JP2000233391A - 電動ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動用の機器をも含めて全体が極めてコンパ
クト化できるようにした電動のハンドを得る。 【解決手段】 ハンド本体１Ａ内に配設した電動モータ
を配設と、該電動モータの出力軸２ａに固定され、出力
軸２ａの軸線と直交する外表面に一対の略半円状のカム
溝４，４が設けられたカム部材３Ａと、上記カム部材３
Ａを覆うハウジング７Ａに設けたガイド部８Ａによりガ
イドされて、上記出力軸の軸線と直交する方向に直線的
に開閉動作する一対のフィンガ６，６と、それら一対の
フィンガに設けられ、カム溝４，４に嵌入して開閉駆動
される駆動ピン５，５とを備える。上記カム溝４，４
は、半円の中心をカム部材３Ａの回転中心からカム溝
４，４の両端を結ぶ直線の方向に若干偏寄させ、且つそ
れらの一対のカム溝４，４が上記回転中心の周りに点対
称に配置されるようにして設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータによっ
てフィンガの開閉駆動を行うようにした電動ハンドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種部品の加工や搬送等のためにそれら
を把持するハンドは、空気圧シリンダによりレバー等を
介して開閉駆動される一対のフィンガにより上記把持を
行わせるのが一般的であるが、かかる構造のハンドで
は、一対のフィンガの開閉駆動のために、上記空気圧シ
リンダ及びそのピストンの直線的な動作を一対のフィン
ガの開閉動作に変換するための機構（レバー等）を必要
とするばかりでなく、空気圧シリンダに対するエア配
管、該配管への圧縮空気の給排を制御する方向切換弁等
の付随的な機器を必要とし、ハンド自体を構成する部品
の点数が多くなるうえに、ハンドの小型化が困難であ
り、また、それを動作させるための付随的な機器をも含
めて装置全体のコンパクト化が困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解消するためになされたもので、その技術的課題
は、駆動用の機器をも含めて全体が極めてコンパクト化
できるようにした電動のハンドを提供することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、一対のフィンガの移
動端、即ち開位置及び閉位置における位置保持力を高
め、対象物の安定的な把持を行えるようにした電動ハン
ドを提供することにある。本発明の他の技術的課題は、
フィンガの位置を検出する位置検出手段を、フィンガに
よるワーク等の対象物の把持の確認ばかりでなく、該把
持後における電動モータへの通電の制御にも使用できる
ようにし、電動モータへの必要以上の通電を抑制できる
ようにした電動ハンドを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の電動ハンドは、ハンド本体内に電動モータを
配設して、該電動モータの出力軸にカム部材を固定し、
該カム部材における上記出力軸の軸線と直交する外表面
に、一対の略半円状のカム溝を、当該半円の中心をカム
部材の回転中心からカム溝の両端を結ぶ直線の方向に若
干偏寄させ、且つ、それらの一対のカム溝が上記回転中
心の周りに点対称に配置されるようにして設け、上記カ
ム部材を覆うハウジングに設けたガイド部によりガイド
されて、上記出力軸の軸線と直交する方向に直線的に開
閉動作する一対のフィンガに、上記カム溝に嵌入して開
閉駆動される駆動ピンを設けたことを特徴とするもので
ある。

【０００５】上記構成を有する電動ハンドは、ハンド本
体内の電動モータを駆動してカム部材を回転させること
により、該カム部材の一対のカム溝にそれぞれ嵌入して
いる一対のフィンガの各駆動ピンが、それらカム溝に沿
って互いに押し広げられ、または引き寄せられ、これに
より、一対のフィンガがガイド部にガイドされながら直
線的に開閉動作するものである。この場合、電動モータ
の回転運動を、カム溝を設けたカム部材と一対のフィン
ガに設けた駆動ピンとによってフィンガの開閉運動に変
換しているため、全体の部品の点数が少なくてすみ、ま
た、これらの構成もきわめて簡単であるため、ハンド自
体の小型化が非常に容易である。しかも、フィンガの開
閉動作の駆動源を電動モータとしたことにより、エア配
管や、該配管への圧縮空気の給排を制御する方向切換弁
等の付随的な機器の必要がないため、装置全体をコンパ
クトに形成することができる。

【０００６】本発明においては、上記各カム溝の両端部
がカム部材の回転中心を中心とする円弧に近くなるよう
にそれぞれ形成されていて、該カム溝の両端部において
上記駆動ピンによるくさび効果によって、上記一対のフ
ィンガの位置保持力が高められているものとすることが
できる。これにより、開位置又は閉位置の近辺にあるフ
ィンガから駆動ピンに作用する外力によってカム部材に
大きな回転力が与えられることはないため、フィンガの
開位置及び閉位置ではその位置保持力が高められ、対象
物の安定的な把持を行うことができる。

【０００７】また、本発明においては、上記フィンガの
位置を検出するための位置検出手段を備えたものとする
ことができ、この位置検出手段は、上記駆動ピンに組付
けられ、該駆動ピンと同期して同方向に移動する移動部
材と、該移動部材に取付けられた被検出体と、ハンド本
体に組付けられ、上記被検出体の接近を感知する位置検
出センサとを備えた構成とすることができる。さらに、
本発明においては、上記位置検出手段によって検出され
たフィンガの位置に応じて上記電動モータへの通電が制
御されるものとすることができる。

【０００８】このような位置検出手段は、フィンガの位
置検出によりフィンガによる対象物の確実な把持を素早
く確認し、電動ハンドに次の動作指示を速やかに与える
ために有効に用い得るばかりでなく、該把持後における
電動モータへの通電の制御にも使用できるものである。
特に、電動モータによってフィンガの開閉を行う上記電
動ハンドにおいては、対象物の把持を確認した後に素早
く電動モータへの通電を解除して、長時間の通電による
電動モータのコイルの過度の発熱による破損を防ぐこと
が必要であるが、上記位置検出手段による電動モータへ
の通電の制御により電動モータへの通電を解除し、それ
により電動モータに長時間通電している状態を回避し、
電動モータの熱による破損を防ぐことが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は、本発明の電動ハ
ンドの第１実施例を示すもので、この実施例の電動ハン
ドは、ハンド本体１Ａと、該ハンド本体１Ａ内に配設し
た電動モータ２と、対象物を把持又は解放する一対の開
閉自在のフィンガ６，６と、電動モータ２の出力軸２ａ
に固定された、上記電動モータ２の回転運動をフィンガ
６，６の開閉動作に変換するカム部材３Ａと、上記フィ
ンガ６，６を直線的にガイドするハウジング７Ａとを備
えている。

【００１０】上記ハンド本体１Ａは、その内部に上記電
動モータ２が嵌挿、固定され、該モータ２の軸線方向の
一端部には凹部９Ａが形成されていて、該凹部９Ａ内
に、上記電動モータ２の出力軸２ａの先端が導出配置せ
しめると共に、該出力軸２ａの先端に固定された上記カ
ム部材３Ａが回転可能に収容されている。

【００１１】上記カム部材３Ａは、平面視円形状に形成
されていて、その中心部に上記出力軸２ａが固定され、
上記出力軸２ａの軸線と直交する外表面に、一対の略半
円状のカム溝４，４を備えている。これらのカム溝４，
４は、図４に示すように、各半円の中心を、カム部材３
Ａの回転中心Ｏからそのカム溝４の両端を結ぶ直線Ｌの
方向に若干偏寄させ、且つそれらの一対のカム溝４，４
が上記回転中心Ｏの周りに点対称に配置されるようにし
て設けられていて、各カム溝４の両端部がカム部材３Ａ
の回転中心Ｏを中心とする円弧に近くなるように形成さ
れている。

【００１２】上記ハウジング７Ａは、上記ハンド本体１
Ａの凹部９Ａの開口端側に、上記カム部材３Ａを覆うよ
うに取付けられ、上記フィンガ６，６を上記出力軸２ａ
の軸線と直交する方向にガイドする溝状のガイド部８Ａ
を備えていて、それらのフィンガ６，６を直線的に開閉
動作させるようにしている。

【００１３】上記一対のフィンガ６，６は、それぞれの
基端側に、上記カム溝４，４に各々嵌入する駆動ピン
５，５が嵌入固定されている。これらの駆動ピン５，５
は、上記カム部材３Ａが回転することによりカム溝４，
４に沿ってそれぞれ駆動され、これにより、フィンガ
６，６に開閉動作をさせるものである。この実施例の場
合、カム部材３Ａが図４において左回りに回転すること
により、中心側に位置する駆動ピン５，５が互いに押し
広げられてカム部材３Ａの周縁側に移動し、フィンガ
６，６に開動作を行わせ、逆に、その開状態からカム部
材３Ａを右回りに回転させることにより、駆動ピン５，
５は互いに引き寄せられてカム部材３Ａの回転中心側に
移動し、フィンガ６，６に閉動作を行わせる。

【００１４】上記構成を有する電動ハンドは、ハンド本
体１Ａ内の電動モータ２を駆動してカム部材３Ａを回転
させることにより、一対のフィンガ６，６の各駆動ピン
５，５が、カム部材３Ａの一対のカム溝４，４に沿って
駆動され、フィンガ６，６が直線的に開閉動作をするも
のである。この場合、電動モータ２の回転運動を、カム
溝４，４を設けたカム部材３Ａと一対の駆動ピン５，５
とによってフィンガ６，６の開閉運動に変換しているた
め、全体の部品の点数が少なくてすみ、また、これらの
構成もきわめて簡単であるため、ハンド自体の小型化が
非常に容易であり、メンテナンスも簡単である。しか
も、フィンガ６，６の開閉動作の駆動源を電動モータ２
としたことにより、エア配管や、該配管への圧縮空気の
給排を制御する方向切換弁等の付随的な機器の必要がな
いため、装置全体をコンパクトに形成することができ
る。

【００１５】また、上記略半円形状のカム溝４，４は、
その両端部がカム部材３Ａの回転中心を中心とする円弧
に近くなるようにそれぞれ形成したことにより、各カム
溝４の両端部において、上記駆動ピン５によるくさび効
果によって上記一対のフィンガの位置保持力が高められ
るため、開位置又は閉位置の近辺にあるフィンガ６，６
から駆動ピン５，５に作用する外力によってカム部材３
Ａに大きな回転力が与えられることはなく、これによ
り、フィンガ６，６の開位置及び閉位置では、フィンガ
６，６の高強度の位置保持、並びに対象物の安定的且つ
確実な把持を行うことができる。したがって、フィンガ
６，６の間で対象物を把持する場合だけでなく、フィン
ガ６，６の開動作で対象物に設けられた穴の内周縁で把
持する場合であっても、確実な把持動作を行うことが可
能である。

【００１６】上記カム部材３Ａにおける一対のカム溝
４，４は、図４に示す形状に限らず、カム溝４，４の半
円の中心をカム部材３Ａの回転中心からカム溝４の両端
を結ぶ直線の方向に若干偏寄させ、且つそれらのカム溝
４，４が上記回転中心の周りに点対称に配置される範囲
内において、カム溝４，４の半径や相互の位置関係の異
なるものを選択することができ、把持する対象物の大き
さに応じたフィンガ６，６の開時幅や閉時幅に設定する
ことができる。また、このカム部材３Ａは、フィンガ
６，６の開時幅や閉時幅を適宜変更することができるよ
うに、電動モータ２の出力軸２ａに着脱可能に固定する
こともできる。さらに、上記ハウジング７Ａのガイド部
８Ａは、上述のような溝状のものに限らず、任意の構成
のものを用いることができる。

【００１７】図５乃至図８は、本発明の電動ハンドの第
２実施例を示すもので、この実施例の電動ハンドは、上
記第１実施例とほぼ同様の構成を有するものにフィンガ
６の位置を検出するための位置検出手段を組付けて、電
動モータの駆動その他を制御するようしたものである。
即ち、この実施例では、上記第１実施例のハンド本体１
Ａ及びハウジング７Ａに代えて、電動モータを収容した
ハンド本体１Ｂと、該ハンド本体１Ｂに取り付けられ、
電動モータの出力軸２ａの回転をフィンガ６，６の開閉
動作に変換するためのカム部材３Ｂを収容する凹部９
Ｂ、及び一対の開閉自在のフィンガ６，６を直線的にガ
イドする溝状のガイド部８Ｂを有する角形状のハウジン
グ７Ｂとを備えている。

【００１８】上記ハウジング７Ｂの凹部９Ｂ内には、電
動モータの出力軸２ａの先端が導出配置され、該凹部９
Ｂ内において出力軸２ａの先端にカム部材３Ｂが固定さ
れている。このカム部材３Ｂには、前記第１実施例と同
様のカム溝４，４が形成されていて、それに一対のフィ
ンガ６，６の基端側にそれぞれ突設した駆動ピン５，５
が嵌入されている。従って、上記カム部材３Ｂが電動モ
ータの駆動により回転したとき、第１実施例と同様にフ
ィンガ６，６が開閉動作するように構成している。そし
て、上記カム部材３Ｂのカム溝４を設けた面側における
電動モータの出力軸２ａの軸線上、即ち、カム部材３Ｂ
の回転中心部分には、フィンガ６の位置検出手段の一部
を構成する円柱状の突起１１を設けている。

【００１９】上記位置検出手段は、図７に明瞭に示すよ
うに、一対のフィンガ６，６のうちの一方の駆動ピン５
に組み付けられて、カム部材３Ｂとフィンガ６との間に
配設された移動部材１０を備えている。この移動部材１
０は、上記一方の駆動ピン５に取付けられる基部１０ａ
と、該基部１０ａからカム部材３Ｂ上の突起１１を挟む
ように平行状態に伸びる一対の移動ガイド部１０ｂ，１
０ｂと、一方の移動ガイド部１０ｂから側方に延出し、
先端に被検出体１２が取り付けられた取付部１０ｃとを
一体的に備えたものであり、この取付部１０ｃは、図６
に示すように、ハウジング７Ｂの凹部９Ｂの内面に沿う
ように略Ｌ字状に屈折した状態に形成され、その先端に
取り付けた前記被検出体１２が、ハウジング７Ｂの外周
面に設けた位置検出センサ１３の取付溝１５に対向配置
されるようにしている。

【００２０】上記位置検出センサ１３は、長細円柱状に
形成されていて、ハウジング７Ｂの外周面に設けられた
断面円形状の取付溝１５の任意位置に挿入し、ねじ１３
ａによって固定できるようにしたものであり、このセン
サ１３と上記移動部材１０に取り付けた被検出体１２と
によって前記位置検出手段を構成している。上記被検出
体１２としては、図示の実施例では永久磁石を用い、位
置検出センサ１３としては、上記被検出体１２である磁
石の接近を感知する磁気近接スイッチを用いる場合を示
しているが、これらに限らず、被検出体１２を誘導電流
を流した金属とし、位置検出センサ１３を高周波発振型
近接センサとするなど、各種のものを用いることができ
る。

【００２１】上記位置検出手段を備えた電動ハンドは、
電動モータの駆動により第１実施例の場合と同様にして
一対のフィンガ６，６を開閉駆動すると、一方の駆動ピ
ン５に取り付けられた移動部材１０は、その移動ガイド
部１０ｂ，１０ｂの移動がカム部材３Ｂの中央の突起１
１によりガイドされ、それによって、移動部材１０が駆
動ピン５の駆動方向、即ち、フィンガ６，６の移動方向
に平行に、該駆動ピン５と同期して駆動され、取付部１
０ｃに設けられた被検出体１２も同方向に駆動される。

【００２２】上記被検出体１２は、ハウジング７Ｂの凹
部９Ｂ内において、上記取付溝１５の底面に対向する部
分の内周壁面に設けた凹壁に沿って、該取付溝１５と平
行して移動するものであり、一方、上記位置検出センサ
１３は、ハウジング７Ｂの外周面において、被検出体１
２が位置する部分の外側に、被検出体１２の移動方向と
平行に設置されているので、上記電動モータの駆動に伴
って移動する被検出体１２が位置検出センサ１３に接近
すると、該位置検出センサ１３がその接近を感知し、そ
れが信号として出力される。従って、フィンガ６が把持
対象物の把持位置に達した時に上記信号が出力されるよ
うに、あるいは、フィンガ６が解放位置に達した時に上
記信号が出力されるように、位置検出センサ１３を取付
溝１５の所要位置に配設することにより、それぞれの位
置において電気的な信号を出力させることができ、即
ち、電動ハンドの動作状態を検知することができる。

【００２３】上記位置検出センサ１３の出力は、公知の
各種ハンドにおける位置検出手段の場合と同様に、フィ
ンガ６の位置検出により、フィンガ６，６によるワーク
等の対象物の確実な把持を素早く確認し、電動ハンドの
移動制御系に次の動作指示を速やかに与えるために有効
に用い得るものであるが、本発明のハンドが電動である
ことから、上記対象物の把持後における電動モータへの
通電の制御にも有効に利用できるものである。

【００２４】即ち、一般に、電動モータによってフィン
ガの開閉を行う電動ハンドにおいては、対象物の把持を
確認した後に素早く電動モータへの通電を解除して、長
時間の通電により電動モータのコイルが過度に発熱して
破損するのを防ぐことが必要であるが、上記位置検出セ
ンサ１３の出力に基づき、電動ハンドの駆動制御系を介
して電動モータへの通電を制御することにより、簡易に
電動モータへの通電を解除し、電動モータの熱による破
損を防ぐことができる。

【００２５】なお、ここに詳述した第２実施例における
上記以外の構成及び作用は、基本的に、前記第１実施例
の場合と実質的に変わるところがないため、それらの説
明は省略する。

【００２６】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の電動ハ
ンドによれば、電動モータの回転運動を、カム溝を設け
たカム部材と一対のフィンガに設けた駆動ピンとによっ
てフィンガの開閉運動に変換しているため、全体の部品
の点数が少なくてすみ、また、これらの構成もきわめて
簡単であるため、ハンド自体の小型化が非常に容易であ
る。しかも、フィンガの開閉動作の駆動源を電動モータ
としたことにより、エア配管や、方向切換弁等の付随的
な機器の必要がないため、装置全体をコンパクトに形成
することができる。

【００２７】また、上記カム溝の両端部をカム部材の回
転中心を中心とする円弧に近くなるように形成したこと
により、該カム溝の両端部において、上記駆動ピンによ
るくさび効果によって上記一対のフィンガの位置保持力
が高められるため、開位置又は閉位置の近辺にあるフィ
ンガから駆動ピンに作用する外力によってカム部材に大
きな回転力が与えられることはなく、そのため、フィン
ガの開位置及び閉位置ではその位置保持力が高められ、
対象物の安定的な把持を行うことができる。さらに、フ
ィンガの位置を検出する上記位置検出手段は、フィンガ
によるワーク等の対象物の把持の確認ばかりでなく、該
把持後における電動モータへの通電の制御にも使用でき
るので、電動モータへの必要以上の通電を抑制により、
電動ハンド自体に安全で確実な動作を行わせることがで
きる。

【００２８】しかも、本発明における位置検出手段を構
成する移動部材は、それがチャック内部に組み込まれて
作業環境の影響を受けないので、被検出体の発錆や磁性
粉の付着等による誤作動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図２】上記第１実施例の要部側面図である。

【図３】上記第１実施例の平面図である。

【図４】上記第１実施例におけるカム部材を示す平面図
である。

【図５】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図６】上記第２実施例の要部側断面図である。

【図７】上記第２実施例の移動部材の取付状態を示す横
断面図である。

【図８】上記第２実施例の位置検出センサの取付状態を
示す要部側面図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ ハンド本体 ２ 電動モータ ２ａ 出力軸 ３Ａ，３Ｂ カム部材 ４ カム溝 ５ 駆動ピン ６ フィンガ ７Ａ，７Ｂ ハウジング ８Ａ，８Ｂ ガイド部 １０ 移動部材 １２ 被検出体 １３ 位置検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神 田 浩一郎 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 Ｆターム(参考） 3F061 AA01 BA03 BB08 BC12 BD04 DD00 DD03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンド本体内に電動モータを配設して、該
   電動モータの出力軸にカム部材を固定し、 該カム部材における上記出力軸の軸線と直交する外表面
   に、一対の略半円状のカム溝を、当該半円の中心をカム
   部材の回転中心からカム溝の両端を結ぶ直線の方向に若
   干偏寄させ、且つそれらの一対のカム溝が上記回転中心
   の周りに点対称に配置されるようにして設け、 上記カム部材を覆うハウジングに設けたガイド部により
   ガイドされて、上記出力軸の軸線と直交する方向に直線
   的に開閉動作する一対のフィンガに、上記カム溝に嵌入
   して開閉駆動される駆動ピンを設けた、ことを特徴とす
   る電動ハンド。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電動ハンドにおいて、上
   記各カム溝の両端部がカム部材の回転中心を中心とする
   円弧に近くなるようにそれぞれ形成されていて、該カム
   溝の両端部において上記駆動ピンによるくさび効果によ
   って、上記一対のフィンガの位置保持力が高められてい
   るもの。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の電動ハンドにお
   いて、上記フィンガの位置を検出するための位置検出手
   段を備えているもの。
4. 【請求項４】請求項３に記載の電動ハンドにおいて、上
   記位置検出手段が、上記駆動ピンに組付けられ、該駆動
   ピンと同期して同方向に移動する移動部材と、該移動部
   材に取付けられた被検出体と、ハンド本体に組付けら
   れ、上記被検出体の接近を感知する位置検出センサとを
   備えているもの。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載の電動ハンドにお
   いて、上記位置検出手段によって検出されたフィンガの
   位置に応じて上記電動モータへの通電が制御されるも
   の。