JPS5857556A - プ−リおよびベルトを備えた直線移動駆動装置 - Google Patents

プ−リおよびベルトを備えた直線移動駆動装置

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JPS5857556A
JPS5857556A JP57156016A JP15601682A JPS5857556A JP S5857556 A JPS5857556 A JP S5857556A JP 57156016 A JP57156016 A JP 57156016A JP 15601682 A JP15601682 A JP 15601682A JP S5857556 A JPS5857556 A JP S5857556A
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pulley
belt
movable body
drive device
linear movement
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JP57156016A
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ジヤン−ロベ−ル・パズマ−ル
ガストン・ケルジアン
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Regie Nationale des Usines Renault
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Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 む支持体に対する可動体の直線移動ＫＪＲ換するための
装置に関し，と＜Ｋ，プーリおよびベルトとくに円筒状
リムを有するプーリに轡きつく薄い金属製のベルトによ
る変換を利用する鋏，置に関する。
本発明は、軸体の軸方向にずれ、同一径の一つのブーり
に巻きつけられ、力が互いに拮抗する一つのベルトを利
用することにあり、各々のベルトは対応するグーＩＪ　
Ｋ固定される第７端部と、可動体に直接または間接に固
定される第一端部とを有し，１つのプーリの１！きつき
方向は反対方向であり，一方または他方の方向へ軸体が
回転すると，一方のベルトはをきつき、他方のベルトは
ほどけるようＫなっている。
本発明は実施条件によシコつの基本形態がある。
可動体の移動方向の寸法が支持体の対応する寸法より大
きい場合は、２つのベルトの前記第一端部は隔置された
固定点で可動体に固定され、一つのベルトの直線状部分
は一つのプーリに接する同一平面上に配置されたま＼上
記固定点から二重プーリの方向へ向けて張られる。
これに対して可動体の移動方向の寸法が対応する支持体
の寸法より小さい場合は；コっのベルトの前記第一端部
は互いに比較的近い点で可動体に固定され、一方のベル
トは支持体の一端に配置された二重プーリの１つのプー
リの方向へ分れて行き、ずらせて配置された他方のベル
トは支持体の他端に配置された中間プーリの方向へと分
れて行き、さらＫそこから折り返し部分により二重ブー
りの中の他のプーリの方へ行く。
それぞれのベルトが対応するプーリに／回転以上舎きつ
くことができるようＫする九め、このプーリの円筒状外
周の内１１Ｋ＜りぬき部を設け、くりぬき部の先は大径
の円弧部となってベルトの出て行く方向に円筒状の外周
と連結されており、ベルトはこのくシぬき部の内１１に
固定され、次にベルトの第１端部の上に外形部材を充填
することにより（夛ぬき部が元の円筒状面に再構成され
る。とくにベルトは高い抗力をもった薄い金属帯から成
り、好ましくは溶接または接着された補強端部と、プー
リ側と充填部材側とに対向して同時に明けられた穴に位
置決めビンを通すことにより固定される固定部とを備え
、充填部材は例えばネジ手段によりプーリに固定される
。
他の改良として１本発明では円筒状箱と中心軸との間に
配置され之傘型バネ座金を積層してなる弾性補償装置と
、該積層バネ座金の圧縮力をマイクロメータネジによっ
て調整する装置とが配置され、可動体が支持体より大き
い第７の実施例の方法においては一方のベルトの前記第
一端部と可動体との間に前記弾性補償装置が配置され、
これに対し可動体が支持体より小さい第一の実施例の方
法においては一方のベルトの前記第一端部と中間プーリ
を通るベルトの折り返し部分との間に補償装置が配置さ
れる。この後者の場合には、第一のベルトは別々の一つ
の部分に分けられ、その一つの部分の間に、二重プーリ
と中間プーリとの間において常に圧縮された状態で補償
装置が配置される。
本発明はとくに二重移動のロボットのアームに適用する
ことができ、第１の実施例の方法が支持板上でのアーム
の水平方向移動に使われ、第一の実施例の方法が可動体
を構成する前記支持板を枠に対して移動するのに使われ
る。
本発明の他の特徴は、添付図面に示された実施例の以下
の説明に記載されている。
基本的な機構を理解するために、まず第１図を参照して
瞬間的に静止していると仮定した支持板ＰＫ対して可動
体Ｍを移動させるとする。
可動体Ｍは適切な直線滑動結合装置により板ＰＫ対して
滑動自在に取り付けられている０例えば、可動体Ｍに固
定された滑動部材／においては、その両縁にりｊ６斜面
が一つ備えられており。
この滑動部材は、板’ＰＫ固定され軸のまわりを回ル参
つのコロ−によって支持され、こレラノコロは滑動部材
／の断面に対応するＶ字状断面の溝をそれぞれ備えてい
る。当然ながら、これらのコロは高精度で位置決めされ
、遊びのないように調整されている。簡単のため可動体
Ｍは例えば水平方向に移動するものとする。
板Ｐに対し可動体ｙを直線往復運動させるため軸体Ｊが
配設され、該軸体は１両方向に回転するサーボモーター
として図示された適当な電気機械装置、ｔたは流体装置
によシ回転駆動される。
本発明によれば、軸体３の回転運動を可動体Ｍの直線運
動に変換する丸め、軸体３の軸方向にずれ、互いに反対
の力が働く一つのベルト！および番が使われ、これらの
ベルトは、同一径の一つのプーリ７およびｔ（従って単
一ドラムとして結合されたものでもよい）に巻きつけら
れる。一つのプーリを過大な直径にしたシ、サーボモー
タダのトルクを過度に高くすることなく可動体Ｍの行程
を十分にとるために、換言すればベルト！および６がそ
れぞれのブー９？およびｔＫＩ巻き以上善きつくように
するためＫ。
プーリクまたはｔへそれぞれのベルトの第１ｆｉ１部を
固定するのに第一図に示した固定装置を使うことが好ま
しい。
このために１例えばくさびで軸体、７に止められ九プー
リ？は図示されたようか形状のくりぬき部をその周囲に
備えている。すなわち、プーリの円筒状の外周の内側に
直線部である平らな部分デをとくに設け、その延長上に
はベルト！に折れ目ができることを防ぐために前記円筒
状の外周に一致する大径の円弧部１０が設けられている
。このベルト３は厚さが非常に薄く抗力の大きい薄帯ま
たはストリップのような薄い金属帯から成り、好ましく
はプーリクと接する前記第７端部ｌ／は、該端部ｌ／の
両面にそれぞれ溶接される２つの小平板から成る補強材
！−を備えているのが良い◎この補強材は平らな部分ｔ
に取シ付けられそこで固定されるが、端部ｌ／と補強材
ｌコの結合体に明けられた穴とプーリに明けられた穴／
ヂとを貫通する位置決めビン／３によって正確に位置決
めされる。さらに本発明によれば、これら全体の上に充
填部材／ｊが配設され、その内側形状はくりぬき部と補
強材とによる形状に一致し、その外側形状は円弧部ｉｏ
に至るまで、くりぬき部除去前のプ＋　１７７の円筒状
面と全く同じ形状（再構成される。
この充填部材ｌｊは１位置決めビン／ｊを通すための穴
／Ａを備え、ｆた。プーリのタップ穴／９にネジ止めさ
れる固定ネジ／ｊを通すための肩代１７も備えている。
こうしてプーリクが回転してベルト！が完全に１回転Ｏ
Ｓつけられて充填部材ｌ！の部分が覆われた後は、使用
ベルトが薄いためにきわめてわずか増加した新しい半径
の所に該ベルトが巻きつけられる。
当然ながらもう一方のプーリｔはベルト６のための同様
な固定装置を備えているが、その方向は反対で、適当な
角度だけずらせて固定されている。
ベルト！の第：１端部コθ、″！たはベルト１の請コ端
部コ／は、可動体Ｍ［これら一つの端部が固定できるよ
うに補強材／コと同様な端部補強部を備えている。
しかし、たとえばネジ止装置−一のように端部コｌがも
し可動体Ｍに直接固定されるならば。
他端コ０は第３図に瞳側に示されたような弾性補償装置
ＣＩを介して可動体ＭＫ固定されることが好ましい、前
記補償装置は基本的にはバネ座金コ３を積層した圧縮バ
ネを含み、これが円筒形の箱ａＩＩの中に収納され、引
張案内軸コｊが該バネを貫通した構成となっている。こ
の軸コ３は箱コダの底部コ孟を貫通し、軸の外ＩＩｌ端
部には、軸固定装置コＨｃよって端部コ０を固定するた
めのヨークコクが備えられていル、軸、２ｊの他端はネ
ジ山が切られ、積層バネ座金Ｊｊの上にはめられた座金
３０を介してナツトコブが取り付けられる。箱コ参は栓
３１で密閉されることも可能であり、この連結された箱
λ亭はその外側に細かいネジ山が切られて可動体Ｍの端
部壁ＪＪに通され、そのネジ切シされた部分が隣村ナン
）ＪＪでネジ止めされて壁３コにとりつけられ、積層バ
ネ座金コＪの圧縮力が調整される。
ベルトに過度の張力があるとこれを破損する危険があり
、′また不十分な張力では好ましくない遊びを生じるこ
ととなり、可動体ＭＫ必要な力を与えることができない
が、この補償装置１によれはベル）ｊおよび４の組立体
の予応力を精密ＫＭ整することができる６弾性補償装置
Ｃ。
はいろいろな場合、と〈Ｋベルトの巻きつけが１回転以
上行なわれるようなこの例の場合上述したような轡きつ
き半径の徽少な変化を補償するのに有効である。
板Ｐに対しｊ＝Ｊ動体Ｍを直線移動する九めの上述した
実施例の方法は、移動方向における可動体の寸法が支持
体（この例では板Ｐ）の対応する寸法よシずつと大きい
場合にそれがどんな方向であっても可能である。この場
合二重プーリクーＩ＃′ｉ一部一〇と２７の間に配置さ
れ、ベルトｊおよび６の直線部分は一つのブーり組立体
に接する同一平面上にあり、ベルトは固定点である端部
コ／およびネジ止装置λコからこの二重プーリの方に向
けて張られている。しかし。
移動方向における可動体の長さが支持体の対応する長さ
よシ短かい場合には実施例を変更することＫより対応で
きる。この場合には、支持体の一端に二重プーリを、他
端には補助的な中間プーリを配置し、この両端部の間に
可動体を配置することが好ましい。
この第一の実施例による方法を説明するために、再び第
１図を参照して、枠である支持体Ｂに対して板Ｐを垂直
移動する場合について説明する。第１の実施例において
可動体Ｍが滑動する支持体の役割をしていた板Ｐが、こ
の第一の実施例においては支持体Ｂに対して垂直方向に
滑動する可動体を構成している。前述の例における滑動
案内装置については、参つの溝付コロ１０コと協働する
滑動部材／θ／によって構成することができるが、この
例の場合垂直方向には可動体Ｐが短かく支持体Ｂが長い
ことを考えると、第７の実施例では可動体が滑動部材ｌ
でろシコロコが水平位置を保っていたのに対し、今度の
実施例では滑動部材１０／は固定されコロ１０−は板Ｐ
と共に動く方が好ましい、符号ｉｏ３ないし１０１は所
望の行程に適したベルトの長さになっている点を除き、
前述の実施例の軸体３ないしグーＩＪ　ｊの部分に相当
する部分を示している。大きな相異点は、ベルトｉｏｚ
および１０孟のコつの固定点である第一端部／２２ａお
よび／ココｂが、板Ｐの垂直方向の寸法に合わせである
ため比較的接近しており、このコ点は軸体１０３の軸方
向に常にずれてはいるが、一つのベル）　１０！ｒおよ
び１０４け互いに離れる方向にコつの固定点から出て行
く、すなわち、一方のベルトはブーＩＪ　／　０７の方
へ、他方は軸体１０Ｊと平行な軸体／ｊノのまわりを空
転する補助中間プーリｉｒｏの方へ向かう。　したがっ
て一つのベルト／θ！および１０４け今度の実施例では
二重プーリ１０りおよび１０１．および中間ブーＩＪ　
／　＆θに同時に接する同一平面上に常にある。ベルト
１０４は中間プ〜すを通って折り返し二重プーリ１０ク
ー１０１の中のブー＋）１０１の方へ向かう。ベルトの
予応力の弾性補償を確実にするため、中間プーリ／　＆
０に一般の方法を鰐じることもできるが、好ましくは弾
性補償装置Ｃ１を構成するために前述の弾性補償装置Ｃ
３を採用すると良い、この補償装置Ｃ！は、その詳細に
ついて第参図に示すように、中間グー９１１０から二重
グーＩ）　／θ７，１０１を回って行くベルトの折や返
し部分に取や付けることができる。この丸め、この折り
返し部分は第１図に示され念ように１つのベルト部分１
０１および１０４＆に分割される。
この場合には、バネ座金ｌコ３を収納する箱／コ参は、
固定部である壁３コに堰り付けられないで、栓／３／を
介してベル）　１０４の補強端部ｌココに固定される。
栓／３／は軸固定または軸連結を可能とするようヨーク
の形をしている。
その結果調整が必要となるので１図に示すような１例え
はネジ切りされた連結装置および止めナツト装置により
、　軸／コ！の端部において調整可能にしたヨーク／コ
クがとりつけられる。
前述のナツトコブは頭部ｌコ９によって置き換えられ、
該頭部は、座金／ＪＯを介して積層バネ座金／２ｊｌ（
常に支持される。調整に必要な軸ｌλ！の回転を得るた
め、　この軸の突出部分には一つの平面部１３ダが設け
られ、ｉｌｌ整時に回転力を掛けられるようにしである
・ 轟然ながら、二重プーリ１０’ｌ−１０１と中間プーリ
１５０の間に常にあるベルト１０４−１０４＊のある一
点に弾性補償器Ｃ，が配設される。　この第１の実施例
の方法は可動体が支持体よりも短い場合であり、全ての
方向、と（に前述したように板Ｐと水平アーム可動体Ｍ
との組立体を垂直方向に移動させる場合にも適用され得
るもので、この可動組立体の重さは釣合鍾（図示せず）
の手段によって補償することもできる。水平方向および
垂直方向の二重移動式のこのようなブーふけ直角座標系
移動のロボットのアームとしてとくに採用でき、この場
合はサーボモータと小型のプーリによる大きな減速と太
き表行程を有する点で特に有利である。本発明は軸の回
転運動を直線運動に変換するいかなる場合にも適用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は一部をすかして見えるようにし、それぞれが移
動することのできる一つの方式を使つた二重移動装置の
斜視図、第一図はベルトの固定部を備えた二重プーリの
構成要素の拡大断面図、第３図、第参図は一つの実施例
の方法における弾性補償装置についてそれぞれ軸方向断
面の詳細を示した拡大断面図である。 ３．１０３＠・軸体、参、１０亭・・サーボモータ、！
、４，１０！、１０４，１０４＆　＠　＊ベルト、り。 ｔ、１０７．１０１・・プーリ、デ・・直線部。 １０・・円弧部、　　／／・・第１端部、ｌ！・・充填
部材、コＯ０λ／、／ココ亀、／ココｂ、・第一端部、
コＪ、／１３・・バネ座金（弾性部材）。 −亭、／コ参・　−箱、　　−に、／コＩ・　・軸、　
　コツ。 ｌコク・・ヨーク、／！０６　・中間プーリ、Ｍ・・可
動体、Ｂ・・支持体、　　０．、Ｃ，・・弾性補償装置
。 ３６０− ＦＩＧ、２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｌ　軸体（Ｊｔたは１０３　）を回転駆動するサーボモ
    ータ（４Ｉまたは１０亭）と、軸体Ｃｌ４走は１０３　
    ）の軸方向にずれ、同一直径の一つのプーリ（７，ｔま
    たはｌＯり、　１ｏｔｔ　）に巻きつけられる一つのベ
    ルト（ｊ、６またはｉｏｓ　、　ｉｏｂ　）を使った運
    動変換部とを備え、各ベルトの第１端部（／／）は対応
    するブー’ＪＫ固定され、各ベルトの第コ端部（−〇、
    コｌまたＦｉ／ココａ。 ／ＪＪｂ　）は可動体（Ｍま九はＰ）に固定され、その
    巻きつき方向は反対向きであ夛、軸体の一方または他方
    の方向のそれぞれの回転によシ、一方のベルトは巻きつ
    き、他方のベルトはほどけるようになっている方式の、
    支持体に対して可動体を直線滑動させる駆動装置におい
    て、各ベルト（３）の前記第１端部（ｉｉ）は、対応す
    るプーリ（７）Ｋプーリの円筒部に設けられたくりぬき
    部の内１１ｉｌにおいて固定され、くりぬき部は直線部
    （テ）を備えており、その延長上では大径の円弧部（ｉ
    ｏ）　Ｋよって円筒部へ接続され、前記第１端部（ｌ／
    ）を棲い前記くり抜き部を充填する充填部材（／Ｊ）を
    配設し、くり抜き部の外形はグーりの円筒表面を再構成
    する面により形成されることを特徴とするプーリ及びベ
    ルトを備え走置線移動駆動装置。 λ　ベルトの予応力の張力の弾性補償装置を備え、前記
    補償装置（ａ、またはＣｔ）が弾性部材を有する直線移
    動駆動装置において、前記弾性部材（コＪ′４１たけｌ
    コＪ）Ｌ箱（λ参またはｌλ亭）の中に収容されて軸（
    コＳまたはｌｊｊ）により貫通され、前記軸はベル）　
    ｉｆ九は１０４ｋ　）の端部にヨーク（コアｆたけ／コ
    ク）により固定され、前記箱は可動体の一部（ｊｊ）ｔ
    たは他方のベル）　（１０４）に固定されることを特徴
    とする特許請求の範囲第７項記載のプーリ及びベルトを
    備えた直線移動駆動装置。 １　弾性補償装置（’ｔまたはＣｔ）が弾性部材（−２
    ３または／コＪ）の圧縮力のマイクロメータ調整装置を
    有する直線移動駆動装置において。 前記調整装置が箱（：１ヂ；ｌコ参）と同軸のネジナツ
    ト結合体（Ｊま一コデ；／討−ｌコア）Ｋよシ構成され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載のプーリ
    及びベルトを備えた直線移動駆動装置。 久　移動方向における可動体（補の長さが、対応する支
    持体（Ｐｉの長さよシ長い場合で、前記二重グー！Ｊ（
    ？−ｊ）が可動体（→上のベルトの前記第一端部（−〇
    、コｌ）の固定点の間に配置され、ベルト（！および６
    ）の直線部は前記固定点から前記二重ブーＩＪ（？−ｇ
    ）の方へ向かって張られ且つ前記二重プーリに接する同
    一平面上に配置され、前記第−一部の可動体（Ｍ＋への
    固定は前記弾性補償装置（Ｃ１）を介して行なわれる場
    合にとくに適用できる直線移動駆動装置において、前記
    補償装置の箱（コリが可動体伴）の壁（３コ）Ｋとシつ
    けられることを特徴とする特許請求の範囲第一項および
    第３項のいずれかに記載のプーリ及びベルトを備えた直
    線移動駆動装置。 移動方向における可動体ＣＰ＋の長さが支持体（Ｂ）の
    対応する長さより短い場合にとくに適用できる直線移動
    駆動装置において、支持体（Ｂｌの一端に配置される前
    記二重ブー１）（１０クーｉｏｔ　）と、前記支持体の
    他端に配置される補助の中間プーリ（／！ｔＯ）との間
    に可動体（至））が配置され、ベルトは、前記ベルト（
    ／θりｌ１０４）の可動体への固定点である第一端部（
    ／２２ｅｔ　。 ／ココｂ）から、一方のベルトは二重プーリ（１０クー
    １０１ンの第１グーリ（ｌθ７）の方へ、他方のベルト
    は前記中間プーリ（Ｂ−０）の方へ向がい、そして３つ
    のプーリに接する同一平面上に位置しながら分れて行き
    、前記二重プーリのｆＲコブ−ＩＪ　Ｃｌ０ｒ）へ向か
    う前記他方のベルトの折り返し部分（＃＞４−１０Ａｅ
    、）は前記平面とはソ平行な平面上に位置することを特
    徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
    に記載のプーリ及びベルトを備えた直線移動駆動装置。 べ　前記弾性補償装置ＣｉＬ　二重プーリ（ｉｏｙ−ｉ
    ｏｔ＞と中間プーリ（／！０）との関に常に位置する前
    記折り返し部分（１０４−１０ｔ＆）Ｋ配されることを
    特徴とする特許請求の範囲第７項および第一項、またＦ
    ｉ、第７項および第３項記載のプーリ及びベルトを備え
    た直線移動駆動装置。 ２、特許請求の範囲第ダ項記載のプーリ及びベルトを備
    えた直線移動駆動装置と、第一項または第６項記載のプ
    ーリ及びベルトを備えた直線移動駆動装置とを組合せて
    備え、一方の支持体？）は他方の可動体を構成すること
    を特徴とする直交座標系二重駆動装置。
JP57156016A 1981-09-15 1982-09-09 プ−リおよびベルトを備えた直線移動駆動装置 Pending JPS5857556A (ja)

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