JPH10100091A - 回転軸ストッパ機構 - Google Patents

回転軸ストッパ機構

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JPH10100091A
JPH10100091A JP25956596A JP25956596A JPH10100091A JP H10100091 A JPH10100091 A JP H10100091A JP 25956596 A JP25956596 A JP 25956596A JP 25956596 A JP25956596 A JP 25956596A JP H10100091 A JPH10100091 A JP H10100091A
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shaft
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Hiroe Saiki
広栄 斎喜
Shingo Takekoshi
信吾 竹越
Takashi Hirano
敬 平野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】回転軸が360度以上の範囲で正逆に回転でき
てしかも配線等が絡まないように有限回転に規制する回
転軸ストッパ機構を提供する。 【解決手段】時計方向の回転を停止せしめるストッパ1
1と反時計方向の回転を停止せしめるストッパ12とを
中立位置を挟んで両側に配設するとともに、正逆回転す
る回転軸2に同伴して前記ストッパ11,12とは非干
渉に正逆回転するドグ6と、このドグ6と前記両ストッ
パ11,12との間に介在する弾性体(板ばね)7を備
え、板ばねは通常中立位置にあり、軸2の回転方向に応
じてドグ6が当接して弾性変形することにより前記スト
ッパ11,12に干渉せしめ、回転軸に360度以上の
回転を許容するとともにその回転方向を検出するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークハンドリン
グに使用する装置の回転軸の改良に係り、特に回転軸ス
トッパ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばワークの搬送や整列等のワ
ークハンドリング作業を自動的に行うために、種々のロ
ボットが導入されている。スカラロボットの場合は、ワ
ークを把持した先端部の角度がXY移動に伴い変化する
ことから、ワーク回転の要否にかかわらず補正のための
回転軸が必要である。また、直行ロボットの場合は、先
端部の角度は変化しないが、ワークを回転させる用途向
けにはやはり回転軸が必要である。例えば、4軸ロボッ
トのような直行ロボットであれば、X軸モジュール,Y
軸モジュール,Z軸モジュールの他にR軸(回転軸)モ
ジュールを備え、X,Y,Zの直線運動の組み合わせに
よる3次元作業範囲を有する回転軸にワークを把持する
ロボットハンドを取りつけて、ワークを自在に取り扱え
るようしたものが一般的である。
【0003】このような回転軸は、通常、サーボモータ
に減速機を組み込んでなり、正逆回転させることにより
ワークを任意方向に自在に整列させる。しかして、ロボ
ットハンドには電気配線やエア配管等が配設されてお
り、これらが絡んだり干渉したりしないように、回転軸
の回転角度はある範囲の回転角度に規制する必要があ
る。従来の回転軸の回転規制は、例えば図7に示すよう
な回転軸ストッパ機構により行われている。このもの
は、回転モータ1の回転軸2に取りつけられて円筒状の
ハウジングの内周沿いに自由に移動可能なダンパ3と、
ハウジングの内周面に固定して取りつけられたストッパ
4とを備え、ダンパ3を図7のAの位置からBの位置の
間で移動させて時計方向及び反時計方向の回転角度を規
制している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転軸ストッパ機構にあっては、ストッパ4で規制
される回転軸2の回転角度が300度程度にしかならな
い。ところが、不規則に散らばったワークを任意方向に
自在に整列させるためには、回転軸が360度以上の範
囲で正逆に回転可能でなければならないという問題点が
ある。
【0005】そこで本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたものであり、回転軸が360度以上
の範囲で正逆に回転できてしかも配線等が絡まないよう
に有限回転に規制する回転軸ストッパ機構を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る回転軸ストッパ機構は、時計方向の回
転を停止せしめるストッパと反時計方向の回転を停止せ
しめるストッパとを中立位置を挟んで両側に配設すると
ともに、正逆回転する回転軸に同伴して前記ストッパと
は非干渉に正逆回転するドグと、このドグと前記両スト
ッパとの間に介在し回転軸の回転方向に応じてドグを前
記ストッパに干渉せしめる干渉部材と、この干渉部材を
中立位置へと付勢する弾性体とを備えており、回転軸に
360度以上の回転を許容するとともにその回転方向を
検出するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1〜図4は第1の実施形態を示
すもので、先ず構成を説明すると、円筒状のハウジング
5に回転モータ1が内蔵されている。その回転軸2はハ
ウジング5に正逆回転自在に支持されており、その軸先
端2aが回転モータ1の上方のハウジング空間内に突出
している。その軸先端2aに、ドグ6が回転軸2と一体
回転可能に固着されている。ドグ6は鉄製のブロック体
で、その表面にダンパとして機能するウレタンゴム被覆
を取りつけてあり、ドグ取付け部材10を介して回転軸
2に固定している。
【0008】また、軸先端2aの上方空間には、弾性体
として板ばね7が配設されている。この板ばね7は円筒
状のハウジング5の半径より長く、その一端は回転軸2
とハウジング5の内面との中間位置において、固定用ブ
ロック材8を介しハウジング5にボルトB1で固定して
ある。板ばね7の他端は自由端7aとされ、回転軸2を
越えて反対側のハウジング内面近くまで延長している。
したがって、板ばね7の自由端7aは固定用ブロック材
8を支点として一定の範囲で揺動可能であるが、板ばね
7が付勢されていない状態では、自由端7aは図2に示
す中立位置に保持されるようにしている。そして、自由
端7aからいくらか固定端寄りの個所に、位置検出板9
が取りつけてある。
【0009】中立位置に保持された板ばね7の自由端7
aを挟んで両側には、当該自由端7aが時計方向に変位
したときに衝突するCWストッパ11と、自由端7aが
反時計方向に変位したときに衝突するCCWストッパ1
2とが、それぞれハウジング5に固定して設置されてい
る。これら両ストッパ11,12は回転軸2と一体回転
するドグ6とは干渉しないように、ドグ6の回転半径の
外に配設されている。すなわち、この第1の実施形態に
あっては、ドグ6は板ばね7を介してのみ両ストッパ1
1,12と干渉するように構成されている。それゆえ、
両ストッパ11,12の間に位置する板ばね7は、ドグ
6とストッパ11,12との間に介在してドグ6とスト
ッパ11(12)とを回転軸2の回転方向に応じて干渉
せしめる干渉部材として機能する。
【0010】前記CWストッパ11の近傍の内径側には
CWセンサとしての近接センサ13が、またCCWスト
ッパ12の近傍の内径側にはCCWセンサとしての近接
センサ14が、それぞれハウジング5に固定して配設さ
れ、板ばね7の自由端7aがストッパ11又は12に衝
突したときに先に述べた位置検出板9がCWセンサ13
またはCCWセンサ14の光路を遮断してセンサ信号を
発生するように設定され、これにより回転軸2の回転方
向を認知できるようになっている。
【0011】なお、図1中、15は近接センサ13,1
4の配線コネクタ、16はモータ配線である。次に、作
用を述べる。
【0012】いま、ドグ6,板ばね7が図2に示される
中立位置にあるとする。回転モータ1が反時計方向回転
で作動すると、ドグ6が板ばね7を弾性力に抗して押し
ながら回転軸2と共に反時計方向に回転する。そして、
図3に示すように、ドグ6がAの位置に到達すると板ば
ね7の自由端7aがCCWストッパ12に衝突する。同
時に板ばね7の位置検出板9がCCWセンサ14の真下
にくる。該CCWセンサ14はこれを検知して反時計方
向回転のセンサ信号を出力する。
【0013】次に、図3の位置から、回転モータ1が時
計方向回転で作動すると、回転軸2とドグ6とが時計方
向に回転する。すると、板ばね7は自身の弾性復元力に
より図2の中立位置に戻り、CCWセンサ14のセンサ
信号はオフになる。ドグ6が更にBからCを経て時計方
向の回転を続け、略360度回転すると中立位置にある
板ばね7に上記とは逆方向から当接する。以後、ドグ6
は板ばね7を押しながら回転軸2と共に時計方向に更に
回転する。そして、図4に示すように、ドグ6がDの位
置に到達すると板ばね7の自由端7aがCWストッパ1
1に衝突する。同時に板ばね7の位置検出板9がCWセ
ンサ13の真下になり、該CWセンサ13はこれを検知
して時計方向回転のセンサ信号を出力する。
【0014】ドグ6は、このDの位置から反時計方向に
C,Bを経て360度以上回転すれば、Aの位置に到達
してCCWセンサ14から再度の反時計方向回転の信号
が出力される。
【0015】かくして、この第1の実施形態によれば、
ばねの弾性を利用する簡単な回転軸ストッパ機構で、3
60度を越える有限回転角度の範囲で回転軸の正逆回転
を容易に行い、しかも配線等の絡みを防止できるという
効果が得られる。
【0016】図5に第2の実施形態を示す。この実施形
態は、弾性体として板ばね7に替えてコイルばね20を
用いたものである。すなわち、回転モータ1の回転軸2
の時計方向の回転を停止せしめるストッパ11と、反時
計方向の回転を停止せしめるストッパ12とをシャフト
21で連結して、このシャフト21に摺動自在にスライ
ダ22を通すとともに二個のコイルばね20をスライダ
22の両側に取り付けて回転軸ストッパ機構を構成して
いる。ドグ6は、スライダ22の側面に当接可能であ
り、そのスライダ22を介してコイルばね20を押圧す
るようになっている。すなわちこの第2の実施形態にあ
っては、ドグ6はスライダ22とコイルばね20とを介
して両ストッパ11,12と干渉するように構成されて
おり、コイルばね20及びスライダ22がドグ6とスト
ッパ11(12)とを回転軸2の回転方向に応じて干渉
せしめる干渉部材として機能する。
【0017】図5に示す中立位置では、両コイルばね2
0,20の弾性力が平衡して、スライダ22は両ストッ
パ11,12の丁度中間にある。この位置からドグ6が
回転軸2の回転に同伴して時計方向に略360度近く回
転するとスライダ22の反対側の側面に当接する。以
後、ドグ6はスライダ22を押して一方のコイルばね2
0を圧縮させながら引き続き回転する。そして360度
以上回転したところでストッパ11に規制されて停止す
ると同時に、スライダ22が図示されないCWセンサの
真下になり、該CWセンサはこれを検知して時計方向回
転のセンサ信号を出力する。
【0018】ドグ6が、この時計方向回転のセンサ信号
出力位置から反時計方向に回転すると、コイルばね20
の弾性復元力によりスライダ22が中立位置に戻り、C
Wセンサのセンサ信号はオフになる。ドグ6が更に反時
計方向の回転を続け、略360度近く回転すると中立位
置にあるスライダ22に上記とは逆方向から当接する。
以後、ドグ6は他方のコイルばね20を圧縮させつつ反
時計方向に更に回転する。そして360度以上回転した
ところでストッパ12に規制されて停止すると同時に、
スライダ22が図示されないCCWセンサの真下にな
り、該CCWセンサはこれを検知して反時計方向回転の
センサ信号を出力する。
【0019】かくして、この第2の実施形態によって
も、上記第1の実施形態と同様の効果が得られる。な
お、この第2の実施形態は、ドグ6が当たる部材を板ば
ね7でなくブロック材のスライダ22とし、且つそのス
ライダ22及び圧縮したコイルばね20を介してストッ
パ11,12に衝突するようにしたため、回転軸ストッ
パ機構の剛性が向上すると共に振動による振れが少なく
なるという利点がある。
【0020】図6に第3の実施形態を示す。この実施形
態は、両ストッパ11,12の間に揺動板30を配設す
るとともに、その揺動板30の両側面を対向配置した二
個のコイルばね20で弾圧して揺動板30を中立位置に
保持するようにして回転軸ストッパ機構を構成してい
る。揺動板30は一端の揺動軸30aを中心に自由端で
ある他端側が揺動してストッパ11,12と干渉する干
渉部材として機能する。
【0021】ドグ6が時計方向または反時計方向に36
0度以上回転すると、揺動板30がストッパ11又は1
2に衝突して停止すると同時に図示されないCWセンサ
又はCCWセンサの真下になり、該CWセンサ又はCC
Wセンサはこれを検知して時計方向回転又は反時計方向
回転のセンサ信号を出力する。
【0022】かくして、この第3の実施形態によって
も、上記第1の実施形態と同様の効果が得られる。この
実施形態も、ドグ6及び ストッパ11,12に衝突す
る部材を板ばね7でなく揺動板30としたため、回転軸
ストッパ機構の剛性が向上すると共に振動による振れが
少なくなるという利点がある。
【0023】なお、上記各実施形態の説明においては、
時計方向回転又は反時計方向回転のセンサ信号を出力す
るのに近接センサを用いた例を示したが、これに限ら
ず、その他公知の接触型のセンサ等も利用可能である。
また、ストッパに干渉部材から力が作用したことを検知
して信号を出力するようにしてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる回
転軸ストッパ機構は、弾性体の弾性を利用することによ
り、従来は困難であった360度を越える有限回転角度
の範囲での回転軸の正逆回転を簡単な機構で容易に行う
ことができ、しかも配線等の絡みを防止できるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転軸ストッパ機構の第1の実施形態
の側面図。
【図2】図1のII−II線矢視で示す平面図。
【図3】作用を説明する平面図。
【図4】作用を説明する平面図。
【図5】本発明の第2の実施形態の平面模式図。
【図6】本発明の第3の実施形態の平面模式図。
【図7】従来の回転軸ストッパ機構の平面模式図。
【符号の説明】
2 回転軸 6 ドグ 7 弾性体(干渉部材) 11 ストッパ 12 ストッパ 13 センサ(回転方向検出手段) 14 センサ(回転方向検出手段) 20 弾性体(干渉部材) 22 スライダ(干渉部材) 30 揺動板(干渉部材)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】時計方向の回転を停止せしめるストッパと
    反時計方向の回転を停止せしめるストッパとを中立位置
    を挟んで両側に配設するとともに、正逆回転する回転軸
    に同伴して前記ストッパとは非干渉に正逆回転するドグ
    と、このドグと前記両ストッパとの間に介在し回転軸の
    回転方向に応じてドグを前記ストッパに干渉せしめる干
    渉部材と、この干渉部材を中立位置へと付勢する弾性体
    とを備え、回転軸に360度以上の回転を許容するとと
    もにその回転方向を検出する回転軸ストッパ機構。
JP25956596A 1996-09-30 1996-09-30 回転軸ストッパ機構 Expired - Fee Related JP3648875B2 (ja)

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