JP5970921B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボットに関する。

従来、基台と、当該基台に対し変位可能に支持され、互いに連結する複数本のアームを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、例えば１本のアームは、アーム本体となるハウジングと、ハウジング内に収納され、駆動機構としての、モーター、プーリー、ベルト等と、駆動機構を覆うカバーとを有している。ハウジングには、複数個の雌ネジが形成されている。そして、カバーは、ハウジングに対し、その各雌ネジにそれぞれボルトを螺合させることにより、すなわち、ボルトを介して、固定されている。

また、ハウジングとカバーとの間には、パッキンと、パッキンを支持するプレートとが介挿されており、これら部材がカバーとともに、ボルトを介して、一括して固定されている。このように、特許文献１に記載のロボットでは、１本のボルトでカバーとプレートとを固定する、いわゆる「共締め」を採用している。なお、パッキンは、通常、２つの部材同士の間（特許文献１の場合は、カバーとプレートとの間）で挟持して設置される。そして、「共締め」は、設計上、組立上（分解してのメンテナンスを含む）、好ましくはないとされている。

また、駆動機構のメンテナンスを行なう際、各ボルトを弛めて、カバーを取り外し、そのメンテナンスを行なう。しかしながら、特許文献１に記載のロボットでは、メンテナンスが繰り返されると、いずれは、ハウジングの雌ネジが破損する、すなわち、ネジ山が潰れる場合がある。この場合、カバーを着脱してからのメンテナンスを行なうことができない。また、カバーが取り外されたままとなるため、結果、駆動機構が露出した状態となり、メンテナンスの頻度が多くなったり、安全性が確保されず、ロボットが使用不可となる。

特開２００２−２３９９７０号公報

本発明の目的は、駆動機構に対するメンテナンスを容易に行なう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、開口部を含む収納部が形成されたアームと、
前記収納部に収納された駆動機構と、
前記収納部を気密封止する封止手段とを備え、
前記封止手段は、
前記開口部の縁部に沿った枠状であり、ボルトが螺合する雌ネジを有する枠体と、
前記ボルトによって、前記枠体に対し着脱可能であり、前記枠体に対して装着された装着状態で前記収納部を覆うカバーと、
前記枠体と前記カバーとの間に介挿されたパッキンとを有し、
前記枠体には、前記雌ネジを含む表面全体に、不動態処理またはめっき処理を施してなる第１の保護膜が形成され、前記雌ネジ以外の部分に、前記第１の保護膜に重ねられ、撥液性を有する材料を塗布してなる第２の保護膜が形成されていることを特徴とする。

これにより、駆動機構に対するメンテナンスを行なう際、カバーを枠体に対し固定している各ボルトをそれぞれ弛めれば、カバーを枠体から容易かつ確実に取り外すことができる。そして、駆動機構が露出することとなり、当該駆動機構に対するメンテナンスを容易に行なうことができる。
また、枠部材には、ボルトが螺合する雌ネジが形成されている。そして、メンテナンスを繰り返すうちに、仮に前記雌ネジが破損した、すなわち、前記雌ネジのネジ山が潰れたとしても、枠部材を交換しさえすれば、この枠部材にカバーをボルトで固定して、当該カバーで駆動機構を再度覆うことができる。その後、前述したように、ボルトを弛めれば、メンテナンスを容易に行なうことができる。
また、例えばロボットが滅菌ガスが充填された環境下に設置された場合、第１の保護膜により、特に雌ネジでの滅菌ガスによる腐食を確実に防止することができる。また、例えばロボットが薬剤を含有する滅菌ガスが充填された環境下に設置された場合、その薬剤の種類によっては、枠体に付着して影響を及ぼすことがあるが、第２の保護膜により、薬剤の付着を確実に防止することができる。
本発明のロボットでは、前記枠体は、前記縁部に対し接着剤を介して接合されることが好ましい。

本発明のロボットでは、前記駆動機構に対するメンテナンスは、前記装着状態から前記ボルトを弛めて、前記カバーを前記枠体から取り外した状態で可能であり、
前記枠体は、前記メンテナンスが繰り返し行なわれた際に前記雌ネジが破損した場合に前記縁部に対し交換され、当該交換された枠体に前記カバーを装着して再度前記装着状態が可能となることが好ましい。
本発明のロボットでは、前記枠体は、前記接着剤による接合の補助として前記ボルトとは異なる別のボルトを介して前記縁部に対し固定されており、
前記別のボルトは、前記接着剤が硬化するまでの仮固定も兼ねることが好ましい。

本発明のロボットでは、前記不動態処理は、アルマイト処理であることが好ましい。
このような処理は、耐食性に優れる。また、第１の保護膜を形成する際に、第１の保護膜の厚さ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の保護膜を得る。
本発明のロボットでは、前記めっき処理は、無電解ニッケルめっきであることが好ましい。
このような処理は、耐食性に優れる。また、第１の保護膜を形成する際に、第１の保護膜の厚さ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の保護膜を得る。

本発明のロボットでは、前記撥液性を有する材料は、フッ素系材料であることが好ましい。
このような材料は、耐薬品性に優れる。また、このような材料は、防汚機能も有しており、例えば枠体に塵や埃、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。

本発明のロボットでは、前記パッキンは、前記枠体と前記カバーとの間で圧縮状態となっており、
前記枠体は、前記パッキンに対する圧縮限界を規制する規制部を有することが好ましい。
これにより、パッキンを過不足なく圧縮することができ、よって、収納部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、当該パッキンに対し確実に一定の圧縮限界を規制することができる。

本発明のロボットでは、前記枠体は、該枠体の外側の縁部の少なくとも一部に面取りが施されていることが好ましい。
これにより、枠体に装着されるカバーを、枠体の面取りが施されている分だけ、小さいものとすることができ、よって、アーム（ロボット）の軽量化を図ることができる。
また、枠体の面取りが施されている分だけ、アームの周辺との干渉が防止され、よって、アームの可動範囲をできる限り広く確保することができる。

本発明のロボットでは、前記駆動機構は、モーターと、該モーターに連結された第１のプーリーと、該第１のプーリーに離間して配置された第２のプーリーと、前記第１のプーリーと前記第２のプーリーとに掛け渡されたタイミングベルトとを有し、
前記枠体は、前記アームの側面視で、前記モーター、前記第１のプーリー、前記第２のプーリーおよび前記タイミングベルトのいずれにも重ならないことが好ましい。
これにより、メンテナンス時にモーター、第１のプーリー、第２のプーリーおよびタイミングベルトのいずれかを収納部から取り出す際に、そのいずれも、作業者に向かって引張り出せば、その取り出しを容易に行なうことができる。
本発明のロボットでは、前記アームは、長尺状をなすものであり、
前記駆動機構は、２つのモーターを有し、前記２つのモーターは、前記アームの長手方向に沿った中心軸を対称中心として点対称的に配置されていることが好ましい。
本発明のロボットでは、前記駆動機構は、前記２つのモーターのうちの一方のモーターに順に連結する第１のプーリー、第２のプーリーおよびベルトと、他方のモーターに順に連結する第１のプーリー、第２のプーリーおよびベルトとを有し、
前記一方のモーター側の第１のプーリー、第２のプーリーおよびタイミングベルトと、前記他方のモーター側の第１のプーリー、第２のプーリーおよびタイミングベルトとは、前記中心軸を対称中心として点対称的に配置されていることが好ましい。

本発明のロボットでは、前記アームおよび前記枠体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されていることが好ましい。
例えばアーム本体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。また、例えば枠体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。

本発明のロボットでは、前記カバーは、ステンレス鋼で構成された平板であることが好ましい。
これにより、凹凸が形成されている場合に比べて、カバー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しても、これらを容易に拭き取ることができる。
本発明のロボットでは、前記雌ネジは、前記枠体の厚さ方向の途中まで形成されていることが好ましい。

また、本発明のロボットでは、前記各雌ネジは、前記枠体の周方向に沿って間隔を置いて配置されるのが好ましい。
これにより、雌ネジに螺合する複数のボルト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、カバーを確実に固定することができる。また、枠体とカバーとの間でパッキンを均一に圧縮することができ、よって、当該パッキンによる気密性を確実に確保することができる。

また、本発明のロボットでは、前記収納部は、前記アーム本体の外面にその中心軸を介して両側の部分に開口しているのが好ましい。
これにより、駆動機構に対するメンテナンスを行なう際、そのメンテナンス対象部材の配置箇所（位置）に応じて、前記両側のうちの一方の側からも可能であり、他方の側からも可能である。

また、本発明のロボットでは、前記駆動機構は、モーターを２つを有し、該２つのモーターは、前記アーム本体の中心軸を対称中心として対称的に配置されているのが好ましい。
これにより、アーム（アーム本体）の小型化を図ることができ、よって、アーム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、前記両側のうちの一方の側の封止手段と、他方の側の封止手段とを共通の構成のものとすることができる。

また、本発明のロボットでは、前記モーターは、前記アーム本体に対し前記基台側に偏在しているのが好ましい。
モーターは、駆動機構を構成するものなかでも比較的重いものである。このため、アームを例えば水平方向と平行な軸回りに回動せるとき、アーム本体（収納部）内においてモーターが基台側にあった方が、その回動を迅速に行なうことができる。

また、本発明のロボットでは、前記アームには、その前記基台と反対側の端部に、マニピュレーターが装着されるリストが連結されており、
前記駆動機構は、前記リストを駆動させ得るものであるのが好ましい。
これにより、リストに装着されたマニピュレーターが把持する対象物の形状や大きさなどに応じて、マニピュレーターの姿勢を適宜変更することができ、よって、対象物を容易かつ確実に把持することができる。

本発明のロボットを正面側から見た斜視図である。 本発明のロボットを背面側から見た斜視図である。 本発明のロボットの概略図である。 本発明のロボットの主要部のブロック図である。 本発明のロボットの使用状態（設置状態）を示す斜視図である。 本発明の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中のＡ−Ａ線断面図である。 図６中のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明のロボットが備える枠体の拡大断面図である。 図６中のＣ−Ｃ線断面図である。 図６中の矢印Ｄ方向から見た図（側面図）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。
図１は、本発明のロボットを正面側から見た斜視図、図２は、本発明のロボットを背面側から見た斜視図、図３は、本発明のロボットの概略図、図４は、本発明のロボットの主要部のブロック図、図５は、本発明のロボットの使用状態（設置状態）を示す斜視図、図６は、本発明の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中のＡ−Ａ線断面図、図８は、図６中のＢ−Ｂ線断面図、図９は、本発明のロボットが備える枠体の拡大断面図、図１０は、図６中のＣ−Ｃ線断面図、図１１は、図６中の矢印Ｄ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および図５〜図１１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１１中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_１回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_１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_２回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_２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_３回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_３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_４回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_４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_５回りに回動可能となっている。この回動軸Ｏ_５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_５と垂直な回動軸Ｏ_６回りにも回動可能となっている。この回動軸Ｏ_６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。

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の先端部（基台１１と反対側の端部）には、リスト１６が連結されている。このリスト１６には、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（図示せず）が着脱自在に装着される。なお、マニピュレーターとしては、特に限定されず、例えば、複数本の指部（フィンガー）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、前記マニピュレーター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、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_６回りに回動する。
支持リング１６２は、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_５回りに回動する。

次に、アーム１２〜１５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。
図６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。

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１０参照）。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、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１０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_３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１０参照）。モーター４０６は、棒状をなし、その軸回りに回転可能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１０参照）。

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の回転力をリスト１６に伝達して、当該リスト１６を回動軸Ｏ_５（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_６回りに確実に回動させることができる。

図１０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に配置されている（点対称）。
このような対称な配置は、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、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８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７、図８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８参照）。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のアーム本体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１１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８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７、図８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_１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_２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１１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７（ｂ）、図８参照）。

なお、図７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_３としたとき、厚さｔ_３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７参照）。例えば、高さｈが１．５ｍｍである場合、厚さｔ_３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１１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１１中の紙面手前側（図６中の矢印Ｄと反対方向に）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９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_４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_４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_５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しても、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しても、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７（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、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。

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、前記実施形態では複数本のアームを備えるものであったが、これに限定されず、例えば、１本のアームを備えるものであってもよい。
また、駆動機構は、減速機をさらに有していてもよい。

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 １７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節（ジョイント） 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 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 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 ６０……ボルト ６０１……頭部 ７０……接着剤層（接着剤） ８０……ボルト ８０１……頭部 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_１、Ｏ_２、Ｏ_３、Ｏ_４、Ｏ_５、Ｏ_６……回動軸 ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４、ｔ_５……厚さ

Claims (15)

1. 開口部を含む収納部が形成されたアームと、
   前記収納部に収納された駆動機構と、
   前記収納部を気密封止する封止手段とを備え、
   前記封止手段は、
   前記開口部の縁部に沿った枠状であり、ボルトが螺合する雌ネジを有する枠体と、
   前記ボルトによって、前記枠体に対し着脱可能であり、前記枠体に対して装着された装着状態で前記収納部を覆うカバーと、
   前記枠体と前記カバーとの間に介挿されたパッキンとを有し、
   前記枠体には、前記雌ネジを含む表面全体に、不動態処理またはめっき処理を施してなる第１の保護膜が形成され、前記雌ネジ以外の部分に、前記第１の保護膜に重ねられ、撥液性を有する材料を塗布してなる第２の保護膜が形成されていることを特徴とするロボット。
2. 前記枠体は、前記縁部に対し接着剤を介して接合される請求項１に記載のロボット。
3. 前記駆動機構に対するメンテナンスは、前記装着状態から前記ボルトを弛めて、前記カバーを前記枠体から取り外した状態で可能であり、
   前記枠体は、前記メンテナンスが繰り返し行なわれた際に前記雌ネジが破損した場合に前記縁部に対し交換され、当該交換された枠体に前記カバーを装着して再度前記装着状態が可能となる請求項２に記載のロボット。
4. 前記枠体は、前記接着剤による接合の補助として前記ボルトとは異なる別のボルトを介して前記縁部に対し固定されており、
   前記別のボルトは、前記接着剤が硬化するまでの仮固定も兼ねる請求項２または３に記載のロボット。
5. 前記不動態処理は、アルマイト処理である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
6. 前記めっき処理は、無電解ニッケルめっきである請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
7. 前記撥液性を有する材料は、フッ素系材料である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
8. 前記パッキンは、前記枠体と前記カバーとの間で圧縮状態となっており、
   前記枠体は、前記パッキンに対する圧縮限界を規制する規制部を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記枠体は、該枠体の外側の縁部の少なくとも一部に面取りが施されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
10. 前記駆動機構は、モーターと、該モーターに連結された第１のプーリーと、該第１のプーリーに離間して配置された第２のプーリーと、前記第１のプーリーと前記第２のプーリーとに掛け渡されたタイミングベルトとを有し、
    前記枠体は、前記アームの側面視で、前記モーター、前記第１のプーリー、前記第２のプーリーおよび前記タイミングベルトのいずれにも重ならない請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボット。
11. 前記アームは、長尺状をなすものであり、
    前記駆動機構は、２つのモーターを有し、前記２つのモーターは、前記アームの長手方向に沿った中心軸を対称中心として点対称的に配置されている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のロボット。
12. 前記駆動機構は、前記２つのモーターのうちの一方のモーターに順に連結する第１のプーリー、第２のプーリーおよびベルトと、他方のモーターに順に連結する第１のプーリー、第２のプーリーおよびベルトとを有し、
    前記一方のモーター側の第１のプーリー、第２のプーリーおよびタイミングベルトと、前記他方のモーター側の第１のプーリー、第２のプーリーおよびタイミングベルトとは、前記中心軸を対称中心として点対称的に配置されている請求項１１に記載のロボット。
13. 前記アームおよび前記枠体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されている請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のロボット。
14. 前記カバーは、ステンレス鋼で構成された平板である請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のロボット。
15. 前記雌ネジは、前記枠体の厚さ方向の途中まで形成されている請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のロボット。

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