JP7077854B2 - 回転アクチュエータ及びロボット - Google Patents
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Description
ロータ及びステータを有するモータと、
前記ロータの回転軸に固定された回転部材と、
前記回転部材に対し前記回転軸の方向の一方側に配置された、前記ロータの回転軸に非固定の緩衝部材と、
停止している前記ロータの回転を規制するための回転規制機構と、を備え、
前記回転規制機構は、前記緩衝部材に対し前記一方側に配置された、前記ロータの回転軸に非固定の円環状の回転側規制部材と、前記回転側規制部材の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部の間に挿入されて前記周方向における前記回転側規制部材の移動を規制する規制部材と、前記規制部材を前記回転軸の方向に移動させるための駆動機構と、を有し、
前記緩衝部材は、前記回転部材と前記回転側規制部材の各々に当接し、
前記回転側規制部材に対し前記一方側に配置された、前記緩衝部材と前記回転側規制部材を前記回転部材に向けて付勢する付勢部材と、を備える回転アクチュエータ。
そのため、通常動作時のロータの回転時、付勢部材の付勢力と緩衝部材の摩擦係数に従って、回転側規制部材と緩衝部材とはロータの回転軸と一体的に回転する。その一方、ロータの回転中に規制部材が回転側規制部材の隣り合う突起部間に入り込んだ場合には、回転側規制部材と緩衝部材とは規制部材により急停止する。しかし、このとき付勢部材の付勢力と緩衝部材の摩擦係数で決定される最大摩擦力が少なくとも回転部材に付加される。これにより、回転部材は回転側規制部材及び緩衝部材の両方を回転させようとしながらもその回転エネルギーが緩衝部材の摩擦力により消費され、結果的に回転部材は緩衝部材を介して緩やかに減速する。
(1)記載の回転アクチュエータであって、
前記緩衝部材は、環状の部材であり、
前記回転軸の周囲に前記回転側規制部材と前記緩衝部材が形成されている回転アクチュエータ。
(2)記載の回転アクチュエータであって、
前記回転側規制部材に対して前記一方側に配置された筒状の保持部材を備え、
前記保持部材の前記回転側規制部材と対向する面には、前記回転軸を取り囲む環状の凹部が形成されており、
前記凹部に前記付勢部材が保持されている回転アクチュエータ。
(3)記載の回転アクチュエータであって、
前記回転軸の周囲に形成された前記回転軸に非固定の軸受を更に備え、
前記保持部材は、前記回転軸に非固定であり、且つ前記軸受によって支持されている回転アクチュエータ。
(1)から(4)のいずれか1つに記載の回転アクチュエータであって、
前記緩衝部材は、前記回転側規制部材に固定されている回転アクチュエータ。
(1)から(4)のいずれか1つに記載の回転アクチュエータであって、
前記回転軸の回転数を検出するためのエンコーダを備え、
前記回転軸の方向における前記回転部材の前記付勢部材側と反対側の面には、前記エンコーダの磁石が固定されている回転アクチュエータ。
(1)から(6)のいずれか1つに記載の回転アクチュエータを備えるロボット。
まず図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態に係る産業用ロボットの構成についてその概略を説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る産業用ロボットの正面図である。図2(A)は図1に示す産業用ロボットの斜視図であり、図2(B)は図2(A)に示す産業用ロボットが動作している様子を示す斜視図である。
なお、以下の説明では、6個の関節部2のそれぞれを区別して表す場合、6個の関節部2のそれぞれを「第1関節部2A」、「第2関節部2B」、「第3関節部2C」、「第4関節部2D」、「第5関節部2E」及び「第6関節部2F」とする。また、以下の説明では、2本のアーム3のそれぞれを区別して表す場合、2本のアーム3のそれぞれを「第1アーム3A」及び「第2アーム3B」とする。
次に、図3~図5を参照して、関節部2の構成について具体的に説明する。図3は、図1に示す関節部2の縦断面図である。図4は、図3に示すG部の構成を説明するための拡大図であり、図4(A)は規制ピン(規制部材)32が規制解除位置にある状態を示す拡大図であり、図4(B)は規制ピン32が規制位置になる状態を示す拡大図である。図5は、図3に示すセンサマグネット(磁石)72、回転部材70、ブレーキラバー(緩衝部材)71、座金(波座金73,平座金74)及び保持部材75の分解斜視図である。
なお、以下の説明では、説明の便宜上、図3のZ1方向側を「上」側とし、その反対側であるZ2方向側を「下」側とする。また、図3のX1方向側を「左」側として、その反対側であるX2の方向側を「右」側とする。
なお、本形態では、緩衝部材としてゴム製のブレーキラバー71を採用したが、これに限定されない。摩擦力が発生できるものであれば、種々のものを採用することができ、例えばレジンや合成樹脂製の部材なども用いることができる。
なお、回転側規制部材31に形成される突起部31aの数は特に限定されておらず、11個以下であってもよいし、13個以上であってもよい。
なお、本形態では、付勢部材として金属製の波座金73を採用したが、これに限定されない。付勢力を発生可能なものであれば種々の部品(例えば圧縮コイルバネ等)を用いることができる。
再度図2を参照して、本形態に係るロボット1の関節部2及びアーム3の連結構造について説明する。
上述したように、支持部材4と第1関節部2Aとが相対回動可能に連結され、第1関節部2Aと第2関節部2Bとが相対回動可能に連結されている。また、第2関節部2Bと第1アーム3Aの基端とが固定され、第1アーム3Aの先端と第3関節部2Cとが固定され、第3関節部2Cと第4関節部2Dとが相対回動可能に連結されている。また、第4関節部2Dと第2アーム3Bの基端とが相対回動可能に連結され、第2アーム3Bの先端と第5関節部2Eとが固定され、第5関節部2Eと第6関節部2Fとが相対回動可能に連結されている。具体的には、たとえば、図2(B)に示す動作をロボット1が行うことが可能となるように、以下のように、各関節部2及びアーム3が連結されている。
なお、第2アーム3Bの基端には、第4関節部2Dのフランジ部18aに第2アーム3Bの基端を固定するためのフランジ部3aが形成されており、第4関節部2Dのフランジ部18aとフランジ部3aとが互いに固定されている。
以上説明したように、本形態では、関節部(回転アクチュエータ)2は、ロータ11及びステータ14を有するモータ10と、ロータ11の回転軸12に固定された回転部材70と、回転部材70に対し下側(回転軸12の方向の一方側)に配置された、ロータ11の回転軸12に非固定のブレーキラバー(緩衝部材)71と、停止しているロータ11の回転を規制するための回転規制機構30と、を備える。回転規制機構30は、ブレーキラバー71に対し下側(一方側)に配置された、ロータ11の回転軸12に非固定の円環状の回転側規制部材31と、回転側規制部材31の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部31aの間に挿入されて周方向における回転側規制部材31の移動を規制する規制ピン(規制部材)32と、規制ピン32を回転軸12の方向に移動させるための駆動機構40と、を有する。ブレーキラバー71は、回転部材70と回転側規制部材31の各々に当接する。回転側規制部材31とブレーキラバー71は、波座金73により回転部材70に向けて付勢される。
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
10 モータ
11 ロータ
12 回転軸
30 回転規制機構
31 回転側規制部材
31a 突起部
32 規制ピン(規制部材)
40 駆動機構
41 ソレノイド
41a プランジャ
70 回転部材
71 ブレーキラバー(緩衝部材)
72 センサマグネット(磁石)
73 波座金(付勢部材)
74 平座金
75 保持部材
75a フランジ部
75b 凹部
76 ベアリング(軸受)
Claims (4)
- 回転アクチュエータであって、
ロータ及びステータを有するモータと、
前記ロータの回転軸に固定された回転部材と、
前記回転部材に対し前記回転軸の方向の一方側に配置された、前記ロータの回転軸に非固定の緩衝部材と、
停止している前記ロータの回転を規制するための回転規制機構と、を備え、
前記回転規制機構は、前記緩衝部材に対し前記一方側に配置された、前記ロータの回転軸に非固定の円環状の回転側規制部材と、前記回転側規制部材の外周面に周方向に沿って形成された複数の突起部の間に挿入されて前記周方向における前記回転側規制部材の移動を規制する規制部材と、前記規制部材を前記回転軸の方向に移動させるための駆動機構と、を有し、
前記緩衝部材は、前記回転部材と前記回転側規制部材の各々に当接し、
前記回転側規制部材に対し前記一方側に配置された、前記緩衝部材と前記回転側規制部材を前記回転部材に向けて付勢する付勢部材と、を備え、
前記緩衝部材は、環状の部材であり、
前記回転軸の周囲に前記回転側規制部材と前記緩衝部材が形成されおり、
前記回転アクチュエータは、
前記回転側規制部材に対して前記一方側に配置された、前記付勢部材を保持する保持部材と、
前記回転軸の周囲に形成された前記回転軸に非固定の軸受と、を更に備え、
前記保持部材は、前記回転軸に非固定であり、且つ前記軸受によって支持されている回転アクチュエータ。 - 請求項1記載の回転アクチュエータであって、
前記保持部材は筒状であり、
前記保持部材の前記回転側規制部材と対向する面には、前記回転軸を取り囲む環状の凹部が形成されており、
前記凹部に前記付勢部材が保持されている回転アクチュエータ。 - 請求項1から2のいずれか1項記載の回転アクチュエータであって、
前記緩衝部材は、前記回転側規制部材に固定されている回転アクチュエータ。 - 請求項1から3のいずれか1項記載の回転アクチュエータであって、
前記回転軸の回転数を検出するためのエンコーダを備え、
前記回転軸の方向における前記回転部材の前記付勢部材側と反対側の面には、前記エンコーダの磁石が固定されている回転アクチュエータ。
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JP2018146311A JP7077854B2 (ja) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 回転アクチュエータ及びロボット |
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Family Applications (1)
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JP2018146311A Active JP7077854B2 (ja) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 回転アクチュエータ及びロボット |
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