JPS61171966A

JPS61171966A - シ−ル構造

Info

Publication number: JPS61171966A
Application number: JP60010523A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Yasukawa; 員仁安川
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-08-02
Also published as: JPH0459116B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、回転あるいは摺動部分からの塵埃の発生を防
止するためのシール構造に関する。

発明の背景および従来技術産業用ロボットは、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ットがクリ
ーンルーム内で利用されるとき、関節の回転部分、ある
いはロボッ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。

従来、このような防塵対策は、もっばら、最も安価なオ
イルシールによって行われている。ところが、この種の
オイルシールでは、リッ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、静圧軸受けや磁性流体
軸受は等が考えられる。しかし、これらの軸受けは、特
殊な軸受けであるため、産業用ロボット等の関節部分の
組み込み用として簡易性に欠け、さらには高価となって
しまい、実用化の点で問題を残す。

発明の目的およびその解決手段ここに、本発明の目的は、産業用ロボット等の回転ある
いは摺動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シール構造
を提供することである。

そこで、本発明は、回転部分、あるいは摺動部分の外側
にオイルシール等のシール部材を設け、このシール部材
の外側、すなわち外部に通じる位置にポケット部を形成
し、このポケット部に吸気手段を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、負圧空気流によって、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。したがって、このようなシール構造によると
、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、その部分がらの外部への塵埃の
流出が確実に防止できる。

実施例の構成以下、本発明の一実施例の構成を多関節ロボットに組み
込んだ場合について、図面に基づいて具体的に説明する
。

多関節ロボット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ット等によって、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。

上記モータ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１
７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、ハーモニッ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の軸受は部分に対し、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によって、閉じられており、先端
の下面側に形成された軸受は部分で、垂直方向の軸線を
中心とし７、ｔｔ＝ｌ！Ｉｌｈ　２１　ＧＩｌ、、、ｌ
ｆｉ＆Ｃｉ＊Ｌ、−ｔｏ＝ｔ＝＝ｘｓ＊　　　’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によって、閉じられており、
先端の下面側の軸受は部分で、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
の取り付はプレート２４によって、チャック等の作業部
材に取り付けられる。

一方、前記モータ９．１ｏは、それぞれ減速機１５．１
６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、取り付は板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１５の回転は
、タイミングベルト・プーリ２６により、前記中空軸１
８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１８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２９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
はハウジングに対し、玉軸受によって、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によって、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、
玉軸受によって中空軸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、べルト部
分の緩みを吸収するために、それぞれテンションプーリ
３６．３７を経てブーり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によって閉じら
れており、またケーシング７の上面は、３つのカバー３
９．４０によっ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１８．２７．３０の中心線上で、
回転位置検出器４１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４３、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。したがって、電線４３およびチューブ
４４は、この案内孔４７および中間軸３０．３２．３４
の内部を通って、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、左右の両測部で立
ち上がり壁４・８を形成し、電線４３またはチューブ４
４をタイミングベルト・プーリ３５の内側を通って中空
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、またチューブ４４は、以下に詳記するよう
に、関節部分換言すると、軸支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、本発明の要部すなわちシ
ール構造を示している。

まず、第３図は、第１アーム１１と第２アーム１２との
間の軸支部分を示している。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によって抜は止め状態となっている
。このベア＋７ングカバー５０は、外周で０−リング５
１を介在させた状態で゛、第１７−ム１１の軸受は部分
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によって中空軸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、環状のポケット
部５３を一体的に形成している。このポケット部　′５
３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の軸受は部分に形成された連通路５５お
よび配管継手５６によって、前記チューブ４４に接続さ
れている。なお連通路５４．５５の間に、０−リング５
７が介在している。

次に、第４図は、中空軸１３でのシール構造を示してい
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、軸受は筒５９に対し回転自在に支
持されている。この軸受は筒５９は、外周部分で、第２
アーム１２の軸受は部、およびシールカバー６１に対し
０−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
の外側部分でポケット部６３を一体的に形成している。

このポケット部６３は、第３図と同様に、連通路６４．
６５．６６および配管継手６７を経てチューブ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
している。

ここで第３図および第４図においても、ポケット部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と外側の空間との
間に形成されている。

そして、これらのシール構造は、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１８との間や、
減速器１４の固定側のケーシング部分と、第１アーム１
１との連結部分、さらに基台２とスライダー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、上記多関節ロボット１の動作を発明の作用ととも
に説明する。

多関節ロボット１の運転に際し、スライダー４は、予め
送りねしユニットによっ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って
、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・ブーＩＪ２６、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。したがって、
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
によって、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・ブーＩＪ　１７．２６．２８．２９．３１．３３．
３５等のバフクラソシは、クローズトループ系のフィー
ドバック制御によって補正できる。

一方、モータｌＯ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
・ブーＩＪ３１、中間の中空軸３２、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、取り付はプレート２４に回
転運動を与え、それに取り付けられたチャックなどによ
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ューブ４４ば
、常に負圧空気流によって、ポケット部５３．６３の部
分の空気を吸い込んでいる。このゞ“・′−″部材５２
・６２（Ｄ’Ｊ７７”部分０摩耗　　　　Ｙや、その呼
吸作用によって、塵埃が発生したとしても、それは、そ
の吸引空気によって、直ちに多関節ロボット１の内部に
吸引され、チューブ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。

発明の変形例上記実施例は、シール部材５２．６２としてオイルシー
ルを示しているが、このシール部材５２．６２は、０−
リングやラビリンスパツキン等であってもよい。

また上記実施例は、多関節ロボット１に本発明のシール
構造を応用した例を示しているが、このシール構造は、
一般の機械の回転支持部、あるいは摺動支持部の防塵対
策としても応用できる。

また、上記実施例は、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、この多関節ロボット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、回転部分あるいは摺動部分のシール部材の
外側にポケット部が設けられ、そこに吸気手段が連結さ
れているから、回転あるいは摺動部分に塵埃が発生した
としても、外部に飛散せず、必要な位置に吸引される。

したがって、本発明のシール構造は、クリーン度を保持
する特殊な作業環境の回転あるいは摺動軸部分の防塵対
策として有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節ロボットの平面図、第２図は多関節ロボ
ットの一部の垂直断面図、第３図および第４図は本発明
のシール構造の一部の拡大断面図である。１・・多関節ロボット、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、１
４．１５．１６・・・減速機、１７．２６．２８．２９
．３１．３３．３５・・タイミングベルト・プーリ、４
１・・回転位置検出器、４４・・吸気手段としてのチュ
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・・ポケット部、５
４．５５．６４．６５．６６・・連通路、５６．６７・
・配管継手、５９・・軸受は筒、６１・・シールカバー
、６３・・ポケット部。

Claims

【特許請求の範囲】

回転あるいは摺動する軸支部分の外側に設けたシール材
の外側にポケット部を形成し、このポケット部に吸気手
段を連結してなることを特徴とするシール構造。