JP5966532B2 - ロボット - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットに関する。
従来、基台(ベース)と、基台側に配置された第1アームと、第1アームに連結された第2アームと備えるロボットが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のロボットでは、第2アームに内蔵されているサーボモーターの回転軸回りに、第2アームを回動第1アームに対し可能に支持する回動機構が設けられている。この回動機構は、リング状の軸受けと、当該軸受けと同心的に配置され、各アーム内の気密性を保持するオイルシールとを有している。そして、軸受けとオイルシールとは、前記回転軸方向に沿って配置されている。このような配置では、第1アームと第2アームとが全体として、前記回転軸方向に長いものとなり、その結果、ロボットが大型化してしまう。このため、ロボットでは、大型化になった分、例えば、動作スピードが遅くなるという問題があった。
特開2003−225883号公報
本発明の目的は、小型化を図ることができるロボットを提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のロボットは、第1のアームと、
第2のアームと、
前記第1のアームを前記第2のアームに対し回動可能に支持する回動支持機構と、を備え、
前記回動支持機構は、前記第1のアームに設けられ、外形形状が円柱状の軸部と、
前記軸部の外周部に設けられ、前記軸部を前記軸部の中心軸回りに回動可能に支持する軸受けと、
前記第1のアームに設けられ、前記軸受けの外周側に、前記軸受けと離間し、前記軸受けと同心に設けられたリング状のリング部材と、
前記第2のアームに設けられ、前記リング部材の外周部に当接して、前記軸部の回動に伴って前記リング部材に対し摺動する、リング状のオイルシールと、を有し、
前記第2のアームは、前記軸受けと前記リング部材との間に設けられ、前記軸部との間で前記軸受けを挟持する挟持部を有することを特徴とする。
これにより、軸部、軸受け、リング部材、オイルシールが、軸部の中心軸側からこの順に同心的に配置されることとなる。そして、この配置は、例えば軸部、軸受け、リング部材、オイルシールが中心軸方向に沿って配置されている場合に比べて、ロボットの前記中心軸方向の小型化を確実に図ることができる。
また、軸受けを確実に位置決めすることができるとともに、第1のアームを第2のアームに対し軸部回りに確実に回動させることができる。
本発明のロボットでは、前記オイルシールは、前記軸部と同心に配置された内壁部と、前記内壁部の外周側に前記軸部と同心に配置された外壁部と、前記内壁部と前記外壁部とを連結する連結部とを有するシール本体部と、
前記内壁部の外周部の周方向に沿って前記外周部に埋め込んで設けられ、前記内壁部を前記リング部材側に向かって付勢するコイルバネと、
前記外壁部の内周部の周方向に沿って前記内周部に密着して設けられ、前記シール本体部を補強する補強材とで構成されていることが好ましい。
本発明のロボットでは、前記オイルシールは、前記内壁部と前記外壁部と前記連結部とで囲まれた部分が、前記オイルシールのリングの周方向に形成され、前記第2のアームに向かって開口する凹部となっており
前記オイルシールの前記凹部が前記第2のアームに向かって開口する側は、前記第2のアームに当接していることが好ましい。
これにより、凹部が第2のアームの一部で塞がれることとなり、よって、凹部に塵や埃が入り込むのを防止することができる。
本発明のロボットは、第1のアームと、
第2のアームと、
前記第1のアームを前記第2のアームに対し回動可能に支持する回動支持機構と、を備え、
前記回動支持機構は、前記第1のアームに設けられ、外形形状が円柱状の軸部と、
前記軸部の外周部に設けられ、前記軸部を前記軸部の中心軸回りに回動可能に支持する軸受けと、
前記第2のアームに設けられ、前記軸受けの外周側に、前記軸受けと離間し、前記軸受けと同心に設けられたリング状のリング部材と、
前記第1のアームに設けられ、前記リング部材の外周部に当接して、前記軸部の回動に伴って前記リング部材に対し摺動する、リング状のオイルシールとを有し、
前記第2のアームは、前記軸受けと前記リング部材との間に設けられ、前記軸部との間で前記軸受けを挟持する挟持部を有することを特徴とする。
これにより、軸部、軸受け、リング部材、オイルシールが、軸部の中心軸側からこの順に同心的に配置されることとなる。そして、この配置は、例えば軸部、軸受け、リング部材、オイルシールが中心軸方向に沿って配置されている場合に比べて、ロボットの前記中心軸方向の小型化を確実に図ることができる。
また、軸受けを確実に位置決めすることができるとともに、第1のアームを第2のアームに対し軸部回りに確実に回動させることができる。
本発明のロボットでは、前記オイルシールは、前記軸部と同心に配置された内壁部と、前記内壁部の外周側に前記軸部と同心に配置された外壁部と、前記内壁部と前記外壁部とを連結する連結部とを有するシール本体部と、
前記内壁部の外周部の周方向に沿って前記外周部に埋め込んで設けられ、前記内壁部を前記リング部材側に向かって付勢するコイルバネと、
前記外壁部の内周部の周方向に沿って前記内周部に密着して設けられ、前記シール本体部を補強する補強材とで構成されていることが好ましい。
本発明のロボットでは、前記オイルシールは、前記内壁部と前記外壁部と前記連結部とで囲まれた部分が、前記オイルシールのリングの周方向に形成され、前記第1のアームに向かって開口する凹部となっており
前記オイルシールの前記凹部が前記第1のアームに向かって開口する側は、前記第1のアームに当接していることが好ましい。
これにより、凹部が第1のアームの一部で塞がれることとなり、よって、凹部に塵や埃が入り込むのを防止することができる。
本発明のロボットでは、前記オイルシールは、前記内壁部の内周部にリングの周方向に形成され、前記中心軸に向かって突出した2つのリップ部を有し、
前記内壁部の前記内周部および前記各リップ部と、前記リング部材の外周部とで囲まれた空間内に、潤滑剤が充填されていることが好ましい。
これにより、リング部材に対しオイルシールが摺動しても、その摺動による摩耗を確実に防止または抑制することができるとともに、オイルシールが気密性を保持するのを補助することもできる。
本発明のロボットでは、前記コイルバネは、前記2つのリップ部のうちの一方のリップ部と反対側に配置され、前記一方のリップ部を前記リング部材側に向かって付勢することが好ましい。
本発明のロボットでは、前記中心軸と直交する直交軸を想定したとき、前記軸受けと前記リング部材と前記オイルシールとは、前記直交軸上に配置されていることが好ましい。
これにより、ロボットの前記中心軸方向の小型化をより確実に図ることができる。
本発明のロボットでは、前記軸部と前記リング部材とは、別体で構成され、互いに異なる材料で構成されることが好ましい。
これにより、例えば、軸部およびリング部材のそれぞれの成形や設置箇所に適した材料を用いることができる。
本発明のロボットでは、前記軸部は、鉄またはアルミニウムを含む材料で構成され、前記リング部材は、ステンレス鋼で構成されることが好ましい。
例えば、前記第1のアームが鉄やアルミニウムを含む材料で構成されている場合、軸部を前記第1のアームと一体的に形成することができ、よって、ロボットの製造コストを抑えることができる。また、ステンレス鋼は、金属材料の中でも比較的硬質の材料であり、リング部材に対しオイルシールが摺動しても、その摺動による摩耗を確実に防止または抑制することができる。
本発明のロボットでは、前記リング部材には、硬化処理が施されていることが好ましい。
これにより、リング部材に対しオイルシールが摺動しても、その摺動による摩耗を確実に防止または抑制することができる。
発明のロボットでは、前記第1のアームは、前記第2のアームと反対側の端部に、マニピュレーターが装着されるものであることが好ましい。
これにより、マニピュレーターで例えば部品等の把持対象物を把持したまま、各アーム等の動作を制御することにより、当該把持対象物を搬送することができる。
本発明のロボット(第1実施形態)を正面側から見た斜視図である。 本発明のロボット(第1実施形態)を背面側から見た斜視図である。 図1および図2に示すロボットの概略図である。 図1および図2に示すロボットの主要部のブロック図である。 図1および図2に示すロボットの使用状態(設置状態)を示す斜視図である。 図1および図2に示すロボットが備える複数本のアームのうちの代表的な1本のアームの分解斜視図である。 図6に示すアームの概略部分縦断面図である。 図7中の一点鎖線で囲まれた領域[A]の拡大詳細図である。 図8中の一点鎖線で囲まれた領域[B](回動支持機構)の拡大詳細図である。 図6中のC−C線断面図である。 図6中のD−D線断面図である。 図1および図2に示すロボットが備える枠体の拡大断面図である。 図6中のE−E線断面図である。 図6中の矢印F方向から見た図(側面図)である。 本発明のロボット(第2実施形態)が備える回動支持機構を示す拡大詳細図である。
以下、本発明のロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明のロボット(第1実施形態)を正面側から見た斜視図、図2は、本発明のロボット(第1実施形態)を背面側から見た斜視図、図3は、図1および図2に示すロボットの概略図、図4は、図1および図2に示すロボットの主要部のブロック図、図5は、図1および図2に示すロボットの使用状態(設置状態)を示す斜視図、図6は、図1および図2に示すロボットが備える複数本のアームのうちの代表的な1本のアームの分解斜視図、図7は、図6に示すアームの概略部分縦断面図、図8は、図7中の一点鎖線で囲まれた領域[A]の拡大詳細図、図9は、図8中の一点鎖線で囲まれた領域[B](回動支持機構)の拡大詳細図、図10は、図6中のC−C線断面図、図11は、図6中のD−D線断面図、図12は、図1および図2に示すロボットが備える枠体の拡大断面図、図13は、図6中のE−E線断面図、図14は、図6中の矢印F方向から見た図(側面図)である。なお、以下では、説明の都合上、図1〜図3、図5、図6および図10〜図14中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図1〜図3および図5中の基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。また、図6〜図14中(図15についても同様)のアームの長手方向を「x軸方向」、x軸方向に対し垂直かつ水平な方向を「y軸方向」、x軸方向およびy軸方向のいずれにも垂直な方向を「z軸方向」と言う。
図1〜図3に示すロボット(産業用ロボット)1は、例えば腕時計等のような精密機器を検査する検査工程で用いることができ、基台11と、4本のアーム(リンク)12、13、14、15と、リスト(リンク)16とを備え、これらが順に連結された垂直多関節(6軸)ロボットである。なお、垂直多関節ロボットでは、基台11と、アーム12〜15と、リスト16とを総称して「アーム」と言うこともでき、基台11を「第1アーム」、アーム12を「第2アーム」、アーム13を「第3アーム」、アーム14を「第4アーム」、アーム15を「第5アーム」、リスト16を「第6アーム」と分けて言うことができる。
図3に示すように、アーム12〜15、リスト16は、それぞれ、基台11に対し独立して変位可能に支持されている。
基台11とアーム12とは、関節(ジョイント)171を介して連結されている。そして、アーム12は、基台11に対し、鉛直方向と平行な回動軸O回りに回動可能となっている。この回動軸O回りの回動は、モーター401の駆動によりなされる。なお、モーター401の駆動は、モーター401とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー301により制御される(図4参照)。
アーム12とアーム13とは、関節(ジョイント)172を介して連結されている。そして、アーム13は、アーム12(基台11)に対し、水平方向と平行な回動軸O回りに回動可能となっている。この回動軸O回りの回動は、モーター402の駆動によりなされる。なお、モーター402の駆動は、モーター402とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー302により制御される(図4参照)。
アーム13とアーム14とは、関節(ジョイント)173を介して連結されている。そして、アーム14は、アーム13(基台11)に対し、水平方向と平行な回動軸O回りに回動可能となっている。この回動軸O回りの回動は、モーター403の駆動によりなされる。なお、モーター403の駆動は、モーター403とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー303により制御される(図4参照)。
アーム14とアーム15とは、関節(ジョイント)174を介して連結されている。そして、アーム15は、アーム14(基台11)に対し、アーム14の中心軸方向と平行な回動軸O回りに回動可能となっている。この回動軸O回りの回動は、モーター404の駆動によりなされる。なお、モーター404の駆動は、モーター404とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー304により制御される(図4参照)。
アーム15とリスト16とは、関節(ジョイント)175を介して連結されている。そして、リスト16は、アーム15(基台11)に対し、水平方向(y軸方向)と平行な回動軸O回りに回動可能となっている。この回動軸O回りの回動は、モーター405の駆動によりなされる。なお、モーター405の駆動は、モーター405とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー305により制御される(図4参照)。また、リスト16は、関節(ジョイント)176を介して、回動軸Oと垂直な回動軸O回りにも回動可能となっている。この回動軸O回りの回動は、モーター406駆動によりなされる。なお、モーター406の駆動は、モーター406とケーブル(図示せず)を介して電気的に接続されたモータードライバー306により制御される(図4参照)。
モーター401〜406としては、特に限定されず、例えば、サーボモーターを用いるのが好ましい。また、前記各ケーブルは、それぞれ、ロボット1を挿通している。
図4に示すように、ロボット1は、制御手段としての、CPU(Central Processing Unit)が内蔵されたパーソナルコンピューター(PC)20と電気的に接続されている。そして、パーソナルコンピューター20は、アーム12〜15、リスト16をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー301〜306を介して、モーター401〜406をそれぞれ独立して制御することができる。この制御プログラムは、パーソナルコンピューター20に内蔵された記録媒体に予め記憶されている。
図5に示すように、本実施形態では、ロボット1は、気密性が保持されたチャンバー(アイソレーター)100内に設置される。このチャンバー100は、滅菌ガス(例えば過酸化水素蒸気)を発生させる滅菌ガス発生装置200と、パイプ300を介して、連通している。そして、ロボット1は、作業の開始前や作業の終了後に、滅菌ガス発生装置200からの滅菌ガスより滅菌処理が施される。なお、パイプ300には、その長手方向の途中に、バルブ400が設置されている。このバルブ400は、チャンバー100と滅菌ガス発生装置200とが連通する連通状態と、この連通状態を遮断する遮断状態とに切り替えるものである。
前述したように、ロボット1は、基台11と、アーム12〜15と、リスト16とを備えている。
図1、図2に示すように、基台11は、ロボット1が垂直多関節ロボットの場合、当該垂直多関節ロボットの最も下方に位置し、チャンバー100の床101に固定される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図1、図2に示す本実施形態では、複数本のボルト111による固定方法を用いている。なお、基台11のチャンバー100での固定箇所のとしては、床101の他に、チャンバー100の壁102や天井103とすることもできる。
基台11は、中空の基台本体(ハウジング)112を有している。基台本体112は、円筒状をなす円筒状部113と、当該円筒状部113の外周部に一体的に形成された、箱状をなす箱状部114とに分けることができる。そして、このような基台本体112には、例えば、モーター401やモータードライバー301〜306が収納されている。
アーム12〜15は、それぞれ、中空のアーム本体2と、駆動機構3と、封止手段4とを有しており、基台11に対する配置箇所、すなわち、ロボット1全体における配置箇所と、その他に外形形状が異なること以外は、ほぼ同じ構成である。なお、以下では、説明の都合上、アーム12が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2a」、「駆動機構3a」、「封止手段4a」と言い、アーム13が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2b」、「駆動機構3b」、「封止手段4b」と言い、アーム14が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2c」、「駆動機構3c」、「封止手段4c」と言い、アーム15が有するアーム本体2、駆動機構3、封止手段4をそれぞれ「アーム本体2d」、「駆動機構3d」、「封止手段4d」と言うことがある。
また、関節171〜176は、それぞれ、回動支持機構8を有している。この回動支持機構8は、互いに連結された2本のアームのうちの一方のアームを他方のアームに対し回動可能に支持する機構である。互いに連結されたアーム15とリスト16とを一例とした場合、回動支持機構8は、リスト16をアーム15に対し回動させることができる。
アーム12は、基台11の上端部(先端部)に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。このアーム12では、駆動機構3aがモーター402を有しており、アーム本体2a内に収納している。また、アーム本体2a内は、封止手段4aにより気密封止されている。
アーム13は、アーム12の先端部に連結されている。このアーム13では、駆動機構3bがモーター403を有しており、アーム本体2b内に収納している。また、アーム本体2a内は、封止手段4bにより気密封止されている。
アーム14は、アーム13の先端部に連結されている。このアーム14では、駆動機構3cがモーター404を有しており、アーム本体2c内に収納している。また、アーム本体2c内は、封止手段4cにより気密封止されている。
アーム15は、アーム14の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。このアーム15では、駆動機構3dがモーター405、406を有しており、アーム本体2d内に収納している。また、アーム本体2d内は、封止手段4dにより気密封止されている。
アーム15(他方のアーム)の先端部(基台11と反対側の端部)には、リスト16(一方のアーム)が連結されている。図7に示すように、このリスト16には、その先端部(アーム15と反対側の端部)に、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーター18が着脱自在に装着される。なお、マニピュレーター18としては、特に限定されず、例えば、複数本(図7に示す構成では3本)の指部(フィンガー)181を有する構成のものが挙げられる。そして、このロボット1は、マニピュレーター18で精密機器を把持したまま、アーム12〜15やリスト16等の動作を制御することにより、当該精密機器を搬送することができる。
図6、図7に示すように、リスト16は、円筒状をなすリスト本体161と、リスト本体161と別体で構成され、当該リスト本体161の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング162とを有している。
リスト本体161の先端面163は、平坦な面となっており、マニピュレーターが装着される装着面となる。また、リスト本体161は、関節176を介して、アーム15の駆動機構3dに連結されており、当該駆動機構3dのモーター406の駆動により、回動軸O回りに回動する。
支持リング162は、関節176(回動支持機構8)を介して、アーム15の駆動機構3dに連結されており、当該駆動機構3dのモーター405の駆動により、リスト本体161ごと回動軸O回りに回動する。
次に、アーム12〜15と、関節171〜176がそれぞれ有する回動支持機構8とについて詳細に説明するが、これらのアーム12〜15は、前述したようにロボット1全体における配置箇所と外形形状とが異なること以外は、ほぼ同じ構成であるため、以下、アーム15について代表的に説明する。また、前述したように、このアーム15は、関節175を介してリスト16と連結されている。回動支持機構8については、関節175が有する回動支持機構8について代表的に説明する。
図6、図7に示すように、アーム15は、アーム本体2(2d)と、駆動機構3(3d)と、封止手段4(4d)と、円筒部品50aおよび50bとを有している。
アーム本体2は、x軸方向に沿った長尺体で構成され、当該長尺体は、先端側の一対の舌片部24a、24bと、基端側の根元部25とからなる。舌片部24aと舌片部24bとは、y軸方向に離間している。そして、舌片部24aと舌片部24bとの間に、リスト16の支持リング162が配置されている。さらに、舌片部24aと支持リング162との間には、円筒部品50aが介挿され、舌片部24bと支持リング162との間にも、円筒部品50bが介挿されている。これにより、リスト16がアーム15に保持される。
なお、円筒部品50aは、アーム本体2の舌片部24aに、例えば嵌合により固定され、円筒部品50bは、アーム本体2の舌片部24bに、例えば嵌合により固定されている。
また、アーム本体2は、駆動機構3を収納する収納部21を有している。収納部21は、アーム本体2の中心軸22を介して配置された2つの側面23a、23b(外面)に開口した凹部で構成されている(図13参照)。これにより、駆動機構3に対するメンテナンスを行なう際、そのメンテナンスが側面23a側からも可能であり、側面23b側からも可能である。例えば、モーター405を交換する場合、側面23a側からその交換を容易に行なうことができ、モーター406を交換する場合、側面23b側からその交換を容易に行なうことができる。このようにロボット1は、メンテナンスに優れたものとなっている。
アーム本体2の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料を用いることができ、これらの中でも、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。アーム本体2が金型を用いて成形される鋳物である場合、当該アーム本体2の構成材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることにより、金型成形を容易に行なうことができる。
なお、円筒部品50aおよび50b、その他、前述した基台11の基台本体112の構成材料や、リスト16の支持リング162の構成材料も、アーム本体2の構成材料と同様のものを用いることができる。また、リスト16のリスト本体161の構成材料は、ステンレス鋼を用いるのが好ましい。
図6、図13に示すように、駆動機構3は、モーター405、406を有している。モーター405、406は、いずれも収納部21内で根元部25側、すなわち、アーム本体2に対し基台11側に偏在している。モーター405、406は、比較的重いものである。このため、アーム14をアーム15ごと回動軸O回りに回動せるとき、アーム15(収納部21)内においてモーター405、406が根元部25側にあった方が、その回動を迅速に行なうことができる。
モーター405は、棒状をなし、その軸回りに回転可能に支持されたシャフト(軸部材)405aを有し、このシャフト405aが側面23a側に向かって突出している(図13参照)。モーター406は、棒状をなし、その軸回りに回転可能に支持されたシャフト(軸部材)406bを有し、このシャフト406aが側面23a側に向かって突出している(図13参照)。
また、駆動機構3は、モーター405のシャフト405aに連結された第1のプーリー31と、第1のプーリー31に離間して舌片部24aに配置された第2のプーリー32と、第1のプーリー31と第2のプーリー32とに掛け渡されたベルト(タイミングベルト)33とをさらに有している。第1のプーリー31と第2のプーリー32とベルト33とは、モーター405のシャフト405aと同様に、側面23a側に位置しており、シャフト405aの回転力を、回動支持機構8を介して、リスト16に伝達して、当該リスト16を回動軸O(第2のプーリー32)回りに確実に回動させることができる。
また、駆動機構3は、側面23b側にも、モーター406のシャフト406aに連結された第1のプーリー31と、第1のプーリー31に離間して舌片部24bに配置された第2のプーリー32と、第1のプーリー31と第2のプーリー32とに掛け渡されたベルト33とをさらに有している。この側面23b側の第1のプーリー31と第2のプーリー32とベルト33とは、モーター406のシャフト406aの回転力をリスト16に伝達して、当該リスト16を回動軸O回りに確実に回動させることができる。
図13に示すように、モーター405とモーター406とは、アーム本体2の中心軸22を対称中心(対称点)として対称的に配置されている(点対称)。さらに、モーター405に順に連結する側面23a側の第1のプーリー31、第2のプーリー32、ベルト33と、モーター406に順に連結する側面23b側の第1のプーリー31、第2のプーリー32、ベルト33とも、中心軸22を対称中心として対称的に配置されている(点対称)。
このような対称的な配置は、アーム15(アーム本体2)の小型化に寄与し、アーム15の可動範囲をできる限り広く確保することができる。また、後述するように、側面23a側の封止手段4(4d)と、側面23b側の封止手段4(4d)とを共通の構成のものとすることができる。
次に、駆動機構3に接続される回動支持機構8について説明する。
図7、図8に示すように、回動支持機構8は、リスト16(一方のアーム)に設けられた軸部81と、軸部81の外周部812に装着された軸受け(第1のベアリング)82と、リスト16に設けられたリング部材83と、アーム15(他方のアーム)に設けられたオイルシール84と、軸部81と第2のプーリー32とを連結する減速機85と、減速機85の軸部851の外周部852に装着された軸受け(第2のベアリング)86を有している。
軸部81は、リスト16の支持リング162と同心的に配置され、当該支持リング162からアーム15の側面23a側に向かって突出している。なお、軸部81は、支持リング162と一体的に形成されていてもよし、支持リング162に対して固定的に設けられていてもよい。
この場合、軸部81は、支持リング162の構成材料と同様の材料、すなわち、アルミニウムまたはアルミニウム合金(アルミニウムを含む材料)で構成することができる。これにより、軸部81と支持リング162とを一体的に成形することができ、よって、軸部81と支持リング162とを別体で構成する場合に比べて、ロボット1の製造コストを抑えることができる。
なお、軸部81が支持リング162と別体で構成されている場合には、軸部81の構成材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金の他に、鉄等を用いることができる。
この軸部81は、外形形状が円柱状をなし、その中心軸811が回動軸Oと一致している。これにより、リスト16が回動軸O軸回りに確実に回動することができる。なお、軸部81は、図7、図8に示す構成では中実体であるが、これに限定されず、中空体であってもよい。
このような構成の軸部81は、減速機85に接続されている。
減速機85は、モーター405のシャフト405aの回転速度を減速して、モーター405の駆動力を軸部81(リスト16)に伝達するものであり、例えば、互いに噛み合う複数の歯車(図示せず)を有する構成となっている。
この減速機85は、円筒部品50aの内周部501のリブ502よりもアーム15の側面23a側の部分に固定されている。なお、リブ502は、内周部501に突出し、その周方向に沿ってリング状に形成された部分である。
また、減速機85は、複数の歯車のうちの1つの歯車に設けられ、第2のプーリー32を回転可能に支持する軸部851を有している。軸部851は、キー(図示せず)を介して第2のプーリー32と固定されており、当該第2のプーリー32とともに回転することができる。
図8に示すように、軸部81の外周部812には、軸受け82が装着され、減速機85の軸部851の外周部852には、軸受け86が装着されている。
軸受け82は、軸部81をその中心軸811回りに回動可能に支持する、転がり軸受け(玉軸受)である。この軸受け82は、外輪821と、外輪821の内側に当該外輪821と同心的に配置された内輪822と、外輪821と内輪822との間に配置された転動体(玉)823とで構成されている。
内輪822は、軸部81の外周部812に当接している。外輪821は、円筒部品50aの内周部501に当接している。これにより、軸部81の外周部812と円筒部品50aの内周部501との間で、軸受け82が挟持されることとなり、よって、当該軸受け82を確実に位置決めすることができるとともに、リスト16をアーム15に対し回動軸O回りに確実に回動させることができる。なお、ロボット1では、円筒部品50a(アーム15)の内周部501は、軸部81の外周部812との間で軸受け82を挟持する挟持部として機能する部分であると言うことができる。
軸受け86は、減速機85の軸部851をその中心軸(回動軸O)回りに回動可能に支持する、転がり軸受け(玉軸受)である。この軸受け86は、外輪861と、外輪861の内側に当該外輪861と同心的に配置された内輪862と、外輪861と内輪862との間に配置された転動体(玉)863とで構成されている。
内輪862は、軸部851の外周部852に当接している。外輪861は、アーム本体2の舌片部24aに貫通して形成された貫通孔241の内周部242に当接している。これにより、軸部851の外周部852とアーム本体2の内周部242との間で、軸受け86が挟持されることとなり、よって、当該軸受け86を確実に位置決めすることができる。また、軸部851を回動軸O回りに確実に回動させることができる。
図7、図8に示すように、リスト16の支持リング162には、円環状をなすリング部材83が軸部81(軸受け82)と同心的に配置されている。さらに、リング部材83は、軸受け82の外周側に、軸受け82と離間して配置されている。
このリング部材83は、支持リング162(軸部81)と別体で構成され、支持リング162に固定されている。その固定方法としては、特に限定されず、例えば、ボルトで締結する方法、嵌合(圧入)による方法等が挙げられる。そして、この固定により、リング部材83は、軸部81とともに回動軸O回りに回転することができる。なお、リング部材83は、本実施形態と異なり、支持リング162と一体的に形成されていてもよい。
また、リング部材83は、支持リング162からアーム15の側面23a側に向かって突出しており、円筒部品50aの前記アーム15の側面23a側と反対側の面503に凹没して形成された凹部504に非接触で挿入されている(図8参照)。なお、本実施形態では、凹部504は、回動軸O回りに沿ってリング状に形成され、オイルシール84が設置される設置部として機能する。
リング部材83は、支持リング162(軸部81)と異なる材料で構成することができる。前述したように、支持リング162は、アルミニウムを含む材料で構成されている。一方、リング部材83は、ステンレス鋼で構成されるのが好ましい。ステンレス鋼は、金属材料の中でも比較的硬質の材料であり、後述するようにリング部材83に対しオイルシール84が摺動するが、その摺動による摩耗を確実に防止または抑制することができる。また、ステンレス鋼は、耐薬品性に優れている。例えば滅菌ガス中に薬剤が含まれている場合、その薬剤の種類によっては、薬剤がリング部材83に付着して例えば腐食を生じさせることがある。しかしながら、リング部材83の構成材料にステンレス鋼を用いることにより、腐食を確実に防止することができる。
また、リング部材83には、硬化処理が施されているのが好ましい。この硬化処理により、オイルシール84の摺動による、リング部材83での摩耗をより確実に防止または抑制することができる。なお、硬化処理としては、特に限定されず、例えば、窒化処理や浸炭処理が挙げられる。リング部材83を構成するステンレス鋼は、このような硬化処理が可能な材料である。
前述したように、円筒部品50aの凹部504には、円環状をなすオイルシール84が設置されている。図8、図9に示すように、オイルシール84は、リング部材83の外周部831に当接して、リング部材83との間の気密性を保持することができる。これにより、ロボット1のリング部材83から内側の部分(例えば収納部21等)とリング部材83から外側の部分(外気)とを遮断して(以下この遮断機能を「シール性」と言う)、滅菌ガスが前記内側の部分に侵入するのを防止することができる。
このオイルシール84は、凹部504の外周部505と、リング部材83の外周部831との間で挟持されて圧縮状態となっている。これにより、オイルシール84が凹部504に対して確実に固定され、よって、凹部504からの離脱が防止される。
また、リング部材83がリスト16ごと回動軸O(中心軸811)回りに回動した際に、その回動に伴ってオイルシール84がリング部材83に対し摺動することとなる。これにより、摺動時でもシール性が発揮され、よって、滅菌ガスの侵入を防止することができる。
図9に示すように、オイルシール84は、シール本体部87と、コイルバネ88と、補強材89とで構成された弾性体である。
シール本体部87は、回動軸Oを中心として同心的に配置された内壁部871と外壁部872とを有し、さらに、内壁部871と外壁部872とを連結する連結部873とを有している。そして、内壁部871と外壁部872と連結部873とが一体的に形成されている。
なお、内壁部871と外壁部872と連結部873とで囲まれた部分は、凹部874となっている。凹部874は、オイルシール84の周方向に沿って形成されており、コイルバネ88および補強材89を収納することができる。また、オイルシール84は、凹部874がアーム15(他方のアーム)側に向かって開口するように配置されている(図8参照)。これにより、凹部874が円筒部品50aに塞がれることとなり、よって、凹部874に塵や埃が入り込むのを防止することができる。
また、凹部874が形成されている部分、オイルシール84の軽量化が図れる。これにより、アーム本体2の動作スピードの向上に寄与する。
内壁部871の内周部875には、2つのリップ部876、877が回動軸O側に向かって突出形成されている。リップ部876、877は、それぞれ、内周部875の周方向に沿って形成され、リング部材83の外周部831に当接している。そして、リップ部876、877および内周部875と、リング部材83の外周部831とで囲まれた空間内に、潤滑剤90が充填されている。これにより、オイルシール84の摺動による、リング部材83での摩耗をさらに確実に防止または抑制することができる。また、シール性も向上する。
なお、潤滑剤90としては、特に限定されず、例えば、シリーコーンオイル、グリセリン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
また、シール本体部87を構成する弾性材料としては、特に限定されず、例えば、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料(特に加硫処理したもの)や、スチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
コイルバネ88は、線材881を螺旋状に巻回したものである。このコイルバネ88は、シール本体部87の内壁部871の外周部878にその周方向に沿って設けられており、一部が外周部878に埋め込まれている。また、コイルバネ88は、外周部878のリップ部876に対応する部分、すなわち、リップ部876と反対側の部分に位置しており、当該リップ部876を中心軸O側に向かって付勢している。これにより、リップ部876をリング部材83の外周部831に確実に当接させることができる。
補強材89は、帯状をなす板材で構成されている。この補強材89は、シール本体部87の外壁部872の内周部879にその周方向に沿って密着して設けられている。これにより、シール本体部87を補強することができる。
なお、コイルバネ88および補強材89の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等を用いることができる。
図7、図8に示すように、以上のような構成の回動支持機構8では、軸部81、軸受け82、リング部材83、オイルシール84が、中心軸811(軸部81)側からこの順に同心的に配置されている。この配置は、例えば、軸部81、軸受け82、リング部材83、オイルシール84が中心軸811方向に沿って配置されている場合に比べて、関節175(ロボット1)の中心軸811方向の小型化を確実に図ることができる。そして、このような小型化は、ロボット1の動作スピードの向上に寄与する。
さらに、中心軸811と直交する直交軸813を想定したとき、回動支持機構8では、軸受け82とリング部材83とオイルシール84とは、直交軸813上に配置されている。すなわち、回動支持機構8では、軸受け82とリング部材83とオイルシール84とを直交軸813方向から見たとき、これらが重なって配置されている。このような配置により、関節175の中心軸811方向の小型化がより顕著となり、よって、ロボット1の動作スピードのさらなる向上に寄与する。
次に、封止手段4(4d)について説明する。アーム15では、封止手段4が側面23a側と側面23b側とにそれぞれ設けられている。側面23a側の封止手段4と、側面23b側の封止手段4とは、同じ構成であるため、以下、側面23a側の封止手段4について代表的に説明する。
封止手段4は、収納部21を気密的に封止するものである。この封止手段4により、収納部21内の駆動機構3(3d)に対する防水機能、防塵機能が発揮される。また、滅菌ガス発生装置200からの滅菌ガスは、駆動機構3を腐食させることがあるが、封止手段4により、その腐食を確実に防止することができる。
図6、図10および図11に示すように、封止手段4は、枠体5と、パッキン7と、カバー6とを有し、これらがこの順にアーム本体2側から重ねられる。
図6に示すように、枠体5は、アーム本体2の収納部21の側面23a(外面)に開口する開口部211の縁部212に沿った枠状をなす部材である。この部材の厚さは、例えば、10mm程度とすることができる。
図10、図11に示すように、枠体5は、その裏側の面51が縁部212に対し接着剤層(接着剤)70を介して接合されている。接着剤層70は、縁部212に沿って形成されている。これにより、枠体5の裏側の面51とアーム本体2の縁部212との間に間隙が生じるのが確実に防止され、収納部21内の気密性を確保することができる。このように接着剤層70は、枠体5の裏側の面51とアーム本体2の縁部212との間を埋める「ガスケット(パッキン)」としても機能している。
ロボット1では、接着剤層70は、枠体5のアーム本体2に対する主たる固定を担っている。さらに、ロボット1では、枠体5のアーム本体2に対する補助的な固定を複数本(例えば6本)のボルト60が担っている(図6、図11参照)。これにより、枠体5のアーム本体2に対する固定がより強固な固定となる。また、枠体5をアーム本体2に固定する際に、接着剤層70が硬化するまでボルト60で仮固定をすることもできる。
枠体5には、各ボルト60がそれぞれ挿入される挿入孔53が、表側の面52から裏側の面51まで貫通して形成されている。図6、図14に示すように、各挿入孔53は、それぞれ、枠体5の周方向に沿って間隔を置いて配置されている。また、図11に示すように、各挿入孔53は、それぞれ、「ざぐり」が施されており、内径が異なる2つの部分で構成されている、すなわち、表側の面52側の内径が大となる大径部531と、裏側の面51側の内径が小となる小径部532とで構成されている。これにより、各ボルト60の頭部601が枠体5の表側の面52から突出するのが防止され、よって、当該頭部601が、後述するパッキン7の設置を阻害するのを確実に防止することができる。
一方、アーム本体2の縁部212の各挿入孔53に対応する部分には、雌ネジ26が形成されている。そして、各雌ネジ26に、枠体5の各挿入孔53にそれぞれ挿入されたボルト60が螺合することができる。これにより、前述した補助的な固定がなされる。
なお、図10、図11に示すように、アーム本体2の縁部212では、雌ネジ26が形成されている部分と、それ以外の部分とで、厚さが異なっており、前者(以下「肉厚部213」と言う)の厚さtは、雌ネジ26が形成されている分だけ、後者(以下「薄肉部214」と言う)の厚さtよりも厚い。しかしながら、薄肉部214は、肉厚部213よりも形成領域が広いため、アーム本体2の軽量化を図ることができる。
ボルト60としては、特に限定されず、例えば、六角レンチを用いて締結・締結解除を行なう、いわゆる「六角穴付きボルト」を用いるのが好ましい。
図6、図14に示すように、枠体5の表側の面52には、当該枠体5に対しカバー6を固定する複数本(例えば図示の構成では10本)のボルト80がそれぞれ螺合する複数(例えば図示の構成では10個)の雌ネジ54が形成されている。各雌ネジ54は、枠体5の周方向に沿って間隔を置いて配置される。これにより、これらのボルト80による固定力がほぼ均一に分散されることとなり、よって、カバー6を確実に固定することができる。また、カバー6が枠体5との間でパッキン7を均一に圧縮することができ、よって、当該パッキン7による気密性をより確実に確保することができる(図10(b)、図11参照)。
なお、図10に示すように、各雌ネジ54は、それぞれ、枠体5の厚さ方向の途中まで形成されているのが好ましい、すなわち、裏側の面51にまでは至っていないのが好ましい。
また、枠体5の表側の面52には、パッキン7が設置される(載置される)。このように、表側の面52は、パッキン7が設置されるパッキン設置部としても機能する。
そして、表側の面52に設置されたパッキン7をカバー6で圧縮する。このとき、枠体5では、規制部55により、パッキン7に対する圧縮限界を規制することができる。これにより、パッキン7を過不足なく圧縮することができ、よって、収納部21内の気密性を好適に確保することができる。また、例えば定期的なメンテナンス時にパッキン7を複数回にわたって交換したとしても、各回において、当該パッキン7に対し確実に一定の圧縮限界を規制することができる。このようにロボット1は、メンテナンスに優れている。
このような規制部55は、表側の面52に突出し、枠体5の周方向に沿って形成されたリブで構成されている。規制部55の高さhとしては、特に限定されず、例えば、外力を付与しない自然状態でのパッキン7の厚さtとしたとき、厚さtを10〜40%圧縮するのが好ましく、20〜30%圧縮するのがより好ましい(図10参照)。例えば、高さhが1.5mmである場合、厚さtを2mmとすると、パッキン7を0.5mm(25%)圧縮することができる。
枠体5には、その外側の縁部の、基端側の部分(少なくとも一部)に面取りを施してなる面取り部56が形成されている。これにより、枠体5に装着されるカバー6を、面取り部56の分だけ、小さいものとすることができ、よって、アーム15(ロボット1)の軽量化を図ることができる。また、面取り部56の分だけ、アーム15の周辺との干渉が防止され、よって、アーム15の可動範囲をできる限り広く確保することができる。
図14に示すように、枠体5は、アーム本体2の側面視で、モーター405、第1のプーリー31、第2のプーリー32およびベルト33のいずれにも重なっていない。これにより、メンテナンス時にモーター405、第1のプーリー31、第2のプーリー32およびベルト33のいずれかを収納部21から取り出す際に、そのいずれも図14中の紙面手前側(図6中の矢印Fと反対方向)に引張り出せば、その取り出しを容易に行なうことができる。このようにロボット1は、メンテナンスに優れている。
枠体5の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料を用いることができ、これらの中でも、アルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。枠体5がその母材となる金属板から切削加工で得られるものである場合、当該枠体5の構成材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることにより、その切削加工を容易に行なうことができる。また、枠体5に不動態処理またはめっき処理を容易かつ確実に施すことができ、よって、後述する第1の保護膜57を確実に形成することができる。
以上のような構成の枠体5と同様のものをアーム本体2と一体的に形成しようとした場合、鋳物であるアーム本体2は、その大きさが、枠体5の大きさ分よりも大きく、増大してしまう。その結果、アーム本体2の重量も増加することとなり、アーム本体2の動作スピードが減少してしまう。しかしながら、ロボット1では、アーム本体2と枠体5とが別体で構成されているため、このような不具合が生じるのを防止することができる。また、既存の従来のロボットに対して、枠体5を有する封止手段4を増設することも容易に行なうことができる。
また、例えばメンテナンスを繰り返したことで、仮に枠体5の雌ネジ54が破損した、すなわち、雌ネジ54のネジ山が潰れたとしても、枠体5のみを交換しさえすれば、その交換された枠体5にカバー6を確実に装着することができ、よって、ロボット1を安全に使用することができる。
図12に示すように、枠体5には、第1の保護膜57および第2の保護膜58が形成されている。
第1の保護膜57は、枠体5の少なくとも各雌ネジ54に(本実施形態では枠体5の表面全体に)形成されている。この第1の保護膜57は、枠体5に不動態処理またはめっき処理を施してなる膜である。前述したように滅菌ガスは駆動機構3を腐食させることがあるが、第1の保護膜57により、特に各雌ネジ54での腐食を確実に防止することができる。
なお、不動態処理としては、アルマイト処理が好ましく、めっき処理としては、無電解ニッケルめっきが好ましい。このような処理は、耐食性に優れる。また、第1の保護膜57を形成する際に、第1の保護膜57の厚さtの管理を容易に行なうことができ、よって、所望の厚さの第1の保護膜57を得る。
第1の保護膜57の厚さtとしては、特に限定されず、例えば、10〜100μmであるのが好ましく、30〜80μmであるのがより好ましい。
第2の保護膜58は、枠体5の各雌ネジ54以外の部分に(本実施形態では枠体5の各雌ネジ54と裏側の面51とを除く部分に)、第1の保護膜57に重ねて形成されている。この第2の保護膜58は、撥液性を有する材料を塗布してなる膜である。例えば滅菌ガス中に薬剤が含まれている場合、その薬剤の種類によっては、枠体5に付着して影響を及ぼすことがある。しかしながら、第2の保護膜58により、薬剤の付着を確実に防止することができる。
なお、撥液性を有する材料としては、フッ素系材料を用いるのが好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れる。また、仮に薬剤が枠体5に付着したとしても、当該薬剤を容易に拭き取ることができる。また、防汚機能も有しており、例えば枠体5に塵や埃、油分が付着したとしても、これらを容易に拭き取ることができる。
第2の保護膜58の厚さtとしては、特に限定されず、例えば、10〜50μmであるのが好ましく、20〜40μmであるのがより好ましい。第2の保護膜58の水との接触角としては、特に限定されず、例えば、100〜150度であるのが好ましく、100〜120度であるのがより好ましい。
枠体5には、平板状をなすカバー6が着脱自在に装着される。この装着状態のカバー6で、収納部21を覆うことができる。これにより、駆動機構3を保護することができるとともに、作動中の駆動機構3に誤って手等が触れるのを確実に防止することができる。
このカバー6には、枠体5の各雌ネジ54にそれぞれ対応する位置に、ボルト80が挿通する挿通孔61が形成されている。各挿通孔61は、それぞれ、カバー6の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。そして、枠体5の各雌ネジ54に、カバー6の各挿通孔61にそれぞれ挿入されたボルト80が螺合することができる。これにより、カバー6が枠体5に装着される、すなわち、装着状態となる。なお、この装着状態では、前述したようにパッキン7が圧縮状態となっているため、アーム本体2の収納部21内の気密性が確実に保持されている。
また、装着状態からボルト80を弛めることより、カバー6を枠体5から取り外すことができる。このカバー6を取り外した状態で、駆動機構3に対するメンテナンスを行なう作業者は、枠体5を介して、アーム本体2の収納部21に指等を挿入して、例えばモーター405の交換等のメンテナンスを容易に行なうことができる。
このメンテナンス後に、ボルト80を介してカバー6を再度装着すると、パッキン7が圧縮状態となり、よって、アーム本体2の収納部21内の気密性を再度確実に保持することができる。このようにロボット1では、メンテナンスの前後に関わらず、収納部21内の気密性を確実に保持することができる。
カバー6は、全体が平坦な金属製の平板(例えば厚さが2mm程度)で構成され、その金属材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼を用いるのが好ましい。これにより、仮にカバー6の表側の面62に凹凸が形成されている場合に比べて、表側の面62に塵や埃等が堆積するのを防止または抑制することができる。また、仮に塵や埃等が堆積したとても、これらを容易に拭き取ることができる。
なお、ボルト80としては、特に限定されず、例えば、スパナを用いて締結・締結解除を行なう、いわゆる「六角ボルト」や、六角レンチを用いて締結・締結解除を行なう、いわゆる「六角穴付きボルト」を用いることができ、これらの中でも特に、「六角ボルト」が好ましい。「六角ボルト」は、ボルト80の頭部801に、「六角穴付きボルト」程、凹凸がないため、塵や埃等が堆積するのが防止または抑制される。また、仮に塵や埃等が堆積したとても、これらを容易に拭き取ることができる。
枠体5とカバー6との間には、圧縮状態のパッキン7が介挿されている。パッキン7は、枠体5と同様に、枠状をなす部材である。この部材の厚さは、例えば、2mm程度とすることができる。
また、パッキン7には、枠体5の各雌ネジ54にそれぞれ対応する位置に、ボルト80が挿通する挿通孔71が形成されている。各挿通孔71は、それぞれ、パッキン7の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。そして、各ボルト80は、それぞれ、挿通孔71を挿通した状態で、枠体5の雌ネジ54螺合する(図10(b)参照)。これにより、パッキン7の位置決めがなされる。
パッキン7の構成材料としては、特に限定されず、例えば、オイルシール84のシール本体部87の構成材料と同様のものを用いることができる。
<第2実施形態>
図15は、本発明のロボット(第2実施形態)が備える回動支持機構を示す拡大詳細図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、回動支持機構が有するリング部材とオイルシールとの配置がそれぞれ異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図15に示す本実施形態では、回動支持機構8(ロボット1)は、リング部材83がアーム15(他方のアーム)に固定され、オイルシール84がリスト16(一方のアーム)に固定されたものとなっている。
リング部材83は、円筒部品50aと別体で構成され、当該円筒部品50aの凹部504に、ボルトで締結する方法、嵌合(圧入)による方法等の固定方法により固定されている。なお、リング部材83は、本実施形態と異なり、円筒部品50aと一体的に形成されていてもよい。
オイルシール84は、リスト16の支持リング162のアーム15側に臨む面に凹没して形成された凹部164に設置されている。なお、凹部164は、回動軸O回りに沿ってリング状に形成された部分である。
また、オイルシール84は、凹部874がリスト16側に向かって開口するように配置されている。これにより、凹部874がリスト16で塞がれることとなり、よって、凹部874に塵や埃が入り込むのを防止することができる。
以上のような構成の回動支持機構8でも、軸部81、軸受け82、リング部材83、オイルシール84を、中心軸811側からこの順に同心的に配置することができる。これにより、関節175の中心軸811方向の小型化を確実に図ることができ、よって、ロボット1の動作スピードの向上に寄与する。
以上、本発明のロボットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ロボットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のロボットは、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、本発明のロボットでのアームの本数は、前記各実施形態では6本であったが、これに限定されず、例えば、2本、3本、4本、5本または7本以上であってもよい。
1……ロボット(産業用ロボット) 11……基台 111……ボルト 112……基台本体(ハウジング) 113……円筒状部 114……箱状部 12、13、14、15……アーム(リンク) 16……リスト(リンク) 161……リスト本体 162……支持リング 163……先端面 164……凹部 171、172、173、174、175、176……関節(ジョイント) 18……マニピュレーター 181……指部(フィンガー) 2、2a、2b、2c、2d……アーム本体 21……収納部 211……開口部 212……縁部 213……肉厚部 214……薄肉部 22……中心軸 23a、23b……側面 24a、24b……舌片部 241……貫通孔 242……内周部 25……根元部 26……雌ネジ 3、3a、3b、3c、3d……駆動機構 31……第1のプーリー 32……第2のプーリー 33……ベルト(タイミングベルト) 4、4a、4b、4c、4d……封止手段 5……枠体 51……裏側の面 52……表側の面 53……挿入孔 531……大径部 532……小径部 54……雌ネジ 55……規制部 56……面取り部 57……第1の保護膜 58……第2の保護膜 6……カバー 61……挿通孔 62……表側の面 7……パッキン 71……貫通孔 8……回動支持機構 81……軸部 811……中心軸 812……外周部 813……直交軸 82……軸受け(第1のベアリング) 821……外輪 822……内輪 823……転動体(玉) 83……リング部材 831……外周部 84……オイルシール 85……減速機 851……軸部 852……外周部 86……軸受け(第2のベアリング) 861……外輪 862……内輪 863……転動体(玉) 87……シール本体部 871……内壁部 872……外壁部 873……連結部 874……凹部 875……内周部 876、877……リップ部 878……外周部 879……内周部 88……コイルバネ 881……線材 89……補強材 20……パーソナルコンピューター(PC) 301、302、303、304、305、306……モータードライバー 401、402、403、404、405、406……モーター 405a、406a……シャフト(軸部材) 50a、50b……円筒部品 501……内周部 502……リブ 503……面 504……凹部 505……外周部 60……ボルト 601……頭部 70……接着剤層(接着剤) 80……ボルト 801……頭部 90……潤滑剤 100……チャンバー(アイソレーター) 101……床 102……壁 103……天井 200……滅菌ガス発生装置 300……パイプ 400……バルブ h……高さ O、O、O、O、O、O……回動軸 t、t、t、t、t……厚さ

Claims (13)

  1. 第1のアームと、
    第2のアームと、
    前記第1のアームを前記第2のアームに対し回動可能に支持する回動支持機構と、を備え、
    前記回動支持機構は、前記第1のアームに設けられ、外形形状が円柱状の軸部と、
    前記軸部の外周部に設けられ、前記軸部を前記軸部の中心軸回りに回動可能に支持する軸受けと、
    前記第1のアームに設けられ、前記軸受けの外周側に、前記軸受けと離間し、前記軸受けと同心に設けられたリング状のリング部材と、
    前記第2のアームに設けられ、前記リング部材の外周部に当接して、前記軸部の回動に伴って前記リング部材に対し摺動する、リング状のオイルシールと、を有し、
    前記第2のアームは、前記軸受けと前記リング部材との間に設けられ、前記軸部との間で前記軸受けを挟持する挟持部を有することを特徴とするロボット。
  2. 前記オイルシールは、前記軸部と同心に配置された内壁部と、前記内壁部の外周側に前記軸部と同心に配置された外壁部と、前記内壁部と前記外壁部とを連結する連結部とを有するシール本体部と、
    前記内壁部の外周部の周方向に沿って前記外周部に埋め込んで設けられ、前記内壁部を前記リング部材側に向かって付勢するコイルバネと、
    前記外壁部の内周部の周方向に沿って前記内周部に密着して設けられ、前記シール本体部を補強する補強材とで構成されている請求項1に記載のロボット。
  3. 前記オイルシールは、前記内壁部と前記外壁部と前記連結部とで囲まれた部分が、前記オイルシールのリングの周方向に形成され、前記第2のアームに向かって開口する凹部となっており
    前記オイルシールの前記凹部が前記第2のアームに向かって開口する側は、前記第2のアームに当接している請求項2に記載のロボット。
  4. 第1のアームと、
    第2のアームと、
    前記第1のアームを前記第2のアームに対し回動可能に支持する回動支持機構と、を備え、
    前記回動支持機構は、前記第1のアームに設けられ、外形形状が円柱状の軸部と、
    前記軸部の外周部に設けられ、前記軸部を前記軸部の中心軸回りに回動可能に支持する軸受けと、
    前記第2のアームに設けられ、前記軸受けの外周側に、前記軸受けと離間し、前記軸受けと同心に設けられたリング状のリング部材と、
    前記第1のアームに設けられ、前記リング部材の外周部に当接して、前記軸部の回動に伴って前記リング部材に対し摺動する、リング状のオイルシールとを有し、
    前記第2のアームは、前記軸受けと前記リング部材との間に設けられ、前記軸部との間で前記軸受けを挟持する挟持部を有することを特徴とするロボット。
  5. 前記オイルシールは、前記軸部と同心に配置された内壁部と、前記内壁部の外周側に前記軸部と同心に配置された外壁部と、前記内壁部と前記外壁部とを連結する連結部とを有するシール本体部と、
    前記内壁部の外周部の周方向に沿って前記外周部に埋め込んで設けられ、前記内壁部を前記リング部材側に向かって付勢するコイルバネと、
    前記外壁部の内周部の周方向に沿って前記内周部に密着して設けられ、前記シール本体部を補強する補強材とで構成されている請求項4に記載のロボット。
  6. 前記オイルシールは、前記内壁部と前記外壁部と前記連結部とで囲まれた部分が、前記オイルシールのリングの周方向に形成され、前記第1のアームに向かって開口する凹部となっており
    前記オイルシールの前記凹部が前記第1のアームに向かって開口する側は、前記第1のアームに当接している請求項5に記載のロボット。
  7. 前記オイルシールは、前記内壁部の内周部にリングの周方向に形成され、前記中心軸に向かって突出した2つのリップ部を有し、
    前記内壁部の前記内周部および前記各リップ部と、前記リング部材の外周部とで囲まれた空間内に、潤滑剤が充填されている請求項2、3、5または6に記載のロボット。
  8. 前記コイルバネは、前記2つのリップ部のうちの一方のリップ部と反対側に配置され、前記一方のリップ部を前記リング部材側に向かって付勢する請求項7に記載のロボット。
  9. 前記中心軸と直交する直交軸を想定したとき、前記軸受けと前記リング部材と前記オイルシールとは、前記直交軸上に配置されている請求項1ないし8のいずれか1項に記載のロボット。
  10. 前記軸部と前記リング部材とは、別体で構成され、互いに異なる材料で構成される請求項1ないし9のいずれか1項に記載のロボット。
  11. 前記軸部は、鉄またはアルミニウムを含む材料で構成され、前記リング部材は、ステンレス鋼で構成される請求項10に記載のロボット。
  12. 前記リング部材には、硬化処理が施されている請求項1ないし11のいずれか1項に記載のロボット。
  13. 前記第1のアームは、前記第2のアームと反対側の端部に、マニピュレーターが装着されるものである請求項1ないし12のいずれか1項に記載のロボット。
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