特開 2024-34873 把持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024034873

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】把持装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139406

(22)【出願日】2022-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】598113900

【氏名又は名称】アクテス京三株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 裕喜

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707CY36

3C707ES03

3C707ET03

3C707ET05

3C707EU05

3C707EU07

3C707HS27

3C707HT23

3C707KS33

3C707KV06

(57)【要約】

【課題】コンパクトであり、且つ把持体のストロークを大きくすることができる把持装置を提供する。
【解決手段】把持装置１０は、駆動源１２と、前記駆動源１２に連結された回転体２０ａ，２０ｂと、前記回転体２０ａ，２０ｂの中心以外の部分に回転自在に長手方向一端が連結された駆動部材２８ａ，２８ｂと、前記駆動部材２８ａ，２８ｂの長手方向他端に連結された把持体３２ａ，３２ｂと、前記駆動部材２８ａ，２８ｂが長手方向に摺動自在であるように前記駆動部材２８ａ，２８ｂを受け、回転自在である摺動受け部３６ａ，３６ｂと、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源と、
前記駆動源に連結された回転体と、
前記回転体の中心以外の部分に回転自在に長手方向一端が連結された駆動部材と、
前記駆動部材の長手方向他端に連結された把持体と、
前記駆動部材が長手方向に摺動自在であるように前記駆動部材を受け、回転自在である摺動受け部と、
を有する把持装置。

【請求項2】

前記把持体を平行に移動させる平行移動機構をさらに有する請求項１記載の把持装置。

【請求項3】

前記駆動源と前記回転体とは、ウォームギアを介して連結されている請求項１記載の把持装置。

【請求項4】

前記回転体は、前記ウォームギアに噛み合うウォームホイールから構成されている請求項３記載の把持装置。

【請求項5】

前記回転体は、前記ウォームギアを挟んで２個配置され、それぞれに前記駆動部材を介して前記把持体が連結されている請求項３記載の把持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、把持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

把持装置は、ロボットのアーム先端に取り付けられ、半導体等の対象物品を把持し、ロボットのアームの移動により把持装置に把持された対象物品を搬送するようになっている。このような把持装置として、例えば特許文献１－３に記載されたものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１６１４５４号公報

【特許文献2】特開２０２１－１７５５９１号公報

【特許文献3】特開２０２１－１２０１７９号方向

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された把持装置は、上下方向に移動するピストンにアーム部材を連結し、このアーム部材の回転により把持体を左右に動かすように構成されているので、把持体のストロークが小さく制限される。また、特許文献２に記載された把持装置は、直動するアクチュエータに把持体を連結して動かすように構成されているので、特許文献１に記載された把持装置と同様に、把持体のストロークが制限される。また、特許文献３に記載された把持装置は、直動するアクチュエータの駆動をカム機構を介して把持体の移動に変換するように構成されているので、カム機構を設ける分、装置が大きくならざるを得ない。

【0005】

本発明は、コンパクトであり、且つ把持体のストロークを大きくすることができる把持装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１態様は、駆動源と、前記駆動源に連結された回転体と、前記回転体の中心以外の部分に回転自在に長手方向一端が連結された駆動部材と、前記駆動部材の長手方向他端に連結された把持体と、前記駆動部材が長手方向に摺動自在であるように前記駆動部材を受け、回転自在である摺動受け部と、を有する把持装置である。

【0007】

本発明の第２態様は、前記把持体を平行に移動させる平行移動機構をさらに有する第１態様記載の把持装置である。

【0008】

本発明の第３態様は、前記駆動源と前記回転体とは、ウォームギアを介して連結されている第１態様又は第２態様記載の把持装置である。

【0009】

本発明の第４態様は、前記回転体は、前記ウォームギアに噛み合うウォームホイールから構成されている第３態様記載の把持装置である。

【0010】

本発明の第５態様は、前記回転体は、前記ウォームギアを挟んで２個配置され、それぞれに前記駆動部材を介して前記把持体が連結されている第３又は４態様記載の把持装置である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、駆動部材の一端を回転体に、他端を把持体に連結し、駆動部材が軸方向に摺動自在であるように回転自在の摺動受け部に駆動部材を受けさせるようにしたので、装置全体がコンパクトであり、且つ把持体のストロークを大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る把持装置を示す正面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る把持装置の正面側固定プレートを除いて把持部材が最小まで閉じた状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る把持装置の正面側固定プレートを除いて把持部材が最大まで開いた状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。図１から図３には、本発明の実施形態に係る把持装置１０が示されている。図１から図３において、紙面上下方向をＺ方向、Ｚ方向と直交する方向であり、紙面左右方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向と直交する方向であり、紙面に対して垂直である方向をＹ方向とする。

【0014】

把持装置１０は、例えばＺ方向において、ロボットアームの先端に取り付けられる。把持装置１０のＺ方向上部には、駆動源としてのモータ１２が配置されている。モータ１２には、サーボモータやステッピングモータ等が含まれる。

【0015】

モータ１２は、－Ｚ方向において、モータ取付部１４に固定されている。また、モータ１２の中心には、モータ軸１６が－Ｚ方向に突出している。モータ軸１６は、モータ取付部１４に回転自在であるように支持されている。このモータ軸１６は、モータ取付部１４から－Ｚに突出し、この突出した部分にウォームギア１８が固定されている。ウォームギア１８のさらに－Ｚ方向には軸受部１９が設けられ、この軸受部２０によりモータ軸１６が回転自在に支持されている。ウォームギア１８は、Ｚ軸周りに回転する。

【0016】

ウォームギア１８のＸ方向両側には、回転体としてのウォールホイール２０ａ，２０ｂが配置されている。ウォームギア１８とウォールホイール２０ａ，２０ｂとは、Ｘ方向において噛み合っている。ウォールホイール２０ａ，２０ｂは、該ウォールホイール２０ａ，２０ｂの中心にある回転軸２２ａ，２２ｂを中心として回転する。この回転軸２２ａ，２２ｂは、Ｙ方向でウォールホイール２０ａ，２０ｂを挟むように設けられた正面側固定プレート２４（図１に示す。図２、図３においては除かれている。）と背面側固定プレート２６とに回転自在であるように支持されている。
なお、図面においては、２つ同じの部品がある場合、＋Ｘ方向に配置された部品の番号に対してａを付与し、－Ｘ方向に配置された部品の番号にｂを付すこととする。

【0017】

正面側固定プレート２４と背面側固定プレート２６は互いに固定されている。さらに正面側固定プレート２４と背面側固定プレート２６前述したモータ取付部１４及び軸受部１９が固定されている。

【0018】

駆動部材２８ａ，２８ｂは、長手方向に延びる例えば断面円形で軸状に形成され、該駆動部材２８ａ，２８ｂの一端がウォームホイール２０ａ，２０ｂに第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂを介して回転自在に連結されている。第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂは、ウォームホイール２０ａ，２０ｂの中心以外に設けられている。ウォームホイール２０ａ，２０ｂが回転すると、この第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂは、ウォームホイール２０ａ，２０ｂに対して自転しながら、ウォームホイール２０ａ，２０ｂの回転軸２２ａ，２２ｂを中心として公転する。図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂは、例えばウォームホイール２０ａ，２０ｂの回転軸２２ａ，２２ｂのＺ方向上部で約９０度の角度で回転する。

【0019】

また、駆動部材２８ａ，２８ｂの長手方向他端は、後述する第３リンク４８ａ，４８ｂを介して把持体３２ａ，３２ｂに連結されている。即ち、第３リンク４８ａ，４８ｂには第２駆動部材支持軸３４ａ，３４ｂが設けられ、この第２駆動部材支持軸３４ａ，３４ｂに駆動部材２８ａ，２８ｂの長手方向他端が回転自在に連結され、さらに第３リンク４８ａ，４８ｂに把持体３２ａ，３２ｂが固定されている。

【0020】

また、駆動部材２８ａ，２８ｂの長手方向中間部分は、摺動受け部３６ａ，３６ｂに駆動部材２８ａ，２８ｂの長手方向で摺動自在であるように受けられている。即ち、摺動受け部３６ａ，３６ｂは、円筒状に形成され、該摺動受け部３６ａ，３６ｂの内部に形成された円筒状の摺動孔に駆動部材２８ａ，２８ｂが挿入されて駆動部材２８ａ，２８ｂが摺動受け部３６ａ，３６ｂに摺動自在であるように支持されている。

【0021】

図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、摺動受け部３６ａ，３６ｂは、摺動受け部支持軸３８ａ，３８ｂにより摺動受け部支持プレート４０及び背面側固定プレート２６に回転自在に支持されている。摺動受け部支持プレート４０は、モータ取付部１４に固定されている。摺動受け部３６ａ，３６ｂは、該摺動受け部３６ａ，３６ｂの一端が第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂを介してウォームホイール２０ａ，２０ｂの回転軸２２ａ，２２ｂを中心として回転するが、駆動部材２８ａ，２８ｂは、摺動受け部３６ａ，３６ｂを摺動しながら摺動受け部支持軸３８ａ，３８ｂを中心として回転するので、ウォームホイール２０ａ，２０ｂの回転に対して動きを妨げられることがない。

【0022】

平行移動機構４２ａ，４２ｂは、把持体３２ａ，３２ｂを平行に移動させるための機構である。平行移動機構４２ａ，４２ｂは、この実施形態においては、第１リンク４４ａ，４４ｂ、第２リンク４６ａ，４６ｂ及び第３リンク４８ａ，４８ｂから構成されている。第１リンク４４ａ，４４ｂは、駆動部材２８ａ，２８ｂと平行に設けられている。また、第１リンク４４ａ，４４ｂの一端は、第１リンク上部支持軸５０ａ，５０ｂを介して第２リンク４６ａ，４６ｂに回転自在であるように連結されている。また、第１リンク４４ａ，４４ｂの他端は、第１リンク下部支持軸５２ａ，５２ｂを介して第３リンク４８ａ，４８ｂに連結されている。第１リンク上部支持軸５０ａ，５０ｂの中心と第１のリンク下部支持軸５２ａ，５２ｂの中心との間の距離は、第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂの中心と第２駆動部材支持軸３４ａ，３４ｂの中心との間の距離と等しい。

【0023】

また、第２リンク４６ａ，４６ｂと第３リンク４８ａ，４８ｂとは平行に設けられている。第１リンク上部支持軸５０ａ，５０ｂの中心と第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂの中心との間の距離は、第１リンク下部支持軸５２ａ，５２ｂの中心と第２駆動部材支持軸３４ａ，３４ｂの中心との間の距離と等しい。

【0024】

したがって、駆動部材２８ａ，２８ｂ、第１リンク４４ａ，４４ｂ、第２リンク４６ａ，４６ｂ及び第３リンク４８ａ，４８ｂは平行四辺形を構成するので、図２（ａ），（ｂ）と図３（ａ），（ｂ）と比較して理解されるように、駆動部材２８ａ，２８ｂの動きに対して把持体３２ａ，３２ｂが互いに常に向き合うように保たれる。

【0025】

なお、図２（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第２リンク４６ａ，４６ｂには、案内部材５４が挿入されている。この実施形態においては、案内部材５４は、一方の第２リンク４６ｂに固定され、他方の第２リンク４６ａに衝動自在であるように挿入され、一方の第２リンク４６ｂに対して他方の第２リンク４６ａが直線状に動くように他方の第２リンク４６ａを案内する。

【0026】

また、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、前述した摺動受け部支持プレート４０の摺動受け部支持軸３８ａ，３８ｂの内側近傍には、切込み５６ａ，５６ｂがＺ方向に形成されている。また、この切込み５６ａ，５６ｂを跨ぐようにひずみゲージ５８ａ，５８ｂが設けられている。ひずみゲージ５８ａ，５８ｂは、周知のように、ホイートストンブリッジ回路から構成され、ひずみを検出する。この実施形態においては、図３（ｂ）に示す把持体３２ａ，３２ｂが広がった状態からは把持体３２ａ，３２ｂ互いに狭まる方向に移動して対象物品を把持体３２ａ，３２ｂが挟むと、摺動受け部支持軸３８ａ，３８ｂがＸ方向で広がる方向に力を受け、この力により切込み５６ａ，５６ｂがＸ方向に広がる方向にひずみ、そのひずみをひずみゲージ５８ａ，５８ｂにより検出し、ひずみゲージ５８ａ，５８ｂの出力により把持体３２ａ，３２ｂの把持力を検出することができる。

【0027】

上記構成において、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、把持体３２ａ，３２ｂが閉じたい状態からモータ１２を駆動すると、モータ軸１６と共にウォームギア１８がＺ軸周りに回転する。ウォームギア１８がＺ軸周りに回転すると、ウォームギア１８と噛み合うウォームホイール２０ａ，２０ｂが回転軸２２ａ，２２ｂを中心としてＹ軸周りに回転する。即ち、一方のウォームホイール２０ａは、回転軸２２ａを中心として時計方向に回転し、他方のウォームホイール２０ｂは、回転軸２２ｂを中心として反時計方向に回転する。ウォームホイール２０ａ，２０ｂが回転すると、第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂが同じく回転軸２２ａ，２２ｂを中心として回転する。

【0028】

第１駆動部材支持軸３０ａ，３０ｂが同じく回転軸２２ａ，２２ｂを中心として回転すると、駆動部材２８ａ，２８ｂの一端が円弧状に回転するが、駆動部材２８ａ，２８ｂは、該駆動部材２８ａ，２８ｂが摺動受け部３６ａ，３６ｂを摺動しつつ、摺動受け部３６ａ，３６ｂが摺動受け部支持軸３８ａ，３８ｂを中心として回転することにより、移動を妨げられることがない。

【0029】

駆動部材２８ａ，２８ｂが摺動受け部３６ａ，３６ｂを摺動しつつ、摺動受け部３６ａ，３６ｂが摺動受け部支持軸３８ａ，３８ｂを中心として回転すると、第３リンク４８ａ，４８ｂ及び把持体３２ａ，３２ｂがＸ方向に広がり、図３（ａ），（ｂ）に示す状態に広がった段階でモータ１２が停止する。

【0030】

次に把持体３２ａ，３２ｂの間に配置された対象物品を把持するには、図３（ａ），（ｂ）の状態からモータ１２のモータ軸１６の回転方向を逆にして回転する。モータ軸１６が逆方向に回転すると、ウォームギア１８が逆方向に回転し、ウォームホイール２０ａ，２０ｂが回転軸２２ａ，２２ｂを中心として逆方向に回転する。ウォームホイール２０ａ，２０ｂが逆方向に回転すると、駆動部材２８ａ，２８ｂが移動し、把持体３２ａ，３２ｂが狭まる方向に移動し、対象物品に当たる。把持体３２ａ，３２ｂが対象物品に当たると、ひずみゲージ５６ａ，５６ｂにより把持体３２ａ，３２ｂの把持力が検出され、目標とする把持力が得られたならばモータ１２を停止し、対象物品の把持を完了する。

【0031】

このようにして把持体３２ａ，３２ｂを開閉する場合、駆動部材２８ａ，２８ｂには、平行移動機構４２ａ，４２ｂが連結されているので、把持体３２ａ，３２ｂを平行に動かすことができ、対象物品の把持を容易にすることができる。

【0032】

以上述べたように、上記実施形態においては、ウォームギア１８にウォームホイール２０ａ，２０ｂを連結し、ウォームホイール２０ａ，２０ｂと把持体３２ａ，３２ｂとを、摺動受け部３６ａ，３６ｂにより摺動自在且つ回転自在に支持された駆動部材２８ａ，２８ｂにより連結したので、把持装置１０を小型化することができると共に、把持体３２ａ，３２ｂによる対象部品の把持力は小さいが、把持体３２ａ，３２ｂのストロークを大きくすることができる。

【0033】

なお、上記実施形態においては、２つの回転体を用いて２つの把持体を動かすようにしているが、他の実施形態として、１つの把持体は固定しておき、１つの回転体を用いて1つの把持体を動かして対象物品を把持するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１０ 把持装置
１２ モータ
１４ モータ取付部
１６ モータ軸
１８ ウォームギア
１９ 軸受部
２０ａ，２０ｂ ウォームホイール
２２ａ，２２ｂ 回転軸
２２a 回転軸
２４ 正面側固定プレート
２６ 背面側固定プレート
２８ａ，２８ｂ 駆動部材
３０ａ，３０ｂ 駆動部材支持軸
３２ａ，３２ｂ 把持体
３４ａ，３４ｂ 駆動部材支持軸
３６ａ，３６ｂ 摺動受け部
３８ａ，３８ｂ 摺動受け部支持軸
４０ 摺動受け部支持プレート
４２ａ，４２ｂ 平行移動機構
４４ａ，４４ｂ 第１リンク
４６ａ，４６ｂ 第２リンク
４８ａ，４８ｂ 第３リンク
５０ａ，５０ｂ 第１リンク上部支持軸
５２ａ，５２ｂ 第１リンク下部支持軸
５４ 案内部材
５６ａ，５６ｂ 切込み
５８ａ，５８ｂ ひずみゲージ

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図3(a)】

【図3(b)】