JPH02109692A - 電動ロボット - 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 本発明は電動ロボットに係り、特にモータが収納された
モータケース内及びロボット内部の各空間部を密閉し、
空間部内を所定圧力の内圧構造とした電動ロボットに関
する。

従来の技術 従来より各可動部をモータにより駆動する型式の電動ロ
ボットが種々開発されている。

この種の電動ロボットでは各可動部分を夫々モータで駆
動する構造であるため、例えば引火性の強い雰囲気中で
使用する場合、防爆構造にする必要がある。例えば引火
性の塗料を噴霧する塗装用の電動ロボットではスパーク
の生じやすい電気系統を内圧防爆構造にすることが考え
られている。

従来の電動ロボットに採用されている内圧防爆構造とし
ては、次に挙げる構成のものがある。■として、モータ
が密閉されたモータケース内に収納され、端子箱に電源
を供給するケーブル及び端子箱と各モータとを接続する
ケーブルが、内部に所定圧力の保護気体を供給された密
閉構造のチューブ内及びモータケース内に挿入されてお
り、チューブ内の気体が漏れて圧力が低下すると電源供
給が遮断される内圧防爆構造がある。

又、■としては、アーム内に密閉された内圧室を設け、
この内圧室に複数のモータを収納してなる内圧防爆構造
のものもある。

発明が解決しようとする課題 しかるに上記従来の電動ロボットに採用されていた内圧
防爆構造においては、■の場合各王−タに接続されたチ
ューブがたるんだ状態で外部に突出しているため、各可
動部が動作する際にチューブが周囲の他の装置あるいは
突出物等に引掛りやすいといった課題があった。さらに
、■の場合、各チューブがモータの数と同数必要である
ので、チューブ数が多くそれだけチューブの接続作業が
複雑で、接続ミスを起す可能性も高かった。

又、上記■の場合、アーム内に設けられた内圧室に複数
台のモータを配設していたため、内圧室の位置によって
はアームの慣性モーメントが極端に大きくなってアーム
の動作精度が著しく低下するといった不都合が生じ、さ
らにはモータのメンテナンスがやりにくく、組立時各モ
ータを夫々−つのユニットとして組立てることができず
、生産効率の低下につながるといった課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決した電動ロボットを提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び作用 本発明は、上記電動ロボットにおいて、固定ベース及び
可動部、モータケースの内部に密閉された空間部を形成
し、空間部内にモータに接続されるケーブルを装架し、
且つ、空間部内を所定圧ノコにしてなり、モータに接続
されるケーブルが可動部の外部に突出しないようにし、
且つ可動部の動作精度、モータのメンテナンス、生産効
率を高めるようにしたものである。

実施例 第１図乃至第３図に本発明になる電動ロボットの一実施
例を示す。

各図中、電動ロボットは大略固定ベース１と、固定ベー
ス１に回動自在に設けられた水平旋回部２と、水平旋回
部２より起立する支柱３と、支柱３の上端に支承された
アーム４とよりなる。

５は水平旋回部２を矢印θ１方向に駆動するモータユニ
ットで、固定ベース１上に設けられている。６は支柱３
を矢印θ２方向に駆動するモータユニットで、水平旋回
部２の側面２ａに設【ノられている。又、支柱３の上端
にはアーム４を矢印θ３方向に駆動するモータユニット
７が設けられており、アーム４の後部には手首機構駆動
用のモータユニット８が設けられている。アーム４の先
端に設けられた手首機構９は矢印θ４．θ５゜θ６方向
に回動する第１．第２．第３の回動部９ａ、９ｂ、９ｃ
を有しており、前記モータユニット８には各回動部９ａ
、９ｂ、９ｃを駆動する３個のモータ（第３図に示す）
が収納されている。

各モータユニット５，６．７．８は夫々密閉構造とされ
たモータケース５ａ、６ａ、７ａ、８ａを有しており、
このモータケース５ａ、５ａ、７ａ。

８ａは上記固定ベース１．水平旋回部２．支柱３゜アー
ム４の各内部空間とともに後述する内圧防爆構造を形成
する。第２図に示す如く、固定ベース１上のモータユニ
ット５には各モータに接続される各θ１〜θ６方向用の
ケーブル１０（１０＋〜１０６）を挿通されたチューブ
１２がコネクタ１３を介して接続されている。又モータ
ユニット５のケース５ａ内にはモータ１４と、モータ１
４の回転を減速する差動偏心減速機（以下減速機という
）１５とが収納され、減速機１５はモータユニット５の
フランジ部５ｂに固定されている。減速機１５のシャフ
ト１５ａは軸受１７により軸承され、且つ固定ベース１
との間をオイルシール１８により気密にシールされてい
る。又シャフト１５ａの先端にはギヤ１５ｂが設けられ
、このギヤ１５ｂは水平旋回部２の下部に設けられたギ
ヤ２Ｃに噛合する。従って、モータ１４の回転は減速機
１５で減速された後ギヤ１５ｂ、２ｃを介して水平旋回
部２に伝達され、水平旋回部２は支柱３、アーム４と共
に水平方向（矢印θ１方向）に回動する。

モータ１４に接続されるケーブル１０＋を除く他のケー
ブル１０２〜１０ｓはコネクタ１６を介して固定ベース
１内にケーブル通路として形成された空間部１ａ内に挿
入される。この空間部１ａはダクトの如く横方向に延在
し水平旋回部２の中空部２ｂと軸受１９を介して接続さ
れており、空間部１ａと中空部２ｂとの間はオイルシー
ル２０により気密にシールされている。従って、上記ケ
ーブル１０（１０２〜１０６）は水平旋回部２の中空部
２ｂ内に形成された空間部２ｄを通り、コネクタ２２を
介して支柱駆動用のモータユニット６のモータケース６
ａ内に挿入される。

尚、モータケース６ａ内にモータ２３と、モータ２３の
回転を減速する減速機２４とが収納されている。モータ
２３に接続されたケーブル１０２を除く他のケーブル１
０３〜１０６はケース６ａの７ランジ部６ｂに設けられ
コネクタ２７を介して水平旋回部２の上部空間２ｅに挿
入される。この上部空間２ｅと前述の空間部２ｄとは隔
壁２ｆにより画成されている。

上記減速機２４の出力軸３１はカップリング２８を介し
て支柱３のシャフト３２に連結されて２おり、シャフト
３２は支柱３内の７ランジ３３に固定されている。尚、
シャフト３１は軸受２５により軸承されており、シャフ
ト３１と水平旋回部２との間はオイルシール２６により
シールされている。又、支柱３の下端部には中空部３ａ
を有する環状の軸３ｂが側方に突出している。この軸３
ｂと水平旋回部２との間はオイルシール２９によりシー
ルされ、且つ軸３ｂは軸受３０を介して軸承されている
。

上記中空部３ａ内には前記シャフト３２が挿通されると
ともに、上部空間２ｅからのケーブル１０３〜１０６が
挿通されている。さらに、ケーブル１０３〜１０６は支
柱３の内壁３Ｃに沿って空間部３ｄ内を装架されコネク
タ３４を介して支柱３の上端側部に設けられたモータユ
ニット７のケース７ａ内に挿入される。

このケース７ａ内にはアーム４を駆動するモータ３５と
、減速機３６とが収納されており、減速機３６のシャフ
ト３６ａと支柱３との間には軸受３７及びオイルシール
３８が設けられている。このシャフト３６ａはカップリ
ング３９を介してアーム４のシャフト４０に連結されて
いる。又、シャフト４０はアーム４の側面より突出する
軸４ａの中空部４ｂ内に挿通されており、軸４ａは軸受
４１により軸承されている。尚、軸４ａと支柱３との間
はオイルシール４２によりシールされている。

モータ３５に接続されたケーブル１０３を除く他のケー
ブル１０４〜１０６はケース７ａ内よりコネクタ４３を
介してア′−ム３の上部空間部３ｅ及び軸４ａの中空部
４ｂを通ってアーム４の空間部４Ｃ内に挿入される。尚
、アーム３の上部空間部３ｅは支柱３の空間部３ｄと隔
壁３ｆにより画成されている。

第３図に示す如く、上記コネクタ４３を介してアーム４
の空間部４Ｃ内に挿入されたケーブル１０４〜１０６は
、コネクタ４３′を介してモータユニット８のケース８
ａ内に挿入され手首Ｉａ構９の各回動部９ａ、９ｂ、９
ｃを駆動するモータ４４〜４６に接続される。又、上記
の如く、複数のケーブル１０１〜１０６は一括して固定
ベース１、水平旋回部２．支柱３．アーム４内の各空間
部１ａ、２ｂ、２ｃ、３ｄ、３ｅ、４ｃに装架されて各
モータユニット５〜８のケース５ａ〜８ａ内に挿入され
ているので、電動ロボットの外側に全く露出していない
。よって、上記電動ロボットでは各可動部が動作する際
に従来のように外部でたるんだケーブル、チューブ等が
周囲の装置等に引掛るといった事故の発生が完全に防止
される。

・又、各ケーブル１０１〜１０６は各ケース５ａ〜８ａ
にコネクタ１２，１６．２２．２７．３４゜４３．４３
’を介して接続するだけで配線作業が終るため、従来の
如く１本ずつ接続する場合よりも作業能率が良く容易に
配線される。また、各コネクタを外すだけで各モータユ
ニット５〜８を外せるので保守点検等のメンテナンス作
業も容易である。

尚、モータユニット８のケース８ａ内にはモータ４４〜
４６の地名モータ４４〜４６の回転を減速する減速機４
７〜４９が設けられているものの、手首機構９とのバラ
ンスがとられているため、慣性モーメントが小さくて済
み動作誤差が生ずることはない。

又、減速８１４７〜４９のシャフト４７　ａ　〜４９ａ
は先端にがさ歯車５０〜５２を有しており、各かさ歯車
５０〜５２は手首機構９の各回動部９ａ。

９ｂ、９Ｃに回転駆動力を伝達する円筒軸５３のかさ歯
車５３ａ１円筒軸５４のかさ歯車５４ａ。

軸５５のかさ歯車５６に夫々噛合している。よって、モ
ータ４４〜４６は各円筒軸５３．５４、軸５５等を介し
て各回動部９ａ、９ｂ、９ｃを矢印θ４．θ５．θ６方
向に駆動する。尚、上記出力軸４７８〜４９ａとアーム
４の壁部との間には各出力軸４７８〜４９ａを軸承する
軸受５７〜５９及び両者間を気密にシールするオイルシ
ール６０〜６２が設けられている。ざらにモータユニッ
ト８のケース８ａは孔８ｂを有するが、孔８ｂは栓８Ｃ
により閉塞されているので、ケース８ａ内は密閉構造と
なっている。

円筒軸５３は、アーム４の空間部４Ｃを含む隔壁６３．
６４に軸受６５．６６によって軸承されていて、支持部
には隔ｇ！６３．６４間を気密にシールするオイルシー
ル６７．６８が設けられている。そのため、アーム４内
の空間ｉ４ｃも密閉構造となっている。

ここで、上記構成になる電動ロボットの内圧防爆に係る
保護気体の流れを説明する前に、上記各モータユニット
５．６．７．８の詳細につき、第４図及び第５図を参照
して説明する。

尚、各モータユニット５，６．７．８は大略同様な構成
となっているので、ここではアーム４を駆動するモータ
ユニット７を例に挙げて説明することにする。

第４図及び第５図に拡大して示す如く、モータユニット
７のケース７ａ内には前述の如くモータ３５及び減速機
３６が収納されており、減速機３６は７ランジ７ｂに固
着されている。

又、ケース７ａのフランジ７ｂには中央のシャフト挿入
孔７ｂ＋の他に保護気体が通過する一対の通気孔６９．
７０が穿設されている。一方の通気孔６９は減速機３６
の下方に、伯方の通気孔７０は減速機３６の上方に設け
られており、保護気体は第４図中矢印の如く下方の通気
孔６９よりケース７ａ内に供給され、ケース７ａに充満
して上方の通気孔７０より流出する。

上記通気孔６９．７０の他にも７ランジ７ｂにはモータ
ユニット７を支柱３に取付けるためのボルト挿通孔７１
．減速機３６を取付けるためのボルト挿通孔７２．コネ
クタ３４．４３のコネクタ半休３４ａ、４３ａが挿入さ
れる挿入孔７３゜７４が穿設されている。又、７ランジ
７ｂはその周縁部に支柱３と７ランジ７ｂとの間を気密
にシールするオイルシール７５の取付用段部７６を有す
る。

尚、上記コネクタ半休３４ａ、４３ａにはケーブル１０
に接続されたコネクタ半体３４ｂ、４３ｂ（第４図中１
点鎖線で示す）が接続される。

ここで、上記構成になる電動ロボットにおいて、保護気
体の供給につき説明する。

第２図に示す如く、モータユニット５のケース５ａ上部
には気体供給孔５Ｃが穿設されており、保護気体はこの
孔５Ｃよりケース５ａ内に供給される。尚、保護気体と
しては、例えば不活性ガスあるいは圧縮空気等が考えら
れている。

上記ケース５ａ内に充満した保護気体は第４図で説明し
たようにフランジ５ｂの通気孔７０に相当する孔を通っ
て固定ベース１の空間部１ａ内に流入し、その後水平及
回部２内の空間部２ｂ内に充満する。さらに、空間部２
ｂ内の保護気体は第４図に示す通気孔６９に相当する孔
を介してモータユニット６のケース６ａ内に流入し、そ
して通気孔７０に相当する孔より水平旋回部２の上部空
間２ｅ中に供給される。このようにして、上部空間２ｅ
内に充満された保護気体は支柱３の軸３ｂの中空部３ａ
を通って支柱３の空間部３ｄ内に充填され、さらには通
気孔６９を介してモータユニット７のケース　７ａ内に
流入する。ケース７ａ内に充満した保護気体は通気孔７
０及び支柱３の上部空間３ｅ、アーム４の中空部４ｂを
介してアーム４内の空間部４Ｃに供給される。続いて、
保護気体は第３図に示す如くモータユニット８のケース
８ａ内に充満する。

尚、保護気体が不活性ガスの場合、当初ケース８ａの栓
８Ｃを孔８ｂより外しておき、保護気体の供給を開始し
てから一定時間後残留空気の排気が終った後、孔８ｂを
閉塞する。上記の如く保護気体を供給し続けると、上記
固定ベース１．水平旋回部２．支柱３．アーム４の各空
間部１ａ。

２ｄ、２ｅ、３ｄ、３ｅ、４ｃ及び各−Ｅ　−夕１ニッ
ト５〜８のケース５ａ〜８ａ内の圧力が上昇する。そし
て、保護気体の圧力が所定圧力（大気圧以上）に達した
とき保護気体の供給を停止する。

上記の如く、保護気体はチューブ等よりも流路面積の大
なる空間部１ａ、２ｄ、２ｅ、３ｄ、３ｅ。

４Ｃを介して供給されるため、比較的短時間で所定圧力
に達する。従って、従来よりも保護気体の供給あるいは
交換作業を能率よく行なうことが可能となる。

又、例えばオイルシールの破損等により万が一上記ケー
ブル１０＋〜１０６が装架されている部分の一部より保
護気体が漏れ出した場合には、従来と同様気体供給孔５
Ｃに接続されたチューブ（図示せず）あるいは上記空間
部１ａ、２ｂ。

２ｃ、３ｄ、３ｅ、４ｃ等に圧力低ｔを検出する圧力ス
イッチ（図示せず）を設けておき、この圧力スイッチに
より保護気体の漏れを検出するとともに電源スィッチを
オフにする。従って、保護気体の漏れ発生を知った作業
者は電動ロボットの各部を点検して漏れ発生箇所を修理
する。これにより、・電動ロボットは引火性雰囲気中に
おける安全が確保される。

尚、上記実施例ではモータユニット５の気体供給孔５Ｃ
より保護気体を供給したが、これに限らず、モータユニ
ット８に設けた孔８ｂより保護気体を供給するようにし
ても良いのは勿論である。

又、上記実施例では塗装用ロボットを例に挙げて説明し
たが、本発明は上記以外にも例えば精密機械が設置され
た室のようにわずかな塵埃さえも嫌うクリーンルーム内
で使用されるクリーンロボットにも適用できる。本発明
をこのクリーンロボットに適用する場合は、クリーンロ
ボットの可動部等の空間部及びモータケース内の気体圧
力を真空ポンプにより大気圧以下に保持した内圧構造と
する。即ち、クリーンルームにおいてはクリーンロボッ
トの内部で発生する塵埃がクリーンルーム内に排出され
ることを防止する必要がある。上記本発明の構成を用い
且つロボットの各空間部を大気圧以下に保つことにより
万が一ロボットの一部が破損してもロボット内部の塵埃
がクリーンルームに拡散することを防止して上記目的を
達成することができる。

発明の効果 上述の如く、本発明になる電動ロボットは、モータに接
続されるケーブルを密閉された固定ベース、可動部、モ
ータケース内の各空間部に装架できるので、従来の如く
ケーブル及びチューブがたるんだ状態でロボットの外部
に突出せず、可動部が動作したとき周囲の装置あるいは
突出物等にケーブルが引掛るといった事故を無くずごと
ができ、動作時の安全性を確保できるとともにより信頼
性を高めることができる。さらに、従来の如く、複数の
ケーブルを１本ずつ接続するのではなくコネクタ等を使
用して複数のケーブルを一括して配線でき、よってケー
ブルの配線作業が容易で作業性の向上を図るとともにケ
ーブルの接続ミス等に起因する事故の発生も防止できる
。しかも、複数本のケーブルを一括して配線できるので
、モータユニットの取付が容易となり、又モータの保守
・点検時もケーブルの扱いが容易であるのでメンテナン
ス性の向上が図れる。又、各モータをアーム内に収納す
るのではないため、アームの慣性モーメントが小さく動
作精度が向上し、さらに保護気体の供給をケーブルが挿
通されたチューブではなく各空間部を使用して行なえる
ため保護気体の交換作業を短時間に行なうことができ、
しかも、クリーンルームで使用されるクリーンロボット
にも適用することができ、この場合ロボットの各部の空
間部及びモータケース内を大気圧以下の所定圧力に保つ
ことによりロボット内で発生する塵埃がクリーンルーム
内に排出されることを効果的に防止することができる等
の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる電動ロボットの一実施例の斜視図
、第２図は電動ロボットの縦断面図、第３図はアーム後
部に設けられたモータユニットの横断面図、第４図はモ
ータユニットの内部を拡大して示す縦断面図、第５図は
モータケースの７ランジを説明するための正面図である
。 １・・・固定ベース、１ａ、２ｄ、３ｄ、４ｃｍ・・空
間部、２・・・水平旋回部、２ｅ、３ｅ・・・上部空間
、３・・・支柱、４・・・アーム、５．６，７．８・・
・モータユニット、９・・・手首機構、１０．１０＋〜
１０６・・・ケーブル、１３．１６．２２．２７．３４
゜４３．４３’　・・・コネクタ、１４．２３．３’５
゜４４．４５．４６・・・モータ。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定ベース上に可動部を回動自在に支持し、該可動部を
   モータケース内に収納されたモータにより駆動する構成
   とされた電動ロボットにおいて、前記固定ベース及び可
   動部、モータケースの内部に密閉された空間部を形成し
   、前記空間部内に前記モータに接続されるケーブルを装
   架し、且つ、前記空間部内を所定圧力にしたことを特徴
   とする電動ロボット。