特許ウォッチ

公開番号2024060312
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-02
出願番号2022167616
出願日2022-10-19
発明の名称電動把持装置
出願人CKD株式会社
代理人個人,個人
主分類B25J 15/00 20060101AFI20240424BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】好適にセルフロックできる電動把持装置を提供すること。
【解決手段】電動把持装置10は、コイルバネ23とフォロワ28の接触箇所と、コイルバネ23の第1端23aとの間でコイルバネ23を圧縮させることで一対の把持爪55によるワークWの把持を維持するセルフロックを可能とする。コイルバネ23とフォロワ28とが接触したときの摩擦係数をμとし、一対の把持爪55によってワークWを把持した場合にフォロワ28がコイルバネ23から受ける力の方向と、コイルバネ23とフォロワ28との接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、電動把持装置10は、セルフロックの状態で、μ>tanθの関係式を満たすように構成されている。電動把持装置10では、接触箇所とコイルバネ23の第1端23aとの間でのコイルバネ23の圧縮に伴って、コイルバネ23を傾かせることにより角度θをゼロとする。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
モータ軸を有するモータと、
線材を螺旋状に巻いて形成され、前記モータ軸と一体に回転する回転部材に固定されたコイルバネと、
前記コイルバネの内側に配置され、前記コイルバネの中心軸線に沿う軸方向に移動する作動軸と、
前記作動軸の周面から突出するフォロワであって、前記フォロワの中心軸線を前記作動軸の中心軸線に対し交差させて設けられるとともに、前記フォロワの中心軸線を回転中心として回転可能に前記作動軸に支持され、前記軸方向に隣り合う前記線材の隙間に前記作動軸の周面からの突出部が配置された前記フォロワと、
前記作動軸の端部に連結される把持爪開閉機構であって、前記軸方向への前記作動軸の移動により一対の把持爪を開閉させ、かつ前記作動軸の中心軸線を回転中心とした前記作動軸の回転を規制する前記把持爪開閉機構と、
前記モータを制御する制御装置と、を有し、
前記コイルバネと前記フォロワとの接触箇所と、前記コイルバネと前記回転部材との固定端との間で前記コイルバネを圧縮させることで、前記一対の把持爪によるワークの把持を維持するセルフロックを可能とし、
前記コイルバネと前記フォロワとが接触したときの摩擦係数をμとし、前記一対の把持爪によって前記ワークを把持した場合に前記フォロワが前記コイルバネから受ける力の方向と、前記接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、前記セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されるとともに、前記接触箇所と前記固定端との間での前記コイルバネの圧縮に伴って、前記コイルバネを傾かせることにより前記角度θをゼロとすることを特徴とする電動把持装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記作動軸は、前記フォロワを回転可能に支持するベアリングを有する請求項１に記載の電動把持装置。
【請求項３】
前記回転部材は、前記コイルバネを外側から囲む円筒状の保護部材であり、
前記保護部材の第１端部には、前記コイルバネの第１端が前記固定端として固定されるとともに、前記コイルバネの第２端は自由端とされ、
前記保護部材の第２端部における内側には取付部材が固定されるとともに、前記取付部材には前記モータ軸が連結されている請求項１又は請求項２に記載の電動把持装置。
【請求項４】
前記作動軸は、前記フォロワを支持する作動軸本体と、前記把持爪開閉機構と連結されるロッドとを連結して形成され、
前記取付部材と、前記保護部材と、前記コイルバネと、前記作動軸本体とを一体化したユニット部を有する請求項３に記載の電動把持装置。
【請求項５】
前記作動軸には支持部材が固定され、当該支持部材は、前記保護部材の内周面に摺接する請求項３に記載の電動把持装置。
【請求項６】
前記コイルバネは、前記保護部材と前記支持部材との間で前記軸方向に圧縮されている請求項５に記載の電動把持装置。
【請求項７】
前記制御装置には、前記モータを作動させるドライバが信号接続されるとともに、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出する位置検出センサが信号接続され、前記位置検出センサは、前記一対の把持爪による前記ワークの把持を開始する時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の把持開始信号を前記制御装置に出力し、前記制御装置は、前記把持開始信号を入力すると前記一対の把持爪による前記ワークの把持力を高めるために前記ドライバを制御する請求項１又は請求項２に記載の電動把持装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記把持開始信号を入力すると前記モータを減速させつつ、予め決められた回転量で前記モータが作動した後、前記モータを停止させるべく前記ドライバを制御する請求項７に記載の電動把持装置。
【請求項９】
前記制御装置には、前記モータを減速させる際の回転速度を複数の減速加速度に調節する減速加速度設定部が信号接続されている請求項８に記載の電動把持装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記モータが停止した時点で、前記軸方向での前記作動軸の位置を検出した旨の信号が入力されていない場合、前記ワークが無いことを示すエラー信号を出力する請求項８に記載の電動把持装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動把持装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
図１５に示すように、例えば特許文献１に開示の電動ハンド９０は、第１のフィンガー９１と、第２のフィンガー９２と、ハウジング９３と、ナット９４と、駆動軸９５と、第１の揺動アーム９６と、第２の揺動アーム９７と、ばね部材９８と、電動モータ９９と、を有する。
【０００３】
ハウジング９３には、ガイドレール９３ａが設けられている。ガイドレール９３ａは、第１のフィンガー９１及び第２のフィンガー９２の各々を案内する。ナット９４は、ハウジング９３に設けられた摺動孔９３ｂに往復動自在に収容されている。ナット９４の外周面と摺動孔９３ｂの内周面には、互いに対向する平面部が形成されている。これら平面部は、ナット９４の回り止め機構となっているとともに、送りナット機構を構成している。ナット９４に設けられた雌ねじ部９４ａは、電動モータ９９により回転されるねじ軸９９ａの雄ねじ部９９ｂに結合されている。駆動軸９５は、ナット９４に設けられたガイド孔９４ｂに軸方向に往復動自在に収容されている。
【０００４】
駆動軸９５は、ナット９４とともにばね室１００を形成している。第１の揺動アーム９６は、ハウジング９３内に揺動自在に支持されている。第１の揺動アーム９６は、一端が駆動軸９５に係合するとともに、他端が第１のフィンガー９１に係合している。第２の揺動アーム９７は、ハウジング９３内に揺動自在に支持されている。第２の揺動アーム９７は、一端が駆動軸９５に係合するとともに、他端が第２のフィンガー９２に係合している。
【０００５】
ばね部材９８は、ばね室１００に収容されている。ばね部材９８は、第１及び第２のフィンガー９１，９２の各々がワークに接触するまでは駆動軸９５をナット９４とともに駆動する。ばね部材９８は、第１及び第２のフィンガー９１，９２の各々がワークを把持するときには弾性変形して第１及び第２のフィンガー９１，９２を付勢する。ワークは、付勢された第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２により把持されるため、電動モータ９９を停止させた状態で、ワークを第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２により把持して搬送することができる。つまり、雄ねじ部９９ｂと雌ねじ部９４ａとは、第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２とでワークを把持した場合にセルフロックを構成する。セルフロックにより、ワークから第１のフィンガー９１と第２のフィンガー９２が受ける反力によっては駆動軸９５の位置が変化しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６２７７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の電動ハンド９０において、例えば、ワークを把持した際に受ける衝撃力によって、雄ねじ部９９ｂと雌ねじ部９４ａとの接触箇所にかじり等が生じる場合がある。このようなかじり等によって、セルフロック時、雄ねじ部９９ｂと雌ねじ部９４ａとの接触箇所に発生する摩擦係数が変化する。摩擦係数が変化すると、セルフロックが維持しにくくなる場合が生じるとともに、摩擦係数の変化によってセルフロックを解除できなくなる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するための電動把持装置は、モータ軸を有するモータと、線材を螺旋状に巻いて形成され、前記モータ軸と一体に回転する回転部材に固定されたコイルバネと、前記コイルバネの内側に配置され、前記コイルバネの中心軸線に沿う軸方向に移動する作動軸と、前記作動軸の周面から突出するフォロワであって、前記フォロワの中心軸線を前記作動軸の中心軸線に対し交差させて設けられるとともに、前記フォロワの中心軸線を回転中心として回転可能に前記作動軸に支持され、前記軸方向に隣り合う前記線材の隙間に前記作動軸の周面からの突出部が配置された前記フォロワと、前記作動軸の端部に連結される把持爪開閉機構であって、前記軸方向への前記作動軸の移動により一対の把持爪を開閉させ、かつ前記作動軸の中心軸線を回転中心とした前記作動軸の回転を規制する前記把持爪開閉機構と、前記モータを制御する制御装置と、を有し、前記コイルバネと前記フォロワとの接触箇所と、前記コイルバネと前記回転部材との固定端との間で前記コイルバネを圧縮させることで、前記一対の把持爪によるワークの把持を維持するセルフロックを可能とし、前記コイルバネと前記フォロワとが接触したときの摩擦係数をμとし、前記一対の把持爪によって前記ワークを把持した場合に前記フォロワが前記コイルバネから受ける力の方向と、前記接触箇所における垂直抗力の方向との間の角度をθとした場合に、前記セルフロックの状態で、μ＞ｔａｎθの関係式を満たすように構成されるとともに、前記接触箇所と前記固定端との間での前記コイルバネの圧縮に伴って、前記コイルバネを傾かせることにより前記角度θをゼロとすることを要旨とする。
【０００９】
電動把持装置について、前記作動軸は、前記フォロワを回転可能に支持するベアリングを有していてもよい。
電動把持装置について、前記回転部材は、前記コイルバネを外側から囲む円筒状の保護部材であり、前記保護部材の第１端部には、前記コイルバネの第１端が前記固定端として固定されるとともに、前記コイルバネの第２端は自由端とされ、前記保護部材の第２端部における内側には取付部材が固定されるとともに、前記取付部材には前記モータ軸が連結されていてもよい。
【００１０】
電動把持装置について、前記作動軸は、前記フォロワを支持する作動軸本体と、前記把持爪開閉機構と連結されるロッドとを連結して形成され、前記取付部材と、前記保護部材と、前記コイルバネと、前記作動軸本体とを一体化したユニット部を有していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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