特許 6334939 アクチュエータとロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334939

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】アクチュエータとロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20180521BHJP

   B25J 9/02 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/00 A

   B25J9/02 Z

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-23062(P2014-23062)

(22)【出願日】2014年2月10日

(65)【公開番号】特開2015-147287(P2015-147287A)

(43)【公開日】2015年8月20日

【審査請求日】2016年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】391008515

【氏名又は名称】株式会社アイエイアイ

(74)【代理人】

【識別番号】100092842

【弁理士】

【氏名又は名称】島野 美伊智

(74)【代理人】

【識別番号】100166578

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 芳光

(72)【発明者】

【氏名】長井 克仁

【審査官】 稲垣 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−０６３６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０６７９８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−１２６６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５０９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２２５８８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
上記ハウジング内に設置され回転・駆動されるネジと、
上記ハウジング内に上記ネジに螺合された状態で設置され上記ネジの回転によって軸方向に移動されるナットと、
上記ナットに取り付けられ上記ネジの回転によって上記ナットとともに軸方向に移動されるスライダと、
上記スライダに取り付けられ上記ネジの回転によって上記ナットとともに移動され回転・駆動可能であって取付対象物が取り付けられるロッドと、
を具備し、
上記ロッドは中空部を備えていて該中空部内に上記ネジが同軸上に収容・配置されており、
上記ハウジングに開口部を設け、上記スライダの一部を上記開口部を介して外部に露出・配置させて上記取付対象物とは別の取付対象物を上記スライダに搭載可能にしたことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

請求項１記載のアクチュエータにおいて、
上記ロッドを回転・駆動するロッド用モータが設置されていて、
上記ロッドはスプラインシャフトであり、このスプラインシャフトにはスプラインナットが噛合・配置されていて、
上記ロッド用モータにより上記スプラインナットを回転させることにより上記ロッドを回転・駆動するようにしたことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、
上記ネジを回転・駆動するネジ用モータは上記ネジと同軸上に配置されていることを特徴とするアクチュエータ。

【請求項4】

請求項１〜請求項３の何れかに記載のアクチュエータを用いたことを特徴とするロボット。

【請求項5】

請求項４記載のロボットにおいて、
テーブルトップ型の直交ロボットであり、
請求項１〜請求項３の何れかに記載したアクチュエータをＺ−Ｒ軸アクチュエータとして用いることを特徴とするロボット。

【請求項6】

請求項４記載のロボットにおいて、
水平又は垂直の多関節ロボットであり、
請求項１〜請求項３の何れかに記載したアクチュエータをＺ−Ｒ軸アクチュエータとして用いることを特徴とするロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータとロボットに係り、特に、ネジの回転によりナットを介してスライダとロッドを進退させるように構成したものにあって、ロッドの先端に取付対象物を取り付けるとともに別の取付対象物を配置させるための構成を簡略化・小型化させ、コストの低減を図ることができるように工夫したものに関する。

【背景技術】

【0002】

ロッドタイプのアクチュエータの構成を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１に開示されているアクチュエータは概略次のような構成をなしている。まず、モータユニットがあり、このモータユニットの前方にはカバが設置されている。このカバ内には上記モータによって回転されるボールネジが収容・配置されていて、このボールネジにはボールナットが螺合・配置されている。また、このボールナットにはスライダが設置されており、このスライダにはロットが連結されている。このロッドの先端部は上記カバの前方に出没可能に構成されていて、その先端には、取付対象物として様々な機器や工具等が設置されている。また、上記スライダはガイド装置によって上記ボールネジの軸方向にガイドされている。
そして、上記ボールネジが上記モータユニットによって回転されると、上記ボールナットを介して上記スライダひいては上記ロッドが上記ボールネジの軸方向に進退されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−３６６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記従来の構成では、次のような問題があった。 上記したように、ロッドには取付対象物としての様々な機器や工具等が設置される。一例を挙げると、上記ロッドに半田ごてが設置されることがあり、この半田ごてによってプリント基板上に各種電装部品を半田付けする作業が行われる。
その際、半田付けが正常に行われているか否かを確認する必要があり、その為、上記半田ごてにカメラを近接・配置して、該カメラにより半田付け部位を撮影して、半田付けが正常に行われたか否かを判別することが行われる。
しかしながら、そのようなカメラを半田ごてに近接・配置するためには、別のアクチュエータを併設し、そのロッドにカメラを設置しなければならず、構成が複雑化・大型化してしまい、コストが上昇してしまうという問題があった。
また、半田ごてによる半田付け部位を撮影するためには、カメラを半田ごてに同期させて移動させる必要があり、その制御が面倒であるという問題もあった。
なお、この種の問題は異なる種類の取付対象物を併設する場合に限ったことではなく、例えば、ロッドに設置された取付対象物に接続されたケーブル等の付属物を移動可能に設置する場合にも同様にいえることである。

【0005】

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、ロッドの先端に取付対象物を取り付けるとともに別の取付対象物を配置させるための構成を簡略化・小型化させ、コストの低減を図ることが可能なアクチュエータとこのアクチュエータを使用したロボットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するべく請求項１に記載されたアクチュエータは、ハウジングと、上記ハウジング内に設置され回転・駆動されるネジと、上記ハウジング内に上記ネジに螺合された状態で設置され上記ネジの回転によって軸方向に移動されるナットと、上記ナットに取り付けられ上記ネジの回転によって上記ナットとともに軸方向に移動されるスライダと、上記スライダに取り付けられ上記ネジの回転によって上記ナットとともに移動され回転・駆動可能であって取付対象物が取り付けられるロッドと、を具備し、上記ロッドは中空部を備えていて該中空部内に上記ネジが同軸上に収容・配置されており、上記ハウジングに開口部を設け、上記スライダの一部を上記開口部を介して外部に露出・配置させて上記取付対象物とは別の取付対象物を上記スライダに搭載可能にしたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載されたアクチュエータは、請求項１記載のアクチュエータにおいて、上記ロッドを回転・駆動するロッド用モータが設置されていて、上記ロッドはスプラインシャフトであり、このスプラインシャフトにはスプラインナットが噛合・配置されていて、上記ロッド用モータにより上記スプラインナットを回転させることにより上記ロッドを回転・駆動するようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項３に記載されたアクチュエータは、請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記ネジを回転・駆動するネジ用モータは上記ネジと同軸上に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載されたロボットは、請求項１〜請求項３の何れかに記載のアクチュエータを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５に記載されたロボットは、請求項４記載のロボットにおいて、テーブルトップ型の直交ロボットであり、請求項１〜請求項３の何れかに記載したアクチュエータをＺ−Ｒ軸アクチュエータとして用いることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載されたロボットは、請求項４記載のロボットにおいて、水平又は垂直の多関節ロボットであり、請求項１〜請求項３の何れかに記載したアクチュエータをＺ−Ｒ軸アクチュエータとして用いることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

以上述べたように、請求項１記載のアクチュエータによると、ハウジングと、上記ハウジング内に設置され上回転・駆動されるネジと、上記ハウジング内に上記ネジに螺合された状態で設置され上記ネジの回転によって軸方向に移動されるナットと、上記ナットに取り付けられ上記ネジの回転によって上記ナットとともに軸方向に移動されるスライダと、上記ネジの回転によって上記ナットとともに移動され回転・駆動可能であって取付対象物が取り付けられるロッドと、を具備し、上記ハウジングに開口部を設け、上記スライダの一部を上記開口部を介して外部に露出・配置させて上記取付対象物とは別の取付対象物を搭載可能にしたため、別途アクチュエータを併設させることなく、異なる取付対象物を同時に設置して移動させることができ、構成の簡略化・小型化、コストの低減を図ることができる。また、上記異なる取付対象物は自動的に同期して移動することになるので、煩雑な制御を強いられることもない。
また、請求項２記載のアクチュエータによると、請求項１記載のアクチュエータにおいて、上記ロッドは中空部を備えていて該中空部内に上記ネジが同軸上に収容・配置されているため、煩雑な制御を要することなく、構成の簡略化、装置の小型化を図ることができる。すなわち、上記ネジと、このネジとは別に回転される中空ロッドを同軸上に配置することで構成の簡略化と小型化を図ることができる。また、上記ネジと上記中空ロッドとはそれぞれ別々に回転可能となっている。そのため、例えば、上記中空ロッドを回転させた場合に上記ネジまでもが回転されて上記中空ロッドの位置がずれてしまうことはなく、上記中空ロッドの位置を調整するための複雑な制御は不要である。また、上記中空ロッドには上記ネジが収容される中空部が備えられており、上記中空ロッドが上記ネジの軸方向に移動する際に互いに干渉しないようにすることができる。
また、請求項３記載のアクチュエータによると、請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記ロッドを回転・駆動するロッド用モータが設置されていて、上記ロッドはスプラインシャフトであり、このスプラインシャフトにはスプラインナットが噛合・配置されていて、上記ロッド用モータにより上記スプラインナットを回転させることにより上記ロッドを回転・駆動するようにしたので、上記中空ロッドの軸方向への移動と、軸心周りでの回転を円滑に行うことができる。
また、請求項４記載のアクチュエータによると、請求項１〜請求項３の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記ネジを回転・駆動するネジ用モータは上記ネジと同軸上に配置されているので、上記ネジの側方の構成を簡略化させてスペースの有効利用を図ることができる。
また、請求項５に記載されたロボットは、請求項１〜請求項４の何れかに記載のアクチュエータを用いるため、構成の簡略化と小型化を図ることができる。
また、請求項６に記載されたロボットは、テーブルトップ型のロボットであり、請求項１〜請求項４の何れかに記載したアクチュエータをＺ−Ｒ軸アクチュエータとして用いるため、構成の簡略化と小型化を図ることができる。
また、請求項７に記載されたロボットは、多関節ロボットであり、請求項１〜請求項４の何れかに記載したアクチュエータをＺ−Ｒ軸アクチュエータとして用いるため、構成の簡略化と小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態を示す図で、アクチュエータを用いたテーブルトップタイプの作業ロボットを示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施の形態を示す図で、アクチュエータの駆動部カバを取り外した状態での斜視図である。

【図3】本発明の一実施の形態を示す図で、アクチュエータの駆動部カバを取り外した状態での正面図である。

【図4】本発明の一実施の形態を示す図で、アクチュエータの駆動部カバを取り外した状態での左側面図である。

【図5】本発明の一実施の形態を示す図で、アクチュエータの駆動部カバを取り外した状態での底面図である。

【図6】本発明の一実施の形態を示す図で、図３におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図7】本発明の一実施の形態を示す図で、図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図8】本発明の一実施の形態を示す図で、図８は図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図9】本発明の一実施の形態を示す図で、図９（ａ）は図７におけるＩＸａ−ＩＸａ断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のｂ部の拡大図である。

【図10】本発明の一実施の形態を示す図で、駆動部カバ、スプラインナット、及び、取付部を撤去し、中空ロッド側タイミングプーリをフランジ部の基部で破断した状態でのアクチュエータの先端部の部分斜視図である。

【図11】本発明の一実施の形態を示す図で、図１１（ａ）は中空ロッドの回転部材に対する回転可能範囲を示す模式図、図１１（ｂ）は中空ロッドの回転とともに回転部材が回転されて回転部材側第２ストッパが回転範囲規制部材の第１規制部に当接された状態を示す模式図、図１１（ｃ）は、中空ロッドの回転とともに回転部材が回転されて回転部材側第２ストッパが回転範囲規制部材の第２規制部に当接された状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１乃至図１１を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、テーブルトップ型直交タイプの作業ロボット１の全体構成を示す斜視図である。上記作業ロボット１にはテーブル５が設けられている。このテーブル５は中空の箱であり、その内部には図示しない制御用の基板や電源装置等が設置されている。また、上記テーブル５の正面（図１中左下側の面）には、コネクタ７、９、１１や押釦スイッチ１３、１５、非常停止用押釦スイッチ１７が設置されている。

【0010】

また、上記テーブル５には、Ｘ軸アクチュエータ１９が設置されている。このＸ軸アクチュエータ１９の下側部分（図１中下側部分）は上記テーブル５内に収容・配置されており、上側部分（図１中上側部分）は上記テーブル５の上方（図１中上側）に露出・配置されている。

【0011】

上記Ｘ軸アクチュエータ１９は、ハウジング２１を備えていて、このハウジング２１は、略Ｕ字型の断面形状を成し、上記テーブル５の長手方向（図１中左下から右上に向かう方向、Ｘ軸方向）に延長されている。上記ハウジング２１の上端部（図１中上側端部）の幅方向（図１中左下から右上に向かう方向）両側は、外側に向けて突出・形成され、板状の覆い部２３、２３となっている。

【0012】

上記ハウジング２１内には、図示しないＸ軸モータと、このＸ軸モータによって回転される図示しないＸ軸ボールネジと、このＸ軸ボールネジに螺合されるＸ軸ボールナット（図示せず）が備えられている。そして、上記Ｘ軸ボールナットには図示しないＸ軸スライダが固着されている。この図示しないＸ軸スライダの上側部分（図１中上側部分）は外部に露出・配置されており、ここに様々な対象物が設置される。この一実施の形態の場合は、上記図示しないＸ軸スライダにパレット２５が設置されている。このパレット２５上には、複数（この一実施の形態の場合は、５×５＝２５枚）の基板２６が載置されている。

【0013】

また、上記ハウジング２１内には、上記図示しないＸ軸スライダをガイドする図示しないガイド部材が設置されている。このガイド部材によって、上記Ｘ軸ボールナット（図示せず）ひいては上記図示しないＸ軸スライダが、上記図示しないＸ軸ボールネジの軸方向（図１中左下から右上に向かう方向、Ｘ軸方向）にガイドされる構成になっている。そして、上記図示しないＸ軸ボールネジの回転によって、上記Ｘ軸ボールナットと図示しないＸ軸スライダが、上記Ｘ軸ボールネジの軸方向（図１中左下から右上に向かう方向、Ｘ軸方向）にガイドされながら移動されるようになっている。

【0014】

また、上記ハウジング２１の上方（図１中上側）には上部カバ２７が設置されている。この上部カバ２７は、上記ハウジング２１の図示しない上側（図１中上側）の開口部を閉塞するように配置されている。また、上記図示しないＸ軸スライダは上記上部カバ２７を跨ぐように配置されている。

【0015】

上記テーブル５には、図１に示すように、柱体２９が立設されている。そして、この柱体２９には、Ｙ軸アクチュエータ３１が設置されている。

【0016】

このＹ軸アクチュエータ３１は、ハウジング３３を備えていて、このハウジング３３内には図示しないＹ軸ボールネジと、このＹ軸ボールネジに螺合されるＹ軸ボールナット（図示せず）が備えられている。また、上記図示しないＹ軸ボールナットにはＹ軸スライダ３５が固着されている。

【0017】

また、上記Ｙ軸アクチュエータ３１には駆動部カバ３７が設置されている。この駆動部カバ３７内には、図示しないＹ軸モータや、このＹ軸モータの出力軸に固着されたＹ軸モータ側タイミングプーリ（図示せず）や、上記図示しないＹ軸ボールネジの端部に固着されたＹ軸ボールネジ側タイミングプーリ（図示せず）、及び、上記Ｙ軸モータ側タイミングプーリやＹ軸ボールネジ側タイミングプーリ間に巻回された図示しないタイミングベルト等が備えられている。上記Ｙ軸モータが回転することにより、上記Ｙ軸モータ側タイミングプーリ、タイミングベルト、Ｙ軸ボールネジ側タイミングプーリを介して、上記Ｙ軸ボールネジが回転されることになる。

【0018】

また、上記ハウジング３３内には、上記Ｙ軸スライダ３５をガイドする図示しないガイド部材が設置されている。このガイド部材によって、上記Ｙ軸スライダ３５ひいてはＹ軸ボールナット（図示せず）が、上記Ｙ軸ボールネジの軸方向（図１中左上から右下に向かう方向、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向）にガイドされながら移動されるようになっている。

【0019】

また、上記ハウジング３３にはカバ３９が設置されている。このカバ３９は、上記ハウジング３３の開口部４１を閉塞するように配置されている。上記Ｙ軸スライダ３５はこのカバ３９を跨ぐように設置されている。

【0020】

上記Ｙ軸スライダ３５には、Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６が設置されている。このＺ−Ｒ軸アクチュエータ３６は、次のような構成を成している。

【0021】

上記Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６にはハウジング４３が備えられている。このハウジング４３は、ガイド部４５とカバ部４７とから構成されている。
上記ガイド部４５は略Ｕ字形の断面形状を成しており、図２、図６、図７に示すように、その内側の幅方向（図６中紙面垂直方向）両側にはガイドレール４９、４９が設置されている。このガイドレール４９には長さ方向（図６中上下方向）に延長された凹部５１が形成されている。
また、上記ガイド部４５の長さ方向（図６中上下方向）両端側底部にはストッパ５３、５３が設置されている。上記ストッパ５３は、上記ストッパ５３を貫通されるボルト５５を上記ガイド部４５の底部に螺合することによって固定されている。

【0022】

また、上記カバ部４７は、図８に示すように、略Ｕ字形の断面形状を成しており、図２、図３に示すように、開口部としての２つのスリット５６、５６が形成されている。

【0023】

上記ハウジング４３の後端側（図６中上側）には、ベアリングケース５７が設置されている。上記ベアリングケース５７には貫通孔５９が形成されており、この貫通孔５９内には軸受６１、６１が内装されている。上記軸受６１は、外輪６３と、この外輪６３の内側に配置された内輪６５と、上記外輪６３と内輪６５との間に転動可能に設置された複数の鋼球６７と、これら鋼球６７を保持するリテイナ６９とから構成されている。
また、上記軸受６１、６１は、軸受押え７０によって押えられている。

【0024】

また、上記ハウジング４３の前端側（図６中下側）には、ベアリングケース７１が設置されている。上記ベアリングケース７１には貫通孔７３が形成されており、この貫通孔７３内には軸受７５、７５が内装されている。この軸受７５も、前述した軸受６１と同様に、外輪７７、内輪７９、複数の鋼球８１、リテイナ８３とから構成されている。
また、上記軸受７５、７５は軸受押え８４によって押えられている。

【0025】

また、上記ハウジング４３内にはＺ軸ボールネジ８５が回転可能に設置されている。上記Ｚ軸ボールネジ８５の後端側は上記軸受６１、６１によって回転可能に支持されている。また、上記Ｚ軸ボールネジ８５の外周面には螺旋状の雄ネジ部８７が形成されている。

【0026】

上記Ｚ軸ボールネジ８５にはＺ軸ボールナット８９が螺合・配置されている。このＺ軸ボールナット８９の内周面には螺旋状の雌ネジ部９１が形成されている。また、上記Ｚ軸ボールナット８９内には図示しない無負荷循環路が形成されている。また、上記Ｚ軸ボールナット８９の前後両端（図６中上下方向両端）にはエンドキャップ９３、９３が設置されており、これらエンドキャップ９３、９３にはそれぞれ図示しないリターン路が形成されている。そして、上記Ｚ軸ボールナット８９の雌ネジ部９１と上記Ｚ軸ボールネジ８５の雄ネジ部８７との間の空間（転動路）、上記無負荷循環路、及び、上記リターン路内には、複数の鋼球９５が転動・循環している。この鋼球９５によって、上記Ｚ軸ボールナット８９の移動が円滑なものとされる。

【0027】

また、上記Ｚ軸ボールナット８９にはＺ軸スライダ９７が固着されている。このＺ軸スライダ９７には貫通孔９９が形成されており、この貫通孔９９の後端側（図６中上側）に上記Ｚ軸ボールナット８９が固着されている。

【0028】

また、上記Ｚ軸スライダ９７の前後両端（図６中上下方向両端）の図６中紙面垂直方向奥側にはエンドキャップ１０１、１０１が設置されている。また、上記Ｚ軸スライダ９７の前後両端（図６中上下方向両端）の図６中紙面垂直方向手前側にも、図７に示すように、それぞれエンドキャップ１０１、１０１が設置されている。これらエンドキャップ１０１、１０１、１０１、１０１内にはそれぞれ図示しないリターン路が形成されている。

【0029】

また、上記Ｚ軸スライダ９７の幅方向両側（図６中紙面垂直方向両側）には凹部が形成された図示しないガイドレールが備えられている。また、上記Ｚ軸スライダ９７内には図６中紙面垂直方向奥側と図６中紙面垂直方向手前側それぞれに図示しない無負荷循環路が形成されている。

【0030】

そして、図６中紙面垂直方向奥側において、上記Ｚ軸スライダ９７内の図示しない無負荷循環路と上記エンドキャップ１０１、１０１内のリターン路、及び、上記Ｚ軸ガイドレール４９の凹部５１と上記Ｚ軸スライダ９７の図示しないガイドレールの凹部との間の空間（転動路）内には、図示しない複数の鋼球が循環している。また、図６中紙面垂直方向手前側においても同様に、上記Ｚ軸スライダ９７内の図示しない無負荷循環路と上記エンドキャップ１０１、１０１内のリターン路、及び、上記Ｚ軸ガイドレール４９の凹部５１と上記Ｚ軸スライダ９７の図示しないガイドレールの凹部との間の空間（転動路）内に、図示しない複数の鋼球が循環している。

【0031】

この図示しない複数の鋼球によって上記Ｚ軸スライダ９７の移動が円滑なものとなる。また、上記図示しない複数の鋼球とガイド部４５のＺ軸ガイドレール４９や上記Ｚ軸スライダ９７の図６中紙面垂直方向奥側の図示しないガイドレールとの相互作用、及び、上記図示しない複数の鋼球とガイド部４５の図示しないガイドレールや上記Ｚ軸スライダ９７の図６中紙面垂直方向手前側の図示しないガイドレールとの相互作用により、上記Ｚ軸スライダ９７ひいては上記Ｚ軸ボールナット８９のＺ軸ボールネジ８５軸心周りの回転が防止されている。そして、上記Ｚ軸ボールネジ８５の回転によって、上記Ｚ軸ボールナット８９やＺ軸スライダ９７が前後方向（図６中上下方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向）に移動される。

【0032】

また、例えば、図８に示すように、上記Ｚ軸スライダ９７の反ガイド部４５側（図８中左側）には、取付対象物固定部１０２、１０２が突出・形成されている。これら取付対象物固定部１０２、１０２は、カバ部４７のスリット２６、２６を貫通して、ハウジング４３外部へと突出・配置されている。すなわち、上記Ｚ軸スライダ９７の一部が、上記スリット２６、２６を貫通して、上記ハウジング４３の外部に露出されている。
また、図２に示すように、上記取付対象物固定部１０２、１０２には、複数（この一実施の形態の場合には、１つの上記取付対象物固定部１０２につき２つ）の位置決め用穴１０２ａ、１０２ａと、複数（この一実施の形態の場合には、１つの上記取付対象物固定部１０２につき３つ）の雌ネジ部１０２ｂ、１０２ｂ、１０２ｂが形成されている。

【0033】

また、上記Ｚ軸スライダ９７の貫通孔９９の前端側（図６中下側）には、軸受１０３、１０３が内装されている。これら軸受１０３、１０３も、前述した軸受６１と同様に、外輪１０５、内輪１０７、複数の鋼球１０９、リテイナ１１１とから構成されている。
また、上記軸受１０３、１０３は軸受押え１１２によって押えられている。

【0034】

上記Ｚ軸スライダ９７には、中空ロッド１１３が回転可能に設置されている。この中空ロッド１１３は、その後端側（図６中上側）を上記Ｚ軸スライダ９７の軸受１０３、１０３によって回転可能に支持されている。上記中空ロッド１１３の内側には中空部１１５が形成されており、この中空部１１５内部に上記Ｚ軸ボールネジ８５が収容・配置されている。
また、この中空ロッド１１３は、いわゆる、スプラインシャフトでもあり、外周側には、図３、図８に示すように、長さ方向（図３中上下方向）に延長された、４本のスプライン溝１１７、１１７、１１７、１１７が形成されている。

【0035】

また、図６に示すように、上記中空ロッド１１３の外周面にはスプラインナット１１９が設置されていて、これら中空ロッド１１３とスプラインナット１１９は、軸方向に対しては相互に移動可能な状態にあり、回転方向に対しては相互に拘束された状態にある。このスプラインナット１１９はフランジ付の円筒形状を成しており、図９に示すように、内周面には長さ方向（図９中紙面垂直方向）に延長された４本のスプライン溝１２１、１２１、１２１、１２１が形成されている。

【0036】

また、上記スプラインナット１１９の内部には、図９に示すように、上記スプライン溝１２１、１２１の前端側（図９中紙面垂直方向手前側）と後端側（図９中紙面垂直方向奥側）に連通された無負荷循環路１２３、１２３が形成されている。また、上記中空ロッド１１３のスプライン溝１１７と上記スプラインナット１１９の内周面のスプライン溝１２１との間の空間（転動路）と上記スプラインナット１１９の無負荷循環路１２３の前端側（図９中紙面垂直方向手前側）と後端側（図９中紙面垂直方向奥側）は、それぞれ図示しないリターン路によって連通されている。

【0037】

この一実施の形態の場合には、上記無負荷循環路と上記リターン路が設けられた図示しない保持部材が上記スプラインナット１１９に４つ内装されている構成になっている。
なお、リターン路を備えたリターンキャップを両端に設置して、上記中空ロッド１１３のスプライン溝１１７と上記スプラインナット１１９の内周面のスプライン溝１２１との間の空間（転動路）と上記無負荷循環路１２３とを連通させる構成であってもよい。

【0038】

また、上記中空ロッド１１３のスプライン溝１１７と上記スプラインナット１１９の内周面のスプライン溝１２１との間の空間（転動路）、上記リターン路、及び、上記スプラインナット１１９の無負荷循環路１２３内には複数の鋼球１２５が転動・循環している。この複数の鋼球１２５の転動・循環により、上記中空ロッド１１３の上記スプライン溝１１７に沿った移動、すなわち、Ｚ軸方向への円滑な移動が保障される。

【0039】

また、上記中空ロッド１１３の先端（図６中下端）には、取付部１２７が設置されている。この取付部１２７には取付対象物が取り付けられる。この一実施の形態では、後述するように、上記取付部１２７に、取付用フレーム３４ａを介して、半田ごて３４ｂが取り付けられる。
また、この取付部１２７には、その他にも、工具等の各種作業具が取り付けられる場合が考えられる。

【0040】

また、上記ハウジング４３の後端側（図６中上側）には、上記Ｚ軸ボールネジ８５を回転・駆動するためのＺ軸モータユニット１２９がブラケット１３１を介して設置されている。
上記Ｚ軸モータユニット１２９には、まず、Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３が備えられている。このＺ軸ボールネジ用モータ１３３は、モータハウジング１３５と、このモータハウジング１３５の内周面側に設置されたステータ１３７と、このステータ１３７の内側に回転可能に配置されたロータ１３９と、上記モータハウジング１３５の前後側に突出されると共に上記ロータ１３９が固着され、上記モータハウジング１３５内に回転可能に設けられた出力軸１４１とから構成されている。

【0041】

また、上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の後端側（図６中下側）には、エンコーダ１４３が設置されている。このエンコーダ１４３には、上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の出力軸１４１の後端側（図６中下側）に固着されるとともに図示しないスケールが設けられたエンコーダホイール１４５と、このエンコーダホイール１４５の後方側（図６中下側）に設置されるとともに上記エンコーダホイール１４５に光を照射する図示しない発光部や上記エンコーダホイール１４５による反射光を検出する図示しないセンサ等の電子部品が実装された基板１４７が備えられている。また、上記エンコーダホイール１４５や上記基板１４７は、上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の後端側（図６中後側）に取り付けられたエンコーダカバ１４９によって覆われている。

【0042】

上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の出力軸１４１が回転されると、上記基板１４７上の図示しないセンサによって検出される上記エンコーダホイール１４５による反射光の強度が変化し、これにより上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の回転を検出する。

【0043】

また、上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の前端側（図６中上側）には、ベアリングケース１５１が備えられている。このベアリングケース１５１は、上部ケース１５３と下部ケース１５５とから構成されている。

【0044】

上記上部ケース１５３には貫通孔１５７が形成されている。この貫通孔１５７の前端側（図６中上側）には軸受１５９、１５９が内装されている。この軸受１５９も、前述した軸受６１と同様に、外輪１６１、内輪１６３、複数の鋼球１６５、リテイナ１６７とから構成されている。
また、上記軸受１５９、１５９は軸受押え１６８によって押えられている。

【0045】

また、上記貫通孔１５７の後端側（図６中下側）には電磁ブレーキ１６９が内装されている。この電磁ブレーキ１６９には、本体１７１と、この本体１７１を貫通するとともに上記軸受１５９によって回転可能に支持された電磁ブレーキ回転軸１７３が備えられている。そして、この電磁ブレーキ回転軸１７３には略円板状のブレーキ板１７５が固着されている。

【0046】

上記本体１７１内には電磁石１７７が内装されている。また、上記本体１７１には複数（本実施の形態の場合には３本）のネジ１７９が立設されており、このネジ１７９と上記電磁ブレーキ回転軸１７３を貫通するアーマチュア１８１とサイドプレート１８３が設置されている。上記ブレーキ板１７５は上記アーマチュア１８１と上記サイドプレート１８３との間に配置されている。

【0047】

また、上記本体１７１内には上記電磁ブレーキ回転軸１７３に貫通されたコイルバネ１８５が設置されている。また、上記本体１７１の先端側（図６中上側）にはバネ押え１８４が設置されており、上記コイルバネ１８５は上記バネ押え１８４と上記アーマチュア１８１との間に介挿されている。

【0048】

上記アーマチュア１８１は、常時は上記コイルバネ１８５の弾性力によって図６中下側に付勢されている。このときは、上記アーマチュア１８１は上記ブレーキ板１７５に押し付けられており、上記電磁ブレーキ回転軸１７３の回転が規制されている。しかし、上記電磁石１７７に通電を行うと、上記コイルバネ１８５の弾性力に抗して上記アーマチュア１８１が図６中上側に移動し、上記アーマチュア１８１と上記ブレーキ板１７５との接触が解除される。これにより、上記電磁ブレーキ回転軸１７３の回転の規制が解除される。

【0049】

また、上記下部ケース１５５には貫通孔１８７が形成されている。この貫通孔１８７内には上記電磁ブレーキ回転軸１７３の後端部（図６中下側部分）が配置されている。
上記電磁ブレーキ回転軸１７３と上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の出力軸１７１とは、上記下部ケース１５５の貫通孔１８７内において、カップリング１８８によって連結されている。

【0050】

また、上記電磁ブレーキ回転軸１７３の前端側（図６上側部分）には、Ｚ軸モータ側タイミングプーリ１８９が固着されているとともに、Ｚ軸ボールネジ８５の後端側（図６中上側）にはＺ軸ボールネジ側タイミングプーリ１９１が固着されている。このＺ軸モータ側タイミングプーリ１８９とＺ軸ボールネジ側タイミングプーリ１９１との間にはタイミングベルト１９３が巻回され、上記Ｚ軸ボールネジ用モータ１３３の出力軸１４１の回転が上記Ｚ軸ボールネジ８５へと伝達される。

【0051】

また、上記下部ケース１５５は、下部ケース１５５を貫通し、上記上部ケース１５３に螺合されるボルト１９５、１９５、１９５、１９５によって固定されている。
なお、図１に示すように、上記Ｚ軸モータユニット１２９、Ｚ軸モータ側タイミングプーリ１８９、及び、Ｚ軸ボールネジ側タイミングプーリ１９１は駆動部カバ１９７によって覆われている。

【0052】

また、ハウジング４３の前端側（図６中下側）のベアリングケース７１には、ブラケット１９９を介して、中空ロッド用モータユニット２０１が設置されている。
まず、この中空ロッド用モータユニット２０１には、中空ロッド用モータ２０３が備えられている。
この中空ロッド用モータ２０３は、モータハウジング２０５と、このモータハウジング２０５の内周面側に設置されたステータ２０７と、このステータ２０７の内側に配置されたロータ２０９と、上記モータハウジング２０５の前後側に突出されると共に上記ロータ２０９が固着され、上記モータハウジング２０５内に回転可能に設けられた出力軸２１１とから構成されている。

【0053】

また、上記中空ロッド用モータ２０３の後端側（図６中上側）には、エンコーダ２１３が設置されている。このエンコーダ２１３には、上記中空ロッド用モータ２０３の出力軸２１１の後端側（図６中上側）に固着されるとともに図示しないスケールが設けられたエンコーダホイール２１５と、このエンコーダホイール２１５の後方側（図６中上側）に設置されるとともに上記エンコーダホイール２１５に光を照射する図示しない発光部や上記エンコーダホイール２１５による反射光を検出する図示しないセンサ等の電子部品が実装された基板２１７が備えられている。また、上記エンコーダホイール２１５や上記基板２１７は、上記中空ロッド用モータ２０３の後端側（図６中上側）に取り付けられたエンコーダカバ２１９によって覆われている。
なお、この一実施の形態の場合は、上記エンコーダ２１３として、インクリメンタル方式のエンコーダが用いられている。

【0054】

上記中空ロッド用モータユニット２０１の前端側（図６中下側）には、ベアリングケース２２１が備えられている。このベアリングケース２２１には貫通孔２２３が形成されており、この貫通孔２２３内には軸受２２５、２２５が内装されている。この軸受２２５も、前述した軸受６１と同様に、外輪２２７、内輪２２９、複数の鋼球２３１、リテイナ２３３とから構成されている。
また、上記軸受２２５、２２５は軸受押え２３４によって押えられている。

【0055】

上記中空ロッド用モータ２０３の出力軸２１１にはタイミングプーリ取付軸２３５が連結されている。このタイミングプーリ取付軸２３５は上記軸受２２５、２２５に回転可能に支持されている。
また、上記タイミングプーリ取付軸２３５の前端側（図６中下側）には中空ロッド用モータ側タイミングプーリ２３７が固着されている。

【0056】

また、スプラインナット１１９には、中空ロッド側タイミングプーリ２３９が固着されている。この中空ロッド側タイミングプーリ２３９と上記中空ロッド用モータ側タイミングプーリ２３７にはタイミングベルト２４１が巻回されており、上記中空ロッド用モータ２０３の出力軸２１１の回転が中空ロッド１１３に伝達されるようになっている。上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９は、上記スプラインナット１１９のフランジ部２４３を貫通し上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９に螺合されるボルト２４５、２４５、２４５、２４５によって固定されている。

【0057】

また、スプラインナット１１９は中空ロッド側タイミングプーリ２３９を介して軸受７５、７５によって回転可能に支持されるとともに、上記中空ロッド１１３に鋼球１２５を介して回転方向に対して相互に拘束された状態で取り付けられている。そのため、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９の回転により上記中空ロッド１１３はＺ軸心周りに回転される。

【0058】

また、上記スプラインナット１１９の近傍にはセンサ２４９が配置されている。このセンサ２４９は、例えば、上記中空ロッド１１３をＺ軸心周りの回転について原点復帰動作を行った際、上記中空ロッド１１３の回転角度が原点に戻っているか否かを確認するためのものである。

【0059】

また、上記中空ロッド１１３の取付部１２７には、円板状の半田ごて用取付フレーム２６１が固着されている。また、この半田ごて用取付フレーム２６１の外周部には、Ｚ軸方向下側（図１中下側）にＺ軸（図１中上下方向の軸、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する軸）に対して傾斜された状態で、半田ごて２６３が設置されている。この半田ごて２６３は、上記中空ロッド１１３の移動によりＺ軸方向（図１中上下方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向）へ移動されるとともに、上記中空ロッド１１３の回転によりその向きが適宜変更される。また、この半田ごて２６３によって、パレット２５上の基板２６に対して半田付けを行う。

【0060】

また、前述したようにＺ軸スライダ９７の取付対象物固定部１０２、１０２は、カバ部４７のスリット２６、２６を貫通して、ハウジング４３外部へと突出・配置されているが、上記取付対象物固定部１０２、１０２には、カメラ用取付フレーム２６５を介してカメラ２６７が設置されている。上記取付対象物固定部１０２の位置決め用穴１０２ａは、上記カメラ用取付フレーム２６５に形成された図示しないボスが挿入され、上記Ｚ軸スライダ９７に対する上記カメラ用取付フレーム２６５の位置決めが行われる。また、図示しない固定ねじを上記カメラ用取付フレーム２６５の図示しない貫通孔を貫通させて上記雌ネジ部１０２ｂに螺合させ、それによって、上記カメラ用取付フレーム２６５を上記Ｚ軸スライダ９７に対して固定する。また、上記カメラ２６７によって、上記半田ごて２６３による半田付け作業が終了した基板２６を撮像し、半田付け作業が適切に行われているか否かを確認する。

【0061】

また、図７、図１０に示すように、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９の外周面には、ロッド側ストッパ２７１が設置されている。このロッド側ストッパ２７１の基端側（図７中右側）には、雄ネジ部２７３が形成されているとともに、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９には、雌ネジ部２７５が形成されており、上記ロッド側ストッパ２７１の雄ネジ部２７３が上記雌ネジ部２７５に螺合されることにより、上記ロッド側ストッパ２７１が上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９に着脱可能に取り付けられている。
また、図１０に示すように、上記ロッド側ストッパ２７１には、弾性材料からなる緩衝材２７１ａが被冠されている。

【0062】

また、前述したように、上記ロッド側ストッパ２７１が設置されている上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９はスプラインナット１１９に固着されており、上記中空ロッド１１３は上記スプラインナット１１９に対して軸方向に対しては相互に移動可能な状態にあるが、回転方向に対しては相互に拘束された状態にある。そのため、上記ロッド側ストッパ２７１は、上記中空ロッド１１３のＺ軸心周りの回転に伴う上記スプラインナット１１９と上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９のＺ軸心周りの回転により、上記中空ロッド１１３の外周側の円形の軌道上を移動することになる。

【0063】

また、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９の外周側であって、上記ロッド側ストッパ２７１より図７中上側には、樹脂製の滑り軸受け部材２７６を介して回転部材２７７が設置されている。この回転部材２７７は、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９に対して回転可能となっている。
図１０に示すように、上記回転部材２７７の上記ロッド側ストッパ２７１側（図１０中紙面垂直方向手前側）には、回転部材側第１ストッパ２７９が設置されている。この回転部材側第１ストッパ２７９の基端側（図１０中紙面垂直方向奥側）には図示しない雄ネジ部が形成されているとともに、上記回転部材２７７には図示しない雌ネジ部が形成されている。上記回転部材側第１ストッパ２７９の雄ネジ部を上記回転部材２７７の図示しない雌ネジ部に螺合することにより、上記回転部材側第１ストッパ２７９が上記回転部材２７７に対して着脱可能に取り付けられる。
また、図１０に示すように、上記回転部材側第１ストッパ２７９には、弾性部材からなる緩衝材２７９ａが被冠されている。

【0064】

また、図７、図１０に示すように、上記回転部材２７７の反ロッド側ストッパ２７１側（図７中上側、図１０中紙面垂直方向奥側）であって、上記回転部材側第１ストッパ２７９に対して１８０°隔たった位置には、回転部材側第２ストッパ２８１が設置されている。この回転部材側第２ストッパ２８１の基端側（図７中下側、図１０中紙面垂直方向手前側）には雄ネジ部２８３が形成されているとともに、上記回転部材２７７には雌ネジ部２８５が形成されていて、上記回転部材側第２ストッパ２８１の雄ネジ部２８３を上記雌ネジ部２８５に螺合させることにより、上記回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転部材２７７に対して着脱可能に取り付けられている。
また、上記回転部材側第２ストッパ２８１にも、弾性材料からなる緩衝材２８１ａが被冠されている。

【0065】

上記回転部材２７７は、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９が回転され、上記ロッド側ストッパ２７１が上記回転部材側第１ストッパ２７９に当接されると、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９によって付勢され、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９の回転方向と同方向に回転される。また、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９の回転方向によって、上記回転部材側第１ストッパ２７９は、図１１（ａ）に示すように、２つの方向（図１１（ａ）中上側及び下側）から、上記ロッド側ストッパ２７１により当接される。

【0066】

このような構成により、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９ひいては上記中空ロッド１１３は、上記回転部材２７７に対して、ロッド側ストッパ２７１が上記回転部材２７７の回転部材側第１ストッパ２７９に当接するまで回転することができる。本実施の形態の場合は、図１１（ａ）に示すように、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９（中空ロッド１１３）は、上記回転部材２７７に対して３４０°回転できるようになっている。
なお、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９（中空ロッド１１３）の上記回転部材２７７に対する回転可能な角度は、例えば、上記回転部材側第１ストッパ２７９の大きさによって設定される。

【0067】

また、図７、図１０に示すように、ベアリングケース７１の先端側の面（図７中下側の面、図１０中紙面垂直方向手前側の面）には、回転範囲規制部材２８７が着脱可能に設置されている。この回転範囲規制部材２８７は、略コの字型の形状を成しており、その両端には第１回転規制部２８８、第２回転規制部２９０がそれぞれ設けられている。上記回転部材側第２ストッパ２８１は、上記回転範囲規制部材２８７の内側に配置されている。すなわち、上記回転範囲規制部材２８７の上記第１回転規制部２８８、第２回転規制部２９０は、上記回転部材側第２ストッパ２８１の軌道上に位置している。そのため、上記回転部材２７７は、上記回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転範囲規制部材２８７の第１回転規制部２８８（図１１（ｂ）中上側）又は上記回転範囲規制部材２８７の第２回転規制部２９０（図１１（ｃ）中下側）に当接される範囲内で回転可能に構成されている。この一実施の形態の場合は、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すように、上記回転部材２７７は、４０°回転できるようになっている。
なお、この上記回転部材２７７の回転可能な角度は、例えば、上記回転範囲規制部材２８７の内側部分の寸法によって設定される。

【0068】

既に説明したように、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９（中空ロッド１１３）は、上記回転部材２７７に対して３４０°回転できるようになっている。
そして、上記回転部材２７７は、上記したように、４０°回転できるようになっているので、結局、上記中空ロッド１１３は、３４０°＋４０°＝３８０°回転できることになる。

【0069】

また、上記中空ロッド１１３が回転可能範囲の何れかの端まで回転されたときに、エンコーダ２１３をリセットすることで、上記中空ロッド１１３の回転位置の原点が設定される。

【0070】

また、図１に示すように、上記中空ロッド用モータユニット２０１、中空ロッド用モータ側タイミングプーリ２３７、及び、中空ロッド側タイミングプーリ２３９は駆動部カバ２９１によって覆われている。

【0071】

次に、この一実施の形態による作用について説明する。
上記作業ロボット１は、Ｘ軸アクチュエータ１９の図示しないＸ軸モータを駆動させて図示しないＸ軸スライダをＸ軸方向（図１中左下から右上に向かう方向）に移動させる。これにより、上記図示しないＸ軸スライダ上に固着されたパレット２５、及び、このパレット２５上に載置された複数（この一実施の形態の場合は、５×５＝２５枚）の基板２６をＸ軸方向（図１中左下から右上に向かう方向）に移動させる。

【0072】

また、上記作業ロボット１は、Ｙ軸アクチュエータ３１の図示しないＹ軸モータを駆動させてＹ軸スライダ３５をＹ軸方向（図１中左下から右上に向かう方向）に移動させる。これにより、Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６をＹ軸方向（図１中左下から右上に向かう方向）に移動させる。

【0073】

そして、上記作業ロボット１は、上記Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６のＺ軸ボールネジ用モータ１３３を駆動させることにより、Ｚ軸スライダ９７ひいては中空ロッド１１３をＺ軸方向（図１中上下方向）に移動させる。これにより、上記中空ロッド１１３に半田ごて用取付フレーム２６１を介して取り付けられた半田ごて２６３と、上記Ｚ軸スライダ９７にカメラ用取付フレーム２６５を介して取り付けられたカメラ２６７がＺ軸方向（図１中上下方向）に移動される。

【0074】

また、上記Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６の中空ロッド用モータ２０３を駆動させることにより、スプラインナット１１９ひいては上記中空ロッド１１３を、Ｚ軸心周り（図５中時計回り方向又は反時計回り方向、Ｒ方向）に回転させる。これにより、上記中空ロッド１１３に半田ごて用取付フレーム２６１を介して取り付けられた半田ごて２６３がＺ軸心周り（図５中時計回り方向又は反時計回り方向、Ｒ方向）に回転される。また、上記半田ごて２６３は、Ｚ軸（図１中上下方向の軸、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する軸）に対して傾斜された状態で設置されているため、上記中空ロッド１１３のＺ軸心周り（図５中時計回り方向又は反時計回り方向、Ｒ方向）の回転により、上記半田ごて２６３の向きを変えることができる。

【0075】

また、上記中空ロッド１１３の回転可能な角度は、回転部材側第１ストッパ２７９と回転部材側第２ストッパ２８１が設置された回転部材２７７を介して、回転範囲規制部材２８７によって規制されている。
例えば、図１１（ａ）に実線で示すように、上記中空ロッド１１３が一方向（図１１（ａ）中時計方向）に回転されると、中空ロッド側タイミングプーリ２３９も回転されるが、このとき上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９に設置されたロッド側ストッパ２７１が上記回転部材２７７の回転部材側第１ストッパ２７９に当接され、上記回転部材２７７も付勢されて回転される。そして、図１１（ｂ）に示すように、上記回転部材２７７の回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転範囲規制部材２８７の第１回転規制部２８８に当接され、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９ひいては上記中空ロッド１１３の一方向への回転量が規制されることになる。

【0076】

また、図１１（ａ）中仮想線で示すように、上記中空ロッド１１３が他方向（図１１（ａ）中反時計方向）に回転されると、中空ロッド側タイミングプーリ２３９も回転されるが、このとき上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９に設置されたロッド側ストッパ２７１が上記回転部材２７７の回転部材側第１ストッパ２７９に反対側から当接され、上記回転部材２７７も付勢されて回転される。そして、図１１（ｃ）に示すように、上記回転部材２７７の回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転範囲規制部材２８７の第２回転規制部２９０に当接され、上記中空ロッド側タイミングプーリ２３９ひいては上記中空ロッド１１３の他方向への回転量が規制されることになる。

【0077】

なお、上記中空ロッド１１３の回転量は、上記回転部材２７７の回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転範囲規制部材２８７の第１回転規制部２８８、第２回転規制部２９０に当接される手前の範囲でソフト的手法により制御されるように構成されている。すなわち、上記中空ロッド１１３の回転角度は、エンコーダ２１３によって検出され、それに基づいて、上記制御、すなわち、上記回転部材２７７の回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転範囲規制部材２８７の第１回転規制部２８８、第２回転規制部２９０に当接される手前の範囲で規制される制御が行われるように構成されている。

【0078】

次に、この一実施の形態による効果について説明する。
まず、ハウジング４３のカバ部４７にスリット２６、２６を形成するとともに、Ｚ軸スライダ９７に取付対象物固定部１０２、１０２を形成し、上記Ｚ軸スライダ９７の取付対象物固定部１０２、１０２が上記スリット２６、２６を貫通して上記ハウジング４３の外部に露出されているので、中空ロッド１１３の取付部１２７に取付対象物を取付けるだけでなく、上記Ｚ軸スライダ９７にも、取付対象物固定部１０２、１０２を介して取付対象物を取付けることができる。
この一実施の形態の場合には、上記中空ロッド１１３に半田ごて３４ｂを設置し、上記Ｚ軸スライダ９７にカメラ３４ｄを設置しており、半田付け作業と確認作業の両方を同時に行わせることができる。
よって、中空ロッド１１３に取り付けられる取付対象物とは別の取付対象物を取り付けるために別のアクチュエータを設置する必要はなく、構成を簡略化・小型化させ、コストの低減を図ることができる。

【0079】

また、例えば、上記中空ロッド１１３の取付部１２７に機器を取付け、この機器の付属物やケーブルを上記Ｚ軸スライダ９７に取り付けることもできる。この場合、上記機器の付属物やケーブルを上記Ｚ軸スライダ９７に取り付けることにより、上記機器と上記付属物やケーブル等の干渉等を防止して作業空間の有効利用を図ることができ、上記ケーブルの撓みや断線を防止することもできる。
また、上記中空ロッド１１３は上記Ｚ軸スライダ９７に設置されているため、上記中空ロッド１１３と上記Ｚ軸スライダ９７のＺ軸（図１中上下方向の軸、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する軸）方向の移動は同期されており、よって、同期のための新たな構成は不要であり、また、同期を実現するための煩雑な制御も不要であり、構成の簡略化、制御の容易化を図ることができる。

【0080】

また、中空ロッド１１３の回転可能な角度は、回転部材側第１ストッパ２７９と回転部材側第２ストッパ２８１が設置された回転部材２７７を介して、回転範囲規制部材２８７によって規制されているため、簡易な構成により、上記中空ロッド１１３の回転を３６０°以上の所定の範囲で規制することができる。
なお、上記中空ロッド１１３の回転を３６０°以上の所定の範囲で規制することができるのは、上記中空ロッド１１３のロッド側ストッパ２７１が上記回転部材２７７回転部材側第１ストッパ２７９に当接しても、上記回転部材２７７の回転部材側第２ストッパ２８１が上記回転範囲規制部材２８７に当接するまでは、更に回転できることによる。

【0081】

また、上記中空ロッド１１３の回転を３６０°以上の所定の範囲で規制しているので、上記中空ロッド１１３の過剰な回転が防止され、例えば、取付部１２７に設置された半田ごて２６３の図示しない電源コードが上記Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６等に絡まって断線してしまうこと等を防止することができる。
また、上記中空ロッド１１３の回転を、上記回転範囲規制部材２８７が設置された機械的な構成によって規制しているため、上記中空ロッド１１３の回転可能範囲の一方の端をエンコーダ２１３の原点位置として利用することができる。このように、機械的な構成によって上記エンコーダ２１３の原点を設定できるため、上記エンコーダ２１３はインクリメンタル方式のエンコーダでよく、コストを低減させることができる。

【0082】

また、上記回転範囲規制部材２８７は着脱可能に設置されているため、予め、第１回転規制部２８８と第２回転規制部２９０の間隔が異なる複数種類の回転範囲規制部材２８７を用意しておき、回転範囲規制部材２８７を適宜交換することにより、上記中空ロッド１１３の回転可能な角度範囲の変更を行うことができる。
また、上記ロッド側ストッパ２７１、上記回転部材側第１ストッパ２７９、上記回転部材側第２ストッパ２８１は、着脱可能に設置されているため、上記中空ロッド１１３の回転可能範囲が規制される状態と、上記中空ロッド１１３の回転可能範囲が規制されない状態とを容易に切り替えることができる。

【0083】

また、上記ロッド側ストッパ２７１、上記回転部材側第１ストッパ２７９、上記回転部材側第２ストッパ２８１には、弾性材料からなる緩衝材２７１ａ、２７９ａ、２８１ａが被冠されているため、上記ロッド側ストッパ２７１と上記回転部材側第１ストッパ２７９、及び、上記回転部材側第２ストッパ２８１と上記回転範囲規制部材２８７の第１回転規制部２８８、第２回転規制部２９０が当接された際の衝撃や音を低減させることができる。

【0084】

また、本実施の形態によると、煩雑な制御を要することなく、構成の簡略化、装置の小型化を図ることができる。
すなわち、Ｚ軸ボールネジ８５と、このＺ軸ボールネジ８５とは別に回転される中空ロッド１１３が同軸上に配置されていて、且つ、中空ロッド１１３には中空部１１５が形成されており、この中空部内に上記Ｚ軸ボールネジ８５が収容されるようになっているので、上記Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６の小型化と構成の簡略化を図ることができる。

【0085】

また、上記Ｚ軸ボールネジ８５はＺ軸ボールネジ用モータ１３３によって回転され、上記中空ロッド１１３は中空ロッド用モータ２０３によって回転される。すなわち、上記Ｚ軸ボールネジ８５と上記中空ロッド１１３とは、それぞれ別々に回転可能となっている。そのため、例えば、上記中空ロッド１１３を回転させた場合に上記Ｚ軸ボールネジ８５までもが回転されて上記中空ロッド１１３の位置がずれてしまうことはなく、上記中空ロッド１１３の位置を調整するための複雑な制御を不要とすることができる。

【0086】

ちなみに、上記したように、中空ロッド１１３には中空部１１５が形成されており、この内部に上記Ｚ軸ボールネジ８５が収容されるようになっているので、上記中空ロッド１１３がＺ軸方向に移動しても、上記中空ロッド１１３と同軸上に配置された上記Ｚ軸ボールネジ８５とが互いに干渉することはない。

【0087】

なお、本発明は、前記一実施の形態に限定されない。
まず、前記一実施の形態の場合には、二つのスリット５６、５６を設け、スライダ９７の取付対象物固定部１０２、１０２を露出・配置させるようにしたが、大きな一つの開口部を設け、スライダ９７の上面側を大きく露出・配置させるような構成でもよい。
また、前記一実施の形態では、上記中空ロッド１１３の回転可能範囲を３８０°に設定しているが、これに限定されるものではなく、回転範囲規制部材２８７の位置、形状、大きさなどを適宜変更することにより、様々な回転可能範囲を設定することができる。
また、上記中空ロッド１１３の回転可能範囲を設定するための構成としても様々なものが考えられ、例えば、回転範囲規制部材を２つの部材としてもよい。

【0088】

また、上記回転範囲規制部材２８７にも緩衝材を設置してもよい。
また、上記ロッド側ストッパ２７１と上記回転部材側第１ストッパ２７９の何れか一方に緩衝材を設けるようにしてもよい。
また、上記回転部材側第２ストッパ２８１と上記回転範囲規制部材２８７の何れか一方に緩衝材を設けるようにしてもよい。

【0089】

また、回転部材側第１ストッパ２７９のＺ軸心周りの位置に対する回転部材側第２ストッパ２８１の位置も、様々な場合が考えられる。
例えば、Ｚ軸ボールネジ８５を回転・駆動させるＺ軸ボールネジ用モータ１３３を備えたＺ軸モータユニット１２９は上記Ｚ軸ボールネジ８５に平行に配置されているが、このＺ軸モータユニット１２９を上記Ｚ軸ボールネジ８５と同軸上に配置する場合も考えられる。この場合、Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６の上下方向（図６中上下方向）での大きさが増加してしまうものの、水平方向（図６中紙面に垂直な面に平行な方向）での小型化を図ることができる。

【0090】

また、前記一実施の形態ではＺ軸ボールネジ８５とＺ軸ボールナット８９を用いたが、その他のネジ・ナット機構を用いてもよい。勿論、Ｘ軸ボールネジとＸ軸ボールナット、Ｙ軸ボールネジとＹ軸ボールナットについても同様である。

【0091】

また、上記Ｚ軸モータユニット１２９には電磁ブレーキ１６９が備えられているが、中空ロッド用モータ２０３が備えられた中空ロッド用モータユニット２０１にも電磁ブレーキが備えられる構成も考えられる。
また、上記Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ３６は、水平、垂直多関節ロボット（スカラーロボット）のＺ−Ｒ軸アクチュエータ等、様々な種類のロボットの様々な用途のアクチュエータとして用いられることが考えられる。
その他、本発明は、図示した構成に限定されず、様々な変形が考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0092】

本発明は、アクチュエータとロボットに係り、特に、ネジの回転によりナットを介してスライダとロッドを進退させるように構成したものにあって、ロッドの先端に取付対象物を取り付けるとともに別の取付対象物を配置させるための構成を簡略化・小型化させ、コストの低減を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、テーブルトップタイプの作業ロボットに好適である。

【符号の説明】

【0093】

１ 作業ロボット（ロボット）
３６ Ｚ−Ｒ軸アクチュエータ
４３ ハウジング
５６ スリット（開口部）
８５ Ｚ軸ボールネジ（ネジ）
８９ Ｚ軸ボールナット（ナット）
９７ Ｚ軸スライダ（スライダ）
１０２ 取付対象物固定部（スライダの一部）
１３３ Ｚ軸ボールネジ用モータ（ネジ用モータ）
１１３ 中空ロッド（ロッド）
１１５ 中空部
１１９ スプラインナット
２０３ 中空ロッド用モータ（ロッド用モータ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】