JP2003314569A - Industrial robot - Google Patents

Industrial robot

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JP2003314569A
JP2003314569A JP2002120724A JP2002120724A JP2003314569A JP 2003314569 A JP2003314569 A JP 2003314569A JP 2002120724 A JP2002120724 A JP 2002120724A JP 2002120724 A JP2002120724 A JP 2002120724A JP 2003314569 A JP2003314569 A JP 2003314569A
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bearing
industrial robot
lubricating oil
oil
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Shunichi Yabe
俊一 矢部
Fumio Ueki
史雄 植木
Kazuhiko Otaka
一彦 大高
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NSK Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0062Lubrication means

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrial robot for reducing external contamination with a lubricant for lubricating a rolling bearing used for a joint and implementing easy maintenance by space savings. <P>SOLUTION: In the industrial robot in which the rolling bearing is employed for the joint, polymer containing the lubricant consisting of synthetic resin by involving and solidifying a grease containing the lubricating oil as a base oil, is filled into the inside space of the rolling bearing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットに
係り、特に関節部に使用される転がリ軸受の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial robot, and more particularly to improvement of a rolling bearing used for joints.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1に例示されるように、産業用ロボッ
ト100は、多数の関節部(図示の例では関節部I〜VI
の6箇所)を有する。これらの関節部には転がり軸受が
組み込まれており、その潤滑手段としてはグリースが最
も一般的で、場合によっては給脂のために設けられた配
管から、定期的に新しいグリースが供給される。また、
グリースの他には、エアーなどの供給手段を使った潤滑
油も使用されている。
2. Description of the Related Art As illustrated in FIG. 1, an industrial robot 100 has a large number of joints (joints I to VI in the illustrated example).
6 locations). Rolling bearings are incorporated in these joints, and grease is the most common lubrication means, and in some cases, new grease is regularly supplied from a pipe provided for lubrication. Also,
In addition to grease, lubricating oil using a supply means such as air is also used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリー
スや潤滑油は、半固形あるいは液体のため、漏出しやす
く、給脂時にはこの漏出が更に顕著になる。それによっ
て、産業用ロボット100が稼動している環境が汚染さ
れたり、漏出したグリースや潤滑油が産業用ロボット1
00が扱っている製品に付着し、何らかの不具合を引き
起こすことも想定される。また、給脂配管が必要なた
め、ロボットが必要以上に大きくなったり、給脂作業を
電気的に制御することも想定され、取り扱いが難しくな
る。さらに、軸受部は、シールが一体となった場合を除
き、軸受中への異物の侵入防止のために、別途オイルシ
ールや金属製シールド(例えばニロスリング)を配設す
るのが一般的であり、コストアップや装置寸法の拡大に
つながっていた。
However, since grease and lubricating oil are semi-solid or liquid, they are likely to leak, and the leak becomes more remarkable during greasing. As a result, the environment in which the industrial robot 100 is operating is contaminated, and the leaked grease or lubricating oil causes the industrial robot 1
It is assumed that 00 will adhere to the products handled and cause some trouble. Further, since the greasing pipe is required, it is assumed that the robot becomes unnecessarily large and that the greasing work is electrically controlled, which makes the handling difficult. Further, except for the case where the seal is integrated, the bearing part is generally provided with an oil seal or a metal shield (for example, niros ring) separately in order to prevent foreign matter from entering the bearing. This led to higher costs and larger device dimensions.

【0004】そこで本発明は、上記の問題点を解決する
ことを目的とし、関節部に使用される転がり軸受を潤滑
するための潤滑剤による外部汚染が少なく、省スペース
でメンテナンスが容易な産業用ロボットを提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and is for industrial use in which there is little external contamination by a lubricant for lubricating a rolling bearing used in a joint portion, space saving and easy maintenance. The purpose is to provide a robot.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、関節部に転がり軸受が使用された産業
用ロボットにおいて、前記転がり軸受の内部空間に、潤
滑油もしくは前記潤滑油を基油とするグリースを内包し
て固化した合成樹脂からなる潤滑剤含有ポリマが充填さ
れていることを特徴とする産業用ロボットを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to an industrial robot in which a rolling bearing is used in a joint portion, and a lubricating oil or the lubricating oil is provided in an internal space of the rolling bearing. An industrial robot characterized by being filled with a lubricant-containing polymer made of a synthetic resin containing and solidifying a grease containing as a base oil.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明の産業用ロボットに
ついて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The industrial robot of the present invention will be described in detail below.

【0007】本発明において、産業用ロボット自体の構
造、構成には制限がなく、関節部に転がり軸受を使用し
た産業用ロボットが全て対象となり、図1に示した産業
用ロボット100であってもよい。
In the present invention, the structure and configuration of the industrial robot itself is not limited, and all industrial robots using rolling bearings in the joints are targeted, and even the industrial robot 100 shown in FIG. Good.

【0008】また、転がり軸受自体の構造、構成にも制
限はなく、例えば図2及び図3に示すような円すいころ
軸受等を例示することができる。図2に示す円すいころ
軸受1は単列円すいころ軸受と呼ばれるもので、内輪
2、外輪3、内輪2と外輪3との間に介装された転動体
である円すいころ4、円すいころ4を保持する保持器5
を備えている。内輪2及び外輪3は、図示された断面形
状が回転軸I−I'を中心に各々回転した軌跡からなる
中空の回転体をなしている。内輪2はその外周側に円す
いころ4を斜めに収容する凹部を有しており、当該円す
いころ4を収容する部分においては内輪2の径方向に厚
肉な部分と薄肉な部分とがある。内輪2の凹部は、大鍔
部側の面21と小鍔部側の面22とを有している。一
方、外輪3もその径方向に厚肉な部分と薄肉な部分とを
有している。保持器5は、折れ曲がり部を有している。
そして、本発明においては、円すいころ軸受1は、内輪
2、外輪3及び円すいころ4により形成される内部空間
に、潤滑油を内包する潤滑剤含有ポリマ6が充填されて
いる。この潤滑剤含有ポリマ6は、潤滑油を内包した状
態で固化した合成樹脂からなり、その表面から内部に含
まれている潤滑油が徐々に滲み出る性質を有する。
The structure and structure of the rolling bearing itself are not limited, and for example, a tapered roller bearing as shown in FIGS. 2 and 3 can be exemplified. The tapered roller bearing 1 shown in FIG. 2 is called a single-row tapered roller bearing, and includes an inner ring 2, an outer ring 3, a tapered roller 4 and a tapered roller 4 which are rolling elements interposed between the inner ring 2 and the outer ring 3. Holder 5 to hold
Is equipped with. The inner ring 2 and the outer ring 3 form a hollow rotating body whose cross-sectional shape shown in the figure is a track that is rotated about a rotation axis II ′. The inner ring 2 has a concave portion on the outer peripheral side thereof that accommodates the tapered rollers 4 obliquely, and in the portion that accommodates the tapered rollers 4, there are a thick portion and a thin portion in the radial direction of the inner ring 2. The concave portion of the inner ring 2 has a surface 21 on the large flange portion side and a surface 22 on the small flange portion side. On the other hand, the outer ring 3 also has a thick portion and a thin portion in the radial direction. The cage 5 has a bent portion.
In the present invention, the tapered roller bearing 1 has a lubricant-containing polymer 6 containing a lubricating oil filled in the internal space formed by the inner ring 2, the outer ring 3 and the tapered rollers 4. The lubricant-containing polymer 6 is made of a synthetic resin that is solidified in a state where the lubricating oil is included therein, and has a property that the lubricating oil contained inside gradually exudes from the surface thereof.

【0009】上記の円すいころ軸受1では、外輪3がラ
ジアル荷重(図2中、矢印A)またはスラスト荷重(図
2中、矢印B)を受けると、その力が外輪3から円すい
ころ4に伝達され、そして円すいころ4から内輪2に伝
達される。ここで、円すいころ4の端面と大鍔部側の面
21とはすべり接触であるため、摩擦係数をできるだけ
小さくすることが望ましいが、潤滑剤含有ポリマ6から
潤滑油が滲み出して当該摺接部分に供給され、円滑な潤
滑が長期にわたり維持される。また、円すいころ4の端
面から内輪2の小鍔部側の面22へ向かう部分にも潤滑
剤含有ポリマ6から滲み出た潤滑油が供給され、潤滑が
行われる。これらの潤滑に際し、潤滑油量が極く僅かで
あるため、回転に伴うトルクを低くすることができる。
また、潤滑剤含有ポリマ6は、円すいころ4の端面及び
内輪2の凹部の大鍔部側の面21との間に存在しないた
め、潤滑剤含有ポリマ6の存在による円すいころの動き
が阻害されるという問題もない。
In the above tapered roller bearing 1, when the outer ring 3 receives a radial load (arrow A in FIG. 2) or a thrust load (arrow B in FIG. 2), the force is transmitted from the outer ring 3 to the tapered roller 4. And is transmitted from the tapered roller 4 to the inner ring 2. Here, since the end surface of the tapered roller 4 and the surface 21 on the side of the large flange portion are in sliding contact, it is desirable to make the coefficient of friction as small as possible. However, the lubricating oil exudes from the lubricant-containing polymer 6 to cause the sliding contact. It is supplied to the part, and smooth lubrication is maintained for a long time. Further, the lubricating oil exuded from the lubricant-containing polymer 6 is also supplied to the portion from the end surface of the tapered roller 4 to the surface 22 on the side of the small flange portion of the inner ring 2 for lubrication. At the time of lubrication, the amount of lubricating oil is extremely small, so that the torque associated with rotation can be reduced.
Further, since the lubricant-containing polymer 6 does not exist between the end surface of the tapered roller 4 and the surface 21 of the inner ring 2 on the side of the large flange portion of the recess, the movement of the tapered roller due to the presence of the lubricant-containing polymer 6 is hindered. There is no problem of

【0010】また、図3に示すように、円すいこる軸受
1を一対、間座10を介して、内外輪の側面同士を対向
配置して構成される組合わせ円すいころ軸受1aにも適
用可能である。この組合せ円すい軸受1aにおいて、個
々の円すいころ軸受を、例えば図2に示した円すいころ
軸受1とすることにより、潤滑剤含有ポリマ6の作用に
より長期にわたる安定した潤滑を実現できる。尚、図3
において、図2と同一部位には同一の符号を付してあ
る。
Further, as shown in FIG. 3, the present invention is also applicable to a combined tapered roller bearing 1a which is constructed by arranging a pair of tapered cone bearings 1 with side faces of inner and outer rings facing each other with a spacer 10 interposed therebetween. is there. In the combined tapered roller bearing 1a, by using the individual tapered roller bearings as the tapered roller bearing 1 shown in FIG. 2, for example, stable lubrication can be realized for a long period of time by the action of the lubricant-containing polymer 6. Incidentally, FIG.
2, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0011】また、円すいころ軸受以外にも、玉軸受に
も適用可能である。例えば、図4に例示される玉軸受1
bは、内輪30と外輪31との間に、複数個の転動体で
ある玉32を保持器33で略等間隔で保持するととも
に、内輪30、外輪31、玉32及び保持器33の間に
形成される内部空間に潤滑剤含有ポリマ35が充填され
ている。また、このような転がり軸受1bでは、潤滑油
の漏出をより確実に防止したり、外部からの異物の侵入
を防止するために、シール34が装着されるのが一般的
である。このシール34は芯金34bで補強され、また
その一端が外輪31の外周端縁に固定され、他端である
リップ部34aが内輪30に接触するように装着され
る。この玉軸受1bにおいても、潤滑剤含有ポリマ35
から徐々に潤滑油が滲み出して、玉32の表面、内輪3
0の軌道面、外輪31の軌道面を潤滑する。
Further, the present invention can be applied to ball bearings as well as tapered roller bearings. For example, the ball bearing 1 illustrated in FIG.
b, between the inner ring 30 and the outer ring 31, a plurality of rolling elements balls 32 are held by a retainer 33 at substantially equal intervals, and between the inner ring 30, the outer ring 31, the balls 32 and the retainer 33. The lubricant-containing polymer 35 is filled in the formed internal space. In addition, in such a rolling bearing 1b, a seal 34 is generally mounted in order to more reliably prevent the leakage of the lubricating oil and prevent the intrusion of foreign matter from the outside. The seal 34 is reinforced by a cored bar 34b, one end of which is fixed to the outer peripheral edge of the outer ring 31, and the other end of the lip 34a is attached so as to contact the inner ring 30. Also in this ball bearing 1b, the lubricant-containing polymer 35
The lubricating oil gradually exudes from the surface of the ball 32, the inner ring 3
The raceway surface of 0 and the raceway surface of the outer ring 31 are lubricated.

【0012】以下、潤滑剤含有ポリマ6,35について
説明する。この潤滑剤含有ポリマは合成樹脂、好ましく
はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリ
メチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリ
オレフィン系樹脂に、澗滑剤としてポリα−オレフィン
油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水
素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のような
エーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等の
何れか単独若しくは混合油の形で混ぜて調製した原料
を、樹脂の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却す
ることで固形状にしたものである。尚、潤滑剤の中に予
め酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、あわ消し剤、極
圧剤等の各種添加剤を加えたものでもよい。また、潤滑
剤は、上記の潤滑油を基油とするグリースでもあっても
よく、その場合、増ちょう剤としては金属石けん、ウレ
ア等を用いる。
The lubricant-containing polymers 6 and 35 will be described below. This lubricant-containing polymer is a synthetic resin, preferably a polyolefin resin having basically the same chemical structure such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, and polymethylpentene, and a paraffin hydrocarbon such as poly α-olefin oil as a lubricant. Oil, naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether oil, ester oil such as phthalate ester, etc., which are prepared individually or mixed in the form of a mixed oil, at a temperature not lower than the melting point of the resin. It is solidified by heating to plasticize it and then cooling. Incidentally, various additives such as an antioxidant, a rust inhibitor, an antiwear agent, a defoaming agent and an extreme pressure agent may be added to the lubricant in advance. Further, the lubricant may be grease using the above-mentioned lubricating oil as a base oil, and in that case, metal soap, urea, etc. are used as the thickener.

【0013】基油あるいは潤滑剤として使用される潤滑
油は、40℃の動粘度で100〜1000mm2/sが
好ましく、更に好ましくは150〜500mm2/sの
範囲である。動粘度が100mm2/s未満の場合は、
産業用ロボットのような比較的低速で重荷重で使用する
には油膜強度が低く、軸受の摺動面に焼付きが発生しや
すい。動粘度が1000mm2/sを越える場合は、軸
受としての動トルクが高くなると共に、ベースオイルだ
けで粘度を維持するのができないので、増粘剤の添加が
不可欠になり、安定した潤滑が難しくなり、実用性が低
下する。上記の粘度範囲の中でも、特に下記のような耐
荷重添加剤を添加すれば、耐荷重性能が向上し、それほ
ど高粘度の潤滑油を使用しなくても、十分実用上問題が
無くなる。
[0013] Lubricating oils used as the base oil or lubricant is preferably 100 to 1000 mm 2 / s at a kinematic viscosity of 40 ° C., more preferably in the range of 150~500mm 2 / s. If the kinematic viscosity is less than 100 mm 2 / s,
When used at a relatively low speed and with a heavy load like an industrial robot, the oil film strength is low, and seizure easily occurs on the sliding surface of the bearing. If the kinematic viscosity exceeds 1000 mm 2 / s, the dynamic torque of the bearing becomes high and the viscosity cannot be maintained only by the base oil, so the addition of a thickener becomes essential and stable lubrication becomes difficult. , The practicality is reduced. In the above viscosity range, particularly when the following load-bearing additives are added, the load-bearing performance is improved, and practically no problem is posed without using a lubricating oil having such a high viscosity.

【0014】耐荷重添加剤としては、オレイン酸、ステ
アリン酸等の高級脂肪酸、オレイルアルコール等の高級
アルコール、ジベンジルジスルフィド等の硫黄化合物、
塩素化パラフィン、メチルトリクロロステアレート等の
ハロゲン系化合物、リン酸トリクレジル、トリブチルホ
スファイト等のりん系化合物、ジアルキルジチオリン酸
亜鉛(Zn−DTP;化学式I)、ジアルキルジチオリ
ン酸モリブデン(Mo−DTP;化学式II)、ジアルキ
ルジチオカルバミン酸モリブデン(Mo−DTC;化学
式III)等の有機金属化合物が有効である。上記の中で
最も耐荷重の向上に効果のある添加剤は、Mo−DTP
とMo−DTCであり、またZn−DTPを併用する
と、これらの有機モリブデンの金属への皮膜形成の仲立
ちをし、更に好ましい。
As load-bearing additives, higher fatty acids such as oleic acid and stearic acid, higher alcohols such as oleyl alcohol, sulfur compounds such as dibenzyl disulfide,
Chlorinated paraffins, halogenated compounds such as methyl trichlorostearate, phosphorus compounds such as tricresyl phosphate, tributyl phosphite, zinc dialkyldithiophosphate (Zn-DTP; chemical formula I), molybdenum dialkyldithiophosphate (Mo-DTP; chemical formula) II), molybdenum dialkyldithiocarbamate (Mo-DTC; chemical formula III), and other organometallic compounds are effective. Among the above, the most effective additive for improving the load resistance is Mo-DTP.
And Mo-DTC, and when Zn-DTP is used in combination, the formation of a film of these organic molybdenum on the metal is facilitated, which is more preferable.

【0015】[0015]

【化1】 [Chemical 1]

【0016】尚、化学式I〜IIIにおいて、Rは炭素数
3〜15のアルキル基である。
In the chemical formulas I to III, R is an alkyl group having 3 to 15 carbon atoms.

【0017】耐荷量添加剤の添加量は、潤滑剤に対して
0.1〜5重量%、好ましくは0.5〜3重量%の範囲
である。添加量が0.1重量%未満の場合は、耐荷重性
能の改善はほとんど見られない。それに対して、5重量
%を越えて添加しても、耐荷重の改善レベルがほとんど
変らないと共に、その分油分が減少し、好ましくない。
The addition amount of the load-bearing additive is in the range of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight, based on the lubricant. When the addition amount is less than 0.1% by weight, almost no improvement in load bearing performance is observed. On the other hand, addition of more than 5% by weight is not preferable because the improvement level of load resistance is hardly changed and the oil content is reduced.

【0018】上記潤滑剤含有ポリマの組成比は、全重量
に対してポリオレフィン系樹脂が10〜50重量%で、
潤滑油またはグリースが90〜50重量%である。ポリ
オレフィン系樹脂が10重量%未満の場合は、あるレベ
ル以上の硬さ・強度が得られず、軸受の回転などによっ
て負荷がかかった時に潤滑剤含有ポリマが初期形状を維
持するのが難しくなり、軸受の内部空間から脱着する等
の不具合を生じる可能性が高くなる。また、合成樹脂が
50重量%を越える場合(つまり、潤滑剤が50重量%
未満の場合)は、軸受への潤滑剤の供給が少なくなり、
軸受の寿命が短くなる。
The composition ratio of the lubricant-containing polymer is 10 to 50% by weight of the polyolefin resin with respect to the total weight.
Lubricating oil or grease is 90 to 50% by weight. When the content of the polyolefin resin is less than 10% by weight, hardness and strength above a certain level cannot be obtained, and it becomes difficult for the lubricant-containing polymer to maintain the initial shape when a load is applied by rotation of the bearing, There is a high possibility that a problem such as detachment from the inner space of the bearing will occur. Also, when the synthetic resin exceeds 50% by weight (that is, the lubricant is 50% by weight).
If less than), the supply of lubricant to the bearing is reduced,
Bearing life is shortened.

【0019】上記ポリオレフィン系樹脂は、基本構造は
同じでその平均分子量が異なっており、700〜5×1
6の範囲に及んでいる。平均分子量700〜4×104
というワックス(例えばポリエチレンワックス)に分類
されるものと、平均分子量1×104〜1×106という
比較的低分子量のものと、平均分子量1×106〜5×
106という超高分子量のものとを、単独若しくは必要
に応じて混合して用いる。比較的低分子量のものと潤滑
剤との組合わせによって、ある程度の機械的強度、潤滑
剤供給能力、保油性を持つ潤滑剤含有ポリマが得られ
る。この中の比較的低分子量のものの一部を、ワックス
に分類されるものに置き換えると、ワックスに分類され
るものと潤滑油との分子量の差が小さいために潤滑油と
の親和性が高くなり、結果として潤滑剤含有ポリマの保
油性が向上し、長期間にわたっての潤滑剤の供給が可能
になる。但し、その反面機械的強度は低下する。ワック
スとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフ
ィン系樹脂の他、融点が100〜130℃以上の範囲に
ある炭化水素系のもの(例えばパラフィン系合成ワック
ス)であれば使用できる。それに対して、超高分子量の
ものに置き換えると、超高分子量のものと潤滑油との分
子量の差が大きいために潤滑油との親和性が低くなり、
結果として保油性が低下し、潤滑剤含有ポリマからの潤
滑剤の滲み出しが速くなる。それによって、潤滑剤含有
ポリマから供給可能な潤滑剤量に達する時間が短くな
り、軸受の寿命が短くなる。但し、機械的強度は向上す
る。
The above polyolefin-based resins have the same basic structure but different average molecular weights, and are 700 to 5 × 1.
It ranges from 0 to 6 . Average molecular weight 700-4 × 10 4
Those having a relatively low molecular weight of 1 × 10 4 to 1 × 10 6 , and those having an average molecular weight of 1 × 10 6 to 5 ×.
An ultrahigh molecular weight of 10 6 is used alone or as a mixture if necessary. The combination of a relatively low molecular weight one and a lubricant gives a lubricant-containing polymer having a certain level of mechanical strength, lubricant supply ability and oil retention. Replacing some of the relatively low molecular weight ones with those classified as waxes, the affinity with the lubricating oil becomes high because the difference in the molecular weight between the wax classified and the lubricating oil is small. As a result, the oil retaining property of the lubricant-containing polymer is improved, and the lubricant can be supplied for a long period of time. However, on the other hand, the mechanical strength is reduced. As the wax, in addition to a polyolefin resin such as polyethylene wax, a hydrocarbon type wax having a melting point in the range of 100 to 130 ° C. or higher (for example, paraffin type synthetic wax) can be used. On the other hand, if you replace it with an ultra-high molecular weight one, the affinity with the lubricating oil will decrease due to the large difference in molecular weight between the ultra-high molecular weight one and the lubricating oil,
As a result, the oil retaining property is lowered, and the leaching of the lubricant from the lubricant-containing polymer is accelerated. This shortens the time required to reach the amount of lubricant that can be supplied from the lubricant-containing polymer and shortens the life of the bearing. However, the mechanical strength is improved.

【0020】成形性、機械的強度、保油性、潤滑剤供給
量のバランスを考慮すると、潤滑剤含有ポリマの組成比
は、ワックスに分類されるもの0〜5重量%、比較的低
分子量のもの8〜48重量%、超高分子量のもの2〜2
0重量%で、かつ3つの樹脂分の合計が10〜50重量
%(残りが潤滑剤90〜50重量%)であることが好適
である。
Considering the balance among moldability, mechanical strength, oil retaining property, and lubricant supply amount, the lubricant-containing polymer has a composition ratio of 0 to 5% by weight classified as wax, and a relatively low molecular weight composition. 8 to 48% by weight, ultra high molecular weight 2 to 2
It is preferable that the total amount of the three resin components is 0 to 50% by weight (the balance is 90 to 50% by weight of the lubricant).

【0021】機械的強度の一つとして、潤滑剤含有ポリ
マの硬さ[HDA]は、65〜95の範囲にあることが
好ましく、より好ましくは70〜90の範囲である。硬
さ[HDA]が65未満の場合は、強度的に弱く軸受の
回転によって潤滑剤含有ポリマが破損する恐れがある。
それに対して硬さ[HDA]が95を越える場合は、転
動体を拘束する力が大きく、それによって軸受のトルク
が大きくなったり、軸受の回転による発熱が大きくなっ
て軸受の温度が高くなる恐れがある。
As one of the mechanical strength, the hardness [HD A ] of the lubricant-containing polymer is preferably in the range of 65 to 95, more preferably 70 to 90. When the hardness [HD A ] is less than 65, the strength is weak and the rotation of the bearing may damage the lubricant-containing polymer.
On the other hand, if the hardness [HD A ] exceeds 95, the force that restrains the rolling elements is large, which increases the torque of the bearing and the heat generated by the rotation of the bearing, which increases the temperature of the bearing. There is a fear.

【0022】また、潤滑剤含有ポリマの機械的強度を向
上させるため、ポリオレフィン系樹脂に以下のような熱
可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を添加してもよい。
Further, in order to improve the mechanical strength of the lubricant-containing polymer, the following thermoplastic resin and thermosetting resin may be added to the polyolefin resin.

【0023】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリ
カーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレ
ン、ABS樹脂等の各樹脂を使用することができる。
As the thermoplastic resin, various resins such as polyamide, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether ether ketone, polyamide imide, polystyrene and ABS resin can be used.

【0024】熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステ
ル樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹脂、ポ
リイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各樹脂を使用すること
ができる。
As the thermosetting resin, various resins such as unsaturated polyester resin, urea resin, melanin resin, phenol resin, polyimide resin and epoxy resin can be used.

【0025】これらの樹脂は、単独または混合して用い
てもよい。更に、ポリオレフィン系樹脂とそれ以外の樹
脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応
じて適当な相溶化剤を加えてあっても良い。
These resins may be used alone or as a mixture. Further, in order to disperse the polyolefin resin and the other resin in a more uniform state, a suitable compatibilizing agent may be added if necessary.

【0026】また、機械的強度を向上させるために、充
填材を添加しても良い。例えば、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、カーボンブラック、黒鉛粉末等の粉末充
填材、チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウ
ムウィスカー等の無機ウィスカー類、或いはガラス繊維
や金属繊維等の無機繊維類、カーボン繊維、アラミド繊
維やポリエステル繊維等の有機繊維類、あるいはこれら
の繊維類を布状に編組したものを添加してもよい。
In addition, a filler may be added to improve the mechanical strength. For example, powder fillers such as calcium carbonate, magnesium carbonate, carbon black and graphite powder, inorganic whiskers such as potassium titanate whiskers and aluminum borate whiskers, or inorganic fibers such as glass fibers and metal fibers, carbon fibers, aramid. Organic fibers such as fibers and polyester fibers, or cloth-like braids of these fibers may be added.

【0027】更に、ポリオレフィン系樹脂の熱による劣
化を防止する目的で、N、N’−ジフェニル−p−フエ
ニルジアミン、2、2’−メチレンビス(4−エチル−
6−t−ブチルフェノール)等の老化防止剤、また光に
よる劣化を防止する目的で、2−ヒドロキシ−4−n−
オクトキシベンゾフェノン、2−(2’−ヒドロキシ−
3’−t−ブチル−5’−メチル−フェニル)−5−ク
ロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添加しても
よい。
Further, for the purpose of preventing deterioration of the polyolefin resin due to heat, N, N'-diphenyl-p-phenyldiamine, 2,2'-methylenebis (4-ethyl-).
6-t-butylphenol) and the like, and 2-hydroxy-4-n- for the purpose of preventing deterioration by light.
Octoxybenzophenone, 2- (2'-hydroxy-
An ultraviolet absorber such as 3'-t-butyl-5'-methyl-phenyl) -5-chlorobenzotriazole may be added.

【0028】以上の全ての添加剤(ポリオレフィン系樹
脂+潤滑剤以外)の添加量としては、添加剤全体とし
て、成形原料全量の20重量%以下であることが、潤滑
剤の供給能力を維持する上で好ましい。
The addition amount of all the above-mentioned additives (other than polyolefin resin + lubricant) is 20% by weight or less of the total amount of the forming raw materials as the whole additive, so that the lubricant supply ability is maintained. It is preferable above.

【0029】本発明で用いることのできる合成樹脂とし
ては、上記説明したようなポリオレフィン系樹脂をベー
スとしたものの他、射出成形可能な熱可塑性樹脂であれ
ば使用でき、その中で含油量を多くすることができるも
のとして例えば、ポリエステル系エラストマー、ポリア
ミド系エラストマー等がある。
As the synthetic resin which can be used in the present invention, in addition to the resin based on the polyolefin resin as described above, any thermoplastic resin which can be injection-molded can be used, in which the oil content is large. Examples of materials that can be used include polyester elastomers and polyamide elastomers.

【0030】本発明において、潤滑剤含有ポリマを転が
り軸受の軸受空間に充填する方法には制限はないが、上
記の合成樹脂、潤滑剤及び添加剤を含有する成形原料を
射出成形機を用いて軸受空間に所定量充填し、転がり軸
受全体を冷却して成形原料を固化させる方法が簡便で、
かつ良好な充填状態が得られることから好適である。こ
のとき、例えば特開平8−309793号公報記載の射
出成形機にホッパーを改良し、金型を縦型に配置したも
のを用いることにより、充填量の制御、充填状態がより
良好となり好ましい。尚、充填量については、転がり軸
受の種類や使用部位、仕様要求等により適宜選択され
る。
In the present invention, the method of filling the bearing-containing space of the rolling bearing with the lubricant-containing polymer is not limited, but a molding raw material containing the above-mentioned synthetic resin, lubricant and additive is used by using an injection molding machine. A simple method is to fill the bearing space with a specified amount and cool the entire rolling bearing to solidify the forming raw material.
In addition, it is preferable because a good filling state can be obtained. At this time, for example, it is preferable that the injection molding machine described in JP-A-8-309793 is improved in the hopper and the mold is arranged vertically so that the filling amount can be controlled and the filling state can be improved. The filling amount is appropriately selected depending on the type of rolling bearing, the part to be used, the specification requirements, and the like.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるもの
ではない。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0032】(実施例1〜9、比較例1〜2)高密度ポ
リエチレン(比較的低分子量に分類)10重量%、超高
分子量ポリエチレン(超高分子量に分類)12.5重量
%及びポリエチレンワックス(ワックスに分類)2.5
重量%と、表1に示すように40℃における動粘度の異
なる各種鉱油75重量%とを混合し、更に、表1に示す
ように耐荷重添加剤であるMo−DTC、Mo−DTP
及びZn−DTPを添加して成形原料を調製した。そし
て、下記に示す軸受耐久性比較テストに供した。
(Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2) High-density polyethylene (relatively low molecular weight) 10% by weight, ultra high molecular weight polyethylene (ultra high molecular weight) 12.5% by weight and polyethylene wax (Classified as wax) 2.5
% By weight and 75% by weight of various mineral oils having different kinematic viscosities at 40 ° C. as shown in Table 1, and further, as shown in Table 1, Mo-DTC and Mo-DTP which are load bearing additives.
And Zn-DTP were added to prepare a molding raw material. Then, the bearing durability comparison test shown below was performed.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】◎軸受耐久性比較テスト 円すいころ軸受HR32024XJ(内径120mm、
外径180mm、幅38mm)に、射出成形機を用いて
実施例1〜9及び比較例1の成形原料を充填し、全体を
冷却して固化させることにより、図3に示す間座を介し
た組合せ円すいころ軸受を作製した。また、比較例2と
して、潤滑剤含有ポリマの代わりに、鉱油−Li石鹸系
グリース(基油粘度:40℃で100mm2/s)を充
填し、外側にニロスリングを取り付けて組合せ円すいこ
ろ軸受を作製した。そして、各組合せ円すいころ軸受に
ついて、産業用ロボットの関節部での使用を想定した下
記条件にて軸受耐久性比較テストを行った。 ・試験条件、
◎ Bearing durability comparison test Tapered roller bearing HR32024XJ (inner diameter 120 mm,
An outer diameter of 180 mm and a width of 38 mm) was filled with the molding raw materials of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 by using an injection molding machine, and the whole was cooled and solidified, thereby interposing the spacer shown in FIG. A combined tapered roller bearing was manufactured. Further, as Comparative Example 2, a mineral oil-Li soap-based grease (base oil viscosity: 100 mm 2 / s at 40 ° C.) was filled in place of the lubricant-containing polymer, and a Niros ring was attached to the outside to produce a combined tapered roller bearing. did. Then, a bearing durability comparison test was performed on each of the combined tapered roller bearings under the following conditions assuming use in the joint portion of an industrial robot. ·Test condition,

【0035】上記試験条件に回転を続け、初期の振動値
に対して10倍を越えた時点を耐久寿命とし、それまで
の時間を計測した。結果を、グリース充填軸受(比較例
2)の寿命時間を1とした相対時間にて表2に示す。
The rotation was continued under the above-mentioned test conditions, and when the initial vibration value exceeded 10 times, it was defined as the durable life, and the time until then was measured. The results are shown in Table 2 relative to the life time of the grease-filled bearing (Comparative Example 2) as 1.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】表2より明らかなように、潤滑剤含有ポリ
マを充填することによって、従来のグリース充填のもの
より長寿命になることがわかる。また、実施例と比較例
1との比較から、40℃で100〜1000mm2/s
の範囲の動粘度の潤滑油を用いることで、更に耐荷重性
が向上し、寿命が延長している。更に、実施例6〜9の
ように耐荷重添加剤を加えることで、寿命が更に向上す
ることがわかる。
As is clear from Table 2, it is understood that the life of the lubricant-filled polymer is longer than that of the conventional grease-filled polymer. In addition, from the comparison between the example and the comparative example 1, 100 to 1000 mm 2 / s at 40 ° C.
By using a lubricating oil having a kinematic viscosity in the range of 1, the load resistance is further improved and the life is extended. Further, it can be seen that the life is further improved by adding the load bearing additive as in Examples 6 to 9.

【0038】また、軸受耐久性比較テスト修了後の組合
せ円すいころ軸受を観察したところ、各実施例及び比較
例1については、潤滑剤漏れが非常に少なかった。
Observation of the combined tapered roller bearing after completion of the bearing durability comparison test revealed that the leakage of lubricant was extremely small in each of Examples and Comparative Example 1.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の産業用ロボットは、関節部の転
がり軸受を見掛け上固形の潤滑剤含有ポリマとしたた
め、潤滑剤を供給する配管や軸受への異物の侵入を防止
するニロスリング等の部品を省略できることから、コン
パクト・低重量・低メンテナンスコストを満足すること
ができる。また、潤滑剤含有ポリマから供給される潤滑
油の動粘度が40℃で100〜1000mm2/sとし
たため、耐荷重性に優れることから、長時間に渡るロボ
ットの安定した稼動を維持することが可能である。更
に、運転時の潤滑剤漏れが少なく、作業環境を汚さない
運転が可能である。
Since the industrial robot of the present invention is made of a solid polymer containing a lubricant for the appearance of the rolling bearing of the joint portion, parts such as a niros ring for preventing foreign matter from entering the pipe for supplying the lubricant and the bearing. Since it can be omitted, the compact, low weight and low maintenance cost can be satisfied. Further, since the kinematic viscosity of the lubricating oil supplied from the lubricant-containing polymer is 100 to 1000 mm 2 / s at 40 ° C., the load bearing property is excellent, so that stable operation of the robot for a long time can be maintained. It is possible. Furthermore, there is little lubricant leakage during operation, and operation that does not pollute the work environment is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】産業用ロボットの一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of an industrial robot.

【図2】本発明が適用される転がり軸受の一例(単列円
すいころ軸受)を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a rolling bearing (single row tapered roller bearing) to which the present invention is applied.

【図3】本発明が適用される転がり軸受の他の例(組合
せ円すいころ軸受)を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of a rolling bearing (combined tapered roller bearing) to which the present invention is applied.

【図4】本発明が適用される転がり軸受の更に他の例
(玉軸受)を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing still another example (ball bearing) of a rolling bearing to which the present invention is applied.

【符号の説明】 1 単列円すいころ軸受 1a 組合せ円すいころ軸受 1c 玉軸受 2 内輪 3 外輪 4 円すいころ 5 保持器 6 潤滑剤含有ポリマ 10 間座 30 内輪 31 外輪 32 玉 33 保持器 34 シール 35 固体潤滑剤ポリマ 100 産業用ロボット[Explanation of symbols] 1 Single-row tapered roller bearing 1a Combined tapered roller bearing 1c ball bearing 2 inner ring 3 outer ring 4 tapered rollers 5 cage 6 Polymer containing lubricant 10 zaza 30 inner ring 31 outer ring 32 balls 33 cage 34 seal 35 Solid lubricant polymer 100 industrial robots

フロントページの続き (72)発明者 大高 一彦 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 Fターム(参考) 3C007 BS12 CY27 3J101 AA01 AA32 AA62 CA01 CA11 EA52 EA64 FA13 FA32 FA48 FA53 GA32 Continued front page    (72) Inventor Kazuhiko Otaka             1-5-50 Kumei, Kugenuma, Fujisawa-shi, Kanagawa             Within NSK Ltd. F-term (reference) 3C007 BS12 CY27                 3J101 AA01 AA32 AA62 CA01 CA11                       EA52 EA64 FA13 FA32 FA48                       FA53 GA32

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 関節部に転がり軸受が使用された産業用
ロボットにおいて、前記転がり軸受の内部空間に、潤滑
油もしくは前記潤滑油を基油とするグリースを内包して
固化した合成樹脂からなる潤滑剤含有ポリマが充填され
ていることを特徴とする産業用ロボット。
1. An industrial robot in which a rolling bearing is used in a joint portion, and a lubrication made of a synthetic resin containing lubricating oil or grease containing the lubricating oil as a base oil and solidifying the internal space of the rolling bearing. An industrial robot characterized by being filled with an agent-containing polymer.
【請求項2】 潤滑油が、ジアルキルジチオリン酸亜鉛
(Zn−DTP)、ジアルキルジチオリン酸モリブデン
(Mo−DTP)、ジアルキルジチオカルバミン酸モリ
ブデン(Mo−DTC)の少なくとも1種を含有するこ
とを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
2. The lubricating oil contains at least one of zinc dialkyldithiophosphate (Zn-DTP), molybdenum dialkyldithiophosphate (Mo-DTP), and molybdenum dialkyldithiocarbamate (Mo-DTC). The industrial robot according to claim 1.
【請求項3】 潤滑油の40℃における動粘度が100
〜1000mm2/sであることを特徴とする請求項1
または2記載の産業用ロボット。
3. The kinematic viscosity of the lubricating oil at 40 ° C. is 100.
It is -1000 mm < 2 > / s and it is characterized by the above-mentioned.
Or the industrial robot described in 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110125582A (en) * 2019-04-18 2019-08-16 唐山合立普智能装备有限公司 A kind of automatic welding machinery arm

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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