JP2008190609A - 減速装置およびそれを備えたロボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 メンテナンスを容易に行うことができ、減速機の能力を妨げることなく金属磨耗紛除去の十分な効果を持つと共に、減速機周りのグリースに混入した金属磨耗紛を除去する減速装置およびそれを備えたロボット装置を提供する。
【解決手段】 固定側フランジ１と、固定側フランジ１により締結された減速機２と、減速機２の出力部に締結された可動側フランジ６と、可動側フランジ６に締結された回転機７と、固定側フランジ１と減速機２との間に設けられた第１グリース溜り３と、可動側フランジ６と減速機２との間に設けられた第２グリース溜り８と、を備えた減速装置において、固定側フランジ１と可動側フランジ６には、それぞれ該フランジ１、６の外部とグリース溜り３、８内部とを貫通するネジ穴４、９が設けられ、ネジ穴４、９には金属磨耗粉除去ボルト５が着脱可能に取り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、工作機械などの各種機械装置やロボットの回転駆動部分に組み込み、駆動軸側の回転源の入力を減速又は増速しつつ被駆動側に出力するための減速機を有する減速装置およびそれを備えたロボット装置に関する。

従来、例えば、工作機械などの各種機械装置の回転駆動部分に組み込んだり、ロボットの関節部同志の間もしくはロボット関節部の端面に組み込んで固定して配置し、駆動軸側の回転源の入力を減速（又は増速）しつつ被駆動側に出力するための減速機を有する減速装置が、種々提案されている。その中で、くさび作用を利用した摩擦ローラ式減速機は図２に示すようになっている。
図２は第１従来技術によるくさびローラ式減速機の内部構造を示す断面図である。
図２において、１３、１４はハウジング、１５は低速側シャフト、１６は円盤状部材、１７は外輪、１８は高速側シャフト、１９はオイルシール、２１、２２は金属磨耗紛除去用磁石である。
くさびローラ式減速機は、略円筒状のハウジング１３と、該ハウジング１３に固定された仕切り板となるハウジング１４と、ハウジング１３に回転自在に支持された低速側シャフト１５と、該低速側シャフト１５の端部に設けられた円盤状部材１６と、該円盤状部材１６の外縁部に取付けられた外輪１７と、低速側シャフト１５及び外輪１７に対してハウジング１４に偏心（オフセット）して回転自在に設けられた高速側シャフト１８と、で構成されている。また、ハウジング１３とハウジング１４内には、潤滑用オイルが充填してあり、ハウジング１３、１４の内壁には、低速側シャフト１５及び高速側シャフト１８に摺接しながら潤滑用オイルをシールするためのオイルシール２０、１９がそれぞれ取付けられている。そして、両方のオイルシール１９、２０の近傍では、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属磨耗粉を吸着して除去するための金属磨耗紛除去用磁石２１、２２が配置してある。
このような構成で金属磨耗紛除去用磁石２１、２２を配置することで、低速側シャフト１５及び高速側シャフト１８の上・下が運転状況によって変化するような場合であっても、金属磨耗粉が潤滑用オイルに混入して、オイルと共にオイルシール１９、２０内に進入することがなく、金属磨耗粉のオイルシール１９、２０への悪影響を防止するようになっている（特許文献１を参照）。

また、図３は第２従来技術による減速装置の内部構造を示す断面図である。
図３において、２３はスリーブ、２４は排油穴、２５は封止栓、２６は磁石、２７はハウジング、２８は潤滑油、２９は下側軸受、３０は減速機構である。
減速装置は、軸方向の一側に回転源が設けられ軸方向の他側が開口した筒状のハウジング２７と、該ハウジング２７内に設けられ回転源の回転を減速するための減速機構３０とを備えている。ハウジング２７を構成する下側ハウジング３１の開口部３１ａ側に配設されたスリーブ２３には排油穴２４が上下方向に貫通して設けられている。
ここで、排油穴２４は、封止栓２５が螺着されるネジ穴（雌ネジ）として形成される。また、排油穴２４は常時において封止栓２５によって閉塞され、封止栓２５を取外したときにはハウジング２７の内部と外部を連結し、ハウジング２７内に蓄積された潤滑油２８をハウジング２７の外部へ排出するものである。また、封止栓２５にはハウジング２７内に位置する部位（上端部）に磁石２６が固着して設けられている。該磁石２６は、封止栓２５をスリーブ２３の排油穴２４に取付けた状態でハウジング２７内に配置されるものである。そして、磁石２６は、潤滑油２８中に混入してスリーブ２３に沈降してきた金属磨耗粉を吸着し、この金属磨耗粉が減速機動作中に潤滑油２８中を浮遊しないように補足するものである。従って、封止栓２５を排油穴２４から取出したときには、磁石２６によって補足した金属磨耗粉を外部に取出すことができるようになっている。（特許文献２を参照）。
特開２００４−３６７９８号公報（明細書第９−１８頁、図７） 特開２００２−２４３０２４号公報（明細書第６−４０頁、図４）

減速装置において、減速機内のベアリングやギヤ等の金属磨耗分が、減速機周辺のグリースまたはオイルに混入し、減速機自体やハウジング内壁に取付けられたベアリング及びオイルシール内に侵入することがある。その結果、減速機を含む周辺装置の寿命を短くし、グリースの交換周期が短くなる等の悪影響を与えている。

図２に示す第１従来技術では、金属磨耗紛除去用磁石２１、２２がハウジング１３、１４内に配置されており、容易に取外すことができない。そのためメンテナンスを行うことができず、金属磨耗紛が磁石２１、２２の周りに蓄積されていき、シャフト１５、１８とハウジング１３、１４の隙間を埋めてしまうことになり、減速機の機能を低下せる要因となってしまう。また、メンテナンスを容易に行うことができないので、磁石２１、２２の磁力が落ちていくといった問題があり、更に磁石２１、２２の形状が小さいため金属磨耗紛除去の効果が小さいという問題もある。
図３に示す第２従来技術では、下側軸受２９近傍に磁石２６があるため、スリーブ２３と下側軸受２９との間を金属磨耗紛で埋めてしまうことになる。また磁石２６の形状が小さいため金属磨耗紛除去の効果が小さいという問題も同様である。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、メンテナンスを容易に行うことができ、減速機の能力を妨げることなく金属磨耗紛除去の十分な効果を持つと共に、減速機周りのグリースに混入した金属磨耗紛を除去することができる減速装置およびそれを備えたロボット装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、凹状の開口部を有する固定側フランジと、前記固定側フランジにより締結された減速機と、前記減速機の出力部に締結された凹状の開口部を有する可動側フランジと、前記可動側フランジに締結された回転機と、前記固定側フランジの開口部と前記減速機との間に設けられると共に前記固定側フランジ内にグリースを保持するための第１グリース溜りと、前記可動側フランジの開口部と前記減速機との間に設けられると共に前記可動側フランジ内にグリースを保持するための第２グリース溜りと、を備え、前記回転機のシャフトに取付けられたギヤを入力として前記減速機のギヤを回転させることによって、前記可動側フランジを回転させる減速装置において、前記固定側フランジと前記可動側フランジの少なくも一方に、前記減速機に設けた回転軸の軸方向と垂直方向に向かって該フランジの外部と前記グリース溜り内部とを貫通するネジ穴が設けられ、前記ネジ穴には、金属磨耗粉を吸着し、除去するための金属磨耗粉除去ボルトが着脱可能に取り付けられたものである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の減速装置において、前記金属磨耗紛除去ボルトは、該ボルトの先端に螺旋状の磁石が設けられたものである。
また、請求項３の発明は、請求項１記載の減速装置において、前記金属磨耗紛除去ボルトは、該ボルトの先端に板状の磁石が設けられたものである。
さらに、請求項４の発明は、請求項１、２または３に記載の減速機を。ロボット関節部同志の間もしくはロボット関節部の端面に固定して配置し、前記減速機を介して前記ロボット関節部を回転駆動するように構成したロボット装置を特徴とするものである。

請求項１及び２、３に記載の発明によると、固定側フランジと可動側フランジに、外部とグリース溜りとを減速機の回転軸に対して垂直に貫通するネジ穴を設け、ネジ穴を金属磨耗紛除去ボルトによって閉塞する構造にしたので、磁石近傍に減速機を構成する部品がなく、グリース溜り全体に磁石を配置することができ、減速機の機能を低下せることなく、金属磨耗紛の除去を効果的に行うことができる。
また、金属磨耗紛除去ボルトをネジ穴から取外すことによって、磁石に吸着された金属磨耗紛を容易に除去することができる。
また、金属磨耗紛除去ボルトは固定側フランジ及び可動側フランジの外側から通常のボルト取付け要領でネジ穴に取付ける構成なので、容易に取外しを行うことができ、定期的にメンテナンスを行うことができる。それにより金属磨耗紛の蓄積を防ぐことができ、金属磨耗紛除去ボルトを定期交換することによって磁力の低下といった問題もなくすことができる。
また、請求項２、３に記載の発明によると磁石を螺旋状や板状にしたことによって金属磨耗紛を吸着する面積が増え、より金属磨耗紛除去効果を得ることができる。
請求項４に記載の発明によると、ロボット関節部に対して請求項１、２または３に記載の減速装置を組み込んで配置する場合においても、減速機を介してロボット関節部の関節駆動を円滑に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施例を示す減速装置の断面図である。
図１において、１は固定側フランジ、２は減速機、３は第1グリース溜り、４はネジ穴（固定側フランジ部）、５は金属磨耗紛除去ボルト、６は可動側フランジ、７は回転機（モータ）、８は第２グリース溜り、９はネジ穴（可動側フランジ部）、１０は磁石である。
本発明の特徴は以下のとおりである。
減速装置は、凹状の開口部１ａを有する固定側フランジ１に図示しないボルトにより減速機２が締結されており、該減速機２の出力部に凹状の開口部６ａを有する可動側フランジ６が締結されており、前記可動側フランジ６に図示しないボルトにより回転機７が締結される構成となっている。該減速装置は、回転機７のシャフト７ａに取付けられた図示しないギヤを入力として、減速機２のギヤを回転させることによって、可動側フランジ６を回転させるものである。
また、固定側フランジ１の開口部１ａと減速機２との間には、固定側フランジ１内にグリースを保持するための第１グリース溜り３が設けられると共に、可動側フランジ６の開口部６ａと減速機２との間には、可動側フランジ６内にグリースを保持するための第２グリース溜り８が設けられている。
さらに、固定側フランジ１には、減速機２に設けた回転軸１１の軸方向と垂直方向に向かって該フランジ１の外部と第１グリース溜り３内部とを貫通する雌ネジを有したネジ穴４が設けられている。可動側フランジ６には、減速機２に設けた回転軸１１の軸方向と垂直方向に向かって該フランジ６の外部と第２グリース溜り８内部とを貫通する雌ネジを有したネジ穴９が設けられている。該ネジ穴４、９には、金属磨耗粉を吸着し、除去するための金属磨耗粉除去ボルト５が着脱可能に取り付けられている。
具体的には、金属磨耗紛除去ボルト５の先端に磁気を帯びた磁石１０が取付けられてあり、磁石１０の形状を螺旋状や板状にすると該磁石１０の長さや表面積をより大きくでき、磁石１０が第１グリース溜り３、第２グリース溜り８内全体に届くように調整が可能である。

次に、動作を図１に基づいて説明する。
図１において、減速装置１１の作動時には、通常、回転機７のシャフト７ａに取付けられた図示しないギヤと減速機２を構成する図示しないギヤとが噛合することにより生じた摩耗粉等の金属性の異物が第１グリース溜まり３、第２グリース溜まり８中に混入する。この時、グリース溜まり３、８内に混入した金属磨耗紛等の異物は、常時において固定側フランジ１、可動側フランジ６内のネジ穴４、９にそれぞれ取り付けられた金属磨耗紛除去ボルト５の磁石１０により吸着され、減速機を構成する回転体が回転した際に、グリース中を浮遊することを防ぐことができる。
その結果、グリース内における金属磨耗粉等の異物の浮遊を防止できるので、異物が減速機２の回転軸１１を支持する外輪あるいは内輪（何れも不図示）との間に侵入して転動体（不図示）等を傷つけたり、減速機２の回転軸１１と図示しないシールとの摺接面間に侵入してオイルシールを損傷させるようなトラブルを生じることはない。
それから、グリースは定期的に交換する必要があり、このグリースの交換を行うときには、まず、金属磨耗紛除去ボルト５を固定側フランジ１および可動側フランジ６にそれぞれ設けたネジ穴４、９の先端から取外すことにより、磁石１０に吸着された汚れた金属磨耗紛と同時にグリース内から排出し、その後、図示しない給脂穴を通じてハウジング１、６内に清浄なグリースを充填することができる。

本発明の実施例は、固定側フランジと可動側フランジに、外部とグリース溜りとを減速機の回転軸に対して垂直に貫通するネジ穴を設け、ネジ穴を金属磨耗紛除去ボルトによって閉塞する構造にしたため、磁石近傍に減速機を構成する部品がなく、グリース溜り全体に磁石を配置することができ、減速機の機能を低下せることなく、金属磨耗紛の除去を効果的に行うことができる。
また、本実施例は金属磨耗紛除去ボルトをネジ穴から取外すことによって、磁石に吸着された金属磨耗紛を容易に除去することができる。
また、金属磨耗紛除去ボルトは固定側フランジ及び可動側フランジの外側から通常のボルト取付け要領でネジ穴に取付ける構成なので、容易に取外しを行うことができ、定期的にメンテナンスを行うことができる。それにより金属磨耗紛の蓄積を防ぐことができ、金属磨耗紛除去ボルトを定期交換することによって磁力の低下といった問題もなくすことができる。
また、本実施例は、磁石を螺旋状や板状にしたことによって金属磨耗紛を吸着する面積が増え、より金属磨耗紛除去効果を得ることができる。

なお、本発明の減速装置は、稼動状態において、固定側フランジ１が常に下側にある場合は固定側フランジ１側の金属磨耗紛除去ボルト５のみでも構わない。それとは逆に、稼動状態において、可動側フランジ６が常に下側にある場合は可動側フランジ６側の金属磨耗紛除去ボルト５のみでも構わない。
また、本発明は減速装置の入力側と出力側がどのような形態あるいは取付け姿勢であっても適用できるものであり、減速装置が横向き、逆さ方向に取付ける構成であっても適用できる。
また、ネジ穴４、９はグリース交換用の給排脂穴を兼用してもよい。

本発明の第１実施例を示す減速装置の断面図である。 第１従来技術によるくさびローラ式減速機の内部構造を示す断面図である。 第２従来技術による減速装置の内部構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 固定側フランジ
２ 減速機
３ 第１グリース溜り
４ 第１ネジ穴
５ 金属磨耗紛除去ボルト
６ 可動側フランジ
７ 回転機
８ 第２グリース溜り
９ 第２ネジ穴
１０ 磁石

Claims (4)

1. 凹状の開口部を有する固定側フランジと、
   前記固定側フランジにより締結された減速機と、
   前記減速機の出力部に締結された凹状の開口部を有する可動側フランジと、
   前記可動側フランジに締結された回転機と、
   前記固定側フランジの開口部と前記減速機との間に設けられると共に前記固定側フランジ内にグリースを保持するための第１グリース溜りと、
   前記可動側フランジの開口部と前記減速機との間に設けられると共に前記可動側フランジ内にグリースを保持するための第２グリース溜りと、
   を備え、前記回転機のシャフトに取付けられたギヤを入力として前記減速機のギヤを回転させることによって、前記可動側フランジを回転させる減速装置において、
   前記固定側フランジと前記可動側フランジの少なくも一方に、前記減速機に設けた回転軸の軸方向と垂直方向に向かって該フランジの外部と前記グリース溜り内部とを貫通するネジ穴が設けられ、
   前記ネジ穴には、金属磨耗粉を吸着し、除去するための金属磨耗粉除去ボルトが着脱可能に取り付けられたことを特徴とする減速装置。
2. 前記金属磨耗紛除去ボルトは、該ボルトの先端に螺旋状の磁石が設けられたことを特徴とする請求項１記載の減速装置。
3. 前記金属磨耗紛除去ボルトは、該ボルトの先端に板状の磁石が設けられたことを特徴とする請求項１記載の減速装置。
4. 請求項１、２または３に記載の減速機を。ロボット関節部同志の間もしくはロボット関節部の端面に固定して配置し、前記減速機を介して前記ロボット関節部を回転駆動するように構成したことを特徴とするロボット装置。

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