JP2021185004A - robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、関節部とアームとを備えるロボットに関する。 The present invention relates to a robot including a joint and an arm.
従来、6個の関節部と2本のアームとを備えるロボットが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のロボットでは、関節部は、モータと、モータに連結される減速機と、減速機の出力軸に固定される出力側部材と、モータおよび減速機が収容されるケース体とを備えている。減速機は、中空波動歯車装置であり、減速機の出力軸となる剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、波動発生部とを備えている。波動発生部は、モータの回転軸に連結される入力軸を備えている。モータの回転軸と減速機の入力軸と減速機の出力軸(すなわち、剛性内歯歯車)とは、同軸上に配置されている。 Conventionally, a robot having six joints and two arms is known (see, for example, Patent Document 1). In the robot described in Patent Document 1, the joint portion includes a motor, a speed reducer connected to the motor, an output side member fixed to the output shaft of the speed reducer, and a case body in which the motor and the speed reducer are housed. It is equipped with. The speed reducer is a hollow wave gear device, and includes a rigid internal gear, which is an output shaft of the speed reducer, a flexible external gear, and a wave generation unit. The wave generation unit includes an input shaft connected to the rotation shaft of the motor. The rotation shaft of the motor, the input shaft of the speed reducer, and the output shaft of the speed reducer (that is, the rigid internal gear) are arranged coaxially.
特許文献1に記載のロボットでは、ケース体に、減速機の出力軸の軸方向におけるケース体の一端側で開口する第1開口部と、減速機の出力軸の軸方向に直交する方向におけるケース体の一端側で開口する第2開口部とが形成されている。第1開口部は、減速機によって塞がれている。出力側部材は、円環状に形成されるフランジ部を備えている。フランジ部は、減速機の出力軸の軸方向におけるケース体の一端側でケース体の外側に配置されている。第1開口部が形成されるケース体の端面(すなわち、減速機の出力軸の軸方向におけるケース体の一端面)とフランジ部との間には、隙間が形成されている。 In the robot described in Patent Document 1, the case body has a first opening that opens at one end side of the case body in the axial direction of the output shaft of the speed reducer and a case in a direction orthogonal to the axial direction of the output shaft of the speed reducer. A second opening that opens on one end side of the body is formed. The first opening is closed by a speed reducer. The output side member includes a flange portion formed in an annular shape. The flange portion is arranged on the outside of the case body on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft of the speed reducer. A gap is formed between the end surface of the case body on which the first opening is formed (that is, one end surface of the case body in the axial direction of the output shaft of the speed reducer) and the flange portion.
また、特許文献1に記載のロボットでは、第2開口部に、第2開口部の開口方向に直交する平面状の取付面が形成されている。取付面は、円環状に形成されている。1個の関節部には、他の関節部やアームが連結されており、第2開口部の取付面には、他の関節部のフランジ部の端面またはアームの端面が固定されている。第2開口部は、他の関節部のフランジ部またはアームによって塞がれている。 Further, in the robot described in Patent Document 1, a planar mounting surface orthogonal to the opening direction of the second opening is formed in the second opening. The mounting surface is formed in an annular shape. Another joint or arm is connected to one joint, and the end face of the flange portion of the other joint or the end face of the arm is fixed to the mounting surface of the second opening. The second opening is closed by a flange or arm of another joint.
特許文献1に記載のロボットの関節部では、モータおよび減速機が収容されるケース体に、第1開口部と第2開口部が形成されており、第1開口部は、減速機によって塞がれている。そのため、水等の液体が使用される環境下で特許文献1に記載のロボットが使用される場合には、モータが収容されるケース体の内部に第2開口部から液体が浸入するのを防止するとともに、第1開口部を塞ぐ減速機が配置された箇所への液体の浸入を防止する必要が生じる。 In the joint portion of the robot described in Patent Document 1, a first opening and a second opening are formed in a case body in which a motor and a speed reducer are housed, and the first opening is closed by the speed reducer. It has been. Therefore, when the robot described in Patent Document 1 is used in an environment where a liquid such as water is used, it is possible to prevent the liquid from entering the inside of the case body in which the motor is housed from the second opening. At the same time, it becomes necessary to prevent the liquid from entering the place where the speed reducer that closes the first opening is arranged.
特許文献1に記載のロボットでは、第2開口部の取付面に、他の関節部のフランジ部の端面またはアームの端面が固定されているため、たとえば、第2開口部の取付面と、他の関節部のフランジ部の端面またはアームの端面との間にOリング等のシール部材を挟み込んで配置することで、第2開口部からケース体の内部への液体の浸入を防止することが可能になる。また、本願発明者は、特許文献1に記載のロボットにおいて減速機が配置された箇所への液体の浸入を防止するための構造として、減速機の出力軸と一緒に回転する出力側部材のフランジ部の外周面にオイルシールを固定するとともに、第1開口部が形成されるケース体の端面(すなわち、減速機の出力軸の軸方向におけるケース体の一端面)に、オイルシールのリップを所定の接触圧で接触させることを検討した。 In the robot described in Patent Document 1, since the end face of the flange portion of the other joint portion or the end face of the arm is fixed to the mounting surface of the second opening portion, for example, the mounting surface of the second opening portion and the like. By sandwiching and arranging a sealing member such as an O-ring between the end face of the flange of the joint and the end face of the arm, it is possible to prevent liquid from entering the inside of the case body from the second opening. become. Further, the inventor of the present application has a flange of an output side member that rotates together with the output shaft of the reducer as a structure for preventing the infiltration of liquid into the portion where the reducer is arranged in the robot described in Patent Document 1. The oil seal is fixed to the outer peripheral surface of the portion, and the lip of the oil seal is specified on the end surface of the case body in which the first opening is formed (that is, one end surface of the case body in the axial direction of the output shaft of the reducer). It was examined to make contact with the contact pressure of.
しかしながら、特許文献1に記載のロボットにおいて、第1開口部が形成されるケース体の端面の全周に亘って、オイルシールのリップが接触する接触面を形成すると、ケース体の形状が複雑になることが本願発明者の検討によって明らかになった。具体的には、特許文献1に記載のロボットでは、減速機の出力軸の軸方向に直交する方向におけるケース体の一端側で開口する第2開口部がケース体に形成されているため、第1開口部が形成されるケース体の端面の全周に亘って、オイルシールのリップが接触する接触面を形成すると、特に、ケース体の、第2開口部が形成された部分の形状が複雑になることが本願発明者の検討によって明らかになった。また、ケース体の形状が複雑になるため、ケース体の製造コストが高くなることが本願発明者の検討によって明らかになった。 However, in the robot described in Patent Document 1, if a contact surface with which the lip of the oil seal is in contact is formed over the entire circumference of the end surface of the case body in which the first opening is formed, the shape of the case body becomes complicated. It became clear by the examination of the inventor of the present application. Specifically, in the robot described in Patent Document 1, a second opening that opens at one end side of the case body in a direction orthogonal to the axial direction of the output shaft of the speed reducer is formed in the case body. When a contact surface with which the lip of the oil seal contacts is formed over the entire circumference of the end surface of the case body in which the 1 opening is formed, the shape of the portion of the case body in which the second opening is formed is particularly complicated. It became clear by the examination of the inventor of the present application. Further, it has been clarified by the study of the inventor of the present application that the manufacturing cost of the case body is high because the shape of the case body is complicated.
そこで、本発明の課題は、モータと減速機と減速機の出力軸に固定される出力側部材とモータおよび減速機が収容されるケース体とを有する関節部を備えるロボットであって、ケース体に、減速機の出力軸の軸方向におけるケース体の一端側で開口する第1開口部と、減速機の出力軸の軸方向に直交する方向におけるケース体の一端側で開口する第2開口部とが形成されるとともに、減速機によって第1開口部が塞がれているロボットにおいて、ケース体の形状を簡素化しつつ、減速機が配置される箇所への液体の浸入を防止することが可能なロボットを提供することにある。 Therefore, the subject of the present invention is a robot provided with a joint portion having a motor, a speed reducer, an output side member fixed to the output shaft of the speed reducer, and a case body in which the motor and the speed reducer are housed. In addition, a first opening that opens on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft of the reducer and a second opening that opens on one end side of the case body in the direction orthogonal to the axial direction of the output shaft of the reducer. In a robot whose first opening is closed by a speed reducer, it is possible to prevent liquid from entering the place where the speed reducer is placed while simplifying the shape of the case body. It is to provide a good robot.
上記の課題を解決するため、本発明のロボットは、関節部とアームとを備えるロボットであって、関節部は、モータと、モータに連結される減速機と、減速機の出力軸に固定される出力側部材と、モータおよび減速機が収容されるケース体と、減速機が配置される箇所への液体の浸入を防止するための環状のオイルシールと、オイルシールのリップが所定の接触圧で接触する接触面が形成される接触部材とを備え、モータの回転軸と減速機の入力軸と出力軸とは、同軸上に配置され、ケース体には、出力軸の軸方向におけるケース体の一端側で開口する第1開口部と、出力軸の軸方向に直交する方向におけるケース体の一端側で開口する第2開口部とが形成され、第1開口部は、減速機によって塞がれ、出力側部材は、円環状に形成され出力軸の軸方向におけるケース体の一端側でケース体の外側に配置されるフランジ部を備え、オイルシールは、フランジ部の外周面に固定され、接触部材は、ケース体と別体で形成され、出力軸の軸方向におけるケース体の一端側でケース体に固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the robot of the present invention is a robot provided with a joint portion and an arm, and the joint portion is fixed to a motor, a speed reducer connected to the motor, and an output shaft of the speed reducer. The output side member, the case body in which the motor and the reducer are housed, the annular oil seal to prevent liquid from entering the place where the reducer is placed, and the lip of the oil seal have a predetermined contact pressure. The rotation shaft of the motor and the input shaft and the output shaft of the reducer are arranged coaxially, and the case body is a case body in the axial direction of the output shaft. A first opening that opens on one end side of the case and a second opening that opens on one end side of the case body in a direction orthogonal to the axial direction of the output shaft are formed, and the first opening is closed by a speed reducer. The output side member is provided with a flange portion formed in an annular shape and arranged on the outer side of the case body on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft, and the oil seal is fixed to the outer peripheral surface of the flange portion. The contact member is formed separately from the case body, and is fixed to the case body at one end side of the case body in the axial direction of the output shaft.
本発明のロボットでは、ケース体と別体で形成される接触部材に、フランジ部の外周面に固定されたオイルシールのリップが所定の接触圧で接触する接触面が形成されており、接触部材は、出力軸の軸方向におけるケース体の一端側でケース体に固定されている。そのため、本発明では、オイルシールのリップが所定の接触圧で接触する接触面をケース体に形成する必要がない。したがって、本発明では、オイルシールと接触部材とを用いて、ケース体の形状を簡素化しつつ、減速機が配置される箇所への液体の浸入を防止することが可能になる。 In the robot of the present invention, the contact member formed separately from the case body is formed with a contact surface on which the lip of the oil seal fixed to the outer peripheral surface of the flange portion comes into contact with a predetermined contact pressure. Is fixed to the case body on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft. Therefore, in the present invention, it is not necessary to form a contact surface on the case body with which the lip of the oil seal comes into contact with a predetermined contact pressure. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent the liquid from entering the place where the speed reducer is arranged while simplifying the shape of the case body by using the oil seal and the contact member.
本発明において、接触部材は、フランジ部の径方向の外側からオイルシールを覆う円筒状のシール覆部を備えることが好ましい。このように構成すると、フランジ部の外周面に固定されるオイルシールが外部から見えなくなる。したがって、フランジ部の外周面にオイルシールが固定されていても、ロボットの見栄えが良くなる。また、このように構成すると、オイルシール側への液体の浸入をシール覆部によって抑制することが可能になる。 In the present invention, the contact member preferably includes a cylindrical seal covering portion that covers the oil seal from the radial outside of the flange portion. With this configuration, the oil seal fixed to the outer peripheral surface of the flange portion cannot be seen from the outside. Therefore, even if the oil seal is fixed to the outer peripheral surface of the flange portion, the appearance of the robot is improved. Further, with such a configuration, it becomes possible to suppress the infiltration of the liquid into the oil seal side by the seal covering portion.
本発明において、たとえば、接触部材は、接触面が形成される円環状かつ平板状のベース部と、ケース体に固定される円筒状の被固定部とを備え、シール覆部は、ベース部の外周端に繋がり、被固定部は、ベース部の内周端に繋がっている。 In the present invention, for example, the contact member includes an annular and flat plate-shaped base portion on which a contact surface is formed, and a cylindrical fixed portion fixed to the case body, and the seal covering portion is a base portion. It is connected to the outer peripheral end, and the fixed portion is connected to the inner peripheral end of the base portion.
本発明において、たとえば、ケース体と接触部材とは、異なる種類の金属材料で形成されている。この場合には、ケース体は、アルミニウム合金で形成され、接触部材は、鋼鉄で形成されていることが好ましい。このように構成すると、ケース体を軽量化しつつ、接触部材の強度を確保することが可能になる。 In the present invention, for example, the case body and the contact member are made of different types of metal materials. In this case, it is preferable that the case body is made of an aluminum alloy and the contact member is made of steel. With this configuration, it is possible to secure the strength of the contact member while reducing the weight of the case body.
本発明において、接触面の表面粗さは、接触部材の、接触面を除いた部分の表面粗さよりも細かくなっていることが好ましい。このように構成すると、オイルシールと接触面との間に隙間が形成されるのを防止することが可能になる。したがって、オイルシールによるシール性を高めることが可能になる。また、このように構成すると、接触面に接触するオイルシールのリップの摩耗を抑制することが可能になる。 In the present invention, the surface roughness of the contact surface is preferably finer than the surface roughness of the portion of the contact member excluding the contact surface. With this configuration, it is possible to prevent the formation of a gap between the oil seal and the contact surface. Therefore, it is possible to improve the sealing performance by the oil seal. Further, with such a configuration, it becomes possible to suppress wear of the lip of the oil seal that comes into contact with the contact surface.
以上のように、本発明では、モータと減速機と減速機の出力軸に固定される出力側部材とモータおよび減速機が収容されるケース体とを有する関節部を備えるロボットであって、ケース体に、減速機の出力軸の軸方向におけるケース体の一端側で開口する第1開口部と、減速機の出力軸の軸方向に直交する方向におけるケース体の一端側で開口する第2開口部とが形成されるとともに、減速機によって第1開口部が塞がれているロボットにおいて、ケース体の形状を簡素化しつつ、減速機が配置される箇所への液体の浸入を防止することが可能になる。 As described above, the present invention is a robot including a joint portion having a motor, a speed reducer, an output side member fixed to the output shaft of the speed reducer, and a case body in which the motor and the speed reducer are housed. A first opening that opens on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft of the reducer, and a second opening that opens on one end side of the case body in the direction orthogonal to the axial direction of the output shaft of the reducer. In a robot in which a portion is formed and the first opening is closed by a speed reducer, the shape of the case body can be simplified and the liquid can be prevented from entering the place where the speed reducer is arranged. It will be possible.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(産業用ロボットの概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット1の正面図である。
(Outline configuration of industrial robot)
FIG. 1 is a front view of the industrial robot 1 according to the embodiment of the present invention.
本形態の産業用ロボット1(以下、「ロボット1」とする。)は、所定の製品の組立や製造等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。また、本形態のロボット1は、たとえば、水等の液体が使用される環境下で使用される。 The industrial robot 1 of this embodiment (hereinafter referred to as “robot 1”) is an articulated robot used for assembling or manufacturing a predetermined product, and is installed and used in an assembly line or a manufacturing line. Further, the robot 1 of this embodiment is used in an environment where a liquid such as water is used, for example.
ロボット1は、複数の関節部2と複数のアーム3とを備えている。本形態のロボット1は、6個の関節部2と、2本のアーム3とを備えている。以下では、6個の関節部2のそれぞれを区別して表す場合には、6個の関節部2のそれぞれを「第1関節部2A」、「第2関節部2B」、「第3関節部2C」、「第4関節部2D」、「第5関節部2E」および「第6関節部2F」とする。また、以下では、2本のアーム3のそれぞれを区別して表す場合には、2本のアーム3のそれぞれを「第1アーム3A」および「第2アーム3B」とする。
The robot 1 includes a plurality of
また、ロボット1は、ロボット1の基端部分を構成する支持部材4を備えている。支持部材4は、第1関節部2Aに相対回動可能に連結されている。支持部材4は、フランジ部4aを有する鍔付きの円筒状に形成されており、支持部材4の内周側には、支持部材4の軸方向に貫通する貫通穴(図示省略)が形成されている。フランジ部4aは、円環状に形成されている。フランジ部4aは、ロボット1の底面部分を構成している。
Further, the robot 1 includes a
アーム3は、細長い円筒状に形成されている。第2アーム3Bの外径は、第1アーム3Aの外径よりも小さくなっている。第2アーム3Bの内径は、第1アーム3Aの内径よりも小さくなっている。また、第2アーム3Bの長さは、第1アーム3Aの長さよりも短くなっている。
The
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3Aの基端とが固定されている。また、第1アーム3A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2Dとが相対回動可能に連結され、第4関節部2Dと第2アーム3Bの基端とが相対回動可能に連結され、第2アーム3Bの先端と第5関節部2Eとが固定され、第5関節部2Eと第6関節部2Fとが相対回動可能に連結されている。第6関節部2Fには、ハンドや工具等のエンドエフェクタが相対回動可能に取付可能となっている。
In the robot 1, the first
以下、関節部2の具体的な構成を説明する。なお、本形態では、第1関節部2Aと第2関節部2Bと第3関節部2Cとが同一構造となっており、第4関節部2Dと第5関節部2Eと第6関節部2Fとが同一構造となっている。また、第4関節部2D、第5関節部2Eおよび第6関節部2Fは、第1関節部2A、第2関節部2Bおよび第3関節部2Cよりも小さくなっている。ただし、第1関節部2A、第2関節部2Bおよび第3関節部2Cと、第4関節部2D、第5関節部2Eおよび第6関節部2Fとは、大きさが相違する点を除けば同様に構成されている。
Hereinafter, a specific configuration of the
(関節部の構成)
図2は、図1に示す関節部2の縦断面図である。図3は、図2に示すケース本体34の斜視図である。図4は、図2に示すオイルシール24の斜視図である。図5は、図2に示す接触部材25の斜視図である。以下では、説明の便宜上、図2等のY方向を「上下方向」とし、上下方向に直交する図2等のX方向を「左右方向」とする。また、上下方向の一方側である図2等のY1方向側を「上」側とし、その反対側である図2等のY2方向側を「下」側とし、左右方向の一方側である図2等のX1方向側を「右」側とし、その反対側である図2等のX2方向側を「左」側とする。
(Composition of joints)
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the
関節部2(より具体的には、第1関節部2A、第2関節部2B、第3関節部2C、第4関節部2D、第5関節部2Eおよび第6関節部2Fのそれぞれ)は、モータ7と、モータ7に連結される減速機8と、モータ7および減速機8が収容されるケース体9とを備えている。モータ7は、径方向の中心に貫通穴が形成された中空モータである。減速機8は、径方向の中心に貫通穴が形成された中空減速機である。モータ7と減速機8とは上下方向で重なるように配置されている。具体的には、モータ7が上側に配置され、減速機8が下側に配置されている。また、モータ7と減速機8とは同軸上に配置されている。
The joint portion 2 (more specifically, the first
モータ7は、中空状の回転軸10を有するロータ11と、ロータ11の外周側に配置されるステータ12とを備えている。減速機8は、中空波動歯車装置である。減速機8は、剛性内歯歯車14と可撓性外歯歯車15と波動発生部16とクロスローラベアリング17とを備えている。波動発生部16は、回転軸10に連結される中空状の入力軸20と、入力軸20の外周側に取り付けられるウエーブベアリング21とを備えている。本形態では、剛性内歯歯車14が減速機8の出力軸となっている。また、本形態では、減速機8の出力軸である剛性内歯歯車14と、減速機8の入力軸20と、モータ7の回転軸10とが同軸上に配置されている。
The motor 7 includes a rotor 11 having a hollow rotating shaft 10 and a stator 12 arranged on the outer peripheral side of the rotor 11. The speed reducer 8 is a hollow wave gearing device. The speed reducer 8 includes a rigid internal gear 14, a flexible
また、関節部2(より具体的には、第1関節部2A、第2関節部2B、第3関節部2C、第4関節部2D、第5関節部2Eおよび第6関節部2Fのそれぞれ)は、減速機8が配置される箇所への液体の浸入を防止するための環状のオイルシール24と、オイルシール24のリップ24aが所定の接触圧で接触する環状の接触面25aが形成される接触部材25と、回転軸10および入力軸20の内周側に挿通される筒状の管状部材26と、剛性内歯歯車14に固定される出力側部材27とを備えている。
Further, the joint portion 2 (more specifically, the first
モータ7は、上述のように、ロータ11とステータ12とを備えている。ロータ11は、回転軸10に固定される駆動用磁石29を備えている。回転軸10は、上下方向に細長い略円筒状に形成されており、回転軸10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、回転軸10の軸方向である。駆動用磁石29は、円筒状に形成されている。駆動用磁石29は、回転軸10の下端側部分の外周面に固定されている。
As described above, the motor 7 includes the rotor 11 and the stator 12. The rotor 11 includes a driving
ステータ12は、全体として略円筒状に形成されている。ステータ12は、駆動用磁石29の外周面を覆うように、駆動用磁石29の外周側に配置されている。ステータ12は、駆動用コイルと、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29の外周面に対向している。モータ7は、ケース体9に固定されている。具体的には、ステータ12の外周面がケース体9に固定されている。
The stator 12 is formed in a substantially cylindrical shape as a whole. The stator 12 is arranged on the outer peripheral side of the driving
減速機8は、上述のように、剛性内歯歯車14と可撓性外歯歯車15と波動発生部16とクロスローラベアリング17とを備えている。剛性内歯歯車14は、扁平な略円筒状に形成されており、剛性内歯歯車14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8の出力軸である剛性内歯歯車14の軸方向となっている。剛性内歯歯車14は、クロスローラベアリング17の内輪17aに固定されている。クロスローラベアリング17の外輪17bは、ケース体9の下端側部分に固定されている。剛性内歯歯車14は、クロスローラベアリング17を介してケース体9の下端側部分に回転可能に保持されている。
As described above, the speed reducer 8 includes a rigid internal gear 14, a flexible
可撓性外歯歯車15は、上端にフランジ部15aを有する鍔付きの略筒状に形成されている。フランジ部15aは、略円環状に形成されており、フランジ部15aの外周側部分は、ケース体9に固定されている。すなわち、減速機8は、ケース体9に固定されている。剛性内歯歯車14は、減速機8の下端側部分を構成している。フランジ部15aは、減速機8の上端側部分を構成している。剛性内歯歯車14の内周面には、内歯が形成されている。可撓性外歯歯車15の下端側の外周面には、剛性内歯歯車14の内歯と噛み合う外歯が形成されている。
The flexible
波動発生部16は、上述のように、入力軸20とウエーブベアリング21とを備えている。入力軸20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20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。入力軸20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20の下端側部分は、入力軸20の軸方向から見たときの内周面の形状が円形状となり、入力軸20の軸方向から見たときの外周面の形状が楕円形状となる楕円部20aとなっている。
As described above, the
入力軸20の上端側部分は、回転軸10の下端側部分の内周側に挿入されて固定されている。回転軸10と入力軸20とは、上述のように、同軸上に配置されている。上下方向における入力軸20の中心部分は、ベアリング30に回転可能に支持されている。ベアリング30は、ボールベアリングである。ベアリング30は、軸受保持部材31に取り付けられている。軸受保持部材31は、ケース体9に固定されている。すなわち、入力軸20は、軸受保持部材31を介してケース体9に取り付けられるベアリング30に回転可能に支持されている。軸受保持部材31は、円環状かつ平板状に形成されており、可撓性外歯歯車15のフランジ部15aと上下方向で重なった状態でケース体9に固定されている。
The upper end side portion of the
ウエーブベアリング21は、可撓性の内輪および外輪を備えたボールベアリングである。ウエーブベアリング21は、楕円部20a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15の、外歯が形成される下端側部分は、ウエーブベアリング21を囲むようにウエーブベアリング21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15の外歯は、楕円状に撓む可撓性外歯歯車15の下端側部分の長軸方向の2か所で、剛性内歯歯車14の内歯と噛み合っている。
The
管状部材26は、上下方向に細長い円筒状に形成されており、管状部材26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。管状部材26は、上述のように、回転軸10および入力軸20の内周側に挿通されている。出力側部材27は、フランジ部27aと筒部27bとを有する鍔付きの略円筒状に形成されている。出力側部材27は、出力側部材27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。出力側部材27の内周側には、上下方向に貫通する貫通穴27cが形成されている。
The
フランジ部27aは、平板状かつ円環状に形成されており、筒部27bの下端に繋がっている。フランジ部27aの外径は、剛性内歯歯車14の外径よりも大きくなっている。また、フランジ部27aの外径は、減速機8の外径よりもわずかに大きくなっている。フランジ部27aは、剛性内歯歯車14に固定されており、剛性内歯歯車14と一緒に回転する。フランジ部27aと剛性内歯歯車14とは同軸上に配置されている。フランジ部27aの上面は、剛性内歯歯車14の下面に接触している。フランジ部27aは、ケース体9の下端よりも下側に配置されている。すなわち、フランジ部27aは、上下方向におけるケース体9の一端側(具体的には、ケース体9の下端側)で、ケース体9の外側に配置されている。
The flange portion 27a is formed in a flat plate shape and an annular shape, and is connected to the lower end of the
筒部27bの上端部の内周側には、管状部材26の下端部が挿入されている。貫通穴27cは、管状部材26の内周側に通じている。筒部27bは、入力軸20の下端側部分の内周側に配置されている。筒部27bの外周面と入力軸20の下端側部分の内周面との間には、ベアリング32が配置されている。ベアリング32は、ボールベアリングである。
The lower end of the
ケース体9は、ロボット1の筐体も兼ねている。ケース体9は、上下の両端側が開口するケース本体34と、ケース本体34の上端側の開口部を塞ぐカバー35とから構成されている。ケース本体34は、アルミニウム合金で形成されている。また、ケース本体34は、アルミダイキャストによって形成されている。カバー35は、アルミニウム合金で形成されている。すなわち、ケース体9は、アルミニウム合金で形成されている。ケース本体34は、全体として略円筒状に形成されている。ケース本体34とカバー35との間には、ケース本体34とカバー35との接合部分からケース体9の内部へ液体が浸入するのを防止するためのOリング等のシール部材(図示省略)が配置されている。
The case body 9 also serves as a housing for the robot 1. The case body 9 is composed of a
上述のように、ケース本体34の上端側の開口部はカバー35によって塞がれているため、ケース体9には、ケース体9の下端側で開口する開口部34aが形成されている。すなわち、ケース体9には、上下方向におけるケース体9の一端側で開口する開口部34aが形成されている。また、ケース本体34には、ケース本体34の左端側で開口する開口部34bが形成されている。すなわち、ケース体9には、上下方向に直交する方向である左右方向におけるケース体9の一端側で開口する開口部34bが形成されている。本形態の開口部34aは、第1開口部であり、開口部34bは、第2開口部である。
As described above, since the opening on the upper end side of the
開口部34aは、円形状に形成されている。開口部34aの内径は、フランジ部27aの外径と略等しくなっており、減速機8の外径よりもわずかに大きくなっている。開口部34aの縁を構成するケース本体34の下端面(以下、「端面34c」とする。)は、上下方向に直交する円環状の平面となっている。すなわち、ケース体9の端面34cは、上下方向に直交する円環状の平面となっている。円環状に形成される端面34cの径方向の幅は狭くなっている。開口部34aは、減速機8によって塞がれている。
The
開口部34bは、円形状に形成されている。開口部34bの内径は、フランジ部27aの外径と略等しくなっている。ケース本体34には、左側に向かってわずかに突出する略円筒状の突出部34dが形成されており、開口部34bは、突出部34dに形成されている。突出部34dの下端は、上下方向において端面34cと同じ位置に配置されている。開口部34bの縁を構成するケース本体34の左端面(すなわち、突出部34dの左端面、以下、「端面34e」とする。)は、左右方向に直交する円環状の平面となっている。すなわち、ケース体9の端面34eは、左右方向に直交する円環状の平面となっている。円環状に形成される端面34eの径方向の幅は狭くなっている。
The
オイルシール24は、円環状に形成されている。また、オイルシール24は、ニトリルゴムやフッ素ゴム等のゴムで形成されている。本形態のオイルシール24は、Vリングである。オイルシール24は、円環状のシール本体24bと、シール本体24bに繋がる円環状のリップ24aとによって構成されている。オイルシール24は、フランジ部27aの外周面に固定されている。本形態では、シール本体24bの内周側にフランジ部27aが圧入されており、シール本体24bの内周側にフランジ部27aが圧入されることでオイルシール24がフランジ部27aの外周面に固定されている。オイルシール24の内径は、減速機8の外径よりもわずかに大きくなっている。リップ24aは、シール本体24bの上側に配置されている。
The
接触部材25は、ケース体9と別体で形成されている。また、接触部材25は、ケース本体34の下端側でケース本体34に固定されている。すなわち、接触部材25は、上下方向におけるケース体9の一端側(具体的には、ケース体9の下端側)で、ケース体9に固定されている。接触部材25は、鋼鉄で形成されている。すなわち、接触部材25は、アルミニウム合金製のケース体9と異なる金属材料で形成されている。
The
接触部材25は、接触面25aが形成される円環状かつ平板状のベース部25bと、フランジ部27aの外周面に固定されるオイルシール24をフランジ部27aの径方向の外側から覆う円筒状のシール覆部25cと、ケース体9に固定される円筒状の被固定部25dとを備えている。本形態の接触部材25は、ベース部25bとシール覆部25cと被固定部25dとによって構成されている。
The
ベース部25bは、ベース部25bの厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。シール覆部25cは、ベース部25bの外周端に繋がっている。また、シール覆部25cは、ベース部25bの外周端から下側に向かって伸びている。シール覆部25cの内径は、オイルシール24の外径よりも大きくなっている。被固定部25dは、ベース部25bの内周端に繋がっている。また、被固定部25dは、ベース部25bの内周端から上側に向かって伸びている。被固定部25dの内径は、オイルシール24の内径よりも若干小さくなっている。
The
被固定部25dは、開口部34aに圧入されており、被固定部25dがケース本体34の開口部34aに圧入されることで、接触部材25がケース本体34に固定されている。ベース部25bの上面は、ケース本体34の端面34cに接触している。なお、被固定部25dは、複数のネジによってケース本体34に固定されていても良いし、接着によってケース本体34に固定されていても良い。
The fixed
ケース本体34の、突出部34dが形成されている箇所を除いた部分では、ベース部25bの外周端は、端面34cよりも外周側(径方向の外側)に配置されている。すなわち、ケース本体34の、突出部34dが形成されている箇所を除いた部分では、シール覆部25cは、端面34cよりも外周側に配置されている。一方、図2に示すように、ケース本体34の、突出部34dが形成されている箇所では、シール覆部25cは、端面34eよりも径方向の内側に配置されている。
In the portion of the
ベース部25bの下面は、接触面25aとなっている。接触面25aには、オイルシール24のリップ24aの上端部が所定の接触圧で接触している。リップ24aの上端部は、フランジ部27aの径方向において、減速機8よりも外側で接触面25aに接触している。モータ7が駆動して剛性内歯歯車14と一緒に出力側部材27が回転すると、リップ24aが接触面25aに対して摺動する。すなわち、接触面25aは、リップ24aが摺動する摺動面となっている。本形態では、接触面25aの表面粗さが、接触部材25の、接触面25aを除いた部分の表面粗さよりも細かくなるように、接触面25aはレース加工されている。すなわち、接触面25aの表面粗さは、接触部材25の、接触面25aを除いた部分の表面粗さよりも細かくなっている。
The lower surface of the
(関節部、アームの連結構造)
上述のように、支持部材4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、第2関節部2Bと第1アーム3Aの基端とが固定され、第1アーム3A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2Dとが相対回動可能に連結され、第4関節部2Dと第2アーム3Bの基端とが相対回動可能に連結され、第2アーム3Bの先端と第5関節部2Eとが固定され、第5関節部2Eと第6関節部2Fとが相対回動可能に連結されている。具体的には、以下のように、各関節部2およびアーム3が連結されている。
(Joint structure, arm connection structure)
As described above, the
なお、以下の説明では、第1関節部2Aの剛性内歯歯車14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14の軸方向を「第2関節部2Bの軸方向」とし、第3関節部2Cの剛性内歯歯車14の軸方向を「第3関節部2Cの軸方向」とし、第4関節部2Dの剛性内歯歯車14の軸方向を「第4関節部2Dの軸方向」とし、第5関節部2Eの剛性内歯歯車14の軸方向を「第5関節部2Eの軸方向」とし、第6関節部2Fの剛性内歯歯車14の軸方向を「第6関節部2Fの軸方向」とする。
In the following description, the axial direction of the rigid internal gear 14 of the first
支持部材4と第1関節部2Aとは、第1関節部2Aの出力側部材27のフランジ部27aが支持部材4に直接固定されることで連結されている。支持部材4の、フランジ部4aが形成されていない側の端面は、第1関節部2Aのオイルシール24のリップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24を接触面25aに向かって押している(図2参照)。すなわち、リップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24には予圧がかけられている。
The
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27aが、第1関節部2Aのケース体9の開口部34bの中に配置された状態で第1関節部2Aのケース体9に直接固定されている。第1関節部2Aの端面34eは、第2関節部2Bのオイルシール24のリップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24を接触面25aに向かって押している。
The first
第2関節部2Bと第1アーム3Aとは、第2関節部2Bの軸方向と第1アーム3A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1アーム3Aの基端部が、第2関節部2Bのケース体9の開口部34bの中に配置された状態で第2関節部2Bのケース体9に直接固定されている。第2関節部2Bのケース体9と第1アーム3Aの基端部との間には、第2関節部2Bのケース体9と第1アーム3Aの基端部との接合部分から第2関節部2Bのケース体9の内部へ液体が浸入するのを防止するためのOリング等のシール部材(図示省略)が配置されている。
The second
第1アーム3Aと第3関節部2Cとは、第1アーム3A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1アーム3Aの先端部が、第3関節部2Cのケース体9の開口部34bの中に配置された状態で第3関節部2Cのケース体9に直接固定されている。第3関節部2Cのケース体9と第1アーム3Aの先端部との間には、第3関節部2Cのケース体9と第1アーム3Aの先端部との接合部分から第3関節部2Cのケース体9の内部へ液体が浸入するのを防止するためのOリング等のシール部材(図示省略)が配置されている。
The
第3関節部2Cと第4関節部2Dとは、第3関節部2Cの軸方向と第4関節部2Dの軸方向とが直交するように連結部材43を介して連結されている。連結部材43は、第3関節部2Cのフランジ部27aに固定されるフランジ部43aを備える鍔付きの円筒状に形成されている。フランジ部43aの端面は、第3関節部2Cのオイルシール24のリップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24を接触面25aに向かって押している。
The third
連結部材43の、フランジ部43aが形成されていない側の端部は、第4関節部2Dのケース体9の開口部34bの中に配置された状態で、第4関節部2Dのケース体9に固定されている。第4関節部2Dのケース体9と連結部材43との間には、第4関節部2Dのケース体9と連結部材43との接合部分から第4関節部2Dのケース体9の内部へ液体が浸入するのを防止するためのOリング等のシール部材(図示省略)が配置されている。
The end of the connecting member 43 on the side where the flange portion 43a is not formed is arranged in the
第4関節部2Dと第2アーム3Bとは、第4関節部2Dの軸方向と第2アーム3B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2Dのフランジ部27aに第2アーム3Bの基端部が直接固定されている。第2アーム3Bの基端側の端面は、第4関節部2Dのオイルシール24のリップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24を接触面25aに向かって押している。
The fourth
第2アーム3Bと第5関節部2Eとは、第2アーム3Bの長手方向と第5関節部2Eの軸方向とが直交するように連結されている。また、第2アーム3Bの先端部が、第5関節部2Eのケース体9の開口部34bの中に配置された状態で第5関節部2Eのケース体9に直接固定されている。第5関節部2Eのケース体9と第2アーム3Bの先端部との間には、第5関節部2Eのケース体9と第2アーム3Bの先端部との接合部分から第5関節部2Eのケース体9の内部へ液体が浸入するのを防止するためのOリング等のシール部材(図示省略)が配置されている。
The
第5関節部2Eと第6関節部2Fとは、第5関節部2Eの軸方向と第6関節部2F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2Eのフランジ部27aが、第6関節部2Fのケース体9の開口部34bの中に配置された状態で第6関節部2Fのケース体9に直接固定されている。第6関節部2Fの端面34eは、第5関節部2Eのオイルシール24のリップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24を接触面25aに向かって押している。
The fifth
上述のように、第6関節部2Fには、ハンドや工具等のエンドエフェクタが相対回動可能に取付可能となっている。エンドエフェクタは、第6関節部2Fのフランジ部27aに固定される。第6関節部2Fのフランジ部27aに固定されるエンドエフェクタは、第6関節部2Fのオイルシール24のリップ24aが接触面25aに所定の接触圧で接触するように、オイルシール24を接触面25aに向かって押す。
As described above, end effectors such as hands and tools can be attached to the 6th
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、ケース体9と別体で形成される接触部材25に、オイルシール24のリップ24aが所定の接触圧で接触する接触面25aが形成されており、接触部材25は、開口部34aが形成されるケース体9の下端側でケース体9に固定されている。そのため、本形態では、オイルシール24のリップ24aが所定の接触圧で接触する接触面をケース体9に形成する必要がない。したがって、本形態では、オイルシール24と接触部材25とを用いて、ケース体9の形状を簡素化しつつ、減速機8が配置される箇所への液体の浸入を防止することが可能になる。
(Main effect of this form)
As described above, in the present embodiment, the
特に本形態では、略円筒状の突出部34dがケース体9に形成されているため、オイルシール24のリップ24aが所定の接触圧で接触する接触面をケース体9に形成する場合には、特に突出部34dが形成された部分において、ケース体9の形状が複雑になるおそれがあるが、本形態では、リップ24aが接触する接触面をケース体9に形成する必要がない。したがって、本形態では、ケース体9に突出部34dが形成されていても、ケース体9の形状を簡素化しつつ、減速機8が配置される箇所への液体の浸入を防止することが可能になる。
In particular, in the present embodiment, since the substantially
本形態では、接触部材25は、フランジ部27aの径方向の外側からオイルシール24を覆うシール覆部25cを備えている。そのため、本形態では、フランジ部27aの外周面に固定されるオイルシール24が外部から見えなくなる。したがって、本形態では、フランジ部27aの外周面にオイルシール24が固定されていても、ロボット1の見栄えが良くなる。また、本形態では、オイルシール24側への液体の浸入をシール覆部25cによって抑制することが可能になる。
In this embodiment, the
本形態では、ケース体9は、アルミニウム合金で形成され、接触部材25は、鋼鉄で形成されている。そのため、本形態では、ケース体9を軽量化しつつ、接触部材25の強度を確保することが可能になる。
In this embodiment, the case body 9 is made of an aluminum alloy, and the
本形態では、接触面25aの表面粗さが、接触部材25の、接触面25aを除いた部分の表面粗さよりも細かくなっている。そのため、本形態では、オイルシール24のリップ24aと接触面25aとの間に隙間が形成されるのを防止することが可能になる。したがって、本形態では、オイルシール24によるシール性を高めることが可能になる。また、本形態では、接触面25aの表面粗さが細かくなっているため、接触面25aに接触するオイルシール24のリップ24aの摩耗を抑制することが可能になる。
In this embodiment, the surface roughness of the
(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。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be carried out without changing the gist of the present invention.
上述した形態において、オイルシール24は、Vリング以外のオイルシールであっても良い。また、上述した形態において、接触部材25は、シール覆部25cを備えていても良い。また、上述した形態において、接触部材25は、ケース体9と同じ金属材料で形成されていても良い。
In the above-described form, the
上述した形態では、剛性内歯歯車14が減速機8の出力軸となっているが、可撓性外歯歯車15が減速機8の出力軸となっていても良い。この場合には、剛性内歯歯車14がケース体9およびクロスローラベアリング17の内輪17aに固定され、可撓性外歯歯車15がクロスローラベアリング17の外輪17bおよび出力側部材27のフランジ部27aに固定される。また、上述した形態において、減速機8は、中空波動歯車装置以外の中空減速機であっても良い。
In the above-described embodiment, the rigid internal gear 14 is the output shaft of the speed reducer 8, but the flexible
上述した形態において、ロボット1が備える関節部2の数は、5個以下であっても良いし、7個以上であっても良い。この場合には、ロボット1は、関節部2の数に応じた本数のアーム3を備えている。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。たとえば、ロボット1は、サービス用ロボットであっても良い。
In the above-described embodiment, the number of
1 ロボット
2 関節部
3 アーム
7 モータ
8 減速機
9 ケース体
10 回転軸
14 剛性内歯歯車(減速機の出力軸)
20 入力軸
24 オイルシール
24a リップ
25 接触部材
25a 接触面
25b ベース部
25c シール覆部
25d 被固定部
27 出力側部材
27a フランジ部
34a 開口部(第1開口部)
34b 開口部(第2開口部)
X 出力軸の軸方向に直交する方向
Y 出力軸の軸方向
1
20
34b opening (second opening)
X Direction orthogonal to the axial direction of the output axis Y Axial direction of the output axis
Claims (6)
前記関節部は、モータと、前記モータに連結される減速機と、前記減速機の出力軸に固定される出力側部材と、前記モータおよび前記減速機が収容されるケース体と、前記減速機が配置される箇所への液体の浸入を防止するための環状のオイルシールと、前記オイルシールのリップが所定の接触圧で接触する接触面が形成される接触部材とを備え、
前記モータの回転軸と前記減速機の入力軸と前記出力軸とは、同軸上に配置され、
前記ケース体には、前記出力軸の軸方向における前記ケース体の一端側で開口する第1開口部と、前記出力軸の軸方向に直交する方向における前記ケース体の一端側で開口する第2開口部とが形成され、
前記第1開口部は、前記減速機によって塞がれ、
前記出力側部材は、円環状に形成され前記出力軸の軸方向における前記ケース体の一端側で前記ケース体の外側に配置されるフランジ部を備え、
前記オイルシールは、前記フランジ部の外周面に固定され、
前記接触部材は、前記ケース体と別体で形成され、前記出力軸の軸方向における前記ケース体の一端側で前記ケース体に固定されていることを特徴とするロボット。 A robot equipped with joints and arms,
The joint portion includes a motor, a speed reducer connected to the motor, an output side member fixed to the output shaft of the speed reducer, a case body in which the motor and the speed reducer are housed, and the speed reducer. It is provided with an annular oil seal for preventing liquid from entering the place where the oil seal is arranged, and a contact member for forming a contact surface through which the lip of the oil seal comes into contact with a predetermined contact pressure.
The rotation shaft of the motor, the input shaft of the speed reducer, and the output shaft are arranged coaxially.
The case body has a first opening that opens on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft, and a second opening that opens on one end side of the case body in a direction orthogonal to the axial direction of the output shaft. An opening is formed,
The first opening is closed by the speed reducer, and the first opening is closed.
The output side member includes a flange portion formed in an annular shape and arranged on the outer side of the case body on one end side of the case body in the axial direction of the output shaft.
The oil seal is fixed to the outer peripheral surface of the flange portion and is fixed.
The robot is characterized in that the contact member is formed separately from the case body and is fixed to the case body at one end side of the case body in the axial direction of the output shaft.
前記シール覆部は、前記ベース部の外周端に繋がり、
前記被固定部は、前記ベース部の内周端に繋がっていることを特徴とする請求項2記載のロボット。 The contact member includes an annular and flat plate-shaped base portion on which the contact surface is formed, and a cylindrical fixed portion fixed to the case body.
The seal covering portion is connected to the outer peripheral end of the base portion,
The robot according to claim 2, wherein the fixed portion is connected to an inner peripheral end of the base portion.
前記接触部材は、鋼鉄で形成されていることを特徴とする請求項4記載のロボット。 The case body is made of an aluminum alloy.
The robot according to claim 4, wherein the contact member is made of steel.
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