JP2001254787A - 減速機及びロボットの関節装置 - Google Patents
減速機及びロボットの関節装置Info
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Abstract
の関節部の小型化が可能な防水機能を有する減速機、及
び小型化が可能な防水機能を有するロボットの関節装置
を提供する。 【解決手段】 この減速機は、入力軸の回転を減速して
出力軸に伝達する減速機のハウジング18と外側ケース
12との間に減速機内部を密閉するために第1のシール
部材21を配置し、第2のシール部材22を第1のシー
ル部材の外側に隙間を介在させて出力軸の軸方向Pと平
行方向に配置し、隙間内に吸湿剤を充填した。
Description
減速機及び小型化が可能な防水機能を有するロボットの
関節装置に関するものである。
格に対応して構成されているが、この防水のためにロボ
ットアームと減速機に設けた従来の構造を図4により説
明する。図4に示すように、減速機50がロボットアー
ム51と52の間に配置され、減速機50内部にオイル
等の潤滑剤を密封するためのオイルシール等の密封装置
54を減速機本体57と減速機ケース55の端部内面5
5aとの間に設置している。更に、外部より減速機50
内部に進入する流体を阻止するためのオイルシールやク
ワッドリング(Xリング)等の別の密封装置53をロボ
ットアーム51と減速機ケース55の端部外面55bと
の間に設置している。このようにして、防水機能を実現
するのが一般的である。
イズの異なる密封装置53,54を配置するためにロボ
ットアームの径方向にスペースが必要であり、このスペ
ースを確保するためにロボットアームの径等のサイズが
大きくなってしまう問題があった。これがロボットの手
首軸(関節部)等の小型化を阻害する大きな要因となっ
ていた。また、密封装置53,54のサイズが異なるた
め、オイルシール等の部品が別々となり、部品種類が増
える結果、コスト高になってしまうという問題があっ
た。
な従来技術の問題に鑑み、部品種類を削減でき低コスト
でかつロボットの関節部の小型化が可能な防水機能を有
する減速機、及び小型化が可能な防水機能を有するロボ
ットの関節装置を提供することを目的とする。
に、本発明による減速機は、入力軸の回転を減速して出
力軸に伝達する減速機のハウジングと外側ケースとの間
に減速機内部を密閉するために第1のシール部材を配置
し、第2のシール部材を前記第1のシール部材の外側に
隙間を介在させて前記出力軸の軸方向と平行方向に配置
し、前記隙間内に吸湿剤を充填したことを特徴とする。
より減速機内部を密封し、第2のシール部材により外部
からの異物の進入を阻止でき、しかも第1のシール部材
と第2のシール部材との間の隙間内に充填した吸湿剤に
より、水分が外部から隙間内に進入したとしても、この
水分を吸湿して除去することができるから、充分な防水
機能を有する減速機を実現できる。また、第1のシール
部材と第2のシール部材とは出力軸と平行方向に並べて
配置されるので、同一サイズのシール部材から構成で
き、部品種類を削減でき低コストを達成でき、また、減
速機をロボットの関節部に配置する場合、その径方向に
スペースを確保する必要がなく、ロボットの関節部の小
型化が可能となる。
のシール部材の少なくとも一方に前記減速機本体または
前記外側ケースと接するダストリップ部を設けることが
好ましく、前記第1のシール部材及び前記第2のシール
部材の両方に設けることが更に好ましい。減速機本体等
と接するダストリップ部により、一層の防水効果及び異
物進入防止効果を得ることができ、好ましい。なお、ダ
ストリップ部に対し摺動しながら接する減速機側の摺動
面に防錆処理を施すことにより、更なる防水機能を発揮
することができる。
は、上述の減速機を第1のロボット部材と第2のロボッ
ト部材との間に固定して配置し、前記減速機を介して前
記第1または第2のロボット部材を回転駆動するように
ロボットの関節部を構成したことを特徴とする。上述の
ように、第1のシール部材と第2のシール部材とは出力
軸と平行方向に並べて配置されるから、ロボット部材の
径方向にスペースを確保する必要がなく、ロボット部材
を径方向に小さく構成でき、関節部の小型化が可能とな
る。
ついて図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形
態を示す減速機を配置したロボット関節部の部分断面図
であり、図2は図1の要部断面図である。
てのロボット関節部30は、第1のロボットアーム31
と、第2のロボットアーム32と、第1及び第2のロボ
ットアーム31と32の間に配置された減速機10とを
備えている。
有し、第2のロボットアーム32側に配置されたモータ
等の回転手段(図示省略)により回転される入力軸11
と、外側ケース12と、外側ケース12の内周部に設け
られた複数のピン(内歯)からなる内歯歯車15と、内歯
歯車15に対応する所定ピッチで内歯歯車15と例えば
1つ異なる歯数の外歯を有し内歯歯車15に噛合する外
歯歯車13,14と、これらの外歯歯車13,14を軸
受13a,14aを介して内歯歯車15の中心軸線に対
し偏心して公転運動可能に支持する複数のクランク軸1
6と、外側ケース12に対し転がり軸受19,20を介
して回転自在に結合されクランク軸16の両端部を軸受
16a、16bを介して回転自在に支持するハウジング
18とを有する。
一つが、その軸端部に装着された入力歯車17を介して
入力軸11の回転力が伝達されて回転することにより、
外歯歯車13,14は公転運動しながら、外歯歯車1
3,14の歯数より例えば1つ歯数が多い内歯歯車15
に噛合う。その公転1回につき歯数差(1)に対応して
外歯歯車が自転し、これによって内歯歯車15(外側ケ
ース12)またはハウジング18からその自転に対応し
て減速出力を取り出すことができる。
ス12が第2のロボットアーム32に締め付けボルト3
2aにより固定され、そのハウジング18が第1のロボ
ットアーム31に締め付けボルト31a,31bにより
固定されている。第2のロボットアーム32が別のロボ
ット部材または部材(図示省略)に固定されているの
で、減速機の10ハウジング18が出力軸として外側ケ
ース12に対して第1のロボットアーム31とともに回
転する。
外側ケース12との間に配置した密封装置について説明
する。図1,図2に示すように、ハウジング18の外周
端面18aと外側ケース12の内周端面12aと間に第
1のシール部材21がハウジング18内を密封するよう
に配置されている。この第1のシール部材21によりハ
ウジング18内の潤滑剤が外部に漏洩しない。また、第
1のシール部材21とほぼ同心円状の第2のシール部材
22がハウジング18の外周端面18aと外側ケース1
2の内周端面12aとの間に、図2のように入力軸11
の軸方向Pに隙間24を介在させて並べて配置されてい
る。第2のシール部材22は第1のシール部材21の外
側に位置し、外部から減速機10のハウジング18内へ
の異物進入を防止している。第1及び第2のシール部材
21,22は円形状の同一形状のシール部材を図2のよ
うに隙間24を中心に対称に配置したものである。
第2のシール部材22は、それぞれハウジング18の外
周端面18aに対し摺動的に接するメインリップ部21
a,22aと、外側ケース12の内周端面12aに固定
的に接する平面部21b,22bとを備える。第1及び
第2のシール部材21,22のメインリップ部21a,
22aはハウジング18の回転時に、その外周端面18
aに接しながら摺動する。
22とは、互いの端面が密着しないように例えば数mm
程度の間隔をあけて設置され、隙間24が形成される。
この隙間24全体に、吸湿性能を有するグリース(例え
ばCaグリース)が充填されている。
第1のシール部材21と第2のシール部材22とから構
成される密封装置によれば、出力軸側(ハウジング1
8)に設置した第2のシール部材22により、減速機内
部に進入する水等の流体・異物を阻止し、減速機内部側
に設置した第1のシール部材21により減速機内部に充
填された潤滑剤を密封する。そして、例えばハウジング
18の回転時にメインリップ部22aの摺動等のため第
2のシール部材22から水分が隙間24に進入しても、
この水分は隙間24内に充填された吸湿剤としてのグリ
ースにより吸収されるから、第1のシール部材21から
減速機内部に進入することを未然に防止でき、シール部
材の防水機能を向上させることができる。
より、吸湿効果に加えて、メインリップ部21a,22
aが摺動する摺動面(ハウジング18の外周端面18
a)において必要な潤滑状態を確保し、メインリップ部
21a,22aの潤滑不良を防止する潤滑効果をも得る
ことができる。このため、例えば外部流体が水等の潤滑
性の極めて低い流体の場合、隙間24に充填されたグリ
ースによりオイルシールとしての第2のシール部材に必
要な潤滑状態を確保し、メインリップ部の潤滑不良を防
止でき、防水機能を維持できる。更に、グリースは粘度
を有するため細かな固形状異物が隙間24に進入しても
第1のシール部材21まで到達し難いので、一層の防塵
効果をも得ることができる。
動する摺動面(ハウジング18の外周端面18a)に防
錆処理を施すことにより、摺動面における錆の発生を効
果的に防止でき、これによりオイルシールの密封性能が
低下したり無効となることを防止できる。かかる防錆処
理の一例としてはレイデント処理があるが、これに限定
されない。
ル部材22とは、入力軸22の軸方向P(出力軸の軸方
向と同一方向)と平行方向に並べて配置され、同じサイ
ズのシール部材から構成できるので、部品種類を削減で
き、減速機及びロボット関節装置全体の低コスト化を達
成できる。
2をメインリップ部21a、22aが外側ケース12の
内周端面12aに接するように配置してもよい。
特殊環境下では、メインリップ部の先端に四フッ化エチ
レン樹脂等の自己潤滑性の優れる皮膜を形成することに
より、潤滑状態を確保することも可能である。
形例を説明する。図3の例は、図2の第1及び第2のシ
ール部材21,22に、それぞれメインリップ部21
a、22aと別にダストリップ部21c、22cをハウ
ジング18の外周端面18aに摺動的に接するように設
けたものである。メインリップ部21aとダストリップ
部21cの間の隙間25及びメインリップ部22aとダ
ストリップ部22cとの間の隙間26には、それぞれグ
リースが充填されている。このダストリップ部21c、
22cを設けたことにより、図2における防水機能及び
水分・異物進入防止効果が一層向上し、好ましい。ま
た、隙間25,26に充填したグリースにより潤滑効果
が更に向上する。
2の一方のみにダストリップ部を設けるようにしてもよ
い。
であると減速機外径が大きくなり、ロボット関節部が小
型化できないのであるが、本実施の形態のロボット関節
部30によれば、密封装置を同一サイズの複数のシール
部材を対向させて設置するように構成することにより、
図1のように、第2のロボットアーム31の径方向にス
ペースを確保する必要がないため、第2のロボットアー
ム31の径方向寸法を小さくすることが可能となる。こ
れにより、ロボットの関節部30の小型化を達成でき
る。
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、ロボットの関節部30において、第2のシ
ール部材はハウジングと外側ケースとの間以外に、ハウ
ジングとロボットアームとの間または外側ケースとロボ
ットアームとの間に配置するように構成してもよい。ま
た、吸湿剤はグリース以外の吸湿性を持つ材料を用いて
よいことは勿論である。
コストでかつロボットの関節部の小型化が可能であり充
分な防水機能を有する減速機を提供できる。また、小型
化が可能であり充分な防水機能を有するロボットの関節
装置を提供できる。
ボット関節部の部分断面図である。
ある。
ある。
ット部材) 32 第2のロボットアーム(第2のロボ
ット部材) 11 入力軸 12 外側ケース 18 ハウジング(出力軸) 21 第1のシール部材 22 第2のシール部材 21a,22a メインリップ部 21c,22c ダストリップ部 24 隙間 P 入力軸(出力軸)の軸方向
Claims (4)
- 【請求項1】 入力軸の回転を減速して出力軸に伝達す
る減速機のハウジングと外側ケースとの間に減速機内部
を密閉するために第1のシール部材を配置し、第2のシ
ール部材を前記第1のシール部材の外側に隙間を介在さ
せて前記出力軸の軸方向と平行方向に配置し、前記隙間
内に吸湿剤を充填したことを特徴とする減速機。 - 【請求項2】 前記第1のシール部材及び前記第2のシ
ール部材の少なくとも一方に前記減速機本体または前記
外側ケースと接するダストリップ部を設けたことを特徴
とする請求項1に記載の減速機。 - 【請求項3】 前記ダストリップ部を前記第1のシール
部材及び前記第2のシール部材の両方に設けたことを特
徴とする請求項2に記載の減速機。 - 【請求項4】 請求項1,2または3に記載の減速機を
第1のロボット部材と第2のロボット部材との間に固定
して配置し、前記減速機を介して前記第1または第2の
ロボット部材を回転駆動するようにロボットの関節部を
構成したことを特徴とするロボットの関節装置。
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