JP4856670B2 - Electric gripper device - Google Patents
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Description
本発明は、製品の自動組立、部品搬送、検査工程等において、ワークを把持して位置決めしたり測長等をするための、モータ駆動による電動グリッパ装置に関する。 The present invention relates to a motor-driven electric gripper device for gripping and positioning a workpiece, measuring length, and the like in automatic product assembly, component conveyance, inspection processes, and the like.
本出願人は、この種の電動グリッパ装置として、例えば特許文献1(特開2005−59118号公報)及び特許文献2(特開2006−312216号公報)に記載されたものを既に提供している。 The present applicant has already provided, for example, those described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-59118) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-31216) as this type of electric gripper device. .
これらの装置では、モータにて正逆回転されるカム部材に、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアを摺動自在に嵌合させる複数のカム溝が螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により複数の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動する構造になっている。 In these devices, a plurality of cam grooves for slidably fitting respective cam followers of a plurality of gripping members are formed in a spiral shape on a cam member that is rotated forward and reversely by a motor, and the cam member by the motor is moved forward and backward. Due to the reverse rotation, the plurality of gripping members slide toward and away from each other along the rail.
これらいずれの装置でも、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、カム部材のカム溝を、アルキメデスの渦巻き線に沿う螺旋状としている。この場合、カム溝は、カム部材の回転軸を中心とした渦巻き状となり、カムフォロアは把持部材と共に直線摺動するが、カム部材から見ると、カムフォロアはカム溝の渦巻きに沿って摺動することから、カム溝とカムフォロアとの間の摺動抵抗の大小によって、全体の動きの円滑性が大きく左右される。 In any of these devices, the cam groove of the cam member has a spiral shape along the Archimedes spiral line so that the thrust of the gripping member generated by the rotational torque of the motor is constant at any position. In this case, the cam groove has a spiral shape around the rotation axis of the cam member, and the cam follower slides linearly with the gripping member, but when viewed from the cam member, the cam follower slides along the spiral of the cam groove. Therefore, the smoothness of the entire movement is greatly influenced by the magnitude of the sliding resistance between the cam groove and the cam follower.
しかるに、カム部材のカム溝の外部への露呈面積が大きいと、その分だけ塵埃や異物などが入り込む確率が高くなり、カム溝とカムフォロアとの間の摺動抵抗が大きくなって、カム部材の回転及び把持部材の摺動の円滑性が損なわれる。
本発明の課題は、カム部材の回転及び把持部材の摺動の円滑性を補償するため、カム部材の螺旋状のカム溝に塵埃や異物などが入り込むのを防止すること、その防止を、カム溝が螺旋状であっても支障なく適切に行えるようにすることにある。 An object of the present invention is to prevent dust and foreign matter from entering the spiral cam groove of the cam member and to prevent the cam member from rotating in order to compensate for the smoothness of rotation of the cam member and sliding of the gripping member. It is to be able to perform appropriately without trouble even if the groove is spiral.
本発明は、モータに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複数の把持部材とを備え、カム部材に、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアを摺動自在に嵌合させる複数のカム溝が螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により複数の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動する電動グリッパ装置において、上記の課題を達成するため、次のような構成を付加したものである。 The present invention includes a cam member that is rotated forward and backward by a motor and a plurality of gripping members that slide linearly along a rail, and each cam follower of the plurality of gripping members is slidably fitted to the cam member. To achieve the above object in an electric gripper device in which a plurality of cam grooves to be combined are formed in a spiral shape and a plurality of gripping members slide toward and away from each other along a rail by forward and reverse rotation of the cam member by a motor The following configuration is added.
複数のカム溝の開口面を覆う大きさのシャッタ板が、カム部材と回転中心は同じであるが、それとは独立して回転自在となるように軸支され、このシャッタ板に複数のカム溝と交差する複数の曲線ガイド溝が形成され、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアが、これら曲線ガイド溝のそれぞれに、カム溝との交差部において摺動自在に貫通し、カムフォロアの直線摺動に伴いシャッタ板が回転するようになっている。 A shutter plate sized to cover the opening surfaces of a plurality of cam grooves has the same rotation center as that of the cam member, but is pivotally supported so as to be independently rotatable. A plurality of curved guide grooves intersecting with each other are formed, and each cam follower of the plurality of gripping members penetrates each of the curved guide grooves so as to be slidable at the intersection with the cam groove, so that the cam follower linearly slides. Along with this, the shutter plate rotates.
請求項2に係る発明では、カム部材が台板に形成された凹部内に配置され、台板にはこの凹部に連通する直線ガイド溝が形成され、カム部材とシャッタ板とが間隔をおいて凹部の内外で重なり合い、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアが、台板に形成された直線ガイド溝を貫通してカム部材のカム溝に嵌合している。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、さらに、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアの直線摺動を案内する直線ガイド溝を有するガイド板が、シャッタ板と把持部材との間に固定設置されている。
In the invention according to
本発明によると、カム部材の螺旋状のカム溝の開口面をシャッタ板で覆い、カム部材の螺旋状のカム溝に塵埃や異物などが入り込むのを防止して、カム部材の円滑な回転及び把持部材の円滑な摺動を確保できる。このシャッタ板には、螺旋状のカム溝と交差する曲線ガイド溝が形成され、把持部材のそれぞれのカムフォロアは、これらカム溝と曲線ガイド溝との交差部においてこれらに摺動自在に嵌合し、カム部材が回転してカムフォロアが直線摺動すると、シャッタ板もカム溝との交差部を移動させながら、従動回転する。すなわち、シャッタ板はカムフォロアの直線摺動を許容しながら、カム溝の開口面を覆う。カム溝の開口面と曲線ガイド溝の開口面とが互いに重なり合う面積は常に少なく、カム溝が螺旋状であっても、カム溝の開口面をシャッタ板にて支障なく適切に覆うことができる。 According to the present invention, the opening surface of the spiral cam groove of the cam member is covered with the shutter plate, and dust and foreign matter are prevented from entering the spiral cam groove of the cam member. Smooth sliding of the gripping member can be ensured. The shutter plate is formed with a curved guide groove that intersects with the spiral cam groove, and each cam follower of the gripping member is slidably fitted to the intersection of the cam groove and the curved guide groove. When the cam member rotates and the cam follower slides linearly, the shutter plate also rotates while moving the intersection with the cam groove. That is, the shutter plate covers the opening surface of the cam groove while allowing the cam follower to slide linearly. The area where the opening surface of the cam groove and the opening surface of the curved guide groove overlap each other is always small, and even if the cam groove is spiral, the opening surface of the cam groove can be appropriately covered with the shutter plate without any trouble.
請求項2に係る発明によると、カム部材は台板の凹部内に配置され、螺旋状のカム溝の開口面が露呈するのは、台板に形成された直線ガイド溝の長さ範囲内のみとなるが、この直線ガイド溝もシャッタ板にて覆われ、実質的に露呈するのはシャッタ板の曲線ガイド溝との交差部分のみに局限されるので、カム溝に塵埃や異物などが入り込む確率は一層少なくなる。
According to the invention of
請求項3に係る発明によると、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアの直線摺動を案内する直線ガイド溝を有するガイド板が、シャッタ板と把持部材との間に固定設置されているので、シャッタ板の揺動をガイド板にて防止できるとともに、カムフォロアの直線摺動を一層安定させることができる。
According to the invention of
次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施例の電動グリッパ装置は、図1〜図4に示すように、台板1の片面にモータ2を取り付け、反対面に2本の棒状レール3を平行に固着し、これらレール3に一対の板状把持部材4を装着している。各把持部材4は、それに備えた一対のスライダ5をレール3に摺動自在に嵌合させることにより、レール3に沿って直線摺動可能となっている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the electric gripper device of the present embodiment has a
台板1には、図6の断面図に示すように、円形凹部6が形成され、モータ2により回転される円形のカム部材7が、この円形凹部6内に配置されている。カム部材7はカム軸8に固定され、モータ2の回転を減速して伝達される。その際、円形凹部6の底面6aにより揺動を防止される。円形凹部6の底部には、この円形凹部6に連通して台板1の反対面(レール3側の面)に開口する一対の直線ガイド溝6bが、円形凹部6の中心を通る直線に沿って形成されている。
As shown in the sectional view of FIG. 6, the
カム部材7には、図4及び図7に破線で示し、図6に断面を示してあるように、一対のカム溝9が従来と同様に、カム部材7の回転中心を中心とするアルキメデスの渦巻き線に沿って、一端から他端へと回転中心から遠ざかるように形成されている。従って、これらカム溝9と、台板1に形成された上記一対の直線ガイド溝6bとは、カム部材7の直径線上において交差する関係となる。
4 and 7, the
台板1のレール3側の面には、ガイド板10が、2本のレール3の間においてこれらと平行にして固着されている。このガイド板10は、円形凹部6の外側でこれを横断するようにその両側方に延びている。このガイド板10には、図8に示すように、一対の直線ガイド溝11が、レール3と平行な1本の直線に沿って直線状に、しかも、互いに間隔をおいて形成されている。
On the surface of the
円形凹部6の外側において、それよりも少し外径が大きい円形のシャッタ板12がカム軸8に回転自在に軸支され、カム部材7と間隔をおいて円形凹部6の内外で重なり合っている。このシャッタ板12は、台板1とガイド板10の間に位置し、ガイド板10には、図8に示すように、シャッタ板12の厚み分を受け入れる凹部10aが形成されているため、シャッタ板12は、この凹部10aと台板1とで挟まれて、これらで揺動を防止される。
Outside the
シャッタ板12には、図8及び図9に示すように、その中心の軸孔12aに近いところから曲線を描いて遠ざかる一対の曲線ガイド溝13が、互いに対称に形成されている。これら曲線ガイド溝13は、カム部材7の一対のカム溝9にそれぞれ対応し、カム溝9に対してその一端から他端まで交差する曲線長さとなっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
一対の把持部材4にそれぞれ植設されたピン状の一対のカムフォロア14は、図6に示すように、ガイド板10の一対の直線ガイド溝11をそれぞれ摺動自在に貫通するとともに、シャッタ板12の一対の曲線ガイド溝13もそれぞれ摺動自在に貫通している。さらに、これらカムフォロア14は、台板1の円形凹部6の底部に形成された一対の直線ガイド溝6bにも摺動自在に貫通してから、一対の曲線ガイド溝13とカム部材7の一対のカム溝9とのそれぞれの交差部において、一対のカム溝9にそれぞれ摺動自在に嵌合している。
A pair of pin-
カム部材7とシャッタ板12とガイド板10とカムフォロア14とは上記のような関係になっているので、モータ2によりカム部材7が正転される場合は、その一対のカム溝9に対して一対のカムフォロア14が、カム溝9の中心より遠いところから近い方へ摺動する動きとなって、ガイド板10の一対の直線ガイド溝11及び台板1の一対の直線ガイド溝6bに沿って互いに接近するように直線摺動し、一対の把持部材4がレール2に沿って互いに接近する。このとき、シャッタ板12は、その一対の曲線ガイド溝13とカム部材7の一対のカム溝9とのそれぞれの交差部を、中心より遠いところから近い方へと移動させながら回転するので、一対のカム溝9及び一対の直線ガイド溝6bがシャッタ板12にて覆われない部分は、常にこの交差部のみであり、他の部分は全てシャッタ板12にて覆われる。
Since the
一方、モータ2によりカム部材7が逆転される場合は、その一対のカム溝9に対して一対のカムフォロア14が、カム溝9の中心に近いところから遠い方へ摺動する動きとなって、ガイド板10の一対の直線ガイド溝11及び台板1の一対の直線ガイド溝6bに沿って互いに離隔するように直線摺動し、一対の把持部材4がレール2に沿って互いに離隔する。このとき、シャッタ板12は、その一対の曲線ガイド溝13とカム部材7の一対のカム溝9とのそれぞれの交差部を、中心に近いところから遠い方へと移動させながら上記とは逆に回転するので、この場合も、一対のカム溝9及び一対の直線ガイド溝6bがシャッタ板12にて覆われない部分は、常にこの交差部のみであり、他の部分は全てシャッタ板12にて覆われる。
On the other hand, when the
従って、カム部材7の一対のカム溝9及び一対の直線ガイド溝6bは、カムフォロア14をカム溝9に嵌合させるために、シャッタ板12の曲線ガイド溝13と交差する部分だけは覆われないものの、それ以外の部分は、台板1の円形凹部6の外側からシャッタ板12にて覆われるので、塵埃や異物などが入り込むのを防止することができる。
Accordingly, the pair of
なお、上記の実施例では、把持部材4が一対であるのに対応させて、カム部材7のカム溝9を一対とし、それに伴いシャッタ板12の曲線ガイド溝13も一対としたが、把持部材4の数が3個以上の場合、その数に合わせてカム部材7のカム溝9、及びシャッタ板12の曲線ガイド溝13を増やせばよい。また、ガイド板10は省略しても構わない。
In the above-described embodiment, the
1 台板
2 モータ
3 レール
4 把持部材
5 スライダ
6 円形凹部
6a 底面
6b 直線ガイド溝
7 カム部材
8 カム軸
9 カム溝
10 ガイド板
10a 凹部
11 直線ガイド溝
12 シャッタ板
12a 軸孔
13 曲線ガイド溝
14 カムフォロア
1
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