KR100359583B1

KR100359583B1 - 완충기능을 가진 전동핸드

Info

Publication number: KR100359583B1
Application number: KR1020000055714A
Authority: KR
Inventors: 타카나시세이지; 미야치히로시; 칸다코오이치로
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-11-07
Also published as: KR20010050582A; CN1291537A; TW452529B; DE10048662C2; JP3292715B2; DE10048662A1; CN1221358C; JP2001105379A; US6331758B1

Abstract

조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때 모터구동축에 가해지는 관성력을 흡수하고, 충격으로 기어 등의 모터부품이 손상되는 것을 방지한다.

전동모터(3)의 구동축(3a)에 부착한 캠부재(12)에 한 쌍의 캠홈(15, 15)을 설치하는 동시에, 공작물 파지용의 한 쌍의 조부재(2, 2)에 각각 상기 캠홈(15, 15)에 끼워맞춰지는 구동핀(13)을 설치하고, 구동축(3a)의 회전요동운동을 이들 캠부재(12)와 구동핀(13)으로 조부재(2, 2)의 개폐운동으로 변환하는 전동핸드에 있어서, 상기 구동축(3a)에 부착된 내통부재(18)와 캠부재(12)에 설치해서 이 내통부재(18)에 상대회전가능하게 끼워맞춰지는 외통부재(19)를 복수의 탄성체(20)를 통해 연결하고, 캠부재(12)가 요동단에서 정지했을 때 구동축(3a)에 작용하는 충격을 이들 탄성체(20)의 탄성변형에 의해 흡수시킨다.

Description

완충기능을 가진 전동핸드{ELECTRIC HAND WITH CUSHIONING MECHANISM}

본 발명은, 공작물 파지용의 한 쌍의 조부재를 구동모터로 개폐하도록 한 전동핸드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상기 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때에 모터구동축에 충격이 가해지지 않도록 한 완충기능을 가진 전동핸드에 관한 것이다.

개폐가 가능한 한 쌍의 조부재사이에 공작물을 파지하는 핸드는, 일반적으로, 상기 조부재를 에어실린더로 개폐하도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 구조의 종래의 핸드는 에어실린더에 대한 에어배관이나, 상기 배관으로의 압축공기의 급배를 제어하는 방향전환밸브 등의 부수적인 기기를 필요로 하고, 핸드자체를 구성하는 부품의 점수도 많아진다. 이때문에, 핸드의 소형화가 곤란하고, 또, 그것을 동작시키기 위한 부수적인 기기도 포함하므로 장치전체의 소형화도 곤란하다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 공작물 파지용의 한 쌍의 조부재를 전동모터로 개폐하도록 한 전동핸드를 제안했다(일본국 특원평 10-357778호). 이 전동핸드는, 전동모터의 구동축과 조부재사이에 캠을 이용한 변환기구를 설치하고, 이 변환기구로 구동축의 회전요동운동을 조부재의 개폐운동으로 변환하도록 구성한 것이다.

이러한 전동핸드에 있어서는, 상기 조부재에 의한 공작물파지력을 크게 할 경우, 전동모터로서 복수의 기어를 구비한 감속기가 부착된 모터가 사용되지만, 이러한 기어가 부착된 모터를 사용한 경우에, 상기 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때에 모터회전자에 의한 큰 관성력이 작용하고, 충격으로 감속기의 기어가 손상되는 것이 고려된다.

본 발명의 기술적 과제는, 공작물 파지용의 조(jaw)부재를 모터로 개폐하도록 한 전동핸드에 있어서, 상기 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때에 모터구동축에 가해지는 관성력을 흡수할 수 있도록 하고, 충격으로 기어 등의 모터부품이 손상되는 것을 방지하는 것에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동핸드의 일실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도이다.

도 3은 캠부재의 평면도이다.

도 4는 도 1의 B-B선의 단면도이다.

도 5는 도 2의 C-C선의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 구성예를 나타낸 도 4와 동일한 위치에서의 단면도이다.

(부호의 설명)

2…조부재 3…전동모터

5…변환기구 7…완충수단

12…캠부재 13…구동핀

15…캠홈 18…내통부재

18a…오목부 19…외통부재

19a…오목부

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전동핸드는, 공작물을 파지하기 위한 개폐가능한 한 쌍의 조부재와, 회전하는 구동축을 구비한 전동모터와, 상기 구동축과 조부재사이에 설치되어 구동축의 회전요동운동을 조부재의 개폐운동으로 변환시키는 변환기구를 보유하고, 상기 변환기구가 전동모터의 구동축에 부착된 캠부재와, 상기 캠부재에 형성된 한 쌍의 캠홈과, 각 조부재에 부착되어 각각 캠홈의 하나에 끼워맞춰져서 캠부재의 회전요동에 의해 상기 캠홈내부를 조부재의 개폐방향으로 변이하는 구동핀을 보유하고 있고, 상기 구동축과 캠부재사이에, 상기 캠부재가 요동단에서 정지했을 때 상기 구동축에 작용하는 충격을 흡수시키기 위한 완충수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 완충수단이, 구동축에 부착된 작은 지름의 내통부재와, 캠부재에 설치되어 상기 내통부재에 상대적으로 회전가능하도록 끼워맞춰지는 큰 지름의 외통부재와, 이들 내통부재와 외통부재사이에 끼워져서 양 부재에 결합하고, 이들 양 부재를 연결하는 기능과 상기 충격을 흡수하는 기능을 겸비하는 탄성체로 구성되어 있다. 이 경우, 상기 외통부재의 내면과 내통부재의 외면의 마주 보는 위치에 각각 오목부가 형성되고, 각 오목부안에 원주상의 상기 탄성체를 수용하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 전동핸드의 대표적인 실시형태를 나타낸 것으로, 이 전동핸드는, 공작물을 파지하는 한 쌍의 개폐가능한 조부재(2, 2)와, 감속기(4)가 부착된 전동모터(3)와, 상기 전동모터(3)의 구동축(3a)의 회전요동운동을 조부재(2, 2)의 개폐동작으로 변환하는 변환기구(5)와, 상기 조부재(2, 2)의 동작위치를 검출하는 위치검출기구(6)와, 이들 각 부재 및 기구를 부착한 하우징(1)을 구비하고 있다.

상기 조부재(2, 2)는, 대략 T자형의 단면형상을 가지고 있고, 하우징(1)에 설치한 가이드홈(10)에 슬라이딩가능하게 끼워맞춰지고, 이 가이드홈(10)을 따라 직선적으로 개폐하는 것으로, 각 조부재(2, 2)에 부착된 어태치먼트(2a, 2a)에 의해 공작물을 파지하도록 되어 있다.

상기 전동모터(3)는, 복수의 기어로 이루어진 감속기구를 구비한 상기 감속기(4)를 보유하고 있고, 이 감속기(4)에 의해 회전자의 회전을 감속시켜서 구동축(3a)에 전달하는 것으로, 상기 구동축(3a)이 하우징(1)에 형성된 오목부(11)안으로 돌출하고, 이 구동축(3a)의 선단에 상기 변환기구(5)를 구성하는 캠부재(12) 및 구동핀(13) 중 캠부재(12)가 완충수단(7)을 통해 부착되어 있다.

상기 캠부재(12)는, 도 3에서 알 수 있듯이 평면에서 보아 원형상을 이루고있고, 그 중심부에 상기 구동축(3a)이 고정되고, 그 외면에 반원상의 한 쌍의 캠홈(15, 15)이 서로 대칭을 이루도록 설치되어 있다. 이들 캠홈(15, 15)은 각각, 홈의 양끝(15a, 15b)이 캠부재(12)의 회전중심(O)을 지나는 직선(L)상에 상기 회전중심(O)에 걸쳐지도록 위치하는 동시에, 그 일단(15a)이 회전중심(O)에 근접한 위치를 차지하고 또한 타단(15b)이 회전중심(O)으로부터 떨어진 위치를 차지하도록 배치되어 있다.

이것에 대해서, 상기 각 조부재(2, 2)에는, 상기 변환기구(5)를 구성하는 구동핀(13)이 내측단근처의 위치에 각각 고정되고, 이 구동핀(13)이 상기 캠홈(15, 15)의 하나에 끼워넣어져 있다.

그리고, 상기 구동핀(13, 13)이 캠홈(15, 15)의 내단(15a, 15a)측으로 이동하고 있는 도 3의 상태에서, 캠부재(12)가 상기 모터(3)에 의해 왼쪽으로 회전되면, 각 구동핀(13, 13)이 변이하는 캠홈(15, 15)을 따라 상기 직선(L)상을 캠부재(12)의 외측으로 이동하여, 한 쌍의 조부재(2, 2)가 개방된다. 또, 그 개방상태에서 캠부재(12)가 오른쪽으로 회전되면, 각 구동핀(13, 13)이 캠홈(15, 15)안을 내측으로 끌어당겨져서 캠부재(12)의 회전중심측으로 이동하므로, 상기 조부재(2, 2)가 폐쇄되게 된다.

이렇게 해서, 모터(3)의 구동축(3a)으로 캠부재(12)를 회전요동시킴으로써 한 쌍의 조부재(2, 2)를 개폐하고, 각 조부재(2, 2)에 부착된 어태치먼트(2a, 2a)사이에 공작물을 파지하거나, 파지한 공작물을 놓는 것이지만, 상기 조부재(2, 2)가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때에, 상기 구동축(3a)에는 모터(3)의 회전자에 의한 큰 관성력이 작용한다. 여기에서, 이 작용력을 흡수하기 위해 구동축(3a)과 캠부재(12)사이에 상기 완충수단(7)이 설치되어 있다.

이 완충수단(7)은, 도 1 및 도 4에서 알 수 있듯이, 구동축(3a)에 나사(17)에 의해 고정된 작은 지름의 원통형의 내통부재(18)와, 캠부재(12)에 일체적으로 형성되어 상기 내통부재(18)에 상대적으로 회전가능하도록 끼워맞춰지는 큰 지름의 원통형의 외통부재(19)와, 이들 내통부재(18)와 외통부재(19)사이에 끼워져서 양 부재에 결합하는 탄성체(20)로 구성되어 있다. 더욱 상세하게는, 상기 외통부재(19)의 내면과 내통부재(18)의 외면의 마주보는 위치에는 각각, 반원형이나 원호형 등을 이룬 오목부(18a, 19a)가 복수부분에 형성되고, 마주보는 오목부(18a, 19a)로 둘러싸여진 구멍안에, 우레탄고무 등의 탄성소재로 원주상(원통도 포함함)으로 형성된 상기 탄성체(20)가 각각 수용되어 있다. 도면중 부호 18b는 내통부재(18)의 끝부에 형성된 원형의 플랜지로서, 상기 구멍의 끝부를 막아 탄성체(20)가 탈락하는 것을 방지하는 것이다.

여기에서, 도시한 바와 같이 ,상기 각 오목부(18a, 19a)에 있어서의 좌우 양측단의 에지부분을 둥글게 해 두는 것이 바람직하고, 이것에 의해, 탄성체(20)가 예리한 에지부분과의 접촉에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 그 내구성이 향상한다. 또, 상기 오목부(18a, 19a)는 반드시 같은 형상으로 할 필요는 없고, 예를 들면 도 6에 나타내듯이, 외통부재(19)의 오목부(19a)를 탄성체(20)가 정확히 절반을 수용하는 반원형으로 하고, 내통부재(18)의 오목부(18a)를 상기 오목부(19a)보다 곡률반경이 큰 원호형으로 할 수도 있다. 이와 같이, 작은 지름의 내통부재(18)측의 오목부(18a)를 원호형으로 함으로써, 그 좌우양측단에 날카로운 에지가 형성되는 것을 방지하여 탄성체(20)의 손상을 방지할 수 있다.

이렇게 해서, 구동축(3a)과 캠부재(12)사이에 완충수단(7)을 설치함으로써, 상기 조부재(2, 2)가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때에, 캠부재(12)는 상기 조부재(2, 2)와 함께 정지하지만, 구동축(3a)은 상기 탄성체(20)를 탄성변형시키면서 완충적으로 정지하므로, 모터(3)의 회전자에 의한 관성력이 흡수되고, 정지시의 충격으로 감속기(4)의 기어 등의 모터부품이 손상하는 것이 방지된다. 이 결과, 핸드로서의 내구성이 매우 향상하고, 완충수단(7)을 구비하지 않는 것에 비하면 수명이 대략 100배까지 연장되는 것을 기대할 수 있다. 게다가, 조부재(2, 2)의 개폐속도를 높일 수 있으므로, 작업효율도 향상한다.

한편, 상기 조부재(2, 2)의 개폐동작시에는, 상기 탄성체(20)가 내통부재(18)와 외통부재(19)에 결합해서 이들을 연결하고, 구동축(3a)의 회전을 캠부재(12)에 확실하게 전달시킨다. 따라서, 이 탄성체(20)는, 상기 내통부재(18)와 외통부재(19)를 연결해서 회전력을 전달하는 기능과, 상기와 같이 구동축에 작용하는 충격을 흡수하는 기능을 겸비하는 것이다.

도시한 실시예에서는, 상기 오목부(18a, 19a) 및 탄성체(20)가 구동축(3a)의 회전중심의 둘레에 등각도간격으로 4조가 설치되어 있지만, 이들의 설치수는 2조이어도 3조이어도 5조이상이어도 좋고, 또는 1조만이어도 상관없다.

또, 상기 탄성체(20)의 형상은 원주에 한정되는 것은 아니고, 각주상이나 구상 등의 기타 형상이어도 좋고, 그 경우에는, 외통부재(19)의 내면과 내통부재(18)의 외면과의 사이에 각각의 탄성체의 형상에 적합한 형의 오목부가 설치된다.

또한, 상기 위치검출기구(6)는, 도 2 및 도 5로부터 알 수 있듯이, 어느 한 쪽의 조부재(2)의 구동핀(13)에 조립된 상태에서 상기 조부재(2)와 캠부재(12)사이에 설치된 이동부재(23)를 구비하고 있다. 이 이동부재(23)는 상기 구동핀(13)에 부착된 기부(23a)와, 상기 기부(23a)로부터 캠부재(12)상의 돌기(12a)를 사이에 끼워 평행하게 연장하는 한 쌍의 이동가이드부(23b, 23b)와, 한 쪽의 이동가이드부(23b)로부터 측쪽으로 연장해서 선단에 피검출체(24)를 구비한 부착부(23c)로 이루어져 있다. 이 부착부(23c)는 하우징(1)의 오목부(11)의 내면을 따르도록 대략 L자상으로 굴절한 형으로 형성되고, 그 선단에 상기 피검출체(24)가 부착되어 있고, 이 피검출체(24)가 하우징(1)의 외주면에 형성된 위치센서(25)용 부착홈(26)에 대향하고 있다.

상기 위치센서(25)는, 긴 원주상으로 형성되어 있고, 단면이 원형을 이룬 상기 부착홈(26)안의 소정 위치에 삽입하고, 나사에 의해 고정할 수 있도록 한 것으로, 이 위치센서(25)와 상기 이동부재(23)에 부착한 피검출체(24)에 의해 상기 위치검출기구(6)를 구성하고 있다.

상기 피검출체(24)로서는, 도시의 실시예에서는 영구자석을 이용하고, 위치센서(25)로서는, 상기 피검출체(24)인 자석의 접근을 감지하는 자기근접스위치를 이용하는 경우를 나타내고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 피검출체(24)를 금속으로 하고, 위치센서(25)를 고주파발진형의 근접센서로 하는 등, 각종의 것을 이용할 수 있다.

이상으로 상술한 바와 같이, 본 발명의 전동핸드에 의하면, 구동축과 캠부재사이에 완충수단을 설치함으로써, 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지할 때에 모터구동축에 작용하는 관성력을 흡수하는 것이 가능하게 되고, 이 관성력에 의한 충격으로 기어 등의 모터부품이 손상되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

Claims

공작물을 파지하기 위한 개폐가능한 한 쌍의 조부재와, 회전하는 구동축을 구비한 전동모터와, 상기 구동축과 조부재사이에 설치되어 구동축의 회전요동운동을 조부재의 개폐운동으로 변환시키는 변환기구를 보유하고,

상기 변환기구가, 전동모터의 구동축에 부착된 캠부재와, 상기 캠부재에 형성된 한 쌍의 캠홈과, 각 조부재에 부착되어 각각 캠홈의 하나에 끼워맞춰져서 캠부재의 회전요동에 의해 상기 캠홈내부를 조부재의 개폐방향으로 변이하는 구동핀을 보유하고 있고,

상기 구동축과 캠부재사이에, 상기 캠부재가 요동단에서 정지했을 때 상기 구동축에 작용하는 충격을 흡수시키기 위한 완충수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 완충기능을 가진 전동핸드.
제1항에 있어서, 상기 완충수단이, 구동축에 부착된 작은 지름의 내통부재와, 캠부재에 설치되어 상기 내통부재에 상대적으로 회전가능하도록 끼워맞춰지는 큰 지름의 외통부재와, 이들 내통부재와 외통부재사이에 끼워져서 양 부재에 결합하고, 이들 양 부재를 연결하는 기능과 상기 충격을 흡수하는 기능을 겸비한 탄성체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기능을 가진 전동핸드.
제2항에 있어서, 상기 외통부재의 내면과 내통부재의 외면의 마주 보는 복수의 위치에 각각 오목부가 형성되고, 각 오목부안에 원주상을 한 상기 탄성체가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기능을 가진 전동핸드.