特開 2024-175391 溶接器具の冷却システムおよびロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175391

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】溶接器具の冷却システムおよびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/36 20060101AFI20241211BHJP

   B23K 11/11 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

B23K11/36 310

B23K11/11 570Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093152

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】藤田 章吾

(72)【発明者】

【氏名】村松 良崇

(72)【発明者】

【氏名】谷 明紀

(72)【発明者】

【氏名】一瀬 拓也

【テーマコード（参考）】

4E165

【Ｆターム（参考）】

4E165BA01

4E165BB22

4E165CA18

4E165CA21

4E165EA18

(57)【要約】

【課題】溶接器具を再稼働させた場合でも、溶接器具を十分に冷却することが可能な溶接器具の冷却システムを提供する。
【解決手段】この溶接器具１２の冷却システム１００では、ロボット１０を用いた溶接工程に用いられる溶接器具１２に冷却媒体を流入させるポンプ２０と、溶接器具１２から流出した冷却媒体を冷却する放熱器３０と、ポンプ２０、溶接器具１２、および、放熱器３０を介して、冷却媒体が循環する循環流路６０と、ポンプ２０から流出した冷却媒体を、溶接器具１２を迂回して放熱器３０に流入させるためのバイパス流路８０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットを用いた溶接工程に用いられる溶接器具に冷却媒体を流入させるポンプと、
前記溶接器具から流出した冷却媒体を冷却する放熱器と、
前記ポンプ、前記溶接器具、および、前記放熱器を介して、冷却媒体が循環する循環流路と、
前記ポンプから流出した冷却媒体を、前記溶接器具を迂回して前記放熱器に流入させるためのバイパス流路と、を備える、溶接器具の冷却システム。

【請求項2】

前記溶接器具から流出した冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、
冷却媒体が流れる流路を前記循環流路と前記バイパス流路とを切り替える切替バルブと、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度に基づいて、前記切替バルブを制御する切替バルブ制御部と、を備える、請求項１に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項3】

前記切替バルブ制御部は、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超えている場合、前記循環流路を冷却媒体が流れるように前記切替バルブを切り替え、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値以下の場合、前記バイパス流路を冷却媒体が流れるように前記切替バルブを切り替える、請求項２に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項4】

前記ロボットを制御するロボットコントローラを備え、
前記ロボットコントローラは、前記切替バルブ制御部を兼ねている、請求項２に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項5】

前記放熱器に冷却風を送風する送風ファンと、
前記溶接器具から流出した冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度に基づいて、前記送風ファンのオンオフを切り替えるファン制御部と、を備える、請求項１に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項6】

前記ロボットを制御するロボットコントローラを備え、
前記ロボットコントローラは、前記ファン制御部を兼ねている、請求項５に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項7】

前記ロボットコントローラは、前記ロボットコントローラの内部を冷却するためのコントローラ用ファンを含み、
前記コントローラ用ファンは、前記送風ファンを兼ねており、
前記放熱器は、前記コントローラ用ファンから送風される空気の下流に配置されている、請求項６に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項8】

前記放熱器は、並列または直列に複数配置されており、
前記送風ファンは、複数の前記放熱器ごとに配置され、
前記ファン制御部は、前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度に基づいて、前記複数の送風ファンの各々のオンオフを切り替える、請求項５に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項9】

前記複数の放熱器は、直列に配置され、
直列に配置される前記複数の放熱器の冷却能力は、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくなる、請求項８に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項10】

前記放熱器から流出した冷却媒体が貯留される貯留部と、
前記放熱器から流出した冷却媒体を前記貯留部の内部に霧状に噴霧するノズル部と、を備える、請求項１に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項11】

前記循環流路から分岐され、前記溶接器具を制御する溶接器具制御部を介して冷却媒体が循環する溶接器具制御部流路を備える、請求項１に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項12】

前記放熱器に冷却用の霧を噴霧する噴霧部を備える、請求項１に記載の溶接器具の冷却システム。

【請求項13】

ロボットと、
前記ロボットに取り付けられた溶接器具を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、
前記溶接器具に冷却媒体を流入させるポンプと、
前記溶接器具から流出した冷却媒体を冷却する放熱器と、
前記ポンプ、前記溶接器具、および、前記放熱器を介して、冷却媒体が循環する循環流路と、
前記ポンプから流出した冷却媒体を、前記溶接器具を迂回して前記放熱器に流入させるためのバイパス流路と、を含む、ロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、溶接器具の冷却システムおよびロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、溶接器具の冷却システムが開示されている。特許文献１には、ロボット本体と、ロボット本体の先端に取り付けられるスポットガンと、スポットガンを冷却する冷却装置と、を備えるスポット溶接ロボットが開示されている。このスポット溶接ロボットでは、冷却装置は、給水ホースと、排水ホースと、ポンプと、ファンとを含む。給水ホースは、スポットガンに水を供給する。排水ホースは、スポットガンにおいて高温となった水を排水する。ファンは、排水ホースに流れる水を冷却する。ポンプは、水を給水ホースに送り込む。冷却に用いられる水は、ポンプ、給水ホース、スポットガン、および、排水ホースを循環する。特許文献１では、１台のスポット溶接ロボットに対して１台の冷却装置が配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－２６３８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、特許文献１に開示されている溶接器具の冷却システムでは、スポットガンを冷却するための水が、ポンプ、給水ホース、スポットガン、および、排水ホースを循環しているため、スポットガンのメンテナンスなどの際には、水の循環を停止する必要がある。このため、水が周囲の温度などによって上昇してしまい、スポットガンを再稼働させた際に十分にスポットガンを冷却できなくなるという問題点が考えられる。

【0005】

この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、溶接器具を再稼働させた場合でも、溶接器具を十分に冷却することが可能な溶接器具の冷却システムおよびロボットシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この開示の第１の局面による溶接器具の冷却システムは、ロボットを用いた溶接工程に用いられる溶接器具に冷却媒体を流入させるポンプと、溶接器具から流出した冷却媒体を冷却する放熱器と、ポンプ、溶接器具、および、放熱器を介して、冷却媒体が循環する循環流路と、ポンプから流出した冷却媒体を、溶接器具を迂回して放熱器に流入させるためのバイパス流路と、を備える。

【0007】

この開示の第１の局面による溶接器具の冷却システムは、上記のように、ポンプから流出した冷却媒体を、溶接器具を迂回して放熱器に流入させるためのバイパス流路を備える。これにより、溶接器具がメンテナンス中などの場合でも、冷却媒体の流れを止めることなくバイパス流路を介して冷却媒体を放熱器に流入させて冷却できる。このため、溶接器具の待機中に、冷却媒体が周囲の温度などによって上昇することが抑制されるので、溶接器具を再稼働させた場合でも、溶接器具を十分に冷却できる。

【0008】

この開示の第２の局面によるロボットシステムは、ロボットと、ロボットに取り付けられた溶接器具を冷却する冷却装置と、を備え、冷却装置は、溶接器具に冷却媒体を流入させるポンプと、溶接器具から流出した冷却媒体を冷却する放熱器と、ポンプ、溶接器具、および、放熱器を介して、冷却媒体が循環する循環流路と、ポンプから流出した冷却媒体を、溶接器具を迂回して放熱器に流入させるためのバイパス流路と、を含む。

【0009】

この開示の第２の局面によるロボットシステムは、上記のように、冷却装置は、ポンプから流出した冷却媒体を、溶接器具を迂回して放熱器に流入させるためのバイパス流路を含む。溶接器具がメンテナンス中などの場合でも、冷却媒体の流れを止めることなくバイパス流路を介して冷却媒体を放熱器に流入させて冷却できる。このため、溶接器具の待機中に、冷却媒体が周囲の温度などによって上昇することが抑制されるので、溶接器具を再稼働させた場合でも、溶接器具を十分に冷却することが可能なロボットシステムを提供できる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、溶接器具の冷却システムおよびロボットシステムは、溶接器具を再稼働させた場合でも、溶接器具を十分に冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態によるロボットシステムおよび冷却システムを示す図である。

【図2】一実施形態によるロボットシステムおよび冷却システムのブロック図である。

【図3】一実施形態によるロボットを示す図である。

【図4】ロボットコントローラによる循環流路とバイパス流路との切り替え動作を説明するためのフロー図である。

【図5】ロボットコントローラによる送風ファンのオンオフの切り替え動作を説明するためのフロー図である。

【図6】変形例によるロボットおよび溶接器具を示す図である。

【図7】変形例による放熱器および噴霧部を示す図である。

【図8】変形例によるロボットコントローラおよび放熱器を示す図である。

【図9】変形例による並列に配置された複数の放熱器を示す図である。

【図10】変形例によるノズル部および安全弁を示す図である。

【図11】変形例による枠部内に配置された複数の放熱器を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示を具体化した本開示の一実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

本実施形態による溶接器具１２の冷却システム１００、および、冷却システム１００を備えるロボットシステム１について説明する。図１に示すように、溶接器具１２の冷却システム１００、および、ロボットシステム１は、ロボット１０に取り付けられた溶接器具１２を冷却するためのシステムである。なお、冷却システム１００は、冷却装置の一例である。

【0014】

（ロボット）
まず、ロボット１０の構成について説明する。ロボット１０は、ロボット本体部１０ａと、ロボットコントローラ１５と、を含む。ロボット本体部１０ａは、ロボットアーム１１と、ロボットアーム１１の先端に取り付けられる溶接器具１２と、溶接トランス１３と、溶接器具制御部１４と、を含む。ロボットアーム１１は、たとえば、垂直多関節型のロボットアーム１１である。また、溶接器具１２は、たとえば、スポット溶接のための接合ガンである。溶接トランス１３は、溶接器具１２に流れる電流の電圧を変換する。また、溶接器具制御部１４は、溶接器具１２を制御する。具体的には、溶接器具制御部１４は、配線を介して溶接器具１２に接続されている。配線は、ロボットアーム１１の内部または外部を介して、溶接器具１２に接続されている。溶接器具制御部１４は、溶接器具１２に流す電流を制御している。溶接器具制御部１４は、タイマーと呼ばれる。

【0015】

ロボットコントローラ１５について説明する。ロボットコントローラ１５は、ロボットアーム１１の動作を制御する。図２に示すように、ロボットコントローラ１５は、メイン制御部１５ａと、サーボ制御部１５ｂと、駆動回路部１５ｃと、を含む。メイン制御部１５ａ、および、サーボ制御部１５ｂは、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。メイン制御部１５ａは、ロボットアーム１１の関節軸を制御する。サーボ制御部１５ｂは、メイン制御部１５ａからの指令に基づいて関節軸のサーボモータに供給される電力を制御する。駆動回路部１５ｃは、サーボモータに駆動電力を供給する。また、ロボットコントローラ１５は、溶接器具制御部１４の動作を制御する。

【0016】

（冷却システム）
次に、冷却システム１００の構成について説明する。図１に示すように、冷却システム１００は、ポンプ２０と、放熱器３０と、送風ファン４０と、循環流路６０と、溶接器具制御部流路６２と、バイパス流路８０と、貯留部５０と、温度検出部７０と、切替バルブ９０と、を備えている。循環流路６０は、ポンプ２０と、放熱器３０と、貯留部５０と、を接続する。また、冷却システム１００は、たとえば、１台のロボット１０に対して１つ配置されている。

【0017】

ポンプ２０の構成について説明する。ポンプ２０は、溶接器具１２に冷却媒体を流入させる。具体的には、ポンプ２０は、循環流路６０を介して、溶接器具１２に冷却媒体を流入させる。また、冷却媒体は、たとえば、水である。

【0018】

放熱器３０の構成について説明する。放熱器３０は、溶接器具１２から流出した冷却媒体を冷却する。放熱器３０は、たとえば、ラジエータである。本実施形態では、放熱器３０は、直列に複数配置されている。たとえば、放熱器３０は、直列に３個配置されている。また、直列に配置される放熱器３０のサイズは、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくなる。すなわち、直列に配置される放熱器３０の冷却能力は、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくなる。たとえば、複数の放熱器３０は、水平面に沿って配置されている。

【0019】

送風ファン４０の構成について説明する。送風ファン４０は、放熱器３０に冷却風を送風する。また、送風ファン４０は、複数の放熱器３０ごとに配置されている。また、複数の送風ファン４０は、個別にオンオフする。

【0020】

貯留部５０の構成について説明する。貯留部５０は、放熱器３０から流出した冷却媒体が貯留される。貯留部５０は、たとえば、箱状のタンクである。本実施形態では、放熱器３０から流出した冷却媒体を貯留部５０の内部に霧状に噴霧するノズル部５１が配置されている。放熱器３０から流出した冷却媒体が流れる循環流路６０の先端部が、貯留部５０の内部に突出しており、ノズル部５１は、循環流路６０の先端部に取り付けられている。ノズル部５１は、たとえば、下方に向かって冷却媒体を噴霧する。貯留部５０には、冷却媒体が貯留されており、ノズル部５１の下端と貯留された冷却媒体の上面との間には空気が存在する。ノズル部５１は、貯留された冷却媒体の上面に向かって、冷却媒体を噴霧する。

【0021】

循環流路６０の構成について説明する。循環流路６０は、ポンプ２０、溶接器具１２、および、放熱器３０を介して、冷却媒体が循環する。具体的には、循環流路６０の一端は、ポンプ２０の冷却媒体を吐出する吐出口に接続されている。また、図３に示すように、循環流路６０は、ロボットアーム１１の内部を介して、溶接器具１２の内部に配置されている。なお、循環流路６０は、ロボットアーム１１の外部を介して、溶接器具１２の内部に配置されていてもよい。また、循環流路６０は、溶接トランス１３の内部にも配置されている。また、循環流路６０は、溶接器具１２の先端で折り返し、ロボットアーム１１の内部を介して、ロボットアーム１１の外部に引き出される。また、図１に示すように、ロボットアーム１１の外部に引き出された循環流路６０は、放熱器３０の冷却媒体の流入口に接続されている。また、循環流路６０は、放熱器３０の冷却媒体の流出口と、貯留部５０とを接続する。また、循環流路６０は、貯留部５０の冷却媒体の流出口と、ポンプ２０の冷却媒体が流入する流入口とを接続する。循環流路６０は、たとえば、配管である。

【0022】

また、本実施形態では、溶接器具制御部流路６２は、循環流路６０から分岐されており、溶接器具制御部１４を介して冷却媒体を循環する。具体的には、循環流路６０とバイパス流路８０とが分岐する切替バルブ９０よりも下流側において、溶接器具制御部流路６２は、循環流路６０から分岐されている。また、溶接器具制御部流路６２は、溶接器具制御部１４の内部に配置され、溶接器具制御部１４の内部の機器を冷却する。また、溶接器具制御部流路６２は、溶接器具制御部１４の外部に引き出され、ロボットアーム１１から引き出された循環流路６０と合流する。溶接器具制御部流路６２も、たとえば、配管である。

【0023】

温度検出部７０の構成について説明する。温度検出部７０は、溶接器具１２から流出した冷却媒体の温度を検出する。たとえば、温度検出部７０は、ロボットアーム１１から循環流路６０が引き出される部分に配置されている。温度検出部７０は、たとえば、フロースイッチである。フロースイッチは、冷却媒体の流量および冷却媒体の温度を検出する。

【0024】

バイパス流路８０の構成について説明する。本実施形態では、バイパス流路８０は、ポンプ２０から流出した冷却媒体を、溶接器具１２を迂回して放熱器３０に流入させる。具体的には、バイパス流路８０は、ポンプ２０の吐出口に接続される循環流路６０から分岐して放熱器３０の流入口に接続される循環流路６０に接続されている。バイパス流路８０も循環流路６０と同様に、たとえば、配管である。循環流路６０からバイパス流路８０が分岐する部分には、切替バルブ９０が配置されている。切替バルブ９０は、冷却媒体が流れる流路を循環流路６０とバイパス流路８０とに切り替える。切替バルブ９０は、たとえば、三方弁である。また、切替バルブ９０は、ロボットコントローラ１５からの指令により、冷却媒体を循環流路６０に流す状態と、冷却媒体をバイパス流路８０に流す状態とを切り替える。なお、切替バルブ９０は、ロボットコントローラ１５からの指令により、循環流路６０とバイパス流路８０とに流す冷却媒体の割合を変更してもよい。

【0025】

また、バイパス流路８０と循環流路６０とが合流する部分の上流側には、逆止弁６１が配置されている。これにより、冷却媒体がバイパス流路８０を流れている際に、冷却媒体がロボットアーム１１側に逆流することが防止される。なお、図１において、循環流路６０のうち、高温の冷却媒体が流れる部分を斜線で表している。高温の冷却媒体が流れる部分は、ロボットアーム１１の下流側、および、溶接器具制御部１４の下流側である。

【0026】

冷却システム１００に対するロボットコントローラ１５の関わりについて説明する。本実施形態では、ロボットコントローラ１５は、切替バルブ９０を制御する切替バルブ制御部を兼ねている。また、ロボットコントローラ１５は、送風ファン４０を制御するファン制御部を兼ねている。そして、本実施形態では、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、切替バルブ９０を制御する。具体的には、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超えている場合、循環流路６０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。また、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値以下の場合、バイパス流路８０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。たとえば、溶接器具１２による溶接工程が実行されている状態では、溶接器具１２の温度が高くなるので、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超える。この場合、ロボットコントローラ１５は、循環流路６０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。これにより、溶接器具１２が冷却される。また、溶接器具１２による溶接工程が停止されている状態では、溶接器具１２の温度が低くなるので、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値以下となる。この場合、ロボットコントローラ１５は、バイパス流路８０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。これにより、放熱器３０によって冷却媒体が冷却される。その結果、次に冷却媒体により溶接器具１２を冷却する際に、冷却媒体の温度が十分に低温となっている。なお、溶接器具１２による溶接工程が停止されている状態とは、ロボット１０および溶接器具１２を用いた溶接工程が一時的に停止されている場合、ロボット１０および溶接器具１２のメンテナンスのため溶接工程が停止されている場合、ロボットシステム１のシステムの変更のため溶接工程が停止されている場合、および、溶接工程のラインの再構築のため溶接工程が停止されている場合など、を含む。

【0027】

また、本実施形態では、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、送風ファン４０のオンオフを切り替える。具体的には、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、複数の送風ファン４０の各々のオンオフを切り替える。

【0028】

次に、図４を参照して、ロボットコントローラ１５による切替バルブ９０の制御について説明する。なお、以下に説明するロボットコントローラ１５による切替バルブ９０の制御は、一例でありこれに限られるものではない。

【0029】

ステップＳ１において、ロボットコントローラ１５は、ロボット１０および溶接器具１２を用いた溶接工程が停止されているか否かを判定する。

【0030】

ステップＳ１において、ｙｅｓの場合に、ステップＳ２において、ロボットコントローラ１５は、バイパス流路８０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。これにより、冷却媒体が、放熱器３０、貯留部５０およびポンプ２０を循環し、冷却される。

【0031】

ステップＳ１において、ｎｏの場合に、ロボットコントローラ１５は、ステップＳ３において、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超えているか否かを判定する。ステップＳ３において、ｙｅｓの場合、ステップＳ４において、ロボットコントローラ１５は、循環流路６０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。そして、ステップＳ１に戻る。

【0032】

ステップＳ３において、ｎｏの場合に、ステップＳ５に進み、ロボットコントローラ１５は、バイパス流路８０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。そして、ステップＳ１に戻る。

【0033】

次に、図５を参照して、ロボットコントローラ１５による送風ファン４０の制御について説明する。なお、以下に説明するロボットコントローラ１５による送風ファン４０の制御は、一例でありこれに限られるものではない。

【0034】

ステップＳ１１において、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度Ｔが第１閾値Ｔｈ１以上か否かを判定する。ステップＳ１１において、ｙｅｓの場合、ステップＳ１２において、ロボットコントローラ１５は、複数の送風ファン４０の全てをオン状態にする。ステップＳ１１においてｎｏの場合、ステップＳ１３において、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度Ｔが第１閾値Ｔｈ１よりも小さい第２閾値Ｔｈ２以上か否かを判定する。ステップＳ１３において、ｙｅｓの場合、ステップＳ１４において、ロボットコントローラ１５は、複数の送風ファン４０の一部をオン状態にする。ステップＳ１３においてｎｏの場合、ステップＳ１５において、ロボットコントローラ１５は、複数の送風ファン４０の全てをオフ状態にする。ステップＳ１１からステップＳ１５までの動作は、ロボット１０および溶接器具１２を用いた溶接工程が実行されている間繰り返される。

【0035】

［本実施形態の効果］
冷却システム１００は、ポンプ２０から流出した冷却媒体を、溶接器具１２を迂回して放熱器３０に流入させるためのバイパス流路８０を備える。これにより、溶接器具１２がメンテナンス中などの場合でも、冷却媒体の流れを止めることなくバイパス流路８０を介して冷却媒体を放熱器３０に流入させて冷却できる。このため、溶接器具１２の待機中に、冷却媒体が周囲の温度などによって上昇することが抑制されるので、溶接器具１２を再稼働させた場合でも、溶接器具１２を十分に冷却できる。

【0036】

冷却システム１００は、溶接器具１２から流出した冷却媒体の温度を検出する温度検出部７０と、冷却媒体が流れる流路を循環流路６０とバイパス流路８０とを切り替える切替バルブ９０と、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、切替バルブ９０を制御するロボットコントローラ１５と、を備える。これにより、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、溶接器具１２を冷却する必要がない場合には、冷却媒体がバイパス流路８０を流れるように切替バルブ９０を切り替えることができる。また、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、溶接器具１２を冷却する必要がある場合には、冷却媒体がバイパス流路８０を流れるように切替バルブ９０を切り替えることができる。

【0037】

ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超えている場合、循環流路６０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替え、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値以下の場合、バイパス流路８０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。これにより、溶接器具１２が高温になり冷却媒体の温度が高温になった場合、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超えていることに基づいて、循環流路６０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。その結果、溶接器具１２を適切に冷却できる。また、溶接器具１２が低温になり冷却媒体の温度が低温になった場合、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値以下になることに基づいて、バイパス流路８０を冷却媒体が流れるように切替バルブ９０を切り替える。その結果、溶接器具１２を冷却する必要がない場合にまで、溶接器具１２を冷却することを抑制できる。また、冷却媒体が溶接器具１２を迂回してバイパス流路８０を流れるので、冷却媒体が溶接器具１２を流れることによる圧損を抑制できる。その結果、ポンプ２０を駆動する電力の省電力化を図ることができる。

【0038】

ロボットコントローラ１５は、切替バルブ９０を制御する切替バルブ制御部を兼ねている。これにより、切替バルブ９０を切り替えるための切替バルブ制御部をロボットコントローラ１５とは別個に配置する場合と異なり、冷却システム１００の構成の複雑化を抑制できる。

【0039】

冷却システム１００は、放熱器３０に冷却風を送風する送風ファン４０と、溶接器具１２から流出した冷却媒体の温度を検出する温度検出部７０と、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、送風ファン４０のオンオフを切り替えるロボットコントローラ１５と、を備える。これにより、冷却媒体を冷却する必要がない場合には、送風ファン４０をオフすることができるので、冷却システム１００の省電力化を図ることができる。

【0040】

ロボットコントローラ１５は、送風ファン４０のオンオフを切り替えるファン制御部を兼ねている。これにより、ファン制御部をロボットコントローラ１５とは別個に配置する場合と異なり、冷却システム１００の構成の複雑化を抑制できる。

【0041】

放熱器３０は、直列に複数配置されており、送風ファン４０は、複数の放熱器３０ごとに配置され、ロボットコントローラ１５は、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、複数の送風ファン４０の各々のオンオフを切り替える。これにより、冷却媒体の温度に応じて、稼働する送風ファン４０の台数を切り替えることにより、省電力化を図りながら適切に冷却媒体を冷却できる。また、放熱器３０を直列に複数配置した場合では、放熱器３０を並列に複数配置した場合と比べて、冷却効果を向上できる。

【0042】

複数の放熱器３０は、直列に配置され、直列に配置される複数の放熱器３０の冷却能力は、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくなる。これにより、冷却媒体が最初に流入する放熱器３０のサイズが大きくなりので、冷却媒体に流入する際の冷却媒体の抵抗を低減できる。また、比較的大きい放熱器３０を直列に複数配置すると冷却媒体に対する冷却能力が過度になる場合がある。そこで、直列に配置される放熱器３０の冷却能力を、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくすることにより、冷却媒体に対する冷却能力に適した放熱器３０の冷却能力を選択することができる。その結果、比較的大きい放熱器３０を直列に複数配置する場合と異なり、複数の放熱器３０を配置するスペースが大きくなることを抑制できる。

【0043】

冷却システム１００は、放熱器３０から流出した冷却媒体が貯留される貯留部５０と、放熱器３０から流出した冷却媒体を貯留部５０の内部に霧状に噴霧するノズル部５１と、を備える。これにより、ノズル部５１から霧状に冷却媒体を噴霧することにより、冷却媒体を冷却できる。

【0044】

冷却システム１００は、循環流路６０から分岐され、溶接器具１２を制御する溶接器具制御部１４を介して冷却媒体が循環する溶接器具制御部流路６２を備える。これにより、溶接器具１２に加えて、冷却媒体により溶接器具制御部１４も冷却できる。

【0045】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0046】

上記実施形態では、溶接器具１２がロボットアーム１１に接続されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、図６に示すように、溶接器具１２が台２００に取り付けられていてもよい。そして、ロボットアーム２１０によって把持されたワーク２２０が溶接器具１２の近傍まで運ばれてもよい。なお、溶接器具１２の内部には、上記実施形態と同様に循環流路６０が配置されている。

【0047】

上記実施形態では、冷却媒体が水である例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、冷却媒体が不凍液であってもよい。これにより、冷却媒体が凍結することを抑制できる。

【0048】

上記実施形態では、バイパス流路８０が、直列に配置された複数の放熱器３０の上流側の循環流路６０に接続されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、バイパス流路８０が、放熱器３０同士を接続する循環流路６０に接続されていてもよい。

【0049】

上記実施形態では、バイパス流路８０が、１本である例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、複数本のバイパス流路８０が配置されていてもよい。

【0050】

上記実施形態では、フロースイッチにより冷却媒体の温度が検出される例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、温度のみを検出する温度計によって冷却媒体の温度が検出されてもよい。

【0051】

上記実施形態では、温度検出部７０は、ロボットアーム１１から循環流路６０が引き出される部分に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、温度検出部７０が、逆止弁６１の近傍でかつ逆止弁６１の上流側の循環流路６０に配置されていてもよい。

【0052】

上記実施形態では、ロボットコントローラ１５が、切替バルブ９０を制御する切替バルブ制御部と、送風ファン４０のオンオフを切り替えるファン制御部とを兼ねている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、ロボットコントローラ１５とは別個に、切替バルブ制御部とファン制御部とが配置されていてもよい。

【0053】

上記実施形態では、ロボットコントローラ１５が、温度検出部７０に検出された冷却媒体の温度に基づいて、切替バルブ９０および送風ファン４０を制御する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、ロボットコントローラ１５は、切替バルブ９０が切り替えられてから一定の時間が経過した際に切替バルブ９０を切り替えてもよいし、送風ファン４０のオンオフから一定の時間が経過した際に送風ファン４０のオンオフを切り替えてもよい。

【0054】

上記実施形態では、送風ファン４０によって送風される空気によって放熱器３０を流れる冷却媒体が冷却される例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、図７に示す変形例による放熱器３０のように、冷却用の霧を噴霧する噴霧部１１０を配置して、噴霧部１１０から噴霧される霧により放熱器３０を流れる冷却媒体を冷却してもよい。これにより、噴霧部１１０から噴霧される霧により、冷却媒体を効果的に冷却できる。また、放熱器３０として、熱交換器を適用し、溶接器具１２から流出した冷却媒体と、この冷却媒体と別個の冷却媒体との熱交換によって、溶接器具１２を冷却する冷却媒体を冷却してもよい。

【0055】

上記実施形態では、複数の送風ファン４０が、個別にオンオフする例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、複数の送風ファン４０が、同時にオンまたは同時にオフしてもよい。これにより、複数の送風ファン４０のオンオフを制御するロボットコントローラ１５の制御負荷を軽減できる。

【0056】

上記実施形態では、複数の送風ファン４０が、ロボットコントローラ１５と別個に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、図８に示すように、ロボットコントローラ１２０は、ロボットコントローラ１２０の内部を冷却するためのコントローラ用ファン１２１を含んでいる。そして、放熱器３０は、コントローラ用ファン１２１から送風される空気の下流に配置されていてもよい。具体的には、ロボットコントローラ１２０の筐体１２２には、コントローラ用ファン１２１からの空気が排気される孔部１２３が形成されている。放熱器３０は、孔部１２３の近傍に配置される。これにより、コントローラ用ファン１２１と別個に送風ファン４０を配置する場合と異なり、冷却システム１００の構成の複雑化を低減できるとともに、冷却システム１００の省電力化を図ることができる。なお、ロボットコントローラ１２０は、切替バルブ制御部の一例である。

【0057】

上記実施形態では、複数の放熱器３０が直列に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、図９に示すように、複数の放熱器３０が並列に配置されていてもよい。なお、複数の放熱器３０のサイズは、互いに異なっていてもよいし、全て同じであってもよい。このように、放熱器３０を並列に複数配置することにより、放熱器３０に流入する冷却媒体の抵抗を低減できる。

【0058】

上記実施形態では、直列に配置される複数の放熱器３０のサイズは、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくなる例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、直列に配置される複数の放熱器３０のサイズが全て同じであってもよい。また、直列に配置される複数の放熱器３０のサイズは、冷却媒体の流れる方向に沿って順に大きくなってもよい。また、直列に配置される複数の放熱器３０のサイズは、冷却媒体の流れる方向に沿って順に変化しなくてもよい。

【0059】

上記実施形態では、貯留部５０において、ノズル部５１は下方に向かって冷却媒体を噴霧する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、ノズル部５１が貯留部５０の底部から上方に向かって冷却媒体を噴霧してもよい。また、ノズル部５１が貯留部５０の側面から横方に向かって冷却媒体を噴霧してもよい。また、図１０に示すように、ノズル部５１に接続される循環流路６０に安全弁としてのリリーフ弁５３を配置してもよい。循環流路６０の内圧が所定の圧力以下の場合、冷却媒体がノズル部５１から噴霧されるが、冷却媒体はリリーフ弁５３からは排出されない。循環流路６０の内圧が所定の圧力を超えると、冷却媒体がノズル部５１から噴霧されながら、冷却媒体はリリーフ弁５３からも排出される。なお、循環流路６０の内圧が所定の圧力を超えた場合、ノズル部５１からの冷却媒体の噴霧が停止され、リリーフ弁５３のみから冷却媒体が排出されてもよい。

【0060】

上記実施形態では、複数の放熱器３０が水平面に沿って配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、図１１に示すように、複数の放熱器３０が鉛直方向に沿って配置されていてもよい。図１１では、下方から、サイズの大きい順に放熱器３０が配置されているが、上方から、サイズの大きい順に放熱器３０を配置するなど、複数の放熱器３０の配置の順序は適宜設定可能である。上方から、サイズの大きい順に放熱器３０を配置して、上方から下方に冷却媒体を流すことにより、冷却媒体を流すための力として重力を利用できるので、ポンプ２０の消費電力を低減できる。また、鉛直方向に沿って配置されている複数の放熱器３０を囲むように、円錐台形状の枠部１３０を配置してもよい。これにより、放熱器３０から発生する熱によって上昇する空気によって枠部１３０の外部から空気が枠部１３０の内部に取り入れられることにより、放熱器３０を冷却できる。この場合、送風ファン４０を省略することが可能である。

【0061】

上記実施形態では、冷却システム１００が、１台のロボット１０に対して１つ配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、冷却システム１００が、複数台のロボット１０に対して１つ配置されていてもよい。

【0062】

上記実施形態では、放熱器３０がラジエータである例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、放熱器３０として冷却塔を用いてもよい。

【0063】

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

【0064】

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0065】

（項目１）
ロボットを用いた溶接工程に用いられる溶接器具に冷却媒体を流入させるポンプと、
前記溶接器具から流出した冷却媒体を冷却する放熱器と、
前記ポンプ、前記溶接器具、および、前記放熱器を介して、冷却媒体が循環する循環流路と、
前記ポンプから流出した冷却媒体を、前記溶接器具を迂回して前記放熱器に流入させるためのバイパス流路と、を備える、溶接器具の冷却システム。

【0066】

（項目２）
前記溶接器具から流出した冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、
冷却媒体が流れる流路を前記循環流路と前記バイパス流路とを切り替える切替バルブと、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度に基づいて、前記切替バルブを制御する切替バルブ制御部と、を備える、項目１に記載の溶接器具の冷却システム。

【0067】

（項目３）
前記切替バルブ制御部は、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値を超えている場合、前記循環流路を冷却媒体が流れるように前記切替バルブを切り替え、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度が所定の閾値以下の場合、前記バイパス流路を冷却媒体が流れるように前記切替バルブを切り替える、項目２に記載の溶接器具の冷却システム。

【0068】

（項目４）
前記ロボットを制御するロボットコントローラを備え、
前記ロボットコントローラは、前記切替バルブ制御部を兼ねている、項目２または項目３に記載の溶接器具の冷却システム。

【0069】

（項目５）
前記放熱器に冷却風を送風する送風ファンと、
前記溶接器具から流出した冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度に基づいて、前記送風ファンのオンオフを切り替えるファン制御部と、を備える、項目１にから項目４までのいずれか１項記載の溶接器具の冷却システム。

【0070】

（項目６）
前記ロボットを制御するロボットコントローラを備え、前記ロボットコントローラは、前記ファン制御部を兼ねている、項目５に記載の溶接器具の冷却システム。

【0071】

（項目７）
前記ロボットコントローラは、前記ロボットコントローラの内部を冷却するためのコントローラ用ファンを含み、
前記コントローラ用ファンは、前記送風ファンを兼ねており、
前記放熱器は、前記コントローラ用ファンから送風される空気の下流に配置されている、項目６に記載の溶接器具の冷却システム。

【0072】

（項目８）
前記放熱器は、並列または直列に複数配置されており、
前記送風ファンは、複数の前記放熱器ごとに配置され、
前記ファン制御部は、前記温度検出部に検出された冷却媒体の温度に基づいて、前記複数の送風ファンの各々のオンオフを切り替える、項目５から項目７までのいずれか１項に記載の溶接器具の冷却システム。

【0073】

（項目９）
前記複数の放熱器は、直列に配置され、
直列に配置される前記複数の放熱器の冷却能力は、冷却媒体の流れる方向に沿って順に小さくなる、項目８に記載の溶接器具の冷却システム。

【0074】

（項目１０）
前記放熱器から流出した冷却媒体が貯留される貯留部と、
前記放熱器から流出した冷却媒体を前記貯留部の内部に霧状に噴霧するノズル部と、を備える、項目１から項目９までのいずれか１項に記載の溶接器具の冷却システム。

【0075】

（項目１１）
前記循環流路から分岐され、前記溶接器具を制御する溶接器具制御部を介して冷却媒体が循環する溶接器具制御部流路を備える、項目１から項目１０までのいずれか１項に記載の溶接器具の冷却システム。

【0076】

（項目１２）
前記放熱器に冷却用の霧を噴霧する噴霧部を備える、項目１から項目１１までのいずれか１項に記載の溶接器具の冷却システム。

【0077】

（項目１３）
ロボットと、
前記ロボットに取り付けられた溶接器具を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、
前記溶接器具に冷却媒体を流入させるポンプと、
前記溶接器具から流出した冷却媒体を冷却する放熱器と、
前記ポンプ、前記溶接器具、および、前記放熱器を介して、冷却媒体が循環する循環流路と、
前記ポンプから流出した冷却媒体を、前記溶接器具を迂回して前記放熱器に流入させるためのバイパス流路と、を含む、ロボットシステム。

【符号の説明】

【0078】

１ ロボットシステム
１０ ロボット
１２ 溶接器具
１４ 溶接器具制御部
１５ ロボットコントローラ（切替バルブ制御部、ファン制御部）
２０ ポンプ
３０ 放熱器
４０ 送風ファン
５０ 貯留部
５１ ノズル部
６０ 循環流路
６２ 溶接器具制御部流路
７０ 温度検出部
８０ バイパス流路
９０ 切替バルブ
１００ 冷却システム（冷却装置）
１１０ 噴霧部
１２０ ロボットコントローラ（切替バルブ制御部）
１２１ コントローラ用ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】