JP3905643B2 - 旋回装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部材とハウジング部材とを相対的に回転させて使用する旋回装置に関する。
さらに詳細には、軸部材とハウジング部材とを３６０度を越えて相対的に回転させる場合に好適な、回転範囲を規制する旋回装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に産業用ロボットにおいては、数値データまたはテイーチング操作による入力データに基づいてマイクロコンピュータを作動させてロボットを作動させたり、或いは固定の電気的シーケンス制御装置によりロボットを作動させたりしている。
この場合、産業用ロボットとしての機能を高めるために、ロボットの自由端側の手首部ＷＲは、回転動作角度が３６０度以上となるように設定されることが多々ある。
【０００３】
従来、回転軸を３６０度以上の回転範囲に規制する構造としては、例えば、特公平６−１０４３１２号に記載のものがある。
すなわち、図７乃至図１２において、５１は産業用ロボットの手首部に固定された固定部材であり、この固定部材５１に対して、回転部材５２が水平軸を軸心として回転自在に取付けられている。回転部材５２の外周の一部には回転部材５２の径方向に突出する突起５３及び切欠き５４，５５が設けられている。
【０００４】
一方、固定部材５１には突起５３の軌跡の上方に位置するブラケット５６が取り付けられている。ブラケット５６には鉛直に配置されたピン５７を介してストッパ部材５８の一端が揺動自在に取り付けられている。
ストッパ部材５８の他端は二股状に分岐されて脚部５９，６０が形成され、ストッパ部材５８は全体として鉤型に形成されている。また、ストッパ部材５８の一端側、すなわちＺ1 方向側は厚肉とされ、回転部材５２側に段差６１，６２が形成されている。
なお、回転部材５２は適宜の駆動手段により点Ｏ2 を中心として回転駆動される。
【０００５】
さて、平面図である図８に示されるごとく、回転部材５２が回転動作範囲のほぼ中心にある場合には、ストッパ部材５８はその脚部５９，６０間に突起５３を挾み一定角度揺動可能な状態にある。
この状態で、例えば回転部材５２が図７に示す矢印Ａ1 方向に点Ｏ2 を中心として回転すると、図９に示すように突起５３が脚部５９を押し動かして、図８に示される状態からピン５７の軸心Ｏ1 を中心として、ストッパ部材５８を反時計方向に回動させる。
このとき、ストッパ部材５８の段差６１が回転部材５２の側面５２１に当接し、この段差６１部に以後再び切欠き５４が回ってくるまでストッパ部材５８の回動は拘束される。
引き続き回転部材５２が同方向へほぼ一回転し、段差６１に切欠き５４が対向すると、突起５３が図１０に示すように、脚部６０の左側面を押圧してストッパ部材５８を点Ｏ1 を中心として反時計方向に回動させる。
これにより脚部５９がブラケット５６に当接して、ストッパ部材５８の回動が停止させられ、従って突起５３の回動も停止させられて、回転部材５２の回転が停止する。
【０００６】
図１０に示される状態から、図７におけるＡ2 方向に回転部材５２を回転させると、回転部材５２がほぼ一回転し、さらに突起５３が脚部６０を押し動かし、図８に示す状態を経て、段差６２が回転部材５２の側面５２１に当接し、さらに回転部材５２がほぼ一回転すると、突起５３が脚部５９に当接してストッパ部材５８を回動させ、この後、脚部６０をブラケット５６に当接させて、回転部材５２の回転が停止する。
【０００７】
そこで、段差６１と回転部材５２の側面５２１との当接状態について詳述する。
図９に示される状態において、現実には段差６１と回転部材５２の側面５２１との間に間隙△ｙ1 が設けられるが、仮にこの間隙がゼロ、すなわち△ｙ1 ＝０であるものとする。
図９の状態から、回転部材５２が図７に示す矢印Ａ1 方向に１回転近く回転すると、図１１に示されるごとく、突起５３が脚部６０に当接する。この当接により、ストッパ部材５８は図１１に示される点Ｏ1 を中心として反時計方向に回動されて、例えば２点鎖線で示されるようにストッパ部材５８が位置変位しようとする。
【０００８】
ところで、上記したごとく、仮に段差６１と回転部材５２の側面５２１との間隙：△ｙ1 がゼロである場合、図１１に示されるごとくストッパ部材５８が２点鎖線で示されるように位置変位したときには、段差６１が回転部材５２の側面５２１よりもＹ2 方向の位置となるように傾動する。
【０００９】
しかし、突起５３が脚部６０に当接する寸前までは、段差６１と回転部材５２の側面５２１とが当接して、ストッパ部材５８の回動を拘束するものであるから、例えば図１１に示されるごとく、突起５３が脚部６０に当接したときには、切欠き５４に拘わらず段差６１と回転部材５２の側面５２１とが、前記したように、間隙：△ｙ1 がゼロの状態で当接している。
【００１０】
すなわち、図１１に示されるごとく、突起５３が脚部６０に当接した後、回転部材５２が更にＹ1 方向、すなわち図７におけるＡ1 方向に回動されれば、上記したごとくストッパ部材５８は、２点鎖線で示されるように、段差６１が回転部材５２の側面５２１の位置を越えるように、すなわちＹ2 方向に位置変位されようとするが、切欠き５４の端部Ｃ1 、すなわち回転部材５２の側面５２１の切欠かれた端部Ｃ1 が段差６１に当接しているため、ストッパ部材５８の回転が阻止されてしまう。
【００１１】
したがって、現実には図１１においてストッパ部材５８が点Ｏ1 を中心として反時計方向に回動自在となるようにするため、図９に示されるごとく、段差６１と回転部材５２の側面５２１との間に間隙：△ｙ1 が設けられる。勿論段差６２と回転部材５２の側面５２１との間にも同様に間隙が設けられる。
上記従来装置は、図７に示される状態を正面状態とし、図８乃至図１１に示される状態を平面状態として使用されるものであるから、すなわち、ストッパ部材５８はピン５７を介して水平に揺動されるものであるから、段差６１，６２と回転部材５２の側面５２１との間に間隙が設けられていても、特段に問題なく実施することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では以下のような問題がある。すなわち、上記したごとく、図９に示される状態において、現実には段差６１と回転部材５２の端面５２１との間に間隙△ｙ1 が設けられているため、ストッパ部材５８を揺動自在に支持するピン５７を、例えば水平の状態に配置したときに問題が生じる。
【００１３】
例えば、図１２に示されるごとく、ピン５７の長軸が水平の状態とし、回転部材５２が鉛直軸を中心として回転駆動する場合、段差６１と回転部材５２の端面５２１との間の間隙△ｙ1 に対応して、ピン５７の軸心Ｏ1 を中心として垂直面上を回動するストッパ部材５８は、図１２（Ａ）の実線と２点鎖線とで示される２位置間に揺動自在な状態となる。
すなわち、図１２においてＺ1 方向を重力方向とすれば、ストッパ部材５８は自重により実線で示される位置となる。
この状態で回転部材５２が回転して、突起５３がＸ2 方向に移動するように回動されると、突起５３とストッパ部材５８とが当接することとなる。
【００１４】
この場合、図１２（Ｂ）に示されるごとく、突起５３とストッパ部材５８との当接点Ｐ2 に回転部材５２の回転駆動によるＸ2 方向の力Ｆ1 が作用する。この力Ｆ1 の線分Ｏ1 Ｐ2 と直交する分力Ｆ3 によりストッパ部材５８は点Ｏ1 を中心として時計方向に回動しようとする。しかし、回転部材５２と一体をなす突起５３はＸ方向に対しては移動するが、Ｚ方向に対しては位置が固定であるため、ストッパ部材５８と突起５３とは点Ｐ2 で当接した状態で固定されてしまう。
このため、回転部材５２を所望の回転範囲に規制することができなくなる。
【００１５】
ところで、産業用ロボットにおいては、自由端部に取付ける切削工具、つかみ工具、切削工具あるいは溶接用トーチ等、適宜の操作要素の移動・停止を高速度で繰返すものであるから、ロボットの各可動部に予期せぬ方向の慣性力が作用することが多々ある。
【００１６】
このため、ストッパ部材５８を揺動自在に支持するピン５７の長軸が鉛直となるように配置されている場合でも、産業用ロボットの稼動時に作用する予期せぬ慣性力により、ストッパ部材５８がピン５７を中心として揺動されて、回転部材５２の回転駆動時に、例えば図１２に示されるように、突起５３とストッパ部材５８とが当接して、回転部材５２が予期せぬ位置で固定されてしまうこととなる。
【００１７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、産業用ロボットの手首部を適宜にかつ自在に反復して作動させても、手首部に取付けられて、軸部材とハウジング部材とを相対的に回転させて使用する旋回装置が常に所望とする状態に作用して、手首部を所望の回転範囲に規制することができる、産業用ロボットに好適な旋回装置を提供することである。
【００１８】
第１の発明は、軸部材（１）とハウジング部材（２）とを相対的に回転させる旋回装置において、前記軸部材（１）の半径方向に突き出して設けたストライカ（３）と、このストライカ（３）の外側に前記軸部材の長軸と平行な支持ピン（５）で前記ハウジング部材（２）に回動自在に支持されて基端部に切欠部（４０１）が形成された駒（４）と、この駒（４）の先端部に有底状の孔（４０２）を設けこの孔（４０２）に挿入した圧縮スプリング（６）のばね力によって外方に押し出される駒用保持ピン（７）と、コの字状に形成されてこのコの字状の開口部に前記駒（４）の基端部が当接する当接面（８０２、８０３）が形成され前記コの字状の底部に当接案内面（８０１）が形成されて前記駒（４）が前記支持ピン（５）を回動中心として回転したときに前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の当接面（８０２又は８０３）に当接し前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の端部に当接して前記駒（４）の回転を停止させる前記ハウジング部材（２）に取り付けたストッパ部材（８）とを備え、前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）に当接して前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の一方の端部に当接しているときにさらに前記駒（４）の基端部を前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）に押し付ける方向に前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記駒（４）の回転が阻止されて前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）との相対的回転が阻止され、前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）から離れる方向に前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記ストライカ（３）が前記駒（４）の切欠部（４０１）に引っかかって前記駒（４）を回転して前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記当接案内面（８０１）の一方の端部から他方の端部に移動して前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の他方の端部に当接して前記駒（４）の回転を停止し、前記ストライカ（３）が前記駒（４）から離れて前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の他方の端部に当接した状態を維持して前記駒（４）の回転を停止することを特徴とする旋回装置である。
第２の発明は、第１の発明に記載のストッパ部材（８）の当接案内面（８０１）が、中間部が前記支持ピン（５）側に湾曲されていることを特徴とする旋回装置である。
【００１９】
【作用】
軸部材とハウジング部材とが相対的に回転すると、軸部材に突設されたストライカにより、前記駒が支持ピンを中心として傾動する。駒が所定量傾動すると駒がストッパ部材に当接する。
【００２０】
この場合、駒に配設された、軸部材の半径方向の外方に開口する有底状の孔には、駒用保持ピンが遊入されていて、圧縮スプリングにより外方に付勢される駒用保持ピンは、ストッパ部材の当接案内面に当接しつつ駒からの抜出しが阻止される。
【００２１】
すなわち、ストッパ部材の当接案内面に当接しつつ駒からの抜出しが阻止される駒用保持ピンと、駒用保持ピンを遊入する駒には介在した圧縮スプリングの弾力が相互に作用するため、この弾力により駒はストッパ部材に当接した状態で位置決めされる。駒がストッパ部材に当接している状態において、ストライカは駒とストッパ部材との当接方向と反対方向に３６０度近く回転し、次いで駒とストッパ部材との当接状況が解除される方向に対しては、ストライカが駒の窪んだ切欠部に係入して、駒とストライカとが相対的に回転される。この場合、駒は支持ピンを中心として所定量傾動すると、ストッパ部材に当接する。
上記において、ストライカが同じ方向に更に３６０度近く回転すると、ストッパ部材に当接しつつ位置決めされている駒部材にストライカが当接して、ストライカを固定した軸部材とハウジング部材との回転が規制される。
【００２２】
すなわち駒がストッパ部材に当接している状態において、駒とストッパ部材との当接状況が強化される方向に対しては、ストライカが駒に当接して相対的回転が阻止される。
上記のごとく、軸部材とハウジング部材との相対回転角度は約７２０度に規制される。
【００２３】
勿論、支持ピンを中心として回動して、ストッパ部材に当接する２位置に切替えられる駒と、ストッパ部材の当接案内面に当接する駒用保持ピンとの間には圧縮スプリングの弾力が作用するため、この弾力により駒はストッパ部材に当接した状態で強制的に位置決めされる。
【００２４】
すなわち、ストライカが駒の窪んだ切欠部に係入して、駒を機械的に回転させる場合を除いて、上記弾力により駒は、ストッパ部材に当接する２位置のいずれかに強制的に位置決めされるため、本発明に係る旋回装置は産業用ロボットに好適である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。例えば、本発明に係る旋回装置を多関節形ロボットの手首部に適用した場合について説明する。
【００２６】
図１乃至図４において、多関節形ロボットＲの手首部ＷＲに、取付部材ＢＫを介して切削工具、つかみ工具、切削工具あるいは溶接用トーチ等の適宜の操作要素、例えば溶接用トーチＣＥが取付けられている。
【００２７】
１は上記手首部ＷＲの軸部材，２は上記手首部ＷＲのハウジング部材で、このハウジング部材２と軸部材１とは相対的に回転されて使用されるが、以下、例えば、ハウジング部材２が手首部ＷＲに固定されているものとして説明する。
すなわち、軸部材１は、図示を省略した適宜の軸受を介してハウジング部材２に回転自在に取付けられている。３は軸部材１に一体的に取付けられて、軸部材１の半径方向に突設されたストライカで、このストライカ３は、図２に示されるごとく半径方向の先端部が先細状に形成されている。
４はストライカ３の外側の位置に、軸部材１の長軸と平行な支持ピン５を介して、結果としてハウジング部材２に枢支された駒で、この駒４の軸部材１側には、軸部材１の半径方向に開口する窪んだ切欠部４０１が形成され、かつ駒４の軸部材１と反対側には、軸部材１の半径方向の外方に開口する有底状の孔４０２が形成されている。
【００２８】
６は駒４の有底状の孔４０２内に挿入された圧縮スプリング、７は駒４の有底状の孔４０２内に遊入されて、圧縮スプリング６により有底状の孔４０２の開口方向の外方に付勢される駒用保持ピン、８はストッパ部材で、このストッパ部材８には、上記外方に付勢される駒用保持ピン７の抜出しを阻止する当接案内面８０１と、駒４が支持ピン５を回動中心として両方向に所定量夫々傾動した際に駒４に当接する第１および第２の当接面８０２，８０３とが形成されている。
【００２９】
例えば、ハウジング部材２が夫々の端面に締付フランジを有する軸方向に分割自在に形成されている。このうち一方のハウジング部材２２は締付フランジを含めて半径方向に切欠かれていて、この切欠部２２１にストッパ部材８が挿入されて、締付ボルトによりストッパ部材８とハウジング部材２２とが一体的に取付けられる。
【００３０】
この後、ハウジング部材２１，２２の夫々の締付フランジを当接して締付けて、一体形のハウジング部材２とされる。
【００３１】
上記１乃至８により旋回装置が構成されている。
【００３２】
次に上記構成よりなる旋回装置の動作について説明する。
図１に示される多関節形ロボットＲが適宜に駆動されて、例えば図５（Ａ）に示されるごとく、ストライカ３および駒４が配置されているものとする。
【００３３】
すなわち、図５（Ａ）に示されるごとく、ストライカ３が駒４よりもＹ2 方向側に位置する状態で、図示を省略した回転駆動機により軸部材１が点Ｏ2 を回転中心として時計方向に回転駆動されると、ストライカ３に当接する駒４が支持ピン５の軸心Ｏ3 を中心として反時計方向に回動しようとする。
ところで図５（Ａ）に示されるごとく、駒４はストッパ部材８の第１の当接面８０２に当接しているため、点Ｏ3 を中心とする反時計方向の駒４の回転が阻止され、結局、点Ｏ2 を回転中心とする軸部材１の時計方向の回転が規制された状態となっている。
【００３４】
図５（Ａ）において、軸部材１を点Ｏ2 を中心として反時計方向に回動させると、この方向にはストライカ３を拘束する部材が存在しないため、軸部材１およびストライカ３は一体となってＡ1 方向に回転する。
【００３５】
ところで、図２および図４に示されるごとく、支持ピン５により回動自在に支持された駒４には、駒４の有底状の孔４０２に遊入されてストッパ部材８の当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７と、有底状の孔４０２の底部、すなわち駒４との間には弾装された圧縮スプリング６のバネ力が常時作用している。
【００３６】
このため、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、例えば図５（Ａ）に示されるごとく、駒４がストッパ部材８の第１の当接面８０２に当接した状態に維持される。
【００３７】
さて、図５（Ａ）に示される状態から、軸部材１が点Ｏ2 を中心として反時計方向に３６０度近く回転すると、図５（Ｂ）に示されるごとく、駒４の軸部材側に開口する窪んだ切欠部４０１に、ストライカ３の先端部が係入する。
【００３８】
この後、更に軸部材１が点Ｏ2 を中心として反時計方向に回動されると、駒４の切欠部４０１に係入したストライカ３が切欠部４０１に当接しつつ、点Ｏ3 を回動中心として駒４を時計方向に機械的に回動させる。
すなわち、上記ストライカ３の回動により、駒４は図５（Ａ）に示される状態から、図５（Ｃ）に示される状態に停止位置が切替えられた状態となる。
【００３９】
このように、点Ｏ2 を中心とする上記ストライカ３の反時計方向の回動にともなって、駒４は点Ｏ3 を中心として時計方向に回動し、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接される。
【００４０】
勿論上記したごとく、ストッパ部材８の当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７と駒４との間には弾装された圧縮スプリング６のバネ力が常時作用しているため、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、図５（Ｃ）に示されるごとく、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接した状態に維持される。
【００４１】
上記のごとく、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接するようにストライカ３が回動した後、更に軸部材１およびストライカ３が点Ｏ2 を中心として反時計方向に３６０度近く回転すると、図５（Ｄ）に示されるごとく、ストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接して位置決めされている駒４にストライカ３が当接して、点Ｏ2 を回転中心とする軸部材１の反時計方向の回転が規制される。
【００４２】
上記のごとく、軸部材１は、図５（Ａ）に示される状態から図５（Ｄ）に示される状態まで、点Ｏ2 を回転中心として反時計方向に７２０度近く、例えば７１０度回転する。
【００４３】
勿論、図５（Ｄ）に示される状態から、点Ｏ2 を回転中心として時計方向に軸部材１を回転させると、実質的に図５（Ｃ）および図５（Ｂ）の状態を経て、図５（Ａ）の状態まで、軸部材１が回転する。
【００４４】
すなわち、駒４がストッパ部材８に当接している際に、駒４とストッパ部材８との当接状況が強化される方向に対しては、ストライカ３が駒４に当接して相対的回転が阻止され、駒４とストッパ部材８との当接状況が解除される方向に対しては、ストライカ３が駒４の窪んだ切欠部４０１に係入して駒４とストライカ３とが相対的に回転される。
【００４５】
以上のごとく、軸部材１は、図５（Ａ）に示される状態と、図５（Ｄ）に示される状態との、例えば７１０度に規制される回転範囲内で点Ｏ2 を回動中心として回転される。
【００４６】
なお、上記したごとく、ストッパ部材８の当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７と駒４との間には弾装された圧縮スプリング６のバネ力が常時作用しているため、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、駒４はストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかと当接した状態に維持される。
【００４７】
この場合、図６に示されるごとく、駒４がストッパ部材８の第１の当接面８０２に当接している場合における駒用保持ピン７およびストッパ部材８の当接案内面８０１の当接点８０１Ａと、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接している場合における駒用保持ピン７およびストッパ部材８の当接案内面８０１の当接点８０１Ｂとの間を平面とすることができる。
【００４８】
すなわち、駒４が支持ピン５を中心として回動しようとする際に、駒４の回動につれて、当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７が、駒４の有底状の孔４０２の内部へと位置変位する。
【００４９】
このように、駒４が支持ピン５を中心として回動しようとすれば、駒用保持ピン７が駒４の内部に位置変位することにより、圧縮スプリング６のバネ力が増加する。このため、圧縮スプリング６による駒４の位置決め状態が、駒４の回動前よりも更に強化されることとなる。
【００５０】
勿論、図２に示されるごとく、駒用保持ピン７の抜出しを阻止するストッパ部材８の当接案内面８０１は、中間部が支持ピン５側に湾曲されていれば、駒４が支持ピン５を中心として回動しようとする際に、駒４の回動につれて、支持ピン５側に湾曲する当接案内面８０１に沿って、駒４の内部へと押込まれる駒用保持ピン７の位置変位量が大きくなる。
【００５１】
すなわち、駒４が支持ピン５を中心として回動する際の圧縮スプリングのバネ力が、図６に示される場合よりも大きくなるため、圧縮スプリング６による駒４と、ストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかとの位置決め状態が強化される。
【００５２】
以上のように、本発明に係る旋回装置においては、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、駒４は上記圧縮スプリング６のバネ力により付勢されつつ、ストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかと当接した状態に維持される。
【００５３】
従って、本発明に係る旋回装置を産業用ロボットの手首部に適用すれば、手首部が垂直状態あるいは水平状態などの自在姿勢に位置変化されても、更にロボットの稼動時に手首部に予期せね慣性力が作用したとしても、手首部の可動部を所望の回転範囲に位置規制することができる。
【００５４】
なお、本発明は軸部材とハウジング部材とが相対的に回転させる場合に適用される。勿論、軸部材およびハウジング部材双方を回転させる場合にも適用することができる。
【００５５】
さらに、ロボットの手首部として好適であるが、所望の回転範囲に位置規制する回転部を備えた適宜の機械装置に適用し得ることは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る、軸部材とハウジング部材とを相対的に回転させて使用する旋回装置においては、前記軸部材に該軸部材の半径方向に突設されたストライカと、前記ストライカの外側に、前記軸部材の長軸と平行な支持ピンを介して前記ハウジング部材に枢支された駒であって、該駒の前記軸部材側に前記軸部材の半径方向に開口する窪んだ切欠部を有する駒と、前記駒に前記軸部材の半径方向の外方に開口する有底状の孔を設け、該有底状の孔に遊入されて圧縮スプリングを介して外方に付勢される駒用保持ピンと、前記スプリング力に抗して駒用保持ピンの抜出しを阻止する当接案内面を有し、前記駒が支持ピンを回動中心として両方向に所定量夫々傾動した際に駒に当接するストッパ部材とを配設しているため、駒がストッパ部材に当接している際に、駒とストッパ部材との当接状況が強化される方向に対しては、ストライカが駒に当接して相対的回転が阻止され、駒とストッパ部材との当接状況が解除される方向に対しては、ストライカが駒の窪んだ切欠部に係入して駒とストライカとが相対的に回転される。
【００５７】
勿論、本発明に係る旋回装置においては、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、駒４は圧縮スプリング６のバネ力により付勢されつつ、ストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかと当接した状態に維持される。
【００５８】
従って、本発明に係る旋回装置を産業用ロボットの手首部に適用すれば、手首部が垂直状態あるいは水平状態などの自在姿勢に位置変化されても、更にロボットの稼動時に手首部に予期せね慣性力が作用したとしても、手首部の可動部を所望の回転範囲に位置規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする産業用ロボットを示す斜視図
【図２】本発明の実施例の要部を示す図であって、図１におけるII−II線矢視相当図
【図３】図２の側面図
【図４】図２におけるIV−IV線矢視図
【図５】本発明の動作を説明するための平面図
【図６】図２の要部の変形例図
【図７】従来例の要部を示す正面概略図
【図８】図７の平面図
【図９】従来例の動作説明図
【図１０】従来例の動作説明図
【図１１】従来例の動作説明図
【図１２】従来例の詳細動作説明図
【符号の説明】
１ 軸部材
２ ハウジング部材
３ ストライカ
４ 駒
５ 支持ピン
６ 圧縮スプリング
７ 駒用保持ピン
８ ストッパ部材
４０１ 駒のストライカ側に窪んだ切欠部
４０２ 半径方向に開口する有底状の孔
８０１ 当接案内面
８０２ 第１の当接面
８０２ 第２の当接面
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部材とハウジング部材とを相対的に回転させて使用する旋回装置に関する。
さらに詳細には、軸部材とハウジング部材とを３６０度を越えて相対的に回転させる場合に好適な、回転範囲を規制する旋回装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に産業用ロボットにおいては、数値データまたはテイーチング操作による入力データに基づいてマイクロコンピュータを作動させてロボットを作動させたり、或いは固定の電気的シーケンス制御装置によりロボットを作動させたりしている。
この場合、産業用ロボットとしての機能を高めるために、ロボットの自由端側の手首部ＷＲは、回転動作角度が３６０度以上となるように設定されることが多々ある。
【０００３】
従来、回転軸を３６０度以上の回転範囲に規制する構造としては、例えば、特公平６−１０４３１２号に記載のものがある。
すなわち、図７乃至図１２において、５１は産業用ロボットの手首部に固定された固定部材であり、この固定部材５１に対して、回転部材５２が水平軸を軸心として回転自在に取付けられている。回転部材５２の外周の一部には回転部材５２の径方向に突出する突起５３及び切欠き５４，５５が設けられている。
【０００４】
一方、固定部材５１には突起５３の軌跡の上方に位置するブラケット５６が取り付けられている。ブラケット５６には鉛直に配置されたピン５７を介してストッパ部材５８の一端が揺動自在に取り付けられている。
ストッパ部材５８の他端は二股状に分岐されて脚部５９，６０が形成され、ストッパ部材５８は全体として鉤型に形成されている。また、ストッパ部材５８の一端側、すなわちＺ1 方向側は厚肉とされ、回転部材５２側に段差６１，６２が形成されている。
なお、回転部材５２は適宜の駆動手段により点Ｏ2 を中心として回転駆動される。
【０００５】
さて、平面図である図８に示されるごとく、回転部材５２が回転動作範囲のほぼ中心にある場合には、ストッパ部材５８はその脚部５９，６０間に突起５３を挾み一定角度揺動可能な状態にある。
この状態で、例えば回転部材５２が図７に示す矢印Ａ1 方向に点Ｏ2 を中心として回転すると、図９に示すように突起５３が脚部５９を押し動かして、図８に示される状態からピン５７の軸心Ｏ1 を中心として、ストッパ部材５８を反時計方向に回動させる。
このとき、ストッパ部材５８の段差６１が回転部材５２の側面５２１に当接し、この段差６１部に以後再び切欠き５４が回ってくるまでストッパ部材５８の回動は拘束される。
引き続き回転部材５２が同方向へほぼ一回転し、段差６１に切欠き５４が対向すると、突起５３が図１０に示すように、脚部６０の左側面を押圧してストッパ部材５８を点Ｏ1 を中心として反時計方向に回動させる。
これにより脚部５９がブラケット５６に当接して、ストッパ部材５８の回動が停止させられ、従って突起５３の回動も停止させられて、回転部材５２の回転が停止する。
【０００６】
図１０に示される状態から、図７におけるＡ2 方向に回転部材５２を回転させると、回転部材５２がほぼ一回転し、さらに突起５３が脚部６０を押し動かし、図８に示す状態を経て、段差６２が回転部材５２の側面５２１に当接し、さらに回転部材５２がほぼ一回転すると、突起５３が脚部５９に当接してストッパ部材５８を回動させ、この後、脚部６０をブラケット５６に当接させて、回転部材５２の回転が停止する。
【０００７】
そこで、段差６１と回転部材５２の側面５２１との当接状態について詳述する。
図９に示される状態において、現実には段差６１と回転部材５２の側面５２１との間に間隙△ｙ1 が設けられるが、仮にこの間隙がゼロ、すなわち△ｙ1 ＝０であるものとする。
図９の状態から、回転部材５２が図７に示す矢印Ａ1 方向に１回転近く回転すると、図１１に示されるごとく、突起５３が脚部６０に当接する。この当接により、ストッパ部材５８は図１１に示される点Ｏ1 を中心として反時計方向に回動されて、例えば２点鎖線で示されるようにストッパ部材５８が位置変位しようとする。
【０００８】
ところで、上記したごとく、仮に段差６１と回転部材５２の側面５２１との間隙：△ｙ1 がゼロである場合、図１１に示されるごとくストッパ部材５８が２点鎖線で示されるように位置変位したときには、段差６１が回転部材５２の側面５２１よりもＹ2 方向の位置となるように傾動する。
【０００９】
しかし、突起５３が脚部６０に当接する寸前までは、段差６１と回転部材５２の側面５２１とが当接して、ストッパ部材５８の回動を拘束するものであるから、例えば図１１に示されるごとく、突起５３が脚部６０に当接したときには、切欠き５４に拘わらず段差６１と回転部材５２の側面５２１とが、前記したように、間隙：△ｙ1 がゼロの状態で当接している。
【００１０】
すなわち、図１１に示されるごとく、突起５３が脚部６０に当接した後、回転部材５２が更にＹ1 方向、すなわち図７におけるＡ1 方向に回動されれば、上記したごとくストッパ部材５８は、２点鎖線で示されるように、段差６１が回転部材５２の側面５２１の位置を越えるように、すなわちＹ2 方向に位置変位されようとするが、切欠き５４の端部Ｃ1 、すなわち回転部材５２の側面５２１の切欠かれた端部Ｃ1 が段差６１に当接しているため、ストッパ部材５８の回転が阻止されてしまう。
【００１１】
したがって、現実には図１１においてストッパ部材５８が点Ｏ1 を中心として反時計方向に回動自在となるようにするため、図９に示されるごとく、段差６１と回転部材５２の側面５２１との間に間隙：△ｙ1 が設けられる。勿論段差６２と回転部材５２の側面５２１との間にも同様に間隙が設けられる。
上記従来装置は、図７に示される状態を正面状態とし、図８乃至図１１に示される状態を平面状態として使用されるものであるから、すなわち、ストッパ部材５８はピン５７を介して水平に揺動されるものであるから、段差６１，６２と回転部材５２の側面５２１との間に間隙が設けられていても、特段に問題なく実施することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では以下のような問題がある。すなわち、上記したごとく、図９に示される状態において、現実には段差６１と回転部材５２の端面５２１との間に間隙△ｙ1 が設けられているため、ストッパ部材５８を揺動自在に支持するピン５７を、例えば水平の状態に配置したときに問題が生じる。
【００１３】
例えば、図１２に示されるごとく、ピン５７の長軸が水平の状態とし、回転部材５２が鉛直軸を中心として回転駆動する場合、段差６１と回転部材５２の端面５２１との間の間隙△ｙ1 に対応して、ピン５７の軸心Ｏ1 を中心として垂直面上を回動するストッパ部材５８は、図１２（Ａ）の実線と２点鎖線とで示される２位置間に揺動自在な状態となる。
すなわち、図１２においてＺ1 方向を重力方向とすれば、ストッパ部材５８は自重により実線で示される位置となる。
この状態で回転部材５２が回転して、突起５３がＸ2 方向に移動するように回動されると、突起５３とストッパ部材５８とが当接することとなる。
【００１４】
この場合、図１２（Ｂ）に示されるごとく、突起５３とストッパ部材５８との当接点Ｐ2 に回転部材５２の回転駆動によるＸ2 方向の力Ｆ1 が作用する。この力Ｆ1 の線分Ｏ1 Ｐ2 と直交する分力Ｆ3 によりストッパ部材５８は点Ｏ1 を中心として時計方向に回動しようとする。しかし、回転部材５２と一体をなす突起５３はＸ方向に対しては移動するが、Ｚ方向に対しては位置が固定であるため、ストッパ部材５８と突起５３とは点Ｐ2 で当接した状態で固定されてしまう。
このため、回転部材５２を所望の回転範囲に規制することができなくなる。
【００１５】
ところで、産業用ロボットにおいては、自由端部に取付ける切削工具、つかみ工具、切削工具あるいは溶接用トーチ等、適宜の操作要素の移動・停止を高速度で繰返すものであるから、ロボットの各可動部に予期せぬ方向の慣性力が作用することが多々ある。
【００１６】
このため、ストッパ部材５８を揺動自在に支持するピン５７の長軸が鉛直となるように配置されている場合でも、産業用ロボットの稼動時に作用する予期せぬ慣性力により、ストッパ部材５８がピン５７を中心として揺動されて、回転部材５２の回転駆動時に、例えば図１２に示されるように、突起５３とストッパ部材５８とが当接して、回転部材５２が予期せぬ位置で固定されてしまうこととなる。
【００１７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、産業用ロボットの手首部を適宜にかつ自在に反復して作動させても、手首部に取付けられて、軸部材とハウジング部材とを相対的に回転させて使用する旋回装置が常に所望とする状態に作用して、手首部を所望の回転範囲に規制することができる、産業用ロボットに好適な旋回装置を提供することである。
【００１８】
第１の発明は、軸部材（１）とハウジング部材（２）とを相対的に回転させる旋回装置において、前記軸部材（１）の半径方向に突き出して設けたストライカ（３）と、このストライカ（３）の外側に前記軸部材の長軸と平行な支持ピン（５）で前記ハウジング部材（２）に回動自在に支持されて基端部に切欠部（４０１）が形成された駒（４）と、この駒（４）の先端部に有底状の孔（４０２）を設けこの孔（４０２）に挿入した圧縮スプリング（６）のばね力によって外方に押し出される駒用保持ピン（７）と、コの字状に形成されてこのコの字状の開口部に前記駒（４）の基端部が当接する当接面（８０２、８０３）が形成され前記コの字状の底部に当接案内面（８０１）が形成されて前記駒（４）が前記支持ピン（５）を回動中心として回転したときに前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の当接面（８０２又は８０３）に当接し前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の端部に当接して前記駒（４）の回転を停止させる前記ハウジング部材（２）に取り付けたストッパ部材（８）とを備え、前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）に当接して前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の一方の端部に当接しているときにさらに前記駒（４）の基端部を前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）に押し付ける方向に前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記駒（４）の回転が阻止されて前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）との相対的回転が阻止され、前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）から離れる方向に前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記ストライカ（３）が前記駒（４）の切欠部（４０１）に引っかかって前記駒（４）を回転して前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記当接案内面（８０１）の一方の端部から他方の端部に移動して前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の他方の端部に当接して前記駒（４）の回転を停止し、前記ストライカ（３）が前記駒（４）から離れて前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の他方の端部に当接した状態を維持して前記駒（４）の回転を停止することを特徴とする旋回装置である。
第２の発明は、第１の発明に記載のストッパ部材（８）の当接案内面（８０１）が、中間部が前記支持ピン（５）側に湾曲されていることを特徴とする旋回装置である。
【００１９】
【作用】
軸部材とハウジング部材とが相対的に回転すると、軸部材に突設されたストライカにより、前記駒が支持ピンを中心として傾動する。駒が所定量傾動すると駒がストッパ部材に当接する。
【００２０】
この場合、駒に配設された、軸部材の半径方向の外方に開口する有底状の孔には、駒用保持ピンが遊入されていて、圧縮スプリングにより外方に付勢される駒用保持ピンは、ストッパ部材の当接案内面に当接しつつ駒からの抜出しが阻止される。
【００２１】
すなわち、ストッパ部材の当接案内面に当接しつつ駒からの抜出しが阻止される駒用保持ピンと、駒用保持ピンを遊入する駒には介在した圧縮スプリングの弾力が相互に作用するため、この弾力により駒はストッパ部材に当接した状態で位置決めされる。駒がストッパ部材に当接している状態において、ストライカは駒とストッパ部材との当接方向と反対方向に３６０度近く回転し、次いで駒とストッパ部材との当接状況が解除される方向に対しては、ストライカが駒の窪んだ切欠部に係入して、駒とストライカとが相対的に回転される。この場合、駒は支持ピンを中心として所定量傾動すると、ストッパ部材に当接する。
上記において、ストライカが同じ方向に更に３６０度近く回転すると、ストッパ部材に当接しつつ位置決めされている駒部材にストライカが当接して、ストライカを固定した軸部材とハウジング部材との回転が規制される。
【００２２】
すなわち駒がストッパ部材に当接している状態において、駒とストッパ部材との当接状況が強化される方向に対しては、ストライカが駒に当接して相対的回転が阻止される。
上記のごとく、軸部材とハウジング部材との相対回転角度は約７２０度に規制される。
【００２３】
勿論、支持ピンを中心として回動して、ストッパ部材に当接する２位置に切替えられる駒と、ストッパ部材の当接案内面に当接する駒用保持ピンとの間には圧縮スプリングの弾力が作用するため、この弾力により駒はストッパ部材に当接した状態で強制的に位置決めされる。
【００２４】
すなわち、ストライカが駒の窪んだ切欠部に係入して、駒を機械的に回転させる場合を除いて、上記弾力により駒は、ストッパ部材に当接する２位置のいずれかに強制的に位置決めされるため、本発明に係る旋回装置は産業用ロボットに好適である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。例えば、本発明に係る旋回装置を多関節形ロボットの手首部に適用した場合について説明する。
【００２６】
図１乃至図４において、多関節形ロボットＲの手首部ＷＲに、取付部材ＢＫを介して切削工具、つかみ工具、切削工具あるいは溶接用トーチ等の適宜の操作要素、例えば溶接用トーチＣＥが取付けられている。
【００２７】
１は上記手首部ＷＲの軸部材，２は上記手首部ＷＲのハウジング部材で、このハウジング部材２と軸部材１とは相対的に回転されて使用されるが、以下、例えば、ハウジング部材２が手首部ＷＲに固定されているものとして説明する。
すなわち、軸部材１は、図示を省略した適宜の軸受を介してハウジング部材２に回転自在に取付けられている。３は軸部材１に一体的に取付けられて、軸部材１の半径方向に突設されたストライカで、このストライカ３は、図２に示されるごとく半径方向の先端部が先細状に形成されている。
４はストライカ３の外側の位置に、軸部材１の長軸と平行な支持ピン５を介して、結果としてハウジング部材２に枢支された駒で、この駒４の軸部材１側には、軸部材１の半径方向に開口する窪んだ切欠部４０１が形成され、かつ駒４の軸部材１と反対側には、軸部材１の半径方向の外方に開口する有底状の孔４０２が形成されている。
【００２８】
６は駒４の有底状の孔４０２内に挿入された圧縮スプリング、７は駒４の有底状の孔４０２内に遊入されて、圧縮スプリング６により有底状の孔４０２の開口方向の外方に付勢される駒用保持ピン、８はストッパ部材で、このストッパ部材８には、上記外方に付勢される駒用保持ピン７の抜出しを阻止する当接案内面８０１と、駒４が支持ピン５を回動中心として両方向に所定量夫々傾動した際に駒４に当接する第１および第２の当接面８０２，８０３とが形成されている。
【００２９】
例えば、ハウジング部材２が夫々の端面に締付フランジを有する軸方向に分割自在に形成されている。このうち一方のハウジング部材２２は締付フランジを含めて半径方向に切欠かれていて、この切欠部２２１にストッパ部材８が挿入されて、締付ボルトによりストッパ部材８とハウジング部材２２とが一体的に取付けられる。
【００３０】
この後、ハウジング部材２１，２２の夫々の締付フランジを当接して締付けて、一体形のハウジング部材２とされる。
【００３１】
上記１乃至８により旋回装置が構成されている。
【００３２】
次に上記構成よりなる旋回装置の動作について説明する。
図１に示される多関節形ロボットＲが適宜に駆動されて、例えば図５（Ａ）に示されるごとく、ストライカ３および駒４が配置されているものとする。
【００３３】
すなわち、図５（Ａ）に示されるごとく、ストライカ３が駒４よりもＹ2 方向側に位置する状態で、図示を省略した回転駆動機により軸部材１が点Ｏ2 を回転中心として時計方向に回転駆動されると、ストライカ３に当接する駒４が支持ピン５の軸心Ｏ3 を中心として反時計方向に回動しようとする。
ところで図５（Ａ）に示されるごとく、駒４はストッパ部材８の第１の当接面８０２に当接しているため、点Ｏ3 を中心とする反時計方向の駒４の回転が阻止され、結局、点Ｏ2 を回転中心とする軸部材１の時計方向の回転が規制された状態となっている。
【００３４】
図５（Ａ）において、軸部材１を点Ｏ2 を中心として反時計方向に回動させると、この方向にはストライカ３を拘束する部材が存在しないため、軸部材１およびストライカ３は一体となってＡ1 方向に回転する。
【００３５】
ところで、図２および図４に示されるごとく、支持ピン５により回動自在に支持された駒４には、駒４の有底状の孔４０２に遊入されてストッパ部材８の当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７と、有底状の孔４０２の底部、すなわち駒４との間には弾装された圧縮スプリング６のバネ力が常時作用している。
【００３６】
このため、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、例えば図５（Ａ）に示されるごとく、駒４がストッパ部材８の第１の当接面８０２に当接した状態に維持される。
【００３７】
さて、図５（Ａ）に示される状態から、軸部材１が点Ｏ2 を中心として反時計方向に３６０度近く回転すると、図５（Ｂ）に示されるごとく、駒４の軸部材側に開口する窪んだ切欠部４０１に、ストライカ３の先端部が係入する。
【００３８】
この後、更に軸部材１が点Ｏ2 を中心として反時計方向に回動されると、駒４の切欠部４０１に係入したストライカ３が切欠部４０１に当接しつつ、点Ｏ3 を回動中心として駒４を時計方向に機械的に回動させる。
すなわち、上記ストライカ３の回動により、駒４は図５（Ａ）に示される状態から、図５（Ｃ）に示される状態に停止位置が切替えられた状態となる。
【００３９】
このように、点Ｏ2 を中心とする上記ストライカ３の反時計方向の回動にともなって、駒４は点Ｏ3 を中心として時計方向に回動し、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接される。
【００４０】
勿論上記したごとく、ストッパ部材８の当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７と駒４との間には弾装された圧縮スプリング６のバネ力が常時作用しているため、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、図５（Ｃ）に示されるごとく、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接した状態に維持される。
【００４１】
上記のごとく、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接するようにストライカ３が回動した後、更に軸部材１およびストライカ３が点Ｏ2 を中心として反時計方向に３６０度近く回転すると、図５（Ｄ）に示されるごとく、ストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接して位置決めされている駒４にストライカ３が当接して、点Ｏ2 を回転中心とする軸部材１の反時計方向の回転が規制される。
【００４２】
上記のごとく、軸部材１は、図５（Ａ）に示される状態から図５（Ｄ）に示される状態まで、点Ｏ2 を回転中心として反時計方向に７２０度近く、例えば７１０度回転する。
【００４３】
勿論、図５（Ｄ）に示される状態から、点Ｏ2 を回転中心として時計方向に軸部材１を回転させると、実質的に図５（Ｃ）および図５（Ｂ）の状態を経て、図５（Ａ）の状態まで、軸部材１が回転する。
【００４４】
すなわち、駒４がストッパ部材８に当接している際に、駒４とストッパ部材８との当接状況が強化される方向に対しては、ストライカ３が駒４に当接して相対的回転が阻止され、駒４とストッパ部材８との当接状況が解除される方向に対しては、ストライカ３が駒４の窪んだ切欠部４０１に係入して駒４とストライカ３とが相対的に回転される。
【００４５】
以上のごとく、軸部材１は、図５（Ａ）に示される状態と、図５（Ｄ）に示される状態との、例えば７１０度に規制される回転範囲内で点Ｏ2 を回動中心として回転される。
【００４６】
なお、上記したごとく、ストッパ部材８の当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７と駒４との間には弾装された圧縮スプリング６のバネ力が常時作用しているため、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、駒４はストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかと当接した状態に維持される。
【００４７】
この場合、図６に示されるごとく、駒４がストッパ部材８の第１の当接面８０２に当接している場合における駒用保持ピン７およびストッパ部材８の当接案内面８０１の当接点８０１Ａと、駒４がストッパ部材８の第２の当接面８０３に当接している場合における駒用保持ピン７およびストッパ部材８の当接案内面８０１の当接点８０１Ｂとの間を平面とすることができる。
【００４８】
すなわち、駒４が支持ピン５を中心として回動しようとする際に、駒４の回動につれて、当接案内面８０１に当接する駒用保持ピン７が、駒４の有底状の孔４０２の内部へと位置変位する。
【００４９】
このように、駒４が支持ピン５を中心として回動しようとすれば、駒用保持ピン７が駒４の内部に位置変位することにより、圧縮スプリング６のバネ力が増加する。このため、圧縮スプリング６による駒４の位置決め状態が、駒４の回動前よりも更に強化されることとなる。
【００５０】
勿論、図２に示されるごとく、駒用保持ピン７の抜出しを阻止するストッパ部材８の当接案内面８０１は、中間部が支持ピン５側に湾曲されていれば、駒４が支持ピン５を中心として回動しようとする際に、駒４の回動につれて、支持ピン５側に湾曲する当接案内面８０１に沿って、駒４の内部へと押込まれる駒用保持ピン７の位置変位量が大きくなる。
【００５１】
すなわち、駒４が支持ピン５を中心として回動する際の圧縮スプリングのバネ力が、図６に示される場合よりも大きくなるため、圧縮スプリング６による駒４と、ストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかとの位置決め状態が強化される。
【００５２】
以上のように、本発明に係る旋回装置においては、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、駒４は上記圧縮スプリング６のバネ力により付勢されつつ、ストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかと当接した状態に維持される。
【００５３】
従って、本発明に係る旋回装置を産業用ロボットの手首部に適用すれば、手首部が垂直状態あるいは水平状態などの自在姿勢に位置変化されても、更にロボットの稼動時に手首部に予期せね慣性力が作用したとしても、手首部の可動部を所望の回転範囲に位置規制することができる。
【００５４】
なお、本発明は軸部材とハウジング部材とが相対的に回転させる場合に適用される。勿論、軸部材およびハウジング部材双方を回転させる場合にも適用することができる。
【００５５】
さらに、ロボットの手首部として好適であるが、所望の回転範囲に位置規制する回転部を備えた適宜の機械装置に適用し得ることは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る、軸部材とハウジング部材とを相対的に回転させて使用する旋回装置においては、前記軸部材に該軸部材の半径方向に突設されたストライカと、前記ストライカの外側に、前記軸部材の長軸と平行な支持ピンを介して前記ハウジング部材に枢支された駒であって、該駒の前記軸部材側に前記軸部材の半径方向に開口する窪んだ切欠部を有する駒と、前記駒に前記軸部材の半径方向の外方に開口する有底状の孔を設け、該有底状の孔に遊入されて圧縮スプリングを介して外方に付勢される駒用保持ピンと、前記スプリング力に抗して駒用保持ピンの抜出しを阻止する当接案内面を有し、前記駒が支持ピンを回動中心として両方向に所定量夫々傾動した際に駒に当接するストッパ部材とを配設しているため、駒がストッパ部材に当接している際に、駒とストッパ部材との当接状況が強化される方向に対しては、ストライカが駒に当接して相対的回転が阻止され、駒とストッパ部材との当接状況が解除される方向に対しては、ストライカが駒の窪んだ切欠部に係入して駒とストライカとが相対的に回転される。
【００５７】
勿論、本発明に係る旋回装置においては、支持ピン５を中心として回動自在に支持された駒４に特別な機械的外力を加えない限り、駒４は圧縮スプリング６のバネ力により付勢されつつ、ストッパ部材８の第１又は第２の当接面８０２，８０３のいずれかと当接した状態に維持される。
【００５８】
従って、本発明に係る旋回装置を産業用ロボットの手首部に適用すれば、手首部が垂直状態あるいは水平状態などの自在姿勢に位置変化されても、更にロボットの稼動時に手首部に予期せね慣性力が作用したとしても、手首部の可動部を所望の回転範囲に位置規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする産業用ロボットを示す斜視図
【図２】本発明の実施例の要部を示す図であって、図１におけるII−II線矢視相当図
【図３】図２の側面図
【図４】図２におけるIV−IV線矢視図
【図５】本発明の動作を説明するための平面図
【図６】図２の要部の変形例図
【図７】従来例の要部を示す正面概略図
【図８】図７の平面図
【図９】従来例の動作説明図
【図１０】従来例の動作説明図
【図１１】従来例の動作説明図
【図１２】従来例の詳細動作説明図
【符号の説明】
１ 軸部材
２ ハウジング部材
３ ストライカ
４ 駒
５ 支持ピン
６ 圧縮スプリング
７ 駒用保持ピン
８ ストッパ部材
４０１ 駒のストライカ側に窪んだ切欠部
４０２ 半径方向に開口する有底状の孔
８０１ 当接案内面
８０２ 第１の当接面
８０２ 第２の当接面
Claims (2)
- 軸部材（１）とハウジング部材（２）とを相対的に回転させる旋回装置において、
前記軸部材（１）の半径方向に突き出して設けたストライカ（３）と、
このストライカ（３）の外側に前記軸部材の長軸と平行な支持ピン（５）で前記ハウジング部材（２）に回動自在に支持されて基端部に切欠部（４０１）が形成された駒（４）と、
この駒（４）の先端部に有底状の孔（４０２）を設けこの孔（４０２）に挿入した圧縮スプリング（６）のばね力によって外方に押し出される駒用保持ピン（７）と、
コの字状に形成されてこのコの字状の開口部に前記駒（４）の基端部が当接する当接面（８０２、８０３）が形成され前記コの字状の底部に当接案内面（８０１）が形成されて前記駒（４）が前記支持ピン（５）を回動中心として回転したときに前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の当接面（８０２又は８０３）に当接し前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の端部に当接して前記駒（４）の回転を停止させる前記ハウジング部材（２）に取り付けたストッパ部材（８）とを備え、
前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）に当接して前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の一方の端部に当接しているときにさらに前記駒（４）の基端部を前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）に押し付ける方向に前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記駒（４）の回転が阻止されて前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）との相対的回転が阻止され、
前記駒（４）の基端部が前記ストッパ部材（８）の一方の当接面（８０２又は８０３）から離れる方向に前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記ストライカ（３）が前記駒（４）の切欠部（４０１）に引っかかって前記駒（４）を回転して前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記当接案内面（８０１）の一方の端部から他方の端部に移動して前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の他方の端部に当接して前記駒（４）の回転を停止し、
前記ストライカ（３）が前記駒（４）から離れて前記軸部材（１）と前記ハウジング部材（２）とを相対的に回転させるときは前記駒用保持ピン（７）の先端部が前記ばね力によって押し出されて前記当接案内面（８０１）の他方の端部に当接した状態を維持して前記駒（４）の回転を停止することを特徴とする旋回装置。 - 請求項１記載のストッパ部材（８）の当接案内面（８０１）は、中間部が前記支持ピン（５）側に湾曲されていることを特徴とする旋回装置。
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|---|---|---|---|
| JP16614698A JP3905643B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 旋回装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP16614698A JP3905643B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 旋回装置 |
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| JPH11333777A JPH11333777A (ja) | 1999-12-07 |
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ID=15825916
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP16614698A Expired - Lifetime JP3905643B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 旋回装置 |
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-
1998
- 1998-05-29 JP JP16614698A patent/JP3905643B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH11333777A (ja) | 1999-12-07 |
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