JPH11300560A - 移動体の駆動機構 - Google Patents
移動体の駆動機構Info
- Publication number
- JPH11300560A JPH11300560A JP11246298A JP11246298A JPH11300560A JP H11300560 A JPH11300560 A JP H11300560A JP 11246298 A JP11246298 A JP 11246298A JP 11246298 A JP11246298 A JP 11246298A JP H11300560 A JPH11300560 A JP H11300560A
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- ball screw
- universal joint
- ring
- inner ring
- spline
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 隙間のない高剛性な自在継ぎ手を実現し、サ
ーボモータのみの取付け、取り外しを容易に行う事を可
能とする。 【解決手段】 スプライン付ボールねじ８を支持する回
転ジョイント２１を外側リング２、中間リング３、内側
リング４の３つのリングをジク５が両端から支持するジ
ンバル構造とし、スプライン付ボールねじ８を駆動する
サーボモータ２２を内側リング４の上部に突設する。ス
プライン付ボールねじ８はサーボモータ２２のロータ９
内に挿通され、ロータ９に設けたボールねじナット６に
より前後動する。
ーボモータのみの取付け、取り外しを容易に行う事を可
能とする。 【解決手段】 スプライン付ボールねじ８を支持する回
転ジョイント２１を外側リング２、中間リング３、内側
リング４の３つのリングをジク５が両端から支持するジ
ンバル構造とし、スプライン付ボールねじ８を駆動する
サーボモータ２２を内側リング４の上部に突設する。ス
プライン付ボールねじ８はサーボモータ２２のロータ９
内に挿通され、ロータ９に設けたボールねじナット６に
より前後動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体の駆動機構に
関し、詳しくはパラレルメカニズムを応用した機械等の
移動体の駆動機構に関する。
関し、詳しくはパラレルメカニズムを応用した機械等の
移動体の駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】パラレルメカニズムを応用した工作機械
では、移動体を複数のボールねじを用いて移動させてい
るが、この場合、ボールねじを伸縮動させる駆動装置と
共にボールねじがどの方向へも倒れるようにするため自
在継ぎ手が必要である。そのため、これら２つの装置を
１つにしたボールねじ駆動装置として、外形が球状の滑
り軸受けとなったサーボモータで、ボールねじをボール
ナットを用いて直接駆動するナット回転方式の駆動装置
がある。この装置の特徴としては、球状の滑り軸受けの
内部にサーボモータを配して、ボールねじに螺合するナ
ットを直接駆動するもので、例えばベルト駆動する場合
に比較して形状が非常にコンパクトにできる特徴を有し
ている。
では、移動体を複数のボールねじを用いて移動させてい
るが、この場合、ボールねじを伸縮動させる駆動装置と
共にボールねじがどの方向へも倒れるようにするため自
在継ぎ手が必要である。そのため、これら２つの装置を
１つにしたボールねじ駆動装置として、外形が球状の滑
り軸受けとなったサーボモータで、ボールねじをボール
ナットを用いて直接駆動するナット回転方式の駆動装置
がある。この装置の特徴としては、球状の滑り軸受けの
内部にサーボモータを配して、ボールねじに螺合するナ
ットを直接駆動するもので、例えばベルト駆動する場合
に比較して形状が非常にコンパクトにできる特徴を有し
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
は球状滑り軸受けの加工精度の追求や軸受け間隔の管
理、軸受け剛性の向上、またサーボモータのメンテナン
スやトルクアップが困難である等の問題点を有してい
た。
は球状滑り軸受けの加工精度の追求や軸受け間隔の管
理、軸受け剛性の向上、またサーボモータのメンテナン
スやトルクアップが困難である等の問題点を有してい
た。
【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み成され
たもので、請求項１記載の発明は、隙間のない高剛性な
自在継ぎ手を実現する事を課題とし、請求項２記載の発
明は、サーボモータのみの取付け、取り外しを容易に行
う事ができ、サーボモータのメンテナンスやトルクアッ
プ等を容易なものとする事を課題とする。
たもので、請求項１記載の発明は、隙間のない高剛性な
自在継ぎ手を実現する事を課題とし、請求項２記載の発
明は、サーボモータのみの取付け、取り外しを容易に行
う事ができ、サーボモータのメンテナンスやトルクアッ
プ等を容易なものとする事を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明は、基台と、移動体と、一端を移動体の
外縁に第１の自在継ぎ手を介して接続され且つ他端を基
台の外縁に設けられた第２の自在継ぎ手に対し軸方向移
動可能に取り付けられた複数のリンクと、リンクを第２
の自在継ぎ手に対して軸方向移動させる手段とから成る
移動体の駆動機構において、前記２つの自在継ぎ手のう
ち少なくとも第２の自在継ぎ手が、内側リングと、内側
リングを前記リンクに直交する方向に回転可能に支持す
る中間リングと、基台に固定されて中間リングを内側リ
ングの回転方向と直交する方向に回転可能に支持する外
側リングとから構成される。
請求項１の発明は、基台と、移動体と、一端を移動体の
外縁に第１の自在継ぎ手を介して接続され且つ他端を基
台の外縁に設けられた第２の自在継ぎ手に対し軸方向移
動可能に取り付けられた複数のリンクと、リンクを第２
の自在継ぎ手に対して軸方向移動させる手段とから成る
移動体の駆動機構において、前記２つの自在継ぎ手のう
ち少なくとも第２の自在継ぎ手が、内側リングと、内側
リングを前記リンクに直交する方向に回転可能に支持す
る中間リングと、基台に固定されて中間リングを内側リ
ングの回転方向と直交する方向に回転可能に支持する外
側リングとから構成される。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、リンクを第２の自在継ぎ手に対して軸方向移動させ
る手段が、リンクに設けられた雄ねじと、雄ねじに螺合
するロータと、ロータを回転可能に支持すると共に内側
リングの側部に固着されたステータとからなるサーボモ
ータである事を特徴とする。
て、リンクを第２の自在継ぎ手に対して軸方向移動させ
る手段が、リンクに設けられた雄ねじと、雄ねじに螺合
するロータと、ロータを回転可能に支持すると共に内側
リングの側部に固着されたステータとからなるサーボモ
ータである事を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態の１例を、図面を元に詳細に説明する。図１は本発
明に係る移動体の駆動機構であるパラレルメカニズム機
構の説明図であり、１は基台、２０は移動体であり、移
動体２０は基台１から延びている６本のリンクとしての
スプライン付ボールねじ８により位置を固定されてい
る。
形態の１例を、図面を元に詳細に説明する。図１は本発
明に係る移動体の駆動機構であるパラレルメカニズム機
構の説明図であり、１は基台、２０は移動体であり、移
動体２０は基台１から延びている６本のリンクとしての
スプライン付ボールねじ８により位置を固定されてい
る。
【０００８】スプライン付ボールねじ８はスプライン溝
が形成された雄ねじであり、後部は第２の自在継ぎ手で
ある貫通型の回転ジョイント２１を介し基台１に支持さ
れ、任意の角度に傾倒可能とし、先端は第１の自在継ぎ
手であるボールジョイントを応用した自在継ぎ手２４を
介し移動体２０に連結されている。そして、回転ジョイ
ント２１には連続してスプライン付ボールねじ８を挿通
する形でサーボモータ２２が設けられている。こうする
事で、スプライン付ボールねじ８はサーボモータ２２に
よりその軸方向に伸縮動することができ、移動体２０は
個々のサーボモータ２２を独立して作動させることで任
意方向に傾きまた上下動可能となっている。
が形成された雄ねじであり、後部は第２の自在継ぎ手で
ある貫通型の回転ジョイント２１を介し基台１に支持さ
れ、任意の角度に傾倒可能とし、先端は第１の自在継ぎ
手であるボールジョイントを応用した自在継ぎ手２４を
介し移動体２０に連結されている。そして、回転ジョイ
ント２１には連続してスプライン付ボールねじ８を挿通
する形でサーボモータ２２が設けられている。こうする
事で、スプライン付ボールねじ８はサーボモータ２２に
よりその軸方向に伸縮動することができ、移動体２０は
個々のサーボモータ２２を独立して作動させることで任
意方向に傾きまた上下動可能となっている。
【０００９】図２〜図５は図１のうちの１本のスプライ
ン付ボールねじ８の駆動機構を示し、図２は縦断面図、
図３は図２に対し９０度位相を変えた縦断面図、図４は
ジク周りの詳細を示す図であり、図５は平面図である。
図示するように、回転ジョイント２１は外側リング２，
中間リング３、内側リング４の３個のリングをそれぞれ
１対のジク５により両端から支持するようなジンバル構
造となっており、内側リング４と中間リング３とは互い
に直交する方向に回転するように、また各リングとスプ
ライン付ボールねじ８とは回転軸が直交するよう構成さ
れている。そして、外側リング２の下部のつばにより、
基台１とあるはめあいをもって位置決めされて取り付け
られている。
ン付ボールねじ８の駆動機構を示し、図２は縦断面図、
図３は図２に対し９０度位相を変えた縦断面図、図４は
ジク周りの詳細を示す図であり、図５は平面図である。
図示するように、回転ジョイント２１は外側リング２，
中間リング３、内側リング４の３個のリングをそれぞれ
１対のジク５により両端から支持するようなジンバル構
造となっており、内側リング４と中間リング３とは互い
に直交する方向に回転するように、また各リングとスプ
ライン付ボールねじ８とは回転軸が直交するよう構成さ
れている。そして、外側リング２の下部のつばにより、
基台１とあるはめあいをもって位置決めされて取り付け
られている。
【００１０】また、４個設けられたジク５は同一の構造
のもので、先端がある予圧量をもって取り付けられたテ
ーパコロ軸受け１５によって中間リング３又は内側リン
グ４に支持され、頭部は外側リング２又は中間リング３
に固着されている。尚、図５において１６は軸受け外輪
押さえ、１７はカラー、１８はナットである。このよう
に構成することにより、スプライン付ボールねじ８の軸
方向に隙間の無い高剛性を有する自在継ぎ手を得ること
ができ、移動体の移動をスムーズに且つ高精度に行うこ
とができる。
のもので、先端がある予圧量をもって取り付けられたテ
ーパコロ軸受け１５によって中間リング３又は内側リン
グ４に支持され、頭部は外側リング２又は中間リング３
に固着されている。尚、図５において１６は軸受け外輪
押さえ、１７はカラー、１８はナットである。このよう
に構成することにより、スプライン付ボールねじ８の軸
方向に隙間の無い高剛性を有する自在継ぎ手を得ること
ができ、移動体の移動をスムーズに且つ高精度に行うこ
とができる。
【００１１】また、サーボモータ２２は、スプライン付
ボールねじ８を挿通しているロータ９をアンギュラ軸受
１１と深溝玉軸受け１２とで支持し、ステータ１０の上
部にはブレーキ１３とロータリーエンコーダ１４が付い
た構造となっており、アンギュラ軸受１１はスプライン
付ボールねじ８の軸方向の加重を受け止めるため、共に
加重を受けているジク５からの距離を最小にするため、
サーボモータ２３下方に配置してある。そして、ブレー
キ１３はサーボモータ２３がフリーとなった場合のスプ
ライン付ボールねじ８の落下を防ぐために取り付けられ
ている。サーボモータ２２は内側リング４の上部に、あ
るはめあいをもって位置決めされ、取り付けられてい
る。
ボールねじ８を挿通しているロータ９をアンギュラ軸受
１１と深溝玉軸受け１２とで支持し、ステータ１０の上
部にはブレーキ１３とロータリーエンコーダ１４が付い
た構造となっており、アンギュラ軸受１１はスプライン
付ボールねじ８の軸方向の加重を受け止めるため、共に
加重を受けているジク５からの距離を最小にするため、
サーボモータ２３下方に配置してある。そして、ブレー
キ１３はサーボモータ２３がフリーとなった場合のスプ
ライン付ボールねじ８の落下を防ぐために取り付けられ
ている。サーボモータ２２は内側リング４の上部に、あ
るはめあいをもって位置決めされ、取り付けられてい
る。
【００１２】このように、サーボモータ２２は回転ジョ
イント２１の外側に形成されるため、サーボモータのみ
の取り付け、取り外しが可能となり、サーボモータ２２
のメンテナンスやトルクアップ等を容易に行うことがで
きる。
イント２１の外側に形成されるため、サーボモータのみ
の取り付け、取り外しが可能となり、サーボモータ２２
のメンテナンスやトルクアップ等を容易に行うことがで
きる。
【００１３】尚、ボールねじナット６は質量の小さい低
イナーシャタイプで、ロータ９に直接取り付け一体化す
る事により、さらなるイナーシャ低減が計られている
し、スプラインナット７はスプライン付ボールねじ８の
軸周りの回転を拘束するためのものであり、ジョイント
２１以外の部位に拘束手段を設ける場合にはスプライン
ナット７はなくても良く、その場合はスプライン付ボー
ルねじ８も通常のボールねじで良い。また、第１の自在
継ぎ手を３つのリングを用いた上記回転ジョイントで形
成しても良く、そうすることで更に移動体の移動精度を
高精度とすることができる。更に、スプライン付ボール
ねじは必ずしもスプラインを設ける必要は無く、少なく
とも雄ねじとして形成されているものであればよい。
イナーシャタイプで、ロータ９に直接取り付け一体化す
る事により、さらなるイナーシャ低減が計られている
し、スプラインナット７はスプライン付ボールねじ８の
軸周りの回転を拘束するためのものであり、ジョイント
２１以外の部位に拘束手段を設ける場合にはスプライン
ナット７はなくても良く、その場合はスプライン付ボー
ルねじ８も通常のボールねじで良い。また、第１の自在
継ぎ手を３つのリングを用いた上記回転ジョイントで形
成しても良く、そうすることで更に移動体の移動精度を
高精度とすることができる。更に、スプライン付ボール
ねじは必ずしもスプラインを設ける必要は無く、少なく
とも雄ねじとして形成されているものであればよい。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、回転ジョイントを３つのリングを用いて上述す
るよう構成するから、隙間のない高剛性なものとするこ
とができ、移動体の移動をスムーズに且つ高精度に行う
ことができる。
よれば、回転ジョイントを３つのリングを用いて上述す
るよう構成するから、隙間のない高剛性なものとするこ
とができ、移動体の移動をスムーズに且つ高精度に行う
ことができる。
【００１５】請求項２の発明によれば、サーボモータを
自在継ぎ手の外側に設ける為、サーボモータのメンテナ
ンスやトルクアップ等を容易に行うことができる。
自在継ぎ手の外側に設ける為、サーボモータのメンテナ
ンスやトルクアップ等を容易に行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す移動体の駆動
機構の説明図である。
機構の説明図である。
【図２】図１の１部であるスプライン付ボールねじ駆動
部の縦断面図である。
部の縦断面図である。
【図３】図２のスプライン付ボールねじ駆動部の９０度
位相を変えた縦断面図である。
位相を変えた縦断面図である。
【図４】ジク周辺の説明図である。
【図５】図２のスプライン付ボールねじ駆動部の平面図
である。
である。
１・・基台、２・・外側リング、３・・中間リング、４
・・内側リング、５・・ジク、６・・ボールねじナッ
ト、７・・スプラインナット、８ａ・・スプライン付ボ
ールねじ、９・・ロータ、１０・・ステータ、１１・・
アンギュラ軸受、１２・・深溝玉軸受、２０・・移動
体、２１・・回転ジョイント（第２の自在継ぎ手）、２
２・・サーボモータ、２４・・自在継ぎ手（第１の自在
継ぎ手）。
・・内側リング、５・・ジク、６・・ボールねじナッ
ト、７・・スプラインナット、８ａ・・スプライン付ボ
ールねじ、９・・ロータ、１０・・ステータ、１１・・
アンギュラ軸受、１２・・深溝玉軸受、２０・・移動
体、２１・・回転ジョイント（第２の自在継ぎ手）、２
２・・サーボモータ、２４・・自在継ぎ手（第１の自在
継ぎ手）。
Claims (2)
- 【請求項１】 基台と、移動体と、一端を移動体の外縁
に第１の自在継ぎ手を介して接続され且つ他端を基台の
外縁に設けられた第２の自在継ぎ手に対し軸方向移動可
能に取り付けられた複数のリンクと、リンクを第２の自
在継ぎ手に対して軸方向移動させる手段とから成る移動
体の駆動機構において、前記２つの自在継ぎ手のうち少
なくとも第２の自在継ぎ手が、内側リングと、内側リン
グを前記リンクに直交する方向に回転可能に支持する中
間リングと、基台に固定されて中間リングを内側リング
の回転方向と直交する方向に回転可能に支持する外側リ
ングとから構成されることを特徴とする移動体の駆動機
構。 - 【請求項２】 リンクを第２の自在継ぎ手に対して軸方
向移動させる手段が、リンクに設けられた雄ねじと、雄
ねじに螺合するロータと、ロータを回転可能に支持する
と共に内側リングの側部に固着されたステータとからな
るサーボモータである事を特徴とする請求項１記載の移
動体の駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11246298A JP3602719B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 移動体の駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11246298A JP3602719B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 移動体の駆動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11300560A true JPH11300560A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3602719B2 JP3602719B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=14587250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11246298A Expired - Fee Related JP3602719B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 移動体の駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3602719B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005025815A1 (ja) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Tmsuk Co., Ltd. | 直動リンク装置及びそれを備えた２足歩行ロボット |
| WO2005025814A1 (ja) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Tmsuk Co., Ltd. | ２足歩行ロボットの下半身モジュール |
| JP2014091188A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Jtekt Corp | 工作機械 |
| WO2024029226A1 (ja) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 株式会社鷺宮製作所 | 伸縮装置およびこれを備える試験装置 |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP11246298A patent/JP3602719B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005025815A1 (ja) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Tmsuk Co., Ltd. | 直動リンク装置及びそれを備えた２足歩行ロボット |
| WO2005025814A1 (ja) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Tmsuk Co., Ltd. | ２足歩行ロボットの下半身モジュール |
| US7498758B2 (en) | 2003-09-12 | 2009-03-03 | Tmsuk Co., Ltd. | Lower half body module of bipedal walking robot |
| JP2014091188A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Jtekt Corp | 工作機械 |
| WO2024029226A1 (ja) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 株式会社鷺宮製作所 | 伸縮装置およびこれを備える試験装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3602719B2 (ja) | 2004-12-15 |
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|---|---|---|---|
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| A521 | Written amendment |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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