JPH06121943A - 電動伸縮装置 - Google Patents
電動伸縮装置Info
- Publication number
- JPH06121943A JPH06121943A JP29655292A JP29655292A JPH06121943A JP H06121943 A JPH06121943 A JP H06121943A JP 29655292 A JP29655292 A JP 29655292A JP 29655292 A JP29655292 A JP 29655292A JP H06121943 A JPH06121943 A JP H06121943A
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- Japan
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- parts
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- displacing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】超小型で設置スペースを要しない装置を得る。
【構成】電動伸縮装置は、互いに直列に組み合わされた
４個の伸縮素子１ａ〜１ｄからなる。各伸縮素子１ａ〜
１ｄは、基部２と変位部４とをコイルばね３等の弾性材
により結合して成る。基部２と変位部４との間には、通
電に基づき変位部４を変位させる電動素子５を設ける。
４個の伸縮素子１ａ〜１ｄからなる。各伸縮素子１ａ〜
１ｄは、基部２と変位部４とをコイルばね３等の弾性材
により結合して成る。基部２と変位部４との間には、通
電に基づき変位部４を変位させる電動素子５を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る電動伸縮装置は、
例えば精密位置決め装置、或はロボットの腕を動かす為
に利用する。
例えば精密位置決め装置、或はロボットの腕を動かす為
に利用する。
【０００２】
【従来の技術】工場等に於いて各種ロボットが広く使用
されているが、ロボットの腕等の可動部を動かす為に従
来から、エアシリンダ、リニアモータ、送り螺子機構、
ソレノイド等、各種アクチュエータが使用されている。
されているが、ロボットの腕等の可動部を動かす為に従
来から、エアシリンダ、リニアモータ、送り螺子機構、
ソレノイド等、各種アクチュエータが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の電動伸縮装置
は、小型化を可能とする事で、ロボットの小型化、或は
より複雑な動きを可能とするものである。
は、小型化を可能とする事で、ロボットの小型化、或は
より複雑な動きを可能とするものである。
【０００４】エアシリンダ等、従来のアクチュエータの
場合、十分なトルク及びストロークを確保しつつ小型化
を図る事が難しかった。この為、このアクチュエータを
組み込んだロボットの小型化が難しかったり、或は複数
のアクチュエータを限られたスペースに設置する事が出
来ず、ロボットに複雑な動きをさせる事が出来なかっ
た。本発明の電動伸縮装置は、この様な事情に鑑みて発
明されたものである。
場合、十分なトルク及びストロークを確保しつつ小型化
を図る事が難しかった。この為、このアクチュエータを
組み込んだロボットの小型化が難しかったり、或は複数
のアクチュエータを限られたスペースに設置する事が出
来ず、ロボットに複雑な動きをさせる事が出来なかっ
た。本発明の電動伸縮装置は、この様な事情に鑑みて発
明されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電動伸縮装置
は、基部と、この基部の長さ方向に亙る弾性変形自在な
弾性体を介して上記基部に結合された変位部と、通電に
基づいて上記変位部を長さ方向に亙って変位させる電動
素子とを備えた伸縮素子を複数個、隣り合う伸縮素子の
変位部と基部とを結合固定する事により、互いに直列に
組み合わせて成る。
は、基部と、この基部の長さ方向に亙る弾性変形自在な
弾性体を介して上記基部に結合された変位部と、通電に
基づいて上記変位部を長さ方向に亙って変位させる電動
素子とを備えた伸縮素子を複数個、隣り合う伸縮素子の
変位部と基部とを結合固定する事により、互いに直列に
組み合わせて成る。
【０００６】
【作用】上述の様に構成される本発明の電動伸縮装置の
使用時には、電動素子への通電により、各伸縮素子の変
位部を基部に対し長さ方向に亙って変位させる。電動伸
縮装置のストロークは、複数の伸縮素子のストロークを
合計したものとなる為、用途に応じて組み合わせる伸縮
素子の数を変える事で十分なストロークを得られる。
使用時には、電動素子への通電により、各伸縮素子の変
位部を基部に対し長さ方向に亙って変位させる。電動伸
縮装置のストロークは、複数の伸縮素子のストロークを
合計したものとなる為、用途に応じて組み合わせる伸縮
素子の数を変える事で十分なストロークを得られる。
【０００７】又、構成各部材は単純な形状で済む為、小
型化が可能となり、電動伸縮装置を組み込んだロボット
の小型化、或は大型化する事なく複雑な動きをさせる事
が可能となる。
型化が可能となり、電動伸縮装置を組み込んだロボット
の小型化、或は大型化する事なく複雑な動きをさせる事
が可能となる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明による電動伸縮装置の第一実施
例を示している。この電動伸縮装置は、４個の伸縮素子
１ａ〜１ｄを互いに直列に結合する事で構成されてい
る。各伸縮素子１ａ〜１ｄは、それぞれ基部２と弾性体
であるコイルばね３と変位部４と電動素子５とを備えて
いる。
例を示している。この電動伸縮装置は、４個の伸縮素子
１ａ〜１ｄを互いに直列に結合する事で構成されてい
る。各伸縮素子１ａ〜１ｄは、それぞれ基部２と弾性体
であるコイルばね３と変位部４と電動素子５とを備えて
いる。
【０００９】上記基部２の側面２個所位置には、それぞ
れが幅方向（図１の上下方向）に亙って着磁された永久
磁石６ａ、６ｂが支持されている。尚、両永久磁石６
ａ、６ｂの着磁方向は互いに逆方向としている。
れが幅方向（図１の上下方向）に亙って着磁された永久
磁石６ａ、６ｂが支持されている。尚、両永久磁石６
ａ、６ｂの着磁方向は互いに逆方向としている。
【００１０】又、上記基部２の基端部（図１の左端部）
には結合板７の基端部（同下端部）を支持固定してい
る。そしてこの結合板７の先端部片面（同右側面）に、
上記コイルばね３の一端（同左端）を結合している。そ
して、このコイルばね３の他端（同右端）は、上記変位
部４の基端部（同左端部）に結合している。
には結合板７の基端部（同下端部）を支持固定してい
る。そしてこの結合板７の先端部片面（同右側面）に、
上記コイルばね３の一端（同左端）を結合している。そ
して、このコイルばね３の他端（同右端）は、上記変位
部４の基端部（同左端部）に結合している。
【００１１】この変位部４は磁性材により造られてお
り、その両端部で上記基部２と対向する側面には、上記
永久磁石６ａ、６ｂの間隔に合わせて、１対の凸部８
ａ、８ｂが形成されている。そして変位部４の中間部に
巻回したコイル９に、直流電流を通電自在とし、通電時
には上記凸部８ａ、８ｂの一方をＳ極に、他方をＮ極
に、着磁自在として、通電に基づいて上記変位部４を長
さ方向に亙って変位させる電動素子５を構成している。
各変位部４の側面に形成された凹部１０内で、上記コイ
ル９の一部が配設された部分には合成樹脂１１をモール
ドして、このコイル９がずれ動くのを防止している。
り、その両端部で上記基部２と対向する側面には、上記
永久磁石６ａ、６ｂの間隔に合わせて、１対の凸部８
ａ、８ｂが形成されている。そして変位部４の中間部に
巻回したコイル９に、直流電流を通電自在とし、通電時
には上記凸部８ａ、８ｂの一方をＳ極に、他方をＮ極
に、着磁自在として、通電に基づいて上記変位部４を長
さ方向に亙って変位させる電動素子５を構成している。
各変位部４の側面に形成された凹部１０内で、上記コイ
ル９の一部が配設された部分には合成樹脂１１をモール
ドして、このコイル９がずれ動くのを防止している。
【００１２】尚、上記コイル９への非通電時には、コイ
ルばね３寄りの凸部８ａは上記１対の永久磁石６ａ、６
ｂの丁度中央部分に位置する様に、上記コイルばね３の
長さ寸法を規制している。
ルばね３寄りの凸部８ａは上記１対の永久磁石６ａ、６
ｂの丁度中央部分に位置する様に、上記コイルばね３の
長さ寸法を規制している。
【００１３】それぞれが上述の様に構成される伸縮素子
１ａ〜１ｄは、隣り合う伸縮素子１ａ〜１ｄの変位部４
と基部２とを、前記結合板７を介して突き合わせ、互い
に結合固定する事により、互いに直列に組み合わせてい
る。
１ａ〜１ｄは、隣り合う伸縮素子１ａ〜１ｄの変位部４
と基部２とを、前記結合板７を介して突き合わせ、互い
に結合固定する事により、互いに直列に組み合わせてい
る。
【００１４】上述の様に構成される本発明の電動伸縮装
置の使用時には、上記各コイル９、９への通電により、
各伸縮素子１ａ〜１ｄの変位部４、４を基部２、２に対
し長さ方向に亙って変位させる。
置の使用時には、上記各コイル９、９への通電により、
各伸縮素子１ａ〜１ｄの変位部４、４を基部２、２に対
し長さ方向に亙って変位させる。
【００１５】例えば、電動伸縮装置を図１（Ａ）に示し
た中立状態から、同図（Ｂ）に示した収縮状態に変位さ
せる場合には、各コイル９、９への通電に基づいて、各
変位部４、４の凸部８ａ、８ａと、基部２に支持した永
久磁石６ａ、６ａとを引き合わせる。この結果各変位部
４、４が、各コイルばね３、３を弾性的に圧縮しつつ、
基部２、２の長さ方向（図１の左方向）に亙って変位す
る。この場合、例えば伸縮素子１ａの基部２を不動とし
た場合、伸縮素子１ｄの変位部４の先端は、図１（Ａ）
の実線丸印、同図（Ｂ）の破線丸印Ｘ位置から、同図
（Ｂ）の実線丸印Ｙ位置に迄移動する。
た中立状態から、同図（Ｂ）に示した収縮状態に変位さ
せる場合には、各コイル９、９への通電に基づいて、各
変位部４、４の凸部８ａ、８ａと、基部２に支持した永
久磁石６ａ、６ａとを引き合わせる。この結果各変位部
４、４が、各コイルばね３、３を弾性的に圧縮しつつ、
基部２、２の長さ方向（図１の左方向）に亙って変位す
る。この場合、例えば伸縮素子１ａの基部２を不動とし
た場合、伸縮素子１ｄの変位部４の先端は、図１（Ａ）
の実線丸印、同図（Ｂ）の破線丸印Ｘ位置から、同図
（Ｂ）の実線丸印Ｙ位置に迄移動する。
【００１６】反対に、電動伸縮装置を図１（Ａ）に示し
た中立状態から伸長状態に変位させる場合には、各コイ
ル９、９への通電に基づいて、各変位部４、４の凸部８
ａ、８ａと、基部２に支持した永久磁石６ｂ、６ｂとを
引き合わせる。この結果各変位部４、４が、各コイルば
ね３、３を弾性的に引っ張り伸ばしつつ、基部２、２の
長さ方向（図１の右方向）に亙って変位する。
た中立状態から伸長状態に変位させる場合には、各コイ
ル９、９への通電に基づいて、各変位部４、４の凸部８
ａ、８ａと、基部２に支持した永久磁石６ｂ、６ｂとを
引き合わせる。この結果各変位部４、４が、各コイルば
ね３、３を弾性的に引っ張り伸ばしつつ、基部２、２の
長さ方向（図１の右方向）に亙って変位する。
【００１７】収縮方向、伸長方向、何れの方向に変位さ
せる場合に於いても、電動伸縮装置のストロークは、複
数の伸縮素子１ａ〜１ｄのストロークを合計したものと
なる。従って、用途に応じて組み合わせる伸縮素子１ａ
〜１ｄの数を変える事により、十分なストロークを得ら
れる。又、伸縮時の伸縮力の調節は、通電するコイル９
の数を変えたり、或はコイル９に通電する電流を変える
事で行なう。
せる場合に於いても、電動伸縮装置のストロークは、複
数の伸縮素子１ａ〜１ｄのストロークを合計したものと
なる。従って、用途に応じて組み合わせる伸縮素子１ａ
〜１ｄの数を変える事により、十分なストロークを得ら
れる。又、伸縮時の伸縮力の調節は、通電するコイル９
の数を変えたり、或はコイル９に通電する電流を変える
事で行なう。
【００１８】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。本実施例の場合、通電に基づいて変位部を長さ方
向に亙って変位させる電動素子として、リニアパルスモ
ータを使用している。リニアパルスモータを使用する事
に伴なって、伸縮素子１個当たりのストロークを上記第
一実施例に比べて大きく出来る。本実施例の場合、４個
の伸縮素子１２ａ、１２ｂを直列に組み合わせる事で構
成している。
いる。本実施例の場合、通電に基づいて変位部を長さ方
向に亙って変位させる電動素子として、リニアパルスモ
ータを使用している。リニアパルスモータを使用する事
に伴なって、伸縮素子１個当たりのストロークを上記第
一実施例に比べて大きく出来る。本実施例の場合、４個
の伸縮素子１２ａ、１２ｂを直列に組み合わせる事で構
成している。
【００１９】各伸縮素子１２ａ、１２ｂの基部１３、１
３は、長さ方向に亙って凹部と凸部とを交互に形成した
ラック状のもので、上記リニアパルスモータの固定子と
して機能する。又、変位部１４、１４は、長さ方向に亙
って着磁された永久磁石１５を１対の電磁石１６ａ、１
６ｂにより挟持したもので、上記リニアパルスモータの
可動子として機能する。これら基部１３と変位部１４と
により構成されるリニアパルスモータは、上記電磁石１
６ａ、１６ｂに交互に通電する事で、上記変位部１４を
基部１３に対し長さ方向に亙って変位させる事が出来
る。
３は、長さ方向に亙って凹部と凸部とを交互に形成した
ラック状のもので、上記リニアパルスモータの固定子と
して機能する。又、変位部１４、１４は、長さ方向に亙
って着磁された永久磁石１５を１対の電磁石１６ａ、１
６ｂにより挟持したもので、上記リニアパルスモータの
可動子として機能する。これら基部１３と変位部１４と
により構成されるリニアパルスモータは、上記電磁石１
６ａ、１６ｂに交互に通電する事で、上記変位部１４を
基部１３に対し長さ方向に亙って変位させる事が出来
る。
【００２０】尚、リニアパルスモータは従来から知られ
ており、その構造と作用とに就いても、例えば日経ＢＰ
社が１９８９年８月２１日に発行した雑誌『日経メカニ
カル』第３０４号の第１０８〜１０９頁にも記載されて
いる為、更に詳しい説明は省略する。
ており、その構造と作用とに就いても、例えば日経ＢＰ
社が１９８９年８月２１日に発行した雑誌『日経メカニ
カル』第３０４号の第１０８〜１０９頁にも記載されて
いる為、更に詳しい説明は省略する。
【００２１】本実施例の場合も、基部１３の基端部に結
合板７の基端部を支持固定し、この結合板７の先端部片
面に、弾性体であるコイルばね３の一端を結合してい
る。そして、このコイルばね３の他端を、変位部１４の
基端部に結合している。
合板７の基端部を支持固定し、この結合板７の先端部片
面に、弾性体であるコイルばね３の一端を結合してい
る。そして、このコイルばね３の他端を、変位部１４の
基端部に結合している。
【００２２】本実施例の場合、上記電磁石１６ａ、１６
ｂへの通電を制御し、コイルばね３の弾力に抗して変位
部１４を変位させる事により、伸縮素子１２ｂの変位部
１４の先端を、図２（Ａ）の実線丸印、同図（Ｂ）の破
線丸印ｘ位置から、同図（Ｂ）の実線丸印ｙ位置に迄移
動させる事が出来る。又、移動量は、上記電磁石１６
ａ、１６ｂへの通電状態を切り換える回数により、調節
自在である。
ｂへの通電を制御し、コイルばね３の弾力に抗して変位
部１４を変位させる事により、伸縮素子１２ｂの変位部
１４の先端を、図２（Ａ）の実線丸印、同図（Ｂ）の破
線丸印ｘ位置から、同図（Ｂ）の実線丸印ｙ位置に迄移
動させる事が出来る。又、移動量は、上記電磁石１６
ａ、１６ｂへの通電状態を切り換える回数により、調節
自在である。
【００２３】次に、図３は、本発明の電動伸縮装置をロ
ボットの関節部に組み込んで、直線運動を揺動運動に変
換する状態を示している。固定側アーム１７の先端部に
は揺動側アーム１８の基端部を、枢軸１９を中心として
揺動自在に結合している。又、揺動側アーム１８の基端
部に固設した半円筒状の掛け渡し部２０の外周面には、
ケーブル２１の中間部を掛け渡している。そして、この
ケーブル２１の両端部を、それぞれ本発明の電動伸縮装
置２２ａ、２２ｂの先端部に結合している。各電動伸縮
装置２２ａ、２２ｂの基端部は、それぞれ上記固定側ア
ーム１７の基端部に結合している。
ボットの関節部に組み込んで、直線運動を揺動運動に変
換する状態を示している。固定側アーム１７の先端部に
は揺動側アーム１８の基端部を、枢軸１９を中心として
揺動自在に結合している。又、揺動側アーム１８の基端
部に固設した半円筒状の掛け渡し部２０の外周面には、
ケーブル２１の中間部を掛け渡している。そして、この
ケーブル２１の両端部を、それぞれ本発明の電動伸縮装
置２２ａ、２２ｂの先端部に結合している。各電動伸縮
装置２２ａ、２２ｂの基端部は、それぞれ上記固定側ア
ーム１７の基端部に結合している。
【００２４】上記揺動側アーム１８を揺動させる場合に
は、一方の電動伸縮装置２２ａ（又は２２ｂ）を収縮さ
せると同時に、他方の電動伸縮装置２２ｂ（又は２２
ａ）を同じ長さ分だけ伸長させる。例えば、上記揺動側
アーム１８を、図３（Ａ）に示した中立状態から同図
（Ｂ）に示した状態に迄揺動させる場合には、電動伸縮
装置２２ａを収縮させると同時に、他方の電動伸縮装置
２２ｂを同じ長さ分だけ伸長させ、上記ケーブル２１を
引っ張る。この結果、この掛け渡し部２０並びに揺動側
アーム１８が揺動する。
は、一方の電動伸縮装置２２ａ（又は２２ｂ）を収縮さ
せると同時に、他方の電動伸縮装置２２ｂ（又は２２
ａ）を同じ長さ分だけ伸長させる。例えば、上記揺動側
アーム１８を、図３（Ａ）に示した中立状態から同図
（Ｂ）に示した状態に迄揺動させる場合には、電動伸縮
装置２２ａを収縮させると同時に、他方の電動伸縮装置
２２ｂを同じ長さ分だけ伸長させ、上記ケーブル２１を
引っ張る。この結果、この掛け渡し部２０並びに揺動側
アーム１８が揺動する。
【００２５】
【発明の効果】本発明の電動伸縮装置は、上述の様に構
成され作用するが、構成各部材は単純な形状で済む為、
小型化が可能となり、電動伸縮装置を組み込んだロボッ
トを大型化する事なく複雑な動きをさせる事が可能とな
る。
成され作用するが、構成各部材は単純な形状で済む為、
小型化が可能となり、電動伸縮装置を組み込んだロボッ
トを大型化する事なく複雑な動きをさせる事が可能とな
る。
【００２６】特に、弾性体はコイルばねに変えて高分子
有機化合物等により造る事が出来、永久磁石等を含む他
の構成部材もフィルム状で可撓性を有するものと出来る
為、極薄型で、しかも屈曲した部分に組み込み自在な電
動伸縮装置を構成出来る。従って、狭い設置スペースに
比較的数多くの電動伸縮装置を、二次元、三次元方向に
亙って組み込む事が可能となり、ロボットの可動部に複
雑な動きをさせる事が可能となる。
有機化合物等により造る事が出来、永久磁石等を含む他
の構成部材もフィルム状で可撓性を有するものと出来る
為、極薄型で、しかも屈曲した部分に組み込み自在な電
動伸縮装置を構成出来る。従って、狭い設置スペースに
比較的数多くの電動伸縮装置を、二次元、三次元方向に
亙って組み込む事が可能となり、ロボットの可動部に複
雑な動きをさせる事が可能となる。
【図１】本発明の第一実施例を示す側面図で、（Ａ）は
中立状態を、（Ｂ）は収縮状態を、それぞれ表わしてい
る。
中立状態を、（Ｂ）は収縮状態を、それぞれ表わしてい
る。
【図２】本発明の第二実施例を示す側面図で、（Ａ）は
中立状態を、（Ｂ）は収縮状態を、それぞれ表わしてい
る。
中立状態を、（Ｂ）は収縮状態を、それぞれ表わしてい
る。
【図３】本発明の電動伸縮装置の使用状態の１例を示す
側面図で、（Ａ）は中立状態を、（Ｂ）は揺動した状態
を、それぞれ表わしている。
側面図で、（Ａ）は中立状態を、（Ｂ）は揺動した状態
を、それぞれ表わしている。
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 伸縮素子 ２ 基部 ３ コイルばね ４ 変位部 ５ 電動素子 ６ａ、６ｂ 永久磁石 ７ 結合板 ８ａ、８ｂ 凸部 ９ コイル １０ 凹部 １１ 合成樹脂 １２ａ、１２ｂ 伸縮素子 １３ 基部 １４ 変位部 １５ 永久磁石 １６ａ、１６ｂ 電磁石 １７ 固定側アーム １８ 揺動側アーム １９ 枢軸 ２０ 掛け渡し部 ２１ ケーブル ２２ａ、２２ｂ 電動伸縮装置
Claims (1)
- 【請求項１】 基部と、この基部の長さ方向に亙る弾性
変形自在な弾性体を介して上記基部に結合された変位部
と、通電に基づいて上記変位部を長さ方向に亙って変位
させる電動素子とを備えた伸縮素子を複数個、隣り合う
伸縮素子の変位部と基部とを結合固定する事により、互
いに直列に組み合わせて成る電動伸縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29655292A JPH06121943A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 電動伸縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29655292A JPH06121943A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 電動伸縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06121943A true JPH06121943A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17835019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29655292A Pending JPH06121943A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 電動伸縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06121943A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014210326A (ja) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | キヤノン株式会社 | ロボット装置、ロボット制御方法、プログラム及び記録媒体 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP29655292A patent/JPH06121943A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014210326A (ja) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | キヤノン株式会社 | ロボット装置、ロボット制御方法、プログラム及び記録媒体 |
| US10183397B2 (en) | 2013-04-19 | 2019-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Robot device, robot control method, program, and recording medium |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040413 |