JPS6048289A - 動力式マニピユレ−タのドライブユニツト - 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】 本発明は、ロープやチェーン等で駆動される動力式マニ
ピュレータのドライブユニットに関する。

コノ種動力式マニピュレータは既に数多く発表されてお
り、これらはその作業内容等によってハンドを有する関
節形マニピュレータとじて使用されたり、クレーンを有
する関節形クレーン等として使用されている。その中で
も、複数の関節を有するアーム部の軽量化等のため、モ
ータ等のドライブユニットをマニピュレータの根元部に
設け、該ドライブユニットからロープやチェーン等全各
軸に張って各軸全作動させるようにした索条駆動の動力
式マニピュレータが多く提案されている。

例えば、索条としてロープを用いるロープ駆動の動力式
マニピュレータにおいては、各軸の作動のために正転動
作と逆転動作を行なわしめるロープが夫々必要であり、
それらがドライブユニット内に導かれて関節駆動用モー
タユニットに夫々接続されている。そのため各ロープの
長さの調整及びワイヤリングの容易性を向上させるため
には、関節駆動用モータユニットの配置を方向性を無視
したランダムなものとせざる全得ない。即ち、各ロープ
がドライブユニット内に導かれる入口近傍にモータユニ
ットの各ロープと接続する出力軸を集めねばならない。

一方、関節駆動用モータユニットの方向性全考慮し、整
然と配置すると、ドライブユニット内のモータユニット
までのロープ経路が複雑となり、ロープを方向転換させ
るためのアイドラが必要となるとともに、ワイヤリング
が複雑化し、このため装置のメインテナンス性が低下す
る。

又各モータユニット間には強制空冷等の冷却のための空
間が必要であり、このためドライブユニットが大型化し
、ワイヤリングが複雑化し、冷却効果が悪くなる等の不
具合がある。

例えば通常のモータ冷却は強制対流に対し直冷式となっ
ている。しかし、高湿度環境では直冷式のものは、リー
ド線等の絶縁不良等を起し事故の要因となるので、密閉
構造とすることが多い。この場合、冷却は間接対流方式
となり、温度差を２倍程度とる必要があり、冷却効率が
悪い。また、熱伝達面積にも限りがあり、特に高温雰囲
気に於ては使用困難になる。

本発明は斯かる不具合全有効に解消すべく成されたもの
で、その目的とする処は、ワイヤリングの容易化、メイ
ンテナンス性の向上、小型コンパクト化等を図シ得る動
力式マニピュレータのドライブユニットを提供するにあ
る。

斯かる目的を達成すべく本発明は、複数の関節を有し、
その関節駆動用モータユニットヲ関節部の根元部に組込
んで成る動力式マニピュレータのドライブユニットにお
いて、前記関節駆動用モータユニットを、その軸線がマ
ニピュレータアームの軸線と平行に同方向で、且つ複数
列で上方へ積み重ねて集中実装し、最上部のモータユニ
ットの横にマニピュレータアームを設置したことをその
特徴とする。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

第１図は４軸で構成されたマニピュレータの側面図、第
２図はマニピュレータのドライブユニット内部を表わし
た側面図、第３図は第２図のドライブユニット内部をモ
ータユニットの出力軸側から見た正面図である。

第１図に示すマニピュレータにおいて、１はドライブユ
ニットであり、該ドライブユニット１の上部にはＬ軸ア
ーム２が回動自在に支承さ・れている。そして、このＬ
軸アーム２の先端には上腕３の一端が軸Ｓにて回動自在
に枢着されており、該上腕３の他端には下腕４の一端が
軸Ｅにて、回動自在に枢着されており、該下腕４の他端
には手首５が軸Ｗにて回動自在に枢着されている。又ド
ライブユニット１の端面には図示の如く冷却フィン１０
が取り付き、該冷却フィン１０の端面に冷却ファン１１
が取り付いている。

第２図において、ドライブユニット１には手首５の回動
、下腕４の回動及び上腕３の回動全させるための正転用
ロープＣ８、逆転用ロープＡ１がＬ軸アーム２内を通過
して導かれている。これらドライブユニット１に導かれ
たロープＣＩ　ｒへ１はドライブユニット１内に取り付
けられた回動可能なブー’Ｊ　”１　＋　ＲＩＩに同一
方向で、且つ上方に掛けられて各々の下方の動滑車Ｄ＋
　、Ｄｏ　’ｔ”経由し、関節駆動用モータユニットＭ
２の出力軸に締結されたプーリＦ１　ｐ　ＦＩＩに巻き
付けられて固定されている。

一方、ロープ長さ調整用モータユニットＭｉ′の出力軸
に締結されたプーリＦ４　ｒ　”１４にロープ”ｔ　ｅ
　ｌ’ｔの一端が同一方向から巻き付けられて固定され
ている。ロープＣ２ｔ　Ａ！は上方の動滑車り、　、　
Ｄ、、の下方のブーＩＪ’を経由し、荷重変換器Ｎ１゜
Ｎ、に結合されてドライブユニット１に固定されている
。このドライブユニット１への固定は、ロープＣ２，Ａ
、の一端にねじ付ワイヤクランプを固定し、ドライブユ
ニット１の底板の穴にワイヤクランプ全通し、ナツトに
て抜は止めを図ることにより成される。

第２図において、モータユニツｌ’　Ｍ＋乃至ＭＯの出
力軸の反対端面にヒートパイプ８を押え板９で圧着して
いる。

上記ヒートパイプ８はドライブユニット１外部へ導かれ
該ヒートパイプ８の導出部には図示の如く冷却フィン１
０が取シ付けられ、該冷却フィン１０には冷却ファン１
１が取り付けられている。

而して第２図及び第３図において、関節駆動用モータユ
ニットＭ、乃至Ｍ７及びロープ長さ調整用モータユニッ
トＭｓ　９Ｍｏ　ｋモータユニットの軸線がマニピュレ
ータアームの軸線と平行に同方向で、且つ２列で上方へ
積み重ねた配置とし、最上部モータユニットＭｌの横の
空間部にＬ軸アーム２を設置したことにより、ドライブ
ユニット１の小型コンパクト化が図れ、又該ドライブユ
ニット１内のロープ処理が一つの空間で行なえるため、
メインテナンス性が飛躍的に向上する。

例えばワイヤロープへのアクセスは全て外面から可能で
あり、取扱いが極めて容易である。

又第２図において、各モータユニットヲ同方向に設置し
ているため、モータユニット端部に発熱体であるモータ
を配したモータユニットにおいて、その端面にヒートパ
イプ８等の伝導体を圧着させることができ、ヒートパイ
プ８によってドライブユニット１の外部へ導かれた熱は
ヒートパイプ８に取り付けられた冷却フィン１０と冷却
ファン１１によって放熱される。このことによって、発
熱体であるモータの放熱を最も効率の良い伝導で行なう
ことができ、エンコーダヲ有スるモータユニットにおい
ては、安定した領域で使用可能となる。

更にドライブユニット内に各モータユニットを密集させ
て集中実装できるため、マニピュレータを小型化できる
。伺このマニピュレータノ小型化は、特に狭い場所で作
業する場合に重要である。

因に本発明では外部との放熱にフィンを利用することが
できるので、放熱面積を ＡＭ＜ＡＦ　ＡＭモモ一部の放熱面積 ＡＦフィン部の放熱面積 とすることができ、直冷方式よりも更に大きな冷却効果
を得ることもできる。もちろん、モータに直接フィンを
つけても大きな冷却効果を得ることかできるが配置上の
制約が大きく実用上は困難である。これに対しヒートパ
イプによる本発明においては形状の制限が格別ない領域
にフィンを設けることにより容易に小型化を達成するこ
とができる。

同、ヒートパイプは通常円形であり、シールが容易であ
るので、貫通部に例えばＯリング等を用いることにより
簡単にシールてきる。

また、ファンによって強制対流とすれば熱伝達率は大き
くなり、フィン面積の小型化に有効である。

以上の説明で明らかな如く本発明によれば、ドライブユ
ニツ［４＄１成する複数の関節駆動用モータユニットヲ
、その軸線がマニピュレータアームの軸線と平行に同方
向で、且つ複数列で上方へ積み重ねて集中実装し、最上
部のモータユニットの横にマニピュレータアームを設置
シたため、ワイヤリングの容易化メインテナンス性の向
上、マニピュレータの小型コンパクト化等を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は４軸で構成されたマニビュレータノ側面図、第
２図はマニピュレータのドライブユニット内部を表わし
た側面図、第３図は第２図のドライブユニット内部をモ
ータユニットの出力軸側から見た正面図である。 同図面中、 １はドライブユニット、 ２はＬ軸アーム、 ３は上腕、 ４は下腕、 ５は手首、 ８はヒートパイプ、 １０は冷却フィン、 １１は冷却ファン、 Ｍ、乃至ＭＯはモータユニットである。 特許出願人 三菱重工業株式会社 西菱エンジニアリング株式会社 復代理人 弁理士　光　石　士　部（他１名） 特開昭ＧＯ−４８２８９（４）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の関節を有し、その関節駆動用モータユニットヲ関
   節部の根元部に組込んで成る動力式マニピュレータのド
   ライブユニットにおいて、前記関節駆動用モータユニッ
   トヲ、その軸線がマニピュレータアームの軸線と平行に
   同方向で、且つ複数列で上方へ積み重ねて集中実装し、
   最上部のモータユニットの横にマニピュレータアームを
   設置したことを特徴とする動力式マニピュレータのドラ
   イブユニット。