KR20180132064A

KR20180132064A - 회전 액추에이터 및 로봇

Info

Publication number: KR20180132064A
Application number: KR1020187027843A
Authority: KR
Inventors: 유우 아유자와
Original assignee: 니혼덴산가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-12-11
Also published as: JP6610477B2; JP2017189081A; KR102067920B1; CN109075658B; TWI713714B; CN109075658A; TW201736061A; US11027422B2; US20200324406A1

Abstract

본 건은, 예를 들어 회전 액추에이터(2)는, 정지하고 있는 로터(14)의 회전을 규제하는 회전 규제 기구(25)를 구비하고, 회전 규제 기구(25)는, 로터(14)에 고정되는 회전측 규제 부재(45)와, 회전측 규제 부재(45)와 걸림 결합하여 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 이동을 규제하는 고정측 규제 부재(46)와, 고정측 규제 부재(46)를 로터(14)의 축 방향으로 이동시키는 구동 기구(47)를 구비하고 있다. 회전측 규제 부재(45)에는, 로터(14)의 직경 방향의 외측으로 돌출되는 복수의 돌기가 형성되고, 고정측 규제 부재(46)에는, 둘레 방향에 있어서의 돌기의 사이에 들어가서 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 이동을 규제하는 규제부(46a)가 형성되어 있다.

Description

회전 액추에이터 및 로봇

본 발명은 모터와 정지하고 있는 모터의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 구비하는 회전 액추에이터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 이러한 회전 액추에이터를 구비하는 로봇에 관한 것이다.

종래, 베이스와, 관절부를 통하여 베이스에 연결되는 제1 암과, 관절부를 통하여 제1 암의 선단측에 연결되는 제2 암과, 관절부를 통하여 제2 암의 선단측에 연결되는 손목부를 구비하는 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 로봇에서는, 관절부는, 로터 및 스테이터를 갖는 모터와, 모터에 연결되는 감속기와, 로터의 정지 상태를 유지하기 위한 안전 브레이크를 구비하고 있고, 관절부 자체가 회전 액추에이터로 되어 있다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 로봇에서는, 안전 브레이크는, 솔레노이드와, 로터의 일부를 구성하는 모터축을 둘러싸도록 모터축에 고정되는 환상 부재를 구비하고 있다. 솔레노이드의 플런저에는, 래칫이 설치되어 있고, 솔레노이드는, 로봇의 전원이 꺼졌을 때 환상 부재의 외주면에 래칫을 밀어붙이고 있다. 또한, 환상 부재의 외주면에 래칫이 밀어붙여짐으로써, 정지하고 있는 로터의 회전이 규제되고 있다.

미국 특허 제8410732호 명세서

특허문헌 1에 기재된 로봇에서는, 모터축에 고정되는 환상 부재의 외주면에 래칫을 밀어붙임으로써 정지하고 있는 로터의 회전을 규제하고 있기 때문에, 정지하고 있는 로터에 외란 등의 영향으로 회전 방향의 외력이 작용하면, 환상 부재와 래칫의 사이에 미끄럼이 발생하여, 로터가 회전할 우려가 있다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 로봇에서는, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 큰 외력이 작용하거나, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 긴 시간 작용하거나 하면, 정지하고 있는 로터가 정지 위치로부터 크게 어긋날 우려가 있다.

그래서, 본 발명의 과제는, 로터 및 스테이터를 갖는 모터와, 정지하고 있는 로터의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 구비하는 회전 액추에이터에 있어서, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용해도, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능한 회전 액추에이터를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는, 이러한 회전 액추에이터를 구비하는 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 회전 액추에이터는, 로터 및 스테이터를 갖는 모터와, 정지하고 있는 로터의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 구비하고, 회전 규제 기구는, 로터에 고정되는 대략 원환형의 회전측 규제 부재와, 회전측 규제 부재와 걸림 결합하여 로터의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재의 이동을 규제하는 고정측 규제 부재와, 고정측 규제 부재를 로터의 축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 구비하고, 회전측 규제 부재에는, 로터의 직경 방향의 내측 또는 외측으로 돌출되는 복수의 돌기가 둘레 방향으로 일정한 간격으로 형성되고, 고정측 규제 부재에는, 둘레 방향에 있어서의 돌기의 사이에 들어가서 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재의 이동을 규제하는 규제부가 형성되고, 구동 기구는, 둘레 방향에 있어서의 돌기의 사이에 규제부가 배치되는 규제 위치와, 둘레 방향에 있어서의 돌기의 사이로부터 규제부가 어긋나는 규제 해제 위치의 사이에서 고정측 규제 부재를 이동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 회전 액추에이터에서는, 로터에 고정되는 대략 원환형의 회전측 규제 부재에, 로터의 직경 방향으로 돌출되는 복수의 돌기가 둘레 방향으로 일정한 간격으로 형성되어 있다. 또한, 본 발명에서는, 고정측 규제 부재에, 둘레 방향에 있어서의 돌기의 사이에 들어가서 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재의 이동을 규제하는 규제부가 형성되어 있고, 고정측 규제 부재는, 둘레 방향에 있어서의 돌기의 사이에 규제부가 배치되는 규제 위치로 이동한다. 그 때문에, 본 발명에서는, 고정측 규제 부재가 규제 위치에 있을 때, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용한 경우, 둘레 방향에 있어서의 돌기와 규제부의 간극분은 로터가 회전하는 일이 있어도, 이 간극 이상으로 로터가 회전하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용해도, 규제 위치에 배치되는 고정측 규제 부재와 회전측 규제 부재를 사용하여, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 구동 기구는, 예를 들어 고정측 규제 부재를 축 방향의 일방측으로 밀어붙이는 밀어붙임 부재와, 고정측 규제 부재를 축 방향의 타방측으로 이동시키는 솔레노이드를 구비하고 있다.

본 발명에 있어서, 회전 액추에이터는, 모터 및 회전 규제 기구가 수용되는 케이스체를 구비하고, 밀어붙임 부재는, 규제 위치를 향하여 고정측 규제 부재를 밀어붙이고, 솔레노이드는, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재를 규제 해제 위치를 향하여 이동시키고, 솔레노이드의 플런저의 일단부에는, 고정측 규제 부재가 고정되고, 케이스체에는, 플런저의 타단부 또는 플런저의 타단부에 고정되는 핀이 배치되는 관통 구멍이 형성되고, 플런저의 타단부 또는 핀의 일부는, 고정측 규제 부재가 규제 위치에 있을 때, 케이스체의 외부로 돌출되고, 케이스체의 외부로 돌출되어 있는 플런저의 타단부 또는 핀의 일부가 케이스체의 내부를 향하여 눌리면, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재가 규제 해제 위치로 이동하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 밀어붙임 부재가 규제 위치를 향하여 고정측 규제 부재를 밀어붙이고 있기 때문에, 회전 액추에이터의 전원이 오프로 되어 있어도, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이와 같이 구성하면, 플런저의 타단부 또는 핀의 일부는, 고정측 규제 부재가 규제 위치에 있을 때, 케이스체의 외부로 돌출되어 있고, 케이스체의 외부로 돌출되어 있는 플런저의 타단부 또는 핀의 일부가 케이스체의 내부를 향하여 눌리면, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재가 규제 해제 위치로 이동하기 때문에, 회전 액추에이터의 전원이 오프로 되어 있어도, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재를 수동 등으로 규제 해제 위치로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 회전 액추에이터의 전원이 오프로 되어 있어도, 로터를 회전시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 축 방향으로 보았을 때의 규제부의 외형은, 원 형상으로 되어 있고, 축 방향으로 보았을 때의 규제부의 직경은, 둘레 방향에 있어서의 돌기간의 거리의 대략 절반으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 로터의 직경 방향으로 규제부를 소형화하면서, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 로터의 직경 방향으로 회전 액추에이터를 소형화하면서, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 돌기는, 직경 방향의 외측으로 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 비교적 넓은 스페이스를 확보하기 쉬운 회전측 규제 부재의 외주측에 고정측 규제 부재 및 구동 기구를 배치하는 것이 가능하게 되므로, 고정측 규제 부재 및 구동 기구를 배치하기 쉬워진다.

본 발명의 회전 액추에이터는, 회전 액추에이터에 의해 구성되는 관절부를 구비하는 로봇에 사용할 수 있다. 이 로봇에서는, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용해도, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용해도, 정지하고 있는 로봇의 자세 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에서는, 로터 및 스테이터를 갖는 모터와, 정지하고 있는 로터의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 구비하는 회전 액추에이터에 있어서, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용해도, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 로봇에서는, 정지하고 있는 로터에 회전 방향의 외력이 작용해도, 정지하고 있는 로터의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 정지하고 있는 로봇의 자세 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 정면도이다.
도 2는, (A)는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 사시도이고, (B)는, (A)에 도시하는 산업용 로봇이 동작하고 있는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시하는 관절부의 종단면도이다.
도 4는, 도 3의 G부의 구성을 설명하기 위한 확대도이며, (A)는 고정측 규제 부재가 규제 해제 위치에 있는 상태를 도시하는 도면이고, (B)는 고정측 규제 부재가 규제 위치에 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는, 도 3에 도시하는 회전측 규제 부재 및 고정측 규제 부재의 평면도이다.
도 6은, (A)는, 도 3에 도시하는 고정측 규제 부재가 규제 위치에 있을 때의 핀의 상태를 설명하기 위한 확대도이고, (B)는, 도 3에 도시하는 고정측 규제 부재가 규제 해제 위치에 있을 때의 핀의 상태를 설명하기 위한 확대도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 개략 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 정면도이다. 도 2의 (A)는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 사시도이고, 도 2의 (B)는, 도 2의 (A)에 도시하는 산업용 로봇(1)이 동작하고 있는 상태를 도시하는 사시도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은, 소정 제품의 조립이나 제조 등에 사용되는 다관절 로봇이며, 조립 라인이나 제조 라인에 설치되어 사용된다. 로봇(1)은, 복수의 관절부(2)와 복수의 암(3)을 구비하고 있다. 본 형태에서는, 로봇(1)은, 6개의 관절부(2)와, 2개의 암(3)을 구비하고 있다. 이하에서는, 6개의 관절부(2)의 각각을 구별하여 나타내는 경우에는, 6개의 관절부(2)의 각각을 「제1 관절부(2A)」, 「제2 관절부(2B)」, 「제3 관절부(2C)」, 「제4 관절부(2D)」, 「제5 관절부(2E)」 및 「제6 관절부(2F)」라고 한다. 또한, 이하에서는, 2개의 암(3)의 각각을 구별하여 나타내는 경우에는, 2개의 암(3)의 각각을 「제1 암(3A)」 및 「제2 암(3B)」이라고 한다.

또한, 로봇(1)은, 제1 관절부(2A)에 상대 회동 가능하게 연결되는 지지 부재(4)를 구비하고 있다. 지지 부재(4)는, 플랜지부(4a)를 갖는 플랜지가 달린 원통형으로 형성되어 있고, 지지 부재(4)의 내주측에는, 지지 부재(4)의 축 방향으로 관통되는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 플랜지부(4a)는, 원환형으로 형성되어 있고, 로봇(1)의 저면 부분을 구성하고 있다. 암(3)은, 가늘고 긴 원통형으로 형성되어 있다.

로봇(1)에서는, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 관절부(2B)와 제1 암(3A)의 기단부가 고정되어 있다. 또한, 제1 암(3A)의 선단과 제3 관절부(2C)가 고정되고, 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)의 기단부가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 암(3B)의 선단과 제5 관절부(2E)가 고정되고, 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 상대 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제6 관절부(2F)에는 핸드나 공구 등이 상대 회동 가능하게 설치 가능하도록 되어 있다.

이하, 관절부(2)의 구체적인 구성을 설명한다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 형태에서는, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)와 제3 관절부(2C)가 동일한 크기로 형성되고, 제4 관절부(2D)와 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 동일한 크기로 형성되어 있다. 또한, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B) 및 제3 관절부(2C)의 크기는, 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)의 크기보다 크게 되어 있다. 단, 제1 관절부(2A), 제2 관절부(2B) 및 제3 관절부(2C)와, 제4 관절부(2D), 제5 관절부(2E) 및 제6 관절부(2F)는, 크기가 서로 다른 점을 제외하면 마찬가지로 구성되어 있다.

(관절부의 구성)

도 3은, 도 1에 도시하는 관절부(2)의 종단면도이다. 도 4는, 도 3의 G부의 구성을 설명하기 위한 확대도이며, (A)는 고정측 규제 부재(46)가 규제 해제 위치에 있는 상태를 도시하는 도면이고, (B)는 고정측 규제 부재(46)가 규제 위치에 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 5는, 도 3에 도시하는 회전측 규제 부재(45) 및 고정측 규제 부재(46)의 평면도이다. 도 6의 (A)는, 도 3에 도시하는 고정측 규제 부재(46)가 규제 위치에 있을 때의 핀(53)의 상태를 설명하기 위한 확대도이고, 도 6의 (B)는, 도 3에 도시하는 고정측 규제 부재(46)가 규제 해제 위치에 있을 때의 핀(53)의 상태를 설명하기 위한 확대도이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 도 3의 Z1 방향측을 「상」측이라고 하고, 그 반대측인 Z2 방향측을 「하」측이라고 한다.

관절부(2)는, 모터(7)와, 모터(7)에 연결되는 감속기(8)와, 모터(7)의 회전 위치를 검출하기 위한 위치 검출 기구(9)와, 모터(7) 및 위치 검출 기구(9)가 전기적으로 접속되는 회로 기판(10)과, 모터(7)와 감속기(8)와 위치 검출 기구(9)와 회로 기판(10)이 수용되는 케이스체(11)를 구비하고 있고, 관절부(2) 자체가 회전 액추에이터로 되어 있다. 즉, 관절부(2)는, 회전 액추에이터에 의해 구성되어 있다.

모터(7)는, 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성된 중공 모터이며, 중공형의 회전축(13)을 구비하고 있다. 또한, 모터(7)는, 로터(14)와 스테이터(15)를 구비하고 있다. 감속기(8)는, 직경 방향의 중심에 관통 구멍이 형성된 중공 감속기이다. 모터(7)와 감속기(8)는 상하 방향으로 겹치도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 모터(7)가 상측에 배치되고, 감속기(8)가 하측에 배치되어 있다. 또한, 모터(7)와 감속기(8)는 동축 상에 배치되어 있다.

본 형태의 감속기(8)는, 중공 파동 기어 장치이며, 강성 내치 기어(16)와 가요성 외치 기어(17)와 파동 발생부(18)와 크로스 롤러 베어링(19)을 구비하고 있다. 파동 발생부(18)는, 회전축(13)에 연결되는 중공형의 입력축(20)과, 입력축(20)의 외주측에 설치되는 웨이브 베어링(21)을 구비하고 있다. 본 형태에서는, 강성 내치 기어(16)가 감속기(8)의 출력축으로 되어 있다. 또한, 관절부(2)는, 정지하고 있는 로터(14)의 회전을 규제하는 회전 규제 기구(25)와, 회전축(13) 및 입력축(20)의 내주측에 삽입 관통되는 통형의 관형 부재(26)와, 강성 내치 기어(16)에 고정되는 출력측 부재(27)를 구비하고 있다.

모터(7)는, 상술한 바와 같이, 로터(14)와 스테이터(15)를 구비하고 있다. 로터(14)는, 회전축(13)과, 회전축(13)에 고정되는 구동용 자석(29)을 구비하고 있다. 회전축(13)은, 상하 방향으로 가늘고 긴 대략 원통형으로 형성되어 있고, 회전축(13)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 즉, 상하 방향은, 회전축(13)의 축 방향임과 함께 로터(14)의 축 방향이다. 구동용 자석(29)은 원통형으로 형성되어 있다. 구동용 자석(29)의 길이(상하 방향의 길이)는, 회전축(13)보다 짧게 되어 있고, 구동용 자석(29)은, 회전축(13)의 하단측 부분의 외주면에 고정되어 있다.

스테이터(15)는, 전체로서 대략 원통형으로 형성되어 있고, 구동용 자석(29)의 외주면을 덮도록, 구동용 자석(29)의 외주측에 배치되어 있다. 회전축(13)의 상단측 부분은, 스테이터(15)의 상단부면보다 상측으로 돌출되어 있다. 이 스테이터(15)는, 구동용 코일과, 인슐레이터를 통하여 구동용 코일이 권회되는 복수의 돌극을 갖는 스테이터 코어를 구비하고 있다. 스테이터 코어의 돌극은, 내주측을 향하여 돌출되도록 형성되어 있고, 돌극의 선단면은, 구동용 자석(29)의 외주면에 대향하고 있다. 모터(7)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 구체적으로는 스테이터(15)의 외주면이 케이스체(11)에 고정되어 있다.

감속기(8)는, 상술한 바와 같이, 강성 내치 기어(16)와 가요성 외치 기어(17)와 파동 발생부(18)와 크로스 롤러 베어링(19)을 구비하고 있다. 강성 내치 기어(16)는, 편평한 대략 원통형으로 형성되어 있고, 강성 내치 기어(16)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 즉, 상하 방향은, 감속기(8)의 출력축인 강성 내치 기어(16)의 축 방향으로 되어 있다. 강성 내치 기어(16)는, 크로스 롤러 베어링(19)의 내륜(19a)에 고정되어 있다. 크로스 롤러 베어링(19)의 외륜(19b)은, 케이스체(11)의 하단측 부분에 고정되어 있고, 강성 내치 기어(16)는, 크로스 롤러 베어링(19)을 개재하여 케이스체(11)의 하단측 부분에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다.

가요성 외치 기어(17)는, 상단에 플랜지부(17a)를 갖는 플랜지가 달린 대략 통형으로 형성되어 있다. 플랜지부(17a)는, 대략 원환형으로 형성되어 있고, 플랜지부(17a)의 외주측 부분은, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 감속기(8)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 강성 내치 기어(16)는, 감속기(8)의 하단측 부분을 구성하고 있다. 플랜지부(17a)는, 감속기(8)의 상단측 부분을 구성하고 있다. 강성 내치 기어(16)의 내주면에는, 내치가 형성되어 있다. 가요성 외치 기어(17)의 하단측의 외주면에는, 강성 내치 기어(16)의 내치와 맞물리는 외치가 형성되어 있다.

파동 발생부(18)는, 상술한 바와 같이, 입력축(20)과 웨이브 베어링(21)을 구비하고 있다. 입력축(20)은, 전체로서 상하 방향으로 가늘고 긴 통형으로 형성되어 있고, 입력축(20)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 입력축(20)의, 하단측 부분 이외의 부분은, 가늘고 긴 대략 원통형으로 형성되어 있다. 입력축(20)의 하단측 부분은, 입력축(20)의 축 방향으로 보았을 때의 내주면의 형상이 원 형상으로 되고, 입력축(20)의 축 방향으로 보았을 때의 외주면의 형상이 타원 형상으로 되는 타원부(20a)로 되어 있다.

입력축(20)의 상단측 부분은, 회전축(13)의 하단측 부분의 내주측에 삽입되어 고정되어 있다. 구체적으로는, 입력축(20)의 상단측 부분은, 회전축(13)의, 구동용 자석(29)이 고정된 부분의 내주측에 삽입되어 고정되어 있다. 회전축(13)과 입력축(20)은 동축 상에 배치되어 있다. 또한, 입력축(20)의 상단측 부분은, 접착에 의해 회전축(13)에 고정되어 있다.

상하 방향에 있어서의 입력축(20)의 중심 부분은, 베어링(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(30)은 볼 베어링이다. 이 베어링(30)은, 베어링 보유 지지 부재(31)에 설치되고, 베어링 보유 지지 부재(31)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 입력축(20)은, 베어링 보유 지지 부재(31)를 통하여 케이스체(11)에 설치되는 베어링(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링 보유 지지 부재(31)는, 원환형이며 또한 평판형으로 형성되어 있고, 가요성 외치 기어(17)의 플랜지부(17a)와 상하 방향으로 겹치도록 케이스체(11)에 고정되어 있다.

웨이브 베어링(21)은, 가요성의 내륜 및 외륜을 구비한 볼 베어링이다. 이 웨이브 베어링(21)은, 타원부(20a)의 외주면을 따라 배치되어 있고, 타원형으로 휘어 있다. 가요성 외치 기어(17)의, 외치가 형성되는 하단측 부분은, 웨이브 베어링(21)을 둘러싸도록 웨이브 베어링(21)의 외주측에 배치되어 있고, 이 부분은 타원형으로 휘어 있다. 가요성 외치 기어(17)의 외치는, 타원형으로 휘는 가요성 외치 기어(17)의 하단측 부분의 장축 방향의 2개소에서, 강성 내치 기어(16)의 내치와 맞물려 있다.

출력측 부재(27)는, 플랜지부(27a)와 통부(27b)를 갖는 플랜지가 달린 대략 원통형으로 형성되어 있다. 이 출력측 부재(27)는, 출력측 부재(27)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있고, 출력측 부재(27)의 내주측에는, 상하 방향으로 관통되는 관통 구멍(27c)이 형성되어 있다. 플랜지부(27a)는, 평판형이며 또한 원환형으로 형성되어 있고, 통부(27b)의 하단에 연결되어 있다. 플랜지부(27a)는, 플랜지부(27a)의 상면이 강성 내치 기어(16)의 하면에 접촉하도록 강성 내치 기어(16)에 고정되어 있다. 또한, 플랜지부(27a)는, 케이스체(11)의 하단보다 하측에 배치되어 있고, 케이스체(11)의 외측에 배치되어 있다.

통부(27b)의 상단측에는, 통부(27b)의 하단측 부분보다 외경이 작은 소경부(27d)가 형성되어 있고, 통부(27b)의 상단측 부분의 외주측에는, 상하 방향에 직교하는 원환형의 단차면(27e)이 형성되어 있다. 소경부(27d)는, 관형 부재(26)의 하단측 부분의 내주측에 삽입되어 있고, 관형 부재(26)의 하단부면은, 단차면(27e)에 대향하고 있다. 또한, 관통 구멍(27c)은, 관형 부재(26)의 내주측에 통해 있다. 통부(27b)의 상단측 부분은, 입력축(20)의 하단측 부분의 내주측에 배치되어 있다. 통부(27b)의 외주면과 입력축(20)의 하단측 부분의 내주면의 사이에는, 베어링(34)이 배치되어 있다. 베어링(34)은 볼 베어링이다.

관형 부재(26)는, 상하 방향으로 가늘고 긴 원통형으로 형성되어 있고, 관형 부재(26)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 관형 부재(26)는, 회전축(13) 및 입력축(20)의 내주측에 삽입 관통되어 있다. 관형 부재(26)의 상단부면은, 회전축(13)의 상단부면보다 상측에 배치되고, 관형 부재(26)의 하단부면은, 입력축(20)의 하단부면보다 상측에 배치되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 관형 부재(26)의 하단측 부분의 내주측에 출력측 부재(27)의 소경부(27d)가 삽입됨과 함께 관형 부재(26)의 하단부면이 단차면(27e)에 대향하고 있고, 관형 부재(26)의 하단측은 출력측 부재(27)에 보유 지지되어 있다.

관형 부재(26)의 상단측은, 보유 지지 부재(32)에 보유 지지되어 있다. 보유 지지 부재(32)는 지주(33)에 고정되고, 지주(33)는 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 보유 지지 부재(32)는, 지주(33)를 개재하여 케이스체(11)에 고정되어 있다. 보유 지지 부재(32)는, 관형 부재(26)의 상단측을 보유 지지하는 원통형의 보유 지지부(32a)를 구비하고 있다. 보유 지지부(32a)는, 보유 지지부(32a)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있고, 보유 지지부(32a)의 내주측에는, 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍(32b)이 형성되어 있다.

보유 지지부(32a)의 하단측에는, 보유 지지부(32a)의 상단측보다 내경이 큰 대경부(32c)가 형성되어 있고, 보유 지지부(32a)의 하단측 부분의 내주측에는, 상하 방향에 직교하는 원환형의 단차면(32d)이 형성되어 있다. 관형 부재(26)의 상단측은, 대경부(32c)의 내주측에 삽입되어 있고, 관형 부재(26)의 상단부면은, 단차면(32d)에 대향하고 있다. 또한, 관통 구멍(32b)은, 관형 부재(26)의 내주측에 통해 있다.

위치 검출 기구(9)는, 스테이터(15)의 상측에 배치되어 있다. 이 위치 검출 기구(9)는, 회전축(13)의 상단측에 고정되는 슬릿판(36)과, 센서(37)를 구비하고 있다. 센서(37)는, 서로 대향하도록 배치되는 발광 소자와 수광 소자를 구비하는 투과형의 광학식 센서이다. 센서(37)는, 지지 부재(38)에 고정되어 있다. 지지 부재(38)는, 케이스체(11)에 고정되어 있다. 즉, 센서(37)는, 지지 부재(38)를 통하여 케이스체(11)에 고정되어 있다. 슬릿판(36)은, 얇은 평판형으로 형성됨과 함께 원환형으로 형성되어 있다. 슬릿판(36)에는, 슬릿판(36)의 둘레 방향으로 일정한 간격으로 복수의 슬릿 구멍이 형성되어 있다. 슬릿판(36)은, 슬릿판(36)의 둘레 방향의 일부분이 센서(37)의 발광 소자와 수광 소자의 사이에 배치되도록 회전축(13)에 고정되어 있다.

케이스체(11)는, 상하의 양단이 개구되는 케이스 본체(41)와, 케이스 본체(41)의 상단측의 개구를 막는 커버(42)로 구성되어 있다. 케이스 본체(41)의 하단측의 개구는, 감속기(8)에 의해 막혀 있다. 케이스 본체(41)의 측면에는, 상하 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부(41a)가 형성되어 있다. 즉, 케이스체(11)에는, 상하 방향에 직교하는 방향으로 개구되는 개구부(41a)가 형성되어 있다. 개구부(41a)는, 케이스 본체(41)의 측면 부분을 관통하도록 형성되어 있다.

커버(42)의 상면 부분에는, 회전 규제 기구(25)를 구성하는 후술하는 핀(53)이 배치되는 관통 구멍(42a)이 형성되어 있다. 즉, 케이스체(11)에는, 관통 구멍(42a)이 형성되어 있다. 관통 구멍(42a)은, 상하 방향으로 커버(42)의 상면 부분을 관통하도록 형성되어 있고, 관통 구멍(42a)을 통하여 케이스체(11)의 내부와 외부가 통해 있다. 또한, 관통 구멍(42a)은, 둥근 구멍형으로 형성되어 있다.

회전 규제 기구(25)는, 정지하고 있는 로터(14)를 그 정지 위치에서 보유 지지하기 위해 마련되어 있고, 케이스체(11)에 수용되어 있다. 이 회전 규제 기구(25)는, 로터(14)에 고정되는 평판형이며, 또한 대략 원환형인 회전측 규제 부재(45)와, 회전측 규제 부재(45)와 걸림 결합하여 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 이동을 규제하는 고정측 규제 부재(46)와, 고정측 규제 부재(46)를 상하 방향으로 이동시키는 구동 기구(47)와, 고정측 규제 부재(46)를 상하 방향으로 안내하는 리니어 부시(48)를 구비하고 있다. 구동 기구(47)는, 고정측 규제 부재(46)를 상측으로 밀어붙이는 밀어붙임 부재로서의 압축 코일 스프링(49)과, 고정측 규제 부재(46)를 하측으로 이동시키는 솔레노이드(50)를 구비하고 있다.

솔레노이드(50)는, 솔레노이드(50)가 통전 상태로 되었을 때 솔레노이드(50)의 플런저(50a)가 하측으로 돌출되도록 케이스체(11)에 고정되어 있다. 플런저(50a)의 상단부는, 솔레노이드(50)의 본체부(50b)보다 상측으로 돌출되어 있다. 본체부(50b)로부터 상측으로 돌출되어 있는 플런저(50a)의 상단부에는, 핀(53)이 고정되어 있다. 핀(53)은, 원기둥형의 축부(53a)와, 축부(53a)의 일단으로부터 직경 방향의 외측으로 넓어지는 원환형의 플랜지부(53b)를 구비하는 플랜지가 달린 원기둥형으로 형성되어 있다.

핀(53)은, 핀(53)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록, 또한 플랜지부(53b)가 하측에 배치되도록 플런저(50a)에 고정되어 있다. 또한, 핀(53)은, 플런저(50a)와 동축 상에 배치되어 있다. 축부(53a)는, 관통 구멍(42a) 내에 배치되어 있다. 축부(53a)의 외경은, 관통 구멍(42a)의 내경보다 약간 작게 되어 있다. 또한, 플랜지부(53b)의 하면에는, 플런저(50a)의 상단부가 삽입되어 고정되는 오목부가 형성되어 있다.

회전측 규제 부재(45)는, 회전측 규제 부재(45)의 두께 방향과 상하 방향이 일치하도록 회전축(13)의 상단부면에 고정되어 있고, 위치 검출 기구(9)보다 상측에 배치되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 회전측 규제 부재(45)에는, 로터(14)의 직경 방향의 외측으로 돌출되는 복수의 돌기(45a)가 로터(14)의 둘레 방향에 있어서 일정한 간격으로 형성되어 있다. 본 형태에서는, 12개의 돌기(45a)가, 회전측 규제 부재(45)의 중심에 대하여 30°피치로 형성되어 있다. 또한, 돌기(45a)는, 상하 방향으로 보았을 때의 형상이 대략 등변사다리꼴 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 회전측 규제 부재(45)에 형성되는 돌기(45a)의 수는 11개 이하여도 되고, 13개 이상이어도 된다.

고정측 규제 부재(46)는, 상단에 플랜지부(46a)를 갖는 플랜지가 달린 원기둥형으로 형성되어 있고, 고정측 규제 부재(46)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 플랜지부(46a)는 원환형으로 형성되어 있고, 상하 방향으로 보았을 때의 플랜지부(46a)의 외형은 원 형상으로 되어 있다. 고정측 규제 부재(46)는, 고정측 규제 부재(46)의 상측에 배치되는 플런저(50a)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 고정측 규제 부재(46)는, 플런저(50a)의 하단부에 고정되어 있다. 고정측 규제 부재(46)의 하단부면에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상측을 향하여 오목한 오목부(46b)가 형성되어 있고, 오목부(46b) 내에는, 압축 코일 스프링(49)의 상단측 부분이 배치되어 있다.

고정측 규제 부재(46)는, 상하 방향으로 보았을 때, 회전측 규제 부재(45)의 외주측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 상하 방향으로 보았을 때, 도 5에 도시하는 바와 같이, 회전측 규제 부재(45)의 복수의 돌기(45a)의 선단면을 연결하는 가상원(VC)보다 플랜지부(46a)의 일부가 로터(14)의 직경 방향의 내측에 배치되도록, 고정측 규제 부재(46)가 배치되어 있다. 상하 방향으로 보았을 때의 플랜지부(46a)의 직경 D1(도 5 참조)은, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)간의 거리 L(도 5 참조)의 대략 절반으로 되어 있다.

리니어 부시(48)는, 상단에 플랜지부(48a)를 갖는 플랜지가 달린 원통형으로 형성되어 있고, 리니어 부시(48)의 축 방향과 상하 방향이 일치하도록 배치되어 있다. 리니어 부시(48)의, 플랜지부(48a)보다 하측의 부분은, 지지 부재(38)의 상면에 형성되는 오목부(38a)(도 4 참조) 내에 배치되어 있다. 오목부(38a)의 저면에는, 압축 코일 스프링(49)의 하단측 부분이 배치되는 오목부(38b)가 하측을 향하여 오목해지도록 형성되어 있다. 리니어 부시(48)의 내주측에는, 고정측 규제 부재(46)의, 플랜지부(46a)보다 하측의 부분이 배치되어 있다.

본 형태에서는, 솔레노이드(50)는, 모터(7)의 정지 시에 비통전 상태로 되어 있고, 모터(7)의 구동 시에 통전 상태로 된다. 솔레노이드(50)가 통전 상태가 아닐 때에는, 도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이, 압축 코일 스프링(49)의 밀어붙임력에 의해, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 돌기(45a)의 사이에 고정측 규제 부재(46)의 플랜지부(46a)가 배치되도록 고정측 규제 부재(46)가 상승하고 있다. 그 때문에, 회전측 규제 부재(45)의 돌기(45a)와 플랜지부(46a)에 의해, 정지하고 있는 로터(14)의 회전이 규제된다. 한편, 솔레노이드(50)가 통전 상태로 되면, 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 플런저(50a)가 하측으로 돌출되어, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 돌기(45a)의 사이로부터 플랜지부(46a)가 벗어날 때까지, 고정측 규제 부재(46)가 하강한다. 그 때문에, 로터(14)가 회전 가능하게 된다.

이와 같이, 구동 기구(47)는, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)의 사이에 플랜지부(46a)가 배치되는 규제 위치(도 4의 (B)에 도시하는 위치)와, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)의 사이로부터 플랜지부(46a)가 벗어나는 규제 해제 위치(도 4의 (A)에 도시하는 위치)의 사이에서 고정측 규제 부재(46)를 이동시킨다. 또한, 압축 코일 스프링(49)은, 규제 위치를 향하여 고정측 규제 부재(46)를 밀어붙이고, 솔레노이드(50)는, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재(46)를 규제 해제 위치를 향하여 이동시킨다.

고정측 규제 부재(46)가 규제 위치에 있을 때에는, 도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 핀(53)의 상단측의 일부는, 케이스체(11)의 외부로 돌출되어 있다. 또한, 케이스체(11)의 외부로 돌출되어 있는 핀(53)의 상단측의 일부가 케이스체(11)의 내부를 향하여 눌리면(즉, 하측을 향하여 눌리면), 도 6의 (B)에 도시하는 바와 같이, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재(46)는, 규제 해제 위치로 이동한다.

본 형태의 플랜지부(46a)는, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)의 사이에 들어가서 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 이동을 규제하는 규제부로 되어 있다. 또한, 고정측 규제 부재(46)가 규제 해제 위치에 있을 때에는, 회전측 규제 부재(45)의 외주측에 배치되는 플런저(50a)는, 돌기(45a)에 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있다.

회로 기판(10)은, 유리 에폭시 기판 등의 리지드 기판이며, 평판형으로 형성되어 있다. 이 회로 기판(10)은, 회로 기판(10)의 두께 방향과 상하 방향이 일치하도록 케이스체(11)에 고정되어 있다. 또한, 회로 기판(10)은, 케이스체(11)의 상단측에 고정되어 있고, 회전측 규제 부재(45)보다 상측에 배치되어 있다. 관형 부재(26)의 상단은, 회로 기판(10)의 상면보다 상측에 배치되어 있다.

회로 기판(10)에는, 모터(7)를 구동하기 위한 모터 구동 회로나, 회로 기판(10)에 입력되는 신호를 회로 기판(10)의 외부로 출력하기 위한 신호 전달 회로가 실장되어 있다. 또한, 회로 기판(10)에는, 적어도 2개의 커넥터가 실장되어 있다. 2개의 커넥터 중 한쪽의 커넥터에 접속되는 배선은, 관형 부재(26)의 내주측을 통과하도록 배설된 후, 출력측 부재(27)의 관통 구멍(27c)으로부터 인출되고, 다른 쪽의 커넥터에 접속되는 배선은, 케이스체(11)의 개구부(41a)로부터 인출되어 있다.

(관절부, 암의 연결 구조)

상술한 바와 같이, 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 관절부(2B)와 제1 암(3A)의 기단부가 고정되고, 제1 암(3A)의 선단과 제3 관절부(2C)가 고정되고, 제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)의 기단부가 상대 회동 가능하게 연결되고, 제2 암(3B)의 선단과 제5 관절부(2E)가 고정되고, 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)가 상대 회동 가능하게 연결되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 도 2의 (B)에 도시하는 동작을 로봇(1)이 행하는 것이 가능하게 되도록, 이하와 같이, 각 관절부(2) 및 암(3)이 연결되어 있다.

또한, 이하의 설명에서는, 제1 관절부(2A)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제1 관절부(2A)의 축 방향」이라고 하고, 제2 관절부(2B)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제2 관절부(2B)의 축 방향」이라고 하고, 제3 관절부(2C)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제3 관절부(2C)의 축 방향」이라고 하고, 제4 관절부(2D)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제4 관절부(2D)의 축 방향」이라고 하고, 제5 관절부(2E)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제5 관절부(2E)의 축 방향」이라고 하고, 제6 관절부(2F)의 강성 내치 기어(16)의 축 방향을 「제6 관절부(2F)의 축 방향」이라고 한다.

우선, 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)는, 제1 관절부(2A)의 플랜지부(27a)에, 지지 부재(4)의, 플랜지부(4a)가 형성되어 있지 않은 측의 단부면이 고정됨으로써 연결되어 있다. 즉, 제1 관절부(2A)의 축 방향과 지지 부재(4)의 축 방향이 일치하도록 지지 부재(4)와 제1 관절부(2A)가 연결되어 있다. 제1 관절부(2A)와 제2 관절부(2B)는, 제1 관절부(2A)의 축 방향과 제2 관절부(2B)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제2 관절부(2B)의 플랜지부(27a)에, 제1 관절부(2A)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측면이 고정되어 있다.

제2 관절부(2B)와 제1 암(3A)은, 제2 관절부(2B)의 축 방향과 제1 암(3A)의 긴 변 방향(축 방향)이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제2 관절부(2B)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측면에 제1 암(3A)의 기단부가 고정되어 있다. 제1 암(3A)과 제3 관절부(2C)는, 제1 암(3A)의 긴 변 방향과 제3 관절부(2C)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제3 관절부(2C)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측면에 제1 암(3A)의 선단이 고정되어 있다.

제3 관절부(2C)와 제4 관절부(2D)는, 제3 관절부(2C)의 축 방향과 제4 관절부(2D)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)에, 제4 관절부(2D)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측면이 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제4 관절부(2D)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)가 형성된 측면에 고정되는 연결 부재(63)를 통하여, 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)에, 제4 관절부(2D)의 케이스 본체(41)의 개구부(41a)가 형성된 측면이 고정되어 있다. 연결 부재(63)는, 제3 관절부(2C)의 플랜지부(27a)에 고정되는 플랜지부(63a)를 구비하는 플랜지가 달린 원통형으로 형성되어 있다.

제4 관절부(2D)와 제2 암(3B)은, 제4 관절부(2D)의 축 방향과 제2 암(3B)의 긴 변 방향이 일치하도록 연결되어 있다. 또한, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)에 제2 암(3B)의 기단부가 고정되어 있다. 또한, 제2 암(3B)의 기단부에는, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)에 제2 암(3B)의 기단부를 고정하기 위한 플랜지부(3a)가 형성되어 있고, 제4 관절부(2D)의 플랜지부(27a)와 플랜지부(3a)가 서로 고정되어 있다.

제2 암(3B)과 제5 관절부(2E)는, 제2 암(3B)의 긴 변 방향과 제5 관절부(2E)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제5 관절부(2E)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측면에 제2 암(3B)의 선단이 고정되어 있다. 제5 관절부(2E)와 제6 관절부(2F)는, 제5 관절부(2E)의 축 방향과 제6 관절부(2F)의 축 방향이 직교하도록 연결되어 있다. 또한, 제5 관절부(2E)의 플랜지부(27a)에, 제6 관절부(2F)의 케이스 본체(41)의, 개구부(41a)가 형성된 측면이 고정되어 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 로터(14)에 고정되는 회전측 규제 부재(45)에, 로터(14)의 직경 방향의 외측으로 돌출되는 복수의 돌기(45a)가 둘레 방향으로 일정한 간격으로 형성되고, 고정측 규제 부재(46)에, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)의 사이에 들어가서 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 회전측 규제 부재(45)의 이동을 규제하는 플랜지부(46a)가 형성되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 모터(7)의 정지 시(즉, 로터(14)의 정지 시)에, 고정측 규제 부재(46)는, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)의 사이에 플랜지부(46a)가 배치되는 규제 위치에 있다.

그 때문에, 본 형태에서는, 정지하고 있는 로터(14)에 회전 방향의 외력이 작용한 경우, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)와 플랜지부(46a)의 간극분은 로터(14)가 회전하는 일이 있어도, 이 간극 이상으로 로터(14)가 회전하는 일은 없다. 따라서, 본 형태에서는, 정지하고 있는 로터(14)에 회전 방향의 외력이 작용해도, 규제 위치에 배치되는 고정측 규제 부재(46)와 회전측 규제 부재(45)를 사용하여, 정지하고 있는 로터(14)의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 본 형태에서는, 정지하고 있는 로터(14)에 회전 방향의 외력이 작용해도, 정지하고 있는 로봇(1)의 자세 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 상하 방향으로 보았을 때의 플랜지부(46a)의 직경 D1은, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)간의 거리 L의 대략 절반으로 되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 로터(14)의 직경 방향에 있어서 플랜지부(46a)를 소형화하면서, 정지하고 있는 로터(14)의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 로터(14)의 직경 방향으로 관절부(2)를 소형화하면서, 정지하고 있는 로터(14)의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 돌기(45a)가, 로터(14)의 직경 방향의 외측으로 돌출되도록 형성되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 비교적 넓은 스페이스를 확보하기 쉬운 회전측 규제 부재(45)의 외주측에 고정측 규제 부재(46) 및 구동 기구(47)를 배치하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 고정측 규제 부재(46) 및 구동 기구(47)를 배치하기 쉬워진다.

본 형태에서는, 압축 코일 스프링(49)은, 규제 위치를 향하여 고정측 규제 부재(46)를 밀어붙이고 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 로봇(1)의 전원이 오프로 되어 있어도, 정지하고 있는 로터(14)의 정지 위치로부터의 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 정지하고 있는 로봇(1)의 자세 어긋남을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 형태에서는, 고정측 규제 부재(46)가 규제 위치에 있을 때, 핀(53)의 상단측의 일부는, 케이스체(11)의 외부로 돌출되어 있고, 케이스체(11)의 외부로 돌출되어 있는 핀(53)의 상단측의 일부가 케이스체(11)의 내부를 향하여 눌리면, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재(46)는, 규제 해제 위치로 이동한다. 그 때문에, 본 형태에서는, 로봇(1)의 전원이 오프로 되어 있어도, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재(46)를 수동 등으로 규제 해제 위치로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 로봇(1)의 전원이 오프로 되어 있어도, 로터(14)를 회전시켜, 로봇(1)을 동작시키는 것이 가능하게 된다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 압축 코일 스프링(49)이 고정측 규제 부재(46)를 상측으로 밀어붙이고, 솔레노이드(50)가 고정측 규제 부재(46)를 하측으로 이동시키고 있지만, 압축 코일 스프링(49)이 고정측 규제 부재(46)를 하측으로 밀어붙이고, 솔레노이드(50)가 고정측 규제 부재(46)를 상측으로 이동시켜도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 압축 코일 스프링(49)에 의해 고정측 규제 부재(46)가 밀어붙여지고 있지만, 인장 코일 스프링 등의 다른 스프링 부재에 의해 고정측 규제 부재(46)가 밀어붙여져도 된다.

상술한 형태에서는, 돌기(45a)는, 로터(14)의 직경 방향의 외측으로 돌출되도록 형성되어 있지만, 돌기(45a)는, 로터(14)의 직경 방향의 내측으로 돌출되도록 형성되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 상하 방향으로 보았을 때의 플랜지부(46a)의 직경 D1은, 로터(14)의 둘레 방향에 있어서의 돌기(45a)간의 거리 L의 대략 절반으로 되어 있지만, 직경 D1은, 거리 L의 절반 이하로 되어 있어도 된다. 또한, 직경 D1은, 거리 L 이하로 되어 있는 것이라면, 거리 L의 절반 이상로 되어 있어도 된다.

상술한 형태에서는, 플런저(50a)의 상단부에 핀(53)이 고정되어 있지만, 플런저(50a)의 상단부에 핀(53)이 고정되어 있지 않아도 된다. 이 경우에는, 솔레노이드(50)의 본체부(50b)보다 상측으로 돌출되는 플런저(50a)의 상단부의 길이가 길게 되어 있고, 플런저(50a)의 상단부는 관통 구멍(42a) 내에 배치되어 있다. 또한, 고정측 규제 부재(46)가 규제 위치에 있을 때에는, 플런저(50a)의 상단부는, 케이스체(11)의 외부로 돌출되어 있고, 케이스체(11)의 외부로 돌출되어 있는 플런저(50a)의 상단부가 케이스체(11)의 내부를 향하여 눌리면, 규제 위치에 있는 고정측 규제 부재(46)가 규제 해제 위치로 이동한다.

또한, 플런저(50a)의 상단부에 핀(53)이 고정되어 있지 않은 경우에는, 고정측 규제 부재(46)가 규제 위치에 있을 때 플런저(50a)의 상단부가 케이스체(11)의 내부에 배치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 커버(42)에 관통 구멍(42a)이 형성되어 있지 않아도 된다.

상술한 형태에서는, 강성 내치 기어(16)가 감속기(8)의 출력축으로 되어 있지만, 가요성 외치 기어(17)가 감속기(8)의 출력축으로 되어 있어도 된다. 이 경우에는, 강성 내치 기어(16)가 케이스체(11) 및 크로스 롤러 베어링(19)의 내륜(19a)에 고정되고, 가요성 외치 기어(17)가 크로스 롤러 베어링(19)의 외륜(19b) 및 출력측 부재(27)의 플랜지부(27a)에 고정된다. 또한, 상술한 형태에서는, 감속기(8)는 중공 파동 기어 장치이지만, 감속기(8)는 중공 파동 기어 장치 이외의 중공 감속기여도 된다. 또한, 감속기(8)는 중공 감속기 이외의 감속기여도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 모터(7)는 중공 모터이지만, 모터(7)는 중공 모터 이외의 모터여도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 모터(7)는, 소위 이너 로터형 모터이지만, 모터(7)는 아우터 로터형 모터여도 된다.

상술한 형태에서는, 로봇(1)은 6개의 관절부(2)를 구비하고 있지만, 로봇(1)이 구비하는 관절부(2)의 수는 5개 이하여도 되고, 7개 이상이어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 2개의 암(3)을 구비하고 있지만, 로봇(1)이 구비하는 암(3)의 수는 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)의 관절부(2)가, 모터(7) 및 감속기(8) 등을 갖는 회전 액추에이터에 의해 구성되어 있지만, 회전 액추에이터는 로봇(1)의 관절부(2) 이외에 사용되어도 된다. 예를 들어, 회전 액추에이터는 θ 스테이지(회전 스테이지)의 구동부 등에 사용되어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 산업용 로봇이지만, 로봇(1)은 여러 가지 용도에 적용 가능하다. 예를 들어, 로봇(1)은 서비스용 로봇이어도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
2: 관절부(회전 액추에이터)
7: 모터
11: 케이스체
14: 로터
15: 스테이터
25: 회전 규제 기구
42a: 관통 구멍
45: 회전측 규제 부재
45a: 돌기
46: 고정측 규제 부재
46a: 플랜지부(규제부)
47: 구동 기구
49: 압축 코일 스프링(밀어붙임 부재)
50: 솔레노이드
50a: 플런저
53: 핀
D1: 플랜지부의 직경(규제부의 직경)
L: 둘레 방향에 있어서의 돌기간의 거리

Claims

로터 및 스테이터를 갖는 모터와, 정지하고 있는 상기 로터의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 구비하고,
상기 회전 규제 기구는, 상기 로터에 고정되는 대략 원환형의 회전측 규제 부재와, 상기 회전측 규제 부재와 걸림 결합하여 상기 로터의 둘레 방향에 있어서의 상기 회전측 규제 부재의 이동을 규제하는 고정측 규제 부재와, 상기 고정측 규제 부재를 상기 로터의 축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 구비하고,
상기 회전측 규제 부재에는, 상기 로터의 직경 방향의 내측 또는 외측으로 돌출되는 복수의 돌기가 상기 둘레 방향으로 일정한 간격으로 형성되고,
상기 고정측 규제 부재에는, 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 돌기의 사이에 들어가서 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 회전측 규제 부재의 이동을 규제하는 규제부가 형성되고,
상기 구동 기구는, 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 돌기의 사이에 상기 규제부가 배치되는 규제 위치와, 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 돌기의 사이로부터 상기 규제부가 빠지는 규제 해제 위치의 사이에서 상기 고정측 규제 부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
제1항에 있어서, 상기 구동 기구는, 상기 고정측 규제 부재를 상기 축 방향의 일방측으로 밀어붙이는 밀어붙임 부재와, 상기 고정측 규제 부재를 상기 축 방향의 타방측으로 이동시키는 솔레노이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
제2항에 있어서, 상기 모터 및 상기 회전 규제 기구가 수용되는 케이스체를 구비하고,
상기 밀어붙임 부재는, 상기 규제 위치를 향하여 상기 고정측 규제 부재를 밀어붙이고,
상기 솔레노이드는, 상기 규제 위치에 있는 상기 고정측 규제 부재를 상기 규제 해제 위치를 향하여 이동시키고,
상기 솔레노이드의 플런저의 일단부에는, 상기 고정측 규제 부재가 고정되고,
상기 케이스체에는, 상기 플런저의 타단부 또는 상기 플런저의 타단부에 고정되는 핀이 배치되는 관통 구멍이 형성되고,
상기 플런저의 타단부 또는 상기 핀의 일부는, 상기 고정측 규제 부재가 상기 규제 위치에 있을 때, 상기 케이스체의 외부로 돌출되고,
상기 케이스체의 외부로 돌출되어 있는 상기 플런저의 타단부 또는 상기 핀의 일부가 상기 케이스체의 내부를 향하여 눌리면, 상기 규제 위치에 있는 상기 고정측 규제 부재가 상기 규제 해제 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축 방향으로 보았을 때의 상기 규제부의 외형은, 원 형상으로 되어 있고,
상기 축 방향으로 보았을 때의 상기 규제부의 직경은, 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 돌기간의 거리의 대략 절반으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기는, 상기 직경 방향의 외측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 회전 액추에이터에 의해 구성되는 관절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.