JPH0360988A - 圧電式把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は部品を把持して供給排出する装置、あるいはロ
ボットのハンドに関するものである。

［従来の技術］ この種の装置としては例えば特公昭６２−１３１５４号
公報に開示されるような平行開閉把持装置がある。この
装置では、第１のピストンによりシリンダ内を把持作用
室と把持解放作用室とに区画すると共に、第１のピスト
ンのピストンロッドには前記把持作用室を密閉する第２
のピストンをスライド可能に嵌合し、第１のピストンロ
ッドの往復動経路の両側方には把持作用室への圧力流体
の供給による第２のピストンの往動作用を互いに逆方向
の回動作用に変換する一対の方向変換レバーを配設して
いる。一対の方向変換レバーには把持部材が第２のピス
トンの移動方向と直交する方向へ往復動可能に作動連結
されており、第２のピストンの往動作用によって一対の
把持部材が接近するようになっている。

このような流体圧駆動以外にもモータの回転をラック−
ピニオン機構を介して把持部材の開閉動作に変換する方
式もある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような構成の把持装置ではピストン
の往復動作あるいはモータの回転を把持部材の開閉動作
に変換するための機構が全体のかなりの部分を占め、装
置全体の大型化及び重量化が避けられない。特に、流体
圧駆動方式では耐圧構成が装置全体の一層の大型化及び
重量化をもたらす。

本発明は前記のような変換機構のない新規な把持装置を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、一対のハンド基体を並設すると
共に、両ハンド基体の基端側を片持ち支持し、両ハンド
基体の少な（とも一方をバイモルフ型圧電素子体で構成
すると共に、バイモルフ型圧電素子体からなるハンド基
体の歪曲方向を、他方のハンド基体に対して接離する方
向に設定し、両ハンド基体の先端側にはワーク把持部を
設けて把持装置を構成した。

［作用］ バイモルフ型圧電素子体は、中間電極板の両面に圧電素
子板を止着すると共に、両圧電素子板の他面に表面電極
板を止着して構成されており、両圧電素子板の分極方向
が厚み方向かつ同一方向に設定されている。中間電極板
と両表面電極板との間に電圧を印加すると一方の圧電素
子板が伸長すると共に、他方の圧電素子板が縮小し、こ
の伸縮差によってバイモルフ型圧電素子体からなるハン
ド基体の先端側が他方のハンド基体に対して接近する方
向又は離間する方向へ歪曲変位する。この歪曲変位が両
ハンド基体の先端側のワーク把持部のワーク把持及び解
放の切換動作となり、ワークの把持及びその解放が行わ
れる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１，２図に基づ
いて説明する。

１は電気的絶縁性を有する支持基体であり、支持基体１
の一面には一対のハンド基体２Ａ、２Ｂが所定間隔を置
いて平行かつ抜は不能に片持ち支持されている。両ハン
ド基体２Ａ、２Ｂはいずれもバイモルフ型圧電素子体か
らなり、両ハンド基体２Ａ、２Ｂの先端部にはコ字状の
把持部３，４が抜は不能に嵌着支持されている。

バイモルフ型圧電素子体からなるハンド基体２Ａ、２Ｂ
は、適度の弾性を有する中間電極板２ａと、その両面に
接着剤で止着された圧電素子板２ｂ、２ｃと、圧電素子
板２ｂ、２ｃの他面に接着剤で止着された表面電極板２
ｄ、２ｅとからなり、中間電極板２ａ及び表面電極板２
ｄ、２ｅの基端部にはリード線５．６が電気的絶縁性の
支持基体１内にて電気的に接続されている。

ハンド基体２Ａの圧電素子板２ｂ、２ｃは矢印ｐ１で示
すように圧電素子板２ｂ、２ｃの厚み方向かつハンド基
体２Ｂ側に向けて分極しており、ハンド基体２Ｂの圧電
素子板２ｂ、２ｃは矢印ｐ２で示すように圧電素子板２
ｂ、２ｃの厚み方向かつハンド基体２Ａ側に向けて分極
している。従って、第２図に示すようにリード線５を＋
側、リード線６を一側に接続し、両す−ド！５．６間に
直流電圧を印加すれば両ハンド基体２Ａ、２Ｂが互いに
接近する方向へ歪曲変位し、把持部３，４が互いに接近
する。これによりワークＷ１が把持部３．４の対向面上
の把持凹部３ａ、４ｃ間に把持される。両リード￥ａ５
，６に対する電圧印加を解除すれば両ハンド基体２Ａ、
２Ｂは第１図の平行位置へ復帰する。

第３図に示すようにリード線５を一側、リード線６を＋
側に接続し、両リード線５．６間に直流電圧を印加すれ
ば両ハンド基体２Ａ、２Ｂが互いに離間する方向へ歪曲
変位し、把持部３，４が互いに離間する。これにより把
持部３．４が管状ワークＷ２の内径側に接合し、把持部
３．４によるワークＷ２の内径把持が行われる。そして
、両リード線５，６に対する電圧印加を解除すれば両ハ
ンド基体２Ａ、２Ｂは第１図の平行位置へ復帰する。

バイモルフ型圧電素子体を用いた本実施例の把持装置に
おいては直流電圧印加が両ハンド基体２Ａ、２Ｂの把持
動作に直接変換されるため、従来の流体圧駆動方式ある
いはモータ駆動方式において必要となった駆動変換機構
が不要となる。従って、駆動変換機構の介在に起因する
装置全体の大型化及び重量化が回避され、本実施例の把
持装置は小型及び軽量となる。

バイモルフ型圧電素子体の歪曲変位量は印加電圧値に左
右され、印加電圧値を適度に変更することによってワー
ク把持力を調整することができる。

この調整精度は非常に高く、ワークの形状、材質等に応
じた適切な把持力の設定が容易である。

又、ハンド基体２Ａ、２Ｂの把持動作が電圧印加によっ
て行われるため、消費電力が非常に少なくて済むという
利点もある。

なお、ハンド基体２Ａ、２Ｂの分極方向を矢印ｐ１．ｐ
２の逆方向に設定してもよく、この場合の電圧印加方向
も逆となる。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではなく
、例えば第４図に示すようにハンド基体２Ａ、１ａのう
ちの一方２Ａのみをバイモルフ型圧電素子体から構成し
てもよい。ハンド基体１ａは支持基体１と一体に形成さ
れている。この場合の分極方向は矢印ｐｉ力方向設定さ
れており、中間電極板２ａに接続されたリード線５を＋
側、表面電極板２ｄ、２ｅに接続されたリード線６を一
側とし、両す−ド線５，６間に直流電圧を印加すればハ
ンド基体２人先端部の把持部３がハンド基体１ａ側に接
近する。逆電圧を印加すれば把持部３がハンド基体１ａ
から離間する。このような構成においても前記実施例と
同様の把持作用を得ることができる。

前記各実施例ではいずれも両ハンド基体が平行状態に並
設されているが、第５図に示すように先端側はど離隔す
るように両ハンド基体２Ａ、２Ｂを並設したり、あるい
は第６図に示すように先端側はど間隔縮小するように傾
き並設するようにしてもよい。

又、第７図に示すように両ハンド基体２Ａ、２Ｂを接触
状態に並設し、ハンド基体２Ａ、２Ｂの先端側が離間方
向へ歪曲変位して内径把持のみを行なう把持装置の構成
も可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、並設されるハンド基体の
少なくとも一方をバイモルフ型圧電素子体で構成したの
で、電圧印加がハンド基体の把持動作に直接変換され、
駆動変換機構を省略して小型化及び軽量化を図り得ると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図は電圧無印加状態の正断面図、第２図は電圧印加状態
の正断面図、第３図は逆電圧印加状態の正断面図、第４
〜７図はいずれも別例を示す正断面図である。 バイモルフ型圧電素子体からなるハンド基体２Ａ、２Ｂ
、把持部３，４゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　一対のハンド基体（２Ａ、２Ｂ又は２Ａ、１ａ）を
   並設すると共に、両ハンド基体（２Ａ、２Ｂ又は２Ａ、
   １ａ）の基端側を片持ち支持し、両ハンド基体（２Ａ、
   ２Ｂ又は２Ａ、１ａ）の少なくとも一方（２Ａ）をバイ
   モルフ型圧電素子体で構成すると共に、バイモルフ型圧
   電素子体からなるハンド基体（２Ａ）の歪曲方向を他方
   のハンド基体（２Ｂ又は１ａ）に対して接離する方向に
   設定し、両ハンド基体（２Ａ、２Ｂ又は２Ａ、１ａ）の
   先端側にはワーク把持部（３、４）を設けたことを特徴
   とする圧電式把持装置。