JPS61226282A - 作業ロボツトにおける防爆構造 - 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、電動式の作業ロボットにおける防爆構造に関
する。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〉 従来、塗装ロボットのような防爆機能を必要とする作業
に使用するロボットは、油圧方式で構成するのが一般的
であるが、この油圧方式ロボットは、メンテナンスおよ
び取扱いが複雑でありコストも高いという欠点を有する
。

一方、電動式ロボットは、メンテナンスおよび取扱いが
容易であるが、これに防爆機能を持たせるには、小形化
を計るとともにコストを改善する必要があった。

本発明は上記問題点に鑑み、電動式作業ロボットにおけ
るコンパクトで安価な防爆構造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） 前記目的を達成する本発明の構成は、作業ロボット駆動
用の電動モータ及びその配線を密封する密ＭＭＡ造と、
この密封構造内に乾燥空気を外気より高い圧力で連続的
に供給する空気供給手段と、前記密封構造内の乾燥空気
の圧力を検出してそれが正常値のときのみ前記電動モー
タへの通電を許容する圧力検出手段とを有することを特
徴とする。

（実施例〉 次に本発明の実施の一例を図面を参照しながら説明する
。

この実施例の作業ロボット本体は第１図に示すように端
子箱ｌ上に旋回台２が第１関節ａを介して旋回自在に備
えられ、この旋回台２上に垂直アーム３が第２関節すを
介して折曲自在に連結され、垂直アーム３の先端には水
平アーム４が折曲自在に、水平アーム４の先端には手首
５が旋回自在にそれぞれ第３、第４関節ｃ、ｄを介して
連結されている。

第１Ｉ！Ｉ節ａには、第２図に示す如き、駆動機構が備
えられている。この機構は、モータ１０ａの駆動をクラ
ッチ１９及び軸１１を介してプーリ１２ａに伝え、この
回転がタイミングベル）１３、プーリ１２’ｂを介して
ボールスクリュ１４に伝えられるようにしている。ボー
ルスクリュ１４にはラックＩＪａに固定したボールナツ
ト１５が螺嵌され、ラック　ｌｅａがボールナラ）１５
とともに往復動作し、ピニオンＩＢｂを旋回させ、これ
に連動して旋回台２が旋回されるようにしている。また
軸１１の回転がスパイラルギヤ１７ａ、　１７ｂを介し
てポテンショメータ１８に伝えられるようにしている。

第２関ｆ！５ｂには第３図に示す如き、駆動機構が備え
られている。この機構はモータ１０ｂをもってクラッチ
２５を介してボールスクリュ２１を回転させるようにし
、このボールスクリュ２１に対し、垂直アーム３に支持
させたボールナツト２２を螺嵌し、ボールスクリュ２１
の回転によってボールナツト２２に往復動作され、これ
によって垂直アーム３が旋回台２に対して折曲動作され
るようにしている。そしてボールスクリュ２１の回転が
スパイラルギヤ２３ａ、　２３ｂを介してポテンショメ
ータ２４に伝えられるようにしている。

また、第３関節Ｃには第４図に示す如き、駆動機構が備
えられている。この機構はモータ１０ｃの回転がクラッ
チ４７及びベベルギヤ４１ａ、　４１ｂを介してボール
スクリュ４２に伝えられ、この回転によって水平アーム
４に一端を枢着したリンク４３の下端に固定させたボー
ルナツト４４が往復動され、これによって水平アーム４
が垂直アーム３に対して折曲動作されるようにしている
。またボールスクリュ４２の回転がスパイラルギヤ４５
ａ、　４５ｂを介してポテンショメータ４Ｂに伝えられ
るようにしている。

更に第４関節ｄに・は第５図に示す如き駆動機構が備え
られている。この機構はモータ１０ｄをもってクラッチ
５８を介してボールスクリュ５１を回転させるようにし
、ボールスクリュ５１と平行配置に一対のスプロケット
５２ａ、　５２ｂに掛は廻したチェーン５３を張設し、
このチェーン５３よリブラケット５４を突出させ、その
先端に前記ボールスクリュ５１に螺嵌したボールナツト
５５を支持させている。そして一方のスプロケット５２
ａが手首５の支軸５ａに固定している。またボールスク
リュ５１の回転がスパイラルギヤ５８ａ、　５６ｂを介
してポテンショメータ５７に伝えられるようにしている
。而してこの機構ばモータ５０によってボールスクリュ
５１を回転させ、ボールナツト５５を往復動作させると
チェーン５３がブラケット５４を介してチェーン５３が
動作され、その際のスプロケット５２ａの回転によって
手首５が上下に動作されるようにしている。

なお、本実施例のマニピュレータの手首は、左右方向及
び回動の動作ができるようになっているが、この駆動機
構は、類似した機構で対応出来るため、説明は省略する
。

このように、本発明を実施するには、作業ロボット本体
の駆動用に普通の小型電動モータを使用すればよい。

次に１本実施例の防爆構造を＄６図、第７図（ａ）、　
（ｂ）を参照しながら説明する。なお１図面中の矢印は
乾燥空気の流れを示す。

これらの図面に示すように、上述した作業ロボット本体
を駆動する６つの電動モータ　１０ａ〜１０ｆは、それ
ぞれ気密にシールされたモータユニット１００ａ　−１
０Ｏｆとなっている。そして、これらモータユニツ）　
１００ａ〜１００ｆは、それらの内部に清浄な乾燥空気
が外気より高い圧力で供給される構造となっており、上
記電動モータ１０ａ−１Ｏｆを外部の危険雰囲気から遮
断している。

これらのモータユニット１００ａ　−１００ｆの詳細を
モータユニツ）　１００ａを代表として説明する。この
モータユニツ）　１００ａは、電動モータｌｏａがモー
タハウジングｌθ１およびカバー１０２．１０３によっ
て気密にシールされており、上記カバー１０３には、配
線及び乾燥空気の入口、出口となるコネクタ１０４゜１
１０が取付けられている。このコネクタ１０４．７１０
には、配線のカバーホースを兼用するとともに乾燥空気
の通路となるチューブ３０１．３０２が気密に連通され
ている。

ここで、駆動用の電動モータ１０ａ〜ｌＯｆを制御駆動
する配線を気密にシールする機構およびこの機構内に乾
燥空気を供給する機構について詳細に説明する。

第１図に示したように電動モータ１０ａ〜１０ｆを制御
するａポット制Ｊｆｉ３１．およびモータユニットｌ０
Ｑａ〜１００ｆ等に乾燥空気を供給する空気供給器３２
は、危険雰囲気の外部に設置されている。この空気供給
器３２には１図示しない空気供給源よりフィルター、水
滴除去装置、圧力計および安全弁などの回路を経たエア
ホース３３が接続されテオリ、この空気供給器３２から
送出される清浄な乾燥空気は、エアホース３４により中
継器３Ｂへ導かれている。この中継器３６においては、
エアホース３４とロボット制御盤３１に配線された電線
ケーブル３５とが一緒にまとめられている。ここで乾燥
空気は。

電線ケーブル３５とともに電線ケーブル３５のカバーホ
ースを兼ねるチューブ３７により密封構造となっている
端子箱１に導入され、さらに端子箱１にゴムパツキン８
を介して取付けられた端子箱カバー６内の空気溜りＢａ
Ｎ８ｆおよび前記モータユニット１００ａ　−１００ｆ
へ次々と導かれる。

まず、端子箱ｌ内に導入された清浄な乾燥空気はコネク
タ２０１より出て、配線のカバーホースを兼ねたチュー
ブ３０１内を通ってモータハウジング１０１に取付けら
れたコネクタ１０４よりモータユニット１ｏＯａ内に導
かれる０次いでこの乾燥空気は、電動モータ１０ａに形
成された通風孔１０５よりモータ内部に侵入してその内
部を均等に流れた後、電動モータ１０ａの通風板１０６
に複数個形成されている通風孔１０７よりカバー１０２
に設けられた空気溜り１０８に達する。さらにこの乾燥
空気は、モータハウジング１０１及びカバー１０２．１
０３によって形成された通風孔１（ｌｉ９を通ってコネ
クタ１１０より、配線のカバーホースを兼ねるチューブ
３０２により端子箱カバー６内の空気溜り６ａに到達す
る。

乾燥空気は、以下同様にして空気溜り８ａ→１００ｂ→
ｆｉｂ＋　１００Ｃ呻６ｃ呻１００ｄ＋　６ｄ−＋　１
ｏｏｅ＋　Ｂｅ−＋　１０Ｏｆ＋　６Ｆへと流れる。こ
のようにして空気溜り６ｆに到達した乾燥空気は、一部
が圧力検出器７に導かれ、残りは端子箱カバー６に形成
された孔２１４より作業ロボット本体外へ排出される。

この圧力検出器７は、コネクタ２１３を介して端子箱カ
バー６に取付けられており、例えばダイヤプラム式のも
のなどが用いられる。この圧力検出器７では、常に乾燥
空気の圧力を測定しており、この圧力が正常の場合のみ
、前記電動モータ　１０ａ〜１０ｆに通電されるような
回路が組込まれている。

一方、電動モータ１０ａ−１Ｏｆの配線は次のようにな
っている。まず、端子箱ｌ内に導入された電線ケーブル
３５は、図示しない端子台を経た後各電動モータに配線
される。電動モータ１０ａへ電力を供給するための回路
を形成する電線４０１は、端子台よりコネクタ２０１．
チューブ３０１およびコネクタ１０４を経て電動モータ
１０ａに結線され、また電線４０２は、電動モータ１０
ａよりコネクタ　１１Ｏ。

チューブ３０２およびコネクタ２０２を経て空気溜り６
ａにＪｌｌし、さらにゴムパツキン８および端子箱１の
側面を貫通して端子箱ｌ内の端子台に接続されている。

また電動モータ１０ｂの回路は、端子合一空気溜り６ａ
呻コネクタ２０３峠電動モータ６ｂ→コネクタ２０４→
空気溜り８ｂ→端子台で形成されている。以下°各電動
モータ１０ｃ〜ＩＱｆも同様に配線されており、すべて
の配線は、密封構造中にありその周囲を上記乾燥空気が
流れて外気と遮断された防爆構造となっている。

このような防爆構造においては、端子箱ｌあるいは電動
モータ１０ａ〜ｌｏｔからスパークが発生しても外部の
可燃性ガスと遮断されているので爆発の危険がない、ま
た、電動モーｐ　１０ａ〜１０ｆあるいは？ＩＥ線に万
一の本裁が起きて発熱した場合には、それらは、周囲に
流れる清浄な乾燥空気によって冷却されるので外部の可
燃性ガスが発火する危険がない、さらに電動モータＩＱ
ａ〜ｌＯｆおよびその配線がすべて清浄な乾燥空気で覆
われているので、ゴミの付着や湿気の影響を受けること
がなく故障が減少するので、メンテナンス上も有利であ
る。

また、以上のような防爆構造においては、モータユニッ
ト１００ａ　−１０Ｏｆ、端子箱ｌ端子箱カバー６等か
ら工作精度上の空気漏れが発生しても、空気供給量を増
加させることによりシステム全体を支障なく作動させる
ことができるので、気密性の上で特別の構造を必要とせ
ず、従ってコスト上も有利である。

さらに以上の本実施例の防爆構造においては、モータユ
ニッ）　Ｉｏｔａ〜１００ｆおよび空気溜りＢａ−６ｆ
をシリーズに連結し、さらに配線と乾燥空気とを同一チ
ューブにまとめであるので、端子端。

モータユニット１００ａ〜１００ｆの接続部品が少なく
てすみ、さらに圧力検出器を１個にすることができる。

また配線、配管が単純になり、見栄えもよい。

また、本実施例では圧力検出器７を加速度が加わるモー
タユニット１００ａ　−１０ｏｆに配せず、床面に固定
された端子箱カバー６に装着しているので、装置が誤動
作することがない。

第８図は他の実施例にがかる防爆装置において、端子箱
５００．モータユニット５０１ａ　〜５０１Ｆおよび圧
力検出器５０７ａ〜５０７ｃの乾燥空気の流れを示す空
気回路図である。

この端子箱５００には、空気溜り５０２ａ、　５０２ｂ
。

５０２Ｃを有する端子箱カバー５０２．および空気溜り
５０３ａ、　５０３ｂ、　５０３ｃを有する端子箱カバ
ー５０３がそれぞれゴムパツキン５０４．５０５を介し
て取付けられている。そして本実施例によっては、３つ
の圧力検出器５０７ａ〜５０７ｃが用いられており、そ
れぞれを有する３つの独立した空気回路が形成されてい
る。

第１の回路は、コネクタ５０Ｂより導入された乾燥空気
がコネクタ５０８ａ→モータユニツト５０１ａ→空気溜
り５０２ａと流れる回路であり、空気溜り５０２ａに到
達した乾燥空気の一部は、圧力検出器５０７ａに導入さ
れ、残部は孔５０２ｄより排出される。第２の回路は、
コネクタ５Ｑ８ｂ→モータユニツト５０１ｂ呻空気溜り
５０２ｂ→モータユニツト５０１ｃ→空気溜り５０２Ｃ
と形成され、空気溜り５０２ｃに到達した乾燥空気の一
部は、圧力検出器５０７ｂに導入され、残部は孔５０２
ｅより排出される。第３の回路は、コネクタ５０８Ｃ→
モータユニツト５０１ｄ→空気溜り５０３ａ→モータユ
ニツ）５０１ｅ呻空気溜り５０３ｂ→モータユニツト５
０１ｆ→空気溜り５０３ｃと形成され、この空気溜り５
０３Ｃに到達した乾燥空気の一部は、圧力検出器５０７
ｃに導入され、残部は孔５０３ｄより排出される。

以上のような構成においてはさらに次のような効果が得
られる。この構成を３つの圧力検出器５０７ａ〜５０７
ｃの作動状態を各々に検知できる表示灯や警報などの監
視盤に連結することにより、例えば空気漏れ等の故障箇
所を容易に知ることができる。また本実施例においては
、１個の圧力検出器が誤作動して、同時に空気回路上に
も異常が起きたような万一の事態の時にも、他の圧力検
出器が作動して通電を止めることができるので極めて安
全である。

なお、以上説明した実施例においては防爆機構中に清浄
乾燥空気を流したが、予め冷却した乾燥空気を用いても
よいことは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように。

本発明にがかる防爆構造を備えた電動式作業ロボットに
おいては、駆動用に安価で小型な電動モータを使用でき
るので、ロボット自体がコンパクトでしかも安価になる
。また本発明の防爆構造によれば電動モータ及び配線が
外部の可燃性ガスと遮断されているとともにその周囲に
流れる乾燥空気によって冷却されているので、万一の事
故が起きてこれらが発熱しても安全は保たれる。さらに
本発明においては、電動モータ及び配線を外気から遮断
する乾燥空気の回路に異常が起きた場合にも圧力検出器
により通電を止める機構となっているため極めて安全で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にがかる防爆構造を備えた電
動式作業ロボットの説明図、第２図〜第５図は、ロボッ
ト本体の関節における駆動機構の一例を示す動作駆動系
統概略図、第６図は、実施例の防爆構造内の空気回路図
、第７図（ａ）、　（ｂ）はその一部を詳細に説明する
一部断面図、第８図は他の実施例にがかる防爆構造内の
空気回路図である。 図　　面　　中、 ｌは端子箱、 ６は端子箱カバー、 ６ａ〜８Ｆは空気溜り、 ７は圧力検出器、 １０ａ　Ｎ１０ｆは電動モータ、 １０１はモータハウジング、 １０２、１０３はカバー。 １００ａ〜１σＯｆはモータユニットである。 第１図 第２図 第３図 第７図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業ロボット駆動用の電動モータ及びその配線を密封す
   る密封構造と、この密封構造内に乾燥空気を外気より高
   い圧力で連続的に供給する空気供給手段と、前記密封構
   造内の乾燥空気の圧力を検出してそれが正常値のときの
   み前記電動モータへの通電を許容する圧力検出手段とを
   有することを特徴とする作業ロボットにおける防爆構造
   。