JPH0596606U - １軸複合動作ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンプルな構成で小型化することができ、し
かも、信頼性や精度を向上させる。 【構成】 ねじ溝２１ａ及びスプライン溝２１ｂを外周
に設けた軸２１と、スプライン溝２１ｂに係合して軸２
１を回転させる第１のナット２２と、ねじ溝２１ａに係
合して軸２１を軸方向に移動させる第２のナット２３と
を備え、第１及び第２のナットの少なくとも一方のナッ
トには電動機Ｍを構成する回転子部２４を固設し、周囲
には回転子２４を回転付勢する固定子部２５を対向配設
している。 【効果】 ナットを電動機によりダイレクトに回転駆動
させるため、別個のモータやタイミングベルト等の回転
伝達手段が不要になり、構成が大幅にシンプル化される
と共にユニットを小型化でき、信頼性及び精度が一段と
向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、軸を２つのナットにより軸方向に移動すると共に回転させる一軸複 合動作ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットにはチャックやハンドをＺ軸及び θ軸方向に移動及び回転させる一軸複合動作ユニットがアームの先端に設けられ ている。従来この種の一軸複合動作ユニットとしては、例えば、図３に示すよう な構成が知られている。

【０００３】 図３において、軸１にはねじ溝１ａ及び軸線に平行なスプライン溝１ｂが外周 に設けられている。ねじ溝１ａにはボールねじナット３が係合し、スプライン溝 １ｂにはスプラインナット２が係合している。これらボールねじナット３及びス プラインナット２の外周には、各々上下一対のサポートベアリング４、５が配設 され、その外輪が円筒状に形成されたハウジング６の内周に固設されている。ハ ウジング６は直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのアーム７に取り付け られている。

【０００４】 また、ボールねじナット３には同軸に軸方向にプーリー８が一体に延設されて いる。このプーリー８の近傍には、ボールねじナット３を回転駆動する駆動用モ ータ９が配設され、出力軸にはモータプーリー１０が軸着されている。そして、 モータプーリー１０とプーリー８との間には、タイミングベルト１１が懸架され ていて、駆動用モータ９の回転はタイミングベルト１１を介して伝達し、ボール ねじナット３を回転させる。さらに、スプラインナット２にも同軸に軸方向にプ ーリー１２が延設されている。プーリー１２の近傍には出力軸にモータプーリー １３を軸着した駆動用モータ１４が配設されていて、モータプーリー１３とプー リー１２の間にはタイミングベルト１５を懸架している。そして、駆動用モータ １４の回転がタイミングベルト１５を介してプーリー１２に伝達され、スプライ ンナット２を回転させる。

【０００５】 以上のように、駆動用モータ９によりボールねじナット３を回転すると、これ に係合したねじ溝１ａによって、軸１が軸方向のＺ軸方向に移動する。また、モ ータ１５によりスプラインナット２を回転させると、これに係合したスプライン 溝１ｂによって軸１が周方向のθ軸方向に回転する。この結果、軸１の下端に取 り付けたチャック１６がＺ軸及びθ軸方向に移動し、チャック１６を図示しない ワークに対して所定の位置に位置決めされる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の一軸複合動作ユニットにおいて、スプラインナット２及びボールね じナット３は、タイミングベルト１１、１６或いは図示しない歯車等の回転伝達 手段を介して各々駆動用モータ９、１４に連結されている。このため、これら駆 動用モータ及び回転伝達手段が別個に設けられ、、しかも、上記両ナット２、３ には各々プーリー８、１２を設けていることから、構造が複雑になると共に、体 格や寸法が大きくなってしまう問題点がある。また、駆動用モータ９、１４を支 持する支持部材を必要とする等部品点数も多くなり、信頼性及び精度が低下する と共に、コストが崇高になる問題がある。

【０００７】 本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、シンプルな構 成で小型化することができ、しかも、信頼性や精度を向上させることのできる一 軸複合動作ユニットを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ねじ溝及び軸線に平行なスプライン溝を外周に設けた軸と、上記ス プライン溝に係合して上記軸を回転させる第１のナットと、上記ねじ溝に係合し て上記軸を軸方向に移動させる第２のナットとを備え、上記第１及び第２のナッ トの少なくとも一方のナットには電動機を構成する回転子部を固設すると共に、 この回転子を回転付勢する上記電動機の固定子部を上記回転子の周囲に対向配設 したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

スプラインナットを構成する第１のナット、及び、ボールねじナットを構成す る第２のナットの周囲に、ナットを回転子とする電動機を構成すると、この電動 機によってナットはダイレクトに回転駆動される。従って、別個のモータやタイ ミングベルト等の回転伝達手段が不要になり、構成が大幅にシンプル化されると 共に、ユニットが小型化されるので、信頼性及び精度が一段と向上する。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案にかかる一軸複合動作ユニットの実施例について図面を参照しな がら説明する。図１において、軸２１の略中央部から上方側の外周には、ねじ溝 ２１ａが設けられ、下方側の外周には軸線に平行なスプライン溝２１ｂが設けら れている。ねじ溝２１ａの対応位置には第２のナットであるボールねじナット２ ３が係合し、スプライン溝２１ｂの対応位置には第１のナットであるスプライン ナット２２が係合するように離間して配設されている。さらに、ボールねじナッ ト２３の外周中央には、例えば周方向にＮ・Ｓ極が着磁された環状の永久磁石か らなる回転子２４が配設されている。さらに、回転子２４の外周には固定子２５ のコア２５ａが所定の間隔をあけて対向配置されている。コア２５ａには、図示 しない複数の突極が形成され、各突極には各相の駆動コイル２６が巻回されてい る。このコア２５ａの上下端は一対のコアホルダー２５ｂによって挟持されてい る。この固定子２５と上記回転子２４によって回転駆動用の電動機Ｍ１が構成さ れている。この電動機Ｍ１には、図示しないロータリーエンコーダーが設けられ ていて、回転子２４の回転角度が正確に制御される。

【００１１】 一方、上記スプラインナット２２の外周中央には、上記回転子２４と同様に環 状の永久磁石からなる回転子２７が配設されている。回転子２７の外周には固定 子２８のコア２８ａが対向配置され、このコア２８ａの複数の突極にも各相の駆 動コイル２９が巻回されている。さらに、コア２８ａの上下端は一対のコアホル ダー２８ｂによって挟持されている。そして、これら固定子２８と上記回転子２ ７によってスプラインナット２２を回転駆動する電動機Ｍ２を構成している。こ の電動機Ｍ２にも、ロータリーエンコーダーが設けられ、回転子２７の回転角度 が正確に制御される。

【００１２】 これら電動機Ｍ１及びＭ２の各固定子２５，２８は、円筒状に形成されたハウ ジング３０の内周に各々離間して嵌合固着されている。ハウジング３０は図３の 例と同様に、直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのアームに取り付けら れている。また、各固定子２５，２８のコアホルダー２５ｂ，２８ｂの内周縁と 、上記ボールねじナット２３及びスプラインナット２２との間には、サポートベ アリング３１，３２が配設されている。

【００１３】 今、電動機Ｍ１の各相の駆動コイル２６に所定の電流を通電すると、回転子２ ４が回転付勢され、これと一体のボールねじナット２３が直接回転する。ボール ねじナット２３は軸２１のねじ溝２１ａに係合しているので、この回転によって 軸２１が軸方向であるＺ軸方向に移動する。この場合の移動ストロークは、ねじ 溝２１ａが設けられた軸方向長さによって決められる。また、軸２１の移動寸法 はロータリーエンコーダの出力信号によって正確に決められる。一方、電動機Ｍ ２の駆動コイル２９に所定の電流を通電すると、回転子２７が回転付勢され、ス プラインナット２２が直接回転する。スプラインナット２２は軸２１のスプライ ン溝２１ｂに係合しているので、この回転によって軸２１が周方向であるθ軸方 向に回転する。この回転角度もロータリーエンコーダの出力信号によって正確に 決定される。

【００１４】 図２は、本考案の他の実施例であり、軸４０として、ねじ溝４０ａとスプライ ン溝４０ｂとを周面に併設している。このため、ねじ溝４０ａに係合する第２の ナットであるボールねじナット２３と、スプライン溝４０ｂに係合するスプライ ンナット２２とが近接して軸方向に並設されていて、これらの構成を除けば、実 質的に前述した図１の例と同様である。従って、前述の例と同様に、電動機Ｍ１ によりボールねじナット２３を直接に回転付勢するならば、軸４０がＺ軸方向に 移動する。また、電動機Ｍ２によりスプラインナット２７を直接に回転付勢する ならば、軸４０がθ軸方向に回転する。この例においては、軸方向寸法を大幅に 短縮化できるので、一層の小型化が可能となる。

【００１５】 尚、上述の実施例は一例を示すもので、第２のナットはボールねじナットに限 らず、一般的なねじとナットの構成であっても良く、また、電動機をステッピン グモータの構成としても良い、さらに、電動機の構成を例えば第２のナットのみ とする等、本考案を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【００１６】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の一軸複合動作ユニットは、第１のナ ット及び第２のナットの少なくとも一方の周囲に、ナットを回転子とする電動機 が構成されるため、ナットを電動機によりダイレクトに回転駆動させることがで きる。従って、別個のモータやタイミングベルト等の回転伝達手段が不要になる ので、構成を大幅にシンプル化させることができると共に、ユニットを小型化す ることができ、信頼性及び精度が一段と向上する等の利点がある。

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる一軸複合動作ユニットの実施例
を示す断面図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す断面図である。

【図３】従来の一軸複合動作ユニットを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２１ 軸 ２１ａ ねじ溝 ２１ｂ スプライン溝 ２２ スプラインナット（第１のナット） ２３ ボールねじナット（第２のナット） ２４，２７ 回転子 ２５，２８ 固定子 Ｍ１，Ｍ２ 電動機

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ溝及び軸線に平行なスプライン溝を
   外周に設けた軸と、上記スプライン溝に係合して上記軸
   を回転させる第１のナットと、上記ねじ溝に係合して上
   記軸を軸方向に移動させる第２のナットとを備え、上記
   第１及び第２のナットの少なくとも一方のナットには電
   動機を構成する回転子部を固設すると共に、この回転子
   を回転付勢する上記電動機の固定子部を上記回転子の周
   囲に対向配設してなる一軸複合動作ユニット。