JPH0579473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電動式の作業ロボツトにおける防爆
装置に関する。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点〉 従来、塗装ロボツトのような防爆装置を必要と
する作業に使用するロボツトは、油圧方式で構成
するのが一般的であるが、この油圧方式ロボツト
は、メンテナンスおよび取扱いが複雑でありコス
トも高いという欠点を有する。

一方、電動式ロボツトは、メンテナンスおよび
取扱いが容易であるが、これに防爆機能を持たせ
るには、小形化を計るとともにコストを改善する
必要があつた。

本発明は上記問題点に鑑み、電動式作業ロボツ
トにおけるコンパクトで安価な防爆装置を提供す
ることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 前記目的を達成する本発明の構成は、密封構造
のモータ収納容器にそれぞれ収納した作業用ロボ
ツト駆動用の各電動モータと、各電動モータへの
動力線を収納する端子箱とを有する作業用ロボツ
トにおける防爆装置であつて、 複数の独立した空気留りを有するとともに端子
箱に気密に固着した端子箱カバーと、各モータ収
納容器に対して乾燥空気を供給するとともに、前
記乾燥空気を排気するよう各モータ収納容器にそ
れぞれ接続した供給管路及び排気管路とを具備
し、前記端子箱、第１の供給管、第１のモータ収
納容器、第１の排気管、第１の空気留り、第２の
供給管、第２のモータ収納容器へと順次続いて前
記乾燥空気が直列に流通するとともに最終段の空
気留りを大気に開放した直列管路を形成するとと
もに、前記端子箱から出る各電動モータへの動力
線を前記各供給管及び排気管内に収納した密封構
造体と、 前記最終段の空気留りの空気圧を検出する圧力
検出器と、 前記密封構造体内に乾燥空気を外気より高い圧
力で連続的に供給する空気供給手段と、 前記圧力検出器が検出する圧力が正常値のとき
のみ各電動モータへの通電を許容する制御手段と
を有することを特徴とする。

〈実施例〉 次に本発明の実施の一例を図面を参照しながら
説明する。

この実施例の作業ロボツト本体は第１図に示す
ように端子箱１上に旋回台２が第１関節ａを介し
て旋回自在に備えられ、この旋回台２上に垂直ア
ーム３が第２関節ｂを介して折曲自在に連結さ
れ、垂直アーム３の先端には水平アーム４が折曲
自在に、水平アーム４の先端には手首５が旋回自
在にそれぞれ第３、第４関節ｃ，ｄを介して連結
されている。

第１関節ａには、第２図に示す如き、駆動機構
が備えられている。この機構は、モータ１０ａの
駆動をクラツチ１９及び軸１１を介してプーリ１
２ａに伝え、この回転がタイミングベルト１３、
プーリ１２ｂを介してボールスクリユ１４に伝え
られるようにしている。ボールスクリユ１４には
ラツク１６ａに固定したボールナツト１５が螺嵌
され、ラツク１６ａがボールナツト１５とともに
往復動作し、ピニオン１６ｂを旋回させ、これに
連動して旋回台２が旋回されるようにしている。
また軸１１の回転がスパイラルギヤ１７ａ，１７
ｂを介してポテンシヨメータ１８に伝えられるよ
うにしている。

第２関節ｂには第３図に示す如き、駆動機構が
備えられている。この機構はモータ１０ｂをもつ
てクラツチ２５を介してボールスクリユ２１を回
転させるようにし、このボールスクリユ２１に対
し、垂直アーム３に支持させたボールナツト２２
を螺嵌し、ボールスクリユ２１の回転によつてボ
ールナツト２２に往復動作され、これによつて垂
直アーム３が旋回台２に対して折曲動作されるよ
うにしている。そしてボールスクリユ２１の回転
がスパイラルギヤ２３ａ，２３ｂを介してポテン
シヨメータ２４に伝えられるようにしている。

また、第３関節ｃには第４図に示す如き、駆動
機構が備えられている。この機構はモータ１０ｃ
の回転がクラツチ４７及びベベルギヤ４１ａ，４
１ｂを介してボールスクリユ４２に伝えられ、こ
の回転によつて水平アーム４に一端を枢着したリ
ンク４３の下端に固定させたボールナツト４４が
往復動され、これによつて水平アーム４が垂直ア
ーム３に対して折曲動作されるようにしている。
またボールスクリユ４２の回転がスパイラルギヤ
４５ａ，４５ｂを介してポテンシヨメータ４６に
伝えられるようにしている。

更に第４関節ｄには第５図に示す如き駆動機構
が備えられている。この機構はモータ１０ｄをも
つてクラツチ５８を介してボールスクリユ５１を
回転させるようにし、ボールスクリユ５１と平行
配置に一対のスプロケツト５２ａ，５２ｂに掛け
廻したチエーン５３を張設し、このチエーン５３
よりブラケツト５４を突出させ、その先端に前記
ボールスクリユ５１に螺嵌したボールナツト５５
を支持させている。そして一方のスプロケツト５
２ａが手首５の支軸５ａに固定している。またボ
ールスクリユ５１の回転がスパイラルギヤ５６
ａ，５６ｂを介してポテンシヨメータ５７に伝え
られるようにしている。而してこの機構はモータ
５０によつてボールスクリユ５１を回転させ、ボ
ールナツト５５を往復動作させるとチエーン５３
がブラケツト５４を介してチエーン５３が動作さ
れ、その際のスプロケツト５２ａの回転によつて
手首５が上下に動作されるようにしている。

なお、本実施例のマニピユレータの手首は、左
右方向及び回動の動作ができるようになつている
が、この駆動機構は、類似した機構で対応出来る
ため、説明は省略する。

このように、本発明を実施するには、作業ロボ
ツト本体の駆動用に普通の小型電動モータを使用
すればよい。

次に、本実施例の防爆装置を第６図、第７図
ａ，ｂを参照しながら説明する。なお、図面中の
矢印は乾燥空気の流れを示す。

これらの図面に示すように、上述した作業ロボ
ツト本体を駆動する６つの電動モータ１０ａ〜１
０ｆは、それぞれ気密にシールされたモータユニ
ツト１００ａ〜１００ｆとなつている。そして、
これらモータユニツト１００ａ〜１００ｆは、そ
れらの内部に清浄な乾燥空気が外気より高い圧力
で供給される構造となつており、上記電動モータ
１０ａ〜１０ｆを外部の危険雰囲気から遮断して
いる。

これらのモータユニツト１００ａから１００ｆ
の詳細をモータユニツト１００ａを代表として説
明する。このモータユニツト１００ａは、電動モ
ータ１０ａがモータハウジング１０１およびカバ
ー１０２，１０３によつて気密にシールされてお
り、上記カバー１０３には、配線及び乾燥空気の
入口、出口となるコネクタ１０４，１１０が取付
けられている。このコネクタ１０４，１１０に
は、配線のカバーホースを兼用するとともに乾燥
空気の通路となるチユーブ３０１，３０２が気密
に連通されている。

ここで、駆動用の電動モータ１０ａ〜１０ｆを
制御駆動する配線を気密にシールする機構および
この機構内に乾燥空気を供給する機構について詳
細に説明する。

第１図に示したように電動モータ１０ａ〜１０
ｆを制御するロボツト制御盤３１、およびモータ
ユニツト１００ａ〜１００ｆ等に乾燥空気を供給
する空気供給器３２は、危険雰囲気の外部に設置
されている。この空気供給器３２には、図示しな
い空気供給源よりフイルター、水滴除去装置、圧
力計および安全弁などの回路を経たエアホース３
３が接続されており、この空気供給器３２から送
出される清浄な乾燥空気は、エアホース３４によ
り中継器３６へ導かれている。この中継器３６に
おいては、エアホース３４とロボツト制御盤３１
に配線された電線ケーブル３５とが一緒にまとめ
られている。ここで乾燥空気は、電線ケーブル３
５とともに電線ケーブル３５のカバーホースを兼
ねるチユーブ３７により密封構造となつている端
子箱１に導入され、さらに端子箱１にゴムパツキ
ン８を介して取付けられた端子箱カバー６内の空
気溜り６ａ〜６ｆおよび前記モータユニツト１０
０ａ〜１００ｆへ次々と導かれる。

まず、端子箱１内に導入された清浄な乾燥空気
はコネクタ２０１より出て、配線のカバーホース
を兼ねたチユーブ３０１内を通つてモータハウジ
ング１０１に取付けられたコネクタ１０４よりモ
ータユニツト１００ａ内に導かれる。次いでこの
乾燥空気は、電動モータ１０ａに形成された通風
孔１０５よりモータ内部に侵入してその内部を均
等に流れた後、電動モータ１０ａの通風板１０６
に複数個形成されている通風孔１０７よりカバー
１０２に設けられた空気溜り１０８に達する。さ
らにこの乾燥空気は、モータハウジング１０１及
びカバー１０２，１０３によつて形成された通風
孔１０９を通つてコネクタ１１０より、配線のカ
バーホースを兼ねるチユーブ３０２により端子箱
カバー６内の空気溜り６ａに到達する。乾燥空気
は、以下同様にして空気溜り６ａ→１００ｂ→６
ｂ→１００ｃ→６ｃ→１００ｄ→６ｄ→１００ｅ
→６ｅ→１００ｆ→６ｆへと流れる。このように
して空気溜り６ｆに到達した乾燥空気は、一部が
圧力検出器７に導かれ、残りは端子箱カバー６に
形成された孔２１４より作業ロボツト本体外へ排
出される。

この圧力検出器７は、コネクタ２１３を介して
端子箱カバー６に取付けられており、例えばダイ
ヤフラム式のものなどが用いられる。この圧力検
出器７では、常に乾燥空気の圧力を測定してお
り、この圧力が正常の場合のみ、前記電動モータ
１０ａ〜１０ｆに通電されるような回路が組込ま
れている。

一方、電動モータ１０ａ〜１０ｆの配線は次の
ようになつている。まず、端子箱１内に導入され
た電線ケーブル３５は、図示しない端子台を経た
後各電動モータに配線される。電動モータ１０ａ
へ電力を供給するための回路を形成する電線４０
１は、端子台よりコネクタ２０１、チユーブ３０
１およびコネクタ１０４を経て電動モータ１０ａ
に結線され、また電線４０２は、電動モータ１０
ａよりコネクタ１１０、チユーブ３０２およびコ
ネクタ２０２を経て空気溜り６ａに到達し、さら
にゴムパツキン８および端子箱１の側面を貫通し
て端子箱１内の端子台に接続されている。また電
動モータ１０ｂの回路は、端子台→空気溜り６ａ
→コネクタ２０３→電動モータ６ｂ→コネクタ２
０４→空気溜り６ｂ→端子台で形成されている。
以下各電動モータ１０ｃ〜１０ｆも同様に配線さ
れており、すべての配線は、密封構造中にありそ
の周囲を上記乾燥空気が流れて外気と遮断された
防爆装置となつている。

このような防爆装置においては、端子箱１ある
いは電動モータ１０ａ〜１０ｆからスパークが発
生しても外部の可燃性ガスと遮断されているので
爆発の危険がない。また、電動モータ１０ａ〜１
０ｆあるいは電線に万一の事故が起きて発熱した
場合には、それらは、周囲に流れる清浄な乾燥空
気によつて冷却されるので外部の可燃性ガスが発
火する危険がない。さらに電動モータ１０ａ〜１
０ｆおよびその配線がすべて清浄な乾燥空気で覆
われているので、ゴミの付着や湿気の影響を受け
ることがなく故障が減少するので、メンテナンス
上も有利である。

また、以上のような防爆装置においては、モー
タユニツト１００ａ〜１００ｆ、端子箱１端子箱
カバー６等から工作精度上の空気漏れが発生して
も、空気供給量を増加させることによりシステム
全体を支障なく作動させることができるので、気
密性の上で特別の構造を必要とせず、従つてコス
ト上も有利である。

さらに以上の本実施例の防爆装置においては、
モータユニツト１００ａ〜１００ｆおよび空気溜
り６ａ〜６ｆをシリーズに連結し、さらに配線と
乾燥空気とを同一チユーブにまとめてあるので、
端子端、モータユニツト１００ａ〜１００ｆの接
続部品が少なくてすみ、さらに圧力検出器を１個
にすることができる。また配線、配管が単純にな
り、見栄えもよい。

また、本実施例では圧力検出器７を加速度が加
わるモータユニツト１００ａ〜１００ｆに配せ
ず、床面に固定された端子箱カバー６に装着して
いるので、装置が誤動作することがない。

第８図は他の実施例にかかる防爆装置におい
て、端子箱５００、モータユニツト５０１ａ〜５
０１ｆおよび圧力検出器５０７ａ〜５０７ｃの乾
燥空気の流れを示す空気回路図である。

この端子箱５００には、空気溜り５０２ａ，５
０２ｂ，５０２ｃを有する端子箱カバー５０２、
および空気溜り５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃを
有する端子箱カバー５０３がそれぞれゴムパツキ
ン５０４，５０５を介して取付けられている。そ
して本実施例によつては、３つの圧力検出器５０
７ａ〜５０７ｃが用いられており、それぞれを有
する３つの独立した空気回路が形成されている。

第１の回路は、コネクタ５０６より導入された
乾燥空気がコネクタ５０８ａ→モータユニツト５
０１ａ→空気溜り５０２ａと流れる回路であり、
空気溜り５０２ａに到達した乾燥空気の一部は、
圧力検出器５０７ａに導入され、残部は孔５０２
ｄより排出される。第２の回路は、コネクタ５０
８ｂ→モータユニツト５０１ｂ→空気留り５０２
ｂ→モータユニツト５０１ｃ→空気溜り５０２ｃ
と形成され、空気溜り５０２ｃに到達した乾燥空
気の一部は、圧力検出器５０７ｂに導入され、残
部は孔５０２ｅより排出される。第３の回路は、
コネクタ５０８ｃ→モータユニツト５０１ｄ→空
気溜り５０３ａ→モータユニツト５０１ｅ→空気
溜り５０３ｂ→モータユニツト５０１ｆ→空気溜
り５０３ｃと形成され、この空気溜り５０３ｃに
到達した乾燥空気の一部は、圧力検出器５０７ｃ
に導入され、残部は孔５０３ｄより排出される。

以上のような構成においてはさらに次のような
効果が得られる。この構成を３つの圧力検出器５
０７ａ〜５０７ｃの作動状態を各々に検知できる
表示灯や警報などの監視盤に連結することによ
り、例えば空気漏れ等の故障箇所を容易に知るこ
とができる。また本実施例においては、１個の圧
力検出器が誤作動して、同時に空気回路上にも異
常が起きたような万一の事態の時にも、他の圧力
検出器が作動して通電を止めることができるので
極めて安全である。

なお、以上説明した実施例においては防爆機構
中に清浄乾燥空気を流したが、予め冷却した乾燥
空気を用いてもよいことは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように、
本発明にかかる防爆装置を備えた電動式作業ロボ
ツトにおいては、駆動用に安価で小型な電動モー
タを使用できるので、ロボツト自体がコンパクト
でしかも安価になる。また本発明の防爆装置によ
れば電動モータ及び配線が外部の可燃性ガスと遮
断されているとともにその周囲に流れる乾燥空気
によつて冷却されているので、万一の事故が起き
てこれらが発熱しても安全は保たれる。さらに本
発明においては、電動モータ及び配線を外気から
遮断する乾燥空気の回路に異常が起きた場合にも
圧力検出器により通電を止める機構となつている
ため極めて安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる防爆装置を
備えた電動式作業ロボツトの説明図、第２図〜第
５図は、ロボツト本体の関節における駆動機構の
一例を示す動作駆動系統概略図、第６図は、実施
例の防爆装置内の空気回路図、第７図ａ，ｂはそ
の一部を詳細に説明する一部断面図、第８図は他
の実施例にかかる防爆装置内の空気回路図であ
る。 図面中、１は端子箱、６は端子箱カバー、６ａ
〜６ｆは空気溜り、７は圧力検出器、１０ａ〜１
０ｆは電動モータ、１０１はモータハウジング、
１０２，１０３はカバー、１００ａ〜１００ｆは
モータユニツトである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密封構造のモータ収納容器にそれぞれ収納し
   た作業用ロボツト駆動用の各電動モータと、各電
   動モータへの動力線を収納する端子箱とを有する
   作業用ロボツトにおける防爆装置であつて、 複数の独立した空気留りを有するとともに端子
   箱に気密に固着した端子箱カバーと、各モータ収
   納容器に対して乾燥空気を供給するとともに、前
   記乾燥空気を排気するよう各モータ収納容器にそ
   れぞれ接続した供給管路及び排気管路とを具備
   し、前記端子箱、第１の供給管、第１のモータ収
   納容器、第１の排気管、第１の空気留り、第２の
   供給管、第２のモータ収納容器へと順次続いて前
   記乾燥空気が直列に流通するとともに最終段の空
   気留りを大気に開放した直列管路を形成するとと
   もに、前記端子箱から出る各電動モータへの動力
   線を前記各供給管及び排気管内に収納した密封構
   造体と、 前記最終段の空気留りの空気圧を検出する圧力
   検出器と、 前記密封構造体内に乾燥空気を外気より高い圧
   力で連続的に供給する空気供給手段と、 前記圧力検出器が検出する圧力が正常値のとき
   のみ各電動モータへの通電を許容する制御手段と
   を有することを特徴とする作業ロボツトにおける
   防爆装置。