JPH0413116Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、電気機器を収納した密閉容器内
に、その圧力を圧力スイツチで監視しつつ保護気
体を供給するように構成した防爆構造の工業用ロ
ボツトに係わり、特に、圧力スイツチに連通する
気体流路による圧力損失の値を一定にする技術に
関するものである。

［従来の技術］ 一般に、塗装に用いられる工業用ロボツトは、
周囲の引火性気体への着火を防止するために防爆
上の対策が施されている。従来、この種の工業用
ロボツトは、第７図に示すように、工業用ロボツ
トの各関節を駆動させる電動モータをそれぞれ別
個の内圧容器（密閉容器）Ｃ…内に収納し、これ
ら内圧容器Ｃに、その内部へ圧縮空気等の非引火
性保護気体を供給する供給機構Ｖを接続するとと
もに、内圧容器Ｃに排気管Ｐを介してマスタバル
ブ（弁機構）MVを接続し、各排気管Ｐの途中に
圧力スイツチ（圧力検出手段）Ｄを介装した構成
のものが知られている。

このような工業用ロボツトにおいては、塗装作
業開始前に、マスタバルブMV…を開放にした状
態で内圧容器Ｃ…内に保護気体を供給するいわゆ
る掃気を行い、電動モータに火花が発生した場合
における引火性気体への着火を防止するようにな
つている。この際、各圧力スイツチＤ…により掃
気が正常に行われているかどうかを監視しつつ所
定時間掃気を行い、内圧容器Ｃ内保護気体により
完全に置換されるようにしている。また、塗装作
業中には内圧容器Ｃ…内を大気圧以上の圧力に保
ち、引火性気体が内圧容器Ｃ…の内部に侵入する
のを防止するようになつている。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記工業用ロボツトにおいては、内
圧容器からマスタバルブに至る排気管の中間部に
圧力スイツチを設けた構成であるから、工業用ロ
ボツト内部のスペース上の都合により、排気管か
ら圧力スイツチまで分岐させる管の長さ等が一定
しないことがある。このため、掃気の際に管の長
さ等の諸条件によつて生じる圧力損失の値が各圧
力スイツチにより異なり、このため圧力スイツチ
の圧力の設定を個別に行わなければならない。ま
た、排気管から圧力スイツチへ至る配管工事のた
め工業用ロボツトの組立工数が増加し、さらに圧
力スイツチの配管のためのスペースが必要なた
め、工業用ロボツトが大形化してしまう等の問題
があつた。また、密閉容器内の掃気作業に極めて
時間がかかるという問題もあつた。

この考案は、このような問題点を解決するため
になされたもので、排気管から圧力スイツチへ至
る配管を必要とせず、したがつて圧力スイツチの
圧力設定を容易にすることができるのは勿論のこ
と、組立工数を低減することができ、さらにロボ
ツト全体を小形化することができ、また、密閉容
器内の掃気作業にかかる時間を大幅に短縮させる
ことができる工業用ロボツトを提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ この考案の工業用ロボツトは、内部に電気機器
が配設された密閉容器内に保護気体を供給して大
気圧以上の圧力を保持するようにした工業用ロボ
ツトおいて、該密閉容器内に保護気体を供給する
保護気体供給源と、前記保護気体供給源から供給
された保護気体を大気圧よりも高い通常圧力とす
る第１の圧力制御弁が設けられた第１の保護気体
供給管と、前記保護気体供給源から供給された保
護気体を前記通常圧力よりも高い起動時圧力とす
る第２の圧力制御弁が設けられた第２の保護気体
供給管と、これら第１、第２の保護気体供給管と
前記密閉容器との間に設けられて、これら第１、
第２の保護気体供給管のいずれかを選択する切換
弁と、前記密閉容器内の気体を排出する排気管
と、この排気管に設けられ前記密閉容器内を外気
に開放するように空気圧により開閉制御される弁
機構と、一端が前記保護気体供給源に接続され、
他端が前記弁機構に接続された制御用空気管と、
該制御用空気管に設けられ前記弁機構の制御を行
う制御用空気をオン、オフする制御用空気管開閉
弁とから構成されてなり、前記弁機構は、前記排
気管を外部に連通させるように形成された気体流
路と、該気体流路の途中に設けられて該気体流路
と外部との連通を開閉させる弁部と、前記制御用
空気管からの制御用空気の供給により前記弁部を
開とするピストンとから構成したことを特徴とす
るものである。

［作用］ 上記構成の工業用ロボツトにあつては、弁機構
に圧力検出手段を直接設けたものであるから、排
気管から圧力検出手段に至る気体流路の長さを一
定にすることができ、各圧力検出手段についての
圧力損失の値を一定にすることができる。また、
制御用空気管から弁機構のピストンへ制御用空気
を供給すると、弁部が開となり気体流路が開口さ
れて密閉容器と外部とが連通状態となる。この状
態において、密閉容器内へ保護気体を供給する
と、密閉容器内が掃気される。そして、制御用空
気管からの制御用空気の供給を止めると、弁部に
よつて気体流路が閉塞され、密閉容器内の保護気
体の圧力が高くされる。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例を第１図ないし第６
図を参照しながら説明する。第１図ないし第３図
は実施例の工業用ロボツトの全体を示す図であ
る。これらの図に示す工業用ロボツトは、塗装作
業に用いられるものであつて、ロボツト本体１に
複数の関節２…を有するアーム３を取り付け、こ
のアーム３の先端部にスプレーガン４を取り付け
て概略構成されている。この工業用ロボツトは、
周囲の引火性気体に電動モータ等の火花が着火し
ないように、防爆構造になされている。

すなわち、第４図に示すように、工業用ロボツ
トの各関節を駆動する複数の電動モータは、内圧
容器（密閉容器）C₁…内に収納されている。ま
た、各電動モータへの電気配線が集結されたいわ
ゆる端子箱も内圧容器（密閉容器）C₂内に収納
されている。これら内圧容器C₂と内圧容器C₁…
とは、内部に電気配線を挿通された管P₁…によ
つて接続されている。また、端子箱の内圧容器
C₂には、コンプレツサー（保護気体供給源）が
保護気体用管（第１の保護気体供給管）P₂を介
して接続されている。保護気体用管P₂の途中に
は、その上流側からフイルタF₁、減圧弁RG₁、フ
イルタF2、減圧弁（第１の圧力制御弁）RG2お
よび電磁弁（切換弁）SV1が順次介装されてい
る。そして、保護気体用管P₂内は、減圧弁RG₂に
よつて大気圧よりやや高い圧力に設定されてい
る。また、保護気体用管P₂のフイルタF2と減圧
弁RG2の中間部は、途中に減圧弁（第２の圧力
制御弁）RG3を介装させた掃気用管（第２の保
護気体供給管）P3の一端部と接続され、この掃
気用管P₃の他端部は上記電磁弁SV₁に接続されて
いる。

掃気用管P₃は、塗装作業の開始前に内圧容器
C₂，C₁…内に高圧の空気を供給し、これによつ
て内圧容器C₂，C₁…内に侵入した引火性気体を
排出する一方、非引火性の空気で充満させるもの
であつて、その内部の圧力は減圧弁RG₃により高
圧に設定されている。そして内圧容器C₂，C₁…
は、電磁弁SV₁を切り替えることにより、保護気
体用管P₂と掃気用管P₃のいずれか一方に連通す
るようになつている。

一方、内圧容器C₁…には、排気管P₄…が接続
され、第１系統から第４系統までの掃気系統が設
けられている。第１、第２系統を構成する排気管
P₄・P₄の端部には、マスタバルブ（弁機構）MV
が接続されている。また、第３、第４系統を構成
する排気管P₄・P₄の端部にも同一のマスタバル
ブMVが接続されている。これらマスタバルブ
MV，MVは、第１図に示すように、ロボツト本
体１の側面に取り付けられ、塗装作業開始前にあ
つては内部の流路を開放することにより内圧容器
C₂，C₁…内を掃気し、塗装作業中にあつては、
流路を閉塞することにより内圧容器C₂，C₁…の
内圧を保持するものであつて、次のように構成さ
れている。

すなわち、第５図および第６図において符号１
０は本体である。本体１０には、その両側に開口
する２つの内圧空気導入孔（気体流路）１１，１
１が形成されている。内圧空気導入孔１１の一端
開口部には、圧力スイツチＤが取り付けられてい
る。また、本体１０には、内圧空気導入孔１１に
直交させて一対のピストン（開閉部）１３がその
軸線方向へ摺動自在に配置されている。ピストン
１３は、内圧空気導入孔１１との交叉部側の端部
に形成された第１ピストン１４と、他端部に形成
された第２ピストン１５とから構成されている。
第１ピストン１４の第２ピストン１５側の端部に
は、第２ピストン１５側へ向かうに従つて漸次縮
径するテーパ状の弁体１６が形成されている。一
方、本体１０には、排気孔１７が第１ピストン１
４と第２ピストン１５の中間部に交叉するように
して形成されている。この排気口１７は、他方の
ピストン１３に達している。そして、ピストン１
３は、第１ピストン１４の端面と本体１０との間
に配置されたコイルバネ１８により第２ピストン
１５側に付勢されており、排気孔１７と内圧空気
導入孔１１とに連通するオリフイス（気体流路）
１９を弁体１６が閉塞するようになされている。

ここで、オリフイス１９の内径は、大容量の気
体を迅速に掃気し得る用に充分大きく設定されて
いる。また、コイルバネ１８のバネ定数は、気体
が漏洩することがないように充分大きく設定され
ている。

一方、本体１０には、制御空気導入孔２０が第
２ピストン１５の端部と交叉するようにして形成
されている。この制御空気導入孔２０は他方の第
２ピストン１５にも達している。そして、ピスト
ン１３は、制御空気導入孔２０に供給される気体
によりコイルバネ１８の力に抗して図中矢印Ｘ方
向へ摺動せしめられ、これによつて、オリフイス
１９を開放して内圧空気導入孔１１，１１から気
体を排出するようになされている。なお、第２ピ
ストン１５の直径は、制御用気体がピストン１３
をコイルバネ１８の力に抗して移動させることが
できるように充分大きく設定されている。また、
図中符号２１，２２はＯリング、２３は消音器で
ある。

このようなマスタバルブMVの内圧空気導入孔
１１，１１には、ニツプル２４を介して排気管
P₄…，P₄…の端部が接続されている。また、制
御空気導入孔２０，２０には、保護気体用管P₂
の減圧弁RG₁とフイルタF₂の中間部から分岐する
とともに、途中に電磁弁（制御用空気管開閉弁）
SV2を介装させた制御用空気管P₅がニツプル２５
を介してそれぞれ接続されている。

次に、このように構成された工業用ロボツトを
使用する場合の手順について説明する。

まず、作業開始前の掃気に際しては、電磁弁
SV₂を開いて制御用空気をマスタバルブMV，
MVの制御空気導入孔２０に供給する。すると、
ピストン１３がコイルバネ１８の力に抗して矢印
Ｘ方向へ摺動し、オリフイス１９が開放される。
次に、電磁弁SV1を掃気用管P3側にして圧縮空
気をコンプレツサーから供給する。すると、圧縮
空気が内圧容器C₂，C₁…内に供給され、内部の
気体がマスタバルブMV，MVの排気孔１７から
排出される。そして、内圧容器C₂，C₁…内が圧
縮空気により完全に置換されるように、圧力スイ
ツチＤ…により各系統の圧力を監視しつつ一定時
間掃気を行う。ここで、内圧空気導入孔１１の長
さが全て同一であるから、内圧空気導入孔１１に
よる圧力損失の値が一定となる。したがつて、圧
力スイツチＤ…の圧力の設定を全て同一とするこ
とができる。

次に、掃気が完了したら電磁弁SV₂を閉じる。
すると、ピストン１３がコイルバネ１８の力によ
つて戻され、オリフイス１９が閉塞される。同時
に、電磁弁SV₁を保護気体用管P₂側に切り換え、
内圧容器C₂，C₁…に低圧の空気を供給する。そ
して、この状態で塗装作業を開始する。塗装作業
中にあつては、内圧容器C₂，C₁…内が常に大気
圧以上の圧力に保たれているから、外部の引火性
気体が内圧容器C₂，C₁…内に侵入することがな
い。また、なんらかの原因で内圧容器C₂，C₁…
内の圧力が低下した場合には、圧力スイツチＤが
その旨を検知し、直ちに電源を遮断して電動モー
タの火花が引火性気体に着火するのを防止する。

このような工業用ロボツトにおいては、マスタ
バルブMVに圧力スイツチＤ，Ｄを直接取り付け
た構成であるから、圧力損失の値が各圧力スイツ
チＤ…について全て同一となる。したがつて、圧
力スイツチＤの圧力の設定を個別に行う必要がな
く、さらに、ロボツト本体１内に圧力スイツチＤ
のための配管を行う必要がないから、工業用ロボ
ツトの組立工数を低減することができ、工業用ロ
ボツトを小形化することができる。また、１つの
マスタバルブMV内にいわゆる開閉部を２つ設け
ているから、マスタバルブMVの個数を減らすこ
とができ、特に、多関節ロボツトに適用する場合
にその構成を簡略化することができる。

なお、上記実施例ではマスタバルブMV内に開
閉部を２つ設けているが、１つであつても本考案
の効果を得ることができるのはいうまでもない。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案の工業用ロボツト
においては、駆動用の複数の電動モータ等が各々
独立して収納された複数の密閉容器に、該密閉容
器内へ保護気体を供給する供給機構と各密閉容器
内から保護気体を排出するための排気管とを接続
するとともに、各排気管の端部に弁機構を設け、
この弁機構に、弁機構内部の気体流路を開閉する
開閉部よりも上流側の気体流路に連通する圧力検
査手段を設けて構成しているから、各圧力検出手
段についての圧力損失を一定とすることができ
る。したがつて、圧力検出手段の圧力の設定を個
別に行う必要がなく、さらに、排気管から圧力検
出手段へ至る配管を必要としないから組立工数を
低減することができ、さらに工業用ロボツトを小
形化することができるという効果が得られる。ま
た、制御用空気管から弁機構へ制御用空気を供給
すると、弁機構のピストンが制御用空気の圧力を
受けて弁部を極めて迅速に開状態にして、気体流
路を外部に連通させ、気体流路を介して排気管を
外部と連通させることができる。

即ち、密閉容器内を極めて迅速に掃気させるこ
とができ、掃気作業にかかる時間を大幅に短縮さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本考案の一実施例を示す
図であつて、第１図は工業用ロボツトを示す側面
図、第２図は第１図の方向矢視図、第３図は第
１図の方向矢視図、第４図は工業用ロボツトの
空気回路図、第５図はマスタバルブを示す側面
図、第６図は第５図の方向矢視図、第７図は従
来の工業用ロボツトの空気回路の一例を示す図で
ある。 １１……内圧空気導入孔（気体流路）、１３…
…ピストン（開閉部）、１９……オリフイス（気
体流路）、Ｃ，C₁，C₂……内圧容器（密閉容器）、
Ｄ……圧力スイツチ（圧力検出手段）、MV……
マスタバルブ（弁機構）、Ｐ，P₄……排気管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内部に電気機器が配設された密閉容器内に保護
   気体を供給して大気圧以上の圧力を保持するよう
   にした工業用ロボツトおいて、 該密閉容器内に保護気体を供給する保護気体供
   給源と、前記保護気体供給源から供給された保護
   気体を大気圧よりも高い通常圧力とする第１の圧
   力制御弁が設けられた第１の保護気体供給管と、
   前記保護気体供給源から供給された保護気体を前
   記通常圧力よりも高い起動時圧力とする第２の圧
   力制御弁が設けられた第２の保護気体供給管と、
   これら第１、第２の保護気体供給管と前記密閉容
   器との間に設けられて、これら第１、第２の保護
   気体供給管のいずれかを選択する切換弁と、前記
   密閉容器内の気体を排出する排気管と、この排気
   管に設けられ前記密閉容器内を外気に開放するよ
   うに空気圧により開閉制御される弁機構と、一端
   が前記保護気体供給源に接続され、他端が前記弁
   機構に接続された制御用空気管と、該制御用空気
   管に設けられ前記弁機構の制御を行う制御用空気
   をオン、オフする制御用空気管開閉弁とから構成
   されてなり、 前記弁機構は、前記排気管を外部に連通させる
   ように形成された気体流路と、該気体流路の途中
   に設けられて該気体流路と外部との連通を開閉さ
   せる弁部と、前記制御用空気管からの制御用空気
   の供給により前記弁部を開とするピストンとから
   構成されたことを特徴とする工業用ロボツト。