JP4856670B2 - 電動グリッパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品の自動組立、部品搬送、検査工程等において、ワークを把持して位置決めしたり測長等をするための、モータ駆動による電動グリッパ装置に関する。

本出願人は、この種の電動グリッパ装置として、例えば特許文献１（特開２００５−５９１１８号公報）及び特許文献２（特開２００６−３１２２１６号公報）に記載されたものを既に提供している。

これらの装置では、モータにて正逆回転されるカム部材に、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアを摺動自在に嵌合させる複数のカム溝が螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により複数の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動する構造になっている。

これらいずれの装置でも、モータの回転トルクによって生ずる把持部材の推力が、どの位置でも一定となるように、カム部材のカム溝を、アルキメデスの渦巻き線に沿う螺旋状としている。この場合、カム溝は、カム部材の回転軸を中心とした渦巻き状となり、カムフォロアは把持部材と共に直線摺動するが、カム部材から見ると、カムフォロアはカム溝の渦巻きに沿って摺動することから、カム溝とカムフォロアとの間の摺動抵抗の大小によって、全体の動きの円滑性が大きく左右される。

しかるに、カム部材のカム溝の外部への露呈面積が大きいと、その分だけ塵埃や異物などが入り込む確率が高くなり、カム溝とカムフォロアとの間の摺動抵抗が大きくなって、カム部材の回転及び把持部材の摺動の円滑性が損なわれる。
特開２００５−５９１１８号公報 特開２００６−３１２２１６号公報

本発明の課題は、カム部材の回転及び把持部材の摺動の円滑性を補償するため、カム部材の螺旋状のカム溝に塵埃や異物などが入り込むのを防止すること、その防止を、カム溝が螺旋状であっても支障なく適切に行えるようにすることにある。

本発明は、モータにて正逆回転されるカム部材と、レールに沿って直線摺動する複数の把持部材とを備え、カム部材に、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアを摺動自在に嵌合させる複数のカム溝が螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により複数の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動する電動グリッパ装置において、上記の課題を達成するため、次のような構成を付加したものである。

複数のカム溝の開口面を覆う大きさのシャッタ板が、カム部材と回転中心は同じであるが、それとは独立して回転自在となるように軸支され、このシャッタ板に複数のカム溝と交差する複数の曲線ガイド溝が形成され、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアが、これら曲線ガイド溝のそれぞれに、カム溝との交差部において摺動自在に貫通し、カムフォロアの直線摺動に伴いシャッタ板が回転するようになっている。

請求項２に係る発明では、カム部材が台板に形成された凹部内に配置され、台板にはこの凹部に連通する直線ガイド溝が形成され、カム部材とシャッタ板とが間隔をおいて凹部の内外で重なり合い、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアが、台板に形成された直線ガイド溝を貫通してカム部材のカム溝に嵌合している。

請求項３に係る発明では、さらに、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアの直線摺動を案内する直線ガイド溝を有するガイド板が、シャッタ板と把持部材との間に固定設置されている。

本発明によると、カム部材の螺旋状のカム溝の開口面をシャッタ板で覆い、カム部材の螺旋状のカム溝に塵埃や異物などが入り込むのを防止して、カム部材の円滑な回転及び把持部材の円滑な摺動を確保できる。このシャッタ板には、螺旋状のカム溝と交差する曲線ガイド溝が形成され、把持部材のそれぞれのカムフォロアは、これらカム溝と曲線ガイド溝との交差部においてこれらに摺動自在に嵌合し、カム部材が回転してカムフォロアが直線摺動すると、シャッタ板もカム溝との交差部を移動させながら、従動回転する。すなわち、シャッタ板はカムフォロアの直線摺動を許容しながら、カム溝の開口面を覆う。カム溝の開口面と曲線ガイド溝の開口面とが互いに重なり合う面積は常に少なく、カム溝が螺旋状であっても、カム溝の開口面をシャッタ板にて支障なく適切に覆うことができる。

請求項２に係る発明によると、カム部材は台板の凹部内に配置され、螺旋状のカム溝の開口面が露呈するのは、台板に形成された直線ガイド溝の長さ範囲内のみとなるが、この直線ガイド溝もシャッタ板にて覆われ、実質的に露呈するのはシャッタ板の曲線ガイド溝との交差部分のみに局限されるので、カム溝に塵埃や異物などが入り込む確率は一層少なくなる。

請求項３に係る発明によると、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアの直線摺動を案内する直線ガイド溝を有するガイド板が、シャッタ板と把持部材との間に固定設置されているので、シャッタ板の揺動をガイド板にて防止できるとともに、カムフォロアの直線摺動を一層安定させることができる。

次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施例の電動グリッパ装置は、図１〜図４に示すように、台板１の片面にモータ２を取り付け、反対面に２本の棒状レール３を平行に固着し、これらレール３に一対の板状把持部材４を装着している。各把持部材４は、それに備えた一対のスライダ５をレール３に摺動自在に嵌合させることにより、レール３に沿って直線摺動可能となっている。

台板１には、図６の断面図に示すように、円形凹部６が形成され、モータ２により回転される円形のカム部材７が、この円形凹部６内に配置されている。カム部材７はカム軸８に固定され、モータ２の回転を減速して伝達される。その際、円形凹部６の底面６ａにより揺動を防止される。円形凹部６の底部には、この円形凹部６に連通して台板１の反対面（レール３側の面）に開口する一対の直線ガイド溝６ｂが、円形凹部６の中心を通る直線に沿って形成されている。

カム部材７には、図４及び図７に破線で示し、図６に断面を示してあるように、一対のカム溝９が従来と同様に、カム部材７の回転中心を中心とするアルキメデスの渦巻き線に沿って、一端から他端へと回転中心から遠ざかるように形成されている。従って、これらカム溝９と、台板１に形成された上記一対の直線ガイド溝６ｂとは、カム部材７の直径線上において交差する関係となる。

台板１のレール３側の面には、ガイド板１０が、２本のレール３の間においてこれらと平行にして固着されている。このガイド板１０は、円形凹部６の外側でこれを横断するようにその両側方に延びている。このガイド板１０には、図８に示すように、一対の直線ガイド溝１１が、レール３と平行な１本の直線に沿って直線状に、しかも、互いに間隔をおいて形成されている。

円形凹部６の外側において、それよりも少し外径が大きい円形のシャッタ板１２がカム軸８に回転自在に軸支され、カム部材７と間隔をおいて円形凹部６の内外で重なり合っている。このシャッタ板１２は、台板１とガイド板１０の間に位置し、ガイド板１０には、図８に示すように、シャッタ板１２の厚み分を受け入れる凹部１０ａが形成されているため、シャッタ板１２は、この凹部１０ａと台板１とで挟まれて、これらで揺動を防止される。

シャッタ板１２には、図８及び図９に示すように、その中心の軸孔１２ａに近いところから曲線を描いて遠ざかる一対の曲線ガイド溝１３が、互いに対称に形成されている。これら曲線ガイド溝１３は、カム部材７の一対のカム溝９にそれぞれ対応し、カム溝９に対してその一端から他端まで交差する曲線長さとなっている。

一対の把持部材４にそれぞれ植設されたピン状の一対のカムフォロア１４は、図６に示すように、ガイド板１０の一対の直線ガイド溝１１をそれぞれ摺動自在に貫通するとともに、シャッタ板１２の一対の曲線ガイド溝１３もそれぞれ摺動自在に貫通している。さらに、これらカムフォロア１４は、台板１の円形凹部６の底部に形成された一対の直線ガイド溝６ｂにも摺動自在に貫通してから、一対の曲線ガイド溝１３とカム部材７の一対のカム溝９とのそれぞれの交差部において、一対のカム溝９にそれぞれ摺動自在に嵌合している。

カム部材７とシャッタ板１２とガイド板１０とカムフォロア１４とは上記のような関係になっているので、モータ２によりカム部材７が正転される場合は、その一対のカム溝９に対して一対のカムフォロア１４が、カム溝９の中心より遠いところから近い方へ摺動する動きとなって、ガイド板１０の一対の直線ガイド溝１１及び台板１の一対の直線ガイド溝６ｂに沿って互いに接近するように直線摺動し、一対の把持部材４がレール２に沿って互いに接近する。このとき、シャッタ板１２は、その一対の曲線ガイド溝１３とカム部材７の一対のカム溝９とのそれぞれの交差部を、中心より遠いところから近い方へと移動させながら回転するので、一対のカム溝９及び一対の直線ガイド溝６ｂがシャッタ板１２にて覆われない部分は、常にこの交差部のみであり、他の部分は全てシャッタ板１２にて覆われる。

一方、モータ２によりカム部材７が逆転される場合は、その一対のカム溝９に対して一対のカムフォロア１４が、カム溝９の中心に近いところから遠い方へ摺動する動きとなって、ガイド板１０の一対の直線ガイド溝１１及び台板１の一対の直線ガイド溝６ｂに沿って互いに離隔するように直線摺動し、一対の把持部材４がレール２に沿って互いに離隔する。このとき、シャッタ板１２は、その一対の曲線ガイド溝１３とカム部材７の一対のカム溝９とのそれぞれの交差部を、中心に近いところから遠い方へと移動させながら上記とは逆に回転するので、この場合も、一対のカム溝９及び一対の直線ガイド溝６ｂがシャッタ板１２にて覆われない部分は、常にこの交差部のみであり、他の部分は全てシャッタ板１２にて覆われる。

従って、カム部材７の一対のカム溝９及び一対の直線ガイド溝６ｂは、カムフォロア１４をカム溝９に嵌合させるために、シャッタ板１２の曲線ガイド溝１３と交差する部分だけは覆われないものの、それ以外の部分は、台板１の円形凹部６の外側からシャッタ板１２にて覆われるので、塵埃や異物などが入り込むのを防止することができる。

なお、上記の実施例では、把持部材４が一対であるのに対応させて、カム部材７のカム溝９を一対とし、それに伴いシャッタ板１２の曲線ガイド溝１３も一対としたが、把持部材４の数が３個以上の場合、その数に合わせてカム部材７のカム溝９、及びシャッタ板１２の曲線ガイド溝１３を増やせばよい。また、ガイド板１０は省略しても構わない。

本発明の実施例である電動グリッパ装置の全体斜視図である。 その正面図である。 その側面図である。 その一部を切欠した下面図である。 図４よりガイド板を省略した下面図である。 要部の断面図である。 カム部材のカム溝と台板の直線ガイド溝とシャッタ板の曲線ガイド溝とカムフォロアとの関係を示す要部の下面図である。 ガイド板とシャッタ板の斜視図である。 シャッタ板の斜視図である。

符号の説明

１ 台板
２ モータ
３ レール
４ 把持部材
５ スライダ
６ 円形凹部
６ａ 底面
６ｂ 直線ガイド溝
７ カム部材
８ カム軸
９ カム溝
１０ ガイド板
１０ａ 凹部
１１ 直線ガイド溝
１２ シャッタ板
１２ａ 軸孔
１３ 曲線ガイド溝
１４ カムフォロア

Claims (3)

1. モータにて正逆回転されるカム部材と、レールに沿って直線摺動する複数の把持部材とを備え、前記カム部材に、前記複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアを摺動自在に嵌合させる複数のカム溝が螺旋状に形成され、モータによるカム部材の正逆回転により複数の把持部材がレールに沿って互いに接近・離隔摺動する電動グリッパ装置において、前記複数のカム溝の開口面を覆う大きさのシャッタ板が、前記カム部材と回転中心は同じであるが、それとは独立して回転自在となるように軸支され、このシャッタ板に前記複数のカム溝と交差する複数の曲線ガイド溝が形成され、前記複数の把持部材のそれぞれの前記カムフォロアが、これら曲線ガイド溝のそれぞれに、前記カム溝との交差部において摺動自在に貫通し、カムフォロアの直線摺動に伴いシャッタ板が回転することを特徴とする電動グリッパ装置。
2. カム部材が台板に形成された凹部内に配置され、台板にはこの凹部に連通する直線ガイド溝が形成され、カム部材とシャッタ板とが間隔をおいて凹部の内外で重なり合い、複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアが、台板に形成された前記直線ガイド溝を貫通してカム部材のカム溝に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の電動グリッパ装置。
3. 複数の把持部材のそれぞれのカムフォロアの直線摺動を案内する直線ガイド溝を有するガイド板が、シャッタ板と把持部材との間に固定設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動グリッパ装置。

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