JP2017216863A - モーターユニット、及びロボット - Google Patents
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Abstract
【課題】電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができるモーターユニットを提供すること。
【解決手段】モーターと、前記モーターを駆動する駆動回路を有するアンプ部と、を備える、前記アンプ部は、アンプカバーを有し、前記アンプカバーに、前記モーターに電力を供給する電力線が結束されている、モーターユニット。
【選択図】図2
【解決手段】モーターと、前記モーターを駆動する駆動回路を有するアンプ部と、を備える、前記アンプ部は、アンプカバーを有し、前記アンプカバーに、前記モーターに電力を供給する電力線が結束されている、モーターユニット。
【選択図】図2
Description
この発明は、モーターユニット、及びロボットに関する。
モーターを駆動するアンプの研究や開発が行われている。
これに関し、ステーター及びローターからなるモーター部と、センサー及びセンサー処理回路からなるセンサー部とを有するサーボモーターと、モーターを駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御回路と、通信回路とを備えたサーボアンプと、からなるサーボアンプ一体型サーボモーターにおいて、サーボアンプがサーボモーターの軸方向端部に取り付けられているサーボアンプ一体型サーボモーターが知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、このようなサーボアンプ一体型サーボモーターは、配線の管理がなされておらず、配線が他の物体と干渉してしまう場合があった。その結果、当該サーボアンプ一体型サーボモーターでは、配線が断線してしまう場合や、配線を流れる電流の波形を変化させるノイズを増大させてしまう場合があった。また、当該サーボアンプ一体型サーボモーターでは、組み立て時における配線の形状や位置がばらつくことがあり、組み立て後の品質や組み立て作業の効率を向上させることが困難な場合があった。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、モーターと、前記モーターを駆動する駆動回路を有するアンプ部と、を備え、前記アンプ部は、アンプカバーを有し、前記アンプカバーに、前記モーターに電力を供給する電力線が結束されている、モーターユニットである。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、アンプカバーを有し、アンプカバーに、モーターに電力を供給する電力線が結束されている。これにより、モーターユニットは、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、アンプカバーを有し、アンプカバーに、モーターに電力を供給する電力線が結束されている。これにより、モーターユニットは、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記電力線は、前記アンプカバーの外側に結束されている、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、電力線は、アンプカバーの外側に結束されている。これにより、モーターユニットは、アンプカバーの外側に結束された電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、電力線は、アンプカバーの外側に結束されている。これにより、モーターユニットは、アンプカバーの外側に結束された電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記アンプカバーと前記電力線との間には、他の配線が挟まれていない、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、アンプカバーと電力線との間には、他の配線が挟まれていない。これにより、モーターユニットは、電力線を流れる電流の波形の変化が他の配線を流れる電流の波形を変化させてしまうことを抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプカバーと電力線との間には、他の配線が挟まれていない。これにより、モーターユニットは、電力線を流れる電流の波形の変化が他の配線を流れる電流の波形を変化させてしまうことを抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記モーターと前記アンプ部のうち少なくとも一方を覆う防水カバーを備える、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットは、モーターとアンプ部のうち少なくとも一方を覆う防水カバーを備える。これにより、モーターユニットは、耐水性を向上させることができる。
この構成により、モーターユニットは、モーターとアンプ部のうち少なくとも一方を覆う防水カバーを備える。これにより、モーターユニットは、耐水性を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記アンプ部は、放熱部材を備える、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、放熱部材を備える。これにより、モーターユニットは、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、放熱部材を備える。これにより、モーターユニットは、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記放熱部材の熱伝導率は、40W/m・K以上である、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、熱伝導率が40W/m・K以上の放熱部材を備える。これにより、モーターユニットは、熱伝導率が40W/m・K以上の放熱部材によって、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、熱伝導率が40W/m・K以上の放熱部材を備える。これにより、モーターユニットは、熱伝導率が40W/m・K以上の放熱部材によって、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記放熱部材の熱伝導率は、200W/m・K以上である、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、熱伝導率が200W/m・K以上の放熱部材を備える。これにより、モーターユニットは、熱伝導率が200W/m・K以上の放熱部材によって、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、熱伝導率が200W/m・K以上の放熱部材を備える。これにより、モーターユニットは、熱伝導率が200W/m・K以上の放熱部材によって、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記放熱部材は、前記アンプ部を前記モーターに取り付け可能である、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、放熱部材は、アンプ部をモーターに取り付け可能である。これにより、モーターユニットは、モーターとアンプ部とを一体化することができる。
この構成により、モーターユニットでは、放熱部材は、アンプ部をモーターに取り付け可能である。これにより、モーターユニットは、モーターとアンプ部とを一体化することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記放熱部材は、前記アンプ部を前記モーター以外の物体に取り付け可能である、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、放熱部材は、アンプ部をモーター以外の物体に取り付け可能である。これにより、モーターユニットは、組み付け対象へ組み付ける位置を選択する自由度を向上させることができる。
この構成により、モーターユニットでは、放熱部材は、アンプ部をモーター以外の物体に取り付け可能である。これにより、モーターユニットは、組み付け対象へ組み付ける位置を選択する自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記放熱部材は、第1開口部を有する、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、放熱部材は、第1開口部を有する。これにより、モーターユニットは、アンプ部において放熱部材によって覆いたくない所望の部分を第1開口部によって外部に開くことができる。
この構成により、モーターユニットでは、放熱部材は、第1開口部を有する。これにより、モーターユニットは、アンプ部において放熱部材によって覆いたくない所望の部分を第1開口部によって外部に開くことができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記アンプ部は、アンプ基板を有し、前記アンプ基板と前記放熱部材との間に緩衝部材が配置されている、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、アンプ基板を有し、アンプ基板と放熱部材との間に緩衝部材が配置されている。これにより、モーターユニットは、アンプ基板に放熱部材を取り付ける際にアンプ基板が変形してしまうことを抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ部は、アンプ基板を有し、アンプ基板と放熱部材との間に緩衝部材が配置されている。これにより、モーターユニットは、アンプ基板に放熱部材を取り付ける際にアンプ基板が変形してしまうことを抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、モーターユニットにおいて、前記アンプ基板と前記放熱部材との間に放熱シートが配置されている、構成が用いられてもよい。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ基板と放熱部材との間に放熱シートが配置されている。これにより、モーターユニットは、アンプ基板と放熱部材との間を緩衝部材と放熱シートとで埋めることができ、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
この構成により、モーターユニットでは、アンプ基板と放熱部材との間に放熱シートが配置されている。これにより、モーターユニットは、アンプ基板と放熱部材との間を緩衝部材と放熱シートとで埋めることができ、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、上記に記載のモーターユニットを備える、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、アンプ部は、アンプカバーを有し、アンプカバーに、モーターに電力を供給する電力線が結束されている。これにより、ロボットは、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
この構成により、ロボットでは、アンプ部は、アンプカバーを有し、アンプカバーに、モーターに電力を供給する電力線が結束されている。これにより、ロボットは、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、筐体を備え、前記アンプ部は、前記筐体に取り付け可能である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、アンプ部は、筐体に取り付け可能である。これにより、ロボットは、筐体によってアンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
この構成により、ロボットでは、アンプ部は、筐体に取り付け可能である。これにより、ロボットは、筐体によってアンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記筐体は、移動可能である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、筐体は、移動可能である。これにより、ロボットは、移動可能な筐体によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
この構成により、ロボットでは、筐体は、移動可能である。これにより、ロボットは、移動可能な筐体によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記筐体のうち前記アンプ部を取り付け可能な部分は、放熱部材である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分は、放熱部材である。これにより、ロボットは、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分であって放熱部材の部分によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
この構成により、ロボットでは、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分は、放熱部材である。これにより、ロボットは、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分であって放熱部材の部分によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記筐体は、第2開口部を有し、前記筐体のうち前記アンプ部を取り付け可能な部分は、前記第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、筐体は、第2開口部を有し、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分は、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材である。これにより、ロボットは、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができるとともに、アンプ部のメンテナンスをユーザーに容易に行わせることができる。
この構成により、ロボットでは、筐体は、第2開口部を有し、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分は、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材である。これにより、ロボットは、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができるとともに、アンプ部のメンテナンスをユーザーに容易に行わせることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記蓋部材の熱伝導率は、40W/m・K以上である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、蓋部材の熱伝導率は、40W/m・K以上である。これにより、ロボットは、熱伝導率が40W/m・K以上の蓋部材によってアンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
この構成により、ロボットでは、蓋部材の熱伝導率は、40W/m・K以上である。これにより、ロボットは、熱伝導率が40W/m・K以上の蓋部材によってアンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
以上により、モーターユニット、及びロボットでは、アンプ部は、アンプカバーを有し、アンプカバーに、モーターに電力を供給する電力線が結束されている。これにより、モーターユニットは、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
<実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
<ロボットの構成>
まず、ロボット1の構成について説明する。
図1は、実施形態に係るロボット1の構成の一例を示す図である。ロボット1は、床面や壁面等の設置面に設置される支持台Bと、支持台Bにより第1軸AX1周りに回動可能に支持された第1アームA1と、第1アームA1により第2軸AX2周りに回動可能に支持された第2アームA2と、第2アームA2により第3軸AX3周りに回動可能且つ第3軸AX3の軸方向に並進可能に支持されたシャフトSを備えるスカラロボットである。
まず、ロボット1の構成について説明する。
図1は、実施形態に係るロボット1の構成の一例を示す図である。ロボット1は、床面や壁面等の設置面に設置される支持台Bと、支持台Bにより第1軸AX1周りに回動可能に支持された第1アームA1と、第1アームA1により第2軸AX2周りに回動可能に支持された第2アームA2と、第2アームA2により第3軸AX3周りに回動可能且つ第3軸AX3の軸方向に並進可能に支持されたシャフトSを備えるスカラロボットである。
なお、ロボット1は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボットや直角座標ロボット等の他のロボットであってもよい。なお、垂直多関節ロボットは、1つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、2つの腕を備える双腕ロボット(2つの腕を備える複腕ロボット)であってもよく、3以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。また、直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
シャフトSは、円柱形状の軸体である。シャフトSの周表面には、図示しないボールねじ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成されている。シャフトSは、この一例において、第2アームA2の端部のうちの第1アームA1と反対側の端部を、支持台Bが設置された設置面に対して垂直な方向である第1方向に貫通し、設けられている。また、シャフトSの端部のうちの当該設置面側の端部は、エンドエフェクターを取り付け可能である。エンドエフェクターは、物体を把持可能なエンドエフェクターであってもよく、空気や磁気等によって物体を吸着可能なエンドエフェクターであってもよく、他のエンドエフェクターであってもよい。
第1アームA1は、この一例において、第1軸AX1周りに回動するので、第2方向に移動する。第2方向は、前述の第1方向に直交する方向である。第2方向は、例えば、ワールド座標系やロボット座標系RCにおけるXY平面に沿った方向である。第1アームA1は、支持台Bが備えるモーターユニット21によって第1軸AX1周りに回動させられる。
第2アームA2は、この一例において、第2軸AX2周りに回動するので、第2方向に移動する。第2アームA2は、第2アームA2が備えるモーターユニット22によって第2軸AX2周りに回動させられる。また、第2アームA2は、図示しないモーターユニット23及び図示しないモーターユニット24を備え、シャフトSを支持する。モーターユニット23は、シャフトSのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトSを第1方向に移動(昇降)させる。
モーターユニット24は、シャフトSのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、第3軸AX3周りにシャフトSを回動させる。
モーターユニット24は、シャフトSのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、第3軸AX3周りにシャフトSを回動させる。
以下では、一例として、モーターユニット21〜モーターユニット24のそれぞれが、すべて同じ構成を有している場合について説明する。なお、モーターユニット21〜モーターユニット24のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成を有するモーターユニットであってもよい。以下では、モーターユニット21〜モーターユニット24のそれぞれを区別する必要がない限り、これらをまとめてモーターユニット2と称して説明する。
モーターユニット2は、モーター4と、アンプ部3を備える(図2、3参照)。アンプ部3は、モーター4を駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御回路と、通信回路とを有する。ここで、モーターユニット2の概要について説明する。モーターユニット2は、モーター4と、モーター4を駆動する駆動回路を有するアンプ部3と、を備え、アンプ部3は、アンプカバー32を有し、アンプカバー32に、モーター4に電力を供給する電力線が結束されている。これにより、モーターユニット2は、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。以下では、このようなモーターユニット2について詳しく説明する。また、以下では、一例として、モーター4が図1において図示しないエンコーダーENCと一体型のモーターである場合について説明する。なお、モーター4は、エンコーダーENCと別体のモーターであってもよい。
<モーターユニットの構成>
以下、図2〜図8を参照し、モーターユニット2の構成について説明する。以下では、説明の便宜上、モーター4の回動軸S1に沿った方向のうちモータートップケースMTCと反対側からモータートップケースMTCに向かう方向(すなわち、モーター4の回動軸S1に沿った方向のうちモータートップケースMTCからエンコーダーENCに向かう方向)を上方向と称し、モータートップケースMTCから当該反対側に向かう方向(すなわち、モーター4の回動軸S1に沿った方向のうちエンコーダーENCからモータートップケースMTCに向かう方向)を下方向と称して説明する。モータートップケースMTCは、モーター4が備える端部のうちのモーター4の回動軸S1が突出している側と反対側の端部に設けられた部材である。ここで、前述のエンコーダーENCは、モータートップケースMTCの端部のうちモーター4の回動軸S1が突出している側と反対側の端部に設けられている。また、以下では、モーター4の側面(上下方向と平行な面)のうちアンプ部3が取り付けられた面を前面と称し、前面と対向する面を後面と称し、前面に向かってモーター4を見た場合に右側に位置する面を右面と称し、右面に対向する面を左面と称して説明する。
以下、図2〜図8を参照し、モーターユニット2の構成について説明する。以下では、説明の便宜上、モーター4の回動軸S1に沿った方向のうちモータートップケースMTCと反対側からモータートップケースMTCに向かう方向(すなわち、モーター4の回動軸S1に沿った方向のうちモータートップケースMTCからエンコーダーENCに向かう方向)を上方向と称し、モータートップケースMTCから当該反対側に向かう方向(すなわち、モーター4の回動軸S1に沿った方向のうちエンコーダーENCからモータートップケースMTCに向かう方向)を下方向と称して説明する。モータートップケースMTCは、モーター4が備える端部のうちのモーター4の回動軸S1が突出している側と反対側の端部に設けられた部材である。ここで、前述のエンコーダーENCは、モータートップケースMTCの端部のうちモーター4の回動軸S1が突出している側と反対側の端部に設けられている。また、以下では、モーター4の側面(上下方向と平行な面)のうちアンプ部3が取り付けられた面を前面と称し、前面と対向する面を後面と称し、前面に向かってモーター4を見た場合に右側に位置する面を右面と称し、右面に対向する面を左面と称して説明する。
図2は、モーターユニット2の一例を示す前面図である。また、図3は、図2に示したモーターユニット2の右面図である。また、図4は、図2に示したモーターユニット2の左面図である。また、図5は、図2に示したモーターユニット2の斜視図である。また、図6は、図5に示したモーターユニット2を他の角度から見た場合の斜視図である。図7は、図5に示したモーターユニット2を更に他の角度から見た場合の斜視図である。図8は、モーターユニット2が備えるアンプ部3の一例を示す斜視図である。
図2〜7に示したように、モーターユニット2では、モーター4の前面にアンプ部3が取り付けられている。以下では、一例として、モーター4が三相直流モーターである場合について説明する。なお、モーター4は、これに代えて、他のモーターであってもよい。
アンプ部3は、モーター4が有する基板を介して供給される電力を増幅し、当該基板を介して供給される制御信号に応じてモーター4を動作させる。具体的には、アンプ部3は、モーター4を動作させる際、当該制御信号に応じたタイミングにおいて、モーター4が有する三相それぞれの電磁石に電力を供給する。以下では、説明の便宜上、当該三相のそれぞれをU相、V相、W相と称して説明する。
アンプ部3は、モーター4が有する基板を介して供給される電力を増幅し、当該基板を介して供給される制御信号に応じてモーター4を動作させる。具体的には、アンプ部3は、モーター4を動作させる際、当該制御信号に応じたタイミングにおいて、モーター4が有する三相それぞれの電磁石に電力を供給する。以下では、説明の便宜上、当該三相のそれぞれをU相、V相、W相と称して説明する。
アンプ部3は、電力線C2によってモーター4のU相の電磁石に電力を供給する。すなわち、電力線C2は、アンプ部3とモーター4のU相の電磁石とを繋ぐ電力線である。また、アンプ部3は、電力線C3によってモーター4のV相の電磁石に電力を供給する。すなわち、電力線C3は、アンプ部3とモーター4のV相の電磁石とを繋ぐ電力線である。
また、アンプ部3は、電力線C4によってモーター4のW相の電磁石に電力を供給する。
すなわち、電力線C4は、アンプ部3とモーター4のW相の電磁石とを繋ぐ電力線である。
また、アンプ部3は、電力線C4によってモーター4のW相の電磁石に電力を供給する。
すなわち、電力線C4は、アンプ部3とモーター4のW相の電磁石とを繋ぐ電力線である。
また、アンプ部3は、配管C1の中を通る電力線によってモーター4が有する基板から電力が供給される。当該基板は、図示しない電源から電力が供給され、供給された電力を当該電力線によってアンプ部3に供給する。また、アンプ部3は、配管C1の中を通る通信線によってモーター4が有する基板から制御信号が供給される。当該基板は、図示しないロボット制御装置から制御信号が供給され、供給された制御信号を当該通信線によってアンプ部3に供給する。当該ロボット制御装置は、ロボット1を制御する装置である。
アンプ部3は、収納部30内にアンプ基板33が収納された構造を有している。アンプ基板33は、前述の駆動回路と、制御回路と、通信回路を有する基板である。収納部30は、この一例において、収納部30の後側の隔壁部と収納部30の左側の隔壁部と収納部30の右側の隔壁部とを構成する放熱部材31と、放熱部材31に固定されたアンプカバー32とによって構成され、上側の隔壁部と下側の隔壁部とを有さない。収納部30の後側の隔壁部には、収納部30にアンプ基板33が配置(固定)される。収納部30が上側の隔壁部と下側の隔壁部とを有さないため、収納部30は、収納部30を通る空気によってアンプ部3の熱(すなわち、アンプ基板33の熱)を放熱することができる。
放熱部材31は、アンプ部3の発熱量、すなわちアンプ基板33の発熱量に応じた所定の熱伝導率の放熱部材である。これにより、モーターユニット2は、アンプ部3の発熱による不具合の発生を抑制することができる。以下では、一例として、当該熱伝導率が40W/m・K以上である場合について説明する。なお、当該熱伝導率は、アンプ基板33が発熱によって不具合が生じてしまうことを抑制するために十分な放熱を行うことが可能な値であれば、40W/m・K未満であってもよい。
放熱部材31の材質は、樹脂、鉄、アルミニウム、銅等である。樹脂は、熱伝導率が0.5〜2W/m・K程度である。鉄は、熱伝導率が40〜60W/m・K程度である。アルミニウムは、熱伝導率が200W/m・K程度である。銅は、熱伝導率が350〜400W/m・K程度である。以下では、一例として、放熱部材31の材質がアルミニウムである場合について説明する。
放熱部材31は、モーター4の前面にボルトBTによって取り付け可能な取付部を有する。これにより、モーターユニット2は、モーター4とアンプ部3とを一体化することができる。当該取付部には、ボルトBTを貫通させる貫通孔が形成されている。図2〜7に示した例では、放熱部材31は、当該取付部と4本のボルトとによってモーター4の前面に取り付けられている。なお、放熱部材31は、ボルトBTによってモーター4の前面に取り付けられる構成に代えて、ボルトBT以外の他の取付治具や取付機構等によってモーター4の前面に取り付けられる構成であってもよい。また、放熱部材31は、モーター4の前面に代えて、モーター4の他の面に取り付けられる構成であってもよい。
放熱部材31には、ボルトBT2とナットNT2によってアンプ基板33が配置(固定)される。アンプ基板33と放熱部材31との間には、緩衝部材WSが配置されている。緩衝部材WSは、アンプ基板33を放熱部材31に配置する際、ボルトの締め付けによる応力によってアンプ基板33が変形してしまうことを抑制するための部材であり、例えば、スプリングワッシャーである。これにより、モーターユニット2は、アンプ基板33に放熱部材31を取り付ける際にアンプ基板33が変形してしまうことを抑制することができる。なお、緩衝部材WSは、スプリングワッシャーに代えて、当該応力によるアンプ基板33の変形を抑制する他の部材であってもよい。
また、アンプ基板33と放熱部材31との間の少なくとも一部には、放熱シートTSが配置されている。放熱シートTSの厚み(この一例において、前後方向の厚み)は、アンプ基板33がボルトBT2とナットNT2とによって放熱部材31に配置された状態における緩衝部材WSの厚み(この一例において、前後方向の厚み)とほぼ同じである。当該一部は、アンプ基板33と放熱部材31との間のうちのアンプ基板33の発熱によって温度が上昇する部分である。また、放熱シートTSは、前方向から後ろ方向に向かってアンプ部3を見た場合において、緩衝部材WSと重なる部分を有さないように形成されている。これにより、モーターユニット2は、アンプ基板33と放熱部材31との間を緩衝部材WSと放熱シートTSとで埋めることができ、アンプ部3の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、放熱部材31には、図8に示したように、第1開口部として、開口部CA1と、開口部CA2と、開口部CA3とが形成されている。第1開口部は、アンプ部3を後方向から前方向に向かって見た場合、アンプ基板33が放熱部材31に配置された状態において、放熱部材31の部分のうちアンプ基板33を覆っていない部分(空間)のことである。
この一例において、アンプ基板33の後面のうち第1開口部によって放熱部材31に覆われていない部分には、各種の回路がプリントされている。なお、当該部分は、アンプ基板33の後面のうち放熱部材31によって覆われることが好ましくない他の所望の部分であってもよい。
すなわち、放熱部材31に第1開口部が形成されていることにより、モーターユニット2は、アンプ部3において放熱部材31によって覆われたくない所望の部分を第1開口部によって外部に開口することができる。特に、放熱部材31が金属である場合において当該回路がプリントされている部分を放熱部材31によって覆ってしまうと、放熱部材31は、当該回路を短絡(ショート)させてしまう場合がある。モーターユニット2は、放熱部材31に第1開口部が形成されていることにより、このような短絡を抑制することができる。
この一例において、アンプ基板33の後面のうち第1開口部によって放熱部材31に覆われていない部分には、各種の回路がプリントされている。なお、当該部分は、アンプ基板33の後面のうち放熱部材31によって覆われることが好ましくない他の所望の部分であってもよい。
すなわち、放熱部材31に第1開口部が形成されていることにより、モーターユニット2は、アンプ部3において放熱部材31によって覆われたくない所望の部分を第1開口部によって外部に開口することができる。特に、放熱部材31が金属である場合において当該回路がプリントされている部分を放熱部材31によって覆ってしまうと、放熱部材31は、当該回路を短絡(ショート)させてしまう場合がある。モーターユニット2は、放熱部材31に第1開口部が形成されていることにより、このような短絡を抑制することができる。
アンプカバー32は、収納部30の前面を覆うカバーである。アンプカバー32には、前述の電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とが結束されている。これにより、モーターユニット2は、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれが他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。また、モーターユニット2は、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれが最大曲げ半径を超えて曲がってしまうことを抑制することができるとともに、ユーザーにモーターユニット2の組み立てを容易に行わせることができる。
具体的には、アンプカバー32の前面、すなわちアンプカバー32の外側には、第1結束部BB1と、第2結束部BB2とが取り付けられている。
第1結束部BB1は、アンプ基板33からモーター4に接続された電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれを、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれがアンプ基板33に接続された接続位置に第2結束部BB2よりも相対的に遠い位置において結束する部材であり、例えば、結束クリップである。この一例において、第1結束部BB1は、アンプカバー32にネジで取り付けられている。
第2結束部BB2は、アンプ基板33からモーター4に接続された電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれを、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれがモーター4に接続された接続位置に第1結束部BB1よりも相対的に近い位置において結束する部材であり、例えば、結束クリップである。この一例において、第2結束部BB2は、アンプカバー32にネジで取り付けられている。
このような第1結束部BB1及び第2結束部BB2により、アンプカバー32の外側には、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれが結束されている。これにより、モーターユニット2は、アンプ基板33の外側に結束された電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれが他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。また、モーターユニット2は、アンプカバーの外側に結束された電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれが最大曲げ半径を超えて曲がってしまうことを抑制することができるとともに、ユーザーにモーターユニット2の組み立てを容易に行わせることができる。
ここで、アンプカバー32と電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれとの間に他の配線が挟まれた場合、当該配線には、ノイズを発生してしまう場合がある。そこで、アンプ部3では、アンプカバー32と電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれとの間には、他の配線が挟まれていない。具体的には、アンプ部3では、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれとアンプ部3との間に他の配線が入り込まないようにするため、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれがアンプ部3の表面に沿って引き回され、第1結束部BB1及び第2結束部BB2によって結束されている。これにより、モーターユニット2は、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれを流れる電流の波形の変化が他の配線を流れる電流の波形を変化させてしまうことを抑制すること(すなわち、ノイズの発生を抑制すること)ができる。
なお、電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とのそれぞれは、アンプカバー32の前面に代えて、アンプカバー32の側面等のアンプカバー32の他の位置に結束される構成であってもよい。この場合、第1結束部BB1及び第2結束部BB2とがアンプカバー32に取り付けられる位置は、電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とのそれぞれが結束される位置であってアンプカバー32の位置に応じた位置である。また、電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とのそれぞれは、アンプカバー32の外側に代えて、アンプカバー32の内側に結束される構成であってもよい。この場合、第1結束部BB1及び第2結束部BB2は、アンプカバー32の内側に取り付けられる。
なお、電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とのそれぞれは、アンプカバー32の前面に代えて、アンプカバー32の側面等のアンプカバー32の他の位置に結束される構成であってもよい。この場合、第1結束部BB1及び第2結束部BB2とがアンプカバー32に取り付けられる位置は、電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とのそれぞれが結束される位置であってアンプカバー32の位置に応じた位置である。また、電力線C2と、電力線C3と、電力線C4とのそれぞれは、アンプカバー32の外側に代えて、アンプカバー32の内側に結束される構成であってもよい。この場合、第1結束部BB1及び第2結束部BB2は、アンプカバー32の内側に取り付けられる。
また、上記において説明したアンプ部3は、図9に示したように、ロボット1が備えるアーム(この一例では、第1アームA1、第2アームA2)の内部において、モーター4以外の物体に取り付け可能である構成であってもよい。図9は、第2アームA2の内部の様子の一例を示す図である。図9に示した点線WD内に含まれるモーターユニット2は、モーター4とアンプ部3とが別体となっており、モーター4以外の物体として第2アームA2の内部の部材にアンプ部3が取り付けられている。このように、アンプ部3がモーター4以外の物体に取り付け可能であることにより、モーターユニット2は、組み付け対象へ組み付ける位置を選択する自由度を向上させることができる。
また、上記において説明したアンプ部3は、モーター4以外の物体としてロボット1が備える筐体に取り付け可能である構成であってもよい。ロボット1が備える筐体は、例えば、支持台Bの筐体や、第2アームA2の筐体のことである。これにより、ロボット1は、放熱部材31からのこれらの筐体への熱伝導によってアンプ基板33の熱を放熱することができる。すなわち、ロボット1は、これらの筐体によってアンプ部3の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
更に、アンプ部3が第2アームA2の筐体に取り付けられた場合、第2アームA2の回動とともに当該筐体が移動可能であるため、当該筐体は、放熱部材31から伝導されたアンプ基板33の熱を風(空気)によってより早く放熱することができる。すなわち、ロボット1は、移動可能な当該筐体によってアンプ部3の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
ここで、ロボット1が備える筐体のうち少なくともアンプ部3を取り付け可能な部分は、放熱部材であってもよい。これにより、ロボット1は、当該部分によってアンプ部3の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
また、アンプ部3が備える放熱部材31は、ロボット1が備える筐体と一体に形成される構成であってもよい。この場合、当該筐体には、収納部30の後ろ側の隔壁部となる部分と、収納部30の左側の隔壁部となる部分と、収納部30の右側の隔壁部となる部分とが形成されている。そして、当該筐体には、アンプカバー32が設けられる。これにより、ロボット1は、アンプ部3が備える放熱部材31をロボット1が備える筐体と共通化できるため、当該筐体と別体の放熱部材31を必要とせず、低コストで生産することができるとともに、小型化することができる。また、ロボット1は、当該筐体と放熱部材31とが一体に形成されることによって部材間の繋ぎ目が存在しないため、アンプ部3の熱を効率よく放熱することができる。
また、アンプ部3は、ロボット1が備える筐体が第2開口部を有していた場合、図10及び図11に示したように、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材に取り付けられる構成であってもよい。図10及び図11に示した蓋部材CCは、当該蓋部材の一例である。すなわち、当該蓋部材は、当該筐体のうちアンプ部3を取り付け可能な部分である。図10は、ロボット1の筐体BCであって第2開口部を有する筐体BCの少なくとも一部を覆う蓋部材CCに取り付けられたアンプ部3の一例を示す図である。図11は、図10に示した筐体BCから蓋部材CCを取り外した状態を示す図である。図10及び図11に示した筐体BCは、ロボット1が備える筐体の一例である。筐体BCは、第2開口部CA10を有する。
図10及び図11に示した例では、蓋部材CCは、筐体BCの外側から第2開口部CA10の全部を覆うように筐体BCに取り付けられている。そして、当該例では、アンプ部3は、第2開口部CA10の面のうち筐体BCの内側の面に取り付けられている。これにより、モーターユニット2は、第2開口部CA10の少なくとも一部を覆う蓋部材CCによってアンプ部3の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。また、図10及び図11に示したようにアンプ部3が蓋部材CCに取り付けられている場合、ユーザーは、蓋部材CCを取り外すことによってモーター4を取り外すことなく容易にアンプ部3を筐体BCの外側に取り出すことができる。その結果、モーターユニット2は、アンプ部3のメンテナンスをユーザーに容易に行わせることができる。
ここで、放熱部材31は、蓋部材CCと一体に形成される構成であってもよい。この場合、蓋部材CCには、収納部30の後ろ側の隔壁部となる部分と、収納部30の左側の隔壁部となる部分と、収納部30の右側の隔壁部となる部分とが形成されている。そして、蓋部材CCには、アンプカバー32が設けられる。これにより、ロボット1は、アンプ部3が備える放熱部材31をロボット1が備える蓋部材CCと共通化できるため、蓋部材CCと別体の放熱部材31を必要とせず、低コストで生産することができるとともに、小型化することができる。また、ロボット1は、蓋部材CCと放熱部材31とが一体に形成されることによって部材間の繋ぎ目が存在しないため、アンプ部3の熱を効率よく放熱することができる。
ここで、蓋部材CCの熱伝導率が放熱部材31の熱伝導率以上であった場合、モーターユニット2は、放熱部材31から伝導されるアンプ部3の熱を蓋部材CCによって効率よく放熱することができる。この一例において、放熱部材31の熱伝導率が40W/m・K以上であったため、蓋部材CCの熱伝導率は、40W/m・K以上である。なお、蓋部材CCの熱伝導率は、放熱部材31の熱伝導率未満であってもよい。
また、上記において説明したモーターユニット2は、モーター4とアンプ部3のうち少なくとも一方を覆う防水カバーを備える構成であってもよい。これにより、モーターユニット2は、耐水性を向上させることができる。
以上のように、モーターユニット2では、アンプ部(この一例において、アンプ部3)は、アンプカバー(この一例において、アンプカバー32)を有し、アンプカバーに、モーター(この一例において、モーター4)に電力を供給する電力線(この一例において、電力線C2、電力線C3、電力線C4のそれぞれ)が結束されている。これにより、モーターユニット2は、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
また、モーターユニット2では、電力線は、アンプカバーの外側に結束されている。これにより、モーターユニット2は、アンプカバーの外側に結束された電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
また、モーターユニット2では、アンプカバーと電力線との間には、他の配線が挟まれていない。これにより、モーターユニット2は、電力線を流れる電流の波形の変化が他の配線を流れる電流の波形を変化させてしまうことを抑制することができる。
また、モーターユニット2は、モーターとアンプ部のうち少なくとも一方を覆う防水カバーを備える。これにより、モーターユニット2は、耐水性を向上させることができる。
また、モーターユニット2では、アンプ部は、アンプ部の発熱量に応じた所定の熱伝導率の放熱部材(この一例において、放熱部材31)を備える。これにより、モーターユニット2は、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、モーターユニット2では、アンプ部は、熱伝導率が40W/m・K以上の放熱部材を備える。これにより、モーターユニット2は、熱伝導率が40W/m・K以上の放熱部材によって、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、モーターユニット2では、アンプ部は、熱伝導率が200W/m・K以上の放熱部材を備える。これにより、モーターユニット2は、熱伝導率が200W/m・K以上の放熱部材によって、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、モーターユニット2では、放熱部材は、アンプ部をモーターに取り付け可能である。これにより、モーターユニット2は、モーターとアンプ部とを一体化することができる。
また、モーターユニット2では、放熱部材は、アンプ部をモーター以外の物体(この一例において、ロボット1が備える筐体)に取り付け可能である。これにより、モーターユニット2は、組み付け対象へ組み付ける位置を選択する自由度を向上させることができる。
また、モーターユニット2では、放熱部材は、第1開口部(この一例において、開口部CA1、開口部CA2、開口部CA3のそれぞれ)を有する。これにより、モーターユニット2は、アンプ部において放熱部材によって覆いたくない所望の部分を第1開口部によって外部に開くことができる。
また、モーターユニット2では、アンプ部は、アンプ基板(この一例において、アンプ基板33)を有し、アンプ基板と放熱部材との間に緩衝部材(緩衝部材WS)が配置されている。これにより、モーターユニット2は、アンプ基板に放熱部材を取り付ける際にアンプ基板が変形してしまうことを抑制することができる。
また、モーターユニット2では、アンプ基板と放熱部材との間に放熱シート(この一例において、放熱シートTS)が配置されている。これにより、モーターユニット2は、アンプ基板と放熱部材との間を緩衝部材と放熱シートとで埋めることができ、アンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、ロボット1では、アンプ部は、アンプカバーを有し、アンプカバーに、モーターに電力を供給する電力線が結束されている。これにより、ロボット1は、電力線が他の物体と干渉してしまうことを抑制することができる。
また、ロボット1では、アンプ部は、筐体(この一例において、ロボット1が備える筐体)に取り付け可能である。これにより、ロボット1は、筐体によってアンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
また、ロボット1では、筐体は、移動可能である。これにより、ロボット1は、移動可能な筐体によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
また、ロボット1では、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分は、放熱部材である。これにより、ロボット1は、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分であって放熱部材の部分によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができる。
また、ロボット1では、筐体は、第2開口部(この一例において、CA10)を有し、筐体のうちアンプ部を取り付け可能な部分は、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材(この一例において、蓋部材CC)である。これにより、ロボット1は、第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材によってアンプ部の発熱による不具合の発生をより確実に抑制することができるとともに、アンプ部のメンテナンスをユーザーに容易に行わせることができる。
また、ロボット1では、蓋部材の熱伝導率は、40W/m・K以上である。これにより、ロボット1は、熱伝導率が40W/m・K以上の蓋部材によってアンプ部の発熱による不具合の発生を抑制することができる。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
1…ロボット、2、21〜24…モーターユニット、3…アンプ部、4…モーター、30…収納部、31…放熱部材、32…アンプカバー、33…アンプ基板、A1…第1アーム、A2…第2アーム、AX1…第1軸、AX2…第2軸、AX3…第3軸、B…支持台、BB1…第1結束部、BB2…第2結束部、BC…筐体、BT、BT2…ボルト、C1…配管、C2、C3、C4…電力線、CA1、CA2、CA3…開口部、CA10…第2開口部、CC…蓋部材、N2…ナット、S…シャフト、S1…回動軸、TS…放熱シート、WD…点線、WS…緩衝部材
Claims (20)
- モーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路を有するアンプ部と、を備え、
前記アンプ部は、アンプカバーを有し、
前記アンプカバーに、前記モーターに電力を供給する電力線が結束されている、
モーターユニット。 - 前記電力線は、
前記アンプカバーの外側に結束されている、
請求項1に記載のモーターユニット。 - 前記アンプカバーと前記電力線との間には、
他の配線が挟まれていない、
請求項1又は2に記載のモーターユニット。 - 前記モーターと前記アンプ部のうち少なくとも一方を覆う防水カバーを備える、
請求項1から3のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 前記アンプ部は、放熱部材を備える、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 前記放熱部材の材質は、金属である、
請求項5に記載のモーターユニット。 - 前記放熱部材の材質は、鉄、アルミニウム、銅のいずれかである、
請求項6に記載のモーターユニット。 - 前記放熱部材は、
前記アンプ部を前記モーターに取り付け可能である、
請求項5から7のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 前記放熱部材は、
前記アンプ部を前記モーター以外の物体に取り付け可能である、
請求項5から8のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 前記放熱部材は、
第1開口部を有する、
請求項5から9のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 前記アンプ部は、
アンプ基板を有し、前記アンプ基板と前記放熱部材との間に緩衝部材が配置されている、
請求項5から10のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 前記アンプ基板と前記放熱部材との間に放熱シートが配置されている、
請求項11に記載のモーターユニット。 - 前記アンプ部は、アンプ基板を有し、
前記アンプ基板と前記放熱部材との間に放熱シートが配置されている、
請求項5から10のうちいずれか一項に記載のモーターユニット。 - 請求項1から13のうちいずれか一項に記載のモーターユニットを備える、
ロボット。 - 筐体を備え、
前記アンプ部は、
前記筐体に取り付け可能である、
請求項14に記載のロボット。 - 前記アンプ部は、前記筐体の内部に位置する、
請求項15に記載のロボット。 - 前記筐体は、
移動可能である、
請求項15又は16に記載のロボット。 - 前記筐体のうち前記アンプ部を取り付け可能な部分は、
放熱部材である、
請求項15から17に記載のロボット。 - 前記筐体は、
第2開口部を有し、
前記筐体のうち前記アンプ部を取り付け可能な部分は、
前記第2開口部の少なくとも一部を覆う蓋部材である、
請求項15から18のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 前記蓋部材の材質は、
金属である、
請求項19に記載のロボット。
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-
2017
- 2017-02-16 JP JP2017027225A patent/JP2017216863A/ja active Pending
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