JP2001018186A - 溶接ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接ロボットが多数並設して用いられた
場合においても、隣接する他の溶接ロボットが生ずる、
またはそのロボット自体が生ずる溶接火花によってオイ
ルシールが損傷することがないようにした端面保護機能
を具備したオイルシールを有する溶接ロボットを提供す
る。 【解決手段】 ２つのアーム部材１、２がモータ３付減
速機４を介して関節結合している溶接ロボットにおい
て、軸方向内側に位置するメインリップ７ａおよび軸方
向外側に位置するダストリップ７ｂを具備し、芯金６に
一体的に取着されたオイルシール５が減速機の端面に装
着されており、ダストリップの軸方向外側に耐火花性の
材質からなりオイルシール装着部の半径方向近傍まで延
在する端面保護板８を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶接ロボットに関
し、より詳しくは、オイルシールの端面保護機能を有す
る溶接ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接ロボットにおいては、２つのアーム
部材がモータ付減速機を介して関節結合しており軸方向
内側に位置するメインリップおよび軸方向外側に位置す
るダストリップを具備し、芯金に一体的に取着されたオ
イルシールが減速機の端面に装着されていることが多
い。

【０００３】例えば、自動車メーカーの溶接ラインのよ
うに多数の溶接ロボットを密集配置して使う場合に、そ
れぞれのロボットが他のロボットの近傍で溶接作業を行
う。このようなロボットにおいては、減速機端面に装着
されたオイルシールは、その端面が外部に露出している
ことが多い。この場合に１つの溶接ロボットから発生し
た溶接火花は隣接するロボットまたは自分自身のオイル
シール端面に飛翔することが日常茶飯である。この溶接
火花は通常約３００℃以上の温度となっており、このよ
うな溶接火花がオイルシール端面に当った場合には、ゴ
ムからできているオイルシールの端面を溶かしてしま
う。

【０００４】オイルシールは通常軸の軸方向内側に位置
するメインリップおよび軸の軸方向外側に位置するダス
トリップを具備しているが、このように火花は先ず軸方
向外側に位置するダストリップに飛翔し、ダストリップ
が溶ける。ダストリップが溶けることにより外部からの
ダストの侵入が行われるようになり、ダストはオイルシ
ールのダストリップとメインリップの間の空間に侵入す
ることになる。また、このようにして侵入したダストに
より、更にはダストリップが失われたために、この空隙
を侵入した火花によりメインリップが傷付けられ、これ
により最終的にオイルシールの機能が果たされずオイル
漏れが生じることになる。

【０００５】また上述のように火花が直接ダストリップ
に飛翔しない場合にあっても、ダストリップに繋がる端
面のゴムが溶けることによりダストリップが変形し、こ
れによりダストリップの機能が低下し同様の問題が生じ
る可能性がある。

【０００６】ダストリップが無くメインリップのみある
オイルシールの場合であっても、メインリップに繋がる
端面のゴムが溶けることによりメインリップが変形し、
これによりオイル漏れが生じてしまう。

【０００７】従来このような溶接ロボットにおけるオイ
ルシールを溶接火花から保護するという考え方はなかっ
た。

【０００８】更に言えば、オイルシールそれ自体が異物
の混入を防止するものであって、このオイルシールを異
物から保護するようなことは、以下に述べるように非常
に限られている範囲でしか行われていなかった。

【０００９】例えば実開昭６０−１２７１６３号公報に
は、草刈機に使用する草噛込み防止オイルシールとし
て、軸に連なる回転体が軸から膨んだ形状をしたものに
おいて、オイルシールの外側に断面が鍵の手状をしたプ
ロテクターを取着し、このプロテクターの先端が軸から
膨出した回転体の一部分を覆い回転体との間にラビリン
スを形成するようにすることが提案されている。

【００１０】この実開昭６０−１２７１６３号は、草刈
機を目的としていることから明らかなように、溶接ロボ
ットの火花から保護するような考え方はない。

【００１１】この装置においては草刈機の草の噛込みを
防止するものであるが、プロテクターの形状が特殊形状
をしており、プロテクターに保護される回転体が軸より
も膨んだ形状をしている場合にしか利用できない。本発
明が目的とするような溶接ロボットにおいては、通常こ
のような回転体に相当する突出部分がないために、この
ものではラビリンスが形成できず、溶接ロボットの火花
を防止することができない。

【００１２】実開平４−７４７７３号公報には、ダスト
リップの半径方向外側にハウジングのストッパー壁部材
の内径部に接触突起を設け、この突起によって金属補強
環の露出部が外部と遮断され錆の発生が防止されるよう
にしたオイルシールが開示されている。

【００１３】このものは特殊形状のハウジングに使用す
るものであって、一般的に溶接ロボットにおいては、こ
のような断面形状をしたハウジングは用いられておら
ず、この実開平４−７４７７３号公報に開示されたオイ
ルシールを用いることも困難であるし、また仮に用いた
としても火花の侵入を防止することはできない。

【００１４】また、この実開平４−７４７７３号におい
てはＬ字状断面をしたハウジングの内部にＬ字状をした
オイルシールの金属補強環を設けるものであり、この金
属補強環の錆による損傷を防止するためのものであっ
て、このものにおいてはハウジングの先端はダストリッ
プの上部で止まっており、このようなものにあってはハ
ウジングと軸との間にダストリップが位置しており、ダ
ストリップに溶接火花が到達することを防止することは
できない。

【００１５】更に、特開平８−２９１８６８号公報に
は、オイルシールの金属補強環の露出部に泥水等がかか
って錆が発生したり、ダストリップが剥離したりするの
を防止して、オイルシールの耐久性および寿命を向上さ
せるために、補強環の露出部がストッパー壁部材に接触
する部分の一部にダストリップの延長部を介在させると
ともに、ダストリップ延長部のストッパー壁部材に接触
する側の表面に１つ以上の環状突起を設けることが開示
されている。

【００１６】このものは泥水によりオイルシールの補強
環が錆ることを防止するものであって、補強環をダスト
リップのゴムにより被覆するようにしたものであって、
このものにあってもハウジングは特殊形状のものであ
り、本発明が目的としているような溶接ロボットには用
いることができないのみならずダストリップの外側を保
護するような考え方がなく、このようなものを用いたと
しても火花がダストリップに到達することを防止するこ
とはできない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
溶接ロボットにおける火花によりオイルシールが損傷す
ることを防止するような考え方はない。また従来のオイ
ルシールにおいては、外からの異物として溶接における
火花は全く考慮していない。また、従来、外部からの侵
入物に対する防御方法として考えられたものにあって
も、その形状が特殊であったり、またシールリップの外
側を保護したりしていないために、このようなものを用
いたのでは、溶接ロボットの火花が特にオイルシールの
シールリップに到達することを防止することはできず、
オイルシールは火花により溶けたり変形したりして上述
したような問題が生じる。

【００１８】

【発明の目的】本発明は上述したような従来技術に付随
する問題点を解消して、溶接ロボットが多数並設して用
いられた場合においても、隣接する他の溶接ロボットが
生ずる、またはそのロボット自体が生ずる溶接火花によ
ってオイルシールが損傷することがないようにした端面
保護機能を具備したオイルシールを有する溶接ロボット
を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明においては、請求
項１に記載のように、２つのアーム部材がモータによっ
て回転させられる減速機を介して関節結合している溶接
ロボットにおいて、シールリップを具備し、芯金に一体
的に取着されたオイルシールが前記減速機の端面に装着
されており、該シールリップの軸方向外側に耐火花性の
材質からなり該オイルシール装着部の半径方向近傍まで
延在する端面保護板を設けたことを特徴とする溶接ロボ
ットにより上述した目的を達成する。

【００２０】本発明においては、上述したように、シー
ルリップの軸方向外側に耐火花性の材質からなる端面保
護板を軸の半径方向近傍まで延在するようにして設けて
おり、この端面保護板によりシールリップは外部からの
火花の侵入に対し保護される。従って仮に火花が飛翔し
たとしても火花は耐火花性のある端面保護板により内部
への侵入が防止され、従ってメインリップやダストリッ
プからなるシールリップは火花により損傷することはな
い。この場合に本発明の保護板に用いる耐火花性の材質
としては、炭素鋼などが用いることができ、このような
炭素鋼を冷間圧延した鋼板または鋼帯を利用することが
できる。

【００２１】より具体的には、本発明においては請求項
２に記載のように、前記芯金が逆Ｌ字状断面をしてお
り、前記軸方向外側に位置する該芯金のＬ字状の半径方
向端面に沿って前記端面保護板が設けられていてもよい
し、または請求項３に記載のように、前記芯金がコの字
状断面を有しており、該コの字の開口部が前記軸方向外
側を向いており、該開口部の軸方向外側に前記保護板が
設けられていてもよい。請求項２に記載した形状は従来
からオイルシールに用いられている芯金の形状である。
一方、請求項３に記載の形状は新しい形状であって、こ
のような形状にすることによってシールリップがダスト
リップを含むオイルシールにおいて、ダストリップに芯
金のばね力が働くのでダストリップによるダストシール
性がよくなるという効果が奏される。特に溶接ロボット
においては、この軸部は減速機により低速回転となって
いるために、ダストシール性がよければ軸とダストリッ
プとの間の摩擦抵抗が若干高くとも問題なく運転でき
る。従って、このようなダストシール性がよくなる請求
項３の形状のオイルシールはダストシールの侵入防止に
極めて効果がある。

【００２２】本発明の保護板は、請求項４に記載のよう
に、前記保護板が前記芯金と別部材からなり、該保護板
と該芯金とが一体的に取着されていてもよいし、または
請求項５に記載のように、前記保護板が前記芯金と一体
ものであってもよい。請求項４のようにした場合には、
従来のオイルシールに保護板を付加的に設けることより
製造できるため、製造工程が簡略化され、従来の製造方
法がそのまま用いられるという利点がある。一方、請求
項５のようにすることにより、製造工程が一工程で芯金
と保護板を製造できるという利点がある。

【００２３】更に本発明においては、請求項６に記載の
ように、前記オイルシール装着部の軸方向外側部分が面
取りされており、前記保護板の先端が該オイルシール装
着部の半径方向に非面取り部の外面を越えて該面取り部
の近傍まで延在することができる。このようにすること
により保護板は半径方向に通常の軸の外径部を越えて面
取部まで延在するために保護板による火花の侵入部およ
びダストの侵入防止効果がより一層高められる。

【００２４】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
基き本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る端面
保護オイルシールを具備した溶接ロボットの腕の関節部
分の断面図であり、２つのアーム部材１、２はモータ３
付の減速機４を介して関節結合されている。図１に示す
モータ３は電動モータであり、アーム部材２に取着され
ている。

【００２５】図１に示す減速機４は偏心揺動型歯車減速
機であり、支持ブロック１３の本体は円板状部１７およ
び円板状部１７に突設した柱状部２１からなる。

【００２６】円板状部１７の表面には隣接柱状部２１間
に所定深さの軸受装着孔１７ｂおよび支持ブロック１３
をアーム２にボルト結合するための螺子孔１７ｃを形成
している。更に、円板状部１７の中心部分には入力回転
軸１１を嵌挿させる中心孔２１ｃを穿っている。入力回
転軸１１は油圧モータ３の出力軸に連結している。また
図１の左側に示す如く、支持ブロック１３の一部をなす
端円板２５を支持ブロックの本体の柱状部２１にピン
（図示せず）により一体的に結合しており、端円板２５
を支持ブロックの本体の柱状部２１にボルト２４によっ
て固定している。螺子孔２１ｅはボルト２４の締結孔で
あり、柱状部２１に形成されている。

【００２７】端円板２５には、前述の円板状部１７に形
成した軸受装着孔１７ｂに対応して軸受装着孔２５ｄを
形成している。軸受装着孔１７ｂ、２５ｄにそれぞれコ
ロ軸受２７、２９を装着し、該軸受２７、２９間にピニ
オン３３の自転運動を取出すピンとしてクランクピン３
１を回転可能に両端支持している。クランクピン３１は
その回転軸線に対し偏心配置した２つのクランク部３１
ａ、３１ｃを有し、ピニオン３３がクランク部３１ａ、
３１ｃに嵌合されている。

【００２８】ピニオン３３は外周面にペリサイクロイド
曲線への等距離曲線からなる歯形の外歯を有し、クラン
クピン３１のクランク部３１ａまたは３１ｃに軸受３５
を介して係合するピン孔３３ｂを具備する。ハブ３７
は、その内周面に、ピニオン３３の外周に形成した外歯
の歯数より僅かに多い数の内歯をピン歯３７ａにより形
成している。

【００２９】本実施例においては支持ブロック１３の円
板状部１７とハブ３７の外周部の間にボール軸受３６を
装着し、ハブ３７を回転可能に支持している。なお、符
号１８はリング状カバーであり、円板状部１７の先端に
一体的に取着されている。ハブ３７にカバー３８を取着
し、カバー３８とアーム部材１とをボルト３９により連
結している。ピニオン３３の柱状部用溝は支持ブロック
１３の柱状部２１により形成される柱状部２１に遊嵌合
しており、クランクピン３１の自転運動によりそのクラ
ンク部３１ａ、３１ｃの中心軸線がクランクピン３１の
回転軸線に対して公転運動することにより２つのピニオ
ン３３は偏心公転運動され、外歯がハブ３７の内歯歯車
と係合する。

【００３０】本実施例においては、入力回転軸１１の左
側先端に第１外歯車４１を形成し、また前記両端支持さ
れたクランクピン３１の左端に第１外歯車４１の歯数よ
り大きな歯数を有する第２外歯車４３を止着し、両歯車
４１、４３を噛合させる。

【００３１】油圧モータ３の出力軸、すなわち減速機の
入力回転軸１１、の回転は入力回転軸１１の第１外歯車
４１を通じそれに噛合う第２外歯車４３に両歯車４１、
４３の歯数比に応じ減速（第１段の減速）して伝達され
る。第２外歯車４３の回転により支持ブロック１３に回
転可能に両端支持されたクランクピン３１のクランク部
３１ａは公転運動を生じ、ピニオン３３は軸受３５を介
してピン孔３３ｂがクランク部３１ａに係合しているの
で、クランク部３１ａの公転運動により偏心公転運動さ
れる。このとき、複数個のクランクピン３１は、ピニオ
ン３３の公転運動成分と自転運動成分のうち、自転運動
成分のみがハブ３７に取り出されるように、機能してい
る。従って、ピニオン３３の偏心公転運動によりピニオ
ンの外周に形成した外歯３３ａがハブ３７の内周に形成
した内歯歯車に係合しハブ３７を減速回転（第２段の減
速）させる。このようにして、ハブ３７に取付けたアー
ム部材１がアーム部材２に対して減速して回動される。

【００３２】減速機４の端面部分、すなわち、リング状
カバー１８とカバー３８との間には本発明に係るオイル
シール５が設けられている。オイルシール５の拡大図を
図２に示す。

【００３３】図２において、このオイルシール５は略Ｌ
字状断面をした芯金６とその芯金６を被覆するゴム部材
７からなり、ゴム部材７は軸方向の内側のメインリップ
７ａおよび軸方向外側のダストリップ７ｂからなるシー
ルリップを有している。この芯金６の軸方向外側位置に
逆Ｌ字状をした保護板８が設けられている。保護板８の
材質は前述したように炭素鋼などの鋼からなっている。
符号９はバネであり、メインリップ７ａおよびダストリ
ップ７ｂを装着部に押圧するものである。

【００３４】保護板８は図３（ａ）に示すように、その
先端８ａがダストリップ７ｂよりも僅かに短い状態とな
っており、この寸法差ｔは装着状態において０．１〜
０．２mm程度になるように設定している。

【００３５】上述したように、本発明のオイルシール５
はオイルシール部材自体に保護板８を組付けており、こ
の保護板８によってダストリップ７ｂを含めたオイルシ
ール５端面の保護を行うことができる。従って、本発明
によれば、従来のオイルシール５に保護板８を設けるだ
けでよく、特別な保護構造を必要とせず、他のロボット
部材も特に設計変更することなく、オイルシール５のみ
を変えることによって簡単な構造で、溶接ロボット、特
にその関節結合部を溶接の火花から保護することができ
る。更に、保護板８の先端８ａとオイルシール装着部と
の隙間を０．１〜０．２mm程度に押さえることにより、
この保護板８により工作機械等により生ずる切粉等の切
り裂き作用を持つダストに対する保護機能も生じ、ダス
トリップ７ｂの更なる保護が図れる。なお本発明の保護
板８に小さな孔８ｂ（図４（ｃ））などを開けることに
より、本発明に係るオイルシール５を具備した溶接ロボ
ットを火花のみならず水の掛かるような場所に用いるこ
ともできる。

【００３６】図３に本発明の他の実施例の幾つかを示
す。図３（ｂ）においてはオイルシール装着部（図示し
た実施例ではカバー３８）の端面を面取りをしており、
保護板８の先端８ａは周面を越えて、この面取りをした
部分まで延ばすことができるものである。このようにす
ることにより保護板８によるダスト侵入防止効果および
火花侵入防止効果はより一層高めることができる。

【００３７】また、図３（ｃ）においては保護板８の先
端部を軸方向に外の方向に僅かに膨らますことによっ
て、保護板８の先端８ａとオイルシール装着部（図示し
た実施例ではカバー３８）との間の上述の効果をより一
層生じ易くしたものである。

【００３８】図４においては、オイルシール５の芯金６
の形状が逆コの字状をしたものを示している。このよう
な形状にすることによってダストリップ７ｂに芯金６の
ばね力が働くのでダストリップ７ｂによるダストシール
性がよくなるという効果が奏される。

【００３９】図４（ａ）においては、このような芯金６
に別体の保護板８を溶接または接着により一体的に取付
けたものであり、保護板８の先端は軸の先端の近傍まで
達している。

【００４０】図４（ｂ）においては芯金６をＬ字状の先
端の上側部分を更に折り曲げて軸方向下側まで軸に向け
て半径方向に延ばしたものであり、全体としてＰ字状断
面をしており、このようにこのものにおいては芯金６が
一体的構造となっており、一体構造の芯金６にゴムを一
体的に成形することにより本発明のオイルシール５を製
造することができる。

【００４１】図４（ｃ）においては、前述した図４
（ａ）の態様とよく似ているが、保護板８に小さな孔８
ｂを開けており、この装置全体が火花のみならず水が掛
かるような場所に使用する場合に水が中に溜った状態と
ならないように外部に抜けるようにしている。

【００４２】図５は、本発明に係るオイルシール５を用
いた他の溶接ロボットの関節部分を示すものであり、前
述した図１のものとは減速機４の構造が異なっている
が、同一部品には同一番号を付し、その詳細な説明は省
略している。図１ではハブ３７とアーム１とを固定して
いたが、図５では支持ブロック１３の円板状部１７とア
ーム１とを固定している。

【００４３】なお、本発明においては、ダストシールが
無くメインシールのみ有するシールリップ付きのオイル
シール、及び、ダストシールとメインシールとからなる
シール付きのオイルシールに適用されるものである。

【００４４】

【発明の効果】本発明においては、シールリップの軸方
向外側に耐火花性の材質からなる端面保護板８を軸の半
径方向近傍まで延在するようにして設けており、この端
面保護板８によりシールリップは外部からの火花の侵入
に対し保護される。従って仮に火花が飛翔したとしても
火花は耐火花性のある端面保護板８により内部への侵入
が防止され、従ってシールリップは火花により損傷する
ことはない。

【００４５】従って、本発明によれば、オイルシール５
に端面保護機能を持たせており、多数の溶接ロボットを
密集配置して使う場合にも、各溶接ロボットの減速機４
に連結された軸部に設けられたオイルシール５が溶接の
火花によって損傷することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶接ロボットの関節部の断面図で
ある。

【図２】図１のオイルシール部の拡大図である。

【図３】本発明に用いるオイルシールの要部の断面図で
あり、（ａ）は図１および図２に示した実施例に用いた
ものであり、（ｂ）は別の実施例、（ｃ）は更に別の実
施例である。

【図４】本発明に係るオイルシールの芯金形状を変えた
実施例を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ異な
る実施例である。

【図５】本発明に係る溶接ロボットの腕部分の更に別の
実施例を示す。

【符号の説明】

１、２ アーム ３ 油圧モータ ４ 減速機 ５ オイルシール ６ 芯金 ７ ゴム部材 ７ａ メインリップ（シールリップ） ７ｂ ダストリップ（シールリップ） ８ 保護板 ８ａ 先端 ８ｂ 孔

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F060 AA05 BA00 EB11 GA05 GA15 GB21 GC01 GC03 HA00 HA30 3J006 AE17 AE46 3J016 AA02 BB03 CA04 4E065 AA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのアーム部材がモータによって回転
   させられる減速機を介して関節結合している溶接ロボッ
   トにおいて、シールリップを具備し、芯金に一体的に取
   着されたオイルシールが前記減速機の端面に装着されて
   おり、該シールリップの軸方向外側に耐火花性の材質か
   らなり該オイルシール装着部の半径方向近傍まで延在す
   る端面保護板を設けたことを特徴とする溶接ロボット。
2. 【請求項２】 前記芯金が逆Ｌ字状断面をしており、前
   記軸方向外側に位置する該芯金のＬ字状の半径方向端面
   に沿って前記端面保護板が設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の溶接ロボット。
3. 【請求項３】 前記芯金がコの字状断面を有しており、
   該コの字の開口部が前記軸方向外側を向いており、該開
   口部の軸方向外側に前記保護板が設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の溶接ロボット。
4. 【請求項４】 前記保護板が前記芯金と別部材からな
   り、該保護板と該芯金とが一体的に取着されていること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の溶接ロ
   ボット。
5. 【請求項５】 前記保護板が前記芯金と一体ものである
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の溶
   接ロボット。
6. 【請求項６】 前記オイルシール装着部の軸方向外側部
   分が面取りされており、前記保護板の先端が該オイルシ
   ール装着部の半径方向に非面取り部の外面を越えて該面
   取り部の近傍まで延在していることを特徴とする溶接ロ
   ボット。