JP2000229717A

JP2000229717A - 直線送り装置

Info

Publication number: JP2000229717A
Application number: JP11033501A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Aoki; 康弘青木
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリッジ部の位置がどこにあっても、常に
ベルトの変形量が変化しないようにして、正確な位置決
めや力の伝達が行えるようにする。【解決手段】長手方向へ移動し得る移動部材１の片面
にラック部１ａが設けられ、移動部材１と間隙を介して
一対のガイド部材４が配設され、該移動部材１のラック
部１ａ側に歯付きベルト３が配設されていると共に、ガ
イド部材４と移動部材１の端部との間にわたってラック
部１ａに歯付きベルト３の歯が歯合され、両ガイド部材
４間において歯付きベルト３にラック部１ａに歯合しな
い湾曲部３ａが設けられ、湾曲部３ａにおける歯付きベ
ルト３の歯に駆動スプロケット２が歯合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯付きベルトを用
いた直線送り装置に関し、詳しくは移動部材の片面に設
けたラック部に歯付きベルトをかみ合わせることによ
り、移動部材のラック部とベルトのバックラッシュを除
去した直線送り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベルトを用いた直線送り装置とし
て、次の２つのタイプが用いられている。

【０００３】一つは移動部分（通称キャリッジ部）に駆
動部を乗せて移動するタイプ（図３参照）と、他の一つ
は移動するベルトスパンの一部にキャリッジ部を固定し
たタイプ（図４参照）である。これらを図を用いて説明
する。

【０００４】第１のタイプの直線送り装置は、図３に示
すように、架台１５上にレール１６が敷設され、該レー
ル１６に駆動部１７を有するキャリッジ部１８が移動自
在に配設されたものである。該架上１５に歯付きベルト
１９が配設され、該歯付きベルト１９の両端部が架台１
５の両端部に固定されている。そして、駆動部１７のス
プロケット２０が該歯付きベルト１９の歯に歯合され、
スプロケット２０を回転駆動することにより、キャリッ
ジ部１８が架台１５のレール１６に沿って移動するよう
に構成されている。

【０００５】また、第２のタイプの直線送り装置は、図
４に示すように、駆動スプロケット２１と従動スプロケ
ット２２間に歯付きベルト２３が巻回され、該歯付きベ
ルト２３の一部にキャリッジ部２４が固定されている。
駆動スプロケット２１を回転駆動することにより、キャ
リッジ部２４が移動するように構成されている。

【０００６】上記両タイプの直線送り装置においては、
いずれも以下に示す欠点があった。（１）キャリッジ部の位置によって、ベルトの張り側
（力のかかる側）のベルト長さが変わる。ベルトは装置
本体に比べると弾性係数が大きいために、位置決めや力
を伝達しようとするときに、キャリッジ部の位置によっ
てベルトの張り側のベルト長さが変わると、同じ伝達力
でもベルトの変形量が異なることから、正確な位置決め
や力の伝達が困難となる。（２）同様の理由で、サーボモータを用いてキャリッジ
部の位置を制御する場合、装置内の部材の変形量がキャ
リッジ部の位置によって変化することは、フィードバッ
ク制御をした場合に、ゲインの調整が一定に固定できな
いことを意味しており、制御速度を上げられない、ある
いは位置決め精度を高くできない要因となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたものであり、その目的とする
ところは、キャリッジ部の位置がどこにあっても、常に
ベルトの変形量が負荷に対して一定となるようにして、
正確な位置決めや力の伝達が行えるようにした直線送り
装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、搬送系におけるプー
リとのスパン間の距離をキャリッジ部の搬送距離または
移動距離に対して極力短くすることにより、搬送系の実
質の弾性率を高くして、サーボモータを用いてキャリッ
ジ部の位置を制御する場合でも、支障なく制御速度を上
げることができ、また位置決め精度を高めることができ
る直線送り装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の直線送り装置
は、長手方向へ移動し得る移動部材の片面にラック部が
設けられ、該移動部材と間隙を介して一対のガイド部材
が配設され、該ガイド部材と該移動部材の端部との間に
わたって該ラック部に歯付きベルトの歯が歯合され、該
両ガイド部材間において該歯付きベルトに該ラック部に
歯合しない湾曲部が設けられ、該湾曲部における歯付き
ベルトの歯に駆動スプロケットが歯合しており、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００１０】一つの実施態様においては、前記ガイド部
材が回転可能なローラーにて構成されている。

【００１１】一つの実施態様においては、前記一対のガ
イド部材が対向する方向へ移動可能である。

【００１２】一つの実施態様においては、前記ラック部
が、歯付きベルトと歯合する歯形を有するベルトを直線
移動部材に貼り付け形成されている。

【００１３】一つの実施態様においては、前記歯付きベ
ルトの端部と前記移動部材の端部が固定されている。

【００１４】本発明の作用は以下の通りである。

【００１５】ガイド部材と移動部材の端部との間にわた
ってラック部に歯付きベルトの歯が歯合され、両ガイド
部材間において該歯付きベルトに該ラック部に歯合しな
い湾曲部が設けられ、該湾曲部における歯付きベルトの
歯に駆動スプロケットが歯合していることにより、駆動
スプロケットに巻回されたベルトの駆動スプロケットか
ら移動部材までの距離は、移動部材の移動位置にかかわ
らず一定であるので、動力を伝達する側のベルトの変形
量は負荷に対して常に一定である。さらに、駆動スプロ
ケットと移動部材間の距離は比較的小さいので、駆動ス
プロケットと移動部材間に配設されたベルトの剛性を高
めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面を参照して説
明する。

【００１７】本発明の直線送り装置は、図１および図２
に示すように、モータ１１を支持する支持台１２と、該
支持台１２から立設された側板１３から側方へ突設され
該モータ１１の出力軸に固定された駆動スプロケット２
と、該駆動スプロケット２の上方位置において側板１３
に回転可能に取り付けられたガイド部材としてのプーリ
４と、該プーリ４の上方位置において側板１３に回転可
能に取り付けられたローラー５と、を有する。

【００１８】該プーリ４は左右一対設けられている。側
板１３に横方向に長い長孔（図示せず）が設けられ、こ
の長孔内にプーリ４の軸部が挿通されて固定されてい
る。従って、各プーリ４は対向する方向へ移動可能であ
り、ベルト３の張力を任意に調整することができる。

【００１９】両プーリ４と該ローラー５との間に、横方
向に長い移動部材１が配設されている。該移動部材１は
金属板等で形成され、その下面にラック部１ａが設けら
れている。ラック部１ａは金属板に直接加工して形成し
てもよく、あるいはラックを有する別部材を金属板下面
に貼り付けて形成してもよい。例えば、多数の歯を有す
るベルトを金属板に貼り付けて移動部材１を構成しても
よい。この移動部材１は、上記プーリ４上に歯付きベル
ト３を介して載置されている。キャリッジ部（図示せ
ず）は移動部材１上に設けられる。

【００２０】歯付きベルト３は、図１に示すように、プ
ーリ４と移動部材１との間を通って、移動部材１の下面
に配置され、その端部が移動部材１の端部にクランプ等
の固定部材６にて固定されている。歯付きベルト３は移
動部材１の長さより長く設定され、従って、図１に示す
ように、歯付きベルト３の大部分（プーリ４と移動部材
１の端部との間）は移動部材１の下面に形成したラック
部１ａに歯合し、両プーリ４、４間において移動部材１
のラック部１ａに歯合しない湾曲部３ａが移動部材１の
下方側に設けられている。そして、この湾曲部３ａにお
ける歯付きベルト３の歯に上記駆動スプロケット２が歯
合している。

【００２１】従って、移動部材１の左右への移動にかか
わらず、駆動スプロケット２とプーリ４との間に張られ
ている歯付きベルト３のスパンは常に一定である。

【００２２】図１に示すように、歯付きベルト３の歯が
移動部材１のラック部１ａに歯合するようにして歯付き
ベルト３をセットした後、上記左右のプーリ４を対向す
る方向へ移動することにより、移動部材１に歯合してい
ない部分の歯付きベルト３の張力を調整することができ
る。また、ローラー５を側板１３に上下移動可能に取り
付けることにより、移動部材１を両プーリ４側へ押圧す
るようにしてもよい。

【００２３】次に、上記装置の作用を説明する。

【００２４】モータ１１の右方向または左方向への回転
により駆動スプロケット２が回転すると、駆動スプロケ
ット２に歯合する歯付きベルト３が移動するために歯付
きベルト３の歯に歯合する移動部材１は水平方向へ移動
する。上述のように、移動部材１の移動位置にかかわら
ず、張り側の歯付きベルト３のスパン長さは一定である
ので、負荷に対するベルトの変形量も一定となる。

【００２５】また、両プーリ４，４を対向する方向に向
けて移動することにより、歯付きベルト３を移動部材１
のラック部１ａのエッジ部に圧接することができ、該ラ
ック部１ａとベルト３のバックラッシを除去すると同時
にベルト３に張力を与えることができる。また、移動部
材１の背面に設けたローラー５を移動部材１側へ押し当
てることで移動部材１が送り方法（水平方法）以外に動
かないようにすることができる。

【００２６】なお、上記実施形態で使用したガイド部材
としてのプーリ４にかえて、ガイド板やパイプで構成し
てもよい。また、歯付きベルト３の張力を上げるために
両ガイド部材を対向する方向へ移動可能としたが、スプ
リング等の弾性部材にて対向する方向へ両プーリ４を付
勢するにしてもよく、また駆動スプロケット２を上下方
向へ移動可能としてもよい。

【００２７】また、移動部材１の背面を押さえるローラ
ー５は複数設けてもよく、また弾性部材（例えば、スプ
リング等）にてローラー５を弾性付勢するようにしても
よい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、移動部材（キャリッジ
部）の位置にかかわらず、ベルトの張り側の長さは変わ
らないので、一定負荷に対するベルトの弾性変形量は変
化せず一定に保つことができる。

【００２９】また、移動部材のスパン長さに関係なく、
歯付きベルトの張り側の長さは一定で短く設定すること
ができるため、機械剛性を大幅に向上することができ
る。移動部材のラック部は、ベルトに比べるとはるかに
剛性の高い金属で形成することができ、しかも力のかか
る方向を圧縮荷重にすることができるから、大幅な剛性
アップがはかれる。従って、サーボモータを用いてキャ
リッジ部の位置を制御する場合でも、支障なく制御速度
を上げることができ、また位置決め精度を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直線送り装置の一実施例を示す正面図
である。

【図２】図１で示す直線送り装置の側面図である。

【図３】従来例の直線送り装置の斜視図である。

【図４】他の従来例の直線送り装置の斜視図である。

【符号の説明】

１移動部材２駆動スプロケット３歯付きベルト４プーリ５ローラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向へ移動し得る移動部材の片面に
ラック部が設けられ、該移動部材と間隙を介して歯付き
ベルトのガイド部材が一対配設され、該移動部材のラッ
ク部側に歯付きベルトが配設されていると共に、該ガイ
ド部材と該移動部材の端部との間にわたって該ラック部
に歯付きベルトの歯が歯合され、該両ガイド部材間にお
いて該歯付きベルトに該ラック部に歯合しない湾曲部が
設けられ、該湾曲部における歯付きベルトの歯に駆動ス
プロケットが歯合している直線送り装置。
【請求項２】前記ガイド部材が回転可能なローラーに
て構成されている請求項１に記載の直線送り装置。
【請求項３】前記ラック部が、歯付きベルトと歯合す
る歯形を有するベルトを移動部材に貼り付けて形成され
ている請求項１に記載の直線送り装置。
【請求項４】前記一対のガイド部材が対向する方向へ
移動可能である請求項１に記載の直線送り装置。
【請求項５】前記歯付きベルトの端部と前記移動部材
の端部が固定されている請求項１に記載の直線送り装
置。