ロボットの防塵構造およびそれを備えたロボット
【課題】産業用ロボットの内部で発生する粉塵の拡散を防止する。
【解決手段】ロボットのハンドを有する作業軸３０およびその周辺から発生する塵の拡散を防止する防塵構造６０であって、蛇腹部６５と前記蛇腹部６５の両端にストレート部６６ａ，６６ｂとを有し、前記蛇腹部６５で前記作業軸３０を覆う蛇腹ホース６２と、前記ストレート部６６ａ，６６ｂが嵌合する接続部を有し、前記作業軸３０の軸線に沿って所定の間隔を空けて配置された２つのホース固定部６１，６３とを備え、前記ホース固定部６１，６３では、弾性部材６８，６９を介してクランプ材７０，７１で前記蛇腹ホース６２の前記ストレート部６６ａ，６６ｂを前記接続部に締め付けることによって固定する。前記ストレート部６６ａ，６６ｂは、前記クランプ材７０，７１による締め付けに対して浮きを低減させるため、ストレート部の円周方向に沿って複数形成された薄肉部からなる緩衝部を有している。
【解決手段】ロボットのハンドを有する作業軸３０およびその周辺から発生する塵の拡散を防止する防塵構造６０であって、蛇腹部６５と前記蛇腹部６５の両端にストレート部６６ａ，６６ｂとを有し、前記蛇腹部６５で前記作業軸３０を覆う蛇腹ホース６２と、前記ストレート部６６ａ，６６ｂが嵌合する接続部を有し、前記作業軸３０の軸線に沿って所定の間隔を空けて配置された２つのホース固定部６１，６３とを備え、前記ホース固定部６１，６３では、弾性部材６８，６９を介してクランプ材７０，７１で前記蛇腹ホース６２の前記ストレート部６６ａ，６６ｂを前記接続部に締め付けることによって固定する。前記ストレート部６６ａ，６６ｂは、前記クランプ材７０，７１による締め付けに対して浮きを低減させるため、ストレート部の円周方向に沿って複数形成された薄肉部からなる緩衝部を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットの防塵構造およびそれを有するロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種生産現場において、作業の自動化や省力化のため産業用ロボットが多用されている。産業用ロボットとしては、複数の回動式アームを有し、その終端の回動式アームの回動端部に作業軸を設けたスカラー型ロボットが知られている。この種のスカラー型ロボットは、例えば、基台に、水平方向へ延びる第１のアームを回動自在に設けるとともに、この第１のアームの回動端部の上部に水平方向へ延びる第２のアームを回動自在に設け、この第２のアームの回動端部に作業軸を設けている。この作業軸は、軸線が上下方向を指向し、第２のアームに上下方向へ移動自在に支持されるとともに、回転自在に支持されている。第１のアームを駆動するモーターは基台内に設けられ、第２のアームを駆動するモーターは、第２のアームの基端部に設けられている。また、第２のアームには、作業軸を回転駆動するための回転駆動装置と、作業軸を昇降させる昇降装置とが設けられている。この作業軸の下端部には、作業対象物に作業を実施するロボットハンド等のエンドエフェクターが取り付けられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
産業用ロボットはさまざまな分野で用いられている。半導体製造等のクリーン環境下では、人による発塵を低減するために産業用ロボットに置き換え、発塵を減少させるとともに、生産性向上、安定生産を図っている。ところが、産業用ロボットの内部は、ベルト等の可動部や配線部を有し、可動することによって粉塵が発生する可能性がある。作業軸等の産業用ロボットの先端部は、作業対象物に最も近づく場所であり、かつ回転や上下運動を行うため、発生した粉塵が作業対象物に悪影響を与えてしまう危険性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（適用例１）ロボットのエンドエフェクターを保持するとともに上下動させる作業軸およびその周辺から発生する塵の拡散を防止するロボットの防塵構造であって、蛇腹部と前記蛇腹部の両端に円柱形状のストレート部とを有し、少なくとも、前記蛇腹部で前記作業軸を覆う蛇腹ホースと、前記ストレート部が嵌合する接続部を有し、前記作業軸の軸線に沿って所定の間隔を空けて配置された２つのホース固定部と、を備え、前記ホース固定部では、弾性部材を介してクランプ材で前記蛇腹ホースの前記ストレート部を前記接続部に締め付けることによって固定し、前記ストレート部は、前記クランプ材による締め付けに対して変形を低減させる緩衝部を有していることを特徴とするロボットの防塵構造。
【０００７】
この構成によれば、上下動するとともに発塵の可能性のある作業軸およびその周辺を蛇腹ホースで覆うことができる。また、ホース固定部で蛇腹ホースの両端を固定するとき、弾性部材を介してクランプ材で蛇腹ホースのストレート部をホース固定部の接続部に締め付け、密着性を確保することができる。さらに、ストレート部は緩衝部を有しているため、クランプ材による締め付けに対して浮きを低減させることができる。そのため、蛇腹ホースと２つのホース固定部とを密着した状態、換言すると密閉状態で取り付けることができる。その結果、ロボットの内部で発生する塵等が外部へ拡散することを低減させることができる。従って、作業対象物に対する塵の影響を低減させることができ、安定生産、品質向上に寄与することができる。
【０００８】
（適用例２）前記弾性部材は、テープ状のゴム部材であり、前記クランプ材と前記ストレート部の外周との間に環状に配置されることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【０００９】
この構成によれば、弾性部材としてテープ状のゴム部材を用いることによって、クランプ材とストレート部の外周との密着性を向上させることができる。
【００１０】
（適用例３）前記弾性部材は、Ｏリングであり、前記接続部と前記ストレート部の内周との間に環状に配置されることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１１】
この構成によれば、弾性部材としてＯリングを用いることによって、接続部とストレート部の内周との密着性を向上させることができる。
【００１２】
（適用例４）前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成され軸線方向の切込み構造であることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１３】
この構成によれば、蛇腹ホースのストレート部の円周方向に沿って、複数の切込みが形成されている。そのため、クランプ材によるストレート部の締め付けによる外周方向への凹凸を切込み部で吸収することができる。その結果、外周方向の浮きを低減させることができ、蛇腹ホースとホース固定部との密着性を向上させることができる。
【００１４】
（適用例５）前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成された薄肉部であることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１５】
この構成によれば、蛇腹ホースのストレート部の円周方向に沿って、複数の薄肉部が形成されている。そのため、クランプ材によるストレート部の締め付けによる外周方向への凹凸を薄肉部で吸収することができる。その結果、外周方向の浮きを低減させることができ、蛇腹ホースとホース固定部との密着性を向上させることができる。
【００１６】
（適用例６）前記蛇腹ホースは、前記作業軸が上限の位置にあるとき、前記蛇腹部が軸線方向に略密着状態で前記ホース固定部に固定されることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１７】
この構成によれば、作業軸が上限の位置にあるとき、蛇腹ホースの蛇腹部の内容積が最も小さくなっている。そして、作業軸が動作したときは蛇腹部の内容積が拡張する方向になる。また、蛇腹ホースとホース固定部とは密閉状態で結合されている。そのため、作業軸が動作したとき、蛇腹ホースとホース固定部とで形成される空間を負圧状態にすることができる。その結果、粉塵が外部に飛散することを防止することができる。
【００１８】
（適用例７）作業対象物に対して作業を実施するエンドエフェクターと、前記エンドエフェクターを保持し移動させる作業軸と、前記作業軸が最終端に配設される複数のアームと、上記のロボットの防塵構造と、を備えることを特徴とするロボット。
【００１９】
この構成によれば、内部で発生する塵等が外部への拡散することを低減させたロボットを提供することができる。そのため、作業対象物に対する塵の影響を低減させ、安定生産、品質向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】スカラー型ロボットの構成を示す概略図。
【図２】作業軸駆動部の構造を示す概略図。
【図３】図２の作業軸駆動部に対して防塵構造を付加した構造を示す概略図。
【図４】第１実施例の防塵構造を説明する図。
【図５】蛇腹ホースの緩衝部を説明する図。
【図６】第２実施例の防塵構造を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本実施例のロボットの防塵構造について、スカラー型ロボットを例にとり図面を参照して説明する。なお、説明を簡便にするため、図面における各部材は簡略化し、一部、縮尺を異ならせて図示している。
【００２２】
（スカラー型ロボットの構造について）
まず、スカラー型ロボットの構造について、図１を参照して説明する。図１は、スカラー型ロボットの構成を示す概略図であり、（ａ）はスカラー型ロボットの概略斜視図、（ｂ）は、スカラー型ロボットの模式断面図である。なお、スカラー型ロボットは、水平面に設置される。図面において、その水平面上の１方向をＸ方向とし、水平面上でＸ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向（重力方向）をＺ方向としている。
【００２３】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、スカラー型ロボット（以下、ロボット１００という）は、基台１０と、支持台１１と、支持台１１に対して水平方向に延びる第１アーム部１６と、第１アーム部１６に接合され同じく水平方向に延びる第２アーム部１８と、この第２アーム部１８の他方の端部を貫通して上下方向に延びる作業軸３０と、作業軸３０を昇降および回転させる作業軸駆動部４０と、作業軸３０の下端に取り付けられたエンドエフェクターとしてのロボットハンド５０と、制御部２０とを備えている。
【００２４】
基台１０は、矩形の板状に形成されロボット１００の設置面に配置されており、基台１０上には支持台１１が配置されている。図１（ｂ）に示すように、支持台１１の内部には空間が形成され、この空間は支持板１２により上下に分割されている。支持板１２の下側には駆動部としての第１モーター１３が配置されている。支持板１２の上側には第１減速機１４が配置されている。また、支持台１１の底面側にはロボット１００の動作を制御する制御部２０が設けられている。
【００２５】
第１減速機１４の入力軸には第１モーター１３の回転軸１３ａが接続されている。第１減速機１４の上側には出力軸１４ａが配置されている。そのため、第１減速機１４は、第１モーター１３の回転軸１３ａの回転を減速し出力軸１４ａに伝えることができる。なお、第１減速機１４には各種の減速機構を採用することができる。本実施形態では、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）を採用している。支持台１１の上面には孔部１１ａが形成され、孔部１１ａから出力軸１４ａが突出して配置されている。
第１アーム部１６は、略直方体部を有する形状に形成され、一端が出力軸１４ａに接続され、出力軸１４ａを支点として水平方向に回転可能に設けられている。すなわち、第１モーター１３が回転駆動することにより、第１アーム部１６は水平方向に回動することができる。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、第１アーム部１６の第１モーター１３と反対側の他端には第２減速機１５、駆動部としての第２モーター１７がこの順にＺ方向に重ねて配置されている。そして、第２減速機１５の出力軸１５ａが図中Ｚ方向下側に配置されている。第１アーム部１６には第２減速機１５と対向する場所に孔部１６ａが形成され、孔部１６ａから出力軸１５ａが突出して配置されている。第２モーター１７の回転軸（図示しない）は第２減速機１５の入力軸と接続されている。そのため、第２減速機１５は、第２モーター１７の回転軸の回転を減速し第２減速機１５の出力軸１５ａに伝えることができる。
【００２７】
第２アーム部１８は、略直方体部を有する形状に形成され、一端が出力軸１５ａに接続され、出力軸１５ａを支点として水平方向に回転可能に設けられている。すなわち、第２モーター１７が回転駆動することにより、第２アーム部１８は水平方向に回動することができる。なお、第１モーター１３及び第２モーター１７は、電気信号によって回転方向を制御可能であればよく、直流モーター、パルスモーター、交流モーター等の各種類のモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、直流モーターを採用している。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、第２アーム部１８上において出力軸１５ａに接続された側と反対側の端部には、第２アーム部１８の端部を貫通して上下方向に延びる作業軸３０と、作業軸３０を昇降および回転させる作業軸駆動部４０とが設けられている。作業軸駆動部４０は、作業軸３０を上下方向に移動させる昇降装置３５と、作業軸３０を回転させる回転駆動装置４５と、これらの装置を覆う第１カバー４９とが設けられている。この第１カバー４９は、第２アーム部１８の側縁に沿う形状であって、第２アーム部１８の第２モーター１７と反対側の端部の全域を覆う形状に形成されている。作業軸３０は、作業軸駆動部４０によって昇降および回転駆動させられる。この作業軸駆動部４０の詳細については後述する。
【００２９】
ロボットハンド５０は、上述の作業軸３０の下端に取り付けられている。ロボットハンド５０は、作業軸３０の昇降および回転動作に伴って、昇降および回転することができる。また、ロボットハンド５０は、作業対象物としてのワークに対して各種作業を実施する。そのため、例えば、ワークを挟んで保持し移動させる作業を例にとると、ロボットハンド５０は、ワークの位置を確認するためのカメラを含む各種センサー（図示せず）、ワークを挟んで保持するための指部５１、その指部５１を動作させる機構部（図示せず）、電磁バルブ、エアーシリンダーおよび各種モーター等の機構部の駆動源（図示せず）、およびこれらを制御するコントローラー（図示せず）を備えている。
【００３０】
制御部２０は、図示しない中央演算部、記憶部、ドライバー回路、インターフェース等を備えている。ドライバー回路は、第１モーター１３、第２モーター１７、作業軸駆動部４０およびロボットハンド５０の駆動源を駆動する回路である。そして、ドライバー回路およびロボットハンド５０に設けられた各種センサー、コントローラー等が中央演算部と接続されている。また、中央演算部は、インターフェースを介して外部コンピューターに接続されている。記憶部は、ロボット１００を制御する動作手順を示したプログラムソフトや制御に用いるデータ等を記憶している。中央演算部はプログラムソフトに従ってロボット１００を総合的に制御する。
【００３１】
上述の構成を備えるロボット１００は、制御部２０からの制御信号に従って、第１アーム部１６、第２アーム部１８および作業軸３０の動作を制御して、ロボットハンド５０をワークの位置（所定の位置）に移動させ、さらにロボットハンド５０の動作を制御してワークに対して所定の作業を実施することができる。
【００３２】
（作業軸駆動部の構造について）
ここで、作業軸駆動部の構造について、図２を参照して説明する。図２は、作業軸駆動部の構造を示す概略図である。図２に示すＸ方向およびＺ方向は、図１に示すＸ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００３３】
図２に示すように、作業軸駆動部４０は、作業軸３０を上下方向に移動させる昇降装置３５と、作業軸３０を所望の角度だけ回転させる回転駆動装置４５とを備えている。昇降装置３５は、図示しない第３モーターから駆動力を受けて回転することができるボールねじ軸３２と、このボールねじ軸３２に螺合されたボールねじナット３３と、このボールねじナット３３に一端部を固定されるとともに他端部に作業軸３０が連結された上部連結部材３４とによって構成されている。この昇降装置３５の各回転部材は、軸線が上下方向を指向するように形成されている。
【００３４】
ボールねじ軸３２は、下端部を第２アーム部１８に図示しない軸受によって回転自在に支持されるとともに、第２アーム部１８に立設したフレーム２５に上端部を図示しない軸受によって回転自在に支持されている。上部連結部材３４と作業軸３０との接続部分には、作業軸３０が回転することができるように図示しない軸受が介装されている。なお、この軸受は、上面側にストッパー部を有し、作業軸３０の上下方向への移動を規制している。
【００３５】
回転駆動装置４５は、作業軸３０の外周部に回転自在に支持され、図示しない第４モーターから回転力を受けるハーモニックドライブ（登録商標）からなる第３減速機４２と、この第３減速機４２の出力部材であるフレクスプライン４２ａに固着されたボールスプラインナット４４とによって構成されている。ボールスプラインナット４４は、従来からよく知られているものと同等の構造のもので、作業軸３０に下端部から上端部まで延びるように形成した縦溝（図示せず）に係入する多数のボール（図示せず）を循環移動できるように内蔵し、作業軸３０の上下方向への移動を許容しながら、作業軸３０の回転を規制する構造のものである。
【００３６】
すなわち、ボールスプラインナット４４が第３減速機４２のフレクスプライン４２ａと一体的に回転することによって、作業軸３０がボールスプラインナット４４と一体的に同一回転で回転する。また、上述した昇降装置３５のボールねじ軸３２が回転してボールねじナット３３が上昇または下降することにより、作業軸３０がボールスプラインナット４４に支えられながら上下方向に移動する。なお、作業軸３０は、ボールスプラインナット４４に嵌合されることによって第２アーム部１８を貫通するとともに支持されている。
【００３７】
上述の構成を備える作業軸駆動部４０は、第２アーム部１８を貫通する作業軸３０を所望の距離だけ上下方向に移動させることができるとともに、所望の角度だけ回転させることができる。なお、ロボットハンド５０は、この作業軸３０の下端部に固着されているため、所望の距離だけ上下方向に移動することができるとともに、所望の角度だけ回転することができる。
【００３８】
なお、作業軸３０は、円筒状に形成され、外周部には、ボールスプラインナット４４に内蔵された多数のボールが係入する下端部から上端部まで延びるように形成した縦溝（図示しない）が形成されており、内周部は中空となり中空部３０ａを構成している。本実施例では、スペース効率向上のために、この作業軸３０の内周部の中空部分には、ロボットハンド５０を動作させる各種モーターの電源線やワークの位置を確認するためのカメラを含む各種センサーからの信号線等からなる電気配線が内蔵される。
【００３９】
（第１実施例）
（防塵構造について）
ここで、第１実施例の防塵構造について、図３および図４を参照して説明する。図３は、図２の作業軸駆動部に対して防塵構造を付加した構造を示す概略図である。図４は、防塵構造を説明する図であり、（ａ）は、作業軸が上限に位置するときの防塵構造の概略断面図、（ｂ）は、作業軸が昇降装置によって下方向に移動したときの防塵構造の概略断面図である。なお、図３および図４に示すＸ方向およびＺ方向は、図１に示すＸ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００４０】
図３および図４（ａ），（ｂ）に示すように、防塵構造６０は、ホース固定部としての第２カバー６１と、蛇腹ホース６２と、同じくホース固定部を兼ねるベアリング６３とを有している。第２カバー６１は、大きさの異なる２つの円筒形状を有するように形成され、大きい第１円筒部６１ａは上端を第２アーム部１８のＺ方向下部に固着され、作業軸駆動部４０の回転駆動装置４５を覆っている。第２カバー６１の接続部としての小さい第２円筒部６１ｂは、第１円筒部６１ａのＺ方向下部に位置し作業軸３０を覆っている。ベアリング６３は、作業軸３０に対して、Ｚ方向の位置が規制されるとともに回転自在に取り付けられている。Ｚ方向の位置規制は、可能な限りロボットハンド５０に近いことが好ましい。Ｚ方向の位置規制の方法は特に限定しないが、作業軸３０の縦溝（図示しない）が無い位置で横溝を切り、その横溝とベアリング６３に設けられた突起部とを係合させて位置規制としても良い。
【００４１】
蛇腹ホース６２は、例えば、ナイロンや合成ゴム等の材料で形成され、蛇腹部６５と蛇腹部６５の両端にストレート部６６ａ，６６ｂとを有する。蛇腹部６５は、円筒構造であり、いわゆる山折と谷折の繰り返し構造を呈している。そのため、蛇腹部６５は、軸線方向に伸縮自在となっている。ストレート部６６ａは、円筒状を呈し、その内径は第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部よりわずかに大きく形成されている。また、ストレート部６６ａは、図５に示すように、端部に近い位置に軸線方向（縦）の緩衝部としての切込み７４が円周方向に沿って複数設けられている。ストレート部６６ｂは、円筒状を呈し、その内径は接続部としてのベアリング６３の外周部よりわずかに大きく形成されている。また、ストレート部６６ｂは、図５に示すように、端部に近い位置に軸線方向（縦）の緩衝部としての切込み７４が円周方向に沿って複数設けられている。
【００４２】
ストレート部６６ａは、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部に嵌め込まれる。また、他方のストレート部６６ｂは、ベアリング６３の外周部に嵌め込まれる。そして、ストレート部６６ａの外周部に、例えば、弾性部材としてのウレタン製等の帯状のゴムシート６８を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６８の外周部をホースクランプ７０を用いて締め付ける。同様に、ストレート部６６ｂの外周部に、例えば、弾性部材としてのウレタン製等の帯状のゴムシート６９を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６９の外周部をホースクランプ７１を用いて締め付ける。なお、ホースクランプ７０，７１は、特に限定しないが、例えば、ねじ式による金属バンド形式であっても良いし、バネ式のクランプであっても良い。
【００４３】
このようにすることにより、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態に結合される。なお、図４（ａ）に示すように、作業軸３０が昇降装置３５（図２参照）によって上限の位置にあるとき、蛇腹ホース６２の蛇腹部６５は山折と谷折の繰り返し構造部分がほぼ密着状態になっている。すなわち、作業軸３０が上限の位置にあるとき、蛇腹ホース６２の蛇腹部６５は最も短い長さに設定されている。換言すると、蛇腹部６５の内容積が最も小さくなっている。そのため、図４（ｂ）に示すように、作業軸３０が昇降装置３５（図２参照）によって動作、すなわち伸長したときは蛇腹ホース６２の蛇腹部６５は山折と谷折の繰り返し構造部分が伸び、蛇腹部６５の内容積が拡張する。
【００４４】
以下、実施形態の効果を記載する。
（１）上述の防塵構造６０は、回転および上下運動をする作業軸３０を第２カバー６１、蛇腹ホース６２、およびベアリング６３で密閉状態で覆っている。そのため、産業用ロボットの内部、特に産業用ロボットの先端部で発生する粉塵が外部に飛散することを防止することができる。その結果、作業環境をクリーンに保ち、作業対象物が粉塵の影響を受けることを低減することができる。
【００４５】
（２）上述の防塵構造６０は、蛇腹ホース６２の両端のストレート部６６ａ，６６ｂに、緩衝部としての軸線方向の切込み７４が複数設けられている。そして、切込み７４にかかるように帯状のゴムシート６８，６９を巻きつけ、ゴムシート６８，６９の外周部をホースクランプ７０，７１を用いて締め付ける。そのため、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部やベアリング６３の外周部にストレート部６６ａ，６６ｂが挿入され、ホースクランプ７０，７１によって締め付けられたとき、ストレート部６６ａ，６６ｂの変形を切込み７４で吸収して外周方向の浮き等を低減させることができる。また、弾性部材としてのゴムシート６８，６９で隙間を覆うことができる。その結果、蛇腹ホース６２を、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態で結合することができる。
【００４６】
（３）上述の防塵構造６０は、作業軸３０が昇降装置３５によって上限の位置にあるとき、蛇腹ホース６２の蛇腹部６５の内容積が最も小さくなっている。そして、作業軸３０が昇降装置３５によって動作したときは蛇腹部６５の内容積が拡張する。また、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態で結合されている。そのため、作業軸３０が動作したとき、産業用ロボット１００の先端部、少なくとも蛇腹ホース６２、第２カバー６１およびベアリング６３で形成される空間を負圧状態にすることができる。その結果、ロボットの先端部で発生する粉塵が外部に飛散することを防止することができる。
【００４７】
（第２実施例）
ここで、第２実施例の防塵構造について図６を参照して説明する。図６は第２実施例における防塵構造を説明する図である。なお、第１実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００４８】
図６に示すように、第２実施例の防塵構造６０ａは、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂおよび／もしくはベアリング６３の外周部にラジアル方向の溝部８０を形成し、Ｏリング８２を溝部８０に取り付けている。そして、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂを、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部および／もしくはベアリング６３の外周部に嵌め込む。
【００４９】
そして、ストレート部６６ａの外周部に、ゴムシート６８を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６８の外周部をホースクランプ７０を用いて締め付ける。同様に、ストレート部６６ｂの外周部に、ゴムシート６９を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６９の外周部をホースクランプ７１を用いて締め付ける。
【００５０】
すなわち、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂおよびベアリング６３の外周部と、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂとの間にＯリング８２を設けることによって、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態を向上させ結合されることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００５２】
（第１変形例）上述の実施例では、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂの端部に近い位置に軸線方向の切込み７４が複数設けられている場合を例に説明したが、これに限定されない。図５（ｂ）に示すように、例えば、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂの端部に近い位置に円周方向に沿って、肉厚の薄い部分（薄肉部８６）を複数設けてもよい。このようにすることによっても、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部やベアリング６３の外周部にストレート部６６ａ，６６ｂが挿入され、ホースクランプ７０，７１によって締め付けられたとき、ストレート部６６ａ，６６ｂの変形を薄肉部８６で吸収して外周方向の浮き等を低減させることができる。
【００５３】
（第２変形例）上述の第２実施例では、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂおよび／もしくはベアリング６３の外周部にＯリング８２を取り付けている場合を例にとり説明したが、これに限定されない。蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂの内周壁にラジアル方向に沿って形成されるとともに、内方向に突出する突起部を一周設けてもよい。この場合も、第２実施例と同様に、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂとの間にＯリング８２を設けることによって、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１およびベアリング６３の間において密閉状態を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…基台、１６…第１アーム部、１８…第２アーム部、２０…制御部、３０…作業軸、３０ａ…中空部、３４…上部連結部材、３５…昇降装置、４０…作業軸駆動部、４５…回転駆動装置、５０…ロボットハンド、６０，６０ａ…防塵構造、６１…ホース固定部としての第２カバー、６１ｂ…接続部としての第２円筒部、６２…蛇腹ホース、６３…ホース固定部としてのベアリング、６５…蛇腹部、６６ａ，６６ｂ…ストレート部、６８，６９…弾性部材としてのゴムシート、７０，７１…クランプ材としてのホースクランプ、７４…緩衝部としての切込み、８０…溝部、８２…弾性部材としてのＯリング、８６…緩衝部としての薄肉部、１００…ロボット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットの防塵構造およびそれを有するロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種生産現場において、作業の自動化や省力化のため産業用ロボットが多用されている。産業用ロボットとしては、複数の回動式アームを有し、その終端の回動式アームの回動端部に作業軸を設けたスカラー型ロボットが知られている。この種のスカラー型ロボットは、例えば、基台に、水平方向へ延びる第１のアームを回動自在に設けるとともに、この第１のアームの回動端部の上部に水平方向へ延びる第２のアームを回動自在に設け、この第２のアームの回動端部に作業軸を設けている。この作業軸は、軸線が上下方向を指向し、第２のアームに上下方向へ移動自在に支持されるとともに、回転自在に支持されている。第１のアームを駆動するモーターは基台内に設けられ、第２のアームを駆動するモーターは、第２のアームの基端部に設けられている。また、第２のアームには、作業軸を回転駆動するための回転駆動装置と、作業軸を昇降させる昇降装置とが設けられている。この作業軸の下端部には、作業対象物に作業を実施するロボットハンド等のエンドエフェクターが取り付けられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
産業用ロボットはさまざまな分野で用いられている。半導体製造等のクリーン環境下では、人による発塵を低減するために産業用ロボットに置き換え、発塵を減少させるとともに、生産性向上、安定生産を図っている。ところが、産業用ロボットの内部は、ベルト等の可動部や配線部を有し、可動することによって粉塵が発生する可能性がある。作業軸等の産業用ロボットの先端部は、作業対象物に最も近づく場所であり、かつ回転や上下運動を行うため、発生した粉塵が作業対象物に悪影響を与えてしまう危険性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（適用例１）ロボットのエンドエフェクターを保持するとともに上下動させる作業軸およびその周辺から発生する塵の拡散を防止するロボットの防塵構造であって、蛇腹部と前記蛇腹部の両端に円柱形状のストレート部とを有し、少なくとも、前記蛇腹部で前記作業軸を覆う蛇腹ホースと、前記ストレート部が嵌合する接続部を有し、前記作業軸の軸線に沿って所定の間隔を空けて配置された２つのホース固定部と、を備え、前記ホース固定部では、弾性部材を介してクランプ材で前記蛇腹ホースの前記ストレート部を前記接続部に締め付けることによって固定し、前記ストレート部は、前記クランプ材による締め付けに対して変形を低減させる緩衝部を有していることを特徴とするロボットの防塵構造。
【０００７】
この構成によれば、上下動するとともに発塵の可能性のある作業軸およびその周辺を蛇腹ホースで覆うことができる。また、ホース固定部で蛇腹ホースの両端を固定するとき、弾性部材を介してクランプ材で蛇腹ホースのストレート部をホース固定部の接続部に締め付け、密着性を確保することができる。さらに、ストレート部は緩衝部を有しているため、クランプ材による締め付けに対して浮きを低減させることができる。そのため、蛇腹ホースと２つのホース固定部とを密着した状態、換言すると密閉状態で取り付けることができる。その結果、ロボットの内部で発生する塵等が外部へ拡散することを低減させることができる。従って、作業対象物に対する塵の影響を低減させることができ、安定生産、品質向上に寄与することができる。
【０００８】
（適用例２）前記弾性部材は、テープ状のゴム部材であり、前記クランプ材と前記ストレート部の外周との間に環状に配置されることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【０００９】
この構成によれば、弾性部材としてテープ状のゴム部材を用いることによって、クランプ材とストレート部の外周との密着性を向上させることができる。
【００１０】
（適用例３）前記弾性部材は、Ｏリングであり、前記接続部と前記ストレート部の内周との間に環状に配置されることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１１】
この構成によれば、弾性部材としてＯリングを用いることによって、接続部とストレート部の内周との密着性を向上させることができる。
【００１２】
（適用例４）前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成され軸線方向の切込み構造であることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１３】
この構成によれば、蛇腹ホースのストレート部の円周方向に沿って、複数の切込みが形成されている。そのため、クランプ材によるストレート部の締め付けによる外周方向への凹凸を切込み部で吸収することができる。その結果、外周方向の浮きを低減させることができ、蛇腹ホースとホース固定部との密着性を向上させることができる。
【００１４】
（適用例５）前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成された薄肉部であることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１５】
この構成によれば、蛇腹ホースのストレート部の円周方向に沿って、複数の薄肉部が形成されている。そのため、クランプ材によるストレート部の締め付けによる外周方向への凹凸を薄肉部で吸収することができる。その結果、外周方向の浮きを低減させることができ、蛇腹ホースとホース固定部との密着性を向上させることができる。
【００１６】
（適用例６）前記蛇腹ホースは、前記作業軸が上限の位置にあるとき、前記蛇腹部が軸線方向に略密着状態で前記ホース固定部に固定されることを特徴とする上記のロボットの防塵構造。
【００１７】
この構成によれば、作業軸が上限の位置にあるとき、蛇腹ホースの蛇腹部の内容積が最も小さくなっている。そして、作業軸が動作したときは蛇腹部の内容積が拡張する方向になる。また、蛇腹ホースとホース固定部とは密閉状態で結合されている。そのため、作業軸が動作したとき、蛇腹ホースとホース固定部とで形成される空間を負圧状態にすることができる。その結果、粉塵が外部に飛散することを防止することができる。
【００１８】
（適用例７）作業対象物に対して作業を実施するエンドエフェクターと、前記エンドエフェクターを保持し移動させる作業軸と、前記作業軸が最終端に配設される複数のアームと、上記のロボットの防塵構造と、を備えることを特徴とするロボット。
【００１９】
この構成によれば、内部で発生する塵等が外部への拡散することを低減させたロボットを提供することができる。そのため、作業対象物に対する塵の影響を低減させ、安定生産、品質向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】スカラー型ロボットの構成を示す概略図。
【図２】作業軸駆動部の構造を示す概略図。
【図３】図２の作業軸駆動部に対して防塵構造を付加した構造を示す概略図。
【図４】第１実施例の防塵構造を説明する図。
【図５】蛇腹ホースの緩衝部を説明する図。
【図６】第２実施例の防塵構造を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本実施例のロボットの防塵構造について、スカラー型ロボットを例にとり図面を参照して説明する。なお、説明を簡便にするため、図面における各部材は簡略化し、一部、縮尺を異ならせて図示している。
【００２２】
（スカラー型ロボットの構造について）
まず、スカラー型ロボットの構造について、図１を参照して説明する。図１は、スカラー型ロボットの構成を示す概略図であり、（ａ）はスカラー型ロボットの概略斜視図、（ｂ）は、スカラー型ロボットの模式断面図である。なお、スカラー型ロボットは、水平面に設置される。図面において、その水平面上の１方向をＸ方向とし、水平面上でＸ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向（重力方向）をＺ方向としている。
【００２３】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、スカラー型ロボット（以下、ロボット１００という）は、基台１０と、支持台１１と、支持台１１に対して水平方向に延びる第１アーム部１６と、第１アーム部１６に接合され同じく水平方向に延びる第２アーム部１８と、この第２アーム部１８の他方の端部を貫通して上下方向に延びる作業軸３０と、作業軸３０を昇降および回転させる作業軸駆動部４０と、作業軸３０の下端に取り付けられたエンドエフェクターとしてのロボットハンド５０と、制御部２０とを備えている。
【００２４】
基台１０は、矩形の板状に形成されロボット１００の設置面に配置されており、基台１０上には支持台１１が配置されている。図１（ｂ）に示すように、支持台１１の内部には空間が形成され、この空間は支持板１２により上下に分割されている。支持板１２の下側には駆動部としての第１モーター１３が配置されている。支持板１２の上側には第１減速機１４が配置されている。また、支持台１１の底面側にはロボット１００の動作を制御する制御部２０が設けられている。
【００２５】
第１減速機１４の入力軸には第１モーター１３の回転軸１３ａが接続されている。第１減速機１４の上側には出力軸１４ａが配置されている。そのため、第１減速機１４は、第１モーター１３の回転軸１３ａの回転を減速し出力軸１４ａに伝えることができる。なお、第１減速機１４には各種の減速機構を採用することができる。本実施形態では、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）を採用している。支持台１１の上面には孔部１１ａが形成され、孔部１１ａから出力軸１４ａが突出して配置されている。
第１アーム部１６は、略直方体部を有する形状に形成され、一端が出力軸１４ａに接続され、出力軸１４ａを支点として水平方向に回転可能に設けられている。すなわち、第１モーター１３が回転駆動することにより、第１アーム部１６は水平方向に回動することができる。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、第１アーム部１６の第１モーター１３と反対側の他端には第２減速機１５、駆動部としての第２モーター１７がこの順にＺ方向に重ねて配置されている。そして、第２減速機１５の出力軸１５ａが図中Ｚ方向下側に配置されている。第１アーム部１６には第２減速機１５と対向する場所に孔部１６ａが形成され、孔部１６ａから出力軸１５ａが突出して配置されている。第２モーター１７の回転軸（図示しない）は第２減速機１５の入力軸と接続されている。そのため、第２減速機１５は、第２モーター１７の回転軸の回転を減速し第２減速機１５の出力軸１５ａに伝えることができる。
【００２７】
第２アーム部１８は、略直方体部を有する形状に形成され、一端が出力軸１５ａに接続され、出力軸１５ａを支点として水平方向に回転可能に設けられている。すなわち、第２モーター１７が回転駆動することにより、第２アーム部１８は水平方向に回動することができる。なお、第１モーター１３及び第２モーター１７は、電気信号によって回転方向を制御可能であればよく、直流モーター、パルスモーター、交流モーター等の各種類のモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、直流モーターを採用している。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、第２アーム部１８上において出力軸１５ａに接続された側と反対側の端部には、第２アーム部１８の端部を貫通して上下方向に延びる作業軸３０と、作業軸３０を昇降および回転させる作業軸駆動部４０とが設けられている。作業軸駆動部４０は、作業軸３０を上下方向に移動させる昇降装置３５と、作業軸３０を回転させる回転駆動装置４５と、これらの装置を覆う第１カバー４９とが設けられている。この第１カバー４９は、第２アーム部１８の側縁に沿う形状であって、第２アーム部１８の第２モーター１７と反対側の端部の全域を覆う形状に形成されている。作業軸３０は、作業軸駆動部４０によって昇降および回転駆動させられる。この作業軸駆動部４０の詳細については後述する。
【００２９】
ロボットハンド５０は、上述の作業軸３０の下端に取り付けられている。ロボットハンド５０は、作業軸３０の昇降および回転動作に伴って、昇降および回転することができる。また、ロボットハンド５０は、作業対象物としてのワークに対して各種作業を実施する。そのため、例えば、ワークを挟んで保持し移動させる作業を例にとると、ロボットハンド５０は、ワークの位置を確認するためのカメラを含む各種センサー（図示せず）、ワークを挟んで保持するための指部５１、その指部５１を動作させる機構部（図示せず）、電磁バルブ、エアーシリンダーおよび各種モーター等の機構部の駆動源（図示せず）、およびこれらを制御するコントローラー（図示せず）を備えている。
【００３０】
制御部２０は、図示しない中央演算部、記憶部、ドライバー回路、インターフェース等を備えている。ドライバー回路は、第１モーター１３、第２モーター１７、作業軸駆動部４０およびロボットハンド５０の駆動源を駆動する回路である。そして、ドライバー回路およびロボットハンド５０に設けられた各種センサー、コントローラー等が中央演算部と接続されている。また、中央演算部は、インターフェースを介して外部コンピューターに接続されている。記憶部は、ロボット１００を制御する動作手順を示したプログラムソフトや制御に用いるデータ等を記憶している。中央演算部はプログラムソフトに従ってロボット１００を総合的に制御する。
【００３１】
上述の構成を備えるロボット１００は、制御部２０からの制御信号に従って、第１アーム部１６、第２アーム部１８および作業軸３０の動作を制御して、ロボットハンド５０をワークの位置（所定の位置）に移動させ、さらにロボットハンド５０の動作を制御してワークに対して所定の作業を実施することができる。
【００３２】
（作業軸駆動部の構造について）
ここで、作業軸駆動部の構造について、図２を参照して説明する。図２は、作業軸駆動部の構造を示す概略図である。図２に示すＸ方向およびＺ方向は、図１に示すＸ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００３３】
図２に示すように、作業軸駆動部４０は、作業軸３０を上下方向に移動させる昇降装置３５と、作業軸３０を所望の角度だけ回転させる回転駆動装置４５とを備えている。昇降装置３５は、図示しない第３モーターから駆動力を受けて回転することができるボールねじ軸３２と、このボールねじ軸３２に螺合されたボールねじナット３３と、このボールねじナット３３に一端部を固定されるとともに他端部に作業軸３０が連結された上部連結部材３４とによって構成されている。この昇降装置３５の各回転部材は、軸線が上下方向を指向するように形成されている。
【００３４】
ボールねじ軸３２は、下端部を第２アーム部１８に図示しない軸受によって回転自在に支持されるとともに、第２アーム部１８に立設したフレーム２５に上端部を図示しない軸受によって回転自在に支持されている。上部連結部材３４と作業軸３０との接続部分には、作業軸３０が回転することができるように図示しない軸受が介装されている。なお、この軸受は、上面側にストッパー部を有し、作業軸３０の上下方向への移動を規制している。
【００３５】
回転駆動装置４５は、作業軸３０の外周部に回転自在に支持され、図示しない第４モーターから回転力を受けるハーモニックドライブ（登録商標）からなる第３減速機４２と、この第３減速機４２の出力部材であるフレクスプライン４２ａに固着されたボールスプラインナット４４とによって構成されている。ボールスプラインナット４４は、従来からよく知られているものと同等の構造のもので、作業軸３０に下端部から上端部まで延びるように形成した縦溝（図示せず）に係入する多数のボール（図示せず）を循環移動できるように内蔵し、作業軸３０の上下方向への移動を許容しながら、作業軸３０の回転を規制する構造のものである。
【００３６】
すなわち、ボールスプラインナット４４が第３減速機４２のフレクスプライン４２ａと一体的に回転することによって、作業軸３０がボールスプラインナット４４と一体的に同一回転で回転する。また、上述した昇降装置３５のボールねじ軸３２が回転してボールねじナット３３が上昇または下降することにより、作業軸３０がボールスプラインナット４４に支えられながら上下方向に移動する。なお、作業軸３０は、ボールスプラインナット４４に嵌合されることによって第２アーム部１８を貫通するとともに支持されている。
【００３７】
上述の構成を備える作業軸駆動部４０は、第２アーム部１８を貫通する作業軸３０を所望の距離だけ上下方向に移動させることができるとともに、所望の角度だけ回転させることができる。なお、ロボットハンド５０は、この作業軸３０の下端部に固着されているため、所望の距離だけ上下方向に移動することができるとともに、所望の角度だけ回転することができる。
【００３８】
なお、作業軸３０は、円筒状に形成され、外周部には、ボールスプラインナット４４に内蔵された多数のボールが係入する下端部から上端部まで延びるように形成した縦溝（図示しない）が形成されており、内周部は中空となり中空部３０ａを構成している。本実施例では、スペース効率向上のために、この作業軸３０の内周部の中空部分には、ロボットハンド５０を動作させる各種モーターの電源線やワークの位置を確認するためのカメラを含む各種センサーからの信号線等からなる電気配線が内蔵される。
【００３９】
（第１実施例）
（防塵構造について）
ここで、第１実施例の防塵構造について、図３および図４を参照して説明する。図３は、図２の作業軸駆動部に対して防塵構造を付加した構造を示す概略図である。図４は、防塵構造を説明する図であり、（ａ）は、作業軸が上限に位置するときの防塵構造の概略断面図、（ｂ）は、作業軸が昇降装置によって下方向に移動したときの防塵構造の概略断面図である。なお、図３および図４に示すＸ方向およびＺ方向は、図１に示すＸ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００４０】
図３および図４（ａ），（ｂ）に示すように、防塵構造６０は、ホース固定部としての第２カバー６１と、蛇腹ホース６２と、同じくホース固定部を兼ねるベアリング６３とを有している。第２カバー６１は、大きさの異なる２つの円筒形状を有するように形成され、大きい第１円筒部６１ａは上端を第２アーム部１８のＺ方向下部に固着され、作業軸駆動部４０の回転駆動装置４５を覆っている。第２カバー６１の接続部としての小さい第２円筒部６１ｂは、第１円筒部６１ａのＺ方向下部に位置し作業軸３０を覆っている。ベアリング６３は、作業軸３０に対して、Ｚ方向の位置が規制されるとともに回転自在に取り付けられている。Ｚ方向の位置規制は、可能な限りロボットハンド５０に近いことが好ましい。Ｚ方向の位置規制の方法は特に限定しないが、作業軸３０の縦溝（図示しない）が無い位置で横溝を切り、その横溝とベアリング６３に設けられた突起部とを係合させて位置規制としても良い。
【００４１】
蛇腹ホース６２は、例えば、ナイロンや合成ゴム等の材料で形成され、蛇腹部６５と蛇腹部６５の両端にストレート部６６ａ，６６ｂとを有する。蛇腹部６５は、円筒構造であり、いわゆる山折と谷折の繰り返し構造を呈している。そのため、蛇腹部６５は、軸線方向に伸縮自在となっている。ストレート部６６ａは、円筒状を呈し、その内径は第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部よりわずかに大きく形成されている。また、ストレート部６６ａは、図５に示すように、端部に近い位置に軸線方向（縦）の緩衝部としての切込み７４が円周方向に沿って複数設けられている。ストレート部６６ｂは、円筒状を呈し、その内径は接続部としてのベアリング６３の外周部よりわずかに大きく形成されている。また、ストレート部６６ｂは、図５に示すように、端部に近い位置に軸線方向（縦）の緩衝部としての切込み７４が円周方向に沿って複数設けられている。
【００４２】
ストレート部６６ａは、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部に嵌め込まれる。また、他方のストレート部６６ｂは、ベアリング６３の外周部に嵌め込まれる。そして、ストレート部６６ａの外周部に、例えば、弾性部材としてのウレタン製等の帯状のゴムシート６８を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６８の外周部をホースクランプ７０を用いて締め付ける。同様に、ストレート部６６ｂの外周部に、例えば、弾性部材としてのウレタン製等の帯状のゴムシート６９を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６９の外周部をホースクランプ７１を用いて締め付ける。なお、ホースクランプ７０，７１は、特に限定しないが、例えば、ねじ式による金属バンド形式であっても良いし、バネ式のクランプであっても良い。
【００４３】
このようにすることにより、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態に結合される。なお、図４（ａ）に示すように、作業軸３０が昇降装置３５（図２参照）によって上限の位置にあるとき、蛇腹ホース６２の蛇腹部６５は山折と谷折の繰り返し構造部分がほぼ密着状態になっている。すなわち、作業軸３０が上限の位置にあるとき、蛇腹ホース６２の蛇腹部６５は最も短い長さに設定されている。換言すると、蛇腹部６５の内容積が最も小さくなっている。そのため、図４（ｂ）に示すように、作業軸３０が昇降装置３５（図２参照）によって動作、すなわち伸長したときは蛇腹ホース６２の蛇腹部６５は山折と谷折の繰り返し構造部分が伸び、蛇腹部６５の内容積が拡張する。
【００４４】
以下、実施形態の効果を記載する。
（１）上述の防塵構造６０は、回転および上下運動をする作業軸３０を第２カバー６１、蛇腹ホース６２、およびベアリング６３で密閉状態で覆っている。そのため、産業用ロボットの内部、特に産業用ロボットの先端部で発生する粉塵が外部に飛散することを防止することができる。その結果、作業環境をクリーンに保ち、作業対象物が粉塵の影響を受けることを低減することができる。
【００４５】
（２）上述の防塵構造６０は、蛇腹ホース６２の両端のストレート部６６ａ，６６ｂに、緩衝部としての軸線方向の切込み７４が複数設けられている。そして、切込み７４にかかるように帯状のゴムシート６８，６９を巻きつけ、ゴムシート６８，６９の外周部をホースクランプ７０，７１を用いて締め付ける。そのため、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部やベアリング６３の外周部にストレート部６６ａ，６６ｂが挿入され、ホースクランプ７０，７１によって締め付けられたとき、ストレート部６６ａ，６６ｂの変形を切込み７４で吸収して外周方向の浮き等を低減させることができる。また、弾性部材としてのゴムシート６８，６９で隙間を覆うことができる。その結果、蛇腹ホース６２を、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態で結合することができる。
【００４６】
（３）上述の防塵構造６０は、作業軸３０が昇降装置３５によって上限の位置にあるとき、蛇腹ホース６２の蛇腹部６５の内容積が最も小さくなっている。そして、作業軸３０が昇降装置３５によって動作したときは蛇腹部６５の内容積が拡張する。また、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態で結合されている。そのため、作業軸３０が動作したとき、産業用ロボット１００の先端部、少なくとも蛇腹ホース６２、第２カバー６１およびベアリング６３で形成される空間を負圧状態にすることができる。その結果、ロボットの先端部で発生する粉塵が外部に飛散することを防止することができる。
【００４７】
（第２実施例）
ここで、第２実施例の防塵構造について図６を参照して説明する。図６は第２実施例における防塵構造を説明する図である。なお、第１実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００４８】
図６に示すように、第２実施例の防塵構造６０ａは、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂおよび／もしくはベアリング６３の外周部にラジアル方向の溝部８０を形成し、Ｏリング８２を溝部８０に取り付けている。そして、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂを、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部および／もしくはベアリング６３の外周部に嵌め込む。
【００４９】
そして、ストレート部６６ａの外周部に、ゴムシート６８を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６８の外周部をホースクランプ７０を用いて締め付ける。同様に、ストレート部６６ｂの外周部に、ゴムシート６９を切込み７４にかかるように巻きつけ、ゴムシート６９の外周部をホースクランプ７１を用いて締め付ける。
【００５０】
すなわち、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂおよびベアリング６３の外周部と、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂとの間にＯリング８２を設けることによって、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１とベアリング６３との間で密閉状態を向上させ結合されることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００５２】
（第１変形例）上述の実施例では、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂの端部に近い位置に軸線方向の切込み７４が複数設けられている場合を例に説明したが、これに限定されない。図５（ｂ）に示すように、例えば、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂの端部に近い位置に円周方向に沿って、肉厚の薄い部分（薄肉部８６）を複数設けてもよい。このようにすることによっても、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂの外周部やベアリング６３の外周部にストレート部６６ａ，６６ｂが挿入され、ホースクランプ７０，７１によって締め付けられたとき、ストレート部６６ａ，６６ｂの変形を薄肉部８６で吸収して外周方向の浮き等を低減させることができる。
【００５３】
（第２変形例）上述の第２実施例では、第２カバー６１の第２円筒部６１ｂおよび／もしくはベアリング６３の外周部にＯリング８２を取り付けている場合を例にとり説明したが、これに限定されない。蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂの内周壁にラジアル方向に沿って形成されるとともに、内方向に突出する突起部を一周設けてもよい。この場合も、第２実施例と同様に、蛇腹ホース６２のストレート部６６ａ，６６ｂとの間にＯリング８２を設けることによって、蛇腹ホース６２は、第２カバー６１およびベアリング６３の間において密閉状態を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…基台、１６…第１アーム部、１８…第２アーム部、２０…制御部、３０…作業軸、３０ａ…中空部、３４…上部連結部材、３５…昇降装置、４０…作業軸駆動部、４５…回転駆動装置、５０…ロボットハンド、６０，６０ａ…防塵構造、６１…ホース固定部としての第２カバー、６１ｂ…接続部としての第２円筒部、６２…蛇腹ホース、６３…ホース固定部としてのベアリング、６５…蛇腹部、６６ａ，６６ｂ…ストレート部、６８，６９…弾性部材としてのゴムシート、７０，７１…クランプ材としてのホースクランプ、７４…緩衝部としての切込み、８０…溝部、８２…弾性部材としてのＯリング、８６…緩衝部としての薄肉部、１００…ロボット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのエンドエフェクターを保持するとともに上下動させる作業軸およびその周辺から発生する塵の拡散を防止するロボットの防塵構造であって、
蛇腹部と前記蛇腹部の両端に円柱形状のストレート部とを有し、少なくとも、前記蛇腹部で前記作業軸を覆う蛇腹ホースと、
前記ストレート部が嵌合する接続部を有し、前記作業軸の軸線に沿って所定の間隔を空けて配置された２つのホース固定部と、を備え、
前記ホース固定部では、弾性部材を介してクランプ材で前記蛇腹ホースの前記ストレート部を前記接続部に締め付けることによって固定し、
前記ストレート部は、前記クランプ材による締め付けに対して変形を低減させる緩衝部を有していることを特徴とするロボットの防塵構造。
【請求項２】
前記弾性部材は、テープ状のゴム部材であり、前記クランプ材と前記ストレート部の外周との間に環状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のロボットの防塵構造。
【請求項３】
前記弾性部材は、Ｏリングであり、前記接続部と前記ストレート部の内周との間に環状に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットの防塵構造。
【請求項４】
前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成され軸線方向の切込み構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造。
【請求項５】
前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成された薄肉部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造。
【請求項６】
前記蛇腹ホースは、前記作業軸が上限の位置にあるとき、前記蛇腹部が軸線方向に略密着状態で前記ホース固定部に固定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造。
【請求項７】
作業対象物に対して作業を実施するエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターを保持し移動させる作業軸と、
前記作業軸が最終端に配設される複数のアームと、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造と、を備えることを特徴とするロボット。
【請求項１】
ロボットのエンドエフェクターを保持するとともに上下動させる作業軸およびその周辺から発生する塵の拡散を防止するロボットの防塵構造であって、
蛇腹部と前記蛇腹部の両端に円柱形状のストレート部とを有し、少なくとも、前記蛇腹部で前記作業軸を覆う蛇腹ホースと、
前記ストレート部が嵌合する接続部を有し、前記作業軸の軸線に沿って所定の間隔を空けて配置された２つのホース固定部と、を備え、
前記ホース固定部では、弾性部材を介してクランプ材で前記蛇腹ホースの前記ストレート部を前記接続部に締め付けることによって固定し、
前記ストレート部は、前記クランプ材による締め付けに対して変形を低減させる緩衝部を有していることを特徴とするロボットの防塵構造。
【請求項２】
前記弾性部材は、テープ状のゴム部材であり、前記クランプ材と前記ストレート部の外周との間に環状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のロボットの防塵構造。
【請求項３】
前記弾性部材は、Ｏリングであり、前記接続部と前記ストレート部の内周との間に環状に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットの防塵構造。
【請求項４】
前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成され軸線方向の切込み構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造。
【請求項５】
前記ストレート部の前記緩衝部は、前記ストレート部の円周方向に沿って複数形成された薄肉部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造。
【請求項６】
前記蛇腹ホースは、前記作業軸が上限の位置にあるとき、前記蛇腹部が軸線方向に略密着状態で前記ホース固定部に固定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造。
【請求項７】
作業対象物に対して作業を実施するエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターを保持し移動させる作業軸と、
前記作業軸が最終端に配設される複数のアームと、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のロボットの防塵構造と、を備えることを特徴とするロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−４５９７８（Ｐ２０１１−４５９７８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７７８８（Ｐ２００９−１９７７８８）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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