JPH07167231A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 滑りを軽減して伝達効率を高めた動力伝達
装置を提供する。 【構成】 駆動側ドラム５と従動側ドラム７とにスチ
ールベルト８を巻回し、駆動側，従動側ドラムの少なく
ともいずれか一方の近傍にトラクションホイール１２を
回転可能かつ径方向移動可能に配置し、該トラクション
ホイール１２をスプリング２１で径方向に付勢すること
により、該ホイール１２とドラム５とでスチールベルト
８を挟持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、精密位置決め用ロボッ
ト等に採用される動力伝達装置に関し、詳細には、スチ
ールベルトのような滑りを生じ易い動力伝達媒体を採用
した場合にも、滑りを軽減できるようにした動力伝達媒
体の巻回方法の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密位置決め用ロボット等に採用される
動力伝達装置として、駆動側ドラムと従動側ドラムに動
力伝達媒体を巻回したものがある。この種の装置におけ
る動力伝達媒体としてスチールベルトの採用が期待され
ている。それは、スチールベルトは高弾性，耐熱性，耐
蝕性，耐摩耗性を持ち、真空中，高温中でも使用可能と
考えられているからである。ところが、スチールベルト
を動力伝達媒体として採用した場合、上記のようなメリ
ットをもちつつも滑りが発生し易いという問題がある。
そこで、スチールベルトを用いながら滑りを軽減する装
置として、 （１）２つのドラムの中間にアイドラドラムを配置し、
これによりドラムへのスチールベルトの巻き掛け角度を
１８０度以上とする装置（特開平１−７８７８４号公報
参照）。 （２）２つのドラムに各々スチールベルトの両端を固定
する装置（実開昭６３−９６３５７号公報参照）。 等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記
（１）のように、巻き掛け角度及び巻き掛け荷重を大き
くするためにアイドラドラムを設置するような方法で
も、極わずかな滑りは防止できず、従って累積的な滑り
に対しては万全ではない。これは以下の理由によるもの
と考えられる。即ち、この従来装置の伝達能力はベル
ト，ドラム間の摩擦係数，巻き掛け荷重に大きく依存す
ることから、アイドラドラムにより張力を増大させるこ
とが必要になる。しかし、あまり張力を大きくするとベ
ルト寿命が短くなるので限度があり、結果的に微小滑り
を確実に防止することはできない。

【０００４】また（２）のような方法では滑り防止の点
では優れているが、ロボット可動範囲において最大２５
０度程度という制約がある。

【０００５】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たもので、スチールベルトのメリットを活かしつつその
滑りを抑制し精密な位置決めのできる動力伝達装置を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動側ドラム
と従動側ドラムに動力伝達媒体を巻回した動力伝達装置
において、上記駆動側，従動側ドラムの少なくともいず
れか一方の近傍にトラクションホイールを回転可能にか
つ径方向に移動可能に設け、上記トラクションホイール
をその対応する上記ドラムに押し付けることにより、該
トラクションホイールと該ドラムとで上記動力伝達媒体
を挟持したことを特徴としている。

【０００７】請求項２の発明は、動力伝達媒体の移動速
度に応じてトラクションホイールの押し付け力を可変と
し、請求項３の発明はトラクションホイールをドラムの
軸回りに移動させて動力伝達媒体の巻き掛け角を可変と
したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明に係る動力伝達装置によれば、トラクシ
ョンホイールをドラムに積極的に押し付けることによ
り、該トラクションホイールと該ドラムとで動力伝達媒
体を挟持し、この状態で動力伝達が行われる。

【０００９】このように本発明では、動力伝達媒体をド
ラムとトラクションホイールとで挟持するようにしたの
で、動力伝達媒体として上記スチールベルトを用いても
滑りを抑制することができ、該ベルトの持つ優れた特性
を活かしながら精密な位置決めが可能となる。ちなみに
本発明では、伝達媒体をトラクションホイールとドラム
とで挟持しているから、上記従来例のようなベルト張力
を増大させる必要はなく、従ってベルト張力の寿命低下
の問題が生じることはない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１〜図４は請求項１の発明の第１実施例に
よる精密位置決め用ロボットにおけるインナーシングル
トラクションタイプの動力伝達装置を説明するための図
であり、図１は概念図、図２，３はその平面図，側面
図、図４は動作を示す平面図である。

【００１１】図において、１は水平多関節ロボットであ
り、これは第１アーム２と、これの先端に回転自在に連
結された第２アーム３と、これの先端に回転自在に連結
されたトッププレート４とを備えている。この各アーム
２，３及びトッププレート４に動力伝達装置が組み込ま
れている。

【００１２】上記第１アーム２の基端側に第１駆動ドラ
ム５とモーター６が、先端側に第１従動ドラム７が設け
られ、上記２つの第１ドラム５，７には第１スチールベ
ルト８が巻回されている。また、上記第２アーム３に
は、基端側に第２駆動ドラム９、先端側に第２従動ドラ
ム１０が設けられ、上記２つの第２ドラム９，１０には
第２スチールベルト１１が巻回されている。さらに、上
記第２従動ドラム１０に上記トッププレート４が同軸固
定されている。なお、上記第１従動ドラム７と上記第２
駆動ドラム９も同軸固定してある。

【００１３】そして上記第１，第２駆動ドラム５，９の
近傍に第１，第２トラクションホイール１２，１３が、
回転可能にかつ径方向に移動可能に取り付けられてい
る。またこの第１，２トラクションホイール１２，１３
は、これらの回転軸と上記第１，第２アーム２，３との
間に介設されたスプリング２１の弾性力によって上記各
ドラム５，９に対して圧接付勢されている。これによ
り、上記スチールベルト８，１１の巻き掛け角度を１８
０°以上にするとともに、各スチールベルト８，１１を
トラクションホイールとドラムとで挟持している。

【００１４】次に上記第１実施例の作用効果を説明す
る。第１アーム２内の第１駆動ドラム５がモーター６に
より回転すると、この回転力が第１ベルト８を介して第
２アーム３に位置され、さらに第２ベルト１１を介して
トッププレート４に伝えられ、これにより図４に示すよ
うに第１，第２アーム２，３が回動し、同図に矢印で示
す方向にトッププレート４が伸縮する。この時、上記第
１，第２ベルト８，１１は、上記第１，第２トラクショ
ンホイール１２，１３により各駆動ドラム５，７に１８
０°以上の巻き掛け角で巻回され、かつトラクションホ
イールとドラムとで挟持されている。

【００１５】このように本実施例では、伝達媒体を駆動
ドラムとトラクションホイールとで挟持するようにした
ので、伝達媒体として滑り易いスチールベルトを用いた
場合でも滑りの発生を防止できる。その結果、上記トッ
ププレート４の精密な動きが実現可能となり、また、例
えば動作開始時や停止時に発生する滑りについても抑制
でき動作精度を上げることができる。ちなみに従来装置
（例えば上記(1) の装置）では、すべり率が１％程度で
あったのが、本実施例では約１万回の動作後で0.01％と
大幅に向上した。

【００１６】また、本実施例装置は、スチールベルトを
ドラムとトラクションホイールとで挟持するものである
から、上記従来例(1) のようにベルト張力を増大する必
要はなく、従ってベルト寿命の低下を回避できる。

【００１７】また本実施例では、伝達媒体を駆動ドラム
に固定せずに巻回しているから、上記従来例(2) の場合
のようなアームの可動範囲に制限を受けることなくアー
ムを高速，高精度で旋回させることができ、精密位置決
め用機械としての応用範囲を高めることができる。

【００１８】ここでスチールベルトの移動速度に応じて
トラクションホイールの押し付け力，巻き掛け角の一方
又は両方を変化させることにより、例えば起動時，停止
時等の滑りをより効果的に抑制し、微細な動きを実現す
ることが可能となる。このようにしたのが請求項２，３
の発明である。

【００１９】図５は、請求項２，３の発明に係る第２実
施例の動力伝達装置を説明するための概念構成図であ
る。本実施例ではトラクションホイール１４をその押し
付け力をスチールベルト１６の移動速度に応じて可変と
した付勢機構２７で駆動ドラム１５に押し付けている。
またトラクションホイール１４は付勢機構２７と共にス
チールベルト１６の移動速度に応じてドラム１５の軸回
り方向に移動可能となっている。

【００２０】本第２実施例では、トラクションホイール
１４でスチールベルト１６を駆動ドラム１５にその押し
付け力を調整しつつ押圧し、トラクションホイール１４
を図の矢印方向に１４´の位置に移動させる。すると、
スチールベルト１６が１６´の位置に移動し、スチール
ベルト１６のドラム１５への巻き掛け角が変化すること
となる。このことから、トラクションホイールをドラム
に一定力で押圧するだけの上記第１実施例と比較して、
より効果的に滑りを抑制することが可能となる。

【００２１】図６は、請求項１の発明に係る第３実施例
のシングルトラクションタイプの動力伝達装置を説明す
るための概念構成図である。これは駆動ドラム１７と、
従動ドラム１８と、スチールベルト１９と、トラクショ
ンホイール２０とで構成されている。該トラクションホ
イール２０は、外壁Ｗに固定されたスプリング２１を介
して図示矢印の方向に押圧付勢されている。

【００２２】本実施例では、駆動ドラム１７の外側に設
けられたトラクションホイール２０でスチールベルト１
９を押圧しているので、上記第１実施例のように内側に
トラクションホイールを設けたものに比較して、スチー
ルベルト１９に張力が全くかからないことから、スチー
ルベルト１９の寿命をより長く延ばすことができる効果
がある。また、上記第１実施例のような位置にトラクシ
ョンホイールを設置できない機械にも採用可能である。

【００２３】図７は、請求項１の発明に係る第４実施例
のマルチトラクションタイプの動力伝達装置を説明する
ための概念構成図である。これは駆動ドラム２２と、従
動ドラム２３と、スチールベルト２４と、付勢機構２５
とで構成されている。この付勢機構２５は、多数の押圧
ローラ２６を半円状のインナプレート２８ａで軸支し、
該インナプレート２８ａをスプリング２９を介してアウ
タプレート２８ｂに連結し、該アウタプレート２８ｂを
装置固定部に固着した構造のものである。

【００２４】本実施例では、駆動ドラム２２の動力がス
チールベルト２４を介して従動ドラム２３に伝達され
る。この時、複数のローラ２６がスプリング２９のばね
力により上記駆動ドラム２２に押圧されて、これにより
スチールベルト２４を挟持する。本実施例では、押圧す
る箇所が複数であるため、上記第１〜３実施例に比べて
より強力な滑り抑制力が得られる。

【００２５】なお、上記第１〜３実施例のトラクション
ホイールや、上記第４実施例のローラに駆動ドラムと同
期回転を与えることにより、スチールベルトとして単層
型だけでなく積層型も適用可能となる。

【００２６】また、本発明の適用範囲は上記各実施例に
おける精密位置決め用ロボットに限定されるものではな
く、要は２つのドラムに動力伝達媒体が巻回されている
動力伝達装置であれば、いずれにも適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明に係る動力伝達装置
によれば、動力伝達媒体を駆動ドラムとトラクションホ
イールとで挟持するようにしたので、スチールベルトを
用いた場合でも微小滑りを抑制でき、スチールベルトの
特性を活かして特殊な条件下で精度の高い動作を実現で
きる効果がある。またトラクションホイールの押し付け
力や駆動側ドラムへの伝達媒体の巻き掛け角度を該伝達
媒体の移動速度に応じて変化できるようにしたので、動
力伝達効率をより向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の第１実施例による精密位置決
め用ロボットの動力伝達装置を説明するための概念構成
図である。

【図２】上記第１実施例の平面図である。

【図３】上記第１実施例の側面図である。

【図４】上記第１実施例の動作を示す平面図である。

【図５】請求項２，３の発明の第２実施例を説明するた
めの概念構成図である。

【図６】請求項１の発明の第３実施例の動力伝達装置を
説明するための概念構成図である。

【図７】請求項１の発明の第４実施例の動力伝達装置を
説明するための概念構成図である。

【符号の説明】

５，９ 第１，第２駆動ドラム（駆動側ドラム） ７，１０ 第１，第２従動ドラム（従動側ドラム） ８，１１ 第１，第２スチールベルト（動力伝達媒体） １２，１３ 第１，第２トラクションホイール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側ドラムと従動側ドラムに動力伝達
   媒体を巻回し、駆動側ドラムの回転を従動側ドラムに伝
   達するようにした動力伝達装置において、上記駆動側，
   従動側ドラムの少なくともいずれか一方の近傍にトラク
   ションホイールを回転可能にかつ径方向に移動可能に設
   け、上記トラクションホイールをその対応する上記ドラ
   ムに押し付けることにより、該トラクションホイールと
   該ドラムとで上記動力伝達媒体を挟持したことを特徴と
   する動力伝達装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、動力伝達媒体の移動
   速度に応じて、ドラムに対するトラクションホイールの
   押し付け力を変化させるようにしたことを特徴とする動
   力伝達装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、動力伝達媒体
   の移動速度に応じて、トラクションホイールを対向する
   ドラムの軸回り方向に移動させることにより、ドラムへ
   の上記伝達媒体の巻き掛け角度を変化させるようにした
   ことを特徴とする動力伝達装置。