JP2006289516A - モータハンドの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 一般的なモータ構造を利用して適用することができると共に、製造工程が簡単で、かつ容易に部品を入手することができるとともに、小型かつ軽量化を図ることができるモータハンドの構造を提供する。
【解決手段】 モータの回転子出力を取り出すモータシャフト１５を、モータシャフト１５の両側から出力を取り出す両軸とし、上記モータシャフト１５の両側にそれぞれハンド３０Ａ，３０Ｂを装着し、上記モータシャフト１５の回転に伴って上記一対のハンド３０Ａ，３０Ｂを互いに接離させるようにしたモータハンドの構造であって、上記モータシャフト１５の両端部に互いに逆向きのねじ溝１６ａ，１６ｂを刻設し、これらねじ溝１６ａ，１６ｂに螺合するねじ溝部４１ａ，４１ｂを上記ハンド３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ設けた構造。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータハンドの構造に関する。

モータハンドは、対を成す把持部の間隔を調整することにより、ワークの把持と開放を行うもので、電動モータなど電気的に発生する駆動力を機械的な直線運動または回転運動に変換する機構である。

図６ないし図８は、従来のモータハンドの一例を示したもので、アクチュエータ本体１００内部に設けられた電動モータ１０１のシャフト１０２を中空に形成し、その中空部１０３の一方の内面に第１雌ねじ部１０４を設け、他方に第１雌ねじ部１０４と逆向きに形成された第２雌ねじ部１０５を設ける。第１雌ねじ部１０４と第２雌ねじ部１０５をそれぞれ第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７の雄ねじ部１０８，１０９とねじ結合させ、電動モータ１０１の回転により第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７を互いに相反する方向に駆動する。第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７にアクチュエータ本体１００に対して直線往復動自在に支持された開閉アーム１１０，１１１を固定し、ワーク把持部１１２，１１３の開閉を行う。開閉アーム１１０，１１１の摺動部１１４，１１５には、ガイドブロック１１６，１１７が取り付けられ、ガイドレール１１８に沿って摺動自在に取り付けられている(特許文献１参照)。

上記従来技術の電動モータ１０１は、ステータ１１９とロータ１２０との間に回転磁界を発生させて、ロータ１２０の回転とともにシャフト１０２を回転させ、このシャフト１０２の回転によって第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７を反対方向に移動させるものである。シャフト１０２はアクチュエータ本体１００内に配置された軸受け１２１によって回転自在に支持されている。そして、第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７の移動とともに、開閉アーム１１０，１１１が操作されて、ワーク把持部１１２，１１３の開閉が行われる。
特開２００２−１７２５８０

しかしながら、上記従来技術の電動モータ１０１は、中空のシャフト１０２を設け、この中空のシャフト１０２に第１雌ねじ部１０４と第２雌ねじ部１０５を形成する必要がある。そして、この第１雌ねじ部１０４と第２雌ねじ部１０５に螺合するように、第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７に雄ねじ部１０８，１０９を形成する必要がある。このように、特殊なモータを製造する必要があり、通常のモータを使用することができないことから、製造が困難であり、かつ製造コストが嵩むことになる。また、中空のシャフト１０２および第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７を必要とするため、装置が大型化し、重量が嵩み、かなりの取り付けスペースを必要とする。
さらに、一般的なねじ駆動では機械的強度・動力伝達効率・耐摩耗性から雄ねじの材質は炭素鋼もしくはステンレス鋼、雌ねじの材質は青銅もしくは樹脂が採用されるが、中空のシャフト１０２は第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７を支えるため、回転軸受け、およびロータ１２０を支える構造材の役目も担うことになり、中空のシャフト１０２の材質も高強度のものを選定しなければならない。このため、前述の高効率化と長寿命は望めない。
またさらに、上記従来技術の電動モータ１０１は、中空のシャフト１０２（モータ軸）、第１駆動軸１０６と第２駆動軸１０７、ガイドブロック１１６，１１７の取付面、ガイドレール１１８の取付面に高精度な加工と、精密な組立精度が求められる。そうでなければ、「遊び」または芯ずれ吸収機構を設ける必要がある。

本発明は、上記課題を解決し、一般的なモータ構造を利用して適用することができると共に、製造工程が簡単で、かつ容易に部品を入手することができるとともに、長寿命かつ小型軽量化を図ることができるモータハンドの構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、モータの回転子出力を取り出すモータシャフトを、モータシャフトの両側から出力を取り出す両軸とし、上記モータシャフトの両側にそれぞれハンドを装着し、上記モータシャフトの回転に伴って上記一対のハンドを互いに接離させるようにしたモータハンドの構造であって、上記モータシャフトの両端部に互いに逆向きのねじ溝を刻設し、これらねじ溝に螺合するねじ溝部を上記ハンドにそれぞれ設けたことにある。
また、本発明は、上記モータシャフトをモータの回転子と一体的に形成し、上記モータシャフトの両端部に互いに逆向きに設けられたねじ溝に螺合するナットを上記一対のハンドに装着したことにある。
さらに、本発明は、上記ハンドの移動方向に沿ってガイド部材を設け、このガイド部材に係合するスライド部を上記ハンドにそれぞれ設けたことにある。
またさらに、本発明は、上記ガイド部材として、上記ハンドの移動方向に沿ってスライドレールを設け、上記スライド部として、上記スライドレールに係合するスライドブロックを上記ハンドにそれぞれ設けたことにある。
また、本発明は、上記ガイド部材として、上記ハンドの移動方向に沿ってガイドシャフトを設け、上記スライド部として、上記ガイドシャフトが挿通する挿通孔を上記ハンドにそれぞれ形成し、これら挿通孔にスライドブッシュを介在させて上記ハンドをガイドシャフトに装着したことにある。

本発明の効果として、駆動モータとしては、モータシャフトの両端部にねじ溝を形成するだけで、一般的なモータを使用することができるので、製造が簡単で、かつ容易に部品を調達することができる。モータの固定子および回転子に加工を施す必要がないので、モータ内部に何ら手を加えないことから小型かつ軽量化を図りうるモータハンドの構造を提供することができる。モータの固定子および回転子のスペースを大きくとれるので、高出力化を図ることができる。モータシャフトのねじ部に螺合するナットは、ナットとして機能すればよいので、長寿命化かつ小型軽量化など、用途に応じた最も適する材質を選定することができる。また、材質選定に特殊なものをしようする必要がないので、経済的でもある。さらに、モータシャフトに螺合するナットでモータを支えているので、モータの回転止めさえあれば、ねじ締結等による締結の必要もないことから、部品寸法も組立も特別な精度管理は必要なく、安価かつ簡単なモータハンドの製造が可能である。ねじピッチを変更することで、ハンドの開閉速度を向上またはより大きな把持力を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明のモータハンドの実施の形態を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

図１，図２，および図４は内部形態を見えるようにカバー２２及び回転止め弾性体２３を省略している。
図１ないし図３において、１０は回転止め弾性体２３を介してフレーム２０とカバー２２に挟まれたモータで、このモータ１０は、モータフランジ１１およびモータブラケット１２相互間に取り付けられた固定子１３と、固定子１３の軸線上に配置された回転子１４と、この回転子１４と一体に組み付けられ、両側に出力軸１５ａ，１５ｂを設けたモータシャフト１５とで構成されている。上記モータ１０は、図示しない駆動機構により正逆転駆動されるものである。駆動機構は、モータ１０を一定速度で駆動するものでも良く、速度を広範囲に制御したいときは、電圧、周波数等を制御して速度制御するタイプのものでもよい。
上記モータシャフト１５は、出力軸１５ａ，１５ｂに互いに逆方向のねじ溝１６ａ，１６ｂが刻設され、かつ出力軸１５ａ，１５ｂの基端部を軸受け１７Ａ、１７Ｂを介して上記モータフランジ１１およびモータブラケット１２に回転自在に支持されている。

上記出力軸１５ａ，１５ｂには、モータシャフト１５の回転に伴って互いに接離する一対のハンド３０Ａ，３０Ｂが装着されている。これらハンド３０Ａ，３０Ｂは、クランク形状に形成され、基端部に上記出力軸１５ａ，１５ｂのねじ溝１６ａ，１６ｂに螺合するねじ溝４１ａ，４１ｂを刻設したナット４０Ａ，４０Ｂが組み付けられている。出力軸１５ａ，１５ｂのねじ溝１６ａ，１６ｂは、互いに逆向きの雄ねじが刻設され、ナット４０Ａ，４０Ｂのねじ溝４１ａ，４１ｂは、出力軸１５ａ，１５ｂのねじ溝１６ａ，１６ｂに螺合するように、互いに逆向きの雌ねじが刻設されている。これらねじ溝１６ａ，１６ｂおよび、ねじ溝４１ａ，４１ｂのピッチは、ハンド３０Ａ，３０Ｂが要求される精度、速度または把持力に応じて設定されている。

上記ハンド３０Ａ，３０Ｂは、Ｌ字形状に折り曲げた先端に爪把持部３１ａ，３１ｂが設けられており、これら爪把持部３１ａ，３１ｂを介してワークの把持を行うものである。上記モータ１０前方のフレーム２０上には、ハンド３０Ａ，３０Ｂの下面に対応するように直線状の直動軸受けスライドレール５０が設けられており、このスライドレール５０はハンド３０Ａ，３０Ｂの移動方向に沿って配設されている。上記ハンド３０Ａ，３０Ｂの下面には、スライドレール５０上を摺動する帯状の直動軸受けスライドブロック５１Ａ，５１Ｂが一体に装着されている。このスライドブロック５１Ａ，５１Ｂは、下面側にスライドレール５０に対向して係合する凹部５２ａ，５２ｂが形成されており、この凹部５２ａ，５２ｂをスライドレール５０上を摺動させてハンド３０Ａ，３０Ｂを互いに接離させるものである。

次に上記モータハンド構造の作用を説明する。
いま、ハンド３０Ａ，３０Ｂによりワークを掴む動作をさせる場合、モータ１０を正転あるいは逆転駆動させる。モータ１０の駆動により回転子１４が正転あるいは逆転駆動されて回転し、回転子１４と一体のモータシャフト１５がいずれか一方向に回転する。そしてモータシャフト１５の回転に伴い両側の出力軸１５ａ，１５ｂは回転し、これら出力軸１５ａ，１５ｂに噛合したナット４０Ａ，４０Ｂが軸方向に近づく方向に移動する作用を受ける。そして、これらナット４０Ａ，４０Ｂとともにハンド３０Ａ，３０Ｂが互いに近づく方向に移動し、スライドレール５０上をスライドブロック５１Ａ，５１Ｂが摺動して爪把持部３１ａ，３１ｂを互いに接近させる。こうして、爪把持部３１ａ，３１ｂ相互間でワークを把持し、作業を行う。作業が終了したら、モータ１０を上記とは逆方向に駆動して爪把持部３１ａ，３１ｂを互いに離れる方向に移動する。

上記実施の形態によれば、駆動モータとしては、モータシャフト１５の両端部にねじ溝１６ａ，１６ｂを形成するだけで、一般的なモータを使用することができるので、製造が簡単で、かつ容易に部品を調達することができる。モータ１０の固定子１３および回転子１４に加工を施す必要がないので、モータ１０内部に何ら手を加えないことから小型かつ軽量化を図ることができる。モータ１０の固定子１３および回転子１４のスペースを大きくとれるので、高出力化を図ることができる。モータシャフト１５のねじ部（出力軸１５ａ，１５ｂ）に螺合するナット４０Ａ，４０Ｂは、ナット４０Ａ，４０Ｂとして機能すればよいので、材質選定に特殊なものを使用する必要がないので、経済的である。さらに、モータシャフト１５に螺合するナット４０Ａ，４０Ｂでモータ１０を支えているので、モータ１０の回転止めさえあれば、部品寸法も組立も特別な精度管理は必要なく、安価かつ簡単なモータハンドの製造が可能である。

次に、図４および図５は、本発明の他の実施の形態で、図１ないし図３と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
この場合、ハンド３０Ａ，３０Ｂをガイドするスライドレール５０に代えて直動軸受けシャフト６０を設けたものである。
すなわち、フレーム２０の両側に側壁２１Ａ，２１Ｂを立設し、この側壁２１Ａ，２１Ｂ相互間に直動軸受けシャフト６０を設けたものである。そして、ハンド３０Ａ，３０Ｂの内部に、ハンド３０Ａ，３０Ｂの摺動方向に沿って挿通孔３２ａ，３２ｂを形成し、この挿通孔３２ａ，３２ｂに筒状の直動軸受けブッシュ７０Ａ，７０Ｂを内蔵したものである。直動軸受けシャフト６０は直動軸受けブッシュ７０Ａ，７０Ｂの内部を挿通されており、ハンド３０Ａ，３０Ｂは直動軸受けシャフト６０をガイドとして摺動し、往復動するものである。ハンド３０Ａ，３０Ｂの材料に焼結材を使用することにより、ハンド３０Ａ，３０Ｂ自身が含油軸受けとなるので、直動軸受けブッシュ７０Ａ，７０Ｂを省略することができる。

上記モータハンドの構造によると、ハンド３０Ａ，３０Ｂによりワークを掴む動作をさせる場合、モータ１０の駆動により回転子１４が正転あるいは逆転駆動されて回転し、回転子１４と一体のモータシャフト１５がいずれか一方向に回転する。そしてモータシャフト１５の回転に伴い両側の出力軸１５ａ，１５ｂは回転し、これら出力軸１５ａ，１５ｂに噛合したナット４０Ａ，４０Ｂが軸方向に近づく方向に移動する作用を受ける。そして、これらナット４０Ａ，４０Ｂとともにハンド３０Ａ，３０Ｂが直動軸受けシャフト６０をガイドとして摺動し、互いに近づく方向に移動する。こうして、爪把持部３１ａ，３１ｂ相互間でワークを把持し、作業を行うことができる。

この実施の形態では、上記実施の形態の効果と共に、さらに、ハンド３０Ａ，３０Ｂの材料に焼結材を使用することにより、直動軸受けブッシュ７０Ａ，７０Ｂを省略すれば、より小型化および軽量化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、ねじ溝部として、ねじ溝４１ａ，４１ｂをハンド３０Ａ，３０Ｂに直接形成することにより、ナット４０Ａ，４０Ｂを省略することもできる。さらに、回転子１４とモータシャフト１５を完全に一体で成形することにより、より小型化を図ることもできる。また、モータ１０としては、直流モータ、あるいは交流モータのいずれにも適用が可能であり、正逆転駆動ができるものであれば、どのようなモータにも適用することができる等、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で、適宜、変更して実施しうることは言うまでもない。

本発明の実施の形態によるモータハンドの構造を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の他の実施の形態によるモータハンドの構造を示す図２と同一部分の断面図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。 従来のモータハンドの構造を示す斜視図である。 図６の矢視Ｄ方向の図である。 図７のＥ−Ｅ線断面図である。

符号の説明

１０ モータ
１１ モータフランジ
１２ モータブラケット
１３ 固定子
１４ 回転子
１５ モータシャフト
１５ａ，１５ｂ 出力軸
１６ａ，１６ｂ ねじ溝
１７Ａ，１７Ｂ 軸受け
２０ フレーム
２１Ａ，２１Ｂ 側壁
２２ カバー
２３ 回転止め弾性体
３０Ａ，３０Ｂ ハンド
３１ａ，３１ｂ 爪把持部
４０Ａ，４０Ｂ ナット
４１ａ，４１ｂ ねじ溝
５０ スライドレール
５１Ａ，５１Ｂ 直動軸受けスライドブロック

Claims (5)

1. モータの回転子出力を取り出すモータシャフトを、モータシャフトの両側から出力を取り出す両軸とし、上記モータシャフトの両側にそれぞれハンドを装着し、上記モータシャフトの回転に伴って上記一対のハンドを互いに接離させるようにしたモータハンドの構造であって、上記モータシャフトの両端部に互いに逆向きのねじ溝を刻設し、これらねじ溝に螺合するねじ溝部を上記ハンドにそれぞれ設けたことを特徴とするモータハンドの構造。
2. 上記モータシャフトをモータの回転子と一体的に形成し、上記モータシャフトの両端部に互いに逆向きに設けられたねじ溝に螺合するナットを上記一対のハンドに装着したことを特徴とする請求項１に記載のモータハンドの構造。
3. 上記ハンドの移動方向に沿ってガイド部材を設け、このガイド部材に係合するスライド部を上記ハンドにそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータハンドの構造。
4. 上記ガイド部材として、上記ハンドの移動方向に沿ってスライドレールを設け、上記スライド部として、上記スライドレールに係合するスライドブロックを上記ハンドにそれぞれ設けたことを特徴とする請求項３に記載のモータハンドの構造。
5. 上記ガイド部材として、上記ハンドの移動方向に沿ってガイドシャフトを設け、上記スライド部として、上記ガイドシャフトが挿通する挿通孔を上記ハンドにそれぞれ形成し、これら挿通孔にスライドブッシュを介在させて上記ハンドをガイドシャフトに装着したことを特徴とする請求項３に記載のモータハンドの構造。

Images