ローラーギヤカム機構の技術を応用

モーターの回転を直線運動に変えて物を動かす直線駆動装置には、カム式ラック＆ピニオン、精密ボールねじ、タイミングベルトなどさまざまな方式があります。その中でも精度・剛性・信頼性に優れているのが、カム機構の中でも特に精密かつ高速な動作が可能なローラーギヤカム機構の技術を応用したライナーユニットです。
サーボモーターの回転をスクリュー形状のカムで変換し、ユニットがレール上を滑らかに直進するライナーユニットが誕生したのは10年前。ローラーギヤカム機構を日本で初めて国産化し、以降も常に「モーションコントロール」の提供をテーマに研究・開発を続けてきた三共製作所の製品です。
ライナーユニットは高剛性ローラによる転がり伝達駆動を採用することで、ロボットなどの重量物でも高速かつ安定した搬送が可能です。高速走行は毎分200m以上。移動時間を大幅に短縮できます。急な加減速や高速走行にも対応し、レールを連結するだけで10m以上のロングストロークにも対応します。

▲ライナーユニットデモ

優れた荷重バランスもアドバンテージの一つ。ひとつのカム機構でまとめてスムーズに動かしているので、パレットの昇降や180°の回転、重量ワークやロボットなどの搬送もスムーズ。他機構と比較すると、最大で約50％の省スペース化を図る ことができます。

直進駆動装置に求められる機能をバランスよく両立

このライナーユニットのもっとも特筆すべき点は「バランスの良さ」でしょう。高速性、コンパクト性、ロングストローク、高荷重、高寿命といった性能をすべて兼ね備えているのです。

▲他機構との特徴比較

一般的なロングストローク駆動では、位置決め精度は±50〜100 µm程度ですが、ライナーユニットは±15 µm。カム機構により繰り返し動作でも高い再現性を保ち、常に正確な位置にピタッと止まります。
同じ直進駆動装置でも、ラック＆ピニオンは歯車の歯と歯のあいだにある“バックラッシ（すき間）”によりがたガタつきが生じるため、高精度の位置決めには向きません。精密ボールネジは高精度の位置決めが可能ですが、たわみが発生するのでロングストロークへの対応が難しく、長さは3m程度が限度。ライナーユニットが、実際に10mほどの車体搬送の工程に多く活用されているのは、ロングストロークと高精度を同時に実現しているからなのです。

▲レールを連結するだけで10m以上（理論上制限なし）のロングストロークも可能

メンテナンス性の高さもライナーユニットの利点の一つです。ベアリングよる円滑な転がりのため摩耗が少なく、給油は半年に一回程度。長期間にわたって安定した動作を維持できます。万一破損した場合でも、ベアリングユニットを取り外して新しいユニットに交換するだけなので、最小限の時間でメンテナスが行えるため、保守時間を短縮できます。転がり伝達により走行音も静かです。

ロングストロークが求められる高速自動搬送設備に最適

直進駆動装置に求められる機能を両立していることから、ライナーユニットは利用できる範囲が広く、いま新規設備への採用が進んでいます。東南アジアでもロングストロークの案件が確実に増えてきました。

▲METALEX2024のウエノタイ法人のブースにて、デンソーロボットと三共製作所のライナーユニットを組み合わせたデモ装置を展示

人手不足や人員削減の流れを受け、生産現場ではロボットや自動搬送装置の導入がますます加速しています。ロングストロークかつ高精度で動作し、保守性にも優れたライナーユニットは、こうしたニーズに応える高剛性・高信頼性のソリューションといえるでしょう。

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