JPH02218586A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工業用ロボットに係り、特に防爆構造を有した
工業用ロボットに関する。

従来の技術 従来より油圧駆動の工業用ロボットが種々提案されてい
るが、油圧駆動に代わって電動式のロボットが開発され
つつある。

電動ロボットでは各可動部分を夫々モータで駆動する構
造であるため、例えば引火性の強い雰囲気中で使用する
場合、防爆構造にする必要がある。

例えば引火性の塗料を噴霧する塗装用の電動ロボットで
はスパークの生じやすい電気系統を内圧防爆構造にする
ことが考えられている。

そのため、電動ロボットにおいては、モータユニットが
密封構造とされた内圧ケースに収納される構成となって
おり、内圧ケースはフランジ部材を介して電動ロボット
の各部に取付けられている。

又、内圧ケースにはケーブルが挿通されると共に所定内
圧の保護気体を供給する気体供給用のチューブ及び排気
用のデユープが接続されている。

第８図は従来における電動式の工業用［１ポツトの一例
を示しており、また第９図は第８図に示す工業用ロボッ
ト１のボックス２の断面図である。

工業用ロボット１は、ボックス２の上部に旋回へ−ス３
を設け、更に旋回ベース３上には第１アーム４．第２ア
ーム５１手首機４１１６等が配設されている。旋回ベー
ス３にはボックス２に回動自在に支承されると共に、旋
回用モータ７が取付けられている。そして、モータ７が
駆動することによりギヤ８．９を介しボックス２上で旋
回へ−ス３が旋回されるよう構成されている。また、第
１アーム４．第２アーム５及び手首機構６を駆動するモ
ータ（図に現われず）に接続されたケーブル１０は、各
アーム４．５及び旋回ベース３を通ってボックス２内に
引き込まれ、また上記旋回用モータ７のケーブル１１も
ボックス２内に引き込まれ夫々端子箱１２に接続されて
いる。

ボックス２の近辺に配設されてた機器、装置で防爆構造
を有しているものとしては、旋回用モータ７、端子箱１
２等があり、これらは内圧ケースに収納された状態で所
定位置に取付けられていた。

そして仮に内圧ケースやチューブが損傷しても、内圧ケ
ースやチューブ内の気圧（大気圧以上とされている）が
漏出し引火性気体の内圧ケース内への侵入を阻止すると
共に、気体圧力の低下により′ｉ４源供給が遮断する構
成とされていた。

発明が解決しようとする課題 しかるに１記従来の工業用ロボット１では、防爆構造と
する心任がある機器、装置を夫々別個に内圧ケースに収
納し工業用ロボット１内に組込むことが行なわれていた
ため、所謂デッドスペースが多く発生し工業用ロボット
１が大型化してしまうという課題があった。

また、旋回用モータ７は旋回ベース３に取付けられるも
のであり、またその配設位置は第１アーム４の側部位置
である。よって、この旋回用モータ７に内圧ケースを設
けることによりモータユニット（内圧ケースを設けた旋
回用モータのことをいう）の旋回ベース３から側方へ延
出する張出し量が多くなり、工業用ロボット１の設置に
大なるスペースを必要とするという課題があった。

また、不慮の事故が発生した場合においても、爆発の発
生を確実に防止し得るよう、二重、三重の防爆対策を行
なうことが望まれている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、装置の
小型化を図った工業用ロボットを提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明では、アーム等の上
部機構が設けられた旋回ベースを旋回動作させる旋回駆
動部を具備してなる工業用ロボットにおいて、 前記旋回駆動部内に防爆室を設け、この防爆室内に上記
旋回ベースを旋回動作させるモータを配設したことを特
徴とする。

作用 上記構成とされた工業用ロボットでは、旋回駆動部内に
防爆室を設けることにより、モータに内圧ケースを設け
る必要がなくなる。また旋回駆動部は、内部空間が比較
的広いためその内部に防爆室を設けこれにモータを配設
しても形状が大きくなるようなことはなく、かえって旋
回ベースからモータを取除けるため工業用ロボットの小
型化を実現できる。また、防爆室の内部空間も広くとる
ことが可能であるため、防爆室内にモータユニットくモ
ータ＋内圧ケース）を配設することも可能で、この構成
では二重の防爆構造となり、より安全性を向上させるこ
とができる。

実施例 次に本発明の実施例について図面と共に説明する。この
工業用ロボット１は、例えば引火性を有する塗料を噴霧
する塗装用ロボットとして使用される。

第２図は、本発明の一実施例である６自由度工業用ロボ
ット１３の全体構成を丞す図である。同図において、１
４はベースであり、このベース１４の上には、本発明の
要部とする旋回駆動部１５が設けられている。旋回駆動
部１５の上には、軸１！Ａを中心として回動する旋回ベ
ース１６が設けられている。旋回ベース１６の上には、
軸線△と直交する軸線Ｂを中心として回動する第１アー
ム１７が設けられている。また、旋回ベース１６の１に
は、第１アーム駆動部１８が設けられている。

そして、第１アーム１７の先端部には、第１アーム１７
に固定され軸線Ｂと平行なＣを中心として＠肋する第２
アーム１９が設けられている。この第２アーム１９と第
１アーム１７の連結部には、第２アーム駆動部２０が設
けられている。また、第２アーム１９の後部には、手首
駆動部２１が設けられている。さらに、第２アーム１９
の先端には、手首機構２２が設けられている。手首機構
２２には、ケース２２．ケース２４及び取付軸２５が設
けられている。ケース２３は、第２アーム１９に固定さ
れ軸線Ｃに平行な軸１１Ｄを中心として０勤するように
なっている。ケース２４は、ケース２３に固定され軸線
りに直交する軸線Ｅを中心として回動するようになって
いる。取付軸２５は、ロボットに作業をさせるための作
業ツール等を取り付けるもので、ケース２４に固定され
軸線Ｅに直交する軸線Ｆを中心として回動するようにな
っている。ここで、第１７−ムは軸線Ａを含む平面上に
存在するようになっている。さらに、第２アーム１９は
第１アーム１７に片持状に取付けられ又ケース２３は第
２アーム１９の第１アーム１７１１の側面に片持状に取
付けられて、軸線Ｅは軸１１！Ａを含みかつ軸線りと直
交する平面内に存在するようになっている。

次に本発明の要部となる旋回層ｖＪ部１５の構成につい
て第１図、第３図乃至第５図を用いて説明する。

先ず、旋回駆動部１５が固定されるベース１４について
簡単に説明し゛（おく。前記したように旋回駆動８ｓ１
５はベース１４上に固定されている。

ベース１４は筐体状の基台であり、その内部空間はｗＡ
壁２６により部屋２７．２８に画成されており、その内
部層２７は内圧防爆構造とされている。

部屋２７には、第４図に示されるように１字状ブラケッ
ト２９によりコネクタ３０．３１が並列に固定されてい
る。このコネクタ３０．３１には各アーム屡ｗ１部１８
，２０．２１及び後述する旋回用モータユニット３２か
らのケーブル３３．３４゜３５等が接続される。またこ
のコネクタ３０゜３１は、外壁２７ａに気密に固定され
た外部コネクタ３６．３７と接続され、更にこの外部コ
ネクタ３６．３７には工業用ロボット１の駆動１１ｆ［
ｌを行なう１１１Ｂユニツト（図示せず）に接続された
ケーブル３８．３９が接続されている。

一方、部屋２８には第５図に示されるようにスイッチ装
置４０が配設されている。このスイッチ装置２４０は、
後述する防爆室内の圧力が低下した時、不活性ガスが漏
出しているものと判断し各駆動部１５．１８．２０．２
１及び旋回用モータユニット３２に対する′Ｒ電源供給
停止するためのスイッチである。このスイッチ装置４０
は、基板４１にパルプ４２（第１図に現われる）、圧力
スィッチ４３ａ〜４３Ｃ３圧力スイツチ配管中断用端子
台４４等が配設された構成とされている。

続いて旋回駆動部１５の構成について説明する。

各図中、４５は円筒状の外部ケースであり、ベース１４
上に固定されている。また外部ケース４５の内側のベー
ス１４上には同じく同筒状のパイプ状部材４６が固定さ
れている。このパイプ状部材４６の上部には７ランジ４
７．４８が取付けられており、７ランジ４８の下部には
旋回駆動用モータユニット３２が、また上部にはこのモ
ータユニット３２の回転を減速する減速機４９が固定さ
れている。更に、減速１４９の上部に設けられた出力軸
５０には旋回へ−ス１６（第４図に二点鎖線で示す）が
配設され、よって旋回用モータユニット３２の回転軸５
１が回転するとその回転は減速Ｒ４９で減速された上で
旋回ベース１６に伝達され、これよにり、旋回ベース１
６は旋回する構成とされている。

また、外部ケース４５とパイプ状部材４６とのＰｌの空
間部分にはヂ１−プ５２，５３（第４図に詳しい）が収
納されている。このチ１−７５２゜５３は、その下切を
継手５４．５５（ベース１４の７ランジ１４ａと気密に
接続されている）によりベース１４に固定されており、
この位置よりパイプ状部材４６の外周に螺旋状に巻ぎ付
けられた上で旋回ベース１６を貫通し、各駆動部１８゜
２０．２１に接続されている。このチューブ５２゜５３
内には、各駆動部１８．２０．２１に電源供給を行なっ
たり、また信号を供給するためのケーブル３５が挿通し
である。また、各駆動部１８゜２０．２１は夫々防爆構
造となっており内圧ケースに収納されているが、チュー
ブ５２．５３はこの各内圧ケースにエア或は不活性ガス
を供給する機能をも奏する。上記チューブ５２．５３は
パイプ状部材４６に螺旋状に巻き付けられているため、
旋１ベース１６の旋回により発生するチューブ５２．５
３のゆるみはこの部分で吸収され旋回ベース１６の円滑
な旋回動作を保持している。尚、各チューブ５２．５３
のベース側の端部はベース１４内の部屋２７に開口され
ている。また、各チューブ５２．５３を挿通するケーブ
ル３５は部屋２７に配設されたコネクタ３０．３１に接
続れることは眞述した通りである（第４図参照）。

次に旋回用モータユニット３２の構成及び７ランジ４８
への取付けＩ造について第６図及び第７図を用いて説明
する。旋回用モータユニット３２は、第７図に示すよう
に大略すると、内圧防爆構造とされたハウジング５５（
ハウジング部５５ａ〜５５ｄよりなる）内にモータ部３
２ａと回転検出部３２ｂを設けた構成とされている。ケ
ーブル３３は、電源供給用のケーブルであリモータ部３
２ａに接続されている。ケーブル３４は信号取出し用ケ
ーブルであり、回転軸５１の回転信号はこのケーブル３
３を介して制御ユニットに供給される。

この旋回用モータユニット３２の下端部には通風孔５６
が形成されると共に、上端部にも通風孔５７が形成され
ている。この上下端部に形成された各通風孔５６．５７
はハウジング５５内で連通しており、よってエア或は不
活性ガスが通風孔５６に導入されると、不活性ガスはハ
ウジング５５内部を上に向かい流れ通風孔５７より吐出
される。

上ン旋回用モータユニット３２は、第６図に示すように
ボルト５８により７ランジ４８に気密状態で、かつ旋回
ベース１６の回転軸Ａと同軸的となるよう固定され、こ
の時回転輪５１は減速機４９の入力軸５９に接続される
。フランジ４８の入力軸５９と対向する位置には環状の
シール部材６０が配設されており、フランジ４８と減速
機４９の閂は気密状態となるよう構成されている。

また、７ランジ４８の下面で、前記旋回用モータユニッ
ト３２の上端部に形成された通風孔５７と対向する位置
には、通風用溝部６１が形成されている。この通風用溝
部６１は通路６２を介してバルブ６３と連通している。

また、このバルブ６３には第１図に示すようにチューブ
６４が接続されており、チューブ６４は下方に延出しベ
ース１４上部に形成された開口６５を介して部屋２７内
に引き込まれ、更に隔壁２６に設けられた連通装置６６
を介してスイッチ装置４０に接続されている。

従って、旋回用モータコニット３２に導入されたエア或
は不活性ガスは通風用溝部６１１通路６２゜チューブ６
４等を介してスイッチ装Ｍ４０に導入される。尚、旋回
用モータユニット３２に接続されたケーブル３３．３４
も開口６５を介して部屋２７に引き出され、前記のよう
にコネクタ３０゜３１に接続されている。

上記のように、旋回用モータユニット３２は、パイプ状
部材４６．フランジ４７．４８．及びベース１４の上板
とにより構成される部屋６７内に設けられており、この
部屋６７は開口６５を除けば外部に対し気密状態とされ
ており、従来の内圧ケースと同じ内圧防爆構造となって
いる（以下、この部屋を防爆室６７という）。また、ベ
ース１４に形成された部Ｎ２７も前記のように内圧防爆
構造となっており、よって旋回駆動部１５は防爆ｌ！造
を有するふたつの部屋２７．防爆室６７が開口６５によ
り連通された構造を有している。また、旋回ベース１４
上に設置され、夫々防爆構造とされた各駆動部１８．２
０．２１はチューブ５２．５３　（第４図参照）により
部屋２７と連通しており、よって防爆室６７とも連通し
ている。

上記構成とされた旋回駆動部１５では、部屋２７を含め
防爆室６７の全体が防爆構造となっているため、その内
部に配設される旋回用モータユニット３２やコネクタ３
０．３１に個別に内圧ケース等の防爆膜−を取付ける必
要がなくなり、無駄な空間の発生を防止でき、工業用ロ
ボット１３の小型化、軽量化を図ることができた。また
、本実施例のように腟口用モータユニット３２を防爆構
造とすることにより、二重の防爆構造となり、より事故
発生時における安全性を向上することができる。この時
、防爆室６７は比較的広い空間を有するめ、旋回用モー
タユニット３２を防爆構造としてもスペース面での不都
合が生じるようなことはない。

加えて、旋回用モータユニット３２は、従来と異なり旋
回ベース１６ではなく、ベース１４に固定された旋回駆
動部１５内に配設される。このため、従来工業用ロボッ
ト１（第８図参照）に比べ旋回用モータ７の張出し部分
が少なくなるため、工業用ロボット１３の設置スペース
を小さくすることができる。これは塗装ロボットとして
使用した場合、塗装ブースのランニングコストの低下及
びブース内の空気の流れが円滑になる等の効果を生ずる
。また、旋回用モータ７が取除かれた分だけ旋回ベース
１６上の重さが軽くなり、これに伴い旋回ベース１６を
旋回さぜる旋回用モータユニット３２の出力を小さくす
ることができる。

上記防爆構造を有する旋回駆動部１５では、工業用ロボ
ット１３の動作前に、予め部屋２７及び防爆室６７内に
大気圧以上の圧力でエア或は不活性ガスを充填しておく
。そして、仮に一部においてガスの漏出が生じた場合に
は、各室２７．６７の内圧は低下し、その内圧低下はブ
・ニー１６４等を介してスイッチ装Ｍ４０に伝えられ、
圧力スイッチ４３ａ〜４３ｃで圧力信号として検出する
。

そして、所定圧力以下となった時点でスイッチ装ｆｉ４
０は工業用ロボット１への電源及び信号の供給を停止す
るよう構成されている。これにより、塗装作業に工業用
ロボット１３を用いても、火災や爆発事故の発生を確実
に防止することができる。

尚、上記実施例では、ベース１４の部屋２７と防爆室６
７を開口６５により連通させた構成を例に挙げて説明し
たがこれは必ずしも連通させる必要があるものではない
。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、旋回駆動部内に防爆室を
設け、この内部に旋回用のモータを配設したことにより
、モータに防爆用の内圧ケース等を設けることは不要と
なり、工業用ロボットの小型化、軽量化を図ることがで
き、また防爆室は反旋回駆動部の配設位置の関係から比
較的広い空間をとることができるため、上記モータとし
て防爆構造のものを用いても何ら不都合は生じることは
なく、二重の防爆構造となり更に安全を高めることがで
き、加えて他に防爆構造を必要とする機器。

！鷹を防爆室内に配設することにより、更に装置内の空
間の有効利用を図ることができ工業用ロボットの小型化
を図ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である工業用ロボットの旋回
駆動部の断面図、第２図は本発明に係る工業用ロボット
の外観図、第３図は旋回駆動部及びベースの部分切截正
面図、第４図は旋回駆動部及びベースの部分切截右側面
図、第５図は旋回駆動部及びベースの部分切截左側面図
、第６図は旋回用モータユニット近傍を拡大して丞す図
、第７図は旋回用モータユニットの断面図、第８図及び
第９図は従来の工業用ロボットの一例を説明するだめの
図である。 １３・・・工業用ロボット、１４・・・ベース、１５・
・・旋＠駆動部、１６・・・旋回ベース、２７．２８・
・・部屋、３２・・・旋回用モータユニット、４０・・
・スイッチ装置、４６・・・バイブ状部材、４９・・・
減速機、５６．５７・・・通風孔、６７・・・防爆室。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 第 １図 第 図 第２図 １３工１ηロ１〜ト 第 図 第６図 第７図 ５５通声−一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アーム等の上部機構が設けられた旋回ベースを旋回動作
   させる旋回駆動部を具備してなる工業用ロボットにおい
   て、 前記旋回駆動部内に防爆室を設け、この防爆室内に上記
   旋回ベースを旋回動作させるモータを配設したことを特
   徴とする工業用ロボット。