JP6827437B2 - ロボット用駆動ユニット、ロボットおよびシール構造 - Google Patents
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Description
そして、ハウジングと出力軸部材との間およびハウジングまたは出力軸部材の他方と中空シャフトとの間にそれぞれ配置された回転体シール部材により、ハウジング、出力軸部材および中空シャフトにより囲まれた空間が密封される。すなわち、この囲まれた空間に潤滑材により潤滑される減速機構等を配置することができる。
更に中空シャフトを樹脂製とすることで、中空穴を通過する線条体等との摩擦を低減し、線条体の健全性を維持することができる。
この構成により、シャフト本体を非鉄材料によって構成したことによる中空シャフトの剛性の低下を軸受により補って、中空シャフトの芯ブレによるシール性能の低下を防止することができる。
この構成により、中空シャフトの回転を支持する軸受が接触面部材を直接支持して、シール部材との接触面の振れをより確実に防止し、安定したシール性能を確保することができる。
この構成により、接触面部材を比較的薄く構成して、軽量化を図ることができる。
この構成により、接触面部材の内周面とシャフト本体の外周面との間を通過して、内部の潤滑材等が漏洩することを防止することができる。
また、上記態様においては、前記シール部材が前記軸線方向に複数配列されていてもよい。
この構成により、中空シャフト全体を鉄により構成する場合と比較して軽量化を図ることができる。
この構成により、接触面部材の内周面を被覆する被覆部材によって、中空シャフトの中空穴内を通過する線条体等との摩擦を低減し、線条体の健全性を維持することができる。
本実施形態に係るロボット100は、図1に示されるように、中空の第1部材110と、第1部材110に対して所定の軸線A回りに回転可能に支持された中空の第2部材120と、第1部材110に対して第2部材120を回転駆動する本実施形態に係るロボット用駆動ユニット10とを備えている。
シャフト本体21およびカラー22は、シャフト本体21の外径寸法、カラー22の内径寸法およびカラー22の厚さ寸法を精度よく管理することにより、シャフト本体21とカラー22の外表面との同軸度公差を小さく設定している。
これにより、中空シャフト13の内部空間は、第1部材110の内部空間と第2部材120の内部空間とを連絡しており、この内部空間を利用して、図1に示されるように、第1部材110内部を導かれてきたケーブル等の線条体130を、軸線A近傍を通して第2部材120内部に配線することができる。
図中、符号27は、線条体130を第1部材110および第2部材120にそれぞれ固定するための固定金具である。
本実施形態に係るロボット用駆動ユニット10によれば、中空シャフト13によって、ハウジング11に対する出力軸部材12の回転の回転中心となる軸線A近傍に線条体130を貫通させるための空間を形成することができる。
この場合において、本実施形態によれば、中空シャフト13を非鉄材料によって構成することにより、鉄によって構成する場合と比較して大幅な軽量化を図ることができる。
また、ロボット用駆動ユニット10を軽量化することによりロボット100自体の軽量化を図ることができるという利点もある。
また、シャフト本体21に凸部29、カラー22に凹部28が設けられていてもよい。この場合には、シャフト本体21側に設けられている凸部29を周方向に圧縮する方向に弾性変形させながらカラー22の凹部28に係合させればよい。
凸部29と凹部28とは2以上設けられていてもよい。
また、シャフト本体21とカラー22との間に単一のOリング等のシール部材23を配置した場合を例示したが、これに代えて、図5に示されるように、シャフト本体21の長手軸方向(軸線A方向)に複数のOリング等のシール部材23を配置することにしてもよい。これにより、シャフト本体21とカラー22との間の摩擦を増大させて、回り止め効果を向上することができる。
これにより、シャフト本体21と接触面部材32とを一体化させて、位置ズレをより確実に防止することができる。また、ライナー37によって内部の線条体130との摩擦による摩耗を低減し、線条体130の健全性を維持することができる。
また、第1部材110および第2部材120としては、任意の形式のロボット100を構成している任意の関節の構成部品を採用してもよい。例えば、垂直多関節ロボットの場合には、旋回胴と第1アームとの間の関節、第1アームと第2アームとの間の関節等に適用してもよい。
11 ハウジング
12 出力軸部材
13 中空シャフト
14 第1シール部材(回転体シール部材)
15 第2シール部材(回転体シール部材)
20,26 軸受
21 シャフト本体
22 カラー(接触面部材)
23 シール部材
32 接触面部材
37 ライナー(被覆部材)
110 第1部材
120 第2部材
A 軸線
Claims (13)
- ハウジングと、
駆動力の出力に伴って前記ハウジングに対して所定の軸線回りに相対回転させられる出力軸部材と、
前記軸線と同軸に配置され、前記出力軸部材に固定され、前記ハウジングに前記軸線回りに回転可能に支持された円筒状の中空構造のシャフトと、
前記ハウジングと前記出力軸部材との間および前記ハウジングと前記シャフトとの間を、それぞれ前記軸線回りの相対回転を許容しつつ密封する回転体シール部材とを備え、
前記シャフトが、鉄よりも軽い非鉄材料により構成されたシャフト本体と、該シャフト本体の長手方向に移動不能に該シャフト本体に固定され、該シャフト本体よりも表面硬度の高い材質からなり、前記回転体シール部材と接触する接触面を構成する接触面部材とを備え、
前記シャフト本体と前記接触面部材との間を密封するシール部材を備え、
前記シャフトの少なくとも一部が前記ハウジングの外部に露出しているロボット用駆動ユニット。 - ハウジングと、
駆動力の出力に伴って前記ハウジングに対して所定の軸線回りに相対回転させられる出力軸部材と、
前記軸線と同軸に配置され、前記ハウジングに固定され、前記出力軸部材に前記軸線回りに回転可能に支持された円筒状の中空構造のシャフトと、
前記ハウジングと前記出力軸部材との間および前記出力軸部材と前記シャフトとの間を、それぞれ前記軸線回りの相対回転を許容しつつ密封する回転体シール部材とを備え、
前記シャフトが、鉄よりも軽い非鉄材料により構成されたシャフト本体と、該シャフト本体の長手方向に移動不能に該シャフト本体に固定され、該シャフト本体よりも表面硬度の高い材質からなり、前記回転体シール部材と接触する接触面を構成する接触面部材とを備え、
前記シャフト本体と前記接触面部材との間を密封するシール部材を備え、
前記シャフトの少なくとも一部が前記出力軸部材の外部に露出しているロボット用駆動ユニット。 - 前記ハウジングに対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受を備える請求項1に記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記出力軸部材に対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受を備える請求項2に記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記軸受が前記接触面部材の前記軸線に沿う方向の少なくとも一部にかかる位置に配置されている請求項3または請求項4に記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記接触面部材が、前記シャフト本体の前記軸線に沿う方向の一部の外周面を全周にわたって被覆する円筒状に形成されている請求項1から請求項5のいずれかに記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記シール部材が、前記接触面部材の内周面と前記シャフト本体の外周面との間を密封する請求項6に記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記シール部材が前記軸線方向に複数配列されている請求項7に記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記接触面部材が、円筒状に形成され、前記シャフト本体の先端を前記軸線に沿う方向に延長する位置に配置されている請求項1から請求項5のいずれかに記載のロボット用駆動ユニット。
- 前記接触面部材の内周面が、高分子化合物からなる被覆部材によって被覆されている請求項9に記載のロボット用駆動ユニット。
- 所定の前記軸線回りに相対回転させられる第1部材および第2部材と、
前記ハウジングが前記第1部材に固定され、前記出力軸部材が前記第2部材に固定され、前記第1部材に対して前記第2部材を相対的に回転駆動する請求項1から請求項10のいずれかに記載のロボット用駆動ユニットとを備えるロボット。 - ハウジングと、
駆動力の出力に伴って前記ハウジングに対して相対回転させられ、鉄よりも軽い非鉄材料により構成され、中空構造を有するシャフト本体と、
前記ハウジングに設けられた回転体シール部材と、
前記シャフト本体の長手方向に移動不能に該シャフト本体に固定され、前記シャフト本体と一体的に回転し、前記回転体シール部材と接触し、前記非鉄材料よりも表面硬度が高い接触面部材と、
前記シャフト本体と前記接触面部材との間を密封するシール部材と、を備え、
前記シャフト本体の少なくとも一部が、前記ハウジングの外部に露出しているロボット用駆動ユニット。 - 駆動力の出力に伴って相対回転するハウジングと中空のシャフト本体とを有するロボット用駆動ユニットの前記ハウジングと前記シャフト本体との間を密封するシール構造であって、前記シャフト本体が、鉄よりも軽い非鉄材料により構成されると共に前記シャフト本体の少なくとも一部が前記ハウジングの外部に露出し、
前記ハウジングに設けられた回転体シール部材と、
前記シャフト本体の長手方向に移動不能に該シャフト本体に固定され、前記シャフト本体と一体的に回転し、前記回転体シール部材と接触し、前記非鉄材料よりも表面硬度が高い接触面部材と、
前記シャフト本体と前記接触面部材との間を密封するシール部材と、を備えるシール構造。
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