JP7010201B2 - 回転アクチュエータ及びロボット - Google Patents
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ロータ及びステータを有するモータと、
停止している前記ロータの回転を規制するための回転規制機構と、
前記モータ及び前記回転規制機構が収容されるケース体と、を備え、
前記回転規制機構は、前記ロータに固定された円環状の回転側規制部材と、前記回転側規制部材の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部の間に挿入されて前記周方向における前記回転側規制部材の移動を規制する規制部材と、前記周方向における前記突起部の間に前記規制部材が配置される規制位置及び前記周方向における前記突起部の間から前記規制部材が外れる規制解除位置の間で、前記規制部材を前記ロータの軸方向に移動させるための駆動機構と、を有し、
前記駆動機構は、前記規制部材を前記規制位置に向かって付勢する付勢部材と、前記規制部材を前記規制解除位置に向かって移動させるソレノイドと、有し、
前記ケース体には、前記ソレノイドのプランジャの前記規制部材に当接する側の一端部と反対側の他端部に対向する部分に貫通孔が形成されており、
前記プランジャの前記他端部は、前記規制部材が前記規制位置にある状態にて前記ケース体の内部に位置している回転アクチュエータ。
(1)記載の回転アクチュエータであって、
前記規制部材が前記規制位置にある状態にて、前記プランジャの前記他端部は前記貫通孔の内部に位置する回転アクチュエータ。
(1)又は(2)記載の回転アクチュエータであって、
前記ケース体の内面における前記貫通孔の周囲に設けられた壁部を備える回転アクチュエータ。
(1)から(3)のいずれか1項記載の回転アクチュエータであって、
前記規制部材は、前記軸方向に垂直な断面の形状が一様の柱状の部材である回転アクチュエータ。
(4)記載の回転アクチュエータであって、
前記規制部材が前記規制位置にある状態にて、前記規制部材における前記プランジャの前記一端部と当接する側の面は、前記軸方向において、前記規制部材を挟む前記突起部の間よりも外側に位置する回転アクチュエータ。
ロータ及びステータを有するモータと、
停止している前記ロータの回転を規制するための回転規制機構と、
前記モータ及び前記回転規制機構が収容されるケース体と、を備え、
前記回転規制機構は、前記ロータに固定された円環状の回転側規制部材と、前記回転側規制部材の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部の間に挿入されて前記周方向における前記回転側規制部材の移動を規制する規制部材と、前記周方向における前記突起部の間に前記規制部材が配置される規制位置及び前記周方向における前記突起部の間から前記規制部材が外れる規制解除位置の間で、前記規制部材を前記ロータの軸方向に移動させるための駆動機構と、を有し、
前記駆動機構は、前記規制部材を前記規制位置に向かって付勢する付勢部材と、前記規制部材を前記規制解除位置に向かって移動させるソレノイドと、有し、
前記ソレノイドのプランジャの前記規制部材に当接する側の一端部と反対側の他端部は、前記規制部材が前記規制位置にある状態にて前記ケース体の内部に位置し且つ前記ケース体によって覆われて非露出となっており、
前記ケース体における前記プランジャの前記他端部に対向する部分は、前記他端部側と反対側からの外力を受けて前記他端部側に変形して前記他端部に当接可能な弾性を持つ部材によって構成されている回転アクチュエータ。
(6)記載の回転アクチュエータであって、
前記部分における前記他端部側の面には、前記他端部に向けて突出する凸部が形成されている回転アクチュエータ。
(6)又は(7)記載の回転アクチュエータであって、
前記ケース体における前記部分が形成された領域の外表面は、前記回転側規制部材の軸方向に垂直であり、
前記部分に対し前記回転側規制部材の径方向外側には、前記軸方向に平行な前記ケース体の側面が形成されており、
前記ケース体には、前記領域の前記外表面と前記側面とを繋ぎ且つ当該外表面に対して傾斜した傾斜面が形成されている回転アクチュエータ。
(1)から(8)のいずれか1つに記載の回転アクチュエータによって構成される関節部を備えるロボット。
まず図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態に係る産業用ロボットの構成についてその概略を説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る産業用ロボットの正面図である。図2(A)は図1に示す産業用ロボットの斜視図であり、図2(B)は図2(A)に示す産業用ロボットが動作している様子を示す斜視図である。
なお、以下の説明では、6個の関節部2のそれぞれを区別して表す場合、6個の関節部2のそれぞれを「第1関節部2A」、「第2関節部2B」、「第3関節部2C」、「第4関節部2D」、「第5関節部2E」及び「第6関節部2F」とする。また、以下の説明では、2本のアーム3のそれぞれを区別して表す場合、2本のアーム3のそれぞれを「第1アーム3A」及び「第2アーム3B」とする。
次に、図3~図6を参照して、関節部2の構成について具体的に説明する。図3は、図1に示す関節部2の縦断面図である。図4は、図3に示すG部の構成を説明するための拡大図であり、図4(A)は規制ピン(規制部材)32が規制解除位置にある状態を示す拡大図であり、図4(B)は規制ピン32が規制位置にある状態を示す拡大図である。図5は、図3に示す回転側規制部材31及び規制ピン32の平面図である。図6は、図3に示すH部の構成を説明するための拡大図であり、図6(A)は、図3に示す規制ピン32が規制位置にあるときのプランジャ41aの上端部の状態を説明するための拡大図であり、図6(B)は、図3に示す規制ピン32が規制解除位置にあるときのプランジャ41aの上端部の状態を説明するための拡大図である。
なお、以下の説明では、説明の便宜上、図3のZ1方向側を「上」側とし、その反対側であるZ2方向側を「下」側とする。また、図3のX1方向側を「左」側として、その反対側であるX2の方向側を「右」側とする。
駆動用磁石13は回転軸12の下端側部分の外周面に固定されている。
なお、本形態では、規制ピン32を円柱状に形成するが、これに限定されない。上下方向に垂直な断面の形状が一様な柱状の部材であれば、多角柱でもよく、例えば、三角柱、四角柱、又は六角柱なども適宜採用することができる。
再度図2を参照して、本形態に係るロボット1の関節部2及びアーム3の連結構造について説明する。
上述したように、支持部材4と第1関節部2Aとが相対回動可能に連結され、第1関節部2Aと第2関節部2Bとが相対回動可能に連結されている。また、第2関節部2Bと第1アーム3Aの基端とが固定され、第1アーム3Aの先端と第3関節部2Cとが固定され、第3関節部2Cと第4関節部2Dとが相対回動可能に連結されている。また、第4関節部2Dと第2アーム3Bの基端とが相対回動可能に連結され、第2アーム3Bの先端と第5関節部2Eとが固定され、第5関節部2Eと第6関節部2Fとが相対回動可能に連結されている。具体的には、たとえば、図2(B)に示す動作をロボット1が行うことが可能となるように、以下のように、各関節部2及びアーム3が連結されている。
以上説明したように、本形態の関節部2は、ロータ11及びステータ14を有するモータ10と、停止しているロータ11の回転を規制するための回転規制機構30と、モータ10及び回転規制機構30が収容されるケース体80と、を備え、回転規制機構30は、ロータ11に固定された円環状の回転側規制部材31と、回転側規制部材31の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部31aの間に挿入されて該周方向における回転側規制部材31の移動を規制する規制ピン32と、該周方向における突起部31aの間に規制ピン32が配置される規制位置及び該周方向における突起部31aの間から規制ピン32が外れる規制解除位置の間で、規制ピン32をロータ11の軸方向に移動させるための駆動機構40と、を有する。駆動機構40は、規制ピン32を規制位置に向かって付勢する圧縮コイルバネ42と、規制ピン32を規制解除位置に向かって移動させるソレノイド41と、有する。ケース体80には、ソレノイド41のプランジャ41aの上端部に対向する部分に貫通孔82aが形成されており、プランジャ41aの上端部は、規制ピン32が規制位置にある状態にてケース体80の内部に位置している。
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
2 関節部
10 モータ
11 ロータ
12 回転軸
14 ステータ
30 回転規制機構
31 回転側規制部材
31a 突起部
32 規制ピン(規制部材)
35 固定部材
40 駆動機構
41 ソレノイド
41a プランジャ
41b 本体部
42 圧縮コイルバネ
80 ケース体
82 カバー
82a 貫通孔
82b 壁部
83 弾性部材
Claims (6)
- ロータ及びステータを有するモータと、
停止している前記ロータの回転を規制するための回転規制機構と、
前記モータ及び前記回転規制機構が収容されるケース体と、を備え、
前記回転規制機構は、前記ロータに固定された円環状の回転側規制部材と、前記回転側規制部材の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部の間に挿入されて前記周方向における前記回転側規制部材の移動を規制する規制部材と、前記周方向における前記突起部の間に前記規制部材が配置される規制位置及び前記周方向における前記突起部の間から前記規制部材が外れる規制解除位置の間で、前記規制部材を前記ロータの軸方向に移動させるための駆動機構と、を有し、
前記駆動機構は、前記規制部材を前記規制位置に向かって付勢する付勢部材と、前記規制部材を前記規制解除位置に向かって移動させるソレノイドと、有し、
前記ソレノイドのプランジャの前記規制部材に当接する側の一端部と反対側の他端部は、前記規制部材が前記規制位置にある状態にて前記ケース体の内部に位置し且つ前記ケース体によって覆われて非露出となっており、
前記ケース体における前記プランジャの前記他端部に対向する部分は、前記他端部側と反対側からの外力を受けて前記他端部側に変形して前記他端部に当接可能な弾性を持つ部材によって構成され、
前記弾性を持つ部材は前記ケース体に埋め込まれており、
前記付勢部材によって付勢され前記規制部材が前記規制位置にある状態にて前記弾性を持つ部材と前記部分が当接している回転アクチュエータ。 - 請求項1記載の回転アクチュエータであって、
前記部分における前記他端部側の面には、前記他端部に向けて突出する凸部が形成されている回転アクチュエータ。 - 請求項1記載の回転アクチュエータであって、
前記規制部材は円柱状であり上側に向かって窪む凹部が形成され、
前記凹部に前記付勢部材の上端側部分が配置されている回転アクチュエータ。 - 請求項1記載の回転アクチュエータであって、
前記規制部材は前記ロータの軸方向から見た際に前記回転側規制部材の外周側に配置され、前記突起部の先端面を結ぶ仮想円よりも前記規制部材の一部が、前記回転側規制部材の径方向の内側に配置されている回転アクチュエータ。 - 請求項1から4のいずれか1項記載の回転アクチュエータであって、
前記ケース体における前記部分が形成された領域の外表面は、前記回転側規制部材の軸方向に垂直であり、
前記部分に対し前記回転側規制部材の径方向外側には、前記軸方向に平行な前記ケース体の側面が形成されており、
前記ケース体には、前記領域の前記外表面と前記側面とを繋ぎ且つ当該外表面に対して傾斜した傾斜面が形成されている回転アクチュエータ。 - 請求項1から5のいずれか1項記載の回転アクチュエータによって構成される関節部を備えるロボット。
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