JP2011064271A - ローダ装置及び部品の搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可搬重量の低下及び動作スピードの低下を抑制しつつ小型化することができるローダ装置を提供する。
【解決手段】第１の方向に沿って延びる動力伝達軸４には、外周面に螺旋状の螺子溝及び第１の方向に沿って延びるスプライン溝が形成されている。動力伝達軸４に螺合されたボールねじナット７は、第１駆動モータ３１から伝達された回転運動をねじ作用により動力伝達軸４の第１の方向の直線運動に変換する。動力伝達軸４に装着されたボールスプラインナット８は、第２駆動モータ４１から伝達された回転運動を動力伝達軸４に伝達して動力伝達軸４を該動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りに回転させる。チャック６６が連結された動力伝達ベルト６４は、第１の方向に沿って動力伝達軸４と一体移動可能であるとともに、動力伝達軸４から伝達された動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転運動を第２の方向の直線運動に変換してチャック６６に伝達する。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品を搬送して組み付けるローダ装置、及び該ローダ装置を用いた部品の搬送方法に関するものである。

従来、複数の部品からなる製品を製造する際には、部品を保持するチャックを互いに直交する２方向に移動させて該部品の搬送・組付け（挿入、組立て等）を行うローダ装置（例えば特許文献１参照）が用いられている。

例えば、前後方向と上下方向との互いに直交する２方向にチャックを移動させるローダ装置は、図４（ｂ）に示すように、第１支持部材１０１にて支持され前後方向に延びる第１ボールねじ軸１０２を備えるとともに、該第１ボールねじ軸１０２の後端部には、該第１ボールねじ軸１０２を回転させる第１駆動モータ１０３が連結されている。また、第１ボールねじ軸１０２には第１ボールねじナット１０４が螺合されるとともに、該第１ボールねじナット１０４には、前記第１支持部材１０１に設けられた一対の第１ガイド部材１０５にて案内されながら該第１ボールねじナット１０４と一体移動する第２支持部材１０６が固定されている。第２支持部材１０６は、上下方向に延びる第２ボールねじ軸１０７を支持しており、該第２ボールねじ軸１０７には、その上端部に第２駆動モータ１０８が連結されるとともに、第２ボールねじナット１０９が螺合されている。更に、第２ボールねじナット１０９には、第２支持部材１０６に設けられた一対の第２ガイド部材１１０にて案内されながら該第２ボールねじナット１０９と一体移動する支持板１１１が固定されるとともに、支持板１１１には、部品Ｐ２を保持するチャック１１２が固定されている。

そして、第１駆動モータ１０３により第１ボールねじ軸１０２が回転されると、第１ボールねじナット１０４が前後方向に移動されて、第２支持部材１０６、第２ボールねじ軸１０７、第２駆動モータ１０８、第２ボールねじナット１０９及び支持板１１１と共にチャック１１２が前後方向に移動される。また、第２駆動モータ１０８が駆動されて第２ボールねじ軸１０７が回転されると、第２ボールねじナット１０９が上下方向に移動されて、支持板１１１と共にチャック１１２が上下方向に移動される。このような従来のローダ装置は、第１駆動モータ１０３及び第２駆動モータ１０８にサーボモータを用いるとともにボールねじを利用することにより、組付け工程の高速化を図るとともに、任意の位置での部品の組付けに対応し易くなっている。

特開平８−４７８８８号公報

ところで、図４（ａ）に示すように、第１ボールねじ軸１０２と第２ボールねじ軸１０７とは、ねじれの位置関係で前後方向及び上下方向と直交する方向（即ち紙面垂直方向であって左右方向）に重ねて配置されている。更に、支持板１１１及びチャック１１２も、第２ボールねじ軸１０７に対し左右方向に重ねて配置されている。そのため、ローダ装置における前後方向及び上下方向と直交する方向の幅ｗ２が広くなってしまう。ローダ装置の幅ｗ２が広いと、生産ラインが長くなり生産性が低下される虞がある。そこで、ローダ装置の幅ｗ２を狭めるために、第１ボールねじ軸１０２及び第２ボールねじ軸１０７を細くしたり、第１駆動モータ１０３及び第２駆動モータ１０８を小型化したりすることが考えられる。しかしながら、このようにすると、可搬重量が低下したり、動作スピードが低下したりする虞がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、可搬重量の低下及び動作スピードの低下を抑制しつつ小型化することができるローダ装置、及び該ローダ装置を用いた部品の搬送方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、部品を保持する保持手段を互いに直交する第１の方向及び第２の方向のそれぞれの方向に移動させるローダ装置であって、前記第１の方向に沿って延び外周面に螺旋状の螺子溝及び前記第１の方向に沿って延びるスプライン溝が形成された動力伝達軸と、前記螺子溝に螺合するように前記動力伝達軸に装着され、第１駆動モータから伝達された回転運動をねじ作用により前記動力伝達軸の前記第１の方向の直線運動に変換するボールねじナットと、前記スプライン溝に係合するように前記動力伝達軸に装着され、第２駆動モータから伝達された回転運動を前記動力伝達軸に伝達して前記動力伝達軸を前記第１の方向に延びる前記動力伝達軸の中心軸線回りに回転させるボールスプラインナットと、前記保持手段が連結され、前記第１の方向に沿って前記動力伝達軸と一体移動可能に設けられるとともに、前記動力伝達軸から伝達された前記動力伝達軸の前記中心軸線回りの回転運動を前記第２の方向の直線運動に変換して前記保持手段に伝達する伝達手段と、を備えたことをその要旨としている。

同構成によれば、保持手段を第１の方向に移動させる場合には、動力伝達軸に螺合されたボールねじナットに第１駆動モータの回転運動が伝達されて該ボールねじナットが回転運動される。すると、ねじ作用により動力伝達軸が第１の方向に沿って直線運動されるため、第１の方向に沿って動力伝達軸と一体移動可能な伝達手段に連結された保持手段は、動力伝達軸の第１の方向の直線運動に伴って第１の方向に移動される。また、保持手段を第２の方向に移動させる場合には、スプライン溝に係合するように動力伝達軸に装着されたボールスプラインナットに第２駆動モータの回転運動が伝達されて該ボールスプラインナットが回転運動される。すると、ボールスプラインナットから動力伝達軸に回転運動が伝達されて動力伝達軸が第１の方向に延びる該動力伝達軸の中心軸線回りに回転される。そして、動力伝達軸の回転運動は伝達手段に伝達されるとともに該伝達手段により第２の方向の直線運動に変換されて保持手段に伝達され、同伝達手段により保持手段が第２の方向に移動される。このように、第１の方向に沿って延びる１本の動力伝達軸で、第１駆動モータの回転運動を伝達手段に伝達して保持手段を第１の方向に直線移動させることができるとともに、第２駆動モータの回転運動を同伝達手段に伝達して保持手段を第２の方向に直線移動させることができる。従って、従来のように、第１の方向に延びるボールねじ軸に第２の方向に延びるボールねじ軸をねじれの位置関係で重ねて配置しなくてもよいため、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向のローダ装置の幅を狭くすることができ、ローダ装置を小型化することができる。また、第１及び第２駆動モータの駆動力を保持手段に伝達するための軸を動力伝達軸の１本にしてローダ装置を小型化したため、第１及び第２駆動モータの駆動力を保持手段に伝達するための軸（即ち動力伝達軸）を細くしたり、第１及び第２駆動モータを小型化したりしなくてもよい。従って、可搬重量を低下させたり動作スピードを低下させたりすることなくローダ装置を小型化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のローダ装置において、前記第２駆動モータの駆動時には、前記第１駆動モータが前記第２駆動モータの駆動方向と同期回転されて前記ボールねじナットが前記動力伝達軸と一体的に回転されることをその要旨としている。

同構成によれば、第２駆動モータの駆動時、即ち保持手段を第２の方向に移動させる際に、動力伝達軸とボールねじナットとが相対回転されることが防止される。従って、動力伝達軸は第１の方向に移動されず、保持手段を第２の方向のみに直線移動させるこができる。

請求項３に記載の発明は、部品を保持する保持手段を第１の方向に移動させる第１搬送工程と、前記保持手段を前記第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２搬送工程とを備えた部品の搬送方法であって、前記第１搬送工程では、前記第１の方向に沿って延び外周面に螺旋状の螺子溝及び前記第１の方向に沿って延びるスプライン溝が形成された動力伝達軸に対して前記螺子溝に螺合するように装着されたボールねじナットに第１駆動モータにて発生された回転運動を伝達し、ねじ作用により前記動力伝達軸を前記第１の方向に沿って直線移動させて前記第１の方向に沿って前記動力伝達軸と一体移動可能に設けられた伝達手段を前記第１の方向に直線移動させることにより、前記伝達手段に連結された前記保持手段を前記第１の方向に直線移動させ、前記第２搬送工程では、前記スプライン溝に係合するように前記動力伝達軸に装着されたボールスプラインナットに第２駆動モータにて発生された回転運動を伝達し、前記ボールスプラインナットを介して前記動力伝達軸を前記第１の方向に延びる前記動力伝達軸の中心軸線回りに回転させるとともに前記動力伝達軸の回転運動を前記伝達手段に伝達し、前記伝達手段にて前記動力伝達軸の回転運動を前記第２の方向の直線運動に変換して前記保持手段に伝達することにより、前記保持手段を前記第２の方向に直線移動させることをその要旨としている。

同方法によれば、第１搬送工程及び第２搬送工程で使用されるローダ装置は、第１の方向に沿って延びる１本の動力伝達軸で、第１駆動モータの回転運動を伝達手段に伝達して保持手段を第１の方向に直線移動させるとともに、第２駆動モータの回転運動を同伝達手段に伝達して保持手段を前記第１の方向と直交する第２の方向に直線移動させる。即ち、第１搬送工程及び第２搬送工程で用いられるローダ装置は、従来のように第１の方向に延びるボールねじ軸に第２の方向に延びるボールねじ軸をねじれの位置関係で重ねて配置していない。そして、第１搬送工程及び第２搬送工程で使用されるローダ装置は、第２の方向に延びるボールねじ軸を備えないため、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向の幅を従来に比べて狭くすることができ、小型化が可能である。また、当該ローダ装置は、第１及び第２駆動モータの駆動力を保持手段に伝達するための軸を動力伝達軸の１本にして小型化されるため、第１及び第２駆動モータの駆動力を保持手段に伝達するための軸（即ち動力伝達軸）を細くしたり、第１及び第２駆動モータを小型化したりしなくてもよい。従って、当該ローダ装置は、可搬重量を低下させたり及び動作スピードを低下させたりすることなく小型化されるものである。このようなローダ装置を使用することにより、生産ラインの長さを短くして、生産性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の部品の搬送方法において、前記第２搬送工程では、前記第１駆動モータを前記第２駆動モータの駆動方向と同方向に同期回転させて前記ボールねじナットを前記動力伝達軸と一体的に回転させることをその要旨としている。

同方法によれば、第２搬送工程において、動力伝達軸とボールねじナットとが相対回転されることが防止される。従って、動力伝達軸は第１の方向に移動されず、保持手段を第２の方向のみに直線移動させるこができる。

本発明によれば、可搬重量の低下及び動作スピードの低下を抑制しつつ小型化することができるローダ装置、及び該ローダ装置を用いた部品の搬送方法を提供することができる。

ローダ装置の斜視図。 （ａ）は動力伝達部の断面図、（ｂ）は動力伝達部の断面図（図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図）。 （ａ）は前方側から見たローダ装置の概略図、（ｂ）は前後方向と直交する方向から見たローダ装置の概略図。 （ａ）は前方側から見た従来のローダ装置の概略図、（ｂ）は前後方向と直交する方向から見た従来のローダ装置の概略図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のローダ装置の斜視図を示す。図１に示すように、案内支持部材１には、第１の方向（本実施形態では前後方向）に沿って延びる長方形の板状をなす２本のガイド部材２が保持されている。案内支持部材１は、第１の方向第１の方向と直交する断面の形状が略Ｌ字状をなすとともに、該案内支持部材１には、前記各ガイド部材２を該ガイド部材２の幅方向の両側から保持する複数のガイド部１ａが突出形成されている。複数のガイド部１ａは、保持するガイド部材２の幅方向の端面に当接し、ガイド部材２の長手方向と第１の方向とが一致した状態で第１の方向に沿ったガイド部材２の移動を許容する一方、ガイド部材２の幅方向の移動を規制する。また、２本のガイド部材２の後端部には支持部３が固定されている。この支持部３は、ガイド部材２の上方で第１の方向に沿って延びる動力伝達軸４の後端部を回転可能に支持している。

動力伝達軸４は、第１の方向に沿って延びる略円柱状をなすとともに、その軸方向（第１の方向に同じ）の長さはガイド部材２の長手方向の長さよりも長く形成されている。また、図２（ａ）に示すように、動力伝達軸４の外周面には、螺旋状の螺子溝４ａが凹設されるとともに、周方向に等角度間隔（即ち１２０°間隔）となる３箇所に軸方向に沿って延びるスプライン溝４ｂが凹設されている（図２（ｂ）参照）。

図１に示すように、動力伝達軸４には、案内支持部材１にて保持された動力伝達部５が装着されている。動力伝達部５は、動力伝達軸４に外挿された略円筒状の保持筒６と、該保持筒６の軸方向の両端部に設けられたボールねじナット７及びボールスプラインナット８とから構成されている。

図２（ａ）に示すように、ボールねじナット７は、動力伝達軸４と共にボールねじ機構を構成するものであり、保持筒６の後端部に内嵌される円筒状の外筒１１と、該外筒１１内に内嵌される円筒状の球体保持器１２と、該球体保持器１２にて保持される複数のボール１３とを備えている。図１に示すように、外筒１１は、その後端部に径方向外側に延びるフランジ部１１ａを有するとともに、該フランジ部１１ａには、ボビン形状をなす環状の第１回転伝達部材１４が固定されている。

図２（ａ）に示すように、外筒１１の内周面に固定された球体保持器１２の内周面には、前記動力伝達軸４の外周面に形成された螺子溝４ａと同様の螺旋状のナット側螺子溝１２ａが形成されている。ナット側螺子溝１２ａは、球体保持器１２の中心軸線Ｌ１に対する傾斜の具合が、螺子溝４ａの動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２に対する傾斜の具合と等しく形成されている。

そして、外筒１１及び球体保持器１２は、動力伝達軸４と同軸状となるように該動力伝達軸４に外挿されるとともに、螺子溝４ａとナット側螺子溝１２ａとが径方向に対向される。更に、互いに対向する螺子溝４ａとナット側螺子溝１２ａとの間に、複数の前記ボール１３が螺子溝４ａ及びナット側螺子溝１２ａ間で転動可能に保持されている。即ち、ボールねじナット７は、ボール１３が螺子溝４ａに係合されることにより、螺子溝４ａに螺合するように動力伝達軸４に装着されている。このようなボールねじナット７は、保持筒６にて周方向に回転可能に保持されている。

前記ボールスプラインナット８は、動力伝達軸４に回転運動を伝達するためのものであり、保持筒６の前端部に内嵌される円筒状の外筒２１と、該外筒２１内に内嵌される円筒状の球体保持器２２と、該球体保持器２２にて保持される複数のボール２３とを備えている。図１に示すように、外筒２１は、その前端部に径方向外側に延びるフランジ部２１ａを有するとともに、該フランジ部２１ａには、ボビン形状をなす環状の第２回転伝達部材２４が固定されている。尚、第２回転伝達部材２４は、前記第１回転伝達部材１４と同じ大きさ（同じ内径及び外径）に形成されている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、外筒２１の内周面に固定された球体保持器２２の内周面には、前記動力伝達軸４の外周面に形成されたスプライン溝４ｂと同様のナット側スプライン溝２２ａが形成されている。ナット側スプライン溝２２ａは、球体保持器２２の内周面において周方向に等角度間隔（即ち１２０°間隔）となる３箇所に凹設されるとともに、球体保持器２２の軸方向に沿って延びている。また、各ナット側スプライン溝２２ａは、球体保持器２２を軸方向に貫通しておらず、各ナット側スプライン溝２２ａの軸方向の両端部は閉塞されている。

そして、外筒２１及び球体保持器２２は、動力伝達軸４と同軸状となるように該動力伝達軸４に外挿されるとともに、３つのスプライン溝４ｂと３つのナット側スプライン溝２２ａとが径方向に対向される。更に、互いに対向するスプライン溝４ｂとナット側スプライン溝２２ａとの間に複数のボール２３が保持されている。球体保持器２２は、複数のボール２３を介して動力伝達軸４と周方向に係合されている。即ち、ボールスプラインナット８は、ボール２３にて動力伝達軸４と周方向に係合され、当該ボール２３を介して動力伝達軸４に回転運動を伝達可能である。このようなボールスプラインナット８は、保持筒６にて回転可能に保持されている。

図１及び図３（ｂ）に示すように、動力伝達軸４の上方には、該動力伝達軸４と第２の方向に隣り合うように第１駆動モータ３１が配置されている。この第１駆動モータ３１には、サーボモータが用いられている。第１駆動モータ３１は、第１ハウジング３１ａから突出した回転軸３１ｂの回転軸線Ｌ３が、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２と平行をなすように配置されるとともに、同回転軸３１ｂの先端部には、ボビン形状をなす第１回転駆動部材３２が同軸で一体回転するように固定されている。この第１回転駆動部材３２は、その第１の方向の位置が、前記ボールねじナット７に固定された第１回転伝達部材１４の第１の方向の位置と等しく、第１回転伝達部材１４と第２の方向に並んでいる。尚、第２の方向は、本実施形態では上下方向であり、前記第１の方向と直交する。

第１回転駆動部材３２及び第１回転伝達部材１４には、環状の第１タイミングベルト３３が掛け渡されている。第１タイミングベルト３３の内周面には、第１回転駆動部材３２の外周面に形成された凹凸部（図示略）及び第１回転伝達部材１４の外周面に形成された凹凸部（図示略）に係合する凹凸部３３ａが形成されている。そして、該凹凸部３３ａが第１回転駆動部材３２の外周面及び第１回転伝達部材１４の外周面の凹凸部に係合することにより、第１回転駆動部材３２及び第１回転伝達部材１４と第１タイミングベルト３３とが回転方向にずれないようになっている。そして、第１駆動モータ３１が駆動されて回転軸３１ｂが回転されると、回転軸３１ｂの回転運動は、第１回転駆動部材３２、第１タイミングベルト３３及び第１回転伝達部材１４を介してボールねじナット７に伝達され、該ボールねじナット７が回転される。

また、動力伝達軸４の上方には、該動力伝達軸４と第２の方向に隣り合うように第２駆動モータ４１が配置されている。この第２駆動モータ４１には、第１駆動モータ３１と同じサーボモータが用いられている。第２駆動モータ４１は、第２ハウジング４１ａから突出した回転軸４１ｂの回転軸線Ｌ４が、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２と平行をなすように配置されるとともに、同回転軸４１ｂの先端部には、前記第１回転駆動部材３２と同一のボビン形状をなす第２回転駆動部材４２が同軸で一体回転するように固定されている。この第２回転駆動部材４２は、その第１の方向の位置が、前記ボールスプラインナット８に固定された第２回転伝達部材２４の第１の方向の位置と等しく、第２回転伝達部材２４と第２の方向に並んでいる。

第２回転駆動部材４２及び第２回転伝達部材２４には、第１タイミングベルト３３と同じ環状の第２タイミングベルト４３が掛け渡されている。第２タイミングベルト４３の内周面には、第２回転駆動部材４２の外周面に形成された凹凸部（図示略）及び第２回転伝達部材２４の外周面に形成された凹凸部（図示略）に係合する凹凸部４３ａが形成されている。そして、該凹凸部４３ａが第２回転駆動部材４２の外周面及び第２回転伝達部材２４の外周面の凹凸部に係合することにより、第２回転駆動部材４２及び第２回転伝達部材２４と第２タイミングベルト４３とが回転方向にずれないようになっている。そして、第２駆動モータ４１が駆動されて回転軸４１ｂが回転されると、回転軸４１ｂの回転運動は、第２回転駆動部材４２、第２タイミングベルト４３及び第２回転伝達部材２４を介してボールスプラインナット８に伝達され、該ボールスプラインナット８が回転される。

尚、これらの第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１は、図３（ｂ）に示すように、制御装置５１に電気的に接続されており、該制御装置５１によって制御される。
図１に示すように、前記動力伝達軸４の前端部には、該動力伝達軸４と一体で第１の方向に沿って一体移動可能に保持板６１が取り付けられている。保持板６１は、第２の方向に長い長方形の板状をなすとともに、その厚さ方向が第１の方向と一致するように配置されている。そして、保持板６１には、前記２本のガイド部材２の前端部が一体移動可能に固定されている。

動力伝達軸４の前端部は、保持板６１の上端部を貫通して前方側に突出するとともに、該動力伝達軸４は、保持板６１に対して回転可能である。更に、保持板６１から突出した動力伝達軸４の前端部には、該動力伝達軸４と一体回転するボビン形状のベルト案内部材６２が固定されるとともに、保持板６１の下端部には、ベルト案内部材６２と対をなすボビン形状のベルト案内部材６３が回転可能に取り付けられている。図３（ｂ）に示すように、ベルト案内部材６３の回転軸線Ｌ５は動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２と平行（即ち第１の方向と平行）であるとともに、ベルト案内部材６２とベルト案内部材６３とは第１の方向の位置が等しく、第２の方向に並んでいる。

図１に示すように、一対のベルト案内部材６２，６３には、環状の動力伝達ベルト６４が掛け渡されている。動力伝達ベルト６４の内周面には、ベルト案内部材６２，６３の外周面に形成された凹凸部（図示略）に係合する凹凸部６４ａが形成されおり、該凹凸部６４ａがベルト案内部材６２，６３の凹凸部に係合することにより、ベルト案内部材６２，６３と動力伝達ベルト６４とが回転方向にずれないようになっている。また、一対のベルト案内部材６２，６３は、第２の方向に離間しているため、ベルト案内部材６２，６３間では、動力伝達ベルト６４は、第２の方向と平行に延びている。そして、動力伝達軸４がその中心軸線Ｌ２回りに回転されると、ベルト案内部材６２を介して動力伝達軸４の回転運動が動力伝達ベルト６４に伝達され、動力伝達ベルト６４がベルト案内部材６２，６３にて案内されながら回転される。

また、動力伝達ベルト６４には、チャック用ガイド部材６５が連結されている。チャック用ガイド部材６５は、動力伝達ベルト６４の１箇所に固定されて該動力伝達ベルト６４と一体移動可能となっている。更に、チャック用ガイド部材６５には、チャック６６が固定されるとともに、該チャック６６は、その下端部に部品Ｐ１（図３（ｂ）参照）を保持する保持部６６ａを有する。この保持部６６ａによる部品Ｐ１の保持及び保持の解除は前記制御装置５１にて制御される。

次に、上記のローダ装置の動作を図１乃至図３を参照して統括的に説明する。このローダ装置を用いることにより、部品Ｐ１を、第１方向、及び該第１の方向と直交する第２の方向の２方向に移動させて所定の位置に搬送することができる。

まず、チャック６６を第１の方向に沿って移動させる第１搬送工程について詳述する。第１搬送工程では、制御装置５１にて第１駆動モータ３１が駆動され、第１駆動モータ３１にて発生された回転軸３１ｂの回転運動が第１回転駆動部材３２、第１タイミングベルト３３、第１回転伝達部材１４を介してボールねじナット７に伝達されて該ボールねじナット７が回転される（図２（ａ）中、太線の実線の矢印参照）。この時、ボールスプラインナット８は、第２駆動モータ４１が停止されているために回転されないとともに、動力伝達軸４側からボールスプラインナット８を回転させようとする力よりも第２駆動モータ４１の回転軸４１ｂを回転軸４１ｂ側から回転させようとする力の方が大きいため、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転を阻止する役割を果たす。従って、ボールねじナット７の回転方向に応じてねじ作用により動力伝達軸４が第１の方向に沿って直線移動される。すると、２本のガイド部材２にて案内されながら、動力伝達軸４と一体に保持板６１が第１の方向に沿って移動され、動力伝達ベルト６４を介して保持板６１にて保持されたチャック６６が該保持板６１と共に第１の方向に沿って直線移動される。従って、チャック６６の保持部６６ａに部品Ｐ１が保持されている場合には、該部品Ｐ１が第１の方向に直線移動される。

次に、チャック６６を第２の方向に沿って移動させる第２搬送工程について詳述する。第２搬送工程では、制御装置５１にて第２駆動モータ４１が駆動され、第２駆動モータ４１にて発生された回転軸４１ｂの回転運動が第２回転駆動部材４２、第２タイミングベルト４３、第２回転伝達部材２４を介してボールスプラインナット８に伝達されて該ボールスプラインナット８が回転される（図２（ａ）中、太線の破線の矢印参照）。そして、ボールスプラインナット８の回転運動がボール２３を介して動力伝達軸４に伝達され、ボールスプラインナット８と動力伝達軸４とが動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りに一体回転される。動力伝達軸４の回転運動は動力伝達ベルト６４に伝達され、動力伝達ベルト６４が一対のベルト案内部材６２，６３に案内されながら回転される。そして、動力伝達ベルト６４は、動力伝達軸４の回転運動を第２の方向の直線運動に変換してチャック６６に伝達するため、一方のベルト案内部材６２と他方のベルト案内部材６３との間で動力伝達ベルト６４と一体にチャック６６が第２の方向に沿って直線移動される。従って、チャック６６の保持部６６ａに部品Ｐ１が保持されている場合には、該部品Ｐ１が第２の方向に直線移動される。

尚、この第２搬送工程において、第１駆動モータ３１が停止されていると、動力伝達軸４側からボールねじナット７を回転させようとする力よりも第１駆動モータ３１の回転軸３１ｂを回転軸３１ｂ側から回転させようとする力の方が大きいため、ボールねじナット７は停止状態に維持される。すると、ボールねじナット７に対して動力伝達軸４が回転されることになるため、ねじ作用により動力伝達軸４が第１の方向に移動されてしまう。従って、第２搬送工程では、制御装置５１は、第２駆動モータ４１と第１駆動モータ３１とを同じ方向に同じ回転数で同期回転させる同期回転制御を行う。これにより、ボールねじナット７は動力伝達軸４と同じ回転数で回転され（即ち動力伝達軸４とボールねじナット７とが一体的に回転され）、動力伝達軸４とボールねじナット７とが相対回転されることが防止される。従って、チャック６６の第１の方向の位置が変更されないように維持したまま同チャック６６を第２の方向に沿って直線移動させることができる。

上記の第１搬送工程及び第２搬送工程を任意の組み合わせで行うことにより、所定の位置に部品Ｐ１を搬送して挿入や組付け等を行うことができる。
上記したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を有する。

（１）本実施形態のローダ装置は、第１の方向に沿って延びる１本の動力伝達軸４で、第１駆動モータ３１の回転運動を動力伝達ベルト６４に伝達して該動力伝達ベルト６４に連結されたチャック６６を第１の方向に直線移動させることができるとともに、第２駆動モータ４１の回転運動を動力伝達ベルト６４に伝達してチャック６６を第２の方向に直線移動させることができる。従って、従来のように、第１の方向に延びるボールねじ軸に第２の方向に延びるボールねじ軸をねじれの位置関係で重ねて配置しなくてもよいため、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向のローダ装置の幅ｗ１（図３（ｂ）参照）を狭くすることができ、ローダ装置を小型化することができる。また、第１及び第２駆動モータ３１，４１の駆動力をチャック６６に伝達するための軸を動力伝達軸４の１本にしてローダ装置を小型化したため、第１及び第２駆動モータ３１，４１の駆動力をチャック６６に伝達するための軸（即ち動力伝達軸４）を細くしたり、第１及び第２駆動モータ３１，４１を小型化したりしなくてもよい。従って、可搬重量を低下させたり動作スピードを低下させたりすることなくローダ装置を小型化することができる。そして、生産ラインを短くして製品の生産性を向上させることができる。

（２）第２搬送工程では、第１駆動モータ３１を第２駆動モータ４１の駆動方向と同じ方向に同じ回転数で同期回転させて、ボールねじナット７を動力伝達軸４と一体的に回転させる。そのため、第２搬送工程、即ち第２駆動モータ４１の駆動時においては、動力伝達軸４とボールねじナット７とが相対回転されることが防止される。従って、動力伝達軸４は第１の方向に移動されず、チャック６６を第２の方向のみに直線移動させるこができる。

（３）図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す従来のローダ装置においては、第１ボールねじナット１０４と一体に第２ボールねじ軸１０７及び第２駆動モータ１０８が前後方向（第１の方向）に移動するため、第２ボールねじ軸１０７及び第２駆動モータ１０８の重量が第１ボールねじナット１０４にかかる。そのため、第１ボールねじナット１０４を前後方向に移動させるために第１ボールねじ軸１０２を回転運動させる第１駆動モータ１０３の容量は、第２ボールねじ軸１０７及び第２駆動モータ１０８の重量による慣性を加味して決定されることになり、該第１駆動モータ１０３が大型化されやすいという問題がある。一方、本実施形態のローダ装置は第２の方向（上下方向）に延びる第２ボールねじ軸１０７を備えないとともに、第２駆動モータ４１はボールスプラインナット８の上方に配置されており動力伝達軸４と共に移動することがない。そのため、第１搬送工程において第１の方向に沿って移動される部位に第２ボールねじ軸１０７及び第２駆動モータ４１が含まれず、従来に比べて第１の方向に沿って移動される部位を軽量化することができる。その結果、第１駆動モータ３１の容量を従来の第１駆動モータ１０３の容量よりも小さくすることができるため、第１駆動モータ３１を小型化して更にローダ装置の幅ｗ１を狭くすることができる。また、第１の方向に沿って移動される部位が軽量化されることにより一対のガイド部材２にかかる負荷が小さくなるため、これらのガイド部材２を薄型化若しくは幅狭化することにより、ローダ装置を一層小型化することができる。その結果、生産ラインをより短くすることができ、製品の生産性をより向上させることができる。

（４）第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１は、動力伝達軸４の上方で該動力伝達軸４と第２の方向に隣り合って配置されている。従って、第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１が、例えば第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向に動力伝達軸４と隣り合って配置される場合に比べて、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向のローダ装置の幅ｗ１を一層狭くすることができる。

（５）動力伝達ベルト６４は、動力伝達軸４の軸方向の一端側である前端側に設けられている。従って、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向のローダ装置の幅ｗ１をより一層狭くすることができる。

（６）チャック６６は、第２の方向に離間して配置され一方が動力伝達軸４と該動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りに一体回転される一対のベルト案内部材６２，６３に掛け渡された動力伝達ベルト６４に連結されている。このように簡易な構成で動力伝達軸４の回転運動を第２の方向の直線運動に変換してチャック６６に伝達することができる。

（７）第１搬送工程において、ボールスプラインナット８は、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転を阻止する役割を果たす。従って、第１の方向に沿って動力伝達軸４を効率的に移動させることができる。また、チャック６６を、第２の方向に移動させることなく第１の方向のみに直線移動させるこができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第１搬送工程において、ボールスプラインナット８が、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転を阻止する役割を果たしている。しかしながら、第１搬送工程において動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転を阻止する阻止手段を別途ローダ装置に設けてもよい。

・上記実施形態では、第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１は、動力伝達軸４の上方で該動力伝達軸４と第２の方向に隣り合って配置されている。しかしながら、第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１は、動力伝達軸４の下方で該動力伝達軸４と第２の方向に隣り合うように配置されてもよい。このようにしても、上記実施形態の（４）と同様の作用効果を得ることができる。また、第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１は、動力伝達軸４の周囲に配置されるのであれば、その配置位置は上記実施形態の配置位置に限らない。

・上記実施形態では、第２搬送工程において同期回転制御を行っている。しかしながら、同期回転制御を行う代わりに、機械的に動力伝達軸４の第１の方向の移動を阻止する規制手段をローダ装置に設けてもよい。例えば、規制手段は、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転を許容し且つ動力伝達軸４の第１の方向の移動を阻止するように該動力伝達軸４の後端部を把持するように構成される。そして、この規制手段は、第１搬送工程においては動力伝達軸４の後端部の把持を解除する。このようにしても、第２搬送工程において、チャック６６の第１の方向の位置が変更されないように維持したまま同チャック６６を第２の方向に沿って直線移動させることができる。

・上記実施形態では、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転運動を第２の方向の直線運動に変換してチャック６６に伝達する伝達手段として、一対のベルト案内部材６２，６３に掛け渡された動力伝達ベルト６４を用いた。しかしながら、伝達手段の構成はこれに限らず、動力伝達軸４の中心軸線Ｌ２回りの回転運動を第２の方向の直線運動に変換してチャック６６に伝達するものであればよい。

・上記実施形態では、第１駆動モータの３１の回転運動をボールねじナット７に伝達するために第１タイミングベルト３３を用いたが、第１タイミングベルト３３の代わりにギヤを用いて第１駆動モータの３１の回転運動をボールねじナット７に伝達してもよい。同様に、第２駆動モータ４１の回転運動を、ギヤを用いてボールスプラインナット８に伝達してもよい。

・上記実施形態では、動力伝達軸４には、スプライン溝４ｂが３本形成されているが、スプライン溝４ｂは、少なくとも１本形成されていればよい。また、ボールスプラインナット８を構成する球体保持器２２のナット側スプライン溝２２ａも少なくとも１本形成されていればよい。

・第１駆動モータ３１及び第２駆動モータ４１は、必ずしもサーボモータでなくてもよく、サーボモータ以外のモータを使用してもよい。
・上記実施形態では、第１の方向は前後方向であり、第２の方向は上下方向となっている。しかしながら、第１の方向及び第２の方向は、前後方向及び上下方向に限らず、互いに直交する２方向であればよい。

上記実施形態及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１又は請求項２に記載のローダ装置において、前記第１駆動モータ及び前記第２駆動モータは、前記動力伝達軸と第２の方向に隣り合って配置されていることを特徴とするロータ装置。同構成によれば、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向のローダ装置の幅を一層狭くすることができる。

（ロ）請求項１、請求項２及び前記（イ）の何れか１項に記載のローダ装置において、前記伝達手段は、前記動力伝達軸の軸方向の一端側に設けられていることを特徴とするローダ装置。同構成によれば、第１の方向と直交し且つ第２の方向と直交する方向のローダ装置の幅をより一層狭くすることができる。

（ハ）請求項１、請求項２、前記（イ）及び前記（ロ）の何れか１項に記載のローダ装置において、前記伝達手段は、前記第２の方向に離間して配置され何れか一方が前記動力伝達軸と前記動力伝達軸の前記中心軸線回りに一体回転される一対のベルト案内部材に掛け渡された動力伝達ベルトであることを特徴とするローダ装置。同構成によれば、簡易な構成で動力伝達軸の回転運動を第２の方向の直線運動に変換して保持手段に伝達することができる。

（ニ）請求項１、請求項２、前記（イ）、前記（ロ）及び前記（ハ）の何れか１項に記載のローダ装置において、前記ボールスプラインナットは、前記保持手段を前記第１の方向に移動させるべく前記第１駆動モータが駆動される時に前記動力伝達軸の前記中心軸線回りの回転を阻止することを特徴とするローダ装置。同構成によれば、第１駆動モータから回転運動が伝達されてボールねじナットが回転される際、ボールスプラインナットが動力伝達軸の該動力伝達軸の中心軸線回りの回転を阻止するため、第１の方向に沿って動力伝達軸を効率的に移動させることができる。また、保持手段を、第２の方向に移動させることなく第１の方向のみに直線移動させるこができる。

４…動力伝達軸、４ａ…螺子溝、４ｂ…スプライン溝、７…ボールねじナット、８…ボールスプラインナット、３１…第１駆動モータ、４２…第２駆動モータ、６４…伝達手段としての動力伝達ベルト、６６…保持手段としてのチャック、Ｌ２…動力伝達軸の中心軸線、Ｐ１…部品。

Claims (4)

1. 部品を保持する保持手段を互いに直交する第１の方向及び第２の方向のそれぞれの方向に移動させるローダ装置であって、
   前記第１の方向に沿って延び外周面に螺旋状の螺子溝及び前記第１の方向に沿って延びるスプライン溝が形成された動力伝達軸と、
   前記螺子溝に螺合するように前記動力伝達軸に装着され、第１駆動モータから伝達された回転運動をねじ作用により前記動力伝達軸の前記第１の方向の直線運動に変換するボールねじナットと、
   前記スプライン溝に係合するように前記動力伝達軸に装着され、第２駆動モータから伝達された回転運動を前記動力伝達軸に伝達して前記動力伝達軸を前記第１の方向に延びる前記動力伝達軸の中心軸線回りに回転させるボールスプラインナットと、
   前記保持手段が連結され、前記第１の方向に沿って前記動力伝達軸と一体移動可能に設けられるとともに、前記動力伝達軸から伝達された前記動力伝達軸の前記中心軸線回りの回転運動を前記第２の方向の直線運動に変換して前記保持手段に伝達する伝達手段と、
   を備えたことを特徴とするローダ装置。
2. 請求項１に記載のローダ装置において、
   前記第２駆動モータの駆動時には、前記第１駆動モータが前記第２駆動モータの駆動方向と同期回転されて前記ボールねじナットが前記動力伝達軸と一体的に回転されることを特徴とするローダ装置。
3. 部品を保持する保持手段を第１の方向に移動させる第１搬送工程と、前記保持手段を前記第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２搬送工程とを備えた部品の搬送方法であって、
   前記第１搬送工程では、前記第１の方向に沿って延び外周面に螺旋状の螺子溝及び前記第１の方向に沿って延びるスプライン溝が形成された動力伝達軸に対して前記螺子溝に螺合するように装着されたボールねじナットに第１駆動モータにて発生された回転運動を伝達し、ねじ作用により前記動力伝達軸を前記第１の方向に沿って直線移動させて前記第１の方向に沿って前記動力伝達軸と一体移動可能に設けられた伝達手段を前記第１の方向に直線移動させることにより、前記伝達手段に連結された前記保持手段を前記第１の方向に直線移動させ、
   前記第２搬送工程では、前記スプライン溝に係合するように前記動力伝達軸に装着されたボールスプラインナットに第２駆動モータにて発生された回転運動を伝達し、前記ボールスプラインナットを介して前記動力伝達軸を前記第１の方向に延びる前記動力伝達軸の中心軸線回りに回転させるとともに前記動力伝達軸の回転運動を前記伝達手段に伝達し、前記伝達手段にて前記動力伝達軸の回転運動を前記第２の方向の直線運動に変換して前記保持手段に伝達することにより、前記保持手段を前記第２の方向に直線移動させることを特徴とする部品の搬送方法。
4. 請求項３に記載の部品の搬送方法において、
   前記第２搬送工程では、前記第１駆動モータを前記第２駆動モータの駆動方向と同方向に同期回転させて前記ボールねじナットを前記動力伝達軸と一体的に回転させることを特徴とする部品の搬送方法。

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