JPH1094937A

JPH1094937A - アクチュエータ

Info

Publication number: JPH1094937A
Application number: JP24951996A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takahashi; 廣之高橋; Hiroshi Hayasaka; 浩早坂
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動対象部材を２次元で移動させる装置にお
いて、一つのアクチュエータ上に別のアクチュエータを
重ねて使用するので、可動部分が大きく、重くなり、前
者のアクチュエータに強い力と高い剛性が必要となる。
そのため装置が大きくなったり、高価格になるという問
題がある。【解決手段】２個の駆動滑車と、それぞれの回転を２
個の動力伝達手段により伝達される２個の従動滑車を用
意し、その２個の該動力伝達手段を１つの移動滑車に係
合するよう配し、２個の該動力伝達手段の動きにより該
移動滑車の回転及び移動を行い、該移動滑車の回転及び
移動により駆動対象部材の位置が決定されるように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動対象部材を２
次元で移動させるアクチュエータ及びその制御方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置の例を図８に示す。駆動対象
部材９をＺ軸方向に移動するアクチュエータ部分は、モ
ータ１９により回転されるボールネジ２０がＺ軸方向の
直線運動を発生するよう構成されている。また、駆動対
象部材９をＸ軸方向へ移動する場合は、上記したＺ軸方
向のアクチュエータ全体を駆動滑車２１に係合されたベ
ルト２２により移動させる構成である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成では、Ｘ軸方
向の可動部分にＺ軸方向のアクチュエータをすべて含ん
でいるため、可動部分が大きく、重くなる。そのためＸ
軸方向のアクチュエータはその分大きな力や高い剛性を
必要とし、結果として装置の大型化や高価格化を招くと
いった問題があった。

【０００４】本発明の目的は、上記した問題を解決する
ため、可動部分にモータを含まない軽量な構成のアクチ
ュエータとその制御方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、２個の駆動
滑車と、それぞれの回転を動力伝達手段により伝達され
る２個の従動滑車を用意し、２個の該動力伝達手段を１
つの移動滑車に係合するよう配し、２個の該動力伝達手
段の動きにより該移動滑車の回転及び移動を行い、該移
動滑車の回転及び移動により駆動対象部材の位置が決定
されるよう構成することにより達成される。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１により本発明になる一実施例
を説明する。説明の便宜上、駆動滑車１、駆動滑車２、
移動滑車８の回転方向は、それぞれ図に示す矢印の方向
を正回転、反対を負回転とし、特にことわりがなければ
外径および周速度は全て同一とする。駆動対象部材９の
移動方向は図に示すＸ軸及びＺ軸で表す。

【０００７】移動台７にはベルト５が張られた移動滑車
８と従動滑車１２が取り付けられ、ベルト５に駆動対象
部材９が固定されている。移動台７はレール６によって
案内されＸ軸方向に移動することができる。他の滑車、
即ち駆動滑車１、２、従動滑車１０、１１は固定されて
おり移動することはない。駆動滑車１、２はモータなど
により駆動力を発生できる。駆動滑車１と従動滑車１０
及び移動滑車８にベルト３が張られ、駆動滑車１の駆動
力を移動滑車８に伝達する。また、駆動滑車２と従動滑
車１１及び移動滑車８にベルト４が張られ、駆動滑車２
の駆動力も移動滑車８に伝達する。

【０００８】次に具体的な動作の例を説明する。駆動滑
車１及び２をともに正回転させると、移動滑車８はベル
ト３及び４により駆動されて移動することなく正回転
し、駆動対象部材９をＺ軸の正方向へ移動できる。同様
に駆動滑車１及び２をともに負回転させると、駆動対象
部材９はＺ軸の負方向へ移動する。

【０００９】一方、駆動滑車１を負回転、駆動滑車２を
正回転させると、ベルト３及び４により駆動滑車８は回
転することなくＸ軸の正方向に移動し、７移動台ととも
に駆動対象部材９をＸ軸の正方向へ移動する。同様に駆
動滑車１を正回転、駆動滑車２を負回転すると、駆動対
象部材９はＸ軸の負方向へ移動する。

【００１０】また、駆動滑車１及び２の周速度を変えれ
ば、駆動対象を任意の斜め方向に移動させることができ
る。例えば駆動滑車１を停止させたまま駆動滑車２を正
回転させれば、停止しているベルト３にそって移動滑車
８がＸ軸正方向に転がる動作、即ち正回転しながら移動
し、駆動対象部材９はＸ軸、Ｚ軸ともに正の斜め方向に
移動する。更にこの状態で、例えば駆動滑車１を駆動滑
車２より低速で正回転させれば、駆動対象部材の移動方
向はよりＸ軸との角度が小さい方向となる。

【００１１】駆動滑車１、２の周速度をＶ１、Ｖ２、駆
動対象部材のＸ軸、Ｚ軸方向の移動速度をＶx、Ｖzとす
ると、本実施例の動作は下記の式(１)で表すことができ
る。

【００１２】Ｖｘ＝（Ｖ２−Ｖ１）／２，Ｖｚ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２ ………(１) 以上のようにして、駆動対象部材９は、Ｘ軸、Ｙ軸とも
に任意の方向へ移動することができる。

【００１３】本発明の別の実施例を図２に示す。駆動滑
車１と２により移動滑車８を移動・回転させる過程は、
上記した図１の実施例と同様である。図２では、移動滑
車８に固定されたアーム１３の先端に駆動対象部材９が
固定されており、移動台７の位置および１３アームの角
度により駆動対象部材９の位置を決定できる。

【００１４】図３および図４に、本発明の請求項５とな
る実施例を示す。駆動滑車１と２により移動滑車８を移
動・回転させる過程は、上記した図１の実施例と同様で
ある。また、移動滑車８による駆動対象部材の駆動方法
は限定せず、図では省略している。

【００１５】一般にベルトやワイヤなどによる動力伝達
手段においては、駆動力の伝達を確実にするために被駆
動滑車への接触部円周を長く確保しなければならないこ
とがある。そのために、案内滑車を固定部に追加するこ
となどは一般に行われていることである。本発明では図
３に示すように案内滑車１４を移動台７に設けること
で、被駆動滑車である移動滑車８へのベルト３および４
の接触部円周を長くとることができる。また、７移動台
に案内滑車を設ける場合、図４のようにベルト３とベル
ト４を共通の案内滑車で同時に案内することもできる。
なお、図３のスプリング２４は上下に可動の案内滑車１
４を上下方向に押さてベルトの張力を保持するためのも
のである。

【００１６】図５に自動遠心機での本発明の実施例を示
す。図２の実施例同様に移動滑車８に固定されたアーム
１３の先端には、駆動対象部材であるロボットハンド１
５が取り付けられている。駆動滑車１及び２の回転によ
り移動滑車８を移動及び回転させ、ロボットハンド１５
を所定位置１６へ移動する。ここでロボットハンド１５
が試料容器がはいったラック１７を捕捉した後、再び移
動滑車８の移動及び回転によりロボットハンド１５を上
昇、移動、下降してロータ１８に入れ、ラック１７をセ
ットすることができる。

【００１７】以上の実施例ではベルトを使用するものと
して説明したが、ワイヤなど他の動力伝達手段でも同様
の効果が得られる。また、例えば図６のような配置にす
れば、２個の動力伝達手段は、移動滑車８の同一外周上
に接続することができる。図７は、請求項１０の実施例
となる構成例であり、駆動滑車１、２を同方向に回転さ
せると移動滑車８は回転せずに移動する。

【００１８】以上の実施例において滑車の外径はそれぞ
れ同一である必要はなく、例えば図１において移動滑車
８のベルト５との接続部の径を変えるなどすれば変速効
果を得ることもできる。移動滑車から駆動対象部材への
動力伝達方法は、図１のベルト、図２のアームに限定さ
れることはなく、例えばボールネジやラック・ピニオン
の使用なども可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上のようにして移動しない２個の駆動
滑車により移動滑車の回転及び移動を制御して、駆動対
象部材を２次元にに動かすことができるので、移動部に
モータなどを取り付ける必要がなく、可動部の軽量化が
図れ、装置の低価格化、小型化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるアクチュエータの一実施例を示
す斜視図である。

【図２】本発明になるアクチュエータの別の実施例を
示す斜視図である。

【図３】本発明になるアクチュエータの別の実施例を
示す斜視図である。

【図４】本発明になるアクチュエータの別の実施例を
示す斜視図である。

【図５】本発明になる自動遠心機へ適用したアクチュ
エータの実施例の斜視図である。

【図６】本発明になるアクチュエータの別の実施例を
示す斜視図である。

【図７】本発明になるアクチュエータの別の実施例を
示す斜視図である。

【図８】従来のアクチュエータの例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１、２、２１は駆動滑車、３、４、５、２２はベルト、
６はレール、７は移動台、８は移動滑車、９は駆動対象
部材、１０、１１、１２、２３は従動滑車、１３はアー
ム、１４は案内滑車、１５はロボットハンド、１９はモ
ータである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の駆動源により駆動される第１の駆
動滑車と、該第１の駆動滑車の回転を第１の動力伝達手
段により伝達される第１の従動滑車と、第２の駆動源に
より駆動される第２の駆動滑車と、該第２の駆動滑車の
回転を第２の動力伝達手段により伝達される第２の従動
滑車と、該第１及び第２の動力伝達手段に係合し該第１
及び第２の動力伝達手段の動きにより運動が制御される
移動滑車と、該移動滑車の回転、移動により位置が決定
される駆動対象部材とを設けることを特徴とするアクチ
ュエータ。
【請求項２】前記移動滑車を回転自在に支持する移動
台を有し、該移動台は前記第１又は第２の動力伝達手段
とほぼ平行に配されるレールにスライド可能に設けたこ
とを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】前記移動滑車の回転を伝達するために前
記移動滑車に係合する第３の動力伝達手段を有し、前記
駆動対象部材を該第３の動力伝達手段に固定したことを
特徴とする請求項１乃至請求項２記載のアクチュエー
タ。
【請求項４】前記移動滑車に一端を固定したアームを
設け、該アームの他端に前記駆動対象部材を固定したこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項２記載のアクチュエ
ータ。
【請求項５】前記移動台上の前記移動滑車の周囲に案
内滑車を設け、該案内滑車を前記第１及び第２の動力伝
達手段と係合させたことを特徴とする請求項１乃至請求
項４記載のアクチュエータ。
【請求項６】前記動力伝達手段をベルトにより構成し
たことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のアクチ
ュエータ。
【請求項７】前記動力伝達手段をワイヤにより構成し
たことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のアクチ
ュエータ。
【請求項８】第１の駆動源により駆動される第１の駆
動滑車と、該第１の駆動滑車の回転を第１の動力伝達手
段により伝達される第１の従動滑車と、第２の駆動源に
より駆動される第２の駆動滑車と、該第２の駆動滑車の
回転を第２の動力伝達手段により伝達される第２の従動
滑車と、該第１及び第２の動力伝達手段に係合し該第１
及び第２の動力伝達手段の動きにより運動が制御される
移動滑車と、該移動滑車により駆動される駆動対象部材
とを備え、前記第１の駆動滑車と前記第２の駆動滑車の
回転を制御することにより、前記駆動対象部材の移動を
制御することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】前記第１の駆動滑車と前記第２の駆動滑
車を逆方向に回転させることで、前記移動滑車を非回転
状態で移動させ、更に、前記第１の駆動滑車と前記第２
の駆動滑車を同方向に回転させることで、前記移動滑車
を回転させることを特徴とする請求項８記載のアクチュ
エータ。
【請求項１０】前記第１の駆動滑車と前記第２の駆動
滑車を同方向に回転させることで、前記移動滑車を非回
転状態で移動させ、更に、前記第１の駆動滑車と前記第
２の駆動滑車を逆方向に回転させることで、前記移動滑
車を回転させることを特徴とする請求項８記載のアクチ
ュエータ。
【請求項１１】前記第１の駆動滑車と前記第２の駆動
滑車を異なる速度で回転させることで、前記移動滑車を
回転させながら移動させることを特徴とする請求項８記
載のアクチュエータ。