JP2024033532A - 動力伝達装置、ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、従来技術の問題点に鑑みなされたもので、洗剤の影響を軽減可能な動力伝達装置の技術を提供することを目的の一つとする。【解決手段】ある態様の動力伝達装置５は、洗浄対象物２または洗浄用部材を把持し、当該洗浄対象物２を洗浄するための処理を行うロボット１に組み込まれる動力伝達装置であって、本動力伝達装置５の内部空間と外部空間との間に設けられる特定隙間部と、当該特定隙間部を塞ぐように塗布された食品グリスと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達装置およびロボットに関する。

食器洗浄に係る装置が知られている。例えば、特許文献１には、洗浄機と、ロボット装置とを具備する食器洗浄システムが記載されている。洗浄機は、食器をコンベアによって搬送しながら洗浄機本体の洗浄室で洗浄する。ロボット装置は、ロボットアーム機構を有し、コンベアで所定エリアに搬送された食器を別のエリアに移送する。

国際公開第２０１８／０３４２５１号

発明者は、動力伝達装置に関して以下の認識を得た。ロボットは産業用途からサービス用途に拡大してきている。例えば、食器を洗浄する工程で、洗浄機に対して食器を出し入れする工程などにロボットが使用されている。しかし、従来のロボットは洗剤の飛散により問題を引き起こす可能性がある。特許文献１は、洗剤が飛散する雰囲気に対処する技術を十分に開示しているとは言えない。

本発明の目的の一つは、洗剤の影響を軽減可能な動力伝達装置の技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の動力伝達装置は、洗浄対象物または洗浄用部材を把持し、当該洗浄対象物を洗浄するための処理を行うロボットに組み込まれる動力伝達装置であって、本動力伝達装置の内部空間と外部空間との間に設けられる特定隙間部と、当該特定隙間部を塞ぐように塗布された食品グリスと、を有する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、洗剤の影響を軽減可能な動力伝達装置の技術を提供できる。

実施形態の第１動力伝達装置を備えるロボットを概略的に示す側面図である。 図１の第１動力伝達装置を概略的に示す側面図である。 図１の第１動力伝達装置の特定隙間部を拡大して示す側面図である。 図１の第４動力伝達装置を概略的に示す側面図である。

以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

また、共通点のある別々の構成要素には、要素名の先頭に「第１、第２」などの序数を付して区別し、総称するときはこれらを省略する。また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

［実施形態］
以下、図１を参照して、本発明の実施形態の第１動力伝達装置を備えるロボット１の構成を説明する。図１は、ロボット１を概略的に示す側面図である。図中で上下に延びる方向をロボット１の上下方向といい、図中で左右に延びる方向をロボット１の左右方向といい、図で表裏に延びる方向をロボット１の前後方向という。前後方向で図の表側を「前」、「前方」といい、その反対を「後」、「後方」という。

ロボット１は、洗浄対象物２を把持し、当該洗浄対象物２を洗浄するための処理を行うロボットである。洗浄対象物２は、洗浄される物体であれば特に限定されるものではなく、例えば食器類だけでなく、衣類や工業製品など様々なものが想定される。なお、ロボット１は、洗浄対象物２を把持するものに限定されるものではなく、洗浄対象物２の洗浄作業に使用する洗浄用部材を把持するものでもよい。洗浄用部材は、洗浄対象物２の洗浄作業に使用されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば洗浄用たわし、洗剤容器、放水ノズルなどが想定される。ロボット１は、洗浄対象物２の把持部３に近い特定駆動部４に組み込まれる特定動力伝達装置５と、特定駆動部４よりも把持部３から遠い別設駆動部６に組み込まれる別設動力伝達装置７とを備える。特定動力伝達装置５は、当該動力伝達装置５の内部空間と外部空間との間に特定隙間部を有する動力伝達装置である。別設動力伝達装置７は、内部空間と外部空間との間に設けられる隙間部にオイルシールが配置される動力伝達装置である。特定動力伝達装置５および別設動力伝達装置７を総称するときは単に「動力伝達装置」という。

ロボット１に組み込まれる動力伝達装置は、動力を伝達可能な装置であれば特別の限定はなく、例えば、動力伝達装置は、歯車装置、トラクションドライブ、ギヤモータ、モータなどであってもよい。この例では、動力伝達装置は、ロボット１の関節を駆動するために、動力源であるモータ（不図示）から入力される回転を減速して出力部材から被駆動部材に出力する歯車装置である。

ロボット１を説明する。ロボット１は、先端側に洗浄対象物２を把持する把持部３を有し、先端側の把持部３から順に設けられた第１～第６関節９１～９６を有する多関節ロボットである。ロボット１は、第１～第６関節９１～９６を介して、基端側の基台８７に支持されるアームなどの第１～第５中間部材８１～８５を有する。第１～第６関節９１～９６には、関節を駆動するための第１～第６駆動部７１～７６が設けられる。第１～第６駆動部７１～７６は、基端側の中間部材に対して先端側の中間部材を回転させる。第１～第６駆動部７１～７６には、モータと、このモータからの動力を基端側の中間部材に伝達する第１～第６動力伝達装置６１～６６が組み込まれる。なお、ロボット１の構成は、特に限定されるものではなく、各種ロボットを採用可能である。例えば、動力伝達装置が組み込まれる関節の数は６個に限定されるものではなく、１～５個でも７個以上でもよい。また、全ての関節に同じ種類の動力伝達装置が組み込まれてもよいし、一部または全ての関節に異なる種類の動力伝達装置が組み込まれてもよい。

第１～第６関節９１～９６を総称するときは単に「関節」という。第１～第６駆動部７１～７６を総称するときは単に「駆動部」という。第１～第６動力伝達装置６１～６６を総称するときは単に「動力伝達装置」という。

第１関節９１の先端側は、把持部３に連結され、反先端側は、第１中間部材８１に連結される。第２関節９２の先端側は、第１中間部材８１に連結され、反先端側は、第２中間部材８２に連結される。第３関節９３の先端側は、第２中間部材８２に連結され、反先端側は、第３中間部材８３に連結される。第４関節９４の先端側は、第３中間部材８３に連結され、反先端側は、第４中間部材８４に連結される。第５関節９５の先端側は、第４中間部材８４に連結され、反先端側は、第５中間部材８５に連結される。第６関節９６の先端側は、第５中間部材８５に連結され、反先端側は、基台８７に連結される。

一例として、把持部３には洗浄対象物２を吸着して把持するための吸着パッド８８が取り付けられる。吸着パッド８８は例えばシリコン樹脂製の蛇腹チューブであり、その先端が円錐形に拡がっている。吸着パッド８８にはエアチューブ（不図示）を介してエアコンプレッサ（不図示）が接続されている。把持部３は、エアコンプレッサから供給される負圧流体により吸着パッド８８に洗浄対象物２を吸着する。把持部３は、吸着パッド８８への負圧流体の供給を停止することにより洗浄対象物２をリリースする。なお、把持部３は、洗浄対象物２を保持できる構成であればよく、その構成は吸着方式に限定されない。例えば、洗浄対象物２を挟み込んで保持するものや、洗浄対象物２を引っ掛けて保持するものなど、各種把持機構を採用可能である。

第１関節９１は、第１中間部材８１に対して、上下に延びる回転軸を中心に把持部３を捻り回転させる関節である。なお、第１関節９１は、把持部３を上下に移動させる構成であってもよい。第２関節９２は、第２中間部材８２に対して、前後に延びる回転軸を中心に第１中間部材８１を揺動回転（回動）させる関節である。第３関節９３は、第３中間部材８３に対して、左右に延びる回転軸を中心に第２中間部材８２を捻り回転させる関節である。第４関節９４は、第４中間部材８４に対して、左右に延びる回転軸を中心に第３中間部材８３を捻り回転させる関節である。第５関節９５は、第５中間部材８５に対して、前後に延びる回転軸を中心に第４中間部材８４を揺動回転させる関節である。第６関節９６は、基台８７に対して、上下に延びる回転軸を中心に第５中間部材８５を捻り回転（旋回）させる関節である。

複数の駆動部のうち、洗浄対象物２の把持部３に近い特定駆動部４に組み込まれるものを特定動力伝達装置５といい、特定駆動部４よりも把持部３から遠い別設駆動部６に組み込まれるものを別設動力伝達装置７という。特定駆動部４および特定動力伝達装置５の数は１以上であればよく、別設駆動部６および別設動力伝達装置７の数は１以上であればよい。この例では、特定駆動部４は、第１～第３駆動部７１～７３に例示され、特定動力伝達装置５は、第１～第３第１動力伝達装置６１～６３に例示される。また、別設駆動部６は、第４～第６駆動部７４～７６に例示され、別設動力伝達装置７は、第４～第６動力伝達装置６４～６６に例示される。

以下、図２を参照して、特定動力伝達装置５の一例である第１動力伝達装置６１の構成を説明する。図２は、第１動力伝達装置６１を概略的に示す側面図である。第１動力伝達装置６１は、撓み噛合い式歯車装置である。なお、本実施形態においては、第２、第３動力伝達装置６２、６３も、第１動力伝達装置６１と同様の構成を有する撓み噛合い式歯車装置とされている。

実施形態の第１動力伝達装置６１は、入力軸１１と、起振体１２、１３と、外歯歯車１４、１５と、主軸受２４と、起振体軸軸受３０、３１と、起振体軸受３４、３５と、内歯歯車１６、１７と、ケーシング２１、２２、２３と、出力部材２６、２７と、受板部材３６、３７と、特定隙間部４１、４２、４３を備える。特定隙間部４１、４２、４３については、後述する。

以下、内歯歯車１６、１７の中心軸線Ｌａに沿った方向を「軸方向」といい、その中心軸線Ｌａを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」とする。また、以下、便宜的に、軸方向の一方側（図中右側）を入力側といい、他方側（図中左側）を反入力側という。このような方向の表記は、第１動力伝達装置６１の使用姿勢を制限するものではなく、第１動力伝達装置６１は、任意の姿勢で使用されうる。第１動力伝達装置６１では、反入力側が把持部３に向いており、入力側よりも把持部３に近い。

起振体１２、１３のうち第１起振体１２は、第２起振体１３の反入力側に配置される。外歯歯車１４、１５のうち第１外歯歯車１４は、第２外歯歯車１５の反入力側に配置される。内歯歯車１６、１７のうち第１内歯歯車１６は、第２内歯歯車１７の反入力側に配置される。起振体軸軸受３０、３１のうち第１起振体軸軸受３０は、第２起振体軸軸受３１の反入力側に配置される。起振体軸受３４、３５のうち第１起振体軸受３４は、第２起振体軸受３５の反入力側に配置される。受板部材３６、３７のうち第１受板部材３６は、第２受板部材３７の反入力側に配置される。

第１動力伝達装置６１は、内歯歯車１６、１７と噛み合う外歯歯車１４、１５を撓み変形させつつ回転させることで外歯歯車１４、１５を自転させ、その自転成分を出力する撓み噛み合い式歯車装置である。

入力軸１１は、中空の軸部材であり、入力軸１１の入力側には駆動部のモータが接続され、モータからの動力回転が入力される。入力軸１１は、起振体１２、１３を有しており、起振体軸としても機能する。起振体１２、１３は、入力軸１１の外周に一体的に形成されており、撓み噛み合い式歯車装置の起振体として機能する。起振体１２、１３は、中心軸線Ｌａに沿った方向に直交する断面の外周形状が楕円状をなす。本明細書での「楕円」とは、幾何学的に厳密な楕円に限定されず、略楕円も含まれる。

外歯歯車１４、１５は、可撓性を持つ筒状の部材である。外歯歯車１４、１５は、外歯基部として機能する筒状部の外周部に軸方向に離れて一体的に設けられており、同じ歯数を有する。第１外歯歯車１４は、出力用内歯歯車として機能する第１内歯歯車１６と噛み合い、第２外歯歯車１５は、減速用内歯歯車として機能する第２内歯歯車１７と噛み合う。

外歯歯車１４、１５は、起振体１２、１３の回転に追従して、起振体軸受３４、３５を介して起振体１２、１３により楕円状に撓み変形させられる。このとき、外歯歯車１４、１５は、内歯歯車１６、１７との噛合位置を周方向に変えつつ、起振体１２、１３の形状に合うように撓み変形させられる。起振体軸受３４、３５は、起振体１２、１３と外歯歯車１４、１５の間に配置される。実施形態では、起振体軸受３４、３５は、リテーナ３２、３３を有する。

第１内歯歯車１６の歯数は第１外歯歯車１４の歯数と同数であり、第２内歯歯車１７の歯数は、第２外歯歯車１５の歯数より２ｉ（ｉは１以上の自然数）だけ多い。これにより、起振体１２、１３が回転したとき、第１内歯歯車１６には、外歯歯車１４、１５の自転成分と同じ大きさの回転が出力される。

ケーシング２１、２２、２３は、主軸受２４を介して第１内歯歯車１６を回転自在に支持する第１ケーシング２１と、第１ケーシング２１の入力側に配置される第２ケーシング２２と、第２ケーシング２２の入力側に配置される第３ケーシング２３とを有する。第２ケーシング２２には、第２内歯歯車１７が一体化される。第１ケーシング２１と、第２ケーシング２２は、ボルトＢ１により互いに連結される。第２ケーシング２２と、第３ケーシング２３は、ボルトＢ２により互いに連結される。ケーシング２１、２２、２３は、第１中間部材８１に固定される。

出力部材２６、２７は、外歯歯車１４の自転成分を取り出して被駆動装置に伝達する。出力部材２６、２７は、第１外歯歯車１４の反入力側に配置される第１出力部材２６と、第１出力部材２６の入力側に配置される第２出力部材２７とを含む。第２出力部材２７には、第１内歯歯車１６と一体化される。第１出力部材２６と、第２出力部材２７は、ボルトＢ３により互いに連結される。

第１起振体軸軸受３０は、第１出力部材２６と入力軸１１との間に配置される。第２起振体軸軸受３１は、第３ケーシング２３と入力軸１１との間に配置される。起振体軸軸受３０、３１は、第１出力部材２６および第３ケーシング２３に対して、起振体１２、１３を有する入力軸１１を回転自在に支持する。起振体軸軸受３０、３１の構成に限定はないが、この例の起振体軸軸受３０、３１は玉軸受けである。

主軸受２４は、第１ケーシング２１と第２出力部材２７との間に配置される。主軸受２４は、第１ケーシング２１に対して、出力部材２６、２７を回転自在に支持する。主軸受２４の構成に限定はないが、この例の主軸受２４は玉軸受けである。

第１外歯歯車１４の反入力側には第１受板部材３６が配置される。第２外歯歯車１５の入力側には第２受板部材３７が配置される。受板部材３６、３７は、入力軸１１を環囲する環状の板部材である。受板部材３６、３７は、外歯歯車１４、１５および起振体軸受３４、３５の反入力側および入力側に延在してリテーナ３２、３３の反入力側および入力側への軸方向移動を規制する。

第１動力伝達装置６１の動作を説明する。モータ（不図示）の回転により入力軸１１が回転すると、入力軸１１とともに起振体１２、１３が回転する。起振体１２、１３が回転すると、内歯歯車１６、１７との噛合位置を周方向に変えつつ、起振体１２、１３の形状に合うように外歯歯車１４、１５が連続的に撓み変形させられる。外歯歯車１４、１５は、起振体１２、１３が一回転するごとに、第２内歯歯車１７の第２外歯歯車１５との歯数差に相当する分、第２内歯歯車１７に対して相対回転（自転）する。

このとき、起振体１２、１３の回転は、この歯数差に応じた減速比で減速されて外歯歯車１４、１５が自転する。第１内歯歯車１６は、第１外歯歯車１４と歯数が同じである。よって、第１内歯歯車１６は、起振体１２、１３が一回転した前後で外歯歯車１４、１５との相対的な噛合位置が変わらないまま、外歯歯車１４、１５と同じ自転成分で同期して回転する。この第１内歯歯車１６の回転は、第１出力部材２６と、第２出力部材２７とを介して被駆動装置である把持部３に伝達される。この結果、入力軸１１に入力された回転が減速されて、把持部３の捻り回転として伝達される。ケーシング２１、２２、２３は、第１中間部材８１に固定されているため、把持部３は、第１中間部材８１に対して捻り回転する。

第１動力伝達装置６１を構成する各部材の素材を説明する。第１動力伝達装置６１を構成する各部材の素材は、特に限定されるものではないが、実施形態では以下のように構成されている。ケーシング２１、２２、２３、出力部材２６、２７は、樹脂材料から構成されている。樹脂材料には、樹脂単体、あるいは、補強繊維を含有した樹脂を適用でき、例えばＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）材やＰＯＭ（Polyacetal又はPolyoxymethylene等）材など種々の樹脂材料を採用できる。補強繊維を含有した樹脂としては、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）などの複合材料、樹脂とその他の別素材との複合材料、ベーク材（紙ベーク材や布ベーク材等）などを適用することができる。これらの部材を樹脂製とすることにより、第１動力伝達装置６１の低コスト化と軽量化を図ることができる。

入力軸１１（起振体１２、１３）、各軸受２４、３０、３１、３４、３５および受板部材３６、３７は、鉄鋼素材（金属材料）から構成される。外歯歯車１４、１５は、ニッケルクロムモリブデン鋼などの鉄鋼素材（金属材料）から構成される。一方、内歯歯車１６、１７は、ベース樹脂に補強繊維として炭素繊維を含有させた炭素繊維強化樹脂材料により構成される。ベース樹脂には、例えばＰＥＥＫ材やＰＯＭ材など、種々の樹脂材料を採用できる。樹脂材料は、含有される補強繊維が布状に結び付いてない繊維である場合、樹脂材料を用いて射出成形又は圧縮成形が可能である。樹脂材料に含有される素材が布状又は片状に結びついた繊維であれば、樹脂材料を用いて圧縮成形が可能である。

可動部分の潤滑性を確保するために、第１動力伝達装置６１の内部空間Ｓには、潤滑剤Ｊが封入される。

図３を参照して、特定隙間部４１、４２、４３を説明する。図３は、図２の特定隙間部４１、４２、４３を拡大して示す図である。円滑な回転を確保するために、周速が異なる部材間に隙間部が設けられる。内部空間Ｓに封入された潤滑剤Ｊの漏出を低減し、内部空間Ｓへの異物の侵入を低減するために、隙間部は、シール手段を有することが望ましい。

シール手段として合成ゴム製のオイルシールを用いることが考えられる。ロボット１を、例えば食器を洗浄する工程中の洗浄機に対して食器を出し入れする工程などに使用する場合、ロボット１の把持部３に近い動力伝達装置に、洗剤の飛沫が飛散してくる可能性が高い。これらから、発明者は、洗剤の飛沫が飛散する可能性が高い雰囲気中に置かれた動力伝達装置では、オイルシールを用いると、洗剤がオイルシールを劣化させるおそれがあるとの知見を得た。しかし、特許文献１は、洗剤の飛沫が飛散する雰囲気に対処する技術を開示していない。

図２、図３に示すように、第１動力伝達装置６１は、第１動力伝達装置６１の内部空間Ｓと外部空間Ｅとの間に特定隙間部４１、４２、４３が設けられる。特定隙間部４１、４２、４３は、シール手段として機能することが期待される。第１特定隙間部４１は、第１ケーシング２１と第１出力部材２６の間の隙間に設けられ、第２特定隙間部４２は、第１出力部材２６と入力軸１１の間の隙間に設けられ、第３特定隙間部４３は、入力軸１１と第３ケーシング２３の間の隙間に設けられる。以下、第１特定隙間部４１および第２特定隙間部４２を反入力側の特定隙間部といい、第３特定隙間部４３を入力側の特定隙間部ということがある。反入力側の特定隙間部は、入力側の特定隙間部よりも把持部３に近く、洗剤の飛滴に触れる頻度が高い可能性がある。

これらから、実施形態の第１動力伝達装置６１では、特定隙間部４１、４２、４３を塞ぐように塗布された食品グリスＧＦを有する。食品グリスＧＦは、食品に接触するべきではないが混入しても安全な潤滑剤であってもよい。食品グリスＧＦとしては、ＮＳＦ（National Sanitation Foundation International）のＨ１登録を受けた潤滑剤や、ＨＡＣＣＰ（Hazard, Analysis, Critical, Control, Point）に沿った認証を受けた潤滑剤を採用できる。また、食品グリスＧＦとしては、公的機関またはこれに準じる機関から食品グリスとして認定を受けたものであってもよい。

食品グリスＧＦは、特定隙間部４１、４２、４３から容易に流出しない程度のちょう度が望ましく、この例では、ちょう度に関するＪＩＳ分類の２号または１号を採用している。例えば、食品グリスＧＦは、定格使用時間（例えば１０００時間）運転後に、特定隙間部４１、４２、４３に残存する残存率（残存量／初期量）が３０％以上であるグリスであってもよい。

可動部の潤滑性能を確保する観点から、内部空間Ｓに封入される潤滑剤Ｊは、特定隙間部４１、４２、４３を塞ぐ食品グリスＧＦと異なる特性を有するものを使用することが望ましい。そこで、実施形態では、第１動力伝達装置６１の内部空間Ｓには、食品グリスＧＦとは異なる潤滑剤Ｊが封入される。この場合、食品グリスＧＦのシール性と、潤滑剤Ｊの良好な潤滑性能とを両立しやすい。なお、潤滑剤Ｊは、食品グリスＧＦとは異なる食品グリスであってもよいし、食品グリスではない潤滑剤であってもよい。

食品グリスＧＦの残存率を高める観点で、実施形態の特定隙間部４１、４２、４３は、ラビリンス構造４４、４５、４６を有する。ラビリンス構造４４、４５、４６は、屈曲を有する狭い隙間（ギャップ）で構成されるため、ストレートな隙間に比べて、食品グリスＧＦの質量に対する表面張力の比率（表面張力／質量）を大きくできるので、食品グリスＧＦの漏出を抑制できる。例えば、ラビリンス構造４４、４５、４６は、定格使用時間運転後に、食品グリスＧＦの特定隙間部４１、４２、４３に残存する残存率（残存量／初期量）が３０％以上となる形状を有してもよい。

表面張力を高くし、食品グリスＧＦの保持可能量を増やす観点から、ラビリンス構造４４、４５、４６の隙間は長いことが望ましい。そこで、実施形態のラビリンス構造４４、４５、４６は、径方向隙間であるラジアルギャップＲと、軸方向隙間であるスラストギャップＴに組合せにより構成される。ラビリンス構造４４は、交互に接続される３つのラジアルギャップＲと２つのスラストギャップＴを含む。ラビリンス構造４５は、交互に接続される２つのラジアルギャップＲと１つのスラストギャップＴを含む。ラビリンス構造４６は、交互に接続される３つのラジアルギャップＲと３つのスラストギャップＴを含む。

実施形態の特定隙間部４１、４２は、第１特定隙間部４１と、第１特定隙間部４１よりも隙間形成部材の相対回転速度が高い第２特定隙間部４２と、を有する。この場合、相対回転速度が高い部分と低い部分それぞれでシール機能を確保できる。特定隙間部４１、４２の隙間形成部材の相対回転速度は、入力軸１１＞第１出力部材２６＞第１ケーシング２１（静止）の順で高い。したがって、入力軸１１と第１出力部材２６の間に構成される第２特定隙間部４２の相対回転速度は、第１出力部材２６と第１ケーシング２１の間に構成される第１特定隙間部４１の相対回転速度よりも高い。

実施形態では、第１特定隙間部４１は、第２特定隙間部４２よりも径方向外側に配置される。この場合、相対回転速度が低い方の第１特定隙間部４１が大径領域に配置され、相対回転速度が高い方の第２特定隙間部４２が小径領域に配置されるので、逆の場合よりも食品グリスＧＦによる回転負荷の増大を抑制できる。

出力部材２６、２７は、第１動力伝達装置６１の外殻を構成するため、洗剤の飛滴に触れる機会が多い。洗剤がアルカリ性である場合、飛滴に触れた出力部材２６、２７が劣化するおそれがある。そこで、実施形態では、第１動力伝達装置６１の出力部材２６、２７は、耐アルカリ性樹脂により構成される。アルカリ性洗剤に触れて出力部材２６、２７が劣化する可能性を低くできる。換言すれば、出力部材２６、２７の劣化が少ないから、一般的なアルカリ性洗剤を使用できる。耐アルカリ性樹脂に限定はないが、実施形態ではＰＥＥＫ材を採用している。実施形態では、洗剤の飛滴に触れる機会が多いケーシング２１、２２も耐アルカリ性樹脂により構成される。

実施形態では、第１動力伝達装置６１の出力部材２６、２７は、第１動力伝達装置６１の他の樹脂部材よりも耐アルカリ性の高い樹脂により構成される。この場合、すべての樹脂部材を耐アルカリ性の高い樹脂により構成する場合に比べて、コストの観点で有利である。例えば、ケーシング２３をＰＯＭ材により構成し、出力部材２６、２７をＰＯＭ材よりも耐アルカリ性の高いＰＥＥＫ材により構成してもよい。なお、ケーシング２１、２２は、ＰＥＥＫ材により構成してもよいし、ＰＯＭ材により構成してもよい。また、入力軸１１や受板部材３６、３７を樹脂部材とした場合には、ＰＥＥＫよりも耐アルカリ性の低いＰＯＭ材により構成してもよい。なお、第１動力伝達装置６１の他の樹脂部材は、第１動力伝達装置６１として出荷されるときに組み込まれている部材を意味し、第１動力伝達装置６１がロボット１に組み込まれた後のロボット１側の部材は含まない。

以下、図４を参照して、別設動力伝達装置７の一例である第４動力伝達装置６４を説明する。図４は、第４動力伝達装置６４を概略的に示す側面図である。洗浄対象物２の把持部３に近い特定駆動部４よりも把持部３から遠い別設駆動部６は、特定動力伝達装置５よりも洗剤の飛滴に触れる機会が少ない。そこで、実施例では、別設動力伝達装置７は、内部空間Ｓと外部空間Ｅとの間に設けられる隙間部５１、５２、５３にオイルシールＱ１、Ｑ２、Ｑ３が配置される。この場合、隙間部５１、５２、５３の隙間は、特定隙間部４１、４２、４３よりも広くシンプルに構成できるため、隙間の加工が容易になる。

図４では、第１動力伝達装置６１と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付している。第４動力伝達装置６４の説明では、適宜重複した説明は省略し、相違点を重点的に説明する。

実施形態では、第４動力伝達装置６４は、入力軸１１と、起振体１２、１３と、外歯歯車１４、１５と、主軸受２４と、起振体軸軸受３０、３１と、起振体軸受３４、３５と、内歯歯車１６、１７と、ケーシング２１、２２、２３と、出力部材２６、２７と、受板部材３６、３７と、隙間部５１、５２、５３に配置されたオイルシールＱ１、Ｑ２、Ｑ３とを備える撓み噛合い式歯車装置である。第４動力伝達装置６４は、特定隙間部および食品グリスを備えず、オイルシールＱ１、Ｑ２、Ｑ３を備える点で第１動力伝達装置６１と相違する。

第１オイルシールＱ１は、第１ケーシング２１と第１出力部材２６の間の隙間部５１に設けられ、第２オイルシールＱ２は、第１出力部材２６と入力軸１１の間の隙間部５２に設けられ、第３オイルシールＱ３は、入力軸１１と第３ケーシング２３の間の隙間部５３に設けられる。実施形態のオイルシールＱ１、Ｑ２、Ｑ３は、金属リングと合成ゴムを組み合わせた環状の部材である。

また、主軸受２４に関し、第１動力伝達装置６１では玉軸受けが採用されているところ、第４動力伝達装置６４ではクロスローラベアリングが採用されている。この結果、把持部３から遠くに配置されるため、第１動力伝達装置６１よりも大きなモーメント荷重を支持する第４動力伝達装置６４の主軸受２４の耐荷重を大きくできる。

第４動力伝達装置６４の入力軸１１、起振体１２、１３、外歯歯車１４、１５、主軸受２４、起振体軸軸受３０、３１、起振体軸受３４、３５、内歯歯車１６、１７、ケーシング２１、２２、２３、出力部材２６、２７および受板部材３６、３７には、矛盾を生じない限り、第１動力伝達装置６１の説明が適用される。

実施形態では、第１動力伝達装置６１（特定動力伝達装置）の出力部材２６、２７は、第４動力伝達装置６４（別設動力伝達装置）の樹脂部品よりも耐アルカリ性の高い樹脂により構成される。例えば、第４動力伝達装置６４の樹脂部品（例えば、出力部材）をＰＯＭ材により構成し、第１動力伝達装置６１の出力部材２６、２７をＰＯＭ材よりも耐アルカリ性の高いＰＥＥＫ材により構成してもよい。この場合、第１動力伝達装置６１の出力部材２６、２７の劣化を抑えながら、第４動力伝達装置６４のコストを削減できる。

以上のように構成された動力伝達装置５（第１動力伝達装置６１）の特徴を説明する。動力伝達装置５は、洗浄対象物２を把持し、当該洗浄対象物２を洗浄するための処理を行うロボット１に組み込まれる動力伝達装置であって、本動力伝達装置の内部空間Ｓと外部空間Ｅとの間に設けられる特定隙間部４１、４２、４３と、当該特定隙間部４１、４２、４３を塞ぐように塗布された食品グリスＧＦと、を有する。この構成によれば、洗剤の影響を抑制し、洗剤の飛沫が飛散する雰囲気中で使用可能な動力伝達装置を提供できる。具体的には、オイルシールを使用していないため、洗剤によるオイルシールの劣化を防止できる一方、特定隙間部４１、４２、４３からの洗剤や水の侵入を食品グリスにより防止できる。また、特定隙間部４１、４２、４３を塞いでいるのが食品グリスであるため、万一外部に漏出しても、害となることがない。

以上のように構成されたロボット１の特徴を説明する。ロボット１は、洗浄対象物２を把持し、当該洗浄対象物２を洗浄するための処理を行うロボットである。ロボット１は、洗浄対象物２の把持部３に近い特定駆動部４に組み込まれる特定動力伝達装置５と、特定駆動部４よりも把持部３から遠い別設駆動部６に組み込まれる別設動力伝達装置７とを備える。特定動力伝達装置５は、当該動力伝達装置５の内部空間Ｓと外部空間Ｅとの間に特定隙間部４１、４２、４３を有する動力伝達装置である。別設動力伝達装置７は、内部空間Ｓと外部空間Ｅとの間に設けられる隙間部５１、５２、５３にオイルシールＱ１、Ｑ２、Ｑ３が配置される動力伝達装置である。この構成によれば、特定動力伝達装置５に対する洗剤の影響を抑制し、洗剤の飛沫が飛散する雰囲気中で使用可能なロボットを提供できる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

以下、変形例を説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

実施形態の説明では、第１動力伝達装置６１および第４動力伝達装置６４が筒型の撓み噛合い式歯車装置である例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、これらの一方または双方は他の形式の歯車装置であってもよい。当該他の形式の歯車装置としては、カップ型、シルクハット型等の撓み噛合い式歯車装置、センタークランク型、振り分け型等の偏心揺動型歯車装置、単純遊星歯車型、平行軸型、直交型等の歯車装置等が挙げられる。また、動力伝達装置は、歯車装置に限らず、トラクションドライブやモータ、各種アクチュエータを採用可能である点は上述した通りである。

実施形態の説明では、把持部３に近い側から３つの動力伝達装置が、洗剤対応された特定動力伝達装置である例を示したが、本発明はこれに限定されない。把持部３に近い側から１つ、２つまたは４つ以上の動力伝達装置が洗剤対応された特定動力伝達装置であってもよい。また、複数の動力伝達装置（複数の関節）を有するロボットの場合には、少なくとも一つの動力伝達装置が洗剤対応された特定動力伝達装置であれば、把持部３に最も近い動力伝達装置を特定動力伝達装置とすることも必須ではない。洗浄作業中に洗浄液が掛かり易い関節の動力伝達装置を特定動力伝達装置とするのが好ましい。また、通常、把持部に近い動力伝達装置の方が、把持部から遠い動力伝達装置よりも洗浄液が掛かり易いため、把持部に近い特定駆動部に特定動力伝達装置を組み込み、特定駆動部よりも把持部から遠い別設駆動部に別設動力伝達装置を組み込むのが好ましい。ただし、この場合も、特定駆動部は、把持部に最も近い駆動部に限定されるものではなく、特定駆動部よりも把持部から遠い駆動部に別設動力伝達装置が組み込まれていればよく、特定駆動部よりも把持部に近い駆動部に組み込まれる動力伝達装置の構成は問わない。

実施形態の説明では、把持部３が吸着パッド８８を備える例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、把持部は、吸着パッドに代えてハンド型の把持機構を備えてもよい。

上述の各変形例は実施形態と同様の作用と効果を奏する。

上述した実施形態の構成要素と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１ ロボット、 ２ 洗浄対象物、 ３ 把持部、 ４ 特定駆動部、 ５ 特定動力伝達装置、 ６ 別設駆動部、 ７ 別設動力伝達装置、 ２１、２２、２３ ケーシング、 ２４ 主軸受、 ２６、２７ 出力部材、 ４１、４２、４３ 特定隙間部、 ４４、４５、４６ ラビリンス構造、 ５１、５２、５３ 隙間部、 ６１ 第１動力伝達装置、 ６４ 第４動力伝達装置、 Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３ オイルシール。

Claims (10)

1. 洗浄対象物または洗浄用部材を把持し、当該洗浄対象物を洗浄するための処理を行うロボットに組み込まれる動力伝達装置であって、
   本動力伝達装置の内部空間と外部空間との間に設けられる特定隙間部と、当該特定隙間部を塞ぐように塗布された食品グリスと、を有する、動力伝達装置。
2. 前記動力伝達装置の前記内部空間には、前記食品グリスとは異なる潤滑剤が封入される、請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記特定隙間部は、ラビリンス構造を有する、請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 前記ラビリンス構造は、径方向隙間と軸方向隙間の組合せにより構成される、請求項３に記載の動力伝達装置。
5. 前記特定隙間部は、第１特定隙間部と、前記第１特定隙間部よりも隙間形成部材の相対回転速度が高い第２特定隙間部と、を有する、請求項１に記載の動力伝達装置。
6. 前記第１特定隙間部は、前記第２特定隙間部よりも径方向外側に配置される、請求項５に記載の動力伝達装置。
7. 前記動力伝達装置の出力部材は、耐アルカリ性樹脂により構成される、請求項１に記載の動力伝達装置。
8. 前記動力伝達装置の出力部材は、前記動力伝達装置の他の樹脂部材よりも耐アルカリ性の高い樹脂により構成される、請求項７に記載の動力伝達装置。
9. 洗浄対象物または洗浄用部材を把持し、当該洗浄対象物を洗浄するための処理を行うロボットであって、
   前記洗浄対象物または洗浄用部材の把持部に近い特定駆動部に組み込まれる特定動力伝達装置と、
   前記特定駆動部よりも前記把持部から遠い別設駆動部に組み込まれる別設動力伝達装置と、
   を備え、
   前記特定動力伝達装置は、請求項１に記載の動力伝達装置であり、
   前記別設動力伝達装置は、当該動力伝達装置の内部空間と外部空間との間に設けられる隙間部にオイルシールが配置される動力伝達装置である、ロボット。
10. 前記特定動力伝達装置の出力部材は、前記別設動力伝達装置の樹脂部品よりも耐アルカリ性の高い樹脂により構成される、請求項９に記載のロボット。

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