KR102084988B1 - 윤활유 열화 센서 및 그것을 구비한 기계 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 기계 본체에 설치되어 상기 기계 본체의 윤활유의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서가 제공되는 것이다. 상기 윤활유 열화 센서는 발광 소자 및 컬러 수광 소자를 탑재한 회로 기판과, 상기 윤활유가 침입하는 유용 간극이 형성된 간극 형성 부재와, 상기 회로 기판 및 상기 간극 형성 부재를 지지하는 지지 부재와, 상기 기계 본체에 고정되는 고정 부재와, 상기 지지 부재 및 상기 고정 부재 사이에 배치되어, 충격을 흡수하는 충격 흡수 부재를 구비한다. 상기 간극 형성 부재는 상기 발광 소자에 의해 발해지는 광을 투과시킨다. 상기 유용 간극은 상기 발광 소자로부터 상기 컬러 수광 소자까지의 광로 상에 배치된다. 상기 지지 부재는 상기 회로 기판이 설치되는 기판 설치부를 구비한다. 상기 충격 흡수 부재의 적어도 일부는 상기 고정 부재 및 상기 지지 부재 사이에 상기 기판 설치부를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간에 배치되어 있다.

Description

윤활유 열화 센서 및 그것을 구비한 기계 {LUBRICATING OIL DEGRADATION SENSOR AND MACHINE PROVIDED THEREWITH}
본 발명은 기계의 윤활유의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서에 관한 것이다.
종래, 기계의 윤활유의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서로서, 윤활유가 침입하기 위한 오일 침입용 공극부를 적외 LED(Light Emitting Diode)로부터 포토 다이오드까지의 광로 상에 형성하고, 적외 LED의 출사광에 대한 오일 침입용 공극부 내의 윤활유에 의한 광흡수량을 포토 다이오드의 수광량에 의해 측정함으로써, 측정한 광흡수량과 상관하는 윤활유의 열화도를 판정하는 오일 열화도 센서가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 오일 열화도 센서는 윤활유의 열화도로서 윤활유 중의 불용해분의 농도를 측정할 수 있지만, 윤활유 중의 오염 물질의 종류를 특정할 수 없다는 문제가 있다.
윤활유 중의 오염 물질의 종류를 특정하는 기술로서는, 윤활유의 여과 후 멤브레인 필터에 LED에 의해 광을 조사하고, 멤브레인 필터 상의 오염 물질로부터의 반사광을 수광 소자로 RGB의 디지털값으로 변환하고, 변환한 RGB의 디지털값에 기초하여 윤활유 중의 오염 물질의 종류를 특정하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 비특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 출원 공개 평7-146233호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-104160호 공보
야마구치 토모히코 외 4명, 「윤활유 오염 물질의 색상 판별법」, 후쿠이 대학 공학부 연구 보고, 2003년 3월, 제51권, 제1호, p.81-88 혼다 토모미, 「윤활유의 열화 진단ㆍ검사 기술」, 정밀 공학회지, 2009년, 제75권, 제3호, p.359-362
비특허문헌 1, 2에 기재된 기술은 기계로부터 윤활유를 발취하여 멤브레인 필터로 여과할 필요가 있어, 즉시성이 부족하다는 문제가 있다.
본 발명은 기계의 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있는 윤활유 열화 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유리한 점에 따르면, 기계 본체에 설치되어 상기 기계 본체의 윤활유의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서이며,
광을 발하도록 구성된 발광 소자와,
받은 광의 색을 검출하도록 구성된 컬러 수광 소자와,
상기 발광 소자 및 상기 컬러 수광 소자를 탑재한 회로 기판과,
상기 윤활유가 침입하는 유용 간극이 형성된 간극 형성 부재와,
상기 발광 소자, 상기 컬러 수광 소자, 상기 회로 기판 및 상기 간극 형성 부재를 지지하는 지지 부재와,
상기 기계 본체에 고정되도록 구성된 고정 부재와,
상기 지지 부재 및 상기 고정 부재 사이에 배치되어, 충격을 흡수하도록 구성된, 충격 흡수 부재를 구비하고 있고,
상기 간극 형성 부재는 상기 발광 소자에 의해 발해지는 광을 투과시키도록 구성되고,
상기 유용 간극은 상기 발광 소자로부터 상기 컬러 수광 소자까지의 광로 상에 배치되어 있고,
상기 지지 부재는 상기 회로 기판이 설치되는 기판 설치부를 구비하고 있고,
상기 충격 흡수 부재의 적어도 일부는 상기 고정 부재 및 상기 지지 부재 사이에 상기 기판 설치부를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간에 배치되어 있는 것이 제공된다.
상기 충격 흡수 부재는 상기 지지 부재를 둘러싸는 연속된 부분이며 상기 고정 부재와 밀착하는 고정 부재 밀착부와, 상기 지지 부재를 둘러싸는 일체로 된 부분이며 상기 지지 부재와 밀착하는 지지 부재 밀착부를 구비하고 있어도 된다.
상기 고정 부재는 외측에서 상기 기계 본체에 접촉하는 접촉부를 구비하고 있고, 상기 지지 부재는 상기 접촉부의 내측에 상기 광로의 적어도 일부가 배치되도록, 상기 접촉부의 내측에 배치되어 있고, 상기 충격 흡수 부재는 상기 접촉부와 상기 지지 부재 사이에 적어도 일부가 배치되어 있어도 된다.
상기 접촉부는 상기 기계 본체의 구멍에 삽입되는 부분이어도 된다.
상기 구멍은 나사 구멍이고, 상기 접촉부는 상기 기계 본체의 상기 나사 구멍에 삽입되어 고정되는 나사부여도 된다.
본 발명의 기계는 상술한 윤활유 열화 센서와, 상기 기계 본체를 구비하고 있어도 된다.
또한, 본 발명의 기계는 산업용 로봇용 감속기이고, 상기 기계 본체는 감속기 본체여도 된다.
또한, 본 발명의 기계는 산업용 로봇이고, 상기 기계 본체는 아암과, 상기 아암의 관절부에 사용되는 감속기를 구비하고 있고, 상기 윤활유는 상기 감속기의 윤활유여도 된다.
본 발명의 윤활유 열화 센서는 발광 소자에 의해 발해진 광 중 유용 간극에 있어서 윤활유 중의 철분 등의 오염 물질에 의해 흡수되지 않았던 파장의 광에 대해, 컬러 수광 소자에 의해 색을 검출하므로, 기계 본체의 윤활유 중의 오염 물질의 색을 즉시 검출할 수 있다. 즉, 본 발명의 윤활유 열화 센서는 컬러 수광 소자에 의해 검출한 색에 기초하여 기계 본체의 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 윤활유 열화 센서는 고정 부재가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에, 지지 부재 및 고정 부재 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재에 의해, 고정 부재로부터 지지 부재의 기판 설치부로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부에 설치되어 있는 회로 기판에 탑재되어 있는 전자 부품이 충격에 의해 손상될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 윤활유 열화 센서는 고정 부재가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에 고장날 가능성을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 윤활유 열화 센서는 고정 부재가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에, 지지 부재 및 고정 부재 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재에 의해, 고정 부재로부터 지지 부재의 기판 설치부로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부에 설치되어 있는 회로 기판에 탑재되어 있는 발광 소자 및 컬러 수광 소자의 위치 관계가 충격에 의해 변화될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 윤활유 열화 센서는 고정 부재가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다.
본 발명의 윤활유 열화 센서는 충격 흡수 부재에 의해 고정 부재로부터 지지 부재로 전해지는 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 충격 흡수 부재에 의해 고정 부재 및 지지 부재 사이로부터의 윤활유의 누설을 방지할 수도 있다.
본 발명의 윤활유 열화 센서는 접촉부가 기계 본체에 접촉하여 변형되었다고 해도, 접촉부와 지지 부재 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재에 의해 지지 부재에 접촉부의 변형이 전해지기 어렵고, 지지 부재의 변형에 의한 광로의 변화가 발생하기 어려우므로, 접촉부가 기계 본체에 접촉하는 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 윤활유 열화 센서는 접촉부가 기계 본체의 구멍에 삽입되어 기계 본체에 접촉함으로써 접촉부가 내측으로 변형되기 쉬우므로, 접촉부가 기계 본체에 접촉하는 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있는 효과가 크다.
본 발명의 윤활유 열화 센서는 나사부가 기계 본체의 나사 구멍으로 비틀어 넣어져 기계 본체에 접촉함으로써 나사부가 내측으로 변형되기 쉬우므로, 나사부가 기계 본체에 고정되는 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있는 효과가 크다.
본 발명의 기계는 윤활유 열화 센서에 의해 기계 본체의 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 기계는 윤활유 열화 센서가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에 윤활유 열화 센서가 고장날 가능성이나, 윤활유 열화 센서에 의한 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다.
본 발명의 산업용 로봇용 감속기는 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있는 윤활유 열화 센서의 고장이나, 검출의 정밀도 저하의 가능성을 억제할 수 있으므로, 즉시의 고장 예지의 정확성을 장기간 유지할 수 있다. 또한, 산업용 로봇용 감속기는 산업용 로봇에 설치된 경우에, 산업용 로봇의 동작에 수반하여 가속도를 받거나, 산업용 로봇의 진동에 의해 진동을 받으므로, 이들 가속도 및 진동에 의한 충격을 장기간에 걸쳐서 받게 된다. 따라서, 본 발명의 산업용 로봇용 감속기는 윤활유 열화 센서가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에 윤활유 열화 센서가 고장날 가능성이나, 윤활유 열화 센서에 의한 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다는 효과가 크다.
본 발명의 산업용 로봇은 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있는 윤활유 열화 센서의 고장이나, 검출의 정밀도 저하의 가능성을 억제할 수 있으므로, 즉시의 고장 예지의 정확성을 장기간 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 산업용 로봇은 산업용 로봇 자신의 동작에 수반하여 윤활유 열화 센서에 가속도를 부여하거나, 산업용 로봇 자신의 진동에 의해 윤활유 열화 센서에 진동을 부여하므로, 이들 가속도 및 진동에 의한 충격을 장기간에 걸쳐서 윤활유 열화 센서에 부여하게 된다. 따라서, 본 발명의 산업용 로봇은 윤활유 열화 센서가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에 윤활유 열화 센서가 고장날 가능성이나, 윤활유 열화 센서에 의한 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다는 효과가 크다.
이상으로부터, 본 발명의 윤활유 열화 센서는 기계의 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 관절부의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 윤활유 열화 센서의 정면도이다.
도 4는 아암에 설치된 상태에서의 도 3에 도시하는 윤활유 열화 센서의 정면 단면도이다.
도 5의 (a)는 도 3에 도시하는 윤활유 열화 센서의 평면도이다. 도 5의 (b)는 도 3에 도시하는 윤활유 열화 센서의 저면도이다.
도 6의 (a)는 도 3에 도시하는 하우징의 정면도이다. 도 6의 (b)는 도 3에 도시하는 하우징의 정면 단면도이다.
도 7의 (a)는 도 3에 도시하는 하우징의 측면도이다. 도 7의 (b)는 도 3에 도시하는 하우징의 측면 단면도이다.
도 8의 (a)는 도 3에 도시하는 하우징의 평면도이다. 도 8의 (b)는 도 3에 도시하는 하우징의 저면도이다.
도 9의 (a)는 도 4에 도시하는 홀더의 정면도이다. 도 9의 (b)는 도 4에 도시하는 홀더의 정면 단면도이다.
도 10의 (a)는 도 4에 도시하는 홀더의 측면도이다. 도 10의 (b)는 도 4에 도시하는 홀더의 측면 단면도이다.
도 11의 (a)는 도 4에 도시하는 홀더의 평면도이다. 도 11의 (b)는 도 4에 도시하는 홀더의 저면도이다.
도 12는 도 4에 도시하는 백색 LED로부터 RGB 센서까지의 광로를 도시하는 도면이다.
도 13의 (a)는 도 4에 도시하는 홀더 캡의 정면도이다. 도 13의 (b)는 도 4에 도시하는 홀더 캡의 정면 단면도이다.
도 14의 (a)는 도 4에 도시하는 홀더 캡의 평면도이다. 도 14의 (b)는 도 4에 도시하는 홀더 캡의 저면도이다.
도 15의 (a)는 도 4에 도시하는 충격 흡수 부재의 정면도이다. 도 15의 (b)는 도 4에 도시하는 충격 흡수 부재의 정면 단면도이다.
도 16은 윤활유의 흐름에 대한 도 3에 도시하는 유용 간극의 개구 방향과, RGB 센서에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 17의 (a)는 윤활유의 흐름에 대한 도 3에 도시하는 유용 간극의 개구 방향이 0°인 상태를 도시하는 도면이다. 도 17의 (b)는 윤활유의 흐름에 대한 도 3에 도시하는 유용 간극의 개구의 방향이 45°인 상태를 도시하는 도면이다. 도 17의 (c)는 윤활유의 흐름에 대한 도 3에 도시하는 유용 간극의 개구의 방향이 90°인 상태를 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 윤활유 열화 센서의 정면 단면도이며, 윤활유 열화 센서가 아암에 설치된 상태에서의 도면이다.
도 19의 (a)는 도 18에 도시하는 윤활유 열화 센서의 평면도이다. 도 19의 (b)는 도 18에 도시하는 윤활유 열화 센서의 저면도이다.
도 20은 도 18의 I-I 화살표 단면도이다.
도 21의 (a)는 도 18에 도시하는 하우징의 정면 단면도이다. 도 21의 (b)는 도 18에 도시하는 하우징의 측면 단면도이다.
도 22의 (a)는 도 18에 도시하는 하우징의 평면도이다. 도 22의 (b)는 도 18에 도시하는 하우징의 저면도이다.
도 23의 (a)는 도 18에 도시하는 홀더의 정면도이다. 도 23의 (b)는 도 18에 도시하는 홀더의 측면도이다.
도 24는 도 18에 도시하는 홀더의 저면도이다.
도 25는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 윤활유 열화 센서의 정면 단면도이며, 윤활유 열화 센서가 아암에 설치된 상태에서의 도면이다.
도 26의 (a)는 도 25에 도시하는 하우징의 정면 단면도이다. 도 26의 (b)는 도 25에 도시하는 하우징의 평면도이다.
도 27의 (a)는 도 25에 도시하는 홀더의 정면도이다. 도 27의 (b)는 도 25에 도시하는 홀더의 정면 단면도이다.
도 28은 도 25에 도시하는 홀더의 저면도이다.
도 29는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 윤활유 열화 센서의 정면 단면도이며, 윤활유 열화 센서가 아암에 설치된 상태에서의 도면이다.
도 30의 (a)는 도 29에 도시하는 하우징의 정면 단면도이다. 도 30의 (b)는 도 29에 도시하는 하우징의 평면도이다.
도 31의 (a)는 도 29에 도시하는 홀더의 정면도이다. 도 31의 (b)는 도 29에 도시하는 홀더의 정면 단면도이다.
도 32는 도 29에 도시하는 홀더의 저면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 사용하여 설명한다.
우선, 제1 실시 형태에 관한 기계로서의 산업용 로봇의 구성에 대해 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 산업용 로봇(100)의 측면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 산업용 로봇(100)은 바닥, 천장 등의 설치 부분(900)에 설치되는 설치부(111)와, 아암(112 내지 116)과, 설치부(111) 및 아암(112)을 접속하는 관절부(120)와, 아암(112) 및 아암(113)을 접속하는 관절부(130)와, 아암(113) 및 아암(114)을 접속하는 관절부(140)와, 아암(114) 및 아암(115)을 접속하는 관절부(150)와, 아암(115) 및 아암(116)을 접속하는 관절부(160)와, 아암(116) 및 도시하고 있지 않은 핸드를 접속하는 관절부(170)를 구비하고 있다.
또한, 산업용 로봇(100) 중, 후술하는 윤활유(131a) 등의 윤활유와, 후술하는 윤활유 열화 센서(137a, 137b, 139a, 139b) 등의 윤활유 열화 센서를 제외한 부분은, 산업용 로봇(100)이 본 발명의 기계인 경우에 본 발명의 기계 본체를 구성하고 있다.
도 2는 관절부(130)의 단면도이다. 또한, 이하에 있어서는, 관절부(130)에 대해 설명하지만, 관절부(120, 140 내지 170)에 대해서도 마찬가지이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 관절부(130)는 아암(112) 및 아암(113)을 접속하는 산업용 로봇용 감속기인 감속기(131)와, 볼트(138a)에 의해 아암(112)에 고정된 모터(138)와, 감속기(131)의 가동부에 발생하는 마찰을 경감하기 위한 윤활유(131a)의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서(139a) 및 윤활유 열화 센서(139b)를 구비하고 있다.
감속기(131)는 감속기 본체(132)와, 감속기 본체(132)의 윤활유(131a)의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서(137a) 및 윤활유 열화 센서(137b)를 구비하고 있다. 감속기 본체(132)는 감속기(131)가 본 발명의 기계인 경우에 본 발명의 기계 본체를 구성하고 있다.
감속기 본체(132)는 볼트(133a)에 의해 아암(112)에 고정된 케이스(133)와, 볼트(134a)에 의해 아암(113)에 고정된 지지체(134)와, 모터(138)의 출력축에 고정된 기어(135a)와, 감속기(131)의 중심축 주위에 등간격으로 3개 배치되어 있고 기어(135a)와 교합하는 기어(135b)와, 감속기(131)의 중심축의 주위에 등간격으로 3개 배치되어 있고 기어(135b)에 고정된 크랭크축(135c)과, 케이스(133)에 설치된 내기어와 교합하는 2개의 외치 기어(136)를 구비하고 있다.
지지체(134)는 케이스(133)에 베어링(133b)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이스(133)와, 지지체(134) 사이에는 윤활유(131a)의 누설을 방지하기 위한 시일 부재(133c)가 설치되어 있다.
크랭크축(135c)은 지지체(134)에 베어링(134b)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있음과 함께, 외치 기어(136)에 베어링(136a)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다.
윤활유 열화 센서(137a) 및 윤활유 열화 센서(137b)는 케이스(133)에 고정되어 있다. 윤활유 열화 센서(139a)는 아암(112)에 고정되어 있다. 윤활유 열화 센서(139b)는 아암(113)에 고정되어 있다.
도 3은 윤활유 열화 센서(139b)의 정면도이다. 도 4는 아암(113)에 설치된 상태에서의 윤활유 열화 센서(139b)의 정면 단면도이다. 도 5의 (a)는 윤활유 열화 센서(139b)의 평면도이다. 도 5의 (b)는 윤활유 열화 센서(139b)의 저면도이다. 또한, 이하에 있어서는, 윤활유 열화 센서(139b)에 대해 설명하지만, 윤활유 열화 센서(137a, 137b, 139a) 등, 윤활유 열화 센서(139b) 이외의 윤활유 열화 센서에 대해서도 마찬가지이다.
도 3 내지 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 윤활유 열화 센서(139b)는 윤활유 열화 센서(139b)의 각 부품을 지지하는 알루미늄 합금제의 하우징(20)과, 간극 형성 부재(60)를 지지하는 지지 부재(30)와, 지지 부재(30)에 보유 지지된 간극 형성 부재(60)와, 전자 부품군(70)과, 하우징(20) 및 지지 부재(30) 사이에 배치되어 충격을 흡수하는 연질 고무제의 충격 흡수 부재(80)를 구비하고 있다.
지지 부재(30)는 하우징(20)에 6각 구멍이 있는 볼트(11)에 의해 고정되어 있다. 지지 부재(30)는 알루미늄 합금제의 홀더(40)와, 홀더(40)에 6각 구멍이 있는 볼트(12)에 의해 고정된 알루미늄 합금제의 홀더 캡(50)을 구비하고 있다.
간극 형성 부재(60)는 2개의 유리제의 직각 프리즘(61, 62)에 의해 구성되어 있고, 윤활유(131a)가 침입하기 위한 간극인 유용 간극(60a)이 2개의 직각 프리즘(61, 62) 사이에 형성되어 있다.
전자 부품군(70)은 스페이서(13)를 통해 6각 구멍이 있는 볼트(14)에 의해 지지 부재(30)에 고정된 회로 기판(71)과, 회로 기판(71)에 실장된 백색 LED(72)와, 회로 기판(71)에 실장된 RGB 센서(73)와, 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)측과는 반대측에 회로 기판(71)에 실장된 커넥터(74)와, 커넥터(74)에 전기적으로 접속되는 것이 가능한 커넥터(75)와, 홀더 캡(50)에 고정된 방수 커넥터(76)와, 커넥터(75) 및 방수 커넥터(76)를 전기적으로 접속하는 복수개의 리드선(77)을 구비하고 있다. 회로 기판(71)에는 백색 LED(72), RGB 센서(73) 및 커넥터(74) 이외에도, 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)의 신호를 처리하는 전자 부품 등의 복수의 전자 부품이 실장되어 있다. 방수 커넥터(76)는 윤활유 열화 센서(139b)의 외부의 장치의 커넥터가 접속되고, 외부의 장치 커넥터를 통해 외부의 장치로부터 전력이 공급됨과 함께, 윤활유 열화 센서(139b)의 검출 결과를 전기 신호로 하여 외부의 장치 커넥터를 통해 외부의 장치에 출력하도록 되어 있다.
윤활유 열화 센서(139b)는 하우징(20) 및 아암(113) 사이로부터의 윤활유(131a)의 누설을 방지하는 O링(15)을 구비하고 있다.
6각 구멍이 있는 볼트(11)는 지지 부재(30) 및 하우징(20)의 양쪽에 접촉함으로써 하우징(20)에 대한 지지 부재(30)의 회전을 방지하도록 되어 있다. 6각 구멍이 있는 볼트(11)는 6각 렌치 등의 공구와 접촉하기 위한 공구 접촉부(11a)를 구비하고 있다. 공구 접촉부(11a)는 지지 부재(30) 및 하우징(20)의 양쪽에 접촉하기 위한 구동력을 접촉력에 의해 외부로부터 받는 부분이다. 공구 접촉부(11a)는 하우징(20)이 아암(113)에 고정된 경우에 윤활유(131a)에 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있다.
도 6의 (a)는 하우징(20)의 정면도이다. 도 6의 (b)는 하우징(20)의 정면 단면도이다. 도 7의 (a)는 하우징(20)의 측면도이다. 도 7의 (b)는 하우징(20)의 측면 단면도이다. 도 8의 (a)는 하우징(20)의 평면도이다. 도 8의 (b)는 하우징(20)의 저면도이다.
도 3 내지 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 하우징(20)은 아암(113)의 나사 구멍(113a)에 고정되기 위한 나사부(21)와, 아암(113)의 나사 구멍(113a)에 대해 나사부(21)가 회전될 때에 스패너 등의 공구에 의해 파지되기 위한 공구 접촉부(22)와, 홀더(40)가 수납되는 홀더 수납부(23)를 구비하고 있다. 또한, 하우징(20)은 6각 구멍이 있는 볼트(11)가 비틀어 넣어지기 위한 나사 구멍(24)과, O링(15)이 끼워지는 홈(25)이 형성되어 있다.
하우징(20)은 산업용 로봇(100)의 아암(113), 즉 기계 본체에 고정되도록 되어 있고, 본 발명의 고정 부재를 구성하고 있다. 또한, 나사부(21)는 아암(113)의 나사 구멍(113a)에 삽입되어 외측에서 나사 구멍(113a)에 고정되도록 되어 있고, 본 발명의 접촉부를 구성하고 있다.
또한, 아암(113)의 나사 구멍(113a)은 윤활유 열화 센서(139b)가 제거되어 있는 상태일 때에, 감속기(131)로의 윤활유(131a)의 공급과, 감속기(131)로부터의 윤활유(131a)의 폐기에 이용되어도 된다.
도 9의 (a)는 홀더(40)의 정면도이다. 도 9의 (b)는 홀더(40)의 정면 단면도이다. 도 10의 (a)는 홀더(40)의 측면도이다. 도 10의 (b)는 홀더(40)의 측면 단면도이다. 도 11의 (a)는 홀더(40)의 평면도이다. 도 11의 (b)는 홀더(40)의 저면도이다. 도 12는 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(10a)를 도시하는 도면이다.
도 3 내지 도 5의 (b) 및 도 9의 (a) 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 홀더(40)는 직각 프리즘(61)이 수납되는 프리즘 수납부(41)와, 직각 프리즘(62)이 수납되는 프리즘 수납부(42)와, 백색 LED(72)가 수납되는 LED 수납부(43)와, RGB 센서(73)가 수납되는 RGB 센서 수납부(44)를 구비하고 있다. 또한, 홀더(40)는 프리즘 수납부(41) 및 LED 수납부(43)를 연통하는 구멍(45)과, 프리즘 수납부(42) 및 RGB 센서 수납부(44)를 연통하는 구멍(46)과, 6각 구멍이 있는 볼트(14)가 비틀어 넣어지기 위한 나사 구멍(47)과, 6각 구멍이 있는 볼트(12)가 비틀어 넣어지기 위한 나사 구멍(48)이 형성되어 있다.
프리즘 수납부(41)는 직각 프리즘(61)을 끼워 넣는 2개의 벽(41a)을 구비하고 있고, 벽(41a)에 있어서 접착제에 의해 직각 프리즘(61)을 고정하고 있다. 프리즘 수납부(42)는 직각 프리즘(62)을 끼워 넣는 2개의 벽(42a)을 구비하고 있고, 벽(42a)에 있어서 접착제에 의해 직각 프리즘(62)을 고정하고 있다.
홀더(40)는 LED 수납부(43), 구멍(45), 프리즘 수납부(41), 프리즘 수납부(42), 구멍(46) 및 RGB 센서 수납부(44)에 의해, 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(10a)의 적어도 일부를 둘러싸고 있다.
홀더(40)는, 예를 들어 광택 제거의 흑알루마이트 처리와 같이, 광의 반사를 방지하는 처리가 표면에 실시되어 있다.
또한, 홀더(40)는 회로 기판(71)을 통해 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)를 지지하고 있다. 홀더(40)는 스페이서(13) 및 6각 구멍이 있는 볼트(14)를 통해 회로 기판(71)이 설치되는 기판 설치부(30a)를 구비하고 있다. 또한, 홀더(40)는 간극 형성 부재(60)를 직접 지지하고 있다.
도 12에 도시한 바와 같이, 간극 형성 부재(60)의 유용 간극(60a)은 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(10a) 상에 배치되어 있다.
직각 프리즘(61, 62)은 백색 LED(72)에 의해 발해지는 광을 투과시킨다. 직각 프리즘(61)은 백색 LED(72)에 의해 발해지는 광이 입사하는 입사면(61a)과, 입사면(61a)으로부터 입사한 광을 반사하여 광의 진행 방향을 90도 구부리는 반사면(61b)과, 반사면(61b)에서 반사한 광이 출사하는 출사면(61c)이 형성되어 있다. 직각 프리즘(62)은 직각 프리즘(61)의 출사면(61c)으로부터 출사한 광이 입사하는 입사면(62a)과, 입사면(62a)으로부터 입사한 광을 반사하여 광의 진행 방향을 90도 구부리는 반사면(62b)과, 반사면(62b)에서 반사한 광이 출사하는 출사면(62c)이 형성되어 있다.
직각 프리즘(61)의 입사면(61a), 반사면(61b) 및 출사면(61c)과, 직각 프리즘(62)의 입사면(62a), 반사면(62b) 및 출사면(62c)은 광학 연마되어 있다. 또한, 직각 프리즘(61)의 반사면(61b)과, 직각 프리즘(62)의 반사면(62b)은 알루미늄 증착막이 실시되어 있다. 그리고, 경도나 밀착력이 약한 알루미늄 증착막을 보호하기 위해, SiO2막이 알루미늄 증착막 상에 더 실시되어 있다.
광로(10a)는 직각 프리즘(61)의 반사면(61b)에 90도 구부러져 있고, 직각 프리즘(62)의 반사면(62b)에서도 90도 구부러져 있다. 즉, 광로(10a)는 간극 형성 부재(60)에 의해 180도 구부러져 있다.
직각 프리즘(61)의 출사면(61c)과, 직각 프리즘(62)의 입사면(62a)의 거리가, 즉, 유용 간극(60a)의 길이이다. 유용 간극(60a)의 길이가 지나치게 짧은 경우, 윤활유(131a) 중의 오염 물질이 유용 간극(60a)을 적절하게 유통하기 어려우므로, 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색의 검출 정밀도가 떨어진다. 한편, 유용 간극(60a)의 길이가 지나치게 긴 경우, 백색 LED(72)로부터 발해진 광이 유용 간극(60a) 내의 윤활유(131a) 중의 오염 물질에 의해 지나치게 흡수되어 RGB 센서(73)까지 도달하기 어려우므로, 마찬가지로 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색의 검출 정밀도가 떨어진다. 따라서, 유용 간극(60a)의 길이는 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색의 검출 정밀도가 높아지도록, 적절하게 설정되는 것이 바람직하다. 유용 간극(60a)의 길이는, 예를 들어 1㎜이다.
백색 LED(72)는 백색의 광을 발하는 전자 부품이고, 본 발명의 발광 소자를 구성하고 있다. 백색 LED(72)로서, 예를 들어 니치아 카가꾸 고교 가부시끼가이샤제의 NSPW500GS-K1이 사용되어도 된다.
RGB 센서(73)는 받은 광의 색을 검출하는 전자 부품이고, 본 발명의 컬러 수광 소자를 구성하고 있다. RGB 센서(73)로서, 예를 들어 하마마쯔 호토닉스 가부시끼가이샤제의 S9032-02가 사용되어도 된다.
도 13의 (a)는 홀더 캡(50)의 정면도이다. 도 13의 (b)는 홀더 캡(50)의 정면 단면도이다. 도 14의 (a)는 홀더 캡(50)의 평면도이다. 도 14의 (b)는 홀더 캡(50)의 저면도이다.
도 3 내지 도 5의 (b), 도 13의 (a) 내지 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 홀더 캡(50)은 하우징(20)에 대해 지지 부재(30)가 회전될 때에 6각 렌치 등의 공구와 접촉하기 위한 공구 접촉부(51)를 구비하고 있다. 공구 접촉부(51)는 하우징(20)에 대한 지지 부재(30)의 회전의 구동력을 접촉력에 의해 외부로부터 받는 부분이다. 공구 접촉부(51)는 하우징(20)이 아암(113)에 고정된 경우에 윤활유(131a)에 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있다. 또한, 홀더 캡(50)은 방수 커넥터(76)가 삽입되는 구멍(52)과, 6각 구멍이 있는 볼트(12)가 삽입되기 위한 구멍(53)이 형성되어 있다.
홀더 캡(50)은, 예를 들어 광택 제거의 흑색 알루마이트 처리와 같이, 광의 반사를 방지하는 처리가 표면에 실시되어 있다.
도 15의 (a)는 충격 흡수 부재(80)의 정면도이다. 도 15의 (b)는 충격 흡수 부재(80)의 정면 단면도이다.
도 15의 (a) 및 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 충격 흡수 부재(80)는 6각 구멍이 있는 볼트(11)가 삽입되기 위한 구멍(81)이 형성되어 있다. 충격 흡수 부재(80)는 두께가 대략 균일한 막 형상의 부재이다. 충격 흡수 부재(80)는 하우징(20) 및 홀더(40) 사이에 홀더(40)의 기판 설치부(30a)를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간(10b)에 배치되어 있다. 충격 흡수 부재(80)는 지지 부재(30)를 둘러싸는 연속된 부분이며 하우징(20)과 밀착하는 고정 부재 밀착부(82)와, 지지 부재(30)를 둘러싸는 연속된 부분이며 지지 부재(30)와 밀착하는 지지 부재 밀착부(83)를 구비하고 있다. 또한, 충격 흡수 부재(80)는 충격을 흡수하는 재질이면, 연질 고무 이외의 재질에 의해 형성되어 있어도 된다. 충격 흡수 부재(80)는 일체로 형성되어 있다.
다음에, 윤활유 열화 센서(139b)의 조립 방법에 대해 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 윤활유 열화 센서(139b)에 대해 설명하지만, 윤활유 열화 센서(137a, 137b, 139a) 등, 윤활유 열화 센서(139b) 이외의 윤활유 열화 센서에 대해서도 마찬가지이다.
우선, 홀더(40)의 프리즘 수납부(41) 중 직각 프리즘(61)의 입사면(61a)과 접촉하는 면과, 직각 프리즘(61)의 면 중 프리즘 수납부(41)의 2개의 벽(41a)과 각각 접촉하는 2개의 면에 접착제가 도포되고, 그 접착제에 의해 프리즘 수납부(41)에 직각 프리즘(61)이 고정된다. 또한, 홀더(40)의 프리즘 수납부(42) 중 직각 프리즘(62)의 출사면(62c)과 접촉하는 면과, 직각 프리즘(62)의 면 중 프리즘 수납부(42)의 2개의 벽(42a)과 각각 접촉하는 2개의 면에 접착제가 도포되고, 그 접착제에 의해 프리즘 수납부(42)에 직각 프리즘(62)이 고정된다. 또한, 홀더(40)의 LED 수납부(43)에 백색 LED(72)가 접착제에 의해 고정된다.
계속해서, RGB 센서(73) 및 커넥터(74)가 실장된 회로 기판(71)이 홀더(40)에 스페이서(13)를 통해 6각 구멍이 있는 볼트(14)에 의해 고정되고, 백색 LED(72)가 회로 기판(71)에 땜납에 의해 고정된다.
계속해서, 홀더 캡(50)에 고정된 방수 커넥터(76)에 리드선(77)을 통해 접속된 커넥터(75)가, 회로 기판(71) 상의 커넥터(74)에 접속된다.
계속해서, 홀더 캡(50)이 홀더(40)에 6각 구멍이 있는 볼트(12)에 의해 고정된다. 이상과 같이 하여, 간극 형성 부재(60) 및 전자 부품군(70)이 설치된 지지 부재(30)가 조립된다.
마지막으로, 지지 부재(30)가, O링(15) 및 충격 흡수 부재(80)가 설치된 하우징(20)의 홀더 수납부(23)에 6각 구멍이 있는 볼트(11)에 의해 고정된다.
다음에, 아암(113)으로의 윤활유 열화 센서(139b)의 설치 방법에 대해 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 윤활유 열화 센서(139b)에 대해 설명하지만, 윤활유 열화 센서(137a, 137b, 139a) 등, 윤활유 열화 센서(139b) 이외의 윤활유 열화 센서에 대해서도 마찬가지이다.
우선, 하우징(20)의 공구 접촉부(22)가 공구에 의해 파지되고, 아암(113)의 나사 구멍(113a)에 하우징(20)의 나사부(21)가 삽입되어 고정, 즉 비틀어 넣어짐으로써, 아암(113)에 윤활유 열화 센서(139b)가 고정된다.
그리고, 윤활유 열화 센서(139b)의 외부의 장치의 커넥터가 방수 커넥터(76)에 접속된다.
다음에, 산업용 로봇(100)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 관절부(130)의 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 관절부(130)에 대해 설명하지만, 관절부(120, 140 내지 170)에 대해서도 마찬가지이다.
관절부(130)의 모터(138)의 출력축이 회전하면, 모터(138)의 회전력은 감속기(131)에 의해 감속되고, 감속기(131)의 케이스(133)에 고정된 아암(112)에 대해, 감속기(131)의 지지체(134)에 고정된 아암(113)을 움직인다.
다음에, 윤활유 열화 센서(139b)의 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 윤활유 열화 센서(139b)에 대해 설명하지만, 윤활유 열화 센서(137a, 137b, 139a) 등, 윤활유 열화 센서(139b) 이외의 윤활유 열화 센서에 대해서도 마찬가지이다.
윤활유 열화 센서(139b)는 방수 커넥터(76)를 통해 외부의 장치로부터 공급되는 전력에 의해 백색 LED(72)로부터 백색의 광을 발한다.
그리고, 윤활유 열화 센서(139b)는 RGB 센서(73)에 의해 받은 광의 RGB의 각 색의 광량을 전기 신호로서 방수 커넥터(76)를 통해 외부의 장치에 출력한다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b)는 RGB 센서(73) 이외의 센서를 별도 탑재하고 있어도 된다. 예를 들어, 윤활유 열화 센서(139b)는, 윤활유(131a)의 온도를 검출하는 온도 센서가 전자 부품군(70)에 포함되어 있는 경우에는, 온도 센서에 의해 검출된 온도도 전기 신호로서 방수 커넥터(76)를 통해 외부의 장치에 출력할 수 있다.
다음에, 윤활유 열화 센서(139b)의 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향의 조정 방법에 대해 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 윤활유 열화 센서(139b)에 대해 설명하지만, 윤활유 열화 센서(137a, 137b, 139a) 등, 윤활유 열화 센서(139b) 이외의 윤활유 열화 센서에 대해서도 마찬가지이다.
윤활유 열화 센서(139b)의 외부의 장치는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색에 기초하여 감속기(131)의 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 종류 및 양을 특정할 수 있다. 즉, 윤활유 열화 센서(139b)는 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색을 검출함으로써, 윤활유(131a)의 열화의 정도를 검출할 수 있다.
도 16은 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향과, RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 17의 (a)는 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 0°인 상태를 도시하는 도면이다. 도 17의 (b)는 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 45°인 상태를 도시하는 도면이다. 도 17의 (c)는 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 90°인 상태를 도시하는 도면이다.
또한, RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 R, G, B의 각 값을 사용하여, 다음의 수 1로 나타내는 식으로 계산할 수 있다.
[수 1]
Figure 112014113231785-pct00001
도 16에 도시하는 관계를 도출한 실험에 있어서, 윤활유(131a)는 열화의 정도가 적은 신유(新油)가 사용되어 있다.
또한, 도 16에 있어서, 「정지 시」라 함은, 윤활유(131a)의 흐름이 멈춰 있을 때를 나타내고 있다. 윤활유(131a)의 흐름이 멈춰 있을 때, 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향은 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 「정지 시」에 있어서 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE는 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향과, RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE의 관계의 판단 기준이 된다.
또한, 도 16에 있어서, 36[rpm] 및 45[rpm]은 아암(112)에 대한 아암(113)의 회전 속도를 1분간당의 회전수로 나타내고 있다. 윤활유 열화 센서(139b)는 아암(113)에 설치되어 있으므로, 아암(112)에 대한 아암(113)의 회전에 의해 윤활유(131a) 중을 이동하게 된다. 즉, 36[rpm] 및 45[rpm]은 윤활유 열화 센서(139b)에 대한 윤활유(131a)의 흐름의 속도를 간접적으로 나타내고 있다.
도 17의 (a) 내지 도 17의 (c)에 있어서, 유용 간극(60a)을 나타내는 화살표 이외의 화살표는 윤활유(131a)의 흐름을 나타내고 있다.
윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE로 판단될 수 있다. 즉, 도 16에 있어서, 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도는 아암(112)에 대한 아암(113)의 회전수가 45[rpm]인 경우이며, 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 0° 및 45°인 경우에 저하되어 있다. 이와 같이, 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도는 윤활유(131a)의 흐름에 대한 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향에 의해 저하되는 경우가 있다.
윤활유 열화 센서(139b)는 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 조정되는 것이 가능하다.
우선, 하우징(20)에 대해 지지 부재(30)가 회전 가능해지도록, 공구 접촉부(11a)에 삽입된 공구에 의해 6각 구멍이 있는 볼트(11)가 헐거워진다.
계속해서, 하우징(20)의 공구 접촉부(22)가 공구에 의해 파지됨으로써 아암(113)에 대한 하우징(20)의 회전이 방지된 상태에서, 공구 접촉부(51)에 삽입된 공구에 의해 하우징(20)에 대해 지지 부재(30)가 회전된다. 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향은 하우징(20)에 대한 지지 부재(30)의 회전에 의해 변화된다.
마지막으로, 하우징(20)에 대해 지지 부재(30)가 회전 불가능해지도록, 공구 접촉부(11a)에 삽입된 공구에 의해 6각 구멍이 있는 볼트(11)가 조여진다.
이상에 설명한 바와 같이, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 백색 LED(72)에 의해 발해진 백색의 광 중 유용 간극(60a)에 있어서 윤활유(131a) 중의 오염 물질에 의해 흡수되지 않았던 파장의 광에 대해, RGB 센서(73)에 의해 색을 검출하므로, 감속기(131)의 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색을 즉시 검출할 수 있다. 즉, 각 윤활유 열화 센서는 RGB 센서(73)에 의해 검출한 색에 기초하여 감속기(131)의 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 종류 및 양을 컴퓨터 등의 외부의 장치에 의해 즉시 특정 가능하게 할 수 있다. 또한, 각 윤활유 열화 센서는 RGB 센서(73)에 의해 검출한 색에 기초하여 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 특정하는 전자 부품이 전자 부품군(70)에 포함되어 있어도 된다.
일반적으로, 산업용 로봇은 관절부에 사용되어 있는 감속기의 성능에 의해 아암의 궤적의 정밀도 등이 크게 좌우된다. 따라서, 산업용 로봇용 감속기는 성능이 떨어진 경우에 적절하게 교환되는 것이 중요하다. 그러나, 산업용 로봇용 감속기가 교환되는 경우, 그 감속기를 구비하고 있는 산업용 로봇이나, 그 산업용 로봇이 설치되어 있는 생산 라인이 정지되어 있어야만 한다. 따라서, 산업용 로봇용 감속기의 교환 시기를 파악하기 위해, 산업용 로봇용 감속기의 고장이 적절하게 예지되는 것은 매우 중요하다. 여기서, 산업용 로봇(100)의 각 윤활유 열화 센서는 상술한 바와 같이, RGB 센서(73)에 의해 검출한 색에 기초하여 감속기(131)의 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 종류 및 양을 컴퓨터 등의 외부의 장치에 의해 즉시 특정 가능하게 할 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는, 즉시의 고장의 예지를 가능하게 할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 하우징(20)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에, 하우징(20) 및 지지 부재(30) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(80)에 의해, 하우징(20)으로부터 지지 부재(30)의 기판 설치부(30a)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부(30a)에 설치되어 있는 회로 기판(71)에 탑재되어 있는 전자 부품이 충격에 의해 손상될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 하우징(20)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에 고장날 가능성을 억제할 수 있다. 즉, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있는 윤활유 열화 센서의 고장의 가능성을 억제할 수 있으므로, 즉시의 고장의 예지의 정확성을 장기간 유지할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 하우징(20)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에, 하우징(20) 및 지지 부재(30) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(80)에 의해, 하우징(20)으로부터 지지 부재(30)의 기판 설치부(30a)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부(30a)에 설치되어 있는 회로 기판(71)에 탑재되어 있는 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)의 위치 관계가 충격에 의해 변화될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 하우징(20)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에 아암(113)의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다.
산업용 로봇(100)은 산업용 로봇(100) 자신의 동작에 수반하여 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서에 가속도를 부여하거나, 산업용 로봇(100) 자신의 진동에 의해 윤활유 열화 센서에 진동을 부여하거나, 모터(138) 등의 각 모터의 진동에 의해 윤활유 열화 센서에 진동을 부여하므로, 이들 가속도 및 진동에 의한 충격을 장기간에 걸쳐서 윤활유 열화 센서에 부여하게 된다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 윤활유 열화 센서가 기계 본체로부터 충격을 받은 경우에 윤활유 열화 센서가 고장날 가능성이나, 윤활유 열화 센서에 의한 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다는 효과가 크다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 충격 흡수 부재(80)가 고정 부재 밀착부(82) 및 지지 부재 밀착부(83)를 구비하고 있으므로, 충격 흡수 부재(80)에 의해 하우징(20)으로부터 지지 부재(30)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 충격 흡수 부재(80)에 의해 하우징(20) 및 지지 부재(30) 사이로부터의 윤활유(131a)의 누설을 방지할 수도 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 나사부(21)의 내측에 광로(10a)의 일부가 배치되도록 지지 부재(30)가 나사부(21)의 내측에 배치되어 있음과 함께, 나사부(21)와 지지 부재(30) 사이에 충격 흡수 부재(80)의 일부가 배치되어 있으므로, 예를 들어 나사부(21)와 비교하여 나사 구멍(113a) 등의 나사 구멍이 작게 형성되어 있는 경우에, 하우징(20)의 나사부(21)가 아암(113)의 나사 구멍(113a) 등의 기계 본체의 나사 구멍에 외측에서 접촉하여 내측으로 변형되었다고 해도, 나사부(21)와 지지 부재(30) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(80)에 의해 지지 부재(30)로 나사부(21)의 변형이 전해지기 어렵고, 지지 부재(30)의 변형에 의한 광로(10a)의 변화가 발생하기 어렵다. 따라서, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 나사부(21)에 의해 기계 본체에 고정되는 경우에 기계 본체의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 나사부(21)가 기계 본체의 나사 구멍에 비틀어 넣어져 기계 본체에 접촉함으로써 나사부(21)가 내측으로 변형되기 쉬우므로, 나사부(21)가 기계 본체에 고정되는 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있는 효과가 크다.
또한, 하우징(20)은 나사부(21) 이외에 아암(113) 등의 기계 본체에 고정되는 구성을 구비하고 있는 경우, 도 3에 도시하는 나사부(21)의 부분이 간단히 외측에서 기계 본체에 접촉하는 접촉부여도 된다. 예를 들어, 하우징(20)은 나사부(21)의 부분이 나사가 없는 단순한 원통 형상의 부분이어도 된다. 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 접촉부가 기기 본체의 구멍에 삽입되는 부분인 경우, 접촉부가 기계 본체의 구멍에 삽입되어 기계 본체에 접촉함으로써 접촉부가 내측으로 변형되기 쉬우므로, 접촉부가 나사부(21)인 구성과 마찬가지로, 접촉부가 기계 본체에 접촉하는 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있는 효과가 크다. 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 접촉부가 기기 본체의 구멍에 삽입되지 않고 기기 본체에 접촉하는 구성이라도, 접촉부가 기계 본체에 외측에서 접촉하여 내측으로 변형되었다고 해도, 접촉부와 지지 부재(30) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(80)에 의해 지지 부재(30)로 접촉부의 변형이 전해지기 어려우므로, 접촉부가 기계 본체에 접촉하는 경우에 기계 본체의 윤활유 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
윤활유(131a)에는 마찰면의 마찰을 저감하기 위한 몰리브덴디티오카르바메이트(MoDTC), 몰리브덴디티오포스페이트(MoDTP) 등의 유기 몰리브덴(Mo) 등의 마찰 저감제, 마찰면의 시징을 억제하는 성능인 극압성을 향상시키기 위한 SP계 첨가제 등의 극압 첨가제, 슬러지의 발생이나 부착을 억제하기 위한 Ca술포네이트 등의 분산제 등, 각종 첨가제가 첨가되는 경우가 있다. 이 첨가제는, 윤활유(131a)의 열화와 함께, 예를 들어 산업용 로봇(100) 및 감속기의 금속 표면에 부착, 결합하거나, 침강하여 윤활유(131a)로부터 분리된다. 각 윤활유 열화 센서는 윤활유(131a) 중의 철분의 양뿐만 아니라, 윤활유(131a)에 첨가되어 있는 각종 첨가제의 감소에 수반하는 기유(基油)의 열화도나 슬러지 등의 오염 물질의 증가를, 검출한 색에 기초하여 특정할 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 철분 농도에만 기초하여 감속기의 고장을 예지하는 기술과 비교하여, 고장의 예지 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서는 지지 부재(30)가 회전하는 경우에 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 변화되도록 지지 부재(30)를 회전 가능하게 하우징(20)이 지지하고 있으므로, 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 경우에 산업용 로봇(100)의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 높아지도록, 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 경우의 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 조정될 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 정밀도가 높은 고장의 예지를 가능하게 할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서에 있어서, 지지 부재(30)는 하우징(20)에 대한 회전의 구동력을 접촉력에 의해 외부로부터 받는 부분인 공구 접촉부(51)를, 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 경우에 윤활유(131a)에 접촉하지 않는 위치에 구비하고 있다. 따라서, 각 윤활유 열화 센서는 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 후에, 산업용 로봇(100)의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 높아지도록, 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 경우의 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 조정될 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(139b) 등의 각 윤활유 열화 센서에 있어서, 지지 부재(30) 및 하우징(20)의 양쪽에 접촉함으로써 하우징(20)에 대한 지지 부재(30)의 회전을 방지하는 6각 구멍이 있는 볼트(11)는, 지지 부재(30) 및 하우징(20)의 양쪽에 접촉하기 위한 구동력을 접촉력에 의해 외부로부터 받는 부분인 공구 접촉부(11a)를, 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 경우에 윤활유(131a)에 접촉하지 않는 위치에 구비하고 있다. 따라서, 각 윤활유 열화 센서는 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 후에, 산업용 로봇(100)의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 높아지도록, 하우징(20)이 산업용 로봇(100)에 고정된 경우의 유용 간극(60a)의 개구(60b)의 방향이 고정될 수 있다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 발광 소자가 백색의 광을 발하는 백색 LED이므로, 발광 소자가, 예를 들어 LED 이외의 램프인 구성과 비교하여, 소형화할 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 소형화할 수 있다. 또한, 본 발명의 발광 소자는 백색 LED 이외의 것이어도 된다. 예를 들어, 발광 소자는 LED 이외의 램프여도 된다. 또한, 발광 소자는 적색의 LED, 혹은 LED 이외의 적색의 램프와, 녹색의 LED, 혹은 LED 이외의 녹색의 램프와, 청색의 LED, 혹은 LED 이외의 청색의 램프를 구비하고 있고, 그들의 LED, 혹은 LED 이외의 램프로부터 발해지는 각 색의 광을 합성하여 백색의 광을 발하는 것이어도 된다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 간극 형성 부재(60)에 광로(10a)를 구부리는 반사면(61b, 62b)이 형성되어 있으므로, 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(10a)가 일직선인 구성과 비교하여, 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)를 가깝게 배치하여 전체를 소형화할 수 있다. 또한, 각 윤활유 열화 센서는 간극 형성 부재(60)가 유용 간극(60a)을 형성하는 역할뿐만 아니라, 광로(10a)를 구부리는 역할도 구비하고 있으므로, 간극 형성 부재(60) 대신에, 광로(10a)를 구부리는 부재를 별도 구비하는 구성과 비교하여, 부품 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 소형화할 수 있음과 함께, 부품 개수를 줄일 수 있다.
특히, 각 윤활유 열화 센서는 광로(10a)를 90도 구부리는 반사면(61b, 62b)이 각각 형성되어 있는 2개의 직각 프리즘(61, 62)에 의해 간극 형성 부재(60)가 구성되어 있고, 2개의 직각 프리즘(61, 62)의 반사면(61b, 62b)에 의해 광로(10a)를 180도 구부리고, 2개의 직각 프리즘(61, 62) 사이에 유용 간극(60a)이 형성되어 있는 구성이므로, 부품 개수가 적은 간단한 구성으로 소형화할 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 부품 개수가 적은 간단한 구성으로 소형화할 수 있다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 광로(10a)의 적어도 일부를 둘러싸는 홀더(40)를 구비하고 있고, 광의 반사를 방지하는 처리가 홀더(40)의 표면에 실시되어 있는 구성이므로, 불필요한 반사광을 RGB 센서(73)가 받는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해, 각 윤활유 열화 센서는 불필요한 반사광을 RGB 센서(73)가 받는 구성과 비교하여, 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 고장의 예지 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 간극 형성 부재(60) 중 유용 간극(60a)을 형성하는 면, 즉 직각 프리즘(61)의 출사면(61c) 및 직각 프리즘(62)의 입사면(62a)에 발유 처리가 실시되어 있어도 된다. 각 윤활유 열화 센서는 직각 프리즘(61)의 출사면(61c) 및 직각 프리즘(62)의 입사면(62a)에 발유 처리가 실시되어 있는 경우, 윤활유(131a)에 유용 간극(60a)을 용이하게 유통시키므로, 윤활유(131a)가 유용 간극(60a)에 막히기 쉬운 구성과 비교하여, 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 각 윤활유 열화 센서는 직각 프리즘(61)의 출사면(61c) 및 직각 프리즘(62)의 입사면(62a)에 발유 처리가 실시되어 있는 경우, 직각 프리즘(61)의 출사면(61c) 및 직각 프리즘(62)의 입사면(62a)에 오염이 부착되기 어려우므로, 윤활유(131a) 중의 오염 물질의 색의 검출 정밀도가 오염의 부착에 의해 저하되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 산업용 로봇(100) 및 산업용 로봇(100)의 각 감속기는 고장의 예지 정밀도를 향상시킬 수 있다.
감속기의 고장의 예지 정밀도는 본 발명의 윤활유 열화 센서와, 윤활유의 온도를 측정하는 온도 센서나 모터의 전류값 등의 모니터링 기구 등이 병용됨으로써, 향상될 수 있다.
또한, 간극 형성 부재(60)의 직각 프리즘(61, 62)은 본 실시 형태에 있어서 유리제이지만, 예를 들어 실리콘 수지 등, 유리 이외의 재질로 형성되어 있어도 된다. 실리콘 수지로 프리즘(61, 62)을 형성함으로써, 유용 간극(60a)을 형성하는 면에 오염이 부착되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 간극 형성 부재(60)는 본 실시 형태에 있어서 2개의 직각 프리즘(61, 62)에 의해 구성되어 있지만, 3개 이상의 프리즘에 의해 구성되어 있어도 된다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)의 배치가 본 실시 형태에 있어서 설명한 배치 이외의 배치여도 된다. 예를 들어, 각 윤활유 열화 센서는 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(10a)가 일직선이어도 된다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 직각 프리즘 이외의 구성에 의해, 광로(10a)를 구부리도록 되어 있어도 된다.
또한, 각 윤활유 열화 센서는 전력의 공급 수단으로서, 예를 들어 전지 등의 배터리를 사용하고, 외부의 장치로의 검출 결과의 출력 수단으로서, 예를 들어 와이어리스 통신을 사용해도 된다.
제2 실시 형태에 관한 기계로서의 산업용 로봇의 구성에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성은 제1 실시 형태에 관한 산업용 로봇(100)(도 1 참조)이 윤활유 열화 센서(139b)(도 3 참조) 등의 각 윤활유 열화 센서 대신에 도 18에 도시하는 윤활유 열화 센서(200)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성 중, 윤활유 열화 센서(200) 이외의 구성에 대해서는, 산업용 로봇(100)의 구성과 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
도 18은 아암(113)에 설치된 상태에서의 윤활유 열화 센서(200)의 정면 단면도이다. 도 19의 (a)는 윤활유 열화 센서(200)의 평면도이다. 도 19의 (b)는 윤활유 열화 센서(200)의 저면도이다. 도 20은 도 18의 I-I 화살표 단면도이다.
도 18 내지 도 20에 도시한 바와 같이, 윤활유 열화 센서(200)의 구성은 윤활유 열화 센서(139b)(도 4 참조)가 윤활유 열화 센서(200)의 각 부품을 지지하는 알루미늄 합금제의 하우징(220)과, 간극 형성 부재(60)를 지지하는 지지 부재(230)와, 하우징(220) 및 지지 부재(230) 사이에 배치되어 충격을 흡수하는 연질 고무제의 충격 흡수 부재(281, 282)를 하우징(20)(도 4 참조), 지지 부재(30)(도 4 참조) 및 충격 흡수 부재(80)(도 4 참조) 대신에 구비하고 있음과 함께, 윤활유 열화 센서(139b)가 하우징(220) 및 지지 부재(230) 사이에 배치된 O링(211, 212)을 새롭게 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
지지 부재(230)의 구성은 지지 부재(30)(도 4 참조)가 홀더(40)(도 4 참조) 대신에 알루미늄 합금제의 홀더(240)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
충격 흡수 부재(281, 282)는 단면의 형상이 정사각형인 막대 형상의 부재이다. 충격 흡수 부재(281, 282)는 하우징(220) 및 홀더(240) 사이에 홀더(240)의 기판 설치부(30a)를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간(200a)에 배치되어 있다. 또한, 충격 흡수 부재(281, 282)는 충격을 흡수하는 재질이면, 연질 고무 이외의 재질에 의해 형성되어 있어도 된다.
도 21의 (a)는 하우징(220)의 정면 단면도이다. 도 21의 (b)는 하우징(220)의 측면 단면도이다. 도 22의 (a)는 하우징(220)의 평면도이다. 도 22의 (b)는 하우징(220)의 저면도이다.
도 21의 (a) 내지 도 22의 (b)에 도시한 바와 같이, 하우징(220)의 구성은 하우징(20)[도 6의 (a) 및 도 6의 (b) 참조]에 O링(211)이 끼워지는 홈(221)과, O링(212)이 끼워지는 홈(222)과, 충격 흡수 부재(281)가 끼워지는 4개의 홈(223)과, 충격 흡수 부재(282)가 끼워지는 4개의 홈(224)과, 나사부(21) 및 지지 부재(230) 사이에 간극(200b)(도 18 참조)을 형성하기 위한 개구(225)가 형성되어 있다.
도 23의 (a)는 홀더(240)의 정면도이다. 도 23의 (b)는 홀더(240)의 측면도이다. 도 24는 홀더(240)의 저면도이다.
도 23의 (a) 내지 도 24에 도시한 바와 같이, 홀더(240)의 구성은 홀더(40)(도 9 참조)가 충격 흡수 부재(281)와 접촉하는 충격 흡수 부재 접촉부(241)와, 충격 흡수 부재(282)와 접촉하는 충격 흡수 부재 접촉부(242)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
홀더(240)는 하우징(220)의 나사부(21)의 내측에 광로(10a)의 일부가 배치되도록, 나사부(21)의 내측에 나사부(21)와는 이격되어 배치되어 있다. 즉, 하우징(220)의 나사부(21)와, 홀더(240) 사이에는 간극(200b)(도 18 참조)이 형성되어 있다.
다음에, 윤활유 열화 센서(200)의 조립 방법에 대해 설명한다.
우선, 제1 실시 형태와 마찬가지로 간극 형성 부재(60) 및 전자 부품군(70)이 설치된 지지 부재(230)가 조립된다.
그리고, 지지 부재(230)가, O링(15), O링(211), O링(212), 충격 흡수 부재(281) 및 충격 흡수 부재(282)가 설치된 하우징(220)의 홀더 수납부(23)에 6각 구멍이 있는 볼트(11)에 의해 고정된다.
이상에 설명한 바와 같이, 윤활유 열화 센서(200)는 하우징(220)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에, 하우징(220) 및 지지 부재(230) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(281, 282)에 의해, 하우징(220)으로부터 지지 부재(230)의 기판 설치부(30a)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부(30a)에 설치되어 있는 회로 기판(71)에 탑재되어 있는 전자 부품이 충격에 의해 손상될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 윤활유 열화 센서(200)는 하우징(220)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에 고장날 가능성을 억제할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(200)는 하우징(220)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에, 하우징(220) 및 지지 부재(230) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(281, 282)에 의해, 하우징(220)으로부터 지지 부재(230)의 기판 설치부(30a)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부(30a)에 설치되어 있는 회로 기판(71)에 탑재되어 있는 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)의 위치 관계가 충격에 의해 변화될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 윤활유 열화 센서(200)는 하우징(220)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에 아암(113)의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(200)는 나사부(21)의 내측에 광로(10a)의 일부가 배치되도록 지지 부재(230)가 나사부(21)의 내측에 나사부(21)와는 이격되어 배치되어 있으므로, 예를 들어 나사부(21)와 비교하여 나사 구멍(113a) 등의 나사 구멍이 작게 형성되어 있는 경우에, 하우징(220)의 나사부(21)가 아암(113)의 나사 구멍(113a) 등의 기계 본체의 나사 구멍에 외측에서 접촉하여 내측으로 변형되었다고 해도, 나사부(21)와는 이격되어 배치되어 있는 지지 부재(230)로 나사부(21)의 변형이 전해지기 어렵고, 지지 부재(230)의 변형에 의한 광로(10a)의 변화가 발생하기 어렵다. 따라서, 윤활유 열화 센서(200)는 나사부(21)에 의해 기계 본체에 고정되는 경우에 기계 본체의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
윤활유 열화 센서(200)의 작용 효과 중 상술한 작용 효과 이외의 작용 효과에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 윤활유 열화 센서(139b)의 작용 효과와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
제3 실시 형태에 관한 기계로서의 산업용 로봇의 구성에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성은 제2 실시 형태에 관한 산업용 로봇이 윤활유 열화 센서(200)(도 18 참조) 대신에, 도 25에 도시하는 윤활유 열화 센서(300)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성 중, 윤활유 열화 센서(300) 이외의 구성에 대해서는, 제2 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성과 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
도 25는 아암(113)에 설치된 상태에서의 윤활유 열화 센서(300)의 정면 단면도이다.
도 25에 도시한 바와 같이, 윤활유 열화 센서(300)의 구성은 윤활유 열화 센서(200)(도 18 참조)가 윤활유 열화 센서(300)의 각 부품을 지지하는 알루미늄 합금제의 하우징(320)과, 간극 형성 부재(60)를 지지하는 지지 부재(330)와, 하우징(320) 및 지지 부재(330) 사이에 배치되어 충격을 흡수하는 연질 고무제의 충격 흡수 부재(381, 382, 383)를 하우징(220)(도 18 참조), 지지 부재(230)(도 18 참조) 및 충격 흡수 부재(281, 282)(도 18 참조) 대신에 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
지지 부재(330)의 구성은 지지 부재(230)(도 18 참조)가 홀더(240)(도 18 참조) 대신에 알루미늄 합금제의 홀더(340)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
충격 흡수 부재(381, 382, 383)는 단면의 형상이 정사각형인 환상의 부재이다. 충격 흡수 부재(381, 382, 383)는 하우징(320) 및 홀더(340) 사이에 홀더(340)의 기판 설치부(30a)를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간(300a)에 배치되어 있다. 충격 흡수 부재(381, 382, 383)는, 각각, 지지 부재(330)를 둘러싸는 연속된 부분이며 하우징(320)과 밀착하는 고정 부재 밀착부(381a, 382a, 383a)와, 지지 부재(330)를 둘러싸는 연속된 부분이며 지지 부재(330)와 밀착하는 지지 부재 밀착부(381b, 382b, 383b)를 구비하고 있다. 또한, 충격 흡수 부재(381, 382, 383)는 충격을 흡수하는 재질이면, 연질 고무 이외의 재질에 의해 형성되어 있어도 된다.
도 26의 (a)는 하우징(320)의 정면 단면도이다. 도 26의 (b)는 하우징(320)의 평면도이다.
도 26의 (a) 및 도 26의 (b)에 도시한 바와 같이, 하우징(320)의 구성은 하우징(220)[도 21의 (a) 및 도 21의 (b) 참조]에 충격 흡수 부재(381)가 끼워지는 환상의 홈(321)과, 충격 흡수 부재(382)가 끼워지는 환상의 홈(322)과, 충격 흡수 부재(383)가 끼워지는 환상의 홈(323)이 홈(223)[도 21의 (a) 및 도 21의 (b) 참조] 및 홈(224)[도 21의 (a) 및 도 21의 (b) 참조] 대신에 형성되어 있다.
도 27의 (a)는 홀더(340)의 정면도이다. 도 27의 (b)는 홀더(340)의 정면 단면도이다. 도 28은 홀더(340)의 저면도이다.
도 27의 (a) 내지 도 28에 도시한 바와 같이, 홀더(340)의 구성은 홀더(240)[도 23의 (a) 및 도 23의 (b) 참조]가 충격 흡수 부재(381)가 끼워지는 환상의 홈(341)과, 충격 흡수 부재(382)가 끼워지는 환상의 홈(342)과, 충격 흡수 부재(383)가 끼워지는 환상의 홈(343)이 형성되어 있음과 함께, 충격 흡수 부재 접촉부(241)[도 23의 (a) 및 도 23의 (b) 참조] 및 충격 흡수 부재 접촉부(242)(도 23의 (a) 및 도 23의 (b) 참조]를 구비하고 있지 않은 구성과 마찬가지이다.
다음에, 윤활유 열화 센서(300)의 조립 방법에 대해 설명한다.
우선, 제1 실시 형태와 마찬가지로 간극 형성 부재(60) 및 전자 부품군(70)이 설치된 지지 부재(330)가 조립된다.
그리고, 충격 흡수 부재(381) 및 충격 흡수 부재(383)가 설치된 지지 부재(330)가, O링(15), O링(211), O링(212) 및 충격 흡수 부재(382)가 설치된 하우징(320)의 홀더 수납부(23)에 6각 구멍이 있는 볼트(11)에 의해 고정된다.
이상에 설명한 바와 같이 윤활유 열화 센서(300)는 하우징(320)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에, 하우징(320) 및 지지 부재(330) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(381, 382, 383)에 의해, 하우징(320)으로부터 지지 부재(330)의 기판 설치부(30a)에 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부(30a)에 설치되어 있는 회로 기판(71)에 탑재되어 있는 전자 부품이 충격에 의해 손상될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 윤활유 열화 센서(300)는 하우징(320)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에 고장날 가능성을 억제할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(300)는 하우징(320)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에, 하우징(320) 및 지지 부재(330) 사이에 배치되어 있는 충격 흡수 부재(381, 382, 383)에 의해, 하우징(320)으로부터 지지 부재(330)의 기판 설치부(30a)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있으므로, 기판 설치부(30a)에 설치되어 있는 회로 기판(71)에 탑재되어 있는 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)의 위치 관계가 충격에 의해 변화될 가능성을 억제할 수 있다. 따라서, 윤활유 열화 센서(300)는 하우징(320)이 아암(113)으로부터 충격을 받은 경우에 아암(113)의 윤활유(131a)의 열화의 검출 정밀도가 저하될 가능성을 억제할 수 있다.
또한, 윤활유 열화 센서(300)는 충격 흡수 부재(381, 382, 383)가 각각 고정 부재 밀착부(381a, 382a, 383a) 및 지지 부재 밀착부(381b, 382b, 383b)를 구비하고 있으므로, 충격 흡수 부재(381, 382, 383)에 의해 하우징(320)으로부터 지지 부재(330)로 전해지는 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 충격 흡수 부재(381, 382, 383)에 의해 하우징(320) 및 지지 부재(330) 사이로부터의 윤활유(131a)의 누설을 방지할 수도 있다.
윤활유 열화 센서(300)의 작용 효과 중 상술한 작용 효과 이외의 작용 효과에 대해서는, 제2 실시 형태에 관한 윤활유 열화 센서(200)의 작용 효과와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
제4 실시 형태에 관한 기계로서의 산업용 로봇의 구성에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성은 제4 실시 형태에 관한 산업용 로봇이 윤활유 열화 센서(300)(도 25 참조) 대신에 도 29에 도시하는 윤활유 열화 센서(400)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성 중, 윤활유 열화 센서(400) 이외의 구성에 대해서는, 제3 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 구성과 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
도 29는 아암(113)에 설치된 상태에서의 윤활유 열화 센서(400)의 정면 단면도이다.
도 29에 도시한 바와 같이, 윤활유 열화 센서(400)의 구성은 윤활유 열화 센서(300)(도 25 참조)가 윤활유 열화 센서(400)의 각 부품을 지지하는 알루미늄 합금제의 하우징(420)과, 간극 형성 부재(60)를 지지하는 지지 부재(430)와, 하우징(420) 및 지지 부재(430) 사이에 배치되어 충격을 흡수하는 연질 고무제의 충격 흡수 부재(481, 482, 483)를 하우징(320)(도 25 참조), 지지 부재(330)(도 25 참조) 및 충격 흡수 부재(381, 382, 383)(도 25 참조) 대신에 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
지지 부재(430)의 구성은 지지 부재(330)(도 25 참조)가 홀더(340)(도 25 참조) 대신에 알루미늄 합금제의 홀더(440)를 구비하고 있는 구성과 마찬가지이다.
충격 흡수 부재(481, 482, 483)는 단면의 형상이 원형인 환상의 부재이다. 충격 흡수 부재(481, 482, 483)는 하우징(420) 및 홀더(440) 사이에 홀더(440)의 기판 설치부(30a)를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간(400a)에 배치되어 있다. 충격 흡수 부재(481, 482, 483)는, 각각, 지지 부재(430)를 둘러싸는 연속된 부분이며 하우징(420)과 밀착하는 고정 부재 밀착부(481a, 482a, 483a)와, 지지 부재(430)를 둘러싸는 연속된 부분이며 지지 부재(430)와 밀착하는 지지 부재 밀착부(481b, 482b, 483b)를 구비하고 있다. 또한, 충격 흡수 부재(481, 482, 483)는 충격을 흡수하는 재질이면, 연질 고무 이외의 재질에 의해 형성되어 있어도 된다.
도 30의 (a)는 하우징(420)의 정면 단면도이다. 도 30의 (b)는 하우징(420)의 평면도이다.
도 30의 (a) 및 도 30의 (b)에 도시한 바와 같이, 하우징(420)의 구성은 하우징(320)[도 26의 (a) 및 도 26의 (b) 참조]에 충격 흡수 부재(481)가 끼워지는 환상의 홈(421)과, 충격 흡수 부재(482)가 끼워지는 환상의 홈(422)과, 충격 흡수 부재(483)가 끼워지는 환상의 홈(423)이 홈(321)[도 26의 (a) 및 도 26의 (b) 참조], 홈(322)[도 26의 (a) 및 도 26의 (b) 참조] 및 홈(323)[도 26의 (a) 및 도 26의 (b) 참조] 대신에 형성되어 있다.
도 31의 (a)는 홀더(440)의 정면도이다. 도 31의 (b)는 홀더(440)의 정면 단면도이다. 도 32는 홀더(440)의 저면도이다.
도 31의 (a) 내지 도 32에 도시한 바와 같이, 홀더(440)의 구성은 홀더(340)[도 27의 (a) 및 도 27의 (b) 참조]에 충격 흡수 부재(481)가 끼워지는 환상의 홈(441)과, 충격 흡수 부재(482)가 끼워지는 환상의 홈(442)과, 충격 흡수 부재(483)가 끼워지는 환상의 홈(443)이 홈(341)[도 27의 (a) 및 도 27의 (b) 참조], 홈(342)[도 27의 (a) 및 도 27의 (b) 참조] 및 홈(343)[도 27의 (a) 및 도 27의 (b) 참조]에 형성되어 있는 구성과 마찬가지이다.
윤활유 열화 센서(400)의 작용 효과에 대해서는, 제3 실시 형태에 관한 윤활유 열화 센서(300)의 작용 효과와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
또한, 각 윤활유 열화 센서의 설치 위치는 상술한 각 실시 형태에 있어서 나타낸 위치로 한정되지 않고, 산업용 로봇의 용도 등에 맞추어 적절히 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 기계는 상술한 각 실시 형태에 있어서 산업용 로봇용 감속기 또는 산업용 로봇이지만, 이들 이외의 기계여도 된다.
본 출원은 2012년 4월 26일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2012-101900)에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
10a : 광로
10b : 기판 설치부 주위 공간
20 : 하우징(고정 부재)
21 : 나사부(접촉부)
30 : 지지 부재
30a : 기판 설치부
60 : 간극 형성 부재
60a : 유용 간극
71 : 회로 기판
72 : 백색 LED(발광 소자)
73 : RGB 센서(컬러 수광 소자)
80 : 충격 흡수 부재
82 : 고정 부재 밀착부
83 : 지지 부재 밀착부
100 : 산업용 로봇(기계)
112 내지 116 : 아암
113a : 나사 구멍(기계 본체의 구멍)
131 : 감속기(기계, 산업용 로봇용 감속기)
131a : 윤활유
132 : 감속기 본체(기계 본체)
137a, 137b, 139a, 139b : 윤활유 열화 센서
200 : 윤활유 열화 센서
200a : 기판 설치부 주위 공간
220 : 하우징(고정 부재)
230 : 지지 부재
281, 282 : 충격 흡수 부재
300 : 윤활유 열화 센서
300a : 기판 설치부 주위 공간
320 : 하우징(고정 부재)
330 : 지지 부재
381 : 충격 흡수 부재
381a : 고정 부재 밀착부
381b : 지지 부재 밀착부
382 : 충격 흡수 부재
382a : 고정 부재 밀착부
382b : 지지 부재 밀착부
383 : 충격 흡수 부재
383a : 고정 부재 밀착부
383b : 지지 부재 밀착부
400 : 윤활유 열화 센서
400a : 기판 설치부 주위 공간
420 : 하우징(고정 부재)
430 : 지지 부재
481 : 충격 흡수 부재
481a : 고정 부재 밀착부
481b : 지지 부재 밀착부
482 : 충격 흡수 부재
482a : 고정 부재 밀착부
482b : 지지 부재 밀착부
483 : 충격 흡수 부재
483a : 고정 부재 밀착부
483b : 지지 부재 밀착부

Claims (8)

  1. 광을 발하는 발광 소자와, 기계 본체에 고정되기 위한 고정 부재를 구비하고, 상기 기계 본체에 설치되어 상기 기계 본체의 윤활유의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서에 있어서,
    받은 광의 색을 검출하도록 구성된 컬러 수광 소자와,
    상기 발광 소자 및 상기 컬러 수광 소자를 탑재한 회로 기판과,
    상기 윤활유가 침입하는 유용 간극이 형성된 간극 형성 부재와,
    상기 발광 소자, 상기 컬러 수광 소자, 상기 회로 기판 및 상기 간극 형성 부재를 지지하는 지지 부재와,
    상기 지지 부재 및 상기 고정 부재 사이에 배치되어, 충격을 흡수하도록 구성된 충격 흡수 부재를 더 구비하고 있고,
    상기 간극 형성 부재는 상기 발광 소자에 의해 발해지는 광을 투과시키도록 구성되고,
    상기 유용 간극은 상기 발광 소자로부터 상기 컬러 수광 소자까지의 광로 상에 배치되어 있고,
    상기 지지 부재는 상기 회로 기판이 설치되는 기판 설치부를 구비하고 있고,
    상기 충격 흡수 부재의 적어도 일부는 상기 고정 부재 및 상기 지지 부재 사이에 상기 기판 설치부를 둘러싸고 형성된 기판 설치부 주위 공간에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 윤활유 열화 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충격 흡수 부재는 상기 지지 부재를 둘러싸는 연속된 부분이며 상기 고정 부재와 밀착하는 고정 부재 밀착부와, 상기 지지 부재를 둘러싸는 일체로 된 부분이며 상기 지지 부재와 밀착하는 지지 부재 밀착부를 구비하고 있는, 윤활유 열화 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정 부재는 외측에서 상기 기계 본체에 접촉하는 접촉부를 구비하고 있고,
    상기 지지 부재는 상기 접촉부의 내측에 상기 광로의 적어도 일부가 배치되도록, 상기 접촉부의 내측에 배치되어 있고,
    상기 충격 흡수 부재는 상기 접촉부와 상기 지지 부재 사이에 적어도 일부가 배치되어 있는, 윤활유 열화 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 기계 본체의 구멍에 삽입되는 부분인, 윤활유 열화 센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구멍은, 나사 구멍이고,
    상기 접촉부는 상기 기계 본체의 상기 나사 구멍에 삽입되어 고정되는 나사부인, 윤활유 열화 센서.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 윤활유 열화 센서와, 상기 기계 본체를 구비하고 있는, 기계.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기계는 산업용 로봇용 감속기이고,
    상기 기계 본체는 감속기 본체인, 기계.
  8. 제6항에 있어서, 상기 기계는 산업용 로봇이고,
    상기 기계 본체는 아암과, 상기 아암의 관절부에 사용되는 감속기를 구비하고 있고,
    상기 윤활유는 상기 감속기의 윤활유인, 기계.
KR1020147032911A 2012-04-26 2013-04-26 윤활유 열화 센서 및 그것을 구비한 기계 KR102084988B1 (ko)

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