JPH06155360A - ロボットアームのスチールベルト駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スチールベルトに対して常時初期テンション
と同じテンションが自動的にかけられるようにするとと
もに、スチールベルトの耐久性を向上させる。 【構成】 駆動軸２に枢着された一対の駆動側プーリ
３,４と、従動軸６に枢着された一対の従動側プーリ７,
８と、前記駆動側プーリ３,４と従動側プーリ７,８とに
それぞれ両端を固着され且つ駆動側プーリ３,４の可逆
回転に伴って互いに反対方向に張力を作用させる一対の
スチールベルト９,１０とを備えたロボットアームのス
チールベルト駆動装置において、前記駆動側プーリ３,
４同士あるいは従動側プーリ７,８同士の間に、前記ス
チールベルト９,１０の張力を初期設定状態に保持する
張力保持手段１３を介設するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ロボットアームのス
チールベルト駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロボットアームを駆動させるた
めの動力伝達は、図６に示すように、駆動源であるモー
タ１の駆動軸２に枢着された一対の駆動側プーリ３,４
と、ロボットアーム５を駆動させる従動軸６に枢着され
た一対の従動側プーリ７,８と、前記駆動側プーリ３,４
と従動側プーリ７,８とにそれぞれ両端を固着され且つ
駆動側プーリ３,４の可逆回転に伴って互いに反対方向
に張力を作用させる一対のスチールベルト９,１０とを
備えたスチールベルト駆動装置によって行なわれること
となっている(例えば、実開平３ー２９７４６号公報参
照)。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成のス
チールベルト駆動装置を用いる場合、スチールベルトに
緩みが起こるとロボットアームの制御に問題(即ち、駆
動軸と従動軸への動力伝達不良)が生じるため、スチー
ルベルトに対して初期テンションをかけておくのが通例
であるが、スチールベルトには繰り返し荷重がかかると
ころから、経年変化等によって緩みの発生が避けられな
い。

【０００４】このようなスチールベルトの緩みを自動的
に解消するものはいまだ開発されておらず、スチールベ
ルトに緩みが生じた場合には、上記公知例に開示されて
いるように、定期的あるいは不定期的にプーリを手動に
より回転させることによる増し締めによりテンションを
かける方法がとられていた。

【０００５】ところが、このような方法では、スチール
ベルトの緩み発生を検知することがむつかしいため、ス
チールベルトを常時適正なテンションがかけられた状態
に保持することができず、ロボットアームの制御が適正
に行えないことがあるという不具合が生ずる。

【０００６】また、上記した構成のスチールベルト駆動
装置の場合、スチールベルトとプーリとの結合部に大き
な荷重集中が生じることにより当該部分でのスチールベ
ルトの破断、あるいは駆動側プーリの回転停止後におけ
る従動側プーリのオーバーランによって過大荷重が作用
した場合に生じるスチールベルトの破断という付随的な
問題もある。

【０００７】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、スチールベルトに対して常時初期テンションと同
じテンションが自動的にかけられるようにするととも
に、スチールベルトの耐久性を向上させることを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、駆動軸２に枢着された一対の駆動側プーリ３,４
と、従動軸６に枢着された一対の従動側プーリ７,８
と、前記駆動側プーリ３,４と従動側プーリ７,８とにそ
れぞれ両端を固着され且つ駆動側プーリ３,４の可逆回
転に伴って互いに反対方向に張力を作用させる一対のス
チールベルト９,１０とを備えたロボットアームのスチ
ールベルト駆動装置において、前記駆動側プーリ３,４
同士あるいは従動側プーリ７,８同士の間に、前記スチ
ールベルト９,１０の張力を初期設定状態に保持する張
力保持手段１３を介設するようにしている。

【０００９】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１記
載のロボットアームのスチールベルト駆動装置におい
て、前記張力保持手段１３を、前記駆動側プーリ３,４
あるいは従動側プーリ７,８における一方側のプーリに
固定されたラック１４と、該ラック１４に噛合すべく他
方側のプーリに回転自在に枢支されたウォームギヤ１５
と、該ウォームギヤ１５を反回転方向に付勢する付勢手
段１６とによって構成するようにしている。

【００１０】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１あ
るいは２記載のロボットアームのスチールベルト駆動装
置において、前記スチールベルト９,１０の端部を、駆
動側プーリ３,４および従動側プーリ７,８に対して１回
転以上巻回するようにしている。

【００１１】請求項４の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１あ
るいは２記載のロボットアームのスチールベルト駆動装
置において、前記従動側プーリ７,８とスチールベルト
９,１０の端部との間に、通常時においては結合状態が
保持され且つオーバーラン時においては結合状態が解除
される係止手段１９を介設するようにしている。

【００１２】請求項５の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項４記
載のロボットアームのスチールベルト駆動装置におい
て、前記係止手段１９を、前記スチールベルト９,１０
端部に固設されたキー１８に対して係脱自在とされるロ
ック片２０と、該ロック片２０を係合方向に付勢するス
プリング２１と、オーバーラン時に前記ロック片２０に
対して反係合方向の力を作用させるストッパー２２とに
よって構成するようにしている。

【００１３】

【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。

【００１４】即ち、駆動側プーリ３,４と従動側プーリ
７,８との間に架設されたスチールベルト９,１０は、張
力保持手段１３の作用により常時初期テンションがかけ
られたと同じ状態に保持されることとなり、スチールベ
ルト９,１０の経年変化等に起因する緩みが自動的に解
消される。

【００１５】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１６】即ち、駆動側プーリ３,４あるいは従動側
プーリ７,８における一方側のプーリに固定されたラッ
ク１４と噛合し且つ他方側のプーリに対して回転自在に
枢支されたウォームギヤ１５に対して付勢手段１６によ
り反回転方向の付勢力を作用させることにより、スチー
ルベルト９,１０の初期テンションが常時保持されるこ
ととなる。

【００１７】請求項３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１８】即ち、従来駆動側プーリ３,４の正逆回転
時にスチールベルト９,１０の端部(即ち、プーリとの結
合部)生じていた荷重集中が、プーリに対して１回転以
上巻回されたスチールベルト９,１０とプーリとの摩擦
によって分散削減されることとなる。

【００１９】請求項４の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２０】即ち、駆動側プーリ３,４の回転停止後に
おいて従動側プーリ７,８がオーバーランした場合に
は、スチールベルト９,１０の端部と従動側プーリ７,８
との結合が解除されることとなり、スチールベルト９,
１０に過大な荷重が作用して破断に至るということがな
くなる。

【００２１】請求項５の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２２】即ち、駆動側プーリ３,４の回転停止後に
おいて従動側プーリ７,８がオーバーランした場合に
は、スチールベルト９,１０の端部に固設されたキー１
８に対して係脱自在に係合されたロック片２０がストッ
パー２２によって反係合方向に作動せしめられ、ロック
片２０とキー１８との係合が解除されてスチールベルト
９,１０の端部が自由状態となる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、駆動軸２に枢
着された一対の駆動側プーリ３,４と、従動軸６に枢着
された一対の従動側プーリ７,８と、前記駆動側プーリ
３,４と従動側プーリ７,８とにそれぞれ両端を固着され
且つ駆動側プーリ３,４の可逆回転に伴って互いに反対
方向に張力を作用させる一対のスチールベルト９,１０
とを備えたロボットアームのスチールベルト駆動装置に
おいて、前記駆動側プーリ３,４同士あるいは従動側プ
ーリ７,８同士の間に、前記スチールベルト９,１０の張
力を初期設定状態に保持する張力保持手段１３を介設し
て、該張力保持手段１３の作用によりスチールベルト
９,１０を常時初期テンションがかけられたと同じ状態
に保持するようにしたので、スチールベルト９,１０の
経年変化等に起因する緩みが自動的に解消されることと
なり、従来のようにスチールベルト９,１０の緩み発生
を検知する必要も、手動による増し締め作業を行う必要
もなく、長期間に亘ってロボットアームへの動力伝達性
能を高度に維持することができるという優れた効果があ
る。

【００２４】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
ロボットアームのスチールベルト駆動装置において、張
力保持手段１３を、駆動側プーリ３,４あるいは従動側
プーリ７,８における一方側のプーリに固定されたラッ
ク１４と、該ラック１４に噛合すべく他方側のプーリに
回転自在に枢支されたウォームギヤ１５と、該ウォーム
ギヤ１５を反回転方向に付勢する付勢手段１６とによっ
て構成するようにしたので、付勢手段１６の付勢力をラ
ック１４およびウォームギヤ１５を介してプーリに作用
せしめることによって、スチールベルト９,１０の初期
テンションが常時保持され得ることとなり、ラック１
４、ウォームギヤ１５および付勢手段１６の組み合わせ
という極めて簡易な構成によりスチールベルト９,１０
の緩みを自動的に解消することができるという優れた効
果がある。

【００２５】請求項３の発明によれば、請求項１あるい
は２記載のロボットアームのスチールベルト駆動装置に
おいて、スチールベルト９,１０の端部を、駆動側プー
リ３，４および従動側プーリ７，８に対して１回転以上
巻回するようにしたので、従来駆動側プーリ３,４の正
逆回転時にスチールベルト９,１０の端部(即ち、プーリ
との結合部)生じていた荷重集中が、プーリに対して１
回転以上巻回されたスチールベルト９,１０とプーリと
の摩擦によって分散削減されることとなり、スチールベ
ルト９,１０の耐久性が大幅に向上し、ロボットの運転
コストの削減に寄与するという優れた効果がある。

【００２６】請求項４の発明によれば、請求項１あるい
は２記載のロボットアームのスチールベルト駆動装置に
おいて、従動側プーリ７,８とスチールベルト９,１０の
端部との間に、通常時においては結合状態が保持され且
つオーバーラン時においては結合状態が解除される係止
手段１９を介設して、駆動側プーリ３,４の回転停止後
において従動側プーリ７,８がオーバーランした場合に
は、スチールベルト９,１０の端部と従動側プーリ７,８
との結合が解除されるようにしたので、スチールベルト
９,１０に過大な荷重が作用して破断に至るということ
がなくなり、スチールベルト９,１０の耐久性が大幅に
向上し、ロボットの運転コストの削減に寄与するという
優れた効果がある。

【００２７】請求項５の発明によれば、請求項４記載の
ロボットアームのスチールベルト駆動装置において、係
止手段１９を、前記スチールベルト９,１０端部に固設
されたキー１８に対して係脱自在とされるロック片２０
と、該ロック片２０を係合方向に付勢するスプリング２
１と、オーバーラン時に前記ロック片２０に対して反係
合方向の力を作用させるストッパー２２とによって構成
して、駆動側プーリ３,４の回転停止後において従動側
プーリ７,８がオーバーランした場合には、スチールベ
ルト９,１０の端部に固設されたキー１８に対して係脱
自在に係合されたロック片２０がストッパー２２によっ
て反係合方向に作動せしめられ、ロック片２０とキー１
８との係合が解除されてスチールベルト９,１０の端部
が自由状態となるようにしたので、ロック片２０、スプ
リング２１およびストッパー２２の組み合わせという極
めて簡易な構成によってスチールベルト９,１０の破断
が防止できるという優れた効果がある。

【００２８】

【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾
つかの好適な実施例を説明する。

【００２９】以下の各本実施例のロボットアームのスチ
ールベルト駆動装置は、従来例として説明した図６図示
のものとその全体構成を等しくされている。

【００３０】即ち、本実施例のスチールベルト駆動装置
は、駆動源であるモータ１の駆動軸２に枢着された一対
の駆動側プーリ３,４と、ロボットアーム５を駆動させ
る従動軸６に枢着された一対の従動側プーリ７,８と、
前記駆動側プーリ３,４と従動側プーリ７,８とにそれぞ
れ両端を固着され且つ駆動側プーリ３,４の可逆回転に
伴って互いに反対方向に張力を作用させる一対のスチー
ルベルト９,１０とを備えて構成されている。

【００３１】実施例１ 図１ないし図３には、本願発明の実施例１にかかるロボ
ットアームのスチールベルト駆動装置が示されている。
本実施例は、請求項１、２および３の発明に対応するも
のである。

【００３２】本実施例の場合、駆動側プーリ３,４(ある
いは従動側プーリ７,８)は、図１および図２に示すよう
に、相互に係合し合う係合凹部１１と係止片１２,１２
・・との係合力によって回転可能に相互支持されてい
る。つまり、プーリ３(あるいはプーリ７)に形成された
係合凹部１１に対してプーリ４(あるいはプーリ８)に形
成された４個の係止片１２,１２・・を係合せしめるこ
とによって相互支持されているのである。なお、本実施
例では、モータ１の駆動軸２(あるいはロボットアーム
５を駆動させる従動軸６)はプーリ３(あるいはプーリ
７)に対して枢支されている。

【００３３】また、前記駆動側プーリ３,４(あるいは従
動側プーリ７,８)同士間には、スチールベルト９,１０
の張力を初期設定状態に保持するための張力保持手段１
３が介設されている。

【００３４】該張力保持手段１３は、駆動側プーリ３,
４(あるいは従動側プーリ７,８)における一方側のプー
リ(本実施例の場合、プーリ４あるいは８)の内周面に固
定されたラック１４と、該ラック１４に噛合すべく他方
側のプーリ(本実施例の場合、プーリ３あるいは７)に対
して軸受１７,１７に回転自在に枢支されたウォームギ
ヤ１５と、該ウォームギヤ１５を反回転方向に付勢する
付勢手段として作用するスプリング１６,１６とによっ
て構成されている。なお、スプリング１６,１６は前記
軸受１７,１７とウォームギヤ１５との間に介設されて
いる。

【００３５】このように構成したことにより、駆動側プ
ーリ３,４(あるいは従動側プーリ７,８)における一方側
のプーリ４(あるいは８)に固定されたラック１４と噛合
し且つ他方側のプーリ３(あるいは７)に対して回転自在
に枢支されたウォームギヤ１５に対してスプリング１
６,１６により反回転方向の付勢力が作用せしめられる
こととなり、スチールベルト９,１０は、初期テンショ
ンがかけられた状態に常時保持されることとなる。従っ
て、スチールベルト９,１０の経年変化等に起因する緩
みが自動的に解消されることとなり、従来のようにスチ
ールベルト９,１０の緩み発生を検知する必要も、手動
による増し締め作業を行う必要もなく、長期間に亘って
ロボットアームへの動力伝達性能を高度に維持すること
ができるのである。

【００３６】また、本実施例の場合、スチールベルト
９,１０の端部は、駆動側プーリ３,４および従動側プー
リ７,８に対して１回転以上巻回されている。符号１８
はスチールベルト９,１０の端部に設けられた結合用の
キーである。

【００３７】このように構成したことにより、従来駆動
側プーリ３,４の正逆回転時にスチールベルト９,１０の
端部(即ち、プーリとの結合部であるキー１８との接続
部)生じていた荷重集中が、プーリに対して１回転以上
巻回されたスチールベルト９,１０とプーリとの摩擦に
よって分散削減されることとなり、スチールベルト９,
１０の耐久性が大幅に向上し、ロボットの運転コストの
削減に寄与するのである。

【００３８】実施例２ 図４には、本願発明の実施例２にかかるロボットアーム
のスチールベルト駆動装置における従動側プーリ部分が
示されている。本実施例は、請求項１、２、４および５
の発明に対応するものである。

【００３９】本実施例の場合、従動側プーリ７,８とス
チールベルト９,１０の端部との間には、通常時におい
ては結合状態が保持され且つオーバーラン時においては
結合状態が解除される係止手段１９が介設されている。

【００４０】該係止手段１９は、前記スチールベルト
９,１０端部に固設されたキー１８に対して係脱自在と
されるべく従動側プーリ７,８に対して支軸２３を介し
て揺動自在に枢支されたロック片２０と、該ロック片２
０を係合方向に付勢するスプリング２１と、オーバーラ
ン時に前記ロック片２０に対して反係合方向の力を作用
させるストッパー２２とによって構成されている。な
お、該ストッパー２２は、従動側プーリ７,８に隣接す
る固定部(図示省略)に取り付けられており、通常時にお
いてはロック片２０に対して規制力を作用させることは
なく、オーバーラン時においてのみロック片２０に対し
て反係合方向の規制力を作用させることとなっている。
その他の構成は実施例１と同様なので重複を避けて説明
を省略する。

【００４１】上記のように構成したことにより、本実施
例のスチールベルト駆動装置は次のような作用が得られ
る。

【００４２】駆動側プーリ３,４の回転停止後において
従動側プーリ７,８がオーバーランした場合には、スチ
ールベルト９,１０の端部に固設されたキー１８に対し
て係脱自在に係合されたロック片２０がストッパー２２
によって反係合方向に作動せしめられ、ロック片２０と
キー１８との係合が解除されてスチールベルト９,１０
の端部が自由状態となる(図５参照)。従って、スチール
ベルト９,１０の端部と従動側プーリ７,８との結合が解
除されることとなり、スチールベルト９,１０に過大な
荷重が作用して破断に至るということがなくなる。その
他の作用効果は実施例１と同様なので重複を避けて説明
を省略する。

【００４３】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１にかかるロボットアームの
スチールベルト駆動装置の要部を示す正面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】本願発明の実施例１にかかるロボットアームの
スチールベルト駆動装置におけるプーリとスチールベル
ト端部との関係を示す正面図である。

【図４】本願発明の実施例２にかかるロボットアームの
スチールベルト駆動装置における従動側プーリの断面図
である。

【図５】本考案の実施例２にかかるロボットアームのス
チールベルト駆動装置における従動側プーリのオーバー
ラン時における断面図である。

【図６】一般のロボットアームのスチールベルト駆動装
置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１はモータ、２は駆動軸、３,４は駆動側プーリ、５は
ロボットアーム、６は従動軸、７,８は従動側プーリ、
９,１０はスチールベルト、１３は張力保持手段、１４
はラック、１５はウォームギヤ、１６は付勢手段、１８
はキー、１９は係止手段、２０はロック片、２１はスプ
リング、２２はストッパー。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸(２)に枢着された一対の駆動側プ
   ーリ(３),(４)と、従動軸(６)に枢着された一対の従動
   側プーリ(７),(８)と、前記駆動側プーリ(３),(４)と従
   動側プーリ(７),(８)とにそれぞれ両端を固着され且つ
   駆動側プーリ(３),(４)の可逆回転に伴って互いに反対
   方向に張力を作用させる一対のスチールベルト(９),(１
   ０)とを備えたロボットアームのスチールベルト駆動装
   置であって、前記駆動側プーリ(３),(４)同士あるいは
   従動側プーリ(７),(８)同士の間には、前記スチールベ
   ルト(９),(１０)の張力を初期設定状態に保持する張力
   保持手段(１３)を介設したことを特徴とするロボットア
   ームのスチールベルト駆動装置。
2. 【請求項２】 前記張力保持手段(１３)を、前記駆動側
   プーリ(３),(４)あるいは従動側プーリ(７),(８)におけ
   る一方側のプーリに固定されたラック(１４)と、該ラッ
   ク(１４)に噛合すべく他方側のプーリに回転自在に枢支
   されたウォームギヤ(１５)と、該ウォームギヤ(１５)を
   反回転方向に付勢する付勢手段(１６)とによって構成し
   たことを特徴とする前記請求項１記載のロボットアーム
   のスチールベルト駆動装置。
3. 【請求項３】 前記スチールベルト(９),(１０)の端部
   を、駆動側プーリ(３),(４)および従動側プーリ(７),
   (８)に対して１回転以上巻回したことを特徴とする前記
   請求項１あるいは２記載のロボットアームのスチールベ
   ルト駆動装置。
4. 【請求項４】 前記従動側プーリ(７),(８)とスチール
   ベルト(９),(１０)の端部との間には、通常時において
   は結合状態が保持され且つオーバーラン時においては結
   合状態が解除される係止手段(１９)を介設したことを特
   徴とする前記請求項１あるいは２記載のロボットアーム
   のスチールベルト駆動装置。
5. 【請求項５】 前記係止手段(１９)を、前記スチールベ
   ルト(９),(１０)端部に固設されたキー(１８)に対して
   係脱自在とされるロック片(２０)と、該ロック片(２０)
   を係合方向に付勢するスプリング(２１)と、オーバーラ
   ン時に前記ロック片(２０)に対して反係合方向の力を作
   用させるストッパー(２２)とによって構成したことを特
   徴とする前記請求項４記載のロボットアームのスチール
   ベルト駆動装置。