JP4772666B2 - ナット、ネジおよびケーブルを備える伝達装置 - Google Patents

Description

本発明の対象は、たとえば、フランス特許第２８０９４６４号におけるものよりも改良されたものであるナット、ネジおよびケーブルを備える伝達装置である。

モータと駆動される器具との間の伝達装置は、モータにより回されるナットと、ネジ山の手段によりナット内で係合されるが、摺動部材または類似の方法により回転が防止されるネジと、およびネジへ装着されるケーブルとから構成される。モータの回転により、ナットが回転するので、ネジの並進移動が生じ、器具を駆動するケーブルが引かれる。この型式の伝達装置は、軽量、種々の寸法への適応の容易さ、および可逆できるか、または可逆できない仕方での回転の並進移動への変換を含む幾つかの利点を有する。これらの種々の利点は、ロボット工学の分野または類似の分野における円筒形器具の抜差し自在移動の制御において、これらの伝達装置に種々の有利な効果を提供する。先の特許について強調された他の利点は、これらの用途に一般に受入できる低速と同時に生じる、かなりの力を、駆動される器具へ加えることができる移動についての効果を減少する。

頻繁に生じる問題は、ネジの長さであり、その長さに、駆動される器具に提供される走行が左右される。ネジは、ロボット式機械リンクの内部のような、長さが長すぎるように設計されるならば容積部の限界に迅速に達するように、制約された容積部内に一般に収納しておかなければならない。非常に長いネジを動的条件で許容できる場合でも、これらのネジは、それを支承するナットとケーブルの装着箇所との間に対応して張出すという欠点を持ち続ける。ついでネジは、大きい屈曲力を受け、このことが、これらの伝達装置の重大な欠点であると常に証明されている。

本発明により提供される、以前の伝達装置に対する変更は、走行の長さに関してネジの長さの減少に有利になるように、その利点の全てを有する減少機能の一部を放棄するという原理に基づいている。具体的には、移動増幅手段が、ネジと駆動される器具との間のケーブルへ取付けられ、かつそのケーブルを２本に分割する。

したがって、本発明の第１の態様は、モータにより回されるナットと、ナット内に係合するネジと、ナットの回転を停止する手段と、およびネジへ装着され、かつ駆動される器具が装着するケーブルを備える伝達装置であって、その装置は、大径の基本滑車と小径の基本滑車から成る、モータに関して固定される回転軸を有する二重滑車から構成されるので、ケーブルは、２本の連続するケーブルラインから構成され、その一方のラインが、小径の基本滑車とネジとの間に張られ、また他方のラインが、大径の基本滑車と駆動される器具との間に張られる事実により特徴づけられる伝達装置である。

本発明の第２の態様は、伝達装置が、大径の基本滑車と小径の基本滑車から成る第２の二重滑車であって、二重滑車の間に位置するネジを有する第２の二重滑車と、および２本の連続するケーブルラインから構成される第２のケーブルとを備え、第２のケーブルの一方のラインが、小径の基本滑車とネジとの間に張られ、また他方のラインが、大径の基本滑車と駆動される器具との間に張られる事実により特徴づけられるような伝達装置に関する。

したがって、大径の基本滑車と駆動される器具との間に張られるケーブルラインは、ネジの片側へ移行する単一のケーブルの連続部分であることができる。この配置は、単純であり、単一の張力調整器具が全体のケーブル走行に付随できるために特に単純であり、そこにおいて、その張力調整器具は、モータに関して第２の二重滑車の軸位置を調整する器具でよい。

先の組立方法に対する改良は、案内滑車の使用を包含し、その滑車上で、大径の基本滑車と器具との間に張られるラインが、半回転を実施するように走行し、また案内滑車が二重滑車よりもナットに近く設けられることである。

ここから本発明は、図１乃至図４と連係して説明される。

図１と図２は、滑車２の回りの、ロボット式機械継手のような、レバーの形態の器具１の回転の制御に関し、滑車２の軸３は、本発明における伝達装置を覆うケーシング４により支承される。ケーシング４は、始動器がケーシング４へ固定される電気モータ５を備え、また中空であり、およびモータが駆動するナット６を内蔵する。このナットの内側において、モータ５を通して滑車２へ向けて延びるネジ７が係合される。ケーブル８が、ネジ７に加わる屈曲モーメントを減少するために、好ましくは中間長さの位置において、ネジ７へ装着され、かつナット６内で、またはナットから短い距離において封入される。装着箇所は、参照番号９として示される。ネジ７の一端部は、ネジの回転を防止するために、ネジと平行な摺動部材１１上にローラ１０を担持する。したがって、ナット６の回転は、ネジ７とケーブル８の並進移動として伝達される。ケーブル８は、装着箇所９の両側に２本のライン１２と１３から成り、それらのラインが２個の二重滑車１４と１５へ導かれ、それらの滑車間にモータ１２が位置決めされる。二重滑車１４と１５のそれぞれは、装着箇所９の互いに反対側にあるライン１２または１３の端部が固定される小径の滑車１６と１７と、および両方が滑車２へ導かれる他のケーブルライン２０と２１が固定される大径の滑車１８または１９とから構成される。したがってケーブル走行路は、二重滑車１４と１５から殆ど連接離間するループを形成する。これらの種々の滑車が横方向に偏らされるので、たとえば、ケーブル２１は、モータ５の近くを、かつ大径の他の滑車１８の近くを通過する。二重滑車１４の軸２２は、ケーシング４に関して固定されるが、二重滑車１５の軸２３は、モータ５に関して移動できる。たとえば、その軸２３をタイロッド２４の端部とすることができ、タイロッドの位置は、タイロッドが中に係合されるネジ込みブッシュ２５を回すことにより調整でき、そのブッシュは、ケーシング４へ固定されるが、それでも回されることができる。この組立体により、単一の張力調整器具が形成され、その器具は、それ自体、ケーブル走行路全体を通して張力を修正し、かつケーブルへ所望の張力を加えることができる。

滑車１６、１７と１８、１９の径の比から、ネジ７の並進移動により、ケーブルライン２０と２１における同一比の大きい移動が生じ、したがって、滑車１４と１５が設けられない場合よりも大きいアーム１の回転が生じることが明らかである。

この二重ケーブルおよび二重滑車システム１４と１５は、二方向での移動の制御に有用である。単一方向の移動だけでよい場合は（たとえば、重力またはバネにより、戻り移動が常に実施される場合は）、単一の二重滑車システムだけでよい。

ついで図３を参照すると、示される製造についての選択は、並進移動を制御するように設計されているが、多くの構成部材を備え、それらの部材は、上述のものと共通であるので、同一の参照番号を有する。回転器具１が、ケーシング２６により置換えられ、ケーシング２６は、前述されたケーシング４の周りに形成され、かつそれを完全に封入する。二重滑車１４と１５の軸２２と２３は、ここでは両方共、固定位置においてケーシング４へ固定される。大径の滑車１８と１９へ装着されるライン２０と２１は、外部ケーシング２６の対向する両端部にある装着箇所へ直接固定される。システムの残りの構成は不変のままである。ネジ７の並進移動は、小径の滑車１６と１７に対する大径の滑車１８と１９の比に等しい移動比で、外部ケーシング２６の並進移動を直接生じる。ケーブル走行路における張力は、装着箇所２７と２８における張力を修正することにより調整できる。

図３に示されるシステムは、運動学的な観点からみて妥当なものであるが、他のケーシングを取囲む外部ケーシングを有するという、したがって、かさばるという欠点を有する。この欠点は、図４に示される改良により除去され、そこにおいて、案内滑車２９が、ケーシング４へ付加され、その滑車は、たとえば、モータ５から離れていない箇所に、かつ全ての場合に二重滑車１４と１５との間に取付けられる。ついでケーブルライン２０は、案内滑車２９上を通り、その上を半回転して、図３において有した方向に戻り、またそのラインの端部は、そのラインが短いので、ここでは参照番号３０を有する外部ケーシングへ装着される。したがって、ケーシング４を、外部ケーシング３０中に完全に引入れできるか、またはそれから完全に引出すことができるように、ケーシング４と３０の抜差し自在の移動が可能になる。前述の配置の残りの構成は、不変のままである。

本発明の製造についての１つの選択図である。 図１の理解を容易にする概略線図である。 本発明の製造についての他の選択図である。 本発明の製造についての別の選択図である。

Claims (4)

1. モータ（５）により回されるナット（６）と、前記ナット内に係合するネジ（７）と、前記ネジの回転を停止する手段（１０、１１）と、前記ネジ（７）へ装着される第１のケーブル（８）と、を備える伝達装置であって、
   前記第１のケーブル（８）には、駆動される器具（１、２６、３０）が装着され、
   前記伝達装置は、大径の基本滑車（１８）および小径の基本滑車（１６）を有すると共に前記モータに対して固定される回転軸を有する第１の二重滑車（１４）と、大径の基本滑車および小径の基本滑車を有する第２の二重滑車（１５）と、２本の連続するケーブルラインから構成される第２のケーブルと、を備え、
   前記第１のケーブルは２本の連続するケーブルラインから構成され、前記第１のケーブルの一方のライン（１２）が、前記第１の二重滑車（１４）の前記小径の基本滑車と前記ネジとの間に張られ、前記第１のケーブルの他方のライン（２０）が、前記第１の二重滑車（１４）の前記大径の基本滑車と前記駆動される器具との間に張られ、
   前記ネジ（７）は、前記第１の二重滑車（１４）と前記第２の二重滑車（１５）との間に位置し、前記第２のケーブルの一方のライン（１３）が、前記第２の二重滑車（１５）の前記小径の基本滑車と前記ネジとの間に張られ、前記第２のケーブルの他方のライン（２１）が、前記第２の二重滑車（１５）の前記大径の基本滑車と前記駆動される器具（２６、３０）との間に張られることを特徴とする伝達装置。
2. 前記第１の二重滑車（１４）の前記大径の基本滑車と前記駆動される器具との間に張られる前記ライン（２０）および前記第２の二重滑車（１５）の前記大径の基本滑車と前記駆動される器具との間に張られる前記ライン（２１）は、前記ネジの片側へ移行する単一のケーブルの連続部分であることを特徴とする請求項１に記載の伝達装置。
3. 前記伝達装置は、前記第１のケーブルおよび前記第２のケーブルのための単一の張力調整器具（２４、２５）を備えることを特徴とする請求項２に記載の伝達装置。
4. 前記張力調整器具は、前記第２の二重滑車（１５）の軸を、前記モータ（５）に対して位置調整することを特徴とする請求項３に記載の伝達装置。

Images