ロボットのエンドエフェクタのシール部材
【課題】エンドエフェクタが取り付けられているロボットにおいてエンドエフェクタを取り外すことなく、また、ボルトが障害になることなく取り付け可能であり、シール性が過度に低下することを抑制するシール部材を提供する。
【解決手段】シール部材は、半円環状に形成されて互いに係合することにより円環状をなす一対のリム部３０を備えており、このリム部３０は、一方の端部に第一係合部３２が設けられ、他方の端部に第二係合部３３が設けられ、第一係合部３２および第二係合部３３はそれぞれ他方のリム部３０に設けられている第二係合部３３および第一係合部３２に係合し、裏面側に潤滑剤を吸着する吸着材３１が設けられている。
【解決手段】シール部材は、半円環状に形成されて互いに係合することにより円環状をなす一対のリム部３０を備えており、このリム部３０は、一方の端部に第一係合部３２が設けられ、他方の端部に第二係合部３３が設けられ、第一係合部３２および第二係合部３３はそれぞれ他方のリム部３０に設けられている第二係合部３３および第一係合部３２に係合し、裏面側に潤滑剤を吸着する吸着材３１が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットのエンドエフェクタが取り付けられるフランジ部とフランジカバーとの間をシールするロボットのエンドエフェクタのシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば産業用のロボットは、エンドエフェクタが接続されるアーム部に、エンドエフェクタを回転駆動するための回転駆動部を備えている。この回転駆動部は、エンドエフェクタを取り付けるためのフランジ部に接続しており、フランジ部を介してエンドエフェクタを回転駆動する。フランジ部は、概ね円柱状に形成されており、軸受部材によって回転可能に支持されている。また、フランジ部は、エンドエフェクタが取り付けられる側の端部を露出した状態で、回転駆動部や軸受部材とともにフランジカバーによって覆われている。このとき、回転駆動部や軸受部材に塗布されているグリスなどの潤滑剤が外部に流出することを防止するため、フランジカバーの内側にはフランジ部の外周側の全域を覆う円環状のオイルシールやＯリングなどが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、ロボットの運転時には、モータや減速機あるいは軸受部材などの温度が上昇する。そのため、温度の上昇に伴って低粘性化した潤滑剤は、オイルシールなどでシールしていたとしてもフランジ部とフランジカバーとの間から微量に漏出するおそれがある。そして、例えばロボットをクリーンルームで使用している場合には、潤滑剤が微量であっても漏出すると製品の品質に影響を与えるおそれがある。そこで、フランジ部とフランジカバーとの間に吸着材を有するシール部材をさらに設け、漏出した潤滑剤を吸着することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、既設のロボットすなわちエンドエフェクタが取り付けられた状態で製造ラインに設置されているロボットは、エンドエフェクタを取り外して再度取り付けた場合、取り付け誤差が生じるおそれがある。このため、エンドエフェクタを取り外した場合には、ロボットの作動に問題がないかを確認するキャリブレーションが必要となる。このキャリブレーションには多くの時間および労力を要することから、ユーザは、エンドエフェクタの取り外しを避けたいと考えている。つまり、シール部材を取り付けるためにエンドエフェクタを取り外すことは、既設のロボットに対しては実質的に困難であるというのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、エンドエフェクタは、アーム部との間にわずかな隙間（クリアランス）を設けた状態でロボットのアーム部の先端側に取り付けられている。この隙間は一般的には数ミリ程度であり、作業者の指が入るような大きさではない。また、フランジ部は内部の駆動回路を保護するためにフランジカバーにより覆われており、そのフランジカバーが３本のボルトで留められている。このとき、フランジカバーはエンドエフェクタ側からアーム部にボルトで固定されていることから、ボルトの頭部が隙間に位置している。そして、３本のボルトは一般的には等間隔で配置されることから、フランジ部の周囲に３本のボルトが配置され、エンドエフェクタを取り外さない場合にはそれらのボルトが障害になってシール部材を取り付けることが出来ない。つまり、エンドエフェクタが取り付けられているアーム部に、エンドエフェクタを取り外すことなくシール部材を取り付けることは容易ではない。また、それらのボルトを避けるためにシール部材を多数に分割すると、フランジ部の周囲において吸着材が配置される領域が少なくなりシール性が低下してしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンドエフェクタが取り付けられているロボットにおいてエンドエフェクタを取り外すことなく、また、ボルトが障害になることなく取り付け可能であり、シール性が過度に低下することを抑制するロボットのエンドエフェクタのシール部材を提供することにある
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明では、リム部を第一係合部及び第二係合部を有する半円環状に形成し、その外周面に中央よりも第１係合部側に治具係合部を設けている。このため、まず、リム部を治具に係合させた状態でエンドエフェクタとアーム部との隙間に挿入するとともに、挿入したリム部の第二係合部側の端部を概ね１２０°間隔で等間隔に配置されている３本のボルトの間に挿入する。次に、リム部を、治具係合部とボルトまでの距離が大きく旋回量が大きくとれる第二係合部側に、第一係合部側の端部がボルト間に位置するまで旋回する。そして、第一係合部側の端部をボルトの間から挿入し、一方のリム部を取り付ける。これにより、概ね１８０°の半円環状に形成されているリム部を取り付けることができる。続いて、旋回させたことにより挿入済みのリム部とボルトとの位置関係が変化したことで形成された空間に、他方のリム部を同様の手順で挿入する。そして、挿入済みのリム部と他方のリム部とを、治具を介して径方向内側に力を加えることにより、互いに係合させる。
【０００９】
このように、シール部材を一対のリム部で形成するとともに治具係合部を設けたことにより、作業者の指などを入れられないわずかな隙間にリム部を挿入させることができ、エンドエフェクタが取り付けられているロボットにおいてエンドエフェクタを取り外すことなく、また、ボルトが障害になることなくシール部材を取り付けることができる。しかも、先に挿入したリム部を旋回させるだけで他方のリム部を挿入するための空間を形成することが可能となるので、シール部材を非常に容易に取り付けることができる。
【００１０】
このとき、第一係合部をリム部の外周面側から径方向内側に当該リム部の幅の半分以上に延びて形成し、第二係合部をリム部の内周面側から径方向外側に当該リム部の幅の半分以上に延びて形成しているため、第一係合部と第二係合部との係合が確実なり、強固にシール部材を取り付けることができる。
【００１１】
さて、吸着剤の量を増やすためにリム部の幅をボルトに接触しない程度の幅広に設定すると、リム部を互いに係合させることが困難になる。具体的には、第一係合部と第二係合部とが係合するとき、リム部の内周側はフランジ部に当接していることから、リム部は、径方向外周に向かって撓んで変形することになる。しかし、リム部の外周側にはボルトが配置されていることから、径方向外側へのリム部の変形が制限されてしまい、第一係合部と第二係合部とを係合させることができなくなる。そこで、リム部の周方向における一方の端部側に、当該リム部の外周部から内周部側に窪んだ逃げ穴を設けている。これにより、リム部が径方向外側に撓んだとしてもボルトが逃げ穴に進入することから、リム部とボルトとの接触が回避され、第一係合部と第二係合部とを係合させることができる。
【００１２】
さて、潤滑剤の漏出を効果的に防止するためには、吸着材の量を多くすることが望ましい。その場合、フランジ部の外周側の全域に吸着材を設けることが望ましいものの、上記したようにリム部を分割する必要がある。そこで、リム部を径方向に幅広に形成することにより、吸着材の量を増やすことができる。また、リム部を最小分割数すなわち２分割とすることにより、吸着材が配置されない領域を最小限にとどめることができ、シール性が過度に低下することを抑制できる。
【００１３】
また、リム部は、可撓性を有しているものの、フランジ部とフランジカバーとの間を密にシールするためにある程度の剛性も有している。そのため、一対のリム部を係合させるためには、リム部を互いに押しつける必要がある。その場合、最も効率的に押しつけるためには、リム部の中央に治具係合部を設けるのが理想的ではあるが、上記したように３本のボルトが１２０°間隔で設けられていることから、他方のリム部を挿入可能な程度までリム部を旋回させるためには、治具とボルトとの接触を回避した状態である程度の旋回量が必要となる。そこで、治具係合部をリム部の周方向の中央よりも第一係合部寄りに設けることにより、リム部をボルト間に挿入するときることにより、に治具を一方のボルトから離間した位置にてリム部に係合させている。そして、その状態で治具を他方のボルトに向かって移動させることにより、治具の移動量つまりリム部の旋回が大きくなるようにしている。これにより、治具によるリム部の旋回量を確保しつつも、治具がボルトに接触することを避けた状態で力を効率よく加えることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、逃げ穴の少なくとも一部を周方向に覆うつば部を備えている。逃げ穴が形成されている部位は、径方向の幅が小さくなっていることから、他の部位に比べて撓み易くなっている。そのため、ロボットの運転時の振動や長期的な使用により、逃げ穴が撓んでシール性の低下を招くおそれがある。そこで、逃げ穴の吸着材と反対側の面につば部を設けることにより、剛性を高めている。これにより、逃げ穴の撓みが抑制され、シール性が低下することを低減することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、治具係合部は、リム部を旋回するための治具に設けられているピンが挿抜可能に圧入される圧入孔と、圧入孔の周方向の両側に形成された係合凹部とを備えている。エンドエフェクタとアーム部との間の隙間は通常数ミリ程度であることから、ユーザや作業者は指を挿入することができない。そこで、治具のピンを圧入孔に圧入することにより、リム部を治具に固定する。これにより、リム部は、治具に保持される。したがって、リム部を挿入する際には、リム部の挿入および旋回を容易に行うことができる。また、治具に設けられている係合凸部が係合凹部に係合することによって、互いのリム部を係合させる際には、周方向に広い範囲で力を加えることができ、リム部を確実に係合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態によるリム部の外観を模式的に示す図で、（Ａ）はシール部材の表面側の斜視図、（Ｂ）はシール部材の裏面側の斜視図
【図２】ロボットの外観を模式的に示す図
【図３】図２のＩＩＩ領域の拡大図で、ロボットのエンドエフェクタとフランジカバーとの隙間を模式的に示す図
【図４】図３の矢印Ａ方向からみたフランジの取り付け部位を模式的に示す図
【図５】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その１
【図６】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その２
【図７】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その３
【図８】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その４
【図９】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その５
【図１０】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その６
【図１１】シール部材を取り付けた状態を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、シール部材の一実施形態について、図１から図１１を参照しながら説明する。
図２から図４に示すように、シール部材１０（図３参照）を取り付けるロボット１１は、例えば６軸の垂直多回転関節型などの周知のものであり、工場の水平な床面などの設置面に固定されるベース部１２、ショルダ部１３、第一アーム部１４、第二アーム部１５、第三アーム部１６および第四アーム部１７を備えている。これらベース部１２、ショルダ部１３および第一〜第四の各アーム部は、各接続部位に図示しない回転関節をそれぞれ有しており、互いに順次連結されて所謂ロボットアームを構成している。ロボット１１の場合、ショルダ部１３はベース部１２を中心に水平方向に旋回可能に連結され、第一アーム部１４はショルダ部１３の先端側において図２の上下方向（鉛直方向）に旋回可能に連結され、第二アーム部１５は第一アーム部１４の先端側において上下方向に旋回可能に連結され、第三アーム部１６は第二アーム部１５の先端部において第二アーム部１５の軸方向に対して回転可能に連結され、第四アーム部１７は第三アーム部１６の先端部において第三アーム部１６を中心に上下方向に旋回可能に連結されている。
【００１８】
第四アーム部１７は、図３に示すように、図示右方の先端側にフランジ部１８を有している。フランジ部１８は、概ね円柱状に形成されており、図示左方の端部が第四アーム部１７に設けられている回転駆動部１９に接続している。回転駆動部１９は、図示しないモータ、減速機およびフランジ部１８を回転可能に支持する軸受部材などで構成されている。回転駆動部１９は、軸受部材に支持されたフランジ部１８を回転駆動する。なお、回転駆動部１９のモータや減速機などの構成は周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
これらフランジ部１８および回転駆動部１９は、フランジカバー２０によって覆われている。フランジカバー２０は、本実施形態の場合、概ね有底円筒状に形成され、フランジ部１８および回転駆動部１９を外周側から覆っている。また、フランジカバー２０は、図４に示すように、その底部２０ａに開口２０ｂが形成されている。この開口２０ｂは、フランジ部１８の先端側（図３の場合右方の端部側）に設けられている取り付け部位１８ａを露出するために設けられている。このため、開口２０ｂとフランジ部１８との間には、隙間Ｃが形成されている。なお、この図４では、シール部材１０および後述するエンドエフェクタ２４（図４参照）の図示は省略している。
【００２０】
このフランジカバー２０は、３本のボルト２１によって第四アーム部１７に固定されている。３本のボルト２１は、フランジ部１８の外周側に等間隔で、且つ、フランジ部１８の外周面から予め設定されている配置間隔を存して配置されている。具体的には、３本のボルト２１は、フランジ部１８を中心として１２０°間隔で、且つ、フランジ部１８の外周面から一定の距離Ｌだけ離間した位置に設けられている。また、フランジカバー２０の内側には、回転駆動部１９の軸受部材などに塗布されている潤滑のための潤滑剤が開口２０ｂから流出することを防止するために、図示しないオイルシールやＯリングなどが設けられている。
【００２１】
フランジカバー２０から露出しているフランジ部１８の取り付け部位１８ａには、複数のメスねじ孔２２および位置決め孔２３が設けられている。この取り付け部位１８ａには、図２および図３に示すように、エンドエフェクタ２４が取り付けられている。エンドエフェクタ２４は、ハンドあるいはマニピュレータなどとも称される。本実施形態の場合、エンドエフェクタ２４は、フランジカバー２０の直径と同程度以上の径を有する筒状の本体部２４ａを有している。このため、第四アーム部１７の先端側の端面は、エンドエフェクタ２４の本体部２４ａにより覆われた状態となっている。このエンドエフェクタ２４は、位置決め孔２３により位置決めされた状態で図示しないねじによってメスねじ孔２２にねじ止めされる。これにより、エンドエフェクタ２４は、フランジ部１８と一体に回転駆動部１９によって回転駆動される。また、エンドエフェクタ２４は、回転駆動時に第四アーム部１７に接触することを防止するため、本体部２４ａの左方の端部と第四アーム部１７との間に所定のクリアランス、例えば概ね数ミリ程度の隙間、を介した状態でフランジ部１８に取り付けられている。なお、第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間の大きさは、ロボット１１の設計上の仕様により決定される。
【００２２】
このような構成のロボット１１においては、運転時におけるモータや軸受部材などの温度上昇にともなって低粘性化した潤滑剤が、オイルシールなどでシールしていたとしてもフランジ部１８とフランジカバー２０との間から微量に漏出するおそれがある。そこで、図３に示すように、第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間にフランジ部１８とフランジカバー２０との間をシールするシール部材１０を設けている。
【００２３】
ところで、既設のロボット１１の場合、前述の通りユーザはエンドエフェクタ２４の取り外しを避けたいと考えていることから、シール部材１０を取り付けるためだけにエンドエフェクタ２４を取り外すことは実質的に困難である。また、フランジカバー２０を第四アーム部１７に固定しているボルト２１の頭部が第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間に突出していることから、エンドエフェクタ２４を取り付けたままシール部材１０を取り付けるとき、ボルト２１が障害になってしまう。このため、シール部材１０を取り付けるためには、分割する必要がある。その一方、ボルト２１を避けるためにシール部材１０を分割すると、フランジ部１８の周囲においてシールされる領域が少なくなり、シール性が低下してしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態では、以下のようなシール部材１０を採用している。シール部材１０は、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すリム部３０を２個組み合わせることにより、フランジ部１８を外周側から覆う円環状（図３参照）に形成される。このリム部３０には、吸着材３１、第一係合部３２、第二係合部３３、逃げ穴３４、つば部３５および治具係合部３６が設けられている。以下、図１（Ａ）に示す吸着材３１が設けられていない側の面を便宜的にリム部３０の表面と称し、図１（Ｂ）に示す吸着材３１が設けられている側の面を便宜的にリム部３０の裏面と称する。つまり、シール部材１０を取り付けた状態において、フランジカバー２０側の面がリム部３０の裏面になる。
【００２５】
リム部３０は、半円環状すなわち概ね１８０°の円弧状に形成されている。リム部３０の厚みＨは、上記した第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間に挿入可能な値に設定されている。また、リム部３０の幅Ｗは、上記したフランジ部１８の外周面からボルト２１までの距離Ｌ（配置間隔）未満、且つ、可能な限り距離Ｌに近い値に設定されている。つまり、リム部３０は、その幅Ｗがほぼ距離Ｌに等しくなるように設定されている。本実施形態の場合、リム部３０は、可撓性を有する材料例えば樹脂材料により形成されている。
【００２６】
吸着材３１は、図１（Ｂ）に示すようにリム部３０の裏面側に設けられており、フランジ部１８とフランジカバー２０との間から漏出する潤滑剤を吸着する。吸着材３１は、リム部３０の裏面側から表面側に窪んで形成された収容凹部３７に収容されている。この吸着材３１は、リム部３０の形状に概ね相似した円弧状に形成されている。また、吸着材３１は、リム部３０の厚みＨおよびリム部３０の幅Ｗが変化しない範囲で最大限の大きさ、より具体的には、収容凹部３７に収容された状態でリム部３０の内周面と裏面とに対して概ねつら位置になる大きさに形成されている。
【００２７】
第一係合部３２は、リム部３０の周方向における一方の端部に設けられている。この第一係合部３２は、本実施形態の場合、リム部３０の外周面側から径方向内側に向かってリム部３０の幅の半分以上に延びて形成された第一爪部３２ａを有している。第二係合部３３は、リム部３０の周方向において第一係合部３２と反対側の端部に設けられている。この第二係合部３３は、本実施形態の場合、リム部３０の内周面側から径方向外側に向かってリム部３０の幅の半分以上に延びて形成された第二爪部３３ａを有している。この第二爪部３３ａは、第一爪部３２ａに係合する。これにより、第一係合部３２および第二係合部３３は、それぞれ、他方のリム部３０に設けられている第二係合部３３および第一係合部３２に係合する。つまり、本実施形態の場合、シール部材１０は、同一形状に形成された一対のリム部３０により構成されている。また、リム部３０は、第二係合部３３側の端部の幅がわずかに先細りに形成されている（図５など参照）。
【００２８】
逃げ穴３４は、第一係合部３２が設けられている側のリム部３０の端部に設けられている。この逃げ穴３４は、リム部３０の外周面から径方向内側に窪んだ形状に形成されている。このため、リム部３０は、逃げ穴３４が設けられている部位の幅が他の部位の幅Ｗに比べて狭くなっている。一方、逃げ穴３４が設けられている部位のリム部３０の表面側には、逃げ穴３４を覆うつば部３５が設けられている。つば部３５は、リム部３０の表面を周方向に延長することにより形成されている。本実施形態の場合、つば部３５は、リム部３０の幅Ｗよりも小さい幅に形成されており、逃げ穴３４の一部を覆っている。
【００２９】
治具係合部３６は、リム部３０の周方向の中央よりも第一係合部３２寄り、且つ、逃げ穴３４よりも中央寄りに設けられている。治具係合部３６は、リム部３０の外周面から径方向内側に窪んで形成された圧入孔３８と、圧入孔３８の周方向の両側に設けられリム部３０の外周面から径方向内側に窪んで形成された２つの係合凹部３９とを有している。この治具係合部３６は、リム部３０を周方向に旋回するための治具４０（後述する図５など参照）に係合する。このとき、詳細は後述するが、治具４０に設けられているピン４１（図５参照）が圧入孔３８に挿抜可能に圧入され、治具４０に設けられている２つの係合凸部４２が２つの係合凹部３９にそれぞれ係合する。
【００３０】
次に、上記したシール部材１０の作用について、シール部材１０の取り付けの手順を示す図５から図１１を参照しながら説明する。以下の説明では、説明の簡略化のために、シール部材１０を構成する一対のリム部３０を第一リムＲ１および第二リムＲ２と便宜的に称する。ここで、第一リムＲ１は、以下に説明する取り付け手順において先に取り付けられるリム部３０であり、第二リムＲ２は、第一リムＲ１が取り付けられた後に取り付けられるリム部３０である。また、フランジカバー２０を取り付けている３本のボルト２１を、図５から図１０に示すように、時計回りにボルトＢ１、Ｂ２、Ｂ３と便宜的に称する。
【００３１】
シール部材１０を取り付ける場合、まず、図５に示すように、第一リムＲ１を取り付ける。この場合、第一リムＲ１は、治具４０により第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との間に挿入される。この治具４０は、先端が３分岐した平板状に形成されている。治具４０は、３分岐した中央に位置するピン４１と、ピン４１の両側に設けられている係合凸部４２を有している。治具４０は、ピン４１を第一リムＲ１の圧入孔３８に圧入し、係合凸部４２を第一リムＲ１の係合凹部３９に係合することにより第一リムＲ１に固定される。これにより、これにより、第一リムＲ１は、治具４０に保持された状態で第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との間の隙間に挿入される。
【００３２】
この場合、第一リムＲ１は、例えばボルトＢ１、Ｂ２との間から挿入される。このとき、第一リムＲ１は、上記したように、逃げ穴３４が設けられている部位および第二係合部３３側の端部の幅が狭くなっていることから、ボルトＢ１、Ｂ２との間に容易に挿入することができる。なお、第一リムＲ１をボルトＢ２、Ｂ３との間あるいはボルトＢ３、Ｂ１との間から挿入しても勿論よく、その場合には、以下に説明する第二リムＲ２を挿入する位置が変化するだけである。
【００３３】
この図５に示すように第一リムＲ１を挿入した状態では、ボルトＢ３が障害になって第二リムＲ２を取り付けることができない。そこで、第一リムＲ１を、図６に示すように、第二係合部３３の方向（図６の場合、時計回りの方向）に治具４０がボルトＢ２に接触しない程度まで周方向に旋回する。これにより、第一リムＲ１とボルトＢ１〜Ｂ３との相対的な位置関係が変化し、第二リムＲ２を取り付けるためのスペースが確保される。このとき、治具係合部３６を第一リムＲ１の周方向の中央よりも第一係合部３２寄りに設けているので、第一リムＲ１を大きく旋回すること、すなわち、第一リムＲ１の旋回量を確保することができる。
【００３４】
続いて、図７に示すように、ボルトＢ２、Ｂ３の間から第二リムＲ２を挿入する。このとき、第一リムＲ１が既に取り付けられていることから、上記した図５の状態とは異なり、第二リムＲ２がボルトＢ３に接触するおそれがある。具体的には、第一リムＲ１および第二リムＲ２の幅Ｗを距離Ｌにほぼ等しくなるように設定し、第一係合部３２の第一爪部３２ａおよび第二係合部３３の第二爪部３３ａをそれぞれリム部３０の幅Ｗの半分以上に形成していることから、図７に示すように第一リムＲ１の第二係合部３３と第二リムＲ２の第一係合部３２とが係合するとき、径方向の幅の合計値が距離Ｌを超えてしまう。
【００３５】
この状態では、第一リムＲ１の内周側はフランジ部１８の外周面に当接していることから、第一リムＲ１および第二リムＲ２に対して治具４０から力を加えた場合には、第二リムＲ２が径方向外周に向かって撓むことになるものの、第二リムＲ２の第一係合部３２側に逃げ穴３４を設けていることにより、第二リムＲ２が径方向外側に撓んだとしても、ボルトＢ３が逃げ穴３４に進入することにより第二リムＲ２とボルトＢ３との接触は回避される。これにより、第一リムＲ１の第二係合部３３と第二リムＲ２の第一係合部３２とを互いに係合させることができる。この状態で第一リムＲ１および第二リムＲ２に対してさらに力を加えると、換言すると、第二リムＲ２を押し込むと、図８に示すように第二リムＲ２の第二係合部３３と第一リムＲ１の第一係合部３２とが接触する。このとき、第一リムＲ１が径方向外側に撓むものの、第一リムＲ１が径方向外側には十分なスペースがあることから、第二リムＲ２との係合が妨げられることはない。
【００３６】
この状態でさらに治具４０から力を加えることにより、図９に示すように、第二リムＲ２の第二係合部３３と第一リムＲ１の第一係合部３２とは、互いに係合する。すなわち、第一リムＲ１と第二リムＲ２とが互いに係合する。なお、図示は省略するが、このとき、第一リムＲ１および第二リムＲ２に設けられている吸着材３１は、フランジカバー２０に接触している。
【００３７】
その後、治具４０を取り外すことにより、図１０および図１１に示すように、内周側がフランジ部１８の外周面に接触した状態で、一対のリム部３０（第一リムＲ１および第二リムＲ２）により円環状に形成されたシール部材１０が取り付けられる。このとき、上記したように吸着材３１をシール部材１０の内周面のつら位置およびリム部３０の裏面のつら位置になるような形状で設けていることから（図１参照）、シール部材１０は、フランジカバー２０から突出したフランジ部１８の外周面。および。フランジ部１８とフランジカバー２０との隙間Ｃ（図４参照）を吸着材３１により覆った状態で取り付けられる。すなわち、シール部材１０により、フランジ部１８とフランジカバー２０との間がシールされる。なお、図１１では、エンドエフェクタ２４の図示を省略している。
【００３８】
以上説明したシール部材１０によれば、以下のような効果を奏する。
シール部材１０は、半円環状に形成された同一形状の一対のリム部３０で形成されている。各リム部３０は、図６から図１０に示すように、まず一方のリム部３０（第一リムＲ１）をボルト２１の隙間から挿入した後に旋回することによりスペースを形成し、形成されたスペースに他方のリム部３０（第二リムＲ２）が取り付けられる。そして、第一リムＲ１と第二リムＲ２とを治具４０により互いに押しつけて係合させる。これにより、ボルト２１を回避しつつ、シール部材１０を構成する一対のリム部３０を取り付けることができる。したがって、フランジカバー２０が３本のボルト２１によって固定されそのボルト２１がフランジ部１８の外周側且つアーム部とエンドエフェクタ２４との隙間に位置しているロボット１１において、換言すると、エンドエフェクタ２４が取り付けられている既設のロボット１１に対して、エンドエフェクタ２４を取り外すことなく、また、ボルト２１が障害になることなくフランジ部１８とフランジカバー２０との間をシールするための円環状のシール部材１０を取り付けることができる。
【００３９】
この場合、シール部材１０を同一形状のリム部３０で構成しているので、リム部３０の製造および管理の手間を削減できるとともに、リム部３０の取り付け作業時に混乱することが無く、作業効率を向上させることができる。
【００４０】
リム部３０は、半円環状すなわち概ね１８０°の円弧状に形成されており、その裏面側に概ね相似形状の吸着材３１が設けられている。潤滑剤は、フランジ部１８の周囲のどこから漏出するかが不明である。そこで、円環状のシール部材１０を最小分割数である２分割とすることにより、フランジ部１８の外周側において各リム部３０が係合する部位を除いた領域に吸着材３１を配置することができる。これにより、エンドエフェクタ２４を取り外すことが実質的に困難な場合であっても、換言すると、シール部材１０を取り付けるために分割が必須な場合であっても、吸着材３１が配置されない領域を最小限に留めることができ、シール性が過度に低下してしまうことを抑制することができる。
【００４１】
各リム部３０の幅をフランジ部１８の外周面から各ボルト２１までの距離Ｌに近い値に設定しているので、吸着材３１の量を多く、換言すると、潤滑剤を吸着可能な上限を高くなる。これにより、潤滑剤が一時的に多量に漏出した場合であっても、潤滑剤の外部への飛散を抑制することができる。また、吸着材３１を多くすることにより、吸着材３１を取り替えるメンテナンスの頻度を低減することもできる。
【００４２】
各リム部３０の幅をフランジ部１８の外周面から各ボルト２１までの距離Ｌに近い値に設定した場合には、リム部３０を互いに係合させるときにリム部３０がボルト２１に接触することが懸念されるものの、リム部３０の外周面側に逃げ穴３４を設けることにより、リム部３０とボルト２１との接触を回避している。これにより、一対のリム部３０を互いに係合させることができる。
【００４３】
逃げ穴３４が形成されている部位は、リム部３０の幅が他の部位よりも小さくなっていることから撓み易い。そこで、リム部３０の表面側に逃げ穴３４の少なくとも一部を周方向に覆うつば部３５を設けることで、ボルト２１の回避スペースを確保しつつ、逃げ穴３４が設けられている部位の剛性を高めている。これにより、逃げ穴３４が設けられている部位における撓みが抑制され、シール部材１０とフランジ部１８との接触性の低下、換言すると、シール性の低下を低減することができる。
【００４４】
治具係合部３６を、治具４０に設けられているピン４１が挿抜可能に圧入される圧入孔３８と、圧入孔３８の周方向の両側に形成された係合凹部３９とで構成したことにより、リム部３０と治具４０とは互いに固定される。このため、リム部３０は、治具４０により保持された状態となり、作業者の指が入らないような第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間に挿入することができる。また、治具４０に設けられている係合凸部４２が係合凹部３９に係合することにより、リム部３０を旋回するとき、および、互いのリム部３０を係合させるとき、リム部３０に加わる圧力が分散される。これにより、エンドエフェクタ２４とアーム部との間の隙間に容易にリム部３０を挿入することができるとともに、リム部３０の旋回時およびリム部３０の係合時に治具４０が破損するおそれを低減しつつ、周方向に広い範囲で力を加えることができ、リム部を確実に係合することができる。つまり、シール部材１０の取り付け作業を容易に行うことができる。
【００４５】
リム部３０は、取り付けのために可撓性を有する材料で形成しているものの、密にシールするためにある程度の剛性も有している。このため、リム部３０を係合させるときには、ある程度の力で互いに押しつける必要がある。また、第二リムＲ２を取り付けるためには、第一リムＲ１の周方向への旋回量を大きくする必要がある。そこで、治具係合部３６をリム部３０の周方向の中央よりも第一係合部３２寄りに設けたことにより、第一リムＲ１の旋回量を確保することができるとともに、治具４０がボルト２１に接触することを避けた状態で力を効率よく加えることができる。
【００４６】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した一実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間の大きさはロボット１１の設計上の仕様により定まる値であるため、例えばボルト２１の頭部とエンドエフェクタ２４との隙間がほとんど無いような場合にはつば部３５を設けない構成としてもよい。
また、ボルト２１が配置される距離Ｌは、ロボット１１の設計上の仕様により決定される値であるため、リム部３０の幅Ｗは、距離Ｌにあわせて適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１０はシール部材、１１はロボット、１７は第四アーム部（アーム部）、１８はフランジ部、１９は回転駆動部、２０はフランジカバー、２１はボルト、２４はエンドエフェクタ、３０はリム部、３１は吸着材、３２は第一係合部、３３は第二係合部、３６は治具係合部、３８は圧入孔（治具係合部）、３９は係合凹部（治具係合部）、４０は治具、４１はピン、４２は係合凸部、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はボルト、Ｒ１は第一リム（リム部）、Ｒ２は第二リム（リム部）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットのエンドエフェクタが取り付けられるフランジ部とフランジカバーとの間をシールするロボットのエンドエフェクタのシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば産業用のロボットは、エンドエフェクタが接続されるアーム部に、エンドエフェクタを回転駆動するための回転駆動部を備えている。この回転駆動部は、エンドエフェクタを取り付けるためのフランジ部に接続しており、フランジ部を介してエンドエフェクタを回転駆動する。フランジ部は、概ね円柱状に形成されており、軸受部材によって回転可能に支持されている。また、フランジ部は、エンドエフェクタが取り付けられる側の端部を露出した状態で、回転駆動部や軸受部材とともにフランジカバーによって覆われている。このとき、回転駆動部や軸受部材に塗布されているグリスなどの潤滑剤が外部に流出することを防止するため、フランジカバーの内側にはフランジ部の外周側の全域を覆う円環状のオイルシールやＯリングなどが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、ロボットの運転時には、モータや減速機あるいは軸受部材などの温度が上昇する。そのため、温度の上昇に伴って低粘性化した潤滑剤は、オイルシールなどでシールしていたとしてもフランジ部とフランジカバーとの間から微量に漏出するおそれがある。そして、例えばロボットをクリーンルームで使用している場合には、潤滑剤が微量であっても漏出すると製品の品質に影響を与えるおそれがある。そこで、フランジ部とフランジカバーとの間に吸着材を有するシール部材をさらに設け、漏出した潤滑剤を吸着することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、既設のロボットすなわちエンドエフェクタが取り付けられた状態で製造ラインに設置されているロボットは、エンドエフェクタを取り外して再度取り付けた場合、取り付け誤差が生じるおそれがある。このため、エンドエフェクタを取り外した場合には、ロボットの作動に問題がないかを確認するキャリブレーションが必要となる。このキャリブレーションには多くの時間および労力を要することから、ユーザは、エンドエフェクタの取り外しを避けたいと考えている。つまり、シール部材を取り付けるためにエンドエフェクタを取り外すことは、既設のロボットに対しては実質的に困難であるというのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、エンドエフェクタは、アーム部との間にわずかな隙間（クリアランス）を設けた状態でロボットのアーム部の先端側に取り付けられている。この隙間は一般的には数ミリ程度であり、作業者の指が入るような大きさではない。また、フランジ部は内部の駆動回路を保護するためにフランジカバーにより覆われており、そのフランジカバーが３本のボルトで留められている。このとき、フランジカバーはエンドエフェクタ側からアーム部にボルトで固定されていることから、ボルトの頭部が隙間に位置している。そして、３本のボルトは一般的には等間隔で配置されることから、フランジ部の周囲に３本のボルトが配置され、エンドエフェクタを取り外さない場合にはそれらのボルトが障害になってシール部材を取り付けることが出来ない。つまり、エンドエフェクタが取り付けられているアーム部に、エンドエフェクタを取り外すことなくシール部材を取り付けることは容易ではない。また、それらのボルトを避けるためにシール部材を多数に分割すると、フランジ部の周囲において吸着材が配置される領域が少なくなりシール性が低下してしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンドエフェクタが取り付けられているロボットにおいてエンドエフェクタを取り外すことなく、また、ボルトが障害になることなく取り付け可能であり、シール性が過度に低下することを抑制するロボットのエンドエフェクタのシール部材を提供することにある
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明では、リム部を第一係合部及び第二係合部を有する半円環状に形成し、その外周面に中央よりも第１係合部側に治具係合部を設けている。このため、まず、リム部を治具に係合させた状態でエンドエフェクタとアーム部との隙間に挿入するとともに、挿入したリム部の第二係合部側の端部を概ね１２０°間隔で等間隔に配置されている３本のボルトの間に挿入する。次に、リム部を、治具係合部とボルトまでの距離が大きく旋回量が大きくとれる第二係合部側に、第一係合部側の端部がボルト間に位置するまで旋回する。そして、第一係合部側の端部をボルトの間から挿入し、一方のリム部を取り付ける。これにより、概ね１８０°の半円環状に形成されているリム部を取り付けることができる。続いて、旋回させたことにより挿入済みのリム部とボルトとの位置関係が変化したことで形成された空間に、他方のリム部を同様の手順で挿入する。そして、挿入済みのリム部と他方のリム部とを、治具を介して径方向内側に力を加えることにより、互いに係合させる。
【０００９】
このように、シール部材を一対のリム部で形成するとともに治具係合部を設けたことにより、作業者の指などを入れられないわずかな隙間にリム部を挿入させることができ、エンドエフェクタが取り付けられているロボットにおいてエンドエフェクタを取り外すことなく、また、ボルトが障害になることなくシール部材を取り付けることができる。しかも、先に挿入したリム部を旋回させるだけで他方のリム部を挿入するための空間を形成することが可能となるので、シール部材を非常に容易に取り付けることができる。
【００１０】
このとき、第一係合部をリム部の外周面側から径方向内側に当該リム部の幅の半分以上に延びて形成し、第二係合部をリム部の内周面側から径方向外側に当該リム部の幅の半分以上に延びて形成しているため、第一係合部と第二係合部との係合が確実なり、強固にシール部材を取り付けることができる。
【００１１】
さて、吸着剤の量を増やすためにリム部の幅をボルトに接触しない程度の幅広に設定すると、リム部を互いに係合させることが困難になる。具体的には、第一係合部と第二係合部とが係合するとき、リム部の内周側はフランジ部に当接していることから、リム部は、径方向外周に向かって撓んで変形することになる。しかし、リム部の外周側にはボルトが配置されていることから、径方向外側へのリム部の変形が制限されてしまい、第一係合部と第二係合部とを係合させることができなくなる。そこで、リム部の周方向における一方の端部側に、当該リム部の外周部から内周部側に窪んだ逃げ穴を設けている。これにより、リム部が径方向外側に撓んだとしてもボルトが逃げ穴に進入することから、リム部とボルトとの接触が回避され、第一係合部と第二係合部とを係合させることができる。
【００１２】
さて、潤滑剤の漏出を効果的に防止するためには、吸着材の量を多くすることが望ましい。その場合、フランジ部の外周側の全域に吸着材を設けることが望ましいものの、上記したようにリム部を分割する必要がある。そこで、リム部を径方向に幅広に形成することにより、吸着材の量を増やすことができる。また、リム部を最小分割数すなわち２分割とすることにより、吸着材が配置されない領域を最小限にとどめることができ、シール性が過度に低下することを抑制できる。
【００１３】
また、リム部は、可撓性を有しているものの、フランジ部とフランジカバーとの間を密にシールするためにある程度の剛性も有している。そのため、一対のリム部を係合させるためには、リム部を互いに押しつける必要がある。その場合、最も効率的に押しつけるためには、リム部の中央に治具係合部を設けるのが理想的ではあるが、上記したように３本のボルトが１２０°間隔で設けられていることから、他方のリム部を挿入可能な程度までリム部を旋回させるためには、治具とボルトとの接触を回避した状態である程度の旋回量が必要となる。そこで、治具係合部をリム部の周方向の中央よりも第一係合部寄りに設けることにより、リム部をボルト間に挿入するときることにより、に治具を一方のボルトから離間した位置にてリム部に係合させている。そして、その状態で治具を他方のボルトに向かって移動させることにより、治具の移動量つまりリム部の旋回が大きくなるようにしている。これにより、治具によるリム部の旋回量を確保しつつも、治具がボルトに接触することを避けた状態で力を効率よく加えることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、逃げ穴の少なくとも一部を周方向に覆うつば部を備えている。逃げ穴が形成されている部位は、径方向の幅が小さくなっていることから、他の部位に比べて撓み易くなっている。そのため、ロボットの運転時の振動や長期的な使用により、逃げ穴が撓んでシール性の低下を招くおそれがある。そこで、逃げ穴の吸着材と反対側の面につば部を設けることにより、剛性を高めている。これにより、逃げ穴の撓みが抑制され、シール性が低下することを低減することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、治具係合部は、リム部を旋回するための治具に設けられているピンが挿抜可能に圧入される圧入孔と、圧入孔の周方向の両側に形成された係合凹部とを備えている。エンドエフェクタとアーム部との間の隙間は通常数ミリ程度であることから、ユーザや作業者は指を挿入することができない。そこで、治具のピンを圧入孔に圧入することにより、リム部を治具に固定する。これにより、リム部は、治具に保持される。したがって、リム部を挿入する際には、リム部の挿入および旋回を容易に行うことができる。また、治具に設けられている係合凸部が係合凹部に係合することによって、互いのリム部を係合させる際には、周方向に広い範囲で力を加えることができ、リム部を確実に係合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態によるリム部の外観を模式的に示す図で、（Ａ）はシール部材の表面側の斜視図、（Ｂ）はシール部材の裏面側の斜視図
【図２】ロボットの外観を模式的に示す図
【図３】図２のＩＩＩ領域の拡大図で、ロボットのエンドエフェクタとフランジカバーとの隙間を模式的に示す図
【図４】図３の矢印Ａ方向からみたフランジの取り付け部位を模式的に示す図
【図５】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その１
【図６】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その２
【図７】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その３
【図８】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その４
【図９】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その５
【図１０】シール部材の取り付け手順を模式的に示す図その６
【図１１】シール部材を取り付けた状態を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、シール部材の一実施形態について、図１から図１１を参照しながら説明する。
図２から図４に示すように、シール部材１０（図３参照）を取り付けるロボット１１は、例えば６軸の垂直多回転関節型などの周知のものであり、工場の水平な床面などの設置面に固定されるベース部１２、ショルダ部１３、第一アーム部１４、第二アーム部１５、第三アーム部１６および第四アーム部１７を備えている。これらベース部１２、ショルダ部１３および第一〜第四の各アーム部は、各接続部位に図示しない回転関節をそれぞれ有しており、互いに順次連結されて所謂ロボットアームを構成している。ロボット１１の場合、ショルダ部１３はベース部１２を中心に水平方向に旋回可能に連結され、第一アーム部１４はショルダ部１３の先端側において図２の上下方向（鉛直方向）に旋回可能に連結され、第二アーム部１５は第一アーム部１４の先端側において上下方向に旋回可能に連結され、第三アーム部１６は第二アーム部１５の先端部において第二アーム部１５の軸方向に対して回転可能に連結され、第四アーム部１７は第三アーム部１６の先端部において第三アーム部１６を中心に上下方向に旋回可能に連結されている。
【００１８】
第四アーム部１７は、図３に示すように、図示右方の先端側にフランジ部１８を有している。フランジ部１８は、概ね円柱状に形成されており、図示左方の端部が第四アーム部１７に設けられている回転駆動部１９に接続している。回転駆動部１９は、図示しないモータ、減速機およびフランジ部１８を回転可能に支持する軸受部材などで構成されている。回転駆動部１９は、軸受部材に支持されたフランジ部１８を回転駆動する。なお、回転駆動部１９のモータや減速機などの構成は周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
これらフランジ部１８および回転駆動部１９は、フランジカバー２０によって覆われている。フランジカバー２０は、本実施形態の場合、概ね有底円筒状に形成され、フランジ部１８および回転駆動部１９を外周側から覆っている。また、フランジカバー２０は、図４に示すように、その底部２０ａに開口２０ｂが形成されている。この開口２０ｂは、フランジ部１８の先端側（図３の場合右方の端部側）に設けられている取り付け部位１８ａを露出するために設けられている。このため、開口２０ｂとフランジ部１８との間には、隙間Ｃが形成されている。なお、この図４では、シール部材１０および後述するエンドエフェクタ２４（図４参照）の図示は省略している。
【００２０】
このフランジカバー２０は、３本のボルト２１によって第四アーム部１７に固定されている。３本のボルト２１は、フランジ部１８の外周側に等間隔で、且つ、フランジ部１８の外周面から予め設定されている配置間隔を存して配置されている。具体的には、３本のボルト２１は、フランジ部１８を中心として１２０°間隔で、且つ、フランジ部１８の外周面から一定の距離Ｌだけ離間した位置に設けられている。また、フランジカバー２０の内側には、回転駆動部１９の軸受部材などに塗布されている潤滑のための潤滑剤が開口２０ｂから流出することを防止するために、図示しないオイルシールやＯリングなどが設けられている。
【００２１】
フランジカバー２０から露出しているフランジ部１８の取り付け部位１８ａには、複数のメスねじ孔２２および位置決め孔２３が設けられている。この取り付け部位１８ａには、図２および図３に示すように、エンドエフェクタ２４が取り付けられている。エンドエフェクタ２４は、ハンドあるいはマニピュレータなどとも称される。本実施形態の場合、エンドエフェクタ２４は、フランジカバー２０の直径と同程度以上の径を有する筒状の本体部２４ａを有している。このため、第四アーム部１７の先端側の端面は、エンドエフェクタ２４の本体部２４ａにより覆われた状態となっている。このエンドエフェクタ２４は、位置決め孔２３により位置決めされた状態で図示しないねじによってメスねじ孔２２にねじ止めされる。これにより、エンドエフェクタ２４は、フランジ部１８と一体に回転駆動部１９によって回転駆動される。また、エンドエフェクタ２４は、回転駆動時に第四アーム部１７に接触することを防止するため、本体部２４ａの左方の端部と第四アーム部１７との間に所定のクリアランス、例えば概ね数ミリ程度の隙間、を介した状態でフランジ部１８に取り付けられている。なお、第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間の大きさは、ロボット１１の設計上の仕様により決定される。
【００２２】
このような構成のロボット１１においては、運転時におけるモータや軸受部材などの温度上昇にともなって低粘性化した潤滑剤が、オイルシールなどでシールしていたとしてもフランジ部１８とフランジカバー２０との間から微量に漏出するおそれがある。そこで、図３に示すように、第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間にフランジ部１８とフランジカバー２０との間をシールするシール部材１０を設けている。
【００２３】
ところで、既設のロボット１１の場合、前述の通りユーザはエンドエフェクタ２４の取り外しを避けたいと考えていることから、シール部材１０を取り付けるためだけにエンドエフェクタ２４を取り外すことは実質的に困難である。また、フランジカバー２０を第四アーム部１７に固定しているボルト２１の頭部が第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間に突出していることから、エンドエフェクタ２４を取り付けたままシール部材１０を取り付けるとき、ボルト２１が障害になってしまう。このため、シール部材１０を取り付けるためには、分割する必要がある。その一方、ボルト２１を避けるためにシール部材１０を分割すると、フランジ部１８の周囲においてシールされる領域が少なくなり、シール性が低下してしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態では、以下のようなシール部材１０を採用している。シール部材１０は、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すリム部３０を２個組み合わせることにより、フランジ部１８を外周側から覆う円環状（図３参照）に形成される。このリム部３０には、吸着材３１、第一係合部３２、第二係合部３３、逃げ穴３４、つば部３５および治具係合部３６が設けられている。以下、図１（Ａ）に示す吸着材３１が設けられていない側の面を便宜的にリム部３０の表面と称し、図１（Ｂ）に示す吸着材３１が設けられている側の面を便宜的にリム部３０の裏面と称する。つまり、シール部材１０を取り付けた状態において、フランジカバー２０側の面がリム部３０の裏面になる。
【００２５】
リム部３０は、半円環状すなわち概ね１８０°の円弧状に形成されている。リム部３０の厚みＨは、上記した第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間に挿入可能な値に設定されている。また、リム部３０の幅Ｗは、上記したフランジ部１８の外周面からボルト２１までの距離Ｌ（配置間隔）未満、且つ、可能な限り距離Ｌに近い値に設定されている。つまり、リム部３０は、その幅Ｗがほぼ距離Ｌに等しくなるように設定されている。本実施形態の場合、リム部３０は、可撓性を有する材料例えば樹脂材料により形成されている。
【００２６】
吸着材３１は、図１（Ｂ）に示すようにリム部３０の裏面側に設けられており、フランジ部１８とフランジカバー２０との間から漏出する潤滑剤を吸着する。吸着材３１は、リム部３０の裏面側から表面側に窪んで形成された収容凹部３７に収容されている。この吸着材３１は、リム部３０の形状に概ね相似した円弧状に形成されている。また、吸着材３１は、リム部３０の厚みＨおよびリム部３０の幅Ｗが変化しない範囲で最大限の大きさ、より具体的には、収容凹部３７に収容された状態でリム部３０の内周面と裏面とに対して概ねつら位置になる大きさに形成されている。
【００２７】
第一係合部３２は、リム部３０の周方向における一方の端部に設けられている。この第一係合部３２は、本実施形態の場合、リム部３０の外周面側から径方向内側に向かってリム部３０の幅の半分以上に延びて形成された第一爪部３２ａを有している。第二係合部３３は、リム部３０の周方向において第一係合部３２と反対側の端部に設けられている。この第二係合部３３は、本実施形態の場合、リム部３０の内周面側から径方向外側に向かってリム部３０の幅の半分以上に延びて形成された第二爪部３３ａを有している。この第二爪部３３ａは、第一爪部３２ａに係合する。これにより、第一係合部３２および第二係合部３３は、それぞれ、他方のリム部３０に設けられている第二係合部３３および第一係合部３２に係合する。つまり、本実施形態の場合、シール部材１０は、同一形状に形成された一対のリム部３０により構成されている。また、リム部３０は、第二係合部３３側の端部の幅がわずかに先細りに形成されている（図５など参照）。
【００２８】
逃げ穴３４は、第一係合部３２が設けられている側のリム部３０の端部に設けられている。この逃げ穴３４は、リム部３０の外周面から径方向内側に窪んだ形状に形成されている。このため、リム部３０は、逃げ穴３４が設けられている部位の幅が他の部位の幅Ｗに比べて狭くなっている。一方、逃げ穴３４が設けられている部位のリム部３０の表面側には、逃げ穴３４を覆うつば部３５が設けられている。つば部３５は、リム部３０の表面を周方向に延長することにより形成されている。本実施形態の場合、つば部３５は、リム部３０の幅Ｗよりも小さい幅に形成されており、逃げ穴３４の一部を覆っている。
【００２９】
治具係合部３６は、リム部３０の周方向の中央よりも第一係合部３２寄り、且つ、逃げ穴３４よりも中央寄りに設けられている。治具係合部３６は、リム部３０の外周面から径方向内側に窪んで形成された圧入孔３８と、圧入孔３８の周方向の両側に設けられリム部３０の外周面から径方向内側に窪んで形成された２つの係合凹部３９とを有している。この治具係合部３６は、リム部３０を周方向に旋回するための治具４０（後述する図５など参照）に係合する。このとき、詳細は後述するが、治具４０に設けられているピン４１（図５参照）が圧入孔３８に挿抜可能に圧入され、治具４０に設けられている２つの係合凸部４２が２つの係合凹部３９にそれぞれ係合する。
【００３０】
次に、上記したシール部材１０の作用について、シール部材１０の取り付けの手順を示す図５から図１１を参照しながら説明する。以下の説明では、説明の簡略化のために、シール部材１０を構成する一対のリム部３０を第一リムＲ１および第二リムＲ２と便宜的に称する。ここで、第一リムＲ１は、以下に説明する取り付け手順において先に取り付けられるリム部３０であり、第二リムＲ２は、第一リムＲ１が取り付けられた後に取り付けられるリム部３０である。また、フランジカバー２０を取り付けている３本のボルト２１を、図５から図１０に示すように、時計回りにボルトＢ１、Ｂ２、Ｂ３と便宜的に称する。
【００３１】
シール部材１０を取り付ける場合、まず、図５に示すように、第一リムＲ１を取り付ける。この場合、第一リムＲ１は、治具４０により第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との間に挿入される。この治具４０は、先端が３分岐した平板状に形成されている。治具４０は、３分岐した中央に位置するピン４１と、ピン４１の両側に設けられている係合凸部４２を有している。治具４０は、ピン４１を第一リムＲ１の圧入孔３８に圧入し、係合凸部４２を第一リムＲ１の係合凹部３９に係合することにより第一リムＲ１に固定される。これにより、これにより、第一リムＲ１は、治具４０に保持された状態で第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との間の隙間に挿入される。
【００３２】
この場合、第一リムＲ１は、例えばボルトＢ１、Ｂ２との間から挿入される。このとき、第一リムＲ１は、上記したように、逃げ穴３４が設けられている部位および第二係合部３３側の端部の幅が狭くなっていることから、ボルトＢ１、Ｂ２との間に容易に挿入することができる。なお、第一リムＲ１をボルトＢ２、Ｂ３との間あるいはボルトＢ３、Ｂ１との間から挿入しても勿論よく、その場合には、以下に説明する第二リムＲ２を挿入する位置が変化するだけである。
【００３３】
この図５に示すように第一リムＲ１を挿入した状態では、ボルトＢ３が障害になって第二リムＲ２を取り付けることができない。そこで、第一リムＲ１を、図６に示すように、第二係合部３３の方向（図６の場合、時計回りの方向）に治具４０がボルトＢ２に接触しない程度まで周方向に旋回する。これにより、第一リムＲ１とボルトＢ１〜Ｂ３との相対的な位置関係が変化し、第二リムＲ２を取り付けるためのスペースが確保される。このとき、治具係合部３６を第一リムＲ１の周方向の中央よりも第一係合部３２寄りに設けているので、第一リムＲ１を大きく旋回すること、すなわち、第一リムＲ１の旋回量を確保することができる。
【００３４】
続いて、図７に示すように、ボルトＢ２、Ｂ３の間から第二リムＲ２を挿入する。このとき、第一リムＲ１が既に取り付けられていることから、上記した図５の状態とは異なり、第二リムＲ２がボルトＢ３に接触するおそれがある。具体的には、第一リムＲ１および第二リムＲ２の幅Ｗを距離Ｌにほぼ等しくなるように設定し、第一係合部３２の第一爪部３２ａおよび第二係合部３３の第二爪部３３ａをそれぞれリム部３０の幅Ｗの半分以上に形成していることから、図７に示すように第一リムＲ１の第二係合部３３と第二リムＲ２の第一係合部３２とが係合するとき、径方向の幅の合計値が距離Ｌを超えてしまう。
【００３５】
この状態では、第一リムＲ１の内周側はフランジ部１８の外周面に当接していることから、第一リムＲ１および第二リムＲ２に対して治具４０から力を加えた場合には、第二リムＲ２が径方向外周に向かって撓むことになるものの、第二リムＲ２の第一係合部３２側に逃げ穴３４を設けていることにより、第二リムＲ２が径方向外側に撓んだとしても、ボルトＢ３が逃げ穴３４に進入することにより第二リムＲ２とボルトＢ３との接触は回避される。これにより、第一リムＲ１の第二係合部３３と第二リムＲ２の第一係合部３２とを互いに係合させることができる。この状態で第一リムＲ１および第二リムＲ２に対してさらに力を加えると、換言すると、第二リムＲ２を押し込むと、図８に示すように第二リムＲ２の第二係合部３３と第一リムＲ１の第一係合部３２とが接触する。このとき、第一リムＲ１が径方向外側に撓むものの、第一リムＲ１が径方向外側には十分なスペースがあることから、第二リムＲ２との係合が妨げられることはない。
【００３６】
この状態でさらに治具４０から力を加えることにより、図９に示すように、第二リムＲ２の第二係合部３３と第一リムＲ１の第一係合部３２とは、互いに係合する。すなわち、第一リムＲ１と第二リムＲ２とが互いに係合する。なお、図示は省略するが、このとき、第一リムＲ１および第二リムＲ２に設けられている吸着材３１は、フランジカバー２０に接触している。
【００３７】
その後、治具４０を取り外すことにより、図１０および図１１に示すように、内周側がフランジ部１８の外周面に接触した状態で、一対のリム部３０（第一リムＲ１および第二リムＲ２）により円環状に形成されたシール部材１０が取り付けられる。このとき、上記したように吸着材３１をシール部材１０の内周面のつら位置およびリム部３０の裏面のつら位置になるような形状で設けていることから（図１参照）、シール部材１０は、フランジカバー２０から突出したフランジ部１８の外周面。および。フランジ部１８とフランジカバー２０との隙間Ｃ（図４参照）を吸着材３１により覆った状態で取り付けられる。すなわち、シール部材１０により、フランジ部１８とフランジカバー２０との間がシールされる。なお、図１１では、エンドエフェクタ２４の図示を省略している。
【００３８】
以上説明したシール部材１０によれば、以下のような効果を奏する。
シール部材１０は、半円環状に形成された同一形状の一対のリム部３０で形成されている。各リム部３０は、図６から図１０に示すように、まず一方のリム部３０（第一リムＲ１）をボルト２１の隙間から挿入した後に旋回することによりスペースを形成し、形成されたスペースに他方のリム部３０（第二リムＲ２）が取り付けられる。そして、第一リムＲ１と第二リムＲ２とを治具４０により互いに押しつけて係合させる。これにより、ボルト２１を回避しつつ、シール部材１０を構成する一対のリム部３０を取り付けることができる。したがって、フランジカバー２０が３本のボルト２１によって固定されそのボルト２１がフランジ部１８の外周側且つアーム部とエンドエフェクタ２４との隙間に位置しているロボット１１において、換言すると、エンドエフェクタ２４が取り付けられている既設のロボット１１に対して、エンドエフェクタ２４を取り外すことなく、また、ボルト２１が障害になることなくフランジ部１８とフランジカバー２０との間をシールするための円環状のシール部材１０を取り付けることができる。
【００３９】
この場合、シール部材１０を同一形状のリム部３０で構成しているので、リム部３０の製造および管理の手間を削減できるとともに、リム部３０の取り付け作業時に混乱することが無く、作業効率を向上させることができる。
【００４０】
リム部３０は、半円環状すなわち概ね１８０°の円弧状に形成されており、その裏面側に概ね相似形状の吸着材３１が設けられている。潤滑剤は、フランジ部１８の周囲のどこから漏出するかが不明である。そこで、円環状のシール部材１０を最小分割数である２分割とすることにより、フランジ部１８の外周側において各リム部３０が係合する部位を除いた領域に吸着材３１を配置することができる。これにより、エンドエフェクタ２４を取り外すことが実質的に困難な場合であっても、換言すると、シール部材１０を取り付けるために分割が必須な場合であっても、吸着材３１が配置されない領域を最小限に留めることができ、シール性が過度に低下してしまうことを抑制することができる。
【００４１】
各リム部３０の幅をフランジ部１８の外周面から各ボルト２１までの距離Ｌに近い値に設定しているので、吸着材３１の量を多く、換言すると、潤滑剤を吸着可能な上限を高くなる。これにより、潤滑剤が一時的に多量に漏出した場合であっても、潤滑剤の外部への飛散を抑制することができる。また、吸着材３１を多くすることにより、吸着材３１を取り替えるメンテナンスの頻度を低減することもできる。
【００４２】
各リム部３０の幅をフランジ部１８の外周面から各ボルト２１までの距離Ｌに近い値に設定した場合には、リム部３０を互いに係合させるときにリム部３０がボルト２１に接触することが懸念されるものの、リム部３０の外周面側に逃げ穴３４を設けることにより、リム部３０とボルト２１との接触を回避している。これにより、一対のリム部３０を互いに係合させることができる。
【００４３】
逃げ穴３４が形成されている部位は、リム部３０の幅が他の部位よりも小さくなっていることから撓み易い。そこで、リム部３０の表面側に逃げ穴３４の少なくとも一部を周方向に覆うつば部３５を設けることで、ボルト２１の回避スペースを確保しつつ、逃げ穴３４が設けられている部位の剛性を高めている。これにより、逃げ穴３４が設けられている部位における撓みが抑制され、シール部材１０とフランジ部１８との接触性の低下、換言すると、シール性の低下を低減することができる。
【００４４】
治具係合部３６を、治具４０に設けられているピン４１が挿抜可能に圧入される圧入孔３８と、圧入孔３８の周方向の両側に形成された係合凹部３９とで構成したことにより、リム部３０と治具４０とは互いに固定される。このため、リム部３０は、治具４０により保持された状態となり、作業者の指が入らないような第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間に挿入することができる。また、治具４０に設けられている係合凸部４２が係合凹部３９に係合することにより、リム部３０を旋回するとき、および、互いのリム部３０を係合させるとき、リム部３０に加わる圧力が分散される。これにより、エンドエフェクタ２４とアーム部との間の隙間に容易にリム部３０を挿入することができるとともに、リム部３０の旋回時およびリム部３０の係合時に治具４０が破損するおそれを低減しつつ、周方向に広い範囲で力を加えることができ、リム部を確実に係合することができる。つまり、シール部材１０の取り付け作業を容易に行うことができる。
【００４５】
リム部３０は、取り付けのために可撓性を有する材料で形成しているものの、密にシールするためにある程度の剛性も有している。このため、リム部３０を係合させるときには、ある程度の力で互いに押しつける必要がある。また、第二リムＲ２を取り付けるためには、第一リムＲ１の周方向への旋回量を大きくする必要がある。そこで、治具係合部３６をリム部３０の周方向の中央よりも第一係合部３２寄りに設けたことにより、第一リムＲ１の旋回量を確保することができるとともに、治具４０がボルト２１に接触することを避けた状態で力を効率よく加えることができる。
【００４６】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した一実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
第四アーム部１７とエンドエフェクタ２４との隙間の大きさはロボット１１の設計上の仕様により定まる値であるため、例えばボルト２１の頭部とエンドエフェクタ２４との隙間がほとんど無いような場合にはつば部３５を設けない構成としてもよい。
また、ボルト２１が配置される距離Ｌは、ロボット１１の設計上の仕様により決定される値であるため、リム部３０の幅Ｗは、距離Ｌにあわせて適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１０はシール部材、１１はロボット、１７は第四アーム部（アーム部）、１８はフランジ部、１９は回転駆動部、２０はフランジカバー、２１はボルト、２４はエンドエフェクタ、３０はリム部、３１は吸着材、３２は第一係合部、３３は第二係合部、３６は治具係合部、３８は圧入孔（治具係合部）、３９は係合凹部（治具係合部）、４０は治具、４１はピン、４２は係合凸部、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はボルト、Ｒ１は第一リム（リム部）、Ｒ２は第二リム（リム部）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する材料により径方向に幅広な半円環状に形成され、互いに係合することにより円環状をなす一対のリム部と、
前記リム部の周方向における一方の端部において、当該リム部の外周面側から径方向内側に当該リムの幅を上限としてその半分以上に延びる第一係合部と、
前記リム部の前記第一係合部と反対側の端部において当該リム部の内周面側から径方向外側に当該リムの幅を上限としてその半分以上に延び、一対の前記リム部のうち他方の前記リム部に設けられている前記第一係合部に係合する第二係合部と、
前記リム部の周方向の中央よりも前記第一係合部寄りの外周面に設けられ、当該リム部を周方向に旋回するための外部の治具に係合する治具係合部と、
前記リム部の周方向における一方の端部側において前記第一係合部と前記治具係合部との間に設けられ、当該リム部の外周面から径方向内側に窪んだ逃げ穴と、
前記リム部の一方の面に設けられ、潤滑剤を吸着する吸着材と、
を備えることを特徴とするロボットのエンドエフェクタのシール部材。
【請求項２】
前記リム部の前記吸着材と反対側の面において前記逃げ穴の少なくとも一部を周方向に覆うつば部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のロボットのエンドエフェクタのシール部材。
【請求項３】
前記治具係合部は、
前記リム部の外周面から径方向内側に窪んで形成され、前記治具に設けられているピンが挿抜可能に圧入される圧入孔と、
前記圧入孔の周方向の両側において前記リム部の外周面から径方向内側に窪んで形成され、前記治具に設けられている係合凸部に係合する係合凹部と、
を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のロボットのエンドエフェクタのシール部材。
【請求項１】
可撓性を有する材料により径方向に幅広な半円環状に形成され、互いに係合することにより円環状をなす一対のリム部と、
前記リム部の周方向における一方の端部において、当該リム部の外周面側から径方向内側に当該リムの幅を上限としてその半分以上に延びる第一係合部と、
前記リム部の前記第一係合部と反対側の端部において当該リム部の内周面側から径方向外側に当該リムの幅を上限としてその半分以上に延び、一対の前記リム部のうち他方の前記リム部に設けられている前記第一係合部に係合する第二係合部と、
前記リム部の周方向の中央よりも前記第一係合部寄りの外周面に設けられ、当該リム部を周方向に旋回するための外部の治具に係合する治具係合部と、
前記リム部の周方向における一方の端部側において前記第一係合部と前記治具係合部との間に設けられ、当該リム部の外周面から径方向内側に窪んだ逃げ穴と、
前記リム部の一方の面に設けられ、潤滑剤を吸着する吸着材と、
を備えることを特徴とするロボットのエンドエフェクタのシール部材。
【請求項２】
前記リム部の前記吸着材と反対側の面において前記逃げ穴の少なくとも一部を周方向に覆うつば部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のロボットのエンドエフェクタのシール部材。
【請求項３】
前記治具係合部は、
前記リム部の外周面から径方向内側に窪んで形成され、前記治具に設けられているピンが挿抜可能に圧入される圧入孔と、
前記圧入孔の周方向の両側において前記リム部の外周面から径方向内側に窪んで形成され、前記治具に設けられている係合凸部に係合する係合凹部と、
を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のロボットのエンドエフェクタのシール部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７２５４６（Ｐ２０１３−７２５４６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４５１５（Ｐ２０１１−２１４５１５）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【出願人】（０００２２７７１１）日邦産業株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【出願人】（０００２２７７１１）日邦産業株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
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