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(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】2023-10-16
(45)【発行日】2023-10-24
(54)【発明の名称】回転規制機構用回転体及びアクチュエータ
(51)【国際特許分類】
H02K 7/10 20060101AFI20231017BHJP
B25J 17/00 20060101ALI20231017BHJP
F16D 65/12 20060101ALI20231017BHJP
【ＦＩ】
H02K7/10 Z
B25J17/00 E
F16D65/12 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021571280
(86)(22)【出願日】2021-01-18
(86)【国際出願番号】 JP2021001431
(87)【国際公開番号】W WO2021145457
(87)【国際公開日】2021-07-22
【審査請求日】2022-07-15
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2020/001529
(32)【優先日】2020-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000010076
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142022
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 一晃
(74)【代理人】
【識別番号】100085213
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥居 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100196623
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 計介
(72)【発明者】
【氏名】篠原 功次
(72)【発明者】
【氏名】平野 拓実
【審査官】三島木 英宏
(56)【参考文献】
【文献】英国特許出願公開第２３９６６７１（ＧＢ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９０５２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ ７／１０
Ｂ２５Ｊ １７／００
Ｆ１６Ｄ ６５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸線を中心として回転体と一体で回転し、固定規制部材が前記回転軸線の軸線方向に移動して係合することにより、回転が規制される回転規制機構用回転体であって、径方向に放射状に延びて、前記回転体と一体で回転するように径方向の内方向に位置する内端部が前記回転体に接続される複数の梁状の径方向支持部と、
隣り合う前記径方向支持部の前記内端部同士を連結する複数の梁状の第１周方向連結部と、
隣り合う前記径方向支持部において径方向の外方向に位置する外端部同士を連結することにより多角形状を構成する複数の梁状の第２周方向連結部と、
前記複数の径方向支持部の外端部からそれぞれ径方向の外方向に延びる複数の係合突起部と、を備え、
前記複数の係合突起部のうち周方向に隣り合う係合突起部の間隔は、前記軸線方向に対して直交する方向に見て、前記固定規制部材が前記係合突起部に重なる位置に位置している状態で、前記固定規制部材が前記隣り合う係合突起部の間で周方向に相対移動可能な距離を有する、回転規制機構用回転体。
【請求項2】
請求項１に記載の回転規制機構用回転体において、前記複数の梁状の第２周方向連結部は、隣り合う前記径方向支持部の前記外端部同士を連結することにより３角形から６角形の多角形状を構成する、回転規制機構用回転体。
【請求項3】
請求項１または２に記載の回転規制機構用回転体において、前記隣り合う係合突起部の間隔は、前記固定規制部材を前記軸線方向に見て前記固定規制部材における前記周方向の最大寸法と、前記係合突起部の周方向の幅との合計よりも大きい、回転規制機構用回転体。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載の回転規制機構用回転体において、前記複数の係合突起部は、前記複数の径方向支持部の外端部から前記軸線方向に延びるように形成されている、回転規制機構用回転体。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか一項に記載の回転規制機構用回転体において、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部は、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部の径方向の幅が前記径方向における前記第１周方向連結部と前記第２周方向連結部との間隔よりも小さくなるように形成されている、回転規制機構用回転体。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一項に記載の回転規制機構用回転体を備えたアクチュエータであって、前記回転体と、
前記回転規制機構用回転体の係合突起部と係合する前記固定規制部材としての係合ピンと、
前記係合ピンを前記回転規制機構用回転体に対して前記軸線方向に移動させる係合ピン移動装置と、
前記複数の係合突起部のうち少なくとも一つの係合突起部の位置を検出する係合突起位置検出部と、
を備え、
前記係合ピン移動装置は、前記係合突起位置検出部によって検出された前記係合突起部の位置に応じて前記係合ピンを前記回転規制機構用回転体に対して前記軸線方向に移動させる、アクチュエータ。
【請求項7】
請求項１から５のいずれか一項に記載の回転規制機構用回転体を備えたアクチュエータであって、前記回転体と、
前記回転規制機構用回転体の係合突起部と係合する前記固定規制部材としての係合ピンと、
を備え、
前記係合ピンは、前記係合突起部と接触した際の衝撃を低減する衝撃低減部を含み、
前記回転規制機構用回転体が前記回転体の回転軸に接続され、
前記係合突起部と前記係合ピンとの係合によって前記回転軸の回転が規制される、アクチュエータ。
【請求項8】
請求項１から５のいずれか一項に記載の回転規制機構用回転体を備えたアクチュエータであって、前記回転体と、
前記回転規制機構用回転体の係合突起部と係合する前記固定規制部材としての係合ピンと、
を備え、
前記回転規制機構用回転体は、前記係合ピンと接触した際の衝撃を低減する回転衝撃低減部を含み、
前記回転規制機構用回転体が前記回転体の回転軸に接続され、
前記係合突起部と前記係合ピンとの係合によって前記回転軸の回転が規制される、アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本発明は、回転規制機構用回転体及びアクチュエータに関する。
【技術分野】
【0002】
従来、アクチュエータは、モータと、停止している前記モータの回転を規制する回転規制機構とを備えている。例えば特許文献１に開示されている前記回転規制機構は、停止している前記モータのロータを停止位置で保持する機構である。前記回転規制機構は、前記ロータに固定される平板状かつ略円盤状の回転規制部材と、前記回転規制部材と係合することにより前記ロータの周方向における前記回転規制部材の移動を規制する固定規制部材と、を備えている。前記回転規制部材は、前記回転規制部材の厚さ方向と上下方向とが一致するように前記モータの回転軸の端部に固定されている。前記回転規制部材は、円盤状に形成された円盤部分の円周部に、径方向の外方向に向かって突出する複数の突起を有する。
【0003】
前記固定規制部材は、上端にフランジ部を有する円柱状に形成されており、前記固定規制部材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。前記固定規制部材は、前記フランジ部が前記回転規制部材の突起の先端面を結ぶ仮想円に軸方向視で重複するように、前記回転規制部材の外周に配置されている。円盤状の前記回転規制部材の円周部に設けられた前記複数の突起が前記固定規制部材の前記フランジ部と係合することにより、前記回転規制部材の回転が規制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０１７／１６９５８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述の回転規制機構では、前記モータが停止している状態において、前記回転規制部材の突起と前記固定規制部材のフランジ部とが係合することにより、前記回転規制部材の回転が規制される。つまり、前記回転規制機構では、停止している前記モータに回転方向の外力が作用した場合、前記モータのロータに固定されている前記回転規制部材の突起に前記固定規制部材が接触することにより、モータの回転を規制する。
【0006】
ところで、前記回転規制機構は、回転している前記回転規制部材と前記固定規制部材との係合を想定して構成されていない。このため、前記回転規制部材の突起は、前記回転規制部材の円盤部分に比べて剛性が低い。よって、前記回転規制部材と前記固定規制部とが係合した際に、前記回転規制部材における前記円盤部分と前記突起との境界部分に応力が集中し易い。従って、前記回転規制機構では、前記回転規制部材に発生する応力が許容応力以下になるように、前記回転規制部材が停止している状態、又は停止に近い回転速度で回転している場合に前記回転規制部材と前記固定規制部材とが係合するように限定されている。
【0007】
これに対し、上述のように突起の係合で回転を規制する回転規制機構において、前記回転規制部材が回転している状態や、前記回転規制部材に、より大きな応力が発生する状態でも動作可能な構成が望まれている。
【0008】
本発明は、固定規制部材と係合突起部との係合によって回転体の回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大可能な回転規制機構用回転体、及び、該回転規制機構用回転体を有する回転規制機構を備えたアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、固定規制部材と係合突起部との係合によって回転体の回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大するために、回転規制機構用回転体の構成について検討した。鋭意検討の結果、本発明者は、以下のような構成に想到した。
【0010】
本発明の一実施形態に係る回転規制機構の回転規制機構用回転体は、回転軸線を中心として回転体と一体で回転し、固定規制部材が前記回転軸線の軸線方向に移動して係合することにより、回転が規制される回転規制機構用回転体である。径方向に放射状に延びて、前記回転体と一体で回転するように径方向の内方向に位置する内端部が前記回転体に接続される複数の梁状の径方向支持部と、隣り合う前記径方向支持部の前記内端部同士を連結する複数の梁状の第１周方向連結部と、隣り合う前記径方向支持部において径方向の外方向に位置する外端部同士を連結することにより多角形状を構成する複数の梁状の第２周方向連結部と、前記複数の径方向支持部の外端部からそれぞれ径方向の外方向に延びる複数の係合突起部と、を備える。前記複数の係合突起部のうち周方向に隣り合う係合突起部の間隔は、前記軸線方向に対して直交する方向に見て、前記固定規制部材が前記係合突起部に重なる位置に位置している状態で、前記固定規制部材が前記隣り合う係合突起部の間で周方向に相対移動可能な距離を有する。
【0011】
上述の構成では、前記回転規制機構用回転体は、放射状に延びる前記複数の梁状の径方向支持部と、隣り合う前記径方向支持部の前記内端部を連結する前記複数の梁状の第１周方向連結部と、隣り合う前記径方向支持部の外端部を連結する前記複数の梁状の第２周方向連結部と、前記径方向支持部の外端部から径方向外方向に延びる係合突起部と、を備える。これにより、放射状に延びる複数の前記径方向支持部のうち隣り合う前記径方向支持部同士は、前記第１周方向連結部と前記第２周方向連結部とによって連結される。
【0012】
上述のように、隣り合う前記径方向支持部同士が前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部によって連結されることにより、前記径方向支持部の剛性を向上させることができる。また、前記回転規制機構用回転体は、複数の前記径方向支持部の内端部及び外端部のみが周方向連結部によって連結されているので、前記係合突起部に外力が加わった際に、隣り合う前記径方向支持部同士の内端部を連結する複数の前記第１周方向連結部に対して、隣り合う前記径方向支持部同士の外端部を連結する複数の前記第２周方向連結部が変形する。これにより、前記回転規制機構用回転体の前記径方向支持部は、周方向に弾性変形を生じ易い。
【0013】
このように構成される前記回転規制機構用回転体では、係合突起部に加わった外力が、前記係合突起部を支持する径方向支持部に連結されている前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部及び前記径方向支持部と隣り合う径方向支持部に伝達される。これにより、前記回転規制機構用回転体では、前記係合突起部に外力が加わった際に、集中して応力が生じることなく、前記回転規制機構用回転体の各部に分散して応力が生じる。このように、前記係合突起部に外力が加わった際に、前記係合突起部の基端部に生じる応力集中が緩和されるため、前記回転規制機構用回転体は塑性変形を生じにくい。
【0014】
また、前記回転規制機構用回転体では、前記一つの径方向支持部に作用する力を、前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部及び隣り合う前記径方向支持部によって分散して受け止める。前記回転規制機構用回転体は、前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部及び隣り合う前記径方向支持部に弾性変形が生じる。これにより、前記回転規制機構用回転体は、前記係合突起部に外力が加わった際の衝撃力を、前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部及び隣り合う前記径方向支持部の弾性変形によって低減させる。
【0015】
また、前記回転規制機構用回転体は、隣り合う梁状の前記径方向支持部が梁状の前記第１周方向連結部及び梁状の前記第２周方向連結部によって連結されている。従って、前記径方向支持部、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部に囲まれた部分は、回転規制機構用回転体の材料が存在しない中空状態となる。従って、前記回転規制機構用回転体は、中実の円板状に形成された回転規制機構用回転体に比べて軽量化されている。すなわち、前記回転規制機構用回転体は、中実の円板状に形成された回転規制機構用回転体に比べて慣性モーメントが小さい。これにより、前記回転規制機構用回転体の係合突起部に前記固定規制部材が係合した場合の衝撃力は、中実の円板状に形成された回転規制機構用回転体よりも抑制することができる。
【0016】
さらに、複数の梁状の第２周方向連結部は、隣り合う前記径方向支持部の外端部同士を連結することにより多角形状を構成する。前記回転規制機構用回転体の前記係合突起部と前記固定規制部材とが係合した際に、前記回転機構用回転体において前記係合突起部の周辺部分に最大応力が生じる。前記回転規制機構用回転体における前記係合突起部の周辺部分の強度に影響を与えにくい部分において、上述のように複数の梁状の第２周方向連結部によって多角形状を構成することにより、前記回転規制機構用回転体の強度低下を抑制しつつ前記回転規制機構用回転体を軽量化できる。よって、前記回転規制機構用回転体の慣性モーメントを低減して、前記回転規制機構用回転体が前記固定規制部材に係合する際に生じる衝撃力を低減できる。
【0017】
また、上述の構成では、周方向に隣り合う係合突起部の間隔が、前記固定規制部材が前記隣り合う係合突起部の間で周方向に相対移動可能な距離を有する。これにより、前記回転規制機構用回転体が回転している状態で、前記固定規制部材が係合突起部に係合する際に、周方向に隣り合う係合突起部間の距離が小さい場合に比べて、前記固定規制部材が前記係合突起部にオフセット衝突する可能性を低減できる。よって、前記固定規制部材及び前記係合突起部を高寿命化することができる。なお、オフセット衝突とは、前記固定規制部材が前記係合突起部における突出方向の途中部分に接触する状態のことを意味する。
【0018】
以上の構成により、前記回転規制機構用回転体は、例えば、回転規制機構を、より強い力が作用する部位で使用したり、回転体が停止していない状態で固定規制部材と係合させたりすることができる。これにより、前記回転規制機構用回転体は、係合突起部と固定規制部材との係合によって回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大することができる。
【0019】
他の観点によれば、本発明の前記回転規制機構用回転体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記複数の梁状の第２周方向連結部は、隣り合う前記径方向支持部の前記外端部同士を連結することにより３角形から６角形の多角形状を構成する。
【0020】
これにより、回転規制機構用回転体をより軽量化できるため、前記回転規制機構用回転体の慣性モーメントをより低減して、前記回転規制機構用回転体が前記固定規制部材に係合する際に生じる衝撃力をより低減できる。
【0021】
しかも、前記複数の梁状の第２周方向連結部が３角形から６角形の多角形状を構成することにより、７角形以上の多角形状の場合に比べて周方向に隣り合う係合突起部の間隔を広げることができる。よって、上述のオフセット衝突が発生する可能性をより低減できる。
【0022】
他の観点によれば、本発明の前記回転規制機構用回転体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記隣り合う係合突起部の間隔は、前記固定規制部材を前記軸線方向に見て前記固定規制部材における前記周方向の最大寸法と、前記係合突起部の周方向の幅との合計よりも大きい。
【0023】
これにより、回転規制機構用回転体の慣性モーメントを低減し、且つ、周方向に隣り合う係合突起部の間隔を大きくすることができる。よって、前記回転規制機構用回転体が前記固定規制部材に係合する際に生じる衝撃力をより低減できるとともに、上述のオフセット衝突が発生する可能性をより低減できる。
【0024】
他の観点によれば、本発明の前記回転規制機構用回転体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記複数の係合突起部は、前記複数の径方向支持部の外端部から前記軸線方向に延びるように形成されている。
【0025】
上述のように、前記複数の係合突起部が軸線方向に延びているので、前記回転規制機構用回転体の半径を小さくすることができる。また、前記回転規制機構において、前記係合突起部に係合させる固定規制部材の設計自由度を向上させることができる。これにより、前記回転規制機構用回転体は、係合突起部の係合によって回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大することができる。
【0026】
他の観点によれば、本発明の前記回転規制機構用回転体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部は、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部の径方向の幅が前記径方向における前記第１周方向連結部と前記第２周方向連結部との間隔よりも小さくなるように形成されている。
【0027】
上述のように、前記回転規制機構用回転体には、前記径方向支持部、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部によって、各周方向連結部の径方向の幅よりも径方向に大きい中空部分が形成されている。
【0028】
これにより、前記回転規制機構用回転体は、係合突起部に外力が加わった場合、前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部及び隣り合う前記径方向支持部に弾性変形が生じる。この際、前記径方向支持部において前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部が連結されていない部分の剛性は、前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部が連結されている部分の剛性よりも低い。従って、前記径方向支持部では、前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部が連結されていない部分に前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部が連結されている部分よりも大きな弾性変形が生じる。
【0029】
前記回転規制機構用回転体では、係合突起部に作用する外力が前記第１周方向連結部、前記第２周方向連結部及び隣り合う前記径方向支持部に分散される。さらに、前記径方向支持部では、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部が連結されていない部分の弾性変形により、前記第１周方向連結部及び前記第２周方向連結部が連結されている部分の応力集中が緩和される。よって、前記回転規制機構用回転体は、前記回転規制機構用回転体の各部の応力値が低減されるので塑性変形を生じにくい。従って、前記回転規制機構用回転体は、係合突起部の係合によって回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大することができる。
【0030】
他の観点によれば、本発明のアクチュエータは、以下の構成を含むことが好ましい。前記アクチュエータは、前記回転体と、前記回転規制機構用回転体の係合突起部と係合する前記固定規制部材としての係合ピンと、前記係合ピンを前記回転規制機構用回転体に対して前記軸線方向に移動させる係合ピン移動装置と、前記複数の係合突起部のうち少なくとも一つの係合突起部の位置を検出する係合突起位置検出部と、を備える。前記係合ピン移動装置は、前記係合突起位置検出部によって検出された前記係合突起部の位置に応じて前記係合ピンを前記回転規制機構用回転体に対して前記軸線方向に移動させる。
【0031】
これにより、前記固定規制部材と前記係合突起部とをより確実に係合させることができる。よって、前記固定規制部材が前記係合突起部にオフセット衝突する可能性を低減できる。
【0032】
他の観点によれば、本発明のアクチュエータは、以下の構成を含むことが好ましい。前記アクチュエータは、前記回転体と、前記回転規制機構用回転体の係合突起部と係合する前記固定規制部材としての係合ピンと、を備え、前記係合ピンは、前記係合突起部と接触した際の衝撃を低減する衝撃低減部を含み、前記回転規制機構用回転体が前記回転体の回転軸に接続され、前記係合突起部と前記係合ピンとの係合によって前記回転軸の回転が規制される。
【0033】
上述のように、前記アクチュエータは、前記係合突起部に前記衝撃低減部を含む前記係合ピンを接触させることによって前記回転規制機構用回転体の回転を規制するように構成されている。これにより、前記アクチュエータは、前記係合ピンが前記回転規制機構用回転体の前記係合突起部に接触した際、前記係合突起部に発生する衝撃を前記衝撃低減部によって低減させる。前記回転規制機構用回転体は、前記係合ピンが前記衝撃低減部を含むことにより、前記係合ピンが接触した前記係合突起部に生じる応力が小さくなる。従って、前記アクチュエータは、前記係合突起部の係合によって回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大することができる。
【0034】
他の観点によれば、本発明のアクチュエータは、以下の構成を含むことが好ましい。前記アクチュエータは、前記回転体と、前記回転規制機構用回転体の係合突起部と係合する前記固定規制部材としての係合ピンと、を備え、前記回転規制機構用回転体は、前記係合ピンと接触した際の衝撃を低減する回転衝撃低減部を含み、前記回転規制機構用回転体が前記回転体の回転軸に接続され、前記係合突起部と前記係合ピンとの係合によって前記回転軸の回転が規制される。
【0035】
上述のように、前記アクチュエータは、前記回転衝撃低減部を含む前記回転規制機構用回転体に前記係合ピンを接触させることによって前記回転規制機構用回転体の回転を規制するように構成されている。これにより、前記アクチュエータは、前記係合ピンが前記回転規制機構用回転体の前記係合突起部に接触した際、前記係合突起部に発生する衝撃を前記回転衝撃低減部によって低減させる。前記回転規制機構用回転体は、前記回転衝撃低減部を含むことにより、前記係合ピンが接触した前記係合突起部に生じる応力が小さくなる。従って、前記アクチュエータは、前記係合突起部の係合によって回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大することができる。
【0036】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。
【0037】
本明細書で使用される「及び／または」は、一つまたは複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。
【0038】
本明細書において、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及びそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、要素、成分、及び／または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／または、それらのグループのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0039】
本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び／または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。
【0040】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。
【0041】
一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
【0042】
本発明の説明においては、いくつもの技術および工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の１つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。
【0043】
したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。
【0044】
本明細書では、本発明に係る回転規制機構用回転体及び該回転規制機構用回転体を有する回転規制機構を備えたアクチュエータの実施形態について説明する。
【0045】
以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。
【0046】
よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
【0047】
［多関節ロボットアーム］
本明細書において、多関節ロボットアームとは、複数のリンクを連結する関節部を複数有するロボットアームを意味する。前記多関節ロボットアームは、垂直多関節ロボットアームを含む。具体的には、前記垂直多関節ロボットアームは、リンクが１自由度の回転関節または直動関節によって根元から先端まで直列に連結されたシリアルリンク機構のロボットアームである。前記垂直多関節ロボットアームは、複数の関節部を有する。
本明細書において、多関節ロボットアームとは、複数のリンクを連結する関節部を複数有するロボットアームを意味する。前記多関節ロボットアームは、垂直多関節ロボットアームを含む。具体的には、前記垂直多関節ロボットアームは、リンクが１自由度の回転関節または直動関節によって根元から先端まで直列に連結されたシリアルリンク機構のロボットアームである。前記垂直多関節ロボットアームは、複数の関節部を有する。
【0048】
［回転規制機構］
本明細書において、回転規制機構とは、モータ等の回転体の回転を規制する機構を意味する。前記回転規制機構は、前記回転体に固定されている回転規制部材と固定部材に固定されている固定規制部材とを含む。前記回転規制機構は、前記固定規制部材によって前記回転規制部材の回転を規制するように構成されている。
本明細書において、回転規制機構とは、モータ等の回転体の回転を規制する機構を意味する。前記回転規制機構は、前記回転体に固定されている回転規制部材と固定部材に固定されている固定規制部材とを含む。前記回転規制機構は、前記固定規制部材によって前記回転規制部材の回転を規制するように構成されている。
【0049】
［回転規制機構用回転体］
本明細書において、回転規制機構用回転体とは、前記回転規制機構に含まれる前記回転規制部材である。前記回転規制機構用回転体は、前記回転体に固定され、前記回転体と一体で回転する。
本明細書において、回転規制機構用回転体とは、前記回転規制機構に含まれる前記回転規制部材である。前記回転規制機構用回転体は、前記回転体に固定され、前記回転体と一体で回転する。
【0050】
［放射中心］
本明細書において、放射中心とは、放射状に配置された複数の部材を延伸させた場合に交わる１点をいう。
本明細書において、放射中心とは、放射状に配置された複数の部材を延伸させた場合に交わる１点をいう。
【0051】
［使用環境］
本明細書において、使用環境とは、前記回転規制機構が前記回転体の回転を規制する際の周囲の状態、前記回転規制機構の状態を意味する。具体的には、前記使用環境は、前記回転規制機構が配置される空間、前記回転規制機構の構造、前記回転規制機構によって回転が規制される前記回転体の速度、前記回転体の加速度及び前記回転体の質量を含む。また、前記使用環境は、前記回転規制機構用回転体に加わる外力の状態、前記回転規制機構用回転体に発生する応力の状態を含む。
本明細書において、使用環境とは、前記回転規制機構が前記回転体の回転を規制する際の周囲の状態、前記回転規制機構の状態を意味する。具体的には、前記使用環境は、前記回転規制機構が配置される空間、前記回転規制機構の構造、前記回転規制機構によって回転が規制される前記回転体の速度、前記回転体の加速度及び前記回転体の質量を含む。また、前記使用環境は、前記回転規制機構用回転体に加わる外力の状態、前記回転規制機構用回転体に発生する応力の状態を含む。
【0052】
［隣り合う係合突起部の間隔］
本明細書において、隣り合う係合突起部の間隔とは、例えば、周方向に隣り合う係合突起部において突出方向の先端部同士の間隔を意味する。前記間隔は、例えば、周方向に隣り合う係合突起部において突出方向の基端部同士の間隔でもよい。前記間隔は、例えば、周方向に隣り合う係合突起部において突出方向の中央部同士の間隔でもよい。
本明細書において、隣り合う係合突起部の間隔とは、例えば、周方向に隣り合う係合突起部において突出方向の先端部同士の間隔を意味する。前記間隔は、例えば、周方向に隣り合う係合突起部において突出方向の基端部同士の間隔でもよい。前記間隔は、例えば、周方向に隣り合う係合突起部において突出方向の中央部同士の間隔でもよい。
【0053】
［固定規制部材における周方向の最大寸法］
本明細書において、固定規制部材における周方向の最大寸法とは、前記固定規制部材を回転規制機構用回転体の回転軸線の軸線方向に見て、前記固定規制部材における前記回転規制機構用回転体の周方向の最大寸法を意味する。
本明細書において、固定規制部材における周方向の最大寸法とは、前記固定規制部材を回転規制機構用回転体の回転軸線の軸線方向に見て、前記固定規制部材における前記回転規制機構用回転体の周方向の最大寸法を意味する。
【0054】
［係合突起部の周方向の幅］
本明細書において、係合突起部の周方向の幅とは、例えば、前記係合突起部における突出方向の先端部分の周方向の幅を意味する。前記係合突起部の周方向の幅は、例えば、前記係合突起部における突出方向の基端部分の周方向の幅でもよい。前記係合突起部の周方向の幅は、例えば、前記係合突起部における突出方向の中央部分の周方向の幅でもよい。
本明細書において、係合突起部の周方向の幅とは、例えば、前記係合突起部における突出方向の先端部分の周方向の幅を意味する。前記係合突起部の周方向の幅は、例えば、前記係合突起部における突出方向の基端部分の周方向の幅でもよい。前記係合突起部の周方向の幅は、例えば、前記係合突起部における突出方向の中央部分の周方向の幅でもよい。
【発明の効果】
【0055】
本発明の一実施形態によれば、固定規制部材と係合突起部との係合によって回転体の回転を規制する回転規制機構の使用環境を拡大することができる回転規制機構用回転体、及び、該回転規制機構用回転体を有する回転規制機構を備えたアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明の実施形態１に係る回転規制機構の側面図を示す。
【図2】本発明の実施形態１に係る回転規制機構用回転体の平面図を示す。
【図3】本発明の実施形態１に係る回転規制機構用回転体に係合ピンが接触した際の弾性変形状態を表す平面図を示す。
【図4】（ａ）周方向に隣り合う係合突起部の間隔が狭い場合、（ｂ）周方向に隣り合う係合突起部の間隔が広い場合に、それぞれ、隣り合う係合突起部の間に係合ピンが進入する様子を表す模式図を示す。
【図5】本発明の実施形態２に係る多関節ロボットアーム装置の模式図を示す。
【図6】本発明の実施形態２に係る多関節ロボットアームに係るＳ軸回転関節の模式図を示す。
【図7】本発明の実施形態３に係る回転規制機構用回転体の平面図を示す。
【図8】本発明の実施形態４に係る回転規制機構の側面図を示す。
【図9】本発明の実施形態４に係る回転規制機構用回転体の平面図を示す。
【図10】本発明の実施形態４の変形例に係る回転規制機構用回転体の平面図を示す。
【図11】本発明の実施形態５に係る回転規制機構を備えるアクチュエータの側面図を示す。
【図12】本発明の実施形態５に係るアクチュエータの回転規制機構用回転体と係合ピンとが接触した際の係合ピンの弾性変形状態を表す平面図を示す。
【図13】本発明の実施形態６に係るアクチュエータの回転規制機構用回転体と係合ピンとが接触した際の回転衝撃低減部の弾性変形状態を表す平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0057】
以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【0058】
［実施形態１］
＜回転規制機構１の全体構成＞
図１と図２とを用いて本発明の実施形態１に係る回転規制機構１の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る回転規制機構１の側面図である。図２は、本発明の実施形態１に係る回転規制機構用回転体２の平面図である。
＜回転規制機構１の全体構成＞
図１と図２とを用いて本発明の実施形態１に係る回転規制機構１の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る回転規制機構１の側面図である。図２は、本発明の実施形態１に係る回転規制機構用回転体２の平面図である。
【0059】
図１に示すように、回転規制機構１は、回転体であるモータ２７に電流が供給されていない場合、又はモータ２７がトルクを出力していない場合に、モータ２７の回転を規制するブレーキ機構である。回転規制機構１は、回転規制部材である回転規制機構用回転体２と、固定規制部材である係合ピン８と、ソレノイド１０と、回転規制機構制御装置１００とを含む。回転規制機構１は、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２に係合ピン８が係合することにより、モータ２７の回転軸２７ａの回転を規制する。
【0060】
図２に示すように、回転規制機構用回転体２は、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転する枠状部材である。回転規制機構用回転体２は、回転軸２７ａの軸線方向（以下、単に軸線方向ともいう）に見て、多角形状（図２の例では６角形）である。後述するように回転規制機構用回転体２の係合突起部７と係合ピン８とが係合した際に、回転機構用回転体２において係合突起部７の周辺部分に最大応力が生じる。回転規制機構用回転体２における係合突起部７の周辺部分の強度に影響を与えにくい部分を多角形状にすることにより、回転規制機構用回転体２の強度低下を抑制しつつ、回転規制機構用回転体２を軽量化することができる。このように回転規制機構用回転体２を軽量化することにより、回転規制機構用回転体２の慣性モーメントを低減して、回転規制機構用回転体２が係合ピン８に係合する際に生じる衝撃力を低減できる。
【0061】
回転規制機構用回転体２は、例えば防錆性を有するステンレス鋼によって構成されている。回転規制機構用回転体２は、一端部を出力軸とするモータ２７の回転軸２７ａにおける他端部に設けられている。回転規制機構用回転体２は、複数の径方向支持部３と、複数の第１周方向連結部５と、複数の第２周方向連結部６と、回転規制部材である複数の係合突起部７と、を備える。
【0062】
複数の径方向支持部３は、それぞれ、係合突起部７を支持する。複数の径方向支持部３は、枠状に形成されている。複数の径方向支持部３は、回転軸２７ａの軸心である回転軸線Ｒを放射中心Ｃとする放射状に配置されている。つまり、複数の径方向支持部３は、放射中心Ｃに向かって延伸すると、全ての径方向支持部３が放射中心Ｃで交わるように配置されている。また、複数の径方向支持部３は、隣り合う径方向支持部３のなす中心角度θが全て等しくなるように配置されている。複数の径方向支持部３の長手方向は、回転規制機構用回転体２の径方向と一致している。
【0063】
本実施形態の回転規制機構用回転体２は、例えば、隣り合う径方向支持部３がなす中心角度θが６０度になるように配置された６つの径方向支持部３を有する。複数の径方向支持部３は、周方向の一方向に順に並んだ、第１の径方向支持部３ａ、第２の径方向支持部３ｂ、第３の径方向支持部３ｃ、第４の径方向支持部３ｄ、第５の径方向支持部３ｅ及び第６の径方向支持部３ｆを含む。
【0064】
複数の径方向支持部３は、それぞれ、長手方向（回転規制機構用回転体２の径方向）の長さ、短手方向（回転規制機構用回転体２の周方向）の幅及び板状部材の厚さが同一である。このように、同一の形状を有する複数の径方向支持部３は、同一の剛性及び強度を有している。
【0065】
複数の第１周方向連結部５は、複数の径方向支持部３のうち隣り合う径方向支持部３を連結する。複数の第１周方向連結部５は、枠状に形成されている。また、複数の第１周方向連結部５は、それぞれ、長手方向（回転規制機構用回転体２の周方向）の長さ、短手方向（回転規制機構用回転体２の径方向）の幅及び板状部材の厚さが同一である。
【0066】
複数の第１周方向連結部５は、多角形状（本実施形態では、６角形）を構成するように、隣り合う径方向支持部３の内端部同士を連結している。本実施形態において、複数の第１周方向連結部５は、周方向の一方向に順に並んだ、第１の第１周方向連結部５ａ、第２の第１周方向連結部５ｂ、第３の第１周方向連結部５ｃ、第４の第１周方向連結部５ｄ、第５の第１周方向連結部５ｅ及び第６の第１周方向連結部５ｆを含む。
【0067】
第１の第１周方向連結部５ａは、第１の径方向支持部３ａの内端部と、第２の径方向支持部３ｂの内端部とを連結する。同様に、第２の第１周方向連結部５ｂは、第２の径方向支持部３ｂの内端部と、第３の径方向支持部３ｃの内端部とを連結する。同様に、第３の第１周方向連結部５ｃは、第３の径方向支持部３ｃの内端部と、第４の径方向支持部３ｄの内端部とを連結する。同様に、第４の第１周方向連結部５ｄは、第４の径方向支持部３ｄの内端部と、第５の径方向支持部３ｅの内端部とを連結する。同様に、第５の第１周方向連結部５ｅは、第５の径方向支持部３ｅの内端部と、第６の径方向支持部３ｆの内端部とを連結する。同様に、第６の第１周方向連結部５ｆは、第６の径方向支持部３ｆの内端部と、第１の径方向支持部３ａの内端部とを連結する。このように、複数の第１周方向連結部５は、隣り合う径方向支持部３の内端部同士を順に連結することにより、複数の径方向支持部３を繋ぐ多角形状の枠状部材を構成する。
【0068】
また、複数の第１周方向連結部５には、モータ２７の回転軸２７ａに連結される複数の固定部４が設けられている。複数の固定部４がモータ２７の回転軸２７ａに相対回転不能に固定されることにより、複数の第１周方向連結部５によって連結されている複数の径方向支持部３は、モータ２７の回転軸２７ａにより強固に固定される。これにより、径方向支持部３に加わる外力を、モータ２７の回転軸２７ａに伝達できる。複数の固定部４がモータ２７の回転軸２７ａに相対回転不能に固定されている場合、径方向支持部３に外力が加わった際に発生する撓みや応力は、全ての径方向支持部３で等しく発生する。
【0069】
複数の第２周方向連結部６は、複数の径方向支持部３のうち隣り合う径方向支持部３を連結する枠状の部材である。また、複数の第２周方向連結部６は、それぞれ、長手方向（回転規制機構用回転体２の周方向）の長さ、短手方向（回転規制機構用回転体２の径方向）の幅及び板状部材の厚さが同一である。
【0070】
複数の第２周方向連結部６は、隣り合う径方向支持部３を連結している。複数の第２周方向連結部６は、多角形状（本実施形態では、６角形）を構成するように、回転規制機構用回転体２の径方向において最も外方向に位置する径方向支持部３の端部である外端部同士を連結している。つまり、複数の第２周方向連結部６は、径方向支持部３に対して、複数の第１周方向連結部５と異なる径方向の位置で連結されている。
【0071】
複数の第２周方向連結部６は、隣り合う径方向支持部３の前記外端部同士を連結することにより３角形から６角形の多角形状を構成するのが好ましい。これにより、回転規制機構用回転体２をより軽量化できるため、回転規制機構用回転体２の慣性モーメントをより低減して、回転規制機構用回転体２が係合ピン８に係合する際に生じる衝撃力をより低減できる。
【0072】
しかも、複数の第２周方向連結部６が３角形から６角形の多角形状を構成することにより、７角形以上の多角形状の場合に比べて周方向に隣り合う係合突起部７の間隔を広げることができる。よって、係合ピン８と係合突起部７とがオフセット衝突する可能性をより低減できる。なお、前記オフセット衝突とは、係合ピン８が係合突起部７における突出方向の途中部分に接触する状態のことを意味する。
【0073】
本実施形態において、複数の第２周方向連結部６は、周方向の一方向に順に並んだ、第１の第２周方向連結部６ａ、第２の第２周方向連結部６ｂ、第３の第２周方向連結部６ｃ、第４の第２周方向連結部６ｄ、第５の第２周方向連結部６ｅ及び第６の第２周方向連結部６ｆを含む。
【0074】
第１の第２周方向連結部６ａは、第１の径方向支持部３ａの外端部と、第２の径方向支持部３ｂの外端部とを連結する。同様に、第２の第２周方向連結部６ｂは、第２の径方向支持部３ｂの外端部と、第３の径方向支持部３ｃの外端部とを連結する。同様に、第３の第２周方向連結部６ｃは、第３の径方向支持部３ｃの外端部と、第４の径方向支持部３ｄの外端部とを連結する。同様に、第４の第２周方向連結部６ｄは、第４の径方向支持部３ｄの外端部と、第５の径方向支持部３ｅの外端部とを連結する。同様に、第５の第２周方向連結部６ｅは、第５の径方向支持部３ｅの外端部と、第６の径方向支持部３ｆの外端部とを連結する。同様に、第６の第２周方向連結部６ｆは、第６の径方向支持部３ｆの外端部と、第１の径方向支持部３ａの外端部とを連結する。このように、複数の第２周方向連結部６は、隣り合う径方向支持部３の外端部同士を順に連結することにより、複数の径方向支持部３を繋ぐ多角形状の枠状部材を構成する。
【0075】
複数の固定部４がモータ２７の回転軸２７ａに固定されている場合、径方向支持部３に連結されている第２周方向連結部６は、径方向支持部３に外力が加わると、径方向支持部３と隣り合う他の二つの径方向支持部３に外力を伝達する。
【0076】
複数の係合突起部７は、係合ピン８と係合可能なように、各径方向支持部３から径方向の外方向に延びている。すなわち、複数の係合突起部７は、複数の径方向支持部３の外端部から径方向の外方向に延びるように形成されている。よって、複数の係合突起部７は、回転規制機構用回転体２に、周方向に等間隔に設けられている。また、複数の係合突起部７は、複数の第２周方向連結部６における径方向の外方向の縁、すなわち、回転規制機構用回転体２の径方向における外方向の縁（以下、単に「外縁」と記す）から径方向の外方向に延びるように形成されている。複数の係合突起部７は、複数の径方向支持部３と複数の第２周方向連結部６とによって支持されている。複数の係合突起部７は、係合ピン８と係合することにより、回転規制機構用回転体２の回転を規制することができる。
【0077】
本実施形態において、複数の係合突起部７は、周方向の一方向に順に並んだ、第１の係合突起部７ａ、第２の係合突起部７ｂ、第３の係合突起部７ｃ、第４の係合突起部７ｄ、第５の係合突起部７ｅ及び第６の係合突起部７ｆを含む。これにより、回転規制機構用回転体２には、隣り合う複数の係合突起部７によって、それぞれ、区切られた複数のセクションが形成されている。例えば、第１の係合突起部７ａと第２の係合突起部７ｂとによって区切られたセクションは、第１セクションＳ１である。第２の係合突起部７ｂと第３の係合突起部７ｃとによって区切られたセクションは、第２セクションＳ２である。第３の係合突起部７ｃと第４の係合突起部７ｄとによって区切られたセクションは、第３セクションＳ３である。第４の係合突起部７ｄと第５の係合突起部７ｅとによって区切られたセクションは、第４セクションＳ４である。第５の係合突起部７ｅと第６の係合突起部７ｆとによって区切られたセクションは、第５セクションＳ５である。第６の係合突起部７ｆと第１の係合突起部７ａとによって区切られたセクションは、第６セクションＳ６である。
【0078】
本実施形態において、図２に示すように、複数の係合突起部７のうち隣り合う係合突起部７の間隔Ｌｓは、軸線方向に延びる円柱状の係合ピン８を前記軸線方向に見た係合ピン８の直径Ｄ（周方向の最大寸法）と、係合突起部７の周方向の幅Ｗとの合計よりも大きい。図２に示す例では、隣り合う係合突起部７の間隔Ｌｓは、隣り合う係合突起部７において突出方向の先端部同士の間隔である。
【0079】
上述のように隣り合う係合突起部７の間隔Ｌｓを決めることにより、回転規制機構用回転体の慣性モーメントを低減し、且つ、周方向に隣り合う係合突起部の間隔を大きくすることができる。よって、前記回転規制機構用回転体が前記固定規制部材に係合する際に生じる衝撃力をより低減できるとともに、係合ピン８が係合突起部７に対してオフセット衝突する可能性をより低減できる。
【0080】
また、上述のように隣り合う係合突起部７の間隔Ｌｓを決めることにより、係合突起部７の強度を確保することができる。したがって、上述の構成により、係合突起部７の強度確保とオフセット衝突頻度低減とを両立できる。
【0081】
複数の固定部４がモータ２７の回転軸２７ａに固定されている場合、径方向支持部３に連結されている係合突起部７に外力が加わると、径方向支持部３と、該径方向支持部３に連結されている二つの第２周方向連結部６とに外力が伝達される。
【0082】
このように構成される回転規制機構用回転体２は、複数の固定部４がモータ２７の回転軸２７ａに固定されている。この際、回転規制機構用回転体２は、放射中心Ｃがモータ２７の回転軸２７ａの軸心である回転軸線Ｒと一致するように固定されている。これにより、回転規制機構用回転体２は、モータ２７の回転軸２７ａの回転軸線Ｒを回転中心として、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転するように構成されている。
【0083】
図１に示すように、係合ピン８は、回転規制機構用回転体２の回転を規制する部材である。係合ピン８は、モータ２７のハウジング等、モータ２７及び回転規制機構用回転体２と連動して回転しない部分に支持されている。係合ピン８は、例えば、防錆性を有するステンレス鋼によって構成されている。係合ピン８には、回転規制機構用回転体２の係合突起部７と接触する接触部８ａが設けられている。係合ピン８は、係合ピン８の軸線方向に移動可能に構成されている。係合ピン８の軸線は、回転規制機構用回転体２の回転軸線Ｒと平行である。つまり、係合ピン８は、回転規制機構用回転体２の回転軸線方向への移動によって回転規制機構用回転体２の係合突起部７に係合するように構成されている。
【0084】
このように係合ピン８が回転規制機構用回転体２の回転軸線方向に移動することにより、係合ピンが回転規制機構用回転体２の径方向に移動する場合に比べて、回転規制機構用回転体２を径方向に小型化することができる。これにより、回転規制機構用回転体２の慣性モーメントを小さくすることができるため、回転規制機構用回転体２が係合ピン８と係合した際に生じる衝撃力を低減できる。
【0085】
また、上述のように係合ピン８が回転規制機構用回転体２の回転軸線方向に移動することにより、係合ピンが回転規制機構用回転体２の径方向に移動する場合に比べて、係合ピンが係合する回転規制機構用回転体２の厚みを小さくすることができる。これにより、回転規制機構１を回転規制機構用回転体２の回転軸線方向に小型化することができる。
【0086】
係合ピン８は、ソレノイド１０によって、接触部８ａが回転規制機構用回転体２の係合突起部７に接触する規制位置（二点鎖線図）と、接触部８ａが係合突起部７に接触しない開放位置（実線図）とのいずれか一方に切り替えられる。また、係合ピン８には、ばね９によって規制位置に保持されるよう力が加えられている。
【0087】
ソレノイド１０は、係合ピン８を移動させる駆動力を生じる。ソレノイド１０は、モータ２７のハウジング等、回転規制機構用回転体２と連動して回転しない部分に支持されている。ソレノイド１０は、オン状態で、規制位置に保持されている係合ピン８を開放位置に移動させるように構成されている。
【0088】
このように構成される回転規制機構１は、ソレノイド１０によって係合ピン８の位置を前記開放位置から前記規制位置に切り替えることにより、回転規制機構用回転体２が回転可能な角度範囲である回転角度範囲を規制するように構成されている。係合ピン８は、前記規制位置に切り替えられることにより、係合ピン８の接触部８ａが回転規制機構用回転体２の第１セクションＳ１から第６セクションＳ６のいずれか一つのセクション内に位置付けられる（図２参照）。
【0089】
回転規制機構１は、或るセクション内に位置付けられた係合ピン８によって、回転規制機構用回転体２の回転角度範囲を、前記或るセクションを区画する一方の係合突起部７が係合ピン８の接触部８ａに接触する回転角度から、前記或るセクションを区画する他方の係合突起部７が係合ピン８の接触部８ａに接触する回転角度までの範囲に規制する。
【0090】
すなわち、回転規制機構１は、或るセクション内に係合ピン８が位置付けられた状態で、回転規制機構用回転体２が、前記或るセクションを区画する隣り合う係合突起部７同士の間で、係合ピン８に対して周方向に移動可能である。さらに換言すれば、回転規制機構用回転体２において周方向に隣り合う係合突起部７の間隔は、回転規制機構用回転体２を軸線方向に対して直交する方向に見て、係合ピン８が係合突起部７に重なる位置に位置している状態で、係合ピン８が前記隣り合う係合突起部７の間で周方向に相対移動可能な距離を有する。
【0091】
これにより、回転規制機構用回転体２が回転している状態で、係合ピン８が係合突起部７に係合する際に、周方向に隣り合う係合突起部間の距離が小さい場合に比べて、係合ピン８が係合突起部７にオフセット衝突する可能性を低減できる。すなわち、例えば、図４に示すように、係合突起部７０同士の間隔が係合ピン８との係合を考慮した余裕分しかない構成（図４（ａ）参照）に比べて、上述のように隣り合う係合突起部７が、それらの間で係合ピン８が周方向に相対移動可能な間隔を有する構成（図４（ｂ）参照）では、係合ピン８が係合突起部７にオフセット衝突する可能性が低い。よって、係合ピン８及び係合突起部７を高寿命化することができる。なお、図４では、回転規制機構用回転体２００，２を、回転軸線Ｒに直交する方向に見ている。また、図４において、実線矢印は、回転規制機構用回転体２００，２の回転方向を示し、白抜き矢印は、係合ピン８の移動方向を示す。
【0092】
また、例えば、回転規制機構１を、後述の実施形態２に記載されたアクチュエータにおけるモータの回転軸の回転を規制するために用いた場合、前記モータの停止時に、前記アクチュエータに含まれるアブソリュートエンコーダが機械角３６０度以内の回転角度を検出することができる。すなわち、前記モータの停止時に、前記アブソリュートエンコーダと一体で回転する回転規制機構用回転体２を、係合ピン８が隣り合う係合突起部７の間で周方向に相対移動するように回転させることにより、前記アブソリュートエンコーダは、Ｚ相信号を検出して、機械角の原点を検出することができる。なお、前記アブソリュートエンコーダの代わりに、他のエンコーダを用いてもよい。
【0093】
なお、前記隣り合う係合突起部７の間隔は、本実施形態の回転規制機構用回転体２において前記隣り合う径方向支持部３がなす中心角度θの６０度よりも小さいのが好ましい。
【0094】
（モータ２７の回転規制時の回転規制機構用回転体２の状態）
次に、図３を用いて、係合ピン８の位置を前記規制位置に切り替えた際の回転規制機構用回転体２の状態について説明する。
次に、図３を用いて、係合ピン８の位置を前記規制位置に切り替えた際の回転規制機構用回転体２の状態について説明する。
【0095】
回転規制機構１は、例えば回転規制機構用回転体２の第１セクションＳ１において、係合ピン８が規制位置に切り替えられた場合、回転規制機構用回転体２の回転角度範囲を、第１の係合突起部７ａが係合ピン８の接触部８ａに接触する角度から第２の係合突起部７ｂが係合ピン８の接触部８ａに接触する角度までの範囲に規制する。
【0096】
（外力の伝達）
周方向の一方向（実線矢印参照）にモータ２７の回転軸２７ａが回転している場合、回転規制機構用回転体２の第１の係合突起部７ａが係合ピン８に接触する。係合ピン８に接触した第１の係合突起部７ａには、係合ピン８から、反力として周方向の他方向に外力（黒塗矢印Ａ０参照）が加わる（以下、単に、「他方向外力」と記す）。第１の係合突起部７ａに加わった他方向外力は、第１の径方向支持部３ａと、第１の径方向支持部３ａの外端部に対して周方向の一方に連結されている第１の第２周方向連結部６ａと、第１の径方向支持部３ａの外端部に対して周方向の他方に連結されている第６の第２周方向連結部６ｆとに伝達される（ハッチング矢印Ａ１、ハッチング矢印Ａ２、ハッチング矢印Ａ３参照）。
周方向の一方向（実線矢印参照）にモータ２７の回転軸２７ａが回転している場合、回転規制機構用回転体２の第１の係合突起部７ａが係合ピン８に接触する。係合ピン８に接触した第１の係合突起部７ａには、係合ピン８から、反力として周方向の他方向に外力（黒塗矢印Ａ０参照）が加わる（以下、単に、「他方向外力」と記す）。第１の係合突起部７ａに加わった他方向外力は、第１の径方向支持部３ａと、第１の径方向支持部３ａの外端部に対して周方向の一方に連結されている第１の第２周方向連結部６ａと、第１の径方向支持部３ａの外端部に対して周方向の他方に連結されている第６の第２周方向連結部６ｆとに伝達される（ハッチング矢印Ａ１、ハッチング矢印Ａ２、ハッチング矢印Ａ３参照）。
【0097】
（第１の径方向支持部３ａに生じる応力）
第１の径方向支持部３ａには、第１の係合突起部７ａに加わる他方向外力によって、周方向の他方向に曲げられる弾性変形が生じる。この際、第１の径方向支持部３ａと第１の第１周方向連結部５ａとの連結部分、及び第１の径方向支持部３ａと第６の第１周方向連結部５ｆとの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ１参照）。また、第１の径方向支持部３ａと第１の第２周方向連結部６ａとの連結部分、及び第１の径方向支持部３ａと第６の第２周方向連結部６ｆとの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ２参照）。
第１の径方向支持部３ａには、第１の係合突起部７ａに加わる他方向外力によって、周方向の他方向に曲げられる弾性変形が生じる。この際、第１の径方向支持部３ａと第１の第１周方向連結部５ａとの連結部分、及び第１の径方向支持部３ａと第６の第１周方向連結部５ｆとの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ１参照）。また、第１の径方向支持部３ａと第１の第２周方向連結部６ａとの連結部分、及び第１の径方向支持部３ａと第６の第２周方向連結部６ｆとの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ２参照）。
【0098】
（第２の径方向支持部３ｂに生じる応力）
第１の径方向支持部３ａの周方向の一方に連結されている第１の第２周方向連結部６ａは、他方向外力によって周方向の他方向に伸長される弾性変形が生じる。さらに、第１の第２周方向連結部６ａが連結されている第２の径方向支持部３ｂの外端部には、第１の第２周方向連結部６ａの弾性変形による他方向外力が加わる（ハッチング矢印Ａ２参照）。
第１の径方向支持部３ａの周方向の一方に連結されている第１の第２周方向連結部６ａは、他方向外力によって周方向の他方向に伸長される弾性変形が生じる。さらに、第１の第２周方向連結部６ａが連結されている第２の径方向支持部３ｂの外端部には、第１の第２周方向連結部６ａの弾性変形による他方向外力が加わる（ハッチング矢印Ａ２参照）。
【0099】
第２の径方向支持部３ｂには、第１の第２周方向連結部６ａからの他方向外力によって、外端部から周方向の他方向に曲げられる弾性変形が生じる。この際、第２の径方向支持部３ｂと第１の第１周方向連結部５ａとの連結部分、及び第２の径方向支持部３ｂと第２の第１周方向連結部５ｂの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ３参照）。また、第２の径方向支持部３ｂと第１の第２周方向連結部６ａとの連結部分、及び第２の径方向支持部３ｂと第２の第２周方向連結部６ｂとの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ４参照）。
【0100】
（第６の径方向支持部３ｆに生じる応力）
第１の径方向支持部３ａの周方向の他方に連結されている第６の第２周方向連結部６ｆには、第１の係合突起部７ａからの他方向外力によって周方向の他方向に圧縮される弾性変形が生じる。さらに、第６の第２周方向連結部６ｆが連結されている第６の径方向支持部３ｆの外端部には、第６の第２周方向連結部６ｆの弾性変形による他方向外力が加わる（ハッチング矢印Ａ３参照）。
第１の径方向支持部３ａの周方向の他方に連結されている第６の第２周方向連結部６ｆには、第１の係合突起部７ａからの他方向外力によって周方向の他方向に圧縮される弾性変形が生じる。さらに、第６の第２周方向連結部６ｆが連結されている第６の径方向支持部３ｆの外端部には、第６の第２周方向連結部６ｆの弾性変形による他方向外力が加わる（ハッチング矢印Ａ３参照）。
【0101】
第６の径方向支持部３ｆには、第６の第２周方向連結部６ｆからの他方向外力によって外端部から周方向の他方向に曲げられる弾性変形が生じる。この際、第６の径方向支持部３ｆと第６の第１周方向連結部５ｆとの連結部分、及び第６の径方向支持部３ｆと第５の第１周方向連結部５ｅとの連結部分には、前記弾性変形よって応力が生じている（領域Ｓ５参照）。また、第６の径方向支持部３ｆと第６の第２周方向連結部６ｆとの連結部分、及び第６の径方向支持部３ｆと第５の第２周方向連結部６ｅとの連結部分には、前記弾性変形によって応力が生じている（領域Ｓ６参照）。
【0102】
係合ピン８から第１の係合突起部７ａに加わった他方向外力は、主に、第１の径方向支持部３ａ、第１の第２周方向連結部６ａ、第２の径方向支持部３ｂ、第６の第２周方向連結部６ｆ及び第６の径方向支持部３ｆに分散されて伝達される。第１の径方向支持部３ａ、第１の第２周方向連結部６ａ、第２の径方向支持部３ｂ、第６の第２周方向連結部６ｆ及び第６の径方向支持部３ｆは、それぞれの剛性、固定位置、他の部材との連結位置、他方向外力の大きさ、他方向外力が加わる位置等に基づいて弾性変形を生じる。この結果、係合ピン８が第１の係合突起部７ａに係合したことにより回転規制機構用回転体２に生じる応力は、第１の径方向支持部３ａ（領域Ｓ１、領域Ｓ２参照）、第２の径方向支持部３ｂ（領域Ｓ３、領域Ｓ４参照）及び第６の径方向支持部３ｆ（領域Ｓ５、領域Ｓ６）に分散される。
【0103】
このように、放射状に配置された複数の径方向支持部３は、内端部が複数の第１周方向連結部５に連結されるとともに、外端部が複数の第２周方向連結部６に連結されている。これにより、回転規制機構用回転体２では、複数の第１周方向連結部５及び第２周方向連結部６によって、複数の前記径方向支持部３の剛性が向上している。
【0104】
また、回転規制機構用回転体２は、複数の径方向支持部３、複数の第１周方向連結部５及び複数の第２周方向連結部６によって囲まれた中空部分を有する。このため、回転規制機構用回転体２は、外力が加わった際に、第１周方向連結部５、第２周方向連結部６及び径方向支持部３のそれぞれで剛性に応じた弾性変形が生じる。回転規制機構用回転体２は、隣り合う径方向支持部３の内端部同士を連結している複数の第１周方向連結部５に対して、隣り合う径方向支持部３の外端部同士を連結している複数の前記第２周方向連結部６が変形する。このように、回転規制機構用回転体２は、係合突起部７に外力が加わった際の衝撃力を第１周方向連結部５、第２周方向連結部６及び径方向支持部３の弾性変形により吸収する。
【0105】
また、回転規制機構用回転体２は、複数の径方向支持部３、複数の第１周方向連結部５及び複数の第２周方向連結部６によって囲まれた中空部分を有する。このため、回転規制機構用回転体２における複数の係合突起部７の剛性と、複数の係合突起部７に連結されている複数の径方向支持部３及び複数の第２周方向連結部６の剛性との差は、回転規制機構用回転体を中実の円板状に形成した場合の複数の係合突起部の剛性と中実の円板状部分の剛性との差よりも小さくなる。
【0106】
回転規制機構用回転体２は、上述のように中空部分を有することにより、係合突起部７に外力が加わった際の衝撃力を第１周方向連結部５、第２周方向連結部６及び径方向支持部３の弾性変形により吸収する。よって、係合ピン８との接触によって回転規制機構用回転体２に発生する衝撃力は、弾性変形量が大きいほど小さくなる。従って、回転規制機構用回転体２の係合突起部７に外力が加わった際に、係合突起部７に生じる応力集中が緩和される。これにより、回転規制機構用回転体２には、回転規制機構用回転体を中実の円板状に形成した場合よりも許容限度応力を上回ることによる塑性変形が生じにくい。
【0107】
また、回転規制機構用回転体２の重量は、回転規制機構用回転体を中実の円板状に形成した場合の重量よりも軽い。つまり、中空部分を有する回転規制機構用回転体２の慣性モーメントは、中実の円板からなる回転規制機構用回転体の慣性モーメントよりも小さい。これにより、回転規制機構用回転体２では、回転規制機構用回転体を中実の円板状に形成した場合よりも係合突起部７に外力が加わった際の衝撃力を抑制することができる。
【0108】
上述のように構成される回転規制機構用回転体２を備える回転規制機構１は、より強い力が作用する部位で使用したり、回転規制機構用回転体２が連結されているモータ２７の回転が停止していない状態で係合ピン８を係合させたりすることができる。これにより、回転規制機構用回転体２は、複数の係合突起部７と係合ピン８との係合によって回転を規制する回転規制機構１の使用環境を拡大することができる。
【0109】
回転規制機構制御装置１００は、係合突起位置検出部１１０と、係合ピン移動制御部１２０とを有する。
【0110】
係合突起位置検出部１１０は、回転規制機構用回転体２が回転軸線Ｒを中心として回転している際に、位置検出センサ１１１からの出力に基づいて回転規制機構用回転体２の係合突起部７の位置を検出する。なお、係合突起位置検出部は、エンコーダの機能によって実現されてもよい。
【0111】
係合ピン移動制御部１２０は、係合ピン８を軸線方向に移動させる。係合ピン移動制御部１２０は、係合突起位置検出部１１０によって係合突起部７の位置が検出された際に、係合ピン８を軸線方向に移動させる。係合ピン移動制御部１２０は、例えば、ソレノイド１０の電流をオフにすることにより、係合ピン８をばね９の力によって前記軸線方向に移動させる。これにより、係合ピン８は、回転規制機構用回転体２の係合突起部７に接触する規制位置に移動する。
【0112】
係合ピン移動制御部１２０は、例えば、係合突起位置検出部１１０によって、回転規制機構用回転体２の係合突起部７が係合ピン８と同じ周方向位置に位置していると検出された場合には、ソレノイド１０の電流をオフにする。なお、係合ピン移動制御部１２０と、ソレノイド１０と、ばね９とによって、係合ピン移動装置１３０が構成される。係合ピン移動装置は、係合ピン８を前記軸線方向に移動可能であれば、ソレノイド及びばね以外の構成を有していてもよい。また、係合ピン移動制御部は、回転規制機構用回転体２の係合突起部７に対して係合ピン８が係合可能なタイミングであれば、他のタイミングで係合ピン８を前記軸線方向に移動させてもよい。
【0113】
上述のように、係合ピン移動装置１３０は、係合突起位置検出部１１０によって検出された係合突起部７の位置に応じて係合ピン８を回転規制機構用回転体２に対して前記軸線方向に移動させる。
【0114】
［実施形態２］
＜多関節ロボットアーム装置１１＞
図５及び図６を用いて、本発明の実施形態２に係る多関節ロボットアーム装置１１の全体構成について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
＜多関節ロボットアーム装置１１＞
図５及び図６を用いて、本発明の実施形態２に係る多関節ロボットアーム装置１１の全体構成について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【0115】
多関節ロボットアーム装置１１は、本発明の実施形態１に係る回転規制機構用回転体２を含む回転規制機構１を有する。図５は、本発明の実施形態２に係る多関節ロボットアーム装置１１の模式図である。図６は、本発明の実施形態２に係る多関節ロボットアーム１２のＳ軸回転関節１４の模式図である。
【0116】
（多関節ロボットアーム１２）
図５に示すように、多関節ロボットアーム装置１１は、多関節ロボットアーム１２及び多関節ロボットアーム制御装置３０を含む。多関節ロボットアーム１２は、本実施形態において、リンクが１自由度の回転関節によって基端から先端まで直列に連結されたシリアルリンク機構のロボットアームである。多関節ロボットアーム１２は、例えば６軸の垂直多関節ロボットアームである。多関節ロボットアーム１２は、例えば製造装置の基台や遠隔操作可能な遠隔操作車両に設けられている。
図５に示すように、多関節ロボットアーム装置１１は、多関節ロボットアーム１２及び多関節ロボットアーム制御装置３０を含む。多関節ロボットアーム１２は、本実施形態において、リンクが１自由度の回転関節によって基端から先端まで直列に連結されたシリアルリンク機構のロボットアームである。多関節ロボットアーム１２は、例えば６軸の垂直多関節ロボットアームである。多関節ロボットアーム１２は、例えば製造装置の基台や遠隔操作可能な遠隔操作車両に設けられている。
【0117】
多関節ロボットアーム１２では、基端部から順に、Ｓ軸回転関節１４、Ｌ軸回転関節１６、Ｕ軸回転関節１８、Ｒ軸回転関節２０、Ｂ軸回転関節２２及びＴ軸回転関節２４が、それぞれ、筐体及びリンクによって、直列に連結されている。各軸は、減速機２５及びアクチュエータ２６によって回転可能に構成されている。Ｓ軸回転関節１４、Ｌ軸回転関節１６、Ｕ軸回転関節１８、Ｒ軸回転関節２０、Ｂ軸回転関節２２及びＴ軸回転関節２４は、それぞれ、減速機２５及びアクチュエータ２６を有する（図６参照）。
【0118】
多関節ロボットアーム１２は、多関節ロボットアーム制御装置３０によって制御される。多関節ロボットアーム１２は、多関節ロボットアーム制御装置３０から出力される制御信号を各軸のアクチュエータ２６に含まれる駆動装置２９によって取得する。また、多関節ロボットアーム１２は、各軸のアクチュエータ２６の出力に関する情報及びアブソリュートエンコーダ２８からの情報を、多関節ロボットアーム制御装置３０に送信する。
【0119】
図６に示すように、Ｓ軸回転関節１４は、多関節ロボットアーム１２全体を旋回させる回転関節である。Ｓ軸回転関節１４は、多関節ロボットアーム１２のＳＬ軸用の筐体１５に設けられている。Ｓ軸回転関節１４の出力軸には、ベース部材１３が固定されている。ベース部材１３は、多関節ロボットアーム１２の設置面に固定されている。Ｓ軸回転関節１４は、多関節ロボットアーム１２の設置面に対して垂直な方向にＳ軸回転関節１４の軸線が延びるように配置されている。
【0120】
図５に示すように、Ｌ軸回転関節１６は、下腕リンク１７を揺動させる回転関節である。Ｌ軸回転関節１６は、ＳＬ軸用の筐体１５に設けられている。Ｌ軸回転関節１６は、Ｓ軸回転関節１４の軸線に対して垂直な方向にＬ軸回転関節１６の軸線が延びるように配置されている。Ｌ軸回転関節１６の出力軸には、下腕リンク１７の一端部が固定されている。
【0121】
Ｕ軸回転関節１８は、上腕リンク２１を揺動させる回転関節である。Ｕ軸回転関節１８は、多関節ロボットアーム１２のＵＲ軸用の筐体１９に設けられている。Ｕ軸回転関節１８の出力軸は、下腕リンク１７の他端部に固定されている。Ｕ軸回転関節１８は、Ｌ軸回転関節１６の軸線に対して平行な方向にＵ軸回転関節１８の軸線が延びるように配置されている。
【0122】
Ｒ軸回転関節２０は、上腕リンク２１を回転させる回転関節である。Ｒ軸回転関節２０は、ＵＲ軸用の筐体１９に設けられている。Ｒ軸回転関節２０は、Ｕ軸回転関節１８の軸線に対して垂直な方向にＲ軸回転関節２０の軸線が延びるように配置されている。Ｒ軸回転関節２０の出力軸には、上腕リンク２１の一端部が固定されている。
【0123】
Ｂ軸回転関節２２は、Ｔ軸回転関節２４を揺動させる回転関節である。Ｂ軸回転関節２２は、多関節ロボットアーム１２のＢＴ軸用の筐体２３に設けられている。Ｂ軸回転関節２２の出力軸は、上腕リンク２１の他端部に固定されている。Ｂ軸回転関節２２は、Ｒ軸回転関節２０の軸線に対して垂直な方向にＢ軸回転関節２２の軸線が延びるように配置されている。
【0124】
Ｔ軸回転関節２４は、図示しないエンドエフェクタを回転させる回転関節である。Ｔ軸回転関節２４は、ＢＴ軸用の筐体２３に設けられている。Ｔ軸回転関節２４は、Ｂ軸回転関節２２の軸線に対して垂直な方向にＴ軸回転関節２４の軸線が延びるように配置されている。Ｔ軸回転関節２４の出力軸は、エンドエフェクタ取り付け部を有している。
【0125】
このように構成される多関節ロボットアーム１２は、各軸の減速機２５及びアクチュエータ２６によってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の併進３自由度とＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸まわりの回転３自由度の合計６自由度を有する。従って、多関節ロボットアーム１２は、多関節ロボットアーム１２の可動空間内において、Ｔ軸回転関節２４の出力軸を任意の位置に移動させることができるとともに任意の姿勢にすることができる。
【0126】
（アクチュエータ）
図５と図６に示すように、Ｓ軸、Ｌ軸、Ｕ軸、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の減速機２５及びアクチュエータ２６は、それぞれ、多関節ロボットアーム制御装置３０からの制御信号に従って、出力軸を回転させる駆動装置である。多関節ロボットアーム１２の筐体１５，筐体１９，筐体２３（図５参照）の内部には、減速機２５及びアクチュエータ２６が配置されている。なお、各軸の減速機２５及びアクチュエータ２６は同一の構成を有するため、以下では、Ｓ軸回転関節１４について説明を行う。
図５と図６に示すように、Ｓ軸、Ｌ軸、Ｕ軸、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸の減速機２５及びアクチュエータ２６は、それぞれ、多関節ロボットアーム制御装置３０からの制御信号に従って、出力軸を回転させる駆動装置である。多関節ロボットアーム１２の筐体１５，筐体１９，筐体２３（図５参照）の内部には、減速機２５及びアクチュエータ２６が配置されている。なお、各軸の減速機２５及びアクチュエータ２６は同一の構成を有するため、以下では、Ｓ軸回転関節１４について説明を行う。
【0127】
図６に示すように、Ｓ軸回転関節１４の減速機２５は、出力軸を入力軸の回転速度に対して減速した状態で回転させるとともに、前記出力軸の出力トルクとして前記減速に反比例した出力トルクを生成する装置である。減速機２５は、多関節ロボットアーム１２の筐体１５内に設けられている。減速機２５のハウジングは、多関節ロボットアーム１２の筐体１５の内部に固定されている。減速機２５の出力軸は、ベース部材１３に固定されている。
【0128】
Ｓ軸回転関節１４のアクチュエータ２６は、減速機２５と、モータ２７と、回転規制機構１と、アブソリュートエンコーダ２８と、モータ２７を制御するコンピュータである駆動装置２９とを含む。多関節ロボットアーム１２の筐体１５内には、減速機２５、モータ２７、回転規制機構１、アブソリュートエンコーダ２８及び駆動装置２９が配置されている。
【0129】
アクチュエータ２６に含まれるモータ２７は、動力の発生源である。本実施形態では、モータ２７は、筒状のステータ内に、ロータが回転可能に配置された、いわゆるインナーロータ型のモータ２７である。ロータには、軸心に沿って延びる回転軸２７ａが軸方向に貫通した状態で固定されている。モータ２７は、減速機２５のケースにおいて動力が入力される一端部に固定されている。回転軸２７ａの一端部は、モータ２７の出力軸として減速機２５の入力軸に連結されている。
【0130】
アクチュエータ２６に含まれる回転規制機構１は、モータ２７における回転軸２７ａの回転を規制する。本実施形態では、回転規制機構１は、回転軸２７ａの他端部に設けられている。回転規制機構１は、機械的な係合によってモータ２７の回転軸２７ａの回転を制限する。なお、回転規制機構１は、回転軸２７ａの一端部に設けられていてもよい。
【0131】
（回転規制機構１）
回転規制機構１は、回転規制機構用回転体２（図２参照）と、係合ピン８と、ソレノイド１０とを含む。回転規制機構１は、モータ２７（図１参照）の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２に係合ピン８が係合することにより、回転軸２７ａの回転を規制する。
回転規制機構１は、回転規制機構用回転体２（図２参照）と、係合ピン８と、ソレノイド１０とを含む。回転規制機構１は、モータ２７（図１参照）の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２に係合ピン８が係合することにより、回転軸２７ａの回転を規制する。
【0132】
アクチュエータ２６に含まれるアブソリュートエンコーダ２８は、モータ２７における回転軸２７ａの機械角３６０度以内の回転角度を検出する。アブソリュートエンコーダ２８は、機械角３６０度以内の回転角度を検出するためのＡ／Ｂ相信号と機械角の原点を検出するためのＺ相信号とを、駆動装置２９と多関節ロボットアーム制御装置３０（図２参照）とに送信する。アブソリュートエンコーダ２８は、モータ２７における回転軸２７ａの他端部に設けられている。つまり、回転規制機構１とアブソリュートエンコーダ２８とは、モータ２７の回転軸２７ａと一体に回転する。
【0133】
アクチュエータ２６に含まれる駆動装置２９は、モータ２７に供給する駆動電流を制御する。駆動装置２９は、例えば、コンピュータである。駆動装置２９は、多関節ロボットアーム１２の筐体１５内に設けられている。駆動装置２９は、多関節ロボットアーム制御装置３０からの制御信号に応じた電流をモータ２７に供給する。また、駆動装置２９は、アブソリュートエンコーダ２８のＡ／Ｂ相信号とＺ相信号とをフィードバックパルスとして取得する。駆動装置２９は、指令パルスに対するフィードバックパルスの差分に応じた電流をモータ２７に供給するフィードバック制御によって、モータ２７を制御する。また、駆動装置２９は、回転規制機構１のソレノイド１０を制御する。
【0134】
このように構成されるＳ軸回転関節１４は、減速機２５、モータ２７、回転規制機構１及びアブソリュートエンコーダ２８が一体に構成されている。また、多関節ロボットアーム１２は、減速機２５、アクチュエータ２６及び駆動装置２９が多関節ロボットアーム１２の筐体１５内に配置された機電一体構造として構成されている。Ｓ軸回転関節１４では、モータ２７の回転によって減速機２５の出力軸が回転することにより、多関節ロボットアーム１２の筐体１５とアクチュエータ２６とを一体に回転させる。
【0135】
図５に示すように、多関節ロボットアーム制御装置３０は、多関節ロボットアーム１２を制御する装置である。多関節ロボットアーム制御装置３０は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスによって接続された構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。多関節ロボットアーム制御装置３０には、多関節ロボットアーム１２の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
【0136】
多関節ロボットアーム制御装置３０は、Ｓ軸回転関節１４、Ｌ軸回転関節１６、Ｕ軸回転関節１８、Ｒ軸回転関節２０、Ｂ軸回転関節２２及びＴ軸回転関節２４に含まれる駆動装置２９にそれぞれ接続されている。多関節ロボットアーム制御装置３０は、各軸の駆動装置２９に制御信号を送信することができる。また、多関節ロボットアーム制御装置３０は、各軸のアクチュエータ２６及び駆動装置２９からモータ２７の回転位置情報を取得することができる。
【0137】
上述のように中空部分を有する回転規制機構用回転体２は、中実の円板状に形成された回転規制機構用回転体よりも係合突起部７の塑性変形が生じ難い。従って、回転規制機構用回転体２は、多関節ロボットアーム装置１１において、各軸の回転関節の中で最も強い力が作用するＳ軸回転関節１４のアクチュエータ２６の回転の規制に使用することができる。また、多関節ロボットアーム装置１１は、回転規制機構用回転体２を使用することで、電源消失等によるモータ２７の回転が停止していない状態でモータ２７の回転を規制することができる。これにより、回転規制機構用回転体２は、複数の係合突起部７と係合ピン８との係合によって回転を規制する回転規制機構１の使用環境を拡大することができる。
【0138】
なお、回転規制機構１の動作は、例えば、次の３通りが考えられる。すなわち、回転規制機構１の動作は、第１動作と、第２動作と、第３動作とを含む。前記第１動作は、モータ２７が有する回生ブレーキ（図示省略）によって回転軸２７ａの回転を停止させた後に係合ピン８を回転規制機構用回転体２の係合突起部７に係合させる動作である。前記第２動作は、図示しないショートブレーキによって回転規制機構用回転体２を含む回転体のエネルギーを熱に変換した後、回転規制機構用回転体２が回転している状態で、係合ピン８を回転規制機構用回転体２の係合突起部７に係合させる動作である。前記第３動作は、回転規制機構用回転体２が回転している状態で、係合ピン８を回転規制機構用回転体２の係合突起部７に係合させる動作である。回転規制機構１が動作する場合には、例えば多関節ロボットアーム装置１１の機能の状態に応じて、上述の第１動作、第２動作または第３動作のいずれかを行う。
【0139】
［実施形態３］
＜第１周方向連結部５と第２周方向連結部６との幅を制限した回転規制機構用回転体２Ｂ＞
次に、図７を用いて、本発明の実施形態３に係る回転規制機構１Ｂについて説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る回転規制機構用回転体２Ｂの平面図である。
＜第１周方向連結部５と第２周方向連結部６との幅を制限した回転規制機構用回転体２Ｂ＞
次に、図７を用いて、本発明の実施形態３に係る回転規制機構１Ｂについて説明する。図７は、本発明の実施形態３に係る回転規制機構用回転体２Ｂの平面図である。
【0140】
（回転規制機構１Ｂ）
図７に示すように、回転規制機構１Ｂは、回転規制機構用回転体２Ｂ、係合ピン８及びソレノイド１０（図１参照）を含む。回転規制機構１Ｂは、モータ２７（図１参照）の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２Ｂに係合ピン８が係合することにより、回転軸２７ａの回転を規制する。
図７に示すように、回転規制機構１Ｂは、回転規制機構用回転体２Ｂ、係合ピン８及びソレノイド１０（図１参照）を含む。回転規制機構１Ｂは、モータ２７（図１参照）の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２Ｂに係合ピン８が係合することにより、回転軸２７ａの回転を規制する。
【0141】
回転規制機構用回転体２Ｂは、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転する枠状部材である。回転規制機構用回転体２Ｂは、回転軸２７ａの軸線方向に見て、多角形状（図７の例では６角形）である。回転規制機構用回転体２Ｂは、複数の梁状の径方向支持部３と、複数の梁状の第１周方向連結部５と、複数の梁状の第２周方向連結部６と、複数の係合突起部７と、を備える。
【0142】
複数の径方向支持部３は、回転軸２７ａの軸心である回転軸線Ｒを放射中心Ｃとする放射状に配置されている。また、複数の径方向支持部３は、隣り合う径方向支持部３のなす中心角度θが全て等しくなるように配置されている。複数の径方向支持部３の長手方向は、回転規制機構用回転体２Ｂの径方向と一致している。
【0143】
複数の第１周方向連結部５は、短手方向（回転規制機構用回転体２Ｂの径方向）の幅が幅Ｗ１である梁状に形成されている。複数の第１周方向連結部５は、隣り合う径方向支持部３に対し、それらの内端から長手方向に幅Ｗ１の範囲で連結されている。
【0144】
複数の第２周方向連結部６は、短手方向（回転規制機構用回転体２Ｂの径方向）の幅が幅Ｗ２である梁状に形成されている。複数の第２周方向連結部６は、隣り合う径方向支持部３に対し、それらの外端から長手方向に幅Ｗ２の範囲で連結されている。
【0145】
複数の第１周方向連結部５の幅Ｗ１及び複数の第２周方向連結部６の幅Ｗ２は、第１周方向連結部５の外縁から、第２周方向連結部６の内縁までの間隔Ｗ３よりも小さくなるように形成されている。つまり、複数の径方向支持部３の内端部には、径方向支持部３において何も連結されていない径方向の間隔Ｗ３の範囲よりも小さい幅Ｗ１の範囲に、第１周方向連結部５が連結されている。また、複数の径方向支持部３の外端部には、前記径方向の間隔Ｗ３の範囲よりも小さい幅Ｗ２の範囲に、第２周方向連結部６が連結されている。
【0146】
このように構成される複数の径方向支持部３では、第１周方向連結部５が連結されている幅Ｗ１の範囲の剛性と第２周方向連結部６が連結されている幅Ｗ２の範囲の剛性よりも、前記径方向の間隔Ｗ３の範囲の剛性が低い。従って、複数の径方向支持部３は、幅Ｗ１及び幅Ｗ２よりも間隔Ｗ３の範囲が大きくなるほど、間隔Ｗ３の範囲で弾性変形が生じやすい。これにより、径方向支持部３は、幅Ｗ１の範囲及び幅Ｗ２の範囲において弾性変形によって生じる応力が低減される。
【0147】
（モータ２７の回転規制時の回転規制機構用回転体２Ｂの状態）
周方向の一方向（実線矢印参照）にモータ２７の回転軸２７ａが回転している場合、係合ピン８の位置が前記規制位置に切り替えられると、回転規制機構用回転体２Ｂの係合突起部７は、一方向に回転しながら係合ピン８に接触する。係合ピン８に接触した係合突起部７には、係合ピン８から他方向外力が加わる（図３の黒塗矢印参照）。
周方向の一方向（実線矢印参照）にモータ２７の回転軸２７ａが回転している場合、係合ピン８の位置が前記規制位置に切り替えられると、回転規制機構用回転体２Ｂの係合突起部７は、一方向に回転しながら係合ピン８に接触する。係合ピン８に接触した係合突起部７には、係合ピン８から他方向外力が加わる（図３の黒塗矢印参照）。
【0148】
前記係合突起部７に加わった他方向外力は、径方向支持部３と、径方向支持部３の外端部に対して周方向の一方に連結されている第２周方向連結部６と、径方向支持部３の外端部に対して周方向の他方に連結されている第２周方向連結部６とに伝達される（図３のハッチング矢印Ａ１、ハッチング矢印Ａ２、ハッチング矢印Ａ３参照）。
【0149】
径方向支持部３には、他方向外力によって外端部から周方向の他方向に曲げられる弾性変形が生じる。径方向支持部３には、内端部における幅Ｗ１の範囲及び外端部における幅Ｗ２の範囲よりも剛性が低く且つ幅Ｗ１の範囲及び幅Ｗ２の範囲よりも大きい間隔Ｗ３の範囲に、幅Ｗ１の範囲及び幅Ｗ２の範囲よりも大きい弾性変形が生じる。
【0150】
前記径方向支持部３の幅Ｗ１の範囲、幅Ｗ２の範囲及び間隔Ｗ３の範囲には、弾性変形によって応力が生じる。この際、幅Ｗ１の範囲及び幅Ｗ２の範囲で生じる応力は、間隔Ｗ３の範囲に生じる弾性変形により低減される。つまり、径方向支持部３に生じる応力は、幅Ｗ１の範囲、幅Ｗ２の範囲及び間隔Ｗ３の範囲に分散される。また、幅Ｗ１の範囲及び幅Ｗ２の範囲に生じる応力集中は、間隔Ｗ３の範囲に生じる弾性変形により緩和される。これにより、幅Ｗ１の範囲及び幅Ｗ２の範囲に生じる応力値が低減される。よって、回転規制機構用回転体２Ｂに塑性変形が生じにくい。従って、前記回転規制機構用回転体２Ｂは、複数の係合突起部７の係合によって回転を規制する回転規制機構１Ｂの使用環境を拡大することができる。
【0151】
［実施形態４］
＜係合突起部３１が軸方向に延びている回転規制機構用回転体２Ｃ＞
次に、図８と図９を用いて、本発明の実施形態４に係る回転規制機構１Ｃについて説明する。図８は、本発明の実施形態４に係る回転規制機構１Ｃの側面図である。図９は、本発明の実施形態４に係る回転規制機構用回転体２Ｃの平面図である。
＜係合突起部３１が軸方向に延びている回転規制機構用回転体２Ｃ＞
次に、図８と図９を用いて、本発明の実施形態４に係る回転規制機構１Ｃについて説明する。図８は、本発明の実施形態４に係る回転規制機構１Ｃの側面図である。図９は、本発明の実施形態４に係る回転規制機構用回転体２Ｃの平面図である。
【0152】
図８に示すように、回転規制機構１Ｃは、回転規制機構用回転体２Ｃと、係合ピン８と、ソレノイド１０とを含む。回転規制機構１Ｃは、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２Ｃに係合ピン８が係合することにより、モータ２７の回転軸２７ａの回転を規制する。
【0153】
図８と図９とに示すように、回転規制機構用回転体２Ｃは、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転する枠状部材である。回転規制機構用回転体２Ｃは、回転軸２７ａの軸線方向に見て、多角形状（図９の例では６角形）である。回転規制機構用回転体２Ｃは、複数の梁状の径方向支持部３と、複数の梁状の第１周方向連結部５と、複数の梁状の第２周方向連結部６と、複数の係合突起部３１と、を備える。
【0154】
複数の係合突起部３１は、係合ピン８と係合可能なように各径方向支持部３から回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒの軸線方向に延びている。具体的には、複数の係合突起部３１は、複数の径方向支持部３の外端部から回転軸線Ｒと軸心が一致しているモータ２７の回転軸２７ａの他端方向に延びるように形成されている。よって、複数の係合突起部３１は、回転規制機構用回転体２Ｃに、周方向に等間隔に設けられている。
【0155】
本実施形態において、複数の係合突起部３１は、それぞれ、モータ２７の回転軸２７ａの他端方向に屈曲している。また、複数の係合突起部３１は、複数の第２周方向連結部６の外縁から回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒの軸線方向に延びるように形成されている。係合突起部３１は、係合ピン８と係合し、回転規制機構用回転体２Ｃの回転を規制可能なように回転軸線Ｒの方向に延びている。
【0156】
上述のように複数の係合突起部３１が回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒの軸線方向に延びることにより、回転規制機構用回転体２Ｃの最大半径は、回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒから複数の第２周方向連結部６の外縁までの距離である。これにより、回転規制機構用回転体２Ｃの最大半径は、複数の係合突起部が径方向に延びる構成に比べて小さい。
【0157】
上述のように、複数の係合突起部３１が回転軸線Ｒの軸線方向に延びることにより、回転規制機構用回転体２Ｃの最大半径を小さくすることができる。また、回転規制機構用回転体２Ｃは、複数の係合突起部３１に係合させる係合ピン８の設計自由度を向上させることができる。これにより、回転規制機構用回転体２Ｃによって、複数の係合突起部３１の係合によって回転を規制する回転規制機構１Ｃの使用環境を拡大することができる。
【0158】
また、上述のように、複数の係合突起部３１が回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒの軸線方向に延びることにより、係合突起部が回転規制機構用回転体の径方向に延びている構成に比べて、回転規制機構用回転体２Ｃの厚みを小さくしつつ、回転規制機構用回転体２Ｃにおいて係合ピン８と接触する接触面を大きくすることができる。これにより、回転規制機構用回転体２Ｃと係合ピン８とが係合した際に回転規制機構用回転体２Ｃに生じる応力集中を低減できる。
【0159】
なお、回転規制機構用回転体２Ｃにおける係合突起部３１以外の構成は、実施形態１の回転規制機構用回転体２と同様の構成である。よって、回転規制機構用回転体２Ｃにおける係合突起部３１以外の構成により、実施形態１の回転規制機構用回転体２と同様の作用効果が得られる。
【0160】
＜実施形態４の変形例における回転規制機構用回転体２Ｄ＞
実施形態４の回転規制機構用回転体２Ｃでは、複数の径方向支持部３が回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒの軸線方向に屈曲されることにより、複数の係合突起部３１が形成されている。しかしながら、回転規制機構用回転体の構成は、上述の構成に限定されない。
実施形態４の回転規制機構用回転体２Ｃでは、複数の径方向支持部３が回転規制機構用回転体２Ｃの回転軸線Ｒの軸線方向に屈曲されることにより、複数の係合突起部３１が形成されている。しかしながら、回転規制機構用回転体の構成は、上述の構成に限定されない。
【0161】
図１０は、本発明の実施形態４の変形例に係る回転規制機構用回転体２Ｄの平面図である。図１０に示すように、回転規制機構１Ｄの回転規制機構用回転体２Ｄは、例えば複数の径方向支持部３の外端部に、係合突起部として複数の円柱状の回転係合ピン３２を有する。複数の回転係合ピン３２は、複数の径方向支持部３の外端部から回転規制機構用回転体２Ｄの回転軸線Ｒにおける一方向又は他方向に延びるように設けられている。複数の回転係合ピン３２は、回転規制機構用回転体２Ｄに、周方向に等間隔に設けられている。
【0162】
これにより、上述の実施形態４と同様の作用効果を得ることができる。
【0163】
［実施形態５］
＜衝撃低減部３３ｂを有する係合ピン３３を備えるアクチュエータ２６Ａ＞
図１１と図１２とを用いて、本発明の実施形態５に係る回転規制機構１Ｅを備えたアクチュエータ２６Ａについて説明する。図１１は、本発明の実施形態５に係る回転規制機構１Ｅを備えるアクチュエータの側面図である。図１２は、本発明の実施形態５に係るアクチュエータ２６Ａの回転規制機構用回転体２と係合ピン３３とが接触した際の係合ピン３３の弾性変形状態を表す平面図である。回転規制機構用回転体２の構成は、実施形態１における回転規制機構用回転体２の構成と同様である。
＜衝撃低減部３３ｂを有する係合ピン３３を備えるアクチュエータ２６Ａ＞
図１１と図１２とを用いて、本発明の実施形態５に係る回転規制機構１Ｅを備えたアクチュエータ２６Ａについて説明する。図１１は、本発明の実施形態５に係る回転規制機構１Ｅを備えるアクチュエータの側面図である。図１２は、本発明の実施形態５に係るアクチュエータ２６Ａの回転規制機構用回転体２と係合ピン３３とが接触した際の係合ピン３３の弾性変形状態を表す平面図である。回転規制機構用回転体２の構成は、実施形態１における回転規制機構用回転体２の構成と同様である。
【0164】
図１１に示すように、アクチュエータ２６Ａは、モータ２７と、回転規制機構１Ｅと、アブソリュートエンコーダと、モータ２７を制御するコンピュータである駆動装置とを含む。なお、アブソリュートエンコーダ及び駆動装置の構成は、図６に示す構成と同様である。
【0165】
回転規制機構１Ｅは、モータ２７の回転軸２７ａの回転を規制する。回転規制機構１Ｅは、機械的な係合によってモータ２７の回転軸２７ａの回転を制限する。回転規制機構１Ｅは、回転規制機構用回転体２、係合ピン３３及びソレノイド１０を備える。回転規制機構１Ｅは、モータ２７の回転軸２７ａと一体で回転する回転規制機構用回転体２に係合ピン３３が係合することにより、モータ２７の回転軸２７ａの回転を規制する。
【0166】
係合ピン３３は、回転規制機構用回転体２の回転を規制する部材である。係合ピン３３は、モータ２７のハウジング等、モータ２７及び回転規制機構用回転体２と連動して回転しない部分に支持されている。係合ピン３３は、基部３３ａ、衝撃低減部３３ｂ及び接触部３３ｃを有する。
【0167】
基部３３ａは、衝撃低減部３３ｂ及び接触部３３ｃを支持する部材である。基部３３ａは、例えば円柱状に形成されている。基部３３ａは、軸方向の一端部にソレノイド１０が配置される。また、基部３３ａは、軸方向の他端部にばね９が配置されている。基部３３ａは、軸線方向に移動可能に構成されている。基部３３ａは、軸線が回転規制機構用回転体２の回転軸線Ｒと平行になるように配置されている。
【0168】
衝撃低減部３３ｂは、接触部３３ｃを介して伝達される衝撃力を吸収する部材である。衝撃低減部３３ｂは、弾性体である合成ゴム等によって構成されている。衝撃低減部３３ｂは、例えば、基部３３ａが挿入可能な中空円筒状に形成されている。衝撃低減部３３ｂは、基部３３ａの外周面上に設けられている。衝撃低減部３３ｂは、接触部３３ｃに係合突起部７が接触することにより加わる衝撃力をある程度吸収可能な厚さに形成されている。
【0169】
接触部３３ｃは、回転規制機構用回転体２の複数の係合突起部７と接触する部材である。接触部３３ｃは、例えば、衝撃低減部３３ｂが挿入可能な中空円筒状に形成されている。接触部３３ｃは、衝撃低減部３３ｂの外周面を覆うように設けられている。つまり、接触部３３ｃは、衝撃低減部３３ｂに係合突起部７が直接接触しないようにすることにより、衝撃低減部３３ｂを保護している。
【0170】
このように構成される係合ピン３３は、ソレノイド１０及びばね９によって、基部３３ａと衝撃低減部３３ｂと接触部３３ｃとが一体で軸線方向に移動可能に構成されている。係合ピン３３は、ソレノイド１０によって、接触部３３ｃが回転規制機構用回転体２の複数の係合突起部７に接触する規制位置（二点鎖線図）と、接触部３３ｃが係合突起部７に接触しない開放位置（実線図）とのいずれか一方に切り替えられる。また、係合ピン３３には、ばね９によって規制位置に保持されるように軸線方向に力が加えられている。
【0171】
図１２に示すように、回転規制機構１Ｅは、係合ピン３３の位置が前記規制位置に切り替えられた場合、回転規制機構用回転体２の回転角度範囲を、係合突起部７が係合ピン３３の接触部３３ｃに接触する角度から前記係合突起部７と隣り合う他の係合突起部７が接触部３３ｃに接触する角度までの範囲に規制する。
【0172】
周方向の一方向（実線矢印参照）に回転する回転規制機構用回転体２の第１セクションＳ１内において、係合ピン３３が規制位置に切り替えられた場合、係合ピン３３の接触部３３ｃは、回転規制機構用回転体２の第１の係合突起部７ａに接触する。これにより、接触部３３ｃには、第１の係合突起部７ａから衝撃力が加わる。この際、係合ピン３３では、基部３３ａと接触部３３ｃとの間で衝撃低減部３３ｂが弾性変形する（黒塗矢印参照）。係合ピン３３は、第１の係合突起部７ａから受ける衝撃力を吸収するとともに、第１の係合突起部７ａの弾性変形量を、衝撃低減部３３ｂを有しない場合に比べて低減させる。これにより、回転規制機構１Ｅは、衝撃低減部３３ｂを有する係合ピン３３によって、回転規制機構用回転体２と係合ピン３３とに生じる応力を抑制する。
【0173】
回転規制機構１Ｅを備えるアクチュエータ２６Ａでは、回転規制機構１Ｅの回転規制機構用回転体２の回転を規制することによって、回転規制機構用回転体２が接続されている回転軸２７ａの回転が規制される。この際に係合ピン３３及び回転規制機構用回転体２に生じる応力が抑制される。従って、アクチュエータ２６Ａは、例えば多関節ロボットアーム装置１１において、各軸の回転関節の中で最も強い力が作用するＳ軸回転関節１４のアクチュエータとして使用することができる。これにより、アクチュエータ２６Ａは、複数の係合突起部７の係合によって回転を規制する回転規制機構１Ｅの使用環境を拡大することができる。
【0174】
また、本実施形態のように係合ピン３３において接触部３３ｃと基部３３ａとの間に衝撃低減部３３ｂが設けられていることにより、回転規制機構用回転体２と係合ピン３３との係合によって発生する騒音及び振動を低減できる。
【0175】
なお、本実施形態においても、実施形態１と同様、複数の係合突起部７のうち隣り合う係合突起部７の間隔は、軸線方向に延びる円柱状の係合ピン３３を前記軸線方向に見た係合ピン３３の直径（周方向の最大寸法）と、係合突起部７の周方向の幅との合計よりも大きい。
【0176】
［実施形態６］
＜回転衝撃低減部３４ａを有する回転規制機構用回転体２Ｆを備えるアクチュエータ２６Ｂ＞
図１３を用いて本発明の実施形態６に係る回転規制機構１Ｆを備えたアクチュエータ２６Ｂについて説明する。図１３は、発明の実施形態６に係るアクチュエータの回転規制機構用回転体２Ｆと係合ピン８とが接触した際の回転接触部３４ｂの弾性変形状態を表す平面図である。
＜回転衝撃低減部３４ａを有する回転規制機構用回転体２Ｆを備えるアクチュエータ２６Ｂ＞
図１３を用いて本発明の実施形態６に係る回転規制機構１Ｆを備えたアクチュエータ２６Ｂについて説明する。図１３は、発明の実施形態６に係るアクチュエータの回転規制機構用回転体２Ｆと係合ピン８とが接触した際の回転接触部３４ｂの弾性変形状態を表す平面図である。
【0177】
図１３に示すように、アクチュエータ２６Ｂは、モータと、回転規制機構１Ｆと、アブソリュートエンコーダと、モータ２７を制御するコンピュータである駆動装置とを含む。なお、モータ、アブソリュートエンコーダ及び駆動装置の各構成は、図６に示す構成と同様である。
【0178】
回転規制機構１Ｆは、モータ２７における回転軸２７ａの回転を規制する。本実施形態では、回転規制機構１Ｆは、回転規制機構用回転体２Ｆと、係合ピン８と、ソレノイドとを含む。なお、ソレノイドの構成は、図６に示す構成と同様である。
【0179】
回転規制機構用回転体２Ｆの複数の係合突起部７は、複数の回転衝撃低減部３４ａと、複数の回転接触部３４ｂとを有する。
【0180】
複数の回転衝撃低減部３４ａは、回転接触部３４ｂから伝達される衝撃力を吸収する部材である。複数の回転衝撃低減部３４ａは、弾性体である合成ゴム等によって構成されている。複数の回転衝撃低減部３４ａは、複数の係合突起部７にそれぞれ設けられている。複数の回転衝撃低減部３４ａは、複数の係合突起部７を覆うように設けられている。複数の回転衝撃低減部３４ａは、係合ピン８によって加わる衝撃力をある程度吸収可能な厚さに形成されている。
【0181】
複数の回転接触部３４ｂは、係合ピン８と接触する。複数の回転接触部３４ｂは、複数の回転衝撃低減部３４ａを覆うように設けられている。つまり、回転接触部３４ｂは、回転衝撃低減部３４ａに係合ピン８が接触しないようにして回転衝撃低減部３４ａを保護している。
【0182】
周方向の一方向（実線矢印参照）に回転する回転規制機構用回転体２Ｆの第１セクションＳ１内において、係合ピン８が規制位置に切り替えられた場合、第１の係合突起部７ａに設けられた回転接触部３４ｂには、係合ピン８が接触する。回転接触部３４ｂには、係合ピン８から衝撃力が加わる。この際、第１の係合突起部７ａは、回転衝撃低減部３４ａが弾性変形することにより（黒塗矢印方向）、係合ピン８から加わる衝撃力が低減される。これにより、回転規制機構１Ｆは、回転衝撃低減部３４ａによって、回転規制機構用回転体２Ｆと係合ピン８とに生じる応力を抑制する。
【0183】
回転規制機構１Ｆを備えるアクチュエータ２６Ｂでは、係合ピン８及び回転規制機構用回転体２Ｆに生じる応力が抑制される。よって、アクチュエータ２６Ｂにおいて、係合突起部７の係合によって回転を規制する回転規制機構１Ｆの使用環境を拡大することができる。
【0184】
また、本実施形態のように回転規制機構用回転体２Ｆの係合突起部７を覆うように回転衝撃低減部３４ａが設けられていることにより、回転規制機構用回転体２Ｆと係合ピン８との係合によって発生する騒音及び振動を低減できる。
【0185】
なお、回転規制機構用回転体２Ｆにおける回転衝撃低減３４ａ及び回転接触部３４ｂ以外の構成は、実施形態１の回転規制機構用回転体２と同様の構成である。よって、回転規制機構用回転体２Ｆにおける回転衝撃低減３４ａ及び回転接触部３４ｂ以外の構成により、実施形態１の回転規制機構用回転体２と同様の作用効果が得られる。
【0186】
（その他の実施形態）
なお、上述の実施形態２において、６軸の垂直多関節ロボットアームである多関節ロボットアーム１２は、一例としてＳ軸回転関節１４、Ｌ軸回転関節１６、Ｕ軸回転関節１８、Ｒ軸回転関節２０、Ｂ軸回転関節２２及びＴ軸回転関節２４がそれぞれリンクによって直列に連結されているが、これに限定されない。各軸の連結数、各軸のモータユニットＭの連結順、連結される際の軸線方向等は、多関節ロボットアームとして成立する構造であれば、上述の実施形態２以外の構成であってもよい。多関節ロボットアームは、例えば、７軸の垂直多関節ロボットアームでもよい。
なお、上述の実施形態２において、６軸の垂直多関節ロボットアームである多関節ロボットアーム１２は、一例としてＳ軸回転関節１４、Ｌ軸回転関節１６、Ｕ軸回転関節１８、Ｒ軸回転関節２０、Ｂ軸回転関節２２及びＴ軸回転関節２４がそれぞれリンクによって直列に連結されているが、これに限定されない。各軸の連結数、各軸のモータユニットＭの連結順、連結される際の軸線方向等は、多関節ロボットアームとして成立する構造であれば、上述の実施形態２以外の構成であってもよい。多関節ロボットアームは、例えば、７軸の垂直多関節ロボットアームでもよい。
【0187】
また、上述の実施形態２において、アクチュエータ２６は、多関節ロボットアーム１２の各軸の回転関節として用いられている。しかしながら、アクチュエータ２６の構成は、上述の実施形態の構成に限定されない。例えば、アクチュエータ２６は、ＸＹテーブルや垂直搬送装置等、位置制御が必要な装置等に適用してもよい。また、アクチュエータ２６は、減速機２５を含まなくてもよい。
【0188】
また、上述の実施形態２において、アクチュエータ２６は、モータ２７、減速機２５、アブソリュートエンコーダ２８及び駆動装置２９が多関節ロボットアーム１２の筐体１５、筐体１９、筐体２３内にそれぞれ設けられている機電一体構造として構成されている。しかしながら、アクチュエータ２６の構成は、上述の実施形態２の構成に限定されない。例えば、アクチュエータは、駆動装置が多関節ロボットアームの筐体の外に配置されていてもよい。
【0189】
また、上述の全ての実施形態において、回転規制機構用回転体２、回転規制機構用回転体２Ｂ、回転規制機構用回転体２Ｃ、回転規制機構用回転体２Ｄ、回転規制機構用回転体２Ｆ（以下、単に「各回転規制機構用回転体」と記す）は、ステンレス鋼によって構成されている。しかしながら、各回転規制機構用回転体は、防錆処理が施された鉄、アルミニウム合金、セラミックス、炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチック等、防錆性を有し且つ係合ピン８から受ける衝撃力に耐えうる材料であれば、他の材料であってもよい。
【0190】
また、上述の全ての実施形態において、各回転規制機構用回転体は、回転軸２７ａの軸線方向に見て、６角形状を有する。しかしながら、各回転規制機構用回転体は、多角形であれば、他の形状を有していてもよい。
【0191】
また、上述の全ての実施形態において、各回転規制機構用回転体には、係合部突起部７，３１及び回転係合ピン３２が周方向に等間隔に６ケ所形成されている。しかしながら、各回転規制機構用回転体の構成は、上述の実施形態の構成に限定されない。例えば、係合突起部及び回転係合ピンの数は、６以外であってもよい。また、複数の係合突起部及び複数の回転係合ピンは、周方向に等間隔に形成されていなくてもよい。
【0192】
また、上述の全ての実施形態において、各回転規制機構用回転体は、第１周方向連結部５と第２周方向連結部６とによって隣り合う径方向支持部３同士が連結されている。しかしながら、各回転規制機構用回転体の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、各回転規制機構用回転体は、３つ以上の周方向連結部において隣り合う径方向支持部３同士が連結されていてもよい。
【0193】
また、上述の全ての実施形態において、各回転規制機構用回転体は、複数の径方向支持部３が、１つの点を放射中心Ｃとする放射状に配置されている。しかしながら、各回転規制機構用回転体の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、各回転規制機構用回転体は、複数の径方向支持部が複数のグループに分かれて、グループ毎に異なる点を放射中心とする放射状に配置されていてもよい。
【0194】
また、上述の全ての実施形態において、各回転規制機構用回転体では、６つの径方向支持部３が隣り合う径方向支持部３の間の中心角度θを６０度として放射状に配置されている。しかしながら、各回転規制機構用回転体の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、複数の径方向支持部が放射状に配置されていれば、隣り合う径方向支持部の間の中心角度は６０度に限定されない。
【0195】
また、上述の全ての実施形態において、各回転規制機構用回転体では、第１周方向連結部５が多角形状を構成するように、隣り合う径方向支持部３を連結している。しかしながら、第１周方向連結部は、円環状になるように、隣り合う径方向支持部を連結していてもよい。
【0196】
また、上述の全ての実施形態において、回転規制機構１、回転規制機構１Ｂ、回転規制機構１Ｃ、回転規制機構１Ｄ、回転規制機構１Ｅ、回転規制機構１Ｆ（以下、単に「各回転規制機構」と記す）は、係合ピン８、３３が各回転規制機構用回転体の係合突起部７に係合するように構成されている。しかしながら、各回転規制機構の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、各回転規制機構は、複数の第１周方向連結部５と複数の第２周方向連結部６との間の複数の径方向支持部３に係合ピン８、３３が係合してもよい。
【0197】
また、上述の全ての実施形態において、係合ピン８、３３は、ステンレス鋼によって構成されている。しかしながら、係合ピン８、３３の構成は、上述の実施形態の構成に限定されない。例えば、係合ピン８、３３は、防錆処理が施された鉄、アルミニウム合金、セラミックス、炭素繊維強化樹脂及びガラス繊維強化樹脂等、防錆性を有し、各回転規制機構用回転体との接触による衝撃力に耐えうる材料であれば、他の材料であってもよい。
【0198】
また、上述の全ての実施形態において、係合ピン８、３３は、軸線が回転規制機構用回転体の回転軸線と平行な方向に移動するように配置されている。しかしながら、係合ピン８、３３の構成は、上述の実施形態の構成に限定されない。係合ピン８、３３は、回転規制機構用回転体の厚み方向に移動する構成であればよい。例えば、係合ピン８、３３は、軸線が回転規制機構用回転体の回転軸線に対して斜めに移動するように構成されていてもよい。
【0199】
また、上述の全ての実施形態において、複数の係合突起部７のうち隣り合う係合突起部７の間隔Ｌｓは、係合ピン８，３３を前記軸線方向に見た係合ピン８、３３の直径Ｄと、係合突起部７の周方向の幅Ｗとの合計よりも大きい。しかしながら、隣り合う係合突起部の間隔は、係合ピン８，３３の直径Ｄと、係合突起部７の周方向の幅Ｗとの合計と同じであってもよいし、前記合計よりも小さくてもよい。
【0200】
また、上述の全ての実施形態において、係合ピン８，３３は、円柱状である。しかしながら、係合ピンは、四角柱状などの多角柱状であってもよいし、球状や多面体形状などの柱状以外の形状であってもよい。この場合には、上述の関係において、係合ピンの直径の代わりに、係合ピンを軸線方向に見て前記係合ピンにおける前記周方向の最大寸法を用いればよい。
【0201】
また、上述の実施形態５、６において、衝撃低減部３３ｂ及び回転衝撃低減部３４ａは、合成ゴムによって構成されている。しかしながら、衝撃低減部３３ｂ及び回転衝撃低減部３４ａの構成は、上述の実施形態５、６の構成に限定されない。例えば、衝撃低減部３３ｂ及び回転衝撃低減部３４ａは、弾性を有する樹脂等によって構成されてもよい。また。衝撃低減部３３ｂ及び回転衝撃低減部３４ａの構成は、板ばね等の弾性を有する構成であってもよい。
【0202】
また、上述の実施形態５において、回転規制機構１Ｅでは、係合ピン３３に衝撃低減部３３ｂが設けられている。また、上述の実施形態６において、回転規制機構１Ｆでは、回転規制機構用回転体２Ｆの複数の係合突起部７に回転衝撃低減部３４ａが設けられている。しかしながら、回転規制機構１Ｅ，１Ｆは、上述の実施形態の構成に限定されない。例えば、回転規制機構１Ｅでは、回転規制機構用回転体２の複数の係合突起部７と係合ピン３３との両方に衝撃低減部が設けられていてもよい。また、回転規制機構１Ｆでは、回転規制機構用回転体２Ｆの複数の係合突起部７と係合ピン８との両方に衝撃低減部が設けられていてもよい。
【0203】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0204】
本発明は、回転規制機構用回転体及び回転規制機構用回転体を有する回転規制機構を備えたアクチュエータに利用可能である。
【符号の説明】
【0205】
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 回転規制機構
２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｆ、２００ 回転規制機構用回転体
３ 径方向支持部
４ 固定部
５ 第１周方向連結部
６ 第２周方向連結部
７、３１ 係合突起部
８、３３ 係合ピン(固定規制部材)
３３ａ 基部
３３ｂ 衝撃低減部
３３ｃ 接触部
３４ａ 回転衝撃低減部
３４ｂ 回転接触部
９ ばね
１０ ソレノイド
１１ 多関節ロボットアーム装置
２６、２６Ａ、２６Ｂ アクチュエータ
２７ モータ
２７ａ 回転軸
１００ 回転規制機構制御装置
１１０ 係合突起位置検出部
１２０ 係合ピン移動制御部
１３０ 係合ピン移動装置
Ｒ 回転軸線
２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｆ、２００ 回転規制機構用回転体
３ 径方向支持部
４ 固定部
５ 第１周方向連結部
６ 第２周方向連結部
７、３１ 係合突起部
８、３３ 係合ピン(固定規制部材)
３３ａ 基部
３３ｂ 衝撃低減部
３３ｃ 接触部
３４ａ 回転衝撃低減部
３４ｂ 回転接触部
９ ばね
１０ ソレノイド
１１ 多関節ロボットアーム装置
２６、２６Ａ、２６Ｂ アクチュエータ
２７ モータ
２７ａ 回転軸
１００ 回転規制機構制御装置
１１０ 係合突起位置検出部
１２０ 係合ピン移動制御部
１３０ 係合ピン移動装置
Ｒ 回転軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】