JP2016147344A - グリッパ - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性を高めることで強度の指向性を無くし、取付方向の自由度を高めることができるグリッパを提供すること。
【解決手段】 グリッパ本体と、上記グリッパ本体を挟んで相互に離接可能に配置された第１フィンガ及び第２フィンガと、を具備し、上記第１フィンガ及び第２フィンガがその離接を許容されながら複数個所で支持されるようにし、それによって、剛性を高めて強度の指向性を無くし、取付方向の自由度を高めるようにしたものである。

【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、産業用ロボットに組み込まれワーク等を把持するために使用されるグリッパに係り、特に、剛性を高めることで強度の指向性を無くし、取付方向の自由度を高めることができるように工夫したものに関する。

従来のグリッパとしては、例えば、特許文献１に記載されたロボットハンドが存在していた。このロボットハンドは、一対のハンド片を作動ロッド及びスライダを介して互いに逆方向に駆動して、上記一対のハンド片によって物品を把持するものであり、ラック・ピニオン機構により一対のハンド片を同期させて駆動するものである。
また、それ以外にも特許文献２に記載された把持装置があり、これも前記特許文献１に記載されたロボットハンドと略同様の構成となっていて、左右のグリッパが駆動機構及びアームにより開閉される構成になっている。

特開平４−３４３６９４号公報 特開平９−２９５２９２号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特許文献１に記載されたロボットハンドや特許文献２に記載された把持装置は、一対のハンド片や左右のグリッパが、それぞれ一箇所でしか支持されておらず、剛性が低くて強度の指向性が発生してしまい、物品を把持する方向によっては、スライダやアームが歪んでしまい、正常に動作できなくなってしまうという問題があった。
具体的に説明すると、物品を真上から把持する場合には問題はないが、物品を真横から把持する場合には、片持ち梁状態となるために、上記スライダやアームが歪んでしまい、正常な動作が損なわれてしまうものである。
その結果、上記ロボットハンドや把持装置を取り付ける際の方向が制限されてしまうことになる。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、剛性を高めることで強度の指向性を無くし、取付方向の自由度を高めることができるグリッパを提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるグリッパは、グリッパ本体と、上記グリッパ本体を挟んで相互に離接可能に配置された第１フィンガ及び第２フィンガと、を具備し、上記第１フィンガ及び第２フィンガがその離接を許容されながら複数個所で支持されるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項２によるグリッパは、請求項１記載のグリッパにおいて、上記第１フィンガにその一端を固着され上記グリッパ本体及び上記第２フィンガを移動可能に貫通する複数本の第１ガイド軸と、上記第２フィンガにその一端を固着され上記グリッパ本体及び上記第１フィンガを移動可能に貫通する複数本の第２ガイド軸と、を具備したことを特徴とするものである。
また、請求項３によるグリッパは、請求項２記載のグリッパにおいて、上記第１ガイド軸及び第２ガイド軸はそれぞれ２本であることを特徴とするものである。
また、請求項４によるグリッパは、請求項２又は請求項３記載のグリッパにおいて、上記第２フィンガの上記第１ガイド軸による貫通部及び又は上記第１フィンガの上記第２ガイド軸による貫通部にはガイドブシュが介装されていることを特徴とするものである。
また、請求項５によるグリッパは、請求項３記載のグリッパにおいて、上記２本の第１ガイド軸と上記２本の第２ガイド軸は対角線上にそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項６によるグリッパは、請求項２〜請求項５の何れかに記載のグリッパにおいて、上記第１フィンガを動作させる駆動手段と、上記駆動手段による上記第１フィンガの動作に同期して上記第２フィンガを反対側に動作させる同期手段と、を具備し、上記同期手段はピニオンギヤと該ピニオンギヤに噛合するラックギヤとから構成されていて、上記ラッグギヤは上記２本の第１ガイド軸と上記２本の第２ガイド軸に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項７によるグリッパは、請求項６記載のグリッパにおいて、上記駆動手段はモータによってボールねじナットを回転させることにより上記第１フィンガに固着されたボールねじ軸を移動させるものであることを特徴とするものである。
また、請求項８によるグリッパは、請求項７記載のグリッパにおいて、上記ボールねじ軸の反対側には一端を上記グリッパ本体に固着された中央ガイド軸が設置されていて、この中央ガイド軸は上記第２フィンガを移動可能に貫通していて、その貫通部にはガイドブシュが介装されていることを特徴とするものである。
また、請求項９によるグリッパは、請求項１〜請求項８の何れかに記載のグリッパにおいて、上記グリッパ本体には複数の方向に面して取付部が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項１０によるグリッパは、請求項１〜請求項９の何れかに記載のグリッパにおいて、上記第１フィンガ及び上記第２フィンガに取付部が設けられていることを特徴とするものである。

以上述べたように、本願発明の請求項１によるグリッパは、グリッパ本体と、上記グリッパ本体を挟んで相互に離接可能に配置された第１フィンガ及び第２フィンガと、を具備し、上記第１フィンガ及び第２フィンガがその離接を許容されながら複数個所で支持されるようにしたため、剛性を高めることができ、これにより強度の指向性を無くし、取付方向の自由度を高くすることができる。
また、請求項２によるグリッパは、請求項１記載のグリッパにおいて、上記第１フィンガにその一端を固着され上記グリッパ本体及び上記第２フィンガを移動可能に貫通する複数本の第１ガイド軸と、上記第２フィンガにその一端を固着され上記グリッパ本体及び上記第１フィンガを移動可能に貫通する複数本の第２ガイド軸と、を具備したため、より剛性を高めることができる。
また、請求項３によるグリッパは、請求項２記載のグリッパにおいて、上記第１ガイド軸及び第２ガイド軸はそれぞれ２本であるため、簡単な構成で剛性を高めることができる。
また、請求項４によるグリッパは、請求項２又は請求項３記載のグリッパにおいて、上記第２フィンガの上記第１ガイド軸による貫通部及び又は上記第１フィンガの上記第２ガイド軸による貫通部にはガイドブシュが介装されているため、より剛性を高めることができる。
また、請求項５によるグリッパは、請求項３記載のグリッパにおいて、上記２本の第１ガイド軸と上記２本の第２ガイド軸は対角線上にそれぞれ配置されているため、より剛性を高めることができる。
また、請求項６によるグリッパは、請求項２〜請求項５の何れかに記載のグリッパにおいて、上記第１フィンガを動作させる駆動手段と、上記駆動手段による上記第１フィンガの動作に同期して上記第２フィンガを反対側に動作させる同期手段と、を具備し、上記同期手段はピニオンギヤと該ピニオンギヤに噛合するラックギヤとから構成されていて、上記ラッグギヤは上記２本の第１ガイド軸と上記２本の第２ガイド軸に設けられているため、上記グリッパをより簡単な構成とすることができる。
また、請求項７によるグリッパは、請求項６記載のグリッパにおいて、上記駆動手段はモータによってボールねじナットを回転させることにより上記第１フィンガに固着されたボールねじ軸を移動させるものであるため、上記グリッパをより簡単な構成とすることができる。
また、請求項８によるグリッパは、請求項７記載のグリッパにおいて、上記ボールねじ軸の反対側には一端を上記グリッパ本体に固着された中央ガイド軸が設置されていて、この中央ガイド軸は上記第２フィンガを移動可能に貫通していて、その貫通部にはガイドブシュが介装されているため、より剛性を高めることができる。
また、請求項９によるグリッパは、請求項１〜請求項８の何れかに記載のグリッパにおいて、上記グリッパ本体には複数の方向に面して取付部が設けられているため、取付方向の自由度を高めることができる。
また、請求項１０によるグリッパは、請求項１〜請求項９の何れかに記載のグリッパにおいて、上記第１フィンガ及び上記第２フィンガに取付部が設けられているため、取付方向の自由度を高めることができる。

本発明の一実施の形態を示す図で、グリッパの斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、第１・第２フィンガを開いた状態でのグリッパの平面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図２におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図２におけるＶ−Ｖ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、第１・第２フィンガを閉じた状態でのグリッパの平面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図６におけるＩＸ−ＩＸ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、グリッパの使用状態を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、グリッパの使用状態を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、グリッパの使用状態を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、グリッパの使用状態を示す斜視図である。

以下、図１乃至図１３を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。
本実施の形態によるグリッパ１は次のような構成になっている。まず、図１に示すように、グリッパ本体３がある。このグリッパ本体３は略直方体形状を成していて、取付面として機能し得る側面５、７、９、１１を備えている。上記側面５には、複数（この一実施の形態の場合は４つ）の第１取付用雌ねじ部１３、１３、１３、１３が形成されている。また、上記側面５には、ケーブルカバ１５が外側に突出した状態で設置されていて、このケーブルカバ１５を介して、上記グリッパ本体３内部からケーブル１７、１９が引き出されている。

また、上記側面７には、図１に示すように、複数（この一実施の形態の場合は４つ）の第２取付用雌ねじ部２１、２１、２１、２１が形成されている。
また、上記側面９にも、上記側面５と同様に、図示しない複数（この一実施の形態の場合は４つ）の第３取付用雌ねじ部が形成されている。
また、上記側面１１にも、上記側面７と同様に、図示しない複数（この一実施の形態の場合は４つ）の第４取付用雌ねじ部が形成されている。

また、上記グリッパ１には、第１フィンガ３１及び第２フィンガ３３が設置されている。上記第１フィンガ３１及び上記第２フィンガ３３には、外周側の２方向のうちの一方（図１中下側）に突出させた状態で後述する把持用部材１６３、１６３（図１０に示す）を取り付けることができるようになっているとともに、外周側の２方向のうちの他方（図１中左側）に突出させた状態で後述する把持用部材１６５、１６５（図１１に示す）を取り付けることができるようになっている。

また、例えば、図１に示すように、上記第１フィンガ３１には、Ｌ型の取付部３５が設けられている。この取付部３５には、取付用雌ねじ部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇが形成されている。
また、上記第２フィンガ３３にも、上記第１フィンガ３１と同様に、取付部３６が設けられており、この取付部３６にも、上記取付用雌ねじ部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇと同様の取付用雌ねじ部が設けられている。図１には取付用雌ねじ部３６ａ、３６ｇを示し、図１３には取付用雌ねじ部３６ｂ、３６ｃ、３６ｅ、３６ｆ、３６ｇを示す。

また、図３に示すように、上記グリッパ本体３内には、アクチュエータ５１が内装されている。このアクチュエータ５１には、略中空の筒状のアクチュエータハウジング５３があり、このアクチュエータハウジング５３の内部にモータ５４が内装されている。すなわち、上記アクチュエータハウジング５３の内周面にはステータ５５が固着されているとともに、このステータ５５の内側にはロータ５７が回転可能に設置されており、このロータ５７に回転体５９が固着されている。この回転体５９の前端側（図３中左側）は拡径されており、上記回転体５９は、この拡径された部分と上記回転体５９の長さ方向（図３中左右方向）中央に設置された軸受６１、６１、６１を介して上記アクチュエータハウジング５３に対して回転可能に支持されている。

上記軸受６１は、上記アクチュエータハウジング５３に固着された外輪６３と、この外輪６３の内側に設置された内輪６５と、上記外輪６３と内輪６５との間に転動可能に設置された複数の鋼球６７と、上記外輪６３と内輪６５の間に設置され上記鋼球６７を保持するリテイナ６９とから構成される。
後端側（図３中右側）の上記軸受６１の外輪６３は、図３に示すように、上記アクチュエータハウジング５３内に突出・形成された軸受取付用凸部７１と、上記アクチュエータハウジング５３内に設置された軸受取付部材７３との間に介挿されている。また、前端側（図３中左側）の上記軸受６１の外輪６３は、上記軸受取付部材７３と、上記アクチュエータハウジング５３の前端側から挿入された前端キャップ７５との間に介挿されている。

また、上記回転体５９には、前後方向（図３中左右方向）に延長された貫通孔８１が形成されており、この貫通孔８１の前端側には、ボールねじナット８３が固着されている。すなわち、上記回転体５９を貫通する固定用ピン９１によって、上記ボールねじナット８３が上記回転体５９に固定されている。このボールねじナット８３には、略円筒形状のボールねじナット本体８５があり、このボールねじナット本体８５の内周面には螺旋状溝である雌ねじ部８７が形成されている。また、上記ボールねじナット本体８５の後端側（図３中右側）にはエンドキャップ８９が設置されており、このエンドキャップ８９内には図示しないリターン路が形成されている。また、上記ボールねじナット本体８５にも図示しないリターン路が形成されている。

また、上記ボールねじナット８３を貫通して、ボールねじ軸９３が設置されている。このボールねじ軸９３には、螺旋状の溝である雄ねじ部９５が形成されている。このボールねじ軸９３の雄ねじ部９５と上記ボールねじナット８３の雌ねじ部８７との間の空間、及び、上記エンドキャップ８９の図示しないリターン路、上記ボールねじナット本体８５内には、複数の鋼球９７が転動・循環するようになっている。

また、上記アクチュエータハウジング５３内の後端側（図３中右端側）には、エンコーダ９８が設置されている。このエンコーダ９８は、図示しない光源や光センサ等の電子部品が実装された基板９９と、上記回転軸５９の後端側（図３中右端側）に固着されたエンコーダホイール１００とから構成されている。
上記エンコーダホイール１００の基板９９側の面（図３中右側の面）には、図示しないエンコーダスケールが表示されている。上記図示しない光源は、上記エンコーダホイール１００に対して光を照射し、その反射光が上記図示しない光センサによって検出される。上記エンコーダホイール１００が回転されると、上記図示しないエンコーダスケールによって上記反射光が変化する。この反射光の変化によって、上記エンコーダホイール１００、ひいては上記回転体５９の回転と回転方向を検出する。

上記アクチュエータ５１の後端側（図３中右側）には、電磁ブレーキ１０１が設置されている。この電磁ブレーキ１０１には、略中空円筒状のブレーキハウジング１０３があり、このブレーキハウジング１０３内には電磁ブレーキ本体１０５が設置されている。この電磁ブレーキ本体１０５内には、電磁石１０７が埋設されている。また、上記電磁ブレーキ本体１０５の前端側（図３中左側）には、上記電磁ブレーキ本体１０５から離間された状態でサイドプレート１０９が設置されている。また、上記回転体５９の後端側（図３中右側）には、ブレーキディスク１１１が固着されている。また、上記電磁ブレーキ本体１０５の前端面（図３中左端の面）と上記ブレーキディスク１１１との間には、アーマチュア１１２が設置されている。また、このアーマチュア１１２と上記電磁ブレーキ本体１０５との間には、例えば、図示しないコイルバネが設置されている。

常時は、上記アーマチュア１１２は上記図示しないコイルバネによって、上記ブレーキディスク１１１に対して押圧・付勢されるようになっており、上記アーマチュア１１２と上記ブレーキディスク１１１との摩擦によって上記回転体５９の回転が規制された状態となっている。これに対して、上記電磁石１０７が励磁されると、上記アーマチュア１１２が上記電磁石１０７によって引き寄せられることで上記図示しないコイルバネの弾性力に抗して後端側（図３中右側）に移動され、上記アーマチュア１１２の上記ブレーキディスク１１１に対する押圧・付勢が解除される。これによって、上記回転体５９の回転の規制が解除された状態となる。

また、既に述べたケーブル１７、１９は、上記アクチュエータ５１や上記電磁ブレーキ１０１から引き出されたものであり、上記ケーブル１７、１９を介して、上記アクチュエータ５１や上記電磁ブレーキ１０１に電力を供給するとともに、信号を送受信する。

上記ボールねじ軸９３の前端側（図３中左側）には、既に述べた第１フィンガ３１が固着されており、この第１フィンガ３１は、上記アクチュエータ５１によって、図３中左右方向に駆動される。図３に示すように、上記第１フィンガ３１には貫通孔１１３が形成されている。この貫通孔１１３内は一部縮径されており、この縮径された部分が固定部１１３ａとなっている。上記ボールねじ軸９３の図３中左端には、ワッシャ保持部材１１４が設置されており、このワッシャ保持部材１１４と上記固定部１１３ａとの間に、ワッシャ１１５が介挿されている。また、上記ボールねじ軸９３の図３中左端には、雄ねじ部１１６が形成されており、この雄ねじ部１１６には、ナット１１７が螺合されている。このナット１１７と上記ワッシャ１１５との間に、上記第１フィンガ３１の上記固定部１１３ａが介挿されており、これにより、上記ボールねじ軸９３が上記第１フィンガ３１に固着される。
また、上記ボールねじ軸９３は、上記第１フィンガ３１に固着されることで、その回転が規制されており、これにより、上記ボールねじナット８３が回転・駆動されると、上記ボールねじ軸９３が図３中左右方向に移動されるようになっている。

図１乃至図５に示すように、上記第１フィンガ３１には、第１ガイド軸１２１、１２３が固着されている。すなわち、上記第１フィンガ３１には、図４に示すように、貫通孔１２２が形成されている。この貫通孔１２２の図４中左側は拡径されていて、雌ねじ部１２２ａが形成されている。また、上記貫通孔１２２の図４中右側は縮径部１２２ｂとなっている。

また、上記貫通孔１２２には、上記第１ガイド軸１２１の図４中左端側が挿入されるとともに、上記第１ガイド軸１２１によって貫通される付勢部材１２４ａと、上記縮径部１２２ｂ内に配置される固定部材１２４ｂ、１２４ｃが挿入される。この固定部材１２４ｂの内周面は、図４中右側に向かって拡径されたテーパ形状となっており、上記固定部材１２４ｃの外周面は、上記固定部材１２４ｂの内周面の形状に対応して図４中右側に向かって拡径されたテーパ形状となっている。上記固定部材１２４ｂと上記固定部材１２４ｃは、上記固定部材１２４ｂの内周面と上記固定部材１２４ｃの外周面とが当接された状態となっている。

上記付勢部材１２４ａの図４中左側には雄ねじ部１２４ｄが形成されており、この雄ねじ部１２４ｄが上記貫通孔１２２の雌ねじ部１２２ａに螺合されている。また、上記付勢部材１２４ａの図４中右側は縮径されていて、この縮径された側が上記貫通孔１２２の縮径部１２２ｂ側（図４中右側）に挿入される。

上記付勢部材１２４ａを上記雌ねじ部１２２ａに螺合させていくと、上記付勢部材１２４ａは図４中右側に移動され、上記付勢部材１２４ａによって上記固定部材１２４ｂが図４中右側に付勢され、上記固定部材１２４ｂによって、上記固定部材１２４ｃが、いわゆる、くさび効果により、上記第１ガイド軸１２１側に向けて押圧・変形される。このようにして、上記付勢部材１２４ａ、固定部材１２４ｂ、１２４ｃによって、上記第１ガイド軸１２１の図４中左端側が上記第１フィンガ３１に固着される。
また、このような構成により上記第１ガイド軸１２１の固着される位置を任意に決定できるようになっており、上記第１ガイド軸１２１の固着位置を調整することによって、後述するラックギヤ１２５、１２７の位置のバラつきを吸収している。

また、上記第１フィンガ３１には、図５に示すように、貫通孔１２６が形成されている。この貫通孔１２６内は一部縮径されており、この縮径された部分が固定部１２６ａとなっている。また、上記第１ガイド軸１２３の図５中左端側には、雄ねじ部１２８が形成されている。また、上記第１ガイド軸１２３の図５中左側は縮径されており、取付用段部１２９が形成されている。上記貫通孔１２６の図５中右端側にはワッシャ１３０が挿入されていて、上記第１ガイド軸１２３の上記取付用段部１２９と上記ワッシャ１３０の図５中右側が当接している。また、上記第１ガイド軸１２３の上記雄ねじ部１２８には、図５中左端側から固定部材１３２が螺合されていて、この固定部材１３２と上記第１ガイド軸１２３の上記取付用段部１２９との間に、上記ワッシャ１３０及び上記第１フィンガ３１の上記固定部１２６ａが介挿されることで、上記第１ガイド軸１２３が上記第１フィンガ３１に固着されている。
また、図１に示すように、上記第１ガイド軸１２１、１２３は、上記第１フィンガ３１の対角線上に配置されている。

上記第１ガイド軸１２１、１２３は、既に述べたグリッパ本体３や第２フィンガ３３を貫通している。図４に示すように、上記第１ガイド軸１２１の長さ方向（図４中左右方向）中央には、既に述べたラックギヤ１２５が形成されており、図５に示すように、上記第１ガイド軸１２３の長さ方向（図５中左右方向）中央にも、既に述べたラックギヤ１２７が形成されている。

また、図１乃至図５に示すように、上記第２フィンガ３３には、第２ガイド軸１３１、１３３が固着されている。すなわち、上記第２フィンガ３３には、図５に示すように、貫通孔１３４が形成されている。この貫通孔１３４の図５中右側は拡径されていて、雌ねじ部１３４ａが形成されている。また、上記貫通孔１３４の図５中左側は縮径部１３４ｂとなっている。

また、上記貫通孔１３４には、上記第２ガイド軸１３１の図５中右端側が挿入されるとともに、上記第２ガイド軸１３１によって貫通される付勢部材１３６ａと、上記縮径部１３４ｂ内に配置される固定部材１３６ｂ、１３６ｃが挿入される。この固定部材１３６ｂの内周面は、図５中左側に向かって拡径されたテーパ形状となっており、上記固定部材１３６ｃの外周面は、上記固定部材１３６ｂの内周面の形状に対応して図５中左側に向かって拡径されたテーパ形状となっている。上記固定部材１３６ｂと上記固定部材１３６ｃは、上記固定部材１３６ｂの内周面と上記固定部材１３６ｃの外周面とが当接された状態となっている。

上記付勢部材１３６ａの図５中右側には雄ねじ部１３６ｄが形成されており、この雄ねじ部１３６ｄが上記貫通孔１３４の雌ねじ部１３４ａに螺合されている。また、上記付勢部材１３６ａの図５中左側は縮径されていて、この縮径された側が上記貫通孔１３４の縮径部１３４ｂ側（図５中左側）に挿入される。

上記付勢部材１３６ａを上記雌ねじ部１３４ａに螺合させていくと、上記付勢部材１３６ａは図５中左側に移動され、上記付勢部材１３６ａによって上記固定部材１３６ｂが図５中左側に付勢され、更に、上記固定部材１３６ｂによって上記固定部材１３６ｃが、いわゆる、くさび効果により、上記第２ガイド軸１３１側に向けて押圧・変形される。このようにして、上記付勢部材１３６ａ、固定部材１３６ｂ、１３６ｃによって、上記第２ガイド軸１３１の図５中右端側が上記第２フィンガ３３に固着されている。
また、このような構成により上記第２ガイド軸１３１の固着される位置を任意に決定できるようになっており、上記第２ガイド軸１３１の固着位置を調整することによって、後述するラックギヤ１３５、１３７の位置のバラつきを吸収している。

また、上記第２フィンガ３３には、図４に示すように、貫通孔１３８形成されている。この貫通孔１３８内は一部縮径されており、この縮径された部分が固定部１３８ａとなっている。また、上記第２ガイド軸１３３の図４中右端側には、雄ねじ部１４０が形成されている。また、上記第２ガイド軸１３３の図４中右側は縮径されており、取付用段部１４２が形成されている。上記貫通孔１３８の図４中左端側にはワッシャ１４４が挿入されていて、上記第２ガイド軸１３３の上記取付用段部１４２と上記ワッシャ１４４の図４中左側が当接している。また、上記第２ガイド軸１３３の上記雄ねじ部１４０には、図４中右端側から固定部材１４６が螺合されていて、この固定部材１４６と上記第２ガイド軸１３３の上記取付用段部１４２との間に、上記ワッシャ１４４及び上記第２フィンガ３３の上記固定部１３８ａが介挿されることで、上記第２ガイド軸１３３が上記第２フィンガ３３に固着されている。
また、図１に示すように、上記第２ガイド軸１３１、１３３は、上記第２フィンガ３３の対角線上に配置されている。

上記第２ガイド軸１３１、１３３は、既に述べたグリッパ本体３や第１フィンガ３１を貫通している。図５に示すように、上記第２ガイド軸１３１の長さ方向（図５中左右方向）中央には、既に述べたラックギヤ１３５が形成されており、図４に示すように、上記第２ガイド軸１３３の長さ方向（図４中左右方向）中央にも、既に述べたラックギヤ１３７が形成されている。

また、図４及び図５に示すように、上記第１フィンガ３１の、上記第２ガイド軸１３１、１３３が貫通する箇所には、ガイドブシュ１３９、１４１が設置されている。これらガイドブシュ１３９、１４１によって、上記第２ガイド軸１３１、１３３が摺動可能に支持されている。
なお、図４及び図５に示すように、上記第２フィンガ３３の、上記第１ガイド軸１２１、１２３が貫通する箇所には、上記第１ガイド軸１２１、１２３を摺動可能に支持するような部材は設けられていない。これは、過度な支持による動作の円滑性喪失を防止するためのものである。

また、図３に示すように、上記グリッパ本体３の後端側（図３中右側）には、第２フィンガ用ガイド軸１４３が、前記ボールねじ軸９３と同軸に設置されている。上記第２フィンガ３３には、第２フィンガ用ガイドブシュ１４５が設置されており、この第２フィンガ用ガイドブシュ１４５により、上記第２フィンガ３３は上記第２フィンガ用ガイド軸１４３によって摺動可能に支持されている。
また、上記第２フィンガ用ガイド軸１４３の先端（図３中右端）には、ストッパ１４７が固着されている。上記第２フィンガ３３が所定の位置より図３中右側に移動しようとすると、上記第２フィンガ３３は上記ストッパ１４７に当接され、上記第２フィンガ３３の図３中右側への移動と、後述するように上記第２フィンガ３３と同期して移動される上記第１フィンガ３１の図３中左側への移動が規制される。これにより、上記第２フィンガ３３と上記第１フィンガ３１が所定の距離以上離間しないようにしている。

また、図４に示すように、上記グリッパ本体３内の前後端（図４中左端及び右端）において、上記第１ガイド軸１２１は、ガイドブシュ１５１、１５１によって摺動可能に支持されている。
また、図５に示すように、上記グリッパ本体３内の前後端（図５中左端及び右端）において、上記第１ガイド軸１２３は、ガイドブシュ１５３、１５３によって摺動可能に支持されている。
また、図５に示すように、上記グリッパ本体３内の前後端（図５中左端及び右端）において、上記第２ガイド軸１３１は、ガイドブシュ１５５、１５５によって摺動可能に支持されている。
また、図４に示すように、上記グリッパ本体３内の前後端（図４中左端及び右端）において、上記第２ガイド軸１３３は、ガイドブシュ１５７、１５７によって摺動可能に支持されている。

また、図４及び図５に示すように、上記グリッパ本体３内の幅方向（図４中紙面垂直方向両側）には、それぞれピニオンギヤ１５９、１６０が回転可能に設置されている。上記ピニオンギヤ１５９は、図４に示すように、上記第１ガイド軸１２１のラックギヤ１２５と上記第２ガイド軸１３３のラックギヤ１３７に噛合されており、上記ピニオンギヤ１６０は、図５に示すように、上記第１ガイド軸１２３のラックギヤ１２７と上記第２ガイド軸１３１のラックギヤ１３５に噛合されている。上記ピニオンギヤ１５９、上記第１ガイド軸１２１のラックギヤ１２５、上記第２ガイド軸１３３のラックギヤ１３７によって同期手段を構成しており、又、ピニオンギヤ１６０、上記第１ガイド軸１２３のラックギヤ１２７、上記第２ガイド軸１３１のラックギヤ１３５によって同期手段を構成している。
そして、上記第１フィンガ３１がアクチュエータ５１によって駆動されると、上記第１ガイド軸１２１、１２３を介して、上記ピニオンギヤ１５９、１６０を回転させ、この上記ピニオンギヤ１５９、１６０の回転により、上記第２ガイド軸１３１、１３３を介して、上記第２フィンガ３３を上記第１フィンガ３１と同期させて、互いに逆向きに駆動させるようになっている。

次に、上記構成をなすグリッパ１の使用状態の構成を説明する。
上記グリッパ１は、図１０乃至図１３に示すような状態で使用される。すなわち、上記グリッパ１は、グリッパ本体３の側面５、７、９、１１を介して、水平多関節ロボット１６１の先端に様々な方向（この一実施の形態の場合は４方向）に取り付けられ、既に述べた把持用部材１６３、１６３又は把持用部材１６５、１６５を介して、ワーク１６７を把持するものである。
また、上記グリッパ１の取付方向と、上記第１フィンガ３１及び上記第２フィンガ３３に上記把持用部材１６３、１６３と上記把持用部材１６５、１６５のどちらかを選択して取り付けるかによって、上記ワーク１６７を把持する位置が異なっている。

まず、図１０に示すように、上記グリッパ１がグリッパ本体３の側面７を介して上記水平多関節ロボット１６１に取り付けられるとともに上記把持用部材１６３、１６３を用いた場合は、上記グリッパ本体３の側面１１側（図１０中下側）で上記ワーク１６７が保持される。上記側面７を介して上記グリッパ１を上記水平多関節ロボット１６１の先端に取り付ける場合は、図１０に示すように、上記ボルト１６９、１６９、１６９、１６９を上記水平多関節ロボット１６１の先端に貫通させて、上記第２取付用雌ねじ部２１、２１、２１、２１に螺合させる。

また、図１１に示すように、上記グリッパ１がグリッパ本体３の側面１１を介して上記水平多関節ロボット１６１に取り付けられるとともに上記把持用部材１６５、１６５を用いた場合は、上記グリッパ本体３の側面９側（図１１中左側）で上記ワーク１６７が保持される。上記側面１１を介して上記グリッパ１を上記水平多関節ロボット１６１の先端に取り付ける場合は、図１１に示すように、上記ボルト１６９、１６９、１６９、１６９を上記水平多関節ロボット１６１の先端に貫通させて、上記図示しない第４取付用雌ねじ部に螺合させる。

また、図１２に示すように、上記グリッパ１がグリッパ本体３の側面５を介して上記水平多関節ロボット１６１に取り付けられるとともに上記把持用部材１６５、１６５を用いた場合は、上記グリッパ本体３の側面９側（図１２中下側）で上記ワーク１６７が保持される。図１２に示すように、上記側面５を介して上記グリッパ１を既に述べた水平多関節ロボット１６１の先端に取り付ける場合は、上記ケーブルカバ１５や上記ケーブル１７、１９と上記水平多関節ロボット１６１の先端が干渉しないように、まず、ブラケット１７１を上記側面５に固着させ、このブラケット１７１を介して上記グリッパ１を上記水平多関節ロボット１６１に取り付ける。

なお、上記ブラケット１７１の上記側面５への固着は、ボルト１６９、１６９、１６９、１６９を上記ブラケット１７１に貫通させて、上記第１取付用雌ねじ部１３、１３、１３、１３に螺合させることで行われる。また、上記ブラケット１７１の上記水平多関節ロボット１６１の先端への取付は、図１２に示すように、ボルト１７３、１７３、１７３、１７３を上記水平多関節ロボット１６１の先端に貫通させて、上記ブラケット１７１の図示しない雌ねじ部に螺合させることで行われる。

また、図１３に示すように、上記グリッパ１がグリッパ本体３の側面９を介して上記水平多関節ロボット１６１に取り付けられるとともに上記把持用部材１６３、１６３を用いた場合は、上記グリッパ本体３の側面１１側（図１３中左側）で上記ワーク１６７が保持される。上記側面９を介して上記グリッパ１を上記水平多関節ロボット１６１の先端へ取り付ける場合は、図１３に示すように、上記ボルト１６９、１６９、１６９、１６９を上記水平多関節ロボット１６１の先端に貫通させて、上記図示しない第３取付用雌ねじ部に螺合させる。

なお、図１０や図１３に示すように、上記把持用部材１６３を上記第１フィンガ３１に取り付ける場合は、上記取付部３５の図１中左側に上記把持用部材１６３を取付ける。また、このとき、上記把持用部材１６３は、図１０に示すように、ボルト１７５、１７５を上記把持用部材１６３に貫通させて、上記第１フィンガ３１の取付用雌ねじ部３５ａ、３５ｄに螺合させることで固定される。

また、図１１や図１２に示すように、既に述べた把持用部材１６５を上記第１フィンガ３１に取り付ける場合は、上記取付部３５の図１中下側に上記把持用部材１６５を取付ける。また、このとき、上記把持用部材１６５は、図１１に示すように、上記ボルト１７５、１７５を上記把持用部材１６５に貫通させて、上記第１フィンガ３１の取付用雌ねじ部３５ｄ、３５ｇに螺合させることで固定される。

また、既に述べたように、上記第２フィンガ３３にも、上記第１フィンガ３１と同様に、取付部３６と、この取付部３６に形成された上記第１フィンガ３１の取付用雌ねじ部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇに相当する取付用雌ねじ部３６ａ、３６ｇ及び図示しない雌ねじ部があり、上記把持用部材１６３、１６５を取り付けることができるようになっている。

なお、上記第１フィンガ３１や上記第２フィンガ３３には、上記把持用部材１６３、１６５以外にも、様々な取付対象物を取り付けることができるようになっている。その際、上記把持用部材１６３、１６５の固定に使用されなかった上記第１フィンガ３１の取付用雌ねじ部３５ｂ、３５ｃ、３５ｅ、３５ｆや上記第２フィンガ３３の図示しない雌ねじ部も使用される場合がある。

なお、上記水平多関節ロボット１６１は、例えば、図１０に示すように、図示しないモータが内装された基部１７７と、上記図示しないモータによって旋回・駆動される第１アーム１７９と、この第１アーム１７９の先端側（図１０中左端側）に設置され内装された図示しないモータによって上記第１アーム１７９に対して旋回・駆動される第２アーム１８１と、この第２アーム１８１の先端側（図１０中左端側）に設置されボールねじ軸１８３と図示しないボールねじナットにより図１０中上下方向に駆動されるＺ軸１８５と、から概略構成されている。
上記グリッパ１は、上記Ｚ軸１８５の先端（図１０中下端）に取り付けられ、上記第１アーム１７９と上記第２アーム１８１によってＸＹ二次元平面内の任意の位置に移動されると共に、上記Ｚ軸１８５によってＺ方向の任意の位置に移動される。

次に、この一実施の形態による作用について説明する。
まず、アクチュエータ５１を駆動すると、第１フィンガ３１が図３中左右方向に移動する。このとき、前記したように、第１ガイド軸１２１、１２３、ピニオンギヤ１５９、１６０、及び、第２ガイド軸１３１、１３３により、第２フィンガ３３が上記第１フィンガ３１とは逆向きに移動される。
すなわち、例えば、図１乃至図５に示すような、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３が互いに離間した状態において、上記アクチュエータ５１の回転体５９を正転させると、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３は互いに近接する方向に移動し、図６乃至図９に示すように、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３が互いに近接した状態となる。
また、例えば、図６乃至図９に示すような、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３が互いに近接した状態において、上記アクチュエータ５１の回転体５９を逆転させると、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３は互いに離間する方向に移動し、図１乃至図５に示すように、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３が互いに離間した状態となる。

また、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３を互いに近接する方向に移動させることで、図１０乃至図１３に示すように、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３との間に、ワーク１６７が把持される。この状態から、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３を互いに離間する方向に移動させると上記ワーク１６７の把持が解除される。
また、例えば、外側に開口された中空部が形成されているワーク（図示せず）であれば、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３を互いに離間する方向に移動させて、上記第１フィンガ３１の反第２フィンガ３３側（図１中左下側）と上記第２フィンガ３３の反第１フィンガ３１側（図１中右上側）を上記中空部の内周面に当接させることによって把持される。この状態から、上記第１フィンガ３１と上記第２フィンガ３３を互いに近接する方向に移動させると上記ワークの把持は解除される。

また、上記第１フィンガ３１は、上記アクチュエータ５１のボールねじ軸９３、及び、第１ガイド軸１２１、１２３によって３箇所で支持されており、上記第２フィンガ１５は、第２フィンガ用ガイド軸１４３、及び、第２ガイド軸１３１、１３３によって、３箇所で支持されているため、グリッパ１の剛性が高くなっている。
また、上記第１フィンガ３１側では、ガイドブシュ１３９、１４１によって、上記第２ガイド軸１３１、１３３が摺動可能に支持されているため、これによっても、上記グリッパ１の剛性が高くなっている。
また、上記第１ガイド軸１２１はガイドブシュ１５１、１５１によってグリッパ本体３に対して摺動可能に支持されており、上記第１ガイド軸１２３はガイドブシュ１５３、１５３によって上記グリッパ本体３に対して摺動可能に支持されており、上記第２ガイド軸１３１はガイドブシュ１５５、１５５によって上記グリッパ本体３に対して摺動可能に支持されており、上記第２ガイド軸１３３はガイドブシュ１５７、１５７によって上記グリッパ本体３に対して摺動可能に支持されているため、これによっても、上記グリッパ１の剛性が高くなっている。

また、上記グリッパ１の剛性が高いため、図１０乃至図１３に示すように、上記グリッパ１を水平多関節ロボット１６１に様々な方向から取り付けて把持した上記ワーク１６７の荷重が様々な方向に偏ったとしても、上記グリッパ１は正常に動作される。

次に、この一実施の形態による効果について説明する。
第１フィンガ３１は、アクチュエータ５１のボールねじ軸９３、及び、第１ガイド軸１２１、１２３によって３箇所で支持されており、第２フィンガ３３は、第２フィンガ用ガイド軸１４３、及び、第２ガイド軸１３１、１３３によって、３箇所で支持されているため、グリッパ１の剛性を高くすることができる。また、上記グリッパ１の剛性が高いため、強度の指向性が無くなり、取付方向の自由度を高くすることができる。例えば、図１０乃至図１３に示すように水平多関節ロボット１６１に対して、様々な方向から取り付けることができ、何れの場合にも、上記グリッパ１を正常に動作させることができる。

また、上記第１フィンガ３１に設置されたガイドブシュ１３９、１４１によって、上記第２ガイド軸１３１、１３３が摺動可能に支持されているため、これによっても、上記グリッパ１の剛性を高くし、取付方向の自由度を高めることができる。
また、図１に示すように、上記第１ガイド軸１２１、１２３は、上記第１フィンガ３１の対角線上に配置されており、上記第２ガイド軸１３１、１３３は、上記第２フィンガ３３の対角線上に配置されているので、これによっても、上記グリッパ１の剛性を高くし、取付方向の自由度を高めることができる。
また、上記第１ガイド軸１２１はガイドブシュ１５１、１５１によってグリッパ本体３に対して摺動可能に支持されており、上記第１ガイド軸１２３はガイドブシュ１５３、１５３によって上記グリッパ本体３に対して摺動可能に支持されており、上記第２ガイド軸１３１はガイドブシュ１５５、１５５によって上記グリッパ本体３に対して摺動可能に支持されており、上記第２ガイド軸１３３はガイドブシュ１５７、１５７によって上記グリッパ本体３に対して摺動可能に支持されているため、これによっても、上記グリッパ１の剛性を高くすることができ、取付方向の自由度を高くすることができる。

また、図４及び図５に示すように、上記第２フィンガ３３の、上記第１ガイド軸１２１、１２３が貫通する箇所には、上記第１ガイド軸１２１、１２３を摺動可能に支持するような部材は設けられていないため、過度な支持による動作の円滑性喪失を防止することができる。

また、上記グリッパ本体３の側面５には、第１取付用雌ねじ部１３、１３、１３、１３が形成されており、上記グリッパ本体３の側面７には、第２取付用雌ねじ部２１、２１、２１、２１が形成されており、上記グリッパ本体３の側面９には、図示しない第３取付用雌ねじ部が形成されており、上記グリッパ本体３の側面１１には図示しない第４取付用雌ねじ部が形成されているため、上記グリッパ本体３の側面５、７、９、１１が取付部となり、これによっても取付方向の自由度が高くなっている。

また、付勢部材１２４ａによって固定部材１２４ｂが図４中右側に付勢され、いわゆる、くさび効果により、上記固定部材１２４ｃによって、上記第１ガイド軸１２１の図４中左端側が上記第１フィンガ３１に固着されているので、上記第１ガイド軸１２１の固着位置を調整できるようになっており、簡易な構成により、ラックギヤ１２５、１２７の位置のバラつきを吸収することができる。
また、同様に、付勢部材１３６ａによって固定部材１３６ｂが図５中左側に付勢され、いわゆる、くさび効果により、上記固定部材１３６ｃによって、上記第２ガイド軸１３１の図５中右端側が上記第２フィンガ３３に固着されているので、上記第２ガイド軸１３１の固着位置を調整できるようになっており、簡易な構成により、ラックギヤ１３５、１３７の位置のバラつきを吸収することができる。

また、上記第１フィンガ３１には取付部３５が設けられており、上記第２フィンガ３３には取付部３６が設けられているため、これら取付部３５、３６を介して、上記第１フィンガ３１及び上記第２フィンガ３３に対して、例えば、把持用部材１６３、１６５のような治具を取り付けることができる。また、上記取付部３５、３６はＬ型であり、直交する２方向のうちの一方を選択して上記把持用部材１６３または上記把持用部材１６５を取り付けることができる。

なお、本発明は、前記一実施の形態に限定されない。
例えば、グリッパの剛性が高く、荷重が偏っても正常な動作が可能であるため、上記グリッパを、第１フィンガや第２フィンガを介して、例えば、水平多関節ロボットに取り付ける場合も考えられる。このようにして、更に取付方向の自由度を高めることができる。
また、上記グリッパは、上記水平多関節ロボット以外にも、様々な機器に対して取り付けられる。例えば、垂直多関節ロボットの先端に上記グリッパが取り付けられる場合が考えられる。
また、過度な支持に起因した不具合をなくすために、第２フィンガの第１ガイド軸によって貫通される箇所には、ガイドブシュが設置されていないが、これらの箇所にガイドブシュが設置される場合も考えられる。また、第１フィンガの第２ガイド軸によって貫通される箇所の一方や、第２フィンガの第１ガイド軸によって貫通される箇所の一方のみに、ガイドブシュが設置される場合も考えられる。
また、上記第１ガイド軸や第２ガイド軸をそれぞれ３本以上用いる場合も考えられる。
その他、各構成の寸法、形状等は一例であり、様々な場合が考えられる。

本発明は、例えば、産業用ロボットに組み込まれワーク等を把持するために使用されるグリッパに係り、特に、剛性を高めることで強度の指向性を無くし、取付方向の自由度を高めることができるように工夫したものに関し、例えば、自動生産ラインにおいて使用されるロボットのグリッパに好適である。

１ グリッパ
３ グリッパ本体
５ 側面（取付部）
７ 側面（取付部）
９ 側面（取付部）
１１ 側面（取付部）
３１ 第１フィンガ
３３ 第２フィンガ
３５ 取付部
５４ モータ
８３ ボールねじナット
９３ ボールねじ軸
１２１ 第１ガイド軸
１２３ 第１ガイド軸
１３１ 第２ガイド軸
１３３ 第２ガイド軸
１３５ ラックギヤ（同期手段の一部）
１３７ ラックギヤ（同期手段の一部）
１３９ ガイドブシュ
１４１ ガイドブシュ
１４３ 第２フィンガ用ガイド軸（中央ガイド軸）
１４５ 第２フィンガ用ガイドブシュ
１５９ ピニオンギヤ（同期手段の一部）
１６０ ピニオンギヤ（同期手段の一部）

Claims (10)

1. グリッパ本体と、
   上記グリッパ本体を挟んで相互に離接可能に配置された第１フィンガ及び第２フィンガと、
   を具備し、
   上記第１フィンガ及び第２フィンガがその離接を許容されながら複数個所で支持されるようにしたことを特徴とするグリッパ。
2. 請求項１記載のグリッパにおいて、
   上記第１フィンガにその一端を固着され上記グリッパ本体及び上記第２フィンガを移動可能に貫通する複数本の第１ガイド軸と、
   上記第２フィンガにその一端を固着され上記グリッパ本体及び上記第１フィンガを移動可能に貫通する複数本の第２ガイド軸と、
   を具備したことを特徴とするグリッパ。
3. 請求項２記載のグリッパにおいて、
   上記第１ガイド軸及び第２ガイド軸はそれぞれ２本であることを特徴とするグリッパ。
4. 請求項２又は請求項３記載のグリッパにおいて、
   上記第２フィンガの上記第１ガイド軸による貫通部及び又は上記第１フィンガの上記第２ガイド軸による貫通部にはガイドブシュが介装されていることを特徴とするグリッパ。
5. 請求項３記載のグリッパにおいて、
   上記２本の第１ガイド軸と上記２本の第２ガイド軸は対角線上にそれぞれ配置されていることを特徴とするグリッパ。
6. 請求項２〜請求項５の何れかに記載のグリッパにおいて、
   上記第１フィンガを動作させる駆動手段と、
   上記駆動手段による上記第１フィンガの動作に同期して上記第２フィンガを反対側に動作させる同期手段と、
   を具備し、
   上記同期手段はピニオンギヤと該ピニオンギヤに噛合するラックギヤとから構成されていて、
   上記ラッグギヤは上記２本の第１ガイド軸と上記２本の第２ガイド軸に設けられていることを特徴とするグリッパ。
7. 請求項６記載のグリッパにおいて、
   上記駆動手段はモータによってボールねじナットを回転させることにより上記第１フィンガに固着されたボールねじ軸を移動させるものであることを特徴とするグリッパ。
8. 請求項７記載のグリッパにおいて、
   上記ボールねじ軸の反対側には一端を上記グリッパ本体に固着された中央ガイド軸が設置されていて、この中央ガイド軸は上記第２フィンガを移動可能に貫通していて、その貫通部にはガイドブシュが介装されていることを特徴とするグリッパ。
9. 請求項１〜請求項８の何れかに記載のグリッパにおいて、
   上記グリッパ本体には複数の方向に面して取付部が設けられていることを特徴とするグリッパ。
10. 請求項１〜請求項９の何れかに記載のグリッパにおいて、
    上記第１フィンガ及び上記第２フィンガに取付部が設けられていることを特徴とするグリッパ。
    

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