KR101375985B1 - 선회 장치 및 그것을 갖는 다관절 로봇 - Google Patents

선회 장치 및 그것을 갖는 다관절 로봇 Download PDF

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Abstract

선회 장치는, 케이스와, 케이스에 대하여 상대 회전하는 회전 부재와, 케이스에 대한 회전 부재의 선회 범위를 제한하는 스토퍼를 구비한다. 회전 부재의 축선 방향으로 연장되는 복수의 홈이, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 형성되어 있다. 케이스를 고정시키기 위한 볼트를 통과시키는 볼트 구멍이, 인접하는 2 개의 홈을 획정하는 돌조부의 각각에 형성되어 있다. 스토퍼는, 그 일부가 홈에 끼워 맞추어짐과 함께 케이스를 고정시키기 위한 볼트에 의해 케이스에 고정되어 있다.

Description

선회 장치 및 그것을 갖는 다관절 로봇{PIVOTING DEVICE AND MULTI-JOINT ROBOT HAVING THE SAME}
본 출원은, 2009년 9월 14일에 출원된 일본 특허 출원 제2009-211214호에 기초하는 우선권을 주장한다. 그 출원의 모든 내용은, 이 명세서 중에 참조에 의해 원용되어 있다. 본 출원은 선회 장치에 관한 것이다. 특히, 선회 장치에 장착하는 피선회 부재의 선회 범위를 제한하기 위한 스토퍼 기구를 구비하는 선회 장치에 관한 것이다.
피선회 부재를 회전시키는 선회 장치가 알려져 있다. 피선회 부재는, 선회 장치의 축선 둘레를 회전한다. 선회 장치는, 예를 들어, 로봇의 관절을 구동하기 위해서 사용된다. 이 경우, 로봇의 아암이 피선회 부재에 상당한다. 선회 장치는, 피선회 부재의 선회 범위를 물리적으로 제한하는 스토퍼 기구를 갖는 경우가 있다. 일본 공개특허공보 평4-275894호에는, 선회 장치와 피선회 부재의 각각에 스토퍼를 장착하는 기술이 개시되어 있다. 이하의 설명에서는, 일본 공개특허공보 평4-275894호를 특허문헌 1 이라고 칭한다. 특허문헌 1 의 기술에서는, 원하는 선회 범위의 경계에서 스토퍼끼리를 맞닿게 함으로써, 피선회 부재의 선회 범위를 제한한다.
특허문헌 1 의 기술에서는, 선회 장치의 기부(基部)와 피선회 부재의 쌍방에, 각각 스토퍼가 장착되어 있다. 피선회 부재가 소정 각 선회하면, 스토퍼끼리가 접촉함으로써, 피선회 부재가 소정 각을 초과하여 선회하는 것을 방지하고 있다. 즉, 각각의 스토퍼가 스토퍼 기구로서 기능하고 있다. 특허문헌 1 에서는, 각각의 스토퍼가, 선회 장치 및 피선회 부재의 각각에 볼트 고정되어 있다. 또한, 특허문헌 1 에서는, 선회 장치에 장착되어 있는 스토퍼를 저지편이라고 칭하며, 피선회 부재에 장착되어 있는 스토퍼를 걸어맞춤체라고 칭하고 있다. 특허문헌 1 의 기술에 의하면, 각각의 스토퍼를 볼트 고정하기 위한 볼트 구멍을, 선회 장치와 피선회 부재의 각각에 형성할 필요가 있다. 그 때문에, 스토퍼는, 미리 형성한 볼트 구멍에만 장착할 수 있다. 특허문헌 1 의 기술에서는, 선회 장치의 둘레 방향에 있어서, 스토퍼의 장착 위치에 선택의 여지가 없다.
허용하는 선회 범위를 변경하는 경우, 스토퍼를 고정시키는 볼트를 통과시키기 위한 볼트 구멍을, 선회 장치 및/또는 피선회 부재에 새롭게 형성할 필요가 있다. 즉, 허용하는 선회 범위를 변경하기 위해서, 선회 장치 및/또는 피선회 부재에 새로운 볼트 구멍을 형성할 필요가 있다. 또, 특허문헌 1 의 선회 장치에서는, 선회 장치 및 피선회 부재에 대하여, 각각 스토퍼의 일부를 볼트 고정하고 있을 뿐이다. 그 때문에, 스토퍼끼리가 접촉하는 힘이 크면, 스토퍼가 선회 장치 및/또는 피선회 부재로부터 벗어나 버릴 우려가 있다. 즉, 특허문헌 1 의 선회 장치는, 스토퍼 기구의 강도가 낮다. 본 명세서는, 허용하는 선회 범위의 변경이 용이함과 함께, 고강도의 스토퍼 기구를 구비하는 선회 장치를 실현하는 기술을 제공한다.
본 명세서는, 선회 장치의 둘레 방향에 있어서 스토퍼의 장착 위치의 변경이 용이하고, 스토퍼를 선회 장치에 강고하게 장착할 수 있는 기술을 제공한다. 그 선회 장치는, 케이스와, 그 케이스에 대하여 상대 회전하는 회전 부재와, 케이스에 대한 회전 부재의 선회 범위를 제한하는 스토퍼를 구비한다. 그 선회 장치에서는, 회전 부재의 축선 방향으로 연장되는 복수의 홈이, 케이스에 형성되어 있다. 복수의 홈은, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 배열되어 있다. 또, 케이스를 고정시키기 위한 볼트가 통과하는 볼트 구멍이, 인접하는 2 개의 홈을 획정하는 돌조부(突條部)의 각각에 형성되어 있다. 그리고, 스토퍼는, 그 일부가 홈에 끼워 맞추어짐과 함께, 케이스를 고정시키기 위한 볼트에 의해 케이스에 고정되어 있다.
또한, 본 명세서에서 말하는 「회전 부재」란, 케이스에 대하여 상대 회전하는 부품을 의미한다. 전형적으로는, 선회 장치의 출력축이 「회전 부재」에 상당한다. 「피선회 부재」는, 회전 부재에 장착되는 부재로, 선회 장치에 의해 회전시키는 대상물을 의미한다. 산업용 로봇의 경우, 선회하는 아암이 「피선회 부재」에 상당한다. 또한, 회전 부재를 부동면(不動面)에 고정시키면, 회전 부재는 회전하지 않고, 케이스가 부동면에 대하여 회전한다. 그 경우, 「피선회 부재」는, 선회 장치의 케이스에 장착된다.
상기 선회 장치에 의하면, 케이스에 복수의 홈이 형성되어 있고, 홈을 획정하는 돌조부의 각각에 볼트 구멍이 형성되어 있기 때문에, 스토퍼의 장착 위치의 선택성이 향상된다. 복수의 홈은, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 형성되어 있다. 따라서, 스토퍼는, 어느 홈에 고정되더라도 스토퍼 기구로서의 기능을 실현할 수 있다.
또, 스토퍼의 일부가, 케이스에 형성되어 있는 홈에 끼워 맞추어져 있다. 스토퍼의 양측이 홈의 측벽에 접하고 있기 때문에, 스토퍼에 힘이 작용하였을 때에, 스토퍼가 선회 장치로부터 잘 벗어나지 않는다. 그 때문에, 상기 선회 장치에 의하면, 장착 위치의 선택성이 높고, 고강도의 스토퍼 기구를 실현할 수 있다. 또한, 상기 선회 장치에서는, 케이스를 고정시키기 위한 볼트 구멍을 이용하여, 스토퍼를 케이스에 고정시킬 수 있다. 스토퍼를 케이스에 고정시키기 위해서, 케이스에, 케이스를 고정시키기 위한 볼트 구멍과는 별도의 볼트 구멍을 형성할 필요가 없다.
복수의 홈은, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 등간격으로 배열되어 있어도 된다. 이로써, 스토퍼를 장착하는 위치를, 회전 부재의 축선을 중심으로 하는 소정 각마다 정확하게 조정할 수 있다.
본 명세서에 개시하는 기술에 의하면, 허용하는 선회 범위의 변경이 용이함과 함께, 고강도의 스토퍼 기구를 구비하는 선회 장치를 실현할 수 있다.
도 1 은 스토퍼 기구를 구비하는 산업용 로봇의 외관을 나타낸다.
도 2 는 스토퍼 기구를 구비하는 선회 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3 은 선회 장치의 평면도를 나타낸다.
도 4 는 선회 장치 케이스의 사시도를 나타낸다.
도 5 는 실시예 1 의 제 1 스토퍼의 사시도를 나타낸다.
도 6 은 실시예 1 의 선회 장치를 고정 부재에 장착한 상태의 사시도를 나타낸다.
도 7 은 실시예 2 의 제 1 스토퍼의 사시도를 나타낸다.
도 8 은 실시예 2 의 선회 장치를 고정 부재에 장착한 상태의 사시도를 나타낸다.
실시예를 설명하기 전에, 실시예의 기술적 특징의 몇 가지를 이하에 기재한다.
(특징 1) 선회 장치는, 복수의 관절을 갖는 산업용 로봇의 제 1 관절을 구동한다. 제 1 관절은, 산업용 로봇의 복수의 관절 중, 가장 기부측에 위치하는 관절이다.
(특징 2) 선회 장치는, 편심 요동형의 기어 전동 장치이다.
(특징 3) 선회 장치는, 케이스와, 케이스에 회전 가능하게 지지되어 있는 회전 부재를 구비한다. 회전 부재는, 기부측의 고정 부재에 장착되어 있다. 케이스는, 선회 장치를 사이에 두고 기부와는 반대측에 형성되어 있는 피선회 부재에 장착되어 있다.
(실시예 1) 도 1 은, 산업용 로봇 (100) 의 외관의 개략도를 나타낸다. 산업용 로봇 (100) 은 다관절 로봇으로, 제 1 관절 (110) 과, 제 2 관절 (114) 과, 제 3 관절 (126) 과, 제 4 관절 (130) 과, 제 5 관절 (134) 과, 제 6 관절 (138) 을 갖고 있다. 제 1 관절 (110) 은, 메인 베이스 (104) 에 장착되어 있고, 축선 (102) 의 둘레를 회전할 수 있다. 메인 베이스 (104) 는, 설치면 (부동면) 에 고정되어 있다. 제 2 관절 (114) 은, 조인트 베이스 (144) 에 장착되어 있고, 축선 (112) 의 둘레를 회전할 수 있다. 제 1 관절 (110) 은, 산업용 로봇 (100) 의 복수의 관절 중, 가장 기부측 (설치면측) 에 위치한다.
제 1 관절 (110) 이, 메인 베이스 (104) 에 대하여, 조인트 베이스 (144) 를 축선 (102) 의 둘레에 회전시킨다. 또한, 부호 111 은, 제 1 관절 (110) 을 구동하는 모터를 나타내고 있다. 제 3 관절 (126) 은, 축선 (124) 의 둘레를 회전할 수 있다. 제 3 관절 (126) 은, 어깨부 (122) 를 축선 (124) 의 둘레에 회전시킨다. 제 4 관절 (130) 은, 축선 (142) 의 둘레를 회전할 수 있다. 제 3 관절 (126) 과 제 4 관절 (130) 은, 로드 (128) 로 연결되어 있다. 제 5 관절 (134) 은, 축선 (136) 의 둘레를 회전할 수 있다. 제 4 관절 (130) 과 제 5 관절 (134) 은, 로드 (132) 로 연결되어 있다. 제 6 관절 (138) 은, 축선 (140) 의 둘레를 회전할 수 있다. 부호 116, 118, 120 은 각각, 제 4 관절 (130), 제 5 관절 (134), 제 6 관절 (138) 을 구동하는 모터를 나타내고 있다. 제 1 ∼ 제 6 관절에는 각각, 선회 장치가 도입되어 있다. 이하의 설명에서는, 제 1 ∼ 제 6 관절을, 각각 제 1 ∼ 제 6 선회 장치라고 칭하는 경우가 있다. 조인트 베이스 (144) 는, 제 1 선회 장치 (110) 를 사이에 두고, 기부측에 형성되어 있는 메인 베이스 (104) 와는 반대측에 형성되어 있다. 조인트 베이스 (144) 는, 제 1 선회 장치 (110) 의 피선회 부재에 상당한다.
도 2 는, 제 1 선회 장치 (110) 와 메인 베이스 (104) 의 단면도를 나타낸다. 또한, 도면을 명료하게 하기 위해서, 일부 부품의 해칭을 생략하였다. 제 1 선회 장치 (110) 는, 케이스 (2) 와, 케이스 (2) 에 회전 가능하게 지지되어 있는 회전 부재 (4) 를 갖는다. 회전 부재 (4) 가, 볼트 (22) 에 의해 메인 베이스 (104) 에 고정되어 있다. 메인 베이스 (104) 는 설치면에 고정되어 있기 때문에, 회전 부재 (4) 는 설치면에 장착되어 있다고 할 수 있다. 케이스 (2) 는, 볼트 (12) 에 의해 지지 부재 (8) 에 고정되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 지지 부재 (8) 는, 도 1 의 조인트 베이스 (144) 에 고정되어 있다. 그 때문에, 케이스 (2) 가 조인트 베이스 (144) 에 장착되어 있다고 할 수 있다.
회전 부재 (4) 가 케이스 (2) 에 대하여 회전하면, 조인트 베이스 (144) 가 메인 베이스 (104) 에 대하여 회전한다. 제 1 스토퍼 (108) 가 케이스 (2) 에 장착되어 있고, 케이스 (2) 의 회전에 수반하여 메인 베이스 (104) 에 대하여 회전한다. 또한, 상세한 것은 후술하겠지만, 케이스 (2) 의 외주측에 홈이 형성되어 있고, 제 1 스토퍼 (108) 의 일부가 그 홈에 끼워 맞추어져 있다. 제 1 스토퍼 (108) 는, 케이스 (2) 로부터, 제 1 선회 장치 (110) 의 직경 방향 (회전 부재 (4) 의 직경 방향과 동일함) 외측을 향해 연장되어 있다. 한편, 「직경 방향」이란, 제 1 선회 장치 (110) 의 축선 (102) 에 직교하는 방향을 의미한다.
제 2 스토퍼 (106) 가, 메인 베이스 (104) 에 고정되어 있다. 제 2 스토퍼 (106) 는, 축선 (102) 을 따라 연장되어 있고, 제 1 스토퍼 (108) 의 선회를 제한한다. 제 2 스토퍼 (106) 는, 제 1 스토퍼 (108) 가 계속해서 회전하면 부딪치는 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 케이스 (2) 의 메인 베이스 (104) 에 대한 선회량이 제한된다. 제 1 스토퍼 (108) 와 제 2 스토퍼 (106) 에 의해, 산업용 로봇 (100) 의 스토퍼 기구가 형성된다.
도 3 은, 제 1 선회 장치 (110) 를 도 2 의 화살표 (20) 방향에서 본 도면을 나타낸다. 케이스 (2) 는, 회전 부재 (4) 의 회전축 (102) 과 축선을 동일하게 하는 원통상의 외주면 (2a) 을 갖고 있다. 도 3 에서는, 제 1 스토퍼 (108) 의 도시를 생략하였다. 케이스 (2) 의 외주측에, 복수의 홈 (36) 이 형성되어 있다. 복수의 홈 (36) 은, 회전축 (102) 과 동심인 원호를 따라 배열되어 있다. 또, 홈 (36) 은, 케이스 (2) 의 외주면 (2a) 의 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 홈 (36) 을 획정하는 돌조부 (34) 가, 케이스 (2) 의 둘레면에 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 각각의 돌조부 (34) 에는, 케이스 (2) 를 지지 부재 (8) 에 고정시키기 위한 볼트 구멍 (32) 이 형성되어 있다 (도 2 도 참조). 케이스 (2) 의 내측에, 회전 부재 (4) 가 배치되어 있다. 회전 부재 (4) 에는, 회전 부재 (4) 를 메인 베이스 (104) 에 고정시키기 위한 복수의 볼트 구멍 (30) 이 형성되어 있다. 케이스 (2) 와 회전 부재 (4) 사이에 오일 시일 (16) 이 배치되어 있다. 오일 시일 (16) 에 의해, 제 1 선회 장치 (110) 내의 오일이, 제 1 선회 장치 (110) 의 외부로 누출되는 것을 방지하고 있다.
도 4 는, 케이스 (2) 의 사시도를 나타낸다. 또한 도 4 는, 케이스 (2) 의 특징을 설명하기 위한 개략도로, 도 3 에 나타내는 케이스 (2) 의 형상을 정확하게 나타내고 있지 않다. 예를 들어, 홈 (36) 의 수, 치수 등은, 도 3 에서 나타낸 케이스 (2) 의 형상과 상이하다. 이것은, 후술하는 도 5 ∼ 도 8 에 대해서도 동일하다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 홈 (36) 은, 축선 (102) 을 따라 연장되어 있고, 축선 (102) 방향의 편측에 바닥면 (38) 을 갖고 있다. 바꿔 말하면, 홈 (36) 은, 축선 (102) 방향의 편측만이 개구되어 있다. 또한, 홈 (36) 은, 축선 (102) 에 직교하는 방향 (케이스 (2) 의 직경 방향) 에 있어서도 바닥면 (40) 을 갖고 있다.
도 5 는, 제 1 스토퍼 (108) 의 사시도를 나타낸다. 제 1 스토퍼 (108) 는, 고정부 (54) 와, 삽입부 (52) 와, 돌출부 (50) 를 갖는다. 고정부 (54) 에는, 2 개의 볼트 구멍 (56) 이 형성되어 있다. 볼트 구멍 (56) 의 피치는, 케이스 (2) 의 볼트 구멍 (32) 의 피치와 동일하다 (도 4 를 참조). 삽입부 (52) 의 형상은, 케이스 (2) 의 홈 (36) 의 형상과 거의 동일하다. 그 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 는, 홈 (36) 의 측벽 (42) 과 바닥면 (38, 40) 에 접한 상태로, 홈 (36) 에 끼워 맞출 수 있다. 삽입부 (52) 를 홈 (36) 에 삽입한 상태에서, 볼트 구멍 (56, 32) 에 볼트를 통과시킴으로써, 제 1 스토퍼 (108) 가 케이스 (2) 에 강고하게 고정된다. 또한, 삽입부 (52) 를 홈 (36) 에 삽입하면, 돌출부 (50) 가 케이스 (2) 의 직경 방향 외측으로 돌출된다. 바꿔 말하면, 제 1 스토퍼 (108) 가, 케이스 (2) 의 직경 방향을 따라, 케이스 (2) 로부터 케이스 (2) 의 외측을 향해 연장되어 있다.
도 6 은, 제 1 선회 장치 (110) 를 메인 베이스 (104) 에 장착한 상태의 사시도를 나타낸다. 제 1 선회 장치 (110) 에 대해서는, 케이스 (2) 와 제 1 스토퍼 (108) 만을 나타내고 있다. 상기한 바와 같이, 볼트 구멍 (32) 에는, 케이스 (2) 를 지지 부재 (8) 에 고정시키기 위해서 볼트 (12) (도 2 를 참조) 가 통과된다. 볼트 (12) 는, 도 5 에 나타내는 고정부 (54) 의 볼트 구멍 (56) 과, 도 4 에 나타내는 케이스 (2) 의 볼트 구멍 (32) 을 통과한 상태로, 지지 부재 (8) 에 꽉 조여진다. 바꿔 말하면, 제 1 스토퍼 (108) 와 케이스 (2) 가, 볼트 (12) 에 의해 지지 부재 (8) 에 함께 조여진다. 상기한 바와 같이, 제 1 선회 장치 (110) 가 구동하면, 케이스 (2) 가, 메인 베이스 (104) 에 대하여 축선 (102) 의 둘레를 회전한다. 그것에 의해, 제 1 스토퍼 (108) 가, 축선 (102) 의 둘레를 선회한다.
제 1 선회 장치 (110) 에서는, 케이스 (2) 는, 제 1 스토퍼 (108) 와 제 2 스토퍼 (106) 로 구성되는 스토퍼 기구에 의해, 축선 (102) 의 둘레를 1 바퀴 돌지 않도록 제한되어 있다. 바꿔 말하면, 제 1 선회 장치 (110) 에서는, 케이스 (2) 가, 축선 (102) 의 둘레를, 360°미만의 이미 정해진 각도만 회전하도록 제한되어 있다. 제 2 스토퍼 (106) 는, 케이스 (2) 가 소정 각도를 넘어 선회하고자 하였을 때에, 제 1 스토퍼 (108) 와 충돌하는 위치에 배치되어 있다. 즉, 제 2 스토퍼 (106) 는, 만일 제 2 스토퍼 (106) 가 존재하고 있지 않아 케이스 (2) 가 이미 정해진 각도를 넘어 선회한 경우에, 제 1 스토퍼 (108) 가 존재하는 범위에 배치되어 있다. 제 1 스토퍼 (108) 와 제 2 스토퍼 (106) 로 구성되는 스토퍼 기구에 의해, 제 1 선회 장치 (110) 가 이상 동작을 하였을 때에, 조인트 베이스 (144) 가 이미 정해진 각도를 넘어 선회하는 것을 방지할 수 있다 (도 1 을 참조).
여기서, 제 1 선회 장치 (110) 에 대하여 설명한다. 제 1 선회 장치 (110) 는, 편심 요동형의 기어 전동 장치이다. 편심 요동형의 기어 전동 장치의 기본적인 구조는 공지되어 있으므로 간단하게 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 선회 장치 (110) 는, 케이스 (2) 와, 케이스 (2) 에 회전 가능하게 지지되어 있는 회전 부재 (4) 를 구비하고 있다. 케이스 (2) 는 링상이고, 내주면에 내치(內齒)가 형성되어 있다. 회전 부재 (4) 는, 외치(外齒) (14) 와 크랭크 샤프트 (10) 를 지지하고 있다. 크랭크 샤프트 (10) 는, 축선 (102) 을 따라 연장되어 있다. 크랭크 샤프트 (10) 의 축선은, 축선 (102) 으로부터 오프셋되어 있다. 도시는 생략하지만, 제 1 선회 장치 (110) 에서는, 복수의 크랭크 샤프트 (10) 가, 축선 (102) 의 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 복수의 크랭크 샤프트 (10) 의 각각이, 외치 기어 (14) 에 걸어 맞추어져 있다. 크랭크 샤프트 (10) 에는 모터 (111) 의 토크가 전달된다. 크랭크 샤프트 (10) 가 회전하면, 외치 기어 (14) 는, 케이스 (2) 의 내주면에 형성된 내치에 맞물리면서, 축선 (102) 의 둘레를 편심 회전한다. 외치 기어 (14) 의 외치의 수와 케이스 (2) 의 내치의 수가 상이하므로, 외치 기어 (14) 가 편심 회전하면, 외치 기어 (14) 와 케이스 (2) 가 상대 회전한다. 그것에 의해, 회전 부재 (4) 와 케이스 (2) 가 상대 회전한다.
상기한 바와 같이, 제 1 선회 장치 (110) 는, 산업용 다관절 로봇 (100) 의 복수의 관절 중, 가장 설치면측의 관절 (제 1 관절) 로서 사용된다. 제 1 선회 장치 (110 : 제 1 관절) 는, 다른 관절 등을 설치면에 대하여 회전시킨다. 그 때문에, 제 1 선회 장치 (110) 는, 큰 토크를 출력할 것이 요구된다. 편심 요동형의 기어 전동 장치는, 큰 감속비 (예를 들어, 감속비 30 ∼ 250) 를 실현할 수 있다. 바꿔 말하면, 본 실시예의 제 1 선회 장치 (110) 는, 큰 토크를 출력할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제 1 선회 장치 (110) 는, 큰 토크를 출력할 수 있다. 그 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 와 제 2 스토퍼 (106) 가 충돌하였을 때에, 양자간에 큰 힘이 작용한다. 그러나, 제 1 스토퍼 (108) 의 양측이 홈 (36) 의 측벽 (42) 에 접하고 있기 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 에 큰 힘이 작용하더라도, 제 1 스토퍼 (108) 가 케이스 (2) 로부터 벗어나는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 본 실시예의 스토퍼 기구는, 종래의 스토퍼 기구보다 고강도여서, 보다 안전한 산업용 로봇을 실현할 수 있다. 또한, 측벽 (42) 과 바닥면 (40) 에 의해 형성되는 각도는, 90 도에 가까울수록 좋다. 보다 정확하게 말하면, 도 3 에 있어서, 홈 (36) 을 획정하고 있는 2 개의 측벽 (42) 을 연장시킨 교점이, 축선 (102) 에 가까울수록 좋다. 이로써, 제 1 스토퍼 (108) 로부터 홈 (36) 에 가해지는 힘이 증대되어, 제 1 스토퍼 (108) 와 제 2 스토퍼 (106) 가 충돌하였을 때에, 홈 (36) 이 부담하는 힘이 증대된다. 바꿔 말하면, 2 개의 측벽 (42) 을 연장시킨 교점이 축선 (102) 에 가까울수록, 보다 고강도의 스토퍼 기구를 실현할 수 있다.
제 1 선회 장치 (110) 에서는, 케이스 (2) 를 지지 부재 (8) 에 고정시키기 위한 볼트 구멍 (32) 을 이용하여, 제 1 스토퍼 (108) 를 케이스 (2) 에 고정시킨다. 그 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 를 고정시키는 것만을 위한 볼트 구멍을 케이스 (2) 에 형성할 필요가 없다. 또, 케이스 (2) 의 돌조부 (34) 의 각각에 볼트 구멍 (32) 이 형성되어 있기 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 의 고정 위치를 용이하게 변경할 수 있다. 바꿔 말하면, 제 1 선회 장치 (110) 에서는, 제 1 스토퍼 (108) 의 장착 위치의 선택성이 높다. 예를 들어, 도 6 에 있어서, 제 1 스토퍼 (108) 의 고정 위치를 홈 (36a, 36b) 등으로 변경하는 경우에도, 케이스 (2) 에 새로운 가공을 할 필요가 없다. 또한, 상기한 바와 같이, 홈 (36) 은, 케이스 (2) 의 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 그 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 의 장착 위치를, 축선 (102) 을 중심으로 하는 소정 각마다 정확하게 조정할 수 있다. 바꿔 말하면, 케이스 (2) 의 선회가 금지되는 범위를, 소정 각마다 정확하게 조정할 수 있다.
복수의 홈 (36) 은, 회전 부재 (4) 의 축선 (102) 과 동심인 원호를 따라 배열되어 있다. 그 때문에, 어느 홈 (36) 에 제 1 스토퍼 (108) 를 고정시켜도, 제 1 스토퍼 (108) 는, 케이스 (2) 와 회전 부재 (4) 가 상대 회전하였을 때에, 제 2 스토퍼 (106) 와 충돌하도록 위치한다. 그 때문에, 제 1 스토퍼 (108) 는, 어느 홈 (36) 에 고정되더라도 스토퍼 기구로서의 기능을 달성한다.
예를 들어 공장에서는, 안전을 위해서, 혹은 다른 장치와의 간섭을 피하기 위해서 로봇의 선회 범위를 제한하고자 하는 요망이 있다. 산업용 로봇의 레이아웃 변경에 수반하여, 로봇의 선회 범위를 변경하는 것이 요구되는 경우가 있다. 종래는, 산업용 로봇의 사용자가 개별적으로 추가 가공을 실시하여, 스토퍼의 위치를 변경할 필요가 있었다. 본 실시예의 선회 장치가 채용된 산업용 로봇은, 추가 가공을 하지 않고 선회 범위를 변경할 수 있다.
(실시예 2) 도 7 은, 제 1 스토퍼 (108a) 의 사시도를 나타낸다. 도 8 은, 제 1 스토퍼 (108a) 를 사용한 제 1 선회 장치 (110a) 를 메인 베이스 (104) 에 장착한 상태의 사시도를 나타낸다. 또한, 제 1 스토퍼 (108a) 는, 제 1 스토퍼 (108) 의 변형예이며, 제 1 스토퍼 (108) 와 기능이 동일한 부분에 동일한 숫자의 부호를 붙임으로써, 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다. 또, 제 1 선회 장치 (110a) 는, 제 1 스토퍼의 형상만이 제 1 선회 장치 (110) 와 상이하다. 제 1 스토퍼 (108a) 는, 축선 (102) 을 따라, 케이스 (2) 로부터 케이스 (2) 의 외측을 향해 연장되어 있고, 돌출부 (50a) 가, 케이스 (2) 의 축선 (102) 방향으로 돌출되어 있다. 그 때문에, 제 1 선회 장치 (110a) 의 직경 방향의 사이즈가, 케이스 (2) 의 직경 방향의 사이즈와 동일하다. 즉, 제 1 선회 장치 (110a) 는, 직경 방향에 돌출부가 존재하지 않는다. 그 때문에, 제 1 선회 장치 (110a) 가 구동하고 있을 때에, 제 1 스토퍼 (108a) 가, 제 1 선회 장치 (110a) 의 주위의 장치 등에 충돌하는 것을 억제할 수 있다. 산업용 로봇 (100) 의 안전성을 보다 높게 할 수 있다.
상기 실시예에서는, 스토퍼 기구를, 산업용 로봇의 제 1 관절 (110) 에 형성하는 예에 대하여 설명하였다. 스토퍼 기구는, 다른 관절에 형성할 수도 있다. 예를 들어, 제 3 관절 (126 : 제 3 선회 장치) 에 형성해도 된다. 이 경우, 제 3 선회 장치 (126) 의 케이스에, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 복수의 홈을 형성하고, 어느 홈에 제 1 스토퍼를 끼워 맞춘다. 그리고, 어깨부 (122) 에 제 2 스토퍼를 고정시킨다.
상기 실시예에서는, 1 개의 제 1 스토퍼 (108 : 108a) 를 케이스 (2) 에 고정시키고 있다. 복수의 제 1 스토퍼 (108 : 108a) 를 케이스 (2) 에 고정시켜도 된다.
상기 실시예에서는, 케이스 (2) 의 외주면 (2a) 이 원통상이다. 케이스 (2) 에 형성되어 있는 복수의 홈 (36) 이, 회전 부재 (4) 와 축선 (102) 을 동일하게 하는 원호를 따라 형성되어 있으면, 케이스 (2) 의 외주면의 형상은 원통상이 아니어도 된다. 예를 들어, 선회 장치의 케이스는 다각형이어도 된다.
상기 실시예에서는, 케이스 (2) 를 조인트 베이스 (144 : 피선회 부재) 에 고정시키고, 회전 부재 (4) 를 메인 베이스 (104) 에 고정시키고 있다. 케이스 (2) 를 메인 베이스 (104) 에 고정시키고, 회전 부재 (4) 를 조인트 베이스 (144) 에 고정시켜도 된다. 이 경우, 제 2 스토퍼를 조인트 베이스 (144) 에 고정시킨다.
상기 실시예에서는, 선회 장치로서 편심 요동형의 기어 전동 장치를 사용하고 있다. 그러나, 케이스에 대하여 회전 부재를 회전시킬 수 있으면, 다른 타입의 선회 장치를 사용해도 된다. 또, 편심 요동형의 기어 전동 장치의 경우, 크랭크 샤프트가 회전 부재의 축선과 동심이어도 된다.
실시예의 스토퍼 기구는, 다음과 같이 표현할 수도 있다. 선회 장치의 회전 부재에 고정된 피선회 부재에, 제 2 스토퍼가 장착되어 있다. 제 2 스토퍼는, 회전 부재가 케이스에 대하여 미리 정해진 각도로 회전하였을 때에, 케이스에 고정되어 있는 제 1 스토퍼에 충돌하는 위치에 배치되어 있다. 제 1 스토퍼와 제 2 스토퍼에 의해, 회전 부재의 선회 범위를 제한하는 스토퍼 기구가 실현된다. 또한, 제 2 스토퍼는, 회전 부재에 직접 고정되어 있어도 되고, 회전 부재에 고정되는 피선회 부재에 고정되어 있어도 된다.
이상, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 불과하며, 특허 청구의 범위를 한정하는 것은 아니다. 특허 청구의 범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원시의 청구항에 기재된 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수의 목적을 동시에 달성하는 것이며, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.

Claims (9)

  1. 케이스와, 그 케이스에 대하여 상대 회전하는 회전 부재와, 케이스에 대한 회전 부재의 선회 범위를 제한하는 스토퍼를 구비하는 선회 장치로서,
    상기 케이스에, 회전 부재의 축선 방향으로 연장되는 복수의 홈이, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 형성되어 있고,
    상기 케이스를 고정시키기 위한 볼트가 통과하는 제 1 볼트 구멍이, 인접하는 2 개의 홈을 획정하는 돌조부의 각각에 형성되어 있고,
    상기 스토퍼는 고정부와 삽입부를 갖추고,
    상기 고정부에는 서로 인접하는 돌조부에 형성되는 2 개의 제 1 볼트 구멍의 피치와 동일한 피치의 2 개의 제 2 볼트 구멍이 형성되어 있고,
    상기 삽입부의 일부가 상기 홈에 끼워 맞추어지고,
    상기 스토퍼는, 그 양측이 상기 홈의 측벽에 접한 상태로 끼워 맞추어짐과 함께 상기 케이스를 고정하기 위한 볼트에 의해 상기 케이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 홈이, 회전 부재의 축선과 동심인 원호를 따라 등간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 홈이, 상기 케이스의 외주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼는, 회전 부재의 직경 방향을 따라 상기 케이스의 외측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼는, 회전 부재의 축선 방향을 따라 상기 케이스의 외측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 홈이 상기 케이스의 외주면에 형성되어 있고,
    직경 방향의 사이즈가, 상기 케이스의 사이즈와 동일한 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 선회 장치가, 편심 요동형의 기어 전동 장치인 것을 특징으로 하는 선회 장치.
  9. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 선회 장치를 갖는 다관절 로봇으로서,
    상기 선회 장치는, 가장 기부측에 위치하는 관절을 구동하고,
    상기 회전 부재가 기부에 장착되어 있고,
    상기 케이스가 기부에 대하여 회전하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
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