JPS62287993A - マニピユレ−タ - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明が属する技術分野〕 本発明は、一般に工業用マニピュレータに関し、特に作
業区域に接近したモータ、例えば塗料塗装ロボットの腕
先部（リスト部）において使用される腕先部駆動モータ
を用いる工業ロボットに関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

塗料の塗装ロボッ１−および工作領域またはその付近に
おけるリスト部駆動モータを使用する他のロボットにお
いては、電気モータが火花を生じる可能性を有しこのた
め塗料の溶剤等の如く揮発性の雰囲気中で危険な条件を
生じるおそれがあるため、しばしば電気モータの代りに
液圧作動モータを使用することか慣例である。液圧作動
モータは、これらが一般に比較的重量の嵩む作動流体管
路を必要とする非常に重量のある機構でありかつしばし
ば作動流体が漏れると理由から不便なものである。漏洩
流体はしばしば問題を生じ、また作業環境を汚染するお
それがある。

防爆型電気モータが開発されているが、これらは一般に
汎用モータ・フレーム寸法および形式のものしか入手で
きない。更に、防爆型のモータは、電気原動機において
通常用いられるものよりも更に重量の大きな構造となる
傾向を有する。

電気モータおよび他の原動機は作業中熱を発生し、また
更にしばしばロボット構造において用いられるモータに
対して備えられる唯一の冷却方法は火気中における単純
な対流によるものである。

〔問題を解決する手段〕

本出願人は、工業ロボット用の電気的なリスト部駆動装
置においては、リスト部駆動モータに対しては’＋ＦＡ
Ｊ御された環境の提供が望ましいと判断した。モータに
直接接触する環境を制御することにより、本出願人は次
のいくつかの目的を達成することができる。即ち、（１
）モータに直接接触する環境から酸素および揮発性の物
質を除去してこれを真空状態または窒素の如き不活性流
体で置換することにより爆発しにくい雰囲気が提供でき
、（２）モータに対して強制冷却を提供する結果、駆動
モータを取囲む温度を制御した流体を用いることにより
モータの使用寿命が延び、駆動要素の寸法的な安定性が
確保される傾向を呈する。

本出願人は、マニピュレータの主要支持アームの腔部内
にリスト部駆動モータの胴部を支持するロボット構造を
提供し、次いで内部の腔部に対して制御された環境を導
入することにより、工業マニピュレータの従来技術の構
造に固有の諸問題を軽減した。

従フて、本発明の目的は、リスト部駆動モータに対する
コンパクトな制御された環境を提供することにある。

本発明の別の目的は、リスト部駆動モータに対する制御
された強制冷却環境の提供にある。

本発明の更に別の目的は、リスト部作動組立体に対する
電気駆動モータに対する防爆環境の提供にある。

本発明は、ロボットの出力または他の作業を行なう装置
に対して取付けられたリスト部駆動モータを使用する工
業ロボットにおいて実施される状態で示されるが、これ
においては工業ロボットの直線運動可能な部材または支
持バーがその内部に画成されるモータの内腔部を有する
。リスト部を前記部材または支持バーを支持するため、
リスト部の駆動モータの胴部を前記腔部内に配置させ、
かつ前記腔部を少なくとも閉鎖するためにリスト装置が
設けられている。環境を制御する不燃性の流体が前記部
材または支持バーの内部に対して導入され、この流体は
前記モータ腔部か密閉される間この腔部の少なくとも一
部を占拠し、その結果モータの冷却および（または）リ
スト部駆動モータに対する爆発し難い雰囲気の提供のた
め、リスト；■駆動モータの周囲に制御さｎた環境が提
供される。

（実施例〕 図面の第１図は、本発明の譲受人である米国のＧｉｎｃ
ｉｎｎａｔｉ　Ｍｉｌａｃｒｏｎ社により製造されたモ
デル３６３として公知である形式および種別の工業ロボ
ットｌＯを示している。このロボットＩＯは、静止ベー
ス１１の垂直軸心の周囲で回転自在なプラットフォーム
１２を支持するベース１１を有する。

′ｆｆｊ１図および第２図においては、このプラットフ
ォーム１２は、垂直方向に運動可能なハウジング１４を
支持しかつ案内するための垂直方向のガイド・バー１３
を有する。この垂直方向に運動可能なハウジング１４は
略々水平なハウジング部分１５を有し、この部分は内孔
が設けられガイド・ブツシュ＋６（第２図）が嵌合され
て長平方向の水平軸心に沿って直線運動可能な部材１７
を案内する。この部材１７は、これに取付けられかつ上
方に延長する１対の端部ヨーク板１８、Ｉ９を有し、こ
の位置でこれらヨーク板は水平部材１７に対してこれか
ら平行に隔てられた回転しないボールねじ２０に対して
堅固に結合されている。このボールねじ２０は、１１１
記ハウジング部分１５に支持されたブロック４４に回転
自在に支持されたボール・ナツト２１を貫通している。

ボール・ナツト２Ｉは、ハウジング１４上に取付けられ
かつヘルド駆動部２３（第２図）によってボール・ナツ
ト２１に対して駆動自在に結合された電気駆動モータ２
２によって駆動される。

前方のヨーク板１８はリスト部組立体２４を支持してい
る。後方のヨーク板１９においては、１対のＵ字形の可
撓性に富むレース２５．２６を用いてワイヤ、ケーブル
およびホースの如き可撓性のある動力伝達要素を回転可
能なプラットフォーム１２から運動可能部材１７に対し
て結合している。第１の可撓性のあるレース２５の一端
部は回転可能なプラットフォーム１２に対して取付けら
れ、他端部は垂直方向に運動可能なハウジング１４によ
り支持されたブラケット２７に対して固定されている。

第２のレース２６は、　Ｑ部をハウジングのブラケット
２７に対して固定し他端部を後部のヨーク板１９により
支持されたブラケット２８に対して固定することにより
、ハウジング１４に対する部材１７の水平方向の運動を
許容するように取付けられている。このため、前記ケー
ブル、ワイヤ等は、後部ヨーク板１９の座標運動（即ち
、Ｘ軸およびＹ軸方向）を生じるように体裁よく束ねた
状態に纏めることができる。可撓性のあるレース２６は
ヨーク支持ブラケット２８において開口し、そのため電
線およびホースの端部を潜らせて部材１７の後端部まで
伸ばすことができる。

第２図においては、部材１７の断面から部材１７とボー
ルねじ２０に対する前部ヨーク板１８に対してリスト部
組立体２４が直接支持されることが判る。このリスト部
組立体２４は支持面２９を有し、複数本の頭付きねじ３
０が前記ヨーク板１８を貫通して面２９に受止められる
。リスト部駆動モータ３２の胴部３１は、この面２９か
ら後方に延長し、管状の部材１７の内孔に収受される。

この内孔は部材１７の後方に延長する駆動モータ用腔部
３３を形成する。後部ヨーク板１９は、頭付きねじ３５
により端部キャップ３４がこれに固定されている。この
キャップ３４は貫通して穿孔され、鳩目３６が嵌められ
て第１図の可撓性レース２６から受取られる電線３７の
周囲に緊密なシールを提供する。電線３７は部材１７に
対して緩やかに延長し、駆動モータ３２の１詞部３１上
の受取リポート３９に対し固定された電気コネクタ３８
を支持する。電気コネクタ３８は当技術において周知の
どのようなものでもよく、例えば、Ａｍｐｈｅｎｏ１社
製造のねじを膜製造多重ビン型コネクタでもよい。端部
キャップは、駆動モータ３２に対する流体環境を提供す
るため１つのホース・コネクタ４２を通って部材１７の
内部に送ることができるようにするため、ホース・コネ
クタ４２．４３を受取るねじを設けた２つの穿孔ポート
４０．４１を有する。循環する流体を提供することが望
ましい場合には、流体は第２のホース・コネクタ４３か
ら出て可視性のレース２５．２６を経由してその流体供
給源（図示せず）まで戻る。

モータの腔部３３は管状部材１７の内側に示されている
か、この部材１７は中実の材料から削出して腔部３３を
形成するようにしてもよい。更に、リスト部のフランジ
２９および端部キャップ３４は平坦な座面を有するが、
漏れのない組立て状態を確保するためには０リングまた
はカスケラトを設けてもよいことが判るであろう。

従フて、比較的安価でありかつ作り出す雰囲気が燃焼を
維持しない例えば窒素の如き制御流体を供給することに
より、駆動モータ３２に対して不活性の雰囲気が提供さ
れる。更に、制御された温度の流体を駆動モータの腔部
３３に循環させてモータ３２を冷却しかつ均一な運転温
度を維持することもできる。電気モータおよび流体作動
モータを含む多くの種類のモータ３２においてその温度
管理は望ましい。

一例においては、一方向のみに即ちモータの腔部３３に
対して流体を導入して、冷却空気の如き流体をロボット
１０の周囲の雰囲気へ排出させることが望ましい。この
ような事例においては、ポート４１は端部キャップ３４
において開口した状態とし、あるいはキャップ３４は冷
却空気を排出させるため半キャップとして作ることもで
きる。

更に別の事例においては、モータの腔部３３を静止状態
の流体で充填することが望ましく、この場合にはモータ
腔部３３を充填した後て端部キャップ３４を閉塞するこ
ともできる。

モータ腔部３３内のゲージ圧力を正圧にすることが望ま
しくそうすると外気からの汚染を防止するが、腔部３３
を抜気してその内部を真空状態に維持することが望まし
い時にも、制御された環境の駆動モータ腔部３３の更に
別な用法が可能となる。このような場合には、端部キャ
ップのボート４１を用いて駆動モータの腔部３３に対し
存続する真空状態を提供することができ、あるいはまた
充分なゲージ圧力の真空状態にした後端部キャップ３４
を閉塞することもできる。

従って、当業者においては、リスト部駆動モータ３２を
保存する密閉された駆動モータの腔部３３の提供は、種
々の目的のため駆動モータ３２を取囲む環境を制御する
ために非常に望ましいものである。

本発明の実施において使用可能な流体は、空気、窒素お
よびジクロロジフロロメタンの如き不燃性のガスである
ことが望ましく、また例えば窒素、ヘリウムおよびアル
ゴンの如き不燃性の化学的に不活性のガスであることが
更に望ましい。本発明においては、化学的な不活性とは
、本発明の装置の種々の構成要素の材料に対する非反応
性を意味する。

本発明についてはある望ましい実施態様に関して示し記
したが、本発明をそのように限定する意図はなく、頭書
の特許請求の範囲に該当する如き全ての構成および変更
を包括するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は直線状支持アームを備えた工業ロボットを示す
斜視図、第２図は第１図の工業ロボットの直線状支持ア
ームに関する長手方向断面図、および第３図はロボット
の支持アームを示す左側立面図である。 １０−・・工業ロボット、１１・・・静止ベース、１２
・・・プラットフォーム、１３・・・ガイド・バー、１
４・・・ハウジング、＋　５−・・水平ハウジング部分
、１６・・・ガイド・ブツシュ、Ｉ　７−・・運動可能
部材、１８．１９・・・端部ヨーク板、２０・・・ボー
ルねし、２１−・・ボール・ナツト、２２−・・電気駆
動モータ、２３・・・ベルト駆動部、２４・・・リスト
部組立体、２５．２６・・・レース、２７．２８・・・
ブラケット、２９・・・支持フランジ、３０・・・ねじ
、３１・・・胴部、３２・・・リスト部駆動モータ、３
３・・・腔部、３４・・・端部キャップ、３６−・・鳩
目、３７・・・電線、３８・・・電気コネクタ、３９・
・・コネクタ・ポート、４０．４１・・・ボート、４２
．４３・・・ホース・コネクタ、４４・・・ブロック、
（タトｔλ；）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）作業装置と係合するためのモータを収受し、
   （２）該モータを取囲む不燃性の流体の雰囲気を受取る
   ため、 （ａ）一端部において作業装置を受取るようになってお
   りかつ腔部を画成する壁面を備えた直線運動可能な部材
   を設け、 （ｂ）前記モータは前記腔部内に取付けられ、 （ｃ）前記運動可能部材を直線運動するように支持する
   支持装置と、 （ｄ）前記流体を前記腔部内に供給するための供給装置
   とを設けることを特徴とする工業用マニピュレータ。 ２、前記マニピュレータが工業ロボットであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のマニピュレータ。 ３、前記部材が更に、前記作業装置を収受するための端
   部とは反対側の前記部材の端部において板部を保持し、
   該板部は前記腔部と連通するポートを有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の工業用マニピュレー
   タ。 ４、前記作業装置が腕状のリスト部分であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のマニピュレータ。 ５、前記腔部内に前記流体を循環させる装置を更に設け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマニピ
   ュレータ。 ６、前記流体が冷却用流体であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のマニピュレータ。 ７、前記流体が更に化学的に不活性の流体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマニピュレータ
   。 ８、前記流体がガスであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のマニピュレータ。 ９、前記流体がガスであることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項記載のマニピュレータ。 １０、（１）作業装置と係合するためのモータを収受す
   るため、かつ（２）該モータの周囲に実質的に真空状態
   を保持するために、 （ａ）一端部において作業装置を収受するようになって
   おり、かつ腔部を画成する壁面を備えた直線状に運動可
   能な部材を設け、 （ｂ）前記モータは前記腔部内に取付けられ、 （ｃ）前記部材を直線運動するように支持する支持装置
   と、 （ｄ）前記腔部内に実質的に真空状態を提供する装置と
   を設けることを特徴とする工業マニピュレータ。