JPS6322074Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電動ロボツトの防爆構造に係り、特に
安全性の高い内圧型の防爆構造に関するものであ
る。

塗装用ロボツトや特殊な爆発性の雰囲気のもと
で使用される組み立てロボツトその他の作業ロボ
ツトにおいては、断線やモータから発する火花等
によつて爆発の危険性がある為、従来よりこれら
のロボツトの駆動装置はスパークの虞れのない油
圧シリンダを用いて行う、所謂本質安全防爆構造
となつているが、これらの油圧駆動の場合は電動
モータと比べてきめ細かな位置決めを行うことが
出来ず、又複雑な座標変換を用いる必要があり、
更に比較的スペースをとる油圧ユニツトが必要で
ある等の点に於いて電動モータによる駆動機構と
比べて劣つている。その為塗装用ロボツトにおい
てもブラシレスのDCサーボモータによつて駆動
される所謂安全増防爆構造のロボツトが開発され
ている しかしながら、このブラシレスのDCサーボモ
ータの場合でも一般のDCモータと比べて比較的
安全性が高いのみで完全な防爆構造とは言えず、
開放性の作業場所である第３種の爆発性雰囲気場
所には適用しうるが、室内等の第１種及び第２種
の危険場所には適用することができない。

又、このようなブラシレスのDCサーボモータ
は慣性が大きく、塗装用ロボツトのような加速、
減速の変化が大きいものにはエネルギ損失が大き
く不適当である。

また、従来より知られている塗装用レシプロケ
ータのような、一次元的に作業工具（塗装ガン）
を運動させるものの場合には、駆動源であるモー
タを三次元的に移動させる必要がないので、モー
タを大型の耐圧防爆タイプとし、機台に固定して
おくことも可能であるが、電動型の塗装ロボツト
のように、アームが三次元空間内で自由に運動
し、このようなアームに作業工具や、他のアーム
を駆動するモータを取り付ける必要のあるものの
場合には、重量や寸法の点から耐圧防爆型のモー
タをアームに設けることは到底不可能であり、更
にモータがアームと共に三次元的に移動する結
果、当該モータに給電する配線も三次元的に運動
するため、配線に繰り返し曲げやねじりが加えら
れ、また他部材との接触により疲労して被覆が破
れたり、断線してスパークを生じる危険性が高
い。

従つて本考案の目的とするところは、耐圧防爆
型モータのような大型のモータを用いることな
く、また、三次元的に運動するモータ及び配線か
らスパークが発生しても爆発性雰囲気への引火が
完全に防止される、いわゆる本質安全防爆と同等
の安全性を確保し得る電動駆動型のロボツトを提
供せんとするもので、その要旨とするところが、
複数のアームを順次連結し、先端側のアームに作
業部材を取り付け、上記いずれかのアームに他の
アーム又は作業部材を駆動するための電動モータ
を設け、電動モータごとアームの三次元的に運動
させてなり、爆発性雰囲気内で使用される電動ロ
ボツトにおいて、上記電動モータを収容する気密
室を当該電動ロボツトのベースキヤビネツト又は
アームに設けると共に、該気密室相互を可撓性の
ホースにより連結し、上記ホース内に各電動モー
タに給電する配線を収容し、更に、上記気密室及
びホース内へ大気圧以上の空気又は不活性ガスを
供給するようにした点にある電動ロボツトを提供
せんとするものである。尚、当然ながら、上記ア
ームの概念は、後記実施例に示す施回台を含むも
のである。

続いて添付した図面を参照して本考案を具体化
した実施例につき説明し、本考案の理解に供す
る。

ここに第１図は、本考案の一実施例である塗装
用ロボツトの概略側面図である。

第１図において、塗装用ロボツト１は基礎に取
り付けられるベースキヤビネツト２上に垂直軸の
回りに施回可能の施回台３を有し、この施回台３
は更に垂直面内に於いて揺動可能の垂直アーム４
を有している。

上記垂直アーム４は、その先端に上記垂直アー
ム４の揺動面である垂直面内において揺動可能の
水平アーム５を有して構成されており、上記施回
台３の施回運動及び垂直アーム４、水平アーム５
の揺動運動によつて水平アーム５の先端に取り付
けた手首部６を任意の位置に誘導させ、更にこの
手首部６を任意の方向に屈曲させることにより、
この手首部６の先端に取り付けた図示せぬ塗装ガ
ンに任意の姿勢を与え、教示された作業軌跡に従
つて塗装作業を行うものである。

そして、この実施例においては水平アーム５が
その内部に気密室７_aを有し、この気密室７_a内に
手首部６を駆動する為の電動モータM_aが配設さ
れている。この電動モータM_aはそれ自体は防爆
性のないDCプリントモータにより構成され、減
速機８_aを介して手首部６に連結されている。但
し減速機８_aと手首部６との間の動力伝達機構は
周知のものを使用する為、ここでは昇略する。

上記垂直アーム４はその揺動中心部分に垂直ア
ーム４から突出する第２の気密室７_b内に水平ア
ーム５を揺動駆動する為のDCプリントモータ等
の電動モータM_bが格納されており、更に上記第
２の気密室７_b内には垂直アーム４を揺動駆動す
る為の電動モータM_cが格納されている。

前記ベースキヤビネツト２内には第３の気密室
７_cが配設されており、この第３の気密室７_c内に
格納したDCプリントモータ等の電動モータM_dに
よつて施回台３が垂直軸のまわりに施回駆動され
る。

上記垂直アーム４の側面には、該側面から突出
する電気配線用の中継端子箱９が取り付けられて
いる。この中継端子箱９は内部が密封構造で、そ
の密封状の内部空間が前記第３の気密室７_cと密
封状に連通している。

そして上記ベースキヤビネツト２内の気密室７
_ｃと上記中継端子箱９内の密封状内部空間とは密
封状のホース１０によつて連通状に接続され、こ
のホース内に電動モータM_a，M_b，M_cに通電す
る為の配線が収納されている。

これらの配線は施回台３を駆動する為の電動モ
ータM_dに対する配線と共に、ベースキヤビネツ
ト２に接続された密封状のホース１１内を通つ
て、ブース外の制御装置１２に接続されている。

又中継端子箱９の密封状の内部空間に接続され
た密封状のホース１３の先端は、水平アーム５内
に設けた気密室７_aに連通状に接続され、このホ
ース１３内に収容した配線が電動モータM_aに接
されている。上記電動モータM_aは、図に示した
如く垂直アーム４に取り付けた密封室の一例であ
る中継端子箱９や気密室７_bと同様、水平アーム
５の側面や後端面、更には必要に応じて上面，下
面等に突出状に取り付けた気密室内に収容するこ
ともできる。

前記ベースキヤビネツト２内の気密室７_cと高
圧の不活性ガスを収容したボンベ１４とは、バル
ブ１５を介して配管１６により接続されている。

従つて、ボンベ１４から配管１６を通る高圧の
不活性ガスはバルブ１５を開くことにより、ベー
スキヤビネツト２内の気密室７_c内に流入し、気
密室７_c内に充満すると共に、ホース１０を通つ
て中継端子箱９内の密封状の内部空間に流入し、
この密封状の内部空間に充満した後、更に第２の
気密室７_b内に流入する。

又ベースキヤビネツト２内の気密室７_c内に入
つた不活性ガスは更にホース１１内を通つて制御
装置１２のホース接続部１２_aまで至り、ホース
１１内に充満する。

こうしてホース１１、第３の気密室７_c，ホー
ス１０、中継端子箱９、及び第２の気密室７_b内
に不活性ガスが充満することにより、これらの内
部に設けた配線や電動モータM_c，M_b，M_d等か
らのスパークの発生が防止される。

又中継端子箱９からホース１３内に流入した不
活性ガスは、第１の気密室７_a内に流入し、第１
の気密室７_a内に充満することにより、この第１
の気密室７_a内に収容した電動モータM_a及びホー
ス１３内の配線からのスパークの発生が防止され
る。

上記のようにして配管１６からベースキヤビネ
ツト２内の第３の気密室７_cに供給された不活性
ガスは、各ホース１１，１０，１３を通つて各ホ
ース内に配設された配線の防爆作用をなし、更に
各ホースを伝つて気密室７_a，７_b，７_c及び中継
端子箱９内に入つた不活性ガスは、各気密室内の
モータや配線部分、更には端子継手部分等の防爆
作用を行う。

そして各気密室やホースに傷等の外部と連通す
る隙間があつた場合、この隙間から不活性ガスが
流出して外部の爆発性の気体が各気密室やホース
内に流入することが防止される。

従つてボンベからの不活性ガスの流出量が多く
なり、ボンベ１６の圧力が低下すると、充分な防
爆作用が行われないので、ボンベ１６、又は各気
密室内の圧力を検出してこの圧力が一定以下にな
つた場合に警報を発するか、又は新しいボンベと
の接続を切り換えるバルブを作用させる如くなし
てもよい。

上記の実施例では気密室やホース内の充満させ
るガスとして不活性ガスを用いたが、本考案の思
想においては、要するにスパークの虞れのある部
分に爆発性のガスが流入しないようにする為に各
気密室やホース内に内圧をかけ、外部の爆発性ガ
スが気密室内等へ流入しないようにすればよいの
であるから、各気密室等に充填するガスとして空
気等を用いることも可能である。

ホース１１はその一端が上記のようにベースキ
ヤビネツト２に接続され、他端はブース外、即ち
爆発性のない雰囲気内に置かれた制御装置１２に
接続されている為、ホース１１内への不活性ガス
や空気の充填は実質的にこのホース１１の爆発性
の雰囲気内にある部分にのみ行われればよく、従
つて最大限ホース１１と制御装置１２との接続部
１２_aまで高圧ガスが充填されていればよい。当
然ながら１個の気密室にて２以上のモータを収容
することも考えられる。

本考案は以上述べたように、複数のアームを順
次連結し、先端側のアームに作業部材を取り付
け、上記いずれかのアームに他のアーム又は作業
部材を駆動するための電動モータを設け、電動モ
ータごとアームの三次元的に運動させてなり、爆
発性雰囲気内で使用される電動ロボツトにおい
て、上記電動モータを収容する気密室を当該電動
ロボツトのベースキヤビネツト又はアームに設け
ると共に、該気密室相互を可撓性のホースにより
連結し、上記ホース内に各電動モータに給電する
配線を収容し、更に、上記気密室及びホース内へ
大気圧以上の空気又は不活性ガスを供給するよう
にしたことを特徴とする電動ロボツトであるか
ら、ロボツトの駆動源として大型の耐圧防爆モー
タにかえてDCモータのような小型モータが使用
でき、アームの慣性を小さく抑えることができる
と共に、かかるモータ及びその配線が爆発性雰囲
気から隔離された気密室内に収容された状態で、
ロボツトの動きに連れて三次元的に運動するの
で、これらからのスパークを生じるおそれがな
く、きめ細かな位置決めができ、制御精度が向上
すると共に、油圧ユニツトが不要である為にロボ
ツト全体の小型化が達成され、而も完全な内圧防
爆型のロボツトを構成するので電動モータとして
従来のブラシレスのDCサーボモータのような慣
性の大きいモータを用いる必要がなく、例えば
DCプリントモータのような慣性の小さい非防爆
形のモータを使用することができ、塗装用ロボツ
トのように加速、減速の変化が大きいロボツトに
適用してエネルギ損失が小さく、極めて好適であ
る。

又油圧駆動に比べて保守管理が著しく容易とな
る長所をも有すると共に、内圧防爆構造により本
質安全防爆と同等の安全性が確保され、少なくと
も２種の危険場所についても適用可能の構造を提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である防爆構造の一
例を示す塗装用ロボツトの概略側面図である。 符号の説明、１……塗装用ロボツト、２……ベ
ースキヤビネツト、３……施回台、４……垂直ア
ーム、５……水平アーム、６……手首部、７_a，
７_b，７_c……気密室、M_a，M_b，M_c，M_d……電
動モータ、９……中継端子箱、１０，１１，１３
……ホース、１４……ボンベ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数のアームを順次連結し、先端側のアームに
   作業部材を取り付け、上記いずれかのアームに他
   のアーム又は作業部材を駆動するための電動モー
   タを設け、電動モータごとアームを三次元的に運
   動させてなり、爆発性雰囲気内で使用される電動
   ロボツトにおいて、 上記電動モータを収容する気密室を当該電動ロ
   ボツトのベースキヤビネツト又はアームに設ける
   と共に、該気密室相互を可撓性のホースにより連
   結し、上記ホース内に各電動モータに給電する配
   線を収容し、更に、上記気密室及びホース内へ大
   気圧以上の空気又は不活性ガスを供給するように
   したことを特徴とする電動ロボツト。