JP2022077275A - 駆動装置、及び駆動装置の組立て方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る駆動装置100を備えたロボット10について説明する。
本実施形態のロボット10は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送、及び組立等の作業を行うことができる。
ロボット10は、図1に示すように、例えば6軸の垂直多関節ロボットであり、基台11と、基台11に接続されたロボットアーム12と、ロボットアーム12の先端部に設けられた力の検出器14及びハンド13と、を備えている。また、ロボット10は、ロボットアーム12を駆動させる動力を発生させる複数の駆動装置100と、複数の駆動装置100を制御する制御装置15を備えている。
図2、図3を参照して、駆動装置100について説明する。
なお、図2以降では、説明の便宜上、図面視で、図面の上側を上側、上方向、上部とし、図面の下側を下側、下方向、下部として説明する。
本実施形態のモーター200は、いわゆるサーボモーターを用いている。具体的には、ACサーボモーターを用いている。なお、モーター200としては、特に限定されず、例えば、DCサーボモーターやステッピングモーター等が挙げられる。モーター200は、図2に示すように、ローター270と、ステーター290と、少なくとも1つの介在部材としてハウジング210等を備えている。ハウジング210は、後述するケース240と共に、モーター200の筐体を兼ねている。
ローター270は、回転軸となるシャフト280と磁石271とを備えている。シャフト280は中心軸Aの方向に沿って縮径された円柱状に形成される。シャフト280は鉄等の軟磁性材料で構成されている。シャフト280はベアリング401,402を介して中心軸A周りに回転可能に支持されている。
図2に示すように、モーター200の上側に波動歯車装置(減速装置)300が設置される。ハウジング210にはフランジ220が形成されている。フランジ220は、ハウジング210の上側端部で、中心軸Aに対して垂直方向(径方向)に概円盤状に延びて形成されている。
本実施形態の波動歯車装置300は減速装置である。波動歯車装置300は、シャフト280により入力された駆動力の回転を高い減速比で減速して出力する。出力側では、減速比に比例した高いトルクを得ることができる。図2、図3に示すように、波動歯車装置300は、ウェーブジェネレーター310、フレックスプライン330、サーキュラスプライン360を備えて構成されている。
この工程は、フレックスプライン/サーキュラスプライン取付け工程となる。
この工程は、溝部600へのグリス注入工程となる。
この工程は、ウェーブジェネレーター取付け工程となる。
以上の組立て工程により、駆動装置100が完成する。
このように構成されることにより、一体となった駆動装置100によれば、ロボット10のアームにモーターや波動歯車装置を別々に組立てる場合に比べて、一体に構成された駆動装置100をアームに直接組立てることでよいため、組立て性を向上させることができる。また、別々に組立てる場合には組立ての途中でグリスGの注入を行うことが必要となるが、一体に構成されているため、組立て時のグリスGの注入が不必要となり、組立て時におけるグリスGの漏洩を防止することができる。
また、駆動装置100は、モーター200と波動歯車装置300とを一体にして構成され、第1の厚みT1を有するウェーブジェネレーター310よりも、サーキュラスプライン360の厚みT2は大きくしている。また、ウェーブジェネレーター310をフランジ220とは反対方向に寄せると共に、オイルシール500とウェーブジェネレーター310との間の距離D1を、内部空間Sの他の部位の距離D2,D3よりも小さくしている。これにより、内部空間Sに充填されるグリスGが、オイルシール500とウェーブジェネレーター310との間に流動することが抑えられるため、グリスGがオイルシール500を介してモーター200内部に侵入することを防止することができる。
また、駆動装置100において、オイルシール500とウェーブジェネレーター310との間の距離D1を、内部空間Sの他の部位の距離D2,D3よりも小さくしたことにより、オイルシール500をウェーブジェネレーター310に近づけて設置する構成となるため、小型な駆動装置100を実現することができる。
この構成により、ハウジング210が、一体に構成されるため、多数の部材で構成される場合に比べて、組立てが容易となる。また、グリスGのモーター200への侵入を防止することができる。
この構成により、波動歯車装置300の歯車の噛み合い等により摩耗粉が発生した場合には、オイルシール500よりも鉛直下方に位置する領域C1,C2に溜めることができるため、摩耗粉が混在したグリスGが、オイルシール500(リップ面501)とシャフト280(外周面281)との間に噛み込むことを防止することができる。従って、信頼性を向上させた駆動装置100を実現することができる。
この組立て方法によれば、駆動装置100は、モーター200と波動歯車装置300とを一体にして構成し、オイルシール500とウェーブジェネレーター310との間の距離D1は、他の部材間の距離D2,D3よりも小さくしている。これにより、内部空間Sに充填されるグリスGが、オイルシール500とウェーブジェネレーター310との間に流動することが抑えられるため、グリスGがオイルシール500を介してモーター200内部に侵入することを防止することができる。
また、ロボット10のアームにモーターや波動歯車装置を別々に組立てる場合に比べて、一体に構成された駆動装置100をアームに直接組立てることでよいため、組立て性を向上させることができる。また、別々に組立てる場合には組立ての途中でグリスGの注入を行うことが必要となるが、一体に構成されているため、組立て時のグリスGの注入が不必要となり、組立て時におけるグリスの漏洩を防止することができる。
本実施形態の駆動装置100では、オイルシール固定部材250とハウジング210とは、別体で構成されている。しかし、これには限られず、オイルシール固定部材250とハウジング210とを一体に成型することでもよい。
本実施形態の駆動装置100では、内部空間SはグリスGで充填されるとしているが、これには限られず、内部空間SにはグリスGが50%以上充填されていることでもよい。
本実施形態の駆動装置100は、垂直多関節ロボットの駆動装置として用いることを説明したが、これには限定されず、水平多関節ロボットの駆動装置として用いることでもよい。
本実施形態の駆動装置100では、1つのハウジング210が、モーター200の筐体を兼ねると共に、サーキュラスプライン360の一部を固定している。しかし、これに限られず、別体で設けたハウジングで、モーター200の筐体を兼ねると共に、サーキュラスプライン360の一部を固定することでもよい。
Claims (4)
- シャフトを有するモーターと、
前記シャフトの軸方向に第1の厚みを有するウェーブジェネレーターと、
前記ウェーブジェネレーターの外周に沿って撓み変形するフレックスプラインと、前記フレックスプラインを介して前記ウェーブジェネレーターの回転と連動すると共に、前記シャフトの前記軸方向に前記第1の厚みより大きい厚みを有するサーキュラスプラインと、からなる波動歯車装置と、
前記モーターの筐体を兼ねると共に、前記サーキュラスプラインの一部を固定するためのフランジを有する少なくとも1つの介在部材と、
前記フランジの内側に固定され、前記シャフトの外周に沿うオイルシールと、を有し、
前記シャフトの軸を含む断面で、前記軸に対して垂直方向から見た場合、前記フランジとは反対方向に前記ウェーブジェネレーターを寄せることで、前記シャフトと、前記シャフトに固定される前記ウェーブジェネレーターと、前記フレックスプラインと、前記サーキュラスプラインと、前記フランジと、前記オイルシールと、によって内部空間を構成し、
前記内部空間をグリスで充填した上で、前記シャフトの前記軸方向に関し、前記オイルシールと前記ウェーブジェネレーターとの間の距離を、他の部材間の距離よりも小さくしたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載の駆動装置であって、
前記介在部材は、前記オイルシールを外周側から固定するための部材を除き、アルミニウムの一体成型で構成されることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または請求項2に記載の駆動装置であって、
前記波動歯車装置が前記モーターに対して鉛直上方に位置する場合、
前記シャフトの前記軸を含む断面で、前記軸方向に対して垂直方向から見た場合、前記グリスを充填した前記内部空間には、前記オイルシールよりも鉛直下方に位置する領域を備えたことを特徴とする駆動装置。 - シャフトを有するモーターと、ウェーブジェネレーターを有する波動歯車装置と、前記モーターの筐体を兼ねると共に前記波動歯車装置の一部を固定するためのフランジを有する少なくとも1つの介在部材と、前記シャフトの外周に沿うオイルシールと、を組立てる組立て工程の途中で、
前記シャフトと、前記波動歯車装置と、前記フランジと、前記オイルシールと、によって構成される内部空間にグリスを充填させる工程を有し、
前記組立て工程の終了後には、前記内部空間において、前記シャフトの軸方向に対し、前記オイルシールと前記ウェーブジェネレーターとの間の距離は、他の部材間の距離よりも小さくなることを特徴とする駆動装置の組立て方法。
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