特開 2024-68319 ロボット

(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】P2024068319

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20240513BHJP

   B25J 9/06 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 M

B25J9/06 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178668

(22)【出願日】2022-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】中西 大介

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS10

3C707BS15

3C707CT07

3C707CY34

(57)【要約】

【課題】放熱に必要な部材を設置する箇所の自由度が高く、かつ、放熱に伴うエネルギー消費を増大させることなく、放熱を行うことができるロボットを提供すること。
【解決手段】基台と、第１軸に沿って前記基台と接続され、前記第１軸まわりに回動するロボットアームと、発熱部材と、前記ロボットアームの先端側に配置されている第１開口部と、前記ロボットアームの前記第１開口部よりも前記第１軸側、または、前記基台に配置されている第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部とを連通し、前記ロボットアームの動作によって前記第２開口部から前記第１開口部に向かって外気が流れる流路と、を備え、前記流路の途中に前記発熱部材が配置されていることを特徴とするロボット。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
第１軸に沿って前記基台と接続され、前記第１軸まわりに回動するロボットアームと、
発熱部材と、
前記ロボットアームの先端側に配置されている第１開口部と、
前記ロボットアームの前記第１開口部よりも前記第１軸側、または、前記基台に配置されている第２開口部と、
前記第１開口部と前記第２開口部とを連通し、前記ロボットアームの動作によって前記第２開口部から前記第１開口部に向かって外気が流れる流路と、
を備え、
前記流路の途中に前記発熱部材が配置されていることを特徴とするロボット。

【請求項2】

前記ロボットアームは、
前記第１軸まわりに回動する第１アームと、
前記第１アームの先端部と第２軸に沿って接続され、前記第２軸まわりに回動する第２アームと、
を備える請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記基台に設けられ、前記第１アームを駆動し、第１中空部を有する第１モーターを前記発熱部材として備え、
前記第２開口部は、前記基台に配置され、
前記流路は、前記第１中空部を含む請求項２に記載のロボット。

【請求項4】

前記第１開口部は、前記第１アームの先端側に配置されている請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

前記第２アームに設けられ、前記第２アームを駆動し、第２中空部を有する第２モーターを前記発熱部材として備え、
前記流路は、前記第２中空部を含む請求項３に記載のロボット。

【請求項6】

前記第１開口部は、前記第２アームの先端側に配置されている請求項５に記載のロボット。

【請求項7】

前記第２アームに設けられ、前記第２アームを駆動する第２モーターを前記発熱部材として備え、
前記流路の途中に前記第２モーターが配置され、
前記第１開口部は、前記第２アームの先端側に配置され、
前記第２開口部は、前記第２アームの前記第１軸側または前記第１アームに配置されている請求項２に記載のロボット。

【請求項8】

前記基台と前記第２アームとをつなぐ配管を備え、
前記流路は、前記配管の内部を含み、
前記第１開口部は、前記第２アームに配置され、
前記第２開口部は、前記基台に配置されている請求項２に記載のロボット。

【請求項9】

前記第１開口部は、前記第２開口部よりも鉛直上方に位置している請求項１または２に記載のロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ロボットアームやそれを支持する基体には、発熱を伴う機器が内蔵されている。このような機器としては、例えば、モーター、制御基板等が挙げられる。これらの機器の性能が低下するのを避けるため、冷却する手段が求められる。

【0003】

例えば、特許文献１には、ロボットアームを支持する基体が開示されている。この基体は、発熱部品からの熱を放散する第１熱伝導経路を形成するブラケットと、発熱部品からの熱を放散する第２熱伝導経路を形成するサーマルパッドと、を備えるロボットシステムが開示されている。このようなブラケットおよびサーマルパッドによれば、複数の熱伝導経路が構成されるため、熱放散を有利に向上させることができる。

【0004】

また、基体は、第１ヒートシンクを備える後部と、第２ヒートシンクを備える前部と、を有する。前述した第１熱伝導経路は、発熱部品からブラケットを介して第１ヒートシンクまで形成されている。前述した第２熱伝導経路は、発熱部品からブラケットおよびサーマルパッドを介して第２ヒートシンクまで形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０２２－５２１４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の基体では、ヒートシンクによる放熱が必要となる。放熱性を高めるためには、ヒートシンクを大きくする必要があるものの、その場合、ヒートシンクの設置箇所に制約が伴う。また、ロボットアームは可動部であり、軽量化が必要になる。このため、ロボットアームへのヒートシンクの設置は困難である。一方、放熱を促進するファン等の能動部品は、ロボットのエネルギー消費の増大を招く。

【0007】

このため、放熱に必要な部材の設置箇所に制約を伴うことなく、かつ、エネルギー消費を増大させることなく、発熱する機器の放熱を行うことが課題となっている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の適用例に係るロボットは、
基台と、
第１軸に沿って前記基台と接続され、前記第１軸まわりに回動するロボットアームと、
発熱部材と、
前記ロボットアームの先端側に配置されている第１開口部と、
前記ロボットアームの前記第１開口部よりも前記第１軸側、または、前記基台に配置されている第２開口部と、
前記第１開口部と前記第２開口部とを連通し、前記ロボットアームの動作によって前記第２開口部から前記第１開口部に向かって外気が流れる流路と、
を備え、
前記流路の途中に前記発熱部材が配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るロボットを備えるロボットシステムを示す側面図である。

【図2】図１に示す流路の模式図である。

【図3】第１実施形態の変形例に係るロボットが備える駆動部を示す模式図である。

【図4】第２実施形態に係るロボットを示す模式図である。

【図5】第２実施形態の第１変形例に係るロボットを示す模式図である。

【図6】図５に示す第２アームの別の変形例であって、その変形例に係る第２アームを上方、側方および下方から見たときの、第１開口部、第２開口部および流路を簡略化して示す図である。

【図7】図５に示す第２アームのさらに別の変形例であって、その変形例に係る第２アームを上方、側方および下方から見たときの、第１開口部、第２開口部および流路を簡略化して示す図である。

【図8】第２実施形態の第２変形例に係るロボットを示す模式図である。

【図9】第３実施形態に係るロボットを示す模式図である。

【図10】第４実施形態に係るロボットを示す模式図である。

【図11】第５実施形態に係るロボットを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明のロボットの好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るロボットを備えるロボットシステムについて説明する。

【0011】

図１は、第１実施形態に係るロボット１を備えるロボットシステム１００を示す側面図である。なお、本願の各図では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定し、それぞれ矢印で示している。以下の説明では、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」といい、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」といい、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」という。また、以下の説明では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「－（マイナス）」という。さらに、以下の説明では、一例として、ｚ軸が鉛直軸と平行であるものとし、＋ｚ軸方向を「上」、－ｚ軸方向を「下」という。

【0012】

図１に示すロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１の動作を制御する制御装置３と、を備えている。ロボットシステム１００の用途は、特に限定されないが、例えば、ワークの保持、搬送、組立、検査等の各作業が挙げられる。

【0013】

本実施形態では、ロボット１は、水平多関節ロボット（スカラロボット）である。ロボット１は、基台２１と、ロボットアーム２０と、を備える。本実施形態では、ロボットアーム２０が、後述する第１アーム２２、第２アーム２３、シャフト２４、および、エンドエフェクター取付部２９を有する。

【0014】

ロボット１は、後述するように、モーター、減速機、制御基板、電源等の発熱部材を有している。これらの発熱部材は、例えば通電や摩擦等に伴って発熱する。

【0015】

そこで、ロボット１は、発熱部材から発生した熱を速やかに外部に排出する手段として、後述する第１開口部５１、第２開口部５２および流路６を備える。第１開口部５１は、第１アーム２２の外装に設けられ、第２開口部５２は、基台２１の外装に設けられている。また、流路６は、第１開口部５１と第２開口部５２とをつないでいる。

【0016】

ロボット１では、ロボットアーム２０が動作するとき、第１開口部５１と第２開口部５２との間に速度差が生じる。速度差が生じると、流路６に外気が流れる。これにより、発熱部材と外気（空気）との間で熱交換を行わせることができ、発熱部材を冷却することができる。

【0017】

以下、ロボット１の各部について説明する。
１．１．基台
基台２１は、図示しない設置面にボルト等で固定されている。設置面としては、例えば、床面、壁面、天井面、テーブルや架台等の上面等が挙げられる。図１に示す基台２１の外形は、略直方体の形状をなしている。なお、基台２１の外形は、図１に示す形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。

【0018】

基台２１は、ベース２１１と、カバー２１２と、を備える。ベース２１１は、基台２１の骨格をなす部材である。カバー２１２は、ベース２１１を覆うように設けられた外装である。

【0019】

また、ロボット１は、駆動部２６１を有する。駆動部２６１は、基台２１に対して第１アーム２２を第１軸ＡＸ１まわりに回動させる駆動力を発生する。駆動部２６１は、基台２１に設けられた第１モーター２６１ａと、第１アーム２２に設けられた第１減速機２６１ｂと、を備える。第１モーター２６１ａの回転出力は、第１減速機２６１ｂによって減速され、基台２１に対して第１アーム２２を回動させる。

【0020】

なお、本実施形態では、第１軸ＡＸ１がｚ軸と平行であるが、第１軸ＡＸ１はｚ軸と非平行であってもよい。また、第１モーター２６１ａおよび第１減速機２６１ｂの配置は、図示した配置に限定されず、例えば、第１減速機２６１ｂが基台２１に設けられていてもよいし、第１モーター２６１ａおよび第１減速機２６１ｂの双方が第１アーム２２に設けられていてもよい。

【0021】

また、駆動部２６１は、その回転量を検出する図示しないエンコーダーを有する。このエンコーダーからの出力によって基台２１に対する第１アーム２２の回動角を検出することができる。

【0022】

１．２．ロボットアーム
ロボットアーム２０は、基台２１と接続されている。図１に示すロボットアーム２０では、第１アーム２２、第２アーム２３、シャフト２４、および、エンドエフェクター取付部２９が、この順で連結されている。

【0023】

１．２．１．アーム等
第１アーム２２は、その基端部２２８が、第１軸ＡＸ１に沿って基台２１と接続されている。第１アーム２２は、基台２１に対し、第１軸ＡＸ１まわりに回動可能になっている。

【0024】

第１アーム２２は、ベース２２１と、カバー２２２と、を備える。ベース２２１は、第１アーム２２の骨格をなす部材である。カバー２２２は、ベース２２１を覆うように設けられた外装である。

【0025】

第２アーム２３は、その基端部２３８が、第１アーム２２の先端部２２９と第２軸ＡＸ２に沿って接続されている。第２アーム２３は、第１アーム２２に対し、第１軸ＡＸ１と平行な第２軸ＡＸ２まわりに回動可能になっている。

【0026】

第２アーム２３は、ベース２３１と、カバー２３２と、を備える。ベース２３１は、第２アーム２３の骨格をなす部材である。カバー２３２は、ベース２３１を覆うように設けられた外装である。

【0027】

シャフト２４は、第２アーム２３の先端部２３９と接続されている。シャフト２４は、第２軸ＡＸ２と平行な第３軸ＡＸ３まわりに回動可能であり、かつ、第３軸ＡＸ３に沿って並進可能になっている。

【0028】

シャフト２４は、円筒形状の軸体である。シャフト２４の長手方向の途中には、ボールネジナット２４１と、スプラインナット２４２と、が設置されており、シャフト２４は、これらによって支持されている。シャフト２４は、第２アーム２３の先端部２３９と接続された第３アームとみなすことができる。

【0029】

なお、本明細書では、各アームが回動する軸から遠方の端を「先端」という。例えば、第１アーム２２の先端部２２９とは、第１アーム２２の長手方向における両端のうち、第１軸ＡＸ１から遠方の端部を指す。したがって、図１では、第１アーム２２の左端またはその近傍が「先端部２２９」である。本明細書では、先端とは反対の端を「基端」という。したがって、例えば、図１では、第１アーム２２の右端またはその近傍が「基端部２２８」である。

【0030】

１．２．２．駆動部
また、ロボット１は、駆動部２６２、２６３、２６４を有する。

【0031】

駆動部２６２は、第２アーム２３の基端部２３８に位置し、第１アーム２２に対して第２アーム２３を第２軸ＡＸ２まわりに回動させる駆動力を発生する。駆動部２６２は、第２アーム２３のベース２３１に設けられた第２モーター２６２ａと、第１アーム２２のベース２２１に設けられた第２減速機２６２ｂと、を備える。第２モーター２６２ａの回転出力は、第２減速機２６２ｂによって減速され、第１アーム２２に対して第２アーム２３を回動させる。

【0032】

なお、本実施形態では、第２軸ＡＸ２が第１軸ＡＸ１と平行であるが、第２軸ＡＸ２は第１軸ＡＸ１と非平行であってもよい。また、第２モーター２６２ａおよび第２減速機２６２ｂの配置は、図示した配置に限定されず、例えば、第２減速機２６２ｂが第２アーム２３に設けられていてもよいし、第２モーター２６２ａおよび第２減速機２６２ｂの双方が第１アーム２２に設けられていてもよい。

【0033】

また、駆動部２６２は、その回転量を検出する図示しないエンコーダーを有する。このエンコーダーからの出力によって第１アーム２２に対する第２アーム２３の回動角を検出することができる。

【0034】

駆動部２６３は、第２アーム２３の基端部２３８と先端部２３９との間に位置し、ボールネジナット２４１を回転させてシャフト２４を第３軸ＡＸ３に沿った方向に並進させる駆動力を発生する。駆動部２６３は、それぞれ図示しないモーター、減速機、プーリー、ベルト、エンコーダー等を備える。駆動部２６３は、ベース２３１に設けられている。減速機、プーリーおよびベルトは、モーターの回転出力をボールネジナット２４１に伝達する。エンコーダーは、第２アーム２３に対するシャフト２４の並進量を検出する。

【0035】

駆動部２６４は、第２アーム２３の基端部２３８と先端部２３９との間に位置し、スプラインナット２４２を回転させてシャフト２４を第３軸ＡＸ３まわりに回転させる駆動力を発生する。駆動部２６４は、それぞれ図示しないモーター、減速機、プーリー、ベルト、エンコーダー等を備える。駆動部２６４は、ベース２３１に設けられている。減速機、プーリーおよびベルトは、モーターの回転出力をスプラインナット２４２に伝達する。エンコーダーは、第２アーム２３に対するシャフト２４の回転量を検出する。

【0036】

シャフト２４の先端部には、エンドエフェクターを装着するためのエンドエフェクター取付部２９が設けられている。エンドエフェクター取付部２９に装着するエンドエフェクターとしては、特に限定されないが、例えば、対象物を保持するハンド、対象物を加工するツール、対象物を検査する検査装置等が挙げられる。なお、エンドエフェクターを含んだ構成をロボットアーム２０としてもよい。

【0037】

駆動部２６１～２６４が発生させる駆動力は、後述する制御装置３によって制御される。これにより、ロボットアーム２０の姿勢を任意に制御することができ、エンドエフェクターに目的とする作業を行わせることができる。

【0038】

なお、駆動部２６１～２６４は、モーターへの通電や減速機内部の摩擦等によって発熱する。このため、駆動部２６１～２６４は、それぞれ発熱部材である。なお、基台２１およびロボットアーム２０には、駆動部２６１～２６４以外の発熱部材、例えば制御基板、電源装置、通信装置、ポンプ等が設けられていてもよい。

【0039】

１．３．制御装置
ロボット１の動作は、制御装置３によって制御される。制御装置３は、図１に示すように基台２１の外部に配置されていてもよいが、基台２１に内蔵されていてもよい。制御装置３は、あらかじめ記憶された動作プログラムに応じて、駆動部２６１、２６２、２６３、２６４の駆動を制御する。これにより、制御装置３は、ロボットアーム２０の動作を制御する。

【0040】

１．４．第１開口部および第２開口部
図１に示す第１開口部５１は、第１アーム２２のカバー２２２に開口している孔である。より具体的には、第１開口部５１は、第１アーム２２の先端部２２９に配置されている。第１開口部５１は、流路６内の空気を外部に排出する排気口となる。図１に示す第２開口部５２は、基台２１のカバー２１２に開口している孔である。第２開口部５２は、流路６内に外気を取り込む吸気口となる。なお、第１開口部５１の配置は、第１アーム２２の先端部２２９に限定されず、第１アーム２２の先端側、つまり、第１アーム２２の長手方向の中間よりも先端に近い範囲であってもよい。

【0041】

第１開口部５１および第２開口部５２をそれぞれ上記の位置に配置することで、ロボットアーム２０が回動（動作）するとき、両者の間には速度差が発生する。例えばロボットアーム２０が第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、第１開口部５１の移動速度は、第２開口部５２の移動速度よりも大きくなる。例えばロボットアーム２０が姿勢を変えずに第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、第１開口部５１の移動速度は、第１開口部５１の回動半径と第１軸ＡＸ１まわりの角速度との積で求められる。一方、第２開口部５２は、基台２１に設けられているため、その移動速度はゼロである。このような移動速度の差は、第１開口部５１と第２開口部５２との間に圧力差（気圧の差）を生じさせる。その結果、流路６内には、第２開口部５２から第１開口部５１に向かう空気の流れが形成される。この空気の流れによって、流路６内の空気を入れ替えることができる。そして、これにより、流路６内の空気が熱交換によって受け取った発熱部材の熱を、外部に放出することができ、発熱部材を冷却することができる。

【0042】

また、このような空気の流れは、ロボットアーム２０の回動に伴って自然に発生する。このため、ヒートシンク等の放熱部材を用いたり、熱伝導経路を長く敷設したりする必要がなく、流路６の設置箇所における制約を少なくできる。さらに、ファン等を用いた強制吸気、強制排気を行うことなく、空気の流れを形成することができる。これにより、放熱に伴うロボット１のエネルギー消費を増大させることなく、発熱部材の冷却を行うことができる。

【0043】

なお、第２開口部５２は、基台２１ではなく、第１アーム２２の基端部２２８（第１軸ＡＸ１側）に配置されていてもよい。つまり、第１開口部５１が、第２開口部５２よりもロボットアーム２０の先端側に配置され、第２開口部５２が、ロボットアーム２０の第１開口部５１よりも第１軸ＡＸ１側に配置されていてもよい。この場合、第２開口部５２と第１軸ＡＸ１との距離は、第１開口部５１と第１軸ＡＸ１との距離よりも小さければよい。この場合であっても、上記と同様、第１軸ＡＸ１まわりにロボットアーム２０が回動するとき、第１開口部５１の移動速度は、第２開口部５２の移動速度よりも大きくなるため、速度差に伴う圧力差を生じさせることができる。

【0044】

第１開口部５１および第２開口部５２の各形状は、特に限定されない。図１に示す第１開口部５１および第２開口部５２は、それぞれ一例としてｚ軸方向に長軸を持つ長方形（スリット状）をなす孔で構成されているが、この孔は、いかなる形状であってもよい。また、第１開口部５１および第２開口部５２は、それぞれ複数の孔で構成されていてもよい。

【0045】

なお、ロボットアーム２０全体で見た場合、第１開口部５１は、ロボットアーム２０の先端側に配置され、第２開口部５２は、ロボットアーム２０の第１開口部５１よりも第１軸ＡＸ１側、または、基台５２に配置されている、と言い換えることができる。第１開口部５１がロボットアーム２０の先端側に配置されているとは、ロボットアーム２０を最も遠方まで到達し得る姿勢にしたとき、つまり、エンドエフェクター取付部２９と第１軸ＡＸ１とのｘ－ｙ面における距離が最大になる姿勢にしたとき、第１開口部５１の位置が、第２開口部５２よりも、第１軸ＡＸ１から遠いことを指す。

【0046】

このような配置であれば、ロボットアーム２０が少なくとも第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、第１開口部５１の周方向の速度は、第２開口部５２の周方向の速度より大きくなる。なお、ロボットアーム２０の姿勢によって、第１開口部５１が第２開口部５２よりも第１軸ＡＸ１側に近づくことも想定される。しかし、そのような姿勢をとる時間帯は、ロボットアーム２０の稼働時間全体のうち、わずかであると考えられる。このため、上記のような配置をとることで、速度差に基づく冷却効果が得られる。

【0047】

１．５．流路
流路６は、第１開口部５１と第２開口部５２とを連通する管路のことをいう。なお、本願の各図では、図示の便宜上、流路６を示す符号を、空気の流れに対して付している。流路６は、気密性がなくてもよいが、好ましくは全長にわたって気密性を有している。これにより、第２開口部５２においてより多くの外気を取り込むことができる。その結果、流路６においてより多量の熱を吸収し、外部に放出することができるので、発熱部材の冷却効率を高めることができる。

【0048】

流路６は、全体が１本のダクトで構成されていてもよいし、複数のダクトで構成されていてもよい。また、流路６の内壁の少なくとも一部は、例えば図１に示すベース２２１の外面やカバー２２２の内面、発熱部材の外面によって構成されていてもよい。特に、発熱部材の外面が流路６の内壁を構成している場合、流路６内の空気と発熱部材との熱交換の効率を高めやすい。このため、特に冷却効率が高めることができる。また、流路６の内壁の全体が、ベース２２１の外面やカバー２２２の内面、発熱部材の外面等で構成できる場合には、ダクトを用いなくてもよい。

【0049】

図２は、図１に示す流路６の模式図である。
図２に示す第１モーター２６１ａは、中空部２６１ｃを有している。中空部２６１ｃは、第１軸ＡＸ１に沿って延在する柱状の空間である。そして、この中空部２６１ｃは、流路６の一部を構成している。流路６が中空部２６１ｃを含むことにより、発熱部材である第１モーター２６１ａと空気との熱交換をより効率よく行わせることができる。

【0050】

このような中空部２６１ｃを有する第１モーター２６１ａとしては、例えば、回転軸に中空軸を用いたサーボモーターが挙げられる。

【0051】

図２に示す第１減速機２６１ｂは、中空部２６１ｄを有している。中空部２６１ｄは、第１軸ＡＸ１に沿って延在する柱状の空間である。そして、この中空部２６１ｄは、流路６の一部を構成している。流路６が中空部２６１ｄを含むことにより、発熱部材である第１減速機２６１ｂと空気との熱交換をより効率よく行わせることができる。

【0052】

このような中空部２６１ｄを有する第１減速機２６１ｂとしては、例えば、回転軸に中空軸を用いた歯車装置が挙げられる。

【0053】

また、図２に示す流路６は、第２開口部５２と中空部２６１ｃとをつなぐダクト６１、および、中空部２６１ｄと第１開口部５１とをつなぐダクト６２を含んでいる。

【0054】

ダクト６１、６２の構成材料としては、例えば、樹脂材料、金属材料等が挙げられる。このうち、発熱部材の近傍では、構成材料として金属材料が好ましく用いられる。金属材料は、一般に熱伝導性に優れるため、熱交換を特に効率よく行わせることができる。例えば、図２に示すダクト６２は、駆動部２６２の近傍を通過するように配設されている。この場合、駆動部２６２の近傍では、ダクト６２の構成材料として金属材料を用いることにより、ダクト６２を介した熱交換の効率を高めることができる。一方、その他の部分では、ダクト６２の軽量化および取り込んだ外気の温度上昇を避けるため、比重が小さく、かつ金属よりも熱伝導性が低い樹脂材料が好ましく用いられる。

【0055】

２．変形例
次に、第１実施形態の変形例に係るロボットについて説明する。

【0056】

図３は、第１実施形態の変形例に係るロボット１が備える駆動部２６１を示す模式図である。なお、図３では、駆動部２６１の一部を分解して示している。

【0057】

以下、第１実施形態の変形例について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図３において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0058】

本変形例は、基台２１における流路６の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。

【0059】

前述した第１実施形態では、第１モーター２６１ａが中空部２６１ｃを有している。これに対し、本変形例では、図３に示すように、第１モーター２６１ａには中空部２６１ｃが存在しない。その一方、本変形例では、駆動部２６１が、第１モーター２６１ａと第１減速機２６１ｂとの間に設けられた接続部２６５を有する。接続部２６５は、円環状をなす２つのフランジ部２６５ａ、２６５ａと、これらをつなぐ柱部２６５ｂと、を備える。接続部２６５は、第１モーター２６１ａの出力軸と第１減速機２６１ｂの入力軸とを接続し、回転出力を伝達する。

【0060】

また、図３に示す接続部２６５では、一例として３本の柱部２６５ｂが、フランジ部２６５ａの周方向に沿って等間隔に並んでいる。これにより、接続部２６５には、フランジ部２６５ａの内部と外部とをつなぐ窓部２６５ｃが形成されている。その結果、接続部２６５は、窓部２６５ｃを介して、第１減速機２６１ｂの中空部２６１ｄと外部とを接続する。

【0061】

また、接続部２６５は、ダクト６３で覆われている。ダクト６３は、ダクト６１に接続されている。これにより、本変形例では、ダクト６１、ダクト６３、窓部２６５ｃおよび中空部２６１ｄの順に空気が流れる流路６が形成されている。

【0062】

このような変形例では、第１モーター２６１ａが中空部２６１ｃを有さない場合でも、基台２１から第１アーム２２に至る流路６を形成することができる。これにより、第１モーター２６１ａの選択自由度を高めつつ、冷却効率の高い流路６を実現することができる。その結果、第１モーター２６１ａの小型化および低コスト化を図ることができる。

【0063】

また、第１モーター２６１ａ、第１減速機２６１ｂおよび接続部２６５の接続順序は、上記の順序に限定されず、例えば、接続部２６５、第１減速機２６１ｂ、第１モーター２６１ａの順序であってもよい。
なお、以上のような変形例においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0064】

３．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るロボットについて説明する。
図４は、第２実施形態に係るロボット１を示す模式図である。

【0065】

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図４において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0066】

第２実施形態は、第１開口部５１および第２開口部５２の各配置および流路６の配置が異なる以外、第１実施形態と同様である。

【0067】

第２実施形態では、図４に示すように、第１開口部５１が第２アーム２３の先端部２３９に配置されている。また、図４では、第２開口部５２が第２アーム２３の基端部２３８に配置されている。この場合、流路６を基台２１や第１アーム２２まで敷設する必要がなくなるので、駆動部２６２～２６４を冷却しつつ、流路６の敷設作業を容易にでき、かつ、流路６の構造を簡単にできるという利点がある。なお、第１開口部５１の配置は、第２アーム２３の先端部２３９に限定されず、第２アーム２３の先端側、つまり、第２アーム２３の長手方向の中間よりも先端に近い範囲であってもよい。

【0068】

第２実施形態においても、ロボットアーム２０が第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、第１開口部５１の移動速度は、第２開口部５２の移動速度よりも大きくなる。なお、ロボットアーム２０の姿勢によっては、この大小関係が成り立たない瞬間があったとしても、ほとんどの姿勢で、この大小関係が成り立つ確率が高くなる。また、それに加え、第２アーム２３が第２軸ＡＸ２まわりに回動するときも、第１開口部５１の移動速度は、第２開口部５２の移動速度よりも大きくなる。この速度差によって、流路６内には、第２開口部５２から第１開口部５１に向かう空気の流れが形成される。

【0069】

第２実施形態では、流路６がダクト６４を有している。ダクト６４は、発熱部材である駆動部２６２、２６３、２６４の近傍を通過するように配設されている。これにより、発熱部材を冷却することができる。また、図４に示すように、駆動部２６２等がｚ軸方向に長い形状をなしている場合には、流路６についてもその形状に沿ってｚ軸に延在する部分を含んでいてもよい。これにより、駆動部２６２等をより効率よく冷却することができる。また、ダクト６４の一部は、前述したように金属材料で構成されていてもよいし、発熱部材の外面で構成されていてもよい。

【0070】

以上のような第２実施形態においても、ロボットアーム２０全体で見た場合、図４に示す第１開口部５１は、ロボットアーム２０の先端側に配置され、第２開口部５２は、ロボットアーム２０の第１開口部５１よりも第１軸ＡＸ１側に配置されている、と言い換えることができる。

【0071】

このような配置であれば、ロボットアーム２０が少なくとも第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、第１開口部５１の周方向の速度は、第２開口部５２の周方向の速度より大きくなる確率が高くなる。それに加え、本実施形態では、第２アーム２３が第２軸ＡＸ２まわりに回動するときも、第１開口部５１の周方向の速度は、第２開口部５２の周方向の速度より大きくなる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0072】

４．変形例
次に、第２実施形態の変形例に係るロボットについて説明する。
図５は、第２実施形態の第１変形例に係るロボット１を示す模式図である。

【0073】

以下、第２実施形態の第１変形例について説明するが、以下の説明では、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図５において、第１、第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。
本第１変形例は、流路６の形状が異なる以外、第２実施形態と同様である。

【0074】

図５に示す第１開口部５１は、第２開口部５２よりも鉛直上方に位置している。そして、流路６は、第１開口部５１と第２開口部５２とをつなぐように直線的に延びるダクト６４を有している。このような形状の流路６によれば、前述した圧力差に伴う空気の流れだけでなく、煙突効果による空気の流れを生じさせることができる。これにより、発熱部材の冷却効率を高めることができる。なお、煙突効果とは、流路６内の空気が熱を吸収することにより、低密度になって浮力を受けることをいう。

【0075】

また、煙突効果を考慮する場合、流路６の延在方向だけでなく、第１開口部５１の配置を最適化することが望ましい。

【0076】

図６は、図５に示す第２アーム２３の別の変形例であって、その変形例に係る第２アーム２３を上方、側方および下方から見たときの、第１開口部５１、第２開口部５２および流路６を簡略化して示す図である。なお、上方とは、図５の＋ｚ軸方向の位置にある視点のことをいい、側方とは、図５の＋ｘ軸方向の位置にある視点のことをいい、下方とは、図５の－ｚ軸方向の位置にある視点のことをいう。

【0077】

前述した図５に示す第１開口部５１は、ｙ軸に沿ってカバー２３２を貫通する孔、または、ｙ軸をｘ軸側に傾けた軸に沿ってカバー２３２を貫通する孔で構成されている。これに対し、図６に示す第１開口部５１は、上面図に示すように、ｚ軸に沿ってカバー２３２を貫通する孔で構成されている。つまり、図６に示す第１開口部５１は、上方に開口している。このため、煙突効果によって流路６内を上昇した空気は、第１開口部５１からよりスムーズに排出される。このため、発熱部材の冷却効率を特に高めることができる。

【0078】

図７は、図５に示す第２アーム２３のさらに別の変形例であって、その変形例に係る第２アーム２３を上方、側方および下方から見たときの、第１開口部５１、第２開口部５２および流路６を簡略化して示す図である。

【0079】

図７に示す流路６は、上面図および側面図に示すように、ｙ軸に沿って延在するダクト６４と、ダクト６４の先端に接続され、上面図に示すように、ｘ軸に沿って延在するダクト６５と、を含む。つまり、図７に示す流路６は、図５と同様のダクト６４と、その先端が分岐してなるダクト６５と、を含む。そして、第１開口部５１は、ダクト６５の両端に配置されている。つまり、第１開口部５１は、２か所に分かれて配置されている。

【0080】

図７に示す第２アーム２３が、例えば第２軸ＡＸ２まわりに回動すると、それに伴って一方の第１開口部５１から他方の第１開口部５１に向かって、ダクト６５内を空気が流れる。これにより、ダクト６４の先端の圧力が低下し、ダクト６４内の空気の排出が促される。第２アーム２３は、第２軸ＡＸ２まわりにｘ－ｙ面内を回動するため、どのような条件で回動しても、ダクト６５内を空気が流れることになる。このため、図７に示す流路６は、第２アーム２３の回動を考慮した場合に有用である。

【0081】

なお、図示しないが、第２開口部５２には、斜めに傾けたフィンを設けるようにしてもよい。このようなフィンは、スワール流れ（旋回流）を発生させる。このような流れを形成することにより、空気の流れを整えることができる。その結果、吸気効率を高め、発熱部材の冷却効率を高めることができる。

【0082】

図８は、第２実施形態の第２変形例に係るロボット１を示す模式図である。
以下、第２実施形態の第２変形例について説明するが、以下の説明では、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図８において、第１、第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0083】

本第２変形例は、ロボットアーム２０の形状および流路６の形状が異なる以外、第２実施形態と同様である。

【0084】

図８に示すロボット１は、垂直多関節ロボットである。図８に示すロボットアーム２０は、第１アーム２２、第２アーム２３、第３アーム２５、第４アーム２６、第５アーム２７および第６アーム２８を有する。したがって、図８に示すロボット１は、６軸ロボットである。なお、ロボット１の軸数は、６つに限定されず、５つ以下であっても、７つ以上であってもよい。

【0085】

本第２変形例では、図８に示すように、第１開口部５１が第２アーム２３の先端側に配置されている。一方、第２開口部５２は、第１アーム２２に配置されている。このような第２変形例においても、ロボットアーム２０が第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、流路６内には、第２開口部５２から第１開口部５１に向かう空気の流れが形成される。

【0086】

本第２変形例でも、流路６がダクト６４を有している。このダクト６４は、発熱部材である駆動部２６２の近傍を通過するように配設されている。これにより、発熱部材を冷却することができる。
以上のような変形例においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。

【0087】

５．第３実施形態
次に、第３実施形態に係るロボットについて説明する。
図９は、第３実施形態に係るロボット１を示す模式図である。

【0088】

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図９において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0089】

第３実施形態は、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせた形態であること以外、第１、第２実施形態と同様である。

【0090】

第３実施形態は、図９に示すように、第１実施形態と同様、第１アーム２２に配置されている第１開口部５１、基台２１に配置されている第２開口部５２、および基台２１から第１アーム２２にかけて配設されている流路６を備えている。また、第３実施形態は、図９に示すように、第２実施形態と同様、第２アーム２３に配置されている第１開口部５１、第２開口部５２および流路６を備えている。

【0091】

以上のような第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、特に第３実施形態によれば、２本の流路６によって、駆動部２６１～２６４の全てを冷却することができるので、発熱に伴う駆動部２６１～２６４の性能低下を特に抑制できる。

【0092】

６．第４実施形態
次に、第４実施形態に係るロボットについて説明する。
図１０は、第４実施形態に係るロボット１を示す模式図である。

【0093】

以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１０において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0094】

第４実施形態は、流路６が基台２１から第２アーム２３にかけて配設されていること以外、第１実施形態と同様である。

【0095】

図１０に示す第２モーター２６２ａは、中空部２６２ｃを有している。中空部２６２ｃは、第２軸ＡＸ２に沿って延在する柱状の空間である。そして、この中空部２６２ｃは、流路６の一部を構成している。流路６が中空部２６２ｃを含むことにより、発熱部材である第２モーター２６２ａと空気との熱交換をより効率よく行わせることができる。

【0096】

図１０に示す第２減速機２６２ｂは、中空部２６２ｄを有している。中空部２６２ｄは、第２軸ＡＸ２に沿って延在する柱状の空間である。そして、この中空部２６２ｄは、流路６の一部を構成している。流路６が中空部２６２ｄを含むことにより、発熱部材である第２減速機２６２ｂと空気との熱交換をより効率よく行わせることができる。

【0097】

また、図１０に示す第１開口部５１は、第２アーム２３の先端側に配置され、第２開口部５２は、基台２１に配置されている。

【0098】

さらに、図１０に示す流路６は、第２開口部５２と第１モーター２６１ａの中空部２６１ｃとをつなぐダクト６１、第１減速機２６１ｂの中空部２６１ｄと第２減速機２６２ｂの中空部２６２ｄとをつなぐダクト６２、および、第２モーター２６２ａの中空部２６２ｃと第１開口部５１とをつなぐダクト６４を含んでいる。このような流路６では、駆動部２６１～２６４の全てを冷却することができ、かつ、駆動部２６１、２６２については中空部２６１ｃ、２６１ｄ、２６２ｃ、２６２ｄを介してより効率よく冷却することができる。しかも、第１開口部５１と第２開口部５２との速度差を最大化しやすい。このため、図１０に示すロボット１によれば、発熱部材の冷却効率を特に高めることができる。
以上のような第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0099】

７．第５実施形態
次に、第５実施形態に係るロボットについて説明する。
図１１は、第５実施形態に係るロボット１を示す模式図である。

【0100】

以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１１において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0101】

第５実施形態は、流路６が基台２１から配管３０を介して第２アーム２３まで配設されていること以外、第１実施形態と同様である。

【0102】

図１１に示すロボット１は、配管３０を備える。配管３０は、基台２１と第２アーム２３とをつないでいる。配管３０の内部は空洞になっており、電力線や通信線等が敷設されている。

【0103】

図１１に示す第１開口部５１は、第２アーム２３の基端部２３８に配置され、第２開口部５２は、基台２１に配置されている。つまり、第１開口部５１は、相対的にロボットアーム２０の先端側に配置され、第２開口部５２は、基台２１に配置されている。このため、ロボットアーム２０が第１軸ＡＸ１まわりに回動するとき、第１開口部５１と第２開口部５２との間に速度差が生じる。

【0104】

また、図１１に示す流路６は、基台２１に敷設されたダクト６１、配管３０の内部、および、第２アーム２３に敷設されたダクト６４を含んでいる。ダクト６１は、駆動部２６１の近傍に敷設され、ダクト６４は、駆動部２６２の近傍に敷設されている。このような流路６によれば、ダクト６１、６４の延長を短くしながら、既存の配管３０を有効に利用することにより、発熱量の大きい駆動部２６１、２６２を効率よく冷却することができる。
以上のような第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0105】

８．各実施形態が奏する効果
以上のように、ロボット１は、基台２１と、ロボットアーム２０と、発熱部材と、第１開口部５１と、第２開口部５２と、流路６と、を備える。ロボットアーム２０は、第１軸ＡＸ１に沿って基台２１と接続され、第１軸ＡＸ１まわりに回動する。第１開口部５１は、ロボットアーム２０の先端側に配置されている。第２開口部５２は、ロボットアーム２０の第１開口部５１よりも第１軸ＡＸ１側、または、基台２１に配置されている。流路６は、第１開口部５１と第２開口部５２とを連通し、ロボットアーム２０の動作によって第２開口部５２から第１開口部５１に向かって外気が流れる管路である。そして、ロボット１では、流路６の途中に発熱部材が配置されている。

【0106】

このような構成によれば、流路６を設置する箇所の自由度が高く、かつ、放熱に伴うエネルギー消費を増大させることなく、発熱部材の冷却（放熱）を行うことができるロボット１を実現することができる。

【0107】

また、ロボットアーム２０は、第１アーム２２と、第２アーム２３と、を備えていてもよい。第１アーム２２は、第１軸ＡＸ１まわりに回動する。第２アーム２３は、第１アーム２２の先端部２２９と第２軸ＡＸ２に沿って接続され、第２軸ＡＸ２まわりに回動する。

【0108】

このような構成によれば、例えば第１開口部５１を第２アーム２３に配置した場合、第１アーム２２が第１軸ＡＸ１まわりに回動するときだけでなく、第２アーム２３が第２軸ＡＸ２まわりに回動するときにも、流路６内に空気の流れを形成することができる。

【0109】

また、ロボット１は、発熱部材として、中空部２６１ｃ（第１中空部）を有する第１モーター２６１ａを備えていてもよい。第１モーター２６１ａは、基台２１に設けられ、第１アーム２２を駆動する。また、このとき、第２開口部５２は、基台２１に配置され、流路６は、中空部２６１ｃを含んでいてもよい。

【0110】

このような構成によれば、発熱部材である第１モーター２６１ａと空気との熱交換をより効率よく行わせることができる。

【0111】

また、第１開口部５１は、第１アーム２２の先端側に配置されていてもよい。これにより、基台２１や第１アーム２２に内蔵されている発熱部材から吸収した熱を、ロボットアーム２０の回動に伴って第１開口部５１から効率よく排出することができる。

【0112】

また、ロボット１は、発熱部材として、中空部２６２ｃ（第２中空部）を有する第２モーター２６２ａを備えていてもよい。第２モーター２６２ａは、第２アーム２３に設けられ、第２アーム２３を駆動する。また、このとき、流路６は、中空部２６２ｃを含んでいてもよい。

【0113】

このような構成によれば、発熱部材である第２モーター２６２ａと空気との熱交換をより効率よく行わせることができる。

【0114】

また、第１開口部５１は、第２アーム２３の先端側に配置されていてもよい。これにより、第１開口部５１と第２開口部５２との速度差をより大きくすることができる。また、基台２１、第１アーム２２および第２アーム２３に内蔵されている発熱部材から吸収した熱を、ロボットアーム２０の回動に伴って第１開口部５１から効率よく排出することができる。

【0115】

また、第１開口部５１が第２アーム２３の先端側に配置され、第２開口部５２が第２アーム２３の第１軸ＡＸ１側または第１アーム２２に配置されていてもよい。この場合、ロボット１は、発熱部材として、第２アーム２３に設けられ、第２アーム２３を駆動する第２モーター２６２ａを備えていてもよい。また、流路６の途中に第２モーター２６２ａが配置されているのが好ましい。

【0116】

このような構成によれば、第１開口部５１と第２開口部５２との速度差をより大きくすることができる。また、流路６を基台２１まで敷設する必要がないので、流路６の敷設作業が容易になるとともに、流路６の構造を簡単にできる。

【0117】

また、第１開口部５１が第２アーム２３に配置され、第２開口部５２が基台２１に配置されていてもよい。この場合、ロボット１は、配管３０を備えていてもよい。配管３０は、基台２１と第２アーム２３とをつないでいる。また、流路６は、配管３０の内部を含んでいるのが好ましい。

【0118】

このような構成によれば、電力線や通信線等の敷設のために設けられている配管３０の内部を、流路６の一部として有効に利用できる。これにより、流路６が含むダクトの長さを短くしながらも、基台２１や第２アーム２３に設けられる、発熱量の大きい駆動部２６１、２６２を効率よく冷却することができる。

【0119】

また、第１開口部５１は、第２開口部５２よりも鉛直上方に位置していてもよい。これにより、流路６では、速度差に伴って生じる空気の流れだけでなく、煙突効果による空気の流れを生じさせることができる。その結果、発熱部材の冷却効率を高めることができる。

【0120】

以上、本発明のロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明のロボットは、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のロボットは、前記実施形態の各部が同様の機能を有する任意の構成のものに置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよく、複数の前記実施形態が組み合わされたものであってもよい。また、本発明のロボットは、前述した水平多関節ロボット、垂直多関節ロボットの他、例えば複数のロボットアームを有する多腕ロボットにも適用可能である。

【符号の説明】

【0121】

１…ロボット、３…制御装置、６…流路、２０…ロボットアーム、２１…基台、２２…第１アーム、２３…第２アーム、２４…シャフト、２５…第３アーム、２６…第４アーム、２７…第５アーム、２８…第６アーム、２９…エンドエフェクター取付部、３０…配管、５１…第１開口部、５２…第２開口部、６１…ダクト、６２…ダクト、６３…ダクト、６４…ダクト、６５…ダクト、１００…ロボットシステム、２１１…ベース、２１２…カバー、２２１…ベース、２２２…カバー、２２８…基端部、２２９…先端部、２３１…ベース、２３２…カバー、２３８…基端部、２３９…先端部、２４１…ボールネジナット、２４２…スプラインナット、２６１…駆動部、２６１ａ…第１モーター、２６１ｂ…第１減速機、２６１ｃ…中空部、２６１ｄ…中空部、２６２…駆動部、２６２ａ…第２モーター、２６２ｂ…第２減速機、２６２ｃ…中空部、２６２ｄ…中空部、２６３…駆動部、２６４…駆動部、２６５…接続部、２６５ａ…フランジ部、２６５ｂ…柱部、２６５ｃ…窓部、ＡＸ１…第１軸、ＡＸ２…第２軸、ＡＸ３…第３軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】