JP2016055384A - 電動グリッパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながら、そのストローク範囲の長いる電動グリッパ装置を提供する。【解決手段】互いに同期回転するように噛合された2枚の歯車4A,4Bと、2枚の歯車4A,4Bを支持する本体部3と、2枚の歯車4A,4Bの何れかと駆動連結されたモータ2と、2枚の歯車4A,4Bの回転軸2a,12aにそれぞれ第1アーム基端部6a,16aが固定された2つの第1アーム6,16と、2つの第1アーム6,16の第1アーム先端部6b,16bにおいてそれぞれ回動ピン7,17を介して回動自在にその把持部材基端部8a,28aが支持された2つの把持部材8,28と、その第2アーム基端部10b,20bが本体部3に回動自在に支持されるとともに、2つの第1アーム6,16との平行状態が形成されるように2つの把持部材8,28にその第2アーム先端部10a,20aが回動自在に支持された2つの第2アーム10,20とを備えるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、電動グリッパ装置に関し、特に、ＦＡ(Factory Automation)組立工程における製品の自動組立、部品搬送、検査等において、ワークを把持して位置決や測長等を行うためのモータ駆動による電動グリッパ装置に関する。

従来、電動グリッパ装置においては、モータによって正逆回転されるカム部材と、レールに沿って直線摺動する一対の把持部材とを備え、一対の把持部材のそれぞれのカムフォロア（駆動ピン）をカム部材に摺動自在に嵌合させる一対のカム溝が当該カム部材に螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により一対の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の電動グリッパ装置におけるカム部材のカム溝は、モータの回転トルクによって生ずる把持部材の推力がどの位置でも一定となるように、アルキメデスの渦巻き線に沿う螺旋状に形成されている。

特開２００９−２２６５０６号公報

しかしながら特許文献１の電動グリッパ装置においては、モータによるカム部材の回転運動を把持部材のカムフォロア（駆動ピン）における直線運動に変換したときの当該把持部材のストローク範囲が当該カム部材の半径に制限されているために短く、このストローク範囲を長くするにはカム部材の半径を大きくしなければならず、その場合には装置全体が大型化してしまうという問題があった。

また、特許文献１の電動グリッパ装置においては、カム部材、カムフォロアおよび把持部材を直線摺動させるための直線ガイドが必要であり、その直線ガイドには有限軌道方式および無限軌道方式の双方共に高精度な研削加工が要求され、その構成が複雑化するという問題があった。

さらに、把持部材をクリーンルーム等のクリーンな環境で使用する場合、直線ガイドにグリス飛散対策としてカバーを付けたり、直線ガイドをジャバラ状のカバーで覆ったりすることが一般的であり、これらカバーの存在により更に大型化してしまうという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、小型であり、かつ簡易な構成でありながら直線ガイドを用いることなく把持部材を直線運動させ、そのストローク範囲を長くすることのできる電動グリッパ装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、互いに同期回転するように噛合された２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）と、前記２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）を支持する本体部（３）と、前記２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）の何れかと駆動連結されたモータ（２）と、前記２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）の回転軸（２ａ、１２ａ）にそれぞれ第１アーム基端部（６ａ、１６ａ）が固定された２つの第１アーム（６、１６）と、前記２つの第１アーム（６、１６）の第１アーム先端部（６ｂ、１６ｂ）においてそれぞれ回動ピン（７、１７）を介して回動自在にその把持部材基端部（８ａ、２８ａ）が支持された２つの把持部材（８、２８）と、その第２アーム基端部（１０ｂ、２０ｂ）が前記本体部（３）に回動自在に支持されるとともに、前記２つの第１アーム（６、１６）との平行状態が形成されるように前記２つの把持部材（８、２８）にその第２アーム先端部（１０ａ、２０ａ）が回動自在に支持された２つの第２アーム（１０、２０）とを備えるようにする。

また本発明において、前記２つの第１アーム（６、１６）の第１アーム基端部（６ａ、１６ａ）は前記２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）を介して前記本体部（３）における一方の側壁部（３ａ）に支持され、前記２つの第２アーム（１０、２０）の第２アーム基端部（１０ｂ、２０ｂ）は前記本体部（３）における前記一方の側壁部（３ａ）とは対向する他方の側壁部（３ｂ）に支持されているようにする。

さらに本発明において、前記２つの第１アーム（６、１６）と前記２つの把持部材（８、２８）とが直交する状態になったときの前記歯車（４Ａ、４Ｂ）の回転位置において、前記２つの把持部材（８、２８）間の把持力が最も大きくなるようにする。

さらに本発明において、前記２つの第１アーム（６、１６）の第１アーム先端部（６ｂ、１６ｂ）と前記２つの把持部材（８、２８）の把持部材基端部（８ａ、２８ａ）との回動部分、前記２つの第２アーム（１０、２０）の第２アーム先端部（１０ａ、２０ａ）と前記２つの把持部材（８、２８）との回動部分、および、前記２つの第２アーム（１０、２０）の第２アーム基端部（１０ｂ、２０ｂ）と前記他方の側壁部（３ｂ）との回動部分は、シール部材（３８、３９）によって封止され外気から保護されているようにする。

さらに本発明において、前記２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）は、前記本体部（３）のカバー（３Ｐ）により外気から保護されているようにする。

本発明によれば、２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）の回転軸（２ａ、１２ａ）にそれぞれ第１アーム基端部（６ａ、１６ａ）が固定された２つの第１アーム（６、１６）と、当該２つの第１アーム（６、１６）と平行になるよう第２アーム基端部（１０ｂ、２０ｂ）が本体部（３）に回動自在に支持されるとともに、その第２アーム先端部（１０ａ、２０ａ）が２つの把持部材（８、２８）に回動自在に支持された２つの第２アーム（１０、２０）とにより、歯車（４Ａ、４Ｂ）と一体化された２つの第１アーム（６、１６）の回転を、２つの把持部材（８、２８）の平行状態を維持したまま互いに近接または離反する方向への平行移動に変換することができるので、直線ガイドを使用することなく、かつ、大型化することなく簡易な構成でありながら把持部材（８、２８）の平行移動を構成し、その際のストローク範囲を長くすることができる。

また本発明によれば、２つの第１アーム（６、１６）の第１アーム基端部（６ａ、１６ａ）は２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）を介して本体部（３）における一方の側壁部（３ａ）に支持され、２つの第２アーム（１０、２０）の第２アーム基端部（１０ｂ、２０ｂ）は本体部（３）における一方の側壁部（３ａ）とは対向する他方の側壁部（３ｂ）に支持されているため、２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）の回転により２つの把持部材（８、２８）を移動させる際、２つの第１アーム（６、１６）と２つの第２アーム（１０、２０）とが互いに干渉することなく当該２つの把持部材（８、２８）の平行状態を維持したまま互いに近接または離反する方向へ長いストローク範囲で平行移動させることができる。

さらに本発明によれば、２つの第１アーム（６、１６）と２つの把持部材（８、２８）とが直交する状態になったときの歯車（４Ａ、４Ｂ）の回転位置において、２つの把持部材（８、２８）間の把持力が最も大きくなるので、その状態では重たいワークを容易に把持させることができる。

さらに本発明によれば、２つの第１アーム（６、１６）の第１アーム先端部（６ｂ、１６ｂ）と２つの把持部材（８、２８）の把持部材基端部（８ａ、２８ａ）との回動部分、２つの第２アーム（１０、２０）の第２アーム先端部（１０ａ、２０ａ）と２つの把持部材（８、２８）との回動部分、および、２つの第２アーム（１０、２０）の第２アーム基端部（１０ｂ、２０ｂ）と他方の側壁部（３ｂ）との回動部分には、シールによって外気から保護されているため、グリスや磨耗粉が外部に出ることがなく、環境に優しくかつ使用条件の厳しい環境下においても使用することができる。

さらに本発明によれば、前記２枚の歯車（４Ａ、４Ｂ）は、前記本体部（３）のカバー（３Ｐ）により外気から保護されているため、グリスや磨耗粉が外部に出ることがなく、環境に優しくかつ使用条件の厳しい環境下においても使用することができる。

電動グリッパ装置の全体構成を示す斜視図（１）である。 電動グリッパ装置の全体構成を示す斜視図（２）である。 電動グリッパ装置の全体構成を示す斜視図（３）である。 電動グリッパ装置の全体構成を示す正面図である。 各リンク部のシール構造を示す断面図である。 第１把持部および第２把持部の構成を示す斜視図（１）である。 第１把持部および第２把持部の構成を示す斜視図（２）である。 第１把持部および第２把持部の構成を示す側面図である。 他の実施の形態における本体部の構成を示す正面図である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

＜電動グリッパ装置の全体構成＞
図１乃至図８に示すように、リンク式電動グリッパ装置１は、断面略Ｕ字状に形成された本体部３と、当該本体部３の外周面に固定されたステッピングモータ（以下、これをモータと呼ぶ。）２と、当該本体部３の内側空間に収納された状態で設けられ当該モータ２により駆動される第１把持部１Ａおよび第２把持部１Ｂとによって構成されている。この第１把持部１Ａおよび第２把持部１Ｂは、仮想線ＶＬ（図６および図７）を境として線対象に形成されている。

本体部３は、その外周面にモータ２が一体に固定された側壁部３ａと、当該側壁部３ａと平行かつ対向するように設けられた側壁部３ｂとが、背面部３ｃとそれぞれ一体化された状態で構成されており、背面部３ｃと対向する正面側が解放されている。

この本体部３の内側空間には、第１把持部１Ａおよび第２把持部１Ｂが収納されており、当該第１把持部１Ａの把持部材８および当該第２把持部１Ｂの把持部材２８が正面側から突出している。本体部３の側壁部３ａにおける内周面には、互いに噛合された状態で同期回転する２枚の歯車４Ａ、４Ｂが支持されている。歯車４Ａおよび４Ｂは、互いに同一外径および同一歯数である。

本体部３の側壁部３ａの貫通孔３ｈ（図４）には、モータ２のモータ軸基部２ｂが嵌合固定されている。モータ２のモータ軸（回転軸）２ａには、歯車４Ａの軸中心を当該モータ軸２ａが貫通した状態で当該歯車４Ａが固定されている。

また、本体部３の側壁部３ａにはベアリング２１を介して回転軸１２ａが支持されており、当該回転軸１２ａには歯車４Ｂの軸中心を当該回転軸１２ａが貫通した状態で当該歯車４Ｂが固定されている。

モータ軸２ａには、第１把持部１Ａにおける第１アーム６が固定されている。また、側壁部３ｂにベアリング３１を介して回動自在に支持された回動軸１１には、第１把持部１Ａにおける第２アーム１０が回動自在に支持されている。この第１アーム６と第２アーム１０とに対して第１把持部１Ａにおける把持部材８が矢印ＡＢ方向に沿って水平な状態で取り付けられている。

第１アーム６は、所定の長さを有する棒状部材であり、その一端側に円筒形状でなる保持部６ａが設けられ、その他端側に円筒形状の保持部６ｂが設けられ、これら保持部６ａ、６ｂにはそれぞれ貫通孔が形成されている。

第２アーム１０についても、第１アーム６と同様の長さを有する棒状部材であり、その一端側に円筒形状でなる保持部１０ａが設けられ、その他端側に円筒形状の保持部１０ｂが設けられ、これら保持部１０ａ、１０ｂにはそれぞれ貫通孔が形成されている。

第１把持部１Ａの把持部材８は、第１アーム６および第２アーム１０よりも長く形成された例えば角柱状部材であり、その先端部８ｈが図示しないワークを把持する把持部として機能するものである。

この把持部材８は、モータ軸２ａおよび回動軸１１間の距離と等しい間隔を隔てた位置に保持部８ａ、８ｂが設けられており、これら保持部８ａ、８ｂにはそれぞれ貫通孔が形成されている。この場合、把持部材８の基端部に保持部８ａが形成されるとともに、当該保持部８ａからモータ軸２ａおよび回動軸１１間の距離と同じ間隔だけ隔てた位置に保持部８ｂが形成されている。

したがって、第１アーム６における保持部６ａの貫通孔に対してモータ軸２ａの先端部が嵌合固定され、当該第１アーム６における保持部６ｂの貫通孔に対して回動ピン７の一端が回動自在に支持される。

また、把持部材８の保持部８ａの貫通孔に対して当該回動ピン７の他端が回動自在に支持され、当該把持部材８の保持部８ｂの貫通孔に対して回動ピン９の一端が回動自在に支持される。かくして、第１アーム６の先端部に設けられた保持部６ｂにおいて回動ピン７を介して把持部材８の基端部に設けられた保持部８ａが回動自在に支持される。

第２アーム１０における保持部１０ａの貫通孔に対して当該回動ピン９の他端が回動自在に支持され、当該第２アーム１０における保持部１０ｂの貫通孔に対して、側壁部３ｂにベアリング３１を介して支持された回動軸１１が回動自在に支持される。

かくして、第２アーム１０の基端部に設けられた保持部１０ｂが側壁部３ｂに回動自在に支持されるとともに、第１アーム６との平行状態が形成されるように把持部材８に保持部１０ａが回動自在に支持されることになる。

すなわち、歯車４Ａにより回転される第１アーム６に対して第２アーム１０が平行状態を維持したまま把持部材８に取り付けられる。なお、歯車４Ａ、第１アーム６、把持部材８および第２アーム１０が互いに連結されることにより第１把持部１Ａが構成される。

ところで、図５において、第１アーム６の保持部６ｂの貫通孔に対して回動ピン７が回動自在に支持された当該保持部６ｂの内部や、把持部材８の保持部８ａの貫通孔に回動ピン７が回動自在に支持された当該保持部８ａの内部には、例えばＯリングからなるシール部材３８、３９が設けられている。

これにより、回動ピン７の周面のグリスや、第１アーム６の保持部６ｂと回動ピン７との回動動作および把持部材８の保持部８ａと回動ピン７との回動動作により生じる摩耗粉がシール部材３８、３９によって封止される。

同様に、第２アーム１０の保持部１０ｂの貫通孔に対して回動軸１１が回動自在に支持された当該保持部１０ｂの内部や、第２アーム１０の保持部１０ａの貫通孔に対して回動ピン９が回動自在に支持された当該保持部１０ａの内部にも、図示しないがＯリングからなるシール部材が設けられている。

これにより、回動ピン９、回動軸１１の周面のグリスや、第２アーム１０の保持部１０ｂと回動ピン９との回動動作および第２アーム１０の保持部１０ａの貫通孔と回動軸１１との回動動作により生じる摩耗粉がシール部材によって封止される。

この場合、第１アーム６はモータ軸２ａを介して歯車４Ａに固定されているため、当該歯車４Ａの回転と一体になって回転され、その際、第１アーム６と平行状態を維持した第２アーム１０が回転軸１１を回転中心として第１アーム６に従動回転する。

したがって、第１アーム６の保持部６ｂおよび第２アーム１０の保持部１０ａに対して回動自在に支持された把持部材８は、矢印ＡＢ方向に沿った水平状態を維持したまま歯車４Ａの回転に応じて矢印ＡＢ方向とは直交する矢印ＣＤ方向へ平行移動する。

ベアリング２１を介して側壁部３ａに支持された回転軸１２ａには、第２把持部１Ｂにおける第１アーム１６が固定されている。また、側壁部３ｂにベアリング３２を介して回動自在に支持された回動軸１９には、第２把持部１Ｂにおける第２アーム２０が回動自在に支持されている。

この第１アーム２６と第２アーム２０とに対して第２把持部１Ｂにおける把持部材２８が矢印ＡＢ方向に沿って水平な状態で取り付けられている。すなわち、把持部材８と把持部材２８とは互いに平行な状態が維持されている。

第１アーム１６は、第１把持部１Ａにおける第１アーム６と同じ長さを有する棒状部材であり、その一端側に円筒形状でなる保持部１６ａが設けられ、その他端側に円筒形状の保持部１６ｂが設けられ、これら保持部１６ａ、１６ｂにはそれぞれ貫通孔が形成されている。

第２アーム２０についても、第１アーム１６と同様の長さを有する棒状部材であり、その一端側に円筒形状でなる保持部２０ａが設けられ、その他端側に円筒形状の保持部２０ｂが設けられ、これら保持部２０ａ、２０ｂにはそれぞれ貫通孔が形成されている。

第２把持部１Ｂの把持部材２８は、第１把持部１Ａの把持部材８と同様に、第１アーム１６および第２アーム２０よりも長く形成された例えば角柱状部材であり、その先端部２８ｈが図示しないワークを把持する把持部として機能するものである。

この把持部材２８は、モータ軸１２ａおよび回動軸１９間の距離と等しい間隔を隔てた位置に保持部２８ａ、２８ｂが設けられており、これら保持部２８ａ、２８ｂにはそれぞれ貫通孔が形成されている。

この場合、把持部材２８の基端部に保持部２８ａが形成されるとともに、当該保持部２８ａからモータ軸１２ａおよび回動軸１９間の距離と同じ間隔だけ隔てた位置に保持部２８ｂが形成されている。

したがって、第１アーム１６における保持部１６ａの貫通孔に対して回転軸１２ａの先端部が嵌合固定され、当該第１アーム１６における保持部１６ｂの貫通孔に対して回動ピン１７の一端が回動自在に支持される。

また、把持部材２８の保持部２９ａの貫通孔（図示せず）に対して当該回動ピン１７の他端が回動自在に支持され、当該把持部材２８の保持部２８ｂの貫通孔に対して回動ピン２９の一端が回動自在に支持される。かくして、第１アーム１６の先端部に設けられた保持部１６ｂにおいて回動ピン１７を介して把持部材２８の基端部に設けられた保持部２８ａが回動自在に支持される。

第２アーム２０における保持部２０ａの貫通孔に対して当該回動ピン２９の他端が回動自在に支持され、当該第２アーム２０における保持部２０ｂの貫通孔に対して、側壁部３ｂにベアリング３２を介して支持された回動軸１９が回動自在に支持される。

かくして、第２アーム２０の基端部に設けられた保持部２０ｂが側壁部３ｂに回動自在に支持されるとともに、第１アーム１６との平行状態が形成されるように把持部材２８に保持部２０ａが回動自在に支持されることになる。

すなわち、歯車４Ｂにより回転される第１アーム１６に対して第２アーム２０が平行状態を維持したまま把持部材２８に取り付けられる。なお、歯車４Ｂ、第１アーム１６、把持部材２８および第２アーム２０が互いに連結されることにより第２把持部１Ｂが構成される。

この場合も、第２アーム２０の保持部２０ａの貫通孔に対して回動ピン２９が回動自在に支持された当該保持部２０ａの内部や、第２アーム２０の保持部２０ｂの貫通孔に対して回動軸１９が回動自在に支持された当該保持部２０ｂの内部には、Ｏリングからなるシール部材が設けられている。

これにより、回動ピン２９、回動軸１９の周面のグリスや、第２アーム２０の保持部２０ａと回動ピン２９との回動動作および第２アーム２０の保持部２０ｂの貫通孔と回動軸１９との回動動作により生じる摩耗粉がシール部材によって封止される。

ところで、この場合も、第１アーム１６の保持部１６ｂの貫通孔に対して回動ピン１７が回動自在に支持された当該保持部１６ｂの内部や、把持部材２８の保持部２８ａの貫通孔に回動ピン１７が回動自在に支持された当該保持部２８ａの内部には、図示しないＯリングからなるシール部材が設けられている。

これにより、回動ピン１７の周面のグリスや、第１アーム１６の保持部１６ｂと回動ピン１７との回動動作および把持部材２８の保持部２８ａと回動ピン１７との回動動作により生じる摩耗粉がシール部材によって封止される。

この場合、第１アーム１６は回転軸１２ａを介して歯車４Ｂに固定されているため、当該歯車４Ｂの回転と一体になって回転され、その際、第１アーム１６と平行状態を維持した第２アーム２０が回動軸１９を回転中心として第１アーム１６に従動回転する。

したがって、第１アーム１６の保持部１６ｂおよび第２アーム２０の保持部２０ａに対して回動自在に支持された把持部材２８は、矢印ＡＢ方向に沿った水平状態を維持したまま歯車４Ｂの回転に応じて矢印ＡＢ方向とは直交する矢印ＣＤ方向へ平行移動する。

すなわち、リンク式電動グリッパ装置１では、第１把持部１Ａの把持部材８および第２把持部１Ｂの把持部材２８における互いの平行状態が維持されたまま、歯車４Ａ、４Ｂの回転に応じて互いに近接離反するように矢印ＣＤ方向に平行移動することが可能な構成を有している。

＜電動グリッパ装置の動作＞
このような構成のリンク式電動グリッパ装置１における第１把持部１Ａの把持部材８および第２把持部１Ｂの把持部材２８によりワークを保持または解放する開閉動作について説明する。

図８において、リンク式電動グリッパ装置１におけるモータ２のモータ軸２ａが図中時計回り方向へ回転されると、モータ軸２ａと一体化された歯車４Ａが図中時計回り方向へ回転され、当該歯車４Ａの回転とともに第１把持部１Ａの第１アーム６についても図中時計周り方向へ回転される。

このとき同時に、歯車４Ａと噛合された歯車４Ｂが当該歯車４Ａと同期した状態で図中反時計周り方向へ従動回転されるので、当該歯車４Ｂの回転とともに第２把持部１Ｂの第１アーム１６についても図中反時計周り方向へ回転される。

第１把持部１Ａにおける第１アーム６が図中時計周り方向へ回転され、かつ、第２把持部１Ｂにおける第１アーム１６が図中反時計周り方向へ回転されると、当該第１アーム６、１６に追従して、第１把持部１Ａにおける第２アーム１０が図中時計周り方向へ回転され、かつ、第２把持部１Ｂにおける第２アーム２０が図中反時計周り方向へ回転される。

このとき、第１把持部１Ａにおける第１アーム６および第２アーム１０には把持部材８が回動自在に支持されているため、第１アーム６および第２アーム１０の図中時計周り方向への回転に応じて把持部材８が矢印Ｄ方向へ向かって平行移動される。

同時に、第２把持部１Ｂにおける第１アーム１６および第２アーム２０には把持部材２８が回動自在に支持されているため、第１アーム１６および第２アーム２０の図中反時計周り方向への回転に応じて把持部材２８が矢印Ｃ方向へ向かって平行移動される。

つまり、この場合、第１把持部１Ａの把持部材８および第２把持部１Ｂの把持部材２８が互いの平行状態を維持したまま近接するように平行移動するので、把持部材８の先端部８ｈおよび把持部材２８の先端部２８ｈにより外径把持タイプのワークを把持することができる。

一方、図８においてリンク式電動グリッパ装置１におけるモータ２のモータ軸２ａが図中反時計回り方向へ回転されると、モータ軸２ａと一体化された歯車４Ａが図中反時計周り方向へ回転され、当該歯車４Ａの回転とともに第１アーム６についても図中反時計周り方向へ回転される。

このとき同時に、歯車４Ａと噛合された歯車４Ｂが当該歯車４Ａと同期した状態で図中時計周り方向へ従動回転されるので、当該歯車４Ｂの回転とともに第１アーム１６についても図中時計周り方向へ回転される。

第１把持部１Ａの第１アーム６が図中反時計周り方向へ回転され、かつ、第２把持部１Ｂの第１アーム１６が図中時計周り方向へ回転されると、第１把持部１Ａにおける第２アーム１０が図中反時計周り方向へ回転され、かつ、第２把持部１Ｂにおける第２アーム２０が図中時計周り方向へ回転される。

このとき、第１把持部１Ａにおける第１アーム６および第２アーム１０には把持部材８が回動自在に支持されているため、第１アーム６および第２アーム１０の図中反時計周り方向への回転に応じて把持部材８が矢印Ｃ方向へ向かって平行移動される。

同時に、第２把持部１Ｂにおける第１アーム１６および第２アーム２０には把持部材２８が回動自在に支持されているため、第１アーム１６および第２アーム２０の図中時計周り方向への回転に応じて把持部材２８が矢印Ｄ方向へ向かって平行移動される。

つまり、この場合、第１把持部１Ａの把持部材８および第２把持部１Ｂの把持部材２８が互いに平行状態を維持したまま互いに離反するように平行移動するので、把持部材８の先端部８ｈおよび把持部材２８の先端部２８ｈにより把持していたワークを解放することができる。

ところで、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が矢印ＣＤ方向とほぼ水平になり、かつ、当該第１アーム６の保持部６ｂおよび当該第２アーム１６の保持部１６ｂが本体部３の仮想位置ＨＰ１、ＨＰ２の近傍を回転しているときには、当該第１把持部１Ａの第１アーム６および当該第２把持部１Ｂの第１アーム１６の回転が把持部材８、２８の矢印ＡＢ方向への移動には寄与するが、矢印ＣＤ方向への移動には殆ど寄与しない。

このため第１把持部１Ａにおける第１アーム６の保持部６ｂおよび第２把持部１Ｂにおける第１アーム１６の保持部１６ｂが仮想位置ＨＰ１、ＨＰ２の近傍を回転しているときには、把持部材８、２８の矢印ＣＤ方向に沿った移動速度は非常に遅くなる。

これに対して、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が矢印ＡＢ方向とほぼ水平になり、かつ、当該第１アーム６の保持部６ｂおよび当該第１アーム１６の保持部１６ｂが本体部３の仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２の近傍を回転しているときには、当該第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６の回転が把持部材８、２８の矢印ＣＤ方向への移動に大きく寄与する。

このため第１把持部１Ａにおける第１アーム６の保持部６ｂおよび第２把持部１Ｂにおける第１アーム１６の保持部１６ｂが仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２の近傍を回転しているときには、把持部材８、２８の矢印ＣＤ方向への移動速度は非常に速くなる。

したがって、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２を中心とした所定の動作角度範囲で回転したときに、把持部材８、２８の変位が第１アーム６、１６の回転に対して線形（リニア）として扱えるので、この動作角度範囲で把持部材８、２８の使用条件を設定することが好ましい。

なお、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が回転することにより把持部材８、２８が矢印ＣＤ方向に沿って移動する際の仕事率Ｐは、当該把持部材８、２８の力Ｆおよび当該把持部材８、２８ＨＲの移動速度Ｖにより、次の（式１）で表すことができる。
Ｐ＝Ｆ×Ｖ………………………………………………………………………………（式１）

ここで、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が本体部３の仮想位置ＨＰ１、ＨＰ２の近傍を回転するときの把持部材８、２８の仕事率Ｐ１（Ｐ１＝Ｆ１×Ｖ１）と、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が本体部３の仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２の近傍を回転するときの把持部材８、２８の仕事率Ｐ２（Ｐ２＝Ｆ２×Ｖ２）とは等しく、次の（式２）の関係を満たす。
Ｐ１（Ｆ１×Ｖ１）＝Ｐ２（Ｆ２×Ｖ２）…………………………………………（式２）

したがって、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が仮想位置ＨＰ１、ＨＰ２の近傍を回転する場合、把持部材８、２８の矢印ＣＤ方向への移動速度Ｖ１が遅くなるため把持部材８、２８の力Ｆ１が大きくなる。

また、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２の近傍を回転する場合、把持部材８、２８の移動速度Ｖ２が速くなるため把持部材８、２８の力Ｆ２が小さくなる。

かくして、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が仮想位置ＨＰ１、ＨＰ２の近傍を回転する場合、把持部材８、２８の矢印ＣＤ方向への移動速度Ｖ１が遅くなるものの力Ｆ１が大きくなるため、把持部材８および２８間のワーク把持部ＷＨＤの把持力が最も大きくなり、重たいワークを把持させるのに最適となる。

一方、第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６が仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２の近傍を回転する場合、把持部材８、２８の矢印ＣＤ方向への移動速度Ｖ２が速くなるものの力Ｆ２が小さくなるため、把持部材８および２８間のワーク把持部ＷＨＤの把持力が小さくなり、軽いワークを把持させるのに最適となる。

＜リンク式電動グリッパ装置の効果＞
リンク式電動グリッパ装置１では、把持部材８および把持部材２８間の平行状態を維持したまま矢印ＣＤ方向へ近接または離間させるため第１把持部１Ａおよび第２把持部１Ｂをリンク構造としたことにより、従来の電動グリッパ装置のような把持部材を直線摺動させるための直線ガイドが不要となり、その構成を簡素化および小型化することができる。

また、リンク式電動グリッパ装置１では、第１把持部１Ａにおける第１アーム６の支点（モータ軸２ａ）が本体部３の側壁部３ａに支持される一方、第１把持部１Ａにおける第２アーム１０の支点（回転軸１１）が側壁部３ａとは対向する側壁部３ｂに支持されている。このため、第１アーム６と第２アーム１０とが機械的に干渉することがなく把持部材８が矢印ＣＤ方向へ平行移動することができる。このことは、第２把持部１Ｂにおいても同様である。

これによりリンク式電動グリッパ装置１では、第１把持部１Ａの第２アーム１０と第２把持部１Ｂの第２アーム２０とが機械的に干渉することなく、歯車４Ａ、４Ｂと一体となって回転する第１把持部１Ａの第１アーム６および第２把持部１Ｂの第１アーム１６により把持部材８、２８のストローク範囲が決定される。

このためリンク式電動グリッパ装置１では、本体部３の仮想位置ＵＰ１、ＵＰ２を中心とした歯車４Ａ、４Ｂの前後９０度の回転範囲近くまで把持部材８、２８のストローク範囲を拡げることができる。

これによりリンク式電動グリッパ装置１は、従来のカム部材を用いた把持部材のストローク範囲が当該カム部材の半径範囲に制限されてしまうことに比べて大型化することなく把持部材８、２８のストローク範囲を延ばすことができる。かくしてリンク式電動グリッパ装置１は、従来に比して大型のワークであっても容易に把持することができる。

さらにリンク式電動グリッパ装置１では、第１把持部１Ａの把持部材８および第２把持部１Ｂの把持部材２８の回動摺動部分をシール部材３８、３９等により封止して保護するようにしたことにより、回動摺動部分からグリスや摩耗粉が出ることがなく、環境に優しくかつクリーンルーム等の使用条件の厳しい環境下においても使用することが可能となる。

＜他の実施の形態＞
なお、上述した実施の形態においては、本体部３の側壁部３ａに歯車４Ａ、４Ｂが支持されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図９に示すように、本体部３の側壁部３ａに代えて歯車４Ａ、４Ｂを外気から保護するカバー部３Ｐを設け、当該カバー部３Ｐの内部空間に当該歯車４Ａ、４Ｂを収納し、モータ軸２ａをベアリング５で回動自在に支持するようにしても良い。

この場合、歯車４Ａ、４Ｂに付着しているグリスや磨耗粉およびゴミ等の異物がカバー部３Ｐから外部へ出ることを未然に防止することができるので、環境に優しくかつクリーンルーム等の使用条件の厳しい環境下においても使用することが可能となる。

また、上述した実施の形態においては、第１アーム６、１６および第２アーム１０、２０よりも腕長の長い把持部材８、２８を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、把持部材８、２８よりも腕長の長い第１アーム６、１６および第２アーム１０、２０を用い、当該第１アーム６、１６および第２アーム１０、２０よりも腕長の短い把持部材８、２８を用いるようにしても良い。

さらに、上述した実施の形態においては、第１把持部１Ａにおける把持部材８の先端部８ｈおよび第２把持部１Ｂにおける把持部材２８の先端部によりワークを直接把持するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、把持部材８、２８の先端部８ｈ、２８ｈに当該先端部８ｈ、２８ｈとは別構造の爪部をそれぞれ設け、当該爪部によりワークを挟み付けて把持するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態においては、第１把持部１Ａにおける把持部材８の先端部８ｈおよび第２把持部１Ｂにおける把持部材２８の先端部によりワークを外径把持するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、把持部材８、２８の先端部８ｈ、２８ｈによりワークを内径把持するようにしてもよい。

本願発明の電動グリッパ装置は、ＦＡ組立工程における製品の自動組立、部品搬送、検査等において利用するようにした場合について述べた。しかしながら、これに限らず、食品トッピング工程、光学機器アライメント自動化工程、医療用および創薬市場のロボット先端グリッパに利用することが可能である。

１……リンク式電動グリッパ装置（電動グリッパ装置）、２……モータ、２ａ……モータ軸（回転軸）、３……本体部、３ａ、３ｂ……側壁部、３ｃ……背面部、３Ｐ……カバー、４Ａ、４Ｂ……歯車、５、２１、３１、３２……ベアリング、６、１６……第１アーム、６ａ、１６ａ……保持部（第１アーム基端部）、６ｂ、１６ｂ……保持部（第１アーム先端部）、７、９、１９、２９……回動ピン、８、２８……把持部材、８ａ、２８ａ……保持部（把持部材基端部）、１０、２０…第２アーム、１０ａ、２０ａ……保持部（第２アーム先端部）、１０ｂ、２０ｂ……保持部（第２アーム基端部）、１１、１２ａ……回動軸、３８、３９……シール部材。

Claims (5)

1. 互いに同期回転するように噛合された２枚の歯車と、
   前記２枚の歯車を支持する本体部と、
   前記２枚の歯車の何れかと駆動連結されたモータと、
   前記２枚の歯車の回転軸にそれぞれ第１アーム基端部が固定された２つの第１アームと、
   前記２つの第１アームの第１アーム先端部においてそれぞれ回動ピンを介して回動自在にその把持部材基端部が支持された２つの把持部材と、
   その第２アーム基端部が前記本体部に回動自在に支持されるとともに、前記２つの第１アームとの平行状態が形成されるように前記２つの把持部材にその第２アーム先端部が回動自在に支持された２つの第２アームと
   を備えることを特徴とする電動グリッパ装置。
2. 前記２つの第１アームの第１アーム基端部は前記２枚の歯車を介して前記本体部における一方の側壁部に支持され、
   前記２つの第２アームの第２アーム基端部は前記本体部における前記一方の側壁部とは対向する他方の側壁部に支持されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動グリッパ装置。
3. 前記２つの第１アームと前記２つの把持部材とが直交する状態になったときの前記歯車の回転位置において、前記２つの把持部材間の把持力が最も大きくなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動グリッパ装置。
4. 前記２つの第１アームの第１アーム先端部と前記２つの把持部材の把持部材基端部との回動部分、前記２つの第２アームの第２アーム先端部と前記２つの把持部材との回動部分、および、前記２つの第２アームの第２アーム基端部と前記他方の側壁部との回動部分は、シール部材によって封止され外気から保護されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動グリッパ装置。
5. 前記２枚の歯車は、前記本体部のカバーにより外気から保護されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の電動グリッパ装置。