JP2020075350A - 人型ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】全身を効果的に冷却することができる人型ロボットの提供。【解決手段】人型ロボット１は、人型ロボット１を覆う排熱服５と、人型ロボット１または排熱服５に設けられ、外部の空気を内部に送り込む送風機と、を備え、排熱服５と人型ロボット１の外郭との間に、送風流路１０１を設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、人型ロボットに関するものである。

下記特許文献１には、人間型ロボットの全身を覆い、粉塵及び外水の侵入を抑制する人間型ロボット用保護着が開示されている。この人間型ロボット用保護着は、人間型ロボットの熱を外部に発散させるため、放熱性が高い生地（ナイロン繊維、ナイロン繊維と発泡ポリウレタン樹脂の複層構造の素材等）を使用している。また、この人間型ロボット用保護着は、発熱の生じる制御機器の周辺に、内部に空気を取り込み、熱せられた空気を排出する冷却用の給排気口を備えている。

特開２００４−１８３１５７号公報

ところで、人型ロボットは、多数の関節を有し、全身に発熱部が点在している。このため、全身の発熱部を空冷するためには、人型ロボットの全身にくまなく空気を送り込む必要がある。しかしながら、人型ロボットの姿勢によっては、空気の流路が狭くなり、空気の流れが遮断される部分が生じ得る。そうすると、全身の発熱部を十分に冷却できなくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、全身を効果的に冷却することができる人型ロボットの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の人型ロボットは、人型ロボットを覆う排熱服と、前記人型ロボットまたは前記排熱服に設けられ、外部の空気を内部に送り込む送風機と、を備え、前記排熱服と前記人型ロボットの外郭との間に、送風流路を設けた、という構成を採用する。

本発明によれば、人型ロボットの全身を効果的に冷却することができる。

本発明の第１実施形態における排熱服５を着衣した人型ロボット１の正面図である。 図１に示す人型ロボット１の背面図である。 図１に示す人型ロボット１の排熱服５の内側の構成を示す正面図である。 第１実施形態における排熱服５の裾口部３５ｃにおける絞り部４０ｃの構成を示す背面図である。 本発明の第２実施形態における排熱服５の袖口部３５ｂにおける絞り部４０及び受け部材５０の構成を示す構成図である。 本発明の第２実施形態における受け部材５０の斜視図である。 図６に示す受け部材５０を別方向から視た斜視図である。 図６に示す受け部材５０の矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施形態における受け部材５０及び流量調整部材６０の適用例を示す人型ロボット１の正面図である。 本発明の第３実施形態における排熱服５を着衣した人型ロボット１の正面図である。 図１０に示す人型ロボット１の背面図である。 本発明の第３実施形態における人型ロボット１の手首部２３の断面図である。

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。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における排熱服５を着衣した人型ロボット１の正面図である。図２は、図１に示す人型ロボット１の背面図である。図３は、図１に示す人型ロボット１の排熱服５の内側の構成を示す正面図である。
これらの図に示すように、本実施形態の人型ロボット１は、ロボット本体２と、リフター３と、移動台車４と、を備えている。

ロボット本体２は、人の上半身に当たる部分であり、人間の上半身に近い動作を実現できるように構成されている。ロボット本体２は、排熱服５によって覆われており、背面に送風機６を備えている。リフター３は、人の下半身の脚部に当たる部分であり、上下に屈伸可能で、ロボット本体２の下部に接続されている。移動台車４は、人の下半身の足部に当たる部分であり、リフター３の下部に接続されている。

このような人型ロボット１は、イベント会場などで来場者に所定のサービスを行うサービスロボットとして好適に使用することができる。なお、この人型ロボット１は、サービスロボット以外にも使用可能であることは言うまでもない。なお、リフター３及び移動台車４の代わりに、ロボット本体２の下部に二足の脚部（肢体部）を接続し、二足歩行ロボットとしてもよい。

ロボット本体２は、図３に示すように、胴体部１０と、胴体部１０の上部左右に接続された二本の腕部１１（肢体部）と、胴体部１０の上部に接続された一つの頭部１２と、を備えている。なお、本実施形態では、人型ロボット１の進行方向をＸ軸正方向、人型ロボット１からみて左手方向をＹ軸正方向、人型ロボット１における反重力方向をＺ軸正方向とする。また、Ｘ軸がロール軸、Ｙ軸がピッチ軸、Ｚ軸がヨー軸とする。

胴体部１０は、頭部１２が接続される首部１３と、リフター３が接続される腰部１４と、を備えている。頭部１２は、首部１３に対して、例えばヨー軸（Ｚ軸）及びピッチ軸（Ｙ軸）の回りに揺動可能に連結されている。なお、頭部１２には、外部を撮影するためのカメラ１２ａが搭載されている。腰部１４の下部には、人の骨盤に当たるベース板１５が設けられている。ベース板１５の下面には、リフター３が接続されている。

二本の腕部１１は、肘を境に屈曲可能に互いに連結された、肩に近い方の上腕部２１と、手先に近い方の下腕部２２と、を備える。下腕部２２の先端には、手首部２３を介して手部２４が連結されている。手首部２３は、下腕部２２と手部２４とを、例えばロール軸（Ｘ軸）の回りに揺動可能に連結する。

ロボット本体２は、人間の骨格構造を模したボディを有している。概略的には、Ｚ軸方向に延在している背骨部１６及び板金で形成された各種の骨部１７、背骨部１６を支持するように背骨部１６に連結された腰骨部１８等によって、ロボット本体２の上半身の骨格構造（以下、単に「上半身骨格構造」という）が形成されている。

背骨部１６には、人型ロボット１の首部１３が接続され、更にその上に頭部１２が配置されている。背骨部１６を挟んだ左右両側には、上半身の駆動を司る駆動ユニット１９が配置されている。骨部１７は、肋骨部１７ａ、胸骨部１７ｂ、鎖骨部１７ｃを備えている。肋骨部１７ａは、背骨部１６と接続され、左右の駆動ユニット１９の背面側を支持している。胸骨部１７ｂは、左右の駆動ユニット１９を正面側で接続している。鎖骨部１７ｃは、駆動ユニット１９の上方において背骨部１６及び首部１３と接続されると共に、左右の肩部と接続されている。

これらの骨部１７及び背骨部１６によって、人型ロボット１の上半身骨格構造内に所定の空間（後述では内部通気流路１００とも言う）が形成され、当該所定の空間に左右の駆動ユニット１９がそれぞれ収まるように配置され、各骨部１７に対して駆動ユニット１９が支持されることになる。これにより、２つの駆動ユニット１９が胴体部１０内に取り付けられる。

ここで、胴体部１０において、人型ロボット１の内郭とは、この駆動ユニット１９が収まる空間を囲う骨部１７及び背骨部１６の内側のフレーム（内表面）のことを言う。また、胴体部１０において、人型ロボット１の外郭とは、上記空間と反対を向く、骨部１７及び背骨部１６の外側のフレーム（外表面）のことを言う。本実施形態の胴体部１０は、フレームがむき出しであり、フレームの隙間を介して、人型ロボット１の内郭側の空間と外郭側の空間とが連通している。

一方、腕部１１においては、その表面がプラスチック等の表皮部１１ａによって覆われている。腕部１１において、人型ロボット１の内郭とは、表皮部１１ａの内側（内表面）のことを言い、人型ロボット１の外郭とは、表皮部１１ａの外側（外表面）のことを言う。なお、腕部１１においても、胴体部１０と同様に、表皮部１１ａが無くてもよく、この場合、図示しないモータ等を支持するフレームの内側を、人型ロボット１の内郭、そのフレームの外側を、人型ロボット１の外郭と言ってもよい。

なお、駆動ユニット１９は、胴体部１０に対して腕部１１を、例えばロール軸（Ｘ軸）の回りに揺動可能に連結するものであるが、この動作のためのロボット内部構造は本発明の中核をなすものではないので、本明細書ではその詳細な説明は省略する。駆動ユニット１９の詳細としては、例えば、公知文献である特許第６１０４８７６号公報を参照されたい。また、人型ロボット１の肩関節、首関節、手首・足首関節等のリンク機構についても本発明の中核をなすものではないので、本明細書ではその詳細な説明は省略する。

因みに、肩関節については、例えば、公知文献である特許第５７６３３５９号公報及び特許５８７７６８６号公報に記載された構成を採用してもよい。また、首関節については、例えば、公知文献である特許第５８７２８４６号公報に記載された構成を採用してもよい。また、手首・足首関節については、例えば、公知文献である特許第５７２２７４７号公報に記載された構成を採用してもよい。さらに、人型ロボット１の全身については、例えば、公知文献である特開２０１７−８２８０３号公報に記載された構成を採用してもよい。

図１に戻り、排熱服５は、ロボット本体２の頭部１２及び手部２４を除く部分を覆っている。排熱服５を構成する生地の通気量は、例えば、ＪＩＳ Ｌ １０９６Ａ法（フラジール法）において、例えば１０ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓ以下であるのが好ましく、６ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓ以下がさらに好ましい。この通気量であれば、防水性及び防風性に優れた排熱服５となる。

また、排熱服５の生地を構成する織物としては、特に限定されず、例えば、通平織、斜文織、朱子織、変化平織、変化斜文織、変化朱子織、変わり織、紋織、片重ね織、二重組織、多重組織、経パイル織、緯パイル織、絡み織等がある。前記生地は、単位面積当たりの質量（目付け）が４０〜２００ｇ／ｍ^２の範囲が好ましく、さらに好ましくは６０〜１８０ｇ／ｍ^２の範囲である。また、それらの生地にポリウレタンを材料とした樹脂ラミネートやコーティング加工された織物も効果的である。

また、排熱服５の生地を構成する繊維としては、特に限定されず、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ポリウレタン繊維、ポリアミド繊維、アセテート繊維、コットン繊維、レーヨン繊維、エチレンビニルアルコール繊維、ナイロン繊維などを用いることができる。

この排熱服５は、前身頃３０（図１参照）、後身頃３１ａ，３１ｂ（図２参照）、衿３２、袖３３ａ，３３ｂで基体が構成されている。後身頃３１ａ，３１ｂは、人型ロボット１の背面側を覆うものであり、線ファスナー３４で開閉可能に閉じられている。線ファスナー３４は、後身頃３１ａ，３１の下部から反重力方向に延び、衿３２まで至っている。なお、閉状態の線ファスナー３４の通気量は、排熱服５の生地の通気量以下であることが好ましい。

後身頃３１ａ，３１ｂには、左右２つの送風機６が配置される開口部３１ａ１，３１ｂ１が形成されている。本実施形態の送風機６は、人型ロボット１側に設けられており、上述した肋骨部１７ａなどに固定されている。送風機６の吸引口は、開口部３１ａ１，３１ｂ１から排熱服５の外部に露出している。この送風機６は、吸引口を介して外部の空気を吸引し、上述した人型ロボット１の上半身骨格構造内に送り込む構成となっている。なお、送風機６は、排熱服５側に設けてもよく、この場合、送風機６は後身頃３１ａ，３１ｂに縫い付けるなどしてもよい。

開口部３１ａ１，３１ｂ１の開口周縁部には、生地を折り込むことで強度を上げた補強部３１ａ２，３１ｂ２が形成されている。補強部３１ａ２，３１ｂ２は、排熱服５の生地の伸縮性を利用して送風機６の周囲に密着している。これにより、排熱服５と送風機６との隙間の気密性が確保される。なお、送風機６の本体と吸引口カバーとの間に、開口部３１ａ１，３１ｂ１の開口周縁部（補強部３１ａ２，３１ｂ２）を挟み込んで気密性を確保しつつ固定してもよい。

送風機６としては、特に限定されず、標準空気の場合の送風機全圧が約３０ｋＰａ未満（ＪＩＳ Ｂ ０１３２：２００５ 送風機・圧縮機用語）であれば、例えば、ファン（１０ｋＰａ未満の送風機を言う）でもブロワ（１０ｋＰａ以上、３０ｋＰａ未満の送風機を言う）であってもよく、その形式も容積型、ターボ型を問わない。本実施形態の送風機６は、１０ｋＰａ未満のファンであって、より詳しくはファンとモータが一体化されたファンモータを使用している。ファンモータは、ターボ型の軸流式ファンである。なお、送風機６としては、例えば、ターボ型の遠心式ファンを使用しても構わない。

排熱服５は、送風機６によって外部の空気が送り込まれた排熱服５の内部を正圧状態にし、排熱服５と人型ロボット１の外郭との間に送風流路１０１（図３参照）を形成する絞り部４０を備えている。絞り部４０は、図１に示すように、人型ロボット１の首部１３、腰部１４、及び腕部１１を通す、排熱服５の各開口部３５に形成されている。また、各開口部３５には、排熱服５に設けられた絞り部４０と当接する受け部材５０が、ロボット本体２側に設けられている。

受け部材５０は、略円柱状のブロック体であり、絞り部４０と当接する外周面５１と、外周面５１よりも径方向外側に突出した環状突部５２と、を備えている。環状突部５２は、受け部材５０の中心軸が延びる軸方向において、受け部材５０の両端部に設けられている。受け部材５０は、排熱服５の各開口部３５に応じた軸方向の長さ及び外径を有している。このような受け部材５０は、金属材に対して比較的軽量な樹脂材などから形成するとよい。

排熱服５の開口部３５のうち、腕部１１を通す袖口部３５ｂには、図１に示すように、面ファスナー４１を有する絞り部４０ｂが設けられている。袖口部３５ｂには、人型ロボット１の肩側に向かって延びるスリット３５ｂ１が形成されており、面ファスナー４１は、スリット３５ｂ１の両側の生地を重ね（絞り）つつ、これら両側の生地を接続している。受け部材５０の外周面５１は、面ファスナー４１によって絞られた部分と全周に亘って当接している。これにより、受け部材５０（腕部１１）と絞り部４０ｂ（排熱服５）との隙間の気密性が確保される。

また、排熱服５の開口部３５のうち、首部１３を通す衿口部３５ａに設けられた絞り部４０ａは、図２に示すように、線ファスナー３４によって衿３２を閉じたときの生地の伸縮性を利用して受け部材５０に密着している。これにより、受け部材５０（首部１３）と絞り部４０ａ（排熱服５）との隙間の気密性が確保される。なお、絞り部４０ａにおいても、上述した絞り部４０ｂと同様に、面ファスナー４１を設けてもよい。
次に、図４を参照して、排熱服５の開口部３５のうち、腰部１４を通す裾口部３５ｃに設けられた絞り部４０ｃの構成について説明する。

図４は、本発明の第１実施形態における排熱服５の裾口部３５ｃにおける絞り部４０ｃの構成を示す背面図である。なお、図４は、後身頃３１ａ，３１ｂを開いた状態で、人型ロボット１の腰部１４を背面側から視ている。
図４に示すように、絞り部４０ｃは、後身頃３１ａ，３１ｂ（及び前身頃３０）の内側の全周に亘って固定された内側生地４２を有する。内側生地４２は、排熱服５と同様の生地から形成するとよい。

内側生地４２は、腰部１４（受け部材５０）を周回する帯状に形成されており、その両端部４２ａ，４２ｂ以外の上端辺が、排熱服５の内側に縫製糸などにより固定されている。内側生地４２の両端部４２ａ，４２ｂには、両者を接続する面ファスナー４３が設けられており、環状に接続可能とされている。内側生地４２の下端辺には、伸縮可能な平ゴムなどが織り込まれ、または、縫い付けられており、受け部材５０の外周面５１に密着可能な弾性伸縮部４２ｃを形成している。これにより、受け部材５０（腰部１４）と絞り部４０ｃ（排熱服５）との隙間の気密性が確保される。

また、図１に戻り、袖口部３５ｂには、排熱服５の内側の送風流路１０１（図３参照）と連通する排気口３６が設けられている。排気口３６は、絞り部４０ｂにおいて、面ファスナー４１（受け部材５０）よりも肩側に延びるスリット３５ｂ１によって形成されている。つまり、図２に示す人型ロボット１の背面側の送風機６から取り込んだ空気は、図３に示す人型ロボット１の内郭（上半身骨格構造内）を通る内部通気流路１００から、排熱服５と人型ロボット１の外郭との間を通る送風流路１０１に抜けて、図１に示す袖口部３５ｂの排気口３６から外部に排出される（なお、図１及び図２において、排熱服５に対する空気の出入りを太線矢印で示す）。

このように、本実施形態では、人型ロボット１に排熱服５を着衣させ、送風機６によって外部の空気を排熱服５の内側に送り込み、人型ロボット１の全身の発熱部（駆動部や制御機器など）を空冷した後、人型ロボット１の末端の袖口部３５ｂから、熱せられた空気を排出する。ここで、図３に示すように、排熱服５と人型ロボット１の外郭との間には、送風流路１０１を設けているため、例えば、複雑な姿勢になることが多い腕部１１においても表皮部１１ａと袖３３ａ，３３ｂとの間に空気が通る流路が確保され、空気が遮断されることを抑制することができる。

したがって、上述の本実施形態によれば、人型ロボット１を覆う排熱服５と、人型ロボット１または排熱服５に設けられ、外部の空気を内部に送り込む送風機６と、を備え、排熱服５と人型ロボット１の外郭との間に、送風流路１０１を設けることによって、人型ロボット１の全身を効果的に冷却することができる。また、排熱服５のような軽量且つ気密性を保てる生地を使用することで、例えば、図３に示すように、胴体部１０などに表皮部を形成する必要が無くなり、人型ロボット１の軽量化及び低コスト化を図ることができる。また、腕部１１においても表皮部１１ａを無くしてもよく、これにより、さらなる軽量化及び低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態では、排熱服５は、内部を正圧状態にし、送風流路１０１を形成する絞り部４０を備えている。この構成によれば、人型ロボット１の首部１３、腰部１４、及び腕部１１を通す、排熱服５の各開口部３５から抜け出る空気量を減らし、排熱服５の内部を正圧状態にできる。排熱服５の内部が正圧状態になると、排熱服５が膨らみ、絞り部４０以外の部分において、排熱服５は、人型ロボット１の外郭から浮くこととなる。そうすると、仮に、腕部１１などを曲げても、そのような曲げ姿勢に影響されることなく、人型ロボット１の外郭と排熱服５との隙間が確保され、その結果、人型ロボット１の全身を効果的に冷却することができる。

また、本実施形態では、人型ロボット１は、排熱服５に設けられた絞り部４０と当接する受け部材５０を備えている。この構成によれば、絞り部４０が、平らな受け部材５０の外周面５１と当接できるため、両者の間に隙間が形成され難くなる。このため、絞り部４０が、人型ロボット１のむき出しのフレームなどに当接する場合よりも、気密性が確保し易くなる。なお、本実施形態では、受け部材５０を円柱体として説明したが、平らな（平滑な）面を有する立体であれば、多角柱体であっても球体や楕円体などであってもよい。

また、本実施形態では、排熱服５には、人型ロボット１の腕部１１を通す開口部３５として、袖口部３５ｂが形成されており、袖口部３５ｂに、送風流路１０１と連通する排気口３６が設けられている。この構成によれば、人型ロボット１の全身を空冷した後、人型ロボット１の末端の袖口部３５ｂから、熱せられた空気を排出することができるため、人型ロボットの全身にくまなく空気を送り込むことができる。

また、本実施形態では、排熱服５には、人型ロボット１の腰部１４を通す開口部３５として裾口部３５ｃが形成されており、裾口部３５ｃの内側に、絞り部４０ｃが設けられている。この構成によれば、裾口部３５ｃの内側に絞り部４０ｃを設けて２重化することで、排熱服５のデザイン（意匠性）を崩すことなく空気漏れを抑制することができる。これにより、サービスロボットに適した人型ロボット１の外観が得られる。

また、本実施形態では、人型ロボット１の内郭に、送風流路１０１と連通する内部通気流路１００が形成されている。この構成によれば、送風機６で取り込まれた空気が、一旦、ロボット本体２の内部（人間で例えるなら肋骨の内側）に流れて、そこから上記の送風流路１０１に送風されることで、効率的に熱を排熱することができる。このため、人間ではできない人型ロボット１特有の空冷作用が得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図５は、本発明の第２実施形態における排熱服５の袖口部３５ｂにおける絞り部４０ｂ及び受け部材５０の構成図である。
図５に示すように、第２実施形態の絞り部４０ｂは、排熱服５の袖３３ａ（袖３３ｂも同様）の内側の全周に亘って固定された内側生地４４を有する。内側生地４４は、排熱服５と同様の生地から形成するとよい。

内側生地４４は、手首部２３（受け部材５０）を周回する環状に形成されており、その径方向外側が排熱服５の内側に縫製糸などにより固定されている。また、内側生地４４の径方向内側には、伸縮可能な輪ゴム４５などが織り込まれ、または、縫い付けられており、受け部材５０の外周面５１に密着している。なお、第２実施形態の受け部材５０には、一対の環状突部５２（第１の環状突部）の間に、第２の環状突部５３が形成されており、絞り部４０ｂに適した幅の溝を形成している。これにより、受け部材５０（手首部２３）と絞り部４０ｂ（排熱服５）との隙間の気密性が確保される。

図６は、本発明の第２実施形態における受け部材５０の斜視図である。図７は、図６に示す受け部材５０を別方向から視た斜視図である。図８は、図６に示す受け部材５０の矢視Ａ−Ａ断面図である。
図６に示すように、第２実施形態の受け部材５０には、空気が通過する通気口５４が形成されている。通気口５４は、有頂筒状に形成された受け部材５０の頂壁部５０ａを、受け部材５０の中心軸が延びる軸方向に貫通して複数形成されている。

通気口５４は、略扇形に形成されており、円板状の頂壁部５０ａの中心軸回りの周方向に、間隔をあけて複数形成されている。複数の通気口５４の一つには、後述する操作片６１が収まる窪み５４ａが形成されている。頂壁部５０ａの通気口５４よりも径方向内側には、手首部２３に固定するための固定孔５５ａが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。また、頂壁部５０ａの固定孔５５ａよりも径方向内側には、手首部２３と手部２４との間を接続する図示しない配線ないしリンク部材を通すための貫通孔５５ｂが、中央部に一つ形成されている。

図７に示すように、頂壁部５０ａの周縁部から垂設された受け部材５０の周壁部５０ｂの内側には、径方向内側に突出する複数の係合突部５７が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。係合突部５７は、図８に示すように、周壁部５０ｂの開口端から頂壁部５０ａの裏側の手前まで直線状に延在している。また、頂壁部５０ａの裏側には、周壁部５０ｂの垂設方向に突設された環状ボス部５６が形成されている。環状ボス部５６には、上述の固定孔５５ａ及び貫通孔５５ｂが形成されている。すなわち、環状ボス部５６は、上述の通気口５４よりも径方向内側に配置されている。

このような受け部材５０の内側には、通気口５４の開口面積の大きさを調整する流量調整部材６０が、受け部材５０の中心軸回りに回転可能に係合している。流量調整部材６０は、図７に示すように、中央部に環状ボス部５６を通す挿通孔６２が形成された円板部材であって、挿通孔６２よりも径方向外側に複数の通気口６３を備えている。流量調整部材６０の通気口６３（第２の通気口）は、受け部材５０の通気口５４（第１の通気口）と、数、形状、及び配置が同じになるように形成されている。

流量調整部材６０の外周面には、図８に示すように、径方向外側に突出する係合片６４が形成されている。係合片６４は、受け部材５０の頂壁部５０ａと係合突部５７との隙間（アンダーカット部）に挿入されている。この係合片６４は、図７に示す周方向で隣り合う係合突部５７のそれぞれの隙間に挿入可能な大きさで、複数形成されている。

図６に示すように、流量調整部材６０には、受け部材５０の頂壁部５０ａの表側から操作可能な操作片６１が取り付けられている。操作片６１は、溝５４ａが形成された通気口５４を挿通して配置されている。操作片６１が通気口５４の開口縁に当接することで、受け部材５０に対する流量調整部材６０の周方向における回転角度がある範囲に制限される。この範囲では、係合片６４の少なくとも一部が、受け部材５０の係合突部５７と軸方向において係合する。これにより、受け部材５０に対する流量調整部材６０の落下が防止される。なお、操作片６１のシャフト部にネジなどを切って、流量調整部材６０に対して着脱可能とするとよい。これにより、流量調整部材６０の回転角度制限を容易に解除でき、流量調整部材６０の受け部材５０からの分解が容易になる。

上記構成の第２実施形態によれば、操作片６１を操作することで、受け部材５０の通気口５４と、流量調整部材６０の通気口６３とが重なる面積を増減させ、受け部材５０を通過する空気の流量を調整することができる。これにより、排熱服５の内側の正圧状態をコントロールすることが可能となる。例えば、送風機６の吸気能力（風量）が低い場合は、通気口５４の開口面積を小さくすることで、排熱服５の内側の風圧を高め、人型ロボット１の全身を効果的に空冷することが可能となる。また、送風機６の吸気能力（風量）が高い場合は、通気口５４の開口面積を大きくすることで、排熱服５の内側の空気の入れ替えを促進させることができる。

また、第２実施形態では、図５に示すように、袖口部３５ｂの内側に、絞り部４０ｂが設けられている。この構成によれば、袖口部３５ｂの内側に絞り部４０ｂを設けて２重化することで、排熱服５のデザイン（意匠性）を崩すことなく空気漏れを抑制することができる。これにより、サービスロボットに適した人型ロボット１の外観が得られる。
なお、上述した第２実施形態の受け部材５０及び流量調整部材６０は、図９に示すような形態で、人型ロボット１に設けてもよい。

図９は、本発明の第２実施形態における受け部材５０及び流量調整部材６０の適用例を示す人型ロボット１の正面図である。
図９に示す人型ロボット１は、上述した第２実施形態の受け部材５０及び流量調整部材６０を、腕部１１の肘や肩の近傍に備えている。また、これら受け部材５０及び流量調整部材６０で仕切られた空間から、空気を排出可能とする線ファスナー３４（排気口３６）が、排熱服５の袖３３ａ，３３ｂ及び前身頃３０（後身頃３１ａ，３１ｂにあってもよい）に設けられている。

図９に示す構成によれば、各流量調整部材６０を操作することによって、排熱服５の内側で特に発熱がみられる部分に重点的に空気を流し、空冷を進めることができる。例えば、胴体部１０の駆動ユニット１９（図３参照）に特に発熱がみられる場合には、前身頃３０の線ファスナー３４を開け、肩近傍の流量調整部材６０を操作し、受け部材５０の通気口５４の開口面積を小さくすることで、胴体部１０に重点的に空気を流すことができる。また、上腕部２１（図３参照）の図示しない駆動ユニットに特に発熱がみられる場合には、袖３３ａ，３３ｂの線ファスナー３４を開け、肘近傍の流量調整部材６０を操作し、受け部材５０の通気口５４の開口面積を小さくすることで、上腕部２１に重点的に空気を流すことができる。なお、第２実施形態の受け部材５０及び流量調整部材６０は、人型ロボット１の全身の発熱部に対応して、さらに複数個所に設けても構わない。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１０は、本発明の第３実施形態における排熱服５を着衣した人型ロボット１の正面図である。図１１は、図１０に示す人型ロボット１の背面図である。図１２は、本発明の第３実施形態における人型ロボット１の手首部２３の断面図である。
図１０に示すように、第３実施形態では、人型ロボット１の手首部２３から、外部の空気を送風流路１０１に取り込む吸気口７０が設けられている。

第３実施形態の排熱服５には、人型ロボット１の首部１３を通す衿口部３５ａに、送風流路１０１と連通する排気口３６が設けられている。すなわち、衿口部３５ａには上述した絞り部４０ａがなく、また、首部１３には上述した受け部材５０がない。このように、第３実施形態では、衿口部３５ａを除く、少なくともいずれか一つの開口部３５（袖口部３５ｂ、裾口部３５ｃ）の内側に、絞り部４０が設けられている。

また、図１１に示すように、人型ロボット１の背面には送風機６はなく、送風機６は人型ロボット１の手首部２３に設けられている。このように、第３実施形態では、人型ロボット１の手首部２３から吸気を行い、人型ロボット１の首部１３から排気を行う構成となっている。なお、第３実施形態の人型ロボット１には、排熱服５によって覆われるロゴなどを外部に表示するための前掛プレート７が取り付けられている。

図１０に示すように、第３実施形態の排熱服５は、袖３３ａ，３３ｂが下腕部２２まで延びる七分袖となっており、下腕部２２から手首部２３、手部２４までが排熱手袋８０によって覆われている。排熱手袋８０には、吸気口７０が形成されている。袖口部３５ｂには、絞り部４０ｂが設けられ、絞り部４０ｂは下腕部２２の外郭と全周に亘って当接している。

排熱手袋８０は、グローブ部８１と、リストカバー部８２と、アームカバー部８３と、を有する。グローブ部８１は、手部２４を覆っている。グローブ部８１には、例えば、人型ロボット１が物を掴んで作業をする場合には、可動部に伸縮性の良い材料や、指先に滑り止めのシリコン材料などを使用してもよい。なお、グローブ部８１は、基本的には、上述した送風流路１０１を形成しないので、排熱服５のような通気性を有していなくてもよい。

リストカバー部８２は、手首部２３を覆っている。リストカバー部８２は、通気性が高いメッシュ状の生地から形成されており、そのメッシュ目が吸気口７０を形成している。手首部２３は、図１２に示すように、手首本体２３ａと、手首本体２３ａを囲う筒状ないしコの字状のリストカバー２３ｂと、を有する。排熱手袋８０のリストカバー部８２は、少なくとも手部２４とリストカバー２３ｂとの隙間を覆っている。

リストカバー２３ｂの内側には、上述した内部通気流路１００が形成されている。手首部２３における内部通気流路１００には、送風機６が設けられている。送風機６としては、軸方向の上下面に吸引口６ａを有し、半径方向の側面に吐出口６ｂを有するブロアファンを使用するとよい。ブロアファンは、軸流ファンよりも風圧が高く指向性が高いため、胴体部１０よりも流路が比較的狭くなる腕部１１を効率よく冷却することができる。

図１０に戻り、アームカバー部８３は、下腕部２２を覆っている。アームカバー部８３は、下腕部２２を通す腕通し口に絞り部４０ｄを有している。絞り部４０ｄは、上述した面ファスナーなどから形成され、下腕部２２の外郭と全周に亘って当接している。アームカバー部８３は、吸気口７０から取り込んだ空気の漏れを防止するために、排熱服５と同等の生地から形成するとよい。

上記構成の第３実施形態によれば、送風機６を駆動させると、人型ロボット１の手首部２３（排熱手袋８０の吸気口７０）から外部の空気が内部に取り込まれる。取り込まれた空気は、図１２に示すように、手首部２３の内部通気流路１００に設けられた送風機６に吸い込まれ、下腕部２２（詳しくは下腕部２２の内部通気流路１００）に向かって吐出される。下腕部２２の内部通気流路１００を通った空気は、上述した送風流路１０１に流れ込み、人型ロボット１の上腕部２１から肩部、そして胴体部１０を冷却し、首部１３を通す排熱服５の衿口部３５ａ（排気口３６）から排気される。

このように、上述した第３実施形態では、人型ロボット１の手首部２３から、外部の空気を送風流路１０１に取り込む吸気口７０が設けられているため、可動部が多く発熱が激しい腕部１１を重点的に冷却することができる。また、排気が、腕部１１ではなく胴体部１０側になるので、手部２４などに把持した物に排気がかからない。このため、例えば、人型ロボット１がレストラン等で給仕を行う場合であっても衛生的に使用できる。

また、第３実施形態では、人型ロボット１の手首部２３に、送風機６が設けられているため、胴体部１０よりも流路が比較的狭くなる腕部１１を効率よく冷却することができる。さらに、送風機６としては、軸流ファンよりも風圧が高く指向性が高いブロアファンを使用するとよい。

また、第３実施形態では、排熱服５には、人型ロボット１の首部１３を通す開口部３５として、衿口部３５ａが形成されており、衿口部３５ａに、送風流路１０１と連通する排気口３６が設けられているため、煙突効果が得られ、腕部１１及び胴体部１０を冷却して熱を得て軽くなった空気を首部１３から効率よく排気することができる。なお、煙突効果は得られないが、裾口部３５ｃに排気口３６を設け、胴体部１０の下部から排気を行う構成であっても構わない。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、排熱服５の裾口部３５ｃの内側に絞り部４０ｃを設け（第１実施形態）、また、排熱服５の袖口部３５ｂの内側に絞り部４０ｂを設けた（第２実施形態）が、例えば、排熱服５の衿口部３５ａの内側にも、同じように絞り部４０ａを設けてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、人型ロボット１の下半身がリフター３及び移動台車４で構成された形態を例示したが、人型ロボット１の下半身として二足の脚部（肢体部）を有する形態であっても構わない。この場合、排熱服５は、上衣と下衣が一体のオーバーオール（つなぎ）とするとよい。この場合、二足の脚部を通す裾口部に、排気口３６が形成されていてもよい。

また、例えば、上記第２実施形態では、流量調整部材６０がスライド式の形態を例示したが、受け部材５０の通気口５４の開口面積の大きさを調整できれば、その形式は特に限定されない。

また、例えば、上記第２実施形態では、図５に示す絞り部４０ｂの内側生地４４を、排熱服５と同様の生地から形成した形態を例示したが、例えば、内側生地４４を、通気性が高いメッシュ状の生地から形成し、受け部材５０の周囲からも所定量の空気が通過できるようにしてもよい。

また、例えば、上記第３実施形態では、衿口部３５ａに排気口３６を設けたが、排熱服５の脇下など他の場所に排気口３６を設けても構わない。また、排気口３６の近傍（例えば、衿口部３５ａ近傍の人型ロボット１の肩部）に、排気を補助する補助送風機を設けても構わない。

また、例えば、上記第３実施形態では、排熱服５の袖３３ａ，３３ｂが下腕部２２まで延びる七分袖となっており、下腕部２２から手首部２３、手部２４までが排熱手袋８０によって覆われている形態を例示したが、排熱服５の袖３３ａ，３３ｂの下端が下腕部２２の下端近傍に面ファスナー等の絞り部４０によって固定され、排熱手袋８０のアームカバー部８３の上端が手首部２３の上端近傍に面ファスナー等の絞り部４０によって固定されていてもよい。すなわち、下腕部２２と手首部２３との継ぎ目を、排熱手袋８０乃至排熱服５で覆わなくてもよい。なお、この場合でも、手首部２３の内部通気流路１００は、下腕部２２の内部通気流路１００を介して胴体部１０側の送風流路１０１と連通している。
この構成によれば、手首部２３が下腕部２２に対して、人間以上に手首回転する場合であっても、下腕部２２と手首部２３との継ぎ目部分において、排熱手袋８０乃至排熱服５のねじれや、それによる送風流路１０１の閉塞の懸念が解消される。また、人型ロボット１への排熱服５の着衣、排熱手袋８０の装着が容易になる。

１…人型ロボット、５…排熱服、６…送風機、１０…胴体部、１１…腕部（肢体部）、１３…首部、１４…腰部、３５…開口部、３５ａ…衿口部、３５ｂ…袖口部、３５ｂ１…スリット、３５ｃ…裾口部、３６…排気口、４０…絞り部、４０ａ…絞り部、４０ｂ…絞り部、４０ｃ…絞り部、５０…受け部材、５４…通気口、６０…流量調整部材、６１…操作片、６３…通気口、６４…係合片、１００…内部通気流路、１０１…送風流路

Claims (10)

1. 人型ロボットを覆う排熱服と、
   前記人型ロボットまたは前記排熱服に設けられ、外部の空気を内部に送り込む送風機と、を備え、
   前記排熱服と前記人型ロボットの外郭との間に、送風流路を設けたことを特徴とする人型ロボット。
2. 前記排熱服は、内部を正圧状態にし、前記送風流路を形成する絞り部を備えることを特徴とする請求項１に記載の人型ロボット。
3. 前記人型ロボットは、前記排熱服に設けられた前記絞り部と当接する受け部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の人型ロボット。
4. 前記受け部材には、空気が通過する通気口が形成され、
   前記人型ロボットは、前記受け部材の通気口の開口面積を調整する流量調整部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の人型ロボット。
5. 前記排熱服には、前記人型ロボットの首部、腰部、及び肢体部を通す開口部が形成されており、
   少なくともいずれか一つの前記開口部の内側に、前記絞り部が設けられていること特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の人型ロボット。
6. 前記排熱服には、前記人型ロボットの肢体部を通す開口部として、袖口部または裾口部が形成されており、
   前記袖口部または前記裾口部に、前記送風流路と連通する排気口が設けられていること特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の人型ロボット。
7. 前記人型ロボットの手首部から、外部の空気を前記送風流路に取り込む吸気口が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の人型ロボット。
8. 前記人型ロボットの手首部に、前記送風機が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の人型ロボット。
9. 前記排熱服には、前記人型ロボットの首部を通す開口部として、衿口部が形成されており、
   前記衿口部に、前記送風流路と連通する排気口が設けられていること特徴とする請求項７または８に記載の人型ロボット。
10. 前記人型ロボットの内郭に、前記送風流路と連通する内部通気流路が形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の人型ロボット。

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