(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ヘッドの作業領域の上方にベースが配置されており、前記ベースの複数箇所に固定したモーターブラケットに、駆動アームを上下に旋回駆動する駆動モーターが装着されており、前記駆動アームの旋回動作をロッドを介して前記操作ヘッドに伝えるパラレルメカニズムであって、
前記駆動モーターは減速機を一体に備えており、
前記モーターブラケットを間に挟んで前記減速機と締結プレートとが対向配置されて、前記減速機とモーターブラケットと締結プレートとの三者が一体に締結固定されており、
前記減速機の出力軸から漏洩した潤滑剤の流下経路に臨む前記モーターブラケットと前記締結プレートの接合面に、漏洩潤滑剤を受け止める潤滑剤受が設けてあることを特徴とするパラレルメカニズム。
【請求項２】
前記モーターブラケットと、前記締結プレートと、前記モーターブラケットに固定されて前記駆動モーターの外面を覆うモーターカバーとのいずれかに、前記潤滑剤受で流下案内された潤滑剤を貯留する潤滑剤溜が設けてある請求項１記載のパラレルメカニズム。
【請求項３】
駆動モーターの作動状態を制御する制御回路と、該制御回路の状態を表示する表示装置とを備えており、
前記潤滑剤受から潤滑剤溜に至る潤滑剤保持経路の一部に、漏洩潤滑剤を検知するセンサーが配置されており、
前記制御回路が、漏洩潤滑剤を検知した前記センサーからの出力信号を受けて、前記駆動モーターを停止し、および／または前記表示装置に停止したことを表示するように構成してある請求項２記載のパラレルメカニズム。
【請求項４】
前記減速機のハウジングの端部周面と、前記減速機の出力軸に固定した駆動アームの端部周面とが、前記締結プレートに設けたアーム開口で囲まれており、
前記アーム開口の内周面の下半部分で前記モーターブラケットとの接合面の側に、前記潤滑剤受が切り欠き形成され、前記潤滑剤受に臨んで前記潤滑剤溜が凹み形成されており、
前記センサーが、前記潤滑剤溜に臨む状態で前記締結プレートに装着してある請求項３記載のパラレルメカニズム。
【請求項５】
前記センサーが、投光部と、受光部と、前記潤滑剤溜の近傍に設けられて、前記投光部からの検知光を前記潤滑剤溜へ向かって集光させるレンズ部と、前記投光部および前記受光部を駆動する駆動回路を含む光学式のセンサーで構成されており、
前記投光部から前記潤滑剤溜へ向かって照射した検知光の反射光ないし透過光を前記受光部で受光し、前記受光部における光量変化によって前記漏洩潤滑剤の有無を検知する請求項３または４記載のパラレルメカニズム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば産業用ロボットとして使用されるパラレルメカニズム、なかでも操作ヘッドが複数対のアームユニットで支持してある回転型のパラレルメカニズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパラレルメカニズムの基本構造は、例えば特許文献１に公知である。そこでは、ベースと、ベースの下面に均等配置される３個のサーボモーターと、サーボモーターで駆動操作される３個のアームユニットと、３個のアームユニットで支持される操作ヘッドなどでパラレルメカニズムを構成している。必要に応じて、ベースと操作ヘッドとの間に伸縮しながら回転動力を伝動するボールスプライン軸が付加される。操作ヘッドの下面側には、処理対象を捕捉するハンドなどが設けてあり、操作ヘッドの動作空間の上方に先のベースフレームが配置してある。
【０００３】
各アームユニットは、サーボモーターで上下に旋回駆動される駆動アームと、駆動アームの旋回動作を操作ヘッドに伝えるロッドで構成してあり、ロッドは駆動アームおよび操作ヘッドに対してボール継手で連結してある。ボールスプライン軸は、伸縮自在に連結される駆動軸と受動軸とからなり、上下両端がユニバーサルジョイントを介して連結してある。各駆動アームの駆動方向と駆動量を変更することにより、操作ヘッドを所定の３次元空間内で自由に変位できる。この種のパラレルメカニズムは特許文献２にも見ることができ、そこではサーボモーターの回転動力を減速機（伝動装置）で減速したのち、減速機の出力軸に設けたフランジに先の駆動アームを固定している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７１６４号公報（段落番号０００６〜７、図１）
【特許文献２】特表２００５−５２８９９３号公報（段落番号００２０、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サーボモータに組み込まれた減速機においては、その出力軸を軸支するベアリングより内部に減速ギヤを潤滑するための潤滑剤（グリース）が充填してあり、ベアリングの外面側を潤滑剤シールで封止している。一般的な減速機の場合には、出力軸が３６０度を越えて回転するので、先の潤滑剤を減速ギヤの全体に均等に行き渡らせることができ、潤滑剤が漏れ出ることはない。しかし、回転型のパラレルメカニズムにおける駆動アーム（または出力軸）の全旋回角度は９０度前後しかなく、そのため、潤滑剤を減速ギヤの全体に均等に行き渡らせることができない。また、パラレルメカニズムは操作ヘッドを、例えば１２０〜１８０サイクル／分の速さで、加速、減速しながら繰り返し往復操作しており、そのため機体全体が常時振動していて、粘度の低下した潤滑剤が減速ギヤの回転軌跡の下部に溜まりやすい。ギヤハウジングの下方に溜まった潤滑剤は、減速ギヤの回転動作で加圧されてベアリングの内外輪の間を通過してオイルシール側へ運ばれ、さらにシールリップから押し出されて外部に漏れ出しテーブルやコンベアに滴下するおそれがある。
【０００６】
因みに、回転型のパラレルメカニズムは、作業テーブルやコンベアを跨ぐ状態で設置してあり、操作ヘッドの作業空間の上方にサーボモーターが配置してある。そのため、食品業界あるいは医薬品業界などでパラレルメカニズムを使用する場合に、上記のような潤滑剤漏れがあると、漏洩した潤滑剤によって食品や医薬品が汚損されるおそれがあり、大きな問題を生じる。減速機からの潤滑剤漏洩を確実に防ぐと先のような問題を解消できるが、先のように駆動アームの全旋回角度が９０度前後しかない回転型のパラレルメカニズムにおいては、なお不安が残る。
【０００７】
本発明の目的は、減速機の出力軸から潤滑剤が漏洩するような場合でも、漏洩潤滑剤がテーブルやコンベアの上面に滴下するのを確実に防止して、漏洩潤滑剤による食品や医薬品の汚損等を確実に防止できるパラレルメカニズムを提供することにある。本発明の目的は、漏洩潤滑剤を一定時間貯留可能として、漏洩潤滑剤による食品や医薬品の汚損等を多重に防護でき、さらに潤滑剤が漏洩したことを検知して警告でき、しかも余裕を持って的確に潤滑剤漏れに対処できるパラレルメカニズムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパラレルメカニズムは、操作ヘッドの作業領域の上方にベースが配置され、ベースの複数箇所に固定したモーターブラケットに、駆動アームを上下に旋回駆動する駆動モーターが装着してある。駆動アームの旋回動作はロッドを介して操作ヘッドに伝える。駆動モーターは減速機を一体に備えている。モーターブラケットを間に挟んで前記減速機と締結プレートとが対向配置されて、前記減速機とモーターブラケットと締結プレートとの三者が一体に締結固定してある。減速機の出力軸から漏洩した潤滑剤の流下経路に臨むモーターブラケットと締結プレートの接合面に、漏洩潤滑剤を受け止める潤滑剤受が設けてあることを特徴とする。
【０００９】
モーターブラケットと、締結プレートと、モーターブラケットに固定されて駆動モーターの外面を覆うモーターカバーとのいずれかに、潤滑剤受で流下案内された潤滑剤を貯留する潤滑剤溜を設ける。
【００１０】
駆動モーターの作動状態を制御する制御回路と、制御回路の状態を表示する表示装置とを備える。潤滑剤受から潤滑剤溜に至る潤滑剤保持経路の一部に、漏洩潤滑剤を検知するセンサーを配置する。制御回路は、漏洩潤滑剤を検知したセンサーからの出力信号を受けて、駆動モーターを停止し、および／または表示装置に停止したことを表示するように構成する。
【００１１】
減速機のハウジングの端部周面と、減速機の出力軸に固定した駆動アームの端部周面とは、締結プレートに設けたアーム開口で囲まれている。アーム開口の内周面の下半部分でモーターブラケットとの接合面の側に、潤滑剤受を切り欠き形成し、潤滑剤受に臨んで潤滑剤溜を凹み形成する。センサーは潤滑剤溜に臨む状態で締結プレートに装着する。
【００１２】
センサーは、投光部と、受光部と、潤滑剤溜の近傍に設けられて、投光部からの検知光を潤滑剤溜へ向かって集光させるレンズ部と、投光部および受光部を駆動する駆動回路を含む光学式のセンサーで構成する。以て、投光部から潤滑剤溜へ向かって照射した検知光の反射光ないし透過光を受光部で受光し、受光部における光量変化によって漏洩潤滑剤の有無を検知する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のパラレルメカニズムにおいては、モーターブラケットを間に挟んで駆動モーターの減速機と締結プレートとを対向配置し、これら三者を一体に締結固定した。そのうえで、潤滑剤の流下経路に臨むモーターブラケットと締結プレートの接合面に潤滑剤受を設けて、減速機の出力軸から漏洩する潤滑剤を潤滑剤受で受け止めるようにした。このように本発明のパラレルメカニズムによれば、減速機の出力軸から潤滑剤が漏洩することがあったとしても、漏洩潤滑剤を潤滑剤受で受け止めて、それ以上漏洩潤滑剤が流下し、あるいは散逸するのを防止できる。したがって、漏洩潤滑剤がテーブルやコンベアなどの上面に滴下するのを確実に防止でき、とくに、漏洩潤滑剤による汚損が絶対にあってはならない食品や医薬品などの、衛生基準が厳しい製造過程で使用するのに好適なパラレルメカニズムを提供できる。
【００１４】
モーターブラケット、締結プレート、モーターカバーのいずれかに潤滑剤溜を設け、潤滑剤受で流下案内された潤滑剤を潤滑剤溜で貯留できるようにすると、漏洩潤滑剤を潤滑剤溜で一定時間貯留することができる。したがって、漏洩する潤滑剤量が異常に多い場合であっても、例えば駆動モーターを緊急停止しあるいはコンベアを停止するなどの緊急措置を、余裕を持って的確に行なうことができる。また、漏洩潤滑剤を潤滑剤受で受け止め、さらに潤滑剤溜に貯留できるので、漏洩潤滑剤の滴下を多重に防いで食品や医薬品の漏洩潤滑剤による汚損等を防止し衛生的な状態を維持できる。
【００１５】
潤滑剤受から潤滑剤溜に至る潤滑剤保持経路の一部にセンサーを配置し、センサーが漏洩潤滑剤を検知した時点で、そのことを表示装置で表示すると、潤滑剤が漏洩したことを速やかに検知し警告して、管理者に装置停止などの緊急措置をとるよう促すことができる。また、センサーが漏洩潤滑剤を検知した時点で、駆動モーターを停止し、そのことを表示装置で表示すると、それ以上潤滑材が漏洩するのを阻止した状態で、管理者に緊急措置をとるよう促すことができる。したがって、潤滑剤漏洩事故が発生したとしても以後の緊急措置を的確におこなうことができる。また、漏洩潤滑剤が潤滑剤溜を充満するまでの間に事故処理を行なえばよいので、潤滑剤漏洩がセンサーで検知された後の緊急措置を時間的に余裕を持って的確に行なうことができる。
【００１６】
締結プレートのアーム開口の下半部分に潤滑剤受を切り欠き形成し、潤滑剤受に臨んで潤滑剤溜を凹み形成し、さらに潤滑剤溜に臨む状態でセンサーを締結プレートに装着すると、潤滑剤の滴下を防ぐ構造の全てを締結プレートに集約配置できる。したがって、潤滑剤滴下防止構造をモーターブラケットに形成し、あるいはその一部をモーターカバーに設ける場合に比べて、潤滑剤滴下防止構造を簡素化できるうえ、潤滑剤受や潤滑剤溜などの加工の手間を軽減できる。潤滑剤受や潤滑剤溜などに付随して設けられるシール構造も簡素化できる。
【００１７】
投光部および受光部と、レンズ部と、投光部および受光部を駆動する駆動回路などでセンサーを構成すると、投光部から照射した検知光の反射光、あるいは透過光を受光部で受光して、受光部における光量変化から漏洩潤滑剤の有無を検知することができる。したがって、漏洩潤滑剤の検知を常に安定した状態で確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例）  図１から図５は本発明に係るパラレルメカニズムを搬送ロボットに適用した実施例を示す。図２に示すように、パラレルメカニズムは、テーブルやコンベアーを跨ぐ状態で設置される高剛性の架台１を基体にして構成する。詳しくは、架台１の上壁に固定されるベース２と、ベース２の下面に配置される３個の駆動モーター３と、駆動モーター３で駆動される３個のアームユニット４と、各アームユニット４で支持される操作ヘッド５と、中央部に配置される駆動軸６などで構成する。
【００１９】
ベース２は操作ヘッド５の動作空間の上方に位置しており、その上面には駆動軸６を回転駆動するモーター７が設けてある。図４に示すように駆動モーター３はサーボモータと減速機９とを一体に備えており、減速機９で減速された往復旋回動力をその出力軸１０を介して出力する。また、サーボモータに内蔵された回転エンコーダーによって、フィードバック信号を制御回路１１（図１参照）へ出力する。駆動モーター３は、制御回路１１からの指令信号によってその駆動方向と駆動量および駆動速度が制御される。駆動モーター３の外面は、モーターブラケット１２に固定したモーターカバー４７によって密閉状に覆われている。モーター７は、駆動モーター３と同様にサーボモータと減速機を一体に備えている。
【００２０】
ベース２の下面には３個のモーターブラケット１２が均等な間隔をあけて締結固定してあり、これらのモーターブラケット１２に駆動モーター３が組み付けてある。詳しくは、モーターブラケット１２を間に挟んで減速機９と締結プレート１３を対向配置し、減速機９の側から４個のボルト１４を締結プレート１３にねじ込んで、駆動モーター３、締結プレート１３およびモーターブラケット１２を一体化している（図４参照）。
【００２１】
そのために、減速機９のハウジングに、モーターブラケット１２の締結座に接合されるフランジ１５を形成し、フランジ１５に連続してモーターブラケット１２の締結穴と嵌合する軸部１６を形成している。モーターブラケット１２には、ボルト１４を挿通するためのボルト挿通穴と先の締結穴とが形成してある。図５に示すように、締結プレート１３は四角形状の枠体からなり、その中央部分に円形のアーム開口１８を有し、枠体の四隅部分に先のボルト１４用のねじ穴１９が形成してある。３個の駆動モーター３は、その中心軸線が正三角形の各辺を構成する状態でベース２に固定してあり、前記正三角形の中心はモーター７の軸中心位置に一致させてある。
【００２２】
アームユニット４は、駆動モーター３で上下に旋回駆動される駆動アーム２１と、駆動アーム２１の旋回動作を操作ヘッド５に伝えるロッド２２とで構成してある。駆動アーム２１の基端にはアームボス２３が固定してあり、このアームボス２３が減速機９の出力軸１０に固定してある。アームボス２３を出力軸１０に固定した状態において、減速機９のハウジングの端部周面とアームボス２３の端部周面とは、締結プレート１３に設けたアーム開口１８で囲まれている（図４参照）。
【００２３】
図３に示すようにロッド２２は、平行に配置される一対のリンク棒２４と、リンク棒２４の上下端寄りに設けられて、両リンク棒２４を引き寄せ付勢するばねユニット２５とで構成してある。駆動アーム２１および操作ヘッド５とロッド２２とは、それぞれボール継手２６で連結してある。このように、ボール継手２６を介して連結されたアームユニット４によれば、駆動アーム２１を駆動モーター３で上下に往復旋回操作することにより、操作ヘッド５を所定の３次元空間内で自由に変位できる。操作ヘッド５が３次元変位できる空間のうち、基準平面上の直径１０４０ｍｍ、高さ２００ｍｍの作動範囲が操作ヘッド５の作業領域となる。なお、対向するボール継手２６のボール中心どうしを結ぶ線は、先の駆動モーター３の中心軸線と平行になっている。基準平面とは、搬送対象が載っているテーブルあるいはコンベアの上面を意味する。
【００２４】
操作ヘッド５は、三角形状の板状ブロックからなり、その中央部分に駆動軸６の回転動力を受け継ぐ操作軸２８が回転自在に軸支してある。駆動軸６は、上半側の駆動スプライン軸２９と、下半側の受動スプライン軸３０とを備えたボールスプライン軸からなる。両スプライン軸２９・３０の上下端は、それぞれユニバーサルジョイント３１を介して、モーター７の出力軸、および先の操作軸２８に連結してある。操作軸２８の下端のフランジ部分に、搬送対象を捕捉する捕捉体（図示していない）が装着される。
【００２５】
減速機９の出力軸１０の軸端はフランジ状に形成してあり、このフランジ部分にアームボス２３が６本のボルトで３３で締結固定してある。図４に示すように出力軸１０はベアリング３４で支持され、ベアリング３４の外面側がオイルシール３５で封止してある。オイルシール３５の封止作用に打ち勝って、減速機９内の潤滑剤（グリース）が漏洩するかもしれない場合に備えて、漏洩潤滑剤の流下経路に潤滑剤受３７を設け、さらに潤滑剤受３７に沿って流下する潤滑剤を貯留する潤滑剤溜３８を設けている。
【００２６】
図１および図５に示すように、潤滑剤受３７はアーム開口１８の内周面の下半部分で、モーターブラケット１２との接合面の側の肉壁を半円状に切り欠いて形成する。また、潤滑剤受３７の下部の中央近傍に下凹み状の上下に長いポケットを形成して、このポケット部分を潤滑剤溜３８としている。潤滑剤受３７の形成範囲角度は駆動アーム２１の全旋回角度（９０度前後）の概ね２倍になっており、これにより出力軸１０の軸端などから跳ね飛ばされた漏洩潤滑剤を効果的に潤滑剤受３７で受け止めることができる。潤滑剤受３７および潤滑剤溜３８の形成箇所は、モーターブラケット１２と締結プレート１３の間に介装したシール体３９で封止してある。
【００２７】
潤滑剤受３７から潤滑剤溜３８に至る潤滑剤保持経路の一部に、漏洩潤滑剤を検知するためのセンサー４０設けている。この実施例では、光ファイバーセンサーでセンサー４０を構成し、そのレンズ部４１を潤滑剤溜３８に臨む状態で締結プレート１３にねじ込み固定した。センサー４０は、先のレンズ部４１と、ベース２の外部に設けられる投受光部４２と、レンズ部４１と投受光部４２とを接続する一対の光ファイバー４３などで構成してある。一対の光ファイバー４３によって投射光および反射光を伝送できる。
【００２８】
レンズ部４１から放射された投射光は、レンズ部４１と対向する潤滑剤溜３８の内周壁で反射したのち受光されるが、潤滑剤漏れがない状態では投射光の反射率は一定となる。しかし、漏洩潤滑剤が潤滑剤溜３８の内部に流れ込むと、潤滑剤膜によって光路が遮られるため投射光の反射率が変化する。この反射率が閾値を越えて変化したことを投受光部４２で識別することにより潤滑剤が漏洩したことを検知できる。
【００２９】
また、投受光部４２から出力される検知信号を制御回路１１に送ることにより、制御回路１１から出力される指令信号によって表示装置４４を作動させることができる。表示装置４４は、警告灯を点灯し、同時にスピーカーから警告音を発して、潤滑剤が漏洩していることを管理者に報知する。同時に、制御装置の液晶表示によって潤滑剤が漏洩していることを表示する。
【００３０】
センサー４０が検知信号を出力するのと同時に、制御回路１１は駆動モーター３およびモーター７の運転を停止してパラレルメカニズムを休止する。これにより漏洩潤滑剤が締結プレート１３から滴下するのを確実に防止できる。また、何らかの原因で駆動モーター３を停止できなかったとしても、漏洩潤滑剤が潤滑剤溜３８からあふれ出るまでの間は、漏洩潤滑剤を貯留し続けることができるので、滴下した漏洩潤滑剤による食品や医薬品の汚損等を多重に防護できる。あるいは漏洩潤滑剤が潤滑剤溜３８を充満するまでの間に、余裕を持って的確に潤滑剤漏れに対処することができる。例えば、センサー４０が検知信号を出力した時点から一定時間が経過するまでの間にコンベアの駆動を停止し、その後にパラレルメカニズムを休止するなどの緊急措置をとることができる。
【００３１】
上記のように、ベースの振動から遮断された箇所に投受光部４２が設置してあると、機械的な振動や温度変化などの影響を受けることもなく漏洩潤滑剤の有無を的確に検知できるので、漏洩潤滑剤の検知を常に安定した状態で確実に行える。また、光ファイバー４３を介して投射光および反射光を伝送するので、投受光部４２の設置位置を自由に選定できる利点もある。
【００３２】
上記の実施例では、締結プレート１３に潤滑剤受３７と潤滑剤溜３８を設けたがその必要はない。例えば、潤滑剤受３７および潤滑剤溜３８は、モーターブラケット１２に設けることができる。その場合には、センサー４０をモーターブラケット１２に設けるとよい。また、潤滑剤溜３８をモーターカバー４７に設けておき、モーターブラケット１２に形成した通路を介して、潤滑剤受３７と潤滑剤溜３８とを連通することができる。なお、レンズ部４１は潤滑剤受３７に臨んで設けることができ、必要があれば複数箇所にレンズ部４１を設置してもよい。潤滑剤溜３８は複数個設けることができる。
【００３３】
潤滑剤溜３８の形状や凹み深さは必要に応じて自由に設定できるので、実施例で説明した形状には限定しない。センサー４０は、投光部と、受光部と、潤滑剤溜の近傍に設けられて、投光部からの検知光を潤滑剤溜へ向かって集光させるレンズ部と、投光部および受光部を駆動する駆動回路を含む光学式のセンサーで構成することができる。その場合には、投光部から潤滑剤溜へ向かって照射した検知光の反射光、あるいは透過光を受光部で受光することにより、受光部における光量変化から漏洩潤滑剤の有無を検知することができる。センサー４０は、投光部と受光部とを分離して設置できる。また、光ファイバーを使用しないでレンズ部４１と投受光部４２とを一体化したものであってもよい。さらにセンサー４０は、投受光型の光センサーである必要はなく、例えばイメージセンサーなどの他の形式の光センサーであってもよい。また、光センサー以外のレベルセンサーであってもよい。パラレルメカニズムは駆動軸６を省略した状態で使用することができ、必要に応じて食品業界や医薬品業界以外の業界にも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】潤滑剤漏れ防止構造を示す断面図である。
【図２】パラレルメカニズムの正面図である。
【図３】パラレルメカニズムの平面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】締結プレートを分離した状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
２  ベース
３  駆動モーター
５  操作ヘッド
９  減速機
１２  モーターブラケット
１３  締結プレート
１４  ボルト
２１  駆動アーム
２２  ロッド
３７  潤滑剤受
３８  潤滑剤溜
４０  センサー
【図１】
0004674915.tif 000002
【図２】
0004674915.tif 000003
【図３】
0004674915.tif 000004
【図４】
0004674915.tif 000005
【図５】
0004674915.tif 000006