(57)【要約】【課題】ロボットアームの重量を増やすことなく、ロボットアームの発熱体搭載部の発熱を効果的に放熱できるロボットアームの冷却機構、冷却装置、及び冷却方法を提供すること。【解決手段】ロボットアーム１の発熱体搭載部に、ロボットアーム１の移動によって気流を発生させると共に、気流に放熱する放熱手段（冷却機構１９）を設けた。また、放熱手段は、発熱体搭載部の外周部に複数の孔２２ａが設けられた１枚又は複数枚の放熱板２２を設けた。【選択図】図２
2010162663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームの発熱体搭載部に、該ロボットアームの移動によって気流を発生させる
と共に、該気流に放熱する放熱手段を設けたことを特徴とするロボットアームの冷却機構
。
【請求項２】
前記放熱手段は、前記発熱体搭載部の外周部に１枚又は複数枚の放熱板を設けたことを
特徴とする請求項１に記載のロボットアームの冷却機構。
【請求項３】
前記放熱板には、前記ロボットアームの移動により発生する気流を通す複数の孔が設け
られていることを特徴とする請求項２に記載のロボットアームの冷却機構。
【請求項４】
前記発熱体搭載部は、前記ロボットアームの先端部であり、該先端部には複数の駆動装
置、該各駆動装置を駆動する駆動回路、該駆動回路を制御する制御回路からなる電装品が
搭載されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボットアーム
の冷却機構。
【請求項５】
待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱体搭載部を冷却す
るロボットアームの冷却装置であって、
前記待機位置に前記発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とするロボッ
トアームの冷却装置。
【請求項６】
前記ロボットアームのアイドリング中及び／又は前記発熱体搭載部の温度が所定値以上
となった場合、前記ロボットアームを前記待機位置に移動し、前記冷却装置で前記発熱体
搭載部を冷却する制御手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載のロボットアームの
冷却装置。
【請求項７】
前記ロボットアームは、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却機構を備えたロボ
ットアームであることを特徴とする請求項５又は６に記載のロボットアームの冷却装置。
【請求項８】
待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱体搭載部を冷却す
るロボットアームの冷却方法であって、
前記待機位置に前記発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設け、
前記ロボットアームのアイドリング中及び／又は前記発熱体搭載部の温度が所定値以上
となった場合、前記ロボットアームを前記待機位置に移動し、前記冷却装置により、前記
発熱体搭載部を冷却することを特徴とするロボットアームの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームの発熱体搭載部を効率よく冷却するロボットアームの冷却機
構、ロボットアームの冷却装置、及びロボットアームの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットのアーム（腕）はますます多様な形態が要求され、アームの先端に多種
多様な装置が搭載されている。それに伴ってアームの先端部に多くの駆動装置としてのモ
ーター、その駆動回路、制御回路等の電装品からなる発熱体が搭載されている。その結果
、アームの先端部から多量の熱が発生する。そこでこのアームの先端部から発生する熱を
効果的に放熱し、冷却する技術が必要となっている。このようなロボットアームの冷却技
術としては下記特許文献１乃至４に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、ロボットのアーム駆動部冷却装置に係るもので、ロボット
のアーム内の空気を各モーターに軸固定したファンで攪拌して冷却する技術である。また
、特許文献２に記載のものは、ロボット用アクチュエーターの形状記憶合金線を冷却配管
内に収容し、該冷却配管内に冷却流体を供給して形状記憶合金線を冷却する技術である。
特許文献３に記載のものは、ロボットアーム内に不活性ガスを封入し、該不活性ガスをフ
ァンで循環させるようにした技術である。特許文献４に記載のものは、一端がロボットア
ーム内に配置されたモーター３の外筒に取り付けられた熱伝導体の他端をロボットアーム
を貫通して延長させ、該他端に放熱板を設け、モーターの発熱を放熱する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８５６７３号公報
【特許文献２】実開昭６１−９２５８８号公報
【特許文献３】特開平５−３０５５９６号公報
【特許文献４】実開平６−５３０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１乃至３に記載されている技術は、大掛かりでコストが高いうえ、ロボッ
トアームの重量が増加するという問題がある。また、特許文献４に記載されている技術は
、ロボットアームの重量を大きく増やすことなく放熱することができるが、ロボットアー
ムに搭載する機器が増えた場合、放熱に限界があるという問題がある。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑み、ロボットアームの重量を増やすことなく、ロボットアームの
発熱体搭載部の発熱を効果的に放熱できるロボットアームの冷却機構、冷却装置、及び冷
却方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は、ロボットアームの発熱体搭載部に、該ロボットアー
ムの移動によって気流を発生させると共に、該気流に放熱する放熱手段を設けたことを特
徴とするロボットアーム冷却機構にある。
【０００８】
上記のように、ロボットアームの発熱体搭載部に放熱手段を設けたことにより、ロボッ
トアームの作業移動中に放熱手段によって生じた空気の流れ（気流）に発熱体搭載部で発
生した熱を効率よく放熱できる。
【０００９】
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却機構において、下記事項を特徴とする。
放熱手段は、発熱体搭載部の外周部に１枚又は複数枚の放熱板を設けた。
【００１０】
上記のように発熱体搭載部の外周部に１枚又は複数枚の放熱板を設けたことにより、ロ
ボットアームの移動によって効果的に気流が発生し、この気流に発熱体搭載部で発生した
熱をこの放熱板を介して効率良く放熱することができる。
【００１１】
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却機構において、下記事項を特徴とする。
放熱板には、ロボットアームの移動により発生する気流を通す複数の孔が設けられてい
る。
【００１２】
上記のように放熱板に複数の孔を設けることにより、ロボットアームの移動により発生
する気流は該複数の孔を通って流れると同時に、該孔を通って流れる気流にも放熱するか
ら、より効率良く放熱することができる。
【００１３】
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却機構において、下記事項を特徴とする。
発熱体搭載部は、ロボットアームの先端部であり、該先端部には複数の駆動装置、該各
駆動装置を駆動する駆動回路、該駆動回路を制御する制御回路からなる電装品が搭載され
ている。
【００１４】
上記のようにロボットアームの先端部の発熱体搭載部に発熱体として、複数の駆動装置
（例えば、モーター）、駆動回路、制御回路からなる電装品を搭載することにより、多量
の熱がロボットアームの先端部から放出される。この熱がアームの移動によって発生する
気流に効率良く放熱できる。
【００１５】
また、本発明は、待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱
体搭載部を冷却するロボットアームの冷却装置であって、下記事項を特徴とする。
待機位置に発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設けた。
【００１６】
上記のように待機位置に発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設けたことにより、ロボッ
トアームを待機位置に移動することにより、発熱体搭載部で発生する熱を冷却装置で効率
良く放熱することができる。
【００１７】
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却装置において、下記事項を特徴とする。
ロボットアームのアイドリング中及び／又は発熱体搭載部の温度が所定値以上となった
場合、ロボットアームを待機位置に移動し、冷却装置で発熱体搭載部を冷却する制御手段
を設けた。
【００１８】
上記のように制御手段を設けることにより、ロボットアームのアイドリング中及び／又
は発熱体搭載部の温度が所定値以上となった場合、ロボットアームを待機位置に移動させ
る。これにより、冷却装置で発熱体搭載部を冷却することができ、ロボットアームの発熱
体搭載部の温度を所定値以下に維持することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記ロボットアームの冷却装置において、下記事項を特徴とする。
ロボットアームは、上記冷却機構を備えたロボットアームである。
【００２０】
上記のようにロボットアームは、上記冷却機構を備えているので、待機位置に設けた冷
却装置が送風機である場合、該送風機からロボットアームの発熱体搭載部に送られる気流
により、効率良く該発熱体搭載部で発生する熱を放熱できる。
【００２１】
また、本発明は、待機位置から作業エリアに移動し作業を行なうロボットアームの発熱
体搭載部を冷却するロボットアームの冷却方法であって、下記事項を特徴とする。
待機位置に発熱体搭載部を冷却する冷却装置を設け、ロボットアームのアイドリング中
及び／又は発熱体搭載部の温度が所定値以上となった場合、ロボットアームを待機位置に
移動し、冷却装置により、発熱体搭載部を冷却する。
【００２２】
上記のようにロボットアームのアイドリング中及び／又は発熱体搭載部の温度が所定値
以上となった場合、ロボットアームを待機位置に移動し、冷却装置により、発熱体搭載部
を冷却する。これにより、該発熱体搭載部の温度を所定値以下に維持することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る冷却機構を備えたロボットアーム概略構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るロボットアーム冷却機構の外観構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るロボットアーム冷却機構の外観構成例を示す図である。
【図４】ロボットアーム先端部に搭載される電装品のブロック構成例を示す図である。
【図５】ロボットアーム先端部に搭載される電装品の配置構成例を示す図である。
【図６】本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る冷却機
構を備えたロボットアームの概略構成を示す図である。図示するように、本ロボットアー
ム１は台部２０、基体部１０、第１関節部１１、第１アーム１２、第２関節部１３、第２
アーム１４、第３関節部１５、及び第３アーム１６を備えている。
【００２５】
基体部１０は、モーター等の駆動装置により、台部２０に対して矢印Ａ方向に回動でき
るようなっている。第１アーム１２は、第１関節部１１を介して基体部１０に対して矢印
Ｂ方向に回動できるようなっている。また、第２アーム１４は第２関節部１３を介して第
１アーム１２に対して矢印Ｃ方向に回動できるようなっている。更に、第３アーム１６は
第３関節部１５を介して第２アーム１４に対して矢印Ｄ方向に回動できるようなっている
。これにより、第３アーム１６は水平方向、上下方向に自由に移動できるようになってい
る。
【００２６】
第３アーム１６の先端には、一対の挟持部材１７、１７が取り付けられている。また、
第３アーム１６には、図示を省略する一対の挟持部材１７、１７を矢印Ｅ、Ｅ方向、即ち
挟持及び開放方向に駆動するための駆動装置としてのモーターが搭載されている。更に、
該モーターを駆動するための駆動回路、該駆動回路を制御するための制御回路も搭載され
ている。また、第３アーム１６の先端には、上記挟持部材１７、１７以外に種々の治具が
装着されるようになっており、該治具を駆動する駆動装置、駆動回路、及び制御回路等も
搭載されている。
【００２７】
近年の産業用ロボット等のロボットアームは、上記のように多様な形態が要求されてい
る。特にロボットアームの先端部にあたる第３アーム１６には上記のように挟持部材１７
、１７以外に種々の治具が装着されるようになっている。そのため、第３アーム１６には
多数の駆動装置、駆動回路、制御回路等からなる電装品１８が搭載されている。このよう
な電装品１８は熱を発生する発熱体でもあることから、第３アーム１６の先端からは多量
の熱が発生する。そこでこのロボットアームの先端部から発生する熱を効率よく放熱し、
冷却する技術が必要となる。ここでは電装品１８で発生する熱を効率良く放熱するための
冷却機構（放熱機構）１９を設けている。
【００２８】
図２は、冷却機構１９の外観構成例を示す図である。冷却機構１９はロボットアーム１
の動作により、第３アーム１６が移動する際、空気の流れ（気流）を発生させ、該気流に
熱を効率良く放熱させるようにしている。図示するように、冷却機構１９は第３アーム１
６の電装品１８の搭載部の外周に複数の放熱板２２を軸方向で且つ放射状に等間隔で設け
た構成である。そして各放熱板には、多数の孔２２ａが設けられている。
【００２９】
上記のように、第３アーム１６の電装品１８の搭載部外周に複数の放熱板２２を設ける
ことにより、該第３アーム１６が移動すると空気の流れ（気流）が発生する。この空気の
流れに接触する放熱板２２の表面から電装品１８で発生した熱は効率よく放熱される。こ
のとき放熱板２２には多数の孔２２ａを設けているので、第３アーム１６が移動すること
により発生した空気の流れ（気流）は、多数の孔２２ａを通って流れる。このように放熱
板２２に多数の孔２２ａを設けることにより、設けない場合に比較して、より効率的な放
熱効果が得られる。
【００３０】
図３は、冷却機構１９の他の外観構成例を示す図である。図２に示す冷却機構１９では
、略矩形状の放熱板２２を第３アーム１６の軸方向に向け且つ放射状に設け、第３アーム
１６の移動により空気の流れ（気流）が発生しやすいようにした。しかし、放熱板２２の
取付方向はこれに限定されるものではない。例えば図３に示すように、円板状の放熱板２
２を第３アーム１６の軸方向と直交する方向に設けてもよい。また、図示は省略するがこ
の円板状の放熱板２２に多数の孔を設けることにより、上記と同様に放熱効率を向上させ
ることができる。
【００３１】
図４は第３アーム１６の先端部に搭載される電装品１８のブロック構成例を示す図であ
る。上記のように第３アーム１６の先端部には、駆動装置として多数のモーター３０−１
、３０−２、３０−３、・・・３０−ｎ、各モーター３０を駆動するためのモーター駆動
回路３１−１、３１−２、３１−３、・・・３１−ｎ、各モーター駆動回路３１を制御す
るための制御回路３２からなる電装品１８が搭載されている。制御回路３２はロボットア
ーム１の外部に配置された上位制御回路３３に接続され、該上位制御回路３３からの指令
信号により各モーター駆動回路３１を制御して、各モーター３０を駆動する。
【００３２】
図５は第３アーム１６の先端部に搭載される電装品１８の配置構成例を示す図である。
図示するように第３アーム１６の先端（図では下端）にモーター３０−１、３０−２、３
０−３、・・・３０−ｎが配置されている。また、各モーター３０の上部に接近してモー
ター駆動回路３１が配置されている。モーター駆動回路３１−１、３１−２、３１−３、
・・・３１−ｎの上部に接近して制御回路３２が配置されている。各モーター３０の回転
軸３０ａには第３アーム１６の先端に装着される各治具の回転駆動部が連結されるように
なっている。
【００３３】
上記電装品１８のモーター３０、モーター駆動回路３１、制御回路３２で発生する熱は
、矢印Ｇ、Ｈに示すように放熱板２２（図２参照）に伝わり、該放熱板２２から第３アー
ム１６が移動することにより発生する気流に放熱される。
【００３４】
図６は本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。図示するよう
に、ロボットが設置されるロボット設置エリア１００のロボットアーム１の待機位置１０
１には、冷却装置２４が配置されている。該冷却装置２４からは待機位置１０１にあるロ
ボットアーム１の第３アーム１６の冷却機構１９に向けて、冷風２５が送風されるように
なっている。ロボットが作業を行なうときは、待機位置１０１にあるロボットアーム１は
作業エリアに移動し、各種作業を行なう。作業終了後は待機位置１０１に戻ることにより
、第３アーム１６の先端部に搭載された電装品１８で発生する熱は、放熱板２２から冷却
装置２４からの冷風２５中に放熱される。
【００３５】
上記のように第３アーム１６の先端部には、放熱板２２を具備する冷却機構１９を備え
ているから、第３アーム１６の移動により発生する気流に効率良く電装品１８からの熱が
放熱される。この冷却機構１９の放熱でも、第３アーム１６の電装品１８の搭載部の温度
が下がらず所定温度以上になった場合は、ロボットアーム１を待機位置１０１に移動させ
、冷却装置２４からの冷風２５で冷却する。例えば、図示を省略するが、第３アーム１６
の電装品１８搭載部に温度センサーを設け、該温度センサーの検出温度が所定温度値以上
となった場合、ロボットアーム１を待機位置１０１に移動する制御手段を設ける。これに
より、ロボットアーム１の第３アーム１６の電装品１８搭載部の温度を所定温度値以下に
維持することが可能となる。
【００３６】
図７は本発明に係るロボットアームの冷却装置の構成例を示す図である。図において、
２６はロボットアームの第３アーム１６の先端部に設けられた放熱部である。該放熱部２
６は熱伝導率の高い材料で構成され、ロボットアーム１の第３アーム１６の先端部に搭載
された電装品１８が発生する熱は効率良く該放熱部２６に導かれる。２７は上記放熱部２
６の外表面が密接する形状の凹状部２７ａを有する放熱体で、該放熱体２７は熱伝導率の
高い材料で構成されている。第３アーム１６の放熱部２６を放熱体２７の凹状部２７ａに
挿入させ、放熱部２６の外表面と凹状部２７ａの内面とを接触させることにより、放熱部
２６の熱は放熱体２７に移動し放熱される。
【００３７】
上記放熱体２７をロボット設置エリア１００（図６参照）の所定位置、例えば上記ロボ
ットアーム１の待機位置１０１に設置する。そしてロボットアーム１の第３アーム１６の
電装品１８の搭載部が所定温度以上となったら、放熱部２６を放熱体２７の凹状部２７ａ
に挿入させる。これにより放熱部２６の該表面と凹状部２７ａの内面は密接して電装品１
８が発する熱を放熱部２６を介して放熱体２７に放熱する。この場合も、図示は省略する
が、電装品１８の搭載部に温度センサーを設ける。そして温度センサーの検出温度が所定
温度以上となったら、ロボットアーム１を移動させ、第３アーム１６の放熱部２６を放熱
体２７の凹状部２７ａに挿入させる制御手段を設ける。これにより、電装品１８の搭載部
を所定温度以下に維持することが可能となる。また、所定の時間間隔（作業中に電装品１
８の搭載部の温度が所定温度に達すると推定される時間間隔）で放熱部２６を放熱体２７
の凹状部２７ａに挿入させて放熱させてもよい。これにより上記温度センサーや制御手段
を省略できる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種
々の変形が可能である。例えば、ロボットアームの構成も図１に限定されるものではなく
、発熱体搭載部を有するロボットアームであれば、本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ロボットアーム、１０  基体部、１１  第１関節部、１２  第１アーム、１３  第
２関節部、１４  第２アーム、１５  第３関節部、１６  第３アーム、１７  挟持部材、
１８  電装品、１９  冷却機構、２２  放熱板、２４  冷却装置、２５  冷風、２６  放
熱部、２７  放熱体、３０  モーター、３１  モーター駆動回路、３２  制御回路、３３
上位制御回路
【図１】
2010162663.tif 000003
【図２】
2010162663.tif 000004
【図３】
2010162663.tif 000005
【図４】
2010162663.tif 000006
【図５】
2010162663.tif 000007
【図６】
2010162663.tif 000008
【図７】
2010162663.tif 000009