JPH0724755A

JPH0724755A - 結合装置

Info

Publication number: JPH0724755A
Application number: JP16810893A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Otani; 健一大谷; Tetsuya Yanai; 徹也梁井; Naoya Ezawa; 直也江沢; Yuji Saito; 祐二斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information Systems Ltd
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】２つの結合部材を結合させる係合部及びこれ
を動作させる駆動機構にかかる負荷を軽減する。【構成】一方の結合部材１００には、複数の指１０２
が開閉動作可能に設けられていると共に、他方の結合部
材２００方向に突出したガイド凸部１４０が形成されて
いる。他方の結合部材２００には、指１０２が閉動作す
ることにより係合して両部材を結合させる被係合部２０
２を有していると共に、両部材の結合時にガイド凸部１
４０が嵌まり込むガイド凹部２４０が形成されている。
ガイド凹部２４０には、他方の結合部材２００へ近づく
方向への一方の結合部材１００の移動に対して、ガイド
凸部１４０の先端部が接触すると、ガイド凸部１４０を
ガイド凹部２４０に完全に嵌まり込む方向へ導く案内面
２４２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】二つの部材を備え、両部材を結合
させる結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の結合装置としては、例えば、特開
平1-169121号公報に記載されているものや、米国特許4,
545,723号公報に記載されているものがある。

【０００３】前者の結合装置は、一方の結合部材がリン
ク機構を備えており、このリンク機構の一部を構成する
爪が開いて、他方の結合部材と結合するというものであ
る。この結合装置は、結合部材相互の概略位置決めをマ
ニピュレータで行い、爪が開く過程で、この爪で他方の
結合部材を目的の位置まで移動させて、結合部材相互の
最終的な位置決めを行うと共に結合部材相互の結合を行
っている。また、両結合部材の結合時における結合力
は、もっぱら爪にかかっている。

【０００４】また、後者の結合装置は、一方の結合部材
には、一対の爪が設けられていると共に、この爪の側方
に外付けされた形で雌側のコネクタが設けられ、他方の
結合部材には、一方の結合部材の爪が把持する断面が菱
形上の結合柱が設けられていると共に、雄側のコネクタ
が設けられているものである。この結合装置も、結合部
材相互の概略位置決めをマニピュレータで行い、他方の
結合部材に設けられている結合柱を一方の結合部材の爪
で把持することで、結合部材相互の最終的な位置決めを
行うと共に結合部材相互及びコネクタ相互の結合を行っ
ている。また、この結合装置においても、両結合部材の
結合時における結合力は、もっぱら爪にかかっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の従来技術においても、結合部材相互の最終的な位置決
めを爪による結合動作で行っているため、この結合動作
過程で他方の部材を移動させる荷重が爪及びこの爪を駆
動させる機構に掛る。また、結合時においても、結合状
態を維持するための結合力のほとんどが爪及びこの爪を
駆動させる機構ににかかる。すなわち、いずれの従来技
術においても、爪等に過大な負荷が掛り、この爪等がこ
のような過大な負荷に対して破損するのを回避するため
には、爪やこの爪を駆動させる機構を大型化しなければ
ならず、結局、結合装置が大型化してしまうという問題
点がある。このように結合装置が大型化すると、単に、
結合装置の移動等が不便になるばかりか、この結合装置
が搭載されるマニピュレータも大型化しなければならな
くなる。このことは、特に、宇宙で結合装置を使用する
場合、これを宇宙に持っていく際に大きな問題となる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、爪に掛る負担を
軽減し、小型化を図ることができる結合装置を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の結合装置は、結合部材Ａには、結合部材Ｂと結合する
ための係合部が動作可能に設けられていると共に、該係
合部を動作させる駆動機構が設けられ、前記結合部材Ｂ
は、前記係合部が係合して前記結合部材Ａと該結合部材
Ｂとを結合させる被係合部を有し、前記結合部材Ａと前
記結合部材Ｂとのうち、一方の部材には、両部材が対向
し合っている結合直前の他方の部材の方向へ突出したガ
イド凸部が形成され、前記他方の部材には、両部材が結
合した際に前記ガイド凸部が嵌まり込むガイド凹部が形
成されていると共に、該他方の部材へ近づく方向成分を
有する方向への該一方の部材の相対的移動に対して、該
一方の部材の該ガイド凸部の先端部が接触すると、該ガ
イド凸部を該ガイド凹部に完全に嵌まり込む方向へ導く
案内面が形成されていることを特徴とするものである。

【０００８】また、前記目的を達成するための他の結合
装置は、結合部材Ａには、前記結合部材Ｂと結合するた
めの係合部が動作可能に設けられていると共に、該係合
部を動作させる駆動機構が設けられ、前記結合部材Ｂ
は、前記係合部が係合して前記結合部材Ａと該結合部材
Ｂとを結合させる被係合部を有し、前記結合部材Ａと前
記結合部材Ｂとのうち、一方の部材には、他方の部材に
近づくに連れて前記係合部が前記被係合部に係合可能な
位置にくるよう該他方の部材を相対的に導くための案内
面が該係合部又は該被係合部以外の箇所に形成され、該
他方の部材には、該案内面に対応する被案内面が該被係
合部又は該係合部以外の箇所に形成されていることを特
徴とするものである。

【０００９】

【作用】結合部材Ａと結合部材Ｂとの相対的な概略位置
決めが終了した後、結合部材Ａを結合部材Ｂに対して相
対的に近付けて行く。この過程で、結合部材Ａのガイド
凸部の先端部が結合部材Ｂの案内面に接すると、ガイド
凸部の先端部は案内面に沿って移動して行き、ガイド凸
部はガイド凹部に完全に嵌まり込み、両部材の最終的な
位置決めが完了する。この時点で、少なくとも、ガイド
凸部の突出方向に対して垂直な方向における両部材の相
対的位置関係が拘束される。位置決めが完了すると、駆
動機構を動作させて、結合部材Ａの係合部を結合部材Ｂ
の被係合部に係合させ、両部材を結合させる。この係合
部と被係合部との係合により、いまだ拘束されていない
方向における両部材の相対的位置関係が拘束され、両部
材は完全に結合する。

【００１０】以上のように、指がなくても、両部材の相
対的な位置決めを確実に行うことができる。また、位置
決めが完了して、ガイド凸部がガイド凹部に嵌まり込む
と、少なくとも、ガイド凸部の突出方向に対して垂直な
方向における両部材の相対的位置関係が拘束されるた
め、結合状態時において、この拘束された方向の力は、
係合部にはほとんどかからず、ガイド凸部及びガイド凹
部がほとんど受けることになる。従って、位置決め過程
においても、結合状態時においても、係合部及びこれを
動作される駆動機構への負担が軽減され、結合部材の小
型化を図ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について、図
面を用いて説明する。まず、本発明に係る結合装置の第
１の実施例について、図１〜図６を用いて説明する。

【００１２】本実施例の結合装置は、図１に示すよう
に、一方の結合部材１００と他方の結合部材２００とを
有して構成されている。一方の結合部材１００の先端部
１０７側には、図１及び図５に示すように、３本の指１
０２，１０２，１０２が放射状に、且つその基端部相互
間が所定距離を有するように配されている。各指１０２
は、その基端部がピン１０１により支持されている。指
１０２の中央部には、ピン１０３を介してリンク１０４
の一端部が連結されている。このリンク１０４の他端部
には、ピン１０５を介して前後（図１中、ｚ方向）動可
能に設けられている押板１０６が連結されている。押板
１０６の一部には、ボールナット１１５が設けられてお
り、これにｚ方向に伸びるスクリュー１１４が螺合して
いる。スクリュー１１４は、減速機１１３と連結されて
おり、この減速機１１３にはギア１１２、１１１を介し
て指開閉動作用モータ１１０が接続されている。

【００１３】一方の結合部材１００の先端部１０７に
は、放射状に配されている３本の指１０２，１０２，１
０２の中心部に、図１に示すように、他方の結合部材２
００方向（図１中、ｚ方向）へ突出した円柱状のガイド
凸部材１４０が設けられている。このガイド凸部材１４
０は、図６に示すように、基部側から基部側円柱部１４
５と、この基部側円柱部１４５の先端側から他方の部材
２００方向へ向かうに連れて径が小さくなるようなテー
パ面（被案内面）１４２が側周に形成されているテーパ
部１４３と、テーパ部１４３の先端側から形成されてい
る先端側円柱部１４６と、テーパ部のテーパ面及び基端
側円柱部の側周面にかけて放射方向に突出する３つの回
転規制凸部１４１，１４１，１４１とが形成されてい
る。

【００１４】このガイド凸部材１４０及び押板１０６の
中心部には、他方の結合部材２００方向へ貫通する貫通
孔が形成されており、ここに、先端部にソケットレンチ
１２５が設けられているトルク伝達軸１２４が回転可能
に配されている。一方の結合部材１００内には、このト
ルク伝達軸１２４を回転駆動させる伝達軸駆動用モータ
１２０が設けられており、これがギア１２１，１２２及
び減速機１２３を介してトルク伝達軸１２４と接続され
ている。放射状に配されている３本の指１０２、１０
２、１０２の相互間には、外部と電力または信号の受渡
しをするための電気コネクタ１３０，１３０が設けられ
ており、これにケーブル１３１，１３１が接続されてい
る。

【００１５】一方の結合部材１００は、これを三次元空
間内において移動させるマニピュレータ４００の先端部
に取付けられている。一方の結合部材１００のマニピュ
レータ４００側には、力センサ４１０が設けられてい
る。この力センサ４１０は、前述した各種モータ１１
０，１２０やマニピュレータ４００の関節動作を制御す
る制御装置５００と信号線５１０で接続されている。

【００１６】他方の結合部材２００は、図３及び図４に
示すように、中空円筒状のものである。他方の結合部材
２００の外側周には、一方の結合部材１００に放射状に
配されている３本の指１０２，１０２，１０２が閉じた
際に、これらの先端部１０８，１０８，１０８が入り込
んで係合する被係合部２０２，２０２，２０２が形成さ
れていると共に、一方の結合部材１００の電気コネクタ
１３０，１３０と接続される電気コネクタ２３０，２３
０が設けられている。被係合部２０２は、その溝幅が、
その溝口において指１０２の先端部１０８の幅より広
く、その溝深さ方向（他方の結合部材２００のｚ方向に
平行な中心軸に向かう方向）に向かうにつれて狭まるよ
うに形成されている。また、この電気コネクタ２３０に
は、ケーブル２３１が接続されている。他方の結合部材
２００の中央部には、一方の結合部材１００のガイド凸
部材１４０が嵌合するガイド凹部２４０が形成されてい
る。このガイド凹部２４０には、ガイド凸部材１４０の
テーパ面１４２に対応したテーパ面（案内面）２４２
と、ガイド凸部材１４０の先端側円柱部１４６が嵌入す
る嵌入凹部２４６と、ガイド凸部材１４０の３つの回転
規制凸部１４１，１４１，１４１が係合する３つの回転
規制凹部２４１，２４１，２４１が形成されている。ガ
イド凹部２４０のテーパ面２４２は、他方の結合部材２
００の半径方向における幅がガイド凸部材１４０のテー
パ面１４２の対応する幅よりも大きくなるよう、形成さ
れている。すなわち、ガイド凹部２４０のテーパ面２４
２の面積は、ガイド凸部材１４０のテーパ面１４２の面
積よりも大きい。

【００１７】ガイド凹部２４０の中心部には、トルク伝
達軸２２４が配されており、その一方の結合部材１００
側の端部にソケットレンチ１２５に嵌まり込むボルトヘ
ッド２２５が設けられている。他方の結合部材２００に
は、弾性材３１０を介してペイロード３００が設けられ
ている。

【００１８】次に、本実施例の動作について説明する。
なお、以下の説明を容易にするため、一方の結合部材１
００の他方の結合部材２００に対する遠近方向をｚ方
向、このｚ方向に対して垂直な平面内における互いに垂
直な方向をそれぞれｘ方向及びｙ方向とする。

【００１９】結合部材１００，２００相互の結合前は、
図１に示すように、指１０２，１０２，１０２は最も開
いた状態になっている。結合部材１００、２００相互を
結合させるべく、まず、マニピュレータ４００を駆動
し、他方の結合部材２００に対する一方の結合部材１０
０のｘ方向及びｙ方向の概略位置決めを行なう。その
後、マニピュレータ４００をさらに駆動して、一方の結
合部材１００をｚ方向へ移動させて、他方の結合部材２
００に近付ける。一方の結合部材１００が他方の結合部
材２００に近づけていくと、一方の結合部材１００のガ
イド凸部材１４０の先端側円柱部１４６の先端が、ま
ず、他方の結合部材２００のテーパ面２４２に接触し、
このテーパ面２４２に沿って移動する。この結果、一方
の結合部材１００のｚ方向に平行な中心軸と他方の結合
部材２００のｚ方向に平行な中心軸とが近づき、最終的
に両者１００，２００の中心軸は同一直線上に位置する
ことになる。この過程で、一方の結合部材１００をｚ方
向に平行な中心軸回りに回転させる。すると、ガイド凸
部材１４０の回転規制突起１４２，１４２，１４２がガ
イド凹部２４０の回転規制凹部２４２，２４２，２４２
に嵌まり込む。コーン状部材１４０の突起１４２，１４
２，１４２がガイドホール２４０の凹部２４２，２４
２，２４２に僅かに嵌まり込むと、一方の結合部材１０
０は他方の結合部材に対する相対的な回転（ｚ方向に平
行な中心軸まわりの回転）ができなくなることから、一
方の結合部材１００の回転を中止する。そして、更に、
一方の結合部材１００を他方の結合部材２００の方向へ
移動させ、図２に示すように、一方の結合部材１００の
テーパ面１４２と他方の結合部材２００のテーパ面２４
２とを接触させる。両部材１００，２００のテーパ面１
４２，２４２が接した時点で、ガイド凸部材１４０の先
端側円柱部１４６がガイド凹部２４０の嵌入凹部２４６
に嵌入して、ガイド凸部材１４０がガイド凹部２４０に
完全に嵌合する。

【００２０】以上の一連の動作において、制御装置５０
０は、力センサ４１０からの信号に基づき、マニピュレ
ータ４００の動作を制御する。制御装置５００は、基本
的には、力センサ４１０からの信号で検出される力とモ
ーメントが小さくなるような制御を実行する。

【００２１】ガイド凸部材１４０がガイド凹部２４０に
完全に嵌合すると、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向、及びｘ軸
回り、ｙ軸回り、ｚ軸回りの位置決めは実現されると共
に、ｚ方向を除く、ｘ方向、ｙ方向、及びｘ軸回り、ｙ
軸回り、ｚ軸回りに関する両部材１００，２００の相対
的位置関係が拘束される。更に、電気コネクタ１３０，
２３０相互の結合、及びソケットレンチ１２５とボルト
ヘッド２１０との結合が完了し、電力または信号の授受
が可能になると共に、トルク伝達が可能となる。三次元
的に正確な位置決めが終了すると、次に、指開閉動作用
モータ１１０が駆動してスクリュー１１４が回転し、押
板１０６がボールナット１１５と共に前方（他方の結合
部材２００に近づく方向）に移動する。押板１０６の前
方移動により、リンク１０４及び指１０２の中央部が前
方に押し出されて、指１０２は、ピン１０１を基点とし
て揺動し、次第に閉じて行き、図２に示すように、被係
合部２０２に係合する。この指１０２と被係合部２０２
との係合により、ｚ方向における両部材１００，２００
の相対的位置関係が拘束され、両部材１００，２００の
結合が完全に終了する。

【００２２】結合が完了して所定の作業を終了した後、
指開閉動作用モータ１１０を逆回転することにより、結
合と逆の順序で結合が解除され、一方の結合部材１００
と他方の結合部材２００とが切離される。

【００２３】以上のように、ガイド凸部材１４０とガイ
ド凹部２４０との存在により、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方
向、及びｘ軸回り、ｙ軸回り、ｚ軸回りの両部材１０
０，２００の位置決めは実現されると共に、ｚ方向を除
く、ｘ方向、ｙ方向、及びｘ軸回り、ｙ軸回り、ｚ軸回
りに関する両部材１００，２００の相対的位置関係が拘
束される。従って、位置決めの過程において、指１０２
やこの指の駆動機構にはまったく負荷がかからず、さら
に結合状態時においては、指１０２にはｚ方向における
両部材１００，２００の相対的位置関係を拘束する力が
確保されていれば、結合状態を維持できるので、指１０
２やこの指の駆動機構にかかる負荷が小さくなり、これ
らの損傷を防ぐことができると共にこれらの小型化を図
ることができる。

【００２４】また、本実施例では、一方の結合部材１０
０の指１０２が閉じた状態で、他方の結合部材２００と
結合するので、指が開いた状態で他方の結合部材と結合
するものと比較して、他方の結合部材２００が小型化
し、小型のペイロードでもハンドリングが可能となる。
また、電気接点群である電気コネクタ１３０を放射状に
配した３本の指１０２、１０２、１０２の相互間に設け
たので、閉状態の指１０２から電気コネクタ１３０まで
の距離を小さくすることができ、電気コネクタ相互の結
合に必要なモーメント力を小さくすることができる。こ
の結果、比較的大きな電気コネクタまたは複数の電気コ
ネクタ相互をも結合することができる。

【００２５】さらに、放射状に配した３本の指１０２、
１０２、１０２の放射の中心に、ｚ軸回りの回転力を伝
達するトルク伝達軸１２４を設け、このトルク伝達軸１
２４で回転力を伝達する際、ガイド凸部材１４０の回転
規制凸部１４１とガイド凹部２４０の回転規制凹部２４
１とで反トルクを受け、指１０２にはほとんどこの反ト
ルクがかからないため、比較的大きなトルクでも伝達す
ることが可能である。また、伝達トルク軸１２４を設け
た結果、駆動力を必要とする各種ツールを他方の結合部
材２００に装着できるので、例えば、作業台にペイロー
ド３００を固定する場合、固定用ラッチの締め上げ及び
解除のためのトルク供給等、作業内容を豊富にすること
ができる。

【００２６】次に、本発明に係る結合装置の第２の実施
例について、図７を用いて説明する。本実施例は、指１
０２ａにこの先端１０８と反対方向に伸びた部分１０８
ａを形成して、指１０２ａの先端１０８が閉じた際に、
反対側の部分１０８ａが開き、この部分１０８ａを一方
の結合装置１００の表面から突出するようにしたもの
で、その他の構成は第１の実施例と同様である。

【００２７】このように、結合状態時において、指１０
２ａの一部１０８ａが一方の結合部材１００の表面から
突出して、この部分１０８ａを外部から視認することが
できるので、指１０２ａの開・閉状態を容易に認識する
ことができる。従って、確実に結合されていること目視
等により確認でき、安全性を確保することができる。

【００２８】次に、本発明に係る第３の実施例につい
て、図８及び図９を用いて説明する。本実施例は、指が
開くことにより、一方の結合部材と他方の結合部材とが
結合するものである。本実施例の一方の結合部材１００
は、図８に示すように、第１の実施例のものとまったく
同一である。但し、この一方の結合部材１００を使用す
る場合、結合前の状態においては、第１の実施例と異な
り、指１０２，１０２，１０２を閉じた状態にしてお
く。

【００２９】他方の結合部材６００の中央部には、第１
の実施例と同様に、一方の結合部材１００のガイド凸部
材１４０が嵌合するガイド凹部６４０が形成されてい
る。このガイド凹部６４０は、ガイド凸部材１４０がガ
イド凹部６４０に嵌入した後、閉じていた指１０２，１
０２，１０２が開くことができるように、指１０２，１
０２，１０２と対応する位置が部分的に切り欠かれてい
る。他方の結合部材６００には、ガイド凹部６４０回り
を覆う側周壁６０１を有している。この側周壁６０１に
は、一方の結合部材１００に放射状に配されている３本
の指１０２，１０２，１０２が開いた際に、これらに係
合する被係合孔６０２，６０２，６０２が形成されてい
る。他方の結合部材６００のペイロード７００側には、
弾性材７１０が設けられており、ペイロード７００は、
この弾性材７１０を介して他方の結合部材６００と結合
している。他方の結合部材６００には、他に、電気コネ
クタ６３０、そのケーブル６３１、トルク伝達軸６２４
が、第１の実施例同様に設けられている。

【００３０】結合部材１００，６００相互を結合させる
場合、前述したように、結合前においては、指１０２，
１０２，１０２を全閉状態にしておく（図８に示
す。）。そして、マニピュレータ４００を駆動して、第
１の実施例と同様に、両部材１００，６００の位置決め
を行う。両部材１００，６００の位置決めが完了する
と、指開閉動作用モータ１１０を駆動させて、図９に示
すように、全閉状態の指１０２，１０２，１０２に開動
作させ、他方の結合装置６００の被係合孔６０２，６０
２，６０２に係合させて、両部材１００，６００の結合
を完了させる。

【００３１】以上のように、本実施例では、指１０２が
開いた状態で結合する以外、基本的に第１の実施例と同
様なので、第１の実施例と同様の効果を得ることができ
る。但し、本実施例では、指１０２が開いた状態で結合
するので、他方の部材６００が第１の実施例の他方の部
材２００よりも大型化してしまう。

【００３２】次に、本発明に係る結合装置の第４の実施
例について図１０及び図１１を用いて、第５の実施例に
ついて図１２及び図１３を用いて説明する。これらの実
施例は、以上の実施例におけるガイド凸部及びガイド凹
部の他の例を示すものである。このため、実施例の内容
を理解し易くするため、図中、指、指開閉機構、指が係
合する被係合部等を省略している。

【００３３】これらの実施例は、一方の結合部材８０
０，９００に３個のガイド凸部８０１，９０１を設け、
ガイド凸部８０１，９０１の数量に対応して他方の結合
部材８５０，９５０に３個のガイド凹部８５１，９５１
を設けたものである。３個のガイド凸部８０１，９０１
は、一方の結合部材８００，９００の中心軸を中心とし
て放射状に配されている。また、３個のガイド凹部８５
１，９５１も、他方の結合部材８５０，９５０の中心軸
を中心として放射状に配されている。

【００３４】図１０及び図１１に示すように、第４の実
施例において、ガイド凸部８０１は、他方の結合部材８
５０方向に突出した円錐状のもので、この側周面がテー
パ面（被案内面）８０２を形成している。また、ガイド
凹部８５１は、ガイド凸部８０１の形状に対応して円錐
状にへこんでいるもので、その内周面がテーパ面（案内
面）８５２を形成している。また、第５の実施例におい
て、図１２及び図１３に示すように、ガイド凸部９０１
は、他方の結合部材側からの投影形状が扇型を成し、そ
の側断面が直角三角形を成すもので、この直角三角形の
斜辺に該当する面がテーパ面（被案内面）９０２を形成
している。また、ガイド凹部９５１は、ガイド凸部９０
１の形状に対応した形状でへこんでいるものであり、そ
の側断面において直角三角形の斜辺に該当する面がテー
パ（案内面）９５２を形成している。

【００３５】これらの実施例においても、両部材がある
程度位置決めされた時点で、一方の結合部材８００，９
００を他方の結合部材８５０，９５０の方向（ｚ方向）
へ近付けて行き、ガイド凸部８０１，９０１の先端部が
ガイド凹部８５１，９５１のテーパ面８５２，９５２に
接すると、ガイド凸部８０１，９０１の先端部がテーパ
面８５２，９５２に沿って移動する。この結果、一方の
結合部材８００，９００のｚ方向に平行な中心軸と他方
の結合部材８５０，９５０のｚ方向に平行な中心軸とが
近づき、最終的に両部材の中心軸は同一直線上に位置す
ることになり、両部材の位置決めが完了する。

【００３６】以上のように、これらの実施例において
も、最終的な両部材の位置決めを指がなくても行うこと
でき、以上の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、これらの実施例では、ｘｙ平面内において複数の
ガイド凸部を設けたので、第１の実施例のようにガイド
凸部１４０の側周に回転規制凸部１４１を設けなくと
も、ｚ軸回りの回転を拘束することができる。また、こ
れらの実施例において、第１の実施例のように、３個の
指を設ける場合には、３個のガイド凸部の相互間に設け
ることが好ましい。

【００３７】なお、以上の実施例において、３本の指を
設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、４
以上の指を用いてもよい。また、本実施例における指を
開閉動作させる機構は、一例であって、他の機構によっ
て開閉動作させるようにしてもよい。また、以上の本実
施例では、放射状に配された３本の指相互間に電気コネ
クタを設けたが、ここには電気コネクタ以外の機械的な
コネクタを設けてもよい。ただし、機械的コネクタが回
転トルクを伝達するようなものである場合には、前述し
た理由により、これを放射状に設けることが好ましい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、指等の係合部がなくて
も、両部材の相対的な位置決めを確実に行うことができ
る。また、位置決めが完了して、ガイド凸部がガイド凹
部に嵌まり込むと、少なくとも、ガイド凸部の突出方向
に対して垂直な方向における両部材の相対的位置関係が
拘束されるため、結合状態時において、この拘束された
方向の力は、係合部にはほとんどかからず、ガイド凸部
及びガイド凹部がほとんど受けることになる。従って、
位置決め過程においても、結合状態時においても、係合
部及びこれを動作される駆動機構への負担が軽減され、
結合部材の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の結合装置の断面図
（結合前）である。

【図２】本発明に係る第１の実施例の結合装置の断面図
（結合時）である。

【図３】本発明に係る第１の実施例の他方の結合部材の
正面図である。

【図４】本発明に係る第１の実施例の他方の結合部材の
要部切欠き側面図である。

【図５】本発明に係る第１の実施例の一方の結合部材の
正面図である。

【図６】本発明に係る第１の実施例のガイド凸部の斜視
図である。

【図７】本発明に係る第２の実施例の結合装置の断面図
（結合時）である。

【図８】本発明に係る第３の実施例の結合装置の断面図
（結合前）である。

【図９】本発明に係る第３の実施例の結合装置の断面図
（結合時）である。

【図１０】本発明に係る第４の実施例の結合装置の要部
断面図である。

【図１１】本発明に係る第４の実施例の一方の結合部材
の正面図である。

【図１２】本発明に係る第５の実施例の結合装置の要部
断面図である。

【図１３】本発明に係る第５の実施例の一方の結合部材
の正面図である。

【符号の説明】

１００，８００，９００…一方の結合部材、１０２，１
０２ａ…指（係合部）、１０４…リンク、１０６…押
板、１１０…指開閉動作用モータ、１２０…伝達軸駆動
用モータ、１２４，２２４、６２４…トルク伝達軸、１
２５…ソケットレンチ、１３０…一方の電気コネクタ、
１４０，８０１，９０１…ガイド凸部、１４１…回転規
制凸部、１４２，８０２，９０２…テーパ面（被案内
面）、２００，６００，８５０，９５０…他方の結合部
材、２０２，６０２…被係合部、２２５，６２５…ボル
トヘッド、２３０…他方の電気コネクタ、２４０，８５
１，９５１…ガイド凹部、２４１…回転規制凹部、２４
２，８５２，９５２…テーパ面（案内面）、３００，７
００…ペイロード、３１０，７１０…弾性材、４００…
マニピュレータ、４１０…力センサ、５００…制御装
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江沢直也神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者斉藤祐二神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの結合部材（以下、これらの結合部材
を結合部材Ａ、結合部材Ｂとする。）を備え、２つの結
合部材相互を結合する結合装置において、前記結合部材Ａには、前記結合部材Ｂと結合するための
係合部が動作可能に設けられていると共に、該係合部を
動作させる駆動機構が設けられ、前記結合部材Ｂは、前記係合部が係合して前記結合部材
Ａと該結合部材Ｂとを結合させる被係合部を有し、前記結合部材Ａと前記結合部材Ｂとのうち、一方の部材
には、両部材が対向し合っている結合直前の他方の部材
の方向へ突出したガイド凸部が形成され、前記他方の部材には、両部材が結合した際に前記ガイド
凸部が嵌まり込むガイド凹部が形成されていると共に、
該他方の部材へ近づく方向成分を有する方向への該一方
の部材の相対的移動に対して、該一方の部材の該ガイド
凸部の先端部が接触すると、該ガイド凸部を該ガイド凹
部に完全に嵌まり込む方向へ導く案内面が形成されてい
ることを特徴とする結合装置。
【請求項２】前記ガイド凸部は、円柱状を成し、該ガイ
ド凸部の側周に放射方向に突出する回転規制凸部が形成
され、前記ガイド凹部は、前記ガイド凸部が嵌まり込むよう、
該ガイド凸部の前記回転規制凸部に対応する回転規制凹
部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の結
合装置。
【請求項３】前記ガイド凸部は、前記一方の部材に複数
形成されていると共に、前記ガイド凹部は、前記他方の
部材に該ガイド凸部の数量に対応して複数形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の結合装置。
【請求項４】２つの結合部材（以下、これらの結合部材
を結合部材Ａ、結合部材Ｂとする。）を備え、２つの結
合部材相互を結合する結合装置において、前記結合部材Ａには、前記結合部材Ｂと結合するための
係合部が動作可能に設けられていると共に、該係合部を
動作させる駆動機構が設けられ、前記結合部材Ｂは、前記係合部が係合して前記結合部材
Ａと該結合部材Ｂとを結合させる被係合部を有し、前記結合部材Ａと前記結合部材Ｂとのうち、一方の部材
には、他方の部材に近づくに連れて前記係合部が前記被
係合部に係合可能な位置にくるよう該他方の部材を相対
的に導くための案内面が該係合部又は該被係合部以外の
箇所に形成され、該他方の部材には、該案内面に対応す
る被案内面が該被係合部又は該係合部以外の箇所に形成
されていることを特徴とする結合装置。
【請求項５】前記結合部材Ａの前記係合部は、放射状に
配されている３以上の指を有して構成され、前記駆動機
構は、放射状に配されている３以上の指がその中心側の
基部を基点として、それぞれを揺動させて開閉動作させ
る指開閉動作機構を有して構成され、前記結合部材Ｂの前記被係合部は、３以上の前記指が閉
じた状態でそれぞれが係合するよう形成されていること
を特徴とする請求項１、２、３又は４記載の結合装置。
【請求項６】前記結合部材Ａには、電気的又は機械的な
接続端部の一方が設けられ、前記結合部材Ｂには、両部材が結合した際に前記接続端
部の一方と接続される接続端部の他方が設けられている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の結
合装置。
【請求項７】前記結合部材Ａは、力センサを有し、前記結合部材Ａを移動させるマニピュレータと、前記力
センサからの信号に基づき、該マニピュレータを動作さ
せる制御手段とを備えていることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５又は６記載の結合装置。