JP2010162663A - ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法 - Google Patents

ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010162663A
JP2010162663A JP2009008516A JP2009008516A JP2010162663A JP 2010162663 A JP2010162663 A JP 2010162663A JP 2009008516 A JP2009008516 A JP 2009008516A JP 2009008516 A JP2009008516 A JP 2009008516A JP 2010162663 A JP2010162663 A JP 2010162663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot arm
cooling
heating element
element mounting
mounting portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009008516A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Shiomi
正博 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2009008516A priority Critical patent/JP2010162663A/ja
Publication of JP2010162663A publication Critical patent/JP2010162663A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

【課題】ロボットアームの重量を増やすことなく、ロボットアームの発熱体搭載部の発熱
を効果的に放熱できるロボットアームの冷却機構、冷却装置、及び冷却方法を提供するこ
と。
【解決手段】ロボットアーム1の発熱体搭載部に、ロボットアーム1の移動によって気流
を発生させると共に、気流に放熱する放熱手段(冷却機構19)を設けた。また、放熱手
段は、発熱体搭載部の外周部に複数の孔22aが設けられた1枚又は複数枚の放熱板22
を設けた。
【選択図】図2

Description

本発明は、ロボットアームの発熱体搭載部を効率よく冷却するロボットアームの冷却機
構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法に関する。
産業用ロボットのアーム(腕)はますます多様な形態が要求され、アームの先端に多種
多様な装置が搭載されている。それに伴ってアームの先端部に多くの駆動装置としてのモ
ーター、その駆動回路、制御回路等の電装品からなる発熱体が搭載されている。その結果
、アームの先端部から多量の熱が発生する。そこでこのアームの先端部から発生する熱を
効果的に放熱し、冷却する技術が必要となっている。このようなロボットアームの冷却技
術としては下記特許文献1乃至4に開示されたものがある。
特許文献1に記載のものは、ロボットのアーム駆動部冷却装置に係るもので、ロボット
のアーム内の空気を各モーターに軸固定したファンで攪拌して冷却する技術である。また
、特許文献2に記載のものは、ロボット用アクチュエーターの形状記憶合金線を冷却配管
内に収容し、該冷却配管内に冷却流体を供給して形状記憶合金線を冷却する技術である。
特許文献3に記載のものは、ロボットアーム内に不活性ガスを封入し、該不活性ガスをフ
ァンで循環させるようにした技術である。特許文献4に記載のものは、一端がロボットア
ーム内に配置されたモーター3の外筒に取り付けられた熱伝導体の他端をロボットアーム
を貫通して延長させ、該他端に放熱板を設け、モーターの発熱を放熱する技術である。
特開平9−85673号公報 実開昭61−92588号公報 特開平5−305596号公報 実開平6−53085号公報
上記特許文献1乃至3に記載されている技術は、大掛かりでコストが高いうえ、ロボッ
トアームの重量が増加するという問題がある。また、特許文献4に記載されている技術は
、ロボットアームの重量を大きく増やすことなく放熱することができるが、ロボットアー
ムに搭載する機器が増えた場合、放熱に限界があるという問題がある。
本発明は上述の点に鑑み、ロボットアームの重量を増やすことなく、ロボットアームの
発熱体搭載部の発熱を効果的に放熱できるロボットアームの冷却機構、冷却装置、及び冷
却方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明は、ロボットアームの発熱体搭載部に、該ロボットアー
ムの移動によって気流を発生させると共に、該気流に放熱する放熱手段を設けたことを特
徴とするロボットアーム冷却機構にある。
上記のように、ロボットアームの発熱体搭載部に放熱手段を設けたことにより、ロボッ
トアームの作業移動中に放熱手段によって生じた空気の流れ(気流)に発熱体搭載部で発
生した熱を効率よく放熱できる。
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却機構において、下記事項を特徴とする。
放熱手段は、発熱体搭載部の外周部に1枚又は複数枚の放熱板を設けた。
上記のように発熱体搭載部の外周部に1枚又は複数枚の放熱板を設けたことにより、ロ
ボットアームの移動によって効果的に気流が発生し、この気流に発熱体搭載部で発生した
熱をこの放熱板を介して効率良く放熱することができる。
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却機構において、下記事項を特徴とする。
放熱板には、ロボットアームの移動により発生する気流を通す複数の孔が設けられてい
る。
上記のように放熱板に複数の孔を設けることにより、ロボットアームの移動により発生
する気流は該複数の孔を通って流れると同時に、該孔を通って流れる気流にも放熱するか
ら、より効率良く放熱することができる。
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却機構において、下記事項を特徴とする。
発熱体搭載部は、ロボットアームの先端部であり、該先端部には複数の駆動装置、該各
駆動装置を駆動する駆動回路、該駆動回路を制御する制御回路からなる電装品が搭載され
ている。
上記のようにロボットアームの先端部の発熱体搭載部に発熱体として、複数の駆動装置
(例えば、モーター)、駆動回路、制御回路からなる電装品を搭載することにより、多量
の熱がロボットアームの先端部から放出される。この熱がアームの移動によって発生する
気流に効率良く放熱できる。
また、本発明は、待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱
体搭載部を冷却するロボットアームの冷却装置であって、下記事項を特徴とする。
待機位置に発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設けた。
上記のように待機位置に発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設けたことにより、ロボッ
トアームを待機位置に移動することにより、発熱体搭載部で発生する熱を冷却装置で効率
良く放熱することができる。
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却装置において、下記事項を特徴とする。
ロボットアームのアイドリング中及び/又は発熱体搭載部の温度が所定値以上となった
場合、ロボットアームを待機位置に移動し、冷却装置で発熱体搭載部を冷却する制御手段
を設けた。
上記のように制御手段を設けることにより、ロボットアームのアイドリング中及び/又
は発熱体搭載部の温度が所定値以上となった場合、ロボットアームを待機位置に移動させ
る。これにより、冷却装置で発熱体搭載部を冷却することができ、ロボットアームの発熱
体搭載部の温度を所定値以下に維持することができる。
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却装置において、下記事項を特徴とする。
ロボットアームは、上記冷却機構を備えたロボットアームである。
上記のようにロボットアームは、上記冷却機構を備えているので、待機位置に設けた冷
却装置が送風機である場合、該送風機からロボットアームの発熱体搭載部に送られる気流
により、効率良く該発熱体搭載部で発生する熱を放熱できる。
また、本発明は、待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱
体搭載部を冷却するロボットアームの冷却方法であって、下記事項を特徴とする。
待機位置に発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設け、ロボットアームのアイドリング中
及び/又は発熱体搭載部の温度が所定値以上となった場合、ロボットアームを待機位置に
移動し、冷却装置により、発熱体搭載部を冷却する。
上記のようにロボットアームのアイドリング中及び/又は発熱体搭載部の温度が所定値
以上となった場合、ロボットアームを待機位置に移動し、冷却装置により、発熱体搭載部
を冷却する。これにより、該発熱体搭載部の温度を所定値以下に維持することが可能とな
る。
本発明に係る冷却機構を備えたロボットアーム概略構成例を示す図である。 本発明に係るロボットアーム冷却機構の外観構成例を示す図である。 本発明に係るロボットアーム冷却機構の外観構成例を示す図である。 ロボットアーム先端部に搭載される電装品のブロック構成例を示す図である。 ロボットアーム先端部に搭載される電装品の配置構成例を示す図である。 本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。 本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る冷却機
構を備えたロボットアームの概略構成を示す図である。図示するように、本ロボットアー
ム1は台部20、基体部10、第1関節部11、第1アーム12、第2関節部13、第2
アーム14、第3関節部15、及び第3アーム16を備えている。
基体部10は、モーター等の駆動装置により、台部20に対して矢印A方向に回動でき
るようなっている。第1アーム12は、第1関節部11を介して基体部10に対して矢印
B方向に回動できるようなっている。また、第2アーム14は第2関節部13を介して第
1アーム12に対して矢印C方向に回動できるようなっている。更に、第3アーム16は
第3関節部15を介して第2アーム14に対して矢印D方向に回動できるようなっている
。これにより、第3アーム16は水平方向、上下方向に自由に移動できるようになってい
る。
第3アーム16の先端には、一対の挟持部材17、17が取り付けられている。また、
第3アーム16には、図示を省略する一対の挟持部材17、17を矢印E、E方向、即ち
挟持及び開放方向に駆動するための駆動装置としてのモーターが搭載されている。更に、
該モーターを駆動するための駆動回路、該駆動回路を制御するための制御回路も搭載され
ている。また、第3アーム16の先端には、上記挟持部材17、17以外に種々の治具が
装着されるようになっており、該治具を駆動する駆動装置、駆動回路、及び制御回路等も
搭載されている。
近年の産業用ロボット等のロボットアームは、上記のように多様な形態が要求されてい
る。特にロボットアームの先端部にあたる第3アーム16には上記のように挟持部材17
、17以外に種々の治具が装着されるようになっている。そのため、第3アーム16には
多数の駆動装置、駆動回路、制御回路等からなる電装品18が搭載されている。このよう
な電装品18は熱を発生する発熱体でもあることから、第3アーム16の先端からは多量
の熱が発生する。そこでこのロボットアームの先端部から発生する熱を効率よく放熱し、
冷却する技術が必要となる。ここでは電装品18で発生する熱を効率良く放熱するための
冷却機構(放熱機構)19を設けている。
図2は、冷却機構19の外観構成例を示す図である。冷却機構19はロボットアーム1
の動作により、第3アーム16が移動する際、空気の流れ(気流)を発生させ、該気流に
熱を効率良く放熱させるようにしている。図示するように、冷却機構19は第3アーム1
6の電装品18の搭載部の外周に複数の放熱板22を軸方向で且つ放射状に等間隔で設け
た構成である。そして各放熱板には、多数の孔22aが設けられている。
上記のように、第3アーム16の電装品18の搭載部外周に複数の放熱板22を設ける
ことにより、該第3アーム16が移動すると空気の流れ(気流)が発生する。この空気の
流れに接触する放熱板22の表面から電装品18で発生した熱は効率よく放熱される。こ
のとき放熱板22には多数の孔22aを設けているので、第3アーム16が移動すること
により発生した空気の流れ(気流)は、多数の孔22aを通って流れる。このように放熱
板22に多数の孔22aを設けることにより、設けない場合に比較して、より効率的な放
熱効果が得られる。
図3は、冷却機構19の他の外観構成例を示す図である。図2に示す冷却機構19では
、略矩形状の放熱板22を第3アーム16の軸方向に向け且つ放射状に設け、第3アーム
16の移動により空気の流れ(気流)が発生しやすいようにした。しかし、放熱板22の
取付方向はこれに限定されるものではない。例えば図3に示すように、円板状の放熱板2
2を第3アーム16の軸方向と直交する方向に設けてもよい。また、図示は省略するがこ
の円板状の放熱板22に多数の孔を設けることにより、上記と同様に放熱効率を向上させ
ることができる。
図4は第3アーム16の先端部に搭載される電装品18のブロック構成例を示す図であ
る。上記のように第3アーム16の先端部には、駆動装置として多数のモーター30−1
、30−2、30−3、・・・30−n、各モーター30を駆動するためのモーター駆動
回路31−1、31−2、31−3、・・・31−n、各モーター駆動回路31を制御す
るための制御回路32からなる電装品18が搭載されている。制御回路32はロボットア
ーム1の外部に配置された上位制御回路33に接続され、該上位制御回路33からの指令
信号により各モーター駆動回路31を制御して、各モーター30を駆動する。
図5は第3アーム16の先端部に搭載される電装品18の配置構成例を示す図である。
図示するように第3アーム16の先端(図では下端)にモーター30−1、30−2、3
0−3、・・・30−nが配置されている。また、各モーター30の上部に接近してモー
ター駆動回路31が配置されている。モーター駆動回路31−1、31−2、31−3、
・・・31−nの上部に接近して制御回路32が配置されている。各モーター30の回転
軸30aには第3アーム16の先端に装着される各治具の回転駆動部が連結されるように
なっている。
上記電装品18のモーター30、モーター駆動回路31、制御回路32で発生する熱は
、矢印G、Hに示すように放熱板22(図2参照)に伝わり、該放熱板22から第3アー
ム16が移動することにより発生する気流に放熱される。
図6は本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。図示するよう
に、ロボットが設置されるロボット設置エリア100のロボットアーム1の待機位置10
1には、冷却装置24が配置されている。該冷却装置24からは待機位置101にあるロ
ボットアーム1の第3アーム16の冷却機構19に向けて、冷風25が送風されるように
なっている。ロボットが作業を行なうときは、待機位置101にあるロボットアーム1は
作業エリアに移動し、各種作業を行なう。作業終了後は待機位置101に戻ることにより
、第3アーム16の先端部に搭載された電装品18で発生する熱は、放熱板22から冷却
装置24からの冷風25中に放熱される。
上記のように第3アーム16の先端部には、放熱板22を具備する冷却機構19を備え
ているから、第3アーム16の移動により発生する気流に効率良く電装品18からの熱が
放熱される。この冷却機構19の放熱でも、第3アーム16の電装品18の搭載部の温度
が下がらず所定温度以上になった場合は、ロボットアーム1を待機位置101に移動させ
、冷却装置24からの冷風25で冷却する。例えば、図示を省略するが、第3アーム16
の電装品18搭載部に温度センサーを設け、該温度センサーの検出温度が所定温度値以上
となった場合、ロボットアーム1を待機位置101に移動する制御手段を設ける。これに
より、ロボットアーム1の第3アーム16の電装品18搭載部の温度を所定温度値以下に
維持することが可能となる。
図7は本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。図において、
26はロボットアームの第3アーム16の先端部に設けられた放熱部である。該放熱部2
6は熱伝導率の高い材料で構成され、ロボットアーム1の第3アーム16の先端部に搭載
された電装品18が発生する熱は効率良く該放熱部26に導かれる。27は上記放熱部2
6の外表面が密接する形状の凹状部27aを有する放熱体で、該放熱体27は熱伝導率の
高い材料で構成されている。第3アーム16の放熱部26を放熱体27の凹状部27aに
挿入させ、放熱部26の外表面と凹状部27aの内面とを接触させることにより、放熱部
26の熱は放熱体27に移動し放熱される。
上記放熱体27をロボット設置エリア100(図6参照)の所定位置、例えば上記ロボ
ットアーム1の待機位置101に設置する。そしてロボットアーム1の第3アーム16の
電装品18の搭載部が所定温度以上となったら、放熱部26を放熱体27の凹状部27a
に挿入させる。これにより放熱部26の該表面と凹状部27aの内面は密接して電装品1
8が発する熱を放熱部26を介して放熱体27に放熱する。この場合も、図示は省略する
が、電装品18の搭載部に温度センサーを設ける。そして温度センサーの検出温度が所定
温度以上となったら、ロボットアーム1を移動させ、第3アーム16の放熱部26を放熱
体27の凹状部27aに挿入させる制御手段を設ける。これにより、電装品18の搭載部
を所定温度以下に維持することが可能となる。また、所定の時間間隔(作業中に電装品1
8の搭載部の温度が所定温度に達すると推定される時間間隔)で放熱部26を放熱体27
の凹状部27aに挿入させて放熱させてもよい。これにより上記温度センサーや制御手段
を省略できる。
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種
々の変形が可能である。例えば、ロボットアームの構成も図1に限定されるものではなく
、発熱体搭載部を有するロボットアームであれば、本発明は適用できる。
1 ロボットアーム、10 基体部、11 第1関節部、12 第1アーム、13 第
2関節部、14 第2アーム、15 第3関節部、16 第3アーム、17 挟持部材、
18 電装品、19 冷却機構、22 放熱板、24 冷却装置、25 冷風、26 放
熱部、27 放熱体、30 モーター、31 モーター駆動回路、32 制御回路、33
上位制御回路

Claims (8)

  1. ロボットアームの発熱体搭載部に、該ロボットアームの移動によって気流を発生させる
    と共に、該気流に放熱する放熱手段を設けたことを特徴とするロボットアームの冷却機構
  2. 前記放熱手段は、前記発熱体搭載部の外周部に1枚又は複数枚の放熱板を設けたことを
    特徴とする請求項1に記載のロボットアームの冷却機構。
  3. 前記放熱板には、前記ロボットアームの移動により発生する気流を通す複数の孔が設け
    られていることを特徴とする請求項2に記載のロボットアームの冷却機構。
  4. 前記発熱体搭載部は、前記ロボットアームの先端部であり、該先端部には複数の駆動装
    置、該各駆動装置を駆動する駆動回路、該駆動回路を制御する制御回路からなる電装品が
    搭載されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のロボットアーム
    の冷却機構。
  5. 待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱体搭載部を冷却す
    るロボットアームの冷却装置であって、
    前記待機位置に前記発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とするロボッ
    トアームの冷却装置。
  6. 前記ロボットアームのアイドリング中及び/又は前記発熱体搭載部の温度が所定値以上
    となった場合、前記ロボットアームを前記待機位置に移動し、前記冷却装置で前記発熱体
    搭載部を冷却する制御手段を設けたことを特徴とする請求項5に記載のロボットアームの
    冷却装置。
  7. 前記ロボットアームは、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の冷却機構を備えたロボ
    ットアームであることを特徴とする請求項5又は6に記載のロボットアームの冷却装置。
  8. 待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱体搭載部を冷却す
    るロボットアームの冷却方法であって、
    前記待機位置に前記発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設け、
    前記ロボットアームのアイドリング中及び/又は前記発熱体搭載部の温度が所定値以上
    となった場合、前記ロボットアームを前記待機位置に移動し、前記冷却装置により、前記
    発熱体搭載部を冷却することを特徴とするロボットアームの冷却方法。
JP2009008516A 2009-01-19 2009-01-19 ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法 Withdrawn JP2010162663A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009008516A JP2010162663A (ja) 2009-01-19 2009-01-19 ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009008516A JP2010162663A (ja) 2009-01-19 2009-01-19 ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010162663A true JP2010162663A (ja) 2010-07-29

Family

ID=42579266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009008516A Withdrawn JP2010162663A (ja) 2009-01-19 2009-01-19 ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010162663A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015085452A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP2017516673A (ja) * 2014-06-05 2017-06-22 ソフトバンク・ロボティクス・ヨーロッパSoftbank Robotics Europe ヒューマノイドロボットの待機モード
WO2020121974A1 (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 川崎重工業株式会社 冷却装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015085452A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP2017516673A (ja) * 2014-06-05 2017-06-22 ソフトバンク・ロボティクス・ヨーロッパSoftbank Robotics Europe ヒューマノイドロボットの待機モード
US10576632B2 (en) 2014-06-05 2020-03-03 Softbank Robotics Europe Standby mode of a humanoid robot
WO2020121974A1 (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 川崎重工業株式会社 冷却装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3080274U (ja) モータの放熱装置
US10906171B2 (en) Motor unit and robot
JP5385000B2 (ja) 電動回転継手
JP5375237B2 (ja) 放熱装置付き旋回型アーム及び水平多関節型ロボット
CN106247483B (zh) 电抗器温度的控制方法及装置
JP2010162663A (ja) ロボットアームの冷却機構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法
Torres et al. Cooling design of integrated motor drives using analytical thermal model, finite element analysis, and computational fluid dynamics
JP2005136211A (ja) 冷却装置
JP2017192285A (ja) 回転機および回転機を備えた車両
JP2013252611A (ja) アーム及びロボット
JP2017216863A (ja) モーターユニット、及びロボット
KR101755881B1 (ko) 차량 공조시스템의 블로워 모터
JP5611084B2 (ja) 空気調和装置の室外機及びその空気調和装置の室外機を用いた空気調和装置
CN106972807B (zh) 电动机驱动装置
JP2008148399A (ja) 軸型リニアモータ用放熱スリーブ
JP5705570B2 (ja) 電子部品冷却装置
JP2017051043A (ja) 空冷装置
JP2016517262A (ja) 熱交換型電力素子モジュールを使用した電力変換装置
JP2010199120A (ja) 電力変換装置の冷却システム
JP2007006603A (ja) Dcブラシレスモ−タ
JP7308447B2 (ja) 放熱機構及びそれを備えた電源装置
KR101372521B1 (ko) 방열 성능이 향상된 팬 모터 장치
CN206364743U (zh) 电动机驱动装置
JP2006269635A (ja) ファン付きヒートシンク
KR102674491B1 (ko) 방열 성능 개선을 위한 에어컨 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120403