JPH0671585A - 上下回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ１個で上下運動および回転運動を行う
ことのできる上下回転装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 ボールネジスプライン軸１に螺合するボール
ネジナット２と、摺動自在で回転自在に設けられたボー
ルスプラインナット３の回転を制御するクラッチブレー
キ部１４と、ボールネジナット２にモータ２３の回転運
動を伝達する第１中間ギヤ１６と、この第１中間ギヤ１
６と同軸１８上でボールスプラインナット３に回転力を
伝達する第２中間ギヤ１７と、この第２中間ギヤの回転
力を解除するクラッチ部２１とを設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの可動
端部に取り付けられる上下回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業用ロボットの普及に伴い、産
業用ロボットの可動端部などに設けられる上下回転装置
の重量およびコストを低減する要求が高まってきてい
る。以下、従来のこの種の産業用ロボットの上下回転装
置について図３を参照しながら説明する。

【０００３】図に示すように、ボールネジスプライン軸
３１にボールネジナット３２を螺嵌すると共に、ボール
スプラインナット３３を軸方向に摺動自在で、かつ、ボ
ールネジスプライン軸３１と連動回転するように設けら
れ、前記ボールネジナット３２にはプーリ３４が固定さ
れ、ハウジング３５に設けたベアリング３６により回転
自在に保持されている。

【０００４】また、ボールスプラインナット３３にもプ
ーリ３７を固定し、ハウジング３５に設けたベアリング
３８により回転自在に保持されている。

【０００５】そして、直進軸用モータ３９にはプーリ４
０を設け、前記ボールネジナット３２に設けたプーリ３
４をタイミングベルト４１を介して回転するように設け
ている。

【０００６】また、回転軸用モータ４２にはプーリ４３
を設け、前記ボールスプラインナット３３に固定された
プーリ３７をタイミングベルト４４を介して回転するよ
うに設けている。

【０００７】また、直進軸用モータ３９および回転軸用
モータ４２には各々回転角を検知するエンコーダ４５と
４６を設けている。

【０００８】上記構成において、上下運動を行う場合に
は、直進軸用モータ３９を回転し、プーリ４０およびタ
イミングベルト４１を介してボールネジナット３２を回
転すると、ボールネジナット３２に螺嵌しているボール
ネジスプライン軸３１がボールネジナット３２の回転方
向に応じて上昇あるいは下降を行うこととなる。

【０００９】このとき、ボールネジスプライン軸３１は
ボールスプラインナット３３により回り止めされていな
ければならない。そこで回転軸用モータ４２は回転しな
い状態にしてプーリ４３、タイミングベルト４４を介し
てボールスプラインナット３３に固定したプーリ３７に
その状態を伝達し、ボールスプラインナット３３を固定
させていた。

【００１０】次に、回転運動を行う場合には、回転軸用
モータ４２を回転し、その動力をプーリ４３、タイミン
グベルト４４を介してボールスプラインナット３３に取
り付けられたプーリ３７に伝達する。このとき、ボール
ネジナット３２が静止していると、ボールネジスプライ
ン軸３１は回転するため、ボールネジスプライン軸３１
は回転しながら直進することになる。そこで、ボールス
プラインナット３３の回転と同じ回転をボールネジナッ
ト３２が行わなくてはならず、回転軸用モータ４２の動
作に合わせて、直進軸用モータ３９も回転させなくては
ならなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の上下
回転装置の構成では、直進軸用モータ３９および回転軸
用モータ４２の２個のモータが必要となり、ロボットの
可動先端に取り付けられる上下回転装置として重くなる
と共にコスト高になる問題があった。

【００１２】本発明は上記課題を解決するもので、モー
タ１個で上下運動および回転運動を行うことのできる上
下回転装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上下回転装置は
上記目的を達成するために、ボールネジスプライン軸に
螺合する回転自在に設けられたボールネジナットと、前
記ボールネジスプライン軸に摺動自在で、かつ、回転自
在に設けられたボールスプラインナットと、このボール
スプラインナットの回転を制御するクラッチブレーキ部
と、前記ボールネジナットにモータの回転運動を伝達す
る第１中間ギヤと、この第１中間ギヤと同軸上で前記ボ
ールスプラインナットに回転力を伝達する第２中間ギヤ
と、この第２中間ギヤの回転伝達力を解除するように設
けたクラッチ部とを備え、前記ボールネジスプライン軸
の回転運動時には前記クラッチブレーキ部によるブレー
キを解除してボールスプラインナットを回転自在とし、
直進運動時にはクラッチ部により前記ボールスプライン
ナットと第２中間ギヤとの係合を離脱させる構成とす
る。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成により、回転運動を行う
場合にはモータの回転力を第１中間ギヤを介してボール
ネジナットおよび第２中間ギヤを介してボールスプライ
ンナットに伝達すると共に、ボールスプラインナットの
回転を阻止するように作動していたクラッチブレーキ部
によるブレーキを解除してボールネジナットとボールス
プラインナットを同じ回転運動を行わせてボールネジス
プライン軸を回転させることとなる。

【００１５】また、直進運動を行う場合には、クラッチ
部の作動により第１中間ギヤと同軸上に設けた第２中間
ギヤを移動して第２中間ギヤとボールスプラインナット
との係合を離脱せしめボールスプラインナットをクラッ
チブレーキ部により回転を防止し、ボールネジナットの
みをモータにより回転させることによりボールネジスプ
ライン軸を上下に直進運動をさせることとなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１および
図２を参照しながら説明する。図に示すように、ボール
ネジスプライン軸１にボールネジナット２を螺合すると
共に、ボールスプラインナット３を軸方向に摺動自在で
かつ、ボールネジスプライン軸１と、連動回転するよう
に設け、前記ボールネジナット２にはギヤ４を固定し、
ハウジング５に設けたベアリング６に回転自在に保持さ
れている。

【００１７】また、ボールスプラインナット３にもギヤ
７を固定し、ハウジング５に設けたベアリング８により
回転自在に保持され、ベアリング８により保持されてい
るボールスプラインナット３に外周にスプライン溝９を
設け、このスプライン溝９に係合するプレート１０を設
けている。

【００１８】そして、前記プレート１０の上下には固定
摩擦板１１と可動摩擦板１２を有し、前記可動摩擦板１
２に対応して電磁コイル１３を設けたクラッチブレーキ
部１４および、電磁コイル１３に通電しないときに、可
動摩擦板１２を可動して前記プレート１０を固定摩擦板
１１側に圧し、前記プレート１０を固定摩擦板１１と可
動摩擦板１２で挟持せしめるスプリング１５を設けてい
る。

【００１９】また、ボールネジナット２に設けたギヤ４
に歯合する第１中間ギヤ１６とボールスプラインナット
３に設けたギヤ７に歯合する第２中間ギヤ１７を両端に
設けた軸１８を前記ハウジング５に上下移動自在に設
け、第１中間ギヤ１６とハウジング５間にはコイル１９
に通電時に前記第１中間ギヤ１６を吸着し、前記軸１８
を介して第２中間ギヤ１７をボールスプラインナット３
に設けたギヤ７より離脱されるように形成すると共に、
コイル１９に非通電時には第１中間ギヤ１６が元に復帰
し、軸１８を介して第２中間ギヤ１７がギヤ７に歯合す
るように復帰させるスプリング２０を有したクラッチ部
２１を回動自在に設けている。

【００２０】そして、前記第１中間ギヤ１６に歯合する
ギヤ２２を設けたモータ２３をハウジング５に設け、モ
ータ２３にはモータ２３の回転角を検知するエンコーダ
２４を設けている。

【００２１】上記構成において回転運動を行う場合に
は、モータ２３の回転運動がギヤ２２および第１中間ギ
ヤ１６を介してしてボールネジナット２に固定されたギ
ヤ４に伝達される。

【００２２】一方、第１中間ギヤ１６の回転運動は軸１
８を介して第２中間ギヤ１７に伝達され、第２中間ギヤ
１７と歯合しているギヤ７を介してボールスプラインナ
ット３に伝達される。

【００２３】そして、電磁コイル１３に通電することに
よりクラッチブレーキ部１４が作動して、プレート１０
にスプリング１５のスプリング圧で圧接されていた可動
摩擦板１２が吸着され、プレート１０から可動摩擦板１
２が離脱し、ボールスプラインナット３は回転自在とな
り、ボールネジナット２とボールスプラインナット３が
同じ回転運動を行ってボールネジスプライン軸１が回転
されることとなる。

【００２４】次に、直進運動を行う場合には、図２に示
すように、クラッチ部２１のコイル１９に通電すると、
第１中間ギヤ１６はスプリング２０のスプリング圧に抗
してクラッチ部２１に吸着され、第１中間ギヤ１６に軸
１８を介して設けられている第２中間ギヤ１７が下降
し、第２中間ギヤ１７はボールスプラインナット３に固
定されたギヤ７より離脱し、ボールスプラインナット３
には第２中間ギヤ１７の回転運動が伝達されなくなる。

【００２５】そして、ボールスプラインナット３はスプ
ライン溝９に係合しているプレート１０がスプリング１
５により可動された可動摩擦板１２と固定摩擦板１１に
より挟持されて回転が阻止される形となり、第１中間ギ
ヤ１６の回転運動はギヤ４を介してボールネジナット２
に伝達され、ボールネジナット２に螺合されているボー
ルネジスプライン軸１をボールネジナット２の回転方向
に応じて上方あるいは下方に移動されることとなる。

【００２６】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、ボールネジスプライン軸に螺合するボールネ
ジナットと、摺動自在で回転自在に設けられたボールス
プラインナットと、このボールスプラインナットの回転
を制御するクラッチブレーキ部と、前記ボールネジナッ
トにモータの回転運動を伝達する第１中間ギヤと、この
第１中間ギヤと同軸上で前記ボールスプラインナットに
回転力を伝達する第２中間ギヤと、この第２中間ギヤの
回転伝達力を解除するように設けたクラッチ部とを設け
ているので、前記クラッチブレーキ部およびクラッチ部
の操作により１個のモータでもって回転運動と直進運動
を行うことを可能にした上下回転装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における上下回転装置の回転
時の状態を示す断面図

【図２】同上下回転装置の直進時の状態を示す断面図

【図３】従来の上下回転装置の断面図

【符号の説明】

１ ボールネジスプライン軸 ２ ボールネジナット ３ ボールスプラインナット １４ クラッチブレーキ部 １６ 第１中間ギヤ １７ 第２中間ギヤ １８ 軸 ２１ クラッチ部 ２３ モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボールネジスプライン軸に螺合する回転自
   在に設けられたボールネジナットと、前記ボールネジス
   プライン軸に摺動自在でかつ回転自在に設けられたボー
   ルスプラインナットと、このボールスプラインナットの
   回転を制御するクラッチブレーキ部と、前記ボールネジ
   ナットにモータの回転運動を伝達する第１中間ギヤと、
   この第１中間ギヤと同軸上で前記ボールスプラインナッ
   トに回転力を伝達する第２中間ギヤと、この第２中間ギ
   ヤの回転伝達力を解除するように設けたクラッチ部とを
   備え、前記ボールネジスプライン軸の回転運動時には前
   記クラッチブレーキ部によるブレーキを解除してボール
   スプラインナットを回転自在とし、直進運動時にはクラ
   ッチ部により前記ボールスプラインナットと第２中間ギ
   ヤとの係合を離脱させる構成とした上下回転装置。