JPS6230100A

JPS6230100A - 座標上の物体の移動機構

Info

Publication number: JPS6230100A
Application number: JP16859085A
Authority: JP
Inventors: 陽一上石
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1987-02-09

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】〔発明の利用分野〕本発明は、自動製図装置のように、ある物体例えばペン
ヘッドを座標上で移動させるための座標上の物体の移動
機構に関する。

〔発明の背景〕

自動製図装置は、記憶装置に記憶されている座標をとり
出し、これに応じて移動機構における駆動源を駆動して
ペンヘッドを移動させて当該ペンヘッドに取付けられた
ペンにより自動的に６作図を行なう装置である。以下、
従来の自動製図装置について、説明する。

第９図は従来の自動製図装置の移動機構の平面図である
。図で、１は作図用紙が張設される図板、２．３はそれ
ぞれ上下に設けられたレールである。

ここで、座標軸の方向を図のＸ、Ｙのように定めると、
レール２．３はＸ方向に沿って設けられる。

４はレール２．３上を移動するビーム、５はビーム４上
に設けられＹ方向に移動可能なペンヘッドである。６は
図板１の上部右端に固定されたモータ、７はモータ６に
より回転されるプーリ、８は図板１の上部左端にブーＵ
　７に対向して設けられたプーリである。９はプーリ７
．８に掛け渡され、その両端がビーム４の上部に固定さ
れた柔軟性を有する線材である。１０はビーム４の上部
に設けられたモータ、１１はモータ１０により回転され
るプーリ、１２はビーム４の下部にプーリ１１に対向し
て設けられたプーリ、１３はプーリ１１．１２に掛け渡
され、その両端がペンヘッド５に固定された柔軟性を有
する線材である。

このような移動機構において、モータ６が駆動されると
、プーリ７．８および線材９を介してビーム４がレール
２，３上を移動し、ペンヘッド５はＸ方向に移動せしめ
られる。又、モータ１０が駆動されると、ブー１月１．
１２および線材１３を介してペンヘッド５がビーム４上
をＹ方向に移動せしめられる。さらに、モータ６．１０
が同時に駆動されると、ペンヘッド５はその駆動に応じ
たＸ、Ｙ合成方向に移動せしめられる。

上記移動機構は、Ｘ軸方向の移動系統とＹ軸方向の移動
系統がそれぞれ独立しているため、自動製図装置におい
て図形処理機能を有する制御装置の内部で処理される２
次元座標と１軸ずつ対応させることが容易であり、処理
が簡素化されるという優れた長所を有する。しかしなが
ら、上記移動機構は、ペンヘッド５をＹ方向に駆動する
ためのモーター０がビーム４上に搭載されているため、
ビーム４を強固な構造とする必要があり、ビーム４自体
およびその上に搭載される部材の合計重量が大きい。こ
の結果、ビーム４を移動させるモータ６の容量も大きく
なるという欠点を有していた。

このモータ６の容量の増大は、単に上記合計重量に対応
させて増大させればよいというものではなく、次の理由
による要望に応じた分も増大させねばならない。即ら、
モータ６の駆動力をＦ、ビ負一ム４の重量（慣性モーメント）をｍ、ビーム４の移動
に必要な加速度をαとすると、 α−□　　　・・・・・（１）が成立する。ここで、モータ６、プーリ７．８および線
材９の慣性モーメントは充分小であるとみてこれを無視
し、例えばビーム系の上記合計重量が２倍（２ｍ）にな
った場合を考えると、必要加速度αを得るには、モータ
６の駆動力を２倍（２Ｆ）にする必要がある。

ここで、線材９の剛性をｋとすると、一般に線材９の固
有振動数ωは次式で表わされる。

ω　　＝　□　　　　・　・　・　・　・　（２）これ
により、モータ６により線材９に力Ｆを与えたとき、線
材９とビーム４との間には振動系の動作が入り、１／ω
の時間を周期とする振動が発生する。この振動の振動数
ωが充分大きいと、線材９の振動による変位は極く僅か
であるが、振動数ωが小さいと変位が大きくなり、これ
がビーム４に影響を与える。そして、例えば、ビーム系
の上記合計重量が２１合（２ｍ）になった場合を考える
と、線材９の固有振動数をビーム４に影響を与えない（
２）式の振動数に保持するためには、線材９の剛性を２
倍（２ｋ）にする必要がある。それには、綿材９として
、開くで径の大きなものを用いねばならず、しかも、こ
のような線材９を用いた場合、プーリ７．８も径の大き
なものとしなければならない。そして、プーリ７．８の
径を大きくすると、その慣性モーメントは径の２乗とな
るので、これを無視することはできなくなり、この慣性
モーメントの増加によりモータ６の負荷がさらに増大す
ることになる。結局、ビーム４にモータ１０のような重
量物を載せると、単にビーム４の荷重が増加するだけで
なく、系全体を高剛性としなければならず、ビーム４の
荷重増加分以上のモータ６の容量増加が必要となる。

さらに、第９図に示す移動機構は次のような欠点をも有
する。今、モータ１０の負荷とモータ６の負荷とを比較
すると、モータ１０の負荷はブー１月１゜１２）線材１
３およびペンヘッド５のみであるのに対し、モータ６の
負荷は、モータ１０の負荷に加えてさらに、モータ１０
．ビーム４．プーリ７．８および線材９となる。このた
め、線材９の剛性ｋＸを大きくしても、Ｘ方向移動系の
固有角振動数ω８とＹ方向移動系の固有角振動数ω７と
を比較すると、線材１３の剛性をに７、モータ１０の合
計負荷をｍｖ、モータ６の合計負荷をｍＸとするとｒｎ
ｘ　　＞　　ｍＹ　　　　　　・・・・・（３）ｋＸ　
＞　ｋＹ　　　　　・・・・・（４）であるからｍＸ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｍＹ・・・
・・（５）の関係となり、Ｘ方向移動系の固有振動数ωつが小さい
移動機構、即ち、Ｙ方向に比べてＸ方向の機械系共振周
波数ｆ　（−ω／２π）が低い移動機構となる。

このような機構において、モータ６とモータ１０を同時
に回転加速してＸ、Ｙ合成方向に直線的な軌跡を描かせ
ようとしても、加速当初にうねりが生じるのを免れるこ
とはできない。これを第１０図に示す。第１０図で横軸
にはＸ方向の変位量、縦軸にはＹ方向の変位量がとっで
ある。回転加速当初においては、（５）式の関係からＸ
方向の移動が遅れ、次いで、Ｙ方向の移動に追いつこう
とする。かくして、その軌跡は、振動成分が充分に減衰
するまで、破線で示す理想的な直線とならず、実線で示
すように蛇行してうねった軌跡となるという欠点を生じ
ていた。

さて、これらの欠点を避けるため、他の構成の移動機構
をいくつか考えることができる。以下、これらを図によ
り簡華に説明する。

第１１図は他の移動機構の平面図である。図で、第９図
に示す部分と同一部分には同一符号が付しである。　１
５はペンヘッド５をＹ方向に移動させるモータであり、
図板１に設けられている。１６はモータ１５により回動
せしめられるプーリである。１７゜１８はビーム４の上
部においてＸ方向に並置されたプーリ、１９．２０はビ
ーム４の下部においてＸ方向に並置されたプーリ、２１
．２２はペンヘッド５上に上下に配置されたプーリであ
る。２３．２４．２５はそれぞれプーリ１６と共に図板
１の４隅に配置されたプーリ、２６はこれらプーリに掛
け渡されたエンドレスの線材である。線材２６は、プー
リ１６．１７．２１゜１８、２４．２５．２０．２２．
１９．２３．１６の順に掛け渡されている。２７は線材
２６に適宜のテンションを与えるプーリである。

上記の移動機構で、Ｘ方向の移動は第９図に示すものと
同じである。即ち、モータ１５が停止している場合、プ
ーリ１６は他の力で動かず、かつ、プーリ１６において
線材２６のスリップも生じないので、今、モータ６が駆
動されると、プーリ１７．２１．１８から綿材２６が一
方向に送り出され、プーリ２０．２２゜１９から線材２
６が他方向に送り出されてビーム４がＸ方向に移動せし
められる。又、線材２６が送り出される量は両方向とも
等しいので、プーリ２１．２２においてテンションを受
けているペンヘッド５は平衡状態にあり、Ｙ方向には移
動しない。モータ６が停止し、モータ１５が駆動される
と、前記の平衡状態はくずれ、ペンヘッド５はＹ方向に
移動する。

この移動機構は、モータ１５をビーム４上に搭載しない
で固定部たる図板１に設けたので、ビーム４およびそれ
に搭載される部材の合計重量は低減されるはずである。

しかし、このような機構においては、ペンヘッドをＹ方
向に移動せしめるためのプーリの数が多くなり、このプ
ーリの数の増加により、Ｙ方向移動系の全慣性モーメン
トが増加する。そして、当該移動系の共振周波数を小さ
くしないようにするためには線材２６に余分にテンショ
ンを与える必要がある。さらに、その構造上、る。この
ように、剛性の大きな線材２６に余分なテンションを与
えるので、別途プーリ２７を必要とするばかりでなく、
ペンヘッド５にはプーリ２１．２２を介して両側からテ
ンションが加えられることになり、ペンヘッド５はこれ
に耐えるだけの補強された構造が必要となり、その重量
は本来必要とする重量よりさらに大きな重量となり、か
つ、両モータの負荷の大きさも異なり、結局、モータ１
５をビーム４上から除去した効果は薄れ、依然として可
動部の慣性モーメントが大きいという欠点が存在する。

第１２図はさらに他の移動機構の平面図である。

図で、１は図板、２，３はレール、５はペンヘッドであ
り、これらはさきに示したものと同じである。２５．２
６は図板１の左右にＹ方向に沿って設けられたレール、
２７．２Ｂ、　２９．３０はそれぞれレール２）２６．
　３．２５を移動するキャリヤである。３１゜３２）３
３．３４はそれぞれキャリヤ２７．２Ｂ、　２９．３０
上に設けられた滑車である。３５はペンヘッド５をＸ方
向に移動させるモータ、３６はモータ３５により回転す
る滑車、３７は滑車３６と対向する位置に設けられた滑
車、３８．４０は動滑車、３９．４１は滑車である。

４３はペンヘッド５をＹ方向に移動させるモータ、４４
はモータ４３により回転する滑車、４５は滑車４４と対
向する位置に設けられた滑車、４６．４８は動滑車、４
７、４９は滑車である。５工は線材であり、その一端は
ペンヘッド５に固定され、他端は滑車３１．動滑車４６
．滑車４７に掛け渡された後キャリヤ２７に固定される
。５２は線材であり、一端がペンヘッド５に固定され、
他端は滑車３２．動滑車３８．滑車３９に掛け渡された
後キャリヤ２８に固定される。５３は線材であり、一端
はペンヘッド５に固定され、他端は滑車３３．動滑車４
８．滑車４９に掛け渡された後キャリヤ２９に固定され
る。５４は線材であり、一端がペンヘッド５に固定され
、他端は滑車３４．動滑車４０゜滑車４１に掛け渡され
た後キャリヤ３０に固定される。

５５は線材であり、中間に滑車３６．３７を介在させ、
その両端は動滑車３８．４０に固定される。５６は線材
であり、中間に滑車４４．４５を介在させ、その両端は
動滑車４６．４８に固定される。

この移動機構は対称構造となっているので、モータ４３
を駆動した場合についてのみ説明する。モータ４３を図
で時計方向に駆動すると、動滑車４６は右方へ、動滑車
４８は左方へ移動する。このため、線材５３はＹ方向下
向きに引かれ、その引かれた量に等しい量の線材５１か
繰り出される。結局、ペンヘッド５はＹ方向下向きに移
動する。

この移動機構は、ビーム４を必要としないが、その代り
に４つのキャリヤ２７．２Ｂ、　２９．３０と１６個の
滑車を必要とする。そして、これらキャリヤや滑車の数
が多いため、最終的には全慣性モーメントが増加し、前
述の欠点は解消されない。又、滑車の数だけ線材の折り
曲げ動作が行なわれることになり、滑車が多いことから
この折り曲げに要する力が動摩擦負荷と同様にモータの
負荷となり、その分、モータの容量を増加させねばなら
ない。

さらに、線材のテンションをペンヘッド５ですべて平衡
させねばならないので、ペンヘッド５の構造を補強しな
ければならない。さらに又、線材の系統が４系統あるた
め、機構が複雑となり、調整が困難になるという欠点も
生じる。

第１３図は他の移動機構の平面図である。図で、第１３
図に示す部分と同一部分には同一符号が付しである。６
０．６１．６２．６３はそれぞれキャリヤ２７゜２８、
２９．３０に設けられたプーリ、６４はモータ、６５は
モータ６４により回転するプーリ、６６、６７は図十反
１に設けられたプーリ、６８はモータ、６９はモータ６
８により回転するプーリ、７０．７１は図板１に設けら
れたプーリ、７２はプーリ６０．６５．６６、６７、６
２を介して両端がペンヘッド５に固定された線材、７３
はプーリ６１．６９．７０．７１．６３を介して両端が
ペンヘッド５に固定された線材である。

この移動機構も第１２図に示す移動機構と同じくビーム
を有さない方式である。今、モータ６８．ブーＩＪ６９
を停止し、モータ６４によりプーリ６５を反時計方向に
回転せしめると、プーリ６９．７０．７１が静止したま
ま、線材７２によってペンヘッド５が、Ｘ。

−Ｙ方向に移動する。プーリ６５を時計方向に回転する
とペンヘッド５は−Ｘ、Ｙ方向に移動する。

同様に、モータ６８によりブー１Ｊ６９を反時計方向。

時計方向にそれぞれ回転すると、ペンヘッド５はｘ、Ｘ
方向、−Ｘ、　−Ｙ方向に移動する。

この方式では、プーリの数は一見少ないが、例えば線材
７２にテンションが加えられていれば、プーリ６０は−
Ｘ方向に、又、プーリ６２はＸ方向に引かれ、プーリ６
０．６２を結ぶ線はレール２．３に対して直角とはなら
ず、ペンヘッド５がＹ方向に移動する場合、当該ペンヘ
ッド５はこの傾いた線材７２に沿って移動するので、実
質的に座標軸が傾いた状態と等しくなる。このような傾
きを補正するためには、キャリヤを左右両側から同時に
引いて平衡させねばならないが、このような平衡を得る
ためには、さらに多くのプーリを要し、結局、第１２図
に示す移動機構と同様の欠点を生じることになる。

第１４図は他の移動機構の平面図である。図で、第９図
に示す部分と同一部分には同一符号が付しである。７５
はモータ、７６はモータ７５により回転せしめられるプ
ーリ、７７はモータ、７８はモータ７７により回転せし
められるプーリ、７９．８０は図板１に設けられたプー
リである。８１．８２．８３．８４はそれぞれビーム４
の上部左右および下部左右に設けられたプーリ、８５は
ペンヘッド５上に設けられたプーリである。８６はプー
リ８３．７６、７９．８１．８５．８２゜８０、７８．
８７を介して両端をペンヘッド５に固定された線材であ
る。

今、モータ７５を時計方向に回転させると、プーリ７６
により線材８６が移動し、ペンヘッド５はビーム４上の
プーリ８３にガイドされて−Ｙ方向に引かれる。同時に
、ビーム４には、プーリ８３が引かれるため、−Ｘ方向
の力が加わる。一方、ブーＩＪ７９は時計方向に回転し
てビーム４上のプーリ８１を介し、ペンヘッド５上のプ
ーリ８５に対して線材８６を繰り出す。この結果、ペン
ヘッド５は−Ｘ、　−Ｙ方向に移動する。同様に、モー
タ７５を反時計方向に回転させると、ペンヘッド５はＸ
、Ｙ方向に、モータ７７を時計方向１反時計方向に回転
させると、ペンヘッド５はそれぞれ、−Ｘ、Ｙ方向、Ｘ
、−Ｙ方向に移動する。又、モータ７５を反時計方向、
モータ７７を時計方向に回転させると、ペンヘッド５は
Ｙ方向に、モータ７５とモータ７７とを同時に反時計方
向に回転させるとペンヘッド５はＸ方向にそれぞれ移動
する。

この方式では、２台のモータ７５．７７の負荷がそれぞ
れ相等しく、線材が線材７６の１系統である等簡素な構
成となっているが、ペンヘッド５上のプーリ８５は線材
系のたるみを引締め、かつ、当該系の固有振動数を引上
げるための強いテンションを直接受けるので、プーリ自
体を小型化することができず、又、ペンヘッド５も補強
された大型のものを必要とする。又、線材８６の両端を
ペンヘッド５に固定する点からも、その大型化が必要と
なる。

そして、このため、ビーム４も大型となり、線材８６の
剛性も又大きくなり、結局、上記の欠点は改善が困難と
なる。

以上のように、第９図に示す移動機構に対して他のいく
つかの移動機構が考えられるが、これらの移動機構はい
ずれも依然として第９図に示す移動機構の欠点を改善し
得るものではない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述の欠点を除き、系全体の負荷を小
さくすることができ、かつ、系全体の慣性モーメントも
小さくす（ことができる座標上の物体の移動機構を提供
するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、座標によって定
められた位置を移動するペンヘッド等の所定の物体を備
え、案内部によって座標の１つの軸に沿って移動部材が
移動できるようにしておき、この移動部材上と移動部材
以外の固定部分とに複数のプーリを設け、これらのプー
リにエンドレスとしたベルトを所定の順序で掛け渡し、
これによって、前記移動部材を移動させることができる
ようにするとともに、前記所定の物体を連結する連結部
が座標の他の軸に沿って移動できるようにし、又、前記
プーリのうちの所定のプーリに、固定部分に設けたモー
タを連結するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図未は本発明の第１の実施例に係る自動製図装置の
移動機構の平面図である。図で、１は図板、２．３は従
来の機構のものと同じレールである。１００はレール２
上を移動するキャリヤ、１０１はレール３上を移動する
キャリヤである。１０３．１０４はそれぞれ図板１上に
設置されたモータ、１０５．１０６はそれぞれモータ１
０３．１０４により回転せしめられるプーリである。１
０７，１０８はキャリヤ１００上に設置されたプーリ、
１０９．１１０はキャリヤ１０１上に設置されたプーリ
、１１１はプーリ１０５と対向する位置において図板１
に設置されたプーリ、１１２はプーリ１０６と対向する
位置において図板１に設置されたプーリである。１１３
は柔軟性を有し、かつ、伸び縮みしない線材である。綿
材１１３はプーリ１０５゜１０７、１０９．１０６．１
１２．１１０．１０８．１１１．１０５に順次エンドレ
スに掛け渡されている。１１３Ａは、線材１１３におい
て、プーリ１０７．１０９間の張設部の中央部分を示す
。なお、Ｘ、Ｙは座標軸の方向を示し、１１４はプーリ
１１１にテンションを与えるテンション部材を示す。

次に、本実施例の動作を説明する。今、モータ１０３、
１０４を同時に、図で時計方向（以下、時計方向をＣＷ
とする。）に回転させると、ブー＋Ｊ１０５における線
材１１３の移動はプーリ１０７．１０９を介してプーリ
１０６に伝達される。このプーリ１０６はモータ１０４
によりＣＷ力方向回転しているので、線材１１３はプー
リ１０６に入り、ここから移動した長さと同一長さだけ
送り出され、プーリ１１２．１１０゜１０８．１１１を
介してＣＷ力方向回転しているプーリ１０５に入り一巡
する。この場合、キャリヤ１００についてみると、線材
１１３は、プーリ１０７から繰り出される線材１１３の
量と同じ量だけプーリ１０日から戻されてゆくので、キ
ャリヤ１００では力が平衡し、キャリヤ１００は停止し
たままである。キャリヤ１０１についても同様である。

したがって、部分１１３Ａは−Ｙ方向に移動することに
なる。ここで、モータ１０３による線材１１３の移動長
さをＵ、モータ１０４による移動長さをＶ、部分１１３
への移動距離をｙとすると、これらの間では（Ｕ＋Ｖ＝
ｙ）の関係が成り立つ。

上記の場合とは逆に、モータ１０３．１０４が同時に、
図で反時計方向（以下、反時計方向をＣＣＷとする。）
に回転させると、線材１１３の移動は上記の場合と逆に
なり、キャリヤ１００．１０１は停止し、部分１１３Ａ
は＋Ｙ方向に移動する。

次に、モータ１０３をＣＷ力方向、−Ｅ　−夕１０４を
ＣＣＷ方向に回転させると、まず、プーリ１０５によっ
て、線材１１３はキャリヤ１００のブー＋Ｊ１０７にお
いて繰り出され、プーリ１０８において巻込まれる。一
方、プーリ１０６によって、線材１１３はキャリヤ１０
１のプーリ１０９において繰り出され、プーリ１１０に
おいて巻込まれる。このようにキャリヤ１００、１０１
の右側では、いずれも線材１１３が繰り出され、左側で
は、いずれも線材１１３が巻込まれる状態となる。この
結果、キャリヤ１００．１０１にはいずれも−Ｘ方向へ
動く力が加えられたことになる。

一方、部分１１３Ａをみると、ブーＩＪ１０７から線材
１１３が−Ｙ方向へ、プーリ１０９からは線材１１３が
＋Ｙ方向へそれぞれ繰り出されることになり平衡が保た
れる。結局、全体を綜合すると、部分１１３Ａは−Ｘ方
向へ移動することになる。ここで、モータ１０３による
線材１１３の移動長さをＵ、モータ１０４による移動長
さを■、キャリヤｉｏｏ、　１０１の移動部＾１１をＸ
とすると、これらの間では（−Ｕ　＋　Ｖ　＝　−Ｘ）
の関係が成り立つ。

これとは逆に、モータ１０３をＣＣＷ方向に、モータ１
０４をＣＷ力方向回転させると、キャリヤ１００゜１０
１は＋Ｘ方向に移動し、部分１１３Ａも＋Ｘ方向に移動
する。

次に、モータ１０３をＣＣＷ方向に回転させ、モータ１
０４を停止させておくと、線材１１３はキャリヤ１００
のプーリ１０７において巻込まれ、プーリ１０８におい
て繰り出されようとする。ところが、モータ１０４が停
止しているので、線材１１３がプーリ１０５の方へ長さ
Ｕだけ引かれると、キャリヤ１００は＋Ｘ方向へ移動し
、同時にキャリヤ１０１も＋Ｘ方向へ移動する。キャリ
ヤ１００．１０１が＋Ｘ方向へ移動することによって、
プーリ１０８，１１４問およびプーリ１１０，１１１間
は線材１１３が不足することになるが、この不足分はプ
ーリ１０５から線材１１３が長さＵだけ繰り出されるこ
とにより補給される。一方、部分１１３Ａ自体はプーリ
１０７で線材１１３が巻込まれることにより＋Ｙ方向に
移動する。このような移動において、キャリヤ１００．
１０１の＋Ｘ方向への移動距離をＸ、部分１１３Ａの＋
Ｙ方向への移動距離をｙとすると、キャリヤ１０１が＋
Ｘ方向へ移動した距離Ｘだけ線材１１３が−Ｙ方向に移
動する。又、キャリヤ１００．１０１がそれぞれ移動し
た距離の合計距離２ｘと、モーター０３（プーリ１０５
）によって引かれた線材１１３の長さＵとは等しい。し
たがって、次式の関係が成り立つ。

ｘ　＝　ｙ　＝　−Ｕ即ち、モーター０３をＣＣＷ方向に回転させ、モーター
０４を停止状態とした場合、キャリヤ１００．１０１が
＋Ｘ方向へ距離１／２Ｕたけ移動し、同時に部分１１３
Ａが＋Ｙ方向へ距６１／２０だけ移動する。

これを綜合して部分１１３Ａの移動についてみると、部
分１１３Ａは（＋Ｘ、　　＋Ｙ）方向に移動し、その移
動距離のＸ成分、Ｙ成分はそれぞれ１／２Ｕである。

モーター０３をＣＷ力方向回転させ、モーター０４を停
止させた場合、モーター０４をＣＷ力方向回転させ、モ
ーター０３を停止させた場合、モーター０４をＣＣＷ方
向に回転させ、モーター０３を停止させた場合は、いず
れも上記の動作に準じる。

以上の動作をまとめると次表のようになる。

なお、モータ１０３，１０４の設置位置は、第１図に示
す位置に限ることはなく、モータ１０３をプーリＨ４の
位置とし、又はモータ１０４をプーリ１１２の位置とし
てもよい。又、線材１１３をエンドレスとするため継目
ができる場合、この継目をキャリヤ１００、１０１間、
プーリ１０５．１１１間、又はプーリ１０６゜１１２間
に位置セしめれば、線材１１３の移動に何等の支障をも
生じない。

このように、モータ１０３．１０４の回転を制御するこ
とにより、部分１１３Ａを任意に各方向に移動させるこ
とができるので、部分１１３Ａにペンヘッド５を取イ」
りれば自動製図装置を構成することができる。そして、
モータ１０３．１０４のいずれも図板１に設置されてい
るので、各モータ１０３．１０４の容量を最小とするこ
とができる。又、移動せしめるべき重量が小さく、かつ
、線材１１３がエンドレスに張設されて各モータ１０３
．１０４の負荷が等しくなるので、慣性モーメントを小
さくすることができ、加速時のうねりを防止することが
できる。さらに、線材１１３がエンドレスであるため、
系統のテンシヨンは１個所のプーリに与えてやればよく
、各部の平衡を調整する必要がなく調整が容易となる。

さらに又、各キャリヤ１００．１０１間の線材１１３に
は、常にレール２，３に対して垂直になろうとする力が
働いているので、キャリヤ位置の修正や位置ずれ防止の
ための部材を必要としない。

第２図は本発明の第２の実施例に係る自動製図装置の移
動機構の平面図である。図で、第１図に示す部分と同一
部分には同一符号が付しである。

１０５　’　、　１０６　’はプーリ１０５．１０６が
線材１１３のみを掛け渡されるのに対して、他の線材も
掛け渡すことができるプーリである。１２５は支点１２
５Ｃを中心に回動可能とされた腕、１２６は腕１２５に
可回転に取付けられたプーリである。１２７は支点１２
７　ｃを中心に回動可能とされた腕、１２日は腕１２７
に可回転に取付けられたプーリである。１２９はプーリ
１０５′とプーリ１２６との間に掛け渡された線材、１
３０はプーリ１０６′とプーリ１２８との間に掛け渡さ
れた線材である。１３１はプーリ１２６．１２Ｂの中間
に設けられたモータである。

腕１２５，１２７を図の実線で示す位置にセットすると
モータ１３１の回転がプーリ１２６．１２Ｂに伝達され
、このプーリ１２６．１２８の回転は線材１２９，１３
０によりプーリ１０５　’　、　１０６　’に伝達され
る。又、腕１２５．１２７を図の点線で示す位置に回動
すると、プーリ１２６゜１２８はモータ１３１から離れ
、モータ１３１の回転は伝達されない。したがって、モ
ータ１３１の回転方向、腕１２５．１２７のセット位置
を適宜選択すれば、−個のモータのみで部分１１３Ａを
移動させることができる。

第３図は本発明の第３の実施例に係るマニピュレータ装
置の移動機構の平面図である。図で、第１図に示す部分
と同一部分には同一符号が付しである。１３５は部分１
１３Ａに取付けられた第１の腕１３６はキャリヤ１００
に取付けられた第２の腕、１３７は第１の腕１３５と第
２の腕１３６とを互いに回動自在に係合する保合部、１
３８は第２の腕１３６の先端である。

このような構成において、モータ１０３．１０４を前記
表のうちの任意のＢ様で駆動すると、第２の腕１３６の
先端１３８は、この駆動に応じて移動する。

一般に、マニピュレータ装置はその腕白体に可動部（モ
ータ）を備えているが、本実施例ではモータを腕から除
去することができ、さきに述べた効果と併せて、マニピ
ュレータ装置として極めて優れた機能をもたせることが
できる。

第４図は本発明の第４の実施例に係る自動製図装置の移
動機構の平面図である。図で、第１図に示す部分と同一
部分には同一符号が付しである。

１４０はキャリヤ１００とキャリヤ１０１　とを連結す
るアームである。本実施例が第１の実施例と異なるのは
、アーム１４０を設けた点のみである。各キャリヤ１０
０．１０１は第１の実施例で説明したように同じ動きを
するので、両者をアーム１４０で連結してもその動作は
第１の実施例と同じである。

このように、各ギヤリヤをアーム１４０で連結すること
により、元来保有しているキャリヤ位置の修正機能をよ
り−Ｈ１Ｔ［実なものとし、キャリヤに発生する外乱や
、モータ起動時のトルク変動に対し、垂直精度を高める
。そして、これにより、ペンヘッドの重量が大きい場合
の加速時において、線材の剛性やテンションに起因する
問題を無視することができる。

第５図は本発明の第５の実施例に係る自動製図装置の移
動機構の平面図である。図で、１４５は図板１の上部に
設けられたレール、１４６．１４７は図板１上において
、レール１４５の端部両側に設置されたプーリ、１４８
．１４９はそれぞれモータ１４６．１４７により回転せ
しめられるプーリ、１５０．１５１はプーリ１４Ｂ、　
１４９の反対端の対向位置において図板１に設置された
プーリである。１５２はレール１４５上を移動するキャ
リヤ、１５３．１５４はキャリヤ１５２上に設置された
プーリである。１５５はプーリ１５４と一体に回転する
ガイドローラ、１５６．１５７はキャリヤ１５２の上、
下に設置されたガイドローラである。１５８はガイドロ
ーラ１５５．１５６．１５７によりレール１４５に対し
て垂直方向に案内されるアーム、１５９はアーム１５８
の下端に取付けられたペンヘッドである。

１６０はさきの各実施例と同様の線材である。

今、モータ１４６がＣＷ方向に、モータ１４７がＣＣＷ
力方向駆動されると、プーリ１５４ではそれに掛け渡さ
れた線材１６０がプーリ１５０．１５１で同一方向に引
かれ、又、ブー１月５３ではそれに掛け渡された線材１
６０がブー１月４８．１４９から同一方向に繰り出され
ることになるので、プーリ１５３，１５４は回転せず、
キャリヤ１５２は−Ｘ方向へ移動する。したがって、ア
ーム１５８（ペンヘッド１５９）　モＹ方向へは移動せ
ず、−Ｘ方向へのみ移動する。モータ１４６．１４７の
駆動方向を逆にすると、ペンヘッド１５９は＋Ｘ方向へ
のみ移動する。

次にモータ１４６．１４７が同時にＣＷ力方向駆動され
ると、ブー１月５３．１５４における繰り出し量、巻込
み蓋は等しくなり、プーリ１５３．１５４ともＣＣＷ方
向に回転し、ギヤリヤ１５２は移動しない。したがって
、アーム１５８は＋Ｙ方向へ案内され、ペンヘッド１５
９も＋Ｙ方向へ移動する。モータ１４６．１４７が同時
にＣＣＷ方向に駆動されると、ペンヘッド１５９は−Ｙ
方向へ移動する。

ペンヘッド１５９を、　（Ｘ＋Ｙ）方向、（Ｘ　−Ｙ）
方向、（−Ｘ　＋　Ｙ）方向および（−Ｘ　−Ｙ）方向
に移動させるには、上記ペンヘッドのＸ、Ｙ方向の移動
を微細にかつ交互に実施することにより行うことができ
る。

本実施例では、第１の実施例で述べた効果に加えて、レ
ールおよびキャリヤが各１つですみ、構造が簡単であり
、又、図面用紙を図仮に張設し易く、さらに、アームの
長さを線材の長さに無関係に選定できるという効果をも
存する。

第６図は本発明の第６の実施例に係る自動製図装置の移
動機構の平面図である。図で、１６５．１６６は図板１
の上部のほぼ中央部に対向して設けられたモータ、１６
７．１６８はそれぞれモータ１６５．１６６により回転
せしめられるプーリである。１６９はモータ１６５．１
６６間に水平方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられた第
１のアーム、１７０，１７１は第１のアーム１６９の両
端に設置されたプーリ、１７２はさきの各実施例に用い
られたのと同様の線材である。線材１７２はプーリ１６
７、１６Ｂに一方から入って巻き付けられ、他方へ出る
ように掛けられている。１７３は第１のアーム１６９を
、水平方向に保持しながらガイドするガイドローラであ
る。１７４はプーリ１７１と一体に設けられたガイドロ
ーラ、１７５は第１のアーム１６９上においてガイドロ
ーラ１７４と対向するガイドローラである。１７６は第
１のアーム１６９上においてガイドローラ１７４．１７
５　　間に垂直方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられた
第２のアーム、１７７は第２のアーム１７７の下端部に
取付けられたペンヘッドである。

今、モータ１６６を停止したままモータ１６５をＣＷ力
方向駆動すると、プーリ１６７はプーリ１７１の方から
線材１７２を巻き込みながらブーＩＪ１７０の方へ線材
ニア２を送り出す。したがって、第１のアーム１６９は
−Ｘ方向へ移動し、ブー＋Ｈ７１，ガイドローラ１７４
はＣＣＷ方向に回転する。したがって、ペンヘッド１７
７は（−Ｘ　＋　Ｙ）方向に移動する。

逆にモータ１６５をＣＣＷ方向に駆動すると、ペンヘッ
ド１７７は（Ｘ　−Ｙ）方向に移動する。又、モータ１
６５を停止したままモータ１６６をＣＷ力方向駆動する
と、ペンヘッド１７７は（Ｘ＋Ｙ）方ｒｉｉＨ：移動し
、モータ１６６をＣＣＷ方向に駆動すると、ペンヘッド
１７７は（−Ｘ　−Ｙ）方向に移動する。

モータ１６５．１６６を同時にＣＷ力方向駆動すると、
プーリ１７０．１７１では線材１７２の巻込みと繰り出
しの量が等攪となり、第１のアーム１６９は移動せず、
ブー１月７１がＣＣＷ方向に回転する。したがって、ペ
ンヘッド１７７は＋Ｙ方向に移動する。逆にモータ１６
５．１６６を同時にＣＣＷ方向に駆動すると、ペンヘッ
ド１７７は−Ｙ方向に移動する。

モータ１６５をＣＷ力方向、モータ１６６をＣＣＷ方向
に同時に駆動すると、ブー１月７１においては線材１７
２をプーリ１６７、　ｉ６８の方へそれぞれ同量だけ巻
込もうとする動作が生じるので、ブー１月７１は回転せ
ず、第１のアーム１６９が−Ｘ方向へ移動する。したが
って、ペンヘッド１７７も−Ｘ方向へ移動する。逆にモ
ータ１６５を００ｗ方向に、モータ１６６をＣＷ力方向
同時に駆動すると、ペンヘッド１７７は＋Ｘ方向へ移動
する。

本実施例は、上記のことがら判るように、第５の実施例
の考えをさらに発展させたものであり、第５の実施例の
効果に加え、さらにレールを除くことができ、かつ、プ
ーリの数を減少せしめることができる。

なお、上記第６の実施例では、プーリ１７１の回転を第
２のアーム１７６のＹ方向の移動に変換したが、プーリ
１７１の回転を適当な機構を介することにより、アーム
の他方向の移動に変換したり、又はプーリ１７１自体の
回転を直接利用することも可能である。

第７図は本発明の第７の実施例に係る自動製図装置の移
動機構の平面図である。図で、１８０は図板１上に水平
方向（Ｘ方向）に設けられたレール、１８１はレール１
８０上を移動するキャリヤ、１８２はキャリヤ１８１と
一体に構成され−Ｙ方向に延出されたアームである。１
８３，１８４は図板１に設置されたモータ、１８５．１
８’６はモータ１８３．１８４により回転されるプーリ
、１８７．１８８はブー’Ｊ　ｉ８５．１８６の対向位
置において図板１に設置されたプーリである。

１８９、１９０．１９１．１９２はキャリヤ１８１に設
けられたプーリ、１９３，１９４はアーム１８２に設け
られたプーリである。１９５は前述の線材１１３と同様
の線材であり、この線材１９５は、プーリ１Ｂ５．１８
７．１９０．１９４．１９２゜１８８、１８６．１９１
．１９３．１８９．１８５と順次エンドレスに掛け渡さ
れている。１９５Ａはプーリ１９１，１９３間の線材１
９５のほぼ中央部分を示し、ここにペンヘッドが取付け
られる。

本実施例の動作は第５の実施例の動作とほとんど同じで
あり、ただ、本実施例のアーム１８２が第５の実施例の
アーム１５８のようにＹ方向に移動せず、Ｙ方向の移動
はアーム１８２上に張設された線材１９５によって担当
される点に相違があるのみである。したがって、本実施
例の動作の説明は省略する。本実施例は、アーム１８２
をＹ方向に移動させないので、第５の実施例の効果に加
え、さらに慣性モーメントを減少せしめることができる
。

第８図は本発明の第８の実施例に係る物体の３次元位置
決め装置の移動機構の斜視図である。図で、第４図に示
す部分と同一部分には同一符号が付しである。本実施例
は、第４図に示す第４の実施例の構成を発展させて３次
元の位置決めを可能としたものである。２００はプーリ
１１４を移動可能に支持するため設けられたプーリ移動
テーブルであり、プーリ１１４を設置するとともにレー
ル２上で移動できるようにされている。２０１は固定部
に設けられたモータ、２０２はモータ２０１により回転
せしめられるプーリ、２０３はブーＩＪ２０２に巻取ら
れた線材である。線材２０３の端部はプーリ移動テーブ
ル２００に固定される。なお、プーリ移動テーブル２０
０は、図示されていない装置により、常時ブー’Ｊ１０
８の方・＼付勢されている。

２０４はアーム１４０上に、これに沿って移動可能に設
けられたキャリヤ、２０５．２０６はそれぞれキャリヤ
２０−上に設置されたプーリである。各プーリ２０５．
２０６はブーＩＪ　１０８．１１０の間を結ぶ線材の線
上に、その直径方向が垂直になるように設置されている
。２０７はプーリ２０５．２０６間の線材１１３に掛け
られている動滑車、２０８は動滑車２０７に係止される
物体である。１１３Ｂ、１１３Ｃはプーリ１０７．１０
９からの線材１１３がキャリヤ２０４に係止される係止
部である。

係止部１１３　Ｂ　、　１１３　Ｃは同一キャリヤ２０
４上にあるので、両係止部１１３　Ｂ　、　１１３　Ｃ
は連結されているものとみることができ、キャリヤ２０
４自体が第４図に示す部分１１３Ａに相当するとみるこ
とができる。そこで、モータ２０１を停止し、プーリ移
動テーブル２００が固定された状態を考えると、これは
、第４図に示す移動機構と全く同じになる。なお、プー
リ２０５，２０６および動滑車２０７は存在するものの
、プーリ１０８．１１０間において線材１１３が連続し
ていることに変りはない。したがって、その動作も、第
４の実施例（第１の実施例）において説明した動作と同
じである。この場合、プーリ１０Ｂ、　１１０における
線材１１３の移動量は等しいので、物体２０８の垂直方
向（Ｘ方向およびＹ方向のいずれにも垂直な方向）の移
動はない。この結果、物体２０８の２次元の位置決めを
行うことができる。

次に、モータ２０１を駆動して線材２０３をプーリ２０
２に巻込むと、プーリ移動テーブル２００はモータ２０
１の方へ引かれ、ブーＩＪ　１１／ｌ、　１０８．２０
６が回転しながら動滑車２０７を引上げる。これにより
、物体２０日は垂直上方へ移動する。逆に、モータ２０
１を逆方向に駆動して線材２０３をプーリ２０２から解
除すると、物体２０８は垂直下方に移動する。このよう
にして第３の次元における物体２０８の位置決めを行う
ことができる。

以上述べた各実施例の説明では、主として、移動対象物
体がペンヘッドであり、これをモータにより駆動する例
を挙げて説明した。しかしながら、移動対象物体は他の
ものであっても差支えなく、１次元、２次元、又は３次
元の座標上において、正確に位置づけすべきものであれ
ばよい。

〔発明の効果〕

このように、本発明では、駆動源を固定部に設置し、線
材を各プーリにエンドレスに掛け渡すようにしたので、
系全体の負荷を小さくすることができ、かつ、慣性モー
メントを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る自動製図装置の移
動機構の平面図、第２図は本発明の第２の実施例に係る
自動製図装置の移動機構の平面図、第３図は本発明の第
３の実施例に係るマニピュレータ装置の移動機構の平面
図、第４図、第５図。第６図および第７図は本発明の第４．第５．第６゜第７
の実施例に係る自動製図装置の移動機構の平面図、第８
図は本発明の第８の実施例に係る物体の３次元位置決め
装置の移動機構の斜視図、第９図は従来の自動製図装置
の移動機構の平面図、第１０図は第９図に示す移動機構
の加速時の特性図、第１１図、第１２図、第１３図およ
び第１４図はそれぞれ他の自動製図装置の移動機構の平
面図である。１・・・図板、２．３・・・レール、１００．１０１．
１５２．１８１・・・キャリヤ、１０３．１０４．１３
１．１４６．１４７．１６５．１６６、１８３゜１８４
．２０１・・・モータ、１０５〜１１２．１０５’　、
１０６　’　、１２６゜１２８、１４８〜１５Ｌ　１５
３．１５４．１６７、１６８．１７０．１７１．１８５
〜１９４．２０２．２０５．２０６　・・・プーリ、１
１３．１６０．１７２．１９５，２０３・・・線材、１
２３・・・カーソル、１３５．１３６．１４０．１５８
．１６９゜１８２・・・アーム、１３２．１５９．１７
７・・・ペンヘッド、１５５〜１５７、１７４．１７５
・・・ガイドローラ、２０７・・・動滑車、２０８ｒ第４図第５図第７図第８図ｕｑ第９図第１２図第１３図第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）座標により定められた位置を移動する所定の物体
と、前記座標の一つの座標軸に沿つて移動部材を移動せ
しめる案内部と、前記移動部材上および固定部の所定個
所に設けられたプーリと、これら複数のプーリに所定の
順序でエンドレスに掛け渡され、かつ、前記移動部材の
移動および前記所定の物体との連結部の前記座標の他の
座標軸方向の移動に関与するベルトと、前記固定部に設
けられて前記複数のプーリのうちの所定のプーリに結合
される駆動源とを備えていることを特徴とする座標上の
物体の移動機構
（２）特許請求の範囲第１項において、前記所定の物体
は、ペンヘッドであることを特徴とする座標上の物体の
移動機構。
（３）特許請求の範囲第１項において、前記案内部は、
前記座標軸に平行なレールであることを特徴とする座標
上の物体の移動機構
（４）特許請求の範囲第１項において、前記案内部は、
前記座標軸に平行に配列されたガイドローラであること
を特徴とする座標上の物体の移動機構
（５）特許請求の範囲第１項において、前記ベルトは、
前記他の座標軸方向に張設された部分を有することを特
徴とする座標上の物体の移動機構
（６）特許請求の範囲第１項において、前記移動部材上
に設けられたプーリの１つは、前記連結部を前記他の座
標軸方向に移動させるガイドローラを連結していること
を特徴とする座標上の物体の移動機構
（７）特許請求の範囲第１項において、前記駆動源は、
モータであることを特徴とする座標上の物体の移動機構