JPH061873U - ２重ばね圧力調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内箱を付勢している後方ばね材のばね定数や
自由長を調整して、ピン挿入時の押圧力を均一にし、確
実なピンの挿入及び抜去動作を可能とする。 【構成】 前面側に開口部２を有する外箱１内に、ハン
ド部７が前記開口部から突出するようにして内箱３を揺
動自在に支持し、この内箱３を外ばね１０ａ及び内ばね
１０ｂとの２重構造による後方ばね材１０により押圧す
る場合に、この後方ばね材１０の外ばね１０ａ及び内ば
ね１０ｂの一端を前記内箱３の後面で支持すると共に、
他端を外ばね受け部材１９および内ばね受け部材２０に
より支持し、かつこれら各ばね受け部材１９及び２０
を、外箱１の後面側に前後動可能に螺合させると共に、
所定の螺合位置に固定するばね受けストッパ２１と２２
とを設けることとしたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ハンド部を備えた移動体をコンプライアンス機構により前進後退さ せることによりハンド部が支持した部品を運動させるロボットハンド等を含む自 動機のハンド機構において、前記移動体を押圧して移動させる２重ばねのばね圧 を調整する２重ばね圧力調整機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図７はコンプライアンス機構を有するハンド機構の従来例の構造を示す平面図 、図８は図７の側断面図である。 図７及び図８において、１は前面側に開口部２を有する外箱、３はこの外箱１ 内に収納支持した内箱であり、左右両側面及び下面側で複数個のばね材４，５， ６により、外箱１のほぼ中央に浮いた状態、つまり外箱１の内周面に内箱３の外 周面が接触することなく揺動可能な状態で保持している。

【０００３】 ７はこの内箱３の前面側に設けたハンド部であり、前記外箱１の開口部２より 外箱１から前方に突出させている。 ８はこのハンド部７を挟み付けるようにして外箱１前面の内側面に設けた一対 のガイドピン、９はこのガイドピン８と対応する位置で内箱３の前面に設けた一 対の揺動軸受けである。

【０００４】 １０は前記ハンド部７を外箱１の開口部２から突出する方向に内箱３を背面側 から付勢する付勢手段としての後方ばね材であり、図７及び図８に示す如く、自 由長の異なる外ばね１０ａと内ばね１０ｂから成る２重構造としている。 図９はこの２重構造の後方ばね材１０付近の構造を示す要部拡大図である。図 ９において、１１は内箱３の背面側に設けた突起部であり、外箱１の背面方向に 向かって２段に突出させている。

【０００５】 また、突起部１１と対向する外箱１の背面にはネジ穴１ａを有しており、この ネジ穴１ａに有底筒状の金具１２を挿入して取り付けているものであり、この金 具１１の内側底面には前記突起部１１と対向する関係で突出形成した２段構造の 突起部１３を有している。そして、この２段構造となっている突起部１１及び１ ３の小さい径を持つ先端側の突起部１１ａ及び１３ａを内ばね１０ｂの内側に挿 入させることで内ばね１０ｂを支持し、かつ、大きい径を持つ基部側の突起部１ １ｂ及び１３ｂにより外ばね１０ａの両端を係合させて支持している。

【０００６】 このようにして２重にばね材を支持した構造によって、内箱３をその背面側か ら付勢してハンド部７を外箱１の開口部２から突出させるべく内箱３を前後方向 に移動可能に支持するコンプライアンス機構を構成している。 また、１４は外箱１の背面中央に設けたねじ送り機構であり、シャフト１４ａ を正逆方向に回転させることにより外箱１を前後方向に移動させるようになって いる。

【０００７】 次に、上述した構成による従来の作用を、図１０〜図１２を用いて説明する。 なお、図１０〜図１１に示す構造は、作用を判り易く説明するために上記図７及 び図８の構造を簡略化して図示しているが、その基本的構造及び作用が同一であ ることには変わりない。 まず、図１０〜図１２において、１５はハンド部７の先端に支持したピン、１ ６はこのピン１５の挿入対象である穴であり、前後方向に移動可能な構造として いる外箱１に対して固定して設けた固定体１７に形成しており、ピン１５の外径 にほぼ対応する内径を有している。

【０００８】 このような構成において、内箱３に取り付けたピン１５を前記穴１６に挿入す る場合は、ハンド部７の先端に支持したピン１５を、固定体１７の穴１６に対向 させるべく、図示せぬ位置決め機構により位置決めを行う。こうして、ピン１５ と穴１６とが対向した状態で位置決めされると、図示せぬ駆動手段によりねじ送 り機構１４のシャフト１４ａを図中矢印方向に回転させて、外箱１を固定体１７ 方向に前進させ、ピン１５を穴１６内に挿入していく。

【０００９】 ところが、この時、図１１に示すように固定体１７が曲がっていたりして、ピ ン１５の移動経路と、穴１６の位置との間にずれが生じていたような場合は、ね じ送り機構１４により外箱１を固定体１７方向に前進させても、ピン１５は穴１ ６の途中で挿入できずに停止してしまい、そのため、ねじ送り機構１４による負 荷がピン１５やハンド部７等に加わる。

【００１０】 そして、このねじ送り機構１４による送り動作はさらに続けられ、ピン１５の 停止位置で反発力が発生する。この反発力によって、内箱３は後方ばね材１０に 抗して後方に押し戻され、この押し戻された時に、ガイドピン８と揺動軸受け９ とは僅かな間隙で離れ、内箱３は揺動自在となって、ピン１５に加わる負荷によ り穴１６の挿入方向に対応する方向に、すなわちピンに負荷が掛からない方向に 各ばね材４，５，６を伸縮させて外箱１内を移動する。

【００１１】 つまり、後方ばね材１０の付勢力を前面側で支持しているガイドピン８と揺動 軸受け９とが外れることにより、図１２に示すように、各ばね材４，５，６がそ れぞれ負荷力に応じて伸縮し、負荷の掛からない方向、すなわち固定体１７の穴 １６方向の延長線上にピン１５が配置できるように内箱３を支持する。 この状態でねじ送り機構１４により外箱１を前進させると、内箱３は後方ばね 材１０によって押圧され、上記動作を繰り返しながらピン１５を穴１６内へと最 後まで挿入していく。これにより、内箱３はピン１５に負荷が掛かる毎に内箱３ を揺動させ、ピン１５に負荷が掛からない方向に外箱１内を移動させながらピン １５の挿入を行うようになっている。

【００１２】 なお、ピン１５を穴１６から抜き取る場合も、内箱３は挿入時と同様に負荷が 掛からない方向に各ばね材４，５，６の伸縮及びガイドピン８と揺動軸受け９の 動作によって外箱１内を移動して、過大にピン１５に負荷が掛からない状態で抜 き取り動作を行っている。 以上のように、ピン１５の挿抜を行う時には、位置決め精度だけに頼ることな く、内箱３を揺動自在に外箱１に保持し、かつ挿入時の押圧力を２重構造の後方 ばね材１０によって調整してピン１５に掛かる過大な負荷を軽減しながら挿抜を 行わんとしていた。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上述した従来の技術においては、以下に示すような問題点があっ た。 内箱のハンド部を外箱の開口部から突出する方向に付勢している内ばねと外ば ねとから成る２重構造の後方ばね材は、そのばね定数や自由長を、全て同一値に 統一することはむずかしく、バラツキが生じるものであり、このバラツキのため に、例えば、ばね力が強かったりすると、内箱を前面側で支持している揺動軸受 けがガイドピンから離れずらくなり、内箱が揺動自在になりずらくなる。

【００１４】 つまり、ピンの挿入動作中にピンと穴との間に位置ずれがあった場合は、ピン は穴の途中で挿入できなくなって停止してしまい、挿入が停止した位置で反発力 が生じて、この反発力により後方ばね材に抗して内箱を後方に押し戻すことで、 この後方ばね材によりピン掛かる負荷を調整しながら挿入を行っていたが、この 後方ばね材のばね力が強いと、ガイドピンの挿入が停止した位置からの反発力で は内箱を後方に押し戻すことができず、揺動軸受けとガイドピンとは離れないた めに内箱が自由に外箱内を移動することができなくなる。従って、ピンは穴に対 応した挿入角度（あるいは抜去時の角度）に保持されず、ピンには過大な負荷が 掛かってしまい、折れてしまうという問題が生じていた。

【００１５】 また、この後方ばね材のばね力が弱い場合は、上記とは逆に、少しの負荷がピ ンに掛かっても敏感に内箱を押し戻して揺動自在な状態にし過ぎてしまい、この ためピンを穴に挿入する力は小さくなって、ピンを最後まで穴に挿入できなくな ってしまうという問題があった。 本考案は上述した問題点を解決するためになされたものであり、外箱内に揺動 自在に支持している内箱を前進する方向に付勢している後方ばね材を構成する内 ばねと外ばねのばね定数や自由長にばらつきがあっても、ピンを挿入する際の押 圧力には誤差を生じないようにして、確実にピンの穴内への挿入及び抜去を可能 とした２重ばね圧力調整機構を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上述した目的を達成するため本考案は、内箱を後面側から押圧する２重構造の 後方ばね材の後端を支持するばね受け部材を、外箱の後面に前後動可能に取り付 けることで、後方ばね材のばね圧値を調整できるようにしたものである。 すなわち、前面側に開口部を有する外箱を背面側に設けたねじ送り機構により 前後方向に移動可能に支持すると共に、この外箱内に、前面側に設けたハンド部 を前記開口部から突出するように配して内箱を揺動自在に支持し、かつ、この内 箱の後面側には該内箱を前進する方向に付勢する外ばね及び内ばねとの２重構造 による後方ばね材を、また前面側にはこの後方ばね材により付勢された内箱を前 面側で支持する離間可能なガイドピン及び揺動軸受けとを設け、前記ねじ送り機 構により外箱を前進させてハンド部に取り付けたピンを固定体に設けた穴に挿入 する際、前記後方ばね材により内箱をピン挿入方向に付勢するための２重ばね圧 力調整機構において、前記後方ばね材の外ばね及び内ばねの一端を前記内箱の後 面で支持すると共に、他端をばね受け部材により支持し、かつこのばね受け部材 を、外箱の後面側に前後動可能に螺合させると共に、このばね受け部材を所定の 螺合位置に固定するばね受けストッパとを設けることとした。

【００１７】 また、前記ばね受け部材を、後方ばね材の外ばねに対応する外ばね受け部材と 、内ばねに対応する内ばね受け部材とに分割して成形し、それぞれを所定の螺合 位置に固定する外ばね受けストッパと内ばね受けストッパとを設けて、外ばね受 け部材と内ばね受け部材とを独立して前後動可能に支持することとしたものであ る。

【００１８】

【作用】 上述した構成により、後方ばね材の２重ばね圧を調整する場合は、ばね受け部 材を固定しているばね受けストッパを所定方向に回してゆるめ、ばね受け部材を 回すことができるようにする。この後、２重ばね圧の圧力に応じ、弱い場合は、 ばね受け部材を所定方向にまわすことで、後方ばね材の外ばねおよび内ばねを圧 縮させるように内箱方向に移動させて、ばね圧力を大きくする。

【００１９】 反対にばね圧が強い場合は、前記弱い場合とは逆方向に回して、ばねを伸長さ せるように移動し、やはり所定のばね圧値を得る。 また、このばね受け部材が外ばね受け部材と内ばね受け部材とに分割して成形 した請求項２の構成によれば、まず、外ばね受け部材をばね圧に応じて所定方向 に回すことで所定のばね圧値を求め、次に内ばね受け部材を、前記外ばね受け部 材と同様に回して所定のばね圧値を求める。

【００２０】 これにより後方ばね材のばね定数や自由長にばらつきがあっても、螺合動作を 行って前後動させるだけで、ピン挿入動作における後方ばね材の最適なばね圧値 を容易に得ることができる。

【００２１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を用いて説明する。図１は第１の実施例の２重ば ね圧力調整機構を示す平面図、図２は同第１の実施例の側断面図、図３は同実施 例の後方ばね材付近の構造を示す要部拡大断面図である。なお、これら図１〜図 ３において従来とほぼ同様の部位については、従来と同一の符号を付し、その説 明は省略する。

【００２２】 図１〜図３において、１８は内箱３の背面側に設けた突起部であり、やはり外 ばね１０ａと内ばね１０ｂの各一端部を支持するための段差部を有している。 １９はこの突起部１８と対向する配置で外箱１のネジ穴１ａに取り付けている 外ばね受け部材であり、外周面及び内周面共にそれぞれネジ部を有する筒型とな っており、後方ばね材１０の外ばね１０ａの他端を支持している。

【００２３】 ２０はこの外ばね受け部材１９の内側に螺合して取り付けた内ばね受け部材で あり、外ばね受け部材１９と同様、内ばね１０ｂの他端を支持している。 ２１は外ばね受け部材１９を外箱１に固定している外ばね受けストッパ、２２ は内ばね受け部材２０を外ばね受け部材１９に固定している内ばね受けストッパ であり、これらはそれぞれ外ばね受け部材１９および内ばね受け部材２０の外周 面のネジ部に螺合締結させている。

【００２４】 以上の構成による２重ばねの圧力を調整する調整動作を説明する。 まず、外ばね受け部材１９を固定している外ばね受けストッパ２１を所定方向 に回してゆるめ、外ばね受け部材１９を回転可能な状態とする。 この状態で、例えば外ばね１０ａの圧力が弱い場合は、外ばね受けストッパ２ １を所定方向に回して、図中矢印Ａ方向へと外ばね１０ａを圧縮させるように移 動する。これにより外ばね１０ａの圧力を大きくする。なお、このばね圧力値は 、内箱３のハンド部７側において設置した図示せぬ圧力計測機により計測して、 予め設定しておいた所定ばね圧値に達するまで回し入れる。

【００２５】 所定値に達したならば、先にゆるめておいた外ばね受けストッパ２１を締めつ けて、外ばね受け部材１９を外箱１に固定する。 また、反対に外ばね１０ａの圧力が弱い場合は、外ばね受けストッパ２１を前 記圧力が弱い場合とは逆方向に回して、図中矢印Ｂ方向へと外ばね１０ａを伸長 させるように移動する。そして、この時のばね圧値も、前記と同様にハンド部７ 側に設けた圧力計測機により計測し、予め設定しておいた所定ばね圧値に達する までまわし、所定値に達したならば、外ばね受けストッパ２１を締めつけて外ば ね受け部材１９をその位置に固定する。

【００２６】 次に、内ばね１０ｂの調整を行う。前記外ばね１０ａの場合と同様、まず内ば ね受け部材２０を固定している内ばね受けストッパ２２を所定方向に回してゆる め、内ばね受け部材２０を回転可能な状態とする。 この状態で、例えば内ばね１０ｂの圧力が弱い場合は、内ばね受けストッパ２ ２を所定方向に回して、図中矢印Ａ方向へと内ばね１０ｂを圧縮させるように移 動し、内ばね１０ｂの圧力を大きくする。これをハンド部７側に設置した図示せ ぬ圧力計測機により計測し、予め設定しておいた所定ばね圧値に達するまで回し て、所定値に達したならば、先にゆるめておいた外ばね受けストッパ２１を締め 付けて、外ばね受け部材１９をその位置に固定する。

【００２７】 また、反対に内ばね１０ｂの圧力が弱い場合は、内ばね受けストッパ２２の前 記圧力が弱い場合とは逆方向に回して、図中矢印Ｂ方向へと内ばね１０ｂを伸長 させるように移動し、圧力計測機により所定ばね圧値に達するまで回す。そして 、所定ばね圧値に達したならば、内ばね受けストッパ２２を締めつけて内ばね受 け部材２０をその位置に固定する。

【００２８】 これにより外ばね１０ａ及び内ばね１０ｂからなる後方ばね材１０のばね圧力 は、それぞれのばね定数や自由長にばらつきがあった場合、これらの誤差を上述 の手順で調整することで、すべて同一のばね圧値に統一することができる。 次に、上記内ばね受け部材２０と外ばね受け部材１９とを一体成形として備え た第２の実施例を、図４〜図６を用いて説明する。

【００２９】 図４は第２の実施例の２重ばね圧力調整機構を示す平面図、図５は同第２の実 施例の側断面図、図６は同実施例の後方ばね材付近の構造を示す要部拡大断面図 である。なお、これら図４〜図６においては、後方ばね材１０を支持しているば ね受け部材を除いて上述した第１の実施例とほぼ同様であるので、同一符号を付 して説明する。

【００３０】 ２３は内ばね１０ｂおよび外ばね１０ａの両者を、他端側で支持しているばね 受け部材であり、外周面に設けたネジ部により外箱１のネジ穴１ａに螺合させて 取り付けている。このばね受け部材２３は中央部に設けた凹部２３ａで内ばね１ ０ｂを支持し、この凹部２３ａの外側の段差部２３ｂで外ばね１０ａを支持して いる。

【００３１】 ２４はこのばね受け部材２３を外箱１に固定しているばね受けストッパであり 、上記第１の実施例で示した外ばね受けストッパ２１とほぼ同様の構造となって いる。 上述した構造による第２の実施例の２重ばねの圧力調整動作は、まず、ばね受 けストッパ２４の所定の方向に回してゆるめ、ばね受け部材２３が回転できる状 態にする。

【００３２】 この状態で、後方ばね材１０の圧力が弱い場合は、ばね受け部材２３を所定方 向に回し、図中矢印Ａ方向に移動させて、外ばね１０ａおよび内ばね１０ｂとも に圧縮する。そして、ハンド部７側に設けたばね圧計測機が所定値を得られるま でばね受け部材２３を回し入れ、所定値に達したところで、先にゆるめておいた ばね受けストッパ２４を締めつけてその位置に固定する。

【００３３】 同様にして、後方ばね材１０の圧力が強い場合には、ばね受けストッパ２４を ゆるめた後のばね受け部材２３を、前記圧力が弱い場合とは逆方向にまわして図 中矢印Ｂ方向に移動させ、外ばね１０ａおよび内ばね１０ｂ共に伸長させる。 そして、ハンド部７側に設けたばね圧計測機により所定値が得られたならば、 前記ばね受けストッパ２４を締めつけてばね受け部材２３を、その位置に固定す る。

【００３４】 このように第２の実施例によれば、一つのばね受け部材２３を移動させるだけ で、同時に内ばね１０ｂと外ばね１０ａの両方のばね圧力値を調整するようにし ている。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、前面側に開口部を有する外箱を背面側に 設けたねじ送り機構により前後方向に移動可能に支持すると共に、この外箱内に 、前面側に設けたハンド部を前記開口部から突出するように配して内箱を揺動自 在に支持し、かつ、この内箱の後面側には該内箱を前進する方向に付勢する外ば ね及び内ばねとの２重構造による後方ばね材を、また前面側にはこの後方ばね材 により付勢された内箱を前面側で支持する離間可能なガイドピン及び揺動軸受け とを設け、前記ねじ送り機構により外箱を前進させてハンド部に取り付けたピン を固定体に設けた穴に挿入する際、前記後方ばね材により内箱をピン挿入方向に 付勢するための２重ばね圧力調整機構であって、前記後方ばね材の外ばね及び内 ばねの一端を前記内箱の後面で支持すると共に、他端をばね受け部材により支持 し、かつこのばね受け部材を、外箱の後面側に前後動可能に螺合させると共に、 このばね受け部材を所定の螺合位置に固定するばね受けストッパとを設けること とした。

【００３６】 このため、内箱を後方からハンド部方向に押圧している後方ばね材の圧力を調 整する場合は、この後方ばね材の後端を支持しているばね受け部材を内箱方向に 押し込む方向に回したり、あるいは内箱方向に押し込む力を弱める方向に回すこ とで、後方ばね材を伸縮させて、所定のばね圧値を求めることができる。 したがって、後方ばね材を構成している内ばねと外ばねのばね定数や自由長に ばらつきがあっても、このばね受け部材を前後方向に移動させることで、ばねを 圧縮させたり伸長させたりして、所定のばね圧値を得ることができる。

【００３７】 その結果、内箱の前方に設けたハンド部で支持したピンを、固定体の穴に挿入 する場合、たとえ穴の経路とピン方向がずれていてピンが挿入途中で挿入停止し てしまい負荷を受けても、過大な負荷を受けるまえに、後方ばね材を押し戻して 外箱内を負荷が掛からない方向に移動することができ、この移動した位置から後 方ばね材の適切なばね圧により、確実に根元までピンを穴内に挿入したり、ある いは引き抜くことができる。

【００３８】 また、第２の請求項のように、ばね受け部材を内ばね受けストッパと外ばね受 けストッパとの２つの部材として別個に成形し、各々内ばねと外ばねとに対応さ せて、それぞれ移動させることで内ばねと外ばねの圧力を別々に調整できるよう にすると、この後方ばね材のばね圧値はよりピンに負荷が掛からないように各ば ねを高精度に調整することができ、確実なピンの挿抜を可能とすることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の２重ばね圧力調整機構を示す平
面図である。

【図２】第１の実施例の側断面図である。

【図３】第１の実施例の後方ばね材付近の構造を示す要
部拡大断面図である。

【図４】第２の実施例の２重ばね圧力調整機構を示す平
面図である。

【図５】第２の実施例の側断面図である。

【図６】第２の実施例の後方ばね材付近の構造を示す要
部拡大断面図である。

【図７】従来例の２重ばね圧力調整機構を示す平面図で
ある。

【図８】従来例の側断面図である。

【図９】従来例の要部拡大図である。

【図１０】従来例の作用を示す説明図である。

【図１１】従来例の作用を示す説明図である。

【図１２】従来例の作用を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 外箱 ３ 内箱 ７ ハンド部 １０ 後方ばね材 １０ａ 外ばね １０ｂ 内ばね １４ ねじ送り機構 １５ ピン １６ 穴 １９ 外ばね受け部材 ２０ 内ばね受け部材 ２１ 外ばね受けストッパ ２２ 内ばね受けストッパ ２３ ばね受け部材 ２４ ばね受けストッパ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面側に開口部を有する外箱を背面側に
   設けたねじ送り機構により前後方向に移動可能に支持す
   ると共に、この外箱内に、前面側に設けたハンド部を前
   記開口部から突出するように配して内箱を揺動自在に支
   持し、 かつ、この内箱の後面側には該内箱を前進する方向に付
   勢する外ばね及び内ばねとの２重構造による後方ばね材
   を、また前面側にはこの後方ばね材により付勢された内
   箱を前面側で支持する離間可能なガイドピン及び揺動軸
   受けとを設け、前記ねじ送り機構により外箱を前進させ
   てハンド部に取り付けたピンを固定体に設けた穴に挿入
   する際、前記後方ばね材により内箱をピン挿入方向に付
   勢するための２重ばね圧力調整機構であって、 前記後方ばね材の外ばね及び内ばねの一端を前記内箱の
   後面で支持すると共に、他端をばね受け部材により支持
   し、かつこのばね受け部材を外箱の後面側に前後動可能
   に螺合させると共に、 このばね受け部材を所定の螺合位置に固定するばね受け
   ストッパとを設けることを特徴とする２重ばね圧力調整
   機構。
2. 【請求項２】 後方ばね材の他端を支持するばね受け部
   材を、後方ばね材の外ばねに対応する外ばね受け部材
   と、内ばねに対応する内ばね受け部材とに分割して成形
   し、それぞれを所定の螺合位置に固定する外ばね受けス
   トッパと内ばね受けストッパとを設けて、外ばね受け部
   材と内ばね受け部材とを独立して前後動可能に支持した
   ことを特徴とする請求項１記載の２重ばね圧力調整機
   構。