JPH0783975B2 - チヤツキング機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はチャッキング機構に係り、さらに詳しくは圧電
素子を用いたチャッキング機構に関するものである。

［従来の技術］ 物体を挾持するチャッキング機構として各種の構造のも
のがあるが、その中に圧電素子を用いたものがある。

その応用例を第６図に示す。

第６図において符号６で示すものは金属シャフトでこの
金属シャフト６には環状に形成された圧電シリンダ7,8
が嵌合され、両者側にもう１つの圧電シリンダ９が嵌合
されている。

圧電シリンダ7,8は電圧が印加されると半径方向に収縮
し、圧電シリンダ９は圧電が印加されると軸方向に伸び
る性質を持っている。

従って、圧電シリンダ７をベースに固定し電圧を印加し
た状態で金属シャフト６を固定しておき、圧電シリンダ
９に対し電圧を印加すれば、圧電シリンダ９は軸方向に
伸びる。そして、圧電シリンダ８に電圧を加えて金属シ
ャフト６を挾持する。その後、圧電シリンダ７の電圧を
除けば金属シャフト６を移動させることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述したような構造を採用すると金属シャフ
ト４を変位させるには圧電シリンダ7,8に十分な半径方
向の機械的変位を与えなければならず、また大きな軸方
向変位を与えようとするには大きな電圧を必要とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては上述した問題点を解決するために、一
組の挟持片によって物体を挟持するチャッキング機構に
おいて、前記一組の挟持片は、物体を挟持する挟持部と
基端との間に薄肉のヒンジ部が設けられ、前記一組の挟
持片の基端間に挟持片を変位させる圧電素子が設けられ
た構成を採用した。

［作用］ このような構成によれば、てこの原理を利用して圧電素
子の変位を拡大して挟持片の挟持部側を大きく変位させ
ることができる。従って、低電圧を印加して得られる圧
電素子の小さに変位でも、挟持部側に十分に大きな変位
を与えることができ、この変位量を利用して物体を挟持
することができる。また、圧電素子が一組の挟持片の内
側に設けられるため、機構全体を小型化することができ
る。

［参考例および実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の参考例および実施例を説
明する。まず、第５図（Ａ），（Ｂ）を用いて参考例と
実施例の原理的な構成について説明する。

第５図（Ａ）に示すように左右一対の挾持片1,1の基部
の左右はえぐり部1aによって左右からえぐられ、肉厚の
小さなヒンジ部1bとなっている。そして、このヒンジ部
1bを介して挾持片1,1は連結片1cによって連結されてい
る。

また、連結片1cは基台５に対して同じくヒンジ部を介し
て連結されている。

そして今、一方の挾持片１のヒンジ部1bを力点２とし、
他方を作用点３とし、連結片1cと基台５との連結部を支
点４とし、作用点３による変位が支点４を中心として力
点２に作用するように図示を省略した圧電素子によって
変位を与えるように構成すれば、これらの点を適当に配
置することにより、任意の変位拡大を行なうことができ
る。

［第１参考例］ 上述したような原理を採用した第１の参考例を第１図に
示す。

第１図において符号10で示すものは基台で、この基台10
の中央部には左右一組の挾持片11,12が一体的に設けら
れている。挾持片11,12の基端部には左右からえぐられ
たヒンジ部11a,12aが形成されている。

また、挾持片11,12の上端部の内側には対向してＶ字状
の切欠部11b,12bが形成されており、これら切欠部間に
シャフトなどの挾持すべき物体13が挿入される。

この物体13は接触点11c,11dを介して切欠部11bに接して
おり、接触点12c,12dを介して切欠部12bに接している。

これらの点11c,11dおよび12c,12dが作用点となり、ヒン
ジ部11a,12aが支点となる。

一方、基台10の左右には突片14,14が突設されており、
これらの突片14とそれぞれの挾持片11,12との間には圧
電素子15が配置されている。

これらの圧電素子15は他の圧電素子と比較して大きな変
位量が得られるように積層構造を持つ。

圧電素子15とそれぞれの挾持片11,12との接触部が力点
となり圧電素子15,15との最大変位量は２つの挾持片11,
12の間のスリット16あるいは圧電素子６の耐電圧によっ
て規制される。

本参考例は以上のように構成されているため圧電素子15
に電圧が印加される前には圧電素子15自身も変位せず、
挾持片11,12も変位せず、物体13は切欠部11b,12b間に挿
入されているだけである。

一方、圧電素子15,15に電圧を印加すると、圧電素子は
第１図中水平方向に変位し、ヒンジ部11a,12aが支点と
なって挾持片11,12が接近する方向に変位する。

この時の変位量はてこの原理に従って拡大され、挾持片
11,12は物体13を確実に挾持することができる。

上述したような構造を採用すれば、てこの原理を利用し
て圧電素子のわずかな変位を大きく拡大し、物体を確実
に挟持することができる。

［第２参考例］ 第２図は第２の参考例を説明するもので、本参考例は第
１図に示した参考例と異なり１個の圧電素子15のみを使
用してある。

この結果、挾持片は11,12の２個あるが、圧電素子15と
接する一方の挾持片11のみしかヒンジ部11aを持たな
い。

このような構造を採用しても一方の挾持片11のみを利用
しててこの原理により物体13を挾持することができる。

なお、挾持片の切欠部の形状はＶ字状に限らず第３図の
符号17で示すように円弧状であってもよく、挾持すべき
物体の形状に合わせた切欠部であってもよい。

［実施例］ 第４図は本発明の実施例を説明するもので、本実施例に
あっては挾持片11,12の途中をヒンジ部18を介して連結
してあり、基端間に圧電素子15が配置されている。

上述したような構造を採用すると圧電素子15に電圧を印
加した場合のみ水平方向の変位を物体13の挾持力として
利用することができると共に圧電素子15の挾持片の内側
に設けたため、全体を小型化することができる。

なお、挾持すべき物体は硬質のものに限らず、軟質のも
のであってもよい。

また、第４図のような挾持片11,12の構造を採用し、挾
持片11,12の基部の外側に環状の圧電素子を嵌合させ、
洗濯鋏みのように挾持片11,12を作動させもよい。

［効 果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、一組の
挟持片によって物体を挟持するチャッキング機構におい
て、前記一組の挟持片は、物体を挟持する挟持部と基端
との間に薄肉のヒンジ部が設けられ、前記一組の挟持片
の基端間に挟持片を変位させる圧電素子が設けられた構
成を採用しているため、てこの原理を利用して圧電素子
の変位を拡大して物体を挾持できることになり、低電圧
で大きな変位が得られるチャッキング装置を得ることが
できる。

また、全体を小型化することができコストダウンを実現
させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は第１の参考例を説明するチャッキング機構の正
面図、第２図は第２の参考例を説明するチャッキング機
構の正面図、第３図は挟持部の他の例を示す説明図、第
４図は本発明の実施例を説明するチャッキング機構の正
面図、第５図（Ａ），（Ｂ）は原理的な構造の説明図、
第６図は従来構造を示す説明図である。 10……基台、11,12……挾持片 11a,12a……ヒンジ部 13……物体、15……圧電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一組の挟持片によって物体を挟持するチャ
   ッキング機構において、 前記一組の挟持片は、物体を挟持する挟持部と基端との
   間に薄肉のヒンジ部が設けられ、 前記一組の挟持片の基端間に挟持片を変位させる圧電素
   子が設けられたことを特徴とするチャッキング機構。