特許 7331466 ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20230816BHJP

   B25J 17/00 20060101ALI20230816BHJP

   F16D 65/16 20060101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 C

B25J17/00 A

F16D65/16

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019101353

(22)【出願日】2019-05-30

(65)【公開番号】P2020192661

(43)【公開日】2020-12-03

【審査請求日】2022-04-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(72)【発明者】

【氏名】高橋 昌志

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０２０５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９５８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開平０５－０３０５７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１８９０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

Ｆ１６Ｄ ４９／００ ～ ７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の関節部と前記関節部に連結されるアームとを有するロボットであって、
前記複数の関節部は、モータ及び当該モータの回転を規制する第一回転規制機構を含む少なくとも１つの第一関節部と、モータ及び当該モータの回転を規制する第二回転規制機構を含む少なくとも１つの第二関節部と、を含み、
前記第一回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第一回転体の外周部に形成された複数の突起の間に第一部材を挿入することによって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第二回転体の前記回転軸の方向の端面に第二部材を当接させることによって生じる摩擦力によって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二関節部は、トルクの出力方向側から順に、減速機、前記モータ、前記第二回転規制機構、及び前記モータの回転位置を光学的に検出する検出器が配置された構成であり、
前記第二回転規制機構の前記第二回転体と前記検出器との間には、前記第二部材を前記モータの回転軸方向に移動させるための磁力を発生させるコイルを収容するコイルホルダが設けられている、ロボット。

【請求項2】

複数の関節部と前記関節部に連結されるアームとを有するロボットであって、
前記複数の関節部は、モータ及び当該モータの回転を規制する第一回転規制機構を含む少なくとも１つの第一関節部と、モータ及び当該モータの回転を規制する第二回転規制機構を含む少なくとも１つの第二関節部と、を含み、
前記第一回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第一回転体の外周部に形成された複数の突起の間に第一部材を挿入することによって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第二回転体の前記回転軸の方向の端面に第二部材を当接させることによって生じる摩擦力によって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二関節部は、前記モータの回転軸に固定され且つ当該モータの磁石を支持する磁石ホルダを備え、
前記第二回転規制機構の前記第二回転体には、多角形の穴が形成されており、
前記第二回転体は、前記多角形の穴に嵌るアタッチメントを介して前記磁石ホルダに固定されている、ロボット。

【請求項3】

請求項１または２記載のロボットであって、
前記複数の関節部のうち、最も先端側に配置された関節部は前記第一関節部であり、最も基端側に配置された関節部は前記第二関節部であるロボット。

【請求項4】

請求項１または２記載のロボットであって、
前記複数の関節部のうち、最も先端側に配置される前記アームの三次元位置を決めるための関節部は前記第二関節部であり、当該アームの先端側に連結される関節部は前記第一関節部であるロボット。

【請求項5】

請求項１または２記載のロボットであって、
前記複数の関節部のうち、出力トルクが閾値以下となる関節部が前記第一関節部であり、出力トルクが前記閾値を超える関節部が前記第二関節部であるロボット。

【請求項6】

請求項３から５のいずれか１項記載のロボットであって、
２つの前記アームを含み、
前記複数の関節部として６つの関節部を含み、
前記６つの関節部のうち、先端側に配置された３つの関節部はそれぞれ前記第一関節部であり、基端側に配置された３つの関節部はそれぞれ前記第二関節部であるロボット。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項記載のロボットであって、
前記第二関節部は、前記モータ及び前記第二回転規制機構を収容する筐体を備え、
前記筐体における前記モータの回転軸方向に直交する方向の端部には、電線を通す穴部が設けられ、
前記穴部には、前記穴部を補強する補強部材が形成されているロボット。

【請求項8】

請求項１記載のロボットであって、
前記コイルホルダと前記モータのロータとの隙間は、前記第二部材と前記第二回転体との当接により生じ得る摩耗粉の通過を抑制する距離となっているロボット。

【請求項9】

請求項１記載のロボットであって、
前記第二関節部は、前記モータの回転軸に固定され且つ当該モータの磁石を支持する磁石ホルダを備え、
前記第二回転規制機構の前記第二回転体には、多角形の穴が形成されており、
前記第二回転体は、前記多角形の穴に嵌るアタッチメントを介して前記磁石ホルダに固定されているロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータと、停止しているモータの回転を規制する回転規制機構と、を有する回転アクチュエータが搭載され、複数の関節部と関節部に連結されるアームとを有するロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の産業用ロボットとして、支持部材としてのベースと、関節部を介してベースに連結される第１アームと、関節部を介して第１アームの先端側に連結される第２アームと、関節部を介して第２アームの先端側に連結される手首部と、を備えるものがある。また、この種の産業用ロボットでは、関節部は、ロータ及びステータを有するモータと、モータに連結される減速機と、ロータの停止状態を維持するための安全ブレーキと、を備えて関節部自体が回転アクチュエータとして構成されている。

【0003】

そして、このような産業用ロボットに搭載される回転アクチュエータとして、モータと、停止しているモータの回転を規制する回転規制機構と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

この特許文献１のロボットに搭載される回転アクチュエータでは、回転規制機構は、モータのロータに固定される円盤状の回転側規制部材と、回転側規制部材と係合してその回転移動を規制するピン状の規制部材と、規制部材をロータの軸方向へ移動させる駆動機構と、を備えている。また、この回転側規制部材の周縁には、ロータの径方向外側へ突出する複数の突起部が設けられる。そして、規制部材の先端には、周方向で隣り合う突起部間に入り込んで回転側規制部材の回転移動を規制する円環状の規制部が設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１８９０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１のロボットに搭載される回転アクチュエータでは、突起部と規制部とが係合（衝突）することでロータを停止させて保持させる構造である。そのため、例えばモータの回転の際に突起部の間に規制部が入り込む場合、ロータが停止するまで規制部にそのまま回転力が伝わり衝撃力として負担がかかる。それにより、突起部と規制部とが衝突する１点に過大な力が作用して、これら突起部及び規制部が破損又は変形する可能性がある。また、突起部と規制部との係合をロータの保持のみならず非常時のロータの制動にも用いたい場合がある。この場合、モータの回転の際に突起部の間に規制部が入り込む際、突起部又は規制部に打痕がつく、あるいは規制部が突起部を飛び越してしまい直ぐには止まれない可能性がある。このようなとき、複数の関節部を有するロボットが不測の動作をする可能性があり、耐久性及び作業性の点で改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、小型かつ軽量の第一回転規制機構と、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構とを併用することで、関節部の位置毎に適した回転規制機構を導入することができ、ロボットの耐久性向上、作業性向上を両立させることができるロボットを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）
複数の関節部と前記関節部に連結されるアームとを有するロボットであって、
前記複数の関節部は、モータ及び当該モータの回転を規制する第一回転規制機構を含む少なくとも１つの第一関節部と、モータ及び当該モータの回転を規制する第二回転規制機構を含む少なくとも１つの第二関節部と、を含み、
前記第一回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第一回転体の外周部に形成された複数の突起の間に第一部材を挿入することによって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第二回転体の前記回転軸の方向の端面に第二部材を当接させることによって生じる摩擦力によって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二関節部は、トルクの出力方向側から順に、減速機、前記モータ、前記第二回転規制機構、及び前記モータの回転位置を光学的に検出する検出器が配置された構成であり、
前記第二回転規制機構の前記第二回転体と前記検出器との間には、前記第二部材を前記モータの回転軸方向に移動させるための磁力を発生させるコイルを収容するコイルホルダが設けられている、ロボット。

【0009】

（１）のロボットでは、小型かつ軽量の第一回転規制機構と、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構とを併用して、互いに停止又は制動のメカニズムや特性が異なる少なくとも２種類の回転規制機構を含んでロボットを構成する。これにより、ロボットの各関節部の要求トルクや、その全体のサイズや重量などのロボット全体の特性やバランスからそれぞれの関節部の位置に応じて回転規制機構の種類を適宜選択して、各関節部の停止や制動の点で、ロボット全体を最適化することができる。すなわち、関節部の位置毎に適した規制機構を導入することができ、ロボットの耐久性向上、作業性向上を両立させることができる。
また、第二回転規制機構の第二回転体と検出器との間に、コイルホルダが配設されるので、第二回転規制機構の使用に伴って第二回転体の摩擦粉が発生した場合でも、コイルホルダが障壁となってその摩擦粉が検出器側にまで侵入するのを抑制することができる。この侵入の抑制により、検出器の動作に影響するのを防止することができる。
（２）
複数の関節部と前記関節部に連結されるアームとを有するロボットであって、
前記複数の関節部は、モータ及び当該モータの回転を規制する第一回転規制機構を含む少なくとも１つの第一関節部と、モータ及び当該モータの回転を規制する第二回転規制機構を含む少なくとも１つの第二関節部と、を含み、
前記第一回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第一回転体の外周部に形成された複数の突起の間に第一部材を挿入することによって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二回転規制機構は、前記モータの回転軸によって支持された第二回転体の前記回転軸の方向の端面に第二部材を当接させることによって生じる摩擦力によって当該モータの回転を規制する機構であり、
前記第二関節部は、前記モータの回転軸に固定され且つ当該モータの磁石を支持する磁石ホルダを備え、
前記第二回転規制機構の前記第二回転体には、多角形の穴が形成されており、
前記第二回転体は、前記多角形の穴に嵌るアタッチメントを介して前記磁石ホルダに固定されている、ロボット。
（２）のロボットでは、小型かつ軽量の第一回転規制機構と、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構とを併用して、互いに停止又は制動のメカニズムや特性が異なる少なくとも２種類の回転規制機構を含んでロボットを構成する。これにより、ロボットの各関節部の要求トルクや、その全体のサイズや重量などのロボット全体の特性やバランスからそれぞれの関節部の位置に応じて回転規制機構の種類を適宜選択して、各関節部の停止や制動の点で、ロボット全体を最適化することができる。すなわち、関節部の位置毎に適した規制機構を導入することができ、ロボットの耐久性向上、作業性向上を両立させることができる。
また、第二回転規制機構の組立・生産時において、焼き嵌め固定の後に着磁工程を設けたり、構成部材の配置順に応じて工程を適切に入れ替えたりすることが作業工程上、容易にすることができる。

【0010】

（３）
（１）または（２）記載のロボットであって、
前記複数の関節部のうち、最も先端側に配置された関節部は前記第一関節部であり、最も基端側に配置された関節部は前記第二関節部であるロボット。

【0011】

ここで、複数の関節部と関節部に連結されるアームを有するロボットにおいて、ロボットの先端側は軽量化が一般的に要求される。このことから、最も先端側に配置された関節部は、小型かつ軽量の第一回転規制機構が含まれて構成される第一関節部が適している。その一方、ロボットの基端側（根元側）は例えば天井面や地面などの固定面に固設される場合もあり、このような場合、基端側の関節部は要求トルクが大きくなる。このことから、最も基端側に配置された関節部は、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構が含まれて構成される第二関節部が適している。すなわち（３）のように、ロボットの先端側や基端側の位置に応じて回転規制機構を適宜選択して導入することにより、ロボット全体の特性やバランスからロボット全体をより適切に最適化することができる。

【0012】

（４）
（１）または（２）記載のロボットであって、
前記複数の関節部のうち、最も先端側に配置される前記アームの三次元位置を決めるための関節部は前記第二関節部であり、当該アームの先端側に連結される関節部は前記第一関節部であるロボット。

【0013】

ここで、複数の関節部と関節部に連結されるアームを有するロボットにおいて、ロボットの先端側のアームの三次元位置（位置姿勢のうち主に位置）を決定するための要求トルクは一般的に大きくなる。このことから、そのための関節部は大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構が含まれて構成される第二関節部が適している。その一方、アームの先端側に連結される関節部は主に姿勢を決定するためのものであるので、このアームの位置を決定するための要求トルクはそれほど大きくなる必要はない。このことから、そのアームの先端側に連結される関節部は、小型かつ軽量の第一回転規制機構が含まれて構成される第一関節部が適している。すなわち（４）のように、各アームの位置決定又は姿勢決定それぞれに対する寄与度に応じて回転規制機構を適宜選択して導入することにより、ロボット全体の特性やバランスからロボット全体をより適切に最適化することができる。

【0014】

（５）
（１）または（２）記載のロボットであって、
前記複数の関節部のうち、出力トルクが閾値以下となる関節部が前記第一関節部であり、出力トルクが前記閾値を超える関節部が前記第二関節部であるロボット。

【0015】

（５）のように構成すると、複数の関節部と関節部に連結されるアームを有するロボットにおいて、各関節部に要求される出力トルクの大小に応じて回転規制機構を適宜選択して導入することにより、ロボット全体の特性やバランスからロボット全体をより適切に最適化することができる。

【0016】

（６）
（３）から（４）のいずれか記載のロボットであって、
２つの前記アームを含み、
前記複数の関節部として６つの関節部を含み、
前記６つの関節部のうち、先端側に配置された３つの関節部はそれぞれ前記第一関節部であり、基端側に配置された３つの関節部はそれぞれ前記第二関節部であるロボット。

【0017】

（６）のロボットでは６つの関節部を有する場合、先端側に配置された３つの関節部はともに要求トルクがそれほど大きくなる必要がないため、小型かつ軽量の第一回転規制機構が含まれて構成される第一関節部が適している。その一方、基端部に配置された３つの関節部はともに、先端側の３つの関節部と比べて要求トルクが大きくなる。そのため、基端部に配置された３つの関節部は、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構が含まれて構成される第二関節部が適している。

【0018】

（７）
（１）から（６）のいずれか記載のロボットであって、
前記第二関節部は、前記モータ及び前記第二回転規制機構を収容する筐体を備え、
前記筐体における前記モータの回転軸方向に直交する方向の端部には、電線を通す穴部が設けられ、
前記穴部には、前記穴部を補強する補強部材が形成されているロボット。

【0019】

ここで、第二回転規制機構を所定の関節部に搭載する場合、その関節部の外形は大型化する傾向にあり、これに伴って筐体も大型化する。そのため、（７）のように構成すると、第二回転規制機構を搭載して関節部の筐体が大型化した場合でも、電線を通すための穴部に補強部材が形成されるので、関節部の筐体の強度を高めることができる。これにより、ロボットの動作時におけるロボット自体の振動などを抑制することができる。

【0022】

（８）
（１）記載のロボットであって、
前記コイルホルダと前記モータのロータとの隙間は、前記第二部材と前記第二回転体との当接により生じ得る摩耗粉の通過を抑制する距離となっているロボット。

【0023】

（８）のように構成すると、コイルホルダとモータのロータとの隙間が摩擦粉の通過を抑制する距離に設定されるので、その摩擦粉が検出器側にまで侵入するのをより一層抑制することができる。

【0024】

（９）
（１）記載のロボットであって、
前記第二関節部は、前記モータの回転軸に固定され且つ当該モータの磁石を支持する磁石ホルダを備え、
前記第二回転規制機構の前記第二回転体には、多角形の穴が形成されており、
前記第二回転体は、前記多角形の穴に嵌まるアタッチメントを介して前記磁石ホルダに固定されているロボット。

【0025】

（９）のように構成すると、第二回転規制機構の組立・生産時において、焼き嵌め固定の後に着磁工程を設けたり、構成部材の配置順に応じて工程を適切に入れ替えたりすることが作業工程上、容易にすることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、小型かつ軽量の第一回転規制機構と、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構とを併用することで、関節部の位置毎に適した回転規制機構を導入することができ、ロボットの耐久性向上、作業性向上を両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】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、（Ｂ）は（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。

【図3】図１に示す第４関節部、第５関節部及び第６関節部の縦断面図である。

【図4】図３に示すＧ部の構成を説明するための拡大図であり、（Ａ）は規制ピンが規制解除位置にある状態を示す拡大図であり、（Ｂ）は規制ピンが規制位置になる状態を示す拡大図である。

【図5】図３に示す回転側規制部材及び規制ピンの平面図である。

【図6】図１に示す第１関節部、第２関節部及び第３関節部の縦断面図である。

【図7】図６のＨ断面図である。

【図8】図６のＩ矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態を説明する。

【0029】

（産業用ロボットの概略構成）
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１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１の正面図である。図２（Ａ）は図１に示す産業用ロボット１の斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す産業用ロボット１が動作している様子を示す斜視図である。

【0030】

図１及び図２に示すように、本形態の産業用ロボット１（以下「ロボット１」ともいう）は、所定の製品の組立や製造などに用いられる多関節ロボットであり、組立ラインや製造ラインに設置されて使用される。本形態のロボット１は、複数の関節部２，３と、複数の関節部２，３に連結される複数のアーム４と、を備えている。本形態では、ロボット１は、６個の関節部２，３と、２本のアーム４と、を備えている。

【0031】

なお、以下の説明では、６個の関節部２，３のそれぞれを区別して表す場合、６個の関節部２，３のそれぞれについて、ロボット１の基端側に配置される３つを「第２型関節部２」、その先端側に配置される３つを「第１型関節部３」という。さらに、「第２型関節部２」のそれぞれについては、ロボット１の基端側から順に「第１関節部２Ａ」、「第２関節部２Ｂ」及び「第３関節部２Ｃ」ともいう。「第１型関節部３」のそれぞれについては、ロボット１の基端側から順に「第４関節部３Ａ」、「第５関節部３Ｂ」及び「第６関節部３Ｃ」ともいう。また、以下の説明では、２本のアーム４のそれぞれを区別して表す場合、２本のアーム４のそれぞれについては、ロボット１の基端側から順に「第１アーム４Ａ」及び「第２アーム４Ｂ」という。

【0032】

また、ロボット１は、第１関節部２Ａに相対回動可能に連結される支持部材５をさらに備えている。支持部材５は、フランジ部５ａを有して鍔付きの円筒状に形成されている。支持部材５の内周側には、支持部材５の軸方向に貫通する貫通孔（図示省略）が形成されている。フランジ部５ａは、円環状に形成されており、ロボット１のベースとして底面部分を構成している。支持部材５は、フランジ部５ａを介して生産工場内の地面又は天井面などの固定面に強固に連結して固設される。また、アーム４は、細長い円筒状に形成されている。

【0033】

ロボット１では、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、第２関節部２Ｂと第１アーム４Ａの基端とが固定されている。また、第１アーム４Ａ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３Ａとが相対回動可能に連結される。さらに、第４関節部３Ａと第２アーム４Ｂの基端とが相対回動可能に連結され、第２アーム４Ｂの先端と第５関節部３Ｂとが固定され、第５関節部３Ｂと第６関節部３Ｃとが相対回動可能に連結されている。また、第６関節部３Ｃには、ハンドや工具などが相対回動可能に取付可能となっている。

【0034】

すなわち、本形態のロボット１は、シリアルリンク構造を採用しており、第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃはロボット１の先端側に配置され、第６関節部３Ｃが最も先端側に配置される。第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃはロボット１の基端側に配置され、第１関節部２Ａが最も基端側に配置される。また、上述したロボット１の関節構成上、第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃは、最も先端側に配置される第２アーム４Ｂの三次元位置（換言すれば、位置姿勢のうち主に位置）を決定するための関節部２である。そして、第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃは、第２アーム４Ｂの先端側に連結される関節部３である。

【0035】

ここで、本形態では、下述するように、各関節部２，３はモータ１０を含む回転アクチュエータとして構成される。また各関節部２，３には、そのモータ１０それぞれの回転を規制する回転規制機構３０，７０が搭載される。回転規制機構３０，７０として２種類の機構が採用されており、第一回転規制機構３０はピン接触式であり、第二回転規制機構７０は電磁式である。第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃの第２型関節部２には第二回転規制機構７０が搭載され、第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃの第１型関節部３には第一回転規制機構３０が搭載される。

【0036】

以下、その第１型関節部３及び第２型関節部２それぞれの具体的構成についてさらに説明する。なお、図１に示すように、本形態では、第２型関節部２において第１関節部２Ａと第２関節部２Ｂと第３関節部２Ｃとが同じ大きさで形成され、第１型関節部３において第４関節部３Ａと第５関節部３Ｂと第６関節部３Ｃとが同じ大きさで形成されている。また、第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃの大きさは、第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃの大きさよりも大きく設けられている。すなわち、第２型関節部２は第１型関節部３より大きい。ただし、第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃと、第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃとは、その大きさ及び回転規制機構３０，７０が相違する点を除けば同様に構成されている。まず第１型関節部３の構成について説明する。

【0037】

（第１型関節部の構成）
次に図３～図５を参照して、第１型関節部３、つまり第一回転規制機構３０が搭載される第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃの構成について具体的に説明する。図３は、図１に示す第１型関節部３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３２（規制部材）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が規制位置にある状態を示す拡大図である。図５は、図３に示す回転側規制部材３１及び規制ピン３２の平面図である。
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。

【0038】

図３に示すように、第１型関節部３は、モータ１０と、モータ１０に連結される減速機２０と、モータ１０の回転位置を検出するための位置検出機構６０（検出器）と、モータ１０及び位置検出機構６０が電気的に接続される回路基板Ｂと、モータ１０と減速機２０と位置検出機構６０と回路基板Ｂとを収納するケース体８０（筐体）と、を含んで構成されており、第１型関節部３自体が回転アクチュエータとして構成されている。

【0039】

モータ１０は、径方向の中心に貫通孔が形成された中空モータであり、中空状の磁石ホルダ１２を備えている。また、モータ１０は、ロータ１１とステータ１４と、を備えている。また、減速機２０は、径方向の中心に貫通孔が形成された中空減速機である。モータ１０と減速機２０とは上下方向で重なって配置されている。具体的には、モータ１０が上側に配置され、減速機２０が下側に配置されている。また、モータ１０と減速機２０とは同軸上に配置されている。

【0040】

本形態の減速機２０は、中空波動歯車装置であり、剛性内歯歯車２１と、可撓性外歯歯車２２と、波動発生部２３と、クロスローラベアリング２６と、を備えている。波動発生部２３は、モータ１０の磁石ホルダ１２に連結される中空状の入力軸２４と、入力軸２４の外周側に取り付けられる弾性ベアリング２５と、を備えている。本形態では、剛性内歯歯車２１が減速機２０の出力軸となっている。

【0041】

また、第１型関節部３は、停止しているロータ１１の回転を規制する第一回転規制機構３０と、モータ１０の磁石ホルダ１２及び減速機２０の入力軸２４の内周側に挿通される筒状の回転軸１７（モータの回転軸）と、剛性内歯歯車２１に固定される出力側部材１８と、をさらに備えている。第一回転規制機構３０と回転軸１７とも同様に、ケース体８０に収納されている。

【0042】

モータ１０は、上述したように、ロータ１１とステータ１４と回転軸１７を備えている。ロータ１１は、磁石ホルダ１２と、磁石ホルダ１２に固定される駆動用磁石１３と、を備えている。磁石ホルダ１２は、モータ１０の回転軸１７に一体に固定され、駆動用磁石１３を固定する。また、磁石ホルダ１２は、上下方向に細長い略円筒状に形成されており、磁石ホルダ１２の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、磁石ホルダ１２の軸方向であるとともにロータ１１の軸方向である。そして、駆動用磁石１３は、円筒状に形成されている。駆動用磁石１３の長さ（上下方向の長さ）は、磁石ホルダ１２よりも短く設定されており、駆動用磁石１３は磁石ホルダ１２の下端側部分の外周面に固定されている。

【0043】

ステータ１４は、全体として略円筒状に形成されており、駆動用磁石１３の外周面を覆うように駆動用磁石１３の外周側（径方向外側）に配置されている。磁石ホルダ１２の上端側部分は、ステータ１４の上端面よりも上側に突出している。このステータ１４は、駆動用コイル（不図示）と、インシュレータを介して駆動用コイルが巻回される複数の突極を有するステータコア（不図示）と、を備えている。ステータコアの突極は、内周側に向かって突出するように形成されており、突極の先端面は、駆動用磁石１３の外周面に対向している。モータ１０は、ケース体８０に固定されている。具体的には、ステータ１４の外周面がケース体８０に固定されている。

【0044】

減速機２０は、上述したように、剛性内歯歯車２１と、可撓性外歯歯車２２と、波動発生部２３と、クロスローラベアリング２６と、を備えている。剛性内歯歯車２１は、扁平な略円筒状に形成されており、剛性内歯歯車２１の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、減速機２０の出力軸である剛性内歯歯車２１の軸方向となっている。そして、剛性内歯歯車２１は、クロスローラベアリング２６の内輪２６ａに固定されている。クロスローラベアリング２６の外輪２６ｂは、ケース体８０の下端側部分に固定されており、剛性内歯歯車２１は、クロスローラベアリング２６を介してケース体８０の下端側部分に回転可能に保持されている。

【0045】

可撓性外歯歯車２２は、上端にフランジ部２２ａを有して鍔付きの略筒状に形成されている。フランジ部２２ａは、略円環状に形成されており、フランジ部２２ａの外周側部分は、ケース体８０に固定されている。すなわち、減速機２０は、ケース体８０に固定されている。また、剛性内歯歯車２１は、減速機２０の下端側部分を構成している。可撓性外歯歯車２２のフランジ部２２ａは、減速機２０の上端側部分を構成している。剛性内歯歯車２１の内周面には、内歯が形成されている。可撓性外歯歯車２２の下端側の外周面には、剛性内歯歯車２１の内歯と噛み合う外歯が形成されている。

【0046】

波動発生部２３は、上述したように、入力軸２４とウエーブベアリング２５とを備えている。入力軸２４は、全体として上下方向に細長い筒状に形成されており、入力軸２４の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、入力軸２４の、下端側部分以外の部分は、細長い略円筒状に形成されている。入力軸２４の下端側部分は、入力軸２４の軸方向から見たときの内周面の形状が円形状に形成されており、入力軸２４の軸方向から見たときの外周面の形状が楕円状となる楕円部２４ａとなっている。

【0047】

波動発生部２３の入力軸２４の上端側部分は、モータ１０の磁石ホルダ１２の下端側部分の内周側に挿入されて固定されている。具体的には、入力軸２４の上端側部分は、磁石ホルダ１２の、駆動用磁石１３が固定された部分の内周側に挿入されて固定されている。磁石ホルダ１２と入力軸２４とは同軸上に配置されている。また、入力軸２４の上端側部分は、接着により磁石ホルダ１２に固定されている。

【0048】

上下方向における入力軸２４の中心部分は、ベアリング１６に回転可能に支持されている。ベアリング１６は、ボールベアリングである。このベアリング１６は軸受保持部材１５に取り付けられ、軸受保持部材１５はケース体８０に固定されている。すなわち、入力軸２４は、軸受保持部材１５を介してケース体８０に取り付けられるベアリング１６に回転可能に支持されている。軸受保持部材１５は、円環状かつ平板状に形成されており、可撓性外歯歯車２２のフランジ部２２ａと上下方向で重なるようにケース体８０に固定されている。

【0049】

ウエーブベアリング２５は、可撓性の内輪（不図示）及び外輪（不図示）を備えたボールベアリングである。このウエーブベアリング２５は、楕円部２４ａの外周面に沿って配置されており、楕円状に撓んでいる。可撓性外歯歯車２２の、外歯が形成される下端側部分は、ウエーブベアリング２５を囲むようにウエーブベアリング２５の外周側に配置されており、この部分は、楕円状に撓んでいる。可撓性外歯歯車２２の外歯は、楕円状に撓む可撓性外歯歯車２２の下端側部分の長軸方向の２か所で、剛性内歯歯車２１の内歯と噛み合っている。

【0050】

出力側部材１８は、フランジ部１８ａと筒部１８ｂとを有して鍔付きの略円筒状に形成されている。この出力側部材１８は、出力側部材１８の軸方向と上下方向とが一致するように配置されており、出力側部材１８の内周側には、上下方向に貫通する貫通孔１８ｃが形成されている。フランジ部１８ａは、平板状かつ円環状に形成されており、筒部１８ｂの下端に繋がっている。フランジ部１８ａは、フランジ部１８ａの上面が剛性内歯歯車２１の下面に接触するように剛性内歯歯車２１に固定されている。また、フランジ部１８ａは、ケース体８０の下端よりも下側に配置されており、ケース体８０の外側に配置されている。

【0051】

筒部１８ｂの上端側には、筒部１８ｂの下端側部分よりも外径の小さい小径部１８ｄが形成されており、筒部１８ｂの上端側部分の外周側には、上下方向に直交する円環状の段差面１８ｅが形成されている。小径部１８ｄは、回転軸１７の下端側部分の内周側に挿入されており、回転軸１７の下端面は、段差面１８ｅに対向している。また、貫通孔１８ｃは、回転軸１７の内周側に通じている。筒部１８ｂの上端側部分は、減速機２０の入力軸２４の下端側部分の内周側に配置されている。筒部１８ｂの外周面と入力軸２４の下端側部分の内周面との間には、ベアリング１９が配置されている。ベアリング１９は、ボールベアリングである。

【0052】

回転軸１７は、モータ１０の回転軸として構成されており、磁石ホルダ１２を介して回転駆動される。回転軸１７は、上下方向に細長い円筒状に形成され、回転軸１７の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。上述のように、回転軸１７は、磁石ホルダ１２及び入力軸２４の内周側に挿通されている。回転軸１７の上端面は、磁石ホルダ１２の上端面よりも上側に配置され、回転軸１７の下端面は、入力軸２４の下端面よりも上側に配置されている。また、上述したように、回転軸１７の下端側部分の内周側に出力側部材１８の小径部１８ｄが挿入されるとともに回転軸１７の下端面が段差面１８ｅに対向しており、回転軸１７の下端側は、出力側部材１８に保持されている。

【0053】

回転軸１７の上端側は、保持部材５０に保持されている。保持部材５０は、支柱５１に固定され、支柱５１は、ケース体８０に固定されている。すなわち、保持部材５０は、支柱５１を介してケース体８０に固定されている。保持部材５０は、回転軸１７の上端側を保持する円筒状の保持部５０ａを備えている。保持部５０ａは、保持部５０ａの軸方向と上下方向とが一致するように配置されており、保持部５０ａの内周側には、上下方向に貫通する貫通孔５０ｂが形成されている。

【0054】

保持部５０ａの下端側には、保持部５０ａの上端側よりも内径の大きい大径部５０ｃが形成されており、保持部５０ａの下端側部分の内周側には、上下方向に直交する円環状の段差面５０ｄが形成されている。回転軸１７の上端側は大径部５０ｃの内周側に挿入されており、回転軸１７の上端面は段差面５０ｄに対向している。また、貫通孔５０ｂは、回転軸１７の内周側に通じている。

【0055】

位置検出機構６０は、モータ１０のステータ１４の上側に配置されている。この位置検出機構６０は、磁石ホルダ１２の上端側に固定されるスリット板６１と、センサ６２と、を備えている。センサ６２は、互いに対向するように配置される発光素子と受光素子とを備える透過型の光学式センサである。センサ６２は、エンコーダホルダとしての固定部材３５に固定されている。

【0056】

固定部材３５は、ケース体８０に固定されている。すなわち、センサ６２は、固定部材３５を介してケース体８０に固定されている。位置検出機構６０のスリット板６１は、薄い平板状に形成されるとともに円環状に形成されている。スリット板６１には、スリット板６１の周方向に一定の間隔で複数のスリット孔（不図示）が形成されている。スリット板６１は、スリット板６１の周方向の一部分がセンサ６２の発光素子と受光素子との間に配置されるようにモータ１０の磁石ホルダ１２に固定されている。

【0057】

ケース体８０は、上下の両端が開口するケース本体８１と、ケース本体８１の上端側の開口を塞ぐカバー８２と、を備えている。ケース本体８１の下端側の開口は、減速機２０により塞がれている。ケース本体８１の側面には、上下方向に直交する方向で開口する開口部８１ａが形成されている。すなわち、ケース体８０には、上下方向に直交する方向で開口する開口部８１ａが形成されている。開口部８１ａは、ケース本体８１の側面部分を貫通するように形成されている。

【0058】

また、カバー８２の上面部分には、下述する第一回転規制機構３０の駆動機構４０を構成する、ピン４３が配置される貫通孔８２ａが形成されている。すなわち、ケース体８０には貫通孔８２ａが形成されている。貫通孔８２ａは、上下方向でカバー８２の上面部分を貫通するように形成されており、貫通孔８２ａを介してケース体８０の内部と外部とが連通している。また、貫通孔８２ａは、略丸孔状に形成されている。

【0059】

図３及び図４に示すように、第一回転規制機構３０は、第１型関節部３において、停止しているロータ１１をその停止位置で保持するために設けられており、ケース体８０に収容されている。この第一回転規制機構３０は、平板状かつ略円環状の回転側規制部材３１（第一回転体）と、回転側規制部材３１と係合して、回転側規制部材３１の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３２（第一部材）と、規制ピン３２をロータ１１の軸方向に沿って上下方向へ移動させる駆動機構４０と、を有して構成される。すなわち、本形態の第一回転規制機構３０は、モータ１０の磁石ホルダ１２によって支持された回転側規制部材３１の外周部に形成された下述の複数の突起部３１ａ（突起）の間に規制ピン３２を挿入することによってモータ１０の回転を規制する機構である。

【0060】

駆動機構４０は、規制ピン３２を上側へ付勢する付勢部材としての圧縮コイルバネ４２と、プランジャ４１ａを介して規制ピン３２を下側へ移動させるソレノイド４１と、を有している。

【0061】

ソレノイド４１は、ソレノイド４１が通電状態となったときにソレノイド４１のプランジャ４１ａが下側へ突出するようにケース体８０に固定されている。プランジャ４１ａの上端部（他端部）は、ソレノイド４１の本体部４１ｂよりも上側に突出している。ソレノイド４１のプランジャ４１ａは、プランジャ４１ａの下端部（一端部）で規制ピン３２に当接して押圧することで、下述する規制解除位置に規制ピン３２をロータ１１の軸方向に沿って移動させる。本体部４１ｂから上側へ突出しているプランジャ４１ａの上端部には、ピン４３が固定されている。

【0062】

ピン４３は、円柱状の軸部４３ａと、軸部４３ａの一端から径方向の外側へ広がる円環状のフランジ部４３ｂと、を有して鍔付きの円柱状に形成されている。すなわち、ピン４３は、ピン４３の軸方向と上下方向とが一致するように、かつ、フランジ部４３ｂが下側に配置されるようにプランジャ４１ａの上端部に固定されている。また、ピン４３は、プランジャ４１ａと同軸上に配置されている。ピン４３の軸部４３ａは、ケース体８０の貫通孔８２ａの中に配置されている。軸部４３ａの外径は、貫通孔８２ａの内径よりもわずかに小さく設定される。
なお、ピン４３のフランジ部４３ｂの下面には、プランジャ４１ａの上端部が挿入されて固定されるための凹部が形成されている。

【0063】

図３に示すように、回転側規制部材３１は、回転側規制部材３１の厚さ方向と上下方向とが一致するようにロータ１１の磁石ホルダ１２の上端面に固定されており、位置検出機構６０よりも上側に配置されている。図５に示すように、回転側規制部材３１の外周面には、回転側規制部材３１の径方向の外側へ突出する複数の突起部３１ａが、回転側規制部材３１の周方向に沿って一定の間隔で形成されている。本形態では、１２個の突起部３１ａが、回転側規制部材３１の中心に対して３０°ピッチで形成されている。また、突起部３１ａは、上下方向から見たときの形状が略等脚台形状となるように形成されている。
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。

【0064】

図３及び図４に示すように、規制ピン３２は、ロータ１１の軸方向（上下方向）に垂直な断面の形状が一様の円柱状の部材であり、規制ピン３２の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。規制ピン３２は、規制ピン３２の上側に配置されるプランジャ４１ａに固定されている。具体的には、規制ピン３２は、プランジャ４１ａの下端部に当接された状態で固定されている。

【0065】

図４に示すように、規制ピン３２の下端面には、上側に向かって窪む凹部３２ａが形成されており、凹部３２ａの中には、駆動機構４０の圧縮コイルバネ４２の上端側部分が配置されている。なお、本形態では、規制ピン３２を円柱状に形成するが、これに限定されない。

【0066】

規制ピン３２は、上下方向から見たときに、回転側規制部材３１の外周側に配置されている。具体的には、図５に示すように、上下方向から見たときに、回転側規制部材３１の複数の突起部３１ａの先端面を結ぶ仮想円ＶＣよりも規制ピン３２の一部が、回転側規制部材３１の径方向の内側に配置されるように、規制ピン３２が配置されている。図３及び図４に示すように、リニアブッシュ３３も同様に、上下方向に垂直な断面の形状が一様の柱状に形成されており、リニアブッシュ３３の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。

【0067】

リニアブッシュ３３は、固定部材３５の上面に形成される凹部３５ａ（図４参照）に全体的に挿嵌されて配置されている。リニアブッシュ３３の下端面は、凹部３５ａの底面に当接している。また、凹部３５ａの底面には、駆動機構４０の圧縮コイルバネ４２の下端側部分が配置される窪み３５ｂが下側に向かって窪むように形成されている。リニアブッシュ３３の内周側には、規制ピン３２が全体的に挿嵌されて配置されている。

【0068】

また、本形態では、駆動機構４０のソレノイド４１は、モータ１０の停止時に非通電状態となっており、モータ１０の駆動時に通電状態となる。図４（Ｂ）に示すように、ソレノイド４１が通電状態でないとき、駆動機構４０の圧縮コイルバネ４２の付勢力により、回転側規制部材３１の突起部３１ａの間に規制ピン３２が配置されるように規制ピン３２が上昇している。そのため、回転側規制部材３１の突起部３１ａと規制ピン３２との係合により、停止しているロータ１１の回転が規制される。その一方、ソレノイド４１が通電状態となると、図４（Ａ）に示すように、プランジャ４１ａが下側へ突出して、回転側規制部材３１の突起部３１ａの間から規制ピン３２が外れるまで、規制ピン３２が下降する。そのため、ロータ１１が回転可能となる。

【0069】

このように、駆動機構４０は、回転側規制部材３１の突起部３１ａの間に規制ピン３２が配置される規制位置（図４（Ｂ）に示す位置）と、回転側規制部材３１の突起部３１ａの間から規制ピン３２が外れる規制解除位置（図４（Ａ）に示す位置）との間で規制ピン３２を移動させる。また、駆動機構４０の圧縮コイルバネ４２は、規制位置に向かって規制ピン３２を付勢する。ソレノイド４１は、規制位置にある規制ピン３２を規制解除位置に向かって移動させる。
なお、規制ピン３２が規制解除位置にある際、回転側規制部材３１の外周側に配置される駆動機構４０のプランジャ４１ａは、回転側規制部材３１の突起部３１ａに接触しない位置に配置される。

【0070】

図３に示すように、回路基板Ｂは、ガラスエポキシ基板などのリジッド基板であり、平板状に形成されている。この回路基板Ｂは、回路基板Ｂの厚さ方向と上下方向とが一致するようにケース体８０に固定されている。また、回路基板Ｂは、ケース体８０の上端側に固定されており、回転側規制部材３１よりも上側に配置されている。回転軸１７の上端は、回路基板Ｂの上面よりも上側に配置されている。

【0071】

回路基板Ｂには、モータ１０を駆動するためのモータ駆動回路や、回路基板Ｂに入力される信号を回路基板Ｂの外部へ出力するための信号伝達回路が実装されている。また、回路基板Ｂには、少なくとも２個のコネクタが実装されている。２個のコネクタのうちの一方のコネクタに接続される配線は、回転軸１７の内周側を通過するように引き回された後、出力側部材１８の貫通孔１８ｃから引き出されている。他方のコネクタに接続される配線は、ケース体８０の開口部８１ａから引き出されている。

【0072】

（第２型関節部の構成）
次に図６～図８を参照して、第２型関節部２、つまり第二回転規制機構７０が搭載される第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃの構成について具体的に説明する。図６は、図１に示す第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃの縦断面図である。図７は、図６のＨ－Ｈ断面図である。図８は、図６のＩ矢視図である。
なお、以下の説明でも、説明の便宜上、図３と同様に、図６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６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。また、図７及び図８のＹ１方向側を「後」側として、その反対側であるＹ２の方向側を「前」側とする。

【0073】

図６に示すように、第２型関節部２は、モータ１０と、モータ１０に連結される減速機２０と、モータ１０の回転位置を検出するための位置検出機構６０と、モータ１０及び位置検出機構６０が電気的に接続される回路基板Ｂと、モータ１０と減速機２０と位置検出機構６０と回路基板Ｂとを収納するケース体８０と、を含んで構成されており、関節部２自体が回転アクチュエータとして構成されている。また、第２型関節部２は、停止しているロータ１１の回転を規制する第二回転規制機構７０と、モータ１０の磁石ホルダ１２及び減速機２０の入力軸２４の内周側に挿通される筒状の回転軸１７と、剛性内歯歯車２１に固定される出力側部材１８と、をさらに備えている。第１型関節部３と同様に、モータ１０及び第二回転規制機構７０は、ケース体８０に収容される。
なお、第２型関節部２は、第１型関節部３の第一回転規制機構３０の代わりに第二回転規制機構７０を有しており、第２回転規制機構以外の部分は第１型関節部３と同様に構成される。そのため、第２型関節部２の構成において、第１型関節部３と同一又は同等部分については、図面に同一あるいは同等符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。

【0074】

第二回転規制機構７０は、第２型関節部２において、停止しているロータ１１をその停止位置で保持するために設けられており、ケース体８０（筐体）に収容されている。第二回転規制機構７０は、第一回転規制機構３０とは異なり、電磁式、具体的には電磁ブレーキ機構であり、その電磁ブレーキ機構としては例えば無励磁動作型、励磁動作型などが挙げられる。第２型関節部２では、上述したように第一回転規制機構３０は搭載されず、固定部材３５とモータ１０との間において上下方向で所定の間隔が空けられ、その空間に第二回転規制機構７０が配置される。第二回転規制機構７０は、固定部材３５の下側に固定される。つまり、第２型関節部２は、トルクの出力方向側から順に、減速機２０、モータ１０、第二回転規制機構７０、位置検出機構６０が配置された構成となっている。なお、第２型関節部２の固定部材３５には、図３に示した凹部３５ａ及び窪み３５ｂは設けられない。

【0075】

第二回転規制機構７０は、平板状且つ略円環状のヨーク７１（コイルホルダ）と、平板状かつ略円環状の摩擦板７２（第二回転体）と、摩擦板７２とモータ１０の磁石ホルダ１２の間に介在して、摩擦板７２と磁石ホルダ１２との周方向の移動を規制する平板状且つ環状のハブ７３（アタッチメント）と、摩擦板７２の上端面（回転軸１７の方向の端面）に対し面接触（当接）して、摩擦板７２の周方向の移動を規制する可動板７４（第二部材）と、を有して構成される。すなわち、第二回転規制機構７０は、モータ１０の磁石ホルダ１２（回転軸１７）によって支持された摩擦板７２の上端面に可動板７４を当接させることによって生じる摩擦力によってモータ１０の回転を規制する機構である。

【0076】

ヨーク７１は、固定部材３５の下端面に周方向に亘って形成される周溝に嵌合され固定され、その結果、第二回転規制機構７０の摩擦板７２と位置検出機構６０との間に配置される。また、ヨーク７１は、その下端面に周方向に亘って形成される収容溝７１ａと、この収容溝７１ａに収容される略円環状のコイル７１ｂと、可動板７４を摩擦板７２に向けて付勢する複数のバネ（不図示）と、を有して構成される。

【0077】

コイル７１ｂは、通電されると可動板７４を上方向（モータ１０の回転軸方向）に移動させるための磁力を発生させる。また、バネは、ヨーク７１に設けられた穴部に挿入されており、その下端部は可動板７４に接触される。また、ヨーク７１とモータ１０のロータ１１（磁石ホルダ１２）との隙間は、可動板７４と摩擦板７２との当接により生じ得る摩耗粉の通過を抑制する距離に設定されている。これにより、位置検出機構６０側にその摩擦粉が侵入するのを防止可能となっている。
なお、バネとしては特に限定されないが、例えばコイルバネなどが挙げられる。

【0078】

図７に示すように、ハブ７３の外形は、略矩形状（多角形）に形成されており、その内形は磁石ホルダ１２の外形に対応して円環状に形成されている。また、図６に示すように、磁石ホルダ１２の上下方向で中間部分の外周側には、上下方向に直交する円環状の段差面１２ａが形成されている。ハブ７３は、その内形で磁石ホルダ１２に挿嵌されるとともに、その下端面で磁石ホルダ１２の段差面１２ａに対向している。これにより、ハブ７３は、磁石ホルダ１２に強固に固定されている。

【0079】

図６及び図７に示すように、摩擦板７２には、ハブ７３の外形に対応して略矩形状（多角形）の穴７２ａが形成される。その略矩形状の穴７２ａにハブ７３が内嵌されている。つまり摩擦板７２は、その略矩形状の穴７２ａに嵌まるハブ７３を介して磁石ホルダ１２に支持されている。
なお、本形態は、摩擦板７２の穴７２ａを略矩形状に形成したが、これに限定されない。多角形であればよく、矩形以外にも三角形、五角形又は六角形や台形などが挙げられる。穴７２ａは、スプライン形状であってもよい。

【0080】

図６に示すように、可動板７４は、磁性材料からなり、磁石ホルダ１２に挿入され、磁石ホルダ１２の軸方向、つまり上下方向で移動可能にヨーク７１と摩擦板７２との間に介挿される。可動板７４は、回転軸１７の周方向には回転しないように、ヨーク７１と摩擦板７２との間に配置されている。可動板７４は、上側に移動する際はヨーク７１の下端面に当接し、下側に移動する際は摩擦板７２の上端面に当接する。第二回転規制機構７０は、トルクの出力方向から順に、ハブ７３と摩擦板７２との連結体、可動板７４及びヨーク７１が配置された構成となっている。

【0081】

また、本形態では、第二回転規制機構７０のヨーク７１のコイル７１ｂは、モータ１０の停止時に非通電状態となっており、モータ１０の駆動時に通電状態となる。また、第２型関節部２の稼働時に異常が発生した場合、モータ１０の駆動時においてもヨーク７１のコイル７１ｂは非通電状態に切り替えられ、第２型関節部２は異常停止される。すなわち、ヨーク７１のコイル７１ｂが通電状態ではないとき磁力が発生せず、ヨーク７１のバネの付勢力により、可動板７４が下側に移動して摩擦板７２に当接する。この当接により、摩擦板７２はその周方向の移動が規制され、その結果、ロータ１１の回転が規制される。その一方、ヨーク７１が通電状態となると磁力を発生し、バネの付勢力に抗して可動板７４を上側に移動させる。この移動により摩擦板７２と可動板７４との当接状態が解除されて間隙が形成される。そのため、ロータ１１が回転可能となる。

【0082】

このように、第二回転規制機構７０は、摩擦板７２と可動板７４とが当接する規制位置と、摩擦板７２から可動板７４が離れる規制解除位置と、の間で可動板７４を移動させる。ヨーク７１のバネは、規制位置に向かって可動板７４を付勢する。ヨーク７１のコイル７１ｂは、通電されると規制位置にある可動板７４を規制解除位置に向かって移動させる。

【0083】

また、本形態では、第２型関節部２には上述したように第二回転規制機構７０が搭載される。第二回転規制機構７０は電磁式であり、第一回転規制機構３０のピン接触式に比べるとその占有容積及び重量が大きい。そのため、第２型関節部２のケース体８０は、第１型関節部３よりも大きく設けられる。そして、図８に示すように、その第２型関節部２のケース体８０の側面（モータ１０の回転軸方向に直交する方向の端部）において、その上側部分に略矩形状の開口部８１ｂ（穴部）が形成される。この開口部８１ｂは上下方向に直交する方向に開口しており、この開口部８１ｂには電線が通される。また、開口部８１ｂには、その略矩形状の前後中間部分において上下方向に延びて開口部８１ｂの上端縁と下端縁とを掛け渡す補強部材８１ｃが形成される。補強部材８１ｃは、開口部８１ｂの強度を補強する。

【0084】

（第１型関節部、第２型関節部及びアームの連結構造）
再度図２を参照して、本形態に係るロボット１の第２型関節部２、第１型関節部３及びアーム４の連結構造について説明する。

【0085】

上述したように、支持部材５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４Ａの基端とが固定され、第１アーム４Ａ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３Ａとが相対回動可能に連結されている。また、第４関節部３Ａと第２アーム４Ｂの基端とが相対回動可能に連結され、第２アーム４Ｂの先端と第５関節部３Ｂとが固定され、第５関節部３Ｂと第６関節部３Ｃとが相対回動可能に連結されている。具体的には、例えば、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２，３及びアーム４が連結されている。

【0086】

なお、以下の説明では、第１関節部２Ａの剛性内歯歯車２１の軸方向を「第１関節部２Ａの軸方向」とし、第２関節部２Ｂの剛性内歯歯車２１の軸方向を「第２関節部２Ｂの軸方向」とする。また、第３関節部２Ｃの剛性内歯歯車２１の軸方向を「第３関節部２Ｃの軸方向」とし、第４関節部３Ａの剛性内歯歯車２１の軸方向を「第４関節部３Ａの軸方向」とする。また、第５関節部３Ｂの剛性内歯歯車２１の軸方向を「第５関節部３Ｂの軸方向」とし、第６関節部３Ｃの剛性内歯歯車２１の軸方向を「第６関節部３Ｃの軸方向」とする。

【0087】

まず、支持部材５と第１関節部２Ａとは、第１関節部２Ａのフランジ部１８ａに、支持部材５の、フランジ部５ａが形成されていない側の端面が固定されることで連結されている。すなわち、第１関節部２Ａの軸方向と支持部材５の軸方向とが一致するように支持部材５と第１関節部２Ａとが連結されている。第１関節部２Ａと第２関節部２Ｂとは、第１関節部２Ａの軸方向と第２関節部２Ｂの軸方向とが直交するように連結されている。また、第２関節部２Ｂのフランジ部１８ａに、第１関節部２Ａのケース本体８１の、開口部８１ｂが形成された側面が固定されている。

【0088】

第２関節部２Ｂと第１アーム４Ａとは、第２関節部２Ｂの軸方向と第１アーム４Ａの長手方向（軸方向）とが直交するように連結されている。また、第２関節部２Ｂのケース本体８１の、開口部８１ｂが形成された側面に第１アーム４Ａの基端が固定されている。第１アーム４Ａと第３関節部２Ｃとは、第１アーム４Ａの長手方向と第３関節部２Ｃの軸方向とが直交するように連結されている。また、第３関節部２Ｃのケース本体８１の、開口部８１ｂが形成された側面に第１アーム４Ａの先端が固定されている。

【0089】

第３関節部２Ｃと第４関節部３Ａとは、第３関節部２Ｃの軸方向と第４関節部３Ａの軸方向とが直交するように連結されている。また、第３関節部２Ｃのフランジ部１８ａに、第４関節部３Ａのケース本体８１の、開口部８１ａが形成された側面が固定されている。より具体的には、第４関節部３Ａのケース本体８１の開口部８１ａが形成された側面に固定される連結部材６を介して、第３関節部２Ｃのフランジ部１８ａに、第４関節部３Ａのケース本体８１の開口部８１ａが形成された側面が固定されている。連結部材６は、第３関節部２Ｃのフランジ部１８ａに固定されるフランジ部５ａを備えて鍔付きの円筒状に形成されている。

【0090】

第４関節部３Ａと第２アーム４Ｂとは、第４関節部３Ａの軸方向と第２アーム４Ｂの長手方向とが一致するように連結されている。また、第４関節部３Ａのフランジ部１８ａに第２アーム４Ｂの基端が固定されている。
なお、第２アーム４Ｂの基端には、第４関節部３Ａのフランジ部１８ａに第２アーム４Ｂの基端を固定するためのフランジ部４ａが形成されており、第４関節部３Ａのフランジ部１８ａとフランジ部４ａとが互いに固定されている。

【0091】

第２アーム４Ｂと第５関節部３Ｂとは、第２アーム４Ｂの長手方向と第５関節部３Ｂの軸方向とが直交するように連結されている。また、第５関節部３Ｂのケース本体８１の、開口部８１ａが形成された側面に第２アーム４Ｂの先端が固定されている。第５関節部３Ｂと第６関節部３Ｃとは、第５関節部３Ｂの軸方向と第６関節部３Ｃの軸方向とが直交するように連結されている。また、第５関節部３Ｂのフランジ部１８ａに、第６関節部３Ｃのケース本体８１の、開口部８１ａが形成された側面が固定されている。

【0092】

このように第１型関節部３、第２型関節部２及びアーム４が連結されることにより、第２型関節部２は、第２アーム４Ｂ及び第１型関節部３を支持するため、第２型関節部２の第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃの出力トルク（要求トルク）は大きい。その一方、第１型関節部３は、第２型関節部２と比較してその先端側に支持を要する機構が取り付けられないため、第１型関節部３の第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃの要求トルクは、第２型関節部２に比べて小さくて済む。すなわち、６つの関節部２，３のうち、出力トルクが閾値以下となる関節部２，３は第１型関節部３の第４関節部３Ａ、第５関節部３Ｂ及び第６関節部３Ｃである。そして、出力トルクが閾値を越える関節部２，３は第２型関節部２の第１関節部２Ａ、第２関節部２Ｂ及び第３関節部２Ｃである。

【0093】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、複数（本形態では６つ）の関節部２，３は、モータ１０及びこのモータ１０の回転を規制する第一回転規制機構３０を含む第１型関節部３と、モータ１０及びこのモータ１０の回転を規制する第二回転規制機構７０を含む第２型関節部２と、を含む。第一回転規制機構３０は、モータ１０の回転軸１７によって支持された回転側規制部材３１（第一回転体）の外周部に形成された複数の突起部３１ａ（突起）の間に規制ピン３２（第一部材）を挿入することによってモータ１０の回転を規制する機構である。第二回転規制機構７０は、モータ１０の回転軸１７によって支持された摩擦板７２（第二回転体）の回転軸１７の方向の端面に可動板７４（第二部材）を当接させることによって生じる摩擦力によってモータ１０の回転を規制する機構である。

【0094】

小型かつ軽量の第一回転規制機構３０と、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構７０とを併用して、互いに停止又は制動のメカニズムや特性が異なる２種類の回転規制機構３０，７０を含んでロボット１が構成されている。これにより、ロボット１の各関節部２，３の要求トルクや、その全体のサイズや重量などのロボット１全体の特性やバランスからそれぞれの関節部２，３の位置に応じて回転規制機構３０，７０の種類を適宜選択して、各関節部２，３の停止や制動の点で、ロボット１全体を最適化することができる。すなわち、関節部２，３の位置毎に適した規制機構を導入することができ、ロボット１の耐久性向上、作業性向上を両立させることができる。

【0095】

また、本形態では、複数の関節部２，３のうち、最も先端側に配置された関節部２，３は第一回転規制機構３０を有する第１型関節部３（第一関節部）である。最も基端側に配置された関節部は第二回転規制機構７０を有する第２型関節部２（第二関節部）である。

【0096】

ここで、複数の関節部２，３と関節部２，３に連結されるアーム４を有するロボット１において、ロボット１の先端側は軽量化が一般的に要求される。このことから、最も先端側に配置された関節部３は、小型かつ軽量の第一回転規制機構３０が含まれて構成される第１型関節部３（第一関節部）が適している。その一方、ロボット１の基端側（根元側）は例えば天井面や地面などの固定面に固設される場合もあり、このような場合、基端側の関節部２は要求トルクが大きくなる。このことから、最も基端側に配置された関節部２は、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構７０が含まれて構成される第２型関節部２（第二関節部）が適している。すなわちこのように、ロボット１の先端側や基端側の位置に応じて回転規制機構３０，７０を適宜選択して導入することにより、ロボット１全体の特性やバランスからロボット１全体をより適切に最適化することができる。

【0097】

また、本形態では、複数の関節部２，３のうち、最も先端側に配置されるアーム４の三次元位置を決めるための関節部２，３は第２型関節部２（第二関節部）である。このアーム４の先端側に連結される関節部は第１型関節部３（第一関節部）である。

【0098】

ここで、複数の関節部２，３と関節部２，３に連結されるアーム４を有するロボット１において、ロボット１の先端側のアーム４の三次元位置（位置姿勢のうち主に位置）を決定するための要求トルクは一般的に大きくなる。このことから、そのための関節部２は大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構７０が含まれて構成される第２型関節部２（第二関節部）が適している。その一方、アーム４の先端側に連結される関節部３は主に姿勢を決定するためのものであるので、この姿勢を決定するための要求トルクはそれほど大きくなる必要はない。このことから、そのアーム４の先端側に連結される関節部３は、小型かつ軽量の第一回転規制機構３０が含まれて構成される第１型関節部３（第一関節部）が適している。すなわちこのように、各アーム４の位置決定又は姿勢決定それぞれに対する寄与度に応じて回転規制機構３０，７０を適宜選択して導入することにより、ロボット１全体の特性やバランスからロボット１全体をより適切に最適化することができる。

【0099】

また、本形態では、複数の関節部２，３のうち、出力トルクが閾値以下となる関節部３が第１型関節部３（第一関節部）である。出力トルクが閾値を超える関節部２が第２型関節部２（第二関節部）である。

【0100】

このため、複数の関節部２，３と関節部２，３に連結されるアーム４を有するロボット１において、各関節部２，３に要求される出力トルクの大小に応じて回転規制機構３０，７０を適宜選択して導入することにより、ロボット１全体の特性やバランスからロボット１全体をより適切に最適化することができる。

【0101】

また、本形態では、２つのアーム４を含み、複数の関節部２，３として６つの関節部２，３を含む。６つの関節部２，３のうち、先端側に配置された３つの関節部３はそれぞれ第１型関節部３（第一関節部）である。基端側に配置された３つの関節部２はそれぞれ第２型関節部２（第二関節部）である。

【0102】

本形態のように６つの関節部２，３を有する場合、先端側に配置された３つの関節部３はともに要求トルクがそれほど大きくなる必要がないため、小型かつ軽量の第一回転規制機構３０が含まれて構成される第１型関節部３（第一関節部）が適している。その一方、基端部に配置された３つの関節部２はともに、先端側の３つの関節部３を比べて要求トルクが大きくなる。そのため、基端部に配置された３つの関節部２は、大ブレーキトルク且つ高耐久の第二回転規制機構７０が含まれて構成される第２型関節部２（第二関節部）が適している。

【0103】

また、本形態では、第２型関節部２（第二関節部）は、モータ１０及び第二回転規制機構７０を収容するケース体８０（筐体）を備える。ケース体８０におけるモータ１０の回転軸方向に直交する方向の端部には、電線を通す開口部８１ａ（穴部）が設けられ、開口部８１ｂには、開口部８１ｂを補強する補強部材８１ｃが形成されている。

【0104】

ここで、第二回転規制機構７０を所定の関節部２に搭載する場合、その関節部２の外形は大型化する傾向にあり、これに伴ってケース体８０（筐体）も大型化する。そのため、このように構成すると、第二回転規制機構７０を搭載して関節部２のケース体８０が大型化した場合でも、電線を通すための開口部８１ｂに補強部材８１ｃが形成されるので、関節部２のケース体８０の強度を高めることができる。これにより、ロボット１の動作時におけるロボット１自体の振動などを抑制することができる。なお、このような補強部材は、関節部３のケース体８０に設けられた電線を通すための開口部に設けられてもよい。

【0105】

また、本形態では、第２型関節部２（第二関節部）は、トルクの出力方向側から順に、減速機２０、モータ１０、第二回転規制機構７０、及びモータ１０の回転位置を光学的に検出する位置検出機構６０（検出器）が配置された構成である。第二回転規制機構７０の摩擦板７２（第二回転体）と位置検出機構６０との間には、摩擦板７２をモータ１０の回転軸方向に移動させるための磁力を発生させるコイル７１ｂを収容するヨーク７１が設けられている。

【0106】

このように、第二回転規制機構７０の摩擦板７２（第二回転体）と位置検出機構６０（検出器）との間に、ヨーク７１が配設されるので、第二回転規制機構７０の使用に伴って摩擦板７２の摩擦粉が発生した場合でも、ヨーク７１が障壁となってその摩擦粉が位置検出機構６０側にまで侵入するのを抑制することができる。この侵入の抑制により、位置検出機構６０の動作に影響するのを防止することができる。

【0107】

また、本形態では、ヨーク７１とモータ１０のロータ１１（磁石ホルダ１２）との隙間は、可動板７４（第二部材）と摩擦板７２（第二回転体）との当接により生じ得る摩耗粉の通過を抑制する距離となっている。

【0108】

このため、ヨーク７１とロータ１１との隙間が摩擦粉の通過を抑制する距離に設定されるので、その摩擦粉が位置検出機構６０（検出器）側にまで侵入するのをより一層抑制することができる。

【0109】

また、本形態では、第２型関節部２（第二関節部）は、モータ１０の回転軸１７に固定され且つこのモータ１０の駆動用磁石１３を支持する磁石ホルダ１２を備える。第二回転規制機構７０の摩擦板７２（第二回転体）には、略矩形状（多角形の一例）の穴７２ａが形成されている。摩擦板７２は、その略矩形状の穴７２ａに嵌まるハブ７３を介して磁石ホルダ１２に支持されている。

【0110】

このため、第二回転規制機構７０の組立・生産時において、焼き嵌め固定の後に着磁工程を設けたり、構成部材の配置順に応じて工程を適切に入れ替えたりすることが作業工程上、容易にすることができる。

【0111】

（他の実施の形態）
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。

【0112】

上述した形態では、第一回転規制機構３０の圧縮コイルバネ４２が規制ピン３２を上側へ付勢し、ソレノイド４１が規制ピン３２を下側へ移動させているが、これに限定されない。例えば、圧縮コイルバネ４２が規制ピン３２を下側へ付勢し、ソレノイド４１が規制ピン３２を上側へ移動させてもよい。また、上述した形態では、第一回転規制機構３０の圧縮コイルバネ４２により規制ピン３２が付勢されているが、これに限定されない。例えば、引張りコイルバネなどの他のバネ部材により規制ピン３２が付勢されてもよい。

【0113】

上述した形態では、回転側規制部材３１の突起部３１ａは、ロータ１１の径方向の外側へ突出するように形成されているが、これに限定されない。例えば、突起部３１ａは、ロータ１１の径方向の内側へ突出するように形成されてもよい。

【0114】

上述した形態では、駆動機構４０のプランジャ４１ａの上端部にピン４３が固定されているが、これに限定されない。例えば、プランジャ４１ａの上端部にピン４３が固定されていなくてもよい。この場合には、ソレノイド４１の本体部４１ｂよりも上側に突出するプランジャ４１ａの上端部の長さが長くなっており、プランジャ４１ａの上端部は、ケース体８０の貫通孔８２ａの中に配置されている。また、規制ピン３２が規制位置にあるとき、プランジャ４１ａの上端部はケース体８０の外部に突出しており、ケース体８０の外部に突出しているプランジャ４１ａの上端部がケース体８０の内部に向かって押されると、規制位置にある規制ピン３２が規制解除位置へ移動する。

【0115】

なお、駆動機構４０のプランジャ４１ａの上端部にピン４３が固定されていない場合、規制ピン３２が規制位置にあるときにプランジャ４１ａの上端部がケース体８０の内部に配置されていてもよい。この場合、カバー８２に貫通孔８２ａが形成されていなくてもよい。

【0116】

上述した形態では、剛性内歯歯車２１が減速機２０の出力軸となっているが、これに限定されない。例えば、可撓性外歯歯車２２が減速機２０の出力軸となっていてもよい。この場合、剛性内歯歯車２１がケース体８０及びクロスローラベアリング２６の内輪２６ａに固定され、可撓性外歯歯車２２がクロスローラベアリング２６の外輪２６ｂ及び出力側部材１８のフランジ部１８ａに固定される。また、上述した形態では、減速機２０は、中空波動歯車装置であるが、これに限定されない。例えば、減速機２０は、中空波動歯車装置以外の中空減速機であってもよい。また、減速機２０は、中空減速機以外の減速機であってもよい。また、上述した形態では、モータ１０は中空モータであるが、これに限定されない。例えば、モータ１０は中空モータ以外のモータであってもよい。また、上述した形態では、モータ１０はいわゆるインナーロータ型のモータであるが、これに限定されない。例えば、モータ１０は、アウターロータ型のモータであってもよい。

【0117】

上述した形態では、ロボット１は、６個の関節部２，３を備えているが、これに限定されない。例えば、ロボット１が備える関節部２，３の数は５個以下であってもよいし、７個以上であってもよい。また、上述した形態では、ロボット１は２本のアーム４を備えているが、これに限定されない。例えば、ロボット１が備えるアーム４の数は、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。また、上述した形態では、ロボット１の関節部２，３がモータ１０及び減速機２０などを有する回転アクチュエータによって構成されているが、これに限定されない。例えば、回転アクチュエータはロボット１の関節部２，３以外に使用されてもよい。またその他、回転アクチュエータはθステージ（回転ステージ）の駆動部などに使用されてもよい。また、上述した形態では、ロボット１は、産業用ロボットであるが、ロボット１は、様々な用途に適用可能である。例えば、ロボット１は、サービス用ロボットであってもよい。

【符号の説明】

【0118】

１ 産業用ロボット（ロボット）
２ 第２型関節部
２Ａ 第１関節部
２Ｂ 第２関節部
２Ｃ 第３関節部
３ 第１型関節部
３Ａ 第４関節部
３Ｂ 第５関節部
３Ｃ 第６関節部
４ アーム
４Ａ 第１アーム
４Ｂ 第２アーム
４ａ フランジ部
５ 支持部材
５ａ フランジ部
６ 連結部材
６ａ フランジ部
１０ モータ
１１ ロータ
１２ 磁石ホルダ
１２ａ 段差面
１３ 駆動用磁石（磁石）
１４ ステータ
１５ 軸受保持部材
１６ ベアリング
１７ 回転軸
１８ 出力側部材
１８ａ フランジ部
１８ｂ 筒部
１８ｃ 貫通孔
１８ｄ 小径部
１８ｅ 段差面
１９ ベアリング
２０ 減速機
２１ 剛性内歯歯車
２２ 可撓性外歯歯車
２２ａ フランジ部
２３ 波動発生部
２４ 入力軸
２４ａ 楕円部
２５ ウエーブベアリング
２６ クロスローラベアリング
２６ａ 内輪
２６ｂ 外輪
３０ 第一回転規制機構
３１ 回転側規制部材（第一回転体）
３１ａ 突起部（突起）
３２ 規制ピン（第一部材）
３２ａ 凹部
３３ リニアブッシュ
３５ 固定部材
３５ａ 凹部
３５ｂ 窪み
４０ 駆動機構
４１ ソレノイド
４１ａ プランジャ
４１ｂ 本体部
４２ 圧縮コイルバネ
４３ ピン
４３ａ 軸部
４３ｂ フランジ部
５０ 保持部材
５０ａ 保持部
５０ｂ 貫通孔
５０ｃ 大径部
５０ｄ 段差面
５１ 支柱
６０ 位置検出機構（検出器）
６１ スリット板
６２ センサ
７０ 第二回転規制機構
７１ ヨーク
７１ａ 収容溝
７１ｂ コイル
７２ 摩擦板（第二回転体）
７２ａ 穴
７３ ハブ
７４ 可動板（第二部材）
８０ ケース体（筐体）
８１ ケース本体
８１ａ 開口部
８１ｂ 開口部（穴部）
８１ｃ 補強部材
８２ カバー
８２ａ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】