WO2018021178A1 - 産業用ロボット - Google Patents

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WO2018021178A1
WO2018021178A1 PCT/JP2017/026444 JP2017026444W WO2018021178A1 WO 2018021178 A1 WO2018021178 A1 WO 2018021178A1 JP 2017026444 W JP2017026444 W JP 2017026444W WO 2018021178 A1 WO2018021178 A1 WO 2018021178A1
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WO
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bearing
housing
rotating shaft
magnetic fluid
arm
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Ceased
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PCT/JP2017/026444
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English (en)
French (fr)
Inventor
矢澤　隆之
志村　芳樹
陽介 高瀬
啓太 粟野
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
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Priority to KR1020197002066A priority patent/KR102158254B1/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/06—Program-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/02—Program-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Program-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/50—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall
    • F16J15/52—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall by means of sealing bellows or diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to an industrial robot used in a vacuum, for example.
  • Patent Document 1 an industrial robot that conveys a substrate in a vacuum is known (for example, see Patent Document 1).
  • the industrial robot described in Patent Document 1 includes a hand on which a substrate is mounted, an arm to which the hand is connected to the distal end side, a main body part to which the base end side of the arm is connected, and an elevating mechanism for raising and lowering the main body part It has.
  • the arm is composed of two arm parts, a first arm part and a second arm part.
  • the main body includes a hollow rotating shaft to which the base end side of the arm is fixed, a speed reducer having an output shaft to which the hollow rotating shaft is coupled, and a substantially cylindrical holding member disposed on the outer peripheral side of the hollow rotating shaft. And a member.
  • the case body of the reduction gear is fixed to the holding member, and the holding member is fixed to the frame of the main body.
  • a bearing that rotatably supports the hollow rotating shaft is disposed between the outer peripheral surface of the hollow rotating shaft and the inner peripheral surface of the holding member in the main body. Yes.
  • the bearings are arranged at two locations with a predetermined interval in the axial direction of the hollow rotating shaft.
  • a magnetic fluid seal is disposed between the outer peripheral surface of the hollow rotating shaft and the inner peripheral surface of the holding member to prevent the outflow of air to the vacuum region.
  • a bellows for preventing the outflow of air to the vacuum region is disposed on the outer peripheral side of the holding member. The upper end of the bellows is fixed to the upper end of the case body in which the main body and the lifting mechanism are accommodated, and the lower end of the bellows is fixed to the lower end of the holding member.
  • the connecting portion (joint portion) between the arm and the hand, and the connecting portion (joint portion) between the first arm portion and the second arm portion are a reduction gear and a hollow. And a rotating shaft.
  • the hand is fixed to the upper end of the hollow rotating shaft
  • the second arm portion is fixed to the upper end of the hollow rotating shaft.
  • the lower end of the hollow rotating shaft is fixed to the output shaft of the speed reducer.
  • the output shaft of the speed reducer is rotatably supported by a bearing disposed between the output shaft of the speed reducer and the case body of the speed reducer.
  • the hollow rotating shaft is rotatably supported by the bearing via the output shaft of the speed reducer.
  • the case body of the speed reducer is fixed to the holding member.
  • the holding member In the connecting portion between the arm and the hand, the holding member is fixed to the distal end side of the arm (specifically, the distal end side of the second arm portion), and in the connecting portion between the first arm portion and the second arm portion, The holding member is fixed to the distal end side of the first arm portion.
  • a magnetic fluid seal is disposed between the outer peripheral surface of the hollow rotating shaft and the inner peripheral surface of the holding member to prevent the outflow of air to the vacuum region.
  • the magnetic fluid seal includes, for example, a magnet and a pole piece arranged so as to sandwich the magnet in the axial direction of the hollow rotating shaft.
  • the magnet and the pole piece are fixed to the holding member via a magnetic fluid seal housing.
  • the pole piece is formed in an annular shape, and the inner peripheral surface of the pole piece is opposed to the outer peripheral surface of the hollow rotating shaft via a predetermined gap.
  • the hollow rotating shaft is formed of a magnetic member, and a magnetic fluid is held in a gap between the inner peripheral surface of the pole piece and the outer peripheral surface of the hollow rotating shaft.
  • the hollow rotating shaft may be inclined with respect to the bearing that supports the hollow rotating shaft.
  • the gap between the inner peripheral surface of the pole piece of the magnetic fluid seal and the outer peripheral surface of the hollow rotating shaft changes, and the inner peripheral surface of the pole piece and the hollow rotating shaft The magnetic fluid cannot be held between the outer peripheral surface and the magnetic fluid seal may not function.
  • the hand or the like collides with a structure or the like around the industrial robot during the operation of the industrial robot, in particular, the connecting portion between the arm and the hand, the first arm portion and the first arm portion.
  • the hollow rotating shaft may receive an impact, and the hollow rotating shaft may be momentarily inclined with respect to the bearing supporting the hollow rotating shaft.
  • the magnetic fluid seal may be impacted and the magnetic fluid seal may be damaged.
  • an industrial robot of the present invention includes an arm, a rotation shaft to which the base end side of the arm is fixed, a bearing that rotatably supports the rotation shaft, and a bearing that holds the bearing.
  • a pole piece whose peripheral surface faces the outer peripheral surface of the rotating shaft, a magnetic fluid held between the inner peripheral surface of the pole piece and the outer peripheral surface of the rotating shaft, a housing for holding the magnet and the pole piece, A second bearing disposed between the outer peripheral surface of the rotation shaft and the housing so that the rotation shaft can be relatively rotated with respect to the housing;
  • an industrial robot of the present invention includes an arm composed of a plurality of arm parts that are rotatably connected to each other, a hand that is rotatably connected to the tip side of the arm, A rotating shaft to which the arm portion or the hand is fixed, a bearing that rotatably supports the rotating shaft, a bearing holding member that holds the bearing, and a magnetic fluid seal device that is disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft
  • the magnetic fluid seal device includes a magnet, a pole piece formed in an annular shape and having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the rotating shaft, and a pole piece The magnetic fluid held between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotating shaft, the housing holding the magnet and the pole piece, and the rotating shaft so that the rotating shaft can be rotated relative to the housing. Between the outer peripheral surface and the housing. And the seal holding member holds the housing so that the housing tilts following the inclination of the rotation shaft when the rotation shaft is inclined with respect to the bearing. It is characterized by.
  • the second bearing is disposed between the housing of the magnetic fluid seal device and the outer peripheral surface of the rotating shaft.
  • the seal holding member that holds the magnetic fluid seal device holds the housing so that the housing tilts following the tilt of the rotating shaft when the rotating shaft tilts with respect to the bearing. . Therefore, in the present invention, even if the rotation shaft is inclined with respect to the bearing, it is possible to suppress the fluctuation amount of the gap between the inner peripheral surface of the pole piece held by the housing and the outer peripheral surface of the rotation shaft. . Therefore, in the present invention, even if the rotation shaft is inclined with respect to the bearing, it is possible to appropriately hold the magnetic fluid between the inner peripheral surface of the pole piece and the outer peripheral surface of the rotation shaft. As a result, it is possible to maintain the function of the magnetic fluid seal device.
  • the seal holding member that holds the magnetic fluid seal device holds the housing so that the housing tilts following the tilt of the rotating shaft when the rotating shaft tilts with respect to the bearing. Therefore, even if the rotation shaft is subjected to an impact and is momentarily inclined with respect to the bearing, the magnetic fluid seal device is less likely to receive the impact. Therefore, in the present invention, even if the rotating shaft receives an impact and is momentarily inclined with respect to the bearing, damage to the magnetic fluid seal device can be prevented.
  • the seal holding member is, for example, a bellows disposed so as to cover the outer peripheral side of the rotating shaft, and the housing is fixed to one end of the bellows.
  • the bellows is deformed so that the housing is inclined following the inclination of the rotation shaft.
  • the magnetic fluid seal device receives an impact because the bellows is deformed so that the housing tilts following the tilt of the rotating shaft when the rotating shaft is momentarily greatly tilted with respect to the bearing. It becomes difficult.
  • the industrial robot includes a reduction gear having an output shaft to which a rotation shaft is connected, and the bearing is built in the reduction device and constitutes a part of the reduction gear and rotatably supports the output shaft.
  • a bearing holding member is a case body of a reduction gear. If comprised in this way, it will become possible to use the commercially available standard reduction gear with a built-in bearing for an industrial robot as it is. Therefore, the assembly process of the industrial robot can be simplified, and the cost of the industrial robot can be reduced.
  • the industrial robot includes a rotation prevention member that prevents the rotation shaft and the housing from rotating together, and the rotation prevention member is formed of an elastic body and is connected to the housing and the bearing holding member. preferable.
  • the rotation shaft is rotatably supported. Even if the rotation shaft is tilted with respect to the bearing, the function of the magnetic fluid seal device can be maintained. Further, in the present invention, in an industrial robot including a magnetic fluid seal device disposed on the outer peripheral side of a rotation shaft to which the base end side or the like of the arm is fixed, the rotation shaft receives an impact, and the rotation shaft is Even when the bearing is supported so as to be pivotable, the magnetic fluid seal device can be prevented from being damaged even if it is momentarily inclined.
  • (A) is a top view
  • (B) is a side view.
  • It is sectional drawing for demonstrating the internal structure of the E section of FIG. It is an enlarged view of the F section of FIG.
  • FIG. 1A and 1B are views of an industrial robot 1 according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the internal structure of the portion E in FIG.
  • the industrial robot 1 (hereinafter referred to as “robot 1”) of the present embodiment is for transporting a glass substrate (not shown, hereinafter referred to as “substrate”) for an organic EL (organic electroluminescence) display. It is a robot.
  • the robot 1 is a robot suitable for transporting a relatively large substrate.
  • the robot 1 is used by being incorporated in an organic EL display manufacturing system.
  • This manufacturing system includes, for example, a transfer chamber disposed at the center and a plurality of process chambers disposed so as to surround the transfer chamber, and the inside of the transfer chamber and the process chamber is in a vacuum.
  • a part of the robot 1 is disposed inside the transfer chamber.
  • the robot 1 includes a hand 3 on which a substrate is mounted, an arm 4 to which the hand 3 is pivotably connected to a distal end side, and a main body 5 to which a proximal end side of the arm 4 is pivotally connected. Yes.
  • the robot 1 also includes a lifting mechanism (not shown) that lifts and lowers the main body 5.
  • the lifting mechanism and the main body 5 are accommodated in a substantially bottomed cylindrical case body 7.
  • a flange 8 formed in a disc shape is fixed to the upper end of the case body 7.
  • a through hole in which the upper end side portion of the main body 5 is disposed is formed at the center of the flange 8.
  • the hand 3 and the arm 4 are arranged on the upper side of the main body 5. Further, the hand 3 and the arm 4 are disposed on the upper side of the flange 8. As described above, a part of the robot 1 is disposed inside the transfer chamber. Specifically, a portion of the robot 1 above the lower end surface of the flange 8 is disposed inside the transfer chamber. That is, the part above the lower end surface of the flange 8 of the robot 1 is disposed in the vacuum region VR, and the hand 3 and the arm 4 are disposed in a vacuum. On the other hand, the portion of the robot 1 below the lower end surface of the flange 8 is disposed in the atmospheric region AR (in the atmosphere).
  • the hand 3 includes a base 10 connected to the arm 4 and four forks 11 on which a substrate is mounted.
  • the fork part 11 is formed in a straight line.
  • two fork parts 11 are arranged in parallel with a predetermined distance from each other.
  • the two fork portions 11 are fixed to the base portion 10 so as to protrude from the base portion 10 to one side in the horizontal direction.
  • the remaining two fork portions 11 are fixed to the base portion 10 so as to protrude from the base portion 10 toward the opposite side of the two fork portions 11 protruding from the base portion 10 to one side in the horizontal direction.
  • the arm 4 is composed of two arm parts, a first arm part 13 and a second arm part 14.
  • the base end side of the first arm portion 13 is connected to the main body portion 5.
  • the proximal end side of the second arm portion 14 is rotatably connected to the distal end side of the first arm portion 13. That is, the 1st arm part 13 and the 2nd arm part 14 are connected so that rotation is mutually possible.
  • the hand 3 is rotatably connected to the distal end side of the second arm portion 14.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion F in FIG.
  • the main body 5 includes a rotation shaft 15 to which the base end side of the arm 4 (that is, the base end side of the first arm portion 13) is fixed, a motor (not shown) that rotates the rotation shaft 15, and the motor.
  • a speed reducer 16 that decelerates the rotation of the motor and transmits it to the first arm portion 13, and a main body frame 17 of the main body portion 5.
  • the main body 5 includes a magnetic fluid seal device 18 disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft 15 and a bellows 19 disposed so as to cover the outer peripheral side of the rotating shaft 15.
  • the main body 5 includes a rotation preventing member 20 that prevents a rotation of a housing 31 (described later) constituting the magnetic fluid sealing device 18 and a rotation shaft 15.
  • the main body frame 17 is formed, for example, in a cylindrical shape with a bottom whose upper end is open.
  • the rotation shaft 15 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the rotation shaft 15 is formed of a magnetic member.
  • a lower surface on the base end side of the first arm portion 13 is fixed to the upper end of the rotation shaft 15.
  • a part of the rotation shaft 15 is disposed in a through hole formed in the flange 8.
  • the rotation shaft 15 of this embodiment is formed by fixing three substantially cylindrical shaft portions that are divided in the vertical direction.
  • the reducer 16 is a hollow reducer in which a through hole is formed in the center in the radial direction.
  • the reduction gear 16 is disposed so that the axial center of the through hole of the reduction gear 16 and the axial center of the rotation shaft 15 coincide.
  • the speed reducer 16 of this embodiment is an eccentric oscillating speed reducer (RV speed reducer).
  • the speed reducer 16 includes an input gear 21, a bearing 22 that rotatably supports the input gear 21, an output shaft 23 to which the rotating shaft 15 is coupled, a bearing 24 that rotatably supports the output shaft 23, And a case body 25 in which these components are accommodated.
  • a cylindrical member 26 formed in a cylindrical shape is disposed on the inner peripheral side of the speed reducer 16.
  • the reduction gear 16 may be a reduction gear other than the RV reduction gear.
  • the case body 25 is fixed to the main body frame 17.
  • the bearing 22 is, for example, a ball bearing.
  • the inner ring of the bearing 22 is fixed to the input gear 21, and the outer ring of the bearing 22 is fixed to the case body 25.
  • the bearing 22 is arrange
  • a motor that rotates the rotation shaft 15 is connected to the input gear 21 via a pulley and a belt.
  • the cylindrical member 26 is disposed on the inner peripheral side of the input gear 21. A lower end portion of the cylindrical member 26 is fixed to the case body 25.
  • the lower end of the rotating shaft 15 is fixed to the upper end of the output shaft 23.
  • the power input to the input gear 21 is decelerated and transmitted to the output shaft 23.
  • the bearing 24 is, for example, a ball bearing.
  • the outer ring of the bearing 24 is fixed to the output shaft 23, and the inner ring of the bearing 24 is fixed to the case body 25.
  • the bearing 24 is arrange
  • the bearing 24 rotatably supports the output shaft 23, and the rotation shaft 15 is fixed to the output shaft 23. That is, the bearing 24 supports the rotation shaft 15 so as to be rotatable.
  • the bearing 24 is built in the speed reducer 16 and constitutes a part of the speed reducer 16.
  • the case body 25 of this embodiment is a bearing holding member that holds the bearing 24.
  • the magnetic fluid seal device 18 is provided to prevent the outflow of air to the vacuum region VR.
  • the magnetic fluid seal device 18 is disposed on the outer peripheral side of the lower end portion of the rotating shaft 15.
  • the magnetic fluid sealing device 18 is disposed on the inner peripheral side of the upper end portion of the main body frame 17. Further, the magnetic fluid sealing device 18 is disposed above the speed reducer 16.
  • the magnetic fluid seal device 18 includes a plurality of magnets 28, a plurality of pole pieces 29 that are formed in an annular shape and whose inner peripheral surface faces the outer peripheral surface of the rotating shaft 15, and pole pieces 29
  • the magnetic fluid 30 held between the inner peripheral surface of the rotary shaft 15 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 15, the housing 31 holding the plurality of magnets 28 and the pole piece 29, and the relative rotation of the rotary shaft 15 with respect to the housing 31.
  • a bearing 32 as a second bearing disposed between the outer peripheral surface of the rotating shaft 15 and the housing 31 is provided.
  • the magnet 28, the pole piece 29, and the magnetic fluid 30 are not shown.
  • the magnet 28 is a permanent magnet.
  • the magnet 28 is formed in an annular shape, for example, and is disposed so as to surround the rotating shaft 15.
  • the magnet 28 is magnetized so that the magnetic pole on the upper surface and the magnetic pole on the lower surface are different.
  • the pole piece 29 is made of a magnetic member such as a magnetic steel plate.
  • the pole piece 29 is arranged so as to sandwich each of the plurality of magnets 28 in the vertical direction (the axial direction of the rotation shaft 15). Further, the pole piece 29 is formed in an annular shape, for example, and is disposed so as to surround the rotating shaft 15. A certain gap is formed between the inner peripheral surface of the pole piece 29 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 15.
  • a magnetic path that passes through the magnet 28, the pole piece 29, and the rotating shaft 15 is formed by the action of the magnet 28, and is formed in a gap between the inner peripheral surface of the pole piece 29 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 15. As described above, the magnetic fluid 30 is held.
  • the housing 31 is formed in a substantially cylindrical shape with a flange having a flange 31a.
  • the housing 31 is arranged so that the axial center of the housing 31 formed in a substantially cylindrical shape coincides with the axial center of the rotating shaft 15.
  • the plurality of magnets 28 and the pole piece 29 are fixed to the inner peripheral surface on the upper end side of the housing 31.
  • An annular cover portion 31 b that covers the magnet 28 and the pole piece 29 from above is formed at the upper end of the housing 31.
  • the bearing 32 is disposed below the magnet 28 and the pole piece 29.
  • the bearing 32 is, for example, a ball bearing.
  • the outer ring of the bearing 32 is fixed to the inner peripheral surface on the lower end side of the housing 31, and the inner ring of the bearing 32 is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 15.
  • the bellows 19 is provided to prevent the outflow of air to the vacuum region VR.
  • the bellows 19 is formed in a cylindrical shape that can be expanded and contracted.
  • One end (lower end) of the bellows 19 is fixed to the upper surface of the flange portion 31 a of the housing 31. That is, the housing 31 is fixed to one end of the bellows 19.
  • the other end (upper end) of the bellows 19 is fixed to the flange 8.
  • the case body 7 accommodates an elevating mechanism that raises and lowers the main body 5.
  • the bellows 19 expands and contracts.
  • An O-ring 33 is disposed between the upper surface of the flange portion 31a and the lower end surface of the bellows 19 to prevent air from flowing out between the upper surface of the flange portion 31a and the lower end surface of the bellows 19. .
  • the housing 31 is fixed to the lower end of the bellows 19, and the magnetic fluid seal device 18 is held by the bellows 19 while being hung on the bellows 19.
  • the housing 31 is connected to the flange 8 via the bellows 19.
  • the bellows 19 is arranged so that the housing 31 is inclined following the inclination of the rotation shaft 15. Deform. That is, the bellows 19 holds the housing 31 so that the housing 31 tilts following the tilt of the rotating shaft 15 when the rotating shaft 15 tilts with respect to the bearing 24.
  • the bellows 19 of this embodiment is a seal holding member that holds the magnetic fluid sealing device 18.
  • the rotation stop member 20 is a spring member formed in a substantially L shape. That is, the rotation stop member 20 is formed of an elastic body. Specifically, the rotation preventing member 20 includes two plate springs 35 and 36 and a block-shaped connection member 37 that connects the two plate springs 35 and 36. The leaf springs 35 and 36 are formed in a flat plate shape. The plate spring 35 is disposed so that the thickness direction of the plate spring 35 and the vertical direction coincide with each other, and the plate spring 36 has the thickness direction of the plate spring 36 and the radial direction of the rotary shaft 15 matched. Has been placed.
  • the inner portion of the leaf spring 35 in the radial direction of the rotating shaft 15 is fixed to the flange portion 31 a of the housing 31, and the lower end portion of the leaf spring 36 is fixed to the inner peripheral side of the main body frame 17.
  • the outer portion of the leaf spring 35 and the upper end portion of the leaf spring 36 in the radial direction of the rotation shaft 15 are fixed to the connection member 37. That is, one end of the rotation stop member 20 formed in a substantially L shape is connected to the housing 31, and the other end of the rotation stop member 20 is connected to the main body frame 17. The other end of the rotation preventing member 20 is also connected to the case body 25 via the main body frame 17.
  • the rotation stop member 20 restricts the movement of the housing 31 in the circumferential direction of the rotation shaft 15.
  • the rotation preventing member 20 does not hinder the movement of the housing 31 following the tilt of the rotation shaft 15.
  • the rotating shaft 15 is deformed in the radial direction and the vertical direction.
  • the rotation stop member 20 may be a single leaf spring formed in a substantially L shape. Further, the rotation preventing member 20 may be configured by a spring member other than the leaf spring.
  • the bearing 32 is disposed between the inner peripheral surface of the housing 31 of the magnetic fluid sealing device 18 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 15. Further, in this embodiment, the housing 31 is fixed to the lower end of the bellows 19, and when the excessive load acts on the arm 4 and the rotation shaft 15 is inclined with respect to the bearing 24, the rotation shaft 15 is inclined. Following this, the bellows 19 is deformed so that the housing 31 tilts. Therefore, in this embodiment, even if the rotation shaft 15 is inclined with respect to the bearing 24, the fluctuation amount of the gap between the inner peripheral surface of the pole piece 29 held by the housing 31 and the outer peripheral surface of the rotation shaft 15 is suppressed. It becomes possible.
  • the magnetic fluid 30 can be appropriately held between the inner peripheral surface of the pole piece 29 and the outer peripheral surface of the rotation shaft 15. As a result, the function of the magnetic fluid sealing device 18 can be maintained.
  • the housing 31 is fixed to the lower end of the bellows 19 so that when the rotation shaft 15 is inclined with respect to the bearing 24, the housing 31 is inclined following the inclination of the rotation shaft 15. Since the bellows 19 is deformed, the hand 3 or the like collides with a structure or the like around the robot 1 during the operation of the robot 1, and the rotating shaft 15 receives an impact, and the rotating shaft 15 is instantaneously applied to the bearing 24. Even if it is greatly inclined, the magnetic fluid sealing device 18 is less susceptible to impact. Therefore, in this embodiment, even if the rotating shaft 15 receives an impact and is momentarily inclined with respect to the bearing 24, damage to the magnetic fluid seal device 18 can be prevented.
  • the main body 5 includes a rotation preventing member 20 that prevents the housing 31 and the rotation shaft 15 from rotating together, and the rotation prevention member 20 is arranged in the circumferential direction of the rotation shaft 15.
  • the movement is regulated. Therefore, in this embodiment, it is possible to prevent the bellows 19 from being twisted and prevent the bellows 19 from being fatigued.
  • the rotation shaft 15 is inclined with respect to the bearing 24, the radial direction and the vertical direction of the rotation shaft 15 are not affected by the movement of the housing 31 following the inclination of the rotation shaft 15. Since the rotation preventing member 20 is deformed, the rotation of the rotation shaft 15 and the housing 31 is prevented, and the rotation of the rotation shaft 15 with respect to the bearing 24 is prevented. It becomes possible to follow.
  • the bearing 24 that rotatably supports the rotating shaft 15 is built in the speed reducer 16 and constitutes a part of the speed reducer 16. Therefore, in this embodiment, a commercially available standard speed reducer 16 can be used for the robot 1 as it is. Therefore, in this embodiment, the assembly process of the robot 1 can be simplified, and the cost of the robot 1 can be reduced.
  • the robot 1 may not include a lifting mechanism that lifts and lowers the main body unit 5.
  • the main body 5 may not include the bellows 19.
  • the main body 5 does not include the bellows 19, for example, as shown in FIG. 4, the main body 5 has an O-ring 40 that contacts the upper surface of the flange 31 a of the housing 31 and a lower surface of the flange 31 a.
  • An O-ring 41 that contacts the annular seal contact portion 42a that opposes the upper surface of the flange 31a and crushes the O-ring 40, and an annular seal contact that opposes the lower surface of the flange 31a and crushes the O-ring 41
  • a seal contact member 42 having a portion 42b may be provided.
  • the seal contact member 42 is fixed to the flange 8.
  • the magnetic fluid seal device 18 is held by two O-rings 40 and 41. Further, in this case, when an excessive load acts on the arm 4 and the rotation shaft 15 is inclined with respect to the bearing 24, the O-ring is arranged so that the housing 31 is inclined following the inclination of the rotation shaft 15. 40 and 41 are deformed. That is, the O-rings 40 and 41 hold the housing 31 so that the housing 31 tilts following the tilt of the rotating shaft 15 when the rotating shaft 15 tilts with respect to the bearing 24. In this case, the O-rings 40 and 41 are seal holding members that hold the magnetic fluid sealing device 18.
  • the main body 5 includes the speed reducer 16, but the main body 5 rotates the rotating shaft 15 and a pulley fixed to the lower end of the rotating shaft 15 instead of the speed reducer 16. You may provide the pulley fixed to the output shaft of the motor to be made, and the belt spanned over these pulleys.
  • a bearing that rotatably supports the rotation shaft 15 is held by the main body frame 17 and directly supports the rotation shaft 15.
  • the main body frame 17 in this case is a bearing holding member that holds a bearing that rotatably supports the rotation shaft 15.
  • the main body 5 may not include the rotation stopper member 20. In this case, the bellows 19 prevents the rotation shaft 15 and the housing 31 from rotating together.
  • the connecting portion between the first arm portion 13 and the second arm portion 14 is substantially the same as the connecting portion between the arm 4 and the main body portion 5. It may be configured similarly.
  • the connecting portion between the first arm portion 13 and the second arm portion 14 is the second arm portion 14 (specifically, the base end side of the second arm portion 14). Is fixed to the distal end side of the first arm portion 13 and the case body 25 of the speed reducer 16 is fixed.
  • the frame 57 is provided.
  • the connecting portion between the first arm portion 13 and the second arm portion 14 is connected to the magnetic fluid seal device 18 disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft 15 and the outer peripheral side of the rotating shaft 15.
  • a bellows 19 arranged so as to cover.
  • the upper end of the bellows 19 is fixed to the frame 57.
  • the lower end of the bellows 19 is fixed to the upper surface of the flange 31 a of the housing 31, and the magnetic fluid seal device 18 is held by the bellows 19 while being hung from the bellows 19.
  • the rotation preventing member 20 may not be provided at the connecting portion between the first arm portion 13 and the second arm portion 14.
  • the anti-rotation member 20 may be provided at the connecting portion between the first arm portion 13 and the second arm portion 14.
  • the connecting portion between the hand 3 and the arm 4 (that is, the connecting portion between the hand 3 and the second arm portion 14) is shown in FIG.
  • You may comprise similarly to the connection part of the 1st arm part 13 and the 2nd arm part 14.
  • FIG. That is, the connecting portion between the hand 3 and the arm 4 is fixed to the distal end side of the rotary shaft 15 on which the hand 3 is fixed to the upper end, the speed reducer 16 that transmits power to the hand 3, and the second arm portion 14.
  • a frame 57 to which the case body 25 of the speed reducer 16 is fixed, a magnetic fluid sealing device 18 disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft 15, and a bellows disposed so as to cover the outer peripheral side of the rotating shaft 15. 19 may be provided.
  • the arm 4 is configured by one first arm part 13 and one second arm part 14, but as described in FIG.
  • the arm 4 may be configured by one first arm part and two second arm parts connected to the first arm part.
  • the center portion of the first arm portion is fixed to the upper end of the rotation shaft 15.
  • the robot 1 may include two arms whose base end side is rotatably connected to the main body 5.
  • the arm 4 may be comprised by the 3 or more arm part.
  • the object to be transported by the robot 1 is an organic EL display substrate, but the object to be transported by the robot 1 may be a glass substrate for a liquid crystal display, or a semiconductor. It may be a wafer or the like.
  • the robot 1 is a robot for conveying a conveyance target object, the robot 1 may be a robot used for another use.

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Abstract

本件は、この産業用ロボットは、アームの基端側が固定される回動軸（１５）と、回動軸を回動可能に支持する軸受（２４）と、回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置（１８）と、磁性流体シール装置を保持するシール保持部材（１９）とを備えている。磁性流体シール装置は、磁石およびポールピースを保持するハウジング（３１）と、ポールピースの内周面と回動軸の外周面との間に保持される磁性流体と、回動軸の外周面とハウジングとの間に配置される第２の軸受（３２）とを備えている。シール保持部材は、軸受（２４）に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにハウジングを保持している。これにより、アーム等が固定された回動軸を回動可能に支持する軸受（２４）に対して回動軸が傾いても、回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置の機能を維持することが可能となる。

Description

産業用ロボット
　本発明は、たとえば、真空中で使用される産業用ロボットに関する。
　従来、真空中で基板を搬送する産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットは、基板が搭載されるハンドと、ハンドが先端側に連結されるアームと、アームの基端側が連結される本体部と、本体部を昇降させる昇降機構とを備えている。アームは、第１アーム部と第２アーム部との２個のアーム部によって構成されている。本体部は、アームの基端側が固定される中空回動軸と、中空回動軸が連結される出力軸を有する減速機と、中空回動軸の外周側に配置される略円筒状の保持部材とを備えている。減速機のケース体は、保持部材に固定され、保持部材は、本体部のフレームに固定されている。
　特許文献１に記載の産業用ロボットでは、本体部において、中空回動軸の外周面と保持部材の内周面との間に、中空回動軸を回動可能に支持する軸受が配置されている。軸受は、中空回動軸の軸方向において所定の間隔をあけた状態で２箇所に配置されている。また、中空回動軸の外周面と保持部材の内周面との間には、真空領域への空気の流出を防ぐ磁性流体シールが配置されている。保持部材の外周側には、真空領域への空気の流出を防ぐためのベローズが配置されている。ベローズの上端は、本体部および昇降機構が収容されるケース体の上端部に固定され、ベローズの下端は、保持部材の下端部に固定されている。
　また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、アームとハンドとの連結部（関節部）、および、第１アーム部と第２アーム部との連結部（関節部）は、減速機と中空回動軸とを備えている。アームとハンドとの連結部では、中空回動軸の上端にハンドが固定され、第１アーム部と第２アーム部との連結部では、中空回動軸の上端に第２アーム部が固定されている。中空回動軸の下端は、減速機の出力軸に固定されている。減速機の出力軸は、減速機の出力軸と減速機のケース体との間に配置される軸受に回動可能に支持されている。すなわち、中空回動軸は、減速機の出力軸を介して軸受に回動可能に支持されている。減速機のケース体は、保持部材に固定されている。アームとハンドとの連結部では、保持部材は、アームの先端側（具体的には、第２アーム部の先端側）に固定され、第１アーム部と第２アーム部との連結部では、保持部材は、第１アーム部の先端側に固定されている。中空回動軸の外周面と保持部材の内周面との間には、真空領域への空気の流出を防ぐ磁性流体シールが配置されている。
　なお、磁性流体シールは、たとえば、磁石と、中空回動軸の軸方向で磁石を挟むように配置されるポールピースとを備えている。磁石およびポールピースは、磁性流体シールのハウジングを介して保持部材に固定されている。ポールピースは、円環状に形成されており、ポールピースの内周面は、所定の隙間を介して中空回動軸の外周面に対向している。また、中空回動軸は、磁性部材で形成されており、ポールピースの内周面と中空回動軸の外周面との間の隙間には、磁性流体が保持されている。
特開２０１４－１３１８２３号公報
　特許文献１に記載の産業用ロボットでは、基板の搬送時等にアームやハンドに過剰な負荷が作用すると、中空回動軸を支持する軸受に対して中空回動軸が傾くおそれがある。また、中空回動軸が傾くと、磁性流体シールのポールピースの内周面と中空回動軸の外周面との間の隙間が変動して、ポールピースの内周面と中空回動軸の外周面との間で磁性流体を保持することができなくなり、磁性流体シールが機能を果たさなくなるおそれがある。また、特許文献１に記載の産業用ロボットでは、産業用ロボットの動作時にハンド等が産業用ロボットの周辺の構造物等に衝突すると、特にアームとハンドとの連結部や第１アーム部と第２アーム部との連結部において、中空回動軸が衝撃を受けて、中空回動軸を支持する軸受に対して中空回動軸が瞬間的に大きく傾くおそれがある。また、中空回動軸が瞬間的に大きく傾くと、磁性流体シールが衝撃を受けて、磁性流体シールが損傷するおそれがある。
　なお、特許文献１に記載の産業用ロボットにおいて、剛性の高い軸受を使用したり、２箇所に配置される軸受の間隔を広くしたりすることで、回動中心軸の傾きを抑制することも可能であるが、この場合には、軸受が高価になって産業用ロボットが高価になったり、本体部が大型化して産業用ロボットが大型化したりする。
　そこで、本発明の課題は、アームの基端側等が固定される回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置を備える産業用ロボットにおいて、回動軸を回動可能に支持する軸受に対して回動軸が傾いたとしても、磁性流体シール装置の機能を維持することが可能な産業用ロボットを提供することにある。また、本発明の課題は、アームの基端側等が固定される回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置を備える産業用ロボットにおいて、回動軸が衝撃を受けて、回動軸を回動可能に支持する軸受に対して瞬間的に大きく傾いたとしても、磁性流体シール装置の損傷を防止することが可能な産業用ロボットを提供することにある。
　上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、アームと、アームの基端側が固定される回動軸と、回動軸を回動可能に支持する軸受と、軸受を保持する軸受保持部材と、回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置と、磁性流体シール装置を保持するシール保持部材とを備え、磁性流体シール装置は、磁石と、環状に形成されるとともに内周面が回動軸の外周面に対向するポールピースと、ポールピースの内周面と回動軸の外周面との間に保持される磁性流体と、磁石およびポールピースを保持するハウジングと、ハウジングに対する回動軸の相対回動が可能となるように回動軸の外周面とハウジングとの間に配置される第２の軸受とを備え、シール保持部材は、軸受に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにハウジングを保持していることを特徴とする。
　また、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、互いに回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームと、アームの先端側に回動可能に連結されるハンドと、アーム部またはハンドが固定される回動軸と、回動軸を回動可能に支持する軸受と、軸受を保持する軸受保持部材と、回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置と、磁性流体シール装置を保持するシール保持部材とを備え、磁性流体シール装置は、磁石と、環状に形成されるとともに内周面が回動軸の外周面に対向するポールピースと、ポールピースの内周面と回動軸の外周面との間に保持される磁性流体と、磁石およびポールピースを保持するハウジングと、ハウジングに対する回動軸の相対回動が可能となるように回動軸の外周面とハウジングとの間に配置される第２の軸受とを備え、シール保持部材は、軸受に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにハウジングを保持していることを特徴とする。
　本発明の産業用ロボットでは、磁性流体シール装置のハウジングと回動軸の外周面との間に第２の軸受が配置されている。また、本発明では、磁性流体シール装置を保持するシール保持部材は、軸受に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにハウジングを保持している。そのため、本発明では、軸受に対して回動軸が傾いても、ハウジングに保持されるポールピースの内周面と回動軸の外周面との隙間の変動量を抑制することが可能になる。したがって、本発明では、軸受に対して回動軸が傾いたとしても、ポールピースの内周面と回動軸の外周面との間で磁性流体を適切に保持することが可能になり、その結果、磁性流体シール装置の機能を維持することが可能になる。
　また、本発明では、磁性流体シール装置を保持するシール保持部材は、軸受に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにハウジングを保持しているため、回動軸が衝撃を受けて軸受に対して瞬間的に大きく傾いても、磁性流体シール装置は衝撃を受けにくくなる。したがって、本発明では、回動軸が衝撃を受けて軸受に対して瞬間的に大きく傾いたとしても、磁性流体シール装置の損傷を防止することが可能になる。
　本発明において、シール保持部材は、たとえば、回動軸の外周側を覆うように配置されるベローズであり、ハウジングは、ベローズの一端に固定されている。この場合には、軸受に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにベローズが変形する。また、回動軸が衝撃を受けて軸受に対して瞬間的に大きく傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにベローズが変形するため、磁性流体シール装置は衝撃を受けにくくなる。
　本発明において、産業用ロボットは、回動軸が連結される出力軸を有する減速機を備え、軸受は、減速機に内蔵され減速機の一部を構成するとともに出力軸を回動可能に支持し、軸受保持部材は、減速機のケース体であることが好ましい。このように構成すると、軸受が内蔵された市販の標準的な減速機をそのまま産業用ロボットに使用することが可能になる。したがって、産業用ロボットの組立工程を簡素化することが可能になるとともに、産業用ロボットのコストを低減することが可能になる。
　本発明において、産業用ロボットは、回動軸とハウジングとの共回りを防止する回転止め部材を備え、回転止め部材は、弾性体で形成され、ハウジングおよび軸受保持部材に連結されていることが好ましい。このように構成すると、軸受に対して回動軸が傾いたときに回動軸の傾きに追従してハウジングが傾くようにシール保持部材にハウジングが保持されていても、回動軸とハウジングとの共回りを防止することが可能になる。
　以上のように、本発明では、アームの基端側等が固定される回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置を備える産業用ロボットにおいて、回動軸を回動可能に支持する軸受に対して回動軸が傾いたとしても、磁性流体シール装置の機能を維持することが可能になる。また、本発明では、アームの基端側等が固定される回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置を備える産業用ロボットにおいて、回動軸が衝撃を受けて、回動軸を回動可能に支持する軸受に対して瞬間的に大きく傾いたとしても、磁性流体シール装置の損傷を防止することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 図１のＥ部の内部構造を説明するための断面図である。 図２のＦ部の拡大図である。 本発明の他の実施の形態にかかるシール保持部材の構成を説明するための断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる第１アーム部と第２アーム部との連結部の内部構造を説明するための断面図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
　（産業用ロボットの概略構成）
　図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図２は、図１のＥ部の内部構造を説明するための断面図である。
　本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ用のガラス基板（図示省略、以下、「基板」とする。）を搬送するためのロボットである。このロボット１は、比較的大型の基板の搬送に適したロボットである。ロボット１は、有機ＥＬディスプレイの製造システムに組み込まれて使用される。
　この製造システムは、たとえば、中心に配置されるトランスファーチャンバーと、トランスファーチャンバーを囲むように配置される複数のプロセスチャンバーとを備えており、トランスファーチャンバーおよびプロセスチャンバーの内部は、真空になっている。トランスファーチャンバーの内部には、ロボット１の一部が配置されている。ロボット１を構成する後述のフォーク部１１がプロセスチャンバー内に入り込むことで、ロボット１は、基板を搬送する。すなわち、ロボット１は、真空中で基板を搬送する。
　ロボット１は、基板が搭載されるハンド３と、ハンド３が先端側に回動可能に連結されるアーム４と、アーム４の基端側が回動可能に連結される本体部５とを備えている。また、ロボット１は、本体部５を昇降させる昇降機構（図示省略）を備えている。この昇降機構および本体部５は、略有底円筒状のケース体７の中に収容されている。ケース体７の上端には、円板状に形成されたフランジ８が固定されている。フランジ８の中心には、本体部５の上端側部分が配置される貫通孔が形成されている。
　ハンド３およびアーム４は、本体部５の上側に配置されている。また、ハンド３およびアーム４は、フランジ８の上側に配置されている。上述のように、ロボット１の一部は、トランスファーチャンバーの内部に配置されている。具体的には、ロボット１の、フランジ８の下端面よりも上側の部分がトランスファーチャンバーの内部に配置されている。すなわち、ロボット１の、フランジ８の下端面よりも上側の部分は、真空領域ＶＲの中に配置されており、ハンド３およびアーム４は、真空中に配置されている。一方、ロボット１の、フランジ８の下端面よりも下側の部分は、大気領域ＡＲの中（大気中）に配置されている。
　ハンド３は、アーム４に連結される基部１０と、基板が搭載される４本のフォーク部１１とを備えている。フォーク部１１は、直線状に形成されている。４本のフォーク部１１のうちの２本のフォーク部１１は、互いに所定の間隔をあけた状態で平行に配置されている。この２本のフォーク部１１は、基部１０から水平方向の一方側へ突出するように基部１０に固定されている。残りの２本のフォーク部１１は、基部１０から水平方向の一方側へ突出する２本のフォーク部１１と反対側に向かって基部１０から突出するように基部１０に固定されている。
　アーム４は、第１アーム部１３と第２アーム部１４との２個のアーム部によって構成されている。第１アーム部１３の基端側は、本体部５に連結されている。第１アーム部１３の先端側には、第２アーム部１４の基端側が回動可能に連結されている。すなわち、第１アーム部１３と第２アーム部１４とは互いに回動可能に連結されている。第２アーム部１４の先端側には、ハンド３が回動可能に連結されている。
　（本体部の構成）
　図３は、図２のＦ部の拡大図である。
　本体部５は、アーム４の基端側（すなわち、第１アーム部１３の基端側）が固定される回動軸１５と、回動軸１５を回転させるモータ（図示省略）と、このモータの回転を減速して第１アーム部１３に伝達する減速機１６と、本体部５の本体フレーム１７とを備えている。また、本体部５は、回動軸１５の外周側に配置される磁性流体シール装置１８と、回動軸１５の外周側を覆うように配置されるベローズ１９とを備えている。さらに、本体部５は、磁性流体シール装置１８を構成する後述のハウジング３１と回動軸１５との共回りを防止する回転止め部材２０を備えている。
　本体フレーム１７は、たとえば、上端が開口する底付きの筒状に形成されている。回動軸１５は、略円筒状に形成されている。また、回動軸１５は、磁性部材で形成されている。回動軸１５の上端には、第１アーム部１３の基端側の下面が固定されている。回動軸１５の一部は、フランジ８に形成される貫通孔の中に配置されている。なお、本形態の回動軸１５は、上下方向に分割される略円筒状の３個の軸部が互いに固定されることで形成されている。
　減速機１６は、径方向の中心に貫通孔が形成された中空減速機である。この減速機１６は、減速機１６の貫通孔の軸中心と回動軸１５の軸中心とが一致するように配置されている。本形態の減速機１６は、偏心揺動型減速機（ＲＶ減速機）である。減速機１６は、入力歯車２１と、入力歯車２１を回転可能に支持する軸受２２と、回動軸１５が連結される出力軸２３と、出力軸２３を回動可能に支持する軸受２４と、これらの構成が収容されるケース体２５とを備えている。減速機１６の内周側には、円筒状に形成される筒部材２６が配置されている。なお、減速機１６は、ＲＶ減速機以外の減速機であっても良い。
　ケース体２５は、本体フレーム１７に固定されている。軸受２２は、たとえば、玉軸受であり、軸受２２の内輪は、入力歯車２１に固定され、軸受２２の外輪は、ケース体２５に固定されている。軸受２２は、上下方向において所定の間隔をあけた状態で２箇所に配置されている。入力歯車２１には、プーリおよびベルトを介して、回動軸１５を回転させるモータが連結されている。筒部材２６は、入力歯車２１の内周側に配置されている。筒部材２６の下端部は、ケース体２５に固定されている。
　出力軸２３の上端には、回動軸１５の下端が固定されている。この出力軸２３には、入力歯車２１に入力された動力が減速されて伝達される。軸受２４は、たとえば、玉軸受であり、軸受２４の外輪は、出力軸２３に固定され、軸受２４の内輪は、ケース体２５に固定されている。軸受２４は、上下方向において所定の間隔をあけた状態で２箇所に配置されている。上述のように、軸受２４は、出力軸２３を回動可能に支持し、出力軸２３には、回動軸１５が固定されている。すなわち、軸受２４は、回動軸１５を回動可能に支持している。この軸受２４は、減速機１６に内蔵されており、減速機１６の一部を構成している。なお、本形態のケース体２５は、軸受２４を保持する軸受保持部材である。
　磁性流体シール装置１８は、真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐために設けられている。この磁性流体シール装置１８は、回動軸１５の下端側部分の外周側に配置されている。また、磁性流体シール装置１８は、本体フレーム１７の上端部の内周側に配置されている。また、磁性流体シール装置１８は、減速機１６よりも上側に配置されている。
　磁性流体シール装置１８は、図３に示すように、複数の磁石２８と、環状に形成されるとともに内周面が回動軸１５の外周面に対向する複数のポールピース２９と、ポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との間に保持される磁性流体３０と、複数の磁石２８およびポールピース２９を保持するハウジング３１と、ハウジング３１に対する回動軸１５の相対回動が可能となるように回動軸１５の外周面とハウジング３１との間に配置される第２の軸受としての軸受３２とを備えている。なお、図２では、磁石２８、ポールピース２９および磁性流体３０の図示を省略している。
　磁石２８は、永久磁石である。この磁石２８は、たとえば、円環状に形成されており、回動軸１５を囲むように配置されている。また、磁石２８は、上面の磁極と下面の磁極とが異なる磁極となるように着磁されている。ポールピース２９は、磁性鋼板等の磁性部材によって構成されている。このポールピース２９は、複数の磁石２８のそれぞれを上下方向（回動軸１５の軸方向）で挟むように配置されている。また、ポールピース２９は、たとえば、円環状に形成されており、回動軸１５を囲むように配置されている。ポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との間には一定の隙間が形成されている。磁石２８の作用によって、磁石２８とポールピース２９と回動軸１５とを通過する磁路が形成されており、ポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との間の隙間には、上述のように、磁性流体３０が保持されている。
　ハウジング３１は、鍔部３１ａを有する鍔付きの略円筒状に形成されている。このハウジング３１は、略円筒状に形成されるハウジング３１の軸中心と回動軸１５の軸中心とが一致するように配置されている。複数の磁石２８およびポールピース２９は、ハウジング３１の上端側の内周面に固定されている。ハウジング３１の上端には、磁石２８およびポールピース２９を上側から覆う円環状のカバー部３１ｂが形成されている。軸受３２は、磁石２８およびポールピース２９よりも下側に配置されている。この軸受３２は、たとえば、玉軸受であり、軸受３２の外輪は、ハウジング３１の下端側の内周面に固定され、軸受３２の内輪は、回動軸１５の外周面に固定されている。
　ベローズ１９は、真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐために設けられている。このベローズ１９は、伸縮可能な円筒状に形成されている。ベローズ１９の一端（下端）は、ハウジング３１の鍔部３１ａの上面に固定されている。すなわち、ハウジング３１は、ベローズ１９の一端に固定されている。また、ベローズ１９の他端（上端）は、フランジ８に固定されている。上述のように、ケース体７の中には、本体部５を昇降させる昇降機構が収容されており、本体部５が昇降すると、ベローズ１９が伸縮する。なお、鍔部３１ａの上面とベローズ１９の下端面との間には、鍔部３１ａの上面とベローズ１９の下端面との間からの空気の流出を防ぐためのＯリング３３が配置されている。
　上述のように、ハウジング３１は、ベローズ１９の下端に固定されており、磁性流体シール装置１８は、ベローズ１９にぶら下がった状態で、ベローズ１９に保持されている。また、ハウジング３１は、ベローズ１９を介してフランジ８に連結されている。本形態では、アーム４に過剰な負荷が作用して軸受２４に対して回動軸１５がわずかに傾いたときに、回動軸１５の傾きに追従してハウジング３１が傾くようにベローズ１９が変形する。すなわち、ベローズ１９は、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたときに、回動軸１５の傾きに追従してハウジング３１が傾くようにハウジング３１を保持している。本形態のベローズ１９は、磁性流体シール装置１８を保持するシール保持部材である。
　回転止め部材２０は、略Ｌ形状に形成されるバネ部材である。すなわち、回転止め部材２０は、弾性体によって形成されている。具体的には、回転止め部材２０は、２枚の板バネ３５、３６と、２枚の板バネ３５、３６を接続するブロック状の接続部材３７とを備えている。板バネ３５、３６は、平板状に形成されている。板バネ３５は、板バネ３５の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置され、板バネ３６は、板バネ３６の厚さ方向と回動軸１５の径方向とが一致するように配置されている。
　回動軸１５の径方向における板バネ３５の内側部分は、ハウジング３１の鍔部３１ａに固定され、板バネ３６の下端部分は、本体フレーム１７の内周側に固定されている。回動軸１５の径方向における板バネ３５の外側部分と板バネ３６の上端部分とは接続部材３７に固定されている。すなわち、略Ｌ形状に形成される回転止め部材２０の一端は、ハウジング３１に連結され、回転止め部材２０の他端は、本体フレーム１７に連結されている。また、回転止め部材２０の他端は、本体フレーム１７を介してケース体２５にも連結されている。
　回転止め部材２０は、回動軸１５の周方向へのハウジング３１の動きを規制する。一方、回転止め部材２０は、アーム４に過剰な負荷が作用して軸受２４に対して回動軸１５が傾くときに、回動軸１５の傾きに追従するハウジング３１の動きに支障がでないように、回動軸１５の径方向および上下方向へ変形する。なお、回転止め部材２０は、略Ｌ形状に形成される１枚の板バネであっても良い。また、回転止め部材２０は、板バネ以外のバネ部材によって構成されていても良い。
　（本形態の主な効果）
　以上説明したように、本形態では、磁性流体シール装置１８のハウジング３１の内周面と回動軸１５の外周面との間に軸受３２が配置されている。また、本形態では、ハウジング３１がベローズ１９の下端に固定されており、アーム４に過剰な負荷が作用して軸受２４に対して回動軸１５が傾いたときに、回動軸１５の傾きに追従してハウジング３１が傾くようにベローズ１９が変形する。そのため、本形態では、軸受２４に対して回動軸１５が傾いても、ハウジング３１に保持されるポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との隙間の変動量を抑制することが可能になる。したがって、本形態では、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたとしても、ポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との間で磁性流体３０を適切に保持することが可能になり、その結果、磁性流体シール装置１８の機能を維持することが可能になる。
　また、本形態では、ハウジング３１がベローズ１９の下端に固定されており、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたときに、回動軸１５の傾きに追従してハウジング３１が傾くようにベローズ１９が変形するため、ロボット１の動作中にハンド３等がロボット１の周辺の構造物等に衝突して回動軸１５が衝撃を受け、軸受２４に対して回動軸１５が瞬間的に大きく傾いても、磁性流体シール装置１８は衝撃を受けにくい。したがって、本形態では、回動軸１５が衝撃を受けて軸受２４に対して瞬間的に大きく傾いたとしても、磁性流体シール装置１８の損傷を防止することが可能になる。
　本形態では、本体部５は、ハウジング３１と回動軸１５との共回りを防止する回転止め部材２０を備えており、回転止め部材２０は、回動軸１５の周方向へのハウジング３１の動きを規制している。そのため、本形態では、ベローズ１９のねじれを防止してベローズ１９の疲労破壊を防止することが可能になる。また、本形態では、軸受２４に対して回動軸１５が傾くときに、回動軸１５の傾きに追従するハウジング３１の動きに支障がでないように、回動軸１５の径方向および上下方向へ回転止め部材２０が変形するため、回動軸１５とハウジング３１との共回りを防止しつつ、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたときに回動軸１５の傾きにハウジング３１を追従させることが可能になる。
　本形態では、回動軸１５を回動可能に支持する軸受２４は、減速機１６に内蔵されており、減速機１６の一部を構成している。そのため、本形態では、市販の標準的な減速機１６をそのままロボット１に使用することが可能になる。したがって、本形態では、ロボット１の組立工程を簡素化することが可能になるとともに、ロボット１のコストを低減することが可能になる。
　（他の実施の形態）
　上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
　上述した形態において、ロボット１は、本体部５を昇降させる昇降機構を備えていなくても良い。この場合には、本体部５は、ベローズ１９を備えていなくても良い。本体部５がベローズ１９を備えていない場合には、たとえば、図４に示すように、本体部５は、ハウジング３１の鍔部３１ａの上面に接触するＯリング４０と、鍔部３１ａの下面に接触するＯリング４１と、鍔部３１ａの上面に対向配置されＯリング４０を押し潰す円環状のシール接触部４２ａと鍔部３１ａの下面に対向配置されＯリング４１を押し潰す円環状のシール接触部４２ｂとを有するシール接触部材４２とを備えていても良い。
　この場合には、シール接触部材４２は、フランジ８に固定されている。また、磁性流体シール装置１８は、２個のＯリング４０、４１に保持されている。また、この場合には、アーム４に過剰な負荷が作用して軸受２４に対して回動軸１５が傾いたときに、回動軸１５の傾きに追従してハウジング３１が傾くようにＯリング４０、４１が変形する。すなわち、Ｏリング４０、４１は、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたときに回動軸１５の傾きに追従してハウジング３１が傾くようにハウジング３１を保持している。この場合のＯリング４０、４１は、磁性流体シール装置１８を保持するシール保持部材である。
　この場合であっても、上述した形態と同様に、軸受２４に対して回動軸１５が傾いても、ハウジング３１に保持されるポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との隙間の変動量を抑制することが可能になるため、ポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との間で磁性流体３０を適切に保持することが可能になる。したがって、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたとしても、磁性流体シール装置１８の機能を維持することが可能になる。また、この場合であっても、上述した形態と同様に、ハンド３等がロボット１の周辺の構造物等に衝突して回動軸１５が衝撃を受け、軸受２４に対して回動軸１５が瞬間的に大きく傾いても、磁性流体シール装置１８は衝撃を受けにくいため、磁性流体シール装置１８の損傷を防止することが可能になる。
　上述した形態では、本体部５は、減速機１６を備えているが、本体部５は、減速機１６に代えて、回動軸１５の下端に固定されるプーリと、回動軸１５を回転させるモータの出力軸に固定されるプーリと、これらのプーリに架け渡されるベルトとを備えていても良い。この場合には、回動軸１５を回動可能に支持する軸受は、たとえば、本体フレーム１７に保持されるとともに、回動軸１５を直接、支持する。この場合の本体フレーム１７は、回動軸１５を回動可能に支持する軸受を保持する軸受保持部材である。また、上述した形態において、本体部５は、回転止め部材２０を備えていなくても良い。この場合には、ベローズ１９によって回動軸１５とハウジング３１との共回りが防止される。
　上述した形態において、アーム４の内部の圧力が大気圧となっている場合には、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部は、アーム４と本体部５の連結部とほぼ同様に構成されても良い。この場合には、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部は、図５に示すように、第２アーム部１４（具体的には、第２アーム部１４の基端側）が上端に固定される回動軸１５と、第２アーム部１４に動力を伝達する減速機１６と、第１アーム部１３の先端側に固定されるとともに減速機１６のケース体２５が固定されるフレーム５７とを備えている。
　また、この場合には、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部は、回動軸１５の外周側に配置される磁性流体シール装置１８と、回動軸１５の外周側を覆うように配置されるベローズ１９とを備えている。ベローズ１９の上端は、フレーム５７に固定されている。上述した形態と同様に、ベローズ１９の下端は、ハウジング３１の鍔部３１ａの上面に固定されており、磁性流体シール装置１８は、ベローズ１９にぶら下がった状態で、ベローズ１９に保持されている。
　図５において、図２に示す構成と同様の構成については、同一の符号を付している。この場合であっても、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部において、上述した形態と同様に、軸受２４に対して回動軸１５が傾いたとしても、ポールピース２９の内周面と回動軸１５の外周面との間で磁性流体３０を適切に保持することが可能になり、その結果、磁性流体シール装置１８の機能を維持することが可能になる。また、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部において、回動軸１５が衝撃を受けて軸受２４に対して瞬間的に大きく傾いたとしても、磁性流体シール装置１８の損傷を防止することが可能になる。
　なお、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部では、フレーム５７に対して回動軸１５が昇降しないため、ベローズ１９の長さは短くなっている。したがって、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部では、ベローズ１９はねじれにくい。そのため、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部に、回転止め部材２０が設けられていなくても良い。ただし、第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部に、回転止め部材２０が設けられていても良い。
　また、アーム４の内部の圧力が大気圧となっている場合には、ハンド３とアーム４との連結部（すなわち、ハンド３と第２アーム部１４との連結部）が、図５に示す第１アーム部１３と第２アーム部１４との連結部と同様に構成されても良い。すなわち、ハンド３とアーム４との連結部は、ハンド３が上端に固定される回動軸１５と、ハンド３に動力を伝達する減速機１６と、第２アーム部１４の先端側に固定されるとともに減速機１６のケース体２５が固定されるフレーム５７と、回動軸１５の外周側に配置される磁性流体シール装置１８と、回動軸１５の外周側を覆うように配置されるベローズ１９とを備えていても良い。
　上述した形態では、アーム４は、１個の第１アーム部１３と１個の第２アーム部１４とによって構成されているが、上述の特許文献１の図１０に記載されているように、アーム４は、１個の第１アーム部と、第１アーム部に連結される２個の第２アーム部とによって構成されても良い。この場合には、第１アーム部の中心部が回動軸１５の上端に固定される。また、上述の特許文献１の図１１に記載されているように、ロボット１は、本体部５に基端側が回動可能に連結される２本のアームを備えていても良い。また、アーム４は、３個以上のアーム部によって構成されていても良い。
　上述した形態では、ロボット１によって搬送される搬送対象物は有機ＥＬディスプレイ用の基板であるが、ロボット１によって搬送される搬送対象物は、液晶ディスプレイ用のガラス基板であっても良いし、半導体ウエハ等であっても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、搬送対象物を搬送するためのロボットであるが、ロボット１は、他の用途で使用されるロボットであっても良い。
　１　ロボット（産業用ロボット）
　３　ハンド
　４　アーム
　１３　第１アーム部（アーム部）
　１４　第２アーム部（アーム部）
　１５　回動軸
　１６　減速機
　１８　磁性流体シール装置
　１９　ベローズ（シール保持部材）
　２０　回転止め部材
　２３　出力軸
　２４　軸受
　２５　ケース体（軸受保持部材）
　２８　磁石
　２９　ポールピース
　３０　磁性流体
　３１　ハウジング
　３２　軸受（第２の軸受）
　４０、４１　Ｏリング（シール保持部材）

Claims (5)

  1. 　アームと、前記アームの基端側が固定される回動軸と、前記回動軸を回動可能に支持する軸受と、前記軸受を保持する軸受保持部材と、前記回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置と、前記磁性流体シール装置を保持するシール保持部材とを備え、
    　前記磁性流体シール装置は、磁石と、環状に形成されるとともに内周面が前記回動軸の外周面に対向するポールピースと、前記ポールピースの内周面と前記回動軸の外周面との間に保持される磁性流体と、前記磁石および前記ポールピースを保持するハウジングと、前記ハウジングに対する前記回動軸の相対回動が可能となるように前記回動軸の外周面と前記ハウジングとの間に配置される第２の軸受とを備え、
    　前記シール保持部材は、前記軸受に対して前記回動軸が傾いたときに前記回動軸の傾きに追従して前記ハウジングが傾くように前記ハウジングを保持していることを特徴とする産業用ロボット。
  2. 　互いに回動可能に連結される複数のアーム部からなるアームと、前記アームの先端側に回動可能に連結されるハンドと、前記アーム部または前記ハンドが固定される回動軸と、前記回動軸を回動可能に支持する軸受と、前記軸受を保持する軸受保持部材と、前記回動軸の外周側に配置される磁性流体シール装置と、前記磁性流体シール装置を保持するシール保持部材とを備え、
    　前記磁性流体シール装置は、磁石と、環状に形成されるとともに内周面が前記回動軸の外周面に対向するポールピースと、前記ポールピースの内周面と前記回動軸の外周面との間に保持される磁性流体と、前記磁石および前記ポールピースを保持するハウジングと、前記ハウジングに対する前記回動軸の相対回動が可能となるように前記回動軸の外周面と前記ハウジングとの間に配置される第２の軸受とを備え、
    　前記シール保持部材は、前記軸受に対して前記回動軸が傾いたときに前記回動軸の傾きに追従して前記ハウジングが傾くように前記ハウジングを保持していることを特徴とする産業用ロボット。
  3. 　前記シール保持部材は、前記回動軸の外周側を覆うように配置されるベローズであり、
    　前記ハウジングは、前記ベローズの一端に固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
  4. 　前記回動軸が連結される出力軸を有する減速機を備え、
    　前記軸受は、前記減速機に内蔵され前記減速機の一部を構成するとともに前記出力軸を回動可能に支持し、
    　前記軸受保持部材は、前記減速機のケース体であることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
  5. 　前記回動軸と前記ハウジングとの共回りを防止する回転止め部材を備え、
    　前記回転止め部材は、弾性体で形成され、前記ハウジングおよび前記軸受保持部材に連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。
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