JP6267978B2 - ベルトアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、動力の伝達にフェースギヤを用いることにより省スペース化を図ることができるベルトアクチュエータに関する。

従来、この種のベルトアクチュエータとしては、長手方向に延びる長尺の基台と、この基台に運動案内装置を介して長手方向に移動可能に取り付けられた複数のテーブルと、このテーブルを移動させるベルトと、基台に取り付けられるとともに、ベルトを巻回する一対の回転部材（プーリ）と、ベルトを駆動させる駆動部材とを備えるベルトアクチュエータが知られている。このようなベルトアクチュエータにおいて、回転部材を（プーリ）をモータにて駆動する場合、テーブルの移動方向である運転案内装置に対してモータは、直角に取り付けられている。つまり、運転案内装置の長手方向に対してモータが突出してしまう構造になっていたため、ベルトアクチュエータを装置に取り付ける際、モータ部がデッドスペースとなってしまい、取付方向が制限されてしまうという問題点があった。

この問題を解決する構造として、例えば、特許文献１に示すようなものが知られている。
特許文献１に記載のベルトアクチュエータは、第１傘歯歯車と、前記第１傘歯歯車の軸部に連結され、ベルトを支持する回転部材（プーリ）と前記第１傘歯歯車のギヤ歯に噛合する第２傘歯歯車を軸支する出力軸を有するとから構成される。第２傘歯歯車が連結されたモータの出力軸と、第１傘歯歯車を保持する回転部材（プーリ）の回転軸とを直交もしくは斜交させて噛合させている。したがって、モータを運転案内装置の長手方向より突出させることなく配置することが可能になる。

特開平５−１８０２９６号公報

しかしながら、このような従来のベルトアクチュエータでは、モータ軸に傘歯歯車を結合するため、省スペース化しにくい部品が多い。また、減速比を機構部の分解をしないで変更することができないという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、従来の傘歯歯車をフェースギヤに変え、フェースギヤの特徴を生かし、上記の問題点を解決することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、一対のプーリ相互間にベルトを掛け渡し、一方のプーリに駆動源から回転動力を伝達して駆動するベルトアクチュエータにおいて、前記駆動源から動力を伝達されるプーリの支持シャフトにフェースギヤを設け、このフェースギヤに前記駆動源の出力軸に設けられたギヤを噛合させており、前記支持シャフトに、径の異なる複数のフェースギヤを同心状に配設するとともに、これら各フェースギヤを軸方向に移動可能に装着し、前記出力軸のギヤに噛合させるフェースギヤを選択することでギヤ比を選択可能に構成し、前記フェースギヤの支持シャフトに直交するように前記駆動源の出力軸を設け、
前記ベルトの長手方向に駆動源を設けたことにある。
また、本発明は、前記ベルトに移動体を組み付けるガイドブロックを装着したことにある。

本発明によれば、フェースギヤを用いたことにより、従来のものより省スペース化できるとともに、部品点数を削減することができる。
また、支持シャフトに、径の異なる複数のフェースギヤを同心状に配設するとともに、これら各フェースギヤを軸方向に移動可能に装着し、駆動源の出力軸のギヤに噛合させるフェースギヤを選択することでギヤ比を選択可能に構成したので、部品の変更や分解がなく、必要に応じてギヤ比を変えることができる。
さらに、フェースギヤの支持シャフトに直交するように駆動源の出力軸を設けたので、省スペース化を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係るベルトアクチュエータを示す斜視図である。 図１のベルトアクチュエータの機構部を示す斜視図である。 （ａ）は図１の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るベルトアクチュエータを示す縦断面図である。 図４のフェースギヤを示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係るベルトアクチュエータを示す縦断面図である。 図６のフェースギヤを示す斜視図である。 フェースギヤの変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態を、図１ないし図３に示す図面を参照しながら詳細に説明する。

図１ないし図３において、ベルトアクチュエータ１は、第１のプーリ２_１を内蔵した第１のプーリーケース３_１と、第２のプーリ２_２を内蔵した第２のプーリーケース３_２と、第１のプーリ２_１と第２のプーリ２_２間に架け渡された無端状のベルト４と、このベルト４によって操作されるテーブルブロック５と、前記第１のプーリーケース３_１と第２のプーリーケース３_２との間に配置され、ベルト４およびテーブルブロック５を内蔵したハウジング６と、前記第１のプーリーケース３_１の外側に、前記ベルト４の長手方向に沿って配置され、前記第１のプーリ２_１を駆動する駆動源７とで構成されている。

前記第１のプーリーケース３_１には、ケース内の中空部３ａの上下に内蔵された一対の軸受け８_１を介して両端部を回転自在に支持されたプーリーシャフト９_１が鉛直方向に設けられており、このプーリーシャフト９_１に前記第１のプーリ２_１が軸線上を支持されて装着されている。前記上下の軸受け８_１は、外側を軸受け止め輪８ａによって中空部３ａ内に係止されている。このプーリーシャフト９_１には、前記第１のプーリ２_１の下部側に、上面の周縁部に歯溝１０ａが刻設されたリング状のフェースギヤ１０が装着されている。前記駆動源７には、モータ１１が採用されており、このモータ１１の出力軸１１ａには、前記フェースギヤ１０の周縁部に設けられた歯溝１０ａに噛合する歯溝１１ｂが歯切り加工されて設けられている。出力軸１１ａの歯溝１１ｂは、直接、ヘリカルまたは直歯の歯切りが施してある。

前記第２のプーリーケース３_２には、ケース内の中空部３ａの上下に内蔵された一対の軸受け８_２を介して両端部を回転自在に支持されたプーリーシャフト９_２が鉛直方向に設けられており、このプーリーシャフト９_２に前記第２のプーリ２_２が軸線上を支持されて装着されている。前記上下の軸受け８_２は、外側を軸受け止め輪８ａによって中空部３ａ内に係止されている。前記第２のプーリーケース３_２には、下面側にベルトテンションプレート１２が設けられており、前記第２のプーリーケース３_２の位置と、第１のプーリーケース３_１の位置の距離を調整して前記ベルト４にテンションを与えることができるように設定している。

前記ベルト４およびテーブルブロック５を内蔵したハウジング６は、前記第１のプーリーケース３_１と前記第２のプーリーケース３_２相互間に配設され、下面側に配設された所定長さの断面略Ｕ字状のフレーム１３と、このフレーム１３の両側側壁１３ａ上に対向して配置され、左右の開口部から上面にかけて塞ぐ左右の略逆Ｌ字形状のサイドカバー１４と、これらサイドカバー１４相互間の間隙を塞ぐセンターカバー１５とで構成されている。
該フレーム１３の内側には長手方向に沿って所定長さのガイドレール１６が設けられており、このガイドレール１６にガイドされてガイドブロック１６ａが摺動自在に組み付けられている。

前記ガイドブロック１６ａは、下面側に前記ガイドレール１６に跨いで組み付けられる断面コ字状の摺動部５ａを有し、ガイドブロック１６ａの断面コ字状の上面にテーブルブロック５が組み付けられている。前記テーブルブロック５は、前記ガイドブロック１６ａの組付面の上部側に前記ベルト４を挿通する開口部５ｂが移動方向に形成され、その上方に前記サイドカバー１４相互間の間隙に位置する細い首部５ｃが設けられ、首部５ｃの上に前記サイドカバー１４の上面に対向する平板部５ｄを設け、この平板部５ｄの両側に、前記センターカバー１５の両側を通して上方に延出したテーブル部５ｅが設けられている。このテーブル部５ｅに移動体を組み付けるように構成されている。前記ベルト４の片側は、前記テーブルブロック５の開口部５ｂ内に設けられたベルト固定金具１７を介してテーブルブロック５に固定されており、ベルト４の動きに伴ってテーブルブロック５を前記ガイドレール１６に沿って摺動させるように構成されている。

次に上記ベルトアクチュエータ１の動作を説明する。
駆動源７としてのモータ１１を作動すると、モータ１１の出力軸１１ａの歯溝１１ｂにフェースギヤ１０の歯溝１０ａが噛合しているので、フェースギヤ１０が回転を始める。そして、フェースギヤ１０の回転に伴ってプーリーシャフト９_１が回転し、プーリーシャフト９_１に支持された第１のプーリ２_１が回転を開始する。第１のプーリ２_１が回転を始めると、第１のプーリ２_１と第２のプーリ２_２間に架け渡された無端状のベルト４が回転を始め、このベルト４に装着されているテーブルブロック５がベルト４の動きとともにガイドレール１６に沿って移動を開始する。テーブルブロック５は、ベルト固定金具１７により固定されているので、ベルト４と同期してテーブルブロック５が直線移動する。そして、テーブルブロック５のテーブル部５ｅに搬送したい移動体を組み付けておくことにより、テーブルブロック５の移動に伴ってテーブル部５ｅに取り付けた移動体の移動を行うことができる。モータ１１の回転を正逆回転させることにより、移動体を往復動作させることができる。

このとき、ベルト４が緩んで張力が低下したときは、ベルトテンションプレート１２に設けられた調節ネジ１８を調節することで、ベルトテンションプレート１２に対する前記第２のプーリーケース３_２の位置を矢印Ｂのように摺動させることで、ベルト４の張力を調整することができる。

次に図４ないし図７は、本発明の他の実施の形態で、この場合、図３と同一部分は、同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。

径の異なる二種類のリング状のフェースギヤ２１，２２を同心状に組み付けたものである。これらフェースギヤ２１，２２は、軸方向に移動可能に構成されており、図４および図５の実施の形態では、外周側の低速フェースギヤ２２を上方に突き出すように組み付けたものである。フェースギヤ２１，２２には、外周面にねじ穴２３が形成されており、このネジ穴２３にネジ２４を介してプーリーシャフト９_１に図示しない止めネジにより取り付けられたフェースギヤフランジ２５にねじ止めして、フェースギヤ２１，２２を固定している。
こうして、外周側の低速フェースギヤ２２の歯溝２２ａにモータ１１の出力軸１１ａの歯溝１１ｂが噛合してフェースギヤ２２を回転駆動するものである。

図６および図７の実施の形態では、内周側の高速フェースギヤ２１を上方に突き出すように組み付けたものである。この場合は、内周側の高速フェースギヤ２１の歯溝２１ａにモータ１１の出力軸１１ａの歯溝１１ｂが噛合してフェースギヤ２１を高速で回転駆動するものである。

このように、モータ１１の出力軸１１ａの歯溝１１ｂに噛合するフェースギヤ２１，２２を選択することにより、ギヤ比を容易に選択することができる。また、ベルトアクチュエータ１を分解することなく必要に応じてギヤ比を変更することができるので、作業能率が向上する。

なお、フェースギヤ２１，２２の外側にさらにもう一つ、超低速の歯溝２６ａを有するフェースギヤ２６を組み付けて三種類のギヤ比を選択することができるようにしてもよい。この場合のギヤ比は外側から１／５、１／４、１／３となっている。

以上のように、上記実施の形態によれば、フェースギヤ１０、２１，２２，２６を用いることにより、従来傘歯車等を用いていた構造に対して省スペース化を図ることができるので、小型化および部品点数の削減を図ることができる。フェースギヤ１０、２１，２２，２６の場合、歯にテーパがないため直接、出力軸１１ａに歯切り加工することができる。そのことから傘歯車のように出力軸１１ａに締結するための別パーツのピニオンが必要なくなり、省スペース、小型化できる。

なお、本発明は、上記実施の形態では、モータ１１の出力軸１１ａに設けたギヤにフェースギヤを噛合させて回転動力を取り出しているが、モータ以外の駆動源、例えばエンジン等から歯車を介して減速させて回転動力を取り出してもよい。この場合、フェースギヤをいずれかの個所に介在させることで、回転動力を伝達することができる。また、上記実施の形態では、１〜３個のフェースギヤの組み合わせを用いてギヤ比を変えているが、さらに多数のフェースギヤの組み合わせを用いてギヤ比を変えることも可能である。また、多数のフェースギヤの組み合わせを用いてギヤ比を変える構成は、ベルトアクチュエータ以外にも応用できる。等、その他、本発明の技術的思想を変更することなく適宜変更して実施しうることは言うまでもない。

１ ベルトアクチュエータ
２_１ 第１のプーリ
２_２ 第２のプーリ
３_１ 第１のプーリーケース
３_２ 第２のプーリーケース
４ ベルト
５ テーブルブロック
６ ハウジング
７ 駆動源
８_１、８_２ 軸受け
９_１、９_２ プーリーシャフト
１０ フェースギヤ
１０ａ 歯溝
１１ モータ
１１ａ 出力軸
１１ｂ 歯溝
１２ ベルトテンションプレート
１３ フレーム
１４ サイドカバー
１５ センターカバー
１６ ガイドレール
１６ａ ガイドブロック
２１，２２，２６ フェースギヤ
２１ａ，２２ａ，２６ａ 歯溝

Claims (2)

1. 一対のプーリ相互間にベルトを掛け渡し、一方のプーリに駆動源から回転動力を伝達して駆動するベルトアクチュエータにおいて、前記駆動源から動力を伝達されるプーリの支持シャフトにフェースギヤを設け、このフェースギヤに前記駆動源の出力軸に設けられたギヤを噛合させており、
   前記支持シャフトに、径の異なる複数のフェースギヤを同心状に配設するとともに、これら各フェースギヤを軸方向に移動可能に装着し、前記出力軸のギヤに噛合させるフェースギヤを選択することでギヤ比を選択可能に構成し、
   前記フェースギヤの支持シャフトに直交するように前記駆動源の出力軸を設け、
   前記ベルトの長手方向に駆動源を設けた
   ことを特徴とするベルトアクチュエータ。
2. 前記ベルトに移動体を組み付けるガイドブロックを装着したことを特徴とする請求項１に記載のベルトアクチュエータ。

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