JP5368537B2

JP5368537B2 - 工具フローティング機構

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Publication number: JP5368537B2
Application number: JP2011264379A
Authority: JP
Inventors: 周一中田
Original assignee: 株式会社クロイツ
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: JP2013116517A

Description

本発明は、ロボットの先端に取り付け可能な支持ベースと、回転工具を先端に取り付け可能な回転駆動源との間に設けられて、通常は、支持ベースに対して回転駆動源を原点姿勢に保持し、回転工具が側方から負荷を受けたときに回転駆動源の姿勢変更を許容して、回転工具の変形を防ぐ工具フローティング機構に関する。

従来、この種の工具フローティング機構として、支持ベースが有する支持スリーブの内側に回転駆動源を挿通し、その回転駆動源のフランジを、支持スリーブ内に設けた環状のフランジ当接部と可動リングとの間で挟持するように付勢して、回転駆動源を原点姿勢に保持するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２２３１５８号公報（図１参照）

しかしながら、上記した従来の工具フローティング機構では、例えば、回転工具が障害物に当接して回転駆動源の姿勢が変わっても、それを検出することができなかったので、ロボットが停止せずに、回転工具を障害物に押し付けて変形させてしまう事態が生じ得た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回転駆動源が原点姿勢から姿勢変更される異常を検出可能な工具フローティング機構の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る工具フローティング機構は、ロボットの先端に取り付け可能な支持ベースと、回転工具を先端に取り付け可能な回転駆動源との間に設けられて、通常は、支持ベースに対して回転駆動源を原点姿勢に保持し、回転工具が側方から負荷を受けたときに回転駆動源の姿勢変更を許容して、回転工具の変形を防ぐ工具フローティング機構であって、支持ベースに設けられて回転駆動源の外側に挿通した支持スリーブと、回転駆動源の側面から張り出したフランジと、支持スリーブの内面に設けられ、フランジの一端面が当接可能な環状のフランジ当接部と、支持スリーブ内に直動可能に支持され、フランジ当接部との間でフランジを挟持し、フランジの傾動に伴って直動する可動リングと、可動リングをフランジ当接部側に付勢して、支持スリーブの中心軸と回転工具の回転軸とが平行になる原点姿勢に回転駆動源を保持可能な原点付勢手段とを備えた工具フローティング機構において、支持スリーブに取り付けられ、回転駆動源の原点姿勢からの姿勢変更に伴って可動リングがフランジ当接部から離間する側に移動したことによって作動する異常検知センサを備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工具フローティング機構において、可動リングを、フランジ当接部より回転工具から離れた後側に配置すると共に、支持スリーブのうち可動リングより後側の一部を縮径して環状支持壁を設け、環状支持壁に直動可能に支持され、前端部が環状支持壁から突出して可動リングに突き当てられた押圧ロッドと、押圧ロッドを可動リング側に付勢する圧縮コイルバネとを原点付勢手段として備え、環状支持壁の後端面に対向する後端リングと、環状支持壁を直動可能に貫通した複数のガイドロッドとを設けて、それら複数のガイドロッドの前端部を可動リングに固定する一方、後端部を後端リングに固定し、後端リングに押されて作動するリミットスイッチを異常検知センサとして備えたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工具フローティング機構において、環状支持壁のうち押圧ロッドを直動可能に受容した押圧ロッド受容孔の内周面と押圧ロッドとの間に摺動シール部を設けて押圧ロッド受容孔内を密閉空間とし、その密閉空間に原点付勢手段としての圧縮空気を充填したところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の工具フローティング機構において、リミットスイッチは、支持スリーブを側方から貫通した状態に設けられると共に、リミットスイッチの可動部の可動方向が支持スリーブの軸方向と交差する方向を向くように配置され、後端リングには、その直動方向に対して傾斜してリミットスイッチの可動部に摺接する摺接傾斜面が備えられ、支持スリーブの後端部から回転駆動源に向かって内側に張り出しかつ回転駆動源に接近するに従って後側に向かうように湾曲し、回転駆動源の基端部に嵌合した漏斗状の可撓カバーが設けられたところに特徴を有する。

請求項５の発明に係る工具フローティング機構は、ロボットの先端に取り付け可能な支持ベースと、回転工具を先端に取り付け可能な回転駆動源との間に設けられて、通常は、支持ベースに対して回転駆動源を原点姿勢に保持し、回転工具が側方から負荷を受けたときに回転駆動源の姿勢変更を許容して、回転工具の変形を防ぐ工具フローティング機構であって、回転駆動源の側面から支持フランジを張り出しかつ、支持ベースのうち支持フランジと平行なフランジ対向面と支持フランジとの間に複数の連結シャフトを配置して、それら連結シャフトの両端部をユニバーサルジョイントで支持フランジと支持ベースとに連結することで、回転駆動源を支持ベースに対して任意の方向に平行移動可能とし、各連結シャフトの両端部に直動可能に嵌合した１対の筒体を互いに離れる方向に付勢してフランジ対向面と支持フランジとに押し付け、連結シャフトが回転工具の回転軸と平行になる原点姿勢に回転駆動源を保持可能な原点付勢手段を備えた工具フローティング機構において、支持フランジからフランジ対向面に向かって突出した第１突部と、フランジ対向面から支持フランジに向かって突出した第２突部とが回転駆動源の原点姿勢で突き合わされた状態になるように配置し、第１突部と第２突部の先端面同士がずれることによって作動する異常検知センサを備えたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の工具フローティング機構では、回転工具が側方から負荷を受けて回転駆動源の姿勢が変更されると、その回転駆動源のフランジの傾動に伴って可動リングがフランジ当接部から離間する側に移動し、その移動により異常検出センサが作動する。これにより、回転駆動源の姿勢変化に係る異常を検出することができる。ここで、回転駆動源は、原点姿勢から何れの方向に傾動してもフランジの傾動に伴って可動リングは一様にフランジ当接部から離間する側に移動するので、回転工具に対する全側方からの負荷に係る異常を１つの異常検出センサだけで検出することができる。そして、その検出結果を利用してロボットを停止することがで、回転工具を従来より確実に保護することができる。

［請求項２の発明］
請求項２の工具フローティング機構では、支持スリーブの内面の環状支持壁を貫通した複数のガイドロッドの前端部が可動リングに固定され、これにより、可動リングが安定して直動する。また、環状支持壁に直動可能に支持された複数の押圧ロッドの前端部が圧縮コイルバネの弾発力によって可動リングに突き当てられて、回転駆動源が原点姿勢に保持される。また、異常検知センサとしてのリミットスイッチが、複数のガイドロッドの基端部に固定された後端リングに押されて作動する構成としたことで、回転工具から離れた位置にリミットスイッチを配置することができ、回転工具の周囲をコンパクトにすることが可能になると共に、リミットスイッチが粉塵を受け難くなる。

［請求項３の発明］
請求項３の工具フローティング機構では、押圧ロッドが圧縮コイルバネと圧縮空気の両方で付勢されて回転駆動源が原点姿勢に保持される。また、圧縮空気の圧力を変更することで、その回転駆動源を原点姿勢に保持する保持力を容易に変更することができる。

［請求項４の発明］
請求項４の工具フローティング機構では、リミットスイッチが、支持スリーブを側方から貫通した状態に設けられると共に、リミットスイッチの可動部の可動方向が支持スリーブの軸方向と交差する方向を向くように配置されているので、支持スリーブ内にリミットスイッチを設け、可動部の可動方向を支持スリーブの軸方向に向けた場合に比べて、支持スリーブの経を小さくして支持ベース全体をコンパクトにすることができる。また、漏斗状の可撓カバーによって、支持スリーブと回転駆動源との間の後端開口が閉塞され、支持スリーブ内に粉塵が侵入することを防ぐことができる。

［請求項５の発明］
請求項５の工具フローティング機構は、回転駆動源の側面から張り出した支持フランジと支持ベースのフランジ対向面との間に複数の連結シャフトが配置され、それら連結シャフトの両端部がユニバーサルジョイントで支持フランジと支持ベースとに連結されている。また、各連結シャフトの両端部に直動可能に嵌合された１対の筒体が原点付勢手段によって互いに離間する方向に付勢されて、支持フランジとフランジ対向面とにそれぞれ押し付けられることで、連結シャフトが回転工具の回転軸と平行になる原点姿勢に回転駆動源を保持される。さらに、支持フランジとフランジ対向面とには、原点姿勢で互いに突き合わされる第１突部と第２突部とが備えられている。そして、回転工具が側方から負荷を受けると、支持ベースに対して回転駆動源の任意の側方に平行移動にして回転工具の変形を防ぐことができると共に、第１突部と第２突部の先端面同士がずれることによって異常検知センサが作動し、回転駆動源の姿勢変更に係る異常を検出することができる。ここで、回転駆動源が、原点姿勢から何れの方向に平行移動しても、一様に第１突部と第２突部の先端面同士がずれるので、回転工具に対する全側方からの負荷に係る異常を１つの異常検出センサだけで検出することができる。そして、その検出結果を利用してロボットを停止することができ、回転工具を従来より確実に保護することができる。

本発明の第１実施形態に係る工具フローティング機構を備えたバリ取装置の断面図支持スリーブのうちガイドロッドを支持している部分の断面図支持スリーブのうち押圧ロッドを支持している部分の断面図フランジと傾動支持リングの正面図本発明の第２実施形態に係る工具フローティング機構を備えたバリ取装置の断面図そのバリ取装置の平面図

［第１実施形態］
以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示したバリ取装置１０は、ロボットのアーム（図示せず）の先端に取り付けられる支持ベース１１を備えている。支持ベース１１は、ベースプレート１２のプレート貫通孔１２Ａに支持スリーブ１３を貫通状態に組み付けた構造になっていて、その支持スリーブ１３の内側に回転駆動源５０が挿通されている。そして、支持スリーブ１３と回転駆動源５０との間に本発明に係る工具フローティング機構が備えられている。

回転駆動源５０は、モータ５０Ａの先端同軸上に減速機５０Ｂを一体に備え、その減速機５０Ｂの先端から突出した回転出力部５１に、本発明の「回転工具」に相当するバリ取工具５２が着脱可能に取り付けられるようになっている。

回転駆動源５０のうち軸方向の中間部から本発明に係るフランジ７２が張り出している。フランジ７２は、モータ５０Ａと減速機５０Ｂとの間に挟まれたフランジ構成リング７２Ｐの一部で構成されている。そして、そのフランジ７２が支持スリーブ１３における前端寄り位置に配置され、回転駆動源５０の前端部と後端部とが支持スリーブ１３から外側に突出している。また、支持スリーブ１３から露出した回転駆動源５０におけるモータ５０Ａの後端部側面からは、ケーブル５０Ｃが側方に延びていて、例えば図示しないロボットのアームに沿うように取り廻されて図示しない電源に接続されている。

支持スリーブ１３は、メインスリーブ１４と、そのメインスリーブ１４の前端部に固定された傾動支持リング６２、前側当接リング２７及び前端カバー２８と、メインスリーブ１４の後端部に固定された蓋リング１８及びカバー支持リング２９とからなる。メインスリーブ１４は、円筒体の後端部から後端鍔部１４Ａを側方に張り出した形状をなし、前端側からプレート貫通孔１２Ａに挿通されて後端鍔部１４Ａがプレート貫通孔１２Ａの開口縁に重ねられて固定されている。

図３に示すように、メインスリーブ１４のうちプレート貫通孔１２Ａとの嵌合部分の前端寄り位置にはＯリング１４Ｂが装着され、そのＯリング１４Ｂより後寄り位置には、メインスリーブ１４の外周面全体に外周溝１４Ｍが形成されている。また、後端鍔部１４Ａとプレート貫通孔１２Ａの開口縁との間にもＯリング１４Ｃが装着されている。そして、ベースプレート１２に形成されれたエアー供給孔１２Ｂの一端部がプレート貫通孔１２Ａの内面に開口して外周溝１４Ｍと連通し、そのエアー供給孔１２Ｂの他端部がベースプレート１２の外面に開口して図示しないエアチューブを介して圧縮空気の供給源（例えば工場の圧縮エアーラインやコンプレッサ）に接続されている。

メインスリーブ１４の内面には、その軸方向における中間部分を段付き状に縮径して中間小径部１５が形成されている。そして、中間小径部１５の後端面に上記した蓋リング１８が重ねて固定され、これら中間小径部１５と蓋リング１８とによって本発明に係る「環状支持壁」が構成されている。

中間小径部１５には、周方向を均等分する複数位置に図２に示したガイド孔２０が形成され、各ガイド孔２０に、ガイドロッド２１が貫通して直動可能に支持されている。そして、ガイドロッド２１群の先端部が、メインスリーブ１４内の中間小径部１５より前側に収容された可動リング２５に固定される一方、ガイドロッド２１群の後端部が、メインスリーブ１４内の蓋リング１８より後側に収容された後端リング２６に固定されている。なお、ガイド孔２０の内壁は、筒状の摺動メタル２０Ｍによって構成されている。

中間小径部１５には、周方向を均等分しかつガイド孔２０から周方向でずれた複数位置に図３に示した押圧ロッド受容孔１６が形成され、各押圧ロッド受容孔１６には、押圧ロッド１７が直動可能に収容されている。押圧ロッド１７の軸方向の中間位置には、１対の中間鍔部１７Ａ，１７Ａが設けられ、それら中間鍔部１７Ａ，１７Ａの間にＯリング１７Ｂが装着されている。そして、このＯリング１７Ｂを押圧ロッド受容孔１６の内面に摺接させながら、押圧ロッド受容孔１６内を押圧ロッド１７が直動する。また、押圧ロッド受容孔１６のうち後端鍔部１４Ａから離れた端部には、内周面を段付き状に縮径してストッパ壁１６Ｓが形成されている。そして、押圧ロッド１７のうち中間鍔部１７Ａより先端側がストッパ壁１６Ｓの内側を通過して中間小径部１５の先方に突出し、中間鍔部１７Ａがストッパ壁１６Ｓに当接することで押圧ロッド１７が押圧ロッド受容孔１６内に抜け止めされるようになっている。

押圧ロッド受容孔１６の基端開口は、蓋リング１８によって閉塞され、その蓋リング１８と押圧ロッド受容孔１６の開口縁との間はＯリング１８Ａによって密閉されている。また、押圧ロッド１７のうち中間鍔部１７Ａ後側には、スペーサーカラー１７Ｃと圧縮コイルバネ１９とが挿通されて、その圧縮コイルバネ１９の後端部が蓋リング１８に突き当てられている。さらに、押圧ロッド受容孔１６の密閉空間には、外周溝１４Ｍから延びた連通孔１４Ｈが連通して圧縮空気が充填されている。そして、その圧縮空気による圧力と圧縮コイルバネ１９の弾発力とによって押圧ロッド１７が先方に付勢され、押圧ロッド１７の先端部が可動リング２５を押圧している。なお、押圧ロッド受容孔１６の密閉空間に供給する圧縮空気の圧力を変更することで、押圧ロッド１７による可動リング２５の押圧力を変更することができる。

図１に示すように、上記した傾動支持リング６２、前側当接リング２７及び前端カバー２８は、メインスリーブ１４の前端部に順番に重ねられて、ボルトにて共締めされている。そして、傾動支持リング６２の内側に回転駆動源５０のフランジ７２が回転不能かつ傾動可能に嵌合している。詳細には、図４に示すように、前方から見ると、フランジ７２の外縁部は、円の周方向の複数位置（例えば、６カ所）を平坦にカットして、円弧状の非摺接部７２Ａと平坦な摺接部７２Ｂとを交互に並べかつ均等配置した構造になっている。また、図２に示すように、フランジ７２を横方向（軸方向と直交する方向）から見ると、各摺接部７２Ｂの外側面は、可動リング２５に向かうに従ってフランジ７２の軸心に近づくように全体的に傾斜しかつ外側に膨らむように丸みを帯びた円弧面になっている。なお、各非摺接部７２Ａは、図示しないがフランジ７２を横方向（軸方向と直交する方向）から見ると平坦になっている。

一方の傾動支持リング６２の内縁部は、図４に示すように、前方から見ると円の周方向の複数位置から内側に略台形状の摺接部６２Ｂを突出させて、それら摺接部６２Ｂと円弧状の非摺接部６２Ａとを交互に並べかつ均等配置した構造になっている。また、図２に示すように、傾動支持リング６２を横方向（軸方向と直交する方向）から見ると、摺接部６２Ｂは、平坦になっている（非摺接部６２Ａも横方向から見ると平坦になっている）。そして、傾動支持リング６２がフランジ７２の外側に嵌合して、傾動支持リング６２の摺接部６２Ｂがフランジ７２の摺接部７２Ｂに接触し、傾動支持リング６２の非摺接部６２Ａがフランジ７２の非摺接部７２Ａから浮いた状態になっている。ここで、傾動支持リング６２の摺接部６２Ｂは、横方向から見て平坦である一方、フランジ７２の摺接部７２Ｂは円弧面になっているから、それら接触部６２Ｂ，７２Ｂ同士は線接触した状態になっている。これにより、例えば、断面正六角の筒体の６つの内面全てに線接触するリングがその筒体内で任意の方向に傾動可能となる場合と同様の原理で、傾動支持リング６２の内側でフランジ７２が任意の方向に傾動可能になり、所謂、ユニバーサルジョイント機構が構成されている。

図２に示すように、前側当接リング２７は、傾動支持リング６２より内径が小さくなっている。また、前側当接リング２７のうち傾動支持リング６２より内側に張り出した部分は、本発明に係るフランジ当接部２７Ｆをなし、そのフランジ当接部２７Ｆの内縁部からはフランジ７２に向かって当接突部２７Ｔが突出している。当接突部２７Ｔは、円環状をなしかつ先端が平坦面になっている。この当接突部２７Ｔと同様に、可動リング２５の内縁部からもフランジ７２に向かって当接突部２５Ｔが突出している。この当接突部２５Ｔも、円環状をなしかつ先端が平坦面になっている。そして、上記した押圧ロッド１７により可動リング２５がフランジ７２側に押され、可動リング２５の当接突部２５Ｔと、フランジ当接部２７Ｆの当接突部２７Ｔとの間にフランジ７２が挟持されて、通常は、フランジ７２の端面が当接突部２５Ｔ，２７Ｔの先端面に面当接し、回転駆動源５０の中心と支持スリーブ１３の中心とが平行になった原点姿勢に回転駆動源５０が保持されるようになっている。

図１に示すように、先端リング２８は、先端に向かって縮径したテーパー形状をなし、前端カバー２８の先端内面と回転駆動源５０の外側面との間には、防塵用のパッキン２８Ｐが装着されている。

カバー支持リング２９は、メインスリーブ１４の後端鍔部１４Ａに固定され、メインスリーブ１４の内部空間の基端開口を閉塞するための可撓カバー３０を備えている。その可撓カバー３０は、カバー支持リング２９から回転駆動源５０に向かって内側に張り出しかつ回転駆動源５０に接近するに従って後側に向かうように湾曲した漏斗状をなして、回転駆動源５０の基端部に嵌合している。そして、可撓カバー３０と前記したパッキン２８Ｐとによって、支持スリーブ１３内に粉塵が侵入することを防いでいる。なお、支持スリーブ１３に対する回転駆動源５０の傾動に伴って可撓カバー３０と前記したパッキン２８Ｐとが変形する。

さて、図２に示すように、メインスリーブ１４の後端鍔部１４Ａの１箇所には、側方孔１４Ｄが径方向に貫通形成され、その側方孔１４Ｄに外側からリミットスイッチ３１が取り付けられている。そして、そのリミットスイッチ３１の直動ロッド３２がメインスリーブ１４内に突入して後端リング２６の可動領域のうち中間小径部１５から離れた側の端部に突入している。また、後端リング２６の上面外縁部には、直動ロッド３２の先端部と摺接可能なテーパー面２６Ｓが形成され、後端リング２６が後方に移動したときにテーパー面２６Ｓによって直動ロッド３２の先端部に摺接して、直動ロッド３２をその軸方向の基端側に押圧し、リミットスイッチ３１をオンさせる。

本実施形態のバリ取装置１０に備えた工具フローティング機構の構成に関する説明は以上である。次に、その工具フローティング機構の作用効果について説明する。本実施形態の工具フローティング機構では、圧縮コイルバネ１９の弾発力と押圧ロッド受容孔１６内の圧縮空気の圧力とによって、通常は、回転駆動源５０が上記した原点姿勢に保持されている。このとき、リミットスイッチ３１の直動ロッド３２と後端リング２６とが離間していて、リミットスイッチ３１がオフしている。

そして、例えば、ロボットの動作中にバリ取工具５２に側方からワークが衝突するような異常が生じた場合、バリ取工具５２に側方からかかる負荷によって回転駆動源５０の姿勢が原点姿勢から変更される。すると、その回転駆動源５０のフランジ７２の傾動に伴って可動リング２５及び後端リング２６が後側に移動し、後端リング２６のテーパー面２６Ｓがリミットスイッチ３１の直動ロッド３２を押して、リミットスイッチ３１をオンする。これにより、回転駆動源５０の姿勢変化に係る異常を検出することができ、例えば、その検出結果を利用してロボットを停止することがでバリ取工具５２を保護することができる。

ここで、本実施形態の工具フローティング機構では、回転駆動源５０が、原点姿勢から何れの方向に傾動しても、その回転駆動源５０のフランジ７２の傾動に伴って可動リング２５は一様にフランジ当接部２７Ｆから離間する側に移動するので、バリ取工具５２に対する全側方からの負荷に係る異常を１つのリミットスイッチ３１だけで検出することができる。しかも、そのリミットスイッチ３１が、可動リング２５から延びたガイドロッド２１の後端部に固定された後端リング２６に押されて作動する構成としたことで、バリ取工具５２から離れた位置にリミットスイッチ３１を配置することができ、バリ取工具５２の周囲をコンパクトにすることができると共に、リミットスイッチ３１が粉塵を受け難くなる。

また、リミットスイッチ３１は、リミットスイッチ３１の直動ロッド３２が支持スリーブ１３を側方から貫通しかつ直動ロッド３２の可動方向が支持スリーブ１３の軸方向と交差する方向を向くように配置したので、支持スリーブ１３内にリミットスイッチ３１を設けて直動ロッド３２の可動方向を支持スリーブ１３の軸方向に向けた場合に比べて、支持スリーブ１３の経を小さくして支持ベース１１全体をコンパクトにすることができる。

［第２実施形態］
本実施形態のバリ取装置１０Ｖは、図５及び図６に示されており、回転駆動源５０Ｖが原点姿勢から平行移動する点が前記第１実施形態とは異なる。具体的には、支持ベース１１Ｖに備えた支持板部１２Ｖにモータ受容孔１２Ｄが貫通形成され、そのモータ受容孔１２Ｄに回転駆動源５０Ｖのモータ５０Ａが受容されている。また、回転駆動源５０Ｖにおけるモータ５０Ａと減速機５０Ｂとの間には円板４９Ｐが挟持され、その円板４９Ｐの一部が側方に張り出して本発明に係る支持フランジ４９になっている。

図６に示すように、支持フランジ４９は、その周方向を均等分（例えば、３等分）する複数位置を、連結シャフト３３に介して支持板部１２Ｖに支持されている。具体的には、図５に示すように、連結シャフト３３は、断面円形をなして回転駆動源５０Ｖの中心軸と平行に延びると共に、両端部が段付き状に縮径されて小径部３３Ａ，３３Ａになっている。また、各連結シャフト３３の両端の小径部３３Ａ，３３Ａには、それぞれ本発明に係る「ユニバーサルジョイント」としてのボールジョイント３７の摺動ボール３７Ｂが挿通されて、小径部３３Ａの先端に螺合したナットＮにて固定されている。その連結シャフト３３を取り付けるために、支持フランジ４９には、周方向を均等分（例えば、３等分）する複数位置にシャフト受容孔４９Ａが貫通形成され、各シャフト受容孔４９Ａには、支持板部１２Ｖ側の開口縁を段付き状に拡径して段差部４９Ｄが形成されている。そして、連結シャフト３３の一端部がシャフト受容孔４９Ａに受容された状態で、ボールジョイント３７のボール支持部３７Ａがシャフト受容孔４９Ａの段差部４９Ｄに受容され、押さえ板４８にて抜け止めされている。

これと同様に、支持板部１２Ｖのうちモータ受容孔１２Ｄの開口縁には、周方向を均等分（例えば、３等分）する複数位置にシャフト受容孔１２Ｅが貫通形成され，シャフト受容孔１２Ｅのうち支持フランジ４９側の開口縁には段差部１２Ｆが形成されている。そして、連結シャフト３３の他端部がシャフト受容孔１２Ｅに受容された状態で、ボールジョイント３７のボール支持部３７Ａが、支持板部１２Ｖの段差部１２Ｆに受容されて、押さえ板１２Ｒにて抜け止めされている。

また、連結シャフト３３の両端部には、１対の筒体３５，３５が直動可能に嵌合されている。そして、それら筒体３５，３５の間に圧縮コイルバネ３４が挟まれ、筒体３５，３５が互いに離れる方向に付勢されて押さえ板１２Ｒ，４８に押し付けられている。これにより、通常は、筒体３５，３５の先端面が押さえ板１２Ｒ，４８の平坦面に面当接して、各連結シャフト３３がバリ取り工具５２の回転軸と平行になった原点姿勢に回転駆動源５０Ｖが保持されている。

支持フランジ４９の周方向の１箇所からは、支持板部１２Ｖに向かって第１突部４１Ｂが延びる一方、支持板部１２Ｖから支持フランジ４９に向かって第２突部４０Ｂが延び、それら第１突部４１Ｂと第２突部４０Ｂが回転駆動源５０Ｖの原点姿勢で同軸上に並ぶように配置されている。また、第２突部４０Ｂの先端部は、本発明に係る異常検知センサとしての近接スイッチ４０で構成される一方、第１突部４１Ｂの先端部は検知対象ボルト４１で構成され、近接スイッチ４０の検出面と検知対象ボルト４１の端面とが隣接して対向している。

本実施形態のバリ取装置１０Ｖに備えた工具フローティング機構の構成に関する説明は以上である。次に、この工具フローティング機構の作用効果について説明する。本実施形態の工具フローティング機構では、バリ取工具５２が側方から負荷を受けると、回転駆動源５０Ｖが原点姿勢から支持ベース１１Ｖに対して任意の側方に平行移動にしてバリ取工具５２の変形を防ぐことができると共に、近接スイッチ４０の端面と検知対象ボルト４１の端面とがずれることによって近接スイッチ４０が作動し、回転駆動源５０Ｖの姿勢変更に係る異常を検出することができる。ここで、回転駆動源５０Ｖが、原点姿勢から何れの方向に平行移動しても、一様に近接スイッチ４０の端面と検知対象ボルト４１の端面とがずれるので、バリ取工具５２に対する全側方からの負荷による回転駆動源５０Ｖの姿勢変化に係る異常を１つの近接スイッチ４０だけで検出することができる。そして、その検出結果を利用してロボットを停止することがで、バリ取工具５２を確実に保護することができる。
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、回転工具としてバリ取工具５２を例示したが、回転工具はバリ取工具５２に限定されるものではなく、回転駆動源によって回転される工具であれば、例えばドリルやエンドミル等であってもよい。

（２）また、回転駆動源は、電気モータ、エアモータ、油圧モータの何れであってもよい。

１１，１１Ｖ支持ベース
１２ベースプレート
１２Ｖ支持板部
１３支持スリーブ
１５中間小径部（環状支持壁）
１６押圧ロッド受容孔
１７押圧ロッド
１７ＢＯリング（摺動シール部）
１８蓋リング（環状支持壁）
１９圧縮コイルバネ（原点付勢手段）
２１ガイドロッド
２５可動リング
２６後端リング
２６Ｓテーパー面（摺接傾斜面）
２７Ｆフランジ当接部
３０可撓カバー
３１リミットスイッチ（異常検知センサ）
３２直動ロッド（可動部）
３３連結シャフト
３４圧縮コイルバネ（原点付勢手段）
３５筒体
３７ボールジョイント（ユニバーサルジョイント）
４０近接スイッチ（異常検知センサ）
４０Ｂ第２突部
４１Ｂ第１突部
４８押さえ板
４９支持フランジ
５０，５０Ｖ回転駆動源
５２バリ取工具
７２フランジ

Claims

ロボットの先端に取り付け可能な支持ベースと、回転工具を先端に取り付け可能な回転駆動源との間に設けられて、通常は、前記支持ベースに対して前記回転駆動源を原点姿勢に保持し、前記回転工具が側方から負荷を受けたときに前記回転駆動源の姿勢変更を許容して、前記回転工具の変形を防ぐ工具フローティング機構であって、
前記支持ベースに設けられて前記回転駆動源の外側に挿通した支持スリーブと、
前記回転駆動源の側面から張り出したフランジと、
前記支持スリーブの内面に設けられ、前記フランジの一端面が当接可能な環状のフランジ当接部と、
前記支持スリーブ内に直動可能に支持され、前記フランジ当接部との間で前記フランジを挟持し、前記フランジの傾動に伴って直動する可動リングと、
前記可動リングを前記フランジ当接部側に付勢して、前記支持スリーブの中心軸と前記回転工具の回転軸とが平行になる前記原点姿勢に前記回転駆動源を保持可能な原点付勢手段とを備えた工具フローティング機構において、
前記支持スリーブに取り付けられ、前記回転駆動源の前記原点姿勢からの姿勢変更に伴って前記可動リングが前記フランジ当接部から離間する側に移動したことによって作動する異常検知センサを備えたこと特徴とする工具フローティング機構。
前記可動リングを、前記フランジ当接部より前記回転工具から離れた後側に配置すると共に、前記支持スリーブのうち前記可動リングより後側の一部を縮径して環状支持壁を設け、
前記環状支持壁に直動可能に支持され、前端部が前記環状支持壁から突出して前記可動リングに突き当てられた押圧ロッドと、前記押圧ロッドを前記可動リング側に付勢する圧縮コイルバネとを前記原点付勢手段として備え、
前記環状支持壁の後端面に対向する後端リングと、前記環状支持壁を直動可能に貫通した複数のガイドロッドとを設けて、それら複数のガイドロッドの前端部を前記可動リングに固定する一方、後端部を前記後端リングに固定し、
前記後端リングに押されて作動するリミットスイッチを前記異常検知センサとして備えたこと特徴とする請求項１に記載の工具フローティング機構。
前記環状支持壁のうち前記押圧ロッドを直動可能に受容した押圧ロッド受容孔の内周面と前記押圧ロッドとの間に摺動シール部を設けて前記押圧ロッド受容孔内を密閉空間とし、その密閉空間に前記原点付勢手段としての圧縮空気を充填したことを特徴とする請求項２に記載の工具フローティング機構。
前記リミットスイッチは、前記支持スリーブを側方から貫通した状態に設けられると共に、前記リミットスイッチの可動部の可動方向が前記支持スリーブの軸方向と交差する方向を向くように配置され、前記後端リングには、その直動方向に対して傾斜して前記リミットスイッチの可動部に摺接する摺接傾斜面が備えられ、
前記支持スリーブの後端部から前記回転駆動源に向かって内側に張り出しかつ前記回転駆動源に接近するに従って後側に向かうように湾曲し、前記回転駆動源の基端部に嵌合した漏斗状の可撓カバーが設けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の工具フローティング機構。
ロボットの先端に取り付け可能な支持ベースと、回転工具を先端に取り付け可能な回転駆動源との間に設けられて、通常は、前記支持ベースに対して前記回転駆動源を原点姿勢に保持し、前記回転工具が側方から負荷を受けたときに前記回転駆動源の姿勢変更を許容して、前記回転工具の変形を防ぐ工具フローティング機構であって、
前記回転駆動源の側面から支持フランジを張り出しかつ、前記支持ベースのうち前記支持フランジと平行なフランジ対向面と前記支持フランジとの間に複数の連結シャフトを配置して、それら連結シャフトの両端部をユニバーサルジョイントで前記支持フランジと前記支持ベースとに連結することで、前記回転駆動源を前記支持ベースに対して任意の方向に平行移動可能とし、
各前記連結シャフトの両端部に直動可能に嵌合した１対の筒体を互いに離れる方向に付勢して前記フランジ対向面と前記支持フランジとに押し付け、前記連結シャフトが前記回転工具の回転軸と平行になる前記原点姿勢に前記回転駆動源を保持可能な原点付勢手段を備えた工具フローティング機構において、
前記支持フランジから前記フランジ対向面に向かって突出した第１突部と、前記フランジ対向面から前記支持フランジに向かって突出した第２突部とが前記回転駆動源の前記原点姿勢で突き合わされた状態になるように配置し、前記第１突部と前記第２突部の先端面同士がずれることによって作動する異常検知センサを備えたこと特徴とする工具フローティング機構。