JPH0314954A - 直線運動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はロボットのマニビュレータや工作機械などに
用いる直線運動装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、ロボットや工作機械などに用いる直線運ｖＪ装置
として代表されるものに、例えば、第１０図に示すもの
が知られている。

即ち、一対のリニアガイド１０１，１０１に移動部Ｎ１
０３がスライド自在に支持され、移動部材１０３は、ス
クリュー軸１０５に螺合されたスクリューナット１０７
に連結されており、駆動モータ１０９により正転又は逆
転駆動される前記スクリュー軸１０５によって移動部材
１０３の直線運動が得られる構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記した如く移動部材１０３は、リニアガイド１０１に
沿って直線運動するようになるが、その運動速度はスク
リューナット１０７内のボールの中心径とスクリュー軸
１０５の回転速度より決定されるＯＮ値によって制限ざ
れるため、移動部材１０３をそのままロボットや工作機
械の駆動部に適用すると、その位置決め速度はＤＮ値の
許容範囲内に限定され高速化が難しくなる。また、動作
範囲はスクリュー軸１０５の長さと等しくなってしまう
ために広い動作範囲の確保が困難となる。

この場合、動作範囲を拡大しようとするとスクリュー軸
１０５も動作範囲の拡大に対応して長くしなければなら
ず装置全体の長大化を招来する。

このために、スクリュー軸の長さよりも長い動作範囲を
得るには、例えば、第１１図に示す如くスクリュー軸１
１１の回転により前後勤する第１移動部材１１３を有す
る固定ベース１１５の下方に、前記第１移動部材１１３
と連結し合う移動ベース１１７を配置し、この移動ベー
ス１１７内にリニアガイド１１９に沿って前後動する第
２移動部材１２１を設ける。第２移動部材１２１からは
前方及び後方へ第１、第２ベルト１２３，１２５をそれ
ぞれ延長し、第１ベルト１２３を移動べ一ス１１７に支
持された滑１ｉ１２７を介して折返し前記固定ベース１
１５の前端に結合する。第２ベルト１２５も同様に移動
ベース１１７に支持されたＰＩｍ！１２９を介して折返
し固定ベース１１５の後端に結合することで、第１２図
に示す如く、第１移動部材１１３の動き邑９に対して滑
車１２７．１２９及びベルト１２３．１２５による動滑
車の原理によって第２移動部材１２１の幼き最を２倍の
２９にする手段が考えられる。

しかしながら、前記手段にあってはベルト１２３．１２
５が装置の両側方に配置されなければ両方向への駆動が
行われない。また、ベルト１２３，１２５は必要以上に
長くなるため（全移動邑の２倍のベルト長さが必要）、
それだけ、伸び代、縮み代も大きくなり長期間にわたっ
て安定した精度の維持管理を図ることが難しくなるし、
製作面、取付け精度面においても望ましくない。

そこで、この発明は、動作範囲の拡大と迅速な直線運動
が得られると共に、ベルトの長さを短縮して長期間にわ
たって安定した精度を維持できるようにした直線運動装
置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために本発明にあっては、ベース
と、前記ベースに直線移動自在に保持される第１の移動
部材と、前記第１の移動部材に回転自在に支持され、少
なくとも前記第１の移動部材の移動方向の２箇所に設け
られる回転体と、略環状をなして一部を前記ベースに固
定し、前記回転体の少なくとも２個にわたって掛回され
る伝動部材と、前記伝動部材の、前記ベースに固定され
た部位から略最長距離の部位に固定ざれ、前記移動方向
へ直線移動自在となるように前記第１の移動部材に保持
される第２の移動部材と、前記第２の移動部材を前記移
動方向へ直線駆動する駆動手段とを有する直線運ｖＪｇ
ｉ置とした。

（作用） かかる直線運ｖＪ装置によれば、第１の移動部材はベー
ス上を直線移動し、第２の移動部材は第１の移動部材上
を直線移動するため、動作範囲をかせぐことができ、ま
たこれらは伝動部材の作用により同時に発生するため迅
速な直線運動が得られる。また、伝動部材の良さは全移
動圓にほぼ等しい長さで済むので、伸び代、縮み代が小
さく、長期間にわたって安定した精度が維持される。

（実施例〉 以下、第１図乃至第３図の図面を参照しながらこの発明
の一実施例を詳細に説明する。

図中３は基台１に固着された固定ベースを示しており、
固定ベース３はほぼ矩形状の板状に形成されると共に上
方には、前後に長い第１の移動部材５が配置されている
。

第１の移動部材５は前記固定ベース３の巾Ｄ内に納まる
寸法に設定され、その両側方の下面側と上面側には上下
一対のリニアガイドレール７，７，９．９がそれぞれ設
けられ、下位側のリニアガイドレール７．９は前記固定
ベース３の左右に固着されたレールガイド部１１．１１
に対しスライド自在に係合している。上位側のリニアガ
イドレール７，９は第２の移動部材１３の左右にｒＩＡ
着されたレールガイド部１５．１５に対しスライド自在
に係合している。第２の移動部材１３は矩形状の板状に
形或され巾は前記固定ベース３の巾Ｄとほぼ同一の形状
となっており、裏面側にはスクリュー軸１７と螺合し合
うスクリューナット１９が固看されている。

スクリュー軸１７は前記第１の移動部材５から立上る前
後の支持ブラケット２１．２１によって回転自在に両端
支持されると共に正転・逆転可能な駆動モータ２３で駆
動されるようになっている。

これにより、スクリュー軸１７の正転又は逆転によりス
クリューナット１９、即ち、第２の移動部材１３は前後
ｖＪ（矢印イ）が可能となる。

また、第１の移動部材５にはブーリー状に形成された回
転体２５．２５が並設され回転軸２５ａ，２５ａによっ
て回転自在に支持されている。

前後の回転体２５．２５にはベルト状の伝初部材２７が
環状に掛回されており、中立位置、即ち、固定ベース３
上に第２の移動部材１３が位置している時（第１図）に
、伝動部材２７の上位側２７ａのほぼ中間部位は前記第
２の移動部材１３の底面と結合している。また、伝動部
材２７の下位側２７ｂのほぼΦ間部位は前記固定ベース
３と結合している。したがって、伝動部材２７を動かす
ことで、回転体２５を介して第１の移動部材５が同方向
に移動すると同時に、第２の移動部祠１３も同方向に移
動するようになる。

このように構成された直線運動装置によれば、長さは第
１の移動部材５の寸法に設定されると共に巾Ｄは固定ベ
ース３の巾内に納まるようになる。

次に、駆勤モータ２３を正転又は逆転することでスクリ
ュー軸１７により伝動部材２７が駆動される。これによ
り、第１の移動部材５と第２の移動部材１３は前方又は
後方へ直線運動するようになる。この時、第２の移動部
材１３は第１図に示す如く第１の移動部材５の上を移動
する移動ｆｆｉ　Ｑ　＋に第１の移動部材１３の移！１
３　１１　Ｄ　２がプラスされる結果、第３図に示す如
＜２１＋の動作範囲が得られるようになり、往復で４１
の移ｉｌＪｆｌが確保される。第１１図の機構であると
、使用される伝動部材の全長の半分の移動量しか得るこ
とができないが、本発明の機構であると、移動部材１３
の移動量は伝動部材の全長とほぼ等しくなる。従って、
伸び代、縮み代がおさえられ、長期間にわたって安定し
た精度の維持管理を図ることができる。

また、第２の移動部材１３の移動速度は第１の移動部材
５の移動速度がプラスされた速度で移動するようになり
、迅速な直線運動が｛ｑられる。

第４図と第５図は第１の移動部材１３の前後に支持機構
２９．２９を設けた実施例を示したものである。

即ち、第１の移動部材１３の本体から支脚部３１を下方
へ延長し、その支脚部３１に基台１上を走行する支持輪
３３を設けたものである。なお、他の構或は前記実施例
と同一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。

したがって、この実施例によれば、前記実施例の効果に
加えて、第１の移動部材１３が中立位置から前後に移動
する際に支持輪３３によって第１の移動部材５の前端部
又は後端部が支持されるため片持ちとならず安定した移
動が得られる。

この場合、第６図と第７図に示す如く基台１の上面に張
り出したガイド面１ａを形成し、このガイド面１ａに前
後の回転体２５．２５が直接接するようにすることで、
回転体２５．２５自体を支持機構２９．２９として利用
することも可能である。この時の伝動部材２７は、直接
ガイド面１ａと接触することがないよう回転体２５の溝
内に納まるようにずることが望ましい。

また、第８図、第９図に示す如く一対のリニアガイドレ
ール７，７．９．９が前後に長い８初ベース２５．３５
に沿って移動自在に支持するようにしてもよい。

なお、伝動部材２７はベルトタイプに限定されるもので
はなく、チェーン、その他の手段を利用してもよいもの
である。

［発明の効果］ 以上、説明したようにこの発明の直１運ａ装置によれば
、動作範囲の拡大と迅速な直線運動が得られると共に、
ベルトの長さを短縮して長期間にわたって安定した精度
を維持管理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の直線運動装置を示した一部切断断面
図、第２図は同上の正面図、第３図は動作図、第４図は
第１の移動部材に支持機構を設けた第１図と同様の一部
切断側面図、第５図は同上の正面図、第６図は支持機構
の変形例を示した第４図と同様の切断側面図、第７図は
同上の正面図、第８図は支持機構のざらに別の変形例を
示した切断側面図、第９図は同上の正面図、第１０図、
第１１図、第１２図は従来例を示した説明図である。 １・・・基台 ３・・・固定ベース ５・・・第１の移動部材 １３・・・第２の移動部材 １７・・・スクリュー軸 ２３・・・駆動モータ ２５・・・回転体 ２７・・・伝動部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベースと、前記ベースに直線移動自在に保持される第１
   の移動部材と、前記第１の移動部材に回転自在に支持さ
   れ、少なくとも前記第１の移動部材の移動方向の２箇所
   に設けられる回転体と、略環状をなして一部を前記ベー
   スに固定し、前記回転体の少なくとも２個にわたつて掛
   回される伝動部材と、前記伝動部材の、前記ベースに固
   定された部位から略最長距離の部位に固定され、前記移
   動方向へ直線移動自在となるように前記第１の移動部材
   に保持される第２の移動部材と、前記第２の移動部材を
   前記移動方向へ直線駆動する駆動手段とを有することを
   特徴とする直線運動装置。