JP7340015B2 - ロボット用制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、ロボット用制御装置に関する。

従来から、サーボモータを制御するサーボアンプ等の発熱体を収容する制御装置が知られている。例えば、特許文献１は、産業用ロボット装置用のコントローラを開示している。コントローラは、引き出しを備えるキャビネットを備える。当該引き出し内に、電源ユニットを備えるドライブが配置される。コントローラは、引き出しの中を貫通する換気用ダクトと、換気用ダクト内の空気の流れを強制的に生成するファンとを備える。

特表２００５－５２９４２６号公報

特許文献１のコントローラでは、キャビネットの空間に引き出しが挿入されることで、当該空間が実質的に気密な状態となる。そして、換気用ダクトは、このような引き出し内を通るように構成されている。また、特許文献１のコントローラは、引き出しが挿入されたときにドライブとキャビネットの装置とを電気的に接続する構造を備える。よって、特許文献１のコントローラは部品点数が多く、その構造が複雑であるという問題がある。

そこで、本開示は、構造の簡略化を可能にするロボット用制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るロボット用制御装置は、第一開口と前記第一開口と対向する壁に配置された第二開口とを有する本体と、前記第一開口を開閉可能に前記本体に設けられた扉とを有する筐体と、通電により発熱する発熱素子を含む第一回路と、少なくとも１つの送風装置とを備え、前記本体は、前記第一回路を収容し、前記第一開口で開放された第一室と、前記第一室と第一隔壁を介して隣接し、前記第一開口及び前記第二開口で開放された第二室とを有し、前記扉は、前記扉を貫通し且つ前記第二室と連通可能に配置された扉開口を有し、前記扉は、前記第一開口を閉じたとき、前記第一室を閉塞し、前記扉開口を介して前記第二室と外部とを連通し、前記少なくとも１つの送風装置は、前記扉開口、前記扉開口の近傍位置、前記第二開口、及び前記第二開口の近傍位置のうちの少なくとも１つに配置され、前記第二室内に空気を導入及び導出するように構成される。

本開示の技術によれば、ロボット用制御装置の構造の簡略化が可能になる。

図１は、実施の形態に係るロボット用制御装置を前方から見た構成の一例を示す斜視図である。 図２は、実施の形態に係るロボット用制御装置を後方から見た構成の一例を示す斜視図である。 図３は、扉を開放した状態の実施の形態に係るロボット用制御装置を前方から見た構成の一例を示す斜視図である。 図４は、図３のロボット用制御装置において送風装置を取り外した状態を示す図である。 図５は、図３のロボット用制御装置の内部を上方から下方に向かって見た一例を示す平面図である。 図６は、図５のロボット用制御装置のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。 図７は、変形例に係るロボット用制御装置の構成の一例を図５と同様に示す図である。 図８は、変形例に係るロボット用制御装置の構成の一例を図６と同様に示す図である。

以下において、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

＜ロボット用制御装置の構成＞
実施の形態に係るロボット用制御装置１の構成を説明する。ロボット用制御装置１は、ロボットの動作を制御する制御装置である。制御対象のロボットは、いかなるロボットであってもよい。例えば、制御対象のロボットは、産業用ロボット、サービスロボット、建設機械、トンネル掘削機、クレーン、荷役搬送車、及びヒューマノイド等の様々なロボットであってもよい。サービスロボットは、介護、医療、清掃、警備、案内、救助、調理、商品提供等の様々なサービス業で使用されるロボットである。本実施の形態では、制御対象のロボットは、垂直多関節型ロボット、水平多関節型ロボット、極座標型ロボット、円筒座標型ロボット及び直角座標型ロボット等の産業用ロボットであるとして説明する。このような産業用ロボットは、関節等を駆動するための駆動モータとしてサーボモータを備える。サーボモータを制御するために用いられるサーボアンプはパワーモジュールを含み、通電されることで発熱する。

図１は、実施の形態に係るロボット用制御装置１を前方から見た構成の一例を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係るロボット用制御装置１を後方から見た構成の一例を示す斜視図である。図３は、扉３０を開放した状態の実施の形態に係るロボット用制御装置１を前方から見た構成の一例を示す斜視図である。図４は、図３のロボット用制御装置１において送風装置４０を取り外した状態を示す図である。以下において、「ロボット用制御装置」を単に「制御装置」と呼ぶ場合もある。

図１～図３に示すように、制御装置１は、筐体１０を備える。本実施の形態では、筐体１０の形状は、直方体状であるが、これに限定されず、いかなる形状であってもよい。筐体１０は、直方体状の本体２０と、扉３０とを有する。本体２０は、矩形状の第一開口２０ａと、第一開口２０ａと対向する壁の一例である側壁２４に配置された第二開口２４ａ～２４ｄとを有する。扉３０は、矩形の蓋状の形状を有し、第一開口２０ａを開閉可能に本体２０に設けられている。例えば、扉３０は、本体２０の側壁２３にヒンジ３１を介して取り付けられ、片開きの扉を構成している。本体２０及び扉３０の形状は、直方体状及び矩形状に限定されない。本体２０は、第一開口と、第一開口と対向する壁に配置された第二開口とを有すればよく、扉３０は、第一開口を開閉することができればよい。

本体２０は、底壁２１と、頂壁２５と、側壁２２～２４とを含み、各壁の形状は矩形状である。側壁２２～２４は、底壁２１の３つの周縁から立ち上がり、側壁２２～２４の底縁は底壁２１の周縁と接合されている。側壁２２～２４は、隣り合う側縁で互いに接合されている。側壁２２及び２３は互いに対向し、本実施の形態では略平行である。頂壁２５は底壁２１と対向するように配置され、本実施の形態では底壁２１と略平行である。頂壁２５の３つの周縁は側壁２２～２４の上縁と接合されている。底壁２１の１つの周縁と、頂壁２５の１つの周縁と、側壁２２及び２３それぞれの１つの側縁とは、矩形状の第一開口２０ａを形成する。第一開口２０ａと側壁２４とは対向する。

ここで、底壁２１から頂壁２５に向かう方向を上方向と呼び、その反対方向を下方向と呼ぶ。側壁２２から側壁２３に向かう方向を右方向と呼び、その反対方向を左方向と呼ぶ。第一開口２０ａから側壁２４に向かう方向を後方向と呼び、その反対方向を前方向と呼ぶ。第一開口２０ａは前方向に開口している。第二開口２４ａ～２４ｄは、後方向に開口し、上下方向に並んで配列されている。なお、第二開口２４ａ～２４ｄの数量は図２に示すような４つに限定されない。

また、扉３０において、扉３０を貫通する第一扉開口３０ａ及び３０ｂと第二扉開口３０ｃとが形成されている。第一扉開口３０ａ及び３０ｂの数量は図１に示すような２つに限定されない。第一扉開口３０ａ及び３０ｂは上下方向に並んで配列されている。扉３０が第一開口２０ａを閉じたとき、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ並びに第二扉開口３０ｃは、筐体１０の内部と外部とを連通する。さらに、第一扉開口３０ａ及び３０ｂの位置は、第二開口２４ａ～２４ｄの位置と対向する。第二扉開口３０ｃからは、ブレーカスイッチ１０１ａが扉３０の外側に突出する。ブレーカスイッチ１０１ａは、図示しないブレーカ１０１と接続されており、ブレーカ１０１の作動状態と非作動状態とを切り替えるスイッチである。ブレーカ１０１は、作動することにより、制御装置１内における電流の流れを遮断する遮断器である。

また、制御装置１は、第一開口２０ａ又はその近傍に送風装置４０を備えている。送風装置４０は、本体２０に着脱可能に設けられている。送風装置４０は、ファン４１を備え、これに限定されないが、本実施の形態では上下方向に配列された４つのファン４１を備える。４つのファン４１は、扉３０が第一開口２０ａを閉じたときに前後方向で第一扉開口３０ａ及び３０ｂに隣り合う、つまり、第一扉開口３０ａ及び３０ｂに臨むように配置されている。よって、４つのファン４１は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ又はその近傍に配置されている。４つのファン４１は、駆動することで、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ又は第二開口２４ａ～２４ｄを通じて、筐体１０内に外気を強制的に導入し、筐体１０内の空気を第二開口２４ａ～２４ｄ又は第一扉開口３０ａ及び３０ｂを通じて外部に強制的に排出する。

また、制御装置１は、扉３０に、保持部材３２と、操作器コネクタ５０と、操作パネル６０とを備える。操作器コネクタ５０は、接続装置の一例であり、図示しないロボットの操作器の通信コネクタと物理的及び電気的に接続されるように構成されている。制御装置１は、操作器コネクタ５０を介して操作器と信号及び電流等を送受信する。保持部材３２は、ロボットの操作器を保持する。例えば、保持部材３２は、当該操作器が掛けられるように構成されている。例えば、操作器は、ロボットのティーチング（教示）用の操作器であってもよく、その他の操作器であってもよい。

操作パネル６０は、制御装置１の制御内容を調節するためのパネルである。例えば、操作パネル６０には、ロボットの動作モードを設定するためのモード設定装置６１、及びロボットの非常停止装置６２が配置されている。操作パネル６０には、種々の情報を表示するための表示灯及びディスプレイ等の表示装置、並びに、出力を調整するための調整器等が配置されてもよい。ロボットの非常停止装置６２は、作動することでロボットを停止させる装置であり、非常停止指令を入力するためのスイッチ等の入力装置であってもよい。

モード設定装置６１は、動作モードを設定するための切替スイッチ等の入力装置であってもよい。設定される動作モードは、教示モード、手動運転モード、自動運転モード及び修正自動運転モード等の少なくとも１つを含んでもよい。教示モードは、ロボットに作業等の動作を教示するための運転モードであり、例えば、操作者が操作器を用いて手動でロボットを動作させる等により、ロボットに当該動作をプログラムするための運転モードである。手動運転モードは、操作器を用いてロボットを手動操作する運転モードであり、操作者によって操作器に入力される操作に従った動作、つまり、当該操作をトレースした動作をロボットに実行させる運転モードである。自動運転モードは、ロボットに自動で動作させる運転モードであり、教示等により設定されたプログラムに従ってロボットに作業等の動作を自動で実行させる運転モードである。修正自動運転モードは、ロボットが自動運転を実行中に、手動運転を受け付ける運転モードである。例えば、修正自動運転モードでは、自動運転と手動運転とが組み合わされてもよく、自動運転中に手動運転による動作の修正が受け付けられるように構成されてもよい。

なお、扉３０には、ブレーカスイッチ１０１ａ、操作器コネクタ５０、モード設定装置６１及びロボットの非常停止装置６２の少なくとも１つが配置されてもよい。

また、制御装置１は、本体２０の側壁２４に、ロボットコネクタ８１（図２参照）を備えている。ロボットコネクタ８１は、図示しないロボットの通信コネクタと物理的及び電気的に接続されるように構成されている。制御装置１は、ロボットコネクタ８１を介してロボットと信号及び電流等を送受信する。

また、制御装置１は、後述するブレーカ１０１に、図示しない外部電源（「一次電源」とも呼ばれる）から延びる電線が接続されるように構成されている。制御装置１は当該外部電源から電流等の供給を受ける。ブレーカ１０１は、作動することで、当該外部電源から制御装置１への電流の供給を遮断する。

図５は、図３のロボット用制御装置１の内部を上方から下方に向かって見た一例を示す平面図である。図３～図５に示すように、本体２０は、その内部空間を仕切る隔壁２６及び２７を有している。隔壁２６及び２７は、前後方向及び上下方向に延び、本体２０の内部空間を左右方向に仕切る。隔壁２６及び２７は、側壁２２及び２３に沿って延び、本実施の形態では側壁２２及び２３と略平行である。第一室２０１が側壁２３と第一隔壁２６との間に区画形成される。第二室２０２が隔壁２６及び２７の間に区画形成される。第三室２０３ａ及び２０３ｂが側壁２２と第二隔壁２７との間に区画形成される。

第一室２０１は、底壁２１と、側壁２３及び２４と、頂壁２５と、第一隔壁２６とによって囲まれ、第一開口２０ａで開放されている。第二室２０２は、底壁２１と、側壁２４と、頂壁２５と、隔壁２６及び２７とによって囲まれ、第一開口２０ａ及び第二開口２４ａ～２４ｄで開放されている。送風装置４０は、第一開口２０ａ又はその近傍且つ第二室２０２に配置されている。

第三室２０３ａ及び２０３ｂは、底壁２１と、側壁２２及び２４と、頂壁２５と、第二隔壁２７とによって囲まれている。第三室２０３ａ及び２０３ｂは、前後方向に配列され、第三隔壁２８によって仕切られている。第三室２０３ａは、第一開口２０ａで開放され、第三室２０３ｂは、第三隔壁２８によって閉じられている。なお、第三隔壁２８は、本体２０に対して着脱可能であるように構成されてもよい。必要時に第三隔壁２８を取り外すことにより、第一開口２０ａを通じた第三室２０３ｂへのアクセスが可能であり、不要時に第三隔壁２８を取り付けることにより、第三室２０３ｂへのアクセスを制限することが可能である。

扉３０は、第一開口２０ａを閉じたとき、第一室２０１を閉塞し、第一扉開口３０ａ及び３０ｂを介して第二室２０２と外部とを連通し、第三室２０３ａを閉塞する。例えば、第一開口２０ａでの第一室２０１の周囲、具体的には、底壁２１、側壁２３、頂壁２５及び第一隔壁２６の縁にパッキン等の封止部材が配置されてもよい。これにより、第一室２０１は、扉３０と封止部材とによって気密性又は液密性を高めることができ、粉塵等の異物の侵入を抑えることができる。また、底壁２１、側壁２２、頂壁２５及び第二隔壁２７の縁、並びに、第二扉開口３０ｃの内周にパッキン等の封止部材が配置されてもよい。これにより、第三室２０３ａは、扉３０と封止部材とによって気密性又は液密性を高めることができ、粉塵等の異物の侵入を抑えることができる。

また、制御装置１は、第一室２０１内に配置された第一回路９０と、第二室２０２内に配置されたヒートシンク１１１～１１４と、第三室２０３ａ及び２０３ｂ内に配置された第二回路１００とを備える。第一回路９０は、ロボットの駆動を制御するための回路である。第一回路９０は、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２等を含む。サーボアンプ９１は、ロボットのサーボモータ（図示せず）への供給電流を制御することでサーボモータを制御する。サーボアンプ９１は、サーボモータに供給する電流を制御するパワーモジュールを含んでもよい。パワーユニット９２は、外部電源（図示せず）から供給された電力を制御装置１の各部に供給する。パワーユニット９２は、交流電力を直流電力に変換する整流回路、ＡＣ／ＤＣ回路等を含んでもよい。サーボアンプ９１は通電時に発熱する。パワーユニット９２はキャパシタ等を含み、通電時に発熱する。サーボアンプ９１は第一発熱素子の一例であり、パワーユニット９２は第二発熱素子の一例である。

なお、サーボモータは、電気モータと、電気モータの回転子の回転角を検出するエンコーダと、電気モータの電流値を検出する電流センサとを備えている。サーボモータは、サーボアンプ９１から出力される電流によって、電気モータを動作させ、エンコーダ及び電流センサの検出値をサーボアンプ９１に出力する。サーボアンプ９１は、サーボモータからフィードバックされたエンコーダの検出値に基づき、当該サーボモータの回転子の回転量及び回転速度等を検出し、回転子の回転量及び回転速度並びに電流センサの電流値等の検出結果を用いて当該サーボモータの回転開始、回転停止、回転速度及び回転トルクを制御する。これにより、サーボアンプ９１は、サーボモータを任意の回転位置で停止させることができ、任意の回転速度で回転させることができ、任意の回転トルクで動作させることができる。よって、サーボモータによって駆動されるロボットの各部は多様に且つ緻密に動作することができる。

第二回路１００は、電気回路であり、ブレーカ１０１及び変圧器１０２等を含む。ブレーカ１０１は第三室２０３ａに配置され、変圧器１０２は第三室２０３ｂに配置されている。ブレーカ１０１と変圧器１０２とは電気的に接続され、ブレーカ１０１は作動することで変圧器１０２への供給電流を遮断する。変圧器１０２は、ブレーカ１０１を介して外部電源から供給された電力を変圧し第一回路９０のパワーユニット９２に供給する。変圧器１０２は通電時に発熱する。なお、第三室２０３ｂには、変圧器１０２に加えて又は変圧器１０２の代わりに、他の電気回路等が配置されてもよい。

ヒートシンク１１１～１１３は、第一隔壁２６に配置され、ヒートシンク１１４は、第二隔壁２７に配置されている。ヒートシンク１１１～１１４は、熱伝導性の高い材料で構成されている。例えば、ヒートシンク１１１～１１４は、アルミニウム、鉄、銅等の熱伝導性の高い金属で構成されてもよい。

図６は、図５のロボット用制御装置１のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図６に示すように、ヒートシンク１１１は、支持板１１５を介して第一隔壁２６に配置されている。ヒートシンク１１１は支持板１１５に取り付けられている。支持板１１５は第一隔壁２６に取り付けられ、第一隔壁２６に形成された図示しない開口を塞ぐ。ヒートシンク１１１は、第一室２０１及び第二室２０２に露出している。第一室２０１において、ヒートシンク１１１は、第一回路９０のサーボアンプ９１の熱が伝達されるように構成されている。例えば、ヒートシンク１１１は、図示しない薄厚の絶縁部材を介してサーボアンプ９１と隣接して配置される。

また、ヒートシンク１１１は、第二室２０２に突出する複数の放熱板を一体的に含み、複数の放熱板を介して第二室２０２内の空気と接触し熱交換する。これにより、ヒートシンク１１１は、サーボアンプ９１の熱を第二室２０２に放熱することができる。そして、ヒートシンク１１１は、複数の放熱板によって、熱交換を行うための面積を増大することができる。なお、支持板１１５は、ヒートシンク１１１と同様に、熱伝導性の高い材料で構成されていてもよい。さらに、支持板１１５とヒートシンク１１１とは、同じ材料で構成され一体化されていてもよい。これにより、サーボアンプ９１の熱を第二室２０２に放熱するための面積を増大させることができる。さらに、部品点数の低減が可能である。

ヒートシンク１１２及び１１３は、ヒートシンク１１１よりも上方において、支持板１１６を介して第一隔壁２６に配置されている。つまり、ヒートシンク１１２及び１１３と、ヒートシンク１１１とは、第一扉開口３０ａ及び３０ｂから第二開口２４ａ～２４ｄに向かう方向であり且つ送風装置４０が発生する気流の方向である気流方向に対して交差する方向に、配列される。ヒートシンク１１２及び１１３は支持板１１６に取り付けられている。支持板１１６は第一隔壁２６に取り付けられ、第一隔壁２６に形成された図示しない開口を塞ぐ。ヒートシンク１１２及び１１３は、第一室２０１及び第二室２０２に露出している。第一室２０１において、ヒートシンク１１２及び１１３は、第一回路９０のパワーユニット９２の熱が伝達されるように構成されている。例えば、ヒートシンク１１２及び１１３は、図示しない薄厚の絶縁部材を介してパワーユニット９２と隣接して配置される。

また、ヒートシンク１１２及び１１３はそれぞれ、第二室２０２に突出する複数の放熱板を一体的に含み、複数の放熱板を介して第二室２０２内の空気と接触し熱交換する。これにより、ヒートシンク１１２及び１１３は、パワーユニット９２の熱を第二室２０２に放熱することができる。そして、ヒートシンク１１２及び１１３はそれぞれ、複数の放熱板によって、熱交換を行うための面積を増大することができる。なお、支持板１１６は、熱伝導性の高い材料で構成されていてもよい。さらに、支持板１１６とヒートシンク１１２及び１１３とは、同じ材料で構成され一体化されていてもよい。これにより、パワーユニット９２の熱を第二室２０２に放熱するための面積を増大させることができる。さらに、部品点数の低減が可能である。

図５に戻り、ヒートシンク１１４は、第二隔壁２７に配置されている。ヒートシンク１１４は、第二室２０２に対して、ヒートシンク１１１～１１３と反対側に配置されている。ヒートシンク１１４は、ヒートシンク１１１～１１３と同様に、第二隔壁２７に形成された図示しない開口を塞ぐ支持板（図示せず）を介して第二隔壁２７に配置されてもよい。ヒートシンク１１４は、第二室２０２及び第三室２０３ｂに露出している。第三室２０３ｂにおいて、ヒートシンク１１４は、変圧器１０２の熱が伝達されるように構成されている。例えば、ヒートシンク１１４は、図示しない薄厚の絶縁部材を介して変圧器１０２と隣接して配置される。

また、ヒートシンク１１４は、第二室２０２に突出する複数の放熱板を一体的に含み、複数の放熱板を介して第二室２０２内の空気と接触し熱交換する。これにより、ヒートシンク１１４は、変圧器１０２の熱を第二室２０２に放熱することができる。そして、ヒートシンク１１４は、複数の放熱板によって、熱交換を行うための面積を増大することができる。なお、ヒートシンク１１４を支持する支持板（図示せず）が、熱伝導性の高い材料で構成されていてもよく、さらに、ヒートシンク１１４と同じ材料で構成され一体化されていてもよい。これにより、変圧器１０２の熱を第二室２０２に放熱するための面積を増大させることができる。さらに、部品点数の低減が可能である。

また、制御装置１は、第二隔壁２７に配置された抵抗体１３１を備えてもよい。抵抗体１３１は第二室２０２に露出している。抵抗体１３１は通電されることで発熱する電気抵抗体である。抵抗体１３１は、第一回路９０と電気的に接続され、第一回路９０からの余剰電力を消費するように構成されている。抵抗体１３１は、発熱することで供給された電力を消費する。抵抗体１３１は、第二室２０２内の空気と接触し熱交換することで発生した熱を放熱する。例えば、ロボットのサーボモータは回生電力を発生する場合があり、この回生電力が第一回路９０に供給され、余剰の電力となり得る。第一回路９０は、当該回路を保護するために余剰の電力を抵抗体１３１に供給する。

＜制御装置の動作＞
実施の形態に係る制御装置１の動作を説明する。図１及び図２に示すように、ロボット（図示せず）を制御する使用時等を含む通常時、制御装置１の筐体１０の扉３０は閉じられている。このとき、筐体１０の第一室２０１並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂは閉塞されている。第二室２０２は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ、第一開口２０ａ、並びに、第二開口２４ａ～２４ｄを介して、筐体１０の外部に開放されている。

図５及び図６に示すように、制御装置１の使用時、制御装置１は通電され、それにより、第一回路９０及び第二回路１００は通電される。第一回路９０は、送風装置４０を稼働させる。さらに、第一回路９０は、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２を駆動し、制御装置１と電気的に接続されたロボット（図示せず）を動作させる。具体的には、第一回路９０は、サーボモータを駆動することでロボットのアームの関節及びエンドエフェクタ（図示せず）等を動作させる。

送風装置４０のファン４１は、一方向に回転駆動することにより、筐体１０の前方から後方に向かう気流を強制的に発生させる。つまり、ファン４１は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ並びに第一開口２０ａを通って第二室２０２に流入し且つ第二開口２４ａ～２４ｄを通って第二室２０２から流出する気流を発生させる。よって、第二室２０２は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂから第二開口２４ａ～２４ｄに向かう直線状の気体の流路を構成する。なお、ファン４１は、上記の一方向と反対方向に回転駆動されてもよい。この場合、第二室２０２内では、第二開口２４ａ～２４ｄから第一扉開口３０ａ及び３０ｂに向かう気流が生成される。

外気は、ファン４１によって第二室２０２内に強制的に導入された後、強制的に排出される。導入された外気は、ヒートシンク１１１～１１４と接触し熱交換することで吸熱する。これにより、第一回路９０のサーボアンプ９１及びパワーユニット９２の熱は、ヒートシンク１１１～１１３を介して外気に吸熱される。さらに、第二回路１００の変圧器１０２の熱は、ヒートシンク１１４を介して外気に吸熱される。また、外気は、抵抗体１３１と接触し熱交換することで吸熱する。

サーボアンプ９１に対して吸熱するヒートシンク１１１と、パワーユニット９２に対して吸熱するヒートシンク１１２及び１１３とは、筐体１０の上下方向に分かれて配置されている。ヒートシンク１１１と、ヒートシンク１１２及び１１３とは、送風装置４０によって生成される外気の流れの上流又は下流の位置関係で配列されず、外気の流れの方向と交差する方向に配列されている。ヒートシンク１１１が熱交換する外気は、ヒートシンク１１２又は１１３との熱交換後の外気ではなく、筐体１０の外部から導入された新鮮な外気である。ヒートシンク１１２及び１１３が熱交換する外気は、ヒートシンク１１１との熱交換後の外気ではなく、筐体１０の外部から導入された新鮮な外気である。これにより、ヒートシンク１１１～１１３での高い効率での熱交換が可能である。なお、図６では、ヒートシンク１１３は、ヒートシンク１１２に対して、第二室２０２内の外気の流れの下流に位置するが、上下方向にずらして配置されてもよい。これにより、ヒートシンク１１３には、より新鮮な外気が導入される。

また、ヒートシンク１１４は、第二室２０２に関して、筐体１０の左右方向、つまり、外気の流れに直交する方向で、ヒートシンク１１１～１１３と反対側に配置されている。ヒートシンク１１４が熱交換する外気は、ヒートシンク１１１～１１３の熱交換による影響が低い外気である。これにより、ヒートシンク１１４での高い効率での熱交換が可能である。

また、第一室２０１並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂは、第二室２０２から遮蔽されており、送風装置４０による外気の強制的な導入も受けない。このため、第一室２０１並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂへの異物の侵入が抑えられる。

また、外気の導出入部が筐体１０の前面の扉３０と背面の側壁２４とに限定される。さらに、扉３０に、保持部材３２、操作器コネクタ５０、操作パネル６０及びブレーカスイッチ１０１ａが配置され、側壁２４に、ロボットコネクタ８１が配置されている。このため、底壁２１、側壁２２及び２３、並びに頂壁２５に隣接して、筐体１０の周囲に、他の制御装置１等の他の装置の配置が可能である。例えば、複数の制御装置１が、上下方向及び左右方向に積み重ねられて配置されることが可能である。

また、図３及び図５に示すように、制御装置１のメンテナンス時等を含む非通常時、筐体１０の扉３０が開放される。１つの扉３０を開放するのみで、第一開口２０ａを通じて、第一室２０１、第二室２０２並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂへアクセスできる。例えば、第一回路９０、送風装置４０、及びブレーカ１０１の点検、修理及び交換が可能である。さらに、第三隔壁２８を取り外すことによって、第三室２０３ｂ内の点検等が可能である。

＜効果等＞
上述のような実施の形態に係るロボット用制御装置１は、第一開口２０ａと第一開口２０ａと対向する側壁２４に配置された第二開口２４ａ～２４ｄとを有する本体２０と、第一開口２０ａを開閉可能に本体２０に設けられた扉３０とを有する筐体１０と、通電により発熱する発熱素子としてのサーボアンプ９１等を含む第一回路９０と、少なくとも１つの送風装置４０とを備える。本体２０は、第一回路９０を収容し且つ第一開口２０ａで開放された第一室２０１と、第一室２０１と第一隔壁２６を介して隣接し且つ第一開口２０ａ及び第二開口２４ａ～２４ｄで開放された第二室２０２とを有する。扉３０は、扉３０を貫通し且つ第二室２０２と連通可能に配置された第一扉開口３０ａ及び３０ｂを有し、扉３０は、第一開口２０ａを閉じたとき、第一室２０１を閉塞し、第一扉開口３０ａ及び３０ｂを介して第二室２０２と外部とを連通する。少なくとも１つの送風装置４０は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ、第一扉開口３０ａ及び３０ｂの近傍位置、第二開口２４ａ～２４ｄ、及び第二開口２４ａ～２４ｄの近傍位置のうちの少なくとも１つに配置され、第二室２０２内に空気を導入及び導出するように構成される。例えば、本実施の形態では、送風装置４０は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ又はその近傍に配置される。

上記構成によると、扉３０が第一開口２０ａを閉じたとき、第二室２０２内への外気の流入及び流出が可能である。これにより、第一隔壁２６を介して、第二室２０２内の外気と、第一室２０１内の空気及び第一回路９０との熱交換が可能であり、サーボアンプ９１等の熱が第二室２０２へ放出される。さらに、送風装置４０が空気を導入又は導出することにより、第二室２０２内における空気の熱交換量を増大することが可能になる。

送風装置４０は第二室２０２の端部に配置されるため、第二室２０２内の空間の有効利用が可能である。また、送風装置４０が第一扉開口３０ａ及び３０ｂ又はその近傍に配置される場合、扉３０側からの送風装置４０へのアクセスが可能である。例えば、扉３０が第一開口２０ａを開放したとき、送風装置４０の点検、修理及び交換等が容易である。

さらに、扉３０が第一開口２０ａを閉じたとき、第一室２０１は閉塞されるため、第一回路９０への異物の侵入が抑制される。また、扉３０が第一開口２０ａを開放したとき、第一室２０１及び第二室２０２へ外部からアクセスできる。第一回路９０の点検、修理及び交換等が可能である。このような制御装置１は、簡易な構造によって上記のような機能を実現することができる。

また、実施の形態において、第一開口２０ａと第二開口２４ａ～２４ｄとは互いに対向する位置に配置されてもよい。上記構成によると、第一開口２０ａ又は第二開口２４ａ～２４ｄを導入口及び導出口とする第二室２０２は、その内部に直線的な空気の流路を形成することができる。よって、第二室２０２内における空気の流れをスムーズにすることが可能になるため、空気による熱交換効率が向上する。また、第一開口２０ａが筐体１０の前部に位置する場合、第二開口２４ａ～２４ｄは筐体１０の後部に位置する。よって、筐体１０の側方及び上下方向に他の物体を配置することが可能である。例えば、筐体１０を上下左右に積み重ねて配置することが可能である。従って、制御装置１の配置場所の省スペース化が可能である。

また、実施の形態において、制御装置１は第一隔壁２６に配置された第一ヒートシンク１１１～１１３を備え、第一ヒートシンク１１１～１１３は、第二室２０２内の空気と接触し且つ第一回路９０のサーボアンプ９１及びパワーユニット９２の熱が伝達可能に配置されてもよい。上記構成によると、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２の熱は、第一ヒートシンク１１１～１１３に伝達され、伝達された熱は、第一ヒートシンク１１１～１１３と接触する第二室２０２内の空気と熱交換し吸収される。第一ヒートシンク１１１～１１３は、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２の熱を効果的に吸収し第二室２０２内の空気へ効果的に放熱することができる。従って、熱交換効率の向上が可能になる。

また、実施の形態において、第一回路９０は、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２を含み、少なくとも２つの第一ヒートシンク１１１～１１３が、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２の熱が伝達可能に配置されてもよい。さらに、サーボアンプ９１の熱が伝達可能な第一ヒートシンク１１１と、パワーユニット９２の熱が伝達可能な第一ヒートシンク１１２及び１１３とは、送風装置４０によって第二室２０２に生成される空気の流れの方向と交差する方向に配列されてもよい。上記構成によると、第一ヒートシンク１１１と熱交換した後の空気が、第一ヒートシンク１１２及び１１３と熱交換することが抑制される。第一ヒートシンク１１２及び１１３と熱交換した後の空気が、第一ヒートシンク１１１と熱交換することが抑制される。よって、第一ヒートシンク１１１と、第一ヒートシンク１１２及び１１３とはいずれも、新鮮な空気と熱交換することができる。従って、熱交換効率の向上が可能になる。

また、実施の形態において、制御装置１は、本体２０が有する第三室２０３ａ及び２０３ｂに第二回路１００を備え、第三室２０３ａ及び２０３ｂは、第二隔壁２７を介して第二室２０２と隣接してもよい。上記構成によると、第二隔壁２７を介して、第二室２０２内の空気と、第三室２０３ａ及び２０３ｂ内の空気及び第二回路１００との熱交換が可能であり、第二回路１００の熱が第二室２０２へ放出される。よって、１つの第二室２０２を用いて第一室２０１並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂ内の熱の放出が可能である。従って、制御装置１の構造の簡略化が可能である。なお、第三室２０３ａ及び２０３ｂは、第二室２０２に関して第一室２０１と反対側に配置されてもよい。第一室２０１、第二室２０２、並びに、第三室２０３ａ及び２０３ｂが一列に並ぶため、筐体１０のコンパクト化が可能である。

また、実施の形態において、制御装置１は第二隔壁２７に配置された第二ヒートシンク１１４を備え、第二ヒートシンク１１４は、第二室２０２内の空気と接触し且つ第二回路１００の熱が伝達可能に配置されてもよい。上記構成によると、第二ヒートシンク１１４は、第二回路１００の熱を効果的に吸収し第二室２０２内の空気へ効果的に放熱することができる。従って、熱交換効率の向上が可能になる。

また、実施の形態において、第三室２０３ａは、第一開口２０ａで開放され、且つ、扉３０が第一開口２０ａを閉じたとき、扉３０によって閉塞されてもよい。上記構成によると、扉３０が第一開口２０ａを閉じたとき、第三室２０３ａ及び２０３ｂは閉塞されるため、第二回路１００への異物の侵入が抑制される。また、扉３０が第一開口２０ａを開放したとき、第三室２０３ａ及び２０３ｂへ外部からアクセスできる。

また、実施の形態において、制御装置１は、扉３０に、ブレーカスイッチ１０１ａ、ロボットの操作器との接続装置としての操作器コネクタ５０、ロボットの動作モードのモード設定装置６１、及び、ロボットの非常停止装置６２のうちの少なくとも１つを備えてもよい。上記構成によると、制御装置１における操作者が操作する装置が、扉３０に配置され、さらに集約され得る。よって、制御装置１は、扉３０の前方と、側壁２４の後方とにスペースを確保するように配置されればよい。制御装置１の側方及び上下方向のスペースの有効利用が可能であり、制御装置１の配置場所の省スペース化が可能である。

（変形例）
実施の形態の変形例に係るロボット用制御装置１Ａを説明する。変形例に係るロボット用制御装置１Ａは、第一回路９０から延びる電気ケーブルが筐体１０の第二室２０２を通過する点で、実施の形態と異なる。以下、変形例について、実施の形態と異なる点を中心に説明し、実施の形態と同様の点の説明を適宜省略する。

図７は、変形例に係るロボット用制御装置１Ａの構成の一例を図５と同様に示す図である。図８は、変形例に係るロボット用制御装置１Ａの構成の一例を図６と同様に示す図である。図７及び図８に示すように、サーボアンプ９１から複数の電気ケーブル１２０ａが延びる。電気ケーブル１２０ａの数量は、ロボットのアーム及びエンドエフェクタのサーボモータの数量に対応する。複数の電気ケーブル１２０ａは、支持板１１５を貫通する複数の絶縁性の保持部材１２１ａを通って、第一室２０１から第二室２０２内に延びる。第二室２０２内の電気ケーブル１２０ａは、第一隔壁２６に形成された開口２６ａを通って第一室２０１内に延び、ロボットコネクタ８１と接続されている。なお、開口２６ａの内周に、開口２６ａにおける気密性又は液密性を高めるためのパッキン等の封止部材が配置されてもよい。

また、パワーユニット９２から複数の電気ケーブル１２０ｂが延びる。複数の電気ケーブル１２０ｂは、支持板１１６を貫通する絶縁性の保持部材１２１ｂを通って、第一室２０１から第二室２０２内に延びる。第二室２０２内の電気ケーブル１２０ｂは、支持板１１５を貫通する複数の絶縁性の保持部材１２１ｃを通って第一室２０１内に延び、サーボアンプ９１と接続されている。

電気ケーブル１２０ａ及び１２０ｂは、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２の通電時に発熱するが、第二室２０２内の空気と接触し熱交換することで冷却される。電気ケーブル１２０ａ及び１２０ｂの発熱が抑えられることで、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２の発熱が抑えられる。

上述のような変形例に係るロボット用制御装置１Ａによれば、実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、第一回路９０のサーボアンプ９１及びパワーユニット９２から延びる電気ケーブル１２０ａ及び１２０ｂは、第二室２０２を通って配置されてもよい。電気ケーブル１２０ａ及び１２０ｂは、通電時に発熱する。さらに、電気ケーブル１２０ａ及び１２０ｂは、サーボアンプ９１及びパワーユニット９２から熱の伝達を受け得る。第二室２０２を通る電気ケーブル１２０ａ及び１２０ｂは、第二室２０２内の空気と熱交換し冷却されることが可能である。

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態の例について説明したが、本開示は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態及び変形例に施したもの、及び、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態及び変形例において、送風装置４０は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ又はその近傍に配置されていたが、これに限定されない。例えば、送風装置４０は、扉３０に配置されてもよく、第二室２０２内のいかなる位置に配置されてもよい。送風装置４０は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂから第二開口２４ａ～２４ｄに向かう方向又はその反対方向の気流を発生するように構成されることが好ましい。

例えば、送風装置４０は、第一扉開口３０ａ及び３０ｂと、第一扉開口３０ａ及び３０ｂの近傍との両方に配置されてもよい。例えば、送風装置４０は、第二開口２４ａ～２４ｄと、第二開口２４ａ～２４ｄの近傍との一方又は両方に配置されてもよい。つまり、少なくとも１つの送風装置４０が、第一扉開口３０ａ及び３０ｂ、第一扉開口３０ａ及び３０ｂの近傍位置、第二開口２４ａ～２４ｄ、及び第二開口２４ａ～２４ｄの近傍位置のうちの少なくとも１つに配置されてもよい。２つ以上の送風装置４０が配置されてもよい。

送風装置４０が第二開口２４ａ～２４ｄ又はその近傍に配置される場合、送風装置４０は、第二室２０２の端部に配置されるため、第二室２０２内の空間の有効利用が可能である。また、扉３０の開閉の有無に関わらず、送風装置４０へのアクセスが可能である。例えば、扉３０の開閉の有無に関わらず、送風装置４０の点検、修理及び交換等が可能である。

また、実施の形態及び変形例において、筐体１０の第一室２０１並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂには、発熱素子として、サーボアンプ９１、パワーユニット９２及び変圧器１０２等が配置されていたが、これに限定さない。発熱素子は、発熱するものであればよく、例えば、抵抗素子等の電気部品又は電子部品であってもよく、その他の発熱体であってもよい。

また、実施の形態及び変形例において、第一室２０１と第三室２０３ａ及び２０３ｂとは、第二室２０２に対して互いに反対側に配置されていたが、これに限定されない。第一室２０１並びに第三室２０３ａ及び２０３ｂは、第二室２０２に隣接して配置されていればよい。例えば、第一室２０１は第一隔壁２６に隣接し、第三室２０３ａ及び２０３ｂは底壁２１又は頂壁２５に隣接してもよい。

１，１Ａ ロボット用制御装置
１０ 筐体
２０ 本体
２０ａ 第一開口
２４ａ～２４ｄ 第二開口
２６ 第一隔壁
２７ 第二隔壁
３０ 扉
３０ａ，３０ｂ 第一扉開口
４０ 送風装置
４１ ファン
５０ 操作器コネクタ（接続装置）
６１ モード設定装置
６２ 非常停止装置
９０ 第一回路
９１ サーボアンプ（第一発熱素子）
９２ パワーユニット（第二発熱素子）
１００ 第二回路
１０１ａ ブレーカスイッチ
１０２ 変圧器（発熱素子）
１１１～１１３ ヒートシンク（第一ヒートシンク）
１１４ ヒートシンク（第二ヒートシンク）
１２０ａ，１２０ｂ 電気ケーブル
２０１ 第一室
２０２ 第二室
２０３ａ，２０３ｂ 第三室

Claims (8)

1. ロボットを制御するためのロボット用制御装置であって、
   第一開口と前記第一開口と対向する第一壁に配置された複数の第二開口とを有する本体と、前記第一開口を開閉可能に前記本体に設けられた扉とを有する筐体と、
   通電により発熱する発熱素子を含む第一回路と、
   少なくとも１つの送風装置とを備え、
   前記本体は、
   前記第一回路を収容し、前記第一開口で開放された第一室と、
   前記第一室と第一隔壁を介して第一方向で隣接し、前記第一開口及び前記複数の第二開口で開放された第二室とを有し、
   前記扉は、前記扉を貫通し且つ前記第二室と連通可能に配置された扉開口を有し、
   前記扉は、前記第一開口を閉じたとき、前記第一室を閉塞し、前記扉開口を介して前記第二室と外部とを連通し、
   前記少なくとも１つの送風装置は、前記扉開口、前記扉開口の近傍位置、前記複数の第二開口、及び前記複数の第二開口の近傍位置のうちの少なくとも前記扉開口又は前記扉開口の近傍位置に配置され、前記第二室内に空気を導入及び導出するように構成され、
   前記扉開口又は前記扉開口の近傍位置に配置される前記送風装置は、前記第一方向と交差する方向である第二方向に並ぶ第一ファン及び第二ファンを含み、
   前記第一ファンと前記複数の第二開口のうちの１つとは、前記第一開口から前記第一壁に向かう第三方向で互いに対向するように配置され、
   前記第二ファンと前記複数の第二開口のうちの他の１つとは、前記第三方向で互いに対向するように配置され、
   前記第一回路の前記発熱素子から延びる電気ケーブルが、前記第一隔壁を貫通して前記第一室から前記第二室内に延び、さらに前記第二室内を通って延び、さらに前記第一隔壁を貫通して前記第二室から前記第一室内に戻るように延びる
   ロボット用制御装置。
2. 前記第一開口と前記第二開口とは互いに対向する位置に配置されている
   請求項１に記載のロボット用制御装置。
3. 前記第一隔壁に配置された第一ヒートシンクをさらに備え、
   前記第一ヒートシンクは、前記第二室内の空気と接触し且つ前記第一回路の前記発熱素子の熱が伝達可能に配置される
   請求項１または２に記載のロボット用制御装置。
4. 前記第一回路は、前記発熱素子として、第一発熱素子及び第二発熱素子を含み、
   少なくとも２つの前記第一ヒートシンクが、前記第一発熱素子及び前記第二発熱素子の熱が伝達可能に配置され、
   前記第一発熱素子の熱が伝達可能な前記第一ヒートシンクと、前記第二発熱素子の熱が伝達可能な前記第一ヒートシンクとは、前記第三方向と交差する方向に配列され、
   前記第一ファンから、前記第一ファンと対向する前記第二開口に向かう気流と接触するように、前記第一発熱素子の熱が伝達可能な前記第一ヒートシンクが配置され、
   前記第二ファンから、前記第二ファンと対向する前記第二開口に向かう気流と接触するように、前記第二発熱素子の熱が伝達可能な前記第一ヒートシンクが配置される
   請求項３に記載のロボット用制御装置。
5. 前記本体が有する第三室に第二回路をさらに備え、
   前記第三室は、第二隔壁を介して前記第二室と隣接する
   請求項１～４のいずれか一項に記載のロボット用制御装置。
6. 前記第二隔壁に配置された第二ヒートシンクをさらに備え、
   前記第二ヒートシンクは、前記第二室内の空気と接触し且つ前記第二回路の熱が伝達可能に配置される
   請求項５に記載のロボット用制御装置。
7. 前記第三室は、前記第一開口で開放され、且つ、前記扉が前記第一開口を閉じたとき、前記扉によって閉塞される
   請求項５または６に記載のロボット用制御装置。
8. 前記扉に、ブレーカスイッチ、前記ロボットの操作器との接続装置、前記ロボットの動作モードの設定装置、及び前記ロボットの非常停止装置のうちの少なくとも１つを備える
   請求項１～７のいずれか一項に記載のロボット用制御装置。

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