(57)【要約】【課題】スライダ３０が特定の範囲で移動と停止を繰り返し、同じ位置に頻繁に停止することがあったとしても、当該停止位置で塵埃がこびりつく等の不具合を防止する。【解決手段】略直方体形状の外殻を有する中空のケーシング１１の上面に配置されたスライダ３０と、前記ケーシング１１に設けられ、且つ前記ケーシング１１の上面に形成された開口部１７を介して前記スライダ３０を前記ケーシング１１の長手方向に往復移動させる駆動機構と、前記ケーシング１１の開口部１７を遮蔽するように前記スライダ３０を貫通する平板状のシャッタ４０と、前記スライダ３０の移動方向両側に設けられ、前記シャッタ４０の上面と非接触状態で前記シャッタ４０下面を吸引することにより、当該スライダ３０の両側での前記シャッタ４０の浮きを規制する一対の吸引手段３４とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体形状の外殻を有する中空のケーシングと、
このケーシングの上面に配置されたスライダと、
前記ケーシングに設けられ、前記スライダを前記ケーシングの長手方向に往復移動させる駆動機構と、
前記駆動機構と前記スライダとを連結するために前記ケーシングの上面に形成された開口部を遮蔽するように前記スライダを貫通する平板状のシャッタと、
前記スライダの移動方向両側に設けられ、前記シャッタの上面と非接触状態で前記シャッタの下面を吸引することにより、当該スライダの両側での前記シャッタの浮きを規制する一対の吸引手段と
を備えている
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項２】
請求項１記載の一軸ロボットにおいて、
前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、前記シャッタの下面を吸引する磁石である
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項３】
請求項２記載の一軸ロボットにおいて、
前記吸引手段は、所定の間隔を隔てて前記シャッタを吸引するものである
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項４】
請求項３記載の一軸ロボットにおいて、
前記磁石の両側に配置され、前記シャッタの下面を受ける補助ローラを備えている
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項５】
請求項１または２記載の一軸ロボットにおいて、
前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、低摩擦係数の摺接面を有する磁石である
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項６】
請求項１記載の一軸ロボットにおいて、
前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、磁化されたローラである
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項７】
請求項１記載の一軸ロボットにおいて、
前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、磁石を内蔵したローラである
ことを特徴とする一軸ロボット。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の一軸ロボットにおいて、
前記シャッタは磁性体で形成されており、前記一対の吸引手段の間に、シャッタの下面を受けるガイド部材を設け、このガイド部材のガイド面は、シャッタの下面を吸引する磁石を有している
ことを特徴とする一軸ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一軸ロボットに関し、特に、空気中の細かな塵埃等を嫌う精密部品の生産に好適なアクチュエータを構成する一軸ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体等、空気中の細かな塵埃等を嫌う精密部品の生産施設では、空気中の塵埃濃度を一定以下に管理するクリーンルームが設けられている。クリーンルーム内で使用される生産設備では、塵埃の流入や流出を防止する機構を備えた一軸ロボットが使用される。
【０００３】
一軸ロボットは、略直方体形状の外殻を有する中空のケーシングと、このケーシングの上面に配置されたスライダと、ケーシングに設けられ、スライダをケーシングの長手方向に往復移動させる駆動機構とを備えている。ケーシングの上面には開口部が形成されており、スライダは、開口部内に入り込んで駆動機構と連結されている。この開口部からの塵埃の流入や流出を阻止するために、ケーシングには、スライダを貫通してスライダの相対変位を許容しつつ開口部を遮蔽する平板状のシャッタが固定されている。
【０００４】
シャッタによる高いシール性を維持しつつ、シャッタとスライダとの滑らかな滑りを実現するために、例えば、特許文献１、特許文献２には、シャッタの上下面を挟み込む滑り部材（例えばローラ）をスライダに設けている構成が開示されている。この構成によれば、スライダが往復移動する際に、滑り部材が当該シャッタの上下面に接触し、シャッタは、開口部との隙間を可及的に塞いだ状態でスライダの移動を許容する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９７３０４号公報
【特許文献２】特開平２−９５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような一軸ロボットでは、ケーシング上でスライダが移動と停止を繰り返し、高い精度で同じ位置に頻繁に停止することも多い。そのため、スライダに滑り部材を設けて、当該スライダを貫通するシャッタの上下面をガイドしている構造では、使用を継続するにつれて、スライダの滑り部材が頻繁に停止する位置に塵埃等がこびりつくという問題があった。このような塵埃等は経時的に堆積するため、当該クリーンルームでの生産に支障を来すおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記不具合に鑑みてなされたものであり、長期間にわたって塵埃のこびりつき等を防止しつつ、スライダとシャッタとの滑らかな相対変位を許容し、シャッタによる高いシール性を維持することのできる一軸ロボットを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、略直方体形状の外殻を有する中空のケーシングと、このケーシングの上面に配置されたスライダと、前記ケーシングに設けられ、前記スライダを前記ケーシングの長手方向に往復移動させる駆動機構と、前記駆動機構と前記スライダとを連結するために前記ケーシングの上面に形成された開口部を遮蔽するように前記スライダを貫通する平板状のシャッタと、前記スライダの移動方向両側に設けられ、前記シャッタの上面と非接触状態で前記シャッタの下面を吸引することにより、当該スライダの両側での前記シャッタの浮きを規制する一対の吸引手段とを備えていることを特徴とする一軸ロボットである。この態様では、スライダに設けられた一対の吸引手段によって、スライダの移動方向両側に生じるシャッタの浮きが抑制される。この状態でスライダがケーシングの長手方向に沿って移動すると、このスライダに設けられた吸引手段と一体的に移動し、浮きが生じやすいスライダの両側でシャッタを吸引し、シール性を確保する。この際、吸引手段は、シャッタの上面と非接触状態でシャッタを吸引するので、シャッタの上面は、解放されたままの状態を維持している。従って、使用を継続し、スライダが頻繁に同じ位置での停止を繰り返しても、塵埃等がこびりつく恐れがなくなる。よって塵埃が堆積する恐れもない。
【０００９】
好ましい態様において、前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、前記シャッタの下面を吸引する磁石である。
【００１０】
好ましい態様において、前記吸引手段は、所定の間隔を隔てて前記シャッタを吸引するものである。この態様では、吸引手段とシャッタとの接触も回避できるので、磁石からの発塵を効果的に防止することができ、一層、塵埃が生じにくくなる。
【００１１】
好ましい態様において、前記磁石の両側に配置され、前記シャッタの下面を受ける補助ローラを備えている。この態様では、より精緻に磁石とシャッタとの対向間隔を維持することができ、所望のシール性をシャッタ上面が非接触状態で得ることができる。
【００１２】
好ましい態様において、前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、低摩擦係数の摺接面を有する磁石である。この態様では、シャッタを低摩擦係数の摺接面に摺接させながら、シャッタをケーシング側に引きつけて、開口部の隙間を塞ぐことができる。
【００１３】
好ましい態様において、前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、磁化されたローラである。この態様では、シャッタを吸引する磁性体がシャッタの下面と転がり接触することができるので、摩耗が少なくなり、耐久性が向上する。
【００１４】
好ましい態様において、前記シャッタは磁性体で形成されており、前記吸引手段は、磁石を内蔵したローラである。この態様においても、シャッタを吸引する磁性体がシャッタの下面と転がり接触することができるので、摩耗が少なくなり、耐久性が向上する。
【００１５】
好ましい態様においては、前記シャッタは磁性体で形成されており、前記一対の吸引手段の間に、シャッタの下面を受けるガイド部材を設け、このガイド部材のガイド面は、シャッタの下面を吸引する磁石を有している。この態様では、両吸引手段の間でシャッタをたるませて、その弛み部分を磁性体で吸引しながらガイドすることができるので、より高い気密性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、スライダに設けられた一対の吸引手段によって、スライダの移動方向両側に生じるシャッタの浮きを抑制することができ、しかも、吸引手段は、シャッタの上面と非接触状態でシャッタを吸引するので、シャッタの上面は、解放されたままの状態を維持することができるので、使用を継続し、スライダが頻繁に同じ位置での停止を繰り返しても、発塵や、塵埃のこびりつき等を防止しつつ、スライダとシャッタとの滑らかな相対変位を許容し、シャッタによる高いシール性を維持することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る一軸ロボットの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の一軸ロボットの要部を拡大して示す一部破断拡大斜視図である。
【図３】図１の一軸ロボットの要部を示す断面部分略図である。
【図４】本発明の変形例を示す一部破断拡大斜視図である。
【図５】図４の一軸ロボットの要部を拡大して示す一部破断拡大斜視図である。
【図６】図１、図４の一軸ロボットの要部を拡大して示す要部拡大断面略図である。
【図７】本発明のさらに別の変形例を示す要部拡大断面略図である。
【図８】本発明のさらに別の変形例を示す要部拡大断面略図である。
【図９】本発明のさらに別の変形例を示す要部拡大断面略図である。
【図１０】本発明のさらに別の変形例を示す要部拡大断面略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１９】
図１〜図３を参照して、本実施形態に係る一軸ロボット１０は、直方体のケーシング１１と、このケーシング１１に組み付けられたボールねじ機構２０とを備えている。
【００２０】
まず、ケーシング１１は、底板１２と、底板１２の両側に気密性を保持した状態で組み付けられた一対の側板１４と、底板１２及び各側板１４の一方の端部に固定される端板１５とを一体的に有する中空の金属製部材である。一方の側板１４には、一対の空気ノズル１６が設けられており、この空気ノズル１６から図略の負圧機構を用いて内部を吸引することにより、ケーシング１１内の除塵が図られている。側板１４は、それぞれ上部が内向き（ケーシング１１の幅方向）に屈曲して長手方向に延びる内向きフランジ１４ａを有しており、この内向きフランジ１４ａが幅方向一端側と他端側とでケーシング１１の長手方向に延びる開口部１７を形成している。この内向きフランジ１４ａの端部には長手方向に切り欠きが形成され、この切り欠き部分にゴム磁石からなるシャッタマグネット１４ｂが接着されている。
【００２１】
ボールねじ機構２０は、ケーシング１１に内蔵されたボールねじ２１と、ボールねじ２１に螺合するボールナット２２と、ボールねじ２１を回転駆動するように、ケーシング１１の他方の端部に取り付けられたサーボモータ２３とを備え、本実施形態において、駆動機構を構成している。ボールねじ２１は、複数の軸受２４（図３参照）によってケーシング１１内で回転自在に支持されている。ボールナット２２の上部は、開口部１７を介してケーシング１１の上部に突出し、スライダ３０の基体を構成している。なお、以下の説明では、ケーシング１１の長手方向において、サーボモータ２３が取り付けられている側を仮に前方とする。
【００２２】
スライダ３０は、スライダカバー３１によって被覆されている。スライダカバー３１は、全体が前後に長い直方体の中空体であり、ケーシング１１の内向きフランジ１４ａ上でスライダ３０と一体的に前後に往復移動可能に配置されている。
【００２３】
スライダ３０が挿通する開口部１７を遮蔽するために、内向きフランジ１４ａの上面には、シャッタ４０が設けられている。シャッタ４０の前後両端部は、内向きフランジ１４ａの前後両端部分に配置された取付プレート４１と内向きフランジ１４ａとの間に挟圧された状態で、ボルト４２によって固定されている。
【００２４】
シャッタ４０は、スライダ３０の外側ではシャッタマグネット１４ｂに吸引されて開口部１７を遮蔽している一方、スライダ３０の内側ではスライダ３０とスライダカバー３１との間に形成された隙間を挿通し、適度な張力で上方に湾曲している。図２及び図３に示すように、スライダカバー３１の側部には、スライダ３０の前後に対をなすローラ３３が設けられており、シャッタ４０の下面に転がり接触している。スライダ３０の前後両側でシャッタ４０の浮きを抑制するのに、図示の実施形態では、吸引手段としての一対の磁石３４が設けられている。磁石３４は、ボールナット２２に固定されたステー３５に固着されており、それぞれスライダ３０の前端と後端とに配置されて、開口部１７越しにシャッタ４０の下面に臨んでいる。
【００２５】
以上の構成では、ボールねじ機構２０のサーボモータ２３が図略のコントローラから指令を受けることにより、所定方向にボールねじ２１を回転させる。この回転力を受けて、ボールナット２２が前方又は後方に移動する。ボールナット２２によって構成されるスライダ３０は、スライダカバー３１との間でシャッタ４０を挟み込んだ状態で、ボールナット２２と一体的に前方又は後方に移動する。この際、スライダ３０の前後両側に配置された磁石３４は、それぞれスライダ３０の前後両側でシャッタ４０を吸引し、シール性を確保する。この結果、シャッタ４０は、前後の磁石３４の吸引力により、スライダ３０の前後両側のローラ３３に押し付けられるようにして、開口部１７側に付勢される。この状態が維持されたまま、各磁石３４は、スライダ３０と一体的に一体に移動する。この際、磁石３４は、シャッタ４０の上面と非接触状態でシャッタ４０を吸引するので、シャッタ４０の上面は、解放されたままの状態を維持している。従って、使用を継続していてもシャッタ４０の上面では接触物がないので、スライダ３０が長期間にわたって特定の範囲で移動と停止を繰り返し、同じ位置に頻繁に停止することがあったとしても、その特定の位置での発塵や、塵埃の付着を防止することができる。よって付着した塵埃が堆積するといった恐れもない。
【００２６】
以上説明したように本実施形態では、スライダ３０に設けられた一対の磁石３４によって、スライダ３０の移動方向両側に生じるシャッタ４０の浮きが抑制される。この状態でスライダ３０がケーシング１１の長手方向に沿って移動すると、このスライダ３０に設けられた磁石３４と一体的に移動し、浮きが生じやすいスライダ３０の両側でシャッタ４０を吸引し、シール性を確保する。この際、磁石３４は、シャッタ４０の上面と非接触状態でシャッタ４０を吸引するので、シャッタ４０の上面は、解放されたままの状態を維持している。従って、使用を継続していてもシャッタ４０の上面では接触物がないので、スライダ３０が長期間にわたって特定の範囲で移動と停止を繰り返し、同じ位置に頻繁に停止することがあったとしても、その停止位置での発塵や、塵埃の付着を防止することができる。よって付着した塵埃がケーシング１１の外側で堆積する恐れもない。
【００２７】
また、本実施形態では、一対の吸引手段は、それぞれ磁石３４で構成されている。このため本実施形態では、比較的廉価な構成で、所望の吸引力を発揮し、シャッタ４０をケーシング１１側に吸引することによって、開口部１７部分の気密性を確保することができる。
【００２８】
上述した実施の形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
【００２９】
例えば、図４及び図５を参照して、各図に示す変形例では、スライダ３０の上部に切欠３０ａを設け、この切欠３０ａにガイド部材５０を設けている。ガイド部材５０は、シャッタ４０の下面に滑らかに連続する湾曲面を有しており、その一部は、当該ガイド部材５０に嵌装された磁石５１によって構成されている。図４及び図５の構成では、磁石５１によって、シャッタ４０の途中部が吸引されるので、よりシャッタ４０がスライダ３０の全長にわたって開口部１７側に吸引されることになり、シール性を高めることが可能になる。
【００３０】
また、図６に示すように、吸引手段としての磁石３４とシャッタ４０との間に、僅かな隙間ｇを形成してもよい。このように磁石３４をシャッタ４０の下面とも非接触状態にすると、（特に磁石は一般的に脆い性質であるため）磁石３４とシャッタ４０が接触することにより磁石３４から発生する粉塵を防止できる。無論、材質等が許容する場合には、磁石３４とシャッタ４０とが、接触、或いは接触し得る状態であってもよい。
【００３１】
さらに、図７に示すように、各磁石３４のそれぞれ前後に補助ローラ３６を設け、これら補助ローラ３６で磁石３４とシャッタ４０との非接触状態を確実に維持するようにしてもよい。このようにすれば、より精緻に磁石３４とシャッタ４０との対向間隔を維持することができ、所望のシール性をシャッタ上面が非接触状態で得ることができる。
【００３２】
また、図８に示すように、磁石３４の上面に、フッ素樹脂等の低摩擦係数の摺接面を有するカバー３７を設けるか、磁石３４に同等の効果を有する樹脂コーティング等をおこなってもよい。このようにすれば、シャッタ４０をケーシング１１側に引きつけて、開口部１７の隙間を塞ぐことができる。
【００３３】
或いは、図９に示すように、吸引手段をローラ３８で構成してもよい。この場合、ローラ３８は、磁化された磁性ローラを用いる、或いは、内部に磁石を有する磁性体で構成されることが好ましい。このようにすると、シャッタ４０を吸引するローラ３８がシャッタ４０の下面と転がり接触することができるので、摩耗が少なくなり、耐久性が向上する。
【００３４】
さらに、図１０に示すように、各実施形態（変形例）において、シャッタ４０の前後に配置されたローラ３３を省略してもよい。また、スライダ３０の上面は、シャッタ４０と非接触に設定されていてもよい。
【００３５】
また、上述した本発明の実施の形態は軸回転駆動の一軸ロボットについて例示しているが、中空モータを用いたナット回転駆動や、リニアモータ駆動の一軸ロボット等にも適用できる。
【００３６】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３７】
１０  一軸ロボット
１１  ケーシング
１７  開口部
２０  ボールねじ機構（駆動機構の一例）
３０  スライダ
３４  磁石（吸引手段の一例）
３６  補助ローラ
３７  カバー
３８  ローラ
４０  シャッタ
４１  取付プレート
５０  ガイド部材
５１  磁石
【図１】
2011101925.tif 000003
【図２】
2011101925.tif 000004
【図３】
2011101925.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011101925.tif 000009
【図８】
2011101925.tif 000010
【図９】
2011101925.tif 000011
【図１０】
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