JPH04322991A - 物品把持装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも３本の把
持部材を備え、これら把持部材を求芯運動させる事によ
り、物品の把持動作を行わせる様にした物品把持装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、少なくとも３本の把持部材を備
え、これら把持部材を求芯運動させる事により、物品の
把持動作を行わせる様にした物品把持装置としては、従
来より種々知られており、例えば、実開昭６０ー７４９
８６号公報が知られている。この従来公報においては、
図７に示す様に、中心円形ギヤａに、３方向から円形ギ
ヤｂ，ｃ，ｄが噛合し、各円形ギヤｂ，ｃ，ｄに逆Ｌ字
状のアームｅ，ｆ，ｇを介して把持部材ｈ，ｉ，ｊが接
続され、中心円形ギヤａを回転駆動する事により、各把
持部材ｈ，ｉ，ｊを求芯運動させ、図示しない物品を把
持する様に構成されている。

【０００３】また、このような求芯運動をさせる技術と
しては、例えば、旋盤等に使用させる技術であつて、う
ず巻き状のカム円板を用いる技術が知られており、一方
、ボール盤等に使用される円錐状のテーパ部材を前後運
動させる事により、求芯運動させる技術も知られている
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
７に示す従来構造においては、把持部材ｈ，ｉ，ｊが夫
々円弧状の動作を行うため、作業場の実際の動作軌跡が
考えにくい問題点がある。また、把持する瞬間において
、物品に微小ではあるが、回転力を与えてしまう可能性
があり、位置決め精度の点で問題がある。

【０００５】また、うず巻き状のカム円板を用いて求芯
運動させる場合には、このカム円板の作製が困難であり
、特に、長いストロークのカム円板では、大型化してし
まい、重量が重くなり、また、コストの上昇を招き、把
持装置に適用する事が好ましく無いものである。一方、
円錐状のテーパ部材を用いて求芯運動させる場合には、
テーパ面が大型化せざるをえず、重量が重く、また、長
手軸方向に長くなる問題点があり、やはり、把持装置に
適用する事が好ましく無いものである。

【０００６】この発明は上述した課題に鑑みてなされた
もので、この発明の目的は、装置を大型化することなく
、また、軽量化、低廉化を図る事の出来る物品把持装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わる物品把持装置は
、本体と、この本体上に回転自在に支持されたギヤと、
このギヤに噛合し、これの接線方向に沿って夫々移動可
能になされた少なくとも３本のラツク部材と、各ラツク
部材を前記ギヤの接線方向に沿って求芯動作する様に移
動駆動する駆動手段と、各ラツク部材に取り付けられ、
対応するラツク部材の前記ギヤの接線方向に沿う移動に
伴い物品を把持するための把持部材とを具備し、前記少
なくとも３本のラツク部材は、前記ギヤの軸方向に沿っ
てオフセツトされ、各々の移動に伴い、互いに干渉する
事が無い様になされた事を特徴としている。

【０００８】また、この発明に係わる物品把持装置にお
いて、前記各ラツク部材は、前記本体上に取り付けられ
たラツクガイド部材により、前記ギヤの接線方向に沿っ
て移動自在に支持され、前記ラツクガイド部材は、これ
に隣接するラツクガイド部材に支持されたラツク部材の
挿通を許容する透孔を備えている事を特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる物品把持装置にお
いて、前記駆動手段は、前記少なくとも３本のラツク部
材の中の１本のラツク部材に接続され、これを前記ギヤ
の接線方向に沿って移動させる駆動源を備えている事を
特徴としている。

【００１０】

【作用】以上の様に構成される物品把持装置においては
、ギヤに噛み合う少なくとも３本のラツク部材を、この
ギヤの軸方向に沿ってオフセットした状態で取り付けて
いる。このようにして、長いストロークで物品を把持す
る場合においても、ラツク部材どうしの干渉が無く、容
易に長ストロークが得られ、また、長ストローク化する
事による製作難、重量化、高価格化を抑制することが出
来る事となる。

【００１１】

【実施例】以下に、この発明に係わる物品把持装置をロ
ボツトに適用した一実施例の構成を、添付図面を参照し
て、詳細に説明する。図１に示す様に、この一実施例の
物品把持装置１０（以下、単にハンド装置と呼ぶ。）は
、ロボツトアーム１２の先端に装着され、図示しない物
品を把持する様に構成されている。詳細には、このハン
ド装置１０は、ロボツトアーム１２の先端に連結ロツド
１４を介して取り付けら得たハンド本体１６を備えてい
る。このハンド本体１６は円形状に形成され、このハン
ド本体１６の中心部には、ピニオンギヤ１８がハンド本
体１６と直交する軸線回りに回転自在に軸支されている
。このピニオンギヤ１８には、この一実施例においては
、３本のラツク部材２０，２２，２４が、ピニオンギヤ
１８の接線方向に沿って延出した状態で、且つ、この接
線方向に沿って往復動自在に備えられている。そして、
図２に示す様に、これら３本のラツク部材２０，２２，
２４は、互いに隣接するもの同志が、上面から見て、６
０度で交差する様に設定されている。即ち、これら３本
のラツク部材２０，２２，２４は、上面正三角形状を呈
する様に設定されている。

【００１２】ここで、この一実施例の特徴となる点であ
るが、これら３本のラツク部材２０，２２，２４は、ピ
ニオンギヤ１８の軸方向に沿ってオフセツトされた状態
で、ピニオンギヤ１８に噛合しており、詳細には、第１
のラツク部材２０はピニオンギヤ１８の図中下方部分に
、第２のラツク部材２２はピニオンギヤ１８の長手軸方
向中央部分に、そして、第３のラツク部材２４はピニオ
ンギヤ１８の図中上方部分に、夫々噛合している。

【００１３】下方に位置する第１のラツク部材２０は、
断面逆Ｌ字状の第１のラツクガイド部材２６により、ピ
ニオンギヤ１８の接線方向に沿う第１の移動軸線に沿っ
て往復移動することが出来る様にガイドされている。ま
た、中間に位置する第２のラツク部材２２は、断面コ字
状の第２のラツクガイド部材２８により、ピニオンギヤ
１８の接線方向に沿い、且つ、第１の移動軸線と６０度
で交差する第２の移動軸線に沿つて移動することが出来
る様にガイドされている。更に、上方に位置する第３の
ラツク部材２４は、断面コ字状の第３のラツクガイド部
材３０により、ピニオンギヤ１８の接線方向に沿い、且
つ、第２の移動軸線と６０度で交差する第３の移動軸線
に沿つて移動することが出来る様にガイドされている。

【００１４】ここで、これら第１乃至第３のラツクガイ
ド部材２６，２８，３０は、共に、ハンド本体１６上に
固定されている。詳細には、図２に示す様に、第１のラ
ツクガイド部材２６の図中左端（即ち、ピニオンギヤ１
８に近い側の端部）の端面は、図中左側に傾斜して位置
する第２のラツクガイド部材２８の図中下端（即ち、ピ
ニオンギヤ１８から遠い側の端部）の内側面に対向し、
第２のラツクガイド部材２８の図中上端（即ち、ピニオ
ンギヤ１８に近い側の端部）の端面は、図中右側に傾斜
して位置する第３のラツクガイド部材２８の図中上端（
即ち、ピニオンギヤ１８から遠い側の端部）の内側面に
対向し、第３のラツクガイド部材２６の図中下端（即ち
、ピニオンギヤ１８に近い側の端部）の端面は、図中下
方に位置する第１のラツクガイド部材２８の図中右端（
即ち、ピニオンギヤ１８から遠い側の端部）の内側面に
対向する様に設定されている。

【００１５】尚、図２に示す様に、各ラツク部材２０，
２２，２４が、夫々、ピニオンギヤ１８が最も反時計方
向側に回動した状態において規定される所の、最外方位
置にもたらされた状態において、各ラツク部材２０，２
２，２４の下方に位置するハンド本体１６の部分には、
これを上下に貫通した状態で、且つ、対応するラツク部
材２０，２２，２４と同一方向に延出した状態で、図３
乃至図５に夫々示す様に、第１乃至第３の挿通溝３２，
３４，３６が夫々形成されている。そして、図３に示す
様に、この第１の挿通溝３２を介して、第１の把持部材
３８の上端が、第１のラツク部材２０の最もピニオンギ
ヤ１８から遠い端部の下面に連結されている。

【００１６】また、第２のラツクガイド部材２８の下方
片には、第２の挿通溝３４に連通した状態で、第２の連
通溝４０が上下に貫通して形成されている。この第２の
連通溝４０は、図３から明らかな様に、第２のラツクガ
イド部材２８の、ピニオンギヤ１８から遠い側の端部の
端面に開口している。この第２の連通溝４０と同様に、
第３のラツクガイド部材３０の下方片には、第３の挿通
溝３６に連通した状態で、第３の連通溝４２が上下に貫
通して形成されている。この第３の連通溝４２は、図４
から明らかな様に、第３のラツクガイド部材３０の、ピ
ニオンギヤ１８から遠い側の端部の端面に開口している
。そして、図４に示す様に、第２の挿通溝３４と第２の
連通溝４０とを介して、第２の把持部材４４の上端が、
第２のラツク部材２２の最もピニオンギヤ１８から遠い
端部の下面に連結されている。また、図５に示す様に、
第３の挿通溝３６と第３の連通溝４２とを介して、第３
の把持部材４６の上端が、第３のラツク部材２４の最も
ピニオンギヤ１８から遠い端部の下面に連結されている
。

【００１７】即ち、図２に示す状態において、第１乃至
第３の把持部材３８，４４，４６は、互いに最も離間し
た状態、換言すれば、中心位置（即ち、ピニオンギヤ１
８の回転中心）から、最も遠い位置にもたらされている
。ここで、既に上述した様に、第１乃至第３のラツク部
材２０，２２，２４は、ピニオンギヤ１８の軸線方向に
関してオフセツトした状態で、互い違いになる様に配設
されているので、お互いの移動が他に対して干渉する事
が無いものであるが、この一実施例においては、ピニオ
ンギヤ１８の直径を小さく設定して、把持しようとする
物品のサイズを小さく設定することが出来る状態で、求
芯運動において十分なストロークを確保するため、図２
に示す様に、第１乃至第３の把持部材３８，４４，４６
が互いに最も離間した状態において、第１のラツク部材
２０の図中左端は、第２のラツクガイド部材２８を貫通
して、図中左方に取り出されており、また、第２のラツ
ク部材２２の図中上端は、第３のラツクガイド部材３０
を貫通して、図中上方に取り出されており、そして、第
３のラツク部材２４の図中下端は、第１のラツクガイド
部材２６の上方を通過して、図中下方に延出している。

【００１８】このため、第２のラツクガイド部材２８に
は、図２，図３，図４に示す様に、第１のラツク部材２
０が斜め６０度で貫通される第２の貫通孔４８が形成さ
れている。また、第３のラツクガイド部材３０には、図
２，図４，図５に示す様に、第２のラツク部材２２が斜
め６０度で貫通される第３の貫通孔５０が形成されてい
る。

【００１９】また、この一実施例においては、各ラツク
部材２２，２４，２６を、ピニオンギヤ１８の接線方向
に沿って求芯動作する様に移動駆動する駆動機構として
、第３のラツク部材２４にのみ連結された直進シリンダ
機構５２が設けられている。詳細には、この直進シリン
ダ機構５２は、図２に示す様に、取り付けステイ５４を
介して第３のラツクガイド部材３０に固定されたシリン
ダ本体５６と、このシリンダ本体５６から第３のラツク
部材２４の往復移動方向に沿つて進退自在に取り付けら
れたピストンロツド５８と、このピストンロツド５８の
先端と第３のラツク部材２４の、この一実施例において
は図中下端とを連結する連結プレート６０とから構成さ
れている。尚、このシリンダ本体５６は、エア駆動式に
構成されており、これにエア圧が作用せず、内部が大気
に開放された状態において、図示していないが内蔵する
リターンスプリングの付勢力により、ピストンロツド５
８を内方に引き込む様に付勢し、また、これに図示しな
いエア供給機構から圧縮エアが導入される事により、ピ
ストンロツド５８をリターンスプリングの付勢力に抗し
て外方に押し出す様に構成されている。

【００２０】このように直進シリンダ機構５２を構成し
ているので、３本の把持部材３８，４４，４６を図２に
示す様に、最大に開いた待機位置にもたらす場合には、
直進シリンダ機構５２への圧縮エアの導入を停止し、シ
リンダ本体５６から圧縮エアを抜く。この結果、ピスト
ンロツド５８は内蔵するリターンスプリングの付勢力に
より、内方に引き込まれることになる。ここで、このピ
ストンロツド５８に連結プレート６０を介して一体的に
移動する様に連結された第３のラツク部材２４は、図中
上方に移動させられ、この第３のラツク部材２４に取り
付けられた第３の把持部材４６は、図示する様に、ピニ
オンギヤ１８から最も離れた位置で停止する。

【００２１】一方、この第３のラツク部材２４の移動に
伴い、これと噛合するピニオンギヤ１８は反時計方向に
回動し、このピニオンギヤ１８に噛合する第１及び第２
のラツク部材２０，２２は、図中右方及び下方に夫々移
動させられる。このようにして、第１乃至第３のラツク
部材２０，２２，２４は、共に、ピニオンギヤ１８から
離間する方向に移動させられ、各ラツク部材２０，２２
，２４に取り付けられた把持部材３８，４４，４６も、
同様にして、互いに離間する方向に移動させられ、図２
に示す様に、互いに最も離間する位置で、待機状態とな
る。

【００２２】この図２に示す待機位置から、図示しない
制御ユニツトから図示しない物品の把持指令が出力され
ると、図示しないエア供給機構からシリンダ本体５６内
に圧縮エアーの供給が開始され、この圧縮エアの供給に
伴い、ピストンロツド５８は外方に突出する様に移動す
る。このピストンロツド５８の突出移動に伴い、これに
連結された第３のラツク部材２４は、図中下方に移動さ
せられ、この第３のラツク部材２４に取り付けられた第
３の把持部材４６は、図６に示す様に、ピニオンギヤ１
８に近接する方向に移動させられる事となる。一方、こ
の第３のラツク部材２４の移動に伴い、これと噛合する
ピニオンギヤ１８は時計方向に回動し、このピニオンギ
ヤ１８に噛合する第１及び第２のラツク部材２０，２２
は、図中左方及び上方に夫々移動させられる。このよう
にして、第１乃至第３のラツク部材２０，２２，２４は
、共に、ピニオンギヤ１８に近づく方向に移動させられ
、各ラツク部材２０，２２，２４に取り付けられた把持
部材３８，４４，４６も、同様にして、互いに近接する
方向に移動させられ、図６に示す様に、互いに最も近接
する位置に至るまでに、図示しない物品を把持すること
が出来る事となる。

【００２３】即ち、第１乃至第３の把持部材３８，４４
，４６が図２に示す待機位置から図６に示す位置に向け
て移動（求芯運動）する途中で、これら把持部材３８，
４４，４６が物品の外周に当接する事により、これらの
移動が係止され、物品は３本の把持部材３８，４４，４
６により、その外周を弾性的に保持、換言すれば、把持
される事となる。

【００２４】以上詳述した様に、この一実施例において
は、３本のラツク部材２０，２２，２４を、ピニオンギ
ヤ１８に噛合させるに際して、このピニオンギヤ１８の
軸方向に沿つてオフセツトした状態で、互いの移動が干
渉し合わない様に設定されている。この結果、この一実
施例によれば、小さいサイズの物品を確実に把持するこ
とが出来る様に、ピニオンギヤ１８の直径を小径に設定
したとしても、各把持部材３８，４４，４６の移動スト
ロークを十分に長く設定することが出来ることになる。 また、上述した説明から明らかな様に、このような求芯
運動における長ストロークを達成する構成は、複雑なカ
ム板を使用したり円錐体を使用したりしない、極めてシ
ンプルなラツクアンドピニオン機構であり、全体重量の
軽量化を達成することが出来ると共に、コストの低廉化
を図ることが出来るものである。

【００２５】この発明は、上述した一実施例の構成に限
定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能である事は言うまでもない。例えば、上述
した一実施例においては、把持部材を３本備える様に説
明したが、この発明は、このような構成に限定されるこ
となく、３本以上であれば良く、例えば、４本であつて
も、また、５本であつても、その本数は限定されない、
尚、偶数本の場合には、互いに対向するラツク部材同士
を、同一平面でピニオンギヤに噛合させることが出来る
ものである。

【００２６】また、上述した一実施例においては、駆動
機構として、第３のラツク部材２４を直進駆動するため
の直進シリンダ機構５２を備える様に説明したが、この
発明は、このような構成に限定されることなく、この直
進シリンダ機構５２は、第１または第２のラツク部材２
０，２２を直進駆動する様に構成しても良いし、また、
駆動機構として、ピニオンギヤ１８を直接回転駆動する
回転駆動機構を採用しても良いものである。

【００２７】また、上述した一実施例においては、図２
に示す待機位置において、夫々のラツク部材２０，２２
，２４が予め捻じれの位置の関係で、交差する様に説明
したが、この発明は、このような構成に限定されること
なく、上面視において、交差しない状態とし、夫々のラ
ツク部材２０，２２，２４の求芯運動に伴い、互いの把
持部材３８，４４，４６が互いに近接する方向に移動す
る事により、捻じれの位置の関係で上面視で交差する様
に構成しても良い。

【００２８】また、上述した一実施例においては、夫々
のラツクガイド部材２６，２８，３０は、上面視におい
て、交差しない状態に配設する様に説明したが、この発
明は、このような構成に限定されることなく、第１のラ
ツクガイド部材２６が第２のラツクガイド部材２８を貫
通し、第２のラツクガイド部材２８が第３のラツクガイ
ド部材３０を貫通し、第３のラツクガイド部材３０が第
１のラツクガイド部材２６を貫通または、これの上方を
通過する様に、予め交差する状態としても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係わる
物品把持装置は、本体と、この本体上に回転自在に支持
されたギヤと、このギヤに噛合し、これの接線方向に沿
って夫々移動可能になされた少なくとも３本のラツク部
材と、各ラツク部材を前記ギヤの接線方向に沿って求芯
動作する様に移動駆動する駆動手段と、各ラツク部材に
取り付けられ、対応するラツク部材の前記ギヤの接線方
向に沿う移動に伴い物品を把持するための把持部材とを
具備し、前記少なくとも３本のラツク部材は、前記ギヤ
の軸方向に沿ってオフセツトされ、各々の移動に伴い、
互いに干渉する事が無い様になされた事を特徴としてい
る。

【００３０】また、この発明に係わる物品把持装置にお
いて、前記各ラツク部材は、前記本体上に取り付けられ
たラツクガイド部材により、前記ギヤの接線方向に沿っ
て移動自在に支持され、前記ラツクガイド部材は、これ
に隣接するラツクガイド部材に支持されたラツク部材の
挿通を許容する透孔を備えている事を特徴としている。

【００３１】また、この発明に係わる物品把持装置にお
いて、前記駆動手段は、前記少なくとも３本のラツク部
材の中の１本のラツク部材に接続され、これを前記ギヤ
の接線方向に沿って移動させる駆動源を備えている事を
特徴としている。従つて、この発明によれば、装置を大
型化することなく、また、軽量化、低廉化を図る事の出
来る物品把持装置が提供される事になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる物品把持装置の一実施例の構
成を概略的に示す斜視図である。

【図２】図１に示す物品把持装置の構成を、把持部材が
最も離間した状態で示す上面図である。

【図３】図２に示す物品把持装置を、矢印Ａで示す方向
から見た側面図である。

【図４】図２に示す物品把持装置を、矢印Ｂで示す方向
から見た側面図である。

【図５】図２に示す物品把持装置を、矢印Ｃで示す方向
から見た側面図である。

【図６】図１に示す物品把持装置の構成を、把持部材が
最も近接した状態で示す上面図である。

【図７】従来の物品把持装置の構成を示す斜視図である
。

【符号の説明】

１０　　　　物品把持装置（ハンド装置）、１２　　　
　ロボツトアーム、 １４　　　　連結ロツド、 １６　　　　ハンド本体、 １８　　　　ピニオンギヤ、 ２０　　　　第１のラツク部材、 ２２　　　　第２のラツク部材、 ２４　　　　第３のラツク部材、 ２６　　　　第１のラツクガイド部材、２８　　　　第
２のラツクガイド部材、３０　　　　第３のラツクガイ
ド部材、３２　　　　第１の挿通溝、 ３４　　　　第２の挿通溝、 ３６　　　　第３の挿通溝、 ３８　　　　第１の把持部材、 ４０　　　　第２の連通溝、 ４２　　　　第３の連通溝、 ４４　　　　第２の把持部材、 ４６　　　　第３の把持部材、 ４８　　　　第２の貫通孔、 ５０　　　　第３の貫通孔、 ５２　　　　直進シリンダ機構、 ５４　　　　取り付けステイ、 ５６　　　　シリンダ本体、 ５８　　　　ピストンロツド、そして ６０　　　　連結プレートである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　本体と、この本体上に回転自在に支持
   されたギヤと、このギヤに噛合し、これの接線方向に沿
   って夫々移動可能になされた少なくとも３本のラツク部
   材と、各ラツク部材を前記ギヤの接線方向に沿って求芯
   動作する様に移動駆動する駆動手段と、各ラツク部材に
   取り付けられ、対応するラツク部材の前記ギヤの接線方
   向に沿う移動に伴い物品を把持するための把持部材とを
   具備し、前記少なくとも３本のラツク部材は、前記ギヤ
   の軸方向に沿ってオフセツトされ、各々の移動に伴い、
   互いに干渉する事が無い様になされた事を特徴とする物
   品把持装置。
2. 【請求項２】　　前記各ラツク部材は、前記本体上に取
   り付けられたラツクガイド部材により、前記ギヤの接線
   方向に沿って移動自在に支持され、前記ラツクガイド部
   材は、これに隣接するラツクガイド部材に支持されたラ
   ツク部材の挿通を許容する透孔を備えている事を特徴と
   する請求項１に記載の物品把持装置。
3. 【請求項３】　　前記駆動手段は、前記少なくとも３本
   のラツク部材の中の１本のラツク部材に接続され、これ
   を前記ギヤの接線方向に沿って移動させる駆動源を備え
   ている事を特徴とする請求項１に記載の物品把持装置。