JP2008302490A - Frame for robot or the like - Google Patents

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俊之 細川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frame for a robot or the like made of aluminum alloy, which eliminates an adverse effect of a temperature rise generated by driving a motor. <P>SOLUTION: A first frame is provided with a groove along its length direction to an outer surface of a frame body made of aluminum alloy extruded material or the like, in which a heat pipe is provided. A second frame is provided with many fins along its length direction on an outer surface of the frame body made of aluminum alloy extruded material. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、チップマウンタ(電子部品装着装置)その他のロボット等のアームやビームに用いられるロボット等用フレームに関するものである。   The present invention relates to a frame for a robot or the like used for an arm or beam of a chip mounter (electronic component mounting apparatus) or other robot.

部品の組立や搬送などに使われる産業用ロボットや、基板へチップをマウントする電子部品装着装置等のいわゆるロボットは、それらによって製造される製品の高密度化、微細化、複雑化の要求にともない、より高精度な動きが要求されているほか、動作の高速度化が求められている。
ロボットにおけるアームや、電子部品装着装置におけるヘッドが取り付けられるビーム等のフレームは、前記高精度作動の要請から高精度な仕上がり寸法が必要となっており、同時に作動の高速化により一層の軽量化が求められ、フレーム材の材料にアルミ二ウム又はアルミニウム合金(以下「アルミ合金等」と言う。)の採用が試みられている。
Industrial robots used for assembling and transporting components, and so-called robots such as electronic component mounting devices that mount chips on substrates, are in line with demands for higher density, miniaturization, and complexity of products produced by them. In addition to the demand for more precise movement, there is a need for higher speed operation.
A frame such as a beam to which an arm in a robot or a head in an electronic component mounting apparatus is attached requires a high-precision finished size due to the demand for the high-precision operation, and at the same time, the operation speed is further reduced. Therefore, it has been attempted to employ aluminum or an aluminum alloy (hereinafter referred to as “aluminum alloy or the like”) as the material of the frame material.

一方、前記フレームにはそれらを作動させるためにモータが取り付けられており、作動の高速化によりモータの起動・停止の頻度は多く、連続運転になるとモータに過大な負荷が加わり、発熱量が大きくなる。その熱が輻射や伝熱によってフレームに伝わると、フレームは熱によって膨張するので部品装着等の精度が低下する。
また、フレームが局部的に加熱されて温度が高くなると熱ひずみが発生して当該フレームが歪むこともあり、熱が周りに伝われば周りの構造物が膨張して、やはり熱ひずみが発生する。この熱ひずみによっても部品装着等の精度が低下する。
さらに、フレームが高温になるとモータからの熱の逃げ場がなくなるので、モータ自身の温度が上昇し、許容温度を超えて動作しなくなる恐れがある。
On the other hand, a motor is attached to the frame in order to operate them, and the motor is frequently started and stopped due to the high-speed operation, and an excessive load is applied to the motor and a large amount of heat is generated in continuous operation. Become. When the heat is transmitted to the frame by radiation or heat transfer, the frame expands due to the heat, so that the accuracy of component mounting or the like decreases.
Further, when the frame is locally heated and the temperature rises, thermal distortion may occur and the frame may be distorted. When heat is transmitted to the surroundings, the surrounding structure expands, and thermal distortion is also generated. This heat strain also reduces the accuracy of component mounting and the like.
Furthermore, when the frame becomes high temperature, there is no place for heat to escape from the motor, so the temperature of the motor itself rises, and there is a risk that it will not operate above the allowable temperature.

上記課題への対策として、第1にはモータを内蔵したフレーム(アーム)の外周壁の適所に冷却用通気孔を設け、モータの駆動による発熱で暖められた空気を一部の冷却用通気孔から外部に放出し、外気を他の一部の冷却用通気孔からフレーム内部に導入して空気流を生じさせ、モータを冷却させる手段が提案されている(特許文献1参照)。 As a countermeasure to the above problem, first, a cooling vent is provided at an appropriate position on the outer peripheral wall of the frame (arm) incorporating the motor, and the air heated by the heat generated by the drive of the motor is partially cooled. Has been proposed to cool the motor by releasing the air from the outside and introducing the outside air into the frame through some other cooling vents to generate an air flow (see Patent Document 1).

しかし、前記対策手段では外周壁に伝わった熱は十分に拡散されず、外周壁に熱ひずみが発生する可能性が依然として存在し、また、それによってモータの温度上昇が大きくなるので、当該モータは許容温度を超えて動作しなくなる恐れがある。
したがって、前記のようなフレームへのアルミ合金等の採用は、前記提案に係る対策手段を前提としても、軽量ではあるが鉄と比較すると線膨張係数が大きく熱の影響が大きいため、前記フレームへのアルミ合金等の採用は試験段階にあって実用化されていない。
However, in the countermeasures, the heat transmitted to the outer peripheral wall is not sufficiently diffused, and there is still a possibility that heat distortion occurs in the outer peripheral wall, and this increases the temperature of the motor. There is a risk of operation exceeding the allowable temperature.
Therefore, the use of aluminum alloy or the like for the frame as described above is presumed to be the countermeasure means according to the proposal. The adoption of aluminum alloys, etc. is not in practical use at the testing stage.

前記対策として第2には、フレームの表面に長手方向にわたり、複数のフィンを有した放熱部材を設け、発熱体からの熱で部分的に温度上昇したフレーム本体からの熱を放熱部材に伝えて、放熱部材全体から放熱させる手段が提案されている(特許文献2参照)。
しかし、放熱部材がフレーム本体とは別体となっており、例えば、高熱伝導性接着剤によって取り付けられているだけなので、その接合部分の熱抵抗により、放熱部材への熱の伝わりが悪くなるため、十分な放熱性能は得られない。
また、放熱部材とその取り付け部品のために部品点数が多くなるという問題もある。
Secondly, as a countermeasure, a heat dissipating member having a plurality of fins is provided on the surface of the frame in the longitudinal direction, and heat from the frame main body partially heated by heat from the heat generating element is transmitted to the heat dissipating member. A means for radiating heat from the entire heat radiating member has been proposed (see Patent Document 2).
However, since the heat dissipation member is separate from the frame body, for example, it is only attached with a high thermal conductive adhesive, heat transfer to the heat dissipation member becomes worse due to the thermal resistance of the joint portion. Sufficient heat dissipation performance cannot be obtained.
There is also a problem that the number of parts increases due to the heat dissipating member and its attachment parts.

前記対策とし第3には、フレームの熱伝導率より高い熱伝導率を有する例えばヒートレーン(アルミや銅などの金属で薄い板状に形成されたヒートパイプを折り重ねたもの。)などの熱伝導部材を取り付け、発熱体からの熱で部分的に温度上昇したフレーム本体からの熱を熱伝導部材に伝えて、熱伝導部材の全体に短時間伝えて放熱させる手段が提案されている(特許文献3参照)。
しかし、熱伝導部材のフレームへの取り付けは、高熱伝導性接着剤を用いるか、あるいは高熱伝導性グリスを挟んで金属板で固定する方法が例示されているが、長尺の熱伝導部材を、十分な熱接触状態でフレームに取り付けるのは容易ではなく、手間がかかる。
また、放熱部材と熱伝導部材の両方を同じ位置に付けようとすると、取り付け面に順番に重ねるか、並べて取り付ける必要があるが、前者は、熱がフィンに伝わるまでに接触部が2ヵ所あるために熱伝導性が劣り、後者は、放熱部材の十分な表面積を確保できない。
特開昭58−149195号公報 特開2002−299896号公報 特開2002−299898号公報
Third, as a countermeasure, heat conduction such as a heat lane (a heat pipe formed in a thin plate shape with a metal such as aluminum or copper) having a heat conductivity higher than that of the frame is used. A means has been proposed in which a member is attached and heat from the frame body, the temperature of which is partially increased by heat from the heating element, is transmitted to the heat conducting member, and is transmitted to the entire heat conducting member for a short time to dissipate heat (Patent Document). 3).
However, the mounting of the heat conductive member to the frame is exemplified by a method using a high heat conductive adhesive or fixing with a metal plate with high heat conductive grease in between. It is not easy to attach to the frame with sufficient thermal contact, and it takes time and effort.
Also, if both the heat dissipating member and the heat conducting member are to be attached at the same position, it is necessary to place them on the mounting surface in order or to be mounted side by side, but the former has two contact points before the heat is transferred to the fins. Therefore, thermal conductivity is inferior, and the latter cannot secure a sufficient surface area of the heat dissipation member.
JP 58-149195 A JP 2002-299896 A JP 2002-299898 A

本発明の課題は、ロボット等用フレームへのアルミ合金等の採用を可能とする技術の提供にある。
本発明の目的は、モータの駆動による温度上昇の影響を排除することができるアルミ合金等を材質とするロボット等用フレームを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique that makes it possible to employ an aluminum alloy or the like for a frame for a robot or the like.
An object of the present invention is to provide a frame for a robot or the like made of an aluminum alloy or the like that can eliminate the influence of a temperature rise caused by driving of a motor.

本発明に係る第1のロボット等用フレームは、アルミニウム又はアルミニウム合金(以下「アルミ合金等」と言う。)の押出形材からなるフレーム本体の外面へ長さ方向に沿って形成された溝部に、ヒートパイプが埋め込み状に取り付けられていることを最も主要な特徴とするものである。   The first frame for a robot or the like according to the present invention has a groove formed along the length direction on the outer surface of the frame body made of an extruded shape of aluminum or aluminum alloy (hereinafter referred to as “aluminum alloy”). The most important feature is that the heat pipe is attached in an embedded manner.

本発明に係る第2のロボット等用フレームは、アルミ合金等の押出形材からなるフレーム本体の外面に、長さ方向に沿う多数のフィンが一体に形成されていることを最も主要な特徴としている。 The main feature of the second robot frame according to the present invention is that a large number of fins along the length direction are integrally formed on the outer surface of the frame body made of an extruded shape such as an aluminum alloy. Yes.

本発明に係る第1のロボット等用フレームによれば、フレーム本体の長さ方向に沿って取り付けられたヒートパイプの均熱化作用により、当該フレームが部分的に加熱された場合、その熱はフレーム全長(全体)へより均一になるように拡散され、フレーム全体により放熱される。
また、押出形材の特徴を活かして、フレーム本体の押出加工時にヒートパイプ取り付けるための溝部を同時に形成しているので、手間をかけずに溝形状を付与することができ、その溝にヒートパイプを埋め込むように取り付けるようにすれば、位置決めがしやすく、高熱伝導性接着剤や高熱伝導性グリスを使うにしても、十分な熱接触状態を得ることができる。
According to the first frame for a robot or the like according to the present invention, when the frame is partially heated by the heat equalizing action of the heat pipe attached along the length direction of the frame body, the heat is It is diffused so as to be more uniform over the entire length of the frame (entire) and is dissipated by the entire frame.
Also, taking advantage of the characteristics of the extruded shape, the groove part for attaching the heat pipe is formed at the same time when the frame body is extruded, so it is possible to give the groove shape without taking time and heat pipe into the groove. If it is attached so as to be embedded, it is easy to position, and even if a high heat conductive adhesive or high heat conductive grease is used, a sufficient heat contact state can be obtained.

本発明に係る第2のロボット等用フレームによれば、フレーム本体の長さ方向に沿う多数のフィンにより、当該フレームが部分的に加熱された場合でもその熱は効率的に放熱される。また、フィンはフレームと別体ではなく一体に形成されるので、接合部の熱抵抗は無く、部品点数も減らすことができる。
また、第1と第2の発明を組み合わせたフレームとして、ヒートパイプ取り付け用の溝部とフィンを同じ位置に配置することも容易である。このようにヒートパイプとフィンを同じ位置に共存させることにより、スペースを有効に活用することができ、放熱性能が格段に優れたものとすることができる。
According to the second frame for a robot or the like according to the present invention, even when the frame is partially heated by the numerous fins along the length direction of the frame body, the heat is efficiently radiated. Further, since the fin is formed integrally with the frame, not separately, there is no thermal resistance at the joint and the number of parts can be reduced.
Moreover, it is also easy to arrange | position the groove part and fin for heat pipe attachment in the same position as a flame | frame which combined 1st and 2nd invention. Thus, by making the heat pipe and the fin coexist at the same position, the space can be effectively used, and the heat radiation performance can be remarkably improved.

以上いずれのフレームにあっても、フレームの一部が高温となった状態が持続するのを効率的に阻止することができ、より軽量でしかもモータ等の駆動部の発熱による影響がより小さいフレームを提供することができる。   In any of the above frames, it is possible to efficiently prevent a part of the frame from being kept in a high temperature state, and it is lighter in weight and is less affected by heat generated by a driving unit such as a motor. Can be provided.

第1実施形態
図1は本発明に係るロボット等用フレームの第1実施形態を示す端面図である。
フレーム本体1は例えば押出性に優れた6000系(Al−Mg−Si系)アルミ合金からなる中空の押出形材であり、断面四角形で例えば200×200mm、長さ500〜1000mm程度であって、図示されていないロボット等への設置状態(以下単に「設置状態」と言う。)上下方向に長方形の三つのホロー部1aを有する。
したがって、外周上下の各水平壁部10と、左右の垂直な各縦方向壁部11と、各縦方向壁部11の中間に位置する補強用の他の縦方向壁部11a,11aとが一体に形成されている。
なお、フレーム本体1の寸法や断面形状は前記のものに限定されず、ロボット等の設計上種々の寸法や断面形状を採用することができる。したがって設計によっては、例えば各縦方向壁部11aは八の字形状又は逆八の字形状に傾斜させることもできる。
First Embodiment FIG. 1 is an end view showing a first embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention.
The frame body 1 is a hollow extruded shape made of, for example, a 6000 series (Al-Mg-Si series) aluminum alloy excellent in extrudability, and has a square cross section of, for example, 200 × 200 mm and a length of about 500 to 1000 mm, An installation state on a robot or the like (not shown) (hereinafter simply referred to as “installation state”) has three rectangular hollow portions 1a in the vertical direction.
Accordingly, the horizontal wall portions 10 on the upper and lower sides of the outer periphery, the vertical wall portions 11 on the left and right sides, and the other vertical wall portions 11a and 11a for reinforcement located in the middle of the vertical wall portions 11 are integrated. Is formed.
The dimensions and cross-sectional shape of the frame body 1 are not limited to those described above, and various dimensions and cross-sectional shapes can be adopted in designing a robot or the like. Therefore, depending on the design, for example, each of the vertical wall portions 11a can be inclined in an eight-letter shape or an inverted eight-letter shape.

上下の水平壁部10,10の板部分には、外側に向けて長さ方向に沿う溝部12が平行に各2本形成されており、これらの各溝部12内にはヒートパイプ13が埋め込み状に取り付けられている。
各ヒートパイプ13は断面円形であるが、断面が扁平な長円形のものでも使用することができるし、内部に溝又は毛細管状のグルーブを設けることができる。
In the plate portions of the upper and lower horizontal wall portions 10, 10, two grooves 12 are formed in parallel along the length direction toward the outside, and heat pipes 13 are embedded in these grooves 12. Is attached.
Each heat pipe 13 has a circular cross section, but an oval shape with a flat cross section can also be used, and a groove or a capillary groove can be provided inside.

ヒートパイプ13は、例えば図9又は図10で示すように溝部12内へ埋め込み状に取り付けるのが好ましい。
図9の(a)図は、溝部12の内壁面とヒートパイプ13との隙間に接着剤又は熱伝導性のグリス16を充填した状態でヒートパイプ13を溝部12内へ固定したものである。
図9の(b)図は、蓋板17により溝部12内へヒートパイプ13を押し付けて固定し、蓋板17を水平壁部10の表面へ接着その他の手段により定着したものである。
図10は、(c)図のように溝部12内へヒートパイプ13を押し込んだ後、プレス2により溝部12の両側縁にカシメ部18を形成し、(d)図のようにヒートパイプ13を溝部12内へカシメ止めしたものである。
For example, the heat pipe 13 is preferably embedded in the groove 12 as shown in FIG. 9 or 10.
FIG. 9A is a view in which the heat pipe 13 is fixed in the groove 12 in a state in which a gap between the inner wall surface of the groove 12 and the heat pipe 13 is filled with an adhesive or heat conductive grease 16.
In FIG. 9B, the heat pipe 13 is pressed and fixed into the groove portion 12 by the cover plate 17, and the cover plate 17 is fixed to the surface of the horizontal wall portion 10 by other means.
10 (c), after the heat pipe 13 has been pushed into the groove 12 as shown in FIG. 10 (c), crimps 18 are formed on both side edges of the groove 12 by the press 2, and (d) the heat pipe 13 is attached as shown in FIG. It has been crimped into the groove 12.

第1実施形態のフレームによれば、図示しないモータ等の駆動により当該フレーム本体1の長さ方向の一部が加熱された場合、その熱はヒートパイプ13内の作動液の相変化により輸送されてフレーム1の全長に分散・均熱化され、当該フレーム1の全長により大気中へ放散される。
したがって、フレーム本体1の一部が高温となった状態が持続したり一層高熱となったりするのを効率的に阻止することができ、より軽量でしかもモータ等の駆動部の発熱による影響がより小さいフレームを提供することができる。
なお、この実施形態のフレームでは、入熱部がヒートパイプ13の周辺へ位置する状態に設置すると、ヒートパイプ13の作動効率が良好となるのでより好ましい。
According to the frame of the first embodiment, when a part of the frame body 1 in the length direction is heated by driving a motor (not shown), the heat is transported by the phase change of the working fluid in the heat pipe 13. Then, it is dispersed and soaked over the entire length of the frame 1 and is released into the atmosphere by the entire length of the frame 1.
Accordingly, it is possible to effectively prevent the state in which a part of the frame main body 1 is kept at a high temperature from being sustained or even higher, and it is lighter and more influenced by the heat generated by the driving unit such as a motor. A small frame can be provided.
In addition, in the frame of this embodiment, it is more preferable that the heat input portion is installed in a state of being located around the heat pipe 13 because the operating efficiency of the heat pipe 13 becomes good.

第2実施形態
図2は本発明に係るロボット等用フレームの第2実施形態を示す端面図である。
この実施形態では、フレーム本体1の上下の水平壁部10,10と各補強用の縦方向壁部11a,11aとの各交差部において、溝部12を形成し、これらの各溝部12内へそれぞれ第1実施形態と同要領でヒートパイプ13を固定したものである。壁部の交差部は直角な交差部でなく、直角以外の所定角度の交差部もあり得るほか、二つの壁部の交差部のみでなく三つ以上の壁部が交差した交差部もあり得る。
この実施形態のフレームは、ヒートパイプ13を取り付けるための溝部12を、材料肉がより多く集まっている各水平壁部10と各補強用の縦方向壁部11a,11aとの交差部へ形成したので、第1実施形態のフレーム1と比べて溝部12の形成による重量増大が小さい。また、前記交差部が対応する各溝部12により補強される。
第2実施形態のフレームにおける他の構成や作用効果は、第1実施形態とほぼ同様であるのでそれらの説明は省略する。
Second Embodiment FIG. 2 is an end view showing a second embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention.
In this embodiment, a groove portion 12 is formed at each intersection between the upper and lower horizontal wall portions 10 and 10 of the frame body 1 and the reinforcing vertical wall portions 11a and 11a. The heat pipe 13 is fixed in the same manner as in the first embodiment. The intersecting portion of the wall portion is not a right-angled intersection portion, and there may be an intersection portion of a predetermined angle other than a right angle, and there may be not only an intersection portion of two wall portions but also an intersection portion where three or more wall portions intersect. .
In the frame of this embodiment, the groove portion 12 for attaching the heat pipe 13 is formed at the intersection of each horizontal wall portion 10 where more material meat is gathered and each vertical wall portion 11a, 11a for reinforcement. Therefore, the weight increase due to the formation of the groove 12 is small as compared with the frame 1 of the first embodiment. Further, the intersecting portions are reinforced by the corresponding groove portions 12.
Other configurations and operational effects in the frame of the second embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and thus their description is omitted.

第3実施形態
図3は本発明に係るロボット等用フレームの第3実施形態を示す端面図であり、図4は図3のフレームを縮小して示した側面図である。
この実施形態では、フレーム本体1の両側の縦方向壁部11,11へ他の部分より肉の厚い肉厚部11bをそれぞれ形成し、各肉厚部11bの外面へ切削により溝部12を傾斜状に形成し、各溝部へそれぞれ扁平なヒートパイプ13を埋め込み状に固定したものである。したがって、一本のフレーム1へ各2本のヒートパイプ13が取り付けられている。
Third Embodiment FIG. 3 is an end view showing a third embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention, and FIG. 4 is a side view showing the frame of FIG. 3 in a reduced scale.
In this embodiment, thick wall portions 11b that are thicker than the other portions are respectively formed on the vertical wall portions 11, 11 on both sides of the frame body 1, and the groove portions 12 are inclined by cutting the outer surface of each thick wall portion 11b. The flat heat pipe 13 is embedded and fixed to each groove portion. Accordingly, two heat pipes 13 are attached to one frame 1.

この実施形態のフレームは、ヒートパイプ13が水平なフレーム本体1に対して傾斜しているので、ヒートパイプ13の先下がり状端部へ図示しないモータ等の発熱部品が接触する状態でフレーム本体1を設置し、ヒートパイプ13をボトムヒート作動状態とする。これにより、ヒートパイプ13が最適設置状態となるので、より少ないヒートパイプ13により同様な放熱効果を得ることができる。
第3実施形態のフレームにおける他の構成や作用効果は、第1実施形態とほぼ同様であるのでそれらの説明は省略する。
In the frame of this embodiment, since the heat pipe 13 is inclined with respect to the horizontal frame main body 1, the frame main body 1 is in a state where a heat-generating component such as a motor (not shown) is in contact with the tip-down end portion of the heat pipe 13. And the heat pipe 13 is set to the bottom heat operating state. Thereby, since the heat pipe 13 will be in an optimal installation state, the same heat dissipation effect can be acquired with fewer heat pipes 13.
Other configurations and functions and effects in the frame of the third embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

第4実施形態
図5は本発明に係るロボット等用フレームの第4実施形態を示す断面図であり、図6は図5のフレームを縮小して示した側面図である。
この実施形態では、各ヒートパイプ13は図2の実施形態と同様に、フレーム本体1の上下の水平壁部10,10と各補強用の縦方向壁部11a,11aとの交差部に形成された溝部12内へそれぞれ埋め込み状に固定されている。
各補強用の縦方向壁部11a,11aは中央の補強用の水平壁部10aにより上下に隔てられており、中空の押出形材からなるフレーム1は全体として六個のホロー部1aから構成されている。
Fourth Embodiment FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention, and FIG. 6 is a side view showing the frame of FIG.
In this embodiment, each heat pipe 13 is formed at the intersection of the upper and lower horizontal wall portions 10, 10 of the frame body 1 and the reinforcing vertical wall portions 11a, 11a, as in the embodiment of FIG. Each groove 12 is fixed in an embedded manner.
Each of the reinforcing vertical wall portions 11a, 11a is vertically separated by a central reinforcing horizontal wall portion 10a, and the frame 1 made of a hollow extruded shape is composed of six hollow portions 1a as a whole. ing.

一方の側部の縦方向壁部11とそれに隣接する縦方向壁部11a、及び、他方の側部の縦方向壁部11とそれに隣接する縦方向壁部11aには、中央の水平壁部10aで隔てられた上下の部分へ、上下二列状に通気孔14が一定の間隔に多数形成されている。
この実施形態では、上下二列の通気孔14における各通気孔14相互は図6のように交互にジグザグ状に配置され、それぞれ上部及び下部における両側の通気孔14の列相互も、各通気孔14相互は交互にジグザグ上となるように配置されている。
The vertical wall 11 on one side and the vertical wall 11a adjacent thereto, and the vertical wall 11 on the other side and the vertical wall 11a adjacent thereto on the central horizontal wall 10a. A large number of vent holes 14 are formed at regular intervals in the upper and lower portions separated by.
In this embodiment, the air holes 14 in the upper and lower rows of the air holes 14 are alternately arranged in a zigzag shape as shown in FIG. 6, and the air holes 14 on both sides in the upper and lower sides are also arranged in the air holes. 14 are alternately arranged on the zigzag.

この実施形態のフレームによれば、入熱部の熱は各ヒートパイプ13による均熱化及びフレーム本体1自体の放熱と、通気孔14によるホロー部内部の空気の入れ替わりとによって、さらに放熱効果が向上する。また、通気孔14層後の前記ジグザグ状の配置により、一方の側部から側部ホロー部1a内に入った空気は、中央のホロー部1aで長さ方向に移動し、他方の側部ホロー部1aを経て他方の側部外へ流れるので、ホロー部にこもった熱を効率よく外部に排出できる。
この実施形態のフレームは、図5の状態において左右に所定ストロークで作動する場合、各通気孔14による放熱効率はより向上する。
この実施形態の他の構成や作用効果は、第2実施形態のフレームにおけるそれらとほぼ同様であるのでそれらの説明は省略する。
According to the frame of this embodiment, the heat of the heat input portion is further radiated by the heat equalization by the heat pipes 13 and the heat radiation of the frame body 1 itself and the replacement of the air inside the hollow portion by the air holes 14. improves. Further, due to the zigzag arrangement after the air holes 14 layers, the air that has entered the side hollow portion 1a from one side moves in the length direction at the central hollow portion 1a, and the other side hollow Since it flows to the outside of the other side through the portion 1a, the heat confined in the hollow portion can be efficiently discharged to the outside.
When the frame of this embodiment operates with a predetermined stroke to the left and right in the state of FIG. 5, the heat dissipation efficiency by each vent hole 14 is further improved.
Other configurations and operational effects of this embodiment are substantially the same as those in the frame of the second embodiment, and therefore their description is omitted.

第5実施形態
図7は本発明に係るロボット等用フレームの第5実施形態を示す端面図である。
この実施形態において、フレーム本体1の構成と都合四本のヒートパイプ13の配置は、第2実施形態(図2)のフレームと同じであるが、上部の水平壁部10と、各側部の縦方向壁部11,11の高さ方向半分の上部領域における外面には、長さ方向に沿って平行に多数のフィン15が形成されている。
この実施形態のフレームによれば、各ヒートパイプ3の均熱化作用によるフレーム1の長さ方向への熱の拡散と、多数のフィン15による放熱とにより、より放熱効果が向上する。また、ヒートパイプとフィンを同じ面に設置することが可能なので、特に放熱効果が向上する。
この実施形態におけるフレームの他の構成や作用効果は、第2実施形態のものとほぼ同様であるからそれらの説明は省略する。
Fifth Embodiment FIG. 7 is an end view showing a fifth embodiment of a frame for robots or the like according to the present invention.
In this embodiment, the structure of the frame main body 1 and the arrangement of the four heat pipes 13 are the same as those of the frame of the second embodiment (FIG. 2), but the upper horizontal wall 10 and each side portion are arranged. A large number of fins 15 are formed in parallel along the length direction on the outer surface of the upper region in the half in the height direction of the vertical walls 11, 11.
According to the frame of this embodiment, the heat dissipation effect is further improved by the diffusion of heat in the length direction of the frame 1 due to the soaking action of each heat pipe 3 and the heat dissipation by the numerous fins 15. Further, since the heat pipe and the fin can be installed on the same surface, the heat radiation effect is particularly improved.
Since the other structures and operational effects of the frame in this embodiment are almost the same as those of the second embodiment, description thereof will be omitted.

第6実施形態
図8は本発明に係るロボット等用フレームの第6実施形態を示す断面図である。
この実施形態において、フレーム本体1の構成と都合四本のヒートパイプ13の配置、及び、通気孔14の配置関係は第4実施形態(図5及び図6)のフレームと同じであるが、上部の水平壁部10と、各側部の縦方向壁部11,11の高さ方向半分の上部領域における外面には、長さ方向に沿って平行に多数のフィン15が形成されている。
この実施形態のフレーム1によれば、各ヒートパイプ3の均熱化作用によるフレーム1の長さ方向への熱の拡散と、多数のフィン15による放熱と、多数の通気孔14による各ホロー部1a内の空気の入れ替わりとにより、より放熱効果はさらに一層向上する。
この実施形態におけるフレームの他の構成や作用効果は、第4実施形態のものとほぼ同様であるからそれらの説明は省略する。
Sixth Embodiment FIG. 8 is a sectional view showing a sixth embodiment of a frame for robots or the like according to the present invention.
In this embodiment, the configuration of the frame main body 1 and the arrangement of the four heat pipes 13 and the arrangement relationship of the vent holes 14 are the same as those of the frame of the fourth embodiment (FIGS. 5 and 6). A large number of fins 15 are formed in parallel along the length direction on the outer surface of the horizontal wall portion 10 and the vertical regions 11 and 11 of the side portions in the upper half of the height direction.
According to the frame 1 of this embodiment, the diffusion of heat in the length direction of the frame 1 due to the soaking action of the heat pipes 3, the heat radiation by the numerous fins 15, and the hollow portions by the numerous vent holes 14. By replacing the air in 1a, the heat dissipation effect is further improved.
Since the other structures and operational effects of the frame in this embodiment are almost the same as those of the fourth embodiment, description thereof will be omitted.

第7実施形態
図11は本発明に係るロボット等用フレームの第7実施形態を示す端面図である。
この実施形態において、フレーム本体1はアルミ合金等の押出形材であり、十字状に配置された各補強用の水平壁部10aと縦方向壁部11aとにより、フレーム本体1の内部は上下四個のホロー部1aに区分されている。
上部の水平壁部10と、各側部の縦方向壁部11,11の高さ方向半分の上部領域における外面には、長さ方向に沿って平行に多数のフィン15が形成されている。
この実施形態のフレームによれば、多数のフィン15による熱の大気中への放散により、当該フレームが部分的に加熱された場合でもその熱は効率的に放熱される。
したがって、フレーム本体1の一部が高温となった状態が持続するのを効率的に阻止することができ、より軽量でしかもモータ等の駆動部の発熱による影響がより小さいフレームを提供することができる。
Seventh Embodiment FIG. 11 is an end view showing a seventh embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention.
In this embodiment, the frame main body 1 is an extruded shape such as an aluminum alloy, and the interior of the frame main body 1 is vertically divided by the reinforcing horizontal wall portions 10a and the vertical wall portions 11a arranged in a cross shape. It is divided into individual hollow parts 1a.
A large number of fins 15 are formed in parallel along the length direction on the outer surface of the upper horizontal wall portion 10 and the upper region in the height direction half of the vertical wall portions 11 and 11 of each side portion.
According to the frame of this embodiment, even when the frame is partially heated, the heat is efficiently dissipated by the diffusion of heat into the atmosphere by the numerous fins 15.
Therefore, it is possible to efficiently prevent the state in which a part of the frame main body 1 is at a high temperature from being sustained, and to provide a frame that is lighter and less affected by heat generated by a driving unit such as a motor. it can.

第8実施形態
図12は本発明に係るロボット等用フレームの第8実施形態を示す断面図である。
この実施形態のフレームは、前記第7実施形態(図11)のフレームの両側の各縦方向壁部11,11の上下部分と、補強用の水平壁部10aの左右位置と、下部の水平壁部10の左右位置に、それぞれ通気孔14を各一列状に形成したものである。
この実施形態のフレームは、第7実施形態のフレームに対して、多数のフィン15による方熱と、多数の通気孔14による四個のホロー部1a内の空気の入れ替わりとにより、より放熱効果が向上する。
この実施形態のフレームにおける他の構成や作用効果は、第7実施形態のフレームとほぼ同様であるのでそれらの説明は省略する。
Eighth Embodiment FIG. 12 is a cross-sectional view showing an eighth embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention.
The frame of this embodiment includes the upper and lower portions of the vertical wall portions 11, 11 on both sides of the frame of the seventh embodiment (FIG. 11), the left and right positions of the reinforcing horizontal wall portion 10a, and the lower horizontal wall. In the left and right positions of the portion 10, the vent holes 14 are formed in a row.
Compared with the frame of the seventh embodiment, the frame of this embodiment is more effective in heat dissipation due to the heat generated by the large number of fins 15 and the replacement of air in the four hollow portions 1a by the large number of air holes 14. improves.
Other configurations and operational effects of the frame of this embodiment are substantially the same as those of the frame of the seventh embodiment, and thus description thereof is omitted.

JIS 6063 T5材の押出形材により、以下の実施例1〜8と比較例1,2のサンプルフレーム(肉厚4mm,全長500mm,丸形ヒートパイプ径6mm,扁平ヒートパイプ径2×8mm)を試作し、後記試験条件により入熱試験を行い、フレーム長さ方向における表面温度を測定して最高温度と最低温度を記録し、両者の温度差を求めた。
その結果を表1に示した。
表1において、最高温度が低いほど、また温度差が小さいほど熱の影響を受け難く高精度のフレームと認められる。
Sample frames (wall thickness 4 mm, total length 500 mm, round heat pipe diameter 6 mm, flat heat pipe diameter 2 × 8 mm) of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 described below by the extruded shape of JIS 6063 T5 material. A heat input test was performed under the test conditions described later, the surface temperature in the frame length direction was measured, the maximum temperature and the minimum temperature were recorded, and the temperature difference between the two was determined.
The results are shown in Table 1.
In Table 1, the lower the maximum temperature and the smaller the temperature difference, the less the influence of heat, the higher the accuracy of the frame.

実施例1: 図1の構成
実施例2: 図2の構成
実施例3: 図3の構成
実施例4: 図3のフレームのヒートパイプを水平にしたもの
実施例5: 図11の構成
実施例6: 図5,6の構成
実施例7: 図7の構成
実施例8: 図8の構成
比較例1: 図5のフレームのヒートパイプを除いたもの
比較例2: 図1のフレームのヒートパイプを除いたもの
Example 1: Configuration Example 2 in FIG. 1: Configuration Example 3 in FIG. 2: Configuration Example 4 in FIG. 3: Horizontally arranged heat pipe of the frame in FIG. 3 Example 5: Configuration Example in FIG. 6: Configuration Example 7 of FIGS. 5 and 6: Configuration Example 8 of FIG. 7: Configuration Comparison Example 1 of FIG. 8: Excluding the heat pipe of the frame of FIG. 5 Comparative Example 2: Heat pipe of the frame of FIG. Excluding

試験条件
入熱条件:フレーム片側端面へヒータ(30W)を接触させ、当該接触部以外のヒータ外面を断熱した。
設置状態:フレームは各実施形態を示した図の姿勢で設置し、長手方向は水平とした。
温度測定:フレーム両端の最高温度と最低温度を熱電対で測定し、周囲温度からの温度上昇値で比較評価した。
その他:フレーム全体に2m/sの風速(動作状態におけるフレームの状況を模擬)
Test condition Heat input condition: A heater (30 W) was brought into contact with one end face of the frame, and the outer surface of the heater other than the contact portion was thermally insulated.
Installation state: The frame was installed in the posture shown in each embodiment, and the longitudinal direction was horizontal.
Temperature measurement: The maximum temperature and the minimum temperature at both ends of the frame were measured with a thermocouple, and the temperature was increased from the ambient temperature for comparative evaluation.
Others: 2m / s wind speed over the entire frame (simulating the frame condition during operation)

表1
Table 1

表1の結果によれば、各実施例のサンプルフレームは、温度差において比較例1,2に対して有為差を示した。   According to the result of Table 1, the sample frame of each Example showed a significant difference with respect to Comparative Examples 1 and 2 in the temperature difference.

本発明に係るロボット等用フレームの第1実施形態を示す端面図である。1 is an end view showing a first embodiment of a frame for a robot or the like according to the present invention. 本発明に係るロボット等用フレームの第2実施形態を示す端面図である。It is an end view which shows 2nd Embodiment of the frame for robots which concerns on this invention. 本発明に係るロボット等用フレームの第3実施形態を示す端面図である。It is an end view which shows 3rd Embodiment of the frame for robots which concerns on this invention. 図3のフレームを縮小して示した側面図であるFIG. 4 is a side view showing the frame of FIG. 3 in a reduced scale. 本発明に係るロボット等用フレームの第4実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the frames for robots etc. which concern on this invention. 図5のフレームを縮小して示した側面図である。It is the side view which reduced and showed the flame | frame of FIG. 本発明に係るロボット等用フレームの第5実施形態を示す端面図である。It is an end view which shows 5th Embodiment of the frame for robots which concerns on this invention. 本発明に係るロボット等用フレームの第6実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 6th Embodiment of the frame for robots etc. which concerns on this invention. 図9の(a)図はヒートパイプの取付要領の一例を示す部分拡大断面図、同(b)図はヒートパイプの取付要領の他の一例を示す部分拡大断面図である。FIG. 9A is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of the heat pipe attachment procedure, and FIG. 9B is a partial enlarged cross-sectional view showing another example of the heat pipe attachment procedure. ヒートパイプの取付要領のさらに他の例を示す部分拡大断面図であり、(c)はその第1段階を示し、(d)図はその固定状態を示す。It is a partial expanded sectional view which shows the further another example of the attachment procedure of a heat pipe, (c) shows the 1st step, (d) The figure shows the fixed state. 本発明に係るロボット等用フレームの第7実施形態を示す端面図である。It is an end view which shows 7th Embodiment of the frames for robots etc. which concern on this invention. 本発明に係るロボット等用フレームの第8実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 8th Embodiment of the frames for robots etc. which concern on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 フレーム本体
1a ホロー部
10,10a 水平壁部
11,11a 縦方向壁部
12 溝部
13 ヒートパイプ
14 通気孔
15 フィン
16 接着剤又は熱伝導性グリス
17 蓋板
18 カシメ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame main body 1a Hollow part 10, 10a Horizontal wall part 11, 11a Longitudinal wall part 12 Groove part 13 Heat pipe 14 Ventilation hole 15 Fin 16 Adhesive or heat conductive grease 17 Cover plate 18 Caulking part

Claims (9)

アルミニウム又はアルミニウム合金(以下「アルミ合金等」と言う。)の押出形材からなるフレーム本体の外面へ長さ方向に沿って形成された溝部に、ヒートパイプが埋め込み状に取り付けられていることを特徴とするロボット等用フレーム。 A heat pipe is embedded in a groove formed along the length direction on the outer surface of the frame body made of an extruded shape of aluminum or aluminum alloy (hereinafter referred to as “aluminum alloy”). A feature frame for robots. 設置状態が水平である場合において、前記ヒートパイプがフレーム本体の側方へ面する状態で傾斜状に取り付けられている請求項1に記載のロボット等用フレーム。 The frame for a robot or the like according to claim 1, wherein when the installation state is horizontal, the heat pipe is attached in an inclined manner so that the heat pipe faces the side of the frame body. 前記フレーム本体は水平又は垂直な壁部と当該水平壁部に対して直角若しくは所定角度で交差する他の壁部とを有し、前記ヒートパイプは両壁部の交差部へ取り付けられている、請求項1に記載のロボット等用フレーム。 The frame body has a horizontal or vertical wall portion and another wall portion intersecting at a right angle or a predetermined angle with respect to the horizontal wall portion, and the heat pipe is attached to an intersection portion of both wall portions, The frame for a robot or the like according to claim 1. フレーム本体の外面に長さ方向に沿う多数のフィンが一体に形成されている、請求項1〜3のいずれかに記載のロボット等用フレーム。 The frame for a robot or the like according to any one of claims 1 to 3, wherein a large number of fins along the length direction are integrally formed on an outer surface of the frame body. アルミ合金等の押出;形材からなるフレーム本体の外面に、長さ方向に沿う多数のフィンが一体に形成されていることを特徴とする、ロボット等用フレーム。 Extrusion of aluminum alloy or the like; A frame for robots or the like, wherein a large number of fins along the length direction are integrally formed on the outer surface of a frame body made of a shape member. フレーム本体に通気用の孔が多数形成されている、請求項1〜5のいずれかに記載のロボット等用フレーム。 The frame for a robot or the like according to any one of claims 1 to 5, wherein a large number of ventilation holes are formed in the frame body. フレーム本体は少なくとも一つのホロー部を有し、前記通気孔は設置状態において一側方から他側方へ空気が吹き抜けるように形成されている、請求項6に記載のロボット等用フレーム。 The frame for a robot or the like according to claim 6, wherein the frame main body has at least one hollow portion, and the air hole is formed so that air blows from one side to the other side in the installed state. 前記ホロー部の一側部の縦方向壁部へ形成されている通気孔と他側部の縦方向壁部へ形成されている通気孔とは長さ方向に対してずれている、請求項7に記載のロボット等用フレーム。 The vent hole formed in the vertical wall portion on one side of the hollow portion and the vent hole formed on the vertical wall portion on the other side are displaced with respect to the length direction. The frame for robots described in 1. 設置状態において下部あるいは上部の水平壁部へ通気孔が形成されている、請求項8に記載のロボット等用フレーム。 The frame for a robot or the like according to claim 8, wherein a vent hole is formed in the lower or upper horizontal wall portion in the installed state.
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KR200497185Y1 (en) * 2023-02-22 2023-08-24 (주)에스엔티 Aluminum gripper frame mounted on robot arm

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