(57)【要約】      （修正有）【課題】定位ベルトと伝動ベルトとの組合せで剛性を向上させるベルト移動機構を提供する。【解決手段】ベルト移動機構は、基台と、スライド台２０と、駆動ユニット３０と、定位ベルト４０と、伝動ベルト５０とを有する。スライド台２０は、基台に設けられ直線方向に沿って往復摺動する。駆動ユニット３０は、スライド台２０に設けられる。定位ベルト４０と伝動ベルト５０とは、それぞれ両端が基台に固定され且つそれぞれが歯列を有し、定位ベルト４０と伝動ベルト５０との歯列が相対して噛合する。巻上部Ｓが定位ベルト４０を巻き上げて噛合伝達可能に駆動ユニット３０の駆動輪３１に繞設する。駆動輪３１が回転すると、巻上部Ｓが連動され伝動ベルト５０上で位置を連続変換し、同時にスライド台２０を牽引して基台上で直線方向に沿って摺動する。【選択図】図４
0003224540.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基台と、スライド台と、駆動ユニットと、定位ベルトと、伝動ベルトと、を備えるベルト移動機構であって、
前記スライド台は、前記基台に設けられ、前記基台上で直線方向に沿い往復摺動し、
前記駆動ユニットは、前記スライド台に設けられ、駆動され回転できる駆動輪を有し、
前記定位ベルトは、両端が前記基台に設けられ前記直線方向に沿って伸び、第一歯列を有し、
前記第一歯列は、前記定位ベルトの両端の間に設けられ、
前記伝動ベルトは、両端が前記基台に固定され前記定位ベルトに合着して伸び、第二歯列を有し、
前記第二歯列は、前記伝動ベルトの両端の間に設けられ、
前記第二歯列と前記第一歯列とは、相対して噛み合い、
前記伝動ベルトは、巻上部を有し、前記巻上部が前記定位ベルトを巻き上げて噛合伝達可能に前記駆動輪に繞設され、
前記駆動輪は、回転して前記巻上部を連動し前記伝動ベルト上で位置を連続に変換させ、同時に前記スライド台を牽引して前記基台上で前記直線方向に沿って摺動することを特徴とするベルト移動機構。
【請求項２】
前記駆動ユニットは、複数の押圧ローラが設けられ、
前記複数の押圧ローラは、それぞれ前記巻上部の両辺に前記伝動ベルトを押圧して前記定位ベルトに合着し、
前記伝動ベルトは、前記巻上部以外の部位がすべて前記第二歯列と前記第一歯列との相対噛合状態が維持できることを特徴とする請求項１に記載のベルト移動機構。
【請求項３】
前記定位ベルトは、前記伝動ベルトに相対して反対側には、支持部材を有し、前記支持部材により前記第一歯列と前記伝動ベルトの第二歯列との相対噛合状態が維持できることを特徴とする請求項２に記載のベルト移動機構。
【請求項４】
前記支持部材は、複数のバックローラであり、
前記複数のバックローラは、前記スライド台に設置され、前記複数のバックローラの位置は、前記複数の押圧ローラと相対し、
前記複数の押圧ローラと前記複数のバックローラとは、前記スライド台と共に移動し、前記複数の押圧ローラが前記伝動ベルトを押圧して前記定位ベルトに合着させるとき、前記複数のバックローラは前記定位ベルトにバックサポートを提供することを特徴とする請求項３に記載のベルト移動機構。
【請求項５】
前記定位ベルトの幅は、前記伝動ベルトの幅より広く、前記第二歯列と前記第一歯列とが相対して噛合するとき、前記定位ベルトから前記伝動ベルトに相対して定位部が伸びて形成され、
前記支持部材は、前記基台に固定される固定台を有し、
前記定位ベルトは、前記定位部が前記固定台により前記直線方向に沿って固定し定位されることを特徴とする請求項３に記載のベルト移動機構。
【請求項６】
前記固定台は、Ｌ字型ブロックと後板とを有し、前記Ｌ字型ブロックと前記後板とが前記定位部の両側に挟持し定位することを特徴とする請求項５に記載のベルト移動機構。
【請求項７】
前記支持部材は、前記定位ベルトの長さ方向に沿って設置された固定背板であり、
前記定位ベルトは、前記固定背板上で結合し固定されることによって直線状に維持できることを特徴とする請求項３に記載のベルト移動機構。
【請求項８】
前記駆動ユニットは、サーボモータを有し、
前記サーボモータは、第一伝動部材に連結され、
前記駆動輪は、第二伝動部材が設けられ、
前記第一伝動部材と前記第二伝動部材との間は、連結部材を伝動可能に連結されることを特徴とする請求項１に記載のベルト移動機構。
【請求項９】
前記第一伝動部材と前記第二伝動部材とは、プーリであり、
前記連結部材は、駆動ベルトであり、
前記駆動ベルトは、伝動可能に前記第一伝動部材と前記第二伝動部材とに繞設されることを特徴とする請求項８に記載のベルト移動機構。
【請求項１０】
前記基台の異なる両端には、それぞれ挟持台を有し、
前記定位ベルトと前記伝動ベルトとは、それぞれの両端が前記二つの挟持台により固定され前記直線方向に沿って伸びることを特徴とする請求項１に記載のベルト移動機構。
【請求項１１】
前記定位ベルトと前記伝動ベルトとは、二本の独立したベルト体であり、それぞれの両端が前記二つの挟持台により固定されることを特徴とする請求項１０に記載のベルト移動機構。
【請求項１２】
前記定位ベルトと前記伝動ベルトとは、同一の環状ベルト体であり、前記環状ベルト体の両端が前記二つの挟持台により固定されて、両辺に分かれて前記定位ベルトと前記伝動ベルトとを構成することを特徴とする請求項１０に記載のベルト移動機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、機械設備の伝動機構に関するもので、特に剛性を向上させるベルト移動機構に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業用の機械設備、例えば、工作マガジンが工作物をその上に移動させる工作機械のテーブル、もしくはツールチェンジャのツール移動機構は、常に単軸方向もしくは多軸方向に直線的に移動する必要があるため、機械設備にはスライド台の設置が必要である。一般的なスライド台を好ましく駆動するには、ガイドネジ杆を設置したサーボモータを伝達手段とする。しかしながら、高精度な移動要求に応じると部材コストも相対して上がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾実用新案公告第Ｍ５７２８０６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
スライド台の駆動コストを下げるため、或るスライド台は、ラックにギアを合わせたものを伝達手段とする。また或るスライド台は、ベルトにプーリを合わせたものを伝達手段とする。そのうち、ラックにギアを合わせた伝動手段は、好ましい剛性を有するが、ベルトにプーリを合わせた部材と比べてコストが高い。その一方で、ベルトにプーリをあわせた伝動手段は部材コストが相対して低いという長所を備えるものの、伝達時の主な問題は、ベルトが可撓性を有するため、剛性が足りず、特に伝達する距離が遠いゆえにベルトが長い時、ベルトが提供する張力が足りないと曲がってしまう。剛性不足の問題は更に深刻であり、結果としてスライド台が伝達する精度も好ましくない。
【０００５】
よって、如何にして上述の公知のスライド台伝達の問題を改善するか、特にベルト伝達であると明らかな剛性不足という問題を改善するかが本考案の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本考案は剛性が向上させるベルト移動機構を提供する。移動機構は二本のベルトを駆動輪に合わせてスライド台を移動させ、さらに、二本のベルトは歯と歯が噛合し、伝達時に一つのベルトは固定され、もう一つのベルトに安定した伝達の剛性を提供する。
【０００７】
本考案の一態様として、剛性が向上させるベルト移動機構を提供する。ベルト移動機構は、基台と、スライド台と、駆動ユニットと、定位ベルトと、伝動ベルトとを備える。スライド台は、基台に設けられ、基台上で直線方向に沿って往復摺動する。駆動ユニットは、スライド台に設けられ、回転駆動可能な駆動輪を有する。定位ベルトの両端は、基台に固定され、直線方向に沿って伸びる。定位ベルトは第一歯列を有し、第一歯列は定位ベルトの両端の間に設けられる。伝動ベルトの両端は、基台に固定され、定位ベルトに合わさる。伝動ベルトは第二歯列を有し、第二歯列は伝動ベルトの両端の間に設けられ、第二歯列と第一歯列が相互に対応して噛合する。伝動ベルトは、さらに巻上部を有し、巻上部が定位ベルトに巻き上げて噛合伝達可能に駆動輪に繞設され、駆動輪が回転して巻上部を連動し伝動ベルト上で位置を連続に変換し、同時にスライド台を牽引して基台上で直線方向へ摺動する。
【０００８】
これによって、定位ベルトおよび伝動ベルトはどちらも前述直線方向に沿って伸び、且つ両者が合着され、第一歯列と第二歯列が相対して噛合する。また駆動輪が回転して巻上部を連動し位置を連続に変換するとき、伝動ベルトは巻上部以外の部位がすべて定位ベルトにあわせて、第一歯列と第二歯列が相対噛合状態になり、故に定位ベルトもしくは伝動ベルトに関わらずどちらでも変形の問題が起こらない。よって、伝達時に良好な剛性を備え、スライド台を前述直線方向に安定して摺動させ、スライド台がベルトで伝達しても良好な精度効果が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の第一実施形態によるベルト移動機構がツールチェンジャに適用された状態を示す斜視図である。
【図２】図１のマトリックス式ツールホルダが基台上で分解された配置を示す斜視図である。
【図３】本考案の第一実施形態による基台に直立フレームのスライド台が設置された配置を示す斜視図である。
【図４】本考案の第一実施形態による駆動ユニットと定位ベルトと伝動ベルトとの設置を示す斜視図である。
【図５】図４の５−５線断面方向から見た構造を示す模式図であり、仮想線により基台と線形スライドレールとの相対位置を示す模式図である。
【図６】図５のスライド台が駆動輪の時計回り回転すると共に連動され、左側へ摺動した状態を示す模式図である。
【図７】本考案の第二実施形態による駆動ユニットと定位ベルトと伝動ベルトとの設置を示す斜視図である。
【図８】図７の８−８線断面方向から見た構造を示す模式図であり、仮想線により基台と線形スライドレールとの相対位置を示す模式図である。
【図９】本考案の第三実施形態による駆動ユニットと定位ベルトと伝動ベルトとの別の設置を示す斜視図である。
【図１０】図９の１０−１０線断面方向から見た構造を示す模式図であり、仮想線により基台と線形スライドレールとの相対位置を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
本考案の上述内容に表示された核心的創作を説明するため、実施形態を挙げた。実施形態では、各部材を説明しやすい比率、サイズ、変形量もしくは位置移動量に基づき表示されており、実際の部材に基づき表示されているわけではないことを先に述べておく。
【００１１】
（第一実施形態）
図１から図１０に示すとおり、本考案の実施形態では、剛性を向上可能なベルト移動機構を提供し、ベルト移動機構は、基台１０と、スライド台２０と、駆動ユニット３０と、定位ベルト４０と、伝動ベルト５０とを有する。第一実施形態では、ツールチェンジャのツール移動機構の応用例であり、以下は第一実施形態を述べる。
【００１２】
スライド台２０は、基台１０に設けられ、基台１０上で直線方向Ｘに沿って往復摺動する。第一実施形態の基台１０は、マトリックス式ツールホルダ１１が設けられ、マトリックス式ツールホルダ１１に複数の工作マガジンに用いるツール１２が設置される。基台１０上には線形スライドレール１３が更に設けられ、スライド台２０はスライダー２１が線形スライドレール１３上を摺動設置する。スライド台２０は、直立フレーム２２が設けられ、直立フレーム２２上にはツールチェンジャ２３が設けられ、スライド台２０が基台１０上で直線方向Ｘに沿って往復摺動する他に、ツールチェンジャ２３は直立フレーム２２上で縦方向に移動し、ツールチェンジャ２３に一つのツール１２を設置箇所から選び取るまた取り戻す作業を行う。駆動ユニット３０は、スライド台２０に設けられる。故に駆動ユニット３０は、スライド台２０とともに基台１０上で摺動する。駆動ユニット３０は、駆動輪３１を有し、この駆動輪３１は駆動されて回転できる。
【００１３】
第一実施形態において、定位ベルト４０の長さは、およそ基台１０の両端まで伸びる。定位ベルト４０の両端は、基台１０に固定され、定位ベルト４０が直線方向Ｘに沿って伸びて固定設置される。定位ベルト４０は第一歯列４１を有し、第一歯列４１は定位ベルト４０の両端の間に設けられる。
【００１４】
第一実施形態において、伝動ベルト５０と定位ベルト４０とは二本の独立したベルト体であり、また、伝動ベルト５０の長さと定位ベルト４０の長さはほぼ同じである。伝動ベルト５０の両端は基台１０に固定され、また、伝動ベルト５０は定位ベルト４０に合着して伸び、伝動ベルト５０は第二歯列５１を有する。第二歯列５１は、伝動ベルト５０の両端の間に設けられる。伝動ベルト５０を定位ベルト４０に合着するとき、伝動ベルト５０の第二歯列５１は第一歯列４１が相対して噛合し、巻上部Ｓが定位ベルト４０を巻き上げ、巻上部Ｓは噛合伝動可能に駆動輪３１に繞設される。また駆動輪３１が回転すると、巻上部Ｓが伝動ベルト５０上で位置を連続に交換し、同時に基台１０上でスライド台２０を牽引して直線方向Ｘに沿って摺動する。
【００１５】
上述のとおり、定位ベルト４０および伝動ベルト５０は、第一実施形態において二本の独立したベルト体であり、また定位ベルト４０と伝動ベルト５０とはそれぞれ両端が基台１０に固定される。故に第一実施形態において、基台１０は、異なる両端にそれぞれ挟持台１４を有する。定位ベルト４０および伝動ベルト５０の両端は、それぞれ二つの挟持台１４に固定され、その結果、定位ベルト４０と伝動ベルト５０とが直線方向Ｘに沿って伸びる。その他、定位ベルト４０および伝動ベルト５０は、二本の独立したベルト体である他に、同一の環状ベルト体（図示していない）でもよく、その両端が基台１０に固定されると（仮に前述二つの挟持台１４に固定された時）、環状ベルト体は両辺に分かれて定位ベルト４０と伝動ベルト５０とを形成する。言い換えると、定位ベルト４０および伝動ベルト５０は、二本の独立したベルト体でもよく、もしくは一体のベルト体構造でもよい。
【００１６】
第一実施形態において、駆動ユニット３０は、サーボモータ３２を有する。サーボモータ３２は第一伝動部材に連結され、駆動輪３１は第二伝動部材が設けられ、第一伝動部材と第二伝動部材との間は連結部材が伝動可能に連結される。好ましくは、第一伝動部材はプーリ３２１であり、第二伝動部材は駆動輪３１に設置された別のプーリ３１１である。連結部材は駆動ベルト３３であり、この連結部材は第一伝動部材と第二伝動部材とを回転伝動可能に連結する。即ち、駆動ベルト３３は、プーリ３１１とプーリ３２１とを回転伝動可能にする。故にサーボモータ３２がプーリ３２１を回転させると、駆動ベルト３３を介してプーリ３１１を回転させ、更に駆動輪３１を連動して回転させる。
【００１７】
駆動ユニット３０には、二つの押圧ローラ３４が設けられる。二つの押圧ローラ３４はそれぞれ巻上部Ｓの両辺に伝動ベルト５０を押圧し、伝動ベルト５０が定位ベルト４０に合着させる。そのため、伝動ベルト５０は、巻上部Ｓ以外の部位は、第二歯列５１と第一歯列４１との相互噛合が維持できる。その他、第一実施形態において、定位ベルト４０は支持部材を有し、この支持部材は定位ベルト４０が伝動ベルト５０に相対して反対側に位置し、支持部材によって第一歯列４１と伝動ベルト５０の第二歯列５１との相互噛合を維持できる。
【００１８】
好ましくは、支持部材は二つのバックローラ４２であり、この二つのバックローラ４２は、スライド台２０に設けられる。二つのバックローラ４２は、二つの押圧ローラ３４と相対して位置する。二つの押圧ローラ３４と二つのバックローラ４２とは、スライド台２０と共に移動する。また二つの押圧ローラ３４が伝動ベルト５０を押圧して定位ベルト４０に合わさるときは、二つのバックローラ４２が定位ベルト４０に相対してバックサポートを提供する。
【００１９】
第一実施形態によるベルト移動機構を実際に作業に用いるとき、図５に示すとおり、スライド台２０は紙面右側に位置し、スライド台２０を紙面左側へ摺動させるには、サーボモータ３２により駆動輪３１を連動し時計回りに回転させる。このとき、巻上部Ｓは伝動ベルト５０上に右側から左側に位置を連続に変換し、それによってスライド台２０を連動し図５中の左側へ摺動させる。そして、図６に示すとおり、スライド台２０を紙面左側へ摺動させて定位させる。その一方、仮にサーボモータ３２により駆動輪３１を連動して反時計回りに回転させるとき、巻上部Ｓは伝動ベルト５０上において左側から右側に位置を連続変換させ（図示していない）、それによってスライド台２０と共に図中の右側へ摺動して定位する。
【００２０】
上述の第一実施形態の説明から、本考案の特徴は、以下のようであることがわかる。定位ベルト４０および伝動ベルト５０がどちらも直線方向Ｘに沿って伸び、駆動輪３１が回転して巻上部Ｓを連動し位置を連続変換させるとき、伝動ベルト５０は巻上部Ｓ以外ほかの部位がすべて定位ベルト４０と合着状態になり、第一歯列４１と第二歯列５１とにより相対噛合される。そのため、伝動ベルト５０がスライド台２０を直線方向Ｘに沿って摺動させると、たとえ伝動距離が遠いゆえに伝動ベルト５０が長くても、定位ベルト４０は第一歯列４１が第二歯列５１と噛合することにより、制限且つガイドする機能を有し、伝動ベルト５０が伝達するときに好ましい剛性を備える。これによって、スライド台２０が直線方向Ｘに沿って安定して摺動し、一般に使用するガイドネジ杆もしくはラックよりコストが低くなるという長所を有し、スライド台２０に対しては伝動時に好ましい精度を備えた効果を達成する。
【００２１】
（第二実施形態）
図７から図８に示すのは、本考案の第二実施形態であり、第一実施形態と主に異なる点は、第二実施形態において定位ベルト４０の幅が伝動ベルト５０の幅より広い。また、第二歯列５１と第一歯列４１とが相対して噛み合ったとき、定位部４３は定位ベルト４０から伝動ベルト５０に相対して伸びて形成される。定位部４３は、第二実施形態において、基台１０方向へ伸びて設置される。また第二実施形態において、支持部材は、二つのバックローラ４２の他に、更に固定台４４を有する。固定台４４は基台１０に固定され、定位ベルト４０は定位部４３が固定台４４によって直線方向Ｘに沿って固定し定位される。
【００２２】
詳しくは、第二実施形態において、固定台４４は例として二つ設けられ、二つの挟持台１４の間に等間隔に設置される。各固定台４４はＬ字型ブロック４４１と後板４４２とを有し、Ｌ字型ブロック４４１と後板４４２とが定位部４３の両側に挟持でき、直線方向Ｘに沿い定位される。その他、固定台４４は、定位ベルト４０の長さ方向に沿って一個のみ設置されてもよく、間隔を開けて少なくとも二つ設置されてもよく、二つの挟持台１４の間に定位部４３を固定し、且つ定位ベルト４０を直線状態に維持することが目的として設置される。その他、異なる実施形態において、支持部材はバックローラ４２を含まなくてもよく、固定台４４により定位ベルト４０の定位部４３を挟持し固定されることで、固定台４４が定位ベルト４０に支持を提供し、定位ベルト４０を直線状に維持できる。
【００２３】
（第三実施形態）
図９から図１０に示すのは、本考案の第三実施形態であり、第一実施形態と第二実施形態と主に異なる点として、支持部材は固定背板４５でもよいことである。固定背板４５は、第三実施形態において、Ｌ字型を呈し、基台１０に固定される（図示していない）。固定背板４５は定位ベルト４０の長さ方向に沿って設置され、定位ベルト４０は固定背板４５上で結合し固定され（例としてネジもしくは接着剤により固定）、定位ベルト４０を直線状に維持することを目的として設置される。
【００２４】
以上の実施形態は本考案を説明するためだけにあり、本考案を限定するものではない。本考案の精神を逸脱しない限りいかなる設計的変更もしくは修正は、すべて本考案の請求範囲内に包含されるものとする。
【符号の説明】
【００２５】
１０        基台
１１        マトリックス式ツールホルダ
１２        ツール
１３        線形スライドレール
１４        挟持台
２０        スライド台
２１        スライダー
２２        直立フレーム
２３        ツールチェンジャ
３０        駆動ユニット
３１        駆動輪
３１１        プーリ
３２        サーボモータ
３２１        プーリ
３３        駆動ベルト
３４        押圧ローラ
４０        定位ベルト
４１        第一歯列
４２        バックローラ
４３        定位部
４４        固定台
４４１        Ｌ字型ブロック
４４２        後板
４５        固定背板
５０        伝動ベルト
５１        第二歯列
Ｓ        巻上部
Ｘ        直線方向
【図１】
0003224540.tif 000003
【図２】
0003224540.tif 000004
【図３】
0003224540.tif 000005
【図４】
0003224540.tif 000006
【図５】
0003224540.tif 000007
【図６】
0003224540.tif 000008
【図７】
0003224540.tif 000009
【図８】
0003224540.tif 000010
【図９】
0003224540.tif 000011
【図１０】
0003224540.tif 000012