特許 7440082 アクチュエータ、及びロボット

(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】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】アクチュエータ、及びロボット

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20240220BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20240220BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20240220BHJP

   H02G 11/00 20060101ALN20240220BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 A

F16H25/24 H

F16H25/22 K

B25J19/00 A

H02G11/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020218434

(22)【出願日】2020-12-28

(65)【公開番号】P2022103668

(43)【公開日】2022-07-08

【審査請求日】2023-09-26

(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】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(72)【発明者】

【氏名】杉山 隆

(72)【発明者】

【氏名】小山 敏司

(72)【発明者】

【氏名】岩梨 健人

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２５９５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１７２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ２５／２４

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

Ｂ２５Ｊ １９／００

Ｈ０２Ｇ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの出力軸の回転運動が伝達されて回転運動するボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸に設けられたボールねじナットと、
前記ボールねじナットが取り付けられた第１保持部と、前記第１保持部に重なった第２保持部とを有し、前記ボールねじ軸の回転運動に伴って直線運動するスライド部と、
前記第１保持部に一端が保持された管状の第１ロッドと、
前記第２保持部に一端が保持された管状の第２ロッドと、
前記第１ロッドと前記第２ロッドとをそれぞれの他端で連結する先端ブラケットと、を備え、
前記ボールねじ軸は、前記第１保持部を貫通し、一端が前記第１ロッドの内周面に回転可能に支持されている、
アクチュエータ。

【請求項2】

前記第２保持部には、前記第２ロッドに形成された中空部に接続する貫通孔が形成されており、
前記先端ブラケットには、前記第２ロッドに形成された中空部に接続する開口が形成されており、
前記第２保持部から前記第２ロッドを通り、前記先端ブラケットを貫く、配線を通すための通路が形成されている、
請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記スライド部には、前記通路を通る配線の中間部を固定するための配線固定具が設けられている、
請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記第２保持部に一端が保持された管状の第３ロッドをさらに備え、
前記スライド部が直線運動する方向からみた場合、前記第１ロッド、前記第２ロッド、及び前記第３ロッドは、それぞれの中心が二等辺三角形の頂点に位置するように配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記第２保持部には、前記第３ロッドに形成された中空部に接続する貫通孔が形成されており、
前記先端ブラケットには、前記第３ロッドに形成された中空部に接続する開口が形成されており、
前記第２保持部から前記第３ロッドを通り、前記先端ブラケットを貫く、配線を通すための通路が形成されている、
請求項４に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記スライド部を直線運動可能に支持するベース本体をさらに備え、
前記スライド部と前記ベース本体との間には、前記スライド部の移動方向に沿って連なり転動する転動体が介在している、
請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ

【請求項7】

前記ボールねじ軸の前記一端には、前記第１ロッドの内周面と接触して前記第１ロッドの振れを抑制する振れ止め部材が設けられている、
請求項１から６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項8】

前記先端ブラケットに第２のアクチュエータが取り付けられた請求項１から７のいずれか１項に記載のアクチュエータを備え、
前記第２のアクチュエータの配線は、少なくとも前記第２ロッドの中空部を通り前記先端ブラケットから導かれる、
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、及びロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

ボールねじを利用して、作動ロッドを軸線方向に直線移動させるアクチュエータが実用化されている。例えば引用文献１は、中央に作動ロッドが設けられ、モータによりボールねじ軸が回転すると、ボールねじ軸に螺合するナットが作動ロッドを軸線方向に移動させるアクチュエータを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実公平２－５１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のアクチュエータでは、作動ロッドに設定された移動量が大きくアクチュエータの長手方向の長さが長くなるにつれて、一本の作動ロッドでは曲げ剛性が不足しやすく振動が生じやすい。一方で、引用文献１の第６図には、１対のロッドを設けたアクチュエータが開示されているが、ロッドが並んだ方向以外の方向における曲げ剛性は、一本の作動ロッドよりも大きくできるものの振動を抑制できる程ではなく、依然として振動が生じやすい。

【0005】

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ロッドの曲げ剛性を高めて動作時の振動を抑制することができるアクチュエータ、及びロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るアクチュエータは、モータの出力軸の回転運動が伝達されて回転運動するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に設けられたボールねじナットと、前記ボールねじナットが取り付けられた第１保持部と、前記第１保持部に重なった第２保持部とを有し、前記ボールねじ軸の回転運動に伴って直線運動するスライド部と、前記第１保持部に一端が保持された管状の第１ロッドと、前記第２保持部に一端が保持された管状の第２ロッドと、前記第１ロッドと前記第２ロッドとをそれぞれの他端で連結する先端ブラケットと、を備え、前記ボールねじ軸は、前記第１保持部を貫通し、一端が前記第１ロッドの内周面に回転可能に支持されている。

【0007】

前記第２保持部には、前記第２ロッドに形成された中空部に接続する貫通孔が形成されており、前記先端ブラケットには、前記第２ロッドに形成された中空部に接続する開口が形成されており、前記第２保持部から前記第２ロッドを通り、前記先端ブラケットを貫く、配線を通すための通路が形成されていてもよい。

【0008】

前記スライド部には、前記通路を通る配線の中間部を固定するための配線固定具が設けられていてもよい。

【0009】

前記第２保持部に一端が保持された管状の第３ロッドをさらに備え、前記スライド部が直線運動する方向からみた場合、前記第１ロッド、前記第２ロッド、及び前記第３ロッドは、それぞれの中心が二等辺三角形の頂点に位置するように配置されていてもよい。

【0010】

前記第２保持部には、前記第３ロッドに形成された中空部に接続する貫通孔が形成されており、前記先端ブラケットには、前記第３ロッドに形成された中空部に接続する開口が形成されており、前記第２保持部から前記第３ロッドを通り、前記先端ブラケットを貫く、配線を通すための通路が形成されていてもよい。

【0011】

前記スライド部を直線運動可能に支持するベース本体をさらに備え、前記スライド部と前記ベース本体との間には、前記スライド部の移動方向に沿って連なり転動する転動体が介在してもよい。

【0012】

前記ボールねじ軸の前記一端には、前記第１ロッドの内周面と接触して前記第１ロッドの振れを抑制する振れ止め部材が設けられていてもよい。

【0013】

本発明に係るロボットは、前記先端ブラケットに第２のアクチュエータが取り付けられた上記のアクチュエータを備え、前記第２のアクチュエータの配線は、少なくとも前記第２ロッドの中空部を通り前記先端ブラケットから導かれる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ロッドの曲げ剛性を高めて動作時の振動を抑制することができるアクチュエータ、及びロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係るアクチュエータを適用したロボットの斜視図。

【図2】本発明の実施の形態に係るアクチュエータの分解斜視図。

【図3】図２中の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩにおけるアクチュエータの断面図。

【図4】図２中の切断線ＩＶ－ＩＶにおけるアクチュエータの断面図。

【図5】本発明の実施の形態に係るアクチュエータが有する駆動機構の斜視図。

【図6】図５中の矢印ＶＩから見た駆動機構の側面図。

【図7】本発明の実施の形態に係るアクチュエータが有する駆動機構の分解斜視図。

【図8】本発明の実施の形態に係るアクチュエータが有する駆動機構の分解斜視図。

【図9】図７に示す駆動部の分解斜視図。

【図10】図７に示す付勢部の分解斜視図。

【図11】図７に示すぜんまい機構が解放状態にあるときの断面図。

【図12】図７に示すぜんまい機構が巻上状態にあるときの断面図。

【図13】図７に示す増速部の分解斜視図。

【図14】図６中の切断線ＸＩＶ－ＸＩＶにおける駆動機構の断面図。

【図15】図６中の切断線ＸＶ－ＸＶにおける駆動機構の断面図。

【図16】図６中の切断線ＸＶＩ－ＸＶＩにおける駆動機構の断面図。

【図17】図３中の“ＸＶＩＩ”部の拡大図。

【図18】図３中の“ＸＶＩＩＩ”部の拡大図。

【図19】図２に示すスライド部の斜視図。

【図20】図４中の“ＸＸ”部の拡大図。

【図21】図４中の“ＸＸＩ”部の拡大図。

【図22】図２中の切断線ＸＸＩＩ－ＸＸＩＩにおけるアクチュエータの断面図。

【図23】アクチュエータの動作を説明するための図であり、ロッドが徐々に突出していく様子（（ａ）～（ｃ））を示した側面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ、及びロボットについて、図面を参照しながら説明する。なお、図１に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が定められた直交座標を定義しており、この直交座標を適宜参照しながら説明する。ここで、＋Ｚ軸方向は上方であり、－Ｚ軸方向は下方である。すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。

【0017】

（Ｚ軸用のアクチュエータ１００が適用されたロボット１の概要）
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ１００が適用されたロボット１は、長手方向がＸ軸に沿って配置されたＸ軸用のアクチュエータ１０と、長手方向がＹ軸に沿って配置されたＹ軸用のアクチュエータ２０と、長手方向がＺ軸に沿って配置されたＺ軸用のアクチュエータ１００と、Ｚ軸用のアクチュエータ１００の一端に設けられた手首ユニット３０と、手首ユニット３０に設けられたグリッパ４０とを備えている。また、本実施の形態においては、手首ユニット３０と、グリッパ４０と、が設置されているが、これに限られない。手首ユニット、グリッパ以外の別のツール、電子デバイス、エア駆動型の機器であってもよい。

【0018】

Ｘ軸用のアクチュエータ１０は、Ｘ軸方向に沿って配置された図示しないＸ軸用のボールねじと、このＸ軸用のボールねじを駆動する図示しないＸ軸用のモータを有している。ＸＹブラケット１１は、Ｘ軸用のボールねじナット（不図示）に固着しており、Ｘ軸用のモータの出力軸の回転方向及び回転量を制御することにより、ＸＹブラケット１１をＸ軸に沿って直線移動させて所望の位置に停止させることができる。なお、ＸＹブラケット１１は、Ｙ軸用のアクチュエータ２０を保持している。これにより、ＸＹブラケット１１がＸ軸方向に沿って移動することにより、Ｙ軸用のアクチュエータ２０をＸ軸方向に沿って移動させることができる。

【0019】

Ｙ軸用のアクチュエータ２０は、Ｙ軸方向に沿って配置された図示しないＹ軸用のボールねじと、このＹ軸用のボールねじを駆動する図示しないＹ軸用のモータを有している。ＹＺブラケット２１は、Ｙ軸用のボールねじナット（不図示）に固着しており、Ｙ軸用のモータの出力軸の回転方向及び回転量を制御することにより、ＹＺブラケット２１をＹ軸に沿って直線移動させて所望の位置に停止させることができる。なお、ＹＺブラケット２１は、Ｚ軸用のアクチュエータ１００を保持している。これにより、ＹＺブラケット２１がＹ軸方向に沿って移動することにより、Ｚ軸用のアクチュエータ１００をＹ軸方向に沿って移動させることができる。

【0020】

Ｚ軸用のアクチュエータ１００は、図３、図４に示すように、Ｚ軸方向に沿って配置されＺ軸用のボールねじ軸１０１と、このＺ軸用のボールねじ軸１０１を駆動するＺ軸用のモータ１２０と、ボールねじ軸１０１と螺合したボールねじナット１８８が取り付けられたスライド部１６０とを内部に有している。スライド部１６０は、－Ｚ軸方向の端部が先端ブラケット１９０で連結された円管状の第１ロッド１７５、第２ロッド１７６、及び第３ロッド１７７（以下これらのロッドを総称する場合にはロッド１７５，１７６，１７７と記載する）を保持している。なお、先端ブラケット１９０には、図１に示す手首ユニット３０が取り付けられる。これにより、モータ１２０がボールねじ軸１０１を回転駆動することにより、スライド部１６０はＺ軸方向に沿って移動する。このスライド部１６０のＺ軸方向の移動に伴い、複数のロッド１７５，１７６，１７７及び図１に示す手首ユニット３０は、Ｚ軸方向に沿って移動する。

【0021】

手首ユニット３０は、図１に示すように、Ｚ軸用のアクチュエータ１００の下端に取り付けられている。手首ユニット３０は、例えば、Ｒ方向に回転する。このＲ方向の回転とは、Ｚ軸回りの回転である。また、手首ユニット３０は、Ｂ方向（Ｘ軸回り）に回転可能な回転部３０ａを有している。

【0022】

グリッパ４０は、図１に示すように、手首ユニット３０の回転部３０ａにＴ方向（Ｚ軸回り）に回転可能に取り付けられている。そのため、グリッパ４０は、Ｘ軸用のアクチュエータ１０、Ｙ軸用のアクチュエータ２０、及びＺ軸用のアクチュエータ１００によって、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の三次元空間内で任意に移動制御されるとともに、手首ユニット３０によってＲ方向、Ｂ方向、及びＴ方向に回転される。また、グリッパ４０は、物品を把持するための２つの爪部４１，４２を有している。２つの爪部４１、４２の間隔を変化させることにより、物品を把持したり、把持した物品を離したりすることができる。ロボット１は、例えば、グリッパ４０で把持した物品を、各種のアクチュエータで所望の位置まで搬送する搬送用ロボットとして動作する。

【0023】

（Ｚ軸用のアクチュエータ１００の構成）
次に、Ｚ軸用のアクチュエータ１００の構成について、詳細に説明する。アクチュエータ１００は、図２に示すように、各種の部品が設置されたベース１８０と、ベース１８０に取り付けられて各種の部品を覆うカバー１８１とを有している。ベース１８０とカバー１８１とでアクチュエータ１００の筐体５０を構成し、アクチュエータ１００の各種部品を収容するための収容空間を形成する。ベース１８０は、後述するように、付勢部１１２（図３、４）を収容する収容部１９８と、Ｚ軸方向に沿って移動するスライド部１６０をＺ軸方向に沿って移動可能に支持するベース本体１９９と、複数のロッド１７５，１７６，１７７をＺ軸方向に沿って移動可能に支持するハウジング２００とを備えている。

【0024】

アクチュエータ１００は、図３に示すように、＋Ｚ軸方向側の部分（アクチュエータ１００の上部）にボールねじ軸１０１を回転駆動する駆動機構１１０を備えている。駆動機構１１０は、図５、図６に示すように、ボールねじ軸１０１（図３）を回転駆動するための動力を出力する駆動部１１１と、ボールねじ軸１０１を所定の回転方向に付勢する付勢部１１２と、付勢部１１２の回転を増速する増速部１１３とを有している。

【0025】

駆動部１１１は、図７、図８に示すように、モータ１２０と、モータ１２０に接続されたプーリ１２１と、モータ１２０を増速部１１３に取り付けるための取付具１２２とを有している。

【0026】

モータ１２０は、図９に示すように、例えばステッピングモータであり、ロータ、ステータ、エンコーダ等を有している。モータ１２０には、図示しないケーブルユニットのケーブルを介して電源から電力が供給される。またケーブルユニットはモータ１２０に外部からの電力供給や制御信号の入出力等を行うケーブルとケーブルを保護するケーブルガイドを含む。モータ１２０に電力が供給されることによって、モータ１２０のロータが回転する。このロータの回転運動は、Ｚ軸方向に沿って延出する出力軸１２３に出力される。

【0027】

プーリ１２１は、外側からねじ込まれたねじ１２４により出力軸１２３に固定されている。これにより、プーリ１２１は、出力軸１２３とともに回転する。

【0028】

取付具１２２は、例えば金属製のプレートが曲げ加工されて形成されている。取付具１２２は、ねじ１２５によりモータ１２０と固定される矩形状の平板部１２２ａと、平板部１２２ａの対辺から垂直に立設した２つの立設部１２２ｂと、立設部１２２ｂの端辺から外側に向けて形成されたフランジ部１２２ｃとを有している。平板部１２２ａの中央には開口１２２ｄが形成されている。モータ１２０の出力軸１２３は、この開口１２２ｄを貫通した状態でプーリ１２１が取り付けられる。これにより、プーリ１２１は、平板部１２２ａと２つの立設部１２２ｂと図５に示す増速部１１３とで囲まれた空間に収容される。また、２つのフランジ部１２２ｃのそれぞれには、図９に示すように、長手方向がＸ軸方向を向いた２つの長孔１２２ｅが、Ｘ軸方向に並んで形成されている。フランジ部１２２ｃは、図７、図８に示すように、増速部１１３に接した状態で長孔１２２ｅに挿通されたねじ１２６がねじ込まれて固定されている。このように、ねじ１２６が挿通される孔を長孔１２２ｅとすることで、駆動部１１１の増速部１１３に対する取付位置を、Ｘ軸方向に沿う方向に調整することができる。これにより、プーリ１２１に架け渡される後述するタイミングベルト１６６の張力を調整することができる。

【0029】

付勢部１１２は、図７、図８に示すように、駆動部１１１よりも＋Ｚ軸の方向に配置されている。付勢部１１２は、ぜんまい機構１２７と、ぜんまい機構１２７に接続されたプーリ１２８と、ぜんまい機構１２７を増速部１１３に取り付けるための取付プレート１２９とを有している。

【0030】

ぜんまい機構１２７は、図１０に示すように、円筒形状の外筒部１３０と、外筒部１３０の－Ｚ軸方向側の端部に取り付けられた第１フランジ１３１と、外筒部１３０の＋Ｚ軸方向側の端部に取り付けられた第２フランジ１３２とが組み立てられて、内部に各種の部品を収容、保持する。具体的に、ぜんまい機構１２７は、各種の部品として、回転軸１３３、第１ぜんまいばね１３４、隔壁プレート１３５、及び第２ぜんまいばね１３６を有している。

【0031】

外筒部１３０は、空洞の貫通する方向がＺ軸方向に沿うように配置されている。外筒部１３０の－Ｚ軸方向側の端部には、円周上に複数のねじ孔１３０ａが形成されている。これらのねじ孔１３０ａは、第１フランジ１３１をねじ止めするためのものである。同様に、外筒部１３０の＋Ｚ軸方向側の端部には、円周上に複数のねじ孔（不図示）が形成されている。これらのねじ孔は、第２フランジ１３２をねじ止めするためのものである。また、外筒部１３０の内周面１３０ｂには、Ｚ軸方向に沿ってＬ字状の溝１３０ｃが全長にわたって形成されている。このＬ字状の溝１３０ｃは、後述するように、第１ぜんまいばね１３４及び第２ぜんまいばね１３６の一端を係止する。

【0032】

第１フランジ１３１は、図１０に示すように、円形状に形成されており、円周上にあけられた貫通孔１３１ａにねじ１３７を通して、外筒部１３０の－Ｚ軸方向側の端部にねじ止めされている。第１フランジ１３１の中央には円形状の開口１３１ｂが形成されており、第１フランジ１３１は、開口１３１ｂの形成された箇所に、回転軸１３３を回転可能に支持するベアリング１３８を有している。

【0033】

第２フランジ１３２は、円形状に形成されており、円周上にあけられた貫通孔１３２ａにねじ１３９を通して、外筒部１３０の＋Ｚ軸方向側の端部にねじ止めされている。第２フランジ１３２の中央には円形状の開口１３２ｂが形成されており、回転軸１３３を回転可能に支持するベアリング１４０が開口１３２ｂに収容されている。

【0034】

回転軸１３３は、図１０に示すように、断面が円形の棒状部材であり、中央部に形成された大径部１３３ａと、大径部１３３ａの両端に大径部１３３ａよりも径の小さな小径部１３３ｂ、１３３ｃとを有している。また、大径部１３３ａには、外周面が切り欠かれて形成された溝１３３ｄが長手方向に沿って形成されている。回転軸１３３は、外筒部１３０を貫通し、－Ｚ軸方向側の小径部１３３ｂはベアリング１３８に嵌められて回転可能に軸支され、＋Ｚ軸方向側の小径部１３３ｃはベアリング１４０に嵌められて回転可能に軸支されている。

【0035】

第１ぜんまいばね１３４は、図１１，１２に示すように、金属製の帯状材料が渦巻状に加工されて形成されている。第１ぜんまいばね１３４の外側の端部には、曲げ加工により形成された第１引掛部１３４ａが形成されている。第１引掛部１３４ａは、外筒部１３０の溝１３０ｃに挿入されて係止される。一方、第１ぜんまいばね１３４の内側の端部には、図１１，１２に示すように、曲げ加工により形成された第２引掛部１３４ｂが形成されている。第２引掛部１３４ｂは、回転軸１３３の溝１３３ｄに当接して係止される。

【0036】

第２ぜんまいばね１３６は、図１０に示すように、隔壁プレート１３５を挟んで第１ぜんまいばね１３４とは反対側の＋Ｚ方向側に配置されている。第２ぜんまいばね１３６は、第１ぜんまいばね１３４と同様の構成を有しており、第１引掛部１３６ａは、図１１に示す外筒部１３０の溝１３０ｃに挿入されて係止される。一方、第２引掛部１３６ｂは、回転軸１３３の溝１３３ｄに当接して係止される。

【0037】

このように、回転軸１３３は、Ｚ軸に沿って並んだ第１ぜんまいばね１３４及び第２ぜんまいばね１３６を介して外筒部１３０に接続している。これにより、ぜんまいばねがエネルギーを解放した図１１に示す状態から、回転軸１３３を図中時計回りの方向に回転していくと、ぜんまいばねにエネルギーが蓄積されていき、やがて図１２に示すようにぜんまいばねを構成する帯状材料が巻き上げられて中央に寄せ集められる。図１２に示す状態から、回転軸１３３に作用する外力を取り除くと、ぜんまいばねは、回転軸１３３を図中反時計回りに回転させながら蓄積したエネルギーを徐々に解放していく。やがてぜんまいばねは、図１１に示すようにエネルギーを解放した状態に復帰する。

【0038】

取付プレート１２９は、図１０に示すように、矩形状のプレートから構成されており、回転軸１３３を挿通させる開口１２９ａと、開口１２９ａの周囲に配された４つの貫通孔１２９ｂと、ぜんまい機構１２７を取付けるための４つの貫通孔１２９ｃとが形成されている。４つの貫通孔１２９ｃは、長孔から構成されており、長手方向が同じ方向を向くように形成されている。取付プレート１２９は、貫通孔１２９ｂを通したねじ１４１により第１フランジ１３１にねじ止めされている。取付プレート１２９は、第１フランジ１３１よりも大きく、図７、図８に示すように、一部がぜんまい機構１２７の側方へ突出している。この突出した部分に、貫通孔１２９ｃが形成されている。ぜんまい機構１２７は、貫通孔１２９ｃに挿通されたねじ１４２により、増速部１１３にねじ止めされている。なお、ねじ１４２が挿通される貫通孔１２９ｃを長孔とすることで、付勢部１１２の増速部１１３に対する取付位置を調整することができる。これにより、プーリ１２８に架け渡される後述するタイミングベルト１５２の張力を調整することができる。また、貫通孔１２９ｃの長手方向の向きは、プーリ１２８の軸心と、タイミングベルト１５２が架け渡される後述するプーリ１５１（図１３，１４）の軸心とをＸＹ平面内において結んだ方向と一致している。しかしながら、両方向を一致させるかは任意である。これにより、タイミングベルト１５２の張力の調整を容易に行うことができる。

【0039】

プーリ１２８は、図１０に示すように、取付部材１４３を介して回転軸１３３に接続されている。取付部材１４３は、ねじ１４４により回転軸１３３の小径部１３３ｂに固定されている。プーリ１２８は、ねじ１４５により取付部材１４３に固定されている。これにより、プーリ１２８は、回転軸１３３とともにＺ軸を中心にして回転する。

【0040】

増速部１１３は、図５、図６に示すように、Ｚ軸方向に配置された駆動部１１１と付勢部１１２との間に設けられている。増速部１１３は、駆動部１１１が出力した運動を図３に示すボールねじ軸１０１に伝達するとともに、付勢部１１２が出力する回転軸１３３の回転運動を増速してボールねじ軸１０１に伝達する。増速部１１３は、図７、図８に示すように、Ｚ軸方向に間隔をあけて配置された第１プレート１４６、第２プレート１４７、及び第３プレート１４８を有している。第１プレート１４６と第２プレート１４７との間には、棒状部材である間隔保持部材１４９が配置されることで、両者はＺ軸方向に間隔をあけて配置されている。また、第２プレート１４７と第３プレート１４８との間には、棒状部材である間隔保持部材１５０が配置されることで、両者はＺ軸方向に間隔をあけて配置されている。このように、Ｚ軸方向に間隔をあけて配置された３枚のプレートに、以下で説明する増速部１１３の各種の部品が取り付けられている。

【0041】

第１プレート１４６は、図８、図１３に示すように、ねじ１０９が挿入され、第２プレート１４７に固着した間隔保持部材１４９にねじ止めされている。第１プレート１４６は、図８に示すように、＋Ｚ軸方向側からねじ１４２により取付プレート１２９が取り付けられることで付勢部１１２を保持する。また、第１プレート１４６には、扇状に切り欠かれた切欠き１４６ａが形成されており、これにより付勢部１１２のプーリ１２８を－Ｚ軸方向側である第２プレート１４７との間に配置することができる。第１プレート１４６と第２プレート１４７との間には、図１４に示すように、プーリ１２８に加えて、プーリ１２８よりも小径のプーリ１５１と、プーリ１２８とプーリ１５１とに架け渡されたタイミングベルト１５２とが配置されている。これにより、回転軸１３３に接続されたプーリ１２８の回転運動は、タイミングベルト１５２を介してプーリ１５１に増速されて伝達される。

【0042】

第２プレート１４７は、図１３に示すように、ねじ１５６が挿入され、第３プレート１４８に固着した間隔保持部材１５０にねじ止めされている。第２プレート１４７には、回転軸１５４をＺ軸方向に沿って貫通させるとともに回転軸１５４の＋Ｚ軸方向側のベアリング１６２ａを収容するための貫通孔１４７ａと、回転軸１６１の＋Ｚ軸方向側のベアリング１６１ａを収容するための収容孔１４７ｂとが形成されている。貫通孔１４７ａを貫通した回転軸１５４には、ねじ１５３によりプーリ１５１が接続されている。これにより、プーリ１５１の回転運動が、回転軸１５４に伝達される。また、第２プレート１４７と第３プレート１４８との間には、図１５に示すように、回転軸１５４が接続されたプーリ１５５と、プーリ１５５よりも小径であり回転軸１６１が連結されたプーリ１５８と、プーリ１５５とプーリ１５８とに架け渡されたタイミングベルト１５７と、タイミングベルト１５７に接触してガイドするアイドラ１５９とを有している。回転軸１５４に接続されたプーリ１５５の回転運動は、タイミングベルト１５７を介してプーリ１５８に増速されて伝達される。

【0043】

第３プレート１４８は、図１３に示すように、＋Ｚ軸方向側の面に間隔保持部材１５０が固着されている。第３プレート１４８には、回転軸１５４の－Ｚ軸方向側のベアリング１６２ｂを収容するための収容孔１４８ａと、回転軸１６１の－Ｚ軸方向側のベアリング１６１ｂを収容するための収容孔１４８ｂとが形成されている。回転軸１６１は、第３プレート１４８に形成された収容孔１４８ｂを貫通し、－Ｚ軸方向に突出している。この－Ｚ軸方向に突出した回転軸１６１の部分に、プーリ１６４と、軸継手１６５とが取り付けられている。

【0044】

プーリ１６４は、外周面からねじ込まれたねじ１１９により回転軸１６１に固定されている。また、第３プレート１４８の－Ｚ軸方向側には、図１６に示すように、プーリ１６４と駆動部１１１のプーリ１２１とに架け渡されたタイミングベルト１６６が配置されている。タイミングベルト１６６は、モータの出力軸１２３と直交する方向に配置されている。なお、駆動部１１１のプーリ１２１とプーリ１６４とは同径である。これにより、駆動部１１１が出力する回転運動は、タイミングベルト１６６を介して、プーリ１６４に伝達する。

【0045】

軸継手１６５は、図１３に示すように、外周面からねじ込まれたねじ１６７により回転軸１６１に取り付けられている。この軸継手１６５は、図１７に示すように、連結軸１６９の＋Ｚ軸方向側の端部に設けられた軸継手１６８と連結される。これにより、回転軸１６１（図１３）の回転運動が、連結軸１６９に伝達される。

【0046】

連結軸１６９は、図１７に示すように、Ｚ軸方向に沿って延びる回転軸であり、－Ｚ軸方向側の端部にボールねじ軸１０１の小径部１０１ｂが外周面からねじ込まれたねじ１７２により固定されている。

【0047】

ボールねじ軸１０１は、図１７に示すように、外周面に螺旋状のねじが形成されたボールねじ軸本体１０１ａと、ボールねじ軸本体１０１ａの＋Ｚ方向側の端部に形成された小径部１０１ｂとを有している。また、ボールねじ軸１０１はさらに、図１８に示すように、－Ｚ方向側の端部に形成された小径部１０１ｃと、小径部１０１ｃに嵌め込まれた振れ止め部材１０２とを有している。ボールねじ軸１０１は、図３、図１８に示すように、中央に孔１７５ａが形成された第１ロッド１７５と軸線Ａが一致するように配置されおり、少なくとも長さ方向における一部が円管状の第１ロッド１７５内に差し込まれた状態で配置されている。小径部１０１ｂ、１０１ｃは、その径がボールねじ軸本体１０１ａよりも小さい。上述のように、ボールねじ軸１０１は、小径部１０１ｂが連結軸１６９に連結されていることから、連結軸１６９の回転に伴い、Ｚ軸周りに回転する。

【0048】

振れ止め部材１０２は、図１８に示すように、外周面に溝１０２ｂが形成されたリング状の振れ止め部材本体１０２ａと、溝１０２ｂに収容された弾性部材１０２ｃとを有している。ボールねじ軸１０１は、振れ止め部材本体１０２ａが小径部１０１ｃに嵌合した状態で、第１ロッド１７５に形成された孔１７５ａに挿入されている。弾性部材１０２ｃは、例えばフッ素ゴム製のＯリングである。なお、弾性部材１０２ｃの断面における直径は、溝１０２ｂの深さよりも大きい。そのため、弾性部材１０２ｃは、振れ止め部材本体１０２ａの外周面から突出しており、弾性変形して第１ロッド１７５の内周面と接触する。これにより、Ｚ軸方向に移動する第１ロッド１７５の振れを抑制することができる。

【0049】

ベアリングハウジング１７０は、図１７に示すように、Ｚ軸方向に沿った貫通孔１７０ａを有しており、ベース１８０に固定されている。貫通孔１７０ａには、ボールねじ軸１０１の＋Ｚ軸方向側の一部と、ボールねじ軸１０１に連結された連結軸１６９の－Ｚ軸方向側の一部とが収容されている。一方、連結軸１６９は、ベアリングハウジング１７０の端部から＋Ｚ軸方向に突出した部分を有している。また、ベアリングハウジング１７０は、貫通孔１７０ａにベアリング１７１を有している。ベアリング１７１は、ボールねじ軸１０１の＋Ｚ軸方向側の端部近傍を回転可能に支持する。また、ベアリングハウジング１７０の＋Ｚ軸方向側の端部には、ねじ１７４によりブレーキ１７３がねじ止めされている。

【0050】

ブレーキ１７３は、例えば、通電を遮断するとブレーキがかかる無励磁作動形ブレーキであり、中央に連結軸１６９を貫通させるための開口が形成されている。ブレーキ１７３は、円板状のプレート１７３ａと、連結軸１６９を保持する円板状のロータ１７３ｂと、図示しないスプリング及びコイルが設けられたステータ１７３ｃと、ロータ１７３ｂとステータ１７３ｃとの間に設けられた円板状のアーマチュア１７３ｄとを備えている。ステータ１７３ｃに設けられた図示しないスプリングは、アーマチュア１７３ｄを＋Ｚ軸方向に押し上げる力を作用させる。ブレーキ１７３の通電が遮断された状態である場合、図示しないスプリングによって押し上げられたアーマチュア１７３ｄは、プレート１７３ａとの間でロータ１７３ｂを挟み込む。これにより、通電を遮断した状態で、連結軸１６９の回転を停止したり、連結軸１６９が停止した状態を維持したりすることができる。一方、ブレーキ１７３に通電すると、ステータ１７３ｃに設けられた図示しないコイルがアーマチュア１７３ｄをステータ１７３ｃ側（－Ｚ軸方向側）に引き付け、アーマチュアによる挟み込みがなくなったロータ１７３ｂは回転自在の状態となる。

【0051】

スライド部１６０には、図２に示すように、第１ロッド１７５、第２ロッド１７６、及び第３ロッド１７７の＋Ｚ軸方向側の端部がそれぞれ取り付けられている。スライド部１６０は、これらのロッド１７５，１７６，１７７とともにＺ軸方向に沿って移動する。スライド部１６０は、図１９に示すように、第１保持部１８６と、第１保持部１８６の＋Ｘ方向側の面に重なった第２保持部１８７と、Ｙ軸方向に並んだ配線２１４，２１６（図２）を固定するための第１配線固定具１８２と、Ｙ軸方向に並んだ配線２１５，２１７（図２）を固定するための第２配線固定具１８３と、第１保持部１８６の角部にそれぞれ取り付けられた配線押え部１８４ａ，１８４ｂ，１８５ａ，１８５ｂとを備えている。なお、配線２１４，２１５，２１６，２１７は、電力線及び信号線を含む。

【0052】

第１保持部１８６には、図１９に示すように、Ｚ軸方向に貫通した貫通孔１８６ａが形成されている。貫通孔１８６ａの－Ｚ軸方向側の内周面には、めねじ１８６ｂが形成されている。このめねじ１８６ｂには、図３に示す第１ロッド１７５の＋Ｚ方向側の端部に形成されたおねじ１７５ｂがねじ込まれる。これにより、第１保持部１８６は、第１ロッド１７５の＋Ｚ方向側の端部を保持する。また、貫通孔１８６ａ内の＋Ｚ軸方向側には、図３、図１７に示すように、ボールねじナット１８８が設けられている。このように、第１保持部１８６は、ボールねじナット１８８を保持するナットホルダとしての機能を有している。ボールねじナット１８８は、図１７に示すように、ボールねじ軸本体１０１ａに螺合しており、その内周面にはボールねじ部が形成されている。このボールねじナット１８８は、ボールねじ軸本体１０１ａに金属製の球体を介して嵌め込まれる。これにより、ボールねじ軸１０１の回転運動が、ボールねじナット１８８の直線運動に変換され、ボールねじナット１８８を保持する第１保持部１８６は直線運動をする。第１ロッド１７５は、ボールねじナット１８８を保持する第１保持部１８６に、ボールねじ軸１０１と軸線を一致させた状態で直接取り付けられている。そのため、ボールねじ軸１０１とボールねじナット１８８との間で直線運動に変換された力が直接的に第１ロッド１７５に伝達する。このことから、第１ロッド１７５は、図１に示す手首ユニット３０等が取り付けられた先端ブラケット１９０を上下動させる際のメインロッドとして機能する。

【0053】

第２保持部１８７には、図１９に示すように、Ｚ軸方向に貫通した貫通孔１８７ａ，１８７ｃが、Ｙ軸方向に並んで形成されている。貫通孔１８７ａ，１８７ｃの－Ｚ軸方向側の内周面には、めねじ１８７ｂ，１８７ｄがそれぞれ形成されている。めねじ１８７ｄには、図２０に示すように、第３ロッド１７７の＋Ｚ方向側の端部に形成されたおねじ１７７ａがねじ込まれる。これにより、第２保持部１８７は、第３ロッド１７７の＋Ｚ方向側の端部を保持し、貫通孔１８７ｃと第３ロッド１７７に形成された貫通孔１７７ｂとが接続される。同様に、図１９に示すめねじ１８７ｂには、図３に示す第２ロッド１７６の＋Ｚ方向側の端部に形成されたおねじ（不図示）がねじ込まれる。これにより、第２保持部１８７は、第２ロッド１７６の＋Ｚ方向側の端部を保持する。これにより、図１９に示す第２保持部１８７に形成された貫通孔１８７ａと第２ロッド１７６の貫通孔（不図示）が接続される。なお、第２保持部１８７は、第１保持部１８６と比較して、ボールねじナットを有していないことからＺ軸方向に短く、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７を保持するために第１保持部１８６に重なったロッドブラケットとして機能する。そのため、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７は、ボールねじ軸１０１と軸線が一致しておらず、ボールねじ軸１０１とボールねじナット１８８との間で直線運動に変換された力は、第２保持部１８７を介して間接的に第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７に伝達する。そのため、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７は、図１に示す手首ユニット３０等が取り付けられた先端ブラケット１９０を上下動させる際に、第１ロッド１７５を補助する補助ロッドとして機能する。

【0054】

このように、第１保持部１８６及び第２保持部１８７に保持されたロッド１７５，１７６，１７７を－Ｚ軸方向からみた場合、図２２に示すように、第１ロッド１７５から第２ロッド１７６までの距離と、第１ロッド１７５から第３ロッド１７７までの距離とが等しい。すなわち、二等辺三角形の頂点の位置にそれぞれの中心が位置するように、ロッド１７５，１７６，１７７が配置されている。すなわち、筐体５０内で偏りがないようにロッド１７５，１７６，１７７が配置されている。

【0055】

第１配線固定具１８２は、図２２に示すように、配線を挟み込んで中間部を固定するＹ軸方向に並んだ第１固定部１８２ａと第２固定部１８２ｂとを有している。第１固定部１８２ａは、＋Ｙ側に設けられた配線２１６の中間部を固定し、第２固定部１８２ｂは、－Ｙ側に設けられた配線２１４の中間部を固定する。

【0056】

第２配線固定具１８３は、図１９に示すように、配線を挟み込んで中間部を固定するＹ軸方向に並んだ第１固定部１８３ａと第２固定部１８３ｂとを有している。第１固定部１８３ａは、＋Ｙ側に設けられた配線２１７の中間部を固定し、第２固定部１８３ｂは、－Ｙ側に設けられた配線２１５の中間部を固定する。

【0057】

配線押え部１８４ａは、ねじ１８９を介して－Ｙ軸方向から第１保持部１８６の－Ｚ軸方向側の角部に取り付けられ、第１保持部１８６から－Ｚ軸方向に突出するとともに、突出端から－Ｘ軸方向へ延びた取付部材１９１ａと、－Ｘ軸方向へ延びた取付部材１９１ａの先端部に設けられたコロ１９２ａとを有している。また、第１保持部１８６には、－Ｙ軸方向からねじ１８９を介して、＋Ｚ軸方向側の角部に配線押え部１８４ｂが取り付けられている。配線押え部１８４ｂは、配線押え部１８４ａと同様の構成を有しており、取付部材１９１ｂとコロ１９２ｂ（図２０）とを有している。

【0058】

取付部材１９１ａの－Ｘ軸方向へ延びた部分と第１保持部１８６の－Ｚ軸方向の端面との間には、リターン１９４ａが設置されている。第１保持部１８６の＋Ｚ軸方向の端面にも同様にリターン１９４ｂが設置されている。第１保持部１８６の－Ｙ軸方向を向いた側面には、湾曲した凹面を有する溝１８６ｃがＺ軸方向に沿って形成されている。また、リターン１９４ａ、１９４ｂには、リターン１９４ａ、１９４ｂの内部に形成された反転路（不図示）に通じる開口１９４ｃ、１９４ｄが溝１８６ｃの両端部に形成されている。さらに第１保持部１８６の内部には、リターン１９４ａ、１９４ｂの反転路（不図示）と接続される、Ｚ軸方向に延びる通路（不図示）が形成されている。これらの反転路（不図示）と通路（不図示）とは、転動するボール１９３の循環路の一部を形成する。これにより、ボール１９３は長円形状の軌道Ｔ上に沿って配置され、該軌道Ｔ上を転動する。また、開口１９４ｃ、１９４ｄには、ボール１９３を溝１８６ｃから反転路（不図示）へ導入する掬い上げ部が形成されている。

【0059】

コロ１９２ａは、図１９に示すように、円柱体をなしており、回転軸をＹ軸に向けられている。取付部材１９１ａに取り付けられたコロ１９２ａは、取付部材１９１ａから－Ｚ軸方向に一部が突出しているとともに、図２２に示すように取付部材１９１ａから－Ｘ軸方向に一部が突出している。また、取付部材１９１ｂに取り付けられたコロ１９２ｂ（図２０）も、同様に、取付部材１９１ｂから一部が突出している。

【0060】

配線押え部１８５ａは、配線押え部１８４ａと同様の構成を有しており、図１９に示すように第１保持部１８６に対する取付方向が異なるだけである。すなわち配線押え部１８５ａは、取付部材１９５ａと、取付部材１９５ａに設けられたコロ１９６ａとを備えている。また、配線押え部１８５ｂは、配線押え部１８４ｂと同様の構成を有しており、第１保持部１８６に対する取付方向が異なるだけである。すなわち配線押え部１８５ｂは、取付部材１９５ｂと、取付部材１９５ａに設けられた図示しないコロとを備えている。また、取付部材１９５ａの－Ｘ軸方向へ延びた部分と第１保持部１８６の－Ｚ軸方向の端面との間にはリターン１９７ａが設置されており、取付部材１９５ｂの－Ｘ軸方向へ延びた部分と第１保持部１８６の＋Ｚ軸方向の端面との間には図示しないリターンが設置されている。なお、第１保持部１８６の＋Ｙ軸方向を向いた側面にも－Ｙ軸方向を向いた側面の溝１８６ｃと同様の溝（不図示）がＺ軸方向に沿って設置されており、－Ｚ軸方向側に設けられたリターン１９７ａ及び＋Ｚ軸方向側に設けられた図示しないリターン内に形成された反転路（不図示）と第１保持部１８６の＋Ｙ軸方向を向いた側面の溝（不図示）と第１保持部１８６の内部に形成されたＺ軸方向に延びる通路（不図示）とで転動する複数のボールの循環路となる軌道が形成されている。このように構成されたスライド部１６０は、図２に示すように、Ｚ軸方向に沿って延びるベース本体１９９によって、Ｚ軸方向に移動可能に支持されている。

【0061】

ベース本体１９９は、図２２に示すように、Ｚ軸方向（図面に垂直な方向）を長手方向とする底壁２０１と、この底壁２０１の＋Ｙ側及び－Ｙ側に形成された側壁２０２，２０３とを有している。ベース本体１９９は、例えば、アルミニウムを押出成形することによって形成されている。

【0062】

底壁２０１には、短手方向（Ｙ方向）における中央に長手方向（Ｚ方向）に延びる突出部２０１ａが形成されているとともに、突出部２０１ａの＋Ｙ側及び－Ｙ側にＺ軸方向に延びる凹部２０１ｂ，２０１ｃが形成されている。この凹部２０１ｂは、底壁２０１の全長にわたって形成されており、Ｚ方向における位置により、配線２１７あるいは配線２１６（図２）を敷設するための空間として利用される。また、凹部２０１ｃは、底壁の全長にわたって形成されており、Ｚ軸方向における位置により、配線２１５あるいは配線２１４を敷設するための空間として利用される。

【0063】

側壁２０２の－Ｙ側の面及び側壁２０３の＋Ｙ側の面には、凹部２０２ａ，２０３ａがそれぞれ形成されている。この凹部２０２ａ，２０３ａには、Ｚ軸方向を長手方向とする略直方体に形成された鋼製レール２０６，２０７が取り付けられている。鋼製レール２０６の－Ｙ側の面及び鋼製レール２０７の＋Ｙ側の面には、Ｚ軸方向に沿って溝２０６ａ，２０７ａがそれぞれ形成されている。溝２０６ａ，２０７ａは、互いに向き合うように形成されており、溝２０６ａ，２０７ａの内面は、略湾曲面として構成されている。具体的には、溝２０７ａの内面は、図１９に示すボール１９３を保持する湾曲面に形成されている。同様に、溝２０６ａの内面は、第１保持部１８６の＋Ｙ軸方向を向いた側面に設けられるボール（不図示）を保持する湾曲面に形成されている。

【0064】

ベース本体１９９には、図１９に示すように、第１保持部１８６の－Ｙ軸方向側に設けられた複数のボール１９３と、＋Ｙ軸方向側に設けられた複数のボール（不図示）とを介して、スライド部１６０が取り付けられる。ベース本体１９９にスライド部１６０が取り付けられると、図２２に示すベース本体１９９の鋼製レール２０７の溝２０７ａと、図１９に示す第１保持部１８６の－Ｙ軸方向側の溝１８６ｃとの間にＺ軸方向に連なるボール１９３が挟まれる。同様に図２２に示すベース本体１９９の鋼製レール２０６の溝２０６ａと、図１９に示す第１保持部１８６の＋Ｙ軸方向側の溝（不図示）との間にＺ軸方向に連なるボール（不図示）が挟まれる。このように、スライド部１６０とベース本体１９９との間にＺ軸方向に連なる転動体であるボールが介在することにより、スライド部１６０はベース本体１９９にＺ軸方向に沿って移動可能に支持されている。

【0065】

ハウジング２００は、図２に示すように、ベース１８０の一部を構成しており、ベース本体１９９の－Ｚ側の端部に取り付けられている。ハウジング２００は、例えば、ダイカストにより形成されている。また、ハウジング２００には、図１８に示すように、第１ロッド１７５を通すための貫通孔２００ａが形成されており、この貫通孔２００ａの中心に軸線を一致させたベアリング２０８ｂが、ハウジング２００の＋Ｚ軸方向側の面に一体に設置されているフランジ部２０８ａ内に圧入されている。ベアリング２０８ｂは、例えばオイルレスベアリングである。これにより、第１ロッド１７５は、ベアリング２０８ｂによりＺ軸方向に移動可能に支持される。

【0066】

また、ハウジング２００には、図２に示すように、第２ロッド１７６を通すための貫通孔２００ｂと、第３ロッド１７７を通すための貫通孔２００ｃとが、Ｙ軸方向に並んで形成されている。図２１に示すように、貫通孔２００ｃの中心に軸線を一致させたベアリング２１０ｂが、ハウジング２００の＋Ｚ軸方向側の面に一体に設置されているフランジ部２１０ａ内に圧入されている。同様に、図１８に示すように、貫通孔２００ｂの中心に軸線を一致させたベアリング２０９ｂが、ハウジング２００の＋Ｚ方向側の面に一体に設置されているフランジ部２０９ａ内に圧入されている。ベアリング２０９ｂ，２１０ｂも、例えばオイルレスベアリングである。これにより、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７は、それぞれベアリング２０９ｂ，２１０ｂによりＺ軸方向に移動可能に支持される。

【0067】

先端ブラケット１９０は、図２に示すように、矩形状のプレートから形成されており、ロッド１７５，１７６，１７７のそれぞれの－Ｚ側の端部が接続されている。このうち第１ロッド１７５と先端ブラケット１９０とは、図１８に示すように、ねじ込み部材２１１を介して接続される。ねじ込み部材２１１は、－Ｚ軸方向側にフランジ部２１１ａを有する円柱状部材であり、＋Ｚ軸方向側におねじ２１１ｂが形成されている。ねじ込み部材２１１は、ザグリ加工された先端ブラケット１９０の開口１９０ａから挿入され、第１ロッド１７５の内周面に形成されためねじ１７５ｃに螺合される。これにより、第１ロッド１７５と先端ブラケット１９０とが接続される。

【0068】

第３ロッド１７７は、図２１に示すように、－Ｚ軸方向側の端部にリング状のフランジ２１３が嵌めこまれた状態で、外周からねじ止めされている。これにより、第３ロッド１７７の端部にフランジ２１３が固定されている。フランジ２１３は、－Ｚ軸方向側の端部を先端ブラケット１９０に当接した状態で、先端ブラケット１９０の－Ｚ軸方向側からねじ２１８がねじ込まれる。これにより、フランジ２１３に先端ブラケット１９０が取り付けられる。なお、第２ロッド１７６も同様に、図１８に示すように、－Ｚ軸方向側の端部にフランジ２１２が取り付けられた状態で、先端ブラケット１９０に固定されている。

【0069】

また、先端ブラケット１９０には、図２に示すように、第２ロッド１７６と第３ロッド１７７とが取り付けられた箇所に円形状の開口１９０ｂ，１９０ｃが形成されている。開口１９０ｃは、図２１に示すように、円管状の第３ロッド１７７の貫通孔１７７ｂと中心が一致する位置に形成されている。同様に、開口１９０ｂは、第２ロッド１７６の貫通孔１７６ａ（図２２）と中心が一致する位置に形成されている。これにより、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７の内部に通した配線を先端ブラケット１９０に形成した開口１９０ｂ，１９０ｃから外側に出すことができる。

【0070】

なお、アクチュエータ１００には、図１７に示すモータ１２０やブレーキ１７３を動作させるための各種の配線、及び図１に示すアクチュエータ１００が直接的あるいは間接的に保持する手首ユニット３０やグリッパ４０の配線が設けられる。配線は、一つ一つの束が太くなることがないように分割して異なる箇所に敷設されている。

【0071】

アクチュエータ１００の－Ｙ方向側に設けられた図２に示す配線２１４，２１５は、図４に示すようにＹ軸用のアクチュエータ２０から延び、ベース本体１９９の凹部２０１ｃ（図２２）にあけられた挿通孔１９９ａを通りアクチュエータ１００の内部に通される。挿通孔１９９ａを通された配線２１４，２１５のうち、配線２１４は、ベース本体１９９に形成された凹部２０１ｃ（図２２）内を－Ｚ軸方向に向けて敷設させられた後に、１８０度折り曲げられて＋Ｚ軸方向に延び、図２０に示すように、スライド部１６０に設けられた第１配線固定具１８２に中間部が固定されている。第１配線固定具１８２から延びた配線２１４は、再び１８０度折り曲げられて、スライド部１６０の貫通孔１８７ｃから第３ロッド１７７の貫通孔１７７ｂまで通される。第３ロッド１７７の貫通孔１７７ｂを通された配線２１４は、図２１に示すように先端ブラケット１９０に形成された開口１９０ｃから外側に出て、先端ブラケット１９０に取り付けられた手首ユニット３０（図１）まで延設される。このように、アクチュエータ１００には、スライド部１６０から第３ロッド１７７を通り、先端ブラケット１９０を貫く、配線を通すための連続した通路が形成されている。

【0072】

一方、配線２１５は、ベース本体１９９に形成された凹部２０１ｃ（図２２）内を＋Ｚ軸方向に向けて敷設された後に１８０度折り曲げられて、図２０に示すように、スライド部１６０に設けられた第２配線固定具１８３に中間部が固定されている。第２配線固定具１８３から延びた配線２１５は、配線２１４とともに、スライド部１６０の貫通孔１８７ｃから第３ロッド１７７の貫通孔１７７ｂまで通され、図２１に示すように先端ブラケット１９０に形成された開口１９０ｃから外側に出て、先端ブラケット１９０に取り付けられた手首ユニット３０（図１）まで延設される。なお、配線２１５の一部は、途中で分岐して、モータ１２０やブレーキ１７３を動作させるための配線となる。

【0073】

アクチュエータ１００の＋Ｙ方向側に設けられた図２に示す配線２１６，２１７も同様に、ベース本体１９９の凹部２０１ｂ（図２２）にあけられた挿通孔（不図示）を通り、アクチュエータ１００の内部に通される。配線２１６，２１７は、図２に示すように、配線２１４，２１５と同様の経路を通り、図３に示すように、第２ロッド１７６の内部に通される。第２ロッド１７６の内部を通された配線２１４，２１５は、先端ブラケット１９０から外側に出て、先端ブラケット１９０に取り付けられた手首ユニット３０（図１）まで延設される。このように、アクチュエータ１００には、スライド部１６０から第２ロッド１７６を通り、先端ブラケット１９０を貫く、配線を通すための連続した通路が形成されている。

【0074】

このように、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７は、先端ブラケット１９０に設けられた手首ユニット（図１）用の配線を通すための経路を形成している。

【0075】

（Ｚ軸用のアクチュエータ１００の動作）
次に、Ｚ軸用のアクチュエータ１００の具体的な動作について説明する。図２３に示すアクチュエータ１００は、＋Ｚ方向が上方、－Ｚ軸方向が下方となるようにして配置されている。なお、図２３（ａ）～（ｃ）において、第２ロッド１７６は図示されていないが、第３ロッド１７７の奥側の同一位置に配置されていることから、第３ロッド１７７の符号に隣接した箇所にかっこ書きで第２ロッド１７６の符号を付している。また、アクチュエータ１００の内部の様子が理解できるように、図２３（ａ）～（ｃ）においては、カバー１８１（図２）の図示を省略している。

【0076】

図２３（ａ）に示すアクチュエータ１００は、スライド部１６０が移動可能な範囲のなかで最も上方の位置にある状態であり、ロッド１７５，１７６，１７７が最も引っ込んだ状態にある。このとき、アクチュエータ１００に電源が供給されていなければ、図１７に示すブレーキ１７３が作動し、ボールねじ軸１０１の回転を停止させた状態を維持することができる。また、ぜんまい機構１２７は、図１１に示すように、エネルギーを全て解放した状態にあるか、ぜんまい機構１２７が蓄積可能な全エネルギー量うちの一部のみを蓄積した状態にある。

【0077】

図２３（ａ）に示す状態から、アクチュエータ１００に電源が供給されると、ブレーキ１７３（図１７）によるブレーキが解除される。そして、モータ１２０の出力軸１２３（図１６）がスライド部１６０を下方に移動させる方向（第１出力方向）に回転すると、その回転運動は、図１６に示すプーリ１２１及びタイミングベルト１６６を介して、プーリ１６４に伝達する。このように、プーリ１６４に伝達された回転運動は、図１７に示すように、同軸上に位置するボールねじ軸１０１に伝達する。これにより、ボールねじ軸１０１が第１回転方向に回転し、ボールねじナット１８８を支持するスライド部１６０はベース本体１９９上を下方へと移動する。このスライド部１６０の移動に伴い、スライド部１６０に一端が保持されたロッド１７５，１７６，１７７と、ロッド１７５，１７６，１７７の他端に取り付けられた先端ブラケット１９０は下方へと移動し、やがて図２３（ｂ）に示す状態となる。このように、スライド部１６０が下方へ移動すると、図２３（ａ）から図２３（ｂ）に示すように、第１配線固定具１８２に中間部が固定された配線２１４は、－Ｚ軸方向に押し戻されてベース本体１９９上に敷設されていく。一方、第２配線固定具１８３に中間部が固定された配線２１５は、－Ｚ軸方向に引っ張られてベース本体１９９上に敷設されていた配線が立ち上がっていく。なお図２３（ｂ）の状態は、スライド部１６０が上下動できる範囲のうち、中間の位置にある状態である。

【0078】

このように、アクチュエータ１００がスライド部１６０を下方に移動させる動作に伴い、図７に示すぜんまい機構１２７にはエネルギーが蓄積されていく。すなわち、モータ１２０から出力された回転運動は、増速部１１３を介して、プーリ１２８に伝達される。これにより、図１０に示すように、プーリ１２８が連結されたぜんまい機構１２７の回転軸１３３は回転し、第１ぜんまいばね１３４及び第２ぜんまいばね１３６を巻き取っていく。これにより、ぜんまい機構１２７にはエネルギーが徐々に蓄積されていく。このようにぜんまい機構１２７に蓄積されるエネルギーは、ボールねじ軸１０１に第２回転方向に回転させる付勢力を作用させる。この第２回転方向は、スライド部１６０を上方へと移動させるボールねじ軸１０１の回転方向である。

【0079】

図２３（ｂ）に示す状態から、さらにモータ１２０の出力軸１２３を第１出力方向に回転すると、やがて図２３（ｃ）に示すように、スライド部１６０は移動可能な範囲のうちで最も下方に位置し、ロッド１７５，１７６，１７７は筐体５０から最も突出した状態となる。このように、図２３（ｂ）から図２３（ｃ）に状態が変化する際にも、ぜんまい機構１２７のエネルギーは蓄積されていき、図２３（ｃ）の状態にあるときに、ぜんまい機構１２７には最大のエネルギーが蓄積される。このように、アクチュエータ１００は、ぜんまい機構１２７を巻き上げながら（エネルギーを蓄積しながら）スライド部１６０を下方へと移動させる。

【0080】

図２３（ｃ）に示す状態から、モータ１２０の出力軸１２３（図１６）がスライド部１６０を上方へと移動させる方向（第２出力方向）に回転すると、ボールねじ軸１０１は第２回転方向に回転し、スライド部１６０はベース本体１９９上を上方へと移動する。この間、ボールねじ軸１０１は、ぜんまい機構１２７によって第２回転方向に付勢されている。すなわち、モータ１２０は、ぜんまい機構１２７が出力する付勢力の補助を受けながら、スライド部１６０を上方へと移動させる。これにより、ロッド１７５，１７６，１７７は徐々に引っ込んでいく。やがてアクチュエータ１００は、図２３（ｂ）に示す状態となり、さらにモータ１２０を動作させることにより図２３（ｃ）に示すように、スライド部を最も上方に位置させた状態とすることができる。

【0081】

このように、スライド部１６０が上方へ移動すると、図２３（ｃ）から図２３（ａ）に示すように、第１配線固定具１８２に中間部が固定された配線２１４は、＋Ｚ軸方向に引っ張られてベース本体１９９上に敷設されていた配線が立ち上がっていく。一方、第２配線固定具１８３に中間部が固定された配線２１５は、＋Ｚ軸方向に押し戻されてベース本体１９９上に敷設されていく。なお、配線２１６，２１７は、スライド部１６０が移動する間、配線２１４，２１５と同様の動きをする。

【0082】

なお、図２２に示すように、各種の配線は、スライド部１６０に隣接するベース本体１９９の凹部２０１ｂ，２０１ｃに敷設され、上述のようにスライド部１６０の移動により引っ張られたり押されたりして移動する。この際、ベース本体１９９に敷設された各種の配線は、スライド部１６０の角部に設けたコロ１９２ａ，１９２ｂ，１９６ａ（残り１つのコロは不図示）に押えられることで、各種の配線の動きをばらつかせることなく一定にすることができる。また、各種の配線を押える部分を、コロ１９２ａ，１９２ｂ，１９６ａ（残り１つのコロは不図示）とすることで、配線２１４，２１５，２１６，２１７の損傷を防止できるとともに、スライド部１６０の移動が妨げられるのを防止できる。

【0083】

このように動作するアクチュエータ１００は、モータ１２０の出力軸１２３の回転方向及びステップ数を制御することで、スライド部１６０を所望の位置に移動させることができる。

【0084】

（効果）
上記の実施の形態によれば、スライド部１６０と先端ブラケット１９０とを３本のロッド１７５，１７６，１７７で互いの間隔をあけて連結している。これにより、例えば１本のロッド１７５のみで連結した場合と比較して、曲げ剛性を高めることができ、動作時の振動を低減することができる。

【0085】

また、スライド部１６０と先端ブラケット１９０とを連結するロッド１７５，１７６，１７７を－Ｚ軸方向からみた場合、二等辺三角形の頂点の位置にそれぞれの中心が位置するように配置している。このように、ロッド１７５，１７６，１７７を筐体５０内で偏りがないように配置することで、Ｚ軸（直線運動方向）に直交するいずれの方向に対しても曲げ剛性を高めることができる。これにより、動作時の振動を低減することができる。

【0086】

また、先端ブラケット１９０に取り付けられた手首ユニット３０のための配線を、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７の中空部に通し、先端ブラケット１９０に形成された開口１９０ｂ，１９０ｃから出すことで手首ユニット３０に導いている。これにより、アクチュエータ１００の先端に取り付けられるアクチュエータの配線を容易に配置することができる。

【0087】

また、スライド部１６０には、第２ロッド１７６及び第３ロッド１７７の中空部を通る配線の中間部を固定する第１配線固定具１８２及び第２配線固定具１８３が設けられている。これにより、配線をスライド部１６０とともに直線移動させることができ、配線がスライド部１６０の移動を妨げることがない。

【0088】

また、スライド部１６０のそれぞれの角部にコロ１９２ａ，１９２ｂ，１９６ａ（残り１つのコロは不図示）を設けている。アクチエータ１００に配置された配線は、スライド部１６０の移動とともに引っ張られたり押されたりしながら移動し変形する。この際、ベース本体１９９に敷設された配線は、コロ１９２ａ，１９２ｂ，１９６ａ（残り１つのコロは不図示）に押えられることで、配線の動きをばらつかせることなく一定にすることができる。また、配線を押える部分を、コロ１９２ａ，１９２ｂ，１９６ａ（残り１つのコロは不図示）とすることで、配線の損傷を防止できるとともに、スライド部１６０の移動が妨げられるのを防止することができる。

【0089】

また、アクチュエータ１００の通電を遮断すると、ボールねじ軸１０１にブレーキがかかる無励磁作動形のブレーキ１７３を設けている。これにより、アクチュエータ１００の電源を落としたときや停電したときに、意図せずロッド１７５，１７６，１７７などが重力により下方へと移動することを防止することができる。

【0090】

また、スライド部１６０とベース本体１９９との間には、Ｚ軸方向（スライド部１６０の移動方向）に連なる転動体であるボールが介在している。このボールは、Ｚ軸方向に延びる溝に挟まれており、スライド部１６０が移動する際には、スライド部１６０の移動方向であるＺ軸方向に沿って転動する。このように、スライド部１６０は、自身が移動可能な方向に沿って連なり転動する転動体の介在により直線運動可能である。そのため、スライド部１６０は、自身の移動方向とは異なる方向から作用する力、例えばモータの回転に起因したトルクに対して抵抗し、振動がロッドに伝わりにくい。これにより、作業軸の先端部の振れの発生を抑制することができる。

【0091】

この発明は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。上記実施の形態では、スライド部１６０に１本のメインロッドとしての第１ロッド１７５に加え、補助ロッドとして第２ロッド１７６および第３ロッド１７７の２本のロッドを設けたが、設ける補助ロッドの本数は任意であり、例えば１本としてもよいし、３本以上としてもよい。なお、ロッドの配置も上述のように二等辺三角形の頂点に中心が位置するような配置に限定されない。例えば、補助フランジを多く配置するのであれば、メインロッドを中心に、円周上に補助ロッドを配置してもよい。このように所定の方向に偏ることなくロッドを配置することで、ロッドの軸線に直交する様々な方向における曲げ剛性を高めることができる。また、二等辺三角形の特殊形状として正三角形の頂点に中心が位置するように、３本のロッドを配置してもよい。これにより、偏りのないロッドの配置を実現することができる。

【0092】

また、上記実施の形態では、２本の補助ロッドの全てに配線を配置したが、補助ロッドの全てに配線を配置する必要はなく、一部の補助ロッドのみに配線を配置してもよい。また、上述の配線経路には、配線だけでなく、エア配管等の配管類も同様に設置可能である。

【0093】

また、ロッドは円管状であると説明したが、ロッドの断面形状は任意であり、角管からなるロッドを採用してもよいし、楕円形の断面形状を有するロッドを採用してもよい。

【0094】

また、アクチュエータ１００のロッド１７５，１７６，１７７の移動方向を上下方向としたロボット１について説明したが、アクチュエータ１００の設置する向きは任意であり、水平方向にロッド１７５，１７６，１７７に移動するようにアクチュエータ１００を配置してもよい。

【0095】

また、アクチュエータ１００は、内部にモータ１２０が取り付けられた構成であると説明したが、モータを着脱可能な構成を採用して、アクチュエータ自体はモータを有していない構成としてもよい。この場合、ユーザは、取り付けたモータの出力軸とボールねじとを公知の伝動手段を用いて接続すればよい。

【符号の説明】

【0096】

１：ロボット
１０：アクチュエータ
１１：ＸＹブラケット
２０：アクチュエータ
２１：ＹＺブラケット
３０：手首ユニット
３０ａ：回転部
４０：グリッパ
４１，４２：爪部
５０：筐体
１００：アクチュエータ
１０１：ボールねじ軸
１０１ａ：ボールねじ軸本体
１０１ｂ，１０１ｃ：小径部
１０２：振れ止め部材
１０２ａ：振れ止め部材本体
１０２ｂ：溝
１０２ｃ：弾性部材
１１０：駆動機構
１１１：駆動部
１１２：付勢部
１１３：増速部
１２０：モータ
１２１：プーリ
１２２：取付具
１２２ａ：平板部
１２２ｂ：立設部
１２２ｃ，２１１ａ：フランジ部
１２２ｅ：長孔
１２３：出力軸
１２７：ぜんまい機構
１２８：プーリ
１２９：取付プレート
１３０：外筒部
１３０ｂ：内周面
１３０ｃ：溝
１３１：第１フランジ
１３２：第２フランジ
１３３：回転軸
１３３ａ：大径部
１３３ｂ，１３３ｃ：小径部
１３３ｄ：溝
１３４：第１ぜんまいばね
１３６：第２ぜんまいばね
１３４ａ，１３６ａ：第１引掛部
１３４ｂ，１３６ｂ：第２引掛部
１３５：隔壁プレート
１３８，１４０：ベアリング
１４３：取付部材
１４６：第１プレート
１４６ａ：切欠き
１４７：第２プレート
１４８：第３プレート
１４９，１５０：間隔保持部材
１５１：プーリ
１５２，１５７：タイミングベルト
１５４：回転軸
１５５，１５８：プーリ
１５９：アイドラ
１６０：スライド部
１６１：回転軸
１６２ａ，１６２ｂ：ベアリング
１６４：プーリ
１６５，１６８：軸継手
１６６：タイミングベルト
１６９：連結軸
１７０：ベアリングハウジング
１７１：ベアリング
１７３：ブレーキ
１７５：第１ロッド
１７５ａ：孔
１７６：第２ロッド
１７７：第３ロッド
１８０：ベース
１８１：カバー
１８２：第１配線固定具
１８２ａ，１８３ａ：第１固定部
１８２ｂ，１８３ｂ：第２固定部
１８３：第２配線固定具
１８４ａ，１８４ｂ，１８５ａ，１８５ｂ：配線押え部
１８６：第１保持部
１８７：第２保持部
１８８：ボールねじナット
１９０：先端ブラケット
１９１ａ，１９１ｂ：取付部材
１９２ａ，１９２ｂ，１９６ａ：コロ
１９３：ボール
１９４ａ，１９４ｂ，１９７ａ：リターン
１９５ａ，１９５ｂ：取付部材
１９８：収容部
１９９：ベース本体
１９９ａ：挿通孔
２００：ハウジング
２０１：底壁
２０１ａ：突出部
２０１ｂ，２０１ｃ：凹部
２０２，２０３：側壁
２０２ａ，２０３ａ：凹部
２１４，２１５，２１６，２１７：配線
２０６，２０７：鋼製レール
２０６ａ，２０７ａ：溝
２０８ａ，２０９ａ，２１０ａ：フランジ部
２０８ｂ，２０９ｂ，２１０ｂ：ベアリング
２１１：ねじ込み部材
２１２，２１３：フランジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】