JP2010201515A

JP2010201515A - 電動グリッパ

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Publication number: JP2010201515A
Application number: JP2009046618A
Authority: JP
Inventors: Ken Sawada; 謙澤田; Kenji Hashiguchi; 健二橋口; Motoaki Iwata; 元昭岩田; Masaki Kobayashi; 正樹小林; Hiroyuki Nakazato; 弘之中里
Original assignee: Taiyo Steel Co Ltd; Taiyo Ltd
Current assignee: Taiyo Steel Co Ltd; Taiyo Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP5048004B2

Abstract

【課題】電動グリッパにおいて、軽量化を図り、部品点数を削減するとともに装置の構造を簡素化する。
【解決手段】筺体１２に固定されたステッピングモータ２の出力軸２ａに円盤カム３が軸着され、筺体１２と円盤カム３との間にねじりコイルばね６Ａ，６Ｂが介装されている。円盤カム３の螺旋状に形成されたカム溝２６Ａ，２６Ｂには、移動子３３，３３のベアリング３６，３６が係入され、移動子３３，３３はリニアガイド５によって直線的に移動するように支持されている。移動子３３，３３には、互いに閉じたときまたは互いに開いたときにワークを把持する把持部材４Ａ，４Ｂが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモータを駆動源として複数の把持部材が互いに開閉する電動グリッパに関し、特に停電時において把持部材からワークが脱落することのない電動グリッパに関するものである。

従来の電動グリッパとしては、ベースの両端部に設けた各支軸に互いに開閉するように回動自在に支持された一対のフィンガーレバーと、前記各支軸に巻回されフィンガーレバーがワークを把持する方向にフィンガーレバーを付勢する一対のねじりコイルばねと、これらねじりコイルばねのねじりモーメントに抗してフィンガーレバーを互いに開く方向に回動させるカムと、このカムを移動させるラックおよびピニオンと、ピニオンを回転させるモータとによって構成され、停電等によってモータの駆動が停止しても、ねじりコイルばねのねじりモーメントによって、フィンガーレバーからワークが脱落しないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

実公昭６２−１６３０５号公報（明細書の第２頁右欄第１０行〜第３頁第３６行、第２図）

上述したような電動グリッパにおいては、ラックの移動方向に延在するようにカムを配設し、さらにカムの延在方向の外側にフィンガーレバーを設けるというように装置全体が大型化し、軽量化に支障をきたすという問題があった。また、フィンガーレバーを駆動する部材として、モータの他に、ピニオン、一対のラック、一対のカム、一対のねじりコイルばねを必要とするため、部品点数が増加するだけではなく、装置の構造が複雑になるという問題もあった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置全体の軽量化を図り、部品点数を削減するとともに装置の構造を簡素化した電動グリッパを提供するところにある。

この目的を達成するために、本発明は、筺体に設けられたステッピングモータと、このステッピングモータの出力軸と一体的に回動し螺旋状に形成された複数のカム溝を有する円盤カムと、この円盤カムの回動にともない各カム溝に沿って移動する複数の把持部材と、これら把持部材を直線的に移動させ前記円盤カムと協働して複数の前記把持部材を互いに開閉させるリニアガイドとを備え、前記円盤カムと筺体との間に、複数の前記把持部材を互いに閉じる方向に付勢する第１のねじりコイルばねを介装したものである。

本発明は、筺体に設けられたステッピングモータと、このステッピングモータの出力軸と一体的に回動し螺旋状に形成された複数のカム溝を有する円盤カムと、この円盤カムの回動にともない各カム溝に沿って移動する複数の把持部材と、これら把持部材を直線的に移動させ前記円盤カムと協働して複数の前記把持部材を互いに開閉させるリニアガイドとを備え、前記円盤カムと筺体との間に、複数の前記把持部材を互いに開く方向に付勢する第２のねじりコイルばねを介装したものである。

本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記円盤カムに、前記第１または第２のねじりコイルばねの一端部を選択的に装着する二つのばね装着部を設けたものである。

本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記円盤カムおよび前記ねじりコイルばねを囲むように前記筺体に固定されたスペーサを備え、このスペーサに、前記第１または第２のねじりコイルばねの他端部を装着するばね装着部を設けたものである。

本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記第１または第２のねじりコイルばねの他端部を、前記一端部から前記第１または第２のねじりコイルばねの接線方向に延設した先端部に設けたものである。

本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記ステッピングモータの出力軸の回動角を検出するエンコーダを設け、前記把持部材による把持力を、前記ステッピングモータのトルクによる把持力と前記ねじりコイルばねのねじりモーメントによる把持力との合成とし、前記把持部材の移動位置に対する当該把持部材による把持力の変化を相対的に小さくするように、前記ねじりコイルばねの巻数と、前記円盤カムの回動量に対する前記把持部材の移動量の関係とを設定するものである。

本発明によれば、ステッピングモータの駆動によって回動する円盤カムのカム溝のカム作用によって直接把持部材を移動させる構造としたため、装置全体を小型化かつ軽量化することができる。また、ステッピングモータと把持部材との間に、円盤カム、一本のねじりコイルばねおよびリニアガイドとを介装しただけの構造であるため、部品点数を削減できるとともに装置の構造を簡素化することができる。

前記発明のうちの一つの発明によれば、円盤カムに設けた二つの装着部に第１または第２のねじりコイルばねの一端部を選択的に装着できるようにしたことにより、一つの電動グリッパによって、把持部材を互いに閉じた方向でワークを把持するタイプと、互いに開いた方向でワークを把持するタイプの２種類に対応することができるため、製造コストを低減することができる。

同図（Ａ）は本発明に係る電動グリッパを一部破断して示す正面図、同図（Ｂ）は底面図である。本発明に係る電動グリッパを一部破断して示す側面図である。図２におけるIII 矢視図である。同図（Ａ）は本発明に係る電動グリッパにおけるスペーサの底面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）におけるIV（Ｂ）-IV（Ｂ）線断面図である。同図（Ａ）は本発明に係る電動グリッパにおける円盤カムの底面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）におけるV（Ｂ）-V（Ｂ）線断面図である。同図（Ａ）は本発明に係る電動グリッパにおいて、把持部材が互いに閉じるときにワークを把持する場合に使用するねじりコイルばねの正面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）におけるVI（Ｂ）矢視図である。同図（Ａ）は本発明に係る電動グリッパにおいて、把持部材が互いに開くときにワークを把持する場合に使用するねじりコイルばねの正面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）におけるVII （Ｂ）矢視図である。本発明に係る電動グリッパにおいて、把持部材が互いに閉じたときにワークを把持する場合における円盤カムと把持部材の動作を説明するための図１（Ａ）におけるVIII-VIII 線断面図であって、同図（Ａ）は円盤カムが自由状態であることを示し、同図（Ｂ）はねじりコイルばねのねじりモーメントに抗して把持部材を互いに開いたときの円盤カムの回動位置を示し、同図（Ｃ）は把持部材が互いに閉じたときの円盤カムの回動位置を示す。本発明に係る電動グリッパにおいて、把持部材が互いに開いたときにワークを把持する場合における円盤カムと把持部材の動作を説明するための図１（Ａ）におけるVIII-VIII 線断面図であって、同図（Ａ）は円盤カムが自由状態であることを示し、同図（Ｂ）は把持部材が互いに開いたときの円盤カムの回動位置を示し、同図（Ｃ）はねじりコイルばねのねじりモーメントに抗して把持部材が互いに閉じたときの円盤カムの回動位置を示す。本発明に係る電動グリッパにおいて、電動グリッパの変位と把持力との関係を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を図１ないし１０に基づいて説明する。

実施の形態１

図１に全体を符号１で示す電動グリッパは、駆動源としてのステッピングモータ２と、このステッピングモータ２の正逆方向への駆動によって時計または反時計方向に回動する円盤カム３と、この円盤カム３の回動にともない後述する各カム溝２６Ａ，２６Ｂに沿って移動する一対の把持部材４Ａ，４Ｂと、これら把持部材４Ａ，４Ｂを直線的に移動させ、円盤カム３と協働して把持部材４Ａ，４Ｂを互いに開閉させるリニアガイド５と、円盤カム３にねじりモーメントを付与する第１および第２のねじりコイルばね６Ａ，６Ｂとから概ね構成されている。

１０，１１は共に有底角筒状に形成されたブラケットであって、互いの底部間でステッピングモータ２を挟持するようにして、四本の通しボルト１３を一方のブラケット１０から挿通させ、他方のブラケット１１に螺合することにより、ステッピングモータ２を介して筺体１２が形成される。

１５はブラケット１０に取り付けられたロータリエンコーダであって、ステッピングモータ２の出力軸２ａの回動角を検出することにより、把持部材４Ａ，４Ｂがワークを把持するときに、把持部材４Ａ，４Ｂ間の間隔を所定の間隔になるようにステッピングモータ２の駆動を制御する。

１７は扁平な正方体に形成されたスペーサであって、図４に示すように四隅にボルト挿通孔１８が設けられており、中央部には内フランジ１９ａが形成された孔１９が設けられている。内フランジ１９ａの内周部の一部には、同図（Ａ）に示すように半円形の凹部２１が設けられており、この凹部２１にはスペーサ１７を貫通するばね装着部としてのばね係入孔２１ａが設けられている。

円盤カム３は、図５に示すように扁平な円柱状のカム部２３ａと、このカム部２３ａよりも径の小さい扁平な円柱状のばね巻回部２３ｂとによって一体に形成されており、カム部２３ａとばね巻回部２３ｂとの間には段部２３ｃが設けられている。ばね巻回部２３ｂの中央部には、ステッピングモータ２の出力軸２ａが嵌合される凹部２５が設けられており、凹部２５に嵌合された出力軸２ａは接着剤によって固定され、円盤カム３は出力軸２ａと一体的に回動する。

段部２３ｃには、同図（Ａ）に示すように円周方向に互いに１８０°だけ間隔をおいてばね装着部としての二つのばね係入孔２７Ａ，２７Ｂが設けられており、一方のばね係入孔２７Ａには、後述する第１のねじりコイルばね６Ａの折曲部６ａが係入され、他方のばね係入孔２７Ｂには、第２のねじりコイルばね６Ｂの折曲部６ａが係入される。カム部２３ａの下面には、螺旋状に形成された一対のカム溝２６Ａ，２６Ｂが設けられており、これらカム溝２６Ａ，２６Ｂは、円盤カム３の回転中心であるＯ点を中心として点対称となるように配置されている。

図１において、３０は正方体に形成されたガイドブロックであって、中央部に円盤カム３のカム部２３ａが嵌入する孔３０ａが設けられている。リニアガイド５はボルト３１によってガイドブロック３０に取り付けられており、矢印Ａ−Ｂ方向に直線的に延在するガイド溝５ａが設けられている。

３３，３３は一対の移動子であって、リニアガイド５のガイド溝５ａによって互いに開閉するように矢印Ａ−Ｂ方向を直線的に移動自在に支持されており、この移動子３３とリニアガイド５とガイドブロック３０とは、一体化されユニット化されている。各移動子３３にボルト３４によって把持部材４Ａ，４Ｂが取り付けられている。この移動子３３には、ガイド溝５ａを貫通するピン３５が植設されており、ピン３５の一端部には、円盤カム３のカム溝２６Ａ，２６Ｂに係入されるカムフォロアとして機能するベアリング３６が装着されている。

第１のねじりコイルばね６Ａは、図６に示すように巻回部の一端部が下方に直角に折り曲げられ折曲部６ａを形成し、他端部が折曲部６ａに対応した部位から接線方向に延設され、この延設部６ｂの先端部が上方に直角に折り曲げられ折曲部６ｃを形成している。この第１のねじりコイルばね６Ａは、折曲部６ｃを起点として折曲部６ａ側が同図（Ｂ）において時計方向に巻かれており、折曲部６ｃを固定した状態で、折曲部６ａを同図（Ｂ）中時計方向に巻き込むことにより、折曲部６ａを反時計方向に付勢するねじりモーメントが蓄積される。

第２のねじりコイルばね６Ｂは、図７に示すように巻回部の一端部が下方に直角に折り曲げられ折曲部６ａを形成し、他端部が折曲部６ａに対応した部位から接線方向に延設され、この延設部６ｂの先端部が上方に直角に折り曲げられ折曲部６ｃを形成している。この第２のねじりコイルばね６Ｂは、折曲部６ｃを起点として折曲部６ａ側が同図（Ｂ）において反時計方向に巻かれており、折曲部６ｃを固定した状態で、折曲部６ａを同図（Ｂ）中反時計方向に巻き込むことにより、折曲部６ａを時計方向に付勢するねじりモーメントが蓄積される。

次に、このように構成された電動グリッパの組立方法について説明する。先ず、把持部材が互いに閉じたときにワークを把持する場合について説明する。この場合は、第１のねじりコイルばね６Ａを用い、この第１のねじりコイルばね６Ａの折曲部６ｃをスペーサ１７のばね係入孔２１ａに係入し、折曲部６ａを円盤カム３の一方のばね係入孔２７Ａに係入する。この状態で、ステッピングモータ２の出力軸２ａに円盤カム３の凹部２５を嵌合させ、接着剤によって出力軸２ａに円盤カム３を固定する。

次いで、円盤カム３のカム溝２６Ａ，２６Ｂ内に移動子３３，３３の各ベアリング３６，３６を係入させるようにして、スペーサ１７にユニット化したガイドブロック３０、リニアガイド５、移動子３３を堆積状態で仮に組み付ける。この状態で、ガイドブロック３０を第１のねじりコイルばね６Ａの巻き方向に３６０°だけ巻き込むことにより、第１のねじりコイルばね６Ａにねじりモーメントが蓄積される。

このねじりモーメントを蓄積させた状態で、図３に示すようにガイドブロック３０の四隅に設けた貫通孔（図示せず）とスペーサ１７のボルト挿通孔１８とを挿通させた通しボルト３７をブラケット１１のねじ穴に螺合させることにより、図１（Ａ）に示すように、円盤カム３がスペーサ１７に囲まれるように、リニアガイド５、ガイドブロック３０およびスペーサ１７が筺体１２に堆積状態で組み付けられる。このとき、第１のねじりコイルばね６Ａに蓄積されたねじりモーメントによって、円盤カム３は、図８（Ａ）中反時計方向に付勢される。

次に、このように組み立てられた電動グリップにおける把持部材による把持動作について説明する。ステッピングモータ２を正方向に駆動することにより、出力軸２ａが回動し、円盤カム３が図８（Ｂ）に示すように、第１のねじりコイルばね６Ａのねじりモーメントによる付勢力に抗して角度αだけ時計方向に回動する。この円盤カム３の回動によりカム溝２６Ａ，２６Ｂに沿ってベアリング３６，３６が互いに離間する方向に移動する。この移動と、ベアリング３６，３６が装着された一対の移動子３３，３３が矢印Ａ−Ｂ方向に移動自在に支持するリニアガイド５との協働によって、把持部材４Ａが。図１（Ａ）中矢印Ａ方向に移動し、把持部材４Ｂが矢印Ｂ方向に移動して、把持部材４Ａ，４Ｂが互いに開いた状態になる。

この状態から、ステッピングモータ２を逆方向に駆動することにより、出力軸２ａが回動し、円盤カム３が図８（Ｃ）に示すように、第１のねじりコイルばね６Ａのねじりモーメントによる付勢力と同じ方向である反時計方向に角度αだけ回動する。この円盤カム３の回動によりカム溝２６Ａ，２６Ｂに沿ってベアリング３６，３６が互いに近接する方向に移動する。この移動と、ベアリング３６，３６が装着された一対の移動子３３，３３を矢印Ａ−Ｂ方向に移動自在に支持するリニアガイド５との協働によって、把持部材４Ａが、図１（Ａ）中矢印Ｂ方向に移動し、把持部材４Ｂが矢印Ａ方向に移動して、把持部材４Ａ，４Ｂが互いに閉じた状態になり、これら把持部材４Ａ，４Ｂによってワーク（図示せず）が把持される。

ここで、停電や故障等によってステッピングモータ２の駆動が停止した場合は、第１のねじりコイルばね６Ａの付勢力が、同図（Ａ）に示すように円盤カム３に対して図中反時計方向に作用しているため、円盤カム３は同図（Ｃ）に示す状態が保持される。このため、把持部材４Ａ，４Ｂは互いに閉じた状態が保持され、これら把持部材４Ａ，４Ｂによってワークも把持された状態が保持されるから、ワークが把持部材４Ａ，４Ｂから脱落するようなことがない。

次に、把持部材が互いに開いた状態でワークを把持する場合について説明する。この場合は、第２のねじりコイルばね６Ｂを用い、この第２のねじりコイルばね６Ｂの折曲部６ｃをスペーサ１７のばね係入孔２１ａに係入し、折曲部６ａを円盤カム３の他方のばね係入孔２７Ｂに係入する。この状態で、ステッピングモータ２の出力軸２ａに円盤カム３の凹部２５を嵌合させ、接着剤によって出力軸２ａに円盤カム３を固定する。

次いで、円盤カム３のカム溝２６Ａ，２６Ｂ内に移動子３３，３３の各ベアリング３６，３６を係入させるようにして、スペーサ１７にユニット化したガイドブロック３０、リニアガイド５、移動子３３を堆積状態で仮に組み付ける。この状態で、ガイドブロック３０を第２のねじりコイルばね６Ｂの巻き方向に３６０°だけ巻き込むことにより、第２のねじりコイルばね６Ｂにねじりモーメントが蓄積される。

このねじりモーメントを蓄積させた状態で、図３に示すようにガイドブロック３０の四隅に設けた貫通孔（図示せず）とスペーサ１７のボルト挿通孔１８とを挿通させた通しボルト３７をブラケット１１のねじ穴に螺合させることにより、図１（Ａ）に示すようにリニアガイド５、ガイドブロック３０およびスペーサ１７が筺体１２に堆積状態で組み付けられる。このとき、第２のねじりコイルばね６Ｂに蓄積されたねじりモーメントによって、円盤カム３は、図９（Ａ）中時計方向に付勢される。

次に、このように組み立てられた電動グリップにおける把持部材による把持動作について説明する。ステッピングモータ２を逆方向に駆動することにより、出力軸２ａが回動し、円盤カム３が図９（Ｂ）に示すように、第２のねじりコイルばね６Ｂのねじりモーメントによる付勢力に抗して角度αだけ反時計方向に回動する。この円盤カム３の回動によりカム溝２６Ａ，２６Ｂに沿ってベアリング３６，３６が互いに近接する方向に移動する。この移動と、ベアリング３６，３６が装着された一対の移動子３３，３３が矢印Ａ−Ｂ方向に移動自在に支持するリニアガイド５との協働によって、把持部材４Ａが、図１（Ａ）中矢印Ｂ方向に移動し、把持部材４Ｂが矢印Ａ方向に移動して、把持部材４Ａ，４Ｂが互いに閉じた状態になる。

この状態から、ステッピングモータ２を正方向に駆動することにより、出力軸２ａが回動し、円盤カム３が図９（Ｃ）に示すように、第２のねじりコイルばね６Ｂのねじりモーメントによる付勢力と同じ方向である時計方向に角度αだけ回動する。この円盤カム３の回動によりカム溝２６Ａ，２６Ｂに沿ってベアリング３６，３６が互いに離間する方向に移動する。この移動と、ベアリング３６，３６が装着された一対の移動子３３，３３を矢印Ａ−Ｂ方向に移動自在に支持するリニアガイド５との協働によって、把持部材４Ａが、図１（Ａ）中矢印Ａ方向に移動し、把持部材４Ｂが矢印Ｂ方向に移動して、把持部材４Ａ，４Ｂが互いに開いた状態になり、これら把持部材４Ａ，４Ｂによってワーク（図示せず）が把持される。

ここで、停電や故障等によってステッピングモータ２の駆動が停止した場合は、第２のねじりコイルばね６Ｂの付勢力が、同図（Ａ）に示すように円盤カム３に対して図中時計方向に作用しているため、円盤カム３は同図（Ｃ）に示す状態が保持される。このため、把持部材４Ａ，４Ｂは互いに開いた状態が保持され、これら把持部材４Ａ，４Ｂによってワークも把持された状態が保持されるから、ワークが把持部材４Ａ，４Ｂから脱落するようなことがない。

このように、ステッピングモータ２の駆動によって回動する円盤カム３のカム溝２６Ａ，２６Ｂのカム作用によって直接把持部材４Ａ，４Ｂを移動させる構造としたため、装置全体を小型化かつ軽量化することができる。また、ステッピングモータ２と把持部材４Ａ，４Ｂとの間に、円盤カム３、一本のねじりコイルばね６Ａ，６Ｂおよびリニアガイド５とを介装しただけの構造であるため、部品点数を削減できるとともに装置の構造を簡素化することができる。

また、円盤カム３に設けた二つのばね係入孔２７Ａ，２７Ｂに第１または第２のねじりコイルばね６Ａ，６Ｂの一端部を選択的に装着できるようにしたことにより、一つの電動グリッパによって、把持部材４Ａ，４Ｂを互いに閉じた方向でワークを把持するタイプと、互いに開いた方向でワークを把持するタイプの２種類に対応することができるため、製造コストを低減することができる。

ここで、表１および図１０を用いて、このように構成された電動グリッパにおいて、把持部材４Ａ，４Ｂの変位に対してモータのトルクとねじりコイルばねのねじりモーメントとによる合成把持力について説明する。なお、表１は、本発明に係る電動グリッパにおいて、電動グリッパの変位に対してモータのトルクとねじりコイルばねのねじりモーメントとによる電動グリッパの合成把持力を説明するための表である。

ここでは、把持部材４Ａ，４Ｂの変位を０〜５．０ｍｍの範囲とし、定格トルクによる把持力が３．０Ｎで電流値の制御により定格の３０％までに制御が可能なステッピングモータ２を使用し、ねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力を、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が０ｍｍのときにステッピングモータ２のトルクによる把持力の３０％で、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が５ｍｍのときにステッピングモータ２のトルクによる把持力の３６％とした場合について説明する。

把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力を最大とするようにした場合、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が０ｍｍのときは、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力３．０Ｎとねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力０．９Ｎとを加算した３．９Ｎとなり、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が５ｍｍのときは、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力３．０Ｎとねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力１．１Ｎとを加算した４．１Ｎとなる。これを図１０において表すと、グラフ（１）で示され、把持部材４Ａ，４Ｂの変位に対する把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力の変化量が小さく、把持部材４Ａ，４Ｂの変位の範囲内において同じような把持力が得られることが判る。したがって、ワークの外形寸法に関係なく変化の少ない安定した把持力が得られるため、使い勝手が向上する。

また、把持部材４Ａ，４Ｂの移動を反対とした場合は、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が０ｍｍのとき、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力３．０Ｎにねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力０．９Ｎを減算した２．１Ｎとなり、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が５ｍｍのときは、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力３．０Ｎにねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力１．１Ｎを減算した１．９Ｎとなる。これを図１０において表すと、グラフ（２）で示される。

一方、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力を最小とするようにした場合、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が０ｍｍのときは、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力０．９Ｎとねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力０．９Ｎとを加算した１．８Ｎとなり、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が５ｍｍのときは、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力０．９Ｎとねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力１．１Ｎとを加算した２．０Ｎとなる。これを図１０において表すと、グラフ（３）で示され、把持部材４Ａ，４Ｂの変位に対する把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力の変化量が小さく、把持部材４Ａ，４Ｂの変位の範囲内において同じような把持力が得られることが判る。したがって、ワークの外形寸法に関係なく変化の少ない安定した把持力が得られるため、使い勝手が向上する。

また、把持部材４Ａ，４Ｂの移動を反対とした場合は、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が０ｍｍのとき、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力０．９Ｎにねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力０．９Ｎを減算した０Ｎとなり、把持部材４Ａ，４Ｂの変位が５ｍｍのときは、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力は、ステッピングモータ２のトルクによる把持力０．９Ｎにねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力１．１Ｎを減算した−０．２Ｎとなる。これを図１０において表すと、グラフ（４）で示される。

このように、この実施例においては、把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力を、ステッピングモータ２のトルクによる把持力とねじりコイルばね６Ａ，６Ｂのねじりモーメントによる把持力との合成とし、把持部材４Ａ，４Ｂの移動位置に対する当該把持部材４Ａ，４Ｂによる把持力の変化を相対的に小さくするように、ねじりコイルばね６Ａ，６Ｂの巻数と、円盤カム２の回動角に対する把持部材４Ａ，４Ｂの移動量との関係を設定している。

実施の形態２

上述した第１の実施例では、予め共に、第１および第２のねじりコイルばね６Ａ，６Ｂを、巻き方向に巻き込んだ状態で円盤カム３に付勢力を付与するようにしたが、この第２の実施例では、予め共に、第１および第２のねじりコイルばね６Ａ，６Ｂを、巻き方向と反対方向に回動させた状態で円盤カム３に付勢力を付与するようにしたものである。

すなわち、第１の実施例と同様に、第１のねじりコイルばね６Ａの折曲部６ａを円盤カム３のばね係入孔２７Ａに係入し、折曲部６ｃをスペーサ１７のばね係入孔２１ａに係入した上で、第１の実施例と反対に、第１のねじりコイルばね６Ａを巻き方向と反対方向に回動させた状態で円盤カム３に付勢力を付与するようにする。このようにすることにより、一対の把持部材４Ａ，４Ｂは互いに開く方向に付勢され、上述した第１の実施例における第２のねじりコイルばね６Ｂを用いたのと同じ作用が得られる。

同様に、第１の実施例と同様に、第２のねじりコイルばね６Ｂの折曲部６ａを円盤カム３のばね係入孔２７Ｂに係入し、折曲部６ｃをスペーサ１７のばね係入孔２１ａに係入した上で、第１の実施例と反対に、第２のねじりコイルばね６Ｂを巻き方向と反対方向に回動させた状態で円盤カム３に付勢力を付与するようにする。このようにすることにより、一対の把持部材４Ａ，４Ｂは互いに閉じる方向に付勢され、上述した第１の実施例における第１のねじりコイルばね６Ａを用いたのと同じ作用が得られる。

なお、本実施例においては、把持部材４Ａ，４Ｂを一対としたが、三個以上としてもよく、その場合は円盤カム３のカム溝２６Ａ，２６Ｂも把持部材の数量に対応させて三個以上とすればよい。また、本実施例においては、ステッピングモータ２の出力軸２ａに円盤カム３を接着剤によって固定する構造としたが、円盤カムを出力軸に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。

１…電動グリッパ、２…ステッピングモータ、２ａ…出力軸、３…円盤カム、４Ａ，４Ｂ…把持部材、５…リニアガイド、５ａ…ガイド溝、６Ａ…第１のねじりコイルばね、６Ｂ…第２のねじりコイルばね、６ａ，６ｃ…折曲部、１２…筺体、１７…スペーサ、２１ａ…ばね係入孔、２６Ａ，２６Ｂ…カム溝、２７Ａ，２７Ｂ…ばね係入孔、３３…移動子、３６…ベアリング（カムフォロア）。

Claims

筺体に設けられたステッピングモータと、このステッピングモータの出力軸と一体的に回動し螺旋状に形成された複数のカム溝を有する円盤カムと、この円盤カムの回動にともない各カム溝に沿って移動する複数の把持部材と、これら把持部材を直線的に移動させ前記円盤カムと協働して複数の前記把持部材を互いに開閉させるリニアガイドとを備え、
前記円盤カムと筺体との間に、複数の前記把持部材を互いに閉じる方向に付勢する第１のねじりコイルばねを介装したことを特徴とする電動グリッパ。
筺体に設けられたステッピングモータと、このステッピングモータの出力軸と一体的に回動し螺旋状に形成された複数のカム溝を有する円盤カムと、この円盤カムの回動にともない各カム溝に沿って移動する複数の把持部材と、これら把持部材を直線的に移動させ前記円盤カムと協働して複数の前記把持部材を互いに開閉させるリニアガイドとを備え、
前記円盤カムと筺体との間に、複数の前記把持部材を互いに開く方向に付勢する第２のねじりコイルばねを介装したことを特徴とする電動グリッパ。
前記円盤カムに、前記第１または第２のねじりコイルばねの一端部を選択的に装着する二つのばね装着部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電動グリッパ。
前記円盤カムおよび前記ねじりコイルばねを囲むように前記筺体に固定されたスペーサを備え、このスペーサに、前記第１または第２のねじりコイルばねの他端部を装着するばね装着部を設けたことを特徴とする請求項３記載の電動グリッパ。
前記第１または第２のねじりコイルばねの他端部を、前記一端部から前記第１または第２のねじりコイルばねの接線方向に延設した先端部に設けたことを特徴とする請求項４記載の電動グリッパ。
前記ステッピングモータの出力軸の回動角を検出するエンコーダを設け、前記把持部材による把持力を、前記ステッピングモータのトルクによる把持力と前記ねじりコイルばねのねじりモーメントによる把持力との合成とし、前記把持部材の移動位置に対する当該把持部材による把持力の変化を相対的に小さくするように、前記ねじりコイルばねの巻数と、前記円盤カムの回動量に対する前記把持部材の移動量の関係とを設定することを特徴とする請求項１または２記載の電動グリッパ。