JP2009257458A - 送り装置及びロボット - Google Patents

Abstract

【課題】カバー部材により密閉された空間の吸排気を好適に行うことができる送り装置を提供する。
【解決手段】スカラロボット１の送り装置５１は、螺旋状に延びるネジ溝９ｃが形成された作業軸９と、作業軸９に螺合し、作業軸９との相対回転により作業軸９に対して軸方向へ移動するネジナット３３と、作業軸９のネジナット３３よりも下端９ａ側の部分を密閉し、ネジナット３３の作業軸９に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮する下側カバー部材１１とを有し、作業軸９には、下側カバー部材１１に密閉された下側密閉空間Ｓ１と、下側密閉空間Ｓ１とは別の、作業軸９の外部の外部空間としての上側密閉空間Ｓ２とを連通する孔部９ｈが形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ネジ軸と、当該ネジ軸に螺合するネジナットとを有する送り装置及び当該送り装置を有するロボットに関する。

ネジ軸と、当該ネジ軸に螺合するネジナットとを相対回転させ、ネジナットをネジ軸の軸方向へ移動させる送り装置が知られている。また、このような送り装置において、ネジ軸及びネジナットにおいて生じた粉塵やネジ軸及びネジナットを潤滑させるためのグリス等の飛散を防止したり、又は、これとは逆に、ネジ軸やネジナットへの粉塵等の混入を防止するために、ネジ軸を、軸方向において伸縮可能なカバー部材により密閉する技術が知られている。カバー部材は、例えば、ネジ軸の両側にそれぞれ設けられる。

カバー部材により形成された密閉空間は、ネジナットのネジ軸に対する軸方向への移動に伴って体積が変化する。従って、密閉空間は、ネジナットの移動に伴って吸排気が好適に行われなければ、ネジナットのネジ軸に対する軸方向への移動に対して大きな抵抗力が生じて駆動効率が低下するとともに、カバー部材に過度の圧力が加えられ、カバー部材の圧力が低下する。そこで、特許文献１の送り装置では、ネジナットに孔部を設けることにより、ネジ軸の両側に設けられた２つの密閉空間を互いに連通し、密閉空間の吸排気を行っている。
特開２００１−３００８３２号公報

しかし、送り装置において、ナットに孔部を形成することが困難な場合がある。例えば、ボールネジ送り装置において、ネジ軸とネジナットとの間に配置されるボールが、ネジナット内で循環するものが知られているが、このようなボールネジ送り装置のネジナットは、ボールが循環するための通路が形成されていることから、密閉空間を連通するための孔部を設ける領域を確保することが難しい。また、無理に孔部を設けるとすれば、ネジナットの強度が低下し、送り装置に高負荷の動作を行わせることが困難になる。

本発明の目的は、カバー部材により密閉された空間の吸排気を好適に行うことができる送り装置及びロボットを提供することにある。

本発明の送り装置は、螺旋状に延びるネジ溝が形成されたネジ軸と、前記ネジ軸に螺合し、前記ネジ軸との相対回転により前記ネジ軸に対して軸方向へ移動するネジナットと、前記ネジ軸の前記ネジナットよりも一端側の部分を密閉し、前記ネジナットの前記ネジ軸に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮するカバー部材と、を有し、前記ネジ軸には、前記カバー部材に密閉された密閉空間と、前記密閉空間とは別の、前記ネジ軸の外部の外部空間とを連通する孔部が形成されている。

好適には、前記ネジ軸の前記ネジナットよりも他端側の部分を密閉し、前記ネジナットの前記ネジ軸に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮する他のカバー部材を有し、前記孔部は、前記密閉空間と、前記外部空間としての前記他のカバー部材により密閉された空間とを連通する。

好適には、前記孔部は、前記密閉空間及び前記外部空間の少なくとも一方において、前記ネジ軸の側面に開口している。

好適には、前記孔部は、前記密閉空間及び前記外部空間の少なくとも一方において、前記ネジ軸の端面に開口している。

好適には、前記ネジ軸には、軸方向に直線状に延びるスプライン溝が形成されており、前記ネジナットに対して軸方向において移動不可能、前記ネジ軸に対して軸方向に移動可能、且つ、前記スプライン溝に係合して前記ネジ軸とともに回転可能に構成されたスプラインナットが設けられ、前記カバー部材は、一方側が前記スプラインナットに対して固定されるとともに、他方側が前記ネジ軸に対して前記スプラインナットよりも前記一端側の位置にて固定されている。

本発明のロボットは、基台と、螺旋状に延びるネジ溝と、軸方向に直線状に延びるスプライン溝とが形成され、作業装置が取り付けられる一端が前記基台から延出する作業軸と、前記基台に設けられ、前記ネジ溝に螺合し、前記基台に対して回転することにより前記作業軸を前記基台に対して軸方向に駆動可能なネジナットと、前記基台に設けられ、前記スプライン溝に係合し、前記基台に対して回転することにより前記作業軸を前記基台に対して軸回りに駆動可能なスプラインナットと、前記作業軸の前記基台よりも前記一端側の部分を密閉し、前記作業軸の前記基台に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮するカバー部材と、を有し、前記作業軸には、前記カバー部材に密閉された密閉空間と、前記密閉空間とは別の、前記作業軸の外部の外部空間とを連通する孔部が形成されている。

好適には、前記作業軸は、他端も前記基台から前記一端とは反対側に延出し、前記ネジ軸の前記基台よりも前記他端側の部分を密閉し、前記作業軸の前記基台に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮する他のカバー部材が設けられ、前記孔部は、前記密閉空間と、前記外部空間としての前記他のカバー部材により密閉された空間とを連通する。

好適には、前記ネジ溝は、前記ネジ軸の前記一端側へ延びる部分が前記一端に到達しないように形成され、前記孔部は、前記密閉空間において、前記ネジ軸の側面の、前記ネジ溝よりも前記一端側の位置に開口している。

好適には、前記スプラインナットは、前記ネジナットよりも前記ネジ軸の前記一端側に配置され、前記スプライン溝は、前記ネジ溝よりも前記一端側へ延びており、前記孔部は、前記密閉空間において、前記ネジ軸の側面の、前記ネジ溝よりも前記一端側、且つ、前記スプライン溝の前記一端側の端部よりも前記他端側であって、前記スプライン溝と重ならない位置に開口している。

本発明によれば、カバー部材により密閉された空間の吸排気を好適に行うことができる。

図１は、本発明の実施形態に係るスカラロボット１の外観を、作業軸９が上限位置まで上昇した状態で示す斜視図である。図２は、スカラロボット１の外観を、作業軸９が下限位置まで下降した状態で示す斜視図である。なお、作業軸９及び作業軸９の軸方向への移動に係る構成は、本発明の実施形態に係る送り装置５１を構成している。

スカラロボット１は、水平な載置面、傾斜した載置面、壁面、天井などの適宜な位置に適宜な向きで設置されてよいが、以下では、説明の便宜上、水平な載置面に設置されたものとして説明する。

スカラロボット１は、ベース３と、ベース３に対して第１軸Ａ１（図１）回りに回転可能に連結された第１アーム５と、第１アーム５に対して第２軸Ａ２（図１）回りに回転可能に連結された第２アーム７と、第２アーム７に対して第３軸Ａ３（図１）の軸方向に移動可能、かつ、第３軸Ａ３の軸回り（第４軸）に回転可能な作業軸９と、作業軸９の下側部分を覆う下側カバー部材１１と、作業軸９の上側部分を覆う上側カバー部材１３と、ベース３から第２アーム７へ延びるダクト１５とを有している。

なお、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸Ａ３は、例えば、互いに平行である。また、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸Ａ３は、スカラロボット１が水平な載置面に載置されている状態において、例えば、鉛直に延びる軸である。スカラロボット１は、作業軸９の下端９ａに、各種の作業を行う不図示の作業装置が取り付けられる。作業装置は、例えば、ロボットハンドや工具である。

ベース３、第１アーム５、第２アーム７、作業軸９は、例えば、アルミニウム等の金属により形成されている。ベース３は、例えば、概ね直方体の筐体状に形成され、床面等の据付面に対して固定される。第１アーム５は、例えば、第１軸Ａ１に直交する板状、且つ、第１軸Ａ１に直交する方向に延びる長尺状に形成され、ベース３に支持されている。第２アーム７は、例えば、概ね直方体の筐体状に形成され、第１アーム５に支持されている。

作業軸９は、第３軸Ａ３に沿う方向に延びる軸状の部材である。ただし、作業軸９の内部は空洞であり、作業軸９は円筒状に形成されている。作業軸９は、下端９ａが第２アーム７から下方へ延出するとともに、上端９ｂ（図３参照）が第２アーム７から上方へ延出している。

下側カバー部材１１及び上側カバー部材１３は、例えば、いわゆる蛇腹により構成されている。すなわち、下側カバー部材１１及び上側カバー部材１３は、作業軸９の軸方向へ延びる中空状に形成されるとともに、内周側及び外周側へ交互に折り返されて構成されており、折り返しの角度を変化させることにより、軸方向において伸縮可能である。なお、下側カバー部材１１及び上側カバー部材１３の、作業軸９に直交する断面の形状は、適宜な形状でよいが、例えば、円形である。下側カバー部材１１及び上側カバー部材１３は、例えば、可撓性を有する樹脂により構成されている。

図１に示すように、作業軸９が上昇すると、作業軸９の下方への延出量が減少するとともに作業軸９の上方への延出量は増加する。これに伴って、下側カバー部材１１は短縮され、上側カバー部材１３は伸長される。また、図２に示すように、作業軸９が下降すると、作業軸９の下方への延出量が増加するとともに作業軸９の上方への延出量は減少する。これに伴って、下側カバー部材１１は伸長され、上側カバー部材１３は短縮される。

ダクト１５は、例えば、可撓性を有する樹脂により形成された中空状の部材であり、ベース３内部と第２アーム７の内部とを連通している。ダクト１５内には、例えば、特に図示しないが、ベース３から第２アーム７へ電力を供給するケーブル、ベース３と第２アーム７との間で電気信号を送受信するためのケーブル、ベース３から第２アーム７へエアを送出するためのチューブ、第２アーム７からベース３へエアを吸引するためのチューブが設けられている。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。なお、図３は、スカラロボット１の内部の概略を示すものであり、内部構成の細部は省略されている。

ベース３内部には、駆動源としての１軸モータ１７と、１軸モータ１７の回転を第１アーム５に伝達する１軸伝達部１９とが設けられている。１軸モータ１７は、例えば、サーボモータにより構成され、出力軸が第１軸Ａ１と同軸状になるようにベース３に対して固定されている。１軸伝達部１９は、例えば、歯車列を含む減速機により構成されている。１軸モータ１７の回転が１軸伝達部１９を介して第１アーム５に伝達されることにより、第１アーム５は、ベース３に対して第１軸Ａ１回りに回転する。

第２アーム７内部には、駆動源としての２軸モータ２１と、２軸モータ２１の回転を第１アーム５に伝達する２軸伝達部２３と、駆動源としての３軸モータ２５と、３軸モータ２５の回転力を第３軸Ａ３の軸方向の力に変換して作業軸９に伝達する３軸伝達部２７と、駆動源としての４軸モータ２９と、４軸モータ２９の回転を作業軸９に伝達する４軸伝達部３１とが設けられている。

２軸モータ２１は、例えば、サーボモータにより構成され、出力軸が第２軸Ａ２と同軸状になるように第２アーム７に対して固定されている。２軸伝達部２３は、例えば、歯車列を含む減速機により構成されている。２軸モータ２１の回転が２軸伝達部２３を介して第１アーム５に伝達されることにより、第２アーム７は、第１アーム５に対して第２軸Ａ２回りに回転する。

３軸モータ２５は、例えば、サーボモータにより構成され、出力軸が第３軸Ａ３と平行になるように第２アーム７に対して固定されている。３軸伝達部２７は、例えば、不図示のタイミングベルトや歯車列により構成された、３軸モータ２５の回転を伝達する回転伝達機構と、その回転伝達機構から回転が伝達されるネジナット３３とを有している。ネジナット３３は、第２アーム７に対して、第３軸Ａ３回りに回転可能且つ第３軸Ａ３の軸方向に移動不可能に支持されている。ネジナット３３の作用については後述する。

４軸モータ２９は、例えば、サーボモータにより構成され、出力軸が第３軸Ａ３と平行になるように第２アーム７に対して固定されている。４軸伝達部３１は、例えば、不図示のタイミングベルトや歯車列により構成された、４軸モータ２９の回転を伝達する回転伝達機構と、その回転伝達機構から回転が伝達されるスプラインナット３５とを有している。スプラインナット３５は、第２アーム７に対して、第３軸Ａ３回りに回転可能且つ第３軸Ａ３の軸方向に移動不可能に支持されている。スプラインナット３５の作用については後述する。

図４（ａ）は、作業軸９の斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における断面図である。

作業軸９は、いわゆるボールネジスプライン機構のボールネジスプライン軸により構成されている。すなわち、作業軸９の外周面には、螺旋状に延びるネジ溝９ｃと、作業軸９の軸方向に直線状に延びるスプライン溝９ｄとが形成されている。

ネジ溝９ｃには、不図示の複数のボールが配置され、そのボールを介してネジナット３３が螺合する。作業軸９とネジナット３３とが相対回転すると、ネジナット３３は作業軸９に対して軸方向に移動する。従って、スカラロボット１においては、ネジナット３３が第２アーム７に対して作業軸９回りに回転すると、作業軸９は第２アーム７に対して軸方向へ移動する。なお、ネジ溝９ｃの幅、深さ、ピッチ、傾斜角は、適宜に設定されてよい。

スプライン溝９ｄには、不図示の複数のボールが配置され、そのボールを介してスプラインナット３５が係合する。従って、作業軸９とスプラインナット３５とは、軸方向に相対移動可能であるとともに、軸回りに相対回転不可能である。そして、スカラロボット１においては、スプラインナット３５が第２アーム７に対して作業軸９回りに回転すると、作業軸９は第２アーム７に対して軸回りに回転する。なお、スプライン溝９ｄの幅、深さ、本数は、適宜に設定されてよい。図４では、２本のスプライン溝９ｄが隣接して設けられるとともに、その隣接した２本のスプライン溝９ｄが等間隔（１２０度間隔）で３箇所に設けられている場合を例示している。

ネジ溝９ｃは、例えば、作業軸９の上端９ｂ側へは、上端９ｂに到達するまで延びている一方で、下端９ａ側へは、中途までしか延びておらず、下端９ａには到達していない。また、スプライン溝９ｄは、例えば、作業軸９の上端９ｂに到達するまで延びるとともに、下端９ａに到達するまで延びている。

図１及び図３に示すように、作業軸９は、上限位置まで上昇しても、下端９ａは、スプラインナット３５やネジナット３３に到達せず、比較的離間している。これは、作業軸９の下端９ａ側には、ロボットハンド等の作業装置を取り付けるための長さが確保されること等からである。

従って、ネジ溝９ｃは、作業軸９の下端９ａに到達していなくても不都合はない。なお、同様に、スプライン溝９ｄも、作業軸９の下端９ａに到達していなくても不都合はない。ただし、図３に示すように、スプラインナット３５がネジナット３３よりも作業軸９の下端９ａ側に位置している場合には、作業軸９が上限位置まで上昇したときの、ネジナット３３とネジ溝９ｃの下端との距離（余裕量）と、スプラインナット３５とスプライン溝９ｄの下端との距離（余裕量）とを同程度（例えば必要最小限）に設定すると、スプライン溝９ｄの下端は、ネジ溝９ｃの下端よりも、作業軸９の下端９ａ側に位置することになる。

作業軸９は、上述したように、中空状に形成されており、図４（ｂ）に示すように、作業軸９の内部には、軸方向に延びる中空部９ｅが形成されている。図４（ａ）に示すように、作業軸９の側面には、下端側に下側開口部９ｆが、上端側に上側開口部９ｇが形成されており、中空部９ｅは、作業軸外部と連通している。なお、以下において、中空部９ｅ、下側開口部９ｆ及び上側開口部９ｇの組み合わせを、孔部９ｈということがある。

下側開口部９ｆ及び上側開口部９ｇは、例えば、ネジ溝９ｃ及びスプライン溝９ｄと重ならない位置に配置されている。下側開口部９ｆは、ネジ溝９ｃよりも作業軸９の下端９ａ側に位置している。一方、上側開口部９ｇは、ネジ溝９ｃの間に位置している。下側開口部９ｆ及び上側開口部９ｇは、例えば、図４（ｂ）に示すように、作業軸９の軸回り方向において、均等に配置された複数組（３組）のスプライン溝９ｄの間に均等に配置されている。

図５は、図３の一部を拡大して模式的に示す断面図である。

下側カバー部材１１は、作業軸９の下側部分を密閉して下側密閉空間Ｓ１を形成しており、上側カバー部材１３は、作業軸９の上側部分を密閉して上側密閉空間Ｓ２を形成している。具体的には、以下のとおりである。

スプラインナット３５は、ベアリング等を介して第２アーム７に支持されるとともに、第２アーム７から下方側へ露出している。また、作業軸９の下端９ａ側には、環状の下側固定部材３７が設けられている。下側固定部材３７は、作業軸９に対して軸方向及び軸回りにおいて固定されている。下側固定部材３７は、金属や樹脂等の適宜な材料により形成されてよく、また、下側固定部材３７の内周面には、作業軸９との密着性を高めるための弾性部材等が配置されてもよい。

下側カバー部材１１は、一端がスプラインナット３５に固定されるとともに、他端が下側固定部材３７に固定されることにより、作業軸９の下側部分を密閉する。なお、スプラインナット３５はネジナット３３に対して軸方向に移動不可能であり、下側固定部材３７は作業軸９に対して軸方向に移動不可能であるから、下側カバー部材１１は、軸方向において、一端がネジナット３３に対して固定的に設けられるとともに、他端が作業軸９の下端９ａに固定的に設けられていることになる。従って、下側カバー部材１１は、ネジナット３３やスプラインナット３５と、作業軸９との軸方向の相対移動に伴って伸縮する。また、スプラインナット３５、作業軸９及び下側固定部材３７は、作業軸９の軸回りに一体的に回転するから、これらの部材に固定された下側カバー部材１１も、作業軸９の軸回りに、これらの部材と一体的に回転することになる。

作業軸９は、第２アーム７の上面付近（ネジナット３３やスプラインナット３５よりも上端９ｂ側）において、例えば、補助ナット３９を介して第２アーム７に軸支されている。補助ナット３９は、スプラインナット３５と同様に、スプライン溝９ｄに係合しており、作業軸９に対して軸方向へ相対移動可能であるとともに、軸回りに相対回転不可能に構成されている。補助ナット３９は、例えば、第２アーム７の上面付近においてベアリング等を介して第２アーム７に支持されている。

また、作業軸９の上端９ｂには、上側固定部材４１が設けられている。上側固定部材４１は、例えば、中空部９ｅの上端を閉塞可能な形状に形成されるとともに、作業軸９の外周側へ延出する鍔状を有するように形成されている。上側固定部材４１は、作業軸９に対して軸方向及び軸回りにおいて固定されている。上側固定部材４１は、金属や樹脂等の適宜な材料により形成されてよい。

上側カバー部材１３は、一端が補助ナット３９に固定されるとともに、他端が上側固定部材４１に固定されることにより、作業軸９の上側部分を密閉する。なお、補助ナット３９はネジナット３３に対して軸方向に移動不可能であり、上側固定部材４１は作業軸９に対して軸方向に移動不可能であるから、上側カバー部材１３は、軸方向において、一端がネジナット３３に対して固定的に設けられるとともに、他端が作業軸９の上端９ｂに固定的に設けられていることになる。従って、上側カバー部材１３は、ネジナット３３や補助ナット３９と、作業軸９との軸方向の相対移動に伴って伸縮する。また、補助ナット３９、作業軸９及び上側固定部材４１は、作業軸９の軸回りに一体的に回転するから、これらの部材に固定された上側カバー部材１３も、作業軸９の軸回りに、これらの部材と一体的に回転することになる。

このようにして形成された下側密閉空間Ｓ１と上側密閉空間Ｓ２とは、孔部９ｈにより連通されている。具体的には、孔部９ｈの下側開口部９ｆは、下側密閉空間Ｓ１において（スプラインナット３５と下側固定部材３７との間において）開口し、孔部９ｈの上側開口部９ｇは、上側密閉空間Ｓ２において（補助ナット３９と上側固定部材４１との間において）開口している。なお、下側開口部９ｆ及び上側開口部９ｇは、作業軸９が上限及び下限の範囲のいずれに位置しても下側密閉空間Ｓ１と上側密閉空間Ｓ２とが連通されるように設けられている。すなわち、下側開口部９ｆは、作業軸９が上限にあるときのスプラインナット３５よりも下端９ａ側に配置され、上側開口部９ｇは、作業軸９が下限にあるときの補助ナット３９よりも上端９ｂ側に配置されている。

なお、孔部９ｈの中空部９ｅは、下端が取付部材４３により塞がれている。取付部材４３は、ロボットハンド等の作業装置を取り付けるためのものであり、例えば、作業軸９の下端９ａに軸方向及び軸回りに固定されている。

なお、スカラロボット１は、上記の構成のほか、スカラロボット１の駆動時において、下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２を減圧する減圧装置を有していてもよい。減圧装置は、例えば、作業軸９の、下側密閉空間Ｓ１と上側密閉空間Ｓ２との間の側面に形成された不図示の孔部から空気を排出して減圧を行う。下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２の圧力が、その外部よりも低くなることにより、下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２の空気が外部へ漏れることを抑制し、ひいては、粉塵等の下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２からの飛散を抑制できる。

以上の実施形態によれば、スカラロボット１の送り装置５１は、ネジ軸としての作業軸９と、作業軸９に螺合し、作業軸９との相対回転により作業軸９に対して軸方向へ移動するネジナット３３と、作業軸９のネジナット３３よりも下端９ａ側の部分を密閉し、ネジナット３３の作業軸９に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮する下側カバー部材１１とを有し、作業軸９には、下側カバー部材１１に密閉された下側密閉空間Ｓ１と、下側密閉空間Ｓ１とは別の、作業軸９の外部の外部空間（上側密閉空間Ｓ２）とを連通する孔部９ｈが形成されていることから、孔部９ｈを介して下側密閉空間Ｓ１の給排気が好適に行われ、下側密閉空間Ｓ１によって作業軸９の軸方向移動を妨げる抵抗力が生じることが抑制され、また、下側カバー部材１１に過度の圧力が加えられることが抑制される。しかも、作業軸９に孔部９ｈを形成するだけであるから、構成が簡素であり、部品点数の増加もない。作業軸９は、一般に中空状に形成されているものが流通されており、このような作業軸９については、下側開口部９ｆ及び上側開口部９ｇを形成するだけで、下側密閉空間Ｓ１の吸排気を行うことができる。

さらに、作業軸９は長尺状の部材であるから、下側密閉空間Ｓ１と、当該下側密閉空間Ｓ１から比較的離れた位置の空間とを適宜に連通させることが可能である。例えば、スカラロボット１では、下側カバー部材１１及び上側カバー部材１３は、第２アーム７を挟んで配置されていることから、換言すれば、下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２は比較的長い距離で離間して配置されていることから、下側密閉空間Ｓ１と上側密閉空間Ｓ２とを連通するためには、比較的長い連通路が必要になる。送り装置５１では、その長い連通路を作業軸９により容易に確保することができる。換言すれば、従来の、ネジナットに密閉空間同士を連通する孔部を設ける技術は、スカラロボットに適用することが困難であったが、本実施形態の送り装置５１は、スカラロボットに適用することが容易である。

孔部９ｈは、下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２において、作業軸９の側面に開口していることから、下側開口部９ｆや上側開口部９ｇは、長尺状の作業軸９において軸方向の適宜な位置に形成することができ、設計の自由度が高い。その結果、下側カバー部材１１や上側カバー部材の取付位置、第２アーム７の高さ等の設計の自由度も高くなる。

作業軸９には、軸方向に直線状に延びるスプライン溝９ｄが形成されており、ネジナット３３に対して軸方向において移動不可能、作業軸９に対して軸方向に移動可能、且つ、スプライン溝９ｄに係合して作業軸９とともに回転可能に構成されたスプラインナット３５が設けられ、下側カバー部材１１は、一端がスプラインナット３５に固定されるとともに、他端がスプラインナット３５よりも下端９ａ側の位置にて作業軸９に固定されていることから、下側カバー部材１１は、作業軸９とともに軸回りに回転可能である。従って、例えば、作業軸９と下側カバー部材１１とが相対回転することによる磨耗が生じない、下側カバー部材１１の回転位置の視認によって作業軸９の回転位置を把握することができるという効果が得られる。

スカラロボット１において、ネジ溝９ｃは、作業軸９の下端９ａ側へ延びる部分が下端９ａに到達しないように形成され、孔部９ｈは、下側密閉空間Ｓ１において、作業軸９の側面の、ネジ溝９ｃよりも下端９ａ側の位置に開口していることから、下側開口部９ｆは、作業軸９のうち、ネジ溝９ｃが形成されていない位置に形成されることになり、作業軸９の下端９ａ側の強度低下が抑制される。ここで、作業軸９は、中間部分が第２アーム７により支持されるとともに、不図示の作業装置を介して下端９ａに負荷が加えられるから、上端９ｂ側よりも下端９ａ側において高い強度が必要とされる。従って、作業軸９は、比較的高い強度が必要とされる下端９ａ側において強度が維持されることから、作業軸９の寿命が飛躍的に向上することになる。

スプラインナット３５は、ネジナット３３よりも下端９ａ側に配置され、スプライン溝９ｄは、ネジ溝９ｃよりも下端９ａ側へ延びており、孔部９ｈは、下側密閉空間Ｓ１において、作業軸９の側面の、ネジ溝９ｃよりも下端９ａ側、且つ、スプライン溝９ｄの下端９ａ側の端部よりも上端９ｂ側であって、スプライン溝９ｄと重ならない位置に開口していることから、下側開口部９ｆをネジ溝９ｃよりも下端９ａ側に配置しつつも、スプライン溝９ｄの下端よりは上端側に配置し、下側開口部９ｆを設けるために特別な領域を下端側に確保することを不要とすることができる。換言すれば、作業軸９は、下側開口部９ｆをネジ溝９ｃよりも下端９ａ側に設けるために通常よりも長く形成される必要は無い。なお、溝の深さや幅等にもよるが、一般には、スプライン溝９ｄが形成されることによる作業軸９の強度低下は、ネジ溝９ｃが形成されることによる作業軸９の強度低下よりも小さいから、軸方向においてスプライン溝９ｄの配置範囲に下側開口部９ｆが設けられても、作業軸９全体としては、強度低下はさほど生じない。

なお、以上の実施形態において、作業軸９は本発明のネジ軸の一例であり、下側カバー部材１１及び上側カバー部材１３は本発明のカバー部材及び他のカバー部材の一例であり、下側密閉空間Ｓ１及び上側密閉空間Ｓ２は本発明の密閉空間及び外部空間の一例であり、スプラインナット３５及び補助ナット３９は本発明のスプラインナットの一例であり、第２アーム７は本発明の基台の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

本発明の送り装置は、ロボットに適用されるものに限定されない。例えば、工作機械のテーブルや主軸の駆動装置に適用されてもよいし、ダイカストマシンの型開閉を行う駆動装置に適用されてもよい。また、本発明の送り装置がロボットに適用される場合には、ロボットはスカラロボットに限定されない。例えば、ロボットは直交ロボットであってもよい。

ネジ軸（作業軸）及びネジナットは、互いに軸回りに相対回転することにより、軸方向に相対回転すればよく、絶対座標系において、ネジナットが回転してネジ軸が軸方向に移動するものに限定されない。例えば、絶対座標系において、ネジナットが回転してネジナットが軸方向へ移動してもよいし、ネジ軸が回転してネジナットが軸方向に移動してもよいし、ネジ軸が回転してネジ軸が軸方向に移動してもよい。

ネジ軸は、スプライン溝が設けられていないものであってもよい。また、ネジ軸、及び、ネジナット若しくはスプラインナットは、ボールが介在するものに限定されない。例えば、ネジ軸及びネジナットは、ボールが介在せずに直接的に螺合するものであってもよい。

ネジ軸（作業軸）に設けられる孔部を介して、一の密閉空間と連通される外部空間は、一の密閉空間とは軸方向の位置が異なるネジ軸周りの他の密閉空間に限定されない。換言すれば、他のカバー部材（例えば、実施形態における上側カバー部材１３）は、本発明の必須の要件ではない。

図６は、本発明の変形例のスカラロボット１０１の一部を示す断面図である。

スカラロボット１０１は、スカラロボット１に比較して、上側カバー部材１３が設けられていない点で相違する。そして、作業軸１０９の上側開口部１０９ｇは、作業軸１０９が下限位置に位置しても、上限位置に位置しても、第２アーム７内に開口する位置に配置されている。そして、下側密閉空間Ｓ１は、下側開口部１０９ｆ、中空部１０９ｅ及び上側開口部１０９ｇにより構成される孔部１０９ｈにより、外部空間としての第２アーム７の内部空間に連通している。従って、作業軸１０９が上昇又は下降すると、下側密閉空間Ｓ１は、第２アーム７の内部空間との間において吸排気が行われる。

なお、第２アーム７内に、上側開口部１０９ｇに接続される可撓性及び／又は弾性の袋が設けられ、下側密閉空間Ｓ１とその袋の内部空間との間で吸排気が行われてもよい。また、上側開口部１０９ｇにホースが接続され、そのホースがスカラロボット１０１から比較的離れた位置まで延出されてもよい。すなわち、一の密閉空間とは別の、作業軸（ネジ軸）の外部の外部空間は、ネジ軸の周囲空間に限定されない。

ネジ軸（作業軸）に形成され、密閉空間と外部空間とを連通する孔部は、密閉空間及び外部空間において、ネジ軸の側面に開口するものに限定されない。

図７は、本発明の変形例の送り装置２５１を示す断面図である。

送り装置２５１は、例えば、ネジ軸２０９を回転させることにより、ネジ軸２０９に螺合したネジナットを含む可動部材２３３を軸方向へ移動させる装置として構成されている。第１カバー部材２１１及び第２カバー部材２１３は、一端が可動部材２３３に固定されるとともに、他端がネジ軸２０９に対して軸方向において固定的に設けられた第１固定部材２３７及び第２固定部材２４１に固定されており、可動部材２３３の軸方向への移動に伴って軸方向において伸縮する。

ネジ軸２０９は、一端２０９ａが第１カバー部材２１１により密閉された第１密閉空間Ｓ２０１内に位置するとともに、他端２０９ｂが第２カバー部材２１３により密閉された第２密閉空間Ｓ２０２内に位置している。そして、ネジ軸２０９に形成された孔部２０９ｈは、第１密閉空間Ｓ２０１においてネジ軸２０９の端面に開口するとともに、第２密閉空間Ｓ２０２においてネジ軸２０９の端面に開口している。

この変形例では、可動部材２３３が軸方向へ移動すると、ネジ軸２０９の端面に開口した孔部２０９ｈを介して、第１密閉空間Ｓ２０１と第２密閉空間Ｓ２０２との間で好適に給排気が行われる。そして、実施形態のように孔部がネジ軸の側面に開口する場合に比較して、ネジ軸２０９の構成をより簡素にすることが可能である。特に、ネジ軸が中空状に形成されることが一般的な技術分野においては、ネジ軸の側面に開口部を設ける必要がないから、従来のネジ軸をそのまま利用することができる。

このように、密閉空間と外部空間とを連通する孔部は、側面だけでなく、端面に開口してもよい。さらに、例えば、孔部は、密閉空間及び外部空間の一方においては側面に開口し、密閉空間及び外部空間の他方においては端面に開口してもよい。また、例えば、孔部は、密閉空間及び／又は外部空間において、側面及び端面の双方に開口してもよい。

孔部の密閉空間及び外部空間における開口部（実施形態では下側開口部９ｆ及び上側開口部９ｇ）は、形状、径、軸方向及び軸回りの数、軸方向及び軸回りの位置が適宜に設定されてよい。これらは、例えば、開口部の径を大きくしたり、開口部の数を増加すると、ネジ軸とネジナットと間に生じる軸方向の抵抗力を低減したり、カバー部材に過度の圧力が加えられることを抑制する効果が向上する一方で、ネジ軸の強度が低下することなどを考慮して設定される。なお、孔部の形状は、円形であれば、ドリルで開口部を形成する場合には、加工したままの形状であるから、加工が容易である。

ネジ軸のネジナットよりも一端側の部分を密閉するカバー部材は、ネジナットよりも一端側の部分に加えて、ネジナットよりも他端側の部分の一部を密閉していてもよい。同様に、ネジ軸のネジナットよりも他端側の部分を密閉する他のカバー部材は、ネジナットよりも他端側の部分に加えて、ネジナットよりも一端側の部分の一部を密閉してもよいし、作業軸の基台よりも一端側の部分を密閉するカバー部材は、基台よりも一端側の部分に加えて、作業軸の基台内の一部等を密閉してもよいし、作業軸の基台よりも他端側の部分を密閉する他のカバー部材は、基台よりも他端側の部分に加えて、作業軸の基台内の一部等を密閉してもよい。

本発明の実施形態に係るスカラロボットの外観を、作業軸が上限まで上昇した状態で示す斜視図。 図１のスカラロボットの外観を、作業軸が下限まで下降した状態で示す斜視図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の概略断面図。 図１のスカラロボットの作業軸を示す正面図及び断面図。 図１のスカラロボットの作業軸周辺の模式的な断面図。 本発明の変形例のスカラロボットの一部を示す概略断面図。 本発明の変形例の送り装置を示す概略断面図。

符号の説明

１…スカラロボット（ロボット）、７…第２アーム（基台）、９…作業軸（ネジ軸）、９ａ…下端（一端）、９ｂ…上端（他端）、９ｃ…ネジ溝、９ｄ…スプライン溝、９ｈ…孔部、３３…ネジナット、３５…スプラインナット、１１…下側カバー部材（カバー部材）、１３…上側カバー部材（他のカバー部材）、Ｓ１…下側密閉空間（密閉空間）、Ｓ２…上側密閉空間（外部空間）、５１…送り装置。

Claims (9)

1. 螺旋状に延びるネジ溝が形成されたネジ軸と、
   前記ネジ軸に螺合し、前記ネジ軸との相対回転により前記ネジ軸に対して軸方向へ移動するネジナットと、
   前記ネジ軸の前記ネジナットよりも一端側の部分を密閉し、前記ネジナットの前記ネジ軸に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮するカバー部材と、
   を有し、
   前記ネジ軸には、前記カバー部材に密閉された密閉空間と、前記密閉空間とは別の、前記ネジ軸の外部の外部空間とを連通する孔部が形成されている
   送り装置。
2. 前記ネジ軸の前記ネジナットよりも他端側の部分を密閉し、前記ネジナットの前記ネジ軸に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮する他のカバー部材を有し、
   前記孔部は、前記密閉空間と、前記外部空間としての前記他のカバー部材により密閉された空間とを連通する
   請求項１に記載の送り装置。
3. 前記孔部は、前記密閉空間及び前記外部空間の少なくとも一方において、前記ネジ軸の側面に開口している
   請求項１又は２に記載の送り装置。
4. 前記孔部は、前記密閉空間及び前記外部空間の少なくとも一方において、前記ネジ軸の端面に開口している
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の送り装置。
5. 前記ネジ軸には、軸方向に直線状に延びるスプライン溝が形成されており、
   前記ネジナットに対して軸方向において移動不可能、前記ネジ軸に対して軸方向に移動可能、且つ、前記スプライン溝に係合して前記ネジ軸とともに回転可能に構成されたスプラインナットが設けられ、
   前記カバー部材は、一方側が前記スプラインナットに対して固定されるとともに、他方側が前記ネジ軸に対して前記スプラインナットよりも前記一端側の位置にて固定されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の送り装置。
6. 基台と、
   螺旋状に延びるネジ溝と、軸方向に直線状に延びるスプライン溝とが形成され、作業装置が取り付けられる一端が前記基台から延出する作業軸と、
   前記基台に設けられ、前記ネジ溝に螺合し、前記基台に対して回転することにより前記作業軸を前記基台に対して軸方向に駆動可能なネジナットと、
   前記基台に設けられ、前記スプライン溝に係合し、前記基台に対して回転することにより前記作業軸を前記基台に対して軸回りに駆動可能なスプラインナットと、
   前記作業軸の前記基台よりも前記一端側の部分を密閉し、前記作業軸の前記基台に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮するカバー部材と、
   を有し、
   前記作業軸には、前記カバー部材に密閉された密閉空間と、前記密閉空間とは別の、前記作業軸の外部の外部空間とを連通する孔部が形成されている
   ロボット。
7. 前記作業軸は、他端も前記基台から前記一端とは反対側に延出し、
   前記ネジ軸の前記基台よりも前記他端側の部分を密閉し、前記作業軸の前記基台に対する軸方向の移動に伴って軸方向において伸縮する他のカバー部材が設けられ、
   前記孔部は、前記密閉空間と、前記外部空間としての前記他のカバー部材により密閉された空間とを連通する
   請求項６に記載のロボット。
8. 前記ネジ溝は、前記ネジ軸の前記一端側へ延びる部分が前記一端に到達しないように形成され、
   前記孔部は、前記密閉空間において、前記ネジ軸の側面の、前記ネジ溝よりも前記一端側の位置に開口している
   請求項６又は７に記載のロボット。
9. 前記スプラインナットは、前記ネジナットよりも前記ネジ軸の前記一端側に配置され、
   前記スプライン溝は、前記ネジ溝よりも前記一端側へ延びており、
   前記孔部は、前記密閉空間において、前記ネジ軸の側面の、前記ネジ溝よりも前記一端側、且つ、前記スプライン溝の前記一端側の端部よりも前記他端側であって、前記スプライン溝と重ならない位置に開口している
   請求項８に記載のロボット。

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