TWI803669B - 伸縮裝置 - Google Patents

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TWI803669B
TWI803669B TW108125798A TW108125798A TWI803669B TW I803669 B TWI803669 B TW I803669B TW 108125798 A TW108125798 A TW 108125798A TW 108125798 A TW108125798 A TW 108125798A TW I803669 B TWI803669 B TW I803669B
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新藤健弘
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明實現高速之伸縮動作。 伸縮裝置具有：基座構件；第1滾珠螺桿，其設置於基座構件，且藉由自驅動源供給之驅動力而旋轉；第1可動構件，其經由第1滾珠螺桿連結於基座構件，且伴隨第1滾珠螺桿之旋轉，相對於基座構件相對性地移動；第2滾珠螺桿，其設置於第1可動構件，且伴隨第1可動構件之移動而旋轉；第3滾珠螺桿，其設置於第1可動構件；傳遞機構，其將第2滾珠螺桿之旋轉傳遞至第3滾珠螺桿；及第2可動構件，其經由第3滾珠螺桿連結於第1可動構件，且伴隨第3滾珠螺桿之旋轉，相對於第1可動構件相對性地移動。

Description

伸縮裝置
本發明之各種態樣及實施形態係關於一種伸縮裝置。
先前，基板搬送用之機器人中使用有於高度方向或水平方向伸縮之伸縮裝置。於例如在高度方向伸縮之伸縮裝置中，例如於成為基座之固定支柱設置有第1滾珠螺桿，經由第1滾珠螺桿於固定支柱連結有第1可動支柱。又，經由特定之傳遞機構而連結於第1滾珠螺桿之第2滾珠螺桿設置於第1可動支柱，經由第2滾珠螺桿於第1可動支柱連結有第2可動支柱。又，於第1可動支柱安裝有作為驅動源之馬達。而且，藉由利用自安裝於第1可動支柱之馬達供給之驅動力使第1滾珠螺桿之螺桿及第2滾珠螺桿之螺桿旋轉，而第1可動支柱相對於固定支柱向上下移動，第2可動支柱相對於第1可動支柱向上下移動。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平9-29670號公報 [專利文獻2]日本專利特開2000-117667號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，於上述技術中，由於在第1可動支柱安裝有作為驅動源之馬達，故而於第1可動支柱及第2可動支柱移動時，包含馬達自身重量之負荷賦予至馬達。若包含馬達自身重量之負荷賦予至馬達，則藉由自馬達供給之驅動力而旋轉之第1滾珠螺桿及第2滾珠螺桿之旋轉速度下降。其結果，第1可動支柱及第2可動支柱之移動速度下降，高速之伸縮動作受到妨礙。再者，此處，敍述了關於在高度方向伸縮之伸縮裝置之問題，但於在水平方向伸縮之伸縮裝置中亦會產生相同之問題。 [解決問題之技術手段]
所揭示之伸縮裝置於一實施態樣中具有：基座構件；第1滾珠螺桿，其設置於上述基座構件，且藉由自驅動源供給之驅動力而旋轉；第1可動構件，其經由上述第1滾珠螺桿連結於上述基座構件，且伴隨上述第1滾珠螺桿之旋轉，相對於上述基座構件相對性地移動；第2滾珠螺桿，其設置於上述第1可動構件，且伴隨上述第1可動構件之移動而旋轉；第3滾珠螺桿，其設置於上述第1可動構件；傳遞機構，其將上述第2滾珠螺桿之旋轉傳遞至上述第3滾珠螺桿；及第2可動構件，其經由上述第3滾珠螺桿連結於上述第1可動構件，且伴隨上述第3滾珠螺桿之旋轉，相對於上述第1可動構件相對性地移動。 [發明之效果]
根據所揭示之伸縮裝置之一態樣，發揮可實現高速之伸縮動作之效果。
以下，參照圖式對本申請案所揭示之伸縮裝置之實施形態詳細地進行說明。再者，於各圖式中對相同或相當之部分標註相同之符號。
圖1係自正面觀察本實施形態之伸縮裝置100之情形時之立體圖。圖2係自背面觀察本實施形態之伸縮裝置100之情形時之立體圖。圖3係本實施形態之伸縮裝置100之俯視圖。圖4係本實施形態之伸縮裝置100之側視圖。
如圖1～圖4所示，伸縮裝置100經由連結機構102連接於相對於伸縮裝置100獨立之作為驅動源之馬達101，且接受自馬達101供給之驅動力而於高度方向伸縮。伸縮裝置100具有基座構件110、第1滾珠螺桿120、第1可動構件130、第2滾珠螺桿140、第3滾珠螺桿150、傳遞機構160、第2可動構件170、以及第1導引機構180及第2導引機構190。
基座構件110為板狀構件，以於例如地板面等平坦之面立起之方式固定。
第1滾珠螺桿120設置於基座構件110。第1滾珠螺桿120係於馬達101相對於第1可動構件130及第2可動構件170獨立地配置之狀態下，經由連結機構102連結於馬達101，並藉由自馬達101供給之驅動力而旋轉。再者，連結機構102包含安裝於馬達101之輸出軸之滑輪、安裝於第1滾珠螺桿120之螺桿之滑輪、及連結該等2個滑輪之皮帶。
第1可動構件130為板狀構件，且經由第1滾珠螺桿120連結於基座構件110。而且，第1可動構件130伴隨第1滾珠螺桿120之旋轉，相對於基座構件110相對性地移動。於本實施形態中，第1可動構件130沿著基座構件110之高度方向朝上下移動。關於基座構件110與第1可動構件130之連結部分之具體構成，將於下文詳細敍述。
第2滾珠螺桿140設置於第1可動構件130，且伴隨第1可動構件130之移動而旋轉。
第3滾珠螺桿150設置於第1可動構件130。
傳遞機構160將第2滾珠螺桿140之旋轉傳遞至第3滾珠螺桿150。
第2可動構件170為彎折成L字狀之板狀構件，具有用以搭載例如搬送用臂等其他零件之面狀部171。第2可動構件170經由第3滾珠螺桿150連結於第1可動構件130。而且，第2可動構件170伴隨第3滾珠螺桿150之旋轉，相對於第1可動構件130相對性地移動。於本實施形態中，第2可動構件170沿著第1可動構件130之高度方向朝上下移動。關於第1可動構件130與第2可動構件170之連結部分之具體構成，將於下文詳細敍述。
第1導引機構180引導第1可動構件130相對於基座構件110之移動。具體而言，第1導引機構180具有一對導軌181、182及一對導塊183、184。一對導軌181、182安裝於基座構件110，且於基座構件110之高度方向延伸。一對導塊183、184安裝於第1可動構件130，且滑動自如地連結於一對導軌181、182。藉由一對導塊183、184於一對導軌181、182上滑動，而第1可動構件130一面由一對導軌181、182引導，一面沿著基座構件110之高度方向朝上下移動。
第2導引機構190引導第2可動構件170相對於第1可動構件130之移動。具體而言，第2導引機構190具有一對導軌191、192及一對導塊193、194。一對導軌191、192安裝於第1可動構件130，且於第1可動構件130之高度方向延伸。一對導塊193、194安裝於第2可動構件170，且滑動自如地連結於一對導軌191、192。藉由一對導塊193、194於一對導軌191、192上滑動，而第2可動構件170一面由一對導軌191、192引導，一面沿著第1可動構件130之高度方向朝上下移動。
其次，參照圖5，對基座構件110與第1可動構件130之連結部分詳細地進行說明。圖5係表示本實施形態中之基座構件110與第1可動構件130之連結部分之構成的圖。再者，圖5示出圖3之A-A線處之剖面。
如圖5所示，設置於基座構件110之第1滾珠螺桿120具有螺桿121及螺帽122。螺桿121經由固定構件121a、121b旋轉自如地固定於基座構件110，且螺桿121之端部經由連結機構102連結於馬達101之輸出軸。
螺帽122安裝於螺桿121，並且經由固定構件122a固定於第1可動構件130。藉此，第1可動構件130經由第1滾珠螺桿120(螺桿121及螺帽122)連結於基座構件110。而且，第1滾珠螺桿120之螺桿121藉由自馬達101供給之驅動力而旋轉，螺帽122伴隨螺桿121之旋轉，沿著螺桿121使第1可動構件130移動。
如此，於伸縮裝置100中，馬達101相對於第1可動構件130獨立地配置，伴隨使用自該馬達101供給之驅動力之第1滾珠螺桿120之旋轉，第1可動構件130相對於基座構件110相對性地移動。因此，於第1可動構件130移動時，包含馬達101自身重量之負荷不會賦予至馬達101，而第1滾珠螺桿120之旋轉速度之下降得以抑制。其結果，第1可動構件130之移動速度之下降得以抑制，可實現高速之伸縮動作。
其次，參照圖6～圖8，對第1可動構件130與第2可動構件170之連結部分詳細地進行說明。圖6～圖8係表示本實施形態中之第1可動構件130與第2可動構件170之連結部分之構成的圖。再者，圖6示出圖3之B-B線處之剖面，圖7示出圖3之C-C線處之剖面，圖8示出圖4之D-D線處之剖面。
如圖6所示，設置於第1可動構件130之第2滾珠螺桿140具有螺帽141及螺桿142。螺帽141經由固定構件141a固定於基座構件110。
螺桿142安裝於螺帽141，並且經由固定構件142a、142b旋轉自如地固定於第1可動構件130。
如圖7所示，設置於第1可動構件130之第3滾珠螺桿150具有螺桿151及螺帽152。螺桿151經由固定構件151a、151b旋轉自如地固定於第1可動構件130。
螺帽152安裝於螺桿151，並且經由固定構件152a固定於第2可動構件170。固定構件152a插入至形成於第1可動構件130中之與螺桿151對應之區域之貫通孔131，且將螺帽152與第2可動構件170連結。藉此，第2可動構件170經由第3滾珠螺桿150(螺桿151及螺帽152)連結於第1可動構件130。
又，如圖8所示，第2滾珠螺桿140之螺桿142與第3滾珠螺桿150之螺桿151藉由傳遞機構160而連結。即，傳遞機構160具有第1滑輪161、第2滑輪162及傳遞皮帶163。第1滑輪161安裝於第2滾珠螺桿140之螺桿142。第2滑輪162安裝於第3滾珠螺桿150之螺桿151。第1滑輪161及第2滑輪162係直徑相同，且藉由傳遞皮帶163而連結。當第1可動構件130移動時，第2滾珠螺桿140之螺桿142旋轉，伴隨第2滾珠螺桿140之螺桿142之旋轉，第1滑輪161旋轉。第1滑輪161之旋轉藉由傳遞皮帶163而傳遞至第2滑輪162。藉由第1滑輪161之旋轉傳遞至第2滑輪162，而第2滑輪162旋轉。然後，伴隨第2滑輪162之旋轉，第3滾珠螺桿150之螺桿151旋轉，螺帽152沿著螺桿151使第2可動構件170移動。此處，由於第1滑輪161及第2滑輪162之直徑相同，故而第1可動構件130之移動速度及第2可動構件170之移動速度相同。
如此，於伸縮裝置100中，馬達101相對於第2可動構件170獨立地配置，伴隨基於第1可動構件130之移動之第3滾珠螺桿150之旋轉，第2可動構件170相對於第1可動構件130相對性地移動。因此，於第2可動構件170移動時，包含馬達101自身重量之負荷不會賦予至馬達101，而第3滾珠螺桿150之旋轉速度之下降得以抑制。其結果，第2可動構件170之移動速度之下降得以抑制，可實現高速之伸縮動作。
以上，根據本實施形態，伴隨使用自相對於第1可動構件130獨立之馬達101供給之驅動力之第1滾珠螺桿120之旋轉，使第1可動構件130相對於基座構件110相對性地移動。進而，根據本實施形態，將與第1可動構件130之移動連動之第2滾珠螺桿140之旋轉藉由傳遞機構160而傳遞至第3滾珠螺桿150，伴隨第3滾珠螺桿150之旋轉，使第2可動構件170相對於第1可動構件130相對性地移動。因此，於第1可動構件130及第2可動構件170移動時，包含馬達101自身重量之負荷不會賦予至馬達101，而第1滾珠螺桿120及第3滾珠螺桿150之旋轉速度之下降得以抑制。其結果，第1可動構件130及第2可動構件170之移動速度之下降得以抑制，可實現高速之伸縮動作。
又，根據本實施形態，由於馬達101不移動，故而可減少施加至連接於馬達101之饋電電纜之負荷，可延長該饋電電纜之壽命。
進而，於將本實施形態之伸縮裝置100配置於真空裝置內之情形時，由於馬達101可相對於伸縮裝置100獨立地配置，故而無須將馬達101配置於該真空裝置內。因此，能夠將馬達101配置於大氣環境下。
又，根據本實施形態，由於將第1可動構件130連結於基座構件110，且將第2可動構件170連結於第1可動構件130，故而可使衝程變大。
再者，於上述實施形態中，第1可動構件130之移動速度及第2可動構件170之移動速度設為相同者，但亦可變更第2可動構件170之移動速度相對於第1可動構件130之移動速度之比。即，圖8所示之第1滑輪161與第2滑輪162亦可直徑不同。又，圖8所示之第2滾珠螺桿140之螺桿142與第3滾珠螺桿150之螺桿151亦可螺紋槽之間距不同。
又，於上述實施形態中，伸縮裝置100於高度方向伸縮，但亦可於水平方向伸縮。於該情形時，圖1所示之基座構件110平行地固定於例如地板面等平坦之面。
100:伸縮裝置 101:馬達 102:連結機構 110:基座構件 120:第1滾珠螺桿 121:螺桿 121a、121b:固定構件 122:螺帽 122a:固定構件 130:第1可動構件 131:貫通孔 140:第2滾珠螺桿 141:螺帽 141a:固定構件 142:螺桿 142a、142b:固定構件 150:第3滾珠螺桿 151:螺桿 151a、151b:固定構件 152:螺帽 152a:固定構件 160:傳遞機構 161:第1滑輪 162:第2滑輪 163:傳遞皮帶 170:第2可動構件 171:面狀部 180:第1導引機構 181、182:導軌 183、184:導塊 190:第2導引機構 191、192:導軌 193、194:導塊
圖1係自正面觀察本實施形態之伸縮裝置之情形時之立體圖。 圖2係自背面觀察本實施形態之伸縮裝置之情形時之立體圖。 圖3係本實施形態之伸縮裝置之俯視圖。 圖4係本實施形態之伸縮裝置之側視圖。 圖5係表示本實施形態中之基座構件與第1可動構件之連結部分之構成的圖。 圖6係表示本實施形態中之第1可動構件與第2可動構件之連結部分之構成的圖。 圖7係表示本實施形態中之第1可動構件與第2可動構件之連結部分之構成的圖。 圖8係表示本實施形態中之第1可動構件與第2可動構件之連結部分之構成的圖。
100:伸縮裝置
101:馬達
102:連結機構
110:基座構件
120:第1滾珠螺桿
130:第1可動構件
131:貫通孔
140:第2滾珠螺桿
150:第3滾珠螺桿
160:傳遞機構
170:第2可動構件
171:面狀部
180:第1導引機構
181、182:導軌
183、184:導塊
190:第2導引機構
191、192:導軌
193:導塊

Claims (15)

  1. 一種伸縮裝置，其具有：基座構件；第1滾珠螺桿，其設置於上述基座構件之背面，且藉由自驅動源供給之驅動力而旋轉；第1可動構件，其係與上述基座構件平行之板狀之構件，且經由上述第1滾珠螺桿連結於上述基座構件，且伴隨上述第1滾珠螺桿之旋轉，相對於上述基座構件相對性地移動；第2滾珠螺桿，其設置於與上述基座構件之上述背面對向之上述第1可動構件之正面，且伴隨上述第1可動構件之移動而旋轉；第3滾珠螺桿，其設置於上述第1可動構件之上述正面；傳遞機構，其將上述第2滾珠螺桿之旋轉傳遞至上述第3滾珠螺桿；及第2可動構件，其經由上述第3滾珠螺桿連結於上述第1可動構件，且伴隨上述第3滾珠螺桿之旋轉，相對於上述第1可動構件相對性地移動；第1導引機構，其設置於上述基座構件與第1可動構件之間，且引導上述第1可動構件相對於上述基座構件之移動；且上述第1滾珠螺桿、上述第2滾珠螺桿以及上述第3滾珠螺桿係配置於上述第1可動構件與上述基座構件之間；且上述第3滾珠螺桿與上述第2可動構件係經由設置於上述第1可動構件之貫通孔而連接。
  2. 如請求項1之伸縮裝置，其中上述驅動源係以遠離上述基座構件之正面的方式配置，上述基座構件之上述正面係位於上述基座構件之上述背面之相反側。
  3. 如請求項1之伸縮裝置，其中上述第1滾珠螺桿具有：螺桿，其旋轉自如地固定於上述基座構件，且藉由自上述驅動源供給之驅動力而旋轉；及螺帽，其安裝於上述螺桿，並且固定於上述第1可動構件，伴隨上述螺桿之旋轉，沿著上述螺桿使上述第1可動構件移動。
  4. 如請求項2之伸縮裝置，其中上述第1滾珠螺桿具有：螺桿，其旋轉自如地固定於上述基座構件，且藉由自上述驅動源供給之驅動力而旋轉；及螺帽，其安裝於上述螺桿，並且固定於上述第1可動構件，伴隨上述螺桿之旋轉，沿著上述螺桿使上述第1可動構件移動。
  5. 如請求項1至4中任一項之伸縮裝置，其中上述第2滾珠螺桿具有：螺帽，其固定於上述基座構件；及螺桿，其安裝於上述螺帽，並且旋轉自如地固定於上述第1可動構件，伴隨上述第1可動構件之移動而旋轉；上述第3滾珠螺桿具有：螺桿，其旋轉自如地固定於上述第1可動構件，且藉由利用上述傳遞機構被傳遞上述第2滾珠螺桿之螺桿之旋轉而旋轉；及 螺帽，其安裝於上述螺桿，並且經由設置於上述第1可動構件之貫通孔固定於上述第2可動構件，伴隨上述螺桿之旋轉，沿著上述螺桿使上述第2可動構件移動；上述傳遞機構具有：第1滑輪，其安裝於上述第2滾珠螺桿之螺桿；第2滑輪，其安裝於上述第3滾珠螺桿之螺桿；及皮帶，其將上述第1滑輪與上述第2滑輪連結。
  6. 如請求項5之伸縮裝置，其中上述第1滑輪與上述第2滑輪之直徑不同。
  7. 如請求項5之伸縮裝置，其中上述第2滾珠螺桿之螺桿與上述第3滾珠螺桿之螺桿之螺紋槽之間距不同。
  8. 如請求項6之伸縮裝置，其中上述第2滾珠螺桿之螺桿與上述第3滾珠螺桿之螺桿之螺紋槽之間距不同。
  9. 如請求項1至4中任一項之伸縮裝置，其進而具有：第2導引機構，其設置於上述第1可動構件與上述第2可動構件之間，且引導上述第2可動構件相對於上述第1可動構件之移動。
  10. 如請求項5之伸縮裝置，其進而具有：第2導引機構，其設置於上述第1可動構件與上述第2可動構件之間， 且引導上述第2可動構件相對於上述第1可動構件之移動。
  11. 如請求項6之伸縮裝置，其進而具有：第2導引機構，其設置於上述第1可動構件與上述第2可動構件之間，且引導上述第2可動構件相對於上述第1可動構件之移動。
  12. 如請求項7之伸縮裝置，其進而具有：第2導引機構，其設置於上述第1可動構件與上述第2可動構件之間，且引導上述第2可動構件相對於上述第1可動構件之移動。
  13. 如請求項8之伸縮裝置，其進而具有：第2導引機構，其設置於上述第1可動構件與上述第2可動構件之間，且引導上述第2可動構件相對於上述第1可動構件之移動。
  14. 如請求項1之伸縮裝置，其中上述第1導引機構係具有第1導軌與第2導軌；且上述第1滾珠螺桿、上述第2滾珠螺桿以及上述第3滾珠螺桿係設置於上述第1導軌與上述第2導軌之間。
  15. 如請求項9之伸縮裝置，其中上述第2導引機構係具有第1導軌與第2導軌；且上述第1可動構件之上述貫通孔係設置於係設置於上述第1導軌與上述第2導軌之間。
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