JP6867421B2 - ロボットのシール構造およびロボット - Google Patents

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Description

本発明はロボットのシール構造およびロボットに関する。
従来、ロボットのアーム部材のカバーの周囲にパッキンを介在させてアーム部材とカバーとの間のシールを行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、減速機の外周面とアーム部材に設けられた穴の内周面との間をOリングによってシールする技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、ロボットに用いられる直動ロッドの外周部にオイルシールを設けるものが知られている(例えば、特許文献3参照)。また、軸とハウジングとの間に設けられる径方向シールが知られている(例えば、特許文献4および5参照)。
特開2002−239970号公報 特開2001−254787号公報 特開2016−165790号公報 特開2004−106068号公報 特開2003−259597号公報
ロボットの減速機のシャフトの端面とロボットのアーム部材の取付面との間にOリング用の溝を形成し、また、当該溝にOリングを配置し、これによりシャフトの端面と取付面との間を軸方向にシールすることがある。この場合、Oリング用の溝はシャフトの中心軸線を中心とする円形を採用する場合が多い。
しかし、減速機のコンパクト化のため、減速機の径方向寸法を小さくし、大減速比のため、平歯車のサイズが大きくなり、減速機のシャフト内の中空部の内周面が円形ではない場合がある。例えば、中空部の内周面は、シャフトの中心軸線周りに配置された3つの平歯車に沿った形状を有する。また、ロボットの軽量化のために、減速機の薄肉化が求められている。このため、減速機のシャフトの端面にOリングを略円形に配置することができない場合が増えてきている。
ここで、Oリング溝を円形ではなく複雑な形状とすると、その加工に長時間を要する。
なお、Oリングの代わりにシャフトの端面と取付面との間にシール剤を塗布することが考えられる。しかし、メンテナンス時にシール剤を剥がす必要が生ずる。また、シャフト内の中空部にモータからのインプットギヤ、インプットギヤに隣接するギヤ等のための逃げ部が設けられると、インプットギヤの逃げ部と隣接ギヤの逃げ部との間のシール剤を塗布できる範囲が狭く、また、このような範囲へのシール剤の塗布は難しい。このため、シール性能の確実性が低減する。
前述の事情に鑑み、減速機のシャフトとアーム部材の取付面との締結を確実に行うことができ、シャフトの端面と取付面との間の信頼性の高いシールの実現が望まれる。
本開示の第1の態様は、駆動用の減速機のシャフトとアーム部材との間をシールするロボットのシール構造であって、前記減速機のシャフト端面と、前記アーム部材において前記シャフト端面と面接触する取付面と、前記シャフト端面と前記取付面とが面接触した状態で前記シャフトと前記アーム部材とを互いに固定する複数のボルトと、前記シャフト端面と前記取付面との間に配置されたシール部材と、を備え、前記シャフト端面には、前記シャフトの中心軸線を含む孔であって、前記減速機の複数のギヤが配置される中空孔が設けられ、前記中空孔の周縁には、インプットギヤが収容されるインプットギヤ収容部と、前記インプットギヤによって駆動されるギヤが収容されるギヤ収容部と、が設けられ、前記中空孔の周縁の近傍には、前記インプットギヤ収容部と前記ギヤ収容部との間に形成され前記中空孔の内側に向かって突出する突出部が形成され、前記突出部に前記シール部材を仮止め又は固定するための穴が形成されている。
上記態様では、減速機のシャフトとアーム部材の取付面との締結を確実に行うことができ、シャフトの端面と取付面との間の信頼性の高いシールの実現が可能となる。
一実施形態のロボットの斜視図である。 本実施形態のロボットの分解斜視図である。 本実施形態のロボットの減速機の要部斜視図である。 本実施形態のロボットの減速機の平面図である。 本実施形態のロボットのシール部材の底面図である。 本実施形態のロボットの第1アーム部材と減速機の要部斜視図である。 本実施形態のロボットのシール部材の平面図である。 図5におけるVIII−VIII線断面図である。 図8におけるIX−IX線断面図である。 本実施形態のシール構造の変形例を示すシール部材の断面図である。 本実施形態の減速機の変形例を示す減速機シャフトの要部斜視図である。
一実施形態に係るロボット1が、図面を用いながら以下説明されている。
本実施形態のロボット1は、図1に示されるように、アーム2を有し、アーム2の先端部には任意のツールが取付けられる。
アーム2は、図1、図2等に示されるように、所定の設置面に固定されたベース部材BAに上下方向に延びる第1軸線J1周りに回転可能に支持された第1アーム部材10と、第1アーム部材10に水平方向に延びる第2軸線J2周りに揺動可能に基端側が支持された第2アーム部材20と、第2アーム部材20の先端側に水平方向に延びる第3軸線J3周りに揺動可能に基端側が支持された第3アーム部材30とを備える。
また、アーム2は、第3アーム部材30の長手方向に延びる第4軸線J4周りに回転可能に第3アーム部材30に支持された第4アーム部材40と、第4アーム部材40に第4軸線J4と直交する方向に延びる第5軸線J5周りに揺動可能に支持された第5アーム部材50と、第5アーム部材50に第6軸線J6周りに回転可能に支持された第6アーム部材60とを備える。
また、アーム2は、第1〜第5アーム部材10〜50をそれぞれの駆動する複数のサーボモータ11,21,31,41,51を備えており、第6アーム部材60を駆動する図示しないサーボモータも有する。各サーボモータとして、回転モータ、直動モータ等の各種のサーボモータが用いられ得る。
続いて、アーム2の構造について説明する。
図1および図2に示されるように、第1アーム部材10は、第1アーム部材10の駆動用の減速機12のシャフト3に複数のボルトBによって取付けられている。
第1アーム部材10の上端側には、サーボモータ21を取付け可能なモータ取付面15aと、モータ取付面15aと反対方向を臨み、第2アーム部材20の駆動用の減速機22を取付け可能な減速機取付面15bとが設けられている。
図2に示されるように、第3アーム部材30には複数のボルトBによって第3アーム部材30の駆動用の減速機32を介して第2アーム部材20の先端側が取付けられている。第3アーム部材30の基端側には、サーボモータ31を取付け可能なモータ取付面35aと、モータ取付面35aと反対方向を臨み、第3アーム部材30の駆動用の減速機32を取付け可能な減速機取付面35bとが設けられている。
減速機取付面35bには複数のボルトBを用いて減速機32が取付けられ、減速機32の出力用のシャフト33が第2アーム部材20の先端側に取付けられる。例えば図2に示されるように、減速機32のシャフト33は複数のボルトBを用いて第2アーム部材20の先端側に取付けられる。
図2に示されるように、第1アーム部材10の下面である取付面16には複数のボルトBによって減速機12のシャフト3が取付けられる。図3および図4に示されるように、シャフト3のシャフト端面6には中空孔4が設けられ、中空孔4はシャフト3の中心軸線CLに沿った方向に延びており、中心軸線CLを含む。中空孔4内には、サーボモータ11の出力軸SHに取付けられたインプットギヤ11aと、中空孔4内に中心軸線CL周りに間隔をおいて配置された複数のギヤ11bと、中心軸線CL周りに回転する伝達ギヤ11cとが配置されている。インプットギヤ11aは複数のギヤ11bのうち1つに歯合している。また、伝達ギヤ11cは複数のギヤ11bにそれぞれ歯合している。このため、サーボモータ11の回転力はインプットギヤ11aを介して1つのギヤ11bに伝達され、当該ギヤ11bの回転力は伝達ギヤ11cを介して残りの2つのギヤ11bに伝達される。
複数のギヤ11bは中心軸線CL周りに間隔をおいて配置されており、中空孔4は複数のギヤ11bの各々の外周面に沿った形状を有する複数のギヤ収容部4aを有する。各ギヤ収容部4aはギヤ11bの外周面に沿った円弧形状を有する。また、中空孔4は、インプットギヤ11aの外周面に沿った形状を有するインプットギヤ収容部4bを有する。インプットギヤ収容部4bはインプットギヤ11aの外周面に沿った円弧形状を有する。各ギヤ収容部4aおよびインプットギヤ収容部4bは中空孔4の内周面の一部によって形成されている。
各ギヤ収容部4aおよびインプットギヤ収容部4bは、各ギヤ11bおよびインプットギヤ11aを中空孔4内に収容するための逃げ加工が行われた部分である。このため、中空孔4の内周面の他の部分4cよりも中心軸線CLから離れる方向に膨出している。また、複数のギヤ収容部4aのうち1つとインプットギヤ収容部4bとが隣り合っている。
中空孔4の内周面の他の部分4cは典型的には中心軸線CLを中心とする円弧形状を有する。このため、中空孔4内の内周面の他の部分4cとギヤ収容部4aとの間および他の部分4cとインプットギヤ収容部4bとの間には、中空孔4の内周面の延設方向が変化する変化点が形成されている。また、インプットギヤ11aが小さく、インプットギヤ収容部4bも小さい。このため、複数のギヤ収容部4aのうち1つとインプットギヤ収容部4bとの間には、中空孔4の内側に向かって突出する突出部4dが形成されている。
図3および図4に示されるように、シャフト3の端面であるシャフト端面6には複数の穴6aが設けられている。各穴6aは例えばボルト締結のためのネジ孔である。
図2および図6に示されるように、第1アーム部材10の下面には、第1軸線J1に対して略垂直な面でありシャフト端面6が面接触する取付面16が設けられている。取付面16にも穴6aに対応する位置に図示しない複数の貫通孔が設けられている。
シャフト端面6には下がり平面部7が形成されている。下がり平面部7はシャフト端面6に対して中心軸線CLに沿った方向に例えば1mm〜数mm窪んだ部分である。また、下がり平面部7は、中心軸線CL周りに全周に亘って連続している。一例では、下がり平面部7は、シャフト端面6にフライス加工等を行うことによって形成される平面である。中空孔4と第1アーム部材10の取付面16により形成される空間に下がり平面部7による空間が必ずしも繋がっている必要はない。
取付面16においてシャフト端面6および下がり平面部7と中心軸線CLに沿った方向に対向する部分は典型的には平面である。そして、取付面16の一部のエリアと下がり平面部7の少なくとも一部のエリアとが中心軸線CLに沿った方向に対向し、当該対向するエリアは中心軸線CL周りに全周に亘って連続する。
図5に下がり平面部7の外周縁7aとシャフト端面6に形成された中空孔4の縁との関係が示されている。図5に示されるように、外周縁7aは、複数のギヤ収容部4aにそれぞれ沿って延びる複数の第1部分8aと、インプットギヤ収容部4bに沿って延びる第2部分8bと、中空孔4の複数の他の部分4cにそれぞれ沿って延びる略円弧状の複数の第3部分8cと、を有する。各第3部分8cには、中心軸線CLから離れる方向に膨出する第4部分8dが設けられている。
外周縁7aにおける中空孔4の内周面の前記変化点に対応する位置と、前記突出部4dに対応する位置又はその近傍とには、外周縁7aの延設方向が変化する変化点がある。なお、
図6に示されるように、シャフト端面6が取付面16に固定される時に、シャフト端面6と取付面16との間にシール部材70が配置される。図5および図7にシール部材70の形状が示されている。図5はシャフト3側から見たシール部材70を示す図であり、図7は第1アーム部材10側から見たシール部材70を示す図であり、図8は図5におけるVIII−VIII線断面図である。
シール部材70は耐油性を有する材料から成り、例えば、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、アクリルゴム(ACM)、フッ素ゴム、シリコンゴム等のゴム状弾性を有する材料から成る。図7および図8に示されるように、シール部材70は、中心軸線CL周りに全周に亘って連続しているシール部本体71と、シール部本体71から中心軸線CLと交差する方向、典型的には略直交する方向に延びるリブ部72とを有する。本実施形態では、リブ部72がシール部本体71から中心軸線CLに近付く方向に延びているが、中心軸線CLから遠ざかる方向にリブ部72がシール部本体71から延びていてもよい。
図8に示されるように、シール部本体71は、典型的にはビード部、リップ部等と称されるシール部71aを有する。本実施形態では、シール部71aは中心軸線CLに沿った方向に突出している突出部である。シール部71aは、他よりも中心軸線CLに沿った方向の寸法が大きい部分であってもよい。シール部71aはシール部本体71の全周に亘って形成されている。シール部本体71が、シャフト端面6と取付面16との間をシールする機能を有する。
シール部本体71は、中心軸線CL周りに全周に亘って連続する前記対向するエリアに配置されるものである。ここで、中空孔4は、複数の他の部分4cと、他の部分4cよりも中心軸線CLから離れている複数のギヤ収容部4aおよびインプットギヤ収容部4bを有する。また、中空孔4の内周面には、他の部分4cとギヤ収容部4aおよびインプットギヤ収容部4bとの間に中空孔4の内周面の延設方向が変化する変化点が形成されている。また、ギヤ収容部4aとインプットギヤ収容部4bとの間には中空孔4の内側に向かって突出する突出部4dが形成されている。このため、前記対向するエリアも、中空孔4の縁に沿った形状となる。つまり、前記対向するエリアの形状は、円形、楕円形、オーバル形状等の単純な形状ではなく、前記変化点に応じた変化点を有するものである。
本実施形態では、シール部本体71は下がり平面部7の外周縁7aに沿った形状を有する。このため、シール部本体71の形状も、外周縁7aの前記変化点の一部又は全部に応じたシール形状変化点を有する。
前記対向するエリアに対応する下がり平面部7およびシャフト端面6には、シール部本体71又はシール部71aを収容する溝は設けられていない。前述のように前記対向するエリアは単純な形状ではなく、このようなエリアにシールのための精密な溝加工を行うことは高コストを要するので好ましくない。本実施形態では、下がり平面部7に複数の穴7e,7f,7g,7h,7iが設けられ、各穴7e,7f,7g,7h,7iは前記対向するエリア又はその近傍に配置されている(図3および図4)。各穴7e,7f,7g,7h,7iは、ドリルを用いた穴加工によって形成され、断面は円形である。
一方、シール部材70のリブ部72に仮止め部材73が設けられている。各仮止め部材73は中心軸線CLに沿った方向に延びる柱状である。本実施形態では、図9に示されるように、各仮止め部材73の断面形状は三角形、四角形等の多角形であり、本実施形態では三角形である。各仮止め部材73の断面形状が星形等の多角形であってもよい。これらの場合、例えば図9に示されるように、仮止め部材73の外形は穴7e,7f,7g,7h,7iの内径よりも大きい。また、仮止め部材73の断面の面積は、穴7e,7f,7g,7h,7iの断面の面積よりも小さい。このため、仮止め部材73を穴7e,7f,7g,7h,7iに挿入し易く、仮止め部材73が穴7e,7f,7g,7h,7iから抜け難い。なお、各仮止め部材73の断面形状を円形にすることも可能である。
本実施形態では、シール部材70のビード部が下がり平面部7の縁より内側に脱落し難くするため、以下の構成が採用されている。
先ず、複数のギヤ収容部4aのうち1つとインプットギヤ収容部4bとの間の突出部4dに仮止め部材73および穴7eが配置されている。換言すると、第1部分8aと第2部分8bとの接続部8eの近傍に穴7eが配置されている。
また、シール部材70は、突出部4dに対応する位置において、リブ部72の幅寸法が大きくなっている。リブ部72の幅寸法はシール部材70の周方向に向かって徐々に変化している。なお、リブ部72の幅寸法はシャフト3の径方向における寸法である。
穴7eは、シール部材70を仮止めするためのものであってもよく、固定するためのものであってもよい。
また、シール部材70は、中空孔4の他の部分4cとギヤ収容部4aとの間の変化点に対応する位置において、リブ部72の幅寸法が大きくなっている。本実施形態では、第1部分8aと第3部分8cとの接続部の近傍の少なくとも一部においてリブ部72の幅寸法が大きくなっている。ここでも、リブ部72の幅寸法はシール部材70の周方向に向かって徐々に変化している。また、中空孔4の他の部分4cとギヤ収容部4aとの間の変化点の近傍に仮止め部材73および穴7fが配置されている。換言すると、第1部分8aと第3部分8cとの接続部の近傍に穴7fが配置されている。
また、一対の穴7fの間のギヤ収容部4aに対応する位置に仮止め部材73および穴7gが配置されている。また、本実施形態では、インプットギヤ収容部4bと他の部分4cとの間に中空孔4の内側に向かって突出する突出部4eが形成されており、突出部4eに仮止め部材73および穴7hが配置されている。換言すると、第2部分8bと第3部分8cとの接続部8fの近傍に穴7hが配置されている。また、突出部4eに対応する位置においてリブ部72の幅寸法が大きくなっている。ここでも、リブ部72の幅寸法はシール部材70の周方向に向かって徐々に変化している。
また、第4部分8dに対応した位置でリブ部72の幅寸法が大きくなり、当該位置に仮止め部材73および穴7iが配置されている。ここでも、リブ部72の幅寸法はシール部材70の周方向に向かって徐々に変化している。
各仮止め部材73が対応する穴7e,7f,7g,7h,7iに挿入されると、シャフト端面6に形成された下がり平面部7にシール部材70が仮止めされる。この状態で、シャフト端面6を取付面16に面接触させ、複数のボルトBによってシャフト3が第1アーム部材10に固定される。このようにして、減速機12と第1アーム部材10との間のシール構造が形成される。そして、シール部材70のシール部本体71によって、サーボモータ11および減速機12からの潤滑油等がシャフト端面6と取付面16との間でシールされる。
なお、第1アーム部材10の取付面16に下がり平面部7が形成されてもよい。この場合、当該下がり平面部7に穴7e,7f,7g,7h,7iが形成され、シャフト端面6には下がり平面部7を設けなくてもよい。各要素の配置のその他のバリエーションによって、同様なシール構造を形成することも可能である。
また、取付面16に下がり平面部7を設け、シャフト端面6に穴7e,7f,7g,7h,7iを設けることも可能であり、逆の構成も可能である。この場合も、穴7e,7f,7g,7h,7iによってシール部材70が仮止めされた状態で、シャフト3と第1アーム部材10との締結が行われ、これによりシャフト端面6と取付面16との間がシール部材70によってシールされる。
また、第2アーム部材20の基端側と減速機22との間のシール構造、第2アーム部材20の先端側と減速機32との間のシール構造も、前述と同様に構成することができる。また、他のアーム部材40〜60に減速機のシャフトを取付けるロボットを作る場合に、アーム部材40〜60とその減速機との間のシール構造を前述と同様に構成することができる。
本実施形態では、ロボット1の駆動用の減速機12のシャフト3とロボット1のアーム部材10との間のシール構造が示されている。このシール構造は、減速機12のシャフト端面6と、アーム部材10においてシャフト端面6と面接触する取付面16と、を備えている。また、このシール構造は、シャフト端面6と取付面16とが面接触した状態でシャフト3とアーム部材10とを互いに固定する複数のボルトBを備えている。また、中空孔4の周縁には、インプットギヤ収容部4bとギヤ収容部4aとの間に形成され中空孔4の内側に向かって突出する突出部4dにおいて、シール部材70を仮止め又は固定するための穴7eが形成されている。
このように、突出部4dにシール部材70を仮止め又は固定するための穴7eが形成されているので、中空孔4側への脱落を防止する態様で、細く長いシール部材70をシャフト3とアーム部材10との間に配置することができる。
また、本実施形態のシール構造は、シャフト端面6又は取付面16に設けられた複数の穴7e,7f,7g,7h,7iと、複数の穴7e,7f,7g,7h,7iにそれぞれ挿入される複数の仮止め部材73と、をさらに備えている。
当該構成によって、下がり平面部7にシール部材70が仮止めされる。これは、溝ではない下がり平面部7の所定位置にシール部材70を容易且つ確実に位置決めするために有用である。
また、本実施形態のシール構造は、シャフト端面6および取付面16の一方の一部に設けられた下がり平面部7を備える。下がり平面部7は、シャフト端面6又は取付面16に対してシャフト3の中心軸線CLに沿った方向に窪んだ部分である。
このように、下がり平面部7にシール部材70が設けられるため、シャフト端面6と取付面16との間に締結緩みを生じさせる部材が配置されない。これは、減速機12とアーム部材10との締結を確実に行う上で有利である。
また、下がり平面部7に配置されるシール部材70によってシャフト端面6と取付面16との間のシールが行われる。このため、シールする領域がシャフト3の中心軸線CL周りに円形に延びていなくても、シール部材70が接触するシール面を容易且つ確実に形成することができる。当該構成が採用されると、シャフト3の中心軸線CL周りに円形に延びていないOリング溝を形成する場合に比べ、安価且つ確実にシール面を形成することが可能となる。
また、本実施形態の仮止め部材73は、シール部材70に設けられ、ゴム状弾性を有する。このように仮止め部材73がシール部材70に設けられているので、シール部材70をシャフト端面6と取付面16との間に配置し易い。
なお、仮止め部材73がシール部材70とは別体のボルト、ピン等であってもよい。ボルトの場合は雌ネジ穴である穴7e,7f,7g,7h,7iに螺合し、ピンの場合は穴7e,7f,7g,7h,7iに嵌合する。これらの場合でも、シール部材70を下がり平面部7の所定位置に容易且つ確実に仮止めすることができる。ボルト、ピン等はシール構造の中に残留することになるが特に問題はない。
また、本実施形態では、シール部材70が、全周に亘って連続しているシール部本体71と、シール部本体71からシャフト3の中心軸線CLと交差する方向に延びるリブ部72とを有し、シール部本体71がシャフト端面6と取付面16との間をシールする。
当該構成では、リブ部72は、シール部本体71をシャフト3の中心軸線CLと交差する方向に補強することになる。当該構成は、細く長いシール部本体71を下がり平面部7の所定位置に容易且つ確実に配置するために有用である。
なお、図10に示されるように、リブ部72の中に、シャフト3の中心軸線CLと直交する方向に延びる板状の補強部材75が設けられてもよい。図10では、補強部材75の厚さ方向の両側の面にゴムが加硫接着されているが、補強部材75の厚さ方向一方の面にゴムが加硫接着されてもよい。図10では、シール部本体71内にも補強部材75が配置されているが、リブ部72の中だけに補強部材75が配置されてもよい。
また、本実施形態のシール構造は、仮止め部材73がシール部材70のリブ部72に設けられている。
シール部本体71に対応した位置に仮止め部材73が配置されると、穴7e,7f,7g,7h,7iにシール部本体71の一部が配置される可能性が高くなる。本実施形態では、シール部本体71に対応した位置に仮止め部材73が配置されない。これは、シール性能の向上および信頼性の向上のために有利である。
また、本実施形態では、各仮止め部材73の断面形状が三角形である。また、図5に示されるように、中空孔4に最も近い三角形の辺の延設方向が、中空孔4の縁の延びる方向に沿っている。
このため、シール部材70の内径を極力大きくすることができる。ロボット1の軽量化の要求等から、シャフト端面6の面積は小さくなる傾向があり、このためシール部材70の配置エリアも小さくなっている。シール部材70の径方向内側への張出しが小さいことは、ロボット1の軽量化に貢献する。
なお、各仮止め部材73の断面形状が四角形であり、中空孔4に最も近い四角形の辺の延設方向が、中空孔4の縁の延びる方向に沿っていてもよい。当該構成も三角形の場合と同様の効果を奏する。
なお、図11に示されるように、減速機12において、インプットギヤ11aの回転力がアイドルギヤ11dに伝達され、アイドルギヤ11dの回転力が伝達ギヤ11cを介して3つのギヤ11bに伝達されてもよい。この場合、中空孔4のギヤ収容部4aにアイドルギヤ11dが収容される。このように構成された場合でも、インプットギヤ収容部4bとギヤ収容部4aとの間に形成され中空孔4の内側に向かって突出する突出部4dに、シール部材70を仮止め又は固定するための穴7eが形成されている。また、インプットギヤ収容部4bと周方向他方のギヤ収容部4aとの間に形成され中空孔4の内側に向かって突出する突出部4fに、シール部材70を仮止め又は固定するための穴7jが形成されている。また、当該態様も、前記実施形態で説明されているシール部材70、下がり平面部7等の構成を有する。このため、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。
1 ロボット
2 アーム
3 シャフト
4 中空孔
4a ギヤ収容部
4b インプットギヤ収容部
4c 他の部分
4d 突出部
6 シャフト端面
7 下がり平面部
7a 外周縁
7e,7f,7g,7h,7i,7j 穴
8a 第1部分
8b 第2部分
8c 第3部分
8d 第4部分
8e 接続部
10 第1アーム部材
11 サーボモータ
12 減速機
16 取付面
20 第2アーム部材
21 サーボモータ
22 減速機
30 第3アーム部材
31 サーボモータ
32 減速機
40 第4アーム部材
50 第5アーム部材
60 第6アーム部材
70 シール部材
71 シール部本体
72 リブ部
73 仮止め部材
75 補強部材
B ボルト
CL 中心軸線

Claims (10)

  1. 駆動用の減速機のシャフトとアーム部材との間をシールするロボットのシール構造であって、
    前記減速機のシャフト端面と、
    前記アーム部材において前記シャフト端面と面接触する取付面と、
    前記シャフト端面と前記取付面とが面接触した状態で前記シャフトと前記アーム部材とを互いに固定する複数のボルトと、
    前記シャフト端面と前記取付面との間に配置されたシール部材と、を備え、
    前記シャフト端面には、前記シャフトの中心軸線を含む孔であって、前記減速機の複数のギヤが配置される中空孔が設けられ、
    前記中空孔の周縁には、インプットギヤが収容されるインプットギヤ収容部と、前記インプットギヤによって駆動されるギヤが収容されるギヤ収容部と、が設けられ、
    前記中空孔の周縁の近傍には、前記インプットギヤ収容部と前記ギヤ収容部との間に形成され前記中空孔の内側に向かって突出する突出部が形成され、
    前記突出部に前記シール部材を仮止め又は固定するための穴が形成されている、ロボットのシール構造。
  2. 前記シャフト端面又は前記取付面に設けられた複数の仮止め用の穴と、
    前記複数の仮止め用の穴にそれぞれ挿入される複数の仮止め部材と、をさらに備えている請求項1に記載のロボットのシール構造。
  3. 前記シャフト端面および前記取付面の一方の一部に設けられた下がり平面部と、
    前記下がり平面部に設けられた複数の仮止め用の穴と、
    前記複数の仮止め用の穴にそれぞれ挿入される複数の仮止め部材と、をさらに備える、請求項1に記載のロボットのシール構造。
  4. 前記各仮止め部材が、前記シール部材に設けられ、ゴム状弾性を有する、請求項2又は3に記載のロボットのシール構造。
  5. 前記各仮止め部材が、前記仮止め用の穴に螺合するボルト、又は、前記仮止め用の穴に嵌合するピンである、請求項2又は3に記載のロボットのシール構造。
  6. 前記シール部材が、全周に亘って連続しているシール部本体と、前記シール部本体から前記中心軸線と交差する方向に延びるリブ部とを有し、前記シール部本体が前記シャフト端面と前記取付面との間をシールする、請求項1に記載のロボットのシール構造。
  7. 前記シャフト端面又は前記取付面に設けられた複数の仮止め用の穴と、
    前記シール部材の前記リブ部に設けられ、前記複数の仮止め用の穴にそれぞれ挿入される複数の仮止め部材と、をさらに備える請求項6に記載のロボットのシール構造。
  8. 前記各仮止め部材の断面形状が多角形である、請求項4に記載のロボットのシール構造。
  9. 前記各仮止め部材の断面形状が三角形又は四角形であり、
    前記三角形又は前記四角形の前記中空孔に最も近い辺の延設方向が、前記中空孔の縁の延びる方向に沿っている、請求項8に記載のロボットのシール構造。
  10. 請求項1〜9の何れかに記載されたロボットのシール構造を備えるロボット。
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Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6388070A (ja) * 1986-09-30 1988-04-19 Fanuc Ltd 内圧防爆構造を備えた電動式産業用ロボツト
JPH1030085A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Fanuc Ltd 機械装置の防塵構造
JP4208169B2 (ja) * 2000-03-15 2009-01-14 ナブテスコ株式会社 減速機及びロボットの関節装置
JP2002239970A (ja) 2001-02-16 2002-08-28 Denso Corp ロボットのカバー取付構造
JP2003181788A (ja) * 2001-12-17 2003-07-02 Denso Corp ロボットの関節部構造
JP4412878B2 (ja) 2002-03-04 2010-02-10 株式会社安川電機 真空用モータ
JP3972195B2 (ja) 2002-09-13 2007-09-05 株式会社安川電機 真空用モータ
JP2005161409A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Aitec Corp 搬送ロボットのシール構造
DE602006011738D1 (de) * 2005-04-25 2010-03-04 Nabtesco Corp Drehteilstruktur eines industrieroboters
JP4684120B2 (ja) * 2006-02-13 2011-05-18 ナブテスコ株式会社 偏心揺動型減速機
JP2008055560A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Fanuc Ltd ロボットの関節部の密封装置及び関節ロボット
CN102114629B (zh) * 2009-12-30 2014-06-25 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 机器人结构
JP6050999B2 (ja) * 2012-09-28 2016-12-21 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボット
JP5573987B1 (ja) * 2013-02-12 2014-08-20 株式会社安川電機 関節機構およびロボット
JP2016165790A (ja) 2015-03-10 2016-09-15 Mk電産株式会社 ロボットアーム関節可動部防水機構及び駆動装置
WO2016151747A1 (ja) * 2015-03-24 2016-09-29 三菱重工業株式会社 インペラカバー、回転機械、及びインペラカバーの製造方法
JP6426646B2 (ja) * 2016-03-23 2018-11-21 ファナック株式会社 ロボットの手首構造
JP6378238B2 (ja) * 2016-04-04 2018-08-22 ファナック株式会社 ロボットの旋回軸構造
JP6745154B2 (ja) * 2016-07-12 2020-08-26 ナブテスコ株式会社 シール部材及び洗浄ロボット
JP6499620B2 (ja) * 2016-08-05 2019-04-10 ファナック株式会社 回転軸モジュールおよび多関節ロボット
JP6506227B2 (ja) * 2016-08-31 2019-04-24 ファナック株式会社 関節構造およびロボット
CN206230539U (zh) * 2016-09-29 2017-06-09 上海新时达电气股份有限公司 机器人中空手腕传动装置及机器人中空手腕
JP6533240B2 (ja) * 2017-01-06 2019-06-19 ファナック株式会社 ギヤボックスとその軽量化方法およびロボット
US20190337165A1 (en) * 2018-05-02 2019-11-07 Engineering Services Inc. Sealed joint module and arm using same
JP7000304B2 (ja) * 2018-12-26 2022-01-19 ファナック株式会社 ロボットのシール構造およびロボット

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