JP2020041670A - 減速機、エンコーダ付きオイルシール、産業機械および工場 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機に関する情報を取得可能にすることを目的とする。【解決手段】減速機１０は、クランクシャフト４０を有した減速機構２８と、クランクシャフトの回転数に関する情報を取得するセンサと、を有する。【効果】産業機械の稼働に影響を及ぼし得る減速機の情報を取得することができ、工場の停止せざるを得ない状況が回避でき、自動化に有用である。【選択図】図１

Description

本発明は、減速機、エンコーダ付きオイルシール、産業機械および工場に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、減速機は各種産業機械に採用されている。近年、効率的な生産を目標として、産業機械を利用した工場の自動化が進んでいる。その一方で、減速機が故障すると、工場での生産は停止せざるを得ない。したがって、減速機に関する情報を取得して利用することが、工場の自動化に有用である。

特開２０１６−９８８６０号公報

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであって、減速機に関する情報を取得可能にすることを目的とする。

本発明による第１の減速機は、
クランクシャフトを有した減速機構と、
前記クランクシャフトの回転数に関する情報を取得するセンサと、を備える。

本発明による第１の減速機において、前記センサはカウンターセンサを有するようにしてもよい。

本発明による第２の減速機は、
回転可能な部材を有する減速機械と、
前記部材の回転数に関する情報を取得するセンサと、を備える。

本発明による第３の減速機は、
モータに接続される入力軸によって回転されるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトによって揺動される揺動歯車と、
前記揺動歯車と噛合い入力軸の回転伴って前記揺動歯車と相対的に回転するケースと、
前記クランクシャフトの回転数に関する情報を取得するセンサと、を備える。

本発明による第４の減速機は、
入力軸と、
前記入力軸から回転を入力される減速機構と、
前記減速機構を少なくとも部分的に収容するケースと、
前記入力軸及び前記ケースのいずれか一方に堆積したスラッジを検知するセンサと、を備える。

本発明による第４の減速機において、前記センサは静電容量型変位センサを有するようにしてもよい。

本発明による第４の減速機は、
前記ケース及び前記入力軸の間に設けられたオイルシールを備え、
前記センサは、オイルシールによって密封された領域内に配置されていてもよい。

本発明による第５の減速機は、
回転可能な部材を有する減速機械と、
前記部材に堆積したスラッジを検知するセンサと、を備える。

本発明による第６の減速機は、
モータに接続される入力軸と、
前記入力軸から回転を減速し出力される出力軸と、
前記出力軸を少なくとも一部を収納するケースと、
前記ケースと前記入力軸との間に配置されたオイルシールと、
前記オイルシールが配置された前記ケースと前記入力軸との間の領域に集まるスラッジを検知するセンサと、を備える。

本発明による第７の減速機は、
入力された回転を減速して出力する減速機械と、
前記減速機械に取り付けられ前記減速機械への衝撃の有無を検知するセンサと、を備える。

本発明による第７の減速機において、前記センサが衝撃検知ラベルを含むようにしてもよい。

本発明による第７の減速機において、前記センサはシールキャップに取り付けられていてもよい。

本発明による第７の減速機は、
モータからの回転を減速して出力される出力軸と、
前記出力軸を少なくとも一部を収納するケースと、
前記出力軸の中心に配置されたシールキャップと、を備え、
前記センサは、前記シールキャップに取り付けられていてもよい。

本発明による第８の減速機は、
クランクシャフトを有した減速機構と、
前記クランクシャフト内に配置され温度に関する情報を取得するセンサと、を備える。

本発明による第８の減速機において、前記センサは、取得した温度に関する情報を記録するデータロガーを有するようにしてもよい。

本発明による第８の減速機において、前記センサは、前記クランクシャフトの内部空間に配置され、
この減速機が、前記内部空間を密閉するシールキャップを備えるようにしてもよい。

本発明による第９の減速機は、
オイルシールに配置されたエンコーダステータと、
軸に配置されたエンコーダロータと、を備える。

本発明による第９の減速機において、エンコーダステータは、取得した情報を無線にて送信するようにしてもよい。

本発明による第９の減速機において、前記オイルシールは、前記軸に接触する第１リップ及び第２リップと、前記第１リップ及び前記第２リップを連結し前記エンコーダステータが取り付けられたアーム部と、を有するようにしてもよい。

本発明による第１０の減速機は、
第１の部材と、
前記第１の部材に取り付けられたオイルシールと、
前記第１の部材に対して相対回転し前記オイルシールが接触する第２の部材と、
前記オイルシールに取り付けられ、前記第２の部材の前記第１の部材に対する相対位置に関する情報を取得するエンコーダと、を備える。

本発明による第１のエンコーダ付きオイルシールは、
第１の部材に取り付けられて前記第１の部材に対して相対回転する第２の部材に接触するオイルシールと、
前記オイルシールに取り付けられたエンコーダと、を備える。

本発明による第１のエンコーダ付きオイルシールにおいて、前記オイルシールは、前記第１の部材に接触する第１リップ及び第２リップと、前記第１リップ及び前記第２リップを連結し前記エンコーダが取り付けられたアーム部と、を有するようにしてもよい。

本発明による産業機械は、上述した本発明によるいずれかの減速機を備える。

本発明による工場は、
上述した本発明によるいずれかの減速機を有する産業機械と、
前記産業機械の前記センサ又は前記エンコーダステータから取得した情報を保存する記録部と、
前記記録部の情報に基づいて前記産業機械を制御する制御部と、備える。

本発明によれば、産業機械の稼働に影響を及ぼし得る減速機の情報を取得することができる。

図１は、一実施の形態を説明するための図であって、減速機を示す縦断面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、減速機を含む産業機械を示す斜視図である。 図４は、減速機の第１及び第４の具体例を説明するための縦断面図である。 図５は、減速機の第２の具体例を説明するための縦断面図である。 図６は、減速機の第３の具体例を説明するための縦断面図である。 図７は、減速機の第５の具体例を説明するための縦断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。図１〜図７は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。以下においては、一例として、本実施の形態を偏心揺動型の減速機に適用した例について説明する。ただし、以下に説明する例に限られず、本発明を、偏心揺動型の減速機以外に適用してもよい。

まず、図１及び図２を参照して、偏心揺動型減速機１０の全体的な構成について説明する。減速機１０は、入力された回転を減速して出力する装置としての減速機械１１と、減速機械１１に関連した情報を取得するセンサＳを有している。このうちセンサＳについては後述するとして、まず減速機械１１について説明する。減速機械１１は、モータ等の駆動手段から回転を入力される入力軸１５と、入力軸１５からの回転を減速する減速機構２８と、減速機構２８を少なくとも部分的に収容するケースと、を有している。偏心揺動型の減速機１０として構成された例において、減速機構２８は、キャリア３０とクランクシャフト４０と外歯歯車５０ａ，５０ｂとを有している。

ケース２０は、内歯２５を有している。クランクシャフト４０は、キャリア３０に支持されて、二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂを駆動する。この減速機１０では、外歯歯車５０ａ，５０ｂの外歯５５が内歯２５と噛み合うことにより、ケース２０とキャリア３０が、回転軸線ＲＡを中心として相対回転する。以下において、回転軸線ＲＡと平行な方向を軸方向ＤＡとし、回転軸線ＲＡと直交する方向を径方向ＤＲとする。軸方向ＤＡ及び径方向ＤＲは、回転軸線ＲＡを中心とする円周方向ＤＣと直交している。

ケース２０は、略円筒状のケース本体２１と、ケース本体２１の内面に保持された内歯ピン２４と、を有している。ケース本体２１には、円周方向ＤＣに沿って配列されたピン溝が形成されている、ピン溝は、軸方向ＤＡに延び、円柱状の内歯ピン２４を収容保持している。内歯ピン２４は、軸方向ＤＡに延び、内歯２５を形成している。

キャリア３０は、一対の軸受１７を介して回転軸線ＲＡを中心として回転可能となるようケース２０によって保持されている。キャリア３０は、ボルトによって互いに固定されたキャリアベース部３１及びプレート部３２を有している。キャリアベース部３１は、円板上のベースプレート部３１ａと、ベースプレート部３１ａから突出した複数の柱部３１ｂと、を有している。図示された例において、ベースプレート部３１ａ及び複数の柱部３１ｂは、一体的に形成されている。図２に示すように、複数の柱部３１ｂは、回転軸線ＲＡを中心とした円周方向ＤＣに等間隔を開けて設けられている。図示された例において、三つの柱部３１ｂが設けられている。

キャリア３０のキャリアベース部３１及びプレート部３２には、それぞれ、回転軸線ＲＡ上に位置する中央孔３４が形成されている。また、キャリア３０には、キャリアベース部３１及びプレート部３２を貫通する貫通孔３５が形成されている。複数の貫通孔３５が、回転軸線ＲＡを中心とした円周方向ＤＣに等間隔をあけて、キャリアベース部３１及びプレート部３２にそれぞれ設けられている。図示された例において、キャリアベース部３１及びプレート部３２に三つの貫通孔３５が設けられている。

キャリアベース部３１及びプレート部３２に形成された貫通孔３５内に、軸受１８ａ，１８ｂが設けられている。軸方向ＤＡに設けられた一対の軸受１８ａ，１８ｂによって、クランクシャフト４０がキャリア３０に対して回転可能に保持されている。なお、クランクシャフト４０の回転軸線ＲＡＣは、軸方向ＤＡと平行になっている。クランクシャフト４０は、軸方向ＤＡに配列された二個の偏心体４１ａ，４１ｂと、入力歯車４２と、を有している。各偏心体４１ａ，４１ｂは、円板状または円柱状の外形状を有している。二個の偏心体４１ａ，４１ｂの中心軸線ＣＡａ，ＣＡｂは、クランクシャフト４０の回転軸線ＲＡＣを中心として対称的に偏心されている。

二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂは、キャリア３０のキャリアベース部３１のベースプレート部３１ａとプレート部３２との間に形成されたスペース内に配置されている。二個の外歯歯車５０ａ，５０ｂは、軸方向ＤＡに配列されている。図２に示すように、各外歯歯車５０ａ，５０ｂには、中央に位置する中央孔５１が形成されている。外歯歯車５０ａ，５０ｂは、中央孔５１を中心とした外周縁に沿って配列された外歯５５を有している。外歯５５の歯数は、ケース２０の内歯２５の歯数よりも少ない。一例として、外歯５５の歯数は、ケース２０の内歯２５の歯数よりも一つだけ少ない。また、外歯歯車５０ａ，５０ｂの外径は、ケース２０の内径よりも若干小さくなっている。

各外歯歯車５０ａ，５０ｂには、中央孔５１を中心とした円周方向にそって等間隔あけて設けられた偏心体挿通孔５２ａ，５２ｂが形成されている。偏心体挿通孔５２ａ，５２ｂには、軸受１８ｃ，１８ｄがそれぞれ配置されている。この軸受１８ｃ，１８ｄによって、クランクシャフト４０の偏心体４１ａ，４１ｂが保持されている。

さらに、各外歯歯車５０ａ，５０ｂには、中央孔５１を中心とした円周方向ＤＣに沿って等間隔あけて設けられた柱部挿通孔５３ａ，５３ｂが形成されている。各外歯歯車５０ａ，５０ｂにおいて、柱部挿通孔５３ａ，５３ｂ及び偏心体挿通孔５２ａ，５２ｂは、中央孔５１を中心とした円周方向に沿って交互に配置されている。キャリアベース部３１の各柱部３１ｂが、外歯歯車５０ａ，５０ｂの対応する柱部挿通孔５３ａ，５３ｂを貫通している。

以上の構成を有した減速機１０（減速機械１１）では、モータ等の駆動手段からのトルクが、入力軸１５に入力される。図示された例において、入力軸１５はキャリア３０の中央孔３４及び外歯歯車５０ａ，５０ｂの中央孔５１を通過して、入力歯車４２に噛み合っている。すなわち、入力軸１５は、減速機構２８の入力端をなしている。入力軸１５は、回転軸線ＲＡを中心として回転する。入力軸１５から入力歯車４２に回転が伝達されると、クランクシャフト４０が、回転軸線ＲＡＣを中心として回転する。このとき第１及び第２偏心体４１ａ，４１ｂは、偏心回転する。また、各外歯歯車５０ａ，５０ｂは、第１及び第２偏心体４１ａ，４１ｂの偏心回転にともなって揺動する。より厳密には、各外歯歯車５０ａ，５０ｂは、キャリア３０に対して、回転軸線ＲＡを中心とした円周経路を並進移動する。さらに、外歯歯車５０ａ，５０ｂの揺動時、外歯歯車５０ａ，５０ｂの外歯５５がケース２０の内歯２５と噛み合う。そして、外歯５５の歯数が内歯２５の歯数よりも少ないので、外歯歯車５０ａ，５０ｂは、ケース２０に対して揺動回転する。つまり、外歯歯車５０ａ，５０ｂは、回転軸線ＲＡを中心として公転しながら、さらに自身の中心軸線を中心として自転する。この結果、クランクシャフト４０を介して外歯歯車５０ａ，５０ｂを支持するキャリア３０も、回転軸線ＲＡを中心として、ケース２０に対して回転する。このようにして、入力軸１５を介して減速機構２８に入力された回転が、減速されて、ケース２０とキャリア３０との相対回転として出力される。

以上に説明した減速機１０は、例えば産業機械ＩＭに組み込まれて使用される。より具体的には、ロボット６の旋回胴や腕関節等の旋回部、各種工作機械の旋回部等に、駆動装置とともに減速機１０が使用され得る。図３に示された具体例として、ロボット６のベース６Ｘにキャリア３０を固定し、ロボット６の旋回胴６Ｙにケース２０を接続することにより、ベース６Ｘに対して旋回胴６Ｙを高トルクで回転させ且つ当該旋回胴６Ｙの回転を高精度に制御することができる。

この例において、減速機１０（減速機械１１）に入力された回転は、ケース２０から出力されることになる。つまり、ケース２０が出力軸として機能する。例えば、ロボット６の旋回胴６Ｙは、ケース本体２１のフランジ部２２に設けられた貫通孔２６を通過したボルトと噛み合う螺子穴を有している。すなわち、ボルトを用いて、ロボット６の旋回胴６Ｙと、減速機１０のケース２０と、を締結することができる。また、ロボット６のベース６Ｘには、例えば、ボルトが通過する貫通孔が設けられている。キャリア３０のキャリアベース部３１は、ベース６Ｘの貫通孔を通過したボルトと噛み合う螺子穴３９を有している。すなわち、ボルトを用いて、ロボット６のベース６Ｘと、減速機１０のキャリア３０と、を締結することができる。

ただし、この例に限られず、減速機１０のキャリア３０が産業機械ＩＭ（ロボット６）の旋回胴６Ｙに接続し、減速機１０のケース２０が産業機械ＩＭ（ロボット６）のベース６Ｘに接続するようにしてもよい。この例において、キャリア３０が出力軸として機能する。

ところで、従来技術の欄でも言及したように、減速機１０が故障すると産業機械ＩＭを稼働させることができない。そのため、工場の生産効率を改善するには、減速機１０に関する情報を取得して、この情報も考慮して工場Ｆの自動化を行うことが好ましい。以下、減速機１０に組み込まれ得るセンサＳのいくつかの具体例について、図４〜図７を参照して説明していく。以下の説明において、対応する構成要素、部材、部位等については同一の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

＜第１の具体例＞
最初に図４を主に参照して本実施の形態における第１の具体例について説明する。第１具体例による減速機１０は、回転可能な部材を有する減速機械１１と、回転可能な部材の回転数に関する情報を取得するセンサＳと、を有している。とりわけ図示された例において、センサＳは、減速機構２８の回転可能な部材、より具体的にはクランクシャフトの回転数に関する情報を取得する。

従来、減速機１０の寿命は、減速機１０と接続した駆動手段、例えばモータの回転数に基づいて評価されてきた。具体的には、モータの回転数が、所定の回転数を超えると、減速機１０が交換必要な時期に到達したと判断されていた。しかしながら、このような評価は、減速機１０に基づいた評価ではない。そして、実際の産業機械等の使用においては、モータの故障等に起因して駆動手段だけが交換されることもあり、この場合、減速機１０の寿命評価が曖昧となっていた。減速機１０が予期せず故障すると、産業機械ＩＭを停止する必要が生じる。さらには産業機械ＩＭが設置された工場全体を停止させる必要が生じることもあり、甚大な損害に至ることもある。

そこで第１の具体例では、減速機１０が、その回転可能な部材の回転数に関する情報を取得することができるセンサＳを有している。図４に示された例において、センサＳで取得された情報は、工場Ｆに設置された記録部Ｍに記録される。そして、工場Ｆに設置された制御部Ｃは、記録部Ｍに記録された情報に基づき、減速機１０の交換時期を設定し、例えば生産計画に反映させる。

センサＳが取得する回転数に関する情報とは、特定の部材の回転数を特定することができる種々の情報とすることができる。したがって、制御部Ｃは、記録部Ｍに記録された情報に基づき、減速機１０の特定の部材の回転数を算出することができるようになる情報は、当該特定の部材の回転数に関する情報と言える。例えば、センサＳは、特定の部材の回転角速度及び特定部材の回転時間を、回転数に関する情報として取得するようにしてもよい。

図４に示された減速機１０において、センサＳは、カウンターセンサ８１を有している。カウンターセンサ８１は、支持具９１によって、クランクシャフト４０に対面する位置に保持されている。カウンターセンサ８１は、入力歯車４２に形成されたスリットや入力歯車４２に埋め込まれた磁石等の被検知部を検知することができ、例えば検知した回数が記録部Ｍに記録される。入力歯車４２の円周方向に沿った一箇所に被検知部が設けられている場合には、被検知部の検知回数が入力歯車４２の回転数となる。

図示された例において、減速機１０は、ケース２０が出力軸として回転する。したがって、クランクシャフト４０及び入力歯車４２は自転のみを行うので、センサＳは入力歯車４２の自転回数を高精度に検知することができる。ただし、この例に限られず、キャリア３０が出力軸として回転する場合には、センサＳがキャリア３０に保持されてクランクシャフト４０及び入力歯車４２の自転数を特定するようにしてもよい。さらに、センサＳが、クランクシャフト４０以外の部材、例えばキャリア３０の回転に関する情報を取得するようにしてもよい。

第１具体例によれば、減速機１０に含まれる特定の部材の回転数を把握することができる。例えば、無人搬送車ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に使用される減速機では、センサＳで取得した情報に基づいて、無人搬送車の走行距離を特定することも可能となる。このように減速機１０自体に含まれる特定の部材の回転数に基づくことで、減速機１０の寿命を高精度に見積もることができる。これにより、予期せぬ減速機１０の故障を効果的に回避して、工場Ｆでの生産性を効果的に改善することができる。

＜第２具体例＞
次に図５を主に参照して本実施の形態における第２の具体例について説明する。第２具体例による減速機１０は、回転可能な部材を有する減速機械１１と、回転可能な部材に堆積したスラッジを検知可能なセンサＳと、を有している。スラッジの堆積は、減速機械１１に含まれる部材の摩耗を意味している。したがって、スラッジの堆積は、減速機１０の寿命を表す指標となる。スラッジの堆積量の有無やスラッジの堆積量に基づき、減速機１０の交換や整備を行うことで、減速機１０の予期しない故障を効果的に回避することが可能となる。そこで第２の具体例では、減速機１０が、いずれかの部材に堆積したスラッジを検知することができるセンサＳを有している。

図５に示された減速機１０は、図１に示された例とは異なる構成を有している。図５に示された例において、ケース２０は、キャリア３０の径方向ＤＲにおける外側に位置するとともに、更に、キャリア３０の軸方向ＤＡにおける外側にも位置している。そして、ケース２０は、入力軸１５と径方向ＤＲに対面しており、ケース２０の入力軸１５に対面する位置に、オイルシール６０が取り付けられている。ケース２０に固定されたオイルシール６０は、入力軸１５に接触するリップ（メインリップ）６１を有している。入力軸１５は、第１リップ６１と接触した状態のまま、オイルシール６０及びケース２０に対して相対回転する。リップ６１が、入力軸１５に接触することで、減速機１０（減速機械１１）内に潤滑油を保持することができる。

なお、軸方向ＤＡにおける外側とは、軸方向ＤＡにおける減速機１０の中心位置から離間する側のことである。したがって、オイルシール６０によって潤滑油が保持されている領域から離間する側は、軸方向ＤＲにおける外側となる。

図５に示された例において、センサＳは、オイルシール６０によって密封された領域内に配置されている。より具体的には、センサＳは、オイルシール６０の近傍であって、オイルシール６０よりも軸方向ＤＲにおける内側に位置している。図５に示すように、摩耗粉を含んでなるスラッジＸは、オイルシール６０が配置されたケース２０と入力軸１５との間の領域に集まる。とりわけ、スラッジＸは、流動性が低いことからオイルシール６０の第１リップ６１の近傍となる領域に堆積しやすい。したがって、図示されたセンサＳは、堆積したスラッジＸに対面するように配置されている。

入力軸１５にスラッジＸが堆積することで、入力軸１５とケース２０との間の距離は短くなる。したがって、センサＳとして変位センサを採用することで、スラッジＸの堆積を検知することができる。とりわけ図示されたセンサＳは、静電容量型変位センサ８２により構成されている。静電容量型変位センサ８２は、二つの導体間での静電容量の変化に基づいて当該二つの導体の変位を検知することができる。この例では、電圧出力用配線９２が減速機械１１内を通過して記録部Ｍ及び制御部Ｃと電気的に接続している。制御部Ｃは、静電容量型変位センサ８２から出力された電圧に基づき、摩耗粉を含んだ導電性のスラッジＸが金属製部材に堆積にしたことを高精度に検知することが可能となる。

以上のことから、第２具体例によれば、減速機１０に含まれる特定の部材上へのスラッジＸの堆積を検知することができる。スラッジＸの堆積の有無、さらにはスラッジＸの堆積量に基づき、減速機１０の寿命を高精度に見積もることができる。これにより、予期せぬ減速機１０の故障を効果的に回避して、工場Ｆでの生産性を効果的に改善することができる。

なお、図示された例において、センサＳが入力軸１５上へのスラッジＸの堆積を検知する例を示したが、これに限られず、センサＳは、ケース２０上へのスラッジＸの堆積や、キャリア３０上へのスラッジＸの堆積等、減速機械１１に含まれるいずれかの部材上へのスラッジＸの堆積を検知するようにしてもよい。また、センサＳがケース２０に取り付けられる例を示したが、この例に限られず、センサＳがキャリア３０に取り付けられていてもよいし、入力軸１５に取り付けられていてもよい。ただし、センサＳへの配線やセンサＳへの電力供給を考慮すると、減速機械１１に含まれる回転しない部材、例えば図１の例ではキャリア３０に、センサＳが固定されていることが好ましい。

＜第３具体例＞
次に図６を主に参照して本実施の形態における第３の具体例について説明する。なお、図６に示された偏心揺動型の減速機１０（減速機械１１）は、図１及び図２に示された減速機（減速機械）と形状において異なる部分を有しており、また図１及び図２を参照して説明した一部の構成要素（例えば入力軸１５や外歯歯車５０ａ，５０ｂ）の図示を省略されている。また、図６に示された例において、減速機１０のキャリア３０が産業機械ＩＭ（ロボット６）の旋回胴６Ｙに接続し、減速機１０のケース２０が産業機械ＩＭ（ロボット６）のベース６Ｘに接続している。この例において、キャリア３０が出力軸として機能する。また、既に上述したように、第３具体例に限られず、第１具体例や第２具体例、更には後述する第４具体例や第５具体例においても、キャリア３０が出力軸として機能するようにしてもよいし、ケース２０が出力軸として機能するようにしてもよい。

第３具体例による減速機１０は、入力された回転を減速して出力する減速機械１１と、減速機械１１に取り付けられ減速機械１１への衝撃の有無を検知するセンサＳと、を有している。減速機１０や減速機１０が組み込まれた産業機械ＩＭは、その使用中、衝撃を受けること、より厳密には衝撃的な過負荷を受けることがある。例えば、ロボット６に組み込まれた減速機１０は、ロボット６のアームが処理対象であるワーク等に衝突することで、衝撃を受ける。減速機１０が衝撃を受けた場合、当該減速機１０の動作精度が低下し、さらには正常動作することができなくなってしまうこともある。したがって、減速機１０が衝撃を受けた場合には、減速機１０の整備を行う或いは速やかに減速機１０を交換する必要が生じる。

その一方で、産業機械ＩＭが自動で動作している場合には、減速機１０が衝撃を受けたことを確認できないことも想定される。加えて、減速機１０に衝撃が加えられたことを事後的に特定することは難しい。そこで、第３の具体例では、センサＳが減速機械１１への衝撃の有無を検知するようになっている。センサＳでの検知結果に基づいて、減速機１０の整備や減速機１０の交換を判断することができる。

センサＳとして、衝撃検知ラベル８３を用いることができる。衝撃検知ラベル８３は、所定の大きさの衝撃が加えられたことを記録することができる手段である。例えば、３Ｍ社から入手可能な「落下衝撃検知ラベル」等をセンサＳとして用いることができる。

図示された例において、キャリア３０の中央孔３４には、第１シールキャップ９３Ａ及び第２シールキャップ９３Ｂが軸方向ＤＡにずらして配置されている。第１シールキャップ９３Ａ及び第２シールキャップ９３Ｂは、回転軸線ＲＡ上に位置している。さらに、キャリア３０が出力軸として機能する場合、第１シールキャップ９３Ａ及び第２シールキャップ９３Ｂは、出力軸の中心に配置されることになる。第２シールキャップ９３Ｂは、第１シールキャップ９３Ａよりも軸方ＤＡにおいて内側に位置している。そして、第２シールキャップ９３Ｂは、実質的に潤滑油を密封している。第１シールキャップ９３Ａ及び第２シールキャップ９３Ｂの間の空間には、実質的に潤滑油が流れ込むことはない。したがって、第１シールキャップ９３Ａは、実際上、潤滑油を密封する機能を果たしていない。その一方で、第１シールキャップ９３Ａは、衝撃検知ラベル８３を外部に露出させることなく保持する機能を有している。このような第１シールキャップ９３Ａを利用した衝撃検知ラベル８３の配置によれば、一例として、減速機１０の製造者による故障原因の特定に衝撃検知ラベル８３を有効に利用することも可能となる。

とりわけ図示された例において、第１シールキャップ９３Ａは、産業機械ＩＭの旋回胴６Ｙに隣接して位置している。したがって、産業機械ＩＭがワーク等に衝突した場合に生じる衝撃を高精度に検知することができる。

以上のことから、第３具体例によれば、センサＳによる衝撃の検知結果に基づき、例えばセンサＳでの検知の有無を定期的に確認した結果に基づき、減速機１０の整備や交換の必要性を判断することができる。これにより、産業機械ＩＭを用いた工場Ｆでの生産効率を改善することができる。また、減速機１０の故障原因を調査する際に、センサＳに基づき減速機１０への衝撃の有無を確認することができる。

なお、図６を参照してセンサＳが減速機械１１の中央孔３４内において第１シールキャップ９３Ａに保持される例を説明したが、この例に限られず、ケース２０やキャリア３０にセンサＳを取り付けるようにしてもよい。また、第１及び第２の具体例と同様に、センサＳで取得した情報を記録部Ｍに送信して、制御部Ｃが記録部Ｍに記録された情報を処理するようにしてもよい。

＜第４具体例＞
次に図４を主に参照して本実施の形態における第４の具体例について説明する。第４具体例による減速機１０は、クランクシャフト４０を有した減速機構２８と、クランクシャフト内に配置されたセンサ９０と、を有している。このセンサＳは、温度に関する情報を取得することができる。すなわち、センサＳは、当該センサＳが配置された位置での温度を示す指標となる情報を取得する。したがって、センサＳは、最高温度のみを記録するようにしてもよいし、或いは、随時温度を検知できるセンサであってもよい。

減速機１０や減速機１０が組み込まれた産業機械ＩＭに対して、昨今における生産性向上の要求から、高速での動作が求められている。減速機１０の構成要素が高速回転すると、減速機１０（減速機械１１）の温度が上昇する。偏心揺動型の減速機１０では、減速機構２８のクランクシャフト４０の温度が上昇しやすくなる。減速機１０の温度が上昇すると、その最高温度の値と温度が上昇している時間とにも依存するが、該減速機１０の動作精度が低下し、さらには正常動作することができなくなってしまうこともある。したがって、減速機１０が過度な温度上昇を来した場合には、減速機１０の整備を行う或いは速やかに減速機１０を交換する必要が生じる。

その一方で、目視で減速機１０の温度上昇を把握することはできない。加えて、減速機１０が過度に温度上昇したことを事後的に特定することは難しい。そこで、第４の具体例では、センサＳが、温度に関する情報、とりわけ温度上昇を来たし易いクランクシャフト４０の温度に関する情報を取得することができる。したがって、センサＳでの検知結果に基づいて、減速機１０の整備や減速機１０の交換を判断することができる。

センサＳとして、温度を測定し得る種々のセンサを用いることができる。また、センサＳが取得したデータを記録部Ｍに送信するようにしてもよい。この場合、制御部Ｃが、記録部Ｍに記録された情報を処理するようにしてもよい。他の例として、センサＳを、クランクシャフト４０に内蔵されたデータロガー８４とすることができる。データロガー８４は、取得した温度に関する情報を、所定期間、例えば一年間保存することができる。したがって、製造者による故障した減速機１０の故障原因の特定や、使用者による交換後の減速機１０の動作履歴の分析による最適稼働条件の特定に、データロガー８４に記録された情報を利用することができる。

なお、図示された例において、温度センサＳは、クランクシャフト４０の内部空間ＩＳに配置されている。より具体的には、クランクシャフト４０に形成した座ぐり穴（内部空間ＩＳ）内にセンサＳを配置し、その後に、座ぐり穴を埋め戻すことや座ぐり穴をシールキャップ９４で塞ぐことにより、センサＳをクランクシャフト４０内へ設置することができる。

以上のことから、第４具体例によれば、センサＳでの温度の検知結果に基づき、例えばセンサＳで検知された温度を定期的に又は随時確認した結果に基づき、減速機１０の整備や交換の判断することができる。これにより、産業機械ＩＭを用いた工場Ｆでの生産効率を改善することができる。また、減速機１０の故障原因を調査する際に、センサＳに基づき減速機１０への過度な温度上昇の有無を確認することができる。

＜第５具体例＞
次に図７を主に参照して本実施の形態における第５の具体例について説明する。産業機械ＩＭの利用においては、減速機１０に位置エンコーダを設置することがある。位置エンコーダは、汚れや鉄粉の影響を受けにくい位置に設置する必要がある。また、位置エンコーダの設置により、減速機１０が大型化、とりわけ減速機１０が軸方向へ大型化してしまう。大型化した減速機１０が産業機械ＩＭを構成する他の部材等と干渉してしまうことも想定され得る。すなわち、位置エンコーダの設置位置には制約がある。そこで、第５の具体例では、エンコーダとして機能するセンサＳの取り付け位置に関する工夫を、減速機１０に施している。

第５の具体例において、減速機１０は、互いに相対回転する第１の部材Ｍ１及び第２の部材Ｍ２と、第１の部材Ｍ１に取り付けられて第２の部材Ｍ２に接触するオイルシール６０と、オイルシール６０に取り付けられたエンコーダ８５（センサＳ）と、を有している。エンコーダ８５は、第２の部材Ｍ２の第１の部材Ｍ１に対する相対回転位置に関する情報を取得する。図７に示された減速機１０では、図５に示された例と同様に、ケース２０が、キャリア３０の径方向ＤＲにおける外側に位置するとともに、キャリア３０の軸方向ＤＡにおける外側にも位置している。この例において、ケース２０は、入力軸１５と径方向ＤＲに対面している。オイルシール６０は、ケース２０に取り付けられ、入力軸１５に接触している。そして、オイルシール６０に保持されたエンコーダ８５は、ケース２０に対する入力軸１５の位置、とりわけ相対回転位置に関する情報を取得する。エンコーダ８５が取得した情報は、例えば無線通信にて記録部Ｍに送信され、制御部Ｃが記録部Ｍに記録された情報を処理するようにしてもよい。

図７に示すように、オイルシール６０は、入力軸１５に接触する第１リップ６１及び第２リップ６２と、第１リップ６１及び第２リップ６２を連結するアーム部６３と、を有している。第１リップ６１は、メインリップとも呼ばれ、潤滑油を密封する機能を有している。第２リップ６２は、ダストリップとも呼ばれ、潤滑油が密封された領域への異物の混入を防ぐ。アーム部６３は、入力軸１５から径方向ＤＲに離間し、入力軸１５との間に隙間を形成している。エンコーダ８５は、第１リップ６１、第２リップ６２及びアーム部６３によって形成される凹部内に配置される。とりわけ図示された例において、エンコーダ８５は、アーム部６３によって保持されたエンコーダステータ８５ａと、エンコーダステータ８５ａに対面するよう入力軸１５に取り付けられたエンコーダロータ８５ｂと、を有している。例えば、エンコーダステータ８５ａは、検出子として機能し、入力軸１５に保持された被検出子としてのエンコーダロータ８５ｂを検出することで、オイルシール６０が取り付けられたケース２０に対する入力軸１５の相対回転位置を特定することができる。

このような第５の具体例によれば、減速機１０の大型化を防止しながら、減速機の相対回転可能な二つの部材Ｍ１，Ｍ２の相対位置を高精度の特定することができる。これにより、減速機１０が組み込まれた産業機械ＩＭを高精度に制御して生産性を改善することができる。

以上に説明した本実施の形態によれば、産業機械ＩＭの稼働に影響を及ぼし得る減速機１０の情報を取得することができる。これにより産業機械ＩＭを用いた工場Ｆでの生産効率や歩留まりを改善することが可能となる。

具体例を参照して一実施の形態を説明してきたが、具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加を行うことができる。

例えば、センサＳが適用される偏心揺動型の減速機は、図面を参照して説明した具体例に限られない。一例として、上述した複数のクランクシャフト４０に代えて、単一のクランクシャフト４０が中心軸線上に配置されるようにしてもよい。また、センサＳが適用される減速機１０は、偏心揺動型の減速機に限られることなく、遊星歯車型減速機であってもよい。遊星歯車型減速機では、減速機構２８は、回転可能な遊星歯車と、遊星歯車を回転可能に支持するキャリアと、を有するようになる。さらに、異なるセンサＳを有した第１〜第５の具体例について説明したが、例えば、図４に示すように、複数の具体例を一つの減速機１０に的用することも可能である。

１０ 減速機
１１ 減速機械
１５ 入力軸
２０ ケース
２８ 減速機構
３０ キャリア
４０ クランクシャフト
６０ オイルシール
６１ 第１リップ
６２ 第２リップ
６３ アーム部
８１ カウンターセンサ
８２ 静電容量型変位センサ
８３ 衝撃検知ラベル
８４ データロガー
８５ エンコーダ
８５ａ エンコーダステータ
８５ｂ エンコーダロータ
Ｘ スラッジ
Ｆ 工場
ＩＭ 産業機械
６Ｘ ベース
６Ｙ 旋回胴
Ｍ 記録部
Ｃ 制御部
Ｍ１ 第１の部材
Ｍ２ 第２の部材

Claims (19)

1. クランクシャフトを有した減速機構と、
   前記クランクシャフトの回転数に関する情報を取得するセンサと、を備える、減速機。
2. 前記センサはカウンターセンサを有する、請求項１に記載の減速機。
3. 入力軸と、
   前記入力軸から回転を入力される減速機構と、
   前記減速機構を少なくとも部分的に収容するケースと、
   前記入力軸及び前記ケースのいずれか一方に堆積したスラッジを検知するセンサと、
   を備える、減速機。
4. 前記センサは静電容量型変位センサを有する、請求項３に記載の減速機。
5. 前記ケース及び前記入力軸の間に設けられたオイルシールを備え、
   前記センサは、オイルシールによって密封された領域内に配置されている、請求項３又は４に記載の減速機。
6. 入力された回転を減速して出力する減速機械と、
   前記減速機械に取り付けられ前記減速機械への衝撃の有無を検知するセンサと、を備える、減速機。
7. 前記センサが、衝撃検知ラベルを含む、請求項６に記載の減速機。
8. モータからの回転を減速して出力される出力軸と、
   前記出力軸を少なくとも一部を収納するケースと、
   前記出力軸の中心に配置されたシールキャップと、を備え、
   前記センサは、前記シールキャップに取り付けられている、
   請求項６又は７に記載の減速機。
9. クランクシャフトを有した減速機構と、
   前記クランクシャフト内に配置され温度に関する情報を取得するセンサと、を備える、減速機。
10. 前記センサは、取得した温度に関する情報を記録するデータロガーを有する、請求項９に記載の減速機。
11. 前記センサは、前記クランクシャフトの内部空間に配置され、
    前記内部空間を密閉するシールキャップを備える、請求項９又は１０に記載の減速機。
12. オイルシールに配置されたエンコーダステータと、
    軸に配置されたエンコーダロータと、を備える、減速機。
13. エンコーダステータは、取得した情報を無線にて送信する、請求項１２に記載の減速機。
14. 前記オイルシールは、前記軸に接触する第１リップ及び第２リップと、前記第１リップ及び前記第２リップを連結し前記エンコーダステータが取り付けられたアーム部と、を有する、請求項１２又は１３に記載の減速機。
15. 第１の部材に取り付けられて前記第１の部材に対して相対回転する第２の部材に接触するオイルシールと、
    前記オイルシールに取り付けられたエンコーダと、を備える、エンコーダ付きオイルシール。
16. 前記オイルシールは、前記第１の部材に接触する第１リップ及び第２リップと、前記第１リップ及び前記第２リップを連結し前記エンコーダが取り付けられたアーム部と、を有する、請求項１５記載のエンコーダ付きオイルシール。
17. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の減速機を備える、産業機械。
18. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の減速機を有した産業機械と、
    前記産業機械の前記センサから取得した情報を保存する記録部と、
    前記記録部の情報に基づいて前記産業機械を制御する制御部と、備える、工場。
19. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の減速機を有した産業機械と、
    前記産業機械の前記エンコーダステータから取得した情報を保存する記録部と、
    前記記録部の情報に基づいて前記産業機械を制御する制御部と、備える、工場。