(57)【要約】【課題】モータの側面に、放熱板固定用の新たなネジ孔を形成することなく、モータの発熱を効果的に冷却する。【解決手段】ロボット１００用のモータ１０２の表面１０３に配置され、モータ１０２より熱伝導率の高い材質からなる１以上の放熱部材２と、弾性変形可能な弾性材料からなり、放熱部材２とともにモータ１０２を取り囲む位置に配置される１以上の固定部材３とを備え、固定部材３の弾性復元力によって放熱部材２をモータ１０２の表面１０３に密着させるロボット用モータの冷却構造１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット用のモータの表面に配置され、該モータより熱伝導率の高い材質からなる１以上の放熱部材と、
弾性変形可能な弾性材料からなり、前記放熱部材とともに前記モータを取り囲む位置に配置される１以上の固定部材とを備え、
該固定部材の弾性復元力によって前記放熱部材を前記モータの表面に密着させるロボット用モータの冷却構造。
【請求項２】
２つの前記放熱部材が、前記モータを挟んだ両側に配置され、
前記固定部材が、前記モータを挟んだ両側において、２つの前記放熱部材を連結するように配置されている請求項１に記載のロボット用モータの冷却構造。
【請求項３】
前記固定部材が、板バネからなる請求項１または請求項２に記載のロボット用モータの冷却構造。
【請求項４】
前記固定部材が、コイルバネを備える請求項１または請求項２に記載のロボット用モータの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット用モータの冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボット等の産業用自動機器に用いられるモータの発熱によるオーバヒート等を防止するために、放熱用のフィンを有する放熱板をボルトにより締結するためのネジ孔をモータの側面に設け、モータの側面から放熱板に伝達された熱を、フィンを介して大気中に放熱する冷却構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−７９３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の冷却構造では、放熱板をモータの側面に取り付けるために、モータの側面にボルトを締結するためのネジ孔を加工する必要があるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、モータの側面に、放熱板固定用の新たなネジ孔を形成することなく、モータの発熱を効果的に冷却することができるロボット用モータの冷却構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、ロボット用のモータの表面に配置され、該モータより熱伝導率の高い材質からなる１以上の放熱部材と、弾性変形可能な弾性材料からなり、前記放熱部材とともに前記モータを取り囲む位置に配置される１以上の固定部材とを備え、該固定部材の弾性復元力によって前記放熱部材を前記モータの表面に密着させるロボット用モータの冷却構造を提供する。
【０００６】
本態様によれば、ロボットのモータの表面に放熱部材を配置し、該放熱部材とともにモータを取り囲む位置に固定部材を配置し、固定部材を弾性変形させた状態でモータに装着することにより、固定部材の弾性復元力によって放熱部材がモータの表面に密着するように付勢される。これにより、モータにおける発熱が放熱部材へと伝熱されるとともに、高い熱伝導率を有する放熱部材から外部へと効果的に放熱され、モータを冷却することができる。この場合に、放熱部材をモータの表面に密着させるために、モータの表面にネジ孔を設ける必要がないので、加工の手間を省くことができる。これにより、側面等にネジ孔を用意していない汎用モータに対しても容易に放熱部材を取り付けることができる。
【０００７】
上記態様においては、２つの前記放熱部材が、前記モータを挟んだ両側に配置され、前記固定部材が、前記モータを挟んだ両側において、２つの前記放熱部材を連結するように配置されていてもよい。
このようにすることで、モータを挟んだ両側に配置された２つの放熱部材が、これらの放熱部材を連結する固定部材の弾性復元力によって相互に近接する方向に付勢され、間に配置されているモータの両側面に同時に密着させられる。これにより、新たなネジ孔を形成することなく、２つの放熱部材を簡易にモータに密着状態に取り付けて、効果的な冷却を図ることができる。
【０００８】
また、上記態様においては、前記固定部材が、板バネからなっていてもよい。
このようにすることで、固定部材をモータの表面に沿わせるように配置することができて、モータ回りの寸法増大を抑えることができる。これにより、ロボットのアーム等との干渉を容易に回避することができる。
【０００９】
また、上記態様においては、前記固定部材が、コイルバネを備えていてもよい。
このようにすることで、固定部材を構成するコイルバネを、放熱部材を密着させるモータの側面に隣接する側面に沿って配置することにより、コイルバネの弾性復元力により放熱部材をモータの側面に簡易かつ確実に密着させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モータの側面に、放熱板固定用の新たなネジ孔を形成することなく、モータの発熱を効果的に冷却することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボット用モータの冷却構造を実装したロボットを示す斜視図である。
【図２】図１の冷却構造を示す斜視図である。
【図３】図１の冷却構造を示す平面図である。
【図４】図１の冷却構造に保護プレートを付した斜視図である。
【図５】図１の冷却構造の第１の変形例を示す平面図である。
【図６】図１の冷却構造の第２の変形例を示す平面図である。
【図７】図１の冷却構造の第３の変形例を示す平面図である。
【図８】図１の冷却構造の第４の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るロボット用モータの冷却構造１について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係るロボット用モータの冷却構造１は、図１から図３に示されるように、例えば、６軸多関節型ロボット（以下、単にロボットと言う。）１００の旋回胴１０１を鉛直軸線回りに回転させるモータ１０２に実装される。
【００１３】
本実施形態に係る冷却構造１は、正８角柱状のモータ１０２の一対の対向する側面（以下、取付面とも言う。）１０３にそれぞれ配置される２つの放熱部材２と、該放熱部材２をモータ１０２に取り付けるとともに、モータ１０２の側面（表面）１０３に密着するように付勢する固定部材３とを備えている。
放熱部材２は、それぞれ、金属製薄板からなるベース部４と、該ベース部４の一表面に一定間隔をあけて直立する複数のフィン５とを備えている。
【００１４】
各放熱部材２は、モータ１０２の表面を構成する部材よりも高い熱伝導率を有する材質、例えば、アルミニウムあるいは銅等の公知の金属材料、これらの金属材料を含む合金材料、あるいはこれらの金属材料の酸化物や窒化物等の材質により構成されている。また、各放熱部材２は放熱性を高めるような酸化被膜等の表面処理が施されていてもよい。
【００１５】
固定部材３は、図２および図３に示されるように、弾性を有する金属材料からなる金属製帯板の両端を略直角に屈曲させることにより、略平行な両端部６ａとこれらを連結する連結部６ｂとから略Ｕ字状に形成された２つの固定片６を備えている。これにより、固定部材３により板バネが構成されている。各固定片６の両端部６ａの外面間の寸法は、モータ１０２の２つの取付面１０３間の寸法より若干小さく構成されている。図３において一方の固定部材３は、他の部材との干渉を回避するために、一方の端部６ａと連結部６ｂとが９０°より小さい角度で傾斜する傾斜部６ｃを備えている。すなわち、固定部材３は、板バネを構成することができれば、形状は任意でよい。
【００１６】
各固定片６には、ネジ孔（図示略）が設けられている。放熱部材２の対応する位置に設けられた貫通孔（図示略）に挿入されたボルト７を固定部材３のネジ孔に締結することにより、２つの放熱部材２と２つの固定部材３とによりモータ１０２を取り囲む筒状に構成される。そして、２つの放熱部材２のベース部４をモータ１０２の２つの取付面１０３にそれぞれ接触させた状態で、ボルト７の締結により固定部材３を放熱部材２に固定すると、固定部材３の連結部６ｂが取付面１０３間の寸法より若干小さく構成されているために、２つの両端部６ａが間隔を広げる方向に弾性変形させられる。
【００１７】
これにより、弾性変形させられた状態の固定部材３の弾性復元力が、２つの放熱部材２を相互に近接させる方向に作用するので、放熱部材２の間に配置されたモータ１０２の側面１０３に対して放熱部材２のベース部４がそれぞれ押し付けられて密着させられる。その結果、２つの放熱部材２がモータ１０２の２つの側面１０３にそれぞれ摩擦力によって固定された状態に保持されるとともに、モータ１０２の発熱が側面１０３に密着させられている放熱部材２のベース部４に伝達される。
【００１８】
放熱部材２はモータ１０２の表面を構成している部材よりも高い熱伝導率を有しているので、ベース部４に伝達された熱はフィン５に迅速に伝導され、フィン５によって広げられている大きな表面積の表面から空気中に容易に放熱される。これにより、モータ１０２の発熱が効率的に放熱され、モータ１０２を効果的に冷却することができる。
【００１９】
この場合において、本実施形態に係る冷却構造１によれば、２つの放熱部材２を固定部材３によって弾性復元力によりモータ１０２に取り付け状態に固定しかつ、放熱部材２のベース部４をモータ１０２の側面１０３に密着させるので、放熱部材２をモータ１０２の側面１０３に取り付けるためのネジ孔をモータ１０２の表面に用意する必要がない。その結果、モータ１０２を構成する部品にネジ孔を加工しなくて済み、加工の手間を省くことができるという利点がある。これにより、特にネジ孔を用意していない汎用モータにも容易に放熱部材２を固定することができる。
【００２０】
本実施形態においては、図２および図３に示されるように、放熱部材２のベース部４の長さをモータ１０２の取付面１０３の幅より大きく構成し、取付面１０３から幅方向一方向に突出するように配置しているが、これは、ロボット１００の他の構成部品との干渉を回避するためである。これに代えて、ベース部４を取付面１０３と同等の幅に構成し、取付面１０３に一致させて取り付けることにしてもよい。
【００２１】
取付面１０３から幅方向一方向に突出させる場合には、空気への放熱のための表面積を大きく確保することができて、放熱効率を向上することができるという利点がある。また、固定部材３の弾性復元力が梃子の原理により増幅されるので、放熱部材２とモータ１０２の取付面１０３との密着度を高め、伝熱効率を向上することができるという利点もある。さらに、ロボット１００の動作によって放熱部材２に空気が効率よく当たる位置まで放熱部材２を突出させ、放熱効率を向上できるという利点もある。
【００２２】
また、図２および図３に示されるように、放熱部材２が、フィン５を鉛直方向に沿って延びるように配置しているので、空気の自然対流による放熱効果を向上することができる。
なお、複数のフィン５を配列した放熱部材２は、図２および図３に示されるように、モータ１０２の周囲に多数のフィン５のエッジが配置されることになるため、モータ１０２回りの作業容易性を確保するために、図４に示されるように、フィン５の端部を覆う保護プレート８を配置してもよい。
【００２３】
保護プレート８は、外周面にＲ加工が施されることにより、エッジを有しない形状を備えている。これにより、フィン５のエッジが保護プレート８によって覆われ、モータ１０２回りの作業容易性を向上することができる。
なお、保護プレート８に貫通孔９を設けておくことにより、自然対流によってフィン５の間から上昇する空気を貫通孔９から上方に逃がすことができ、放熱性能が損なわれないようにすることができる。
【００２４】
また、本実施形態においては、２つの放熱部材２によってモータ１０２を挟むように取り付ける場合について説明したが、これに代えて、図５に示されるように、単一の放熱部材２を単一の固定部材３によってモータ１０２に取り付けることにしてもよい。この場合においても、固定部材３により板バネを構成し、固定部材３の弾性復元力により放熱部材２をモータ１０２に密着させるように付勢して、摩擦力によりモータ１０２に取り付けた状態に維持することができる。
【００２５】
また、板バネを構成する固定部材３に代えて、図６に示されるように、２つの放熱部材２の間に、両者を相互に近接する方向に付勢する２つの引っ張りコイルバネ１１からなる固定部材１０を採用してもよい。コイルバネ１１により大きな弾性復元力を容易に発生することができ、固定部材１０の取り付けおよびモータ１０２の表面への高い密着度を容易に達成することができる。
【００２６】
また、モータ１０２を挟んで対向する側面１０３に２つの放熱部材２を配置することに代えて、図７に示されるように、モータ１０２の相互に直交する２つの側面１０３に２つの放熱部材２を取り付けることにしてもよい。この場合、固定部材３としては、連結部６ｂを有しておらず、両端部６ａを連結した固定片６を用いる。
また、図８に示されるようにモータ１０２の相互に直交する４つの側面１０３に４つの放熱部材２を取り付けることにしてもよい。
【００２７】
いずれの場合においても、固定部材３は、弾性復元力により放熱部材２をモータ１０２の表面に押し付けるように付勢するので、ボルトを用いることなく放熱部材２をモータ１０２に取り付け、効率的にモータ１０２を冷却することができるという利点がある。
【００２８】
なお、上記各実施形態においては、ボルトを用いることなく放熱部材２をモータ１０２に取り付ける場合について説明したが、図２に示されるように、モータ１０２の側面１０３には吊り上げ用の相ボルト等を取り付けるネジ孔１２が設けられている場合がある。このような場合には、この相ボルト用のネジ孔１２を用いて１以上の固定部材３をモータ１０２に固定することにしてもよい。これにより、固定部材３の弾性復元力を、主として放熱部材２をモータ１０２の側面１０３に密着させることに使用することができ、放熱部材２のモータ１０２への取り付けについてはボルトによって、より確実に行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態においては、旋回胴１０１を回転させるモータ１０２に取り付ける冷却構造１を例に挙げて説明したが、これに代えて、水平な軸線回りにアームを揺動させるモータ１０２に取り付ける冷却構造１に適用してもよい。
この場合に、フィン５の方向は鉛直方向に延びるように配置することで、空気の自然対流を促して冷却効率を向上することにしてもよい。また、各軸の動作によってモータ１０２自体が移動させられる位置に配置されている場合には、移動によるフィン５回りの空気の流れが阻害されないように、フィン５の方向を配置することにしてもよい。
【００３０】
また、モータ１０２の側面１０３と放熱部材２との間の密着度を高めるために、熱伝導率の良好な材質からなるシートやグリースを介在させることにより、隙間を埋めることにしてもよいことは言うまでもない。
また、放熱部材２としては多数のフィン５を有するものに限定されるものではなく、他の任意の形状のものを採用してもよい。
【００３１】
また、モータ１０２の熱を空気に放熱するためにフィン５を有するものを採用したが、ロボット１００の胴体等のモータ１０２より温度の低い部位に接触させて放熱する、高熱伝導率の材質あるいはヒートパイプからなる放熱部材２を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
２  放熱部材
３，１０  固定部材
１１  コイルバネ
１０２  モータ
１０３  側面（取付面、表面）
【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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【図８】
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