JPH04256595A - 産業用ロボット装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの制御に必要
な位置検出器が駆動用モータに直接取付けられている産
業用ロボットに係り、特に多関節型のマニプレータを有
するロボットに好適な産業用ロボット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットでは、そのロボット本体
（マニプレータ）駆動用のアクチュエータとして電動機
（モータ）を用いた、いわゆる電動型ロボットが主流を
占めているが、この場合、モータはロボット本体に内蔵
されるのが通例であり、このため、ロボットが動作中、
モータにかなりの温度上昇が現れることが多い。

【０００３】そこで、例えば特開平１−１０３２９０号
公報では、冷却用のファンを設け、モータの放熱を図る
ようにした技術について開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
産業用ロボットの制御には、ロボット本体の位置（姿勢
）の連続的な検出を要し、このため、通常、駆動用のモ
ータに直接、位置検出器を設け、位置データを得るよう
になっている。

【０００５】しかるに、上記従来技術は、このような、
駆動用モータに直接、位置検出器が設けられている場合
での位置検出器の温度上昇について配慮がされておらず
、このため、そのモータに許容されている耐温度性能が
充分に活用できず、ロボットの小形化、軽量化の促進の
点で問題があった。

【０００６】すなわち、上記したように、位置検出器が
モータに直接取付られている場合には、モータと位置検
出器とは殆ど同じ温度になってしまうが、位置検出器は
電子機器の一種であるため、その耐熱性はモータのそれ
に比して一般にかなり劣っているのが通例であり、従っ
て、使用中でのモータの発熱により温度が上昇した場合
、モータの許容温度上昇にはまだ余裕があるうちに、位
置検出器は既に許容温度を越えてしまい、これを防ぐた
めには、モータの電力損失を抑えなければならず、この
ためにはモータの出力を制限する必要があり、結局、そ
のモータに許容されている耐温度性能が充分に活用でき
ないことになり、ロボットの小形化、軽量化が充分に得
られなくなってしまうのである。

【０００７】本発明は、位置検出器に許容されている温
度上昇限度に殆ど影響されることなく、モータの性能を
充分に発揮させることができ、小形化、軽量化が充分に
図れるようにした産業用ロボット制御装置の提供を目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、モータからロボット本体の可動部材に駆動
力を伝達するための動力伝達機構により、別途、回転駆
動される被駆動軸を設け、この被駆動軸により位置検出
器の近傍に設置してあるファンが駆動されるようにした
ものである。

【０００９】

【作用】被駆動軸は、動力伝達機構から離れた任意の場
所にあるファンの駆動を可能にするので、ロボット本体
の本来の動力伝達機構系に殆ど変更を与えること無く、
モータに直接取付けてある位置検出器を重点的に冷却す
るように働く。

【００１０】従って、モータの温度上昇がかなりの程度
に達しても、位置検出器の温度は使用限界以下に抑えら
れ、モータの性能を充分に活用することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による産業用ロボット装置につ
いて、図示の実施例により詳細に説明する。

【００１２】まず、以下の説明で、本発明の一実施例が
適用対象としているのは、多関節型の産業用ロボットで
あり、これは、そのロボット本体（マニプレータ）とし
て、例えば図３に示すように、ベースＡ上で旋回可能に
保持された回転体Ｂに上腕Ｃと、前腕Ｄ、それに手首Ｅ
とを備えており、本発明の一実施例は、この図３におけ
る前腕Ｄに適用されたもので、図１は、その一方から見
た断面図で、図２は、図１のＸ−Ｘ線による断面であり
、これらの図において、１は前腕Ｄのフレームであり、
これに手首駆動用のモータ２が取付けてあり、その軸１
９から２枚の傘歯車４、５を介してプーリ軸６に回転力
が伝達される。このプーリ軸６は２個のベアリング２０
により軸支され、これに駆動側のプーリ（スプロケット
）７が取付けてあり、このプーリ７と手首Ｅの駆動軸１
５に取付けてある手首側のプーリ（スプロケット）１２
との間に歯付きベルト８が巻掛けられ、モータ１から駆
動軸１５に動力が伝達されるようになっている。なお、
この実施例では、プーリ７、１２と、歯付きベルト８を
用いた巻掛伝達機構を用いているが、チェーンによる巻
掛伝達機構を用いてもよい。

【００１３】モータ１の軸９とは反対側には位置検出器
３が取付けてあり、これによりモータ１の回転位置の検
出が行われ、この検出結果が図示してないロボット制御
装置に取り込まれ、ロボットの制御が行われることにな
る。なお、以上の構成は従来技術でも同様である。

【００１４】次に、これら図１、２において、９はファ
ン駆動軸（被駆動軸）、１０はプーリ（スプロケット）
、１１はファン、２２はベアリング、２３は保持部材、
そして２４はフレーム１に形成してある貫通孔である。

【００１５】まず、ファン駆動軸９はベアリング２２に
より保持部材２３に軸支され、その一端にプーリ１０が
、そして他端にファン１１が取付けられている。他方、
貫通孔２４は、図示の通りほぼ円形をなし、位置検出器
３の側面に丁度位置するようにしてフレーム１の所定の
部分に形成されており、この貫通孔２４のほぼ中心にフ
ァン駆動軸９が位置し、且つ、このファン駆動軸９の他
端にあるプーリ１０が巻掛伝達機構の歯付きベルト８の
歯付き面に係合するようにして、保持部材２３がフレー
ム１に取付られている。なお、１４は前腕のカバーで、
組立、点検、保守などに際して取外しができるようにな
っている。

【００１６】従って、この実施例では、ファン１１は位
置検出器３の側面近傍に位置するようにされ、この結果
、巻掛伝達機構を介して、モータ２により手首Ｅの駆動
が行われると、歯付きベルト８に噛み合っているプーリ
１０が回転し、これによりファン１１が回転駆動され、
矢印１３で示すような、位置検出器３周りでの空気の流
れが発生されることになる。

【００１７】ところで、位置検出器３は、図示の通り、
モータ２に直接取付けられており、従って、モータ２の
温度上昇に伴って同じように温度が上昇しようとする。

【００１８】しかるに、この実施例では、上記したよう
に、ファン１１が回転駆動され、矢印１３で示すような
、位置検出器３周りでの空気の流れが発生するので、こ
の空気流により位置検出器３が重点的に冷却されること
になり、モータ２の温度上昇に比して充分に位置検出器
３の温度を低く抑えることができる。そして、この結果
、この実施例によれば、モータ２に許されている温度上
昇限度一杯まで、このモータ２の出力が利用出来ること
になり、同じ駆動力を小形のモータにより容易に得るこ
とができ、ロボットの小形化、軽量化を充分に進めるこ
とができることになる。

【００１９】そして、この実施例によれば、これら図１
、図２から明らかなように、位置検出器３の近傍でファ
ン１１を回転駆動させるのに、ロボット本来の駆動力伝
達機構に対してほとんど変更を要することなく、比較的
簡単な構成の付加だけで対応が可能であり、従って、コ
ストアップの要因を最小限に抑えることができるという
効果がある。

【００２０】また、この実施例では、ファン１１の回転
数、ひいてはそれによる風量は、モータ２の回転速度で
決まる。一方、このモータ２の温度上昇も、やはり、そ
の回転速度で決まり、それにほぼ比例すると考えて良い
。従って、この実施例によれば、モータ２の温度上昇の
増加に応じてファン１１による冷却能力が増して行くこ
とになり、極めて合理的な冷却機能が自動的に得られる
という効果がある。

【００２１】次に、図４は本発明の別の一実施例で、図
５は同じく図４のＹ−Ｙ線による断面を示したもので、
これらの図から明らかなように、この実施例は、モータ
２の軸９が、手首Ｅ（図示してない）の駆動軸１５とほ
ぼ平行に配置する方式のロボットに本発明を適用した場
合のもので、モータ側のプーリ７はモータ２の軸１９に
直接取付られており、従って、モータ２による回転駆動
力は、このプーリ７から歯付きベルト８を介してプーリ
１２にから駆動軸１５に伝達され、さらに減速機構１８
を介して手首駆動部（図示してない）に伝達されるよう
になっている。

【００２２】そして、ファン１１が取付けられている被
駆動軸９も、モータ２の軸１９と平行に配置してあり、
且つ、それの一端に取付けてあるファン１１が、モータ
２に直接取付けられている位置検出器３の側方近傍に位
置すると共に、他端にあるプーリ１０が歯付きベルト８
と係合するようにして、フレーム１にベアリング２２に
より軸支されている。

【００２３】従って、この実施例でも、モータ２による
手首の駆動が行われると、これに応じてファン１１が回
転駆動され、位置検出器３周りに空気の流れ１３が発生
するので、モータ２の温度上昇に比して充分に位置検出
器３の温度を低く抑えることができ、モータ２に許され
ている温度上昇限度一杯まで、このモータ２の出力が利
用出来ることになり、同じ駆動力をさらに小形のモータ
により容易に得ることができ、ロボットの小形化、軽量
化を充分に進めることができるなど、図１、図２で説明
した実施例と同様な効果を得ることができる。

【００２４】ところで、以上の実施例のうち、特に図１
、図２で説明した実施例では、モータ２の回転方向が反
転したときには、空気の流れ１３も反転してしまうので
、場合によっては充分な冷却作用が得られないことも考
えられる。

【００２５】そこで、このような場合を想定して被駆動
軸９を複数本、例えば２本設け、羽根のひねりが反対に
なったファンを、それぞれ位置検出器３の近傍に設ける
ようにしてもよい。

【００２６】なお、以上の実施例では、何れも本発明を
多関節型ロボットの前腕内に設置した、手首駆動用のモ
ータに取付られている位置検出器を対象にして説明した
が、本発明はロボット本体の形式や、駆動対象に限定さ
れることなく適用可能なことはいうまでもない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、モータによりロボット
の駆動が行われると、これに応じて位置検出器の近傍に
設置してあるファンが回転駆動され、位置検出器の周辺
に空気の流れが発生するようにしたので、モータの温度
上昇に比して位置検出器の温度上昇を低く抑えることが
でき、ロボットの小形化、軽量化が充分に図れる上、以
下に説明するような効果がある。

【００２８】■　　ロボット本体の動力伝達系から、一
旦、被駆動軸に動力を取り出すようにしているので、位
置検出器の近傍に容易にファンを設置することができ、
効率的な冷却作用を確実に得ることができる。

【００２９】■　　冷却用ファンがロボット駆動用のモ
ータで駆動されるため、別途、専用の駆動源を要せず、
コストアップを容易に抑えることができ、且つ、冷却能
力がモータの発熱量に応じて増加するため、効率的な冷
却作用を自動的に得ることができる。

【００３０】■　　ファンによる冷却作用は、位置検出
器だけでなくモータにも及ぶから、モータの温度上昇も
抑えられ、モータを小形化できるので、さらにロボット
の小形化、軽量化を、より一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による産業用ロボット装置の一実施例を
示す断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線による断面図である。

【図３】本発明による産業用ロボット装置の一実施例が
適用されたロボット本体の一例を示す外観図である。

【図４】本発明による産業用ロボット装置の他の一実施
例を示す断面図である。

【図５】図２のＹ−Ｙ線による断面図である。

【符号の説明】

１　　多関節型ロボットの前腕のフレーム２　　手首駆
動用のモータ ３　　位置検出器 ４、５　　傘歯車 ６　　プーリ軸 ７　　駆動側のプーリ（スプロケット）８　　歯付きベ
ルト ９　　ファン駆動軸（被駆動軸） １０　　プーリ（スプロケット） １１　　ファン １２　　手首側のプーリ（スプロケット）１３　　空気
の流れ １４　　カバー １８　　減速機構 １９　　モータの軸 ２０、２２　　ベアリング ２３　　保持部材 ２４　　貫通孔 Ａ　　ベース Ｂ　　回転体 Ｃ　　上腕 Ｄ　　前腕 Ｅ　　手首

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボット本体の可動部材を、該ロボッ
   ト本体内の一部に設置した位置検出器付駆動用モータか
   ら動力伝達機構を介して駆動する方式の産業用ロボット
   において、上記動力伝達機構による動力伝達動作に応じ
   て回転駆動される被駆動軸と、上記位置検出器の近傍に
   設置され上記被駆動軸により回転駆動されるファンとを
   設け、このファンの回転により引き起こされる空気流に
   より上記位置検出器の温度上昇を抑えるように構成した
   ことを特徴とする産業用ロボット装置。
2. 【請求項２】　　請求項１の発明において、上記動力伝
   達機構が歯付ベルト又はチェーンによる巻掛伝達機構を
   含み、上記被駆動軸が上記歯付ベルト又はチェーンに噛
   み合ったスプロケットを有することを特徴とする産業用
   ロボット装置。
3. 【請求項３】　　請求項１の発明において、上記上記被
   駆動軸が少なくとも２軸設置してあり、上記ファンの少
   なくとも１個が他のファンと逆のひねりを持っているこ
   とを特徴とする産業用ロボット装置。
4. 【請求項４】　　請求項１の発明において、上記ロボッ
   ト本体の可動部材が多関節型ロボットの手首部材であり
   、上記駆動用モータが前腕部材内に設置されていること
   を特徴とする産業用ロボット装置。