(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディとベースとの間に介在するコンプライアンス機構と、該コンプライアンス機構により変位したベースを原点位置に復帰させる原点復帰機構と、上記コンプライアンス機構により変位したベースを変位位置に固定するロック機構とを備えたコンプライアンスユニットにおいて、
上記原点復帰機構が、上記ボディに設けられた磁石と、上記ベースと一緒に変位するように設けられ、該磁石に磁力的に吸引されることより原点位置に引き戻される被吸着部材とで構成され、
上記ロック機構は、上記被吸着部材と共に上記ボディ内を移動する被押圧部材と、該ボディ内部に設けられ、上記被押圧部材を押圧するピストン部材を有するシリンダ機構と、該ピストン部材により押圧された上記被押圧部材を支持してピストン部材と共に該被押圧部材を位置不動に固定する支持部材とを備え、
上記ピストン部材が、上記磁石と被吸着部材との間に配設されていて、該被吸着部材との対向面に、該被吸着部材を収容して上記磁石との距離を短縮する凹部を備えている、
ことを特徴とするコンプライアンスユニット。
【請求項２】
ボディとベースとの間に介在するコンプライアンス機構と、該コンプライアンス機構により変位したベースを原点位置に復帰させる原点復帰機構と、上記コンプライアンス機構により変位したベースを変位位置に固定するロック機構とを備えたコンプライアンスユニットにおいて、
上記原点復帰機構が、上記ボディに設けられた磁石と、上記ベースと一緒に変位するように設けられ、該磁石に磁力的に吸引されることより原点位置に引き戻される被吸着部材とで構成され、
上記ロック機構は、ボディ内部に設けられたシリンダ機構を備え、該シリンダ機構は、ベースを直接押圧して位置不動に固定するピストン部材を有し、
上記ピストン部材が、上記磁石と被吸着部材との間に配設されていて、該被吸着部材との対向面に、該被吸着部材を収容して上記磁石との距離を短縮する凹部を備えている、
ことを特徴とするコンプライアンスユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンプライアンスユニットにおいて、上記磁石と被吸着部材とを複数対備えていることを特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットアームによる自動組立等において、結合すべきワーク相互間の位置ずれや寸法公差等を吸収する場合に用いられるコンプライアンスユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のコンプライアンスユニットとして一般的に知られているものは、ロボットアーム又はワークチャック手段の一方に取付けられるボディと、他方に取付けられるベースとを備え、これらボディとベースとの間に配設された上記コンプライアンス機構によりボディとベースとの相互の位置をずらし、コンプライアンス機能を発揮させるものである。
【０００３】
このようなコンプライアンスユニットは、ボディとベースとの相互位置を原点に復帰させる原点復帰機構を備えているのが通常であり、この原点復帰機構としては、例えば図１７に示すように、ボディ６１とベース６２の間における該ボディ６１に鋼球６３を遊動可能に配設し、該鋼球６３をばねやシリンダ機構等の押圧手段６４によってベース６２に設けた円錐状の窪み６５に押し込むことにより、ボディ６１とベース６２との相互の位置ずれを戻して原点に復帰させるものが広く知られている。
【０００４】
しかしながら、この種の原点復帰機構は、鋼球６３が、ボディ６１やベース６２、あるいは押圧手段６４との接触点Ｑ，Ｒ，Ｐのいずれかにおいて負荷がかかった状態ですべり運動を起こす場合があり、しかもそれらの面の表面粗さの具合によって、ベース６２あるいはボディ６１の滑らかな原点復帰動作が妨げられ、作業内容によってはワークの故障や破損等の問題が発生する可能性がある。
また、このような問題を避けようとすると、部品点数が多くなり、全体の構成が複雑になりがちであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、コンプライアンス機能によって生じたボディとベースとの間の相互の位置ずれを、滑らかに且つ確実に原点復帰させる、簡単な構成の原点復帰機構を備えたコンプライアンスユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のコンプライアンスユニットは、ボディとベースとの間に介在するコンプライアンス機構と、該コンプライアンス機構により変位したベースを原点位置に復帰させる原点復帰機構と、上記コンプライアンス機構により変位したベースを変位位置に固定するロック機構とを備え、上記原点復帰機構は、上記ボディに設けられた磁石と、上記ベースと一緒に変位するように設けられ、該磁石に磁力的に吸引されることより原点位置に引き戻される被吸着部材とで構成されている。
また、上記ロック機構は、上記被吸着部材と共にボディ内を移動する被押圧部材を、シリンダ機構のピストン部材で支持部材に押し付けて位置不動に固定するか、あるいは、シリンダ機構のピストン部材でベースを直接押圧して位置不動に固定するように構成され、上記ピストン部材が、上記磁石と被吸着部材との間に配設されていて、該被吸着部材との対向面に、該被吸着部材を収容して上記磁石との距離を短縮する凹部を備えている。
【０００７】
上記構成を有するコンプライアンスユニットは、上記被吸着部材の移動を拘束しない状態においては、該被吸着部材が磁石によってそれに近接する位置まで引きつけられることにより、ベースがボディに対する原点位置まで引き戻される。
したがって、鋼球を利用した原点復帰機構のように、鋼球のすべり運動等が生じることがなく、滑らか且つ確実な原点復帰動作を行うことができる。また、原点復帰動作は磁石と被吸着部材との磁気吸引力のみで行われるため、部品点数が少なく、全体の構成を簡単にすることができる。
【０００９】
更に、本発明のコンプライアンスユニットにおいては、上記磁石と被吸着部材とを複数対備えたものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明に係るコンプライアンスユニットの第１実施例を示すもので、この実施例のコンプライアンスユニット１Ａは、ロボットアーム又はワークチャック手段のいずれか一方に取付けられるボディ２Ａと、他方に取付けられるベース３Ａと、これらのボディ２Ａとベース３Ａとの間に介在させたコンプライアンス機構４Ａと、ベース３Ａの位置を一時的に保持するロック機構と、コンプライアンス機構４Ａによって生じたボディ２Ａとベース３Ａとの間の相互の位置ずれを原点位置に復帰させる原点復帰機構とを備えている。
【００１１】
図３は、上記コンプライアンスユニットの全体的構成を示すと同時に、一般的なコンプライアンスユニットにおけるベースの位置姿勢を決める６自由度について説明するためのもので、通常、上記ボディ２Ａの中心軸線に沿うＺ方向、該Ｚ方向と直交し且つ互いに直交するＸ，Ｙ方向、上記Ｘ及びＹ軸周りに回転するα及びβ方向、上記Ｚ軸周りに回転するθ方向の自由度のうち、用途に応じて必要な自由度を持つように設計される。なお、上記第１実施例は、ＸＹ方向の２自由度を有するものである。
【００１２】
上記コンプライアンス機構４Ａは、ベース３ＡをＸ方向に摺動自在に保持するインナーガイド５Ａと、該インナーガイド５ＡをＹ方向に摺動自在に保持するアウターガイド６Ａとを備え、該アウターガイド６Ａをボディ２Ａの一端側に取付けている。従って、このインナーガイド５Ａとアウターガイド６Ａとを介して、ベース３Ａに対しＸ、Ｙ及びそれらの合成方向の自由度を与え、ベース３Ａを外力によりそれらの方向に移動させることができる。
【００１３】
更に具体的に説明すると、上記インナーガイド５Ａは、ベース３Ａの両側面をＸ方向にガイドする第１スライド機構７Ａを介して該ベース３Ａを保持し、また、上記アウターガイド６Ａは、インナーガイド５Ａの両端面を、上記第１スライド機構７Ａによるガイド方向と直交するＹ方向にガイドする第２スライド機構８Ａを介して保持している。上記第１スライド機構７Ａは、インナーガイド５Ａの両側端からベース３Ａ側に突出した一対のガイド壁５Ａａ，５Ａａとベース３Ａの外側面との対向面間に、また第２スライド機構８Ａは、アウターガイド６Ａからインナーガイド５Ａ側に突出する一対のガイド壁６Ａａ，６Ａａとインナーガイド５Ａの外端面との対向面間にそれぞれ配設され、そして上記両スライド機構７Ａ，８Ａは、上記それぞれの対向面に設けた溝７ａ，８ａ内に鋼球７ｂ，８ｂを転動自在に嵌入することにより構成している。
【００１４】
また、上記インナーガイド５Ａ及びアウターガイド６Ａには、コンプライアンスユニットの軸線方向に開口して、ベース３Ａに連結されたロッド２０を挿通する中空部９Ａ，１０Ａがそれぞれ設けられている。さらに、上記アウターガイド６Ａと上記ボディ２Ａとの当接面間には、アウターガイド６Ａの中空部１０Ａの周囲を塞ぐ支持部材１１Ａが取付けられている。この支持部材１１Ａは、その中央に上記ロッド２０を挿通する導孔１２を備えた平板状のものである。
【００１５】
上記ボディ２Ａは、非磁性体で形成されたボディ本体１３Ａと、該ボディ本体１３Ａ内に設けられたシリンダ機構１４Ａと、原点復帰機構の一部を構成する磁石１５Ａとを備えている。
上記シリンダ機構１４Ａは、上記コンプライアンス機構４Ａにより変位したベース３Ａの位置を一時的に固定するロック機構の一部をなすものである。具体的には、該シリンダ機構１４Ａは、上記ボディ本体１３Ａ内に形成されたシリンダ孔１６Ａと、該シリンダ孔１６Ａ内に収容されたピストン部材１７Ａとを備え、ボディ本体１３Ａの側面にはシリンダ孔１６Ａ内の圧力室１８Ａに圧縮流体を給排するポート１９Ａを開口させている。
また、上記磁石１５Ａは、上記ボディ本体１３Ａにおける基端側、即ち上記シリンダ機構１４Ａのエンドカバーをなす部分の中央部に、磁極がコンプライアンスユニットの軸線方向に向くように配設されている。
【００１６】
上記ベース３Ａにおけるボディ２Ａ側の中央に立設されたロッド２０の先端には、上記磁石１５Ａに磁力的に吸引される被吸着部材２１Ａが取付けられている。上記ロッド２０及び被吸着部材２１Ａは、磁性体によって形成されているもので、該ロッド２０がインナーガイド５Ａ及びアウターガイド６Ａの中空部９，１０、及び支持部材１１Ａの導孔１２を貫通して、上記ボディ本体１３Ａ内のピストン部材１７Ａに近接する位置まで導出されている。
【００１７】
上記被吸着部材２１Ａは略球状に形成され、ベース３Ａがコンプライアンス機構４によって変位した場合には、上記シリンダ孔１６Ａ内を該ベース３Ａと一緒に変位するものである。この被吸着部材２１Ａは、上記シリンダ孔１６Ａ内において、アウターガイド６Ａに取付けられた支持部材１１Ａのボディ２Ａ側板面上に摺動自在に配設した平板状の被押圧部材２２Ａの中央の挿入孔２３に嵌入させ、該被押圧部材と２２Ａと共に移動可能にしたものである。
【００１８】
上記被押圧部材２２Ａは、上記シリンダ機構１４Ａと共にロック機構の一部をなすもので、該シリンダ機構１４Ａのピストン部材１７Ａによって上記支持部材１１Ａに押圧されることにより、該支持部材１１Ａ上に位置不動に固定できるようになっている。したがって、この被押圧部材２２Ａが上記ピストン部材１７Ａに押圧されると、被吸着部材２１Ａがその変位位置において固定され、結果として、ベース３Ａがボディ２Ａに対する変位を保った状態で不動に固定される。
なお、この被押圧部材２２Ａは、上記シリンダ孔１６Ａの孔径よりも小さい平板状に形成され、被吸着部材２１Ａのシリンダ孔１６Ａ内における変位範囲を制限し、それによってベース３Ａの変位範囲を制限するものである。
【００１９】
上記シリンダ機構１４Ａのピストン部材１７Ａにおける上記被吸着部材２１Ａとの対向面側の中央には凹部２４Ａが設けられていて、上記被押圧部材２１Ａを避けて上記被押圧部材２２Ａのみをピストン部材１７Ａにより押圧可能とし、また、上記磁石１５Ａと被吸着部材２１Ａとの間の距離を短縮して、磁石１５Ａの磁力ができる限り高いレベルで被吸着部材２１Ａに達するようにしている。
【００２０】
上記構成を有するコンプライアンスユニット１Ａは、ピストン部材１７Ａによって支持部材１１Ａを押圧せず、それにより上記被吸着部材２１Ａの移動が拘束されていない状態においては、該被吸着部材が磁石１５Ａによってそれに近接する位置まで引きつけられることにより、ベース３Ａがボディ２Ａに対する原点位置にまで引き戻されている。そのためには、ロッド２０やベース３Ａ、インナーガイド５Ａ、アウターガイド６Ａ、ボディ本体１３Ａを磁性体により形成し、図１に示すように磁石１５Ａから被吸着部材２１Ａ及びロッド２０等を通る磁路を形成させる必要がある。
【００２１】
この状態で、ボディ２Ａをロボットアーム等に取付け、ベース３Ａに固定したワークチャック手段等をワークに接触させると、ベース３Ａに作用する外力により該ベース３Ａがインナーガイド５Ａに対し第１スライド機構７Ａを介してＸ方向にガイドされ、また、上記インナーガイド５Ａは第２スライド機構８Ａを介してアウターガイド６Ａに対しＹ方向にガイドされ、即ち、コンプライアンス機構４Ａによりベース３Ａの位置がワークに倣って変位する。
【００２２】
上記ベース３Ａをその変位状態にロックするためには、圧力室１８Ａに圧縮流体を供給し、ピストン部材１７Ａによって被押圧部材２２Ａを支持部材１１Ａに押圧させることにより、該被押圧部材２２Ａが支持部材１１Ａ上に位置不動に固定され、それに伴って、被吸着部材２１Ａがその変位位置に固定され、結果として、ベース３Ａがボディ２Ａに対する変位を保った状態で不動にロックされる。
また、圧力室１８Ａの圧縮流体を排出することにより上記ロックを解除すると、被吸着部材２１Ａが磁石１５Ａによってそれに近接する位置まで引きつけられるので、ベース３Ａがボディ２Ａに対する原点位置にまで引き戻される。
したがって、鋼球を利用した原点復帰機構に比して滑らか且つ確実な原点復帰動作を行うことができる。また、原点復帰動作は磁石１５Ａと被吸着部材２１Ａとの磁気吸引力のみで行われるため、部品点数が少なく、全体の構成を簡単にすることができる。
【００２３】
図４及び図５は、本発明の第２実施例のコンプライアンスユニットを示すもので、この第２実施例のコンプライアンスユニット１Ｂは、上記第１実施例のものとは主にコンプライアンス機構の構成が異なり、全体としてコンパクトな態様としたものである。
即ち、このコンプライアンスユニット１Ｂも、基本的には、ボディ２Ｂと、ベース３Ｂと、これらの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｂと、ベース３Ｂの位置を一時的に保持するロック機構と、コンプライアンス機構４Ｂによって生じたベース３Ｂの位置の変位を原点に復帰させる原点復帰機構とを備えている。
【００２４】
第１実施例と構造が異なる上記コンプライアンス機構４Ｂは、ベース３ＢをＸ方向に摺動自在に保持するインナーガイド５Ｂと、該インナーガイド５ＢをＹ方向に摺動自在に保持するアウターガイド６Ｂとを備え、該アウターガイド６Ｂをボディ２Ｂの一端側に取付けているが、ベース３Ｂとインナーガイド５Ｂとの間に設けた第１スライド機構７Ｂにおける溝７ａと、インナーガイド５Ｂとアウターガイド６Ｂとの間に設けた第２スライド機構８Ｂの溝８ａとを同一平面上に配置している。また、上記第１実施例においては、インナーガイド５Ａからベース３Ａ側に突出した一対のガイド壁５Ａａ，５Ａａとベース３Ａの外側面との対向面間に第１スライド機構７Ａを配設しているが、この第２実施例においては、ベース３Ｂの両側端からインナーガイド５Ｂ側に突出した一対のガイド壁３Ｂａとインナーガイド５Ｂの両側端との対向面間に上記第１スライド機構７Ｂを設けている。
【００２５】
なお、その他の構成及び作用は、前記第１実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分に、第１実施例の図面に付した符号におけるＡに代えてＢの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略する。
【００２６】
図６及び図７は、本発明の第３実施例のコンプライアンスユニットを示すもので、この第３実施例のコンプライアンスユニット１Ｃは、上記第１及び２実施例のものとコンプライアンス機構及びロック機構の構成を異にし、全体として一層コンパクトな構成態様としたものである。
即ち、このコンプライアンスユニット１Ｃでは、基本的には、ボディ２Ｃと、ベース３Ｃと、これらの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｃと、ベース３Ｃの位置を一時的に保持するロック機構と、上記コンプライアンス機構４Ｃによって生じたベース３Ｃの位置の変位を原点に復帰させる原点復帰機構とを備えている。
【００２７】
この第３実施例におけるコンプライアンス機構４Ｃと上記第２実施例におけるコンプライアンス機構４Ｂとの差異は、インナーガイド５Ｃを中空のリング状に形成し、その中空内に上記ベース３Ｃを収容した状態で、ベース３Ｃの対向する一対の外側面とインナーガイド５Ｃの内壁面との間に第１スライド機構７Ｃを配設し、それによってベース３Ｃ及びインナーガイド５Ｃをアウターガイド６Ｃに設けられた凹部６Ｃａ内に収容し、コンプライアンスユニットの中心軸線の方向の厚さを小さくし、コンパクト化を図っている。
なお、アウターガイド６Ｃに対して第２スライド機構８Ｃによりインナーガイド５Ｃを保持する機構は、前記第２実施例と同様である。
【００２８】
また、上記ベース３Ｃにおけるボディ２Ｃ側の面には、ボディ２Ｃにおけるボディ本体１３Ｃに設けた磁石１５Ｃによって吸引される磁性体製の被吸着部材２１Ｃを直接取付けている。この被吸着部材２１Ｃは、略半球状のものである。
上記ボディ本体１３Ｃに設けたシリンダ機構１４Ｃや磁石１５Ｃ等の構成や取付け位置は、実質的に第１実施例と同じである。
ただし、上記シリンダ機構１４Ｃにおけるピストン部材１７Ｃは、ベース３Ｃを直接押圧し、該ベース３Ｃの変位をロックするようになっている。
【００２９】
従って、第１及び第２実施例と同様に、インナーガイド５Ｃとアウターガイド６Ｃとを介して、ベース３Ｃに対しＸ、Ｙ及びそれらの合成方向の自由度を与え、ベース３Ｃを外力によりそれらの方向に移動させることができる。
なお、この第３実施例のその他の構成及び作用は、前記第１または第２実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分に、第１実施例の図面に付した符号におけるＡに代えてＣの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３０】
図８及び図９は、本発明の第４実施例のコンプライアンスユニットを示すもので、この第４実施例のコンプライアンスユニット１Ｄでは、前記図３におけるＸ及びＹ軸周りで回転するα及びβ方向の自由度を持つように構成している。そして、このコンプライアンスユニット１Ｄと第１実施例のコンプライアンスユニット１Ａとの差異は、主としてコンプライアンス機構４Ｄの構成にあり、全体的な構成、即ち、ボディ２Ｄと、ベース３Ｄと、ベース３Ｄの位置を一時的に保持するロック機構と、上記コンプライアンス機構４Ｄによって生じたベース３Ｄの位置の変位を原点に復帰させる原点復帰機構とは、第１実施例と格別差異がない。
【００３１】
第１実施例と構造が異なる上記コンプライアンス機構４Ｄは、第１実施例における第１及び第２スライド機構７Ａ，８Ａの溝７Ａａ，８Ａａが直線状であるのに対し、該コンプライアンス機構４Ｄでは、インナーガイド５Ｄとベース３Ｄとの間に配設した第１スライド機構７Ｄの溝７Ｄａ、及びアウターガイド６Ｄとインナーガイド５Ｄとの間に配設した第２スライド機構８Ｄの溝８Ｄａが、ボディ２Ｄの中心軸線上の回転中心Ｏ（図３を参照）またはその近辺を中心とする円弧状に形成している点にある。
従って、このコンプライアンスユニット１Ｄでは、外力によってベース３Ｄが上記中心Ｏの周りで回転し、図３におけるＸ及びＹ軸周りで回転するα及びβ方向の自由度を持つことになる。
【００３２】
なお、その他の構成及び作用は、前記第１実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分に、第１実施例の図面に付した符号におけるＡに代えてＤの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３３】
上記第４実施例は、上述したように、第１実施例における第１及び第２スライド機構７Ａ，８Ａの溝７Ａａ，８Ａａを円弧状にしすることにより、Ｘ及びＹ軸周りで回転するα及びβ方向の自由度を持つように構成したものであるが、図１０に示す第５実施例及び図１１に示す第６実施例は、同様にそれぞれ第２実施例及び第３実施例における第１及び第２スライド機構の溝をそれぞれ円弧状にしたものである。
【００３４】
従って、第１スライド機構７Ｅ，７Ｆの溝７Ｅａ，７Ｆａ、及びアウターガイド６Ｅ，６Ｆとインナーガイド５Ｅ，５Ｆとの間に配設した第２スライド機構８Ｅ，８Ｆの溝８Ｅａ，８Ｆａは、上記第４実施例と実質的に変わるところがなく、また、その他の構成及び作用は、前記第２及び第３実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分に補助記号Ｅ，Ｆを用いた符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３５】
図１２に示す第７実施例のコンプライアンスユニット１Ｇは、図３に示すＸ及びＹ軸周りに回転するα及びβ方向、及びＺ軸周りに回転するθ方向の自由度を持つようにしたもので、前記実施例と同様に、ボディ２Ｇと、ベース３Ｇと、これらのボディ２Ｇとベース３Ｇとの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｇと、ベース３Ｇの位置を一時的に保持するロック機構と、コンプライアンス機構４Ｇによって生じたボディ２Ｇとベース３Ｇとの間の相互の位置ずれを原点位置に復帰させる原点復帰機構とを備えている。
【００３６】
上記ベース３Ｇは、ワークチャック手段等の取付面とは反対側に、前記Ｏ点（図３）を中心とする部分球面からなる支持面３Ｇａを形成し、一方、ボデイ本体１３Ｇに固定した軸受ホルダー６Ｇ内に、上記支持面３Ｇａと同一曲率半径の凹球面の軸受面７Ｇａを持つ軸受７Ｇを配設して、上記ベース３Ｇの支持面３Ｇａを支持させ、また、上記ベース３Ｇにおける支持面３Ｇａ側に固定したガイド２２Ｇにも、上記Ｏ点を中心とする部分凸球面からなるロック面２２Ｇａ及び上記軸受７Ｇの受け面７Ｇｂに接する支持面２２Ｇｂを形成し、ガイド２２Ｇの周辺部分に、ボディ本体１３Ｇ内のシリンダ機構１４Ｇにおけるピストン部材１７Ｇの周辺部を圧接できるようにして、ロック機構を形成させている。上記軸受７Ｇの受け面７Ｇｂ及びそれに接するガイド２２Ｇの支持面２２Ｇｂも、前記Ｏ点を中心とする部分球面であるのは勿論である。
【００３７】
上記軸受７Ｇは、多孔質材により形成したもので、軸受ホルダー６Ｇに設けた給気ポート２６Ｇからその内部に圧縮空気を供給し、それを軸受７Ｇの内部から該軸受７Ｇとベース３Ｇにおける支持面３Ｇａ及びガイド２２Ｇにおける支持面２２Ｇｂとの間に流出させて、互いに接する面間の境界に薄い空気膜を形成させることにより、ベース３Ｇの摺動抵抗を小さくして、α，β及びθ方向の軽快な自由度を持つコンプライアンス機構４Ｇを形成させている。
【００３８】
非磁性体で形成されたボディ本体１３Ｇには、前述した実施例と同様に、原点復帰機構の一部を構成する磁石１５Ｇを備え、一方、上記ガイド２２Ｇにおけるピストン部材１７Ｇ側の面には、上記磁石１５Ｇによって吸引される磁性体製の略半球状の被吸着部材２１Ｇを、該ピストン部材１７Ｇにおける中央の凹部２４Ｇ内に位置するようにして、直接取付けている。
この磁石１５Ｇ及び被吸着部材２１Ｇは、原点位置において互いに対向するようにその２対を設け、しかも、両磁石１５Ｇの極性を逆にして固定することにより、図示したような磁束を発生させ、コンプライアンス機構４Ｇによるα，β及びθ方向の変位からの磁力による原点復帰を実現できるようにしている。そのためには、ボディ本体１３Ｇ、ピストン部材１７Ｇは非磁性体により形成し、被吸着部材２１Ｇ、ガイド２２Ｇ及び磁石１５Ｇの上部を覆うプレート２５Ｇ等は、磁性材料により形成される。
【００３９】
上記シリンダ機構１４Ｇは、前記実施例と同様に、給排ポート１９Ｇからピストン部材１７Ｇの背面側の圧力室１８Ｇ内に圧縮流体を給排し、コンプライアンス機能４Ｇによりベース３Ｇが変位した際に、その位置を一時的に固定したり、あるいは、ボディ２Ｇとベース３Ｇとを原点位置に固定したりするロック機構の一部をなすものである。
【００４０】
図１３に示す第８実施例のコンプライアンスユニット１Ｈは、図３に示すＸ及びＹ軸方向、並びにＺ軸周りに回転するθ方向の自由度を持つようにしたもので、前記実施例と同様に、ボディ２Ｈと、ベース３Ｈと、これらのボディ２Ｈとベース３Ｈとの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｈと、ベース３Ｈの位置を一時的に保持するロック機構と、コンプライアンス機構４Ｈによって生じたボディ２Ｈとベース３Ｈとの間の相互の位置ずれを原点位置に復帰させる原点復帰機構とを備えている。
【００４１】
この第８実施例は、上記第７実施例におけるコンプライアンス機構４Ｇが、ベース３Ｇに、図３のＯ点を中心とするα，β方向の回転の自由度を持たせると同時に、θ方向の回転の自由度を持たせるようにしているのに対し、基本的に同じ構成で、Ｘ及びＹ方向の自由度を持つと同時に、θ方向の回転の自由度を持つようにしたものである。
【００４２】
従って、上記第７実施例との差異は、該第７実施例におけるベース３Ｇの支持面３Ｇａ、軸受７Ｇの軸受面７Ｇａ及び受け面７Ｇｂ、ガイド２２Ｇにおけるロック面２２Ｇａ及び支持面２２Ｇｂ、並びにピストン部材１７Ｇの周辺部が全て球面状をなしているのに対し、この第８実施例ではそれらが全て平面状をなしている点であり、これらの点を除いて、第８実施例のその他の構成及び作用は、上記第７実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分に第７実施例の図面に付した符号におけるＧに代えてＨの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４３】
図１４に示す第９実施例のコンプライアンスユニット１Ｊは、上記第８実施例と同様に、図３に示すＸ及びＹ軸方向、並びにＺ軸周りに回転するθ方向の自由度を持つようにしたものであるが、該第８実施例におけるボディ２Ｈとベース３Ｈとの間に介在させたコンプライアンス機構４Ｈに代えて、次のような構成を有するコンプライアンス機構４Ｊを備えている。
即ち、この第９実施例におけるコンプライアンス機構４Ｊは、ボディ本体１３Ｊにおけるベース３Ｊ側に固定した支持板６Ｊの表裏両面側に、それぞれ鋼球７Ｊｂ，８Ｊｂを保持したリテーナ７Ｊａ，８Ｊａを介して、ベース３Ｊ及びそれとスペーサ２０Ｊを介して連結したガイド２２Ｊを当接させ、支持板６Ｊに対して、ベース３Ｊ及びそれと一体化したガイド２２Ｊを、Ｘ，Ｙ方向及びそれらの合成方向に対して移動可能に保持させている。ガイド２２Ｊに二つの極性を逆にした磁石１５Ｊに対向する被吸着部材２１Ｊを設けているのは、第８実施例と同様である。
【００４４】
なお、上記のコンプライアンス機構４Ｊの構造を除いて、第９実施例のその他の構成及び作用は、上記第８実施例と実質的に変わるところがないので、主要部分に第８実施例の図面に付した符号におけるＨに代えてＪの補助記号を用いた符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４５】
図１５及び図１６に示す第１０実施例のコンプライアンスユニット１Ｋは、上記図６及び７に示す第３実施例並びに図１１に示す第６実施例のものを結合し、それによって図３に示すＸ及びＹ軸方向、並びにそれらの軸周りに回転するα及びβ方向の自由度を持つようにしたものであり、具体的には、前記第３実施例と第６実施例におけるボディ本体１３Ｃ，１３Ｆを一体化したボディ本体１３Ｋにすると共に、磁石１５Ｃ，１５Ｆを一体化して単一の磁石１５Ｋとしている。この第１０実施例の場合には、ベース３ＣＫ，３ＦＫのいずれか一方を前記各実施例におけるボディとして機能させ、具体的には、ベース３ＣＫ，３ＦＫのいずれか一方をロボットアーム等に取付け、他方にワークチャック手段等を取付けることになる。
【００４６】
なお、その他の構成及び作用は、前記第３実施例及び第６実施例と実質的に同一である。
そのため、この第１０実施例を示す図１５及び図１６においては、第３実施例と第６実施例の各部に付した符号に更にＫの補助記号を付加して表示し、それらの説明を省略する。
また、上述した各実施例においては、ボディ本体に磁石を設け、コンプライアンス機構側に被吸着部材を設けているが、それが逆であっても何ら差し支えない。
【００４７】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明のコンプライアンスユニットによれば、コンプライアンス機能によって生じたボディとベースとの間の相互の位置ずれを、磁石の利用により滑らかに且つ確実に原点復帰させることができ、しかもその構成が簡単な原点復帰機構を具備させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンプライアンスユニットの第１実施例を示す縦断正面図である。
【図２】同側断面図である。
【図３】コンプライアンスユニットの６自由度についての説明図を兼ねる同外観斜視図である。
【図４】本発明に係るコンプライアンスユニットの第２実施例の縦断正面である。
【図５】同側断面図である。
【図６】本発明に係るコンプライアンスユニットの第３実施例の縦断正面である。
【図７】同側断面図である。
【図８】本発明に係るコンプライアンスユニットの第４実施例の縦断正面である。
【図９】同側断面図である。
【図１０】本発明に係るコンプライアンスユニットの第５実施例の縦断正面である。
【図１１】本発明に係るコンプライアンスユニットの第６実施例の縦断正面である。
【図１２】本発明に係るコンプライアンスユニットの第７実施例の縦断正面である。
【図１３】本発明に係るコンプライアンスユニットの第８実施例の縦断正面である。
【図１４】本発明に係るコンプライアンスユニットの第９実施例の縦断正面である。
【図１５】本発明に係るコンプライアンスユニットの第１０実施例の縦断正面である。
【図１６】同側断面図である。
【図１７】従来のコンプライアンスユニットにおける原点復帰機構の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｋ    コンプライアンスユニット
２Ａ〜２Ｋ    ボディ
３Ａ〜３Ｊ，３ＣＫ，３ＦＫ    ベース
４Ａ〜４Ｊ，４ＣＫ，４ＦＫ    コンプライアンス機構
１４Ａ〜１４Ｊ，１４ＣＫ，１４ＦＫ    シリンダ機構
１５Ａ〜１５Ｋ    磁石
１７Ａ〜１７Ｊ，１７ＣＫ，１７ＦＫ    ピストン部材
２１Ａ〜２１Ｊ，２１ＣＫ，２１ＦＫ    被吸着部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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