JPH04201079A - 直進ロボット - Google Patents

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、直進ガイドＣご案内されるスライダーを、直
進ガイドに平行な送りヱジ軸の回転によっての移動させ
る直進ロボｙｌ−に関し、例えば部品の移載・挿入等の
精密組立作用を行う直角座標型ロボットの各１軸として
利用される。

従来の技術 従来組立作業等をフレキシブルに行うロボットとしては
、特開昭５９−１４６７７８に示されるような５ＣＡＲ
Ａ型ロボツトと共に第４図に示すような直角座標型ロボ
ットが多（使われている。この直角座標型ロボットは、
サーボモーターで駆動される２台または３台の直進ロボ
ットＡを動作方向が互いに直角になるように組み合わせ
て構成されている。

従来の直進ロボットＡは、第５図にその分解斜視図、第
６図に断面図を示すようにアンギュラ軸受１及びラジア
ル軸受２で支承した送り矛ジ軸３に、サーボモーター４
内で軸受５にて支承されたモーター軸６の回転動力を継
手７を介して伝達する。スライダー８は直進ガイド９に
ガイドされると共に送りネジ軸３に螺合するナラ）１０
が固定されており、サーボモーター４の回転動力によっ
て移動する。

このように構成された直進ロボットでは、送りネジ軸３
を支承するアンギュラ軸受１はモーター軸６を支承する
モーター４内の軸受５と別個のものになるため、 １−１）　　送りネジ軸３とモーター軸６が間怠になる
ように高精度に加工した、アンギュラ軸受１を保持する
ブラケットｌｌが必要でありコスト高になる。

１−２）送りネジ軸３の端部にアンギュラ軸受１を固定
するための加工及びモーター軸６に軸受５を固定する加
工が必要でありコスト高になる。

１−３）　　全長が長（なり、スペース効率が悪い。

等の問題点があった。

このような問題点を改善するため、従来は第７図に示す
ように、送り矛ジ軸とモーター軸を一体化したネジ・モ
ーター軸１２を用いて前記軸受５を廃しすると共に、ネ
ジ・モーター軸１２の途中をモーター４内にてアンギュ
ラ軸受１で支承するようにし、構成を簡素化していた。

発明が解決しようとする課題 上記のように構成されるロボットでは、上記問題点は解
決されるものの、下記の新たな問題点が生しる。

２−１）　　モーターの大きさ、形状毎にネジ・モータ
ー軸の形状・寸法が異なり、特に量産時にはネジ・モー
ター軸の製作、管理が面倒である。

２〜２）軸が長くなりモーター組立時の取扱いが面倒で
あり、検査等もやりにくい。

２−３）　　モータ一部、送りネジ部のいずれかのトラ
ブル時に高価なモーター、送りネジの両方を交換する必
要があり無駄が生しる。

本発明は、上記問題点に鑑み部品点数が削減でき、かつ
モーター軸、送りネジ軸の製作・管理が容易で組立・検
査時の煩わしさが無く、トラブル発生時の無駄も生じな
い直進ロボットを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を解決するために、本願第１の発明は、直進ガ
イドに案内されるスライダーを、直進ガイドに平行な送
りネジ軸の回転によって移動させる直進ロボットにおい
て、前記送りネジ軸を駆動するモーター軸をモーターハ
ウジング内部で軸方向及び軸と垂直な方向の荷重を受け
られるように支承し、前記モーター軸と前記送りネジ軸
を同軸上に配置し、これら両軸を連結部材により連結し
たことを第１の特徴とするものである。

本願第２の発明は、第１の発明においてさらに、前記連
結部材は、モーター軸および送りＸジ軸との少なくとも
一方の連結は、圧入による特許請求の範囲第１項記載の
直進ロボットを特徴とするものである。

本願の第３の発明は、第１または第２の発明においてさ
らに、前記連結部材は形状記憶合金で構成することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載または第２項記載の
直進ロボットと特徴とするものである。

本願第４の発明は、第１または第２の発明においてさら
に、前記連結部材はそれに圧入連結するモーター軸およ
び送りネジ軸の少なくとも一方と熱膨張係数の異なる材
料で構成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載または第２項記載の直進ロボットを特徴とするもので
ある。

作用 本願第１の発明の上記構成によると、モーターハウジン
グ内に軸方向および軸と直角な方向の荷重を受ける軸受
を内蔵して支承したモーター軸の軸端と、送りネジ軸端
とを連結部材で連結して動力伝達を行う構成であるため
、送りネジ軸側で従来使用されていたアンギュラ軸受を
不要として、安定した動力伝達を可能にすることができ
、それに伴いモーター軸と送りネジ軸の間怠度を確保す
るために高精度な加工が必要であったアンギュラ軸受を
モーターハウジング外で保持するブラケットを省略する
ことができる。

また、送りネジ軸とモーター軸が別物であるため送りネ
ジ軸の端部形状をモーターの長さ、形状等によって変更
する必要をなくし、またモーター組立時に取扱いの面倒
な送りネジ軸を一体に扱う必要をなくすことができる。

本願第２の発明によれば、第１の発明においてさらに、
連結部材と、モーター軸および送りネジ軸の少なくとも
一方との連結が圧入によるのでトラブル時の分離が前記
圧入を解除することによって簡単に行うことができる。

本願第３の発明ないし第４の発明は、第１または第２の
発明においてさらに、連結部材として形状記憶合金ある
いはモーター軸または送りネジ軸と熱膨張率の異なる材
料を用いるので、連結強度の信頼性を保証したうえで、
モーターあるいは送りネジ軸のトラブル時には連結部材
を加熱または冷却することにより、モーターと送りスジ
軸を容易に分離する事ができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１は本発明の一実施例としての直進ロボットを示す分
解斜視図、第２図は縦断面図である。

第１図および第２図において、１３は直進移動するスラ
イダーであり送りネジ軸Ｉ４に螺合するナンド１５が固
定されている。ＡＣサーボモーター１６の回転は形状記
憶合金からなる連結部材１７を介して送りネジ軸１４に
伝えられる。送りネジ軸１４はこのときの回転によ、っ
てナツト１５を介しスライダー１３に推進力を与え、こ
れを直進ガイド１８に沿って移動させる。移動量の制御
は、図示しないコントローラー内に予め記憶したプログ
ラムとロータリーエンコーダ１９から送られる回転角度
の信号を比較しながら、ＡＣサーボモーター１６に電流
を流してモーター軸２０を回転させることにより行う。

モーター軸２０は、モーターブラケット２１に組み込ん
だアンギュラ軸受２２とモーターハウジング２３に組み
込んだ深溝玉軸受２４により、回動可能にしかも軸方向
および軸と垂直な方向の荷重を受けられるようにスキマ
なく支承される。送りネジ軸１４は、硬球を介してナツ
ト１５と螺合するボールネジであり、軸の外形面は研磨
加工等により仕上げられており軸径公差等級はＪＩＳ規
格ｈ６〜７程度である。送りネジ軸１４は、高速回転で
きるよう軸の共振点を高くするために連結部材１７と連
結しない一端部を深溝玉軸受２５で支承しているが、軸
端部は特別な加工を施しておらずネジ外形面を直接支持
している。このような構成にする事により、動作ストロ
ークのみ異なる直進ロボットを数多く製作する際にも、
同一の送りネジ軸を効率的に大量生産し、必要に応して
適当な長さに切断して使用することがきる。

また、連結部材１７は、記憶した形状が内径が送りネジ
軸径より若干小さいが、常温ではネジ軸径よりＯ，Ｉｎ
ｒｍ程度大きく押し広げられており、高温または低温で
記憶した形状に戻る円筒形の形状記憶合金である。送り
ネジ軸１４の外径と同径に加工したモーター軸２ｏの端
部と、送りネジ軸１４の端部を突き合わせた状態で、第
３図に示すように連結部材１７が突き合わせ部を包み込
み、加熱または冷却により連結部材１７の形状を変化さ
せて送りネジ軸１４とモーター軸２０を連結する。

このような構成により、ＡＣサーボモーター１６は従来
の形状、組立手順等を大きく変えることなく、直進ロボ
７）の部品点数を大幅に削減できる。また、連結部材１
７の形状記憶合金を用いる事により送りネジ軸１４の端
部特殊加工は、上記の深溝玉軸受２５での支持部とあわ
せて、全く不要になり、加工工数の低減、管理コストの
低減に寄与すると共に、直進ロボットのストローク毎の
送りネジ軸の在庫が不要になる。

なお、本実施例では連結部材１７の材質を形状記憶合金
としたが、モーター軸２０または送りネジ軸１４と熱膨
張率の異なる材質の物を用い、焼きハメ等で連結しても
よい。この場合、所定温度まで加熱すれば前記連結を簡
単に解除することができる。連結部材１７とモーター軸
２０および送りネジ軸１４との連結を単なる圧入状態と
して連結・分離の操作を簡略化することができる。

またモーター軸２０と送りネジ軸１４との軸端部が同径
であると、連結部材１７は軸２０．１４の端部に合う１
つの穴を貫通して形成すればよいので、部品の単純化に
役立って好都合である。

発明の効果 本願第１の発明によれば、上記構成および作用を有する
ので、部品点数を削減し構成を簡素化して低コスト化を
図り、しかも送りネジ軸の端部形状をモーターの長さ、
形状等によって変更する必要をなくして送りネジ軸の在
庫を削減すると共に、部品の管理を容易にすることがで
きる。またモーター組立時に取扱いの面倒な送りネジ軸
を扱う必要もないので組立が容易になり組立工数の削減
にもなる。

本願第２の発明のよれば、第１の発明においてさらに、
連結部材とモーター軸および送りネジ軸の少なくとも一
方とが圧入を解除するだけで連結を解除することができ
、トラブル時の分解に便利である。

本願第３、第４の発明によれば、第１または第２の発明
において、連結部材として形状記憶合金あるいはモータ
ー軸または送りネジ軸と熱膨張率の異なる材料を用いる
ので、連結強度の信輔性を保証したうえで万一のトラブ
ル時の分解を加熱や冷却によって簡単に行なえるので部
品や操作の無駄をも無くすことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第３図は本発明の一実施例としての直進ロボッ
トを示し、第１図は分解斜視図、第２図は縦断面図、第
３図は本発明の連結部の組合わせ状態を示す拡大断面図
、第４図は従来の直角座標形ロボットの斜視図、第５図
は従来の直進ロボットの第一の例を示す分解斜視図、第
６図は従来の直進ロボットの第１の例を示す断面図、第
７図は従来の直進ロボットの第２の例を示す断面図であ
る。 １３−−−−−・−・−スライダー １４−＝−・−一−−−−−・・−送りネジ軸１５−−
−−−−−−−−−ナツト １６−・−一−−・−−Ａ　Ｃサーボモーター１７−−
−−−−−−一連結部材 １８−・・−・−・−直進ガイド ２０−・−・・−−−−−−モーター軸２１−・・・−
・−一−−−モーターブラケ、ト２２−−−−−−−一
〜・−アンギュラ軸受２３−ｍ−・・−・−モーターハ
ウジング２４−−−一深溝玉軸受 ２５−−−一深溝玉軸受

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）直進ガイドに案内されるスライダーを、直進ガイ
   ドに平行な送りネジ軸の回転によって移動させる直進ロ
   ボットにおいて、前記ネジ軸を駆動するモーター軸をモ
   ーターハウジング内部で軸方向及び軸と垂直な方向の荷
   重を受けられるように支承し、前記モーター軸と前記送
   りネジ軸を同軸上に配置し、これら両軸を連結部材によ
   り連結したことを特徴とする直進ロボット。
2. （２）前記連結部材は、モーター軸および送りネジ軸と
   の少なくとも一方の連結は、圧入による特許請求の範囲
   第１項記載の直進ロボット。
3. （３）前記連結部材は形状記憶合金で構成することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載または第２項記載の
   直進ロボット。
4. （４）前記連結部材はそれに圧入連結するモーター軸お
   よび送りネジ軸の少なくとも一方と熱膨張係数の異なる
   材料で構成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載または第２項記載の直進ロボット。