JPH0453692A - ロボットの関節機構 - Google Patents

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】 〔概　要〕 少なくとも関節機構を具えたロボットの該関節機構に関
し、 関節機構部分で発生する異物や塵埃の外部への飛散を安
価且つ効果的に抑制して生産性の向上を図ることを目的
とし、 関節機構部を覆う固定カバーの可動面と対応する開口近
傍に、該開口に沿うグリース溜まり用の溝を持ち且つ該
漠にグリースが充満されているフランジを具えて構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明はロボット関節機構部の構成に係り、特に関節機
構部分で発生する異物や塵埃の外部への飛散を安価且つ
効果的に抑制することで生産性の向上を図ったロボット
の関節機構に関する。

近年の半導体装置の分野では、その集積度の向上に伴っ
てその素子および配線等の諸工程で発生する異物や塵埃
（以下単に塵埃とする）の特性の低下や障害等に対する
影響力が益々大きくなっていることから、各製造プロセ
スで使用される機器。

装置等から発生する塵埃の周囲への飛散を如何に抑制す
るかが大きな問題となっている。

他方、製造プロセスには多くのロボットが自動化機器と
して使用されているが、このロボットには多くの関節機
構部があり特に該関節機構部にはモータや減速機、軸受
等の機械的摩擦を伴う接触部が存在するので多少にかか
わらず発塵すると共に、回転軸と固定部カバーとの間の
隙間や他の開口部から該ロボットの周囲に飛散する。

そこでこれらの塵埃の飛散を抑制するため種々の手段が
考えられているが、それぞれに欠点があることからその
解決が望まれている。

〔従来の技術〕

第２図はロボット関節機構部の塵埃の飛散抑制方法の例
を示す図であり、第３図、第４図、第５図はいずれも他
の塵埃の飛散抑制方法を示す図である。

ロボットの一部を示す第２図で基台１上のロボット２は
、該基台１に固定されたフレーム３に回転軸が垂直にな
るように装着された例えばモータ４と減速機５とからな
る第１の関節機構部６に取付けられて矢印ａのように回
転する第１の軸７と、該第１の軸７に例えば水平方向が
回転軸となるように上記同様の構成で装着された第２の
関節機構部８に取り付けられて矢印すのように回転する
第１のアーム９と、該第１のアーム９の他端部に装着さ
れた同様の構成になる図示されない複数の関節機構部お
よび末端の関節機構部に装着された手首等で構成されて
いる。

そして通常のロボットでは、上記の各関節機構部６，８
．・・・を構成しているモータと減速機で該各関節機構
部に取り付けられているアーム９．・・・や手首を所定
の方向に所定速度で所定角度だけ回転させるようになっ
ている。

なお該各関節機構部６，８．・・・のモータや減速機等
には、該ロボット２の内部で繋がる空間領域に這わせた
信号線が接続されており、該信号線の他端は該ロボット
２の外部に位置する図示されない制御部に接続されてい
る。

そこで該制御部から所定の信号を送り込むことで図示さ
れない末端の関節機構部に装着された手首に取付けられ
ている工具または治具に所定の作業を行わせるようにし
ている。

また、図の１０は一端が基台１に取り付けられ他端がポ
ンプ１１に接続されている排気パイプであり、該ポンプ
１１を作動させることで該ロボット２の内部で繋がる空
間領域（換言すれば上記信号線に沿った領域）が減圧さ
れるようになっている。

一方、上述した第１の軸７の周囲にはフレーム３に固定
されて第１の関節機構部６を覆うカバー１２が装着され
、また第１のアーム９の近傍には第１の軸７に固定され
て第２の関節機構部８を取り囲むカバー１３が装着され
ているが、更に図示されない各関節機構部も同様のカバ
ーで取り囲まれている。

特にこの場合の各カバー例えば１２．１３には、図示の
Ａ部、Ｂ部の如き可動部（回転軸等）との隙間が必要で
あるが、防塵効果を高めるために該隙間はできるだけ小
さくなるようになっている。

従ってポンプ１１を稼働させながら該ロボット２を動作
させると、上述した各関節機構部６，８゜・・・および
その周辺領域から発生する塵埃の大部分は、例えば点線
で示す各矢印のように該ロボット２内部の信号線に沿う
空間領域を移動してポンプ１１に吸引されることになる
ので塵埃の外部への飛散をほぼ完全になくすことができ
る。

しかし発生する塵埃が全部ポンプ１１に吸引できるよう
にロボット２の内部を減圧するには、各関節機構部の回
転軸とカバーとの間の隙間（上記Ａ。

Ｂ）や各関節機構部までの排気路の流量抵抗、ポンプ１
１の排気能力等を条件として考慮しなければならず、そ
の設計や調整に多くの工数をかけなければならない欠点
がある。

第３図は第２図で説明したカバーを使用しながら多くの
工数をかけずに塵埃の外部への飛散を抑制する手段を示
したもので、図では第２図の領域Ａの部分を例として拡
大して表わしている。

第３図で、７が回転する第１の軸を示し１２は第２図の
フレーム３に固定されているカバーを表わしている。

また該第１の軸７の周囲には、上記カバー１２の内面の
開口側隙間近傍の該隙間に沿う対応位置にゴム等の弾性
体シール１５が固定されている。

特にこの場合には、カバー１２の隙間（第２図のＡ部）
がその内部で該弾性体シール１５によって密閉されるた
め、ロボットの内部で発生する塵埃の外部への飛散を容
易且つ完全に抑制することができる。

しかし、該弾性体シール１５自体がカバー１２と接触し
ているため該接触部から新たな塵埃が発生すると共に長
期の使用によって該弾性体シール１５が磨耗変形して防
塵効果が低下する欠点がある。

第４図で基台２１上のロボット２２は、該基台２１の垂
直軸を中心としてｅの如く回転する第１の関節機構部２
３ａと、ｆのように回転するる第２の関節機構部２４ａ
に一体化した第１のアーム２４と、該第１のアーム２４
の先端に設けたｇ方向に回転するる第３の関節機構部２
５ａに一体化した第２のアーム２５と、該第２のアーム
２５の先端に設けた軸回転する第４の関節機構部２６と
、該第４の関節機構部２６の先端に設けた手首２７をｈ
方向に回転させる第５の関節機構部２７ａと、該手首２
７の先端に軸回転する第６の関節機構部２８とで構成さ
れており、該第６の関節機構部２８の先端に工具または
治具が装着されている。

そして該ロボット２２は、第２図の場合と同様に上記の
各関節機構部で該各関節機構部に一体化したアームを所
定の速度で所定方向に所定角度だけ回転させられるよう
になっている。

一方図の２９は、該ロボット２２を完全にカバーする例
えばコーティングされたナイロン織布からなる蛇腹を示
し、該蛇腹２９の一部に設けた排気パイプ３０は図示さ
れない排気ポンプに接続されている。

この場合には、蛇腹２９の大きさに充分な冗長度を持た
せることができるのでロボット２２の動作に完全に追従
させられると共に、図示されない排気ポンプを作動させ
ることで各関節機構部やその周囲から発生する塵埃を周
囲空間に飛散することなく確実に該ポンプに吸引するこ
とができる。

しかし、ロボット２２全体をカバーするため蛇腹分が大
きくなってロボット２２としての動作領域に制約が生ず
る欠点があり、また長期使用による屈曲部での磨耗や変
質等によって該蛇腹２９自体が発塵源となる欠点がある
。

第５図は第４図におけるロボット２２の各関節機構部２
３ａ、〜２８を個々の蛇腹２９ａ、〜２９ｅでそれぞれ
独立させてカバーしたものであり、この場合には第１の
関節機構部２３ａをカバーする蛇腹２９ａの部分に第４
図で説明した排気パイプ３０が配設されている。

かかる蛇腹２９ａ、〜２９ｅ等を使用した場合では、第
４図と同様の効果が得られると共に全体の大きさを第４
図の場合よりも小さくできるメリットがあるが、捩れ動
作を伴う関節機構部には使用できない欠点がありまた長
期使用によって各蛇腹が発塵源となることは第４図の場
合と同様である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の構成になるロボット関節機構での塵埃に対する外
部飛散抑制方法では、各関節機構部毎にカバーを取り付
ける場合には塵埃の外部飛散を抑制するために設ける弾
性体シール自体が発塵体となって防塵効果が低下すると
言う問題があり、また蛇腹を使用する場合にはロボット
の動作や蛇腹の適用箇所に制約が生じたり長期間の使用
で蛇腹自体が発塵体となって防塵効果が低下すると言う
問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、関節機構部を覆う固定カバーの可動面と
対応する開口近傍に、該開口に沿うグリース溜まり用の
溝を持ち且つ該漠にグリースが充満されているフランジ
を具えて構成されているロボットの関節機構によって解
決される。

〔作　用〕

ロボットの固定されたカバーと可動部との間の隙間をグ
リースで充満すると、該カバー内部およびロボット内部
と外部とが該グリースによって完全に遮断されることに
なる。

本発明では、固定カバーの可動部と対面する開口近傍に
該開口に沿った溝を具えたフランジを装着し、更に該フ
ランジの上記溝にグリースを充満させることで、カバー
と可動部との間の隙間をグリースで埋めるようにしてい
る。

従ってカバー内外部ひいてはロボット内外部が遮断され
るため、ロボット内部を減圧したり蛇腹を使用すること
なぐロボットの各関節機構部やその周辺で発生する塵埃
の外部への飛散が完全に抑制できて生産性を向上させる
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明になるロボ・ント関節機構の構成例を示
す図であり、（Ａ）は全体図、　（Ａ−１）、　（Ａ−
２）は主要部拡大図である。

なお図は一例として第２図におけるロボット２の第１．
第２の各関節機構部６および８を、本発明になる関節機
構部３１．４１に置き換えて表わしたものであり、その
他の構成は第２図と全く同等であるので対応する同一部
品には同一番号を付して示している。

第２図同様にロボットの一部を示す第１図（１）で、基
台１上のロボット２は、該基台１に固定されたフレーム
３に装着されたモータ４と減速機５とからなる第１の関
節機構部３１に取付けられている第１の軸７と、該第１
の軸７に上記同様の構成で装着された第２の関節機構部
４１に取り付けられた第１のアーム９と、該第１のアー
ム９の他端部に装着された同様の構成になる図示されな
い複数の関節機構部および末端の関節機構部に装着され
た手首等で構成されている。

なお該基台１には第２図で説明した排気パイプ１１は特
に必要としないので本図では省略されている。

一方、上述した第１の軸７の周囲にはフレーム３に固定
されて第１の関節機構部３１を覆う固定カバー３２が装
着され、また第１のアーム９の近傍には第１の軸７に固
定されて第２の関節機構部４１を取り囲む固定カバー４
２が装着されている。

ここで上記各固定カバー３２．４２について以下に説明
する。

（Ａ−１）で示す固定カバー３２は、第２図で説明した
如く図面下側に位置する図示されない一端はフレーム３
に固定され他端側か第１の軸７の周囲に近接して形成さ
れているカバー本体３３と、該カバー本体３３の上記第
１の軸７の周囲に近接した開口に該軸７を取り囲んで周
壁面に平行するように装着したリング状のフランジ３４
とで構成されており、特に該フランジ３４の該軸７と対
面する内面には該軸７の周壁面に沿って溝３４ａが形成
され更に該溝３４ａには低蒸気圧油のグリース（例えば
ダイキン工業■製・商品名“デムナムＬ　２００”）３
５が充満されている。

また、（Ａ−２）で示す固定カバー４２は、第２図で説
明した如く一端は第１の軸７に固定され他端側か第１の
アーム９の可動面に近接して形成されているカバー本体
４３と、該カバー本体４３の第１のアーム９に近接した
開口に該アーム９の壁面と平行になるように装着した紙
面厚さ方向に長い円弧状のフランジ４４とで構成されて
おり、特に該フランジ４４の上記第１のアーム９と対面
する面には該アーム９の壁面に沿って溝４４ａが形成さ
れており、更に該溝４４ａには上述したした低蒸気圧油
のグリース３５が充満されている。

かかる構成になる固定カバー３２．４２を第２図で説明
したカバー１２および１３に代えてロボット２に装着す
ると、該ロボット２を動作させたときに上記各固定カバ
ー３２．４２の各フランジ３４．４４に充填されたグリ
ース３５が各可動面との間に自動的に塗布され該部分の
隙間を埋めることになる。

なおこの場合の該グリース３５は上述した如く低蒸気圧
油グリースである。

従って長期の使用に耐えることから第２図で説明したロ
ボットの各関節機構部から発生する塵埃が該各固定カバ
ー３２．４２とそれぞれに対応する可動面との間の隙間
から飛散することがなく、結果的に関節機構部分で発生
する異物や塵埃の外部への飛散を安価且つ効果的に抑制
できる所要のロボット関節機構を得ることができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明により、関節機構部やその周辺で発生
する異物や塵埃の外部への飛散を安価且つ効果的に抑制
して生産性の向上を図ったロボットの関節機構を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるロボット関節機構の構成例を示す
図、 第２図はロボット関節機構部の塵埃の飛散抑制方法の例
を示す図、 第３図、第４図、第５図は他の塵埃の飛散抑制方法を示
す図、 である。 図において、 １は基台、　　　　　２はロボット、 ３はフレーム、　　　４はモータ、 ５は減速機、　　　７は第１の軸、 ９は第１のアーム、３１は第１の関節機構部、３２．４
２は固定カバー　　３３．４３はカバー本体、３４．４
４はフランジ、　　３４ａ　、　４４ａは溝、３５はグ
リース、 ４１は第２の関節機構部、 をそれぞれ表わす。 ％２図 （Ａ−１） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 関節機構部を覆う固定カバーの可動面と対応する開口近
   傍に、該開口に沿うグリース溜まり用の溝を持ち且つ該
   溝にグリースが充満されているフランジを具えて構成さ
   れていることを特徴としたロボットの関節機構。