ロボット
【課題】稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなくロボットの波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持する。
【解決手段】ロボットは、ウェーブジェネレータとサーキュラスプラインとフレクスプラインとを含む波動歯車減速機と、波動歯車減速機における中心軸付近にグリスを供給するグリス供給部と、波動歯車減速機の外周付近において供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を備える。
【解決手段】ロボットは、ウェーブジェネレータとサーキュラスプラインとフレクスプラインとを含む波動歯車減速機と、波動歯車減速機における中心軸付近にグリスを供給するグリス供給部と、波動歯車減速機の外周付近において供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに関し、特に、波動歯車減速機を備えるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、一般に、関節を駆動するためのモータと減速機を備えている。ロボット用の減速機としては、大きなトルク容量を得るために、例えば波動歯車減速機が採用される（特許文献１，２参照）。周知のように、波動歯車減速機は、楕円形状のカムの外周にボールベアリングを有するウェーブジェネレータと、カップ形状の金属弾性体であり外周面に外歯が形成されたフレクスプラインと、剛体リング形状で内周面に内歯が形成されたサーキュラスプラインと、を主な構成部品として備えている。
【０００３】
波動歯車減速機では、各接触部分（例えば、内歯と外歯との噛み合い部分やウェーブジェネレータの外周面とフレクスプラインの内周面との接触部分）の潤滑のために、グリスが用いられている。ロボットの使用に伴い、波動歯車減速機の各接触部分の摩耗やグリス自体の劣化が進行すると、ロボットの波動歯車減速機が良好に動作できなくなる。特に、近年では、ロボットを軽負荷・高速で動作させる場合が増加しており、グリスが早期に劣化しやすい傾向にある。
【０００４】
上記のような場合に、グリスを交換すれば、ロボットの波動歯車減速機の良好な動作を回復することができるが、一般に、ロボット内部に設けられた波動歯車減速機のグリス交換は、ロボットの分解（オーバーホール）を伴うこととなり、ロボットの稼働率の低下や維持コストの増加を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５０６１０号公報
【特許文献２】特開平９−２５０６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなくロボットの波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］ロボットであって、
楕円形状のカムを有し中心軸回りに回転するウェーブジェネレータと、孔を有するリング形状であり前記孔の内周面に複数の内歯を有するサーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの前記孔内に配置されると共に前記ウェーブジェネレータを内部に収容し、外周面に前記内歯よりも少ない数の外歯であって前記カムの長軸に対応する位置で前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記ウェーブジェネレータの回転に伴い前記中心軸回りに回転するフレクスプラインと、を含む波動歯車減速機と、
前記波動歯車減速機における前記中心軸付近にグリスを供給するグリス供給部と、
前記波動歯車減速機の外周付近において前記供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を備える、ロボット。
【０００９】
このロボットでは、グリス供給部により波動歯車減速機における中心軸付近に供給されたグリスは、波動歯車減速機の回転による遠心力により外周方向に移動して波動歯車減速機の各部に至り、各部の潤滑に資する。また、グリス回収部が、波動歯車減速機の外周付近において供給されたグリスを回収するため、波動歯車減速機の各部の潤滑に用いられた後のグリスは確実に回収される。このように、このロボットでは、分解（オーバーホール）を行うことなく波動歯車減速機に対するグリスの供給およびグリスの回収を効率的に行うことができるため、稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなく波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載のロボットであって、
前記フレクスプラインは、前記中心軸と同軸であり前記外歯を有する円筒部分と、前記円筒部分に連続して形成されていると共に前記中心軸に略直交する底板部分と、を含み、
前記グリス供給部は、供給したグリスが前記波動歯車減速機の回転により前記フレクスプラインの前記底板部分の内側表面に沿って外周側に移動するような位置に、グリスを供給する、ロボット。
【００１１】
このロボットでは、供給したグリスが波動歯車減速機の回転によりフレクスプラインの底板部分の内側表面に沿って外周側に移動するような位置にグリスが供給されるため、フレクスプラインの内側表面とウェーブジェネレータの外周面との接触部分や外歯と内歯との噛み合い部分といった潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例２に記載のロボットであって、
前記波動歯車減速機は、被固定体と共に前記底板部分を挟むことにより前記フレクスプラインを前記被固定体に固定する固定用部材であって、前記被固定体側の表面に前記中心軸から外周側に向かう方向の複数の溝が形成された固定用部材を含み、
前記グリス供給部は、前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近にグリスを供給する、ロボット。
【００１３】
このロボットでは、固定用部材の被固定体側の表面の中心軸付近にグリスが供給されると、溝によってグリスを確実かつ効率的に外周側に移動させてフレクスプラインの底板部分の内側表面に至らしめることができるため、潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができると共に、グリス供給のための構成の簡素化や配置の自由度を向上させることができる。
【００１４】
［適用例４］適用例３に記載のロボットであって、
前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近には、各前記溝と連通する凹部が形成されており、
前記グリスは、非加熱状態では半固形で、攪拌および加熱により液状となり、
前記グリス供給部は、前記凹部にグリスを供給する、ロボット。
【００１５】
このロボットでは、凹部がグリスのバッファとして機能して波動歯車減速機各部へのグリス供給量の変動を抑制することができると共に、中心軸回りの各方向へのグリスの分配バランスを均一化することができる。また、グリス供給部により供給されるグリスは、非加熱状態では半固形（ドロッとした状態)であり、例えばロボットの関節駆動から生まれる上下左右動作による攪拌と減速機やモータからの熱により液状となるものである。そのため、グリス供給部における直ちに供給されないグリス（例えば供給タンクの奥にあるグリス)は半固形で備蓄され、ロボットが上下左右に自由に動いてもいきなり全備蓄量が供給されずにすみ、長い期間にわたってゆっくりグリスを供給することができ、ロボットの波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。また、非加熱状態では半固形となるグリスを用いると、供給されたグリスがロボットの姿勢の影響も受けてスムーズに全ての溝に均等に流れない(姿勢によって偏った溝に流れる)場合もあるが、このロボットではグリスをいきなり溝に流さず一旦凹部に供給し、そこで攪拌および熱を受け液状化した後に溝に流すようにすることで、液状なので毛細管現象も手伝ってロボットの姿勢の影響をあまり受けずに全ての溝に均等にスムーズにグリスを流すことができ、減速機の各歯に早期の段階からグリスを均等に供給することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載のロボットであって、
前記グリス供給部は、前記ロボットの累積走行距離と環境温度との少なくとも一方に基づき決定されるタイミングで自動的にグリスを供給する、ロボット。
【００１７】
このロボットでは、適正なタイミングで自動的に波動歯車減速機に対するグリスの供給を行うことができ、グリスの不足により波動歯車減速機に深刻なダメージを与える事態の発生を防止しつつ、効率的にロボットの運用を行うことができる。
【００１８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、減速機を備える減速システム、減速機の潤滑システム、減速機の潤滑方法等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例におけるロボットシステム１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】減速機の概略構成を示す説明図である。
【図３】減速機の概略構成を示す説明図である。
【図４】減速機の概略構成を示す説明図である。
【図５】固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。
【図６】減速システム２０の概略構成を示す説明図である。
【図７】変形例における固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．ロボットシステムの構成：
Ａ−２．減速機の構成：
Ａ−３．減速システムの構成：
Ｂ．変形例：
【００２１】
Ａ．実施例：
Ａ−１．ロボットシステムの構成：
図１は、本発明の実施例におけるロボットシステム１０の概略構成を示す説明図である。ロボットシステム１０は、ロボット本体１００と、ロボット制御装置（ロボットコントローラ）２００と、ロボット教示装置３００と、を備えている。
【００２２】
ロボット本体１００は、複数の関節を有する多関節型の産業用ロボットである。ロボット本体１００は、工場等の設置場所（サイト）に固定されるベース部１０１と、水平方向に旋回可能にベース部１０１に支持されたショルダ部１０２と、鉛直方向に旋回可能にショルダ部１０２に下端が支持された下アーム１０３と、鉛直方向に旋回可能に下アーム１０３の先端に略中央部が支持された上アーム１０４と、鉛直方向に旋回可能に上アーム１０４の先端に支持された手首１０５と、を有している。手首１０５の先端には、手首１０５の円周方向に回転可能な軸を有するフランジ部１０６が設けられている。フランジ部１０６には、例えばワークを把持するエンドエフェクタ１０７が取り付けられている。ロボット本体１００の各関節には、関節を駆動するサーボモータと、サーボモータの回転出力を減速する減速機（詳細は後述）と、が設置されている。
【００２３】
ロボット教示装置３００は、接続ケーブル４２０を介してロボット制御装置２００と接続されており、ロボット本体１００の動作を教示するために使用される。
【００２４】
ロボット制御装置２００は、ＣＰＵや記憶部を備えるコンピュータとして構成されている。ロボット制御装置２００は、制御ケーブル４１０を介してロボット本体１００と接続されていると共に、図示しない電源ケーブルを介してサイトの電源（外部電源）と接続されている。ロボット制御装置２００は、ロボット本体１００に電力を供給すると共に、ロボット教示装置３００から入力された教示データに基づいて、ロボット本体１００の各サーボモータを駆動することによりロボット本体１００の動作を制御する。また、ロボット制御装置２００は、ロボット教示装置３００を介して手動による操作指令があった場合には、その指令に応じてロボット本体１００の各関節を駆動する。
【００２５】
Ａ−２．減速機の構成：
図２ないし図４は、減速機の概略構成を示す説明図である。本実施例のロボット本体１００は、サーボモータ２１と共に関節を駆動する減速機として、波動歯車減速機２２を用いている。図２には、波動歯車減速機２２の断面構成を示しており（一部断面の図示を省略している）、図３には、波動歯車減速機２２の斜視外観を示しており、図４には、波動歯車減速機２２の各構成部材の斜視外観を示している。
【００２６】
図２に示すように、波動歯車減速機２２は、ロボット本体１００の関節部分のフレーム２４に設けられた中空の筒状部２５内に配置される。図２ないし図４に示すように、波動歯車減速機２２は、ウェーブジェネレータ３１と、フレクスプライン３２と、サーキュラスプライン３３と、を備えている。以下では、図２の上下方向を、波動歯車減速機２２の中心軸ＣＡに沿った上下方向として説明する。
【００２７】
ウェーブジェネレータ３１は、楕円状のカム３１ａの外周にボールベアリング３１ｂが組み付けられて構成されている。ウェーブジェネレータ３１には、サーボモータ２１の出力軸２１ａがボルト２１ｂにより連結されており、ウェーブジェネレータ３１は、サーボモータ２１の出力軸２１ａの回転に伴い、中心軸ＣＡ回りに回転する。
【００２８】
サーキュラスプライン３３は、孔を有するリング形状の剛体の部材である。サーキュラスプライン３３の孔の内周面には複数の内歯３３ａが形成されている。サーキュラスプライン３３は、複数のボルト３６により、フレーム２４に固定されている。なお、サーボモータ２１の上面には、サーボモータ２１をフレーム２４に固定するための固定プレート２３が配置されており、固定プレート２３は、複数のボルト３５により、サーキュラスプライン３３と一体的にフレーム２４に固定されている。
【００２９】
フレクスプライン３２は、薄肉のカップ形状の金属弾性体の部材である。すなわち、フレクスプライン３２は、中心軸ＣＡと同軸の円筒部分３２ｄと、円筒部分３２ｄに連続して形成されていると共に中心軸ＣＡに略直交する底板部分３２ｂと、を有している。底板部分３２ｂの中心軸ＣＡの位置には孔が形成されている。フレクスプライン３２は、サーキュラスプライン３３の孔内に配置されると共に、ウェーブジェネレータ３１を内部に収容している。フレクスプライン３２の円筒部分３２ｄの外周面には、サーキュラスプライン３３の内歯３３ａよりも所定数（例えば２つ）だけ歯数が少ない外歯３２ａが形成されている。フレクスプライン３２の外歯３２ａとサーキュラスプライン３３の内歯３３ａとは、楕円状のウェーブジェネレータ３１の長軸に対応する位置で噛み合う。
【００３０】
フレクスプライン３２の底板部分３２ｂには、厚肉のボス部３２ｃが形成されている。フレクスプライン３２のボス部３２ｃは、固定用部材３７およびボルト３８により、フレクスプライン３２の上側に位置するクロスローラベアリングからなる軸受（図示せず）に押し付けられて固定される。すなわち、固定用部材３７は、軸受と共に底板部分３２ｂを挟むことにより、フレクスプライン３２を軸受に固定する。軸受には、関節の他方のフレームが固定されている。
【００３１】
このような構成の波動歯車減速機２２において、サーボモータ２１の出力軸２１ａの回転に伴いウェーブジェネレータ３１が回転すると、ウェーブジェネレータ３１の長軸に対応する位置でフレクスプライン３２の外歯３２ａとサーキュラスプライン３３の内歯３３ａとが噛み合い、外歯３２ａと内歯３３ａとの数に応じて定まる減速比にて減速されつつ、フレクスプライン３２が中心軸ＣＡ回りに回転する。これにより、フレクスプライン３２に固定された軸受に、サーボモータ２１の回転が減速されて伝達される。
【００３２】
図５は、固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。図５には、主として固定用部材３７の軸受側（図２の上側）の形状を示している。固定用部材３７は、互いに同軸の小径部３７ａと大径部３７ｂとから構成されている。固定用部材３７の各部の厚さ（中心軸ＣＡに沿った寸法）は、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの厚さより大きい。固定用部材３７の軸受側の面において、小径部３７ａは大径部３７ｂより中心軸ＣＡ方向に突出している。図２に示すように、波動歯車減速機２２において、固定用部材３７の小径部３７ａは、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの中心軸ＣＡの位置に形成された孔に嵌合している。また、固定用部材３７の大径部３７ｂの軸受側（上側）表面は、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に接している。
【００３３】
固定用部材３７の小径部３７ａの軸受側（上側）の表面の中心軸ＣＡの位置には、凹部３７ｃが形成されている。また、固定用部材３７の軸受側の表面には、中心軸ＣＡから外周側に向かう方向の複数の溝３７ｄが形成されている。より詳細には、各溝３７ｄは、凹部３７ｃを起点とし、小径部３７ａの軸受側（上側）表面と、小径部３７ａの側部表面と、大径部３７ｂの軸受側（上側）表面とを通る連続した溝として構成されている。
【００３４】
Ａ−３．減速システムの構成：
本実施例のロボット本体１００は、上述した波動歯車減速機２２と、波動歯車減速機２２にグリスを供給するグリス供給部と、供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を有する減速システム２０を備える。図６は、減速システム２０の概略構成を示す説明図である。減速システム２０は、グリス供給部として、グリスを貯蔵するタンク４１と、タンク４１から延伸する中空のチューブ４２と、を備えている。タンク４１は、ロボット制御装置２００（図１）からの指令信号に応じて貯蔵したグリスを吐出するための図示しないアクチュエータ（例えばポンプ）を有している。チューブ４２のタンク４１とは反対側の先端は、固定用部材３７の軸受側（上側）の表面の中心軸ＣＡ付近（すなわち、凹部３７ｃ付近）に位置している。なお、タンク４１は、ロボット本体１００の外部から容易にグリスを補給できる配置および構成であることが好ましい。また、本明細書において、中心軸ＣＡ付近とは、中心軸ＣＡからの距離がフレクスプライン３２の半径の３分の２以内の範囲を意味し、より好ましくは中心軸ＣＡからの距離がフレクスプライン３２の半径の２分の１以内の範囲を意味し、さらに好ましくは中心軸ＣＡからの距離がフレクスプライン３２の半径の３分の１以内の範囲を意味する。本実施例において使用されるグリスは、非加熱状態では半固形（ドロッとした状態)であり、攪拌および加熱により液状となりグリスである。
【００３５】
減速システム２０は、また、グリス回収部として、波動歯車減速機２２の外周付近からグリスを吸引して回収する吸引ポンプ４４を備えている。なお、吸引ポンプ４４は、回収したグリス（廃グリス）をロボット本体１００の外部へ容易に排出できる配置および構成であることが好ましい。また、本明細書において、波動歯車減速機２２の外周付近とは、フレクスプライン３２の円筒部分３２ｄの外周面からサーキュラスプライン３３の外周面までを意味する。
【００３６】
本実施例では、ロボット制御装置２００は、ロボット本体１００の各関節の累計回転数（累積走行距離）やロボット本体１００の環境温度をモニタリングしており、対応する関節の累計回転数と環境温度に基づく所定の計算により決定したタイミングで、グリスを吐出させる指令信号をタンク４１に送信する。また、吸引ポンプ４４は、タンク４１からのグリス吐出が行われると同時に、あるいは吐出から所定時間経過後に、吸引動作を開始し、吐出から所定時間経過後に動作を停止する。ただし、吸引ポンプ４４の動作の開始および停止タイミングは任意に変更可能である。なお、上述したように、グリスは非加熱状態では半固形であるため、グリス供給部における直ちに供給されないグリス(タンク４１の奥にあるグリス)は半固形で備蓄され、ロボット本体１００が上下左右に自由に動いてもいきなり全備蓄量が供給されずにすみ、長い期間にわたってゆっくりグリスを供給することができる。
【００３７】
図６において矢印で示すように、タンク４１から吐出されたグリスは、チューブ４２を通って固定用部材３７の凹部３７ｃ内に供給される。凹部３７ｃ内に供給された半固形のグリスは、ロボット本体１００の関節駆動から生まれる上下左右動作による攪拌と波動歯車減速機２２やサーボモータ２１からの熱によって液状となる。液状となったグリスは、フレクスプライン３２に締結された固定用部材３７の回転に伴う遠心力により、固定用部材３７の溝３７ｄ内を通って外周側に移動する。グリスは液状となっているので、毛細管現象も手伝ってロボット本体１００の姿勢の影響をあまり受けずに全ての溝３７ｄに均等にスムーズにグリスを流すことができる。固定用部材３７の大径部３７ｂ（図５参照）の軸受側（上側）表面は、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に接しているので、溝３７ｄ内を移動してきたグリスは、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に沿ってさらに外周側に移動する。その後、グリスは、底板部分３２ｂに連続した円筒部分３２ｄの内側表面に沿ってサーボモータ２１側の方向（下方向）に移動し、円筒部分３２ｄの内側表面とウェーブジェネレータ３１の外周面との接触部分に至る。フレクスプライン３２のサーボモータ２１側（下側）には固定プレート２３が配置されているため、グリスは、固定プレート２３の表面に沿ってフレクスプライン３２の内側から外側に移動し、外歯３２ａと内歯３３ａとの噛み合い部分に至る。フレクスプライン３２の外側まで移動したグリスは、その後、吸引ポンプ４４により吸引されて回収される。
【００３８】
以上説明したように、本実施例のロボット本体１００は、波動歯車減速機２２にグリスを供給するためのタンク４１およびチューブ４２と、供給されたグリスを回収する吸引ポンプ４４とを備えている。ここで、タンク４１およびチューブ４２によるグリスの供給は、波動歯車減速機２２における中心軸ＣＡ付近（具体的には、固定用部材３７の凹部３７ｃ）に対して行われるため、供給されたグリスは波動歯車減速機２２の回転による遠心力により外周方向に移動して波動歯車減速機２２の各部に至り、各部の潤滑に資する。また、吸引ポンプ４４は、波動歯車減速機２２の外周付近においてグリスを吸引するため、波動歯車減速機２２の各部の潤滑に用いられた後のグリス（廃グリスであり、金属削り屑等の不純物を含む場合がある）が確実に回収される。このように、本実施例のロボット本体１００では、分解（オーバーホール）を行うことなく波動歯車減速機２２に対するグリスの供給および廃グリスの回収を効率的に行うことができるため、稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなく波動歯車減速機２２の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。
【００３９】
また、本実施例のロボット本体１００では、固定用部材３７の凹部３７ｃ内にグリスが供給され、供給されたグリスは溝３７ｄ内を通ってフレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に至り、当該表面沿って外周側に移動する。すなわち、供給したグリスが波動歯車減速機２２の回転によりフレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に沿って外周側に移動するような位置に、グリスが供給される。そのため、フレクスプライン３２の内側表面とウェーブジェネレータ３１の外周面との接触部分や外歯３２ａと内歯３３ａとの噛み合い部分といった潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができる。
【００４０】
また、本実施例のロボット本体１００では、固定用部材３７の軸受側（上側）の表面に中心軸ＣＡから外周側に向かう方向の複数の溝３７ｄが形成されているため、固定用部材３７の中心軸ＣＡ付近（具体的には凹部３７ｃ）にグリスを供給すれば、溝３７ｄによってグリスを確実かつ効率的に外周側に移動させてフレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に至らしめることができ、潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができると共に、例えばチューブ４２をフレクスプライン３２の内側表面に至るまで延伸する場合と比較して、グリス供給のための構成の簡素化や配置の自由度を向上させることができる。なお、フレクスプライン３２は薄肉の部材であるためフレクスプライン３２に同様の溝を形成することは困難であるが、固定用部材３７はフレクスプライン３２と比較して肉厚の部材であるため、固定用部材３７の強度を確保しつつ溝３７ｄを形成することができる。
【００４１】
また、本実施例のロボット本体１００では、固定用部材３７の軸受側（上側）の表面の中心軸ＣＡ付近に、各溝３７ｄと連通する凹部３７ｃが形成されており、チューブ４２からのグリスは凹部３７ｃに対して供給される。そのため、凹部３７ｃがグリスのバッファとして機能して波動歯車減速機２２各部へのグリス供給量の変動を抑制することができると共に、中心軸ＣＡ回りの各方向へのグリスの分配バランスを均一化することができる。また、本実施例において、グリス供給部により供給されるグリスは、非加熱状態では半固形（ドロッとした状態)であり、ロボット本体１００の関節駆動から生まれる上下左右動作による攪拌と減速機やモータからの熱により液状となるものである。そのため、グリス供給部における直ちに供給されないグリス（タンク４１の奥にあるグリス)は半固形で備蓄され、ロボット本体１００が上下左右に自由に動いてもいきなり全備蓄量が供給されずにすみ、長い期間にわたってゆっくりグリスを供給することができ、波動歯車減速機２２の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。また、非加熱状態では半固形となるグリスを用いると、供給されたグリスがロボット本体１００の姿勢の影響も受けてスムーズに全ての溝３７ｄに均等に流れない(姿勢によって偏った溝３７ｄに流れる)場合もあるが、このロボット本体１００ではグリスをいきなり溝３７ｄに流さず一旦凹部３７ｃに供給し、そこで攪拌および熱を受け液状化した後に溝３７ｄに流すようにすることで、液状なので毛細管現象も手伝ってロボット本体１００の姿勢の影響をあまり受けずに全ての溝３７ｄに均等にスムーズにグリスを流すことができ、波動歯車減速機２２の各歯に早期の段階からグリスを均等に供給することができる。
【００４２】
また、本実施例では、ロボット本体１００の累計回転数（累積走行距離）と環境温度とに基づく所定の計算式により決定したタイミングで、グリスを吐出させる指令信号がロボット制御装置２００からタンク４１に送信され、タンク４１から波動歯車減速機２２に向けてグリスが供給される。そのため、適正なタイミングで自動的に波動歯車減速機２２に対するグリスの供給を行うことができ、グリスの不足により波動歯車減速機２２に深刻なダメージを与える事態の発生を防止しつつ、効率的にロボット本体１００の運用を行うことができる。
【００４３】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４４】
上記実施例におけるロボットシステム１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記各実施例では、ロボット本体１００は多関節型の産業用ロボットであるとしているが、ロボット本体１００が単関節型ロボットであるとしてもよい。
【００４５】
また、上記実施例において、固定用部材３７に凹部３７ｃや溝３７ｄが形成されていなくてもよい。図７は、変形例における固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。図７に示す変形例の固定用部材３７は、軸受側表面に、上記実施例における凹部３７ｃや溝３７ｄ（図５参照）が形成されていない。なお、図７に示す変形例の固定用部材３７では、中心軸ＣＡの位置に孔が形成されているが、この孔はなくてもよい。図７に示す変形例の固定用部材３７を用いる場合でも、タンク４１およびチューブ４２によるグリスの供給を固定用部材３７の軸受側表面に対して行えば、供給されたグリスは波動歯車減速機２２の回転による遠心力により、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に沿って外周側に移動して波動歯車減速機２２の各部に至り、各部の潤滑に資する。なお、上記実施例や図７に示す変形例では、固定用部材３７は小径部３７ａおよび大径部３７ｂにより構成されているとしているが、固定用部材３７が所定の単一の径の円板形状の部材であるとしてもよい。
【００４６】
また、上記実施例において、タンク４１およびチューブ４２によるグリスの供給位置は、中心軸ＣＡ付近の位置であれば、固定用部材３７の軸受側表面の位置でなくてもよい。例えば、グリスの供給位置は、ウェーブジェネレータ３１の軸受側表面の中心軸ＣＡ付近の位置であってもよい。この場合でも、供給されたグリスは波動歯車減速機２２の回転による遠心力により外周側に移動して波動歯車減速機２２の各部に至り、各部の潤滑に資する。
【００４７】
また、上記実施例では、グリスを供給する構成（グリス供給部）としてタンク４１およびチューブ４２を用いた構成を採用しているが、他の構成を採用してもよい。例えば、タンク４１からチューブ４２を用いずに固定用部材３７の表面に直接グリスを供給する構成を採用することもできる。また、上記実施例では、グリスを回収する構成（グリス回収部）として吸引ポンプ４４を用いた構成を採用しているが、他の構成を採用してもよい。例えば、吸引ポンプ４４とチューブを組み合わせた構成や、グリスを吸収するスポンジ状部材を用いた構成を採用することもできる。
【００４８】
また、上記実施例では、ロボット本体１００の累計回転数（累積走行距離）と環境温度とに基づく計算式により決定したタイミングでグリスを供給するとしているが、グリス供給タイミングは任意に変更可能である。例えば、グリス供給タイミングは、ロボット本体１００の累計回転数のみに基づき決定するとしてもよいし、ロボット本体１００の累計動作時間（電源ＯＮ時間）に基づき決定するとしてもよい。あるいは、使用者の指示入力に応じてグリスが供給されるとしてもよい。
【００４９】
また、上記実施例における減速システム２０は、ロボット本体１００に用いられるものであるが、ロボット本体１００以外の産業機器や生産設備、車両、輸送機器等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ロボットシステム
２０…減速システム
２１…サーボモータ
２１ａ…出力軸
２１ｂ…ボルト
２２…波動歯車減速機
２３…固定プレート
２４…フレーム
２５…筒状部
３１…ウェーブジェネレータ
３１ａ…カム
３１ｂ…ボールベアリング
３２…フレクスプライン
３２ａ…外歯
３２ｂ…底板部分
３２ｃ…ボス部
３２ｄ…円筒部分
３３…サーキュラスプライン
３３ａ…内歯
３５…ボルト
３６…ボルト
３７…固定用部材
３７ａ…小径部
３７ｂ…大径部
３７ｃ…凹部
３７ｄ…溝
３８…ボルト
４１…タンク
４２…チューブ
４４…吸引ポンプ
１００…ロボット本体
１０１…ベース部
１０２…ショルダ部
１０３…下アーム
１０４…上アーム
１０５…手首
１０６…フランジ部
１０７…エンドエフェクタ
２００…ロボット制御装置
３００…ロボット教示装置
４１０…制御ケーブル
４２０…接続ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに関し、特に、波動歯車減速機を備えるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、一般に、関節を駆動するためのモータと減速機を備えている。ロボット用の減速機としては、大きなトルク容量を得るために、例えば波動歯車減速機が採用される（特許文献１，２参照）。周知のように、波動歯車減速機は、楕円形状のカムの外周にボールベアリングを有するウェーブジェネレータと、カップ形状の金属弾性体であり外周面に外歯が形成されたフレクスプラインと、剛体リング形状で内周面に内歯が形成されたサーキュラスプラインと、を主な構成部品として備えている。
【０００３】
波動歯車減速機では、各接触部分（例えば、内歯と外歯との噛み合い部分やウェーブジェネレータの外周面とフレクスプラインの内周面との接触部分）の潤滑のために、グリスが用いられている。ロボットの使用に伴い、波動歯車減速機の各接触部分の摩耗やグリス自体の劣化が進行すると、ロボットの波動歯車減速機が良好に動作できなくなる。特に、近年では、ロボットを軽負荷・高速で動作させる場合が増加しており、グリスが早期に劣化しやすい傾向にある。
【０００４】
上記のような場合に、グリスを交換すれば、ロボットの波動歯車減速機の良好な動作を回復することができるが、一般に、ロボット内部に設けられた波動歯車減速機のグリス交換は、ロボットの分解（オーバーホール）を伴うこととなり、ロボットの稼働率の低下や維持コストの増加を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５０６１０号公報
【特許文献２】特開平９−２５０６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなくロボットの波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］ロボットであって、
楕円形状のカムを有し中心軸回りに回転するウェーブジェネレータと、孔を有するリング形状であり前記孔の内周面に複数の内歯を有するサーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの前記孔内に配置されると共に前記ウェーブジェネレータを内部に収容し、外周面に前記内歯よりも少ない数の外歯であって前記カムの長軸に対応する位置で前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記ウェーブジェネレータの回転に伴い前記中心軸回りに回転するフレクスプラインと、を含む波動歯車減速機と、
前記波動歯車減速機における前記中心軸付近にグリスを供給するグリス供給部と、
前記波動歯車減速機の外周付近において前記供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を備える、ロボット。
【０００９】
このロボットでは、グリス供給部により波動歯車減速機における中心軸付近に供給されたグリスは、波動歯車減速機の回転による遠心力により外周方向に移動して波動歯車減速機の各部に至り、各部の潤滑に資する。また、グリス回収部が、波動歯車減速機の外周付近において供給されたグリスを回収するため、波動歯車減速機の各部の潤滑に用いられた後のグリスは確実に回収される。このように、このロボットでは、分解（オーバーホール）を行うことなく波動歯車減速機に対するグリスの供給およびグリスの回収を効率的に行うことができるため、稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなく波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載のロボットであって、
前記フレクスプラインは、前記中心軸と同軸であり前記外歯を有する円筒部分と、前記円筒部分に連続して形成されていると共に前記中心軸に略直交する底板部分と、を含み、
前記グリス供給部は、供給したグリスが前記波動歯車減速機の回転により前記フレクスプラインの前記底板部分の内側表面に沿って外周側に移動するような位置に、グリスを供給する、ロボット。
【００１１】
このロボットでは、供給したグリスが波動歯車減速機の回転によりフレクスプラインの底板部分の内側表面に沿って外周側に移動するような位置にグリスが供給されるため、フレクスプラインの内側表面とウェーブジェネレータの外周面との接触部分や外歯と内歯との噛み合い部分といった潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例２に記載のロボットであって、
前記波動歯車減速機は、被固定体と共に前記底板部分を挟むことにより前記フレクスプラインを前記被固定体に固定する固定用部材であって、前記被固定体側の表面に前記中心軸から外周側に向かう方向の複数の溝が形成された固定用部材を含み、
前記グリス供給部は、前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近にグリスを供給する、ロボット。
【００１３】
このロボットでは、固定用部材の被固定体側の表面の中心軸付近にグリスが供給されると、溝によってグリスを確実かつ効率的に外周側に移動させてフレクスプラインの底板部分の内側表面に至らしめることができるため、潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができると共に、グリス供給のための構成の簡素化や配置の自由度を向上させることができる。
【００１４】
［適用例４］適用例３に記載のロボットであって、
前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近には、各前記溝と連通する凹部が形成されており、
前記グリスは、非加熱状態では半固形で、攪拌および加熱により液状となり、
前記グリス供給部は、前記凹部にグリスを供給する、ロボット。
【００１５】
このロボットでは、凹部がグリスのバッファとして機能して波動歯車減速機各部へのグリス供給量の変動を抑制することができると共に、中心軸回りの各方向へのグリスの分配バランスを均一化することができる。また、グリス供給部により供給されるグリスは、非加熱状態では半固形（ドロッとした状態)であり、例えばロボットの関節駆動から生まれる上下左右動作による攪拌と減速機やモータからの熱により液状となるものである。そのため、グリス供給部における直ちに供給されないグリス（例えば供給タンクの奥にあるグリス)は半固形で備蓄され、ロボットが上下左右に自由に動いてもいきなり全備蓄量が供給されずにすみ、長い期間にわたってゆっくりグリスを供給することができ、ロボットの波動歯車減速機の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。また、非加熱状態では半固形となるグリスを用いると、供給されたグリスがロボットの姿勢の影響も受けてスムーズに全ての溝に均等に流れない(姿勢によって偏った溝に流れる)場合もあるが、このロボットではグリスをいきなり溝に流さず一旦凹部に供給し、そこで攪拌および熱を受け液状化した後に溝に流すようにすることで、液状なので毛細管現象も手伝ってロボットの姿勢の影響をあまり受けずに全ての溝に均等にスムーズにグリスを流すことができ、減速機の各歯に早期の段階からグリスを均等に供給することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載のロボットであって、
前記グリス供給部は、前記ロボットの累積走行距離と環境温度との少なくとも一方に基づき決定されるタイミングで自動的にグリスを供給する、ロボット。
【００１７】
このロボットでは、適正なタイミングで自動的に波動歯車減速機に対するグリスの供給を行うことができ、グリスの不足により波動歯車減速機に深刻なダメージを与える事態の発生を防止しつつ、効率的にロボットの運用を行うことができる。
【００１８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、減速機を備える減速システム、減速機の潤滑システム、減速機の潤滑方法等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例におけるロボットシステム１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】減速機の概略構成を示す説明図である。
【図３】減速機の概略構成を示す説明図である。
【図４】減速機の概略構成を示す説明図である。
【図５】固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。
【図６】減速システム２０の概略構成を示す説明図である。
【図７】変形例における固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．ロボットシステムの構成：
Ａ−２．減速機の構成：
Ａ−３．減速システムの構成：
Ｂ．変形例：
【００２１】
Ａ．実施例：
Ａ−１．ロボットシステムの構成：
図１は、本発明の実施例におけるロボットシステム１０の概略構成を示す説明図である。ロボットシステム１０は、ロボット本体１００と、ロボット制御装置（ロボットコントローラ）２００と、ロボット教示装置３００と、を備えている。
【００２２】
ロボット本体１００は、複数の関節を有する多関節型の産業用ロボットである。ロボット本体１００は、工場等の設置場所（サイト）に固定されるベース部１０１と、水平方向に旋回可能にベース部１０１に支持されたショルダ部１０２と、鉛直方向に旋回可能にショルダ部１０２に下端が支持された下アーム１０３と、鉛直方向に旋回可能に下アーム１０３の先端に略中央部が支持された上アーム１０４と、鉛直方向に旋回可能に上アーム１０４の先端に支持された手首１０５と、を有している。手首１０５の先端には、手首１０５の円周方向に回転可能な軸を有するフランジ部１０６が設けられている。フランジ部１０６には、例えばワークを把持するエンドエフェクタ１０７が取り付けられている。ロボット本体１００の各関節には、関節を駆動するサーボモータと、サーボモータの回転出力を減速する減速機（詳細は後述）と、が設置されている。
【００２３】
ロボット教示装置３００は、接続ケーブル４２０を介してロボット制御装置２００と接続されており、ロボット本体１００の動作を教示するために使用される。
【００２４】
ロボット制御装置２００は、ＣＰＵや記憶部を備えるコンピュータとして構成されている。ロボット制御装置２００は、制御ケーブル４１０を介してロボット本体１００と接続されていると共に、図示しない電源ケーブルを介してサイトの電源（外部電源）と接続されている。ロボット制御装置２００は、ロボット本体１００に電力を供給すると共に、ロボット教示装置３００から入力された教示データに基づいて、ロボット本体１００の各サーボモータを駆動することによりロボット本体１００の動作を制御する。また、ロボット制御装置２００は、ロボット教示装置３００を介して手動による操作指令があった場合には、その指令に応じてロボット本体１００の各関節を駆動する。
【００２５】
Ａ−２．減速機の構成：
図２ないし図４は、減速機の概略構成を示す説明図である。本実施例のロボット本体１００は、サーボモータ２１と共に関節を駆動する減速機として、波動歯車減速機２２を用いている。図２には、波動歯車減速機２２の断面構成を示しており（一部断面の図示を省略している）、図３には、波動歯車減速機２２の斜視外観を示しており、図４には、波動歯車減速機２２の各構成部材の斜視外観を示している。
【００２６】
図２に示すように、波動歯車減速機２２は、ロボット本体１００の関節部分のフレーム２４に設けられた中空の筒状部２５内に配置される。図２ないし図４に示すように、波動歯車減速機２２は、ウェーブジェネレータ３１と、フレクスプライン３２と、サーキュラスプライン３３と、を備えている。以下では、図２の上下方向を、波動歯車減速機２２の中心軸ＣＡに沿った上下方向として説明する。
【００２７】
ウェーブジェネレータ３１は、楕円状のカム３１ａの外周にボールベアリング３１ｂが組み付けられて構成されている。ウェーブジェネレータ３１には、サーボモータ２１の出力軸２１ａがボルト２１ｂにより連結されており、ウェーブジェネレータ３１は、サーボモータ２１の出力軸２１ａの回転に伴い、中心軸ＣＡ回りに回転する。
【００２８】
サーキュラスプライン３３は、孔を有するリング形状の剛体の部材である。サーキュラスプライン３３の孔の内周面には複数の内歯３３ａが形成されている。サーキュラスプライン３３は、複数のボルト３６により、フレーム２４に固定されている。なお、サーボモータ２１の上面には、サーボモータ２１をフレーム２４に固定するための固定プレート２３が配置されており、固定プレート２３は、複数のボルト３５により、サーキュラスプライン３３と一体的にフレーム２４に固定されている。
【００２９】
フレクスプライン３２は、薄肉のカップ形状の金属弾性体の部材である。すなわち、フレクスプライン３２は、中心軸ＣＡと同軸の円筒部分３２ｄと、円筒部分３２ｄに連続して形成されていると共に中心軸ＣＡに略直交する底板部分３２ｂと、を有している。底板部分３２ｂの中心軸ＣＡの位置には孔が形成されている。フレクスプライン３２は、サーキュラスプライン３３の孔内に配置されると共に、ウェーブジェネレータ３１を内部に収容している。フレクスプライン３２の円筒部分３２ｄの外周面には、サーキュラスプライン３３の内歯３３ａよりも所定数（例えば２つ）だけ歯数が少ない外歯３２ａが形成されている。フレクスプライン３２の外歯３２ａとサーキュラスプライン３３の内歯３３ａとは、楕円状のウェーブジェネレータ３１の長軸に対応する位置で噛み合う。
【００３０】
フレクスプライン３２の底板部分３２ｂには、厚肉のボス部３２ｃが形成されている。フレクスプライン３２のボス部３２ｃは、固定用部材３７およびボルト３８により、フレクスプライン３２の上側に位置するクロスローラベアリングからなる軸受（図示せず）に押し付けられて固定される。すなわち、固定用部材３７は、軸受と共に底板部分３２ｂを挟むことにより、フレクスプライン３２を軸受に固定する。軸受には、関節の他方のフレームが固定されている。
【００３１】
このような構成の波動歯車減速機２２において、サーボモータ２１の出力軸２１ａの回転に伴いウェーブジェネレータ３１が回転すると、ウェーブジェネレータ３１の長軸に対応する位置でフレクスプライン３２の外歯３２ａとサーキュラスプライン３３の内歯３３ａとが噛み合い、外歯３２ａと内歯３３ａとの数に応じて定まる減速比にて減速されつつ、フレクスプライン３２が中心軸ＣＡ回りに回転する。これにより、フレクスプライン３２に固定された軸受に、サーボモータ２１の回転が減速されて伝達される。
【００３２】
図５は、固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。図５には、主として固定用部材３７の軸受側（図２の上側）の形状を示している。固定用部材３７は、互いに同軸の小径部３７ａと大径部３７ｂとから構成されている。固定用部材３７の各部の厚さ（中心軸ＣＡに沿った寸法）は、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの厚さより大きい。固定用部材３７の軸受側の面において、小径部３７ａは大径部３７ｂより中心軸ＣＡ方向に突出している。図２に示すように、波動歯車減速機２２において、固定用部材３７の小径部３７ａは、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの中心軸ＣＡの位置に形成された孔に嵌合している。また、固定用部材３７の大径部３７ｂの軸受側（上側）表面は、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に接している。
【００３３】
固定用部材３７の小径部３７ａの軸受側（上側）の表面の中心軸ＣＡの位置には、凹部３７ｃが形成されている。また、固定用部材３７の軸受側の表面には、中心軸ＣＡから外周側に向かう方向の複数の溝３７ｄが形成されている。より詳細には、各溝３７ｄは、凹部３７ｃを起点とし、小径部３７ａの軸受側（上側）表面と、小径部３７ａの側部表面と、大径部３７ｂの軸受側（上側）表面とを通る連続した溝として構成されている。
【００３４】
Ａ−３．減速システムの構成：
本実施例のロボット本体１００は、上述した波動歯車減速機２２と、波動歯車減速機２２にグリスを供給するグリス供給部と、供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を有する減速システム２０を備える。図６は、減速システム２０の概略構成を示す説明図である。減速システム２０は、グリス供給部として、グリスを貯蔵するタンク４１と、タンク４１から延伸する中空のチューブ４２と、を備えている。タンク４１は、ロボット制御装置２００（図１）からの指令信号に応じて貯蔵したグリスを吐出するための図示しないアクチュエータ（例えばポンプ）を有している。チューブ４２のタンク４１とは反対側の先端は、固定用部材３７の軸受側（上側）の表面の中心軸ＣＡ付近（すなわち、凹部３７ｃ付近）に位置している。なお、タンク４１は、ロボット本体１００の外部から容易にグリスを補給できる配置および構成であることが好ましい。また、本明細書において、中心軸ＣＡ付近とは、中心軸ＣＡからの距離がフレクスプライン３２の半径の３分の２以内の範囲を意味し、より好ましくは中心軸ＣＡからの距離がフレクスプライン３２の半径の２分の１以内の範囲を意味し、さらに好ましくは中心軸ＣＡからの距離がフレクスプライン３２の半径の３分の１以内の範囲を意味する。本実施例において使用されるグリスは、非加熱状態では半固形（ドロッとした状態)であり、攪拌および加熱により液状となりグリスである。
【００３５】
減速システム２０は、また、グリス回収部として、波動歯車減速機２２の外周付近からグリスを吸引して回収する吸引ポンプ４４を備えている。なお、吸引ポンプ４４は、回収したグリス（廃グリス）をロボット本体１００の外部へ容易に排出できる配置および構成であることが好ましい。また、本明細書において、波動歯車減速機２２の外周付近とは、フレクスプライン３２の円筒部分３２ｄの外周面からサーキュラスプライン３３の外周面までを意味する。
【００３６】
本実施例では、ロボット制御装置２００は、ロボット本体１００の各関節の累計回転数（累積走行距離）やロボット本体１００の環境温度をモニタリングしており、対応する関節の累計回転数と環境温度に基づく所定の計算により決定したタイミングで、グリスを吐出させる指令信号をタンク４１に送信する。また、吸引ポンプ４４は、タンク４１からのグリス吐出が行われると同時に、あるいは吐出から所定時間経過後に、吸引動作を開始し、吐出から所定時間経過後に動作を停止する。ただし、吸引ポンプ４４の動作の開始および停止タイミングは任意に変更可能である。なお、上述したように、グリスは非加熱状態では半固形であるため、グリス供給部における直ちに供給されないグリス(タンク４１の奥にあるグリス)は半固形で備蓄され、ロボット本体１００が上下左右に自由に動いてもいきなり全備蓄量が供給されずにすみ、長い期間にわたってゆっくりグリスを供給することができる。
【００３７】
図６において矢印で示すように、タンク４１から吐出されたグリスは、チューブ４２を通って固定用部材３７の凹部３７ｃ内に供給される。凹部３７ｃ内に供給された半固形のグリスは、ロボット本体１００の関節駆動から生まれる上下左右動作による攪拌と波動歯車減速機２２やサーボモータ２１からの熱によって液状となる。液状となったグリスは、フレクスプライン３２に締結された固定用部材３７の回転に伴う遠心力により、固定用部材３７の溝３７ｄ内を通って外周側に移動する。グリスは液状となっているので、毛細管現象も手伝ってロボット本体１００の姿勢の影響をあまり受けずに全ての溝３７ｄに均等にスムーズにグリスを流すことができる。固定用部材３７の大径部３７ｂ（図５参照）の軸受側（上側）表面は、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に接しているので、溝３７ｄ内を移動してきたグリスは、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に沿ってさらに外周側に移動する。その後、グリスは、底板部分３２ｂに連続した円筒部分３２ｄの内側表面に沿ってサーボモータ２１側の方向（下方向）に移動し、円筒部分３２ｄの内側表面とウェーブジェネレータ３１の外周面との接触部分に至る。フレクスプライン３２のサーボモータ２１側（下側）には固定プレート２３が配置されているため、グリスは、固定プレート２３の表面に沿ってフレクスプライン３２の内側から外側に移動し、外歯３２ａと内歯３３ａとの噛み合い部分に至る。フレクスプライン３２の外側まで移動したグリスは、その後、吸引ポンプ４４により吸引されて回収される。
【００３８】
以上説明したように、本実施例のロボット本体１００は、波動歯車減速機２２にグリスを供給するためのタンク４１およびチューブ４２と、供給されたグリスを回収する吸引ポンプ４４とを備えている。ここで、タンク４１およびチューブ４２によるグリスの供給は、波動歯車減速機２２における中心軸ＣＡ付近（具体的には、固定用部材３７の凹部３７ｃ）に対して行われるため、供給されたグリスは波動歯車減速機２２の回転による遠心力により外周方向に移動して波動歯車減速機２２の各部に至り、各部の潤滑に資する。また、吸引ポンプ４４は、波動歯車減速機２２の外周付近においてグリスを吸引するため、波動歯車減速機２２の各部の潤滑に用いられた後のグリス（廃グリスであり、金属削り屑等の不純物を含む場合がある）が確実に回収される。このように、本実施例のロボット本体１００では、分解（オーバーホール）を行うことなく波動歯車減速機２２に対するグリスの供給および廃グリスの回収を効率的に行うことができるため、稼働率の低下や維持コストの増加を招くことなく波動歯車減速機２２の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。
【００３９】
また、本実施例のロボット本体１００では、固定用部材３７の凹部３７ｃ内にグリスが供給され、供給されたグリスは溝３７ｄ内を通ってフレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に至り、当該表面沿って外周側に移動する。すなわち、供給したグリスが波動歯車減速機２２の回転によりフレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に沿って外周側に移動するような位置に、グリスが供給される。そのため、フレクスプライン３２の内側表面とウェーブジェネレータ３１の外周面との接触部分や外歯３２ａと内歯３３ａとの噛み合い部分といった潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができる。
【００４０】
また、本実施例のロボット本体１００では、固定用部材３７の軸受側（上側）の表面に中心軸ＣＡから外周側に向かう方向の複数の溝３７ｄが形成されているため、固定用部材３７の中心軸ＣＡ付近（具体的には凹部３７ｃ）にグリスを供給すれば、溝３７ｄによってグリスを確実かつ効率的に外周側に移動させてフレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に至らしめることができ、潤滑の確保が特に要求される部分に確実かつ効率的にグリスを供給することができると共に、例えばチューブ４２をフレクスプライン３２の内側表面に至るまで延伸する場合と比較して、グリス供給のための構成の簡素化や配置の自由度を向上させることができる。なお、フレクスプライン３２は薄肉の部材であるためフレクスプライン３２に同様の溝を形成することは困難であるが、固定用部材３７はフレクスプライン３２と比較して肉厚の部材であるため、固定用部材３７の強度を確保しつつ溝３７ｄを形成することができる。
【００４１】
また、本実施例のロボット本体１００では、固定用部材３７の軸受側（上側）の表面の中心軸ＣＡ付近に、各溝３７ｄと連通する凹部３７ｃが形成されており、チューブ４２からのグリスは凹部３７ｃに対して供給される。そのため、凹部３７ｃがグリスのバッファとして機能して波動歯車減速機２２各部へのグリス供給量の変動を抑制することができると共に、中心軸ＣＡ回りの各方向へのグリスの分配バランスを均一化することができる。また、本実施例において、グリス供給部により供給されるグリスは、非加熱状態では半固形（ドロッとした状態)であり、ロボット本体１００の関節駆動から生まれる上下左右動作による攪拌と減速機やモータからの熱により液状となるものである。そのため、グリス供給部における直ちに供給されないグリス（タンク４１の奥にあるグリス)は半固形で備蓄され、ロボット本体１００が上下左右に自由に動いてもいきなり全備蓄量が供給されずにすみ、長い期間にわたってゆっくりグリスを供給することができ、波動歯車減速機２２の良好な動作を長期間にわたって維持することができる。また、非加熱状態では半固形となるグリスを用いると、供給されたグリスがロボット本体１００の姿勢の影響も受けてスムーズに全ての溝３７ｄに均等に流れない(姿勢によって偏った溝３７ｄに流れる)場合もあるが、このロボット本体１００ではグリスをいきなり溝３７ｄに流さず一旦凹部３７ｃに供給し、そこで攪拌および熱を受け液状化した後に溝３７ｄに流すようにすることで、液状なので毛細管現象も手伝ってロボット本体１００の姿勢の影響をあまり受けずに全ての溝３７ｄに均等にスムーズにグリスを流すことができ、波動歯車減速機２２の各歯に早期の段階からグリスを均等に供給することができる。
【００４２】
また、本実施例では、ロボット本体１００の累計回転数（累積走行距離）と環境温度とに基づく所定の計算式により決定したタイミングで、グリスを吐出させる指令信号がロボット制御装置２００からタンク４１に送信され、タンク４１から波動歯車減速機２２に向けてグリスが供給される。そのため、適正なタイミングで自動的に波動歯車減速機２２に対するグリスの供給を行うことができ、グリスの不足により波動歯車減速機２２に深刻なダメージを与える事態の発生を防止しつつ、効率的にロボット本体１００の運用を行うことができる。
【００４３】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４４】
上記実施例におけるロボットシステム１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記各実施例では、ロボット本体１００は多関節型の産業用ロボットであるとしているが、ロボット本体１００が単関節型ロボットであるとしてもよい。
【００４５】
また、上記実施例において、固定用部材３７に凹部３７ｃや溝３７ｄが形成されていなくてもよい。図７は、変形例における固定用部材３７の概略構成を示す説明図である。図７に示す変形例の固定用部材３７は、軸受側表面に、上記実施例における凹部３７ｃや溝３７ｄ（図５参照）が形成されていない。なお、図７に示す変形例の固定用部材３７では、中心軸ＣＡの位置に孔が形成されているが、この孔はなくてもよい。図７に示す変形例の固定用部材３７を用いる場合でも、タンク４１およびチューブ４２によるグリスの供給を固定用部材３７の軸受側表面に対して行えば、供給されたグリスは波動歯車減速機２２の回転による遠心力により、フレクスプライン３２の底板部分３２ｂの内側表面に沿って外周側に移動して波動歯車減速機２２の各部に至り、各部の潤滑に資する。なお、上記実施例や図７に示す変形例では、固定用部材３７は小径部３７ａおよび大径部３７ｂにより構成されているとしているが、固定用部材３７が所定の単一の径の円板形状の部材であるとしてもよい。
【００４６】
また、上記実施例において、タンク４１およびチューブ４２によるグリスの供給位置は、中心軸ＣＡ付近の位置であれば、固定用部材３７の軸受側表面の位置でなくてもよい。例えば、グリスの供給位置は、ウェーブジェネレータ３１の軸受側表面の中心軸ＣＡ付近の位置であってもよい。この場合でも、供給されたグリスは波動歯車減速機２２の回転による遠心力により外周側に移動して波動歯車減速機２２の各部に至り、各部の潤滑に資する。
【００４７】
また、上記実施例では、グリスを供給する構成（グリス供給部）としてタンク４１およびチューブ４２を用いた構成を採用しているが、他の構成を採用してもよい。例えば、タンク４１からチューブ４２を用いずに固定用部材３７の表面に直接グリスを供給する構成を採用することもできる。また、上記実施例では、グリスを回収する構成（グリス回収部）として吸引ポンプ４４を用いた構成を採用しているが、他の構成を採用してもよい。例えば、吸引ポンプ４４とチューブを組み合わせた構成や、グリスを吸収するスポンジ状部材を用いた構成を採用することもできる。
【００４８】
また、上記実施例では、ロボット本体１００の累計回転数（累積走行距離）と環境温度とに基づく計算式により決定したタイミングでグリスを供給するとしているが、グリス供給タイミングは任意に変更可能である。例えば、グリス供給タイミングは、ロボット本体１００の累計回転数のみに基づき決定するとしてもよいし、ロボット本体１００の累計動作時間（電源ＯＮ時間）に基づき決定するとしてもよい。あるいは、使用者の指示入力に応じてグリスが供給されるとしてもよい。
【００４９】
また、上記実施例における減速システム２０は、ロボット本体１００に用いられるものであるが、ロボット本体１００以外の産業機器や生産設備、車両、輸送機器等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ロボットシステム
２０…減速システム
２１…サーボモータ
２１ａ…出力軸
２１ｂ…ボルト
２２…波動歯車減速機
２３…固定プレート
２４…フレーム
２５…筒状部
３１…ウェーブジェネレータ
３１ａ…カム
３１ｂ…ボールベアリング
３２…フレクスプライン
３２ａ…外歯
３２ｂ…底板部分
３２ｃ…ボス部
３２ｄ…円筒部分
３３…サーキュラスプライン
３３ａ…内歯
３５…ボルト
３６…ボルト
３７…固定用部材
３７ａ…小径部
３７ｂ…大径部
３７ｃ…凹部
３７ｄ…溝
３８…ボルト
４１…タンク
４２…チューブ
４４…吸引ポンプ
１００…ロボット本体
１０１…ベース部
１０２…ショルダ部
１０３…下アーム
１０４…上アーム
１０５…手首
１０６…フランジ部
１０７…エンドエフェクタ
２００…ロボット制御装置
３００…ロボット教示装置
４１０…制御ケーブル
４２０…接続ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットであって、
楕円形状のカムを有し中心軸回りに回転するウェーブジェネレータと、孔を有するリング形状であり前記孔の内周面に複数の内歯を有するサーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの前記孔内に配置されると共に前記ウェーブジェネレータを内部に収容し、外周面に前記内歯よりも少ない数の外歯であって前記カムの長軸に対応する位置で前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記ウェーブジェネレータの回転に伴い前記中心軸回りに回転するフレクスプラインと、を含む波動歯車減速機と、
前記波動歯車減速機における前記中心軸付近にグリスを供給するグリス供給部と、
前記波動歯車減速機の外周付近において前記供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を備える、ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットであって、
前記フレクスプラインは、前記中心軸と同軸であり前記外歯を有する円筒部分と、前記円筒部分に連続して形成されていると共に前記中心軸に略直交する底板部分と、を含み、
前記グリス供給部は、供給したグリスが前記波動歯車減速機の回転により前記フレクスプラインの前記底板部分の内側表面に沿って外周側に移動するような位置に、グリスを供給する、ロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットであって、
前記波動歯車減速機は、被固定体と共に前記底板部分を挟むことにより前記フレクスプラインを前記被固定体に固定する固定用部材であって、前記被固定体側の表面に前記中心軸から外周側に向かう方向の複数の溝が形成された固定用部材を含み、
前記グリス供給部は、前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近にグリスを供給する、ロボット。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットであって、
前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近には、各前記溝と連通する凹部が形成されており、
前記グリスは、非加熱状態では半固形で、攪拌および加熱により液状となり、
前記グリス供給部は、前記凹部にグリスを供給する、ロボット。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のロボットであって、
前記グリス供給部は、前記ロボットの前記波動歯車減速機に対応する関節の累積回転数と環境温度との少なくとも一方に基づき決定されるタイミングで自動的にグリスを供給する、ロボット。
【請求項１】
ロボットであって、
楕円形状のカムを有し中心軸回りに回転するウェーブジェネレータと、孔を有するリング形状であり前記孔の内周面に複数の内歯を有するサーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの前記孔内に配置されると共に前記ウェーブジェネレータを内部に収容し、外周面に前記内歯よりも少ない数の外歯であって前記カムの長軸に対応する位置で前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記ウェーブジェネレータの回転に伴い前記中心軸回りに回転するフレクスプラインと、を含む波動歯車減速機と、
前記波動歯車減速機における前記中心軸付近にグリスを供給するグリス供給部と、
前記波動歯車減速機の外周付近において前記供給されたグリスを回収するグリス回収部と、を備える、ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットであって、
前記フレクスプラインは、前記中心軸と同軸であり前記外歯を有する円筒部分と、前記円筒部分に連続して形成されていると共に前記中心軸に略直交する底板部分と、を含み、
前記グリス供給部は、供給したグリスが前記波動歯車減速機の回転により前記フレクスプラインの前記底板部分の内側表面に沿って外周側に移動するような位置に、グリスを供給する、ロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットであって、
前記波動歯車減速機は、被固定体と共に前記底板部分を挟むことにより前記フレクスプラインを前記被固定体に固定する固定用部材であって、前記被固定体側の表面に前記中心軸から外周側に向かう方向の複数の溝が形成された固定用部材を含み、
前記グリス供給部は、前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近にグリスを供給する、ロボット。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットであって、
前記固定用部材の前記被固定体側の表面の前記中心軸付近には、各前記溝と連通する凹部が形成されており、
前記グリスは、非加熱状態では半固形で、攪拌および加熱により液状となり、
前記グリス供給部は、前記凹部にグリスを供給する、ロボット。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のロボットであって、
前記グリス供給部は、前記ロボットの前記波動歯車減速機に対応する関節の累積回転数と環境温度との少なくとも一方に基づき決定されるタイミングで自動的にグリスを供給する、ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６８３０６（Ｐ２０１３−６８３０６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８７６９（Ｐ２０１１−２０８７６９）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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