工业用机器人的制作方法
【专利摘要】本申请提供一种工业用机器人，该机器人即使在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况下，也能够抑制轴承的磨损、损伤以及臂的变形。该工业用机器人例如具有在作为臂与主体部(7)的连接部的关节部(20)中支承臂的轴承(59)。在关节部(20)中，臂具有朝向主体部(7)突出的第一凸部(48)，主体部(7)具有第一容纳部(49)，其形成有容纳第一凸部(48)的第一凹部。第一凸部(48)以及第一容纳部(49)由热传导率比轴承(59)高的材料形成，在第一凹部中，配置有热传导率比轴承(59)高的半固体状的热传导性物质。并且，主体部(7)具有：散热部(51)，其由热传导率比轴承(59)高的材料形成且配置在大气中；以及连接部(50)，其由热传导率比轴承(59)高的材料形成且连接第一容纳部(49)与散热部(51)。
【专利说明】工业用机器人
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种搬运指定搬运对象的工业用机器人。
【背景技术】
[0002]以往已知一种搬运液晶显示器用玻璃基板的工业用机器人(例如，参照专利文献I)。专利文献I中所记载的工业用机器人包括:手部，其装载玻璃基板；臂，手部以能够旋转的方式与其前端侧连接；以及主体部，臂的基端侧以能够旋转的方式与其连接。臂由第一臂部和第二臂部构成，第一臂部的基端侧以能够旋转的方式连接到主体部，第二臂部的基端侧以能够旋转的方式连接到第一臂部的前端侧。在作为主体部与第一臂部的连接部的关节部配置有将第一臂部支承为能够旋转的球轴承或滚子轴承等滚动轴承，在作为第一臂部与第二臂部的连接部的关节部配置有将第二臂部支承为能够旋转的滚动轴承。配置于关节部的滚动轴承具有球或滚子等滚动体和与滚动体点接触或线接触的内圈以及外圈。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2010-23195号公报发明概要
[0006]发明所要解决的技术问题
[0007]近年来，由于利用工业用机器人搬运的玻璃基板不断地大型化，且在搬运时玻璃基板的温度变高，因此被搬运的玻璃基板所带有的热量增大。通过热辐射或经由手部的热传导而从玻璃基板向臂传递高热，当配置于关节部的轴承(滚动轴承)受到高热时，会导致被淬火处理的轴承的硬度降低，或因轴承内的油脂的粘度降低而导致油膜中断的问题，因此容易导致轴承磨损、损伤的问题。另外，当臂受到从玻璃基板传递而来的高热时，会导致臂产生较大变形，其结果是降低了玻璃基板的搬运精度。
[0008]如果是在大气中搬运玻璃基板的工业用机器人的情况，则从玻璃基板传递到臂的热量能够在关节部利用热辐射传递到主体部，并能够利用轴承的内圈以及外圈与滚动体之间的热传导传递到主体部，除此之外还能够利用空气的热传导传递到主体部。因此，即使内圈以及外圈与滚动体点接触或线接触，内圈以及外圈与滚动体之间的接触面积较小，也能够借助关节部从臂将热量释放到主体部。因此，如果是在大气中搬运玻璃基板的工业用机器人的情况，则不易因从玻璃基板传递到臂的热量的影响，而导致轴承过度磨损、损伤或臂产生较大变形的问题。
[0009]然而，如果是在真空中搬运玻璃基板的工业用机器人的情况，则从玻璃基板传递到工业用机器人的热量虽然能够在关节部利用热辐射而传递到主体部，并能够利用接触面积较小的内圈以及外圈与滚动体之间的热传导传递到主体部，但无法利用空气的热传导传递到主体部。因此，如果是在真空中搬运玻璃基板的工业用机器人的情况，则不易通过关节部使热量从臂释放到主体部，其结果是，容易因从玻璃基板传递到臂的热量的影响，而导致轴承过度磨损、损伤或臂产生较大变形的问题。
[0010]因此，本发明的技术问题在于提供一种工业用机器人:即使是在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够抑制因受到热量的影响而导致轴承的磨损、损伤以及臂的变形。
[0011 ] 解决技术问题所采用的技术方案
[0012]为解决上述技术问题，本发明的工业用机器人是在真空中搬运搬运对象的工业用机器人，其特征在于，具有:手部，其装载搬运对象；臂，其前端侧与手部连接；主体部，臂的基端侧以能够旋转的方式与其连接；以及第一轴承，其在作为臂与主体部的连接部的第一关节部将臂支承为能够旋转，臂和主体部中的一方在第一关节部具有朝向臂和主体部中的另一方突出的第一凸部，壁和主体部中的另一方在第一关节部具有第一容纳部，所述第一容纳部形成有容纳第一凸部的第一凹部，第一凸部以及第一容纳部由热传导率比第一轴承高的材料形成，在第一凹部中配置有热传导率比第一轴承高的液状、半固状或凝胶状的第一热传导性物质，主体部具有:散热部，其由热传导率比第一轴承高的材料形成，且配置于大气中散发热量；以及连接部，其由热传导率比第一轴承部高的材料形成，且连接主体部所具有的第一容纳部或第一凸部与散热部。
[0013]在本发明的工业用机器人中，臂和主体部中的一方在作为臂与主体部的连接部的第一关节部具有第一凸部，臂和主体部中的另一方在第一关节部具有第一容纳部，所述第一容纳部形成有容纳第一凸部的第一凹部。另外，第一凸部以及第一容纳部由热传导率比第一轴承高的材料形成，在第一凹部中配置有热传导率比第一轴承高的液状、半固体状或凝胶状的第一热传导性物质。因此，在本发明中，即使是工业用机器人在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够将从搬运对象传递到臂的热量在第一关节部中利用热辐射传递到主体部，并利用第一轴承的热传导传递到主体部，除此之外还可利用第一凸部、第一热传导性物质以及第一容纳部的热传导高效地传递到主体部。因此，在本发明中，能够将从搬运对象传递到臂的热量高效地从臂释放到主体部。
[0014]并且，在本发明中，由于主体部具有:散热部,其由热传导率比第一轴承高的材料形成，且配置在大气中散发热量；连接部，其由热传导率比第一轴承高的材料形成，且连接主体部所具有的第一容纳部或第一凸部与散热部，因此能够将从臂传递到主体部的热量利用连接部的热传导高效地释放到散热部，并能够从散热部将热量高效地散发到大气中。如此，在本发明中，即使是工业用机器人在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够将从搬运对象传递到臂的热量高效地释放到散热部，再从散热部散发。因此，在本发明的工业用机器人中，即使是在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够抑制因热量的影响而导致的第一轴承的磨损、损伤以及臂的变形。
[0015]在本发明中，优选臂具有:第一臂部，其基端侧以能够旋转的方式与主体部连接；以及第二臂部，其基端侧以能够旋转的方式与第一臂部的前端侧连接，在作为第一臂部与第二臂部之间的连接部的第二关节部配置有将第二臂部支承为能够旋转的第二轴承，第一臂部和第二臂部中的一方在第二关节部具有朝向第一臂部和第二臂部中的另一方突出的第二凸部，第一臂部和第二臂部中的另一方在第二关节部具有第二容纳部，该第二容纳部形成有容纳第二凸部的第二凹部，第二凸部以及第二容纳部由热传导率比第二轴承高的材料形成，在第二凹部中配置有热传导率比第二轴承高的液状、半固体状或凝胶状的第二热传导性物质。
[0016]如果像这样构成，则即使是工业用机器人在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够将从搬运对象传递到第二臂部的热量在第二关节部利用热辐射而传递到第一臂部，并利用第二轴承的热传导传递到第一臂部，除此之外还可利用第二凸部、第二热传导性物质以及第二容纳部的热传导高效地传递到第一臂部。因此，能够将从搬运对象传递到第二臂部的热量通过第一臂部高效地释放到主体部。其结果是，即使是工业用机器人在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够抑制因热量的影响而导致第二轴承的磨损、损伤以及第二臂部的变形。
[0017]在本发明中，手部例如以能够旋转的方式与第二臂部的前端侧连接。并且，在本实施方式中，例如，第一凸部形成于臂，且呈大致圆筒状，第一凹部形成于主体部，且呈大致圆环状。并且，在本发明中，第二凸部形成于第二臂部，且呈大致圆柱状，第二容纳部形成于第一臂部，且呈大致有底圆筒状。
[0018]在本发明中，优选第一热传导性物质为油脂。如果像这样构成，则在臂相对于主体部旋转时，即使第一凸部的侧面等与第一凹部的侧面等接触，也能够防止对臂相对于主体部的旋转造成阻碍。另外，在臂相对于主体部旋转时，即使第一凸部的侧面等与第一凹部的侧面等接触，也能够抑制第一凸部以及第一凹部的磨损、损伤。
[0019]在本发明中，优选第二热传导性物质为油脂。如果像这样构成，则在第二臂部相对于第一臂部旋转时，即使第二凸部的侧面等与第二凹部的侧面等接触，也能够防止对第二臂部相对于第一臂部的旋转造成阻碍。另外，在第二臂部相对于第一臂部旋转时，即使第二凸部的侧面等与第二凹部的侧面等接触，也能够抑制第二凸部以及第二凹部的磨损、损伤。
[0020]在本发明中，优选主体部具有散热机构，该散热机构配置在大气中并散发散热部的热量。在这种情况下，散热机构例如具有:多个散热用散热片，所述多个散热用散热片形成或固定于散热部；以及送风机，其向散热片输送空气。如果像这样构成，则能够通过散热机构高效地散发散热部的热量。
[0021]在本发明中，优选工业用机器人在第一关节部具有磁流体密封部，该磁流体密封部具有防止空气流入真空区域的磁流体密封件和第一轴承，第一容纳部呈大致筒状，并在第一容纳部的内周侧保持磁流体密封部。如果像这样构成，则能够将从搬运对象或臂传递到磁流体密封部的热量利用第一容纳部以及连接部的热传导等高效地释放到散热部。因此，能够防止因热量的影响而导致磁流体密封部的损伤。
[0022]在本发明中，优选工业用机器人在第一关节部具有磁流体密封部，其具有防止空气流入真空区域的磁流体密封件和第一轴承，且工业用机器人具有冷却机构，其冷却磁流体密封部。在这种情况下，冷却机构例如具有:冷却用空气的流路，其形成于磁流体密封部；以及供给机构，其向流路提供冷却用空气。如果像这样构成，则能够防止因热量的影响而导致磁流体密封部的损伤。
[0023]在本发明中，工业用机器人例如具有使主体部升降的升降机构，且在散热部安装有升降机构的一部分。在这种情况下，能够利用散热部作为用于安装升降机构的一部分的部件。因此，与在工业用机器人中另外设置用于安装升降机构的一部分的部件的情况相比，能够简化工业用机器人的结构。
[0024]在本发明中，搬运对象例如为液晶显示器用的玻璃基板。如上文所述，近年来利用工业用机器人搬运的玻璃基板带有的热量不断增大，但是在本发明中，即使在真空中搬运的玻璃基板带有的热量较大，也能够抑制因热量的影响而导致第一轴承磨损、损伤以及臂变形的问题。
[0025]发明效果
[0026]如上文所述，在本发明的工业机器人中，即使是在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够抑制因热量的影响而导致轴承磨损、损伤以及臂变形的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的实施方式所涉及的工业用机器人的俯视图。
[0028]图2为表示从图1⑶的E-E方向观察工业用机器人的侧视图。
[0029]图3为用于说明图1所示的工业用机器人的简要结构的剖视图。
[0030]图4为图3的F部的放大图。
[0031]图5为图3的G部的放大图。
[0032]图6为图3的H部的放大图。
[0033]图7为图6的J部的放大图。
[0034]图8为图6的K部的放大图。
[0035]图9为表示从图6的L-L方向观察主体部的下端侧以及升降机构的下端侧的简要结构的俯视图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0037]工业用机器人的简要结构
[0038]图1为本发明的实施方式所涉及的工业用机器人I的俯视图。图2为表示从图1(B)的E-E方向观察工业用机器人I的侧视图。图3为用于说明图1所示的工业用机器人I的简要结构的剖视图。
[0039]本实施方式的工业用机器人I (以下称为“机器人I”)为用于搬运作为搬运对象的液晶显示器用的玻璃基板2 (以下称为“基板2”)的机器人。本实施方式的机器人I为特别适于搬运大型基板2的大型机器人，例如搬运一边的边长为2.5m左右的矩形的基板2。并且，机器人I为适于搬运温度较高的基板2的机器人，例如搬运500°C左右的基板2。并且，机器人I在真空中搬运基板2。
[0040]如图1至图3所示，机器人I具有:两个手部3、4，所述两个手部3、4装载基板2 ；臂5，手部3以能够旋转的方式与所述臂5的前端侧连接；臂6，手部4以能够旋转的方式与所述臂6的前端侧连接；主体部7，臂5、6的基端侧以能够旋转的方式与所述主体部7连接；以及升降机构，其使主体部7升降。手部3、4具有装载基板2的多个叉子11。主体部7以及升降机构8被容纳在大致有底圆筒状的壳体中，所述大致有底圆筒状的壳体由呈大致圆板状的底板12和呈大致圆筒状的壳体13构成。在壳体13的上端固定有呈圆板状的凸缘14。在凸缘14中形成有贯通孔，所述贯通孔配置有主体部7的上端侧部分。
[0041]手部3、4以及臂5、6配置在主体部7的上侧。并且，手部3、4以及臂5、6配置于凸缘14的上侧。机器人I如上文所述，为用于在真空中搬运基板2的机器人，如图2所示，机器人I的比凸缘14的下端面靠上侧的部分配置在真空区域VR中(真空中)。另一方面，机器人I的比凸缘14的下端面靠下侧的部分配置在大气区域AR中(大气中)。
[0042]臂5由第一臂部16和第二臂部17构成。并且，臂6由与臂5共用的第一臂部16和第二臂部18构成。第一臂部16呈双叉状。具体地说，第一臂部16呈大致V形状。第一臂部16以及第二臂部17、18呈空心状。并且，第一臂部16以及第二臂部17、18由铝合金形成。
[0043]第一臂部16的基端侧以能够旋转的方式与主体部7连接。第二臂部17以能够旋转的方式与呈双叉状的第一臂部16的一个前端侧连接，第二臂部18以能够旋转的方式与第一臂部16的另一个前端侧连接。手部3以能够旋转的方式与第二臂部17的前端侧连接，手部4以能够旋转的方式与第二臂部18的前端侧连接。臂5、6与主体部7之间的连接部(即第一臂部16与主体部7的连接部)作为第一关节部20。第一臂部16与第二臂部17之间的连接部作为第二关节部21，第一臂部16与第二臂部18之间的连接部作为第二关节部22。
[0044]在本实施方式中，如图2所示，从水平方向观察时，第二臂部17、18配置在比第一臂部16靠上侧的位置。并且，第二臂部18配置在比第二臂部17靠上侧的位置。并且，从水平方向观察时，手部3、4配置于第二臂部17与第二臂部18之间。具体地说，手部3与第二臂部17的上表面侧连接，手部4与第二臂部18的下表面侧连接，从水平方向观察时，手部4配置在手部3的上侧。另外，当臂5、6收缩时，从上侧观察机器人I的话，如图1 (B)所示，手部3与手部4重叠。
[0045]第二关节部的结构
[0046]图4为图3的F部的放大图。图5为图3的G部的放大图。
[0047]在第二关节部21配置有将第二臂部17支承为能够旋转的作为第二轴承的轴承23。并且，在第二关节部21中，带轮24配置在第一臂部16的内部，带轮25配置在第二臂部17的内部。第二臂部17在第二关节部21具有朝向第一臂部16(即朝向下侧)突出的作为第二凸部的轴部件26。第一臂部16在第二关节部21具有容纳轴部件26的作为第二容纳部的筒部件27。
[0048]轴承23为滚动轴承，且具有外圈和内圈。轴承23的外圈的外周面固定于呈大致圆筒状的筒部件76的内周面。轴承23的内圈的内周面固定于呈大致圆筒状的筒部件77的外周面。在本实施方式中，四个轴承23配置在第二关节部21，四个轴承23中的两个轴承23配置在筒部件76、77的上端侧，余下的两个轴承23配置在筒部件76、77的下端侧。轴承23以及筒部件76、77由铁系的金属形成。具体地说，轴承23以及筒部件76、77由不锈钢形成。筒部件76的上端固定在第二臂部17的基端侧。筒部件77的下端固定在第一臂部16的前端侧。
[0049]带轮24固定在筒部件76的下端侧。在第一关节部20中，传送带28被架设于配置在第一臂部16的内部的后文所述的带轮46与带轮24。
[0050]带轮25固定在筒部件77的上端。在手部3与第二臂部17间的连接部中，传送带30被架设于配置在第二臂部17的内部的带轮29 (参照图3)与带轮25。带轮29固定在手部3的基端侧。并且，在第二臂部17的前端侧的内部固定有固定轴31 (参照图3)，带轮29借助轴承被固定轴31支承为能够旋转。[0051]轴部件26呈带有台阶的大致圆柱状。并且，轴部件26由热传导率比轴承23高的材料形成。具体地说，轴部件26由铝合金形成。轴部件26的上端侧固定在第二臂部17的主体的基端侧。轴部件26以其轴中心与轴承23的轴中心大致一致的方式配置，在轴部件26的上端侧部分的外周侧配置有带轮25。轴部件26的下端侧进入到第一臂部16的前端侧的内部。
[0052]筒部件27呈具有底部27a和筒部27b的大致有底圆筒状。并且，筒部件27由热传导率比轴承23高的材料形成。具体地说，筒部件27由铝合金形成。底部27a固定在第一臂部16的主体的前端侧。筒部件27以其轴中心与轴承23的轴中心大致一致的方式配置在筒部件77的内周侧。
[0053]在筒部件27的内周侧(即筒部27b的内周侧)容纳有轴部件26的下端侧。在筒部27b的内周面的上端侧安装有轴承32。轴承32将轴部件26的下端侧支承为能够旋转。筒部27b的内径比所容纳的轴部件26的下端侧的外径稍大，在筒部27b的内周面与轴部件26的下端侧的外周面之间形成有微小的间隙。例如，在筒部27b的内周面与轴部件26的下端侧的外周面之间遍及整周而形成有0.1mm左右的间隙。在本实施方式中，筒部件27的内周侧成为第二凹部，所述第二凹部容纳作为第二凸部的轴部件26。
[0054]在筒部件27的内周侧配置有作为第二热传导性物质的半固体状的油脂。也就是说，在筒部27b的内周面与轴部件26的下端侧的外周面之间填充有油脂。该油脂为导热性良好的热传导性油脂，该油脂的热传导率比轴承23的热传导率高。另外，该油脂在真空中的蒸汽压较低。例如，该油脂为“Nye Lubricants”公司的品名为“NyeTorr5386”的产品。
[0055]在筒部件27的底部27a形成有用于向筒部件27的内周侧提供油脂的供给孔。在该供给孔中安装有油脂嘴，通过油脂嘴以及与油脂嘴连接的软管等配管部件，向筒部件27的内周侧提供油脂。并且，在筒部件27的筒部27b的内周面的上端侧形成有油脂积存部27c。油脂积存部27c形成在轴承32的下侧。油脂积存部27c的内径形成得比筒部27b的其他部分的内径大。
[0056]在第二关节部22配置有将第二臂部18支承为能够旋转的作为第二轴承的轴承33。并且，在第二关节部22中，带轮34配置于第一臂部16的内部，带轮35配置于第二臂部18的内部。第二臂部18在第二关节部22具有朝向第一臂部16 (即朝向下侧)突出的作为第二凸部的轴部件36。第一臂部16在第二关节部22具有容纳轴部件36的作为容纳部件的筒部件37。
[0057]轴承33与轴承23相同，为滚动轴承，且具有外圈和内圈。轴承33的外圈的外周面固定在呈大致圆筒状的筒部件86的内周面。轴承33的内圈的内周面固定于呈大致圆筒状的筒部件87的外周面。在本实施方式中，四个轴承33配置于第二关节部22，四个轴承33中的两个轴承33配置在筒部件86、87的上端侧，余下的两个轴承33配置在筒部件86、87的下端侧。轴承33以及筒部件86、87与轴承23以及筒部件76、77相同，为铁系的金属，由不锈钢形成。筒部件86的上端固定在第二臂部18的基端侧，筒部件87的下端固定在第一臂部16的前端侧。
[0058]带轮34固定在筒部件86的下端侧。在第一关节部20中，传送带38被架设于配置在第一臂部16的内部的后文所述的带轮47与带轮34。
[0059]带轮35固定在筒部件87的上端。在手部4与第二臂部18间的连接部中，传送带40被架设于配置在第二臂部18的内部的带轮39 (参照图3)与带轮35。带轮39固定在手部3的基端侧。并且，在第二臂部18的前端侧的内部固定有固定轴41 (参照图3)，带轮39借助轴承被固定轴41支承能够旋转。
[0060]轴部件36与轴部件26相同，呈带有台阶的大致圆柱状。并且，轴部件36与轴部件26相同，由热传导率比轴承23高的材料形成，具体地说，由铝合金形成。轴部件36的上端侧固定在第二臂部18的主体的基端侧。轴部件36以其轴中心与轴承33的轴中心大致一致的方式配置，在轴部件36的上端侧部分的外周侧配置有带轮35。轴部件36的下端侧进入到第一臂部16的前端侧的内部。
[0061]筒部件37与筒部件27相同，呈具有底部37a和筒部37b的大致有底圆筒状。并且，筒部件37与筒部件27相同，由热传导率比轴承23高的材料形成，即由铝合金形成。底部37a固定在第一臂部16的主体的前端侧。筒部件37以其轴中心与轴承33的轴中心大致一致的方式配置在筒部件87的内周侧。
[0062]在筒部件37的内周侧(即筒部37b的内周侧)容纳有轴部件36的下端侧。在筒部37b的内周面的上端侧安装有轴承42。轴承42将轴部件36的下端侧支承为能够旋转。筒部37b的内径形成得比所容纳的轴部件36的下端侧的外径稍大，在筒部37b的内周面与轴部件36的下端侧的外周面之间形成有微小的间隙。例如，在筒部37b的内周面与轴部件36的下端侧的外周面之间遍及整周而形成有0.1mm左右的间隙。在本实施方式中，筒部件37的内周侧成为第二凹部，该第二凹部容纳作为第二凸部的轴部件36。
[0063]在筒部件37的内周侧配置有作为第二热传导性物质的半固体状的油脂。也就是说，在筒部37b的内周面与轴部件36的下端侧的外周面之间填充有油脂。该油脂与被填充到筒部27b的内周面与轴部件26的下端侧的外周面之间的油脂相同，该油脂的热传导率比轴承33的热传导率高。并且，该油脂在真空中的蒸汽压较低。
[0064]在筒部件37的底部37a形成有用于向筒部件37的内周侧提供油脂的供给孔。在该供给孔中安装有油脂嘴，通过油脂嘴以及与油脂嘴连接的软管等配管部件向筒部件37的内周侧提供油脂。并且，在筒部件37的筒部37b的内周面的上端侧形成有油脂积存部37c。油脂积存部37c形成于轴承42的下侧。油脂积存部37c的内径形成得比筒部37b的其他部分的内径大。
[0065]第一关节部、主体部以及升降机构的结构
[0066]图6为图3的H部的放大图。图7为图6的J部的放大图。图8为图6的K部的放大图。图9为表示从图6的L-L方向观察主体部7的下端侧以及升降机构8的下端侧的简要结构的俯视图。
[0067]在第一关节部20配置有磁流体密封部45，其具有防止空气流入到真空区域VR的磁流体密封件81至83。在第一关节部20中，带轮46、47以在上下方向上重叠的方式配置于第一臂部16的内部。具体地说，带轮46配置在下侧，带轮47配置在上侧。第一臂部16在第一关节部20具有朝向主体部7(即朝向下侧)突出的作为第一凸部的筒部件48。主体部7在第一关节部20具有容纳筒部件48的作为第一容纳部的筒部件49。并且，主体部7具有:侧面部件50，其构成主体部7的外周面且呈大致圆筒状；底面部件51，其构成主体部7的下端侧部分；以及散热机构52，其散发底面部件51的热量。
[0068]磁流体密封部45以其轴中心与主体部7的轴中心大致一致的方式配置。并且，磁流体密封部45如图7所示，具有:实心旋转轴53，其配置于磁流体密封部45的径向中心；空心旋转轴54，其以覆盖实心旋转轴53的外周面的方式与实心旋转轴53呈同心状配置；空心旋转轴55，其以覆盖空心旋转轴54的外周面的方式与实心旋转轴53以及空心旋转轴54呈同心状配置；以及侧面部56，其构成磁流体密封部45的外周面。
[0069]在主体部7的径向上，轴承57配置在实心旋转轴53与空心旋转轴54之间，轴承58配置在空心旋转轴54与空心旋转轴55之间，作为第一轴承的轴承59配置在空心旋转轴55与侧面部56之间。并且，在主体部7的径向上，磁流体密封件81配置在实心旋转轴53与空心旋转轴54之间的上端侧，磁流体密封件82配置在空心旋转轴54与空心旋转轴55之间的上端侧，磁流体密封件83配置在空心旋转轴55与侧面部56之间的上端侧。
[0070]轴承57至59为滚动轴承。轴承57的内圈固定在实心旋转轴53的外周面。轴承57的外圈固定在空心旋转轴54的内周面，轴承58的内圈固定在空心旋转轴54的外周面。轴承58的外圈固定在空心旋转轴55的内周面，轴承59的内圈固定在空心旋转轴55的外周面。轴承59的外圈固定在侧面部56。实心旋转轴53、空心旋转轴54、55、侧面部56以及轴承57至59由铁系的金属形成。具体地说，实心旋转轴53、空心旋转轴54、55、侧面部56以及轴承57至59由不锈钢形成。
[0071]在实心旋转轴53的上端侧固定有带轮47。如上文所述，传送带38被架设于带轮34与带轮47。马达60与实心旋转轴53的下端连接。在空心旋转轴54的上端侧固定有带轮46。如上文所述，传送带28被架设于带轮24与带轮46。马达61通过齿轮等动力传递机构与空心旋转轴54的下端侧连接。在空心旋转轴55的上端侧固定有第一臂部16的基端侧。马达62利用齿轮等动力传递机构与空心旋转轴55的下端侧连接。
[0072]如图7所示，在磁流体密封部45的内部形成有流路63，该流路63供用于冷却磁流体密封部45的冷却用空气流通。向流路63提供冷却用空气的压缩机等供给机构(省略图示)经由软管等指定的配管部件连接到流路63。由供给机构提供的冷却用空气从磁流体密封部45的下端侧流入磁流体密封部45的内部，在经过磁流体密封部45的上端侧后，从磁流体密封部45的下端侧流出。例如，冷却用空气朝向图7的箭头V的方向流动，从而冷却磁流体密封部45。在本实施方式中，由流路63以及供给机构等构成用于冷却磁流体密封部45的冷却机构。
[0073]筒部件48呈大致圆筒状。并且，筒部件48由热传导率比实心旋转轴53、空心旋转轴54、55、侧面部56以及轴承57至59高的材料形成。具体地说，筒部件48由铝合金形成。筒部件48的上端侧固定在第一臂部16的主体的基端侧。筒部件48以其轴中心与磁流体密封部45的轴中心大致一致的方式配置。筒部件48的下端侧进入到主体部7的内部。
[0074]筒部件49呈带有沿部49a的有沿大致圆筒状。并且，筒部件49由热传导率比实心旋转轴53、空心旋转轴54、55、侧面部56以及轴承57至59高的材料形成，具体地说，由铝合金形成。筒部件49以沿部49a的下表面与侧面部件50的上端抵接的状态固定于侧面部件50的上端侧。沿部49a配置在比凸缘14靠上侧的位置。并且，筒部件49以其轴中心与磁流体密封部45的轴中心大致一致的方式配置。在筒部件49的内周侧配置有磁流体密封部45，磁流体密封部45的侧面部56固定于筒部件49。也就是说，筒部件49在其内周侧保持磁流体密封部45。侧面部56的外周面与筒部件49的内周面接触。
[0075]在筒部件49的沿部49a中，容纳筒部件48的作为第一凹部的凹部49b以从沿部49a的上表面朝向下侧凹陷的方式形成。凹部49b形成为其轴中心与磁流体密封部45的轴中心大致一致的大致圆环状。主体部7的径向上的筒部件48的厚度形成得比凹部49b的宽度稍小，在凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间形成有微小的间隙。例如，在凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间遍及整周而形成有的0.5mm左右的间隙。
[0076]在凹部49b配置有作为第一热传导性物质的半固体状的油脂。也就是说，在凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间填充有油脂。该油脂与填充到筒部27b的内周面与轴部件26的下端侧的外周面之间的油脂相同，该油脂的热传导率比轴承59的热传导率高。并且，该油脂在真空中的蒸汽压较低。
[0077]在筒部件49的沿部49a形成有供给孔，该供给孔用于从沿部49b的外周侧向凹部49b提供油脂。在该供给孔中安装有油脂嘴44，利用油脂嘴44以及与油脂嘴44连接的软管等配管部件向凹部49b提供油脂。并且，在凹部49b的侧面的上端侧形成有油脂积存部49c。油脂积存部49c形成为从凹部49b的侧面朝向径向内侧以及外侧凹陷。
[0078]侧面部件50如上文所述呈大致圆筒状。在侧面部件50的下端形成有朝向径向外侧扩展的圆环状的沿部50a。并且，侧面部件50由热传导率比实心旋转轴53、空心旋转轴54、55、侧面部56以及轴承57至59高的材料形成，具体地说，由铝合金形成。在侧面部件50的内周侧配置有:筒部件49的下端侧、磁流体密封部45的下端侧、连接空心旋转轴54与马达61的动力传递机构、以及连接空心旋转轴55与马达62的动力传递机构等。筒部件49的外周面与侧面部件50的上端侧的内周面接触。
[0079]底面部件51呈大致长方体的块状，如图9所示，从上下方向观察时的形状为大致正方形。并且，底面部件51由热传导率比实心旋转轴53、空心旋转轴54、55、侧面部56以及轴承57至59高的材料形成，具体地说，由铝合金形成。底面部件51即使在主体部7上升到最高时也配置在大气区域AR中(大气中)。即，底面部件51始终配置在大气中。
[0080]在底面部件51的中心形成有在上下方向上贯通的贯通孔，在该贯通孔中配置有马达60至62。在底面部件51的上表面固定有侧面部件50的沿部50a的下表面。沿部50a的下表面与底面部件51的上表面接触。另外，在图9中省略了马达60至62、实心旋转轴53、空心旋转轴54、连接空心旋转轴54与马达61的动力传递机构、以及连接空心旋转轴55与马达62的动力传递机构等的图示。
[0081]升降机构8具有:以上下方向为轴向进行配置的螺丝部件66、与螺丝部件66卡合的螺母部件67、使螺丝部件66旋转的马达68。螺丝部件66、螺母部件67以及马达68配置在底面部件51的四个侧面中的彼此平行的两个侧面各自的外侧。并且，升降机构8具有:导向轴69，其用于在上下方向上引导主体部7 ;以及导向块70，其与导向轴69卡合并朝向上下方向滑动。导向轴69以及导向块70分别配置在底面部件51的四个角处。
[0082]螺丝部件66的下端侧被底板12支承为能够旋转，螺丝部件66的上端侧借助轴承被凸缘14支承为能够旋转。螺母部件67被固定于或形成于底面部件51的侧面的螺母保持部件71保持。马达68的输出轴借助带轮以及传送带等连接到螺丝部件66的下端侧。导向轴69的下端侧固定于底板12,导向轴69的上端侧固定于凸缘14。导向块70被形成于底面部件51的四个角的导向块保持部51a保持。当马达68旋转时，螺丝部件66旋转从而使螺母部件67升降。当螺母部件67升降时，随着被导向轴69以及导向块70引导的底面部件51的升降，主体部7与臂5、6以及手部3—同升降。[0083]另外，在侧面部件50的外周侧，配置有用于防止空气流入真空区域VR的波纹管72。波纹管72的下端固定于侧面部件50的沿部50a，波纹管72的上端固定于凸缘14。当马达68旋转而使主体部7升降时，波纹管72进行伸缩。
[0084]散热机构52如图9所示，具有:散热部件73，其具有多个散热片73a ;以及送风机(风扇)74，其向散热片73a输送空气。散热部件73分别形成于或固定于底面部件51的四个侧面。送风机74例如安装在散热片73a的前端。
[0085]本实施方式的主要效果
[0086]如上文所述，在本实施方式中，第一臂部16以及第二臂部17、18由铝合金形成，且固定于第二臂部17、18的主体的轴部件26、36以及固定于第一臂部16的主体的筒部件27、37由铝合金形成。并且，在筒部件27、37的内周面与轴部件26、36的下端侧的外周面之间填充有热传导性良好的油脂。因此，在本实施方式中，即使是机器人I在真空中搬运温度较高的基板2的情况，也能将通过热辐射或经由手部3、4的热传导而从基板2传递到第二臂部17、18的热量在第二关节部21、22中利用热辐射传递到第一臂部16，并利用轴承23、33以及筒部件76、77、86、87的热传导传递到第一臂部16，除此之外还能利用轴部件26、36、油脂以及筒部件27、37的热传导而高效地传递到第一臂部16。因此，在本实施方式中，能够将从基板2传递到第二臂部17、18的热量高效地释放到第一臂部16。
[0087]并且，在本实施方式中，固定于第一臂部16的主体的筒部件48由铝合金形成，而且，构成主体部7的筒部件49由铝合金形成，在筒部件49的凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间填充有热传导性良好的油脂。因此，在本实施方式中，即使是机器人I在真空中搬运温度较高的基板2的情况，也能将从基板2以及第二臂部17、18传递到第一臂部16的热量在第一关节部20中利用热辐射传递到主体部7，并利用磁流体密封部45的热传导进行传递，除此之外还能利用筒部件48、49以及油脂的热传导高效地传递到主体部7。因此，在本实施方式中，能够将传递到第一臂部16的热量高效地释放到主体部7。
[0088]而且，在本实施方式中，由于侧面部件50以及底面部件51由铝合金形成，因此利用侧面部件50的热传导，能够将从第一臂部16传递到主体部7的热量高效地释放到配置于大气中的底面部件51，其结果是能够通过底面部件51向大气中散热。尤其在本实施方式中，由于具有多个散热片73a的散热部件73形成于或固定于底面部件51的侧面,且在散热片73a的前端安装有送风机74，因此能够将传递到底面部件51的热量高效地释放到大气中。
[0089]如此，在本实施方式中，即使是机器人I在真空中搬运温度较高的基板2的情况，也能够将从基板2传递到第二臂部17、18以及第一臂部16的热量高效地释放到底面部件51，从而能够高效地从底面部件51散发到大气中。因此，在本实施方式中，即使是机器人I在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能抑制因热量的影响而导致第一臂部16以及第二臂部17、18的变形，并能抑制因热量的影响而导致轴承23、33、57至59的磨损、损伤。并且，在本实施方式中，即使是机器人I在真空中搬运温度较高的搬运对象的情况，也能够抑制因热量的影响而导致传送带28、30、38、40的损伤。另外，在本实施方式中，底面部件51配置在大气中，且作为散发热量的散热部，侧面部件50为连接作为第一容纳部的筒部件49与作为散热部的底面部件51的连接部。
[0090]在本实施方式中，磁流体密封部45被保持在筒部件49的内周侧。因此，能够将从基板2等传递到磁流体密封部45的热量利用筒部件49、侧面部件50以及底面部件51的热传导等高效地释放到底面部件51。因此，在本实施方式中，能够防止包含轴承57至59的磁流体密封部45因热量的影响而损伤。尤其在本实施方式中，在磁流体密封部45的内部形成有供冷却用空气流通的流路63，向流路63提供冷却用空气的供给机构与流路63连接。因此，在本实施方式中，能够有效地防止因热量的影响而导致磁流体密封部45损伤。
[0091]在本实施方式中，在筒部件27、37的内周面与轴部件26、36的下端侧的外周面之间填充有油脂。因此，当第二臂部17、18相对于第一臂部16旋转时，即使筒部件27、37的内周面与轴部件26、36的下端侧的外周面接触，也能防止对第二臂部17、18相对于第一臂部16的旋转造成阻碍。并且，在本实施方式中，当第二臂部17、18相对于第一臂部16旋转时，即使筒部件27、37的内周面与轴部件26、36的下端侧的外周面接触，也能抑制筒部件27,37以及轴部件26、36的磨损、损伤。
[0092]同样，在本实施方式中，由于在筒部件49的凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间填充有油脂，因此，当第一臂部16相对于主体部7旋转时，即使筒部件49的凹部49b的侧面与筒部件48的侧面接触，也能防止对第一臂部16相对于主体部7的旋转造成阻碍。并且，在本实施方式中，在第一臂部16相对于主体部7旋转时，即使筒部件49的凹部49b的侧面与筒部件48的侧面接触，也能抑制筒部件48、49的磨损、损伤。
[0093]在本实施方式中，螺母部件67由固定于或形成于底面部件51的侧面的螺母保持部件71保持，导向块70由形成于底面部件51的四个角的导向块保持部51a保持。也就是说，在本实施方式中，将从第一臂部16以及第二臂部17、18传递来的热量散发到大气中的底面部件51被用作安装升降机构8的一部分的部件。因此，在本实施方式中，与另外在机器人I设置用于安装升降机构8的一部分的部件的情况相比，能够简化机器人I的结构。
[0094]其他实施方式
[0095]上述实施方式为本发明的优选实施方式的一例，但本发明并不限定于此，可以在不变更本发明的主旨的范围内进行各种变形。
[0096]在上述实施方式中，轴部件26、36固定于第二臂部17、18的主体，筒部件27、37固定于第一臂部16的主体。除此之外，也可以是相当于筒部件27、37的筒部件固定于第二臂部17、18的主体，相当于轴部件26、36的轴部件固定于第一臂部16的主体。并且，在上述的实施方式中，筒部件48固定于第一臂部16的主体，筒部件49固定于侧面部件50，但也可以是相当于筒部件49的筒部件固定于第一臂部16的主体，而相当于筒部件48的筒部件固定于侧面部件50。
[0097]在上述实施方式中，在筒部27b、37b的内周面与轴部件26、36的下端侧的外周面之间填充有热传导性良好的热传导性油脂。除此之外，如果热传导性良好且在真空中的蒸汽压较低的话，则也可在筒部27b、37b的内周面与轴部件26、36的下端侧的外周面之间填充油脂以外的热传导性物质。在这种情况下，该热传导性物质既可具有润滑性也可不具润滑性。
[0098]同理，在上述实施方式中，在筒部件49的凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间填充有热传导性良好的油脂，但如果热传导性良好且在真空中蒸汽压较低的话，则也可在筒部件49的凹部49b的侧面与筒部件48的侧面之间填充除油脂以外的热传导性物质。在这种情况下，该热传导性物质既可具有润滑性也可不具润滑性。[0099]在上述实施方式中，散热机构52分别配置在底面部件51的四个侧面。除此之外，散热机构52还可分别配置在底面部件51的四个侧面中的三个侧面，或分别配置在两个侧面，也可配置在一个侧面。另外，在上述实施方式中，散热机构52具有送风机74,但是如果利用散热片73a能够充分地散发底面部件51的热量的话，散热机构52也可不具有送风机74。另外，如果通过送风机74能够充分地散发底面部件51的热量的话，散热机构52也可不具散热部件73。
[0100]在上述实施方式中，筒部件49与侧面部件50形成为分体，但筒部件49与侧面部件50也可形成为一体。另外，在上述实施方式中，侧面部件50与底面部件51形成为分体，但侧面部件50与底面部件51也可形成为一体。
[0101]在上述实施方式中，臂6由与臂5共用的第一臂部16和第二臂部18构成，但臂6也可由与第一臂部16分体设置的第一臂部和第二臂部18构成。另外，在上述实施方式中，臂5、6由第一臂部16和第二臂部17、18这两个臂部构成，但臂5、6既可由一个臂部构成也可由三个以上的臂部构成。
[0102]在上述实施方式中，轴承23、33、57至59为滚动轴承，但轴承23、33、57至59也可以是滑动轴承。另外，在上述实施方式中，由机器人I搬运的搬运对象为基板2，但由机器人I搬运的搬运对象也可以是半导体晶圆等。
[0103]符号说明
[0104]I机器人(工业用机器人)
[0105]2基板(玻璃基板、搬运对象)
[0106]3、4 手部
[0107]5、6 臂
[0108]7主体部
[0109]8升降机构
[0110]16第一臂部
[0111]17,18 第二臂部
[0112]20第一关节部
[0113]21,22第二关节部
[0114]23,33轴承(第二轴承)
[0115]26,36轴部件(第二凸部)
[0116]27,37筒部件(第二容纳部)
[0117]45磁流体密封部
[0118]48筒部件(第一凸部)
[0119]49筒部件(第一容纳部)
[0120]49b凹部(第一凹部)
[0121]50侧面部件(连接部)
[0122]51底面部件(散热部)
[0123]52散热机构
[0124]59轴承(第一轴承)
[0125]63流路(冷却机构的一部分)[0126]73a散热片
[0127]74送风机
[0128]81?83磁流体密封件
【权利要求】
1.一种工业用机器人，其在真空中搬运搬运对象，其特征在于，具有: 手部，其装载所述搬运对象； 臂，所述手部与所述臂的前端侧连接； 主体部，所述臂的基端侧以能够旋转的方式连接到所述主体部；以及第一轴承，其在作为所述臂与所述主体部的连接部的第一关节部将所述臂支承为能够旋转， 所述臂和所述主体部中的一方在所述第一关节部具有朝向所述臂和所述主体部中的另一方突出的第一凸部， 所述臂和所述主体部中的另一方在所述第一关节部具有第一容纳部，所述第一容纳部形成有容纳所述第一凸部的第一凹部， 所述第一凸部以及所述第一容纳部由热传导率比所述第一轴承高的材料形成， 在所述第一凹部中配置有热传导率比所述第一轴承高的液状、半固体状或凝胶状的第一热传导性物质， 所述主体部具有: 散热部，其由热传导率比所述第一轴承高的材料形成，且配置在大气中散发热量；以及连接部，其由热传导率比所述第一轴承高的材料形成，且连接所述主体部所具有的所述第一容纳部或所述第一凸部与所述散热部。
2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于， 所述臂具有: 第一臂部，其基端侧以能够旋转的方式连接到所述主体部；以及 第二臂部，其基端侧以能够旋转的方式连接到所述第一臂部的前端侧， 在作为所述第一臂部与所述第二臂部的连接部的第二关节部，配置有将所述第二臂部支承为能够旋转的第二轴承， 所述第一臂部和所述第二臂部中的一方在所述第二关节部具有朝向所述第一臂部和所述第二臂部中的另一方突出的第二凸部， 所述第一臂部和所述第二臂部中的另一方在所述第二关节部具有第二容纳部，所述第二容纳部形成有容纳所述第二凸部的第二凹部， 所述第二凸部以及所述第二容纳部由热传导率比所述第二轴承高的材料形成， 在所述第二凹部中配置有热传导率比所述第二轴承高的液状、半固体状或凝胶状的第二热传导性物质。
3.根据权利要求2所述的工业用机器人，其特征在于， 所述手部以能够旋转的方式连接到所述第二臂部的前端侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于， 所述第一凸部形成于所述臂，且呈大致圆筒状， 所述第一凹部形成于所述主体部，且呈大致圆环状。
5.根据权利要求2或3所述的工业用机器人，其特征在于， 所述第二凸部形成于所述第二臂部，且呈大致圆柱状， 所述第二容纳部形成于所述第一臂部，且呈大致有底圆筒状。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于，所述第一热传导性物质为油脂。
7.根据权利要求2、3或5所述的工业用机器人，其特征在于， 所述第二热传导性物质为油脂。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于， 所述主体部具有散热机构，所述散热机构配置于大气中散发所述散热部的热量。
9.根据权利要求8所述的工业用机器人，其特征在于， 所述散热机构具有: 多个散热用散热片，所述多个散热用散热片形成于或固定于所述散热部；以及 送风机，其朝向所述散热片输送空气。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于， 在所述第一关节部具有磁流体密封部，所述磁流体密封部具有防止空气流入真空区域的磁流体密封件和所述第一轴承， 所述第一容纳部呈大致筒状，并在所述第一容纳部的内周侧保持所述磁流体密封部。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于， 在所述第一关节部具有磁流体密封部，所述磁流体密封部具有防止空气流入真空区域的磁流体密封件和所述第一轴承， 还具有冷却机构，所述冷却机构冷却所述磁流体密封部。
12.根据权利要求11所述的工业用机器人，其特征在于， 所述冷却机构具有: 冷却用空气的流路，其形成于所述磁流体密封部；以及 供给机构，其向所述流路提供冷却用空气。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于， 具有使所述主体部升降的升降机构， 在所述散热部安装有所述升降机构的一部分。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的工业用机器人，其特征在于， 所述搬运对象为液晶显示器用的玻璃基板。
【文档编号】B25J19/00GK103917339SQ201280054298
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2011年11月16日
【发明者】矢泽隆之, 柴真砂, 中岛弘登, 藤原真志 申请人:日本电产三协株式会社