特許 7193062 アクチュエータのセンシング装置及びアクチュエータの制御システム

(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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】アクチュエータのセンシング装置及びアクチュエータの制御システム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20221213BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

B25J15/06 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018144869

(22)【出願日】2018-08-01

(65)【公開番号】P2020021839

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-05-07

(73)【特許権者】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113608

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 明

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100131532

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 浩一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100176201

【弁理士】

【氏名又は名称】小久保 篤史

(72)【発明者】

【氏名】福島 克也

(72)【発明者】

【氏名】石井 正志

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】林 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 明

(72)【発明者】

【氏名】大賀 和人

(72)【発明者】

【氏名】和久田 翔悟

(72)【発明者】

【氏名】原 聡史

(72)【発明者】

【氏名】水野 智史

【審査官】福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１６５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７９５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２７４０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

Ｂ２５Ｊ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に移動可能なシャフトであって、少なくともその先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有するシャフトと、前記シャフトの先端部側が外部に突出するように前記シャフトの一部を収容するハウジングと、を備え、前記中空部に負圧を発生させることで該シャフトの先端部にワークを吸着させて、該ワークをピックアップするアクチュエータに適用されるセンシング装置であって、
前記ハウジングの外部に設けられたポンプと前記中空部との間の前記ハウジング内に配置される通路であって、前記シャフトの前記中空部を負圧にする際に前記ポンプによって前記中空部から吸い出される空気が流通する通路である空気通路と、
前記ハウジング内における前記空気通路の途中に設けられ、前記中空部から吸い出される空気の流れを遮断又は許容するための弁装置と、
前記ハウジング内における前記弁装置と前記中空部との間の前記空気通路の途中に設けられ、該空気通路内の圧力を検出する圧力センサと、
前記ハウジング内における前記中空部と前記圧力センサとの間の前記空気通路の途中に設けられ、該空気通路を流れる空気の流量を検出する流量センサと、
を備える、アクチュエータのセンシング装置。

【請求項2】

請求項１に記載のセンシング装置を備えたアクチュエータの制御システムであって、
前記流量センサによって検出される流量が所定流量以下まで減少したとき、およびまたは前記圧力センサによって検出される圧力が所定圧力以下まで低下したときに、前記シャフトを軸方向上側へ移動させることで、前記ワークのピックアップを行う、
制御装置を備える、アクチュエータの制御システム。

【請求項3】

請求項１に記載のセンシング装置を備えたアクチュエータの制御システムであって、
前記シャフトの先端部が前記ワークから離間した位置から該シャフトの先端部が前記ワークに接触する位置へ向けて前記シャフトを軸方向に移動させる場合に、前記シャフトの先端部が前記ワークに接触する前のタイミングであって、且つ前記シャフトの先端部が前記ワークに接触するときに前記流量センサ又は前記圧力センサの何れか一方の検出値が変化し始めるように定められたタイミングで、前記中空部から吸い出される空気の流れが遮断状態から許容状態へ変更されるように前記弁装置を制御する、
制御装置を備える、アクチュエータの制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータのセンシング装置及びアクチュエータの制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ワークのピックアップとプレイスとを行うアクチュエータとして、中空のシャフトの先端部をワークに接触させた状態で、シャフト内を負圧することで、シャフトの先端部にワークを吸着させるものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１６４３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術のようなアクチュエータによってワークをピックアップする場合、シャフトの先端部にワークが適切に吸着されていなければ、ワークをピックアップ位置からプレイス位置へ移動させる途中で該ワークを落下させてしまう等の不具合を生じる虞がある。よって、ワークのピックアップを行う場合には、シャフトの先端部にワークが適切に吸着されているかを判定する必要がある。

【0005】

ここで、シャフトの先端部にワークが適切に吸着されているかを判定する方法としては、シャフト内の圧力を検出する圧力センサをアクチュエータに取付け、シャフト内の空気を吸引し始めた後の圧力センサの検出値に基づいて、ワークがシャフトの先端部に吸着されているかを判定する方法が考えられる。

【0006】

ところで、比較的小型のワークのピックアップを行う場合には、比較的口径の小さな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される可能性がある。そのような場合には、吸着ノズルにワークが吸着されている状態と吸着されていない状態とにおけるシャフト内の圧力差が小さくなり易いため、吸着ノズルにワークが適切に吸着されているかを精度良く判定することが困難になる可能性がある。

【0007】

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多種多量のワークの吸着判定を好適に行う上で有効な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、軸方向に移動可能なシャフトであって、少なくともその先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有するシャフトを備え、前記中空部に負圧を発生させることで該シャフトの先端部にワークを吸着させて、該ワークをピックアップするアクチュエータに適用されるセンシング装置である。該センシング装置は、前記シャフトの前記中空部を負圧にする際に該中空部から吸い出される空気が流通する通路である空気通路の途中に設けられ、該空気通路を流れる空気の流量を検出する流量センサと、前記空気通路の途中に設けられ、該空気通路内の圧力を検出する圧力センサと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、多種多量のワークの吸着判定を好適に行う上で有効な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係るアクチュエータの外観図である。

【図2】実施形態に係るアクチュエータの内部構造を示した概略構成図である。

【図3】実施形態に係るシャフトハウジングとシャフトの先端部との概略構成を示した断面図である。

【図4】変形例において、ワークＷのピックアップを行う際のアクチュエータの動作を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係るセンシング装置が適用されるアクチュエータにおいては、シャフトが、軸方向に移動可能となっている。また、シャフトの先端部には、その内部が中空となることで中空部が形成されている。中空部には空気通路が連通されており、該中空部の空気が前記空気通路を介して吸い出されることで、シャフトの先端部に負圧を発生させることができる。斯様なアクチュエータによれば、シャフトの先端部をワークに接触させた状態で該先端部に負圧を発生させることで、該先端部にワークを吸着させることができる。そして、シャフトの先端部にワークを吸着させた状態で、該シャフトを軸方向上側へ移動させれば、ワークのピックアップを行うことができる。

【0012】

また、上記空気通路の途中には、該空気通路内を流れる空気の流量を検出する流量センサと、該空気通路内の圧力を検出する圧力センサと、を含むセンシング装置が配置される。斯様なセンシング装置によれば、ワークのピックアップを行う際に、流量センサによって検出される流量およびまたは圧力センサによって検出される圧力を利用して、シャフト先端部にワークが適切に吸着されているかの判定（吸着判定）を行うことが可能になる。

【0013】

シャフトの先端部にワークが接触した状態で、中空部の空気が吸い出されると、中空部の空気量が徐々に減少していくことで、中空部の圧力が徐々に低下（中空部の負圧度合が徐々に増加）していき、最終的には中空部が真空に近い状態となる。このような過程において、中空部が真空に近い状態になる前の段階であっても、シャフトの先端部にワークを吸い付けることができる程度に中空部の圧力が低下していれば、シャフトの先端部にワークを吸い付けた状態で該ワークをピックアップすることが可能となる。つまり、中空部の圧力がシャフトの先端部にワークを吸い付けることができる程度に低下していることを検出することができれば、中空部が真空に近い状態になる前にワークのピックアップを行うことが可能となり、タクトタイムの短縮を図ることができる。そこで、空気通路に圧力センサのみを取付け、圧力センサによって検出される圧力が所定圧力以下であることを条件として、シャフトの先端部にワークが吸着されていると判定する方法が考えられる。ここでいう所定圧力は、空気通路内の圧力が該所定圧力以下であれば、ワークを吸い付け得る負圧がシャフトの先端部に発生していると判定することができる圧力であり、例えば、シャフトの先端部にワークを吸い付けることができる圧力の最大値から所定のマージンを差し引いた圧力である。

【0014】

ところで、比較的小型のワークをピックアップする場合等は、比較的口径の小さな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される可能性がある。その場合、吸着ノズルにワークが吸着された状態（吸着ノズルが閉塞された状態）と吸着ノズルにワークが吸着していない状態（吸着ノズルが開放された状態）とにおける空気通路内の圧力差が小さくなり易い。それに伴い、上記所定圧力が、吸着ノズルにワークが吸着していない状態における空気通路内の圧力に近い圧力となる。また、圧力センサによって検出される圧力には、誤差や公差等が含まれる場合がある。よって、比較的口径の小さな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される場合においては、圧力センサによって検出される圧力と上記所定圧力とを比較する方法で精度の良い吸着判定を行うことが困難になる可能性がある。これに対し、上
記所定圧力よりも十分に低い圧力（負圧度合が十分に大きな圧力）である判定用圧力を設定しておき、圧力センサによって検出される圧力が該判定用圧力以下まで低下したことを条件として、シャフトの先端部にワークが吸着されていると判定する方法も考えられる。しかしながら、上記中空部の空気を吸い出し始めてから空気通路内の圧力が上記判定用圧力以下に低下するまでに要する時間が長くなるため、タクトタイムが不要に増加してしまうという問題がある。

【0015】

これに対し、本発明に係るセンシング装置によれば、比較的小型のワークをピックアップする場合等のように、比較的口径の小さな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される場合等に、流量センサによって検出される流量を利用した吸着判定を行うことができる。ここで、シャフトの先端部にワークが接触した状態で、中空部の空気が吸い出されると、前述したように、中空部の空気量が徐々に減少していくことで、中空部の圧力が徐々に低下（中空部の負圧度合が徐々に増加）していく。これに伴い、空気通路を流れる空気の流量は、中空部の圧力低下に伴って徐々に減少していく。つまり、シャフトの先端部にワークが接触した状態で、中空部の空気が吸い出される過程においては、空気通路を流れる空気の流量が中空部の圧力と相関する。よって、流量センサによって検出される流量が所定流量以下まで減少していることを条件として、シャフト先端部にワークが吸着されていると判定することができる。ここでいう所定流量は、流量センサによって検出される流量が該所定流量以下まで減少していれば、ワークを吸い付け得る負圧がシャフトの先端部に発生していると判定することができる流量である。言い換えると、所定流量は、流量センサによって検出される流量が該所定流量以下まで減少していれば、空気通路内の圧力が上記所定圧力以下に低下していると判定することができる流量である。これにより、比較的口径の小さな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される場合においても、タクトタイムの不要な増加を抑制しつつ、ワークの吸着判定を精度良く行うことができる。なお、比較的口径の小さな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される場合において、ワークの吸着判定をより正確に行うという観点にたつと、流量センサによって検出される流量が所定流量を下回っており、且つ圧力センサによって検出される圧力が所定圧力を下回っていることを条件として、シャフトの先端部にワークが吸着していると判定するようにしてもよい。斯様な方法によれば、タクトタイムの増加を少なく抑えつつ、シャフトの先端部にワークが適切に吸着しているかをより正確に判定することができる。

【0016】

なお、比較的大型のワークをピックアップする場合等のように、比較的口径の大きな吸着ノズルがシャフトの先端部に装着される場合は、吸着ノズルにワークが吸着された状態（吸着ノズルが閉塞された状態）と吸着ノズルにワークが吸着していない状態（吸着ノズルが開放された状態）とにおける空気通路内の圧力差が大きくなり易い。それに伴い、上記所定圧力は、吸着ノズルにワークが吸着していない状態における空気通路内の圧力より十分に低い圧力となる。そのため、圧力センサによって検出される圧力に誤差や公差等が含まれていても、圧力センサによって検出される圧力と所定圧力とを比較する方法で精度の良い吸着判定を行うことができる。

【0017】

したがって、本発明に係るセンシング装置を利用すれば、シャフトの先端部に装着される吸着ノズルの口径に左右されることなく、シャフトの先端部にワークが適切に吸着されているかを精度良く且つ速やかに判定することができる。それにより、多種多様のワークの吸着判定を好適に行うことが可能となる。

【0018】

以下、本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0019】

＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係るアクチュエータ１の外観図である。アクチュエータ１は外形が略直方体のハウジング２を有しており、ハウジング２には、蓋２００が取り付けられている。図２は、本実施形態に係るアクチュエータ１の内部構造を示した概略構成図である。ハウジング２の内部に、シャフト１０の一部を収容している。このシャフト１０の先端部１０Ａ側は、中空となるよう形成されている。シャフト１０及びハウジング２の材料には、例えば金属（例えばアルミニウム）を用いることができるが、樹脂等を用いることもできる。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置について説明する。ハウジング２の最も大きな面の長辺方向であってシャフト１０の中心軸１００の方向をＺ軸方向とし、ハウジング２の最も大きな面の短辺方向をＸ軸方向とし、ハウジング２の最も大きな面と直交する方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は鉛直方向でもある。なお、以下では、図２におけるＺ軸方向の上側をアクチュエータ１の上側とし、図２におけるＺ軸方向の下側をアクチュエータ１の下側とする。また、図２におけるＸ軸方向の右側をアクチュエータ１の右側とし、図２におけるＸ軸方向の左側をアクチュエータ１の左側とする。また、図２におけるＹ軸方向の手前側をアクチュエータ１の手前側とし、図２におけるＹ軸方向の奥側をアクチュエータ１の奥側とする。ハウジング２は、Ｚ軸方向の寸法がＸ軸方向の寸法よりも長く、Ｘ軸方向の寸法がＹ軸方向の寸法よりも長い。ハウジング２は、Ｙ軸方向と直交する一つの面（図２における手前側の面）に相当する箇所が開口しており、この開口を蓋２００によって閉塞している。蓋２００は、例えばネジによってハウジング２に固定される。

【0020】

ハウジング２内には、シャフト１０をその中心軸１００回りに回転させる回転モータ２０と、シャフト１０をその中心軸１００に沿った方向（すなわち、Ｚ軸方向）にハウジング２に対して相対的に直動させる直動モータ３０と、エア制御機構６０とが収容されている。また、ハウジング２のＺ軸方向の下端面２０２には、シャフト１０が挿通されたシャフトハウジング５０が取り付けられている。ハウジング２には、下端面２０２から該ハウジング２の内部に向かって凹むように凹部２０２Ｂが形成されており、この凹部２０２Ｂにシャフトハウジング５０の一部が挿入される。この凹部２０２ＢのＺ軸方向の上端部には、Ｚ軸方向に貫通孔２Ａが形成されており、この貫通孔２Ａ及びシャフトハウジング５０をシャフト１０が挿通される。シャフト１０のＺ軸方向下側の先端部１０Ａは、シャフトハウジング５０から外部へ突出している。シャフト１０は、ハウジング２のＸ軸方向の中心且つＹ軸方向の中心に設けられている。つまり、ハウジング２における、Ｘ軸方向の中心及びＹ軸方向の中心を通ってＺ軸方向に延びる中心軸と、シャフト１０の中心軸１００とが重なるように、シャフト１０が設けられている。シャフト１０は、直動モータ３０によってＺ軸方向に直動すると共に、回転モータ２０によって中心軸１００の回りを回転する。

【0021】

シャフト１０の先端部１０Ａと逆側の端部（Ｚ軸方向の上側の端部）である基端部１０Ｂ側は、ハウジング２内に収容されており、回転モータ２０の出力軸２１に接続されている。この回転モータ２０は、シャフト１０を回転可能に支持している。回転モータ２０の出力軸２１の中心軸は、シャフト１０の中心軸１００と一致する。回転モータ２０は、出力軸２１の他に、固定子２２と、固定子２２の内部で回転する回転子２３と、出力軸２１の回転角度を検出するロータリエンコーダ２４とを有する。回転子２３が固定子２２に対して回転することにより、出力軸２１及びシャフト１０も固定子２２に対して連動して回転する。

【0022】

直動モータ３０は、ハウジング２に固定された固定子３１、固定子３１に対して相対的にＺ軸方向に移動する可動子３２を有する。直動モータ３０は、例えばリニアモータである。固定子３１には複数のコイル３１Ａが設けられ、可動子３２には複数の永久磁石３２Ａが設けられている。コイル３１Ａは、Ｚ軸方向に所定ピッチで配置され、且つ、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３つのコイル３１Ａを一組として複数設けられている。本実施形態では、これら
Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイル３１Ａに三相電機子電流を流すことによって直動的に移動する移動磁界を発生させ、固定子３１に対して可動子３２を直動的に移動させる。直動モータ３０には固定子３１に対する可動子３２の相対位置を検出するリニアエンコーダ３８が設けられている。なお、上記構成に代えて、固定子３１に永久磁石を設け、可動子３２に複数のコイルを設けることもできる。

【0023】

直動モータ３０の可動子３２と回転モータ２０の固定子２２とは、直動テーブル３３を介して連結されている。直動テーブル３３は、直動モータ３０の可動子３２の移動に伴って移動可能である。直動テーブル３３の移動は、直動案内装置３４によってＺ軸方向に案内されている。直動案内装置３４は、ハウジング２に固定されたレール３４Ａと、レール３４Ａに組み付けられたスライダブロック３４Ｂとを有する。レール３４Ａは、Ｚ軸方向に延びており、スライダブロック３４Ｂは、レール３４Ａに沿ってＺ軸方向に移動可能に構成されている。

【0024】

直動テーブル３３は、スライダブロック３４Ｂに固定されており、スライダブロック３４Ｂと共にＺ軸方向に移動可能である。直動テーブル３３は、直動モータ３０の可動子３２と２つの連結アーム３５を介して連結されている。２つの連結アーム３５は、可動子３２のＺ軸方向の両端部と、直動テーブル３３のＺ軸方向の両端部とを連結している。また、直動テーブル３３は、両端部よりも中央側において、２つの連結アーム３６を介して回転モータ２０の固定子２２と連結されている。なお、Ｚ軸方向上側の連結アーム３６を第一アーム３６Ａといい、Ｚ軸方向下側の連結アーム３６を第二アーム３６Ｂという。また、第一アーム３６Ａと第二アーム３６Ｂとを区別しない場合には、単に連結アーム３６という。直動テーブル３３と回転モータ２０の固定子２２とが、該連結アーム３６を介して回転モータ２０の固定子２２と連結されているために、直動テーブル３３の移動に伴って回転モータ２０の固定子２２も移動する。また、連結アーム３６は、断面が四角である。各連結アーム３６におけるＺ軸方向の上側を向く面には、ひずみゲージ３７が固定されている。なお、第一アーム３６Ａに固定されるひずみゲージ３７を第一ひずみゲージ３７Ａといい、第二アーム３６Ｂに固定されるひずみゲージ３７を第二ひずみゲージ３７Ｂという。第一ひずみゲージ３７Ａと第二ひずみゲージ３７Ｂとを区別しない場合には、単にひずみゲージ３７という。なお、本実施形態の２つのひずみゲージ３７は、連結アーム３６のＺ軸方向の上側を向く面に夫々設けられているが、これに代えて、連結アーム３６のＺ軸方向の下側を向く面に夫々設けられていてもよい。

【0025】

エア制御機構６０は、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧や負圧を発生させるための機構である。すなわち、エア制御機構６０は、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０内の空気を吸引することで、該シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させる。これによってワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸着される。また、シャフト１０内に空気を送り込むことで、該シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させる。これによりシャフト１０の先端部１０ＡからワークＷを脱離させる。

【0026】

エア制御機構６０は、正圧の空気が流通する正圧通路６１Ａ（一点鎖線参照。）と、負圧の空気が流通する負圧通路６１Ｂ（二点鎖線参照。）と、正圧の空気及び負圧の空気で共用される共用通路６１Ｃ（破線参照。）と、を有する。正圧通路６１Ａの一端は、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１に設けられた正圧用コネクタ６２Ａに接続され、正圧通路６１Ａの他端は正圧用の電磁弁（以下、正圧電磁弁６３Ａという。）に接続されている。正圧電磁弁６３Ａは、後述するコントローラ７によって開閉される。なお、正圧通路６１Ａの一端側の部分はチューブ６１０によって構成され、他端側の部分はブロック６００に開けられた穴により構成されている。正圧用コネクタ６２Ａは、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１を貫通しており、正圧用コネクタ６２Ａにはエアを吐出するポンプ等に繋がるチューブが外部から接続される。

【0027】

負圧通路６１Ｂの一端は、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１に設けられた負圧用コネクタ６２Ｂに接続され、負圧通路６１Ｂの他端は負圧用の電磁弁（以下、負圧電磁弁６３Ｂという。）に接続されている。負圧電磁弁６３Ｂは、本発明に係る弁装置に相当し、後述するコントローラ７によって開閉される。なお、負圧通路６１Ｂの一端側の部分はチューブ６２０によって構成され、他端側の部分はブロック６００に開けられた穴により構成されている。負圧用コネクタ６２Ｂは、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１を貫通しており、負圧用コネクタ６２Ｂにはエアを吸引するポンプ等に繋がるチューブが外部から接続される。

【0028】

共用通路６１Ｃはブロック６００に開けられた穴により構成されている。共用通路６１Ｃの一端は、２つに分岐して正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂに接続されており、共用通路６１Ｃの他端は、ハウジング２に形成されている貫通孔であるエア流通路２０２Ａに接続されている。エア流通路２０２Ａは、シャフトハウジング５０に通じている。負圧電磁弁６３Ｂを開き且つ正圧電磁弁６３Ａを閉じることにより、負圧通路６１Ｂと共用通路６１Ｃとが連通されるため、共用通路６１Ｃ内に負圧が発生する。そうすると、エア流通路２０２Ａを介してシャフトハウジング５０内から空気が吸引される。一方、正圧電磁弁６３Ａを開き且つ負圧電磁弁６３Ｂを閉じることにより、正圧通路６１Ａと共用通路６１Ｃとが連通されるため、共用通路６１Ｃ内に正圧が発生する。そうすると、エア流通路２０２Ａを介してシャフトハウジング５０内に空気が供給される。

【0029】

上記の共用通路６１Ｃには、本発明に係るセンシング装置が設けられている。すなわち、上記の共用通路６１Ｃには、該共用通路６１Ｃ内の空気の圧力を検出する圧力センサ６４と、該共用通路６１Ｃ内の空気の流量を検出する流量センサ６５とが設けられている。その際、圧力センサ６４は、負圧電磁弁６３Ｂと流量センサ６５との間の共用通路６１Ｃに配置される。言い換えると、流量センサ６５は、圧力センサ６４よりもシャフト１０の先端部１０Ａに近い位置に配置される。なお、圧力センサ６４及び流量センサ６５は、必ずしも共用通路６１Ｃに配置される必要はなく、エア流通路２０２Ａに設けられてもよい。要するに、圧力センサ６４及び流量センサ６５は、負圧電磁弁６３Ｂとシャフト１０の先端部１０Ａとの間において空気が流通する経路（空気通路）に配置されればよい。

【0030】

ここで、図２に示したアクチュエータ１では、正圧通路６１Ａ及び負圧通路６１Ｂの一部がチューブで構成され、他部がブロック６００に開けられた穴により構成されているが、これに限らず、全ての通路をチューブで構成することもできるし、全ての通路をブロック６００に開けられた穴により構成することもできる。共用通路６１Ｃについても同様で、全てチューブで構成することもできるし、チューブを併用して構成することもできる。なお、チューブ６１０及びチューブ６２０の材料は、樹脂等の柔軟性を有する材料であってもよく、金属等の柔軟性を有さない材料であってもよい。また、正圧通路６１Ａを用いてシャフトハウジング５０に正圧を供給する代わりに、大気圧を供給してもよい。

【0031】

また、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１には、回転モータ２０を冷却するための空気の入口となるコネクタ（以下、入口コネクタ９１Ａという。）及びハウジング２からの空気の出口となるコネクタ（以下、出口コネクタ９１Ｂという。）が設けられている。入口コネクタ９１Ａ及び出口コネクタ９１Ｂは、夫々空気が流通可能なようにハウジング２の上端面２０１を貫通している。入口コネクタ９１Ａにはエアを吐出するポンプ等に繋がるチューブがハウジング２の外部から接続され、出口コネクタ９１Ｂにはハウジング２から流出するエアを排出するチューブがハウジング２の外部から接続される。ハウジング２の内部には、回転モータ２０を冷却するための空気が流通する金属製のパイプ（以下、冷却パイプ９２という。）が設けられており、この冷却パイプ９２の一端は、入口コネクタ９１Ａに接続されている。冷却パイプ９２は、入口コネクタ９１ＡからＺ軸方向にハウ
ジング２の下端面２０２付近まで延び、該下端面２０２付近において湾曲して他端側が回転モータ２０に向くように形成されている。このように、Ｚ軸方向の下側からハウジング２内に空気を供給することにより、効率的な冷却が可能となる。また、冷却パイプ９２は、直動モータ３０のコイル３１Ａから熱を奪うように、該固定子３１の内部を貫通している。固定子３１に設けられているコイル３１Ａからより多くの熱を奪うように、冷却パイプ９２の周りにコイル３１Ａが配置されている。

【0032】

ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１には、電力を供給する電線や信号線を含んだコネクタ４１が接続されている。また、ハウジング２には、コントローラ７（本発明に係る制御装置に相当）が設けられている。コネクタ４１からハウジング２内に引き込まれる電線や信号線は、コントローラ７に接続されている。コントローラ７には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）
、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）が備わり、これらはバスにより相互に接続
される。ＥＰＲＯＭには、各種プログラムや各種テーブル等が格納される。ＥＰＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭの作業領域にロードして実行し、このプログラムの実行を通じて、回転モータ２０、直動モータ３０、正圧電磁弁６３Ａ、負圧電磁弁６３Ｂ等が制御される。これにより、所定の目的に合致した機能がＣＰＵによって実現される。また、圧力センサ６４、流量センサ６５、ひずみゲージ３７、ロータリエンコーダ２４、リニアエンコーダ３８の出力信号がコントローラ７に入力される。

【0033】

図３は、シャフトハウジング５０とシャフト１０の先端部１０Ａとの概略構成を示した断面図である。シャフトハウジング５０は、ハウジング本体５１と、２つのリング５２と、フィルタ５３と、フィルタ止め５４とを有する。ハウジング本体５１には、シャフト１０が挿通される貫通孔５１Ａが形成されている。貫通孔５１Ａは、Ｚ軸方向にハウジング本体５１を貫通しており、該貫通孔５１ＡのＺ軸方向の上端は、ハウジング２に形成された貫通孔２Ａに通じている。貫通孔５１Ａの直径はシャフト１０の外径よりも大きい。そのため、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面とには隙間が設けられている。貫通孔５１Ａの両端部には、孔の直径が拡大された拡径部５１Ｂが設けられている。２つの拡径部５１Ｂには、夫々リング５２が嵌め込まれている。リング５２は筒状に形成されており、リング５２の内径はシャフト１０の外径よりも若干大きい。そのため、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間にも隙間が形成される。したがって、シャフト１０がリング５２の内部をＺ軸方向に移動可能であり、且つ、シャフト１０がリング５２の内部を中心軸１００回りに回転可能である。ただし、拡径部５１Ｂを除く貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間よりも、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間の方が小さい。なお、Ｚ軸方向上側のリング５２を第一リング５２Ａといい、Ｚ軸方向下側のリング５２を第二リング５２Ｂとする。第一リング５２Ａと第二リング５２Ｂとを区別しない場合には、単にリング５２という。リング５２の材料には、例えば金属又は樹脂を用いることができる。

【0034】

ハウジング本体５１のＺ軸方向の中央部には、Ｘ軸方向の左右両方向に張り出した張出部５１１が形成されている。張出部５１１には、ハウジング２の下端面２０２と平行な面であって、シャフトハウジング５０をハウジング２の下端面２０２へ取り付けるときに、該下端面２０２と接する面である取付面５１１Ａが形成されている。取付面５１１Ａは、中心軸１００と直交する面である。また、ハウジング２にシャフトハウジング５０を取り付けたときに、シャフトハウジング５０の一部であって取付面５１１ＡよりもＺ軸方向の上側の部分５１２は、ハウジング２に形成された凹部２０２Ｂに嵌るように形成されている。

【0035】

上記のとおり、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面とには隙間が設けられている。その結果、ハウジング本体５１の内部には、貫通孔５１Ａの内面と、シャフト１０の外
面と、第一リング５２Ａの下端面と、第二リング５２Ｂの上端面とによって囲まれた空間である内部空間５００が形成されている。また、シャフトハウジング５０には、ハウジング２の下端面２０２に形成されるエア流通路２０２Ａの開口部と、内部空間５００とを連通して空気の通路となる制御通路５０１が形成されている。制御通路５０１は、Ｘ軸方向に延びる第一通路５０１Ａ、Ｚ軸方向に延びる第二通路５０１Ｂ、第一通路５０１Ａ及び第二通路５０１Ｂが接続される空間であってフィルタ５３が配置される空間であるフィルタ部５０１Ｃを有する。第一通路５０１Ａの一端は内部空間５００に接続され、他端はフィルタ部５０１Ｃに接続されている。第二通路５０１Ｂの一端は、取付面５１１Ａに開口しており、エア流通路２０２Ａの開口部に接続されるように位置が合わされている。

【0036】

また、第二通路５０１Ｂの他端はフィルタ部５０１Ｃに接続される。フィルタ部５０１Ｃには、円筒状に形成されたフィルタ５３が設けられている。フィルタ部５０１Ｃは、第一通路５０１Ａと中心軸が一致するようにＸ軸方向に延びた円柱形状の空間となるように形成されている。フィルタ部５０１Ｃの内径とフィルタ５３の外径とは略等しい。フィルタ５３は、Ｘ軸方向にフィルタ部５０１Ｃへ挿入される。フィルタ部５０１Ｃにフィルタ５３が挿入された後に、フィルタ止め５４によってフィルタ５３の挿入口となったフィルタ部５０１Ｃの端部が閉塞される。第二通路５０１Ｂの他端は、フィルタ５３の外周面側からフィルタ部５０１Ｃに接続されている。また、第一通路５０１Ａの他端はフィルタ５３の中心側と通じている。そのため、第一通路５０１Ａと第二通路５０１Ｂとの間を流通する空気は、フィルタ５３を通過する。したがって、例えば、先端部１０Ａに負圧を発生させたときに、内部空間５００に空気と一緒に異物を吸い込んだとしても、この異物はフィルタ５３によって捕集される。第二通路５０１Ｂの一端には、シール剤を保持するように溝５０１Ｄが形成されている。

【0037】

張出部５１１のＸ軸方向の両端部付近には、該シャフトハウジング５０をハウジング２にボルトを用いて固定するときに、該ボルトを挿通させるボルト孔５１Ｇが２つ形成されている。ボルト孔５１Ｇは、Ｚ軸方向に張出部５１１を貫通して取付面５１１Ａに開口している。

【0038】

シャフト１０の先端部１０Ａ側には、シャフト１０が中空となるように中空部１１が形成されている。中空部１１の一端は、先端部１０Ａで開口している。また、中空部１１の他端には、内部空間５００と中空部１１とをＸ軸方向に連通する連通孔１２が形成されている。直動モータ３０によってシャフト１０がＺ軸方向に移動したときのストロークの全範囲において、内部空間５００と中空部１１とが連通するように連通孔１２が形成されている。したがって、シャフト１０の先端部１０Ａと、エア制御機構６０とは、中空部１１、連通孔１２、内部空間５００、制御通路５０１、エア流通路２０２Ａを介して連通している。なお、連通孔１２は、Ｘ軸方向に加えてＹ軸方向にも形成されていてもよい。

【0039】

上記のように構成されるシャフト１０及びシャフトハウジング５０によれば、直動モータ３０を駆動してシャフト１０をＺ軸方向に移動させたときに、シャフト１０がＺ軸方向のどの位置にあっても、連通孔１２は常に内部空間５００と中空部１１とを連通する。また、回転モータ２０を駆動してシャフト１０を中心軸１００回りに回転させたときに、シャフト１０の回転角度が中心軸１００回りのどの角度であっても、連通孔１２は常に内部空間５００と中空部１１とを連通する。したがって、シャフト１０がどのような状態であっても、中空部１１と内部空間５００との連通状態が維持されるため、中空部１１は常にエア制御機構６０に通じていることになる。そのため、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを閉じ且つ負圧電磁弁６３Ｂを開くことで、シャフト１０の位置にかかわらず、中空部１１内の空気を、連通孔１２、内部空間５００、制御通路５０１、エア流通路２０２Ａ、及び共用通路６１Ｃ（これらの経路が本発明の空気通路に相当）を介して、負圧通路６１Ｂへ吸引することができる。その結果、シャフト１０の位置にかかわらず、中空
部１１に負圧を発生させることができる。すなわち、シャフト１０の位置にかかわらず、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させることができ、それにより、シャフト１０の先端部１０ＡにワークＷを吸着することができる。なお、上述したように、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間にも隙間が形成されている。しかしながら、この隙間は、内部空間５００を形成する隙間（すなわち、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間）よりも小さい。そのため、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを閉じ、負圧電磁弁６３Ｂを開くことで、内部空間５００内の空気が吸引されても、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間の隙間を流通する空気の流量を抑制することができる。これにより、ワークＷをシャフト１０の先端部１０Ａに吸着させ得る負圧をシャフト１０の先端部１０Ａに発生させることができる。一方、シャフト１０の位置にかかわらず、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを開き、負圧電磁弁６３Ｂを閉じると、中空部１１に正圧を発生させることができる。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させることができるので、シャフト１０の先端部１０ＡからワークＷを速やかに脱離させることができる。

【0040】

（ピックアンドプレイス動作）
アクチュエータ１を用いたワークＷのピックアンドプレイスについて説明する。ピックアンドプレイスは、コントローラ７が所定のプログラムを実行することにより行われる。なお、ワークＷのピックアップアンドプレイスを行う場合には、ワークＷの大きさに応じた口径を持つ吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される。そして、ワークＷのピックアップ時において、吸着ノズル７０がワークＷに接触するまでは、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂは共に閉じた状態とする。この場合、シャフト１０の先端部１０Ａ及び吸着ノズル７０の圧力は大気圧となる。そして、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向下側に移動させる。吸着ノズル７０がワークＷに接触すると、直動モータ３０を停止させる。直動モータ３０を停止後に正圧電磁弁６３Ａを閉じた状態に維持しつつ負圧電磁弁６３Ｂを開くことにより、中空部１１から負圧通路６１Ｂへ吸い出される空気の流れが許容されて、シャフト１０の先端部１０Ａ及び吸着ノズル７０に負圧が発生する。これにより、ワークＷを吸着ノズル７０に吸着させる。その後、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に移動させる。このときに、必要に応じて、回転モータ２０によりシャフト１０を回転させる。このようにして、ワークＷをピックアップすることができる。

【0041】

次に、ワークＷのプレイス時には、ワークＷが吸着ノズル７０に吸着している状態のシャフト１０を直動モータ３０によりＺ軸方向の下側に移動させる。ワークＷが接地すると、直動モータ３０を停止させることで、シャフト１０の移動を停止させる。さらに、負圧電磁弁６３Ｂを閉じることにより、中空部１１から負圧通路６１Ｂへ吸い出される空気の流れを遮断すると共に、正圧電磁弁６３Ａを開くことにより、ポンプ等から正圧通路６１Ａを介して中空部１１へ供給される空気の流れを許容する。これにより、シャフト１０の先端部１０Ａ及び吸着ノズル７０に正圧を発生させる。その後、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向の上側に移動させることにより、シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷから離れる。なお、アクチュエータ１は、ワークＷのプレイス時に中空部１１へ空気が供給されるように構成されていればよく、例えば、正圧通路６１Ａの一端を大気開放端とすることで、正圧電磁弁６３Ａが開いたときに上記の大気開放端から正圧通路６１Ａを介して中空部１１へ空気が導入されるように構成されてもよい。

【0042】

ここで、ワークＷのピックアップ時において、吸着ノズル７０がワークＷに接触したことをひずみゲージ３７を用いて検出する。以下では、この方法について説明する。なお、ワークＷのプレイス時においてワークＷが接地したことも同様にして検出することができる。吸着ノズル７０がワークＷに接触して吸着ノズル７０がワークＷを押すと、シャフト１０とワークＷとの間に荷重が発生する。すなわち、シャフト１０がワークＷに力を加え
たときの反作用によって、シャフト１０がワークＷから力を受ける。このシャフト１０がワークＷから受ける力は、連結アーム３６に対してひずみを発生させる方向に作用する。すなわち、このときに連結アーム３６にひずみが生じる。このひずみは、ひずみゲージ３７によって検出される。そして、ひずみゲージ３７が検出するひずみは、シャフト１０がワークＷから受ける力と相関関係にある。このため、ひずみゲージ３７の検出値に基づいて、ワークＷからシャフト１０が受ける力、すなわち、シャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重を検出することができる。ひずみゲージの検出値と荷重との関係は予め実験又はシミュレーション等により求めることができる。

【0043】

このように、ひずみゲージ３７の検出値に基づいてシャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重を検出することができるため、例えば、荷重が発生した時点で吸着ノズル７０がワークＷに接触したと判断してもよいし、誤差等の影響を考慮して、検出された荷重が所定荷重以上の場合に、吸着ノズル７０がワークＷに接触したと判断してもよい。なお、所定荷重は、吸着ノズル７０がワークＷに接触したと判定される閾値である。また、所定荷重をワークＷの破損を抑制しつつワークＷをより確実にピックアップすることが可能な荷重として設定してもよい。また、所定荷重は、ワークＷの種類に応じて変更することもできる。

【0044】

また、本実施形態では、ワークＷのピックアップ時において、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されているかの判定（吸着判定）は、上記したセンシング装置を利用して行われる。以下では、この方法について説明する。本実施形態では、原則的には、圧力センサ６４によって検出される圧力に基づいて吸着判定が行われる。ワークＷのピックアップ時において、前述したように吸着ノズル７０がワークＷに接触したことが検出されると、コントローラ７は、正圧電磁弁６３Ａを閉じた状態に維持しつつ負圧電磁弁６３Ｂを閉じた状態から開いた状態へ切り換える。これにより、共用通路６１Ｃ、エア流通路２０２Ａ、制御通路５０１、内部空間５００、及び連通孔１２を含む空気通路の空気、並びに中空部１１の空気が負圧通路６１Ｂへ吸い出される。ここで、吸着ノズル７０がワークＷに接触した状態で、空気通路及び中空部１１の空気が負圧通路６１Ｂへ吸い出されると、それら空気通路及び中空部１１の圧力が徐々に低下していくことになる。その際、コントローラ７は、圧力センサ６４を利用して共用通路６１Ｃ内の圧力をモニタリングすることで、共用通路６１Ｃ内の圧力が所定圧力以下まで低下したかを判別する。ここでいう所定圧力は、前述したように、共用通路６１Ｃ内の圧力が該所定圧力以下まで低下していれば、ワークＷを適正に吸着し得る負圧がシャフト１０の先端部１０Ａ（吸着ノズル７０）に発生していると判定することができる圧力であり、吸着ノズル７０の口径に応じて予め設定される。その際、吸着ノズルの口径が大きい場合は小さい場合に比べ、所定圧力がより低い圧力（負圧度合がより大きくなる圧力）に設定される。なお、吸着ノズル７０の口径は、ワークＷの大きさに応じて定められるため、ワークＷの大きさに応じて所定圧力が設定されてもよい。そして、圧力センサ６４によって検出される圧力が上記所定圧力以下まで低下していれば、コントローラ７は、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定する。その場合、コントローラ７は、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に移動させることで、ワークＷのピックアップを行う。

【0045】

なお、上記のように圧力センサ６４を利用した吸着判定は、ワークＷのサイズが比較的大きい場合のように、比較的口径の大きな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合に行われる。これは、比較的口径の大きな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合は、吸着ノズル７０にワークＷが吸着されている状態（吸着ノズル７０が閉塞された状態）における共用通路６１Ｃの圧力と吸着ノズル７０にワークＷが吸着されていない状態（吸着ノズル７０が開放された状態）における共用通路６１Ｃの圧力との差が大きくなり易く、且つシャフト１０の先端部１０Ａ（吸着ノズル７０）の圧力変化が共用通路６１Ｃ内の圧力に速やかに反映され易いため、圧力センサ６４
を利用した吸着判定によって、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されているかを精度良く且つ速やかに判定することができるからである。これに対し、ワークＷの大きさが比較的小さい場合のように、比較的口径の小さな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合には、流量センサ６５を利用した吸着判定が行われる。これは、吸着ノズル７０の口径が比較的小さい場合には、前述したように、吸着ノズル７０にワークＷが吸着されている状態（吸着ノズル７０が閉塞された状態）における共用通路６１Ｃの圧力と吸着ノズル７０にワークＷが吸着されていない状態（吸着ノズル７０が開放された状態）における共用通路６１Ｃの圧力との差が小さくなるため、圧力センサ６４を利用した吸着判定では精度の良い判定を速やかに行うことが困難になる可能性があるためである。

【0046】

比較的口径の小さな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着された状態でワークＷのピックアップが行われる場合には、コントローラ７は、正圧電磁弁６３Ａを閉じた状態に維持しつつ負圧電磁弁６３Ｂを閉じた状態から開いた状態へ切り換えた後に、流量センサ６５を利用して共用通路６１Ｃを流れる空気の流量をモニタリングすることで、共用通路６１Ｃを流れる空気の流量が所定流量以下まで減少しているかを判別する。ここでいう所定流量は、前述したように、共用通路６１Ｃを流れる空気の流量が該所定流量以下まで減少していれば、ワークＷを適切に吸着し得る負圧がシャフト１０の先端部１０Ａ（吸着ノズル７０）に発生していると判定することができる流量である。言い換えると、所定流量は、共用通路６１Ｃを流れる空気の流量が該所定流量以下まで低下していれば、共用通路６１Ｃ内の圧力が上記の所定圧力以下に低下していると判定することができる流量である。そして、流量センサ６５によって検出される流量が上記所定流量以下まで減少していれば、コントローラ７は、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定する。その場合、コントローラ７は、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に移動させることで、ワークＷのピックアップを行う。

【0047】

なお、比較的口径の小さな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着された状態でワークＷのピックアップが行われる場合には、圧力センサ６４と流量センサ６５の双方を利用して吸着判定を行うようにしてもよい。すなわち、正圧電磁弁６３Ａが閉じた状態に維持されつつ負圧電磁弁６３Ｂが閉じた状態から開いた状態へ切り換えられた後において、コントローラ７は、流量センサ６５を利用して共用通路６１Ｃを流れる空気の流量をモニタリングすると共に、圧力センサ６４を利用して共用通路６１Ｃ内の圧力をモニタリングするようにしてもよい。そして、共用通路６１Ｃを流れる空気の流量が所定流量以下まで減少しており、且つ共用通路６１Ｃ内の圧力が所定圧力以下まで低下していることを条件として、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定するようにしてもよい。

【0048】

（本実施形態に係る構成の効果）
以上説明したように、本実施形態に係るアクチュエータ１は、共用通路６１Ｃ内の圧力を検出する圧力センサ６４と共用通路６１Ｃを流れる空気の流量を検出する流量センサ６５とを含むセンシング装置を備えている。そのため、ワークＷのピックアップ時において、流量センサ６５およびまたは圧力センサ６４を利用した吸着判定を行うことが可能となる。例えば、比較的口径の大きな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合（すなわち、比較的サイズの大きなワークＷをピックアップする場合）のように、圧力センサ６４を利用して精度の良い吸着判定を速やかに行える場合には、圧力センサ６４を利用した吸着判定を行うことが可能になる一方で、比較的口径の小さな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合（すなわち、比較的サイズの小さなワークＷをピックアップする場合）のように、圧力センサ６４を利用して精度の良い吸着判定を速やかに行うことが困難である場合には、流量センサ６５を利用した吸着判定、又は流量センサ６５と圧力センサ６４とを利用した吸着判定を行うことが可能になる。それ
により、吸着ノズル７０の口径やワークＷのサイズ等に左右されることなく、精度の良い吸着判定を速やかに行うことが可能となる。

【0049】

また、本実施形態では、センシング装置の圧力センサ６４及び流量センサ６５は、負圧電磁弁６３Ｂよりもシャフト１０の先端部１０Ａに近い位置（共用通路６１Ｃ）に配置されるため、先端部１０Ａの圧力との相関が高い圧力及び流量を正確に且つ速やかに検出することができる。これにより、流量センサ６５およびまたは圧力センサ６４を利用した吸着判定をより正確に且つより速やかに行うことも可能となる。

【0050】

さらに、本実施形態では、流量センサ６５が圧力センサ６４よりもシャフト１０の先端部１０Ａに近い位置に配置されることで、比較的口径の小さな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合のように、流量センサ６５を利用した吸着判定、又は流量センサ６５と圧力センサ６４とを利用した吸着判定が行われる場合に、先端部１０Ａの圧力との相関が高い流量を高精度で速やかに検出することも可能となる。特に、流量センサ６５と圧力センサ６４の双方を利用して吸着判定が行われる場合には、圧力センサ６４よりも流量センサ６５の方に高い応答性が求められるため、流量センサ６５が圧力センサ６４よりもシャフト１０の先端部１０Ａに近い位置に配置されることで、先端部１０Ａの圧力との相関が高い流量を高応答で検出することが可能となる。したがって、比較的口径の小さな吸着ノズル７０がシャフト１０の先端部１０Ａに装着される場合においても、精度良い吸着判定を速やかに行うことができる。

【0051】

（変形例）
上記の実施形態では、ワークＷのピックアップ時において、吸着ノズル７０がワークＷに接触するまでは、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂが閉じた状態にされ、吸着ノズル７０がワークＷに接触したことが検出された後に、負圧電磁弁６３Ｂを開くことで、空気通路及び中空部１１内の空気の吸引が開始される例について述べた。これに対し、本変形例では、ワークＷのピックアップ時において、吸着ノズル７０がワークＷに接触する前の段階で、負圧電磁弁６３Ｂを開いて、空気通路及び中空部１１内の空気の吸引を開始する。

【0052】

ここで、ワークＷのピックアップ時におけるアクチュエータの動作について、図４に基づいて説明する。図４は、ワークＷのピックアップ時にコントローラ７によって行われる処理フローを示す図である。

【0053】

図４の処理フローにおいて、コントローラ７は、先ず、直動モータ３０を駆動させることで、シャフト１０のＺ軸方向下側への移動（降下）を開始する（ステップＳ１０１）。なお、この時点では、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂは共に閉じた状態に維持される。

【0054】

コントローラ７は、シャフト１０の降下を開始した時点から所定時間が経過したかを判別する（ステップＳ１０２）。ここでいう「所定時間」は、シャフト１０が降下を開始した時点から該シャフト１０の先端部１０Ａ（吸着ノズル７０）がワークＷに接触する時点までに要する時間（降下時間）と、負圧電磁弁６３Ｂが開き始めた時点から流量センサ６５の検出値が変化し始める時点（負圧通路６１Ｂから印加される負圧が流量センサ６５の位置に到達する時点）までに要する時間（応答遅れ時間）と、の差に相当する時間（＝（降下時間）－（応答遅れ時間））である。なお、上記降下時間及び上記応答遅れ時間を実験やシミュレーションの結果等に基づいて予め求めておくことで、上記所定時間も予め演算してことができる。シャフト１０の降下を開始した時点から所定時間が未だ経過していない場合（ステップＳ１０２で否定判定された場合）は、コントローラ７は、該ステップＳ１０２の処理を繰り返し実行する。一方、シャフト１０の降下を開始した時点から所定
時間が経過している場合（ステップＳ１０２で肯定判定された場合）は、コントローラ７は、ステップＳ１０３の処理へ進む。

【0055】

ステップＳ１０３では、コントローラ７は、正圧電磁弁６３Ａを閉じた状態に維持しつつ、負圧電磁弁６３Ｂを閉じた状態から開いた状態へ切り換える。続いて、コントローラ７は、ひずみゲージ３７を利用して、吸着ノズル７０がワークＷに接触したかを判別する（ステップＳ１０４）。吸着ノズル７０がワークＷに接触していない場合（ステップＳ１０４で否定判定された場合）は、コントローラ７は、該ステップＳ１０４の処理を繰り返し実行する。一方、吸着ノズル７０がワークＷに接触している場合（ステップＳ１０４で肯定判定された場合）は、コントローラ７は、ステップＳ１０５の処理へ進む。

【0056】

ステップＳ１０５では、コントローラ７は、直動モータ３０を停止させることで、シャフト１０のＺ軸方向下側への移動（降下）を停止させる。続いて、コントローラ７は、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されているかを判別する（ステップＳ１０６）。その際、シャフト１０の先端部１０Ａに装着されている吸着ノズル７０の口径が比較的大きければ、コントローラ７は、前述の実施形態で述べたように、圧力センサ６４によって検出される圧力が前述の所定圧力以下まで低下していることを条件として、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定すればよい。また、シャフト１０の先端部１０Ａに装着されている吸着ノズル７０の口径が比較的小さければ、コントローラ７は、前述の実施形態で述べたように、流量センサ６５によって検出される流量が前述の所定流量以下まで減少していることを条件として、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定してもよく、又は、流量センサ６５によって検出される流量が前述の所定流量以下まで減少しており、且つ圧力センサ６４によって検出される圧力が前述の所定圧力以下まで低下していることを条件として、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定してもよい。そして、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていないと判定された場合（ステップＳ１０６で否定判定された場合）は、コントローラ７は、該ステップＳ１０６の処理を繰り返し実行する。一方、吸着ノズル７０にワークＷが適切に吸着されていると判定された場合（ステップＳ１０６で肯定判定された場合）は、コントローラ７は、ステップＳ１０７の処理へ進む。

【0057】

ステップＳ１０７では、コントローラ７は、直動モータ３０を駆動させることで、シャフト１０のＺ軸方向上側への移動（上昇）を開始することで、ワークＷのピックアップを行う。

【0058】

上記の図４に示す手順でワークＷのピックアップが行われた場合、吸着ノズル７０がワークＷに接触する前のタイミングであって、且つ吸着ノズル７０がワークＷに接触するときに流量センサ６５の検出値が変化し始めるように定められたタイミングで、負圧電磁弁６３Ｂが開かれることになる。これにより、吸着ノズル７０がワークＷに接触するタイミングで、流量センサ６５の検出値が変化し始めることになる。その結果、吸着ノズル７０がワークＷに接触したとき、又は吸着ノズル７０がワークＷに接触した後の早い時期に、シャフト１０の先端部１０Ａ（吸着ノズル７０）に負圧を発生させることができる。よって、前述の実施形態で述べたように吸着ノズル７０がワークＷに接触した時点で負圧電磁弁６３Ｂを開く場合に比べ、より早い時期に吸着ノズル７０にワークＷを吸着させることができる。

【0059】

したがって、本変形例によれば、多種多量のワークＷの吸着判定をより速やかに行うことが可能になるため、ピックアップのタクトタイムをより一層短くすることができる。

【0060】

なお、前述の図４では、負圧電磁弁６３Ｂが開き始めた時点から流量センサ６５の検出値が変化し始める時点までに要する時間（応答遅れ時間）に比べ、シャフト１０が降下を
開始した時点から吸着ノズル７０がワークＷに接触する時点までに要する時間（降下時間）の方が長い場合の処理フローを例示したが、降下時間よりも応答遅れ時間の方が長くなる場合も想定し得る。その場合は、コントローラ７は、先ず負圧電磁弁６３Ｂを開き、その後の所定時間（＝（応答得遅れ時間）－（降下時間））が経過した時点で、直動モータ３０を駆動させることで、シャフト１０のＺ軸方向下側への移動（降下）を開始させればよい。これにより、降下時間が応答遅れ時間より長い場合においても、ワークＷの吸着判定をより速やかに行うことが可能となる。

【0061】

また、前述の図４では、吸着ノズル７０がワークＷに接触する前のタイミングであって、且つ吸着ノズル７０がワークＷに接触するときに流量センサ６５の検出値が変化し始めるように定められたタイミングで、負圧電磁弁６３Ｂが開かれる例について述べたが、吸着ノズル７０がワークＷに接触する前のタイミングであって、且つ吸着ノズル７０がワークＷに接触するときに圧力センサ６４の検出値が変化し始めるように定められたタイミングで、負圧電磁弁６３Ｂが開かれるようにしてもよい。その場合も、吸着ノズル７０がワークＷに接触したとき、又は吸着ノズル７０がワークＷに接触した後の早い時期に、シャフト１０の先端部１０Ａ（吸着ノズル７０）に負圧を発生させることができる。

【符号の説明】

【0062】

１・・・アクチュエータ、２・・・ハウジング、７・・・コントローラ、１０・・・シャフト、１０Ａ・・・先端部、１１・・・中空部、２０・・・回転モータ、２２・・・固定子、２３・・・回転子、３０・・・直動モータ、３１・・・固定子、３２・・・可動子、３６・・・連結アーム、３７・・・ひずみゲージ、５０・・・シャフトハウジング、６０・・・エア制御機構、６１Ｂ・・・負圧通路、６１Ｃ・・・共用通路、６３Ｂ・・・負圧電磁弁、６４・・・圧力センサ、６５・・・流量センサ、７０・・・吸着ノズル、２０２Ａ・・・エア流通路、５００・・・内部空間、５０１・・・制御通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】