JP6169636B2 - 機器の可動部材に潤滑剤を供給する装置、および方法 - Google Patents

機器の可動部材に潤滑剤を供給する装置、および方法 Download PDF

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Description

本発明は、機器の可動部材に潤滑剤を供給する装置、および方法に関する。
従来、例えば軸受のような可動部材に潤滑剤を貯蔵するためのケーシングを設け、該潤滑剤によって可動部材の潤滑を行う装置が知られている(例えば、特許文献1)。
特開2012−163215号公報
このような装置の稼働時においては、ケーシング内の潤滑剤の温度が上昇し、これにより、潤滑剤の体積が増加する。その結果、ケーシングの内部の圧力が上昇し、ケーシングから潤滑剤が漏出してしまう虞がある。このような潤滑剤の漏出を容易且つ確実に防止できる装置が求められている。
本発明の一態様において、機器の可動部材に潤滑剤を供給するための装置は、可動部材の少なくとも一部を収容し、潤滑剤を内部に貯蔵するケーシングであって、該ケーシングの壁に孔が形成されたケーシングと、孔を通してケーシングの内部に出し入れ可能な治具と、治具またはケーシングに孔とは別に設けられ、ケーシングの内部と外部とを連通する連通部とを備える。
この装置においては、ケーシングの内部で治具の一部分が占有する体積に相当する量の外気が、該治具の一部分をケーシングの内部から引き出したときに連通部を通ってケーシングの内部に導入される。
治具は、中実部材によって構成されてもよい。連通部は、ケーシングの壁に形成される第2の孔であってもよい。連通部は、治具に形成される外気通路であってもよい。装置は、外気通路を開閉する弁をさらに備えてもよい。
弁は、治具の一部分がケーシングの内部に配置されているときは、ケーシング内部の潤滑剤が外気通路を通って漏出しないように、該外気通路を閉塞してもよい。また、弁は、治具の一部分がケーシングの内部から引き出されるときに外気をケーシングの内部に導入するように、外気通路を開放してもよい。
機器の可動部材の少なくとも一部を収容し、潤滑剤を貯蔵するケーシングの内部に、該潤滑剤を導入する方法は、ケーシングの内部に治具を挿入することと、ケーシングの内部に潤滑剤を充填することと、ケーシングの内部から治具を引き出すことによって、ケーシングの内部で治具が占有していた体積に相当する量の外気をケーシングの内部に導入することとを備える。
ケーシングの内部から治具を引き出すときに、ケーシングに形成された孔を通って、外気がケーシングの内部に導入されてもよい。治具には、該治具がケーシングの内部に挿入されたときに該ケーシングの内部と外部とを連通する外気通路が形成されてもよい。ケーシングの内部から治具を引き出すときに、外気が外気通路を通ってケーシングの内部に導入されてもよい。
本発明の一実施形態に係る装置を示す図であって、一部を断面表示している。 図1に示す治具をケーシングから引き出した状態を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る装置を示す図であって、一部を断面表示している。 図3に示す治具の断面図である。 図3に示す治具をケーシングから引き出している状態を示す図である。 図3に示す治具をケーシングの外部へ抜去した状態を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る装置を示す図であって、一部を断面表示している。 図7に示す治具を退去位置へ移動させた状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る方法のフローチャートを示す。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る装置10について説明する。なお、以下の説明における軸方向とは、図1の軸線Oに沿う方向を示し、径方向とは、軸線Oを中心とした円の半径方向を示す。
装置10は、減速機12に潤滑剤14を供給するためのものである。減速機12は、例えば、ロボットに内蔵されるサーボモータの出力シャフトに連結され、該サーボモータの回転数を減速する。減速機12は、歯車等の可動部材(図示せず)を有し、その軸方向一端に入力シャフト16が連結され、軸方向他端に出力シャフト18が連結されている。
装置10は、ケーシング20および治具22を備える。ケーシング20は、いわゆるギアボックスとして言及される要素であって、その内部に減速機12の可動部材を収容するとともに、潤滑剤14を貯蔵する。この潤滑剤14によって、減速機12の可動部材が潤滑される。
ケーシング20の壁20aには、導入口24、排出口26、および孔28が形成されている。これら、導入口24、排出口26、および孔28の各々は、壁20aを貫通し、ケーシング20の内部と外部とを連通する。
導入口24は、潤滑剤14をケーシング20内に導入するための孔である一方、排出口26は、ケーシング20内の潤滑剤14を外部へ排出するための孔である。導入口24と排出口26とは、ケーシング20における互いに反対となる位置に配置される。
例えば、導入口24と排出口26とは、軸線Oを基準として互いに対称となる位置に配置される。ケーシング20内に潤滑剤14を導入する場合、潤滑剤供給管(図示せず)が導入口24に連結され、潤滑剤供給管を通して、導入口24内に潤滑剤が送り込まれる。
図1に示すように、ケーシング20内に潤滑剤14が充満しているときに、導入口24内にさらに潤滑剤を導入すると、ケーシング20内に在る古い潤滑剤14が、排出口26を介して、外部へ押し出されることになる。このようにして、ケーシング20内の潤滑剤14を入れ替えることができる。
本実施形態においては、導入口24および排出口26は、互いに略同じ面積(有効直径)を有するように形成される。一方、孔28は、導入口24および排出口26よりも大きな面積(有効直径)を有するように形成される。
治具22は、孔28に出し入れ可能に配置される。治具22は、中実部材から作製され、軸線Oに沿って延びるシャフト部22aと、シャフト部22aの一端から外方へ突出するフランジ部22bとを有する。なお、本実施形態においては、軸線Oは、径方向に一致するように配置されている。
シャフト部22aは、孔28に一致する形状を有する。また、シャフト部22aは、孔28と同じ、またはそれよりも僅かに小さな断面積(有効直径)を有する。一方、フランジ部22bは、孔28よりも大きな断面積を有する。
図1に示す治具22の配置を、挿入位置として言及する。治具22が挿入位置に配置されたとき、フランジ部22bがケーシング20の外面20bと係合し、且つシャフト部22aの部分22a’が、ケーシング20の内部に配置される。この部分22a’は、シャフト部22aのうち、ケーシング20の内面20cによって画定される内部空間に位置する部分である。
次に、図1および図2を参照して、装置10の機能について説明する。装置10によって減速機12の可動部材に潤滑剤を供給する場合、使用者は、治具22を孔28に挿入し、該治具22を挿入位置に配置する。
次いで、使用者は、導入口24を通してケーシング20内に潤滑剤14を導入し、ケーシング20の内部に潤滑剤14を充填する。このとき、排出口26は、開放されており、使用者は、排出口26から潤滑剤14が溢れ出たときに、ケーシング20内に潤滑剤14が充填されたと認識し、潤滑剤14の導入を停止する。
次いで、使用者は、導入口24および排出口26の少なくとも一方を開放した状態で、治具22を孔28から引き抜く。このときの作用について、図2を参照して説明する。なお、図2は、一例として、導入口24を栓30で塞ぎ、排出口26のみを開放した形態を示している。
使用者が治具22を孔28から引き抜くにつれて、図2中の矢印Aに示すように、外気が、排出口26を通ってケーシング20の内部に導入される。すなわち、本実施形態においては、排出口(第2の孔)26は、ケーシング20の内部に外気を導入するための連通部として機能する。
図2に示すように治具22を孔28から抜去したとき、シャフト部22aの部分22a’がケーシング20内で占有していた体積に相当する量の外気が、排出口26を通ってケーシング20の内部に導入される。
その結果、図2に示すように、ケーシング20の内部に、空気領域32が形成される。治具22を孔28から引き抜いた後、使用者は、排出口26および孔28の各々を、栓30と同様の栓(図示せず)を用いて閉塞する。
減速機12を、例えばロボットのサーボモータに適用して一定の期間稼働させると、ケーシング20内の潤滑剤14は、劣化する。この場合、使用者は、劣化した潤滑剤14を入れ替える必要がある。本実施形態において、潤滑剤14を入れ替える場合について、以下に説明する。
まず、使用者は、導入口24、排出口26、および孔28を開放し、治具22を挿入位置に配置させるべく、孔28に治具22を挿入する。次いで、使用者は、導入口24から潤滑剤を送り込む。そうすると、古い潤滑剤14が排出口26から排出され、ケーシング20内に存在していた古い潤滑剤14が、新たな潤滑剤14に入れ替えられる。
ケーシング20内の潤滑剤14が入れ替えられた後、使用者は、栓30によって導入口24を塞ぎ、次いで、治具22を孔28から引き抜く。これにより、上述したように空気領域32が形成される。こうして、使用者は、ケーシング20内の潤滑剤14を交換すると同時に、ケーシング20内に空気領域32を形成できる。
本実施形態によれば、例えば、減速機12をロボットのサーボモータに適用した場合に、サーボモータの稼働時に、ケーシング20内の潤滑剤14の温度上昇に起因して潤滑剤14の体積が増加したとしても、空気領域32によって、潤滑剤14の体積増加分を吸収できる。
このため、ケーシング20の内部の圧力が過度に上昇することを防止し、これにより、潤滑剤14がケーシング20から(例えば、減速機12の出力軸のオイルシールによる密封を破壊して)漏出してしまうのを防止できる。
また、本実施形態においては、治具22を孔28から引き抜くだけで、空気領域32をケーシング20内に形成できる。この構成によれば、潤滑剤14の漏出を、より簡単な構成で防止することができる。
また、本実施形態によれば、ケーシング20内に配置される治具22の部分22a’の体積を調整することによって、ケーシング20内に導入される潤滑剤14の量を、適正に管理することができる。
また、従来、産業用ロボットの分野において、上述したようなロボットの稼働時における潤滑剤の漏出を防止するために、「残圧抜き」と呼ばれる作業を行っていた。この残圧抜きとは、ケーシング内に潤滑剤を充填した後、導入口および排出口を開放したままロボットを稼働させ、余分な潤滑剤を押し出して、上記のような空気領域32を形成する作業である。
本実施形態によれば、治具22を引き抜くことで空気領域32を形成できるので、このような残圧抜きの作業を省略することができる。これにより、産業用ロボットに用いられる減速機の潤滑剤を交換する作業を簡易化できるので、メンテナンスに掛かる負担を軽減できるとともに、潤滑剤の浪費を抑えることもできる。
次に、図3および図4を参照して、本発明の他の実施形態に係る装置40について説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、既に述べた実施形態と同じ要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
装置40は、減速機12に潤滑剤14を供給するためのものであって、ケーシング20および治具42を備える。治具42は、軸線O(図4)に沿って延びるシャフト部42aと、シャフト部42aの一端から外方へ突出するフランジ部42bとを有する。
治具42には、外気通路44が形成されている。外気通路44は、治具42を軸線Oの方向へ貫通する孔であって、フランジ部42bの端面42cから、シャフト部42aの先端面42dまで、軸線Oに沿って延びている。本実施形態においては、外気通路44は、導入口24および排出口26よりも大きな面積(有効直径)を有する。
また、治具42には、弁46が設けられている。弁46は、シャフト部42aの先端面42dに取り付けられており、外気通路44の開口44aを開閉する。なお、弁46の動作については、後述する。
次に、図3〜図6を参照して、装置40の動作について説明する。装置40によって減速機12の可動部材に潤滑剤を供給するとき、まず、使用者は、治具42を孔28に挿入し、該治具42を挿入位置に配置する。
治具42が挿入位置に配置されたとき、フランジ部42bがケーシング20の外面20bと係合し、且つシャフト部42aの部分42a’が、ケーシング20の内部に配置される。
次いで、使用者は、導入口24を通してケーシング20内に潤滑剤14を導入し、図3に示すように、ケーシング20の内部に潤滑剤14を充填する。この状態においては、弁46は、充填された潤滑剤14の圧力を受けて、外気通路44の開口44aを閉塞する位置に、配置される。
次いで、使用者は、図5に示すように、導入口24および排出口26を、それぞれ、栓30および栓48で閉塞する。次いで、使用者は、治具42を孔28から引き抜く。そうすると、シャフト部42aの先端面42dと、先端面42dと当接する潤滑剤14との間に負圧が発生し、該負圧の作用で、弁46が外気通路44の開口44aを開放する位置へ移動される。
使用者が治具42を孔28から引き抜くにつれて、図5中の矢印Bに示すように、外気が、外気通路44を通って、ケーシング20の内部に導入される。すなわち、本実施形態においては、外気通路44は、ケーシング20の内部に外気を導入するための連通部として機能する。
図6に示すように治具42を孔28から抜去したとき、シャフト部42aの部分42a’がケーシング20内で占有していた体積に相当する量の外気が、外気通路44からケーシング20の内部に導入される。その結果、ケーシング20の内部に、空気領域50が形成される。治具42を孔28から引き抜いた後、使用者は、孔28を、栓(図示せず)を用いて閉塞する。
本実施形態によれば、治具42を孔28から引き抜くだけで、空気領域50をケーシング20内に形成できる。これにより、稼働時における潤滑剤14の漏出を、より簡単な構成で防止することができる。
また、本実施形態によれば、上述した残圧抜きの作業を省略することができる。これにより、減速機の潤滑剤を交換する作業を簡易化できるので、メンテナンスに掛かる負担を軽減できる。
また、本実施形態においては、治具42に形成された外気通路44を通して、ケーシング20の内部に外気を導入している。この構成によれば、図3の状態においてシャフト部42aの部分42a’によって占有されていた領域に、治具42を孔28から引き抜くのに伴って、直接空気を送り込むことができる。このため、シャフト部42aの部分42a’によって占有されていた領域と空気とを、円滑に置換することができる。
また、本実施形態においては、外気通路44は、導入口24および排出口26よりも大きな面積を有する。この構成によれば、治具42を孔28から引き抜く動作に応じて、ケーシング20内に、より円滑且つ迅速に空気を導入することができる。
また、本実施形態においては、弁46によって、潤滑剤14が外気通路44を逆流して外部へ漏出してしまうのを防止するとともに、治具42を孔28から引き抜く動作に応じて、ケーシング20内に空気を確実に導入することができる。
次に、図7および図8を参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る装置60について説明する。装置60は、減速機12に潤滑剤14を供給するためのものであって、ケーシング20および治具62を備える。
治具62は、中実部材から作製され、軸線Oに沿って延びるシャフト部62aと、シャフト部62aの一端から外方へ突出する第1のフランジ部62bと、シャフト部62aの他端から外方へ突出する第2のフランジ部62cとを有する。
第1のフランジ部62bおよび第2のフランジ部62cの少なくとも一方は、シャフト部62aに着脱可能に取り付けられてもよい。この場合において、シャフト部62aにネジ部を形成し、第1のフランジ部62bおよび第2のフランジ部62cの少なくとも一方を、ネジ部に螺合されるナットのような部材によって構成してもよい。
次に、図7および図8を参照して、装置60の動作について説明する。装置60によって減速機12の可動部材に潤滑剤14を供給するとき、まず、使用者は、図7に示すように、治具62を孔28内に嵌め込み、該治具62を挿入位置に配置する。
治具62が挿入位置に配置されたとき、第1のフランジ部62bがケーシング20の外面20bと係合し、且つ、シャフト部62aの部分62a’および第2のフランジ部62cが、ケーシング20の内部に配置される。
次いで、使用者は、導入口24を通してケーシング20内に潤滑剤14を導入しケーシング20の内部に潤滑剤14を充填する。次いで、使用者は、導入口24を栓30で閉塞する。
次いで、使用者は、図8に示すように、治具62を孔28から外部へ引き出す。使用者が治具62を引き出すにつれて、図8中の矢印Aに示すように、外気が、排出口26を通って、ケーシング20の内部に導入される。
そして、使用者は、治具62を退去位置に配置させる。この退去位置においては、シャフト部62aの全体が、ケーシング20の内面20cによって画定される内部空間の外側に配置される。そして、治具62の第2のフランジ部62cが、ケーシング20の内面20cと係合する。
シャフト部62aの部分62a’は、治具62を挿入位置に配置させているときは、ケーシング20の内部空間に位置し、治具62を挿入位置から退去位置に移動させたときに、ケーシング20の内部空間の外側へ押し出される。
使用者が治具62を退去位置まで引き出したとき、この部分62a’がケーシング20内で占有していた体積に相当する量の外気が、排出口26からケーシング20の内部に導入される。
その結果、図8に示すように、ケーシング20の内部に、空気領域64が形成される。治具62を退去位置に移動させた後、使用者は、導入口24を、栓(図示せず)を用いて閉塞する。
本実施形態によれば、治具62を孔28から外部へ引き出すだけで、空気領域64をケーシング20内に形成できる。これにより、稼働時における潤滑剤14の漏出を、より簡単な構成で防止することができる。
また、本実施形態によれば、上述した残圧抜きの作業を省略することができる。これにより、減速機の潤滑剤を交換する作業を簡易化できるので、メンテナンスに掛かる負担を軽減できる。
また、本実施形態においては、治具62を退去位置まで引き出したとき、第2のフランジ部62cによって孔28を閉塞することができる。この構成によれば、使用者は、治具62を退去位置まで引き出した後に、孔28を栓等によって閉塞する必要がない。したがって、部品点数の削減と、作業の簡単化を実現できる。
なお、本実施形態において、治具62を磁性材料から作製し、例えば電磁石を用いて、治具62を、挿入位置と退去位置との間で、非接触で移動させてもよい。この場合において、電磁石は、治具62に隣接するように、ケーシング20の外面20bの上に設置されてもよい。
次に、図9を参照して、本発明の一実施形態に係る、ケーシング20の内部に潤滑剤14を導入する方法について説明する。ステップS1において、使用者は、ケーシング20の内部に治具22、42、62を挿入する。具体的には、使用者は、治具22、42、62をケーシング20の孔28内に挿入し、該治具22、42、62を、挿入位置に配置させる。
ステップS2において、使用者は、ケーシング20の内部に潤滑剤14を充填する。具体的には、使用者は、潤滑剤供給管を導入口24に嵌入し、潤滑剤供給管を通して導入口24内に潤滑剤を送り込む。
ステップS3において、使用者は、ケーシング20の内部から治具22、42、62を引き出すことによって、該ケーシング20の内部で治具22、42、62が占有していた体積に相当する量の外気を、ケーシング20の内部に導入する。
例えば、図1に示す実施形態の場合、使用者は、治具22を孔28から外部へ引き抜く。この動作に伴って、シャフト部22aの部分22a’の体積に相当する量の外気が、排出口26を通ってケーシング20の内部に導入される。これにより、空気領域32がケーシング20の内部に形成される。
また、図3に示す実施形態の場合、使用者は、治具42を孔28から引き抜く。この動作に伴って、弁46が開口44aを開放し、シャフト部42aの部分42a’の体積に相当する量の外気が、外気通路44を通ってケーシング20の内部に導入される。これにより、空気領域50がケーシング20の内部に形成される。
また、図4に示す実施形態の場合、使用者(または電磁石)は、治具62を退去位置まで移動させる。この動作に伴って、シャフト部62aの部分62a’がケーシング20内で占有していた体積に相当する量の外気が、排出口26を通ってケーシング20の内部に導入される。これにより、空気領域64がケーシング20の内部に形成される。
この方法により、使用者は、稼働時に潤滑剤14がケーシング20から漏出してしまうのをより簡単に防止することができ、且つ、上述した残圧抜きの作業を省略することができるので、メンテナンスに掛かる負担を軽減することができる。
なお、上述した実施形態においては、装置10、40、60が、減速機12に潤滑剤14を供給するための装置である場合について述べた。しかしながら、これに限らず、装置10、40、60は、例えば軸受の潤滑構造に適用することも可能である。
この場合、ケーシング20は、いわゆるグリース溜りを画定する要素であって、軸受の転動体等の可能部材を収容するように配置され、内部に潤滑剤を貯蔵する。この構成によれば、稼働時における潤滑剤14の漏出をより簡単に防止することができ、且つ、軸受のメンテナンスに掛かる負担を軽減することもできる。
また、図2および図8に示す実施形態においては、治具22、62を引く出すときに、導入口24を栓30で閉塞した場合について述べた。しかしながら、これに限らず、治具22、62を引く出すときに、導入口24および排出口26の双方を開放させてもよい。
また、図1、図3、図7に示す実施形態の特徴を組み合わせることも可能である。例えば、図7に示す治具62に、図3に示す外気通路44を形成してもよい。この場合、治具62に、該治具62を軸線Oの方向へ貫通する外気通路が形成される。
また、図3に示す実施形態において、弁46をシャフト部42aの先端面42dに取り付けた場合について説明した。しかしながら、これに限らず、弁は、外気通路44内に配置されてもよいし、フランジ部42bの端面42cの上に配置されてもよい。また、弁は、外気通路を開閉可能であれば、如何なる形式のものであってもよい。
以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得るが、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることも当業者に明らかである。
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」、「次いで」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10,40,60 装置
12 減速機
14 潤滑剤
20 ケーシング
22,42,62 治具
24 導入口
26 排出口
28 孔
44 外気通路
46 弁

Claims (7)

  1. 機器の可動部材に潤滑剤を供給するための装置であって、
    前記可動部材の少なくとも一部を収容し、前記潤滑剤を内部に貯蔵するケーシングであって、該ケーシングの壁に孔が形成されたケーシングと、
    前記孔を通して前記ケーシングの内部に出し入れ可能な治具と、
    前記治具または前記ケーシングに前記孔とは別に設けられ、前記ケーシングの内部と外部とを連通する連通部と、を備え、
    前記ケーシングの内部で前記治具の一部分が占有する体積に相当する量の外気が、該治具の一部分を前記ケーシングの内部から引き出したときに前記連通部を通って前記ケーシングの内部に導入されるようになっている、装置。
  2. 前記治具は、中実部材によって構成され、
    前記連通部は、前記ケーシングの壁に形成される第2の孔である、請求項1に記載の装置。
  3. 前記連通部は、前記治具に形成される外気通路である、請求項1に記載の装置。
  4. 前記外気通路を開閉する弁をさらに備え、
    前記弁は、
    前記治具の一部分が前記ケーシングの内部に配置されているときは、前記ケーシングの内部の前記潤滑剤が前記外気通路を通って漏出しないように、該外気通路を閉塞し、
    前記治具の一部分が前記ケーシングの内部から引き出されるときに外気を前記ケーシングの内部に導入するように、前記外気通路を開放する、請求項3に記載の装置。
  5. 機器の可動部材の少なくとも一部を収容し、潤滑剤を貯蔵するケーシングの内部に、該潤滑剤を導入する方法であって、
    前記ケーシングの内部に治具を挿入することと、
    前記ケーシングの内部に潤滑剤を充填することと、
    前記ケーシングの内部から前記治具を引き出すことによって、前記ケーシングの内部で前記治具が占有していた体積に相当する量の外気を、前記ケーシングの内部と外部とを連通する連通部を通して前記ケーシングの内部に導入することと、を備える、方法。
  6. 前記ケーシングの内部から前記治具を引き出すときに、前記ケーシングに形成された孔を通って、外気が前記ケーシングの内部に導入される、請求項5に記載の方法。
  7. 前記治具には、該治具が前記ケーシングの内部に挿入されたときに該ケーシングの内部と外部とを連通する外気通路が形成され、
    前記ケーシングの内部から前記治具を引き出すときに、外気が前記外気通路を通って前記ケーシングの内部に導入される、請求項5に記載の方法。
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