パラレルメカニズム装置
【課題】 エンドエファクタの位置及び姿勢をより精度よく制御できるようにする一方で、その駆動機構をコンパクトに構成することを目的としている。
【解決手段】 加工装置は、６本のストラッド１６を備え、これらストラッド１６は、ベースフレーム２０のノード２２に２本１組で可動コア２４を介して支持される。ストラッド１６は自在軸継手１７を介して加工ヘッド１８に連結される。可動コア２４は、半球型の一対の単位コアからなり、各ストラッド１６は単位コア２４ａを貫通して設けられる。ストラッド１６には、レール１６ａとラック１６ｂとが固定され、単位コア２４ａ内にはレール１６ａを案内するガイドと、ラック１６ｂに噛合してモータ駆動されるピニオンとが設けられる。単位コア内において、ストラッド１６の一方側にはガイドが配設され、他方側にはピニオンが配設され、ストラッド１６等に被さるようにモータが配設される。
【解決手段】 加工装置は、６本のストラッド１６を備え、これらストラッド１６は、ベースフレーム２０のノード２２に２本１組で可動コア２４を介して支持される。ストラッド１６は自在軸継手１７を介して加工ヘッド１８に連結される。可動コア２４は、半球型の一対の単位コアからなり、各ストラッド１６は単位コア２４ａを貫通して設けられる。ストラッド１６には、レール１６ａとラック１６ｂとが固定され、単位コア２４ａ内にはレール１６ａを案内するガイドと、ラック１６ｂに噛合してモータ駆動されるピニオンとが設けられる。単位コア内において、ストラッド１６の一方側にはガイドが配設され、他方側にはピニオンが配設され、ストラッド１６等に被さるようにモータが配設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラレルメカニズム機構を利用した加工装置等のパラレルメカニズム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からベースとエンドエフェクタとを複数の駆動軸（ストラッド）によって接続し、各ストラッドを協調してその軸方向に進退（伸縮）駆動することによりエンドエファクタの位置及び姿勢を制御するパラレルメカニズム機構を利用した装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、図６に示すような装置が開示されている。
【０００４】
この装置は、同図に示すように６本のストラッド３を備えており、２本１組のストラッド３を、ベースフレーム１に設けられた３箇所のノード２（リング状の支持部分）で支持した構成となっている。各ストラッド３は、球型の可動コア５を介してノード２に対してその軸方向変位及び揺動が可能な状態で支持されており、１つのノード２に支持される２本のストラッド３の先端は、互いに他のノード２に支持されるストラッド３の先端に連結され、２本１組で自在軸継手を介してエンドエフェクタ６に連結されている。
【０００５】
各可動コア５は、半球型の一対の単位コアが組み合わされることにより構成されており、各ストラッド３がそれぞれ単位コアを貫通する状態で設けられている。そして、各ストラッド３がこれら単位コアの内部に収納された駆動手段により駆動されることにより、各ストラッド３の軸方向の移動量に応じたエンドエファクタ６の位置及び姿勢の切換えが行われるように構成されている。
【特許文献１】特表２００４−５１２４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置において、駆動手段は、ガイド部材を兼ねる複数のローラにより前記ストラッドをその両側から挟み込み、そのうちの一つ（駆動ローラ）をモータにより駆動することによりその摩擦力でストラッドを駆動するように構成されている。そのため、スリップによる駆動誤差が生じる可能性がある。従って、この点を改善してエンドエファクタの位置及び姿勢をより精度良く制御できるようにすることが望まれる。なおこの場合、各単位コアは、上記の通り半球型に構成されるため、モータを初めとするストラッドの駆動機構をこの半球型のスペース内にコンパクトに収め、これにより可動コアの大型化を抑えて装置全体をコンパクトに構成するのが好ましい。特に、エンドエファクタの位置及び姿勢の高速切換えが要求される場合には高出力のモータが要求されるが、そのような場合でも、可動コア（単位コア）をコンパクトに構成できるように配慮する必要がある。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、エンドエファクタの位置及び姿勢をより精度よく制御できるようにする一方で、その駆動機構をコンパクトに構成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、半球型の一対の単位コアが互いに重ね合わされてなる複数個の球型可動コアと、これら可動コアを所定の配置で転動可能に保持するベースフレームと、前記可動コアの各単位コアにそれぞれ貫通した状態で設けられる複数本のストラッドと、これらストラッドの先端に連結されるエンドエフェクタと、前記各単位コア内に収容されるモータを有し、かつこのモータの作動により前記単位コアに対して前記ストラッドをその軸方向に相対的に進退駆動する駆動手段とを備え、前記複数本のストラッドをそれぞれ前記駆動手段により個別に駆動することにより前記エンドエフェクタの位置及び姿勢を制御するように構成されたパラレルメカニズム装置において、前記駆動手段は、前記ストラッドのうち一方の側面に設けられてその軸方向に延びる被ガイド部と、前記ストラッドのうち他方の側面に設けられてその軸方向に延びるラックと、前記被ガイド部を案内するガイド部材と、前記ラックに噛合して前記モータにより回転駆動されるピニオンとを有し、前記単位コア内において、前記ストラッドを挟んでその軸方向と直交する方向の一方側に前記ガイド部材が配設される一方、他方側に前記ピニオンが配設され、さらに前記モータがストラッドを挟んで単位コア同士の合わせ面側とは反対側の位置に該ストラッド、ガイド部材およびピニオンに被さるように配設されているものである（請求項１）。
【０００９】
この構成によると、モータの回転運動がラックとピニオンの噛合わせによりストラッドの直進運動に変換され、これによりストラッドがガイド部材に沿って進退駆動される。このような駆動方式によると、ストラッドに対する駆動伝達部分で従来のようなスリップが生じる余地がなく、スリップによる駆動誤差の発生が解消される。しかも、ストラッドの一方の側面に被ガイド部を、他方の側面にラックを設け、単位コア内においてガイド部材とピニオンとをストラッドの両側に振分けて配置しているので、単位コアの最大直径部分にガイド部材とピニオンとが効率良く配置される。さらに、モータがその上側に被さるように配置されるため、前記最大直径部分から離れた位置でもモータの収納スペースが好適に確保され、比較的高出力（トルク）の大面積のモータを効率良く収容することが可能となる。
【００１０】
このパラレルメカニズム装置においては、前記ガイド部材として複数のガイド部材が前記ストラッドと平行な方向に並べられた状態で離間配置されているのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
すなわち、単位コア内部の最大直径部分の広いスペースを利用して複数のガイド部材を配置することにより、ガイド部材の摺動面積を抑えながらストラッドを安定して案内することが可能となる。
【００１２】
また、このパラレルメカニズム装置において、前記モータは、前記単位コアに固定される筒型のステータと、その内側に回転可能に支持される筒型のロータとを備えた中空型モータからなり、かつ前記ストラッドと直交する軸回りに回転駆動力を発生するように前記可動コア内に配設され、前記ロータの内側のスペースには、前記モータの回転位置検出用のエンコーダが配設されているのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によると、前記モータとしてロータ径の比較的大きい高出力（トルク）のモータを搭載する一方で、ロータ内側のスペースをエンコーダの収容スペースとして利用した合理的な構成が達成される。
【００１４】
また、上記の各パラレルメカニズム装置においては、前記ピニオンとして前記ラックに対してその長手方向に間隔を隔てて噛合する一対のピニオンが設けられるとともに前記モータの回転駆動力をこれらピニオンに伝達する駆動伝達機構が設けられ、さらにこの駆動伝達機構に、前記各ピニオンを互いに反対回りに付勢するプリロード機構が組込まれているのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によると、各ピニオンが互いに反対回りに付勢されることによりラックとピニオンの間のバックラッシュが解消される。そのため、バックラッシュによる駆動誤差の発生が有効に防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のパラレルメカニズム装置によると、ラックとピニオンを使ったギア駆動方式によりストラッドを駆動するため、フリクション駆動方式の従来装置のようにスリップを伴うことがなく、確実に、かつ正確にストラッドを駆動することができる。従って、スリップによる駆動誤差の発生を防止して、エンドエファクタの位置及び姿勢を精度よく制御できるようになる。しかも、単位コア内に、ストラッドを中心としてガイド部材、ピニオンおよびモータといった駆動機構をコンパクトに配置することができるので、単位コア（可動コア）をコンパクトに構成してパラレルメカニズム装置の省スペース化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１および図２は本発明に係るパラレルメカニズム装置からなる加工装置を概略的に示しており、図１は側面図で、図２は平面図でそれぞれ加工装置を示している。
【００１９】
これらの図に示すように、加工装置は、固定台１１と、その上に敷設された一対の固定レール１３に沿って移動するベース本体１２を有しており、このベース本体１２上に装置本体１０を備えている。ベース本体１２は、サーボモータ１４を駆動源とする駆動機構に連結されており、前記モータ１４の作動により装置本体１０と一体に固定レール１３に沿って移動するようになっている。なお、図２では、固定レール１３やモータ１４はカバーによって被われている。
【００２０】
装置本体１０は、三角形を基本としたトラス構造からなるベースフレーム２０を有している。このフレーム２０には、三角形の配置で３つのノード２２（リング状の支持部分）が設けられており、これらノード２２にそれぞれ２本のストラッド１６が挿入されている。
【００２１】
各ストラッド１６は、後述する可動コア２４を介してその軸方向変位および揺動が可能な状態でノード２２に対して支持されている。
【００２２】
１つのノード２２に支持される各ストラッド１６の先端は、互いに他のノード２２に挿入されたストラッド１６の先端に連結されており、それぞれ２本１組として自在軸継手１７を介して加工ヘッド１８（エンドエフェクタ）に連結されている。詳しく図示していないが加工ヘッド１８には、主軸およびこの主軸を回転駆動するためのモータ等からなる主軸ユニットが内蔵されており、前記主軸にエンドミル等の回転工具が装着可能となっている。
【００２３】
なお図１中、符号１９は、ベースフレーム２０に設けられる不図示の支持部分と加工ヘッド１８とを連結する伸縮可能な中空ロッドで、前記主軸ユニットに対する電力や冷却オイルの供給ラインがこのこの中空ロッド１９の内部に収納されている。この中空ロッド１９と加工ヘッド１８とは自在軸継手を介して連結されており、これにより加工ヘッド１８の位置および姿勢の変更に中空ロッド１９が追従可能となっている。
【００２４】
前記可動コア２４は、図３に示すように、半球型の一対の単位コア２４ａからなり、これら単位コア２４ａが重ね合わされることによって全体として球型に構成されている。
【００２５】
両単位コア２４ａは、周方向に一列に並ぶ複数の剛球２９（図４に示す）を介して互いに重ね合わされており、さらにその全体をスフェリカルベアリング２５により転動可能に保持された状態で、このベアリング２５を介して前記ノード２２に保持されている。これにより、両単位コア２４ａが一体的に転動可能に、しかも単位コア２４ａ同士がそれらの合わせ面と直交する軸回りに相対的に回転可能な状態でノード２２に対して支持されている。なお、スフェリカルベアリング２５は、同図に示すように一対の単位ベアリング２５ａ，２５ｂから構成され、これら単位ベアリング２５ａ，２５ｂが可動コア２４の互いに反対側から嵌め合わされることにより可動コア２４を転動可能に保持するように構成されている。
【００２６】
そして、可動コア２４の各単位コア２４ａに対してそれぞれストラッド１６が貫通して設けられ、これら単位コア２４ａ内に収納される後記サーボモータ３５により各ストラッド１６がその軸方向に個別に進退駆動されることにより、図１に二点鎖線で示すように、各ストラッド１６の移動量に応じた加工ヘッド１８の位置及び姿勢の切換えが行われるようになっている。
【００２７】
以下、図４および図５を参照しつつ可動コア２４（単位コア２４ａ）の構成とともにストラッド１６の駆動機構について詳細に説明する。
【００２８】
これらの図に示すように、各単位コア２４ａは、有底ドーム型の中空のケース３０を有している。このケース３０は、その内部が内底部３１と平行な中間フレーム３２により上下（図４で上下）に仕切られている。ケース３０の側面部分であって、その底部近傍には一軸方向に開口する一対の開口部３０ａが形成されており、前記ストラッド１６が、一方側の開口部３０ａからケース３０内に挿入され、前記内底部３１と中間フレーム３２との間を通って他方側の開口部３０ａを介してケース３０から導出されている。これによりストラッド１６が、ケース３０の中央を横断するように単位コア２４ａを貫通している。
【００２９】
ストラッド１６は、中空の矩形断面を有しており例えばＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）から構成されている。ストラッド１６には、その一方（図４では左側）の側面に長手方向に亘ってレール１６ａ（本発明の被ガイド部に相当）が一体的に固定されている。このレール１６ａは、ケース３０の内底部３１に固定された一対のガイド３３（本発明のガイド部材に相当）、詳しくはストラッド１６と平行な方向に並べられた状態で離間配置される一対のガイド３３に装着されており、これによって単位コア２４ａに対してストラッド１６がその長手方向に相対的に移動可能となっている。
【００３０】
一方、ストラッド１６の側面のうちレール１６ａとは反対側の側面には、ストラッド１６の長手方向に延びるラック１６ｂが一体的に固定されている。このラック１６ｂは外向き、つまり歯先がストラッド１６側とは反対側を向く状態で固定されており、このラック１６ｂに対して外側から一対のピニオン５２，５６が噛合している。
【００３１】
両ピニオン５２，５６は、ストラッド１６を挟んで前記ガイド３３とは反対側のスペースに、ストラッド１６の長手方向に所定の間隔を隔てて配設されている。
【００３２】
これらのピニオン５２，５６はそれぞれ、ケース３０と中間フレーム３２との間に回転自在に支持された支持軸５３，５７に固着されている。これらの支持軸５３，５７には、さらにギア５１，５５が段違いで固着されており、これらギア５１，５５に対して、前記支持軸５３，５７の略中間位置に配置される支持軸４５に固着された上下一対のギア４６，４７がそれぞれ噛合している。この支持軸４５には、前記ギア４６，４７の上側に、さらに第３のギア４４が固着されており、このギア４４が、中間フレーム３２の下面に垂下姿勢で支持された中間ギア４２を介して駆動ギア４１に噛合している。つまり、後述するサーボモータ３５によりこの駆動ギア４１が回転駆動されると、その回転駆動力がギア４２，４４を介して支持軸４５に伝達され、さらにギア４６，５１を介して支持軸５３へ伝達されるとともにギア４７，５５を介して支持軸５７へ伝達される。これによりピニオン５２，５６が同一方向に同速度で回転駆動され、両ピニオン５２，５６とラック１６ｂとの噛み合いにより前記ストラッド１６が前記両ガイド３３に案内されつつその長手方向に進退駆動されるようになっている。
【００３３】
なお、サーボモータ３５の回転駆動力を両ピニオン５２，５６に伝達する上記の駆動伝達機構には、ピニオン５２，５６を互いに反対回り（当実施形態では、図５中に破線矢印で示す方向）にプリロードするための機構（プリロード機構）が組込まれており、これによりラック１６ｂとピニオン５２，５６の間のバックラッシュが解消されるようになっている。具体的に説明すると、前記ピニオン５２，５６にそれぞれ回転駆動力を伝達するギア５１，５５、およびこれらギア５１，５５に噛合するギア４６，４７がそれぞれハスバギアから構成され、かつ一方側のピニオン５２への駆動伝達用のギア４６、５１の歯の傾き方向と他方側のピニオン５６に対する駆動伝達用のギア４７、５５の歯の傾き方向とが互いに逆向きに設定されている。また、図４に示すように、ギア４６，４７が固着されている支持軸４５の末端支持部分に皿バネ４８が介装されており、その弾発力で支持軸４５が軸方向に付勢されるように構成されている。つまり、皿バネ４８の弾発力により支持軸４５を介してギア４６，４７が軸方向に押し上げられると、上記のようにギア４６，５１およびギア４７、５５がハスバギアから構成されている結果、軸方向の変位がギア５１，５５の回転方向の変位に変換される。このとき、ギア４６，５１およびギア４７、５５の歯の傾き方向が互いに逆向きに設けられていることにより、ギア５１，５５が互いに反対回りに回転し、さらにピニオン５２，５６が互いに反対回りに回転してそれぞれラック１６ｂの歯面に当接した状態となる。このように皿バネ４８の弾発力によりピニオン５２，５６が互いに反対回りに付勢された状態とされる結果、ラック１６ｂとピニオン５２，５６との間のバックラッシュが解消されるようになっている。
【００３４】
一方、ケース３０内において中間フレーム３２よりも上側のスペース、つまりストラッド１６を挟んで単位コア２４ａ同士の合わせ面側とは反対側の位置には、ピニオン５２，５６を駆動するサーボモータ３５がストラッド１６、ガイド３３およびピニオン５２，５６等に被さるように配置されている。
【００３５】
このサーボモータ３５は、図４に示すように、ケーシング３５ａを介して中間フレーム３２に固定される円筒型のステータ３６と、このステータ３６内に配置されて前記ケーシング３５ａに回転可能に支持される円筒型のロータ３７とを備えた中空のサーボモータからなり、前記ロータ３７の内側のスペースには、さらに回転位置検出用のエンコーダ３８が配設された構成となっている。
【００３６】
サーボモータ３５は、その回転中心がストラッド１６の略真上に位置するように配置されている。そして、前記ロータ３７およびエンコーダ３８の出力軸が、中間フレーム３２にベアリング４０を介して下向きに支持されている前記駆動ギア４１に対して連結されている。これによりサーボモータ３５が作動してロータ３７が回転すると、これと一体的に駆動ギア４１が回転するようになっている。
【００３７】
なお、可動コア２４を構成する一対の単位コア２４ａの内部構成は、両単位コア２４ａの合わせ面を境に点対称の構成となっており（図４参照）、それ以外の構成は全く共通した構成となっている。
【００３８】
以上説明した加工装置では、加工ヘッド１８に回転工具をセットし、各ストラッド１６を個別に進退駆動することにより、加工ヘッド１８の位置や姿勢をワークに対して切換えながら加工を進めるが、この加工装置では、ストラッド１６の駆動機構に関して、上記のようにストラッド１６をガイド３３により案内しながら、ラック１６ｂとピニオン５２，５６との噛合わせによりストラッド１６を駆動するように構成しているので、フリクション駆動によりストラッドを駆動する従来のこの種の装置、つまりストラッド１６を複数のローラで挟み込み、ローラの摩擦力でストラッドを進退駆動する装置に比べて加工ヘッド１８の位置や姿勢の制御を精度良く行うことができる。
【００３９】
すなわち、従来の装置では、ローラの摩擦力でストラッドを駆動するため、ローラの摩耗や押付力の不足によりスリップが発生し、これにより駆動誤差が発生する可能性がある。これに対して上記の加工装置によると、ラック１６ｂとピニオン５２，５６との噛合わせによりストラッド１６を駆動するギア駆動方式を採用しているのでスリップが発生する余地がなく、スリップによる駆動誤差を伴うことがない。しかも、この加工装置ではストラッド１６をダブルピニオン駆動とし、さらに上記のようにプリロード機構を設けてピニオン５２，５６を互いに反対回りに付勢することにより両ピニオン５２，５６とラック１６ｂの間のバックラッシュを解消するように構成しているので、ギア駆動方式を採用しながらもバックラッシュによる駆動誤差を伴うことが殆どない。
【００４０】
また、従来の装置では、ローラがストラッドのガイドとしての機能を兼ねているため、ストラッドに対する各ローラの押付圧をバランスさせることが要求されるが、実際には各ローラの押付圧をバランス良く保つことが難しい。そのため、ストラッドの移動には振れや誤差を伴うこととなり正確に軸方向に進退駆動することが難しい。これに対して、この加工装置では、ストラッド１６にレール１６ａを固定しこれを単位コア２４ａに設けたガイド３３により案内する構成となっているので、ストラッド１６をその軸方向に確実に、かつ正確に移動させることができる。特に、この装置では、各単位コア２４ａ内にそれぞれガイド３３を２つ並べて離間配置し、これらガイド３３によりストラッド１６（レール１６ａ）を案内するように構成しているので、摺動面積を抑えながら、ストラッド１６をスムーズかつ安定した状態で案内することができる。
【００４１】
従って、この加工装置によると、ストラッド１６への駆動伝達機構およびストラッド１６の案内機構の双方に関してその駆動誤差を従来装置に比して軽減することができ、その結果、加工ヘッド１８の位置や姿勢の制御をより精度良く行うことができる。
【００４２】
その上、この加工装置では、ストラッド１６の一方の側面にレール１６ａを、他方の側面にラック１６ｂを設けることにより、単位コア２４ａ内において、ガイド３３とピニオン５２，５６等とをストラッド１６の両側に振分けて配置するようにしているので、単位コア２４ａの最大直径部分にガイド３３とピニオン５２，５６等とを効率良く配置することができる。しかも、その上側、すなわちストラッド１６、ガイド３３およびピニオン５２，５６等の上側に被さるようにサーボモータ３５を配置しているため、単位コア２４ａの最大直径部分から離れた位置でもサーボモータ３５の収納スペースを好適に確保することができ、比較的高出力（トルク）の大面積のサーボモータ３５を効率良く単位コア２４ａ内に収容することができる。そのため、ストラッド１６を駆動するための機構を半球型のスペース内にコンパクトに収めることができる。特に、サーボモータ３５に関しては、上記のように中空型のモータを採用し、このモータ内側のスペースを利用してエンコーダ３８を収容するように構成しているので、ケース３０内の限られたスペース内にロータ径の比較的大きい高出力（トルク）のモータを搭載した上でエンコーダ３８を効率よく収容することができる。
【００４３】
従って、加工ヘッド１８の位置及び姿勢の高速切換えが要求されるような場合でも、高出力のサーボモータ３５を使ってストラッド１６を確実、かつ正確に駆動することができる一方で、単位コア２４ａ（可動コア２４）をコンパクトに構成することができ、加工装置の省スペース化の要請に貢献することができるという利点もある。
【００４４】
なお、以上説明した加工装置は、本発明に係るパラレルメカニズム装置の好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、ストラッド１６をダブルピニオン駆動とし、上記のようにプリロード機構を設けることによりラック１６ｂとピニオン５２，５６との間のバックラッシュを解消するようにしているが、加工精度上、バックラッシュによる駆動誤差を無視できるような場合にはプリロード機構を省略した構成としてもよい。具体的には、皿バネ４８を省略し、ギア４６，４７，５１，５５を平歯車から構成するようにしてもよい。また、ストラッド１６をシングルピニオン駆動としてもよい。
【００４６】
また、実施形態では、本発明のパラレルメカニズム装置として、回転工具を使ってワークを加工する加工装置を例について説明したが、本発明は、これ以外の装置についても勿論適用可能である。例えば、上記加工ヘッド１８の代わりにエンドエフェクタとして溶接用ヘッドを備えた溶接装置や、エンドエフェクタとして塗装用ノズルを備えた塗装装置等についても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るパラレルメカニズム装置である加工装置を示す側面略図である。
【図２】加工装置を示す平面略図である。
【図３】加工装置の分解斜視図である。
【図４】単位コア（可動コア）の構成を示す断面図である（図５のＡ−Ａ断面図）。
【図５】単位コア（可動コア）の構成を示す断面図である。
【図６】従来のパラレルメカニズム装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 装置本体
１６ ストラッド
１６ａ レール
１６ｂ ラック
１７ 自在軸継手
１８ 加工ヘッド
２０ ベースフレーム
２２ ノード
２４ 可動コア
２４ａ 単位コア
３５ サーボモータ
５２，５６ ピニオン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラレルメカニズム機構を利用した加工装置等のパラレルメカニズム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からベースとエンドエフェクタとを複数の駆動軸（ストラッド）によって接続し、各ストラッドを協調してその軸方向に進退（伸縮）駆動することによりエンドエファクタの位置及び姿勢を制御するパラレルメカニズム機構を利用した装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、図６に示すような装置が開示されている。
【０００４】
この装置は、同図に示すように６本のストラッド３を備えており、２本１組のストラッド３を、ベースフレーム１に設けられた３箇所のノード２（リング状の支持部分）で支持した構成となっている。各ストラッド３は、球型の可動コア５を介してノード２に対してその軸方向変位及び揺動が可能な状態で支持されており、１つのノード２に支持される２本のストラッド３の先端は、互いに他のノード２に支持されるストラッド３の先端に連結され、２本１組で自在軸継手を介してエンドエフェクタ６に連結されている。
【０００５】
各可動コア５は、半球型の一対の単位コアが組み合わされることにより構成されており、各ストラッド３がそれぞれ単位コアを貫通する状態で設けられている。そして、各ストラッド３がこれら単位コアの内部に収納された駆動手段により駆動されることにより、各ストラッド３の軸方向の移動量に応じたエンドエファクタ６の位置及び姿勢の切換えが行われるように構成されている。
【特許文献１】特表２００４−５１２４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置において、駆動手段は、ガイド部材を兼ねる複数のローラにより前記ストラッドをその両側から挟み込み、そのうちの一つ（駆動ローラ）をモータにより駆動することによりその摩擦力でストラッドを駆動するように構成されている。そのため、スリップによる駆動誤差が生じる可能性がある。従って、この点を改善してエンドエファクタの位置及び姿勢をより精度良く制御できるようにすることが望まれる。なおこの場合、各単位コアは、上記の通り半球型に構成されるため、モータを初めとするストラッドの駆動機構をこの半球型のスペース内にコンパクトに収め、これにより可動コアの大型化を抑えて装置全体をコンパクトに構成するのが好ましい。特に、エンドエファクタの位置及び姿勢の高速切換えが要求される場合には高出力のモータが要求されるが、そのような場合でも、可動コア（単位コア）をコンパクトに構成できるように配慮する必要がある。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、エンドエファクタの位置及び姿勢をより精度よく制御できるようにする一方で、その駆動機構をコンパクトに構成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、半球型の一対の単位コアが互いに重ね合わされてなる複数個の球型可動コアと、これら可動コアを所定の配置で転動可能に保持するベースフレームと、前記可動コアの各単位コアにそれぞれ貫通した状態で設けられる複数本のストラッドと、これらストラッドの先端に連結されるエンドエフェクタと、前記各単位コア内に収容されるモータを有し、かつこのモータの作動により前記単位コアに対して前記ストラッドをその軸方向に相対的に進退駆動する駆動手段とを備え、前記複数本のストラッドをそれぞれ前記駆動手段により個別に駆動することにより前記エンドエフェクタの位置及び姿勢を制御するように構成されたパラレルメカニズム装置において、前記駆動手段は、前記ストラッドのうち一方の側面に設けられてその軸方向に延びる被ガイド部と、前記ストラッドのうち他方の側面に設けられてその軸方向に延びるラックと、前記被ガイド部を案内するガイド部材と、前記ラックに噛合して前記モータにより回転駆動されるピニオンとを有し、前記単位コア内において、前記ストラッドを挟んでその軸方向と直交する方向の一方側に前記ガイド部材が配設される一方、他方側に前記ピニオンが配設され、さらに前記モータがストラッドを挟んで単位コア同士の合わせ面側とは反対側の位置に該ストラッド、ガイド部材およびピニオンに被さるように配設されているものである（請求項１）。
【０００９】
この構成によると、モータの回転運動がラックとピニオンの噛合わせによりストラッドの直進運動に変換され、これによりストラッドがガイド部材に沿って進退駆動される。このような駆動方式によると、ストラッドに対する駆動伝達部分で従来のようなスリップが生じる余地がなく、スリップによる駆動誤差の発生が解消される。しかも、ストラッドの一方の側面に被ガイド部を、他方の側面にラックを設け、単位コア内においてガイド部材とピニオンとをストラッドの両側に振分けて配置しているので、単位コアの最大直径部分にガイド部材とピニオンとが効率良く配置される。さらに、モータがその上側に被さるように配置されるため、前記最大直径部分から離れた位置でもモータの収納スペースが好適に確保され、比較的高出力（トルク）の大面積のモータを効率良く収容することが可能となる。
【００１０】
このパラレルメカニズム装置においては、前記ガイド部材として複数のガイド部材が前記ストラッドと平行な方向に並べられた状態で離間配置されているのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
すなわち、単位コア内部の最大直径部分の広いスペースを利用して複数のガイド部材を配置することにより、ガイド部材の摺動面積を抑えながらストラッドを安定して案内することが可能となる。
【００１２】
また、このパラレルメカニズム装置において、前記モータは、前記単位コアに固定される筒型のステータと、その内側に回転可能に支持される筒型のロータとを備えた中空型モータからなり、かつ前記ストラッドと直交する軸回りに回転駆動力を発生するように前記可動コア内に配設され、前記ロータの内側のスペースには、前記モータの回転位置検出用のエンコーダが配設されているのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によると、前記モータとしてロータ径の比較的大きい高出力（トルク）のモータを搭載する一方で、ロータ内側のスペースをエンコーダの収容スペースとして利用した合理的な構成が達成される。
【００１４】
また、上記の各パラレルメカニズム装置においては、前記ピニオンとして前記ラックに対してその長手方向に間隔を隔てて噛合する一対のピニオンが設けられるとともに前記モータの回転駆動力をこれらピニオンに伝達する駆動伝達機構が設けられ、さらにこの駆動伝達機構に、前記各ピニオンを互いに反対回りに付勢するプリロード機構が組込まれているのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によると、各ピニオンが互いに反対回りに付勢されることによりラックとピニオンの間のバックラッシュが解消される。そのため、バックラッシュによる駆動誤差の発生が有効に防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のパラレルメカニズム装置によると、ラックとピニオンを使ったギア駆動方式によりストラッドを駆動するため、フリクション駆動方式の従来装置のようにスリップを伴うことがなく、確実に、かつ正確にストラッドを駆動することができる。従って、スリップによる駆動誤差の発生を防止して、エンドエファクタの位置及び姿勢を精度よく制御できるようになる。しかも、単位コア内に、ストラッドを中心としてガイド部材、ピニオンおよびモータといった駆動機構をコンパクトに配置することができるので、単位コア（可動コア）をコンパクトに構成してパラレルメカニズム装置の省スペース化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１および図２は本発明に係るパラレルメカニズム装置からなる加工装置を概略的に示しており、図１は側面図で、図２は平面図でそれぞれ加工装置を示している。
【００１９】
これらの図に示すように、加工装置は、固定台１１と、その上に敷設された一対の固定レール１３に沿って移動するベース本体１２を有しており、このベース本体１２上に装置本体１０を備えている。ベース本体１２は、サーボモータ１４を駆動源とする駆動機構に連結されており、前記モータ１４の作動により装置本体１０と一体に固定レール１３に沿って移動するようになっている。なお、図２では、固定レール１３やモータ１４はカバーによって被われている。
【００２０】
装置本体１０は、三角形を基本としたトラス構造からなるベースフレーム２０を有している。このフレーム２０には、三角形の配置で３つのノード２２（リング状の支持部分）が設けられており、これらノード２２にそれぞれ２本のストラッド１６が挿入されている。
【００２１】
各ストラッド１６は、後述する可動コア２４を介してその軸方向変位および揺動が可能な状態でノード２２に対して支持されている。
【００２２】
１つのノード２２に支持される各ストラッド１６の先端は、互いに他のノード２２に挿入されたストラッド１６の先端に連結されており、それぞれ２本１組として自在軸継手１７を介して加工ヘッド１８（エンドエフェクタ）に連結されている。詳しく図示していないが加工ヘッド１８には、主軸およびこの主軸を回転駆動するためのモータ等からなる主軸ユニットが内蔵されており、前記主軸にエンドミル等の回転工具が装着可能となっている。
【００２３】
なお図１中、符号１９は、ベースフレーム２０に設けられる不図示の支持部分と加工ヘッド１８とを連結する伸縮可能な中空ロッドで、前記主軸ユニットに対する電力や冷却オイルの供給ラインがこのこの中空ロッド１９の内部に収納されている。この中空ロッド１９と加工ヘッド１８とは自在軸継手を介して連結されており、これにより加工ヘッド１８の位置および姿勢の変更に中空ロッド１９が追従可能となっている。
【００２４】
前記可動コア２４は、図３に示すように、半球型の一対の単位コア２４ａからなり、これら単位コア２４ａが重ね合わされることによって全体として球型に構成されている。
【００２５】
両単位コア２４ａは、周方向に一列に並ぶ複数の剛球２９（図４に示す）を介して互いに重ね合わされており、さらにその全体をスフェリカルベアリング２５により転動可能に保持された状態で、このベアリング２５を介して前記ノード２２に保持されている。これにより、両単位コア２４ａが一体的に転動可能に、しかも単位コア２４ａ同士がそれらの合わせ面と直交する軸回りに相対的に回転可能な状態でノード２２に対して支持されている。なお、スフェリカルベアリング２５は、同図に示すように一対の単位ベアリング２５ａ，２５ｂから構成され、これら単位ベアリング２５ａ，２５ｂが可動コア２４の互いに反対側から嵌め合わされることにより可動コア２４を転動可能に保持するように構成されている。
【００２６】
そして、可動コア２４の各単位コア２４ａに対してそれぞれストラッド１６が貫通して設けられ、これら単位コア２４ａ内に収納される後記サーボモータ３５により各ストラッド１６がその軸方向に個別に進退駆動されることにより、図１に二点鎖線で示すように、各ストラッド１６の移動量に応じた加工ヘッド１８の位置及び姿勢の切換えが行われるようになっている。
【００２７】
以下、図４および図５を参照しつつ可動コア２４（単位コア２４ａ）の構成とともにストラッド１６の駆動機構について詳細に説明する。
【００２８】
これらの図に示すように、各単位コア２４ａは、有底ドーム型の中空のケース３０を有している。このケース３０は、その内部が内底部３１と平行な中間フレーム３２により上下（図４で上下）に仕切られている。ケース３０の側面部分であって、その底部近傍には一軸方向に開口する一対の開口部３０ａが形成されており、前記ストラッド１６が、一方側の開口部３０ａからケース３０内に挿入され、前記内底部３１と中間フレーム３２との間を通って他方側の開口部３０ａを介してケース３０から導出されている。これによりストラッド１６が、ケース３０の中央を横断するように単位コア２４ａを貫通している。
【００２９】
ストラッド１６は、中空の矩形断面を有しており例えばＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）から構成されている。ストラッド１６には、その一方（図４では左側）の側面に長手方向に亘ってレール１６ａ（本発明の被ガイド部に相当）が一体的に固定されている。このレール１６ａは、ケース３０の内底部３１に固定された一対のガイド３３（本発明のガイド部材に相当）、詳しくはストラッド１６と平行な方向に並べられた状態で離間配置される一対のガイド３３に装着されており、これによって単位コア２４ａに対してストラッド１６がその長手方向に相対的に移動可能となっている。
【００３０】
一方、ストラッド１６の側面のうちレール１６ａとは反対側の側面には、ストラッド１６の長手方向に延びるラック１６ｂが一体的に固定されている。このラック１６ｂは外向き、つまり歯先がストラッド１６側とは反対側を向く状態で固定されており、このラック１６ｂに対して外側から一対のピニオン５２，５６が噛合している。
【００３１】
両ピニオン５２，５６は、ストラッド１６を挟んで前記ガイド３３とは反対側のスペースに、ストラッド１６の長手方向に所定の間隔を隔てて配設されている。
【００３２】
これらのピニオン５２，５６はそれぞれ、ケース３０と中間フレーム３２との間に回転自在に支持された支持軸５３，５７に固着されている。これらの支持軸５３，５７には、さらにギア５１，５５が段違いで固着されており、これらギア５１，５５に対して、前記支持軸５３，５７の略中間位置に配置される支持軸４５に固着された上下一対のギア４６，４７がそれぞれ噛合している。この支持軸４５には、前記ギア４６，４７の上側に、さらに第３のギア４４が固着されており、このギア４４が、中間フレーム３２の下面に垂下姿勢で支持された中間ギア４２を介して駆動ギア４１に噛合している。つまり、後述するサーボモータ３５によりこの駆動ギア４１が回転駆動されると、その回転駆動力がギア４２，４４を介して支持軸４５に伝達され、さらにギア４６，５１を介して支持軸５３へ伝達されるとともにギア４７，５５を介して支持軸５７へ伝達される。これによりピニオン５２，５６が同一方向に同速度で回転駆動され、両ピニオン５２，５６とラック１６ｂとの噛み合いにより前記ストラッド１６が前記両ガイド３３に案内されつつその長手方向に進退駆動されるようになっている。
【００３３】
なお、サーボモータ３５の回転駆動力を両ピニオン５２，５６に伝達する上記の駆動伝達機構には、ピニオン５２，５６を互いに反対回り（当実施形態では、図５中に破線矢印で示す方向）にプリロードするための機構（プリロード機構）が組込まれており、これによりラック１６ｂとピニオン５２，５６の間のバックラッシュが解消されるようになっている。具体的に説明すると、前記ピニオン５２，５６にそれぞれ回転駆動力を伝達するギア５１，５５、およびこれらギア５１，５５に噛合するギア４６，４７がそれぞれハスバギアから構成され、かつ一方側のピニオン５２への駆動伝達用のギア４６、５１の歯の傾き方向と他方側のピニオン５６に対する駆動伝達用のギア４７、５５の歯の傾き方向とが互いに逆向きに設定されている。また、図４に示すように、ギア４６，４７が固着されている支持軸４５の末端支持部分に皿バネ４８が介装されており、その弾発力で支持軸４５が軸方向に付勢されるように構成されている。つまり、皿バネ４８の弾発力により支持軸４５を介してギア４６，４７が軸方向に押し上げられると、上記のようにギア４６，５１およびギア４７、５５がハスバギアから構成されている結果、軸方向の変位がギア５１，５５の回転方向の変位に変換される。このとき、ギア４６，５１およびギア４７、５５の歯の傾き方向が互いに逆向きに設けられていることにより、ギア５１，５５が互いに反対回りに回転し、さらにピニオン５２，５６が互いに反対回りに回転してそれぞれラック１６ｂの歯面に当接した状態となる。このように皿バネ４８の弾発力によりピニオン５２，５６が互いに反対回りに付勢された状態とされる結果、ラック１６ｂとピニオン５２，５６との間のバックラッシュが解消されるようになっている。
【００３４】
一方、ケース３０内において中間フレーム３２よりも上側のスペース、つまりストラッド１６を挟んで単位コア２４ａ同士の合わせ面側とは反対側の位置には、ピニオン５２，５６を駆動するサーボモータ３５がストラッド１６、ガイド３３およびピニオン５２，５６等に被さるように配置されている。
【００３５】
このサーボモータ３５は、図４に示すように、ケーシング３５ａを介して中間フレーム３２に固定される円筒型のステータ３６と、このステータ３６内に配置されて前記ケーシング３５ａに回転可能に支持される円筒型のロータ３７とを備えた中空のサーボモータからなり、前記ロータ３７の内側のスペースには、さらに回転位置検出用のエンコーダ３８が配設された構成となっている。
【００３６】
サーボモータ３５は、その回転中心がストラッド１６の略真上に位置するように配置されている。そして、前記ロータ３７およびエンコーダ３８の出力軸が、中間フレーム３２にベアリング４０を介して下向きに支持されている前記駆動ギア４１に対して連結されている。これによりサーボモータ３５が作動してロータ３７が回転すると、これと一体的に駆動ギア４１が回転するようになっている。
【００３７】
なお、可動コア２４を構成する一対の単位コア２４ａの内部構成は、両単位コア２４ａの合わせ面を境に点対称の構成となっており（図４参照）、それ以外の構成は全く共通した構成となっている。
【００３８】
以上説明した加工装置では、加工ヘッド１８に回転工具をセットし、各ストラッド１６を個別に進退駆動することにより、加工ヘッド１８の位置や姿勢をワークに対して切換えながら加工を進めるが、この加工装置では、ストラッド１６の駆動機構に関して、上記のようにストラッド１６をガイド３３により案内しながら、ラック１６ｂとピニオン５２，５６との噛合わせによりストラッド１６を駆動するように構成しているので、フリクション駆動によりストラッドを駆動する従来のこの種の装置、つまりストラッド１６を複数のローラで挟み込み、ローラの摩擦力でストラッドを進退駆動する装置に比べて加工ヘッド１８の位置や姿勢の制御を精度良く行うことができる。
【００３９】
すなわち、従来の装置では、ローラの摩擦力でストラッドを駆動するため、ローラの摩耗や押付力の不足によりスリップが発生し、これにより駆動誤差が発生する可能性がある。これに対して上記の加工装置によると、ラック１６ｂとピニオン５２，５６との噛合わせによりストラッド１６を駆動するギア駆動方式を採用しているのでスリップが発生する余地がなく、スリップによる駆動誤差を伴うことがない。しかも、この加工装置ではストラッド１６をダブルピニオン駆動とし、さらに上記のようにプリロード機構を設けてピニオン５２，５６を互いに反対回りに付勢することにより両ピニオン５２，５６とラック１６ｂの間のバックラッシュを解消するように構成しているので、ギア駆動方式を採用しながらもバックラッシュによる駆動誤差を伴うことが殆どない。
【００４０】
また、従来の装置では、ローラがストラッドのガイドとしての機能を兼ねているため、ストラッドに対する各ローラの押付圧をバランスさせることが要求されるが、実際には各ローラの押付圧をバランス良く保つことが難しい。そのため、ストラッドの移動には振れや誤差を伴うこととなり正確に軸方向に進退駆動することが難しい。これに対して、この加工装置では、ストラッド１６にレール１６ａを固定しこれを単位コア２４ａに設けたガイド３３により案内する構成となっているので、ストラッド１６をその軸方向に確実に、かつ正確に移動させることができる。特に、この装置では、各単位コア２４ａ内にそれぞれガイド３３を２つ並べて離間配置し、これらガイド３３によりストラッド１６（レール１６ａ）を案内するように構成しているので、摺動面積を抑えながら、ストラッド１６をスムーズかつ安定した状態で案内することができる。
【００４１】
従って、この加工装置によると、ストラッド１６への駆動伝達機構およびストラッド１６の案内機構の双方に関してその駆動誤差を従来装置に比して軽減することができ、その結果、加工ヘッド１８の位置や姿勢の制御をより精度良く行うことができる。
【００４２】
その上、この加工装置では、ストラッド１６の一方の側面にレール１６ａを、他方の側面にラック１６ｂを設けることにより、単位コア２４ａ内において、ガイド３３とピニオン５２，５６等とをストラッド１６の両側に振分けて配置するようにしているので、単位コア２４ａの最大直径部分にガイド３３とピニオン５２，５６等とを効率良く配置することができる。しかも、その上側、すなわちストラッド１６、ガイド３３およびピニオン５２，５６等の上側に被さるようにサーボモータ３５を配置しているため、単位コア２４ａの最大直径部分から離れた位置でもサーボモータ３５の収納スペースを好適に確保することができ、比較的高出力（トルク）の大面積のサーボモータ３５を効率良く単位コア２４ａ内に収容することができる。そのため、ストラッド１６を駆動するための機構を半球型のスペース内にコンパクトに収めることができる。特に、サーボモータ３５に関しては、上記のように中空型のモータを採用し、このモータ内側のスペースを利用してエンコーダ３８を収容するように構成しているので、ケース３０内の限られたスペース内にロータ径の比較的大きい高出力（トルク）のモータを搭載した上でエンコーダ３８を効率よく収容することができる。
【００４３】
従って、加工ヘッド１８の位置及び姿勢の高速切換えが要求されるような場合でも、高出力のサーボモータ３５を使ってストラッド１６を確実、かつ正確に駆動することができる一方で、単位コア２４ａ（可動コア２４）をコンパクトに構成することができ、加工装置の省スペース化の要請に貢献することができるという利点もある。
【００４４】
なお、以上説明した加工装置は、本発明に係るパラレルメカニズム装置の好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、ストラッド１６をダブルピニオン駆動とし、上記のようにプリロード機構を設けることによりラック１６ｂとピニオン５２，５６との間のバックラッシュを解消するようにしているが、加工精度上、バックラッシュによる駆動誤差を無視できるような場合にはプリロード機構を省略した構成としてもよい。具体的には、皿バネ４８を省略し、ギア４６，４７，５１，５５を平歯車から構成するようにしてもよい。また、ストラッド１６をシングルピニオン駆動としてもよい。
【００４６】
また、実施形態では、本発明のパラレルメカニズム装置として、回転工具を使ってワークを加工する加工装置を例について説明したが、本発明は、これ以外の装置についても勿論適用可能である。例えば、上記加工ヘッド１８の代わりにエンドエフェクタとして溶接用ヘッドを備えた溶接装置や、エンドエフェクタとして塗装用ノズルを備えた塗装装置等についても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るパラレルメカニズム装置である加工装置を示す側面略図である。
【図２】加工装置を示す平面略図である。
【図３】加工装置の分解斜視図である。
【図４】単位コア（可動コア）の構成を示す断面図である（図５のＡ−Ａ断面図）。
【図５】単位コア（可動コア）の構成を示す断面図である。
【図６】従来のパラレルメカニズム装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 装置本体
１６ ストラッド
１６ａ レール
１６ｂ ラック
１７ 自在軸継手
１８ 加工ヘッド
２０ ベースフレーム
２２ ノード
２４ 可動コア
２４ａ 単位コア
３５ サーボモータ
５２，５６ ピニオン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半球型の一対の単位コアが互いに重ね合わされてなる複数個の球型可動コアと、これら可動コアを所定の配置で転動可能に保持するベースフレームと、前記可動コアの各単位コアにそれぞれ貫通した状態で設けられる複数本のストラッドと、これらストラッドの先端に連結されるエンドエフェクタと、前記各単位コア内に収容されるモータを有し、かつこのモータの作動により前記単位コアに対して前記ストラッドをその軸方向に相対的に進退駆動する駆動手段とを備え、前記複数本のストラッドをそれぞれ前記駆動手段により個別に駆動することにより前記エンドエフェクタの位置及び姿勢を制御するように構成されたパラレルメカニズム装置において、
前記駆動手段は、前記ストラッドのうち一方の側面に設けられてその軸方向に延びる被ガイド部と、前記ストラッドのうち他方の側面に設けられてその軸方向に延びるラックと、前記被ガイド部を案内するガイド部材と、前記ラックに噛合して前記モータにより回転駆動されるピニオンとを有し、
前記単位コア内において、前記ストラッドを挟んでその軸方向と直交する方向の一方側に前記ガイド部材が配設される一方、他方側に前記ピニオンが配設され、さらに前記モータがストラッドを挟んで単位コア同士の合わせ面側とは反対側の位置に該ストラッド、ガイド部材およびピニオンに被さるように配設されている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパラレルメカニズム装置において、
前記ガイド部材として複数のガイド部材が前記ストラッドと平行な方向に並べられた状態で離間配置されている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパラレルメカニズム装置において、
前記モータは、前記単位コアに固定される筒型のステータと、その内側に回転可能に支持される筒型のロータとを備えた中空型モータからなり、かつ前記ストラッドと直交する軸回りに回転駆動力を発生するように前記単位コア内に配設され、
前記ロータの内側のスペースに、前記モータの回転位置検出用のエンコーダが配設されている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のパラレルメカニズム装置において、
前記ピニオンとして前記ラックに対してその長手方向に間隔を隔てて噛合する一対のピニオンが設けられるとともに前記モータの回転駆動力をこれらピニオンに伝達する駆動伝達機構が設けられ、さらにこの駆動伝達機構に、前記各ピニオンを互いに反対回りに付勢するプリロード機構が組込まれている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項１】
半球型の一対の単位コアが互いに重ね合わされてなる複数個の球型可動コアと、これら可動コアを所定の配置で転動可能に保持するベースフレームと、前記可動コアの各単位コアにそれぞれ貫通した状態で設けられる複数本のストラッドと、これらストラッドの先端に連結されるエンドエフェクタと、前記各単位コア内に収容されるモータを有し、かつこのモータの作動により前記単位コアに対して前記ストラッドをその軸方向に相対的に進退駆動する駆動手段とを備え、前記複数本のストラッドをそれぞれ前記駆動手段により個別に駆動することにより前記エンドエフェクタの位置及び姿勢を制御するように構成されたパラレルメカニズム装置において、
前記駆動手段は、前記ストラッドのうち一方の側面に設けられてその軸方向に延びる被ガイド部と、前記ストラッドのうち他方の側面に設けられてその軸方向に延びるラックと、前記被ガイド部を案内するガイド部材と、前記ラックに噛合して前記モータにより回転駆動されるピニオンとを有し、
前記単位コア内において、前記ストラッドを挟んでその軸方向と直交する方向の一方側に前記ガイド部材が配設される一方、他方側に前記ピニオンが配設され、さらに前記モータがストラッドを挟んで単位コア同士の合わせ面側とは反対側の位置に該ストラッド、ガイド部材およびピニオンに被さるように配設されている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパラレルメカニズム装置において、
前記ガイド部材として複数のガイド部材が前記ストラッドと平行な方向に並べられた状態で離間配置されている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパラレルメカニズム装置において、
前記モータは、前記単位コアに固定される筒型のステータと、その内側に回転可能に支持される筒型のロータとを備えた中空型モータからなり、かつ前記ストラッドと直交する軸回りに回転駆動力を発生するように前記単位コア内に配設され、
前記ロータの内側のスペースに、前記モータの回転位置検出用のエンコーダが配設されている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のパラレルメカニズム装置において、
前記ピニオンとして前記ラックに対してその長手方向に間隔を隔てて噛合する一対のピニオンが設けられるとともに前記モータの回転駆動力をこれらピニオンに伝達する駆動伝達機構が設けられ、さらにこの駆動伝達機構に、前記各ピニオンを互いに反対回りに付勢するプリロード機構が組込まれている
ことを特徴とするパラレルメカニズム装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２８１３８３（Ｐ２００６−２８１３８３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０５６６４（Ｐ２００５−１０５６６４）
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成１６年１１月１日から１１月８日 社団法人日本工作機械工業会、株式会社東京ビッグサイト共催の「ＪＩＭＴＯＦ２００４（第２２回 日本国際工作機械見本市）」に出品
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成１６年１１月１日から１１月８日 社団法人日本工作機械工業会、株式会社東京ビッグサイト共催の「ＪＩＭＴＯＦ２００４（第２２回 日本国際工作機械見本市）」に出品
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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