WO2020202511A1 - 巻き掛け伝動装置およびロボット - Google Patents

Abstract

巻き掛け伝動装置（１）は、原動軸（３）を中心に回転可能な原動車（４）と従動軸（６）を中心に回転可能な従動車（５）との間に張り渡された巻き掛け媒介節（１０）を用いて、原動機（２）の駆動力を従動軸（６）へ伝える。巻き掛け伝動装置（１）は、巻き掛け媒介節（１０）が配置される空間（６０）を封止する封止構造を構成する筐体（２０）と、原動機（２）を支持する第１の支持体である支持体（４０）と、従動軸（６）を回転可能に支持する第２の支持体である支持体（８）とを備える。支持体（４０）および支持体（８）のうちの少なくとも一方は、筐体（２０）に取り付けられて封止構造の一部をなす。

Description

巻き掛け伝動装置およびロボット

　本発明は、原動車と従動車との間に張り渡された巻き掛け媒介節を用いて原動機の駆動力を従動軸へ伝える巻き掛け伝動装置およびロボットに関する。

　原動機の駆動力を従動軸へ伝える巻き掛け伝動装置において、原動機の駆動力によって回転する原動車と従動軸を中心に回転可能な従動車との間には、ベルトあるいはチェーンといった屈曲自在な巻き掛け媒介節が張り渡される。巻き掛け媒介節は、原動車による動力を受けて原動車と従動車との間を循環することによって、従動車を回転させる。巻き掛け媒介節の張力が低下した場合、原動車から従動車への動力の伝達が困難となる。原動車から従動車への動力の伝達を可能とする張力を維持するためには、巻き掛け媒介節の張力の調整が必要となる。

　特許文献１には、モータの駆動力をアクチュエータへ伝えるための巻き掛け媒介節を有するアクチュエータ装置に、巻き掛け媒介節の張力を調整する張力調整部を設けることが開示されている。アクチュエータブラケットに形成された長孔を通された固着具がモータブラケットに締め込まれることによって、モータはアクチュエータに固定される。固着具が緩められることによって、長孔の長手方向においてモータとアクチュエータとを相対移動させることができる。張力調整部は、モータとアクチュエータとの相対移動によって巻き掛け媒介節の張力を調整する。

特開２０１７－８９７１号公報

　巻き掛け伝動装置は、巻き掛け媒介節の変性または破損あるいは伝動力の低下を引き起こす有害物質に晒される場所に設置されることがある。有害物質には、水、油、化学薬品および粉塵などが挙げられる。有害物質から巻き掛け媒介節を保護するためには、封止された空間に巻き掛け媒介節を配置することによって、有害物質が存在する環境とは巻き掛け媒介節を隔離させる必要がある。

　しかしながら、特許文献１のアクチュエータ装置では、アクチュエータ装置の外装であるアクチュエータブラケットに長孔が設けられるため、封止された空間に巻き掛け媒介節を配置することができないという問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、封止された空間に巻き掛け媒介節を配置可能とする巻き掛け伝動装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる巻き掛け伝動装置は、原動軸を中心に回転可能な原動車と従動軸を中心に回転可能な従動車との間に張り渡された巻き掛け媒介節を用いて、原動軸を回転させる原動機の駆動力を従動軸へ伝える。本発明にかかる巻き掛け伝動装置は、巻き掛け媒介節が配置される空間を封止する封止構造を構成する筐体と、原動機を支持する第１の支持体と、従動軸を回転可能に支持する第２の支持体と、を備える。第１の支持体と第２の支持体とのうちの少なくとも一方である支持体は、筐体に取り付けられて封止構造の一部をなす。

　本発明にかかる巻き掛け伝動装置は、封止された空間に巻き掛け媒介節を配置することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる巻き掛け伝動装置の要部を示す断面図 図１に示す巻き掛け伝動装置のうち支持体が設けられている部分を示す平面図 図２のIII－III線における断面を示す図 図１に示す部分Ａの拡大図 図３に示す部分Ｂの拡大図 本発明の実施の形態２にかかるロボットを示す図 図６のVII－VII線における断面を示す図

　以下に、本発明の実施の形態にかかる巻き掛け伝動装置およびロボットを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる巻き掛け伝動装置１の要部を示す断面図である。巻き掛け伝動装置１は、巻き掛け媒介節１０を用いて、原動機２の駆動力を従動軸６へ伝える。原動機２は、原動軸３を回転させる。原動軸３には、原動軸３を中心に回転する原動車４が取り付けられている。原動車４は、原動機２の駆動力によって回転する。従動軸６には、従動軸６を中心に回転可能な従動車５が取り付けられている。

　巻き掛け媒介節１０は、原動車４と従動車５との間に張り渡されている。巻き掛け媒介節１０は、平ベルトまたはＶベルトといった、ゴム等を素材とする摩擦伝動ベルトである。巻き掛け媒介節１０は、ゴム等を素材とする歯付き伝動ベルト、あるいは鉄等を素材とする伝動チェーンなどであっても良い。

　巻き掛け伝動装置１は、巻き掛け媒介節１０が配置される空間６０を形成する筐体２０を有する。筐体２０には、第１の支持体である支持体４０と、第２の支持体である支持体８とが取り付けられている。支持体４０は、原動機２を支持する。支持体４０は、筐体２０に形成されている開口を空間６０の外側から塞ぐ。原動機２は、空間６０の外側から当該開口を通して空間６０へ原動車４を入り込ませた状態で支持されている。

　軸受７は、支持体８に設けられている。支持体８は、軸受７によって従動軸６を回転可能に支持する。支持体８は、筐体２０に形成されている開口を空間６０の外側から塞ぐ。従動軸６は、空間６０の外側から当該開口を通して空間６０へ従動車５を入り込ませた状態で支持されている。

　カバー１１は、筐体２０に取り付けられることによって、筐体２０のうち空間６０を形成する部分を塞ぐ。空間６０は、筐体２０、支持体４０、支持体８およびカバー１１によって囲われている。筐体２０、支持体４０、支持体８およびカバー１１は、空間６０を封止する封止構造を構成する。かかる封止構造によって、空間６０は、空間６０の外側の環境とは隔離されている。支持体４０と支持体８とは、筐体２０に取り付けられることによって、封止構造の一部をなしている。

　筐体２０のうちカバー１１と接する部分には、筐体２０とカバー１１との間を塞ぐシール材１２が設けられている。支持体４０のうち原動機２と接する部分には、支持体４０と原動機２との間を塞ぐシール材４１が設けられている。支持体４０のうち筐体２０と接する部分には、支持体４０と筐体２０との間を塞ぐシール材４２が設けられている。シール材４２は、支持体４０の外縁に沿って設けられており、原動機２の周囲を環状に囲う。支持体８のうち筐体２０と接する部分には、支持体８と筐体２０との間を塞ぐシール材９が設けられている。シール材９は、支持体８の外縁に沿って設けられており、従動軸６の周囲を環状に囲う。巻き掛け伝動装置１は、シール材９，１２，４１，４２が設けられることによって、空間６０の外側から空間６０への空気の流入を阻止可能に密閉された空間６０に巻き掛け媒介節１０を配置することができる。

　突出部２１は、筐体２０のうち空間６０の外側に形成されている。張力調整ねじ３０は、突出部２１を貫通している。張力調整金具３１は、支持体４０に固定されている。固定ねじ３３は、張力調整金具３１を通されて支持体４０へ締め込まれることによって、支持体４０に張力調整金具３１を固定する。

　張力調整ねじ３０のうちねじ先側の部分は、張力調整金具３１を通されている。張力調整ねじ３０のうち張力調整金具３１よりもねじ先側にはナット３２が締結されている。張力調整ねじ３０と張力調整金具３１とナット３２と固定ねじ３３とは、張力調整機構を構成している。張力調整機構は、巻き掛け媒介節１０の張力を調整する。実施の形態１では、張力調整機構は、原動機２と一体とされている支持体４０を移動させることによって巻き掛け媒介節１０の張力を調整する。張力調整機構は、空間６０の外側に設けられている。

　製造現場などにおいて使用される巻き掛け伝動装置１は、有害物質に晒される場所に設置されることがある。ここで、有害物質とは、巻き掛け媒介節１０の変性または破損あるいは伝動力の低下を引き起こす物質であって、水、油、化学薬品および粉塵といった物質などとする。巻き掛け伝動装置１は、封止構造によって密閉された空間６０に巻き掛け媒介節１０が配置されることによって、有害物質が存在する環境とは巻き掛け媒介節１０を隔離することができる。これにより、巻き掛け伝動装置１は、巻き掛け媒介節１０の変性および破損と、巻き掛け媒介節１０を介した伝動力の低下とを低減できる。

　巻き掛け伝動装置１は、封止された空間６０に巻き掛け媒介節１０を配置する一方で、有害物質からの隔離が不要な構成を空間６０の外側に配置している。巻き掛け伝動装置１は、巻き掛け伝動装置１の全体が封止される場合に比べて、小型かつ簡易な封止構造によって巻き掛け媒介節１０を保護することができる。

　図２は、図１に示す巻き掛け伝動装置１のうち支持体４０が設けられている部分を示す平面図である。図３は、図２のIII－III線における断面を示す図である。図２には、原動機２と支持体４０が設けられている部分を図１における下方から見た様子を示している。

　固定ねじ５０は、支持体４０に原動機２を固定する。支持体４０には、２つの長孔２２が形成されている。長孔２２の長手方向は、原動軸３に垂直な方向であって、原動軸３と従動軸６とを通る直線に平行な方向である。２つの長孔２２の各々には、固着具である調整ねじ４３が通される。支持体４０は、長孔２２を通された調整ねじ４３が筐体２０へ締め込まれることによって、筐体２０に固定される。図２では、長孔２２は、調整ねじ４３のねじ頭によって隠れている部分に設けられている。図３には、図２に示す構成のうち１つの長孔２２が設けられている部分の断面であって長手方向に平行な断面を示している。

　シール材４５は、長孔２２の周囲を囲い支持体４０と筐体２０との間を塞ぐ。シール材４５は、２つの長孔２２の各々に設けられている。図２では、支持体４０によって隠れているシール材４２とシール材４５とを破線によって表している。巻き掛け伝動装置１は、シール材４５が設けられることによって、空間６０の外側から長孔２２を通じて空間６０へ空気が流入することを阻止することができる。

　ここで、張力調整機構による張力調整について説明する。筐体２０への支持体４０の固定が解除可能な程度まで調整ねじ４３が緩められることによって、支持体４０は、上記長手方向への移動が可能となる。張力が不足する場合、調整ねじ４３が緩められてから、張力調整機構は、張力調整ねじ３０が回されることによって、張力調整金具３１を突出部２１の側へ引き寄せる。張力調整金具３１が突出部２１の側へ引き寄せられると、支持体４０は、張力調整金具３１とともに図２における右側へ移動する。支持体４０の移動によって、原動軸３は、従動軸６から離れる方向へ移動することになる。原動軸３が従動軸６から離されることによって、巻き掛け媒介節１０の張力が増加する。原動車４から従動車５への動力の伝達が可能な張力が得られるまで原動車４を従動車５から離した状態としてから、調整ねじ４３の締め込みによって支持体４０が筐体２０に固定される。張力調整金具３１を突出部２１の側へ引き寄せた状態とされてから、調整ねじ４３が締め込まれることによって支持体４０が筐体２０に固定される。このようにして、張力調整機構は、巻き掛け媒介節１０の張力を増加させる調整を行う。

　また、張力が過大である場合、張力調整機構は、張力を増加させる場合とは逆向きに張力調整ねじ３０が回されることによって、張力調整金具３１を突出部２１とは離れる方向へ動かす。張力調整金具３１が突出部２１とは離れる方向へ動くと、支持体４０は、張力調整金具３１とともに図２における左側へ移動する。支持体４０の移動によって、原動軸３は、従動軸６へ近づく方向へ移動することになる。原動軸３が従動軸６へ近づけられることによって、巻き掛け媒介節１０の張力が減少する。張力が適度な張力となるまで巻き掛け媒介節１０を緩めた状態としてから、調整ねじ４３の締め込みによって支持体４０が筐体２０に固定される。このようにして、張力調整機構は、巻き掛け媒介節１０の張力を減少させる調整を行う。

　巻き掛け伝動装置１は、空間６０の外側において張力調整ねじ３０が回されることによって、空間６０に配置されている巻き掛け媒介節１０の張力調整が可能とされている。これにより、巻き掛け伝動装置１は、封止構造を開放させずに巻き掛け媒介節１０の張力を調整することができる。

　図４は、図１に示す部分Ａの拡大図である。シール材４２は、支持体４０に形成された凹部４６に配置されている。凹部４６には、グリスなどの潤滑材４４が封入されている。なお、凹部４６は、支持体４０に代えて筐体２０に設けられていても良く、支持体４０と筐体２０との双方に設けられていても良い。凹部４６は、支持体４０と筐体２０との少なくとも一方に設けられていれば良い。

　支持体４０が筐体２０に固定されている状態において、シール材４２は、凹部４６に押し込められた状態とされている。張力調整の際、調整ねじ４３が緩められることによって筐体２０への支持体４０の固定が解除されると、シール材４２は、復元力によって膨張する。これにより、巻き掛け伝動装置１は、張力調整の際に、シール材４２によって支持体４０と筐体２０との間を塞いだ状態を維持することができる。

　凹部４６に潤滑材４４が封入されていることによって、筐体２０とシール材４２との接触を維持したまま、筐体２０の面に沿ってシール材４２を容易に滑らせることができる。これにより、巻き掛け伝動装置１は、シール材４２によって支持体４０と筐体２０との間を塞いだ状態を維持しながら、支持体４０を容易に移動させることができる。

　図５は、図３に示す部分Ｂの拡大図である。シール材４５は、図４に示すシール材４２と同様に設けられている。シール材４５は、支持体４０に形成された凹部４７に配置されている。凹部４７には、グリスなどの潤滑材４４が封入されている。なお、凹部４７は、支持体４０に代えて筐体２０に設けられていても良く、支持体４０と筐体２０との双方に設けられていても良い。凹部４７は、支持体４０と筐体２０との少なくとも一方に設けられていれば良い。

　巻き掛け伝動装置１は、張力調整の際に、シール材４５によって支持体４０と筐体２０との間を塞いだ状態を維持することができる。また、巻き掛け伝動装置１は、凹部４７に潤滑材４４が封入されていることで、シール材４５によって支持体４０と筐体２０との間を塞いだ状態を維持しながら、支持体４０を容易に移動させることができる。

　シール材４２，４５には、弾力性、耐環境性および耐薬品性を備えるとともに繰り返しの使用が可能な材料が使用される。シール材４２，４５には、ニトリルゴム、フッ素ゴムあるいはシリコンゴムといった材料を使用することができる。巻き掛け伝動装置１は、シール材４２，４５が設けられることによって、空間６０の密閉を維持しながら、巻き掛け媒介節１０の張力を調整することができる。なお、上記のシール材９，１２，４１にも、シール材４２，４５の場合と同様の材料を使用することができる。

　実施の形態１では、張力調整機構は、従動軸６の位置を一定としながら原動軸３の位置を移動させることによって原動軸３と従動軸６との相対位置を変化させて、巻き掛け媒介節１０の張力を調整する。張力調整機構は、原動軸３と従動軸６との相対位置を変化させるものであれば良く、原動軸３の位置を一定としながら従動軸６の位置を移動させるものであっても良い。張力調整機構は、原動軸３と従動軸６との双方を移動させるものであっても良い。したがって、張力調整機構は、支持体４０と支持体８とのうちの少なくとも一方を移動させるものであれば良い。

　巻き掛け伝動装置１は、支持体４０と支持体８との双方が封止構造の一部をなすものに限られない。巻き掛け伝動装置１は、支持体４０と支持体８とのうちの少なくとも一方が封止構造の一部をなすものであれば良い。巻き掛け伝動装置１は、支持体４０と支持体８とのうちの少なくとも一方が、張力調整のための移動が可能であってかつ封止構造の一部をなしていれば良い。これにより、巻き掛け伝動装置１は、封止された空間６０に巻き掛け媒介節１０を配置することができ、かつ張力調整の際に空間６０の封止を維持することができる。

　実施の形態１によると、巻き掛け伝動装置１は、封止構造を構成する筐体２０と、支持体４０および支持体８とを有しており、支持体４０と支持体８とのうちの少なくとも一方が、筐体２０に取り付けられて封止構造の一部をなす。これにより、巻き掛け伝動装置１は、封止された空間６０に巻き掛け媒介節１０を配置することができるという効果を奏する。

実施の形態２．
　図６は、本発明の実施の形態２にかかるロボット７０を示す図である。ロボット７０は、実施の形態１にかかる巻き掛け伝動装置１を有する。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

　ロボット７０は、製品といった作業対象物への作業を実行する機械である。ロボット７０は、ベース７１と、ベース７１に対し回転可能に支持されている軸部７２と、軸部７２に連結された軸部７３と、軸部７３に連結された軸部７４と、軸部７４に接続された先端部７５とを有する。先端部７５には、作業対象物を掴むためのハンドが設けられている。図６ではハンドの図示を省略している。軸部７２，７３，７４と先端部７５とは、ロボット７０が有するアーム部を構成する。ロボット７０は、軸部７２，７３，７４同士の連結部分を回転させ、軸部７２とベース７１との連結部分を回転させることによって姿勢を変化させる。ロボット７０は、姿勢を変化させることによって、種々の位置へ先端部７５を移動させることができる。

　図７は、図６のVII－VII線における断面を示す図である。巻き掛け伝動装置１は、ロボット７０の筐体７６内に配置されている。原動機２は、軸部７４に配置されている。従動軸６は、軸部７４と先端部７５との連結部分に配置されている。ロボット７０において、巻き掛け伝動装置１は、連結部分以外の位置に配置された原動機２の駆動力を、連結部分に配置された従動軸６へ伝える。

　実施の形態２によると、ロボット７０は、実施の形態１にかかる巻き掛け伝動装置１を有することによって、封止された空間６０に巻き掛け媒介節１０を配置することができる。ロボット７０は、有害物質に晒される場所に設置される場合において、有害物質が存在する環境から巻き掛け媒介節１０を隔離することができる。これにより、ロボット７０は、巻き掛け媒介節１０の変性および破損と、巻き掛け媒介節１０による伝動力の低下とを低減できる。ロボット７０は、小型かつ簡易な封止構造によって巻き掛け媒介節１０を封止できることで、ロボット７０の小型化と巻き掛け媒介節１０の保護との両立が可能となる。

　巻き掛け伝動装置１は、ロボット７０以外の装置に適用されても良い。巻き掛け伝動装置１は、作業対象物を搬送する搬送装置、工場設備、工作機械といった、製造現場に設置される装置に適用されても良い。巻き掛け伝動装置１は、有害物質に晒される場所に設置される装置に適用されることにより、有害物質から巻き掛け媒介節１０を保護することができる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　巻き掛け伝動装置、２　原動機、３　原動軸、４　原動車、５　従動車、６　従動軸、７　軸受、８，４０　支持体、９，１２，４１，４２，４５　シール材、１０　巻き掛け媒介節、１１　カバー、２０，７６　筐体、２１　突出部、２２　長孔、３０　張力調整ねじ、３１　張力調整金具、３２　ナット、３３，５０　固定ねじ、４３　調整ねじ、４４　潤滑材、４６，４７　凹部、６０　空間、７０　ロボット、７１　ベース、７２，７３，７４　軸部、７５　先端部。

Claims (9)

1. 　原動軸を中心に回転可能な原動車と従動軸を中心に回転可能な従動車との間に張り渡された巻き掛け媒介節を用いて、前記原動軸を回転させる原動機の駆動力を前記従動軸へ伝える巻き掛け伝動装置であって、
   　前記巻き掛け媒介節が配置される空間を封止する封止構造を構成する筐体と、
   　前記原動機を支持する第１の支持体と、
   　前記従動軸を回転可能に支持する第２の支持体と、
   　を備え、
   　前記第１の支持体と前記第２の支持体とのうちの少なくとも一方である支持体は、前記筐体に取り付けられて前記封止構造の一部をなすことを特徴とする巻き掛け伝動装置。
2. 　前記支持体と前記筐体との間を塞ぐシール材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の巻き掛け伝動装置。
3. 　前記支持体には長孔が形成されており、
   　前記支持体は、前記長孔を通された固着具が前記筐体へ締め込まれることによって前記筐体に固定されることを特徴とする請求項１に記載の巻き掛け伝動装置。
4. 　前記長孔の周囲を囲い前記支持体と前記筐体との間を塞ぐシール材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の巻き掛け伝動装置。
5. 　前記原動機の周囲を囲い前記支持体と前記筐体との間を塞ぐシール材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の巻き掛け伝動装置。
6. 　前記シール材は、前記支持体と前記筐体とのうちの少なくとも一方に形成された凹部に配置されており、
   　前記凹部には潤滑材が封入されていることを特徴とする請求項４または５に記載の巻き掛け伝動装置。
7. 　前記固着具が緩められた状態において前記支持体を移動させることによって前記巻き掛け媒介節の張力を調整する張力調整機構を備えることを特徴とする請求項３から６のいずれか１つに記載の巻き掛け伝動装置。
8. 　前記張力調整機構は、前記空間の外側に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の巻き掛け伝動装置。
9. 　請求項１から８のいずれか１つに記載の巻き掛け伝動装置を有することを特徴とするロボット。

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