JPS6232794Y2

JPS6232794Y2 -

Info

Publication number: JPS6232794Y2
Application number: JP1983069930U
Authority: JP
Priority date: 1983-05-11
Filing date: 1983-05-11
Publication date: 1987-08-21
Also published as: JPS59176782U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は回動軸の回動範囲を制限するための
メカニカルストツパの改良に関し、殊に約２回転
未満の範囲において回動軸の回動を制限できるよ
うにしたメカニカルストツパに関するものであ
る。

回動軸またはこれと対向する部材のいずれか一
方に突起を設け、回動軸の回動に伴いこの突起が
当接するような当接部を設けることによつて回動
軸の回動範囲を制限するようにしたメカニカルス
トツパには第１図に概略的に示すように種々のも
のがある。ただし、第１図ＡおよびＢにおいて１
０１は回動軸、１０２は回動軸と対向する部材、
１０３は回動軸１０１に設けた突起、１０４は対
向する部材１０２に設けた当接部、１０５は突起
１０３および当接部１０４で形成されるストツ
パ、１０６は回動軸１の回動範囲を示す。

このようなストツパは既に各種機械の回動軸の
回動範囲を制限するために広く使用されていると
ころであり、近年、発達の目ざましい産業用ロボ
ツトにおいても回動する腕、手首などの先に取り
付けた工具、検出器等への配線、配管等が、これ
らの腕、手首などの過度の回動による過度の撚
れ、引張り等を受けないようにするための回動範
囲制限機構として使用されている。

しかしながら、このようなストツパでは回動軸
の回動を約１回転未満、正確には360度から突起
および当接部の幅に相当する角度を差し引いた残
りの角度範囲内において制限することができるに
過ぎない。一方、産業用ロボツトの用途が拡大さ
れて来るに伴い、回動軸の回動を回動軸の１回転
以上の範囲において制限することが必要になつて
来る。例えば溶接用ロボツト、組立用ロボツトな
どにおいては腕または手首の回動が前述１回転以
下の範囲で制限されるようであると、回動範囲の
限界まで作業を行い、更にもう少し回動して作業
したいような場合、逆方向に回動させるか、他の
腕の位置を変えることによつて手首または腕を所
望の位置に位置に位置させることが必要になり、
この間の時間のロスが無視できなくなる。このた
め腕、手首などの回動範囲を約１回転以上に設定
できることが必要になつて来た。

このような必要に応じるものが実開昭57−
181596号公報などに開示されているが複雑な構造
ないしはかさ高いものになつている。この考案は
このような従来技術の実状に着目して行われたも
のであり、簡単な、かさばらない構造で回動軸の
回動範囲を約２回転未満、正確には720゜から突
起および当接部の幅に相当した角度を差引いた残
りの角度範囲内で制限できるようにしたメカニカ
ルストツパを提供することを目的とする。

この考案は、回動軸及びこの回動軸と対向する
部材の相対向する面に、回動軸の回動中心を中心
とする円弧状の有端の溝を設け、これらの両溝中
にまたがるような移動子を遊嵌させ、溝の両端部
を移動子に対する当接部としたものである。

以下、この考案を多関節ロボツトの腕の回動制
限機構に使用した実施例について図面を参照して
説明するが、この考案はこの実施例に限定される
ものではない。

第２図において、１は第１回動軸、２は第１腕、３は第２腕、４
は第２回動軸、５は第３腕および６は第３回動軸
である。第３回動軸６の先端には図示しないが例
えば溶接トーチが取り付けられているものとす
る。

第３図ＡおよびＢにおいて、Ｍ１〜Ｍ６は第２図の回動軸または腕１〜６を
それぞれ駆動するモータであり、Ｇ１，Ｇ４，Ｇ
５，Ｇ６はそれぞれモータＭ１，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ
６に結合した減速器である。そしてこの多関節ロ
ボツトはモータＭ２の駆動によつて第１腕２の姿
勢が変えられたとき第２腕３および第３腕５の姿
勢が変わらないように構成されている。

第４図において、３は第２図に示すのと同じ第２腕であり、軸受
け３ａを介して第２回動軸４を支持すると共に第
２回動軸４と対向している。第２腕を構成する部
材３ｂが第２回動軸４と対向する面３ｃには、略
半円形の断面形状をした有端の溝３ｄが設けられ
ている。この溝３ｄは第５図に示すように第２回
動軸４の回動中心４ｅを中心とした円弧状に、±
θ１＋θ３の角度範囲にわたつて設けられてお
り、鋼製球状の移動子３ｅがその半分の部分を遊
かんされている。

４は第２図に示すのと同じ第２回動軸であり、
トルクチユーブ４ａ等を介して第３図のモータＭ
４と結合されている。第２回動軸４を構成する部
材４ｂが第２腕３と対向する面４ｃには移動子３
ｅとの当接部４ｄが、略半円形の断面形状を持つ
た有端の溝状にかつ第５図に示す通り第２回動軸
４の回動中心４ｅを中心とした円弧状に±θ_２＋
θ_３の角度範囲にわたつて設けられている。そし
て、この溝３ｄ、移動子３ｅおよび当接部４ｄに
よりストツパ４１を形成している。

５は第２図に示すのと同じ第３腕であり、シヤ
フト５ａ、傘歯車５ｂ、シヤフト５ｃ等を介し、
更に第３図に示すとおり傘歯車、シヤフト、チエ
ーン・スプロケツト機構および減速器Ｇ５を介し
てモータＭ５と結合されている。

第６図において５は第２図に示すのと同じ第３腕であり、軸受
け５ａおよび５ｂを介して第３回動軸６を支持す
ると共に第３回動軸６と対向している。第３腕を
構成する部材５ｃが第３回動軸６と対向する面５
ｄには、略半円形の断面形状をした有端の溝５ｅ
が、第７図に示すように第３回動軸６の回動中心
６ｆを中心とした円弧状に±θ_４±θ_６の角度範
囲にわたつて設けられており、鋼製、球状の移動
子５ｆが約半分の部分を遊かんされている。

６は第２図に示すのと同じ第３回動軸であり、
第３腕５に取り付けられたモータＭ６とは、ウエ
ーブ・ジエネレータ６ａ、フレクスプライン６
ｂ、サーキユラスプライン６ｃからなる減速器Ｇ
６を介して結合されている。第３回動軸６が第３
腕５の部材５ｃと対向する面６ｄには、移動子５
ｆとの当接部６ｅが、略半円形の断面形状を持つ
た有端の溝状にかつ、第７図に示す通り第３回動
軸６の回動中心６ｆを中心とした円弧状に±θ_５
＋θ_６の角度範囲にわたつて設けられている。そ
して、溝５ｅ、移動子５ｆおよび当接部６ｅによ
つてストツパ６１を形成している。

以上の構成により以下その作用を説明する。

この多関節ロボツトの各腕および各回動軸１〜
６をそれぞれ駆動するモータＭ１〜Ｍ６は、図示
しない制御装置からの指令により駆動され、各腕
および回動軸は所望の位置へ移動させられる。そ
して、第２腕３に対する第２回動軸４の位置は第
５図の通り、また第３腕５に対する第３回動軸６
の位置は第７図の通りであるものとする。また、
移動子３ｅおよび５ｆはそれぞれ第５図および第
７図の通り各溝中央にあるものとする。第２回動
軸４について図示しない制御装置の指令によるモ
ータＭ４の駆動により、時計方向に回動して行く
ものとすると、θ_２＝65゜まで回動すると、移動
子３ｅは当接部４ｄの端部に当接し、以後、移動
子３ｅが当接部４ｄの端部に押し転されながら第
２回動軸は更に回動して行く。そして、例えば図
示しない制御装置からの指令値が際限なく増加し
て行くものとすれば、θ_１＝160゜まで回転した
ところで、移動子３ｅは溝３ｄの端部と当接部４
ｄの端部の両方に当接し、メカニカルストツプが
かかる。すなわち、第２回動軸４は第５図の初期
位置から時計方向に225゜までの回動ができ、同
様に反時計方向にも225゜までの回動ができるの
で、450゜（２回転未満の角度）の回動制限範囲
が与えられる。従つて、この範囲内において、例
えば位置指令をプログラムすること、リミツトス
イツチなどによる電気的ストツプ位置を設定する
ことなどによつて、第２回動軸４を１回転以上に
位置制御することができ、同時に前述範囲以上と
なるような回動は制限できる。

第３回動軸６についても同様にして例えば図示
しない制御装置の指令によるモータＭ６の駆動に
より時計方向に85゜回動したところで当接部６ｅ
の端部が移動子５ｆに当接し、更に際限なく指令
が増加するものとすれば、当接部６ｅの端部が移
動子５ｆを押し転しながら更に140゜回動したと
ころで、移動子５ｆは溝５ｅの端部と当接部６ｅ
の端部の両方に当接してメカニカルストツプがか
かる。すなわち、第３回動軸６は第７図の初期位
置から時計方向に225゜まで回動でき、同様に反
時計方向にも225゜まで回動できるので、450゜
（２回転未満の角度範囲）の回動制限範囲が与え
られる。従つて、この範囲内において、例えば位
置指令をプログラムすること、リミツトスイツチ
などによる電気的ストツプ位置を設定することな
どによつて第３回動軸６を１回転以上に位置制御
することができ、同時に前述範囲以上となるよう
な回動は制限できる。

このように第２回動軸４および第３回動軸６は
１回転以上に回動できるので、従来のように１回
転未満のところで回動範囲を制限されていたもの
と比べ、ほぼ１回転の回動後、もう少し回動した
所に所望の作業位置があるとき、逆方向に回動し
たり、他の回動軸や腕の位置を変えることなく、
更に回動を進めて所望位置まで回動して作業させ
ることができる。従つて、作業時間が節約できる
だけでなく、２回転未満の範囲で回動を制限され
るので、適宜な余祐長などがあれば過度の回動に
よる配線、配管などの損傷等を防止することがで
きる。更に構造が簡単でかつ、かさ高くないので
回動軸中にコンパクトに組み込めるなど特有の効
果がある。

他の実施例として、第８図のように回動軸１０
１に前述実施例同様１０１ｃを設け、移動子１０
３の一部を遊嵌し、他の一部を対向する材１０２
の対向する面に設けた、対向する有端の溝１０２
ａ中に遊嵌して溝１０２ａの端部と当接させるよ
うにし、蓋１０１ｂ、溝１０１ｃおよび移動子１
０３を第９図に示すような断面形状とすることも
できる。

また、その他の実施例として、移動子をローラ
ーとするなど移動子および溝の形状を前述実施例
以外の形状とすること、回動軸の回動範囲を前述
実施例以外のものとすること、最初の実施例にお
けるθ_１およびθ_２などを更にいろいろの角度と
すること、移動子を鋼材とするだけでなくプラス
チツク材とすることや弾性体にすることなども可
能である。

更に他の実施例として第１０図に示すように、
回動軸１０１と図示しない相対する部材との対向
する面に溝１０１ｃを設けてあり、その中に移動
子１０３が遊かんされているストツパ１０５にお
いて、対向する材と対向する回動部材１０５の面
にこの移動子の移動に対する制止材１０７，１０
８を設け、溝１０１ｃによつて設けられる回動制
限範囲１０６ａ内において更に適宜に調節可能に
回動範囲１０６ｂを制限することが可能である。

以上の通り、この考案によるストツパ構造は、
回動軸とこれに対向する部材の対向する面に設け
られた溝に移動子が遊嵌されているものであるか
ら、構造は簡単で、コンパクトである。従つて軽
量、かつ省スペース化がはかれるとともに製作容
易である。また、外面への突起物がないので安全
である。更に、移動子と溝の端部が当接すること
によつて回動軸の回動を制限するので、圧縮力や
剪断力が働く構造となつているため負荷容量が大
きく、強度的に有利であり、信頼性が高い。この
考案は、このような効果を持ちながら、回動軸の
回動範囲を約２回転未満正確には720゜から移動
子および当接部の幅に相当した角度を差引いた角
度範囲未満の範囲で制限できるメカニカルストツ
パが得られると言う特有の効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例を示すものであつて、
第１図は概略図、第２図は模式図、第３図は系統
図、第４図は破断側面図、第５図は断面矢視図、
第６図は破断側面図、第７図は断面矢視図、第８
図は概略図および第９図は断面図である。第１０
図は概略図である。第２図および第３図において、３……第２腕
（対向する部材）、４……第２回動軸、５……第３
腕（対向する部材）、６……第３回動軸、第４図
および第５図において、３ｄ……溝、３ｅ……移
動子、４ｄ……当接部、第６図および第７図にお
いて、５ｅ……溝、５ｆ……移動子、６ｅ……当
接部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

回動軸及びこの回動軸と対向する部材の相対向
する面に、前記回動軸の回動中心を中心とする円
弧状の有端の溝を、それぞれ相対向して設け、こ
れら両溝中にまたがつて遊嵌する移動子を設けて
なり、前記各溝の両端をこの移動子に対する当接
部としてなるメカニカルストツパ。