JPH04145252A

JPH04145252A - ベルト・プーリ式直線駆動装置

Info

Publication number: JPH04145252A
Application number: JP26507790A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Torii; 信利鳥居; Kazuhisa Otsuka; 和久大塚; Hiroshi Uchida; 博内田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、移動体に直線動作を付与する直線駆動装置に
関し、特に、組立及び保守が簡単で、しかも直線動作ス
トロークの長短いずれにも対応可能なベルト・プーリ式
直線駆動装置に関する。

〔従来技術〕

従来より移動体、例えば、マシニングセンター等の工作
機械のワークテーブルや万能測長機等の計測機械のワー
ク載台等を直交平面座標系の夫々の軸線方向に直線動作
させる駆動機構は、高精度を要求される機構の場合は精
密なボールねじを用いたボール・ねじ機構をサーボモー
タ等の電動モータで駆動する装置が多用され、また、長
い動作ストロークが必要とされる直線動作機構では長い
ボール・ねじの加工が困難になることから、ラックとビ
ニオンを用い、ラックに噛合したビニオンをモータに結
合して回転させることにより、直線動作を得るラック・
ビニオン駆動装置等が広く用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、ボール・ねじ機構は、上述のように長い直
線動作ストロークを高い精度で確保することが、ボール
ねじの加工上から困難になると共にボールねじとボール
なつととの噛合は金属製要素の係合であることから、精
度の維持には使用時に錆び止め給油や潤滑等の保守管理
が必須で、これが使用現場ではかなり煩瑣になると言う
問題がある。

また、ピニオン・ラック駆動装置ではボールねじ機構と
同様に潤滑等の保守が必要であると共に組立時に往復直
線動作に対応したバックラッシュの調整が極めて煩瑣で
ある。そして、前者、後者ともに構造要素が金属要素で
あるために、重量が嵩み、また、作動時に発生する騒音
を低減させるには限界があると言う欠点も有している。

依って、本発明の目的は、上述した種類の従来の直線動
作駆動装置の諸問題を解消させようとすることにある。

本発明の他の目的は、従来は伝動機構に用いられたベル
ト・プーリ機構を駆動機構に使用する新たな構想に基づ
いた移動体の直線動作駆動装置を提供せんとするもので
ある。

〔解決手段〕

本発明は、ベルトとプーリとを構造要素にした直線動作
駆動装置を構成してプーリと共に移動体を一体に直線動
作させるようにしたものである。

すなわち、本発明によれば、直線移動体と、該直線移動
体に対設して緊張状態に保持されたベルトと、該ベルト
に係合されたプーリと、上記直線移動体に回転可能に保
持された上記プーリの回転軸に結合され、該回転軸を介
して上記プーリを回転駆動する駆動モータとを具備して
構成されたベルト・プーリ式直線駆動装置が提供される
。

〔作用〕

すなわち、プーリを、その回転軸を介して駆動モータに
より回転させると、プーリがベルトからの反力を受けて
一定の直線軌跡に沿って移動するから、同プーリを保持
した移動体も一緒に直線動作するのである。　以下、本
発明を添付図面に示す実施例に基づいて、更に詳細に説
明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るベルト・プーリ式直線駆動装置の
１実施例の構成を示す機構図、第２図は同じくベルト・
プーリ式直線駆動装置の第２の実施例を示す機構図であ
る。

第１図に示すベルト・プーリ式直線駆動装置は帯状ベル
ト１０と、駆動プーリ１２．１対のアイドラないしガイ
ドプーリ１４．１６、駆動モータ１８を具備して・構成
され、帯状ベルト１０は、市販品から入手可能な直線帯
状形状の歯付きベルドから構成され、両端１０ａ、１０
ｂを固定具２０ａ、２０ｂ　　に固定された状態で緊張
状態に維持されている。

他方、上記の駆動プーリ１２と１対のガイドプーリ１４
．１６は夫々が回転軸（図示なし）を有し、それらの回
転軸が図示されていない軸受装置を介してを介して移動
体２２に取付けられ、回転可能に保持されている。そし
て、駆動プーリ１２は歯付きプーリとして形成され、か
つ、その回転軸が駆動モータ１８に適宜の減速装置を介
してまたは直結的に結合されている。そして、上記の歯
付きベルト１０は、駆動プーリ１２の両側直近に配置さ
れた上記１対のガイドブーＵ　１４．１６により駆動プ
ーリ１２の外表面に形成されたベルト歯と同諸元の歯に
きちんと噛合するように案内され、かつ、緊張状態に保
持されている。

上述の構成を有したベルト・プーリ式直線駆動装置の作
用は、駆動モータ１８が作動され、従って駆動プーリ１
２が正逆両方向の何れかの方向に回動されると、同駆動
プーリ１２がベルト１０と噛合しているために噛合部で
作用する反力により駆動プーリ１２はベルト１０の緊張
方向と一致した直線方向に移動する。従って、この駆動
プーリ１２を保持した移動体２２も一体と成って直線移
動をするものである。つまり、移動体２２は駆動プーリ
１２の回転に応じて直線移動を行うことができるのであ
る。なお、本実施例では、１本の帯状歯付きベルト１０
に１つの駆動プーリ１２．１つの移動体２２が設けられ
、該駆動プーリ１２の移動に応じて移動体が直線動作す
る構成を示しいるが、同帯状歯付きベルト１０に２以上
の駆動プーリ１２が係合し、夫々の駆動プーリ１２を各
個別の複数の移動体２２に回転軸、回転軸受を介して回
動自在に保持させた構成とすれば、複数の移動体を独立
に直線動作させる駆動装置を形成することも可能である
。

上述した本実施例のベルト・プーリ式直線駆動装置によ
れば、構造要素が比較的安価に入手可能であることから
、安価な駆動装置を実現でき、しかも、潤滑、錆び止め
等のために給油を行う等の保守管理を必要としない点か
らもコスト低減を実現することができる。また、駆動装
置の構造要素に樹脂材や布材からなるベルト１０を使用
しているために軽量化を図ることが可能であり、駆動プ
ーリ１２やガイドプーリ１４．１６をアルミ等の軽金属
材で形成した場合には一層の軽量化を図ることが可能に
なる。また、金属接触が無いために騒音の低減も可能る
なる。

更に、直線動作ストロークが長い場合にもベルト１０の
長さを増加して緊張状態さえ保持すれば良い。しかも、
金属歯車の噛合と異なり、バックラッシュが無いので組
立が容易化され、この点においてもコスト低減効果を上
げることができる。

なお、上述の構成において、固定具２０ａ、　２０ｂは
、直線移動ストロークの両端に設けられてベルト１０の
両端１０ａ、１０ｂを固定する構造のものであれば良く
、ボルトねじを用いた固定具やクランプ装置等積々のも
のが適用可能である。

第２図に示すベルト・プーリ式直線駆動装置は歯付き無
端ベルト３０、この無端プーリ３０が巻設された１対の
回ベルト担持プーリ３２．３４、無端プーリ３０に係合
した歯付きプーリ３６．３８、各歯付きプーリ３６．３
８の両側直近に設けられた１対のガイドブー！１４０ａ
、４０ｂ、各歯付きプーリ３６．３８の回転軸を軸受装
置を介して保持することにより、歯付きプーリ３６．３
８と一体に形成された直線移動体４２．４４とを具備し
ている。

さて、本実施例では、ベルト担持プーリ３２．３４を非
回転状態に、つまり、回動不可能な状態に固定し、無端
ベルト３０を第１図の実施例と同様に不動、緊張状態に
維持する構成とし、各歯付きプーリ３６．３８を駆動モ
ータ（図示略）に結合した構成とすれば、第１図に示し
た実施例と同様に２つの直線移動体４２．４４を独立に
直線動作させ得る直線駆動装置が形成される。

他方、歯付きプーリ３６．３８は駆動モータに結合する
ことなく、回転不可能な状態に固定し、無端ベルト３０
のベルト担持ブー’Ｊ３２．３４の何れか一方を駆動モ
ータに結合した構成にすれば、無端ベル）３０の旋回動
作に従って歯付きプーリ３６．３８が同期してベルト３
０の動作方向と同方向に所定の速度で直線移動し、故に
、直線移動体４２．４４を同期的にベルト移動速度と同
速度で直線移動させる駆動装置が形成される。

第２図に図示されたベルト・プーリ式直線駆動装置も先
の第１図の実施例と同様に安価性、保守の容易性、組立
の簡単性、低騒音特性、軽量性等の利点を享受すること
が可能であることは全く同じである。

なお上述した２つの実施例は何れもベルトとプーリが歯
付きベルトと歯付きプーリから滑りのない噛合係台形の
例として説明したが、移動負荷が比較的小さい場合には
摩擦体台形のベルトとブリとを用いて実現しても滑りの
無い直線駆動装置を形成することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らか巳なように、本発明によれば、移
動体を直線方向に往復動作させることが可能なベルト・
プーリ式直線駆動装置が提供され、同駆動装置によれば
、構造要素が安価に入手可能であること共にバックラッ
シュ調整等の煩瑣な組立工程を必要としないので、直線
駆動装置のコスト低減を実現し、延いては、この直線駆
動装置が組み込まれる工作機械その他の機器類のコスト
低減を図ることが可能になる。しかも、金属性の精密要
素を構造要素として用いることが無いので、錆び止めや
潤滑のための給油を定期的に行う保守上の煩瑣がなく、
作用的にも直線動作ストロークが比較的長い直線駆動系
にも適用可能であるために、機器類への応用々途の拡大
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベルト・プーリ式直線駆動装置の
１実施例の構成を示す機構図、第２図は同じくベルト・
プーリ式直線駆動装置の第２の実施例を示す機構図。１０・・・帯状ベルト、１２・・・駆動プーリ、１４．
１６・・・ガイドプーリ、１８・・・駆動モータ、２０
ａ、２０ｂ・・・固定具、２２・・・移動体、３０・・
・無端ベルト、３２．３４・・・ベルト担持プーリ、３
６．３８・・・歯付きプーリ、４２．４４・・・直線移
動体。

Claims

【特許請求の範囲】１、直線移動体と、該直線移動体に対設して緊張状態に
保持されたベルトと、該ベルトに係合されたプーリと、
前記直線移動体に回転可能に保持された前記プーリの回
転軸に結合され、該回転軸を介して前記プーリを回転駆
動する駆動モータとを具備して構成されたベルト・プー
リ式直線駆動装置。２、前記ベルトが、両端を固定具に支持された直線状の
ベルトから成る特許請求の範囲１に記載のベルト・プー
リ式直線駆動装置。３、前記ベルトが、固定位置に配設された１対のガイド
プーリに掛け渡された無端ベルトから成る特許請求の範
囲１に記載のベルト・プーリ式直線駆動装置。