JPH042790Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ロボツト手首に装備する衝突保護装
置に関する。

（従来の技術） ロボツトには、これに持たせた治工具がワーク
や障害物に当つた時の衝撃から自体を保護するた
め、衝突保護装置が装備されることが多い。

従来、この衝突保護装置は、第５図に示すよう
に、ロボツト３０の手首に保持される筒状のケー
シング３１を備え、このケーシング３１の一端に
内方フランジ３１ａを設けて、これに治工具（図
示略）を持つボールシヤフト３２の基端ボール部
３２ａを着座させるようにし、一方、ケーシング
３１の他端にはキヤツプ３３を取付けて、このキ
ヤツプ３３を貫通する状態でプツシユロツド３４
をケーシング３１内に配設し、なおかつこのプツ
シユロツド３４を下方へ付勢するばね３５をケー
シング３１内に配設して、プツシユロツド３４の
下端に設けた固定部３４ａで前記ボールシヤフト
３２の端面を押えるようにしたものであつた。な
おボールシヤフト３２は、その基端ボール部３２
ａの外周を球面３２ｂとなし、該球面３２ｂをケ
ーシング３１の内面に線接触させている。

上記従来の衝突保護装置において、常時は、ば
ね３５からの付勢力を受けたプツシユロツド３４
によつて、ボールシヤフト３２はケーシング３１
の一端に固定され、ボールシヤフト３２の持つ治
工具でロボツト作業が実行される。しかして、い
ま治工具がワークや障害物に衝突すると、ボール
シヤフト３２に横方向の押圧力がかかるため、該
ボールシヤフト３２は、その球面３２ｂを中心に
ケーシングの軸心を含む面内で揺動し、これを受
けてプツシユロツド３４がばね３５の付勢力に抗
して上動する。この結果、ボールシヤフトの傾動
が許容されて、ロボツト３０の手首にかかる衝撃
が吸収され、この間、ロボツト３０を停止させる
ことによつてロボツトの損傷を未然に防止できる
ようになる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の衝突保護装置によれ
ば、ロボツト３０の停止動作の遅れにより該ロボ
ツトがオーバストロークすると、第５図に破線で
示すように、ボールシヤフト３２の首部３２ｃに
ケーシング３１の開口部３１ｂが干渉して、該ボ
ールシヤフト３２の一定以上の傾動が不能とな
る。ところで、ロボツト２０は、停止をかけても
直ちに止まることは困難で、一定のだ送後に完全
停止するようになる。このだ送距離はロボツトの
動作スピードが早い程大きく、したがつて、この
ような場合、前記ボールシヤフト３２に対するケ
ーシング３１の干渉は避けられないこととなる。
そこで、従来は、ロボツトの動作スピードつまり
治工具の空送スピードを落とし、前記干渉に至る
前で確実にロボツトを停止させるようにしてい
た。しかしながら、この対策によれば、ロボツト
の動作スピードを落とす分、サイクルタイムの延
長が避けられないこととなるばかりか、折角もつ
ロボツトの高速性能が犠牲になるという弊害をも
たらすという問題があつた。

なお、上記問題を解決するため、例えば実開昭
55−147284号公報に示されるごとき揺動ハンドを
ボールシヤフトの保持に利用することも考えられ
るが、揺動ハンドの保持力を横方向から加わる押
圧力に追従して解除させることは困難で、実質的
にその利用は不可能である。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記従来の問題点を解決するため、
ロボツト手首に保持される有底筒状のシリンダに
フリーピストンを摺動可能に内装すると共に、該
フリーピストンにプツシユロツドを摺動可能に貫
設し、前記フリーピストンと前記プツシユロツド
との間に該プツシユロツドをシリンダ開口側へ相
対的に付勢するばねを介装し、前記シリンダの開
口端部内には、周方向に複数のブレードを可動的
に配列して成る分割コレツトを、シリンダ軸線を
含む面内で揺動可能に装着すると共に、該分割コ
レツト内に治工具を持つボールシヤフトを前記面
内で揺動可能に装着し、前記フリーピストンに前
記分割コレツトの一端部に係合して該分割コレツ
トをシリンダに固定する第１の固定部を設けると
共に、前記プツシユロツドの一端に前記ボールシ
ヤフトの端面に係合して該ボールシヤフトを分割
コレツトに固定する第２の固定部を設け、さらに
前記シリンダに、前記フリーピストンをシリンダ
開口側へ移動させるエア圧を導入する第１のポー
トと前記プツシユロツドのシリンダ底部側への移
動に追従して開放される第２のポートを設けるよ
うに構成したことを要旨とする。

（作用） 上記構成のロボツト手首の衝突保護装置におい
て、第１のポートからシリンダ内にエア圧を導入
してフリーピストンをシリンダ開口側へ移動させ
ると、プツシユロツドもこれと一体的に移動し、
フリーピストンの第１の固定部とプツシユロツド
の第２の固定部とにより、分割コレツトとボール
シヤフトとが固定され、ボールシヤフトの持つ治
工具を用いての安定したロボツト作業が実行でき
る。しかして、前記治工具がワークあるいは障害
物に衝突すると、先ず分割コレツト内でボールシ
ヤフトの基端ボール部が傾動し、プツシユロツド
が押し戻され、これと同時にシリンダ内のエアが
第２のポートを通じて逃げてフリーピストンもば
ねの付勢力で急速に押し戻される。この結果、分
割コレツトの固定が解除され、さらなる基端ボー
ル部の傾動によつてボールシヤフトが分割コレツ
ト内から離脱する。すなわち、ボールシヤフトの
自由な傾動が保証される結果、ロボツトが大きく
オーバーストロークしても、ロボツト手首にかか
る衝撃からロボツト手首を確実に保護することが
できるようになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第１図〜第３図は本考案にかかるロボツト手首
用衝突保護装置の第１の実施例を示したものであ
る。これらの図において、１は一端がキヤツプ２
で閉じられたシリンダで、該シリンダ１には、フ
リーピストン３が摺動可能に内装され、このフリ
ーピストン３と前記キヤツプ２との間に圧力室４
が画成されている。圧力室４には、キヤツプ２に
設けた第１のポート５を通じて図示を略すエア源
からエア圧が導入されるようになつており、フリ
ーピストン３はこのエア圧を受けてシリンダ開口
側（前方）へ任意移動できるようになつている。
６は前記フリーピストン３を貫通してシリンダ軸
線方向に配設されたプツシユロツドで、その一端
部は前記キヤツプ２に設けた第２のポート７をも
貫通して外部まで延びている。プツシユロツド６
の前記一端部には、前記第２のポート７に密に嵌
合できる大径部６ａと該第２のポート７に遊嵌で
きる小径部６ｂとが連続して設けられており、こ
れにより該第２のポート７は、プツシユロツド６
のキヤツプ２側（シリンダ底部側）への移動に追
従して開放されるようになつている。なお、シリ
ンダ１とキヤツプ２間、シリンダ１とフリーピス
トン３間、フリーピストン３とプツシユロツド６
間およびプツシユロツド６とキヤツプ２間にはそ
れぞれシール部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが介装
され、圧力室４の密封状態が維持されるようにな
つている。

一方、シリンダ１の開口端部内には分割コレツ
ト９が装着されている。この分割コレツト９は、
周方向に複数のブレードを配列すると共に各ブレ
ード１０をゴム製の連結部材１１で連結して成つ
ており、各ブレード１０の後背部に設けた突条１
２をシリンダ１の内方フランジ１ａに着座させる
状態で、該シリンダ１に装着されている。分割コ
レツト９はまた、前記突条１２の周面を曲面１２
ａとしており、この曲面１２ａをシリンダ１の内
面に当接させる状態で装着されている。すなわ
ち、分割コレツト９は、構成要素である各ブレー
ド１０がシリンダ軸線を含む面内で揺動できるよ
うになつている。

１３は、一端に図示を略す治工具を持つボール
シヤフトで、該ボールシヤフト１３は、その基端
ボール部１４を前記分割コレツト９に設けた内方
フランジ９ａに着座させる状態で、該分割コレツ
ト９に装着されている。ボールシヤフト１３はま
た、前記基端ボール部１４の周面を曲面１４ａと
し、この曲面１４ａを分割コレツト９の内面に当
接させており、これによつてボールシヤフト１３
もシリンダ軸線を含む面内で揺動できるよになつ
ている。

ところで、上記フリーピストン３の一端には、
前記分割コレツト９の一端部に係合して該分割コ
レツト９をシリンダ１に固定する第１の固定部１
５が設けられ、またプツシユロツド６の一端には
前記ボールシヤフト１３の端面に係合して該ボー
ルシヤフト１３を分割コレツト９に固定する第２
の固定部１６が設けられている。前記プツシユロ
ツド６の第２の固定部１６はフリーピストン３に
設けた凹穴３ａに摺動可能に収納され、一方、前
記凹穴３ａ内には、プツシユロツド６をシリンダ
開口側へ相対的に付勢するばね１７が内装されて
いる。これにより、いまフリーピストン３が前方
へ移動すると、ばね１７に押されてプツシユロツ
ド６も一体的に前方へ移動し、分割コレツト９に
は圧力室４内エア圧で定まる押圧力が、ボールシ
ヤフト１３にはばね１７で定まる押圧力がそれぞ
れ作用するようになる。

なお、シリンダ１は、その一側部がロボツト１
８の手首に保持されるようになつている。

かゝる構成により、いま、第１のポート５から
圧力室４にエア圧を導入すると、フリーピストン
３とプツシユロツド６とが一体的に前方へ移動
し、これらが有する第１、第２の固定部１５，１
６によつて分割コレツト９とボールシヤフト１３
とが固定され（第１図に示す状態）、この状態の
もとにボールシヤフト１３の持つ治工具でロボツ
ト作業を実行する。

しかして、いま上記治工具がワークや障害物に
衝突すると、先ず第２図に示すように、分割コレ
ツト９内でボールシヤフト１３の基端ボール部１
４が傾動し、プツシユロツド１６がシリンダ底部
側へ押し戻される。この結果、プツシユロツド１
６の小径部６ｂが第２のポート７内に移行し、圧
力室４内が大気に開放され、これに追従して、ば
ね１７の付勢力によりフリーピストン３が急速に
押し戻される。すなわち、フリーピストン３の第
１の固定部１５が分割コレツト９の端部から離れ
ることとなり、分割コレツト９は、各ブレード１
０を連結する連結部材１１の弾性力のみで保持さ
れるようになる。

一方、ロボツト１８は、第２図の状態で図示を
略す検出手段からの指令で制動がかけられるが、
直ちに停止することは不可能で、一定距離だ送す
る。このため、第３図に示すように、ボールシヤ
フト１３の首部１３ａに分割コレツト９の内方フ
ランジ９ａが干渉する。この時、分割コレツト９
は、上記したように、フリーピストン３の拘束か
ら解放されており、これによつて分割コレツト９
を構成するブレード１０が大きく傾動し、この結
果、ボールシヤフト１３の基端ボール部１４が分
割コレツト９から離脱する。

このように、ボールシヤフト１３の自由な傾動
が保証され、ロボツト１８が大きくだ送しても衝
突による衝撃からロボツト手首を保護することが
できるようになる。しかも、ボールシヤフト１３
が傾動すると同時に圧力室４が大気に開放される
ので、ばね１７の押圧力をフリーピストン３の移
動によつて解放することができ、ボールシヤフト
１３の傾動はより自由となる。なお、離脱したボ
ールシヤフト１３を分割コレツト９の下から差込
み、プツシユロツド６を下方に押し下げることに
よつて、簡単に元の状態に復帰させることができ
る。

第４図は、本考案にかゝるロボツト手首用衝突
保護装置の第２の実施例を示したものである。

なお、同図において前出第１図に示した部分と
同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。本第２の実施例の特徴とするところは、キヤ
ツプ２にプツシユロツド６の大径部６ａの案内部
２ａを設けて、この案内部２ａ内で第２のポート
７を開閉できるようにし、また前記キヤツプ２を
貫通して上方へ延びるプツシユロツド６の端部に
ドグ２１を固設すると共に、シリンダ１に前記ド
グ２１に係合するリミツトスイツチ２２を取付
け、さらにプツシユロツド６の第２の固定部１６
にＶ溝２３を設けると共に、ボールシヤフト１３
の端部に前記Ｖ溝２３に嵌合する突起２４を設け
た点にある。

かゝる構成により、Ｖ溝２３と突起２４との嵌
合によつてボールシヤフト１３の軸回り方向の回
動を規制できて、より安定したロボツト作業を実
行し得るようになると共に、ドグ２１とリミツト
スイツチ２２との係合解除によつて、ボールシヤ
フト１３の持つ治工具の衝突を直ちに検知するこ
とができ、本装置の信頼性はより向上するように
なる。なお、本第２の実施例において、プツシユ
ロツド６の移動を検知する手段としてリミツトス
イツチ２２を用いたが、これを近接スイツチ等、
他の手段に代えて良いことはもちろんである。

（考案の効果） 本考案は、上記のように構成されかつ作用する
ものであるから、治工具を持つボールシヤフトの
大きな傾動を確保できて、衝突の衝撃からロボツ
ト手首を確実に保護し得るようになる。この結
果、ロボツトのもつ高速性能を十分に発揮させる
ことができ、効率のよいロボツト作業を実現でき
るという大きな効果が得られた、

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本考案の第１の実施例であ
るロボツト手首用衝突保護装置の断面図、第４図
は、本考案の第２の実施例である同様の衝突保護
装置の断面図、第５図は、従来の衝突保護装置の
断面図である。 １……シリンダ、３……フリーピストン、５…
…第１のポート、６……プツシユロツド、７……
第２のポート、９……分割コレツト、１０……ブ
レード、１３……ボールシヤフト、１５……第１
の固定部、１６……第２の固定部、１７……ば
ね、１８……ロボツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ロボツトの手首に保持される有底筒状のシリン
   ダにフリーピストンを摺動可能に内装すると共
   に、該フリーピストンにプツシユロツドを摺動可
   能に貫設し、前記フリーピストンと前記プツシユ
   ロツドとの間に該プツシユロツドをシリンダ開口
   側へ相対的に付勢するばねを介装し、前記シリン
   ダの開口端部内には、周方向に複数のブレードを
   可動的に配列して成る分割コレツトを、シリンダ
   軸線を含む面内で揺動可能に装着すると共に、該
   分割コレツト内に治工具を持つボールシヤフトを
   前記面内で揺動可能に装着し、前記フリーピスト
   ンに前記分割コレツトの一端部に係合して該分割
   コレツトをシリンダに固定する第１の固定部を設
   けると共に、前記プツシユロツドに前記ポールシ
   ヤフトの端面に係合して該ボールシヤフトを分割
   コレツトに固定する第２の固定部を設け、さらに
   前記シリンダに、前記フリーピストンをシリンダ
   開口側へ移動させるエア圧を導入する第１のポー
   トと前記プツシユロツドのシリンダ底部側への移
   動に追従して開放される第２のポートとを設けた
   ことを特徴とするロボツト手首用衝突保護装置。