KR20010086432A

KR20010086432A - 토크 리미터부착 전동핸드

Info

Publication number: KR20010086432A
Application number: KR1020010009368A
Authority: KR
Inventors: 타카나시세이지; 미야치히로시; 칸다코우이찌로
Original assignee: 다까다 요시유끼; 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2001-09-12
Also published as: JP4150991B2; CN1310076A; KR100421532B1; CN1261285C; GB2361226A; US6373218B2; GB2361226B; GB0103396D0; US20010017528A1; JP2001239491A

Abstract

조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서 모터구동축에 가하는 관성력을 흡수할 수 있도록 하고, 충격으로 기어 등의 모터부품이 손상하는 것을 방지한다.

전동모터(3)의 구동축(3a)에 설치된 캠부재(12)에 한쌍의 캠홈(15, 15)을 설치함과 아울러, 공작물 파지용 한쌍의 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)에서 조부재(2, 2)의 개폐운동으로 변환하는 전동핸드에 있어서, 상기 전동모터(3)의 구동축(3a)과 캠부재(12)와의 사이에, 이들을 마찰력으로 연결하는 마찰판(19)을 구비한 토크 리미터(6)로 제한한다.

Description

토크 리미터부착 전동핸드{ELECTRONIC HAND WITH TORQUE LIMITER}

본 발명은, 공작물 파지용 한쌍의 조부재를 전동모터로 개폐하도록 한 전동핸드에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 상기 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서 모터 구동축에 충격이 가해지지 않도록 한 토크 리미터부착 전동모터에 관한 것이다.

개폐가능한 한쌍의 조부재 간에 공작물을 파지하는 핸드는, 일반적으로, 상기 조부재를 에어실린더로 개폐하도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 구조의 종래의 핸드는, 에어실린더에 대한 에어배관이나, 상기 배관으로의 압축공기의 급배를 제어하는 방향절환밸브 등의 부수적인 기기를 필요로 하며, 핸드자체를 구성하는 부품의 점수도 많다. 이 때문에, 핸드의 소형화가 곤란하고, 또한, 이것을 동작시키기 위한 부수적인 기기를 포함하여 장치전체의 컴팩트화도 곤란하다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은, 공작물 파지용 한쌍의 조부재를 전동모터로 개폐하도록 한 전동핸드를 제안하였다(일본 특원평11-66528호). 이 전동핸드는, 전동모터의 구동축과 조부재와의 사이에 캠을 이용한 변환기구를 설치하고, 이 변환기구로 구동축의 회전요동운동을 조부재의 개폐운동으로 변환하도록 구성한 것이다.

이와 같이 전동핸드에 있어서는, 상기 조부재에 의한 공작물 파지력을 크게 하는 경우, 전동모터로서 복수의 기어를 구비한 감속기부착 모터가 사용되지만, 이와 같은 기어부착 모터를 사용한 경우에, 상기 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서 모터회전자에 의한 관성력이 작용하고, 충격으로 감속기의 기어가 손상을 받는 경우가 있기 때문에, 모터를 가능한한 저속으로 회전시켜야만 한다.

본 발명의 기술적 과제는, 공작물 파지용 조부재를 모터로 개폐되도록 한 전동모터에 있어서, 상기 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서 모터구동축에 가하는 관성력을 흡수할 수 있도록 하여, 충격으로 기어 등의 모터부품이 손상되는 것을 방지하는 것에 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 전동핸드의 1실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 2는, 도 1에 있어서의 A-A선에서의 단면도이다.

도 3은, 캠부재의 평면도이다.

도 4는, 도 1에 있어서의 B-B선에서의 단면도이다.

도 5는, 도 2에 있어서의 C-C선에서의 단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2 … 조부재 3 … 전동모터

3a … 구동축 5 … 변환기구

6 … 토크 리미터 12 … 캠부재

12a … 설치면 13 … 구동핀

15 … 캠홈 17 … 마찰수단

18 … 허브 19 … 마찰판

21 … 스피링시트 22 … 접시스프링

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 전동핸드는, 공작물을 파지하기 위한 개폐가능한 한쌍의 조부재; 회전하는 구동축을 구비한 전동모터; 상기 구동축과 조부재와의 사이에 설치되어서 상기 구동축의 회전요동운동을 한쌍의 조부재의 개폐운동으로 변환하는 변환기구로서, 상기 구동축에 의해 회전요동시키는 캠부재와, 상기 캠부재에 형성된 한쌍의 캠홈과, 각 조부재에 설치되어서 각각 상기 한쌍의 캠홈의 한개에 끼워맞춰지고, 캠부재의 회전요동에 의해서 상기 캠홈 내를 조부재의 개폐방향으로 변이시키는 구동핀을 구비한 상기 변환기구; 상기 전동모터의 구동축과 캠부재의 사이에 설치되고, 상기 캠부재에 전달되는 구동축의 토크를 제한하는 토크 리미터를 보유하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 토크 리미터가, 구동축과 캠부재를 마찰력으로 연결하는 마찰수단을 포함하고 있다. 이 마찰수단은, 상기 구동축에 고정된 원형판의 허브와, 상기 허브와 캠부재 중 한쪽에는 고정되고 다른쪽에는마찰상태로 슬라이딩할 수 있도록 접촉하는 마찰판과, 상기 마찰판을 접촉방향으로 탄성지지하는 스프링수단에 의해서 구성된다. 더욱 구체적으로는, 상기 캠부재가 원형 캡형을 하고 있고, 상기 캠부재의 내부에 상기 허브가 동축상으로 끼워맞춰지고, 또한 상기 마찰판은 원환형상을 하고 있고, 상기 마찰판의 외주부가 상기 캠부재의 허브를 둘러싸는 고리형상의 설치면에 고정됨과 아울러, 마찰판의 내주부가 상기 허브에 접촉하고, 또한 상기 스프링수단이 접시스프링으로 이루어져 있고, 상기 접시스프링이, 구동축에 설치된 스프링시트와 상기 마찰판과의 사이에 끼워서 설치되어 있다.

도는 본 발명에 관한 전동핸드의 대표적인 1실시형태를 나타내는 것으로, 이 전동핸드는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 공작물을 파지하는 한쌍의 개폐가능한 조부재(2, 2)와, 감속기(4)부착 전동모터(3)와, 상기 전동모터(3)의 구동축 (3a)의 회전요동운동을 조부재(2, 2)의 개폐동작으로 변환하는 변환기구(5)와, 이들 구동축(3a)과 변환기구(5)와의 사이에 설치되어서 상기 변환기구(5)에 전달되는 구동축(3a)의 토크를 제한하는 토크 리미터(6)와, 상기 조부재(2, 2)의 동작위치를 검출하는 위치검출기기(7)와, 이들 각 부재 및 기구를 맞붙인 하우징(1)을 구비하고 있다.

상기 조부재(2, 2)는, 역 T자형의 단면형상을 하고 있고, 하우징(1)에 설치된 가이드홈(10) 내에 슬라이딩가능하게 끼워맞춰지고, 이 가이드홈(10)을 따라서 직선적으로 개폐하는 것이므로, 각 조부재(2, 2)에 설치된 부속장치(2a, 2a)에 의해서 공작물을 파지하도록 되어 있다.

상기 전동모터(3)는, 복수의 기어로 이루어지는 감속기구를 구비한 상기 감속기(4)를 보유하고 있고, 이 감속기(4)에 의해 회전자의 회전을 감속하여 구동축 (3a)에 전달하는 것이므로, 상기 구동축(3a)이 하우징(1)에 형성된 오목부(11) 내에 돌출하고, 이 구동축(3a)의 선단에, 상기 변환기구(5)의 구성부품인 캠부재(12)가, 상기 토크 리미터(6)를 끼워서 연결되어 있다.

상기 캠부재(12)는 얇은 원형캡을 엎어놓은 형을 하고 있고, 도 3에서 명확해진 바와 같이 그 상면에는, 반원형상을 한 한쌍의 캠홈(15, 15)을 서로 중심대칭을 이루도록 설치되어 있다. 이들 캠홈(15, 15)은, 각각, 홈의 양단(15a, 15a)이 캠부재(12)의 회전중심O을 통하는 직선L 상에 상기 회전중심O을 걸쳐서 위치함과 아울러, 그 일단(15a)이 회전중심O으로부터 떨어진 위치를 차지하고 있도록 설치되어 있다.

이것에 대해서 상기 각 조부재(2, 2)에는, 상기 변환기구(5)의 구성부품인 구동핀(13)이 내측단 주변의 위치에 각각 고정되고, 이 구동핀(13)이 상기 한쌍의 캠홈(15, 15)의 한개에 끼워넣어져 있다.

게다가, 상기 구동핀(13, 13)이 캠홈(15, 15)의 내단(15a, 15a)측으로 이동하고 있는 도 3의 상태로부터, 캠부재(12)가 상기 모터(3)에서 좌회전으로 180도 회전시켜지면, 각 구동핀(13, 13)이 변이하는 캠홈(15, 15)을 따라 상기 직선L 상을 캠부재(12)의 외측으로 이동하고, 한쌍의 조부재(2, 2)가 개방된다. 또한, 그 개방상태로부터 캠부재(12)가 우회전으로 회전시켜지면, 각 구동핀(13, 13)이 캠홈(15, 15) 내를 내측으로 끌어당겨서 캠부재(12)의 회전중심측으로 이동하기 때문에, 상기 조부재(2, 2)가 닫히게 된다.

그래서, 모터(3)의 구동축(3a)에서 캠부재(12)를 회전요동시키므로써 한쌍의 조부재(2, 2)를 개폐하고, 각 조부재(2, 2)에 설치한 부속장치(2a, 2a)의 사이에 공작물을 파지하거나, 파지한 공작물을 해방하는 것이다. 이 때, 상기 조부재(2, 2)가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서, 상기 구동축(3a)에 모터(3)의 회전자에 의한 관성력이 작용한다. 그래서, 이 관성력을 흡수완화하기 위한 상기 토크 리미터(6)를 설치하고 있다.

이 토크 리미터(6)는, 구동축(3a)과 캠부재(12)와의 사이에 마찰수단(17)을 끼워서 설치하고, 상기 마찰수단(17)의 마찰력으로 이들 구동축(3a)과 캠부재(12)를 연결한 것이므로, 그 마찰력을 초과하는 토크가 구동축(3a)에 작용하면 상기 구동축(3a)이 공전하도록 구성되어 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 도 4에서도 명확해진 바와 같이, 상기 마찰수단(17)은, 상기 구동축(3a)에 고정되어서 캠부재 (12)의 내부에 동축상으로 끼워맞춰지는 원판형의 허브(18)와, 상기 허브(18)에 끼워맞춰지는 원환형상의 마찰판(19)을 보유하고, 이 마찰판(19)의 외주부가 상기 캠부재(12)의 허브(18)를 둘러싸는 고리형상의 설치면(12a)에 나사(20)로 고정됨과 아울러, 마찰판(19)의 내주부가 상기 허브(18)의 하면에 마찰상태로 슬라이딩할 수 있도록 접촉하고, 상기 구동축(3a)에 일정 크기이상의 토크가 작용하였을 때, 이들 마찰판(19)과 허브(18)가 상호적으로 슬라이딩하도록 되어 있다. 또한, 상기 구동축(3a)에는 스프링시트(21)가 설치되고, 상기 스프링시트(21)와 상기 마찰판(19)와의 접시스프링(22)이 끼워서 설치되고, 이 접시스프링(22)의 탄성력에 의해마찰판(19)이 상기 허브(18)에 눌려져 있다.

이리하여 구동축(3a)과 캠부재(12)와의 사이에 상기한 바와 같은 토크 리미터(6)를 설치하므로써, 상기 조부재(2, 2)가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서, 캠부재(12)가 상기 조부재(2, 2)와 함께 정지한 후, 구동축(3a)에 작용하는 모터(3)의 회전자에 의한 관성력은, 허브(18)와 마찰판(19)이 마찰상태로 슬라이딩하므로써 흡수완화되고, 정지시의 충격으로 감속기(4)의 기어 등의 모터부품이 손상하는 것이 방지된다. 이 결과, 핸드로서의 내구성이 비약적으로 향상할 뿐만 아니라, 조부재(2, 2)의 개폐속도를 빠르게 하는 것이 가능하고 작업효율도 향상한다.

한편, 상기 조부재(2, 2)의 개폐동작 시에는, 상기 허브(18)와 마찰판(19)이 마찰력에 의해 연결되기 때문에, 상기 구동축(3a)의 회전이 캠부재(12)에 확실하게 전달된다.

도시한 실시예에서는, 상기 마찰판(19)을 캠부재(12)측에 고정하고, 허브 (18)측에 마찰상태로 접촉시키고 있지만, 그의 반대로, 허브(18)측에 고정하여, 캠부재(12)측에 접촉시켜도 좋다.

게다가, 상기 위치검출기구(7)는, 도 2 및 도 5로부터 명확해진 바와 같이, 어느 하나가 한쪽의 조부재(2)의 구동핀(13)에 짜넣어진 상태로 상기 조부재(2)와 캠부재(12)와의 사이에 설치된 이동부재(23)를 구비하고 있다. 이 이동부재(23)는, 상기 구동핀(13)에 설치된 기부(23a)와, 상기 기부(23a)로부터 캠부재(12) 상의 돌기(12b)를 끼워서 평행하게 연장시키는 한쌍의 이동가이드부재(23b, 23b)와, 한쪽의 이동가이드부(23b)로부터 측방으로 연장하여 선단에 피검출체(24)를 구비한 설치부(23c)로 이루어져 있다. 이 설치부(23c)는, 하우징(1)의 오목부(11)의 내면을 따르도록 대략 L자형상으로 굴절한 형으로 형성되고, 그 선단에 상기 피검출체(24)가 설치되어 있어서, 이 피검출체(24)가 하우징(1)의 외주면에 형성된 위치센서 (25)용 설치홈(26)에 대향하고 있다.

상기 위치센서(25)는, 길고 가느다란 원기둥형상으로 형성되어 있어서, 단면원기둥형상을 한 상기 설치홈(26) 내의 소정이 위치에 삽입하고, 스프링에 의해서 고정가능하도록 한 것이고, 이 위치센서(25)와 상기 이동부재(23)에 설치된 피검출체(24)에 의해서 상기 위치검출기구(7)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, 이들에 한정하지 않고, 피검출체(24)를 금속으로 하고, 위치센서(25)를 고주파발진형의 근접센서로 하는 등, 각종의 것을 이용할 수 있다.

이상에 상술한 바와 같이, 본 발명의 전동핸드에 의하면, 조부재가 개폐단이나 공작물의 파지위치 등에 정지함에 있어서 모터 구동축에 가하는 관성력을 토크 리미터로 흡수하므로서, 충격으로 기어 등의 모터부품이 손상하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

Claims

공작물을 파지하기 위한 개폐가능한 한쌍의 조부재;

회전하는 구동축을 구비한 전동모터;

상기 구동축과 조부재와의 사이에 설치되어서 상기 구동축의 회전요동운동을 한쌍의 조부재의 개폐운동으로 변환하는 변환기구로서, 상기 구동축에 의해 회전요동시키는 캠부재와, 상기 캠부재에 형성된 한쌍의 캠홈과, 각 조부재에 설치되어서 각각 상기 한쌍의 캠홈의 한개에 끼워맞춰지고, 캠부재의 회전요동에 의해서 상기 캠홈 내를 조부재의 개폐방향으로 변이시키는 구동핀을 구비한 상기 변환기구; 및

상기 전동모터의 구동축과 캠부재와의 사이에 설치되고, 상기 캠부재에 전달되는 구동축의 토크를 제한하는 토크 리미터를 보유하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터부착 전동핸드.
제 1항에 있어서, 상기 토크 리미터는 구동축과 캠부재를 마찰력으로 연결하는 마찰수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터부착 전동핸드.
제 2항에 있어서, 상기 마찰수단은 상기 구동축에 고정된 원판형의 허브와, 상기 허브와 캠부재 중 한쪽에는 고정되고 다른쪽에는 마찰상태로 슬라이딩가능하도록 접촉하는 마찰판과, 상기 마찰판을 접촉방향으로 탄성지지하는 스프링수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 리미터부착 전동핸드.
제 3항에 있어서, 상기 캠부재가 원형 캡형을 하고 있고, 상기 캠부재의 내부에 상기 허브가 동축상으로 끼워맞춰지고, 또한 상기 마찰판은 원환형상을 하고 있으며, 상기 마찰판의 외주부가 상기 캠부재의 허브를 둘러싸는 고리형상의 설치면에 고정됨 아울러, 마찰판의 내주부가 상기 허브에 접촉하고, 또한 상기 스프링수단이 접시스프링으로 이루어져 있고, 상기 접시스프링이, 구동축에 설치된 스프링시트와 상기 마찰판과의 사이에 끼워서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 토크 리미터부착 전동핸드.