(57)【要約】      （修正有）【課題】シャフトの先端部にワークを吸着させるアクチュエータにおいて、吸着検知センサによるワークの吸着検知の精度が低下することを抑制する。【解決手段】アクチュエータ１のハウジング２内に、シャフト１０の先端部１０Ａに形成された中空部と連通している空気通路と、該空気通路に設けられ、該シャフトの先端部にワークＷが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサと、が設置されている。さらに、ハウジング内において、直動モータと吸着検知センサとの間に、該直動モータから発生する磁界を遮蔽する遮蔽板８０が設けられている。【選択図】図２
2020065429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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が、その先端部が突出した状態でハウジング内に収容されており、該シャフトの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い付けて該ワークをピックアップするアクチュエータであって、
前記シャフトをその軸方向に移動させる直動モータと、
前記シャフトの前記中空部と連通しており、該中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる空気通路と、
前記空気通路に設けられ、前記シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサと、
前記ハウジング内において、前記直動モータと前記吸着検知センサとの間に設けられ、前記直動モータから発生する磁界を遮蔽する遮蔽板と、
を備えるアクチュエータ。
【請求項２】
前記直動モータが、前記ハウジングに固定された固定子と、前記シャフトに接続部材を介して接続されている可動子と、を有しており、前記固定子に対して前記可動子を前記シャフトの軸方向に移動させることにより、前記シャフトをその軸方向に移動させるものであって、
前記遮蔽板が、前記接続部材に接続されており、且つ、前記直動モータの前記固定子と平行に延びている、
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記遮蔽板を第１遮蔽板とし、
前記ハウジング内において、前記第１遮蔽板との間に前記直動モータを挟み込むように設けられ、且つ、前記直動モータの前記固定子と平行に延びており、前記直動モータから発生する磁界を遮蔽する第２遮蔽板をさらに備える請求項２に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピックアンドプレイスを行うアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトによってワークをピックアップするとともに、ピックアップしたワークを所定の位置に該シャフトによってプレイスする、といった一連の動作（ピックアンドプレイス）を行うアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなピックアンドプレイスを行うアクチュエータにおいては、中空のシャフトの先端部をワークに押し付けた状態で該シャフトの内部を負圧にすることで、該シャフトの先端部にワークを吸い付けて、ワークをピックアップする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１１３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、ピックアンドプレイスを行うアクチュエータにおいては、シャフトの先端部に該ワークを吸い付けるために、該先端部に負圧を発生させる必要がある。そこで、シャフトの先端部に負圧を発生させるための構成として、アクチュエータにおいて、シャフトの先端部の内部に形成された中空部と連通する空気通路を設けることが考えられる。このような空気通路を設けることで、該空気通路を介して、シャフトの中空部から空気を吸引し、それによって、該シャフトの先端部に負圧を発生させることが可能となる。
【０００５】
ここで、アクチュエータによってピックアンドプレイスを適切に実行するためには、ワークのピックアップの際に、シャフトの先端部に該ワークを確実に吸い付けるとともに、該シャフトの先端部への該ワークの吸着を検知する必要がある。そのため、アクチュエータにおいて、上記のような空気通路を設けた場合、シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサを該空気通路に設けることも考えられる。この場合、吸着検知センサによって、空気通路における空気の流量または圧力を検出することで、シャフトの先端部へのワークの吸着を検知することができる。
【０００６】
ただし、アクチュエータは、シャフトをその軸方向に移動させるための直動モータを備えている。そのため、上記のように、アクチュエータにおいて、吸着検知センサが設けられた場合、該吸着検知センサが、直動モータから発生する磁界の影響を受ける可能性がある。そして、吸着検知センサが、直動モータから発生する磁界の影響を受けると、該吸着検知センサによるワークの吸着検知の精度が低下する虞がある。また、吸着検知センサに対する、直動モータから発生する磁界の影響を抑制するために、アクチュエータにおいて、吸着検知センサと直動モータとの間の距離を大きくすると、該アクチュエータの大型化を招くことになる。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、シャフトの先端部にワークを吸着させるアクチュエータにおいて、吸着検知センサによるワークの吸着検知の精度が低下することを抑制することが可能な技術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】
【０００８】
本発明に係るアクチュエータは、
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が、その先端部が突出した状態でハウジング内に収容されており、該シャフトの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い付けて該ワークをピックアップするアクチュエータであって、
前記シャフトをその軸方向に移動させる直動モータと、
前記シャフトの前記中空部と連通しており、該中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる空気通路と、
前記空気通路に設けられ、前記シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサと、
前記ハウジング内において、前記直動モータと前記吸着検知センサとの間に設けられ、前記直動モータから発生する磁界を遮蔽する遮蔽板と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シャフトの先端部にワークを吸着させるアクチュエータにおいて、吸着検知センサによるワークの吸着検知の精度が低下することを抑制することができる。
【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】実施形態に係るアクチュエータを複数積層した状態を示す第１の図である。
【図５】実施形態に係るアクチュエータを複数積層した状態を示す第２の図である。
【図６】実施形態の変形例１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７】実施形態の変形例２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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係るアクチュエータにおいては、シャフトが、その先端部が突出した状態でハウジング内に収容されている。また、シャフトの少なくとも先端部側には、その内部が中空となることで中空部が形成されている。そのため、シャフトの中空部から空気が吸引されると、該シャフトの先端部に負圧が発生する。
【００１２】
また、ハウジング内には、直動モータ、空気通路、および吸着検知センサが設けられている。直動モータは、シャフトによってワークをピックアップまたはプレイスする際に、該シャフトを軸方向に移動させるモータである。空気通路は、シャフトの中空部に連通しており、該中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる。つまり、アクチュエータにおいては、ワークをピックアップする際に、空気通路を介して、シャフトの中空部から空気が吸引される。
【００１３】
また、吸着検知センサは、ハウジング内の空気通路に設けられている。この吸着検知センサは、空気通路における空気の圧力または流量の変化を検出することで、シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知することができる。
【００１４】
さらに、本発明においては、ハウジング内における直動モータと吸着検知センサとの間に遮蔽板が設けられている。この遮蔽板は、直動モータから発生する磁界を遮蔽する機能を有する。
【００１５】
ハウジング内において、このような遮蔽板が設けられることで、直動モータから発生する磁界が吸着検知センサに達することを抑制することができる。そのため、直動モータから発生する磁界が吸着検知センサに影響を与えることを抑制することができる。したがって、吸着検知センサによるワークの吸着検知の精度が低下することを抑制することが可能となる。
【００１６】
また、直動モータから発生する磁界が遮蔽板によって遮蔽されるために、直動モータと吸着検知センサとの間の距離を小さくしても、該吸着検知センサが該磁界の影響を受けることを抑制することができる。そのため、アクチュエータをより小型化することが可能となる。
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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軸方向の下側の先端部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軸方向の中心および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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、二つの連結アーム３５には、直動モータ３０から発生する磁界を遮蔽する遮蔽板
８０が接続されている。遮蔽板８０は、直動モータ３０の固定子３１と平行に延びており、その一端が一方の連結アーム３５に接続され、且つ、その他端が他方の連結アーム３５に接続されている。このように、遮蔽板８０が連結アーム３５に接続されているために、直動モータ３０における可動子３２の移動に伴って該遮蔽板８０も移動する。そして、直動モータ３０における固定子３１に対する可動子３２の移動の際に発生する磁界が遮蔽板８０によって遮蔽される。なお、遮蔽板８０の材質は、磁界を遮蔽可能な材質であれば、特に限定されるものではない。
【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に吸い付けられる。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を容易に脱離させる。
【００２６】
また、シャフト１０は、ハウジング２におけるＸ軸方向の中央に配置されている。そして、エア制御機構６０は、ハウジング２内において、シャフト１０を挟んで直動モータ３０とは反対側の位置に配置されている。つまり、図２において、シャフト１０を挟んで、向かって左側に直動モータ３０の固定子３１および可動子３２が配置されており、向かって右側にエア制御機構６０が配置されている。そして、ハウジング２において、直動モータ３０、シャフト１０、およびエア制御機構６０が並ぶ方向の中央に、シャフト１０が配置されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。共用通路６１Ｃには、共用通路６１Ｃ内の空気の圧力を検出する圧力センサ６４及び共用通路６１Ｃ内の空気の流量を検出する流量センサ６５が設けられている。
【００３０】
なお、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。）およびハウジング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、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をＣＰＵが実現する。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、例えば金属また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】
このような構成によれば、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、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を閉じ、負圧電磁弁６３Ｂを開くと、エア流通路２０２Ａ、制御通路５０１、内部空間５００、および連通孔１２を介して、中空部１１内の空気が吸引されることになる。その結果、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の先端部１０Ａに負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にワークＷを吸い付けることができる。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内から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をピックアップできるような負圧をシャフト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。ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０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。シャフト１０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を停止後に負圧電磁弁６３Ｂを開くことにより、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させ、ワークＷをシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付ける。
【００４１】
ここで、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付くと、共用通路６１Ｃ内の空気の圧力および流量が変化する。そのため、圧力センサ６４および／または流量センサ６５によって、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付いたことを検知することができる。そして、圧力センサ６４および／または流量センサ６５によって、ワークＷがシ
ャフト１０の先端部１０Ａに吸い付いたことが検知された後、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。なお、回転モータ２０によるシャフト１０の回転は、ワークＷのピックアップの完了後（すなわち、直動モータ３０によるシャフト１０をＺ軸方向上側への移動完了後）に実行してもよい。
【００４２】
次に、ワークＷのプレイス時には、ワークＷが先端部１０Ａに吸い付い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を閉じ且つ正圧電磁弁６３Ａを開くことにより、シャフト１０の先端部１０Ａ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。
【００４３】
ここで、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０の先端部１０Ａ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。シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷに接触して先端部１０Ａ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またはシミュレーション等により求めることができる。
【００４４】
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シャフト１０の先端部１０Ａ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、シャフト１０の先端部１０Ａ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、シャフト１０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。
【００４５】
なお、本実施形態においては、負圧通路６１Ｂ、共用通路６１Ｃ、およびエア流通路２０２Ａを含んで、本発明に係る「空気通路」が形成される。また、本実施形態においては、圧力センサ６４および流量センサ６５が、本発明に係る「吸着検知センサ」に相当する。なお、圧力センサ６４および流量センサ６５のいずれによっても、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付いたことを検知することができる。そのため、必ずしも、圧力センサ６４および流量センサ６５の両方を設ける必要はなく、何れか一方のみが設けられた構成を採用することもできる。また、本実施形態においては、遮蔽板８０が、本発明に係る「遮蔽板」に相当する。
【００４６】
（本実施形態に係る構成の効果）
上記のとおり、直動モータ３０においては、固定子３１に対する可動子３２の移動に際して磁界が発生する。ここで、本実施形態に係るアクチュエータ１のハウジング２内には、圧力センサ６４および流量センサ６５が設けられている。そして、シャフト１０によっ
てワークＷをピックアップする際には、シャフト１０の先端部１０ＡへのワークＷの吸着を圧力センサ６４および／または流量センサ６５によって検知する。
【００４７】
ただし、このときに、仮に、直動モータ３０から発生する磁界が圧力センサ６４および／または流量センサ６５に達してしまうと、該磁界がこれらのセンサの検出値に影響を与える可能性がある。そして、その結果として、シャフト１０の先端部１０ＡへのワークＷの吸着検知の精度が低下する虞がある。
【００４８】
これに対し、本実施形態に係るアクチュエータ１においては、ハウジング２内に、直動モータ３０から発生する磁界を遮蔽する遮蔽板８０が設けられている。この遮蔽板８０は、直動モータ３０の可動子と直動テーブル３３とを連結する連結アーム３５に接続されており、ハウジング２内において、直動モータ３０とシャフト１０との間に位置している。また、ハウジング２内において、圧力センサ６４および流量センサ６５は、シャフト１０を挟んで直動モータ３０とは反対側に配置されている。したがって、ハウジング２内において、遮蔽板８０は、直動モータ３０と、圧力センサ６４および流量センサ６５との間に配置されていることになる。
【００４９】
そのため、本実施形態に係るアクチュエータ１においては、直動モータ３０から発生する磁界が圧力センサ６４および流量センサ６５に達することが遮蔽板８０によって抑制される。これにより、直動モータ３０から発生する磁界が圧力センサ６４および／または流量センサ６５に影響を与えることを抑制することができる。したがって、圧力センサ６４および／または流量センサ６５による、シャフト１０の先端部１０ＡへのワークＷの吸着検知の精度が低下することを抑制することが可能となる。
【００５０】
また、直動モータ３０から発生する磁界が遮蔽板８０によって遮蔽されるために、直動モータ３０と、圧力センサ６４および流量センサ６５との間の距離を小さくしても、これらのセンサが磁界の影響を受けることを抑制することができる。そのため、アクチュエータ１をより小型化することが可能となる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、遮蔽板８０が、連結アーム３５に接続されており、直動モータ３０とひずみゲージ３７との間に位置している。したがって、遮蔽板８０によって、直動モータ３０から発生する磁界がひずみゲージ３７に達することも抑制することができる。そのため、直動モータ３０から発生する磁界がひずみゲージ３７に影響を与えることも抑制することができる。これにより、ひずみゲージ３７の検出値に基づく、シャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重の検出精度の低下も抑制することができる。
【００５２】
（その他の効果）
また、本実施形態に係るアクチュエータ１を複数積層した状態で設置する場合がある。
図４は、４つのアクチュエータ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをＹ軸方向に積層した状態を示す図である。ここで、上記のように、アクチュエータ１では、シャフト１０が、ハウジング２におけるＸ軸方向の中央に配置されている。そのため、図４に示すように本実施形態に係るアクチュエータ１をＹ軸方向に複数積層した状態で設置する場合、隣り合うアクチュエータ１の表裏が互い違いとなるように設置することができる。つまり、隣り合うアクチュエータ１の表裏が互い違いとなるように複数のアクチュエータ１を積層しても、各アクチュエータ１におけるＸ軸方向におけるシャフト１０の位置は、ハウジング２の中央であって、同一の位置となる。
【００５３】
図５は、図４において隣り合って設置されている二つのアクチュエータ１ａ、１ｂの表裏を互い違いにして積層させたときの、該二つのアクチュエータ１ａ、１ｂにおける直動モータ３０ａ、３０ｂの相対位置、および、該二つのアクチュエータ１ａ、１ｂにおける
遮蔽板８０ａ、８０ｂの相対位置を示す図である。図５に示すように、二つのアクチュエータ１ａ、１ｂの表裏を互い違いにして積層させた場合であっても、それぞれのシャフト１０ａ、１０ｂおよび回転モータ２０ａ、２０ｂのＸ軸方向における位置は重なり合っている。そして、このように二つのアクチュエータ１ａ、１ｂの表裏を互い違いにして積層させた場合、それぞれのシャフト１０ａ、１０ｂを中心として、それぞれの直動モータ３０ａ、３０ｂのＹ軸方向の位置が互い違いとなる。つまり、アクチュエータ１ａでは、図５において、シャフト１０ａに対して、向かって左側に直動モータ３０ａが位置するのに対し、アクチュエータ１ｂでは、図５において、シャフト１０ｂに対して、向かって右側に直動モータ３０ａが位置することになる。
【００５４】
このとき、隣り合う二つのアクチュエータにおいて、仮に、一方の直動モータから発生する磁界が他方の直動モータに達してしまうと、他方の直動モータの挙動に対して影響を与えてしまう虞がある。しかしながら、本実施形態に係るアクチュエータ１によれば、図５に示すように、複数のアクチュエータ１を、それぞれの直動モータ３０の位置が互い違いとなるように積層した場合、隣り合う二つのアクチュエータ１における互いの直動モータ３０ａ、３０ｂの間に、それぞれの遮蔽板８０ａ、８０ｂが位置することになる。そのため、一方の直動モータから発生する磁界が他方の直動モータに達してしまうことが、これらの遮蔽板によって抑制される。そのため、隣り合う二つのアクチュエータ１において、一方の直動モータから発生する磁界が他方の直動モータの挙動に対して影響を与えることを抑制することができる。
【００５５】
（変形例１）
上述の実施形態においては、図２に示すように、アクチュエータ１のハウジング２内において、直動モータ３０の可動子３２と直動テーブル３３とを連通する二つの連結アーム３５に遮蔽板８０が接続されている構成とした。ただし、アクチュエータのハウジング内における遮蔽板の設置位置はこれに限定されるものではない。
【００５６】
図６は、本変形例に係るアクチュエータのハウジング内における遮蔽板の設置位置について説明するための図である。図６に示すように、本変形例では、ハウジング２内において、シャフト１０および回転モータ２０と、圧力センサ６４および流量センサ６５との間に、遮蔽板８１が設けられている。この遮蔽板８１は、シャフト１０の中心軸と平行に延びている。
【００５７】
遮蔽板８１をこのような位置に配置した場合であっても、該遮蔽板８１は、ハウジング２内において、直動モータ３０と、圧力センサ６４および流量センサ６５との間に位置することになる。そのため、本変形例に係る構成においても、直動モータ３０から発生する磁界が圧力センサ６４および流量センサ６５に達することを遮蔽板８１によって抑制することができる。したがって、直動モータ３０から発生する磁界が圧力センサ６４および／または流量センサ６５に影響を与えることを抑制することができる。
【００５８】
（変形例２）
図７は、本変形例に係るアクチュエータのハウジング内における遮蔽板の設置位置について説明するための図である。本変形例においても、図２に示した構成と同様、アクチュエータ１のハウジング２内において、直動モータ３０の可動子３２と直動テーブル３３とを連通する二つの連結アーム３５に遮蔽板８０が接続されている。そして、本変形例では、これに加えて、ハウジング２内において、遮蔽板８０との間に直動モータ３０を挟み込むように遮蔽板８２が設けられている。この遮蔽板８２は、ハウジング２に固定されており、直動モータ３０の固定子３１と平行に延びている。そして、この遮蔽板８２も、遮蔽板８０と同様に、直動モータ３０から発生する磁界を遮蔽する機能を有する。
【００５９】
このように直動モータ３０を二つの遮蔽板８０、８２で挟み込むことで、これらの遮蔽板をヨークとして機能させることが可能となる。そのため、直動モータ３０において、固定子３１と可動子３２との間で発生する磁力をより有効に活用することが可能となる。したがって、本変形例に係る構成によれば、二つの遮蔽板８０、８２によって、直動モータ３０から発生する磁界が圧力センサ６４および流量センサ６５に影響を与えることを抑制することができるとともに、直動モータ３０の性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・アクチュエータ、２・・・ハウジング、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、８０，８１，８２・・・遮蔽板、５００・・・内部空間、５０１・・・制御通路
【図１】
2020065429.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020065429.tif 000007
【図６】
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【図７】
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