(57)【要約】【課題】  クリーンルームの中で産業オートメーション用グリッパを使用可能にする保護ケーシングの提供。【解決手段】  保護ケーシングは、２つ以上のあご部を有しクリーンルームでも用いることがきる産業オートメーション用グリッパのためのものである。ケーシングは、例えばロボットアームなどの外部アクチュエータに固定可能なベースと、ドームとを備える。ドームおよびベースは気密的に互いに固定されるとともに、グリッパを収容するためのチャンバを共に定める。ドームには、グリッパのあご部の場所に貫通スロットが設けられており、貫通スロットの端部は、対応するあご部に気密的に密着する。ドームは、あご部の動きに追従できるように少なくとも貫通スロットの箇所においては弾性変形可能である。  好ましくは、隙間に粒子やごみが溜まるのを制限または防止するために、ドームとベースは同一の平面をなすよう結合する。【選択図】図１
2015150684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のあご部（３１、３２）を有する、少なくとも１つの産業オートメーション用グリッパ（３）の保護ケーシング（２００）であって、前記保護ケーシング（２００）は、例えばロボットアームなどの外部アクチュエータに固定可能なベース（１）と、ドーム（２）と、を備えており、
前記ドーム（２）および前記ベース（１）は気密的に互いに固定されるとともに、少なくとも１つのグリッパ（３）を収容するためのチャンバ（２’）を共に定めており、
前記ドーム（２）には前記あご部（３１、３２）と同数の貫通スロット（２１、２２）が設けられており、前記貫通スロット（２１、２２）の端部は、前記ドーム（２）を通って延びる対応する前記あご部（３１、３２）に気密的に密着するよう構成されており、
前記ドーム（２）は、前記あご部（３１、３２）の動きに追従できるように、少なくとも前記貫通スロット（２１、２２）に隣接する箇所においては弾性変形可能である、
保護ケーシング（２００）。
【請求項２】
前記ドーム（２）は前記貫通スロット（２１、２２）以外に穴を有しない、請求項１に記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項３】
前記ドームは、シリコーン、ゴム、およびネオプレンから選択される材料で形成される、請求項１または請求項２に記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項４】
前記ドーム（２）は前記貫通スロット（２１、２２）の間に窪みまたは隆起として定められる１つ以上の折れ線（２３）を有し、前記グリッパ（３）の前記あご部（３１、３２）の接近または退避の動きに追従するために、前記ドーム（２）は前記折れ線においてそれぞれ湾曲および平坦化している、請求項１から３のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項５】
前記ベース（１）には周辺くびれ（６）が設けられており、前記ドーム（２）の下端（２４）は前記周辺くびれ（６）と気密的に結合する形状を有している、請求項１から４のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項６】
前記周辺くびれ（６）は前記ベース（１）の下部溝として定められ、前記ドーム（２）は実質的に９０°で突出した下端（２４）によって前記下部溝と係合して、外面がどこも前記ベース（１）と同一の平面をなすようにし、それによって、前記ベース（１）と前記ドーム（２）の間の前記周辺くびれ（６）において粒子が溜まるのを回避できる、請求項５に記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項７】
前記ベース（１）には、電気的および／または機械的接続（８）および／または外部アクチュエータの電気ケーブルまたは流体路のためのガイドが設けられている、請求項１から６のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項８】
それぞれのグリッパについて、前記ベース（１）に固定可能な適合要素（４）をさらに備え、前記結合要素（４）は対応するグリッパ（３）を交換可能に収容する、請求項１から７のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項９】
−  前記ベースと外部アクチュエータとの間に差し挟むことが可能なガスケット、
−  係合が外れることを回避するために、内部で前記周辺くびれ（６）を前記ドーム（２）に対して締め付ける、好ましくはネジ（７）である、手段、
のうちの１つ以上をさらに備える、請求項１から８のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項１０】
前記ドームが透明な材料で形成されているか、または前記ドームに透明な部位が設けられており、それによって、例えば発光表示器の状態などの、前記グリッパ（３）の状態を外部から確認することができる、請求項１から９のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）。
【請求項１１】
−  操作対象物品に圧力を一切加えない第１非動作位置すなわち解放位置と、移動中に加工物品を誤って離してしまわないように圧力を操作対象物品に加える動作位置すなわちグリップ位置との間で移動可能である２つ以上のあご部（３１、３２）を有する種類の、少なくとも１つの産業オートメーション用グリッパ（３）、および、
−  前記ベース（１）に結合される前記ドーム（２）によって定められるチャンバ（２’）の中に、各々のグリッパ（３）が収容されている、請求項１から１０のいずれか１つに記載の保護ケーシング（２００）、
を備える、組立品（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットグリッパの保護ケーシングに関し、特に、ロボットアームのグリッパを厳格なＧＭＰ規制に準拠したクリーンルームの中で使えるようにするために搭載される保護ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業オートメーション分野において物体を扱うロボットアームが利用されることはよく知られている。各々のロボットアームの端部には、２つ以上のあご部を有するクランピンググリッパが設けられている。さらに、グリッパにはあご部――すなわちクランプのことである――および、それに対応する駆動装置を収容するボディが設けられる。あご部は、操作対象物品に圧力を一切加えない第１非動作位置すなわち解放位置と、加工される物品の移動中にそれを誤って離してしまわないように十分な圧力を操作対象物品に加える動作位置すなわちクランプ位置との間で移動可能である。あご部の駆動装置には、電気式、空気式、油空圧式などの種類がある。
【０００３】
あご部の数およびそれらの動き方に応じて、グリッパには、平行、放射状、または交差状に配置された２つ、または３つ等のあご部が設けられる。
【０００４】
あご部のクランプ位置が、グリッパの長手軸に対して近接しているようなグリッパの種類もある。あご部自身の間に挿入された物品を外側からクランプするためである。この場合、あご部の解放位置は、グリッパの長手軸から遠くにある。
【０００５】
別の種類のグリッパでは、あご部のクランプ位置はグリッパの長手軸から遠くにある。あご部自身を取り囲むような物品を内側からクランプするためである。この場合、あご部の解放位置は、グリッパの長手軸に近接している。
【０００６】
産業オートメーション用グリッパの例は、本出願人によるイタリア出願ＢＳ２０１２Ａ００００９５号およびＢＳ２０１２Ａ０００１６２号に示されており、前者には３つのあご部を有するグリッパが、後者には２つの平行なあご部を有するグリッパがそれぞれ記載されている。
【０００７】
いわゆるクリーンルーム、すなわち、取り除かない限り空気中を浮遊したままになる汚染微粒子を取り除いた、制御された雰囲気を有する環境においても、グリッパを使用する必要があることを本出願人は知った。クリーンルームは主に化学および薬学の実験室を構築するために用いられる。
【０００８】
とりわけ、クリーンルームの製造者は、室内の器具、物体、および人員が空気を汚染しないようにする方策を採らなければならない。クリーンルームの分類は、所定の体積の空気（例えば、ヨーロッパでは１立方メートル）の中に存在する直径０．５μｍ以上の微粒子の数に基づいて行われる。計数は室内に設置された粒子カウンタによって行われる。計数される粒子が少なければ少ないほど、クリーンルームは清潔であり、その「品質クラス
」も良くなる。
【０００９】
ＩＳＯの規制では、品質クラスはＩＳＯ−１からＩＳＯ−９までの階級に従って分けられる。最も性能が良いのがＩＳＯ−１であり、最も性能が悪いのがＩＳＯ−９である。
【００１０】
薬学分野で用いられ、最も厳しい規制の１つと考えられているＧＭＰヨーロッパ規制では、クリーンルームの品質クラスはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのアルファベットで示される。最も性能が良いのがＡであり、最も性能が悪いのがＤである。例えば、Ａ品質のクリーンルームが用いられるとき、クリーンルームの中に存在することが許される直径０．５μｍ以上の粒子の最大数は３５２０個であり、かつ、クリーンルームの中に存在することが許される直径５μｍ以上の粒子の最大数は２０個である。
【００１１】
上記の見地から、クリーンルームの中ではロボットアームは、例えばその構成部品の磨耗などに起因して当該アームの中に入っている粒子が空気中に拡散するのを防ぐために、フィルムで密閉されるか、あるいは堅いカバーの中に閉じ込められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、クリーンルームの中で、産業オートメーションに用いられる従来のグリッパをも使用することを可能にする保護ケーシングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、本発明は、２つ以上のあご部を有する産業オートメーション用グリッパのための請求項１に係る保護ケーシングに関する。
【００１４】
とりわけ、保護ケーシングは、例えばロボットアームなどの外部アクチュエータに固定可能なベースと、ドームと、を備えている。ドームおよびベースは、互いに気密的に固定されるとともに、１つのグリッパ、または、複数存在するときは複数のグリッパを収容するためのチャンバを共に定めている。換言すれば、ドームがベースに固定されているときは、それらが定める内部空間は、１つまたはより多くのグリッパを交換可能な態様で収容するので、グリッパを取り替えることができる。グリッパの構成部品の機械的磨耗に起因する汚染粒子が流出し、それによって例えばクリーンルームのような周囲環境を汚染するような事態は、ベースとドームの間の結合の気密シールにより防止される。
【００１５】
ドームが閉じており、すなわち穴を有しないことは明らかであるが、単数または複数のグリッパのあご部と同数の貫通スロットはその例外である。貫通スロットの端部は、対応するあご部に気密的に密着するように構成されている。つまり、もしあご部が円形であれば、スロットもまた円形にされる。概して、スロットはあご部と相補的な形状、または、気密的に密着するための部位を有する。
【００１６】
したがって、あご部だけがドームを通過し、あるいはより正確には、あご部の一部が通過し、そこにクランプ指状部、あるいは、取り扱われる物体をつかむ他の要素が設置される。
【００１７】
公知技術欄で説明したように、あご部はクランプ位置と解放位置の間を移動可能であり、ドームは、このあご部の動きに追従できるように、少なくとも貫通スロットの部位において弾性変形可能である。
【００１８】
本発明に係る保護ケーシングは、ほとんどの現存するグリッパ――通常は標準化された正確なサイズを有している――に変更を加えることなく使用可能である。したがって、保護ケーシングは、現存するグリッパの改良としても用いることができる。
【００１９】
ここで記載する保護ケーシングを用いれば、化学および薬学の実験室のクリーンルームまたは食品産業におけるある種の環境のような、保護用雰囲気を有する環境の中でもグリッパを使用できるようになるという利点がある。
【００２０】
実際面で保護ケーシングは、ドームとベースで定められる空間内への粒子および微粒子の侵入や、当該空間からのそれらの流出に対する防壁となる。実験室試験では、保護ケーシングを用いることにより、クリーンルーム内で従来のグリッパを使用した場合であっても、少ない数値のＩＳＯ規制および最も厳格なヨーロッパＧＭＰ規制を満足できた。
【００２１】
グリッパは、２つ以上のあご部を有し、かつ、電気式、空気式、油空圧式、磁気式などのアクチュエータを有する従来の種類のものであってよいことを、当業者は容易に理解するであろう。この見地から、ケーシングは、グリッパの密閉を必要とする用途向けの付属品としてグリッパとは別個に販売されてもよい。また、複数のグリッパがドームの内部に収容されてもよい。
【００２２】
ドームは弾性的および／または柔軟な材料で形成されることが好ましい。目的にかなう材料は、例えば、シリコーンやネオプレンである。もちろん、用途および立法者によって定められた法規に従って、例えばゴムなどの他の材料を用いてもよい。
【００２３】
他の実施形態は、とりわけセンサおよび発光表示器を具備するグリッパを用いる場合に役立つ。ここでは、ドームが透明な材料で形成されており、作業者はこれらの表示器をドーム越しに見ることができる。代替的に、例えばドーム他の部分と一緒に成形された透明素材の窓のような、透明な部位がドームに設けられてもよく、この場合にはドームは光沢がなくくすんだ素材であってよい。
【００２４】
好ましくは、ドームは、貫通スロットの間の中間部分に１つまたはそれ以上の調整された変形部分を有する。この部分は折れ線またはリブなどと呼ばれ、窪みまたは隆起として構成される。それぞれのグリッパのあご部の接近または退避の往復運動に追従するために、ドームは折れ線においてそれぞれ湾曲および平坦化している。実際面では、窪みまたは隆起がドームの局所的弾性変形を促すので、あご部は移動中に抵抗を受けない。
【００２５】
好ましくは、ベースには周辺くびれが設けられており、ドームの下端は周辺くびれと気密的に結合する形状を有している。
【００２６】
他の実施形態では、周辺くびれはベースの下部溝として規制され、ドームは実質的に９０°で内側に突出した自身の下端によって下部溝と係合する。この構成によれば、ドームは外面において、どこもベースと同一の平面をなす。この方策により、隙間に粒子やごみが溜まるのを回避できる。
【００２７】
好ましくは、ベースには、電気的および／または機械的接続および／または外部アクチュエータの電気ケーブルまたは作動流体路のためのガイドが設けられる。使用中に、グリッパがロボットアーム上に組み立てられてケーシングで覆われるとき、これらのインターフェイスが内側にあって空気に触れないことは明白である。
【００２８】
好ましくは、保護ケーシングは、ベースに固定可能な適合要素をさらに備える。結合要素はグリッパを交換可能に収容し、その取り替えを迅速に行うことができるようにする。
【００２９】
好ましくは、ガスケットをベースと外部アクチュエータとの間に差し挟むことが可能である。
【００３０】
好ましくは、ベースの周辺くびれがわずかに変形可能であり、保護ケーシングは、外れることを防ぐためにくびれをドームに対してクランプする手段を備え、当該手段は例えばベースを通過して留まるネジである。
【００３１】
本発明の別の課題は、２つ以上のあご部を有する少なくとも１つグリッパ、および、対応する保護ケーシングを備える組立品を提供することである。当該組立品は、クリーンルームの中で使用可能であるとともに、対象に課せられるさらに厳格な規制にも準拠できるものである。
【００３２】
したがって、本発明の第２観点は、２つ以上のあご部を有する種類の少なくとも１つの産業オートメーション用グリッパ、および、上述した種類の保護ケーシングを備える、請求項１１に係る組立品に関する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明のさらなる特徴および利点は、好ましいが限定の意図を含まない実施形態についてこれから行う説明と、図示のみを目的としており限定の意図を含まない以下の添付図面とを考察することにより明らかとなろう。
【図１】本発明に係るグリッパと保護ケーシングとを備える組立品の分解図である。
【図２】図１に示した組立品の一部の切欠斜視図である。
【図３】図１に示した組立品の一部の切欠斜視図である。
【図４】図１に示した組立品の一部の切欠斜視図である。
【図５】本発明の変形例に係る、６つのあご部を有するグリッパの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１〜図４は、例えばデンソー社の薬学分野向けアーム製品ＶＳ−０５０シリーズのような、ロボットアーム（図示せず）のサポート５に結合可能な本発明に係る組立品１００を示す。
【００３５】
基本的に、組立品１００は、本発明に係る保護ケーシング２００と、グリッパ３とを備える。ケーシング２００は、順に、サポート５に固定されるベース１と、ベース１に取り付けられるドーム２を備える。これらの図に示される実施形態では、ドーム２は、円形の基底と長円形の頂部を持つフードの形状を有している。
【００３６】
ドーム２の形状が、組立品の設計用途上の必要性にあわせて図示したものより変更できることは、当業者には理解されよう。
【００３７】
ドーム２の中の空間、すなわち、ドーム２とベース１で定められる閉空間２’の中には、産業オートメーションに通常用いられる種類のグリッパ３が設置されている。これらの図に示されているグリッパ３は、クランプ位置と解放位置の間をＸ方向に交互に動く２つのあご部３１、３２を有する。しかし、あご部の数はこれより多くともよく、例えば３つや４つなどであってよい。要求される用途のために特化したクランプ要素、たとえば機械的指状部やパッドなどが、あご部３１、３２に固定されうる。
【００３８】
本発明の目的に関しては、クランプ位置と解放位置の間であご部３１、３２を動かすために用いられるアクチュエータの種類は重要ではない。グリッパ３のボディの内部に設けられるアクチュエータは、電気式、空気式、などであってよい。
【００３９】
グリッパ３のあご部３１、３２は、これらのあご部にきつく密着する対応する貫通スロット２１、２２によって、ドーム２の外へ出る。好ましくは、貫通スロット２１、２２は円形であり、これによって、あご部３１、３２の対応する円形部分における気密シールが最適化される。気密シールは、ドーム材料があご部３１、３２に対して加える圧力によって確実なものとなる。
【００４０】
ドーム２は、例えばゴム、ネオプレン、シリコーンなどの弾性材料で形成されている。使用される材料が何であれ、ドーム２は、抗力にあらがって壊れたり割れたりすることなく、あご部３１、３２の動きに追従して弾性変形し、それによってベース１やあご部３１、３２に気密的に密着できるものでなければならない。
【００４１】
警告灯や動作表示器を具備するグリッパ３が使用される用途では、作業者が警告灯の状態をチェックできるように、ドーム２が透明であることであることが好ましい。さもなければ、ドーム２の外側から警告灯が見えなくなる。あるいは、ドーム２が光沢のないくすんだ素材で作られながらも、例えばドーム２と一緒に成形された、透明素材の窓を有していてもいい。
【００４２】
ドーム２をベース１に結合させるには、ベース１に設けられた周辺くびれ６にドーム２の下端２４を係合させればよい。例えば、ベース１が金属や硬いプラスチックのような剛性材料で形成されている実施形態では、くびれ６は下部溝として形成されているとともに、ドーム２の下端２４はドーム２自身の側壁から片持ち梁状に突出しており、その下端２４の部分がくびれ６に挿入される。
【００４３】
下端２４を周辺くびれ６の中へ挿入すると、どのような場合でもドーム２の外表面がベース１の外表面と同一平面をなすような結合がなされるので、クリーンルームの中や保護用雰囲気を有する環境の中で存在することが許容されない粒子やごみが溜まるような隙間はできない。
【００４４】
特に図４において、ドーム２の下端２４がベース１の周辺くびれ６に挿入されている様子が明示されている。ここでは、ドーム２の外側はベース１と同一平面をなしている。好ましくは、複数のネジ７がベース１をロボットアームのサポート５に留めており、同時に、くびれ６をくびれ６の下端２４に対して締めつけている。それにより、これらの図で示される位置に下端がロックされ、ベース１から誤ってドーム２が外れるのを防いでいるが、部品交換のために手作業で取り外すことはできる。
【００４５】
ドーム２には、少なくとも折れ線２３が設けられている。折れ線２３は、あご部の離間方向Ｘに実質的に直交する方向に延びる窪みまたは隆起である。ドーム２の材料に別の折り目を新たに設けなくとも、ドームは、あご部３１、３２の接近および退避の動きに追従して、折れ線２３において容易に変形する。
【００４６】
組立品は、図示されるように、ベースに対して固定可能な適合要素４を備え、それがグリッパ３を直接支持することによってグリッパ３の交換が容易になるのが好ましい。
【００４７】
電気接続８、および／または、圧縮空気などの作動流体を供給するためのケーブルや線のためのガイドが、ベース１を通って延びている。
【００４８】
ベース１とロボットアームのサポート５の間には、気密シールを確実にするためのガスケット９が差し挟まれることが好ましい。
【００４９】
図５は、本発明に係る組立品の実施形態１００’を示す。ここに設けられている６つのあご部は、図示されている３つのグリッパ３のそれぞれに対して２個のあご部からなる対を構成していることが明らかである。この実施形態では、各々のグリッパ３には、グリッパ３の交換を容易にするためにグリッパ３を直接支持するような、ベースに固定可能な適合要素４がそれぞれ設けられている点に注意されたい。換言すれば、３つの適合要素４は分離された別個のものであるので、必要に応じて１つのグリッパ３のみを交換することができる。
【図１】
2015150684.tif 000003
【図２】
2015150684.tif 000004
【図３】
2015150684.tif 000005
【図４】
2015150684.tif 000006
【図５】
2015150684.tif 000007