JP2010221310A - 放熱装置付き旋回型アーム及び水平多関節型ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持軸14を中心として水平旋回する第2のアーム15には、そこに設置された第2モーターM2と熱的に結合される吸熱部36と、該吸熱部36に熱的に結合されたヒートパイプ35を介してこの吸熱された熱を第2のアーム15の外部に放熱させる放熱部31とが備えられている。放熱部31は、支持軸14に対して第2モーターM2よりも離れた位置に配置され、第2のアーム15の旋回方向から受ける空気に基づいてその周囲に気流を形成しつつ、この形成した気流によって吸熱部36から伝達される熱を放熱する。
【選択図】図3
Description
れる上記機器などを覆う軽量な樹脂から形成されるアームカバーとにより構成されていることが多い。また、アームとしては、モーターがフランジを介してアーム筐体の表面に突設される構成が採用されることも多く、そのような構成の場合、モーターの外側面はアーム筐体から離間されるような構造となる。さらに、モーターを覆うアームカバーが熱伝導率の低い樹脂からなる場合、同カバーを介しての放熱は期待できない。
、アームにおけるそれら機器の配置の自由度を維持しつつ放熱装置を配置させるスペースをも確保することができるようになる。
このような構造によれば、放熱部の突部にはその突部を横切るように切り欠き部が複数形成され、それらの間にも空気が流通されるようになる。これによっても、放熱部の各突部は、それらの側面の空気との接触面積が増加されたり、空気の流通量が増加されたりするようにもなり、放熱部からの放熱がより効率的に行われ、モーターなどの発熱体の温度上昇がより好適に軽減されるようになる。
このような構造によれば、吸熱部に収容された熱が、熱伝達性能の高いヒートパイプによって放熱部に速やかに移動されるようになり、放熱部の放熱能力を十分に活用することができるようになるに伴い、吸熱部の発熱体に対する冷却能力がより向上されるようになる。これにより、モーターなどの発熱体の放熱効率が高められるようになり、発熱体の温度上昇が軽減され、温度上昇により生じる動作制限などの不都合が回避されるようになる。
位置に設けられる吸熱端(吸熱部側の端部)へ毛細管現象により還流されるが、それに加えて重力による流れを確保することにより作動液の吸熱端へ還流がより迅速に行われるようになる。作動液の吸熱部への迅速な還流は、ヒートパイプによる熱伝達能力を向上させることから、発熱体の冷却能力がより向上され同発熱体の温度上昇が好適に抑制されるようになる。
図1に示すように、ロボットは、床面等に設置された基台11を有し、その上端部に回動可能に設けられた基台軸12に、第1のアーム13の基端部が連結固定されている。基台軸12は、その基端が、基台11内に設けられた第1モーターM1によって正逆回転されることで、基台11に対して軸心C1を中心にして回動するようになっている。これにより第1のアーム13は、基台軸12の軸心C1を中心にして基台11に対して水平方向に回動、すなわち水平旋回する。
21内に突出されるようになっている。基台部32には、その下部にパイプ取付け溝32aが水平方向に凹設されており、同パイプ取付け溝32aには図示しない熱伝導性のシートを介するなどしてヒートパイプ35の放熱部が基台部32との間に高い熱伝導性が維持されるように結合されている。これにより、放熱部31はヒートパイプ35の放熱端を冷却させ、その冷却により放熱端では作動液が液化されて液化熱を生じ、同液化熱が放熱部31に伝達されて、放熱部31がその熱を放熱フィン33を通じて放熱させるようになる。なお、ヒートパイプ35は相対的に高い部分が放熱端、相対的に低い部分が吸熱端となることから、放熱部31のパイプ取付け溝32aは、吸熱部36のパイプ取付け溝36gよりも相対的に高い位置に配置されるようになっている。
1にて覆われているため空気への放熱もあまり期待できない。通常このような場合、第2のアーム15(アーム筐体20)の基端部の温度は、グラフT1に示すように時間経過とともに上昇していく。
(1)第2モーターM2の熱は、放熱装置30の吸熱部36に吸収されてから、ヒートパイプ35により第2モーターM2よりも支持軸14から離れている放熱部31まで移動され、第2のアーム15の旋回移動に伴い形成される強い気流に放熱部31がさらされることにより放熱部31から外部へ放熱されるようにした。これにより、第2のアーム15に設けられている第2モーターM2の熱の放熱効率が高められるようになり、第2モーターM2としてもその温度上昇が軽減され、同第2モーターM2はその機能が温度上昇により規制されるようなおそれが低減される。すなわち第2のアーム15を旋回駆動させる第2モーターM2は、その温度上昇の軽減によりその性能や寿命を維持するために予め定められている所定の温度範囲を超えがたくなり、同範囲を超えた場合に生じる回転速度や稼働時間の制限などの動作制限が生じがたくなる。すなわち、第2モーターM2にこのような放熱装置30を採用することにより第2のアーム15の動作の高速化や非稼働時間の短縮化が可能ともなる。
空間34にも流入し、それら空間34を流通するようにした。これにより、放熱部31の各放熱フィン33の側面には多くの空気が流れるようになり、各放熱フィン33の側面が単位時間に接する空気の量が増加することから放熱部31による放熱効率が高められるようになる。その結果、放熱部31から放熱されている第2モーターM2の冷却性能が向上され、同第2モーターM2の温度上昇がより好適に軽減されるようになる。
・上記実施形態では、放熱装置30は、一つの放熱部31と、一つの吸熱部36と、それら放熱部31と吸熱部36とを熱的に結合する一本のヒートパイプ35より構成された。しかしこれに限らず、放熱装置は、吸熱部の熱を放熱部にヒートパイプにより伝達できる構造であれば、放熱部、吸熱部、又はヒートパイプの少なくともいずれか一つが複数であってもよい。
、各吸熱部36の熱が放熱部31Bに効率よく移動されるようになる。
能性がさらに高められる。
Claims (7)
- 回転軸を中心として水平旋回するアームに設置された発熱体と熱的に結合される吸熱部と、該吸熱部に熱的に結合された熱伝達装置を介してこの吸熱された熱を前記アームの外部に放熱させる放熱部とを備え、
前記放熱部は前記回転軸に対して前記発熱体よりも離れた位置に配置され、前記アームの旋回方向から受ける空気に基づいてその周囲に気流を形成しつつ、この形成した気流によって前記吸熱部から伝達される熱を放熱する
ことを特徴とする放熱装置付き旋回型アーム。 - 前記放熱部はこれを支持する基台部が前記アームの外面に沿うかたちに配設され、該基台部には、前記アームの外面に沿ってその外方向に壁状に伸びる複数の突部が設けられている
請求項1に記載の放熱装置付き旋回型アーム。 - 前記複数の突部のうちの一の突部と該一の突部に隣接する他の突部との間に形成されている空間が前記アームの旋回方向へ開かれるかたちで前記放熱部の基台部に配置されている
請求項2に記載の放熱装置付き旋回型アーム。 - 前記複数の突部には、それら突部に交差する態様で複数の切り欠き部が形成されている
請求項2又は3に記載の放熱装置付き旋回型アーム。 - 前記熱伝達装置がヒートパイプである
請求項1〜4のいずれか一項に記載の放熱装置付き旋回型アーム。 - 前記放熱部は前記アーム内において前記吸熱部よりも上方に位置して設けられており、前記ヒートパイプは、これら放熱部と吸熱部との間に高低差をもって設けられる
請求項5に記載の放熱装置付き旋回型アーム。 - 複数のアームが回転軸を介して水平連結された水平多関節型ロボットであって、
前記複数のアームのうちの少なくとも一つのアームを、請求項1〜6のいずれか一項に記載の放熱装置付き旋回型アームとした
ことを特徴とする水平多関節型ロボット。
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