JP2010089214A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】 シャッタ部材がケース部材の軸方向から横にずれた状態になることを防止できるロボットを提供すること。
【解決手段】 上面が開口した収容部を備えたケース部材１０と、収容部から一部を上方に突出させた状態で収容部に収容され、軸方向に移動可能に取り付けられた可動部材２０と、可動部材２０を軸方向に移動させる駆動装置３０と、収容部の軸方向の両端に両端部を固定された状態で収容部の開口を上方から塞ぎ、可動部材２０に位置する部分が可動部材２０によって上方に持ち上げられるシャッタ部材４０とで単軸ロボットＡを構成した。そして、シャッタ部材４０の下面における幅方向の両側部分に対向する収容部の開口縁部の上面に、マグネットシート１５ａを貼り付け、マグネットシート１５ａの上面にテフロンテープ１８を貼り付けた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、収容部に沿って移動する可動部材と、収容部の開口を塞ぐシャッタ部材とを備えたロボットに関する。

従来から、一方から他方に向う軸方向に沿って延び上面が開口したケース部材にガイドレールを設け、可動部材の一部をケース部材の開口から上方に突出させた状態でその可動部材をガイドレールに沿って移動可能にしたロボットが用いられている。このようなロボットにおいては、ケース部材内に異物が入ったり、ケース部材内の塵埃等が外部に飛散したりすることを防止するために、ケース部材内と外部との間を遮蔽するシャッタ部材が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１４４５９１号公報

前述した従来のロボットにおいては、可動部材がガイドレールに沿って移動する際に、シャッタ部材が上方に持ち上げられ、可動部材が通過するとシャッタ部材の可動部材によって持ち上げられた部分は下方の開口縁部上面に下降する。シャッタ部材の持ち上げあるいは下降のためシャッタ部材に当接する可動部材の当接部に立てた法線が、シャッタ部材上方から見てシャッタ部材の配置方向から僅かでも幅方向にずれる場合には、可動部材の移動によりシャッタ部材に横ずれが生じて、ケース部材の開口縁部との間に隙間が生じる虞がある。

特に、シャッタ部材がケース部材の開口縁部から浮き上がることを防止するために、開口縁部にマグネットシートを設け、シャッタ部材をマグネットシートに吸着されるステンレスの薄板で構成したロボットを用いた場合には、シャッタ部材に横ずれが生じたときにその横ずれが生じた状態がマグネットシートの吸引力によって維持され、可動部材の往復動により横ずれが増大していく虞がある。また、ケース部材の軸方向の長さが長い場合にもこのような横ずれが発生し易くなる。

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、シャッタ部材がケース部材の軸方向から横にずれた状態になることを防止できるロボットを提供することである。

前述した目的を達成するため、本発明に係るロボットの構成上の特徴は、一方から他方に向う軸方向に延び上面が開口した収容部を備えたケース部材と、収容部に収容された被収納部材と、ケース部材と被収納部材の内一方を他方に対して軸方向に移動させる駆動装置と、収容部の軸方向の両端上面に両端部を固定された状態で収容部の開口を上方から塞ぎ、被収納部材に位置する部分が被収納部材によって開口より上方に持ち上げられるシャッタ部材とを備え、被収納部材の一部を収容部内部から開口を通して、上方に持ち上げられるシャッタ部材の端部より外方に突出させたロボットであって、シャッタ部材の下面と収容部上面の開口縁部との幅方向両側の接触部の内少なくとも一方の接触部において、シャッタ部材の下面における幅方向端部と、この端部に対向する開口縁部との内少なくとも一方側に、シャッタ部材と収容部の開口縁部との接触摩擦を低減させるための摩擦低減部を設けたことにある。

前述した本発明に係るロボットでは、常に左右方向の同じ方向に横ずれが生じることが予め分かっている場合は、少なくとも横ずれで幅が大きくなる側の接触部において、横ずれが生じる方向が予め明確ではない場合は、両側の接触部において、シャッタ部材の下面における幅方向端部と、この端部に対向する開口縁部とのうちの少なくとも一方側に、直接または間接的に、シャッタ部材と収容部の開口縁部との間の摩擦を低減させるための摩擦低減部を設けている。

これによって、シャッタ部材と収容部の開口縁部との間の摩擦抵抗が小さくなりシャッタ部材に横ずれが生じてもすぐにずれのない適正な状態に戻るようになる。すなわち、シャッタ部材は、被収納部材によって上方に持ち上げられることにより張力が掛けられた状態で長手方向（軸方向）の両端がケース部材の収容部両端上面に固定されている。このため、互いに接触するシャッタ部材と収容部の開口縁部との間の摩擦が小さくなれば、シャッタ部材に横ずれが生じても張力によってシャッタ部材は、自然に適正位置（ずれのない真っ直ぐな状態）に戻るようになる。

この結果、シャッタ部材に横ずれが生じることによってシャッタ部材とケース部材の開口縁部との間に隙間が生じることを防止して、ケース部材の内部と外部との間をより確実に遮蔽することができる。なお、シャッタ部材の横ずれは、最初に小さなずれが生じ、そのずれ量が徐々に大きくなっていく傾向があるが、摩擦低減部を設けることによって、ずれ量が増幅していくことを防止できる。この場合、摩擦低減部は、収容部の開口縁部上面あるいは対向するシャッタ部材の下面のうちの少なくとも一方、あるいは両方に設けてもよい。

また、本発明に係るロボットの他の構成上の特徴は、被収納部材に作業部材を取り付け可能とし、駆動装置はケース部材に対し被収納部材を軸方向に移動することで、被収納部材をケース部材に対する可動部材として機能させるようにしたことにある。

ロボットには、ケース部材と被収納部材の内、被収納部材の収容部内部から開口を通して、上方に持ち上げられるシャッタ部材の端部より外方に突出させた一部を、工場内の基礎や固定物あるいは他の可動部材に固定し、ケース部材に、このロボットにより駆動される他の軸方向のロボットや工具等の装置やワーク等の部材からなる作業部材を取り付けるタイプのものがある。また、逆に被収納部材に、同様の作業部材を取り付け可能とし、駆動装置はケース部材に対し被収納部材を軸方向に移動することで、被収納部材をケース部材に対する可動部材として機能させるようにしたものもある。後者のものは、軸方向に長いケース部材を工場内の基礎や固定物あるいは他の可動部材に固定することになり、可動部材が軸方向に移動しても強固に支持することができる。

また、本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、シャッタ部材の下面における幅方向の両側部分と、シャッタ部材の下面における幅方向の両側部分に対向する収容部の開口縁部との一方に磁石を設けるとともに、他方における磁石に対向する部分を磁性のある材質で構成し、磁石構成材のみからなる、あるいは磁石構成材表面に塗装やコーティングがされて構成された前記磁石の表面と、シャッタ部材と収容部の開口縁部とのうちの磁石に対向する部分とのいずれか一方に摩擦低減部を設けたことにある。

これによると、磁石の吸引力によって、シャッタ部材と収容部の開口縁部とが密着するようになり、シャッタ部材と収容部の開口縁部との間に上下方向の隙間が生じることを確実に防止できる。そして、シャッタ部材に横ずれが生じたときに、磁石の吸引力によって横ずれした状態が維持され、シャッタ部材に対する被収納部材の相対的な往復動により横ずれが蓄積されて拡大しようとしても、シャッタ部材にかかる張力と摩擦低減部による摩擦力低減によって、シャッタ部材は、滑るようにして適正位置に戻る。このため、シャッタ部材が横にずれることによって、シャッタ部材と収容部の開口縁部との間に隙間が生じることを防止することができ、ケース部材の内部と外部とを確実に遮蔽できる。

この場合、磁石は、収容部の開口縁部に設けてもよいし、シャッタ部材に設けてもよい。また、摩擦低減部は、磁石に設けてもよいし、磁石の表面に対向するシャッタ部材または収容部の開口縁部の部分に設けてもよい。要は、シャッタ部材の下面における幅方向の両側部分と、前記シャッタ部材の下面における幅方向の両側部分に対向する前記収容部の開口縁部との対向する部分の間に磁石が配置され、磁石と磁石の表面に対向する部分との間に摩擦低減部材が配置されていればよい。また、磁石としては、シート状の磁石を用いることが好ましい。

また、本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、接触部のうち、軸方向の少なくとも一方の端部を除いて、シャッタ部材と収容部の開口縁部との接触摩擦を低減させるための摩擦低減部を設けたことにある。これによると、横ずれの小さい軸方向の少なくとも一方の端部を除いて、摩擦低減部を設けているので、コスト低減をしつつ横ずれを防止し、ケース部材の内部と外部とを遮蔽できる。

また、本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、収容部の開口縁部におけるシャッタ部材の両側部に対向する部分にシャッタ部材の横ずれを規制するための側壁部を設けたことにある。

これによると、摩擦低減部の配置により、収納部材の往復動があっても横ずれが蓄積されて増大していくことはないが、シャッタ部材に異物が当る等の別の原因により大きな横ずれが発生しようとしても、シャッタ部材に一定量以上の横ずれが生じることを防止できる。なお、摩擦低減部を配置することなくシャッタ部材の横ずれを規制するための側壁部を設ける場合には、シャッタ部材の持ち上げあるいは下降のため被収納部材のシャッタ部材に当接する当接部の、その法線方向が、正しい方向から僅かでもずれる場合には、収納部材の移動によりシャッタ部材が横ずれすることになるが、一定以上の横ずれを防止することができる。しかしながらシャッタ部材の端部が側壁部に当接したまま持ち上がり、および下降することになり、異音が発生する。この異音は摩擦低減部を配置することで防止することができる。

また、本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、摩擦低減部を、テフロンテープまたはフッ素樹脂テープで構成したことにある。摩擦低減部としては、種々の材料を用いることができるが、テフロン（ポリテトラフルオロエチレンの商標名）テープやフッ素樹脂テープを用いることにより、収容部の開口縁部またはシャッタ部材への取り付けが容易になる。

以下、本発明に係るロボットの一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る単軸ロボットＡの平面を示しており、図２は、図１の２−２断面、図３は、図１の中央縦断面の要部をそれぞれ示している。この単軸ロボットＡは、前後方向（図１の下側が前方で上側が後方とする。）に延びるケース部材１０と、ケース部材１０に移動可能に取り付けられた可動部材（被収納部材）２０と、可動部材２０をケース部材１０の前後方向に移動させる駆動装置３０と、ケース部材１０の上面に設置されるシャッタ部材４０とで構成されている。ここで前後方向をＸ軸方向、左右方向（ケース部材１０の幅方向）をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。

ケース部材１０は、底部に位置する底部フレーム１１と、底部フレーム１１の上部の左右にそれぞれ配置された一対の上部カバー１２，１３とを備えている。底部フレーム１１は、上面における幅方向の中央部分が両側部分よりも低くなった肉厚板状の底面部１１ａと、底面部１１ａの両側部から上方に突出した側壁部１１ｂ，１１ｃとからなり、断面形状が上方が開放された略コ字状になった長尺（略４ｍ）の枠状体で構成されている。底部フレーム１１は、アルミ二ウム合金からなる押出材を加工して形成されており、その断面形状は、前端から後端にかけて略同一になっている。

底面部１１ａの上面における幅方向中央の凹部になった部分には、駆動装置３０の一部を構成するプレート部材３１と複数の永久磁石３２とが設置されている。プレート部材３１は、底面部１１ａの前後方向に沿って設置されており、プレート部材３１の上面に、複数の永久磁石３２が、Ｎ極とＳ極とが交互に位置するように前後方向に配列して取り付けられている。また、底面部１１ａの上面における幅方向の両側の高くなった部分の凹部寄りの部分には、プレート部材３１および複数の永久磁石３２と平行して前後方向に延びる一対のガイドレール１４ａ，１４ｂがボルトで固定されている。ガイドレール１４ａ，１４ｂは、断面における下部と上部の幅よりも中央部の幅が小さくなった細長い棒体で構成されている。このガイドレール１４ａ，１４ｂの延びる方向を本発明では軸方向としている。

また、底面部１１ａの上面両側部分の幅は、ガイドレール１４ｂが設置された部分の方がガイドレール１４ａが設置された部分よりも大きくなっており、その幅の大きな方の縁部側（側壁部１１ｃ側）に、細長いプレート状の磁気スケール３３が前後方向に延びるように設けられている。上部カバー１２，１３は、断面形状が左右に略対称になったカバー部材で構成されており、それぞれ略水平に配置された上面部１２ａ，１３ａと、上面部１２ａ，１３ａの外部側縁部から下方に延びる側面部１２ｂ，１３ｂと、上面部１２ａ，１３ａの上面における両側部分に設けられた空気通路形成部１２ｃ，１３ｃとで構成されている。

上部カバー１２，１３は、上面部１２ａ，１３ａの互いに対向する内部側の縁部どうしを設定された間隔だけ離間させた状態で底部フレーム１１の上部に分離可能に連結固定されており、底部フレーム１１と上部カバー１２，１３とで形成される空間部の周囲部分で本発明に係る収容部が構成される。また、上面部１２ａ，１３ａの対向する内部側の縁部間で、収容部内部を外部へ開放連通する本発明に係る開口が構成される。上面部１２ａ，１３ａにおけるそれぞれ空気通路形成部１２ｃ，１３ｃに対応する部分には、前後方向に間隔を保って複数の貫通孔１２ｄ，１３ｄが形成されており、この貫通孔１２ｄ，１３ｄによって、収容部内と空気通路形成部１２ｃ，１３ｃの内部とが連通している。

また、上面部１２ａ，１３ａにおける内部側部分の上面、すなわち開口縁部の上面には、本発明に係る磁石としてのマグネットシート１５ａ，１５ｂがそれぞれ貼り付けられている。上面部１２ａ，１３ａにおける内部側部分の上面１６は、図４（上面部１２ａを示している。）に示したように、３段の段違い状に形成されており、図４の右側に位置する低い平面部１６ａにマグネットシート１５ａ（以下、マグネットシート１５ａ，１５ｂをマグネットシート１５ａとして説明する。）が設置されている。マグネットシート１５ａは、細長いシート状のマグネットで構成されており、図５に示したように、下面に両面テープ１７の一方の面が貼り付けられ、上面にテフロンテープ１８（図２では図示を省略している。）が貼り付けられている。そして、両面テープ１７の他方の面を平面部１６ａに貼り付けることにより、マグネットシート１５ａは、平面部１６ａに設置されている。

上面１６の中段に位置する平面部１６ｂは、平面部１６ａよりも少し幅が狭く、マグネットシート１５ａの上面（テフロンテープ１８の上面）よりもやや低い位置に位置している。また、平面部１６ｂと、上面１６の上段の平面部１６ｃとの境界に、垂直面からなる横ずれ規制のための側壁部１６ｄが形成されている。この側壁部１６ｄと平面部１６ｃで段部を形成している。すなわち、マグネットシート１５ａの上面には、テフロンテープ１８を介して、後述するシャッタ部材４０が設置され、横ずれ規制のための側壁部１６ｄは、シャッタ部材４０が横ずれする際のずれ量を規制する。

テフロンテープ１８は、摩擦係数の小さな材料で構成されており、シャッタ部材４０との間の接触摩擦を低減する。また、上部カバー１２，１３の上面における前後両端には、図１に示したように、それぞれシャッタ部材４０の端部を固定するための固定用縁部１９ａ，１９ｂが設けられている。左右の上面１６、１６の間は開口となっており、上面部１２ａ，１３ａにおける内部側部分の上面、すなわち開口縁部の上面（この実施の形態ではテフロンテープ１８の上面）と、シャッタ部材４０の左右方向端部の下面は互いに接触する。この接触する部分である接触部はケース部材１０の内部と外部との連通を防止するシール部となる。

可動部材２０は、一対のガイドレール１４ａ，１４ｂに移動可能に取り付けられており、スライドテーブル２１と、スライドテーブル２１の下面両側に設けられた被ガイド部２２ａ，２２ｂとを備えている。スライドテーブル２１は、収容部内に位置するテーブル本体２１ａと、上部カバー１２，１３の上面部１２ａ，１３ａおよび開口の上方に位置する作業部材支持テーブル２１ｂとで構成されており、テーブル本体２１ａの下面における左右両側に、ガイドレール１４ａ，１４ｂに摺動可能に係合する被ガイド部２２ａ，２２ｂが不図示のボルトにより脱可能に固着されている。

被ガイド部２２ａ，２２ｂの下面には、前後方向に延びる溝部２３ａ，２３ｂが形成されており、この溝部２３ａ，２３ｂの下端の開口側の幅は上部奥側の幅よりも小さくなっている。この溝部２３ａ，２３ｂにガイドレール１４ａ，１４ｂの上部および中央部を係合させることにより、可動部材２０は、ガイドレール１４ａ，１４ｂから外れることなく摺動できる。すなわち、単軸ロボットＡは用途に応じ底面部１１ａを水平面上側に固定可能だけでなく、鉛直面や水平面下側に固定しての使用が可能である。また、作業部材支持テーブル２１ｂは、単軸ロボットＡの用途に応じた各種の装置や部材が設置されるもので、複数のボルト２４によってテーブル本体２１ａに連結されている。

また、図３に示したように、作業部材支持テーブル２１ｂの前後両端には、一対の押さえローラ２５ａ，２５ｂが設けられ、押さえローラ２５ａ，２５ｂ間には前後方向に間隔を保って、一対のガイドローラ２６ａ，２６ｂが設けられている。また、テーブル本体２１ａの側部（図２における右側の側部）には、磁気ヘッド２７が設けられている。この磁気ヘッド２７は、磁気スケール３３に対向して配置され、可動部材２０が移動する際に、磁気スケール３３を読み取ることにより可動部材２０の位置を検出する。また、可動部材２０におけるテーブル本体２１ａの下面中央には、可動部材２０とともに移動する可動ブロック３４が取り付けられている。

可動ブロック３４は、高さよりも左右方向の幅が少し大きく、左右方向の幅よりも前後方向の長さが長くなった矩形に形成されており、プレート部材３１の上面に取り付けられた複数の永久磁石３２に対向して配置されている。この可動ブロック３４の内部には、複数のコイルや基板（図示せず）が収納されており、このコイルや基板からのケーブル３５は、ケース部材１０の側面側に設置されたケーブルベア３６の可動端に導かれている。ケーブルベア３６の可動端は、ケーブル３５を保持するステー、ステーを保持するテーブル本体２１ａ、および被ガイド部２２ａ，２２ｂを介して、可動部材２０と一体的にガイドレール１４ａ，１４ｂの方向に移動可能とされている。また、ケーブルベア３６内部を通過して配置されるケーブル３５の他端は、ＣＰＵや記憶装置等からなる制御装置を介して電源に接続されている。

プレート部材３１、複数の永久磁石３２および可動ブロック３４等で本発明に係る駆動装置３０が構成される。この駆動装置３０は、コイルに電流を流すことにより発生する磁界（Ｎ極、Ｓ極）と、永久磁石３２のＮ極とＳ極との間で、Ｎ極とＳ極の引き合う力と、Ｎ極どうしおよびＳ極どうしの反発する力により推進力を発生するリニアモータで構成されている。このため、電源を入れ制御装置をオン状態にしてコイルに可動部材２０の移動に伴って変化する電流を流すと、可動部材２０は、可動ブロック３４とともに、ガイドレール１４ａ，１４ｂに沿って移動する。

シャッタ部材４０は、ステンレス鋼（例えば、磁性体となるマルテンサイト系ステンレス鋼）からなる薄板で構成されており、長さが上部カバー１２，１３の前後方向の長さよりもやや短く、幅が上部カバー１２，１３の上面部１２ａ，１３ａに設置された一対のテフロンテープ１８の外部側縁部間の長さと略同じに設定されている。そして、シャッタ部材４０は、長手方向の両端部を、複数のねじ４１を介して固定用縁部１９ａ，１９ｂに固定された状態で、ケース部材１０の開口を塞いでいる。図６（ａ）は、シャッタ部材４０が取り付けられていない状態のケース部材１０の上面の幅方向の中央側部分を示しており、図６（ｂ）は、シャッタ部材４０および可動部材２０を取り付けた状態のケース部材１０の上面の幅方向に中央側部分を示している。図６（ｂ）に示したように、シャッタ部材４０は、両側部と横ずれ規制の側壁部１６ｄとの距離を一定に保たせて配置されている。

また、シャッタ部材４０における可動部材２０に位置する部分は、図３に示したように、順次、押さえローラ２５ａの下部からガイドローラ２６ａ，２６ｂの上部、そして、押さえローラ２５ｂの下部へと掛け渡されている。すなわち、ガイドローラ２６ａ，２６ｂによりシャッタ部材４０を上方に押し上げ、押さえローラ２５ａ、２５ｂで可動部材２０の前後においてシャッタ部材４０の左右方向両端部下面を、それぞれ開口縁部のテフロンテープ１８上面に密着させる。

回転可能な押さえローラ２５ａ，２５ｂにシャッタ部材４０の上面が接触し、回転可能なガイドローラ２６ａ，２６ｂにシャッタ部材４０の下面が接触することにより、可動部材２０が移動する際に、シャッタ部材４０から受ける摩擦抵抗を小さくすることができる。また、シャッタ部材４０は撓みのない状態で、両端部が固定用縁部１９ａ，１９ｂに固定されており、可動部材２０内を通過することによりその部分が上方に持ち上げられた状態になる。これによって、シャッタ部材４０に、張力が加わる。可動部材２０の一部を前記収容部内部から前記開口を通して、上方に持ち上げられるシャッタ部材の端部より外方に突出させて、ケース部材１０の外側で作業部材を移動可能に支持する作業部材支持テーブル２１ｂとしている。

このように構成された単軸ロボットＡを用いて、例えば、小さな部品を所定の場所に順次供給する処理をする場合には、作業部材支持テーブル２１ｂに、例えば、部品を吸着するための吸着部材を取り付ける。そして、単軸ロボットＡの電源を入れ制御装置をオン状態にする。これによって、可動ブロック３４内のコイルに電流が流れ、可動部材２０は、可動ブロック３４とともにガイドレール１４ａ，１４ｂに沿って移動する。このとき、可動部材２０の進行方向を、図３の左側であるとすると、可動部材２０の進行方向の先方においては、シャッタ部材４０は、マグネットシート１５ａの吸引力によって、テフロンテープ１８に密着することで、ケース部材１０の開口を塞ぐ。

そして、可動部材２０が進行していくと、シャッタ部材４０は、ガイドローラ２６ａによって、テフロンテープ１８の表面から上方に持ち上げられる。このとき、押さえローラ２５ａは、可動部材２０の直近までシャッタ部材４０をテフロンテープ１８側に押し付ける働きをする。また、可動部材２０の進行方向の後方においては、シャッタ部材４０は、ガイドローラ２６ｂによって、水平方向に導かれて上方への持ち上げが維持され、さらに、押さえローラ２５ｂによって、ケース部材１０のテフロンテープ１８に押し付けられる。

すなわち、可動部材２０が進行しても直近から後方全域において、シャッタ部材４０は、マグネットシート１５ａの吸引力によって、テフロンテープ１８に密着することで、ケース部材１０の開口を塞ぐ。このようにして、可動部材２０は、前後両側の押さえローラ２５ａ，２５ｂでシャッタ部材４０をテフロンテープ１８側に押し付けるとともに、押さえローラ２５ａ，２５ｂ間に位置するガイドローラ２６ａ，２６ｂでシャッタ部材４０を上方に持ち上げながら往復移動していく。

可動部材２０を構成する作業部材支持テーブル２１ｂへの押さえローラ２５ａ，２５ｂおよびガイドローラ２６ａ，２６ｂの組みつけにおいて、各部の加工誤差、製造誤差により各ローラの軸心方向が、可動部材２０の移動方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）に完全に一致することはほとんど稀であり、少なくとも極僅かには傾くことになる。また、長期の使用による各ローラの回転支持部での磨耗で傾くことになる場合もある。そして、押さえローラ２５ａ，２５ｂおよびガイドローラ２６ａ，２６ｂの中心軸の傾きを、時計周り方向を正、反時計周り方向を負とすると、各ローラ２５ａ等の傾きの組み合わせは多数あるが、いずれの場合も横ずれが生じることがある。下記の表１には、そのいくつかのケースを記載している。

ここでは、押さえローラ２５ａの傾きをθ1、ガイドローラ２６ａの傾きをθ2、ガイドローラ２６ｂの傾きをθ3、押さえローラ２５ｂの傾きをθ4としている。そして、表１のケース１は、すべてのローラ２５ａ等の傾きが時計周り方向の正の場合、ケース２は、押さえローラ２５ａとガイドローラ２６ｂとの傾きが正で、ガイドローラ２６ａと押さえローラ２５ｂとに傾きがない場合、ケース３は、ガイドローラ２６ａの傾きが正で、それ以外のローラ２５ａ等に傾きがない場合を示している。このケース１〜３は、少なくとの一つのローラ２５ａ等に時計周り方向の傾きが主に製造段階で生じた場合であり、ケース１の場合は、図７に示したように、シャッタ部材４０に横ずれ（変位）が生じる。

すなわち、ローラ２５ａがθ1だけ傾いていると、シャッタ部材４０の張力によるローラ２５ａへの押付力への反力は、シャッタ部材４０とのローラ２５ａの当接部の当接中心２５ａ１に立てた法線方向へシャッタ部材４０に作用する。この法線方向は、ローラ２５ａが円筒状外形を有するとすると、Ｚ軸上方方向から見てＸ軸にθ1だけ傾くことになる。

このようにシャッタ部材４０にとっての外力となる反力は、当接中心２５ａ１からＺ軸方向の下方に向う成分（押える力）のみでなく、当接中心２５ａ１からＹ軸方向の横方に向う成分（横ずれ力）を持つことになる。ガイドローラ２６ａが傾きθ2、ガイドローラ２６ｂが傾きθ3、押さえローラ２５ｂが傾きθ4を持つ場合も、各ローラ２６ａ等は、前述したガイドローラ２６ａと同様、当接部からのシャッタ部材４０にとっての外力となる反力（当接中心に立てた法線の方向に作用）は、Ｙ軸方に向う成分（横ずれ力）を持つことになり、シャッタ部材４０に横ずれを生じさせる。

図７は、シャッタ部材４０の横ずれにより、シャッタ部材４０と、ケース部材１０の開口縁部との間に隙間が生じた状態を示している。図７に示したように、横ずれが生じる前のシャッタ部材４０と、ケース部材１０の開口縁部との重なり合った部分の幅（シール幅）をａとし、シャッタ部材４０の変位量をｂとし、シャッタ部材４０と、ケース部材１０の開口縁部との間の隙間の幅（隙間幅）をｃとすると、シャッタ部材４０の変位量ｂは、ｃからａを減算した値になる。また、表１のケース４は、押さえローラ２５ａとガイドローラ２６ａの傾きが正で、ガイドローラ２６ｂと押さえローラ２５ｂとの傾きが反時計回り方向の負の場合を示している。この場合、各ローラ２５ａ等の傾きθ1からθ4の合計値が「０」であっても、シャッタ部材４０に、図８に示したような横ずれが生じる

ケース４の場合には、押さえローラ２５ａとガイドローラ２６ｂとの間で横ずれの殆どが発生するため、前述したケース１のときよりも変位量ｂは小さくなる。さらに、表１のケース５は、押さえローラ２５ａとガイドローラ２６ａとの傾きが正の方向に大きく、ガイドローラ２６ｂと押さえローラ２５ｂとの傾きが負の方向に小さな場合であり、ケース６は、ガイドローラ２６ａの傾きが正の方向に大きく、ガイドローラ２６ｂの傾きが負の方向に小さく、押さえローラ２５ａ，２５ｂに傾きがない場合である。そして、ケース７は、押さえローラ２５ａの傾きが正方向に大きく、ガイドローラ２６ａの傾きが正方向に小さく、ガイドローラ２６ｂの傾きが負の方向に大きく、押さえローラ２５ｂに傾きがない場合を示している。

ケース５〜７は、各ローラ２５ａ等の傾きθ1からθ4の合計値が「０」以外で、時計周り方向の傾きの合計値と反時計周り方向の傾きの合計値と差が生じた場合であり、このような場合にも、シャッタ部材４０に横ずれが生じる。また、シャッタ部材４０の前後両端部には、横ずれは生じない。そして、シャッタ部材４０の前後方向の中央側部分で横ずれが生じる場合のすべてのケースにおいて、図７および図８に示したように、最大変位位置（可動部材２０の進行方向に対する後端側部分）から後方（Ｘ方向）には張力が働き、シャッタ部材４０の軸方向の側端線は斜めになる。

このように、シャッタ部材４０には、横ずれが生じるように力が加わるが、本実施形態に係る単軸ロボットＡでは、マグネットシート１５ａおよびテフロンテープ１８を用いているため、シャッタ部材４０に小さな横ずれが生じても、シャッタ部材４０は、テフロンテープ１８に対して容易に滑るため、元の真っ直ぐな状態に戻り、横ずれの量が増えていくことはない。また、マグネットシート１５ａの吸引力によって、シャッタ部材４０は、テフロンテープ１８に密着する。

このため、シャッタ部材４０と、ケース部材１０の開口縁部との間に隙間が生じることがなくなり、ケース部材１０の開口が、シャッタ部材４０によって適正に閉塞された状態を維持したまま、可動部材２０は、ガイドレール１４ａ，１４ｂに沿って移動する。また、仮に、シャッタ部材４０にある程度大きな横ずれが生じた場合には、シャッタ部材４０の側縁部が、横ずれ規制のための側壁部１６ｄに当接して、シャッタ部材４０がそれ以上横ずれすることを規制する。これによって、シャッタ部材４０と、ケース部材１０の開口縁部との間に隙間が生じることを防止できる。

このように、本実施形態に係る単軸ロボットＡでは、ケース部材１０の開口縁部の上面にマグネットシート１５ａを貼り付け、マグネットシート１５ａの上面にテフロンテープ１８を貼り付けている。これによって、シャッタ部材４０とケース部材１０の開口縁部との間の摩擦抵抗が小さくなりシャッタ部材４０に横ずれが生じてもすぐに元の適正な状態に戻るようになる。この結果、シャッタ部材４０に横ずれが生じることによってシャッタ部材４０とケース部材１０の開口縁部との間に隙間が生じることを防止して、ケース部材１０の内部と外部との間をより確実に遮蔽することができる。

また、マグネットシート１５ａの吸引力によって、シャッタ部材４０と、マグネットシート１５ａの上面のテフロンテープ１８とが密着するようになり、シャッタ部材４０とケース部材１０の開口縁部との間に上下方向の隙間が生じることを確実に防止できる。このため、シャッタ部材４０が上方に浮き上がることによって、シャッタ部材４０とケース部材１０の開口縁部との間に隙間が生じることを防止でき、ケース部材１０の内部と外部とを確実に遮蔽できる。また、ケース部材１０の開口縁部におけるシャッタ部材４０の両側部に対向する部分に横ずれ規制のための側壁部１６ｄを設けたため、シャッタ部材４０に大きな横ずれが生じることを防止できる。さらに、摩擦低減部を、テフロンテープ１８で構成したため、ケース部材１０の開口縁部への取り付けが容易になる。

また、図９は、本発明の他の実施形態に係る単軸ロボットの要部を示している。このロボットでは、テフロンテープ１８ａが、開口縁部の上面１６でなく、シャッタ部材４０ａの下面に貼り付けられている。この単軸ロボットのそれ以外の部分の構成については、前述した単軸ロボットＡと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。この単軸ロボットによっても、前述した単軸ロボットＡと同様の作用効果を得ることができる。

また、本発明に係るロボットは、前述した各実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、強磁性体粉末を樹脂の基材に混合してシート状に成形した後磁化したマグネットシート１５ａを、開口縁部の上面１６に設けているが、このマグネットシート１５ａは、シャッタ部材４０，４０ａに設けてもよい。マグネットシート１５ａとしては、強磁性体粉末を樹脂の基材に混合してシート状あるいはフィルム状に成形した後磁化したものが考えられる。また、その場合、テフロンテープ１８，１８ａは、マグネットシート１５ａに設けてもよいし、開口縁部の上面１６に設けてもよい。

また、前述した各実施形態では、摩擦低減部として、テフロンテープを用いているが、これに代えてフッ素樹脂テープやその他の摩擦係数の小さなテープを用いてもよい。さらに、テープでなく、フッ素やテフロンをコーティング処理することにより層状に形成したものを用いることもできる。また、シャッタ部材４０として、磁性体となるマルテンサイト系ステンレス鋼以外にも、薄いバネ鋼、磁性体粉末を耐摩耗性樹脂の基材に混合してシート状に成形したもの、等でも良い。

また、前述した実施形態に係る単軸ロボットでは、両側の開口縁部の上面１６あるいはシャッタ部材４０，４０ａにマグネットシート１５ａを設け、マグネットシート１５ａの上面、あるいはマグネットシート１５ａの無い側に、摩擦低減部材を配置している。しかしながら、シャッタ部材に上下方向の反力を作用する押さえローラ２５ａ，２５ｂ、ガイドローラ２６ａ，２６ｂ（シャッタ部材への可動部材２０の当接部材）の傾きが予め分かっており、横ずれの方向が左右のいずれであるかが分かる場合、横ずれを起こす側（開口縁部とシャッタ部材とのシール部幅が横ずれにより増加する側）のみにおいて、摩擦低減部材を配置しても良い。これにより材料費、貼り付け工数を低減できる。

また、前述した実施形態に係る単軸ロボットでは、両側の開口縁部の上面１６あるいはシャッタ部材４０，４０ａにマグネットシート１５ａを設け、マグネットシート１５ａの上面、あるいはマグネットシート１５ａの無い側において、Ｘ軸方向全長に渡って摩擦低減部材を配置しているが、横ずれ量の小さいＸ軸方向の一方端部あるいは両端部を除く位置に摩擦低減部材を配置することで、コストを低減しても良い。すなわち、図１０（ａ）に示したように中央部Ａのみや、図１０（ｂ）に示したようにＸ軸方向両端部を除いてＸ軸方向複数箇所Ａ１，Ａ２，Ａ３に摩擦低減部材を配置しても良い。図１０中５０は開口である。

また、前述した実施形態では、シャッタ部材４０に当接し上下方向の反力を作用する可動部材２０の当接部材として、押さえローラ２５ａ，２５ｂ、ガイドローラ２６ａ，２６ｂを用いているが、押さえローラ２５ａ等を用いず、図１１に示したような構成してもよい。図１１に示した単軸ロボットが備える可動部材４２の作業部材支持テーブル４３の上面は、前後両側よりも中央部分が上方に突出した滑らかな凸曲面で構成されており、シャッタ部材４０ｂは、作業部材支持テーブル４３の上面に摺接しながら移動する。作業部材支持テーブル４３に一体化されている押さえ部材４４ａ，４４ｂが押さえローラ２５ａ，２５ｂと、同様作業部材支持テーブル４３に一体化されている押上げ部材４５ａ，４５ｂがガイドローラ２６ａ，２６ｂと、それぞれ同じ当接部材となっている。

この場合も同様の作用によりシャッタ部材４０の横ずれが生じるので、前述した各実施形態と同様接触部に摩擦低減部材を配置するようにする。また、この単軸ロボットが備える駆動装置は、永久磁石を、Ｎ極とＳ極とを交互に逆向きにして軸方向に配列したマグネットシャフト４４を、ケース部材４５内に、前後方向に向けて設け、このマグネットシャフト４４の外周側に、コイル４６が設置された可動部材４２を取り付けたリニアモータ式の駆動装置で構成されている。この単軸ロボットによっても、前述した単軸ロボットＡ等と同様の作用効果を得ることができる。

また、駆動装置としては、前述したプレート部材３１、複数の永久磁石３２および可動ブロック３４等からなる駆動装置３０やリニアモータ式の駆動装置に代えて、可動部材側に永久磁石を配置し、ケース部材側にコイルを並べた、いわゆるムービングマグネットタイプのリニアモータを用いても良い。さらに、ケース部材に、前後方向に延びるボールねじ軸をモータにより回転可能に設けるとともに、このボールねじ軸に螺合するナットを可動部材に固定した構成、あるいはケース部材に、前後方向に延びるボールねじ軸を固定し、このボールねじ軸に螺合するナットを可動部材に回転可能に支持し、且つこのナットを回転駆動し、ボールねじ軸が貫通する中空モータ固定した構成からなる駆動装置を用いてもよい。

また、本実施形態に係る単軸ロボットＡでは、ケース部材１０側を工場内の基礎や基礎への固定物あるいは他の可動部材に固定し、可動部材２０に作業部材を取り付けるようにしているが、可動部材２０側を工場内の基礎や基礎への固定物あるいは他の可動部材に固定し、ケース部材１０側に被駆動物たる作業部材を取り付けるようにしても良い。

また、前述した各実施形態では、ロボットを単軸ロボットとしているが、このロボットは、２軸やその他の複数軸のロボットでもよい。この場合、例えば、図１２に示したように、２個の単軸ロボットＡをレール４７に沿って移動可能な状態で設けることができる。さらに、一つのロボットに複数の可動部材を設置してもよい。また、本発明に係るロボットのそれ以外の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。

本発明の一実施形態に係るロボットを示した平面図である。 図１の２−２断面図である。 ロボットの側面における要部を示した断面図である。 マグネットシートとテフロンテープとの設置状態を示した一部断面図である。 マグネットシートに両面テープとテフロンテープとを貼り付けた状態を示した断面図である。 （ａ）はケース部材の平面図、（ｂ）は、ケース部材にシャッタ部材および可動部材を取り付けた状態を示した平面図である。 シャッタ部材に大きな横ずれが生じた状態を示した説明図である。 シャッタ部材に小さな横ずれが生じた状態を示した説明図である。 他の実施形態の要部を示した一部断面図である。 他の実施形態となる摩擦低減部材の配置位置を示す説明図である。 変形例に係るロボットを示した断面図である。 他の変形例に係るロボットを示した平面図である。

符号の説明

１０…ケース部材、１５ａ，１５ｂ…マグネットシート、１６…上面、１６ｄ…規制段部、１８，１８ａ…テフロンテープ、２０，４２…可動部材、３０…駆動装置、４０，４０ａ，４０ｂ…シャッタ部材、Ａ…単軸ロボット。

Claims (6)

1. 一方から他方に向う軸方向に延び上面が開口した収容部を備えたケース部材と、
   前記収容部に収容された被収納部材と、
   前記ケース部材と前記被収納部材のうちの一方を他方に対して前記軸方向に移動させる駆動装置と、
   前記収容部の前記軸方向の両端上面に両端部を固定された状態で前記収容部の開口を上方から塞ぎ、前記被収納部材に位置する部分が前記被収納部材によって開口より上方に持ち上げられるシャッタ部材とを備え、前記被収納部材の一部を、前記収容部内部から前記開口を通して、上方に持ち上げられるシャッタ部材の端部より外方に突出させたロボットであって、
   前記シャッタ部材の下面と前記収容部上面の開口縁部との幅方向両側の接触部のうちの少なくとも一方の接触部において、前記シャッタ部材の下面における幅方向端部と、この端部に対向する前記開口縁部とのうちの少なくとも一方側に、前記シャッタ部材と前記収容部の開口縁部との接触摩擦を低減させるための摩擦低減部を設けたことを特徴とするロボット。
2. 前記被収納部材に作業部材を取り付け可能とし、前記駆動装置は前記ケース部材に対し前記被収納部材を前記軸方向に移動することで、前記被収納部材を前記ケース部材に対する可動部材として機能させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記シャッタ部材の下面における幅方向の両側部分と、前記シャッタ部材の下面における幅方向の両側部分に対向する前記収容部の開口縁部との一方に磁石を設けるとともに、他方における前記磁石に対向する部分を磁性のある材質で構成し、前記磁石の表面と、前記シャッタ部材と前記収容部の開口縁部とのうちの前記磁石に対向する部分とのいずれか一方に前記摩擦低減部を設けた請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記接触部のうち前記軸方向の少なくとも一方の端部を除いて、前記シャッタ部材と前記収容部の開口縁部との接触摩擦を低減させるための摩擦低減部を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載のロボット。
5. 前記収容部の開口縁部における前記シャッタ部材の両側部に対向する部分に前記シャッタ部材の横ずれを規制するための側壁部を設けた請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載のロボット。
6. 前記摩擦低減部を、テフロンテープまたはフッ素樹脂テープで構成した請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のロボット。

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