JP2000237986A - ベルト伝動装置のテンション調節機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドラを使用せずに簡単な構成でベルトの
テンションを調節することができ、省スペース化を実現
することのできるベルト伝動装置のテンション調節機構
を提供する。 【解決手段】 一方のプーリＡを、互いに相対回転が可
能で相対回転角度を調節した位置で相互結合し得る上側
プーリ１０１Ａと下側プーリ１０２Ａに分割し、ベルト
として、それぞれ直線状で一定長さの第１、第２の２本
のスチールベルト１１１、１１２を使用する。第１、第
２のベルトは、プーリＡ、Ｂの一方の巻き掛け側Ｈ１及
び他方の巻き掛け側Ｈ２にそれぞれ配し、第１のベルト
は、一端をプーリＢの外周の上側に所定の巻き掛け角を
もって固着すると共に、他端を上側プーリの外周に所定
の巻き掛け角をもって固着する。第２のベルトは、一端
をプーリＢの外周の下側に所定の巻き掛け角をもって固
着すると共に、他端を下側プーリの外周に所定の巻き掛
け角をもって固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アームロボット等
のベルト伝動装置に用いて好適なテンション調節機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なベルト伝動装置において、ベル
トのテンションを調節する方法としては、（１） 図３
に示すように、プーリ２０１、２０２の軸間距離を調整
することにより、プーリ２０１、２０２間に張設したベ
ルト２０３のテンションを調節する方法、（２） 図４
に示すように、アイドラ２０５をプーリ２０１、２０２
間に張設したベルト２０３に押し付けることにより、ベ
ルト２０３のテンションを調節する方法、等が知られて
いる。

【０００３】アームロボットの場合は、（１）の方法の
ように軸間距離を変えることは構造的に難しいから、一
般的には（２）の方法がとられている。

【０００４】図５は、従来において、半導体製造装置内
でよく使用されているアームロボットを示している。こ
のアームロボットは、２本のアームを有する通称ダブル
アームロボットと呼ばれる搬送ロボットである。ダブル
アームロボットは、同図に示すように、駆動部１に第１
のアーム２の一端を回転可能に設け、第１のアーム２の
他端に第２のアーム３の一端を回転自在に設け、第２の
アーム３の他端側に、ウェハを載せる基板受載板４を回
転自在に設けたものである。

【０００５】このアームロボットでは、第１アーム２を
回動させると、第２アーム３が逆方向に回動すると共
に、基板受載板４が第２アーム３とは逆方向に回動し、
基板受載板４の先端が直進運動をして被搬送物を搬送す
る。

【０００６】図６は、上述したダブルアームロボットの
第２アーム３の蓋を外した概略平面図を示す。アーム３
は、ベルト伝動により回転するようになっている。アー
ム３内には、固定プーリ５、伝動プーリ６、これらの間
に張設されたタイミングベルト７が設けられ、アイドラ
８でタイミングベルト７の張力を調整するようになって
いる。そして、固定プーリ５を固定し、固定プーリ５に
対してアーム３を回転させることにより、タイミングベ
ルト７を相対的に走行させて、伝動プーリ６を回転させ
る。このようなアームロボットの位置決めは、アーム３
を回転させる軸に取り付けた位置決め棒９を、アーム３
の所定の位置に設定することによって行う。

【０００７】図７は、前述したアイドラを詳細に説明す
るために、蓋を開けた状態の第２アームを具体的に示し
た平面図である。１１はアーム、１２は固定プーリ、１
３は伝動プーリ、１４はタイミングベルト、１０はタイ
ミングベルトの張力調整具である。片方のタイミングベ
ルト１４に押し付けて張力を加えるアイドラ１６は、一
端が回転中心１７となるアイドラブロック１５の他端に
取り付けられる。

【０００８】タイミングベルト１４の張力を調整するに
は、調整ねじ１８を進退させる。すなわち、アイドラ１
６を保持しているアイドラブロック１５の中間部に取り
付けた調整ねじ１８をねじ込み、回転中心１７を中心に
アイドラブロック１５を反時計方向に回転させて、アイ
ドラ１６をタイミングベルト１４に押し込んでいくこと
により、タイミングベルト１４の張力を上げる。逆に、
調整ねじ１８を緩めていくことにより、アイドラブロッ
ク１５を時計方向に回転させて、アイドラ１６をタイミ
ングベルト１４から後退させることにより、タイミング
ベルト１４の張力を下げる。

【０００９】図８は、ダブルアームロボットの要部縦断
面図である。ダブルアームロボットは、第１アーム２１
が回動すると、第２アーム１１は逆方向に回動するよう
になっている。そうするために、軸受ハウジング２５に
対して回転自在に設けた回転入力軸２７は、第１アーム
２１の一端に固着され、第１アーム２１の一端は軸受ハ
ウジング２５に対して回転自在に設けられている。第１
アーム２１の他端側には連結軸２８が回転自在に突設さ
れ、突設した連結軸２８の上端に第２アーム１１の一端
が固着されている。第１アーム２１の内部で連結軸２８
の下端部には伝動プーリ２３が固着され、この伝動プー
リ２３と固定プーリ２２間にタイミングベルト２４が張
設されている。

【００１０】また、第２アーム１１の一端には固定プー
リ１２が固着され、この固定プーリ１２に対して第２ア
ーム１１が回転自在に設けられている。第２アーム１１
の他端側には伝動プーリ１３が回転自在に設けられ、こ
の伝動プーリ１３と固定プーリ１２間にタイミングベル
ト１４が張設されている。これらのタイミングベルト１
４、２４の張力を調整するために、上述した張力調整具
１０を構成するアイドラ１６、２６が、タイミングベル
ト１４、２４に押し当てられている。なお、３１はメカ
ニカルロック、３２、３３、３４、３７はベアリング、
３５はキー、３６はメカニカルロックである。

【００１１】この構造において、回転入力軸２７により
第１アーム２１を回転させると、固定プーリ２２が相対
回転し、この固定プーリ２２の相対回転はタイミングベ
ルト２４を介して伝動プーリ２３に伝達され、伝動プー
リ２３は連結軸２８を介して第２アームを回動させる。
第２アーム１１が第１アーム２１に対して回動すること
で第２アーム１１と固定プーリ１２との間で相対回転を
生じ、この相対回転はタイミングベルト１４を介して伝
動プーリ１３に伝達され、伝動プーリ１３が回転する。

【００１２】なお、上記のようなタイミングベルトの使
用は、プーリとタイミングベルト歯形間のバックラッシ
ュや、ベルト材質がポリウレタンやゴム等の弾性体であ
ることにより、プーリの回転方向が逆転するときに、伝
達の遅れが発生し、アームの直進性に悪影響を及ぼすこ
とがある。そのため、最近ではスチールベルトの使用例
が増えてきている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、従来のアームロボットのアームを動かすためのベ
ルト伝動装置においては、アイドラを使用してベルトの
テンションを調節するようにしているため、構造が複雑
化する上、アイドラを設置する分だけ省スペース化を実
現できないという問題があった。

【００１４】本発明は、上記事情を考慮し、アイドラを
使用せずに簡単な構成でベルトのテンションを調節する
ことができ、省スペース化を実現することのできるベル
ト伝動装置のテンション調節機構を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対のプーリ
Ａ、Ｂ間にベルトを張設したベルト伝動装置の前記ベル
トのテンションを調節する機構において、一方のプーリ
Ａが、互いに相対回転が可能で相対回転角度を調節した
位置で相互結合し得る上側プーリと下側プーリに分割さ
れ、前記ベルトとして、それぞれ直線状で一定長さの第
１、第２の２本のベルトが使用され、第１、第２のベル
トは、前記プーリＡ、Ｂの一方の巻き掛け側及び他方の
巻き掛け側にそれぞれ配され、第１のベルトは、一端が
プーリＢの外周の上側に所定の巻き掛け角をもって固着
されると共に、他端が前記上側プーリの外周に所定の巻
き掛け角をもって固着され、第２のベルトは、一端がプ
ーリＢの外周の下側に所定の巻き掛け角をもって固着さ
れると共に、他端が前記下側プーリの外周に所定の巻き
掛け角をもって固着されていることを特徴とする。

【００１６】この機構では、上側プーリと下側プーリを
相対回転させることにより、ベルトのテンションを調節
することができ、調節した位置で上側プーリと下側プー
リを結合することにより、その調節状態を保持すること
ができる。例えば、テンションを高める場合は、上側プ
ーリと下側プーリの外周に所定角だけ巻き掛けている第
１、第２のベルトの巻き掛け角が増す方向に、上側プー
リと下側プーリを相対回転させる。そうすると、一定長
さに設定されている第１、第２のベルトの、プーリＡに
対する巻き掛け長さがそれぞれ増えるので、プーリＡ、
Ｂ間に張設されている第１、第２のベルトが引っ張られ
て、テンションが高まる。テンションを低くする場合
は、その逆を行えばよい。

【００１７】また、この機構の場合、構造的にはベルト
を張設する片方のプーリを上側プーリと下側プーリに分
割して、互いに結合できるようにしただけであるから、
プーリ以外の場所にアイドラのようなテンション調節機
構を設ける必要がなくなり、省スペース化を実現するこ
とができる。

【００１８】また、この機構の場合、ベルトの端部を直
接プーリに固着しているので、タイミングベルトのよう
なバックラッシュがなく、伝達の遅れの心配がない。

【００１９】上記発明において、前記第１、第２のベル
トをスチールベルトにすることが好ましい。

【００２０】この発明のように、ベルトをスチールベル
トにした場合は、ポリウレタンやゴム等のベルトと違っ
て、引っ張り方向のベルトの弾性がほとんど無視できる
ようになるので、プーリの回転方向が逆転するときの伝
達の遅れが発生しなくなり、アームロボットに適用した
場合のアームの直進性に悪影響を及ぼす要因を排除する
ことができる。

【００２１】また、前記上側プーリと下側プーリを回転
角度調節した位置で結合する手段として、上側プーリの
中心にテーパ孔を形成すると共に、下側プーリに対して
締め付けられることで前記上側プーリのテーパ孔の内周
に摺接してくさび作用を発生し、それにより下側プーリ
に対して上側プーリを押圧結合させるテーパ付き締結部
材を設けることが好ましい。

【００２２】この機構では、上側プーリと下側プーリを
相対回転してベルトのテンションを調節した状態で、テ
ーパ付き締結部材を下側プーリに締め付けると、締結部
材のテーパ部が上側プーリのテーパ孔の内面に摺接する
ことにより、くさび作用が発生して、上側プーリが下側
プーリに押し付けられ、上側プーリと下側プーリが圧接
力によって押圧結合される。その場合、テーパ部分同士
の摺動によって押圧結合力を発生させるので、下側プー
リに対して上側プーリが自動的に芯合わせされながら結
合されることになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。この実施形態のテンション調節機構
は、アームロボットのアームを駆動するベルト伝動装置
に適用されたものである。アームロボットの全体構成
は、図５〜図８に示した従来例と同じであるので、テン
ション調節機構を備えたベルト伝動装置の構造について
のみ説明する。

【００２４】図１はテンション調節機構を内在させたベ
ルト伝動装置の概略構成を示し、（ａ）は全体の外観を
示す斜視図、（ｂ）は（ａ）図のＩｂ−Ｉｂ矢視図、
（ｃ）は（ａ）図のＩｃ−Ｉｃ矢視図である。また、図
２は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【００２５】図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、このベ
ルト伝動装置は、一対のプーリＡ、Ｂ間にベルトを張設
したもので、一方のプーリＡが、互いに相対回転が可能
で相対回転角度を調節した位置で相互結合し得る上側プ
ーリ１０１Ａと下側プーリ１０２Ａに分割されている。
また、ベルトとしては、通常のループ状のベルトではな
く、それぞれ直線状で一定長さの第１、第２の２本のス
チールベルト１１１、１１２を使用している。

【００２６】第１、第２のスチールベルト１１１、１１
２は、プーリＡ、Ｂの一方の巻き掛け側Ｈ１及び他方の
巻き掛け側Ｈ２にそれぞれ配されている。

【００２７】そして、第１のスチールベルト１１１は、
図１（ｂ）に示すように、一方の巻き掛け側Ｈ１におい
て、一端がプーリＢの外周の上側に所定の巻き掛け角を
もって固着具１１５により固着されると共に、他端が上
側プーリ１０１Ａの外周に所定の巻き掛け角をもって固
着具１１５により固着されている。

【００２８】また、第２のスチールベルト１１２は、図
１（ｃ）に示すように、他方の巻き掛け側Ｈ２ににおい
て、一端がプーリＢの外周の下側に所定の巻き掛け角を
もって固着具１１５により固着されると共に、他端が下
側プーリ１０２Ａの外周に所定の巻き掛け角をもって固
着具１１５により固着されている。

【００２９】上側プーリ１０１Ａと下側プーリ１０２Ａ
を回転角度調節した位置で結合する手段は、図２に示す
ように構成されている。即ち、上側プーリ１０１Ａの中
心には、上側に向けて拡がったテーパ孔１０３が形成さ
れている。また、そのテーパ孔１０３には、前記テーパ
孔１０３の内面と合致するテーパ面１２１を外周に有し
たテーパ付き締結部材１２０が嵌まっている。テーパ付
き締結部材１２０は、下側プーリ１０２Ａに対してボル
ト１２３で締め付けられることにより、上側プーリ１０
１Ａのテーパ孔１０３の内周に摺接してくさび作用を発
生し、それにより、下側プーリ１０２Ａに対して上側プ
ーリ１０１Ａを押圧結合させる機能を果たすものであ
る。

【００３０】また、下側プーリ１０２Ａは、ボルト１１
８で固定シャフト１２８に結合されており、これにより
プーリＡは固定プーリとなっている。また、駆動シャフ
ト１３０は、固定シャフト１２８及びプーリＡを貫通し
ており、図示しないアームに結合されている。図中１３
２で示すものは、アームを固定シャフト１２８に対して
回転可能に連結する軸受である。

【００３１】次に作用を説明する。このベルト伝動装置
では、下側プーリ１０２Ａに対し上側プーリ１０１Ａを
回転させることにより、スチールベルト１１１、１１２
のテンションを調節することができる。例えば、テンシ
ョンを高める場合は、下側プーリ１０２Ａに対して上側
プーリ１０１Ａを、図１（ｂ）において反時計回りに回
す。そうすると、巻き掛け角を増す方向に上側プーリ１
０１Ａが回ることにより、第１のスチールベルト１１１
のテンションが高まる。また、それに伴い、他方のプー
リＢも反時計方向に回転しようとし、第２のスチールベ
ルト１１２のテンションも高まる。

【００３２】そこで、スチールベルト１１１、１１２の
テンションを高めた位置で、図２に示すテーパ付き締結
部材１２０を、ボルト１２３で締め込む。それにより、
テンションを調節した位置で、上側プーリ１０１Ａと下
側プーリ１０２Ａを結合することができ、スチールベル
ト１１１、１１２の調節状態を維持することができるよ
うになる。なお、テンションを低くする場合は、その逆
を行えばよい。

【００３３】このベルト伝動装置の場合は、構造的に
は、片方のプーリＡを上側プーリ１０１Ａと下側プーリ
１０２Ａに分割して、互いに結合できるようにしただけ
であるから、プーリ以外の場所にアイドラのようなテン
ション調節機構を設ける必要がない。そのため、省スペ
ース化を実現することができる。また、この装置の場合
は、第１、第２のスチールベルト１１１、１１２の端部
を直接プーリＡ、Ｂに固着しているので、タイミングベ
ルトのようなバックラッシュがなく、伝達の遅れの心配
がない。また、スチールベルト１１１、１１２を採用し
ているので、ポリウレタンやゴム等のベルトと違って、
引っ張り方向のベルトの弾性がほとんど無視できるよう
になり、プーリの回転方向が逆転するときの伝達の遅れ
が発生しなくなる。また、テーパの摺接作用で上側プー
リ１０１Ａと下側プーリ１０２Ａを結合するようにして
いるので、下側プーリ１０２Ａに対して上側プーリ１０
１Ａを自動的に芯合わせすることもできる。

【００３４】なお、上記実施形態では、ベルトにスチー
ルベルトを採用しているが、必ずしもスチールベルトで
なくてもよい。

【００３５】また、上側プーリ１０１Ａと下側プーリ１
０２Ａを相対回転位置調節自在に結合する手段として
は、上側プーリ１０１Ａに、ボルト１２３を通す長孔を
設けてもよい。その場合は、テーパを利用した結合手段
を省略することができる。ただし、高い結合力を、簡単
な操作で得られるようにすることを考えてみると、上記
実施形態のように、テーパを利用した結合手段を採用す
るのが理想的である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プーリ以外の場所にアイドラのようなテンション調節機
構を設ける必要がなくなるため、構造の単純化と省スペ
ース化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のテンション調節機構を内在
したベルト伝動装置の概略構成図で、（ａ）は外観斜視
図、（ｂ）は（ａ）図のＩｂ−Ｉｂ矢視図、（ｃ）は
（ａ）図のＩｃ−Ｉｃ矢視図である。

【図２】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】従来のテンション調節方法の説明図である。

【図４】従来の別のテンション調節方法の説明図であ
る。

【図５】従来のダブルアームロボットの全体構成を示す
外観図である。

【図６】従来のアームロボットの原理を示す平面図であ
る。

【図７】従来のアームロボットの要部平面図である。

【図８】従来のアームロボットの要部断面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ プーリ １０１Ａ 上側プーリ １０２Ａ 下側プーリ １０３ テーパ孔 １１１ 第１のスチールベルト １１２ 第２のスチールベルト １２０ テーパ付き締結部材 １２１ テーパ面 Ｈ１ 一方の巻き掛け側 Ｈ２ 他方の巻き掛け側

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のプーリＡ、Ｂ間にベルトを張設した
   ベルト伝動装置の前記ベルトのテンションを調節する機
   構において、 一方のプーリＡが、互いに相対回転が可能で相対回転角
   度を調節した位置で相互結合し得る上側プーリと下側プ
   ーリに分割され、 前記ベルトとして、それぞれ直線状で一定長さの第１、
   第２の２本のベルトが使用され、第１、第２のベルト
   は、前記プーリＡ、Ｂの一方の巻き掛け側及び他方の巻
   き掛け側にそれぞれ配され、 第１のベルトは、一端がプーリＢの外周の上側に所定の
   巻き掛け角をもって固着されると共に、他端が前記上側
   プーリの外周に所定の巻き掛け角をもって固着され、 第２のベルトは、一端がプーリＢの外周の下側に所定の
   巻き掛け角をもって固着されると共に、他端が前記下側
   プーリの外周に所定の巻き掛け角をもって固着されてい
   ることを特徴とするベルト伝動装置のテンション調節機
   構。