JP7440082B2 - Actuators and robots - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータ、及びロボットに関する。 The present invention relates to an actuator and a robot.

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。 An actuator that uses a ball screw to linearly move an actuating rod in an axial direction has been put into practical use. For example, Cited Document 1 discloses an actuator in which an actuating rod is provided in the center, and when the ball screw shaft is rotated by a motor, a nut screwed onto the ball screw shaft moves the actuating rod in the axial direction.

実公平2-5143号公報Publication number 2-5143

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。 In the actuator of Patent Document 1, as the amount of movement set for the actuating rod increases and the length of the actuator in the longitudinal direction increases, the bending rigidity of a single actuating rod tends to be insufficient and vibrations tend to occur. On the other hand, although FIG. 6 of Cited Document 1 discloses an actuator provided with a pair of rods, the bending rigidity in directions other than the direction in which the rods are lined up can be greater than that of a single actuating rod. It is not enough to suppress the vibrations of objects, and vibrations still tend to occur.

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。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an actuator and a robot that can suppress vibration during operation by increasing the bending rigidity of the rod. .

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。 The actuator according to the present invention includes a ball screw shaft that rotates by transmitting the rotational motion of an output shaft of a motor, a ball screw nut provided on the ball screw shaft, and a first holder to which the ball screw nut is attached. and a second holding part overlapping the first holding part, and a sliding part that moves linearly in accordance with the rotational movement of the ball screw shaft, and a tubular member having one end held by the first holding part. a first rod, a tubular second rod having one end held by the second holding portion, and a tip bracket connecting the first rod and the second rod at their other ends, and The screw shaft passes through the first holding portion, and one end thereof is rotatably supported by the inner circumferential surface of the first rod.

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。 The second holding part has a through hole connected to the hollow part formed in the second rod, and the tip bracket has an opening connected to the hollow part formed in the second rod. A passage may be formed for passing wiring from the second holding part, through the second rod, and through the tip bracket.

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。 The slide portion may be provided with a wiring fixture for fixing an intermediate portion of the wiring passing through the passage.

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。 It further includes a tubular third rod whose one end is held by the second holding part, and when viewed from the direction in which the sliding part moves linearly, the first rod, the second rod, and the third rod each have may be arranged so that the center of is located at the vertex of the isosceles triangle.

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。 The second holding part has a through hole connected to the hollow part formed in the third rod, and the tip bracket has an opening connected to the hollow part formed in the third rod. A passage may be formed for passing wiring from the second holding part, through the third rod, and through the tip bracket.

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。 The slider may further include a base body that supports the slide portion in a linearly movable manner, and a rolling element may be interposed between the slide portion and the base body to be continuous and roll along the moving direction of the slide portion. .

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。 The one end of the ball screw shaft may be provided with a steadying member that comes into contact with an inner circumferential surface of the first rod to suppress vibration of the first rod.

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。 The robot according to the present invention includes the above-mentioned actuator in which a second actuator is attached to the tip bracket, and the wiring of the second actuator is led from the tip bracket through at least a hollow part of the second rod. .

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。 According to the present invention, it is possible to provide an actuator and a robot that can suppress vibration during operation by increasing the bending rigidity of the rod.

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。FIG. 1 is a perspective view of a robot to which an actuator according to an embodiment of the present invention is applied. 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。FIG. 1 is an exploded perspective view of an actuator according to an embodiment of the present invention. 図2中の切断線III-IIIにおけるアクチュエータの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator taken along section line III-III in FIG. 2. 図2中の切断線IV-IVにおけるアクチュエータの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator taken along section line IV-IV in FIG. 2. 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。FIG. 2 is a perspective view of a drive mechanism included in an actuator according to an embodiment of the present invention. 図5中の矢印VIから見た駆動機構の側面図。FIG. 6 is a side view of the drive mechanism as seen from arrow VI in FIG. 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分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of a drive mechanism included in an actuator according to an embodiment of the present invention. 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。FIG. 2 is an exploded perspective view of a drive mechanism included in an actuator according to an embodiment of the present invention. 図7に示す駆動部の分解斜視図。FIG. 8 is an exploded perspective view of the drive section shown in FIG. 7; 図7に示す付勢部の分解斜視図。FIG. 8 is an exploded perspective view of the urging section shown in FIG. 7; 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。FIG. 8 is a sectional view of the mainspring mechanism shown in FIG. 7 in a released state. 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。FIG. 8 is a sectional view of the mainspring mechanism shown in FIG. 7 in a winding state. 図7に示す増速部の分解斜視図。FIG. 8 is an exploded perspective view of the speed increasing section shown in FIG. 7; 図6中の切断線XIV-XIVにおける駆動機構の断面図。7 is a cross-sectional view of the drive mechanism taken along section line XIV-XIV in FIG. 6. FIG. 図6中の切断線XV-XVにおける駆動機構の断面図。7 is a cross-sectional view of the drive mechanism taken along cutting line XV-XV in FIG. 6. FIG. 図6中の切断線XVI-XVIにおける駆動機構の断面図。7 is a cross-sectional view of the drive mechanism taken along section line XVI-XVI in FIG. 6. FIG. 図3中の“XVII”部の拡大図。FIG. 4 is an enlarged view of the "XVII" section in FIG. 3. 図3中の“XVIII”部の拡大図。FIG. 4 is an enlarged view of the "XVIII" section in FIG. 3. 図2に示すスライド部の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the slide portion shown in FIG. 2; 図4中の“XX”部の拡大図。An enlarged view of the "XX" section in FIG. 4. 図4中の“XXI”部の拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of the "XXI" section in FIG. 4. 図2中の切断線XXII-XXIIにおけるアクチュエータの断面図。3 is a sectional view of the actuator taken along section line XXII-XXII in FIG. 2. FIG. 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。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the actuator, and is a side view showing how the rod gradually protrudes ((a) to (c)).

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。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An actuator and a robot according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, orthogonal coordinates are defined in which the X, Y, and Z axes are defined, and the description will be made with reference to these orthogonal coordinates as appropriate. Here, the +Z-axis direction is upward, and the -Z-axis direction is downward. That is, the X-axis and Y-axis are parallel to the horizontal direction, and the Z-axis is parallel to the vertical direction.

(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。
(Overview of robot 1 to which Z-axis actuator 100 is applied)
As shown in FIG. 1, a robot 1 to which an actuator 100 according to an embodiment of the present invention is applied includes an X-axis actuator 10 whose longitudinal direction is arranged along the X-axis, and an X-axis actuator 10 whose longitudinal direction is arranged along the Y-axis. a Y-axis actuator 20 arranged along the Z-axis; a Z-axis actuator 100 whose longitudinal direction is arranged along the Z-axis; a wrist unit 30 provided at one end of the Z-axis actuator 100; A gripper 40 provided in the unit 30 is provided. Further, in this embodiment, the wrist unit 30 and the gripper 40 are installed, but the present invention is not limited to this. It may also be a wrist unit, another tool other than a gripper, an electronic device, or an air-powered device.

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。 The X-axis actuator 10 includes an X-axis ball screw (not shown) arranged along the X-axis direction, and an X-axis motor (not shown) that drives the X-axis ball screw. The XY bracket 11 is fixed to an X-axis ball screw nut (not shown), and the XY bracket 11 can be moved along the X-axis by controlling the rotation direction and rotation amount of the output shaft of the X-axis motor. It can be moved in a straight line and stopped at a desired position. Note that the XY bracket 11 holds an actuator 20 for the Y axis. Thereby, by moving the XY bracket 11 along the X-axis direction, the Y-axis actuator 20 can be moved along the X-axis direction.

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。 The Y-axis actuator 20 includes a Y-axis ball screw (not shown) arranged along the Y-axis direction, and a Y-axis motor (not shown) that drives the Y-axis ball screw. The YZ bracket 21 is fixed to a Y-axis ball screw nut (not shown), and by controlling the rotation direction and rotation amount of the output shaft of the Y-axis motor, the YZ bracket 21 can be moved along the Y-axis. It can be moved in a straight line and stopped at a desired position. Note that the YZ bracket 21 holds a Z-axis actuator 100. Thereby, by moving the YZ bracket 21 along the Y-axis direction, the Z-axis actuator 100 can be moved along the Y-axis direction.

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。 As shown in FIGS. 3 and 4, the Z-axis actuator 100 includes a Z-axis ball screw shaft 101 that is arranged along the Z-axis direction, and a Z-axis that drives the Z-axis ball screw shaft 101. It has inside thereof a motor 120 and a slide portion 160 to which a ball screw nut 188 screwed onto the ball screw shaft 101 is attached. The slide portion 160 includes a first rod 175, a second rod 176, and a third rod 177 (hereinafter these rods will be collectively referred to as rods), each of which has a cylindrical shape and whose ends in the -Z axis direction are connected by a tip bracket 190. 175, 176, 177). Note that the wrist unit 30 shown in FIG. 1 is attached to the tip bracket 190. As a result, the motor 120 rotationally drives the ball screw shaft 101, so that the slide portion 160 moves along the Z-axis direction. As the slide portion 160 moves in the Z-axis direction, the plurality of rods 175, 176, 177 and the wrist unit 30 shown in FIG. 1 move along the Z-axis direction.

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。 As shown in FIG. 1, the wrist unit 30 is attached to the lower end of the Z-axis actuator 100. For example, the wrist unit 30 rotates in the R direction. This rotation in the R direction is rotation around the Z axis. Furthermore, the wrist unit 30 has a rotating portion 30a that is rotatable in the B direction (around the X axis).

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。 As shown in FIG. 1, the gripper 40 is attached to the rotating portion 30a of the wrist unit 30 so as to be rotatable in the T direction (around the Z axis). Therefore, the gripper 40 is controlled to move arbitrarily within the three-dimensional space of the X-axis, Y-axis, and Z-axis by the actuator 10 for the X-axis, the actuator 20 for the Y-axis, and the actuator 100 for the Z-axis. , are rotated by the wrist unit 30 in the R direction, B direction, and T direction. Furthermore, the gripper 40 has two claws 41 and 42 for gripping an article. By changing the distance between the two claws 41 and 42, it is possible to grip an article or release a gripped article. The robot 1 operates, for example, as a transport robot that transports an article gripped by a gripper 40 to a desired position using various actuators.

(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。
(Configuration of Z-axis actuator 100)
Next, the configuration of the Z-axis actuator 100 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the actuator 100 includes a base 180 on which various parts are installed, and a cover 181 that is attached to the base 180 and covers the various parts. The base 180 and the cover 181 constitute the casing 50 of the actuator 100, and form an accommodation space for accommodating various parts of the actuator 100. As will be described later, the base 180 supports an accommodating section 198 that accommodates the biasing section 112 (FIGS. 3 and 4) and a slide section 160 that moves along the Z-axis direction so as to be movable along the Z-axis direction. It includes a base body 199 and a housing 200 that supports a plurality of rods 175, 176, 177 so as to be movable along the Z-axis direction.

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。 As shown in FIG. 3, the actuator 100 includes a drive mechanism 110 that rotationally drives the ball screw shaft 101 in a portion on the +Z-axis direction side (the upper part of the actuator 100). As shown in FIGS. 5 and 6, the drive mechanism 110 includes a drive section 111 that outputs power for rotationally driving the ball screw shaft 101 (FIG. 3), and a drive section 111 that urges the ball screw shaft 101 in a predetermined rotational direction. and a speed increasing part 113 that speeds up the rotation of the urging part 112.

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。 As shown in FIGS. 7 and 8, the drive section 111 includes a motor 120, a pulley 121 connected to the motor 120, and a fitting 122 for attaching the motor 120 to the speed increasing section 113.

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。 As shown in FIG. 9, the motor 120 is, for example, a stepping motor, and includes a rotor, a stator, an encoder, and the like. Electric power is supplied to the motor 120 from a power source via a cable of a cable unit (not shown). The cable unit also includes a cable for supplying power to the motor 120 from the outside, inputting/outputting control signals, etc., and a cable guide for protecting the cable. By supplying electric power to the motor 120, the rotor of the motor 120 rotates. This rotational motion of the rotor is output to an output shaft 123 extending along the Z-axis direction.

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。 The pulley 121 is fixed to the output shaft 123 by a screw 124 screwed in from the outside. Thereby, the pulley 121 rotates together with the output shaft 123.

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。 The fixture 122 is formed by bending a metal plate, for example. The mounting fixture 122 includes a rectangular flat plate portion 122a fixed to the motor 120 by screws 125, two standing portions 122b standing perpendicularly from opposite sides of the flat plate portion 122a, and an outer side extending from the end of the standing portion 122b. The flange portion 122c is formed toward the flange portion 122c. An opening 122d is formed in the center of the flat plate portion 122a. The pulley 121 is attached to the output shaft 123 of the motor 120, passing through the opening 122d. As a result, the pulley 121 is accommodated in a space surrounded by the flat plate portion 122a, the two upright portions 122b, and the speed increasing portion 113 shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 9, two elongated holes 122e whose longitudinal directions face the X-axis direction are formed in each of the two flange portions 122c in parallel in the X-axis direction. As shown in FIGS. 7 and 8, the flange portion 122c is fixed in contact with the speed increasing portion 113 by screws 126 inserted through the elongated holes 122e. By making the hole through which the screw 126 is inserted into the elongated hole 122e in this way, the mounting position of the drive section 111 relative to the speed increasing section 113 can be adjusted in the direction along the X-axis direction. Thereby, the tension of the timing belt 166, which will be described later and spans the pulley 121, can be adjusted.

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。 As shown in FIGS. 7 and 8, the biasing section 112 is arranged in the +Z-axis direction relative to the driving section 111. The biasing section 112 includes a mainspring mechanism 127 , a pulley 128 connected to the mainspring mechanism 127 , and a mounting plate 129 for attaching the mainspring mechanism 127 to the speed increasing section 113 .

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。 As shown in FIG. 10, the mainspring mechanism 127 includes a cylindrical outer cylinder part 130, a first flange 131 attached to the end of the outer cylinder part 130 in the -Z axis direction, and a +Z axis of the outer cylinder part 130. The second flange 132 attached to the axial end is assembled to house and hold various parts inside. Specifically, the mainspring mechanism 127 includes a rotating shaft 133, a first mainspring spring 134, a partition plate 135, and a second mainspring spring 136 as various parts.

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。 The outer cylinder part 130 is arranged so that the direction in which the cavity passes along the Z-axis direction. A plurality of screw holes 130a are formed on the circumference at the end of the outer cylindrical portion 130 on the −Z-axis direction side. These screw holes 130a are for screwing the first flange 131. Similarly, a plurality of screw holes (not shown) are formed on the circumference at the end of the outer cylinder portion 130 on the +Z-axis direction side. These screw holes are for screwing the second flange 132. Furthermore, an L-shaped groove 130c is formed along the entire length of the inner circumferential surface 130b of the outer cylinder portion 130 along the Z-axis direction. This L-shaped groove 130c locks one end of the first mainspring spring 134 and the second mainspring spring 136, as described later.

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。 The first flange 131 is formed into a circular shape as shown in FIG. It is screwed on. A circular opening 131b is formed in the center of the first flange 131, and the first flange 131 has a bearing 138 that rotatably supports the rotating shaft 133 at the location where the opening 131b is formed. .

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。 The second flange 132 is formed in a circular shape, and is screwed to the +Z-axis end of the outer cylindrical portion 130 by passing a screw 139 through a through hole 132a formed on the circumference. A circular opening 132b is formed in the center of the second flange 132, and a bearing 140 that rotatably supports the rotating shaft 133 is housed in the opening 132b.

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。 As shown in FIG. 10, the rotating shaft 133 is a rod-shaped member with a circular cross section, and includes a large diameter portion 133a formed in the center and small diameter portions smaller in diameter than the large diameter portion 133a at both ends of the large diameter portion 133a. 133b and 133c. Furthermore, a groove 133d, which is formed by notching the outer peripheral surface of the large diameter portion 133a, is formed along the longitudinal direction. The rotating shaft 133 passes through the outer cylindrical portion 130, the small diameter portion 133b on the side in the -Z axis direction is fitted in a bearing 138 and rotatably supported, and the small diameter portion 133c on the side in the +Z axis direction is fitted in a bearing 140. It is rotatably supported on the shaft.

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。 As shown in FIGS. 11 and 12, the first mainspring spring 134 is formed by processing a metal strip material into a spiral shape. A first hook portion 134a is formed at the outer end of the first spiral spring 134 by bending. The first hook portion 134a is inserted into the groove 130c of the outer cylinder portion 130 and locked. On the other hand, as shown in FIGS. 11 and 12, a second hook portion 134b is formed at the inner end of the first mainspring spring 134 by bending. The second hook portion 134b comes into contact with the groove 133d of the rotating shaft 133 and is locked therein.

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。 As shown in FIG. 10, the second mainspring spring 136 is arranged on the +Z direction side opposite to the first mainspring spring 134 with the partition plate 135 in between. The second mainspring spring 136 has the same configuration as the first mainspring spring 134, and the first hook portion 136a is inserted and locked into the groove 130c of the outer cylinder portion 130 shown in FIG. 11. On the other hand, the second hook portion 136b abuts and is locked in the groove 133d of the rotating shaft 133.

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。 In this way, the rotating shaft 133 is connected to the outer cylinder part 130 via the first mainspring spring 134 and the second mainspring spring 136 arranged along the Z-axis. As a result, as the rotating shaft 133 is rotated clockwise in the figure from the state shown in FIG. 11 in which the mainspring releases energy, energy is accumulated in the mainspring, and eventually as shown in FIG. The strips of material that make up the mainspring are rolled up and brought together in the center. When the external force acting on the rotating shaft 133 is removed from the state shown in FIG. 12, the mainspring spring gradually releases the accumulated energy while rotating the rotating shaft 133 counterclockwise in the figure. Eventually, the mainspring returns to its energy released state as shown in FIG.

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。 As shown in FIG. 10, the mounting plate 129 is composed of a rectangular plate, and includes an opening 129a through which the rotating shaft 133 is inserted, four through holes 129b arranged around the opening 129a, and a mainspring mechanism 127. Four through holes 129c are formed for mounting. The four through holes 129c are elongated holes, and are formed so that their longitudinal directions face the same direction. The mounting plate 129 is screwed to the first flange 131 by screws 141 passed through the through holes 129b. The mounting plate 129 is larger than the first flange 131, and a portion thereof protrudes to the side of the mainspring mechanism 127, as shown in FIGS. 7 and 8. A through hole 129c is formed in this protruding portion. The mainspring mechanism 127 is screwed to the speed increasing part 113 by a screw 142 inserted into the through hole 129c. Note that by making the through hole 129c into which the screw 142 is inserted an elongated hole, the attachment position of the urging portion 112 to the speed increasing portion 113 can be adjusted. Thereby, the tension of the timing belt 152, which will be described later and spans the pulley 128, can be adjusted. Further, the longitudinal direction of the through hole 129c is aligned with the direction in which the axis of the pulley 128 and the axis of a pulley 151 (FIGS. 13 and 14), which will be described later and is spanned by the timing belt 152, are connected in the XY plane. We are doing so. However, it is optional whether the two directions match. Thereby, the tension of the timing belt 152 can be easily adjusted.

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。 The pulley 128 is connected to the rotating shaft 133 via a mounting member 143, as shown in FIG. The mounting member 143 is fixed to the small diameter portion 133b of the rotating shaft 133 with a screw 144. Pulley 128 is fixed to mounting member 143 by screw 145. As a result, the pulley 128 rotates together with the rotating shaft 133 about the Z-axis.

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。 As shown in FIGS. 5 and 6, the speed increasing section 113 is provided between the driving section 111 and the urging section 112, which are arranged in the Z-axis direction. The speed increasing section 113 transmits the motion output by the drive section 111 to the ball screw shaft 101 shown in FIG. introduce. As shown in FIGS. 7 and 8, the speed increasing section 113 includes a first plate 146, a second plate 147, and a third plate 148 arranged at intervals in the Z-axis direction. A spacing member 149, which is a rod-shaped member, is disposed between the first plate 146 and the second plate 147, so that they are spaced apart from each other in the Z-axis direction. Further, a spacing member 150, which is a rod-shaped member, is disposed between the second plate 147 and the third plate 148, so that they are spaced apart from each other in the Z-axis direction. In this way, various parts of the speed increasing section 113, which will be described below, are attached to the three plates arranged at intervals in the Z-axis direction.

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。 As shown in FIGS. 8 and 13, the first plate 146 has screws 109 inserted thereinto and is screwed to a spacing member 149 fixed to the second plate 147. As shown in FIG. 8, the first plate 146 holds the biasing portion 112 by attaching the mounting plate 129 with the screws 142 from the +Z-axis direction side. Furthermore, a fan-shaped notch 146a is formed in the first plate 146, and this allows the pulley 128 of the biasing section 112 to be placed between the second plate 147 on the −Z-axis direction side. can do. Between the first plate 146 and the second plate 147, as shown in FIG. A belt 152 is arranged. As a result, the rotational motion of the pulley 128 connected to the rotating shaft 133 is increased in speed and transmitted to the pulley 151 via the timing belt 152.

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。 As shown in FIG. 13, the second plate 147 is screwed to a spacing member 150 fixed to the third plate 148 by inserting screws 156 therein. The second plate 147 has a through hole 147a for passing the rotating shaft 154 along the Z-axis direction and accommodating a bearing 162a on the +Z-axis side of the rotating shaft 154, and a through-hole 147a for housing the bearing 162a on the +Z-axis side of the rotating shaft 161. A housing hole 147b for housing the bearing 161a is formed. A pulley 151 is connected by a screw 153 to a rotating shaft 154 passing through the through hole 147a. Thereby, the rotational motion of pulley 151 is transmitted to rotating shaft 154. Furthermore, between the second plate 147 and the third plate 148, as shown in FIG. 158, a timing belt 157 spanned between pulleys 155 and 158, and an idler 159 that contacts and guides the timing belt 157. The rotational motion of a pulley 155 connected to a rotating shaft 154 is increased in speed and transmitted to a pulley 158 via a timing belt 157.

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。 As shown in FIG. 13, the third plate 148 has a spacing member 150 fixed to its surface on the +Z-axis direction side. The third plate 148 has an accommodation hole 148a for accommodating the bearing 162b on the -Z axis direction side of the rotating shaft 154, and an accommodation hole 148b for accommodating the bearing 161b on the -Z axis direction side of the rotating shaft 161. is formed. The rotating shaft 161 passes through a housing hole 148b formed in the third plate 148 and protrudes in the −Z-axis direction. A pulley 164 and a shaft coupling 165 are attached to the portion of the rotating shaft 161 that protrudes in the −Z-axis direction.

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。 The pulley 164 is fixed to the rotating shaft 161 by a screw 119 screwed in from the outer peripheral surface. Further, on the −Z-axis direction side of the third plate 148, as shown in FIG. 16, a timing belt 166 is arranged, which is stretched between the pulley 164 and the pulley 121 of the drive unit 111. The timing belt 166 is arranged in a direction perpendicular to the output shaft 123 of the motor. Note that pulley 121 and pulley 164 of drive unit 111 have the same diameter. Thereby, the rotational motion output by the drive unit 111 is transmitted to the pulley 164 via the timing belt 166.

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。 As shown in FIG. 13, the shaft joint 165 is attached to the rotating shaft 161 by a screw 167 screwed in from the outer peripheral surface. As shown in FIG. 17, this shaft joint 165 is connected to a shaft joint 168 provided at the end of the connection shaft 169 on the +Z-axis direction side. Thereby, the rotational motion of the rotating shaft 161 (FIG. 13) is transmitted to the connecting shaft 169.

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。 As shown in FIG. 17, the connecting shaft 169 is a rotating shaft extending along the Z-axis direction, and has a screw 172 into which the small-diameter portion 101b of the ball screw shaft 101 is screwed from the outer peripheral surface at the end on the −Z-axis direction side. Fixed by

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。 As shown in FIG. 17, the ball screw shaft 101 includes a ball screw shaft main body 101a in which a spiral thread is formed on the outer peripheral surface, and a small diameter portion 101b formed at the end of the ball screw shaft main body 101a on the +Z direction side. It has Further, as shown in FIG. 18, the ball screw shaft 101 further includes a small diameter portion 101c formed at the end on the −Z direction side, and a steady rest member 102 fitted into the small diameter portion 101c. As shown in FIGS. 3 and 18, the ball screw shaft 101 is arranged so that the axis A coincides with the first rod 175 having a hole 175a formed in the center, and at least a portion in the length direction is shaped like a circular tube. The first rod 175 is inserted into the first rod 175 of the first rod 175 . The diameters of the small diameter portions 101b and 101c are smaller than that of the ball screw shaft body 101a. As described above, since the small diameter portion 101b of the ball screw shaft 101 is connected to the connecting shaft 169, the ball screw shaft 101 rotates around the Z-axis as the connecting shaft 169 rotates.

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。 As shown in FIG. 18, the steady rest member 102 includes a ring-shaped steady rest member main body 102a with a groove 102b formed on the outer peripheral surface, and an elastic member 102c accommodated in the groove 102b. The ball screw shaft 101 is inserted into a hole 175a formed in the first rod 175 with the steady rest member body 102a fitted into the small diameter portion 101c. The elastic member 102c is, for example, an O-ring made of fluororubber. Note that the diameter of the elastic member 102c in cross section is larger than the depth of the groove 102b. Therefore, the elastic member 102c protrudes from the outer peripheral surface of the steady rest member main body 102a, and is elastically deformed to contact the inner peripheral surface of the first rod 175. Thereby, the deflection of the first rod 175 that moves in the Z-axis direction can be suppressed.

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。 As shown in FIG. 17, the bearing housing 170 has a through hole 170a along the Z-axis direction, and is fixed to a base 180. A part of the ball screw shaft 101 on the +Z-axis direction side and a part of the connecting shaft 169 connected to the ball screw shaft 101 on the -Z-axis direction side are accommodated in the through hole 170a. On the other hand, the connecting shaft 169 has a portion that protrudes from the end of the bearing housing 170 in the +Z-axis direction. Further, the bearing housing 170 has a bearing 171 in the through hole 170a. The bearing 171 rotatably supports the vicinity of the end of the ball screw shaft 101 on the +Z-axis direction side. Further, a brake 173 is screwed to the end of the bearing housing 170 on the +Z-axis direction side by a screw 174.

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。 The brake 173 is, for example, a non-excitation type brake that applies the brake when power is cut off, and has an opening formed in the center through which the connecting shaft 169 passes. The brake 173 is provided between a disc-shaped plate 173a, a disc-shaped rotor 173b holding the connecting shaft 169, a stator 173c provided with a spring and a coil (not shown), and the rotor 173b and the stator 173c. and a disc-shaped armature 173d. A spring (not shown) provided on the stator 173c applies a force that pushes up the armature 173d in the +Z-axis direction. When the brake 173 is de-energized, the armature 173d pushed up by a spring (not shown) sandwiches the rotor 173b with the plate 173a. Thereby, it is possible to stop the rotation of the connecting shaft 169 or to maintain the stopped state of the connecting shaft 169 in a state where the power supply is cut off. On the other hand, when the brake 173 is energized, a coil (not shown) provided on the stator 173c attracts the armature 173d toward the stator 173c (-Z-axis direction side), and the rotor 173b, which is no longer pinched by the armature, becomes freely rotatable.

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。 As shown in FIG. 2, the ends of a first rod 175, a second rod 176, and a third rod 177 on the +Z-axis direction side are respectively attached to the slide portion 160. The slide portion 160 moves along the Z-axis direction together with these rods 175, 176, and 177. As shown in FIG. 19, the slide section 160 includes a first holding section 186, a second holding section 187 that overlaps the surface of the first holding section 186 in the +X direction, and wiring lines 214 and 216 arranged in the Y-axis direction. (FIG. 2), a second wiring fixture 183 for fixing the wires 215, 217 (FIG. 2) lined up in the Y-axis direction, and a first holding part 186. It includes wiring holding parts 184a, 184b, 185a, and 185b attached to the corners, respectively. Note that the wirings 214, 215, 216, and 217 include power lines and signal lines.

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。 As shown in FIG. 19, the first holding portion 186 is formed with a through hole 186a that extends in the Z-axis direction. A female thread 186b is formed on the inner circumferential surface of the through hole 186a on the −Z-axis direction side. A male thread 175b formed at the end of the first rod 175 in the +Z direction shown in FIG. 3 is screwed into the female thread 186b. Thereby, the first holding part 186 holds the end of the first rod 175 on the +Z direction side. Further, as shown in FIGS. 3 and 17, a ball screw nut 188 is provided on the +Z-axis direction side of the through hole 186a. In this way, the first holding part 186 has a function as a nut holder that holds the ball screw nut 188. As shown in FIG. 17, the ball screw nut 188 is screwed onto the ball screw shaft body 101a, and has a ball screw portion formed on its inner peripheral surface. This ball screw nut 188 is fitted into the ball screw shaft main body 101a via a metal sphere. As a result, the rotational motion of the ball screw shaft 101 is converted into a linear motion of the ball screw nut 188, and the first holding portion 186 that holds the ball screw nut 188 moves linearly. The first rod 175 is directly attached to a first holding portion 186 that holds a ball screw nut 188 with its axis aligned with the ball screw shaft 101 . Therefore, the force converted into linear motion between the ball screw shaft 101 and the ball screw nut 188 is directly transmitted to the first rod 175. For this reason, the first rod 175 functions as a main rod when moving up and down the tip bracket 190 to which the wrist unit 30 and the like shown in FIG. 1 are attached.

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。 As shown in FIG. 19, in the second holding portion 187, through holes 187a and 187c penetrating in the Z-axis direction are formed side by side in the Y-axis direction. Female threads 187b and 187d are formed on the inner circumferential surfaces of the through holes 187a and 187c on the −Z-axis direction side, respectively. As shown in FIG. 20, a male thread 177a formed at the end of the third rod 177 on the +Z direction side is screwed into the female thread 187d. Thereby, the second holding part 187 holds the end of the third rod 177 on the +Z direction side, and the through hole 187c and the through hole 177b formed in the third rod 177 are connected. Similarly, a male thread (not shown) formed at the end of the second rod 176 in the +Z direction shown in FIG. 3 is screwed into the female thread 187b shown in FIG. Thereby, the second holding part 187 holds the end of the second rod 176 on the +Z direction side. Thereby, the through hole 187a formed in the second holding part 187 shown in FIG. 19 and the through hole (not shown) of the second rod 176 are connected. Note that the second holding part 187 is shorter in the Z-axis direction than the first holding part 186 because it does not have a ball screw nut, and the second holding part 187 is shorter in the Z-axis direction than the first holding part 186. It functions as a rod bracket that overlaps the 1 holding part 186. Therefore, the axes of the second rod 176 and the third rod 177 are not aligned with the ball screw shaft 101, and the force converted into linear motion between the ball screw shaft 101 and the ball screw nut 188 is It is indirectly transmitted to the second rod 176 and the third rod 177 via the holding part 187. Therefore, the second rod 176 and the third rod 177 function as auxiliary rods that assist the first rod 175 when moving up and down the tip bracket 190 to which the wrist unit 30 and the like shown in FIG. 1 are attached.

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。 In this way, when the rods 175, 176, 177 held by the first holding part 186 and the second holding part 187 are viewed from the -Z-axis direction, as shown in FIG. The distance from the first rod 175 to the third rod 177 is equal. That is, the rods 175, 176, and 177 are arranged so that their respective centers are located at the apexes of the isosceles triangle. That is, the rods 175, 176, and 177 are arranged so as not to be biased within the housing 50.

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。 As shown in FIG. 22, the first wiring fixture 182 has a first fixing part 182a and a second fixing part 182b arranged in the Y-axis direction, which sandwich the wiring and fix the intermediate part. The first fixing part 182a fixes the middle part of the wiring 216 provided on the +Y side, and the second fixing part 182b fixes the middle part of the wiring 214 provided on the -Y side.

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。 As shown in FIG. 19, the second wiring fixture 183 has a first fixing part 183a and a second fixing part 183b arranged in the Y-axis direction, which sandwich the wiring and fix the intermediate part. The first fixing part 183a fixes the middle part of the wiring 217 provided on the +Y side, and the second fixing part 183b fixes the middle part of the wiring 215 provided on the -Y side.

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。 The wiring holding part 184a is attached to a corner of the first holding part 186 on the -Z-axis direction from the -Y-axis direction via a screw 189, and protrudes from the first holding part 186 in the -Z-axis direction. It has a mounting member 191a extending from the end in the -X-axis direction, and a roller 192a provided at the tip of the mounting member 191a extending in the -X-axis direction. Further, a wiring holding portion 184b is attached to the first holding portion 186 from the −Y-axis direction via a screw 189 at a corner portion on the +Z-axis direction side. The wiring holding part 184b has the same configuration as the wiring holding part 184a, and includes a mounting member 191b and a roller 192b (FIG. 20).

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。 A return 194a is installed between the portion of the attachment member 191a extending in the −X-axis direction and the end surface of the first holding portion 186 in the −Z-axis direction. A return 194b is similarly installed on the end face of the first holding part 186 in the +Z-axis direction. A groove 186c having a curved concave surface is formed along the Z-axis direction on the side surface of the first holding portion 186 facing the −Y-axis direction. Further, in the returns 194a, 194b, openings 194c, 194d communicating with a reversing path (not shown) formed inside the returns 194a, 194b are formed at both ends of the groove 186c. Furthermore, a passage (not shown) extending in the Z-axis direction is formed inside the first holding part 186 and is connected to a reversing path (not shown) of the returns 194a and 194b. These reversal paths (not shown) and passages (not shown) form part of a circulation path for the rolling balls 193. As a result, the ball 193 is placed along the oval track T and rolls on the track T. Further, a scooping portion is formed in the openings 194c and 194d to introduce the ball 193 from the groove 186c to a reversing path (not shown).

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。 As shown in FIG. 19, the roller 192a has a cylindrical shape, and its rotation axis is directed toward the Y-axis. The roller 192a attached to the mounting member 191a partially protrudes from the mounting member 191a in the -Z-axis direction, and also partially projects from the mounting member 191a in the -X-axis direction, as shown in FIG. Similarly, a portion of the roller 192b (FIG. 20) attached to the attachment member 191b protrudes from the attachment member 191b.

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。 The wiring holding part 185a has the same configuration as the wiring holding part 184a, and the only difference is the mounting direction with respect to the first holding part 186, as shown in FIG. That is, the wiring holding portion 185a includes a mounting member 195a and a roller 196a provided on the mounting member 195a. Further, the wiring holding part 185b has the same configuration as the wiring holding part 184b, and the only difference is the mounting direction with respect to the first holding part 186. That is, the wiring holding portion 185b includes a mounting member 195b and a roller (not shown) provided on the mounting member 195a. Further, a return 197a is installed between the part of the mounting member 195a extending in the -X-axis direction and the end face of the first holding part 186 in the -Z-axis direction, and the return part 197a extends in the -X-axis direction of the mounting member 195b. A return (not shown) is installed between the portion and the end face of the first holding portion 186 in the +Z-axis direction. Note that a groove (not shown) similar to the groove 186c on the side surface facing the −Y-axis direction is also provided along the Z-axis direction on the side surface of the first holding portion 186 facing the +Y-axis direction. A reversing path (not shown) formed in the return 197a provided on the axial side and a return (not shown) provided on the +Z-axis direction, and a groove (not shown) on the side surface of the first holding part 186 facing the +Y-axis direction. ) and a passage (not shown) extending in the Z-axis direction formed inside the first holding part 186 form a track that serves as a circulation path for a plurality of rolling balls. As shown in FIG. 2, the slide portion 160 configured in this manner is supported movably in the Z-axis direction by a base body 199 that extends along the Z-axis direction.

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。 As shown in FIG. 22, the base body 199 includes a bottom wall 201 whose longitudinal direction is in the Z-axis direction (direction perpendicular to the drawing), side walls 202 formed on the +Y side and the -Y side of this bottom wall 201, 203. The base body 199 is formed by extruding aluminum, for example.

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。 A protrusion 201a extending in the longitudinal direction (Z direction) is formed at the center in the transverse direction (Y direction) on the bottom wall 201, and a protrusion 201a extends in the Z axis direction on the +Y side and -Y side of the protrusion 201a. Recesses 201b and 201c are formed. The recess 201b is formed over the entire length of the bottom wall 201, and is used as a space for laying the wiring 217 or the wiring 216 (FIG. 2) depending on its position in the Z direction. Further, the recess 201c is formed over the entire length of the bottom wall, and is used as a space for laying the wiring 215 or the wiring 214 depending on the position in the Z-axis direction.

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。 Recesses 202a and 203a are formed in the -Y side surface of the side wall 202 and the +Y side surface of the side wall 203, respectively. Steel rails 206 and 207 formed into substantially rectangular parallelepipeds whose longitudinal direction is in the Z-axis direction are attached to the recesses 202a and 203a. Grooves 206a and 207a are formed in the −Y side surface of the steel rail 206 and the +Y side surface of the steel rail 207 along the Z-axis direction, respectively. The grooves 206a, 207a are formed to face each other, and the inner surfaces of the grooves 206a, 207a are configured as substantially curved surfaces. Specifically, the inner surface of the groove 207a is formed into a curved surface that holds the ball 193 shown in FIG. 19. Similarly, the inner surface of the groove 206a is formed into a curved surface that holds a ball (not shown) provided on the side surface of the first holding portion 186 facing the +Y-axis direction.

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。 As shown in FIG. 19, the base body 199 includes a plurality of balls 193 provided on the −Y-axis direction side of the first holding portion 186 and a plurality of balls (not shown) provided on the +Y-axis direction side. The slide portion 160 is attached via. When the slide part 160 is attached to the base body 199, there is a gap between the groove 207a of the steel rail 207 of the base body 199 shown in FIG. 22 and the groove 186c on the -Y axis direction side of the first holding part 186 shown in FIG. Balls 193 that are continuous in the Z-axis direction are sandwiched between. Similarly, there are balls ( (not shown) is pinched. In this way, by interposing the balls, which are rolling elements connected in the Z-axis direction, between the slide part 160 and the base body 199, the slide part 160 is supported movably in the Z-axis direction by the base body 199. ing.

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。 As shown in FIG. 2, the housing 200 constitutes a part of the base 180 and is attached to the −Z side end of the base body 199. Housing 200 is formed by die casting, for example. Further, as shown in FIG. 18, a through hole 200a for passing the first rod 175 is formed in the housing 200, and a bearing 208b whose axis coincides with the center of the through hole 200a is inserted into the housing 200. It is press-fitted into a flange portion 208a that is integrally installed on the +Z-axis direction side surface. The bearing 208b is, for example, an oilless bearing. Thereby, the first rod 175 is supported movably in the Z-axis direction by the bearing 208b.

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。 Further, as shown in FIG. 2, the housing 200 is formed with a through hole 200b for passing the second rod 176 and a through hole 200c for passing the third rod 177, which are arranged side by side in the Y-axis direction. There is. As shown in FIG. 21, a bearing 210b whose axis coincides with the center of the through hole 200c is press-fitted into a flange portion 210a that is integrally installed on the +Z-axis side surface of the housing 200. Similarly, as shown in FIG. 18, a bearing 209b whose axis coincides with the center of the through hole 200b is press-fitted into a flange portion 209a that is integrally installed on the +Z direction side surface of the housing 200. The bearings 209b and 210b are also oilless bearings, for example. Thereby, the second rod 176 and the third rod 177 are supported movably in the Z-axis direction by bearings 209b and 210b, respectively.

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。 As shown in FIG. 2, the tip bracket 190 is formed from a rectangular plate, and the -Z side ends of each of the rods 175, 176, and 177 are connected to the tip bracket 190. Of these, the first rod 175 and the tip bracket 190 are connected via a screw member 211, as shown in FIG. The screw-in member 211 is a cylindrical member having a flange portion 211a on the −Z-axis direction side, and a thread 211b is formed on the +Z-axis direction side. The screw-in member 211 is inserted through the opening 190a of the counterbore end bracket 190, and is screwed into an internal thread 175c formed on the inner peripheral surface of the first rod 175. Thereby, the first rod 175 and the tip bracket 190 are connected.

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。 As shown in FIG. 21, the third rod 177 is screwed from the outer periphery, with a ring-shaped flange 213 fitted into the -Z-axis direction end. As a result, the flange 213 is fixed to the end of the third rod 177. A screw 218 is screwed into the flange 213 from the -Z axis side of the tip bracket 190 with the end on the -Z axis side in contact with the tip bracket 190. As a result, the tip bracket 190 is attached to the flange 213. Note that, as shown in FIG. 18, the second rod 176 is also fixed to the tip bracket 190 with a flange 212 attached to its end on the −Z-axis direction side.

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。 Furthermore, as shown in FIG. 2, the tip bracket 190 has circular openings 190b and 190c formed at locations where the second rod 176 and the third rod 177 are attached. As shown in FIG. 21, the opening 190c is formed at a position whose center coincides with the through hole 177b of the third rod 177 having a circular tubular shape. Similarly, the opening 190b is formed at a position whose center coincides with the through hole 176a of the second rod 176 (FIG. 22). Thereby, the wiring passed inside the second rod 176 and the third rod 177 can be brought out from the openings 190b and 190c formed in the tip bracket 190.

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。 The actuator 100 includes various types of wiring for operating the motor 120 and brake 173 shown in FIG. 17, as well as wiring for the wrist unit 30 and gripper 40 that are directly or indirectly held by the actuator 100 shown in FIG. provided. The wiring is divided and laid at different locations so that each bundle does not become too thick.

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。 The wirings 214 and 215 shown in FIG. 2 provided on the -Y direction side of the actuator 100 extend from the Y-axis actuator 20 as shown in FIG. It passes through the insertion hole 199a and into the actuator 100. Of the wires 214 and 215 passed through the insertion hole 199a, the wire 214 is laid in the -Z axis direction within the recess 201c (FIG. 22) formed in the base body 199, and then bent 180 degrees. The wire extends in the +Z-axis direction, and as shown in FIG. 20, the intermediate portion is fixed to a first wiring fixture 182 provided on the slide portion 160. The wiring 214 extending from the first wiring fixture 182 is bent 180 degrees again and passed from the through hole 187c of the slide portion 160 to the through hole 177b of the third rod 177. The wiring 214 passed through the through hole 177b of the third rod 177 exits from the opening 190c formed in the tip bracket 190 as shown in FIG. ). In this way, the actuator 100 has a continuous path for passing the wiring from the slide portion 160, through the third rod 177, and through the tip bracket 190.

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。 On the other hand, the wiring 215 is laid in the recess 201c (FIG. 22) formed in the base body 199 in the +Z-axis direction, and then bent 180 degrees and installed in the slide portion 160 as shown in FIG. The intermediate portion is fixed to a second wiring fixture 183. The wiring 215 extending from the second wiring fixture 183 is passed together with the wiring 214 from the through hole 187c of the slide portion 160 to the through hole 177b of the third rod 177, and is formed in the tip bracket 190 as shown in FIG. It exits from the opening 190c and extends to the wrist unit 30 (FIG. 1) attached to the tip bracket 190. Note that a portion of the wiring 215 branches midway and becomes wiring for operating the motor 120 and the brake 173.

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。 Similarly, the wirings 216 and 217 shown in FIG. 2 provided on the +Y direction side of the actuator 100 pass through the insertion hole (not shown) made in the recess 201b (FIG. 22) of the base body 199, and are inserted into the inside of the actuator 100. Passed. As shown in FIG. 2, the wires 216 and 217 pass through the same route as the wires 214 and 215, and as shown in FIG. 3, they are passed through the inside of the second rod 176. The wires 214 and 215 passed through the second rod 176 exit from the tip bracket 190 and extend to the wrist unit 30 (FIG. 1) attached to the tip bracket 190. In this way, the actuator 100 is provided with a continuous path for passing the wiring from the slide portion 160, through the second rod 176, and through the tip bracket 190.

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。 In this way, the second rod 176 and the third rod 177 form a path for passing the wiring for the wrist unit (FIG. 1) provided on the tip bracket 190.

(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。
(Operation of Z-axis actuator 100)
Next, the specific operation of the Z-axis actuator 100 will be explained. The actuator 100 shown in FIG. 23 is arranged such that the +Z direction is upward and the -Z axis direction is downward. Although the second rod 176 is not shown in FIGS. 23(a) to 23(c), since it is arranged at the same position on the back side of the third rod 177, it is adjacent to the reference numeral of the third rod 177. The reference numeral 176 for the second rod is given in parentheses at the location where the rod 176 is inserted. Further, in order to understand the internal state of the actuator 100, the cover 181 (FIG. 2) is omitted in FIGS. 23(a) to 23(c).

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。 In the actuator 100 shown in FIG. 23(a), the slide portion 160 is in the uppermost position within the movable range, and the rods 175, 176, and 177 are in the most retracted state. At this time, if power is not supplied to the actuator 100, the brake 173 shown in FIG. 17 is activated, and the rotation of the ball screw shaft 101 can be maintained in a stopped state. Further, as shown in FIG. 11, the mainspring mechanism 127 is in a state in which all energy is released, or in a state in which only a part of the total amount of energy that can be stored by the mainspring mechanism 127 is stored.

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。 When power is supplied to the actuator 100 from the state shown in FIG. 23(a), the brake 173 (FIG. 17) is released. Then, when the output shaft 123 (FIG. 16) of the motor 120 rotates in a direction (first output direction) that moves the slide portion 160 downward, the rotational movement is transmitted via the pulley 121 and timing belt 166 shown in FIG. , to the pulley 164. In this way, the rotational motion transmitted to the pulley 164 is transmitted to the coaxially located ball screw shaft 101, as shown in FIG. 17. As a result, the ball screw shaft 101 rotates in the first rotation direction, and the slide portion 160 supporting the ball screw nut 188 moves downward on the base body 199. As the slide section 160 moves, the rods 175, 176, 177, one end of which is held by the slide section 160, and the tip bracket 190 attached to the other end of the rods 175, 176, 177 move downward, and eventually The state shown in FIG. 23(b) is reached. When the slide portion 160 moves downward in this way, the wiring 214 whose intermediate portion is fixed to the first wiring fixture 182 moves in the −Z-axis direction, as shown in FIGS. 23(a) to 23(b). It is pushed back and laid on the base body 199. On the other hand, the wiring 215 whose intermediate portion is fixed to the second wiring fixture 183 is pulled in the −Z-axis direction, and the wiring laid on the base body 199 rises. Note that the state shown in FIG. 23(b) is a state in which the slide portion 160 is at an intermediate position within the range in which it can move up and down.

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。 In this manner, energy is accumulated in the mainspring mechanism 127 shown in FIG. 7 as the actuator 100 moves the slide portion 160 downward. That is, the rotational motion output from the motor 120 is transmitted to the pulley 128 via the speed increasing section 113. As a result, as shown in FIG. 10, the rotating shaft 133 of the mainspring mechanism 127 to which the pulley 128 is connected rotates, winding up the first mainspring spring 134 and the second mainspring spring 136. As a result, energy is gradually accumulated in the mainspring mechanism 127. The energy accumulated in the mainspring mechanism 127 in this manner acts on the ball screw shaft 101 with an urging force to rotate it in the second rotation direction. This second rotational direction is the rotational direction of the ball screw shaft 101 that moves the slide portion 160 upward.

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。 When the output shaft 123 of the motor 120 is further rotated in the first output direction from the state shown in FIG. 23(b), as shown in FIG. , and the rods 175, 176, and 177 are in a state where they protrude the most from the housing 50. In this way, even when the state changes from FIG. 23(b) to FIG. 23(c), the energy of the mainspring mechanism 127 is accumulated, and when the state of FIG. maximum energy is stored. In this way, the actuator 100 moves the slide portion 160 downward while winding up the mainspring mechanism 127 (while accumulating energy).

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。 From the state shown in FIG. 23(c), when the output shaft 123 (FIG. 16) of the motor 120 rotates in the direction of moving the slide portion 160 upward (second output direction), the ball screw shaft 101 rotates in the second rotation direction. , and the slide portion 160 moves upward on the base body 199. During this time, the ball screw shaft 101 is urged in the second rotation direction by the mainspring mechanism 127. That is, the motor 120 moves the slide portion 160 upward while being assisted by the urging force output by the mainspring mechanism 127. As a result, the rods 175, 176, 177 gradually retract. Eventually, the actuator 100 will be in the state shown in FIG. 23(b), and by further operating the motor 120, the slide portion can be placed in the uppermost position as shown in FIG. 23(c).

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。 When the slide portion 160 moves upward in this way, the wiring 214 whose intermediate portion is fixed to the first wiring fixture 182 moves in the +Z-axis direction, as shown in FIGS. 23(c) to 23(a). The wiring laid on the base body 199 is pulled up. On the other hand, the wiring 215 whose intermediate portion is fixed to the second wiring fixture 183 is pushed back in the +Z-axis direction and laid on the base body 199. Note that the wires 216 and 217 move in the same way as the wires 214 and 215 while the slide portion 160 moves.

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。 Note that, as shown in FIG. 22, various types of wiring are laid in the recesses 201b and 201c of the base body 199 adjacent to the slide section 160, and are pulled or pushed by the movement of the slide section 160 as described above. Moving. At this time, the various wirings laid on the base body 199 are pressed by rollers 192a, 192b, and 196a (the remaining roller is not shown) provided at the corners of the slide portion 160, so that the various wirings are moved. can be kept constant without any variation. In addition, by using rollers 192a, 192b, and 196a (the remaining roller is not shown) as the parts that hold down the various wirings, damage to the wirings 214, 215, 216, and 217 can be prevented, and the sliding part 160 can be moved. can be prevented from being disturbed.

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。 The actuator 100 that operates in this manner can move the slide portion 160 to a desired position by controlling the rotation direction and the number of steps of the output shaft 123 of the motor 120.

(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。
(effect)
According to the embodiment described above, the slide portion 160 and the tip bracket 190 are connected by three rods 175, 176, and 177 at intervals. As a result, bending rigidity can be increased and vibrations during operation can be reduced compared to, for example, a case where only one rod 175 is used for connection.

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。 Further, the rods 175, 176, 177 connecting the slide portion 160 and the tip bracket 190 are arranged so that their centers are located at the apexes of the isosceles triangle when viewed from the −Z-axis direction. In this way, by arranging the rods 175, 176, and 177 so that they are not biased within the housing 50, bending rigidity can be increased in any direction orthogonal to the Z-axis (direction of linear motion). . Thereby, vibration during operation can be reduced.

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。 Furthermore, the wiring for the wrist unit 30 attached to the tip bracket 190 can be passed through the hollow portions of the second rod 176 and the third rod 177, and can be brought out from the openings 190b and 190c formed in the tip bracket 190. Leading to 30. Thereby, the wiring of the actuator attached to the tip of the actuator 100 can be easily arranged.

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。 Further, the slide portion 160 is provided with a first wiring fixture 182 and a second wiring fixture 183 that fix the intermediate portion of the wiring passing through the hollow portions of the second rod 176 and the third rod 177. Thereby, the wiring can be moved linearly together with the slide part 160, and the wiring does not interfere with the movement of the slide part 160.

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。 Additionally, rollers 192a, 192b, and 196a (the remaining roller is not shown) are provided at each corner of the slide portion 160. The wiring arranged on the actuator 100 moves and deforms while being pulled or pushed as the slide portion 160 moves. At this time, the wiring laid on the base body 199 is held down by the rollers 192a, 192b, and 196a (the remaining roller is not shown), so that the movement of the wiring can be made constant without variation. Furthermore, by using the rollers 192a, 192b, and 196a (the remaining roller is not shown) as the portions that hold down the wiring, damage to the wiring can be prevented, and movement of the slide portion 160 can be prevented from being obstructed. can.

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。 Further, a non-excitation type brake 173 is provided that brakes the ball screw shaft 101 when the actuator 100 is de-energized. This can prevent the rods 175, 176, 177, etc. from unintentionally moving downward due to gravity when the power to the actuator 100 is turned off or there is a power outage.

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。 Further, a ball, which is a rolling element, is interposed between the slide portion 160 and the base body 199 and extends in the Z-axis direction (the direction of movement of the slide portion 160). This ball is sandwiched between grooves extending in the Z-axis direction, and when the slide portion 160 moves, it rolls along the Z-axis direction, which is the moving direction of the slide portion 160. In this way, the slide portion 160 is capable of linear movement due to the interposition of the rolling elements that are continuous and roll along the direction in which the slide portion 160 can move. Therefore, the slide portion 160 resists a force acting from a direction different from the direction of movement of the slide portion 160, such as torque caused by rotation of a motor, and vibrations are less likely to be transmitted to the rod. This makes it possible to suppress the occurrence of runout at the tip of the work shaft.

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。 This invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and applications are possible. In the above embodiment, in addition to the first rod 175 as one main rod, two rods, the second rod 176 and the third rod 177, are provided as auxiliary rods in the slide portion 160. The number is arbitrary, for example, it may be one, or it may be three or more. Note that the arrangement of the rods is not limited to the arrangement in which the center is located at the apex of the isosceles triangle as described above. For example, if many auxiliary flanges are to be arranged, the auxiliary rods may be arranged on the circumference around the main rod. By arranging the rods without being biased in a predetermined direction in this manner, the bending rigidity in various directions perpendicular to the axis of the rods can be increased. Moreover, three rods may be arranged so that the center is located at the vertex of an equilateral triangle as a special shape of an isosceles triangle. This makes it possible to arrange the rods without bias.

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。 Further, in the above embodiment, wiring is arranged on all of the two auxiliary rods, but it is not necessary to arrange wiring on all of the auxiliary rods, and wiring may be arranged on only some of the auxiliary rods. Moreover, in the above-mentioned wiring route, not only wiring but also piping such as air piping can be similarly installed.

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。 Furthermore, although the rod has been described as having a circular tube shape, the cross-sectional shape of the rod may be arbitrary, and a rod made of a square tube may be employed, or a rod having an elliptical cross-sectional shape may be employed.

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。 Further, although the robot 1 has been described in which the rods 175, 176, 177 of the actuator 100 move in the vertical direction, the actuator 100 can be installed in any direction, and the rods 175, 176, 177 can move horizontally. The actuator 100 may be placed at.

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。 Moreover, although the actuator 100 has been described as having a configuration in which the motor 120 is attached therein, the actuator itself may have a configuration in which the motor is detachable and the actuator itself does not have a motor. In this case, the user may connect the output shaft of the attached motor and the ball screw using a known transmission means.

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
1: Robot 10: Actuator 11: XY bracket 20: Actuator 21: YZ bracket 30: Wrist unit 30a: Rotating section 40: Gripper 41, 42: Claw section 50: Housing 100: Actuator 101: Ball screw shaft 101a: Ball screw Shaft bodies 101b, 101c: Small diameter portion 102: Steady rest member 102a: Steady rest member body 102b: Groove 102c: Elastic member 110: Drive mechanism 111: Drive portion 112: Urging portion 113: Speed increasing portion 120: Motor 121: Pulley 122: Mounting tool 122a: Flat plate part 122b: Upright part 122c, 211a: Flange part 122e: Long hole 123: Output shaft 127: Mainspring mechanism 128: Pulley 129: Mounting plate 130: Outer cylinder part 130b: Inner peripheral surface 130c: Groove 131: First flange 132: Second flange 133: Rotating shaft 133a: Large diameter portions 133b, 133c: Small diameter portion 133d: Groove 134: First mainspring spring 136: Second mainspring spring 134a, 136a: First hook portion 134b , 136b: Second hook part 135: Partition plate 138, 140: Bearing 143: Mounting member 146: First plate 146a: Notch 147: Second plate 148: Third plate 149, 150: Spacing member 151: Pulley 152 , 157: Timing belt 154: Rotating shaft 155, 158: Pulley 159: Idler 160: Slide portion 161: Rotating shaft 162a, 162b: Bearing 164: Pulley 165, 168: Shaft joint 166: Timing belt 169: Connection shaft 170: Bearing Housing 171: Bearing 173: Brake 175: First rod 175a: Hole 176: Second rod 177: Third rod 180: Base 181: Cover 182: First wiring fixtures 182a, 183a: First fixing parts 182b, 183b: Second fixing part 183: Second wiring fixture 184a, 184b, 185a, 185b: Wiring holding part 186: First holding part 187: Second holding part 188: Ball screw nut 190: Tip bracket 191a, 191b: Mounting member 192a , 192b, 196a: Roller 193: Ball 194a, 194b, 197a: Return 195a, 195b: Mounting member 198: Accommodating part 199: Base body 199a: Insertion hole 200: Housing 201: Bottom wall 201a: Projecting part 201b, 201c: Recessed part 202, 203: Side walls 202a, 203a: Recesses 214, 215, 216, 217: Wiring 206, 207: Steel rails 206a, 207a: Grooves 208a, 209a, 210a: Flange portions 208b, 209b, 210b: Bearing 211: Screwed member 212, 213: Flange

Claims (8)

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。
a ball screw shaft that rotates by transmitting the rotational motion of the output shaft of the motor;
a ball screw nut provided on the ball screw shaft;
a sliding part that has a first holding part to which the ball screw nut is attached and a second holding part that overlaps the first holding part, and that moves linearly in accordance with the rotational movement of the ball screw shaft;
a tubular first rod having one end held by the first holding part;
a tubular second rod having one end held by the second holding part;
a tip bracket that connects the first rod and the second rod at their other ends,
The ball screw shaft passes through the first holding part, and one end is rotatably supported by the inner circumferential surface of the first rod.
actuator.
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。
A through hole is formed in the second holding part and connects to a hollow part formed in the second rod,
The tip bracket is formed with an opening that connects to a hollow part formed in the second rod,
A passage is formed for passing wiring from the second holding part, through the second rod, and through the tip bracket;
The actuator according to claim 1.
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。
The sliding portion is provided with a wiring fixture for fixing an intermediate portion of the wiring passing through the passage.
The actuator according to claim 2.
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。
further comprising a tubular third rod having one end held by the second holding part,
When viewed from the direction in which the slide portion moves linearly, the first rod, the second rod, and the third rod are arranged such that their respective centers are located at vertices of an isosceles triangle.
The actuator according to any one of claims 1 to 3.
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。
A through hole connected to a hollow part formed in the third rod is formed in the second holding part,
The tip bracket is formed with an opening that connects to a hollow portion formed in the third rod,
A passage is formed for passing wiring from the second holding part, through the third rod, and through the tip bracket;
The actuator according to claim 4.
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
further comprising a base body that supports the slide portion so as to be capable of linear movement;
A rolling element that is continuous and rolls along the moving direction of the slide part is interposed between the slide part and the base main body.
The actuator according to any one of claims 1 to 5.
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。
The one end of the ball screw shaft is provided with a steadying member that comes into contact with the inner circumferential surface of the first rod to suppress swinging of the first rod.
An actuator according to any one of claims 1 to 6.
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。
The actuator according to any one of claims 1 to 7, wherein a second actuator is attached to the tip bracket,
The wiring of the second actuator is led from the tip bracket through at least a hollow part of the second rod.
robot.
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