース側ストッパ体は、このベース側ストッパ体が前記回動側ストッパ体から受ける力で容易に塑性変形するように形成された複数の孔部を有し、
   これら複数の孔部の中から選択された孔部には前記ピンが挿脱自在に挿通され、この挿通されたピンにて前記ベース側ストッパ体が前記ベース体に対して脱着可能に取り付けられ、前記係合部が前記係合体と係合している
   ことを特徴とする回動装置。
2. 複数の係合体は、回動中心軸線を中心とする円周上に全周にわたって互いに間隔をおいて並んで位置し、
   ベース体は、前記回動中心軸線を中心とする円周上に全周にわたって互いに等間隔をおいて並んで位置する複数のピン用孔部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の回動装置。
3. 請求項１または２記載の回動装置の回動体に設けられたロボットアームと、
   このロボットアームの先端部に設けられ、物品を保持するロボットハンドと
   を具備することを特徴とする移載装置。

Images