(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びるケース部材と、
前記ケース部材内に上下方向に移動可能に取り付けられた可動部材と、
前記可動部材を上下方向に移動させる駆動装置と、を有する単軸ロボットにおいて、
前記ケース部材の上方に回転可能に設けられるプーリと、このプーリに掛け渡されて一端側が前記可動部材に取り付けられる索条体と、この索条体の他端側に取り付けられるバランスウエイトとを備え、前記可動部材と前記バランスウエイトとが前記索条体に連結された状態でプーリを介して互いに移動可能に構成されており、
前記ケース部材は上下方向に延びる開口部を有するとともに、その開口部を塞ぐシャッタ部材を備えており、前記可動部材は、前記シャッタ部材と前記ケース部材との間を通じて一部が側方に突出して形成され、かつ、この突出形成された部分にケース部材の側面側に突出する延長部を備えており、前記プーリと前記バランスウエイトとは、前記ケース部材の側面側に配置されており、この側面側に突出する前記延長部と前記バランスウエイトとが前記索条体で連結されていることを特徴とする単軸ロボット。
【請求項２】
前記ケース部材を中心としてこのケース部材の一方の側面側に前記プーリと前記バランスウエイトとが配置され、前記一方の側面側とは反対の側面側に、前記駆動装置のケーブルを保持するためのケーブル保持部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の単軸ロボット。
【請求項３】
前記可動部材は、前記ケース部材の内側を移動するスライドテーブルと、このスライドテーブルに固定される作業部材支持用テーブルとを備え、前記作業部材支持用テーブルは、前記スライドテーブルに固定されて前記シャッタ部材と前記ケース部材との間を通じて側方に延びる第１テーブルと、この第１テーブルに固定されて、前記ケース部材の一方の側面側に延びる前記延長部を具備する第２テーブルとを備えており、
前記第１テーブルには、前記延長部が設けられる側とは反対側の位置に前記ケーブル保持部材を支持する支持体が設けられており、この支持体に前記ケーブル保持部材が支持されていることを特徴とする請求項２に記載の単軸ロボット。
【請求項４】
前記ケース部材の側面部に、上下方向に沿って延びるガイド部材が設けられており、前記バランスウエイトは、前記ガイド部材に係合し、このガイド部材に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の単軸ロボット。
【請求項５】
前記バランスウエイトは、複数の分割ウエイトを有しており、この分割ウエイトの取り付け又は取り外しにより、前記バランスウエイトの重さを調整できるように構成したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の単軸ロボット。
【請求項６】
前記プーリにはブレーキ装置が設けられ、前記駆動装置の通電時にはブレーキが解放され、駆動装置の電源が切断されるとブレーキが作用するように構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の単軸ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向に立設して使用する単軸ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、略直方体形状の筒状のケーシング内にスライダが収容され、このスライダが軸方向（長手方向）に移動できるように構成された単軸ロボットが一般に知られている。具体的には、ケーシングと、このケーシングの収容部に収容されるスライダとを備えており、収容部に設置された駆動装置（モータ）によって駆動されることにより、収容部内を一軸方向に移動できるように構成されている。
【０００３】
一般に、単軸ロボットは、例えば下記特許文献に示されるように、その軸方向が水平方向になるように設置して使用されることが多い。その一方で、単軸ロボットを上下方向（鉛直方向）に設置し、スライダを上下方向に移動させて使用することができる単軸ロボット（上下方向駆動型単軸ロボット）が要求されている。
【特許文献１】特開２０００−１９７３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、水平方向で使用される単軸ロボットを立設させて使用すると、スライダの重量負荷がそのまま単軸ロボット内に設置されたモータにかかることになる。従って、上下方向駆動型の単軸ロボットでは、スライダを駆動させる大きな駆動力を有する大型のモータが必要となり、駆動系統の構成を大きく変更しなければならない問題があった。
【０００５】
また、特に、単軸ロボットを扁平、小型化するために、駆動装置としてリニアモータタイプの駆動装置が用いられているが、リニアモータタイプの駆動装置では構造上、モータ部分にブレーキ装置を付加することはできない。そのため、スライダを停止させてその高さ位置に保持する場合や、あるいは駆動電源をＯＦＦにした場合には、スライダがその自重により落下することのないように、スライダ等を保持するための大きなブレーキ装置を別途設ける必要があり、単軸ロボットを扁平、小型化を困難にする要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、大きな駆動力を有するモータや大型のブレーキ装置を用いずとも、上下方向に使用することができる単軸ロボットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の単軸ロボットは、上下方向に延びるケース部材と、前記ケース部材内に上下方向に移動可能に取り付けられた可動部材と、前記可動部材を上下方向に移動させる駆動装置と、を有する単軸ロボットにおいて、前記ケース部材の上方に回転可能に設けられるプーリと、このプーリに掛け渡されて一端側が前記可動部材に取り付けられる索条体と、この索条体の他端側に取り付けられるバランスウエイトとを備え、前記可動部材と前記バランスウエイトとが前記索条体に連結された状態でプーリを介して互いに移動可能に構成されており、前記ケース部材は上下方向に延びる開口部を有するとともに、その開口部を塞ぐシャッタ部材を備えており、前記可動部材は、前記シャッタ部材と前記ケース部材との間を通じて一部が側方に突出して形成され、かつ、この突出形成された部分にケース部材の側面側に突出する延長部を備えており、前記プーリと前記バランスウエイトとは、前記ケース部材の側面側に配置されており、この側面側に突出する前記延長部と前記バランスウエイトとが前記索条体で連結されていることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、一端側に可動部材が取り付けられるとともに他端側にバランスウエイトを取り付けられた索条体をプーリに架け渡して、可動部材とバランスウエイトとが索条体に連結された状態でプーリを介して移動可能に構成されているため、可動部材の重量がバランスウエイトの重量によって相殺される。したがって、可動部材を移動させる駆動
装置に可動部材の重量による負荷が軽減されるため、可動部材は、小さな駆動力及び制動力で動作可能になる。したがって、大きな駆動力を出力する大型の駆動装置を設けることなく上下方向駆動型の単軸ロボットを構成することができる。
しかも、上記のように可動部材とバランスウエイトとを索条体で連結しながらも、前記シャッタ部材によりケース部材内部の空気が外部に排出されるのを防止することができるため、クリーンルームでの使用に好適となる。さらに、ケース部材の側面側に可動部材の重量を相殺するバランスウエイト、プーリを配置しているため、バランスウエイトや索条体が単軸ロボットのケース部材等と干渉することを防止することができる。
具体的な構成としては、前記ケース部材を中心としてこのケース部材の一方の側面側に前記プーリと前記バランスウエイトとが配置され、前記一方の側面側とは反対の側面側に、前記駆動装置のケーブルを保持するためのケーブル保持部材が配置されている。
より詳しくは、前記可動部材は、前記ケース部材の内側を移動するスライドテーブルと、このスライドテーブルに固定される作業部材支持用テーブルとを備え、前記作業部材支持用テーブルは、前記スライドテーブルに固定されて前記シャッタ部材と前記ケース部材との間を通じて側方に延びる第１テーブルと、この第１テーブルに固定されて、前記ケース部材の一方の側面側に延びる前記延長部を具備する第２テーブルとを備えており、前記第１テーブルには、前記延長部が設けられる側とは反対側の位置に前記ケーブル保持部材を支持する支持体が設けられており、この支持体に前記ケーブル保持部材が支持されている。
【００１１】
また、前記ケース部材の側面部に、上下方向に沿って延びるガイド部材が設けられており、前記バランスウエイトは、前記ガイド部材に係合し、このガイド部材に沿って移動可能に構成してもよい。
【００１２】
この構成によれば、バランスウエイトがケース部材の側面に設けたガイド部材に沿って移動するため、バランスウエイトがガイド部材の延びる方向以外への変位を抑えることができる。したがって、単軸ロボットが傾斜して設置された場合であっても、バランスウエイトはケース部材の側面に沿ってスムーズに移動できるため、可動部材に余計な負荷をかけることを防止することができる。
【００１３】
また、前記バランスウエイトは、複数の分割ウエイトを有しており、この分割ウエイトの取り付け又は取り外しにより、前記バランスウエイトの重さを調整できるように構成してもよい。
【００１４】
この構成によれば、前記可動部材及び可動部材に搭載される部材の重量に応じて、バランスウエイトの重さを細かく設定することができる。
【００１７】
また、前記プーリにはブレーキ装置が設けられ、前記駆動装置の通電時にはブレーキが解放され、駆動装置の電源が切断されるとブレーキが作用するように構成してもよい。
【００１８】
この構成によれば、可動部材が移動している際に、電源が遮断された場合であっても、可動部材が落下するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高出力のモータや大型のブレーキ装置を設けることなく、上下方向に使用することができる単軸ロボットとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態にかかる単軸ロボットの正面図、図２は図１の右側側面における側面図、図３は図１の左側側面における側面図、図４は図１のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【００２５】
本発明の一実施形態に係る単軸ロボット１は、図１〜３に示すように、上下方向（鉛直方向）に立設されており、一軸方向（鉛直方向）に延びるケース部材２と、このケース部材２の一軸方向に直線的に移動可能に支持される可動部材３とを有し、さらにケース部材２の側面側にはウエイト昇降部４を備えている。
【００２６】
なお、本明細書では、説明の便宜のためにケース部材２の延びる一軸方向について、図１〜３の上方を上側、下方を下側とし、ケース部材２の幅方向（図４の左右方向）を側面側とし、図１における手前側を表面側、奥側を背面側として説明する。
【００２７】
図１〜図４において、上記ケース部材２は、フレーム２１と一対のフレームカバー２２とを有しており、一軸方向に延びる枠状に形成されている。前記フレーム２１は、所定厚みを有する背壁部２１ａと、この背壁部２１ａの左右両側で背壁部２１ａよりも表面側に延びる側壁部２１ｂとからなり、表面側に開口する断面略コ字状で上下方向（図４では紙面を貫通する方向）に延びている。このフレーム２１は、例えばアルミニウム合金等の押出し材で構成することが可能である。
【００２８】
上記一対のフレームカバー２２は、それぞれが互いに対象な断面略Ｌ字状をなしており、表面部２２ａと側面部２２ｂとを有している。そして、該側面部２２ｂが上記フレーム２１の側壁部２１ｂにボルトで固定されており、この側面部２２ｂと側壁部２１ｂとでケース部材側面部２ａが形成されている。
【００２９】
また、ケース部材２内には、フレーム２１の背壁部２１ａと側壁部２１ｂ及び、一対のフレームカバー２２の側面部２２ｂと表面部２２ａとにより、収容部２ｂが形成されている。また、前記フレームカバー２２の両表面部２２ａの間には上下方向に延び一定幅の開口部２ｃ（図１参照）が形成されている。そして、この開口部２ｃを塞ぐ可撓性部材からなるシャッタ２３が前記両表面部２２ａを跨ぐように載置されている。
【００３０】
また、上記ケース部材２内におけるフレーム２１の背壁部２１ａの左右両端部には、上下方向に延びる左右一対のガイドレール２４が配置されている。また、背壁部２１ａのほぼ中央位置には、上下方向に延びるマグネットプレート５が配置されている。
【００３１】
上記マグネットプレート５は、平板状のプレート部材５１上に、複数個の永久磁石５２を軸方向にＮ，Ｓの磁極が交互になるように配列された板状部材（マグネット配列部）である。このマグネットプレート５は、永久磁石５２が表面側に位置するように、プレート部材５１とフレーム２１の背壁部２１ａとがボルトで固定されている。
【００３２】
また、上記フレーム２１の背壁部２１ａの幅方向端部（図４において左側）には、上記ガイドレール２４に沿って、細長のプレート状の磁気スケール５３が背壁部２１ａの略全長にわたって設けられている。この磁気スケール５３は、後述のＭＲヘッド５４により読取可能なように磁気的に目盛りを記録したものである。
【００３３】
上記可動部材３は、スライドテーブル３１と、このスライドテーブル３１の背面側に連結された可動ブロック３２と、前記スライドテーブル３１の表面側に固定される作業部材支持用のテーブル３３（本発明の作業部材支持用テーブル）とを有している。
【００３４】
上記スライドテーブル３１は、上記一対のガイドレール２４に跨る形状に形成され、このスライドテーブル３１の左右両端部には、上記ガイドレール２４に係合する被ガイド部３１ａが取り付けられており、これにより当該スライドテーブル３１がガイドレール２４に摺動自在に支持されている。また、このスライドテーブル３１における背面側の中央部には、上記可動ブロック３２が連結されている。
【００３５】
上記可動ブロック３２は、上下方向に延び、断面略四角形の角柱形状に形成されており、その背面部が上記マグネットプレート５と対面するように配置されている。この可動ブロック３２内には、複数のコイル（不図示）が備えられており、このコイルと上記マグネットプレート５の永久磁石５２とが互いに対面するようになっている。そして、前記コイルは、図示されない基板に接続され、この基板及び当該基板に接続されたケーブルＷを介して図外の電源及び制御回路に電気的に接続されるようになっている。すなわち、このコイルとマグネットプレート５とで構成されているリニアモータが本実施形態における駆動装置である。なお、ケース部材２の側面側には、ケーブルベア６が設けられており、上記ケーブルＷはこのケーブルベア６に保持されるようになっている。
【００３６】
上記スライドテーブル３１の側面側（図４において左側）には、磁気ヘッドとしてのＭＲヘッド５４が設けられている。このＭＲヘッド５４は、上記磁気スケール５３に対向し、可動部材３の移動中に上記磁気スケール５３を読取ることにより可動部材３の位置を検出するものである。
【００３７】
また、作業部材支持用の前記テーブル３３は、ケース部材２側に位置する第１テーブル３４と、その表面側に位置する第２テーブル３５との２組で構成されている。
【００３８】
前記第１テーブル３４は、第２テーブル３５に比べて上下方向に長く形成された平板状部材で形成されており、第１テーブル３４の背面側で、前記スライドテーブル３１と連結されている。具体的には、スライドテーブル３１の一部が、ケース部材２の開口部２ｃから突出するように延設されており、このスライドテーブル３１の一部と第１テーブル３４とがボルト（不図示）で締結されている。また、第１テーブル３４は、その表面側に一定幅を有する凹部３４ａが上下方向に亘って形成されており、その凹部３４ａ上を上記シャッタ２３が通過するようになっている。ここで、図７は、スライドテーブル３１と第１テーブル３４とを側面側から見た断面図である（第２テーブル３５は図示せず）。すなわち、図７に示されるように、第１テーブル３４の適所にはローラ３３ｃが設けられており、このローラ３３ｃは、当該第１テーブル３４が位置する部分ではシャッタ２３を第１テーブル３４の表面側に凸となるように前記凹部３４ａに案内するとともに、当該テーブル３３の軸方向端部位置（図７において左右両端部位置）ではシャッタ２３をフレームカバー２２の表面部２２ａ上に位置させるものである。したがって、シャッタ２３が表面側に凸とされた部分においては、シャッタ２３と表面部２２ａとの間に隙間が形成される。そして、図４に示すように、この隙間から第１テーブル３４の側面部３４ｂが側面側に突出し、さらに前記凹部を形成するように表面側に突出形成されている。したがって、この側面部３４ｂによって前記隙間は塞がれるため、前記開口部２ｃをシャッタ２３で塞いだ状態のままで可動部材３を移動させることが可能になっている。なお、第１テーブル３４の側面部３４ｂ（図４において左側）には、ケーブルベア６を支持する支持体６ａが取り付けられており、前記隙間からケーブルベア６からのケーブルＷが入り込み、収容部２ｂにおける各要素に電源等を供給するようになっている。
【００３９】
前記第２テーブル３５は、前記第１テーブル３４の側面部３４ｂに取り付けられた平板状部材で形成されており、ウエイト昇降部４側に水平に延びる延長部３５ａを有している。第２テーブル３５の表面部３５ｂには用途に応じた各種の作業部材が取り付けられるようになっている。そして、この第２テーブル３５の表面部３５ｂの四隅には、ボルト孔３５ｃが形成されており、このボルト孔３５ｃにボルト（不図示）が挿通されることによって第１テーブル３４と第２テーブル３５とが連結固定されるようになっている。
【００４０】
また、前記延長部３５ａは、ケース部材側面部２ａよりもさらにウエイト昇降部４側に突出して形成されており、この延長部３５ａの先端部分には、後述するバランスウエイト４１が連結されたベルト部材４２（本発明の索条体）を取り付けるベルト固定部３５ｄが設けられている。このベルト固定部３５ｄは、前記延長部３５ａの先端部分とこの先端部分に固定されるベルト固定片３５ｅとからなり、前記ベルト部材４２を前記先端部分と前記ベルト固定片３５ｅとの間に挟み込み、これらをボルトで締結することによってベルト部材４２が固定されるようになっている。なお、本実施形態ではベルト部材４２を例として説明するが、紐状のもの、チェーンなど、可動部材３（第２テーブル３５）とバランスウエイト４１とを連結し、後述のプーリ４３に架け渡すことができるものであれば特に限定しない。
【００４１】
次にウエイト昇降部４について説明する。ここで、図５は、単軸ロボット１を上方から見た上面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ断面を拡大した断面図である。
【００４２】
図４〜図６に示すように、ウエイト昇降部４は、上下方向に移動するバランスウエイト４１（図４参照）を有しており、また、その上端にはプーリ４３が収容されるプーリ保持部４４（図５，６参照）を有している。そして、このバランスウエイト４１と前記第２テーブル３５とをベルト部材４２で連結してプーリ４３に架け渡すことによって、これらの重量的なバランスを取ることができるようになっている。具体的には、一方端に第２テーブル３５の固定部に取り付けられたベルト部材４２は、上方に向かって延び、上端に設けられたプーリ４３に巻き付けられて１８０°向きを変え、下方に向かって延び、他方端にバランスウエイト４１が取り付けられている。これにより、可動部材３の昇降動作に合わせてプーリ４３が従動回転するようになっている。
【００４３】
前記プーリ保持部４４は、前記ケース部材２の上面部２ｄ（図１参照）に取り付けられるとともに、ケース部材２の側面側（図５，６において右側）に膨出する形状に形成されている。そして、ケース部材２の上面部２ｄからケース部材２の側面側（図５，６において右側）に膨出形成された部分には、ケース部材側面部２ａと平行であって下向きに開口する切欠部４５が形成されており、この切欠部４５内にプーリ４３が回転可能に保持されている。
【００４４】
具体的には、プーリ４３は、その中心に挿通固定された回転軸４６が、前記切欠部４５の側壁４５ａに設けられたベアリング４５ｂに支持されることによって、回転可能に保持されている。すなわち、プーリ４３は、図１に示すように、ケース部材２の上面部２ｄよりも上方に位置した状態で、切欠部４５の側壁４５ａ（ケース部材側面部２ａ）に沿って回転可能になっている。
【００４５】
また、プーリ４３には、所定幅を有する外周面４３ａが形成されおり、この外周面４３ａの幅方向両端部位置には、径方向に突出する突起４３ｂが円周方向に亘って形成されている。この突起４３ｂは、外周面４３ａに沿って摺動するベルト部材４２がプーリ４３から脱落することを防止するためのものである。
【００４６】
したがって、バランスウエイト４１と第２テーブル３５の延長部３５ａとを連結したベルト部材４２をプーリ４３の外周面４３ａに接するように架け渡されることにより、バランスウエイト４１と可動部材３とがプーリ４３によって保持される。そして、可動部材３が上下方向に移動すると、プーリ４３は、プーリ４３の外周面４３ａとベルト部材４２の表面とに生じる摩擦力により、ベルト部材４２の動きに合わせて回転することによって、可動部材３及びバランスウエイト４１は、それぞれ重量的なバランスを保った状態で上下方向にスムーズに移動することができるようになっている。
【００４７】
また、図６に示すように、プーリ４３を支持する前記回転軸４６は、切欠部４５の側壁４５ａを貫通しケース部材２側に突出する延長軸部４６ａを有しており、この延長軸部４６ａには、電磁ブレーキ８（本発明のブレーキ装置）が設けられている。ここで、図８は前記電磁ブレーキ８を拡大した断面図である。
【００４８】
前記電磁ブレーキ８は、延長軸部４６ａ（図８では不図示）が挿通するブレーキ本体８１を有しており、このブレーキ本体８１の側面側（図８における右側）に押圧板８２、ブレーキディスク８３、サイドプレート８４がこの順に、それぞれ延長軸部４６ａが挿通した状態で配置されている。
【００４９】
具体的には、前記サイドプレート８４は、その外径側でブレーキ本体８１とカラー８５を介してボルトで連結固定されており、このサイドプレート８４とブレーキ本体８１とで形成される隙間に前記押圧板８２とブレーキディスク８３が配置されている。また、サイドプレート８４の中心には挿通孔８４ａが形成されており、延長部３５ａの先端に取り付けられたインナドライバ８６よりも大きな径を有するように形成されている。そしてこのインナドライバ８６には、ブレーキディスク８３が取り付けられており回転軸４６が回転することによって、ブレーキディスク８３のみが回転するようになっている。
【００５０】
また、前記押圧板８２は、磁性体で形成され、前記ブレーキ本体８１とブレーキディスク８３との間に配置されている。この押圧板８２は、その中心に延長軸部４６ａの外径よりも大きな径を有する挿通孔８２ａを有しており、この挿通孔８２ａに延長軸部４６ａが挿通するようになっている。そして、押圧板８２の外径側には、貫通孔８２ｂが配設されており、この貫通孔８２ｂが前記カラー８５に遊嵌するようになっている。すなわち、押圧板８２はカラー８５によって支持されていると共に、カラー８５に沿って（延長軸部４６ａの軸方向に沿って）摺動し、前記ブレーキディスク８３を押圧・解放できるようになっている。
【００５１】
また、前記ブレーキ本体８１には、その内径側に磁性体からなる磁芯部材８９を備えているとともに、この磁芯部材８９の外径側に巻き付けられる電磁コイル８８と、この電磁コイルの外径側に配置されるコイルばね８７とを備えており、磁芯部材８９のフランジ部がボルト９０とナット９１でブレーキ本体８１に係止されている。したがって、磁芯部材８９、ボルト９０、カラー８５により、前記押圧板８２を延長軸部４６ａの軸方向にスライドさせて、押圧板８２をブレーキ作動位置又はブレーキ解放位置に変位させることができるようになっている。具体的には、前記コイルばね８７は、ブレーキ本体８１の凹部８１ａ内に、延長軸部４６ａの軸方向に伸縮可能に配置されている。そして、コイルばね８７は、初期状態において押圧板８２に対して付勢力を与えるようになっている。一方、前記電磁コイル８８は、配線８８ａ（図６参照）を通じて外部電源から通電されることにより磁場を発生し前記押圧板８２に対して吸引力を発生させる。この吸引力は、前記コイルばね８７の付勢力よりも大きくなるように設定されており、前記コイルばね８７の付勢力に抗して押圧板８２を電磁コイル８８側に変位させることができるようになっている。
【００５２】
このように構成される前記電磁ブレーキ８の動作について説明すると、初期状態やブレーキを作動させた場合、すなわち電磁コイル８８に通電しない場合には、押圧板８２がコイルばね８７によってブレーキディスク８３側に押圧されるため、ブレーキディスク８３はブレーキ作動位置で押圧板８２とサイドプレート８４とによって挟まれることによってブレーキが作動する。すなわち、ブレーキディスク８３は、押圧板８２とサイドプレート８４とによって圧接されることによって、その回転は停止する。その結果、ブレーキディスク８３とインナドライバ８６を介して連結される延長軸部４６ａ（回転軸４６）の回転が停止させられることによって、回転軸４６に取り付けられたプーリ４３は停止する。
【００５３】
また、ブレーキを解放する場合には、電磁コイル８８に通電することによって行われる。すなわち、外部電源により電磁コイル８８が通電されると、押圧板８２が電磁コイル８８によって吸引されブレーキディスク８３はブレーキ解放位置に変位する。すなわち、ブレーキ解放位置では、ブレーキディスク８３は、押圧板８２及びサイドプレート８４とは、非接触状態（フリー）となるため、回転軸４６及び、プーリ４３は回転可能な状態となる。
【００５４】
また、図１〜図４に示すように、ウエイト昇降部４における前記バランスウエイト４１は、可動部材３の重量とほぼ同じ重さを有しており、ケース部材側面部２ａ（図４において右側）に取り付けられている。具体的には、バランスウエイト４１のケース部材２側の側面には、被側面ガイド部４１ａが設けられており、この被側面ガイド部４１ａが、ケース部材側面部２ａに側面板２５を介して軸方向に延びるように設置される側面ガイドレール２６に係合することによって取り付けられている。また、図４に示すように、第２テーブル３５の延長部３５ａを回避するように、その一部を切欠いて、図４に示す例では、軸方向断面が略Ｌ字形状を有している。したがって、バランスウエイト４１は、第２テーブル３５の延長部３５ａと接触することなくケース部材側面部２ａに沿って摺動できるようになっている。
【００５５】
また、バランスウエイト４１の背面側には、上述のベルト部材４２を固定するためのウエイト側ベルト固定部４１ｂが設けられている。すなわち、バランスウエイト４１の背面側には、ウエイト側ベルト固定片４１ｃがボルトで固定するように構成されており、バランスウエイト４１の背面側表面とこのウエイト側ベルト固定片４１ｃとの間にベルト部材４２を挟み込み、ボルトで締結することによってベルト部材４２が固定されるようになっている。
【００５６】
また、ウエイト昇降部４は、その全体を覆う側面カバー４７を有している。具体的には、前記側面カバー４７は、ケース部材側面部２ａに沿ってケース部材２の全長とほぼ同等の長さを有しており、ケース部材２側に開口するように断面Ｕ字状に形成されている。そして、側面カバー４７は、断面がＬ字状の二枚一組の側面カバー片４７ａ，４７ｂで構成されており、ケース部材側面部２ａに取り付けられた側面板２５の背面側で連結されるとともにバランスウエイト４１の背面側と側面側（図４において右側）を覆う第１側面カバー片４７ａと、第１側面カバー片４７ａの一部とバランスウエイト４１の表面側を覆う第２側面カバー片４７ｂとが互いにネジ止めされることによって構成されている。このように、これら第１及び第２側面カバー４７で構成される側面カバー４７によって、バランスウエイト４１が移動する昇降領域が覆われるようになっている。
【００５７】
また、図１、図２に示すように、側面カバー４７の下端には、収納部４７ｃが取り付けられている。この収納部４７ｃは有底の筒状に形成されており、バランスウエイト４１を収容できる大きさに形成されている。これにより、作業者等による保守作業等でバランスウエイト４１とベルト部材４２との固定を解除した際に、誤ってバランスウエイト４１を落下させてしまった場合には、前記収納部４７ｃによりバランスウエイト４１を受け止めることができ外部に落下することを防止することができるようになっている。
【００５８】
このように構成された本実施形態における単軸ロボット１において、可動部材３を移動させた場合について説明する。可動部材３の移動前では、この可動部材３には、バランスウエイト４１の重量に相当する上向きの引張力がベルト部材４２を介して作用しており、可動部材３とバランスウエイト４１とは互いに釣り合った状態になっている。この状態から図示しない制御装置によって単軸ロボット１に通電すると、前記電磁ブレーキ８の電磁コイル８８に電流が流れ、ブレーキディスク８３が電磁コイル８８側に吸引されて電磁ブレーキ８は解除されるとともに、上記可動ブロック３２内のコイルに電流が流れ、電流と永久磁石５２との相互作用によって生じる推力により可動部材３が移動する。ここで、例えば、可動部材３が下方に移動する場合には、バランスウエイト４１はベルト部材４２を介して上向きに引張力を受けて重量的な釣り合いを保った状態でバランスウエイト４１は上方に移動する。また、駆動装置により可動部材３が上方に移動する場合には、バランスウエイト４１は重量的な釣り合いを保った状態で下方に移動する。したがって、可動部材３は静止状態及び移動中において、バランスウエイト４１によって重量的な釣り合いが保たれているため、駆動装置に可動部材３等の重量的負荷をかけることなく、可動部材３を静止状態に保持及び上下に動作させることができる。
【００５９】
また、可動部材３を停止させる場合には、駆動装置の駆動力を停止させることにより可動部材３を停止させる。すなわち、可動部材３とバランスウエイト４１とが互いに重量的な釣り合いを保っているため、可動部材３を停止させる制動力は小さいものでよく、バランスウエイト４１の重量の設定により、プーリ４３と回転軸４６とに生じる摩擦力によって停止させることができる。
【００６０】
なお、本実施形態の単軸ロボット１では、移動中の可動部材３を停止させる場合、前記電磁ブレーキ８を補助的に作動させて可動部材３を停止させることもできる。すなわち、制御装置により前記電磁ブレーキ８の電磁コイル８８への電流が遮断されると、ブレーキディスク８３が押圧板８２とサイドプレート８４によって押圧されることによってブレーキディスク８３の回転が停止する。このため、回転軸４６及びプーリ４３の回転が停止し可動部材３は任意の位置で停止することができる。その際、可動部材３はバランスウエイト４１と重量的な釣り合いを保っているため、電磁ブレーキ８には、可動部材等の重量的な負荷がかかることなく停止させることができる。
【００６１】
以上説明した上記実施形態における単軸ロボット１では、可動部材３とバランスウエイト４１とをプーリ４３を介してベルト部材４２で連結し、可動部材３の重量をバランスウエイト４１の重量によって相殺するように構成したため、可動部材３を駆動させる駆動装置に可動部材３の重量による負荷が小さくなり、小さな駆動力で可動部材３を移動させることができる。したがって、可動部材の移動に大きな駆動力は不要となり、大きな駆動力を有する駆動装置は不要となる。
【００６２】
また、可動部材３の重量がバランスウエイト４１の重量によって相殺されるため、小さな制動力で可動部材３を減速及び停止させることができる。したがって、ブレーキ装置の小型化、簡略化を図ることができる。
【００６３】
また、リニアモータの推力によって可動部材３の自重を保持する必要がないため、リニアモータの推力のほぼ全てを可動部材３を移動させる動力として使用するこことができる。したがって、バランスウエイト４１を設けていない場合に比べて、同じ出力のリニアモータであれば可動部材３を高速で動作させることができ、さらに可動部材３を急加減速で動作させることも可能となる。
【００６４】
また、上記実施形態では、バランスウエイト４１について、可動部材３と同等の重さを有するものについて説明したが、可動部材３の第２テーブル３５に取り付ける相手方の作業部材の重量を加味した重さを有するバランスウエイト４１としてもよい。この場合には、可動部材３だけでなく、前記作業部材の重量についてもバランスウエイト４１によって相殺されるため、より駆動装置に負荷がかからない単軸ロボット１とすることができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、バランスウエイト４１について、可動部材３と同等の重さを有する一体物を例として説明したが、バランスウエイト４１の重さを調節できるものであってもよい。例えば、バランスウエイト４１が複数の分割ウエイトからなり、それぞれの分割ウエイト同士をボルトで締結できるように構成すれば、分割ウエイトの連結数量によって重量調整することができる。この場合には、第２テーブル３５に取り付ける作業部材を変更する場合であっても適宜バランスウエイト４１の重さを変更できるため、使用環境に応じて重量バランスを設定することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、バランスウエイト４１について、ケース部材２の側面側に設置する例について説明したが、ケース部材２の背面側に設置してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、プーリ４３をケース部材２の上面よりも上方に設ける例について説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、可動部材３が移動する移動領域よりも上方に位置するように設置すれば、可動部材３とバランスウエイト４１とを連結したベルト部材４２を架け渡して重量的なバランスを取り、小さな駆動力で可動部材３を移動させることができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、電磁ブレーキ８について、電磁コイル８８によって押圧板８２をブレーキ作動位置又はブレーキ解放位置に変位させる例について説明したが、押圧板８２を機械的に変位させるように構成したものであってもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、駆動装置について、マグネットプレート５を背壁部２１ａに設置し、コイルを可動ブロック３２に設ける場合について説明したが、背壁部２１ａにコイルを設置し、マグネットプレート５を可動ブロック３２の底面に設置するものであってもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、リニアモータタイプの駆動装置として、マグネットプレート５とコイルとを使用した場合について説明したが、ケース部材２の収容部２ｂに前後方向に延びるマグネットシャフト（永久磁石５２を軸方向に交互に配列したもの）を設け、このマグネットシャフトの外径側に設置するコイルを介して可動部材３を前記マグネットシャフトに遊嵌させたリニアモータタイプであってもよい。
【００７１】
また、駆動装置としてリニアモータを使用せず、可動部材３にナット部を設け、この可動部材３のナット部と螺合するボールねじ軸と、このボールねじ軸に連結される出力軸を備える駆動源（モータ）とを備え、前記駆動源の出力軸の回転により前記ボールねじ軸を軸周りに回転させて、前記可動部材３を軸方向に移動させるボールねじタイプの駆動装置を用いたものであってもよい。この場合には、駆動装置として汎用性のあるボールねじを使用するため、安価な単軸ロボット１とすることができる。
【００７２】
なお、この場合には、上記実施形態における磁気スケール５３の代わりに、モータに取り付けるエンコーダ、またはレゾルバによって可動部材３（スライドテーブル３１）の位置検出を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の単軸ロボットの正面図である。
【図２】図１の右側側面における側面図である。
【図３】図１の左側側面における側面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図５】図１の単軸ロボットを上方から見た平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面における断面図である。
【図７】可動部材を側面から見た部分断面図である。
【図８】電磁ブレーキを拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  単軸ロボット
２  ケース部材
２ａ  ケース部材側面部
３  可動部材
４  ウエイト昇降部
８  電磁ブレーキ
２１  フレーム
２２  フレームカバー
３１  スライドテーブル
３３  テーブル
３４  第１テーブル
３５  第２テーブル
４１  バランスウエイト
４２  ベルト部材
４３  プーリ
４５ａ  側壁
４７  側面カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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