JP2002250424A - 位置決め装置 - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
- Y10T74/18832—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including flexible drive connector [e.g., belt, chain, strand, etc.]
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- Y10T74/1884—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including flexible drive connector [e.g., belt, chain, strand, etc.] with sprocket wheel
Abstract
がたつきもなく、正確に制御しうると同時に、構造も簡
単な位置決め装置を提供する。 【解決手段】 駆動輪と被駆動輪との間に両面歯溝付き
無端ベルトを懸張し、両輪の間にして、ベルトの上走行
部とした走行部との間に押圧装置をも受ける。この押圧
装置を押圧ブロックまたは押圧ホィールで構成して、ベ
ルトの下走行部をラックへと押勢することで、ベルトの
歯溝とラックの歯溝との係合を確実にする。
Description
し、詳述すれば、例えば化学分析などで利用される分注
装置の如くの研究室機器など多方面で利用し得る位置決
め装置に関する。
置決め装置では、歯車がラックと直接係合して位置決め
を行うものが知られている。この場合では、ラックが相
当の長さを有するものであれば、ラックと歯車の回転軸
心との間の距離や角度が変動して、騒音や噛み付きが発
生したり、位置決めの精度やキャリッジの移動にムラが
発生しやすいと言った問題がある。
て、故障なく稼働し、キャリッジの移動にがたつきもな
く、正確に制御しうると同時に、構造も簡単な位置決め
装置を提供するのを目的としたものである。
って移動自在な少なくとも一基のキャリッジと駆動装置
とを備え、該駆動装置が、ラックとほぼ直交する駆動軸
芯を有する駆動ギヤの形での駆動輪と、押圧装置と、内
面と外面とに歯溝を備え、前記駆動輪と折返し輪との間
に懸架した無端ベルトとで構成されており、該無端ベル
トの内面と外面とにおける歯溝は前記駆動輪と前記ラッ
クとにそれぞれ係合しており、前記押圧装置は、前記ラ
ックに対して移動自在な押圧部からなり、ラックと係合
する無端ベルトの部分の内側にラックへの押圧力を作用
させるようにした構成の位置決め装置において、該位置
決め装置を、前記無端ベルトが弾性的に懸張された状態
で懸架されていると共に、押圧部の押圧面とその反対側
の上面と相互作用して、ラックとは隔てた無端ベルトの
部分が前記上面を介して押圧面に弾性押圧力を作用させ
ることにより、前記押圧面が、ラックと係合する無端ベ
ルトの下走行部の中央部に、ラックへと付勢する弾性力
が作用するように構成している。
は、前述の如くの特性が特に臨まれている研究室用実験
機器類に影響がある。特に研究室用実験機器類におい
て、動力伝達系は品雑な保守維持は不要である。従っ
て、本発明の位置決め装置は、例えば分注装置(ピペッ
ト装置)のアームの上昇下降、或いはロボットアームに
よる試験管、マイクロ滴定プレートなどの取扱いに特に
適しているものである。
本発明の好ましい実施の形態を詳述する。先ず図1にお
いて、本発明による位置決め装置はガイド1を備え、こ
のガイド1の長手方向に沿って位置決めすべき複数のキ
ャリッジ2が移動自在の搭載されている。ガイド1は、
例えば円形断面の案内棒3からなるガイドレールからな
り、各キャリッジ2は摺動体4を介してガイドレールに
装着されている。案内棒3の側方には、歯溝が上方に向
いたラック5が前記案内棒3と平行に延在している。各
給リッジ2には駆動装置6とモーター7とが備わってお
り、駆動装置6は摺動体4に、またモーター7は駆動装
置6にそれぞれ隣接していて、モーター7の回転により
駆動装置6を介して当該キャリッジ2が案内棒3に沿っ
て移動するように構成されている。尚、キャリッジ2の
数については、図示のように複数でなくとも、少なくと
も一つあればよい。
ース板8と該ベース板8とは隔離した平行カバー板9と
を備えたハウジングと、駆動輪10とからなる。図示の
実施の形態ではこの駆動輪10は、これらの板の間に臨
む駆動ギヤからなり、その軸芯はラック5の長手方向と
は直交していると共に、ラック5と直交するモーター7
の軸に取り付けられていて、該モーターにより駆動され
るようになっている。被駆動輪ないし折返し輪11は、
駆動輪10と同一構成で、被駆動ギヤからなり、ラック
5の長手方向に沿って駆動輪10とは隔てた箇所におい
て、当該ラック5と直交する軸芯を中心に回転するよう
にベース板8とカバー板9との間に配置されている。駆
動輪10と被駆動輪11とは両方ともハウジング内で回
転自在であり、それぞれの軸芯間距離は一定に設定され
ている。この配置において、駆動輪10と被駆動輪11
との間には、例えばポリウレタンの如くの弾性プラスチ
ック材からなる両面歯溝付き無端駆動ベルト12が、そ
の内面に形成されている歯溝が駆動輪10と被駆動輪1
0の歯溝に係合した状態で、また、その外面に形成され
ている歯溝が図7に示すようにラック5の歯溝に係合し
た状態で懸架されている。
輪間を結ぶ線に対して直交する方向に移動自在で、捻り
不能押圧ブロック13として実現している駆動部を有す
る押圧装置が介在しており、前記押圧ブロック13は、
ラック5と平行で、しかも、両輪の軸芯と平行な方向へ
の位置決め性を制限するストップ以外は駆動ベルト12
の内面と接触している。例えば超高分子量高密度ポリエ
チレンとかの適当なプラスチック材の如くの良好な摺動
特性を有する材料からなる押圧ブロック13は押圧面1
4を有しており、この押圧面14がラック5に対峙する
駆動ベルト12の下走行部をラック5の方へと押勢して
いる。この押圧面14は、例えば駆動ベルト12の3な
いし4個の歯山と摺動自在に係合し得るほどで、ラック
5の長手方向に緩やかに凸状に湾曲した直線状中心部を
有している。押圧ブロック13における押圧面14とは
反対側の上面15は、駆動ベルト12の上走行部を案内
すべく面取りされており、これも押圧面14と同様に仕
上げられていて駆動ベルト12の上走行部と摺動接触し
ている。
との間の距離は、換言すれば、押圧ブロック13の中心
部の厚みは、駆動輪10と被駆動輪11の歯を含まない
内径(歯底円直径)よりも幾らか大きくしている。また、
両輪10、11間の距離は、両者間に懸架した駆動ベル
ト12が僅かだけ弾性的に引張される程度に選ばれてい
る。このようにして、駆動ベルト12の上走行部が上面
15を介して押圧ブロック13に弾性力を作用させるこ
とになり、それに伴って押圧面14が当該駆動ベルト1
2の下走行部における中央部に対応する弾性力を作用さ
せることになって、駆動ベルト12の下走行部がラック
5に確実に係合させられるのである。駆動装置6、特に
駆動輪10、被駆動輪11、駆動ベルト12、押圧ブロ
ック13とからなる部分は、図3に明確に示すように両
輪の間の中心に対して、左右対称には位置されている。
は、対応するモーター7を制御することにより互いに独
立して駆動され、これによりガイド1に沿って位置決め
される。同時に、移動方向に関わらず、駆動ベルト12
の下走行部が押圧面14の凸部と摺動接触するようにな
ると、ラック5の方へと押勢されるから、当該駆動ベル
トにおける外面歯溝がラック歯溝と確実に係合し、この
確固たる係合状態が駆動装置6の中心へと連続して強化
されると共に、タンク間にわたり均一となり、最後には
連続してなくなるようになる。歯溝間の摩擦やそれに伴
う騒音、更には移動の不規則性がこれにより避けられる
のである。押圧面14が駆動ベルト12に対して付与す
るラック5への押勢力により、たとえ駆動輪10とラッ
ク5との間の垂直距離が変動しても、駆動ベルト12と
ラック5との間での信頼性のある確かな係合を保証する
ことができるのである。駆動ベルト12は弾性材で構成
されているから、これによっても騒音吸収、補償効果が
得られる。また、駆動ベルトは、円滑な押圧面14と、
同様に形成されている上面15とに接触するのみである
から、駆動ベルト12それ自体が摩耗するようなことは
殆どない。
形態を示す。前述の実施の形態では押圧ブロック13を
利用していたが、この別実施の形態においては、押圧ホ
ィール13’を利用している。この押圧ホィール13’
はピニオンからなり、全受つぃしたくどうべると12の
上走行部と下走行部との間に配置されて、歯溝が駆動ベ
ルト12の内面及び外面における歯溝と係合している。
この他、押圧ホィール13’の、回転軸方向の変動は、
ベース板8とカバー板9によりそれぞれ形成されている
係止部により制限されている。この押圧ホィール13’
の直径は、駆動輪10や被駆動輪11のそれよりも幾ら
か大きいものと選ばれているので、また、駆動ベルト1
2は多少、弾性的に懸張されているから、駆動ベルト1
2の上走行部から、該駆動ベルト12の上走行部が押圧
ホィール13’と接触する部分である上面15’(図1
1を参照のこと)に弾性力が作用する一方、押圧ホィー
ル13’の回転中心を隔ててそれとは反対側の押圧面1
4’にも駆動ベルト12からの弾性力が作用し、その結
果、駆動ベルト12の下走行部の中央部がラック5に対
して押勢されることになる。この場合でさえ、押圧面1
4’と上面15’とは歯の部分を省いても実質的に凸状
になっているから、駆動ベルト12の外面の歯溝とラッ
ク5の歯溝との係合が、駆動ベルト12の走行方向に対
して漸次、確実に係合するようになる。尚、駆動装置6
における押圧ホィール13’は、駆動ベルト12の歯溝
がラック12と係合しながら当該駆動ベルト12が走行
しても、押圧ホィール13’自体がラック5と平行な方
向に移動できないように位置決めされている。従って、
この方法に沿っては係止部は不必要である。
が、この他に種々の改変や変形が考えられる。本発明を
実施するに当っては、構成を大型化することなく、駆動
装置トラックとが信頼性よく、無故障で係合できるよう
にすることが必要である。このことは、駆動装置とラッ
クとの係合が外れてしまいかねないラックに至るまでの
距離が何らかの形で変動しても、係合を確実にする一
方、補償も行う押圧装置を利用することにより達成で
き、その点で駆動ホィールを簡単に、しかも回転軸を固
定した状態で装着するだけで充分である。
決めユニットからなる位置決め装置の斜視図。
置決めユニットの、ハウジングを省いた状態での斜視
図。
図。
位置決めユニットの正面断面図。
トの上面図。
めユニットの横断面図。
の位置決めユニットの正面断面図。
Claims (12)
- 【請求項1】 ラック(5)と、該ラックに沿って移動自
在な少なくとも一基のキャリッジ(2)と駆動装置(6)と
を備え、該駆動装置(6)が、ラック(5)とほぼ直交する
駆動軸芯を有する駆動ギヤの形での駆動輪(10)と、押
圧装置と、内面と外面とに歯溝を備え、前記駆動輪(1
0)と折返し輪との間に懸架した無端ベルト(12)とで
構成されており、該無端ベルト(12)の内面と外面とに
おける歯溝は前記駆動輪(10)と前記ラック(5)とにそ
れぞれ係合しており、前記押圧装置は、前記ラックに対
して移動自在な押圧部(13、13’)からなり、ラック
(5)と係合する無端ベルト(12)の部分の内側にラック
(5)への押圧力を作用させるようにした構成の位置決め
装置において、 前記無端ベルト(12)が弾性的に懸張された状態で懸架
されていると共に、押圧部(13、13’)の押圧面(1
4、14’)とその反対側の上面(15、15’)と相互
作用して、ラック(5)とは隔てた無端ベルト(12)の部
分が前記上面(15、15’)を介して押圧面(13、1
3’)に弾性押圧力を作用させることにより、前記押圧
面(14、14’)が、ラック(5)と係合する無端ベルト
(12)の下走行部の中央部に、ラック(5)へと付勢する
弾性力が作用することを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のものであって、前記押
圧装置が黒雨林(10)と折返し部との間の配置されてい
ることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のものであっ
て、前記折返し部が、前記駆動装置(6)においてその軸
芯が駆動輪(10)と平行になっていると共に、ラック
(5)の方向へ隔離され、好ましくは無端ベルト(12)の
内面における歯溝と係合する被駆動ギヤの形での被駆動
輪(11)からなることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項4】 請求項1から3までの何れか一項に記載
のものであって、押圧部(13、13’)の押圧面(1
4、14’)における、ラック(5)の向かっていて、該
ラックに対峙する無端ベルト(12)の部分の内側と少な
くとも部分的に接触する部分が、少なくとも何らかの断
面、特に凸状であることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載のものであって、前記押
圧部が非回転自在押圧ブロック(13)からなり、その押
圧面(14)が二つの凸状部を有しており、両者間に直線
部が臨んでいることよりなる位置決め装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載のものであって、前記押
圧面の直線部が無端ベルト(12)の外面における歯溝と
オーバーラップしていることを特徴とする位置決め装
置。 - 【請求項7】 請求項4から6までの何れか一項に記載
のものであって、押圧部(13)の上面(15)における、
ラック(5)とは隔てており、無端ベルト(12)の上走行
部の内面における歯溝と少なくとも部分的に接触する部
分が、押圧面(14)と同様に対称的に形成されているこ
とを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項8】 請求項4に記載のものであって、前記押
圧部が回転自在押圧輪(13’)であることよりなる位置
決め装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載のものであって、前記押
圧輪(13’)がピニオンからなり、このピニオンが押圧
面(14’)の部分で無端ベルト(12)の内面の歯溝と係
合していることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項10】 請求項8または9に記載のものであっ
て、押圧輪(13’)がピニオンからなり、上面(15’)
の部分において無端ベルトの内面の歯溝と係合している
ことを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項11】 請求項9または10に記載のものであ
って、押圧輪(13’)は押圧面(14’)と上面(15’)
を介して、ラックに対峙する無端ベルト(12)の部分と
ラックから隔てた無端ベルト(12)の部分とにそれぞれ
絶えず係合しており、従って、軸で支えられているか、
軸で支えられていない状態で装着されていることを特徴
とする位置決め装置。 - 【請求項12】 請求項1から11までの何れか一項に
記載のものであって、ラック(5)と平行に延在する、断
面が円形の案内棒(3)の形で実現したガイドレールを備
え、摺動体(4)を有するキャリッジ(2)がその摺動体
(4)を介して前記ガイドレールに装着されていることを
特徴とする位置決め装置。
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