(57)【要約】【課題】可動軸機構の第１軸と第２軸との間に液体が浸入することを防止し、浸入した場合であっても即座に検知可能とする。【解決手段】第１軸１４のキャップ部材２６と、該第１軸１４の挿入孔３２に挿入された第２軸１６との間には、第１シール部材４０及び第２シール部材４６が介在されている。キャップ部材２６の内部において、第１シール部材４０と第２シール部材４６との間には環状チャンバ３６が設けられており、この環状チャンバ３６には、流入ポート５２及び流入路５４と、流出路５６及び流出ポート５８とが連通する。流入ポート５２を介して環状チャンバ３６に供給された圧縮エアは、排気管６６に接続された回収容器６８内に排気される。液滴が第２シール部材４６を通過して環状チャンバ３６に浸入した場合、該液滴は、圧縮エアに同伴されて回収容器６８に貯留される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って延在する挿入孔と、前記挿入孔に連通するチャンバと、前記チャンバに連通する流入路及び流出路とが設けられた第１軸と、
前記挿入孔に挿入され、進退動作又は回転動作の少なくともいずれか一方の動作を行う第２軸と、
前記チャンバの前記軸方向における前後にそれぞれ配置されて前記第１軸と前記第２軸との間をシールする第１シール部材及び第２シール部材と、
前記流入路に接続された圧縮気体供給源と、
前記流出路に接続され、前記チャンバに浸入した液体を回収するための液体回収容器と、
を備えることを特徴とする可動軸機構。
【請求項２】
請求項１記載の可動軸機構において、さらに、前記流入路内に流入する圧縮気体の圧力を表示する第１圧力表示手段と、前記流出路から流出する前記圧縮気体の圧力を表示する第２圧力表示手段とを有することを特徴とする可動軸機構。
【請求項３】
軸方向に沿って延在する挿入孔が設けられた第１軸と、前記挿入孔に挿入されて進退動作又は回転動作の少なくともいずれか一方の動作を行う第２軸との間がシールされているか否かを判定するためのシール判定方法であって、
前記第１軸に、前記挿入孔に連通するチャンバと、前記チャンバに連通する流入路及び流出路とを設け、
前記チャンバの前記軸方向における前後で、前記第１軸と前記第２軸との間をシールし、
前記流入路から前記チャンバに圧縮気体を流入し、
前記チャンバに浸入した液体が、前記チャンバを経由して前記流出路から流出する前記圧縮気体に同伴して導出された場合に、前記第１軸と前記第２軸との間のシールが不十分であると判定することを特徴とするシール判定方法。
【請求項４】
請求項３記載のシール判定方法において、さらに、前記流入路内に流入する前記圧縮気体の圧力と、前記流出路から流出する前記圧縮気体の圧力とを比較し、差が生じている場合に前記第１軸と前記第２軸との間のシールが不十分であると判定することを特徴とするシール判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１軸の挿入孔に挿入された第２軸が進退動作又は回転動作の少なくとも一方を行う可動軸である可動軸機構、及び、前記第１軸と前記第２軸との間のシールが充分であるか否かを判定するシール判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置の１種として、把持搬送ロボットが例示される。この種の把持搬送ロボットは、挿入孔が設けられた第１軸と、前記挿入孔に挿入されて一端部が第１軸から突出した第２軸と、前記第２軸における突出した一端部に取り付けられた把持機構とを有し、所定のステーションで把持機構がワークを把持すると、前記第２軸が進退動作ないし回転動作を行い、ワークを別のステーションまで搬送する。その後、ワークが把持機構から解放される。換言すれば、把持搬送ロボットには、第２軸を可動軸とする可動軸機構が含まれる。
【０００３】
このような構成の把持搬送ロボットにおいて、通常、第１軸の内部に、第１軸と第２軸との間に介在されるシール部材が配置されており、このシール部材によって第１軸と第２軸との間が気密に維持される。
【０００４】
ここで、ワークが高温である場合、把持搬送ロボットのワーク載置台に位置決めされた該ワークに対して冷却水（液体）が散布されることがある。この際、この冷却水が前記可動軸機構まで飛散すると、水滴となった冷却水が、第１軸における挿入孔まで流動する。
【０００５】
上記したように、第１軸と第２軸との間にはシール部材が介在するので、水滴が挿入孔まで流動した場合であっても、該水滴は最終的にこのシール部材によって堰止される。しかしながら、シール部材は、僅かずつであるとはいえ経年変化等によって劣化するので、場合によっては、第１軸と第２軸との間のシールが不十分となる懸念がある。このような状態に至った場合、水滴が挿入孔に浸入し、その結果、例えば、可動軸機構を構成する各種の金属部材が腐食することも懸念される。
【０００６】
このような軸同士の間のシールが不十分となったことを早期に検知するべく、特許文献１には、２つのチャンバを設け、圧力スイッチによってそれぞれのチャンバ内の圧力を測定し、圧力の変化が生じた際にシールが破損したと判定する技術が提案されている。特許文献２にも同様に、封水パッキングのランナ側及び軸受側の圧力差を測定し、軸受側の圧力が高くなった際にパッキングが破損したと判定することが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特公昭６３−２４１９３号公報
【特許文献２】特開昭５５−１２９６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１又は２記載の技術は、いずれも圧力を測定することによってシールが充分であるか否かを判定するようにしている。しかしながら、この場合、シールが僅かに不十分となった程度であると、圧力差も僅かであるので、シールが不十分であることを認識することが困難である。
【０００９】
また、上記した従来技術では、シールが不十分となったことを検知することは可能であるものの、可動軸機構において、軸同士の間に水滴が浸入することを防止することができないという不都合がある。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、シールが僅かに不十分となった場合でもそのことを容易に認識することが可能であり、しかも、軸同士の間に水滴が浸入することを防止することも可能な可動軸機構及びシール判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明に係る可動軸機構は、軸方向に沿って延在する挿入孔と、前記挿入孔に連通するチャンバと、前記チャンバに連通する流入路及び流出路とが設けられた第１軸と、
前記挿入孔に挿入され、進退動作又は回転動作の少なくともいずれか一方の動作を行う第２軸と、
前記チャンバの前記軸方向における前後にそれぞれ配置されて前記第１軸と前記第２軸との間をシールする第１シール部材及び第２シール部材と、
前記流入路に接続された圧縮気体供給源と、
前記流出路に接続され、前記チャンバに浸入した液体を回収するための液体回収容器と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような構成の可動軸機構においては、仮にチャンバの前方に位置するシール部材が劣化してシール能が低下し、このために第２軸に付着した液滴が流動してシール部材を通過してチャンバに到達したとしても、この液滴は、該チャンバを流通する圧縮気体に同伴されて液体回収容器に貯留される。これにより液滴がチャンバの後方のシール部材を通過することが回避されるので、可動軸機構を構成する各種の金属部材が腐食することを防止することができる。
【００１３】
しかも、液体回収容器に液体が貯留されるので、シール能が低下したことを検知することもできる。
【００１４】
なお、可動軸機構の第２軸は、進退動作及び回転動作の両動作を同時に行うものであってもよいし、進退動作又は回転動作のいずれかの動作を行った後に残余の回転動作又は進退動作を行うものであってもよい。あるいは、進退動作又は回転動作のいずれか一方のみを行うものであってもよい。進退動作及び回転動作の両動作を同時に行うものである場合には、ワークが迅速に搬送されるので、加工サイクルタイムが短縮するという利点がある。
【００１５】
可動軸機構には、さらに、流入路内に流入する圧縮気体の圧力を表示する第１圧力表示手段と、流出路から流出する圧縮気体の圧力を表示する第２圧力表示手段とを設けることが好ましい。これにより、シールが十分であるか否かを一層容易に判定することができるからである。
【００１６】
また、本発明は、軸方向に沿って延在する挿入孔が設けられた第１軸と、前記挿入孔に挿入されて進退動作又は回転動作の少なくともいずれか一方の動作を行う第２軸との間がシールされているか否かを判定するためのシール判定方法であって、
前記第１軸に、前記挿入孔に連通するチャンバと、前記チャンバに連通する流入路及び流出路とを設け、
前記チャンバの前記軸方向における前後で、前記第１軸と前記第２軸との間をシールし、
前記流入路から前記チャンバに圧縮気体を流入し、
前記チャンバに浸入した液体が、前記チャンバを経由して前記流出路から流出する前記圧縮気体に同伴して導出された場合に、前記第１軸と前記第２軸との間のシールが不十分であると判定することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、第１軸に設けられたチャンバに圧縮気体を流通させ、この圧縮気体に液体が同伴されるか否かによって、シール能が十分であるか否かを判定するようにしている。この場合、シール能が低下して液体がチャンバに到達しても、この液滴が最終的に液体回収容器に貯留されるので、シール能が低下したことを検知することが著しく容易となる。
【００１８】
さらに、流入路内に流入する圧縮気体の圧力と、流出路から流出する圧縮気体の圧力とを比較することが好ましい。液体回収容器に液滴が貯留されることに加えて、圧力差が生じていることを認識することによって、第１軸と第２軸との間のシールが不十分であることを一層容易に検知することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１軸の内部にチャンバを設け、このチャンバに圧縮気体を流通させるようにしている。このため、仮にチャンバの前方に位置するシール部材のシール能が低下し、液滴が該シール部材を通過してチャンバに到達した場合であっても、該液滴が圧縮気体に同伴されてチャンバの外部へ排出される。このため、液滴がチャンバの後方に位置するシール部材を通過することを回避することができるので、可動軸機構を構成する各種の金属製部材が腐食することを防止することができる。
【００２０】
また、液滴が液体回収容器に貯留されていることを認識することによって、シール部材のシール能が低下したことを容易に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るシール判定方法につきそれを実施するための可動軸機構との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る可動軸機構１０が組み込まれた把持搬送ロボット１２の要部概略斜視図である。すなわち、把持搬送ロボット１２は、第１軸１４及び第２軸１６を含む可動軸機構１０と、前記第２軸１６の先端部に取り付けられた把持機構１８とを有する。
【００２３】
把持搬送ロボット１２は、さらに、台座２０を有し、この台座２０の上端面略中央に設けられた挿入穴２２に挿入された前記第１軸１４は、台座２０の内部に設けられた図示しない軸支機構によって軸支されている。
【００２４】
第１軸１４は、軸本体２４と、該軸本体２４の図１における上端部に配置されたキャップ部材２６とを有し、図２に示すように、軸本体２４とキャップ部材２６とは、互いのねじ部２８、３０によって連結されている。軸本体２４とキャップ部材２６には、第２軸１６を挿入するための挿入孔３２が軸方向に沿って設けられている。なお、第１軸１４と第２軸１６の間には、若干のクリアランスが存在する。
【００２５】
キャップ部材２６において、挿入孔３２に臨む内周壁には、軸本体２４側から、第１シール部材挿入溝３４、環状チャンバ３６、第２シール部材挿入溝３８が設けられている。このうちの第１シール部材挿入溝３４に挿入された環状の第１シール部材４０には、内周側に第１環状分岐部４２と第２環状分岐部４４とが設けられており、これら第１環状分岐部４２及び第２環状分岐部４４は、互いに相反する方向に突出するように分岐している。すなわち、第１環状分岐部４２は第２軸１６の軸方向下方を向き、一方、第２環状分岐部４４は軸方向上方を向いている。
【００２６】
一方の第２シール部材挿入溝３８にも、第１シール部材４０と略同様の形状の第２シール部材４６が挿入されている。すなわち、第２シール部材４６も第１環状分岐部４８及び第２環状分岐部５０を有し、このうちの第２環状分岐部５０は、第１環状分岐部４８に比して若干大寸法に設定されている。
【００２７】
また、キャップ部材２６には、第１シール部材４０と第２シール部材４６とによって区画された前記環状チャンバ３６に連通するように、流入ポート５２及び流入路５４と、流出路５６及び流出ポート５８とが設けられている。流入ポート５２には管継手６０（図１参照）を介して供気管６２が接続され、一方、流出ポート５８には管継手６４を介して排気管６６が接続される。そして、供気管６２に図示しない圧縮エア供給源が接続されるとともに、排気管６６には回収容器６８（図２参照）が接続される。
【００２８】
さらに、供気管６２及び排気管６６には、第１圧力表示計７０、第２圧力表示計７２がそれぞれ介装される。第１圧力表示計７０は、供気管６２を流通する圧縮エアの圧力を表示し、第２圧力表示計７２は、排気管６６を流通する圧縮エアの圧力を表示する。
【００２９】
第１軸１４の挿入孔３２に挿入された第２軸１６は、図示しない変位機構の作用下に、挿入孔３２内を図１における上下方向（矢印Ｘ方向）に進退動作可能である。また、第２軸１６は、図示しない回動機構の作用下に矢印Ｙ方向に回転動作可能である。
【００３０】
第２軸１６における第１軸１４から突出した先端部に取り付けられた把持機構１８は、収容ケーシング７４と、一端部が該収容ケーシング７４から突出した第１爪７６及び第２爪７８とを有する。第１爪７６及び第２爪７８は、収容ケーシング７４に収容された図示しない爪開閉機構の作用下に、互いに接近又は離間自在である。換言すれば、爪開閉機構によって、第１爪７６と第２爪７８との間隔が制御される。なお、図１中、参照符号８０、８２は、緩衝部材を示す。
【００３１】
この場合、把持搬送ロボット１２が搬送するワークは、高周波熱処理が施される前又は施された後の図示しない等速ジョイント用外輪部材（以下、アウタ部材という）であり、該把持搬送ロボット１２が設置されたステーションには、図示しないアウタ部材載置台と、該アウタ部材載置台に載置されたアウタ部材に対して冷却水を散布するための図示しない冷却水噴出管とが把持機構１８の近傍に配置される。
【００３２】
本実施の形態に係るシール判定方法は、上記したように構成された把持搬送ロボット１２において、以下のようにして実施される。
【００３３】
先ず、前記圧縮エア供給源から圧縮エアを供給する。この圧縮エアは、供気管６２、流入ポート５２及び流入路５４を介して環状チャンバ３６に到達し、さらに、流出路５６、流出ポート５８及び排気管６６を介して回収容器６８内に排気される。これに伴い、供気管６２、ひいては流入路５４を流通する圧縮エアの圧力が第１圧力表示計７０に表示されるとともに、排気管６６、ひいては流出路５６を流通する圧縮エアの圧力が第２圧力表示計７２に表示される。
【００３４】
なお、圧縮エアの圧力は、０．２ｋｇｆ／ｃｍ2（約１９．６ｋＰａ）と比較的小さい値でも十分である。
【００３５】
上記のようにして圧縮エアがキャップ部材２６内部に流通される一方、高周波熱処理が施される前又は後のアウタ部材がアウタ部材載置台に載置される。そして、例えば、高周波熱処理が施された後のアウタ部材を搬送する場合、該アウタ部材を冷却するべく、前記冷却水噴出管から冷却水がアウタ部材に向けて散布される。この冷却水の一部は、把持搬送ロボット１２の把持機構１８や第２軸１６に付着して液滴となり、下方に位置する第１軸１４に向かって流動する。
【００３６】
把持機構１８は、前記爪開閉機構の作用下に第１爪７６及び第２爪７８を互いに接近させ、アウタ部材を把持する。その後、前記変位機構及び前記回動機構の作用下に、第２軸１６が矢印Ｘ方向に進退動作しながら矢印Ｙ方向に回転動作することによって螺旋状に回転動作し、アウタ部材を次のステーションまで搬送する。すなわち、本実施の形態において、可動軸機構１０は、進退動作及び回転動作の両動作を同時に行う複合動作機構であり、これにより、進退動作又は回転動作のいずれかの動作を行った後に残余の回転動作又は進退動作を行う可動軸機構に比してアウタ部材を迅速に搬送することができる。このため、加工サイクルタイムが短縮する。
【００３７】
この動作が終了すると、前記爪開閉機構の作用下に第１爪７６及び第２爪７８が互いに離間し、これによりアウタ部材が把持機構１８から解放される。
【００３８】
以上の動作の間、第１軸１４に向かって流動する液滴は、通常、該第１軸１４の内部に存在する第２シール部材４６によって堰止される。しかしながら、第２シール部材４６が経年変化等に起因して劣化し、このために、例えば、第２軸１６と第２シール部材４６との間に間隙が生じると、この間隙を介して液滴が環状チャンバ３６まで浸入する。
【００３９】
このような事態が生じても、本実施の形態においては、第２シール部材４６と第１シール部材４０との間の環状チャンバ３６に圧縮エアが流通されているので、液滴がこの圧縮エアに同伴され、流出路５６、流出ポート５８及び排気管６６を介して排出される。液滴は、最終的に、回収容器６８に貯留される。
【００４０】
すなわち、本実施の形態によれば、第２シール部材４６と第１シール部材４０との間の環状チャンバ３６に圧縮エアを流通させることにより、第１シール部材４０よりも下方に液滴が浸入することを防止することができる。従って、例えば、第２軸１６を回転動作可能とするためのベアリングや、前記変位機構、前記回動機構を構成する各種の金属製部材が腐食することを回避することができる。
【００４１】
また、液滴は、第２シール部材４６のシール能が僅かに低下した場合であっても環状チャンバ３６まで浸入し、回収容器６８に排出される。このため、作業者は、液滴が回収容器６８に貯留されることによって、第２シール部材４６のシール能が低下したことを容易に検知することができる。
【００４２】
さらに、第２シール部材４６のシール能が低下した際には、圧縮エアが第２シール部材４６を通過して挿入孔３２から把持搬送ロボット１２の外部へと流出する。従って、第２圧力表示計７２に表示される圧力は、第２圧力表示計７２に比して小さくなる。回収容器６８に冷却水が貯留されることに加え、第１圧力表示計７０と第２圧力表示計７２とで圧力差が生じていることを認識することにより、作業者は、第２シール部材４６のシール能が低下したことを一層容易に検知することができる。
【００４３】
第２シール部材４６のシール能が低下していると判定された場合、作業者は、第２シール部材４６を新品に交換すればよい。
【００４４】
なお、上記した実施の形態では、把持搬送ロボット１２に組み込まれた可動軸機構１０を例示して説明したが、特にこれに限定されるものではなく、軸同士の間にシールが必要な可動軸機であればよい。
【００４５】
また、液体は、加熱処理されたワークを冷却するための冷却水に限定されるものではなく何であってもよいし、液体散布機構も、主に可動軸機構１０に対して液体を散布するものであってもよい。圧縮気体も、圧縮エアに限定されるものではなく、圧縮窒素ガス等の別種のガスであってもよい。
【００４６】
さらに、本発明に係るシール判定方法は、可動軸機構１０を動作させている場合のみならず、停止している可動軸機構１０に対して行うようにしてもよい。
【００４７】
さらにまた、可動軸機構は、第２軸が進退動作及び回転動作の双方が同時に可能なものに特に限定されるものではなく、第２軸が進退動作又は回転動作のいずれかを行った後に残余の回転動作又は進退動作を行うものであってもよいし、第２軸が進退動作又は回転動作のいずれか一方のみを行うものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態に係る可動軸機構が組み込まれた把持搬送ロボットの要部概略斜視図である。
【図２】図１の可動軸機構の要部を示す要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…可動軸機構                    １２…把持搬送ロボット
１４、１６…軸                      １８…把持機構
２４…軸本体                        ２６…キャップ部材
３２…挿入孔                        ３４、３８…シール部材挿入溝
３６…環状チャンバ                  ４０、４６…シール部材
５２…流入ポート                    ５４…流入路
５６…流出路                        ５８…流出ポート
６２…供気管                        ６６…排気管
６８…回収容器                      ７０、７２…圧力表示計
７６、７８…爪
【図１】
2006132570.tif 000003
【図２】
2006132570.tif 000004