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WO2020027270A1 - アクチュエータ - Google Patents

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Publication number
WO2020027270A1
WO2020027270A1 PCT/JP2019/030252 JP2019030252W WO2020027270A1 WO 2020027270 A1 WO2020027270 A1 WO 2020027270A1 JP 2019030252 W JP2019030252 W JP 2019030252W WO 2020027270 A1 WO2020027270 A1 WO 2020027270A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
housing
air
air passage
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/030252
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克也 福島
正志 石井
弘樹 丹羽
林　茂樹
鈴木　明
和人 大賀
翔悟 和久田
聡史 原
智史 水野
知 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to US17/263,704 priority Critical patent/US12036666B2/en
Priority to DE112019003864.8T priority patent/DE112019003864T5/de
Priority to KR1020217005539A priority patent/KR102593375B1/ko
Priority to CN201980050913.5A priority patent/CN112514550B/zh
Publication of WO2020027270A1 publication Critical patent/WO2020027270A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408—Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409—Sucking devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/0625—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum provided with a valve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/065—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum provided with separating means for releasing the gripped object after suction
    • B25J15/0658—Pneumatic type, e.g. air blast or overpressure

Definitions

  • the present invention relates to an actuator that performs pick and place.
  • an actuator that performs a series of operations (pick and place) such as picking up a work by a shaft and placing the picked-up work at a predetermined position by the shaft (for example, see Patent Document 1).
  • a series of operations picking up a work by a shaft and placing the picked-up work at a predetermined position by the shaft
  • Patent Document 1 an actuator that performs such pick and place, the inside of the hollow shaft is pressed against the work while the tip of the hollow shaft is pressed against the work, so that the work is sucked to the end of the shaft and the work is sucked.
  • a configuration is adopted in which an air pipe is connected to the shaft, and air is sucked from the inside of the shaft through the air pipe to generate a negative pressure at the tip of the shaft.
  • the air tube is generally located outside the actuator.
  • a suction valve for sucking air from the inside of the shaft via an air pipe and a suction detection sensor for detecting that a workpiece is sucked to the tip of the shaft are also provided outside the actuator.
  • suction period a period from when a negative pressure is generated at the distal end portion of the shaft and the workpiece is attracted to the distal end portion becomes long.
  • the suction period when the volume of the air path from the tip of the shaft to the suction detection sensor increases, the period from when the work is actually sucked to the tip to when the suction of the work is detected by the suction detection sensor ( Hereinafter, this is referred to as a “detection period”). As described above, if the suction period or the detection period is long, there is a possibility that the tact time of pick and place by the actuator may be long.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a technique capable of reducing the tact time of pick and place by an actuator.
  • a shaft having a hollow portion formed by hollowing the inside at least on the distal end side is housed in the housing with the distal end protruding, and a negative pressure is applied to the distal end of the shaft.
  • An actuator that sucks a work to the tip by picking up the work to pick up the work A linear motor that moves the shaft in the axial direction, An air passage communicating with the hollow portion of the shaft and serving as an air passage when sucking air from the hollow portion;
  • a suction valve provided in the air passage, for sucking air from the hollow portion of the shaft through the air passage;
  • a suction detection sensor that is provided in the air passage and that detects that the work is attached to the tip of the shaft.
  • the air passage is disposed at a position opposite to the linear motor with respect to the shaft.
  • the tact time of pick and place by the actuator can be reduced.
  • FIG. 2 is an external view of an actuator according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an internal structure of an actuator according to an embodiment. It is sectional drawing which showed schematic structure of the shaft housing which concerns on embodiment, and the front-end
  • FIG. 2 is a first diagram illustrating a state where a plurality of actuators according to the embodiment are stacked. It is a 2nd figure showing the state where a plurality of actuators concerning an embodiment were laminated.
  • the shaft is housed in the housing with its tip protruding.
  • a hollow portion is formed at least on the distal end side of the shaft by hollowing the inside. Therefore, when air is sucked from the hollow portion of the shaft, a negative pressure is generated at the tip of the shaft.
  • a linear motion motor is a motor that moves the shaft in the axial direction when the workpiece is picked up or placed by the shaft.
  • the air passage communicates with a hollow portion of the shaft, and serves as an air passage when air is sucked from the hollow portion. That is, in the actuator, when picking up the work, air is sucked from the hollow portion of the shaft through the air passage.
  • the suction valve and the suction detection sensor are provided in the air passage in the housing. That is, in the present invention, the suction valve and the suction detection sensor are integrated with the actuator. Then, by opening the suction valve, air can be sucked from the hollow portion of the shaft through the air passage.
  • the suction detection sensor can detect that the work is attached to the tip of the shaft by detecting a change in the pressure or flow rate of the air in the air passage.
  • the linear motion motor for moving the shaft within the housing of the actuator is disposed near the shaft. Therefore, in the housing, if the air passage is disposed at a position in the same direction as the linear motor with respect to the shaft, the air passage is extended from the shaft to a position beyond the linear motor, and It is necessary to provide a suction valve and a suction detection sensor in the air passage. That is, the arrangement is such that the linear motion motor is located between the shaft, the suction valve and the suction detection sensor.
  • the air passage is disposed in the housing at a position opposite to the direct drive motor with the shaft interposed therebetween. According to this, as described above, it is not necessary to extend the air passage from the shaft to a position beyond the linear motor. That is, the distance between the shaft, the suction valve and the suction detection sensor is smaller than that in the case where the linear motion motor is located between the shaft and the suction valve and the suction detection sensor. You can get closer. Therefore, the air path from the tip of the shaft to the suction valve and the air path from the tip of the shaft to the suction sensor can be made as short as possible.
  • the air path from the tip of the shaft to the suction valve, and the air path from the tip of the shaft to the suction detection sensor can be made as small as possible. As a result, it is possible to shorten the suction period and the detection period when performing pick and place. As a result, the tact time of pick and place can be reduced.
  • FIG. 1 is an external view of an actuator 1 according to the present embodiment.
  • the actuator 1 has a housing 2 having a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and a lid 200 is attached to the housing 2.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an internal structure of the actuator 1 according to the present embodiment.
  • a part of the shaft 10 is housed inside the housing 2.
  • the tip 10A side of the shaft 10 is formed to be hollow.
  • a material of the shaft 10 and the housing 2 for example, a metal (for example, aluminum) can be used, but a resin or the like can also be used.
  • an XYZ rectangular coordinate system is set, and the position of each member will be described with reference to the XYZ rectangular coordinate system.
  • the long side direction of the largest surface of the housing 2 and the direction of the central axis 100 of the shaft 10 are defined as the Z-axis direction
  • the short side direction of the largest surface of the housing 2 is defined as the X-axis direction
  • the direction perpendicular to the direction is defined as a Y-axis direction.
  • the Z-axis direction is also the vertical direction.
  • the upper side in the Z-axis direction in FIG. 2 is referred to as the upper side of the actuator 1, and the lower side in the Z-axis direction in FIG.
  • the right side in the X-axis direction in FIG. 2 is the right side of the actuator 1, and the left side in the X-axis direction in FIG.
  • the housing 2 is the near side of the actuator 1, and the far side in the Y-axis direction in FIG.
  • the housing 2 has a dimension in the Z-axis direction longer than a dimension in the X-axis direction, and a dimension in the X-axis direction is longer than a dimension in the Y-axis direction.
  • the housing 2 has an opening at a position corresponding to one surface (a surface on the near side in FIG. 2) orthogonal to the Y-axis direction, and this opening is closed by a lid 200.
  • the lid 200 is fixed to the housing 2 by, for example, screws.
  • a rotation motor 20 for rotating the shaft 10 around its central axis 100, and the shaft 10 in a direction along the central axis 100 (that is, the Z-axis direction) relative to the housing 2.
  • the linear motion motor 30 to be moved and the air control mechanism 60 are accommodated.
  • a shaft housing 50 into which the shaft 10 is inserted is attached to a lower end surface 202 of the housing 2 in the Z-axis direction.
  • the housing 2 has a recess 202B formed so as to be recessed from the lower end surface 202 toward the inside of the housing 2, and a part of the shaft housing 50 is inserted into the recess 202B.
  • a through-hole 2A is formed at the upper end of the concave portion 202B in the Z-axis direction in the Z-axis direction, and the shaft 10 is inserted through the through-hole 2A and the shaft housing 50.
  • a lower end portion 10A of the shaft 10 on the lower side in the Z-axis direction projects from the shaft housing 50 to the outside.
  • the shaft 10 is provided at the center of the housing 2 in the X-axis direction and the center of the housing 2 in the Y-axis direction. That is, the shaft 10 is provided such that the center axis of the housing 2 extending in the Z-axis direction through the center in the X-axis direction and the center in the Y-axis direction and the center axis 100 of the shaft 10 overlap.
  • the shaft 10 is linearly moved in the Z-axis direction by a linear motor 30 and is rotated around a central axis 100 by a rotary motor 20.
  • a base end 10B side of the shaft 10 opposite to the front end 10A (the upper end in the Z-axis direction) is housed in the housing 2 and connected to the output shaft 21 of the rotary motor 20.
  • the rotary motor 20 rotatably supports the shaft 10.
  • the center axis of the output shaft 21 of the rotary motor 20 matches the center axis 100 of the shaft 10.
  • the rotary motor 20 includes, in addition to the output shaft 21, a stator 22, a rotor 23 that rotates inside the stator 22, and a rotary encoder 24 that detects a rotation angle of the output shaft 21.
  • the output shaft 21 and the shaft 10 also rotate in conjunction with the stator 22.
  • the linear motor 30 has a stator 31 fixed to the housing 2 and a mover 32 that moves in the Z-axis direction relative to the stator 31.
  • the linear motor 30 is, for example, a linear motor.
  • the stator 31 is provided with a plurality of coils 31A
  • the mover 32 is provided with a plurality of permanent magnets 32A.
  • the coils 31A are arranged at a predetermined pitch in the Z-axis direction, and a plurality of coils 31A of the U, V, and W phases are provided as a set.
  • a moving magnetic field that moves linearly is generated by passing a three-phase armature current through the U, V, and W phase coils 31A, and the mover 32 is moved linearly with respect to the stator 31.
  • Move to The linear motor 30 is provided with a linear encoder 38 for detecting the relative position of the mover 32 with respect to the stator 31.
  • a permanent magnet may be provided on the stator 31 and a plurality of coils may be provided on the mover 32.
  • the mover 32 of the linear motor 30 and the stator 22 of the rotary motor 20 are connected via a linear table 33.
  • the translation table 33 is movable with the movement of the mover 32 of the translation motor 30.
  • the translation table 33 is guided by the translation guide device 34 in the Z-axis direction.
  • the linear motion guide device 34 has a rail 34A fixed to the housing 2 and a slider block 34B assembled to the rail 34A.
  • the rail 34A extends in the Z-axis direction, and the slider block 34B is configured to be movable in the Z-axis direction along the rail 34A.
  • the linear motion table 33 is fixed to the slider block 34B, and is movable in the Z-axis direction together with the slider block 34B.
  • the translation table 33 is connected to the mover 32 of the translation motor 30 via two connection arms 35.
  • the two connecting arms 35 connect both ends of the mover 32 in the Z-axis direction and both ends of the linear motion table 33 in the Z-axis direction.
  • the linear motion table 33 is connected to the stator 22 of the rotary motor 20 via two connection arms 36 on the center side of both ends.
  • the upper connecting arm 36 in the Z-axis direction is referred to as a first arm 36A
  • the lower connecting arm 36 in the Z-axis direction is referred to as a second arm 36B.
  • the connecting arm 36 has a square cross section.
  • a strain gauge 37 is fixed to a surface of each connecting arm 36 facing upward in the Z-axis direction.
  • the strain gauge 37 fixed to the first arm 36A is called a first strain gauge 37A
  • the strain gauge 37 fixed to the second arm 36B is called a second strain gauge 37B.
  • strain gauges 37 When the first strain gauge 37A and the second strain gauge 37B are not distinguished, they are simply referred to as strain gauges 37.
  • the two strain gauges 37 of the present embodiment are respectively provided on the surfaces of the connection arms 36 that face upward in the Z-axis direction. Instead, the two strain gauges 37 face downward of the connection arms 36 in the Z-axis direction. Each may be provided on the surface.
  • the air control mechanism 60 is a mechanism for generating a positive pressure or a negative pressure at the tip 10A of the shaft 10. That is, the air control mechanism 60 generates a negative pressure at the distal end portion 10A of the shaft 10 by sucking the air in the shaft 10 when the work W is picked up. Thereby, the work W is sucked to the tip portion 10A of the shaft 10. Further, by sending air into the shaft 10, a positive pressure is generated at the distal end 10 ⁇ / b> A of the shaft 10. Thereby, the work W is easily detached from the tip portion 10A of the shaft 10.
  • the shaft 10 is arranged at the center of the housing 2 in the X-axis direction.
  • the air control mechanism 60 is disposed in the housing 2 at a position opposite to the linear motor 30 with respect to the shaft 10. That is, in FIG. 2, the stator 31 and the mover 32 of the linear motor 30 are disposed on the left side with respect to the shaft 10, and the air control mechanism 60 is disposed on the right side with respect to the shaft 10.
  • the shaft 10 is disposed at the center of the direction in which the linear motor 30, the shaft 10, and the air control mechanism 60 are arranged.
  • the air control mechanism 60 includes a positive pressure passage 61A (see a dashed line) through which positive-pressure air flows, a negative pressure passage 61B (see a two-dot chain line) through which negative-pressure air flows, and positive-pressure air and air. And a shared passage 61C (see broken line) shared by the negative pressure air.
  • One end of the positive pressure passage 61A is connected to a positive pressure connector 62A provided on the upper end surface 201 in the Z-axis direction of the housing 2, and the other end of the positive pressure passage 61A is connected to a positive pressure solenoid valve (hereinafter, a positive pressure solenoid valve). 63A).
  • the positive pressure solenoid valve 63A is opened and closed by a controller 7 described later.
  • the positive pressure connector 62A passes through the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, and a tube connected to a pump or the like that discharges air is connected to the positive pressure connector 62A from the outside.
  • One end of the negative pressure passage 61B is connected to a negative pressure connector 62B provided on the upper end surface 201 in the Z-axis direction of the housing 2, and the other end of the negative pressure passage 61B is connected to a negative pressure solenoid valve (hereinafter, a negative pressure solenoid valve). 63B).
  • the negative pressure solenoid valve 63B is opened and closed by a controller 7 described later.
  • the one end of the negative pressure passage 61B is constituted by a tube 620, and the other end is constituted by a hole formed in the block 600.
  • the negative pressure connector 62B penetrates through the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction, and a tube connected to a pump or the like that sucks air is connected to the negative pressure connector 62B from outside.
  • the common passage 61C is constituted by a hole formed in the block 600.
  • One end of the common passage 61C branches into two and is connected to the positive pressure solenoid valve 63A and the negative pressure solenoid valve 63B.
  • the other end of the common passage 61C is an air which is a through hole formed in the housing 2. It is connected to the flow passage 202A.
  • the air flow passage 202A communicates with the shaft housing 50.
  • opening the negative pressure electromagnetic valve 63B and closing the positive pressure electromagnetic valve 63A the negative pressure passage 61B and the common passage 61C communicate with each other, so that a negative pressure is generated in the common passage 61C. Then, air is sucked from the inside of the shaft housing 50 through the air flow passage 202A.
  • the positive pressure passage 61A and the common passage 61C communicate with each other, so that a positive pressure is generated in the common passage 61C. Then, air is supplied into the shaft housing 50 via the air flow passage 202A.
  • the common passage 61C is provided with a pressure sensor 64 for detecting the pressure of the air in the common passage 61C and a flow sensor 65 for detecting the flow rate of the air in the common passage 61C.
  • a part of the positive pressure passage 61A and the negative pressure passage 61B is formed by a tube, and the other part is formed by a hole formed in the block 600.
  • All the passages can be constituted by tubes, or all the passages can be constituted by holes formed in the block 600.
  • All of the common passages can be constituted by tubes, or can be constituted by using tubes in combination.
  • the material of the tube 610 and the tube 620 may be a material having flexibility such as resin, or may be a material having no flexibility such as metal.
  • an atmospheric pressure may be supplied.
  • a connector serving as an air inlet for cooling the rotary motor 20 and a connector (hereinafter, referred to as an inlet connector 91A) serving as an outlet for air from the housing 2 are provided on the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction.
  • this is referred to as an outlet connector 91B).
  • the inlet connector 91A and the outlet connector 91B pass through the upper end surface 201 of the housing 2 so that air can flow therethrough.
  • a tube connected to a pump or the like that discharges air is connected to the inlet connector 91A from the outside of the housing 2, and a tube that discharges air flowing out of the housing 2 is connected to the outlet connector 91B from the outside of the housing 2.
  • a metal pipe (hereinafter, referred to as a cooling pipe 92) through which air for cooling the rotary motor 20 flows is provided inside the housing 2, and one end of the cooling pipe 92 is connected to the inlet connector 91A. It is connected.
  • the cooling pipe 92 extends from the inlet connector 91 ⁇ / b> A in the Z-axis direction to a position near the lower end surface 202 of the housing 2, is curved near the lower end surface 202, and is formed so that the other end faces the rotary motor 20.
  • the rotary motor 20 By supplying air into the housing 2 from the lower side in the Z-axis direction, efficient cooling is possible. Further, since the opening end (the other end) of the cooling pipe 92 faces the rotary motor 20, the rotary motor 20 can be efficiently cooled by the air discharged from the cooling pipe 92. Further, the cooling pipe 92 penetrates through the inside of the stator 31 so as to remove heat from the coil 31A of the linear motor 30. The coil 31A is arranged around the cooling pipe 92 so as to remove more heat from the coil 31A provided on the stator 31. That is, heat exchange is performed between the air flowing through the cooling pipe 92 and the stator 31 of the linear motor 30. Therefore, it is possible to efficiently cool the linear motor 30 as well.
  • a connector 41 including an electric wire for supplying electric power and a signal line is connected to the upper end surface 201 of the housing 2 in the Z-axis direction.
  • the housing 2 is provided with a controller 7. Electric wires and signal lines drawn into the housing 2 from the connector 41 are connected to the controller 7.
  • the controller 7 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an EPROM (Erasable Programmable ROM), which are interconnected by a bus.
  • the EPROM stores various programs, various tables, and the like.
  • the CPU loads the program stored in the EPROM into the work area of the RAM and executes the program.
  • the rotation motor 20, the direct drive motor 30, the positive pressure solenoid valve 63A, the negative pressure solenoid valve 63B, and the like are controlled. You. As a result, the CPU realizes a function that meets a predetermined purpose. Further, output signals of the pressure sensor 64, the flow sensor 65, the strain gauge 37, the rotary encoder 24, and the linear encoder 38 are input to the controller 7.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the shaft housing 50 and the tip 10A of the shaft 10.
  • the shaft housing 50 has a housing body 51, two rings 52, a filter 53, and a filter stopper 54.
  • the housing body 51 has a through hole 51A through which the shaft 10 is inserted.
  • the through-hole 51A penetrates the housing body 51 in the Z-axis direction, and an upper end of the through-hole 51A in the Z-axis direction communicates with a through-hole 2A formed in the housing 2.
  • the diameter of the through hole 51A is larger than the outer diameter of the shaft 10. Therefore, a gap is provided between the inner surface of the through hole 51A and the outer surface of the shaft 10.
  • Both ends of the through hole 51A are provided with enlarged diameter portions 51B in which the diameter of the hole is enlarged. Rings 52 are fitted into the two enlarged diameter portions 51B, respectively.
  • the ring 52 is formed in a cylindrical shape, and the inner diameter of the ring 52 is slightly larger than the outer diameter of the shaft 10. Therefore, a gap is also formed between the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10. Therefore, the shaft 10 can move inside the ring 52 in the Z-axis direction, and the shaft 10 can rotate around the central axis 100 inside the ring 52.
  • the gap formed between the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10 is smaller than the gap formed between the inner surface of the through hole 51A excluding the enlarged diameter portion 51B and the outer surface of the shaft 10.
  • the upper ring 52 in the Z-axis direction is referred to as a first ring 52A
  • the lower ring 52 in the Z-axis direction is referred to as a second ring 52B.
  • the first ring 52A and the second ring 52B are not distinguished, they are simply referred to as the ring 52.
  • the material of the ring 52 for example, metal or resin can be used.
  • an overhang portion 511 is formed which extends in both the left and right directions in the X-axis direction.
  • the overhang portion 511 has a mounting surface 511A that is a surface parallel to the lower end surface 202 of the housing 2 and that comes into contact with the lower end surface 202 when the shaft housing 50 is mounted on the lower end surface 202 of the housing 2. Have been.
  • the mounting surface 511A is a surface orthogonal to the central axis 100.
  • a part 512 of the shaft housing 50 which is above the attachment surface 511 ⁇ / b> A in the Z-axis direction, fits into the concave portion 202 ⁇ / b> B formed in the housing 2. Is formed.
  • a gap is provided between the inner surface of the through hole 51A and the outer surface of the shaft 10.
  • an inner space that is a space surrounded by the inner surface of the through hole 51A, the outer surface of the shaft 10, the lower end surface of the first ring 52A, and the upper end surface of the second ring 52B. 500 are formed.
  • a control passage 501 is formed, which communicates with an opening of an air flow passage 202A formed in the lower end surface 202 of the housing 2 and the internal space 500 to serve as an air passage.
  • the control passage 501 is a space in which the first passage 501A extending in the X-axis direction, the second passage 501B extending in the Z-axis direction, the first passage 501A and the second passage 501B are connected, and in which the filter 53 is arranged. It has a certain filter section 501C. One end of the first passage 501A is connected to the internal space 500, and the other end is connected to the filter unit 501C. One end of the second passage 501B is open to the mounting surface 511A, and is positioned so as to be connected to the opening of the air flow passage 202A.
  • the filter unit 501C is provided with a filter 53 formed in a cylindrical shape.
  • the filter portion 501C is formed so as to be a cylindrical space extending in the X-axis direction so that the center axis of the first passage 501A coincides with the center axis.
  • the inner diameter of the filter portion 501C is substantially equal to the outer diameter of the filter 53.
  • the filter 53 is inserted into the filter unit 501C in the X-axis direction. After the filter 53 is inserted into the filter unit 501C, the filter stopper 54 closes the end of the filter unit 501C that has become the insertion port of the filter 53.
  • the other end of the second passage 501B is connected to the filter section 501C from the outer peripheral surface side of the filter 53.
  • the other end of the first passage 501A communicates with the center of the filter 53. Therefore, the air flowing between the first passage 501A and the second passage 501B passes through the filter 53. Therefore, for example, even when foreign matter is sucked into the internal space 500 together with air when a negative pressure is generated at the distal end portion 10A, the foreign matter is collected by the filter 53.
  • a groove 501D is formed at one end of the second passage 501B so as to hold the sealant.
  • two bolt holes 51G through which the bolts are inserted when the shaft housing 50 is fixed to the housing 2 using bolts are formed.
  • the bolt hole 51G penetrates the projecting portion 511 in the Z-axis direction and opens on the mounting surface 511A.
  • a hollow portion 11 is formed on the tip 10A side of the shaft 10 so that the shaft 10 becomes hollow.
  • One end of the hollow part 11 is open at the tip part 10A.
  • a communication hole 12 that connects the internal space 500 and the hollow portion 11 in the X-axis direction is formed.
  • the communication hole 12 is formed such that the internal space 500 and the hollow portion 11 communicate with each other over the entire range of the stroke when the shaft 10 is moved in the Z-axis direction by the linear motor 30. Therefore, the distal end portion 10A of the shaft 10 and the air control mechanism 60 communicate with each other through the hollow portion 11, the communication hole 12, the internal space 500, the control passage 501, and the air flow passage 202A.
  • the communication hole 12 may be formed in the Y-axis direction in addition to the X-axis direction.
  • the communication hole 12 is always in the internal space regardless of the position of the shaft 10 in the Z-axis direction. 500 and the hollow portion 11 are communicated. Further, when the rotation motor 20 is driven to rotate the shaft 10 around the central axis 100, the communication hole 12 is always in contact with the internal space 500 regardless of the rotation angle of the shaft 10 around the central axis 100. The hollow portion 11 is communicated. Therefore, regardless of the state of the shaft 10, the communication between the hollow portion 11 and the internal space 500 is maintained, so that the hollow portion 11 always communicates with the air control mechanism 60.
  • this gap is smaller than the gap forming the internal space 500 (that is, the gap formed between the inner surface of the through hole 51A and the outer surface of the shaft 10). Therefore, by closing the positive pressure solenoid valve 63A and opening the negative pressure solenoid valve 63B in the air control mechanism 60, even if air is sucked from the interior space 500, the air gap between the inner surface of the ring 52 and the outer surface of the shaft 10 is maintained. The flow rate of the air flowing through the gap can be suppressed. Thereby, a negative pressure capable of picking up the work W can be generated at the distal end portion 10A of the shaft 10.
  • the pick and place of the work W using the actuator 1 will be described.
  • the pick and place is performed by the controller 7 executing a predetermined program.
  • the positive pressure solenoid valve 63A and the negative pressure solenoid valve 63B are both closed until the shaft 10 comes into contact with the work W. In this case, the pressure at the distal end 10A of the shaft 10 becomes the atmospheric pressure.
  • the shaft 10 is moved downward in the Z-axis direction by the linear motor 30.
  • the linear motor 30 is stopped.
  • the pressure sensor 64 and / or the flow rate sensor 65 can detect that the work W has been attracted to the distal end portion 10A of the shaft 10. Then, after it is detected by the pressure sensor 64 and / or the flow rate sensor 65 that the work W has been attracted to the distal end portion 10A of the shaft 10, the linear motor 30 moves the shaft 10 upward in the Z-axis direction. At this time, the shaft 10 is rotated by the rotation motor 20 as necessary. Thus, the work W can be picked up.
  • the rotation of the shaft 10 by the rotary motor 20 may be executed after the pickup of the workpiece W is completed (that is, after the movement of the shaft 10 by the linear motor 30 is completed in the upward direction in the Z-axis).
  • the shaft 10 in a state where the work W is attracted to the distal end portion 10A is moved downward by the linear motor 30 in the Z-axis direction.
  • the movement of the shaft 10 is stopped by stopping the linear motor 30.
  • closing the negative pressure electromagnetic valve 63B and opening the positive pressure electromagnetic valve 63A a positive pressure is generated at the tip 10A of the shaft 10.
  • the distal end portion 10A of the shaft 10 is separated from the workpiece W by moving the shaft 10 upward in the Z-axis direction by the linear motor 30.
  • the strain gauge 37 when the work W is picked up, the fact that the tip 10A of the shaft 10 has come into contact with the work W is detected using the strain gauge 37.
  • this method will be described.
  • the work W is grounded when the work W is placed.
  • the tip 10A of the shaft 10 contacts the work W and the tip 10A pushes the work W, a load is generated between the shaft 10 and the work W. That is, the shaft 10 receives a force from the work W due to a reaction when the shaft 10 applies a force to the work W.
  • the force that the shaft 10 receives from the work W acts in a direction that generates strain on the connecting arm 36. That is, at this time, the connection arm 36 is distorted. This strain is detected by the strain gauge 37.
  • the strain detected by the strain gauge 37 has a correlation with the force that the shaft 10 receives from the workpiece W. For this reason, based on the detection value of the strain gauge 37, the force that the shaft 10 receives from the work W, that is, the load generated between the shaft 10 and the work W can be detected.
  • the relationship between the detected value of the strain gauge and the load can be obtained in advance by experiment, simulation, or the like.
  • the tip 10A of the shaft 10 May be determined, or when the detected load is equal to or more than a predetermined load in consideration of the influence of an error or the like, it may be determined that the distal end portion 10A of the shaft 10 has contacted the workpiece W.
  • the predetermined load is a threshold value at which it is determined that the shaft 10 has contacted the workpiece W.
  • the predetermined load may be set as a load that can more reliably pick up the work W while suppressing damage to the work W. Further, the predetermined load can be changed according to the type of the work W.
  • an “air passage” according to the present invention is formed including the negative pressure passage 61B, the common passage 61C, and the air flow passage 202A.
  • the negative pressure solenoid valve 63B corresponds to the “suction valve” according to the present invention.
  • the pressure sensor 64 and the flow sensor 65 correspond to the “suction detection sensor” according to the present invention. Note that both the pressure sensor 64 and the flow rate sensor 65 can detect that the work W has been attracted to the distal end portion 10A of the shaft 10. Therefore, it is not always necessary to provide both the pressure sensor 64 and the flow rate sensor 65, and a configuration in which only one of them is provided may be adopted.
  • the air path (the hollow portion 11 and the communication hole 12 of the shaft 10, the internal space 500 and the control passage 501 of the shaft housing 50, the air passage, 202A, including the common passage 61C) is referred to as a “first air path”.
  • the air path from the distal end portion 10A of the shaft 10 to the pressure sensor 64 is referred to as a “second air path”.
  • the air path from the tip 10A of the shaft 10 to the flow sensor 65 is referred to as a "third air path”.
  • the air control mechanism 60 is provided inside the housing 2 of the actuator 1. That is, the negative pressure solenoid valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow sensor 65 are integrated with the actuator 1. Therefore, as in the related art, an air pipe for sucking air from the inside of the shaft 10 exists outside the actuator 1, and the negative pressure solenoid valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow rate sensor 65 are provided in the air pipe.
  • the first air path, the second air path, and the third air path are shorter than in the case where the first air path is used.
  • an air control mechanism 60 is disposed in the housing 2 of the actuator 1 at a position opposite to the linear motor 30 with the shaft 10 interposed therebetween. That is, in the housing 2, the negative pressure passage 61B, the common passage 61C, and the air flow passage 202A are arranged at positions opposite to the linear motor 30 with the shaft 10 interposed therebetween.
  • the air control mechanism is located at a position in the same direction as the direct drive motor 30 with respect to the shaft 10 (that is, a position on the left side with respect to the shaft 10 in FIG.
  • the housing 60 If the housing 60 is to be disposed, the size of the housing 2 on the side of the linear motor 30 is enlarged, and the air flow passage 202A extends from the shaft housing 50 to a position beyond the linear motor 30 in the X-axis direction in FIG. Alternatively, it is necessary to extend the common passage 61C. Then, the negative pressure electromagnetic valve 63B, the pressure, and the pressure are arranged between the shaft 10 and the negative pressure electromagnetic valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow rate sensor 65 such that the direct drive motor 30 is located. It is necessary to provide the sensor 64 and the flow sensor 65. In this case, by increasing the distance between the shaft 10 and the negative pressure solenoid valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow rate sensor 65, the first air path, the second air path, and the third air path become longer. Would be.
  • the negative pressure passage 61B, the common passage 61C, and the air flow passage 202A are located in the housing 2 on the opposite side of the shaft 10 from the linear motion motor 30. Is disposed, it is not necessary to extend the air flow passage 202A or the common passage 61C from the shaft housing 50 to a position beyond the linear motor 30. That is, the shaft 10 and the negative pressure electromagnetic valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow rate sensor 65 are compared with the case where the direct drive motor 30 is located between the shaft 10 and the negative pressure electromagnetic valve 63B. The distance between the valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow sensor 65 can be reduced. Therefore, the first air path, the second air path, and the third air path can be made as short as possible.
  • the first air path, the second air path, and the third air path After integrating the negative pressure solenoid valve 63B, the pressure sensor 64, and the flow rate sensor 65 with the actuator 1, the first air path, the second air path, and the third air path
  • the volume of the air path can be made as small as possible. Then, as the volume of the first air path becomes smaller, the adsorption period becomes shorter. Further, when the volume of the second air path is reduced, the detection period by the pressure sensor 64 is shortened. Further, when the volume of the third air path is reduced, the detection period by the flow rate sensor 65 is shortened. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the suction period and the detection period when picking and placing by the actuator 1 can be shortened. As a result, the tact time of pick and place can be reduced.
  • the actuator 1 according to the present embodiment may be installed in a state where a plurality of the actuators 1 are stacked.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which four actuators 1a, 1b, 1c, and 1d are stacked in the Y-axis direction.
  • the shaft 10 is arranged at the center of the housing 2 in the X-axis direction. Therefore, as shown in FIG. 4, when the plurality of actuators 1 according to the present embodiment are installed in a stacked state in the Y-axis direction, the actuators 1 can be installed such that the front and back sides of the adjacent actuators 1 are alternated.
  • FIG. 5 shows the relative positions of the linear motion motors 30a and 30b in the two actuators 1a and 1b when the two actuators 1a and 1b installed adjacent to each other in FIG. FIG.
  • the positions of the shafts 10a and 10b and the rotary motors 20a and 20b in the X-axis direction overlap each other.
  • the positions of the respective linear motion motors 30a and 30b in the Y-axis direction are staggered about the respective shafts 10a and 10b. . That is, in the actuator 1a, the linear motor 30a is located on the left side with respect to the shaft 10a in FIG. 5, whereas the actuator 1b is located on the right side with respect to the shaft 10b in FIG.
  • the dynamic motor 30a will be located.
  • the actuator 1 heat is generated from the direct drive motor 30 by repeatedly performing pick and place.
  • the position of the linear motor in the plurality of stacked actuators is changed.
  • the heat generated from the linear motion motors 30 of the actuators 1 is more easily dispersed than in the case where they overlap. Therefore, when the plurality of actuators 1 are installed in a stacked state, it is possible to reduce the influence on the actuators 1 due to the heat generated from the linear motor 30.
  • the linear motors in the actuators are linear motors
  • the positions of the linear motors overlap in a plurality of stacked actuators the magnetic field generated from one of the linear motors in two adjacent actuators May affect the behavior of the other linear motor.
  • the distance between the linear motors 30 in two adjacent actuators 1 is increased. Can be lengthened. Therefore, in two adjacent actuators 1, it is possible to suppress a magnetic field generated from one linear motor 30 from affecting the behavior of the other linear motor 30.

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Abstract

本発明は、アクチュエータによるピックアンドプレイスのタクトタイムを短縮する。アクチュエータのハウジング内に、シャフトの中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる空気通路が設けられている。また、空気通路を介してシャフトの中空部から空気を吸引する吸引弁と、シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサとが、空気通路に設けられている。そして、ハウジング内において、空気通路が、シャフトを挟んで、該シャフトをその軸方向に移動させる直動モータとは反対側の位置に配置されている。

Description

アクチュエータ
　本発明は、ピックアンドプレイスを行うアクチュエータに関する。
　従来、シャフトによってワークをピックアップするとともに、ピックアップしたワークを所定の位置に該シャフトによってプレイスする、といった一連の動作（ピックアンドプレイス）を行うアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなピックアンドプレイスを行うアクチュエータにおいては、中空のシャフトの先端部をワークに押し付けた状態で該シャフトの内部を負圧にすることで、該シャフトの先端部にワークを吸い付けて、ワークをピックアップする。
特許第５１１３５３４号公報
　上記のように、ピックアンドプレイスを行うアクチュエータにおいては、シャフトの先端部に該ワークを吸い付けるために、該先端部に負圧を発生させる必要がある。そこで、従来では、シャフトに空気管を接続し、該空気管を介して該シャフトの内部から空気を吸引することで、該シャフトの先端部に負圧を発生させる構成が採用されている。このような構成の場合、一般的に、空気管はアクチュエータの外部に存在する。また、空気管を介してシャフトの内部から空気を吸引するための吸引弁や、該シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサもアクチュエータの外部に設けられる。
　ここで、アクチュエータによってピックアンドプレイスを適切に実行するためには、ワークのピックアップの際に、シャフトの先端部に該ワークを確実に吸い付けるとともに、該シャフトの先端部への該ワークの吸着を検知する必要がある。しかしながら、上記のような構成では、シャフトの先端部から吸引弁までの空気経路（シャフトおよび空気管を含む空気の経路）の容積が大きくなると、吸引弁を開弁することで空気の吸引を開始してから、シャフトの先端部に負圧が発生し該先端部にワークが吸い付くまでの期間（以下、「吸着期間」と称する。）が長くなってしまう。また、シャフトの先端部から吸着検知センサまでの空気経路の容積が大きくなると、該先端部に実際にワークが吸着してから、該吸着検知センサによって該ワークの吸着が検知されるまでの期間（以下、「検知期間」と称する。）が長くなってしまう。このように、吸着期間や検知期間が長くなると、アクチュエータによるピックアンドプレイスのタクトタイムが長くなってしまう虞がある。
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、アクチュエータによるピックアンドプレイスのタクトタイムを短縮することが可能な技術を提供することを目的とする。
　本発明に係るアクチュエータは、
　少なくともその先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有するシャフトが、その先端部が突出した状態でハウジング内に収容されており、該シャフトの先端部に負圧を発生させることで該先端部にワークを吸い付けて該ワークをピックアップするアクチュエータであって、
　前記シャフトをその軸方向に移動させる直動モータと、
　前記シャフトの前記中空部と連通しており、該中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる空気通路と、
　前記空気通路に設けられ、該空気通路を介して前記シャフトの前記中空部から空気を吸引する吸引弁と、
　前記空気通路に設けられ、前記シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサと、を備え、
　前記ハウジング内において、前記空気通路が、前記シャフトを挟んで前記直動モータとは反対側の位置に配置されている。
　本発明によれば、アクチュエータによるピックアンドプレイスのタクトタイムを短縮することができる。
実施形態に係るアクチュエータの外観図である。 実施形態に係るアクチュエータの内部構造を示した概略構成図である。 実施形態に係るシャフトハウジングとシャフトの先端部との概略構成を示した断面図である。 実施形態に係るアクチュエータを複数積層した状態を示す第１の図である。 実施形態に係るアクチュエータを複数積層した状態を示す第２の図である。
　本発明に係るアクチュエータにおいては、シャフトが、その先端部が突出した状態でハウジング内に収容されている。また、シャフトの少なくとも先端部側には、その内部が中空となることで中空部が形成されている。そのため、シャフトの中空部から空気が吸引されると、該シャフトの先端部に負圧が発生する。
　また、ハウジング内には、直動モータ、空気通路、吸引弁、および吸着検知センサが設けられている。直動モータは、シャフトによってワークをピックアップまたはプレイスする際に、該シャフトを軸方向に移動させるモータである。空気通路は、シャフトの中空部に連通しており、該中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる。つまり、アクチュエータにおいては、ワークをピックアップする際に、空気通路を介して、シャフトの中空部から空気を吸引する。
　また、吸引弁および吸着検知センサは、ハウジング内の空気通路に設けられている。つまり、本発明においては、吸引弁および吸着検知センサがアクチュエータと一体化されている。そして、吸引弁が開弁されることで、空気通路を介してシャフトの中空部から空気を吸引することができる。また、吸着検知センサは、空気通路における空気の圧力または流量の変化を検知することで、シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知することができる。
　ここで、アクチュエータのハウジング内において、シャフトを移動させるための直動モータは、該シャフトの近傍に配置されることになる。そのため、ハウジング内において、仮に、空気通路を、シャフトに対して直動モータと同方向の位置に配置した場合、該シャフトから、直動モータを超えた位置まで空気通路を引き延ばした上で、該空気通路に吸引弁および吸着検知センサを設ける必要がある。つまり、シャフトと、吸引弁および吸着検知センサとの間に、直動モータが位置するような配置となる。
　これに対し、本発明においては、ハウジング内において、空気通路が、シャフトを挟んで直動モータとは反対側の位置に配置されている。これによれば、上記のように、シャフトから、直動モータを超えた位置まで空気通路を引き延ばすことが不要となる。つまり、シャフトと、吸引弁および吸着検知センサとの間に、直動モータが位置するような配置とした場合に比べて、該シャフトと、該吸引弁および該吸着検知センサとの間の距離を近付けることができる。そのため、シャフトの先端部から吸引弁までの空気経路、および、シャフトの先端部から吸着検知センサまでの空気経路を可及的に短くすることができる。
　したがって、本発明によれば、アクチュエータと吸引弁および吸着検知センサとを一体化した上で、シャフトの先端部から吸引弁までの空気経路、および、シャフトの先端部から吸着検知センサまでの空気経路の容積を可及的に小さくすることができる。これによって、ピックアンドプレイスを行う際の吸着期間および検知期間を短縮することができる。その結果、ピックアンドプレイスのタクトタイムを短縮することが可能となる。
　さらに、複数のアクチュエータを積層した状態で設置する場合がある。このような場合において、本発明に係る構成によれば、隣り合うアクチュエータ同士において、それぞれのシャフトを中心として、それぞれの直動モータの位置が互い違いとなるように、複数のアクチュエータを積層することが可能となる。複数のアクチュエータをこのように積層することで、積層された状態の複数のアクチュエータにおいてそれぞれの直動モータの位置が重なり合ってしまう場合に比べて、各アクチュエータの直動モータから発せられる熱が分散され易くなる。そのため、複数のアクチュエータを積層した状態で設置する場合において、直動モータから発せられる熱による各アクチュエータへの影響を小さくすることができる。
　以下、本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　＜実施形態＞
　図１は、本実施形態に係るアクチュエータ１の外観図である。アクチュエータ１は外形が略直方体のハウジング２を有しており、ハウジング２には、蓋２００が取り付けられている。図２は、本実施形態に係るアクチュエータ１の内部構造を示した概略構成図である。ハウジング２の内部に、シャフト１０の一部を収容している。このシャフト１０の先端部１０Ａ側は、中空となるよう形成されている。シャフト１０及びハウジング２の材料には、例えば金属（例えばアルミニウム）を用いることができるが、樹脂等を用いることもできる。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置について説明する。ハウジング２の最も大きな面の長辺方向であってシャフト１０の中心軸１００の方向をＺ軸方向とし、ハウジング２の最も大きな面の短辺方向をＸ軸方向とし、ハウジング２の最も大きな面と直交する方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は鉛直方向でもある。なお、以下では、図２におけるＺ軸方向の上側をアクチュエータ１の上側とし、図２におけるＺ軸方向の下側をアクチュエータ１の下側とする。また、図２におけるＸ軸方向の右側をアクチュエータ１の右側とし、図２におけるＸ軸方向の左側をアクチュエータ１の左側とする。また、図２におけるＹ軸方向の手前側をアクチュエータ１の手前側とし、図２におけるＹ軸方向の奥側をアクチュエータ１の奥側とする。ハウジング２は、Ｚ軸方向の寸法がＸ軸方向の寸法よりも長く、Ｘ軸方向の寸法がＹ軸方向の寸法よりも長い。ハウジング２は、Ｙ軸方向と直交する一つの面（図２における手前側の面）に相当する箇所が開口しており、この開口を蓋２００によって閉塞している。蓋２００は、例えばネジによってハウジング２に固定される。
　ハウジング２内には、シャフト１０をその中心軸１００回りに回転させる回転モータ２０と、シャフト１０をその中心軸１００に沿った方向（すなわち、Ｚ軸方向）にハウジング２に対して相対的に直動させる直動モータ３０と、エア制御機構６０とが収容されている。また、ハウジング２のＺ軸方向の下端面２０２には、シャフト１０が挿通されたシャフトハウジング５０が取り付けられている。ハウジング２には、下端面２０２からハウジング２の内部に向かって凹むように凹部２０２Ｂが形成されており、この凹部２０２Ｂにシャフトハウジング５０の一部が挿入される。この凹部２０２ＢのＺ軸方向の上端部には、Ｚ軸方向に貫通孔２Ａが形成されており、この貫通孔２Ａ及びシャフトハウジング５０をシャフト１０が挿通される。シャフト１０のＺ軸方向の下側の先端部１０Ａは、シャフトハウジング５０から外部へ突出している。シャフト１０は、ハウジング２のＸ軸方向の中心且つＹ軸方向の中心に設けられている。つまり、ハウジング２における、Ｘ軸方向の中心およびＹ軸方向の中心を通ってＺ軸方向に延びる中心軸と、シャフト１０の中心軸１００とが重なるように、シャフト１０が設けられている。シャフト１０は、直動モータ３０によってＺ軸方向に直動すると共に、回転モータ２０によって中心軸１００の回りを回転する。
　シャフト１０の先端部１０Ａと逆側の端部（Ｚ軸方向の上側の端部）である基端部１０Ｂ側は、ハウジング２内に収容されており、回転モータ２０の出力軸２１に接続されている。この回転モータ２０は、シャフト１０を回転可能に支持している。回転モータ２０の出力軸２１の中心軸は、シャフト１０の中心軸１００と一致する。回転モータ２０は、出力軸２１の他に、固定子２２と、固定子２２の内部で回転する回転子２３と、出力軸２１の回転角度を検出するロータリエンコーダ２４とを有する。回転子２３が固定子２２に対して回転することにより、出力軸２１及びシャフト１０も固定子２２に対して連動して回転する。
　直動モータ３０は、ハウジング２に固定された固定子３１、固定子３１に対して相対的にＺ軸方向に移動する可動子３２を有する。直動モータ３０は、例えばリニアモータである。固定子３１には複数のコイル３１Ａが設けられ、可動子３２には複数の永久磁石３２Ａが設けられている。コイル３１Ａは、Ｚ軸方向に所定ピッチで配置され、且つ、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイル３１Ａを一組として複数設けられている。本実施形態では、これらＵ，Ｖ，Ｗ相のコイル３１Ａに三相電機子電流を流すことによって直動的に移動する移動磁界を発生させ、固定子３１に対して可動子３２を直動的に移動させる。直動モータ３０には固定子３１に対する可動子３２の相対位置を検出するリニアエンコーダ３８が設けられている。なお、上記構成に代えて、固定子３１に永久磁石を設け、可動子３２に複数のコイルを設けることもできる。
　直動モータ３０の可動子３２と回転モータ２０の固定子２２とは、直動テーブル３３を介して連結されている。直動テーブル３３は、直動モータ３０の可動子３２の移動に伴って移動可能である。直動テーブル３３の移動は、直動案内装置３４によってＺ軸方向に案内されている。直動案内装置３４は、ハウジング２に固定されたレール３４Ａと、レール３４Ａに組み付けられたスライダブロック３４Ｂとを有する。レール３４Ａは、Ｚ軸方向に延びており、スライダブロック３４Ｂは、レール３４Ａに沿ってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
　直動テーブル３３は、スライダブロック３４Ｂに固定されており、スライダブロック３４Ｂと共にＺ軸方向に移動可能である。直動テーブル３３は、直動モータ３０の可動子３２と２つの連結アーム３５を介して連結されている。２つの連結アーム３５は、可動子３２のＺ軸方向の両端部と、直動テーブル３３のＺ軸方向の両端部とを連結している。また、直動テーブル３３は、両端部よりも中央側において、２つの連結アーム３６を介して回転モータ２０の固定子２２と連結されている。なお、Ｚ軸方向上側の連結アーム３６を第一アーム３６Ａといい、Ｚ軸方向下側の連結アーム３６を第二アーム３６Ｂという。また、第一アーム３６Ａと第二アーム３６Ｂとを区別しない場合には、単に連結アーム３６という。直動テーブル３３と回転モータ２０の固定子２２とが、該連結アーム３６を介して回転モータ２０の固定子２２と連結されているために、直動テーブル３３の移動に伴って回転モータ２０の固定子２２も移動する。また、連結アーム３６は、断面が四角である。各連結アーム３６におけるＺ軸方向の上側を向く面には、ひずみゲージ３７が固定されている。なお、第一アーム３６Ａに固定されるひずみゲージ３７を第一ひずみゲージ３７Ａといい、第二アーム３６Ｂに固定されるひずみゲージ３７を第二ひずみゲージ３７Ｂという。第一ひずみゲージ３７Ａと第二ひずみゲージ３７Ｂとを区別しない場合には、単にひずみゲージ３７という。なお、本実施形態の２つのひずみゲージ３７は、連結アーム３６のＺ軸方向の上側を向く面に夫々設けられているが、これに代えて、連結アーム３６のＺ軸方向の下側を向く面に夫々設けられていてもよい。
　エア制御機構６０は、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧や負圧を発生させるための機構である。すなわち、エア制御機構６０は、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０内の空気を吸引することで、該シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させる。これによってワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付けられる。また、シャフト１０内に空気を送り込むことで、該シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させる。これによりシャフト１０の先端部１０ＡからワークＷを容易に脱離させる。
　また、シャフト１０は、ハウジング２におけるＸ軸方向の中央に配置されている。そして、エア制御機構６０は、ハウジング２内において、シャフト１０を挟んで直動モータ３０とは反対側の位置に配置されている。つまり、図２において、シャフト１０を挟んで、向かって左側に直動モータ３０の固定子３１および可動子３２が配置されており、向かって右側にエア制御機構６０が配置されている。そして、ハウジング２において、直動モータ３０、シャフト１０、およびエア制御機構６０が並ぶ方向の中央に、シャフト１０が配置されている。
　エア制御機構６０は、正圧の空気が流通する正圧通路６１Ａ（一点鎖線参照。）と、負圧の空気が流通する負圧通路６１Ｂ（二点鎖線参照。）と、正圧の空気及び負圧の空気で共用される共用通路６１Ｃ（破線参照。）とを有する。正圧通路６１Ａの一端は、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１に設けられた正圧用コネクタ６２Ａに接続され、正圧通路６１Ａの他端は正圧用の電磁弁（以下、正圧電磁弁６３Ａという。）に接続されている。正圧電磁弁６３Ａは、後述するコントローラ７によって開閉される。なお、正圧通路６１Ａの一端側の部分はチューブ６１０によって構成され、他端側の部分はブロック６００に開けられた穴により構成されている。正圧用コネクタ６２Ａは、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１を貫通しており、正圧用コネクタ６２Ａにはエアを吐出するポンプ等に繋がるチューブが外部から接続される。
　負圧通路６１Ｂの一端は、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１に設けられた負圧用コネクタ６２Ｂに接続され、負圧通路６１Ｂの他端は負圧用の電磁弁（以下、負圧電磁弁６３Ｂという。）に接続されている。負圧電磁弁６３Ｂは、後述するコントローラ７によって開閉される。なお、負圧通路６１Ｂの一端側の部分はチューブ６２０によって構成され、他端側の部分はブロック６００に開けられた穴により構成されている。負圧用コネクタ６２Ｂは、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１を貫通しており、負圧用コネクタ６２Ｂにはエアを吸引するポンプ等に繋がるチューブが外部から接続される。
　共用通路６１Ｃはブロック６００に開けられた穴により構成されている。共用通路６１Ｃの一端は、２つに分岐して正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂに接続されており、共用通路６１Ｃの他端は、ハウジング２に形成されている貫通孔であるエア流通路２０２Ａに接続されている。エア流通路２０２Ａは、シャフトハウジング５０に通じている。負圧電磁弁６３Ｂを開き且つ正圧電磁弁６３Ａを閉じることにより、負圧通路６１Ｂと共用通路６１Ｃとが連通されるため、共用通路６１Ｃ内に負圧が発生する。そうすると、エア流通路２０２Ａを介してシャフトハウジング５０内から空気が吸引される。一方、正圧電磁弁６３Ａを開き且つ負圧電磁弁６３Ｂを閉じることにより、正圧通路６１Ａと共用通路６１Ｃとが連通されるため、共用通路６１Ｃ内に正圧が発生する。そうすると、エア流通路２０２Ａを介してシャフトハウジング５０内に空気が供給される。共用通路６１Ｃには、共用通路６１Ｃ内の空気の圧力を検出する圧力センサ６４及び共用通路６１Ｃ内の空気の流量を検出する流量センサ６５が設けられている。
　なお、図２に示したアクチュエータ１では、正圧通路６１Ａ及び負圧通路６１Ｂの一部がチューブで構成され、他部がブロック６００に開けられた穴により構成されているが、これに限らず、全ての通路をチューブで構成することもできるし、全ての通路をブロック６００に開けられた穴により構成することもできる。共用通路６１Ｃについても同様で、全てチューブで構成することもできるし、チューブを併用して構成することもできる。なお、チューブ６１０及びチューブ６２０の材料は、樹脂等の柔軟性を有する材料であってもよく、金属等の柔軟性を有さない材料であってもよい。また、正圧通路６１Ａを用いてシャフトハウジング５０に正圧を供給する代わりに、大気圧を供給してもよい。
　また、ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１には、回転モータ２０を冷却するための空気の入口となるコネクタ（以下、入口コネクタ９１Ａという。）およびハウジング２からの空気の出口となるコネクタ（以下、出口コネクタ９１Ｂという。）が設けられている。入口コネクタ９１Ａ及び出口コネクタ９１Ｂは、夫々空気が流通可能なようにハウジング２の上端面２０１を貫通している。入口コネクタ９１Ａにはエアを吐出するポンプ等に繋がるチューブがハウジング２の外部から接続され、出口コネクタ９１Ｂにはハウジング２から流出するエアを排出するチューブがハウジング２の外部から接続される。ハウジング２の内部には、回転モータ２０を冷却するための空気が流通する金属製のパイプ（以下、冷却パイプ９２という。）が設けられており、この冷却パイプ９２の一端は、入口コネクタ９１Ａに接続されている。冷却パイプ９２は、入口コネクタ９１ＡからＺ軸方向にハウジング２の下端面２０２付近まで延び、該下端面２０２付近において湾曲して他端側が回転モータ２０に向くように形成されている。このように、Ｚ軸方向の下側からハウジング２内に空気を供給することにより、効率的な冷却が可能となる。また、冷却パイプ９２の開口端（他端）が回転モータ２０に向いていることで、該冷却パイプ９２から吐出される空気によって該回転モータ２０を効率的に冷却することができる。また、冷却パイプ９２は、直動モータ３０のコイル３１Ａから熱を奪うように、該固定子３１の内部を貫通している。固定子３１に設けられているコイル３１Ａからより多くの熱を奪うように、冷却パイプ９２の周りにコイル３１Ａが配置されている。つまり、冷却パイプ９２を流通する空気と直動モータ３０の固定子３１との間で熱交換が行われることになる。そのため、直動モータ３０の冷却も効率的に行うことが可能となる。
　ハウジング２のＺ軸方向の上端面２０１には、電力を供給する電線や信号線を含んだコネクタ４１が接続されている。また、ハウジング２には、コントローラ７が設けられている。コネクタ４１からハウジング２内に引き込まれる電線や信号線は、コントローラ７に接続されている。コントローラ７には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）が備わり、これらはバスにより相互に接続される。ＥＰＲＯＭには、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。ＥＰＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭの作業領域にロードして実行し、このプログラムの実行を通じて、回転モータ２０、直動モータ３０、正圧電磁弁６３Ａ、負圧電磁弁６３Ｂ等が制御される。これにより、所定の目的に合致した機能をＣＰＵが実現する。また、圧力センサ６４、流量センサ６５、ひずみゲージ３７、ロータリエンコーダ２４、リニアエンコーダ３８の出力信号がコントローラ７に入力される。
　図３は、シャフトハウジング５０とシャフト１０の先端部１０Ａとの概略構成を示した断面図である。シャフトハウジング５０は、ハウジング本体５１と、２つのリング５２と、フィルタ５３と、フィルタ止め５４とを有する。ハウジング本体５１には、シャフト１０が挿通される貫通孔５１Ａが形成されている。貫通孔５１Ａは、Ｚ軸方向にハウジング本体５１を貫通しており、該貫通孔５１ＡのＺ軸方向の上端は、ハウジング２に形成された貫通孔２Ａに通じている。貫通孔５１Ａの直径はシャフト１０の外径よりも大きい。そのため、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面とには隙間が設けられている。貫通孔５１Ａの両端部には、孔の直径が拡大された拡径部５１Ｂが設けられている。２つの拡径部５１Ｂには、夫々リング５２が嵌め込まれている。リング５２は筒状に形成されており、リング５２の内径はシャフト１０の外径よりも若干大きい。そのため、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間にも隙間が形成される。したがって、シャフト１０がリング５２の内部をＺ軸方向に移動可能であり、且つ、シャフト１０がリング５２の内部を中心軸１００回りに回転可能である。ただし、拡径部５１Ｂを除く貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間よりも、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間の方が小さい。なお、Ｚ軸方向上側のリング５２を第一リング５２Ａといい、Ｚ軸方向下側のリング５２を第二リング５２Ｂとする。第一リング５２Ａと第二リング５２Ｂとを区別しない場合には、単にリング５２という。リング５２の材料には、例えば金属または樹脂を用いることができる。
　ハウジング本体５１のＺ軸方向の中央部には、Ｘ軸方向の左右両方向に張り出した張出部５１１が形成されている。張出部５１１には、ハウジング２の下端面２０２と平行な面であって、シャフトハウジング５０をハウジング２の下端面２０２へ取り付けるときに、該下端面２０２と接する面である取付面５１１Ａが形成されている。取付面５１１Ａは、中心軸１００と直交する面である。また、ハウジング２にシャフトハウジング５０を取り付けたときに、シャフトハウジング５０の一部であって取付面５１１ＡよりもＺ軸方向の上側の部分５１２は、ハウジング２に形成された凹部２０２Ｂに嵌るように形成されている。
　上記のとおり、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面とには隙間が設けられている。その結果、ハウジング本体５１の内部には、貫通孔５１Ａの内面と、シャフト１０の外面と、第一リング５２Ａの下端面と、第二リング５２Ｂの上端面とによって囲まれた空間である内部空間５００が形成されている。また、シャフトハウジング５０には、ハウジング２の下端面２０２に形成されるエア流通路２０２Ａの開口部と、内部空間５００とを連通して空気の通路となる制御通路５０１が形成されている。制御通路５０１は、Ｘ軸方向に延びる第一通路５０１Ａ、Ｚ軸方向に延びる第二通路５０１Ｂ、第一通路５０１Ａ及び第二通路５０１Ｂが接続される空間であってフィルタ５３が配置される空間であるフィルタ部５０１Ｃを有する。第一通路５０１Ａの一端は内部空間５００に接続され、他端はフィルタ部５０１Ｃに接続されている。第二通路５０１Ｂの一端は、取付面５１１Ａに開口しており、エア流通路２０２Ａの開口部に接続されるように位置が合わされている。
　また、第二通路５０１Ｂの他端はフィルタ部５０１Ｃに接続される。フィルタ部５０１Ｃには、円筒状に形成されたフィルタ５３が設けられている。フィルタ部５０１Ｃは、第一通路５０１Ａと中心軸が一致するようにＸ軸方向に延びた円柱形状の空間となるように形成されている。フィルタ部５０１Ｃの内径とフィルタ５３の外径とは略等しい。フィルタ５３は、Ｘ軸方向にフィルタ部５０１Ｃへ挿入される。フィルタ部５０１Ｃにフィルタ５３が挿入された後に、フィルタ止め５４によってフィルタ５３の挿入口となったフィルタ部５０１Ｃの端部が閉塞される。第二通路５０１Ｂの他端は、フィルタ５３の外周面側からフィルタ部５０１Ｃに接続されている。また、第一通路５０１Ａの他端はフィルタ５３の中心側と通じている。そのため、第一通路５０１Ａと第二通路５０１Ｂとの間を流通する空気は、フィルタ５３を通過する。したがって、例えば、先端部１０Ａに負圧を発生させたときに、内部空間５００に空気と一緒に異物を吸い込んだとしても、この異物はフィルタ５３によって捕集される。第二通路５０１Ｂの一端には、シール剤を保持するように溝５０１Ｄが形成されている。
　張出部５１１のＸ軸方向の両端部付近には、該シャフトハウジング５０をハウジング２にボルトを用いて固定するときに、該ボルトを挿通させるボルト孔５１Ｇが２つ形成されている。ボルト孔５１Ｇは、Ｚ軸方向に張出部５１１を貫通して取付面５１１Ａに開口している。
　シャフト１０の先端部１０Ａ側には、シャフト１０が中空となるように中空部１１が形成されている。中空部１１の一端は、先端部１０Ａで開口している。また、中空部１１の他端には、内部空間５００と中空部１１とをＸ軸方向に連通する連通孔１２が形成されている。直動モータ３０によってシャフト１０がＺ軸方向に移動したときのストロークの全範囲において、内部空間５００と中空部１１とが連通するように連通孔１２が形成されている。したがって、シャフト１０の先端部１０Ａと、エア制御機構６０とは、中空部１１、連通孔１２、内部空間５００、制御通路５０１、エア流通路２０２Ａを介して連通している。なお、連通孔１２は、Ｘ軸方向に加えてＹ軸方向にも形成されていてもよい。
　このような構成によれば、直動モータ３０を駆動してシャフト１０をＺ軸方向に移動させたときに、シャフト１０がＺ軸方向のどの位置にあっても、連通孔１２は常に内部空間５００と中空部１１とを連通する。また、回転モータ２０を駆動してシャフト１０を中心軸１００回りに回転させたときに、シャフト１０の回転角度が中心軸１００回りのどの角度であっても、連通孔１２は常に内部空間５００と中空部１１とを連通する。したがって、シャフト１０がどのような状態であっても、中空部１１と内部空間５００との連通状態が維持されるため、中空部１１は常にエア制御機構６０に通じていることになる。そのため、シャフト１０の位置にかかわらず、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを閉じ、負圧電磁弁６３Ｂを開くと、エア流通路２０２Ａ、制御通路５０１、内部空間５００、および連通孔１２を介して、中空部１１内の空気が吸引されることになる。その結果、中空部１１に負圧を発生させることができる。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させることができるので、シャフト１０の先端部１０ＡにワークＷを吸い付けることができる。なお、上述したように、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間にも隙間が形成されている。しかしながら、この隙間は、内部空間５００を形成する隙間（すなわち、貫通孔５１Ａの内面とシャフト１０の外面との間に形成される隙間）よりも小さい。そのため、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを閉じ、負圧電磁弁６３Ｂを開くことで、内部空間５００内から空気が吸引されても、リング５２の内面とシャフト１０の外面との間の隙間を流通する空気の流量を抑制することができる。これにより、ワークＷをピックアップできるような負圧をシャフト１０の先端部１０Ａに発生させることができる。一方、シャフト１０の位置にかかわらず、エア制御機構６０において正圧電磁弁６３Ａを開き、負圧電磁弁６３Ｂを閉じると、中空部１１に正圧を発生させることができる。すなわち、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させることができるので、シャフト１０の先端部１０ＡからワークＷを速やかに脱離させることができる。
　（ピックアンドプレイス動作）
　アクチュエータ１を用いたワークＷのピックアンドプレイスについて説明する。ピックアンドプレイスは、コントローラ７が所定のプログラムを実行することにより行われる。ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０がワークＷに接触するまでは、正圧電磁弁６３Ａ及び負圧電磁弁６３Ｂは共に閉じた状態とする。この場合、シャフト１０の先端部１０Ａの圧力は大気圧となる。そして、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向下側に移動させる。シャフト１０がワークＷに接触すると、直動モータ３０を停止させる。直動モータ３０を停止後に負圧電磁弁６３Ｂを開くことにより、シャフト１０の先端部１０Ａに負圧を発生させ、ワークＷをシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付ける。
　ここで、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付くと、共用通路６１Ｃ内の空気の圧力および流量が変化する。そのため、圧力センサ６４および／または流量センサ６５によって、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付いたことを検知することができる。そして、圧力センサ６４および／または流量センサ６５によって、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付いたことが検知された後、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向上側に移動させる。このときに、必要に応じて、回転モータ２０によりシャフト１０を回転させる。このようにして、ワークＷをピックアップすることができる。なお、回転モータ２０によるシャフト１０の回転は、ワークＷのピックアップの完了後（すなわち、直動モータ３０によるシャフト１０をＺ軸方向上側への移動完了後）に実行してもよい。
　次に、ワークＷのプレイス時には、ワークＷが先端部１０Ａに吸い付いている状態のシャフト１０を直動モータ３０によりＺ軸方向の下側に移動させる。ワークＷが接地すると、直動モータ３０を停止させることで、シャフト１０の移動を停止させる。さらに、負圧電磁弁６３Ｂを閉じ且つ正圧電磁弁６３Ａを開くことにより、シャフト１０の先端部１０Ａに正圧を発生させる。その後、直動モータ３０によりシャフト１０をＺ軸方向の上側に移動させることにより、シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷから離れる。
　ここで、ワークＷのピックアップ時において、シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷに接触したことをひずみゲージ３７を用いて検出する。以下では、この方法について説明する。なお、ワークＷのプレイス時においてワークＷが接地したことも同様にして検出することができる。シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷに接触して先端部１０ＡがワークＷを押すと、シャフト１０とワークＷとの間に荷重が発生する。すなわち、シャフト１０がワークＷに力を加えたときの反作用によって、シャフト１０がワークＷから力を受ける。このシャフト１０がワークＷから受ける力は、連結アーム３６に対してひずみを発生させる方向に作用する。すなわち、このときに連結アーム３６にひずみが生じる。このひずみは、ひずみゲージ３７によって検出される。そして、ひずみゲージ３７が検出するひずみは、シャフト１０がワークＷから受ける力と相関関係にある。このため、ひずみゲージ３７の検出値に基づいて、ワークＷからシャフト１０が受ける力、すなわち、シャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重を検出することができる。ひずみゲージの検出値と荷重との関係は予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。
　このように、ひずみゲージ３７の検出値に基づいてシャフト１０とワークＷとの間に発生した荷重を検出することができるため、例えば、荷重が発生した時点でシャフト１０の先端部１０ＡがワークＷに接触したと判断してもよいし、誤差等の影響を考慮して、検出された荷重が所定荷重以上の場合に、シャフト１０の先端部１０ＡがワークＷに接触したと判断してもよい。なお、所定荷重は、シャフト１０がワークＷに接触したと判定される閾値である。また、所定荷重をワークＷの破損を抑制しつつワークＷをより確実にピックアップすることが可能な荷重として設定してもよい。また、所定荷重は、ワークＷの種類に応じて変更することもできる。
　なお、本実施形態においては、負圧通路６１Ｂ、共用通路６１Ｃ、およびエア流通路２０２Ａを含んで、本発明に係る「空気通路」が形成される。また、本実施形態においては、負圧電磁弁６３Ｂが、本発明に係る「吸引弁」に相当する。また、本実施形態においては、圧力センサ６４および流量センサ６５が、本発明に係る「吸着検知センサ」に相当する。なお、圧力センサ６４および流量センサ６５のいずれによっても、ワークＷがシャフト１０の先端部１０Ａに吸い付いたことを検知することができる。そのため、必ずしも、圧力センサ６４および流量センサ６５の両方を設ける必要はなく、何れか一方のみが設けられた構成を採用することもできる。
　（本実施形態に係る構成の効果）
　ここで、以下においては、シャフト１０の先端部１０Ａから負圧電磁弁６３Ｂまでの空気経路（シャフト１０の中空部１１および連通孔１２、シャフトハウジング５０の内部空間５００および制御通路５０１、エア流通路２０２Ａ、共用通路６１Ｃを含む）を「第１空気経路」と称する。また、シャフト１０の先端部１０Ａから圧力センサ６４までの空気経路を「第２空気経路」と称する。また、シャフト１０の先端部１０Ａから流量センサ６５までの空気経路を「第３空気経路」と称する。
　上記のとおり、本実施形態においては、アクチュエータ１のハウジング２の内部にエア制御機構６０が設けられている。つまり、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５がアクチュエータ１と一体化されている。そのため、従来のように、シャフト１０の内部から空気を吸引するための空気管がアクチュエータ１の外部に存在するとともに、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５を該空気管に設けた場合に比べて、第１空気経路、第２空気経路、および、第３空気経路が短くなる。
　さらに、アクチュエータ１のハウジング２内において、シャフト１０を挟んで直動モータ３０とは反対側の位置にエア制御機構６０が配置されている。つまり、ハウジング２内において、シャフト１０を挟んで直動モータ３０とは反対側の位置に、負圧通路６１Ｂ、共用通路６１Ｃ、およびエア流通路２０２Ａが配置されている。ここで、仮に、アクチュエータ１のハウジング２内において、シャフト１０に対して直動モータ３０と同方向の位置（すなわち、図２において、シャフト１０に対して、向かって左側の位置）にエア制御機構６０を配置しようとした場合、ハウジング２の直動モータ３０側の大きさを拡大すると共に、図２におけるＸ軸方向において、シャフトハウジング５０から、直動モータ３０を超えた位置までエア流通路２０２Ａまたは共用通路６１Ｃを引き延ばす必要がある。そして、その上で、シャフト１０と、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５との間に、直動モータ３０が位置するような配置で、該負圧電磁弁６３Ｂ、該圧力センサ６４、および該流量センサ６５を設ける必要がある。この場合、シャフト１０と、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５との間の距離が離れることで、第１空気経路、第２空気経路、および、第３空気経路が長くなってしまうことになる。
　これに対し、本実施形態に係る構成によれば、ハウジング２内において、シャフト１０を挟んで直動モータ３０とは反対側の位置に、負圧通路６１Ｂ、共用通路６１Ｃ、およびエア流通路２０２Ａが配置されていることで、シャフトハウジング５０から、直動モータ３０を超えた位置までエア流通路２０２Ａまたは共用通路６１Ｃを引き延ばすことが不要となる。つまり、シャフト１０と、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５との間に、直動モータ３０が位置するような配置とした場合に比べて、該シャフト１０と、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５との間の距離を近付けることができる。そのため、第１空気経路、第２空気経路、および、第３空気経路を可及的に短くすることができる。
　したがって、本実施形態に係る構成によれば、負圧電磁弁６３Ｂ、圧力センサ６４、および流量センサ６５をアクチュエータ１と一体化した上で、第１空気経路、第２空気経路、および、第３空気経路の容積を可及的に小さくすることができる。そして、第１空気経路の容積が小さくなると吸着期間が短くなる。また、第２空気経路の容積が小さくなると、圧力センサ６４による検知期間が短くなる。また、第３空気経路の容積が小さくなると、流量センサ６５による検知期間が短くなる。そのため、本実施形態に係る構成によれば、アクチュエータ１によってピックアンドプレイスを行う際の吸着期間および検知期間を短縮することができる。その結果、ピックアンドプレイスのタクトタイムを短縮することが可能となる。
　（その他の効果）
　また、本実施形態に係るアクチュエータ１を複数積層した状態で設置する場合がある。図４は、４つのアクチュエータ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをＹ軸方向に積層した状態を示す図である。ここで、上記のように、アクチュエータ１では、シャフト１０が、ハウジング２におけるＸ軸方向の中央に配置されている。そのため、図４に示すように本実施形態に係るアクチュエータ１をＹ軸方向に複数積層した状態で設置する場合、隣り合うアクチュエータ１の表裏が互い違いとなるように設置することができる。つまり、隣り合うアクチュエータ１の表裏が互い違いとなるように複数のアクチュエータ１を積層しても、各アクチュエータ１におけるＸ軸方向におけるシャフト１０の位置は、ハウジング２の中央であって、同一の位置となる。
　図５は、図４において隣り合って設置されている二つのアクチュエータ１ａ、１ｂの表裏を互い違いにして積層させたときの、該二つのアクチュエータ１ａ、１ｂにおける直動モータ３０ａ、３０ｂの相対位置を示す図である。図５に示すように、二つのアクチュエータ１ａ、１ｂの表裏を互い違いにして積層させた場合であっても、それぞれのシャフト１０ａ、１０ｂおよび回転モータ２０ａ、２０ｂのＸ軸方向における位置は重なり合っている。そして、このように二つのアクチュエータ１ａ、１ｂの表裏を互い違いにして積層させた場合、それぞれのシャフト１０ａ、１０ｂを中心として、それぞれの直動モータ３０ａ、３０ｂのＹ軸方向の位置が互い違いとなる。つまり、アクチュエータ１ａでは、図５において、シャフト１０ａに対して、向かって左側に直動モータ３０ａが位置するのに対し、アクチュエータ１ｂでは、図５において、シャフト１０ｂに対して、向かって右側に直動モータ３０ａが位置することになる。
　ここで、アクチュエータ１では、ピックアンドプレイスが繰り返し行われることで、直動モータ３０から熱が発せられる。このとき、図５に示すように、複数のアクチュエータ１を、それぞれの直動モータ３０の位置が互い違いとなるように積層することで、積層された状態の複数のアクチュエータにおいて直動モータの位置が重なり合ってしまう場合に比べて、各アクチュエータ１の直動モータ３０から発せられる熱が分散され易くなる。そのため、複数のアクチュエータ１を積層した状態で設置する場合において、直動モータ３０から発せられる熱による各アクチュエータ１への影響を小さくすることができる。
　また、アクチュエータにおける直動モータがリニアモータである場合、積層された状態の複数のアクチュエータにおいて直動モータの位置が重なり合ってしまうと、隣り合う二つのアクチュエータにおいて、一方の直動モータから発生する磁界が他方の直動モータの挙動に対して影響を与えてしまう虞がある。これに対し、図５に示すように、複数のアクチュエータ１を、それぞれの直動モータ３０の位置が互い違いとなるように積層することで、隣り合う二つのアクチュエータ１における直動モータ３０同士の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う二つのアクチュエータ１において、一方の直動モータ３０から発生する磁界が他方の直動モータ３０の挙動に対して影響を与えることを抑制することができる。
１・・・アクチュエータ、２・・・ハウジング、１０・・・シャフト、１０Ａ・・・先端部、１１・・・中空部、２０・・・回転モータ、２２・・・固定子、２３・・・回転子、３０・・・直動モータ、３１・・・固定子、３２・・・可動子、３６・・・連結アーム、３７・・・ひずみゲージ、５０・・・シャフトハウジング、６０・・・エア制御機構、５００・・・内部空間、５０１・・・制御通路

Claims (5)

  1. 　少なくともその先端部側に、その内部が中空となることで形成される中空部を有するシャフトが、その先端部が突出した状態でハウジング内に収容されており、該シャフトの先端部に負圧を発生させることで該先端部にワークを吸い付けて該ワークをピックアップするアクチュエータであって、
    　前記シャフトをその軸方向に移動させる直動モータと、
    　前記シャフトの前記中空部と連通しており、該中空部から空気を吸引するときに空気の通路となる空気通路と、
    　前記空気通路に設けられ、該空気通路を介して前記シャフトの前記中空部から空気を吸引する吸引弁と、
    　前記空気通路に設けられ、前記シャフトの先端部にワークが吸い付いたことを検知するための吸着検知センサと、を備え、
    　前記ハウジング内において、前記空気通路が、前記シャフトを挟んで前記直動モータとは反対側の位置に配置されているアクチュエータ。
  2. 　前記直動モータは、前記ハウジングに固定された固定子と、前記シャフトが支持されており、且つ、該固定子に対して前記シャフトの軸方向に相対的に移動する可動子と、を有しており、
    　前記ハウジング内において、前記固定子および前記可動子が、前記シャフトを挟んで前記空気通路とは反対側の位置に配置されている請求項１に記載のアクチュエータ。
  3. 　前記吸着検知センサが、前記空気通路内の空気を検出する圧力センサ、および／または、前記空気通路内の空気の流量を検出する流量センサである請求項１または２に記載のアクチュエータ。
  4. 　前記ハウジング内に設けられて、前記シャフトをその軸回りに回転させる回転モータと、
    　前記ハウジング内に設けられ、冷却用空気が流通する冷却パイプと、をさらに備え、
    　前記回転モータは、前記直動モータの前記可動子に連結されており、且つ、その出力軸に前記シャフトの基端部が接続されており、
    　前記冷却パイプは、前記ハウジング内において、前記直動モータの前記固定子の内部を貫通するように延びており、且つ、その開口端が前記回転モータに向くように形成されている請求項２に記載のアクチュエータ。
  5. 　前記ハウジングにおける、前記直動モータ、前記シャフト、および前記空気通路が並ぶ方向の中央に、前記シャフトが配置されている請求項１から４の何れか一項に記載のアクチュエータ。
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