JPH0459116B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の技術分野〕 本発明は、多関節型クリーンロボツトにおける
回転部分からの塵埃の発生を防止するための防塵
装置に関する。

〔発明の背景および従来技術〕

産業用ロボツトは、元々特殊な環境での作業を
進めるために開発されたが、今日では、クリーン
ルーム内の作業にも応用されている。

このような産業用ロボツトがクリーンルーム内
で利用されるとき、関節の回転部分、あるいはロ
ボツトの基体部分の摺動部分に十分な防塵対策が
必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、このような防塵対策は、もつぱら、最も
安価なオイルシールによつて行われている。とこ
ろが、この種のオイルシールでは、リツプの摩耗
およびその呼吸作用があるため、十分な防塵対策
は不可能となる。

一方、これに代わる対策として、磁気軸受けや
磁性流体軸受け等が考えられる。しかし、これら
の軸受けは、特殊な軸受けであるため、産業用ロ
ボツト等の関節部分の組み込み用として簡易性に
欠け、さらには高価となつてしまい、実用化の点
で問題を残す。

〔発明の目的〕

ここに、本発明の目的は、多関節型クリーンロ
ボツトの回転部分からの発塵を防止し、特殊な作
業環境、例えばクリーンルーム内の装置に用いら
れうる防塵装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明は、旋回部分を行う第１のアー
ムに第２のアームの中空軸を回転可能に支持する
ようにした多関節型クリーンロボツトにおける回
転部分の防塵装置において、前記第１のアームと
第２のアームとをカバーによつて閉じるようにす
る一方、前記中空軸を前記第１のアームとの間で
軸受するベアリングよりも外側にシール材を設け
ると共に、該シール材の外側にポケツト部を形成
し、このポケツト部を前記第１のアーム側に形成
された連通路、前記カバー内部に設けられた配管
継手およびチユーブによつて前記カバー内部を介
して吸気手段に連結するようにしている。ここ
で、この吸気手段は、回転運動あるいは摺動運動
中に、負圧空気流によつて、その部分で発生する
塵埃を吸引し、クリーンルーム内等の作業場に飛
散しないようにする。したがつて、このような防
塵装置によると、特殊な軸受けが必要とされず、
またシール材の部分が外部に連通していても、そ
の部分からの外部への塵埃の流出が確実に防止で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例の構成を多関節型クリ
ーンロボツトに組み込んだ場合について、図面に
基づいて具体的に説明する。

多関節型クリーンロボツト１は、基台２の支持
スタンド３に対し上下動自在に支持されている。
この支持スタンド３は、中空体であり、内部の送
りねじユニツト等によつて、スライダー４を上下
動自在に支持している。このスライダー４は、そ
の上端部で、第１のケーシング５、第２のケーシ
ング６、および第３のケーシング７を組み合わせ
状態で固定している。これらのケーシング５，
６，７は、側面から見て、コ字状に組み合わせら
れており、その内部で第１アーム１１の駆動用の
モータ８、第２アーム１２の駆動用のモータ９お
よび第２アーム１２の先端に設けられた作業用の
中空軸１３を駆動するためのモータ１０を収納し
ている。

前記モータ８は、ケーシング５，６の連結部分
で、下向きに取り付けられており、タイミングベ
ルト・プーリ１７により減速機１４の入力側に連
結されている。この減速機１４は、ハーモニツク
ドライブ式のものであり、第１のケーシング５に
対し、第１アーム１１の垂直な回転中心と同一の
軸線上で取り付けられ、その出力側で、直接、第
１アーム１１の下面に取り付けられている。また
この第１アーム１１の上面側は、中空軸１８によ
り、ケーシング７の軸受け部分に対し、第１アー
ム１１の回転中心上で、回動自在に支持されてい
る。なお、この第１アーム１１は、上下の面で開
口しており、上カバー１９、および下カバー２０
によつて、閉じられており、先端の下面側に形成
された軸受け部分で、垂直方向の軸線を中心とし
て、中空軸２１を回動自在に支持し、その中空軸
２１の下端部分で第２アーム１２の一端を保持し
ている。また、この第２アーム１２は、第１アー
ム１１と同様に、上カバー２２、下カバー２３に
よつて、閉じられており、先端の下面側の軸受け
部分で、前記中空軸１３を垂直方向に回転自在に
支持している。この中空軸１３は、下面の取り付
けプレート２４によつて、チヤツク等の作業部材
に取り付けられる。

一方、前記モータ９，１０は、それぞれ減速機
１５，１６の入力側に取り付けられており、また
それぞれの減速機１５，１６は、第１アーム１１
の回転の中心線を境として、それらの逆側に配置
されており、ケーシング６，７の連結部分で、取
り付け板２５により上向きに取り付けられてい
る。そして、第２アーム１２の駆動用の減速機１
５の回転は、タイミングベルト・プーリ２６によ
り、前記中空軸１８の内部におさめられた中空軸
２７に伝達される。この中空軸２７は、中空軸１
８に対し、玉軸受により同心的で、回転自在に支
持されており、その回転は、第１アーム１１の内
部におさめられたタイミングベルト・プーリ２８
により、前記中空軸２１に伝達され、最終的に第
２アーム１２の360度の回転運動として伝達され
る。また、中空軸１３駆動用の減速機１６の出力
側の回転は、同様にタイミングベルト・プーリ２
９により、中空軸２７の内部に同心的におさめら
れた中空軸３０に伝達される。この中空軸３０
は、中空軸２７の内部で、玉軸受により回転自在
に支持されており、その回転は、下方のタイミン
グベルト・プーリ３１により第１アーム１１の中
間部分に設けられた中空軸３２に伝達される。こ
の中空軸３２は、第１アーム１１と一体的に形成
された軸受けハウジングに対し、玉軸受によつ
て、回転自在に支持されており、その上端部分の
タイミングベルト・プーリ３３によつて、中空軸
２１の内部に同心的におさめられた中空軸３４の
上端に伝達される。この中空軸３４は、玉軸受に
よつて中空軸２１に対し回転自在に支持されてお
り、その回転は、下端部分のタイミングベルト・
プーリ３５により、作業用の中空軸１３に伝達さ
れる。上記タイミングベルト・プーリ２８，３５
は、ベルト部分の緩みを吸収するために、それぞ
れテンシヨンプーリ３６，３７を経てプーリ間に
巻き掛けられている。

なおケーシング５の下面は、カバー３８によつ
て閉じられており、またケーシング７の上面は、
３つのカバー３９，４０によつてそれぞれふさが
れている。この１つのカバー３９は、中空軸１
８，２７，３０の中心線上で、回転位置検出器４
１を固定している。この回転位置検出器４１の検
出端は、第１アーム１１の回転位置を検出するた
めに、中心軸４２に連結され、第１アーム１１の
下カバー２０の上面に固定されている。

また、第１アーム１１、第２アーム１２および
ケーシング５，６，７は、内部空間で、電線４
３、および吸引手段としてのチューブ４４を必要
な位置まで案内するために、ガイド部材４５を収
納している。これらのガイド部材４５は、適当な
位置で、ロッド４６によりそれぞれのケーシング
７あるいは第１アーム１１、第２アーム１２に固
定されている。これらのガイド部材４５は、それ
ぞれ中空軸３０，３２，３４の部分で窪み状の案
内孔４７を形成している。したがつて、電線４３
およびチユーブ４４は、この案内孔４７および中
間軸３０，３２，３４の内部を通つて、必要な位
置に案内される。なお第２アーム１２の内部のガ
イド部材４５は、左右の両淵部で立ち上がり壁４
８を形成し、電線４３またはチユーブ４４をタイ
ミングベルト・プーリ３５の内側を通つて中空軸
２１の内部に導いている。この電線４３は、給電
用のものであり、またチユーブ４４は、以下に詳
記するように、関節部分換言すると、回転部分の
発塵を防止するための吸気に用いられる。

次に、第３図および第４図は、本発明の要部、
即ち回転部分の防塵装置を示している。

まず、第３図は、第１アーム１１と第２アーム
１２との間の回転部分を示している。前記中空軸
２１は、第１アーム１１の先端部分でベアリング
４９により回転自在に支持されている。そしてこ
のベアリング４９は、第１アーム１１の下面側に
取り付けられたベアリングカバー５０によつて抜
け止め状態となつている。このベアリングカバー
５０は、外周Ｏ−リング５１を介在させた状態
で、第１アーム１１の軸受け部分に密着してお
り、また内周部分で、オイルシールなどのシール
部材５２によつて中空軸２１の外周面に間接的に
接し、さらに、その近くの下方部分で、環状のポ
ケツト部５３を一体的に形成している。このポケ
ツト部５３は、ベアリングカバー５０に形成され
た連通路５４、第１アーム１１の軸受け部分に形
成された連通路５５および配管継手５６によつ
て、前記チユーブ４４に接続されている。なお連
通路５４，５５の間に、Ｏ−リング５７が介在し
ている。

次に、第４図は、中空軸１３における回転部分
の防塵装置を示している。

この中空軸１３は、分割されており、その分割
部分でベアリング５８により、軸受け筒５９に対
し回転自在に支持されている。この軸受け筒５９
は、外周部分で、第２アーム１２の軸受け部、お
よびシールカバー６１に対しＯ−リング６０を介
在させながら密着状態で固定されている。そして
このシールカバー６１は、内周面で、オイルシー
ルなどのシール部材６２を保持しており、またそ
の外側部分でポケツト部６３を一体的に形成して
いる。このポケツト部６３は、第３図と同様に、
連通路６４，６５，６６および配管継手６７を経
てチユーブ４４に接続されている。もちろん接合
部にＯ−リング６８が介在されている。

ここで第３図および第４図においても、ポケツ
ト部５３，６３は、対応のシール部材５２，６２
よりも外側、つまりそれぞれのシール部材５２，
６２との外側の空間との間に形成されている。

そして、これらの防塵装置は、その他の回転部
分、すなわちケーシング７と一番外側の中空軸１
８との間や、減速機１４の固定側のケーシング部
分と、第１アーム１１との連結部分、さらに基台
２とスタイダ−４との軸線方向の摺動部分にも前
記実施例とほぼ同様の構造で組み込まれる。しか
し、第２図は、複雑化を避けるため、概略的に示
している。

〔発明の作用〕

次に、前記多関節型クリーンロボツト１の動作
を発明の作用とともに説明する。

多関節型クリーンロボツト１の運転に際し、ス
ライダー４は、予め送りユニツトによつて適当な
高さに設定される。この状態で、モータ８，９，
１０を駆動することによつて、第１アーム１１、
第２アーム１２および中空軸１３は、所定の作業
に必要な旋回運動および回転運動を行う。すなわ
ち、モータ８が回転すると、その回転は、減速機
１４で減速され、第１アーム１１に伝達されるた
め、第１アーム１１は、中空軸１８の軸線を中心
として、水平面上で旋回運動を行う。また、モー
タ９が回転すると、その回転は、タイミングベル
ト・プーリ２６、中空軸２７、タイミングベル
ト・プーリ２８および中空軸２１を介して、第２
アーム１２に伝達される。したがつて、この第２
アーム１２は、その中空軸２１の中心線を回転中
心として、水平面上で360度の旋回運動を行う。
これらの第１アーム１１および第２アーム１２の
旋回運動によつて、先端の中空軸１３は、水平面
上で必要な作業位置に高い精度のもとに移動す
る。なおタイミングベルト・プーリ１７，２６，
２８，２９，３１，３３，３５等のバツクラツシ
は、クローズドループ系のフイードバツク制御に
よつて補正できる。

一方、モータ１０が回転すると、その回転は、
タイミングベルト・プーリ２９、中空軸３０、タ
イミングベルト・プーリ３１、中間の中空軸３
２、タイミングベルト・プーリ３３、中空軸３４
およびタイミングベルト・プーリ３５を経て作業
用の中空軸１３に伝達される。ここで、作業用の
中空軸１３は、取り付けプレート２４に回転運動
を与え、それに取り付けられたチヤツクなどによ
り、必要な作業を行う。

このような動作中に、吸引手段すなわちチユー
ブ４４は、常に負圧空気流によつて、ポケツト部
５３，６３の部分の空気を吸い込んでいる。この
ため、シール部材５２，６２のリツプ部分の摩耗
や、その呼吸作用によつて、塵埃が発生したとし
ても、それは、その吸引空気によつて、直ちに多
関節型クリーンロボツト１の内部に吸引され、チ
ユーブ４４を経て、所定の位置に導かれる。この
ため、回転部分や摺動部分に塵埃が発生したとし
ても、クリーンルーム等の室内側に飛散せず、必
要な作業環境が確保できることになる。

〔発明の変形例〕

前記実施例は、シール部材５２，６２としての
オイルシールを示しているが、このシール部材５
２，６２は、Ｏ−リングやラビリンスパツキン等
であつてもよい。

また、ポケツト部５３，６３は、１つに限ら
ず、２以上並べて形成してもよく、そのようにす
れば、クリーン度は、一層向上する。

また、前記実施例は、基台２および支持スタン
ド３を床面等に取り付けることを予定して設計さ
れている。しかし、この多関節型クリーンロボツ
ト１は、構造的には上下を逆の方向とし、基台２
を天井面に向けて取り付けて用いることもでき
る。

〔発明の効果〕

本発明では、旋回運動を行う第１のアームに第
２のアームの中空軸を回転可能に支持するように
した多関節型クリーンロボツトにおける回転部分
の防塵装置において、第１のアームと第２のアー
ムとをカバーによつて閉じるようにする一方、第
２のアームの中空軸を第１のアームとの間で軸受
するベアリングよりも外側にシール材を設けると
共に、該シール材の外側にポケツト部を形成し、
このポケツト部を上記第１のアーム側に形成され
た連通路、前記カバー内部に設けられた配管継手
およびチユーブによつて前記カバー内部を介して
吸気手段に連結するように構成したため、回転部
分に塵埃が発生したとしても外部のクリーンルー
ム内に飛散せず、カバー内部である連通路、配管
継手およびチユーブの内部を通つて吸引手段に吸
引し、クリーンルームの外部に塵埃を排出するこ
とができる。

したがつて、本発明の多関節型クリーンロボツ
トにおける回転部分の防塵装置は、クリーンルー
ム内で、クリーン度を確保する特殊な作業環境中
の多関節型クリーンロボツトの関節部分の防塵対
策として有効である。

また、配管継手やチユーブはアームを閉じるケ
ース内に配設されているから、アームの外部にチ
ユーブを配設するものに比べアームの動きによつ
てチユーブが破損される危険がなく、より精度の
高いクリーン度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節型クリーンロボツトの平面図、
第２図は多関節型クリーンロボツトの一部の垂直
断面図、第３図および第４図は本発明の防塵装置
の一部の拡大断面図である。 １……多関節型クリーンロボツト、２……基
台、３……支持スタンド、５，６，７……ケーシ
ング、８，９，１０……モータ、１１……第１ア
ーム、１２……第２アーム、１３，１８，２１，
２７，３０，３２，３４……中空軸、１４，１
５，１６……減速機、１７，２６，２８，２９，
３１，３３，３５……タイミングベルト・プー
リ、４……回転位置検出器、４４……吸気手段と
してのチユーブ、４５……ガイド部材、５０……
ベアリングカバー、５２，６２……シール部材、
５３……ポケツト部、５４，５５，６４，６５，
６６……連通路、５６，６７……配管継手、５９
……軸受け筒、６１……シールカバー、６３……
ポケツト部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 旋回運動を行う第１のアームに第２のアーム
   の中空軸を回転可能に支持するようにした多関節
   型クリーンロボツトにおける回転部分の防塵装置
   において、前記第１のアームと第２のアームとを
   カバーによつて閉じるようにする一方、前記中空
   軸を前記第１のアームとの間で軸受するベアリン
   グよりも外側にシール材を設けると共に、該シー
   ル材の外側にポケツト部を形成し、このポケツト
   部を前記第１のアーム側に形成された連通路、前
   記カバー内部に設けられた配管継手およびチユー
   ブによつて前記カバー内部を介して吸気手段に連
   結したことを特徴とする多関節型クリーンロボツ
   トにおける回転部分の防塵装置。