(57)【要約】【課題】ロボットなどの装置に搭載された減速機の状態管理及び状態診断又は減速機を搭載するロボットなどの装置の状態管理などを、簡易な構成によって容易に実施することができる減速装置及び制御システムを提供する。【解決手段】減速装置１０は、減速機３と、スピーカ１８と、制御装置１９とを備える。スピーカ１８は、減速機３の動作時に発生する音の波形と逆位相の波形の音を出力する。制御装置１９は、記憶している基本波形データ及び運転条件データの対応関係に基づいて、減速機３に連結されたモータの動作状態を指示する指令信号に応じて基本波形データの振幅及び位相の少なくともいずれかを変更することによって、スピーカ１８に入力する信号を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機と、
前記減速機の動作時に発生する音の波形と逆位相の波形の音を出力するスピーカと
を備える減速装置。
【請求項２】
前記減速機の入力部に接続されるモータと、
前記逆位相の波形の音を構成する基準波形データを記憶する記憶部と、
前記モータの動作状態を指示する指令信号に応じて前記基準波形データの振幅及び位相の少なくともいずれかを変更する処理部と
を備える
請求項１に記載の減速装置。
【請求項３】
減速機と、
前記減速機の表面に設けられる示温材と
を備える減速装置。
【請求項４】
減速機と、
前記減速機の内部に設けられる臭気センサと
を備える減速装置。
【請求項５】
減速機と、
前記減速機のギアにおける軸方向端面の振れを検出する変位センサと
を備える減速装置。
【請求項６】
減速機と、
前記減速機のギアのケースに設けられる振動センサと
を備える減速装置。
【請求項７】
減速機と、
前記減速機の内部に収容された潤滑剤の表面の位置を検出する位置センサと、
前記潤滑剤の温度を検出する温度センサと
を備える減速装置。
【請求項８】
減速機と、
前記減速機の主軸ベアリングに圧力を印加する圧電素子と
を備える減速装置。
【請求項９】
減速機と、
前記減速機の内部に収容された潤滑剤の温度を検出する温度センサと、
前記減速機のケースに設けられるペルチェ素子と、
前記温度センサによって検出される前記潤滑剤の温度に応じて前記ペルチェ素子の通電方向とオン及びオフとを切り替える制御装置と
を備える減速装置。
【請求項１０】
前記ペルチェ素子は、前記減速機の前記ケースにおける薄肉部に配置されている
請求項９に記載の減速装置。
【請求項１１】
減速機と、
前記減速機及び人体に設けられる複数の電子タグと、
前記複数の電子タグの位置情報を取得する検出器と、
を備える制御システム。
【請求項１２】
前記複数の電子タグの位置情報に基づき、各前記電子タグに所定の位置範囲領域を設定し、異なる前記電子タグ同士の前記位置範囲領域が干渉する場合に前記減速機を停止させる制御装置を備える
請求項１１に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速装置及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットなどの装置に搭載された減速機の状態管理及び状態診断又は減速機を搭載するロボットなどの装置の状態管理などを容易に実施するために、減速機に各種センサ及び機器を備えることが望まれている。
【０００３】
例えば、減速機の動作時における歯車の噛み合いによる騒音を検知するマイクロフォンと、検知した騒音と逆位相及び同振幅の干渉音を出力するスピーカとを備える減速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば、減速機の破損に起因する潤滑油の劣化を検知するためのＲＧＢセンサ及び温度センサなどの電子部品を備える減速機が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、例えば、減速機の交換時期を管理するために減速機に接続されるモータのトルクのばらつきを電流値により検出するシステムが知られている。
また、例えば、振動センサにより検知される振動波形の周波数に基づいて減速機の異常の発生部位を特定する軸受診断装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、従来、減速機の潤滑油の量に関連する潤滑油の圧力を検知する圧力センサを備える計測装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
また、従来、減速機の主軸に対して所定の設定与圧範囲の与圧を印加して所望のモーメント剛性を得るために所定厚みの金属スペーサを備える減速機が知られている。
【０００６】
また、従来、減速機の適正な状態管理などのために減速機の温度上昇を抑制するように構造的に動作効率を向上させた減速機が知られている。
また、従来、物体又は人との接触の有無を検知するトルクセンサを備えるロボットなどの装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３０１３５０号公報
【特許文献２】特開２０１６−０２０９２５号公報
【特許文献３】特開２００８−２９２２８８号公報
【特許文献４】特開平４−２４９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したような減速機の騒音を検知する場合には、リアルタイムな騒音信号の解析及びフィードバックの処理が煩雑になり、処理負荷が増大する可能性があった。これにより、煩雑な処理及び複雑な処理回路を必要とせずに、減速機の動作時における歯車の噛み合いによる騒音を抑制することが望まれている。
また、上記したような減速機の破損状態を潤滑油の劣化から検知する場合には、各種センサなどの複数の電子部品が必要となり、構成が複雑になる可能性があった。これにより、複数の電子部品による複雑な構成を必要とせずに、減速機の動作時における異常状態の有無を簡易に把握することが望まれている。
【０００９】
また、上記したような減速機の状態をモータの電流値により検知する場合には、モータのトルク変動と減速機の状態との対応関係の信頼性を確保することが困難になる可能性があった。これにより、減速機の状態診断の信頼性及び精度を向上させることが望まれている。また、例えば、減速機の状態診断などのために相対的に設計寿命が短いクランクシャフトの周辺部におけるフレーキングなどの異常の発生を検知することが望まれている。
また、上記したような軸受診断装置の場合には、振動センサは軸受上部の部位に配置されるだけであり、所望の異常発生部位を特定するために振動センサの位置が最適化されているか否かは不明である。これにより、減速機における振動異常の検知位置を適切に設定して、所望の異常発生部位に対する検知精度を向上させることが望まれている。
【００１０】
また、上記したような減速機の潤滑油の圧力を検知する場合には、潤滑油の温度に応じた油面の変化を把握することは困難である。これにより、例えば、減速機が搭載されたロボットの作業対象（基板、食品及び医薬品など）の品質管理又は減速機の状態診断などのために、減速機内部の潤滑剤の外部への漏れの有無を精度良く検知することが望まれている。
また、上記したような金属スペーサを備える減速機の場合には、常時に亘って過大なモーメント剛性が設定されることによって減速機の寿命が減少する可能性があった。これにより、例えば、減速機の耐用期間を長くしながら所望のモーメント剛性を確保するために、減速機の動作時におけるモーメント剛性を可変に制御することが望まれている。
【００１１】
また、上記したような構造的な効率向上によって温度上昇を抑制する減速機の場合、適正な温度管理を実施することが困難である。これにより、例えば、減速機の状態管理などのために減速機の温度を制御することが望まれている。
また、上記したようなトルクセンサを備えるロボットなどの装置の場合には、装置の構成が複雑になるとともに、構成に要する費用が嵩むおそれがある。これにより、簡易な構成によってロボットなどの装置と物体又は人との接触を回避することが望まれている。
【００１２】
本発明は、ロボットなどの装置に搭載された減速機の状態管理及び状態診断又は減速機を搭載するロボットなどの装置の状態管理などを、簡易な構成によって容易に実施することができる減速装置及び制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る減速装置は、減速機と、スピーカとを備える。スピーカは、減速機の動作時に発生する音の波形と逆位相の波形の音を出力する。
このように構成することで、スピーカからの出力される音によって減速機の騒音を低減又は消音することができる。
【００１４】
上記構成であって、モータと、記憶部と、処理部とを備えてもよい。モータは、減速機の入力部に接続される。記憶部は、逆位相の波形の音を構成する基準波形データを記憶する。処理部は、モータの動作状態を指示する指令信号に応じて基準波形データの振幅及び位相の少なくともいずれかを変更する。
このように構成することで、減速機の騒音低減又は消音を精度良く制御することができる。
【００１５】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、示温材とを備える。示温材は、減速機の表面に設けられる。
このように構成することで、例えば温度測定用の電子部品による複雑な構成を必要とせずに、減速機の動作時における異常状態の有無を簡易に把握することができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、臭気センサとを備える。臭気センサは、減速機の内部に設けられる。
このように構成することで、臭気センサによって減速機の内部に収容されている潤滑剤の劣化状態を判定するとともに、トルク等の状態量の検出結果とによる複合的な判定処理によって、減速機の状態診断の信頼性及び精度を向上させることができる。
【００１７】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、変位センサとを備える。変位センサは、減速機のギアにおける軸方向端面の振れを検出する。
このように構成することで、相対的に設計寿命が短いクランク軸の周辺部におけるフレーキングなどの異常の発生を、ギアにおける軸方向端面の振れを介して精度良く検知することができる。
【００１８】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、振動センサとを備える。振動センサは、減速機のギアのケースに設けられる。
このように構成することで、所望の部位に発生する所望の振動を高感度及び高精度に検出することができる。減速機における振動異常の検知位置を適切に設定して、所望の異常発生部位に対する検知精度を向上させることができる。
【００１９】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、位置センサと、温度センサとを備える。位置減速機の内部に収容された潤滑剤の表面の位置を検出する。温度センサは、潤滑剤の温度を検出する。
このように構成することで、減速機の内部に収容されている潤滑剤の量を精度良く検知することができる。例えば減速機が搭載されたロボットアームの作業対象（基板、食品及び医薬品など）の品質管理又は減速機の状態診断などのために、減速機内部の潤滑剤の外部への漏れの有無を精度良く検知することができる。
【００２０】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、圧電素子とを備える。圧電素子は、減速機の主軸ベアリングに圧力を印加する。
このように構成することで、モーメント剛性の増大に伴って寿命が低下傾向に変化することを考慮して、減速機の動作状態に応じた適正な予圧を主軸ベアリングに印加することができる。減速機の耐用期間を長くしながら所望のモーメント剛性を確保することができる。
【００２１】
本発明の他の態様に係る減速装置は、減速機と、温度センサと、ペルチェ素子と、制御装置とを備える。温度センサは、減速機の内部に収容された潤滑剤の温度を検出する。ペルチェ素子は、減速機のケースに設けられる。制御装置は、温度センサによって検出される前記潤滑剤の温度に応じて前記ペルチェ素子の通電方向とオン及びオフとを切り替える。
このように構成することで、減速機の温度を所望の温度範囲内に維持することができる。例えば減速機の状態管理などのために減速機の温度を適正に制御することができる。
【００２２】
上記構成であって、ペルチェ素子は、減速機のケースにおける薄肉部に配置されていてもよい。
このように構成することで、ペルチェ素子の吸熱及び発熱によって減速機の内部の温度を効率よく制御することができる。
【００２３】
本発明に係る制御システムは、複数の電子タグと、検出器とを備える。複数の電子タグは、減速機及び人体に設けられる。検出器は、複数の電子タグの位置情報を取得する。
このように構成することで、簡易な構成によって複数の減速機及び人体の位置を精度良く検知することができる。
【００２４】
上記構成であって、制御装置を備えてもよい。制御装置は、複数の電子タグの位置情報に基づき、各電子タグに所定の位置範囲領域を設定する。制御装置は、異なる電子タグ同士の位置範囲領域が干渉する場合に減速機を停止させる。
このように構成することで、簡易な構成によってロボットなどの装置同士の接触又は装置と人との接触を容易に回避することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ロボットなどの装置に搭載された減速機の状態管理及び状態診断又は減速機を搭載するロボットなどの装置の状態管理などを、簡易な構成によって容易に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る位相波の波形例を示す図であり、（ａ）は減速装置の騒音の波形例を示し、（ｂ）はスピーカから出力される逆位相波の波形例を示す。
【図３】本発明の第２実施形態に係る減速装置の一部の構成の斜視図であり、（ａ）はケースを示し、（ｂ）はＲＶギアを示し、（ｃ）はキャリアの基部を示し、（ｄ）は端板部を示す。
【図４】本発明の第３実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図５】本発明の第４実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図６】本発明の第５実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図７】本発明の第６実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図８】本発明の第７実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図９】本発明の第７実施形態に係る減速装置の主軸ベアリングのモーメント剛性と予圧と寿命との対応関係の一例を示す図。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る減速装置の一部を破断して構成を示す図。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る減速装置のケースを軸方向から見た図。
【図１２】本発明の第９実施形態に係る制御システムの一部の構成を模式的に示す図。
【図１３】本発明の第９実施形態に係る制御システムの減速機及び人体に設けられる複数の電子タグを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明の減速装置の第１実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、第１実施形態に係る減速装置１０の一部を破断して構成を示す図である。
図１に示すように、第１実施形態の減速装置１０は、モータ１とロボットアーム２との間に配置された減速機３を備える。
減速装置１０は、例えば歯車伝動装置である。減速装置１０は、ケース１１と、キャリア１２と、入力ギア１３と、３つの伝達ギア（スパーギア）１４と、３つのクランク軸１５と、ＲＶ（Ｒｏｔａｒｙ  Ｖｅｃｔｏｒ）ギア１６とを備える。減速装置１０は、各クランク軸１５に設けられた偏心部（図示略）の回転に連動させてＲＶギア１６を揺動回転させることにより、各クランク軸１５に連結された伝達ギア１４に噛み合う入力ギア１３の入力回転から減速した出力回転を得るように、ケース１１とキャリア１２とを相対的に回転させる偏心揺動型の歯車伝動装置である。
【００２９】
ケース１１は、モータ１を収容するモータハウジング１ａに固定されている。キャリア１２は、ロボットアーム２に固定されている。キャリア１２は、ケース１１の内部で、中心軸Ｏの軸周りにケース１１に対して回転可能に支持されている。ケース１１と、キャリア１２と、モータハウジング１ａとによって囲まれる空間には、液状の潤滑剤が貯留される。
【００３０】
入力ギア１３はモータ１の回転軸１ｂに連結されている。３つの伝達ギア１４は、入力ギア１３に噛み合わされている。３つのクランク軸１５は、３つの伝達ギア１４に連結されている。各クランク軸１５は、中心軸１５ａの軸周りにキャリア１２に対して回転可能に支持されている。各クランク軸１５の偏心部（図示略）は、ＲＶギア１６に対して回転可能に支持されている。
【００３１】
ＲＶギア１６は、ケース１１の内周面に設けられた複数の内歯ピン（図示略）に噛み合わされている。ＲＶギア１６は、各クランク軸１５の回転に伴って偏心部とともに偏心運動することによって、ケース１１の内歯ピンに接触しつつケース１１に対して揺動回転する。
【００３２】
キャリア１２は、基部１２ａと、３つのシャフト部１２ｂと、端板部１２ｃとを備える。基部１２ａ及び３つのシャフト部１２ｂは一体的に形成されている。３つのシャフト部１２ｂ及び端板部１２ｃは締結部材によって一体的に固定されている。各シャフト部１２ｂは、中心軸Ｏに平行な軸方向にＲＶギア１６に形成された貫通孔（図示略）に遊びを持った状態で挿し通されている。キャリア１２は、ＲＶギア１６の揺動回転に伴って中心軸Ｏの軸周りにケース１１に対して回転する。
【００３３】
減速装置１０は、減速機３に加えて、スピーカ１８と、制御装置１９とを備える。
スピーカ１８は、モータハウジング１ａに設けられている。スピーカ１８は、減速機３にいて相対的に動作時の騒音が大きい部位の近くに配置されている。相対的に騒音が大きい部位は、例えば入力ギア１３と３つの伝達ギア１４との噛み合い部位などである。スピーカ１８は、例えば無指向性スピーカなどである。スピーカ１８は、制御装置１９から入力される信号を音に変換する。
【００３４】
制御装置１９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。また、制御装置１９の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。
【００３５】
図２は、位相波の波形例を示す図であり、（ａ）は減速装置１０の騒音の波形例を示し、（ｂ）はスピーカ１８から出力される逆位相波の波形例を示す。
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、制御装置１９は、減速機３の動作時に発生する騒音の波形と逆位相の波形の音を出力させるようにスピーカ１８を制御する。制御装置１９は、予め実施された減速機３の単体での騒音計測の試験などによって取得された基本波形データを記憶している。
基本波形データは、例えば、減速機３の複数の所定運転状態で録音された騒音データから得られる周波数分布マップに基づいて作成された逆位相波データである。複数の所定運転状態は、例えば、無負荷、定格トルク及び定格トルクを超える所定トルク（例えば、定格トルクの２．５倍のトルクなど）の各々に対する複数の所定回転数（例えば、１ｒｐｍ、１０ｒｐｍ及び２０ｒｐｍの各々など）などである。
【００３６】
制御装置１９は、基本波形データとともに追加的に取得される運転条件データを記憶している。運転条件データは、減速機３をモータ１及びロボットアーム２等の所望の機器に搭載した状態で各種の運転条件であって実際に減速機３の動作時に録音された騒音の録音データと基本波形データとを比較することによって取得される。運転条件データは、減速機３の騒音低減又は消音が認められるモータ１の運転条件であって、例えば騒音低減又は消音の度合いが最大となる場合に対応するモータ１の運転条件（例えば、起動及び停止タイミング、回転数並びに電流値に応じたトルクなど）のデータである。
【００３７】
制御装置１９は、記憶している基本波形データ及び運転条件データの対応関係に基づいて、モータ１の動作状態を指示する指令信号に応じて基本波形データの振幅及び位相の少なくともいずれかを変更することによって、スピーカ１８に入力する信号を生成する。スピーカ１８に入力する信号は、図２に示すように、減速機３の動作時に発生する騒音の波形と逆位相の波形の音をスピーカ１８から出力させるための信号である。
【００３８】
上述したように、第１実施形態の減速装置１０によれば、減速機３の動作時に発生する音の波形と逆位相の波形の音を出力するスピーカ１８を備えることによって、減速機３の騒音を低減又は消音することができる。また、制御装置１９は、モータ１の動作状態に応じて、予め記憶している基準波形データの振幅及び位相の少なくともいずれかを変更することによって、減速機３の騒音低減又は消音を精度良く制御することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する（以下の実施形態についても同様）。
【００４０】
図３は、第２実施形態に係る減速装置２０の一部の構成の斜視図であり、（ａ）はケース１１を示し、（ｂ）はＲＶギア１６を示し、（ｃ）はキャリア１２の基部１２ａを示し、（ｄ）は端板部１２ｃを示す。
図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、第２実施形態に係る減速装置２０は、減速機３に加えて、減速機３の所定の表面に塗布された示温材２１を備える。
示温材２１は、不可逆性示温材である。例えば減速機３の表面に塗布される示温材２１の示温範囲は、４０℃、５０℃、６０℃及び７０℃のいずれかである。例えば減速機３の内部に塗布される示温材２１の示温範囲は、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃及び９０℃のいずれかである。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、示温材２１は、例えばケース１１の内周面における内歯ピン装着面以外の表面１１Ａ、ケース１１の顎面１１Ｂ及び外周面１１Ｃなどに塗布される。
図３（ｂ）に示すように、示温材２１は、例えばＲＶギア１６の軸方向端面１６Ａに塗布される。
図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、示温材２１は、例えばキャリア１２の基部１２ａ、シャフト部１２ｂ及び端板部１２ｃの各々における非加工面１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに塗布される。例えば、非加工面１２Ａは、基部１２ａの軸方向端面である。非加工面１２Ｂは、シャフト部１２ｂの側面である。非加工面１２Ｃは、端板部１２ｃの軸方向端面である。
【００４２】
なお、上述した第２実施形態では、所定の表面に塗布される示温材２１の代わりに示温材２１を有する粘着テープが所定表面に貼り付けられてもよい。
なお、上述した第２実施形態では、示温材２１を不可逆性示温材としたが、これに限定されず、例えば温度の記録のためには不可逆性示温材を用いて、状態管理のためには可逆性示温材を用いてもよい。例えば、可逆性示温材の場合、所定温度（６０℃など）を超えると警告文字が浮き出て、所定温度以下で警告文字が消えるように設けられてもよい。
【００４３】
上述したように、第２実施形態の減速装置２０は、減速機３の所定の表面に設けられる示温材２１を備える。このため、例えば温度測定用の電子部品による複雑な構成を必要とせずに、減速機３の動作時における異常状態の有無を簡易に把握することができる。
【００４４】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。
【００４５】
図４は、第３実施形態に係る減速装置３０の一部を破断して構成を示す図である。
図４に示すように、第３実施形態に係る減速装置３０は、減速機３と、制御装置１９と、臭気センサ３１とを備える。
【００４６】
臭気センサ３１は、モータハウジング１ａに設けられている。臭気センサ３１は、例えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）バイオセンサなどである。臭気センサ３１は、ケース１１と、キャリア１２と、モータハウジング１ａとによって囲まれる空間のうち潤滑剤Ｌｕが存在しない空間における臭気濃度を検出する。臭気センサ３１は、例えば、潤滑剤の劣化時に発生する有機硫黄成分及びアミン系成分を検出する。
制御装置１９は、臭気センサ３１によって検出される臭気濃度に応じて潤滑剤の劣化状態を判定するとともに、減速機３のトルクのばらつきなどのデータとの組み合わせによる複合的な判定処理によって減速機３の故障診断及び交換時期の設定などを行う。
【００４７】
上述したように、第３実施形態の減速装置３０によれば、臭気センサ３１によって潤滑剤の劣化状態を判定するとともに、トルク等の状態量の検出結果とによる複合的な判定処理によって、減速機３の状態診断の信頼性及び精度を向上させることができる。
【００４８】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。
【００４９】
図５は、第４実施形態に係る減速装置４０の一部を破断して構成を示す図である。
図５に示すように、第４実施形態に係る減速装置４０は、減速機３と、制御装置１９、変位センサ４１とを備える。
【００５０】
変位センサ４１は、モータハウジング１ａに設けられている。変位センサ４１は、例えば渦電流式変位センサなどである。変位センサ４１は、クランク軸１５の周辺部位（例えば、各種ベアリングの接触面など）に生じるフレーキング（剥離）などに起因する伝達ギア（スパーギア）１４における軸方向端面の振れ（軸方向端面の変位など）を検出する。
制御装置１９は、変位センサ４１によって検出される伝達ギア１４における軸方向端面の振れに応じて、クランク軸１５の周辺部位に生じるフレーキングの度合いを判定するとともに、減速機３のトルクのばらつきなどのデータとの組み合わせによる複合的な判定処理によって減速機３の故障診断及び交換時期の設定などを行う。
【００５１】
上述したように、第４実施形態の減速装置４０は、伝達ギア（スパーギア）１４における軸方向端面の振れを検出する変位センサ４１を備える。このため、相対的に設計寿命が短いクランク軸１５の周辺部におけるフレーキングなどの異常の発生を精度良く検知することができる。
【００５２】
（第５実施形態）
以下、第５実施形態について説明する。
【００５３】
図６は、第５実施形態に係る減速装置５０の一部を破断して構成を示す図である。
図６に示すように、第５実施形態に係る減速装置５０は、減速機３と、制御装置１９と、振動センサ５１とを備える。
【００５４】
振動センサ５１は、ケース１１に設けられている。振動センサ５１は、クランク軸１５の周辺部位及びＲＶギア１６の歯面周辺などに生じる振動を検出する。例えば、振動センサ５１は、クランク軸１５の周辺部位に生じる振動を相対的に高感度及び高精度に検出することができる部位として、シール部材５２から径方向外方におけるケース１１の外周部に配置される。シール部材５２は、中心軸Ｏに平行な軸方向におけるロボットアーム２側のケース１１の端部付近でケース１１とキャリア１２との間をシールする。
【００５５】
制御装置１９は、振動センサ５１によって検出される振動の周波数に応じて、クランク軸１５の周辺部位及びＲＶギア１６の歯面周辺の状態を判定するとともに、減速機３の故障診断及び交換時期の設定などを行う。振動センサ５１によって検出される振動の周波数は、例えば、クランク軸１５の周辺に配置される各種ベアリングの回転周波数及び転動周波数と、ＲＶギア１６の歯面とケース１１の内歯ピンとの噛み合い周波数とである。
【００５６】
制御装置１９は、予め実施された減速機３の振動計測の試験などによって取得された基準周波数データを記憶している。基準周波数データは、例えば、減速機３の複数の所定運転状態で振動センサ５１によって測定された周波数分布マップのデータである。複数の所定運転状態は、例えば、無負荷、定格トルク及び定格トルクを超える所定トルク（例えば、定格トルクの２．５倍のトルクなど）の各々などである。
制御装置１９は、クランク軸１５の周辺部位又はＲＶギア１６の歯面周辺におけるフレーキングなどの異常の発生に伴って各周波数が高くなることに基づいて、減速機３の動作時に振動センサ５１によって検出される周波数のデータと、基準周波数データとを比較することによって、減速機３の状態を判定する。
【００５７】
上述したように、第５実施形態の減速装置５０は、シール部材５２から径方向外方におけるケース１１の外周部に配置される振動センサ５１を備える。このため、クランク軸１５の周辺部位及びＲＶギア１６の歯面周辺に発生する所望の振動を高感度及び高精度に検出することができる。例えば振動センサ５１がケース１１の最外周部（モータハウジング１ａとの接続部周辺など）などの他の部位に配置される場合に比べて、クランク軸１５の周辺部位及びＲＶギア１６の歯面周辺などに生じる振動の検知精度を向上させることができる。これにより、減速機３における振動異常の検知位置を適切に設定して、所望の異常発生部位に対する検知精度を向上させることができる。
【００５８】
（第６実施形態）
以下、第６実施形態について説明する。
【００５９】
図７は、第６実施形態に係る減速装置６０の一部を破断して構成を示す図である。
図７に示すように、第６実施形態に係る減速装置６０は、減速機３と、制御装置１９と、位置センサ６１及び温度センサ６２とを備える。
【００６０】
位置センサ６１及び温度センサ６２は、モータハウジング１ａに設けられている。位置センサ６１は、例えば密封型の超音波センサなどである。位置センサ６１は、ケース１１と、キャリア１２と、モータハウジング１ａとによって囲まれる空間のうち潤滑剤Ｌｕが存在しない空間から潤滑剤Ｌｕの表面の位置を検出する。温度センサ６２は、潤滑剤Ｌｕの温度を検出する。
【００６１】
制御装置１９は、温度センサ６２によって検出される潤滑剤Ｌｕの温度に基づいて潤滑剤Ｌｕの熱膨張率を把握し、位置センサ６１によって検出される潤滑剤Ｌｕの表面の位置と、潤滑剤Ｌｕの熱膨張率との組み合わせによって潤滑剤Ｌｕの量を把握する。制御装置１９は、予め既知である潤滑剤Ｌｕの初期量と、位置センサ６１及び温度センサ６２によって把握した潤滑剤Ｌｕの量との比較によって、潤滑剤Ｌｕの漏れの有無を判定する。
【００６２】
上述したように、第６実施形態の減速装置６０は、潤滑剤Ｌｕの表面の位置を検出する位置センサ６１及び潤滑剤Ｌｕの温度を検出する温度センサ６２を備える。このため、減速機３の内部に収容されている潤滑剤Ｌｕの量を精度良く検知することができる。これにより、例えば減速機３が搭載されたロボットアーム２の作業対象（基板、食品及び医薬品など）の品質管理又は減速機３の状態診断などのために、減速機３内部の潤滑剤Ｌｕの外部への漏れの有無を精度良く検知することができる。
【００６３】
なお、上述した第６実施形態では、温度センサ６２を備えるとしたが、これに限定されない。例えば潤滑剤Ｌｕの熱膨張の変動が無視できる場合には、温度センサ６２が省略されてもよい。潤滑剤Ｌｕの熱膨張の変動が無視できる場合は、例えば、減速機３が所定時間以上に亘って停止した後の始動前に位置センサ６１による検出が行われる場合などである。
【００６４】
（第７実施形態）
以下、第７実施形態について説明する。
【００６５】
図８は、第７実施形態に係る減速装置７０の一部を破断して構成を示す図である。図９は、第７実施形態に係る減速装置７０の主軸ベアリング７２のモーメント剛性と予圧と寿命との対応関係の一例を示す図である。
図８に示すように、第７実施形態に係る減速装置７０は、減速機３と、制御装置１９と、圧電素子７１とを備える。
【００６６】
圧電素子７１は、例えば樹脂材料による外装を備える圧電セラミックスなどである。圧電素子７１は、減速機３の主軸ベアリング７２とキャリア１２との間に配置されている。主軸ベアリング７２は、中心軸Ｏに平行な軸方向におけるモータ１側のケース１１の端部付近でケース１１とキャリア１２との間に配置されている。主軸ベアリング７２は、ケース１１に対してキャリア１２を回転可能に支持する。
【００６７】
例えば、圧電素子７１は、主軸ベアリング７２のインナーレース７２ａと、キャリア１２の端板部１２ｃの外周部に設けられたベアリング収容部７３の壁部７３ａとの間に配置されている。圧電素子７１は、制御装置１９から印加される電圧の大きさの変化に応じて軸方向の厚みを変化させることによって、主軸ベアリング７２のインナーレース７２ａに軸方向に印加する圧力（予圧）の大きさを変化させる。
【００６８】
制御装置１９は、圧電素子７１に印加する電圧を、減速機３及び減速機３を搭載するロボットアーム２などの動作状態に応じて制御することによって、圧電素子７１から主軸ベアリング７２に印加される予圧の大きさを制御する。制御装置１９は、圧電素子７１に印加する電圧と圧電素子７１から主軸ベアリング７２に印加される予圧の大きさとの対応関係を示すマップなどのデータを予め記憶している。
例えば、制御装置１９は、図９に示すように、予め設定されたロー側予圧閾値Ｐａ及びハイ側予圧閾値Ｐｂの予圧範囲で予圧の大きさを変化させる。例えば、制御装置１９は、ロボットアーム２の高速動作時又は低負荷動作時などに相対的にモーメント剛性を低下させ、ロボットアーム２の高負荷動作時などに相対的にモーメント剛性を増大させる。
【００６９】
なお、上述した第７実施形態では、圧電素子７１は、主軸ベアリング７２のインナーレース７２ａに圧力（予圧）を印加するとしたが、これに限定されない。例えば主軸ベアリング７２のアウターレース７２ｂに圧力（予圧）を印加してもよい。
【００７０】
上述したように、第７実施形態の減速装置７０は、減速機３の主軸ベアリング７２に印加する圧力（予圧）を変更可能な圧電素子７１を備える。このため、モーメント剛性の増大に伴って寿命が低下傾向に変化することを考慮して、減速機３の動作状態に応じた適正な予圧を主軸ベアリング７２に印加することができる。これにより、減速機３の耐用期間を長くしながら所望のモーメント剛性を確保することができる。
【００７１】
（第８実施形態）
以下、第８実施形態について説明する。
【００７２】
図１０は、第８実施形態に係る減速装置８０の一部を破断して構成を示す図である。図１１は、第８実施形態に係る減速装置８０のケース１１を軸方向から見た図である。
図１０及び図１１に示すように、第８実施形態に係る減速装置８０は、減速機３と、制御装置１９、温度センサ８１と、少なくとも１つのペルチェ素子８２と、少なくとも１つのヒートシンク８３とを備える。
【００７３】
温度センサ８１は、モータハウジング１ａに設けられている。温度センサ８１は、ケース１１と、キャリア１２と、モータハウジング１ａとによって囲まれる空間に収容された潤滑剤Ｌｕの温度を検出する。
ペルチェ素子８２は、ケース１１の外周面に配置されている。例えば、４つのペルチェ素子８２は、ケース１１の外周部の一部を切除するようにして設けられた薄肉部１１ａによって外周面に形成された４つの平坦面１１Ｄに配置されている。
ヒートシンク８３はペルチェ素子８２に設けられている。例えば、４つのヒートシンク８３は、ケース１１の平坦面１１Ｄ上に設けられた４つのペルチェ素子８２の表面に配置されている。
【００７４】
制御装置１９は、温度センサ８１によって検出される潤滑剤Ｌｕの温度に応じて、ペルチェ素子８２に供給する電流の通電方向とオン及びオフとを切り替える。例えば、制御装置１９は、温度センサ８１によって検出される潤滑剤Ｌｕの温度が所定上限温度付近まで上昇した場合、各ペルチェ素子８２の設置面側を吸熱及びヒートシンク８３側を発熱とするように通電する。また、例えば、制御装置１９は、温度センサ８１によって検出される潤滑剤Ｌｕの温度が所定下限温度付近まで低下した場合、各ペルチェ素子８２の設置面側を発熱及びヒートシンク８３側を吸熱とするように通電する。
【００７５】
上述したように、第８実施形態の減速装置８０は、減速機３の内部の潤滑剤Ｌｕの温度に応じて減速機３に対する吸熱及び発熱を切り替えるペルチェ素子８２を備える。このため、減速機３の温度を所望の温度範囲内に維持することができる。これにより、例えば減速機３の状態管理などのために減速機３の温度を適正に制御することができる。
なお、上述した第８実施形態では、ヒートシンク８３に加えて、冷却用のファンなどをヒートシンク８３に備えてもよい。
【００７６】
（第９実施形態）
以下、第９実施形態について説明する。
【００７７】
図１２は、第９実施形態に係る制御システム９０の一部の構成を模式的に示す図である。図１３は、第９実施形態に係る制御システム９０の減速機３及び人体に設けられる複数の電子タグ９１を示す図である。
図１２及び図１３に示すように、第９実施形態に係る制御システム９０は、複数の減速機３と、複数の電子タグ９１と、複数の電子タグ検出器９２と、制御装置９３とを備える。
【００７８】
複数の減速機３は、例えば複数のロボット９４の各々における関節部などに搭載されている。
複数の電子タグ９１は、複数の減速機３及び各人体９５の複数個所に設けられている。各電子タグ９１は、例えば減速機３の表面又は人体９５に装着される保護具及び衣類の表面などに貼り付けられている。複数の電子タグ９１は、例えば、人体９５における頭部保護具の頭頂部、複数の関節部及び手足の端部などに配置されている。
複数の電子タグ検出器９２は、例えば複数のロボット９４が稼働する工場内などの所定範囲に分散配置されている。各電子タグ検出器９２は、複数の減速機３又は人体９５に設けられた複数の電子タグ９１の位置（３次元空間内の位置）を検出する。各電子タグ検出器９２は、例えばドップラー効果などに基づいて各電子タグ９１の位置を検出する。
【００７９】
制御装置９３は、複数の電子タグ検出器９２によって検出された各電子タグ９１の位置の情報に基づき、各電子タグ９１に３次元的な所定位置範囲領域を設定する。制御装置９３は、例えば、各電子タグ９１に対して、複数（例えば、２つ又は３つなど）の電子タグ検出器９２によって検出された位置の情報に基づいて、各電子タグ９１の位置を取得する。
制御装置９３は、例えば、異なる電子タグ９１同士の位置範囲領域が干渉する場合に、干渉する電子タグ９１同士に対応する減速機３の動作を停止させる、又は、対応する減速機３を搭載するロボット９４に接触回避動作若しくは停止動作を実行させる。
【００８０】
上述したように、第９実施形態の制御システム９０は、ロボット９４に搭載される複数の減速機３又は人体９５に設けられる複数の電子タグ９１を備える。このため、簡易な構成によってロボット９４などの装置同士の接触又は装置と人との接触を容易に回避することができる。
【００８１】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１…モータ、２…ロボットアーム、３…減速機、１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０…減速装置、１８…スピーカ、１９…制御装置、２１…示温材、３１…臭気センサ、４１…変位センサ、５１…振動センサ、５２…シール部材、６１…位置センサ、６２…温度センサ、７１…圧電素子、７２…主軸ベアリング、８１…温度センサ、８２…ペルチェ素子、８３…ヒートシンク、９０…制御システム、９１…電子タグ、９２…電子タグ検出器、９３…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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