JP2997397B2 - ロボットのシール構造及びこれを用いた直動型ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットのシール構造及
びこれを用いた直交型ロボットに係り、特にクリーンル
ーム内や特殊雰囲気下で使用する場合に好適なロボット
のシール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クリーンルーム内で使用される所
謂クリーンロボットは、内部に収容された駆動系や可動
部から発生する微細な粉塵を外部に放出しないように、
密封性の高いケース体を構成するとともに、特開昭６１
−１９２４９３号に示されているようにケース体と可動
部との間の開口部を可動部に接続された帯状幕により被
覆する方法、或いは開口部からケース体内部に吸気する
ことによりケース体内部からの粉塵の漏洩を強制的に抑
制する等の方策が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の被覆による発塵防止対策を施したロボットでは、開口
部と被覆部材との間の開口を完全に閉鎖すると被覆部材
と開口部若しくは可動部との摺動により粉塵が発生し、
この開口部に間隙を設けると内部から発生した粉塵の漏
洩を防止できないというジレンマがある。

【０００４】また、開口部からケース体の内部に吸気す
る方法においては、長期間使用していると外部や可動部
から吸引された粉塵が内部の駆動系に堆積して駆動系の
摺動部を損傷させ、動作精度の劣化や故障が発生がする
という問題点がある。

【０００５】さらに、このようなロボットを特殊な薬品
等を使用する環境下において使用する場合には、周囲で
気化した薬品がケース体内部で析出する場合があり、駆
動系を損傷して故障を誘発していた。

【０００６】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、外部からの粉塵等の流入と、内部
で発生した粉塵等の漏洩を共に防止することのできる新
規のロボットのシール方法を実現し、粉塵の発生と駆動
系の損傷の双方を防止することのできるロボットを構成
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、開口部を備えたケース体と、
該ケース体の開口部から外部に一部露出した可動部と、
前記ケース体の内部に設けられ前記可動部を所定経路に
沿って移動させる駆動系とを有するロボットのシール構
造において、前記開口部を被覆するように構成された被
覆部材を配設し、前記開口部の縁部に沿って前記駆動系
の収容部とは隔絶させて形成した排気経路の排気口を設
けるものである。

【０００８】ここで、前記被覆部材を、前記可動部に接
続するとともに常時前記開口部を被覆するように架設
し、前記可動部の移動に伴って架設状態のまま移動する
ように取付けられた帯状体とすることが好ましい。

【０００９】この場合において、前記被覆部材を、その
両端を前記可動部に接続するとともに前記開口部に沿っ
た被覆面を有するように前記可動部の移動方向に移動可
能に無端状に架設することが望ましい。

【００１０】また、前記被覆部材を前記開口部の外側に
配置し、前記開口部の縁部に沿った前記ケース体の外側
に前記排気口を設けることが好ましい。

【００１１】さらに、上記シール構造を直動型ロボット
に適用することが好ましい。

【００１２】この場合、その１の直動型ロボットの可動
部に、同様の他の直動型ロボットを取付けて多段に構成
し、前記１の直動型ロボットの前記排気経路と前記他の
直動型ロボットの前記排気経路とを直列に接続すること
が望ましい。

【００１３】

【作用】請求項１によれば、ケース体の開口部に被覆部
材を配設するとともに、開口部の縁部に沿って駆動系の
収容部とは隔絶させて形成した排気経路の排気口を設け
ることにより、被覆部材によりケース体の内外を流通す
る粉塵を防ぐことができるとともに、ケース体の外部か
ら内部へ侵入しようとする粉塵や腐食性気体等の特殊な
気体等（粉塵等という。）、開口部や被覆部材の近傍で
発生する粉塵、ケース体内部で発生する粉塵等を排気口
からケース体内部の収容部とは隔絶させて排気すること
ができるので、ロボットから発生する粉塵等を周囲に撒
き散らすこともなく、外部及び開口部近傍からロボット
内に侵入する粉塵等も防止できるから、ロボット内の駆
動系の耐久性を高め、故障を防止することができる。

【００１４】請求項２によれば、被覆部材を可動部に接
続し、開口部を被覆したまま可動部とともに移動する帯
状体とすることにより、開口部を確実に被覆することが
できる。

【００１５】請求項３によれば、被覆部材の両端を可動
部に接続するとともに開口部に沿った被覆面を有するよ
うに可動部の移動方向に移動可能に無端状に架設するこ
とにより、被覆部材を開口部の内側若しくは外側に確実
に配設することができるとともに被覆部材の配設構造も
簡易に構成することができる。

【００１６】請求項４によれば、被覆部材を開口部の外
側に配置し、開口部の縁部に沿ったケース体の外側に前
記排気口を設けることにより、被覆部材を開口部の内側
に配置し、ケース体内部に排気口を設けるよりも製造が
容易であるとともに、開口部の外部において排気口を設
けることにより、内部に侵入する粉塵等を容易に少なく
することができる。

【００１７】請求項５によれば、上記構造を直動ロボッ
トに適用することにより、直動ロボットの構造を複雑化
することなく、粉塵等の発生や内部への堆積を防止する
ことができる。

【００１８】請求項６によれば、直動ロボットを多段に
組み合わせて複数軸に沿って動作可能なロボットにおい
ても、排気経路を直列に設けることにより排気系の複雑
化を招くことなく、各部における粉塵等の発生や内部へ
の堆積を防止することができる。

【００１９】

【実施例】次に図面を参照して本発明に係るロボットの
シール方法及びこれを用いた直動型ロボットの実施例を
説明する。図１は、本実施例の直動型ロボットを可動部
の移動方向に見た断面図である。直動型ロボットにおい
ては、その可動部が並進運動をするために関節型ロボッ
ト等とは異なりシールを設けることが困難である。本発
明は直動型ロボットに限らず種々の形式のロボットに適
用しうるものであるが、特に直動型ロボットに好適なも
のであり、以下の実施例でも最もシール部の形成困難な
直動型ロボットを例にとって説明を行う。

【００２０】図１に示すように、ケース体１の内部に
は、ボールネジ２１と、台座部材２３上に設置された一
対のレール部材２４とからなり、可動部材３をボールネ
ジ２１及びレール部材２４の延伸方向に移動させる駆動
系２が収容されている。可動部材３は、上記ボールネジ
２１に螺合するボールナット３１と、下方においてレー
ル部材２４にそれぞれ係合する一対の摺動脚部３２と、
ケース体１の上面に設けられた一対のストライプ状の開
口部１１，１２から外部へ突出する一対の駆動腕部３
３，３４とを有する。

【００２１】可動部材３は、図２に示す駆動モータ５１
により駆動ベルト５２を介して上記ボールネジ２１を回
転させることにより、レール部材２４上を摺動するよう
になっている。可動部材３の駆動腕部３３，３４の移動
方向の前後には、それぞれ被覆ベルト４，５が接続され
ており、この被覆べルト４，５が開口部１１，１２をケ
ース体１の外部側から閉鎖するようになっている。被覆
ベルト４，５は、ケース体１の両端部近傍にそれぞれ上
下一対ずつ取付けられた架設ローラ４１，４２によりほ
ぼ緊張状態に架設されている。可動部材３が移動する
と、被覆ベルト４，５は可動部材３の移動とともにその
移動方向に移動しながら、常に開口部１１，１２を閉鎖
するように架設されている。

【００２２】図１に示すように、ケース体１の外面に
は、その開口部１１，１２の周縁部において、駆動腕部
３３，３４を取り囲むように形成された庇部材６１，６
２，６３が取付けられている。この庇部材６１，６２，
６３は、開口部１１，１２を閉鎖する被覆ベルト４，５
の縁部を上方から覆うように断面Ｌ字型の形状を備えて
いる。ケース体１の両側に取付けられた庇部材６１と６
３の内部は、開口部１１，１２に沿って延長形成され、
その延長方向の所定位置においてケース体１の外面上を
下降するように形成された排気通路６４，６５に接続さ
れている。

【００２３】排気通路６４，６５はケース体１の下部に
別室として設けられた排気室６６に接続されており、こ
の排気室６６の所定位置には排出口６７が形成されてい
る。この排気室６６内には、ロボットの外部に排気装置
が存在する場合には何も収容しなくてもよいが、外部に
排気装置が存在しない場合、外部に排気装置があっても
排出口６７から遠く離れている場合等には、排気ブロア
７０が設置される。この排気ブロア７０により開口部１
１，１２の周縁部の雰囲気は常時吸気されて、粉塵や特
殊気体等を排気できるように構成されている。

【００２４】図示しない外部の排気装置若しくは排気ブ
ロア７０により排出口６７側に常時吸気されることによ
って、排気口としての庇部材６１，６３の庇部分から空
気が流入し、排気通路６４，６５を通して排出口６７か
ら外部のフィルタ装置等に導かれる。この場合、庇部材
６１，６２，６３がケース体１の開口部１１，１２及び
これを覆う被覆ベルト４をカバーしているので、排気通
路６４，６５には、開口部１１，１２の近傍において限
定された位置からケース体の内外及び開口部と被覆部材
の近傍位置の雰囲気が吸引される。

【００２５】このようにして、本実施例では、被覆ベル
ト４，５により開口部１１，１２を覆うことによってケ
ース体の内外の雰囲気の流通を抑制しているとともに、
上記排気システムにより開口部１１，１２近傍から吸気
して、外部及びケース体１の内部の双方に対して隔絶さ
れた排気経路６４，６５を通して排気することによっ
て、外部の雰囲気がケース体１の内部に流入すること及
び内部の雰囲気が外部に漏出することを強制的に抑制
し、さらに被覆ベルト４，５で覆われた開口部近傍で発
生する粉塵等が外部及びケース体内部の双方に漏洩する
ことをも防止している。

【００２６】したがって、本実施例においては、ロボッ
ト自体が発塵することなくクリーンルーム内に安心して
設置できるとともに、外部で薬品等を使用した環境下に
おいても、外部から内部への雰囲気の侵入が防止されて
いるので、ロボット内部の駆動系に精度不良や故障が発
生することも防止できる。

【００２７】次に、上記実施例を用いた直交型ロボット
の構成例について図３を参照して説明する。この直交型
ロボットは、上記実施例とほぼ同様の構造をそれぞれ有
する１軸移動を行う直動型ロボット、すなわち、Ｚ軸ロ
ボット部１ＡとＸ軸ロボット部１Ｂとを２つ組み合わせ
たものであり、以下の説明中、上記図１及び図２に示し
た実施例の構成と共通するＺ軸ロボット部１Ａ、Ｘ軸ロ
ボット部１Ｂのそれぞれにおける対応部分を、図１及び
図２に示した符号にそれぞれＡ、Ｂを付加して示すこと
とする。なお、以下の記述において括弧付きの符号は図
１，図２に対応した部位ではあるが図３には図示してい
ないものである。

【００２８】Ｚ軸ロボット部１Ａは基台１３の上に支持
部１４を介して垂直に取付けられ、このＺ軸ロボット部
１Ａの可動部（３Ａ）にＸ軸ロボット部１Ｂの本体が接
続固定されて、Ｘ軸ロボット部１ＢはＺ軸ロボット部１
Ａの可動部とともに上下に移動できるようになってい
る。Ｘ軸ロボット部１Ｂの可動部３ＢにはＹ軸シリンダ
１５が固定され、その先に操作板１６がＸ方向に延在す
るように取付けられている。操作板１６の下面には複数
の吸着部１７が設けられ、種々のワークを把持できるよ
うになっている。

【００２９】この直交型ロボットは、Ｘ軸ロボット部１
Ｂ、Ｙ軸シリンダ１５及びＺ軸ロボット部１Ａにより操
作板１６を３次元空間の任意の方向へ移動できるように
なっている。ここで、Ｙ軸方向の移動に関しては空気圧
や油圧等により作動するＹ軸シリンダにより行っている
が、Ｘ軸、Ｚ軸と同様にＹ軸方向に移動する可動体を備
えた直動ロボットにより移動させてもよい。

【００３０】Ｘ軸ロボット部１Ｂの排出口６７Ｂは、Ｚ
軸ロボット部１Ａの可動部（３Ａ）を通ってＺ軸ロボッ
ト部１Ａの排気口（６７Ａ）に連通される。この構造
は、Ｚ軸ロボット部１Ａにおける可動部（３Ａ）の駆動
腕部（３３Ａ，３４Ａ）の内部にＸ軸ロボット部１Ｂの
排出口６７Ｂに接続された排気通路を設け、該排気通路
の出口を庇部材（６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ）により形成
される排気口に対向するように設ければよい。

【００３１】Ｘ軸ロボット部１Ｂから導入された排気
は、Ｚ軸ロボット部１Ａの開口部（１１Ａ，１２Ａ）か
ら吸引された排気と共にＺ軸ロボット部１Ａの排気通路
（６４Ａ，６５Ａ）を通って排気装置１５内の排気ブロ
ア７０に導かれる。排気ブロア７０により吸引された雰
囲気は、集塵フィルタ８０を通過して外気に放出され
る。ここで、Ｘ軸ロボット部１Ｂ内における排気を補助
するために、Ｘ軸ロボット部１Ｂの排出口６７Ｂの前に
排気ブロアを取付けてもよい。

【００３２】上記実施例では、シール構造を直動型ロボ
ットに適用し、被覆部材を被覆ベルトにして架設し、排
気口を庇部材により構成したが、本発明についてはそれ
ぞれ異なる態様のロボットにも適用できることが明らか
である。例えば、可動部の移動軌跡を直線上ではなく折
れ線上、曲線上若しくは閉曲線上等の任意の軌跡を有す
るように設定してもよく、また、被覆部材をベルト状で
はなく開口部の形状に応じた種々の形状にしてもよく、
さらに、排気口としてケース体の外表面上に開口したも
の、ケース体の内部側に設けたもの等を設けてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果を奏する。

【００３４】請求項１によれば、ケース体の開口部に被
覆部材を配設するとともに、開口部の縁部に沿って駆動
系の収容部とは隔絶させて形成した排気経路の排気口を
設けることにより、被覆部材によりケース体の内外を流
通する粉塵を防ぐことができるとともに、ケース体の外
部から内部へ侵入しようとする粉塵等、開口部や被覆部
材の近傍で発生する粉塵、ケース体内部で発生する粉塵
等を排気口からケース体内部の収容部とは隔絶させて排
気することができるので、ロボットから発生する粉塵等
を周囲に撒き散らすこともなく、外部及び開口部近傍か
らロボット内に侵入する粉塵等も防止できるから、ロボ
ット内の駆動系の耐久性を高め、故障を防止することが
できる。

【００３５】請求項２によれば、被覆部材を可動部に接
続し、開口部を被覆したまま可動部とともに移動する帯
状体とすることにより、開口部を確実に被覆することが
できる。

【００３６】請求項３によれば、被覆部材の両端を可動
部に接続するとともに開口部に沿った被覆面を有するよ
うに可動部の移動方向に移動可能に無端状に架設するこ
とにより、被覆部材を開口部の内側若しくは外側に確実
に配設することができるとともに被覆部材の配設構造も
簡易に構成することができる。

【００３７】請求項４によれば、被覆部材を開口部の外
側に配置し、開口部の縁部に沿ったケース体の外側に前
記排気口を設けることにより、被覆部材を開口部の内側
に配置し、ケース体内部に排気口を設けるよりも製造が
容易であるとともに、開口部の外部において排気口を設
けることにより、内部に侵入する粉塵等を容易に少なく
することができる。

【００３８】請求項５によれば、上記構造を直動ロボッ
トに適用することにより、直動ロボットの構造を複雑化
することなく、粉塵等の発生や内部への堆積を防止する
ことができる。

【００３９】請求項６によれば、直動ロボットを多段に
組み合わせて複数軸に沿って動作可能なロボットにおい
ても、排気経路を直列に設けることにより排気系の複雑
化を招くことなく、各部における粉塵等の発生や内部へ
の堆積を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロボットのシール構造の実施例を
示すための直動ロボットの移動方向に見た断面図であ
る。

【図２】図１とは直交する方角から見た直動ロボットの
断面図である。

【図３】上記実施例の直動ロボットを組み合わせて構成
した直交ロボットの構成例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ ケース体 ２ 駆動系 ３ 可動部 ４，５ 被覆ベルト １１，１２ 開口部 ３３，３４ 駆動腕部 ４１，４２ 架設ロール ６１，６２，６３ 庇部材（排気口） ６４，６５ 排気通路 ６７ 排出口 ７０ 排気ブロア ８０ 除塵フィルタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−65991（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−145234（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−232194（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−300194（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−72091（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 19/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を備えたケース体と、該ケース体
   の開口部から外部に一部露出した可動部と、前記ケース
   体の内部に設けられ前記可動部を所定経路に沿って移動
   させる駆動系とを有するロボットのシール構造におい
   て、 前記開口部を被覆するように構成された被覆部材を配設
   し、前記開口部の縁部に沿って前記駆動系の収容部とは
   隔絶させて形成した排気経路の排気口を設けたことを特
   徴とするロボットのシール構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記被覆部材は、前
   記可動部に接続されるとともに常時前記開口部を被覆す
   るように架設され、前記可動部の移動に伴って架設状態
   のまま移動するように取付けられた帯状体であることを
   特徴とするロボットのシール構造。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記被覆部材は、そ
   の両端が前記可動部に接続されるとともに前記開口部に
   沿った被覆面を有するように前記可動部の移動方向に移
   動可能に無端状に架設されていることを特徴とするロボ
   ットのシール構造。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記被覆部材は前記
   開口部の外側に配置され、前記開口部の縁部に沿った前
   記ケース体の外側に前記排気口を設けたことを特徴とす
   るロボットのシール構造。
5. 【請求項５】 請求項１に記載されたシール構造を備え
   たことを特徴とする直動型ロボット。
6. 【請求項６】 請求項５に記載された１の直動型ロボッ
   トの可動部に、請求項５に記載された他の直動型ロボッ
   トを取付けて多段に構成し、前記１の直動型ロボットの
   前記排気経路と前記他の直動型ロボットの前記排気経路
   とを直列に接続したことを特徴とする直動型ロボット。