JPH08318480A - 直線移動型ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ボールネジを使用したロボットに
おいて、従来よりも高速でスライダを移動させることが
できる直線移動型ロボットを提供する。 【構成】 フレーム１２とスライダ１４とよりなる直線
移動型ロボットにおいて、第１モータ１６及び第２モー
タ２０と第１モータ１６に連結され、フレーム１２の一
端部から他端部まで移動方向に沿って設けられたボール
ネジ１８と、第２モータ２０に連結され、フレーム１２
の一端部から他端部まで移動方向に沿って設けられたス
プラインシャフト２２と、スライダ１４に回動自在に設
けられ、ボールネジ１８が螺合するボールネジナット３
６と、ボールネジナット３６の外周に設けられた第１プ
ーリ３４とスライダ１４に回動自在に設けられ、スプラ
インシャフト２２が貫通するスプラインナット４２と、
スプラインナット４２の外周に設けられた第２プーリ４
０と、第１プーリ３４と第２プーリ４０とを連結するタ
イミングベルト４４と、第１モータ１６と第２モータ２
０とをそれぞれ反対方向に回転させる駆動部とよりな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットであっ
て、直線移動型ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロボット本体である直方体状
のフレーム上を、スライダが直線移動する直線移動型ロ
ボットがある。このロボットにおいて、スライダを移動
させる方法は、フレームの一端から他端までボールネジ
を設け、スライダがこのボールネジと螺合するように設
ける。そして、ボールネジをモータで回転させることに
より、その回転に伴なってスライダを直線移動させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ロボットにおい
て、スライダの速度を上げる場合には、ボールネジの回
転速度を上げてやればよい。しかしながら、ボールネジ
の固有振動数による共振などの理由により、回転数を一
定以上上げるとボールネジがその回転により振動するた
め、ある一定以上の速度を得ることができなかった。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ボー
ルネジを使用したロボットにおいて、従来よりも高速で
スライダを移動させることができる直線移動型ロボット
を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の直線移動型ロボ
ットは、ロボット本体である直方体状のフレームと、前
記フレームの移動方向に沿って直線移動する前記スライ
ダと、前記フレームの一端部に設けられた第１モータ及
び第２モータと、前記第１モータに連結され、前記フレ
ームの一端部から他端部まで移動方向に沿って設けられ
たボールネジと、前記第２モータに連結され、前記フレ
ームの一端部から他端部まで移動方向に沿って設けられ
たスプラインシャフトと、前記スライダに回動自在に設
けられ、前記ボールネジが螺合するボールネジナット
と、前記ボールネジナットの外周に設けられ、該ボール
ネジナットと共に回動する第１プーリと、前記スライダ
に回動自在に設けられ、前記スプラインシャフトが貫通
するスプラインナットと、前記スプラインナットの外周
に設けられ、該スプラインナットと共に回動する第２プ
ーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとを連結する
タイミングベルトと、前記第１モータと前記第２モータ
とをそれぞれ反対方向に回転させる駆動手段とよりなる
ものである。

【０００６】

【作 用】上記構成の直線移動型ロボットの動作状態に
ついて説明する。

【０００７】第１モータが、ボールネジを一定方向（以
下、正方向という）に回転させる。また、第２モータ
は、スプラインシャフトをボールネジとは反対方向（以
下、負方向という）に回転させる。

【０００８】スプラインシャフトが負方向に回転する
と、スプラインナット及び第２プーリも負方向に回転す
る。そのため、タイミングベルトも、第１プーリを負方
向に回転させる。この場合に、第１プーリの内周に設け
られたボールネジナットも負方向に回転する。

【０００９】ところが、ボールネジは正方向に回転して
いるため、ボールネジナットとボールネジとの接触部分
においては、互いに反対方向に回転し合い、回転速度
が、ボールネジの正方向の回転速度とボールネジナット
の負方向の回転速度との和となる。これにより、スライ
ダの移動速度は、ボールネジの正方向の回転速度とスプ
ラインシャフトの負方向の回転速度を和となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１１】符号１０は、本実施例の直線移動型ロボッ
トであって、直方体状のフレーム１２の上面を、その長
手方向である左右にスライダ１４が移動する。

【００１２】符号１６は、フレーム１２の左端部に内蔵
された第１モータである。この第１モータ１６の回転軸
には、ボールネジ１８が設けられ、ボールネジの右端部
は、フレーム１２の右端部に回転自在に取り付けられて
いる。

【００１３】符号２０は、フレーム１２の左端部に設け
られた第２モータである。第２モータ２０の回転軸に
は、スプラインシャフト２２の左端部が取り付けられ、
このスプラインシャフト２２の右端部は、フレーム１２
の右端部に回転自在に取り付けられている。なお、スプ
ラインシャフト２２とボールネジ１８とは、平行に設け
られている。

【００１４】符号２４，２６は、フレーム１２の内部の
底面に設けられた一対のレールである。このレール２
４，２６は、フレーム１２の左端部から右端部に設けら
れている。

【００１５】符号２８は、スライダ１４に設けられた第
１貫通口である。第１貫通口２８は、移動方向に沿って
設けられ、ボールネジ１８が貫通している。なお、第１
貫通口２８の内径は、ボールネジ１８の外径よりも大き
く形成されている。

【００１６】符号３０は、スライダ１４に設けられた第
２貫通口である。第２貫通口３０も、移動方向に沿って
設けられ、スプラインシャフト２２が貫通している。ま
た、第２貫通口３０の内径は、スプラインシャフト２２
の外径よりも大きく形成されている。

【００１７】符号３２は、第１貫通口２８の縁部から突
出した円筒状の回転軸である。この回転軸３２には、第
１プーリ４２が回動自在に取り付けられ、また、回転軸
３２内部は、ボールネジ１８が貫通している。第１プー
リ３４の右側面の内周部は、前記回転軸３２が回動自在
に係合している。また、第１プーリ３４の左側面の内周
部には、ボールネジナット３６が形成され、ネジ孔が設
けられている。このネジ孔は、ボールネジ１８と螺合す
る。

【００１８】符号３８は、第２貫通口の縁部より突出し
た円筒状の回転軸である。この回転軸３８には、第２プ
ーリ４０が回動自在に取り付けられ、また、回転軸３８
内部は、スプラインシャフト２２が貫通している。第２
プーリ４０の右側面の内周部は、前記回転軸３８が係合
している。また、第２プーリ４０の左側面の内周部に
は、スプラインシャフト２２と係合するスプラインシャ
フトナット４２が設けられている。

【００１９】符号４４は、第１プーリ３４と第２プーリ
４０を掛け渡す無端状のタイミングベルトである。これ
により、第２プーリ４０が回転すると同じ方向に第１プ
ーリ３４が回転する。

【００２０】符号４６，４８は、スライダ１４の底面に
設けられた接触部である。この接触部４８は、レール２
４，２６に沿って移動する。

【００２１】符号５０は、第１モータ１６及び第２モー
タ２０を駆動させる駆動部である。この駆動部５０は、
第１モータ１６と第２モータ２０とを、正方向及び負方
向にに回転させる。

【００２２】上記構成の直線移動型ロボット１０の動作
状態について説明する。

【００２３】駆動部５０は、第１モータ１６を正方向に
回転数ｎ１で回転させる。また、第２モータ２０を負方
向に回転数ｎ２で回転させる。

【００２４】第２モータ２０が回転数ｎ２で負方向に回
転すると、スプラインシャフト２２も同様に回転し、ス
プラインシャフトナット４２及び第２プーリ４０も同様
に回転数ｎ２で負方向に回転する。そのため、タイミン
グベルト４４も同様に回転し、第１プーリ３４を回転数
ｎ２で負方向に回転させる。

【００２５】一方、ボールネジ１８は、第１モータ１６
によって、回転数ｎ１で正方向に回転するため、ボール
ネジナット３６を回転数ｎ１で正方向に回転させようと
する。

【００２６】したがって、ボールネジ１８とボールネジ
ナット３６との接触部分では、相対回転数がｎ１＋ｎ２
となる。そのため、スライダ１４の移動速度は、ｎ１＋
ｎ２とボールネジのリード長さとの積となる。

【００２７】以上により、従来は、スライダ１４の移動
速度が第１モータ１６の回転数ｎ１からだけで決まって
いたが、上記実施例の場合には、ｎ１＋ｎ２より決定さ
れるため、従来よりも高速でスライダを移動させること
ができる。

【００２８】また、この場合に、ボールネジ自身の回転
数はｎ１であるため、固有振動数による共振を起こすこ
とがない。

【００２９】

【発明の効果】以上により、本発明の直線移動型ロボッ
トにおいては、スプラインシャフトとボールネジとを反
対方向に回転させることにより、スライダをボールネジ
とスプラインシャフトの回転速度の和の速度で移動させ
ることができる。そのため、従来より高速でスライダを
移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す直線移動型ロボットの
斜視図である。

【図２】同じく要部拡大斜視図である。

【図３】スライダの正面図である。

【図４】スライダの一部欠載平面図である。

【符号の説明】

１０ 直線移動型ロボット １２ フレーム １４ スライダ １６ 第１モータ １８ ボールネジ ２０ 第２モータ ２２ スプラインシャフト ３４ 第１プーリ ３６ ボールネジナット ４０ 第２プーリ ４２ スプラインシャフトナット ４４ タイミングベルト ５０ 駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボット本体である直方体状のフレーム
   と、 前記フレームの移動方向に沿って直線移動する前記スラ
   イダと、 前記フレームの一端部に設けられた第１モータ及び第２
   モータと、 前記第１モータに連結され、前記フレームの一端部から
   他端部まで移動方向に沿って設けられたボールネジと、 前記第２モータに連結され、前記フレームの一端部から
   他端部まで移動方向に沿って設けられたスプラインシャ
   フトと、 前記スライダに回動自在に設けられ、前記ボールネジが
   螺合するボールネジナットと、 前記ボールネジナットの外周に設けられ、該ボールネジ
   ナットと共に回動する第１プーリと、 前記スライダに回動自在に設けられ、前記スプラインシ
   ャフトが貫通するスプラインナットと、 前記スプラインナットの外周に設けられ、該スプライン
   ナットと共に回動する第２プーリと、 前記第１プーリと前記第２プーリとを連結するタイミン
   グベルトと、 前記第１モータと前記第２モータとをそれぞれ反対方向
   に回転させる駆動手段とよりなることを特徴とする直線
   移動型ロボット。