JP2541521B2 - 産業用ロボツトの直線駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業用ロボットの可動部を直線移動させる直
線駆動機構に関する。

〔従来の技術〕

産業用ロボットの可動部（胴や軸）を直線移動させる
従来の駆動機構を第２図に示す。ケーシング72内に軸受
56を介して立設したボールねじ軸50のねじ部51にはボー
ルねじナット52が螺合しており、該ナット52にはアーム
70を介して内胴54がボールねじ軸50と平行に固定されて
いる。またボールねじ軸50の下端部には歯付きプーリ60
が固定されており、該歯付きプーリ60はケーシング72の
下方に固定されたサーボモータ68の駆動軸66先端に固定
した他の歯付きプーリ64と歯付きタイミングベルト62を
介して連結されている。

上述のような直線駆動機構のため、歯付きプーリ60,6
4と歯付きタイミングベルト62とを介してサーボモータ6
8により駆動されたボールねじ軸50の回転運動によっ
て、内胴54はボールねじナット52と共に上昇、或いは下
降する。

この内胴上部には垂直軸線まわりに回転する垂直軸80
が設けられており、モータを含む駆動部81を介してアー
ム82が延長してあり、該アーム82の先端には手首部84が
設けられており、その先端には作業用のハンド86が装備
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しながら上述の従来型直線駆動機構ではボールねじ
軸50の下方部58には歯付きプーリ60と軸受56をその長手
方向に直列に配設する必要があり、ボールねじナット52
を螺合させるねじ部51の長さは必然的に短くなる。従っ
て内胴54の可動ストロークｌもそれに応じて短くなる。
可動ストロークｌを長くするためにはその分だけボール
ねじ軸50を長くする必要が生じ、結局は駆動機構全体が
長く、大きくなってしまう。

依って、本発明は斯かる問題点の解決を図るべく、直
線駆動機構全体の大きさを変えることなく可動部のスト
ロークを大きくすること、或いは必要ストロークを得る
ために、よりコンパクトな大きさの直線駆動機構を提供
せんとするものである。

〔問題点を解決するための枢支〕

本発明は上述した発明目的に鑑みて、産業用ロボット
の可動部をボールねじ軸とボールねじナットとからなる
回転−直動変換機構を使用し、回転駆動力を駆動源から
歯付きタイミングベルトを介して上記回転−直動変換機
構に伝動することによりハウジング内の収納位置とハウ
ジング外の上方位置との間で直線移動させる産業用ロボ
ットの直線駆動機構において、 前記ハウジングの内室の上方域の支持部に前記駆動源
を形成するサーボモータを縦向きにして取着すると共に
その出力軸に一方の歯付きプーリを取付け、 前記ハウジングの内室の上方域の支持部の定位置に同
じく回転軸受を介して回転のみ可能に取着されると共に
前記タイミングベルトを経て前記一方の歯付きプーリか
ら回転を伝動される他方の歯付きプーリを設け、 前記他方の歯付きプーリの中心部に前記ボールねじナ
ットを受容し、該ボールねじナットを前記ハウジングの
内室に最下端側を有し、縦方向に延設された前記ボール
ねじ軸にねじ係合させ、 前記縦方向に延設された前記ボールねじ軸の最上端
に、前記ハウジングの内室中に引き戻された収納位置と
該ハウジングの内室から上方へ突出した上昇位置との間
を上下直線移動可能なロボット内胴の上端部を固着して
前記ボールねじ軸の上下動に応じて一体に上昇下降する
該ロボット内胴を前記可動部として設け、 前記ボールねじナットに螺合した前記ボールねじ軸は
前記最上端と脚下端との間の全長に亘ってボールねじ部
を備え、依って前記ロボット内胴の上下直動ストローク
をボールねじ軸の略全長に亘るようにしたことを特徴と
する産業用ロボットの直線駆動機構を提供する。

〔作用〕

軸受と回転駆動力の伝動用プーリとをボールねじ軸か
らボールねじナットへ移したことにより、ボールねじ軸
の略全長に亘ってねじを設けることが可能となり、固定
位置で回転するボールねじナットと協働して可動部の直
線ストロークを長くすることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に
詳細に説明する。第１図は本発明による産業用ロボット
の直線駆動機構を図示したものであり、例えばロボット
のベース部の縦断面図と考えてよい。ケーシング32内の
上方位置に適宜な固定手段により固定されたサーボモー
タ28の回転駆動力を該サーボモータ28の駆動軸26、該駆
動軸26に固定された歯付きプーリ24、そして該歯付きプ
ーリ24に巻架した歯付きタイミングベルト22へと伝動し
て、該歯付きタイミングベルト22を係合する他の歯付き
プーリ20を形成，具備したボールねじナット12を回転さ
せる。このボールねじナット12は軸受16によってケーシ
ング32内の上方位置に軸受支持されて中心軸線を中心と
した回転のみが可能となっており、このボールねじナッ
ト12にはボールねじ軸10が螺合しており、直線移動する
ことが可能な構成となっている。このボールねじ軸10の
上端18には内胴14がアーム30を介してボールねじ軸10と
平行に固定されており、ボールねじ軸10に上端18を除く
残部の全長に亘ってねじが設けられており、ねじ部11を
形成している。

前述の如くボールねじナット12とサーボモータ28とは
ケーシング32内の上方位置に設置してある。ボールねじ
軸10はその下端がボールねじナット12の位置まで上昇す
ることが可能なので、ボールねじ軸10のストローク、延
いては内胴14のストロークを長くするためにはボールね
じナット12とサーボモータ28との設置位置を可能な限り
ケーシング32内の上方位置に設定することが望ましい。
こうした位置にボールねじナット12を設置しておけば、
前述の如くその略全長に亘ってねじが設けられたボール
ねじ軸10は従来型のねじ部51（第２図）よりも長いねじ
部11を有しており、このより長いねじ部11を最大限に利
用して従来の直線ストロークｌ（第２図）よりも長い直
線ストロークＬを得ることが可能となる。

また、こうして長い直線ストロークの得られる内胴14
の上端には、従来型のロボットと同様、回転可能な垂直
軸、駆動部、アーム、手首部及びハンドが取り付けられ
ている。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボ
ールねじ軸のねじ部を長く設定可能なので、短くコンパ
クトな構成で直線ストロークを長くすることの可能な産
業用ロボットの直線駆動機構を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による産業用ロボットの直線駆動機構の
略示断面図、第２図は従来型の産業用ロボットの直線駆
動機構の略示断面図。 10……ボールねじ軸、11……ねじ部、12……ボールねじ
ナット、14……可動部（内胴）、18……上端、20……歯
付きプーリ、22……歯付きタイミングベルト、24……歯
付きプーリ、26……駆動軸、28……サーボモータ、30…
…アーム、32……ケーシング、Ｌ……直線ストローク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】産業用ロボットの可動部をボールねじ軸と
   ボールねじナットからなる回転−直動変換機構を使用
   し、回転駆動力を駆動源から歯付きタイミングベルトを
   介して上記回転−直動変換機構に伝動することによりハ
   ウジング内の収納位置とハウジング外の上方位置との間
   で直線移動させる産業用ロボットの直線駆動機構におい
   て、 前記ハウジングの内室の上方域の支持部に前記駆動源を
   形成するサーボモータを縦向きにして取着すると共にそ
   の出力軸に一方の歯付きプーリを取付け、 前記ハウジングの内室の上方域の支持部の定位置に同じ
   く回転軸受を介して回転のみ可能に取着されると共に前
   記タイミングベルトを経て前記一方の歯付きプーリから
   回転を伝動される他方の歯付きプーリを設け、 前記他方の歯付きプーリの中心部に前記ボールねじナッ
   トを受容し、該ボールねじナットを前記ハウジングの内
   室に最下端側を有し、縦方向に延設された前記ボールね
   じ軸にねじ係合させ、 前記縦方向に延設された前記ボールねじ軸の最上端に、
   前記ハウジングの内室中に引き戻された収納位置と該ハ
   ウジングの内室から上方へ突出した上昇位置との間を上
   下直線移動可能なロボット内胴の上端部を固着して前記
   ボールねじ軸の上下動に応じて一体に上昇下降する該ロ
   ボット内胴を前記可動部として設け、 前記ボールねじナットに螺合した前記ボールねじ軸は前
   記最上端と最下端との間の全長に亘ってボールねじ部を
   備え、依って前記ロボット内胴の上下直動ストロークを
   ボールねじ軸の略全長に亘るようにしたことを特徴とす
   る産業用ロボットの直線駆動機構。