JP2001198874A - 単軸ロボットアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライダを高加速、または急停止させたと
き、該スライダ内を走行するタイミングベルトに発生す
る横振動を抑える。 【解決手段】 駆動側プーリ４と従動側プーリ５とに掛
合されるタイミングベルト６を介して、前記駆動プーリ
４により駆動され、かつ、直線状ガイド７に沿って摺動
自在に配設されるスライダ１０を有する単軸ロボットア
クチュエータ１であって、前記スライダ１０に回動自在
な、単数または複数のローラまたはボールベアリング１
５ｂを設け、該スライダ１０の摺動とともに、該スライ
ダ１０内を、該スライダ１０の摺動方向と逆方向に貫通
して走行する前記タイミングベルト６ｃに対し、前記ロ
ーラまたは前記ボールベアリング１５ｂの外周面を当接
させながら、ほぼ直角方向に張力を付加し、走行中の前
記タイミングベルト６ｃに発生する横振動と縦振動を抑
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、産業用ロ
ボットに使用される、単軸ロボットアクチュエータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の単軸ロボットアクチュエ
ータとしては、例えば、図６の平面図に示すものがあ
る。図６において、この単軸ロボットアクチュエータ１
０１は、ロボット本体のフレーム１０２をスライダ１０
３が摺動する構造を有するものである。すなわち、前記
単軸ロボットアクチュエータ１０１のフレーム１０２の
内部に、一対の駆動側プーリ１０４と従動側プーリ１０
５とにタイミングベルト１０６が掛合されるとともに、
該タイミングベルト１０６の両端１０６ａ，１０６ｂが
前記スライダ１０３に固定されている。そして、該スラ
イダ１０３は、前記タイミングベルト１０６を介して、
前記駆動側プーリ１０４により駆動され、かつ、前記フ
レーム１０２に沿って往復方向に摺動自在に配設されて
いる。（特開平6-328377号公報）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の単軸ロボットアクチュエータ１０１にあって
は、図６に示すように、前記スライダ１０３内の前記タ
イミングベルト端１０６ａ，１０６ｂの固定側に対向し
て、該スライダ１０３の摺動とともに、該スライダ１０
３内を、該スライダ１０３の摺動方向と逆方向に走行す
るタイミングベルト部１０６ｃが自由な状態になってい
たため、次のような問題点があった。

【０００４】ａ） 前記スライダ１０３を高加速で動作
させたとき、または、急停止させたとき、前記タイミン
グベルト部１０６ｃの横振動（走行方向に対し、直角方
向の振動）が大きくなり、該ベルト１０６の前記端１０
６ａ，１０６ｂの固定側と、その対向側を走行する前記
ベルト部１０６ｃとが接触してしまう。そのため、前記
プーリ１０４，１０５のそれぞれの外径を小径化できな
いか、または、前記スライダ１０３内のタイミングベル
ト１０６間の空間スペースが、ある間隔が必要となり、
該スライダ１０３の小型化ができない。

【０００５】ｂ） 前記スライダ１０３を高加速で動作
させたとき、または、急停止させたとき、前記タイミン
グベルト１０６の縦振動と横振動が大きくなり、前記ス
ライダ１０３が、完全に停止するまでの減衰時間が長く
なり、ロボットアクチュエータ１０１としての位置決め
時間が長くなってしまう、という問題点があった。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解決し、前記スライダを高加
速、または急停止させたとき、前記スライダ内を走行す
るタイミングベルトに発生する横振動および縦振動を抑
える単軸ロボットアクチュエータを提供することにあ
る。

【０００７】本発明の他の目的は、前記スライダを高加
速、または急停止させたとき、前記スライダが、完全に
停止するまでの減衰時間が短く、ロボットアクチュエー
タとしての位置決め時間が短く、かつ位置決め精度が、
従来のものと変わらない単軸ロボットアクチュエータを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。

【０００９】タイミングベルトを介して、駆動側プーリ
により駆動されるとともに、直線状ガイドに沿って摺動
自在に配設されるスライダを有する単軸ロボットアクチ
ュエータにおいて、前記スライダに回動自在なローラを
設け、該スライダの摺動とともに、該スライダ内を貫通
して走行する前記タイミングベルトに対し、前記ローラ
により、ほぼ直角方向に張力を付加して、走行中の前記
タイミングベルトに発生する横振動と縦振動を抑えるも
のである。

【００１０】駆動側および従動側のそれぞれのプーリに
掛合されるタイミングベルトを介して、前記駆動側プー
リにより駆動され、かつ、直線状ガイドに沿って摺動自
在に配設されるスライダを有する単軸ロボットアクチュ
エータにおいて、前記スライダに回動自在な、単数また
は複数のローラまたはボールベアリングを設け、該スラ
イダの摺動とともに、該スライダ内を、該スライダの摺
動方向と逆方向に貫通して走行する前記タイミングベル
トに対し、前記ローラまたは前記ボールベアリングの外
周面を当接させながら、ほぼ直角方向に張力を付加し、
走行中の前記タイミングベルトに発生する横振動と縦振
動を抑えるものである。

【００１１】本発明は、以上のように構成されているの
で、前記スライダを高加速で動作させたとき、または、
急停止させたとき、該スライダの摺動方向と逆方向に走
行する前記タイミングベルト部の横振動と縦振動が抑え
られるため、小径の駆動プーリおよび従動プーリを使用
しても、対向して走行する該タイミングベルト部が接触
する心配はない。従って、前記両プーリの小径化と、前
記スライダの小型化が図れ、単軸ロボットアクチュエー
タ全体としての小型化が図れる。

【００１２】同時に、走行中の前記タイミングベルト部
の縦振動と横振動が抑えられるため、前記スライダの動
作における減衰時間が短縮される。従って、単軸ロボッ
トアクチュエータとしての位置決め時間が短縮できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な発明の実施の形態を詳しく説明する。図１ないし図
５は、本発明の単軸ロボットアクチュエータの一実施の
形態を示し、図１は、スライダ横断面構造を含む、その
平面図、図２は、図１のモータを除く縦断面図、図３
は、図２のIII-III線による断面図、図４は、図２のIV-
IV線による断面図、図５は、図２の左側面図である。

【００１４】図１ないし図５において、この単軸ロボッ
トアクチュエータ１は、フレーム２の内部に、モータ３
の出力軸に結合された駆動側プーリ４と、回動自在な従
動側プーリ５と、該両プーリ４，５とに掛合されるタイ
ミングベルト６と、該タイミングベルト６の両端６ａ，
６ｂが固定されているスライダ１０とが配設されてい
る。そして、該スライダ１０は、前記駆動側プーリ４、
従動側プーリ５および前記タイミングベルト６を介し
て、前記モータ３により駆動され、前記フレーム２にボ
ルト７ａ，７ａにより固定された直線状ガイド７に案内
されて、往復方向に摺動自在に配設されている。

【００１５】前記スライダ１０には、前記タイミングベ
ルト６の両端６ａ，６ｂが、ベルト押え１２と押えねじ
１２ａにより固定される固定ブレート１３が固着さると
ともに、該タイミングベルト６の両端６ａ，６ｂと対向
し、該スライダ１０の摺動とともに、該スライダ１０内
を、該スライダ１０の摺動方向と逆方向に前記タイミン
グベルト部６ｃを貫通して走行させるための、貫通穴１
０ａが、該ベルト６の断面形状に合わせて、形成されて
いる。そして、前記スライダ１０は、該スライダ１０の
下面に固着されたガイド摺動部材１４を介して、前記直
線状ガイド７に案内されている。

【００１６】また、前記スライダ１０には、該スライダ
１０の摺動方向と逆方向に貫通して走行する前記タイミ
ングベルト部６ｃに対し、その背面からほぼ直角方向に
張力を付加するため、ローラ部１５が、そのローラ軸１
５ａを垂直に、配設されている。該ローラ部１５は、複
数（本実施の形態では、３個）のボールベアリング１５
ｂが、その外輪を回動自在に、カラー１５ｃ，１５ｄを
介して前記ローラ軸１５ａに支持されている。そして、
前記ボールベアリング１５ｂの外周面を、前記タイミン
グベルト部６ｃの背面に当接させている。なお、前記ロ
ーラ部１５の複数のボールベアリング１５ｂに代えて、
単数または複数のローラ、または単数のボールベアリン
グを設けてもよい。

【００１７】同時に、図示しない張力調整機構として、
公知の張力調整機構、例えば、前記スライダ本体１１に
設けられる前記ローラ軸１５ａの取付穴を、前記タイミ
ングベルト部６ｃの背面に対して、ほぼ直角方向に長い
長穴にして、前記ローラ軸１５ａの取付位置を長軸方向
に調整、設定して、前記タイミングベルト部６ｃに付加
する張力を最適に調整している。

【００１８】以上のような構造による単軸ロボットアク
チュエータ１について、前記モータ３を駆動すると、前
記駆動プーリ４、従動プーリ５およびそれらのプーリ
４，５に掛合されるタイミングベルト６を介して、前記
スライダ１０が、前記直線状ガイド７に沿って摺動され
る。このとき、該スライダ１０内を、該スライダ１０の
摺動方向と逆方向に貫通して走行する前記タイミングベ
ルト部６ｃの背面に対し、前記ローラ部１５の前記ボー
ルベアリング１５ｂの外周面を当接させながら、ほぼ直
角方向に張力が付加される。

【００１９】このため、前記スライダ１０を高加速、ま
たは急停止させたとき、前記スライダ１０内を走行する
前記タイミングベルト６ｃに発生する横振動と縦振動を
抑えることができる。同時に、前記タイミングベルト部
６ｃの背面に対し、ほぼ直角方向に張力を付加する前記
ローラ部１５の前記ローラまたは前記ボールベアリング
１５ｂの摩擦は、極めて小さいため、前記ロボットアク
チュエータ１としての位置決め精度は、従来のものと変
わらない精度が得られている。

【００２０】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の単軸ロボットアクチュエータによれば、スライダに回
動自在なローラを設け、該スライダの摺動とともに、該
スライダ内を貫通して走行するタイミングベルトに対
し、前記ローラにより、ほぼ直角方向に張力を付加する
ので、前記スライダを高加速、または急停止させたと
き、前記スライダ内を走行するタイミングベルトに発生
するの横振動を抑えることができる。

【００２２】また、前記スライダを高加速、または急停
止させたとき、前記スライダが、完全に停止するまでの
減衰時間が短く、ロボットアクチュエータとしての位置
決め時間が短く、かつ位置決め精度が、従来のものと変
わらないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単軸ロボットアクチュエータの一実施
の形態を示す、スライダ横断面構造を含む、その平面図
である。

【図２】図１のモータを除く縦断面図である。

【図３】図２のIII-III線による断面図である。

【図４】図２のIV-IV線による断面図である。

【図５】図２の左側面図である。

【図６】従来の単軸ロボットアクチュエータの平面図で
ある。

【符号の説明】 １ 単軸ロボットアクチュエータ ２ フレーム ３ モータ ４ 駆動側プーリ ５ 従動側プーリ ６ タイミングベルト ６ｃ タイミングベルト部 ７ 直線状ガイド １０ スライダ １０ａ 貫通穴 １２ ベルト押え １３ 固定プレート １４ ガイド摺動部材 １５ ローラ部 １５ａ ローラ軸 １５ｂ ボールベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金木 敏兼 千葉県柏市篠籠田1400 オリエンタルモー ター株式会社内 Ｆターム(参考） 3F060 AA01 GA05 GA13 GB02 GB07 HA16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイミングベルトを介して、駆動側プー
   リにより駆動されるとともに、直線状ガイドに沿って摺
   動自在に配設されるスライダを有する単軸ロボットアク
   チュエータにおいて、 前記スライダに回動自在なローラを設け、 該スライダの摺動とともに、該スライダ内を貫通して走
   行する前記タイミングベルトに対し、前記ローラによ
   り、張力を付加して、走行中の前記タイミングベルトに
   発生する横振動と縦振動を抑えることを特徴とする単軸
   ロボットアクチュエータ。
2. 【請求項２】 駆動側および従動側のそれぞれのプーリ
   に掛合されるタイミングベルトを介して、前記駆動側プ
   ーリにより駆動され、かつ、直線状ガイドに沿って摺動
   自在に配設されるスライダを有する単軸ロボットアクチ
   ュエータにおいて、 前記スライダに回動自在な、単数または複数のローラま
   たはボールベアリングを設け、 該スライダの摺動とともに、該スライダ内を、該スライ
   ダの摺動方向と逆方向に貫通して走行する前記タイミン
   グベルトに対し、前記ローラまたは前記ボールベアリン
   グの外周面を当接させながら、張力を付加し、走行中の
   前記タイミングベルトに発生する横振動と縦振動を抑え
   ることを特徴とする単軸ロボットアクチュエータ。