(57)【要約】【課題】  伸縮機構の伸縮作動量を、伸縮機構を作動させる送り機構の全長に比して増大させる。【解決手段】  被駆動作動部材２０は送り機構１２の固定部材１３ａに対し移動される駆動部材１３ｂに連結され、被駆動作動部材に相対移動可能に連結された作動部材２５は、固定部材と被駆動作動部材との間の相対移動に応じて作動する連動機構３０により相対移動される。作動部材に相対移動可能に次の作動部材を連結して同様に連動されるようにしてもよい。連動機構は、ラック・ピニオン機構、ベルト伝動機構、送りねじ機構などを用いて、往復運動と回転運動を相互に変換するものとするのがよい。この伸縮機構は伸縮可能なロボットアームとして使用するのに適している。【選択図】    図５
2006175546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に重なって配置されて相対移動可能に連結された複数の作動部材と、
固定部材とこの固定部材に対して駆動源により移動される駆動部材を有する送り機構と、前記作動部材のうち前記駆動部材に連結された被駆動作動部材と、前記固定部材と被駆動作動部材との間の相対移動に応じて前記作動部材を連動させる連動機構とを備え、前記連動機構により前記作動部材が連動して移動することを特徴とする伸縮機構。
【請求項２】
請求項１に記載の伸縮機構において、前記送り機構は前記固定部材に対して前記駆動部材を往復移動させるものであることを特徴とする伸縮機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の伸縮機構において、前記連動機構は前記相対移動に応じて前記被駆動作動部材に隣接する前記作動部材を連動させ、さらにそれに隣接する次の作動部材を順次連動させることを特徴とする伸縮機構。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の伸縮機構において、前記連動機構は、往復運動と回転運動を相互に変換することを特徴とする伸縮機構。
【請求項５】
請求項４に記載の伸縮機構において、前記連動機構は駆動ラックとこれと噛合する従動ピニオンによって前記固定部材と被駆動作動部材との間の往復運動を前記従動ピニオンの回転運動に変換し、この回転運動を前記被駆動作動部材とこれに隣接する作動部材の間の往復運動に変換することを特徴とする伸縮機構。
【請求項６】
請求項５に記載の伸縮機構において、前記従動ピニオンは前記被駆動作動部材の長手方向一端部に設けられ、前記連動機構は、前記被駆動作動部材の長手方向他端部に設けられ従動ラックと噛合する駆動ピニオンと、前記従動ピニオンの前記回転運動を前記駆動ピニオンに伝達するプーリ及びベルトをさらに備え、これにより前記回転運動を前記被駆動作動部材とこれに隣接する作動部材の間の往復運動に変換することを特徴とする伸縮機構。
【請求項７】
請求項５に記載の伸縮機構において、前記連動機構は、前記被駆動作動部材の長手方向に沿って回転自在に設けられたねじ軸とこれにねじ係合されるナットよりなる回転運動を軸線方向運動に変換する運動変換機構をさらに備え、前記従動ピニオンの回転運動を前記ねじ軸に伝達して前記被駆動作動部材とこれに隣接し前記ナットと連結された作動部材の間の往復運動に変換することを特徴とする伸縮機構。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の伸縮機構を使用した伸縮可能なロボットアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持した部材を直線状に移動するロボットアーム等に使用するのに適した伸縮機構及びこれを使用した伸縮可能なロボットアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の支持した部材を直線状に移動するロボットとしては、長手方向には移動しない細長い片持ち梁式のＹ軸取付ブラケット上をスライダ（テーブル）が移動するようにしてその上に加工ヘッドあるいは作業ヘッドなどの部材を支持したもの（例えば特許文献１参照）、あるいは細長いロボットアームを支持部材に長手方向移動可能に設けてその先端部にレーザ加工ヘッドなどの部材を支持したもの（例えば特許文献２参照）がある。
【特許文献１】特開２００３−８９０２４号公報（段落〔００１５〕〜〔００１７〕、図１〜図４）。
【特許文献２】特開平９−１９２８２６号公報（図４）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術では、加工ヘッドあるいは作業ヘッド等の部材は、移動しない細長い片持ち梁式の取付ブラケットの側部に位置しており、ある角度範囲では取付ブラケットが邪魔になって支持された部材の動きに制約を生じるという問題がある。また特許文献２の技術では、長手方向移動可能な細長いロボットアームの先端部にレーザ加工ヘッドなどの部材を支持しているので支持された部材の動きに対する制約は少ないが、この部材をロボットアームの支持部に近づけるとロボットアームの反対側が逆方向に突出するので、作動に必要な空間が増大するという問題がある。またこの種の直線状に移動するロボットアームは作動に必要なストロークを基準として選定しており、長いストロークを必要とする場合にはロボットアームの長さが大きくなり、この長さは支持された部材をロボットアームの支持部に近づけた不使用状態でも短くなることはないので、大きい空間が占拠されるという問題がある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このために、請求項１の発明による伸縮機構は、相互に重なって配置されて相対移動可能に連結された複数の作動部材と、固定部材とこの固定部材に対して駆動源により移動される駆動部材を有する送り機構と、作動部材のうち駆動部材に連結された被駆動作動部材と、固定部材と被駆動作動部材との間の相対移動に応じて作動部材を連動させる連動機構とを備え、連動機構により作動部材が連動して移動することを特徴とするものである。
【０００５】
請求項１に記載の伸縮機構において、送り機構は固定部材に対して駆動部材を往復移動させるものであることが好ましい。
【０００６】
請求項１または請求項２に記載の伸縮機構において、連動機構は相対移動に応じて被駆動作動部材に隣接する作動部材を連動させ、さらにそれに隣接する次の作動部材を順次連動させるものであることが好ましい。
【０００７】
請求項１〜請求項３に記載の伸縮機構において、連動機構は、往復運動と回転運動を相互に変換するものであることが好ましい。
【０００８】
請求項４に記載の伸縮機構において、連動機構は駆動ラックとこれと噛合する従動ピニオンによって固定部材と被駆動作動部材との間の往復運動を従動ピニオンの回転運動に変換し、この回転運動を被駆動作動部材とこれに隣接する作動部材の間の往復運動に変換するものであることが好ましい。
【０００９】
請求項５に記載の伸縮機構において、従動ピニオンは被駆動作動部材の長手方向一端部に設けられ、連動機構は、被駆動作動部材の長手方向他端部に設けられ従動ラックと噛合する駆動ピニオンと、従動ピニオンの回転運動を駆動ピニオンに伝達するプーリ及びベルトをさらに備え、これにより回転運動を被駆動作動部材とこれに隣接する作動部材の間の往復運動に変換するものであることが好ましい。
【００１０】
請求項５に記載の伸縮機構において、連動機構は、被駆動作動部材の長手方向に沿って回転自在に設けられたねじ軸とこれにねじ係合されるナットよりなる回転運動を軸線方向運動に変換する運動変換機構をさらに備え、従動ピニオンの回転運動をねじ軸に伝達して被駆動作動部材とこれに隣接しナットと連結された作動部材の間の往復運動に変換するものであることが好ましい。
【００１１】
また本発明による伸縮可能なロボットアームは、請求項１〜請求項７に記載の伸縮機構を使用した伸縮可能なロボットアームである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、固定部材と被駆動作動部材の間の相対移動と連動して、複数の作動部材を移動させているので、１つの駆動源で複数の作動部材を移動させることができる。また送り機構に作動部材と連動機構を追加するだけで、簡素かつ小型で送り機構の全長に比して伸縮作動量の大きい伸縮機構を構成することができる。また伸縮作動量に比して送り機構の全長が短くなるので、作動部材を最も短縮させた状態における伸縮機構の全長を短くして、伸縮機構により占拠される空間を減少させることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、伸縮機構の伸縮作動に際して、連動機構に相対移動を伝達する過程で運動の方向を切り替えるクラッチ、ブレーキ、ギヤなどの機構が不要であるので、伸縮機構の構成を簡略化することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、固定部材と被駆動作動部材の間の相対移動を個々の作動部材に別々の連動機構で伝えるのではなく、直列的に伝えていくため、機構が簡略化される。また伸縮機構全体の伸縮作動量の制御を個々の作動部材についてでなく、固定部材と被駆動作動部材の間の相対移動のみの制御でできるため、制御も簡略化することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、既成のサーボモータとボールねじ機構や、リニアモータによる、精密に制御可能な、直線的な往復動を行う送り機構を使用すれば、複数の作動部材の伸縮作動量も送り機構の伸縮作動量により一括して精密に制御することができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、従動ピニオンのピッチ円径の設定により伸縮機構の伸縮作動量の調整・制御を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、作動部材の長さの割りには伸縮作動量を大きくすることができる。
【００１８】
請求項７の発明によっても、請求項６の発明と同様、作動部材の長さの割りには伸縮作動量を大きくすることができる。
【００１９】
請求項８の発明によれば、ロボットアームは小型かつ簡素な伸縮機構を使用しているので、ロボットアームの伸縮方向の大きさのみならず、ロボットアーム全体の大きさを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
先ず図１〜図６により、本発明による伸縮機構の第１実施形態の説明をする。この第１実施形態は本発明による伸縮機構をロボットアームに適用したものである。このロボットアームは、図５に最もよく示されているように、支持部材１０と、その上に二重に重なって配置されて相対移動可能に連結された被駆動作動部材２０及び作動部材２５と、支持部材１０に対し被駆動作動部材２０を往復移動させる送り機構１２と、支持部材１０と被駆動作動部材２０との間の相対移動に応じて作動部材２５を連動して被駆動作動部材２０に対し往復移動させる連動機構３０よりなるものである。
【００２１】
図１〜図４に示すように、支持部材１０は、細長い長方形の厚板よりなる支持基板１１の上に、駆動機構部１３とサーボモータ（駆動源）１４よりなる送り機構１２を設けたものである。駆動機構部１３は支持基板１１上に固定した細長いケーシング（固定部材）１３ａと、このケーシング１３ａ内に設けた案内レール（図示省略）により長手方向に移動自在に案内支持されてボールねじ機構を使用した送り機構（図示省略）を介してサーボモータ１４により往復駆動されるスライダ（駆動部材）１３ｂを設けたものである。スライダ１３ｂの後側（図１において右側）には、同じ案内レールにより移動自在に案内支持されているが駆動はされていないガイド１３ｃを設けられている。この第１実施形態の支持基板１１は、図６に示す直交座標型ロボット（後述）の垂直動スライダ４５に支持されている。
【００２２】
支持基板１１の前端部（図１及び図２において左端部）には、駆動機構部１３の両側に支柱１５と逆Ｌ字形のステー１７が起立して固定され、各支柱１５の上端には回転自在な支持ボール１６ａを有するボールローラユニット１６が設けられ、各ステー１７の上部には支持ボール１６ａから少し上側に離れて押圧ローラ１７ａが回転自在に設けられている。また支持基板１１上には、一方の支柱１５及びステー１７より外側となる一側に、細長い支持梁１８が長手方向に沿って複数のコラム１８ａを介して固定され、支持梁１８の上側には連動機構３０の一部である駆動ラック３１が長手方向に沿って固定されている。
【００２３】
被駆動作動部材２０は、図１〜図４に示すように、細長い長方形の厚板よりなる被動基板２１と、その両側部に前後方向に沿って延びるように固定されて上方に立ち上がる１対の側板２２ａ，２２ｂよりなるものである。被動基板２１は、後部が駆動機構部１３のスライダ１３ｂ及びガイド１３ｃに固定され、後部より前側で両側板２２ａ，２２ｂより外側となる両側縁がボールローラユニット１６の支持ボール１６ａとステー１７の押圧ローラ１７ａの間に挟まれて長手方向に移動自在に支持されている。従って被駆動作動部材２０は、送り機構１２のスライダ１３ｂがサーボモータ１４により往復移動されれば、それと共に往復移動される。
【００２４】
被駆動作動部材２０の一方の側板２２ａには、長手方向一端部である後部に復列の１対の軸受ブラケット２３，２３ａが上下に配置されて側板２２ａを貫通するように固着され、長手方向他端部である前端部の外側には上側となる軸受ブラケット２３ａと同じ高さの位置に単列の軸受ブラケット２４が固着され、前後方向中間部の外側には下側となる軸受ブラケット２３とほゞ同じ高さの位置に軸受ブラケット２４ａが上下方向位置調節可能に取り付けられている。また他方の側板２２ｂには、一方の側板２２ａの前端部の軸受ブラケット２４と対応する位置の外側に、単列の軸受ブラケット２４が固着されている。
【００２５】
作動部材２５は、図１〜図４に示すように、上側に長手方向に沿って溝部が形成された細長い部材で、その両側と被駆動作動部材２０の各側板２２ａ，２２ｂの内側の間に設けたそれぞれ１対のリニアモーションガイド（以下単にＬＭガイドという）２６を介して長手方向に移動自在に、被駆動作動部材２０に支持されている。主として図３に示すように、各ＬＭガイド２６はレール２６ａと、このレール２６ａにボール２６ｃを介して長手方向移動自在に案内支持されたスライダ２６ｂよりなるものである。１対のＬＭガイド２６のスライダ２６ｂは背中合わせに固着され、一方のＬＭガイド２６のレール２６ａを側板２２ａ（または側板２２ｂ）に固定し、他方のＬＭガイド２６のレール２６ａを作動部材２５の一側（または他側）に固定することにより、作動部材２５は被駆動作動部材２０に対し長手方向相対移動自在に支持される。作動部材２５の上側の溝部内には、連動機構３０の一部である従動ラック３９が長手方向に沿って固定されている。この第１実施形態では、作動部材２５の先端部２５ａにはワークなどを保持するロボットハンド２９が取り付けられている。
【００２６】
次に図１〜図４により、支持部材１０と被駆動作動部材２０との間の往復移動と連動して、作動部材２５を被駆動作動部材２０に対し往復移動させる連動機構３０の説明をする。主として図４に示すように、被駆動作動部材２０の一方の側板２２ａの後部の下側に位置する軸受ブラケット２３に２個のボールベアリングを介して片持ち支持された第１シャフト３２ａの先端部には、従動ピニオン３２がキー止めなどにより固定されて支持部材１０に固定された駆動ラック３１に噛合され、軸受ブラケット２３の上側に位置する軸受ブラケット２３ａに同様に片持ち支持された第２シャフト３３ａの先端部に固定された逆転ピニオン３３は従動ピニオン３２と噛合されている。逆転ピニオン３３と軸受ブラケット２３ａの間となる第２シャフト３３ａには、第１歯付プーリ３４がキー止めなどにより固定されている。
【００２７】
主として図２及び図３に示すように、両側板２２ａ，２２ｂの前部に設けられた軸受ブラケット２４にはボールベアリングを介して第３シャフト３５ａが両持ち支持され、この第３シャフト３５ａの一方の側板２２ａから突出する先端部には第２歯付プーリ３５がキー止めなどにより固定されている。スリーブ３５ｂにより第３シャフト３５ａの中央部に位置決めされてキー及び押しねじにより固定された駆動ピニオン３８は、作動部材２５に固定された従動ラック３９に噛合されている。側板２２ａの中間部に設けられた軸受ブラケット２４ａにボールベアリングを介して片持ち支持されたシャフトにはテンションプーリ３６が設けられ、３つのプーリ３４，３５，３６には、１つの歯付ベルト３７が巻回されて互いに連動して回転されるようになっている。この第１実施形態では、各ピニオン３２，３３，３８のピッチ円径は同一であり、各プーリ３４，３５，３６の径は同一である。
【００２８】
図６は、上述したロボットアームを使用した直交座標型ロボットの一例を示している。この直交座標型ロボットは、サーボモータにより位置が制御される水平動スライダ４３を有する水平送りユニット４２が支持脚４１を介して床面に設置した基盤４０上に設けられ、水平動スライダ４３から起立して設けられた垂直送りユニット４４にサーボモータにより位置が制御される垂直動スライダ４５を設けたものである。上述した第１実施形態のロボットアームの支持基板１１は、この垂直動スライダ４５に支持されている。
【００２９】
図１及び図２は、上述した第１実施形態において、送り機構１２のスライダ１３ｂを固定部材であるケーシング１３ａ及び支持基板１１に対し最も後退させてロボットアームが最も短縮された状態を示している。この状態からサーボモータ１４により被駆動作動部材２０をある速度Ｓで前進させれば、固定された駆動ラック３１と噛合された従動ピニオン３２は図１において反時計回転方向に回転され、逆転ピニオン３３、歯付プーリ３４，３５及び駆動ピニオン３８は時計回転方向に回転され、駆動ピニオン３８は従動ラック３９と噛合して作動部材２５を被駆動作動部材２０に対し前進させる。この第１実施形態では、前述のように各ピニオン３２，３３，３８のピッチ円径及び各プーリ３４，３５，３６の径はそれぞれ同一であり、各ピニオン及びプーリの回転速度は同一となるので、作動部材２５は被駆動作動部材２０に対し速度Ｓで前進する。従って支持部材１０の固定部材（支持基板１１及びケーシング１３ａ）に対する作動部材２５の移動速度は、固定部材に対する被駆動作動部材２０の移動速度の２倍になり、支持部材１０の固定部材に対する作動部材２５の伸縮作動量も、連動機構３０などによる制限を受けない限り、支持部材１０に対する被駆動作動部材２０の伸縮作動量（＝送り機構１２の作動ストローク）の２倍まで可能になる。図５は作動部材２５がその伸縮作動量の最大値付近まで移動した状態における側面図を示す。
【００３０】
送り機構１２の全長に対するスライダ１３ｂの伸縮作動量は例えば６０％程度であるが、上述した第１実施形態によれば、送り機構１２の全長に対するロボットハンド２９を取り付ける作動部材２５の伸縮作動量はその２倍の１２０％程度になるので、送り機構１２の全長に比して伸縮作動量の大きいロボットアームを得ることができる。また１組の送り機構１２により被駆動作動部材２０及び作動部材２５の両方を連動して移動させており、連動に必要な連動機構３０は送り機構１２よりは簡単であるので、伸縮作動量の大きいロボットアームの構造を簡略化することができる。さらに１組の送り機構１２を制御すればよいので、制御も簡略化することができる。
【００３１】
上述した第１実施形態では、連動機構３０の従動ピニオン３２と駆動ピニオン３８は被駆動作動部材２０の長手方向両端部に設け、従動ピニオン３２は支持部材１０に設けた駆動ラック３１の後端部から前端部に向かって移動するように噛合され、駆動ピニオン３８は作動部材２５に設けた従動ラック３９の前端部から後端部に向かって移動するように噛合され、何れも充分な移動長さをとることができるので、連動機構３０が支持部材１０に対する作動部材２５の伸縮作動量を制限することはなく、従ってロボットアームの伸縮作動量を送り機構１２の伸縮作動量の２倍である最大値にすることができる。
【００３２】
また上述した第１実施形態では、各ピニオン３２，３３，３８のピッチ円径及び各プーリ３４，３５，３６の径はそれぞれ同一としており、このようにすれば支持部材１０に対する作動部材２５の伸縮作動量は、支持部材１０に対する被駆動作動部材２０の伸縮作動量の２倍まで可能になる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、各ピニオン３２，３３，３８のピッチ円径及び各プーリ３４，３５，３６の径を異なる値に設定することにより、あるいは従動ピニオン３２のピッチ円径のみを変えることにより、送り機構１２の伸縮作動量とロボットアームの伸縮作動量との間の比率を調整することができる。この調整に際し最も調整が容易なのは従動ピニオン３２のピッチ円径を変更することで、このピッチ円径を増大すれば送り機構１２の伸縮作動量に対する作動部材６７の伸縮作動量の増大の比率も大きくなる。なお従動ピニオン３２のピッチ円径の増減に対する駆動ラック３１との噛み合いの調整は、コラム１８ａの長さを変更することにより容易に行うことができる。
【００３３】
次に図７及び図８により、本発明による伸縮機構の第２実施形態の説明をする。この第２実施形態も本発明による伸縮機構をロボットアームに適用したものである。第２実施形態のロボットアームは、第１実施形態と同様、支持部材５０と、その上に二重に重なって配置された被駆動作動部材６０及び作動部材６７と、支持部材５０の固定部材（支持基板５１及びケーシング１３ａ）に対し被駆動作動部材６０を往復移動させる送り機構１２と、支持部材５０と被駆動作動部材６０との間の相対移動に応じて作動部材６７を連動して往復移動させる連動機構７０よりなるものである。この第２実施形態は、支持部材５０に対する被駆動作動部材６０の案内支持構造及び連動機構７０の一部が第１実施形態と大きく異なっており、また各部材の具体的形状が異なっている点を除き第１実施形態と同様であるので、主としてこの相違点につき説明する。
【００３４】
図７及び図８に示すように、この第２実施形態の支持部材５０は、細長い長方形状の厚板よりなる支持基板５１の上に、第１実施形態と実質的に同一の送り機構１２を取り付けたものである。被駆動作動部材６０の被動基板６１の両側には下方に延びる１対の側脚板６２が固定され、被駆動作動部材６０は、支持部材５０の支持基板５１の両側縁部の上面に長手方向に沿って固定したレール６３ａと、側脚板６２の下端縁に沿って固定されてレール６３ａに長手方向移動自在に係合されたスライダ６３ｂよりなるＬＭガイド６３を介して、支持部材５０に長手方向移動自在に支持されている。第１実施形態と同様、被動基板６１の両側部には上方に立ち上がる１対の側板６４ａ，６４ｂが固定され、一方の側板６４ａの後部には復列の１対の軸受ブラケット６６，６６ａが上下に配置されて固着されているが、それ以外の軸受ブラケットは設けられていない。第１実施形態と同様、被動基板６１は、その後部が送り機構１２のスライダ１３ｂ及びガイド１３ｃに固定され、これにより送り機構１２のスライダ１３ｂがサーボモータ１４により往復移動されれば、それと共に往復移動される。一方の側脚板６２より外側となる支持基板５１の一側上には、第１実施形態と同様な、上側に駆動ラック３１を固定した支持梁１８が複数のコラム１８ａを介して固定されている。
【００３５】
この第２実施形態の作動部材６７は、下側に長手方向に沿って溝部が形成された細長い部材で、その両側と被駆動作動部材６０の各側板６４ａ，６４ｂの内側の間にそれぞれ設けたＬＭガイド６９を介して、長手方向に移動自在に被駆動作動部材６０に支持されている。各ＬＭガイド６９は、作動部材６７のほゞ全長にわたりその一側（または他側）に固定されたレール６９ａと、側板６４ａ（または側板６４ｂ）の内面の前部に直列に配置して固定され長手方向移動自在にレール６９ａに案内支持された各２個のスライダ６９ｂにより構成されている。作動部材６７の前後の両端はそれぞれ端板６８，６８ａにより閉じられ、後側となる端板６８には次に述べる連動機構７０の一部を構成するボールナット（ナット）７８が取り付けられている。
【００３６】
次に図７及び図８により、支持部材５０と被駆動作動部材６０との間の往復移動と連動して、作動部材６７を被駆動作動部材６０に対し往復移動させる連動機構７０の説明をする。被駆動作動部材６０の側板６４ａの後部の下側に位置する軸受ブラケット６６に２個のボールベアリングを介して中間部が支持された第１シャフト７１には、外端部に駆動ラック３１と噛合する従動ピニオン３２がキー止めなどにより固定され、内端部に大径の第１ピニオン７２が同様にして固定されている。軸受ブラケット６６の上側に位置する軸受ブラケット６６ａに２個のボールベアリングを介して内側に突出するように片持ち支持された第２シャフト７４には、先端部に大径の駆動かさ歯車７５が、また中間部に小径の第２ピニオン７３がキー止めなどにより固定され、第２ピニオン７３は第１ピニオン７２と噛合されている。
【００３７】
被駆動作動部材６０の被動基板６１の上面の横幅方向中央で前後方向両端部に起立して設けた軸受ブロック６５，６５ａには、前後方向に延びるボールねじ軸（ねじ軸）７７の両端部がボールベアリングを介して支持され、このボールねじ軸７７には前述のように端板６８を介して作動部材６７に取り付けられたボールナット７８がねじ係合されている。軸受ブロック６５から後側に突出するボールねじ軸７７の先端に固定された小径の従動かさ歯車７６は駆動かさ歯車７５と噛合されている。前側の軸受ブロック６５ａは、作動部材６７の下側に形成された溝部内を自由に通過可能な形状寸法である。この第２実施形態のロボットアームも、第１実施形態と同様、図６に示すような直交座標型ロボットの垂直動スライダ４５に支持基板５１が取り付けられて使用される。
【００３８】
図７は、上述した第２実施形態において送り機構１２の駆動部材であるスライダ１３ｂを固定部材であるケーシング１３ａ及び支持基板１１に対し最も後退させてロボットアームが最も短くなった状態を示している。この状態からサーボモータ１４により被駆動作動部材２０を前進させれば、固定された駆動ラック３１と噛合された従動ピニオン３２及び第１ピニオン７２は図８右側から見て時計回転方向に回転され、第２ピニオン７３及び駆動かさ歯車７５は反時計回転方向に増速して回転され、従動かさ歯車７６及びボールねじ軸７７は図８において反時計回転方向にさらに増速して回転され、ボールねじ軸７７とボールナット７８よりなる運動変換機構を介して、作動部材６７は被駆動作動部材２０に対し前進される。従って、支持部材５０の固定部材（支持基板５１及びケーシング１３ａ）に対する作動部材６７の伸縮作動量は、支持部材５０の固定部材に対する被駆動作動部材６０の伸縮作動量（＝送り機構１２の作動ストローク）よりも大となり、その程度は従動ピニオン３２のピッチ円径、両ピニオン７２，７３の変速比、両かさ歯車７５，７６の変速比及びボールねじ軸７７のリードを調整することにより任意に設定することができる。第１実施形態と同様、この調整に際し最も調整が容易なのは従動ピニオン３２のピッチ円径を変更することである。
【００３９】
なお上述した両実施形態では、支持部材１０，５０と、その上に二重に重なって配置された２つの作動部材２０，６０及び２５，６７の３段とした例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、２つの作動部材２０，６０及び２５，６７の上にさらに次の作動部材を重ねて４段以上として実施することも可能である。そのような場合には、連動機構は、隣接する全ての作動部材を、その隣接する２つの作動部材の前段側となるものとそれより１つ前段の作動部材との間の往復移動と連動して往復移動させるものとする。そのようにすれば、最終段の作動部材の伸縮作動量を送り機構１２の全長に比して一層増大させることができる。
【００４０】
また上述した各実施形態では、送り機構１２はボールねじ機構７７，７８を介してサーボモータ１４によりスライダ１３ｂを駆動するようにしているが、サーボモータ１４とボールねじ機構７７，７８の代わりにリニアモータによりスライダ１３ｂを駆動するなど、その他の方式のものを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による伸縮機構をロボットアームに適用した第１実施形態の全体構造を示す側面図である。
【図２】第１実施形態の全体構造を示す平面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿った拡大断面図である。
【図５】第１実施形態の作動部材がその伸縮作動量の最大値付近まで移動した状態における側面図である。
【図６】図１に示すロボットアームを使用した直交座標型ロボットの一例の全体構造を示す正面図である。
【図７】本発明による伸縮機構をロボットアームに適用した第２実施形態の全体構造を示す平面図である。
【図８】図７の７−７断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１２…送り機構、１３ａ…固定部材（ケーシング）、１３ｂ…駆動部材（スライダ）、１４…駆動源（サーボモータ）、２０，２５…作動部材、２０…被駆動作動部材、３０…連動機構、３１…駆動ラック、３２…従動ピニオン、３４，３５…歯付プーリ、３７…歯付ベルト、３８…駆動ピニオン、３９…従動ラック、７７…ねじ軸（ボールねじ軸）、７８…ナット（ボールナット）、７７，７８…運動変換機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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