JP2001241528A - Ｚ−θ独立動作ユニット - Google Patents
Ｚ−θ独立動作ユニットInfo
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- JP2001241528A JP2001241528A JP2000055363A JP2000055363A JP2001241528A JP 2001241528 A JP2001241528 A JP 2001241528A JP 2000055363 A JP2000055363 A JP 2000055363A JP 2000055363 A JP2000055363 A JP 2000055363A JP 2001241528 A JP2001241528 A JP 2001241528A
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- JP
- Japan
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- hollow
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- axis
- actuator
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
- B23Q5/341—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission cam-operated
- B23Q5/344—Cams
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廉価でコンパクトな構成のＺ−Θ独立動作ユ
ニットを実現すること。 【解決手段】 Ｚ−Θ独立動作ユニット１は、中空型の
Θ動作アクチュエータ３と中空型のＺ軸動作アクチュエ
ータ４とが同軸状態に配列され、これらの中心を貫通し
て延びる貫通孔３１、４１にＺ−Θ軸２の軸部分２２が
貫通している。Ｚ軸動作アクチュエータ４はモータ回転
を往復直線運動に変換する機構として、円筒カム４５と
カムフォロワ４６からなるカム変換機構４４を備えてい
る。Ｚ−Θ軸２は、ボールブッシュ２４およびガイドシ
ャフト２５を介してΘ動作アクチュエータ３に連結され
ているので、Ｚ−Θ軸２は回転運動と往復直線運動を独
立して行うことができる。
ニットを実現すること。 【解決手段】 Ｚ−Θ独立動作ユニット１は、中空型の
Θ動作アクチュエータ３と中空型のＺ軸動作アクチュエ
ータ４とが同軸状態に配列され、これらの中心を貫通し
て延びる貫通孔３１、４１にＺ−Θ軸２の軸部分２２が
貫通している。Ｚ軸動作アクチュエータ４はモータ回転
を往復直線運動に変換する機構として、円筒カム４５と
カムフォロワ４６からなるカム変換機構４４を備えてい
る。Ｚ−Θ軸２は、ボールブッシュ２４およびガイドシ
ャフト２５を介してΘ動作アクチュエータ３に連結され
ているので、Ｚ−Θ軸２は回転運動と往復直線運動を独
立して行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｚ軸方向への直線
往復運動および回転運動を独立に行うことのできるコン
パクトなＺ−Θ独立動作ユニットに関するものである。
往復運動および回転運動を独立に行うことのできるコン
パクトなＺ−Θ独立動作ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】従来におい
て、Ｚ−Θ動作ユニットには、ボールスプライン、ボー
ルねじ等の機構部品が使用されることが多い。しかしな
がら、このようなボールスプライン、ボールねじ等の部
品は高価であり、また、それらを支持するための支持機
構を高剛性なものにする必要がある。このために、従来
のＺ−Θ動作ユニットは一般に高価であり、また、コン
パクトに構成できないという問題がある。
て、Ｚ−Θ動作ユニットには、ボールスプライン、ボー
ルねじ等の機構部品が使用されることが多い。しかしな
がら、このようなボールスプライン、ボールねじ等の部
品は高価であり、また、それらを支持するための支持機
構を高剛性なものにする必要がある。このために、従来
のＺ−Θ動作ユニットは一般に高価であり、また、コン
パクトに構成できないという問題がある。
【０００３】本発明の課題は、この点に鑑みて、廉価で
しかもコンパクトに構成可能なＺ−Θ独立動作ユニット
を提案することにある。
しかもコンパクトに構成可能なＺ−Θ独立動作ユニット
を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のＺ−Θ独立動作ユニットは、回転自在に
支持されているＺ−Θ軸と、このＺ−Θ軸を回転させる
ためのΘ動作アクチュエータと、前記Ｚ−Θ軸を直線往
復運動させるためのＺ動作アクチュエータとを有してい
る。
めに、本発明のＺ−Θ独立動作ユニットは、回転自在に
支持されているＺ−Θ軸と、このＺ−Θ軸を回転させる
ためのΘ動作アクチュエータと、前記Ｚ−Θ軸を直線往
復運動させるためのＺ動作アクチュエータとを有してい
る。
【０００５】前記Θ動作アクチュエータは、中心に貫通
孔が形成されている中空型アクチュエータであり、中空
型Θ動作用モータと、このモータの出力軸に連結された
中空型減速機を備えている。
孔が形成されている中空型アクチュエータであり、中空
型Θ動作用モータと、このモータの出力軸に連結された
中空型減速機を備えている。
【０００６】前記Ｚ動作アクチュエータは、中心に貫通
孔が形成されている中空型アクチュエータであり、中空
型Ｚ動作用モータと、このモータ回転を直線往復運動に
変換する中空型カム式変換機構とを備え、この中空型カ
ム式変換機構は、円筒カムと、この円筒カムのカム面に
沿って摺動するカムフォロワとを備え、当該カムフォロ
ワが前記中空型Ｚ軸動作用モータに連結されている。
孔が形成されている中空型アクチュエータであり、中空
型Ｚ動作用モータと、このモータ回転を直線往復運動に
変換する中空型カム式変換機構とを備え、この中空型カ
ム式変換機構は、円筒カムと、この円筒カムのカム面に
沿って摺動するカムフォロワとを備え、当該カムフォロ
ワが前記中空型Ｚ軸動作用モータに連結されている。
【０００７】前記中空型減速機、前記中空型Θ動作用モ
ータ、前記中空型Ｚ軸動作用モータおよび前記中空型カ
ム式変換機構が、同軸状態でこの順序に配列され、これ
によって形成される貫通孔に対して、前記中空型減速機
の側から前記Ｚ−Θ軸が同軸状態で差し込まれている。
ータ、前記中空型Ｚ軸動作用モータおよび前記中空型カ
ム式変換機構が、同軸状態でこの順序に配列され、これ
によって形成される貫通孔に対して、前記中空型減速機
の側から前記Ｚ−Θ軸が同軸状態で差し込まれている。
【０００８】前記Ｚ−Θ軸は、その先端部分が、前記中
空型減速機の出力部材に対してＺ軸方向に移動可能な状
態で連結され、その後端部分が、前記カム式変換機構の
円筒カムに対して回転自在ではあるがＺ軸方向には一体
となって移動するように連結されており、前記円筒カム
のカム面が前記カムフォロワに押し付けられる方向に、
前記Ｚ−Θ軸は、リターンスプリングによって、付勢さ
れていることを特徴としている。
空型減速機の出力部材に対してＺ軸方向に移動可能な状
態で連結され、その後端部分が、前記カム式変換機構の
円筒カムに対して回転自在ではあるがＺ軸方向には一体
となって移動するように連結されており、前記円筒カム
のカム面が前記カムフォロワに押し付けられる方向に、
前記Ｚ−Θ軸は、リターンスプリングによって、付勢さ
れていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用したＺ−Θ独立動作ユニットの一例を説明する。
適用したＺ−Θ独立動作ユニットの一例を説明する。
【００１０】図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本例
のＺ−Θ独立動作ユニットを示す概略構成図、その先端
側を示す端面図およびその後端側を示す端面図である。
また、図２はその円筒カムのカム面形状を平面上に展開
した状態で示す説明図である。これらの図を参照して説
明すると、本例のＺ−Θ独立動作ユニット１は、回転自
在に支持されているＺ−Θ軸２と、このＺ−Θ軸２を回
転させるためのΘ動作アクチュエータ３と、Ｚ−Θ軸２
を直線往復運動させるためのＺ動作アクチュエータ４と
を有している。本例のＺ−Θ軸２は、ユニット軸線１ａ
の方向（Ｚ軸方向）に一定のストロークで直線往復運動
を行うと共に、ユニット軸線１ａを中心として回転運動
を行うことが可能である。
のＺ−Θ独立動作ユニットを示す概略構成図、その先端
側を示す端面図およびその後端側を示す端面図である。
また、図２はその円筒カムのカム面形状を平面上に展開
した状態で示す説明図である。これらの図を参照して説
明すると、本例のＺ−Θ独立動作ユニット１は、回転自
在に支持されているＺ−Θ軸２と、このＺ−Θ軸２を回
転させるためのΘ動作アクチュエータ３と、Ｚ−Θ軸２
を直線往復運動させるためのＺ動作アクチュエータ４と
を有している。本例のＺ−Θ軸２は、ユニット軸線１ａ
の方向（Ｚ軸方向）に一定のストロークで直線往復運動
を行うと共に、ユニット軸線１ａを中心として回転運動
を行うことが可能である。
【００１１】Θ動作アクチュエータ３とＺ動作アクチュ
エータ４は同軸状態に配列され、それらのハウジング３
１、４１が連結シャフト５によって相互に連結固定され
ている。
エータ４は同軸状態に配列され、それらのハウジング３
１、４１が連結シャフト５によって相互に連結固定され
ている。
【００１２】Θ動作アクチュエータ３は、中心に貫通孔
３２が形成されている中空型アクチュエータであり、中
空型Θ動作用モータ３３と、このモータ３３の出力軸に
連結された中空型減速機３４を備えている。Ｚ動作アク
チュエータ４も、中心に貫通孔４２が形成されている中
空型アクチュエータであり、中空型Ｚ動作用モータ４３
と、このモータ回転を直線往復運動に変換するカム式変
換機構４４とを備えている。
３２が形成されている中空型アクチュエータであり、中
空型Θ動作用モータ３３と、このモータ３３の出力軸に
連結された中空型減速機３４を備えている。Ｚ動作アク
チュエータ４も、中心に貫通孔４２が形成されている中
空型アクチュエータであり、中空型Ｚ動作用モータ４３
と、このモータ回転を直線往復運動に変換するカム式変
換機構４４とを備えている。
【００１３】このカム式変換機構４４は、円筒カム４５
と、この円筒カム４５のカム面４５ａ（図２参照）に沿
って摺動するカムフォロワ４６とを備え、当該カムフォ
ロワ４６が中空型Ｚ軸動作用モータ４３の出力軸４３ａ
から半径方向に延びる腕４３ｂの先端部分に取り付けら
れている。
と、この円筒カム４５のカム面４５ａ（図２参照）に沿
って摺動するカムフォロワ４６とを備え、当該カムフォ
ロワ４６が中空型Ｚ軸動作用モータ４３の出力軸４３ａ
から半径方向に延びる腕４３ｂの先端部分に取り付けら
れている。
【００１４】Ｚ−Θ軸２は、円盤状の先端部分２１と、
この裏面から同軸状態で延びている軸部分２２とを備え
ており、この軸部分２２はアクチュエータ貫通孔３２、
４２を貫通して延び、その後端部分は円筒カム４５の中
心を貫通している。この軸部分２２の後端２２ａは、軸
受け２３によって回転自在の状態ではあるが、ユニット
軸線１ａの方向には一体となって移動するように、円筒
カム４５に連結されている。
この裏面から同軸状態で延びている軸部分２２とを備え
ており、この軸部分２２はアクチュエータ貫通孔３２、
４２を貫通して延び、その後端部分は円筒カム４５の中
心を貫通している。この軸部分２２の後端２２ａは、軸
受け２３によって回転自在の状態ではあるが、ユニット
軸線１ａの方向には一体となって移動するように、円筒
カム４５に連結されている。
【００１５】円筒カム４５は、ボールブッシュ４７を介
してユニット軸線１ａの方向に延びるガイドシャフト４
８に支持され、当該ガイドシャフト４８はアクチュエー
タハウジング４１に固定されている。従って、円筒カム
４５はＺ軸方向に往復直線運動可能である。
してユニット軸線１ａの方向に延びるガイドシャフト４
８に支持され、当該ガイドシャフト４８はアクチュエー
タハウジング４１に固定されている。従って、円筒カム
４５はＺ軸方向に往復直線運動可能である。
【００１６】一方、Ｚ−Θ軸２の先端部分２１も、中空
型減速機３４の出力部材３５に対してＺ軸方向に移動可
能な状態で連結されている。すなわち、ボールブッシュ
２４を介してユニット軸線１ａの方向に延びるガイドシ
ャフト２５によって支持されており、このガイドシャフ
ト２５が出力部材３５に連結されている。
型減速機３４の出力部材３５に対してＺ軸方向に移動可
能な状態で連結されている。すなわち、ボールブッシュ
２４を介してユニット軸線１ａの方向に延びるガイドシ
ャフト２５によって支持されており、このガイドシャフ
ト２５が出力部材３５に連結されている。
【００１７】ここで、Ｚ−Θ軸２の先端部分２１と中空
型減速機３４の端面３４ａの間には、圧縮状態でリター
ンスプリング６が装着されている。このリターンスプリ
ング６のばね力によって、円筒カム４５のカム面４５ａ
がカムフォロワ４６に押し付けられる方向に常に付勢さ
れている。
型減速機３４の端面３４ａの間には、圧縮状態でリター
ンスプリング６が装着されている。このリターンスプリ
ング６のばね力によって、円筒カム４５のカム面４５ａ
がカムフォロワ４６に押し付けられる方向に常に付勢さ
れている。
【００１８】この構成のＺ−Θ独立動作ユニット１にお
いて、Θ動作アクチュエータ３を駆動すると、その減速
機出力部材３５が回転するので、ここに連結されている
Ｚ−Θ軸２はユニット軸線１ａを中心として回転する。
また、Ｚ動作アクチュエータ４を駆動すると、カムフォ
ロワ４６が円筒カム４５のカム面４５ａに沿って摺動す
る。カム面４５ａは図２に示すような輪郭形状をしてい
るので、カムフォロワ４６の回転位置に応じて、円筒カ
ム４５はユニット軸線１ａの方向に移動する。この円筒
カム４５にはユニット軸線１ａの方向には一体となって
移動するようにＺ−Θ軸２が連結されているので、Ｚ−
Θ軸２がユニット軸線１ａの方向に往復直線運動を行
う。
いて、Θ動作アクチュエータ３を駆動すると、その減速
機出力部材３５が回転するので、ここに連結されている
Ｚ−Θ軸２はユニット軸線１ａを中心として回転する。
また、Ｚ動作アクチュエータ４を駆動すると、カムフォ
ロワ４６が円筒カム４５のカム面４５ａに沿って摺動す
る。カム面４５ａは図２に示すような輪郭形状をしてい
るので、カムフォロワ４６の回転位置に応じて、円筒カ
ム４５はユニット軸線１ａの方向に移動する。この円筒
カム４５にはユニット軸線１ａの方向には一体となって
移動するようにＺ−Θ軸２が連結されているので、Ｚ−
Θ軸２がユニット軸線１ａの方向に往復直線運動を行
う。
【００１９】ここで、Ｚ−Θ軸２は、ボールブッシュ２
４、ガイヅシャフト２５を介してΘ動作アクチュエータ
３に連結されており、また、ボールブッシュ４７、ガイ
ドシャフト４８を介してＺ軸動作アクチュエータ４に連
結されている。従って、回転運動と往復直線運動を独立
して行うことができる。
４、ガイヅシャフト２５を介してΘ動作アクチュエータ
３に連結されており、また、ボールブッシュ４７、ガイ
ドシャフト４８を介してＺ軸動作アクチュエータ４に連
結されている。従って、回転運動と往復直線運動を独立
して行うことができる。
【００２０】なお、上記の中空型減速機３４としては波
動歯車装置を用いることができる。波動歯車装置は、環
状の剛性内歯歯車と、この内側に配置した可撓性外歯歯
車と、この内側に嵌めた楕円形輪郭の波動発生器から構
成される。この場合、一般には、波動発生器がモータ出
力軸に連結され、剛性内歯歯車がアクチュエータハウジ
ング３１に固定され、可撓性外歯歯車が出力部材３５と
される。
動歯車装置を用いることができる。波動歯車装置は、環
状の剛性内歯歯車と、この内側に配置した可撓性外歯歯
車と、この内側に嵌めた楕円形輪郭の波動発生器から構
成される。この場合、一般には、波動発生器がモータ出
力軸に連結され、剛性内歯歯車がアクチュエータハウジ
ング３１に固定され、可撓性外歯歯車が出力部材３５と
される。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＺ−Θ独
立動作ユニットは、中空型のアクチュエータを２台使用
し、これらの中空部分を貫通させてＺ―Θ軸を配置し、
カム変換機構を用いてＺ−Θ軸の往復直線運動を実現し
ている。従って、一般的に使用されているボールスプラ
イン、ボールねじ等の高価な構成部品を備えたＺ−Θ動
作ユニットに比べて、廉価で、しかもコンパクトに構成
することができる。
立動作ユニットは、中空型のアクチュエータを２台使用
し、これらの中空部分を貫通させてＺ―Θ軸を配置し、
カム変換機構を用いてＺ−Θ軸の往復直線運動を実現し
ている。従って、一般的に使用されているボールスプラ
イン、ボールねじ等の高価な構成部品を備えたＺ−Θ動
作ユニットに比べて、廉価で、しかもコンパクトに構成
することができる。
【図１】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、本
発明を適用したＺ−Θ独立動作ユニットを示す概略構成
図、その先端側を示す端面図およびその後端側を示す端
面図である。
発明を適用したＺ−Θ独立動作ユニットを示す概略構成
図、その先端側を示す端面図およびその後端側を示す端
面図である。
【図２】図１の円筒カムのカム面形状を平面上に展開し
た状態で示す説明図である。
た状態で示す説明図である。
１ Ｚ−Θ独立動作ユニット １ａ ユニット軸線（Ｚ軸） ２ Ｚ−Θ軸 ２１ 先端部分 ２２ 軸部分 ２２ａ 後端 ３ Θ動作アクチュエータ ３２ 貫通孔 ３３ モータ ３４ 減速機 ４ Ｚ軸動作アクチュエータ ４３ モータ ４４ カム変換機構 ４５ 円筒カム ４６ カムフォロワ ２４、４７ ボールブッシュ ２５、４８ ボールシャフト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月７日（２００１．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 由紀 長野県南安曇郡穂高町大字牧1856−１ 株 式会社ハーモニック・ドライブ・システム ズ穂高工場内 Ｆターム(参考） 5H607 BB01 CC03 DD02 DD04 EE31 EE50 EE56
Claims (1)
- 【請求項１】 回転自在に支持されているＺ−Θ軸と、
このＺ−Θ軸を回転させるためのΘ動作アクチュエータ
と、前記Ｚ−Θ軸を直線往復運動させるためのＺ動作ア
クチュエータとを有し、 前記Θ動作アクチュエータは、中心に貫通孔が形成され
ている中空型アクチュエータであり、中空型Θ動作用モ
ータと、このモータの出力軸に連結された中空型減速機
を備え、 前記Ｚ動作アクチュエータは、中心に貫通孔が形成され
ている中空型アクチュエータであり、中空型Ｚ動作用モ
ータと、このモータ回転を直線往復運動に変換する中空
型カム式変換機構とを備え、この中空型カム式変換機構
は、円筒カムと、この円筒カムのカム面に沿って摺動す
るカムフォロワとを備え、当該カムフォロワが前記中空
型Ｚ軸動作用モータに連結されており、 前記中空型減速機、前記中空型Θ動作用モータ、前記中
空型Ｚ軸動作用モータおよび前記中空型カム式変換機構
が、同軸状態でこの順序に配列され、これらにより形成
される貫通孔に対して、前記中空型減速機の側から前記
Ｚ−Θ軸が同軸状態で差し込まれており、 前記Ｚ−Θ軸は、その先端部分が、前記中空型減速機の
出力部材に対してＺ軸方向に移動可能な状態で連結さ
れ、その後端部分が、前記カム式変換機構の円筒カムに
対して回転自在ではあるが、Ｚ軸方向には一体となって
移動するように連結されており、 前記円筒カムのカム面が前記カムフォロワに押し付けら
れる方向に、前記Ｚ−Θ軸は、リターンスプリングによ
って、付勢されていることを特徴とするＺ−Θ独立動作
ユニット。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000055363A JP2001241528A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Ｚ−θ独立動作ユニット |
| TW090104394A TW468013B (en) | 2000-03-01 | 2001-02-26 | Z-θ independent motion unit |
| KR1020010010620A KR20010087251A (ko) | 2000-03-01 | 2001-02-28 | Ｚ-θ독립 동작 유닛 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000055363A JP2001241528A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Ｚ−θ独立動作ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001241528A true JP2001241528A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18576498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000055363A Pending JP2001241528A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Ｚ−θ独立動作ユニット |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001241528A (ja) |
| KR (1) | KR20010087251A (ja) |
| TW (1) | TW468013B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060039323A (ko) * | 2004-11-02 | 2006-05-08 | 황성미 | 가맹점 업소 고객의 신청곡을 서비스하는 모바일 환경의신청곡 서비스 시스템 및 그 방법 |
| KR101363645B1 (ko) * | 2012-11-09 | 2014-02-24 | 서강대학교산학협력단 | 복합근용 2축 운동장치 |
-
2000
- 2000-03-01 JP JP2000055363A patent/JP2001241528A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-26 TW TW090104394A patent/TW468013B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-02-28 KR KR1020010010620A patent/KR20010087251A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW468013B (en) | 2001-12-11 |
| KR20010087251A (ko) | 2001-09-15 |
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