JP2014030866A - ロボットの駆動モータ冷却機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットにおいて、冷却ファンを取り付けることなく、構造が簡単な駆動モータの冷却機構を提供するものである。
【解決手段】ロボット本体と、前記ロボット本体に回動自在に取り付けられ、この回動動作を行う機構部および機構部を駆動する駆動部を内蔵する可動体と、 前記可動体は、その外側上部に形成した開口部と、前記ロボット本体側の内側下部に形成した凹状部と、この凹状部に一端を連通させるとともに他端を前記駆動部に向けて形成した送風管とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態はロボットの駆動モータ冷却機構に関する。

通常、産業用のロボットは、フレームとギヤから構成される機構部と、それらを駆動するモータ部と、モータ部のモータ等を制御する電装部と、これらすべての構成部品を内蔵する筐体部から構成されている。そして、このロボットを使用しているときに、駆動するモータに連続する負荷がかかると、このモータは高温になるため、モータを冷却させる必要があった。そこで、駆動モータの冷却のために、冷却ファンを取り付けて冷却していた。

しかしながら、上記従来技術では、冷却ファンを取り付けるためのスペースを必要とし、筐体部が大型化する要因になっていた。また、材料費や加工工数などの製造コストも高くなるという問題があった。

特開2005−161414号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ロボットにおいて、冷却ファンを取り付けることなく、構造が簡単な駆動モータの冷却機構を提供するものである。

本発明の実施形態におけるロボットの駆動モータ冷却機構は、ロボット本体と、 前記ロボット本体に回動自在に取り付けられ、この回動動作を行う機構部および機構部を駆動する駆動部を内蔵する可動体と、前記可動体は、その外側上部に形成した通気開口と、前記ロボット本体側の内側下部に形成した凹状部と、この凹状部に一端を連通させるとともに他端を前記駆動部に向けて形成した送風管とを備えるものである。

実施形態のロボットの外観を示す斜視図。 同ロボットの外観を示す斜視図であって、可動体が開いた状態を示す図。 同ロボットの正面図であって、可動体が開いた状態における一部断面図。 同ロボットにおける可動体の一部拡大断面図。 同ロボットの可動体が閉じた状態における一部を切り欠いた斜視図。 同ロボットの可動体が開いた状態における一部を切り欠いた斜視図。 同ロボットの各部の電気的な接続を示すブロック図。

以下、実施形態のロボットの駆動モータ冷却機構について図面を参照して説明する。このロボット１は、一例として、店頭やイベント会場等での各種プレゼンテーションやプロモーションツールとして利用されるものである。

図１に示すように、このロボット１は、基部２と、胴体部３と、頭部４と、左右の腕部５，６とを備え、基部２，胴体部３および頭部４でロボット本体を構成し、左右の腕部５，６で可動体を構成している。そして、頭部４には、左右一対のカメラ部１１が設けられ、胴体部３には、音声入出力部１２が設けられている。音声入出力部１２は、スピーカ１３とマイク１４（いずれも図６）とを有している。次に、基部２、胴体部３、頭部４、および腕部５，６について詳しく説明する。

基部２は、図１ないし図２に示すように、基部ハウジング２ａと、左右の足部２ｂとを有している。左右の足部２ｂは、基部ハウジング２ａに一体形成されている。ロボット１が店舗等の設置台（図示せず）に載置された状態では、基部ハウジング２ａの底部と左右の足部２ｂとが設置台に当接している

胴体部３は、図１ないし図２に示すように、基部２の上方に配置されている。胴体部３は、胴体ハウジング３ａを有し、この胴体ハウジング３ａの正面部には、開口部３ｂが設けられている。開口部３ｂは、音声入出力部１２によって閉塞されており、音声入出力部１２のスピーカ１３およびマイク１４は、胴体ハウジング３ａの内部に位置している。そして、胴体ハウジング３ａの左右の側部には、図２に示すように、凹部３ｃ（図面では一方の凹部３ｃのみが示されている）が設けられている。各凹部３ｃは、腕部５または腕部６を受け入れる。各凹部３ｃには通気口３ｄが設けられ、通気口３ｄは、一例として複数設けられて、網目状をなしている。通気口３ｄは、胴体ハウジング３ａの内外を連通している。通気口３ｄに通風がされることで、胴体ハウジング３ａ内が冷却され、胴体ハウジング３ａ内の温度上昇が抑制される。

頭部４は、図１ないし図２に示すように、胴体部３の上方に配置されている。頭部４は、頭部ハウジング４ａを有し、この頭部ハウジング４ａの正面部には、左右一対のカメラ部１１が設けられている。

次に、左右の腕部５，６は、図１に示すように、胴体部３の側方に配置されて、胴体部３の胴体ハウジング３ａを挟む位置に位置する。左（一方）の腕部５の構成と右（他方）の腕部６の構成とは、左右対称であるので、以下では左の腕部５について詳細に説明し、右の腕部６について重複する説明は省略する。

腕部５は、図１ないし図２に示すように、概略円板状に形成されるとともに、外周部から内周部に向かうにつれて厚さが厚くなっている。腕部５は、連結機構（図示せず）によって、胴体部３の上部に連結されており、回動軸Ａ（図１）回りに回動して、凹部３ｃの通気口３ｄを開閉できる。すなわち、腕部５は、上下に回動可能であって、閉位置（図１）と開位置（図２）との間で回動可能となっている。閉位置では、腕部５は、凹部３ｃに重なった状態となっており通気口３ｄを閉じている。開位置では、腕部５は、凹部３ｃから離間した状態となっており通気口３ｄを開放している。

次に、腕部５の内部構造について説明する。図３は、ロボット１の正面図であって、腕部５が開いた状態における腕部５の断面図である。図４は、この腕部５の拡大した断面図である。図３ないし図４に示すように、腕部５には、フレームとギヤ等から構成され腕部５の回動動作を行う機構部２１と、この機構部２１を駆動する駆動部としての駆動モータ２２が内蔵されている。そして、この腕部５の内壁５ｂ下部には凹状部２３が形成され、この凹状部２３の底部の中心に一端が連結し、他端が駆動モータ２２に向けて開口した送風管２４が形成されている。なお、腕部５の外壁５ａ上部には、腕部５内の空気を外部へ排出させる通気開口２５（図１，図５−ａおよび５−ｂ）が形成されている。腕部５の外壁５ａと内壁５ｂとの間に、凹状部２３から送風管２４を経て通気開口２５に至る冷却風路が形成される。

次に、ロボット１における腕部５の動作について説明する。図５−ａないし図５−ｂに示すように、腕部５は、機構部２１を介して第１の駆動モータ２２ａ（図６）に連結されており、第１の駆動モータ２２ａによって回動軸Ａ回りに回動駆動される。腕部５の回動軸Ａ回りの回動動作は、羽ばたき動作とも称される。図１中の矢印Ｂは、回動軸Ａ回りの腕部５の回動方向を示している。なお、右の腕部６の羽ばたき動作用のモータは、第２の駆動モータ２２ｂ（図６）である。つまり、各腕部５，６毎に、羽ばたき動作用のモータがそれぞれ設けられている。これら腕部５，６の羽ばたき動作は、客の興味を引くためのものであり、客寄せの効果がある。

次に、腕部５の羽ばたき動作による第１の駆動モータ２２ａの冷却作用について説明する。上述したように、腕部５には、凹状部２３から送風管２４を経て通気開口２５に至る冷却風路が形成されている。すなわち、腕部５が下降すると、腕部５の下部付近にある空気は凹状部２３により集められ、送風管２４を経て第１の駆動モータ２２ａ付近に送られ、この空気流で第１の駆動モータ２２ａは冷却される。そして、冷却後の空気流は、腕部５上部に送られて通気開口２５から外部へ排気される。図４中の矢印Ｃは、空気の流れを示している。このように、腕部５の羽ばたき動作を行う第１の駆動モータ２２ａは、腕部５の羽ばたき動作によって生じる空気流により冷却されるものであり、冷却のための冷却ファンは不要である。なお、腕部６の羽ばたき動作による第２の駆動モータ２２ｂの冷却作用についても同様である。

また、ロボット１は、図６に示すように、制御部３０を備えている。制御部３０は、例えば胴体ハウジング３ａに収納されており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含むコンピュータである。ＣＰＵはプログラムに従うことで各種の処理を実行する。

制御部３０には、バスライン３１を介して、カメラ部１１、スピーカ１３、マイク１４、通信部１５、第１〜第Ｎのモータ２２ａ〜２２ｘ等が接続されている。通信部１５は、一例として情報処理装置等のホスト装置と通信を行う。

制御部３０は、カメラ部１１やスピーカ１３、マイク１４等を用いて、顧客へのアシスト処理を行う。一例として、制御部３０は、カメラ部１１で撮像した顧客の画像から顧客の属性（例えば性別や年齢）を判別して、当該顧客に応じた情報（例えば商品の宣伝）をスピーカ（出力部）１４を用いて行う。

以上、説明したように、本実施形態のロボットの駆動モータ冷却機構によれば、腕部の羽ばたき動作を行う駆動モータは、腕部の羽ばたき動作によって生じる空気流により冷却されるものであり、冷却ファンを取り付ける必要がなく、簡単な構造で駆動モータの冷却ができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ ロボット
２ 基部（ロボット本体）
３ 胴体部（ロボット本体）
４ 頭部（ロボット本体）
５，６ 腕部（可動体）
２１ 機構部
２２ 駆動モータ（駆動部）
２３ 凹状部
２４ 送風管
２５ 通気開口

Claims (3)

1. ロボット本体と、
   前記ロボット本体に回動自在に取り付けられ、この回動動作を行う機構部および機構部を駆動する駆動部を内蔵する可動体と、
   前記可動体は、その外側上部に形成した通気開口と、前記ロボット本体側の内側下部に形成した凹状部と、この凹状部に一端を連通させるとともに他端を前記駆動部に向けて形成した送風管と、
   を備えるロボットの駆動モータ冷却機構。
2. 前記可動体に形成した通気開口は、前記駆動部用ケーブルを通すための穴であることを特徴とする請求項１記載のロボットの駆動モータ冷却機構。
3. 前記可動体は、一対の腕部で形成されたことを特徴とする請求項１ないし２記載のロボットの駆動モータ冷却機構。

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