JPH042486A - メカニカルストッパ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボット関節部を始めとする回動機溝部に容
易に組め込めるメカニカルストッパ機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の技術をロボットを例にとって説明する。

第６図（ａ）、（ｂｌは、ロボットの中で最も多（用い
られているスカシ形ロボットにおけるメカニカルストッ
パ機構の一般例を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）
は正面図である。

この機構について簡単に説明する。床面に固定されたボ
ール１には受け側ストッパ５が取り付けられている。こ
のボール１を支点として旋回する第１アーム２には、当
て側ストッパ６と受け側ストッパ７が取り付けられてい
る。第１アームの先端部を支点として旋回する第２アー
ム乙には、当て側ストッパ８が取り付けられている。又
、第２アーム先端部には回転軸４が軸支されている。

前記ストッパ５とストッパ６、及びストッパ７とストッ
パ８との位置関係は、第６図（ａ）に図示されている様
に同一円周上に配置されている。尚、回転軸４は数回転
の回転を必要とするためメカニカルスト２パ機構が無い
物がほとんどである。

第７図は、ストッパ５とストッパ６０作用を説明するた
めに、このメカニカルストッパ機構を直線上に展開した
ものである。この図で分かる様にストッパ６がプラス及
びマイナス方向に旋回してストッパ５と接触するまでの
旋回量は、１回転以内である。追記してお（と、メカニ
カルストッパを頻繁に使用するとロボット構造自体を変
形させるおそれがあるので、通常は第７図の様にストッ
パ５の両端付近にリミットスイッチ１１を配置し、この
リミットスイッチ１１がストッパ６を検出することによ
って電気的にストッパ作用をさせる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１アーム２とボール１を例に取って見ると、構造上は
１回転以上旋回可能なのにストッパ５とストッパ６それ
ぞれを固定させているのでロボットの動作範囲が１回転
以内に制限されてしまい、多部品を１台の組み立てセル
で作業させようとすると部品供給用のスペースを確保で
きな（なり、ロボットを数台に分けて作業させればコス
ト高圧なってしまうので、動作範囲を最大限に活用しロ
ボット台数を殿小眼にする必要がある。

ロボット構造によっては、スカシ形ロボットと同じ位の
動作範囲を得ようとすると関節部が１回転以上回転しな
ければならないものもある。

回転軸４は、ハンドリング作業において例えばネジ切り
工程−を想定した場合、必然的に１回転以上の動作範囲
で動かす。そのためにメカニカルストッパ機構を取り付
けることが困難で有り、回転軸４が暴走したときによる
配線・配管の断線事故等を確実圧防ぐことができない。

本発明は、以上の様な現状の課題を解決すべ（ロボット
各関節部の旋回及び回転動作を１回転以上させても、メ
カニカルストッパ機構を作用することができ、確実にス
トッパ機能を果たすものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、第７図で説明した内容を本発明に置き換えた
もので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

受け側ストッパ１２は、９０度折れ曲がった形状をして
おりビン１６を支点として、左右９０度に倒れる機構で
ある。ビン１６は、ストッパ１２を介してボール１に固
定されている。当て側ストッパ１４は、従来通りの物を
使用するが、ストッパ１４の長さＬ１４は、ストッパ１
２０点Ａから点Ｂまでの長さり、２より短いものとする
。なお、当て側ストッパ１４の点Ｃが受け側ストッパ１
２の側面１２ｂを押圧し、点Ａを通過する際、図におい
てビン１３を中心として時計まわりのモーメントが発生
するように受け側ストッパ１２の長さｌｌ！を設定する
必要がある。以上、ストッパ１２．１４及びビン１６０
３つより構成した機構が１つの手段である。

第２図も第７図で説明した内容を本発明に置き換えたも
ので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

ビン２６を支点として回転する受け側ストッパ１５．１
６．１７．１８は、前記の順で４段に重なり９０度間隔
に配置されている。ビン２６は、ストッパ１５．１６．
１７．１８を介してボール１に固定されていて、このビ
ン２６とストッパ１５．１６．１７．１８との間にはキ
ー２５を介在させるのでストッパ１５．１６．１７．１
８を９０度間隔で維持出来る。ストッパ受け部は、２１
．２２の２つがボール１に取り付けられていてストッパ
受け部２１はストッパ１５上に、ストツバ受け部２２は
ストッパ１７の下にそれぞれ配置しである。

〔実施例〕

以下、本発明による実施例を図面を基に詳細に説明する
。

（実施例１） 第３図は、本発明によるメカニカルストッパ機・構を４
つのリンク機構からなる４リンクロボツトに使用した場
合の一実施例を概略的に示している。

第３図（ａ）は平面図、第３図（ｂｌは正面図、第３図
（ｃ）　、　（ｄ）はアームの移動状態を示す図である
。ここで、４リンクロボツトの先端部をマイナス方向に
動かした場合について説明する。

４リンクロボツトのアームの姿勢を第３図（ａ）のまま
で、モータ２７とモータ２８で旋回し、第３図（Ｃ）の
位置で停止させ、更にモータ２７は停止状態でモータ２
８のみをマイナス方向に旋回させ、第３図（ｄ）の位置
まで移動させる。ここで、点２９の動作範囲をみると約
１回転することがわかり、プラス方向の旋回動作を前述
の動作を逆にして置ぎ換えてみると、点２９は約半回転
する。よって、モータ２８は１回転以上回転させな（て
はならない。即ち、モータ２７も１回転以上回転させな
くてはならない。

そこで、本発明によるメカニカルストッパ機構について
、スタンド２６（第３図（ｂ））には受け側ストッパ１
２を取り付け、モータ２７，２８に当て側ストッパ１４
を取り付けたとして第１図に戻って説明する。

モータ２７又は２８で、当て側ストッパ１４をプラス側
に動作させ続けると約１回転した所で受け側ストッパ１
２の側面１２ａとストッパ１４とが衝突して同一方向の
動作は停止する。

逆に、ストッパ１４をマイナス側に動作させ続けると、
まず側面１２ｂを押し退けながらストッパ１２の上を通
過するとストッパ１２はピン１６を支点として９０度反
転させられ、想像線で書かれた位置に置かれる。そのま
ま動作を続けると側面１２Ｃと衝突して同様に約１回転
動作した所で同一方向の動作は中断する。よって、この
メカニカルストッパ機構は約２回転の動作が可能であり
、前述の４リンクロボット動作を満足する事が出来る。

ストッパ１２がストッパ１４の作用以外で不用意に傾か
ないようにするには、例えば板バネ６０を図のように取
り付ければ保持が可能である。

前述したように、ロボットの構造を保護するためにリミ
ットスイッチにより電気的にストッパ作用をさせるが、
本発明のメカニカルストッパ機構は１回転以上動作を可
能にさせているので以下の様にすると良い。ストッパ１
２０両端付近にそれぞれリミットスイッチ１１を配置す
るのは従来通りで、その他にストッパ１２が左右どちら
かに反転しているのかを検出できる位置にリミットスイ
ッチ６１．６２を配置し、６３．６４の様に回路を構成
すれば従来と同様に電気的にストッパ作用をさせる事が
出来る。

（実施例２） 前記実施例１では、約２回転の動作が可能なメカニカル
ストッパ機構であるが、第４図に示すものは完全な２回
転動作を可能にするため前記ストッパ１２の形状を変化
させたメカニカルストッパ機構である。但し、ストフッ
６５０回転後の状態（想像線で図示）は側面３５ａがピ
ン１６の軸心上にあることと、ストッパ６６の長さり、
。はピン１６の軸心から側面３５ｂの長さし８．とする
。

（実施例３） 前記受け側ストッパ１２と当て側ストッパ１４を１組と
して、第５図に示す様に、２組のストッパを干渉しあわ
ない２つの円周上に配置して、矢印の方向に動作を続け
ると約１．２５回転の動作範囲でストッパ作用を可能に
出来、第５図で示すストッパへの配置をずらして使えば
１回転以上約２回転以内での範囲で自由に可変ストッパ
作用な行なうことが出来る。

（実施例４） 第２図で説明した機構を、ロボットのアーム先端の回転
軸に適用（第６図に示す回転軸４）した例を第２図に戻
って説明する。

ストッパ２４がプラス側に動作した場合、約１回転した
所でストッパ１６と衝突しストッパ１７とストッパ受け
部２２の作用、あるいはストッパ１５とストッパ受け部
２１の作用により、同一方向の動作は停止される。次に
、ストッパ２４がマイナス側に動作した場合、まずスト
ッパ１６を押し退けながらストッパ１６の上を通過する
と、受け側ストッパ全体を９０度反転させる。そして、
約１回転動作した所で今度はストッパ１７を押し退けな
がらストッパ１７の上を通過すると、同様に受け側スト
ッパ全体を９０度反転させる。更に、約２回転した所で
ストッパ１８を押し退けながらストッパ１８の上を通過
すると、同様に受け側ストッパ全体を９０度反転させ約
３回転目には、スト２バ１５と衝突し、ストッパ１８と
ストッパ受け部２１の作用あるいはストッパ１６とスト
レバ受け部２２の作用により同一方向の動作は停止され
る。

よって、このメカニカルストッパ機構は初めて当て側ス
トッパ２４を第２図（ｂ）において、受け側ストッパ１
６の右側に位置させておくことで約１回転するので合計
して約４回転の動作範囲を得ることができる。なお、ス
トッパ受け部２１あるいは２２を図において前後方向に
移動させて位置させることにより、回転数を１〜４回転
の間で設定できる。

前記受け側ストッパの反転動作終了後の姿勢を維持する
ために、例えば板バネ１９．２０を図の様に配置すると
良く、この板バネ１９．２０の強さは受け側ストッパ１
個分を支えられる程度が望ましい。

なお、本実施例では安全のためストッパ受け部を２ケ所
設けたが、−ケ所のみでも停止させることは可能である
。また、どの受け側ストッパに作用させるようにしても
良い。

リミットスイッチによるストッパ作用を行なうには、前
述同様にストッパ受け部２１，２２の両端にストッパ２
４を検出するリミットスイッチ１１を配置し、その他に
ストッパ１７に検出するリミットスイッチ３２とスト２
パ１８を検出するリミットスイッチ３１とをそれぞれ配
置して、図示しである様に６６．３４０回路を構成すれ
ば良い。

以上、ロボットを例に説明してきたが、他の回動機構に
適用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によるメカニカルスト
ッパ機構は、受け側ストッパの中心にピンを設けたこと
により、回転方向に自由度を持ち。

当て側ストッパが１回転以上回転することができるので
、例えば回動機構を備えたロボット構造が持つ最大限の
動作範囲な確保出来る。これによって、今まで以上に部
品供給用パレットやその他周辺装置などを組み立てセル
に組み込めるのでバリエーシミンが増し、尚且つパレタ
イズ作業等による往復動作を従来は、遠距離動作を余儀
なくされていたが、それを最短で行なうことが可能であ
る。

前述のように、１回転以上の動作範囲があれば大きなメ
リットを得られるが、従来のメカニカルストッパ機構だ
と取り付けが困難なために、例えばロボット暴走時によ
る各関節部の多回転動作を確実に停止させることが出来
なかつたが、本発明のメカニカルストッパ機構であれば
数回転以内で確実に停止させることができ、又その組合
せ方によって停止させる位置を換えられることもでき、
同時に暴走による配線及び配管の断線等の不慮の事故を
確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるメカニカルストッパ機構の一実施
例を示す図で（ａｌは側面図、（ｂ）は正面図、第２図
、第４図および第５図は他の実施例を示す図で、第２図
（ａ）は側面図、第２図（ｂ）は正面図、第４図、第５
図は説明図、第３図は本発明によるメカニカルストッパ
機構を４リング型ロボツトに適用した例を示す図で、（
ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ１、（ｄ）はアー
ムの移動状態な示す平面図、第６図および第７図は従来
例を示す図で、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）は
正面図、第７図は説明図である。 ５．８．１２．１５．１６．１７．１８．６５・・・・
・・受け側ストッパ ６．７，１４，２４，３６・・・・・・当て側ストツパ
１、 ２・・・・・・ス ト ツバ受げ部。 第３図 （Ｑ） 十 （ａ） （ｂ） 第３図 （ｃ） 〆 ／ ／ （ｄ） 第４図 第５図 第６図 （Ｑ） （ｂ） 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の部材と、この第１の部材に回動可能に支持
   された第２の部材との間に具設され、前記第１の部材に
   具設された受け側ストッパと、前記第２の部材に具設さ
   れた当て側ストッパとからなり、かつ前記受け側ストッ
   パおよび当て側ストッパは略同一円周上に配置されてい
   るメカニカルストッパ機構において、 前記受け側ストッパおよび当て側ストッパのどちら一方
   は、少なくとも第１のストッパ部材と、この第１のスト
   ッパ部材に対し略９０度方向に位置する第２のストッパ
   部材とからなり、 前記第１のストッパ部材の一方の端部と第２のストッパ
   部材の一方の端部とは結合されており、このストッパは
   、前記結合部を中心として回動可能なことを特徴とする
   メカニカルストッパ機構。
2. （２）受け側ストッパおよび当て側ストッパのどちらか
   一方は、積層された４個のストッパ部材からなり、 これらストッパ部材は、それぞれの一方の端部で結合さ
   れ、かつ同一回転方向に順次略９０度ずれて配置され、 このストッパは、前記結合部を中心として回動可能であ
   り、 かつ、前記ストッパ部材の少なくとも一個と当接するス
   トッパ受け部を有することを特徴とする請求項１記載の
   メカニカルストッパ機構。
3. （３）請求項１記載のメカニカルストッパ機構を異なる
   円周上に備えたことを特徴とする回動機構。