JP2011020247A - ロボットの手首装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手首回転部の先端部分に設けられてエンドエフェクタ取付部材に回転を伝達する減速装置を対象として当該減速装置の密閉空間内の潤滑剤が外部に漏れ出ることを防止する。
【解決手段】手首回転部３のハウジング５の先端面と側面に、フランジ（エンドエフェクタ取付部材）用の第１減速装置７と手首回転部３用の第２減速装置８を設け、フランジを第１減速装置７を介して駆動するモータ６をハウジング５内に設けたものにおいて、第１減速装置７内の第１密閉空間３２と第２減速装置８内の第２密閉空間５７との間を連通する連通路６５を形成し、常には連通路６５を閉じ、第１密閉空間３２の内圧が第２密閉空間５７の内圧よりも所定値以上高くなったとき、連通路６５を開く栓体６７を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットの手首装置に係り、特に、減速装置のケーシングの異常な内圧上昇を防止したロボットの手首装置に関する。

ロボットの手首装置は、回転可能なエンドエフェクタ取付部材を備えた手首回転部を、腕の先端部に回転可能に取り付けて構成されている。手首回転部には、モータの回転を減速してエンドエフェクタ取付部材に伝達する減速装置が設けられており、その減速装置のケーシング内は密閉空間とされ、その密閉空間内には、減速機構の潤滑のために、適量の潤滑剤（グリース等）が収容されている。

本発明とは直接の関係はないが、特許文献１では、手首回転部の密閉空間への水等の浸入を防止するために、手首回転部が取り付けられる腕を密閉構造にし、手首回転部の密閉空間と腕の内部とを狭い空気流路によって連通させ、腕の内部に外気の圧力よりも高い圧力の空気を供給するようにしている。これによれば、手首回転部の密閉空間が外気の圧力よりも高圧に保たれるので、シール部分から手首回転部の密閉空間に水などが浸入することを防止でき、また、腕の内部と狭い空気流路によって繋がれた手首回転部の密閉空間は、腕の内部空間と同じか若干低い圧力に保たれるので、手首回転部の密閉空間の潤滑剤が腕の内部に押し出されることも防止できる、とされる。
特開平７−７５９９２号公報

特許文献１では、エンドエフェクタ取付部材を駆動するモータは腕の内部に設けられていて、その腕の内部に設けられたモータと手首回転部に設けられた減速装置とはベルト伝動機構によって連結されている。

エンドエフェクタ取付部材の駆動用モータを、腕にではなく、手首回転部に設ければ、回転伝達構成が簡素化される。しかし、手首回転部にモータを配置すると、モータの発熱によって減速装置のケーシング内の空気温度が高まり、その温度上昇によってケーシング内の空気圧力が上昇する。このケーシング内の空気圧力上昇が、シーリング部材の耐用年数が越えているなど、想定された使用条件を超えるような悪条件と重なったような場合、密閉空間内の潤滑剤がシール部分から外部に漏れ出る恐れがある。

特許文献１に開示された構成では、手首回転部の先端部内側に設けられた減速装置（モータの回転を減速してエンドエフェクタ取付部材に伝達する減速装置）の密閉空間内の圧力が外部の空気圧力よりも高く保たれていることに加えて、モータの熱によって空気が暖められることによる圧力上昇が生ずると、減速装置の密閉空間内の潤滑剤が減速機構の出力軸を外部に導出するための通し孔のシール部分から漏れ出る恐れがある。特に、小型ロボットでは、エンドエフェクタが扱う対象物は千差万別で、食品を扱う場合もあることを考慮すると、手首回転部の先端部分に設けられてエンドエフェクタ取付部材に回転を減速して伝える減速装置からの潤滑剤の漏れ防止を図ることは最も重要な課題である。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、手首回転部の先端部分に設けられてエンドエフェクタ取付部材に回転を伝達する減速装置を対象として当該減速装置の密閉空間内の潤滑剤が外部に漏れ出ることを防止できるロボットの手首装置を提供するところにある。

本発明は、手首回転部のハウジングの互いに異なる面に、エンドエフェクタ取付部材用の第１減速装置と手首回転部用の第２減速装置を設け、エンドエフェクタ取付部材を第１減速装置を介して駆動するモータを手首回転部のハウジングに設けたものにおいて、第１減速装置の第１密閉空間と第２減速装置の第２密閉空間との間を連通する連通路を形成し、常には連通路を閉じ、第１密閉空間の圧力が第２密閉空間の圧力よりも所定値以上高くなったとき、連通路を開く開閉弁を設けたことを特徴とする。

この構成の本発明では、第１減速装置がモータの発熱によって温度上昇し、内部の第１密閉空間内の空気圧力が上昇すると、開閉弁が開いて第１密閉空間内の空気を第２減速装置の第２密閉空間内に逃がす。このため、第１密閉空間内の空気圧力が異常に高くなることを防止することができ、第１減速装置からの潤滑剤の漏れを極力防止できる。

本発明の一実施形態を示す要部の断面図 要部の作用を示す拡大図 手首装置の断面図

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図３は、複数の腕を順次回転可能に連結してなるロボット本体の先端部分を示すもので、この図３において、腕１は、他の腕(図示せず)との協働により前後左右上下のあらゆる方向へ移動可能になっている。
腕１の主体であるフレーム２は複数分割型のもので、このフレーム２の先端部内側に手首回転部３が軸線Ｗを中心に回転可能に支持され、更に、この手首回転部３の先端部にフランジ４が軸線Ｆを中心に回転可能に支持されている。フランジ４はエンドエフェクタ取付部材であり、ハンドなどのエンドエフェクタが取り付けられる。

上記手首回転部３とフランジ４の支持構造および回転駆動構成について説明するに、まず、手首回転部３は、内部を中空にしたハウジング５を主体とするもので、ハウジング５の中空内部にフランジ４を回転駆動するためのモータ６が配設されている。手首回転部３の回転中心軸線Ｗとフランジ４の回転中心軸線Ｆとは互いに直交しており、手首回転部３のハウジング５の互いに異なる面、つまり回転中心軸線Ｆと直交する先端面と、回転中心軸線Ｗと直交する側面とに、それぞれ第１減速装置７と第２減速装置８とが配設されている。

第１減速装置７および第２減速装置８は、第１ケーシング９内および第２ケーシング１０内に第１減速機構１１および第２減速機構１２を収容（内蔵）してなるもので、第２減速装置８の方が第１減速装置７よりも大型に構成されている。第１減速機構１１および第２減速機構１２は共に波動歯車減速装置から構成され、入力部としての楕円形の第１剛性カム１３および第２剛性カム１４、可撓性を有する第１ウェーブベアリング１５および第２ウェーブベアリング１６、可撓性を有する円筒状の第１可撓性外歯歯車１７および第２可撓性外歯歯車１８、第１剛性内歯歯車１９および第２剛性内歯歯車２０を有している。

第１減速装置７の第１ケーシング９は、第１剛性内歯歯車１９および２個のケーシング要素２１，２２を３段に重ねてボルト（結合手段）２３により結合して構成されている。２個のケーシング要素２１，２２は円筒状をなし、その内側に前記フランジ４がクロスローラベアリング２４を介して回転可能に嵌合支持されている。そして、フランジ４とケーシング要素２１との間はオイルシール（シール部材）２５によって密封されている。

第１剛性内歯歯車１９は、ほぼ円筒状をなし、一端側の外周部に前記２個のケーシング要素２１，２２に結合された円環状の取付部１９ａが形成されている。第１剛性内歯歯車１９は、内周面に内歯歯車部１９ｂを形成した円形開口を有している。従って、第１ケーシング９は、一端面が第１剛性内歯歯車１９の内歯歯車部１９ｂの円形開口において開放され、他端面がフランジ４によって閉鎖された形態となっている。第１剛性内歯歯車１９の内歯歯車部１９ｂの円筒状外周面にはＯリング溝２６が形成されており、当該Ｏリング溝２６内にＯリング(シール部材)２７が嵌め込まれている。

このような第１ケーシング９に対し、手首回転部３のハウジング５の先端面には、筒状のケーシング受け（嵌合部）２８が一体に形成されている。そして、第１ケーシング９は、第１剛性内歯歯車１９をケーシング受け２８の内側に嵌合させるようにしてハウジング５の先端面に配設され、ボルト（結合手段）２９によってケーシング受け２８に固定されている。この固定状態において、第１ケーシング９とケーシング受け２８との間は、第１剛性内歯歯車１９に装着された前記Ｏリング２７によって密封されている。

手首回転部３のハウジング５内に設けられたモータ６の回転軸３０は、ハウジング５の先端面部から第１ケーシング９内に突出している。なお、回転軸３０の中心軸線は前記フランジ４の回転中心軸線Ｆと一致している。この回転軸３０とハウジング５の先端面部との間は、ハウジング５の先端面部に装着されたオイルシール(シール部材)３１によって密封されている。なお、２個のケーシング要素２１，２２および第１剛性内歯歯車１９との結合面間は、当該結合面に塗布されたシール剤（図示せず）によって密封されている。従って、第１ケーシング９の内部空間は密閉され、第１密閉空間３２となっている。

この第１密閉空間３２内に収納された前記第１減速機構１１において、その第１剛性カム１３は、モータ６の回転軸３０に嵌合されてねじ３３により固定され、この第１剛性カム１３に第１ウェーブベアリング１５の可撓性内輪１５ａが嵌合されている。一方、第１可撓性外歯歯車１７は、外歯歯車部１７ａを第１剛性内歯歯車１９の内歯歯車部１９ｂの内側に位置させた状態でボルト３４によってフランジ４に固定されている。そして、第１ケーシング９をケーシング受け２８に嵌合する際に、第１可撓性外歯歯車１７の外歯歯車部１７ａを第１ウェーブベアリング１５の可撓性外輪１５ｂに嵌合することにより、外歯歯車部１７ａが楕円形に撓み、これにより、その外歯が第１剛性内歯歯車１９の内歯歯車部１９ｂの内歯に２箇所において噛み合うようになる。

この第１減速機構１１では、回転軸３０が回転すると、周知のように、その回転が第１可撓性外歯歯車１７の外歯と第１剛性内歯歯車１９の内歯との噛み合いによって減速されてフランジ４に伝達され、フランジ４が回転する。この第１減速機構１１の潤滑のために、第１ケーシング９内、即ち第１密閉空間３２内には適量の潤滑剤、例えば潤滑油が貯溜されている。

第２減速装置８の第２ケーシング１０は、ほぼ円形の皿状をなす内ケーシング要素３５に環状の補助内ケーシング要素３６をボルト(結合手段)３７により結合して構成した内ケーシング３８と、外ケーシング要素３９に第２剛性内歯歯車２０をボルト(結合手段)４０により結合して構成された外ケーシング４１とからなり、内ケーシング３８の外側に外ケーシング４１がクロスローラベアリング４２を介して回転可能に嵌合支持されている。

この第２ケーシング１０において、内ケーシング要素３５と外ケーシング要素３９との間はオイルシール（シール部材）４３によって密封されている。また、外ケーシング要素３９の第２剛性内歯歯車２０との接合面および第２剛性内歯歯車２０のハウジング５側面との接合面には、それぞれＯリング溝４４，４５が形成されており、外ケーシング要素３９と第２剛性内歯歯車２０との間は、一方のＯリング溝４４内に嵌め込まれたＯリング（シール部材）４６によって密封されている。

手首回転部３のハウジング５の側面には、第２ケーシング１０の位置決め用の短筒状のケーシング受け(嵌合部)４７が一体に形成されている。また、ハウジング５の側面には、ケーシング受け４７と中心に位置して軸部４８が一体に突設されている。なお、軸部４８の中心軸線は前記手首回転部３の回転中心軸線Ｗと一致している。この軸部４８には、第２減速機構１２の入力部としての入力軸４９がボールベアリング５０を介して回転可能に支持されている。

第２ケーシング１０は、外ケーシング要素３９および第２剛性内歯歯車２０をケーシング受け４７内に嵌合するようにしてハウジング５の側面に配置され、ボルト５１によってハウジング５に固定されている。このハウジング５の側面と第２剛性内歯歯車２０との間は、第２剛性内歯歯車２０のＯリング溝４５内に嵌め込まれたＯリング５２によって密封されている。

第２ケーシング１０をハウジング５に固定した状態において、入力軸４９の先端部分は内ケーシング要素３５から外方に突出されている。この入力軸４９と内ケーシング要素３５との間は、オイルシール(シール部材)５３によって密封されている。また、内ケーシング要素３５には、軸受ケース部５４ａを有した蓋体５４がねじ５５によって固定されている。このねじ５５が螺合されるねじ孔(貫通孔)５６は、内ケーシング要素３５を貫通して形成されていて第２ケーシング１０の内部を外部に開放した状態となっている。ねじ孔５６にねじ５５が螺着されると、ねじ孔５６はねじ５５によって密封された状態となる。
このねじ５５によるねじ孔５６の密封、オイルシール４３，５３およびＯリング４６，５２による各部の密封により、第２ケーシング１０の内部空間は密閉された第２密閉空間５７となる。なお、ねじ５５にはシール剤を塗布しておくことが好ましい。

蓋体５４の軸受ケース部５４ａには、ボールベアリング５８が装着されており、このボールベアリング５８によって入力軸４９の上端部が回転可能に支持されている。また、ボールベアリング５８には、プーリ５９が回転可能に支持されており、このプーリ５９は入力軸４９にボルト６０によって連結されている。

第２ケーシング１０の内ケーシング要素３５は、ボルト６１によって腕１のフレーム２に固定されている。これにより、手首回転部３は、内ケーシング３８に、ボールベアリング５８、入力軸４９およびボールベアリング５０を介して軸線Ｗを中心に回転可能に片持ち支持された状態となる。
図示はしないが、手首回転部３を駆動するモータは腕１内に配設されており、このモータはプーリ５９とベルト６２によって連結されている。従って、手首回転部３の駆動用モータが起動すると、その回転は、ベルト６２によりプーリ５９に伝えられ、プーリ５９と入力軸４９が一体的に回転する。

第２ケーシング１０内において、入力軸４９には、第２減速機構８の第２剛性カム１４がボルト６３によって固定され、この第２剛性カム１４に第２ウェーブベアリング１６の可撓性内輪１６ａが嵌合されている。一方、第２可撓性外歯歯車１８は、外歯歯車部１８ａを第２剛性内歯歯車２０の内歯歯車部２０ａの内側に位置させた状態でボルト６４によって内ケーシング要素３５に固定されている。そして、第２ケーシング１０をケーシング受け４７に嵌合する際に、第２可撓性外歯歯車１８の外歯歯車部１８ａを第２ウェーブベアリング１６の可撓性外輪１６ｂに嵌合することにより、外歯歯車部１８ａが楕円形に撓み、これにより、その外歯が第２剛性内歯歯車２０の内歯歯車部２０ａの内歯に２箇所において噛み合うようになる。

この第２減速機構１２では、腕１内の図示しないモータが起動すると、その回転がベルト６２を介して入力軸４９に伝えられ、周知のように、その入力軸４９の回転が第２可撓性外歯歯車１８の外歯と第２剛性内歯歯車２０の内歯との噛み合いによって減速されて当該第２剛性内歯歯車２０が回転する。第２剛性内歯歯車２０は、ハウジング５に固定されているため、第２剛性内歯歯車２０が回転することにより、手首回転部３が軸線Ｗを中心に回転する。この第２減速機構１２の潤滑のために、第２ケーシング１０内、即ち第２密閉空間５７内には適量の潤滑剤、例えば潤滑油が貯溜されている。

手首回転部３のハウジング５には、図１にも示すように、第１密閉空間３２と第２密閉空間５７とを連通するための連通路６５が形成されている。この連通路６５は、一端がハウジング５の先端面において開口して第１密閉空間３２内に直接連通しており、他端はハウジング５の側面において開口して第２剛性内歯歯車２０に形成された接続路６６を通じて第２密閉空間５７内に連通している。

連通路６５は、第１密閉空間３２に連通する第１通路６５ａと、この第１通路６５ａの途中から直角に曲がって接続路６６に連なる第２通路６５ｂから構成され、全体としてほぼＬ字形をなしている。第１通路６５ａの途中には、開閉弁としての栓体６７が移動可能に挿入されている。栓体６７は、第１密閉空間３２内の空気圧を受けて第１通路６５ａ内の奥方に配置された付勢手段としての圧縮コイルばね６８に接するように付勢され、常には、第１通路６５ａと第２通路６５ｂとの交差部よりも第１密閉空間３２側に位置されている。この栓体６７の第１通路６５ａからの抜け止めのために、第１通路６５ａの第１密閉空間３２への開口端部には、止め輪（ストッパ）６９が設けられている。

栓体６７は、図２（ａ）に示すように第１通路６５ａ内において、第２通路６５ｂとの交差部よりも第１密閉空間３２側に位置しているとき、第１通路６５ａと第２通路６５ｂとの間を遮断、つまり連通路６５を閉鎖した状態にあり、圧縮コイルばね６８のばね力に抗して矢印Ａ方向に移動して図２（ｂ）に示すように第１通路６５ａと第２通路６５ｂとの交差部を通過すると、第１通路６５ａと第２通路６５ｂとの間を開放、つまり連通路６５を開放する状態となる。

次に上記構成において、手首回転部３のハウジング５への第１減速装置７および第２減速装置８の組み付け手順と併せて連通路６５の作用を説明する。ハウジング５へは、第１減速装置７を組み付け、その後に第２減速装置８の組み付けを行う。つまり、２個のケーシング要素２１，２２の内側にクロスローラベアリング２４を介してフランジ４を回転可能に支持するようにしながら、それらケーシング要素２１，２２および第１剛性内歯歯車１９をボルト２３で固定し、第１ケーシング９を組み立てる。このとき、ケーシング要素２１，２２および第１剛性内歯歯車１９との結合面には、シール剤を塗布して結合面間を密封する。そして、フランジ４とケーシング要素２１との間に、オイルシール２５を嵌入する。また、第１可撓性外歯歯車１７をフランジ４にボルト３４によって固定する。そして、第１剛性内歯歯車１９のＯリング溝２６にＯリング２７を嵌め込む。また、第１ケーシング９を上向き（第１剛性内歯歯車１９側が上）にし、当該第１ケーシング９内に適量の潤滑油を注入する。

一方、第１剛性カム１３の外周に第１ウェーブベアリング１５を嵌めこみ、その上で第１剛性カム１３を回転軸３０にねじ３３によって固定する。この後、ハウジング５を下向き（回転軸３０が下方に突出）にした状態にし、上向き状態にある第１ケーシング９の第１可撓性外歯歯車１７の外歯歯車部１７ａを第１ウェーブベアリング１５の可撓性外輪１５ｂに嵌合しながら、第１剛性内歯歯車１９をケーシング受け２８内に挿入する。

Ｏリング２７がケーシング受け２８内に挿入されると、第１ケーシング９（第１密閉空間３２）内が密閉され、以後の第１剛性内歯歯車１９のケーシング受け２８内への挿入に伴って第１密閉空間３２の内容積が縮小されるようになる。このため、第１密閉空間３２内の空気圧が上昇してゆく。このとき、第１密閉空間３２の内圧上昇に伴って、連通路６５内の栓体６７は第１通路６５ａ内を奥方向である矢印Ａ方向に移動して圧縮コイルばね６８を若干押し縮めるものの、連通路６５を閉鎖した状態を維持する。以上により、第１減速装置１１のハウジング５への取り付けが終了する。なお、圧縮コイルばね６８のばね力は、この組み立て時における第１密閉空間３２内の空気圧上昇にも関わらず、連通路６５を閉鎖状態に維持できる程度の大きさに設定されているものである。

次に、第２ケーシング１０の内ケーシング要素３５と補助内ケーシング要素３６とをボルト３７により結合して内ケーシング３８を組み立てながら外ケーシング要素３９をクロスローラベアリング４２により回転可能に支持する。続いて、外ケーシング要素３９のＯリング溝４４内にＯリング４６を嵌め込み、その上で、第２剛性内歯歯車２０を外ケーシング要素３９にボルト４０によって固定し、外ケーシング４１を組み立てる。
以上により内ケーシング３８に外ケーシング４１を回転可能に配設してなる第２ケーシング１０が組み立てられる。この第２ケーシング１０の内ケーシング要素３５と外ケーシング要素３９との間にオイルシール４３を嵌入する。また、第２ケーシング１０の内ケーシング要素３５に第２可撓性外歯歯車１８をボルト６４によって固定する。

一方、第２ウェーブベアリング１６を嵌合した第２剛性カム１４を入力軸４９にボルト６３により固定し、その上で、入力軸４９をハウジング５の軸部４８にボールベアリング５０を介して回転可能に取り付ける。そして、第２剛性内歯歯車２０のＯリング溝４５内にＯリング５２を嵌め込んだ上で、第２可撓性外歯歯車１８を第２ウェーブベアリング１６の外周に嵌合するようにして第２ケーシング１０をケーシング受け４７に嵌め入れ、ボルト６１によってハウジング５に固定する。これにより、第２ケーシング１０の外ケーシング４１がハウジング５に固定されたこととなる。

次に、例えば、内ケーシング要素３５と入力軸４９との間の隙間から、第２ケーシング１０内に適量の潤滑油を注入し、その後、内ケーシング要素３５と入力軸４９との間にオイルシール５３を嵌め入れる。そして、ボールベアリング５８を装着した蓋体５４を、ボールベアリング５８を入力軸４９に嵌合するようにして内ケーシング要素３５上に配設する。次に、シール剤を塗布したねじ５５をねじ孔５６に螺合して蓋体５４を内ケーシング要素３５に固定する。これにより、第２ケーシング１０（第２密閉空間５７）が密閉状態になされる。続いて、入力軸４９にプーリ５９をボルト６０によって固定する。

以上により、手首回転部３の先端面と側面に、それぞれ第１減速装置１１と第２減速装置１２が取り付けられたこととなる。この手首回転部３を、腕１の複数分割されたフレーム２の内部に配置し、第２ケーシング１０の外ケーシング４１をボルト６１によってフレーム２に固定する。これにより、手首回転部３がフレーム２内に軸線Ｗを中心に回転可能に支持された状態となる。その後、ベルト６２をプーリ５９と図示しないモータのプーリとの間に掛け渡す。なお、フレーム２を複数分割することにより、手首回転部３をフレーム２内に配設できるようになっている。

さて、ロボットの実使用時において、腕１は上下前後左右のあらゆる方向に移動され、手首回転部３は腕１内の図示しないモータによって軸線Ｗを中心に回転され、また、フランジ４はハウジング５内のモータ６の回転軸３０によって軸線Ｆを中心に回転される。モータ６は、通電されてフランジ４を回転駆動することに伴って発熱し、その熱によって第１密閉空間３２および第２密閉空間５７内の空気温度が上昇する。

第２密閉空間５７は、大気と連通した状態においてねじ５５によるねじ孔５６への螺着によって密封されるので、当初大気圧であり、且つ第１密閉空間３２よりも内容積が大きいことからモータ６の熱による温度上昇程度は小さく、従って圧力上昇も少ない。これに対し、第１密閉空間３２は、第１ケーシング９（第１剛性内歯歯車１９）をケーシング受け２８内に嵌合してゆく際に内部空気が圧縮されることにより、当初から大気圧よりも高い空気圧なっていることに加え、モータ６の発熱による空気温度の上昇によって更に圧力上昇する。

このモータ６の発熱により、第１密閉空間３２の内圧が第２密閉空間５７の内圧よりも所定値以上高くなると、連通路６５内の栓体６７が第１密閉空間３２の圧力を受けて圧縮コイルばね６８のばね力に抗して矢印Ａ方向に移動し、図２（ｂ）に示すように連通路６５を開放する。これにより、第１密閉空間３２内の空気が連通路６５および接続路６６を通じて第２密閉空間５７内に流れ、その結果、第１密閉空間３２の内圧が低下する。この第１密閉空間３２の内圧低下により、栓体６７に作用する矢印Ａ方向の押圧力が低下するので、栓体６７は、圧縮コイルばね６８のばね力によって矢印Ａとは反対方向に移動して再び連通路６５を閉鎖する。

このときの第１密閉空間３２から第２密閉空間５７への空気流出速度は速いので、連通路６５の開放時間は短い。このため、第１減速装置１１が第２減速装置１２よりも上になった状態、或は第２減速装置１２が第１減速装置１１よりも上になった状態で連通路６５の開閉が行われても、第１密閉空間３２内の潤滑剤が連通路６５を通じて第２密閉空間５７内に流れたり、或は、第２密閉空間５７内の潤滑剤が連通路６５を通じて第１密閉空間３２内に流れたりするようなことはほとんどない。

そして、上述のような連通路６５の開放を伴って第１密閉空間３２内の空気温度ある程度まで上昇すると、以後は、ほぼ一定の温度を維持するようになり、第１密閉空間３２の内圧も潤滑油がオイルシール２５などから漏れ出る恐れのない適圧に維持されるようになる。
もちろん、第２密閉空間５７は、第１密閉空間３２よりも内容積が大きいので、第１密閉空間３２からの空気流入や、たとえ第１密閉空間３２からの多少の潤滑油流入があったとしても、オイルシール４３などからの潤滑油漏れを生ずるような高内圧となる恐れはない。

ロボットが停止すると、第１密閉空間３２内および第２密閉空間５７内の空気温度が低下する。このとき、栓体６７は、圧縮コイルばね６８のばね力により連通路６５を閉鎖したままの状態を維持する。このため、第１密閉空間３２および第２密閉空間５７が常温に戻った状態では、前回の常温時に比べ、第１密閉空間３２内の空気が第２密閉空間５７内に流れた量に応じた分だけ第１密閉空間３２の内圧が低下している。このことから、次にロボットの運転が開始されても、第１密閉空間３２の内圧が栓体６７を圧縮コイルばね６８のばね力に抗して矢印Ａ方向に移動させて連通路６５を開放させる程高くなることはない。

もちろん、前回の運転時よりも大きく温度上昇した場合には、連通路６５の開放を伴うこともあると考えられるが、通常の運転であればそのような連通路６５の再開放は発生しない。従って、潤滑油が第１密閉空間３２と第２密閉空間５７との間で流出入する可能性のある連通路６５の開放の機会はごく少なく、第１密閉空間３２或は第２密閉空間５７内の潤滑油が不足するような危険性を極力なくすことが可能となる。

このように本実施形態では、第１密閉空間３２の内圧が上昇すると、連通路６５が開放されて第１密閉空間３２内の空気が第２密閉空間５７内に流れるので、第１密閉空間３２の内圧が異常に上昇する恐れがない。このため、第１密閉空間３２を密閉するオイルシール２５やＯリング２７の耐用年数を超えていたりした場合であっても、それらオイルシール２５やＯリング２７による密閉部分から潤滑剤が漏れ出るといった不具合の発生を極力防止することができる。しかも、第１密閉空間３２内の空気が第２密閉空間５７内とが連通路６５により連通されていても、栓体６７によりそれら第１密閉空間３２内と第２密閉空間５７内の間での潤滑油の流出入を極力防止でき、第１減速機構１１および第２減速機構１２が焼付きを起こすといった異常事態の発生を未然に防止することができる。

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
連通路６５の他端を、第２可撓性外歯歯車１７の内側の位置で開口させるようにすれば、第２剛性内歯歯車２０に接続路６６を形成せずとも済む。
第１ケーシング９とケーシング受け２８との間を密封するＯリング２７は、ケーシング受け２８側に装着するようにしても良い。
第２ケーシング１０において、外ケーシング要素３９とケーシング受け４７との間にＯリングを設けるようにすれば、第２剛性内歯歯車２０の２個のＯリング４６，５１は不要となる。
第２ケーシング１０の貫通孔はねじ孔５６に限られない。
第１減速機構１１および第２減速機構１２は、通常の歯車列からなるものであっても良い。
第１ケーシング９および第２ケーシング１０の構成要素は、実施形態のものに限られない。

図面中、１は腕、２はフレーム、３は手首回転部、４はフランジ(エンドエフェクタ取付部材)、５はハウジング、６はモータ、７は第１減速装置、８は第２減速装置、９は第１ケーシング、１０は第２ケーシング、１１は第１減速機構、１２は第２減速機構、２５はオイルシール（シール部材）、２７はＯリング(シール部材)、２８はケーシング受け(嵌合部)、３２は第１密閉空間、４３はオイルシール(シール部材)、４６はＯリング(シール部材)、４７はケーシング受け、４９は入力軸、５２，５３はＯリング(シール部材)、５４は蓋体、５５はねじ、５６はねじ（貫通孔）、５７は第２密閉空間、６５は連通路、６７は栓体(開閉弁)、６８は圧縮コイルばねを示す。

Claims (1)

1. 回転可能なエンドエフェクタ取付部材を備え前記エンドエフェクタ取付部材を駆動するモータを内蔵した手首回転部を、前記手首回転部を駆動するモータを内蔵した腕の先端部に回転可能に取り付けるロボットの手首装置において、
   前記手首回転部のハウジングの互いに異なる面に、前記エンドエフェクタ取付部材用の第１減速装置と前記手首回転部用の第２減速装置を設け、
   前記第１減速装置および前記第２減速装置は、それぞれ第１ケーシング内および第２ケーシング内に、前記手首回転部に内蔵された前記モータの回転を減速して前記エンドエフェクタ取付部材に伝達する第１減速機構および前記腕に内蔵された前記モータの回転を減速して前記手首回転部に伝達する第２減速機構を収容してなり、
   前記第１ケーシングは、前記ハウジング側の一端面が開放され、前記ハウジングの前記互いに異なる面のうち一方の面に設けられた嵌合部に、当該嵌合部および前記第１ケーシングのうちの少なくとも一方に両者間をシールするシール部材を取り付けた状態で嵌合されることによって内部を第１密閉空間とし、
   前記第２ケーシングは、内部を外部に連通させる貫通孔を有して前記ハウジングの前記互いに異なる面のうち他方の面に取り付けられ、前記ハウジングに取り付けられた後に前記貫通孔が塞がれることによって内部を前記第１密閉空間よりも内容積の大なる第２密閉空間とし、
   前記第１ケーシング内の前記第１密閉空間と前記第２ケーシング内の前記第２密閉空間との間を連通する連通路を設け、且つ、常には前記連通路を閉じ、前記第１ケーシング内の前記第１密閉空間の圧力が前記第２密閉空間の圧力よりも所定値以上高くなったとき、前記連通路を開く開閉弁を設けたことを特徴とするロボットの手首装置。

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