多軸駆動装置
【課題】本発明は、複雑な動作を実行させる場合であっても、前記動作させる方向に起因して装置の設置位置に制約が生じることなくスペース効率の向上が可能であって、かつ安価な多軸駆動装置を提供する。
【解決手段】
本発明の多軸駆動装置は、駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動ロッド２７と、作業の実行に際して、作業対象物に対し押圧すべき押圧部２５作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、前記動作機構は、押圧部２５を第１軸方向に移動させながら、第１軸を回動軸として回動させる第１の動作と、押圧部２５を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第２の動作とを、駆動ロッド２７の変位量に応じて順次実行させることにより、押圧部２５を多軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする。
【解決手段】
本発明の多軸駆動装置は、駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動ロッド２７と、作業の実行に際して、作業対象物に対し押圧すべき押圧部２５作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、前記動作機構は、押圧部２５を第１軸方向に移動させながら、第１軸を回動軸として回動させる第１の動作と、押圧部２５を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第２の動作とを、駆動ロッド２７の変位量に応じて順次実行させることにより、押圧部２５を多軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を多軸駆動させる多軸駆動装置に関し、特に、装置の省スペース化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０（a）、（b）に示すように、従来、コンベアローラ１１００により搬送されるコンテナなどの直方体のワーク１２００に対して、位置決めクランプを実施する１軸駆動装置１０００が知られている。
具体的には、Ｌ字状の押圧部材１０２０と直進動作する流体圧シリンダ１０１０とにより１軸駆動装置１０００が構成され、これを用いて、ワーク１２００を直方体の対角方向からＬ字状の位置決め金具１４００に押し付け、ワーク１２００を所定の位置に固定するものである。
【０００３】
この他に、例えば、図１１に示すように、直進動作する２つの流体圧シリンダ１０１９ａ及び１０１９ｂを直交方向に組み合わせ、押圧部材１０２０を２軸駆動して、ワーク１２００を上述の位置決め金具に押し付け、ワーク１２００を所定の位置に固定する２軸駆動装置１３００も知られている。
また、図１２の（ａ）〜（ｄ）に示すように、円筒溝カム１０２１、ピストン１０２７及びシリンダ１０３０を組み合わせて、直進動作と回動動作とを実行する流体圧シリンダも知られている。（例えば、非特許文献１）
【非特許文献１】コガネイ駆動機器総合カタログVer.4(2006年3月)中負荷タイプ（RHDA:ピン案内タイプ）P.1276
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の１軸駆動装置１０００では、図１０(a)に示すように、押し付ける方向と流体圧シリンダ１０１０の長手方向とを一致させる必要があるので、１軸駆動装置１０００は、コンベアローラ１１００の長手方向に対し、斜め４５度の角度で設置する必要がある。
このため、１軸駆動装置１０００は、コンベアローラ１１００の側方から張り出し、スペース効率が悪いという問題がある。
【０００５】
通常、コンベアローラ１１００の側方は、通路や作業スペースとなっており、その一部が寸断されることになると、工程レイアウト的に大きな問題となる。
一方、上述の２軸駆動装置１３００では、押圧部材１０２０を２軸駆動するため、装置の設置位置に制約が生じることはないが、流体圧シリンダ１０１９ａ及び１０１９ｂの２つを必要とし、それぞれのシリンダを同期させて駆動させる制御が必要となるため、装置コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、スペース効率の向上が可能で、かつ安価な多軸駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の多軸駆動装置は、駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させながら、第１軸を回動軸として回動させる第１の動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第２の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を多軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の３軸駆動装置は、駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させる第１の動作及び第１軸を回動軸として回動させる第２の動作を合わせた複合動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第３の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を３軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成により、駆動力伝達体を第１軸方向に変位させるだけで、作用部を第１軸方向に移動し、第１軸を回動軸として回動し、第２軸方向に移動させるという３軸駆動を実行することができる。
その結果、上述の多軸駆動装置もしくは３軸駆動装置を作業ラインに沿って設置した場合であっても、目的とする方向に作用部を移動することができる。
【００１０】
これにより、多軸駆動装置及び３軸駆動装置は、作業ライン側方から張り出して設置する必要がなくなり、スペース効率の向上が図られる。
さらに、駆動力伝達体の変位量を増減させるのみで、第１の動作と第２の動作を順次実行できるため、駆動系が１つであっても複雑な動作、即ち、３軸駆動を実行でき、各軸の駆動にそれぞれ駆動系を有している従来の多軸駆動装置よりも安価となる。
【００１１】
また、前記動作機構には、前記第１軸方向から加えられていた駆動力を前記第２軸方向に変更する駆動方向変更部が備えられ、前記作用部には、前記駆動方向変更部によって前記２軸方向に変更された駆動力によって移動する昇降部が備えられていることを特徴とする。
これにより、前記第１軸方向から加えられていた駆動力を用いて、作用部を第２軸方向に移動させることができる。
【００１２】
また、前記作用部を構成する筐体Ｂと、前記駆動方向変更部を構成する筐体Ｃとを設け、この筐体Ｃは筐体Ｂの内部に摺動自在に収納され、筐体Ｃの一端は前記駆動力伝達体に結合され、他端は弾性体を介して筐体Ｂに当接するよう構成され、筐体Ｃに開口を形成し、前記昇降部の一部が前記筐体Ｃの開口を通って筐体Ｃの内部に収納され、筐体Ｃに形成された傾斜面に前記昇降部の一部を当接状態にすることを特徴とする。
【００１３】
これにより、第１軸方向に駆動力伝達体が変位し、弾性体が撓むと、筐体Ｂと筐体Ｃに形成された傾斜面との相対位置が変化する。
この結果、傾斜面と当接している作用部の一部が、上記傾斜面上を迫上がったり、下がったりして、作用部を第２軸方向に移動させることができる。
つまり、第１軸方向から加えられていた駆動力を第２軸方向に変更することができる。
【００１４】
また、前記作用部を構成する筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａを設け、筐体Ａの一端には筐体Ｂの端部が当接する第１のストッパが設けられ、筐体Ａには開口部が形成され、この開口部から前記作用部の昇降部が外部に露出することを特徴とする。
第１のストッパが筐体Ｂの端部に当接したとき、筐体Ｂ内における筐体Ｃの摺動が阻止され、駆動力伝達体が受けた力がそのまま弾性体に作用する。
【００１５】
その結果、弾性体は撓み、作用部の第２軸方向への移動が開始される。
さらに、第１のストッパにより、作用部の移動範囲を限定することができる。例えば、作用部が作業対象物に当接し、押圧するように作用する場合には、作業対象物に作用する力が過大とならないように設定することができる。
また、前記第１のストッパの位置は、第１軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、作用部が第２軸方向に移動するタイミングを調整することができる。さらに、作用部の第１軸方向への移動量を調整することができ、作業対象物に対して、よりきめ細かな作業を実施できる。
また、前記弾性体の付勢力は、前記第１の動作における摺動抵抗の値よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
これにより、駆動力伝達体が第１軸方向に変位しても、その際の摺動抵抗が弾性体の付勢力よりも小さいため、筐体Ｂが第１のストッパに当接するまでは、弾性体の変形は生じず、前記作用部が初めから前記第２軸方向に移動することが回避される。
また、前記作用部を構成する筐体Ｂと、この筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａとを設け、筐体ＡにＺ字状の案内部を形成し、筐体Ｂにはこの案内部に係合する凸部を形成し、筐体Ｂの第１軸方向の移動に従って筐体Ｂを、第１軸を軸として回動させるよう構成することを特徴とする。
【００１８】
これにより、筐体Ｂの第１軸方向の移動と、第１軸を軸とした回動する機構が簡素化でき、装置コストが安価となる。
また、前記筐体Ｂには、前記作用部が当接する第２のストッパが設けられていることを特徴とする。
これにより、作用部の移動範囲を限定することができる。
【００１９】
例えば、作用部が作業対象物に当接し、押圧するように作用する場合には、作業対象物に作用する力が過大とならないように設定することができる。
また、前記第２のストッパの位置は、第２軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする。
これにより、作用部の第２軸方向への移動量を調整することができ、作業対象物に対して、よりきめ細かな作業を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１．実施の形態
（構成）
図１(a)は、本実施の形態における多軸駆動装置５の分解斜視図である。
この多軸駆動装置５は、ワークをＸ軸方向及びＹ軸方向へと押し付け、位置決めの基準となる部材に押し当てることにより、目的とする位置で固定する装置として用いられている。そして、有底円筒状の筐体Ａ１０と、これに滑動自在に嵌挿された筐体Ｂ２０と、筐体Ｂ２０に後述の筐体Ｃ３０を介して連結されている駆動ロッド２７と、駆動ロッド２７を直進駆動する駆動部７とから構成されている。
【００２１】
ここで、図１(b)は、筐体Ａ１０をＹ軸方向から眺めた側面図である。
筐体Ａ１０には、周面にＺ字状のＺ字貫通孔１１ｃが設けられており、このＺ字貫通孔１１ｃが設けられている領域と向かい合う周面の領域に矩形の開口部１１ｂが設けられ、さらに、筐体Ａ１０の底面部１１ａの中央にねじ溝が螺刻され、このねじ溝に内方からストッパねじ１２ａが螺合している。
【００２２】
このストッパねじ１２ａの先端部には、マイナスドライバーが係合可能な溝１２ｃが刻設され、筐体Ａ１０の外方に露出しており、この露出する部分に緩み止めのためのナット１２ｂが螺合している。
筐体Ｂ２０には、その外周に、法線が回転軸と一致するように軸支されたローラ２２と、昇降部２４と、昇降部２４に接合されたＬ字状の押圧部２５とからなる。
【００２３】
駆動部７は、駆動ロッド２７のＸ軸方向反対側に接続された公知の流体圧シリンダで構成されている。このほか、公知の電動モータとラックアンドピニオンギヤ機構やヴォームギヤ機構などを併用してもよい。
駆動ロッド２７は、駆動力伝達体としての一例であって、円柱状の長尺体からなり、一端が駆動部７内のピストンに接続されている。
【００２４】
筐体Ｂ２０、昇降部２４及び押圧部２５を主体として、作業対象物に対し作用する作用部が構成されている。
図２は、本実施の形態における多軸駆動装置５の部分断面図である。
図２に示すように、筐体Ｂ２０には、直方体状の肉厚部２１ｊが一体形成され、また、筐体Ｂ２０の一端部には、凹部２１ｆが形成されている。
【００２５】
上記肉厚部２１ｊは、２つの貫通穴２１ａと両端に座ぐりが施された貫通めねじ２１ｂとが筐体Ｂ２０の径方向に向かって設けられている。
この貫通めねじ２１ｂに、ストッパねじ１９が螺合している。
このストッパねじ１９の先端部には、マイナスドライバーが係合する溝が設けられている。
【００２６】
昇降部２４は、筐体Ｂ２０の外方に位置する直方体の台座２４ａと、台座２４ａの下面から下方に向かって延出された２本の円柱状のロッド２４ｂと、この２本のロッド２４ｂの先端部に架設された筐体Ｂ２０の内方に位置する直方体のブリッジ部２４ｃとからなっている。
また、ブリッジ部２４ｃの両端側面それぞれから突出するように、凸部２４ｄが設けられている。
【００２７】
ロッド２４ｂは、肉厚部２１ｊに設けられた貫通穴２１ａに挿設されている。
筐体Ｂ２０の内部に滑動自在に挿設されている外形状が略円柱状の筐体Ｃ３０が設けられていて、筐体Ｃ３０の凹部３０ｆと、筐体Ｂ２０の凹部２１ｆとの間にプリロード状態で挿嵌されている圧縮バネ３２が設けられている。
圧縮バネ３２のプリロード値は、筐体Ｂ２０が筐体Ａ１０内を滑動する際に生じる摺動抵抗の値よりも大きく設定されている。
【００２８】
筐体Ｃ３０、これに設けられた貫通長孔３０ｃ、凸部２４ｄ及び圧縮バネ３２を主体として、駆動方向変更部が形成されている。つまり、第１軸方向（筐体Ｃ３０の長手方向）に駆動されていた動作が、この第１軸方向と非平行な第２軸方向の駆動に変更されるものである。
また、筐体Ａ１０及び上記駆動方向変更部を主体として、上記作用部と駆動力伝達体とを連絡する動作機構が形成されている。
【００２９】
より具体的には、筐体Ｃ３０は、図３に示すように構成されている。即ち、全体形状では長尺な円柱体であり、一端には、対向する平面部３０ａが形成されている。
これら平面部３０ａと、筐体Ｃ３０を構成している円柱体の他端との間には、矩形の貫通長孔３０ｂが形成されている。
上記円筒体の側壁には、相対向して、貫通長孔３０ｃが形成されている。
【００３０】
一対の貫通長孔３０ｃは、上記円柱体の軸に対し、共に同姿勢で傾斜して形成されている。
傾斜方向は、上記円柱体の軸に対して、上記一端から上記他端に向かって上昇する方向である。
また、筐体Ｃ３０の一端には、圧縮バネ３２の座となる凹部３０ｆが設けられ、他端には、上方に開口した、矩形の凹部３０ｄが形成されている。
【００３１】
さらに、凹部３０ｄには、切欠き部３０ｅが設けられ、この切欠き部３０ｅにより、筐体Ｃ３０の他端は、凹部３０ｄに開口している。
昇降部２４のブリッジ部２４ｃは、貫通長孔３０ｂから内部に挿入され、凸部２４ｄが貫通長孔３０ｃ内に滑動自在に挿嵌される。凸部２４ｄは、ブリッジ部２４ｃを貫通するピンで構成され、ブリッジ部２４ｃを筐体Ｃ３０の貫通長孔３０ｂに挿入した後、上記ピンをブリッジ部２４ｃに圧入する。
【００３２】
駆動ロッド２７の先端部には、リング状に溝２７ａが形成され、駆動ロッド２７の先端部が、上記凹部３０ｄに嵌入される。
図２に戻り、さらに多軸駆動装置５について説明する。
可動範囲において最も駆動部７寄りに位置する筐体Ｂ２０の端部と、ストッパねじ１２ａとの隙間Ｌ０は、ストッパねじ１２ａを回転させることで調整可能となっている。
【００３３】
この調整の際には、ナット１２ｂを緩め、溝１２ｃにマイナスドライバーを係合させて回転させることにより行う。
ストッパねじ１９は、ブリッジ部２４ｃの移動量を限定するものであり、ストッパねじ１２ａと同様に位置調整可能となっている。
ストッパねじ１９の位置の調整方法は、ストッパねじ１２ａと同様であり、台座２４ａと押圧部２５には、それぞれマイナスドライバーを挿入するための貫通孔２４ｅ及び貫通孔２５ａが設けられている。
（多軸駆動装置５全体の動作）
図４(a)〜(f)は、駆動部７により駆動ロッド２７をＸ軸に沿って往動させたときの動作状況を示す図である。
【００３４】
図４(a)に示すように、筐体Ｂ２０に設けられたローラ２２が、Ｚ字貫通孔１１ｃのＸ軸方向の反対側の端部に位置しているとき、ローラ２２の反対側に位置する押圧部２５は、Ｚ軸方向に起立する姿勢となっている。
このときの多軸駆動装置５の内部の状態は、図４(b)に示すとおりである。
駆動部７より力を受けて駆動ロッド２７がＸ軸方向（第１軸方向）に進行し始めると、先ず筐体Ｂ２０が、筐体Ａ１０内をＸ軸方向に向かって移動し始める。
【００３５】
ローラ２２は、Ｚ字貫通孔１１ｃの経路に沿って移動するため、上述のＸ軸方向の移動に続いて、筐体Ｂ２０のＸ軸を回動軸として、筐体Ｂ２０は回動しながらＸ軸方向に移動する。
続いて、ローラ２２が、Ｚ字貫通孔１１ｃにおけるＸ軸と平行する終端部に突入すると、筐体Ｂ２０が回動することなくＸ軸方向に直進する。
【００３６】
そして、図４(c),(d)に示すように、筐体Ｂ２０の移動を制限するストッパねじ１２ａに筐体Ｂ２０が当接し、筐体Ｂ２０のＸ軸方向への直進運動が抑止される。このとき、押圧部２５は、Ｙ軸方向に起立する姿勢となっている。
さらに、この状態から駆動ロッド２７をＸ軸方向に進行させると、筐体Ｂ２０内の昇降部２４を昇降させる機構が動作することとなる。
【００３７】
より具体的には、図４(e),(f)に示すように、駆動ロッド２７をＸ軸方向に進行させると、プリロードされた圧縮バネ３２が撓み、筐体Ｂ２０内を筐体Ｃ３０がＸ軸方向に移動する。
その結果、筐体Ｂ２０内における筐体Ｃ３０の貫通長孔３０ｃもＸ軸方向に移動するため、凸部２４ｄが貫通長孔３０ｃ内を迫り上がり、昇降部２４が上昇する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態の多軸駆動装置５は、駆動ロッド２７をＸ軸方向に進行させることにより、図４(a),(c),(e)に示すように、押圧部２５がＸ軸を中心に回動して、Ｚ軸方向からＹ軸方向に姿勢を変更するともに、Ｘ軸に沿って移動し、さらに、Ｙ軸に沿って移動するとういう３軸の動作を順次実施する。
上記一連の動作は、駆動ロッド２７をＸ軸方向と反対方向に移動させることにより、可逆的に動作する。
【００３９】
図５(a)〜（c）は、これら一連の動作について、駆動軸毎に変位量を示したものである。
グラフのＸ軸座標は、いずれも駆動ロッド２７の基準となる位置からの変位量を示す。ここで、上述の駆動ロッド２７の基準となる位置とは、駆動ロッド２７が、その可動範囲において最も駆動部７寄りにある位置をいう。
【００４０】
また、図５(a)のＹ軸座標は、筐体Ｂ２０がＸ軸を回動軸として回動したときの変位角を示し、図５(b)のＹ軸座標は、筐体Ｂ２０のＸ軸方向（長手方向）への変位量を示す。そして、図５(c)のＹ軸座標は、第２筐体のＺ軸方向（径方向）への変位量を示す。
これを見ると、駆動ロッド２７の変位量が０からＬ１となるまでの間、筐体Ｂ２０は、Ｘ軸方向へのみ変位することがわかる。また、駆動ロッド２７の変位量が、Ｌ１からＬ２となるまでの間では、筐体Ｂ２０は、角度θ１まで回動しながら、Ｘ軸方向にも変位することがわかる。そして、駆動ロッド２７の変位量がＬ２からＬ３となるまでの間では、筐体Ｂ２０は、Ｘ軸方向にのみ変位し、最終的なＸ軸方向への変位量がＡ１となることがわかる。このＡ１は、上記Ｌ３と同じ値となる。
【００４１】
さらに、駆動ロッド２７の変位量がＬ３からＬ４となるまでの間では、筐体Ｂ２０は、Ｙ軸方向にのみ変位し、その変位量がＡ２となることがわかる。
図６(a)〜(d)は、このような多軸駆動装置５の適用例を示す図であり、ローラコンベア５０及びその終端部の側方に設けられた多軸駆動装置５を上方から眺めた図である。
多軸駆動装置５は、ローラコンベア５０によって、順次搬送される作業対象物であるワーク５２を、ローラコンベア５０の終端部で、所定の位置に移動させる、即ち、位置決めする装置であり、ローラコンベア５０の側面に沿うように設置されている。
【００４２】
より具体的には、図６(a)に示すように、順次搬送されるワーク５２との干渉を回避するために、多軸駆動装置５は、押圧部２５を上方に向け、かつ、その移動範囲において、押圧部２５が、ローラコンベア５０の上流側に位置するように設定されている。（図６(a)の状態に相当）
ワーク５２が多軸駆動装置５の側方を通過し、ローラコンベア５０の終端に達したとき、このワーク５２の上流側には、別のワークが到来したときにその移動を抑止するストッパ４４が、ローラコンベア５０のローラ間の隙間から突出するように構成されている。
【００４３】
このストッパ４４によって、後続のワーク５２が、ローラコンベア５０の終端に位置するワーク５２の直前で停止する。
このとき、ワーク５２と後続のワークとの間には、隙間が存在する。
図６(b)に示すように、押圧部２５が、上述の隙間に入り込むように回動すると共に、ローラコンベア５０の下流側方向に移動し、姿勢を水平にすると、その後、図６(c)に示すように、さらに、ワーク５２を下流方向に押圧して、Ｌ字状の位置決め部材５３の第１面５３ａに当接するまで移動させる。（図３(c)の状態に相当）
そして、図６(d)に示すように、押圧部２５は、ワーク５２をローラコンベア５０の幅方向であって、多軸駆動装置５から遠ざかる側に押圧して、Ｌ字状の位置決め部材５３の第１面５３ａと直交する第２面５３ｂに当接するまでワーク５２を移動させる。
【００４４】
これにより、位置決め部材５３の角部とワーク５２の角部とが一致し、ワーク５２の位置決めが完了する。（図６(e)の状態に相当）
（まとめ）
本実施の形態の多軸駆動装置５は、１つの駆動部により、２軸の直進動作と１軸の回動動作が実行でき、ローラコンベアの長手方向に対して平行に設置した状態のままでも、ワークをラインの長手方向及び幅方向に移動させることができる。
【００４５】
これにより、本実施の形態によれば、多軸駆動装置を、ローラコンベアの側方からはみ出すことなく設置でき、スペース効率の向上が図れ、さらに、簡単な装置構成であるため、複雑な制御も不要となり安価となる。
（その他の事項）
なお、本実施の形態では、筐体Ｃ３０を付勢するものとして、圧縮バネ３２を用いたが、ゴムなどの他の弾性体に置き換えても構わない。
【００４６】
また、本実施の形態において、押圧部２５は、駆動ロッド２７のＸ軸方向への直進と、これと直交する方向への直進と、この軸を回動軸とする回動とを行うが、これら２つの直進動作の方向は、必ずしも互いに直交する必要はない。
また、本実施の形態では、図５（ｃ）において、駆動ロッド２７がＬ３からＬ４に変位するとき、押圧部２５が０からＡ２まで変位するとしたが、多軸駆動装置５の使用目的によっては、Ａ２から０に変位するとしてもよい。
【００４７】
つまり、駆動ロッド２７がＬ３からＬ４に変位するとき、押圧部２５が突出するのではなく、埋没する構成としても構わない。
これを実現するためには、図３に示す貫通長孔３０ｃの傾斜方向を、本実施の形態とは逆に設定すればよい。つまり、本図において、凹部３０ｆに近づくほど、貫通長孔３０ｃが上方に近づくように形成すればよい。
【００４８】
駆動ロッド２７は、駆動力を受けで第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体であれば、特に駆動ロッド２７のような長尺状のものでなくてもよい。
（変形例１）
駆動方向変更部の構成は、本実施の形態で説明した筐体Ｃ３０以外にも様々な形状が考えられ、以下その一例について説明する。
【００４９】
図７(a)に示すように、昇降部１２４を押し上げるための斜面１３１ａを有する直進カム１３１を用いる構成であっても、図７(a)〜(c)に示すように、本実施の形態における多軸駆動装置５と同様に昇降部１２４を昇降させることができる。
その場合、昇降部１２４の台座１２４ａを降下させるために、台座１２４ａを直進カム１３１へと常に付勢するバネ１３０が必要である。
【００５０】
また、本図に示すように、台座１２４ａの下面から直進カム１３１に向かって延出されたロッド１２４ｂの先端に、回転自在なローラ１２４ｃを軸支して、摩擦抵抗を低減する構成としてもよい。
さらに、別の変形例を以下に示す。
（変形例２）
変形例１では、直進カム１３１に昇降部１２４を押し上げるための斜面１３１ａが１つ配されており、台座１２４ａを降下させる力は、バネ１３０の復元力のみに頼っていたが、このような直進カム１３１に代えて、図８に示すように、昇降部２２４を押し上げるための斜面２３０ａと、昇降部２２４を押し下げるための斜面２３０ｂとを有する直進カム２３０を用いてもよい。
【００５１】
このようにすることで、昇降部２２４を降下させる力をバネに依存する必要がなくなるため、バネの設計の自由度が拡大し、または、バネ自体を廃止することができる。
このような機構を用いても、図８(a)〜(c)に示すように、本実施の形態における多軸駆動装置５と同様に昇降部２２４を昇降させることができる。
また、本図に示すように、斜面２３０ａ及び斜面２３０ｂにそれぞれ接触して転動するローラ２２４ｂ及びローラ２２４ｃを昇降部２２４に軸支して、摩擦抵抗を低減する構成としてもよい。
【００５２】
さらに、別の変形例を以下に示す。
（変形例３）
本実施の形態では、駆動部は筐体Ａ１０とは別の構成としたが、駆動部の一部を構成する流体圧シリンダを筐体Ａ１０の内部に設けてもよい。
図９は、このような構成例を説明する図である。
【００５３】
本図では、筐体Ａ１０のＸ軸反対方向側を延長し、この延長部分の内部にシリンダ空間３１０ａを形成したものを新たな筐体Ａ３１０としている。
シリンダ空間３１０ａを構成する壁のうち、Ｘ軸方向に存する内部隔壁３１０ｃには、内周面に無端溝３１０ｂが刻設された貫通穴３１０ｄが配されており、無端溝３１０ｂには、パッキン３６０が嵌挿されている。
【００５４】
駆動ロッド３２７は、先端形状が本実施の形態の駆動ロッド２７と同様であり、後端にピストン３２７ｂが形成されている。このピストン３２７ｂは、円盤状の部材３２７ｃの外周に無端溝３２７ｄが設けられ、これにパッキン３６１が嵌挿されたものである。
さらに、筐体Ａ３１０には、Ｘ軸方向側のシリンダ空間３１０ａ及びこれと反対方向側のシリンダ空間３１０ｅにそれぞれ連通する連通管３５１及び連通管３５０とが配されており、連通管３５１及び連通管３５０に流入させる流体に圧力差を設けることにより、駆動ロッド３２７を軸方向に駆動することができる。
【００５５】
このように、筐体Ａ内部にシリンダとピストンを内包し、長手方向の省スペース化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の多軸駆動装置は、Ｘ軸を回動軸とする回動動作、Ｘ軸方向を移動方向とする移動動作、Ｘ軸に直交するＹ軸の方向を移動方向とする移動動作への実行を必要とする装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は、本実施の形態における多軸駆動装置の分解斜視図であり、（ｂ）は、筐体Ａ１０をＹ軸方向から眺めた側面図である。
【図２】本実施の形態における多軸駆動装置の部分断面図である。
【図３】本実施の形態における駆動方向変更部及びその周辺部在の分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態において、駆動ロッドを軸方向に変位させたときの動作状況を示す図である。
【図５】本実施の形態における多軸駆動装置の駆動軸毎の変位量を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態における多軸駆動装置の適用例を示す図である。
【図７】本実施の形態における多軸駆動装置の変形例１を示す図である。
【図８】本実施の形態における多軸駆動装置の変形例２を示す図である。
【図９】本実施の形態における多軸駆動装置の変形例３を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、従来の１軸駆動装置の応用例を示す図である。
【図１１】従来の２軸駆動装置の応用例を示す図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、従来の流体圧シリンダの断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
５ 多軸駆動装置
７ 駆動部
１０ 筐体Ａ
１１ａ 底面部
１１ｂ 開口部
１１ｃ Ｚ字貫通孔
１２ｂ ナット
１２ｃ 溝
２０ 筐体Ｂ
２１ａ 貫通穴
２１ｆ 凹部
２１ｊ 肉厚部
２２ ローラ
２４ 昇降部
２４ａ 台座
２４ｂ ロッド
２４ｃ ブリッジ部
２４ｄ 凸部
２４ｅ 貫通孔
２５ 押圧部
２５ａ 貫通孔
２７ 駆動ロッド
２７ａ 溝
３０ 筐体Ｃ
３０ａ 平面部
３０ｂ，ｃ 貫通長孔
３０ｄ 凹部
３０ｅ 切欠き部
３０ｆ 凹部
３２ 圧縮バネ
４４ ストッパ
５０ ローラコンベア
５２ ワーク
５３ 位置決め部材
５３ａ 第１面
５３ｂ 第２面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を多軸駆動させる多軸駆動装置に関し、特に、装置の省スペース化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０（a）、（b）に示すように、従来、コンベアローラ１１００により搬送されるコンテナなどの直方体のワーク１２００に対して、位置決めクランプを実施する１軸駆動装置１０００が知られている。
具体的には、Ｌ字状の押圧部材１０２０と直進動作する流体圧シリンダ１０１０とにより１軸駆動装置１０００が構成され、これを用いて、ワーク１２００を直方体の対角方向からＬ字状の位置決め金具１４００に押し付け、ワーク１２００を所定の位置に固定するものである。
【０００３】
この他に、例えば、図１１に示すように、直進動作する２つの流体圧シリンダ１０１９ａ及び１０１９ｂを直交方向に組み合わせ、押圧部材１０２０を２軸駆動して、ワーク１２００を上述の位置決め金具に押し付け、ワーク１２００を所定の位置に固定する２軸駆動装置１３００も知られている。
また、図１２の（ａ）〜（ｄ）に示すように、円筒溝カム１０２１、ピストン１０２７及びシリンダ１０３０を組み合わせて、直進動作と回動動作とを実行する流体圧シリンダも知られている。（例えば、非特許文献１）
【非特許文献１】コガネイ駆動機器総合カタログVer.4(2006年3月)中負荷タイプ（RHDA:ピン案内タイプ）P.1276
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の１軸駆動装置１０００では、図１０(a)に示すように、押し付ける方向と流体圧シリンダ１０１０の長手方向とを一致させる必要があるので、１軸駆動装置１０００は、コンベアローラ１１００の長手方向に対し、斜め４５度の角度で設置する必要がある。
このため、１軸駆動装置１０００は、コンベアローラ１１００の側方から張り出し、スペース効率が悪いという問題がある。
【０００５】
通常、コンベアローラ１１００の側方は、通路や作業スペースとなっており、その一部が寸断されることになると、工程レイアウト的に大きな問題となる。
一方、上述の２軸駆動装置１３００では、押圧部材１０２０を２軸駆動するため、装置の設置位置に制約が生じることはないが、流体圧シリンダ１０１９ａ及び１０１９ｂの２つを必要とし、それぞれのシリンダを同期させて駆動させる制御が必要となるため、装置コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、スペース効率の向上が可能で、かつ安価な多軸駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の多軸駆動装置は、駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させながら、第１軸を回動軸として回動させる第１の動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第２の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を多軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の３軸駆動装置は、駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させる第１の動作及び第１軸を回動軸として回動させる第２の動作を合わせた複合動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第３の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を３軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成により、駆動力伝達体を第１軸方向に変位させるだけで、作用部を第１軸方向に移動し、第１軸を回動軸として回動し、第２軸方向に移動させるという３軸駆動を実行することができる。
その結果、上述の多軸駆動装置もしくは３軸駆動装置を作業ラインに沿って設置した場合であっても、目的とする方向に作用部を移動することができる。
【００１０】
これにより、多軸駆動装置及び３軸駆動装置は、作業ライン側方から張り出して設置する必要がなくなり、スペース効率の向上が図られる。
さらに、駆動力伝達体の変位量を増減させるのみで、第１の動作と第２の動作を順次実行できるため、駆動系が１つであっても複雑な動作、即ち、３軸駆動を実行でき、各軸の駆動にそれぞれ駆動系を有している従来の多軸駆動装置よりも安価となる。
【００１１】
また、前記動作機構には、前記第１軸方向から加えられていた駆動力を前記第２軸方向に変更する駆動方向変更部が備えられ、前記作用部には、前記駆動方向変更部によって前記２軸方向に変更された駆動力によって移動する昇降部が備えられていることを特徴とする。
これにより、前記第１軸方向から加えられていた駆動力を用いて、作用部を第２軸方向に移動させることができる。
【００１２】
また、前記作用部を構成する筐体Ｂと、前記駆動方向変更部を構成する筐体Ｃとを設け、この筐体Ｃは筐体Ｂの内部に摺動自在に収納され、筐体Ｃの一端は前記駆動力伝達体に結合され、他端は弾性体を介して筐体Ｂに当接するよう構成され、筐体Ｃに開口を形成し、前記昇降部の一部が前記筐体Ｃの開口を通って筐体Ｃの内部に収納され、筐体Ｃに形成された傾斜面に前記昇降部の一部を当接状態にすることを特徴とする。
【００１３】
これにより、第１軸方向に駆動力伝達体が変位し、弾性体が撓むと、筐体Ｂと筐体Ｃに形成された傾斜面との相対位置が変化する。
この結果、傾斜面と当接している作用部の一部が、上記傾斜面上を迫上がったり、下がったりして、作用部を第２軸方向に移動させることができる。
つまり、第１軸方向から加えられていた駆動力を第２軸方向に変更することができる。
【００１４】
また、前記作用部を構成する筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａを設け、筐体Ａの一端には筐体Ｂの端部が当接する第１のストッパが設けられ、筐体Ａには開口部が形成され、この開口部から前記作用部の昇降部が外部に露出することを特徴とする。
第１のストッパが筐体Ｂの端部に当接したとき、筐体Ｂ内における筐体Ｃの摺動が阻止され、駆動力伝達体が受けた力がそのまま弾性体に作用する。
【００１５】
その結果、弾性体は撓み、作用部の第２軸方向への移動が開始される。
さらに、第１のストッパにより、作用部の移動範囲を限定することができる。例えば、作用部が作業対象物に当接し、押圧するように作用する場合には、作業対象物に作用する力が過大とならないように設定することができる。
また、前記第１のストッパの位置は、第１軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、作用部が第２軸方向に移動するタイミングを調整することができる。さらに、作用部の第１軸方向への移動量を調整することができ、作業対象物に対して、よりきめ細かな作業を実施できる。
また、前記弾性体の付勢力は、前記第１の動作における摺動抵抗の値よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
これにより、駆動力伝達体が第１軸方向に変位しても、その際の摺動抵抗が弾性体の付勢力よりも小さいため、筐体Ｂが第１のストッパに当接するまでは、弾性体の変形は生じず、前記作用部が初めから前記第２軸方向に移動することが回避される。
また、前記作用部を構成する筐体Ｂと、この筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａとを設け、筐体ＡにＺ字状の案内部を形成し、筐体Ｂにはこの案内部に係合する凸部を形成し、筐体Ｂの第１軸方向の移動に従って筐体Ｂを、第１軸を軸として回動させるよう構成することを特徴とする。
【００１８】
これにより、筐体Ｂの第１軸方向の移動と、第１軸を軸とした回動する機構が簡素化でき、装置コストが安価となる。
また、前記筐体Ｂには、前記作用部が当接する第２のストッパが設けられていることを特徴とする。
これにより、作用部の移動範囲を限定することができる。
【００１９】
例えば、作用部が作業対象物に当接し、押圧するように作用する場合には、作業対象物に作用する力が過大とならないように設定することができる。
また、前記第２のストッパの位置は、第２軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする。
これにより、作用部の第２軸方向への移動量を調整することができ、作業対象物に対して、よりきめ細かな作業を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１．実施の形態
（構成）
図１(a)は、本実施の形態における多軸駆動装置５の分解斜視図である。
この多軸駆動装置５は、ワークをＸ軸方向及びＹ軸方向へと押し付け、位置決めの基準となる部材に押し当てることにより、目的とする位置で固定する装置として用いられている。そして、有底円筒状の筐体Ａ１０と、これに滑動自在に嵌挿された筐体Ｂ２０と、筐体Ｂ２０に後述の筐体Ｃ３０を介して連結されている駆動ロッド２７と、駆動ロッド２７を直進駆動する駆動部７とから構成されている。
【００２１】
ここで、図１(b)は、筐体Ａ１０をＹ軸方向から眺めた側面図である。
筐体Ａ１０には、周面にＺ字状のＺ字貫通孔１１ｃが設けられており、このＺ字貫通孔１１ｃが設けられている領域と向かい合う周面の領域に矩形の開口部１１ｂが設けられ、さらに、筐体Ａ１０の底面部１１ａの中央にねじ溝が螺刻され、このねじ溝に内方からストッパねじ１２ａが螺合している。
【００２２】
このストッパねじ１２ａの先端部には、マイナスドライバーが係合可能な溝１２ｃが刻設され、筐体Ａ１０の外方に露出しており、この露出する部分に緩み止めのためのナット１２ｂが螺合している。
筐体Ｂ２０には、その外周に、法線が回転軸と一致するように軸支されたローラ２２と、昇降部２４と、昇降部２４に接合されたＬ字状の押圧部２５とからなる。
【００２３】
駆動部７は、駆動ロッド２７のＸ軸方向反対側に接続された公知の流体圧シリンダで構成されている。このほか、公知の電動モータとラックアンドピニオンギヤ機構やヴォームギヤ機構などを併用してもよい。
駆動ロッド２７は、駆動力伝達体としての一例であって、円柱状の長尺体からなり、一端が駆動部７内のピストンに接続されている。
【００２４】
筐体Ｂ２０、昇降部２４及び押圧部２５を主体として、作業対象物に対し作用する作用部が構成されている。
図２は、本実施の形態における多軸駆動装置５の部分断面図である。
図２に示すように、筐体Ｂ２０には、直方体状の肉厚部２１ｊが一体形成され、また、筐体Ｂ２０の一端部には、凹部２１ｆが形成されている。
【００２５】
上記肉厚部２１ｊは、２つの貫通穴２１ａと両端に座ぐりが施された貫通めねじ２１ｂとが筐体Ｂ２０の径方向に向かって設けられている。
この貫通めねじ２１ｂに、ストッパねじ１９が螺合している。
このストッパねじ１９の先端部には、マイナスドライバーが係合する溝が設けられている。
【００２６】
昇降部２４は、筐体Ｂ２０の外方に位置する直方体の台座２４ａと、台座２４ａの下面から下方に向かって延出された２本の円柱状のロッド２４ｂと、この２本のロッド２４ｂの先端部に架設された筐体Ｂ２０の内方に位置する直方体のブリッジ部２４ｃとからなっている。
また、ブリッジ部２４ｃの両端側面それぞれから突出するように、凸部２４ｄが設けられている。
【００２７】
ロッド２４ｂは、肉厚部２１ｊに設けられた貫通穴２１ａに挿設されている。
筐体Ｂ２０の内部に滑動自在に挿設されている外形状が略円柱状の筐体Ｃ３０が設けられていて、筐体Ｃ３０の凹部３０ｆと、筐体Ｂ２０の凹部２１ｆとの間にプリロード状態で挿嵌されている圧縮バネ３２が設けられている。
圧縮バネ３２のプリロード値は、筐体Ｂ２０が筐体Ａ１０内を滑動する際に生じる摺動抵抗の値よりも大きく設定されている。
【００２８】
筐体Ｃ３０、これに設けられた貫通長孔３０ｃ、凸部２４ｄ及び圧縮バネ３２を主体として、駆動方向変更部が形成されている。つまり、第１軸方向（筐体Ｃ３０の長手方向）に駆動されていた動作が、この第１軸方向と非平行な第２軸方向の駆動に変更されるものである。
また、筐体Ａ１０及び上記駆動方向変更部を主体として、上記作用部と駆動力伝達体とを連絡する動作機構が形成されている。
【００２９】
より具体的には、筐体Ｃ３０は、図３に示すように構成されている。即ち、全体形状では長尺な円柱体であり、一端には、対向する平面部３０ａが形成されている。
これら平面部３０ａと、筐体Ｃ３０を構成している円柱体の他端との間には、矩形の貫通長孔３０ｂが形成されている。
上記円筒体の側壁には、相対向して、貫通長孔３０ｃが形成されている。
【００３０】
一対の貫通長孔３０ｃは、上記円柱体の軸に対し、共に同姿勢で傾斜して形成されている。
傾斜方向は、上記円柱体の軸に対して、上記一端から上記他端に向かって上昇する方向である。
また、筐体Ｃ３０の一端には、圧縮バネ３２の座となる凹部３０ｆが設けられ、他端には、上方に開口した、矩形の凹部３０ｄが形成されている。
【００３１】
さらに、凹部３０ｄには、切欠き部３０ｅが設けられ、この切欠き部３０ｅにより、筐体Ｃ３０の他端は、凹部３０ｄに開口している。
昇降部２４のブリッジ部２４ｃは、貫通長孔３０ｂから内部に挿入され、凸部２４ｄが貫通長孔３０ｃ内に滑動自在に挿嵌される。凸部２４ｄは、ブリッジ部２４ｃを貫通するピンで構成され、ブリッジ部２４ｃを筐体Ｃ３０の貫通長孔３０ｂに挿入した後、上記ピンをブリッジ部２４ｃに圧入する。
【００３２】
駆動ロッド２７の先端部には、リング状に溝２７ａが形成され、駆動ロッド２７の先端部が、上記凹部３０ｄに嵌入される。
図２に戻り、さらに多軸駆動装置５について説明する。
可動範囲において最も駆動部７寄りに位置する筐体Ｂ２０の端部と、ストッパねじ１２ａとの隙間Ｌ０は、ストッパねじ１２ａを回転させることで調整可能となっている。
【００３３】
この調整の際には、ナット１２ｂを緩め、溝１２ｃにマイナスドライバーを係合させて回転させることにより行う。
ストッパねじ１９は、ブリッジ部２４ｃの移動量を限定するものであり、ストッパねじ１２ａと同様に位置調整可能となっている。
ストッパねじ１９の位置の調整方法は、ストッパねじ１２ａと同様であり、台座２４ａと押圧部２５には、それぞれマイナスドライバーを挿入するための貫通孔２４ｅ及び貫通孔２５ａが設けられている。
（多軸駆動装置５全体の動作）
図４(a)〜(f)は、駆動部７により駆動ロッド２７をＸ軸に沿って往動させたときの動作状況を示す図である。
【００３４】
図４(a)に示すように、筐体Ｂ２０に設けられたローラ２２が、Ｚ字貫通孔１１ｃのＸ軸方向の反対側の端部に位置しているとき、ローラ２２の反対側に位置する押圧部２５は、Ｚ軸方向に起立する姿勢となっている。
このときの多軸駆動装置５の内部の状態は、図４(b)に示すとおりである。
駆動部７より力を受けて駆動ロッド２７がＸ軸方向（第１軸方向）に進行し始めると、先ず筐体Ｂ２０が、筐体Ａ１０内をＸ軸方向に向かって移動し始める。
【００３５】
ローラ２２は、Ｚ字貫通孔１１ｃの経路に沿って移動するため、上述のＸ軸方向の移動に続いて、筐体Ｂ２０のＸ軸を回動軸として、筐体Ｂ２０は回動しながらＸ軸方向に移動する。
続いて、ローラ２２が、Ｚ字貫通孔１１ｃにおけるＸ軸と平行する終端部に突入すると、筐体Ｂ２０が回動することなくＸ軸方向に直進する。
【００３６】
そして、図４(c),(d)に示すように、筐体Ｂ２０の移動を制限するストッパねじ１２ａに筐体Ｂ２０が当接し、筐体Ｂ２０のＸ軸方向への直進運動が抑止される。このとき、押圧部２５は、Ｙ軸方向に起立する姿勢となっている。
さらに、この状態から駆動ロッド２７をＸ軸方向に進行させると、筐体Ｂ２０内の昇降部２４を昇降させる機構が動作することとなる。
【００３７】
より具体的には、図４(e),(f)に示すように、駆動ロッド２７をＸ軸方向に進行させると、プリロードされた圧縮バネ３２が撓み、筐体Ｂ２０内を筐体Ｃ３０がＸ軸方向に移動する。
その結果、筐体Ｂ２０内における筐体Ｃ３０の貫通長孔３０ｃもＸ軸方向に移動するため、凸部２４ｄが貫通長孔３０ｃ内を迫り上がり、昇降部２４が上昇する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態の多軸駆動装置５は、駆動ロッド２７をＸ軸方向に進行させることにより、図４(a),(c),(e)に示すように、押圧部２５がＸ軸を中心に回動して、Ｚ軸方向からＹ軸方向に姿勢を変更するともに、Ｘ軸に沿って移動し、さらに、Ｙ軸に沿って移動するとういう３軸の動作を順次実施する。
上記一連の動作は、駆動ロッド２７をＸ軸方向と反対方向に移動させることにより、可逆的に動作する。
【００３９】
図５(a)〜（c）は、これら一連の動作について、駆動軸毎に変位量を示したものである。
グラフのＸ軸座標は、いずれも駆動ロッド２７の基準となる位置からの変位量を示す。ここで、上述の駆動ロッド２７の基準となる位置とは、駆動ロッド２７が、その可動範囲において最も駆動部７寄りにある位置をいう。
【００４０】
また、図５(a)のＹ軸座標は、筐体Ｂ２０がＸ軸を回動軸として回動したときの変位角を示し、図５(b)のＹ軸座標は、筐体Ｂ２０のＸ軸方向（長手方向）への変位量を示す。そして、図５(c)のＹ軸座標は、第２筐体のＺ軸方向（径方向）への変位量を示す。
これを見ると、駆動ロッド２７の変位量が０からＬ１となるまでの間、筐体Ｂ２０は、Ｘ軸方向へのみ変位することがわかる。また、駆動ロッド２７の変位量が、Ｌ１からＬ２となるまでの間では、筐体Ｂ２０は、角度θ１まで回動しながら、Ｘ軸方向にも変位することがわかる。そして、駆動ロッド２７の変位量がＬ２からＬ３となるまでの間では、筐体Ｂ２０は、Ｘ軸方向にのみ変位し、最終的なＸ軸方向への変位量がＡ１となることがわかる。このＡ１は、上記Ｌ３と同じ値となる。
【００４１】
さらに、駆動ロッド２７の変位量がＬ３からＬ４となるまでの間では、筐体Ｂ２０は、Ｙ軸方向にのみ変位し、その変位量がＡ２となることがわかる。
図６(a)〜(d)は、このような多軸駆動装置５の適用例を示す図であり、ローラコンベア５０及びその終端部の側方に設けられた多軸駆動装置５を上方から眺めた図である。
多軸駆動装置５は、ローラコンベア５０によって、順次搬送される作業対象物であるワーク５２を、ローラコンベア５０の終端部で、所定の位置に移動させる、即ち、位置決めする装置であり、ローラコンベア５０の側面に沿うように設置されている。
【００４２】
より具体的には、図６(a)に示すように、順次搬送されるワーク５２との干渉を回避するために、多軸駆動装置５は、押圧部２５を上方に向け、かつ、その移動範囲において、押圧部２５が、ローラコンベア５０の上流側に位置するように設定されている。（図６(a)の状態に相当）
ワーク５２が多軸駆動装置５の側方を通過し、ローラコンベア５０の終端に達したとき、このワーク５２の上流側には、別のワークが到来したときにその移動を抑止するストッパ４４が、ローラコンベア５０のローラ間の隙間から突出するように構成されている。
【００４３】
このストッパ４４によって、後続のワーク５２が、ローラコンベア５０の終端に位置するワーク５２の直前で停止する。
このとき、ワーク５２と後続のワークとの間には、隙間が存在する。
図６(b)に示すように、押圧部２５が、上述の隙間に入り込むように回動すると共に、ローラコンベア５０の下流側方向に移動し、姿勢を水平にすると、その後、図６(c)に示すように、さらに、ワーク５２を下流方向に押圧して、Ｌ字状の位置決め部材５３の第１面５３ａに当接するまで移動させる。（図３(c)の状態に相当）
そして、図６(d)に示すように、押圧部２５は、ワーク５２をローラコンベア５０の幅方向であって、多軸駆動装置５から遠ざかる側に押圧して、Ｌ字状の位置決め部材５３の第１面５３ａと直交する第２面５３ｂに当接するまでワーク５２を移動させる。
【００４４】
これにより、位置決め部材５３の角部とワーク５２の角部とが一致し、ワーク５２の位置決めが完了する。（図６(e)の状態に相当）
（まとめ）
本実施の形態の多軸駆動装置５は、１つの駆動部により、２軸の直進動作と１軸の回動動作が実行でき、ローラコンベアの長手方向に対して平行に設置した状態のままでも、ワークをラインの長手方向及び幅方向に移動させることができる。
【００４５】
これにより、本実施の形態によれば、多軸駆動装置を、ローラコンベアの側方からはみ出すことなく設置でき、スペース効率の向上が図れ、さらに、簡単な装置構成であるため、複雑な制御も不要となり安価となる。
（その他の事項）
なお、本実施の形態では、筐体Ｃ３０を付勢するものとして、圧縮バネ３２を用いたが、ゴムなどの他の弾性体に置き換えても構わない。
【００４６】
また、本実施の形態において、押圧部２５は、駆動ロッド２７のＸ軸方向への直進と、これと直交する方向への直進と、この軸を回動軸とする回動とを行うが、これら２つの直進動作の方向は、必ずしも互いに直交する必要はない。
また、本実施の形態では、図５（ｃ）において、駆動ロッド２７がＬ３からＬ４に変位するとき、押圧部２５が０からＡ２まで変位するとしたが、多軸駆動装置５の使用目的によっては、Ａ２から０に変位するとしてもよい。
【００４７】
つまり、駆動ロッド２７がＬ３からＬ４に変位するとき、押圧部２５が突出するのではなく、埋没する構成としても構わない。
これを実現するためには、図３に示す貫通長孔３０ｃの傾斜方向を、本実施の形態とは逆に設定すればよい。つまり、本図において、凹部３０ｆに近づくほど、貫通長孔３０ｃが上方に近づくように形成すればよい。
【００４８】
駆動ロッド２７は、駆動力を受けで第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体であれば、特に駆動ロッド２７のような長尺状のものでなくてもよい。
（変形例１）
駆動方向変更部の構成は、本実施の形態で説明した筐体Ｃ３０以外にも様々な形状が考えられ、以下その一例について説明する。
【００４９】
図７(a)に示すように、昇降部１２４を押し上げるための斜面１３１ａを有する直進カム１３１を用いる構成であっても、図７(a)〜(c)に示すように、本実施の形態における多軸駆動装置５と同様に昇降部１２４を昇降させることができる。
その場合、昇降部１２４の台座１２４ａを降下させるために、台座１２４ａを直進カム１３１へと常に付勢するバネ１３０が必要である。
【００５０】
また、本図に示すように、台座１２４ａの下面から直進カム１３１に向かって延出されたロッド１２４ｂの先端に、回転自在なローラ１２４ｃを軸支して、摩擦抵抗を低減する構成としてもよい。
さらに、別の変形例を以下に示す。
（変形例２）
変形例１では、直進カム１３１に昇降部１２４を押し上げるための斜面１３１ａが１つ配されており、台座１２４ａを降下させる力は、バネ１３０の復元力のみに頼っていたが、このような直進カム１３１に代えて、図８に示すように、昇降部２２４を押し上げるための斜面２３０ａと、昇降部２２４を押し下げるための斜面２３０ｂとを有する直進カム２３０を用いてもよい。
【００５１】
このようにすることで、昇降部２２４を降下させる力をバネに依存する必要がなくなるため、バネの設計の自由度が拡大し、または、バネ自体を廃止することができる。
このような機構を用いても、図８(a)〜(c)に示すように、本実施の形態における多軸駆動装置５と同様に昇降部２２４を昇降させることができる。
また、本図に示すように、斜面２３０ａ及び斜面２３０ｂにそれぞれ接触して転動するローラ２２４ｂ及びローラ２２４ｃを昇降部２２４に軸支して、摩擦抵抗を低減する構成としてもよい。
【００５２】
さらに、別の変形例を以下に示す。
（変形例３）
本実施の形態では、駆動部は筐体Ａ１０とは別の構成としたが、駆動部の一部を構成する流体圧シリンダを筐体Ａ１０の内部に設けてもよい。
図９は、このような構成例を説明する図である。
【００５３】
本図では、筐体Ａ１０のＸ軸反対方向側を延長し、この延長部分の内部にシリンダ空間３１０ａを形成したものを新たな筐体Ａ３１０としている。
シリンダ空間３１０ａを構成する壁のうち、Ｘ軸方向に存する内部隔壁３１０ｃには、内周面に無端溝３１０ｂが刻設された貫通穴３１０ｄが配されており、無端溝３１０ｂには、パッキン３６０が嵌挿されている。
【００５４】
駆動ロッド３２７は、先端形状が本実施の形態の駆動ロッド２７と同様であり、後端にピストン３２７ｂが形成されている。このピストン３２７ｂは、円盤状の部材３２７ｃの外周に無端溝３２７ｄが設けられ、これにパッキン３６１が嵌挿されたものである。
さらに、筐体Ａ３１０には、Ｘ軸方向側のシリンダ空間３１０ａ及びこれと反対方向側のシリンダ空間３１０ｅにそれぞれ連通する連通管３５１及び連通管３５０とが配されており、連通管３５１及び連通管３５０に流入させる流体に圧力差を設けることにより、駆動ロッド３２７を軸方向に駆動することができる。
【００５５】
このように、筐体Ａ内部にシリンダとピストンを内包し、長手方向の省スペース化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の多軸駆動装置は、Ｘ軸を回動軸とする回動動作、Ｘ軸方向を移動方向とする移動動作、Ｘ軸に直交するＹ軸の方向を移動方向とする移動動作への実行を必要とする装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は、本実施の形態における多軸駆動装置の分解斜視図であり、（ｂ）は、筐体Ａ１０をＹ軸方向から眺めた側面図である。
【図２】本実施の形態における多軸駆動装置の部分断面図である。
【図３】本実施の形態における駆動方向変更部及びその周辺部在の分解斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態において、駆動ロッドを軸方向に変位させたときの動作状況を示す図である。
【図５】本実施の形態における多軸駆動装置の駆動軸毎の変位量を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態における多軸駆動装置の適用例を示す図である。
【図７】本実施の形態における多軸駆動装置の変形例１を示す図である。
【図８】本実施の形態における多軸駆動装置の変形例２を示す図である。
【図９】本実施の形態における多軸駆動装置の変形例３を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、従来の１軸駆動装置の応用例を示す図である。
【図１１】従来の２軸駆動装置の応用例を示す図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、従来の流体圧シリンダの断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
５ 多軸駆動装置
７ 駆動部
１０ 筐体Ａ
１１ａ 底面部
１１ｂ 開口部
１１ｃ Ｚ字貫通孔
１２ｂ ナット
１２ｃ 溝
２０ 筐体Ｂ
２１ａ 貫通穴
２１ｆ 凹部
２１ｊ 肉厚部
２２ ローラ
２４ 昇降部
２４ａ 台座
２４ｂ ロッド
２４ｃ ブリッジ部
２４ｄ 凸部
２４ｅ 貫通孔
２５ 押圧部
２５ａ 貫通孔
２７ 駆動ロッド
２７ａ 溝
３０ 筐体Ｃ
３０ａ 平面部
３０ｂ，ｃ 貫通長孔
３０ｄ 凹部
３０ｅ 切欠き部
３０ｆ 凹部
３２ 圧縮バネ
４４ ストッパ
５０ ローラコンベア
５２ ワーク
５３ 位置決め部材
５３ａ 第１面
５３ｂ 第２面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、
前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させながら、第１軸を回動軸として回動させる第１の動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第２の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を多軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする多軸駆動装置。
【請求項２】
前記動作機構には、前記第１軸方向から加えられていた駆動力を前記第２軸方向に変更する駆動方向変更部が備えられ、前記作用部には、前記駆動方向変更部によって前記２軸方向に変更された駆動力によって移動する昇降部が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の多軸駆動装置。
【請求項３】
前記作用部を構成する筐体Ｂと、前記駆動方向変更部を構成する筐体Ｃとを設け、この筐体Ｃは筐体Ｂの内部に摺動自在に収納され、筐体Ｃの一端は前記駆動力伝達体に結合され、他端は弾性体を介して筐体Ｂに当接するよう構成され、筐体Ｃに開口を形成し、前記昇降部の一部が前記筐体Ｃの開口を通って筐体Ｃの内部に収納され、筐体Ｃに形成された傾斜面に前記昇降部の一部を当接状態にしたことを特徴とする請求項２に記載の多軸駆動装置。
【請求項４】
前記作用部を構成する筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａを設け、筐体Ａの一端には筐体Ｂの端部が当接する第１のストッパが設けられ、筐体Ａには開口部が形成され、この開口部から前記作用部の昇降部が外部に露出することを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項５】
前記第１のストッパの位置は、第１軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の多軸駆動装置。
【請求項６】
前記弾性体の付勢力は、前記第１の動作における摺動抵抗の値よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項７】
前記作用部を構成する筐体Ｂと、この筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａとを設け、筐体ＡにＺ字状の案内部を形成し、筐体Ｂにはこの案内部に係合する凸部を形成し、筐体Ｂの第１軸方向の移動に従って筐体Ｂを、第１軸を軸として回動させるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の多軸駆動装置。
【請求項８】
前記筐体Ｂには、前記作用部が当接する第２のストッパが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項９】
前記第２のストッパの位置は、第２軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の多軸駆動装置。
【請求項１０】
駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、
前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させる第１の動作及び第１軸を回動軸として回動させる第２の動作を合わせた複合動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第３の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を３軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする３軸駆動装置。
【請求項１】
駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、
前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させながら、第１軸を回動軸として回動させる第１の動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第２の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を多軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする多軸駆動装置。
【請求項２】
前記動作機構には、前記第１軸方向から加えられていた駆動力を前記第２軸方向に変更する駆動方向変更部が備えられ、前記作用部には、前記駆動方向変更部によって前記２軸方向に変更された駆動力によって移動する昇降部が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の多軸駆動装置。
【請求項３】
前記作用部を構成する筐体Ｂと、前記駆動方向変更部を構成する筐体Ｃとを設け、この筐体Ｃは筐体Ｂの内部に摺動自在に収納され、筐体Ｃの一端は前記駆動力伝達体に結合され、他端は弾性体を介して筐体Ｂに当接するよう構成され、筐体Ｃに開口を形成し、前記昇降部の一部が前記筐体Ｃの開口を通って筐体Ｃの内部に収納され、筐体Ｃに形成された傾斜面に前記昇降部の一部を当接状態にしたことを特徴とする請求項２に記載の多軸駆動装置。
【請求項４】
前記作用部を構成する筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａを設け、筐体Ａの一端には筐体Ｂの端部が当接する第１のストッパが設けられ、筐体Ａには開口部が形成され、この開口部から前記作用部の昇降部が外部に露出することを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項５】
前記第１のストッパの位置は、第１軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の多軸駆動装置。
【請求項６】
前記弾性体の付勢力は、前記第１の動作における摺動抵抗の値よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項７】
前記作用部を構成する筐体Ｂと、この筐体Ｂを摺動自在に収納する筐体Ａとを設け、筐体ＡにＺ字状の案内部を形成し、筐体Ｂにはこの案内部に係合する凸部を形成し、筐体Ｂの第１軸方向の移動に従って筐体Ｂを、第１軸を軸として回動させるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の多軸駆動装置。
【請求項８】
前記筐体Ｂには、前記作用部が当接する第２のストッパが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項９】
前記第２のストッパの位置は、第２軸方向に調整自在に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の多軸駆動装置。
【請求項１０】
駆動力を受けて第１軸方向に先端部が移動する駆動力伝達体と、作業の実行に際して、作業対象物に対し作用すべき作用部とが、駆動力伝達経路をなす動作機構を介して連結されており、
前記動作機構は、前記作用部を第１軸方向に移動させる第１の動作及び第１軸を回動軸として回動させる第２の動作を合わせた複合動作と、前記作用部を第１軸方向と非平行な第２軸方向に移動させる第３の動作とを、前記駆動力伝達体の変位量に応じて順次実行させることにより、前記作用部を３軸駆動して、前記作業対象物に対し作用させることを特徴とする３軸駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−６２１６８（Ｐ２００９−６２１６８Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３２５８５（Ｐ２００７−２３２５８５）
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【出願人】（５９２１２７９６５）ＮＫＥ株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【出願人】（５９２１２７９６５）ＮＫＥ株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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