まず、本発明の内圧防爆構造のロボット� ��使用したシステムの概略構成について説明� ��る。図2および図3において、21は本発明の内 圧防爆構造のロボットで、22はロボット21を� �御するコントローラである。コントローラ22 にはロボット21内部のほぼ密閉された気密室3 7へ保護気体を供給する気体供給部23が取り付 けられている。気密室37には、ロボットの各� ��節を駆動するモータユニット1が複数設置さ れている。また、ロボット21には、気密室37� �ら排出される気体を制御する気体排気部24が 取り付けられている。コントローラ21と気体� ��給部23は、非危険雰囲気に設置されており� �ロボット21と気体排気部24は、塗装場などの� ��爆発性気体が存在する危険雰囲気に設置さ� ��ている。また、ロボット21とコントローラ22 は、制御ケーブル25で接続されており、ロボ� ��ト21の気密室37に配線されたケーブル45を介� ��て各関節を駆動するモータ1を、コントロー ラ22が制御できる。また、前記ケーブル45は� �ボットの関節部に設けられたモータ1の中空� ��に配線されている。気体供給部23とロボッ� �21とは管路26で接続されており、気体供給部2 3から、ロボット21内の気密室37へ保護気体が� ��給される。また、ロボット21と気体排気部24 は管路27で接続されており、気体排気部24は� �気密室37から排出される気体を検出したり、 封止させたりする。このため、気体排気部24� ��、通信ケーブル29によってコントローラ22に 接続されている。また、気体排気部24の内部� ��は、後述する開放弁が設置されており、制� ��するための制御気体を送出する管路28が、� �体供給部23から気体排気24に接続されている� ��

 また、図3は図2における系統図である。図2� ��同等個所については、同番号を付している� ��図3において、気体供給部23には、図示しな� ��外部の圧力気体発生源より圧縮空気(保護気 体)が導入され、保護気体はフィルタ31を通っ て、三経路に分岐され、それぞれ圧力調整器 32と33と34に送出されている。保護気体は圧力 調整弁32により、ロボット21は周囲の危険雰� �気の圧力より若干高い圧力に調整される。� �た、同じく、保護気体は圧力調整器33により 、圧力調整器32よりも更に高い圧力に調整さ� ��る。これら圧力調整器32と33で調整された保 護気体は、電磁弁35から管路26と43を介して、 ロボット21の気密室37に送出される。ロボッ� �21は、気密室37a、37b、37c、37dと複数の気密室 37を備えており、気密室にはモータ1が複数個 設置されている。この実施例では、6個のモ� �タの場合について説明する。各々のモータ1a 、1b、1c、1d、1e、1fは、ロボット21の各関節を 駆動する。
 管路26は、ロボット21下部の管路接続部30を� ��してロボット21内部の管路43に接続される。 管路43は、気密室37の先端部の解放位置42、す なわち各々の気密室37において、管路接続部3 0から最も遠い箇所保護気体を解放する。
 一方、気密室37には管路27の一端が接続され 、他端はエア排気部24に設置されている開放� ��38へ接続されている。管路27の途中には、フ ロースイッチ39(取り付けられない場合もある )と、圧力検出器40と、圧力調整弁41が接続さ� ��ている。フロースイッチ39と圧力検出器40と には通信ケーブル29の一端が接続され、その� ��端はコントローラ22に接続されている。通� �ケーブル29は、これらフロースイッチ39と圧� ��検出器40の信号をコントローラへ伝達して� �る。圧力検出器40は、気密室37の圧力が所定� ��よりも低くなるとコントローラ22に信号を� �達する。また、フロースイッチ39は、所定の 気体流量が通過すると、コントローラ22に信� ��を伝達する。また、圧力調整弁41は、管路27 の圧力、すなわち気密室37の内部圧力が、所� ��値よりも高くなった場合に、気体を排出し� ��気密室37の内部圧力を軽減させる。
 一方、フィルタ31を通過した保護気体の3経� ��のうち更に1経路の保護気体は、圧力調整器 34により、電磁弁36を動作させることができ� �程度の圧力に調整され、電磁弁36と管路28を� ��して開放弁38に接続されている。開放弁38は 、電磁弁36から送出されてくる保護気体によ� ��て空圧作動し、管路27から排出されてくる� �密室37内部の気体を排出させるか、または封 止することができる。
 本実施例では、全ての関節軸にモータ1が配 置された形態を用いて説明したが、気密室37d に配置された3つのモータ1d~fの関節軸に配置� ��れていても良く、そのような構成を取るこ� ��で気密室37dのアーム部の幅は狭くすること� ��できるので、被塗装物との干渉を抑制する� ��とができる。

 次に、本発明による内圧防爆構造のロボッ� ��に使用する特殊なモータの構造について説� ��する。本発明では、図1のような構成のモー タを使用する。本モータを、図2に記載して� �るように、ロボット21の各関節を駆動するモ ータとして使用する。ここでは、本モータを 、ACサーボモータの構造にて説明する。図1に おいて、電磁鋼板を積層して構成した積層コ ア内側にコイルを配した上で、成形樹脂にて モールド成型された電磁部4に、界磁永久磁� �5を外側に配し、中心に中空径6を有した回転 軸7を、電磁部4に備えた固定部16の両側もし� �は片側に配置した軸受8を介して、電磁部4内 径に支持し、回転軸7に備えたハブを介した� �転ディスクをバネ圧により固定することで� �転軸7の固定を行う両面形電磁ブレーキ9(以� �ブレーキ)および、カバー12に保護された、� �転軸7の反負荷側端に備えた検出器用界磁永� ��磁石10により回転角および速度を検出する� �気式検出器11により構成された中空モータと 、中空モータ出力端に取付けられた中空減速 機13(以下減速機)により構成されている。(回� ��角および速度を検出は、光学式エンコーダ� ��レゾルバでも良い)。また、回転軸7中心に� �えられた中空径6は、装置例えば組立、搬送� ��多軸ロボットに取付けられた場合、配線ケ� ��ブルを通すことが想定されるため、固定部1 6より中空径6内に配線の保護を目的とした保� ��カバー15を配すこととし、回転軸7の回転に� ��る配線ケーブルの損傷を防ぐ構造としてい� ��。
 本発明では、以上で構成されたモータに対� ��て、前記固定部16の減速機13側に配置した軸 受8の両側にそれぞれ外側方向からの進入物� �遮断する方向にオイルシール17を設けている 。このような構成にすることで、モータ部と 減速機13を切り離すことができ、減速機13か� �の油脂成分のモータ部への進入を防止する� �のである。また前記固定部16には、複数の貫 通穴18を設けている。貫通穴18aは、前記オイ� ��シール17と成形樹脂にてモールド成型され� �電磁部4と界磁永久磁石5の間に設けられ、ブ レーキ9の側面に貫通穴18bが設けられている� �また、検出器用界磁永久磁石10により回転角 および速度を検出する磁気式検出器11を保護� ��るカバー12にも、貫通穴18cと18dが設けられ� �いる。このような構成にすることで、掃気� �作をする際に、モータ内部とエンコーダ部� �気体置換され、減速機13の内部は油脂成分を 充填された状態を保持することができるもの である。貫通穴18の直径は、本実施例では10mm 程度としている。貫通穴18には、フィルタ14� �カバー19で固定されている。フィルタ14は、� ��通穴18からモータ内部に異物が侵入するこ� �を防ぐものであるが、フィルタ14によって上 記の掃気動作による気体置換が妨げられない よう、メッシュサイズに留意する。ここでは 、2~7ml/cm ² ・secのサイズを使用している。図1記載の大� �さのモータでは、上記のメッシュサイズの� �ィルタ14を4箇所の貫通穴に設置している。� �た、中空減速機13の出力軸の中空部と保護カ バー15の間に外側からの進入を防ぐ向きにオ� ��ルシール46を設けている。また、回転軸7の� ��負荷側端と保護カバー15の間にもオイルシ� �ル50を設けている。

 以上によって構成される、本発明のモータ� ��使用した内圧防爆機構のロボットにおいて� ��まず通常運転について説明する。通常運転� ��、ロボットが塗装作業などを行う運転状態� ��示す。通常運転は、後述する掃気動作が終� ��してから行われる。つまり、気密室37の内� �から、危険雰囲気の爆発性気体を排除した� �ちに通電され、運転が開始される。通常運� �の場合、開放弁38は、閉の状態であって、気 密室37には、圧力調整器32によって調整され� �危険雰囲気よりも若干高い圧力の空気が導� �されている。このため、ロボット21の気密室 37は、危険雰囲気より若干高い圧力に保たれ� ��。また、管路27に接続された圧力検出器40は 、気密室37の圧力が危険雰囲気より若干高い� ��力より低くなった場合を検知する。
 次に掃気動作について説明する。まず、コ� ��トローラ22の電源を供給すると、コントロ� �ラ22より電磁弁36の切り換え命令がだされ、� ��力調整器33により通常運転時の圧力より更� �高い圧力に調整された保護気体が、管路26を 介して、気密室37に導入される。このとき、� ��ントローラ22内の図示しないタイマーは時� �のカウントを開始する。また、このとき開� �弁38は閉の状態である。
 管路26は、各々のモータの近傍で保護気体� �開放しており、さらに各々のモータは、上� �のように所定の貫通穴を備えているため、� �ータ内部空間の気体が確実に保護気体に置� �される。
 そして、タイマーが所定の時間を計測し終� ��ると、コントローラ22から電磁弁36に切り換 え命令がだされ、開放弁38を開の状態にする� ��ここで、タイマーの計測する時間は、気密� ��の圧力が所定の圧力になるまでの時間であ� ��て、予め試験等で計測しておく。そして、� ��放弁38の開放と同時にフロースイッチ39によ り、気密室37から排出される気体の流量測定� ��開始する。所定量の流量が流出すると、フ� ��ースイッチ39の信号によって、コントロー� �22は電磁弁36へ切り換え命令を送出し、開放� ��38が閉の状態になり、掃気が完了する。そ� �て、モータへの電源供給が可能となり、上� �した通常運転状態としてロボット動作が可� �となる。
 なお、圧力検出器40は、これら掃気動作中� �おいても、気密室37の圧力が危険雰囲気より 若干高い圧力より低くなった場合を検知し、 圧力調整弁41は、気密室の圧力が高くなりす� ��た場合に圧力を開放する。フロースイッチ3 9が設けられない場合には、圧力検出器40の掃 気動作時の圧力監視において、気密室37の圧� ��が危険雰囲気より若干高い圧力より低くな� ��ないことで代用する場合も有る。