(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材に一方端が回転し得るように支持された第１アームと、
前記固定側部材に固定され前記第１アームを旋回させる駆動モータと、
前記第１アームの他方端に回転し得るように支持された第２アームと、
筒状のシリンダの内部に、前記第１アームが傾動した際に圧縮される圧縮バネを収納し、一方端を前記第１アームの旋回中心から偏心した固定側部材に第１のピンによって回動し得るように連結し、他方端を前記第１アームの他方端の近傍に設けた第２のピンに回動し得るように連結したバランサと
を備えた多関節ロボットの駆動モータ冷却機構において、
前記バランサは、
前記シリンダの内部に、シリンダの中を摺動し得るピストンと、一方端をピストンに固定するとともに、他方端を前記圧縮バネの中を通してシリンダの上部に貫通させ、前記第２のピンに回動し得るように連結したピストンロッドとを配置し、かつ、前記シリンダの両端に、外部に開口する通気口を設け、前記通気口には前記駆動モータの側面に向かって開口する送気管を連結したことを特徴とする多関節ロボットの駆動モータ冷却機構。
【請求項２】
固定側部材に一方端が回転し得るように支持された第１アームと、
前記固定側部材に固定され前記第１アームを旋回させる駆動モータと、
前記第１アームの他方端に回転し得るように支持された第２アームと
を備えた多関節ロボットの駆動モータ冷却機構において、
一方端を前記第１アームの旋回中心から偏心した固定側部材に第１のピンによって回動し得るように連結し、他方端を前記第１アームの他方端の近傍に設けた第２のピンに回動し得るように連結したバランサを設け、
前記バランサは、
軸方向に連結した筒状の二つのシリンダと、
それぞれのシリンダの内部に配置し、かつシリンダの中を摺動し得るピストンと、
一方端をピストンに固定するとともに、他方端をシリンダの上部に貫通させた二つのロッドを直列に連結して構成し、かつ、上部端を前記第２のピンに回動し得るように連結したピストンロッドとを備え、
一方のシリンダの一方端に、外部に開口する通気口を設けるとともに、他方端に一方向絞り弁を介して外部に開口する通気口を設け、
他方のシリンダの両端に、前記駆動モータの側面に向かって開口する通気口を設けるとともに、前記駆動モータの側面に向かって開口する送気管を連結したことを特徴とする多関節ロボットの駆動モータ冷却機構。
送気管を連結したことを特徴とする多関節ロボットの駆動モータ冷却機構。
【請求項３】
固定側部材に一方端が回転し得るように支持された第１アームと、
前記固定側部材に固定され前記第１アームを旋回させる駆動モータと、
前記第１アームの他方端に回転し得るように支持された第２アームと
を備えた多関節ロボットの駆動モータ冷却機構において、
一方端を前記第１アームの旋回中心から偏心した固定側部材に第１のピンによって回動し得るように連結し、他方端を前記第１アームの他方端の近傍に設けた第２のピンに回動し得るように連結したバランサを設け、
前記バランサは、
筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部に、シリンダの中を摺動し得るピストンと、一方端をピストンに固定するとともに、他方端をシリンダの上部に貫通させ、前記第２のピンに回動し得るように連結したピストンロッドを配置し、かつ、前記シリンダの両端に、外部に開口する通気口を設け、前記通気口には前記駆動モータの側面に向かって開口する送気管を連結したことを特徴とする多関節ロボットの駆動モータ冷却機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のアームを備えた多関節ロボットのアームを駆動するモータの冷却機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多関節ロボットでは、アームの先端に設けた手首部に把持装置を設け、把持装置によってワークを把持して持ち上げたり搬送したりしているが、その都度、複数のアームを旋回して把持装置を移動している。ところが、アームの旋回頻度が激しいときは、アーム駆動モータの起動・停止の頻度も多く、駆動モータに過大な負荷が加わることにもなるので、駆動モータの冷却のために、例えば図６に示すように、冷却ファンを設けて冷却している。
一方、アームが支持部からオーバハングする長さが大きくなると、アンバランスモーメントが大きくなり、ベースに近いアームを駆動する負荷が大きくなるので、どの位置でも平均した負荷が加わるように、アームにバランサを設けている。
すなわち、図６に示すように、ベース１の上部に設けたコラム１１には第１アームを回転し得るように支持するとともに、第１アーム２を旋回させる駆動モータ２１を設け、コラムに固定した冷却ファン２２によって駆動モータ２１を冷却している。第２アーム３は第１アーム２の他方端に回転し得るように支持され、補助アーム３１、３２と第１アーム２、第２アーム３によって平行四辺形リンクを形成し、コラム１１の駆動モータ２１を固定した反対側面に固定された駆動モータによって旋回するようにしてある。
第１アーム２の旋回中心から上方に偏心したコラム１１の上部に、バネ装置からなるバランサ４の一方端を第１のピン５を介して回動し得るように連結し、他方端を第１アーム２の他方端の近傍に設けた第２のピン６に回動し得るように連結してある。
この構成により、図７に実線で示すように、第１アーム２が傾くと、バランサ４のシリンダ４１の中に収納された圧縮バネ４２が圧縮されて第１アーム２の荷重を受け持ち、駆動モータ２１の負荷は軽くなる。一点鎖線で示した逆方向についても同様の作用が働く。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、冷却ファンをコラムに取りつけてあるので配線や取り付けスペースを必要とし、材料費、加工工数などの製造コストが高くなるという問題があった。
本発明は、冷却ファンを取り付けることなく、構造が簡単な多関節ロボットの駆動モータ冷却機構を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、固定側部材に一方端が回転し得るように支持された第１アームと、前記固定側部材に固定され前記第１アームを旋回させる駆動モータと、前記第１アームの他方端に回転し得るように支持された第２アームと、
筒状のシリンダの内部に、前記第１アームが傾動した際に圧縮される圧縮バネを収納し、一方端を前記第１アームの旋回中心から偏心した固定側部材に第１のピンによって回動し得るように連結し、他方端を前記第１アームの他方端の近傍に設けた第２のピンに回動し得るように連結したバランサとを備えた多関節ロボットの駆動モータ冷却機構において、前記バランサは、前記シリンダの内部に、シリンダの中を摺動し得るピストンと、一方端をピストンに固定するとともに、他方端を前記圧縮バネの中を通してシリンダの上部に貫通させ、前記第２のピンに回動し得るように連結したピストンロッドを配置し、かつ、前記シリンダの両端に、外部に開口する通気口を設け、前記通気口には前記駆動モータの側面に向かって開口する送気管を連結したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、固定側部材に一方端が回転し得るように支持された第１アームと、前記固定側部材に固定され前記第１アームを旋回させる駆動モータと、前記第１アームの他方端に回転し得るように支持された第２アームと
を備えた多関節ロボットの駆動モータ冷却機構において、一方端を前記第１アームの旋回中心から偏心した固定側部材に第１のピンによって回動し得るように連結し、他方端を前記第１アームの他方端の近傍に設けた第２のピンに回動し得るように連結したバランサを設け、前記バランサは、軸方向に連結した筒状の二つのシリンダと、それぞれのシリンダの内部に配置し、かつシリンダの中を摺動し得るピストンと、一方端をピストンに固定するとともに、他方端をシリンダの上部に貫通させた二つのロッドを直列に連結して構成し、かつ、上部端を前記第２のピンに回動し得るように連結したピストンロッドとを備え、一方のシリンダの一方端に、外部に開口する通気口を設けるとともに、他方端に一方向絞り弁を介して外部に開口する通気口を設け、他方のシリンダの両端に、前記駆動モータの側面に向かって開口する通気口を設けるとともに、前記駆動モータの側面に向かって開口する送気管を連結したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、固定側部材に一方端が回転し得るように支持された第１アームと、前記固定側部材に固定され前記第１アームを旋回させる駆動モータと、前記第１アームの他方端に回転し得るように支持された第２アームと
を備えた多関節ロボットの駆動モータ冷却機構において、一方端を前記第１アームの旋回中心から偏心した固定側部材に第１のピンによって回動し得るように連結し、他方端を前記第１アームの他方端の近傍に設けた第２のピンに回動し得るように連結したバランサを設け、前記バランサは、筒状のシリンダと、前記シリンダの内部に、シリンダの中を摺動し得るピストンと、一方端をピストンに固定するとともに、他方端をシリンダの上部に貫通させ、前記第２のピンに回動し得るように連結したピストンロッドを配置し、かつ、前記シリンダの両端に、外部に開口する通気口を設け、前記通気口には前記駆動モータの側面に向かって開口する送気管を連結したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】
上記手段により、第１アームを傾けると、シリンダまたはバランサのシリンダを固定している第１のピンが第１アームの旋回中心から偏心しているので、第１のピンと第２のピンとの間の長さが長くなり、バランサのピストンロッドおよびピストンは第２のピンの方向に引き寄せられる。その結果、ピストンは圧縮バネを圧縮すると共に、ピストンとシリンダの上部との間の空気を通気口、送気管を介して駆動モータの側面に向かって排出し、駆動モータを冷却する。
第１アームを垂直の位置に復元すると、第１のピンと第２のピンとの間の長さが短くなり、バランサのピストンロッドおよびピストンは底部の方向に引き寄せられる。その結果、圧縮バネが復元すると共に、ピストンとシリンダの底部との間の空気を通気口、送気管を介して駆動モータの側面に向かって排出し、同様に駆動モータを冷却する。
第１アームが逆方向に傾く時も同様の動作によりシリンダ内の空気が駆動モータの側面に向かって排出し冷却する。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す正面図、図２は動作中の状態を示す正面図である。
図において、本発明の多関節ロボットの主な構成は、図４に基づいて説明した従来例の構成とほぼ同じく、１はベース、１１はベース１１の上部に設けたコラム、２はコラム１１に回転し得るように支持した第１アーム、２１は第１アーム２を旋回させる駆動モータ、３は第２アームで、第１アーム２の他方端に回転し得るように支持され、補助アーム３１、３２と第１アーム２、第２アーム３によって平行四辺形リンクを形成し、コラム１１の駆動モータ２１を固定した反対側面に固定された駆動モータによって旋回するようにしてある。
４はバランサ、４１は圧縮バネ４２を収納するシリンダで、底部４１１を第１アーム２の旋回中心から上方に偏心したコラム１１の上部に第１のピン５によって回動し得るように連結してある。４３はシリンダ４１の中を摺動し得るピストン、４４は一方端をピストン４３に固定したピストンロッドで、他方端は圧縮バネ４２の中を通してシリンダ４１の上部４１２を貫通させ、第１アーム２の他方端の近傍に設けた第２のピン６に回動し得るように連結してある。
従来例と異なる主な点は次のとおりである。すなわち、バランサ４のバネ４３を収納するシリンダ４４の両端にそれぞれ通気口４５、４６を設け、通気口４５、４６に一方端がそれぞれ連結され、他方端がそれぞれ駆動モータ２１の側面に向かって開口する送気管４７、４８を設けてある。
【０００７】
ここで、第１アーム２を傾動させた時の動作を説明する。
図２に実線で示すように、第１アーム２を傾けると、第１のピン５が第１アーム２の旋回中心から偏心しているので、第１のピン５と第２のピン６との間の長さが長くなり、バランサ４のピストンロッド４４およびピストン４３は第２のピン６の方向に引き寄せられる。
その結果、ピストン４３は、図３（ａ）に示す状態から圧縮バネ４２を圧縮すると共に、ピストン４３とシリンダ４１の上部４１２との間の空気を通気口４６、送気管４８を介して駆動モータ２１の側面に向かって排出し、駆動モータ２１を冷却する。このとき、底部４１１とピストン４３の間には通気口４５から空気が吸入される。
第１アーム２を垂直の位置に復元すると、第１のピン５と第２のピン６との間の長さが短くなり、バランサ４のピストンロッド４４およびピストン４３は底部４１１の方向に引き寄せられる。
その結果、図３（ｂ）に示すように、圧縮バネ４２が復元すると共に、ピストン４３とシリンダ４１の底部４１１との間の空気を通気口４５、送気管４７を介して駆動モータ２１の側面に向かって排出し、同様に駆動モータ２１を冷却する。このとき、上部４１２とピストン４３の間には通気口４６から空気が吸入される。
第１アームが図２に一点鎖線で示したように、逆方向に傾く時も同様の動作により、シリンダ４３内の空気が駆動モータ２１の側面に向かって排出し冷却する。
このように、第１アーム２を傾動させる毎に、バランサ４のシリンダ４１から空気が排出され、その排出された空気によって駆動モータ２１が冷却される。
なお、上記実施例では第２アーム３が補助アーム３１、３２および第１アーム２とともに平行四辺形リンクを形成したものについて説明したが、本発明は、第２アームが第１アームの先端付近に固定された駆動モータにより直接傾動されるようにした、第２アームの駆動系が平行四辺形リンク以外の構成のものにも適用できる。
【０００８】
図４は本発明の第２の実施例のバランサ４を示す側断面図である。
これは、第１の実施例で説明した圧縮バネ４２の代わりにエアダンパ４９をシリンダ４１に直結して設けたものである。すなわち、エアダンパ４９の上部には絞り弁４９１を設け、下方には開口部４９２を設け、エアダンパ４９の中にはピストンロッド４４に固定されたピストン４９３を設けてある。
ピストンロッド４４が上昇するときは、図４（ａ）に示すように、エアダンパ４９の中のピストン４９３が上昇し、絞り弁４９１が閉じて、圧縮バネ４２が発生する圧縮力と同様の空気圧縮力を発生するとともに、シリンダ４１の中の空気は通気口４６から送気管４８を介して駆動モータ２１の側面に向かって排出し、駆動モータ２１を冷却する。
ピストンロッド４４が下降するときは、図４（ｂ）に示すように、エアダンパ４９の中のピストン４９３が下降し、絞り弁４９１が開いて圧縮力は減少し、シリンダ４１の中の空気は通気口４５から送気管４７を介して駆動モータ２１の側面に向かって排出し、駆動モータ２１を冷却する。
なお、アームのアンバランスが小さいときは、第３の実施例として、図５に示すように、上記第１の実施例で説明したバランサ４の圧縮バネ４２を除き、シリンダ４を圧縮空気発生器として使用し、第１アーム２を傾動させる毎に、シリンダ４１から空気が排出され、その排出された空気によって駆動モータ２１を冷却するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、バランサのシリンダの両端に設けた通気口から駆動モータの側面に向かって開口する送気管を設け、第１アームを傾動させる毎に、バランサのシリンダから排出される空気によって、アームを旋回する駆動モータを冷却するようにしてあるので、駆動モータの冷却ファンを取り付ける必要がなく、構造が極めて簡単な多関節ロボットの駆動モータ冷却機構を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の動作中の状態を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施例のバランサの動作中の状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例のバランサの動作中の状態を示す側断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例を示す側断面図である。
【図６】従来例を示す側面図である。
【図７】従来例の動作中の状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１：ベース、１１：コラム、２：第１アーム、２１：駆動モータ、３：第２アーム、３１、３２：補助アーム、４：バランサ、４１：シリンダ、４２：圧縮バネ、４３：ピストン、４４：ピストンロッド、４５、４６：通気口、４７、４８：送気管、４９：エアダンパ、４９１：絞り弁、４９２：開口部、４９３：ピストン、  ５：第１のピン、６：第２のピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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