JP2008012596A

JP2008012596A - 把持装置

Info

Publication number: JP2008012596A
Application number: JP2006182992A
Authority: JP
Inventors: Isao Kunioka; 功国岡
Original assignee: AJI KK
Current assignee: AJI KK
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】例えば微小機械部品などの被把持物を、より良好に把持することが可能な把持装置を提供する。
【解決手段】把持装置１０は二つのフィンガー部材４６、４６と、フィンガー部材４６、４６を互いに近接する方向に付勢する弾性梁３８、３８と、弾性梁３８、３８の付勢に抗して、フィンガー部材４６、４６を互いに離間させるスピンドル３６を備えたマイクロメータヘッド２２とを有する。マイクロメータヘッド２２のスピンドル３６が移動することによって、弾性梁３８、３８の押圧面５０、５０が押圧されると、弾性梁３８、３８が弾性変形して、フィンガー部材４６、４６の先端部５６、５６が互いに離間する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、微小電子部品、微小機械部品等の被把持物を把持する把持装置に関する。

この種の把持装置に関する技術であって、複数の把持部材を有し、被把持物が複数の把持部材の間に配置された状態で、複数の把持部材を互いに近接する方向に移動させることにより被把持物を把持する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００４−３４５０１９

しかしながら、従来の技術では、例えばモータ等の駆動源を用いて複数の把持部材を互いに近接させることのみをもって被把持部材を把持したいたため、被把持物の把持が良好になされないことがあるとの問題点があった。

本発明は上記問題を解決し、被把持物をより良好に把持することが可能な把持装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の特徴とするところは、複数の把持部材と、前記把把持部材の少なくとも一つを、前記把持部材が互いに近接する方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段による付勢に抗して、前記把持部材を互いに離間させる離間手段とを有する把持装置にある。

好適には、前記付勢手段は、前記把持部材を弾性により付勢する付勢部材を有する。

また、好適には、前記離間手段は、前記付勢部材を押圧し、前記把持部材が互いに離間するように前記付勢部材を弾性変形させる押圧部材を有する。

また、好適には、前記押圧部材は、前記把持部材が互いに離間する方向と略垂直方向に移動して、前記付勢部材を押圧する。

また、好適には、前記離間手段は、前記押圧部材を前記把持部材が互いに離間する方向と略垂直方向に移動させる移動手段をさらに有することを特徴とする請求項４記載の把持装置。

また、好適には、前記移動手段は、駆動源と、この駆動源から伝達された回転運動を直線運動に変換する変換機構とを有する。

また、好適には、前記変換機構は、マイクロメータヘッドを有する。

また、好適には、前記駆動源はモータからなる。

また、好適には、前記把持部材の少なくとも一つは、前記付勢部材と一体に形成されている。

本発明によれは、被把持物をより良好に把持することが可能な把持装置を提供することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る把持装置が示されている。図１に示されるように、把持装置１０は、把持装置本体１２を有し、把持装置本体１２内に、駆動源として用いられるモータ１４が配設されている。モータ１４は、例えばステッピングモータ等のモータからなり、回転軸１６を備えている。回転軸１６には減速装置１８が接続されている。尚、駆動源としてはステッピングモータに替えて他の種類のモータを用いても良い。

減速装置１８は、減速手段として用いられ、例えば複数のギアを組み合わせたギア郡等から構成されていて、回転軸１６から入力された回転駆動を減速してジョイント２０に出力する。

ジョイント２０は、駆動伝達手段として用いられ、減速装置１８から伝達された回転駆動をマイクロメータヘッド２２に伝達する。マイクロメータヘッド２２のジョイント２０との逆側には、把持機構２４が設けられている。マイクロメータヘッド２２及び把持機構２４については後述する。

把持装置本体１２には、把持機構２４を覆うようにカバー部材２６が装着されている。カバー部材２６と把持装置本体１２とは、例えばネジ（不図示）等を用いて固定されている。

把持装置本体１２には電池収容室２８が形成されている。電池収容室２８には、モータ１４に電力を供給する電池３０、３０が交換可能に収容されている。

把持装置本体１２には、把持装置本体１２の外側から操作が可能な状態でスイッチ手段３２が設けられている。スイッチ手段３２は、例えば電池３０、３０とモータ１４との配線の途中に設けられていて、操作者がスイッチ手段３２を操作することで、モータ１４を始動させ、また、停止させることができる。さらに操車者がスイッチ手段３２を操作することで、モータ１４の回転方向を切り替えることができる。

図２には、マイクロメータヘッド２２と把持機構２４とが示されている。マイクロメータヘッド２２は、モータ１４から減速装置１８及びジョイント２０を介して伝達された回転運動を直線運動に変換する変換機構として用いられ、回転運動可能なシンブル３４と、押圧部材として用いられ、直線運動可能なスピンドル３６とを有している。シンブル３４に、モータ１４から回転駆動が伝達されると、マイクロメータヘッド２２内に設けられた回転ネジ（不図示）等によって回転運動が直線運動に変換され、スピンドル３６が図２中において左右方向に移動する。スピンドル３６が左右どちらに移動するかは、シンブル３４の回転方向、すなわちモータ１４の回転方向により決せられる。モータ１４が一方向に回転した場合にスピンドルが図２中左方向に移動したとすると、モータ１４が他方向に回転した場合、スピンドル３６は右方向に移動する。

マイクロメータヘッド２２内に設けられ、回転運動を直線運動に変換するための回転ネジのネジピッチは１ｍｍ以下とすることが望ましい。ネジピッチを１ｍｍ以下とすることで、後述する弾性梁３８、３８からの押圧を受けても、この押圧に回転ネジのネジ部摩擦力が打ち勝って、スピンドル３６は一定の位置に停止することができるようになる。

把持機構２４は、例えば電子品などの被把持物として用いられるワークを把持する機構であり、付勢部材として用いられる弾性梁３８、３８と、把持部材として用いられるフィンガー部材４６、４６とを有する。弾性梁３８、３８は、例えば金属等の弾性変形可能な材料からなり、例えば板鋼材をワイヤカットする等の工法によって製造される。それぞれの弾性梁３８は、図２中において左側に位置する支持部４０と、支持部４０から突出したアーム部４２と、アーム部の端部に設けられた固定部４４とを有している。アーム部４２は、図２中において右方向に延伸した箇所で略１８０度に折れ曲がり、さらに左側に延伸する形状を有し、この折れ曲がった部分が主として弾性変形する。固定部４４は、例えばネジ等からなる固定手段４８を用いて、カバー部材２６に固定されている。

弾性梁３８、３８には、押圧面５０、５０が形成されている。押圧面５０、５０は、スピンドルの進行方向である図２における左右方向に対して傾斜していて、押圧面５０、５０にはスピンドル３６が当接している。また、弾性梁３８、３８の端部５２、５２には、例えばネジ５４、５４を用いてフィンガー部材４６、４６が着脱可能に装着されている。このように、弾性梁３８、３８に対して、フィンガー部材４６、４６が着脱可能に取り付けられているため、把持の対象となるワークの形状や大きさの違い等に応じて、そのワークの把持に適したフィンガー部材４６、４６を選択して用いることができる。フィンガー部材４６、４６は、弾性梁３８、３８によって互いに近接する方向に付勢されていている。

図２に示される先端部５６、５６が互いに近接した初期状態から、スピンドル３６が図２中左方向に移動ようにモータ１４の回転を開始させると、スピンドル３６による押圧面５０、５０の押圧が開始される。そして、押圧面５０、５０が押圧されると、弾性梁３８、３８の主としてアーム部４２、４２が弾性変形することで、弾性梁３８、３８の端部５２、５２が互いに離間するように移動する。そして、端部５２、５２が互いに離間する方向に移動することで、フィンガー部材４６、４６の先端部５６、５６が互いに離間した状態となる。

このように、スピンドル３６及び押圧面５０、５０でカムが構成され、このカムによって先端部５６、５６が近接し、離間するようになっている。また、スピンドル３６を備えたマイクロメータヘッド２２、ジョイント２０、減速装置１８、モータ１４は、弾性梁３８、３８による付勢に抗して、フィンガー部材４６、４６を互いに離間させる離間手段として用いられている。また、フィンガー部材４６、４６が互いに離間する方向は図２における上下方向であり、このフィンガー部材４６、４６が互いに離間する方向に対して、スピンドル３６が移動する左右方向は略垂直となっている。

フィンガー部材４６、４６の先端部５６、５６が互いに離間した状態のまま、先端部５６、５６の間に電子部品等のワークが位置するように把持装置本体１２を移動させた後、
スピンドル３６が図２中右方向に移動するようにモータ１４を回転させると、先端部５６、５６が互いに近接する方向にフィンガー部材４６、４６が近接し、弾性梁３８、３８からの付勢を受けて、フィンガー部材４６、４６がワークを把持する。把持されたワークを放すには、スピンドル３６を右側に移動させるように、モータ１４を再び回転させれば良い。

以上のように、把持装置１０では、弾性梁３８、３８の弾性撓みを利用して、被把持部材が把持される。このため、専らモータ等の駆動源を用いてフィンガー部材の先端部を近接させることで被把持部材を把持する把持装置等と比較して、ワークを良好に把持することが可能となる。

図３には、スピンドル３６によって押圧面５０、５０が押圧されていない初期状態におけるフィンガー部材４６、４６の先端部５６、５６が拡大して示されている。ワークＷの把持寸法をＤ、ワークＷを弾性梁３８、３８の弾性撓みで把持するために必要な把持力Ｆが生じる先端部５６、５６の変位量をΔｄとした場合、初期状態における二つの先端部５６間の間隔ｄは、

ｄ＝Ｄ−（Δｄ＋α）

と定められる。すなわち、ワークＷを挟み込んだときに、ワークＷを把持するために必要な把持力Ｆが生じるための距離よりも、若干量αだけ短くなるように先端部５６、５６の初期間隔ｄが定められ、この状態でワークＷを挟み込んだ場合の把持力が、必要とされる把持力Ｆよりも若干、大きくなるようになっている。なお、αを０として、ワークＷを把持力Ｆで把持するようにしても良い。

以上のように初期状態における二つの先端部５６間の間隔ｄが定められるため、ワークＷを挟み込んだ状態で、スピンドル３６の位置を調整することで間隔ｄがワークＷの幅Ｄと同じになるようにすると、先端部５６、５６によるワークＷの把持力が略無くなる。となる。そして、この状態からスピンドル３６を、図２中右方向に移動させると、移動に伴って把持力が大きくなり、スピンドル３６が押圧面５０、５０から離間する位置まで把持力は増大し、この状態での把持力は必要とされる把持力Ｆよりも若干大きな値となる。このように、把持装置１０では、先端部５６、５６の間隔を調整することにより、把持装置１０がワークＷを把持する最大把持力を調整することができる。

また、把持装置１０では、先端部５６、５６の間隔を調整することによりワークＷを把持する最大の把持力を、ワークＷを把持するために必要な把持力Ｆ、又はＦよりも若干大きい把持力となるようにしているため、把持力が大きくなり過ぎ、ワークＷを破損してしまう等の問題が生じにくくすることが可能となる。

図４には、把持装置１０の第２の実施形態が示されている。第１の実施形態では、弾性梁３８、３８は、フィンガー部材４６を支持する支持部４０と、アーム部４２と、固定部４４とをそれぞれ有していた。これに対して、この第２の実施形態では、弾性梁３８、３８は、フィンガー部材４６を支持する支持部４０と、支持部４０から把持装置１０の長手方向に延びる延伸部５８と、延伸部５８を弾性的に支持する弾性ヒンジ部６２とを有している。弾性ヒンジ部６２、６２は、延伸部５８、５８が回転運動するように移動する際の中心となり、延伸部５８、５８が移動した際に弾性変形し、撓みが生じる。

また、第１の実施形態では、弾性梁３８、３８は、それぞれ主としてアーム部４２の弾性撓みによりフィンガー部材４６を付勢していた。これに対して、この第２の実施形態では、弾性梁３８、３８は、それぞれ延伸部５８の撓みに加えて、弾性ヒンジ部６２の撓みによりフィンガー部材４６を付勢している。すなわち、スピンドル３６が図４中で左側に移動し、スピンドル３６によって弾性梁３８、３８の押圧面５０、５０が押圧されると、延伸部５８が、５８が、把持装置本体１２の外側に向けて撓むこととあわせて、延伸部５８、５８が、把持装置本体１２の外側に向けて開くように弾性ヒンジ部６２、６２を中心に回転運動するように移動する。そして、この弾性ヒンジ部６２、６２の撓みが延伸部５８、５８の撓みとあわせて、フィンガー部材４６、４６を付勢することに用いられる。

また、第２の実施形態に把持装置１０では、弾性梁３８、３８の間に、弾性梁３８、３８を互いに連結するように、例えばバネからなり付勢手段として用いられる弾性体６０が設けられていて、この弾性体６０によってもまたフィンガー部材４６、４６が、互いに近接する方向に付勢される。弾性体６０、弾性梁３８、３８は一体として形成しても良いし、それぞれ別部材としても良い。なお、第１の実施形態と同一部分については、図３に番号を付して説明を省略する。

第１及び第２の実施形態に係る把持装置１０では、弾性梁３８、３８とフィンガー部材４６、４６とは別部材とされているが、弾性梁３８、３８とフィンガー部材４６、４６とを、それぞれ一体として成形しても良い。また、第１及び第２の実施形態に係る把持装置１０では、フィンガー部材４６、４６が互いに近接するように、二つのフィンガー部材４６、４６の両方が付勢されるようになっているが、フィンガー部材４６、４６のいずれか一方を付勢するようにしても良い。

また、第１及び第２の実施形態に係る把持装置１０では、二つのフィンガー部材４６、４６を備え、二つのフィンガー部材４６、４６で被把持部材を把持するようにしているが、フィンガー部材を３個以上設けて、これらのフィンガー部材のうち少なくとも二つで被把持部材を把持するようにしても良い。

以上述べたように、本発明は、例えば微小機械部品等の被把持物を把持する、例えば電動ピンセット等の把持装置に適用することができる。

本発明の実施形態に係る把持装置を示す平面図である。本発明の実施形態に係る把持装置の要部を拡大して示し、図１におけるAA断面を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る把持装置に用いられる複数の把持部材間の初期状態における距離の設定について説明する説明図である。本発明の第２の実施形態に係る把持装置を示す側面図である。

符号の説明

１０把持装置
１２把持装置本体
１４モータ
１８減速装置
２２マイクロメータヘッド
２４把持機構
３２スイッチ手段
３４シンブル
３６スピンドル
３８弾性梁
４０支持部
４２アーム部
４４固定部
４６フィンガー部材
５０押圧面
５６先端部
６０弾性体
６２弾性ヒンジ部
Ｗワーク

Claims

複数の把持部材と、
前記把把持部材の少なくとも一つを、前記把持部材が互いに近接する方向に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段による付勢に抗して、前記把持部材を互いに離間させる離間手段と、
を有することを特徴とする把持装置。
前記付勢手段は、前記把持部材を弾性により付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１記載の把持装置。
前記離間手段は、前記付勢部材を押圧し、前記把持部材が互いに離間するように前記付勢部材を弾性変形させる押圧部材を有することを特徴とする請求項２記載の把持装置。
前記押圧部材は、前記把持部材が互いに離間する方向と略垂直方向に移動して、前記付勢部材を押圧することを特徴とする請求項３記載の把持装置。
前記離間手段は、前記押圧部材を前記把持部材が互いに離間する方向と略垂直方向に移動させる移動手段をさらに有することを特徴とする請求項４記載の把持装置。
前記移動手段は、
駆動源と、
この駆動源から伝達された回転運動を直線運動に変換する変換機構と、
を有することを特徴とする請求項５記載の把持装置。
前記変換機構は、マイクロメータヘッドを有することを特徴とする請求項６記載の把持装置。
前記駆動源は、モータからなることを特徴とする請求項６又は７記載の把持装置。
前記把持部材の少なくとも一つは、前記付勢部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の把持装置。