ベルト伝動装置及びそれを備えたロボット
【課題】アイドラプーリを使用せずに簡単な構成でベルトのテンションを調整することができ、テンション調整部の省スペース化や軽量化を実現できるベルト伝動装置を提供する。
【解決手段】１対の回転軸に第１プーリ、第２プーリを配置し、第１の有端ベルトの一端を調整ブロックを介して第１プーリの外周上側に、他端を第２プーリの外周上側に取り付ける。第２の有端ベルトの一端は第１プーリの外周下側に、他端は第１のベルトの巻き掛け方向と逆にして第２プーリの外周下側に取り付ける。第１プーリには調整ブロックの取り付け部に案内部とネジ穴を設ける。ネジ穴へ挿入できるテーパ部を有するテンション調整ネジをねじ込むことによって、調整ブロックを案内部に沿って位置を調整し、第１と第２ベルトの両方のテンションを調整する。調整後はテンション調整ネジを取り外す。
【解決手段】１対の回転軸に第１プーリ、第２プーリを配置し、第１の有端ベルトの一端を調整ブロックを介して第１プーリの外周上側に、他端を第２プーリの外周上側に取り付ける。第２の有端ベルトの一端は第１プーリの外周下側に、他端は第１のベルトの巻き掛け方向と逆にして第２プーリの外周下側に取り付ける。第１プーリには調整ブロックの取り付け部に案内部とネジ穴を設ける。ネジ穴へ挿入できるテーパ部を有するテンション調整ネジをねじ込むことによって、調整ブロックを案内部に沿って位置を調整し、第１と第２ベルトの両方のテンションを調整する。調整後はテンション調整ネジを取り外す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールベルト等のベルトを用いて、一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達する、例えば、水平多関節ロボット等のアームの駆動に好適なベルト伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なベルト伝動装置において、ベルトのテンションを調整する方法としては、（１）プーリＡ、プーリＢの軸間距離を調整することにより、プーリＡとプーリＢ間に設けたベルトのテンションを調整する方法、（２）アイドラプーリをプーリＡとプーリＢ間に巻装したベルトに押し付けることにより、ベルトのテンションを調節する方法、等がある。
水平多関節ロボットのアームのような箇所に使用される場合は、（１）の方法のように軸間距離を変えることは構造的に難しいので、一般的には（２）の方法が取られている。
【０００３】
図５は、従来の水平多関節ロボットの平面図を示している。この水平多関節ロボット１は、駆動部２に第１アーム３の一端を回転可能に取り付け、第１アーム３の他端に第２アーム４の一端を回転可能に取り付け、第２アーム４の他端にワークを載せるハンド部５を回転可能に取り付けたものである。このロボットでは、第１アーム３を回転させると、第２アーム４が逆方向に回転すると共に、ハンド部５が第２アーム４とは逆方向に回転し、ハンド部５の先端が直進運動をしてワークを搬送するようになっている。
【０００４】
図６は、前記従来の水平多関節ロボットのアーム部の縦断面図である。このロボットでは、中空状の第１の回転入力軸１０４と、第１の回転入力軸１０４の内部に同心状に配置された第２の回転入力軸１０５を備えており、第１の回転入力軸１０４の端部には第１アーム３が固定されおり、第２の回転入力軸１０５の端部には駆動プーリ２０１を備えている。第２の回転入力軸１０５は、第１アーム３の一端側に配置され、第１アーム３に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の他端側には、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂが第２アーム４の内部に突出して固定されると共に、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂに対して従動プーリ２０２が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との直径比は、１：１なる関係で設けてあり、駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との間にはループ状のエンドレスタイプのタイミングベルト２０３が巻き掛けてある。
また、従動プーリ２０２の上端には第２アーム４の一端側が固定されており、第２アーム４の内部に突出した連結軸１０６Ｂの上端部には駆動プーリ２０７が固定され、第２アーム４に対して、駆動プーリ２０７が相対的に回転するようになっている。第２アーム４の他端側には、連結軸１１０が固定されると共に、連結軸１１０に対して従動プーリ２０８が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ２０７と従動プーリ２０８との直径比は、１：２なる関係で設けてあり、駆動プーリ２０７と従動プーリ２０８との間にはループ状のエンドレスタイプのタイミングベルト２０９が巻き掛けてある。
また、従動プーリ２０８の上端にはハンド部５が固定されており、第２アーム４に対して、ハンド部５が相対的に回転するようになっている。
また、第１アーム３、第２アーム４の内部には、それぞれ、アイドラプーリ２１１、２１１’と、２１２、２１２’を備えており、アイドラプーリ２１１、２１１’と、２１２、２１２’は、タイミングベルトのテンションを調節するために、各々、タイミングベルト２０３、２０９に押し当てて取り付けてある。
この構造において、第１の回転入力軸１０４を第２の回転入力軸１０５に対して相対的に回転させて、第１アーム３を回転させると、駆動プーリ２０１は第１アーム３に対して相対的に回転し、この駆動プーリ２０１の相対回転は、タイミングベルト２０３を介して従動プーリ２０２を回転させて第２アーム４が回転する。第２アーム４が回転することで、第２アーム４と駆動プーリ２０７との間で相対回転が生じ、この相対回転はタイミングベルト２０９を介して従動プーリ２０８を回転させてハンド部５が回転する。
このとき、第１アーム３内の駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との直径比は１：１なる関係で、第２アーム４内の駆動プーリ２０７と従動プーリ２０８との直径比は１：２なる関係で設けてあるので、第２の回転入力軸１０５の回転に対して第１の回転入力軸１０４、すなわち、第１アーム３を同一速度で逆方向に回転させると、駆動プーリ２０１は第１アーム３に対して相対的に２倍の回転量だけ回転することになるので、第２アーム４は第１アームに対して逆方向に２倍の回転量だけ回転し、ハンド部５は第２アーム４に対して逆方向に１/２倍の回転量だけ回転するので、ハンド部５の先端が直進運動をすることになる。
【０００５】
次に、上述のような従来の水平多関節ロボットでのベルトのテンションの調整方法について説明する。
図７は、上述の水平多関節ロボットの第１アーム３の蓋を外した平面図を示す。上述したように、第１アーム３の一端側には第２アーム４を回転させるための駆動プーリ２０１が第１アーム３に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の他端側には、第１アーム３に対して従動プーリ２０２が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との間にはループ状のエンドレスタイプのタイミングベルト２０３が巻き掛けてある。また、第１アーム３の内部には、アイドラプーリ２１１、２１１’を備えており、アイドラプーリ２１１、２１１’は、タイミングベルト２０３へ所定のテンションを与えるように、タイミングベルト２０３に押し当てて取り付けてある。
アイドラプーリ２１１、２１１’は、ベース板２１１Ｂ、２１１Ｂ’上に軸２１１Ａ、２１１Ａ’を固定して取り付けて、この軸２１１Ａ、２１１Ａ’に対して回転自在となるように取り付けてある。アイドラプーリ２１１、２１１’にて、タイミングベルト２０３のテンションの調整を行うには、第１アーム３に対するベース板２１１Ｂ、２１１Ｂ’の固定位置を調整することによって、タイミングベルト２０３へのアイドラプーリ２１１、２１１’の押し付け量を調整して、所定のテンションとなるように調整する。
また、図示しないが、第２アーム４についても第１アームの場合と同様の構成で、アイドラプーリ２１２、２１２’が、タイミングベルト２０９へ所定のテンションを与えるように、タイミングベルト２０９に押し当てて取り付けてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したように、従来のベルト伝動装置においては、アイドラプーリを使用して、ベルトのテンションを調整するようにしているため、構造が複雑化する上、アイドラプーリを設置する分だけ、アームの省スペース化や軽量化を実現できないという問題があった。
また、上述のようなタイミングベルトの使用は、プーリとタイミングベルト歯形間のバックラッシュや、ベルト材質がポリウレタンやゴム等の弾性体であることにより、プーリの回転方向が逆転するときに、伝達の遅れが発生し、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、一対の回転軸の各々に第１のプーリと第２のプーリとが配置され、前記第１のプーリと前記第２のプーリとに巻装されたベルトによって、前記一対の回転軸の一方の回転を他方に伝達するベルト伝動装置において、前記ベルトは、第１の有端ベルトと第２の有端ベルトからなり、前記第１の有端ベルトは、一端が調整ブロックを解して前記第１のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第２のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、前記第２の有端ベルトは、一端が前記第１のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第１の有端ベルトの巻き掛け方向とは逆となるよう前記第２のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、前記第１のプーリには、前記調整ブロックが固定される部分に、前記調整ブロックを摺動させながら接線方向に案内する案内部と、前記調整ブロック近傍のネジ穴と、前記ネジ穴に挿入可能なネジ部と前記ネジ部の上部に設けられたテーパ部とを有し、前記調整ブロックに対して取り外し可能なテンション調整ネジと、が設けられ、前記テンション調整ネジを前記ネジ穴へねじ込んだときに、前記テーパ部が前記調整ブロックに当接し、前記案内部によって前記調整ブロックが前記接線方向に移動することによって、前記第１及び第２の有端ベルトの両方のテンションが調整され、前記テンションの調整後に、前記調整ブロックが前記第１のプーリに固定され、前記テンション調整ネジが前記調整ブロックから取り外されて、前記ベルトのテンションを調整を完了するよう構成されたベルト伝動装置とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記案内部及び前記ネジ穴が、前記第１のプーリの上面に設けられた凹部に設けられ、前記調整ブロックが固定されたとき、前記第１のプーリに埋設されるよう構成された請求項１記載のベルト伝動装置とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記ベルトは、金属製のスチールベルトである請求項１記載のベルト伝動装置とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、複数のアームが互いに連結された水平多関節型の前記アームに、請求項１乃至３いずれかに記載のベルト伝動装置を備えた水平多関節ロボットとするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、従来のようにアイドラプーリを設置することなく、テンション調整ネジを用いて、簡単な構成でベルトのテンションを調整することができ、省スペース化や軽量化を図ることができる。また、テンション調整ネジが取り外し可能に構成されているので、さらにテンション調整部分が余計なスペースを要することがない。また、本発明によると、ベルトの両端が直接プーリに取り付けられるので、タイミングベルトのようなバックラッシュがなく、プーリの回転方向が逆転するとき、バックラッシュによる伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
また、請求項２に記載の発明によると、調整ブロックが第１のプーリに埋設されるよう固定されるので、テンション調整部から余計な凸部がなく、水平多関節ロボットに適用した場合、アーム内で余計なスペースを要することがない。また、プーリの上面に凹部を設けて調整ブロックの位置を調整できるようにしているので、水平多関節ロボットのような水平に延在するアームに適用し、アームの蓋をあければ、上部から簡単にテンションの調整ができるように構成できる。
また、請求項３に記載の発明によると、金属製のスチールベルトを使用するので、ポリウレタンやゴム等の材質の場合と異なり、ベルトの弾性がほとんど無視でき、プーリの回転方向が逆転するとき、伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
この実施形態のベルト伝動装置は、水平多関節ロボットのアームを駆動するベルト伝動装置に適用されたものである。水平多関節ロボットの全体構成は、図５に示した従来例と同じであるが、アーム内部に配置されたベルト伝動装置の構造が以下に説明するように異なる。
【００１１】
図１は、本発明の実施例を示す水平多関節ロボットのアーム部の縦断面図である。このロボットでは、中空状の第１の回転入力軸１０４と、第１の回転入力軸１０４の内部に同心状に配置された第２の回転入力軸１０５を備えており、第１の回転入力軸１０４の端部には第１アーム３が固定されおり、第２の回転入力軸１０５の端部には駆動プーリ１０１を備えている。第２の回転入力軸１０５は、第１アーム３の一端側に配置され、第１アーム３に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の他端側には、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂが第２アーム４の内部に突出して固定されると共に、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂに対して従動プーリ１０２が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２との直径比は、１：１なる関係で設けてある。
また、従動プーリ１０２の上端には第２アーム４の一端側が固定されており、第２アーム４の内部に突出した連結軸１０６Ｂの上端部には駆動プーリ１０７が固定され、第２アーム４に対して、駆動プーリ１０７が相対的に回転するようになっている。第２アーム４の他端側には、連結軸１１０が固定されると共に、連結軸１１０に対して従動プーリ１０８が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ１０７と従動プーリ１０８との直径比は、１：２なる関係で設けてある。
また、従動プーリ１０８の上端にはハンド部５が固定されており、第２アーム４に対して、ハンド部５が相対的に回転するようになっている。
なお、第１アーム３内の駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２との間には、ループ状のエンドレスタイプのベルトではなく、それぞれ、直線状で一定長さの第１と、第２の２本のスチールベルト１０３Ａ、１０３Ｂが設置されている。
また、第２アーム４内の駆動プーリ１０７と従動プーリ１０８との間には、第１アーム３の場合と同様に、ループ状のエンドレスタイプのベルトではなく、それぞれ、直線状で一定長さの第１と、第２の２本のスチールベルト１０９Ａ、１０９Ｂが設置されている。
【００１２】
図２は図１におけるプーリとベルトの概略構成を示す図で、図２（ａ）は図１の第１アーム３部分のａ−ａ矢視図、図２（ｂ）は、図１の第１アーム３部分のｂ−ｂ矢視図である。図２に示すように、本実施例では、第１のベルト１０３Ａは、一端が調整ブロック１１１を介して駆動プーリ１０１の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部１１４を介して従動プーリ１０２の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられる。調整ブロック１１１を含むテンション調整部１２０については後述する。第２のベルト１０３Ｂは、一端が固定部１１５を介して駆動プーリ１０１の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部１１６を介して第１のベルト１０３Ａの巻き掛け方向と逆にして従動プーリ１０２の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられている。
また、図示しないが、第２アーム４についても第１アーム３の場合と同様に、第１のベルト１０９Ａは、一端が調整ブロック１１２を介して駆動プーリ１０７の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部を介して従動プーリ１０８の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられる。第２のベルト１０９Ｂは、一端が固定部を介して駆動プーリ１０７の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部を介して第１のベルト１０９Ａの巻き掛け方向と逆にして従動プーリ１０８の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられている。
上記固定部１１４、１１５、１１６では、各プーリに穴が設けられている。一方各ベルトに設けられた穴を介して、圧入ピンなどで各ベルトを各プーリの穴に対して完全に固定している。
以上のように、本発明のベルト伝動装置では、両端を有する２本のベルトを２つのプーリに対して、上下高さ違いにかつ巻き掛け方向を互いに逆にして装着している。そして、上段のベルトの一端を、調整ブロックを介して一方のプーリに対して固定しており、上段のベルトの他端は他方のプーリに対して固定部を介して装着されている。また、下段のベルトの両端はそれぞれのプーリに対して固定部を介して装着されるのみである。調整ブロックを含むテンション調整部についての詳細は後述する。
【００１３】
以上の構造において、第１の回転入力軸１０４を第２の回転入力軸１０５に対して相対的に回転させて、第１アーム３を回転させると、駆動プーリ１０１は第１アーム３に対して相対的に回転し、この駆動プーリ１０１の相対回転は、スチールベルト１０３Ａ、１０３Ｂを介して従動プーリ１０２を回転させて第２アーム４が回転する。第２アーム４が回転することで、第２アーム４と駆動プーリ１０７との間で相対回転が生じ、この相対回転はスチールベルト１０９Ａ、１０９Ｂを介して従動プーリ１０８を回転させてハンド部５が回転する。
このとき、第１アーム３内の駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２との直径比は１：１なる関係で、第２アーム４内の駆動プーリ１０７と従動プーリ１０８との直径比は１：２なる関係で設けてあるので、第２の回転入力軸１０５の回転に対して第１の回転入力軸１０４、すなわち、第１アーム３を同一速度で逆方向に回転させると、駆動プーリ１０１は第１アーム３に対して相対的に２倍の回転量だけ回転することになるので、第２アーム４は第１アーム３に対して逆方向に２倍の回転量だけ回転し、ハンド部５は第２アーム４に対して逆方向に１/２倍の回転量だけ回転するので、ハンド部５の先端が直進運動をすることになる。
【００１４】
次に以上で説明したベルト伝動装置におけるテンション調整部１２０について詳細に説明するとともに、ベルトのテンションの調整方法について説明する。
図３は、ベルトのテンション調整を行う際の駆動プーリの要部平面図である。また、図４は、図３におけるｃ-ｃ断面図である。
図３、図４において、１０１は駆動プーリで、調整ブロック１１１の取り付け箇所には凹部１０１Ｂが形成されている。凹部１０１Ｂは駆動プーリ１０１の上面の一部に形成されておりプーリ上面よりも１段低く形成された部分である。凹部１０１Ｂは上面から見て略Ｔ字状になっており、Ｔ字形状の一端はプーリの外周部分に開口１０１Ｃで開口している。また、Ｔ字形状の一部は、案内部１０１Ｄのように、開口１０１Ｃにおける接線方向とほぼ平行となる方向となるよう形成されている。
調整ブロック１１１の形状は上面から見て、凹部１０１ＢのＴ字形状の一部に沿って略Ｌ字形状に形成されている。調整ブロック１１１のＬ字形状の一部は、凹部１０１Ｂの案内部１０１Ｄに嵌め込まれて摺動できる。このとき、調整ブロック１１１のＬ字形状の一端は、開口１０１Ｃにおいて、プーリの外周部分の面とほぼ同じ位置になるよう形成されている。この一端に固定部１１１Ｃが設けられており、第１のベルト１０３Ａが固定される。具体的には、調整ブロック１１１の図示しない穴に対して、第１のベルト１０３Ａに形成されている穴を介して、圧入ピンなどでブロックに対してベルトを完全に固定する。なお、開口部１０１Ｃは、案内部１０１Ｄに沿って調整ブロック１１１が摺動しても開口部１０１Ｃと案内ブロック１１１が干渉しない程度の隙間を有している。
また、調整ブロック１１１には、案内部１０１Ｄに沿って摺動する部分の近傍に、駆動プーリ１０１に対して調整ブロック１１１を固定するための取り付けネジ１１１Ａ及び１１１Ｂが設けられている。なお、凹部１０１Ｂには当然ながら、このネジ１１１Ａ及び１１１Ｂが挿入される図示しないネジ穴が形成されている。また、凹部１０１Ｂには、調整ブロック１１１の近傍にもネジ穴１０１Ａが形成されている。
【００１５】
１１３は駆動プーリ１０１及び調整ブロック１１１とは別途用意されるテンション調整治具で、その先端にネジ部１１３Ａと中間にテーパ部１１３Ｂを有している。テンション調整治具１１３のネジ部１１３Ａは、上記ネジ穴１０１Ａに挿入されるよう形成されており、このとき、テーパ部１１３Ｂが調整ブロック１１１の一部に当接するようになっている。テンション調整治具１１３の上端部は、所望の工具でネジ部１１３Ａを回転できるよう形成されている。
【００１６】
以上の構成において、ベルトのテンション調整方法について説明する。
調整ブロック１１１の取り付けネジ１１１Ａ、１１１Ｂを緩めた状態で、テンション調整治具１１３のネジ部１１３Ａを駆動プーリのネジ穴１０１Ａへねじ込んでいくと、テンション調整治具１１３が軸方向において下方に移動するとともに、テンション調整治具のテーパ部１１３Ｂがくさび作用により調整ブロック１１１を駆動プーリ１０１の外周接線方向に押す。したがって、調整ブロック１１１が第１のベルト１０３Ａを引っ張ることになり、第１のベルト１０３Ａのテンションが増す。一方で、駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２は第２のベルト１０３Ｂにより連結されているので、第１のベルト１０３Ａが引っ張られると、従動プーリ１０２が回転しようとするが、第２のベルト１０３Ｂがそれに抗するので、第２のベルト１０３Ｂのテンションも増すことになる。このようにして、テンション調整治具１１３のねじ込み量を調整することにより、スチールベルト１０３Ａ、１０３Ｂのテンションを調整することができる。所定のテンションに調整したところで、調整ブロック１１１の取り付けネジ１１１Ａ、１１１Ｂを締めて調整ブロック１１１の取り付け位置を固定し、テンション調整治具１１３を取り除けば、テンション調整は完了である。
【００１７】
本実施例によると、上述のように、テンション調整後はテンション調整治具を取り除くことができるので、アーム内にはアイドラプーリのような複雑な機構が残らず、アームの省スペース化や軽量化を図ることができる。また、調整ブロックは凹部に埋設されており、プーリから突出する部分が少ないので、さらにアームの省スペース化が図れる。
また、ベルトの両端が直接プーリに取り付けられるので、タイミングベルトのようなバックラッシュがなく、プーリの回転方向が逆転するとき、バックラッシュによる伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
また、本実施例のように、金属製のスチールベルトを使用すると、ポリウレタンやゴム等の材質の場合と異なり、ベルトの弾性がほとんど無視できるので、プーリの回転方向が逆転するとき、伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
なお、上記実施例では、駆動プーリ側に調整ブロックを取り付けて、テンション調整を行う場合を示しているが、従動プーリ側に調整ブロックを取り付けるような構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例を示すベルト伝動装置を内在した水平多関節ロボットの縦断面図
【図２】本発明のベルト伝動装置を示す概略構成図で、（ａ）は図１の第１アーム３部分のａ−ａ矢視図、（ｂ）は、図１の第１アーム３部分のｂ−ｂ矢視図である。
【図３】本発明のベルト伝動装置におけるテンション調整時の要部平面図。
【図４】図３のｃ-ｃ断面図である。
【図５】従来の水平多関節ロボットの平面図である。
【図６】従来のベルト伝動装置を内在した水平多関節ロボットの縦断面図である。
【図７】図６におけるの第１アームの内部平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ ベルト伝動装置を内在した水平多関節ロボット
２ 駆動部
３ 第１アーム
４ 第２アーム
５ ハンド
１０１ 第１アーム内の駆動プーリ
１０１Ａ ネジ穴
１０１Ｂ 凹部
１０１Ｃ 開口部
１０１Ｄ 案内部
１０２ 第１アーム内の従動プーリ
１０３Ａ 第１アーム内の第１のスチールベルト
１０３Ｂ 第１アーム内の第２のスチールベルト
１０４ 第１の回転入力軸
１０５ 第２の回転入力軸
１０６Ａ、１０６Ｂ 第１アームに固定の連結軸
１０７ 第２アーム内の駆動プーリ
１０８ 第２アーム内の従動プーリ
１０９Ａ 第２アーム内の第１のスチールベルト
１０９Ｂ 第２アーム内の第２のスチールベルト
１１０ 第２アームに固定の連結軸
１１１ 第１アームの調整ブロック
１１１Ａ、１１１Ｂ 第１アームの調整ブロックの取り付けネジ
１１１Ｃ 固定部
１１２ 第２アームの調整ブロック
１１２Ａ、１１２Ｂ 第２アームの調整ブロックの取り付けネジ
１１３ テンション調整治具
１１３Ａ テンション調整治具のネジ部
１１３Ｂ テンション調整治具のテーパ部
１１４ 第１アーム内の第１のスチールベルトの固定部
１１５ 第１アーム内の第２のスチールベルトの固定部
１１６ 第１アーム内の第２のスチールベルトの固定部
１２０ テンション調整部
２０１ 第１アーム内の駆動プーリ
２０２ 第１アーム内の従動プーリ
２０３ 第１アーム内のタイミングベルト
２０７ 第２アーム内の駆動プーリ
２０８ 第２アーム内の従動プーリ
２０９ 第２アーム内のタイミングベルト
２１１、２１１’ 第１アーム内のアイドラプーリ
２１１Ａ、２１１Ａ’ 第１アーム内のアイドラプーリの軸
２１１Ｂ、２１１Ｂ’ 第１アーム内のアイドラプーリのベース板
２１２、２１２’ 第２アーム内のアイドラプーリ
２１２Ａ、２１２Ａ’ 第２アーム内のアイドラプーリの軸
２１２Ｂ、２１２Ｂ’ 第２アーム内のアイドラプーリのベース板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールベルト等のベルトを用いて、一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達する、例えば、水平多関節ロボット等のアームの駆動に好適なベルト伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なベルト伝動装置において、ベルトのテンションを調整する方法としては、（１）プーリＡ、プーリＢの軸間距離を調整することにより、プーリＡとプーリＢ間に設けたベルトのテンションを調整する方法、（２）アイドラプーリをプーリＡとプーリＢ間に巻装したベルトに押し付けることにより、ベルトのテンションを調節する方法、等がある。
水平多関節ロボットのアームのような箇所に使用される場合は、（１）の方法のように軸間距離を変えることは構造的に難しいので、一般的には（２）の方法が取られている。
【０００３】
図５は、従来の水平多関節ロボットの平面図を示している。この水平多関節ロボット１は、駆動部２に第１アーム３の一端を回転可能に取り付け、第１アーム３の他端に第２アーム４の一端を回転可能に取り付け、第２アーム４の他端にワークを載せるハンド部５を回転可能に取り付けたものである。このロボットでは、第１アーム３を回転させると、第２アーム４が逆方向に回転すると共に、ハンド部５が第２アーム４とは逆方向に回転し、ハンド部５の先端が直進運動をしてワークを搬送するようになっている。
【０００４】
図６は、前記従来の水平多関節ロボットのアーム部の縦断面図である。このロボットでは、中空状の第１の回転入力軸１０４と、第１の回転入力軸１０４の内部に同心状に配置された第２の回転入力軸１０５を備えており、第１の回転入力軸１０４の端部には第１アーム３が固定されおり、第２の回転入力軸１０５の端部には駆動プーリ２０１を備えている。第２の回転入力軸１０５は、第１アーム３の一端側に配置され、第１アーム３に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の他端側には、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂが第２アーム４の内部に突出して固定されると共に、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂに対して従動プーリ２０２が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との直径比は、１：１なる関係で設けてあり、駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との間にはループ状のエンドレスタイプのタイミングベルト２０３が巻き掛けてある。
また、従動プーリ２０２の上端には第２アーム４の一端側が固定されており、第２アーム４の内部に突出した連結軸１０６Ｂの上端部には駆動プーリ２０７が固定され、第２アーム４に対して、駆動プーリ２０７が相対的に回転するようになっている。第２アーム４の他端側には、連結軸１１０が固定されると共に、連結軸１１０に対して従動プーリ２０８が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ２０７と従動プーリ２０８との直径比は、１：２なる関係で設けてあり、駆動プーリ２０７と従動プーリ２０８との間にはループ状のエンドレスタイプのタイミングベルト２０９が巻き掛けてある。
また、従動プーリ２０８の上端にはハンド部５が固定されており、第２アーム４に対して、ハンド部５が相対的に回転するようになっている。
また、第１アーム３、第２アーム４の内部には、それぞれ、アイドラプーリ２１１、２１１’と、２１２、２１２’を備えており、アイドラプーリ２１１、２１１’と、２１２、２１２’は、タイミングベルトのテンションを調節するために、各々、タイミングベルト２０３、２０９に押し当てて取り付けてある。
この構造において、第１の回転入力軸１０４を第２の回転入力軸１０５に対して相対的に回転させて、第１アーム３を回転させると、駆動プーリ２０１は第１アーム３に対して相対的に回転し、この駆動プーリ２０１の相対回転は、タイミングベルト２０３を介して従動プーリ２０２を回転させて第２アーム４が回転する。第２アーム４が回転することで、第２アーム４と駆動プーリ２０７との間で相対回転が生じ、この相対回転はタイミングベルト２０９を介して従動プーリ２０８を回転させてハンド部５が回転する。
このとき、第１アーム３内の駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との直径比は１：１なる関係で、第２アーム４内の駆動プーリ２０７と従動プーリ２０８との直径比は１：２なる関係で設けてあるので、第２の回転入力軸１０５の回転に対して第１の回転入力軸１０４、すなわち、第１アーム３を同一速度で逆方向に回転させると、駆動プーリ２０１は第１アーム３に対して相対的に２倍の回転量だけ回転することになるので、第２アーム４は第１アームに対して逆方向に２倍の回転量だけ回転し、ハンド部５は第２アーム４に対して逆方向に１/２倍の回転量だけ回転するので、ハンド部５の先端が直進運動をすることになる。
【０００５】
次に、上述のような従来の水平多関節ロボットでのベルトのテンションの調整方法について説明する。
図７は、上述の水平多関節ロボットの第１アーム３の蓋を外した平面図を示す。上述したように、第１アーム３の一端側には第２アーム４を回転させるための駆動プーリ２０１が第１アーム３に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の他端側には、第１アーム３に対して従動プーリ２０２が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ２０１と従動プーリ２０２との間にはループ状のエンドレスタイプのタイミングベルト２０３が巻き掛けてある。また、第１アーム３の内部には、アイドラプーリ２１１、２１１’を備えており、アイドラプーリ２１１、２１１’は、タイミングベルト２０３へ所定のテンションを与えるように、タイミングベルト２０３に押し当てて取り付けてある。
アイドラプーリ２１１、２１１’は、ベース板２１１Ｂ、２１１Ｂ’上に軸２１１Ａ、２１１Ａ’を固定して取り付けて、この軸２１１Ａ、２１１Ａ’に対して回転自在となるように取り付けてある。アイドラプーリ２１１、２１１’にて、タイミングベルト２０３のテンションの調整を行うには、第１アーム３に対するベース板２１１Ｂ、２１１Ｂ’の固定位置を調整することによって、タイミングベルト２０３へのアイドラプーリ２１１、２１１’の押し付け量を調整して、所定のテンションとなるように調整する。
また、図示しないが、第２アーム４についても第１アームの場合と同様の構成で、アイドラプーリ２１２、２１２’が、タイミングベルト２０９へ所定のテンションを与えるように、タイミングベルト２０９に押し当てて取り付けてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したように、従来のベルト伝動装置においては、アイドラプーリを使用して、ベルトのテンションを調整するようにしているため、構造が複雑化する上、アイドラプーリを設置する分だけ、アームの省スペース化や軽量化を実現できないという問題があった。
また、上述のようなタイミングベルトの使用は、プーリとタイミングベルト歯形間のバックラッシュや、ベルト材質がポリウレタンやゴム等の弾性体であることにより、プーリの回転方向が逆転するときに、伝達の遅れが発生し、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、一対の回転軸の各々に第１のプーリと第２のプーリとが配置され、前記第１のプーリと前記第２のプーリとに巻装されたベルトによって、前記一対の回転軸の一方の回転を他方に伝達するベルト伝動装置において、前記ベルトは、第１の有端ベルトと第２の有端ベルトからなり、前記第１の有端ベルトは、一端が調整ブロックを解して前記第１のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第２のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、前記第２の有端ベルトは、一端が前記第１のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第１の有端ベルトの巻き掛け方向とは逆となるよう前記第２のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、前記第１のプーリには、前記調整ブロックが固定される部分に、前記調整ブロックを摺動させながら接線方向に案内する案内部と、前記調整ブロック近傍のネジ穴と、前記ネジ穴に挿入可能なネジ部と前記ネジ部の上部に設けられたテーパ部とを有し、前記調整ブロックに対して取り外し可能なテンション調整ネジと、が設けられ、前記テンション調整ネジを前記ネジ穴へねじ込んだときに、前記テーパ部が前記調整ブロックに当接し、前記案内部によって前記調整ブロックが前記接線方向に移動することによって、前記第１及び第２の有端ベルトの両方のテンションが調整され、前記テンションの調整後に、前記調整ブロックが前記第１のプーリに固定され、前記テンション調整ネジが前記調整ブロックから取り外されて、前記ベルトのテンションを調整を完了するよう構成されたベルト伝動装置とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記案内部及び前記ネジ穴が、前記第１のプーリの上面に設けられた凹部に設けられ、前記調整ブロックが固定されたとき、前記第１のプーリに埋設されるよう構成された請求項１記載のベルト伝動装置とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記ベルトは、金属製のスチールベルトである請求項１記載のベルト伝動装置とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、複数のアームが互いに連結された水平多関節型の前記アームに、請求項１乃至３いずれかに記載のベルト伝動装置を備えた水平多関節ロボットとするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、従来のようにアイドラプーリを設置することなく、テンション調整ネジを用いて、簡単な構成でベルトのテンションを調整することができ、省スペース化や軽量化を図ることができる。また、テンション調整ネジが取り外し可能に構成されているので、さらにテンション調整部分が余計なスペースを要することがない。また、本発明によると、ベルトの両端が直接プーリに取り付けられるので、タイミングベルトのようなバックラッシュがなく、プーリの回転方向が逆転するとき、バックラッシュによる伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
また、請求項２に記載の発明によると、調整ブロックが第１のプーリに埋設されるよう固定されるので、テンション調整部から余計な凸部がなく、水平多関節ロボットに適用した場合、アーム内で余計なスペースを要することがない。また、プーリの上面に凹部を設けて調整ブロックの位置を調整できるようにしているので、水平多関節ロボットのような水平に延在するアームに適用し、アームの蓋をあければ、上部から簡単にテンションの調整ができるように構成できる。
また、請求項３に記載の発明によると、金属製のスチールベルトを使用するので、ポリウレタンやゴム等の材質の場合と異なり、ベルトの弾性がほとんど無視でき、プーリの回転方向が逆転するとき、伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
この実施形態のベルト伝動装置は、水平多関節ロボットのアームを駆動するベルト伝動装置に適用されたものである。水平多関節ロボットの全体構成は、図５に示した従来例と同じであるが、アーム内部に配置されたベルト伝動装置の構造が以下に説明するように異なる。
【００１１】
図１は、本発明の実施例を示す水平多関節ロボットのアーム部の縦断面図である。このロボットでは、中空状の第１の回転入力軸１０４と、第１の回転入力軸１０４の内部に同心状に配置された第２の回転入力軸１０５を備えており、第１の回転入力軸１０４の端部には第１アーム３が固定されおり、第２の回転入力軸１０５の端部には駆動プーリ１０１を備えている。第２の回転入力軸１０５は、第１アーム３の一端側に配置され、第１アーム３に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の他端側には、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂが第２アーム４の内部に突出して固定されると共に、連結軸１０６Ａ、１０６Ｂに対して従動プーリ１０２が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２との直径比は、１：１なる関係で設けてある。
また、従動プーリ１０２の上端には第２アーム４の一端側が固定されており、第２アーム４の内部に突出した連結軸１０６Ｂの上端部には駆動プーリ１０７が固定され、第２アーム４に対して、駆動プーリ１０７が相対的に回転するようになっている。第２アーム４の他端側には、連結軸１１０が固定されると共に、連結軸１１０に対して従動プーリ１０８が回転自在に取り付けられている。駆動プーリ１０７と従動プーリ１０８との直径比は、１：２なる関係で設けてある。
また、従動プーリ１０８の上端にはハンド部５が固定されており、第２アーム４に対して、ハンド部５が相対的に回転するようになっている。
なお、第１アーム３内の駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２との間には、ループ状のエンドレスタイプのベルトではなく、それぞれ、直線状で一定長さの第１と、第２の２本のスチールベルト１０３Ａ、１０３Ｂが設置されている。
また、第２アーム４内の駆動プーリ１０７と従動プーリ１０８との間には、第１アーム３の場合と同様に、ループ状のエンドレスタイプのベルトではなく、それぞれ、直線状で一定長さの第１と、第２の２本のスチールベルト１０９Ａ、１０９Ｂが設置されている。
【００１２】
図２は図１におけるプーリとベルトの概略構成を示す図で、図２（ａ）は図１の第１アーム３部分のａ−ａ矢視図、図２（ｂ）は、図１の第１アーム３部分のｂ−ｂ矢視図である。図２に示すように、本実施例では、第１のベルト１０３Ａは、一端が調整ブロック１１１を介して駆動プーリ１０１の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部１１４を介して従動プーリ１０２の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられる。調整ブロック１１１を含むテンション調整部１２０については後述する。第２のベルト１０３Ｂは、一端が固定部１１５を介して駆動プーリ１０１の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部１１６を介して第１のベルト１０３Ａの巻き掛け方向と逆にして従動プーリ１０２の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられている。
また、図示しないが、第２アーム４についても第１アーム３の場合と同様に、第１のベルト１０９Ａは、一端が調整ブロック１１２を介して駆動プーリ１０７の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部を介して従動プーリ１０８の外周の上側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられる。第２のベルト１０９Ｂは、一端が固定部を介して駆動プーリ１０７の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が固定部を介して第１のベルト１０９Ａの巻き掛け方向と逆にして従動プーリ１０８の外周の下側に所定の巻き掛け角をもって取り付けられている。
上記固定部１１４、１１５、１１６では、各プーリに穴が設けられている。一方各ベルトに設けられた穴を介して、圧入ピンなどで各ベルトを各プーリの穴に対して完全に固定している。
以上のように、本発明のベルト伝動装置では、両端を有する２本のベルトを２つのプーリに対して、上下高さ違いにかつ巻き掛け方向を互いに逆にして装着している。そして、上段のベルトの一端を、調整ブロックを介して一方のプーリに対して固定しており、上段のベルトの他端は他方のプーリに対して固定部を介して装着されている。また、下段のベルトの両端はそれぞれのプーリに対して固定部を介して装着されるのみである。調整ブロックを含むテンション調整部についての詳細は後述する。
【００１３】
以上の構造において、第１の回転入力軸１０４を第２の回転入力軸１０５に対して相対的に回転させて、第１アーム３を回転させると、駆動プーリ１０１は第１アーム３に対して相対的に回転し、この駆動プーリ１０１の相対回転は、スチールベルト１０３Ａ、１０３Ｂを介して従動プーリ１０２を回転させて第２アーム４が回転する。第２アーム４が回転することで、第２アーム４と駆動プーリ１０７との間で相対回転が生じ、この相対回転はスチールベルト１０９Ａ、１０９Ｂを介して従動プーリ１０８を回転させてハンド部５が回転する。
このとき、第１アーム３内の駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２との直径比は１：１なる関係で、第２アーム４内の駆動プーリ１０７と従動プーリ１０８との直径比は１：２なる関係で設けてあるので、第２の回転入力軸１０５の回転に対して第１の回転入力軸１０４、すなわち、第１アーム３を同一速度で逆方向に回転させると、駆動プーリ１０１は第１アーム３に対して相対的に２倍の回転量だけ回転することになるので、第２アーム４は第１アーム３に対して逆方向に２倍の回転量だけ回転し、ハンド部５は第２アーム４に対して逆方向に１/２倍の回転量だけ回転するので、ハンド部５の先端が直進運動をすることになる。
【００１４】
次に以上で説明したベルト伝動装置におけるテンション調整部１２０について詳細に説明するとともに、ベルトのテンションの調整方法について説明する。
図３は、ベルトのテンション調整を行う際の駆動プーリの要部平面図である。また、図４は、図３におけるｃ-ｃ断面図である。
図３、図４において、１０１は駆動プーリで、調整ブロック１１１の取り付け箇所には凹部１０１Ｂが形成されている。凹部１０１Ｂは駆動プーリ１０１の上面の一部に形成されておりプーリ上面よりも１段低く形成された部分である。凹部１０１Ｂは上面から見て略Ｔ字状になっており、Ｔ字形状の一端はプーリの外周部分に開口１０１Ｃで開口している。また、Ｔ字形状の一部は、案内部１０１Ｄのように、開口１０１Ｃにおける接線方向とほぼ平行となる方向となるよう形成されている。
調整ブロック１１１の形状は上面から見て、凹部１０１ＢのＴ字形状の一部に沿って略Ｌ字形状に形成されている。調整ブロック１１１のＬ字形状の一部は、凹部１０１Ｂの案内部１０１Ｄに嵌め込まれて摺動できる。このとき、調整ブロック１１１のＬ字形状の一端は、開口１０１Ｃにおいて、プーリの外周部分の面とほぼ同じ位置になるよう形成されている。この一端に固定部１１１Ｃが設けられており、第１のベルト１０３Ａが固定される。具体的には、調整ブロック１１１の図示しない穴に対して、第１のベルト１０３Ａに形成されている穴を介して、圧入ピンなどでブロックに対してベルトを完全に固定する。なお、開口部１０１Ｃは、案内部１０１Ｄに沿って調整ブロック１１１が摺動しても開口部１０１Ｃと案内ブロック１１１が干渉しない程度の隙間を有している。
また、調整ブロック１１１には、案内部１０１Ｄに沿って摺動する部分の近傍に、駆動プーリ１０１に対して調整ブロック１１１を固定するための取り付けネジ１１１Ａ及び１１１Ｂが設けられている。なお、凹部１０１Ｂには当然ながら、このネジ１１１Ａ及び１１１Ｂが挿入される図示しないネジ穴が形成されている。また、凹部１０１Ｂには、調整ブロック１１１の近傍にもネジ穴１０１Ａが形成されている。
【００１５】
１１３は駆動プーリ１０１及び調整ブロック１１１とは別途用意されるテンション調整治具で、その先端にネジ部１１３Ａと中間にテーパ部１１３Ｂを有している。テンション調整治具１１３のネジ部１１３Ａは、上記ネジ穴１０１Ａに挿入されるよう形成されており、このとき、テーパ部１１３Ｂが調整ブロック１１１の一部に当接するようになっている。テンション調整治具１１３の上端部は、所望の工具でネジ部１１３Ａを回転できるよう形成されている。
【００１６】
以上の構成において、ベルトのテンション調整方法について説明する。
調整ブロック１１１の取り付けネジ１１１Ａ、１１１Ｂを緩めた状態で、テンション調整治具１１３のネジ部１１３Ａを駆動プーリのネジ穴１０１Ａへねじ込んでいくと、テンション調整治具１１３が軸方向において下方に移動するとともに、テンション調整治具のテーパ部１１３Ｂがくさび作用により調整ブロック１１１を駆動プーリ１０１の外周接線方向に押す。したがって、調整ブロック１１１が第１のベルト１０３Ａを引っ張ることになり、第１のベルト１０３Ａのテンションが増す。一方で、駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２は第２のベルト１０３Ｂにより連結されているので、第１のベルト１０３Ａが引っ張られると、従動プーリ１０２が回転しようとするが、第２のベルト１０３Ｂがそれに抗するので、第２のベルト１０３Ｂのテンションも増すことになる。このようにして、テンション調整治具１１３のねじ込み量を調整することにより、スチールベルト１０３Ａ、１０３Ｂのテンションを調整することができる。所定のテンションに調整したところで、調整ブロック１１１の取り付けネジ１１１Ａ、１１１Ｂを締めて調整ブロック１１１の取り付け位置を固定し、テンション調整治具１１３を取り除けば、テンション調整は完了である。
【００１７】
本実施例によると、上述のように、テンション調整後はテンション調整治具を取り除くことができるので、アーム内にはアイドラプーリのような複雑な機構が残らず、アームの省スペース化や軽量化を図ることができる。また、調整ブロックは凹部に埋設されており、プーリから突出する部分が少ないので、さらにアームの省スペース化が図れる。
また、ベルトの両端が直接プーリに取り付けられるので、タイミングベルトのようなバックラッシュがなく、プーリの回転方向が逆転するとき、バックラッシュによる伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
また、本実施例のように、金属製のスチールベルトを使用すると、ポリウレタンやゴム等の材質の場合と異なり、ベルトの弾性がほとんど無視できるので、プーリの回転方向が逆転するとき、伝達の遅れが発生せず、水平多関節ロボットに適用した場合、ハンドの直進性に悪影響を及ぼすことがない。
なお、上記実施例では、駆動プーリ側に調整ブロックを取り付けて、テンション調整を行う場合を示しているが、従動プーリ側に調整ブロックを取り付けるような構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例を示すベルト伝動装置を内在した水平多関節ロボットの縦断面図
【図２】本発明のベルト伝動装置を示す概略構成図で、（ａ）は図１の第１アーム３部分のａ−ａ矢視図、（ｂ）は、図１の第１アーム３部分のｂ−ｂ矢視図である。
【図３】本発明のベルト伝動装置におけるテンション調整時の要部平面図。
【図４】図３のｃ-ｃ断面図である。
【図５】従来の水平多関節ロボットの平面図である。
【図６】従来のベルト伝動装置を内在した水平多関節ロボットの縦断面図である。
【図７】図６におけるの第１アームの内部平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ ベルト伝動装置を内在した水平多関節ロボット
２ 駆動部
３ 第１アーム
４ 第２アーム
５ ハンド
１０１ 第１アーム内の駆動プーリ
１０１Ａ ネジ穴
１０１Ｂ 凹部
１０１Ｃ 開口部
１０１Ｄ 案内部
１０２ 第１アーム内の従動プーリ
１０３Ａ 第１アーム内の第１のスチールベルト
１０３Ｂ 第１アーム内の第２のスチールベルト
１０４ 第１の回転入力軸
１０５ 第２の回転入力軸
１０６Ａ、１０６Ｂ 第１アームに固定の連結軸
１０７ 第２アーム内の駆動プーリ
１０８ 第２アーム内の従動プーリ
１０９Ａ 第２アーム内の第１のスチールベルト
１０９Ｂ 第２アーム内の第２のスチールベルト
１１０ 第２アームに固定の連結軸
１１１ 第１アームの調整ブロック
１１１Ａ、１１１Ｂ 第１アームの調整ブロックの取り付けネジ
１１１Ｃ 固定部
１１２ 第２アームの調整ブロック
１１２Ａ、１１２Ｂ 第２アームの調整ブロックの取り付けネジ
１１３ テンション調整治具
１１３Ａ テンション調整治具のネジ部
１１３Ｂ テンション調整治具のテーパ部
１１４ 第１アーム内の第１のスチールベルトの固定部
１１５ 第１アーム内の第２のスチールベルトの固定部
１１６ 第１アーム内の第２のスチールベルトの固定部
１２０ テンション調整部
２０１ 第１アーム内の駆動プーリ
２０２ 第１アーム内の従動プーリ
２０３ 第１アーム内のタイミングベルト
２０７ 第２アーム内の駆動プーリ
２０８ 第２アーム内の従動プーリ
２０９ 第２アーム内のタイミングベルト
２１１、２１１’ 第１アーム内のアイドラプーリ
２１１Ａ、２１１Ａ’ 第１アーム内のアイドラプーリの軸
２１１Ｂ、２１１Ｂ’ 第１アーム内のアイドラプーリのベース板
２１２、２１２’ 第２アーム内のアイドラプーリ
２１２Ａ、２１２Ａ’ 第２アーム内のアイドラプーリの軸
２１２Ｂ、２１２Ｂ’ 第２アーム内のアイドラプーリのベース板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の回転軸の各々に第１のプーリと第２のプーリとが配置され、前記第１のプーリと前記第２のプーリとに巻装されたベルトによって、前記一対の回転軸の一方の回転を他方に伝達するベルト伝動装置において、
前記ベルトは、第１の有端ベルトと第２の有端ベルトからなり、前記第１の有端ベルトは、一端が調整ブロックを解して前記第１のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第２のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、前記第２の有端ベルトは、一端が前記第１のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第１の有端ベルトの巻き掛け方向とは逆となるよう前記第２のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、
前記第１のプーリには、前記調整ブロックが固定される部分に、
前記調整ブロックを摺動させながら接線方向に案内する案内部と、
前記調整ブロック近傍のネジ穴と、
前記ネジ穴に挿入可能なネジ部と前記ネジ部の上部に設けられたテーパ部とを有し、前記調整ブロックに対して取り外し可能なテンション調整ネジと、が設けられ、
前記テンション調整ネジを前記ネジ穴へねじ込んだときに、前記テーパ部が前記調整ブロックに当接し、前記案内部によって前記調整ブロックが前記接線方向に移動することによって、前記第１及び第２の有端ベルトの両方のテンションが調整され、前記テンションの調整後に、前記調整ブロックが前記第１のプーリに固定され、前記テンション調整ネジが前記調整ブロックから取り外されて、前記ベルトのテンションを調整を完了するよう構成されたこと、を特徴とするベルト伝動装置。
【請求項２】
前記案内部及び前記ネジ穴が、前記第１のプーリの上面に設けられた凹部に設けられ、前記調整ブロックが固定されたとき、前記第１のプーリに埋設されるよう構成されたこと、を特徴とする請求項１記載のベルト伝動装置。
【請求項３】
前記ベルトは、金属製のスチールベルトであること、を特徴とする請求項１記載のベルト伝動装置。
【請求項４】
複数のアームが互いに連結された水平多関節型の前記アームに、請求項１乃至３いずれかに記載のベルト伝動装置を備えたことを特徴とする水平多関節ロボット。
【請求項１】
一対の回転軸の各々に第１のプーリと第２のプーリとが配置され、前記第１のプーリと前記第２のプーリとに巻装されたベルトによって、前記一対の回転軸の一方の回転を他方に伝達するベルト伝動装置において、
前記ベルトは、第１の有端ベルトと第２の有端ベルトからなり、前記第１の有端ベルトは、一端が調整ブロックを解して前記第１のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第２のプーリの外周の上方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、前記第２の有端ベルトは、一端が前記第１のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられると共に、他端が前記第１の有端ベルトの巻き掛け方向とは逆となるよう前記第２のプーリの外周の下方に所定の巻き掛け角をもって取り付けられ、
前記第１のプーリには、前記調整ブロックが固定される部分に、
前記調整ブロックを摺動させながら接線方向に案内する案内部と、
前記調整ブロック近傍のネジ穴と、
前記ネジ穴に挿入可能なネジ部と前記ネジ部の上部に設けられたテーパ部とを有し、前記調整ブロックに対して取り外し可能なテンション調整ネジと、が設けられ、
前記テンション調整ネジを前記ネジ穴へねじ込んだときに、前記テーパ部が前記調整ブロックに当接し、前記案内部によって前記調整ブロックが前記接線方向に移動することによって、前記第１及び第２の有端ベルトの両方のテンションが調整され、前記テンションの調整後に、前記調整ブロックが前記第１のプーリに固定され、前記テンション調整ネジが前記調整ブロックから取り外されて、前記ベルトのテンションを調整を完了するよう構成されたこと、を特徴とするベルト伝動装置。
【請求項２】
前記案内部及び前記ネジ穴が、前記第１のプーリの上面に設けられた凹部に設けられ、前記調整ブロックが固定されたとき、前記第１のプーリに埋設されるよう構成されたこと、を特徴とする請求項１記載のベルト伝動装置。
【請求項３】
前記ベルトは、金属製のスチールベルトであること、を特徴とする請求項１記載のベルト伝動装置。
【請求項４】
複数のアームが互いに連結された水平多関節型の前記アームに、請求項１乃至３いずれかに記載のベルト伝動装置を備えたことを特徴とする水平多関節ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２２３９７４（Ｐ２００８−２２３９７４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６６５００（Ｐ２００７−６６５００）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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