ロボット
【課題】 減速機の温度が上昇しても減速機収納室の内圧が上昇することを防止して、減速機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できるロボットを提供すること。
【解決手段】 スカラロボットＡにおいて、駆動装置３２をフレーム部材３１に連結固定し、駆動装置３２によって駆動される減速機３３の出力部３５をフレーム部材２１に連結固定して、フレーム部材２１に対してフレーム部材３１を回転可能に組み付けるとともに、減速機３３を収納する減速機収納室内に潤滑剤を充填した。そして、潤滑剤の上面より上方となる減速機収納室の空間部３３ｂの所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて減速機収納室を外部に連通させる圧抜き経路３８とエアチューブ３９をフレーム部材３１に設け、エアチューブ３９の途中にコイル部３９ａを形成した。
【解決手段】 スカラロボットＡにおいて、駆動装置３２をフレーム部材３１に連結固定し、駆動装置３２によって駆動される減速機３３の出力部３５をフレーム部材２１に連結固定して、フレーム部材２１に対してフレーム部材３１を回転可能に組み付けるとともに、減速機３３を収納する減速機収納室内に潤滑剤を充填した。そして、潤滑剤の上面より上方となる減速機収納室の空間部３３ｂの所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて減速機収納室を外部に連通させる圧抜き経路３８とエアチューブ３９をフレーム部材３１に設け、エアチューブ３９の途中にコイル部３９ａを形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機を介して第１部材に対して第２部材を回転可能に組み付けるとともに、減速機を収納する減速機収納室内に潤滑剤を充填したロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品の実装にロボットが用いられており、このようなロボットの中に、減速機を介して連結された第１アームと第２アームとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このロボットでは、出力軸を水平に向けた状態でモータが第２アーム内に取り付けられ、さらに、モータの出力軸に入力軸が連結された減速機が第２アームに固定されている。そして、減速機の出力軸に第１アームが固定されている。また、減速機のハウジング、第２アームの端面部、第１アームのフレーム、及び蓋部等によって減速機のギアボックスに対する密閉空間が形成され、減速機のギアボックス内の密閉空間には潤滑オイルが充填されている。
【０００３】
さらに、密閉空間を形成する蓋部には、略Ｌ形のチューブが水平方向を軸方向として回動自在に設けられている。このチューブは、モータの出力軸と同軸上に延びて蓋部に回転自在に軸着されるとともに、一方の端部の開口が大気に連通する第１管部と、この第１管部の他方の端部から略９０度屈曲されて、密閉空間内の潤滑オイルの上面より上方に突出する第２管状部とからなる。第１管状部と第２管状部とが交わる角部の下部に重りが設けられるか、第２管状部の上端部に浮きが設けられることにより、モータの駆動力を減速機で減速して第１アームと第２アームとを相対運動させても、常に第２管状部を鉛直方向に立たせて、第２管状部の上端開口を常に密閉空間内の潤滑オイルの上面より上方に位置させることができる。そして、減速機の作動によりギアボックス内の温度が上昇してギアボックス内の潤滑オイルや空気が膨張することによって、ギアボックス内すなわち密閉空間内の圧力が上昇すると、チューブを介して膨張した空気が外部に流出して、ギアボックス内は大気圧に保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９５６４６号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、前述した従来のロボットでは、第２アームの揺れなどにより潤滑オイルの油面が波打つことで、空気だけでなく潤滑オイルも第２管状部の上端開口からチューブ内に取り込まれ、チューブから外部に流出した場合には、流出した潤滑オイルが搬送される電子部品や周辺機器に付着したり、潤滑より減速機の寿命が低下したりするという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、減速機の温度が上昇しても減速機収納室の内圧が上昇することを防止できるとともに、減速機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できるロボットを提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
前述した目的を達成するため、本発明に係るロボットの構成上の特徴は、駆動装置（１２，３２，８２）と、入力部（１４，３４）と出力部（１５，３５）とこれらの入力部および出力部を回転可能に支持するケース部材（１６，３６）とを備える減速機（３３，７３）と、第１部材（１１，２１）と、この第１部材に対して回転可能に組みつけられる第２部材（３１，７１，８１）とを有し、前記駆動装置と前記減速機の前記ケース部材は、前記第１部材と前記第２部材の内いずれか一方に連結され、前記出力部は、第１部材と前記第２部材の内他方に連結され、前記減速機を収納する減速機収納室内（３３ｂ，７３ａ）に潤滑剤を充填し、前記駆動装置によって前記入力部を駆動することにより、前記第１部材に対して前記第２部材を回転駆動するようにしたロボット（Ａ）において、前記潤滑剤の上面より上方となる前記減速機収納室の所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて前記減速機収納室を外部に連通させる連通路（３８，３９，６９，７８，７９，８８，８９）を前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に位置するように設け、前記連通路の途中に螺旋状部分（３９ａ，６９ａ，７９，８９）を形成したことにある。
【０００８】
本発明に係るロボットでは、第１部材と第２部材とを連結する減速機を収納する減速機収納室から減速機収納室内の潤滑剤の上面より上方の所定の上方点まで延びて減速機収納室を外部に連通させる連通路を設けている。そして、連通路の途中に螺旋状部分を形成している。このため、連通路を長くすることができ、その長くなった分連通路の容積を大きくすることができる。これによって、減速機の作動により減圧機収納室内の温度が上昇して内圧が上昇すると、減圧機収納室内の空気の一部が減速機収納室から外部に流出して、減圧機収納室の内圧が上昇することが防止される。
【０００９】
また、外部に流出する空気と一緒に潤滑剤が連通路内に入った場合でも、連通路の容積が大きいため、潤滑剤が連通路の外部に流出することは防止される。そして、減圧機の作動停止により、減圧機収納室内の温度や気圧が低下したときには、連通路内の潤滑剤は、減圧機収納室内に戻っていく。このため、減速機収納室の内圧が上昇することを防止できるとともに、減速機収納室の潤滑剤が外部に流出して、周囲が汚れたり、減速機の寿命が低下したりすることを防止できる。なお、潤滑剤としてはグリスやオイルを用いることができる。
【００１０】
本発明に係るロボットの他の構成上の特徴は、第２部材を第１部材（２１）の上方に位置する下面部（３１ｄ，８１ａ）を備えたフレーム部材（３１，６１，８１）で構成して、減速機（３３）の入力部（３４）を駆動する駆動装置（３２，８２）をフレーム部材の下面部の上面側に連結固定するとともに、減速機の出力部（３５）を第１部材に連結固定し、フレーム部材の下面部で減速機収納室の上面壁を構成し、上面壁に上下貫通部（３１ｅ）を形成して、上下貫通部を介して、駆動装置の出力軸（３２ｂ）と減速機の入力部とを連結し、フレーム部材に、連通路の上流部（３８，８８）を形成し、上流部に螺旋状部分（３９ａ，６９ａ，８９）を備えた下流部を連結したことにある。
【００１１】
本発明に係るロボットによると、第１部材、第２部材、第１部材と第２部材とを連結する減速機および減速機の入力部に連結される駆動装置をコンパクトに組み付けることができる。また、第２部材をフレーム部材で構成したため、駆動装置をフレーム部材の内部に収納することができる。本発明においては、フレーム部材とは、枠、枠組み、骨格等を示し、筒状や、箱状など駆動装置を設置できるものとする。また、連通路の下流部は、一部に螺旋状部分が含まれるものであってもよいし、全体が螺旋状部分で構成されていてもよい。
【００１２】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、螺旋状部分（３９ａ，６９ａ）を駆動装置（３２）の外周に巻回させたことにある。これによると、螺旋状部分を配置するためのスペースを別途設ける必要がなくなるため、省スペース化が図れる。
【００１３】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、第１部材を第２部材（７１）の下方に位置する上面部（１１ａ）を備えたフレーム部材（１１）で構成して、減速機（７３）の入力部（１４）を駆動する駆動装置（１２）をフレーム部材の上面部の下面側に連結固定するとともに、減速機の出力部（１５）を第２部材に連結固定し、第２部材の一部（７１ａ）で減速機収納室の上面壁を構成するとともに、フレーム部材の上面部に上下貫通部（１１ｂ）を形成して、上下貫通部を介して、駆動装置の出力軸（１２ｂ）と減速機の入力部とを連結し、第２部材に、連通路（７８，７９）の上流部（７８）を形成し、上流部に螺旋状部分（７９）を備えた下流部を連結したことにある。
【００１４】
本発明に係るロボットによると、第１部材、第２部材、第１部材と第２部材とを連結する減速機および減速機の入力部に連結される駆動装置をコンパクトに組み付けることができる。また、第１部材をフレーム部材で構成したため、駆動装置をフレーム部材の内部に収納することができる。本発明においても、フレーム部材とは、枠、枠組み、骨格等、駆動装置を設置できる空間を備えたものを示し、筒状や、箱状のものを含むものとする。
【００１５】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、ベース部（１０）と、ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アーム（７０）と、第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アーム（３０）とを備え、第１部材（１１）がベース部に含まれ、第２部材（７１）が第１アームに含まれることにある。これによると、ベース部と第１アームとを連結する減速機を収納する減速機収納室内の圧力が上昇することを防止できるとともに、その減圧機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できる。この場合、減速機は、ベース部に含まれてもよいし、第１アームに含まれてもよい。
【００１６】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、ベース部と、ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アーム（２０）と、第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アーム（３０，８０）とを備え、第１部材（２１）が第１アームに含まれ、第２部材（３１，６１，８１）が第２アームに含まれることにある。これによると、第１アームと第２アームとを連結する減速機を収納する減速機収納室内の圧力が上昇することを防止できるとともに、その減圧機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できる。この場合、減速機は、第１アームに含まれてもよいし、第２アームに含まれてもよい。
【００１７】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、第１部材または第２部材における上方点よりも下方の位置に潤滑剤溜まり室（５５）を設け、連通路の下流端を潤滑剤溜まり室で開放したことにある。
【００１８】
第１部材をベース部に含ませ、第２部材を第１アームに含ませたときには、潤滑剤溜まり室は、第１アームの第２部材に設け、第１部材を第１アームに含ませ、第２部材を第２アームに含ませたときには、潤滑剤溜まり室は、第２アームの第２部材に設けることが好ましい。また、第１部材と第２部材を上下でなく、減速機の入力部と出力部とが水平方向に位置するように配置する場合には、潤滑剤溜まり室は、減速機の入力部が配置される第１部材または第２部材に設けることが好ましい。これによると、仮に、潤滑剤が連通路の外部に流出したときでも、その潤滑剤は潤滑剤溜まり室内に入るため、第１部材または第２部材の外部まで流出することは防止される。また、第２部材にさらに他の部材を連結しその部材に潤滑剤溜まり室を設けた場合には、その潤滑剤溜まり室は第２部材に設けたものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスカラロボットを示した正面図である。
【図２】ベース部の前部側を切断した状態を示した断面図である。
【図３】図２のベース部よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図４】ベース部の前後方向の中央部を切断した状態を示した断面図である。
【図５】ベース部の前後方向の中央部よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図６】第１アームと第２アームとの連結部分の前部側を切断した状態を示した断面図である。
【図７】図６の第１アームと第２アームとの連結部分よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図８】第１アームと第２アームとの連結部分の前後方向の中央部を切断した状態を示した断面図である。
【図９】第１アームと第２アームとの連結部分の前後方向の中央部よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図１０】図１の１０−１０断面図である。
【図１１】Ｚ軸移動部の前部側を切断した状態を示した断面図である。
【図１２】Ｚ軸移動部の前後方向の中央部を切断した状態を示した断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【図１６】本発明の参考例に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るロボットを図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るスカラロボットＡを示している。このスカラロボットＡはベース部１０と、第１アーム２０と、第２アーム３０と、Ｚ軸移動部４０とを備えている。ベース部１０は床、台、壁面等に固定設置され、図２ないし図５にそれぞれ別の部分の断面を示したように、矩形箱形のケース１１と、ケース１１内の上部に固定設置されたモータ１２と、モータ１２の上部に組み付けられケース１１の上面部１１ａに固定設置された減速機１３とを備えている。なお、図２ないし図５は、ベース部１０とベース部１０に回動可能に連結された第１アーム２０とにおける前部側から後部側にかけての各部分の断面を前部側から後部側の順に示している。また、以下の説明において、上下方向および左右方向は、図１に基づいて記載する。
【００２１】
ケース１１の上面部１１ａにおける左側部分に挿通穴１１ｂが形成されており、モータ１２と減速機１３とは、この挿通穴１１ｂを介してモータ１２の出力軸となる回転軸１２ｂと減速機１３の入力部１４が連結された状態で上面部１１ａに取り付けられている。モータ１２は、モータケース１２ａに軸受を介して回転自在に支持された回転軸１２ｂ、回転軸１２ｂの外周に設けられたロータ、ロータの外周に対向して配置されたステータおよび回転検出用レゾルバなどで構成されている。このモータ１２は、回転軸１２ｂを上方に向けて突出させるとともに、挿通穴１１ｂ内を下方から上方に向かって貫通させて、減速機１３の入力部１４に連結され、モータケース１２ａが上面部１１ａの下面にねじ１１ｃによって固定されている。
【００２２】
減速機１３は、ハーモニックドライブ（登録商標）として知られているもので、モータ１２の回転軸１２ｂに連結された入力部１４と、第１アーム２０に連結された出力部１５とを備えており、モータ１２の回転軸１２ｂの回転を減速して第１アーム２０に伝達する。入力部１４は、中心に挿通穴が形成されて回転軸１２ｂがキー嵌合し、外形が楕円状カムを形成するいわゆるウェーブジェネレータで構成されており、このウェーブジェネレータの外周にボールベアリングを介していわゆるフレクスプラインが設けられている。このフレクスプラインが出力部１５を構成する。
【００２３】
出力部１５となるフレクスプラインは、図４に示したように、縦に延びる薄肉の弾性変形可能な円筒体の上縁部に外側に水平に広がるフランジ状部分が設けられ、ウェーブジェネレータの外周となる円筒体の下端部の外周部に、外歯車が形成されており、フランジ状部分が第１アーム２０に連結されている。フレクスプラインの外歯車には、この外歯車よりも歯数が少し多い内歯を内周に有する内歯車１６が噛合っている。内歯車１６は、いわゆるサーキュラスプラインを構成するもので、挿通穴１１ｂの周縁部に沿った状態で、ケース１１の上面部１１ａの上面に固定されている。以上の構成から分かる通り、内歯車１６は、出力部１５となるフレクスプラインを内歯車に沿って回転可能に支持するとともに、入力部１４となるウェーブジェネレータを、フレクスプライン及びボールベアリングを介して回転可能に支持し、且つモータ１２と同じ上面部１１ａに取り付けられており、本発明に係るケース部材を構成する。
【００２４】
また、出力部１５の円筒部分の外周上部には微小な隙間を空けてベアリング１７が設けられている。このベアリング１７は、内輪１７ａが内歯車１６の上端面に連結固定され、外輪１７ｂが出力部１５のフランジ状部分を挟み込むようにしてねじ１７ｃによって第１アーム２０に固定されている。内輪１７ａは出力部１５のフランジ状部分および円筒部分とは微小な隙間が設けられて非接触とされる。これによって、第１アーム２０は、ベアリング１７および内歯車１６を介してケース１１に対して回転可能に支持されるとともに、モータ１２の駆動力が、回転軸１２ｂ、入力部１４および出力部１５を介して伝達される。また、ベアリング１７における内輪１７ａと外輪１７ｂとの境界の下部にはオイルシール１７ｄが設けられており、これによって、減速機１３内のグリスがもれるのが防止されるとともに、減速機１３内に、水滴や埃等の異物が浸入することが防止される。
【００２５】
なお、ケース１１の上面部１１ａの上面と内歯車１６の間、内歯車１６と内輪１７ａの間、外輪１７ｂと出力部１５のフランジ状部分の間、出力部１５のフランジ状部分と第１アーム２０の下面部２１ｄの間、モータ１２とケース１１の上面部１１ａの下面との間には、それぞれ不図示のシール部材が配設されている。すなわち、モータケース１２ａの上面、ケース１１の上面部１１ａの挿通穴１１ｂの内壁、内歯車１６、内輪１７ａ、外輪１７ｂ、オイルシール１７ｄ、第１アーム２０の下面部２１ｄにより密閉空間が形成されており、この密閉空間内に、入力部１４（ウェーブジェネレータ）と出力部１５（フレクスプライン）の間のボールベアリング、出力部１５（フレクスプライン）の外歯車と内歯車１６との噛合い部、ベアリング１７の内輪１７ａと外輪１７ｂの間の転動体等からなる減速機１３の潤滑必要部位が収納される。
【００２６】
すなわち、主に、モータケース１２ａの上面、減速機１３のベアリング１７、及びフレーム部材２１の下面部２１ｄとで囲まれた部分は密閉空間を形成し、本願に係わる減速機収納室が構成される。なお、内歯車１６と、出力部１５（フレクスプライン）の楕円柱状外周に形成される外歯車の間は、噛合い部を除き大きな隙間があり、この隙間を通して密閉空間内のモータケース１２ａの上面に近い部分と第１アーム２０の下面部２１ｄに近い部分が連通している。
【００２７】
また、ケース１１の上面部１１ａの右側部分には、第２アーム３０に向かって延びるフレキシブルチューブ１８の一端部が取付部材１８ａによって固定されている。フレキシブルチューブ１８の内部には、各種のケーブルや吸引用の空気パイプ等が収容されている。そして、ケース１１の右側面部１１ｃには、ケース１１内の各種のケーブルや吸引用の空気パイプ等の各端部を、ケース１１の外側の配線１９等に接続するための配線用コネクタ１９ａ等の各種のコネクタが設けられている。また、ケース１１内におけるモータ１２の前方にはセンサ２５がケース１１の上面部１１ａを貫通してケース１１の上方に向けて設置されており、ベアリング１７の外輪１７ｂの下部には、原点位置を示すセンサドグ２６が設けられている。センサ２５がセンサドグ２６を検出しているときに、第１アーム２０が、ケース１１に対して原点位置にあることが認識される。
【００２８】
第１アーム２０は、高さ方向の長さよりも幅方向（図１の前後方向）の長さが長く、さらに左右方向の長さが長くなった細長い矩形筒形のフレーム部材本体２１ａと、フレーム部材本体２１ａの両側開口縁部にねじ２２によって固定された一対の蓋部２１ｂ，２１ｃとからなるフレーム部材２１を備えている。フレーム部材２１の下面部２１ｄの下面における右側部分には取付用凹部２３ａが形成されており、この取付用凹部２３ａに前述した減速機１３の出力部１５が固定されている。そして、フレーム部材２１の上面部２１ｅの上面における左側部分にも同様の取付用凹部２３ｂ（図７ないし図９参照）が形成されて、その取付用凹部２３ｂに、後述する第２アーム３０の減速機３３が取り付けられている。
【００２９】
第２アーム３０は、フレーム部材本体２１ａと略同形のフレーム部材本体３１ａと、蓋部２１ｂ，２１ｃとそれぞれ同形の蓋部３１ｂ，３１ｃとからなるフレーム部材３１を備えている。そして、第２アーム３０には、図６ないし図９にそれぞれ別の部分の断面を示したように、フレーム部材３１内の右側部分に設置されたモータ３２と、モータ３２の下部に組み付けられフレーム部材３１の下面に設置された減速機３３も備わっている。図６ないし図９は、図２ないし図５と同じ前後方向の位置における各断面を示しており、第１アーム２０と第２アーム３０とは、図示のように、減速機３３を介して互いに回転可能に連結されている。また、図１０に、図１の１０−１０断面である第１アーム２０と第２アーム３０との連結部分の断面形状を示している。
【００３０】
フレーム部材３１の下面部３１ｄにおけるモータ３２が設置された部分には、本発明に係る上下貫通部を構成する挿通穴３１ｅが形成されている。そして、モータ３２は、出力軸となる回転軸３２ｂを下方に向けて突出させて、挿通穴３１ｅ内を上方から下方に向かって貫通させ、モータケース３２ａを下面部３１ｄの上面に固定することによりフレーム部材３１内に設置されている。このモータ３２は、前述したモータ１２と上下方向の位置が逆になっているが、同機種のもので構成されている。減速機３３も、前述した減速機１３と上下方向の位置が逆になっているが、同機種のもので構成されている。このため詳細は省略するが、減速機３３は、モータ３２の回転軸３２ｂに連結された入力部（ウェーブジェネレータ）３４と第１アーム２０に連結された出力部（フレクスプライン）３５とを備えており、モータ３２の回転軸３２ｂの回転を減速して第１アーム２０に伝達する。
【００３１】
また、出力部３５の外周上部に形成された歯部に対向して内歯車３６が噛合うように配置されており、この内歯車３６は、挿通穴３１ｅの周縁部に沿った状態で、下面部３１ｄの下面に固定されて、内歯車１６と同様本発明に係るケース部材を構成している。そして、出力部３５の円筒部分の下部外周には僅かな隙間を空けてベアリング１７が設けられている。このベアリング３７は、内輪３７ａが内歯車３６の下端に連結固定され、外輪３７ｂが出力部３５の下端フランジ状部を挟み込むようにしてフレーム部材２１の上面部２１ｅに固定されている。
【００３２】
これによって、第２アーム３０は、ベアリング３７を介して第１アーム２０に対して回転可能に支持されるとともに、モータ３２の駆動力は回転軸３２ｂ、入力部３４および出力部３５を介して第１アーム２０に伝達される。この際、出力部３５の外歯車が噛み合う内歯車３６の歯数より外歯車の歯数が少し少ないので、入力部３４の回転が減速されて出力部３５に伝達される。また、ベアリング３７における内輪３７ａと外輪３７ｂとの境界の上部にはオイルシール３７ｃが設けられており、これによって、減速機１３内のグリスがもれるのが防止されるとともに、減速機３３内に、水滴や埃等の異物が浸入することが防止される。
【００３３】
なお、モータケース３２ａのフレーム部材３１の下面部３１ｄへの取り付け部、下面部３１ｄと内歯車３６の間、内歯車３６と内輪３７ａの間、外輪３７ｂと出力部３５のフランジ状部分の間、出力部３５のフランジ状部分と第１アーム２０の上面部２１ｅの間には、それぞれ不図示のシール部材が配設されている。すなわち、モータケース３２ａの下面部、フレーム部材３１の下面部３１ｄの挿通穴３１ｅの内面、内歯車３６、内輪３７ａ、外輪３７ｂ、第１アーム２０のケース１１の上面部１１ａにより密閉空間が形成されており、この密閉空間に、入力部３４と出力部３５の間のボールベアリング、出力部３５の外歯車と内歯車３６との噛合い部、ベアリング３７の内輪３７ａと外輪３７ｂの間の転動体等からなる減速機３３の潤滑必要部位が収納される。
【００３４】
このように、減速機３３におけるフレーム部材２１とフレーム部材３１との間に位置する部分の周囲はベアリング３７で覆われており、主に、このベアリング３７と、フレーム部材２１の上面部２１ｅと、モータケース３２ａの下面とで囲われた部分は密閉空間を形成し、入力部３４、出力部３５、入力部３４と出力部３５の間のボールベアリング、および内歯車３６からなる減速機３３における減速機構部を収納する、本発明に係る減速機収納室が構成される。
【００３５】
なお、内歯車３６と、出力部３５の楕円柱状外周に形成される外歯車の間は、噛合い部を除き大きな隙間があり、この隙間を通して密閉空間内のモータケース３２ａの下面側の部分と、フレーム部材２１の上面部２１ｅ側の部分が連通している。モータケース３２ａの下面に近い部分と、隙間と、出力部３５の下部円筒状部分の内側となるフレーム部材２１の上面部２１ｅ側の部分により空間部３３ｂが構成されている。そして、減速機収納室内の空間部３３ｂには、本発明に係る潤滑剤としてのグリスが充填されている。このグリスは、常温では固化しているが、減速機３３の作動により空間部３３ｂの温度が上昇すると液化して、その液面の高さは、入力部３４の上面程度になる。
【００３６】
また、図９および図１０に示したように、フレーム部材３１の下面部３１ｄには、挿通穴３１ｅの内周面から右側に延びる水平孔と、水平孔に交差して下面部３１ｄの下面から上面に貫通する垂直孔とからなる圧抜き経路３８が形成されており、水平孔の先端および垂直孔の下端の開口はそれぞれ埋め栓３８ａで閉塞されている。また、圧抜き経路３８の左端部は、空間部３３ｂを構成するモータケース３２ａの下面側の部分となる挿通穴３１ｅに開口している。この圧抜き経路３８は、空間部３３ｂの温度上昇に伴って内圧が上昇したときに、空間部３３ｂの空気を外部に放出して空間部３３ｂを大気圧に維持するために設けられている。なお、図９および図１０はそれぞれ、図６や図７とは別断面であり、エアチューブ３９の後述するモータカバー５５内に達している先端部は図示されていない。
【００３７】
また、圧抜き経路３８の垂直孔の上端開口には、エアチューブ３９の端部が連結されている。このエアチューブ３９は、グリスの一部が空間部３３ｂから溢れ、さらに、圧抜き経路３８から流出したときに、そのグリスが、フレーム部材３１の内部や外部に飛散することを防止するために設けられている。エアチューブ３９は、ウレタン、ナイロン、またはフッ素樹脂製のチューブで構成されており、圧抜き経路３８の垂直孔の上端開口から左やや上方に延びたのちに、モータ３２の外周を下方から上方に向かって７，８回巻き付けられ、モータ３２の外周上部からフレーム部材３１内の上部を左側に延びたのちに、先端部が、後述するモータカバー５５内に達している。
【００３８】
エアチューブ３９の螺旋状部分を構成するコイル部３９ａは、真直ぐに形成されたチューブをモータ３２の外周に順次巻き付けることによって形成してもよいし、予め加熱してコイル状に成形したのちにモータ３２の外周に取り付けてもよい。また、エアチューブ３９の容積は、圧抜き経路３８から流出するグリスや空気の最大量、例えば、減速機３３が破損しかかって高熱を発生したときに生じる圧力により圧抜き経路３８から流出するグリスや空気の量を考慮して設定する。圧抜き経路３８およびエアチューブ３９で本発明に係る連通路が構成される。また、空間部３３ｂを構成するモータケース３２ａの下面側の部分となる挿通穴３１ｅへの圧抜き経路３８の開口部は、空間部３３ｂの温度が上昇して空間部３３ｂに充填されるグリスが液化した場合の、入力部３４の上面程度になる液面の高さより上方となり、本発明に係る所定部となる。一方、コイル部３９ａの上端部は、挿通穴３１ｅへの圧抜き経路３８の開口部より上方にあり、本発明に係る上方点となる。
【００３９】
また、フレーム部材３１の下面部３１ｄにおける、圧抜き経路３８およびエアチューブ３９の外周部には、センサ２５がフレーム部材３１の下方に向けて設置されており、ベアリング３７の外輪３７ｂの上部には、原点位置を示すセンサドグ２６が設けられている。センサ２５がセンサドグ２６を検出しているときに、第２アーム３０が、第１アーム２０に対して原点位置にあることが認識される。また、フレーム部材３１の上面部３１ｆにおける中央よりもやや右側の部分には、ケース１１の上面部１１ａから延びてくるフレキシブルチューブ１８の先端部が取付部材１８ｂによって固定されている。
【００４０】
第２アーム３０の左端部側には、Ｚ軸移動部４０が設けられている。Ｚ軸移動部４０は、図１１および図１２にそれぞれ別の部分の断面を示したように構成されており、縦長のカバー４１と、垂直に配置された中空の作動軸４２と、作動軸４２を軸周り方向に回転させる回転駆動装置４３と、作動軸４２を上下方向に移動させる昇降装置５０とを備えている。カバー４１は、フレーム部材３１の上面部３１ｆの左端部側に設けられており、作動軸４２、回転駆動装置４３および昇降装置５０の内、フレーム部材３１の上面部３１ｆよりも上方に位置する部分を周囲と上方から囲っている。
【００４１】
回転駆動装置４３は、作動軸４２が貫通するモータ４４と減速機４５とを備えている。モータ４４は、フレーム部材３１に上下に設けられた取付穴を貫通してフレーム部材３１に固定されており、モータケース４４ａ内に回転自在に支持された円筒状の回転軸４４ｂ、回転軸４４ｂの外周に設けられたロータ、ロータの外周に対向して配置されたステータおよび回転検出用レゾルバなどで構成されている。減速機４５は、前述した減速機１３，３３と同機種のもので構成されており、入力部４５ａ、出力部４５ｂ、内歯車４５ｃを備えている。そして、出力部４５ｂの円筒部分の外周にはベアリング４６が設けられている。
【００４２】
そして、ベアリング４６の外輪４６ａには、取付部材４７ａを介してボールスプラインナット４７が連結されている。このボールスプラインナット４７の内周面には複数の縦溝が周方向に一定間隔で形成されている。また、作動軸４２は、外周部に複数の縦溝４２ａが形成されたボールスプライン軸からなっており、縦溝４２ａをボールスプラインナット４７の縦溝に噛み合わせて、モータ４４、減速機４５およびボールスプラインナット４７に対して上下移動可能な状態で設置されている。また、作動軸４２は、下端がボールスプラインナット４７、ベアリング４６を介してフレーム部材３１に回転自在に支持され、上端が不図示の軸受を介して固定されており、モータ４４の作動により生じる回転力を減速機４５によって減速されてボールスプラインナット４７とともに回転する。
【００４３】
作動軸４２の上端部は、不図示の軸受を介して回転可能且つ上下方向に固定して連結部材に支持され、連結部材５２およびボールねじナット５３を介して昇降装置５０に備わったボールねじ軸５１に連結されている。昇降装置５０は、ボールねじ軸５１、連結部材５２およびボールねじナット５３の他に、モータ５４を備えている。このモータ５４は、フレーム部材３１におけるモータ４４が取り付けられた部分の右側に、上下に設けられた取付穴を貫通してフレーム部材３１に固定されており、その下端部は、フレーム部材３１の下方に突出している。そして、この下方に突出した部分は、下面部３１ｄの下面に取り付けられたモータカバー５５によって覆われている。このモータカバー５５はフレーム部材３１に含まれる。
【００４４】
モータカバー５５の内部には、前述したエアチューブ３９の先端側部分が入り込んで、その先端はモータカバー５５の底部近傍に達している。また、モータカバー５５の底部には、グリスを吸着するための吸着シート５６が敷かれている。ボールねじ軸５１は、モータ５４の回転軸に連結され、モータ５４の作動により回転する。ボールねじナット５３は、ボールねじ軸５１に螺合しており、連結部材５２は、ボールねじナット５３と作動軸４２の上端部とを連結している。このため、ボールねじ軸５１の回転により、ボールねじナット５３は、ボールねじ軸５１に沿って上下移動し、これによって、作動軸４２も上下移動する。
【００４５】
また、作動軸４２の下部には、作動軸４２のＺ軸方向上昇時のストッパとなるストッパ部材５７が固定され、作動軸４２の先端部にはヘッド（図示せず）が固着される。ヘッドには、工具等の作業用具や、チャック、作業アーム、吸引装置等の作業装置が取り付けられる。ケース１１内やフレキシブルチューブ１８内を通る各種のケーブルや吸引用の空気パイプ等は、それぞれモータ１２，３２，４４，５４や、ヘッドに取る付けられる作業装置等に接続される。また、配線１９等は、制御装置（図示せず）や電源に接続されており、スカラロボットＡに備わった各装置は、制御装置の制御にしたがって作動する。
【００４６】
このように構成されたスカラロボットＡを、例えば基板等に電子部品を実装する部品実装機として作動させる際には、基板等、電子部品が装着されるものを所定の場所に設置するとともに、電子部品を所定の場所に準備し、作動軸４２の下部にストッパ部材５７を介して取り付けられるヘッドに、吸引装置を装着しておくとともに、作動軸４２の中空部、フレキシブルチューブ１８を介し、吸引装置と外部の負圧装置と連通する負圧管を配設しておく。そして、スイッチ等の操作により、スカラロボットＡが作動を開始すると、ベース部１０に対して、第１アーム２０がモータ１２の回転軸１２ｂを中心として水平面上で回転するとともに、第１アーム２０に対して、第２アーム３０がモータ３２の回転軸３２ｂを中心として水平面上で回転して作動軸４２を電子部品の設置場所に移動させる。ついで、モータ４４，５４の作動により、作動軸４２の下端の吸引装置が下降するとともに、Ｚ軸（上下方向の軸）周り方向に回転して電子部品を吸引装置に対して所定方向で吸着できるようにする。
【００４７】
その状態で、吸引装置の作動により、吸引装置に電子部品が吸着される。つぎに、モータ５４の作動により吸引装置が上昇し、モータ１２，３２の作動により第１アーム２０がベース部１０に対して、第２アーム３０が第１アーム２０に対してそれぞれ回動し、吸引装置は基板の所定位置の上方に移動する。ついで、モータ４４，５４の作動により、吸引装置が下降するとともに、Ｚ軸周り方向に回転して電子部品を基板の所定方向に位置させる。その状態で、吸引装置による電子部品の吸引を解除して、電子部品を基板上に実装する。この操作を繰り返すことにより、複数の電子部品が順次基板に装着される。
【００４８】
このスカラロボットＡが作動する際、減速機３３が発熱すると、この熱によって空間部３３ｂのグリスが液化する。このとき、第２アーム３０が激しく揺動すると、液状となったグリスの油面が波立ち、液状のグリスが圧抜き経路３８やエアチューブ３９の内部に流れ込むことがあるが、圧抜き経路３８は、第２アーム３０の回転の中心となるモータ３２の近傍に設けられ、エアチューブ３９のコイル部３９ａはモータ３２の外周に設けられている。このため、圧抜き経路３８を通りエアチューブ３９の内部に流れ込む液状のグリスを、コイル部３９ａ内の下方部に留めることができる。また、空間部３３ｂの温度上昇にともなって、空間部３３ｂ気圧が上昇すると、空間部３３ｂの空気が圧抜き経路３８に流れていく。このとき、空気は、圧抜き経路３８からエアチューブ３９を通過して外部に抜けていき、空間部３３ｂは大気圧に維持される。
【００４９】
また、液状のグリスと空気とが混ざった状態で、圧抜き経路３８からエアチューブ３９内に流れていった場合でも、エアチューブ３９のコイル部３９ａは、グリスや空気を収容するために十分な容積を備えているため、液状のグリスや空気がコイル部３９ａの上端部である上方点まで到達することは殆どない。また、グリスに所定の重さや粘性が備わっていることによっても、液状のグリスがコイル部３９ａ内で上方移動することに対して抵抗となる。
【００５０】
仮に、液状のグリスや空気がコイル部３９ａの上端である上方点を超えてさらにエアチューブ３９の先端側に流れても、エアチューブ３９の先端部は、モータカバー５５の内部に位置しているため、液状のグリスはモータカバー５５内に入り吸着シート５６に吸着される。これによって、グリスで第２アーム３０の内部や外部が汚れることが防止される。また、エアチューブ３９のコイル部３９ａに入った液状のグリスは、スカラロボットＡの作動が停止したときに、圧抜き経路３８から空間部３３ｂ内に戻っていく。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係るスカラロボットＡでは、第１アーム２０と第２アーム３０とを連結する減速機３３を収納する減速機収納室の空間部３３ｂにおける、液化したグリスの上面より上方となる所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて減速機収納室の空間部３３ｂを外部に連通させる圧抜き経路３８とエアチューブ３９とを設けている。そして、エアチューブ３９の途中に長いチューブを螺旋状に形成したコイル部３９ａを設けている。このため、圧抜き経路３８とエアチューブ３９との全体の長さを長くすることができ、その長くなった分容積も大きくすることができる。これによって、減速機３３の作動により空間部３３ｂの温度が上昇して気圧が上昇しても、空気の一部が空間部３３ｂから外部に流出して、空間部３３ｂの気圧が上昇することが防止される。
【００５２】
また、外部に流出する空気と一緒に液状のグリスが圧抜き経路３８やエアチューブ３９の内部に入っていっても、圧抜き経路３８とエアチューブ３９との容積が大きいことや、液状のグリスに所定の重量や粘性があることなどによって、グリスがエアチューブ３９の外部に流出することは防止される。そして、減速機３３の作動停止により、空間部３３ｂ内の温度が低下したときには、エアチューブ３９内の液状のグリスは、空間部３３ｂに戻っていく。このため、空間部３３ｂの気圧が上昇することを防止できるとともに、空間部３３ｂのグリスが外部に流出することも防止できる。これによって、グリスが減少して減速機３３が破損し易くなることも防止できる。
【００５３】
また、本実施形態では、エアチューブ３９のコイル部３９ａをモータ３２の外周に巻き付けているため、コイル部３９ａを配置するためのスペースを別途設ける必要がなくなり、省スペース化が図れる。さらに、エアチューブ３９の先端部をエアチューブ３９の上方点よりも下方に位置するモータカバー５５の底部近傍まで延ばしたため、グリスがエアチューブ３９の外部に流出したときでも、そのグリスはモータカバー５５内に溜まるため、第２アーム３０の外部まで流出することは防止される。
【００５４】
（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このロボットでは、フレーム部材３１内に設けられるエアチューブ６９の先端部がコイル部６９ａの上端部までしか延びていない。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１３において、エアチューブ６９以外の同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００５５】
本実施形態に係るスカラロボットでは、前述した第１実施形態のエアチューブ３９のように、コイル部３９ａからフレーム部材６１の左右方向の中央部分を通り、先端部がモータカバー５５の内部に導かれることがなく、フレーム部材６１の左右方向の中央部分にエアチューブ６９が位置していない。このため、メンテナンス等のためにフレーム部材３１の内部のものを処理する際に、エアチューブ６９が邪魔になることがない。また、エアチューブ６９をコンパクトに形成できる。なお、本実施形態によると、エアチューブ６９からフレーム部材６１内に液状のグリスが流れた場合には、フレーム部材６１の内部が汚れるが、このようなことは、減速機３３に破損が生じて空間部３３ｂ内が異常な高温になったときなどにしか生じないことであるため、特に対策をしなくても許容できる範囲である。このスカラロボットのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。
【００５６】
（第３実施形態）
図１４は、本発明の第３実施形態に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このロボットでは、第１アーム７０のフレーム部材７１の下面部７１ａに上下に貫通し、下面部７１ａと入力部１４との間の密閉空間すなわち減速機収納室の一部に、直接開口する圧抜き経路７８が形成され、圧抜き経路７８の上端部からコイル部だけで構成されるエアチューブ７９が上方に向かって螺旋状に延びている。また、減速機７３は、前述した第１実施形態の減速機収納室と同様の構成からなる減速機収納室内に収納されており、減速機収納室の空間部７３ａにはグリスが充填されている。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１４において、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このスカラロボットにおける図１４に示した部分では、ベース部１０が本発明に係る第１部材を構成し、第１アーム７０が本発明に係る第２部材を構成する。
【００５７】
本実施形態に係るスカラロボットでは、第２アーム３０だけでなく、第１アーム７０においても、フレーム部材７１の内部や外部にグリスが飛散することを防止できる。このスカラロボットのエアチューブ７９も、前述したエアチューブ６９のコイル部６９ａと同様先端部が上端部までしか延びていないが、第２アーム３０に比べて、第１アーム７０は揺動が緩やかであるため、エアチューブ７９からグリスが流出することはさらに確実に防止できる。このスカラロボットのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。
【００５８】
（第４実施形態）
図１５は、本発明の第４実施形態に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このロボットでは、第２アーム８０のフレーム部材８１の下面部８１ａに上下に貫通し、下面部８１ａと入力部１４との間の密閉空間すなわち減速機収納室の一部に、直接開口する圧抜き経路８８が形成され、圧抜き経路８８の上端部からコイル部だけで構成されるエアチューブ８９が上方に向かって螺旋状に延びている。すなわち、本実施形態では、エアチューブ８９はモータ８２の外周でなく、モータ８２の横に直径を小さくして設置されている。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１５において、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このスカラロボットによると、前述した第２実施形態に係るスカラロボットと同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
（参考例）
図１６は、本発明の参考例に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このスカラロボットでは、エアチューブ９９にコイル部は備わってなく、エアチューブ９９は、圧抜き経路から第２アーム９０のフレーム部材９１内の上部側を左に向かって延びており、その先端部は、モータカバー９５の底部近傍に位置している。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１６において、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このスカラロボットによると、エアチューブ９９から流出するグリスは、モータカバー９５内に溜まるため、エアチューブ９９にコイル部を設けなくても、グリスが第２アーム９０の内部や外部で飛散することを防止できる。このスカラのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。
【００６０】
また、本発明に係るロボットは、前述した各実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した各実施形態においては、潤滑剤としてグリスを用いているが、これに代えてオイルを用いてもよい。また、第１実施形態では、潤滑剤溜まり室を、モータカバー５５で構成しているが、この潤滑剤溜まり室としては、フレーム部材２１の内部に別途密閉室を設けてこの密閉室で潤滑剤溜まり室を構成してもよい。この場合、密閉室はコイル部３９ａの近傍に設置することもできる。
【００６１】
さらに、本発明に係るロボットは、第１アーム２０と第２アーム３０をそれぞれ水平面内で移動するように、ベース部１０を床や台の上に設置固定するだけでなく、第１アーム２０と第２アーム３０をそれぞれ水平面に対して傾いた傾斜面内で移動するように設置しても良い。この場合でも、潤滑剤を充填した減速機収納室への圧抜き経路の開口は、減速機収納室内にロボットにおいて、液状のあるいは液状化した潤滑剤の上面より上方となるようにする。
【００６２】
さらに、４実施形態においてもエアチューブ８９をモータカバー５５まで延ばしてもよい。また、第２〜第４実施形態においてもフレーム部材３１，７１，８１の内部に密閉室を設けてこの密閉室で潤滑剤溜まり室を構成してもよい。さらに、第３実施形態において、モータ１２をフレーム部材７１内に設置してモータ１２と減速機１３との上下方向を逆にしてもよい。この場合、エアチューブ７９は、モータ１２の外周に巻き付けてもよいし、モータ１２の近傍に設置してもよい。また、前述した各実施形態においては、コイル部３９，６９ａ、エアチューブ７９，８９を下方から上方に向かう螺旋状に形成しているが、上下ランダムに巻いてもよいし、上方から下方に向かう螺旋状に形成してもよい。さらに、本発明に係るロボットのそれ以外の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…ベース部、１１…ケース、１１ｂ，３１ｅ…挿通穴、１２，３２，８２…モータ、１２ｂ，３２ｂ…回転軸、３３，７３…減速機、１４，３４…入力部、１５，３５…出力部、２０，７０…第１アーム、２１，３１，７１，８１…フレーム部材、３１ｄ，７１ａ，８１ａ…下面部、３０，８０…第２アーム、３３ｂ，７３ａ…空間部、３８，７８，８８…圧抜き経路、３９，６９，７９，８９…エアチューブ、３９ａ，６９ａ…コイル部、５５…モータカバー、Ａ…スカラロボット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機を介して第１部材に対して第２部材を回転可能に組み付けるとともに、減速機を収納する減速機収納室内に潤滑剤を充填したロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品の実装にロボットが用いられており、このようなロボットの中に、減速機を介して連結された第１アームと第２アームとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このロボットでは、出力軸を水平に向けた状態でモータが第２アーム内に取り付けられ、さらに、モータの出力軸に入力軸が連結された減速機が第２アームに固定されている。そして、減速機の出力軸に第１アームが固定されている。また、減速機のハウジング、第２アームの端面部、第１アームのフレーム、及び蓋部等によって減速機のギアボックスに対する密閉空間が形成され、減速機のギアボックス内の密閉空間には潤滑オイルが充填されている。
【０００３】
さらに、密閉空間を形成する蓋部には、略Ｌ形のチューブが水平方向を軸方向として回動自在に設けられている。このチューブは、モータの出力軸と同軸上に延びて蓋部に回転自在に軸着されるとともに、一方の端部の開口が大気に連通する第１管部と、この第１管部の他方の端部から略９０度屈曲されて、密閉空間内の潤滑オイルの上面より上方に突出する第２管状部とからなる。第１管状部と第２管状部とが交わる角部の下部に重りが設けられるか、第２管状部の上端部に浮きが設けられることにより、モータの駆動力を減速機で減速して第１アームと第２アームとを相対運動させても、常に第２管状部を鉛直方向に立たせて、第２管状部の上端開口を常に密閉空間内の潤滑オイルの上面より上方に位置させることができる。そして、減速機の作動によりギアボックス内の温度が上昇してギアボックス内の潤滑オイルや空気が膨張することによって、ギアボックス内すなわち密閉空間内の圧力が上昇すると、チューブを介して膨張した空気が外部に流出して、ギアボックス内は大気圧に保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９５６４６号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、前述した従来のロボットでは、第２アームの揺れなどにより潤滑オイルの油面が波打つことで、空気だけでなく潤滑オイルも第２管状部の上端開口からチューブ内に取り込まれ、チューブから外部に流出した場合には、流出した潤滑オイルが搬送される電子部品や周辺機器に付着したり、潤滑より減速機の寿命が低下したりするという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、減速機の温度が上昇しても減速機収納室の内圧が上昇することを防止できるとともに、減速機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できるロボットを提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
前述した目的を達成するため、本発明に係るロボットの構成上の特徴は、駆動装置（１２，３２，８２）と、入力部（１４，３４）と出力部（１５，３５）とこれらの入力部および出力部を回転可能に支持するケース部材（１６，３６）とを備える減速機（３３，７３）と、第１部材（１１，２１）と、この第１部材に対して回転可能に組みつけられる第２部材（３１，７１，８１）とを有し、前記駆動装置と前記減速機の前記ケース部材は、前記第１部材と前記第２部材の内いずれか一方に連結され、前記出力部は、第１部材と前記第２部材の内他方に連結され、前記減速機を収納する減速機収納室内（３３ｂ，７３ａ）に潤滑剤を充填し、前記駆動装置によって前記入力部を駆動することにより、前記第１部材に対して前記第２部材を回転駆動するようにしたロボット（Ａ）において、前記潤滑剤の上面より上方となる前記減速機収納室の所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて前記減速機収納室を外部に連通させる連通路（３８，３９，６９，７８，７９，８８，８９）を前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に位置するように設け、前記連通路の途中に螺旋状部分（３９ａ，６９ａ，７９，８９）を形成したことにある。
【０００８】
本発明に係るロボットでは、第１部材と第２部材とを連結する減速機を収納する減速機収納室から減速機収納室内の潤滑剤の上面より上方の所定の上方点まで延びて減速機収納室を外部に連通させる連通路を設けている。そして、連通路の途中に螺旋状部分を形成している。このため、連通路を長くすることができ、その長くなった分連通路の容積を大きくすることができる。これによって、減速機の作動により減圧機収納室内の温度が上昇して内圧が上昇すると、減圧機収納室内の空気の一部が減速機収納室から外部に流出して、減圧機収納室の内圧が上昇することが防止される。
【０００９】
また、外部に流出する空気と一緒に潤滑剤が連通路内に入った場合でも、連通路の容積が大きいため、潤滑剤が連通路の外部に流出することは防止される。そして、減圧機の作動停止により、減圧機収納室内の温度や気圧が低下したときには、連通路内の潤滑剤は、減圧機収納室内に戻っていく。このため、減速機収納室の内圧が上昇することを防止できるとともに、減速機収納室の潤滑剤が外部に流出して、周囲が汚れたり、減速機の寿命が低下したりすることを防止できる。なお、潤滑剤としてはグリスやオイルを用いることができる。
【００１０】
本発明に係るロボットの他の構成上の特徴は、第２部材を第１部材（２１）の上方に位置する下面部（３１ｄ，８１ａ）を備えたフレーム部材（３１，６１，８１）で構成して、減速機（３３）の入力部（３４）を駆動する駆動装置（３２，８２）をフレーム部材の下面部の上面側に連結固定するとともに、減速機の出力部（３５）を第１部材に連結固定し、フレーム部材の下面部で減速機収納室の上面壁を構成し、上面壁に上下貫通部（３１ｅ）を形成して、上下貫通部を介して、駆動装置の出力軸（３２ｂ）と減速機の入力部とを連結し、フレーム部材に、連通路の上流部（３８，８８）を形成し、上流部に螺旋状部分（３９ａ，６９ａ，８９）を備えた下流部を連結したことにある。
【００１１】
本発明に係るロボットによると、第１部材、第２部材、第１部材と第２部材とを連結する減速機および減速機の入力部に連結される駆動装置をコンパクトに組み付けることができる。また、第２部材をフレーム部材で構成したため、駆動装置をフレーム部材の内部に収納することができる。本発明においては、フレーム部材とは、枠、枠組み、骨格等を示し、筒状や、箱状など駆動装置を設置できるものとする。また、連通路の下流部は、一部に螺旋状部分が含まれるものであってもよいし、全体が螺旋状部分で構成されていてもよい。
【００１２】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、螺旋状部分（３９ａ，６９ａ）を駆動装置（３２）の外周に巻回させたことにある。これによると、螺旋状部分を配置するためのスペースを別途設ける必要がなくなるため、省スペース化が図れる。
【００１３】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、第１部材を第２部材（７１）の下方に位置する上面部（１１ａ）を備えたフレーム部材（１１）で構成して、減速機（７３）の入力部（１４）を駆動する駆動装置（１２）をフレーム部材の上面部の下面側に連結固定するとともに、減速機の出力部（１５）を第２部材に連結固定し、第２部材の一部（７１ａ）で減速機収納室の上面壁を構成するとともに、フレーム部材の上面部に上下貫通部（１１ｂ）を形成して、上下貫通部を介して、駆動装置の出力軸（１２ｂ）と減速機の入力部とを連結し、第２部材に、連通路（７８，７９）の上流部（７８）を形成し、上流部に螺旋状部分（７９）を備えた下流部を連結したことにある。
【００１４】
本発明に係るロボットによると、第１部材、第２部材、第１部材と第２部材とを連結する減速機および減速機の入力部に連結される駆動装置をコンパクトに組み付けることができる。また、第１部材をフレーム部材で構成したため、駆動装置をフレーム部材の内部に収納することができる。本発明においても、フレーム部材とは、枠、枠組み、骨格等、駆動装置を設置できる空間を備えたものを示し、筒状や、箱状のものを含むものとする。
【００１５】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、ベース部（１０）と、ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アーム（７０）と、第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アーム（３０）とを備え、第１部材（１１）がベース部に含まれ、第２部材（７１）が第１アームに含まれることにある。これによると、ベース部と第１アームとを連結する減速機を収納する減速機収納室内の圧力が上昇することを防止できるとともに、その減圧機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できる。この場合、減速機は、ベース部に含まれてもよいし、第１アームに含まれてもよい。
【００１６】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、ベース部と、ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アーム（２０）と、第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アーム（３０，８０）とを備え、第１部材（２１）が第１アームに含まれ、第２部材（３１，６１，８１）が第２アームに含まれることにある。これによると、第１アームと第２アームとを連結する減速機を収納する減速機収納室内の圧力が上昇することを防止できるとともに、その減圧機収納室内の潤滑剤が外部に流出することを防止できる。この場合、減速機は、第１アームに含まれてもよいし、第２アームに含まれてもよい。
【００１７】
本発明に係るロボットのさらに他の構成上の特徴は、第１部材または第２部材における上方点よりも下方の位置に潤滑剤溜まり室（５５）を設け、連通路の下流端を潤滑剤溜まり室で開放したことにある。
【００１８】
第１部材をベース部に含ませ、第２部材を第１アームに含ませたときには、潤滑剤溜まり室は、第１アームの第２部材に設け、第１部材を第１アームに含ませ、第２部材を第２アームに含ませたときには、潤滑剤溜まり室は、第２アームの第２部材に設けることが好ましい。また、第１部材と第２部材を上下でなく、減速機の入力部と出力部とが水平方向に位置するように配置する場合には、潤滑剤溜まり室は、減速機の入力部が配置される第１部材または第２部材に設けることが好ましい。これによると、仮に、潤滑剤が連通路の外部に流出したときでも、その潤滑剤は潤滑剤溜まり室内に入るため、第１部材または第２部材の外部まで流出することは防止される。また、第２部材にさらに他の部材を連結しその部材に潤滑剤溜まり室を設けた場合には、その潤滑剤溜まり室は第２部材に設けたものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスカラロボットを示した正面図である。
【図２】ベース部の前部側を切断した状態を示した断面図である。
【図３】図２のベース部よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図４】ベース部の前後方向の中央部を切断した状態を示した断面図である。
【図５】ベース部の前後方向の中央部よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図６】第１アームと第２アームとの連結部分の前部側を切断した状態を示した断面図である。
【図７】図６の第１アームと第２アームとの連結部分よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図８】第１アームと第２アームとの連結部分の前後方向の中央部を切断した状態を示した断面図である。
【図９】第１アームと第２アームとの連結部分の前後方向の中央部よりもやや後方側を切断した状態を示した断面図である。
【図１０】図１の１０−１０断面図である。
【図１１】Ｚ軸移動部の前部側を切断した状態を示した断面図である。
【図１２】Ｚ軸移動部の前後方向の中央部を切断した状態を示した断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【図１６】本発明の参考例に係るスカラロボット内の要部を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るロボットを図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るスカラロボットＡを示している。このスカラロボットＡはベース部１０と、第１アーム２０と、第２アーム３０と、Ｚ軸移動部４０とを備えている。ベース部１０は床、台、壁面等に固定設置され、図２ないし図５にそれぞれ別の部分の断面を示したように、矩形箱形のケース１１と、ケース１１内の上部に固定設置されたモータ１２と、モータ１２の上部に組み付けられケース１１の上面部１１ａに固定設置された減速機１３とを備えている。なお、図２ないし図５は、ベース部１０とベース部１０に回動可能に連結された第１アーム２０とにおける前部側から後部側にかけての各部分の断面を前部側から後部側の順に示している。また、以下の説明において、上下方向および左右方向は、図１に基づいて記載する。
【００２１】
ケース１１の上面部１１ａにおける左側部分に挿通穴１１ｂが形成されており、モータ１２と減速機１３とは、この挿通穴１１ｂを介してモータ１２の出力軸となる回転軸１２ｂと減速機１３の入力部１４が連結された状態で上面部１１ａに取り付けられている。モータ１２は、モータケース１２ａに軸受を介して回転自在に支持された回転軸１２ｂ、回転軸１２ｂの外周に設けられたロータ、ロータの外周に対向して配置されたステータおよび回転検出用レゾルバなどで構成されている。このモータ１２は、回転軸１２ｂを上方に向けて突出させるとともに、挿通穴１１ｂ内を下方から上方に向かって貫通させて、減速機１３の入力部１４に連結され、モータケース１２ａが上面部１１ａの下面にねじ１１ｃによって固定されている。
【００２２】
減速機１３は、ハーモニックドライブ（登録商標）として知られているもので、モータ１２の回転軸１２ｂに連結された入力部１４と、第１アーム２０に連結された出力部１５とを備えており、モータ１２の回転軸１２ｂの回転を減速して第１アーム２０に伝達する。入力部１４は、中心に挿通穴が形成されて回転軸１２ｂがキー嵌合し、外形が楕円状カムを形成するいわゆるウェーブジェネレータで構成されており、このウェーブジェネレータの外周にボールベアリングを介していわゆるフレクスプラインが設けられている。このフレクスプラインが出力部１５を構成する。
【００２３】
出力部１５となるフレクスプラインは、図４に示したように、縦に延びる薄肉の弾性変形可能な円筒体の上縁部に外側に水平に広がるフランジ状部分が設けられ、ウェーブジェネレータの外周となる円筒体の下端部の外周部に、外歯車が形成されており、フランジ状部分が第１アーム２０に連結されている。フレクスプラインの外歯車には、この外歯車よりも歯数が少し多い内歯を内周に有する内歯車１６が噛合っている。内歯車１６は、いわゆるサーキュラスプラインを構成するもので、挿通穴１１ｂの周縁部に沿った状態で、ケース１１の上面部１１ａの上面に固定されている。以上の構成から分かる通り、内歯車１６は、出力部１５となるフレクスプラインを内歯車に沿って回転可能に支持するとともに、入力部１４となるウェーブジェネレータを、フレクスプライン及びボールベアリングを介して回転可能に支持し、且つモータ１２と同じ上面部１１ａに取り付けられており、本発明に係るケース部材を構成する。
【００２４】
また、出力部１５の円筒部分の外周上部には微小な隙間を空けてベアリング１７が設けられている。このベアリング１７は、内輪１７ａが内歯車１６の上端面に連結固定され、外輪１７ｂが出力部１５のフランジ状部分を挟み込むようにしてねじ１７ｃによって第１アーム２０に固定されている。内輪１７ａは出力部１５のフランジ状部分および円筒部分とは微小な隙間が設けられて非接触とされる。これによって、第１アーム２０は、ベアリング１７および内歯車１６を介してケース１１に対して回転可能に支持されるとともに、モータ１２の駆動力が、回転軸１２ｂ、入力部１４および出力部１５を介して伝達される。また、ベアリング１７における内輪１７ａと外輪１７ｂとの境界の下部にはオイルシール１７ｄが設けられており、これによって、減速機１３内のグリスがもれるのが防止されるとともに、減速機１３内に、水滴や埃等の異物が浸入することが防止される。
【００２５】
なお、ケース１１の上面部１１ａの上面と内歯車１６の間、内歯車１６と内輪１７ａの間、外輪１７ｂと出力部１５のフランジ状部分の間、出力部１５のフランジ状部分と第１アーム２０の下面部２１ｄの間、モータ１２とケース１１の上面部１１ａの下面との間には、それぞれ不図示のシール部材が配設されている。すなわち、モータケース１２ａの上面、ケース１１の上面部１１ａの挿通穴１１ｂの内壁、内歯車１６、内輪１７ａ、外輪１７ｂ、オイルシール１７ｄ、第１アーム２０の下面部２１ｄにより密閉空間が形成されており、この密閉空間内に、入力部１４（ウェーブジェネレータ）と出力部１５（フレクスプライン）の間のボールベアリング、出力部１５（フレクスプライン）の外歯車と内歯車１６との噛合い部、ベアリング１７の内輪１７ａと外輪１７ｂの間の転動体等からなる減速機１３の潤滑必要部位が収納される。
【００２６】
すなわち、主に、モータケース１２ａの上面、減速機１３のベアリング１７、及びフレーム部材２１の下面部２１ｄとで囲まれた部分は密閉空間を形成し、本願に係わる減速機収納室が構成される。なお、内歯車１６と、出力部１５（フレクスプライン）の楕円柱状外周に形成される外歯車の間は、噛合い部を除き大きな隙間があり、この隙間を通して密閉空間内のモータケース１２ａの上面に近い部分と第１アーム２０の下面部２１ｄに近い部分が連通している。
【００２７】
また、ケース１１の上面部１１ａの右側部分には、第２アーム３０に向かって延びるフレキシブルチューブ１８の一端部が取付部材１８ａによって固定されている。フレキシブルチューブ１８の内部には、各種のケーブルや吸引用の空気パイプ等が収容されている。そして、ケース１１の右側面部１１ｃには、ケース１１内の各種のケーブルや吸引用の空気パイプ等の各端部を、ケース１１の外側の配線１９等に接続するための配線用コネクタ１９ａ等の各種のコネクタが設けられている。また、ケース１１内におけるモータ１２の前方にはセンサ２５がケース１１の上面部１１ａを貫通してケース１１の上方に向けて設置されており、ベアリング１７の外輪１７ｂの下部には、原点位置を示すセンサドグ２６が設けられている。センサ２５がセンサドグ２６を検出しているときに、第１アーム２０が、ケース１１に対して原点位置にあることが認識される。
【００２８】
第１アーム２０は、高さ方向の長さよりも幅方向（図１の前後方向）の長さが長く、さらに左右方向の長さが長くなった細長い矩形筒形のフレーム部材本体２１ａと、フレーム部材本体２１ａの両側開口縁部にねじ２２によって固定された一対の蓋部２１ｂ，２１ｃとからなるフレーム部材２１を備えている。フレーム部材２１の下面部２１ｄの下面における右側部分には取付用凹部２３ａが形成されており、この取付用凹部２３ａに前述した減速機１３の出力部１５が固定されている。そして、フレーム部材２１の上面部２１ｅの上面における左側部分にも同様の取付用凹部２３ｂ（図７ないし図９参照）が形成されて、その取付用凹部２３ｂに、後述する第２アーム３０の減速機３３が取り付けられている。
【００２９】
第２アーム３０は、フレーム部材本体２１ａと略同形のフレーム部材本体３１ａと、蓋部２１ｂ，２１ｃとそれぞれ同形の蓋部３１ｂ，３１ｃとからなるフレーム部材３１を備えている。そして、第２アーム３０には、図６ないし図９にそれぞれ別の部分の断面を示したように、フレーム部材３１内の右側部分に設置されたモータ３２と、モータ３２の下部に組み付けられフレーム部材３１の下面に設置された減速機３３も備わっている。図６ないし図９は、図２ないし図５と同じ前後方向の位置における各断面を示しており、第１アーム２０と第２アーム３０とは、図示のように、減速機３３を介して互いに回転可能に連結されている。また、図１０に、図１の１０−１０断面である第１アーム２０と第２アーム３０との連結部分の断面形状を示している。
【００３０】
フレーム部材３１の下面部３１ｄにおけるモータ３２が設置された部分には、本発明に係る上下貫通部を構成する挿通穴３１ｅが形成されている。そして、モータ３２は、出力軸となる回転軸３２ｂを下方に向けて突出させて、挿通穴３１ｅ内を上方から下方に向かって貫通させ、モータケース３２ａを下面部３１ｄの上面に固定することによりフレーム部材３１内に設置されている。このモータ３２は、前述したモータ１２と上下方向の位置が逆になっているが、同機種のもので構成されている。減速機３３も、前述した減速機１３と上下方向の位置が逆になっているが、同機種のもので構成されている。このため詳細は省略するが、減速機３３は、モータ３２の回転軸３２ｂに連結された入力部（ウェーブジェネレータ）３４と第１アーム２０に連結された出力部（フレクスプライン）３５とを備えており、モータ３２の回転軸３２ｂの回転を減速して第１アーム２０に伝達する。
【００３１】
また、出力部３５の外周上部に形成された歯部に対向して内歯車３６が噛合うように配置されており、この内歯車３６は、挿通穴３１ｅの周縁部に沿った状態で、下面部３１ｄの下面に固定されて、内歯車１６と同様本発明に係るケース部材を構成している。そして、出力部３５の円筒部分の下部外周には僅かな隙間を空けてベアリング１７が設けられている。このベアリング３７は、内輪３７ａが内歯車３６の下端に連結固定され、外輪３７ｂが出力部３５の下端フランジ状部を挟み込むようにしてフレーム部材２１の上面部２１ｅに固定されている。
【００３２】
これによって、第２アーム３０は、ベアリング３７を介して第１アーム２０に対して回転可能に支持されるとともに、モータ３２の駆動力は回転軸３２ｂ、入力部３４および出力部３５を介して第１アーム２０に伝達される。この際、出力部３５の外歯車が噛み合う内歯車３６の歯数より外歯車の歯数が少し少ないので、入力部３４の回転が減速されて出力部３５に伝達される。また、ベアリング３７における内輪３７ａと外輪３７ｂとの境界の上部にはオイルシール３７ｃが設けられており、これによって、減速機１３内のグリスがもれるのが防止されるとともに、減速機３３内に、水滴や埃等の異物が浸入することが防止される。
【００３３】
なお、モータケース３２ａのフレーム部材３１の下面部３１ｄへの取り付け部、下面部３１ｄと内歯車３６の間、内歯車３６と内輪３７ａの間、外輪３７ｂと出力部３５のフランジ状部分の間、出力部３５のフランジ状部分と第１アーム２０の上面部２１ｅの間には、それぞれ不図示のシール部材が配設されている。すなわち、モータケース３２ａの下面部、フレーム部材３１の下面部３１ｄの挿通穴３１ｅの内面、内歯車３６、内輪３７ａ、外輪３７ｂ、第１アーム２０のケース１１の上面部１１ａにより密閉空間が形成されており、この密閉空間に、入力部３４と出力部３５の間のボールベアリング、出力部３５の外歯車と内歯車３６との噛合い部、ベアリング３７の内輪３７ａと外輪３７ｂの間の転動体等からなる減速機３３の潤滑必要部位が収納される。
【００３４】
このように、減速機３３におけるフレーム部材２１とフレーム部材３１との間に位置する部分の周囲はベアリング３７で覆われており、主に、このベアリング３７と、フレーム部材２１の上面部２１ｅと、モータケース３２ａの下面とで囲われた部分は密閉空間を形成し、入力部３４、出力部３５、入力部３４と出力部３５の間のボールベアリング、および内歯車３６からなる減速機３３における減速機構部を収納する、本発明に係る減速機収納室が構成される。
【００３５】
なお、内歯車３６と、出力部３５の楕円柱状外周に形成される外歯車の間は、噛合い部を除き大きな隙間があり、この隙間を通して密閉空間内のモータケース３２ａの下面側の部分と、フレーム部材２１の上面部２１ｅ側の部分が連通している。モータケース３２ａの下面に近い部分と、隙間と、出力部３５の下部円筒状部分の内側となるフレーム部材２１の上面部２１ｅ側の部分により空間部３３ｂが構成されている。そして、減速機収納室内の空間部３３ｂには、本発明に係る潤滑剤としてのグリスが充填されている。このグリスは、常温では固化しているが、減速機３３の作動により空間部３３ｂの温度が上昇すると液化して、その液面の高さは、入力部３４の上面程度になる。
【００３６】
また、図９および図１０に示したように、フレーム部材３１の下面部３１ｄには、挿通穴３１ｅの内周面から右側に延びる水平孔と、水平孔に交差して下面部３１ｄの下面から上面に貫通する垂直孔とからなる圧抜き経路３８が形成されており、水平孔の先端および垂直孔の下端の開口はそれぞれ埋め栓３８ａで閉塞されている。また、圧抜き経路３８の左端部は、空間部３３ｂを構成するモータケース３２ａの下面側の部分となる挿通穴３１ｅに開口している。この圧抜き経路３８は、空間部３３ｂの温度上昇に伴って内圧が上昇したときに、空間部３３ｂの空気を外部に放出して空間部３３ｂを大気圧に維持するために設けられている。なお、図９および図１０はそれぞれ、図６や図７とは別断面であり、エアチューブ３９の後述するモータカバー５５内に達している先端部は図示されていない。
【００３７】
また、圧抜き経路３８の垂直孔の上端開口には、エアチューブ３９の端部が連結されている。このエアチューブ３９は、グリスの一部が空間部３３ｂから溢れ、さらに、圧抜き経路３８から流出したときに、そのグリスが、フレーム部材３１の内部や外部に飛散することを防止するために設けられている。エアチューブ３９は、ウレタン、ナイロン、またはフッ素樹脂製のチューブで構成されており、圧抜き経路３８の垂直孔の上端開口から左やや上方に延びたのちに、モータ３２の外周を下方から上方に向かって７，８回巻き付けられ、モータ３２の外周上部からフレーム部材３１内の上部を左側に延びたのちに、先端部が、後述するモータカバー５５内に達している。
【００３８】
エアチューブ３９の螺旋状部分を構成するコイル部３９ａは、真直ぐに形成されたチューブをモータ３２の外周に順次巻き付けることによって形成してもよいし、予め加熱してコイル状に成形したのちにモータ３２の外周に取り付けてもよい。また、エアチューブ３９の容積は、圧抜き経路３８から流出するグリスや空気の最大量、例えば、減速機３３が破損しかかって高熱を発生したときに生じる圧力により圧抜き経路３８から流出するグリスや空気の量を考慮して設定する。圧抜き経路３８およびエアチューブ３９で本発明に係る連通路が構成される。また、空間部３３ｂを構成するモータケース３２ａの下面側の部分となる挿通穴３１ｅへの圧抜き経路３８の開口部は、空間部３３ｂの温度が上昇して空間部３３ｂに充填されるグリスが液化した場合の、入力部３４の上面程度になる液面の高さより上方となり、本発明に係る所定部となる。一方、コイル部３９ａの上端部は、挿通穴３１ｅへの圧抜き経路３８の開口部より上方にあり、本発明に係る上方点となる。
【００３９】
また、フレーム部材３１の下面部３１ｄにおける、圧抜き経路３８およびエアチューブ３９の外周部には、センサ２５がフレーム部材３１の下方に向けて設置されており、ベアリング３７の外輪３７ｂの上部には、原点位置を示すセンサドグ２６が設けられている。センサ２５がセンサドグ２６を検出しているときに、第２アーム３０が、第１アーム２０に対して原点位置にあることが認識される。また、フレーム部材３１の上面部３１ｆにおける中央よりもやや右側の部分には、ケース１１の上面部１１ａから延びてくるフレキシブルチューブ１８の先端部が取付部材１８ｂによって固定されている。
【００４０】
第２アーム３０の左端部側には、Ｚ軸移動部４０が設けられている。Ｚ軸移動部４０は、図１１および図１２にそれぞれ別の部分の断面を示したように構成されており、縦長のカバー４１と、垂直に配置された中空の作動軸４２と、作動軸４２を軸周り方向に回転させる回転駆動装置４３と、作動軸４２を上下方向に移動させる昇降装置５０とを備えている。カバー４１は、フレーム部材３１の上面部３１ｆの左端部側に設けられており、作動軸４２、回転駆動装置４３および昇降装置５０の内、フレーム部材３１の上面部３１ｆよりも上方に位置する部分を周囲と上方から囲っている。
【００４１】
回転駆動装置４３は、作動軸４２が貫通するモータ４４と減速機４５とを備えている。モータ４４は、フレーム部材３１に上下に設けられた取付穴を貫通してフレーム部材３１に固定されており、モータケース４４ａ内に回転自在に支持された円筒状の回転軸４４ｂ、回転軸４４ｂの外周に設けられたロータ、ロータの外周に対向して配置されたステータおよび回転検出用レゾルバなどで構成されている。減速機４５は、前述した減速機１３，３３と同機種のもので構成されており、入力部４５ａ、出力部４５ｂ、内歯車４５ｃを備えている。そして、出力部４５ｂの円筒部分の外周にはベアリング４６が設けられている。
【００４２】
そして、ベアリング４６の外輪４６ａには、取付部材４７ａを介してボールスプラインナット４７が連結されている。このボールスプラインナット４７の内周面には複数の縦溝が周方向に一定間隔で形成されている。また、作動軸４２は、外周部に複数の縦溝４２ａが形成されたボールスプライン軸からなっており、縦溝４２ａをボールスプラインナット４７の縦溝に噛み合わせて、モータ４４、減速機４５およびボールスプラインナット４７に対して上下移動可能な状態で設置されている。また、作動軸４２は、下端がボールスプラインナット４７、ベアリング４６を介してフレーム部材３１に回転自在に支持され、上端が不図示の軸受を介して固定されており、モータ４４の作動により生じる回転力を減速機４５によって減速されてボールスプラインナット４７とともに回転する。
【００４３】
作動軸４２の上端部は、不図示の軸受を介して回転可能且つ上下方向に固定して連結部材に支持され、連結部材５２およびボールねじナット５３を介して昇降装置５０に備わったボールねじ軸５１に連結されている。昇降装置５０は、ボールねじ軸５１、連結部材５２およびボールねじナット５３の他に、モータ５４を備えている。このモータ５４は、フレーム部材３１におけるモータ４４が取り付けられた部分の右側に、上下に設けられた取付穴を貫通してフレーム部材３１に固定されており、その下端部は、フレーム部材３１の下方に突出している。そして、この下方に突出した部分は、下面部３１ｄの下面に取り付けられたモータカバー５５によって覆われている。このモータカバー５５はフレーム部材３１に含まれる。
【００４４】
モータカバー５５の内部には、前述したエアチューブ３９の先端側部分が入り込んで、その先端はモータカバー５５の底部近傍に達している。また、モータカバー５５の底部には、グリスを吸着するための吸着シート５６が敷かれている。ボールねじ軸５１は、モータ５４の回転軸に連結され、モータ５４の作動により回転する。ボールねじナット５３は、ボールねじ軸５１に螺合しており、連結部材５２は、ボールねじナット５３と作動軸４２の上端部とを連結している。このため、ボールねじ軸５１の回転により、ボールねじナット５３は、ボールねじ軸５１に沿って上下移動し、これによって、作動軸４２も上下移動する。
【００４５】
また、作動軸４２の下部には、作動軸４２のＺ軸方向上昇時のストッパとなるストッパ部材５７が固定され、作動軸４２の先端部にはヘッド（図示せず）が固着される。ヘッドには、工具等の作業用具や、チャック、作業アーム、吸引装置等の作業装置が取り付けられる。ケース１１内やフレキシブルチューブ１８内を通る各種のケーブルや吸引用の空気パイプ等は、それぞれモータ１２，３２，４４，５４や、ヘッドに取る付けられる作業装置等に接続される。また、配線１９等は、制御装置（図示せず）や電源に接続されており、スカラロボットＡに備わった各装置は、制御装置の制御にしたがって作動する。
【００４６】
このように構成されたスカラロボットＡを、例えば基板等に電子部品を実装する部品実装機として作動させる際には、基板等、電子部品が装着されるものを所定の場所に設置するとともに、電子部品を所定の場所に準備し、作動軸４２の下部にストッパ部材５７を介して取り付けられるヘッドに、吸引装置を装着しておくとともに、作動軸４２の中空部、フレキシブルチューブ１８を介し、吸引装置と外部の負圧装置と連通する負圧管を配設しておく。そして、スイッチ等の操作により、スカラロボットＡが作動を開始すると、ベース部１０に対して、第１アーム２０がモータ１２の回転軸１２ｂを中心として水平面上で回転するとともに、第１アーム２０に対して、第２アーム３０がモータ３２の回転軸３２ｂを中心として水平面上で回転して作動軸４２を電子部品の設置場所に移動させる。ついで、モータ４４，５４の作動により、作動軸４２の下端の吸引装置が下降するとともに、Ｚ軸（上下方向の軸）周り方向に回転して電子部品を吸引装置に対して所定方向で吸着できるようにする。
【００４７】
その状態で、吸引装置の作動により、吸引装置に電子部品が吸着される。つぎに、モータ５４の作動により吸引装置が上昇し、モータ１２，３２の作動により第１アーム２０がベース部１０に対して、第２アーム３０が第１アーム２０に対してそれぞれ回動し、吸引装置は基板の所定位置の上方に移動する。ついで、モータ４４，５４の作動により、吸引装置が下降するとともに、Ｚ軸周り方向に回転して電子部品を基板の所定方向に位置させる。その状態で、吸引装置による電子部品の吸引を解除して、電子部品を基板上に実装する。この操作を繰り返すことにより、複数の電子部品が順次基板に装着される。
【００４８】
このスカラロボットＡが作動する際、減速機３３が発熱すると、この熱によって空間部３３ｂのグリスが液化する。このとき、第２アーム３０が激しく揺動すると、液状となったグリスの油面が波立ち、液状のグリスが圧抜き経路３８やエアチューブ３９の内部に流れ込むことがあるが、圧抜き経路３８は、第２アーム３０の回転の中心となるモータ３２の近傍に設けられ、エアチューブ３９のコイル部３９ａはモータ３２の外周に設けられている。このため、圧抜き経路３８を通りエアチューブ３９の内部に流れ込む液状のグリスを、コイル部３９ａ内の下方部に留めることができる。また、空間部３３ｂの温度上昇にともなって、空間部３３ｂ気圧が上昇すると、空間部３３ｂの空気が圧抜き経路３８に流れていく。このとき、空気は、圧抜き経路３８からエアチューブ３９を通過して外部に抜けていき、空間部３３ｂは大気圧に維持される。
【００４９】
また、液状のグリスと空気とが混ざった状態で、圧抜き経路３８からエアチューブ３９内に流れていった場合でも、エアチューブ３９のコイル部３９ａは、グリスや空気を収容するために十分な容積を備えているため、液状のグリスや空気がコイル部３９ａの上端部である上方点まで到達することは殆どない。また、グリスに所定の重さや粘性が備わっていることによっても、液状のグリスがコイル部３９ａ内で上方移動することに対して抵抗となる。
【００５０】
仮に、液状のグリスや空気がコイル部３９ａの上端である上方点を超えてさらにエアチューブ３９の先端側に流れても、エアチューブ３９の先端部は、モータカバー５５の内部に位置しているため、液状のグリスはモータカバー５５内に入り吸着シート５６に吸着される。これによって、グリスで第２アーム３０の内部や外部が汚れることが防止される。また、エアチューブ３９のコイル部３９ａに入った液状のグリスは、スカラロボットＡの作動が停止したときに、圧抜き経路３８から空間部３３ｂ内に戻っていく。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係るスカラロボットＡでは、第１アーム２０と第２アーム３０とを連結する減速機３３を収納する減速機収納室の空間部３３ｂにおける、液化したグリスの上面より上方となる所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて減速機収納室の空間部３３ｂを外部に連通させる圧抜き経路３８とエアチューブ３９とを設けている。そして、エアチューブ３９の途中に長いチューブを螺旋状に形成したコイル部３９ａを設けている。このため、圧抜き経路３８とエアチューブ３９との全体の長さを長くすることができ、その長くなった分容積も大きくすることができる。これによって、減速機３３の作動により空間部３３ｂの温度が上昇して気圧が上昇しても、空気の一部が空間部３３ｂから外部に流出して、空間部３３ｂの気圧が上昇することが防止される。
【００５２】
また、外部に流出する空気と一緒に液状のグリスが圧抜き経路３８やエアチューブ３９の内部に入っていっても、圧抜き経路３８とエアチューブ３９との容積が大きいことや、液状のグリスに所定の重量や粘性があることなどによって、グリスがエアチューブ３９の外部に流出することは防止される。そして、減速機３３の作動停止により、空間部３３ｂ内の温度が低下したときには、エアチューブ３９内の液状のグリスは、空間部３３ｂに戻っていく。このため、空間部３３ｂの気圧が上昇することを防止できるとともに、空間部３３ｂのグリスが外部に流出することも防止できる。これによって、グリスが減少して減速機３３が破損し易くなることも防止できる。
【００５３】
また、本実施形態では、エアチューブ３９のコイル部３９ａをモータ３２の外周に巻き付けているため、コイル部３９ａを配置するためのスペースを別途設ける必要がなくなり、省スペース化が図れる。さらに、エアチューブ３９の先端部をエアチューブ３９の上方点よりも下方に位置するモータカバー５５の底部近傍まで延ばしたため、グリスがエアチューブ３９の外部に流出したときでも、そのグリスはモータカバー５５内に溜まるため、第２アーム３０の外部まで流出することは防止される。
【００５４】
（第２実施形態）
図１３は、本発明の第２実施形態に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このロボットでは、フレーム部材３１内に設けられるエアチューブ６９の先端部がコイル部６９ａの上端部までしか延びていない。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１３において、エアチューブ６９以外の同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００５５】
本実施形態に係るスカラロボットでは、前述した第１実施形態のエアチューブ３９のように、コイル部３９ａからフレーム部材６１の左右方向の中央部分を通り、先端部がモータカバー５５の内部に導かれることがなく、フレーム部材６１の左右方向の中央部分にエアチューブ６９が位置していない。このため、メンテナンス等のためにフレーム部材３１の内部のものを処理する際に、エアチューブ６９が邪魔になることがない。また、エアチューブ６９をコンパクトに形成できる。なお、本実施形態によると、エアチューブ６９からフレーム部材６１内に液状のグリスが流れた場合には、フレーム部材６１の内部が汚れるが、このようなことは、減速機３３に破損が生じて空間部３３ｂ内が異常な高温になったときなどにしか生じないことであるため、特に対策をしなくても許容できる範囲である。このスカラロボットのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。
【００５６】
（第３実施形態）
図１４は、本発明の第３実施形態に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このロボットでは、第１アーム７０のフレーム部材７１の下面部７１ａに上下に貫通し、下面部７１ａと入力部１４との間の密閉空間すなわち減速機収納室の一部に、直接開口する圧抜き経路７８が形成され、圧抜き経路７８の上端部からコイル部だけで構成されるエアチューブ７９が上方に向かって螺旋状に延びている。また、減速機７３は、前述した第１実施形態の減速機収納室と同様の構成からなる減速機収納室内に収納されており、減速機収納室の空間部７３ａにはグリスが充填されている。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１４において、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このスカラロボットにおける図１４に示した部分では、ベース部１０が本発明に係る第１部材を構成し、第１アーム７０が本発明に係る第２部材を構成する。
【００５７】
本実施形態に係るスカラロボットでは、第２アーム３０だけでなく、第１アーム７０においても、フレーム部材７１の内部や外部にグリスが飛散することを防止できる。このスカラロボットのエアチューブ７９も、前述したエアチューブ６９のコイル部６９ａと同様先端部が上端部までしか延びていないが、第２アーム３０に比べて、第１アーム７０は揺動が緩やかであるため、エアチューブ７９からグリスが流出することはさらに確実に防止できる。このスカラロボットのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。
【００５８】
（第４実施形態）
図１５は、本発明の第４実施形態に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このロボットでは、第２アーム８０のフレーム部材８１の下面部８１ａに上下に貫通し、下面部８１ａと入力部１４との間の密閉空間すなわち減速機収納室の一部に、直接開口する圧抜き経路８８が形成され、圧抜き経路８８の上端部からコイル部だけで構成されるエアチューブ８９が上方に向かって螺旋状に延びている。すなわち、本実施形態では、エアチューブ８９はモータ８２の外周でなく、モータ８２の横に直径を小さくして設置されている。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１５において、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このスカラロボットによると、前述した第２実施形態に係るスカラロボットと同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
（参考例）
図１６は、本発明の参考例に係るスカラロボットの要部を示した断面図である。このスカラロボットでは、エアチューブ９９にコイル部は備わってなく、エアチューブ９９は、圧抜き経路から第２アーム９０のフレーム部材９１内の上部側を左に向かって延びており、その先端部は、モータカバー９５の底部近傍に位置している。このスカラロボットのそれ以外の部分の構成については、前述したスカラロボットＡと同一である。したがって、図１６において、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。このスカラロボットによると、エアチューブ９９から流出するグリスは、モータカバー９５内に溜まるため、エアチューブ９９にコイル部を設けなくても、グリスが第２アーム９０の内部や外部で飛散することを防止できる。このスカラのそれ以外の作用効果については、前述したスカラロボットＡと同様である。
【００６０】
また、本発明に係るロボットは、前述した各実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した各実施形態においては、潤滑剤としてグリスを用いているが、これに代えてオイルを用いてもよい。また、第１実施形態では、潤滑剤溜まり室を、モータカバー５５で構成しているが、この潤滑剤溜まり室としては、フレーム部材２１の内部に別途密閉室を設けてこの密閉室で潤滑剤溜まり室を構成してもよい。この場合、密閉室はコイル部３９ａの近傍に設置することもできる。
【００６１】
さらに、本発明に係るロボットは、第１アーム２０と第２アーム３０をそれぞれ水平面内で移動するように、ベース部１０を床や台の上に設置固定するだけでなく、第１アーム２０と第２アーム３０をそれぞれ水平面に対して傾いた傾斜面内で移動するように設置しても良い。この場合でも、潤滑剤を充填した減速機収納室への圧抜き経路の開口は、減速機収納室内にロボットにおいて、液状のあるいは液状化した潤滑剤の上面より上方となるようにする。
【００６２】
さらに、４実施形態においてもエアチューブ８９をモータカバー５５まで延ばしてもよい。また、第２〜第４実施形態においてもフレーム部材３１，７１，８１の内部に密閉室を設けてこの密閉室で潤滑剤溜まり室を構成してもよい。さらに、第３実施形態において、モータ１２をフレーム部材７１内に設置してモータ１２と減速機１３との上下方向を逆にしてもよい。この場合、エアチューブ７９は、モータ１２の外周に巻き付けてもよいし、モータ１２の近傍に設置してもよい。また、前述した各実施形態においては、コイル部３９，６９ａ、エアチューブ７９，８９を下方から上方に向かう螺旋状に形成しているが、上下ランダムに巻いてもよいし、上方から下方に向かう螺旋状に形成してもよい。さらに、本発明に係るロボットのそれ以外の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…ベース部、１１…ケース、１１ｂ，３１ｅ…挿通穴、１２，３２，８２…モータ、１２ｂ，３２ｂ…回転軸、３３，７３…減速機、１４，３４…入力部、１５，３５…出力部、２０，７０…第１アーム、２１，３１，７１，８１…フレーム部材、３１ｄ，７１ａ，８１ａ…下面部、３０，８０…第２アーム、３３ｂ，７３ａ…空間部、３８，７８，８８…圧抜き経路、３９，６９，７９，８９…エアチューブ、３９ａ，６９ａ…コイル部、５５…モータカバー、Ａ…スカラロボット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置と、入力部と出力部とこれらの入力部および出力部を回転可能に支持するケース部材とを備える減速機と、第１部材と、この第１部材に対して回転可能に組みつけられる第２部材とを有し、前記駆動装置と前記減速機の前記ケース部材は、前記第１部材と前記第２部材の内いずれか一方に連結され、前記出力部は、第１部材と前記第２部材の内他方に連結され、前記減速機を収納する減速機収納室内に潤滑剤を充填し、前記駆動装置によって前記入力部を駆動することにより、前記第１部材に対して前記第２部材を回転駆動するようにしたロボットにおいて、
前記潤滑剤の上面より上方となる前記減速機収納室の所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて前記減速機収納室を外部に連通させる連通路を前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に位置するように設け、前記連通路の途中に螺旋状部分を形成したことを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記第２部材を前記第１部材の上方に位置する下面部を備えたフレーム部材で構成して、前記減速機の入力部を駆動する駆動装置を前記フレーム部材の下面部の上面側に連結固定するとともに、前記減速機の出力部を前記第１部材に連結固定し、
前記フレーム部材の下面部で前記減速機収納室の上面壁を構成し、前記上面壁に上下貫通部を形成して、前記上下貫通部を介して、前記駆動装置の出力軸と前記減速機の入力部とを連結し、
前記フレーム部材に、前記連通路の上流部を形成し、前記上流部に前記螺旋状部分を備えた下流部を連結した請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記螺旋状部分を前記駆動装置の外周に巻回させた請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１部材を前記第２部材の下方に位置する上面部を備えたフレーム部材で構成して、前記減速機の入力部を駆動する駆動装置を前記フレーム部材の上面部の下面側に連結固定するとともに、前記減速機の出力部を前記第２部材に連結固定し、
前記第２部材の一部で前記減速機収納室の上面壁を構成するとともに、前記フレーム部材の上面部に上下貫通部を形成して、前記上下貫通部を介して、前記駆動装置の出力軸と前記減速機の入力部とを連結し、
前記第２部材に、前記連通路の上流部を形成し、前記上流部に前記螺旋状部分を備えた下流部を連結した請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
ベース部と、前記ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アームと、前記第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アームとを備え、前記第１部材が前記ベース部に含まれ、前記第２部材が前記第１アームに含まれる請求項１ないし４のいずれか一つに記載のロボット。
【請求項６】
ベース部と、前記ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アームと、前記第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アームとを備え、前記第１部材が前記第１アームに含まれ、前記第２部材が前記第２アームに含まれる請求項１ないし４のいずれか一つに記載のロボット。
【請求項７】
前記第１部材または前記第２部材における前記上方点よりも下方の位置に潤滑剤溜まり室を設け、前記連通路の下流端を前記潤滑剤溜まり室で開放した請求項１ないし６のいずれか一つに記載のロボット。
【請求項１】
駆動装置と、入力部と出力部とこれらの入力部および出力部を回転可能に支持するケース部材とを備える減速機と、第１部材と、この第１部材に対して回転可能に組みつけられる第２部材とを有し、前記駆動装置と前記減速機の前記ケース部材は、前記第１部材と前記第２部材の内いずれか一方に連結され、前記出力部は、第１部材と前記第２部材の内他方に連結され、前記減速機を収納する減速機収納室内に潤滑剤を充填し、前記駆動装置によって前記入力部を駆動することにより、前記第１部材に対して前記第２部材を回転駆動するようにしたロボットにおいて、
前記潤滑剤の上面より上方となる前記減速機収納室の所定部から、この所定部より上方の上方点まで延びて前記減速機収納室を外部に連通させる連通路を前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に位置するように設け、前記連通路の途中に螺旋状部分を形成したことを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記第２部材を前記第１部材の上方に位置する下面部を備えたフレーム部材で構成して、前記減速機の入力部を駆動する駆動装置を前記フレーム部材の下面部の上面側に連結固定するとともに、前記減速機の出力部を前記第１部材に連結固定し、
前記フレーム部材の下面部で前記減速機収納室の上面壁を構成し、前記上面壁に上下貫通部を形成して、前記上下貫通部を介して、前記駆動装置の出力軸と前記減速機の入力部とを連結し、
前記フレーム部材に、前記連通路の上流部を形成し、前記上流部に前記螺旋状部分を備えた下流部を連結した請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記螺旋状部分を前記駆動装置の外周に巻回させた請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１部材を前記第２部材の下方に位置する上面部を備えたフレーム部材で構成して、前記減速機の入力部を駆動する駆動装置を前記フレーム部材の上面部の下面側に連結固定するとともに、前記減速機の出力部を前記第２部材に連結固定し、
前記第２部材の一部で前記減速機収納室の上面壁を構成するとともに、前記フレーム部材の上面部に上下貫通部を形成して、前記上下貫通部を介して、前記駆動装置の出力軸と前記減速機の入力部とを連結し、
前記第２部材に、前記連通路の上流部を形成し、前記上流部に前記螺旋状部分を備えた下流部を連結した請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
ベース部と、前記ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アームと、前記第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アームとを備え、前記第１部材が前記ベース部に含まれ、前記第２部材が前記第１アームに含まれる請求項１ないし４のいずれか一つに記載のロボット。
【請求項６】
ベース部と、前記ベース部に一端側が回転可能に支持される第１アームと、前記第１アームの他端側に一端側が回転可能に支持される第２アームとを備え、前記第１部材が前記第１アームに含まれ、前記第２部材が前記第２アームに含まれる請求項１ないし４のいずれか一つに記載のロボット。
【請求項７】
前記第１部材または前記第２部材における前記上方点よりも下方の位置に潤滑剤溜まり室を設け、前記連通路の下流端を前記潤滑剤溜まり室で開放した請求項１ないし６のいずれか一つに記載のロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１６１８８７（Ｐ２０１２−１６１８８７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６８７（Ｐ２０１１−２４６８７）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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