JPH0323320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は工業用ロボツトの防塵防液構造に関す
るものである。

（従来技術） 工業用ロボツトの本体内部には、その駆動部に
設けられる電動サーボモータ、その位置検出部に
設けられるエンコーダやポテンシヨメータなど多
数の精度機械部品が組込まれている。

上記工業用ロボツトを生産ラインで使用する場
合、粉塵・洗浄水・機械油などが飛散する悪環境
の中で使用することが少なくないが、この場合工
業用ロボツトに何らかの防塵防液対策を構じてお
かないと、上記粉塵・洗浄水・機械油などがロボ
ツトの各摺動部や回転部或いは電気系統に入り込
んで、ロボツトの故障原因となり、その耐久性も
著しく低下してしまうことになる。

そこで、従来では、工業用ロボツトの防塵防液
対策として次のような構造が一般に用いられて来
た。

即ち、第４図に示すように、工業用ロボツトの
複数のアーム１００Ａ・１００Ｂと手首部１０１
との全体を可撓性のフード１０２・１０２ａで覆
い、手首部１０１はジヤバラ状フード１０２ａで
覆い、このジヤバラ状フード１０２ａの先端部を
手首先端の出力動作部材１０１ａに固定してあ
る。

この防塵防液構造は、通常の密封型のロボツト
に簡単・安価に適用し得るものである。

上記以外の対策として、工業用ロボツトの各関
節摺動部にＯリングやオイルシールを組込むこと
によりロボツト本体の表面の異物侵入隙間をなく
し、完全密封構造したものも用いられる。

特に、塗装用ロボツトは防爆型にするため通常
油圧駆動式の完全密封構造型に構成され、ロボツ
ト本体内へ塗料ミストが侵入しないようにロボツ
ト本体内にエアチユーブを配設し、上記エアチユ
ーブを介してロボツト本体内へ通常の加圧エアを
供給するようにしてある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記第４図に記載したものにおいては、ジヤバ
ラ状フード１０２ａとフード１０２とを一体に結
合し、ジヤバラ状フード１０２ａの先端部を手首
先端の出力動作部材１０１ａに固定してあるの
で、手首端部における手首部１０１の回転や手首
先端の出力動作部材１０１ａの回転によつてジヤ
バラ状フード１０２ａ及びフード１０２が捩れて
引張られ、これらフード１０２・１０２ａが損傷
し易くなりまたロボツトの動作範囲に制約が生じ
る。

そこで、ジヤバラ状フード１０２ａ及びフード
１０２を大き目に作ると、ロボツト全体が大形化
し広い設置スペースが必要となる。

また、ジヤバラ状フード１０２ａとフード１０
２とを分離して上記フードの捩れを解消するよう
にした構造も採用されているが、この場合にはジ
ヤバラ状フードとフードとの境界部のシール性が
悪化し、その境界の隙間より粉塵や洗浄水や機械
油が侵入するという問題が残る。

これに対して、Ｏリングやオイルシールを用い
た完全密封型構造のロボツトでは、Ｏリングやオ
イルシールの摩擦抵抗の分だけ駆動トルクが増大
して駆動系と制御系が高価なものとなるだけでな
く、Ｏリングやオイルシールの摩擦抵抗のためロ
ボツトの作動にロストモーシヨンが生じ易くな
り、上記摩擦により騷音や振動が生じ易くなる。

前記塗装ロボツトのように、ロボツト本体内へ
加圧エアを供給することは防塵防液対策として有
効な手段であるが、加圧エアに含まれる水蒸気が
ロボツト本体内に結露するので、この技術を電動
型ロボツトに適用することは好ましくない。

本発明の目的は、フードの捩れや引張りを防止
でき、防塵防液性及び耐久性に優れ、ロボツトの
動作範囲を制約することがなく、アーム内への結
露を防止できるような工業用ロボツトの防塵防液
構造を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る工業用ロボツトの防塵防液構造で
は、上記の問題を解消するために、工業用ロボツ
トの水平軸回りに夫々旋回揺動駆動される複数の
アーム略全体を共通の連続的な可撓気密性のフー
ドで気密状に覆うとともに、手首部を気密性のジ
ヤバラ状フードで覆い、上記ジヤバラ状フードの
アーム側基端部を手首部を支持する手首支持アー
ムの先端部にまたジヤバラ状フードの先端部を手
首先端の出力動作部材に夫々ベアリングを介して
回転自在に取付け、上記工業用ロボツトの胴及び
複数のアーム内に亙つて乾燥加圧気体供給源に接
続されたチユーブを配設して上記チユーブにより
アーム内及びジヤバラ状フード内へ乾燥加圧気体
を供給するように構成したことを特徴としてい
る。

（作用） 本発明に係る工業用ロボツトの防塵防液構造で
は、上記のように手首先端の出力動作部材がジヤ
バラ状フードに対してベアリングを介して回転自
在で、またジヤバラ状フードが手首支持アームに
対してベアリングを介して回転自在となつている
ので、出力動作部材の回転によつてジヤバラ状フ
ードが捩れることなく、また手首部の回転によつ
てジヤバラ状フードが捩れることもない。

そして、手首部と手首支持アームの先端部はジ
ヤバラ状フードと両ベアリングにより気密状に覆
われ、水平軸回りに夫々旋回揺動駆動される複数
のアーム略全体が共通の連続的な可撓気密性のフ
ードで気密状に覆われているので、アームの各旋
回部や手首部の回転部や旋回部等の隙間へ外部か
ら粉塵や液が殆んど侵入しなくなる。

しかも、乾燥加圧気体供給源に接続されたチユ
ーブにより、乾燥加圧気体がアーム内とジヤバラ
状フード内へ供給され、アーム内に供給された加
圧気体は旋回摺動部から漏出してフード内に充満
することになり、上記フード内及びジヤバラ状フ
ード内の加圧気体はフード１０２の取付部やベア
リング部分の微小隙間から外部へ徐々に漏出する
ので、ジヤバラ状フード内やフード内へ粉塵は勿
論のこと洗浄水や機械油なども侵入しなくなる。

また、アーム内及びジヤバラ状フード内へ供給
する加圧気体が乾燥気体なので、加圧による液体
水分の噴入や電動モータ、位置検出器、ハーネ
ス・コネクタ及びギヤに結露することがなく、仮
に洗浄水や油などが侵入してもその蒸発が促進さ
れることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図は、本発明に係る防塵防液構造を適用し
た電動式６軸多関節型工業用ロボツトＲを示すも
ので、このロボツトＲの本体は固定ベース１と胴
２とアーム３と手首部４などを基本的に備えてい
る。

上記胴やアームや手首部を駆動する駆動用サー
ボモータや位置検出器等は本発明の構造と直接関
係がないのでこれらを除外して述べることにす
る。

上記胴２は固定ベース１上に立設された固定胴
部２Ａと、固定胴部２Ａの上端に鉛直軸回りに回
転するように装着された回転胴部２Ｂとからな
り、上記アーム３は回転胴部２Ｂに水平軸回りに
旋回揺動するように装着された第１アーム３Ａ
と、第１アーム３Ａの先端部に水平軸回りに旋回
揺動するように装着された第２アーム３Ｂとから
なり、上記手首部４は第２アーム３Ｂの先端部に
その長さ方向軸回りに回転するように装着された
回転部材４Ａと、回転部材４Ａに旋回揺動するよ
うに装着された旋回部材４Ｂと、旋回部材４Ｂに
回転するように装着された出力動作部材４Ｃとか
らなり、上記出力動作部材４Ｃには工具を装着す
るための補助出力動作部材４ｃ（第２図参照）が
ビス等で固定されている。

上記防塵防液構造は、第２アーム３Ｂの先端部
分を除き第１アーム３Ａ及び第２アーム３Ｂの全
体を覆う共通の連続的な可撓気密性のフード５
と、手首部４及び第２アーム３Ｂの先端部とを覆
う気密性のジヤバラ状フード６と、このジヤバラ
状フード６を取付ける為のシール型ベアリング７
と、肉薄ベアリング８と、上記第１及び第２アー
ム３Ａ・３Ｂ内及びジヤバラ状フード６内へ乾燥
加圧空気を供給するドラシイエア供給系統などか
ら基本的に構成されている。

第２図に示すように、上記ジヤバラ状フード６
は、可撓気密性の筒状シート６ａの内周側に適当
間隔おきにステンレスなどの金属製保形リング６
ａを取付けた構造のもので、上記シート６ａは例
えば織布の両面にネオプレンゴムやウレタンゴム
をライニングした構造である。そして、上記保形
リング６ｂはゴムライニング層に融着状に埋込ん
である。

上記ジヤバラ状フード６の先端部は、補助出力
動作部材４ｃの外周部にシール型ベアリング７を
介して相対回転自在に取付けられ、ジヤバラ状フ
ード６のアーム側の基端部は第２アーム３Ｂの先
端近傍部に肉薄ベアリング８を介して相対回転自
在に取付けられている。

即ち、補助出力動作部材４ｃの外周部にシール
型ラジアルボールベアリング７を介してリング部
材９が装着され、このリング部材９にジヤバラ状
フード６の先端部を外嵌してバンド１０で固定す
ることによりジヤバラ状フード６の先端部が補助
出力動作部材４ｃに取付けられている。

また、ジヤバラ状フード６の基端部について説
明すると、第２アーム３Ｂの先端近傍部に鍔部材
１１が外嵌固定され、上記鍔部材１１にはリング
状のハブ１２が外嵌されビスで固定され、上記ハ
ブ１２には肉薄ラジアルボールベアリング８を介
してツイストリンング１３が外嵌され、このツイ
ストリンング１３にジヤバラ状フード６の基端部
が外嵌されてバンド１４で固定され、ハブ１２と
ツイストリンング１３間にはオイルシール１５や
リングダスト１６ａやダストシール１６ｂが介装
されている。

上記の構造により、手首部４がジヤバラ状フー
ド６で気密状に覆われ、ジヤバラ状フード６に対
して出力動作部材４Ｃ・４ｃがベアリング７を介
して回転可能であり、また第２アームに対してジ
ヤバラ状フード６がベアリング８を介して回転可
能になつている。

また、第１及び第２アーム３Ａ・３Ｂを覆うフ
ード５は、ジヤバラ状フード６のシート６ａと同
様の構造のシートで構成され、上記フード５の先
端部は鍔部材１１のフード取付部１１ａに外嵌さ
れバンド１７により固定されている。

また、上記フード５の第１アーム３Ａへの取付
端部は、第３図に示すように第１アーム３Ａと回
転胴部２Ｂ間の隙間をシールするメカニカルシー
ル１８に外周部に外嵌されバンド１９によりメカ
ニカルシール１８に固着されている。このメカニ
カルシール１８に固着されている。このメカニカ
ルシール１８は金属板製の環状ブラケツト２０を
介して第１アーム３Ａのボス近傍部に固定されて
おり、符合２１はフエルトである。

上記の構成により、回転胴部２Ｂと第１アーム
３Ａ間はフエルト２１とメカニカルシール１８と
ブラケツト２０とで殆んど隙間なくシールされ、
上記フード５は回転胴部２Ｂに対する第１アーム
３Ａの旋回揺動を妨げることはなく第１アーム３
Ａとともに揺動することになるうえ、第１及び第
２アーム３Ａ・３Ｂの略全体は、上記フード５で
気密状に覆われることになる。

次に、前記ドライエア供給系統について第１図
により説明する。

上記胴２及びアーム３に亙つてハーネスを配設
したりまたモータや検出器類を装着する為、固定
胴部２Ａ、回転胴部２Ｂ、第１アーム３Ａ及び第
２アーム３Ｂは中空状に形成されているので、こ
のハーネス用空胴部内に内径約10mm程度のウレタ
ンゴム製チユーブ２１が配設される。

即ち、固定胴部の下端部に導入されたチユーブ
２１は、固定胴部２Ａと回転胴部２Ｂ内を挿通し
て、第１アーム３Ａ内へ導入され、第１アーム３
Ａ内を挿通して第２アーム３Ｂ内へ導入され、第
２アーム３Ｂの途中部から第２アーム３Ｂ外へ導
出され、前記鍔部材１１のエア孔へ口金により連
結され、チユーブ２１の先端部は口金とエア孔と
を介してジヤバラ状フード６内へ連通連結されて
いる。

また、上記チユーブ２１には、第１アーム３Ａ
の旋回枢支部の近傍と第２アーム３Ｂの旋回枢支
部の近傍とにおいて枝チユーブ２１ａが分岐さ
れ、枝チユーブ２１ａの端部はハーネス用空胴部
内に開端されている。

そして、上記チユーブ２１の上流端は、ロボツ
ト本体外の乾燥加圧エア供給装置に接続され、上
記チユーブ２１を介して上記ロボツト本体内とジ
ヤバラ状フード６内へ圧力約１〜２Kg／cm²Ｇの乾
燥加圧エアが供給される。

尚、上記乾燥加圧エアとしては、コンプレツサ
で加圧されたエアをメインラインフイルタ及びミ
ストセパレータをを介して冷凍乾燥器にて乾燥さ
せたものを用いることが望ましい。

その場合、ロボツト本体内及び手首部４の周り
へ供給される乾燥加圧エアで各部を冷却し、熱間
雰囲気中における外部からの入熱やモータの発熱
などによる温度上昇を防ぐことが出来るからであ
る。

もつとも、上記エアパージの主目的は、ロボツ
ト本体の内部や手首部４へ粉塵や洗浄水（洗浄作
用に供するロボツトの場合）や機械油（機械加工
部品のハンドリング等に供するロボツトの場合）
が侵入するのを防ぐことである。

即ち、上記のように第１アーム３Ａや第２アー
ム３Ｂ内へ乾燥加圧エアが供給されると、それが
第１アーム３Ａの旋回枢支部や第２アーム３Ｂの
旋回枢支部の微小隙間より漏出するので、第１及
び第２アーム３Ａ・３Ｂ内へ粉塵等が侵入しなく
なるし、漏出したエアがフード５内にも充満し、
フード５の取付部分やフード５のフアスナ部分
（フード５の着脱の為にフアスナで部分的に結合
することがある）から外部へ漏出するので、フー
ド５内へ粉塵などが侵入しなくなる。

また、ジヤバラ状フード６内へも乾燥加圧エア
が供給され、そのエアがジヤバラ状フード６の取
付部分やベアリング７・８やオイルシール１５な
どの微小隙間から外部へ漏出するので、ジヤバラ
状フード６内へ粉塵等が侵入しなくなる。

仮に、厳しい作業環境のためにフード５・６内
やアーム３内や胴２内へ洗浄水や油などが侵入し
たとしても、、乾燥加圧エア内へ急速に蒸発しエ
アとともに外部へ漏出することになる。

乾燥加圧エアを用いるので、アーム３や胴２内
で結露する虞れがないことは言うまでもない。

尚、上記乾燥加圧エアに代えて、場合によつて
は空気以外（例えば、窒素、炭酸ガス、アルゴン
など）の乾燥加圧気体を用いても同様の作用が得
られる。

また、上記実施例は本発明を多関節型ロボツト
に適用した場合について説明したが、上記フード
５に伸縮性を付加するなど対策を構じれば、円筒
座標型ロボツトや極座標型ロボツトにも一定の限
度内で適用することが出来る。

（発明の効果） 本発明に係る工業用ロボツトの防塵防液構造に
よれば、前記作用の項で詳しく説明したように、
手首先端の出力動作部材がジヤバラ状フードに対
してベアリングを介して回転自在で、またジヤバ
ラ状フードが手首支持アームに対してベアリング
を介して回転自在となつているので、手首部を覆
うジヤバラ状フード及びアームの略全体を覆うフ
ードが捩れることなく無理に引張られることもな
いので、ロボツトの動作範囲が上記フードで制約
されなくなるうえ、上記フードの耐久性も向上す
る。

複数のアームの略全体を覆うフードが共通の連
続的なものなので、そのフードの装着が容易で、
フードの取付構造も簡単化する。

上記ジヤバラ状フードやフードで防塵防液構造
となるだけでなく、乾燥加圧気体によりジヤバラ
状フード内やフード内への粉塵等の侵入が確実に
防止されるうえ、乾燥加圧気体を用いることによ
り結露が防止され、仮に洗浄水や油が侵入しても
その蒸発が促進される。

しかも、乾燥加圧気体の冷却作用により、手首
部やアームの温度上昇（外部からの入熱或いはモ
ータなどからの発熱に伴なう）を防ぐことが出来
る。

【図面の簡単な説明】

図面のうち第１図〜第３図は本発明の実施例を
示すもので、第１図は防塵防液構造を設けた工業
用ロボツトの部分縦断正面図、第２図はジヤバラ
状フード及びフード先端部の取付構造を要部部分
縦断正面図、第３図は回転胴部と第１アーム間の
旋回部のシール構造とフードの取付構造の部分縦
断面図、第４図は従来技術に係る第１図相当図で
ある。 Ｒ…工業用ロボツト、２…胴、３Ａ…第１アー
ム、３Ｂ…第２アーム、４…手首部、５…フー
ド、６…ジヤバラ状フード、７…シール型ベアリ
ング、８…肉薄ベアリング、２１…チユーブ、２
１ａ…分岐チユーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工業用ロボツトの水平軸回りに夫々旋回揺動
   駆動される複数のアームの略全体を共通の連続的
   な可撓気密性のフードで気密状に覆うとともに、
   手首部を気密性のジヤバラ状フードで覆い、上記
   ジヤバラ状フードのアーム側基端部を手首部を支
   持する手首支持アームの先端部にまたジヤバラ状
   フードの先端部を手首先端の出力動作部材に夫々
   ベアリングを介して回転自在に取付け、上記工業
   用ロボツトの胴及び複数のアーム内に亙つて乾燥
   加圧気体供給源に接続されたチユーブを配設して
   上記チユーブによりアーム内及びジヤバラ状フー
   ド内へ乾燥加圧気体を供給するように構成したこ
   とを特徴とする工業用ロボツトの防塵防液構造。