JP7488470B2 - 機械式ストッパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットに適用され、緩衝部材を備える機械式ストッパ装置に関する。

従来、突出したストッパが設けられた可動部材と、異常動作時にストッパが衝突するストッパ受が設けられた固定部材と、ストッパ受のストッパに対向する対向面に設けられて衝突による衝撃を緩和する緩衝部材と、を備える機械式ストッパ装置がある（特許文献１参照）。

特開２００２－２６４０６９号公報

ところで、特許文献１に記載の機械式ストッパ装置において、より大きな衝撃を吸収可能にしようとすると、緩衝部材をより大きくする必要がある。その場合、緩衝部材を大きくした分だけ、可動部材の可動範囲（２つの部材の相対回転可能範囲）が狭くなることが避けられない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、機械式ストッパ装置において、２つの部材の相対回転可能範囲が狭くなることを抑制しつつ、より大きな衝撃を吸収可能にすることにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、
所定回転軸心を中心として第１部材と第２部材とが相対回転するロボットの回転軸部に設けられ、前記第１部材と前記第２部材との機械的な回転限界を設定する機械式ストッパ装置であって、
前記第１部材に設けられ、前記相対回転により所定軌道を相対移動する第１ストッパと、
前記所定軌道から外れた位置に配置されて前記第２部材に取り付けられた被取付部、及び前記被取付部の所定位置から前記所定軌道に交差する位置まで延びて前記相対回転により前記第１ストッパに当接可能である当接部を備える第２ストッパと、
前記所定軌道から外れた位置に配置され、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記被取付部の回転によって前記所定軌道に垂直な方向へ変形して衝撃を緩和する第１緩衝部と、
を備える。

上記構成によれば、ロボットの回転軸部において、所定回転軸心を中心として第１部材と第２部材とが相対回転する。機械式ストッパ装置は、ロボットの回転軸部に設けられ、前記第１部材と前記第２部材との機械的な回転限界を設定する。

ここで、第１ストッパは、前記第１部材に設けられ、前記相対回転により所定軌道を相対移動する。第２ストッパは、前記所定軌道から外れた位置に配置されて前記第２部材に取り付けられた被取付部を備えている。被取付部は、前記所定軌道から外れた位置に配置されているため、第１ストッパに当接（衝突）しない。第２ストッパは、前記被取付部の所定位置から前記所定軌道に交差する位置まで延びて前記相対回転により前記第１ストッパに当接可能である当接部を備えている。このため、第１ストッパが第２ストッパの当接部に当接（衝突）すると、被取付部の一部を支点として当接部及び被取付部を回転させるモーメントが発生する。

そして、第１緩衝部は、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記被取付部の回転によって前記所定軌道に垂直な方向へ変形して衝撃を緩和する。このため、第１ストッパと第２ストッパとの衝突による衝撃を、第１緩衝部により緩和することができる。さらに、第１緩衝部は、前記所定軌道から外れた位置に配置されている。したがって、第１緩衝部をより大きくしてより大きな衝撃を吸収可能にしたとしても、第１部材及び第２部材の相対回転可能範囲が狭くなることを抑制することができる。

第２の手段では、前記第１緩衝部は、前記被取付部において前記当接部が延びている方向と反対方向の端面と前記第２部材との間に配置されている。こうした構成によれば、被取付部の一部を支点として当接部及び被取付部を回転させるモーメントが発生した際に、前記被取付部において前記当接部が延びている方向と反対方向の端面が第２部材に衝突して第２部材を損傷することを、第１緩衝部により抑制することができる。

第１ストッパが第２ストッパの当接部に当接（衝突）すると、第２ストッパを所定軌道に平行な方向へ変位させる力が発生する。

この点、第３の手段では、前記所定軌道から外れた位置に配置され、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記所定軌道に平行な方向への前記被取付部の変位によって前記所定軌道に平行な方向へ変形して衝撃を緩和する第２緩衝部を備える。

上記構成によれば、第１ストッパと第２ストッパとの衝突による衝撃を、第２緩衝部により緩和することができる。さらに、第２緩衝部は、前記所定軌道から外れた位置に配置されている。したがって、第２緩衝部をより大きくしてより大きな衝撃を吸収可能にしたとしても、第１部材及び第２部材の相対回転可能範囲が狭くなることを抑制することができる。しかも、機械式ストッパ装置が第１緩衝部及び第２緩衝部を備えることによって、より大きな衝撃を吸収可能にすることができる。

第４の手段では、前記第２緩衝部は、前記被取付部において前記所定軌道が延びる方向の端面と前記第２部材との間に配置されている。こうした構成によれば、前記所定軌道に平行な方向へ前記被取付部が変位した際に、被取付部において所定軌道に平行な方向の端面が第２部材に衝突して第２部材を損傷することを、第２緩衝部により抑制することができる。

第５の手段では、前記被取付部には、前記当接部が延びている方向と反対方向へ前記被取付部を貫通する第１貫通孔が形成され、前記第１緩衝部には、前記当接部が延びている方向と反対方向へ前記第１緩衝部を貫通する第２貫通孔が形成され、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に挿通され、前記被取付部及び前記第１緩衝部を前記第２部材に固定する固定部材を備え、前記所定軌道に平行な方向において、前記第１貫通孔と前記固定部材との隙間は、前記第１ストッパと前記当接部との衝突時に想定される前記被取付部の変位量よりも広く設定されている。

上記構成によれば、被取付部に形成された第１貫通孔及び第１緩衝部に形成された第２貫通孔に固定部材が挿通され、前記被取付部及び前記第１緩衝部が前記第２部材に固定されている。ここで、前記所定軌道に平行な方向において、前記第１貫通孔と前記固定部材との隙間が狭いと、前記第１ストッパと前記当接部との衝突時に被取付部が固定部材に衝突して固定部材が損傷するおそれがある。

この点、前記所定軌道に平行な方向において、前記第１貫通孔と前記固定部材との隙間は、前記第１ストッパと前記当接部との衝突時に想定される前記被取付部の変位量よりも広く設定されている。したがって、前記第１ストッパと前記当接部との衝突時に被取付部が固定部材に衝突することを抑制することができ、固定部材が損傷することを抑制することができる。

第６の手段では、前記第１緩衝部と前記第２緩衝部とは、１つの部材により一体に形成されている。こうした構成によれば、第１緩衝部と第２緩衝部とを別々に製造する手間、及び第１緩衝部と第２緩衝部とを別々に配置する手間を減らすことができる。

第７の手段では、前記第１緩衝部は、前記被取付部において前記当接部が延びている方向と反対方向の端面と前記第２部材との間、及び前記被取付部において前記当接部が延びている方向の端面と前記第２部材との間に配置されている。

上記構成によれば、前記第１緩衝部は、前記被取付部において前記当接部が延びている方向と反対方向の端面と前記第２部材との間に加えて、前記被取付部において前記当接部が延びている方向の端面と前記第２部材との間に配置されている。このため、機械式ストッパ装置が、前記被取付部に対して両側に第１緩衝部を備えることによって、より大きな衝撃を吸収可能にすることができる。

第８の手段では、前記所定軌道から外れた位置に配置され、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記所定軌道に平行な方向への前記被取付部の変位によって前記所定軌道に平行な方向へ変形して衝撃を緩和する第２緩衝部を備え、前記第２部材は、前記被取付部に対して前記当接部と反対側から前記第１緩衝部に当接し且つ前記第２緩衝部に前記所定軌道に平行な方向から当接する内側部と、前記被取付部に対して前記当接部の側から前記第１緩衝部に当接し且つ前記第２緩衝部に前記所定軌道に平行な方向から当接する外側部とを含む。

上記構成によれば、機械式ストッパ装置が第１緩衝部及び第２緩衝部を備えることによって、より大きな衝撃を吸収可能にすることができる。そして、前記被取付部に対して前記当接部と反対側から前記第１緩衝部に当接し且つ前記第２緩衝部に前記所定軌道に平行な方向から当接する内側部により、第１緩衝部及び第２緩衝部を介して被取付部を支持することができる。また、前記被取付部に対して前記当接部の側から前記第１緩衝部に当接し且つ前記第２緩衝部に前記所定軌道に平行な方向から当接する外側部により、第１緩衝部及び第２緩衝部を介して被取付部を支持することができる。

第９の手段では、前記第２部材は、前記被取付部に対して前記当接部と反対側から前記第１緩衝部に当接する内側部と、前記被取付部に対して前記当接部の側から前記第１緩衝部に当接する外側部とを含み、前記被取付部には、前記所定軌道及び前記当接部が延びる方向に垂直に延びる溝又は孔である係合部が形成され、前記係合部に挿入され、前記第２部材に固定された軸部材を備える。

上記構成によれば、前記被取付部に対して前記当接部と反対側から前記第１緩衝部に当接する内側部と、前記被取付部に対して前記当接部の側から前記第１緩衝部に当接する外側部とにより、第１緩衝部を介して被取付部を支持することができる。そして、前記被取付部には、前記所定軌道及び前記当接部が延びる方向に垂直に延びる溝又は孔である係合部が形成されている。機械式ストッパ装置は、前記係合部に挿入され、前記第２部材に固定された軸部材を備えている。このため、第１ストッパが第２ストッパの当接部に当接（衝突）して当接部及び被取付部を回転させるモーメントが発生した場合に、軸部材を中心として当接部及び被取付部を回転させることができる。ここで、第１緩衝部は、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記被取付部の回転によって前記所定軌道に垂直な方向へ変形して衝撃を緩和する。このため、第１ストッパと第２ストッパとの衝突による衝撃を、第１緩衝部により緩和することができる。

第１ストッパが鋳物で形成されている場合、第１ストッパの形状や寸法にばらつきが生じることがある。このため、第１ストッパと当接部とが当接（衝突）する位置がばらついて、衝突時に被取付部を回転させるモーメントが想定したモーメントからずれるおそれがある。この場合、衝突による衝撃を第１緩衝部により適切に吸収できないおそれがある。

この点、第１０の手段では、前記第１ストッパにおける前記当接部に対向する平面である第１対向面は、前記所定軌道に垂直に配置され、前記当接部における前記第１ストッパに対向する平面である第２対向面は、前記当接部の先端側ほど前記第１対向面から離れるように傾斜している。こうした構成によれば、第１ストッパの形状や寸法にばらつきが生じたとしても、第１ストッパの第１対向面の被取付部側の端部が当接部に当接し易くなる。このため、第１ストッパと当接部とが当接（衝突）する位置を安定させることができる。したがって、衝突時に被取付部を回転させるモーメントが想定したモーメントからずれることを抑制することができ、衝突による衝撃を第１緩衝部により適切に吸収することができる。さらに、機械式ストッパ装置が第２緩衝部を備える場合には、第２対向面の傾斜角度を調節することにより、衝突による衝撃を第１緩衝部と第２緩衝部とに割り振る配分を調節することができる。

第１１の手段では、前記当接部が延びている方向において、前記第１ストッパの長さは前記第２ストッパの長さよりも長い。こうした構成によれば、前記当接部が延びている方向において、第１ストッパと第１部材との接続部分の長さを長くすることきができる。したがって、第１ストッパと第２ストッパの当接部との衝突時に、第１ストッパが破損することを抑制することができる。なお、第２ストッパは、衝突時に破損したとしても取り替えが容易である。

第１実施形態の機械式ストッパ装置の斜視図。 図１の機械式ストッパ装置の平面図。 図２のIII－III線断面図。 第２実施形態の機械式ストッパ装置の模式図。 第３実施形態の機械式ストッパ装置の模式図。

（第１実施形態）
以下、垂直多関節型のロボットの関節（回転軸部）に設けられた機械式ストッパ装置に具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、ロボットは、例えば６軸の垂直多関節型ロボットとして構成されている。ロボットは、ベース１１（基台）、ショルダ部１２、下アーム（以下図示略）、第１上アーム、第２上アーム、手首部、及びフランジを備えている。ショルダ部１２は、ベース１１により、図示しない第１軸線Ｊ１（所定回転軸心）を中心として回転可能に支持されている。以下では、図１の上下左右方向をロボットの上下左右方向として説明するが、ロボットの設置方向はこれに限られない。

ベース１１は、筐体２０等を備えている。筐体２０（第２部材）は、例えばアルミ合金（金属）の鋳物により形成されている。

ショルダ部１２は、筐体６０等を備えている。筐体６０（第１部材）は、例えばアルミ合金（金属）の鋳物により形成されている。

機械式ストッパ装置３０は、筐体２０と筐体６０との機械的な回転限界を設定している。以下、機械式ストッパ装置３０の構成を詳細に説明する。

機械式ストッパ装置３０は、第１ストッパ３１、第２ストッパ４１、緩衝部材５１等を備えている。

第１ストッパ３１は、例えばアルミ合金（金属）の鋳物により形成されており、筐体６０の鋳造時に筐体６０と一体成形されている。第１ストッパ３１は、筐体６０の外周面から四角柱状に突出している。第１ストッパ３１の長手方向は、第１軸線Ｊ１と平行になっている。

図２は機械式ストッパ装置３０の平面図であり、図３は図２のIII－III線断面図である。

ショルダ部１２が第１軸線Ｊ１を中心として回転することにより、第１ストッパ３１は円状（環状）の所定軌道Ｗを移動する。すなわち、筐体２０と筐体６０とが相対回転することにより、第１ストッパ３１は所定軌道Ｗを相対移動する。

第２ストッパ４１は、例えばアルミ合金（金属）により、「Ｔ」字状に形成されている。詳しくは、第２ストッパ４１は、所定軌道Ｗに沿って全体が円弧状に湾曲している。第２ストッパ４１は、「Ｔ」字の横棒に対応する被取付部４２と、「Ｔ」字の縦棒に対応する当接部４６とを備えている。第２ストッパ４１は、被取付部４２が下側になり、当接部４６が上側になるように筐体２０に取り付けられている。

被取付部４２の長手方向の両端部には、ボルト４３を挿通する貫通孔４２ａ（第１貫通孔）、及びボルト４３の頭部を収納する座繰り穴４２ｂ（第１貫通孔）が形成されている。

筐体２０には、被取付部４２及び後述する緩衝部材５１を収納する溝２１が形成されている。溝２１は、被取付部４２の形状に対応して全体が円弧状に湾曲している。

緩衝部材５１は、例えばゴムや樹脂等により、溝形（「コ」字状）に形成されている。緩衝部材５１は、被取付部４２及び溝２１の形状に対応して全体が円弧状に湾曲している。緩衝部材５１は、被取付部４２の下側（当接部４６と反対側）に配置される底部５１ａと、被取付部４２の左右側に配置される側部５１ｂとを備えている。すなわち、底部５１ａと側部５１ｂとは、１つの部材（緩衝部材５１）により一体に形成されている。底部５１ａ（第１緩衝部）は、被取付部４２において当接部４６が延びている方向と反対方向の端面と筐体２０との間に配置されている。側部５１ｂ（第２緩衝部）は、被取付部４２において所定軌道Ｗが延びる方向の端面と筐体２０との間に配置されている。

底部５１ａには、当接部４６が延びている方向と反対方向へ底部５１ａを貫通する貫通孔５１ｃ（第２貫通孔）が形成されている。貫通孔５１ｃには、カラー４４が収納されている。カラー４４は、例えば金属により、円環状に形成されている。カラー４４の厚さは、底部５１ａの厚さよりも薄くなっている。ボルト４３（固定部材）は、座繰り穴４２ｂ、貫通孔４２ａ、及び貫通孔５１ｃに挿通され、筐体２０に形成された雌ねじ部にねじ込まれることで、被取付部４２及び底部５１ａ（緩衝部材５１）を筐体２０に固定している。このとき、カラー４４よりも厚い底部５１ａが被取付部４２により圧縮された後、被取付部４２がカラー４４に当接した状態で、ボルト４３の締め付け荷重ひいては、第２ストッパ４１の取り付け高さが管理される。

被取付部４２は、所定軌道Ｗから外れた位置に配置されて筐体２０に取り付けられている。当接部４６は、被取付部４２の第１ストッパ３１側において長手方向の中央（所定位置）から所定軌道Ｗに交差する位置まで延びている。これにより、当接部４６は、筐体２０と筐体６０との相対回転により、第１ストッパ３１に当接可能になっている。

第１ストッパ３１が当接部４６に当接（衝突）すると、被取付部４２において所定軌道Ｗに平行な方向への移動を規制する部分（被取付部４２の一部）を支点として、当接部４６及び被取付部４２を回転させるモーメントが発生する。このとき、底部５１ａは、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突による被取付部４２の回転によって下方向（所定軌道Ｗに垂直な方向）へ変形して衝撃を緩和する。

また、側部５１ｂは、所定軌道Ｗから外れた位置に配置され、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突による所定軌道Ｗに平行な方向への被取付部４２の変位によって、所定軌道Ｗに平行な方向へ変形して衝撃を緩和する。ここで、所定軌道Ｗに平行な方向において、座繰り穴４２ｂ及び貫通孔４２ａとボルト４３との隙間は、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突時に想定される被取付部４２の変位量よりも広く設定されている。

第１ストッパ３１は鋳物で形成されているため、第１ストッパ３１の形状や寸法にばらつきが生じることがある。このため、第１ストッパ３１と当接部４６とが当接（衝突）する位置がばらついて、衝突時に被取付部４２を回転させるモーメントが想定したモーメントからずれるおそれがある。この場合、衝突による衝撃を緩衝部材５１により適切に吸収できないおそれがある。

そこで、第１ストッパ３１における当接部４６に対向する平面である第１対向面３１ａは、所定軌道Ｗに垂直に配置されている。当接部４６における第１ストッパ３１に対向する平面である第２対向面４６ａは、当接部４６の先端側ほど第１対向面３１ａから離れるように傾斜している。このため、第１ストッパ３１の形状や寸法にばらつきが生じたとしても、第１ストッパ３１の第１対向面３１ａの被取付部４２側の端部３１ｂが当接部４６に当接し易くなる。また、第２対向面４６ａの傾斜角度を調節することにより、衝突による衝撃を底部５１ａと側部５１ｂとに割り振る配分が調節されている。

当接部４６が延びている方向（上下方向）において、第１ストッパ３１の長さＬ１は第２ストッパ４１の長さＬ２よりも長く設定されている。すなわち、当接部４６が延びている方向において、第１ストッパ３１の長さＬ１は、当接部４６と重複する部分の長さＬ３よりも長く、望ましくは当接部４６の長さＬ４よりも長く、さらに望ましくは第２ストッパ４１の長さＬ２よりも長く設定されている。これにより、当接部４６が延びている方向において、第１ストッパ３１と筐体６０との接続部分の長さＬ１が長く設定されている。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・底部５１ａは、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突による被取付部４２の回転によって所定軌道Ｗに垂直な方向へ変形して衝撃を緩和する。このため、第１ストッパ３１と第２ストッパ４１との衝突による衝撃を、底部５１ａにより緩和することができる。さらに、底部５１ａは、所定軌道Ｗから外れた位置に配置されている。したがって、底部５１ａをより大きくしてより大きな衝撃を吸収可能にしたとしても、筐体６０及び筐体２０の相対回転可能範囲が狭くなることを抑制することができる。

・底部５１ａは、被取付部４２において当接部４６が延びている方向と反対方向の端面と筐体２０との間に配置されている。こうした構成によれば、被取付部４２の一部を支点として当接部４６及び被取付部４２を回転させるモーメントが発生した際に、被取付部４２において当接部４６が延びている方向と反対方向の端面が筐体２０に衝突して筐体２０を損傷することを、底部５１ａにより抑制することができる。

・機械式ストッパ装置３０は、所定軌道Ｗから外れた位置に配置され、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突による所定軌道Ｗに平行な方向への被取付部４２の変位によって所定軌道Ｗに平行な方向へ変形して衝撃を緩和する側部５１ｂを備えている。上記構成によれば、第１ストッパ３１と第２ストッパ４１との衝突による衝撃を、側部５１ｂにより緩和することができる。さらに、側部５１ｂは、所定軌道Ｗから外れた位置に配置されている。したがって、側部５１ｂをより大きくしてより大きな衝撃を吸収可能にしたとしても、筐体６０及び筐体２０の相対回転可能範囲が狭くなることを抑制することができる。しかも、機械式ストッパ装置３０が底部５１ａ及び側部５１ｂを備えることによって、より大きな衝撃を吸収可能にすることができる。

・側部５１ｂは、被取付部４２において所定軌道Ｗが延びる方向の端面と筐体２０との間に配置されている。こうした構成によれば、所定軌道Ｗに平行な方向へ被取付部４２が変位した際に、被取付部４２において所定軌道Ｗに平行な方向の端面が筐体２０に衝突して筐体２０を損傷することを、側部５１ｂにより抑制することができる。

・所定軌道Ｗに平行な方向において、座繰り穴４２ｂ及び貫通孔４２ａとボルト４３との隙間は、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突時に想定される被取付部４２の変位量よりも広く設定されている。したがって、第１ストッパ３１と当接部４６との衝突時に被取付部４２がボルト４３に衝突することを抑制することができ、ボルト４３が損傷することを抑制することができる。

・底部５１ａと側部５１ｂとは、１つの部材（緩衝部材５１）により一体に形成されている。こうした構成によれば、底部５１ａと側部５１ｂとを別々に製造する手間、及び底部５１ａと側部５１ｂとを別々に配置する手間を減らすことができる。

・第１ストッパ３１における当接部４６に対向する平面である第１対向面３１ａは、所定軌道Ｗに垂直に配置され、当接部４６における第１ストッパ３１に対向する平面である第２対向面４６ａは、当接部４６の先端側ほど第１対向面３１ａから離れるように傾斜している。こうした構成によれば、第１ストッパ３１の形状や寸法にばらつきが生じたとしても、第１ストッパ３１の第１対向面３１ａの被取付部４２側の端部３１ｂが当接部４６に当接し易くなる。このため、第１ストッパ３１と当接部４６とが当接（衝突）する位置を安定させることができる。したがって、衝突時に被取付部４２を回転させるモーメントが想定したモーメントからずれることを抑制することができ、衝突による衝撃を底部５１ａにより適切に吸収することができる。さらに、機械式ストッパ装置３０は側部５１ｂを備えているため、第２対向面４６ａの傾斜角度を調節することにより、衝突による衝撃を底部５１ａと側部５１ｂとに割り振る配分を調節することができる。

・当接部４６が延びている方向において、第１ストッパ３１の長さＬ１は第２ストッパ４１の長さＬ２よりも長い。こうした構成によれば、当接部４６が延びている方向において、第１ストッパ３１と筐体６０との接続部分の長さを長くすることきができる。したがって、第１ストッパ３１と第２ストッパ４１の当接部４６との衝突時に、第１ストッパ３１が破損することを抑制することができる。なお、第２ストッパ４１は、衝突時に破損したとしても取り替えが容易である。

（第２実施形態）
第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、被取付部の下側と上側とに緩衝部材が設けられている。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図４に示すように、機械式ストッパ装置１３０は、第１ストッパ３１、第２ストッパ１４１、及び緩衝部材１５１，１５３等を備えている。

第２ストッパ１４１は、上記座繰り穴４２ｂ及び貫通孔４２ａが形成されていないことを除いて、第１実施形態の第２ストッパ４１と同様の構成を備えている。

緩衝部材１５１は、被取付部１４２の下側（当接部１４６と反対側）に配置される底部１５１ａと、被取付部４２の左右側に配置される側部１５１ｂとを備えている。すなわち、底部１５１ａと側部１５１ｂとは、１つの部材（緩衝部材１５１）により一体に形成されている。底部１５１ａ（第１緩衝部）は、被取付部１４２において当接部１４６が延びている方向と反対方向の端面と筐体１２０との間に配置されている。側部１５１ｂ（第２緩衝部）は、被取付部１４２において所定軌道Ｗが延びる方向の端面と筐体１２０及び取付部材１２３との間に配置されている。

緩衝部材１５３は、被取付部１４２の上側（当接部１４６の側）に配置される底部１５３ａと、被取付部１４２の左右側に配置される側部１５３ｂとを備えている。すなわち、底部１５３ａと側部１５３ｂとは、１つの部材（緩衝部材１５３）により一体に形成されている。底部１５３ａ（第１緩衝部）は、被取付部１４２において当接部１４６が延びている方向の端面と取付部材１２３との間に配置されている。側部１５３ｂ（第２緩衝部）は、被取付部１４２において所定軌道Ｗが延びる方向の端面と取付部材１２３との間に配置されている。

筐体１２０（内側部、第２部材）は、被取付部１４２に対して当接部１４６と反対側から底部１５１ａに当接し、且つ側部１５１ｂに所定軌道Ｗに平行な方向から当接している。取付部材１２３（外側部、第２部材）は、被取付部１４２に対して当接部１４６の側から底部１５３ａに当接し、且つ側部１５３ｂに所定軌道Ｗに平行な方向から当接している。そして、ボルト１４３により、取付部材１２３が筐体１２０に固定されている。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・底部１５１ａ，１５３ａ（緩衝部材１５１，１５３）は、被取付部１４２において当接部１４６が延びている方向と反対方向の端面と筐体１２０との間に加えて、被取付部１４２において当接部１４６が延びている方向の端面と取付部材１２３との間に配置されている。このため、機械式ストッパ装置１３０が、被取付部１４２に対して両側に底部１５１ａ，１５３ａを備えることによって、より大きな衝撃を吸収可能にすることができる。

・機械式ストッパ装置１３０が底部１５１ａ及び側部１５１ｂ、並びに底部１５３ａ及び側部１５３ｂを備えることによって、より大きな衝撃を吸収可能にすることができる。そして、被取付部１４２に対して当接部１４６と反対側から底部１５１ａに当接し且つ側部１５１ｂに所定軌道Ｗに平行な方向から当接する筐体１２０により、底部１５１ａ及び側部１５１ｂを介して被取付部１４２を支持することができる。また、被取付部１４２に対して当接部１４６の側から底部１５３ａに当接し且つ側部１５３ｂに所定軌道Ｗに平行な方向から当接する取付部材１２３により、底部１５３ａ及び側部１５３ｂを介して被取付部１４２を支持することができる。

なお、筐体１２０と取付部材１２３とは、ボルト１４３による締結に限らず、溶接や、接着剤による接着で固定することもできる。

（第３実施形態）
第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、被取付部の下側と上側とに緩衝部材が設けられ、被取付部の左右側には緩衝部材が設けられていない。なお、第１，第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図５に示すように、機械式ストッパ装置２３０は、第１ストッパ３１、第２ストッパ２４１、緩衝部材２５１，２５３、及び軸部材２４７等を備えている。

第２ストッパ１４１は、溝２４２ａが形成されていることを除いて、第２実施形態の第２ストッパ１４１と同様の構成を備えている。

緩衝部材２５１（第１緩衝部）は、被取付部２４２の下側（当接部２４６と反対側）に配置されている。緩衝部材２５１は、被取付部２４２において当接部２４６が延びている方向と反対方向の端面と筐体１２０との間に配置されている。

緩衝部材２５３（第１緩衝部）は、被取付部２４２の上側（当接部２４６の側）に配置されている。緩衝部材２５３は、被取付部２４２において当接部２４６が延びている方向の端面と取付部材１２３との間に配置されている。

筐体１２０（内側部、第２部材）は、被取付部２４２に対して当接部２４６と反対側から緩衝部材２５１に当接している。取付部材１２３（外側部、第２部材）は、被取付部２４２に対して当接部２４６の側から緩衝部材２５３に当接している。そして、ボルト１４３により、取付部材１２３が筐体１２０に固定されている。

被取付部２４２には、所定軌道Ｗ及び当接部２４６が延びる方向に垂直（前後方向）に延びる溝２４２ａが形成されている。溝２４２ａ（係合部）の断面形状は、正方形（矩形）である。

軸部材２４７は、例えば剛性の高い金属により、円柱状に形成されている。軸部材２４７は、溝２４２ａに挿入（係合）され、筐体１２０に固定されている。軸部材２４７の直径は、溝２４２ａの断面形状である正方形の一辺の長さと略等しくなっている。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１，第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

・被取付部２４２に対して当接部２４６と反対側から緩衝部材２５１に当接する筐体１２０と、被取付部２４２に対して当接部２４６の側から緩衝部材２５３に当接する取付部材１２３とにより、緩衝部材２５１，２５３を介して被取付部２４２を支持することができる。

・被取付部２４２には、所定軌道Ｗ及び当接部２４６が延びる方向に垂直に延びる溝２４２ａが形成されている。機械式ストッパ装置２３０は、溝２４２ａに挿入され、筐体１２０に固定された軸部材２４７を備えている。このため、第１ストッパ３１が第２ストッパ２４１の当接部２４６に当接（衝突）して当接部２４６及び被取付部２４２を回転させるモーメントが発生した場合に、軸部材２４７を中心として当接部２４６及び被取付部２４２を回転させることができる。ここで、緩衝部材２５１，２５３は、第１ストッパ３１と当接部２４６との衝突による被取付部２４２の回転によって所定軌道Ｗに垂直な方向へ変形して衝撃を緩和する。このため、第１ストッパ３１と第２ストッパ２４１との衝突による衝撃を、緩衝部材２５１，２５３により緩和することができる。なお、被取付部２４２に、溝２４２ａに代えて、所定軌道Ｗ及び当接部２４６が延びる方向に垂直に延びる孔（係合部）を形成することもできる。

また、第１～第３実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。第１～第３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・当接部４６，１４６，２４６が延びている方向において、第１ストッパ３１の長さＬ１を、第２ストッパ４１，１４１，２４１の長さＬ２よりも短く設定したり、当接部４６，１４６，２４６の長さＬ４よりも短く設定したりすることもできる。

・当接部４６（１４６，２４６）における第１ストッパ３１に対向する平面である第２対向面４６ａを所定軌道Ｗに垂直に配置し、第１ストッパ３１における当接部４６に対向する平面である第１対向面３１ａを、第１ストッパ３１の被取付部４２側ほど第２対向面４６ａから離れるように傾斜させてもよい。こうした構成によっても、第１実施形態に準じた作用効果を奏することができる。また、第１対向面３１ａと第２対向面４６ａとを平行に配置することもできる。また、第１ストッパ３１の形状は、四角柱状に限らず、任意の形状を採用することができる。

・機械式ストッパ装置３０は、ベース１１とショルダ部１２とを連結する関節に限らず、ロボットの任意の関節に適用することができる。

２０…筐体（第２部材）、３０…機械式ストッパ装置、３１…第１ストッパ、４１…第２ストッパ、４２…被取付部、４６…当接部、５１…緩衝部材、５１ａ…底部（第１緩衝部）、５１ｂ…側部（第２緩衝部）、６０…筐体（第１部材）、１２０…筐体（第２部材）、１２３…取付部材（第２部材）、１３０…機械式ストッパ装置、１４１…第２ストッパ、１４２…被取付部、１４６…当接部、１５１…緩衝部材、１５１ａ…底部（第１緩衝部）、１５１ｂ…側部（第２緩衝部）、１５３…緩衝部材、１５３ａ…底部（第１緩衝部）、１５３ｂ…側部（第２緩衝部）、２３０…機械式ストッパ装置、２４１…第２ストッパ、２４２…被取付部、２４６…当接部、２５１…緩衝部材（第１緩衝部）、２５３…緩衝部材（第１緩衝部）。

Claims (11)

1. 所定回転軸心を中心として第１部材と第２部材とが相対回転するロボットの回転軸部に設けられ、前記第１部材と前記第２部材との機械的な回転限界を設定する機械式ストッパ装置であって、
   前記第１部材に設けられ、前記相対回転により所定軌道を相対移動する第１ストッパと、
   前記所定軌道から外れた位置に配置されて前記第２部材に取り付けられた被取付部、及び前記被取付部の所定位置から前記所定軌道に交差する位置まで延びて前記相対回転により前記第１ストッパに当接可能である当接部を備える第２ストッパと、
   前記所定軌道から外れた位置に配置され、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記被取付部の回転によって前記所定軌道に垂直な方向へ変形して衝撃を緩和する第１緩衝部と、
   を備える機械式ストッパ装置。
2. 前記第１緩衝部は、前記被取付部において前記当接部が延びている方向と反対方向の端面と前記第２部材との間に配置されている、請求項１に記載の機械式ストッパ装置。
3. 前記所定軌道から外れた位置に配置され、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記所定軌道に平行な方向への前記被取付部の変位によって前記所定軌道に平行な方向へ変形して衝撃を緩和する第２緩衝部を備える、請求項１又は２に記載の機械式ストッパ装置。
4. 前記第２緩衝部は、前記被取付部において前記所定軌道が延びる方向の端面と前記第２部材との間に配置されている、請求項３に記載の機械式ストッパ装置。
5. 前記被取付部には、前記当接部が延びている方向と反対方向へ前記被取付部を貫通する第１貫通孔が形成され、
   前記第１緩衝部には、前記当接部が延びている方向と反対方向へ前記第１緩衝部を貫通する第２貫通孔が形成され、
   前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔に挿通され、前記被取付部及び前記第１緩衝部を前記第２部材に固定する固定部材を備え、
   前記所定軌道に平行な方向において、前記第１貫通孔と前記固定部材との隙間は、前記第１ストッパと前記当接部との衝突時に想定される前記被取付部の変位量よりも広く設定されている、請求項４に記載の機械式ストッパ装置。
6. 前記第１緩衝部と前記第２緩衝部とは、１つの部材により一体に形成されている、請求項３～５のいずれか１項に記載の機械式ストッパ装置。
7. 前記第１緩衝部は、前記被取付部において前記当接部が延びている方向と反対方向の端面と前記第２部材との間、及び前記被取付部において前記当接部が延びている方向の端面と前記第２部材との間に配置されている、請求項１に記載の機械式ストッパ装置。
8. 前記所定軌道から外れた位置に配置され、前記第１ストッパと前記当接部との衝突による前記所定軌道に平行な方向への前記被取付部の変位によって前記所定軌道に平行な方向へ変形して衝撃を緩和する第２緩衝部を備え、
   前記第２部材は、前記被取付部に対して前記当接部と反対側から前記第１緩衝部に当接し且つ前記第２緩衝部に前記所定軌道に平行な方向から当接する内側部と、前記被取付部に対して前記当接部の側から前記第１緩衝部に当接し且つ前記第２緩衝部に前記所定軌道に平行な方向から当接する外側部とを含む、請求項７に記載の機械式ストッパ装置。
9. 前記第２部材は、前記被取付部に対して前記当接部と反対側から前記第１緩衝部に当接する内側部と、前記被取付部に対して前記当接部の側から前記第１緩衝部に当接する外側部とを含み、
   前記被取付部には、前記所定軌道及び前記当接部が延びる方向に垂直に延びる溝又は孔である係合部が形成され、
   前記係合部に挿入され、前記第２部材に固定された軸部材を備える、請求項７に記載の機械式ストッパ装置。
10. 前記第１ストッパにおける前記当接部に対向する平面である第１対向面は、前記所定軌道に垂直に配置され、
    前記当接部における前記第１ストッパに対向する平面である第２対向面は、前記当接部の先端側ほど前記第１対向面から離れるように傾斜している、請求項１～９のいずれか１項に記載の機械式ストッパ装置。
11. 前記当接部が延びている方向において、前記第１ストッパの長さは前記第２ストッパの長さよりも長い、請求項１～１０のいずれか１項に記載の機械式ストッパ装置。

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