JPH06123344A

JPH06123344A - モータ駆動一軸複合動作ユニット

Info

Publication number: JPH06123344A
Application number: JP29820892A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Koizumi; 恵延小泉
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】【目的】シンプルな構成で外径を小さくすることがで
き、しかも、信頼性や精度を向上させる。【構成】ねじ溝２１ａやスプライン溝２１ｂを外周に
設けた軸２１と、ねじ溝２１ａやスプライン溝２１ｂに
各々係合して軸２１を回転もしくは軸方向に移動させる
第１及び第２のナット２２，２３とを備え、この第１及
び第２のナットは上記軸上に配設すると共に、第１及び
第２のナット２２，２３を回転駆動するモータＭ１，Ｍ
２を軸２１上に並設し、このモータのロータ部２４，２
７とナットとを連結部材３５，３６を介して連結してい
る。【効果】モータによってナットをダイレクトに回転駆
動するので、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、構成を大幅にシンプル化するこ
とができ、信頼性や精度を向上することかできる。さら
に、ユニットが小型化され、特にユニットの直径を小さ
く構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動される２つ
のナットにより軸を軸方向に移動すると共に回転させる
モータ駆動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２に示すような構成が知られている。

【０００３】図２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１
２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１
ａ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】

【発明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、構造が複雑になって部品点数も多くなり、コ
ストが崇高になると共に、信頼性や精度が低下する問題
点がある。その上、体格や寸法が大きくなることから、
特に、アーム７にワークの状態を監視するビシュアルセ
ンサーが取り付けられたロボットにあっては、当該ユニ
ットの外径が大きくなると、上方からワークを監視する
ことができなくなる問題点がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、シンプルな構成で外径を小さくす
ることができ、しかも、信頼性や精度を向上させること
のできるモータ駆動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】本発明は、ねじ溝やスプ
ライン溝を外周に設けた軸と、上記ねじ溝や上記スプラ
イン溝に各々係合して上記軸を回転もしくは軸方向に移
動させる第１及び第２のナットとを備え、この第１及び
第２のナットは上記軸上に配設すると共に、第１及び第
２のナットを回転駆動するモータを上記軸上に並設し、
このモータのロータ部と上記ナットとを連結部材を介し
て連結したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】ねじ溝やスプライン溝を設けた軸に第１及び第
２のナットと、これらナットを回転駆動する２個のモー
タとを並設して連結すると、モータによってナットはダ
イレクトに回転駆動され、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、信頼性や精度が向上する。さらに、ユニッ
トが小型化され、特にユニットの直径を小さく構成でき
る。

【００１０】

【実施例】以下、本考案にかかるモータ駆動一軸複合動
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の外周には、ねじ溝２１ａ
と、軸線に平行なスプライン溝２１ｂが設けられてい
る。そして、ねじ溝２１ａには前述した図２と同様の第
１のナットであるボールねじナット２３が係合し、スプ
ライン溝２１ｂには第２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の隣には、軸２１と同軸に駆
動用の第１のモータＭ１が並設され、スプラインナット
２２の隣には、やはり軸２１と同軸に駆動用の第２のモ
ータＭ２が並設されている。そして、これら第１及び第
２のモータＭ１，Ｍ２は、離間して配設されたスプライ
ンナット２２及びボールねじナット２３の間に位置する
ように並設されている。

【００１１】また、上記第１及び第２のモータＭ１，Ｍ
２との間には、これらモータによって回転駆動される両
ナット２２，２３の各々の回転角度を正確に検出するた
めの一対のロータリーエンコーダーＲＥ１，ＲＥ２が、
やはり軸２１と同軸に並設されている。そして、上記第
１のモータＭ１の後述するロータ部２４と上記ボールね
じナット２３及びロータリーエンコーダーＲＥ１とは、
軸２１の外周に回転自在に配設された第１の連結部材３
６を介して連結されている。また、同様に上記第２のモ
ータＭ２のロータ部２７と上記スプラインナット２２及
びロータリーエンコーダーＲＥ２も、第２の連結部材３
７を介して連結されている。

【００１２】上記第１のモータＭ１は、上記第１の連結
部材３５と一体に、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ロータ部２４が配設されてい
る。さらに、ロータ部２４の外周には固定子コア２５が
所定の間隔をあけて対向配置されている。固定子コア２
５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。この固定子２
５の駆動コイル２６に所定の駆動電流を通電することに
より、ロータ部２４が回転付勢されると共に、第１の連
結部材３６を介して第１のナットであるボールねじナッ
ト２３とロータリーエンコーダーＲＥ１が所定の回転角
度をもって回転駆動される。

【００１３】一方、上記第２のモータＭ２も上記第１の
モータＭ１と同様に構成され、上記第２の連結部材３７
と一体に、例えば永久磁石からなるロータ部２７が配設
されている。さらに、ロータ部２７の外周には固定子コ
ア２８が対向配置され、この固定子コア２８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。そし
て、上記駆動コイル２９に所定の駆動電流を通電するこ
とにより、ロータ部２７が回転付勢されると共に、第２
の連結部材３７を介して、第１のナットであるスプライ
ンナット２３及びロータリーエンコーダーＲＥ２が所定
の回転角度をもって回転駆動される。

【００１４】第１のモータＭ１の固定子コア２５の端面
には、内周にボールねじナット２３を嵌合固定した円筒
状のナットホルダー３０、及び側板３１がネジ３２によ
って一体連結されている。また、第２のモータＭ２の固
定子コア２８の端面にも、内周にスプラインナット２２
を嵌合固定したナットホルダー３３、及び側板３４がネ
ジ３５によって一体連結されている。そして、ナットホ
ルダー３０，３３、或いは側板３４は、前述した直交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
けられる。

【００１５】今、第１のモータＭ１の各相の駆動コイル
２６に所定の電流を通電すると、ロータ部２４が回転付
勢され、第１の連結部材３６を介してボールねじナット
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。また、軸２１
の移動寸法はロータリーエンコーダＲＥ１の出力信号に
よって正確に決められる。

【００１６】一方、第２のモータＭ２の駆動コイル２９
に所定の電流を通電すると、ロータ部２７が回転付勢さ
れ、第２の連結部材３７を介してスプラインナット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ＲＥ２の出力信号によって正
確に決定される。

【００１７】ところで、前述した軸２１には、ねじ溝２
１ａとスプライン溝２１ｂとを周面に併設しているが、
軸方向の左右に分離して両溝２１ａ及び２１ｂを形成す
るようにしてもよい。また、軸２１としては、互いに逆
方向に形成したねじ溝を形成したものであってもよく、
この逆ねじの場合には、前述した第１及び第２のナット
は、互いに逆ねじ構成のボールねじナットを係合させる
ようにする。この逆ねじ構成のボールねじナットとした
場合には、両ナットの回転を差動動作として協調制御さ
せることにより、軸２１をＺ軸方向及びθ軸方向に移動
または回転させることができる。

【００１８】尚、上述の実施例は一例を示すもので、第
１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、モータをステッ
ピングモータの構成とする等、本発明を逸脱しない範囲
で種々変更可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のモータ駆動一軸複合動作ユニットによれば、ねじ溝や
スプライン溝を設けた軸に第１及び第２のナットと、こ
れらナットを回転駆動するモータとを並設して連結した
ことにより、モータによってナットをダイレクトに回転
駆動するので、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、構成を大幅にシンプル化する
ことができ、信頼性や精度を向上することかできる。さ
らに、ユニットが小型化され、特にユニットの直径を小
さく構成できる利点がある。

【００２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータ駆動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】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ロータ部２５，２８固定子コア３５，３６連結部材Ｍ１，Ｍ２モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ溝やスプライン溝を外周に設けた軸
と、上記ねじ溝や上記スプライン溝に各々係合して上記
軸を回転もしくは軸方向に移動させる第１及び第２のナ
ットとを備え、この第１及び第２のナットは上記軸上に
配設すると共に、第１及び第２のナットを回転駆動する
モータを上記軸上に並設し、このモータのロータ部と上
記ナットとを連結部材を介して連結したことを特徴とす
るモータ駆動一軸複合動作ユニット。
【請求項２】第１及び第２のナットを軸上に離間して
配設すると共に、これら第１及び第２のナットの間に、
回転駆動用の各々のモータを並設した請求項１に記載の
モータ駆動一軸複合動作ユニット。