JP6881872B1 - 潤滑装置およびそれを有するロボットアーム - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑装置およびそれを有するロボットアームを提供する。【解決手段】潤滑装置はロボットアームに適用される。ロボットアームはハウジング、スプライン軸および二つのナットを備える。スプライン軸はハウジングに差し込まれる。二つのナットはハウジング内に間隔を置いてスプライン軸を締め付ける。スプライン軸は二つのナットによって駆動され、軸方向に沿って上下移動するか回転する。潤滑装置はハウジング内の二つのナットの間に位置付けられ、オイル含有部材および導油部材を備える。導油部材はオイル含有部材およびスプライン軸に接触することによってオイル含有部材からの潤滑油をスプライン軸の外周面に分布させ、スプライン軸を潤す。上述した構造の特徴により、スプライン軸の末端の作動行程に影響を与えず使用寿命を延長し、失効リスクを低減することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、ロボットアームに関し、詳しくは潤滑装置およびそれを有するロボットアームに関するものである。

現在、製造・加工業に広範囲に使用されるロボットアームは、手作業の繰り返しが多ければ多いほど歩留まりが低下することを改善し、厳しい環境条件下で働く作業員の健康に危害を及ばすことを解除することができると同時に、加工精度を良好に維持することができる。しかしながら、作業過程においてロボットアームを十分に潤滑することができなければ、ロボットアームの設定に支障が生じ、メンテナンスの回数および費用を増やす可能性がある。

特許文献１により掲示されたボールスプラインにおいて、前後の二つのサイドキャップは潤滑油を収容する貯油溝およびボールに潤滑油を供給するガイド溝に別々に配置されるため、潤滑油でボールを潤して摩擦力を低減する効果を果たすことができる。しかしながら、潤滑油を収容する空間を十分に確保するにはサイドキャップのサイズを増大させることが必要であるため、ボールスプラインの末端の作動行程に影響を与えることは免れられない。

台湾実用新案Ｍ５８３００２号公報

本発明は、ロボットアームに適用され、末端の作動行程に影響を与えず潤滑効果の向上および失効リスクの低減が実現できる潤滑装置を提供することを主な目的とする。

本発明は、潤滑装置を有するロボットアームを提供することをもう一つの目的とする。

上述した課題を解決するため、潤滑装置はロボットアームに適用される。ロボットアームはハウジング、スプライン軸および二つのナットを備える。スプライン軸はハウジングの上方からハウジングに差し込まれる。二つのナットはハウジング内に間隔を置いてスプライン軸を締め付ける。スプライン軸は二つのナットによって駆動され、軸方向に沿って上下移動するか回転する。潤滑装置はハウジング内の二つのナットの間に位置付けられ、潤滑油を供給するオイル含有部材および潤滑油を伝送する導油部材を備える。導油部材はオイル含有部材およびスプライン軸に接触することによってスプライン軸に潤滑効果を発揮する。

本発明による潤滑装置の装着位置は、上述した構造の特徴により、スプライン軸の末端の作動行程に影響を与えることがない。
本発明による潤滑装置の潤滑効果はスプライン軸失効リスクを低減し、メンテナンスの費用を削減することができる。

比較的好ましい場合、潤滑装置はさらに支持金具および二つの支え部材を備える。支持金具は第一穿孔を有する。スプライン軸は第一穿孔を貫通する。二つの支え部材は支持金具に配置され、かつ水平方向に沿って合わされるため、第一穿孔を貫通するスプライン軸を中心に回転することができる。オイル含有部材および導油部材は二つの支え部材のスプライン軸に向かう側面に配置される。上述した構造の特徴により、潤滑装置は均一かつ良好な潤滑効果をスプライン軸に発揮できる。一方、二つの支え部材は水平方向に沿って合わされるため、二つの支え部材の着脱作業を行っても二つのナットを取り外す必要がない。つまり、着脱の便をはかることができる。

比較的好ましい場合、導油部材は頂部が二つの蓋に当接し、底部がオイル含有部材に接触する。二つの蓋は二つの支え部材に締め付けられる。上述した構造の特徴により、導油部材は装着後の安定性を良好に維持できる。

比較的好ましい場合、一つの支え部材は両端面に凸状部を別々に有する。別の一つの支え部材は両端面に凹状部を別々に有する。二つの凸状部は二つの凹状部に着脱可能に嵌まり込む。或いは、二つの支え部材はそれぞれ一つの端面に凸状部を有し、別の一つの端面に凹状部を有する。一つの支え部材の凸状部は別の一つの支え部材の凹状部に着脱可能に嵌まり込む。上述した構造の特徴により、二つの支え部材は装着後の位置決め効果を良好に維持できる。

比較的好ましい場合、一つの支え部材は外周面に二つの相対するフックを有する。別の一つの支え部材は外周面に二つの相対するフック状溝を有する。一つの支え部の二つのフックは別の一つの支え部材の二つのフック状溝に嵌まり込む。或いは、二つの支え部材はそれぞれ外周面にフックと、フックに相対するフック状溝とを有する。一つの支え部材のフックは別の一つの支え部材のフック状溝に嵌まり込む。上述した構造の特徴により、二つの支え部材は装着後の位置決め効果を良好に維持できる。

比較的好ましい場合、支持金具は二つの第二穿孔を有する。それぞれの支え部材は底面に弾性嵌合部を有する。支え部材の弾性嵌合部は支持金具の第二穿孔に着脱可能に嵌まり込む。上述した構造の特徴により、二つの支え部材は着脱の便をはかり、オイル含有部材によって潤滑油を補充する際の利便性を向上させることができる。

上述した課題を解決するため、ロボットアームはハウジング、スプライン軸、二つのナットおよび潤滑装置を備える。スプライン軸はハウジングの上方からハウジングに差し込まれる。二つのナットはハウジング内に間隔を置いてスプライン軸を締め付ける。スプライン軸は二つのナットに駆動され、軸方向に沿って上下移動するか回転する。潤滑装置はハウジング内の二つのナットの間に位置付けられ、オイル含有部材および導油部材を有する。導油部材はオイル含有部材およびスプライン軸の外周面に接触することによってオイル含有部材からの潤滑油をスプライン軸に伝送する。上述した構造の特徴により、本発明による潤滑装置の装着位置はスプライン軸の末端の作動行程に影響を与えることがない。本発明による潤滑装置の潤滑効果はスプライン軸失効リスクを低減し、メンテナンスの費用を削減することができる。

本発明による潤滑装置およびそれを有するロボットアームの詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。なお、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明による潤滑装置を採用したロボットアームを示す斜視図である。 本発明による潤滑装置を採用したロボットアームの一部分を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による潤滑装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による潤滑装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による潤滑装置の底部から見た分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による潤滑装置を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態による潤滑装置を示す平面図である。 本発明の第２実施形態による潤滑装置を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による潤滑装置を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による潤滑装置を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態による潤滑装置の一部分を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による潤滑装置を示す平面図である。

以下、本発明による潤滑装置およびそれを有するロボットアームを図面に基づいて説明する。なお、明細書において方向性用語は図に示した方向に基づいて表現される。図中の同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造の特徴を示す。

（第１実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態による潤滑装置１８は水平多関節ロボット（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｒｏｂｏｔ Ａｒｍ，ＳＣＡＲＡ）１０に適用される。水平多関節ロボット１０は台座１１、第一アーム１２、第二アーム１３、ハウジング１４、スプライン軸１５および二つのナット１６を備える。
台座１１は床または平坦な地面に固定される。第一アーム１２は後端が台座１１に回転可能に連結されるため、台座１１内の第一軸のモーター（図中未表示）の駆動力によって回転する。第二アーム１３は後端が第一アーム１２の前端に回転可能に連結され、ハウジング１４内の第二軸のモーター（図中未表示）の駆動力によって回転する。ハウジング１４は第二アーム１３の頂面に被さってスプライン軸１５および二つのナット１６を保護する。
図２はハウジング１４内の部品を示す斜視図である。スプライン軸１５はハウジング１４の上方からハウジング１４に差し込まれて第二アーム１３を貫通する。つまり、スプライン軸１５は先端がハウジング１４に突出し、末端が第二アーム１３に突出する。二つのナット１６はハウジング１４内に間隔を置いてスプライン軸１５を締め付ける。一つのナット１６は内壁面にスプライン軸１５に対応するらせん状溝（図中未表示）を有する。別の一つのナット１６は内壁面にスプライン軸１５に対応する線状溝（図中未表示）を有する。モーターなどの動力源の駆動力によって二つのナット１６が回転する際、スプライン軸１５は二つのナット１６によって駆動され、軸方向に沿って上下移動するか回転する。水平多関節ロボット１０、即ち従来の技術は本発明の重点でないため、詳細な構造および作動原理を省略する。図２は水平多関節ロボット１０の内部構造を明確にするために台座１１、第一アーム１２およびハウジング１４を取り外した状態を示す斜視図である。

図３および図４に示すように、本発明の第１実施形態による潤滑装置１８はハウジング１４内の二つのナット１６の間に位置付けられ、支持金具２０、二つの支え部材３０、二つのオイル含有部材４０および導油部材４２を有する。

支持金具２０は両端がボルトなどの固定部材（図中未表示）によって第二アーム１３に締め付けられる。支持金具２０は第一穿孔２２と、第一穿孔２２の両側に位置する二つの第二穿孔２４とを有する。スプライン軸１５は第一穿孔２２を貫通する。

二つの支え部材３０は形が円弧状であり、それぞれ底面に弾性嵌合部３１を有する。図５および図６に示すように、それぞれの支え部材３０の弾性嵌合部３１は支持金具２０の第二穿孔２４に着脱可能に嵌まり込む。二つの支え部材３０を水平方向に沿って結合させれば、二つの支え部材３０は第一穿孔２２を貫通するスプライン軸１５を中心に回転できる。
図４に示すように、本実施形態において、二つの支え部材３０はそれぞれスプライン軸１５に向かう格納溝３２、格納溝３２の両側に形成された凸状部３５および凹状部３６、フック部３３およびフック状溝３４を有する。フック部３３およびフック状溝３４は支持金具２０の第一穿孔２２の相対する両側に位置付けられる。
図７に示すように、一つの支え部材３０のフック３３は別の一つの支え部材３０のフック状溝３４に嵌まり込む。一つの支え部材３０の凸状部３５は別の一つの支え部材３０の凹状部３６に嵌まり込む。上述した構造の特徴により、結合した二つの支え部材３０の構造の安定性を増大させることができる。

オイル含有部材４０は高分子材料から製作され、潤滑油を供給する。図４および図６に示すように、二つのオイル含有部材４０は円弧状を呈し、二つの支え部材３０の格納溝３２内に別々に格納される。

導油部材４２は潤滑油を吸収できる材料（例えばウールフェルト）から製作される。図６に示すように、導油部材４２は底部が二つのオイル含有部材４０に接触し、頂部が二つの蓋５０に押さえられる。それぞれの蓋５０は二つのボルト５２によって支え部材３０の頂面に締め付けられるため、導油部材４２は二つの支え部材３０の間に安定し、図７に示すように内周面がスプライン軸１５の外周面に接触することによって二つのオイル含有部材４０からの潤滑油をスプライン軸１５の外周面に付着させ、スプライン軸１５を潤すことができる。
図４に示すように、導油部材４２はＣ字型のスリット４４を有する。導油部材４２はスリット４４によって径方向に沿って変形できるため、着脱が容易である。

（第２実施形態）
図８および図９に示すように、本発明の第２実施形態において、支え部材３０、オイル含有部材４０および蓋５０の数は二つに限らず、実際の状況に応じて一つであってもよい。支え部材３０およびオイル含有部材４０が一つであれば、導油部材４２は第１実施形態により掲示された導油部材４２をＣ字型スリットに沿って裁断して形成した円弧状の物体であるため、導油部材４２を格納溝３２に格納することが容易である。つまり、一側のみに支え部材３０、オイル含有部材４０および蓋５０および導油部材４２を配置してもスプライン軸１５に潤滑効果を生じることができる。

（第３実施形態）
図１０に示すように、本発明の第３実施形態による潤滑装置６０は構造が第１実施形態とほぼ同じである。第１実施形態との違いは二つの支え部材７０、８０の位置決め方式にある。詳しく言えば、図１１に示すように、一つの支え部材７０は二つのフック７２を有する。二つのフック７２は支持金具２０の第一穿孔２２の相対する両側に位置付けられる。別の一つの支え部材８０は二つのフック状溝８２を有する。二つのフック状溝８２は支持金具２０の第一穿孔２２の相対する両側に位置付けられる。一つの支え部材７０は二つの凸状部７４を有する。二つの凸状部７４は支持金具２０の第一穿孔２２の相対する両側に位置付けられる。別の一つの支え部材８０は二つの凹状部８４を有する。二つの凹状部８４は支持金具２０の第一穿孔２２の相対する両側に位置付けられる。
上述した構造の特徴により、図１２に示すように、二つの支え部材７０、８０を組み合わせて位置決めする際、支え部材７０の二つのフック７２と支え部材８０の二つのフック状溝８２を嵌め合わせ、支え部材７０の二つの凸状部７４と支え部材８０の二つの凹状部８４を嵌め合わせればよい。二つの支え部材７０、８０および別の部材（例えば支持金具２０、オイル含有部材４０、導油部材４２および蓋５０）の構造は第１実施形態により開示された内容と同じであるため、説明を省略する。

以上をまとめると、本発明による潤滑装置１８、６０の装着位置はスプライン軸１５の末端の作動行程に影響を与えることがない。導油部材４２による潤滑効果はスプライン軸１５の失効リスクを効果的に低減し、メンテナンスの費用を削減することができる。

１０ 水平多関節ロボット
１１ 台座
１２ 第一アーム
１３ 第二アーム
１４ ハウジング
１５ スプライン軸
１６ ナット
１８ 潤滑装置
２０ 支持金具
２２ 第一孔
２４ 第二孔
３０ 支え部材
３１ 弾性嵌合部
３２ 格納溝
３３ フック
３４ フック状溝
３５ 凸状部
３６ 凹状部
４０ オイル含有部材
４２ 導油部材
４４ スリット
５０ 蓋
５２ ねじ
６０ 潤滑装置
７０、８０ 支え部材
７２ フック
７４ 凸状部
８２ フック状溝
８４ 凹状部

Claims (4)

1. ハウジング、スプライン軸、二つのナット、支持金具および二つの支え部材を有するロボットアームに適用される潤滑装置であって、
   前記ハウジング内の二つの前記ナットの間に位置付けられ、
   オイル含有部材および導油部材を備え、
   前記ロボットアームにおいて、前記スプライン軸は前記ハウジングに差し込まれ、二つの前記ナットは前記ハウジング内に間隔を置いて前記スプライン軸を締め付けるため、前記スプライン軸は二つの前記ナットによって駆動され、軸方向に沿って上下移動するか回転することができ、
   前記支持金具は第一穿孔を有し、前記スプライン軸は前記第一穿孔を貫通し、
   二つの前記支え部材は前記支持金具に配置され、かつ水平方向に沿って合わされるため、前記第一穿孔を貫通する前記スプライン軸を中心に回転することができ、
   前記オイル含有部材および前記導油部材は、二つの前記支え部材の前記スプライン軸に向かう側面に配置され、
   前記導油部材は前記オイル含有部材および前記スプライン軸の外周面に接触することによって前記オイル含有部材からの潤滑油を前記スプライン軸に伝送することを特徴とする、
   潤滑装置。
2. 一つの前記支え部材は二つの凸状部を有し、二つの前記凸状部は前記支持金具の前記第一穿孔の相対する両側に位置付けられ、別の一つの前記支え部材は二つの凹状部を有し、二つの前記凹状部は前記支持金具の前記第一穿孔の相対する両側に位置付けられ、一つの前記支え部の二つの前記凸状部は別の一つの前記支え部の二つの前記凹状部に着脱可能に嵌まり込むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑装置。
3. 二つの前記支え部材はそれぞれ前記凸状部および前記凹状部を有し、前記凸状部および前記凹状部は前記支持金具の前記第一穿孔の相対する両側に位置付けられ、一つの前記支え部材の前記凸状部は別の一つの前記支え部材の前記凹状部に着脱可能に嵌まり込むことを特徴とする請求項２に記載の潤滑装置。
4. ハウジング、スプライン軸、二つのナット、潤滑装置、支持金具および二つの支え部材を備えたロボットアームであって、
   前記スプライン軸は前記ハウジングに差し込まれ、
   二つの前記ナットは前記ハウジング内に間隔を置いて前記スプライン軸を締め付けるため、前記スプライン軸は二つの前記ナットに駆動され、軸方向に沿って上下移動するか回転することができ、
   前記支持金具は第一穿孔を有し、前記スプライン軸は前記第一穿孔を貫通し、
   二つの前記支え部材は前記支持金具に配置され、かつ水平方向に沿って合わされるため、前記第一穿孔を貫通する前記スプライン軸を中心に回転することができ、
   前記潤滑装置は前記ハウジング内の二つの前記ナットの間に位置付けられ、オイル含有部材および導油部材を有し、
   前記オイル含有部材および前記導油部材は、二つの前記支え部材の前記スプライン軸に向かう側面に配置され、
   前記導油部材は前記オイル含有部材および前記スプライン軸の外周面に接触することによって前記オイル含有部材からの潤滑油を前記スプライン軸に伝送することを特徴とする、
   ロボットアーム。

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