特許 6448093 センサー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6448093

(24)【登録日】2018年12月14日

(45)【発行日】2019年1月9日

(54)【発明の名称】センサー装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/02 20060101AFI20181220BHJP

   F16N 29/00 20060101ALI20181220BHJP

   F16N 29/04 20060101ALI20181220BHJP

   H02N 11/00 20060101ALI20181220BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/02

   F16N29/00 D

   F16N29/04

   H02N11/00 A

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-147184(P2016-147184)

(22)【出願日】2016年7月27日

(62)【分割の表示】特願2012-146493(P2012-146493)の分割

【原出願日】2012年6月29日

(65)【公開番号】特開2016-196087(P2016-196087A)

(43)【公開日】2016年11月24日

【審査請求日】2016年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140796

【弁理士】

【氏名又は名称】原口 貴志

(72)【発明者】

【氏名】大沼 恵則

(72)【発明者】

【氏名】大町 論平

(72)【発明者】

【氏名】白田 卓也

(72)【発明者】

【氏名】井田 康仁

【審査官】 松井 裕典

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０７４１１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０４４１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６８１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０５３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２６７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９０７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６４８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８４２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１０６８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１１５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５００２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 TE-Power PROBE，２０１０年 １月２９日，ＵＲＬ，https://web.archive.org/web/20100129223333/http://www.micropelt.com:80/applications/te_power_probe.php

【文献】 Thermal Energy Harvesting，２０１０年，ＵＲＬ，http://eh-network.org/events/dissmination2011/pitches/Micropelt.pdf

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

Ｆ１６Ｎ ２９／００ − ２９／０４

Ｈ０２Ｎ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油を用いる機械装置に固定されるセンサー装置であって、
センサーと、
前記センサー装置を前記機械装置に固定するためのネジ部を含む固定部と、
前記油の温度と、前記機械装置の周囲の温度との温度差を電力に変換する熱発電部と、
前記油に接触して前記油の熱を前記熱発電部に伝導する油接触熱伝導部と、
前記機械装置の周囲の温度を前記熱発電部に導入するための周囲温度導入部と、
前記油接触熱伝導部および前記周囲温度導入部の間の空間を覆い断熱材料によって形成されるカバーと
を備え、
前記固定部は、前記油接触熱伝導部の少なくとも一部を構成し、
前記熱発電部は、前記空間の内部に配置されることを特徴とするセンサー装置。

【請求項2】

油を用いる機械装置に固定されるセンサー装置であって、
センサーと、
前記センサー装置を前記機械装置に固定する固定部と、
前記油の温度と、前記機械装置の周囲の温度との温度差を電力に変換する熱発電部と、
前記油に接触して前記油の熱を熱伝導のみによって前記熱発電部に伝導する油接触熱伝導部と、
前記機械装置の周囲の温度を前記熱発電部に導入するための周囲温度導入部と、
前記油接触熱伝導部および前記周囲温度導入部の間の空間を覆い断熱材料によって形成されるカバーと
を備え、
前記固定部は、前記油接触熱伝導部の少なくとも一部を構成し、
前記熱発電部は、前記空間の内部に配置されることを特徴とするセンサー装置。

【請求項3】

油を用いる機械装置に固定されるセンサー装置であって、
センサーと、
前記センサー装置を前記機械装置に固定する固定部と、
前記油の状態を検出する油状態検出部と、
前記油の温度と、前記機械装置の周囲の温度との温度差を電力に変換する熱発電部と、
前記油に接触して前記油の熱を前記熱発電部に伝導する油接触熱伝導部と、
前記機械装置の周囲の温度を前記熱発電部に導入するための周囲温度導入部と、
前記油接触熱伝導部および前記周囲温度導入部の間の空間を覆い断熱材料によって形成されるカバーと
を備え、
前記固定部は、前記油接触熱伝導部の少なくとも一部を構成し、
前記油状態検出部は、前記油接触熱伝導部に対して、前記熱発電部および前記油接触熱伝導部の配列方向と交わる方向に設置され、
前記熱発電部は、前記空間の内部に配置されることを特徴とするセンサー装置。

【請求項4】

前記センサー装置の少なくとも一部の部品に電力を供給する電力供給部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のセンサー装置。

【請求項5】

前記電力供給部は、
前記熱発電部によって発電された電力を蓄えるキャパシターと、
前記熱発電部および前記キャパシターを制御する電源制御部と
を備え、
前記電源制御部は、前記熱発電部が発電した電力を前記キャパシターに一旦蓄えさせた後、前記キャパシターに蓄えられている電力を前記少なくとも一部の部品に供給することを特徴とする請求項４に記載のセンサー装置。

【請求項6】

前記電源制御部は、前記キャパシターに蓄えられている電力を、前記少なくとも一部の部品の動作に必要な電圧まで昇圧して前記少なくとも一部の部品に供給することを特徴とする請求項５に記載のセンサー装置。

【請求項7】

前記センサーの検出結果を無線によって送信する無線通信部を備え、
前記電力供給部は、前記無線通信部に電力を供給することを特徴とする請求項４から請求項６までの何れかに記載のセンサー装置。

【請求項8】

前記カバーは、前記油接触熱伝導部および前記周囲温度導入部に固定されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載のセンサー装置。

【請求項9】

前記油接触熱伝導部は、前記熱発電部に接続される熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記センサー装置が前記固定部によって前記機械装置に固定されている場合に、前記機械装置における前記油の収納部の外部に、前記収納部から離隔する方向に延在して配置されることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載のセンサー装置。

【請求項10】

前記熱発電部は、前記センサー装置が前記固定部によって前記機械装置に固定されている場合に、前記油接触熱伝導部に対して前記収納部側とは反対側に配置されることを特徴とする請求項９に記載のセンサー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態を検出するための産業用ロボット用潤滑油状態センサーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の産業用ロボット用潤滑油状態センサーとして、白色の光を発する白色ＬＥＤと、受けた光の色を検出するＲＧＢセンサーと、潤滑油が侵入するための隙間であって白色ＬＥＤからＲＧＢセンサーまでの光路上に配置されている油用隙間が形成されていて光を透過させる隙間形成部材と、外部の装置から電力が供給されるとともにＲＧＢセンサーの検出結果を外部の装置に出力するためのコネクターとを備えている潤滑油劣化センサーが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

しかしながら、従来の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、電力の供給や検出結果の出力が有線によって行われるので、電力の供給や検出結果の出力のための配線によって産業用ロボットへの取り付け作業の負担が大きいという問題がある。

【0004】

ここで、従来の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、電池を内蔵することによって、有線による電力の供給を避けることができる。しかしながら、従来の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、電池を内蔵した場合、電池が消耗する度に電池の交換が必要であるという新たな問題が発生する。

【0005】

なお、従来、頻繁に機械装置から脱着されるスピンドルユニットに設けられる振動や温度などを検出するセンサーとして、検出部と、検出部の検出結果を無線によって送信する送信部と、検出部および送信部に供給されるための電力を生成する熱発電素子と、スピンドルユニットが運転中に発生する摩擦などの熱を効率よく熱発電素子に伝えるために、スピンドルユニットの外面に密着するように固定された固定板とを備えているワイヤレスセンサーが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このワイヤレスセンサーは、外部の装置との配線が不要であるので、外部の装置との配線が必要である構成と比較して、メンテナンス性を向上することができる。また、このワイヤレスセンサーは、電池を内蔵しなくても良いので、電池を内蔵する構成と比較して、メンテナンス性を向上することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１２／０７４１１２号

【特許文献2】特開２００３−１６８１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、従来のワイヤレスセンサーのように、ＲＧＢセンサーの検出結果を無線によって送信する送信部と、白色ＬＥＤ、ＲＧＢセンサーおよび送信部に供給されるための電力を生成する熱発電素子と、産業用ロボットが運転中に発生する摩擦などの熱を効率よく熱発電素子に伝えるために、産業用ロボットの外面に密着するように固定された固定板とを備えている構成に改良されることによって、従来よりメンテナンス性を向上することができると考えられる。

【0008】

しかしながら、このように改良された産業用ロボット用潤滑油状態センサーであっても、熱発電素子によって発電された電力が不十分である場合には、電力不足によって産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態を検出することができないということが生じる可能性があるという問題がある。

【0009】

そこで、本発明は、産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態の検出の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができる産業用ロボット用潤滑油状態センサーを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態を検出するために前記産業用ロボットに取り付けられる産業用ロボット用潤滑油状態センサーであって、前記潤滑油の状態を検出する油状態検出部と、前記油状態検出部の検出結果を無線によって送信する無線通信部と、前記油状態検出部および前記無線通信部に電力を供給する電力供給部とを備えており、前記電力供給部は、前記産業用ロボットの駆動によって熱せられた前記潤滑油の温度と、前記産業用ロボットの周囲の温度との温度差を電力に変換する熱発電部と、前記潤滑油に接触して前記潤滑油の熱を前記熱発電部に伝導する油接触熱伝導部とを備えていることを特徴とする。

【0011】

この構成により、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、油状態検出部の検出結果を無線によって送信するので、外部の装置との配線が不要である。また、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、産業用ロボットの駆動によって熱せられた潤滑油の温度を利用して熱発電部によって電力を生成することができるので、電池を内蔵しなくても良い。したがって、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【0012】

産業用ロボットの減速機の潤滑油は、産業用ロボットの内部に収納されているので、産業用ロボットの外面と比較して、産業用ロボットの周囲の気体によって冷まされ難い。ここで、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、産業用ロボットの減速機の潤滑油に接触する油接触熱伝導部によって潤滑油の熱を熱発電部に伝導する。したがって、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、産業用ロボットの外面に密着するように固定された部材によって産業用ロボットの外面の熱を熱発電部に伝導する構成と比較して、熱発電部によって発電される電力量を増加させることができ、結果として、産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態の検出が電力不足によって失敗することを抑えることができる。

【0013】

以上に説明したように、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態の検出の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【0014】

また、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーにおいて、前記油状態検出部は、光を発する発光素子と、受けた前記光の色を検出する受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間であって前記発光素子から前記受光素子までの光路上に配置されている油用隙間が形成されていて前記光を透過させる隙間形成部材と、前記潤滑油に接触して前記隙間形成部材を支持する支持部材とを備えており、前記支持部材は、前記油接触熱伝導部の少なくとも一部を構成していても良い。

【0015】

この構成により、本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、隙間形成部材を支持する支持部材が、潤滑油の熱を熱発電部に伝導する油接触熱伝導部の少なくとも一部として兼用されるので、支持部材および油接触熱伝導部を別々に備える構成と比較して、簡単な構成で実現されることができる。

【0016】

本発明の産業用ロボット遠隔監視システムは、上述の産業用ロボット用潤滑油状態センサーが取り付けられた産業用ロボットと、前記産業用ロボット用潤滑油状態センサーの前記無線通信部から無線によって送信された検出結果に基づいて前記減速機の状態を監視する遠隔監視装置とを備えていることを特徴とする。

【0017】

この構成により、本発明の産業用ロボット遠隔監視システムは、産業用ロボットに取り付けられている産業用ロボット用潤滑油状態センサーが減速機の潤滑油の状態の検出の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができるので、潤滑油の状態に基づいた減速機の状態の監視の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の産業用ロボット用潤滑油状態センサーは、産業用ロボットの減速機の潤滑油の状態の検出の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施の形態に係る産業用ロボット遠隔監視システムのブロック図である。

【図2】図１に示す産業用ロボットの側面図である。

【図3】図２に示す関節部の断面図である。

【図4】図３に示す潤滑油状態センサーのブロック図である。

【図5】図３に示す潤滑油状態センサーの正面断面図であって、アームに取り付けられた状態での図である。

【図6】図１に示す遠隔監視装置のブロック図である。

【図7】図５に示す例とは異なる例の潤滑油状態センサーの正面断面図であって、アームに取り付けられた状態での図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。

【0021】

まず、本実施の形態に係る産業用ロボット遠隔監視システムの構成について説明する。

【0022】

図１は、本実施の形態に係る産業用ロボット遠隔監視システム１０のブロック図である。

【0023】

図１に示すように、産業用ロボット遠隔監視システム１０は、複数の産業用ロボット２０と、産業用ロボット２０の後述の減速機４０の状態を監視する遠隔監視装置８０と、産業用ロボット２０の後述の潤滑油状態センサー５０からの信号を遠隔監視装置８０に中継する中継装置９０とを備えている。

【0024】

図２は、産業用ロボット２０の側面図である。

【0025】

図２に示すように、産業用ロボット２０は、床、天井などの設置部分に取り付けられる取付部２１と、アーム２２〜２６と、取付部２１およびアーム２２を接続する関節部３１と、アーム２２およびアーム２３を接続する関節部３２と、アーム２３およびアーム２４を接続する関節部３３と、アーム２４およびアーム２５を接続する関節部３４と、アーム２５およびアーム２６を接続する関節部３５と、アーム２６および図示していないハンドを接続する関節部３６とを備えている。

【0026】

図３は、関節部３２の断面図である。なお、以下においては、関節部３２について説明するが、関節部３１、３３〜３６についても同様である。

【0027】

図３に示すように、関節部３２は、アーム２２およびアーム２３を接続する減速機４０と、ボルト４９ａによってアーム２２に固定されたモーター４９と、減速機４０の可動部に生じる摩擦を軽減するための潤滑油４０ａの状態を検出するための産業用ロボット用潤滑油状態センサーとしての潤滑油状態センサー５０とを備えている。

【0028】

減速機４０は、ボルト４１ａによってアーム２２に固定されたケース４１と、ボルト４２ａによってアーム２３に固定された支持体４２と、モーター４９の出力軸に固定された歯車４３と、減速機４０の中心軸の周りに等間隔に３個配置されていて歯車４３と噛み合う歯車４４と、減速機４０の中心軸の周りに等間隔に３個配置されていて歯車４４に固定されたクランク軸４５と、ケース４１に設けられた内歯歯車と噛み合う２個の外歯歯車４６とを備えている。

【0029】

支持体４２は、ケース４１に軸受４１ｂを介して回転可能に支持されている。ケース４１と、支持体４２との間には、潤滑油４０ａの漏れを防止するためのシール部材４１ｃが設けられている。

【0030】

クランク軸４５は、支持体４２に軸受４２ｂを介して回転可能に支持されているとともに、外歯歯車４６に軸受４６ａを介して回転可能に支持されている。

【0031】

潤滑油状態センサー５０は、アーム２３に固定されている。

【0032】

図４は、潤滑油状態センサー５０のブロック図である。

【0033】

図４に示すように、潤滑油状態センサー５０は、潤滑油４０ａの状態を検出する油状態検出部５０ａと、油状態検出部５０ａの検出結果を無線によって送信する無線通信部５０ｂと、油状態検出部５０ａおよび無線通信部５０ｂに電力を供給する電力供給部５０ｃとを備えている。

【0034】

油状態検出部５０ａは、光を発する発光素子であって白色の光を発する白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）５１と、受けた光の色を検出する受光素子としてのＲＧＢセンサー５２と、白色ＬＥＤ５１およびＲＧＢセンサー５２を制御するマイクロプロセッサーである制御部５３とを備えている。

【0035】

無線通信部５０ｂは、アンテナ５４と、ＲＧＢセンサー５２の検出結果をアンテナ５４を介して無線によって送信する送信部５５とを備えている。

【0036】

電力供給部５０ｃは、熱エネルギーを電力に変換するペルチェ素子などの熱発電素子５６と、熱発電素子５６によって生成された電力を蓄えるキャパシター５７と、熱発電素子５６およびキャパシター５７を制御するマイクロプロセッサーである電源制御部５８とを備えている。

【0037】

熱発電素子５６は、産業用ロボット２０の駆動によって熱せられた潤滑油４０ａの温度と、産業用ロボット２０の周囲の温度との温度差を電力に変換するようになっており、本発明の熱発電部を構成している。なお、産業用ロボット２０の周囲の温度とは、例えば産業用ロボット２０が設置されている部屋の室温である。産業用ロボット２０の周囲の温度は、例えば２５℃前後である。

【0038】

図５は、潤滑油状態センサー５０の正面断面図であって、アーム２３に取り付けられた状態での図である。

【0039】

図５に示すように、潤滑油状態センサー５０は、アーム２３のネジ穴２３ａに固定されるためのネジ部６１ａを備えている固定部６１と、固定部６１に保持された隙間形成部材６２と、固定部６１に保持されてアーム２３および固定部６１の間からの潤滑油４０ａの漏れを防止するＯリング６３と、図示していないボルトによって複数のスペーサー６４ａを介して固定部６１に固定されていて白色ＬＥＤ５１およびＲＧＢセンサー５２が実装されている回路基板であるセンサー基板６４と、熱発電素子５６の入熱面５６ａおよび固定部６１に接続されている熱伝導部材６５と、熱発電素子５６の放熱面５６ｂに接続されているヒートシンクなどの放熱部材６６と、図示していないボルトによって固定部６１および放熱部材６６に固定されていて白色ＬＥＤ５１、ＲＧＢセンサー５２、熱発電素子５６などの電子部品を覆うカバー６７と、図示していないボルトによって複数のスペーサー６８ａを介してカバー６７に固定されていてアンテナ５４および送信部５５（図５には図示していない。）が実装されている回路基板である通信基板６８と、図示していないボルトによって複数のスペーサー６９ａを介して通信基板６８に固定されていて制御部５３（図５には図示していない。）が実装されている回路基板である制御基板６９と、図示していないボルトによって複数のスペーサー７０ａを介して制御基板６９に固定されていてキャパシター５７が実装されている回路基板であるキャパシター実装基板７０と、図示していないボルトによって複数のスペーサー７１ａを介してキャパシター実装基板７０に固定されていて電源制御部５８（図５には図示していない。）が実装されている回路基板である電源制御基板７１と、電源制御基板７１と熱発電素子５６、センサー基板６４、通信基板６８、制御基板６９およびキャパシター実装基板７０のそれぞれとを電気的に接続する複数の配線７２とを備えている。

【0040】

固定部６１、熱伝導部材６５および放熱部材６６は、金属などの熱伝導性が高い材料によって形成されている。例えば、固定部６１、熱伝導部材６５および放熱部材６６は、アルミニウム合金によって形成されている。

【0041】

カバー６７は、固定部６１を介して伝導される潤滑油４０ａの熱を、放熱部材６６を介して熱発電素子５６の放熱面５６ｂに伝導させないために、プラスチックなどの断熱材料によって形成されている。

【0042】

隙間形成部材６２は、２つの直角プリズム６２ａ、６２ｂによって構成されており、潤滑油４０ａが侵入するための隙間である油用隙間６２ｃが２つの直角プリズム６２ａ、６２ｂの間に形成されている。直角プリズム６２ａ、６２ｂは、ガラス、シリコン樹脂などの材料によって形成されている。油用隙間６２ｃは、白色ＬＥＤ５１からＲＧＢセンサー５２までの光路５１ａ上に配置されている。

【0043】

直角プリズム６２ａ、６２ｂは、白色ＬＥＤ５１によって発せられる光を透過させる。直角プリズム６２ａは、白色ＬＥＤ５１によって発せられる光が入射する入射面と、この入射面から入射した光を反射して光の進行方向を９０度曲げる反射面と、この反射面で反射した光が出射する出射面とが形成されている。直角プリズム６２ｂは、直角プリズム６２ａの出射面から出射した光が入射する入射面と、この入射面から入射した光を反射して光の進行方向を９０度曲げる反射面と、この反射面で反射した光が出射する出射面とが形成されている。

【0044】

直角プリズム６２ａの入射面、反射面および出射面と、直角プリズム６２ｂの入射面、反射面および出射面とは、光学研磨されている。また、直角プリズム６２ａの反射面と、直角プリズム６２ｂの反射面とは、アルミ蒸着膜が施されている。そして、硬度や密着力が弱いアルミ蒸着膜を保護するために、ＭｇＦ２膜、もしくはＳｉＯ２膜がアルミ蒸着膜上に更に施されている。

【0045】

光路５１ａは、直角プリズム６２ａの反射面で９０度曲げられていて、直角プリズム６２ｂの反射面でも９０度曲げられている。すなわち、光路５１ａは、隙間形成部材６２によって１８０度曲げられている。

【0046】

直角プリズム６２ａの出射面と、直角プリズム６２ｂの入射面との距離、すなわち、油用隙間６２ｃの長さは、例えば１ｍｍである。油用隙間６２ｃの長さが短過ぎる場合、潤滑油４０ａ中の汚染物質が油用隙間６２ｃを適切に流通し難いので、潤滑油４０ａ中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。一方、油用隙間６２ｃの長さが長過ぎる場合、白色ＬＥＤ５１から発せられた光が油用隙間６２ｃ内の潤滑油４０ａ中の汚染物質によって吸収され過ぎてＲＧＢセンサー５２まで届き難いので、やはり潤滑油４０ａ中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。したがって、油用隙間６２ｃの長さは、潤滑油４０ａ中の汚染物質の色の検出精度が高くなるように、適切に設定されることが好ましい。

【0047】

なお、固定部６１は、潤滑油４０ａに接触して隙間形成部材６２を支持しており、本発明の支持部材を構成している。固定部６１および隙間形成部材６２は、油用隙間６２ｃを潤滑油４０ａの中に配置させるために必要な部材であり、潤滑油４０ａの状態を検出する油状態検出部５０ａの一部を構成している。

【0048】

また、固定部６１は、潤滑油４０ａに接触して潤滑油４０ａの熱を熱伝導部材６５に伝導するようになっている。また、熱伝導部材６５は、固定部６１から伝導された熱を熱発電素子５６に伝導するようになっている。すなわち、固定部６１および熱伝導部材６５は、潤滑油４０ａに接触して潤滑油４０ａの熱を熱発電素子５６に伝導するようになっており、本発明の油接触熱伝導部を構成している。このように、固定部６１および熱伝導部材６５は、熱発電素子５６による発電に必要な部材であり、油状態検出部５０ａおよび無線通信部５０ｂに電力を供給する電力供給部５０ｃの一部を構成している。

【0049】

図６は、遠隔監視装置８０のブロック図である。

【0050】

図６に示すように、遠隔監視装置８０は、遠隔監視装置８０の使用者による種々の操作が入力されるマウス、キーボードなどの入力デバイスである操作部８１と、種々の情報を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスである表示部８２と、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク経由で中継装置９０と通信を行うネットワーク通信デバイスであるネットワーク通信部８３と、各種のデータを記憶しているＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶デバイスである記憶部８４と、遠隔監視装置８０全体を制御する制御部８５とを備えている。遠隔監視装置８０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのコンピューターによって構成されている。

【0051】

記憶部８４は、潤滑油状態センサー５０の検出結果であるＲ値、Ｇ値、Ｂ値に基づいて、産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａの劣化の状態と、減速機４０の故障の状態とを判定する状態判定プログラム８４ａを記憶している。なお、潤滑油状態センサー５０の検出結果であるＲ値、Ｇ値、Ｂ値と、潤滑油４０ａの劣化の状態との対応関係は、予め実験などに基づいて設定されている。同様に、潤滑油状態センサー５０の検出結果であるＲ値、Ｇ値、Ｂ値と、減速機４０の故障の状態との対応関係は、予め実験などに基づいて設定されている。特に、減速機４０の故障の状態には、減速機４０の故障までの時間の目安を含めることができる。

【0052】

状態判定プログラム８４ａは、遠隔監視装置８０の製造段階で遠隔監視装置８０にインストールされていても良いし、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリー、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記憶媒体から遠隔監視装置８０に追加でインストールされても良いし、ネットワーク上から遠隔監視装置８０に追加でインストールされても良い。

【0053】

制御部８５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムおよび各種のデータを予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部８４に記憶されているプログラムを実行するようになっている。

【0054】

次に、産業用ロボット２０の関節部３２の動作について説明する。なお、以下においては、関節部３２について説明するが、関節部３１、３３〜３６についても同様である。

【0055】

関節部３２のモーター４９の出力軸が回転すると、モーター４９の回転力は、減速機４０によって減速されて、減速機４０のケース４１に固定されたアーム２２に対して、減速機４０の支持体４２に固定されたアーム２３を動かす。

【0056】

産業用ロボット２０が以上のように駆動されると、減速機４０の潤滑油４０ａは、産業用ロボット２０の駆動によって熱せられる。したがって、潤滑油４０ａの温度は、例えば４０℃〜８０℃になる。

【0057】

次に、潤滑油状態センサー５０の動作について説明する。

【0058】

産業用ロボット２０の駆動によって潤滑油４０ａが熱せられると、潤滑油状態センサー５０の熱発電素子５６は、固定部６１および熱伝導部材６５を介して本発明の油温度導入面としての入熱面５６ａに導入された潤滑油４０ａの温度と、本発明の周囲温度導入部材としての放熱部材６６を介して本発明の周囲温度導入面としての放熱面５６ｂに導入された産業用ロボット２０の周囲の温度との温度差を電力に変換する。

【0059】

熱発電素子５６が電力を生成すると、電源制御部５８は、熱発電素子５６によって生成された電力をキャパシター５７に一旦蓄えさせた後、キャパシター５７に蓄えられている電力を白色ＬＥＤ５１、ＲＧＢセンサー５２、送信部５５および制御部５３の駆動に必要な電圧まで昇圧して白色ＬＥＤ５１、ＲＧＢセンサー５２、送信部５５および制御部５３に供給する。

【0060】

制御部５３は、電源制御部５８から電力が供給されると、白色ＬＥＤ５１に白色の光を発せさせる。

【0061】

そして、制御部５３は、ＲＧＢセンサー５２によって受けた光のＲＧＢの各色の光量をＲ値、Ｇ値、Ｂ値として送信部５５に無線によって送信させる。

【0062】

なお、ＲＧＢセンサー５２によって光を検出し、この検出の結果を送信部５５によって送信するという一連の動作の実行のタイミングは、常時である必要はない。例えば、潤滑油状態センサー５０は、ＲＧＢセンサー５２によって光を検出し、この検出の結果を送信部５５によって送信するという一連の動作を１日に１回だけ実行するようになっていても良い。

【0063】

次に、遠隔監視装置８０の動作について説明する。

【0064】

状態判定プログラム８４ａを実行している遠隔監視装置８０は、中継装置９０を介して潤滑油状態センサー５０の検出結果を受信すると、受信した潤滑油状態センサー５０の検出結果であるＲ値、Ｇ値、Ｂ値に基づいて、産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａの劣化の状態と、減速機４０の故障の状態とを判定し、これらの状態を表示部８２に表示させる。

【0065】

したがって、遠隔監視装置８０の使用者は、表示部８２に表示された情報によって、産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａの劣化の状態と、減速機４０の故障の状態とを認識することができる。

【0066】

以上に説明したように、潤滑油状態センサー５０は、油状態検出部５０ａの検出結果を無線によって送信するので、外部の装置との配線が不要である。また、潤滑油状態センサー５０は、産業用ロボット２０の駆動によって熱せられた潤滑油４０ａの温度を利用して熱発電素子５６によって電力を生成することができるので、電池を内蔵しなくても良い。したがって、潤滑油状態センサー５０は、従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【0067】

産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａは、産業用ロボット２０の内部に収納されているので、産業用ロボット２０の外面と比較して、産業用ロボット２０の周囲の気体によって冷まされ難い。ここで、潤滑油状態センサー５０は、産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａに接触する固定部６１および熱伝導部材６５によって潤滑油４０ａの熱を熱発電素子５６に伝導する。したがって、潤滑油状態センサー５０は、産業用ロボット２０の外面に密着するように固定された部材によって産業用ロボット２０の外面の熱を熱発電素子５６に伝導する構成と比較して、熱発電素子５６によって発電される電力量を増加させることができ、結果として、産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａの状態の検出が電力不足によって失敗することを抑えることができる。

【0068】

以上に説明したように、潤滑油状態センサー５０は、産業用ロボット２０の減速機４０の潤滑油４０ａの状態の検出の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【0069】

また、潤滑油状態センサー５０は、隙間形成部材６２を支持する支持部材である固定部６１が、潤滑油４０ａの熱を熱発電素子５６に伝導する油接触熱伝導部の少なくとも一部として兼用されるので、支持部材および油接触熱伝導部を別々に備える構成と比較して、簡単な構成で実現されることができる。

【0070】

なお、潤滑油状態センサー５０は、支持部材および油接触熱伝導部を別々に備える構成であっても良い。すなわち、潤滑油状態センサー５０は、隙間形成部材６２を支持する支持部材である固定部６１とは別に、潤滑油４０ａの熱を熱発電素子５６に伝導する油接触熱伝導部を備える構成であっても良い。

【0071】

また、産業用ロボット遠隔監視システム１０は、産業用ロボット２０に取り付けられている潤滑油状態センサー５０が減速機４０の潤滑油４０ａの状態の検出の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができるので、潤滑油４０ａの状態に基づいた減速機４０の状態の監視の失敗を抑えながら従来よりメンテナンス性を向上することができる。

【0072】

一般的に、産業用ロボットは、関節部に使用されている減速機の性能によってアームの軌跡の精度などが大きく左右される。したがって、産業用ロボット用の減速機は、性能が落ちた場合に適切に交換されることが大切である。しかしながら、産業用ロボット用の減速機が交換される場合、その減速機を備えている産業用ロボットや、その産業用ロボットが設置されている生産ラインが停止されなければならない。そこで、産業用ロボット用の減速機の交換時期を把握するために、産業用ロボット用の減速機の故障が適切に予知されることは非常に重要である。

【0073】

産業用ロボット遠隔監視システム１０は、潤滑油状態センサー５０の検出結果であるＲ値、Ｇ値、Ｂ値に基づいて減速機４０の故障の状態を判定するので、減速機４０の故障の状態を即時に判定することができる。

【0074】

なお、産業用ロボット２０における潤滑油状態センサー５０の設置位置は、図３によって示した位置に限らず、産業用ロボット２０の用途などに合わせて適宜設定されることが好ましい。

【0075】

また、潤滑油状態センサー５０における熱発電素子５６の設置位置も、図５によって示した位置に限らず、適宜設定されることができる。例えば、熱発電素子５６の設置位置は、図７に示すように、固定部６１の近傍であっても良い。なお、図７に示す例においては、固定部６１のみが本発明の油接触熱伝導部を構成している。

【0076】

なお、潤滑油状態センサー５０は、熱発電素子５６によって生成される電力が少ない場合に備えて、電池を内蔵していても良い。

【0077】

以上においては、発電の方法として、産業用ロボット２０の駆動によって熱せられた潤滑油４０ａの温度と、産業用ロボット２０の周囲の温度との温度差を電力に変換する方法について説明したが、他の方法が採用されても良い。例えば、発電の方法は、産業用ロボット２０の潤滑油４０ａの温度ではなくモーター４９の温度と、産業用ロボット２０の周囲の温度との温度差を電力に変換する方法が採用されても良い。また、発電の方法は、産業用ロボット２０のアームの動きによる運動エネルギーを電力に変換する方法が採用されても良い。運動エネルギーを電力に変換する手段としては、例えば、圧電素子、電磁誘導、静電誘導などが採用されることができる。また、発電の方法は、産業用ロボット２０が設置されている部屋の照明など、産業用ロボット２０の周囲の光による光発電が採用されても良い。

【符号の説明】

【0078】

１０ 産業用ロボット遠隔監視システム
２０ 産業用ロボット（機械装置）
４０ 減速機
４０ａ 潤滑油（油）
５０ 潤滑油状態センサー（産業用ロボット用潤滑油状態センサー、センサー）
５０ａ 油状態検出部
５０ｂ 無線通信部
５０ｃ 電力供給部
５１ 白色ＬＥＤ（発光素子）
５１ａ 光路
５２ ＲＧＢセンサー（受光素子）
５６ 熱発電素子（熱発電部）
５６ａ 入熱面（油温度導入面）
５６ｂ 放熱面（周囲温度導入面）
５７ キャパシター
５８ 電源制御部
６１ 固定部（油接触熱伝導部、支持部材）
６２ 隙間形成部材
６２ｃ 油用隙間
６５ 熱伝導部材（油接触熱伝導部）
６６ 放熱部材（周囲温度導入部材）
６７ カバー
８０ 遠隔監視装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】