JP2010221340A

JP2010221340A - Horizontal articulated robot

Info

Publication number: JP2010221340A
Application number: JP2009071463A
Authority: JP
Inventors: Shingo Hoshino; 真吾星野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a horizontal articulated robot with a turning arm capable of efficiently radiating heat transmitted from a heating element such as a motor while maintaining maintainability, environment-resistant characteristics, and positioning precision. SOLUTION: A first arm 13 coupled with a base shaft 12 rotatably arranged at a base 11 and horizontally turned around the axial center C1 of the base shaft 12 and a second arm 15 coupled with a support shaft 14 arranged at the tip of the first arm 13 and horizontally turned around the axial center C2 of the support shaft 14 are arranged at the horizontal articulated robot. The second arm 15 has at a base end a rear outer surface 15b facing an anti-tip direction of an outer surface 15a, and a heat radiation mechanism 20 integrally formed to the second arm 15 is arranged at the rear outer surface 15b. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発熱体から伝達される熱を放熱する機能を有する旋回型アームを備える水平多関節型ロボットに関する。 The present invention relates to a horizontal articulated robot including a swivel arm having a function of radiating heat transmitted from a heating element.

水平多関節ロボットは、複数の旋回型アームが順に回動可能に連結されるようにして構成されており、それらアームを、連結部を介して支持する他のアーム等の支持部に対して適切な角度に変化させることに基づく旋回移動により、同ロボットの先端部を目標位置へ位置決めすべく基台に対して相対移動させている。 The horizontal articulated robot is configured such that a plurality of swivel arms are connected in a turnable manner in order, and these arms are suitable for support parts such as other arms that support the arms via a connection part. The robot is moved relative to the base in order to position the tip of the robot at a target position by a turning movement based on a change to a proper angle.

また近年は、こうしたロボットによる生産性向上の要求に応えるために、ロボット自身の性能として、高い位置決め精度を維持しつつ、その動作の高速化や非稼働時間の短縮化を図ることができることが求められている。そこで、モーターの回転速度を上昇させてアームの旋回速度を高速化させたり、非稼働時間の短縮化のために単位時間当たりのモーターの稼動時間を長くさせてアームの移動が頻繁に行なわれるようにするなどの工夫が図られつつある。 In recent years, in order to meet the demand for productivity improvement by robots, it has been required that the robot itself can maintain high positioning accuracy while speeding up its operation and shortening non-operation time. It has been. Therefore, the arm is moved frequently by increasing the motor rotation speed to increase the arm turning speed, or increasing the motor operation time per unit time to shorten the non-operation time. Ingenuity such as making it is being attempted.

ところが実情としては、モーターの回転速度の上昇はモーターの発熱量を増加させることにつながり、また、モーターの稼動時間の延長は単位時間当たりの発熱量の増加とともに冷却時間の短縮化を引き起こすなどの不都合を招くことともなっている。すなわち、モーターはその温度が急速に上昇するようになり、その温度上昇が自然な冷却能力を上回ることで、モーターの性能や寿命を維持するために予め定められている所定の温度範囲をも超えやすくなる。そして、このように所定の温度範囲を超えた場合、そのままモーターの駆動を継続することは好ましくないためにその温度を低下させる必要が生じ、結局、回転速度を低下させたり、停止時間を長くするなど、モーターの動作性能、ひいてはアームの旋回速度や移動回数が規制されることとなる。 However, as a matter of fact, an increase in the rotational speed of the motor leads to an increase in the amount of heat generated by the motor, and an increase in the operating time of the motor causes an increase in the amount of heat generated per unit time and a shortening of the cooling time. It also causes inconvenience. That is, the motor temperature rises rapidly, and the temperature rise exceeds the natural cooling capacity, so that it exceeds the predetermined temperature range that is predetermined to maintain the performance and life of the motor. It becomes easy. And when it exceeds the predetermined temperature range in this way, it is not preferable to continue driving the motor as it is, so it is necessary to lower the temperature, eventually reducing the rotational speed or extending the stop time Thus, the operation performance of the motor, and thus the turning speed of the arm and the number of movements are restricted.

そこで従来から、モーターの温度上昇を抑制させるためにモーターの発熱を効率良く放熱させるような構造が様々提案されており、そのような構造の一つとして、特許文献１に記載のロボットアームなどが提案されている。特許文献１に記載のロボットアームでは、アーム外筒に収納されたモーターの放熱が効率良く行なわれるように、軽量かつ熱伝導率の高い材料からなる熱伝導体をその先端がアーム外筒に形成された穴から突出するようにモーターの外周に設置するとともに、同熱伝導体の先端には上記穴を覆うかたちで放熱板が設けられている。 Therefore, conventionally, various structures for efficiently radiating the heat generated by the motor in order to suppress the temperature rise of the motor have been proposed. As one of such structures, there is a robot arm described in Patent Document 1 or the like. Proposed. In the robot arm described in Patent Document 1, a heat conductor made of a material having a light weight and high thermal conductivity is formed on the arm outer cylinder so as to efficiently dissipate heat from the motor housed in the arm outer cylinder. The heat conductor is installed on the outer periphery of the motor so as to protrude from the formed hole, and a heat radiating plate is provided at the tip of the heat conductor so as to cover the hole.

実開平６−５３０８５号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-53085

ところで、こうしたロボットは、その小型化の促進によりアームにおける機器の配置密度が高くなってきており、モーターの周囲に新たに広いスペースを確保することが難しくなってきている。そして、そのような事情から、近年では、特許文献１に記載のロボットアームのように、モーターの外周に、アーム外筒の外側まで延出される熱伝導体を設置するスペースを確保することも難しくなってきている。またこのような構造の場合、熱伝導
体や放熱板などの部品点数の増加に伴い、メンテナンス性も低下するおそれがある。さらに、アーム外筒に熱伝導体を通すための穴が形成されることで、たとえその穴が放熱板で覆われたり、あるいはパッキンにて塞さがれるなどしても、防塵性や防水性など、耐環境性能の低下はさけられない。 By the way, with such robots, the arrangement density of devices in the arm has been increased due to the promotion of miniaturization, and it has become difficult to secure a new wide space around the motor. From such circumstances, in recent years, as in the robot arm described in Patent Document 1, it is difficult to secure a space for installing a heat conductor that extends to the outside of the arm outer cylinder on the outer periphery of the motor. It has become to. Further, in the case of such a structure, there is a possibility that the maintainability may be lowered with an increase in the number of parts such as a heat conductor and a heat radiating plate. Furthermore, by forming a hole for the heat conductor to pass through the arm outer cylinder, even if the hole is covered with a heat sink or sealed with packing, it is dustproof and waterproof. For example, the environmental performance is not degraded.

また、モーターの温度上昇は、その熱が伝達されるアームの温度上昇を招いてアームの熱膨張を助長するのみならず、モーターの設置されているアーム基端部の局所的な熱膨張を促進させて、同基端部におけるアームの形状精度を低下させる要因ともなる。そして、こうして基端部においてアームの形状精度が低下するようなことがあれば、アーム先端部においては無視できない程の大きさの位置決め誤差ともなりかねず、ひいてはアーム先端部における置決め精度を大きく低下させることにもなりかねない。 In addition, the temperature rise of the motor not only increases the temperature of the arm to which the heat is transmitted and promotes the thermal expansion of the arm, but also promotes the local thermal expansion of the arm base end where the motor is installed. Thus, the shape accuracy of the arm at the base end portion may be reduced. If the shape accuracy of the arm at the base end portion is reduced in this way, it may cause a positioning error that cannot be ignored at the arm tip end, and the positioning accuracy at the arm tip end is increased. It can also be reduced.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、メンテナンス性や耐環境性、位置決め精度を維持しつつ、モーターなどの発熱体から伝達される熱を効率よく放熱することのできる旋回型アームを備える水平多関節型ロボットを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to efficiently dissipate heat transmitted from a heating element such as a motor while maintaining maintainability, environmental resistance, and positioning accuracy. An object of the present invention is to provide a horizontal articulated robot including a swingable arm.

本発明の水平多関節型ロボットは、回転軸を中心として水平旋回する熱伝導性の材料からなる旋回型アームの外表面に、同アームに対して一体成型された放熱機構が設けられていることを要旨とする。 In the horizontal articulated robot of the present invention, a heat dissipation mechanism integrally formed with the arm is provided on the outer surface of the revolving arm made of a heat conductive material that revolves horizontally around the rotation axis. Is the gist.

このような構造によれば、旋回型アームに伝達される発熱体からの熱が旋回型アームの外表面から放熱機構を介して効率よく放熱されるようになる。これにより、アーム自体の放熱効率が高められることからそこに取付けられている発熱体、例えばモーターなどの放熱も促進されるようになり、モーターであればその温度上昇が抑制されて高温により生じる動作制限などが生じがたくなる。また、アーム自体の放熱効率が高められることから、発熱体により加熱されるアーム自体の温度上昇も軽減され熱の分布も平均化されるようになり温度上昇に伴い生じる熱膨張、特に局部的な熱膨張によるアームの変形が軽減されるようになる。またアームとしては、放熱機構はアームに一体成型され部品の増加などはないことからメンテナンス性の低下されるおそれは小さく、アームの外表面に設けていることからモーターなどの機器と外環境との間のシール性の維持が従来と同程度に保たれるようになり耐環境性の低下されるおそれも小さい。その結果、メンテナンス性や耐環境性、位置決め精度は従来のまま維持されつつ、モーターなどの発熱体の発熱及び、その発熱体から伝達される熱を効率よく放熱させる機能を有するアームを備える水平多関節型ロボットを提供することができるようになる。 According to such a structure, the heat from the heating element transmitted to the swivel arm is efficiently radiated from the outer surface of the swivel arm via the heat dissipation mechanism. As a result, the heat dissipation efficiency of the arm itself is increased, so that heat dissipation from the heating element attached to the arm, for example, a motor, is also promoted. Restrictions are less likely to occur. Further, since the heat dissipation efficiency of the arm itself is enhanced, the temperature rise of the arm itself heated by the heating element is reduced, and the heat distribution is averaged, so that the thermal expansion caused by the temperature rise, particularly local The deformation of the arm due to thermal expansion is reduced. Also, as the arm, the heat dissipation mechanism is molded integrally with the arm and there is no increase in parts, so there is little risk of degradation of maintenance. Since it is provided on the outer surface of the arm, there is no connection between equipment such as a motor and the external environment. The maintenance of the sealing performance in the meantime is maintained at the same level as in the past, and the environmental resistance is less likely to be lowered. As a result, while maintaining maintainability, environmental resistance, and positioning accuracy, the arm is equipped with an arm that has a function to efficiently dissipate heat generated by a heating element such as a motor and heat transmitted from the heating element. An articulated robot can be provided.

この水平多関節型ロボットは、前記旋回型アームは、その基端部が前記回転軸を中心として回転することでその先端側が旋回移動するものであり、前記放熱機構は、前記基端部の前記回転軸よりも反先端側に形成されていることを要旨とする。 In the horizontal articulated robot, the swivel arm is configured such that a base end of the swivel arm rotates around the rotation axis, so that a distal end side of the swivel arm rotates. The gist is that it is formed on the opposite end side of the rotation shaft.

この構造によるように、アームの基端部に放熱機構を設けるようにすれば、アームの基端部に配置されることの多い同アームを駆動させる発熱体としてのモーターと放熱機構との間の距離が短くされ、モーターの発熱が放熱機構に効率良く伝達されるようになる。これにより、モーターの発熱が効率良く放熱されるようになるとともに、同発熱により局部的に加熱される同アームの基端部の放熱も効率良く行われるようになる。その結果、モーター及びアームの温度上昇が抑制されるようになる。 If the heat dissipating mechanism is provided at the base end of the arm as in this structure, the motor between the motor and the heat dissipating mechanism as a heating element that drives the arm often disposed at the base end of the arm is provided. The distance is shortened, and the heat generated by the motor is efficiently transmitted to the heat dissipation mechanism. As a result, the heat generated by the motor is efficiently dissipated, and the base end portion of the arm that is locally heated by the heat generation is also efficiently dissipated. As a result, the temperature rise of the motor and arm is suppressed.

この水平多関節型ロボットは、前記放熱機構は、前記旋回型アームの旋回面に垂直となる外表面の少なくとも一部に同旋回面と垂直な方向に伸びる複数の壁状の突部からなるこ
とを要旨とする。 In this horizontal articulated robot, the heat dissipation mechanism includes a plurality of wall-shaped protrusions extending in a direction perpendicular to the turning surface on at least a part of the outer surface perpendicular to the turning surface of the turning arm. Is the gist.

このような構造によれば、放熱機構の突部の間には暖められた空気により生じる上昇気流に基づく自然対流が生じるようになり、同対流により放熱機構を通じてのアームの熱の放熱が行われ、モーター及びアームの温度上昇が抑制されるようになる。 According to such a structure, natural convection is generated between the protrusions of the heat dissipation mechanism based on the rising airflow generated by the warmed air, and the heat of the arm is radiated through the heat dissipation mechanism by the convection. The temperature rise of the motor and the arm is suppressed.

この水平多関節型ロボットは、前記放熱機構は、前記旋回型アームの旋回面に垂直となる外表面の少なくとも一部に同旋回面と水平な方向に伸びる複数の壁状の突部からなることを要旨とする。 In this horizontal articulated robot, the heat dissipation mechanism includes a plurality of wall-like protrusions extending in a direction parallel to the turning surface on at least a part of the outer surface perpendicular to the turning surface of the turning arm. Is the gist.

このような構造によれば、放熱機構の突部の間にはアームの外表面においてアームの旋回により生じる空気の流れに基づく強制的な対流が生じるようになり、同対流により放熱部を通じてのアームの熱の放熱が行われ、モーター及びアームの温度上昇が抑制されるようになる。 According to such a structure, forced convection is generated between the protrusions of the heat dissipation mechanism on the outer surface of the arm based on the air flow generated by the swirling of the arm, and the arm through the heat dissipation unit is caused by the convection. The heat is dissipated and the temperature rise of the motor and arm is suppressed.

この水平多関節型ロボットは、前記放熱機構を形成する各突部には、それら突部に交差する態様で複数の切り欠き部が形成されていることを要旨とする。
この構造によるように、放熱機構の突部にはその突部を横切るように切り欠き部が複数形成されるようになれば、それらの間にも空気が流通されるようになる。これにより、放熱機構の各突部は、空気との接触面積が増加されたり、空気の流通量が増加されたりするようにもなり、放熱機構によるアームの熱の放熱がより効率的に行われ、モーター及びアームの温度上昇がより好適に抑制されるようになる。 The gist of this horizontal articulated robot is that each protrusion forming the heat dissipation mechanism is formed with a plurality of notches in a manner of intersecting the protrusions.
As in this structure, if a plurality of notches are formed in the protrusion of the heat dissipation mechanism so as to cross the protrusion, air can be circulated between them. As a result, each protrusion of the heat dissipation mechanism increases the contact area with air or increases the amount of air flow, and the heat dissipation of the arm by the heat dissipation mechanism is performed more efficiently. Further, the temperature rise of the motor and the arm is more preferably suppressed.

本発明にかかる水平多関節型ロボットを具体化した一実施形態の正面構造を示す正面図。The front view which shows the front structure of one Embodiment which actualized the horizontal articulated robot concerning this invention. 同実施形態において用いられる旋回型アームの上面構造を示す上面図。The top view which shows the upper surface structure of the revolving type arm used in the embodiment. 同実施形態において用いられる放熱機構の正面構造を示す正面図。The front view which shows the front structure of the thermal radiation mechanism used in the embodiment. その他の実施形態に用いられる放熱機構についてその態様を示す正面図。The front view which shows the aspect about the thermal radiation mechanism used for other embodiment. さらにその他の実施形態に用いられる放熱機構についてその態様を示す正面図。Furthermore, the front view which shows the aspect about the thermal radiation mechanism used for other embodiment.

以下、本発明にかかる水平多関節型ロボットが具体化された一実施形態について図面に従って説明する。
図１は、水平多関節型ロボット（ロボット）についての全体の正面構造を示す正面図である。 Hereinafter, an embodiment in which a horizontal articulated robot according to the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing the entire front structure of a horizontal articulated robot (robot).

図１に示すように、ロボットは、床面等に設置された基台１１を有し、その上端部に回動可能に設けられた基台軸１２に、第１のアーム１３の基端部が連結固定されている。基台軸１２は、その基端が、基台１１内に設けられた第１モーターＭ１によって正逆回転されることで、基台１１に対して軸心Ｃ１を中心にして回動するようになっている。これにより第１のアーム１３は、基台軸１２の軸心Ｃ１を中心にして基台１１に対して水平方向に回動、すなわち水平旋回する。 As shown in FIG. 1, the robot has a base 11 installed on a floor surface or the like, and a base end of a first arm 13 on a base shaft 12 rotatably provided at an upper end thereof. Is fixedly connected. The base shaft 12 is rotated forward and backward by a first motor M 1 provided in the base 11 so that the base end of the base shaft 12 rotates about the axis C 1 with respect to the base 11. It has become. Accordingly, the first arm 13 rotates in the horizontal direction with respect to the base 11 around the axis C 1 of the base shaft 12, that is, horizontally swings.

第１のアーム１３は、鋳鉄などの金属材料から形成された横長状のアームであり、その長さ方向及び旋回方向などに高い剛性を有しているとともに、それを形成する金属材料に基づく高い熱伝達率を有している。第１のアーム１３の先端部に設けられる支持軸１４は、その先端を第２のアーム１５の基端部に配置させることにより第２のアーム１５を回動可能に支持している。 The first arm 13 is a horizontally long arm formed of a metal material such as cast iron, and has high rigidity in the length direction and the turning direction thereof, and is high based on the metal material forming the arm. It has a heat transfer coefficient. The support shaft 14 provided at the distal end portion of the first arm 13 supports the second arm 15 in a rotatable manner by disposing the distal end thereof at the proximal end portion of the second arm 15.

第２のアーム１５は、これも第１のアーム１３と同様に、鋳造などの金属材料から形成された横長状のアームであり、その長さ方向及び旋回方向などに高い剛性を有しているとともに、それを形成する金属材料に基づく高い熱伝達率を有している。また、第２のアーム１５は、その基端部の上側に第２モーターＭ２が突設されている。その第２モーターＭ２は、その出力軸側がフランジＭ２Ｆを介して第２のアーム１５に固定されており、その出力軸（図示略）がギア等（図示略）を介して支持軸１４の先端に連結されている。これにより、第２のアーム１５は、第２モーターＭ２の回動により支持軸１４を正逆回転させるときに同支持軸１４から同第２モーターＭ２が受ける反力によって、軸心Ｃ２を中心にして第１のアーム１３に対して水平方向に回動、すなわち水平旋回する。 Similarly to the first arm 13, the second arm 15 is a horizontally long arm formed of a metal material such as casting, and has high rigidity in the length direction and the turning direction. In addition, it has a high heat transfer coefficient based on the metal material forming it. The second arm 15 has a second motor M2 protruding above the base end. The output shaft side of the second motor M2 is fixed to the second arm 15 via a flange M2F, and the output shaft (not shown) is connected to the tip of the support shaft 14 via a gear or the like (not shown). It is connected. As a result, the second arm 15 is centered on the axis C2 by the reaction force received by the second motor M2 from the support shaft 14 when the support shaft 14 rotates forward and backward by the rotation of the second motor M2. Thus, it rotates in the horizontal direction with respect to the first arm 13, that is, rotates horizontally.

第２のアーム１５には、その基端部から先端部にかけてアーム上側を第２モーターＭ２などを含めて覆う、樹脂材料から形成される軽量かつ熱伝導性の低いアームカバー１５Ｃが取り付けられている。アームカバー１５Ｃは、第２のアーム１５のアーム上側に設けられた第２モーターＭ２などの装置を保護するとともに、逆にそれら装置の生ずる粉塵の飛散を抑制することなどによりロボットが生産に与える不都合などを低減させるようにしている。 A lightweight and low thermal conductivity arm cover 15C formed from a resin material is attached to the second arm 15 so as to cover the upper side of the arm including the second motor M2 from the base end portion to the tip end portion. . The arm cover 15C protects devices such as the second motor M2 provided on the upper side of the second arm 15, and conversely suppresses the scattering of dust generated by these devices. And so on.

第２のアーム１５の先端部には、第２のアーム１５とアームカバー１５Ｃとを貫通する上下回転軸１６が設けられている。上下回転軸１６は、円柱状の軸体であって、その周表面には図示しないボールねじ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成されている。上下回転軸１６は、そのスプライン溝が第２のアーム１５の先端部に配置されたスプラインナット１６Ｓの中心に嵌め合わされるように挿通され、そのボールねじ溝がこれも第２のアーム１５の先端部に配置されたボールねじナット１６Ｂの中心に螺合されるように挿通されている。これにより上下回転軸１６は、第２のアーム１５に対して回転可能に、かつ、上下方向に移動可能に支持されている。すなわち上下回転軸１６は、第２のアーム１５に備えられた回転モーターＭ３の正逆回転がスプラインナット１６Ｓを正逆回転させることによって自らの軸心Ｃ３を中心にして正逆回転される。また上下回転軸１６は、第２のアーム１５に備えられた昇降モーターＭ４の正逆回転がボールねじナット１６Ｂを正逆回転させることによって上下方向に昇降移動され、その昇降移動によりその下端部１７を上下方向に昇降させる。上下回転軸１６の下端部１７には、ツール、例えば被搬送物を把持するハンドや被加工物を加工するハンド等の取り付けが可能になっている。そして、ロボットは、下端部１７に取り付けられた各ツールによって、部品を搬送したり、部品を加工したりするようになっている。 At the tip of the second arm 15, a vertical rotation shaft 16 that penetrates the second arm 15 and the arm cover 15 C is provided. The vertical rotation shaft 16 is a cylindrical shaft body, and a ball screw groove and a spline groove (not shown) are formed on the circumferential surface thereof. The vertical rotation shaft 16 is inserted so that the spline groove is fitted to the center of the spline nut 16 S disposed at the tip of the second arm 15, and the ball screw groove is also inserted into the tip of the second arm 15. It is inserted so as to be screwed into the center of the ball screw nut 16B disposed in the section. Thus, the vertical rotation shaft 16 is supported so as to be rotatable with respect to the second arm 15 and movable in the vertical direction. That is, the vertical rotation shaft 16 is rotated forward and backward about its own axis C3 by forward and reverse rotation of the rotation motor M3 provided in the second arm 15 by rotating the spline nut 16S forward and backward. The vertical rotation shaft 16 is moved up and down in the vertical direction by forward and reverse rotation of the lifting motor M4 provided in the second arm 15 by rotating the ball screw nut 16B forward and backward, and the lower end portion 17 is moved up and down. Is moved up and down. A tool, for example, a hand for gripping a workpiece or a hand for processing a workpiece can be attached to the lower end portion 17 of the vertical rotation shaft 16. The robot transports parts and processes parts by using each tool attached to the lower end portion 17.

また、第２のアーム１５は、軸心Ｃ２に略平行なその外側面１５ａがアームカバー１５Ｃから露出されており、第２のアーム１５の基端部の外側面１５ａのうち反先端側に位置する後外側面１５ｂには放熱機構２０が設けられている。 Further, the outer surface 15a of the second arm 15 that is substantially parallel to the axis C2 is exposed from the arm cover 15C, and is located on the opposite end side of the outer surface 15a of the base end portion of the second arm 15. A heat radiating mechanism 20 is provided on the rear outer surface 15b.

次に、この放熱機構２０について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、第２のアーム１５を上方から見た上面の構造を示す図であり、図３は、第２のアーム１５を右側から見た場合における放熱機構２０の正面の構造を示す図である。 Next, the heat dissipation mechanism 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the structure of the top surface of the second arm 15 as viewed from above, and FIG. 3 is a diagram of the structure of the front surface of the heat dissipation mechanism 20 when the second arm 15 is viewed from the right side. is there.

図２に示すように、放熱機構２０は、第２のアーム１５の基端部において第２モーターＭ２よりも反先端側に位置される後外側面１５ｂに設けられている。なお、本実施形態では、後外側面１５ｂは、外側面１５ａのなかでも第２のアーム１５における主な発熱体としての第２モーターＭ２との間の距離の短い位置に位置する外側面である。 As shown in FIG. 2, the heat dissipation mechanism 20 is provided on the rear outer surface 15 b located on the opposite end side of the second motor M 2 at the proximal end portion of the second arm 15. In the present embodiment, the rear outer surface 15b is an outer surface located at a short distance from the second motor 15 as the main heating element in the second arm 15 among the outer surfaces 15a. .

放熱機構２０には、後外側面１５ｂから反先端側である後端側に突出する複数の放熱フィン２１が壁状の突部として第２のアーム１５に一体成型されている。複数の放熱フィン
２１はそれぞれ、図３に示すように、軸心Ｃ２の方向に延びるように後外側面１５ｂに形成されており、各放熱フィン２１のそれぞれの間には、空気が流通される空間２２がそれぞれ形成されている。すなわち各放熱フィン２１は、第２のアーム１５と同じ金属材料から形成され、同様の熱伝導性を有するようになっている。また各放熱フィン２１は第２のアーム１５に一体成型されることから、それが後付けされた場合のようにそれらの間に接触面や接合面など熱伝導を阻害する構造を有していないため、それを形成する金属材料に基づく熱伝導率により第２のアーム１５との間にてスムーズで効率的な熱の伝達がなされるようになっている。 In the heat dissipation mechanism 20, a plurality of heat dissipation fins 21 projecting from the rear outer surface 15 b to the rear end side, which is the opposite end side, are integrally formed on the second arm 15 as wall-shaped protrusions. As shown in FIG. 3, each of the plurality of radiating fins 21 is formed on the rear outer surface 15 b so as to extend in the direction of the axis C 2, and air is circulated between the radiating fins 21. Each space 22 is formed. That is, each radiating fin 21 is formed of the same metal material as the second arm 15 and has the same thermal conductivity. Moreover, since each radiation fin 21 is integrally molded with the 2nd arm 15, it does not have a structure which inhibits heat conduction, such as a contact surface and a joining surface, when it is retrofitted. The heat conductivity based on the metal material forming it allows smooth and efficient heat transfer to and from the second arm 15.

空間２２は、そこに空気が流通されることにより、空間２２の両側に配置される各放熱フィン２１とそこを流通される空気との間の熱交換を促進させて同放熱フィン２１からの放熱を促進させる。また、空間２２は、軸心Ｃ２の方向に連続するかたちに形成されていることから放熱フィン２１から熱を奪い暖められた空気が自然に対流するようにもなり、第２のアーム１５が停止されている場合あれ、第２のアーム１５から効率よく放熱されるようになっている。このようなことから、放熱機構２０により第２のアーム１５の基端部の放熱性能が向上され、同第２のアーム１５の基端部は、その放熱の促進によりその温度上昇が減少されるようになるとともに、局所的な加熱による変形なども減少されるようにもなり、このような変形を要因とする位置決め精度の低下も抑制される。 The space 22 radiates heat from the heat radiating fins 21 by promoting heat exchange between the heat radiating fins 21 arranged on both sides of the space 22 and the air circulated therethrough when air flows therethrough. To promote. In addition, since the space 22 is formed in a continuous shape in the direction of the axis C2, the air that has been deprived of heat from the heat radiating fins 21 naturally convects, and the second arm 15 stops. If so, heat is efficiently radiated from the second arm 15. For this reason, the heat dissipation mechanism 20 improves the heat dissipation performance of the base end portion of the second arm 15, and the base end portion of the second arm 15 is reduced in temperature rise by promoting heat dissipation. At the same time, deformation due to local heating is also reduced, and a decrease in positioning accuracy caused by such deformation is also suppressed.

すなわち、ロボットはその第２のアーム１５に放熱機構２０が一体成形されることにより、その第２のアーム１５の基端部に例えば第２モーターＭ２の熱がフランジＭ２Ｆを介して伝達される場合であれ、第２のアーム１５の熱が放熱機構２０から効率よく放熱されるようになる。 That is, when the heat dissipation mechanism 20 is integrally formed with the second arm 15 of the robot, for example, the heat of the second motor M2 is transmitted to the base end portion of the second arm 15 via the flange M2F. However, the heat of the second arm 15 is efficiently radiated from the heat dissipation mechanism 20.

なお、放熱機構２０は、その各放熱フィン２１が第２のアーム１５の外側面１５ａに同一の金属材料にて一体成型されていることから部品の増加もなく、そのメンテナンス性及び耐環境性も従来と同様に維持される。 The heat dissipation mechanism 20 has the heat dissipation fins 21 formed integrally with the outer surface 15a of the second arm 15 from the same metal material, so there is no increase in parts, and maintenance and environmental resistance are also improved. It is maintained as before.

以上説明したように、本実施形態の水平多関節型ロボットによれば以下のような効果を得ることができる。
（１）第２のアーム１５に伝達される発熱体からの熱が第２のアーム１５の後外側面１５ｂから放熱機構２０を介して効率よく放熱されるようにした。これにより、第２のアーム１５自体の放熱効率が高められることからそこに取付けられている発熱体、例えば第２モーターＭ２などの放熱も促進されるようになり、第２モーターＭ２であればその温度上昇が抑制されて高温により生じる動作制限などが生じるおそれが低減される。 As described above, according to the horizontal articulated robot of this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The heat from the heating element transmitted to the second arm 15 is efficiently radiated from the rear outer surface 15 b of the second arm 15 through the heat dissipation mechanism 20. As a result, the heat dissipation efficiency of the second arm 15 itself is increased, so that heat dissipation of the heating element attached thereto, for example, the second motor M2, etc., is also promoted. The rise in temperature is suppressed, and the risk of operation restrictions caused by high temperatures is reduced.

（２）また、第２のアーム１５自体の放熱効率が高められるようにしたことから、発熱体により加熱されるアーム自体の温度上昇も軽減され熱の分布も平均化されるようになり温度上昇に伴い生じる熱膨張、特に第２モーターＭ２からの熱が伝達される第２のアーム１５の基端部の局部的な熱膨張によるアームの変形が軽減されるようになる。 (2) Since the heat dissipation efficiency of the second arm 15 itself is increased, the temperature rise of the arm itself heated by the heating element is also reduced, and the heat distribution is averaged and the temperature rises. The deformation of the arm due to the local thermal expansion at the base end portion of the second arm 15 to which the thermal expansion caused by this, particularly the heat from the second motor M2 is transmitted, is reduced.

（３）さらに、第２のアーム１５には放熱機構２０を一体成型したことから、部品の増加などはないことからメンテナンス性の低下されるおそれは小さい。また、アームの外側面１５ａ（後外側面１５ｂ）に設けていることから、第２のアーム１５自体やその上側に設けたアームカバー１５Ｃの密閉性が高められ、第２のアーム１５に設けられている各モーターＭ２，Ｍ３，Ｍ４などの機器と外環境との間のシール性の維持が従来と同程度に保たれるようになり耐環境性の低下されるおそれも小さい。これらのことから、メンテナンス性や耐環境性、位置決め精度は従来のまま維持されつつ、モーターなどの発熱体の発熱及び、その発熱体から伝達される熱を効率よく放熱させる機能を有するアームを備える水平多関節型ロボットを提供することができるようになる。 (3) Furthermore, since the heat dissipating mechanism 20 is integrally formed with the second arm 15, there is no increase in the number of parts, and therefore there is little risk of a decrease in maintainability. Since the arm is provided on the outer side surface 15a (rear side surface 15b), the second arm 15 itself and the arm cover 15C provided on the upper side thereof are improved in hermeticity and provided on the second arm 15. The maintenance of the sealing performance between the devices such as the motors M2, M3, and M4 and the outside environment is maintained at the same level as in the past, and the environmental resistance is less likely to be deteriorated. For these reasons, the arm has a function to efficiently dissipate heat generated from a heating element such as a motor and heat transmitted from the heating element while maintaining maintainability, environmental resistance, and positioning accuracy. A horizontal articulated robot can be provided.

（４）第２のアーム１５の基端部に放熱機構２０を設けたことにより、同第２のアーム１５の基端部に配置されることの多い同アームを駆動させる第２モーターＭ２と放熱機構２０との間の距離が短くされ、第２モーターＭ２の発熱が放熱機構に効率良く伝達されるようになる。これにより、第２モーターＭ２の発熱が効率良く放熱されるようになるとともに、同発熱により局部的に加熱される同第２のアーム１５の基端部の放熱も効率良く行われるようになる。その結果、第２モーターＭ２及び第２のアーム１５の温度上昇が抑制されるようになる。 (4) Since the heat dissipating mechanism 20 is provided at the base end of the second arm 15, the second motor M2 that drives the arm often disposed at the base end of the second arm 15 and heat dissipation The distance to the mechanism 20 is shortened, and the heat generated by the second motor M2 is efficiently transmitted to the heat dissipation mechanism. As a result, the heat generated by the second motor M2 can be efficiently radiated, and the base end portion of the second arm 15 that is locally heated by the heat generated can be efficiently radiated. As a result, the temperature rise of the second motor M2 and the second arm 15 is suppressed.

（５）放熱機構２０の放熱フィン２１の間の空間２２には暖められた空気により生じる上昇気流に基づく自然対流が生じるようになることから、同対流により放熱機構２０を通じての第２のアーム１５の熱の放熱が行われ、これによっても第２モーターＭ２及び第２のアーム１５の温度上昇が抑制されるようになる。 (5) Since the natural convection based on the updraft generated by the heated air is generated in the space 22 between the radiating fins 21 of the radiating mechanism 20, the second arm 15 through the radiating mechanism 20 is caused by the convection. The heat is dissipated, and this also suppresses the temperature rise of the second motor M2 and the second arm 15.

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、外側面１５ａ（後外側面１５ｂ）は、軸心Ｃ２の方向に平行な面であったが、これに限らず、外側面は軸心に対して傾斜を有していてもよい。これにより、放熱フィンを設けることのできるアーム形状の自由度が高められる。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the outer surface 15a (rear outer surface 15b) is a surface parallel to the direction of the axis C2, but this is not limiting, and the outer surface is inclined with respect to the axis. Also good. Thereby, the freedom degree of the arm shape which can provide a radiation fin is raised.

・上記実施形態では、複数の放熱フィン２１を軸心Ｃ２方向に平行に延びる壁状の突部としたが、これに限らず、放熱フィンは、放熱機構の放熱量を多くすることができるのであれば、その他の方向に延びるかたちに設けられてもよい。例えば、後外側面１５ｂには、図４に示すように、軸心Ｃ２の方向に垂直方向に延びる壁状の突部としての放熱フィン２４が複数設けられても、図５に示すように、棒状の突部としての放熱ピン２７が複数も受けられてもよい。 In the above embodiment, the plurality of heat radiating fins 21 are wall-like protrusions extending in parallel to the direction of the axis C2, but this is not limiting, and the heat radiating fins can increase the heat radiation amount of the heat radiating mechanism. If it exists, it may be provided in a shape extending in another direction. For example, as shown in FIG. 5, the rear outer surface 15b is provided with a plurality of heat radiation fins 24 as wall-like protrusions extending in the direction perpendicular to the direction of the axis C2, as shown in FIG. A plurality of heat radiation pins 27 as rod-shaped protrusions may be received.

後外側面１５ｂに第２のアーム１５の旋回面に平行な放熱フィン２４が設けられた場合、各放熱フィン２４の間に形成されている空間２５には、第２のアーム１５の旋回により生じる空気の流れ基づく強制的な空気の対流が生じるようになり、第２のアーム１５が旋回された場合の放熱効率が高められるようになる。 When the radiating fins 24 parallel to the turning surface of the second arm 15 are provided on the rear outer surface 15 b, the space 25 formed between the radiating fins 24 is generated by the turning of the second arm 15. Forced air convection based on the air flow is generated, and the heat dissipation efficiency when the second arm 15 is swung is increased.

また、後外側面１５ｂに放熱ピン２７が設けられた場合、各放熱ピン２７間に設けられた第２のアーム１５の旋回面に平行な空間２８には、第２のアーム１５の旋回に伴う気流に基づく空気の流通が生じるようになり、第２のアーム１５が旋回された場合の放熱効率が高められるようになる。一方、各放熱ピン２７間に設けられた第２のアーム１５の軸心Ｃ２に平行な空間２９には、放熱ピン２７から放熱される熱に伴う自然対流が生じるようになり第２のアーム１５が停止されている場合であれ、第２のアーム１５から効率よく放熱されるようになっている。 Further, when the heat radiating pins 27 are provided on the rear outer surface 15 b, the space 28 parallel to the turning surface of the second arm 15 provided between the heat radiating pins 27 is accompanied by the turning of the second arm 15. The circulation of air based on the airflow occurs, and the heat dissipation efficiency when the second arm 15 is turned is increased. On the other hand, in the space 29 parallel to the axis C2 of the second arm 15 provided between the heat radiating pins 27, natural convection due to the heat radiated from the heat radiating pins 27 is generated, and the second arm 15 is provided. Even when the operation is stopped, heat is efficiently radiated from the second arm 15.

・上記実施形態では、放熱フィン２１は軸心Ｃ２の方向に平行に、また変更例では、放熱フィン２４は軸心Ｃ２方向に垂直に設けられたが、これに限らず、放熱フィンは軸心に対して傾斜を有していてもよい。これにより、アーム形状に好適な形状の放熱フィンをアームに形成することができるようになる。 In the above embodiment, the radiating fin 21 is provided in parallel with the direction of the axis C2, and in the modified example, the radiating fin 24 is provided perpendicular to the direction of the axis C2. May have an inclination with respect to. Thereby, the radiation fin of a shape suitable for the arm shape can be formed on the arm.

・上記実施形態及び変更例では、外側面に放熱フィン２１や放熱フィン２４及び放熱ピン２７のいずれか一つの形状のみが設けられていたが、これに限らず、外側面にはそれら放熱フィンや放熱ピンが適宜組み合わせて設けられてもよい。 In the above embodiment and the modified example, only one of the shape of the heat radiating fins 21, the heat radiating fins 24, and the heat radiating pins 27 is provided on the outer surface. The heat dissipation pins may be provided in combination as appropriate.

・上記実施形態及び変更例では、外側面に放熱フィン２１や放熱フィン２４は壁状に形成されたが、これに限らず、それら放熱フィンにはその放熱フィンを横切るように切り欠
き部が複数形成されてもよい。これにより切り欠き部の形成された部分には、放熱ピン２７と同様の空気が流通されるようになる。これにより、放熱機構の各突部は、空気との接触面積が増加されたり、空気の流通量が増加されたりするようにもなり、放熱機構によるアームの熱の放熱がより効率的に行われ、モーター及びアームの温度上昇がより好適に抑制されるようになる。 In the above embodiment and the modified example, the heat radiating fins 21 and the heat radiating fins 24 are formed in a wall shape on the outer surface. It may be formed. As a result, air similar to that of the heat dissipation pin 27 is circulated through the portion where the notch is formed. As a result, each protrusion of the heat dissipation mechanism increases the contact area with air or increases the amount of air flow, and the heat dissipation of the arm by the heat dissipation mechanism is performed more efficiently. Further, the temperature rise of the motor and the arm is more preferably suppressed.

・上記実施形態では、放熱機構２０を第２のアーム１５の基端部に設けたが、これに限らず、放熱機構は第２のアームのその他の外側面に設けられてもよい。これにより、このような放熱機構の採用可能性が高められる。 In the above embodiment, the heat dissipation mechanism 20 is provided at the base end portion of the second arm 15, but this is not limiting, and the heat dissipation mechanism may be provided on the other outer surface of the second arm. This increases the possibility of adopting such a heat dissipation mechanism.

・上記実施形態では、放熱機構２０を第２のアーム１５に設けたが、これに限らず、放熱機構はその他のアームに設けられてもよい。これにより、このような放熱機構の採用可能性がさらに高められる。 In the above embodiment, the heat dissipation mechanism 20 is provided on the second arm 15, but this is not limiting, and the heat dissipation mechanism may be provided on other arms. This further increases the possibility of adopting such a heat dissipation mechanism.

・上記実施形態では、第２のアーム１５は鋳鉄により形成されたが、これに限らず、第２のアームとしては、例えば、アルミニウムや鉄などの金属材料やそれら金属材料を含む合金材料から剛性及び熱伝導性を有する態様に鋳造やプレス、切り出し加工などにより形成されてもよい。このとき、プレス、切り出し加工などいずれの加工方法であれアームに放熱機構を一体成型することにより、アームの熱を効率のよく放熱する放熱機構をアームに設けることができるようになる。 In the above embodiment, the second arm 15 is formed of cast iron. However, the second arm 15 is not limited to this, and the second arm 15 may be made of, for example, a metal material such as aluminum or iron or an alloy material containing the metal material. In addition, it may be formed by casting, pressing, cutting, or the like in a mode having thermal conductivity. At this time, the heat dissipating mechanism for efficiently dissipating the heat of the arm can be provided on the arm by integrally forming the heat dissipating mechanism on the arm by any processing method such as pressing or cutting.

１１…基台、１２…基台軸、１３…第１のアーム、１４…回転軸としての支持軸、１５…旋回型アームとしての第２のアーム、１５ａ…外表面としての外側面、１５ｂ…後外側面、１５Ｃ…アームカバー、１６…上下回転軸、１６Ｂ…ボールねじナット、１６Ｓ…スプラインナット、１７…下端部、２０…放熱機構、２１…放熱フィン、２２…空間、２４…放熱フィン、２５…空間、２７…放熱ピン、２８，２９…空間、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…軸心、Ｍ１…第１モーター、Ｍ２…第２モーター、Ｍ３…回転モーター、Ｍ４…昇降モーター、Ｍ２Ｆ…フランジ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Base, 12 ... Base axis | shaft, 13 ... 1st arm, 14 ... Support axis as a rotating shaft, 15 ... 2nd arm as a turning-type arm, 15a ... Outer side surface as an outer surface, 15b ... Rear outer surface, 15C ... arm cover, 16 ... vertical rotation shaft, 16B ... ball screw nut, 16S ... spline nut, 17 ... lower end, 20 ... heat radiation mechanism, 21 ... heat radiation fin, 22 ... space, 24 ... heat radiation fin, 25 ... Space, 27 ... Radiation pin, 28, 29 ... Space, C1, C2, C3 ... Center, M1 ... First motor, M2 ... Second motor, M3 ... Rotation motor, M4 ... Lifting motor, M2F ... Flange.

Claims

回転軸を中心として水平旋回する熱伝導性の材料からなる旋回型アームの外表面に、同アームに対して一体成型された放熱機構が設けられていることを特徴とする水平多関節型ロボット。 A horizontal articulated robot characterized in that a heat dissipating mechanism integrally formed with the arm is provided on the outer surface of a revolving arm made of a heat conductive material that revolves horizontally around a rotation axis.

前記旋回型アームは、その基端部が前記回転軸を中心として回転することでその先端側が旋回移動するものであり、前記放熱機構は、前記基端部の前記回転軸よりも反先端側に形成されている
請求項１に記載の水平多関節型ロボット。 The swivel-type arm has a base end portion that rotates about the rotation axis, so that a distal end side of the swivel arm pivots, and the heat dissipation mechanism is located on the opposite end side to the rotation shaft of the base end portion. The horizontal articulated robot according to claim 1 formed.

前記放熱機構は、前記旋回型アームの旋回面に垂直となる外表面の少なくとも一部に同旋回面と垂直な方向に伸びる複数の壁状の突部からなる
請求項１又は２に記載の水平多関節型ロボット。 3. The horizontal according to claim 1, wherein the heat dissipation mechanism includes a plurality of wall-shaped protrusions extending in a direction perpendicular to the turning surface on at least a part of an outer surface perpendicular to the turning surface of the turning arm. Articulated robot.

前記放熱機構は、前記旋回型アームの旋回面に垂直となる外表面の少なくとも一部に同旋回面と水平な方向に伸びる複数の壁状の突部からなる
請求項１又は２に記載の水平多関節型ロボット。 3. The horizontal according to claim 1, wherein the heat dissipation mechanism includes a plurality of wall-shaped protrusions extending in a direction parallel to the swivel surface on at least a part of an outer surface perpendicular to the swivel surface of the swivel arm. Articulated robot.

前記放熱機構を形成する各突部には、それら突部に交差する態様で複数の切り欠き部が形成されている
請求項３又は４に記載の水平多関節型ロボット。 5. The horizontal articulated robot according to claim 3, wherein a plurality of notches are formed in each of the protrusions forming the heat dissipation mechanism so as to intersect with the protrusions.