JP2018187710A - Multi joint type robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多関節型ロボットに係り、特に多関節型ロボットの駆動モータの冷却構造に関する。 The present invention relates to an articulated robot, and more particularly to a cooling structure for a drive motor of an articulated robot.
従来の産業用の多関節型ロボットでは、ロボットフレーム間の接続部分を互いに回動可能な関節部によって接続し、当該関節部に取り付けた駆動モータによってロボットフレームを回動させる。駆動モータによってロボットフレームを回動させる際には、駆動モータが発熱する。特許文献1には、中空形状のロボットフレーム内に可撓性のエアホースを設け、当該エアホースから冷却空気を駆動モータに向けて噴出させることによって、駆動モータを冷却する発明が記載されている。 In a conventional industrial articulated robot, connecting portions between robot frames are connected by joints that can rotate with each other, and the robot frame is rotated by a drive motor attached to the joints. When the robot frame is rotated by the drive motor, the drive motor generates heat. Patent Document 1 describes an invention in which a drive motor is cooled by providing a flexible air hose in a hollow robot frame and ejecting cooling air from the air hose toward the drive motor.
しかしながら、特許文献1の発明では、エアホースから噴出された冷却空気は、ロボットフレーム端部の駆動モータ周辺の狭い空間よりも、ロボットフレーム中央部の広い空間により拡散しやすいため、駆動モータを効率よく冷却することができないという問題がある。 However, in the invention of Patent Document 1, the cooling air ejected from the air hose is more easily diffused in a wide space in the center of the robot frame than in a narrow space around the drive motor at the end of the robot frame. There is a problem that it cannot be cooled.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、関節部を回動させる駆動モータを効率よく冷却することができる、多関節型ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an articulated robot that can efficiently cool a drive motor that rotates a joint portion.
上記の課題を解決するために、本発明に係る多関節型ロボットは、複数の構成要素の間に設けられる複数の関節部と、当該複数の関節部を駆動する複数の駆動モータとを備える、多関節型ロボットであって、構成要素の内部には空洞部が形成されると共に、当該空洞部には冷媒が流通する配管が設けられ、駆動モータの近傍の配管には、駆動モータに向けて開口する開口部が設けられ、配管の開口部に接続される流入口を有すると共に駆動モータを覆うカバー部材を備える。 In order to solve the above-described problem, an articulated robot according to the present invention includes a plurality of joint portions provided between a plurality of components, and a plurality of drive motors that drive the plurality of joint portions. In the articulated robot, a hollow portion is formed inside the component, and a pipe through which a coolant flows is provided in the hollow portion, and a pipe near the drive motor is directed toward the drive motor. The opening part which opens is provided, and it has the cover member which has an inflow port connected to the opening part of piping, and covers a drive motor.
また、本発明は、複数の構成要素の間に設けられる複数の関節部と、当該複数の関節部を駆動する複数の駆動モータとを備える、多関節型ロボットであって、構成要素の内部には空洞部が形成されると共に、当該空洞部には冷媒が流通する配管が設けられ、流入口および排出口を有すると共に駆動モータを覆うカバー部材が設けられ、ある配管の出口開口部がカバー部材の流入口に接続されると共に、カバー部材の排出口が別の配管の入口開口部に接続されることが繰り返される。 Further, the present invention is an articulated robot including a plurality of joint portions provided between a plurality of components and a plurality of drive motors for driving the plurality of joint portions, and the inside of the components Is formed with a pipe through which a refrigerant flows, a cover member having an inlet and an outlet and covering the drive motor is provided, and an outlet opening of a pipe is a cover member The outlet of the cover member is connected to the inlet opening of another pipe.
本発明に係る多関節型ロボットによれば、関節部を回動させる駆動モータを効率よく冷却することができる。 According to the articulated robot according to the present invention, the drive motor that rotates the joint portion can be efficiently cooled.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る多関節型ロボットの平断面図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a plan sectional view of an articulated robot according to Embodiment 1 of the present invention.
多関節型ロボットは、ロボットベース11と、ロボットフレーム12,13,14と、ハンド15と、駆動モータ31,32,33,34とを備えている。
The articulated robot includes a
ロボットベース11は箱型形状であり、その内部には空洞部21が形成されている。ロボットベース11の上面には、当該上面に垂直な回転軸の回りに回動可能な第1ロボットフレーム12の一端が支持されており、ロボットベース11と第1ロボットフレーム12との間には関節部41が形成されている。
The
第1ロボットフレーム12の内部には、空洞部22が形成されている。空洞部22の下部には、駆動モータ31が収容されている。駆動モータ31は、ロボットベース11に対して、第1ロボットフレーム12を回動させる。
A
また、空洞部22の上部には、駆動モータ32の一部が配置されている。第1ロボットフレーム12の上部には、当該第1ロボットフレーム12の紙面と垂直の方向に伸びる回転軸の回りに回動可能な第2ロボットフレーム13の一端が支持されており、第1ロボットフレーム12と第2ロボットフレーム13との間には関節部42が形成されている。駆動モータ32は、第1ロボットフレーム12に対して、第2ロボットフレーム13を回動させる。
In addition, a part of the
第2ロボットフレーム13の内部には、空洞部23が形成されている。空洞部23の一端には、駆動モータ32の一部が収容されており、空洞部23の他端には、駆動モータ33の一部が収容されている。また、第2ロボットフレーム13の他端には、当該第2ロボットフレーム13の紙面と垂直の方向に伸びる回転軸の回りに回動可能な第3ロボットフレーム14の一端が支持されており、第2ロボットフレーム13と第3ロボットフレーム14との間には関節部43が形成されている。駆動モータ33は、第2ロボットフレーム13に対して、第3ロボットフレーム14を回動させる。
A
第3ロボットフレーム14の内部には空洞部24が形成されている。空洞部24の一端には、駆動モータ33の一部が収容されており、空洞部24の他端には、駆動モータ34が収容されている。また、第3ロボットフレーム14の他端には、当該第3ロボットフレームの紙面と平行な回転軸の回りに回動可能なハンド15が支持されている。駆動モータ34は、第3ロボットフレーム14に対して、ハンド15を回動させる。
A
ロボットベース11の空洞部21、第1ロボットフレーム12の空洞部22、第2ロボットフレーム13の空洞部23、および第3ロボットフレーム14の空洞部24には、冷却空気等の冷媒が内部を流通する可撓性の冷媒配管51が配置されている。冷媒配管51の入口開口部52は、ロボットベース11に設けられた吸気口61に接続されており、冷媒配管51の出口開口部53は、駆動モータ34を覆う筒状のモータカバー74の流入口に接続されている。
A coolant such as cooling air circulates in the
ロボットベース11内に位置する駆動モータ31の近傍の冷媒配管51には、駆動モータ31に向けて開口する開口部54が設けられており、開口部54は分岐管81を介して駆動モータ31を覆う筒状のモータカバー71の流入口に接続されている。モータカバー71は、熱伝導率および強度が高い金属、例えばアルミ等で構成することが好ましい。
The
図2に詳細に示されるように、冷媒配管51の開口部54とモータカバー71の流入口75とは分岐管81によって接続されており、モータカバー71の端部はロボットベース11の内壁に固定されている。モータカバー71の固定方法としては、溶接や接着、あるいはネジ止め等が考えられる。また、カバー内を流通する冷媒が駆動モータ31のエンコーダカバーに直接当たるように、モータカバー71の位置および向きを調整することが好ましい。
As shown in detail in FIG. 2, the opening 54 of the
また、モータカバー71の端部には、冷媒配管51の開口部54から分岐管81を通ってカバー内に流入した冷媒をカバー外に排出するための排出口76が設けられている。また、分岐管81の途中には、冷媒配管51からモータカバー71内に流入する冷媒量を調整するための電磁弁82が設けられている。また、冷媒配管51および分岐管81の外側は、断熱部材83によって覆われている。さらに、モータカバー71の排出口76の近傍には、カバー外に排出される冷媒の温度を測定するための温度センサ84が設けられている。
Further, the end of the
また、図3に詳細に示されるように、モータカバー71の内側には、当該モータカバー71から駆動モータ31に向けて、乱流促進構造77が設けられている。乱流促進構造77を設ける方法としては、円錐形状の突起を溶接や接着、あるいはネジ止め等によってカバーに固定する方法や、モータカバー71の内側表面に切り起し曲げ加工を施す等の方法が考えられる。
Further, as shown in detail in FIG. 3, a turbulent
上記と同様の構成によって、駆動モータ32のモータカバー72、駆動モータ33のモータカバー73、および駆動モータ34のモータカバー74が形成されている。また、多関節型ロボットの動作時に冷媒配管51が動くことを防止するために、冷媒配管51は、各空洞部21,22,23,24の壁面に、図示しない固定具によって固定されている。
A
冷媒配管51への冷媒の供給は、ロボットベース11に設けられた吸気口61から行われる。冷媒の供給方法としては、吸気口61にファンを取り付ける方法や、ロボットの外部にエアーコンプレッサを取り付ける方法等が考えられる。前者の場合には、ファンから粉塵等が流入するのを防ぐため、吸気口61にフィルターを取り付けることが好ましい。また、後者の場合には、一台のエアーコンプレッサによって複数台のロボットに冷媒を供給するようにすれば、エアーコンプレッサを共有化することができる。
Supply of the refrigerant to the
入口開口部52から冷媒配管51内に冷媒が供給されると、冷媒配管51内を流通する冷媒の一部が各開口部54,55,56,53から、各駆動モータ31,32,33,34に向かって噴出し、各駆動モータ31,32,33,34の表面に接触しながら流れて、各駆動モータ31,32,33,34が冷却される。
When the refrigerant is supplied from the inlet opening 52 into the
各駆動モータ31,32,33,34から熱を奪った冷媒は、モータカバー71,72,73,74の各排出口から排出され、空洞部24、空洞部23、空洞部22、空洞部21を通り、ロボットベース11の排気口62からロボットの外部に排出される。この際、粉塵等が流入するのを防ぐため、排気口62にフィルターを取り付けることが好ましい。
The refrigerant deprived of heat from each drive
以上説明したように、本発明に係る多関節型ロボットでは、各駆動モータ31,32,33,34の近傍の冷媒配管51には、駆動モータに向けて開口する開口部54,55,56,53が設けられ、当該開口部に分岐管を介して接続されると共に駆動モータを覆うモータカバー71,72,73,74を備えている。これにより、駆動モータに向かって噴出する冷媒が駆動モータを離れて拡散することがなくなるため、駆動モータを効率よく冷却することができる。
As described above, in the articulated robot according to the present invention, the
また、各モータカバー71,72,73,74には、冷媒配管51の開口部から分岐管を介してカバー内に流入した冷媒をカバー外に排出する排出口76が設けられている。これにより、駆動モータの熱を奪って温度上昇した冷媒が再び冷媒配管に入ることがなく、冷媒配管の入口から出口までほぼ均一な温度の冷媒が流れるため、駆動モータをさらに効率よく冷却することができる。
Each
また、各モータカバーの排出口76の付近には温度センサ84が設けられると共に、カバー内に流入する冷媒量を調整する電磁弁82が設けられている。これにより、駆動モータの発熱状況を温度センサで検知し、電磁弁によって冷媒の供給量を調整することで、駆動モータをさらに効率よく冷却することができる。
A
また、各モータカバーの内側に乱流促進構造77が設けられていることにより、カバー内を流れる冷媒に渦が発生するため、駆動モータをさらに効率よく冷却することができる。
Further, since the turbulent
また、各モータカバーがロボットベース11またはロボットフレーム12,13,14に固定されていることにより、駆動モータから冷媒を介してモータカバーに移った熱を、ロボットベースまたはロボットフレームに効率的に放熱させることができる。
Further, since each motor cover is fixed to the
実施の形態2.
実施の形態1では、モータカバー71の内側には乱流促進構造77が設けられていたが、乱流促進構造77に代えて、図4に示されるように、モータカバー271の内側に冷却フィン204とリブ205を設けてもよい。これにより、駆動モータ31からリブ205、モータカバー271へと伝わった熱が冷却フィン204に伝熱し、モータカバー271内を流れる冷媒に放熱されるため、駆動モータ31の放熱面積が実質的に拡大して冷却性能が向上する。なお、冷却フィン204の形状は、櫛型、波型、角柱、円柱等でもよい。また、櫛形ストレートフィンを軸方向で分割して千鳥状に配置してもよい。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the turbulent
実施の形態3.
実施の形態2では、モータカバー271の各リブ205の先端は独立しているが、図5に示されるように、モータカバー371の内側に冷媒流路孔306とリブ305を設けてもよい。このような構造にしても、駆動モータ31からモータカバー371へと伝わった熱が、モータカバー371の冷媒流路孔306内を流れる冷媒に放熱されるため、実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the tips of the
その他の実施の形態.
実施の形態1〜3では、ロボットベースまたはロボットフレームとモータカバーとを個別に成形して接合していたが、ロボットベースまたはロボットフレームとモータカバーとを一体成形するようにしてもよい。これにより、ロボットベースまたはロボットフレームに対してモータカバーを接合する工程が不要になり、組立が容易になる。なお、一体成形の方法としては、鋳造やダイキャスト等が考えられる。
Other embodiments.
In the first to third embodiments, the robot base or robot frame and the motor cover are individually molded and joined, but the robot base or robot frame and the motor cover may be integrally molded. This eliminates the need to join the motor cover to the robot base or the robot frame, and facilitates assembly. In addition, casting, die casting, etc. can be considered as a method of integral molding.
実施の形態2では、冷却フィン204はモータカバー271の内側にのみ設けられていたが、モータカバー271の外側にも冷却フィンを設けるようにしてもよい。これにより、ロボットフレームの空洞部を流れる冷媒がモータカバーの外側にも流れるため、駆動モータをさらに効率よく冷却することができる。
In the second embodiment, the cooling
実施の形態1〜3において、ロボットフレームの内側にも冷却フィンを設けてもよい。その場合、駆動モータの熱はモータカバーを介してロボットフレームに伝熱し、ロボットフレームの内側の冷却フィンに伝熱する。これにより、ロボットフレームの空洞部を流れる冷媒がロボットフレームの内壁の冷却フィンに流れて放熱されるため、駆動モータをさらに効率よく冷却することができる。 In the first to third embodiments, cooling fins may be provided inside the robot frame. In that case, the heat of the drive motor is transferred to the robot frame through the motor cover, and is transferred to the cooling fins inside the robot frame. As a result, the refrigerant flowing through the hollow portion of the robot frame flows to the cooling fins on the inner wall of the robot frame and is dissipated, so that the drive motor can be cooled more efficiently.
実施の形態1〜3では、冷媒配管を分岐管によって分岐させ、各駆動モータに冷媒を供給していたが、冷媒配管を分岐させずに、ある冷媒配管の出口開口部をモータカバーの流入口に直接接続し、当該モータカバーの排出口を別の冷媒配管の入口開口部に接続することを繰り返すことによって、各駆動モータを冷却するようにしてもよい。これにより、冷媒配管を分岐管によって分岐させる必要がなくなり、装置の構成を単純化することができる。 In the first to third embodiments, the refrigerant pipe is branched by the branch pipe and the refrigerant is supplied to each drive motor. However, the outlet opening of a certain refrigerant pipe is connected to the inlet of the motor cover without branching the refrigerant pipe. Each drive motor may be cooled by connecting directly to the outlet and repeatedly connecting the outlet of the motor cover to the inlet opening of another refrigerant pipe. Thereby, it is not necessary to branch the refrigerant pipe by the branch pipe, and the configuration of the apparatus can be simplified.
11 ロボットベース(構成要素)、12,13,14 ロボットフレーム(構成要素)、21,22,23,24 空洞部、31,32,33,34 駆動モータ、41,42,43,44 関節部、51 冷媒配管(配管)、52 入口開口部、53 出口開口部(開口部)、54,55,56 開口部、71,72,73,74,271,371 モータカバー(カバー部材)、77 乱流促進構造、81 分岐管、82 電磁弁(調節弁)、83 断熱部材、84 温度センサ、204 フィン、205 リブ、305 リブ、306 冷媒流路孔。 11 Robot base (component), 12, 13, 14 Robot frame (component) 21, 22, 23, 24 Cavity, 31, 32, 33, 34 Drive motor, 41, 42, 43, 44 Joint, 51 refrigerant piping (piping), 52 inlet opening, 53 outlet opening (opening), 54, 55, 56 opening, 71, 72, 73, 74, 271, 371 motor cover (cover member), 77 turbulent flow Acceleration structure, 81 branch pipe, 82 solenoid valve (regulation valve), 83 heat insulation member, 84 temperature sensor, 204 fin, 205 rib, 305 rib, 306 refrigerant flow hole.
Claims (10)
前記構成要素の内部には空洞部が形成されると共に、該空洞部には冷媒が流通する配管が設けられ、
前記駆動モータの近傍の前記配管には、前記駆動モータに向けて開口する開口部が設けられ、
前記配管の前記開口部に接続される流入口を有すると共に前記駆動モータを覆うカバー部材を備える、多関節型ロボット。 An articulated robot comprising a plurality of joints provided between a plurality of components and a plurality of drive motors for driving the plurality of joints,
A cavity is formed inside the component, and a pipe through which a refrigerant flows is provided in the cavity,
The pipe in the vicinity of the drive motor is provided with an opening that opens toward the drive motor.
An articulated robot comprising an inflow port connected to the opening of the pipe and a cover member covering the drive motor.
前記構成要素の内部には空洞部が形成されると共に、該空洞部には冷媒が流通する配管が設けられ、
流入口および排出口を有すると共に前記駆動モータを覆うカバー部材が設けられ、
ある配管の出口開口部が前記カバー部材の前記流入口に接続されると共に、前記カバー部材の前記排出口が別の配管の入口開口部に接続されることが繰り返される、多関節型ロボット。 An articulated robot comprising a plurality of joints provided between a plurality of components and a plurality of drive motors for driving the plurality of joints,
A cavity is formed inside the component, and a pipe through which a refrigerant flows is provided in the cavity,
A cover member that has an inlet and an outlet and covers the drive motor is provided,
An articulated robot in which an outlet opening of one pipe is connected to the inlet of the cover member, and the outlet of the cover member is repeatedly connected to an inlet opening of another pipe.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2017
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